JP2006156298A - 燃料電池スタック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 膜−電極接合体とその両面に配されるセパレータとを有するセルが複数積層されてなるセル積層体11を備えた燃料電池スタック10において、セル積層体11の積層方向両端に蓄熱材保持体13を設ける。蓄熱材保持体13は、その内部に、相変化により発熱する潜熱蓄熱材を保持している。潜熱蓄熱材は、トリガ34によって機械的あるいは電気的な振動・衝撃を与えられることによって、相変化が促される。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池スタックを備えた燃料電池システムの要部を示すシステム構成図である。この燃料電池システムは、特に燃料電池車両の車載発電システムに用いて好適であるが、その他に、例えば定置用発電システムへの適用も可能である。
本実施の形態に係る蓄熱材保持体41は、図5に示すように、セル積層体11に接する側(セル積層方向内側)の一側面(以下、内端面41A)に、蛇行状の凹溝からなる冷媒流路(媒体流路)42を有する。この冷媒流路42は、図示しないセパレータに形成された冷媒流路(以下、セパレータ冷媒流路)と同程度の圧損となるように、例えばセパレータ冷媒流路と同一形態をなすように形成されている。
本実施の形態に係る蓄熱材保持体51は、図5に示す第2実施形態の構成に加えて、冷媒流路42を有する内端面41Aと反対側(セル積層方向外側)の他側面(以下、外端面)に出力端子52を備えている。この出力端子52は、セル積層方向に対して直交する方向(図6では外端面に沿って上方)に突出する。かかる構成によれば、蓄熱材保持体51の出力端子52から燃料電池スタック10の総電力を取り出すことができるので、燃料電池スタック11の体格を小型化することが可能となる。
本発明は上記実施形態以外にも種々に変更して適用することが可能である。例えば、トリガは、上記の構成以外に、ピエゾ素子等の振動子と、該振動子に電圧を印加する電圧印加手段と、印加電圧を制御する制御手段とを備えた構成としてもよい。この構成では、振動子に電位差を与え、振動する振動子によって潜熱蓄熱材33に機械的な振動を連続的に与えることができる。
上記いずれかの実施形態の燃料電池スタック10を搭載した燃料電池車両によれば、駐車場やガレージへの車両駐車時に外気温が低下しても、ヒータや燃料ガスを利用しない暖機が可能であるから、始動時に余計な電力を消費しなくてすみ、エネルギー効率の低下を抑制することができる。また、氷結状態からの始動を回避できるので、発電不能、発電不良、及びガス欠によるセル劣化も防止することができる。
Claims (10)
- 膜−電極接合体とその両面に配されるセパレータとを有するセルが複数積層されてなるセル積層体を備えた燃料電池スタックであって、
相変化により発熱する潜熱蓄熱材を保持する蓄熱材保持体が前記セルと接するように設けられた燃料電池スタック。 - 前記蓄熱材保持体は、潜熱蓄熱材の相変化を促すトリガをさらに保持する請求項1に記載の燃料電池スタック。
- 前記蓄熱材保持体は、セル積層方向端部に設けられている請求項1又は2に記載の燃料電池スタック。
- 前記蓄熱材保持体が導通性を有する請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池スタック。
- 前記蓄熱材保持体が出力端子を有する請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池スタック。
- 前記蓄熱材保持体は、セルとの熱交換に用いられる熱交換媒体の一部を流通させる媒体流路を有する請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池スタック。
- 前記媒体流路は、互いに隣接するセル間に介在する媒体流路と同程度の圧損となるように形成された請求項6に記載の燃料電池スタック。
- 前記蓄熱材保持体は、セルと接触しない面側に断熱性を有する請求項1〜7のいずれかに記載の燃料電池スタック。
- 始動時にトリガにて潜熱蓄熱材の相変化を促す制御部を有する請求項1〜8のいずれかに記載の燃料電池スタック。
- 前記制御部は、スタック温度が所定値以下の場合にのみ相変化を促す請求項9に記載の燃料電池スタック。
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