JP2008311166A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発電スタック5と、発電スタック5のアノード5aに燃料を供給する燃料供給部3と、発電スタック5のカソード5bに空気を供給する空気供給部6と、カソード5bで発生した水および水蒸気とカソード5bを経た気体とからなる気液混合流体から水を分離する気液分離部9を備えた燃料電池システム100であって、気液分離部9に保水体9cを設け、保水体9cで気液混合流体からカソード5bで発生した水と水蒸気を保水する構成を有する。
【選択図】図1
Description
アノードの反応式:CH3OH+H2O→CO2+6H++e− (1)
カソードの反応式:3/2O2+6H++e−→3H2O (2)
で表される。
図1(a)は、本発明の実施の形態1における燃料電池システムの模式図で、図1(b)は、図1(a)の気液分離部9を詳細に説明する断面模式図である。
図3(a)は、本発明の実施の形態2における燃料電池システム200の模式図で、図3(b)は、図3(a)の気液分離部を詳細に説明する断面模式図である。なお、図1(a)と同じ構成要素には同じ符号を付し説明する。また、実施の形態1で説明した気液分離部19を例に説明する。
図5(a)は、本発明の実施の形態3における燃料電池システム400の模式図で、図5(b)は、図5(a)の一体化気液分離部を詳細に説明する断面模式図である。なお、図1(a)と同じ構成要素には同じ符号を付し説明する。ここで、一体化気液分離部とは、アノードから排出される気液を分離する捕集部とカソードから排出される気液を分離する気液分離部を一体化した構成からなる。
2 燃料ポンプ
3 燃料供給部
5 発電スタック
5a アノード
5b カソード
6 空気供給部
8 捕集部
8a 液体回収部
8b,9e 気液分離膜
9,19 気液分離部
9a,12a 導入口
9b,12b 排出口
9c 保水体
9d 開口部
9f 結露液
10 アノード入口
11 カソード入口
12 アノード出口
13 カソード出口
15 排出ポンプ
18b 第2気液分離膜
19e 第1気液分離膜
30 一体化気液分離部
100,200,300,400 燃料電池システム
Claims (9)
- 発電スタックと、前記発電スタックのアノードに燃料を供給する燃料供給部と、
前記発電スタックのカソードに空気を供給する空気供給部と、前記カソードで発生した水および水蒸気と前記カソードを経た気体とからなる気液混合流体から水を分離する気液分離部を備えた燃料電池システムであって、
前記気液分離部に保水体を設け、前記保水体で前記気液混合流体から前記カソードで発生した水と水蒸気を保水することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記気液分離部に、前記水および水蒸気と前記気体とを分離し、前記気体を排出する気液分離膜をさらに設けたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記発電スタックのアノードの排出側に、前記発電スタックの前記アノードで発生する気液混合液体を回収するとともに、前記気液混合液体から気体と液体を分離する気液分離膜を備える捕集部を設け、前記液体を前記燃料供給部に供給することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記気液分離部を前記燃料供給部と接続し、前記保水体で保水した液体を前記燃料供給部に供給すること特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記気液分離部に排出ポンプを設け、前記保水体で保水した液体を排出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記排出ポンプを、前記捕集部と接続し、前記保水体で保水した液体を供給することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。
- 前記気液分離部の気液分離膜を第1気液分離膜、前記捕集部の前記気液分離膜を第2気液分離膜とし、
前記気液分離部と前記捕集部を前記第2気液分離膜を介して接続して、前記捕集部で発生する気体と前記気液分離部で発生する気体を前記第1気液分離膜を介して排出することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記第1気液分離膜の面積が、前記第2気液分離膜の面積より広いことを特徴とする請求項7に記載の燃料電池システム。
- 前記第1気液分離膜の通気度が、前記第2気液分離膜の通気度より高いことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の燃料電池システム。
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