JP2009123680A - 燃料電池スタック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の燃料電池スタックは、積層構造の複数のセルに燃料を供給するための燃料マニホールドと、酸化剤を供給するための酸化剤マニホールドと、を備えるスタック本体と、前記燃料マニホールドに挿入され、長さ方向の一面にリセスが配置された棒構造を有するバッフルと、を備え、前記リセスの断面積が一方向に向かって減少する。
【選択図】図1
Description
cell)は、メタノール、エタノール、天然ガスのような炭化水素系の物質内に含まれている水素と酸素の電気化学的な反応により電気エネルギーを発生させる発電システムである。
Electrolyte Membrane Fuel Cell:PEMFC)は、他の燃料電池に比べて出力特性に極めて優れており、作動温度が低く、更に速い起動及び応答特性といった特徴を有する。したがって、高分子電解質燃料電池は、例えば、携帯用電子機器のような移動用(transportable)電源や自動車用動力源のような輸送用電源はもちろん、住宅、公共建物の停止用発電所のような分散用電源など、広い範囲で応用されている。
Cell:DMFC)は、高分子電解質燃料電池のように燃料から水素を得るための改質基を用いないため、小型化に更に有利である。
Electrode Assembly:MEA)と、セパレータ(Separator)とからなる単位燃料電池(以下、セルという)が数個〜数十個積層された構造を有する。この場合、燃料電池スタックの内部には通常、各セルに燃料を供給するためのマニホールド(manifold)と、酸化剤を供給するためのマニホールドが設置される。スタック構造の燃料電池ではセルの積層個数を調節することで、所望の電圧を容易に得ることができる。
Anode:CH3OH+H2O→CO2+6H++6e−
Cathode:1.5O2+6H++6e−→3H2O
Overall:CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O、Eo=1.18V
reformer:n−C4H10+8H2O→4CO2+13H2
Anode:H2→2H++2e−
Cathode:0.5O2+2H++2e−→H2O
Overall:H2+0.5O2→H2O
11a、11b エンド・プレート
12a、12b 膜−電極アセンブリ
14 セパレータ
16a 燃料入口
16b 燃料出口
18a 酸化剤入口
18b 酸化剤出口
20 バッフル
22 リセス
22a 第1リセス部
22b 第2リセス部
Claims (14)
- 積層構造の複数のセルに燃料を供給するための燃料マニホールドと、酸化剤を供給するための酸化剤マニホールドと、を備えるスタック本体と、
前記燃料マニホールドに挿入され、長さ方向の一面にリセスが配置された棒構造を有するバッフルと、
を備え、
前記リセスの断面積が、前記燃料マニホールドの入口側から他側に向かって減少する燃料電池スタック。 - 前記燃料マニホールドの断面積は、均一であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。
- 前記リセスは、前記燃料マニホールドの入口側から所定区間形成される第1リセス部と、前記第1リセス部が形成される区間以外に形成される第2リセス部から構成され、
前記第1リセス部の断面積は、前記第2リセス部の断面積より大きいことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。 - 前記第1リセス部の断面積は、前記燃料マニホールドの90〜70%であり、前記第2リセス部の断面積は、前記燃料マニホールドの70〜50%であることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池スタック。
- 前記第1リセス部と前記第2リセス部との長さの比率が約1:5となるように、前記第1リセス部と前記第2リセス部との境界が位置することを特徴とする請求項4に記載の燃料電池スタック。
- 前記第1リセス部と前記第2リセス部の断面積は、前記マニホールドの入口側から他側に向かって、互いに異なる割合で減少していくことを特徴とする請求項4に記載の燃料電池スタック。
- 前記バッフルは、非電気伝導性及び耐酸性材料からなることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。
- 前記バッフルは、高分子材料からなることを特徴とする請求項7に記載の燃料電池スタック。
- 前記燃料マニホールドは、前記燃料の流入のための第1燃料マニホールドと、前記各セルから出る未反応燃料と副産物の排出のための第2燃料マニホールドと、を備え、
前記バッフルは、前記第1燃料マニホールドに配置される第1バッフルと、前記第2燃料マニホールドに配置される第2バッフルと、を備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。 - 前記酸化剤マニホールドに配置されるもう1つのバッフルを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。
- 前記燃料は、気状燃料、液状燃料及びこれらの組み合わせのいずれか1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。
- 前記燃料は、水素ガス、メタノール、エタノールの少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項11に記載の燃料電池スタック。
- 前記各セルは膜−電極アセンブリとセパレータを備え、前記セパレータは燃料流動流路及び酸化剤流動流路の少なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。
- 前記膜−電極アセンブリは、電解質、前記電解質の一側に接するアノード触媒、及び前記電解質の他側に接するカソード触媒を備えることを特徴とする請求項13に記載の燃料電池スタック。
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CN111244523B (zh) * | 2020-01-21 | 2021-07-06 | 武汉理工大学 | 一种用于燃料电池电堆的歧管装置 |
CN113346120B (zh) * | 2021-05-19 | 2022-08-16 | 武汉理工大学 | 一种燃料电池电堆用歧管装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62150667A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Hitachi Ltd | 内部マニホ−ルド型燃料電池 |
EP0981175A2 (en) * | 1998-08-20 | 2000-02-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell stack |
JP2000149977A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2006100016A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2006202524A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタックのマニホールド構造 |
US20070245547A1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Paul Osenar | Insert-molded, externally manifolded, sealed membrane based electrochemical cell stacks |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6419675A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-23 | Sanyo Electric Co | Manifold device for fuel cell |
JP3113340B2 (ja) * | 1991-11-07 | 2000-11-27 | 三洋電機株式会社 | 内部マニホールド方式燃料電池 |
JP3454722B2 (ja) * | 1998-08-20 | 2003-10-06 | 松下電器産業株式会社 | 固体高分子型燃料電池 |
JP3972759B2 (ja) * | 2002-07-24 | 2007-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータ |
DE602006016389D1 (de) * | 2005-10-20 | 2010-10-07 | Samsung Sdi Co Ltd | Teilpassives Brennstoffzellensystem |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62150667A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Hitachi Ltd | 内部マニホ−ルド型燃料電池 |
EP0981175A2 (en) * | 1998-08-20 | 2000-02-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell stack |
JP2000149977A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2006100016A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2006202524A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタックのマニホールド構造 |
US20070245547A1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Paul Osenar | Insert-molded, externally manifolded, sealed membrane based electrochemical cell stacks |
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