JP2016197500A - 燃料電池用冷却液、燃料電池の冷却システム、及び燃料電池用冷却液の濾過装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、上記目的を達成するための燃料電池の冷却システムは、冷却回路を通じて冷却液を流通させることにより燃料電池本体を冷却するシステムであって、前記冷却液には、18−クラウン−6−エーテル骨格構造を有する添加剤が添加されている。
以下、図1〜図3を参照して、第1実施形態について説明する。
図1に示すように、燃料電池の冷却回路90には、冷却液を吸引して吐出するポンプ91、燃料電池本体92、及び外気との熱交換により冷却液を冷却する熱交換器93が設けられている。また、冷却回路90には、熱交換器93を迂回する迂回路94が設けられており、同迂回路94の途中には、冷却液に含まれるイオンを吸着して除去するイオン交換器10が設けられている。また、迂回路94の下流端には、図示しない制御装置からの指令により開閉駆動される三方弁95が設けられている。
冷却液中には、燃料電池本体の運転に伴ってエチレングリコールが熱劣化することなどによりグリコール酸、蟻酸、及び酢酸などの陰イオンが発生する。また、冷却液中には、前述したように、ケーシングの内壁などから溶け出したカリウムイオンや他の金属イオン、トリメチルアミンやアンモニウムイオンなどの陽イオンが発生する。ここで、グリコール酸、蟻酸、酢酸などの有機酸や、トリメチルアミンやアンモニウムイオンなどのアミン系のイオンは、カリウムイオンや、その他の金属イオンに比べて、冷却液の導電率の上昇に対する寄与度合が数分の一と小さい。
(1)冷却液には、18−クラウン−6−エーテル分子を含む添加剤が添加されている。したがって、カリウムイオンに起因して冷却液の導電率が上昇することを抑制することができる。
以下、図4〜図6を参照して、第2実施形態について説明する。
本実施形態においては、第1実施形態において例示したイオン交換器10に代えて、以下の濾過装置20が設けられている。なお、本実施形態の冷却液には、18−クラウン−6−エーテル分子を含む添加剤が添加されていない。
図5に示すように、吸着材21は、スチレン23とジビニルベンゼン24との共重合体である高分子母体22を繊維状に成形することにより形成された不織布である。不織布の繊維径は例えば0.1μm〜100μmである。また、図5及び図6に示すように、高分子母体22には、18−クラウン−6−エーテル骨格構造を有する官能基25がエーテル基を介して結合されている。
冷却液が濾過装置20の吸着材21を通過する際に、18−クラウン−6−エーテル骨格構造を有する官能基25によって、冷却液に含まれるカリウムイオンが選択的且つ強固に吸着される。また、カリウムイオンを吸着することにより生じる金属錯体は導電性を有しないため、吸着されたカリウムイオンの分だけ冷却液の導電率が低下する。したがって、カリウムイオンに起因して冷却液の導電率が上昇することを抑制することができる。
(2)濾過装置20は、18−クラウン−6−エーテル骨格構造を有する官能基25が結合された高分子母体22によって形成された吸着材21を有している。したがって、カリウムイオンに起因して冷却液の導電率が上昇することを抑制することができる。
第1実施形態において例示したイオン交換樹脂15の場合、カートリッジ11の網14から粒状のイオン交換樹脂15が流出するおそれがある。また、粒状のイオン交換樹脂15同士は静電気によって互いに引きつけ合うことから、イオン交換樹脂15を取り扱う工程が煩雑なものとなる。
以下、図7を参照して、第3実施形態について説明する。
図7に示すように、本実施形態においては、吸着材21が粒状に形成されている。吸着材21の粒径は例えば100μm〜500μmである。そして、吸着材21は、第1実施形態と同様なカートリッジ11内に収容される。
<第4実施形態>
以下、図8を参照して、第4実施形態について説明する。
すなわち、第3実施形態において例示した粒状の吸着材21を粉砕したものに対して、結合材、安定剤、及び可塑剤を混合するとともに、加熱ロールにより加熱及び加圧することによって例えば厚さ0.3mm〜1mmのシート31が成形される。ここで、結合材としては例えば塩化ビニルが好ましい。また、安定剤としては例えばステアリン酸鉛が好ましい。また、可塑剤としてはヂオクチル・フタレートが好ましい。
この場合、第2実施形態の効果(2)〜(4)と同様な効果を奏することができる。
<変形例>
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第2実施形態において、冷却回路90における濾過装置20の上流側または下流側に第1実施形態のイオン交換器10を設けることもできる。
・第4実施形態において、吸着材21、結合材、安定剤、及び可塑剤によって成形されたシートの強度が不足するおそれがある場合には、同シートと、熱可塑性樹脂などによって形成された不織布とを張り合わせることにより2層構造シートを形成し、同シートによって吸着フィルタ30を形成すればよい。また、熱可塑性樹脂などによって形成された不織布に対して吸着材21を塗工することによってシートを形成し、同シートによって吸着フィルタ30を形成することもできる。
Claims (5)
- 添加剤が添加された燃料電池用冷却液であって、
前記添加剤は、18−クラウン−6−エーテル骨格構造を有する分子を含む、
燃料電池用冷却液。 - 冷却回路を通じて冷却液を流通させることにより燃料電池本体を冷却する燃料電池の冷却システムであって、
前記冷却液には、18−クラウン−6−エーテル骨格構造を有する分子を含む添加剤が添加されている、
燃料電池の冷却システム。 - 燃料電池本体を冷却する冷却液が流通する冷却回路に設けられ、冷却液に含まれるイオンを吸着して冷却液を濾過する装置であって、
18−クラウン−6−エーテル骨格構造を有する官能基が結合された高分子母体によって形成された吸着材を備えている、
燃料電池用冷却液の濾過装置。 - 前記吸着材はシート状に形成されている、
請求項3に記載の燃料電池用冷却液の濾過装置。 - 前記吸着材は粒状に形成されている、
請求項3に記載の燃料電池用冷却液の濾過装置。
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