JP2751407B2 - 液体燃料電池 - Google Patents
液体燃料電池Info
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- JP2751407B2 JP2751407B2 JP1137117A JP13711789A JP2751407B2 JP 2751407 B2 JP2751407 B2 JP 2751407B2 JP 1137117 A JP1137117 A JP 1137117A JP 13711789 A JP13711789 A JP 13711789A JP 2751407 B2 JP2751407 B2 JP 2751407B2
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- JP
- Japan
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- fuel cell
- liquid fuel
- anolyte
- cell according
- temperature change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体燃料を用いるメタノール−空気燃料電
池、ヒドラジン−空気燃料電池等の液体燃料電池に関
し、特に非発電時の性能低下防止と発電，非発電時の取
り扱いの簡単化に関するものである。
池、ヒドラジン−空気燃料電池等の液体燃料電池に関
し、特に非発電時の性能低下防止と発電，非発電時の取
り扱いの簡単化に関するものである。
従来の技術 従来、例えばメタノールを燃料とし、このメタノール
と電解液の混合液であるアノライトを各単電池で連通す
る循環路（電池下部に供給系の循環路，電池上部に排出
系の循環路）に循環して負極の集電体側に位置するアノ
ライト室に燃料を供給するメタノール−空気燃料電池で
は、非発電時の積層電池の開路電圧による負極及び負極
側集電体の腐食防止のために、アノライト室及び循環路
内のアノライトを積層電池部外に脱液するか、あるいは
この方策にて生じる外気による負極の酸化劣化を防止す
るために、循環路の供給、排出系共に電極面より高位置
に設け、非発電時にアノライトは循環路から脱液し、か
つ、アノライト室には残留するような構造に成っていた
（特開昭61-248366号公報）。
と電解液の混合液であるアノライトを各単電池で連通す
る循環路（電池下部に供給系の循環路，電池上部に排出
系の循環路）に循環して負極の集電体側に位置するアノ
ライト室に燃料を供給するメタノール−空気燃料電池で
は、非発電時の積層電池の開路電圧による負極及び負極
側集電体の腐食防止のために、アノライト室及び循環路
内のアノライトを積層電池部外に脱液するか、あるいは
この方策にて生じる外気による負極の酸化劣化を防止す
るために、循環路の供給、排出系共に電極面より高位置
に設け、非発電時にアノライトは循環路から脱液し、か
つ、アノライト室には残留するような構造に成っていた
（特開昭61-248366号公報）。
発明が解決しようとする課題 上記のメタノール−空気燃料電池では、非発電時にア
ノライトを電池外部に脱液すると上述した問題が生じ、
また、循環路の供給、排出系共に電極面より高位置に設
けたメタノール−空気燃料電池では、非発電時の供給系
循環路内アノライトの脱液の際に進入して来る外気が、
次回の発電時にこの供給系循環路内に一部残り、これが
抵抗に成ってアノライトの供給がされない単電池が生じ
た。また、上記問題は単電池の積層数が多くなると顕著
に現れてくると言う欠点が有った。
ノライトを電池外部に脱液すると上述した問題が生じ、
また、循環路の供給、排出系共に電極面より高位置に設
けたメタノール−空気燃料電池では、非発電時の供給系
循環路内アノライトの脱液の際に進入して来る外気が、
次回の発電時にこの供給系循環路内に一部残り、これが
抵抗に成ってアノライトの供給がされない単電池が生じ
た。また、上記問題は単電池の積層数が多くなると顕著
に現れてくると言う欠点が有った。
本発明は上記欠点を除去することを目的としたもので
ある。
ある。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明は各単電池間に温
度変化に追随して変形する材料を配置し、発電，非発電
で変化する電池温度に伴って、温度変化に追随して変形
する材料が変形し、電池温度が作動温度付近に達した
時、電極と集電体とを接触させ、また、外気温度付近に
あるときは電極と集電体を非接触させる。
度変化に追随して変形する材料を配置し、発電，非発電
で変化する電池温度に伴って、温度変化に追随して変形
する材料が変形し、電池温度が作動温度付近に達した
時、電極と集電体とを接触させ、また、外気温度付近に
あるときは電極と集電体を非接触させる。
作用 これにより、非発電時つまり電池温度が外気温度付近
に有るとき、各単電池間の電気接続が切り離されている
ため、循環路及びアノライト室にアノライトが残留して
も、積層電池の開路時の高電圧による負極及び負極側集
電体の腐食を防止でき、そのためアノライトの循環が各
単電池に比較的均一に成される構造である電池上下部分
に循環路を設ける事がき、さらに、上記電極と集電体の
接触、非接触が温度変化に追随して変形する材料にて自
動的に行う事ができる。
に有るとき、各単電池間の電気接続が切り離されている
ため、循環路及びアノライト室にアノライトが残留して
も、積層電池の開路時の高電圧による負極及び負極側集
電体の腐食を防止でき、そのためアノライトの循環が各
単電池に比較的均一に成される構造である電池上下部分
に循環路を設ける事がき、さらに、上記電極と集電体の
接触、非接触が温度変化に追随して変形する材料にて自
動的に行う事ができる。
実施例 本発明の一実施例である、バイポーラプレートを集電
体とした液循環型のメタノール−空気燃料電池を第1,2,
3図を使って説明する。
体とした液循環型のメタノール−空気燃料電池を第1,2,
3図を使って説明する。
第１図は単電池の構成を示す。電解質であるイオン交
換膜４を間に空気極５とメタノール極６が相対向し、こ
のメタノール極６の外側に集電体であるバイポーラプレ
ート３を配置し、これ等を上部にアノライトの排出系の
循環路7b、下部にアノライトの供給系の循環路7aを設け
た電池枠２にて保持する。メタノール極６とその外側の
バイポーラプレート３の間がアノライト室８である。
換膜４を間に空気極５とメタノール極６が相対向し、こ
のメタノール極６の外側に集電体であるバイポーラプレ
ート３を配置し、これ等を上部にアノライトの排出系の
循環路7b、下部にアノライトの供給系の循環路7aを設け
た電池枠２にて保持する。メタノール極６とその外側の
バイポーラプレート３の間がアノライト室８である。
第２図は発電時の積層電池である。第１図に示した単
電池を積層し、各単電池のアノライトの排出系の循環路
7bおよび供給系の循環路7aをバネを内蔵したポリプロピ
レン製の蛇腹管９にて連通させる。このポリプロピレン
製の蛇腹管９の外側周囲に一方向形状記憶合金からなる
バネ10を設ける。この一方向形状記憶合金からなるバネ
10はオーステナイト相領域で圧縮された形状を記憶して
いる。この一方向形状記憶合金のオーステナイト相にな
る変態点は電池の作動温度付近であり、また、非発電時
すなわち外気温度付近がマルテンサイト相になる変態点
である。また、ポリプロピレン製の蛇腹管９に内蔵した
バネ定数は、一方向形状記憶合金製バネ10のオーステナ
イト相領域でのバネ定数より低く、またマルテンサイト
相領域でのバネ定数より高い。電池始動時に外部発熱体
11にて電池作動温度まで加熱されたアノライトタンク13
からのアノライトをポンプ12にて循環し、このアノライ
トがポリプロピレン製の蛇腹管９を通過すると一方向形
状記憶合金製バネ10が圧縮しバイポーラプレート３を隣
の単電池の空気極５に接触させる。この時、ポリプロピ
レン製の蛇腹管９も圧縮された状態になる。
電池を積層し、各単電池のアノライトの排出系の循環路
7bおよび供給系の循環路7aをバネを内蔵したポリプロピ
レン製の蛇腹管９にて連通させる。このポリプロピレン
製の蛇腹管９の外側周囲に一方向形状記憶合金からなる
バネ10を設ける。この一方向形状記憶合金からなるバネ
10はオーステナイト相領域で圧縮された形状を記憶して
いる。この一方向形状記憶合金のオーステナイト相にな
る変態点は電池の作動温度付近であり、また、非発電時
すなわち外気温度付近がマルテンサイト相になる変態点
である。また、ポリプロピレン製の蛇腹管９に内蔵した
バネ定数は、一方向形状記憶合金製バネ10のオーステナ
イト相領域でのバネ定数より低く、またマルテンサイト
相領域でのバネ定数より高い。電池始動時に外部発熱体
11にて電池作動温度まで加熱されたアノライトタンク13
からのアノライトをポンプ12にて循環し、このアノライ
トがポリプロピレン製の蛇腹管９を通過すると一方向形
状記憶合金製バネ10が圧縮しバイポーラプレート３を隣
の単電池の空気極５に接触させる。この時、ポリプロピ
レン製の蛇腹管９も圧縮された状態になる。
第３図は非発電時の積層電池である。非発電には電池
温度即ちアノライト温度が外気温度まで低下すると、ポ
リプロピレン製の蛇腹管９に内蔵したバネの復元力にて
バイポーラプレート３と隣の単電池の空気極５を切離
す。また、この時アノライトはアノライト室８に残留さ
せ、アノライト室８への外気の侵入を阻止する。
温度即ちアノライト温度が外気温度まで低下すると、ポ
リプロピレン製の蛇腹管９に内蔵したバネの復元力にて
バイポーラプレート３と隣の単電池の空気極５を切離
す。また、この時アノライトはアノライト室８に残留さ
せ、アノライト室８への外気の侵入を阻止する。
発明の効果 上述の本発明によれば、電池温度が作動温度付近に達
したら形状記憶合金製バネにて電極と集電体を接触させ
て発電を開始し、非発電時には電池温度が外気温度まで
低下するとアノライト通路に配置したバネを内蔵したポ
リプロピレン製蛇腹管の復元力にて電極と集電体を切り
離すことができる。この様に、各単電池間の電気接続及
び切り離し作業が自動的にできる。また、非発電時に各
単電池間の電気接続を切り離してあるため、外気のアノ
ライト室への侵入を阻止するために電池内にアノライト
を残留させても、積層電池の開路時の高電圧による負極
ならびに負極側集電体の腐食を防止できるので長寿命化
が計れる。さらに、アノライトの循環路を電池の上下部
に設ける事ができ、従来の非発電時における液短絡を防
止する構造の電池に比べ、各単電池均一に循環されるこ
とから電池性能が安定する点、極めて工業的価値大なる
ものである。
したら形状記憶合金製バネにて電極と集電体を接触させ
て発電を開始し、非発電時には電池温度が外気温度まで
低下するとアノライト通路に配置したバネを内蔵したポ
リプロピレン製蛇腹管の復元力にて電極と集電体を切り
離すことができる。この様に、各単電池間の電気接続及
び切り離し作業が自動的にできる。また、非発電時に各
単電池間の電気接続を切り離してあるため、外気のアノ
ライト室への侵入を阻止するために電池内にアノライト
を残留させても、積層電池の開路時の高電圧による負極
ならびに負極側集電体の腐食を防止できるので長寿命化
が計れる。さらに、アノライトの循環路を電池の上下部
に設ける事ができ、従来の非発電時における液短絡を防
止する構造の電池に比べ、各単電池均一に循環されるこ
とから電池性能が安定する点、極めて工業的価値大なる
ものである。
第１図は単電池の構成図、第２図は発電時の積層電池の
構成図、第３図は非発電時の積層電池の構成図である。 １は単電池、３はバイポーラプレート、４はイオン交換
膜、５は空気極、６はメタノール極、7aはアノライトの
供給系の循環路、7bはアノライトの排出系の循環路、８
はアノライト室、９はポリプロピレン製の蛇腹管、10は
一方向形状記憶合金製バネ、11は外部発熱体、12はポン
プ。
構成図、第３図は非発電時の積層電池の構成図である。 １は単電池、３はバイポーラプレート、４はイオン交換
膜、５は空気極、６はメタノール極、7aはアノライトの
供給系の循環路、7bはアノライトの排出系の循環路、８
はアノライト室、９はポリプロピレン製の蛇腹管、10は
一方向形状記憶合金製バネ、11は外部発熱体、12はポン
プ。
Claims (7)
- 【請求項１】電解質を間に正極と負極が相対面し、これ
等電極の外側に集電体を接触させて集電する液体燃料電
池において、温度変化に追随して変形する材料を各単電
池間あるいは数組電池間毎に配置し、この温度変化に追
随して変形する材料にて電極と集電体を液体燃料電池の
作動温度付近で接触、外気温度で非接触状態にする事を
特徴とする液体燃料電池。 - 【請求項２】前記温度変化に追随して変形する材料が燃
料あるいは燃料と電解液の混合液であるアノライトが流
れる液通路に接し、かつ、この液通路が伸縮性である事
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体燃料電
池。 - 【請求項３】前記温度変化に追随して変形する材料を配
置した単電池間にバネを配置した特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の液体燃料電池。 - 【請求項４】前記温度変化に追随して変形する材料が形
状記憶合金である事を特徴とする特許請求の範囲第３項
記載の液体燃料電池。 - 【請求項５】前記形状記憶合金のオーステナイト変態点
が液体燃料電池の作動温度付近である事を特徴とする特
許請求の範囲第３項又は第４項記載の液体燃料電池。 - 【請求項６】前記形状記憶合金のマルテンサイト変態点
が外気温度である事を特徴とする特許請求の範囲第４項
又は第５項記載の液体燃料電池。 - 【請求項７】前記液体燃料電池の循環系路内に発熱部を
設けた特許請求の範囲第１〜第６項から選んだ中の１つ
の項に記載の液体燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1137117A JP2751407B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 液体燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1137117A JP2751407B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 液体燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031449A JPH031449A (ja) | 1991-01-08 |
| JP2751407B2 true JP2751407B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=15191226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1137117A Expired - Lifetime JP2751407B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 液体燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751407B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020115676A1 (de) | 2020-06-15 | 2021-12-16 | Audi Aktiengesellschaft | Speicherbefeuchter mit Speicherelement, Brennstoffzellenvorrichtung und Kraftfahrzeug |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI228332B (en) * | 2002-09-18 | 2005-02-21 | Nec Corp | Fuel cell system and method of using same |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP1137117A patent/JP2751407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020115676A1 (de) | 2020-06-15 | 2021-12-16 | Audi Aktiengesellschaft | Speicherbefeuchter mit Speicherelement, Brennstoffzellenvorrichtung und Kraftfahrzeug |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH031449A (ja) | 1991-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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