JP4534661B2 - 燃料電池駆動装置 - Google Patents
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Description
即ち、特許文献1に記載された燃料電池は、電極に触媒を分散させた,正負極によって、高分子電解質からなるプロトン伝導部両端を挟み込む構成となっている。正極は、例えば,炭素繊維中に触媒となる白金が分散されており、前記正極上ではプロトン伝導部を伝導してきたプロトンが、前記正極上を覆う空気中の酸素と反応して水を生成する構造となっている。負極上では、例えば,炭素材料中に触媒である白金などが分散されており、前記負極上を通過する水を含むメタノール燃料は分解されて水素となり,更に電子を放出しプロトンとなり,プロトン伝導部に伝導していく。これらをまとめた電池構成は,前記負極〜前記正極の側面までを覆うコ字状の外装を有し、上面には水を含むメタノールが導入されている。
この燃料電池は、ノートブックパソコン、カメラ一体型ビデオ等のポータブル民生家電製品への使用が検討されている。この燃料電池の使用場所としては、海辺や温泉地等といった環境の悪い場所も考えられる。
このような環境の悪い場所で使用すると、空気中に含まれるゴミや汚れが前記燃料電池の負極の炭素繊維に付着し覆うために、水の発生が抑えられるといったことが考えられる。
この結果、起電力の低下を生じて、燃料電池が動作しなくなるといった問題を生じることになる。
特許文献2に記載された燃料電池は、空気極と燃料極とで固体高分子電解質が挟持された構成の燃料電池本体は電池セル毎にセパレータで保持され,各電池セルに供給される空気や水素に対し、燃料電池への供給用流量センサーの数値が所定量を下回ったときには、エアフィルターが目詰まりしていることを示す流量不足ランプを点灯させる検出器を備えている。
第2の発明は、前記第2フィルタ部の複数のフィルタは、加熱により再生できる物理吸着ろ過するフィルタであることを特徴とする請求項1記載の燃料電池駆動装置を提供する。
図1は、本発明の実施の形態における燃料電池駆動装置を示す概略図である。
図2は、燃料電池の構成を示し、(A)は斜視図、(B)は断面図である。
図3は、燃料電池駆動装置に用いられるフィルタ部の組み合わせを示す図である。
図4は、本発明の実施の形態の変形例を示す概略図ある。
更にまた、配管P6の途中には、フィルタ部4のうちのフィルタ4A、4Bを選択するための切り換え器11が接続されている。配管P2の途中には、フィルタ部4のうちのフィルタ4A、4Bを選択するための切り換え器12が接続されている。
フィルタ部4のフィルタ4A、4Bの出口側には、フィルタ4A、4Bで物理吸着ろ過された空気の流量をそれぞれ検知すると共に空気の流量が基準以下か、空気の酸性度、アルカリ性度が基準値を外れているか、或いは空気の積算流量が一定量以上である場合にフィルタ部4のうちで使用されているフィルタ4Aを他の予備のフィルタ4Bに切り換える切り換え信号の表示を行う14、15がそれぞれ接続されている。
物理ろ過器Mは、網目状のシートからなりこのシートの網目よりも大きな物質を捕らえるものである。いわゆるセルロース繊維を編んだりすいたりしてできあがっているパルプろ過器、紙ろ過器、或いはポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維等の編み込み不織布状にした不織布ろ過器と呼ばれているものである。
この化学吸着ろ過器Nに水酸化カルシウム粒を用いた場合には、弱アルカリ性であるため、自動車の排気ガスに含まれる硫黄酸化物や窒素酸化物の様な酸性物質ろ過には好適である。それは、酸性物質をアルカリ性フィルタでもって中和除去するため効率よい物質除去が可能となるからである。
物理吸着ろ過器Oが吸着機能を失った場合には、加熱により、再使用可能にすることができる。物理吸着ろ過器Oは、網目状に限らず、活性炭のように表面に微細な吸着用の孔が多数空いている形状でも良い。
このような観点からすると、前述した物理ろ過器Mや化学吸着ろ過器Nのようにろ過性能が不可逆的でなく,加熱によって容易にもとの性能を取り戻すことができるため、可逆的なろ過器と言うことができる。
物理吸着を行うフィルタは、フィルタ部4ではフィルタ4Aを用いるものとする。
フィルタ部2のカートリッジ2Aのメタノールを流体ポンプ5で改質器6に供給し、この改質器6でメタノールを化学反応させて水素ガスを発生させ、燃料電池8のセパレータ21と燃料極20との間に導入する。
一方、フィルタ部2のフィルタ2Bで物理ろ過及び化学吸着ろ過が行なわれた空気をポンプ3でフィルタ部4のフィルタ4Aに供給し、このフィルタ4Aで物理吸着ろ過、化学吸着ろ過を行った後、燃料電池8のセパレータ21と空気極19との間に供給する。
この際、検知器13で空気の流量が基準流量以下と検知された場合には、フィルタ2Bが詰まったと判断して、制御回路16からフィルタ部2のフィルタ2Bを交換させる指示信号を検知器13に出力して表示されるので、この表示を確認してフィルタ部2のフィルタ2Bを交換する。検知器18で空気の流量が基準流量以下か、空気の酸性度,アルカリ性度が基準値を外れているか、或いは空気の積算流量が一定量以上と検知された場合には、制御回路16から現在使用しているフィルタ4Aを予備のフィルタ4Bに切り換える切り換え信号が切り換え器11、12に同時に出力されて、フィルタ4Aを他の予備のフィルタ4Bに切り換える。
図4に示すように、変形例の燃料電池駆動装置22は、燃料電池駆動装置1におけるフィルタ部2を物理ろ過器Mだけにし、フィルタ4A、4Bの物理吸着ろ過器Oの代わりに化学吸着ろ過器Nにしたものであり、それ以外は同様である。
水蒸気や湿気等の水分、トルエン、ベンジン、ガソリン等の有機溶剤、酢酸エステル、アクリル酸エステル等といった物理吸着する物質の少ない場所に有効である。物理吸着ろ過器Oが不要となるので、本発明の実施の形態の効果に加え、コスト低減や装置の小型化ができる。
Claims (2)
- 燃料を化学反応させて生成された水素と酸素との化学反応により起電力を生じる燃料電池を外部環境に関わらず常に前記化学反応を生じさせるために必要な前記酸素を分離して用いられる空気を安定供給する燃料電池駆動装置において、
前記空気を物理的或いは化学的ろ過するフィルタを有する第1フィルタ部と、
前記第1フィルタ部のフィルタでろ過された前記空気を物理吸着ろ過する複数のフィルタを有する第2フィルタ部と、
前記複数の第2フィルタ部のうちで使用されているフィルタを予備のフィルタに切り換える切り換え器と、
前記第1フィルタ部と前記第2フィルタ部の間に設けられ、前記第1フィルタ部を通過する空気の流量を検知すると共に前記空気の流量が基準値以下である場合に前記第1フィルタ部を交換させる指示信号を表示する第1検知器と、
前記第2フィルタ部の後段に設けられ、前記第2フィルタ部を通過する空気の流量を検知すると共に前記空気の流量が基準値以下である場合に前記第2フィルタ部の予備フィルタに切り換えさせる切り換え信号を表示する第2検知器と、
前記第1検知器で検知された前記空気の流量が基準以下であった場合には、前記第1フィルタ部を交換させる指示信号を第1検知器に出力させ、前記第2検知器で検知された前記空気の流量が基準以下か、前記空気の酸性度、アルカリ性度が基準値を外れているか、或いは前記空気の積算流量が一定量以上であった場合には、前記第2フィルタ部のうちで使用されているフィルタを予備フィルタに切り換える切り換え信号を第2検知器に出力させる制御手段と、
を有することを特徴とする燃料電池駆動装置。 - 前記第2フィルタ部の複数のフィルタは、加熱により再生できる物理吸着ろ過するフィルタであることを特徴とする請求項1記載の燃料電池駆動装置。
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