JP4590184B2

JP4590184B2 - 電池スタックアッセンブリに一体化された空調補助方式の水回収装置

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Publication number: JP4590184B2
Application number: JP2003579306A
Authority: JP
Inventors: ウィトン，ジョン，エイチ．; マージョット，ポール，アール．
Original assignee: ユーティーシーパワーコーポレイション
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: US6716547B2; JP2005521222A; US20030186098A1; DE10392401T5; AU2003230675A1; WO2003081709A1

Description

本発明は燃料電池発電装置に関し、より詳細には電池スタックアッセンブリの運転パラメータを拡張するための一体化された補助水回収装置を備えた電池スタックアッセンブリに関する。

燃料電池発電装置は周知であり、還元性流体および酸化性流体から電気エネルギーを生成し、様々な電気装置に電力を供給するために通常用いられている。このような発電装置においては、一般に複数の平面状の燃料電池が、電気的に絶縁されたフレームに囲まれてスタックに配置されている。フレームは、還元性流体、酸化性流体、冷却剤および生成物流れの流れを導くマニホールドを画定する。それぞれ個々の電池は通例電解質によって隔てられたアノード電極およびカソード電極を含む。反応物流体すなわち水素などの還元性流体がアノード電極に供給され、酸素あるいは空気などの酸化剤がカソード電極に供給される。電解質としてプロトン交換膜（ＰＥＭ）を用いた電池においては、水素はアノード触媒において電気化学的に反応して水素イオンおよび電極を生成する。電極は外部の負荷回路に伝導され、それからカソード電極に戻り、同時に水素イオンは電解質を介してカソード電極へと移動し、そこで酸化剤および電極と反応して水を生成するとともに熱エネルギーを放出する。

ＰＥＭを用いた燃料電池の運転においては、膜は水で飽和され、膜に隣接するアノード電極は少なくとも部分的にＨ₂Оで飽和されたままでなければならない。カソード電極において形成され、出願人所有の米国特許第５，８５３，９０９号に示される水運搬板を通して取り除かれなかった生成水は、循環する酸化剤の気体状流れの中へ蒸発あるいは飛沫同伴することによって取り除かれ、放出前にこの流れから回収されない場合は失われてしまう。しかしながら、カソード電極において水が生成される速度と電池から水が取り除かれる速度との間に適切な水収支を保つことは重要である。従って、排気流の中の失われる水が、入って来る反応物から得られ、また電池内で生成されたものとなるように、排気流から十分な水を回収することは重要である。

このような水を回収するために数々の手法および努力がなされた。概してこれらの努力は一般的に重量および体積を加算する付加装置等の導入に至る。しかしながら、燃料電池発電装置の使用の関心の主領域の一つは自動車への適用であり、空間および重量は重要である。

従って、空間および重量効率のよい方法および構造において燃料電池発電装置の使用の運転パラメータを拡張するために燃料電池発電装置内の水収支を保つよう排気流から水を回収することは依然必要である。

本発明の主目的はこのような構造および方法を提供することにある。

本発明の他の目的および利点は以下に見出される。

本発明に従うと、上述の目的および利点は容易に得られた。

本発明に従うと、主要空気流路、燃料流路および主要冷却剤流路を有する主要電池スタック部を画定する複数の板と、補助空気流路および補助冷却剤流路を画定する補助冷却剤スタック部と、を備える電池スタックアッセンブリが提供され、前記補助空気流路は、前記主要空気流路と連通しており、前記補助空気流路内の空気から水が凝縮される。

本発明にさらに従うと、電池スタックアッセンブリからの水回収を高める方法が提供され、この方法は、主要空気流路、燃料流路および主要冷却剤流路を有する主要電池スタック部を画定する複数の板と、補助空気流路および補助冷却剤流路を画定する補助冷却剤スタック部であって該補助空気流路が前記主要空気流路と連通する補助冷却剤スタック部とを備える電池スタックアッセンブリを提供し；前記燃料流路を通して燃料を流し、かつ前記主要空気流路を通して酸化剤を流すことによって、前記電池スタックアッセンブリから電気を生成し、かつ前記主要空気流路から少なくとも部分的に飽和した排出気体を生成し；前記補助空気流路を通して前記少なくとも部分的に飽和した排出気体を流し、かつ前記補助冷却剤流路を通して補助冷却剤を流すことによって、前記少なくとも部分的に飽和した排気流を冷却し、前記少なくとも部分的に飽和した排気流から水分を凝縮させる、ことを含む。

本発明に従うと、少なくともカソードからの少なくとも部分的に飽和した排気流の補助冷却が、燃料電池発電装置によって占められる三次元空間の一次元においてまたはそれより小さく燃料電池発電装置の大きさあるいは空間を拡大する方法によって提供される。さらには、本発明の構造および方法は排気流を別の装置に運ぶ外付けあるいは付加的な流れ構造の必要性を減少および／または解消し、代わりに補助水回収を燃料電池発電装置のマニホールドおよび／または板構造に一体化する。

本発明の好ましい実施例の詳細な説明は、添付の図面を参照して以下に示される。

本発明は、燃料電池発電装置あるいは電池スタックアッセンブリに一体化された水回収装置に関する。これは外付けの構成部品等を用いることなく装置内で有利に補助水回収を提供する。

図１は本発明の一実施例に従った電池スタックアッセンブリ１０を図式的に示す。電池スタックアッセンブリ１０は、空気入口マニホールド１２、主要電池スタック部１４、補助冷却剤部１６および空気マニホールド１８を有する。主要部１４および補助冷却剤部１６は一連のスタック板（図３）によって画定され、これは以下でさらに例示、説明される。スタック板はまた主要空気流路、燃料流路、および主要部１４を貫通した主冷却剤流路を画定する。これらの板はまた、補助空気流路、および補助冷却剤部１６を貫通した補助冷却剤流路を画定する。これらの流路は以下でさらに検討および説明される。

本発明に従うと、補助冷却剤は排気流から水を凝縮させるために用いられており、それによって水収支の維持を助ける。補助冷却剤流路のための補助冷却剤は十分に低温の流体のどんな供給源からも得ることができ、例として自動車等の空調設備からも得られる。

図１の実施例においては、主要部１４は上面２０と、底面２２と、二つの長い側面と、二つの短い側面とを有する実質的に長方形の部材である。この実施例においては、補助冷却剤部１６は短い側面のうちの一つから、長さあるいはＬ次元として示されている一次元のみにおいて延在するように画定される。従って、補助冷却剤部１６は有利に電池スタックアッセンブリ１０の長さを増加させるだけで、高さあるいは幅は増加させない。以下で検討されるが、電池スタックアッセンブリ１０の板は矢印Ｆで示される燃料流路、および矢印Ａで示される主要空気流路を画定する。空気は空気入口マニホールド１２に入り、主要部１４内の主要空気流路を通過して、空気マニホールド１８へと流れる。空気マニホールド１８から、空気は補助冷却剤部１６へと流れ、最終的に電池スタックアッセンブリ１０を出る。

主冷却剤は主冷却剤流路を通して供給され、その一部は図１に参照番号１５で示され、その残りは図式的に矢印１７で示され、主要部１４を冷却する。加えて、補助冷却剤が補助冷却剤流路に供給され、その一部は図１に参照番号１９で示され、その残りは図式的に矢印２１で示され、補助冷却剤部１６をさらに冷却し、それによって空気中の水分を凝縮させ、電池スタックアッセンブリ１０の水収支を保つ助けとなる。これは、空気あるいは酸化剤供給源が一般に水収支の維持を困難にする高温の周囲空気である環境において電池スタックアッセンブリ１０が用いられる場合に、とりわけ望ましい。本発明に従った電池スタックアッセンブリ１０は主要部１４から来る少なくとも部分的に飽和した排気流あるいは空気流に有利に付加的な冷却を施し、この流れの中の水分を凝縮させて水分回収の助けとなる。

図２に目を向けると、電池スタックアッセンブリ１０’の代替の実施例が示され、以下で説明される隣接する板（図４）は図示されているように主要部２４および補助冷却剤部２６を画定する。この実施例においては、図１の実施例と同じように板は上面２８と底面３０とを有する実質的に長方形の構造を画定し、また主要部２４は電池スタックアッセンブリ１０’の上部に画定され、同時に補助冷却剤部２６はその下部に画定される。

電池スタックアッセンブリ１０’は、図１の実施例と同様に、空気入口マニホールド３２および空気出口マニホールド３４を含む。電池スタックアッセンブリ１０’の板は主要部２４内に矢印Ｆで示された燃料流路を、また主要部１４内に矢印Ａで示された空気流路を画定する。空気流路は主要部２４から補助部２６を通して空気出口マニホールド３４へと続くことが望ましい。

図２の実施例においては、電池スタック板はまた主冷却剤流路を画定し、その一部は３５で示され、残りは矢印３７で図式的に示され、望ましくは主要部２４を冷却する。さらには、電池スタック板はまた補助冷却剤流路を画定し、その一部は３９で示され、残りは矢印４１で図式的に示される。主および補助冷却剤入口および出口は図２に示される。

当然のことながら図１の実施例においては、主冷却剤流れは主要部１４の長さにおいてのみ移動し、さらに補助冷却剤流れは補助冷却剤部１６の長さにおいて移動する。図２の実施例においては、両冷却剤流路はアッセンブリの全長を移動する。

図３に目を向けると、板４０は図１の実施例の電池スタックアッセンブリ１０を画定するために用いられる構造を有するように示されている。示されているように、板４０は向かい合って面した平面の側面４２、４４を有する実質的に平面状の部材である。板４０は特有の冷却剤流路を画定する貫通路４６および／または内部の溝あるいは通路４８と、機能的な電池スタックアッセンブリに必要な燃料および空気流路のための外部の溝（図示せず）を備えている。この実施例における隣接した板はまた共同で図１の冷却剤流路の部分１５、１９を形成する貫通路４６を有するように設けられる。このような板における外部の溝（図示せず）は代替の方法として望ましい上面から底面への空気流路および側面から側面への燃料流路を画定するために位置付けられる。このようにして、各々の板４０は電池セパレータ板として働き、また一般に一方の側面に画定される空気流路、他方の側面に画定される燃料流路、および内部通路４８によって画定される内部冷却剤流路を有する。この実施例においては、冷却剤は一連の並んだ貫通路４６を流れ、図１内に仕切板５０で示された主要部１４のエンド板まで流れ、それから他の一連の貫通路４６を通して主冷却剤出口に戻るが、このとき周囲の冷却剤流れが溝４８を通って移動し、この周囲の流れは図１において矢印１７、２１で図式的に示されている。

板４０はまた、補助冷却剤部１６を画定するために用いられる板の実例にもなり、貫通路４６は主補助冷却剤流路を画定し、周囲補助冷却剤流れのためにこの間に内部流路が位置付けられ、そしてこれらの板はまた補助空気流路を画定する外部の溝を有することが望ましい。電池スタックアッセンブリ１０のこの部分１６においては（また依然として図１を参照のこと）、燃料流れはないことが望ましく、従って補助冷却剤部１６内の板は燃料流路を画定しない。

図４に目を向けると、本発明に従った電池スタックアッセンブリ１０’を画定するために用いられる典型的な板６０がさらに図示されている。示されたように、板６０は同じように実質的に平面の側面６２、６４を有する。各板６０は貫通路６８および内部冷却剤通路あるいは溝７０を有する第一部分６６を備える。板６０は主要空気流路および燃料流路を画定し、これは上述のように側面６２、６４上に外部溝（図示せず）を備えることが望ましい。板６０はさらに同じように貫通路７４と、補助冷却剤流路を画定する内部の溝あるいは通路７６を有する第二部分７２を備える。図４においては、側面６２は、貫通路６８および内部通路あるいは溝７０が主要冷却剤流路の一部３５および３７をそれぞれ画定し、また貫通路７４および内部通路あるいは溝７６が補助冷却剤流路を同じような方法で画定するように、示されている。

図１および図３の実施例と同様に、この実施例おいては付加的な板６０が空気、燃料、および冷却剤流路を画定する異なった溝構造を有するように提供される。空気流路を画定する溝は板の側面に沿って板６０の上面７８から板６０の底面８０に進行することが望ましく、また主要冷却剤通路に対応するこのような空気流の溝の一部は上面７８から延在する主要空気通路を構成する。空気流通路を画定し、第二部分７２あるいは補助冷却剤流通路に対応するこのような空気流の溝の一部は、補助空気流通路を構成し、底面８０へと延在する。さらには、板６０の一方の側面８１から他方の側面８３へと平らな側面６２、６４に沿い、しかし主要空気および冷却剤流路に対応する第一部分６６においてのみ進行することが望ましい燃料流通路を画定するように配置された外部の溝を有するように、板６０は提供される。

この実施例においても同じように、当然のことながら電池スタックアッセンブリ１０’には、電池スタックアッセンブリの実質的に長方形の形状に一体化され、この場合では高さＨ（図２）だが、電池スタックアッセンブリの大きさを一次元においてのみ増大さ電池補助冷却剤を用いた水回収装置が含まれる。さらには、この実施例は付加的な外部装置あるいはダクト等を含まずに有利にこのような構造および機能を同様に提供する。

また当然のことながら図１および図３に示された流路は冷却剤、空気および燃料のための流路の好ましい実施例の典型例であり、このような流路はたとえば当業技術内において公知の様々な折り返しマニホールドを用いた複数の流路を含むように変更されてもよい。また、電池形状は長方形の形状に示されているものの特定の用途において望ましいようにどんな数の他の形状、例として正方形、円形あるいはその他の形を構成してもよいということを理解する必要がある。

図１および図３の実施例に関連して、特有な利点は空気マニホールド１８によって少なくとも部分的に飽和した空気あるいは排気流の選択的な排気、あるいはこの流れの補助冷却剤部１６への供給を運転条件によって望ましいように行えることにある。上で説明されたように、周囲空気が本発明において説明されたものなどの電池スタックアッセンブリの酸化剤の供給源として通常用いられ、また場合によっては、例として周囲空気温度が十分に低い場合は、補助冷却および水回収の必要がなくなる。従って、この補助冷却能力は本発明に従った電池スタックアッセンブリ１０の運転の効率を維持するために実際に必要になるまで留保することができる。

本発明に従って用いられる補助冷却剤は、適切であればどんな冷却剤供給源からのものでもよく、また少なくとも部分的に飽和した空気排気流の温度を下回るものであればどんな流動性を有する流体であっても適応する。冷却剤物質の優れた供給源の一つは望ましい温度において容易に冷却剤の供給が得られる付帯する空調設備等からのものである。当然ながら他の冷却剤の供給源も条件を満たしており、十分に本発明の範囲内に含まれる。

図１および図２の実施例は両方とも、水素あるいは改質物燃料電池に関連して優れた利点を提供すること、また、このような装置においては燃料流路あるいはアノード流路からの排気が同様に処理されることがしばしば望ましく、このような排気は燃焼器および再循環ループ等を通して容易に処理でき、その次に補助冷却財部１６における処理に望ましいように混合するために空気マニホールド１８に供給できることから、図１の実施例はとりわけ燃料供給源が改質物である実施例に適していること、が留意されるべきである。

両実施例において、特有な利点の一つは燃料電池からの湿ったあるいは少なくとも部分的に飽和した排気流からの水回収を高める働きをする補助冷却剤能力の提供にあり、燃料電池の運転パラメータをより高い温度条件にまで有利に拡張可能とし、また外付けの構成部品およびダクトの付加が必要なく、たとえ必要であっても望ましいように燃料電池の大きさおよび重量の増大を最低限に留める。図１および図２の実施例においては、主要電池スタック部は当然三次元構造を取り、補助冷却剤スタック部はこれらの各構造から一次元において延在しており、これは装置の大きさを最低限に留める観点から望ましい。付加的な水回収のための補助冷却剤のこのような提供は有利に大きさの増大につながり、増大する場合においても一次元においてまたはそれより小さく、これは本発明に従うととりわけ好都合である。

当然のことながら本発明はここで説明および図示で示された範囲に制限されず、単に発明の最良の実施態様を説明したに過ぎないと見なし、部品の形態、大きさ、および配置、さらには運転の詳細の様々な修正が可能である。本発明はむしろ特許請求の範囲で定義される本発明の精神と範囲内のこれらの修正の全てを包含するように意図されている。

本発明に従った電池スタックアッセンブリの一実施例の概略図。本発明に従った電池スタックアッセンブリのもう一つの実施例の概略図。図１の実施例に従った電池スタックアッセンブリの板部材の概略図。図２の実施例に従った電池スタックアッセンブリの板部材の概略図。

Claims

燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
前記主要電池スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記補助冷却剤スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
燃料電池スタックアッセンブリは、さらに、
前記主要空気流路を前記補助空気流路と連通させて前記主要空気流路から該主要空気流路を通過した後の空気を受け取りこれを前記補助空気流路へと流す空気マニホールドと、
前記主要空気流路を通過した後の前記空気である少なくとも部分的に水で飽和した排出気体から水を前記補助空気流路において凝縮させる補助冷却が必要ない場合は前記空気マニホールドから前記排出気体を選択的に排出し、かつ、前記補助冷却が必要な場合は前記補助空気流路に前記排出気体を流す手段と、
を備え、前記排出気体が前記補助空気流路を通って流れかつ補助冷却剤が前記補助冷却剤流路を通って流れることで、前記排出気体が冷却され、前記排出気体から水が凝縮することを特徴とする燃料電池スタックアッセンブリ。
前記複数のスタック板は、前記主要電池スタック部の表面を画定しており、前記空気マニホールドは、該表面の一部に沿って配置されていることを特徴とする請求項１記載のアッセンブリ。
前記補助冷却剤流路は、前記主冷却剤流路とは異なる冷却剤供給源と連通していることを特徴とする請求項１記載のアッセンブリ。
前記主要電池スタック部は、立体構造を有しており、前記補助冷却剤スタック部は、前記立体構造内に位置するかあるいは前記立体構造から一方向に延在することを特徴とする請求項１記載のアッセンブリ。
燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
前記主要空気流路と連通しかつ冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
積層された複数の電池スタック板と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
各電池スタック板は、第一の板部と、第二の板部とを有し、
前記第一の板部は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記第二の板部は、前記主要空気流路と同じ側の一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
前記主要空気流路を通過した後の空気である少なくとも部分的に水で飽和した排出気体が前記補助空気流路を通って流れかつ補助冷却剤が前記補助冷却剤流路を通って流れることで、前記排出気体が冷却され、前記排出気体から水が凝縮することを特徴とする燃料電池スタックアッセンブリ。
前記複数の電池スタック板は、前記主要電池スタック部によって画定される上面と、前記補助冷却剤スタック部によって画定される底面とを有する実質的に直方体の外形を画定し、前記主要空気流路は、前記上面から前記補助空気流路へと延在し、さらに該補助空気流路は、前記主要空気流路から前記底面へと延在することを特徴とする請求項５記載のアッセンブリ。
前記上面に配置されかつ前記主要空気流路と連通して空気を該主要空気流路へと流す空気入口マニホールドと、前記底面に配置されかつ前記補助空気流路と連通して該補助空気流路から空気を受け取る空気出口マニホールドとをさらに備えることを特徴とする請求項６記載のアッセンブリ。
燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
前記主要電池スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記補助冷却剤スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
さらに、前記主要空気流路を前記補助空気流路と連通させて前記主要空気流路から該主要空気流路を通過した後の空気を受け取りこれを前記補助空気流路へと流す空気マニホールドを備える燃料電池スタックアッセンブリを提供し、
前記燃料流路を通して燃料を流し、かつ前記主要空気流路を通して空気を流すことによって、前記燃料電池スタックアッセンブリから電気を生成し、かつ前記主要空気流路から少なくとも部分的に水で飽和した排出気体を生成し、
前記空気マニホールドを通して前記補助空気流路に前記排出気体を流し、かつ前記補助冷却剤流路を通して補助冷却剤を流すことによって、前記排出気体を冷却し、前記排出気体から水を凝縮させる、
ことを含むことを特徴とする、燃料電池スタックアッセンブリからの水回収を高める方法。
燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
前記主要電池スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記補助冷却剤スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
さらに、前記主要空気流路を前記補助空気流路と連通させて前記主要空気流路から該主要空気流路を通過した後の空気を受け取りこれを前記補助空気流路へと流す空気マニホールドを備える燃料電池スタックアッセンブリを提供し、
前記燃料流路を通して燃料を流し、かつ前記主要空気流路を通して空気を流すことによって、前記燃料電池スタックアッセンブリから電気を生成し、かつ前記主要空気流路から少なくとも部分的に水で飽和した排出気体を生成し、
前記補助空気流路を通して前記排出気体を流し、かつ前記補助冷却剤流路を通して補助冷却剤を流すことによって、前記排出気体を冷却し、前記排出気体から水を凝縮させる、
ことを含む、燃料電池スタックアッセンブリからの水回収を高める方法であって、
前記複数のスタック板は、実質的に直方体の形状を画定しており、前記空気マニホールドを前記直方体の形状の側面に沿って配置し、また前記排出気体から水を前記補助空気流路において凝縮させる補助冷却が必要ない場合は前記空気マニホールドから前記排出気体を選択的に排気し、前記補助冷却が必要な場合は前記補助空気流路に前記排出気体を流すことをさらに含むことを特徴とする方法。
燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
前記主要電池スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記補助冷却剤スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
燃料電池スタックアッセンブリは、さらに、前記主要空気流路を前記補助空気流路と連通させて前記主要空気流路から該主要空気流路を通過した後の空気を受け取りこれを前記補助空気流路へと流す空気マニホールドを備えており、
前記複数のスタック板は、前記主要電池スタック部の表面を画定しており、前記空気マニホールドは、該表面の一部に沿って配置され、前記主要空気流路の出口が、前記空気マニホールドと連通しており、該空気マニホールドは、前記補助空気流路の入口と連通しており、
前記主要空気流路を通過した後の前記空気である少なくとも部分的に水で飽和した排出気体が前記補助空気流路を通って流れかつ補助冷却剤が前記補助冷却剤流路を通って流れることで、前記排出気体が冷却され、前記排出気体から水が凝縮することを特徴とする燃料電池スタックアッセンブリ。