JP4659410B2 - 水素燃料電池のセル電圧モニター装置及びその利用方法 - Google Patents
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Description
A.常時水素燃料性状をモニターすることから規格から外れた場合に直ちに検知できて即座に対処できる。
B.モニター用水素燃料電池は、MEA(Membrane
Electrode Assembly=膜/電極接合体)を交換すれば、モニター装置全体としては長期間継続使用できる。尚、交換頻度は1年に1回程度でよい。
C.セル電圧の変化率が異常な値を示した場合、数%程度の酸素を含む水素を導入してセル電圧の変化率が復帰すればCOが原因、復帰しなければ硫黄などの他の成分が原因として、不純物物質の特定も可能である。
D.判別基準データを適宜変更することで水素性状モニターのみならず、製品として出荷前の仕様の異なる燃料電池の性能を簡単に検査できる装置としても利用できる。
E.従来の高精度分析装置と比較して非常に安価である。(製作単位によるものの百万円程度も可能である。)
F.上記効果Aにより、顧客に安心感を与えかつ信頼性を向上し得る。
上記のようにして採取されたモニター用水素燃料電池の判別基準データは、同一仕様のセル電圧モニター装置間であれば共有することができる。従って、仕様が異なる複数のモニター用水素燃料電池の判別基準データを予め採取しておけば、モニター用水素燃料電池が変更になった場合であっても、判別基準データを変更するだけで容易に異なる仕様のセル電圧モニターに対応することができる。
尚、判別基準データの採取にあたっては、上記のように単純に水素を透過させて積算発電時間に対するセル電圧を測定する場合と、判別基準データの測定時間の短縮を図る為、水素内の不純物量や透過水素量を所定量変化させた加速試験を行う場合がある。
Claims (5)
- 高純度水素を供給する水素供給ライン(L1)に連通する水素モニターライン(L2)に接続されるモニター用水素燃料電池(4)と、上記モニター用水素燃料電池(4)による未利用水素を上記水素モニターライン(L2)に環流させる循環ライン(L3)と、不純物を含有する未利用水素をパージさせるために上記循環ライン(L3)に付設されるパージライン(L4)と、清浄空気をモニター用水素燃料電池(4)に給送するための送気ライン(L5)と、モニター用水素燃料電池(4)が前記高純度水素と前記清浄空気の供給により発電した電力を定電流で消費させる定電流負荷回路(11)と、積算発電時間(T)及びセル電圧(V)を測定するために定電流負荷回路(11)に付設される積算発電時間計測手段(12)及びセル電圧測定手段(13)と、積算発電時間(T)に対するセル電圧(V)の許容上限値(Vn)及び許容下限値(Va)を記憶する判別基準データ記憶手段(14b)と、を備えて成り、上記積算発電時間(T)に対するセル電圧(V)の許容上限値(Vn)及び許容下限値(Va)は、純水素及び水素燃料規格値下限の水素の2種を用いての前記定電流負荷回路(11)による負荷テストを行わせて得られる、発電時間とセル電圧の関係になる2種のセル電圧経時変化により規定されることを特徴とするセル電圧モニター装置。
- 請求項1に記載のセル電圧モニター装置を用いて測定した任意の積算発電時間(Ti)に対するセル電圧(Vi)が許容上限値(Vn)と許容下限値(Va)の範囲内にあるか否かを判断することに基づき高純度水素の燃料性状の正常・異常を判別することを特徴とする水素燃料性状の判別方法。
- 請求項2記載の水素燃料性状の判別方法において、上記燃料性状が正常の場合に、積算発電時間(T)に対するセル電圧(V)の変化率を算定し、その変化率が前記許容下限値(Va)における変化率を下回ることに基づき高純度水素の燃料性状の悪化を予測することを特徴とする水素燃料性状の判別方法。
- 請求項3に記載の水素燃料性状の判別方法において、上記燃料性状の悪化を予測することに基づき、高純度水素中に供給する酸素濃度を調節して、モニター用水素燃料電池(4)のセル電圧の回復を図ることを特徴とする水素燃料性状の判別方法。
- 請求項1に記載のセル電圧モニター装置を用いて測定したモニター用水素燃料電池(4)の積算発電時間(Ti)におけるセル電圧(Vi)が許容上限値(Vn)と許容下限値(Va)の範囲内にあるか否かと、積算発電時間(Ti)におけるセル電圧(Vi)の変化率が許容下限値(Va)における変化率よりも大きいか小さいかを合わせて判断することを特徴とする水素燃料電池(4)の性能検査方法。
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