JP5099306B2 - Fuel cell system - Google Patents

Fuel cell system Download PDF

Info

Publication number
JP5099306B2
JP5099306B2 JP2006213934A JP2006213934A JP5099306B2 JP 5099306 B2 JP5099306 B2 JP 5099306B2 JP 2006213934 A JP2006213934 A JP 2006213934A JP 2006213934 A JP2006213934 A JP 2006213934A JP 5099306 B2 JP5099306 B2 JP 5099306B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
chamber
liquid
stored
power generation
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 - Fee Related
Application number
JP2006213934A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008041415A (en
Inventor
一貴 譲原
文晴 岩崎
恒昭 玉地
孝史 皿田
徹 尾崎
考応 柳瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2006213934A priority Critical patent/JP5099306B2/en
Publication of JP2008041415A publication Critical patent/JP2008041415A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5099306B2 publication Critical patent/JP5099306B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、水素発生部によって発生させた水素を利用して発電する燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system that generates power using hydrogen generated by a hydrogen generator.

固体高分子電解質膜を挟んでアノードとカソードを有する発電部を具備する燃料電池システムにおいては、例えば、電解質膜からのクロスオーバー等によって、発電部のアノード内に窒素ガスや酸素ガスなどの不純ガスが混入してしまうことがある。この不純ガスは、発電時の出力低下や電解質膜と接合される電極触媒の劣化要因となるため、所定のタイミングで、発電部のアノード内を水素ガスでパージするなどしてアノード内の不純ガスを排出して水素濃度を高める必要がある。また、アノード内に混入する不純ガスは、アノード内だけでなくアノードに接続されている空間、例えば、燃料を改質して水素を発生させる水素発生器(改質器)の空間にまで拡散してしまう。このため、アノード内と共にアノードに接続されている空間についても、アノードと同様にパージ等を行う必要がある。   In a fuel cell system including a power generation unit having an anode and a cathode with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween, for example, an impure gas such as nitrogen gas or oxygen gas in the anode of the power generation unit due to crossover from the electrolyte membrane or the like May get mixed in. Since this impure gas causes a decrease in output during power generation and deterioration of the electrode catalyst joined to the electrolyte membrane, the impure gas in the anode is purged with hydrogen gas at a predetermined timing. To increase the hydrogen concentration. Impurity gas mixed in the anode diffuses not only into the anode but also into a space connected to the anode, for example, a space of a hydrogen generator (reformer) that reforms the fuel to generate hydrogen. End up. For this reason, it is necessary to perform purging or the like on the space connected to the anode as well as the anode.

このようにアノード外までパージが必要な空間が増大すると、パージ時に放出される燃料(水素)の量が増大してしまい、燃料の利用効率が低下するという問題がある。また、アノード等のパージに時間がかかってしまうという問題もある。   If the space that needs to be purged increases outside the anode in this way, the amount of fuel (hydrogen) released during the purge increases, and there is a problem that the efficiency of use of the fuel decreases. There is also a problem that it takes time to purge the anode or the like.

このような問題を解決するためには、アノードに接続されている水素発生器の空間を縮小することが考えられ、例えば、水素の発生量を抑えることで水素発生器(改質器)の空間を縮小したものがある(例えば、特許文献1参照)。水素発生器の空間を縮小することで、パージが必要な空間は確かに減少する。しかしながら、アノード以外の空間をパージしなければいけないことに変わりはない。   In order to solve such a problem, it is conceivable to reduce the space of the hydrogen generator connected to the anode. For example, the space of the hydrogen generator (reformer) is reduced by suppressing the amount of hydrogen generated. Is reduced (see, for example, Patent Document 1). By reducing the space in the hydrogen generator, the space that needs to be purged is certainly reduced. However, the space other than the anode must be purged.

特開2005−225709号公報JP 2005-225709 A

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、燃料の利用効率を向上すると共に、パージの時間を短縮することができる燃料電池システムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of improving the fuel utilization efficiency and reducing the purge time.

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、水素発生反応を起こす水素発生物質が格納される反応室を有する水素発生部と、前記反応室と連通し当該反応室で発生した水素が供給されてこの水素と酸素とを電気化学反応させて発電する発電部とを具備する燃料電池システムであって、前記反応室と前記発電部との間に設けられ、貯留部内に貯留される貯留液によって前記反応室と前記発電部とを分離することで前記発電部内の不純ガスの前記反応室への拡散を防止する拡散防止手段を有することを特徴とする燃料電池システムにある。 According to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems, a hydrogen generation part having a reaction chamber in which a hydrogen generating substance that causes a hydrogen generation reaction is stored, and hydrogen generated in the reaction chamber in communication with the reaction chamber are supplied. A fuel cell system comprising a power generation unit that generates electricity by electrochemically reacting hydrogen and oxygen, and is provided between the reaction chamber and the power generation unit and stored in the storage unit The fuel cell system further comprises diffusion preventing means for preventing the diffusion of the impure gas in the power generation unit into the reaction chamber by separating the reaction chamber and the power generation unit .

かかる第1の態様では、拡散防止手段によって反応室と発電部とが確実に分離され、反応室への不純ガスの拡散が防止される。このため、発電部をパージする際に、反応室も同時にパージする必要がなくなる。したがって、パージの際の燃料の利用効率が向上し、パージにかかる時間も短縮される。また、反応室と発電部とが液体である貯留液によって分離されることで、反応室への不純ガスの拡散がより確実に防止される。 In the first aspect, the reaction chamber and the power generation section are reliably separated by the diffusion preventing means, and the diffusion of impure gas into the reaction chamber is prevented. For this reason, when purging the power generation unit, it is not necessary to purge the reaction chamber at the same time. Therefore, the fuel utilization efficiency at the time of purging is improved and the time required for purging is also shortened. Further, the reaction chamber and the power generation unit are separated by the stored liquid that is a liquid, so that the diffusion of impure gas into the reaction chamber is more reliably prevented.

本発明の第の態様は、前記貯留部が、前記貯留液が貯留されると共に前記反応室からの水素が供給される供給口が配される液体室と、該液体室内の前記貯留液を通過した水素が貯留されると共にこの水素を前記発電部に導出する導出口が配される導出室とで構成されていることを特徴とする第の態様の燃料電池システムにある。 According to a second aspect of the present invention, the storage section stores a liquid chamber in which the storage liquid is stored and a supply port to which hydrogen from the reaction chamber is supplied, and the storage liquid in the liquid chamber. The fuel cell system according to the first aspect is characterized in that the fuel cell system according to the first aspect is constituted by a lead-out chamber in which the hydrogen that has passed is stored and a lead-out port for leading the hydrogen to the power generation unit is arranged.

かかる第の態様では、反応室と発電部とが確実に分離されると共に、発電部に導出口を介して水素を良好に導入することができる。 In the second aspect, the reaction chamber and the power generation unit can be reliably separated, and hydrogen can be satisfactorily introduced into the power generation unit through the outlet.

本発明の第の態様は、前記液体室と前記導出室とが気液分離膜によって分離されていることを特徴とする第の態様の燃料電池システムにある。 A third aspect of the present invention is the fuel cell system according to the second aspect, wherein the liquid chamber and the outlet chamber are separated by a gas-liquid separation membrane.

かかる第の態様では、水素と共に貯留液が発電部に供給されることがない。 In the third aspect, the stored liquid is not supplied to the power generation unit together with hydrogen.

本発明の第の態様は、前記貯留部の少なくとも前記導出室に対応する部分が伸縮変形自在に形成された容積可変部となっていることを特徴とする第2又は3の態様の燃料電池システムにある。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell according to the second or third aspect, characterized in that at least a portion corresponding to the lead-out chamber of the storage portion is a volume variable portion formed to be extendable and deformable. In the system.

かかる第の態様では、貯留部の導出室の容積を減少させた状態でパージを行うことで、パージを行う空間がより低減される。 In the fourth aspect, purging is performed in a state where the volume of the outlet chamber of the storage unit is reduced, so that the space for purging is further reduced.

本発明の第の態様は、前記水素発生部が、前記水素発生物質が格納される反応室と、該反応室に供給されて前記水素発生物質の水素発生反応を促進する水素発生触媒溶液が貯蔵される溶液室とで構成され、前記貯留部に貯留されている前記貯留液が前記水素発生触媒溶液であり、且つ前記溶液室と前記貯留部とが送液管によって接続されていると共に該送液管に配されて前記貯留部内の前記貯留液を前記溶液室に送液する送液手段を有することを特徴とする第1〜4の何れかの態様の燃料電池システムにある。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a reaction chamber in which the hydrogen generation unit stores the hydrogen generation material, and a hydrogen generation catalyst solution that is supplied to the reaction chamber and promotes a hydrogen generation reaction of the hydrogen generation material. A solution chamber to be stored, and the stored liquid stored in the storage portion is the hydrogen generating catalyst solution, and the solution chamber and the storage portion are connected by a liquid feeding pipe and The fuel cell system according to any one of the first to fourth aspects, further comprising liquid feeding means arranged in a liquid feeding pipe to feed the stored liquid in the storage section to the solution chamber.

かかる第の態様では、貯留部に貯留されている貯留液(水素発生触媒溶液)を溶液室に供給することができるため、溶液室の容積を減少して水素発生部を小型化することができる。 In the fifth aspect, since the storage liquid (hydrogen generation catalyst solution) stored in the storage section can be supplied to the solution chamber, the volume of the solution chamber can be reduced to downsize the hydrogen generation section. it can.

本発明の第の態様は、前記溶液室の少なくとも一部が伸縮変形自在に形成された変形部となっていることを特徴とする第の態様の燃料電池システムにある。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the fuel cell system according to the fifth aspect, wherein at least a part of the solution chamber is a deformable portion formed to be extendable and deformable.

かかる第の態様では、貯留部に貯留されている貯留液(水素発生触媒溶液)を溶液室により良好に供給することができる。
In the sixth aspect, the stored liquid (hydrogen generation catalyst solution) stored in the storage section can be supplied satisfactorily to the solution chamber.

以上のように本発明では、発電部と水素発生部とが拡散防止部によって分離されているため、発電部内の不純ガスが水素発生部に拡散することがない。このため、実質的に発電部のみをパージすればよく、パージを行う空間が最小限に抑えられる。したがって、パージを行う際に外部に放出される水素の量を少量に抑えることができ、燃料の利用効率が大幅に向上する。また、パージにかかる時間が短縮され、例えば、発電停止時間が短縮されるため、外部負荷に常に良好に電力を供給することができる。   As described above, in the present invention, since the power generation unit and the hydrogen generation unit are separated by the diffusion prevention unit, the impure gas in the power generation unit does not diffuse into the hydrogen generation unit. For this reason, it is only necessary to purge only the power generation section, and the space for purging is minimized. Therefore, the amount of hydrogen released to the outside when purging can be suppressed to a small amount, and the fuel utilization efficiency is greatly improved. In addition, since the time required for purging is shortened, for example, the power generation stop time is shortened, it is possible to always supply power to the external load satisfactorily.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a fuel cell system according to Embodiment 1.

図1に示すように、本実施形態に係る燃料電池システム1は、水素発生部20と、発電部30と、これら水素発生部20と発電部30との間に配置される拡散防止部(拡散防止手段)40とで構成されている。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 according to this embodiment includes a hydrogen generation unit 20, a power generation unit 30, and a diffusion prevention unit (diffusion) disposed between the hydrogen generation unit 20 and the power generation unit 30. Prevention means) 40.

水素発生部20は、例えば、水素発生触媒溶液21が貯蔵される溶液室22と、水素発生物質23が格納される反応室24とを有し、これら溶液室22と反応室24とは連結管(連結路)25によって接続されている。また、この連結管25には、溶液室22内の水素発生触媒溶液21を反応室24に供給するためのポンプ等である溶液供給手段26が設けられている。そして、溶液室22内の水素発生触媒溶液21が、溶液供給手段26によって連結管25を介して反応室24に送られ、反応室24内で水素発生物質23と水素発生触媒溶液21とが反応(水素発生反応)することにより水素が発生する。そして、反応室24と後述する拡散防止部40とが供給管27を介して連結されており、反応室24で発生した水素が拡散防止部40に供給されるようになっている。   The hydrogen generating unit 20 includes, for example, a solution chamber 22 in which a hydrogen generating catalyst solution 21 is stored and a reaction chamber 24 in which a hydrogen generating material 23 is stored. The solution chamber 22 and the reaction chamber 24 are connected to each other. They are connected by (connection path) 25. The connecting pipe 25 is provided with a solution supply means 26 such as a pump for supplying the hydrogen generating catalyst solution 21 in the solution chamber 22 to the reaction chamber 24. Then, the hydrogen generating catalyst solution 21 in the solution chamber 22 is sent to the reaction chamber 24 via the connecting pipe 25 by the solution supply means 26, and the hydrogen generating substance 23 and the hydrogen generating catalyst solution 21 react in the reaction chamber 24. Hydrogen is generated by (hydrogen generation reaction). The reaction chamber 24 and a later-described diffusion prevention unit 40 are connected via a supply pipe 27 so that hydrogen generated in the reaction chamber 24 is supplied to the diffusion prevention unit 40.

水素発生部20で使用する水素発生物質としては、例えば、水素化ホウ素塩、水酸化アルミニウム塩、水酸化ホウ素ナトリウム、水酸化ホウ素リチウム、水酸化アルミニウムリチウム等が挙げられ、特に、水酸化ホウ素ナトリウムが好ましい。水素発生触媒としては、例えば、硫酸、リンゴ酸、クエン酸水等が挙げられ、特に、リンゴ酸が好ましい。これら水素発生物質及び水素発生触媒は、特に限定されるものではなく、水素発生物質は加水分解型の金属水素化物であれば全て適用可能であり、水素発生触媒は、例えば、有機酸および無機酸あるいはルテニウム等、水素発生触媒であれば全て適用可能である。さらに、水素発生物質が水素化ホウ素ナトリウム水溶液で水素発生触媒がリンゴ酸粉末というように、水素発生物質と水素発生触媒の組み合わせは、混合することによって水素を発生する物質であれば全て適用可能である。また、水素発生部20は、金属と塩基性あるいは酸性水溶液との反応によって水素を得るものであってもよい。さらに、アルコール、エーテル、ケトン類を水蒸気改質して水素を得るメタノール改質型や、ガソリン、灯油、天然ガスといった炭化水素を水蒸気改質して水素を得る炭化水素改質型など、加水により水素を発生する構成であってよい。   Examples of the hydrogen generating material used in the hydrogen generating unit 20 include borohydride salt, aluminum hydroxide salt, sodium borohydride, lithium borohydride, lithium aluminum hydroxide, etc., and particularly sodium borohydride. Is preferred. Examples of the hydrogen generation catalyst include sulfuric acid, malic acid, and citric acid water, and malic acid is particularly preferable. These hydrogen generating substance and hydrogen generating catalyst are not particularly limited, and any hydrogen generating substance can be applied as long as it is a hydrolyzed metal hydride. Examples of the hydrogen generating catalyst include organic acids and inorganic acids. Alternatively, any hydrogen generation catalyst such as ruthenium is applicable. Furthermore, any combination of a hydrogen generating material and a hydrogen generating catalyst, such as sodium hydrogen borohydride aqueous solution and malic acid powder as a hydrogen generating catalyst, can be applied to any material that generates hydrogen by mixing. is there. Further, the hydrogen generation unit 20 may obtain hydrogen by a reaction between a metal and a basic or acidic aqueous solution. In addition, a methanol reforming type that obtains hydrogen by steam reforming alcohols, ethers, and ketones, and a hydrocarbon reforming type that obtains hydrogen by steam reforming hydrocarbons such as gasoline, kerosene, and natural gas. It may be configured to generate hydrogen.

発電部(発電セル)30は、カソード極31、MEA32、アノード極33から構成され、カソード極31はカソードエンドプレート34と図示しないガス拡散層、集電体層を備え、MEA32は図示しない電解質の両面に触媒層がそれぞれ配置される構成である。またアノード極33はアノードエンドプレート35とアノード室36と図示しないガス拡散層から構成される。アノード極33には図示しない集電体層が含まれていてもよい。アノード極33に集電体層を含まない構成とする場合は、アノードエンドプレート35に導線を接続して集電する構成としてもよい。アノード室36には、導出管37が接続され、この導出管37を介して水素発生部20の反応室24で発生した水素が導入される。また、導出管37には、発電部30と水素発生部20とを分離可能な接続バルブ38が設けられている。接続バルブ38は、分離時には燃料の漏洩を防止し、外部からの気体や固体の進入を防止する機能を有する。なお、接続バルブ38は、本実施形態では、拡散防止部40と発電部(発電セル)30との間に設けられているが、水素発生部20と拡散防止部40とを繋ぐ供給管27に設けられていてもよい。また図示しないが、アノード室36には、発電時に内部に滞留する水を外部へ排出するための排出口が設けられている。さらに、発電部30のアノード室36には、アノード室36内の不純ガス、例えば、窒素ガス、酸素ガス等を外部に排出するための、例えば、電磁弁、電動弁等からなる排出弁39が設けられている。なお、この排出弁39は、アノード室36内が所定の圧力以上となると開放される逆止弁であってもよい。   The power generation unit (power generation cell) 30 includes a cathode electrode 31, an MEA 32, and an anode electrode 33. The cathode electrode 31 includes a cathode end plate 34, a gas diffusion layer and a current collector layer (not shown), and the MEA 32 is an electrolyte (not shown). In this configuration, catalyst layers are arranged on both sides. The anode 33 includes an anode end plate 35, an anode chamber 36, and a gas diffusion layer (not shown). The anode electrode 33 may include a current collector layer (not shown). In the case where the anode electrode 33 does not include a current collector layer, a current may be collected by connecting a conductive wire to the anode end plate 35. A lead pipe 37 is connected to the anode chamber 36, and hydrogen generated in the reaction chamber 24 of the hydrogen generator 20 is introduced through the lead pipe 37. The outlet pipe 37 is provided with a connection valve 38 capable of separating the power generation unit 30 and the hydrogen generation unit 20. The connection valve 38 has a function of preventing fuel leakage at the time of separation and preventing entry of gas or solid from the outside. In the present embodiment, the connection valve 38 is provided between the diffusion prevention unit 40 and the power generation unit (power generation cell) 30, but is connected to the supply pipe 27 that connects the hydrogen generation unit 20 and the diffusion prevention unit 40. It may be provided. Although not shown, the anode chamber 36 is provided with a discharge port for discharging water staying inside during power generation to the outside. Further, the anode chamber 36 of the power generation unit 30 has a discharge valve 39 made of, for example, an electromagnetic valve, an electric valve, or the like for discharging impurity gases in the anode chamber 36 such as nitrogen gas and oxygen gas to the outside. Is provided. The discharge valve 39 may be a check valve that is opened when the inside of the anode chamber 36 becomes a predetermined pressure or higher.

また、このような発電部30と水素発生部20との間には、発電部30内の不純ガスが水素発生部20の反応室24に拡散するのを防止するための拡散防止部40が設けられている。この拡散防止部40は、本実施形態では、所定の貯留液41が貯留された貯留部42を有し、この貯留液41によって反応室24と発電部30とが分離されて発電部30内の不純ガスが反応室24に拡散するのを防止している。具体的には、貯留部42は、その内部に、貯留液41が貯留される液体室43と、発電部30に導出される気体(水素)が貯留される導出室44とを有する。すなわち、貯留部42内には貯留液41が貯留される領域(液体室43)と、気体(水素)が貯留される領域(導出室44)とが存在する。   In addition, a diffusion prevention unit 40 is provided between the power generation unit 30 and the hydrogen generation unit 20 to prevent the impure gas in the power generation unit 30 from diffusing into the reaction chamber 24 of the hydrogen generation unit 20. It has been. In this embodiment, the diffusion prevention unit 40 includes a storage unit 42 in which a predetermined storage liquid 41 is stored. The reaction chamber 24 and the power generation unit 30 are separated by the storage liquid 41, so that the inside of the power generation unit 30. Impurity gas is prevented from diffusing into the reaction chamber 24. Specifically, the storage part 42 has a liquid chamber 43 in which the stored liquid 41 is stored and a discharge chamber 44 in which gas (hydrogen) discharged to the power generation unit 30 is stored. That is, in the storage part 42, there are a region where the stored liquid 41 is stored (liquid chamber 43) and a region where gas (hydrogen) is stored (lead-out chamber 44).

また、貯留部42は、供給管27によって反応室24と接続されると共に、導出管37によって発電部30のアノード室36と接続されている。そして、供給管27は、貯留部の液体室43内に開口するように配されている。すなわち、反応室24から水素が供給される供給口が液体室43に配されている。このような供給管27を介して反応室24から貯留部42に供給された水素は、液体室43内の貯留液41を通過して貯留部42内に蓄積される。例えば、本実施形態では、供給管27は、天地方向における貯留部42の下端面近傍に接続されている。一方、導出管37は、貯留部42の導出室44(気体が充満した空間)に開口するように配されている。すなわち、発電部30に水素を導出する導出口が導出室44に配されている。そして、貯留部42内の貯留液41を通過して貯留部42(導出室44)内に蓄積された水素が、この導出管37を介して発電部30に導入されるようになっている。例えば、本実施形態では、導出管37は、天地方向における貯留部42の上端面に接続されている。   The storage unit 42 is connected to the reaction chamber 24 by a supply pipe 27 and is connected to the anode chamber 36 of the power generation unit 30 by a lead-out pipe 37. And the supply pipe | tube 27 is distribute | arranged so that it may open in the liquid chamber 43 of a storage part. That is, a supply port for supplying hydrogen from the reaction chamber 24 is arranged in the liquid chamber 43. The hydrogen supplied from the reaction chamber 24 to the storage unit 42 via the supply pipe 27 passes through the storage liquid 41 in the liquid chamber 43 and is accumulated in the storage unit 42. For example, in the present embodiment, the supply pipe 27 is connected to the vicinity of the lower end surface of the storage part 42 in the top-and-bottom direction. On the other hand, the outlet pipe 37 is arranged so as to open into the outlet chamber 44 (a space filled with gas) of the storage section 42. In other words, a lead-out port for leading hydrogen to the power generation unit 30 is arranged in the lead-out chamber 44. Then, the hydrogen that has passed through the stored liquid 41 in the storage section 42 and accumulated in the storage section 42 (outflow chamber 44) is introduced into the power generation section 30 through the discharge pipe 37. For example, in this embodiment, the lead-out pipe 37 is connected to the upper end surface of the storage part 42 in the vertical direction.

この貯留部42内に貯留されている貯留液41は、貯留部42内に供給される水素等の気体と反応しない液体であれば特に限定されず、例えば、本実施形態では、水を用いている。   The storage liquid 41 stored in the storage unit 42 is not particularly limited as long as it does not react with a gas such as hydrogen supplied into the storage unit 42. For example, in this embodiment, water is used. Yes.

また、反応室24と貯留部42とを繋ぐ供給管27には、貯留部42内の貯留液41の反応室24への逆流を防止する第1の開閉弁28が設けられていることが好ましい。例えば、本実施形態では、この第1の開閉弁28として、反応室24から貯留部42への水素の流れのみを許容し貯留部42から反応室24への貯留液41の流れを規制する逆止弁が設けられている。すなわち、反応室24内が所定の圧力を超えると第1の開閉弁28が開放され、反応室24内の水素が供給管27を介して貯留部42内に流れ込むようになっている。   The supply pipe 27 that connects the reaction chamber 24 and the storage unit 42 is preferably provided with a first on-off valve 28 that prevents the stored liquid 41 in the storage unit 42 from flowing back into the reaction chamber 24. . For example, in the present embodiment, as the first on-off valve 28, only the flow of hydrogen from the reaction chamber 24 to the storage section 42 is allowed and the flow of the stored liquid 41 from the storage section 42 to the reaction chamber 24 is restricted. A stop valve is provided. That is, when the inside of the reaction chamber 24 exceeds a predetermined pressure, the first on-off valve 28 is opened, and hydrogen in the reaction chamber 24 flows into the storage portion 42 through the supply pipe 27.

なお、本実施形態では、貯留部42内には気液分離膜45が設けられており、この気液分離膜45によって、導出管37が開口する導出室44と液体室43とが分離されている。例えば、本実施形態では、貯留部42が柱状に形成されており、気液分離膜45は、貯留部42の天地方向における上端面近傍に設けられている。これにより、貯留部42(液体室43)の貯留液41が水素と共に発電部30に導入されるのを防止している。   In the present embodiment, a gas-liquid separation film 45 is provided in the storage portion 42, and the gas-liquid separation film 45 separates the lead-out chamber 44 and the liquid chamber 43 in which the lead-out pipe 37 is opened. Yes. For example, in this embodiment, the storage part 42 is formed in a columnar shape, and the gas-liquid separation film 45 is provided in the vicinity of the upper end surface of the storage part 42 in the vertical direction. This prevents the stored liquid 41 in the storage section 42 (liquid chamber 43) from being introduced into the power generation section 30 together with hydrogen.

ここで、気液分離膜45とは、防水性(撥水性)と通気性とを同時に発揮する膜のことであり、例えば、樹脂材料を延伸すること等によって形成され、直径が0.1〜10μm程度の微細孔を多数有する多孔質樹脂膜からなる。具体的には、例えば、4フッ化エチレン樹脂からなり1(cm)あたり数億個という微細孔を有する多孔質膜が挙げられる。 Here, the gas-liquid separation membrane 45 is a membrane that simultaneously exhibits waterproofness (water repellency) and air permeability, and is formed, for example, by stretching a resin material, and has a diameter of 0.1 to 0.1. It consists of a porous resin film having many fine pores of about 10 μm. Specifically, for example, a porous film made of a tetrafluoroethylene resin and having hundreds of millions of fine pores per 1 (cm 2 ) can be mentioned.

なお、この気液分離膜45の貯留部42内の配置は、特に限定されるものではない。例えば、図2に示すように、柱状に形成された貯留部42の上端部近傍と下端部近傍とにそれぞれ気液分離膜45を設け、貯留部42内に複数の導出室44が設けられるようにしてもよい。また、例えば、図3に示すように、気液分離膜45によって液体室43と分離される導出室44を、四角柱状の貯留部42の四隅にそれぞれ設け4つの導出室44が形成されるようにしてもよい。なお、貯留部42内に複数の導出室44を形成した場合、各導出室44に連通する複数の導出管37を貯留部に接続するようにしてもよいが、例えば、図2に示すように、貯留部42内に各導出室44同士を連通する連通管46を設けるようにしてもよい。また、例えば、図4に示すように、気液分離膜45によって液体室43と分離される導出室44を、柱状の貯留部42の外周部分に、周方向に亘って連続して設けるようにしてもよい。このように気液分離膜45を配置して液体室43と導出室44とを分離することで、貯留部42の姿勢に関係なく水素を導出室44に良好に流れ込ませることができる。   In addition, arrangement | positioning in the storage part 42 of this gas-liquid separation film | membrane 45 is not specifically limited. For example, as shown in FIG. 2, gas-liquid separation films 45 are provided in the vicinity of the upper end portion and the lower end portion of the storage portion 42 formed in a columnar shape, and a plurality of outlet chambers 44 are provided in the storage portion 42. It may be. Further, for example, as shown in FIG. 3, four outlet chambers 44 are formed by providing outlet chambers 44 separated from the liquid chamber 43 by the gas-liquid separation film 45 at the four corners of the quadrangular columnar storage portion 42. It may be. When a plurality of outlet chambers 44 are formed in the storage section 42, a plurality of outlet pipes 37 communicating with the outlet chambers 44 may be connected to the storage section. For example, as shown in FIG. In addition, a communication pipe 46 that communicates the outlet chambers 44 may be provided in the storage unit 42. Further, for example, as shown in FIG. 4, a lead-out chamber 44 separated from the liquid chamber 43 by the gas-liquid separation film 45 is continuously provided in the outer peripheral portion of the columnar storage portion 42 in the circumferential direction. May be. By disposing the liquid chamber 43 and the lead-out chamber 44 by arranging the gas-liquid separation film 45 in this way, hydrogen can be favorably flown into the lead-out chamber 44 regardless of the posture of the storage portion 42.

このような構成の燃料電池システムでは、例えば、発電部30に接続される図示しない外部負荷への給電の要求に基づいて、溶液供給手段26が作動することによって溶液室22内の水素発生触媒溶液21が連続的又は断続的に反応室24に供給されることで、発電部30によって発電されて給電される。具体的には、反応室24に水素発生触媒溶液21が供給されると、反応室24内の水素発生物質23がこの水素発生触媒溶液21と反応することで水素が発生する。反応室24内に水素が充満して反応室24内が所定圧力を超えると供給管27に設けられた第1の開閉弁28が開放されて貯留部42内に水素が供給される。貯留部42内に供給された水素は、貯留液41を通過した後、さらに気液分離膜45を通過して、導出管37を介し発電部30のアノード室36に供給される。これにより発電部30によって発電されて外部負荷に給電される。   In the fuel cell system having such a configuration, for example, the hydrogen supply catalyst solution in the solution chamber 22 is actuated by the operation of the solution supply unit 26 based on a request for power supply to an external load (not shown) connected to the power generation unit 30. When 21 is supplied to the reaction chamber 24 continuously or intermittently, the power is generated and supplied by the power generation unit 30. Specifically, when the hydrogen generating catalyst solution 21 is supplied to the reaction chamber 24, hydrogen is generated by the hydrogen generating material 23 in the reaction chamber 24 reacting with the hydrogen generating catalyst solution 21. When the reaction chamber 24 is filled with hydrogen and the pressure in the reaction chamber 24 exceeds a predetermined pressure, the first on-off valve 28 provided in the supply pipe 27 is opened and hydrogen is supplied into the storage portion 42. The hydrogen supplied into the storage section 42 passes through the storage liquid 41, further passes through the gas-liquid separation membrane 45, and is supplied to the anode chamber 36 of the power generation section 30 through the outlet pipe 37. As a result, power is generated by the power generation unit 30 and supplied to the external load.

そして、このように発電部30において発電が開始される前、あるいは発電部30の出力低下が検出された場合等の所定のタイミングで、発電部30(アノード室36)のパージ、すなわち、発電部30に水素を充填して内部に溜まっている不純ガスを排出する動作が実施される。また、発電部30に連通している空間にも発電部30の不純ガスが拡散してしまうため、その空間も発電部30と同時にパージを行う必要がある。なお、この不純ガスは、例えば、発電部30のカソード極側から侵入する窒素、酸素などの気体である。   Then, the power generation unit 30 (anode chamber 36) is purged, that is, the power generation unit at a predetermined timing, for example, before power generation is started in the power generation unit 30 or when a decrease in the output of the power generation unit 30 is detected. The operation of filling hydrogen into 30 and discharging the impure gas accumulated inside is performed. Further, since the impure gas in the power generation unit 30 diffuses into the space communicating with the power generation unit 30, it is necessary to purge the space simultaneously with the power generation unit 30. The impure gas is, for example, a gas such as nitrogen or oxygen that enters from the cathode electrode side of the power generation unit 30.

具体的には、上述した発電時と同様に、溶液供給手段26によって溶液室22内の水素発生触媒溶液21が反応室24に供給することで、発電部30のアノード室36に水素を導入する。そして、発電部30に所定量の水素が導入された状態で排出弁39を開放して、発電部30及び発電部30に連通している空間内の水素と共に不純ガスを外部に排出する。   Specifically, similarly to the above-described power generation, the hydrogen supply catalyst solution 21 in the solution chamber 22 is supplied to the reaction chamber 24 by the solution supply unit 26, thereby introducing hydrogen into the anode chamber 36 of the power generation unit 30. . Then, the discharge valve 39 is opened in a state where a predetermined amount of hydrogen is introduced into the power generation unit 30, and the impure gas is discharged to the outside together with the hydrogen in the space communicating with the power generation unit 30 and the power generation unit 30.

このため発電部30に連通する空間が広いと、パージによって外部に放出される水素の量が増大して燃料の利用効率が低下するという問題や、パージに比較的長い時間がかかってしまうという問題が生じてしまう。しかしながら、本発明の構成では、発電部30(アノード室36)と水素発生部20(反応室24)とが拡散防止部40を構成する貯留部42の貯留液41によって分離されているため、発電部30と貯留部42の導出室44のみをパージすればよい。したがって、パージを行う空間が最小限に抑えられ、パージを行う際に外部に放出される水素の量を少量に抑えることができ、燃料の利用効率が大幅に向上する。また、パージにかかる時間が短縮され、例えば、発電停止時間が短縮されるため、外部負荷に常に良好に電力を供給することができる。   For this reason, if the space communicating with the power generation unit 30 is wide, there is a problem that the amount of hydrogen released to the outside by the purge increases and the fuel use efficiency decreases, and the purge takes a relatively long time. Will occur. However, in the configuration of the present invention, the power generation unit 30 (anode chamber 36) and the hydrogen generation unit 20 (reaction chamber 24) are separated by the stored liquid 41 of the storage unit 42 that constitutes the diffusion prevention unit 40. Only the outlet chamber 44 of the section 30 and the storage section 42 may be purged. Therefore, the space for purging is minimized, the amount of hydrogen released to the outside when purging can be suppressed to a small amount, and the fuel utilization efficiency is greatly improved. In addition, since the time required for purging is shortened, for example, the power generation stop time is shortened, it is possible to always supply power to the external load satisfactorily.

なお、発電部30と水素発生部20とを例えば、開閉弁等によって分離することが考えられるが、開閉弁が開放されることで、流れの向きに拘わらず不純ガスが水素発生部20に拡散してしまう虞がある。   It is conceivable that the power generation unit 30 and the hydrogen generation unit 20 are separated by, for example, an on-off valve or the like, but by opening the on-off valve, impure gas diffuses into the hydrogen generation unit 20 regardless of the flow direction. There is a risk of it.

また、本実施形態では、連続発電時に、溶液供給手段26によって溶液室22から反応室24に水素発生触媒溶液21を供給するようにしたが、例えば、図5に示すように、水素発生部20を構成する溶液室22を大気圧またはバネや空気圧等で加圧することで、連続発電時には水素発生触媒溶液21の反応室24への供給に動力を要しない、いわゆるパッシブに連続発電が行われる構成とすることも可能である。図5に示す例では、水素発生部20と拡散防止部40を構成する貯留部42とがケース50内に配置されケース50内が大気圧以上の圧力となっている。そして、水素発生部20を構成する溶液室22の一部が、例えば、蛇腹形状に形成されて伸縮自在な伸縮部51となっており、この伸縮部51が伸縮して溶液室22の容積が変化することで、溶液室22の内圧も大気圧以上の圧力となる。また、水素発生部20を構成する溶液室22と反応室24とを繋ぐ連結管25には、供給手段の替わりに、溶液室22から反応室24への水素発生触媒溶液21の流れを許容する第2の開閉弁52が設けられている。なお、貯留部42は、図2に示したタイプのものが用いられている。   In the present embodiment, the hydrogen generating catalyst solution 21 is supplied from the solution chamber 22 to the reaction chamber 24 by the solution supply means 26 during continuous power generation. For example, as shown in FIG. A configuration in which so-called passive continuous power generation is performed so that no power is required to supply the hydrogen-generating catalyst solution 21 to the reaction chamber 24 during continuous power generation by pressurizing the solution chamber 22 constituting the chamber with atmospheric pressure or a spring or air pressure. It is also possible. In the example illustrated in FIG. 5, the hydrogen generation unit 20 and the storage unit 42 that constitutes the diffusion prevention unit 40 are disposed in the case 50, and the pressure in the case 50 is equal to or higher than atmospheric pressure. A part of the solution chamber 22 constituting the hydrogen generating unit 20 is, for example, a bellows-shaped stretchable stretchable portion 51. The stretchable portion 51 is stretched so that the volume of the solution chamber 22 is increased. By changing, the internal pressure of the solution chamber 22 also becomes a pressure higher than atmospheric pressure. Further, the connecting pipe 25 connecting the solution chamber 22 and the reaction chamber 24 constituting the hydrogen generating unit 20 allows the flow of the hydrogen generating catalyst solution 21 from the solution chamber 22 to the reaction chamber 24 instead of the supply means. A second on-off valve 52 is provided. In addition, the thing of the type shown in FIG. 2 is used for the storage part 42. FIG.

このような構成では、発電により発電部30(アノード室36)内の水素が消費されると、アノード室36内の圧力が低下し、この圧力低下に伴って貯留部42及び反応室24の圧力が低下する。そして、反応室24と溶液室22との間に生じた圧力差、すなわち反応室24内の圧力と溶液室22内の圧力差によって溶液室22内の水素発生触媒溶液21が反応室24内に供給され、反応室24で新たに発生した水素が発電部30に導入される。このような動作を繰り返すことによって、発電部30で連続的に発電されて所定の出力が確保される。   In such a configuration, when hydrogen in the power generation unit 30 (anode chamber 36) is consumed by power generation, the pressure in the anode chamber 36 decreases, and the pressure in the storage unit 42 and the reaction chamber 24 accompanies this pressure decrease. Decreases. Then, the hydrogen generating catalyst solution 21 in the solution chamber 22 is brought into the reaction chamber 24 by the pressure difference generated between the reaction chamber 24 and the solution chamber 22, that is, the pressure difference in the reaction chamber 24 and the pressure in the solution chamber 22. Hydrogen supplied and newly generated in the reaction chamber 24 is introduced into the power generation unit 30. By repeating such an operation, the power generation unit 30 continuously generates power and secures a predetermined output.

(実施形態2)
図6は実施形態2に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the fuel cell system according to the second embodiment.

本実施形態は、貯留部42の導出室44の容積を可変とした例である。具体的には、図6に示すように、貯留部42の導出室44の部分が、例えば、蛇腹形状に形成されて伸縮自在な容積可変部47となっている。また、貯留部42と反応室24との間に、例えば、電磁弁、電動弁等からなり開閉が制御される第3の開閉弁60が設けられている以外は、実施形態1と同様である。   In the present embodiment, the volume of the outlet chamber 44 of the storage unit 42 is variable. Specifically, as shown in FIG. 6, a portion of the outlet chamber 44 of the storage portion 42 is, for example, a bellows shape and is a volume variable portion 47 that can be expanded and contracted. Moreover, it is the same as that of Embodiment 1 except the 3rd on-off valve 60 which consists of a solenoid valve, an electrically operated valve etc., and is controlled by the opening / closing is provided between the storage part 42 and the reaction chamber 24, for example. .

このような本実施形態の構成では、導出室44の容積を減少させた状態で発電部30のパージを行うことができる。例えば、連続発電動作中に第3の開閉弁60を閉じると、貯留部42(導出室44)内の水素が発電部30に供給されて発電により消費されることで、導出室44内の圧力が低下する。そして導出室44内の圧力低下に伴って容積可変部47が変形して導出室44の体積が減少する。すなわち、アノード室36内の圧力が通常発電時以下で且つ大気圧以上の圧力で縮小動作するように容積可変部47の外部から加圧しておくことで、第3の開閉弁60を閉じることによって導出室44の体積は減少する。   In such a configuration of the present embodiment, the power generation unit 30 can be purged while the volume of the outlet chamber 44 is reduced. For example, when the third on-off valve 60 is closed during the continuous power generation operation, the hydrogen in the storage unit 42 (outflow chamber 44) is supplied to the power generation unit 30 and consumed by power generation, so that the pressure in the outflow chamber 44 is increased. Decreases. As the pressure in the outlet chamber 44 decreases, the volume variable section 47 is deformed and the volume of the outlet chamber 44 decreases. That is, by closing the third on-off valve 60 by applying pressure from the outside of the variable volume portion 47 so that the pressure in the anode chamber 36 is reduced at a pressure lower than that during normal power generation and higher than atmospheric pressure. The volume of the outlet chamber 44 decreases.

そして、このように導出室44の容積を減少させた状態で発電部30のパージを行うことで、実質的に発電部30のみをパージすればよい。したがって、パージを行う際に外部に放出される水素の量をさらに少量に抑えることができ、燃料の利用効率が大幅に向上する。また、パージにかかる時間、すなわち、発電停止時間もさらに短縮することができる。   Then, it is only necessary to purge only the power generation unit 30 by purging the power generation unit 30 in a state where the volume of the outlet chamber 44 is reduced in this way. Therefore, the amount of hydrogen released to the outside when performing the purge can be further reduced, and the fuel utilization efficiency is greatly improved. Further, the time required for purging, that is, the power generation stop time can be further shortened.

なお、容積可変部47は、伸縮自在に形成されていればよく、例えば、弾性あるいは柔軟性を有する材料等で形成されていてもよい。また本実施形態では、供給管27に、第1の開閉弁28と第3の開閉弁60とを別体として設けるようにしたが、これらは一体となっていてもよい。すなわち、逆止弁としての機能と開閉が制御される制御弁としての機能とを併せ持つ一つの開閉弁を設けるようにしてもよい。   In addition, the volume variable part 47 should just be formed so that expansion-contraction is possible, for example, may be formed with the material etc. which have elasticity or a softness | flexibility. In the present embodiment, the first open / close valve 28 and the third open / close valve 60 are provided separately in the supply pipe 27, but these may be integrated. That is, you may make it provide one on-off valve which has the function as a non-return valve and the function as a control valve in which opening and closing is controlled.

また、このような実施形態2の構成においても、実施形態1の構成と同様に、いわゆるパッシブに発電が行われる構成とすることが可能である。なお、図7に示した構成は、実施形態2に係る燃料電池システムの変形例であり、貯留部42の導出室44に対応する部分が容積可変部47となっている以外は、図5に示した燃料電池システムと同様の構成である。   In addition, in the configuration of the second embodiment, similarly to the configuration of the first embodiment, a configuration in which power generation is performed passively is possible. The configuration shown in FIG. 7 is a modification of the fuel cell system according to the second embodiment. The configuration corresponding to the outlet chamber 44 of the storage unit 42 is the variable volume unit 47 except that the configuration shown in FIG. The configuration is the same as the fuel cell system shown.

(実施形態3)
図8は実施形態3に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the fuel cell system according to Embodiment 3.

図8に示すように、本実施形態では、貯留部42内に、溶液室22に貯蔵されている水素発生触媒溶液21が貯留液41として貯留されている。そして、溶液室22と貯留部42とが送液管61によって接続され、この送液管61には、貯留部42内の水素発生触媒溶液である貯留液41を溶液室22に送液する、例えば、ポンプ等の送液手段62が設けられている。   As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the hydrogen generation catalyst solution 21 stored in the solution chamber 22 is stored as a storage liquid 41 in the storage unit 42. Then, the solution chamber 22 and the storage section 42 are connected by a liquid supply pipe 61, and a storage liquid 41 that is a hydrogen generation catalyst solution in the storage section 42 is supplied to the liquid supply pipe 61 to the solution chamber 22. For example, liquid feeding means 62 such as a pump is provided.

このような本実施形態の構成では、貯留部42内に水素発生触媒溶液21である貯留液41が貯留されている。このため、反応室24から貯留部42に供給される水素に未反応の水素発生物質が混入していても、この貯留部42内で水素発生反応が起こるため、原料をより効率的に利用することができるようになる。また、送液手段62によって貯留部42から溶液室22に、適宜、貯留液41を送液することができるため、溶液室22の容積を小さくして水素発生部の小型化を図ることができる。   In such a configuration of the present embodiment, the storage liquid 41 that is the hydrogen generation catalyst solution 21 is stored in the storage section 42. For this reason, even if an unreacted hydrogen generating substance is mixed in the hydrogen supplied from the reaction chamber 24 to the storage unit 42, a hydrogen generation reaction occurs in the storage unit 42, so that the raw material is used more efficiently. Will be able to. Further, since the storage liquid 41 can be appropriately supplied from the storage section 42 to the solution chamber 22 by the liquid supply means 62, the volume of the solution chamber 22 can be reduced and the hydrogen generation section can be downsized. .

なお、送液手段62として、例えば、電磁弁、電動弁あるいは逆止弁等の開閉弁を設けるようにしてもよい。この場合、反応室24で発生した水素によって貯留部42内の圧力が所定値以上に上昇した際にこの送液手段62である開閉弁を開放することで、貯留部42内の貯留液41(水素発生触媒溶液21)が溶液室22内に送液される。   In addition, as liquid feeding means 62, you may make it provide opening-and-closing valves, such as a solenoid valve, a motor operated valve, or a non-return valve, for example. In this case, when the pressure in the reservoir 42 rises to a predetermined value or more due to hydrogen generated in the reaction chamber 24, the open / close valve that is the liquid feeding means 62 is opened, so that the reservoir 41 ( A hydrogen generating catalyst solution 21) is fed into the solution chamber 22.

また、このように貯留部42から溶液室22に貯留液41(水素発生触媒溶液21)が送液される構成では、溶液室22は、送液される貯留液41の量に応じて変形可能に形成されていることが好ましい。例えば、本実施形態では、溶液室22の一部に、例えば、蛇腹形状に形成されて伸縮変形可能な変形部29を設けるようにした。この変形部29は、伸縮変形自在に形成されていればよく、例えば、弾性あるいは柔軟性を有する材料等で形成されていてもよい。   Further, in such a configuration in which the storage liquid 41 (hydrogen generating catalyst solution 21) is sent from the storage section 42 to the solution chamber 22, the solution chamber 22 can be deformed according to the amount of the storage liquid 41 to be sent. It is preferable to be formed. For example, in this embodiment, a deformed portion 29 that is formed in, for example, a bellows shape and can be deformed in a stretchable manner is provided in a part of the solution chamber 22. The deformation portion 29 may be formed to be freely stretchable and deformed, and may be formed of, for example, a material having elasticity or flexibility.

また、このような実施形態3の構成においても、例えば、図9に示すように、いわゆるパッシブに発電が行われる構成とすることが可能である。なお、図9に示した構成は、貯留部42と溶液室22とを繋ぐ送液管61を有すると共に、この送液管61に、貯留部42から溶液室22への貯留液41の流れを許容する逆止弁からなる送液手段62が設けられている以外は、図7に示した燃料電池システムと同様の構成である。   Also in the configuration of the third embodiment, for example, as shown in FIG. 9, a so-called passive power generation can be performed. The configuration shown in FIG. 9 has a liquid supply pipe 61 that connects the storage section 42 and the solution chamber 22, and the flow of the stored liquid 41 from the storage section 42 to the solution chamber 22 is transferred to the liquid supply pipe 61. The fuel cell system has the same configuration as that of the fuel cell system shown in FIG. 7 except that the liquid feeding means 62 including an allowable check valve is provided.

(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、拡散防止手段が、貯留液によって水素発生部と発電部とを分離して水素発生部への不純ガスの拡散を防止するようにしたが、拡散防止手段の構成は、発電部から水素発生部への不純ガスの拡散を防止できる構成であれば、特に限定されるものではない。また、例えば、上述の実施形態では、水素発生部によって水素発生物質と水素発生触媒溶液とを反応させて水素を発生させるタイプを例示して本発明を説明したが、例えば、実施形態1及び2の構成は、水素吸蔵金属を用いて水素を発生させるタイプの燃料電池システムにも採用することが可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these embodiment. For example, in the above-described embodiment, the diffusion prevention unit separates the hydrogen generation unit and the power generation unit with the stored liquid to prevent the diffusion of impure gas into the hydrogen generation unit. As long as the structure can prevent the diffusion of impure gas from the power generation unit to the hydrogen generation unit, it is not particularly limited. Further, for example, in the above-described embodiment, the present invention has been described by exemplifying a type in which hydrogen is generated by reacting a hydrogen generating substance with a hydrogen generating catalyst solution by the hydrogen generating unit. However, for example, Embodiments 1 and 2 This configuration can also be applied to a fuel cell system of a type that generates hydrogen using a hydrogen storage metal.

実施形態1に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a fuel cell system according to Embodiment 1. FIG. 貯留部の変形例の概略を示す正面図及び側面図である。It is the front view and side view which show the outline of the modification of a storage part. 貯留部の変形例の概略を示す正面図及び側面図である。It is the front view and side view which show the outline of the modification of a storage part. 貯留部の変形例の概略を示す正面図及び側面図である。It is the front view and side view which show the outline of the modification of a storage part. 実施形態1に係る燃料電池システムの変形例を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the fuel cell system according to Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a fuel cell system according to Embodiment 2. 実施形態2に係る燃料電池システムの変形例を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the fuel cell system according to Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a fuel cell system according to Embodiment 3. 実施形態3に係る燃料電池システムの変形例を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the fuel cell system according to Embodiment 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池システム
20 水素発生部
21 水素発生触媒溶液
22 溶液室
23 水素発生物質
24 反応室
25 連結管
26 溶液供給手段
27 供給管
28 第1の開閉弁
29 変形部
30 発電部
31 カソード極
33 アノード極
34 カソードエンドプレート
35 アノードエンドプレート
36 アノード室
37 導出管
38 接続バルブ
39 排出弁
40 拡散防止部
41 貯留液
42 貯留部
43 液体室
44 導出室
45 気液分離膜
46 連通管
47 容積可変部
50 ケース
51 伸縮部
52 第2の開閉弁
60 第3の開閉弁
61 送液管
62 送液手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell system 20 Hydrogen generating part 21 Hydrogen generating catalyst solution 22 Solution chamber 23 Hydrogen generating substance 24 Reaction chamber 25 Connection pipe 26 Solution supply means 27 Supply pipe 28 First on-off valve 29 Deformation part 30 Power generation part 31 Cathode pole 33 Anode Electrode 34 Cathode end plate 35 Anode end plate 36 Anode chamber 37 Lead-out pipe 38 Connection valve 39 Drain valve 40 Diffusion prevention part 41 Storage liquid 42 Storage part 43 Liquid chamber 44 Lead-out chamber 45 Gas-liquid separation membrane 46 Communication pipe 47 Volume variable part 50 Case 51 Expandable / contracting section 52 Second on-off valve 60 Third on-off valve 61 Liquid feed pipe 62 Liquid feed means

Claims (6)

水素発生反応を起こす水素発生物質が格納される反応室を有する水素発生部と、前記反応室と連通し当該反応室で発生した水素が供給されてこの水素と酸素とを電気化学反応させて発電する発電部とを具備する燃料電池システムであって、
前記反応室と前記発電部との間に設けられ、貯留部内に貯留される貯留液によって前記反応室と前記発電部とを分離することで前記発電部内の不純ガスの前記反応室への拡散を防止する拡散防止手段を有することを特徴とする燃料電池システム。
A hydrogen generating part having a reaction chamber in which a hydrogen generating substance that causes a hydrogen generating reaction is stored, and hydrogen generated in the reaction chamber in communication with the reaction chamber are supplied, and the hydrogen and oxygen are electrochemically reacted to generate power. A fuel cell system comprising:
Impurity gas in the power generation unit is diffused into the reaction chamber by separating the reaction chamber and the power generation unit by a stored liquid that is provided between the reaction chamber and the power generation unit and stored in the storage unit. the fuel cell system characterized by having a diffusion preventing means for preventing.
前記貯留部が、前記貯留液が貯留されると共に前記反応室からの水素が供給される供給口が配される液体室と、該液体室内の前記貯留液を通過した水素が貯留されると共にこの水素を前記発電部に導出する導出口が配される導出室とで構成されていることを特徴とする請求項に記載の燃料電池システム。 The storage unit stores a liquid chamber in which the stored liquid is stored and a supply port to which hydrogen from the reaction chamber is supplied, and hydrogen that has passed through the stored liquid in the liquid chamber is stored in the storage chamber. 2. The fuel cell system according to claim 1 , wherein the fuel cell system includes a lead-out chamber in which a lead-out port for leading out hydrogen to the power generation unit is arranged. 前記液体室と前記導出室とが気液分離膜によって分離されていることを特徴とする請求項に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2 , wherein the liquid chamber and the outlet chamber are separated by a gas-liquid separation membrane. 前記貯留部の少なくとも前記導出室に対応する部分が伸縮変形自在に形成された容積可変部となっていることを特徴とする請求項2又は3に記載の燃料電池システム。 4. The fuel cell system according to claim 2, wherein at least a portion of the storage portion corresponding to the lead-out chamber is a volume-variable portion formed to be extendable and deformable. 5. 前記水素発生部が、前記水素発生物質が格納される反応室と、該反応室に供給されて前記水素発生物質の水素発生反応を促進する水素発生触媒溶液が貯蔵される溶液室とで構成され、前記貯留部に貯留されている前記貯留液が前記水素発生触媒溶液であり、且つ前記溶液室と前記貯留部とが送液管によって接続されていると共に該送液管に配されて前記貯留部内の前記貯留液を前記溶液室に送液する送液手段を有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の燃料電池システム。 The hydrogen generation unit includes a reaction chamber in which the hydrogen generation material is stored, and a solution chamber in which a hydrogen generation catalyst solution that is supplied to the reaction chamber and promotes a hydrogen generation reaction of the hydrogen generation material is stored. The storage liquid stored in the storage part is the hydrogen generating catalyst solution, and the solution chamber and the storage part are connected by a liquid supply pipe and are arranged in the liquid supply pipe to store the liquid. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a liquid feeding means for feeding the stored liquid in a section to the solution chamber. 前記溶液室の少なくとも一部が伸縮変形自在に形成された変形部となっていることを特徴とする請求項に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 5 , wherein at least a part of the solution chamber is a deformable portion formed to be extendable and deformable.
JP2006213934A 2006-08-04 2006-08-04 Fuel cell system Expired - Fee Related JP5099306B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006213934A JP5099306B2 (en) 2006-08-04 2006-08-04 Fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006213934A JP5099306B2 (en) 2006-08-04 2006-08-04 Fuel cell system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008041415A JP2008041415A (en) 2008-02-21
JP5099306B2 true JP5099306B2 (en) 2012-12-19

Family

ID=39176202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006213934A Expired - Fee Related JP5099306B2 (en) 2006-08-04 2006-08-04 Fuel cell system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5099306B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10283796B2 (en) * 2011-02-11 2019-05-07 Intelligen Energy Limited Fuel cell system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005100681A (en) * 2003-09-22 2005-04-14 Fuji Electric Holdings Co Ltd Polymer electrolyte fuel cell generator
JP4849775B2 (en) * 2004-01-30 2012-01-11 千代田化工建設株式会社 Hydrogen supply system for fuel cell operating chassis

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008041415A (en) 2008-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6299027B2 (en) Hydrogen refining pressurization system and operation method thereof
CA2530504C (en) Fuel cartridge with flexible liner
JP2005209653A (en) Fuel cell system and fuel supply device used therefor
JP2009114498A (en) Hydrogen-producing apparatus, and cover for positive pole side
JP5099306B2 (en) Fuel cell system
KR100570697B1 (en) Fuel cell system and reformer used thereto
JP2005032598A (en) Fuel tank and fuel cell system using this
JP2008159578A (en) Consumer battery with fuel cell
JP2005180545A (en) High-pressure hydrogen producing apparatus
JP2008181768A (en) Fuel cell system
KR101131166B1 (en) fuel cell system
CN115386904A (en) Water electrolysis system and method for starting water electrolysis device
JP2012067368A (en) Operating method of high-pressure water electrolytic system
JP2009289535A (en) Fuel cell
JP6975922B1 (en) Hydrogen system and how to operate the hydrogen system
KR100811984B1 (en) Fuel cartridge and fuel cell using the same
JP5142176B2 (en) Polymer electrolyte fuel cell system
JP6363935B2 (en) Fuel cell system
JP5497265B2 (en) Discharge system for fuel cell inspection
KR20080056051A (en) Fuel cell and method for increasing potential thereof
KR20070099355A (en) Fuel cell system
KR20070056608A (en) Fuel cell system
WO2007085150A1 (en) A proton exchange membrane fuel cell
JP2008103090A (en) Fuel supply container, and fuel cell system
JP2016051520A (en) Method for stopping fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120215

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120905

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20120911

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120911

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151005

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5099306

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees