JP5241125B2 - 燃料電池モジュール - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態に係る燃料電池モジュールの概略構成を示す上面図である。図2は、図1に示す燃料電池モジュールのA−A断面図である。
S=40[mm]×5[mm]×6=1200[mm2]=12[cm2]
となる。そのため、燃料電池モジュール10が1時間発電した場合に生成する水の量W1は、
W1=45[mg/(h・cm2)]×12[cm2]=540[mg/h]
となる。
一方、5箇所の水分貯留部20の体積Vは、
V=2[mm]×3[mm]×50[mm]×5=1500[mm3]
となる。
Wmax=1500[mm3]×0.9×1[mg/mm3]=1350[mg]
となる。
T=Wmax/W1=1350[mg]/540[mg/h]=2.5[h]
となる。したがって、燃料電池モジュール10が連続発電中、水分貯留部20から全く水分が揮発しない厳しい条件であっても、発電開始から少なくとも2.5[h]の間はカソード表面を覆う水を低減することができる。
第2の参考の形態に係る燃料電池モジュールは、水分貯留部の開口部がセルユニットの
カソードに形成されている点が第1の実施の形態に係る燃料電池モジュール10と異なる。そのため、第2の参考の形態に係る燃料電池モジュールは、カソードで生成した水分をカソードに設けられた水分貯留部に溜めることができるので、カソードで生成した水分をカソード表面から効率的に除去することができる。つまり、カソード表面がカソードで生成した水分で覆われにくくなるので、カソードへの酸化剤、例えば空気、の供給を妨げることが抑制される。その結果、燃料電池モジュールは、長期間にわたって安定した出力を得ることができる。
燃料電池モジュールにおける発電が長期間にわたると、吸水部材で保水可能な水分を超えてカソードで水が生成する場合がある。そこで、本実施の形態に係る燃料電池モジュール10は、吸水部材の少なくともその一部が水分貯留部から着脱可能に構成されている。
図8は、第4の実施の形態に係る燃料電池モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態に係る燃料電池モジュール210は、第1の実施の形態に係る燃料電池モジュール10にメタノール透過防止層を設けた点が大きく異なる点である。なお、燃料電池モジュール10と同様の構成については、説明を適宜省略する。
図9は、第5の実施の形態に係る燃料電池モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態に係る燃料電池モジュール310は、吸水部材330の上部がカソード314の側部と接している。これにより、カソード314で生成した水を水分貯留部320により容易に導くことができる。
Claims (7)
- 電解質膜と、前記電解質膜の一方の面に設けられたカソードと、前記電解質膜の他方の面に設けられたアノードと、を有するセルユニットと、
前記カソードで生成した水分を溜める水分貯留部と、を備え、
前記水分貯留部は、
前記セルユニットのカソード以外の領域に形成された開口部と、
前記開口部からアノード側に突出した突出部と、
を有し、前記突出部は、前記電解質膜の一部がアノード側に突出した凸部により形成されていることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 前記セルユニットが平面的に複数配列されており、
前記水分貯留部の開口部は、前記セルユニットのカソード間に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。 - 前記セルユニットのアノード側に設けられ、前記アノードに供給する燃料が貯蔵される燃料室を更に備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池モジュール。
- 前記水分貯留部は、前記突出部の内部に水分を吸水する吸水部材を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の燃料電池モジュール。
- 前記吸水部材は、少なくともその一部が前記水分貯留部から着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池モジュール。
- 前記セルユニットのカソード側の表面は、空気の拡散を妨げる凸部が設けられていない平坦な面で構成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の燃料電池モジュール。
- 前記アノードで用いられる燃料が少なくともメタノールを含む液体燃料であり、
前記セルユニットは、前記電解質膜のアノード側の表面のうち、前記アノード以外の表面
にメタノールの透過を抑制する抑制膜が設けられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の燃料電池モジュール。
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