JP6160476B2 - 燃料電池のガス漏れ検査システム - Google Patents
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Description
本発明の一形態によれば、電解質膜と、前記電解質膜の両面に接合される触媒層とを含む膜電極接合体と、前記触媒層にガスを導入するガス流路と、を有する燃料電池について、前記燃料電池からのガスの漏れを検査するガス漏れ検査システムが提供される。このガス漏れ検査システムは、前記ガス流路に検査ガスを導入して前記燃料電池におけるガスの漏れを検査するガス漏れ検査部と、前記ガス流路に飽和水蒸気または温水を導入する加水部と、を備える。この形態の燃料電池のガス漏れ検査システムによると、燃料電池のガス漏れを検査する際に、燃料電池のガス流路に飽和水蒸気または温水を導入することにより、電解質膜および触媒層に水分を含ませることができる。そのため、この形態の燃料電池のガス漏れ検査システムを用いると、電解質膜および触媒層に水分を含ませるための加水処理設備を、別に設ける必要が無い。この形態の燃料電池のガス漏れ検査システムを用いて検査した後の燃料電池を用いると、発電初期より適切な発電性能を得ることができる。
(A1)燃料電池のガス漏れ検査システムの構成:
図1は、本発明の一実施例としての燃料電池のガス漏れ検査システムの構成を示す説明図である。複数の単セルが積層された燃料電池スタックを製造する場合、まず、単セルの段階でガス漏れ検査が行われる。本実施例の燃料電池のガス漏れ検査システム(以下、単に「ガス漏れ検査システム」と称する)100は、単セル段階の燃料電池1についてガス漏れ検査を行うと共に、加水を行うシステムである。燃料電池1の構成については、後に詳述するが、以下の説明において、燃料電池1における、アノードガス(燃料ガス)としての水素が導入されるガス流路を水素室、カソードガス(酸化剤ガス)としての酸素が導入されるガス流路を酸素室、冷却水が導入される流路を冷却水室と称する。
図2は、燃料電池の断面構成を示す説明図である。燃料電池1は、いわゆる固体高分子型燃料電池であり、燃料ガスとして供給される水素ガスと、酸化剤ガスとして供給される酸素とを用いて発電を行う。また、燃料電池1内には、冷却媒体としての冷却水が循環され、燃料電池1内の温度が、発電に適切な温度に調整される。
図3は、本実施例のガス漏れ検査システムを用いたガス漏れ検査の流れを示すフローチャートである。図3では、水素室、酸素室、冷却水室それぞれに対して行われる処理を平行して記載し、同時に行われる処理を横並びに記載している。図中の空の枠は、同時に行われる処理がないことを示している。
本実施例のガス漏れ検査システム100によれば、燃料電池のガス漏れ検査の中で燃料電池1の加水処理を行って、電解質膜2および触媒層3A,3Cに水分を含ませることができる。そのため、本ガス漏れ検査システム100を用いてガス漏れ検査が行われた燃料電池1を用いると、発電初期より適切な発電性能を得ることができる。したがって、その後に行われる発電検査において、適切な発電性能を得るためのならし運転(暖機運転)をする必要がなくなり、発電検査時間を短縮することができる。
この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
図4は、変形例1のガス漏れ検査システムの構成を示す説明図である。変形例1のガス漏れ検査システム100Aが、上記実施例のガス漏れ検査システム100と異なる点は、以下の2点である。(1)精密レギュレータ24がなく、精密レギュレータ22において、水素室7A,酸素室7C,マスターチャンバ42,およびマスターチャンバ44の圧力調整を行うこと。(2)ボイラ54が無く、水素室7Aおよび酸素室7Cの両方に水蒸気(スチーム)を導入すること。
図5は、変形例2のガス漏れ検査システムの構成を示す説明図である。変形例2のガス漏れ検査システム100Bが、上記変形例1のガス漏れ検査システム100Aと異なる点は、精密レギュレータ26,リーク検査ユニット36,およびマスターチャンバ46がなく、冷却水側配管84が切替バルブ94を介してカソード側配管83に接続された点である。
上記実施例では、冷却水室のガス漏れ検査と同時に、加水処理を行っているが、冷却水室のガス漏れ検査終了後に、加水処理を行ってもよい。このようにすることにより、より精密に冷却水室のガス漏れ検査を行うことができる。
2…電解質膜
3A…アノード触媒層
3C…カソード触媒層
4A…アノード側ガス拡散層
4C…カソード側ガス拡散層
5A…アノード側セパレータ
5C…カソード側セパレータ
6…フレーム
7A…水素室
7C…酸素室
10…検査ガス供給部
22…精密レギュレータ
24…精密レギュレータ
26…精密レギュレータ
32…リーク検査ユニット
34…リーク検査ユニット
36…リーク検査ユニット
41…配管
42…マスターチャンバ
43…配管
44…マスターチャンバ
45…配管
46…マスターチャンバ
50…ボイラ
51…ボイラ
52…配管
53…配管
54…ボイラ
62…加圧板
64…加圧板
70…ドレイン
71…配管
72…配管
80…配管
81…ガス供給配管
82…アノード側配管
83…カソード側配管
84…冷却水側配管
85…アノード側排出配管
86…カソード側排出配管
87…冷却水排出配管
92…切替バルブ
93…切替バルブ
94…切替バルブ
95…バルブ
96…バルブ
97…バルブ
100…ガス漏れ検査システム
100A…ガス漏れ検査システム
100B…ガス漏れ検査システム
Claims (1)
- 電解質膜と、前記電解質膜の両面に接合される触媒層とを含む膜電極接合体と、前記触媒層にガスを導入するガス流路と、を有する燃料電池について、前記燃料電池からのガスの漏れを検査するガス漏れ検査システムであって、
前記ガス流路に検査ガスを導入して前記燃料電池におけるガスの漏れを検査するガス漏れ検査部と、
前記ガス流路に飽和水蒸気または温水を導入する加水部と、
を備える、燃料電池のガス漏れ検査システム。
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JP2013266740A JP6160476B2 (ja) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 燃料電池のガス漏れ検査システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013266740A JP6160476B2 (ja) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 燃料電池のガス漏れ検査システム |
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Publication Number | Publication Date |
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JP6160476B2 true JP6160476B2 (ja) | 2017-07-12 |
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ID=53533719
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013266740A Active JP6160476B2 (ja) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 燃料電池のガス漏れ検査システム |
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