JP6930937B2 - 燃料電池、および燃料電池システム - Google Patents
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Description
燃料極反応:H2 → 2H+ + 2e
酸化剤極反応:1/2O2 + 2H+ +2e− → H2O
図7は、主スタック10と従スタック20とを一体的に挟持したカスケード型燃料電池を示す概略図である。図7に示すように、主スタック10への冷却水の供給は、第1冷却水導入部70から導入され、第1冷却水排出部72から排出される。同様に、従スタック20への冷却水の供給は、第2冷却水導入部74から導入され、第2冷却水排出部76から排出される。
Claims (7)
- 燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電し、内部に冷却用の第1水流路を有する燃料電池セルを積層した主スタックと、
前記主スタックが排出した燃料ガスと、酸化剤ガスを用いて発電し、内部に冷却用の第2水流路を有する燃料電池セルを積層した従スタックと、
を備える燃料電池であって、
前記主スタック内に前記燃料ガスを導入する第1燃料ガス導入部と、前記第1水流路に冷却水を導入する第1水流路導入部との間の距離は、前記主スタック内から前記燃料ガスを排出する第1燃料ガス排出部と、前記第1水流路導入部との間の距離よりも短く、
前記従スタック内に前記主スタックが排出した燃料ガスを導入する第2燃料ガス導入部と、前記第2水流路に冷却水を導入する第2水流路導入部との間の距離は、前記従スタック内から前記燃料ガスを排出する第2燃料ガス排出部と、前記第2水流路導入部との間の距離よりも長く、
前記主スタックは、
前記燃料電池セルの積層方向に沿った第1側面に配置され、前記第1燃料ガス導入部を介して前記燃料ガスを供給する供給空間と前記燃料ガスを排出する排出空間とをデバイダーで分断した第1燃料極マニホールドと、
前記第1側面に隣接し、第1セル積層体の積層方向に沿った第2側面に配置され、前記第1水流路導入部を介して前記第1水流路に冷却水を供給する第1冷却水マニホールドと、
を有し、
前記従スタックは、
前記燃料電池セルの積層方向に沿った第1側面に配置され、前記第2燃料ガス導入部を介して前記燃料ガスを供給する供給空間と前記燃料ガスを排出する排出空間とをデバイダーで分断した第2燃料極マニホールドと、
前記第1側面に隣接し、第2セル積層体の積層方向に沿った第2側面に配置され、前記第2水流路導入部を介して前記第2水流路に冷却水を供給する第2冷却水マニホールドと、を有し、
前記主スタックでは、前記第1冷却水マニホールド側に前記供給空間を配置し、前記従スタックでは、前記第2冷却水マニホールド側に前記排出空間を配置した、燃料電池。 - 前記主スタックは、
一方の主面に燃料極が配置され、前記主面と反対側の主面に酸化剤極が配置された固体高分子電解質膜と、前記燃料極に燃料ガスを供給する第1燃料極流路が形成された第1燃料極流路板と、前記酸化剤極に酸化剤ガスを供給する第1酸化剤極流路が形成された第1酸化剤極流路板とを有し、前記第1燃料極流路板もしくは前記第1酸化剤極流路板の少なくとも一方の背面に冷却水が通過する前記第1水流路を形成した燃料電池セルを積層した積層体であり、
前記従スタックは、
一方の主面に燃料極が配置され、前記主面と反対側の主面に酸化剤極が配置された固体高分子電解質膜と、前記燃料極に燃料ガスを供給する第2燃料極流路が形成された第2燃料極流路板と、前記酸化剤極に酸化剤ガスを供給する第2酸化剤極流路が形成された第2酸化剤極流路板とを有し、前記第2燃料極流路板もしくは前記第2酸化剤極流路板の少なくとも一方の背面に冷却水が通過する前記第2水流路を形成した燃料電池セルを積層した積層体である、請求項1に記載の燃料電池。 - 前記第1燃料極流路は、前記主スタックの前記第1側面から前記第1側面に対向する第3側面に前記燃料ガスを導入する第1流路と、前記第3側面から前記第1側面に前記燃料ガスを導入する第2流路とを有し、
前記第2燃料極流路は、前記従スタックの前記第1側面から前記第1側面に対向する第3側面に前記燃料ガスを導入する第1流路と、前記第3側面から前記第1側面に前記燃料ガスを導入する第2流路とを有し、
前記第1燃料極流路の前記第1流路は、前記主スタックの前記第2側面側に配置され、 前記第2燃料極流路の前記第1流路は、前記従スタックの前記第2側面に対向する第4側面側に配置される、請求項2に記載の燃料電池。 - 前記主スタックと前記従スタックは、一体的に挟持されたカスケード型燃料電池である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料電池。
- 前記第1燃料ガス排出部における冷却水温度は前記第1燃料ガス導入部における冷却水温度よりも高く、前記従スタックの前記第2燃料ガス導入部における冷却水温度は前記従スタックの前記第2燃料ガス排出部における冷却水温度より高い、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の燃料電池。
- 前記主スタックの前記第1燃料極流路板および前記第1酸化剤極流路板と、前記従スタックの前記第2燃料極流路板および前記第2酸化剤極流路板とは、多孔質体であり、前記第1水流路および前記第2水流路を流れる冷却水の圧力は大気圧よりも低い、請求項2に記載の燃料電池。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の燃料電池と、
前記燃料電池の前記第1燃料ガス導入部および前記第2燃料ガス導入部に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
前記燃料電池の前記第1水流路および前記第2水流路に冷却水を供給する冷却水供給装置と、
を備える、燃料電池システム。
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