JPH01235163A - アルカリ型燃料電池 - Google Patents
アルカリ型燃料電池Info
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- JPH01235163A JPH01235163A JP63060029A JP6002988A JPH01235163A JP H01235163 A JPH01235163 A JP H01235163A JP 63060029 A JP63060029 A JP 63060029A JP 6002988 A JP6002988 A JP 6002988A JP H01235163 A JPH01235163 A JP H01235163A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
- H01M50/77—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte with external circulating path
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、アルカリ水溶液を電解液として用いるアル
カリ型燃料電池に関し、特に電解液レベルを一定に保つ
ための手段に関する。
カリ型燃料電池に関し、特に電解液レベルを一定に保つ
ための手段に関する。
第３図は従来のアルカリ型燃料電池の一例を示すシステ
ム構成図である。１は燃料電池本体で、水素ガス室１ａ
、酸素ガス室１ｂ及び電解液室ＩＣを有している。電解
液としては、水酸化カワラム（ＫＯＨ）の水溶液が使用
されている。この燃料電池は電解液室ＩＣの上部には単
セルごとに電解液タンク２を備えており、いわゆる電解
液静止型の燃料電池である。 このシステムにおいて、エゼクタポンプ３で燃料電池本
体ｌへ送られた水素ガスは、熱交換器４で冷却されたの
ち再び系内に入る循環を行っているが、この水素ガスの
一部は外部へパージされ濃度が一定に保たれている。同
様に、酸素ガスはエゼクタポンプ５で燃料電池本体１へ
送られて系内を循環し、その一部は濃度を一定に保つた
めにパージされている。６は熱交換器４を冷却するブロ
ワ、７は燃料電池本体１を冷却するブロワである。 いまこのシステムを運転すると、発電反応によって熱と
生成水が発生する。熱はブロワ７で除去される。また生
成水は燃料電池本体１内で蒸発して循環水素ガスにより
熱交換器４に導かれ、ブロワ６で冷却されて凝縮水とし
て系外へ排出される。 生成水の除去量の調整は、電解液濃度（電解液しベル）
を一定に保つために、負荷量に応じて水素ガス循環量を
制御することによって行われている。 ところで、燃料電池本体１は第４図に示すように複数個
の単セルを積層して構成されているが、これを運転した
場合に各単セルの内部抵抗の違いによる発熱量の違いや
その積層位置などによって、単セルごとに図示の通り電
解液レベル８に差が現れ、やがては電極の露出という事
態になって燃料電池の連続運転が不能となる。 そのために、電解液を電解液タンクに滴下して供給し、
過剰な電解液を前記電解液タンクから一定液レベルでオ
ーバフローさせて電解液レベルを一定に保つ方法が提案
されている。 第５図はこのような燃料電池のシステム構成を示すもの
である。補助電解液タンク９の電解液は、システム運転
中に循環ポンプ１０により、電解液供給母管１１及び電
解液供給管１２を通して電解液タンク２に滴下して供給
され、過剰な電解液は電解液タンク２から一定レベルで
オーバフローし、各セルごとの電解液排出管１３及び電
解液排出母管１４を通して補助電解液タンク９に回収さ
れる。 第６図は第５図の燃料電池本体ｌにおける液室枠１５の
側面図で、液室枠１５の上部に付属している各電解液タ
ンク２の一側には電解液供給母管１１及び電解液供給管
１２がそれぞれ設けられ、また各電解液タンク２の他側
には電解液の所定のレベルに合わせて電解液排出管１３
及び電解液排出母管１４がそれぞれ設けられている。な
お、電解液供給管１２は、電解液タンク２内の電解液に
先端が接触しないようになっている。 システムの運転に先立ち、電解液は電解液供給管１６か
ら、電解液タンク２における電解液排出管１３の接続口
レベルまで注入される。その後、システムの運転と同時
に電解液の循環を開始し、循環ポンプ１０により補助電
解液タンク９の電解液を電解液供給管１２から電解液タ
ンク２内に滴下させる。電解液タンク２内の電解液量が
増え所定レベルを超えると、過剰電解液は電解液排出管
１３からオーバフローし、補助電解液タンク９に回収さ
れる。このように電解液を過剰供給することにより電解
液タンク２内の液レベルは一定となる。
ム構成図である。１は燃料電池本体で、水素ガス室１ａ
、酸素ガス室１ｂ及び電解液室ＩＣを有している。電解
液としては、水酸化カワラム（ＫＯＨ）の水溶液が使用
されている。この燃料電池は電解液室ＩＣの上部には単
セルごとに電解液タンク２を備えており、いわゆる電解
液静止型の燃料電池である。 このシステムにおいて、エゼクタポンプ３で燃料電池本
体ｌへ送られた水素ガスは、熱交換器４で冷却されたの
ち再び系内に入る循環を行っているが、この水素ガスの
一部は外部へパージされ濃度が一定に保たれている。同
様に、酸素ガスはエゼクタポンプ５で燃料電池本体１へ
送られて系内を循環し、その一部は濃度を一定に保つた
めにパージされている。６は熱交換器４を冷却するブロ
ワ、７は燃料電池本体１を冷却するブロワである。 いまこのシステムを運転すると、発電反応によって熱と
生成水が発生する。熱はブロワ７で除去される。また生
成水は燃料電池本体１内で蒸発して循環水素ガスにより
熱交換器４に導かれ、ブロワ６で冷却されて凝縮水とし
て系外へ排出される。 生成水の除去量の調整は、電解液濃度（電解液しベル）
を一定に保つために、負荷量に応じて水素ガス循環量を
制御することによって行われている。 ところで、燃料電池本体１は第４図に示すように複数個
の単セルを積層して構成されているが、これを運転した
場合に各単セルの内部抵抗の違いによる発熱量の違いや
その積層位置などによって、単セルごとに図示の通り電
解液レベル８に差が現れ、やがては電極の露出という事
態になって燃料電池の連続運転が不能となる。 そのために、電解液を電解液タンクに滴下して供給し、
過剰な電解液を前記電解液タンクから一定液レベルでオ
ーバフローさせて電解液レベルを一定に保つ方法が提案
されている。 第５図はこのような燃料電池のシステム構成を示すもの
である。補助電解液タンク９の電解液は、システム運転
中に循環ポンプ１０により、電解液供給母管１１及び電
解液供給管１２を通して電解液タンク２に滴下して供給
され、過剰な電解液は電解液タンク２から一定レベルで
オーバフローし、各セルごとの電解液排出管１３及び電
解液排出母管１４を通して補助電解液タンク９に回収さ
れる。 第６図は第５図の燃料電池本体ｌにおける液室枠１５の
側面図で、液室枠１５の上部に付属している各電解液タ
ンク２の一側には電解液供給母管１１及び電解液供給管
１２がそれぞれ設けられ、また各電解液タンク２の他側
には電解液の所定のレベルに合わせて電解液排出管１３
及び電解液排出母管１４がそれぞれ設けられている。な
お、電解液供給管１２は、電解液タンク２内の電解液に
先端が接触しないようになっている。 システムの運転に先立ち、電解液は電解液供給管１６か
ら、電解液タンク２における電解液排出管１３の接続口
レベルまで注入される。その後、システムの運転と同時
に電解液の循環を開始し、循環ポンプ１０により補助電
解液タンク９の電解液を電解液供給管１２から電解液タ
ンク２内に滴下させる。電解液タンク２内の電解液量が
増え所定レベルを超えると、過剰電解液は電解液排出管
１３からオーバフローし、補助電解液タンク９に回収さ
れる。このように電解液を過剰供給することにより電解
液タンク２内の液レベルは一定となる。
ところが、このシステムで長時間運転すると、制御誤差
により生成水が若干多く排出された場合、セル内の電解
液が煮詰められてセルの下部と上部で電解液に濃度差が
生じ、電極特性が変わって電極寿命の低下をきたすとい
う問題点がある。 そこでこの発明は、電解液の循環回路を有するシステム
において、電解液濃度の変化を小さくして、より長時間
の運転を可能としたアルカリ型燃料電池を提供すること
を目的とするものである。
により生成水が若干多く排出された場合、セル内の電解
液が煮詰められてセルの下部と上部で電解液に濃度差が
生じ、電極特性が変わって電極寿命の低下をきたすとい
う問題点がある。 そこでこの発明は、電解液の循環回路を有するシステム
において、電解液濃度の変化を小さくして、より長時間
の運転を可能としたアルカリ型燃料電池を提供すること
を目的とするものである。
この発明は上記目的を達成するために、電解液室の下部
に接続された電解液タンクに補助電解液タンクの電解液
を循環ポンプにより滴下して供給し、前記電解液室から
一定液レベルでオーバフローした電解液を前記補助電解
液タンクに回収する電解液循環回路を設けるものである
。
に接続された電解液タンクに補助電解液タンクの電解液
を循環ポンプにより滴下して供給し、前記電解液室から
一定液レベルでオーバフローした電解液を前記補助電解
液タンクに回収する電解液循環回路を設けるものである
。
濃度が高くなる電解液室下部に循環電解液を供給し、過
剰な電解液を電解液室の上部からオーバフローさせるこ
とにより、電解液室の上部と下部の濃度差が緩和される
。
剰な電解液を電解液室の上部からオーバフローさせるこ
とにより、電解液室の上部と下部の濃度差が緩和される
。
以下、第１図及び第２図に基づいてこの発明の詳細な説
明する。なお、従来例と同一部分には同一の符号を付は
説明を省略する。 まず、第１図はこの発明の実施例における各単セルの液
室枠の側面図である。第１図において、液室枠１７の一
側には電解液タンク１８があり、電解液供給母管１１に
接続された電解液供給管１２から滴下する電解液を受け
るようになっている。 この電解液タンク１８は、導管１９を介して電解液室１
ｃの下部に接続されている。また、液室枠１７の他側に
は、導管１９の接続口に対して対角線上で電解液室ＩＣ
の最上部に通じる電解液排出管１３がある。この電解液
排出管１３は電解液排出厚管１４に接続され、同時に大
気開放口２０にも通じている。 第２図はこの発明の実施例のシステム構成図である。こ
こで上記各セルの電解液供給管１２は、電解液供給母管
１１により循環ポンプ１０を介して補助電解液タンク９
に接続されている。また、各単セルの電解液排出管１３
は、電解液排出母管１４により補助電解液タンク９に接
続されている。 これにより、補助電解液タンク９、循環ポンプ１０、電
解液供給母管１１、電解液供給管１２、電解液室１ｃ、
電解液排出管１３及び電解液排出母管１４からなる電解
液循環回路が構成されている。 ２１は補助電解液タンク９内の液レベル変化から電解液
濃度を調整する液レベル計、２２は熱交換器４に付属し
ている生成水溜タンク、２３は生成水溜タンク２２から
補助電解液タンク９に至る管路の途中に設けられたパル
プ、２４は循環ポンプ１０から送られた電解液の一部を
補助電解液タンク９に戻すバイパス管路である。 このような構成において、電解液タンク１８に滴下され
た電解液は導管１６を通り電解液室ＩＣに最下部から溜
まり、やがて電解液排出管１３からオーバフローして運
転が可能となる。運転中も同様に電解液を滴下供給する
と、電解液は電解液室ｌｃ内を第１図に矢印で示すよう
に流れ、常に一定の濃度を保つ。 電解液室ＩＣからオーバフローした電解液は、補助電解
液タンク９に回収されるが、補助電解液タンク９内の電
解液濃度が高（なって液レベルが下がると液レベル計２
１の動作によりバルブ２３が開き、生成水溜タンク２２
から補助電解液タンク９へ生成水が供給される。補助電
解液タンク９では、循環ポンプ１０で循環する電解液の
一部がバイパス管路２４を通してバイパス循環すること
により電解液と生成水との均一な混合が行われる。 【発明の効果］ この発明によれば、滴下により電解液を供給し、過剰な
電解液は一定レベルでオーバフローさせて電解液室内の
液レベルを一定に保つとともに、その際電解液の滴下供
給を電解液室の下部から行うことにより電解液室内の電
解液濃度の均一化を図ることができ、燃料電池を長時間
にわたって安定的に運転することが可能となる。
明する。なお、従来例と同一部分には同一の符号を付は
説明を省略する。 まず、第１図はこの発明の実施例における各単セルの液
室枠の側面図である。第１図において、液室枠１７の一
側には電解液タンク１８があり、電解液供給母管１１に
接続された電解液供給管１２から滴下する電解液を受け
るようになっている。 この電解液タンク１８は、導管１９を介して電解液室１
ｃの下部に接続されている。また、液室枠１７の他側に
は、導管１９の接続口に対して対角線上で電解液室ＩＣ
の最上部に通じる電解液排出管１３がある。この電解液
排出管１３は電解液排出厚管１４に接続され、同時に大
気開放口２０にも通じている。 第２図はこの発明の実施例のシステム構成図である。こ
こで上記各セルの電解液供給管１２は、電解液供給母管
１１により循環ポンプ１０を介して補助電解液タンク９
に接続されている。また、各単セルの電解液排出管１３
は、電解液排出母管１４により補助電解液タンク９に接
続されている。 これにより、補助電解液タンク９、循環ポンプ１０、電
解液供給母管１１、電解液供給管１２、電解液室１ｃ、
電解液排出管１３及び電解液排出母管１４からなる電解
液循環回路が構成されている。 ２１は補助電解液タンク９内の液レベル変化から電解液
濃度を調整する液レベル計、２２は熱交換器４に付属し
ている生成水溜タンク、２３は生成水溜タンク２２から
補助電解液タンク９に至る管路の途中に設けられたパル
プ、２４は循環ポンプ１０から送られた電解液の一部を
補助電解液タンク９に戻すバイパス管路である。 このような構成において、電解液タンク１８に滴下され
た電解液は導管１６を通り電解液室ＩＣに最下部から溜
まり、やがて電解液排出管１３からオーバフローして運
転が可能となる。運転中も同様に電解液を滴下供給する
と、電解液は電解液室ｌｃ内を第１図に矢印で示すよう
に流れ、常に一定の濃度を保つ。 電解液室ＩＣからオーバフローした電解液は、補助電解
液タンク９に回収されるが、補助電解液タンク９内の電
解液濃度が高（なって液レベルが下がると液レベル計２
１の動作によりバルブ２３が開き、生成水溜タンク２２
から補助電解液タンク９へ生成水が供給される。補助電
解液タンク９では、循環ポンプ１０で循環する電解液の
一部がバイパス管路２４を通してバイパス循環すること
により電解液と生成水との均一な混合が行われる。 【発明の効果］ この発明によれば、滴下により電解液を供給し、過剰な
電解液は一定レベルでオーバフローさせて電解液室内の
液レベルを一定に保つとともに、その際電解液の滴下供
給を電解液室の下部から行うことにより電解液室内の電
解液濃度の均一化を図ることができ、燃料電池を長時間
にわたって安定的に運転することが可能となる。
第１図はこの発明の実施例における液室枠の側面図、第
２図はこの発明の実施例のシステム構成図、第３図は従
来例のシステム構成図、第４図は第３図における単セル
の積層状態を示すセル積層図、第５図は別の従来例のシ
ステム構成図、第６図は第５図の燃料電池本体の液室枠
の側面図である。 １：燃料電池本体、１ｃ：電解液室、９：補助電解液タ
ンク、１０：循環ポンプ。 第２図 第５図
２図はこの発明の実施例のシステム構成図、第３図は従
来例のシステム構成図、第４図は第３図における単セル
の積層状態を示すセル積層図、第５図は別の従来例のシ
ステム構成図、第６図は第５図の燃料電池本体の液室枠
の側面図である。 １：燃料電池本体、１ｃ：電解液室、９：補助電解液タ
ンク、１０：循環ポンプ。 第２図 第５図
Claims (1)
- １）電解液室の下部に接続された電解液タンクに補助電
解液タンクの電解液を循環ポンプにより滴下して供給し
、前記電解液室から一定液レベルでオーバフローした電
解液を前記補助電解液タンクに回収する電解液循環回路
を設けたことを特徴とするアルカリ型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060029A JPH01235163A (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | アルカリ型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060029A JPH01235163A (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | アルカリ型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01235163A true JPH01235163A (ja) | 1989-09-20 |
Family
ID=13130235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63060029A Pending JPH01235163A (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | アルカリ型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01235163A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090325012A1 (en) * | 2004-12-17 | 2009-12-31 | Astris Energi Inc. | Alkaline fuel cell system |
| JP2013519197A (ja) * | 2010-02-08 | 2013-05-23 | エイエフシー エナジー ピーエルシー | セルスタックシステム |
| KR20140117504A (ko) * | 2012-01-09 | 2014-10-07 | 에이에프씨 에너지 피엘씨 | 액체 전해질 연료 전지 시스템 |
-
1988
- 1988-03-14 JP JP63060029A patent/JPH01235163A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090325012A1 (en) * | 2004-12-17 | 2009-12-31 | Astris Energi Inc. | Alkaline fuel cell system |
| JP2013519197A (ja) * | 2010-02-08 | 2013-05-23 | エイエフシー エナジー ピーエルシー | セルスタックシステム |
| KR20140117504A (ko) * | 2012-01-09 | 2014-10-07 | 에이에프씨 에너지 피엘씨 | 액체 전해질 연료 전지 시스템 |
| JP2015503835A (ja) * | 2012-01-09 | 2015-02-02 | エイエフシー エナジー ピーエルシー | 液体電解質燃料電池システム |
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