JPH0129026B2 - - Google Patents

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JPH0129026B2
JPH0129026B2 JP57047988A JP4798882A JPH0129026B2 JP H0129026 B2 JPH0129026 B2 JP H0129026B2 JP 57047988 A JP57047988 A JP 57047988A JP 4798882 A JP4798882 A JP 4798882A JP H0129026 B2 JPH0129026 B2 JP H0129026B2
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JP
Japan
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electrolyte
cell
matrix
replenishment
electrolyte replenishment
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Expired
Application number
JP57047988A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58164151A (ja
Inventor
Ikuto Ooshita
Atsuo Watanabe
Hiroyuki Tajima
Tomoyoshi Kamoshita
Osamu Yamamoto
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.)
Kansai Electric Power Co Inc
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Kansai Denryoku KK
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 Fuji Electric Co Ltd, Kansai Denryoku KK filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP57047988A priority Critical patent/JPS58164151A/ja
Publication of JPS58164151A publication Critical patent/JPS58164151A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0289Means for holding the electrolyte
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は燃料電池のマトリツクスの中へ例え
ばりん酸の液状電解質を電池の組立後に補給し、
含浸させるようにしたマトリツクス型燃料電池の
電解質補給装置に関する。
この種の燃料電池は運転開始当初のみならず、
運転経過の途中でもマトリツクスへ外部から電解
質を補給する必要がある。この場合に、電解質の
補給は燃料電池を分解することなく組立状態のま
まで行えることが望まれる。また、燃料電池は燃
料電極、マトリツクス、空気電極を重ね合わせて
なる単セルを多数積層してセルスタツクが構成さ
れており、このうち液状電解質を含浸保留してお
くマトリツクスは、例えばシリコンカーバイトを
素材とした多孔性の膜状に作られている。そのた
めにマトリツクスは機械的に弱く、大きな液圧を
加えることは避けなければならない。
かかる点、単セルを上下に積層してなるセルス
タツクに関し、各単セルのマトリツクスに対して
共通に連通する電解質補給通路を設け、この電解
質補給通路へ電解質タンクを接続して、重力式あ
るいはポンプ送液方式によつて各単セルのマトリ
ツクスへ電解質を送り込み、含浸させるようにし
た補給方式が従来より実施されている。しかしな
がらこの方式では、単セル積層数の多いセルスタ
ツクではその高さ寸法がかなり大になり、このた
め電解質補給時には、セルスタツクの下位に位置
する単セルに圧力水頭の大きな液圧が加わる不具
合が生じる。
この発明は上記の点にかんがみなされたもので
あり、その目的は安全かつ簡異な方法で外部から
セルスタツクを構成する単セルのマトリツクスへ
液状電解質を円滑に補給できるようにした電解質
補給装置を提供することにある。
かかる目的はこの発明により、単セルの1枚ご
とあるいは単セル数枚の積層ブロツクごとにセル
内に形成されたマトリツクスへ通じる電解質補給
通路の一端をそれぞれセルスタツクの外側面に開
口するとともに、前記各電解質補給通路に対応接
続して、セルスタツクの外側方には上面が大気圧
側に開放された各独立構造の電解質補給皿をこれ
と対応する電解質補給通路との間に僅かな落差を
定めて上下に並べて設置し、各補給皿より補給通
路を通じて個々に単セルのマトリツクスへ電解質
を補給するように構成したことにより達成され
る。
以下この発明を図示実施例に基づき詳述する。
まず第1図ないし第3図によりこの発明による
電解質補給装置の基本構造を述べる。図示例の単
セル1は、上面に燃料通路を仕切るリブを有する
燃料電極側の多孔質電極基板11、この電極基板
11に塗布形成された燃料電極12、マトリツク
ス13、空気通路を仕切るリブを有する空気電極
側の多孔質電極基板14、電極基板14に塗布形
成された空気電極15、電極12,15およびマ
トリツクス13の周縁をシールするシール体16
とから構成されている。また単セル内にはマトリ
ツクス13に通じる電解質補給通路2が形成さ
れ、かつその一端はシール体16を貫通してセル
の外側面に開口されている。そして前記通路2の
開口端に接続してセルの外側方には電解質補給皿
3が設置されている。この補給皿3は上面が大気
圧側に開放された受皿としてなり、その一端には
オーバーフロー流出口31を有する。しかも皿3
と単セル1との間には僅かな落差が設定されてい
る。燃料電池は上記の単セルを図示されていない
反応ガス分離用のセパレート板を介して必要枚数
だけ積層し、セルスタツクを構成している。なお
上記の単セルにおける多孔質電極基板11,14
の代りに周知のバイポーラプレートを介して積層
し、セルスタツクを構成したものもある。上記の
構成で補給皿3へ外部から液状電解質を供給すれ
ば、僅かな落差のもとで電解質は補給通路2を通
じてマトリツクス13へ自然流下式に送り込まれ
て含浸されることになる。また電解質の供給を続
けて行えば、マトリツクス13が飽和状態になつ
たところで、電解質は皿3からオーバーフローす
るようになる。
次に上記基本構造体を組合わせてセルスタツク
を構成した実施例について述べる。
まず第4図および第5図の実施例では、前述し
た単セル1をガス分離用セパレート板4を介して
多数積層してなるセルスタツクに対し、このセル
スタツクを構成する単セルの1枚ごとに電解質補
給皿3が設置されている。この場合に上下に並ぶ
各皿3は、上段の皿に対して次段の皿が上段皿の
オーバーフロー流出口31の真下に位置するよう
に千鳥形に並べて配備されている。
かかる構成において、セルスタツクの最上段に
位置する皿3へ電解質を連続的に供給すれば、ま
ず最上段の単セル1のマトリツクス13が含浸さ
れ、続いて皿から溢れた電解質はオーバーフロー
流出口31を通じて次段の補給皿に滴下し、ここ
から第2段目の単セル1へ送り込まれる。以下同
様な動作を繰返えして、やがてセルスタツクを構
成しているすべての単セル1に電解質が補給され
ることになる。しかもこの過程で、各補給皿3は
個々に大気圧側に開放されていて互に圧力的には
切離されている。したがつて各単セル1の1枚ご
とにそのマトリツクス13に加わる液圧は僅かに
その単セルに対応する補給皿との間の落差に相応
した圧力水頭分だけであり、従来方式のようにセ
ルスタツクの下部に位置する単セルに過大な液圧
が加わる恐れはなく安全である。またこの実施例
では、各単セル1の相互間が電解質で連通し合う
ことがなく、したがつて電解質を通じて単セル相
互間に流れる漏洩電流の発生を確実に防げる利点
がある。これにより燃料電池を運転したままの状
態で電解質を補給することも可能である。
次に第6図、第7図に別な実施例を示す。この
実施例では数枚、例えば3枚の単セル1で積層ブ
ロツク10を構成し、この積層ブロツク10を単
位として1基ずつ電解質補給皿3が対応設置され
ている。また各積層ブロツク10の内部には、3
枚の各単セル1の電解質補給通路2の間を上下に
連通し合うたて通路21が形成されており、した
がつて積層ブロツク10ごとにその最上位の単セ
ル1に連結した補給皿3より電解質を供給すれ
ば、同時に3枚の単セルの各マトリツクス13に
電解質を満たすことができる。一方、各積層ブロ
ツク10ごとに設置された補給皿3の上下相互間
は上段皿と下段皿との間がオーバーフロー管32
を介して連通し合つている。更に各積層ブロツク
10ごとに、そのブロツク内の最下位に位置する
単セルの補給通路2の外部開口端には止栓5が設
けてあり、かつ各止栓5は電気絶縁物の連接棒5
1に取付けられている。
上記の構成において、最上段の補給皿3に電解
質を供給することにより、まず最上位の積層ブロ
ツク10を構成する3枚の単セルに対し、電解質
補給通路2,21を通じて各マトリツクス13に
電解質が満たされる。また最上位の皿が満杯にな
ればオーバーフロー管32を通じて次段に皿に流
下し、この皿から第2段目の積層ブロツク1の各
単セルへ電解質が送り込まれる。以下同様な動作
を繰返えしてセルスタツク全体に電解質が補給さ
れる。この段階で先記した連接棒51を上方へ引
き上げて栓5を開放することにより、各積層ブロ
ツク10の中に残留している余分な電解質が電池
の外方へ排出される。
この実施例の場合にも、各段の電解質補給皿3
は圧力的に互に切離されているので、電解質補給
の過程で各単セルのマトリツクスに過大な液圧が
加わる恐れはなく、最大でも積層ブロツク10を
単位とした高さ寸法に相応する圧力水頭の液圧が
加わるだけで済む。しかも先に述べた実施例と同
様に、セルスタツクを構成する全部の単セルに対
し、一箇所から連続的に電解質を補給することが
できる。
以上述べたようにこの発明によれば、単セルを
上下に積層して組立てられたセルスタツクに対
し、個々の単セルに過大な液圧を加えることなし
に安全に外部から電解質の補給を行うことができ
る。しかも上下に並ぶ電解質補給皿の相関関係
を、上段皿からのオーバーフロー液を次段皿で受
けるよう相互間を連係して配置したことにより、
電解質の補給を一箇所からの供給で連続的に行え
る利点もある等、実用的価値の高い電解質補給装
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図はこの発明の実施例におけ
る単セルの基本構造を示すものであつて第1図は
平面図、第2図および第3図は第1図における矢
視―,―断面図、第4図および第5図は
この発明の一実施例の構成を示す正面図および平
面図、第6図および第7図はこの発明の他の実施
例の構成を示す正面図およびその一部の機構を示
す側面図である。 1…単セル、13…マトリツクス、2…電解質
補給通路、3…電解質補給皿。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マトリツクスに電解質を含浸保留させた単セ
    ルの複数個を上下に積層してセルスタツクを構成
    したマトリツクス型燃料電池において、単セルの
    1枚ごとあるいは単セル数枚の積層ブロツクごと
    にセル内に形成されたマトリツクスへ通じる電解
    質補給通路の一端をそれぞれセルスタツクの外側
    面に開口するとともに、前記各電解質補給通路に
    対応接続してセルスタツクの外側方には上面が大
    気圧側へ開放された各独立構造の電解質補給皿を
    これと対応する電解質補給通路との間に僅かな落
    差を定めて上下に並べて設置し、各電解質補給皿
    より電解質補給通路を通じて個々に単セルのマト
    リツクスへ電解質を補給するように構成したこと
    を特徴とするマトリツクス型燃料電池の電解質補
    給装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の電解質補給装置
    において、上下に並ぶ各電解質補給皿が、上段の
    皿からオーバフローした電解質が下段の皿へ順次
    流下するように各補給皿の相互間を連係して配置
    されていることを特徴とするマトリツクス型燃料
    電池の電解質補給装置。
JP57047988A 1982-03-25 1982-03-25 マトリツクス型燃料電池の電解質補給装置 Granted JPS58164151A (ja)

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US4596748A (en) * 1984-04-11 1986-06-24 United Technologies Corporation Method for replacing lost electrolyte in fuel cells
JPH0677462B2 (ja) * 1984-04-23 1994-09-28 株式会社富士電機総合研究所 マトリックス形燃料電池の電解質補給装置
US4732822A (en) * 1986-12-10 1988-03-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Internal electrolyte supply system for reliable transport throughout fuel cell stacks
CN108866571B (zh) * 2018-08-23 2019-09-20 大同新成新材料股份有限公司 一种电解液加料装置

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