JPH02170369A - 水素供給機能を有する燃料電池 - Google Patents
水素供給機能を有する燃料電池Info
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- JPH02170369A JPH02170369A JP63325469A JP32546988A JPH02170369A JP H02170369 A JPH02170369 A JP H02170369A JP 63325469 A JP63325469 A JP 63325469A JP 32546988 A JP32546988 A JP 32546988A JP H02170369 A JPH02170369 A JP H02170369A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- 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
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、水素供給機能を有する燃料電池に関するも
のである。
のである。
［従来技術］
従来から水素とＭ素により電気を発生さける燃料電池が
あり、この水素をメタノールの改質により得る方法があ
る。そして、このメタノール改質装置においては、メタ
ノールと水とを原料として触媒下で水素を生成し燃料電
池に供給するようになっている。
あり、この水素をメタノールの改質により得る方法があ
る。そして、このメタノール改質装置においては、メタ
ノールと水とを原料として触媒下で水素を生成し燃料電
池に供給するようになっている。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、メタノール改質装置において水素が生成され
るとともに未改質メタノール、ＣＯが生成され、水素と
ともに未改質メタノール、ＣＯが燃おｌ電池へ供給され
、この未改質メタノール、ＣＯが燃料電池の電極を被毒
し燃料電池の特性を劣化させてしまうという問題があっ
た。
るとともに未改質メタノール、ＣＯが生成され、水素と
ともに未改質メタノール、ＣＯが燃おｌ電池へ供給され
、この未改質メタノール、ＣＯが燃料電池の電極を被毒
し燃料電池の特性を劣化させてしまうという問題があっ
た。
この発明の目的は、電極の被毒がなくその特性に優れた
水素供給は能を有する燃料電池を提供することにある。
水素供給は能を有する燃料電池を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
この発明は、水素を貯蔵した水素貯蔵手段と、前記水素
貯蔵手段から供給される水素と酸素により電気を発生ざ
Ｕる燃料電池と、前記燃料電池の発電動作の際に発生す
る熱°を前記水素貯蔵手段に伝達し、その熱により貯蔵
された水素を取出づ熱伝達機構とを描えた水素供給機能
を有する燃料電池をその要旨とするものである。
貯蔵手段から供給される水素と酸素により電気を発生ざ
Ｕる燃料電池と、前記燃料電池の発電動作の際に発生す
る熱°を前記水素貯蔵手段に伝達し、その熱により貯蔵
された水素を取出づ熱伝達機構とを描えた水素供給機能
を有する燃料電池をその要旨とするものである。
［作用］
燃料電池の発電動作の際の熱が水素貯蔵手段に伝達され
その熱により貯蔵された水素が取出される。そして、燃
お１電池においては、その水素貯蔵手段から供給される
水素と酸素により電気が発生する。
その熱により貯蔵された水素が取出される。そして、燃
お１電池においては、その水素貯蔵手段から供給される
水素と酸素により電気が発生する。
［実施例］
以下、この発明を車両に搭載される燃料電池に具体化し
た一実施例を図面に従って説明する。
た一実施例を図面に従って説明する。
第１図は本実施例の走行用Ｅ−タの電源供給系を示し、
全体として水素貯蔵手段としてのＭＨタンク１と燃Ｆｌ
電池２とＤＣ／ＤＣコンバータ３と鉛蓄電池４と走行用
直流モータ５とから構成されている。
全体として水素貯蔵手段としてのＭＨタンク１と燃Ｆｌ
電池２とＤＣ／ＤＣコンバータ３と鉛蓄電池４と走行用
直流モータ５とから構成されている。
ＭＨタンク１には水素を水素吸蔵合金の化合物として貯
蔵した金属水素化物（ＭＨ）が内蔵され、加熱すること
により水素ガスを発生することができる。この水素吸蔵
合金としては、鉄・チタンあるいはマグネシウム系の合
金が使用される。
蔵した金属水素化物（ＭＨ）が内蔵され、加熱すること
により水素ガスを発生することができる。この水素吸蔵
合金としては、鉄・チタンあるいはマグネシウム系の合
金が使用される。
燃料電池２は、リン酸電解質６を介して水素極７と酸素
極８が対向配置され、水素極７には前記ＭＨタンク１か
ら水素がフィルタ９、流口制御弁３０を介して供給され
る。又、酸素極８にはブロワ１０により空気（酸素）が
供給される。そして、燃料電池２においては、ＭＨタン
ク１から供給される水素とブロワ１０により供給される
空気（酸素）により水素極７と酸素極８との間に起電力
が発生する。
極８が対向配置され、水素極７には前記ＭＨタンク１か
ら水素がフィルタ９、流口制御弁３０を介して供給され
る。又、酸素極８にはブロワ１０により空気（酸素）が
供給される。そして、燃料電池２においては、ＭＨタン
ク１から供給される水素とブロワ１０により供給される
空気（酸素）により水素極７と酸素極８との間に起電力
が発生する。
又、燃料電池２での水素の未反応物は電磁三方切換弁１
１を介してＭｌ−１タンク１２内に貯蔵される。このＭ
Ｈタンク１２は、水素を化合物として貯蔵することがで
きる水素吸蔵合金が内蔵されている。この水素吸蔵合金
としては、低温で水素ガスを吸蔵及び放出できるランタ
ン系の合金が使用される。
１を介してＭｌ−１タンク１２内に貯蔵される。このＭ
Ｈタンク１２は、水素を化合物として貯蔵することがで
きる水素吸蔵合金が内蔵されている。この水素吸蔵合金
としては、低温で水素ガスを吸蔵及び放出できるランタ
ン系の合金が使用される。
さらに、燃料電池２には該燃料電池２を加熱及び冷却す
るための熱交換器゛（オイル管）１３が配置され、この
熱交換器（オイル管）１３は前記ＭＨタンク１内に延設
されている。そして、熱交換器（オイル管）１３内のオ
イルがオイルポンプ１４の駆動により熱交換器１５及び
オイルタンク１６を介して循環される。この熱交換器（
オイル管）１３におけるＭＨタンク１の出入り口には電
磁開閉弁２８を介してバイパス通路１３ａが形成されて
いる。
るための熱交換器゛（オイル管）１３が配置され、この
熱交換器（オイル管）１３は前記ＭＨタンク１内に延設
されている。そして、熱交換器（オイル管）１３内のオ
イルがオイルポンプ１４の駆動により熱交換器１５及び
オイルタンク１６を介して循環される。この熱交換器（
オイル管）１３におけるＭＨタンク１の出入り口には電
磁開閉弁２８を介してバイパス通路１３ａが形成されて
いる。
本実施例では、熱交換器（オイル管）１３とオイルポン
プ１４とから熱伝達ＭＵＭを構成している。
プ１４とから熱伝達ＭＵＭを構成している。
熱交換器１５には起動用バーナ１７が設けられ、前記電
磁三方切換弁１１を介してＭｌ−１タンク１２から水素
が供給されるとともにブロワ１８により空気が供給され
る。そして、燃料電池２の起動時には起動用バーナ１７
にて水素が燃焼してオイルが加熱され、オイルが循環さ
れ燃料電池２が発電開始可能な温度まで昇温されるとと
もにＭＨタンク１も加熱される。一方、燃料電池２の起
動後にはＭＨタンク１２かうの水素の供給が停止され、
バーナ１７による燃焼も停止されて、燃料電池２の発電
反応の際、に発生する熱がオイルポンプ１４によりＭＨ
タンク１に伝達され、ＭＨタンク１にて熱交換される。
磁三方切換弁１１を介してＭｌ−１タンク１２から水素
が供給されるとともにブロワ１８により空気が供給され
る。そして、燃料電池２の起動時には起動用バーナ１７
にて水素が燃焼してオイルが加熱され、オイルが循環さ
れ燃料電池２が発電開始可能な温度まで昇温されるとと
もにＭＨタンク１も加熱される。一方、燃料電池２の起
動後にはＭＨタンク１２かうの水素の供給が停止され、
バーナ１７による燃焼も停止されて、燃料電池２の発電
反応の際、に発生する熱がオイルポンプ１４によりＭＨ
タンク１に伝達され、ＭＨタンク１にて熱交換される。
燃料電池２の画電極はＤＣ／ＤＣコンバータ３に接続さ
れている。又、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力端子間に
は鉛蓄電池４を介して車両の走行用モータ５が接続され
ている。走行用モータ５は切替コンタクタ（前進用、後
進用）１９ａ、、１９ｂが並列に接続されるとともに、
走行用モータ５に対しトランジスタＴｒが直列に接続さ
れている。
れている。又、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力端子間に
は鉛蓄電池４を介して車両の走行用モータ５が接続され
ている。走行用モータ５は切替コンタクタ（前進用、後
進用）１９ａ、、１９ｂが並列に接続されるとともに、
走行用モータ５に対しトランジスタＴｒが直列に接続さ
れている。
又、接続点ａ、ｂにはフライホイールダイオードＤ１．
Ｄ２が接続されている。そして、いずれかの切替コンタ
クタ１９ａ、１９ｂを閉路した状態でトランジスタＴｒ
がチョッパ制御されることにより走行用モータ５の回転
速度が制御されるＪ：うになっている。
Ｄ２が接続されている。そして、いずれかの切替コンタ
クタ１９ａ、１９ｂを閉路した状態でトランジスタＴｒ
がチョッパ制御されることにより走行用モータ５の回転
速度が制御されるＪ：うになっている。
システム全体を制御するコントローラ２０は前記各ブロ
ワ１０，１８を駆動制御するとともに、前記電磁三方切
換弁１１を切換制御する。又、コン１〜ローラ２０は燃
料電池゛２の温度を検出する温度センサ２１からの信号
を入力してその温度を検知するとともに、前記ＭＨタン
ク１内の水素吸蔵合金の温度を検出する温度センサ２２
及び圧力計２３からの信号を入力してＭＨタンク１内の
水素吸蔵合金の温度及び圧力を検知する。
ワ１０，１８を駆動制御するとともに、前記電磁三方切
換弁１１を切換制御する。又、コン１〜ローラ２０は燃
料電池゛２の温度を検出する温度センサ２１からの信号
を入力してその温度を検知するとともに、前記ＭＨタン
ク１内の水素吸蔵合金の温度を検出する温度センサ２２
及び圧力計２３からの信号を入力してＭＨタンク１内の
水素吸蔵合金の温度及び圧力を検知する。
又、コン１〜ローラ２０は電圧検出部２４による燃料電
池２の出力電圧ＶＦＣを検知する。又、コントローラ２
０は電圧検出部２５による鉛蓄電池４の端子電圧ＶＢと
電流センサ２６による鉛蓄電池４の充放電電流ＩＢを検
知する。そして、コントローラ２０は鉛蓄電池４の端子
電圧ＶＢと充放電電流ＩＢにより鉛蓄電池４の充電ｍを
検出する。
池２の出力電圧ＶＦＣを検知する。又、コントローラ２
０は電圧検出部２５による鉛蓄電池４の端子電圧ＶＢと
電流センサ２６による鉛蓄電池４の充放電電流ＩＢを検
知する。そして、コントローラ２０は鉛蓄電池４の端子
電圧ＶＢと充放電電流ＩＢにより鉛蓄電池４の充電ｍを
検出する。
コントローラ２０はＤＣ／ＤＣコンバータ３と鉛蓄電池
４との間に設けられた負荷コンタクタ２７を開閉制御す
る。
４との間に設けられた負荷コンタクタ２７を開閉制御す
る。
次に、このシステムの起動制御を説明する。
まず、コントローラ２０は電磁三方切換弁１１を切換制
御して低温にて水素が取出されるＭＨタンク１２からの
水素を熱交換器１５のバーナ１７に供給するとともにプ
ロ９１８を駆動して水素をバーナ１７で燃焼させ、オイ
ルポンプ１４によりオイルを循環させＭＨタンク１及び
燃料電池２を昇温させる。
御して低温にて水素が取出されるＭＨタンク１２からの
水素を熱交換器１５のバーナ１７に供給するとともにプ
ロ９１８を駆動して水素をバーナ１７で燃焼させ、オイ
ルポンプ１４によりオイルを循環させＭＨタンク１及び
燃料電池２を昇温させる。
そして、コン１−ローラ２０は温度レンチ２１により燃
料電池２で発電可能な最低温度（１００℃）に達すると
とともに温度センサ２２によりＭｌ−１タンク１の水素
吸蔵合金が水素ガスを放出するに充分な温度になったと
判断すると、電磁三方切換弁１１を切換制御してＭｌ−
１タンク１２からバーブ１７への水素の供給を停止し、
燃料電池２からの水素がＭＨタンク１２に貯蔵できる状
態にする。
料電池２で発電可能な最低温度（１００℃）に達すると
とともに温度センサ２２によりＭｌ−１タンク１の水素
吸蔵合金が水素ガスを放出するに充分な温度になったと
判断すると、電磁三方切換弁１１を切換制御してＭｌ−
１タンク１２からバーブ１７への水素の供給を停止し、
燃料電池２からの水素がＭＨタンク１２に貯蔵できる状
態にする。
ＭＨタンク１の昇温によりＭＨタンク１の水素はフィル
タ９、流ｆｆｌ ｉｌ＋制御弁３０を経由して燃料電池
２の水素極７に供給される。
タ９、流ｆｆｌ ｉｌ＋制御弁３０を経由して燃料電池
２の水素極７に供給される。
コントローラ２０は燃料電池２への水素の供給が始まる
とブロワ１０を駆動して空気（酸素）を燃料電池２に供
給する。水素と酸素の供給が始まると燃料電池２の両電
極間にオープン電圧が発生する。コン１〜ローラ２０は
オープン電圧が規定の電圧に達した後、負荷コンタクタ
２７を閉じて外部への電力供給を開始する。
とブロワ１０を駆動して空気（酸素）を燃料電池２に供
給する。水素と酸素の供給が始まると燃料電池２の両電
極間にオープン電圧が発生する。コン１〜ローラ２０は
オープン電圧が規定の電圧に達した後、負荷コンタクタ
２７を閉じて外部への電力供給を開始する。
次に、この燃料電池２と鉛蓄電池４の運転方法を説明す
る。
る。
燃料電池２の出力電力はＤＣ／ＤＣコンバータ３を経由
して走行用モータ５等の負荷、又は、補助電池としての
鉛蓄電池４に供給されるわけであるが、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３はその出力を常に鉛蓄電池４の電圧ＶＢになる
ように制御し、さらに、鉛蓄電池の充電状態により出力
電流を段階的に可変できるよう定電流制御されている。
して走行用モータ５等の負荷、又は、補助電池としての
鉛蓄電池４に供給されるわけであるが、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３はその出力を常に鉛蓄電池４の電圧ＶＢになる
ように制御し、さらに、鉛蓄電池の充電状態により出力
電流を段階的に可変できるよう定電流制御されている。
そして、燃料電池２と鉛蓄電池４によるハイブリッド運
転を行なわせる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出
力を鉛蓄電池４の放電が進んでいる状態では出力最大に
し、満充電状態になるにつれて低い出力になるように制
御する。
転を行なわせる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出
力を鉛蓄電池４の放電が進んでいる状態では出力最大に
し、満充電状態になるにつれて低い出力になるように制
御する。
この燃料電池２の駆動時においては、燃料電池２での水
素の未反応物は電磁三方切換弁１１を介してＭＨタンク
１２内に貯蔵される。このＭＨタンク１２内に貯蔵され
た水素は上述した始動の際、及び運転中でも必要に応じ
て電磁三方切換弁１１を介してバーブ１７に供給され該
バーナ１７で燃焼される。
素の未反応物は電磁三方切換弁１１を介してＭＨタンク
１２内に貯蔵される。このＭＨタンク１２内に貯蔵され
た水素は上述した始動の際、及び運転中でも必要に応じ
て電磁三方切換弁１１を介してバーブ１７に供給され該
バーナ１７で燃焼される。
ざらに、］ントローラ２０は常に温度センサ′２１によ
り燃料電池２の温度を検知しており、その温度が所定温
度以下になったときには、ＭＨタンク１内の水素吸蔵合
金を加熱できないばかりでなくその熱を奪ってしまうた
めに起動用バーナ下７によりオイルを昇温し燃料電池２
を加熱するようにして温度制御を行なうようにしている
。又、コン１〜ローラ２０は常に圧力計２３によりＭＨ
タンク内圧を検知しており、ＭＨタンク１内の圧力が設
定圧より高くなった場合には電磁開閉弁２Ｂを聞きオイ
ルをバイパスさせてＭＨタンク１内の水素吸蔵合金がざ
らに加熱されないようになっている。
り燃料電池２の温度を検知しており、その温度が所定温
度以下になったときには、ＭＨタンク１内の水素吸蔵合
金を加熱できないばかりでなくその熱を奪ってしまうた
めに起動用バーナ下７によりオイルを昇温し燃料電池２
を加熱するようにして温度制御を行なうようにしている
。又、コン１〜ローラ２０は常に圧力計２３によりＭＨ
タンク内圧を検知しており、ＭＨタンク１内の圧力が設
定圧より高くなった場合には電磁開閉弁２Ｂを聞きオイ
ルをバイパスさせてＭＨタンク１内の水素吸蔵合金がざ
らに加熱されないようになっている。
このように本実施例によれば、燃料電池２にはＭＨタン
ク１から不純物を含まない純粋な水素が供給されるので
、燃料電池２の水素極７には従来のメタノール改質装置
により水素を供給する方式のように、未改質メタノ−′
ルやＣＯ等による被毒がなく燃料電池２の特性の劣化が
ない。即ら、メタノール改質装置を使用した場合には水
素の生成とともに未改質メタノールやＣＯが生成され、
それらが燃料電池の電極を被毒し燃料電池の特性を劣化
させていたが、純粋な水素が供給されることによりその
ようなことが回避される。又、熱交換器くオイル管〉１
３、オイルポンプ１４とからなる熱伝達機構により燃お
１電池２の発電動作の際に発生する熱をＭｌ−１タンク
１に伝達し、その熱にＪ：り貯蔵された水素を取出すこ
とができる。従って、燃料電池２で発生する熱を有効利
用することができる。
ク１から不純物を含まない純粋な水素が供給されるので
、燃料電池２の水素極７には従来のメタノール改質装置
により水素を供給する方式のように、未改質メタノ−′
ルやＣＯ等による被毒がなく燃料電池２の特性の劣化が
ない。即ら、メタノール改質装置を使用した場合には水
素の生成とともに未改質メタノールやＣＯが生成され、
それらが燃料電池の電極を被毒し燃料電池の特性を劣化
させていたが、純粋な水素が供給されることによりその
ようなことが回避される。又、熱交換器くオイル管〉１
３、オイルポンプ１４とからなる熱伝達機構により燃お
１電池２の発電動作の際に発生する熱をＭｌ−１タンク
１に伝達し、その熱にＪ：り貯蔵された水素を取出すこ
とができる。従って、燃料電池２で発生する熱を有効利
用することができる。
［発明の効果］
以上詳述したよ゛）にこの発明ににれぼ、電極の被毒が
なく良好なる特性を維持することができる優れた効果を
発揮する。
なく良好なる特性を維持することができる優れた効果を
発揮する。
第１図は実施例の燃料電池の概Ｉ８構成図である。
１は水素貯蔵手段としてのＭＨタンク、２は燃料電池、
１３は熱伝達ｔａ構を構成する熱交換器、１４は熱伝達
機構を構成するオイルポンプ。
１３は熱伝達ｔａ構を構成する熱交換器、１４は熱伝達
機構を構成するオイルポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水素を貯蔵した水素貯蔵手段と、 前記水素貯蔵手段から供給される水素と酸素により電気
を発生させる燃料電池と、 前記燃料電池の発電動作の際に発生する熱を前記水素貯
蔵手段に伝達し、その熱により貯蔵された水素を取出す
熱伝達機構と を備えてなる水素供給機能を有する燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63325469A JPH02170369A (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | 水素供給機能を有する燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63325469A JPH02170369A (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | 水素供給機能を有する燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02170369A true JPH02170369A (ja) | 1990-07-02 |
Family
ID=18177223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63325469A Pending JPH02170369A (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | 水素供給機能を有する燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02170369A (ja) |
Cited By (9)
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-
1988
- 1988-12-22 JP JP63325469A patent/JPH02170369A/ja active Pending
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