JPH03101062A - 燃料電池電源システム - Google Patents
燃料電池電源システムInfo
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- JPH03101062A JPH03101062A JP1237511A JP23751189A JPH03101062A JP H03101062 A JPH03101062 A JP H03101062A JP 1237511 A JP1237511 A JP 1237511A JP 23751189 A JP23751189 A JP 23751189A JP H03101062 A JPH03101062 A JP H03101062A
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- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
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Classifications
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- 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
-
- 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
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
-
- 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
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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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は小型百般式の水素−空気燃料電池電源システム
に関するものである。
に関するものである。
(ロ)従来の技術
燃料として水素吸蔵合金に吸蔵した水素を用いる燃料電
池は、特開昭58−121566号公報に開示されてい
る。これは水素吸蔵合金を夫々内蔵した二重管からなる
容器の一方又は他方に水素源から水素を吸蔵させる時に
発生する熱で他方又は一方の水素吸蔵合金がら発生する
水素を電池に供給するもので、吸蔵合金から水素を解離
するには常に外部の水素源を必要とし、可鍛式電源とし
ては容積・重量的に不利である。
池は、特開昭58−121566号公報に開示されてい
る。これは水素吸蔵合金を夫々内蔵した二重管からなる
容器の一方又は他方に水素源から水素を吸蔵させる時に
発生する熱で他方又は一方の水素吸蔵合金がら発生する
水素を電池に供給するもので、吸蔵合金から水素を解離
するには常に外部の水素源を必要とし、可鍛式電源とし
ては容積・重量的に不利である。
(ハ)発明が解決しようとする課題
本発明は前記の如き外部水素源を用いることなく、電池
の各廃熱を水素解離用熱源として用いることにより、熱
的に安定でコンパクトな水素−空気燃料電池電源システ
ムを提供するものである。
の各廃熱を水素解離用熱源として用いることにより、熱
的に安定でコンパクトな水素−空気燃料電池電源システ
ムを提供するものである。
(ニ)課題を解決するための手段
本発明の電源システムは、水素貯蔵装置に内蔵した水素
吸蔵合金の水素解離熱源として、起動待蓄電池から通電
されるヒーターを、ついで電池からの排出される未反応
水素と未反応空気との燃焼廃熱を、定常工1荷運転時1
11j記廃熱の少くとも一部と電池冷却系の廃熱とを夫
々用いるものである。
吸蔵合金の水素解離熱源として、起動待蓄電池から通電
されるヒーターを、ついで電池からの排出される未反応
水素と未反応空気との燃焼廃熱を、定常工1荷運転時1
11j記廃熱の少くとも一部と電池冷却系の廃熱とを夫
々用いるものである。
(ホ)作用
本発明では起動待蓄電池のヒーター熱で水素吸蔵合金か
ら解離した水素を用いて電池反応熱による昇温を開始し
、その後は未反応ガスの燃焼による廃熱や電池の冷却廃
熱を利用して解離した水素により電池を運転することが
できる。
ら解離した水素を用いて電池反応熱による昇温を開始し
、その後は未反応ガスの燃焼による廃熱や電池の冷却廃
熱を利用して解離した水素により電池を運転することが
できる。
(へ)実施例
本発明の実施例をシステム70−図について説明する。
燃料電池(FC)は単セルを多数個積層し、数セル毎に
冷却板(CL)を介在させ、この積重体を上下端板(P
L)間で締付けて構成される。図では簡単化のためアノ
ード(N)・カソード(P)・電解質マトリックス(E
)を備える単セルに冷却板(CL)及び端板(P L)
を付設した模式図として示されている。
冷却板(CL)を介在させ、この積重体を上下端板(P
L)間で締付けて構成される。図では簡単化のためアノ
ード(N)・カソード(P)・電解質マトリックス(E
)を備える単セルに冷却板(CL)及び端板(P L)
を付設した模式図として示されている。
水素吸蔵合金を内蔵した水素貯蔵装置(H)は、内部に
電気ヒーター(R3)及び第1・第2の熱交換器(El
)(Eりが埋設され、又、上下端板(1) L )の近
傍に)1温用電5(ヒーター(1ン、)が配置されてい
る。起動用蓄電池(B)は負荷(L)と並列に電池(F
C)の出力に接続されている。
電気ヒーター(R3)及び第1・第2の熱交換器(El
)(Eりが埋設され、又、上下端板(1) L )の近
傍に)1温用電5(ヒーター(1ン、)が配置されてい
る。起動用蓄電池(B)は負荷(L)と並列に電池(F
C)の出力に接続されている。
電池起動に際し、スイッチ(S、)をONして蓄電池(
B)から昇温用ヒーター(R1)に通電し、電池温度を
40〜50℃程度に昇温する。
B)から昇温用ヒーター(R1)に通電し、電池温度を
40〜50℃程度に昇温する。
ついでスイッチ(S、)をOFF、スイッチ(Sl)を
ONに切換え、ヒーター(R1)に通電して水素貯蔵装
置(H)内の水素吸蔵合金を加熱することにより水素を
解離する。この水素が弁(Vl)(Vりを経て電池のア
ノード(N)に供給されると同時に送風ブロワ(F、)
で吸引した空気が弁(V3)を経てカソード(P)に供
給され、電池反応による昇温(負荷昇温)が開始される
。
ONに切換え、ヒーター(R1)に通電して水素貯蔵装
置(H)内の水素吸蔵合金を加熱することにより水素を
解離する。この水素が弁(Vl)(Vりを経て電池のア
ノード(N)に供給されると同時に送風ブロワ(F、)
で吸引した空気が弁(V3)を経てカソード(P)に供
給され、電池反応による昇温(負荷昇温)が開始される
。
水素は改質ガスのようにアノード触媒を被毒するCOを
含まないから、温暖地や夏期において昇温用ヒーター(
R1)による昇温を行うことなく直ちに負荷昇温を開始
してもよい。
含まないから、温暖地や夏期において昇温用ヒーター(
R1)による昇温を行うことなく直ちに負荷昇温を開始
してもよい。
電池(FC)から排出された未反応水素と未反応空気は
弁(V、)〜(V、)を介して触媒燃焼器(S)で燃焼
され、燃焼排ガス(N、を含むスチ−ム)は、弁(V、
)を経て第2熱交換器(E、)に送り込まれて後系外へ
排出(Ex、)されるが、その1!Jに水素解離用熱源
として働き水素を解離する。この水素は負荷昇温を継続
するのに用いられる。この場合、ヒーター(R1)への
通電は遮断されている。
弁(V、)〜(V、)を介して触媒燃焼器(S)で燃焼
され、燃焼排ガス(N、を含むスチ−ム)は、弁(V、
)を経て第2熱交換器(E、)に送り込まれて後系外へ
排出(Ex、)されるが、その1!Jに水素解離用熱源
として働き水素を解離する。この水素は負荷昇温を継続
するのに用いられる。この場合、ヒーター(R1)への
通電は遮断されている。
電池(FC)が規定作動温度(約190℃)に昇温すれ
ばスイッチ(S、)をONして負荷運転状態になると、
循環ブロワ(F、)が始動し、規定作動温度にMl、持
すべく電池を冷却する。この場合冷却板(C,L )か
ら出た高温(約180℃)の冷却空気は第1熱交換器(
E、)を流れる間に熱を奪はれて冷却されると同時に吸
蔵合金から水素を解離する。
ばスイッチ(S、)をONして負荷運転状態になると、
循環ブロワ(F、)が始動し、規定作動温度にMl、持
すべく電池を冷却する。この場合冷却板(C,L )か
ら出た高温(約180℃)の冷却空気は第1熱交換器(
E、)を流れる間に熱を奪はれて冷却されると同時に吸
蔵合金から水素を解離する。
高温冷却空気の第1熱交換器(El)による熱交換能を
向上するため、負荷運転時触媒燃焼器(S)の排ガスは
調整弁(V、)の制御により一部もしくは大部分系外へ
排出(EXI)され、第2熱交換器(E、)への流量を
抑制する。冷却板(CL)へ還流する冷却空気の温度を
約130℃程度まで下げるため必要なら循環冷却空気の
一部排出(EX、)と外気の吸入を行う。このようにし
て負荷運転時は主として冷却系の廃熱で解離された水素
を用いる。
向上するため、負荷運転時触媒燃焼器(S)の排ガスは
調整弁(V、)の制御により一部もしくは大部分系外へ
排出(EXI)され、第2熱交換器(E、)への流量を
抑制する。冷却板(CL)へ還流する冷却空気の温度を
約130℃程度まで下げるため必要なら循環冷却空気の
一部排出(EX、)と外気の吸入を行う。このようにし
て負荷運転時は主として冷却系の廃熱で解離された水素
を用いる。
運転時間は約2時間程度で吸蔵水素が消耗すると、水素
貯蔵装置(H)を連結手段(Ct)(Ct)(C1)で
切離し、新しい水素貯蔵装置と取替える。
貯蔵装置(H)を連結手段(Ct)(Ct)(C1)で
切離し、新しい水素貯蔵装置と取替える。
各スイッチや弁の切換及びブロワの運転などは図示しな
いコントローラの信号により制御される。
いコントローラの信号により制御される。
尚本システムに用いる水素吸蔵合金は、(1)水素貯蔵
装置の軽量化のため、保持時及び使用時の平衡圧が小さ
くH!吸蔵率の高いもの、(2)解離温度が低くかつ解
離熱が小さいもめが望ましく、現存する水素吸蔵合金か
ら選択するとTia、rsΔ!。18、CaNi、など
が考えられる。
装置の軽量化のため、保持時及び使用時の平衡圧が小さ
くH!吸蔵率の高いもの、(2)解離温度が低くかつ解
離熱が小さいもめが望ましく、現存する水素吸蔵合金か
ら選択するとTia、rsΔ!。18、CaNi、など
が考えられる。
(ト)発明の効果
本発明によれば、水素吸蔵合金の水素解離用熱源として
電池の各種廃熱を有効に利用できるため、系外への排熱
を極めて小さくできると共に、改質器を使用するシステ
ムに比し高温部がないためシステムの熱管理が容易とな
るなど、水素−空気燃料電池を名実ともにクリーンな小
型可搬式電源とすることができる。
電池の各種廃熱を有効に利用できるため、系外への排熱
を極めて小さくできると共に、改質器を使用するシステ
ムに比し高温部がないためシステムの熱管理が容易とな
るなど、水素−空気燃料電池を名実ともにクリーンな小
型可搬式電源とすることができる。
図面は本発明電源システムのシステムフロー図を示す。
FC:燃料電池、CL:冷却板、P I−:端根、I−
1:水素貯蔵装置、R+、R*’ヒーター、El。 E、:熱交換器、B:起動用蓄電池、S:触媒燃焼器、
F、:循環ブロワ、C,、C,、C,:連結手段。
1:水素貯蔵装置、R+、R*’ヒーター、El。 E、:熱交換器、B:起動用蓄電池、S:触媒燃焼器、
F、:循環ブロワ、C,、C,、C,:連結手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 [1]水素吸蔵合金から解離した水素と空気の反応によ
り電力を発生する燃料電池と、水素吸蔵合金を内蔵した
水素貯蔵装置と、起動用蓄電池とを備え、前記水素吸蔵
合金の水素解離用熱源として、起動時前記蓄電池から通
電されるヒーターを、ついで電池から排出される未反応
水素と未反応空気との燃焼廃熱を、定常負荷運転時前記
廃熱の少くとも1部と電池冷却系の廃熱とを夫々用いる
ことを特徴とする燃料電池電源システム。 [2]前記水素貯蔵装置が連結手段を介して着脱可能に
組込まれることを特徴とする請求項1の燃料電池電源シ
ステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1237511A JPH03101062A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 燃料電池電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1237511A JPH03101062A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 燃料電池電源システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03101062A true JPH03101062A (ja) | 1991-04-25 |
Family
ID=17016407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1237511A Pending JPH03101062A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 燃料電池電源システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03101062A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05190196A (ja) * | 1991-10-24 | 1993-07-30 | Sanyo Electric Co Ltd | ポータブル電源 |
JPH0676852A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-18 | Sanyo Electric Co Ltd | ポータブル電源 |
WO2000063993A1 (de) * | 1999-04-20 | 2000-10-26 | Zentrum Für Sonnenenergie- Und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, Gemeinnützige Stiftung | Netzunabhängige, schadstoffemissionsfreie, portable stromversorgungseinrichtung sowie verfahren zur erzeugung von strom mittels dieser |
EP1284515A2 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-19 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Generating system for a fuel cell, and heat waste recirculating and cooling system of said generating system |
US6604573B2 (en) * | 1999-12-17 | 2003-08-12 | Denso Corporation | Hydrogen occluding core |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60207256A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム |
JPS6398967A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-04-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JPS63121266A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-25 | Kobe Steel Ltd | 燃料電池 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP1237511A patent/JPH03101062A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10063067B4 (de) * | 1999-12-17 | 2009-05-14 | Denso Corp., Kariya-shi | Wasserstoff-Okklusionskern |
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