JPH0388274A - マトリックス型燃料電池の電解液含侵量測定方法 - Google Patents
マトリックス型燃料電池の電解液含侵量測定方法Info
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- JPH0388274A JPH0388274A JP2040037A JP4003790A JPH0388274A JP H0388274 A JPH0388274 A JP H0388274A JP 2040037 A JP2040037 A JP 2040037A JP 4003790 A JP4003790 A JP 4003790A JP H0388274 A JPH0388274 A JP H0388274A
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Classifications
-
- 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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は燃料ガス供給ラインから燃料ガスが供給され
る燃料極と、空気供給ラインから空気が供給される空気
極と、これらの間に挟持され電解液を含浸保持するマト
リックスとで構成されたマトリックス型燃料電池におけ
る前記マトリツクスに保持される電解液の含浸量を測定
する方法に関する。
る燃料極と、空気供給ラインから空気が供給される空気
極と、これらの間に挟持され電解液を含浸保持するマト
リックスとで構成されたマトリックス型燃料電池におけ
る前記マトリツクスに保持される電解液の含浸量を測定
する方法に関する。
マトリックス型燃料電池は、電解液を含浸保持させたマ
トリックス層を挟んでその両側に燃料極と空気極とを配
してなる単セルを複数個積層して構成されていて、燃料
極に供給される燃料ガスと空気極に供給される空気とが
、マトリックス層を介して電気化学反応をおこして発電
する。
トリックス層を挟んでその両側に燃料極と空気極とを配
してなる単セルを複数個積層して構成されていて、燃料
極に供給される燃料ガスと空気極に供給される空気とが
、マトリックス層を介して電気化学反応をおこして発電
する。
かかる燃料電池は運転経過とともに、マトリックス層に
含浸保持されている電解液が系外に移行して次第に減少
するようになる。マトリックス層における電解液の含浸
保持量が減少すると、安定した発電反応が維持できず電
池出力が低下するほか、その含浸保持量が大幅に減少す
るとマトリックス層のガス透過量が増加して燃料極と空
気極との間で燃料ガス中の水素と空気中の酸素とがクロ
スリークを引き起こし、該当する単セルを破損するなど
様々の障害が発生することから、長期にわたり安定した
発電特性を維持させて燃料電池を継続運転するために、
適当な時期に外部より燃料電池を構成している各々の単
セルに電解液を補給するようにしている。この電解液の
補給時期を決定するには、マトリックス層の電解液の減
少状態を判定しなければならないが、このために従来は
次のような方式が行われていた。
含浸保持されている電解液が系外に移行して次第に減少
するようになる。マトリックス層における電解液の含浸
保持量が減少すると、安定した発電反応が維持できず電
池出力が低下するほか、その含浸保持量が大幅に減少す
るとマトリックス層のガス透過量が増加して燃料極と空
気極との間で燃料ガス中の水素と空気中の酸素とがクロ
スリークを引き起こし、該当する単セルを破損するなど
様々の障害が発生することから、長期にわたり安定した
発電特性を維持させて燃料電池を継続運転するために、
適当な時期に外部より燃料電池を構成している各々の単
セルに電解液を補給するようにしている。この電解液の
補給時期を決定するには、マトリックス層の電解液の減
少状態を判定しなければならないが、このために従来は
次のような方式が行われていた。
Ｕ）燃料電池の運転経過時間を基に判定する。
−）予めマトリックス層に他の単セルよりも少なめにリ
ン酸を含浸したモニター用の単セルを設けておき、その
モニターの経時的電圧特性を測定して判定する。
ン酸を含浸したモニター用の単セルを設けておき、その
モニターの経時的電圧特性を測定して判定する。
（ハ）燃料電池の運転時の出力電圧の経時的な電圧の低
下より判定する。
下より判定する。
ところで燃料電池を構成する個々の単セルは発電特性に
ばらつきがある他、運転条件、燃料電池内での単セルの
積層されている位置によっても電解液の減少状態が異な
る。
ばらつきがある他、運転条件、燃料電池内での単セルの
積層されている位置によっても電解液の減少状態が異な
る。
二のため前述の０）、（ロ）、（ハ）に示した判定方式
では、単セル全体の平均値的な電解液の減少傾向を検知
できても、個々の単セルについては何ら検知していない
ので、特定の単セルの電解液が不足していてもこれを検
出することができない。
では、単セル全体の平均値的な電解液の減少傾向を検知
できても、個々の単セルについては何ら検知していない
ので、特定の単セルの電解液が不足していてもこれを検
出することができない。
この発明はこの点にかんがみなされたものであり、その
目的はマトリックス型燃料電池を構成する単セルへの電
解液の補給時期の到来を的確に検知することのできるマ
トリックス型燃料電池の電解液含浸量測定方法を提供す
ることにある。
目的はマトリックス型燃料電池を構成する単セルへの電
解液の補給時期の到来を的確に検知することのできるマ
トリックス型燃料電池の電解液含浸量測定方法を提供す
ることにある。
上述の目的はこの発明によれば不活性ガス封入工程と、
不活性ガスリーク量測定工程とを有し、不活性ガス封入
工程は燃料電池の燃料ガス通路あるいは空気通路のいず
れかの通路を大気圧の開放状態とし、他の通路に不活性
ガスを封入する工程であり、 不活性ガスリーク量測定工程は、燃料ガス通路と空気通
路にはさまれたマトリックスをリークする不活性ガス量
を測定する工程である、とすることにより達成される。
不活性ガスリーク量測定工程とを有し、不活性ガス封入
工程は燃料電池の燃料ガス通路あるいは空気通路のいず
れかの通路を大気圧の開放状態とし、他の通路に不活性
ガスを封入する工程であり、 不活性ガスリーク量測定工程は、燃料ガス通路と空気通
路にはさまれたマトリックスをリークする不活性ガス量
を測定する工程である、とすることにより達成される。
マトリックスへの電解質含浸量と不活性ガスのリーク量
との間には一定の相関がある。予めこの関係を検量して
おけば、不活性ガスのリーク量よりマトリックスの電解
質含浸量を定めることができる。
との間には一定の相関がある。予めこの関係を検量して
おけば、不活性ガスのリーク量よりマトリックスの電解
質含浸量を定めることができる。
以下この発明を実施例に基いて説明する。第１図はこの
発明の実施例を示すブロック図で燃料電池に電解液含浸
量測定装置１２が接続されている模様を表わしている。
発明の実施例を示すブロック図で燃料電池に電解液含浸
量測定装置１２が接続されている模様を表わしている。
第２図はマトリックス型燃料電池の電解液含浸量の減少
によって、マトリックス層のガス透過量が増加する様子
をグラフにしたものである。第１図において燃料電池２
は燃料ガス通路２１．燃料極２２．マトリックス層２３
．空気極２４、空気通路２５とで構成されている。この
燃料電池が運転中には、燃料ガスは燃料ガス人ロアより
入口弁４と燃料ガス供給ライン１３を経て燃料ガス通路
２１に入り、燃料極２２に供給される。一方空気は空気
入口１０より空気供給ライン１４を経て空気通路２５に
入り、空気極２４に供給される。燃料ガス及び空気はマ
トリックス層２３を介して電気化学反応をして発電する
。
によって、マトリックス層のガス透過量が増加する様子
をグラフにしたものである。第１図において燃料電池２
は燃料ガス通路２１．燃料極２２．マトリックス層２３
．空気極２４、空気通路２５とで構成されている。この
燃料電池が運転中には、燃料ガスは燃料ガス人ロアより
入口弁４と燃料ガス供給ライン１３を経て燃料ガス通路
２１に入り、燃料極２２に供給される。一方空気は空気
入口１０より空気供給ライン１４を経て空気通路２５に
入り、空気極２４に供給される。燃料ガス及び空気はマ
トリックス層２３を介して電気化学反応をして発電する
。
燃料ガス供給ライン１３には電解液含浸量測定装置１２
が接続されている。この装置は、図示されていない不活
性ガス源に接続された不活性ガス人口９と、この不活性
ガス人口９から供給された不活性ガスの圧力を整圧する
調圧、弁６と、この調圧弁に接続され、不活性ガスの漏
洩量を検出する不活性ガス漏洩量検出器１と、燃料ガス
供給ライン１３に接続された不活性ガス供給弁５とより
なる。この装置を使ってマトリックス型燃料電池のマト
リックス層の電解液含浸量を測定するには、まず大口弁
４を閉じて燃料ガス通路２１への燃料ガス供給を停止す
るとともに空気通路２５の空気も大気圧に保たせる。そ
こで不活性ガス人口９より電解液含浸量測定装置１２に
不活性ガスを供給し、調圧弁６で不活性ガスを大気圧以
上に、すなわち燃料ガス通路２１に不活性ガスが充満で
きる圧力に調整する。
が接続されている。この装置は、図示されていない不活
性ガス源に接続された不活性ガス人口９と、この不活性
ガス人口９から供給された不活性ガスの圧力を整圧する
調圧、弁６と、この調圧弁に接続され、不活性ガスの漏
洩量を検出する不活性ガス漏洩量検出器１と、燃料ガス
供給ライン１３に接続された不活性ガス供給弁５とより
なる。この装置を使ってマトリックス型燃料電池のマト
リックス層の電解液含浸量を測定するには、まず大口弁
４を閉じて燃料ガス通路２１への燃料ガス供給を停止す
るとともに空気通路２５の空気も大気圧に保たせる。そ
こで不活性ガス人口９より電解液含浸量測定装置１２に
不活性ガスを供給し、調圧弁６で不活性ガスを大気圧以
上に、すなわち燃料ガス通路２１に不活性ガスが充満で
きる圧力に調整する。
次に不活性ガス供給弁５を開くと不活性ガスは不活性ガ
ス漏洩量検出器１を経て燃料ガス供給ライン１３に導か
れて燃料ガス通路２１に供給される。これにより今まで
燃料ガス通路２１に残留していた燃料ガスは不活性ガス
に追われて燃料出口弁３より燃料排ガス出口８を経て排
出される。そこで燃料出口弁３を閉じると、燃料ガス通
路２１には不活性ガスが大気圧以゛上の圧力で充填され
る。いまマトリックス層２３に電解液が充分に満たされ
ていれば、不活性ガスはマトリックス層２３から漏洩し
ないので第２図に示したグラフによってガス透過量が零
であり、マトリックス層２３に電解液を補充する必要は
ない、しかし、マトリックス層の電解液が経時的に減少
していて、この層を透過して空気通路２５に入る不活性
ガスの漏洩量があれば、これは不活性ガス漏洩量検出器
１で検出される。
ス漏洩量検出器１を経て燃料ガス供給ライン１３に導か
れて燃料ガス通路２１に供給される。これにより今まで
燃料ガス通路２１に残留していた燃料ガスは不活性ガス
に追われて燃料出口弁３より燃料排ガス出口８を経て排
出される。そこで燃料出口弁３を閉じると、燃料ガス通
路２１には不活性ガスが大気圧以゛上の圧力で充填され
る。いまマトリックス層２３に電解液が充分に満たされ
ていれば、不活性ガスはマトリックス層２３から漏洩し
ないので第２図に示したグラフによってガス透過量が零
であり、マトリックス層２３に電解液を補充する必要は
ない、しかし、マトリックス層の電解液が経時的に減少
していて、この層を透過して空気通路２５に入る不活性
ガスの漏洩量があれば、これは不活性ガス漏洩量検出器
１で検出される。
この際、第２図のグラフによってマトリックス層におけ
る電解液含浸量が確定できて、その量によっては電解液
の補充をする必要性を判定することができる。
る電解液含浸量が確定できて、その量によっては電解液
の補充をする必要性を判定することができる。
この発明は前述のようにマトリックス型燃料電池におい
て、電解液ガマトリックス層の空孔に充分含浸されてい
ればマトリックス層のガス透過量はほぼ零であり、含浸
量が減少するとガス透過量が増加するという現象を利用
して電解液の補充時期を判定するので、例えば、多数の
単セルを積層してセルスタックを槽底している中の一つ
の単セルのマトリックス層が何らかの原因で部分的に電
解液が飛散して含浸量が低下した場合でも、これを検出
することができ、これにより電解液を補充するなり、該
当する単セルを修理するなりの対策がとれる。
て、電解液ガマトリックス層の空孔に充分含浸されてい
ればマトリックス層のガス透過量はほぼ零であり、含浸
量が減少するとガス透過量が増加するという現象を利用
して電解液の補充時期を判定するので、例えば、多数の
単セルを積層してセルスタックを槽底している中の一つ
の単セルのマトリックス層が何らかの原因で部分的に電
解液が飛散して含浸量が低下した場合でも、これを検出
することができ、これにより電解液を補充するなり、該
当する単セルを修理するなりの対策がとれる。
また通常燃料電池は運転休止期間には燃料ガスが入って
いる燃料ガス通路の燃料ガスを安全上の理由から不活性
ガスと置換えをするが、電解液含浸量の測定のために使
用された不活性ガスはそのままこの置換ガスとし利用で
きるという効果もある。
いる燃料ガス通路の燃料ガスを安全上の理由から不活性
ガスと置換えをするが、電解液含浸量の測定のために使
用された不活性ガスはそのままこの置換ガスとし利用で
きるという効果もある。
第１図はこの発明になる燃料電池に接続されている電解
液含浸量測定装置を示すブロック図、第２図は、マトリ
ックス型燃料電池の電解液含浸量とガス透過量との関係
を示すグラフである。 １：不活性ガス漏洩量検出器、５：不活性ガス供給弁、
６：ｉ１１圧弁、９：不活性ガス入口、１２：第１図
液含浸量測定装置を示すブロック図、第２図は、マトリ
ックス型燃料電池の電解液含浸量とガス透過量との関係
を示すグラフである。 １：不活性ガス漏洩量検出器、５：不活性ガス供給弁、
６：ｉ１１圧弁、９：不活性ガス入口、１２：第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）不活性ガス封入工程と、不活性ガスリーク量測定工
程とを有し、 不活性ガス封入工程は燃料電池の燃料ガス通路あるいは
空気通路のいずれかの遍路を大気圧の開放状態とし、他
の通路に不活性ガスを封入する工程であり、 不活性ガスリーク量測定工程は、燃料ガス通路と空気通
路にはさまれたマトリックスをリークする不活性ガス量
を測定する工程であることを特徴とするマトリックス型
燃料電池の電解液含浸量測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-164990 | 1989-06-27 | ||
| JP16499089 | 1989-06-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0388274A true JPH0388274A (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=15803745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2040037A Pending JPH0388274A (ja) | 1989-06-27 | 1990-02-21 | マトリックス型燃料電池の電解液含侵量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0388274A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123014A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 電線接続部の保護構造 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP2040037A patent/JPH0388274A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123014A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 電線接続部の保護構造 |
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