JPH0521080A - 燃料電池による発電方法 - Google Patents
燃料電池による発電方法Info
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- JPH0521080A JPH0521080A JP3171142A JP17114291A JPH0521080A JP H0521080 A JPH0521080 A JP H0521080A JP 3171142 A JP3171142 A JP 3171142A JP 17114291 A JP17114291 A JP 17114291A JP H0521080 A JPH0521080 A JP H0521080A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体高分子電解質膜燃料電池の水素極でのＣ
Ｏ被毒を防止する。 【構成】 ２枚のガス拡散電極で固体高分子電解質膜を
挟んで結合してなる燃料電池本体１１の水素極１２及び
酸素極３５に、それぞれ含水素ガス及び含酸素ガスを供
給して発電するに際し、固定高分子電解質膜の水素極１
２側から酸素極３５へ酸素が通過する圧力で上記含酸素
ガスを供給する。
Ｏ被毒を防止する。 【構成】 ２枚のガス拡散電極で固体高分子電解質膜を
挟んで結合してなる燃料電池本体１１の水素極１２及び
酸素極３５に、それぞれ含水素ガス及び含酸素ガスを供
給して発電するに際し、固定高分子電解質膜の水素極１
２側から酸素極３５へ酸素が通過する圧力で上記含酸素
ガスを供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池による発電方
法の改良に関する。
法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、資源の枯渇問題を有する化
石燃料を使う必要がない上、騒音をほとんど発生せず、
エネルギの回収効率も他のエネルギ機関と較べて非常に
高くできる等の優れた特徴を持っているため、例えばビ
ルディング単位や工場単位の比較的小型の発電プラント
として利用されている。近年、この燃料電池を車載用の
内燃機関に代えて作動するモータの電源として利用し、
このモータにより車両等を駆動することが考えられてい
る。この場合に重要なことは、反応によって生成する物
質をできるだけ再利用することは当然のこととして、車
載用であることからも明らかなように、余り大きな出力
は必要でないものの、全ての付帯設備と共に可能な限り
小型であることが望ましく、このような点からイオン交
換膜を使用する燃料電池、特に固体高分子電解質膜燃料
電池が注目される。
石燃料を使う必要がない上、騒音をほとんど発生せず、
エネルギの回収効率も他のエネルギ機関と較べて非常に
高くできる等の優れた特徴を持っているため、例えばビ
ルディング単位や工場単位の比較的小型の発電プラント
として利用されている。近年、この燃料電池を車載用の
内燃機関に代えて作動するモータの電源として利用し、
このモータにより車両等を駆動することが考えられてい
る。この場合に重要なことは、反応によって生成する物
質をできるだけ再利用することは当然のこととして、車
載用であることからも明らかなように、余り大きな出力
は必要でないものの、全ての付帯設備と共に可能な限り
小型であることが望ましく、このような点からイオン交
換膜を使用する燃料電池、特に固体高分子電解質膜燃料
電池が注目される。
【０００３】かかる固体高分子電解質膜燃料電池の電池
本体は固体高分子電解質膜の両側に触媒を含むガス拡散
電極を接合して水素極及び酸素極としたものである。そ
して、水素極には主にメタノールを改質して得られる水
素原料改質ガスを、酸素極へは含酸素ガスをそれぞれ供
給し、下記の反応により発電するものである。 水素極側： ２Ｈ2 →４Ｈ+ ＋４ｅ- 酸素極側： Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- →２Ｈ2 Ｏ
本体は固体高分子電解質膜の両側に触媒を含むガス拡散
電極を接合して水素極及び酸素極としたものである。そ
して、水素極には主にメタノールを改質して得られる水
素原料改質ガスを、酸素極へは含酸素ガスをそれぞれ供
給し、下記の反応により発電するものである。 水素極側： ２Ｈ2 →４Ｈ+ ＋４ｅ- 酸素極側： Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- →２Ｈ2 Ｏ
【０００４】ここで問題となるのはガス拡散電極に含ま
れる触媒が、特に１００℃と低温で動作される燃料電池
の場合には、一酸化炭素（ＣＯ）により被毒され易いこ
とである。このように改質ガス中にＣＯが含まれている
と触媒が被毒されて発電性能が低下してしまうので、改
質ガス中のＣＯ濃度は低温型の燃料電池で特に１０ppm
以下に抑える必要がある。したがって、水素原料改質ガ
スを固体高分子電解質膜電池に用いる場合には、改質ガ
スに水蒸気を添加して一酸化炭素シフト触媒と接触させ
て一酸化炭素を二酸化炭素に転化するというＣＯシフト
処理がなされている。
れる触媒が、特に１００℃と低温で動作される燃料電池
の場合には、一酸化炭素（ＣＯ）により被毒され易いこ
とである。このように改質ガス中にＣＯが含まれている
と触媒が被毒されて発電性能が低下してしまうので、改
質ガス中のＣＯ濃度は低温型の燃料電池で特に１０ppm
以下に抑える必要がある。したがって、水素原料改質ガ
スを固体高分子電解質膜電池に用いる場合には、改質ガ
スに水蒸気を添加して一酸化炭素シフト触媒と接触させ
て一酸化炭素を二酸化炭素に転化するというＣＯシフト
処理がなされている。
【０００５】ここで、ＣＯシフト処理では、 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 という可逆反応が起こり、その際、残留ＣＯ濃度は、反
応温度が低いほど、また、反応圧力が高いほど、さら
に、水蒸気／カーボン比が高いほど、低下させることが
できる。例えば、Ｆｅ−Ｃｒ系触媒を用い、反応温度を
２００℃，反応圧力を２０atm ，水蒸気／カーボン比を
４としてＣＯシフト処理すると残留一酸化炭素を約０．
１％（１０００ppm ）とすることもできるが、小型の燃
料電池装置にまとめることを前提とすると種々の制約が
あるため、ＣＯシフト処理によるＣＯ除去は現実的には
１％前後までが限界である。したがって、特に低温型固
体高分子電解質膜燃料電池用の水素原料改質ガスとする
には、ＣＯシフト処理の後に、さらにＣＯ除去を行う必
要がある。
応温度が低いほど、また、反応圧力が高いほど、さら
に、水蒸気／カーボン比が高いほど、低下させることが
できる。例えば、Ｆｅ−Ｃｒ系触媒を用い、反応温度を
２００℃，反応圧力を２０atm ，水蒸気／カーボン比を
４としてＣＯシフト処理すると残留一酸化炭素を約０．
１％（１０００ppm ）とすることもできるが、小型の燃
料電池装置にまとめることを前提とすると種々の制約が
あるため、ＣＯシフト処理によるＣＯ除去は現実的には
１％前後までが限界である。したがって、特に低温型固
体高分子電解質膜燃料電池用の水素原料改質ガスとする
には、ＣＯシフト処理の後に、さらにＣＯ除去を行う必
要がある。
【０００６】そこで、提案されているのが、水素原料改
質ガス中のＣＯ選択的に酸化する方法（以下、セレクト
オキソという）である。すなわち、水素原料改質ガス中
に空気若しくは酸素を導入することによりＣＯを酸化し
てＣＯ2 に変化する方法である。
質ガス中のＣＯ選択的に酸化する方法（以下、セレクト
オキソという）である。すなわち、水素原料改質ガス中
に空気若しくは酸素を導入することによりＣＯを酸化し
てＣＯ2 に変化する方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たセレクトオキソによるとＣＯと共にＨ2 も酸化されて
しまうので、現在の触媒でＣＯを例えば１０ppm 又はそ
れ以下まで低減しようとするとかなり大型化せざるを得
ない。したがって、現実には１００ppm 前後のＣＯが残
留することになる。
たセレクトオキソによるとＣＯと共にＨ2 も酸化されて
しまうので、現在の触媒でＣＯを例えば１０ppm 又はそ
れ以下まで低減しようとするとかなり大型化せざるを得
ない。したがって、現実には１００ppm 前後のＣＯが残
留することになる。
【０００８】また、メタノールを燃料とする場合も、反
応する際に少量のＣＯを発生する。なお、メタノールを
原料とする場合のカソードとアノードの反応は次の通り
である。 カソード： ＣＨ3 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋６Ｈ+ ＋６ｅ- アノード： 3/2 Ｏ2 ＋６ｅ- →３Ｏ2-
応する際に少量のＣＯを発生する。なお、メタノールを
原料とする場合のカソードとアノードの反応は次の通り
である。 カソード： ＣＨ3 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋６Ｈ+ ＋６ｅ- アノード： 3/2 Ｏ2 ＋６ｅ- →３Ｏ2-
【０００９】本発明は、このような事情に鑑み、水素極
でＣＯを除去することができる燃料電池による発電方法
を提供することを目的とする。
でＣＯを除去することができる燃料電池による発電方法
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る燃料電池による発電方法は、２枚のガス拡散電
極で固体高分子電解質膜を挟んで接合してなる接合体の
両側にそれぞれ含水素ガス及び含酸素ガスを供給して発
電するに際し、固定高分子電解質膜の含水素ガス供給側
から反対側へ酸素が透過する圧力で上記含酸素ガスを供
給することを特徴とする。
明に係る燃料電池による発電方法は、２枚のガス拡散電
極で固体高分子電解質膜を挟んで接合してなる接合体の
両側にそれぞれ含水素ガス及び含酸素ガスを供給して発
電するに際し、固定高分子電解質膜の含水素ガス供給側
から反対側へ酸素が透過する圧力で上記含酸素ガスを供
給することを特徴とする。
【００１１】
【作用】前記構成では、水素極側には酸素極側から透過
した酸素が存在することになり、この酸素が含水素ガス
中のＣＯと反応し、ＣＯはＣＯ2 に変化される。したが
って、水素極の触媒の被毒が防止され、触媒の活性低下
がなくなる。
した酸素が存在することになり、この酸素が含水素ガス
中のＣＯと反応し、ＣＯはＣＯ2 に変化される。したが
って、水素極の触媒の被毒が防止され、触媒の活性低下
がなくなる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１３】図１には本発明方法を実施する固体高分子
電解質膜燃料電池システムを示す。同図に示すように、
燃料電池本体１１の水素極１２に供給されるメタノール
改質ガスはメタノール改質装置１３で製造される。メタ
ノール改質装置１３は改質部１４及び予熱部１５からな
り、改質部１４は水素極１２からの未反応ガス及び空気
からなる燃焼用ガスの燃焼により加熱され、また、予熱
部１５は改質部１４を加熱した燃焼用ガスの排ガスによ
り加熱されるようになっている。この予熱部１５は、改
質用メタノール供給管１６を介してメタノールタンク１
７と連結されており、改質用メタノール供給管１６の途
中には改質ガスの原料となるメタノールタンク１７中の
メタノール１８をメタノール改質装置１３へ圧送するた
めのモータ１９駆動のポンプ２０が取り付けられてい
る。また、改質用メタノール供給管１６の途中には、一
端側が水タンク２１に連通する水供給管２２の他端側が
接続されており、この水供給管２２の途中にはメタノー
ル１８と共に改質原料となる水タンク２１内の水２３を
改質用メタノール供給管１６内に圧送するためのモータ
２４駆動のポンプ２５が取り付けられている。
電解質膜燃料電池システムを示す。同図に示すように、
燃料電池本体１１の水素極１２に供給されるメタノール
改質ガスはメタノール改質装置１３で製造される。メタ
ノール改質装置１３は改質部１４及び予熱部１５からな
り、改質部１４は水素極１２からの未反応ガス及び空気
からなる燃焼用ガスの燃焼により加熱され、また、予熱
部１５は改質部１４を加熱した燃焼用ガスの排ガスによ
り加熱されるようになっている。この予熱部１５は、改
質用メタノール供給管１６を介してメタノールタンク１
７と連結されており、改質用メタノール供給管１６の途
中には改質ガスの原料となるメタノールタンク１７中の
メタノール１８をメタノール改質装置１３へ圧送するた
めのモータ１９駆動のポンプ２０が取り付けられてい
る。また、改質用メタノール供給管１６の途中には、一
端側が水タンク２１に連通する水供給管２２の他端側が
接続されており、この水供給管２２の途中にはメタノー
ル１８と共に改質原料となる水タンク２１内の水２３を
改質用メタノール供給管１６内に圧送するためのモータ
２４駆動のポンプ２５が取り付けられている。
【００１４】したがって、メタノール１８と水２３とか
らなる改質原料は、予熱部１５中の予熱管２６を通過す
る間に、上述した燃焼用ガスが燃焼して生成した高温の
燃焼排ガスとの間での熱交換により２００℃〜５００℃
程度に予熱される。そして、予熱された改質原料は改質
部１４でガス化されて改質ガス生成管２７中を通過し、
この改質ガス生成管２７に充填された改質用触媒に加熱
下で接触することになり、次の改質反応により改質され
る。 ＣＨ3 ＯＨ＋ｎＨ2 Ｏ→（１−ｎ）ＣＯ＋ｎＣＯ2 ＋（２＋ｎ）Ｈ2 但し、０＜ｎ＜１ このような改質においては、メタノール１８と水２３と
の混合比は、１モルのメタノールに対して水を０．０５
モルから５モル程度に設定するのが望ましい。また、原
料ガスの改質反応を効率良く行わせるためには、改質ガ
ス生成管２７内の圧力を一平方センチメートル当たり０
kg重〜２０kg重程度に設定し、又、この改質ガス生成管
２７内の温度を２００℃〜６００℃程度に設定すること
が望ましい。なお、改質用触媒としては、例えばプラチ
ナ（Ｐｔ）及びパラジウム（Ｐｄ）及びロジウム（Ｒ
ｈ）及びニッケル（Ｎｉ）の内の少なくとも一つの元素
を含むもの、或いは銅（Ｃｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）及びク
ロム（Ｃｒ）の内の少なくとも一つの元素を含むものを
挙げることができる。
らなる改質原料は、予熱部１５中の予熱管２６を通過す
る間に、上述した燃焼用ガスが燃焼して生成した高温の
燃焼排ガスとの間での熱交換により２００℃〜５００℃
程度に予熱される。そして、予熱された改質原料は改質
部１４でガス化されて改質ガス生成管２７中を通過し、
この改質ガス生成管２７に充填された改質用触媒に加熱
下で接触することになり、次の改質反応により改質され
る。 ＣＨ3 ＯＨ＋ｎＨ2 Ｏ→（１−ｎ）ＣＯ＋ｎＣＯ2 ＋（２＋ｎ）Ｈ2 但し、０＜ｎ＜１ このような改質においては、メタノール１８と水２３と
の混合比は、１モルのメタノールに対して水を０．０５
モルから５モル程度に設定するのが望ましい。また、原
料ガスの改質反応を効率良く行わせるためには、改質ガ
ス生成管２７内の圧力を一平方センチメートル当たり０
kg重〜２０kg重程度に設定し、又、この改質ガス生成管
２７内の温度を２００℃〜６００℃程度に設定すること
が望ましい。なお、改質用触媒としては、例えばプラチ
ナ（Ｐｔ）及びパラジウム（Ｐｄ）及びロジウム（Ｒ
ｈ）及びニッケル（Ｎｉ）の内の少なくとも一つの元素
を含むもの、或いは銅（Ｃｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）及びク
ロム（Ｃｒ）の内の少なくとも一つの元素を含むものを
挙げることができる。
【００１５】また、メタノール改質装置１３の始動時に
は燃焼用ガスに用いる電池本体１１からの未反応ガスの
代りにメタノールタンク１７中のメタノール１８を供給
するようになっている。すなわち、改質部１４とメタノ
ールタンク１７とを連結する起動用メタノール供給管２
８が設けられており、この起動用メタノール供給管２８
の途中には始動装置２９が設けられている。この始動装
置２９はメタノールタンク１７内のメタノール１８を改
質部１４内の図示しないノズル部側に圧送するための図
示しない始動用燃料供給ポンプと、この始動用燃料供給
ポンプから供給されるメタノール１８を蒸気気化されて
図示しないノズル部へ送り込むための図示しないメタノ
ール気化器とを具えている。
は燃焼用ガスに用いる電池本体１１からの未反応ガスの
代りにメタノールタンク１７中のメタノール１８を供給
するようになっている。すなわち、改質部１４とメタノ
ールタンク１７とを連結する起動用メタノール供給管２
８が設けられており、この起動用メタノール供給管２８
の途中には始動装置２９が設けられている。この始動装
置２９はメタノールタンク１７内のメタノール１８を改
質部１４内の図示しないノズル部側に圧送するための図
示しない始動用燃料供給ポンプと、この始動用燃料供給
ポンプから供給されるメタノール１８を蒸気気化されて
図示しないノズル部へ送り込むための図示しないメタノ
ール気化器とを具えている。
【００１６】一方、このメタノール改質装置１３の改質
ガス出口側に連通するように第１のＣＯ低減装置３０が
設けられている。この第１のＣＯ低減装置３０には、改
質ガス生成管２７内での改質反応により生成する改質ガ
ス中のＣＯを低減するためのＣＯシフト触媒が充填され
ている。なお、ＣＯシフト触媒としては、例えば銅（Ｃ
ｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）の内の少なくと一つの元素を含む
ものを挙げることができる。ここで、第１のＣＯ低減装
置３０におけるＣＯシフト処理では、ＣＯはＨ2 Ｏとの
反応でＣＯ2 に転化され、ＣＯ濃度は１％程度まで低減
されるようになっている。
ガス出口側に連通するように第１のＣＯ低減装置３０が
設けられている。この第１のＣＯ低減装置３０には、改
質ガス生成管２７内での改質反応により生成する改質ガ
ス中のＣＯを低減するためのＣＯシフト触媒が充填され
ている。なお、ＣＯシフト触媒としては、例えば銅（Ｃ
ｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）の内の少なくと一つの元素を含む
ものを挙げることができる。ここで、第１のＣＯ低減装
置３０におけるＣＯシフト処理では、ＣＯはＨ2 Ｏとの
反応でＣＯ2 に転化され、ＣＯ濃度は１％程度まで低減
されるようになっている。
【００１７】また、この第１のＣＯ低減装置３０に連通
する改質ガス供給管３１は第２のＣＯ低減装置３２に接
続されている。この第２のＣＯ低減装置３２で、改質ガ
スに空気を導入することにより、上述したように１％程
度となったＣＯを、さらに１００ppm 程度まで低減する
処理（セレクトオキソ）が行われている。
する改質ガス供給管３１は第２のＣＯ低減装置３２に接
続されている。この第２のＣＯ低減装置３２で、改質ガ
スに空気を導入することにより、上述したように１％程
度となったＣＯを、さらに１００ppm 程度まで低減する
処理（セレクトオキソ）が行われている。
【００１８】このようにＣＯが低減される改質ガスは通
常は加湿装置３３により加湿された後、燃料電池本体１
１の水素極１２側に導入される。すなわち、改質ガス供
給管３１の第２のＣＯ低減装置３２と燃料電池本体１１
との間に加湿装置３２が取り付けられている。そして、
このように燃料電池本体１１の水素極１２に送り込まれ
た改質ガスのうち、余剰の未反応ガスは、燃料電池本体
１１と前記メタノール改質装置１３の改質部１４とを連
通する未反応ガス供給管３４を介して改質部１４へ供給
される。
常は加湿装置３３により加湿された後、燃料電池本体１
１の水素極１２側に導入される。すなわち、改質ガス供
給管３１の第２のＣＯ低減装置３２と燃料電池本体１１
との間に加湿装置３２が取り付けられている。そして、
このように燃料電池本体１１の水素極１２に送り込まれ
た改質ガスのうち、余剰の未反応ガスは、燃料電池本体
１１と前記メタノール改質装置１３の改質部１４とを連
通する未反応ガス供給管３４を介して改質部１４へ供給
される。
【００１９】一方、燃料電池本体１１の酸素極３５には
空気供給管３６を介してブロワ３７が連結されており、
このブロワ３７からの加圧空気が酸素極３５側へ圧送さ
れるようになっている。そして、この空気は燃料電池本
体１１内の酸素極３５側で反応生成水を含んだ状態とな
って酸素極３５に接続される気水分離器３８に供給さ
れ、この内の水分が水回収管３９を介して水タンク２１
に回収され、気体分が排気管４０から外部へ排出され
る。
空気供給管３６を介してブロワ３７が連結されており、
このブロワ３７からの加圧空気が酸素極３５側へ圧送さ
れるようになっている。そして、この空気は燃料電池本
体１１内の酸素極３５側で反応生成水を含んだ状態とな
って酸素極３５に接続される気水分離器３８に供給さ
れ、この内の水分が水回収管３９を介して水タンク２１
に回収され、気体分が排気管４０から外部へ排出され
る。
【００２０】ここで、前記ブロワ３７は電源である蓄電
池４１から電気を供給されるブロワ駆動モータ４２によ
り駆動されている。なお、蓄電池４１には、第１のＣＯ
低減装置３０と第２のＣＯ低減装置３２との間の改質ガ
ス供給管３１に介装される排気タービン４３によって駆
動される発電機４４により発電される電気が蓄わえられ
るようなっている。また、前記ブロワ３７からの空気供
給管３６から分岐する第２の空気供給管４５はメタノー
ル供給管２８の途中に連通しており、この第２の空気供
給管４５を介して前述したようにメタノール改質装置１
３の改質部１４においての燃焼ガスとなる空気が供給さ
れている。なお、前記モータ１９，２４もブロワ駆動モ
ータと同様に蓄電池４１から供給される電気によって運
転されるようになっている。
池４１から電気を供給されるブロワ駆動モータ４２によ
り駆動されている。なお、蓄電池４１には、第１のＣＯ
低減装置３０と第２のＣＯ低減装置３２との間の改質ガ
ス供給管３１に介装される排気タービン４３によって駆
動される発電機４４により発電される電気が蓄わえられ
るようなっている。また、前記ブロワ３７からの空気供
給管３６から分岐する第２の空気供給管４５はメタノー
ル供給管２８の途中に連通しており、この第２の空気供
給管４５を介して前述したようにメタノール改質装置１
３の改質部１４においての燃焼ガスとなる空気が供給さ
れている。なお、前記モータ１９，２４もブロワ駆動モ
ータと同様に蓄電池４１から供給される電気によって運
転されるようになっている。
【００２１】また、前記水タンク２１と燃料電池本体１
１と加湿装置３３とは、冷却水循環配管４６を介して連
結されており、これら水タンク２１と燃料電池本体１１
との間の冷却水循環配管４６の途中には、水タンク２１
内の水２３を燃料電池本体１１に供給してこの燃料電池
本体１１を冷却し、逆に加熱された冷却水を加湿装置３
３に送るためのモータ４７駆動のポンプ４８が設けられ
ている。なお、加湿装置３３内では改質ガス供給管３１
内を流れる改質ガスと加熱された冷却水とがガス拡散膜
を介して接触しており、加熱された冷却水の温度に対応
する水蒸気分圧で改質ガスに水蒸気が添加されるように
なっている。また、モータ４７は蓄電池の電気によって
運転されるようになっている。
１と加湿装置３３とは、冷却水循環配管４６を介して連
結されており、これら水タンク２１と燃料電池本体１１
との間の冷却水循環配管４６の途中には、水タンク２１
内の水２３を燃料電池本体１１に供給してこの燃料電池
本体１１を冷却し、逆に加熱された冷却水を加湿装置３
３に送るためのモータ４７駆動のポンプ４８が設けられ
ている。なお、加湿装置３３内では改質ガス供給管３１
内を流れる改質ガスと加熱された冷却水とがガス拡散膜
を介して接触しており、加熱された冷却水の温度に対応
する水蒸気分圧で改質ガスに水蒸気が添加されるように
なっている。また、モータ４７は蓄電池の電気によって
運転されるようになっている。
【００２２】このような燃料電池での発電結果を図２に
示す。ここで、燃料電池本体１１の固体高分子電解質膜
を２０μｍとし、酸素極３５への酸素の供給圧を４kgf/
cm2 とした結果を実施例１として示す。また、固体高分
子電解質膜を７０μｍとし、酸素極３５への酸素の供給
圧を４kgf/cm2 とした結果を実施例２として示す。な
お、比較例として、固体高分子電解質膜の膜圧を７０μ
ｍとし、酸素極３５への酸素の供給圧を３kgf/cm2 とし
た場合を示した。この結果より、酸素の供給圧を高めて
酸素が水素極側へ透過するようにした場合、ＣＯ被毒に
よる触媒の劣化がなくなり、電池性能が向上することが
わかる。
示す。ここで、燃料電池本体１１の固体高分子電解質膜
を２０μｍとし、酸素極３５への酸素の供給圧を４kgf/
cm2 とした結果を実施例１として示す。また、固体高分
子電解質膜を７０μｍとし、酸素極３５への酸素の供給
圧を４kgf/cm2 とした結果を実施例２として示す。な
お、比較例として、固体高分子電解質膜の膜圧を７０μ
ｍとし、酸素極３５への酸素の供給圧を３kgf/cm2 とし
た場合を示した。この結果より、酸素の供給圧を高めて
酸素が水素極側へ透過するようにした場合、ＣＯ被毒に
よる触媒の劣化がなくなり、電池性能が向上することが
わかる。
【００２３】図３には上述した実施例の酸素透過量を測
定した結果を示す。同図より、固体高分子電解質膜の膜
圧が７０μｍの場合には酸素供給圧を４kgf/cm2 とする
と酸素透過量が６．４×１０-3cm3/min となり、膜圧の
場合には酸素供給圧を４kgf/cm2 とすると酸素透過量が
２３．０×１０-3cm3/min となることがわかる。なお、
本発明方法の効果を得るためには膜の種類やＣＯ濃度に
もよるが、ＣＯが１００ppm 程度含まれている場合に
は、酸素供給圧を３〜５kgf/cm2 程度、酸素透過量とし
ては少なくとも６．４×１０-3cm3/min 程度とするのが
好ましい。
定した結果を示す。同図より、固体高分子電解質膜の膜
圧が７０μｍの場合には酸素供給圧を４kgf/cm2 とする
と酸素透過量が６．４×１０-3cm3/min となり、膜圧の
場合には酸素供給圧を４kgf/cm2 とすると酸素透過量が
２３．０×１０-3cm3/min となることがわかる。なお、
本発明方法の効果を得るためには膜の種類やＣＯ濃度に
もよるが、ＣＯが１００ppm 程度含まれている場合に
は、酸素供給圧を３〜５kgf/cm2 程度、酸素透過量とし
ては少なくとも６．４×１０-3cm3/min 程度とするのが
好ましい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
燃料電池の酸素極側から水素極側へ酸素が透過するよう
に酸素極側へ含酸素ガスを供給するので、水素極側の触
媒のＣＯ被毒による活性低下が防止され、良好な発電が
持続されるという効果を奏する。
燃料電池の酸素極側から水素極側へ酸素が透過するよう
に酸素極側へ含酸素ガスを供給するので、水素極側の触
媒のＣＯ被毒による活性低下が防止され、良好な発電が
持続されるという効果を奏する。
【図１】一実施例に係る燃料電池システムを示す概略図
である。
である。
【図２】実施例の発電結果を示すグラフである。
【図３】膜厚と酸素透過量との関係を示すグラフであ
る。
る。
１ 改質ガス供給管 ２Ａ，２Ｂ 吸着剤充填塔 ６Ａ，６Ｂ 空気導入管 ８Ａ，８Ｂ 排気管 １１ 燃料電池本体 １２ 水素極 １３ メタノール改質装置 １４ 改質部 １５ 予熱部 １６ 改質用メタノール供給管 １７ メタノールタンク １８ メタノール ２１ 水タンク ２３ 水 ３０ 第１のＣＯ低減装置 ３１ 改質ガス供給管 ３２ 第２のＣＯ低減装置 ３３ 加湿装置 ３５ 酸素極 ３６ 空気供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峰尾 徳一 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社相模原製作所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ２枚のガス拡散電極で固体高分子電解質
膜を挟んで接合してなる接合体の両側にそれぞれ含水素
ガス及び含酸素ガスを供給して発電するに際し、固定高
分子電解質膜の含水素ガス供給側から反対側へ酸素が透
過する圧力で上記含酸素ガスを供給することを特徴とす
る燃料電池による発電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3171142A JPH0521080A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 燃料電池による発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3171142A JPH0521080A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 燃料電池による発電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521080A true JPH0521080A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15917769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3171142A Withdrawn JPH0521080A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 燃料電池による発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007180038A (ja) * | 1995-04-05 | 2007-07-12 | Johnson Matthey Plc | 改良された電極 |
| US8196261B2 (en) | 2008-08-08 | 2012-06-12 | Nec Infrontia Corporation | Tilt hinge capable of easily switching a movable range by a pushing operation |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP3171142A patent/JPH0521080A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007180038A (ja) * | 1995-04-05 | 2007-07-12 | Johnson Matthey Plc | 改良された電極 |
| US8196261B2 (en) | 2008-08-08 | 2012-06-12 | Nec Infrontia Corporation | Tilt hinge capable of easily switching a movable range by a pushing operation |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |