JPH05343082A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JPH05343082A JPH05343082A JP4151972A JP15197292A JPH05343082A JP H05343082 A JPH05343082 A JP H05343082A JP 4151972 A JP4151972 A JP 4151972A JP 15197292 A JP15197292 A JP 15197292A JP H05343082 A JPH05343082 A JP H05343082A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- fuel cell
- switches
- fuel
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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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
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池の寿命を長期化する。
【構成】 燃料ガス回路と反転燃料ガス回路とを設け、
両回路を所定時間毎に交互に切換える切換手段を設け
る。
両回路を所定時間毎に交互に切換える切換手段を設け
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池発電装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は図５に示すように、燃料電池
１の図示しない空気極に空気Ａを流し、図示しない燃料
極に例えば水素ガスの燃料ガスＧを流し、電気化学反応
により電子の流れを電気エネルギとして取り出してい
る。
１の図示しない空気極に空気Ａを流し、図示しない燃料
極に例えば水素ガスの燃料ガスＧを流し、電気化学反応
により電子の流れを電気エネルギとして取り出してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】燃料電池１において、
面内の電流密度分布Ｄは図６に示すように、燃料ガス濃
度が高い部分すなわちガス入口部分１ａで大きくなる。
また、面内の温度分布は、電流密度が大きい部分で高く
なる。他方、燃料電池１は、運転するにしたがって劣化
するが、その劣化速度は、電流密度が大きいほど速く、
運転温度が高いほど速い。したがって、燃料電池１の劣
化は、ガス入口部分１ａほど速くなる。その結果、ガス
出口部分１ｂが劣化していなくても、ガス入口部分１ａ
が劣化すると、燃料電池１は運転不可になり不経済であ
る。
面内の電流密度分布Ｄは図６に示すように、燃料ガス濃
度が高い部分すなわちガス入口部分１ａで大きくなる。
また、面内の温度分布は、電流密度が大きい部分で高く
なる。他方、燃料電池１は、運転するにしたがって劣化
するが、その劣化速度は、電流密度が大きいほど速く、
運転温度が高いほど速い。したがって、燃料電池１の劣
化は、ガス入口部分１ａほど速くなる。その結果、ガス
出口部分１ｂが劣化していなくても、ガス入口部分１ａ
が劣化すると、燃料電池１は運転不可になり不経済であ
る。
【０００４】本発明は、燃料電池の寿命を長期化する燃
料電池発電装置を提供することを目的としている。
料電池発電装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料電
池を介装した燃料ガス回路と、該燃料ガス回路を反転し
た反転燃料ガス回路とを設け、これら両回路を所定の条
件（例えば、所定電圧低下量）毎に交互に切換える切換
手段を設けている。
池を介装した燃料ガス回路と、該燃料ガス回路を反転し
た反転燃料ガス回路とを設け、これら両回路を所定の条
件（例えば、所定電圧低下量）毎に交互に切換える切換
手段を設けている。
【０００６】
【作用】上記のように構成された燃料電池発電装置にお
いては、燃料電池に対する燃料ガスの入口部と出口部と
は、所定の条件毎に反転されるので、燃料電池は両側か
ら均等に劣化する。したがって、従来の入口部だけが劣
化するのが防止され、電池面が平均して使用される。そ
の結果、燃料電池の寿命が長期化される。
いては、燃料電池に対する燃料ガスの入口部と出口部と
は、所定の条件毎に反転されるので、燃料電池は両側か
ら均等に劣化する。したがって、従来の入口部だけが劣
化するのが防止され、電池面が平均して使用される。そ
の結果、燃料電池の寿命が長期化される。
【０００７】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
【０００８】図１において、燃料ガスＧの供給回路ＬＡ
には、第１三方弁Ｖ１の一方の側を介して燃料電池Ｂの
一側に至る第１回路Ｌ１が接続されている。その燃料電
池Ｂの他側は、第２回路Ｌ２により第２三方弁Ｖ２の一
方の側を介して排出回路ＬＢに接続されている。また、
第１三方弁Ｖ１の他方の側は、第３回路Ｌ３により第２
回路Ｌ２に接続され、第２三方弁Ｖ２の他方の側は、第
４回路Ｌ４により第１回路Ｌ１に接続されている。そし
て、第１、第２三方弁Ｖ１、Ｖ２は、電気回路Ｅ１、Ｅ
２により切換手段である切換スイッチＳに接続されてい
る。スイッチＳは所定条件成立の信号を受けて動作する
ようになっている。
には、第１三方弁Ｖ１の一方の側を介して燃料電池Ｂの
一側に至る第１回路Ｌ１が接続されている。その燃料電
池Ｂの他側は、第２回路Ｌ２により第２三方弁Ｖ２の一
方の側を介して排出回路ＬＢに接続されている。また、
第１三方弁Ｖ１の他方の側は、第３回路Ｌ３により第２
回路Ｌ２に接続され、第２三方弁Ｖ２の他方の側は、第
４回路Ｌ４により第１回路Ｌ１に接続されている。そし
て、第１、第２三方弁Ｖ１、Ｖ２は、電気回路Ｅ１、Ｅ
２により切換手段である切換スイッチＳに接続されてい
る。スイッチＳは所定条件成立の信号を受けて動作する
ようになっている。
【０００９】次に作用について説明する。
【００１０】切換スイッチＳは、所定条件の信号に基づ
き、第１三方弁Ｖ１を切換え、供給回路ＬＡを第１回路
Ｌ１に接続すると共に、第２三方弁Ｖ２を切換え、排出
回路ＬＢを第２回路Ｌ２に接続する。すると、燃料ガス
Ｇが、供給回路ＬＡ、第１回路Ｌ１、燃料電池Ｂ、第２
回路Ｌ２及び排出回路ＬＢへと、燃料電池Ｂを矢印ａ方
向に流れる燃料ガス回路が形成される。
き、第１三方弁Ｖ１を切換え、供給回路ＬＡを第１回路
Ｌ１に接続すると共に、第２三方弁Ｖ２を切換え、排出
回路ＬＢを第２回路Ｌ２に接続する。すると、燃料ガス
Ｇが、供給回路ＬＡ、第１回路Ｌ１、燃料電池Ｂ、第２
回路Ｌ２及び排出回路ＬＢへと、燃料電池Ｂを矢印ａ方
向に流れる燃料ガス回路が形成される。
【００１１】また、スイッチＳは、所定条件の信号に基
づき、第１三方弁Ｖ１を切換え、供給回路ＬＡを第３回
路Ｌ３に切換えると共に、第２三方弁Ｖ１を切換え、排
出回路ＬＢを第４回路Ｌ４に切換える。すると、燃料ガ
スＧが、供給回路ＬＡ、第３回路Ｌ３、第２回路Ｌ２、
燃料電池Ｂ、第１回路Ｌ１、第４回路Ｌ４及び排出回路
ＬＢへと、燃料電池Ｂを矢印ｂ方向に流れる反転燃料ガ
ス回路が形成される。
づき、第１三方弁Ｖ１を切換え、供給回路ＬＡを第３回
路Ｌ３に切換えると共に、第２三方弁Ｖ１を切換え、排
出回路ＬＢを第４回路Ｌ４に切換える。すると、燃料ガ
スＧが、供給回路ＬＡ、第３回路Ｌ３、第２回路Ｌ２、
燃料電池Ｂ、第１回路Ｌ１、第４回路Ｌ４及び排出回路
ＬＢへと、燃料電池Ｂを矢印ｂ方向に流れる反転燃料ガ
ス回路が形成される。
【００１２】したがって、ガスＧの流れは、所定時間毎
に矢印ａ方向、矢印ｂ方向と交互に反転される。そのた
め、図６において、矢印ａ方向の流れのときの電流密度
分布Ｄは、矢印ｂ方向の流れのときは、電流密度分布Ｄ
１となり、電池面が平均して使用され、その結果、燃料
電池の寿命が長期化される。
に矢印ａ方向、矢印ｂ方向と交互に反転される。そのた
め、図６において、矢印ａ方向の流れのときの電流密度
分布Ｄは、矢印ｂ方向の流れのときは、電流密度分布Ｄ
１となり、電池面が平均して使用され、その結果、燃料
電池の寿命が長期化される。
【００１３】図２は、本発明の別の実施例を示し、二つ
の燃料電池Ｂ１、Ｂ２を接続回路ＬＣで直列に接続し、
他を図１と同様に構成した例である。この実施例でも図
１の実施例と同じ作用効果がある。
の燃料電池Ｂ１、Ｂ２を接続回路ＬＣで直列に接続し、
他を図１と同様に構成した例である。この実施例でも図
１の実施例と同じ作用効果がある。
【００１４】図３は、本発明の別の実施例を示し、１つ
の燃料電池Ｂ３を仕切ｄで２つの部分Ｂａ、Ｂｂに画成
して接続回路ＬＣで接続し、他を図１と同様に構成した
例である。この実施例でも図１の実施例と同じ作用効果
がある。
の燃料電池Ｂ３を仕切ｄで２つの部分Ｂａ、Ｂｂに画成
して接続回路ＬＣで接続し、他を図１と同様に構成した
例である。この実施例でも図１の実施例と同じ作用効果
がある。
【００１５】図４は、本発明の別の実施例を示し、供給
回路ＬＡを分岐回路Ｌａ、Ｌｂに分岐し、一方の分岐回
路Ｌａを第１開閉弁ｖ１、接続回路ＬＤ、第２開閉弁ｖ
２及び分岐回路Ｌｃを介して排出回路ＬＢに接続し、他
方の分岐回路Ｌｂを第３開閉弁ｖ３、接続回路ＬＥ、第
４開閉弁ｖ４及び分岐回路Ｌｄを介して排出回路ＬＢに
接続し、他方の接続回路ＬＤを第１接続回路ＬＦにより
燃料電池Ｂ４の一方の側に接続し、他方の接続回路ＬＥ
を第２接続回路ＬＧにより燃料電池Ｂ４の他方の側に接
続し、開閉弁ｖ１〜ｖ４を電気回路Ｅ３〜Ｅ６によりス
イッチＳに接続した例である。この実施例では、第１開
閉弁ｖ１、第４開閉弁ｖ４を開き、第２開閉弁Ｖ２、第
３開閉弁ｖ３を閉じて供給回路ＬＡ、分岐回路Ｌａ、接
続回路ＬＤ、第１接続回路ＬＦ、燃料電池Ｂ４、第２接
続回路ＬＧ、接続回路ＬＥ、分岐回路Ｌｄ及び排出回路
ＬＢの燃料ガス回路を形成し、第１開閉弁ｖ１、第４開
閉弁ｖ４を閉じ、第３開閉弁ｖ３、第２開閉弁ｖ２を開
いて供給回路ＬＡ、分岐回路Ｌｂ、接続回路ＬＥ、第２
接続回路ＬＧ、燃料電池Ｂ４、第１接続回路ＬＦ、接続
回路ＬＤ、分岐回路Ｌｃ及び排出回路ＬＢの反転燃料ガ
ス回路を形成し、図１の実施例と同じ作用効果を得られ
る。
回路ＬＡを分岐回路Ｌａ、Ｌｂに分岐し、一方の分岐回
路Ｌａを第１開閉弁ｖ１、接続回路ＬＤ、第２開閉弁ｖ
２及び分岐回路Ｌｃを介して排出回路ＬＢに接続し、他
方の分岐回路Ｌｂを第３開閉弁ｖ３、接続回路ＬＥ、第
４開閉弁ｖ４及び分岐回路Ｌｄを介して排出回路ＬＢに
接続し、他方の接続回路ＬＤを第１接続回路ＬＦにより
燃料電池Ｂ４の一方の側に接続し、他方の接続回路ＬＥ
を第２接続回路ＬＧにより燃料電池Ｂ４の他方の側に接
続し、開閉弁ｖ１〜ｖ４を電気回路Ｅ３〜Ｅ６によりス
イッチＳに接続した例である。この実施例では、第１開
閉弁ｖ１、第４開閉弁ｖ４を開き、第２開閉弁Ｖ２、第
３開閉弁ｖ３を閉じて供給回路ＬＡ、分岐回路Ｌａ、接
続回路ＬＤ、第１接続回路ＬＦ、燃料電池Ｂ４、第２接
続回路ＬＧ、接続回路ＬＥ、分岐回路Ｌｄ及び排出回路
ＬＢの燃料ガス回路を形成し、第１開閉弁ｖ１、第４開
閉弁ｖ４を閉じ、第３開閉弁ｖ３、第２開閉弁ｖ２を開
いて供給回路ＬＡ、分岐回路Ｌｂ、接続回路ＬＥ、第２
接続回路ＬＧ、燃料電池Ｂ４、第１接続回路ＬＦ、接続
回路ＬＤ、分岐回路Ｌｃ及び排出回路ＬＢの反転燃料ガ
ス回路を形成し、図１の実施例と同じ作用効果を得られ
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、電池面を平均して使用し、燃料電池の寿命
を長期化することができる。
ているので、電池面を平均して使用し、燃料電池の寿命
を長期化することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示すガス、電気回路図。
【図２】本発明の第２実施例を示すガス、電気回路図。
【図３】本発明の第３実施例を示すガス、電気回路図。
【図４】本発明の第４実施例を示すガス、電気回路図。
【図５】燃料電池の空気、燃料ガスの流れを説明する図
面。
面。
【図６】電流密度分布特性図。
ａ、ｂ・・・燃料ガスの流れ Ｂ、Ｂ１〜Ｂ４・・・燃料電池 Ｄ、Ｄ１・・・密度分布 Ｅ１〜Ｅ６・・・電池回路 Ｇ・・・燃料ガス ＬＡ・・・供給回路 ＬＢ・・・排出回路 ＬＣ、ＬＤ、ＬＥ・・・接続回路 ＬＦ・・・第１接続回路 ＬＧ・・・第２接続回路 Ｌ１・・・第１回路 Ｌ２・・・第２回路 Ｌ３・・・第３回路 Ｌ４・・・第４回路 Ｓ・・・切換スイッチ Ｖ１・・・第１三方弁 Ｖ２・・・第２三方弁 ｖ１・・・第１開閉弁 ｖ２・・・第２開閉弁 ｖ３・・・第３開閉弁 ｖ４・・・第４開閉弁
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料電池を介装した燃料ガス回路と、該
燃料ガス回路を反転した反転燃料ガス回路とを設け、こ
れら両回路を所定の条件毎に交互に切換える切換手段を
設けたことを特徴とする燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151972A JPH05343082A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151972A JPH05343082A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343082A true JPH05343082A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15530251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4151972A Pending JPH05343082A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343082A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004102707A3 (en) * | 2003-05-17 | 2005-10-27 | Intelligent Energy Ltd | Improvements in fuel utilisation in electrochemical fuel cells |
| FR2893185A1 (fr) * | 2005-11-07 | 2007-05-11 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede d'alimentation ameliore en hydrogene du compartiment anodique d'une pile a combustible et dispositif de mise en oeuvre d'un tel procede |
| JP2007128868A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-24 | Gm Global Technology Operations Inc | 閉鎖式インジェクタの抜き取り機能を用いたアノード流れシフト方法 |
| US7553575B2 (en) | 2002-02-15 | 2009-06-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell humidification system and method |
| EP2224531A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-09-01 | Samsung SDI Co., Ltd. | Fuel cell system and driving method thereof |
| JP2013206660A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Konica Minolta Inc | 燃料電池システム |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4151972A patent/JPH05343082A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7553575B2 (en) | 2002-02-15 | 2009-06-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell humidification system and method |
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| US8431280B2 (en) | 2003-05-17 | 2013-04-30 | Intelligent Energy Limited | Fuel utilisation in electrochemical fuel cells |
| JP2007128868A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-24 | Gm Global Technology Operations Inc | 閉鎖式インジェクタの抜き取り機能を用いたアノード流れシフト方法 |
| JP4705543B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2011-06-22 | ジーエム・グローバル・テクノロジー・オペレーションズ・インコーポレーテッド | 閉鎖式インジェクタの抜き取り機能を用いたアノード流れシフト方法 |
| US8232018B2 (en) | 2005-09-29 | 2012-07-31 | GM Global Technology Operations LLC | Anode flowshifting with closed-injector bleeding |
| DE102006046104B4 (de) * | 2005-09-29 | 2013-05-23 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Ablassen von Stickstoff |
| FR2893185A1 (fr) * | 2005-11-07 | 2007-05-11 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede d'alimentation ameliore en hydrogene du compartiment anodique d'une pile a combustible et dispositif de mise en oeuvre d'un tel procede |
| EP2224531A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-09-01 | Samsung SDI Co., Ltd. | Fuel cell system and driving method thereof |
| JP2013206660A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Konica Minolta Inc | 燃料電池システム |
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