JPH06101345B2 - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
- Publication number
- JPH06101345B2 JPH06101345B2 JP62206409A JP20640987A JPH06101345B2 JP H06101345 B2 JPH06101345 B2 JP H06101345B2 JP 62206409 A JP62206409 A JP 62206409A JP 20640987 A JP20640987 A JP 20640987A JP H06101345 B2 JPH06101345 B2 JP H06101345B2
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- JP
- Japan
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- phosphoric acid
- fuel cell
- removing device
- metallic wool
- cleaning liquid
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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
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
-
- 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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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はリン酸による配管，装置類の腐食劣化に対処し
た燃料電池発電装置に関する。
た燃料電池発電装置に関する。
（従来の技術） 一般に燃料電池発電装置は燃料電池本体内で燃料と酸化
剤とを電気化学的に反応させ電気エネルギーを取出す構
成である。
剤とを電気化学的に反応させ電気エネルギーを取出す構
成である。
ここで、一般的な燃料電池本体の構成を第４図を参照し
て説明する。即ち、電解質であるリン酸を含浸したマト
リックス１を境にして両側には多孔質体で形成され触媒
を付加した一対のリブ付電極２が配置されている。この
一対のリブ付電極２は触媒付加面の反対面つまり反マト
リックス１面にそれぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガスの流
通路を有している。このようにして単位セルが形成さ
れ、この単位セルはガス分離板３を介して複数個積層さ
れている。なお、燃料ガスおよび酸化剤ガスの燃料電池
本体への供給や排出は、マニホールドにて行われる。
て説明する。即ち、電解質であるリン酸を含浸したマト
リックス１を境にして両側には多孔質体で形成され触媒
を付加した一対のリブ付電極２が配置されている。この
一対のリブ付電極２は触媒付加面の反対面つまり反マト
リックス１面にそれぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガスの流
通路を有している。このようにして単位セルが形成さ
れ、この単位セルはガス分離板３を介して複数個積層さ
れている。なお、燃料ガスおよび酸化剤ガスの燃料電池
本体への供給や排出は、マニホールドにて行われる。
ところで、通常燃料電池本体は200℃前後で運転されて
おり、長時間にわたって運転を継続すると燃料電池本体
から電界質のリン酸が気散し配管内面に付着し、冷却，
凝縮により高濃度のリン酸溶液となる。
おり、長時間にわたって運転を継続すると燃料電池本体
から電界質のリン酸が気散し配管内面に付着し、冷却，
凝縮により高濃度のリン酸溶液となる。
また、配管，装置類は、一般に軟鋼もしくはステンレス
鋼等の材料で構成されており、高温，高濃度リン酸によ
り徐々に腐食，劣化される。
鋼等の材料で構成されており、高温，高濃度リン酸によ
り徐々に腐食，劣化される。
そこで、これを防止するために、燃料電池本体の排ガス
出口側、すなわち排ガス側マニホールドの排ガス出口側
にリン酸を除去するための金属性ウールを充填したリン
酸除去装置が配設されている。
出口側、すなわち排ガス側マニホールドの排ガス出口側
にリン酸を除去するための金属性ウールを充填したリン
酸除去装置が配設されている。
しかしながら、長時間運転していると、金属性ウールと
リン酸の反応により生成されるリン酸塩量が増加し、金
属性ウールのリン酸吸着能が低下する。これにより、リ
ン酸ミストがリン酸除去装置を通過し、配管，装置類が
腐食劣化されついには運転不能となる恐れがある。
リン酸の反応により生成されるリン酸塩量が増加し、金
属性ウールのリン酸吸着能が低下する。これにより、リ
ン酸ミストがリン酸除去装置を通過し、配管，装置類が
腐食劣化されついには運転不能となる恐れがある。
この問題を解決するために、金属性ウールを交換してリ
ン酸吸着能を高めることが考えられるけれども、交換作
業に長時間を要し燃料電池発電装置を長時間停止させる
必要がある。
ン酸吸着能を高めることが考えられるけれども、交換作
業に長時間を要し燃料電池発電装置を長時間停止させる
必要がある。
（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の燃料電池発電装置にあっては、リン
酸吸着能低下を防止するために、金属性ウールの交換が
必要であり、この交換作業に長時間を要していた。
酸吸着能低下を防止するために、金属性ウールの交換が
必要であり、この交換作業に長時間を要していた。
本発明は上記問題点を除去するために成されたもので、
金属性ウール交換不要で短時間にリン酸吸着能を回復で
きるリン酸除去装置を有する燃料電池発電装置を提供す
ることを目的とする。
金属性ウール交換不要で短時間にリン酸吸着能を回復で
きるリン酸除去装置を有する燃料電池発電装置を提供す
ることを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、リン酸
除去装置の金属性ウールを洗浄するための洗浄液を貯蔵
する貯液槽と、リン酸除去装置の燃料電池本体からの排
ガス入口側に洗浄液を導くための送液管と、リン酸除去
装置の金属性ウールを洗浄し終えた洗浄液を排出するた
めの排液管とからなる洗浄装置を設けている。
除去装置の金属性ウールを洗浄するための洗浄液を貯蔵
する貯液槽と、リン酸除去装置の燃料電池本体からの排
ガス入口側に洗浄液を導くための送液管と、リン酸除去
装置の金属性ウールを洗浄し終えた洗浄液を排出するた
めの排液管とからなる洗浄装置を設けている。
（作用） これにより、金属ウール表面のリン酸塩を除去して金属
ウールを初期状態に回復させることができ、金属性ウー
ル交換が不要で短時間にリン酸吸着能を回復できる燃料
電池発電装置を提供することができる。
ウールを初期状態に回復させることができ、金属性ウー
ル交換が不要で短時間にリン酸吸着能を回復できる燃料
電池発電装置を提供することができる。
（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。図
示しない燃料電池本体の排ガス出口側、すなわち排ガス
側マニホールドの排ガス出口側近傍には入口配管６を介
してリン酸除去装置４上部を接続する。このリン酸除去
装置４内にはリン酸を除去するための金属性ウール５を
充填している。また、リン酸除去装置４下部にはバルブ
7aを有する出口配管７を接続するとともにバルブ8aを有
する排液管８を接続する。
示しない燃料電池本体の排ガス出口側、すなわち排ガス
側マニホールドの排ガス出口側近傍には入口配管６を介
してリン酸除去装置４上部を接続する。このリン酸除去
装置４内にはリン酸を除去するための金属性ウール５を
充填している。また、リン酸除去装置４下部にはバルブ
7aを有する出口配管７を接続するとともにバルブ8aを有
する排液管８を接続する。
さらに、排液管８の他端は洒石酸，クエン酸などの10〜
50％有機酸からなる洗浄液14を貯えた貯液槽12内に開放
する。
50％有機酸からなる洗浄液14を貯えた貯液槽12内に開放
する。
そして、貯液槽12とリン酸除去装置４間には、一端が貯
液槽12内の貯液槽14中に開放し他端がリン酸除去装置４
を貫通し金属性ウール５上に開放した送液管９を設け
る。この送液管９の途中にはバルブ9a及びポンプ11を配
設している。
液槽12内の貯液槽14中に開放し他端がリン酸除去装置４
を貫通し金属性ウール５上に開放した送液管９を設け
る。この送液管９の途中にはバルブ9a及びポンプ11を配
設している。
即ち、本実施例においては、排液管8,バルブ8a,送液管
9,バルブ9a,ポンプ11,貯液槽12及び洗浄液14にて洗浄装
置を構成する。
9,バルブ9a,ポンプ11,貯液槽12及び洗浄液14にて洗浄装
置を構成する。
次に、本実施例の構成における作用効果を説明する。通
常の運転時においては、バルブ8a及び9aを閉じ、ポンプ
11を停止し、バルブ7aを開いている。
常の運転時においては、バルブ8a及び9aを閉じ、ポンプ
11を停止し、バルブ7aを開いている。
これにより、燃料電池本体から排出される200℃前後の
リン酸を含む排ガスは、入口配管６を介してリン酸除去
装置４内に入り、内部に充填された金属性ウール５と接
触する。
リン酸を含む排ガスは、入口配管６を介してリン酸除去
装置４内に入り、内部に充填された金属性ウール５と接
触する。
このとき、リン酸は高温であるため金属性ウール５と瞬
間的に反応し、リン酸塩となって金属性ウール５の表面
に蓄積し除去される。
間的に反応し、リン酸塩となって金属性ウール５の表面
に蓄積し除去される。
そして、リン酸が完全に除去された排ガスは出口配管７
を介して排出される。
を介して排出される。
その後、燃料電池の長時間の運転により、金属性ウール
５表面には次第に多量のリン酸塩が蓄積されリン酸吸着
能が徐々に低下する。そして、ついには排ガス中に含ま
れるリン酸の一部が金属性ウール５反応できずに出口配
管７から排出されることになり、金属性ウール５の洗浄
が必要となる。
５表面には次第に多量のリン酸塩が蓄積されリン酸吸着
能が徐々に低下する。そして、ついには排ガス中に含ま
れるリン酸の一部が金属性ウール５反応できずに出口配
管７から排出されることになり、金属性ウール５の洗浄
が必要となる。
そこで、バルブ7aを閉じ、バルブ8a及び9aを開き、ポン
プ11が運転される。これにより、洗浄液14は送液管９を
介して金属性ウール５上に均一に注がれる。この洗浄液
14は、金属性ウール５表面に生成されたリン酸塩を溶解
しながらリン酸除去装置４内を落下し排液管８を介して
貯液槽12内に回収される。
プ11が運転される。これにより、洗浄液14は送液管９を
介して金属性ウール５上に均一に注がれる。この洗浄液
14は、金属性ウール５表面に生成されたリン酸塩を溶解
しながらリン酸除去装置４内を落下し排液管８を介して
貯液槽12内に回収される。
尚、洗浄液14の流量は例えば低面積１cm2当り0.5〜20l/
min注ぎ、金属性ウール５の見かけの容量の３〜10倍の
量となるように洗浄液14を循環する。これにより、金属
性ウール５表面に生成されたリン酸塩はほぼ完全に除去
される。
min注ぎ、金属性ウール５の見かけの容量の３〜10倍の
量となるように洗浄液14を循環する。これにより、金属
性ウール５表面に生成されたリン酸塩はほぼ完全に除去
される。
然るのちに、洗浄液14を排出し、二次洗浄液として水を
使用して同様に洗浄することにより、リン酸除去装置４
中に残留する洗浄液14を排出することができる。
使用して同様に洗浄することにより、リン酸除去装置４
中に残留する洗浄液14を排出することができる。
この手順の後、リン酸除去装置４の蓋を開き金属性ウー
ル５の状態を調べたところ、金属性ウール５表面のリン
酸塩が除去され、金属性ウール５は金属性光沢を有し初
期状態に回復していることが確認された。
ル５の状態を調べたところ、金属性ウール５表面のリン
酸塩が除去され、金属性ウール５は金属性光沢を有し初
期状態に回復していることが確認された。
ところで、金属性ウール５に生成されるリン酸塩は第２
図に示す如く、排ガス入口側に多く蓄積される。そこ
で、本実施例においては、生成されたリン酸塩の多い側
より洗浄液14を流したので、リン酸塩除去効果が高めら
れる。
図に示す如く、排ガス入口側に多く蓄積される。そこ
で、本実施例においては、生成されたリン酸塩の多い側
より洗浄液14を流したので、リン酸塩除去効果が高めら
れる。
尚、本実施例においては、洗浄液14として有機酸を採用
したが、これにかわり硫酸、塩酸などの非酸化性鉱酸の
0.5〜１規定溶液とすることもできる。
したが、これにかわり硫酸、塩酸などの非酸化性鉱酸の
0.5〜１規定溶液とすることもできる。
次に本発明の他の実施例を第３図を用いて説明する。
尚、第１図に示す実施例と同等の部品については同一符
号を付して説明する。本実施例においては、洗浄液を循
環させるかわりにばっきする。リン酸除去装置４の下部
にはバルブ15aを有する送気管15を接続する。そして、
金属性ウール５に生成されたリン酸塩を除去する場合に
は、まずバルブ6a,8a及び15aを閉じ、バルブ9aを開き、
ポンプ11を運転する。そして、ポンプ11の運転により洗
浄液14がリン酸除去装置４内に金属性ウール５の中間部
近くまで注入されたところでポンプ11の運転を停止しバ
ルブ9aを閉じる。この後、バルブ15aを開き送気管15よ
り高圧空気が例えば２〜20kg/cm2、底面積１cm2当り0.5
〜10/minでリン酸除去装置４内に20〜40分間送られる。
これにより、金属性ウール５表面に生成されたリン酸塩
は洗浄液14中に溶解される。そして、バルブ8aを開き、
リン酸が溶解された洗浄液14を排出する。
尚、第１図に示す実施例と同等の部品については同一符
号を付して説明する。本実施例においては、洗浄液を循
環させるかわりにばっきする。リン酸除去装置４の下部
にはバルブ15aを有する送気管15を接続する。そして、
金属性ウール５に生成されたリン酸塩を除去する場合に
は、まずバルブ6a,8a及び15aを閉じ、バルブ9aを開き、
ポンプ11を運転する。そして、ポンプ11の運転により洗
浄液14がリン酸除去装置４内に金属性ウール５の中間部
近くまで注入されたところでポンプ11の運転を停止しバ
ルブ9aを閉じる。この後、バルブ15aを開き送気管15よ
り高圧空気が例えば２〜20kg/cm2、底面積１cm2当り0.5
〜10/minでリン酸除去装置４内に20〜40分間送られる。
これにより、金属性ウール５表面に生成されたリン酸塩
は洗浄液14中に溶解される。そして、バルブ8aを開き、
リン酸が溶解された洗浄液14を排出する。
然るのちに、水をリン酸除去装置４内に注入して残存す
る洗浄液14を洗い流すことができる。これにより、金属
性ウール５は初期状態に回復させることができる。
る洗浄液14を洗い流すことができる。これにより、金属
性ウール５は初期状態に回復させることができる。
以上説明したようにリン酸除去装置内に金属性ウール表
面に生成したリン酸塩を溶解する酸性流体を洗浄液とし
て流入出させる洗浄装置を設けたので、金属性ウール交
換が不要で短時間にリン酸吸着能を回復できる燃料電池
発電装置を提供することができる。
面に生成したリン酸塩を溶解する酸性流体を洗浄液とし
て流入出させる洗浄装置を設けたので、金属性ウール交
換が不要で短時間にリン酸吸着能を回復できる燃料電池
発電装置を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す洗浄装置の概略構成
図、第２図は第１図に示す金属性ウールに吸着されたリ
ン酸の分布を示す図、第３図は本発明の他の実施例を示
す洗浄装置の概略構成図、第４図は一般的な燃料電池本
体のセル構造を示す斜視図である。 ４…リン酸除去装置、５…金属性ウール、 ６…入口配管、6a…バルブ、 ７…出口配管、7a…バルブ、 ８…排液管、8a…バルブ、 ９…送液管、9a…バルブ、 11…ポンプ、12…貯液槽、 14…洗浄液、15…送気管、 15a…バルブ。
図、第２図は第１図に示す金属性ウールに吸着されたリ
ン酸の分布を示す図、第３図は本発明の他の実施例を示
す洗浄装置の概略構成図、第４図は一般的な燃料電池本
体のセル構造を示す斜視図である。 ４…リン酸除去装置、５…金属性ウール、 ６…入口配管、6a…バルブ、 ７…出口配管、7a…バルブ、 ８…排液管、8a…バルブ、 ９…送液管、9a…バルブ、 11…ポンプ、12…貯液槽、 14…洗浄液、15…送気管、 15a…バルブ。
Claims (2)
- 【請求項１】電解質であるリン酸を含浸したマトリック
スを挟んで燃料ガスと酸化剤ガスの流通路がそれぞれ形
成された一対のリブ付電極をガス分離板を介して複数個
積層して構成された燃料電池本体と、この燃料電池本体
に燃料ガス及び酸化剤ガスをそれぞれ供給し排出するた
めのマニホールドと、前記マニホールドから配管を介し
て前記燃料電池本体からの排ガスを流入しその排ガスに
含まれるリン酸を除去するための金属性ウールを充填し
たリン酸除去装置とを備えた燃料電池発電装置におい
て、前記リン酸除去装置の金属性ウールを洗浄するため
の洗浄液を貯蔵する貯液槽と、前記リン酸除去装置の前
記燃料電池本体からの排ガス入口側又は出口側に前記洗
浄液を導くための送液管と、前記リン酸除去装置の金属
性ウールを洗浄し終えた前記洗浄液を排出するための排
液管とからなる洗浄装置を備えたことを特徴とする燃料
電池発電装置。 - 【請求項２】前記洗浄液は有機酸であることを特徴とし
た特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62206409A JPH06101345B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62206409A JPH06101345B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6450368A JPS6450368A (en) | 1989-02-27 |
| JPH06101345B2 true JPH06101345B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16522886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62206409A Expired - Lifetime JPH06101345B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101345B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0740835B2 (ja) * | 1991-01-25 | 1995-05-10 | 双葉興業有限会社 | 樹木の移植装置 |
| JPH0740837B2 (ja) * | 1991-02-06 | 1995-05-10 | 芳美 古川 | 樹木掘り起こし装置 |
| JPH0740838B2 (ja) * | 1992-04-28 | 1995-05-10 | 芳美 古川 | 樹木掘り取り方法及び装置 |
| JPH07110187B2 (ja) * | 1993-09-07 | 1995-11-29 | 角田鐵工株式会社 | 樹木移植法および自走式主動機用樹木移植装置 |
-
1987
- 1987-08-21 JP JP62206409A patent/JPH06101345B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6450368A (en) | 1989-02-27 |
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