JPH06275298A - 燃料電池の温度制御装置 - Google Patents
燃料電池の温度制御装置Info
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- JPH06275298A JPH06275298A JP5065421A JP6542193A JPH06275298A JP H06275298 A JPH06275298 A JP H06275298A JP 5065421 A JP5065421 A JP 5065421A JP 6542193 A JP6542193 A JP 6542193A JP H06275298 A JPH06275298 A JP H06275298A
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- fuel
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- 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】 従来の燃料電池の温度コントロール手段は、
冷却水収容タンク、冷却水の循環ポンプ、送風機、熱交
換機等が必要である。そこで、本発明は、燃料電池に冷
却に利用されるエネルギーの削減及びシステムの簡素化
された燃料電池の温度制御装置及びその温度制御方法を
提供する。 【構成】 密閉容器１内に、少なくとも１つ以上の単電
池からなる燃料電池ユニット２が配置されている。この
燃料電池の運転温度の上限を沸点とする液体４が、この
密閉容器１内の空間の一部を残し、燃料電池ユニット２
の一部を浸漬した状態で、収容されている。沸点を選択
された液体４の持つ気化潜熱により、燃料電池ユニット
２を冷却して、運転時の温度をコントロールする。
冷却水収容タンク、冷却水の循環ポンプ、送風機、熱交
換機等が必要である。そこで、本発明は、燃料電池に冷
却に利用されるエネルギーの削減及びシステムの簡素化
された燃料電池の温度制御装置及びその温度制御方法を
提供する。 【構成】 密閉容器１内に、少なくとも１つ以上の単電
池からなる燃料電池ユニット２が配置されている。この
燃料電池の運転温度の上限を沸点とする液体４が、この
密閉容器１内の空間の一部を残し、燃料電池ユニット２
の一部を浸漬した状態で、収容されている。沸点を選択
された液体４の持つ気化潜熱により、燃料電池ユニット
２を冷却して、運転時の温度をコントロールする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体のもつ気化潜熱に
より燃料電池の運転時の温度コントロールを行なう燃料
電池の温度制御装置及びその温度制御方法に関する。
より燃料電池の運転時の温度コントロールを行なう燃料
電池の温度制御装置及びその温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料電池発電システムにおける温
度制御は、燃料電池に対して冷却水をポンプ等により循
環させて、燃料電池の温度をコントロールしていた。こ
のような燃料電池には、例えば、特開平４−４７６７４
号公報、特開平４−２６０６９号公報、特開平４−２６
０７０号公報に記載されるものがある。
度制御は、燃料電池に対して冷却水をポンプ等により循
環させて、燃料電池の温度をコントロールしていた。こ
のような燃料電池には、例えば、特開平４−４７６７４
号公報、特開平４−２６０６９号公報、特開平４−２６
０７０号公報に記載されるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の冷却水
循環システムにおいては、冷却水と燃料電池との接触に
よる熱交換が行なわれているため、冷却に有効な熱伝達
率（＝冷却スピード）は１０００〜５０００ｋｃａｌ／
ｍ2 ｈ℃であり、熱伝達率はあまり大きいとはいえな
い。なお、付け加えるならば送風による冷却系では熱伝
達率は、２０〜８０ｋｃａｌ／ｍ2 ｈ℃であり、さらに
熱伝達率が小さい。このような従来の冷却水循環システ
ムにおいては、冷却に用いる熱媒体の熱伝達率が小さい
ために、冷却効率が悪かった。
循環システムにおいては、冷却水と燃料電池との接触に
よる熱交換が行なわれているため、冷却に有効な熱伝達
率（＝冷却スピード）は１０００〜５０００ｋｃａｌ／
ｍ2 ｈ℃であり、熱伝達率はあまり大きいとはいえな
い。なお、付け加えるならば送風による冷却系では熱伝
達率は、２０〜８０ｋｃａｌ／ｍ2 ｈ℃であり、さらに
熱伝達率が小さい。このような従来の冷却水循環システ
ムにおいては、冷却に用いる熱媒体の熱伝達率が小さい
ために、冷却効率が悪かった。
【０００４】また、前記従来の冷却水を循環させる燃料
電池の温度コントロール手段は、少なくとも冷却水を収
容するタンク、タンク内の冷却水を燃料電池に循環させ
るポンプ、タンク内の冷却水を冷却させる送風機あるい
は熱交換器を要しているため、システム全体でかなりの
エネルギーを要し、また構造も煩雑であった。そこで本
発明は、前記した問題点を解決し、冷却水に利用される
エネルギーの削減およびシステムの簡素化を実現する燃
料電池の温度制御装置及びその温度制御方法を提供する
ことを目的とする。
電池の温度コントロール手段は、少なくとも冷却水を収
容するタンク、タンク内の冷却水を燃料電池に循環させ
るポンプ、タンク内の冷却水を冷却させる送風機あるい
は熱交換器を要しているため、システム全体でかなりの
エネルギーを要し、また構造も煩雑であった。そこで本
発明は、前記した問題点を解決し、冷却水に利用される
エネルギーの削減およびシステムの簡素化を実現する燃
料電池の温度制御装置及びその温度制御方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために本発明は、密閉容器内に、少なくとも１つ以上
の単電池を有する燃料電池ユニットが配置され、該燃料
電池の運転温度の上限を沸点とする液体が、前記密閉容
器内空間を一部残した状態で、且つ、燃料電池ユニット
の一部を浸漬した状態で前記密閉容器内に収容されてい
ることを特徴とする燃料電池の温度制御装置とするもの
である。
るために本発明は、密閉容器内に、少なくとも１つ以上
の単電池を有する燃料電池ユニットが配置され、該燃料
電池の運転温度の上限を沸点とする液体が、前記密閉容
器内空間を一部残した状態で、且つ、燃料電池ユニット
の一部を浸漬した状態で前記密閉容器内に収容されてい
ることを特徴とする燃料電池の温度制御装置とするもの
である。
【０００６】また本発明は、沸点の異なる種々の液体を
選択混合し、その混合液体の持つ気化潜熱により燃料電
池を冷却して燃料電池の運転時の温度をコントロールす
ることを特徴とする燃料電池の温度制御方法とするもの
である。
選択混合し、その混合液体の持つ気化潜熱により燃料電
池を冷却して燃料電池の運転時の温度をコントロールす
ることを特徴とする燃料電池の温度制御方法とするもの
である。
【０００７】
【作用】本発明では、熱伝達を液体の沸騰により行なう
ので、その熱伝達率は１００００〜２００００ｋｃａｌ
／ｍ2 ｈ℃まで向上させることができる。そして、沸騰
時には、潜熱により熱を奪うので、燃料電池を冷却する
ことができる。本発明によれば、液体の沸騰による熱伝
達率はこのように大きいので、電解液のジュール発熱、
電池における電気化学反応、及び触媒燃焼等によって発
生する熱を効率良く奪うことができ、また、沸点の異な
る種々の液体を選択混合することにより燃料電池の運転
時にその作動温度を安定に保つことができる。
ので、その熱伝達率は１００００〜２００００ｋｃａｌ
／ｍ2 ｈ℃まで向上させることができる。そして、沸騰
時には、潜熱により熱を奪うので、燃料電池を冷却する
ことができる。本発明によれば、液体の沸騰による熱伝
達率はこのように大きいので、電解液のジュール発熱、
電池における電気化学反応、及び触媒燃焼等によって発
生する熱を効率良く奪うことができ、また、沸点の異な
る種々の液体を選択混合することにより燃料電池の運転
時にその作動温度を安定に保つことができる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の燃料電池の温度制御装置の一
つのスタックの構成を示す。図１中、１は、断熱材製の
密閉容器である。この密閉容器１中には、１セル以上の
燃料電池ユニット２が収容されており、さらに、内部に
空間３を一部残した状態で、且つ前記燃料電池ユニット
２の一部が浸漬された状態で冷却用の液体４が充填され
ている。このスタックを構成する密閉容器１の側面一箇
所に通気孔が設けられ、密閉容器１内に発生したサージ
圧を緩和するための安全装置５が取り付けられている。
この安全装置５には、サージタンク又は安全弁等が使用
される。密閉容器１の蓋６は熱交換器になっておりその
両面には面積拡大を計るためにフィン加工が施されてい
る。
つのスタックの構成を示す。図１中、１は、断熱材製の
密閉容器である。この密閉容器１中には、１セル以上の
燃料電池ユニット２が収容されており、さらに、内部に
空間３を一部残した状態で、且つ前記燃料電池ユニット
２の一部が浸漬された状態で冷却用の液体４が充填され
ている。このスタックを構成する密閉容器１の側面一箇
所に通気孔が設けられ、密閉容器１内に発生したサージ
圧を緩和するための安全装置５が取り付けられている。
この安全装置５には、サージタンク又は安全弁等が使用
される。密閉容器１の蓋６は熱交換器になっておりその
両面には面積拡大を計るためにフィン加工が施されてい
る。
【０００９】図２は前記スタックを複数採用する場合の
燃料電池システムの全体を示す。図２おけるスタック
は、スタック６１、スタック６２、スタック６３… と
いうように、燃料入出力ライン６４及び電解液入出力ラ
イン６５と接続されている複数の各スタックが、燃料入
出力ライン６４及び電解液入出力ライン６５に対して並
列に配置されている。さらに、各スタック６１、６２、
６３… には、それぞれ冷却用液体の蒸気に起因するサ
ージ圧を緩和する安全装置５１、５２、５３が設けられ
ている。燃料入出力ライン６４上には、燃料タンク６６
及び気液分離器６７が配置されている。また、電解液入
出力ライン６５には、気液分離器兼電解液浄化槽６８が
配置されている。
燃料電池システムの全体を示す。図２おけるスタック
は、スタック６１、スタック６２、スタック６３… と
いうように、燃料入出力ライン６４及び電解液入出力ラ
イン６５と接続されている複数の各スタックが、燃料入
出力ライン６４及び電解液入出力ライン６５に対して並
列に配置されている。さらに、各スタック６１、６２、
６３… には、それぞれ冷却用液体の蒸気に起因するサ
ージ圧を緩和する安全装置５１、５２、５３が設けられ
ている。燃料入出力ライン６４上には、燃料タンク６６
及び気液分離器６７が配置されている。また、電解液入
出力ライン６５には、気液分離器兼電解液浄化槽６８が
配置されている。
【００１０】図２の燃料電池システムの全体図におい
て、燃料タンク６６に貯留されている燃料は、燃料入出
力ライン６４を通じて、ポンプ６９により各スタックに
供給され、さらに各スタックから排出される使用された
燃料は燃料入出力ライン６４を通じて気液分離器６７で
液体とされ、前記燃料タンク６６に回収され、循環す
る。
て、燃料タンク６６に貯留されている燃料は、燃料入出
力ライン６４を通じて、ポンプ６９により各スタックに
供給され、さらに各スタックから排出される使用された
燃料は燃料入出力ライン６４を通じて気液分離器６７で
液体とされ、前記燃料タンク６６に回収され、循環す
る。
【００１１】一方、気液分離器兼電解液浄化槽６８で浄
化された電解液は、電解液入出力ライン６５を通じて、
ポンプ７０により各スタックに供給され、さらに各スタ
ックからは汚染された電解液が、電解液入出力ライン６
５を通じて再び気液分離器兼電解液浄化槽６８へ回収さ
れて循環される。この燃料電池システムにおいては、送
風機により、各スタック内に送風を行なってもよく、ま
た、燃料電池システム全体に対して、レム風又はファン
による強制対流を行なってもよい。
化された電解液は、電解液入出力ライン６５を通じて、
ポンプ７０により各スタックに供給され、さらに各スタ
ックからは汚染された電解液が、電解液入出力ライン６
５を通じて再び気液分離器兼電解液浄化槽６８へ回収さ
れて循環される。この燃料電池システムにおいては、送
風機により、各スタック内に送風を行なってもよく、ま
た、燃料電池システム全体に対して、レム風又はファン
による強制対流を行なってもよい。
【００１２】本実施例に係る燃料電池の温度制御装置に
おいて、気化潜熱を利用する液体として水を利用した場
合の適用例を説明する。燃料電池（電解液は硫酸）の運
転温度は１００℃であるから、燃料電池運転中の冷却用
の液体４（水）は運転開始後間もなく沸騰を開始し、そ
の後沸騰状態を続ける。水蒸気は熱交換器である蓋６の
フィン近傍において凝縮し、空間３内で還流する。
おいて、気化潜熱を利用する液体として水を利用した場
合の適用例を説明する。燃料電池（電解液は硫酸）の運
転温度は１００℃であるから、燃料電池運転中の冷却用
の液体４（水）は運転開始後間もなく沸騰を開始し、そ
の後沸騰状態を続ける。水蒸気は熱交換器である蓋６の
フィン近傍において凝縮し、空間３内で還流する。
【００１３】したがって、燃料電池が１００℃以上に上
昇すると、冷却用の液体４により冷却され、運転温度は
水の沸点１００℃に保たれる。この時の冷却速度は次の
表２に示される熱伝達率に相当し、例えば、本実施例で
は、１００００ｋｃａｌ／ｍ 2 ・ｈ・℃の速度で冷却す
るのに対し、常温の水を対流させる比較例では、１００
０ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃ である。この場合、本実施
例では、１０倍速く冷却できることになる。表２により
本実施例は比較例より４〜１０倍もの冷却速度が可能で
ある。
昇すると、冷却用の液体４により冷却され、運転温度は
水の沸点１００℃に保たれる。この時の冷却速度は次の
表２に示される熱伝達率に相当し、例えば、本実施例で
は、１００００ｋｃａｌ／ｍ 2 ・ｈ・℃の速度で冷却す
るのに対し、常温の水を対流させる比較例では、１００
０ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃ である。この場合、本実施
例では、１０倍速く冷却できることになる。表２により
本実施例は比較例より４〜１０倍もの冷却速度が可能で
ある。
【００１４】一方、沸騰水の潜熱は気化顕熱の５３９倍
もの熱容量があるので、比較例に対して、本実施例のよ
うに密閉容器内で沸騰を継続させる方法ではその熱容量
は５３９倍と見積もれる。したがって、複数の電池ユニ
ットの発熱にも十分に対処できる。
もの熱容量があるので、比較例に対して、本実施例のよ
うに密閉容器内で沸騰を継続させる方法ではその熱容量
は５３９倍と見積もれる。したがって、複数の電池ユニ
ットの発熱にも十分に対処できる。
【００１５】
【表１】
【００１６】本発明において冷却に用いる液体は、その
液体の潜熱を利用するため燃料電池の運転温度を沸点に
持つような液体を選択する。例えば、下記の表２に冷媒
の適用例を示す。
液体の潜熱を利用するため燃料電池の運転温度を沸点に
持つような液体を選択する。例えば、下記の表２に冷媒
の適用例を示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】上記表２に示す通り、電解液を硫酸とし、
運転温度を１００℃とした燃料電池には、冷却用液体と
して水を使用することができる。また、電解液を硫酸と
メタノールからなる溶液とし、運転温度を１００℃以下
（例えば、６０℃）とした燃料電池には、冷却用液体と
して水とメタノールからなる水溶液を使用することがで
きる。
運転温度を１００℃とした燃料電池には、冷却用液体と
して水を使用することができる。また、電解液を硫酸と
メタノールからなる溶液とし、運転温度を１００℃以下
（例えば、６０℃）とした燃料電池には、冷却用液体と
して水とメタノールからなる水溶液を使用することがで
きる。
【００１９】また、電解液を燐酸水溶液とし、運転温度
を１００℃以上（例えば、１００〜２００℃）とした燃
料電池には、冷却用液体としてエチレングリコールある
いは塩の水溶液を使用することができる。本発明におい
て密閉容器１中に収容される燃料電池には、例えば単電
池を４個積層したものを燃料電池ユニット２とする。
を１００℃以上（例えば、１００〜２００℃）とした燃
料電池には、冷却用液体としてエチレングリコールある
いは塩の水溶液を使用することができる。本発明におい
て密閉容器１中に収容される燃料電池には、例えば単電
池を４個積層したものを燃料電池ユニット２とする。
【００２０】図３は単電池が集合化された本発明の燃料
電池ユニット２の一つの例を示し、図４は、図３のＡ−
Ａの断面図を示す。この燃料電池ユニット２は単電池
（イ）、単電池（ロ）、単電池（ハ）、単電池（ニ）の
４個の単電池が組み合わされて構成されている。単電池
（イ）は、酸化剤極室１４、酸化剤極１２、電解質１
１、燃料極１３、燃料極室１５から構成されており、続
いて単電池（ロ）は、燃料極室１５、燃料極２３、電解
質２１、酸化剤極２２、酸化剤極室２４から構成されて
いる。他の単電池（ハ）、単電池（ニ）も同様に構成さ
れている。
電池ユニット２の一つの例を示し、図４は、図３のＡ−
Ａの断面図を示す。この燃料電池ユニット２は単電池
（イ）、単電池（ロ）、単電池（ハ）、単電池（ニ）の
４個の単電池が組み合わされて構成されている。単電池
（イ）は、酸化剤極室１４、酸化剤極１２、電解質１
１、燃料極１３、燃料極室１５から構成されており、続
いて単電池（ロ）は、燃料極室１５、燃料極２３、電解
質２１、酸化剤極２２、酸化剤極室２４から構成されて
いる。他の単電池（ハ）、単電池（ニ）も同様に構成さ
れている。
【００２１】これらの単電池相互は、隣合う単電池の燃
料極室相互又は酸化剤極室相互が共有されるように、各
々燃料極室相互又は各々酸化剤極室相互を背中合せに積
層させて一体となり、一つの燃料極室又は一つの酸化剤
極室を形成している。即ち、単電池（ロ）は、燃料極室
１５を単電池（イ）と共有しており、単電池（ロ）の構
成は、この燃料極室１５、燃料極２３、電解質２１、酸
化剤極２２、酸化剤極室２４の順に積層されて構成され
ており、その酸化剤極室２４は、続いて配置される単電
池（ハ）に共有されている。
料極室相互又は酸化剤極室相互が共有されるように、各
々燃料極室相互又は各々酸化剤極室相互を背中合せに積
層させて一体となり、一つの燃料極室又は一つの酸化剤
極室を形成している。即ち、単電池（ロ）は、燃料極室
１５を単電池（イ）と共有しており、単電池（ロ）の構
成は、この燃料極室１５、燃料極２３、電解質２１、酸
化剤極２２、酸化剤極室２４の順に積層されて構成され
ており、その酸化剤極室２４は、続いて配置される単電
池（ハ）に共有されている。
【００２２】各単電池に使用される電極の構成を図５を
例にして示す。図５は、単電池（ロ）の酸化剤極２２と
単電池（ハ）の燃料極３３の構成図を示し、各電極は、
格子状の開口を持つ集電体２２１、３３１と電極反応体
２２３、３３３との接合により構成されている。各集電
体２２１、３３１の縁部には、単電池相互の電気的接続
をするための外部引出し端子２２２、３３２が１枚の集
電体において点対称に２ヶ所設けられている。他の単電
池においても電極の構成は同様である。
例にして示す。図５は、単電池（ロ）の酸化剤極２２と
単電池（ハ）の燃料極３３の構成図を示し、各電極は、
格子状の開口を持つ集電体２２１、３３１と電極反応体
２２３、３３３との接合により構成されている。各集電
体２２１、３３１の縁部には、単電池相互の電気的接続
をするための外部引出し端子２２２、３３２が１枚の集
電体において点対称に２ヶ所設けられている。他の単電
池においても電極の構成は同様である。
【００２３】また、図３に示すように、単電池（イ）の
燃料極１３の縁部に外部引出し端子１３２が設けられて
おり、単電池（ニ）においては、酸化剤極４２に外部引
出し端子４２２が設けられていることが示されている。
これらの外部引出し端子１３２、４２２は集合化された
燃料電池の隣接燃料電池ユニットと接続することができ
る。
燃料極１３の縁部に外部引出し端子１３２が設けられて
おり、単電池（ニ）においては、酸化剤極４２に外部引
出し端子４２２が設けられていることが示されている。
これらの外部引出し端子１３２、４２２は集合化された
燃料電池の隣接燃料電池ユニットと接続することができ
る。
【００２４】隣合う各単電池相互は、各々の電極に設け
られた各外部引出し端子において、集電接続体１００に
よって直列接続されている。この集電接続体１００に
は、良導体金属の接続ブロック又はケーブル等が用いら
れ、ブリッジ状の配道を形成して接続される。図３、図
４に例示した集電接続体１００には、コの字状のフラッ
トケーブルが用いられおり、このフラットケーブルの足
部を板バネとして外部引出し端子に螺子止めすることに
より、隣合う単電池相互を圧着して固定することができ
る。その電気的接続は、隣合う単電池の互いに異種の電
極の外部引出し端子がブリッジ状の配道を形成してなさ
れている。近接する配道は、互いにその位置が遠くなる
ように配置され、即ち、シフトして配置されており、こ
のように互いの接続位置を離すことにより、隣接する単
電池の同極の外部引出し端子が引き起こす電気的干渉を
防ぐ効果を有する。
られた各外部引出し端子において、集電接続体１００に
よって直列接続されている。この集電接続体１００に
は、良導体金属の接続ブロック又はケーブル等が用いら
れ、ブリッジ状の配道を形成して接続される。図３、図
４に例示した集電接続体１００には、コの字状のフラッ
トケーブルが用いられおり、このフラットケーブルの足
部を板バネとして外部引出し端子に螺子止めすることに
より、隣合う単電池相互を圧着して固定することができ
る。その電気的接続は、隣合う単電池の互いに異種の電
極の外部引出し端子がブリッジ状の配道を形成してなさ
れている。近接する配道は、互いにその位置が遠くなる
ように配置され、即ち、シフトして配置されており、こ
のように互いの接続位置を離すことにより、隣接する単
電池の同極の外部引出し端子が引き起こす電気的干渉を
防ぐ効果を有する。
【００２５】図５に示すように、集電体２２１には２つ
の外部引出し端子２２２、２２２を有し、また集電体３
３１には同様に２つの外部引出し端子３３２、３３２を
有している。複数の単電池を接続する際には隣接する単
電池間での接触抵抗を下げるために、各集電体２２１、
３３１の周縁の両側に形成されている２つの外部引出し
端子２２２、２２２、３３２、３３２の両方とも他の単
電池に接続させる必要がある。図４は、集電体２２１、
３３１の両側の外部引出し端子において集電接続体１０
０により電気的に接続されることを示している。
の外部引出し端子２２２、２２２を有し、また集電体３
３１には同様に２つの外部引出し端子３３２、３３２を
有している。複数の単電池を接続する際には隣接する単
電池間での接触抵抗を下げるために、各集電体２２１、
３３１の周縁の両側に形成されている２つの外部引出し
端子２２２、２２２、３３２、３３２の両方とも他の単
電池に接続させる必要がある。図４は、集電体２２１、
３３１の両側の外部引出し端子において集電接続体１０
０により電気的に接続されることを示している。
【００２６】図６は、この燃料電池ユニット２全体の斜
視図である。この燃料電池ユニット２の上部には燃料排
出兼酸化剤供給用マニホールド５４が設けられ、このユ
ニットの下部には燃料供給兼酸化剤排出用マニホールド
５５が設けられている。本発明の燃料電池の温度制御装
置及びその温度制御方法は上記実施例に限定されること
なく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であ
る。例えば、燃料電池の例には、単電池を４個積層した
ものを１ユニットとしているが、１個以上の単電池を１
ユニットとすることが可能である。
視図である。この燃料電池ユニット２の上部には燃料排
出兼酸化剤供給用マニホールド５４が設けられ、このユ
ニットの下部には燃料供給兼酸化剤排出用マニホールド
５５が設けられている。本発明の燃料電池の温度制御装
置及びその温度制御方法は上記実施例に限定されること
なく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であ
る。例えば、燃料電池の例には、単電池を４個積層した
ものを１ユニットとしているが、１個以上の単電池を１
ユニットとすることが可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、上記した構成を採用すること
によって、以下の効果を有する。本発明では、熱伝達を
液体の沸騰により行なうので、その熱伝達率は１０００
０〜２００００ｋｃａｌ／ｍ2 ｈ℃まで向上させること
ができる。そして、沸騰時には、潜熱により熱を奪うの
で、燃料電池を冷却することができる。したがって、従
来の燃料電池の冷却に採用されていた冷却水の循環に利
用されるエネルギーの削減が可能となり、そのためのシ
ステムの簡素化が実現できる。
によって、以下の効果を有する。本発明では、熱伝達を
液体の沸騰により行なうので、その熱伝達率は１０００
０〜２００００ｋｃａｌ／ｍ2 ｈ℃まで向上させること
ができる。そして、沸騰時には、潜熱により熱を奪うの
で、燃料電池を冷却することができる。したがって、従
来の燃料電池の冷却に採用されていた冷却水の循環に利
用されるエネルギーの削減が可能となり、そのためのシ
ステムの簡素化が実現できる。
【００２８】本発明における熱伝達率はこのように大き
いので、電解液のジュール発熱、電池における電気化学
反応、及び触媒燃焼等によって発生する熱を効率良く奪
うことができ、燃料電池の運転時にその作動温度を安定
に保つことができる。
いので、電解液のジュール発熱、電池における電気化学
反応、及び触媒燃焼等によって発生する熱を効率良く奪
うことができ、燃料電池の運転時にその作動温度を安定
に保つことができる。
【図１】本発明の燃料電池の温度制御装置の構成図。
【図２】スタックを複数採用する場合の燃料電池システ
ムの全体図。
ムの全体図。
【図３】本発明で使用する燃料電池ユニットの例を示
す。
す。
【図４】図２のＡ−Ａの断面図。
【図５】各単電池に使用される電極の構成を示す。
【図６】本発明における集合化された燃料電池ユニット
全体の斜視図。
全体の斜視図。
１ 密閉容器 ２ 燃料電池ユニット ３ 空間 ４ 液体 ５，５１，５２，５３ 安全装置 ６ 蓋 １１，２１，３１，４１ 電解質 １２，２２，３２，４２ 酸化剤極 １３，２３，３３，４３ 燃料極 １４，２４，４４ 酸化剤極室 １５，３５ 燃料極室 ５４ 燃料排出兼酸化剤供給用マ
ニホールド ５５ 燃料供給兼酸化剤排出用マ
ニホールド ６１，６２，６３ スタック ６４ 燃料入出力ライン ６５ 電解液入出力ライン ６６ 燃料タンク ６７ 気液分離器 ６８ 気液分離器兼電解液浄化槽 ６９，７０ ポンプ ７１ 送風機 ７２ レム風またはファンによる
強制対流 １００ 集電接続体 ２２１、３３１ 集電体 １３２、２２２、３３２、４２２ 外部引出し端子 ２２３、３３３ 電極反応体
ニホールド ５５ 燃料供給兼酸化剤排出用マ
ニホールド ６１，６２，６３ スタック ６４ 燃料入出力ライン ６５ 電解液入出力ライン ６６ 燃料タンク ６７ 気液分離器 ６８ 気液分離器兼電解液浄化槽 ６９，７０ ポンプ ７１ 送風機 ７２ レム風またはファンによる
強制対流 １００ 集電接続体 ２２１、３３１ 集電体 １３２、２２２、３３２、４２２ 外部引出し端子 ２２３、３３３ 電極反応体
Claims (1)
- 【請求項１】 密閉容器内に、少なくとも１つ以上の単
電池を有する燃料電池ユニットが配置され、 該燃料電池の運転温度の上限を沸点とする液体が、前記
密閉容器内の空間を一部残した状態で、且つ、燃料電池
ユニットの一部を浸漬した状態で前記密閉容器内に収容
されていることを特徴とする燃料電池の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05065421A JP3141908B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 燃料電池の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05065421A JP3141908B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 燃料電池の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275298A true JPH06275298A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3141908B2 JP3141908B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=13286587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05065421A Expired - Fee Related JP3141908B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 燃料電池の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141908B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004079193A (ja) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のセパレータ |
| WO2005062409A1 (ja) | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Honda Motor Co., Ltd. | スタックの冷却方法及び固体高分子電解質型燃料電池 |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP05065421A patent/JP3141908B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004079193A (ja) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のセパレータ |
| WO2005062409A1 (ja) | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Honda Motor Co., Ltd. | スタックの冷却方法及び固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2005190725A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Honda Motor Co Ltd | スタックの冷却方法及び固体高分子電解質型燃料電池 |
| EP1699100A1 (en) * | 2003-12-24 | 2006-09-06 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Method of cooling stack and solid polymer electrolyte fuel cell |
| EP1699100A4 (en) * | 2003-12-24 | 2009-11-11 | Honda Motor Co Ltd | PROCESS FOR COOLING A STACK AND FESTPOLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL |
| JP4573525B2 (ja) * | 2003-12-24 | 2010-11-04 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3141908B2 (ja) | 2001-03-07 |
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