JPH0638341B2 - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPH0638341B2 JPH0638341B2 JP62065604A JP6560487A JPH0638341B2 JP H0638341 B2 JPH0638341 B2 JP H0638341B2 JP 62065604 A JP62065604 A JP 62065604A JP 6560487 A JP6560487 A JP 6560487A JP H0638341 B2 JPH0638341 B2 JP H0638341B2
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- Japan
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- electrolyte
- battery
- plate
- separator
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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
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
- H01M8/04283—Supply means of electrolyte to or in matrix-fuel cells
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2459—Comprising electrode layers with interposed electrolyte compartment with possible electrolyte supply or circulation
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
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- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は燃料電池に関するものである。
従来のマトリックス型燃料電池の電解質補給装置は特開
昭59−217958号公報に記載されているように、積層電池
の外部に電解質貯蔵室が設けられている。そしてこの電
解質貯蔵室は配管により積層電池の上部端板に接続さ
れ、この端板から各単位電池の電解質補給溝に連通した
電解質の滴下流路が連接し、上部の電池から順次電解質
の補給が行われるようになつていた。
昭59−217958号公報に記載されているように、積層電池
の外部に電解質貯蔵室が設けられている。そしてこの電
解質貯蔵室は配管により積層電池の上部端板に接続さ
れ、この端板から各単位電池の電解質補給溝に連通した
電解質の滴下流路が連接し、上部の電池から順次電解質
の補給が行われるようになつていた。
上記従来技術は電解質を貯蔵する電解質貯蔵室が電池外
にあるため、貯蔵室と電池との間に配管あるいはバルブ
等が必要であり、電池収納容器が大型化する。電解質を
上側の電池から供給し、下側の電池へと電解質の自由落
下で供給するため、各電池の電解質補給溝内の滴下通路
から連続して落下し、溝内に電解質が均一に分布せず有
効な補給ができない。また、電極に電解質補給溝を設け
るため、溝内に電解質が充満していない場合には燃料、
あるいは酸化剤ガスなどが漏れるなどの点について配慮
がされておらず、電解質の補給性能、電解質補給システ
ムのコンパクト化，電池構造の信頼性，運転上の安全面
などに問題があつた。
にあるため、貯蔵室と電池との間に配管あるいはバルブ
等が必要であり、電池収納容器が大型化する。電解質を
上側の電池から供給し、下側の電池へと電解質の自由落
下で供給するため、各電池の電解質補給溝内の滴下通路
から連続して落下し、溝内に電解質が均一に分布せず有
効な補給ができない。また、電極に電解質補給溝を設け
るため、溝内に電解質が充満していない場合には燃料、
あるいは酸化剤ガスなどが漏れるなどの点について配慮
がされておらず、電解質の補給性能、電解質補給システ
ムのコンパクト化，電池構造の信頼性，運転上の安全面
などに問題があつた。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、電解質の
補給性能がよく、補給システムがコンパクトで信頼性，
安全性の向上を可能とした燃料電池を供給することを目
的とするものである。
補給性能がよく、補給システムがコンパクトで信頼性，
安全性の向上を可能とした燃料電池を供給することを目
的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、電解質板を介して該電解質板より小さい面積
の一対の電極を備えてなる単位電池がセパレータを介し
て複数個積層された積層電池、該積層電池を構成する前
記単位電池及び前記セパレータの周囲縁部は該電解質板
と該セパレータとが接触されてなり、前記積層電池の上
下に端板を有し、前記電解質板に電解質を補給する電解
質補給装置を備えてなる燃料電池において、 前記電解質補給装置は、 前記下端板内に設けられた電解質を貯蔵する電解質貯蔵
室、電解質貯蔵室に連通して前記電解質板及び前記セパ
レータとが接触される前記周囲縁部に該電解質板と該セ
パレータを積層方向に貫通して設けられた電解質供給
路、該電解質供給路に連通し前記周囲縁部の前記セパレ
ータの電解質に接する側に絞り部を有する環状の電解質
補給溝、前記電解質貯蔵室に連通し、電池の無負荷状態
で前記貯蔵室内の電解質に圧力を加える加圧ガスを導入
する電解質加圧流路、を備えたことを特徴とする。
の一対の電極を備えてなる単位電池がセパレータを介し
て複数個積層された積層電池、該積層電池を構成する前
記単位電池及び前記セパレータの周囲縁部は該電解質板
と該セパレータとが接触されてなり、前記積層電池の上
下に端板を有し、前記電解質板に電解質を補給する電解
質補給装置を備えてなる燃料電池において、 前記電解質補給装置は、 前記下端板内に設けられた電解質を貯蔵する電解質貯蔵
室、電解質貯蔵室に連通して前記電解質板及び前記セパ
レータとが接触される前記周囲縁部に該電解質板と該セ
パレータを積層方向に貫通して設けられた電解質供給
路、該電解質供給路に連通し前記周囲縁部の前記セパレ
ータの電解質に接する側に絞り部を有する環状の電解質
補給溝、前記電解質貯蔵室に連通し、電池の無負荷状態
で前記貯蔵室内の電解質に圧力を加える加圧ガスを導入
する電解質加圧流路、を備えたことを特徴とする。
［作用］ すなわちこのような電解質補給装置であると、セパレー
タの周囲端部、すなわち電池の発電部を囲んで電解質補
給溝が設けられ、しかも電解質板とセパレータ板とで構
成されるその補給溝形状を電解質板に接するセパレータ
面に絞り部を設けることにより、電解質のだれ込みによ
る補給溝の閉塞がなくなる。このため補給性能のよい、
信頼性の高い補給が可能となる。更に電解質貯蔵室に外
部から圧力を加え、電解質を各単位電池へ供給するた
め、加える圧力により積層電池内の電解質補給位置、補
給時間を任意に強制することができる。そのためコンパ
クトな電解質補給システムで、補給性能がよく信頼性の
高い電解質補給ができ、電解質損失による電池性能の低
下を防止し電池の寿命が向上できる。
タの周囲端部、すなわち電池の発電部を囲んで電解質補
給溝が設けられ、しかも電解質板とセパレータ板とで構
成されるその補給溝形状を電解質板に接するセパレータ
面に絞り部を設けることにより、電解質のだれ込みによ
る補給溝の閉塞がなくなる。このため補給性能のよい、
信頼性の高い補給が可能となる。更に電解質貯蔵室に外
部から圧力を加え、電解質を各単位電池へ供給するた
め、加える圧力により積層電池内の電解質補給位置、補
給時間を任意に強制することができる。そのためコンパ
クトな電解質補給システムで、補給性能がよく信頼性の
高い電解質補給ができ、電解質損失による電池性能の低
下を防止し電池の寿命が向上できる。
〔実施例〕 以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図から第３図には本発明の一実施例が示されている。
同図に示されているように燃料電池は対向配置された一
対の電極間に介在され、かつ電解質１を保持する電解質
板２およびセパレータ板３を有する単位電池４、この単
位電池４が複数個積層された両側に設けられ、かつこれ
ら複数の単位電池４を保持する端板５を備え、電解質板
２およびセパレータ板３はその端部側のシール面６を介
して積層され、単位電池４には電解質１を補給する電解
質補給装置が設けられている。このように構成された燃
料電池で本実施例では電解質補給装置を、端板５内に設
け、かつ電解質１を貯蔵する電解質貯蔵室７と、この電
解質貯蔵室７と補給管８を介して連結し、かつ単位電池
４の電解質板２およびセパレータ板３のシール面６を貫
通して設けた電解質供給流路９と、この電解質供給流路
９に連結し、かつシール面６に設けた環状の電解質補給
溝１０と、電解質貯蔵室７に連結し、貯蔵室７内の電解
質１に圧力をかける電解質加圧流路１１とで形成した。
このようにすることにより電解質１の補給性能がよく、
補給システムがコンパクトで信頼性，安全性が向上する
ようになつて、電解質１の補給性能がよく、補給システ
ムがコンパクトで信頼性，安全性の向上を可能とした燃
料電池を得ることができる。
１図から第３図には本発明の一実施例が示されている。
同図に示されているように燃料電池は対向配置された一
対の電極間に介在され、かつ電解質１を保持する電解質
板２およびセパレータ板３を有する単位電池４、この単
位電池４が複数個積層された両側に設けられ、かつこれ
ら複数の単位電池４を保持する端板５を備え、電解質板
２およびセパレータ板３はその端部側のシール面６を介
して積層され、単位電池４には電解質１を補給する電解
質補給装置が設けられている。このように構成された燃
料電池で本実施例では電解質補給装置を、端板５内に設
け、かつ電解質１を貯蔵する電解質貯蔵室７と、この電
解質貯蔵室７と補給管８を介して連結し、かつ単位電池
４の電解質板２およびセパレータ板３のシール面６を貫
通して設けた電解質供給流路９と、この電解質供給流路
９に連結し、かつシール面６に設けた環状の電解質補給
溝１０と、電解質貯蔵室７に連結し、貯蔵室７内の電解
質１に圧力をかける電解質加圧流路１１とで形成した。
このようにすることにより電解質１の補給性能がよく、
補給システムがコンパクトで信頼性，安全性が向上する
ようになつて、電解質１の補給性能がよく、補給システ
ムがコンパクトで信頼性，安全性の向上を可能とした燃
料電池を得ることができる。
すなわち積層電池の下の端部５には、端板５内に設けた
電解質貯蔵室７に貯蔵されている電解質１を加圧するた
めの電解質加圧流路１１を設けた。電解質１（溶融炭酸
塩燃料電池では３２％Ｌｉ2ＣＯ3＋６８％Ｋ2ＣＯ3の共
晶塩）は、貯蔵室７に貫通した電解質１の補給管８から
加圧ガスにより下側の端板５から各単位電池４のセパレ
ータ板３，電解質板２を貫通してあけた電解質供給流路
９を介して各単位電池４に補給される。下の端板５内の
貯蔵室７から供給された電解質のうち余った電解質１は
電池外へ放出される（第１図参照）。
電解質貯蔵室７に貯蔵されている電解質１を加圧するた
めの電解質加圧流路１１を設けた。電解質１（溶融炭酸
塩燃料電池では３２％Ｌｉ2ＣＯ3＋６８％Ｋ2ＣＯ3の共
晶塩）は、貯蔵室７に貫通した電解質１の補給管８から
加圧ガスにより下側の端板５から各単位電池４のセパレ
ータ板３，電解質板２を貫通してあけた電解質供給流路
９を介して各単位電池４に補給される。下の端板５内の
貯蔵室７から供給された電解質のうち余った電解質１は
電池外へ放出される（第１図参照）。
もし少し詳細に述べると、電解質貯蔵室７から供給され
る電解質１は電解質供給流路９から単位電池４の発電部
４ａを囲むシール面６に設けた環状の電解質補給溝１０
に流入し、電解質板２との接触部から電解質板２中へ吸
収される。各単位電池４への電解質供給は、貯蔵室７へ
電解質加圧流路１１を介してかける圧力で制御され、各
単位電池４の電解質補給溝１０が十分に電解質１で充填
されてから次の単位電池４へ電解質１が供給されるよう
に、貯蔵室７内の圧力が制御される（第２図参照）。第
２図では電解質供給流路９は各単位電池４に２個ずつ設
けてあるが、電解質供給流路９は１個にし、各単位電池
４に供給された電解質１は電解質供給流路９から電池内
へ入り、電解質補給溝１０を流れて電解質供給流路９の
対角点から次の単位電池４へ流入するようにもできる。
このようにすれば常に電解質補給溝１０を電解質１で充
填でき、確実に電解質１を補給することができる。なお
第２図で１２はマニホールドである。
る電解質１は電解質供給流路９から単位電池４の発電部
４ａを囲むシール面６に設けた環状の電解質補給溝１０
に流入し、電解質板２との接触部から電解質板２中へ吸
収される。各単位電池４への電解質供給は、貯蔵室７へ
電解質加圧流路１１を介してかける圧力で制御され、各
単位電池４の電解質補給溝１０が十分に電解質１で充填
されてから次の単位電池４へ電解質１が供給されるよう
に、貯蔵室７内の圧力が制御される（第２図参照）。第
２図では電解質供給流路９は各単位電池４に２個ずつ設
けてあるが、電解質供給流路９は１個にし、各単位電池
４に供給された電解質１は電解質供給流路９から電池内
へ入り、電解質補給溝１０を流れて電解質供給流路９の
対角点から次の単位電池４へ流入するようにもできる。
このようにすれば常に電解質補給溝１０を電解質１で充
填でき、確実に電解質１を補給することができる。なお
第２図で１２はマニホールドである。
さらに本発明は電解質補給溝１０の電解質板２に接する
側に絞り部１３を設けた。この絞り部１３を設けたの
で、シール面からのガス漏れが防止され、あるいは電池
内の抵触抵抗を減らすために加えられている面圧により
電解質板２が補給溝１０の形状に変形した場合にも、電
解質補給溝１０を閉塞することなく、確実に電解質補給
を行うことができる（第３図参照）。また、第３図のよ
うに電解質板２が電解質補給溝１０にくい込むことによ
りガスのシール性能が向上し、大きな差圧に対してもガ
スが漏れない。
側に絞り部１３を設けた。この絞り部１３を設けたの
で、シール面からのガス漏れが防止され、あるいは電池
内の抵触抵抗を減らすために加えられている面圧により
電解質板２が補給溝１０の形状に変形した場合にも、電
解質補給溝１０を閉塞することなく、確実に電解質補給
を行うことができる（第３図参照）。また、第３図のよ
うに電解質板２が電解質補給溝１０にくい込むことによ
りガスのシール性能が向上し、大きな差圧に対してもガ
スが漏れない。
このように本実施例によれば積層電池を無負荷状態にお
いて端板５内の電解質貯蔵室７から各単位電池４へ電解
質１を確実に、効率よく補給することができるため、電
解質１の損失による寿命を大幅に向上することができ、
発電コストの低減が可能となる。また、電池内部に電解
質補給システムが構成されるため、電池本体のコンパク
ト化が図れると共に、シール面６の電解質補給溝１０が
シール性能を向上させるため、電池の性能，信頼性向上
が達成できる。
いて端板５内の電解質貯蔵室７から各単位電池４へ電解
質１を確実に、効率よく補給することができるため、電
解質１の損失による寿命を大幅に向上することができ、
発電コストの低減が可能となる。また、電池内部に電解
質補給システムが構成されるため、電池本体のコンパク
ト化が図れると共に、シール面６の電解質補給溝１０が
シール性能を向上させるため、電池の性能，信頼性向上
が達成できる。
上述のように本発明によれば、電解質の補給性能がよ
く、補給システムがコンパクトで信頼性，安全性の向上
を可能とした燃料電池を得ることができる。
く、補給システムがコンパクトで信頼性，安全性の向上
を可能とした燃料電池を得ることができる。
第１図は本発明の燃料電池の一実施例の積層電池の縦断
側面図、第２図は同じく一実施例の単位電池内の電解質
補給構造を示す斜視図、第３図は第２図のIII−III線に
沿う断面図である。 １……電解質、２……電解質板、３……セパレータ板、
４……単位電池、５……端板、６……シール面、７……
電解質貯蔵室、８……補給管、９……電解質供給流路、
１０……電解質補給溝、１１……電解質加圧流路、１３
……絞り部。
側面図、第２図は同じく一実施例の単位電池内の電解質
補給構造を示す斜視図、第３図は第２図のIII−III線に
沿う断面図である。 １……電解質、２……電解質板、３……セパレータ板、
４……単位電池、５……端板、６……シール面、７……
電解質貯蔵室、８……補給管、９……電解質供給流路、
１０……電解質補給溝、１１……電解質加圧流路、１３
……絞り部。
フロントページの続き (72)発明者 内山 好弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−269861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−197756（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−227362（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電解質板を介して該電解質板より小さい面
積の一対の電極を備えてなる単位電池がセパレータを介
して複数個積層された積層電池、該積層電池を構成する
前記単位電池及び前記セパレータの周囲縁部は該電解質
板と該セパレータとが接触されてなり、前記積層電池の
上下に端板を有し、前記電解質板に電解質を補給する電
解質補給装置を備えてなる燃料電池において、 前記電解質補給装置は、 前記下端板内に設けられた電解質を貯蔵する電解質貯蔵
室、電解質貯蔵室に連通して前記電解質板及び前記セパ
レータとが接触される前記周囲縁部に該電解質板と該セ
パレータを積層方向に貫通して設けられた電解質供給
路、該電解質供給路に連通し前記周囲縁部の前記セパレ
ータの電解質に接する側に絞り部を有する環状の電解質
補給溝、前記電解質貯蔵室に連通し、電池の無負荷状態
で前記貯蔵室内の電解質に圧力を加える加圧ガスを導入
する電解質加圧流路、を備えたことを特徴とする燃料電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62065604A JPH0638341B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62065604A JPH0638341B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63236272A JPS63236272A (ja) | 1988-10-03 |
| JPH0638341B2 true JPH0638341B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=13291787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62065604A Expired - Fee Related JPH0638341B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638341B2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-23 JP JP62065604A patent/JPH0638341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63236272A (ja) | 1988-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |