JPH0665052B2 - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPH0665052B2 JPH0665052B2 JP61222581A JP22258186A JPH0665052B2 JP H0665052 B2 JPH0665052 B2 JP H0665052B2 JP 61222581 A JP61222581 A JP 61222581A JP 22258186 A JP22258186 A JP 22258186A JP H0665052 B2 JPH0665052 B2 JP H0665052B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- matrix
- separation plate
- electrolytic solution
- gas separation
- fuel
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
- H01M50/77—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte with external circulating path
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は燃料電池に関し、詳しくは燃料電池におけるマ
トリックスへの電解液補給構造の改良に関するものであ
る。
トリックスへの電解液補給構造の改良に関するものであ
る。
(ロ)従来技術 燃料電池の電解液は、燃料極と空気極との間に介在する
マトリックス中に含浸保持されているが、電池の長期作
動中の高温と反応ガスの流通とにより、マトリックスが
乾燥して電池性能を損うため、或期間毎に電解液を補給
する必要がある。
マトリックス中に含浸保持されているが、電池の長期作
動中の高温と反応ガスの流通とにより、マトリックスが
乾燥して電池性能を損うため、或期間毎に電解液を補給
する必要がある。
電池スタックは単位セルとガス分離板とを交互に多数積
重して構成されており、これら各ガス分離板の周辺シー
ル面に形成した電解液溜溝とこれら溜溝間を連通する貫
通孔により、前記スタック内に蛇行状の補液路が形成さ
れ、補液時外部より補液路に導入された電解液が、各溜
溝を介してマトリックスに含浸される。
重して構成されており、これら各ガス分離板の周辺シー
ル面に形成した電解液溜溝とこれら溜溝間を連通する貫
通孔により、前記スタック内に蛇行状の補液路が形成さ
れ、補液時外部より補液路に導入された電解液が、各溜
溝を介してマトリックスに含浸される。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 この際電解液の液圧が電池スタック下部程高くなるため
溜溝よりシール部を介して外部への液漏れが生じたり、
ガス分離板の反応ガス供給溝への液漏れにより電極の漏
れを起して電池性能を劣化させるなどの問題があった。
溜溝よりシール部を介して外部への液漏れが生じたり、
ガス分離板の反応ガス供給溝への液漏れにより電極の漏
れを起して電池性能を劣化させるなどの問題があった。
この発明は補液時、溜溝（特に、積重セル数の多い電池
スタック下部の溜溝）に電解液が充満して液圧がかかる
のを防止し、前記液漏れを解消するものである。
スタック下部の溜溝）に電解液が充満して液圧がかかる
のを防止し、前記液漏れを解消するものである。
(ニ)問題点を解決するための手段 この発明は、燃料極と空気極との間に、マトリックスを
介在させた単位セルと、前記燃料極と接する面側に複数
の燃料ガス供給溝を形成するとともに前記空気極と接す
る面側に複数の空気供給溝を形成し且つ前記燃料極と接
する面側若しくは前記空気極と接する面側のうち少なく
とも一方の面側であって前記マトリックスに対して上部
に電解液溜溝を形成したガス分離板とを上下方向に交互
に積層し、さらに、ガス分離板の周縁部と前記マトリッ
クスの周縁部との間にシール材を配設して電池スタック
を構成するとともに、前記ガス分離板表面が前記シール
材を介して前記マトリックス表面に対面する前記ガス分
離板表面の位置に前記マトリックスと連通する前記電解
液溜溝を形成し、この電解液溜溝と、前記単位セルを介
在して隣接された前記ガス分離板に形成された電解液溜
溝とが前記ガス分離板及び前記シール材を通して連通す
るように貫通穴部を形成して前記電池スタックの上下方
向に対して蛇行するように構成された補液路と、ガス解
放部を有し、前記補液路に電解液を補給する貯槽と、前
記貯槽より導入される電解液の導出側に前記補液路の液
圧を低減する吸引手段と、前記吸引手段で吸引した電解
液を前記貯槽にもどす還流管と、を備えたことを特徴と
している。
介在させた単位セルと、前記燃料極と接する面側に複数
の燃料ガス供給溝を形成するとともに前記空気極と接す
る面側に複数の空気供給溝を形成し且つ前記燃料極と接
する面側若しくは前記空気極と接する面側のうち少なく
とも一方の面側であって前記マトリックスに対して上部
に電解液溜溝を形成したガス分離板とを上下方向に交互
に積層し、さらに、ガス分離板の周縁部と前記マトリッ
クスの周縁部との間にシール材を配設して電池スタック
を構成するとともに、前記ガス分離板表面が前記シール
材を介して前記マトリックス表面に対面する前記ガス分
離板表面の位置に前記マトリックスと連通する前記電解
液溜溝を形成し、この電解液溜溝と、前記単位セルを介
在して隣接された前記ガス分離板に形成された電解液溜
溝とが前記ガス分離板及び前記シール材を通して連通す
るように貫通穴部を形成して前記電池スタックの上下方
向に対して蛇行するように構成された補液路と、ガス解
放部を有し、前記補液路に電解液を補給する貯槽と、前
記貯槽より導入される電解液の導出側に前記補液路の液
圧を低減する吸引手段と、前記吸引手段で吸引した電解
液を前記貯槽にもどす還流管と、を備えたことを特徴と
している。
(ホ)作用 上記の如く吸引手段により補液路の液圧を低減させれ
ば、スタック外及び／又はガス供給溝からガスが侵入し
て、液圧を緩和すると同時に侵入ガスの壁ができるの
で、各溜溝内に電解液が充満することなく液漏れを阻止
することができる。また、貯槽にガス解放部を設けれ
ば、電解液と共に吸引された侵入ガスは電解液が貯槽ま
で還流されたところで電解液と分離されて大気中に放出
されるので、貯槽から供給される電解液はガスを含まな
い良質なものとなり、それ故電池スタック内の補液路に
ガスの満溜の箇所を生じることなく、各セルに電解液を
有効に供給することができる。
ば、スタック外及び／又はガス供給溝からガスが侵入し
て、液圧を緩和すると同時に侵入ガスの壁ができるの
で、各溜溝内に電解液が充満することなく液漏れを阻止
することができる。また、貯槽にガス解放部を設けれ
ば、電解液と共に吸引された侵入ガスは電解液が貯槽ま
で還流されたところで電解液と分離されて大気中に放出
されるので、貯槽から供給される電解液はガスを含まな
い良質なものとなり、それ故電池スタック内の補液路に
ガスの満溜の箇所を生じることなく、各セルに電解液を
有効に供給することができる。
(ヘ)実施例 本発明の実施例を図について説明する。
電池スタック(1)は、マトリックス(M)の一方の面に燃料
極(N)を、他方の面に空気極(P)を夫々塗布した単位セル
(2)と，前記燃料極(N)と接する面側に複数の燃料ガス供
給溝(3)を形成するとともに前記空気極(P)と接する面側
に複数の空気供給溝(4)を形成した炭素質ガス分離板(5)
とを上下方向に交互に多数積層し、さらに、前記ガス分
離板(5)の燃料極(N)に対するシール面(6)と前記マトリ
ックス(M)の燃料極(N)非塗布面との間にシム(10)を、該
ガス分離板(5)の空気極(P)に対するシール面(11)と前記
マトリックス(M)の空気極(P)非塗布面との間にシム(12)
を夫々配設して構成される。尚、空気極(P)の表面には
絶縁性のＳｉＣマトリックス(M′)が予め塗着されてい
る。
極(N)を、他方の面に空気極(P)を夫々塗布した単位セル
(2)と，前記燃料極(N)と接する面側に複数の燃料ガス供
給溝(3)を形成するとともに前記空気極(P)と接する面側
に複数の空気供給溝(4)を形成した炭素質ガス分離板(5)
とを上下方向に交互に多数積層し、さらに、前記ガス分
離板(5)の燃料極(N)に対するシール面(6)と前記マトリ
ックス(M)の燃料極(N)非塗布面との間にシム(10)を、該
ガス分離板(5)の空気極(P)に対するシール面(11)と前記
マトリックス(M)の空気極(P)非塗布面との間にシム(12)
を夫々配設して構成される。尚、空気極(P)の表面には
絶縁性のＳｉＣマトリックス(M′)が予め塗着されてい
る。
前記各ガス分離板(5)の燃料極(N)に対するシール面(6)
には、前記燃料ガス供給溝(3)と略平行に電解液溜溝(7)
が配列され、この電解液溜溝(7)はシム(10)に設けた切
欠(10′)を介してマトリックス(M)の燃料極(N)非塗布面
と対向している。そして、ガス分離板(5)に配列した電
解液溜溝(7)の長手方向両端の一端には貫通孔(8)が該ガ
ス分離板を上下方向に貫通するように形成され、該貫通
孔(8)は単位セル(2)を介在して隣接されたガス分離板
(5)に配列された電解液溜溝(7)の貫通孔(8)が形成され
ていない側の他端と連通して、電池スタック(1)の上下
方向に対して蛇行するように補液路(9)が構成されてい
る。
には、前記燃料ガス供給溝(3)と略平行に電解液溜溝(7)
が配列され、この電解液溜溝(7)はシム(10)に設けた切
欠(10′)を介してマトリックス(M)の燃料極(N)非塗布面
と対向している。そして、ガス分離板(5)に配列した電
解液溜溝(7)の長手方向両端の一端には貫通孔(8)が該ガ
ス分離板を上下方向に貫通するように形成され、該貫通
孔(8)は単位セル(2)を介在して隣接されたガス分離板
(5)に配列された電解液溜溝(7)の貫通孔(8)が形成され
ていない側の他端と連通して、電池スタック(1)の上下
方向に対して蛇行するように補液路(9)が構成されてい
る。
電池スタック(1)上方の貯槽(13)より電解液を補液路(9)
に導入すれば、第２図(イ)に示すよう各溜溝(7)内に電解
液(E)が充満して液圧がかかるため、矢印で示すように
シール部を介して外部へ液漏れすると共に燃料ガス供給
溝(3)への液漏れは、燃料極(N)の漏れによりガス拡散性
を損う。
に導入すれば、第２図(イ)に示すよう各溜溝(7)内に電解
液(E)が充満して液圧がかかるため、矢印で示すように
シール部を介して外部へ液漏れすると共に燃料ガス供給
溝(3)への液漏れは、燃料極(N)の漏れによりガス拡散性
を損う。
一旦このような液漏れ経路が形成されると、補液の度毎
に電解液の漏洩量が増大し、補液が正常に行われ難くな
ると共に電池性能を著しく低下させる。
に電解液の漏洩量が増大し、補液が正常に行われ難くな
ると共に電池性能を著しく低下させる。
本発明では補液路(9)からの電解液導出経路にポンプ(1
4)を設けて補液路(9)を減圧状態とし、第２図(ロ)に示す
ように各溜溝(7)内に、電解液が充満することなくむし
ろシール部を介してスタック外及び／又は燃料ガス供給
溝(3)からガスが侵入して、液圧を緩和すると同時に侵
入ガスが壁ができ、液漏れが阻止される。
4)を設けて補液路(9)を減圧状態とし、第２図(ロ)に示す
ように各溜溝(7)内に、電解液が充満することなくむし
ろシール部を介してスタック外及び／又は燃料ガス供給
溝(3)からガスが侵入して、液圧を緩和すると同時に侵
入ガスが壁ができ、液漏れが阻止される。
第２図(ロ)は以上の作用を説明するため強調して示され
ているが、下向きの溜溝(7)にはマトリックス(M)と接す
る電解液(E)が貯えられているので、この電解液が順次
マトリックス(M)(M′)へ含浸される。
ているが、下向きの溜溝(7)にはマトリックス(M)と接す
る電解液(E)が貯えられているので、この電解液が順次
マトリックス(M)(M′)へ含浸される。
ポンプ(14)で吸引した電解液は、還流管(15)を介して貯
槽(13)に循環される。この場合、電解液と共に吸引され
た前記侵入ガスは分離されて、貯槽(13)に設けた解放ガ
ス口(16)を介して外部へ排出される。尚、本発明では補
液路(9)がわづか減圧状態（200〜300mmH2O）となってい
るためマトリックス(M)への電解液含浸性は従来のもの
に比しやや低下（１０％程度）するが、電解液の循環に
よりこれを補うことができる。
槽(13)に循環される。この場合、電解液と共に吸引され
た前記侵入ガスは分離されて、貯槽(13)に設けた解放ガ
ス口(16)を介して外部へ排出される。尚、本発明では補
液路(9)がわづか減圧状態（200〜300mmH2O）となってい
るためマトリックス(M)への電解液含浸性は従来のもの
に比しやや低下（１０％程度）するが、電解液の循環に
よりこれを補うことができる。
(ト)効果 上述の如く本発明によれば補液時にマトリックスと対向
する溜溝に電解液が充満して液圧がかかることがなくな
り漏液の問題を解消することができると共に、電池スタ
ック内の補液路にガスの満溜の箇所を生じることなく、
各セルに電解液を有効に供給することができる。その結
果、電池特性の劣化及び寿命の低下を防止することがで
きる。
する溜溝に電解液が充満して液圧がかかることがなくな
り漏液の問題を解消することができると共に、電池スタ
ック内の補液路にガスの満溜の箇所を生じることなく、
各セルに電解液を有効に供給することができる。その結
果、電池特性の劣化及び寿命の低下を防止することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例に係る電池スタックを補液路
に沿って断面した模式図、第２図は電池スタックの要部
拡大断面図で、(イ)は従来の場合、(ロ)は本発明の場合を
夫々示す。 (1)……電池スタック、(2)……単位セル、(3)……燃料
ガス供給溝、(4)……空気供給溝、(5)……ガス分離板、
(7)……電解液溜溝、(8)……貫通孔、(9)……補液路、
(M)(M′)……マトリックス、(P)……空気極、(N)……燃
料極、(13)……電解液貯槽、(14)……吸引ポンプ、(15)
……還流管。
に沿って断面した模式図、第２図は電池スタックの要部
拡大断面図で、(イ)は従来の場合、(ロ)は本発明の場合を
夫々示す。 (1)……電池スタック、(2)……単位セル、(3)……燃料
ガス供給溝、(4)……空気供給溝、(5)……ガス分離板、
(7)……電解液溜溝、(8)……貫通孔、(9)……補液路、
(M)(M′)……マトリックス、(P)……空気極、(N)……燃
料極、(13)……電解液貯槽、(14)……吸引ポンプ、(15)
……還流管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 信也 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 井上 昭雄 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 森谷 真二 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (56)参考文献 米国特許4572876（ＵＳ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】燃料極と空気極との間にマトリックスを介
在させた単位セルと、前記燃料極と接する面側に複数の
燃料ガス供給溝を形成するとともに前記空気極と接する
面側に複数の空気供給溝を形成し且つ前記燃料極と接す
る面側若しくは前記空気極と接する面側のうち少なくと
も一方の面側であって前記マトリックスに対して上部に
電解液溜溝を形成したガス分離板とを上下方向に交互に
積層し、 さらに、ガス分離板の周縁部と前記マトリックスの周縁
部との間にシール材を配設して電池スタックを構成する
とともに、 前記ガス分離板表面が前記シール材を介して前記マトリ
ックス表面に対面する前記ガス分離板表面の位置に前記
マトリックスと連通する前記電解液溜溝を形成し、この
電解液溜溝と、前記単位セルを介在して隣接された前記
ガス分離板に形成された電解液溜溝とが前記ガス分離板
及び前記シール材を通して連通するように貫通穴部を形
成して前記電池スタックの上下方向に対して蛇行するよ
うに構成された補液路と、 ガス解放部を有し、前記補液路に電解液を補給する貯槽
と、 前記貯槽より導入される電解液の導出側に前記補液路の
液圧を低減する吸引手段と、 前記吸引手段で吸引した電解液を前記貯槽にもどす還流
管と、 を備えたことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】前記吸引手段はポンプであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222581A JPH0665052B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222581A JPH0665052B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6378454A JPS6378454A (ja) | 1988-04-08 |
| JPH0665052B2 true JPH0665052B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16784712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61222581A Expired - Lifetime JPH0665052B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665052B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2504522B2 (ja) * | 1988-05-06 | 1996-06-05 | 株式会社日立製作所 | 溶融炭酸塩型燃料電池 |
| DE102014208044A1 (de) * | 2014-04-29 | 2015-10-29 | Mahle International Gmbh | Metall-Luft-Batterie |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4572876A (en) | 1985-04-01 | 1986-02-25 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for supplying electrolyte to fuel cell stacks |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61222581A patent/JPH0665052B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4572876A (en) | 1985-04-01 | 1986-02-25 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for supplying electrolyte to fuel cell stacks |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6378454A (ja) | 1988-04-08 |
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