JPH08185879A - 燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法 - Google Patents
燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法Info
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- JPH08185879A JPH08185879A JP6324193A JP32419394A JPH08185879A JP H08185879 A JPH08185879 A JP H08185879A JP 6324193 A JP6324193 A JP 6324193A JP 32419394 A JP32419394 A JP 32419394A JP H08185879 A JPH08185879 A JP H08185879A
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- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】積層燃料電池の単セル積層体で生じる反応ガス
の電極間の漏洩透過を、簡単迅速に、かつ精度よく検出
する方法を得る。 【構成】積層燃料電池１を常温の大気雰囲気中に配置
し、燃料ガス供給マニホールド２に、圧力調整用の水封
器６とマノメータ５を備え窒素ガスのガスボンベ１０に
減圧弁９を介して接続されたガス供給管４を連結し、減
圧弁９と水封器６とにより圧力を調整して、マノメータ
７の圧力指示値で示される燃料極の燃料ガス通流溝の窒
素ガス圧力を所定の一定圧力に保持し、相対する空気極
の空気極基材の端面に酸素ガス検知器８を配して、雰囲
気の酸素濃度を測定し、その濃度の減少により電極間の
漏洩透過を検出する。
の電極間の漏洩透過を、簡単迅速に、かつ精度よく検出
する方法を得る。 【構成】積層燃料電池１を常温の大気雰囲気中に配置
し、燃料ガス供給マニホールド２に、圧力調整用の水封
器６とマノメータ５を備え窒素ガスのガスボンベ１０に
減圧弁９を介して接続されたガス供給管４を連結し、減
圧弁９と水封器６とにより圧力を調整して、マノメータ
７の圧力指示値で示される燃料極の燃料ガス通流溝の窒
素ガス圧力を所定の一定圧力に保持し、相対する空気極
の空気極基材の端面に酸素ガス検知器８を配して、雰囲
気の酸素濃度を測定し、その濃度の減少により電極間の
漏洩透過を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、反応ガスを供給して
電気化学反応により直流電力を得る燃料電池発電装置の
単セル積層体で生ずる反応ガスの極間の漏洩透過を検出
する検出方法に関する。
電気化学反応により直流電力を得る燃料電池発電装置の
単セル積層体で生ずる反応ガスの極間の漏洩透過を検出
する検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来より用いられている燃料電
池発電装置の積層燃料電池の構成を示す要部斜視図であ
る。図に見られるように、複数の燃料ガス通流溝１３が
設けられた燃料極基材１１と燃料極触媒層１２とからな
る燃料極１４と、同様に複数の空気通流溝１８が設けら
れた空気極基材１７と空気極触媒層１６からなる空気極
１９とにより電解質マトリックス１５を挟持して基本単
位となる単セルが構成されており、この単セルをセパレ
ータ２０と交互に積層して単セル積層体を構成し、さら
にこの単セル積層体を図示しない冷却板を挿入して積層
することによって積層燃料電池１が構成されている。本
構成において、燃料ガス通流溝１３に燃料ガスを、また
空気通流溝１８に空気を通流すると、電気化学反応によ
り両電極間に直流電力が発生することとなる。
池発電装置の積層燃料電池の構成を示す要部斜視図であ
る。図に見られるように、複数の燃料ガス通流溝１３が
設けられた燃料極基材１１と燃料極触媒層１２とからな
る燃料極１４と、同様に複数の空気通流溝１８が設けら
れた空気極基材１７と空気極触媒層１６からなる空気極
１９とにより電解質マトリックス１５を挟持して基本単
位となる単セルが構成されており、この単セルをセパレ
ータ２０と交互に積層して単セル積層体を構成し、さら
にこの単セル積層体を図示しない冷却板を挿入して積層
することによって積層燃料電池１が構成されている。本
構成において、燃料ガス通流溝１３に燃料ガスを、また
空気通流溝１８に空気を通流すると、電気化学反応によ
り両電極間に直流電力が発生することとなる。
【０００３】このように構成した積層燃料電池１を用い
た燃料電池発電装置においても、発電運転の進行ととも
に、例えば、両電極間の仕切り板の役割を果たすセパレ
ータ２０の損傷、電解質マトリックス１５の損傷、ある
いは電解質マトリックス１５の電解質体のリン酸量の不
足等の電極構造の劣化が生じると、反応ガスが両電極間
で漏洩透過することとなる。このように、反応ガスの両
電極間での漏洩透過が生じると、各電極内部で発電反応
が起こり電気エネルギーが消費されることとなるので、
燃料電池発電装置の出力電圧が低下してしまう。さら
に、電極内部での電気エネルギーの消費にともなって局
部的な加熱が起こり、構造材が熱損傷して積層燃料電池
１の寿命が急速に低下してしまうという危険性がある。
したがって、電極構造が劣化して反応ガスの両電極間で
の漏洩透過が生じると、その漏洩透過をすみやかに検出
して、早期に適正な補修作業を行うことが必要である。
た燃料電池発電装置においても、発電運転の進行ととも
に、例えば、両電極間の仕切り板の役割を果たすセパレ
ータ２０の損傷、電解質マトリックス１５の損傷、ある
いは電解質マトリックス１５の電解質体のリン酸量の不
足等の電極構造の劣化が生じると、反応ガスが両電極間
で漏洩透過することとなる。このように、反応ガスの両
電極間での漏洩透過が生じると、各電極内部で発電反応
が起こり電気エネルギーが消費されることとなるので、
燃料電池発電装置の出力電圧が低下してしまう。さら
に、電極内部での電気エネルギーの消費にともなって局
部的な加熱が起こり、構造材が熱損傷して積層燃料電池
１の寿命が急速に低下してしまうという危険性がある。
したがって、電極構造が劣化して反応ガスの両電極間で
の漏洩透過が生じると、その漏洩透過をすみやかに検出
して、早期に適正な補修作業を行うことが必要である。
【０００４】反応ガスの両電極間での漏洩透過の検出方
法として従来より用いられている検出方法においては、
まず、積層燃料電池１の燃料ガス通流溝１３あるいは空
気通流溝１８のいずれか一方に窒素ガスを供給して加圧
し、相対する電極側に漏洩する窒素ガスを流量計で測定
して積層燃料電池１全体の電極間の漏洩透過量を求め、
漏洩透過量が所定量以上であれば、引き続いて相対する
電極の端面に界面活性剤を塗布して泡の発生により漏洩
透過を検出する方法が採られている。界面活性剤を電極
面に塗布するとセルが吸湿して電池性能が低下する可能
性があるので、事前に流量計で漏洩透過量を測定し、界
面活性剤の塗布により検出可能なレベルにあるときのみ
界面活性剤の塗布が行われている。
法として従来より用いられている検出方法においては、
まず、積層燃料電池１の燃料ガス通流溝１３あるいは空
気通流溝１８のいずれか一方に窒素ガスを供給して加圧
し、相対する電極側に漏洩する窒素ガスを流量計で測定
して積層燃料電池１全体の電極間の漏洩透過量を求め、
漏洩透過量が所定量以上であれば、引き続いて相対する
電極の端面に界面活性剤を塗布して泡の発生により漏洩
透過を検出する方法が採られている。界面活性剤を電極
面に塗布するとセルが吸湿して電池性能が低下する可能
性があるので、事前に流量計で漏洩透過量を測定し、界
面活性剤の塗布により検出可能なレベルにあるときのみ
界面活性剤の塗布が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の検
出方法では、一方の電極に窒素ガスを供給し、他方の電
極に界面活性剤を塗布して、その発泡を観察して漏洩透
過を検出しており、さらに界面活性剤の塗布によるセル
の特性劣化を避けるため事前チェックが行うよう配慮さ
れている。
出方法では、一方の電極に窒素ガスを供給し、他方の電
極に界面活性剤を塗布して、その発泡を観察して漏洩透
過を検出しており、さらに界面活性剤の塗布によるセル
の特性劣化を避けるため事前チェックが行うよう配慮さ
れている。
【０００６】しかしながら、この界面活性剤の塗布法に
よる検出方法では、塗布した界面活性剤が発泡するため
には漏洩透過量が１０-1〜１０-2〔ｍ ／ｍ〕以上であ
ることが必要である。したがって、セパレータや電極基
材に割れが生じてセルが機能を喪失するレベルの漏洩透
過量が有る場合には検出可能であるが、漏洩透過量が１
０-2〜１０-4〔ｍ ／ｍ〕と少量である場合には、この
漏洩レベルの漏洩透過量であっても漏洩が続けば積層燃
料電池の寿命を低下させることとなるにもかかわらず、
漏洩透過が検出できないので、損傷が拡大してしまい、
その補修に多額の費用を要する事態へと進展してしまう
という問題点があった。
よる検出方法では、塗布した界面活性剤が発泡するため
には漏洩透過量が１０-1〜１０-2〔ｍ ／ｍ〕以上であ
ることが必要である。したがって、セパレータや電極基
材に割れが生じてセルが機能を喪失するレベルの漏洩透
過量が有る場合には検出可能であるが、漏洩透過量が１
０-2〜１０-4〔ｍ ／ｍ〕と少量である場合には、この
漏洩レベルの漏洩透過量であっても漏洩が続けば積層燃
料電池の寿命を低下させることとなるにもかかわらず、
漏洩透過が検出できないので、損傷が拡大してしまい、
その補修に多額の費用を要する事態へと進展してしまう
という問題点があった。
【０００７】この発明は、上記の問題点を考慮してなさ
れたもので、その目的は、積層燃料電池の単セル積層体
で生じる反応ガスの電極間の漏洩透過を簡単、迅速に、
かつ精度よく検出する検出方法を提供することにある。
れたもので、その目的は、積層燃料電池の単セル積層体
で生じる反応ガスの電極間の漏洩透過を簡単、迅速に、
かつ精度よく検出する検出方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、複数の燃料ガス通流溝を有す
る燃料極基材および燃料極触媒層からなる燃料極と、複
数の空気通流溝を有する空気極基材および空気極触媒層
からなる空気極とにより電解質マトリックスを挟持して
なる単セルを、セパレータと交互に積層して単セル積層
体を形成し、さらに冷却板を挿入して積層燃料電池を形
成し、燃料ガス通流溝に燃料ガスを、また空気通流溝に
空気を通流して電気化学反応により直流電力を得る燃料
電池発電装置において、単セル積層体を大気雰囲気下に
配し、燃料ガス通流溝に窒素ガスを供給して加圧し空気
極基材の端面の雰囲気の酸素ガス濃度を酸素ガス検知器
で検出するか、あるいは空気通流溝に窒素ガスを供給し
て加圧し燃料極基材の端面の雰囲気の酸素ガス濃度を酸
素ガス検知器で検出することとする。
めに、本発明においては、複数の燃料ガス通流溝を有す
る燃料極基材および燃料極触媒層からなる燃料極と、複
数の空気通流溝を有する空気極基材および空気極触媒層
からなる空気極とにより電解質マトリックスを挟持して
なる単セルを、セパレータと交互に積層して単セル積層
体を形成し、さらに冷却板を挿入して積層燃料電池を形
成し、燃料ガス通流溝に燃料ガスを、また空気通流溝に
空気を通流して電気化学反応により直流電力を得る燃料
電池発電装置において、単セル積層体を大気雰囲気下に
配し、燃料ガス通流溝に窒素ガスを供給して加圧し空気
極基材の端面の雰囲気の酸素ガス濃度を酸素ガス検知器
で検出するか、あるいは空気通流溝に窒素ガスを供給し
て加圧し燃料極基材の端面の雰囲気の酸素ガス濃度を酸
素ガス検知器で検出することとする。
【０００９】さらに、上記の窒素ガスを供給して加圧す
る手段として、加圧窒素ガスを収納する窒素ガスボンベ
と、その窒素ガスボンベに減圧弁を介して接続されたガ
ス供給管と、そのガス供給管に付設された圧力調整用の
水封器と圧力測定用のマノメータからなる供給加圧手段
を用いることとする。さらにまた、前記酸素ガス検知器
にガルバニ電池方式の酸素ガス検知器を用いることとす
る。
る手段として、加圧窒素ガスを収納する窒素ガスボンベ
と、その窒素ガスボンベに減圧弁を介して接続されたガ
ス供給管と、そのガス供給管に付設された圧力調整用の
水封器と圧力測定用のマノメータからなる供給加圧手段
を用いることとする。さらにまた、前記酸素ガス検知器
にガルバニ電池方式の酸素ガス検知器を用いることとす
る。
【００１０】
【作用】複数の燃料ガス通流溝を有する燃料極基材およ
び燃料極触媒層からなる燃料極と複数の空気通流溝を有
する空気極基材および空気極触媒層からなる空気極とに
より電解質マトリックスを挟持してなる単セルを、セパ
レータと交互に積層して形成される単セル積層体を大気
雰囲気下に配置し、燃料ガス通流溝に窒素ガスを供給し
て加圧すれば、もしセパレータや電解質マトリックスに
損傷があり極間の漏洩透過が生じる状態にあれば、空気
極の空気極基材の端面に窒素ガスが漏洩透過する。窒素
ガスが漏洩透過するとその部分の雰囲気は、大気空気と
漏洩した窒素ガスが混合して、通常の大気空気に比べて
窒素濃度が高くなり、相対して酸素濃度が低くなる。さ
らに、漏洩透過量が大きいほど多量の窒素ガスが混合す
るので、窒素濃度はより高くなり、酸素濃度はより低く
なることとなる。したがって、空気極基材の端面におい
て雰囲気の酸素濃度を測定すれば、その変化（減少）に
より、極間の漏洩透過を検出することができる。
び燃料極触媒層からなる燃料極と複数の空気通流溝を有
する空気極基材および空気極触媒層からなる空気極とに
より電解質マトリックスを挟持してなる単セルを、セパ
レータと交互に積層して形成される単セル積層体を大気
雰囲気下に配置し、燃料ガス通流溝に窒素ガスを供給し
て加圧すれば、もしセパレータや電解質マトリックスに
損傷があり極間の漏洩透過が生じる状態にあれば、空気
極の空気極基材の端面に窒素ガスが漏洩透過する。窒素
ガスが漏洩透過するとその部分の雰囲気は、大気空気と
漏洩した窒素ガスが混合して、通常の大気空気に比べて
窒素濃度が高くなり、相対して酸素濃度が低くなる。さ
らに、漏洩透過量が大きいほど多量の窒素ガスが混合す
るので、窒素濃度はより高くなり、酸素濃度はより低く
なることとなる。したがって、空気極基材の端面におい
て雰囲気の酸素濃度を測定すれば、その変化（減少）に
より、極間の漏洩透過を検出することができる。
【００１１】なお、空気通流溝に窒素ガスを供給して加
圧し、燃料極基材の端面において雰囲気の酸素濃度を測
定することとしても、同様に極間の漏洩透過を検出でき
ることは言うまでもない。さらに、加圧窒素ガスを収納
する窒素ガスボンベと、その窒素ガスボンベに減圧弁を
介して接続されたガス供給管と、そのガス供給管に付設
された圧力調整用の水封器と圧力測定用のマノメータか
らなる供給加圧手段を用いて窒素ガスを供給して加圧す
ることとすれば、燃料ガス通流溝あるいは空気通流溝に
供給する窒素ガスを一定圧力に精度よく保持することが
できる。したがって、極間の漏洩透過がある場合、その
漏洩個所の上流側（ガス通流溝）と下流側（相対する電
極基材の端面）の圧力差が一定に保持されるので漏洩透
過量が一定となり、精度良く、かつ迅速に測定できるこ
ととなる。
圧し、燃料極基材の端面において雰囲気の酸素濃度を測
定することとしても、同様に極間の漏洩透過を検出でき
ることは言うまでもない。さらに、加圧窒素ガスを収納
する窒素ガスボンベと、その窒素ガスボンベに減圧弁を
介して接続されたガス供給管と、そのガス供給管に付設
された圧力調整用の水封器と圧力測定用のマノメータか
らなる供給加圧手段を用いて窒素ガスを供給して加圧す
ることとすれば、燃料ガス通流溝あるいは空気通流溝に
供給する窒素ガスを一定圧力に精度よく保持することが
できる。したがって、極間の漏洩透過がある場合、その
漏洩個所の上流側（ガス通流溝）と下流側（相対する電
極基材の端面）の圧力差が一定に保持されるので漏洩透
過量が一定となり、精度良く、かつ迅速に測定できるこ
ととなる。
【００１２】さらにまた、酸素ガス検知器にガルバニ電
池方式の酸素ガス検知器を用いることとすれば、雰囲気
ガスが大気圧の状態にあっても、雰囲気ガス中のセンサ
ー部分に拡散した酸素を測定し、酸素濃度を得ることと
なるので、検体ガスを吸引ポンプで強制的にセンサー部
に送り込む方式に比べて偏りのない測定ができ、精度よ
く漏洩透過量を検出することができる。
池方式の酸素ガス検知器を用いることとすれば、雰囲気
ガスが大気圧の状態にあっても、雰囲気ガス中のセンサ
ー部分に拡散した酸素を測定し、酸素濃度を得ることと
なるので、検体ガスを吸引ポンプで強制的にセンサー部
に送り込む方式に比べて偏りのない測定ができ、精度よ
く漏洩透過量を検出することができる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明による燃料電池単セルの極間
ガス漏洩透過の検出方法の実施例を示す説明図で、燃料
電池単セルの燃料ガス通流溝に窒素ガスを供給、加圧
し、空気極基材の端面に酸素ガス検出器を配置して極間
ガス漏洩透過を検出する場合を例示したものである。
ガス漏洩透過の検出方法の実施例を示す説明図で、燃料
電池単セルの燃料ガス通流溝に窒素ガスを供給、加圧
し、空気極基材の端面に酸素ガス検出器を配置して極間
ガス漏洩透過を検出する場合を例示したものである。
【００１４】本実施例では、前述の図２に積層構造を示
した積層燃料電池１の、燃料ガス通流溝１３が開口部を
もつ側面に取り付けられた燃料ガス供給マニホールド２
に、減圧弁９を介して加圧窒素を内蔵したガスボンベ１
０に連結され、圧力調整用の水封器６と圧力測定用のマ
ノメータ５が付設されたガス供給管４を接続し、また積
層燃料電池１の燃料ガス供給マニホールド２の設置面と
相対する側面に設けられた燃料ガス排出マニホールド３
にマノメータ７を接続する。
した積層燃料電池１の、燃料ガス通流溝１３が開口部を
もつ側面に取り付けられた燃料ガス供給マニホールド２
に、減圧弁９を介して加圧窒素を内蔵したガスボンベ１
０に連結され、圧力調整用の水封器６と圧力測定用のマ
ノメータ５が付設されたガス供給管４を接続し、また積
層燃料電池１の燃料ガス供給マニホールド２の設置面と
相対する側面に設けられた燃料ガス排出マニホールド３
にマノメータ７を接続する。
【００１５】このように窒素ガス供給、加圧手段を組み
込んだ積層燃料電池１を常温の大気雰囲気中に配置し、
マノメータ５により過大圧力とならないように監視しな
がら減圧弁９の弁開度および水封器６の水の深さを調整
して、ガス供給管４を通してガスボンベ１０から燃料ガ
ス供給マニホールド２へと窒素ガスを送り、燃料ガス排
出マニホールド３に設置のマノメータ７の表示圧力が所
定の圧力となるよう窒素ガス流量を調整する。マノメー
タ７の表示圧力が一定となったのち、窒素ガスで加圧さ
れた燃料極と相対する空気極基材１７の端面に近接して
ガルバニ電池方式の酸素ガス検知器８を配置し、順次端
面上を移動させながら、酸素濃度を測定する。図２に示
したセパレータ２０や電解質マトリックス１５に損傷が
生じたり、あるいは電解質マトリックス１５の電解質体
のリン酸の不足が生じると、その欠損部分で窒素ガスの
漏洩透過が生じるので、欠損部分に隣接した空気極基材
１７の端面の空気通流溝１８へ窒素ガスが漏洩して、そ
の部分の雰囲気の窒素濃度が上がり、酸素濃度が下が
る。したがって、ガス検出器８で酸素濃度を測定するこ
とにより極間の漏洩透過個所が検出されることとなる。
込んだ積層燃料電池１を常温の大気雰囲気中に配置し、
マノメータ５により過大圧力とならないように監視しな
がら減圧弁９の弁開度および水封器６の水の深さを調整
して、ガス供給管４を通してガスボンベ１０から燃料ガ
ス供給マニホールド２へと窒素ガスを送り、燃料ガス排
出マニホールド３に設置のマノメータ７の表示圧力が所
定の圧力となるよう窒素ガス流量を調整する。マノメー
タ７の表示圧力が一定となったのち、窒素ガスで加圧さ
れた燃料極と相対する空気極基材１７の端面に近接して
ガルバニ電池方式の酸素ガス検知器８を配置し、順次端
面上を移動させながら、酸素濃度を測定する。図２に示
したセパレータ２０や電解質マトリックス１５に損傷が
生じたり、あるいは電解質マトリックス１５の電解質体
のリン酸の不足が生じると、その欠損部分で窒素ガスの
漏洩透過が生じるので、欠損部分に隣接した空気極基材
１７の端面の空気通流溝１８へ窒素ガスが漏洩して、そ
の部分の雰囲気の窒素濃度が上がり、酸素濃度が下が
る。したがって、ガス検出器８で酸素濃度を測定するこ
とにより極間の漏洩透過個所が検出されることとなる。
【００１６】また、本検出法によれば、損傷が大きく漏
洩透過量が多ければ、それに対応して測定個所の雰囲気
の酸素濃度が低くなるので、測定された酸素濃度の値か
ら極間の漏洩透過の発生要因を知ることが可能である。
すなわち、上記の検出法において、マノメータ７の圧力
を１００ｍｍH20 として各種漏洩透過の発生要因につい
て測定した酸素濃度は〔表１〕のとおりであり、発生要
因により酸素濃度測定値が区分されていることが判る。
洩透過量が多ければ、それに対応して測定個所の雰囲気
の酸素濃度が低くなるので、測定された酸素濃度の値か
ら極間の漏洩透過の発生要因を知ることが可能である。
すなわち、上記の検出法において、マノメータ７の圧力
を１００ｍｍH20 として各種漏洩透過の発生要因につい
て測定した酸素濃度は〔表１〕のとおりであり、発生要
因により酸素濃度測定値が区分されていることが判る。
【００１７】
【表１】 なお、図１に示した実施例では、燃料ガス通流溝１３に
窒素ガスを供給、加圧し空気極基材１７の端面の雰囲気
ガスの酸素濃度を測定して極間のガス漏洩透過を検知し
ているが、積層燃料電池１の空気通流溝１８が開口部を
もつ側面に取り付けられた空気供給マニホールドに、上
記実施例と同一構成の窒素ガス供給加圧手段を連結し、
燃料極基材１１の端面に酸素ガス検知器８を配置して雰
囲気ガスの酸素濃度を測定することとしても、同様に極
間のガス漏洩透過を検知できることは例示するまでもな
く明らかである。
窒素ガスを供給、加圧し空気極基材１７の端面の雰囲気
ガスの酸素濃度を測定して極間のガス漏洩透過を検知し
ているが、積層燃料電池１の空気通流溝１８が開口部を
もつ側面に取り付けられた空気供給マニホールドに、上
記実施例と同一構成の窒素ガス供給加圧手段を連結し、
燃料極基材１１の端面に酸素ガス検知器８を配置して雰
囲気ガスの酸素濃度を測定することとしても、同様に極
間のガス漏洩透過を検知できることは例示するまでもな
く明らかである。
【００１８】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、複数の
燃料ガス通流溝を有する燃料極基材および燃料極触媒層
からなる燃料極と、複数の空気通流溝を有する空気極基
材および空気極触媒層からなる空気極とにより電解質マ
トリックスを挟持してなる単セルを、セパレータと交互
に積層して単セル積層体を形成し、さらに冷却板を挿入
して積層燃料電池を形成し、燃料ガス通流溝に燃料ガス
を、また空気通流溝に空気を通流して、電気化学反応に
より直流電力を得る燃料電池発電装置において、単セル
積層体を大気雰囲気下に配し、燃料ガス通流溝に窒素ガ
スを供給して加圧し、空気極基材の端面の雰囲気の酸素
ガス濃度を酸素ガス検知器で検出するか、あるいは空気
通流溝に窒素ガスを供給して加圧し、燃料極基材の端面
の雰囲気の酸素ガス濃度を酸素ガス検知器で検出するこ
ととしたので、反応ガスの極間の漏洩透過を簡便な方法
で迅速に、かつ漏洩透過量が微小でも検出可能な燃料電
池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法が得られること
となった。
燃料ガス通流溝を有する燃料極基材および燃料極触媒層
からなる燃料極と、複数の空気通流溝を有する空気極基
材および空気極触媒層からなる空気極とにより電解質マ
トリックスを挟持してなる単セルを、セパレータと交互
に積層して単セル積層体を形成し、さらに冷却板を挿入
して積層燃料電池を形成し、燃料ガス通流溝に燃料ガス
を、また空気通流溝に空気を通流して、電気化学反応に
より直流電力を得る燃料電池発電装置において、単セル
積層体を大気雰囲気下に配し、燃料ガス通流溝に窒素ガ
スを供給して加圧し、空気極基材の端面の雰囲気の酸素
ガス濃度を酸素ガス検知器で検出するか、あるいは空気
通流溝に窒素ガスを供給して加圧し、燃料極基材の端面
の雰囲気の酸素ガス濃度を酸素ガス検知器で検出するこ
ととしたので、反応ガスの極間の漏洩透過を簡便な方法
で迅速に、かつ漏洩透過量が微小でも検出可能な燃料電
池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法が得られること
となった。
【００１９】さらに、上記の検出方法において、加圧窒
素ガスを収納する窒素ガスボンベと、その窒素ガスボン
ベに減圧弁を介して接続されたガス供給管と、そのガス
供給管に付設された圧力調整用の水封器と圧力測定用の
マノメータからなる供給加圧手段を用いて窒素ガスを供
給し加圧することとすれば、窒素ガスを所定圧力に一定
に加圧保持して測定できるので、漏洩透過量が精度よ
く、かつ迅速に測定でき、燃料電池単セルの極間ガス漏
洩透過の検出方法として好適である。
素ガスを収納する窒素ガスボンベと、その窒素ガスボン
ベに減圧弁を介して接続されたガス供給管と、そのガス
供給管に付設された圧力調整用の水封器と圧力測定用の
マノメータからなる供給加圧手段を用いて窒素ガスを供
給し加圧することとすれば、窒素ガスを所定圧力に一定
に加圧保持して測定できるので、漏洩透過量が精度よ
く、かつ迅速に測定でき、燃料電池単セルの極間ガス漏
洩透過の検出方法として好適である。
【００２０】さらにまた、上記の検出方法において、酸
素ガス検知器にガルバニ電池方式の酸素ガス検知器を用
いることとすれば、センサー部分に拡散した雰囲気ガス
中の酸素を測定することとなるので、偏りがなく精度の
高い測定ができ、燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の
検出方法としてより好適である。
素ガス検知器にガルバニ電池方式の酸素ガス検知器を用
いることとすれば、センサー部分に拡散した雰囲気ガス
中の酸素を測定することとなるので、偏りがなく精度の
高い測定ができ、燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の
検出方法としてより好適である。
【図１】本発明による燃料電池単セルの極間ガス漏洩透
過の検出方法の実施例を示す説明図
過の検出方法の実施例を示す説明図
【図２】燃料電池発電装置の積層燃料電池の構成を示す
要部斜視図
要部斜視図
１ 積層燃料電池 ２ 燃料ガス供給マニホールド ３ 燃料ガス排出マニホールド ４ ガス供給管 ５ マノメータ ６ 水封器 ７ マノメータ ８ ガス検出器 ９ 減圧弁 １０ ガスボンベ １１ 燃料極基材 １２ 燃料極触媒層 １３ 燃料ガス通流溝 １４ 燃料極 １５ 電解質マトリックス １６ 空気極触媒層 １７ 空気極基材 １８ 空気通流溝 １９ 空気極 ２０ セパレータ
Claims (3)
- 【請求項１】複数の燃料ガス通流溝を有する燃料極基材
および燃料極触媒層からなる燃料極と、複数の空気通流
溝を有する空気極基材および空気極触媒層からなる空気
極とにより電解質マトリックスを挟持してなる単セル
を、セパレータと交互に積層して単セル積層体を形成
し、さらに冷却板を挿入して積層燃料電池を形成し、前
記燃料ガス通流溝に燃料ガスを、また前記空気通流溝に
空気を通流して電気化学反応により直流電力を得る燃料
電池発電装置において、前記単セル積層体を大気雰囲気
下に配し、前記燃料ガス通流溝に窒素ガスを供給して加
圧し前記空気極基材の端面の雰囲気の酸素ガス濃度を酸
素ガス検知器で検出するか、あるいは前記空気通流溝に
窒素ガスを供給して加圧し前記燃料極基材の端面の雰囲
気の酸素ガス濃度を酸素ガス検知器で検出することを特
徴とする燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方
法。 - 【請求項２】前記の窒素ガスを供給して加圧する手段
が、加圧窒素ガスを収納する窒素ガスボンベと、該窒素
ガスボンベに減圧弁を介して接続されたガス供給管と、
該ガス供給管に付設された圧力調整用の水封器と圧力測
定用のマノメータからなることを特徴とする請求項１記
載の燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法。 - 【請求項３】前記酸素ガス検知器がガルバニ電池方式の
酸素ガス検知器よりなることを特徴とする請求項１また
は２記載の燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324193A JPH08185879A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324193A JPH08185879A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08185879A true JPH08185879A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18163112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6324193A Pending JPH08185879A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08185879A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000039870A3 (en) * | 1998-12-23 | 2000-09-21 | Ballard Power Systems | Method and apparatus for detecting a leak within a fuel cell |
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| WO2002047189A1 (de) * | 2000-12-06 | 2002-06-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum erkennen einer undichtigkeit in einer brennstoffzelle |
| US6475651B1 (en) | 2000-07-31 | 2002-11-05 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for detecting transfer leaks in fuel cells |
| WO2003010841A3 (en) * | 2001-07-25 | 2003-04-10 | Ballard Power Systems | Fuel cell ambient environment monitoring and control apparatus and method |
| US6662633B2 (en) | 2001-12-19 | 2003-12-16 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for locating internal transfer leaks within fuel cell stacks |
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| US8092955B2 (en) | 2000-01-18 | 2012-01-10 | Tel-Aviv Univrsity Future Technology Development L.P. | Fuel cell having fuel tank directly attached to anode allowing pump-free fuel delivery |
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| CN114976150A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-30 | 中国第一汽车股份有限公司 | 燃料电池电堆中单电池泄露检测方法、装置、设备及介质 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6324193A patent/JPH08185879A/ja active Pending
Cited By (15)
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| CN114976150B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-03-26 | 中国第一汽车股份有限公司 | 燃料电池电堆中单电池泄露检测方法、装置、设备及介质 |
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