JPH09120831A - 宇宙用発電・蓄電装置 - Google Patents

宇宙用発電・蓄電装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】多くの気水分離器が必要となるので、ポンプや
配管が多くなり装置が複雑となり、かつ大型化する。 【解決手段】固体電解質膜(3) と給電体(4) とから構成
される燃料電池(2) と、水電解装置(1) とを有する宇宙
用発電・蓄電装置において、前記燃料電池(2) への水素
及び酸素の供給側に、前記燃料電池(2) の一部が外気か
ら冷やされて低温になる水の凝縮部(5) を設けたことを
特徴とする宇宙用発電・蓄電装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人口衛星などの宇
宙機器に用いられる宇宙用発電・蓄電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、宇宙用発電・蓄電装置としては例
えば図２に示すものが知られている。前記発電・蓄電装
置は、主として水電解装置（以下、ＳＰＥ：Ｓolid Ｐ
olimerＥlectrolysis と呼ぶ）21と、燃料電池（以下、
ＳＰＦＣ：Ｓolid ＰolimerＦuel Ｃell と呼ぶ）22と
から構成されている。前記ＳＰＥ21やＳＰＦＣ22は、固
体電解質膜23と該固体電解質膜の両側に配置された給電
体（図示せず）で構成されている。また、前記ＳＰＥ，
ＳＰＦＣの他に、ＳＰＥ21へ水を供給する水タンク24
と、ＳＰＥ21で発生した水素を溜める水素タンク25と、
ＳＰＥ21で発生した酸素を溜める酸素タンク26と、発生
した水素及び酸素中に含まれる未分解の水を分離する気
水分離器27発電の際にＳＰＦＣ22内に発生する水蒸気や
水滴を分離する気水分離器27とを備えている。
【０００３】次に、図２の構成の発電・蓄電装置の作用
について説明する。ＳＰＥ21に水タンク24から水が供給
され、固体電解質膜23及び給電体に電気が通じると、水
素と酸素とが発生する。これらの水素と酸素には水蒸気
や水滴を含んでいるので、気水分離器27で水を取り除
き、ＳＰＦＣ22へ供給される。また、ＳＰＦＣ22で消費
しきれない余剰水素が余剰酸素も水蒸気を含んでいるの
で、気水分離器27で水を分離した後、水素タンク25や酸
素タンク26へ保存される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術で
は、ＳＰＦＣ22は全体に保温されており、水の分離は別
に設けた気水分離器27で行っている。このため、多くの
気水分離器27が必要となるので、ポンプや配管が多くな
り装置が複雑となり、かつ大型化する。
【０００５】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、燃料電池の一部に低温になる凝縮部を設ける事
により、従来気水分離器で水分離をしていたものを燃料
電池の一部である凝縮部で水分離することができ、小形
化，コンパクト化した宇宙用発電・蓄電装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体電解質膜
と給電体とから構成される燃料電池と、水電解装置とを
有する宇宙用発電・蓄電装置において、前記燃料電池へ
の水素及び酸素の供給側に、前記燃料電池の一部が外気
から冷やされて低温になる水の凝縮部を設けたことを特
徴とする宇宙用発電・蓄電装置である。
【０００７】本発明において、燃料電池に接する低温の
凝縮器により水が分離され、分離された水は金網等のウ
イックや細い溝等の凝縮水流路を表面聴力により移動
し、水タンクで蓄えられる。このように、一か所で気水
分離をする凝縮器で水が分離されるので必要なポンプや
配管が少なくなり、装置がコンパクトになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１を
参照して説明する。図中の符番１は水電解装置（以下、
ＳＰＥと呼ぶ）１であり、符番２は燃料電池（以下、Ｓ
ＰＦＣと呼ぶ）である。前記ＳＰＥ１やＳＰＦＣ２は、
夫々固体電解質膜３と該固体電解質膜３の両側に配置さ
れた給電体４で構成されている。前記ＳＰＥ１やＳＰＦ
Ｃ２は一体のケーシングに納められ、ＳＰＦＣ２のガス
入口側に水の凝縮部５が設けられている。また、前記Ｓ
ＰＥ１，ＳＰＦＣ２の近くには、これらの他にＳＰＥ１
で発生した水素を溜める水素タンク６と、ＳＰＥ１で発
生した酸素を溜める酸素タンク７と、ＳＰＥ１へ水を供
給する水タンク８が配置されている。
【０００９】次に、上記構成の宇宙用発電・蓄電装置の
作用について説明する。つまり、蓄電するときは、ＳＰ
Ｅ１の給電体４に通電し、水を電気分解する。電気分解
された水素と酸素とは、夫々ＳＰＦＣ２へ導入される。
ＳＰＦＣ２で使用する以上の水素と酸素が生成するとき
は、余分のものは夫々水素タンク６と酸素タンク７とに
蓄えられる。
【００１０】一方、発電するときは、ＳＰＥ１で発生し
た水素と酸素とがＳＰＦＣ２に供給される。その際、水
が生成するが、その水はその時のＳＰＦＣ２の温度に対
応した飽和圧力の水蒸気となっている。この水蒸気は水
素と酸素とが固体電解質膜３に供給されるときの抵抗と
なるので、除去する必要がある。そこで、ＳＰＦＣ２の
一部に低温になる構造部を設けて水蒸気の凝縮部５とし
た。凝縮した水分は、金網等のウイックを利用した流路
で流し、水タンク８へ蓄え、あと電気分解用の水として
ＳＰＥ１へ供給される。
【００１１】上記実施例に係る宇宙用発電・蓄電装置に
よれば、ＳＰＦＣ２のガス入口側に水の凝縮部５が設け
られた構成になっているため、この凝縮器５により水が
分離され、分離された水は金網等のウイックや細い溝等
の凝縮水流路を表面聴力により移動し、水タンク８で蓄
えられる。このように、一か所で気水分離をする凝縮器
で水が分離されるので必要なポンプや配管が少なくな
り、装置がコンパクトになる。
【００１２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、燃
料電池の一部に低温になる凝縮部を設ける事により、従
来気水分離器で水分離をしていたものを燃料電池の一部
である凝縮部で水分離することができ、小形化，コンパ
クト化した宇宙用発電・蓄電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る宇宙用発電・蓄電装置
の説明図。
【図２】従来の宇宙用発電・蓄電装置の説明図。
【符号の説明】
１…水分解装置（ＳＰＥ）、２…燃料電池（ＳＰＦ
Ｃ）、３…固体電解質膜、 ４…給電体、
５…凝縮部、 ６…水素タンク、７…酸
素タンク、 ８…水タンク。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固体電解質膜と給電体とから構成される
    燃料電池と、水電解装置とを有する宇宙用発電・蓄電装
    置において、前記燃料電池への水素及び酸素の供給側
    に、前記燃料電池の一部が外気から冷やされて低温にな
    る水の凝縮部を設けたことを特徴とする宇宙用発電・蓄
    電装置。
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