JPS58121566A - 水素燃料電池 - Google Patents
水素燃料電池Info
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- JPS58121566A JPS58121566A JP57004590A JP459082A JPS58121566A JP S58121566 A JPS58121566 A JP S58121566A JP 57004590 A JP57004590 A JP 57004590A JP 459082 A JP459082 A JP 459082A JP S58121566 A JPS58121566 A JP S58121566A
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- hydrogen
- fuel cell
- valve
- metal hydride
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
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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
- Y02E60/32—Hydrogen storage
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- 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水素吸蔵合金又は金属水素化物（以下これら
を金属水素化物と呼ぶ）の熱的作用（発熱）と精製作用
（水素の純化効果）に着目し、燃料電池に金属水素化物
の水素吸蔵によって生じる熱によって、他方の金属水素
化物力・ら放出する水素を加熱して燃料電池に供給する
と共に、金属水素化物力・ら出て来る高純度の水系を燃
料電池に供帖する水系燃料電池に関する。
を金属水素化物と呼ぶ）の熱的作用（発熱）と精製作用
（水素の純化効果）に着目し、燃料電池に金属水素化物
の水素吸蔵によって生じる熱によって、他方の金属水素
化物力・ら放出する水素を加熱して燃料電池に供給する
と共に、金属水素化物力・ら出て来る高純度の水系を燃
料電池に供帖する水系燃料電池に関する。
金属水素化物から放出される水素を供給する燃料電池は
既に提案されている。この際、金属水素化物からの水系
の放出過程は吸熱反応であり、金属水素化物自体が４却
されるため、水素の放出圧力が低下して、炒８料電池元
電に必要な水素流量が不足する欠点をゼする。一方、炭
化水系類、たとえば天然ガス、メタノールなど全改質し
て水系リッチなガスとして使用する場合、水系ガス中に
一酸化炭素なとが含Ｍしている。このＸ累すッチガス全
用いて燃料電池の元岨を行うと電極触媒の抜書現象にエ
リ性曲が著しく低下する。したがって。
既に提案されている。この際、金属水素化物からの水系
の放出過程は吸熱反応であり、金属水素化物自体が４却
されるため、水素の放出圧力が低下して、炒８料電池元
電に必要な水素流量が不足する欠点をゼする。一方、炭
化水系類、たとえば天然ガス、メタノールなど全改質し
て水系リッチなガスとして使用する場合、水系ガス中に
一酸化炭素なとが含Ｍしている。このＸ累すッチガス全
用いて燃料電池の元岨を行うと電極触媒の抜書現象にエ
リ性曲が著しく低下する。したがって。
藺草な方法、装置で、水系の放出と水素の精製による燃
料′酸油が望１れていた。
料′酸油が望１れていた。
本発明は、水素の供給が容易で、しかも純度の高い水系
によって兄篭ができる水系燃料電池を提供するものであ
る。
によって兄篭ができる水系燃料電池を提供するものであ
る。
すなわち本発明は、金属水素化物を収容する容器を、各
独立した部屋をＭする二重當徊造とし、各部屋を水素源
及び燃料電池と弁を介して連結し。
独立した部屋をＭする二重當徊造とし、各部屋を水素源
及び燃料電池と弁を介して連結し。
一方の部屋の金属水素化物に水素を吸蔵式せるときに、
他方の部屋の金属水素化物から水素を放出させて燃料電
池に供給するものである。
他方の部屋の金属水素化物から水素を放出させて燃料電
池に供給するものである。
本発明によれば、二重管構造の容器に収容された金属水
素化物は、その水素吸蔵熱が容易に交換σれるので、一
方の部屋での水素吸蔵熱によって他方の部屋の水素放出
反応を円滑に行わせることができる。
素化物は、その水素吸蔵熱が容易に交換σれるので、一
方の部屋での水素吸蔵熱によって他方の部屋の水素放出
反応を円滑に行わせることができる。
以下、本発明を実施例によジ説明する。
第１図において、１は水素−酸素燃料電池で、素電池２
の積層体を保温材３で包囲しである。４は燃料水素の入
０．６は出口、６は酸素の入口、７は出口、８は酸素の
予熱器である。
の積層体を保温材３で包囲しである。４は燃料水素の入
０．６は出口、６は酸素の入口、７は出口、８は酸素の
予熱器である。
９は二重管構ｉ宜の容器で、断面が同心円状に形成され
、相互に独立した部屋１０，１０′にはそれぞれ金属水
素化物１１，１．１’が収納されている。部屋１０，１
０′の水素出口側は升１２．１３を有する管１４．１６
に連結され、さらに弁１６を介して電池の水素人口４に
連結されている。また部屋１０，１０′の水素入口側１
は弁１７．１８を有する管１９，２０１Ｃ連結され、σ
らに弁２１を介して水素源に連結されている。
、相互に独立した部屋１０，１０′にはそれぞれ金属水
素化物１１，１．１’が収納されている。部屋１０，１
０′の水素出口側は升１２．１３を有する管１４．１６
に連結され、さらに弁１６を介して電池の水素人口４に
連結されている。また部屋１０，１０′の水素入口側１
は弁１７．１８を有する管１９，２０１Ｃ連結され、σ
らに弁２１を介して水素源に連結されている。
なお５部屋１０，１０′の水素の出入口側にフィルタ２
２．２３が設けである。寸だ、第２図のように、部屋１
ｏ内には軸方向に伸びた連結板２４を設けて、部屋１０
，１０′間の熱交換を容易にしている。
２．２３が設けである。寸だ、第２図のように、部屋１
ｏ内には軸方向に伸びた連結板２４を設けて、部屋１０
，１０′間の熱交換を容易にしている。
才ず、弁１８ケ開き、弁２１全管２１に開き、水へ
素源力・ら高圧水素または天然ガスを改質した水素を部
屋１０′内へ導入し、金属水素化物１１′に水素を吸蔵
させる。次に弁１８を閉じるとともに弁１７を開き、弁
２１を管１９倶１へ開いて、水素源力）ら部屋１０内へ
水素を導入して金属水素化物１１へ吸蔵Δせる。このと
き発生する吸蔵熱によって部屋１０’内の金属水素化物
１１′を加熱し、水素を放出きせる。こうして放出され
る加熱水素は弁１３を開き、弁６を管１６側に開くこと
によって燃料電池１へ供給てれる。一方、酸素又は空気
は予熱器８を通して電池１へ供給することによって電池
１は発電する。
屋１０′内へ導入し、金属水素化物１１′に水素を吸蔵
させる。次に弁１８を閉じるとともに弁１７を開き、弁
２１を管１９倶１へ開いて、水素源力）ら部屋１０内へ
水素を導入して金属水素化物１１へ吸蔵Δせる。このと
き発生する吸蔵熱によって部屋１０’内の金属水素化物
１１′を加熱し、水素を放出きせる。こうして放出され
る加熱水素は弁１３を開き、弁６を管１６側に開くこと
によって燃料電池１へ供給てれる。一方、酸素又は空気
は予熱器８を通して電池１へ供給することによって電池
１は発電する。
なお、容器９から水素を電池へ供給するに先立って数回
パージすることにより、容器内の濃縮された不純物ガス
を除去することができる。
パージすることにより、容器内の濃縮された不純物ガス
を除去することができる。
上記のように５一方の部屋へ水素を吸蔵σせるときの熱
により他方の部屋を加熱し、他方の部屋力・らの水素放
出を容易にして連続的に高純度の水素を燃料電池に供給
して発電きせることができる。
により他方の部屋を加熱し、他方の部屋力・らの水素放
出を容易にして連続的に高純度の水素を燃料電池に供給
して発電きせることができる。
次に具体例について説明する。
ニッケル焼結基板に白金触媒を添加し５フツ素樹脂デイ
スパージヨンで防水処理した水素極と、同じくニッケル
焼結基板に銀触媒全添加し防水処理した酸素極とを用い
た素電池２０個を積層して燃料電池を構成し、２ＯＡの
電流（電流密度１００ｍＡ／ｃａ）で放電した。１セル
当たりの電圧は約０７Ｖで、出力は約２８０Ｗである。
スパージヨンで防水処理した水素極と、同じくニッケル
焼結基板に銀触媒全添加し防水処理した酸素極とを用い
た素電池２０個を積層して燃料電池を構成し、２ＯＡの
電流（電流密度１００ｍＡ／ｃａ）で放電した。１セル
当たりの電圧は約０７Ｖで、出力は約２８０Ｗである。
電解液としては力・性カリの３０重量９６水溶液１０４
を用いた。
を用いた。
金属水素化合物としてＴｉＭｎｔ、５・ＨＸを各部屋に
１０Ｋｑずつ計２０に９使用した。 ＴｉＭｎ １．ｓ
＋＋ ＨＸの水素含有量は１．６重量９６である力・
ら、１０Ｋｐ中に含有する水素量は１５０ノに相当し、
標準状態では１６８ｏβの水素ガス量となる。水素１ｙ
−当たりの放電容量は理論的に２６．８Ａｈ に相当す
る。
１０Ｋｑずつ計２０に９使用した。 ＴｉＭｎ １．ｓ
＋＋ ＨＸの水素含有量は１．６重量９６である力・
ら、１０Ｋｐ中に含有する水素量は１５０ノに相当し、
標準状態では１６８ｏβの水素ガス量となる。水素１ｙ
−当たりの放電容量は理論的に２６．８Ａｈ に相当す
る。
この電池の１時間当たりの放電容量は４００ Ａｈであ
る。したがって理論的には１回の水素吸蔵量で約１０時
間の発電が可能であるが、この例では各部屋２時間毎に
水素の吸蔵・放出全自動的に切換えた。
る。したがって理論的には１回の水素吸蔵量で約１０時
間の発電が可能であるが、この例では各部屋２時間毎に
水素の吸蔵・放出全自動的に切換えた。
上記した本発明の燃料電池では、一方の部屋における水
素吸蔵熱によって他方の部屋が加熱されるため、水素の
供給も安定してか９．電圧の変動は６０時間連続動作に
おいて０．６８〜０．７２Ｖ（０，７±０．０２Ｖ）で
あり、また電池寿命も６０００時間において電圧低下の
度合は数％以下であった。また電圧の立」１９時間も３
ｏ分以内であった〇 これに対して、１個の金属水素化物容器に水素を吸蔵し
、その後に同じ金属水素化物力Ｓら水素を放出σぜる方
式の従来例では、金属水素化物の温度が低下し、必要な
水素量が放出せず性能が低下し、電圧の変動は０．４〜
０７２ Ｖ ／セルと非常に大きくなった。また電池寿
命も燃料不足による性能低下刃・ら触媒効果を害して、
３０００時間と短く、電圧の立上りには１時間を要した
。
素吸蔵熱によって他方の部屋が加熱されるため、水素の
供給も安定してか９．電圧の変動は６０時間連続動作に
おいて０．６８〜０．７２Ｖ（０，７±０．０２Ｖ）で
あり、また電池寿命も６０００時間において電圧低下の
度合は数％以下であった。また電圧の立」１９時間も３
ｏ分以内であった〇 これに対して、１個の金属水素化物容器に水素を吸蔵し
、その後に同じ金属水素化物力Ｓら水素を放出σぜる方
式の従来例では、金属水素化物の温度が低下し、必要な
水素量が放出せず性能が低下し、電圧の変動は０．４〜
０７２ Ｖ ／セルと非常に大きくなった。また電池寿
命も燃料不足による性能低下刃・ら触媒効果を害して、
３０００時間と短く、電圧の立上りには１時間を要した
。
捷た金属水素化物による水素の精製効果を行わない場合
、直接、天然ガスの改質水素を電池へ供給すると、−酸
化炭素の被毒作用で、電池特性はσらに低下し、電池寿
命も１ｏ○○時間以下であった０ この様に、燃料用水素貯蔵容器を熱交換のできる二重管
構造として金属水素化物を内蔵することによって、燃料
電池の性能の向上が可能となり、金属水素化物による水
素の純化作用の効果もあって、より長寿命化が可能とな
った。
、直接、天然ガスの改質水素を電池へ供給すると、−酸
化炭素の被毒作用で、電池特性はσらに低下し、電池寿
命も１ｏ○○時間以下であった０ この様に、燃料用水素貯蔵容器を熱交換のできる二重管
構造として金属水素化物を内蔵することによって、燃料
電池の性能の向上が可能となり、金属水素化物による水
素の純化作用の効果もあって、より長寿命化が可能とな
った。
また、二重管容器の周囲を断熱材で包囲することによっ
て、熱を外部に放出させることなく、水素の放出に利用
することができ、より効果的に熱の利用が可能となる。
て、熱を外部に放出させることなく、水素の放出に利用
することができ、より効果的に熱の利用が可能となる。
式らに、二重管容器の内側容器と外側容器とを熱伝導性
の部材で連結することにより、金属水素化物間の熱移動
をよりよくし、水素の放出速度を高めることができる。
の部材で連結することにより、金属水素化物間の熱移動
をよりよくし、水素の放出速度を高めることができる。
なお、前記実施例におしへては二重管容器を１個用いた
が、複数個の二重管容器を用いることもできる。この場
合５１回の水系貯蔵量が増加し、発電時間を延長するこ
とができる。をらには１回のザイクル時間全同じにする
と温度の立上りが速くなり、より発電可能時間を短縮す
ることができる０また発電時間を規定すれば水素ガスの
精製能力も向上し、燃料電池の長寿化が図れる。
が、複数個の二重管容器を用いることもできる。この場
合５１回の水系貯蔵量が増加し、発電時間を延長するこ
とができる。をらには１回のザイクル時間全同じにする
と温度の立上りが速くなり、より発電可能時間を短縮す
ることができる０また発電時間を規定すれば水素ガスの
精製能力も向上し、燃料電池の長寿化が図れる。
捷た実施例においては電解質としてアルカリ性電解質を
用いたが、リン酸、硫酸のような酸性電解質を用いても
よい。さらに酸化剤として酸素を用いたが、空気を用い
てもよい。空気を用いる場合は、酸性電解質を用いる方
がよい。
用いたが、リン酸、硫酸のような酸性電解質を用いても
よい。さらに酸化剤として酸素を用いたが、空気を用い
てもよい。空気を用いる場合は、酸性電解質を用いる方
がよい。
以上のように、不発明によれば、水素ガスの吸蔵熱全有
効に利用して、燃料電池への水素ガスの供給を円滑にし
、発電の立上りを速やかにすることができる。
効に利用して、燃料電池への水素ガスの供給を円滑にし
、発電の立上りを速やかにすることができる。
第１図は不発明の一実施例の水素−酸系燃料電池の構成
を示す図５第２図は第１図における水素貯蔵容器の横断
面図である。 １・・・・・・燃料電池、９・・・・・・水素貯蔵容器
、１０゜１０’・・・・・・部屋、１１．１１’・・・
・・・金属水素化物、１２．１３，１６，１７．１８・
・・・・・弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
を示す図５第２図は第１図における水素貯蔵容器の横断
面図である。 １・・・・・・燃料電池、９・・・・・・水素貯蔵容器
、１０゜１０’・・・・・・部屋、１１．１１’・・・
・・・金属水素化物、１２．１３，１６，１７．１８・
・・・・・弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (1)
- 水素吸蔵合金又は金属水素化物を各独立した部屋に有す
る二重管からなる容器を少なくとも１個有し、前記各独
立した部屋を水素源及び燃料電池と弁を介して水素配管
で連結し、前記独立した部屋の１つに収納した水素吸蔵
合金又は金属水素化物に水素源より水素を吸蔵１せる時
に、前記独立した部屋の他の１つに収納した水素吸蔵合
金又は金属水素化物から水素を燃料電池に供給するよう
に構成した水素燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57004590A JPS58121566A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 水素燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57004590A JPS58121566A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 水素燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58121566A true JPS58121566A (ja) | 1983-07-19 |
| JPS6249703B2 JPS6249703B2 (ja) | 1987-10-21 |
Family
ID=11588250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57004590A Granted JPS58121566A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 水素燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58121566A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001241599A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素回収・貯蔵容器 |
| JP2001289397A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-19 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素吸蔵合金収納容器 |
| JP2001289396A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-19 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器 |
| JP2001291524A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-19 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 燃料電池用水素供給装置及び方法 |
| JP2002227722A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-14 | Ihi Aerospace Co Ltd | スラスタ |
| JP2009032630A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Hyundai Motor Co Ltd | 燃料電池用水素供給装置 |
| JP2016109265A (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-20 | ヤマト・Ｈ２Ｅｎｅｒｇｙ Ｊａｐａｎ株式会社 | 水素ガス充填装置および方法 |
| US9930875B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-04-03 | Globeride, Inc. | Anti-reverse device for fishing spinning reel |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5112566A (en) * | 1989-04-12 | 1992-05-12 | General Electric Company | Device for dimensionally characterizing elongate components |
| US5014439A (en) * | 1990-02-09 | 1991-05-14 | General Electric Company | Quality assurance apparatus for dimensionally inspecting elongated components |
-
1982
- 1982-01-13 JP JP57004590A patent/JPS58121566A/ja active Granted
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001241599A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素回収・貯蔵容器 |
| JP4663839B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2011-04-06 | 日本重化学工業株式会社 | 水素回収・貯蔵容器 |
| JP2001289397A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-19 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素吸蔵合金収納容器 |
| JP2001289396A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-19 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器 |
| JP2001291524A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-19 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 燃料電池用水素供給装置及び方法 |
| JP4644333B2 (ja) * | 2000-04-10 | 2011-03-02 | 日本重化学工業株式会社 | 燃料電池用水素供給装置及び方法 |
| JP4663845B2 (ja) * | 2000-04-10 | 2011-04-06 | 日本重化学工業株式会社 | 急速放出可能な水素吸蔵合金収納容器 |
| JP2002227722A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-14 | Ihi Aerospace Co Ltd | スラスタ |
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| US9930875B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-04-03 | Globeride, Inc. | Anti-reverse device for fishing spinning reel |
| JP2016109265A (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-20 | ヤマト・Ｈ２Ｅｎｅｒｇｙ Ｊａｐａｎ株式会社 | 水素ガス充填装置および方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6249703B2 (ja) | 1987-10-21 |
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