JPS5816471A - 液体燃料電池 - Google Patents
液体燃料電池Info
- Publication number
- JPS5816471A JPS5816471A JP56113384A JP11338481A JPS5816471A JP S5816471 A JPS5816471 A JP S5816471A JP 56113384 A JP56113384 A JP 56113384A JP 11338481 A JP11338481 A JP 11338481A JP S5816471 A JPS5816471 A JP S5816471A
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- JP
- Japan
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- fuel
- chamber
- air
- pole
- electrode
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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
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
-
- 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
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
-
- 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
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、液体燃料電池の改良に関する。
液体燃料（例えばヒドラジン、メタノール、イ酸など）
と空気を電解液中で電気化学反応させて電気エネルギと
して取シ出す液体燃料電池は、取扱いが容易でエネルギ
ー効率も高いことから、電気自動車等の動力源として最
近注目を集めている。
と空気を電解液中で電気化学反応させて電気エネルギと
して取シ出す液体燃料電池は、取扱いが容易でエネルギ
ー効率も高いことから、電気自動車等の動力源として最
近注目を集めている。
いま、特開１８５４−１５４０４８号などで提案されて
いる液体燃料電池を第１図によって説明する。
いる液体燃料電池を第１図によって説明する。
電解槽１の内部はイオン交換Ｍ２によって、燃料極室３
と空気極室４とに分割される。
と空気極室４とに分割される。
燃料極室３ＫＦｉ硫酸などの酸性水溶液からなる電解液
が満たされるとともに、通路５から燃料（メタノール）
Ｔｏるいは燃料と水との混合液が供給され、これ會燃料
極室３に配設し九燃料極６によに電気化学的に酸化する
。
が満たされるとともに、通路５から燃料（メタノール）
Ｔｏるいは燃料と水との混合液が供給され、これ會燃料
極室３に配設し九燃料極６によに電気化学的に酸化する
。
また、９気極室４にはイオン交換＠２と一体的に形成さ
れたガス拡散型の空気極７が配置され、図示しないプｐ
アを介して供給される空気中の酸素を電気化学的に還元
するようになっている。
れたガス拡散型の空気極７が配置され、図示しないプｐ
アを介して供給される空気中の酸素を電気化学的に還元
するようになっている。
したがって、この状態て燃料極６と空気極７とにり−ｐ
Ｈｔ−介して負荷を接続すると、多孔質状燃料極６では
メタノールと電解液中の水とが次のように反応する。
Ｈｔ−介して負荷を接続すると、多孔質状燃料極６では
メタノールと電解液中の水とが次のように反応する。
ＣＨｓＯＨ＋ ＨｓＯ→００ｍ ＋ ６Ｈ＋ １１＠
・・・（１）発生した水素イオンＨ（ヒトミニウム）は
イオン交換膜２１通過して移動し、空気極１１４から空
見極７に到達した空気中の酸素とともに次のようこのと
き、燃料極６から空気極７への電子ｅの移動に伴い空気
極７から負荷を経由して燃料極６へと電流が流れ、これ
が負荷を駆動する発電エネルギーとなるのである。
・・・（１）発生した水素イオンＨ（ヒトミニウム）は
イオン交換膜２１通過して移動し、空気極１１４から空
見極７に到達した空気中の酸素とともに次のようこのと
き、燃料極６から空気極７への電子ｅの移動に伴い空気
極７から負荷を経由して燃料極６へと電流が流れ、これ
が負荷を駆動する発電エネルギーとなるのである。
ところで、上記（１）、（２）式を総計してみると、と
なり、結局電解槽内ではメタノールと酸素を消費して炭
酸ガスと水上生成することになる。
なり、結局電解槽内ではメタノールと酸素を消費して炭
酸ガスと水上生成することになる。
しかしながら、このような従来の燃料電池によると、前
掲（１）式の反応で生成された炭酸ガスが燃料極６の細
孔円に蓄積する傾向があシ、との九め燃料極６でのメタ
ノールの拡散速ｆが低下して反応が停滞し、性能の低下
を来たしやすいという問題点があった。
掲（１）式の反応で生成された炭酸ガスが燃料極６の細
孔円に蓄積する傾向があシ、との九め燃料極６でのメタ
ノールの拡散速ｆが低下して反応が停滞し、性能の低下
を来たしやすいという問題点があった。
そこで本発明は、燃料極室に開口した燃料導入口と同じ
く燃料戻し口との間に多孔質状の燃料極管介装して燃料
極室を分割し、燃料極を通過する循環燃料の流れで炭酸
ガスの蓄積を阻止することによ〕上記従来の問題点を解
消することを目的とする。
く燃料戻し口との間に多孔質状の燃料極管介装して燃料
極室を分割し、燃料極を通過する循環燃料の流れで炭酸
ガスの蓄積を阻止することによ〕上記従来の問題点を解
消することを目的とする。
以下、第２図に示した実施例に基づいて本発明を説明す
る。
る。
図において、アクリルなどの耐酸性材料で形成された電
解槽ｌは、イオン交換膜（カチオン交換膜）２ｔ−介し
て燃料極室３と空気極室４とに分割される。燃料極室３
は燃料導入口９が開口した燃料入口室部３＆と燃料戻し
口１ｏが開口した出口室部３ｂとに燃料極６ｔ−介して
隔成され、他方空気極室４は電解液で満たされる液室部
４ａと空気が供給される気体室部４ｂとにガス拡散型の
空気極７を介して隔成される。なお、燃料極６は電解液
及び燃料が通過できるように、例えばカーーン繊維を九
は２００〜３３０メツシュ程度のチタン粉末を真空焼結
して形成した担体に白金及び錫を被覆し良もので、気孔
率としては４０〜８０％程度である。
解槽ｌは、イオン交換膜（カチオン交換膜）２ｔ−介し
て燃料極室３と空気極室４とに分割される。燃料極室３
は燃料導入口９が開口した燃料入口室部３＆と燃料戻し
口１ｏが開口した出口室部３ｂとに燃料極６ｔ−介して
隔成され、他方空気極室４は電解液で満たされる液室部
４ａと空気が供給される気体室部４ｂとにガス拡散型の
空気極７を介して隔成される。なお、燃料極６は電解液
及び燃料が通過できるように、例えばカーーン繊維を九
は２００〜３３０メツシュ程度のチタン粉末を真空焼結
して形成した担体に白金及び錫を被覆し良もので、気孔
率としては４０〜８０％程度である。
空気極液室部４ａには約１０ｗｔ９１ｇ の硫酸水溶
液を満たし、同じく燃料極室３にも同濃贋の硫酸水溶液
を満九すとともに、２〜１０ｗｔチ程度のメタノールを
供給するのであるが、この電解液は、燃料極室３の入口
室部３ａに開口した燃料導入口９と同じく出口室部３ｂ
に開口した燃料戻し口１０とに接続した閉回路型の循環
通路１１によシ、図示しないコントローラを介して制御
窟れる循環／ｙｆ１２の作動に基づいて循環供給される
。を良、メタノール燃料は、メタノールタンク１４から
供給４ンｆ１５の作動に伴い混合器１６を介して上記通
路１１の途中に導入される。このメタノールの導入量Ｉ
Ｉｉ通路１１に設けられた濃度センサ１７などからの信
号に基づいて、常に適正なメタノール製置となるように
、コントローラが供給ポン７”１５９１制御することに
よシ決められる。
液を満たし、同じく燃料極室３にも同濃贋の硫酸水溶液
を満九すとともに、２〜１０ｗｔチ程度のメタノールを
供給するのであるが、この電解液は、燃料極室３の入口
室部３ａに開口した燃料導入口９と同じく出口室部３ｂ
に開口した燃料戻し口１０とに接続した閉回路型の循環
通路１１によシ、図示しないコントローラを介して制御
窟れる循環／ｙｆ１２の作動に基づいて循環供給される
。を良、メタノール燃料は、メタノールタンク１４から
供給４ンｆ１５の作動に伴い混合器１６を介して上記通
路１１の途中に導入される。このメタノールの導入量Ｉ
Ｉｉ通路１１に設けられた濃度センサ１７などからの信
号に基づいて、常に適正なメタノール製置となるように
、コントローラが供給ポン７”１５９１制御することに
よシ決められる。
次に、空気極ｉ！室部４１の上部には空気排出通路２２
が開口し、この空気排出通路２２は途中に冷却器２３が
取シ付けられ、空気極７で生成された水（ジュール熱に
よシ蒸気となっている）と余剰窒素との混合蒸気を冷却
する。また、燃料極室３（この場合、入口室部３＆と出
口室部３ｂの双方）の上部にはガス排出通路２５が開口
し、このガス排出通路２５の途中にも上記と同様の冷却
器２６が取り付けられ、燃料極６で生成された炭酸ガス
と、これとともに蒸発した水及びメタノールの混合蒸気
管冷却する０両冷却器２３．２６は、前記空気極気体室
部４ｂＫ空気を供給する空気通路１８に接続した冷却ダ
クト２８の内部に配置される。
が開口し、この空気排出通路２２は途中に冷却器２３が
取シ付けられ、空気極７で生成された水（ジュール熱に
よシ蒸気となっている）と余剰窒素との混合蒸気を冷却
する。また、燃料極室３（この場合、入口室部３＆と出
口室部３ｂの双方）の上部にはガス排出通路２５が開口
し、このガス排出通路２５の途中にも上記と同様の冷却
器２６が取り付けられ、燃料極６で生成された炭酸ガス
と、これとともに蒸発した水及びメタノールの混合蒸気
管冷却する０両冷却器２３．２６は、前記空気極気体室
部４ｂＫ空気を供給する空気通路１８に接続した冷却ダ
クト２８の内部に配置される。
冷却ダクト２８には、空気プロワ２７の吐出側が接続す
るとともに車両の走行風を取シ入れる空気取入口２９か
開口し、コントローラからの信号で車両の走行速度が所
定値以下のときは空気プロワ２フｔ−駆動して冷却する
が、所定値以上のときはこの空気１０ワ２７ｔ−止め、
空気弁３０ｔ−開いて走行風ｔａｂ入れて冷却し、かつ
仁の空気を空気極気体室部４ｂへと供給する。
るとともに車両の走行風を取シ入れる空気取入口２９か
開口し、コントローラからの信号で車両の走行速度が所
定値以下のときは空気プロワ２フｔ−駆動して冷却する
が、所定値以上のときはこの空気１０ワ２７ｔ−止め、
空気弁３０ｔ−開いて走行風ｔａｂ入れて冷却し、かつ
仁の空気を空気極気体室部４ｂへと供給する。
冷却器２３．２６の下部は、途中に貯蔵タンク３１と補
充弁３２とを介装した補給通路３３ｔ−介して循環通路
１１と接続し、冷却器２８．２６で冷却凝集し良木及び
アルコール分を貯蔵タンク３１に貯めておいて、燃料極
６側での燃料及び水の消費に対して補充弁３２を開くこ
とによシ、この消賛分を補う、なお、補給通路３３は、
貯蔵タンク３１の上流側で、途中に排液弁３４會介装し
た排液通路３５に分岐しておシ、燃料極ｉ！３に対する
液補給の必要がない場合は排液弁３５を開いて余剰の液
を排出するようになっている。
充弁３２とを介装した補給通路３３ｔ−介して循環通路
１１と接続し、冷却器２８．２６で冷却凝集し良木及び
アルコール分を貯蔵タンク３１に貯めておいて、燃料極
６側での燃料及び水の消費に対して補充弁３２を開くこ
とによシ、この消賛分を補う、なお、補給通路３３は、
貯蔵タンク３１の上流側で、途中に排液弁３４會介装し
た排液通路３５に分岐しておシ、燃料極ｉ！３に対する
液補給の必要がない場合は排液弁３５を開いて余剰の液
を排出するようになっている。
こ″のような構成において、燃料極６と空気極７とに負
荷を接続し、空気極気体室部４ｂへ空気プロワ２７から
の空気を供給するとともに燃料極室３Ｋｍ料を供給する
と、第１図と同様の電極反応が進行し、電池が発電作動
を開始する。
荷を接続し、空気極気体室部４ｂへ空気プロワ２７から
の空気を供給するとともに燃料極室３Ｋｍ料を供給する
と、第１図と同様の電極反応が進行し、電池が発電作動
を開始する。
このとき、燃料極意３には、コントローラ及びポンプ１
２．１５に介して所定濃度に調整された燃料（メタノー
ルと硫酸水溶液との混合液）が循環供給されるため、こ
の電池の起電力は常に安定して得られる。即ち、燃料の
循環経路としては、混合器１６−燃料導入口９−燃料入
ロ寥部３ｍ−燃料出口室５３ｂ−燃料戻しロ１〇−混合
器１６であるが、本発明では燃料極室３の燃料導入口９
と同戻し口１０との間に多孔質状の燃料極６ｔ−介装し
て入口室部３１と出口室部３ｂとに隔成したことから、
入口室部３＆に侵入した燃料は燃料極６の細孔内ｔ−通
過して出口室部３ｂへと入るのであシ、この燃料流によ
シ燃料極６の内部で発生した炭酸ガスが出口室部３ｂへ
と持ち去られる結果、燃料祉確笑に燃料極６円に拡散し
て効率良く反応１起ζすのである。
２．１５に介して所定濃度に調整された燃料（メタノー
ルと硫酸水溶液との混合液）が循環供給されるため、こ
の電池の起電力は常に安定して得られる。即ち、燃料の
循環経路としては、混合器１６−燃料導入口９−燃料入
ロ寥部３ｍ−燃料出口室５３ｂ−燃料戻しロ１〇−混合
器１６であるが、本発明では燃料極室３の燃料導入口９
と同戻し口１０との間に多孔質状の燃料極６ｔ−介装し
て入口室部３１と出口室部３ｂとに隔成したことから、
入口室部３＆に侵入した燃料は燃料極６の細孔内ｔ−通
過して出口室部３ｂへと入るのであシ、この燃料流によ
シ燃料極６の内部で発生した炭酸ガスが出口室部３ｂへ
と持ち去られる結果、燃料祉確笑に燃料極６円に拡散し
て効率良く反応１起ζすのである。
なお、この反応で発生した炭酸ガス及びメタノールと水
の蒸気がガス排出通路２５ｔ−介して冷却器２６へと導
入されることは既述したとおシである。
の蒸気がガス排出通路２５ｔ−介して冷却器２６へと導
入されることは既述したとおシである。
以上のように本発明によれば燃料極での炭酸ガスの滞Ｖ
ｔ回避して燃料極に確実に燃料が浸透するようにし九の
て、燃料電池の性能が安定するという効果を生じる。
ｔ回避して燃料極に確実に燃料が浸透するようにし九の
て、燃料電池の性能が安定するという効果を生じる。
第１図は従来例の概略断面図、第２図は本発明の一実施
例の概略断面図である。 １・・・電解槽、２・・・イオン交換膜、３・・・燃料
極意、３ａ・・・燃料入口室部、３ｂ・・・燃料出口室
部、４・・・空気極室、６・・・燃料極、７・・・空気
極、９・・・燃料導入口、１０・・・燃料戻し口、１１
・・・燃料の循環通路、１４・・・メタノールタンク、
１６・・・混合器、１８・・・空気通路、２５・・・ガ
ス排出通路。 特許出願人 日産自動車株式会社 第１図 第２図
例の概略断面図である。 １・・・電解槽、２・・・イオン交換膜、３・・・燃料
極意、３ａ・・・燃料入口室部、３ｂ・・・燃料出口室
部、４・・・空気極室、６・・・燃料極、７・・・空気
極、９・・・燃料導入口、１０・・・燃料戻し口、１１
・・・燃料の循環通路、１４・・・メタノールタンク、
１６・・・混合器、１８・・・空気通路、２５・・・ガ
ス排出通路。 特許出願人 日産自動車株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- 電解液を満たし九電解槽の内部を、燃料極を配置し九燃
料極室と空気極を配置した空気極室とにイオン交換膜を
介して分離し、燃料極室には液体燃料を循環供給すると
ともに空気極室には空気極を経て空気を供給して両極間
に起電力を生じるようにした液体燃料電池において、前
記燃料極室を燃料導入口が開口した入口室部と燃料戻し
口が開口した出口室部とに多孔質状の燃料極１介して隔
成したこと１特徴とする液体燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56113384A JPS5816471A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 液体燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56113384A JPS5816471A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 液体燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5816471A true JPS5816471A (ja) | 1983-01-31 |
Family
ID=14610930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56113384A Pending JPS5816471A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 液体燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5816471A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0859421A1 (de) * | 1997-01-17 | 1998-08-19 | dbb fuel cell engines GmbH | Flüssigbrennstoffzellensystem |
| KR19980049172A (ko) * | 1996-12-19 | 1998-09-15 | 박병재 | 자동차용 공기압력조정식 프로텍션밸브 |
| WO1999044249A1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-02 | Ballard Power Systems Inc. | Liquid feed solid polymer fuel cell system |
| WO2002086995A2 (de) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Brennstoffzelle sowie verfahren zum betreiben derselben |
| WO2002093675A2 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Mti Microfuel Cells, Inc. | Methods and apparatuses for a pressure driven fuel cell system |
| EP1526596A1 (en) * | 1995-12-08 | 2005-04-27 | California Institute Of Technology | Direct methanol fuel cell with pressure recycling device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4831413A (ja) * | 1971-08-27 | 1973-04-25 |
-
1981
- 1981-07-20 JP JP56113384A patent/JPS5816471A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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