JPS59105273A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS59105273A JPS59105273A JP57215007A JP21500782A JPS59105273A JP S59105273 A JPS59105273 A JP S59105273A JP 57215007 A JP57215007 A JP 57215007A JP 21500782 A JP21500782 A JP 21500782A JP S59105273 A JPS59105273 A JP S59105273A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphoric acid
- cell stack
- fuel cell
- manifold
- vapor
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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】
〔発明の技術分野ｊ
〔発明の技術的背景〕
近年、省エネルギー、石油代替エネルギー。
新エネルギー等が叫ばれ、このような要望に応える候補
の一つとして、＠電のために多様のエネルギーが使用で
き且つ発電効率の高い燃料電池が注目されており、特に
電力を取り出すための電解質にりん酸を用いたりん酸形
燃料電池が実用化されつつあろう 第１図は、この種のりん酸形燃料電池の構成を側断面図
にて示したものである。本燃料覗池は、図示のように水
素等の活性物質を酸化させこれによる化学エネルギーを
電気エネルギーとして得る単位セル１を複数個屯気的に
直列接続してなるセルスタック２と、このセルスタック
２に外部に対して気密に取付けられ供給管３または排出
管４を介して反応物質５を供給または排出するための各
マニホールド６．７とかう構成され、この反応物質供給
、排出側の各マニホールド（以下、夫々入側、出側マニ
ホールドと称する）６，７を上ｉ己セルスタック２を挾
むように対に配置して成るものである。
の一つとして、＠電のために多様のエネルギーが使用で
き且つ発電効率の高い燃料電池が注目されており、特に
電力を取り出すための電解質にりん酸を用いたりん酸形
燃料電池が実用化されつつあろう 第１図は、この種のりん酸形燃料電池の構成を側断面図
にて示したものである。本燃料覗池は、図示のように水
素等の活性物質を酸化させこれによる化学エネルギーを
電気エネルギーとして得る単位セル１を複数個屯気的に
直列接続してなるセルスタック２と、このセルスタック
２に外部に対して気密に取付けられ供給管３または排出
管４を介して反応物質５を供給または排出するための各
マニホールド６．７とかう構成され、この反応物質供給
、排出側の各マニホールド（以下、夫々入側、出側マニ
ホールドと称する）６，７を上ｉ己セルスタック２を挾
むように対に配置して成るものである。
第２図は、上記単位セルの詳細な構成を斜視図にて示し
たものである。図において、８は酸化極（正極）、９は
還元極（負極）、１０は両電極８，９間に形成された電
解質としてのりん酸電解液屓で、各電極８，９はこの゛
准解液層１０側に触媒層を含んでいる。また、１１はセ
パレーターであり、その両面に直交する多数の溝を設け
である。これらの溝は、反応物質５としての酸化ガス（
例えば空気）１２および還元ガス（例えば水素）１３の
流路となる。尚、前記において複数個の単位セル１を直
列に積重ねて締付けるための締付装置については、その
図示を省略している。
たものである。図において、８は酸化極（正極）、９は
還元極（負極）、１０は両電極８，９間に形成された電
解質としてのりん酸電解液屓で、各電極８，９はこの゛
准解液層１０側に触媒層を含んでいる。また、１１はセ
パレーターであり、その両面に直交する多数の溝を設け
である。これらの溝は、反応物質５としての酸化ガス（
例えば空気）１２および還元ガス（例えば水素）１３の
流路となる。尚、前記において複数個の単位セル１を直
列に積重ねて締付けるための締付装置については、その
図示を省略している。
さて、かかる構成のりん酸形燃料電池において、りん酸
電解液１０は燃料電池運転に伴って徐々に蒸発するため
次第に減少する。そして、このりん酸電解液１０が減少
すると、各電極８゜９間をイオンが流れ難くなって、結
果的に電池出力が低下するという問題がある。また、燃
料電池はその全体効率を高めるためには高温状態で運転
することが望ましいが、その反面上述の現象は助長され
寿命が短かくなるという１題がある。
電解液１０は燃料電池運転に伴って徐々に蒸発するため
次第に減少する。そして、このりん酸電解液１０が減少
すると、各電極８゜９間をイオンが流れ難くなって、結
果的に電池出力が低下するという問題がある。また、燃
料電池はその全体効率を高めるためには高温状態で運転
することが望ましいが、その反面上述の現象は助長され
寿命が短かくなるという１題がある。
本発明は上記のような問題を解消するために成されたも
ので、その目的は運転に伴なう電極側の電解質の蒸発を
抑制し出力の低下を期だすことなく全体効率を高めるこ
とが可能な長寿命の燃料電池な胤供することにある。
ので、その目的は運転に伴なう電極側の電解質の蒸発を
抑制し出力の低下を期だすことなく全体効率を高めるこ
とが可能な長寿命の燃料電池な胤供することにある。
上記目的を達成するために本発明では、電解質としてり
ん酸を用い水素等の活性物質を酸化させこれによる化学
エネルギーを電気エネルギーとして得る単位セルを複数
個積層してなるセルスタックと、このセルスタックの側
Ｃ’ＦＭ ＶＣ供給管または排出管を介して反応物質を
供給または排出するためのマニホールドを配置してなる
りん酸形燃料電池において、上記セルスタックの反応物
質供給段側にりん酸蒸気を供給するりん酸蒸気発生器段
を設けて、供給する反応物質にりん酸捲気を含ませるよ
うにしたことを特徴とする。
ん酸を用い水素等の活性物質を酸化させこれによる化学
エネルギーを電気エネルギーとして得る単位セルを複数
個積層してなるセルスタックと、このセルスタックの側
Ｃ’ＦＭ ＶＣ供給管または排出管を介して反応物質を
供給または排出するためのマニホールドを配置してなる
りん酸形燃料電池において、上記セルスタックの反応物
質供給段側にりん酸蒸気を供給するりん酸蒸気発生器段
を設けて、供給する反応物質にりん酸捲気を含ませるよ
うにしたことを特徴とする。
〔発明の実施例」
以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第３図は、本発明によるりん酸形燃料電池の構成例を側
断面図にて示したもので、第１図と同・一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
断面図にて示したもので、第１図と同・一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
つまり、第３図は第１図におけるセルスタック２の反応
物・直供給段側の入側マニホールド６外近傍の反応物質
供給管３の途中に、りん酸蒸気を供給するりん酸蒸気発
生器１４を設けたものである。このりん酸蒸気発生器１
４は、ｄ栓構造のりん酸補給口１５を有しりん酸１６が
収容された密閉チャンバー１７と、このチャンバー１７
内のりん酸１６を加熱するヒーター１８とから構成して
いる。
物・直供給段側の入側マニホールド６外近傍の反応物質
供給管３の途中に、りん酸蒸気を供給するりん酸蒸気発
生器１４を設けたものである。このりん酸蒸気発生器１
４は、ｄ栓構造のりん酸補給口１５を有しりん酸１６が
収容された密閉チャンバー１７と、このチャンバー１７
内のりん酸１６を加熱するヒーター１８とから構成して
いる。
なお、その図示は省略しであるが、出側マニホールド７
からはりん酸蒸気を含んだ反応物質５が排出されるので
、りん酸銘気を分離・凝縮して回収するようにしている
。また、図では一つの反応物質供給構成についてのみ示
して℃）るが、実際にはこれと直角方向に別の反応物′
η供給系統についても全く同様に構成している。
からはりん酸蒸気を含んだ反応物質５が排出されるので
、りん酸銘気を分離・凝縮して回収するようにしている
。また、図では一つの反応物質供給構成についてのみ示
して℃）るが、実際にはこれと直角方向に別の反応物′
η供給系統についても全く同様に構成している。
かかる構成のりん酸形燃料電池においては、その運転時
ヒーター１８により密閉チャンバー１７内のりん酸１６
を加熱して蒸発させ、このりん＠蒸気が反応物質５と共
に供給管３を通して、入側マニホールド６の入口からセ
ルスタック２へ供給される。これにより、セルスタック
２にはりん酸脈隼を含んだ反応物質５が供給されるので
、その蒸気用によりセルスタック２のりんｄｌｔ解液１
ｏの蒸発を抑えることができる。
ヒーター１８により密閉チャンバー１７内のりん酸１６
を加熱して蒸発させ、このりん＠蒸気が反応物質５と共
に供給管３を通して、入側マニホールド６の入口からセ
ルスタック２へ供給される。これにより、セルスタック
２にはりん酸脈隼を含んだ反応物質５が供給されるので
、その蒸気用によりセルスタック２のりんｄｌｔ解液１
ｏの蒸発を抑えることができる。
その結果、′電極８，９間のイオンの流れを円滑に行な
わせて、゛′成池としての所定の゛屯気的出力を充分に
（４保することが可能となる。また、上記理由により燃
料電池な扁温状態で運転することが可能となり、寿命の
長期化を図りつつ全体効率を旨めることができる。さら
に、りん酸１６の補給を容易に行なうことができるっ尚
、上記実施例ではりん酸蒸気発生手段を供給管３路上に
設けたが、例えば第４図に示すようにりん酸蒸気発生器
設として、入側マニホールド６内にりん酸１６が収容さ
れた開放形チャンバー１９およびヒーター１８を夫々少
くとも１個（図では２個）設け、且つこの入側マニホー
ルド６外へりん酸補給用・ンイブ２０を引出す構成のも
のとしてもよいものである。この場合、６通部は気密構
造とする。
わせて、゛′成池としての所定の゛屯気的出力を充分に
（４保することが可能となる。また、上記理由により燃
料電池な扁温状態で運転することが可能となり、寿命の
長期化を図りつつ全体効率を旨めることができる。さら
に、りん酸１６の補給を容易に行なうことができるっ尚
、上記実施例ではりん酸蒸気発生手段を供給管３路上に
設けたが、例えば第４図に示すようにりん酸蒸気発生器
設として、入側マニホールド６内にりん酸１６が収容さ
れた開放形チャンバー１９およびヒーター１８を夫々少
くとも１個（図では２個）設け、且つこの入側マニホー
ルド６外へりん酸補給用・ンイブ２０を引出す構成のも
のとしてもよいものである。この場合、６通部は気密構
造とする。
かかる構成のものでは、ヒーター１８の加熱によって蒸
発したりん酸熟気は入側マニホールド６内に拡散して、
反応物質５と共にセルスタック２へ供給され、前述と同
様の効果を奏するその他、反応物質５にりん酸蒸気を含
ませてセルスタック２へ供給する構成であれは、どのよ
うな構成のものでもよい。
発したりん酸熟気は入側マニホールド６内に拡散して、
反応物質５と共にセルスタック２へ供給され、前述と同
様の効果を奏するその他、反応物質５にりん酸蒸気を含
ませてセルスタック２へ供給する構成であれは、どのよ
うな構成のものでもよい。
以上説明したように本発明によれば、セルスタックの反
応物質供給段側にりん酸蒸気発生手段を設け、反ル６物
賞にりん酸蒸気を含ませてセルスタックに供給する構成
としたので、運転に伴なう電極側の電解質の蒸発を抑制
して出力の低下を期だすことなく全体効率を旨めること
が可能な長寿命で信頼性の高い燃料電池が提供できる。
応物質供給段側にりん酸蒸気発生手段を設け、反ル６物
賞にりん酸蒸気を含ませてセルスタックに供給する構成
としたので、運転に伴なう電極側の電解質の蒸発を抑制
して出力の低下を期だすことなく全体効率を旨めること
が可能な長寿命で信頼性の高い燃料電池が提供できる。
第１図は従来のりん酸形燃料電池の構成を示す側断面図
、第２図は第１図における単位セルの詳細を示す斜視図
、第３図および第４図は本発明の一実施例および他の実
施例を夫々示す側断面図である。 １・・・単位セル、２・・・セルスタック１，９・・・
供給管、４゛・・・排出管、５・・・反応物質、６，７
・・・マニホールド、８・・・酸化極、９・・・還元極
、１ｏ・・・りん酸電解液層、１１・・・セパレーター
、１２・・・酸化ガス、１３・・・還元ガス、１４１・
りん酸蒸気発生器、１５・・・りん酸補給口、１６・・
・りん峻、１７・・・密閉チャンバー、１８・・・ヒー
ター、１９・・・開放形チャンバー、２ｏ・・・りん酸
補給用パイプ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 Ｊ 図 前２ 門 ３１
、第２図は第１図における単位セルの詳細を示す斜視図
、第３図および第４図は本発明の一実施例および他の実
施例を夫々示す側断面図である。 １・・・単位セル、２・・・セルスタック１，９・・・
供給管、４゛・・・排出管、５・・・反応物質、６，７
・・・マニホールド、８・・・酸化極、９・・・還元極
、１ｏ・・・りん酸電解液層、１１・・・セパレーター
、１２・・・酸化ガス、１３・・・還元ガス、１４１・
りん酸蒸気発生器、１５・・・りん酸補給口、１６・・
・りん峻、１７・・・密閉チャンバー、１８・・・ヒー
ター、１９・・・開放形チャンバー、２ｏ・・・りん酸
補給用パイプ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 Ｊ 図 前２ 門 ３１
Claims (3)
- （１）′ｉ４を解質としてりん酸を用い水素等の活性物
質を酸化させこれによる化学エネルギーを電気エネルギ
ーとして得る単位セルを複数個積層してなるセルスタッ
クと、このセルスタックの側面に供給管または排出信を
介して反応物質を供給または排出するためのマニホール
ドを配置して成るりん酸形燃料電池において、前記セル
スタックの反応物質供給側にりん酸蒸気を供給するりん
酸蒸気発生手段を設けたことを特徴とする燃料電池。 - （２） りん酸蒸気発生手段は反応物質供給側のマニ
ホールド内に設けるようにした特許請求の範囲第（１）
項記載の燃料電池。 - （３） りん酸蒸気発生手段は反応物質供給側のマニ
ホールド外近傍に設けるようにした特許請求の範囲第（
１）項記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57215007A JPS59105273A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57215007A JPS59105273A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59105273A true JPS59105273A (ja) | 1984-06-18 |
Family
ID=16665161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57215007A Pending JPS59105273A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59105273A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0158583A2 (en) * | 1984-04-11 | 1985-10-16 | United Technologies Corporation | Method for replacing lost electrolyte in fuel cells |
| EP0164107A2 (en) * | 1984-06-06 | 1985-12-11 | Energy Research Corporation | Fuell cell system with electrolyte conservation and/or replenishment and method for use with such a fuel cell system |
| JPS6142870A (ja) * | 1984-08-03 | 1986-03-01 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム |
| JPS61135066A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-23 | ユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイシヨン | 燃料電池パワープラントの運転方法 |
| JPS63231877A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP57215007A patent/JPS59105273A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0158583A2 (en) * | 1984-04-11 | 1985-10-16 | United Technologies Corporation | Method for replacing lost electrolyte in fuel cells |
| AU567215B2 (en) * | 1984-04-11 | 1987-11-12 | United Technologies Corporation | Replacing electrolyte lost from cell in reactant gas |
| EP0164107A2 (en) * | 1984-06-06 | 1985-12-11 | Energy Research Corporation | Fuell cell system with electrolyte conservation and/or replenishment and method for use with such a fuel cell system |
| JPS60264055A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-27 | エナジー・リサーチ・コーポレーシヨン | 燃料電池装置 |
| EP0164107A3 (en) * | 1984-06-06 | 1987-01-28 | Energy Research Corporation | Fuell cell system with electrolyte conservation and/or replenishment and method for use with such a fuel cell system |
| JPH0375986B2 (ja) * | 1984-06-06 | 1991-12-04 | Energy Res Corp | |
| JPS6142870A (ja) * | 1984-08-03 | 1986-03-01 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム |
| JPS61135066A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-23 | ユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイシヨン | 燃料電池パワープラントの運転方法 |
| JPS63231877A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
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