JPS60236464A - 燃料電池の電解質保持量監視方法 - Google Patents

燃料電池の電解質保持量監視方法

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JPS60236464A
JPS60236464A JP59093647A JP9364784A JPS60236464A JP S60236464 A JPS60236464 A JP S60236464A JP 59093647 A JP59093647 A JP 59093647A JP 9364784 A JP9364784 A JP 9364784A JP S60236464 A JPS60236464 A JP S60236464A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質を保持するマトリックス層の両面に接
して反応ガスの供給を受けて発電作用を営む電極層が配
されたいわゆるマトリックス形燃料電池への電解質補給
が必要な時期を知るために、マトリックス層内に保持さ
れた電解質の量を間欠的に監視する方法に関する。
【従来技術とその問題点】
1紀の種類の燃料電池、とくに電解質として燐酸を用い
、燃料ガスとしては水素または天然ガスを改質して得ら
れる改質ガスを用い、酸化ガスとして空気または酸素を
用いるマトリックス形燃料電池は、近い将来に実用化な
いしは商業化が有望な大容量燃料電池として嘱目されて
いる。公知のようにこの種の燃料電池では電解質を保持
するマトリックス層は多孔質の電気絶縁性の薄いシート
であってその多孔度や孔径に種々の工夫がなされ、電解
質はこのマトリックス層内の空孔部を完全に満たすよう
にして保持されている。このマトリックス層に接して配
設される燃料ガス電極層と酸化ガス電極層とはいずれも
ガス透過性ないしはガス拡散性であって、従って電池の
運転状態ではマトリックス層内に保持される電解質はこ
れらの電極層のマトリックス層に接する部分にも浸出し
ており、この浸出電解質と電極層内を透過ないしは拡散
して来る反応ガスとしての燃料ガスまたは酸化ガスとが
電気化学的に反応して発電作用を営む。 マトリックス層はこのような電気化学反応に必要な電解
質を保持しておいて電極層に供給する役目を果たすほか
、燃料ガスと酸化ガスとが混触しないように両反応ガス
を互いに分離しておく重要な役目をも兼ねている。すな
わち、反応ガスが万一ガス透過性の電極層を突き抜けて
しまっても、マトリックス層内に満たされている電解質
によりさらに反対側にまで透過ないしは拡散することが
防止される。電極層外で燃料ガスと酸化ガスとが混触す
ると、発電作用に寄与しない余分な燃焼反応が生じ、あ
るいは爆鳴気が形成さ蜆て最悪の場合は爆発を生じるこ
とにもなりかねないので、このマトリックス層の両反応
ガスの分離機能は、電池の高効率を維持する上でも、電
池の安全運転を保証する上でも、極めて重要な機能であ
る。 ところで、電極層内では前述の電気化学反応によって反
応生成物、ふつうは水が生成され、電解質がこれによっ
て希釈される。この希釈により電解質を含む電解液量は
当然増加してそのままでは発電作用の継続とともに電解
液量がどんどん増えてしまうことになるので、反応生成
水をその発生tた分だけ反応ガス中に蒸発させてやらね
ばならない、εのため、反応ガスは電極層内で消費され
るよりは余分に、ふつうはその数倍の量が電極層表面に
流されて反応生成水の蒸発が促進される。 しかし、この際微量ずつではあるが電解質が蒸発水分と
ともに電極層から持ち出されて行く傾向があり、長期の
運転時間中にマトリックス層内に最初保持されていた電
解質の量がゆるやかに減少して行くことになる。もちろ
ん、このような場合にも電解質をマトリックス層に補給
してやれば、電池は正常な状態に復帰する。 一方、電極層内では電解質と反応ガスとが共存する状態
で始めて正常な発電作用が営まれるのであるから、電解
質の量が堺剰であると電解質が電極層に過剰に浸出して
反応ガスを追い出してしまうことになり、発電作用に支
障が生じてくるので、あらかじめ過剰な電解質をマトリ
ックス層に保持させておくことも好ましくない。もちろ
ん、電極層に過剰に浸出した電解質は反応生成水の蒸発
とともに比較的速やかに電極層から飛散して行く傾向が
あり、この意味では電極層は自己調節作用を有するが、
これでは電解質の消費量が増えるほか飛散電解質によっ
て電池の付属配管系に腐食等の問題が生じる。 以上のように、マトリックス層内に保持されている電解
質量を管理して正しい時期に電解質を補給してやること
は電池の運転性能を維持し安全運転を確保するために非
常に重要な事項である゛にかかわらず、なに分マトリッ
クス層が積層電池体の内部に存在するために、電解質量
を測定できる便利な手段がなく、マトリックス層内に電
解質が適正量保持されているがどうか、また電解質をい
つ補給すればよいのかを知る実用的な方法の開発が要望
されている。
【発明の目的】
上述のような事情から、本発明は比較的簡単な手段で頭
記の種類の燃料電池のマトリックス層内に保持されてい
る電解質の量を監視して、適切な時期に電解質を電池に
補給できるようにすることにより、燃料電池の運転性能
の維持と運転信頼性の確保に資することを目的とする。
【発明の要点】
本発明方法によれば、この目的は、冒頭記載の形式の燃
料電池において、マトリックス層を挟む両電極層の少な
くとも一方の電極面内の一部分を該電極面内の残余部分
から電気的に分離して構成し、該分離部分と残余部分と
を相互に接続、切り離し可能な開閉手段により該画部分
を相互接続した状態で電池を常時運転し、画部分を相互
に切り離した状態で分離部分を含む部分電池の電池電圧
を測定して該測定電圧値からマトリックス層内の電解質
量を推定しうるようにすることによって達成される。 第1図および第2図は上記本発明の構成上の原理を示す
もので、第1図には1個の単電池のマトリックス層1と
その両面にそれぞれ接して配され。 反応ガスの供給を反マトリックス層側から受けて発電作
用を営む電極層としての燃料ガス電極ll12と酸化ガ
ス電極層3とが電池から取り出された状態で示されてい
・る。該両電極層2.3の一方の図では上方の酸化ガス
電極層3の電極面内の一部は、分離部分13として図で
は3bで示された欠所に後述の分離層により残余部分3
aとは電気的に分離して嵌め込まれる。第2図1alに
はこの分離部分13が嵌め込まれた状態の第1図のx−
X矢視断面が示されている。同(a)図にはこの分離部
分13と残余部分3aとを相互接続する開閉手段として
のスイッチ21と両者を相互絶縁する分離層11とが略
示的に示されている。このスイッチ21は電池の運転中
は常時閉じられているが、マトリックス層1内の電解質
の量を推定するために、分離部分13の電圧を測定する
ときには図示のように開かれて、該分離部分13とこれ
に対応する燃料ガス電極層2によって形成される部分電
池10の電圧Vが電圧測定手段30によりて測定される
。なお、この分離電極層部分13と対応する部分として
は、燃料ガス電極層2のかわりにマトリックス層1であ
ってもよく、この場合は部分電池はマトリックス層と該
マトリックス層を挟む二つの電極層の内の一方とで形成
されるいわば片電池として構成されることになる。 以上の部分電池の電池電圧の測定によりマトリックス層
1内の電解質の量を推定できる理由を第3図および第4
図を参照しながら説明する。第3図のグラフの横軸は電
池の運転経過時間tであり、同図talの縦軸は電池電
圧Vを、同図山)の縦軸は両電極間の反応ガスの漏れ量
Qの相対拡大値を未している。また、同図+8)の2本
のカーブの内Voは電池の開路電圧すなわち負荷電流が
ないときの電池の起電力を、viは電池が定格負荷時に
あるときの電池の出力電圧を示している゛(なお、両電
圧とも傾向を明らかにするために拡大して示されている
)。 (a)、(b1両図かられかるように、電池が時刻to
で運転開始された後に時間が経過するとともに電解質の
減少につれて漸次漏れ量Qが増加すると、これに応じて
とくに開路電圧が低下する傾向が明らかに認められる。 この試験においては時刻t1に電解質が電池に補給され
たので、図かられかるように漏れ量Q、電池電圧Vとも
電解質の補給により顕著な回復を示している。またこの
図かられかるように、電池が定格負荷時にある条件での
電池電圧の電解質の減少に基づく降下は比較的小であっ
て、前述の部分電池の電圧測定は該部分電池を無負荷状
態にしたときの開路電圧を測定するのが電解質の量の推
定に有利であるといえる。なお、前述の藺B雷WV6の
4畜は遭妊藺相1唱0におい7員セJしあたり約1ボル
トであり、電解質補給時刻t1の直前で約0.7ボルト
であるから、両値の差0.3ボルトの値を正確に測定す
る上での困難はない。 一方、第4図は燃料電池の分極特性を燃料ガス電極層と
酸、化ガス電極層とを分離して測定した結果を示すもの
で、横軸は電池の負荷状況を電極の単位面積あたりの電
流密度σであり、縦軸は電極層の電位Eを無負荷時の燃
料ガス電極層の電位をゼロとして示してあり、カーブH
aは酸化ガス電極層の電位を、カーブIlfは燃料ガス
電極層の電位を示している。この図かられかるよ矢に酸
化ガス電極層の分極の方が燃料ガス電極層の分極に比べ
て大きく、とくに軽負荷時の分極電圧の増大が酸化ガス
電極層において著しい。このような原因から電解質の量
の減少に基づ(電池電圧あ低下傾向も、負荷時、無負荷
時を通して酸化ガス電極層側の起電力低下が主因であり
、従って本発明方法においては分離部分13を酸化ガス
電極層3側に設けるのが有利である。 なお、第2図伽)は分離部分12.13を燃料、酸化両
ガス電極層2,3に設けて電池電圧測定用のスイッチ2
1.22を設けた場合、第2図(0)はさらにマトリッ
クス層lにも分離部分1aを設けた場合の本発明方法の
構成原理を例示したものである。
【発明の実施例】
以下本発明実施例を図を参照しながら詳しく説明する。 第5図および第6図は本発明方法をいわゆるリブ付き電
極基板構造の燃料電池に実施する際の電池の構成を示す
もので、第5図には電極層部のみが部分斜視図で、第6
図には単電池が縦断面図で示されている。この例におけ
る電極層部は、第5図に示すように複数個の反応ガス供
給用の溝3eを備えた透気性の電極基板3dと、図では
その下面に設けられたガス拡散性で電気化学的活性物質
を含む活性層3cとからなっており、前述の第1図に対
応して電極層の分離部分13が酸化ガス電極層側に設け
られたものである。前述の欠所3bは、従って電極基板
3dと活性層3cの双方について設けられており、これ
に対応して分離部分13も電極基板3dと活性層3cと
からなっており、かつその溝13eも分離部分13が欠
所3bに納められたとき、残余部分3aの溝3eと連続
するように設けられている。また、分離部分13の左方
の山部13fの幅は、残余部分3諷の溝間の山部3fの
幅約半分になっており、第6図のよう記組立てられたと
き部分電池10における溝13eの位置が残余部分の溝
3eの位置とほぼ均等になるように配慮されている。 単電池の組立状態を、示す第6図には、この酸化ガス電
極層部のほかにその下方のマトリックス層1と、および
酸化ガス側と同様に活性層2cと電極板2dとからなり
、ただし分離部分が設けられていない燃料ガス電極層分
離部2とが示されており、該両電極要部2.3を上下か
ら挟む非透気性の平坦なセパレータ板も示されている。 実際の燃料電池は、公知のように図示の単電池の上下方
向に多数積層された積層体として構成されるが、本発明
の実施に必要な部分電池は該積層体中に1個ないしは要
所に分布して少数個作り込むことでよい。 酸化ガス、例えば空気Aは該積層体の図の前後の側面か
ら溝3e、13eに通流され、電極基板3d、、13d
の内部を透気して酸化ガス側の活性層3c、13cに達
する。同様に燃料ガスFは積層体の図の左右の側面から
溝2eに入り、電極基板2d内を透気して燃料ガス側の
活性層2Gに達する。 同図には、マトリックス層lへの電解質補給手段40が
電極基板3dの部分電池10とは反対側の図の左方に示
されており、図示のように基板3dに設けられた凹所と
して形成された電解質溜まり41に電池の側面からこの
電解質溜まり41に開口する電解質補給管42を介して
電解質を注入できるようになっている。この電解質溜ま
り41はその底の連通孔44を介してマトリックス層1
に連通しており、補給時に電解質溜まり41に注入され
た電解質はこの連通孔44を補給点として多孔性のマト
リックス層1の各部分に広がる。従ってこの補給点から
離れた位置のマトリックス層部分が電極層面内で最も早
く電解質の不足を来しやすく、図示のように電解質補給
点から最も離れた位置に部分電池lOを作り込むことに
より電解質の不足を早期に検出するご )一端セフミス
− 分離部分13の電池への組み込み時には、分離層11を
第5図に示した分離部分13の三つの嵌め込み側面を取
り囲むように該側面と残余部分3aとの間に介挿する。 この分離層は電解質に対して耐久性のあるふっ素樹脂の
シートでよく、あるいはばて状の同樹脂を利用してもよ
い。またその上面が導電性のセパレータ板4に接触して
残余部分3aと電気接続されないよう1.上面に絶縁板
14を置いた後にセパレータ板4を積層する。さらに、
この例のように部分電池10を電池の周縁部に設ける場
合には、電極基板13d内の反応ガスの透気の形態が残
余部分3a内におけると均等になるように、第5図に例
示するようにその周縁部を不透気部13hとして構成す
るのがよい。 電気的な測定手段としては、分離部分13の側面からり
一ド31を第6図に示すように立て込み等の手段で引き
出すとともに、残余部3dからのり一ド32はそれと同
電位の上方のセパレータ板4から。 また対向する燃料ガス電極2側からのり一ド33も同様
に下方のセパレータ板4から引き出す。これらのリード
31〜33は図示されていない電池積層体側面に取付け
られるマニホールド蓋を絶縁的にかつ気密に貫通して電
池外に引き出され、該電池外において開閉スイッチ21
がリード31.32間に接続され、リード31.33間
の電池電圧Vが測定される。 なお、第5図に示すように電極基板3d、 13dの電
池の側面となる周縁部にはシール層3g、13gが設け
られて反応ガスの電池側面への漏出が防止され。 同様にマトリックス層1の周縁部にもパツキン1bが設
けられて電解質の電池側面への漏出が防止さゾれる。 第7図は本発明方法をいわゆるリブ付きセパレータ構造
の燃料電池に実施する際の電池の構成を示すもので、単
電池の要部が縦断面図で示されている。また、図示の例
では電極層2.3の分離部分12.13は燃料ガス、a
li!化ガス双方の側に設けられていて、それぞれ残余
部分とは分離層11.11を介して隔てられている。非
透気性のセパレータ4はその両面に互いに直交する多数
の溝4a、 4bを備えており、燃料ガスFと酸化ガス
Aとはそれぞれ−この溝4a、 4bから燃料ガス電極
層2とその分離部分12および酸化ガス電極層3とその
分離部分13に供給される。電極層の分離部分12.1
3はセパレータ4からは絶縁板14によ;て電気的に絶
縁されており、さらに、電池の周縁部側においてはこの
絶縁板14と分離部分12.13との間には板状のリー
ド31゜34が介挿されていて分離部分12.13の電
位が電池の側面へ導出されている。電極層2.3の残余
部分の電位はこれと導電的に接触している導電性のセパ
レータ4から導出できるので、図示のように残余部分1
2.13の上下のセパレータ4.4の電池側面に例えば
立て込まれたリード32.33が設けられる。開閉手段
としてのスイッチ21.22はそれぞれこれらのリード
31.32および33.34間を電池の運転時には相互
接続するが、電解質保持量の監視−のための側歪時には
図示のように開かれて、リード31.34間の電圧が部
分電池10の電池電圧Vとして測定される。なお、この
場合の電極層2.3はマトリックス層1とともに周縁部
を共通のシール層で囲まれた電池の積層単位体として構
成されることが多いので、前述の分離層11もこの単位
体の中に作り込んでおくのがよい。分離層11は耐燐酸
性をもつふっ素樹脂系のシートでよく、同樹脂系の接着
剤を用いて前述のシール層1bの成形時に電極層とマト
リックス層に接着して単位体の中に作り込むことができ
る。 第8図は燃料電池の電極層面内にハツチング部で示され
た分離部分を設ける位置に関する若干の態様を例示する
もので、電解質補給点44と反応ガス供給のための溝3
eの配置も示されている。同図(81の側では細溝状の
電解質補給点が配された電極面の左側とは反対側に部分
電池10が配され、その中の溝13eは残余部の溝3e
とは独立して設けられている。同図(blの側では電解
質補給点44.44が電極面内の対角線の隅部に2個所
設けられているので、部分電池10は面内の中央部を横
切るように配されている。同図tc+の例では電解質補
給点44が電極面内の一つの隅部に設けられており、部
分電池10はこれから最も離れた対角線の他の隅部に配
設され、その溝13eは残余部の溝3eと連続して設け
られる。 本発明方法の実施に際しての電気的な測定回路例が第9
図に示されており、これは第2図−1,(C1の一分電
池10の配設例に対応す、るものである、この図では互
いに一列接続された単電池が100,101゜102で
示されてセリ、この内の単電池100に部分電池10が
設けられている。開閉手段としてのスイッチ21.22
は前述のよ2に5池の運転中は常時閉とされるので部分
電池10も単電池100の一部、とじて発電作用を営ん
でおり、これによって部分電池10のマトリックス層内
の電解質の保持状態が単電池100,101.102内
におけると同じ状態に置かれる。 測定開始に当たっては、燃料電池の運転を停止する必要
は全くなく、単にスイッチ21.22を開いて前述のリ
ード31.34間の部分電池10の電池電圧Vを電圧計
35社よって測定することでよい、この電池電圧として
は、前述のように開路電圧Vo+すなわち部分電池10
に単に電圧計35を接続した状態での電圧V、を測定す
るのがマトリックス層内の電解質の保持状態を鋭敏に知
る上で有利である。しかし、電解質の保持状態が良好な
場合の電池の開路起電力は1ボルトまたこれを若干上回
ることがあり、この高い起電力状態をあまり長い間保持
しておくと、電極層とくに酸化ガス電極層側で酸化が進
み、電極層内の活性物質の劣化ないしは腐食が生じる恐
れもあるので、図では鎖線で接続関係を示された電池負
荷としての高抵抗36と要すれば電流計37を接続して
電池の発生電圧を危yt限度内例えば0.9ボルト以下
に押さえておくことができる。また、電池のマニホール
ド外に導出されるリードの断線事故に備えて、高抵抗3
6をあらかじめマニホールド内で部分電池に並列接続し
ておくのも一法である。部分電池に軽負荷を掛けた状態
での測定は、とくに酸化ガス電極層側の電圧を重視する
場合には、前に第4図で説明した酸化ガス電極層側の分
極状態を知る意味合いもあり、目的によっては開路電圧
の測定よりも有利となることがある。 公知のように電池電圧は温度の関数であり、従って本発
明方法の実施に当たって得られる測定値も電池の運転温
度の影響を受ける可能性はある。 しかし、実用的な燃料電池はふつう定負荷状態で運転さ
れ、かつその冷却手段等も精密に温度制御されているの
で、電池の運転温度は変動がほとんどない。これに加え
て、本発明方法では前述のように電気的測定のために電
池の運転を中断する必要はないので、測定中の電池温度
も周囲の単電池が全て運転状態にあるので、測定期間中
の部分電池の温度の変動を考慮する必要はない。このよ
うな理由で、本発明方法の場合は測定値の温度補正をす
る必要は実際上ないが、運転条件により電池温度が変動
しやすい場合には、部分電池の温度は公知の手段で測定
して温度補正をすることができる。電池電圧の温度依存
性は理論的にも実験的にも確立されており、温度補正に
不確実な要素が混入するよらな危険は極めて少ない。 以上のようにして得られた電池電圧の測定値。 あるいは場合によりその温度補正された補正後の測定値
は、実験的に定められた電池電圧の下限値と比較され、
これを下回ったときに電解質の補給の必要ありと判定さ
れる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明方法は従来あまり適切な手
段がなかった電解質補給が必要な時期を知るため、マト
リックス形燃料電池内の電解質の保持量を監視する上で
有効かつ実用的な方法を新しく提供するものである。本
発明のこの目的上とくに有利な点は、監視時の測定のた
めに電池の運転を停止ないし中断する必要が全くなく、
むしろ中断をしない方が測定を正確に行えることであっ
て、これによって燃料電池の運転経済上多大の利益が得
られるとともに、監視測定をきめ細かく行なって電解質
の保持量を経時的に正確に把握することができ、電池の
運転信頼性を向上することができる。また、本発明方法
における測定対象となる部分電池は、前述のように電極
層面内の電解質補給点との関係において最も有利な位置
に任意選択することができ、かつその面積も任意に選ぶ
こ□とができるから、マトリックス層内の電解質の不足
を電極層面内の全面に亘って監視をするよりも早期に知
ることができる。 本発明方法の他の特徴は、上述の説明から容易にわかる
ように部分電池内の電極層の面積によっては測定値が本
質的に変化しない点であって、これによって、上述の部
分電池の位置や面積を適切に選んで最も有用な情報を早
く知ることができる利便が得られる。なお、本発明方法
の原理は、当初に説明したように電解質の量が漸次減少
した際、反応ガスとくに燃料ガスとしての水素がマトリ
ックス層内を微量だが酸化ガス電極側に洩れてその起電
力を低めることを利用したものであるが、かかる微量の
漏れ水素分子は酸化ガス側のガス通路に出る前に必ず酸
化ガス電極層を通ってその発生起電力に影響を与えるの
で、検出もれを生じるようなことがないのはもちろん、
酸化ガス側への燃料ガスの混入を微量分析して漏れを検
出するよりも実際上の漏れに至らない前兆をより鋭敏に
捉えることができ、従ってその検出時期が早い利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
図面はすべて本発明方法の内容を説明するためのもので
あり、第1図は本発明の構成原理を示すための部分電池
を設けられた単電池内の要部の斜視図、第2図は部分電
池の若干の基本構成例を示す単電池の要部の縦断面図、
第3図は本発明方法。 の原理を説明するための電池電圧と反応ガス漏れ量との
経時変化を示す運転試験結果のグラフ図、第4図は同じ
く原理説明のための燃料ガス電極層と酸化ガス電極層と
の分極特性を例示するグラフ図、第5図および第6図は
本発明方法をリプ付き電極基板構造の燃料電池に適用し
た実施例における部分電池の構成を示すもので、内第5
図は電極層の要部の斜視図、第6図は単電池の縦断面図
である。第7図は本発明方法をリブ付きセパレータ構造
の燃料電池に適用した実施例における8部分電池の構成
を示す単電池の要部の縦断面図、第8図。 は部分電池の電極層面内の若干の配置例を示す配置図、
第9図は本発明方法の実施のための電気的測定回路を示
す回路図である6図において、1:マトリックス層、 
2:燃料ガス電極層、3二酸化ガス電極層、3a:残余
部分、4:セパレータ、10:部分電池、11:分離部
分を残余部分から分離する分離層、12.13+分離部
分、2o:開閉手段、21.22:開閉手段としてのス
イッチ、3o:電池電圧測定手段、31:電圧測定子1
段としての電圧針、40:電解質補給手段、44:電解
質の補給点、A:酸化ガスとしての空気、F:燃料ガス
、である。 第3図 一 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)電解質を保持するマトリックス層の両面に接して反
    応ガ、スの供給を受けて発電作用を営む電極層をそれぞ
    れ配してなる燃料電池の前記マトリックス層内に保持さ
    れた電解質の量を監視する方法であって、マトリックス
    層を挟む前記両電極層の少なくとも一方の電極面内の一
    部分を該電極面内の残余部分から電気的に分離して構成
    し、・該分離部分と残余部分とを相互に接続、切り離し
    可能な開閉手段により該画部分を相互接続した状態で電
    池を常時運転し、画部分を相互に切り離した状態で分離
    部分を含む部分電池の電池電圧を測定して該測定電圧値
    からマトリックス層内の電解質量を推定しうるようにし
    たことを特徴とする燃料電池の電解質保持量監視方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、部分電
    池の電池電圧として開路電圧が測定されることを格指と
    すふ燃料電池の雷11譬俣浩醤【褐古法。 3)特許請求の範囲第1項記載の方法において、電極面
    内の分離部分が該菌内におけるマトリックス層への電解
    質の補給点の反対側の部分に設けられることを特徴とす
    る燃料電池の電解質保持量監視方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04192263A (ja) * 1990-11-27 1992-07-10 Hitachi Ltd リン酸型燃料電池の運転方法
WO2002001659A1 (fr) * 2000-06-27 2002-01-03 Nok Corporation Joint statique pour pile a combustible

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04192263A (ja) * 1990-11-27 1992-07-10 Hitachi Ltd リン酸型燃料電池の運転方法
WO2002001659A1 (fr) * 2000-06-27 2002-01-03 Nok Corporation Joint statique pour pile a combustible
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