JPS6035470A - 燃料電池のガス供給方法 - Google Patents
燃料電池のガス供給方法Info
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- JPS6035470A JPS6035470A JP58143420A JP14342083A JPS6035470A JP S6035470 A JPS6035470 A JP S6035470A JP 58143420 A JP58143420 A JP 58143420A JP 14342083 A JP14342083 A JP 14342083A JP S6035470 A JPS6035470 A JP S6035470A
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- JP
- Japan
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- electrolyte
- fuel cell
- air
- carbon dioxide
- gas
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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
- H01M8/04089—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
-
- 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
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
- 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
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
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〕
この発明は、酸化ガスとして空気を供給するアルカリ水
溶液電解質燃料電池のガス供給方法に関する。
溶液電解質燃料電池のガス供給方法に関する。
酸化剤として空気を用いるアルカリ水溶液電解質燃料電
池において、供給空気を加湿することの必要性が言われ
ている。これは、空気中の炭酸ガスにより電解液が水酸
化カリウム水溶液である場合は炭酸カリウムに変化し、
これが電極のガス側面に析出し、ガスの拡散を阻害する
現象が生じるが、湿った空気を供給することにより炭酸
カリウムの析出が防止されるからである。しかし、供給
空気を湿潤する方法について、これまで実際に適用され
た有効な例はなく、実験室的には空気を水中にバブリン
グされる方法がとられている。しかし、この方法は、バ
ブリングさせるために水圧に打勝つ必要から供給空気圧
を高くとらねばならず、従って必要量の空気を得るため
には消費電力の大きな空気ポンプを必要とするという欠
点がある。
池において、供給空気を加湿することの必要性が言われ
ている。これは、空気中の炭酸ガスにより電解液が水酸
化カリウム水溶液である場合は炭酸カリウムに変化し、
これが電極のガス側面に析出し、ガスの拡散を阻害する
現象が生じるが、湿った空気を供給することにより炭酸
カリウムの析出が防止されるからである。しかし、供給
空気を湿潤する方法について、これまで実際に適用され
た有効な例はなく、実験室的には空気を水中にバブリン
グされる方法がとられている。しかし、この方法は、バ
ブリングさせるために水圧に打勝つ必要から供給空気圧
を高くとらねばならず、従って必要量の空気を得るため
には消費電力の大きな空気ポンプを必要とするという欠
点がある。
上述のような現象を根本的に防止するためには、炭酸ガ
スを除去した空気を供給すればよいが、炭酸ガスを１０
０％除去するためには高性能な炭酸ガス除去器を必要と
し、これを実際に適用した場合には設備費および運転費
が美大なものとなり、実用的ではない。また実用的な炭
酸ガス除去器をもってしても炭酸ガスの除去は９０％程
度が限度であって、少くとも残り１０％程度は直接燃料
電池の発電セルに送られることになり、上述の現象の原
因となる。
スを除去した空気を供給すればよいが、炭酸ガスを１０
０％除去するためには高性能な炭酸ガス除去器を必要と
し、これを実際に適用した場合には設備費および運転費
が美大なものとなり、実用的ではない。また実用的な炭
酸ガス除去器をもってしても炭酸ガスの除去は９０％程
度が限度であって、少くとも残り１０％程度は直接燃料
電池の発電セルに送られることになり、上述の現象の原
因となる。
この発明は上述の欠点に鑑み、燃料電池へ酸化ガスとし
、ての空気を供給する際、空気に実用的な方法で湿潤を
与えて燃料電池に供給し、寿命の長い燃料電池を得るガ
ス供給方法を提供することを目的とする。
、ての空気を供給する際、空気に実用的な方法で湿潤を
与えて燃料電池に供給し、寿命の長い燃料電池を得るガ
ス供給方法を提供することを目的とする。
酸化ガスとして空気を供給するアルカリ水溶液電解質燃
料電池において、炭酸ガス除去器を通して得られた空気
を、前記、燃料電池の電解液タンクの電解液面上を通過
させて、その表面より発生する水蒸気により湿潤を与え
て燃料電池に供給するようにしたものである。
料電池において、炭酸ガス除去器を通して得られた空気
を、前記、燃料電池の電解液タンクの電解液面上を通過
させて、その表面より発生する水蒸気により湿潤を与え
て燃料電池に供給するようにしたものである。
以下図面に基づいて発明の詳細な説明する。
第１図は本発明を実施した燃料電池の系統回路図であり
、第１図において符号１は酸化ガスとして空気が、燃料
ガスとして水素が供給されるアルカリ水溶液電解質燃料
電池である。酸化ガスとしての空気は矢印Ａの方向より
ブロア２により炭酸ガス吸収剤のソーダライム３を充填
した炭酸ガス除去器４に送られ、電解液タンク５の電解
液６１例えば５％化成カリ水溶液面上の蒸気区画７を通
過して電解液中の水分を蒸発させ、自らは湿った空気と
なって燃料電池に入り、燃料電池内を流れて、矢印Ｂの
方向に排気される。一方燃料ガスとしての水素は矢印Ｃ
の方向より燃料電池に入り、燃料電池内を流れ、矢印り
の方向に排気され、これら反応ガスが燃料電池内で単位
電池と電気化学反応をして電気を発生する。ここで電解
液６は電解液タンク５より電解液ポンプ８で燃料電池１
に送られ、燃料電池の電気化学反応による発熱により加
温されて電解液タンク５に戻る。通常燃料電池の運転導
度は５０〜８０゛Ｃに保たれており、従って電解液もほ
ぼこの温度に加温されるため、電解液の蒸発が容易に行
なわれ、空気は十分に加湿される。
、第１図において符号１は酸化ガスとして空気が、燃料
ガスとして水素が供給されるアルカリ水溶液電解質燃料
電池である。酸化ガスとしての空気は矢印Ａの方向より
ブロア２により炭酸ガス吸収剤のソーダライム３を充填
した炭酸ガス除去器４に送られ、電解液タンク５の電解
液６１例えば５％化成カリ水溶液面上の蒸気区画７を通
過して電解液中の水分を蒸発させ、自らは湿った空気と
なって燃料電池に入り、燃料電池内を流れて、矢印Ｂの
方向に排気される。一方燃料ガスとしての水素は矢印Ｃ
の方向より燃料電池に入り、燃料電池内を流れ、矢印り
の方向に排気され、これら反応ガスが燃料電池内で単位
電池と電気化学反応をして電気を発生する。ここで電解
液６は電解液タンク５より電解液ポンプ８で燃料電池１
に送られ、燃料電池の電気化学反応による発熱により加
温されて電解液タンク５に戻る。通常燃料電池の運転導
度は５０〜８０゛Ｃに保たれており、従って電解液もほ
ぼこの温度に加温されるため、電解液の蒸発が容易に行
なわれ、空気は十分に加湿される。
前述のように炭酸ガス除去器を通過した空気は電解液面
上の蒸気区画７を通過する際、この水蒸気により湿潤さ
れることになるが、第２図および第３図は空気が電解液
タンク５の電解液面上の蒸気区画７を通過する際、空気
をさらによく湿潤させる方法を示した部分断面斜視図で
ある。なお、図において第１図と同じ部分には同一符号
が付けられる。
上の蒸気区画７を通過する際、この水蒸気により湿潤さ
れることになるが、第２図および第３図は空気が電解液
タンク５の電解液面上の蒸気区画７を通過する際、空気
をさらによく湿潤させる方法を示した部分断面斜視図で
ある。なお、図において第１図と同じ部分には同一符号
が付けられる。
第２図において、電解液タンク５の内部に電解液に浸し
て垂直の複数列の仕切板９を間隔をあけて、仕切板９の
上辺は電解液タンク５の上板に接し、下部は電解液タン
ク５の底板より浮かせ、かつ仕切板９の側部の一方は電
解液タンク５の側板に接し、他方の側部は電解液タンク
５の他方の側板より離れ、つぎの列の仕切板は電解液タ
ンク５の上板と底板との関係位置については前の列と同
じであるが、側部については前の列の反対側の側部が電
解液タンク５の側板より離れる。このようにして複数列
の在切板を設けることにより、矢印Ｅの方向より送られ
た空気は電解液タンク５の電解液表面の蒸気区画７を矢
印のように仕切板９に沿ってジグザグに流れ、矢印Ｆの
方向に流れて、燃料電池に供給される。そして、空気は
、このようにジグヂグに流れることにより、電解液との
接触時間は長くなり、十分に加湿される。なお、電解液
は矢印Ｇの方向より電解液タンク５内に入り、矢印Ｈ方
向に流れ、燃料電池の電解液を経由して循還される。
て垂直の複数列の仕切板９を間隔をあけて、仕切板９の
上辺は電解液タンク５の上板に接し、下部は電解液タン
ク５の底板より浮かせ、かつ仕切板９の側部の一方は電
解液タンク５の側板に接し、他方の側部は電解液タンク
５の他方の側板より離れ、つぎの列の仕切板は電解液タ
ンク５の上板と底板との関係位置については前の列と同
じであるが、側部については前の列の反対側の側部が電
解液タンク５の側板より離れる。このようにして複数列
の在切板を設けることにより、矢印Ｅの方向より送られ
た空気は電解液タンク５の電解液表面の蒸気区画７を矢
印のように仕切板９に沿ってジグザグに流れ、矢印Ｆの
方向に流れて、燃料電池に供給される。そして、空気は
、このようにジグヂグに流れることにより、電解液との
接触時間は長くなり、十分に加湿される。なお、電解液
は矢印Ｇの方向より電解液タンク５内に入り、矢印Ｈ方
向に流れ、燃料電池の電解液を経由して循還される。
第３図においては電解液タンク５の内部に電解液に浸し
て渦巻状の仕切板１０を設け、仕切板１ｏの上部は電解
液タンク５の上板に接し、下部は電解液タンク５の底板
より浮かして設けることにより、矢印Ｅの方向より入っ
た空気は電解液タンク５の電解液表面の蒸気区画７を仕
切板１ｏに沿って矢印のように渦巻状に流れ、矢印Ｆの
方向に流れて、燃料電池に供給される。そして空気はこ
のように渦巻状に流れることにより、電解液との接触時
間は長くなり十分加湿される。電解液は矢印Ｇの方向よ
り電解液タンク５内に入り、矢印Ｈの方向に流れ、燃料
電池の電解液を経由して循還される。
て渦巻状の仕切板１０を設け、仕切板１ｏの上部は電解
液タンク５の上板に接し、下部は電解液タンク５の底板
より浮かして設けることにより、矢印Ｅの方向より入っ
た空気は電解液タンク５の電解液表面の蒸気区画７を仕
切板１ｏに沿って矢印のように渦巻状に流れ、矢印Ｆの
方向に流れて、燃料電池に供給される。そして空気はこ
のように渦巻状に流れることにより、電解液との接触時
間は長くなり十分加湿される。電解液は矢印Ｇの方向よ
り電解液タンク５内に入り、矢印Ｈの方向に流れ、燃料
電池の電解液を経由して循還される。
なお、燃料電池の電気化学反応により生成される水の一
部は′ハ解液中に拡散し侵入するので、電解液が蒸発す
ることによる電解液濃度の上昇は起きない。また、炭酸
ガスをまったく除去しない空気を直接電解液タンクの上
を通すことは電解液に多量の炭酸ガスが吸収される結果
、電解液が急激に汚染され、燃料電池の性能が低下する
ので好ましくなく、汚染した電解液を交換する方法もあ
るが、交換する頻度も多くなり実用的でない。
部は′ハ解液中に拡散し侵入するので、電解液が蒸発す
ることによる電解液濃度の上昇は起きない。また、炭酸
ガスをまったく除去しない空気を直接電解液タンクの上
を通すことは電解液に多量の炭酸ガスが吸収される結果
、電解液が急激に汚染され、燃料電池の性能が低下する
ので好ましくなく、汚染した電解液を交換する方法もあ
るが、交換する頻度も多くなり実用的でない。
ここで、本発明の方法を実施して処理した空気で運転し
た場合と、そのような処理をしない空気で運転した場合
の燃料電池の連続放電した時の電圧と放電時間との関係
を第４図に示す。第４図において曲線Ｐは本発明に従っ
て処理された空気で一運転された燃料電池の連続放電デ
ータであり、曲線Ｑは鵠に炭酸ガスを除いただけの空気
を用いて吸収塔を室温で運転した場合の燃料電池の連続
放電データであり、曲線Ｒは炭酸ガス除去器を通さずに
直接電解液タンクで加湿した空気で運転された燃料電池
の連続放電データである。図で分るように、曲線Ｑの場
合は加湿が不足しているため、また曲線Ｒの場合は電解
液が汚染されるために電圧は放電時間がより短い期間で
低下し、劣化が大きいことがわかる。
た場合と、そのような処理をしない空気で運転した場合
の燃料電池の連続放電した時の電圧と放電時間との関係
を第４図に示す。第４図において曲線Ｐは本発明に従っ
て処理された空気で一運転された燃料電池の連続放電デ
ータであり、曲線Ｑは鵠に炭酸ガスを除いただけの空気
を用いて吸収塔を室温で運転した場合の燃料電池の連続
放電データであり、曲線Ｒは炭酸ガス除去器を通さずに
直接電解液タンクで加湿した空気で運転された燃料電池
の連続放電データである。図で分るように、曲線Ｑの場
合は加湿が不足しているため、また曲線Ｒの場合は電解
液が汚染されるために電圧は放電時間がより短い期間で
低下し、劣化が大きいことがわかる。
上述したように、この発明によれば燃料電池に供給する
空気は炭酸ガス除去器を通した後、燃料電池の電解液層
を通して循還するアルカリ電解液の電解液タンクの電解
液面上の蒸気区画を通過させて燃料電池に供給するため
炭酸ガスによる炭酸カリウムの↑で極面への析出を防ぎ
、ガス波数を良好に保ち、寿命の長い燃料電池が得られ
るという効果がある。
空気は炭酸ガス除去器を通した後、燃料電池の電解液層
を通して循還するアルカリ電解液の電解液タンクの電解
液面上の蒸気区画を通過させて燃料電池に供給するため
炭酸ガスによる炭酸カリウムの↑で極面への析出を防ぎ
、ガス波数を良好に保ち、寿命の長い燃料電池が得られ
るという効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す系統回路図、第２図およ
び第３図は空気が電解液タンクの電解液面上の蒸気区画
を迂回して流れるようにした実施例を示す部分断面斜視
図、第４図は本発明を実施した場合と実施しない場合に
おける燃料電池の連続放電特性を示す特性図である。 】；燃料電池、５；電解液タンク、６；電解液、第１図 １ 第２図 第３図 第４図 放電時間（ｈ）
び第３図は空気が電解液タンクの電解液面上の蒸気区画
を迂回して流れるようにした実施例を示す部分断面斜視
図、第４図は本発明を実施した場合と実施しない場合に
おける燃料電池の連続放電特性を示す特性図である。 】；燃料電池、５；電解液タンク、６；電解液、第１図 １ 第２図 第３図 第４図 放電時間（ｈ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）酸化ガスとして空気を供給するアルカリ水溶液電解
質燃料電池において、炭酸ガス除去器を通して得られた
空気を電解液タンクの電解液面上を通過さぜることによ
り加湿させて供給することを特徴とする燃料電池のガス
供給方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のガス供給方法において
、供給空気を電解液タンクの電解液面上をジグザグに通
過させることを特徴上する燃料電池のガス供給方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載のガス供給方法において
、供給空気を電解液タンクの電解液面上を渦巻状に通過
させることを特徴とする燃料電池のガス供給方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143420A JPS6035470A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 燃料電池のガス供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143420A JPS6035470A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 燃料電池のガス供給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035470A true JPS6035470A (ja) | 1985-02-23 |
| JPH0158628B2 JPH0158628B2 (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=15338330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58143420A Granted JPS6035470A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 燃料電池のガス供給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035470A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0677883A1 (en) * | 1994-03-18 | 1995-10-18 | Electric Fuel (E.F.L.) Limited | Scrubber system for removing carbon dioxide from a metal-air or fuel cell battery |
| US6846584B2 (en) | 2001-07-12 | 2005-01-25 | Co2 Solution Inc. | Process for generating electricity with a hydrogen fuel cell |
| EP2847817A1 (en) * | 2012-05-11 | 2015-03-18 | AFC Energy PLC | Fuel cell system |
-
1983
- 1983-08-05 JP JP58143420A patent/JPS6035470A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0677883A1 (en) * | 1994-03-18 | 1995-10-18 | Electric Fuel (E.F.L.) Limited | Scrubber system for removing carbon dioxide from a metal-air or fuel cell battery |
| US5595949A (en) * | 1994-03-18 | 1997-01-21 | Electric Fuel (E.F.L.) Ltd., | Scrubber system for removing carbon dioxide from a metal-air or fuel cell battery |
| US6846584B2 (en) | 2001-07-12 | 2005-01-25 | Co2 Solution Inc. | Process for generating electricity with a hydrogen fuel cell |
| EP2847817A1 (en) * | 2012-05-11 | 2015-03-18 | AFC Energy PLC | Fuel cell system |
| JP2015516108A (ja) * | 2012-05-11 | 2015-06-04 | エイエフシー エナジー ピーエルシー | 燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0158628B2 (ja) | 1989-12-12 |
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