JPS6041769A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS6041769A JPS6041769A JP59149501A JP14950184A JPS6041769A JP S6041769 A JPS6041769 A JP S6041769A JP 59149501 A JP59149501 A JP 59149501A JP 14950184 A JP14950184 A JP 14950184A JP S6041769 A JPS6041769 A JP S6041769A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- bimetals
- temperature
- heat
- fuel cell
- 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.)
- Granted
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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
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F2013/005—Thermal joints
- F28F2013/008—Variable conductance materials; Thermal switches
-
- 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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- Fuel Cell (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】
本発明は燃料電池に係り、特にメタノールなどの低沸点
液体を燃料とする電池に好適である。
液体を燃料とする電池に好適である。
燃料電池の発電性能は電極温度によって変わる。
即ち、温度が低くなると、電池出力が低下する。
燃料電池の運転状態では電極部の損失のために熱を発生
する。その大きさはエネルギ変換効率が３０〜７０％で
るから、最大で電砥出力の２倍位いとなる。このために
電池温度が上昇するが、電池温度が過度によると、電解
液が蒸発したり、液体燃料が気化して燃料供給に支障を
来たし、さらに電池寿命を縮めるので、必要以上に温度
が上らないように冷却手段を備えねばならない。
する。その大きさはエネルギ変換効率が３０〜７０％で
るから、最大で電砥出力の２倍位いとなる。このために
電池温度が上昇するが、電池温度が過度によると、電解
液が蒸発したり、液体燃料が気化して燃料供給に支障を
来たし、さらに電池寿命を縮めるので、必要以上に温度
が上らないように冷却手段を備えねばならない。
従来の燃料電池の基本構成を第１図に示す。電極すなわ
ち燃料極２、空気極３の中間に電解液室４があり、また
、燃料極２に隣接して燃料室５が、空気極３に隣接して
空気室６がある。符号７は容器、８は端子である。この
ようにして単位電池本体１が構成される。電池の冷却に
は従来、（１）空気室６内に空気を矢印のように流して
、空気極からの発生熱を除去する方法が用いられている
。さらに別な方法として、（２）燃料を第２図の閉ルー
プの系でポンプ１０により循環させ、その系に放熱板１
１を設けることにより、燃料極で発生した熱を燃料を媒
体にして熱交換する方法がある。符号９は燃料循環路を
示している。この場合、燃崖１は、使用温度で液体のも
のが好ましく、メタノール、ヒドラジンなどが用いられ
る。
ち燃料極２、空気極３の中間に電解液室４があり、また
、燃料極２に隣接して燃料室５が、空気極３に隣接して
空気室６がある。符号７は容器、８は端子である。この
ようにして単位電池本体１が構成される。電池の冷却に
は従来、（１）空気室６内に空気を矢印のように流して
、空気極からの発生熱を除去する方法が用いられている
。さらに別な方法として、（２）燃料を第２図の閉ルー
プの系でポンプ１０により循環させ、その系に放熱板１
１を設けることにより、燃料極で発生した熱を燃料を媒
体にして熱交換する方法がある。符号９は燃料循環路を
示している。この場合、燃崖１は、使用温度で液体のも
のが好ましく、メタノール、ヒドラジンなどが用いられ
る。
これらの方法は比較的大出力のものに適するが数Ｗ級の
小形電池には強制冷却用のファン、ポンプなどの回転体
を用いると、重旦、寸法が大きくなるだけでなく、コス
トが高くなるので実用的ではない。従って、空気の自然
対流を利用した冷却を用いることになる。
小形電池には強制冷却用のファン、ポンプなどの回転体
を用いると、重旦、寸法が大きくなるだけでなく、コス
トが高くなるので実用的ではない。従って、空気の自然
対流を利用した冷却を用いることになる。
一方、前述のように、燃料電池は低温での発電性能が悪
いために、始動時は何んらかな手段によって電池を、必
要な温度まで加熱しておく必要がある。
いために、始動時は何んらかな手段によって電池を、必
要な温度まで加熱しておく必要がある。
ポータプル用では加熱のためのエネルギーが簡単に得ら
れないので、なるべく小さなエネルギーで、短かい時間
で必要な温度まで加熱出来ねばならない。この目的を達
成するには電池本体を良く熱絶縁して、周囲への熱放散
を小さくするのが良い。従来は電池温度を一定に保つた
め冷却ファンの回転数を変化させたり、燃料の流量を調
節しているが、回転部分がない場合にはこの方式は使え
ない。
れないので、なるべく小さなエネルギーで、短かい時間
で必要な温度まで加熱出来ねばならない。この目的を達
成するには電池本体を良く熱絶縁して、周囲への熱放散
を小さくするのが良い。従来は電池温度を一定に保つた
め冷却ファンの回転数を変化させたり、燃料の流量を調
節しているが、回転部分がない場合にはこの方式は使え
ない。
本発明の目的は、ポンプやファンを用いずに、電池の冷
却性能を自動的に変えることのできる燃料電池を提供す
るにある。
却性能を自動的に変えることのできる燃料電池を提供す
るにある。
本発明は、発熱体である燃料電池の本体表面に集熱用金
属体を設け、この金属体と対向して放熱板を設け、両者
の間のバイメタルを設け、バイメタルの熱変形を利用し
て金属体と放熱板との熱的な接続と非接続を行うことに
より電池の冷却を行うことにある。
属体を設け、この金属体と対向して放熱板を設け、両者
の間のバイメタルを設け、バイメタルの熱変形を利用し
て金属体と放熱板との熱的な接続と非接続を行うことに
より電池の冷却を行うことにある。
第３図は本発明の一実施例である。第３図において符号
１は第１図に示すのと同じく電池本体である。５ａは燃
料注入０．６ａ、６ｂはそれぞれ空気吸入口及び排出し
」であって、空気の採入れは自然対流を利用している。
１は第１図に示すのと同じく電池本体である。５ａは燃
料注入０．６ａ、６ｂはそれぞれ空気吸入口及び排出し
」であって、空気の採入れは自然対流を利用している。
このような電池本体は通常プラスチックスで出来ている
のでその表面に金属体１３を貼付ける。これは電池内部
の熱を集める目的であるから銅、アルミ板が良いが、プ
ラスチックスに比べれば金属は熱伝専度が高いのでその
種類は問わない。更に、図示したように電池のすべての
面に金属体１３を貼付する必要ばない。
のでその表面に金属体１３を貼付ける。これは電池内部
の熱を集める目的であるから銅、アルミ板が良いが、プ
ラスチックスに比べれば金属は熱伝専度が高いのでその
種類は問わない。更に、図示したように電池のすべての
面に金属体１３を貼付する必要ばない。
金属体１３を含む電池本体表面を熱絶縁材１４で覆う。
この材料としては紙、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンなどのフィルムの織布、不織布、或は薄い発
泡ウレタンなどがりＩ適であり、片面に粘着剤の付いた
市販の材料が利用出来る。
リエチレンなどのフィルムの織布、不織布、或は薄い発
泡ウレタンなどがりＩ適であり、片面に粘着剤の付いた
市販の材料が利用出来る。
本例では厚さが０．５ｎ＋ｍのポリエチレン板をゴム系
接着剤で貼付けた。
接着剤で貼付けた。
金属体１３の２面にＵ字形バイメタル１５の一端をろう
接により固定し、他端は熱絶縁体１４と放熱板１１によ
って作られる空間１２に自由端にして置く。空間１２は
外気との流通が起らないように、上記の熱絶縁材を用い
て密閉しである。温度が所定の値をこえればバイメタル
の自由端が放熱板に接触するようにバイメタルの材料、
形状を決める。この部分を拡大したのが第４図である。
接により固定し、他端は熱絶縁体１４と放熱板１１によ
って作られる空間１２に自由端にして置く。空間１２は
外気との流通が起らないように、上記の熱絶縁材を用い
て密閉しである。温度が所定の値をこえればバイメタル
の自由端が放熱板に接触するようにバイメタルの材料、
形状を決める。この部分を拡大したのが第４図である。
バイメタル１５の自由端の放熱板への接触面には熱伝導
の大きい銅などの金属板１６が固着されて居る。
の大きい銅などの金属板１６が固着されて居る。
実施例ではメタノールを燃料とする燃料電池が用いられ
、設定温度を６０℃とし、バイメタルによる接触部は２
個所数けたが、必要に応じてその数を加減すれば良い。
、設定温度を６０℃とし、バイメタルによる接触部は２
個所数けたが、必要に応じてその数を加減すれば良い。
このような構成によって、電池本体が６０℃に達したと
き、放熱性能を約５倍に出来た。複数個のバイメタルを
設ける場合、バイメタルの材質を変えることにより、あ
るいはバイメタルの〔目１１端と放熱板の距離を変える
ことによって、放熱板とバイメタルとの接触温度を変え
ることが出来るので、より細かい温度制御で可能である
。
き、放熱性能を約５倍に出来た。複数個のバイメタルを
設ける場合、バイメタルの材質を変えることにより、あ
るいはバイメタルの〔目１１端と放熱板の距離を変える
ことによって、放熱板とバイメタルとの接触温度を変え
ることが出来るので、より細かい温度制御で可能である
。
本発明の効果は、電池が低温で始動するときには放熱性
を悪くして１、電池の温度上昇を促進し、所定の温度に
達したときには冷却性能を上げて、温度上昇を一定に制
御し得ることに有る。複数個のバイメタル接点の接触温
度をそれぞれ変えておけば、更に細かく温度制御を行な
うことが出来る。
を悪くして１、電池の温度上昇を促進し、所定の温度に
達したときには冷却性能を上げて、温度上昇を一定に制
御し得ることに有る。複数個のバイメタル接点の接触温
度をそれぞれ変えておけば、更に細かく温度制御を行な
うことが出来る。
このような手段によって、低温時の冷却性能を下げてお
けば外部加熱によって電池を始動する場合あるいは低温
時の僅かな電池出力をジュール熱に変換して、比較的短
時間で定常出力の得られる設定温度に到達せしめること
が可能である。
けば外部加熱によって電池を始動する場合あるいは低温
時の僅かな電池出力をジュール熱に変換して、比較的短
時間で定常出力の得られる設定温度に到達せしめること
が可能である。
第５図は本発明の他の実施例である。第４図と同じく、
バイメタル接点部を拡大したものである。
バイメタル接点部を拡大したものである。
バイメタル］５の熱変形によって金属板１６を図示しな
い放熱板（第３，４図の放熱板１１に相当する）に押し
つけるようにしており、金属板１６は変形可能な高熱伝
導板１７によって金属体１３と熱的に接続されている。
い放熱板（第３，４図の放熱板１１に相当する）に押し
つけるようにしており、金属板１６は変形可能な高熱伝
導板１７によって金属体１３と熱的に接続されている。
この実施例では細い銅線を編んだ帯状物を用いた。この
方式の特長は熱流が高熱伝導板１７と金属板１６を経由
して図示しない放熱板に流れるのでバイメタルの寸法を
小さくしても伝熱性能に影響しないことである９、この
ような熱的接点を複数個用いることにより、第３．４図
に示す実施例と同じ効果を達成することが可能である。
方式の特長は熱流が高熱伝導板１７と金属板１６を経由
して図示しない放熱板に流れるのでバイメタルの寸法を
小さくしても伝熱性能に影響しないことである９、この
ような熱的接点を複数個用いることにより、第３．４図
に示す実施例と同じ効果を達成することが可能である。
第１図は燃料電池の基本構造を示すもので、単位セルの
断面図、第２図は従来の燃料電池の冷却方式を示す概略
図、第３図は本発明の実施例の断面図、第４図は第３図
のバイメタル部分の拡大図、第５図は本発明の他の実施
例で熱的スイッチ部分を示す概略図である。 １・・電池本体、２・・・燃料極、３・・・空気極、４
・・・電解液室、５・・燃料室、６・・空気室、７・・
・容器、８・・・端子、１１・・放熱板、１３・金属体
、１５・・バイメタル。 茅１目 ε 竿２図 第３目 ＄４図 第１頁の続き ０発 明 者 久 米 泉 ［ ＠発明者船川 克夫Ｉ 」 東京都千代田区神田駿河台４丁目６番地 株式会社日立
製乍所内 黄浜市戸塚区吉田町２９旙地 株式会社日立製作所横浜
ニー内
断面図、第２図は従来の燃料電池の冷却方式を示す概略
図、第３図は本発明の実施例の断面図、第４図は第３図
のバイメタル部分の拡大図、第５図は本発明の他の実施
例で熱的スイッチ部分を示す概略図である。 １・・電池本体、２・・・燃料極、３・・・空気極、４
・・・電解液室、５・・燃料室、６・・空気室、７・・
・容器、８・・・端子、１１・・放熱板、１３・金属体
、１５・・バイメタル。 茅１目 ε 竿２図 第３目 ＄４図 第１頁の続き ０発 明 者 久 米 泉 ［ ＠発明者船川 克夫Ｉ 」 東京都千代田区神田駿河台４丁目６番地 株式会社日立
製乍所内 黄浜市戸塚区吉田町２９旙地 株式会社日立製作所横浜
ニー内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、対向する一対の電極、前記電極間に位置する電解液
室、前記電極に隣接して位置する燃料室と・【 空気量を有する燃料電池において、前記電池の本体表面
の少なくとも一部に集熱用金属体を設け、この金属体と
対向して放熱板を設け、対向する前記金属体と前記放熱
板との間にバイメタルを設けてその一端を前記金属体に
固定し、前記バイメタルの熱変形を利用して前記金属体
と前記放熱板との熱的な接続、非接続が行われるように
したことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59149501A JPS6041769A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59149501A JPS6041769A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6041769A true JPS6041769A (ja) | 1985-03-05 |
| JPS6113348B2 JPS6113348B2 (ja) | 1986-04-12 |
Family
ID=15476530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59149501A Granted JPS6041769A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041769A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63162458U (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | ||
| FR2827427A1 (fr) * | 2001-07-12 | 2003-01-17 | Commissariat Energie Atomique | Pile a combustile a gestion thermique optimisee |
| JP2004031096A (ja) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Canon Inc | 燃料電池および電気機器 |
| WO2003071623A3 (en) * | 2002-02-19 | 2004-02-26 | Mti Microfuel Cells Inc | Methods and apparatuses for managing fluids in a fuel cell system |
| WO2005041335A2 (en) * | 2003-10-02 | 2005-05-06 | Hewlett-Packard Development Company L.P. | A variably insulated system and method of use |
| WO2006071795A2 (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Mti Microfuel Cells Inc. | Apparatus and method for variable conductance temperature control |
| DE10236998B4 (de) * | 2002-08-13 | 2008-01-31 | Daimler Ag | Elektrochemische Zelle |
| WO2008035423A1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-03-27 | Fujitsu Limited | Fuel cell |
| WO2008041274A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Fujitsu Limited | Pile à combustible |
| JP2011021568A (ja) * | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Toyota Motor Corp | 放熱装置 |
| WO2012165097A1 (ja) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | ２次電池型燃料電池システム |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP59149501A patent/JPS6041769A/ja active Granted
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63162458U (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | ||
| FR2827427A1 (fr) * | 2001-07-12 | 2003-01-17 | Commissariat Energie Atomique | Pile a combustile a gestion thermique optimisee |
| WO2003007409A2 (fr) * | 2001-07-12 | 2003-01-23 | Commissariat A L'energie Atomique | Pile a combustible a gestion thermique optimisee |
| WO2003007409A3 (fr) * | 2001-07-12 | 2004-02-19 | Commissariat Energie Atomique | Pile a combustible a gestion thermique optimisee |
| US7255951B2 (en) | 2001-07-12 | 2007-08-14 | Commissariat A L'energie Atomique | Optimized thermal management fuel cell |
| WO2003071623A3 (en) * | 2002-02-19 | 2004-02-26 | Mti Microfuel Cells Inc | Methods and apparatuses for managing fluids in a fuel cell system |
| JP2004031096A (ja) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Canon Inc | 燃料電池および電気機器 |
| JP4551608B2 (ja) * | 2002-06-25 | 2010-09-29 | キヤノン株式会社 | 燃料電池および電気機器 |
| DE10236998B4 (de) * | 2002-08-13 | 2008-01-31 | Daimler Ag | Elektrochemische Zelle |
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| WO2008041274A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Fujitsu Limited | Pile à combustible |
| JP5146316B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2013-02-20 | 富士通株式会社 | 燃料電池 |
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| JPWO2012165097A1 (ja) * | 2011-06-01 | 2015-02-23 | コニカミノルタ株式会社 | ２次電池型燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6113348B2 (ja) | 1986-04-12 |
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