JPS6068A - 燃料電池複合システム - Google Patents
燃料電池複合システムInfo
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- JPS6068A JPS6068A JP58107046A JP10704683A JPS6068A JP S6068 A JPS6068 A JP S6068A JP 58107046 A JP58107046 A JP 58107046A JP 10704683 A JP10704683 A JP 10704683A JP S6068 A JPS6068 A JP S6068A
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- 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
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
-
- 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
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- 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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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】
産業上の利用分野
本発明は、金属水素化物と燃料電池を組合せ、燃料電池
による発電と金属水素化物と水素との反応熱を利用した
冷・暖房、給湯などが可能な燃料電池発電と冷暖房、給
湯の複合システムに関するものである。
による発電と金属水素化物と水素との反応熱を利用した
冷・暖房、給湯などが可能な燃料電池発電と冷暖房、給
湯の複合システムに関するものである。
従来例の構成とその問題点
一般に、ある種の金属（主に合金）は水素を吸蔵し、金
属水素化物を作ることが知られている。
属水素化物を作ることが知られている。
この場合、金属の単位重量当り、より多くの水素を吸蔵
し、使用環境温度で可逆的にその水素を放出する。まだ
金属水素化物より水素を放出する過られている。すなわ
ち、 ここでＭは金属、ＭＨは金属水素化物、Ｑは発生熱量を
示す。
し、使用環境温度で可逆的にその水素を放出する。まだ
金属水素化物より水素を放出する過られている。すなわ
ち、 ここでＭは金属、ＭＨは金属水素化物、Ｑは発生熱量を
示す。
まず、この金属水素化物の発熱量、吸熱量に着目してこ
の吸熱作用を利用して冷房に、発熱作用を利用して暖房
、給湯などに応用するものであり、熱源として太陽熱や
各種排熱を用い、しかも圧縮機などを用いず低騒音の冷
暖房装置が特開昭５１−２２１５１号公報、特開昭６１
−８２９４２号公報に示されている。一方、燃料電池発
電装置は電力を取得する他にも多量の排熱を発生するの
で、その熱量も有効に利用する事が考えられ、８０％程
度の高い総合熱効率が期待できる点で他の発電機関と異
なる。そこで、可動部が少なく、低騒音。
の吸熱作用を利用して冷房に、発熱作用を利用して暖房
、給湯などに応用するものであり、熱源として太陽熱や
各種排熱を用い、しかも圧縮機などを用いず低騒音の冷
暖房装置が特開昭５１−２２１５１号公報、特開昭６１
−８２９４２号公報に示されている。一方、燃料電池発
電装置は電力を取得する他にも多量の排熱を発生するの
で、その熱量も有効に利用する事が考えられ、８０％程
度の高い総合熱効率が期待できる点で他の発電機関と異
なる。そこで、可動部が少なく、低騒音。
有害な排気ガスを出さない高効率の発電とその排熱の有
効利用システムが要望されていた。
効利用システムが要望されていた。
発明の目的
本発明は上記従来技術に鑑み、燃料電池と水素平衡解離
圧力の異なる２種類の金属水素化物とを組合わせること
によって、燃料電池発電の総合熱効率の向上を図ると共
に、電力が得られる中で冷暖房、給湯もできる燃料電池
発電と冷暖房の複合システムを提供するものである。
圧力の異なる２種類の金属水素化物とを組合わせること
によって、燃料電池発電の総合熱効率の向上を図ると共
に、電力が得られる中で冷暖房、給湯もできる燃料電池
発電と冷暖房の複合システムを提供するものである。
発明の構成
本発明は、同じ温度で水素平衡解離圧力の異なる２種類
の金属水素化物を各々に内蔵する複数個の金属容器と前
記金属容器を設けだ熱交換器を介して連結し、前記２種
類の金属水素化物の中で水素平衡解離圧力の低い金属水
素化物と燃料電池が相互の発生熱量で熱交換出来るよう
にして、金属水素化物による被熱交換空間の冷暖房、あ
るいは被熱交換物体である水を加熱して給湯機能と燃料
電池の発電機能を兼ね備えだことを特徴とする燃料電池
発電と冷暖房の複合システムである。
の金属水素化物を各々に内蔵する複数個の金属容器と前
記金属容器を設けだ熱交換器を介して連結し、前記２種
類の金属水素化物の中で水素平衡解離圧力の低い金属水
素化物と燃料電池が相互の発生熱量で熱交換出来るよう
にして、金属水素化物による被熱交換空間の冷暖房、あ
るいは被熱交換物体である水を加熱して給湯機能と燃料
電池の発電機能を兼ね備えだことを特徴とする燃料電池
発電と冷暖房の複合システムである。
実施例の説明
第１図に金属水素化物による加熱と冷却サイクルを模式
的に示す。同一温度で水素平衡解離圧力の異なる金属水
素化物ＭＨ１（低い解離圧力側）。
的に示す。同一温度で水素平衡解離圧力の異なる金属水
素化物ＭＨ１（低い解離圧力側）。
ＭＨ２（高い解離圧力側）の温度と圧力の特性から、ま
ず低い解離圧力のＭＨｌ（Ａ点）を加熱し、高い解離圧
力ＭＨ２の吸蔵圧力（０点）より高くする（Ｂ−Ｆ点）
。今、Ｂ−Ｆ点と０点の圧力差よシＭＨ１からＭＨ２に
水素が移動し、０点よシ水素が吸蔵される。この時Ｃ点
では発熱現象となる。ついで、ＭＨｌとＭＨ２が冷える
と両者の圧力が下がｐＤ点とＡ点において、逆の圧力差
が形成しＭＨ２からＭＨｌに水素が移動し、Ｄ点では周
囲の熱源によって水素を放出し、その吸熱作用で冷却さ
れるしくみである。ここで、Ａ点：５０℃、約２．５気
圧、３点：１８０℃、約７０気圧、Ｆ点：１３０℃。
ず低い解離圧力のＭＨｌ（Ａ点）を加熱し、高い解離圧
力ＭＨ２の吸蔵圧力（０点）より高くする（Ｂ−Ｆ点）
。今、Ｂ−Ｆ点と０点の圧力差よシＭＨ１からＭＨ２に
水素が移動し、０点よシ水素が吸蔵される。この時Ｃ点
では発熱現象となる。ついで、ＭＨｌとＭＨ２が冷える
と両者の圧力が下がｐＤ点とＡ点において、逆の圧力差
が形成しＭＨ２からＭＨｌに水素が移動し、Ｄ点では周
囲の熱源によって水素を放出し、その吸熱作用で冷却さ
れるしくみである。ここで、Ａ点：５０℃、約２．５気
圧、３点：１８０℃、約７０気圧、Ｆ点：１３０℃。
約３０気圧、０点：６０℃、約２６気圧、Ｄ点：５℃、
４気圧である。この金属水素化物の加熱。
４気圧である。この金属水素化物の加熱。
冷却工程のザイクルを繰返えずことによって有効な熱利
用ができる。
用ができる。
第２図および第３図に燃料電池発電と第１図の原理にも
とづいた金属水素化物による冷暖房と給湯の構成を示す
。第２図において、空調用熱交換器１とパルプ２を介し
て配管６で連結している熱交換器３を内蔵した金属容器
４と同様に空調用熱交換器６とパルプ７を介して配管８
で連結している熱交換器９を内蔵した金属容器１０が水
素移動用パルプ１１．１２を介して結合されている。金
属容器４の中には一定量の金属水素化物１３ＭＨ２゜金
属容器１０の中にも一定量の金属水素化物１４ＭＨ１を
入れ、さらに金属容器１０の中には燃料電池１６の加熱
と冷却を行なう熱交換器１６とパルプ１７を介して連結
する熱交換器１８が入っている。そして、熱交換用の溶
媒の移動はポンプなどを採用して溶媒を循環させること
で熱の移動を円滑に行なう。
とづいた金属水素化物による冷暖房と給湯の構成を示す
。第２図において、空調用熱交換器１とパルプ２を介し
て配管６で連結している熱交換器３を内蔵した金属容器
４と同様に空調用熱交換器６とパルプ７を介して配管８
で連結している熱交換器９を内蔵した金属容器１０が水
素移動用パルプ１１．１２を介して結合されている。金
属容器４の中には一定量の金属水素化物１３ＭＨ２゜金
属容器１０の中にも一定量の金属水素化物１４ＭＨ１を
入れ、さらに金属容器１０の中には燃料電池１６の加熱
と冷却を行なう熱交換器１６とパルプ１７を介して連結
する熱交換器１８が入っている。そして、熱交換用の溶
媒の移動はポンプなどを採用して溶媒を循環させること
で熱の移動を円滑に行なう。
また第３図においては、水を導入する配管９から２方に
分かれ、一方は熱交換器３を内蔵している金属容器４か
らパルプ２全通して、他方は熱交換器９を内蔵している
金属容器１ｏから、各々パルプ２０，２１．水配管２２
．２３から温水配管２４を通って、温水が出て来る。各
々の金属容器４．１ｏの中には一定量の金属水素化物１
３，１４を入れ、水素移動用パルプ１１．１２を介して
結合されている。さらには金属容器１０の中には燃料電
池１５の加熱・冷却を行なう熱交換器１６とパルプ７を
介して直結する熱交換器１８が入っている。そして燃料
電池１６と金属容器１０間における熱媒体の移動はポン
プなどを採用して、溶媒を循環させることにより熱の移
動を円滑に行なう。
分かれ、一方は熱交換器３を内蔵している金属容器４か
らパルプ２全通して、他方は熱交換器９を内蔵している
金属容器１ｏから、各々パルプ２０，２１．水配管２２
．２３から温水配管２４を通って、温水が出て来る。各
々の金属容器４．１ｏの中には一定量の金属水素化物１
３，１４を入れ、水素移動用パルプ１１．１２を介して
結合されている。さらには金属容器１０の中には燃料電
池１５の加熱・冷却を行なう熱交換器１６とパルプ７を
介して直結する熱交換器１８が入っている。そして燃料
電池１６と金属容器１０間における熱媒体の移動はポン
プなどを採用して、溶媒を循環させることにより熱の移
動を円滑に行なう。
各々のシステムの動作原理として、寸ず第２図における
燃料電池の発電と金属水素化物による冷暖房機能につい
て述べる。
燃料電池の発電と金属水素化物による冷暖房機能につい
て述べる。
燃料電池を加熱し、動作温度１６０〜２Ｑ○℃で発電さ
せ、電力を取シ出すと抵抗分極などによシ発電効率は低
下し、その損失分は熱となって発生する。この燃料電池
から発生する熱量を利用し、熱交換器１６．１８を介し
て熱移動を行なわせ水素平衡解離圧力の低い金属水素化
物１４を加熱し、金属水素化物１４からパルプ１１を介
して水素を放出させ、水素平衡解離圧力の高い金属水素
化物１３において、ＭＨｌよシさらに雰囲気圧力を高く
して水素を吸蔵させる。この時金属水素化物ＭＨ２の水
素吸蔵熱（発熱量）を暖房に利用する。つぎに、パルプ
１７を閉じて燃料電池からの熱移動を停止するかまたは
燃料電池の発電を停止して、ＭＨｌの温度を下げると金
属水素化物ＭＨ２とＭＨｌの水素平衡圧力の差によって
水素はパルプ１２を介して金属水素化物ＭＨ２からＭＨ
ｌｌ−移動する。金属水素化物ＭＨ２から水素が放出す
る時は周囲の熱を奪ってしまう一種の吸熱反応であるか
ら、金属水素化物ＭＨ２が冷却される。この冷熱源を熱
交換器３と１を通して冷房ができる。この時、金属水素
化物ＭＨ１は水素を吸蔵するので発熱する。この熱量を
熱交換器９，６を介して熱移動して暖房にも利用出来る
。燃料電池の発電持重たは停止時を問わず金属水素化物
の働きで、冷暖房ができることになる。また停止時から
発電を再開する時は金属水素化物ＭＷ１のヒートアップ
した水素吸蔵熱でもって、燃料電池の昇温にも役立てる
ことができる。第１図において、金属水素化物ＭＨ２の
６点からＭ馬のＥ点に水素が移動すれば６０℃の温度か
ら約１２０℃の温度まで昇温することができる。捷だ、
この原理よ？）８０〜１ｏＯ℃の温度で１６０−１８０
℃寸で温度が止弁するので、燃料電池発電の昇温に効果
的に働く。さらには、燃料電池の排熱量を直接に暖房・
給湯にも利用できる。しかも金属水素化物に熱源として
貯蔵すること、そして、長期に蓄熱することができる。
せ、電力を取シ出すと抵抗分極などによシ発電効率は低
下し、その損失分は熱となって発生する。この燃料電池
から発生する熱量を利用し、熱交換器１６．１８を介し
て熱移動を行なわせ水素平衡解離圧力の低い金属水素化
物１４を加熱し、金属水素化物１４からパルプ１１を介
して水素を放出させ、水素平衡解離圧力の高い金属水素
化物１３において、ＭＨｌよシさらに雰囲気圧力を高く
して水素を吸蔵させる。この時金属水素化物ＭＨ２の水
素吸蔵熱（発熱量）を暖房に利用する。つぎに、パルプ
１７を閉じて燃料電池からの熱移動を停止するかまたは
燃料電池の発電を停止して、ＭＨｌの温度を下げると金
属水素化物ＭＨ２とＭＨｌの水素平衡圧力の差によって
水素はパルプ１２を介して金属水素化物ＭＨ２からＭＨ
ｌｌ−移動する。金属水素化物ＭＨ２から水素が放出す
る時は周囲の熱を奪ってしまう一種の吸熱反応であるか
ら、金属水素化物ＭＨ２が冷却される。この冷熱源を熱
交換器３と１を通して冷房ができる。この時、金属水素
化物ＭＨ１は水素を吸蔵するので発熱する。この熱量を
熱交換器９，６を介して熱移動して暖房にも利用出来る
。燃料電池の発電持重たは停止時を問わず金属水素化物
の働きで、冷暖房ができることになる。また停止時から
発電を再開する時は金属水素化物ＭＷ１のヒートアップ
した水素吸蔵熱でもって、燃料電池の昇温にも役立てる
ことができる。第１図において、金属水素化物ＭＨ２の
６点からＭ馬のＥ点に水素が移動すれば６０℃の温度か
ら約１２０℃の温度まで昇温することができる。捷だ、
この原理よ？）８０〜１ｏＯ℃の温度で１６０−１８０
℃寸で温度が止弁するので、燃料電池発電の昇温に効果
的に働く。さらには、燃料電池の排熱量を直接に暖房・
給湯にも利用できる。しかも金属水素化物に熱源として
貯蔵すること、そして、長期に蓄熱することができる。
つぎに第３図における燃料電池の発電と金属水素化物に
よる給湯機能についてのべる。
よる給湯機能についてのべる。
燃料電池１６を加熱して動作温度１６０〜２００’Ｃで
発電させると、先にも述べた様に多量の排熱を出す。こ
の排熱量を熱交換器９，１６を介して金属水素化物ＭＨ
１を加熱して水素を放出させ、パルプ１１を介して水素
の移動を行なわせる。金属水素化物ＭＨ１から放出した
水素は金属水素化物ＭＨ２に吸蔵され、その吸蔵時の発
熱量を熱交換器３を通して熱交換し水媒体を加温して温
水とし給湯に利用する。つぎに、パルプ１７を閉じて燃
料電池からの熱移動を停止するかまたは燃料電池を停止
してＭＨｌの温度を下げると金属水素化物ＭＨ２とＭＨ
ｌの水素平衡圧力の差によって水素はパルプ１２を介し
て金属水素化物ＭＨ２からＭＨｌに移動する。
発電させると、先にも述べた様に多量の排熱を出す。こ
の排熱量を熱交換器９，１６を介して金属水素化物ＭＨ
１を加熱して水素を放出させ、パルプ１１を介して水素
の移動を行なわせる。金属水素化物ＭＨ１から放出した
水素は金属水素化物ＭＨ２に吸蔵され、その吸蔵時の発
熱量を熱交換器３を通して熱交換し水媒体を加温して温
水とし給湯に利用する。つぎに、パルプ１７を閉じて燃
料電池からの熱移動を停止するかまたは燃料電池を停止
してＭＨｌの温度を下げると金属水素化物ＭＨ２とＭＨ
ｌの水素平衡圧力の差によって水素はパルプ１２を介し
て金属水素化物ＭＨ２からＭＨｌに移動する。
管１９よりパルプ２１．配管２２を通して流れる水媒体
を昇温し、この温水を給湯に利用する。
を昇温し、この温水を給湯に利用する。
第２図および第３図では水素移動用のパルプ１１゜１２
を介して金属水素化物ＭＨ１，ＭＨ２を構成しているが
、さらに、この構成を１組として２組以上を設けると七
により、各組の金属水素化物を各々交互に動作させるこ
とにより、すなわち、燃料電池から出る排熱を交互に各
組の金属水素化物ＭＨ１に供給する事により、連続的に
暖房、冷房、あるいは給湯ができると共に、燃料電池か
ら電力も連続的に取り出せる。
を介して金属水素化物ＭＨ１，ＭＨ２を構成しているが
、さらに、この構成を１組として２組以上を設けると七
により、各組の金属水素化物を各々交互に動作させるこ
とにより、すなわち、燃料電池から出る排熱を交互に各
組の金属水素化物ＭＨ１に供給する事により、連続的に
暖房、冷房、あるいは給湯ができると共に、燃料電池か
ら電力も連続的に取り出せる。
次によシ具体的な実施例忙ついて説明する。今回実施し
た燃料電池は電解質としてリン酸溶液を用い、電解質保
持体に含浸させた。酸化剤として空気、燃料として水素
ガスを用いて発電させた。
た燃料電池は電解質としてリン酸溶液を用い、電解質保
持体に含浸させた。酸化剤として空気、燃料として水素
ガスを用いて発電させた。
燃料電池の出力としては２０ＫＷ（１ｏｏＶ−２０ＯＡ
）とした。燃料電池の発電効率（低発熱量換算）は約４
０％とすると理想的には総合熱効率（熱併給型）約８Ｑ
％とも云われているので、約同量の電力の損失が考えら
れるので、約１７，２００−／ｈ（約８６０ｋａＶＫＷ
ｈ ×２０ＫＷ ） ｔ７）排熱量が発生する。
）とした。燃料電池の発電効率（低発熱量換算）は約４
０％とすると理想的には総合熱効率（熱併給型）約８Ｑ
％とも云われているので、約同量の電力の損失が考えら
れるので、約１７，２００−／ｈ（約８６０ｋａＶＫＷ
ｈ ×２０ＫＷ ） ｔ７）排熱量が発生する。
これらの熱を効率良く利用できる金属水素化物として、
つぎの材料を選んだ高い水素平衡解離圧力側の金属水素
化物として、ＴｉＭｎ系、たとえば、ＴｔＭｎｌ、５’
Ｈｘ、Ｔｉｏ、９Ｚｒｏ、１Ｍｎ１．、ＶＯ０２Ｃｒ
ｏ 、 ２”ＨＸ系など。低い水素平衡解離圧力側の金
属水素化物、たとえば、Ｔ １ ｏ 、 ｅ Ｚ ｒ
ｏ 、 ａＭ ｎ １．９Ｃｕ ｏ 、 １’ ＨＸｒ
ＶＮｂ Ｈ，ｒ Ｃａ Ｎ ｉ ５・ＨＸ系などが適
当である。
つぎの材料を選んだ高い水素平衡解離圧力側の金属水素
化物として、ＴｉＭｎ系、たとえば、ＴｔＭｎｌ、５’
Ｈｘ、Ｔｉｏ、９Ｚｒｏ、１Ｍｎ１．、ＶＯ０２Ｃｒ
ｏ 、 ２”ＨＸ系など。低い水素平衡解離圧力側の金
属水素化物、たとえば、Ｔ １ ｏ 、 ｅ Ｚ ｒ
ｏ 、 ａＭ ｎ １．９Ｃｕ ｏ 、 １’ ＨＸｒ
ＶＮｂ Ｈ，ｒ Ｃａ Ｎ ｉ ５・ＨＸ系などが適
当である。
今、燃料電池から出る排熱を利用して、２．０００ｆｅ
ａｔ／ｈ 程度の冷暖房を行なうとして、それに必要な
金属水素化物の量は金属水素化物ＴｉＭｎ１．５・Ｈを
基準として考えて見ると、Ｔ ｉ Ｍｎ １．６・２．
４ Ｈ２，４の水素吸蔵・放出にともなう水素との反くν 応熱ΔＨは約Ｗｔｎ ｏ座、であるから、理論的にはＴ
Ｉ Ｍｎ １． ｅｓ Ｈ２、ａ ノ利用できる水素
量は１．５Ｗ係である。したがって、１にｇ当９約５３
１ｃａｌの熱量となる。まだ、温度低下による水素利用
効率、熱損失などを考慮すると実際に利用出来る熱量は
約４０−勺 となる。冷・暖房に必要な熱量は２．００
０７／ｈであるから必要な金属水素化物は約５０ Ｋｇ
／ｈと云う事になる。したがって、金属水素化物として
は、金高圧側にＴ Ｉ Ｍｎ １．５・ＨＸを用い、低
圧側にＣａＮ１５ＨＸを採用した。実際に発電によって
２０ ＫＷの出力を取り出しつつ、燃料電池の排熱を用
いて高圧側の金属水素化物からの水素放出時の吸熱源を
利用して約２ 、ＯＯＯＩｇｌ／ｈの冷房および暖房を
することができる。燃料電池の排熱は１時間当り計算値
では１７．２００７出ているので、この様な冷房又は暖
房が約８基程度組合せることが可能であるし、もっと大
型化の冷・暖房システムもできる。
ａｔ／ｈ 程度の冷暖房を行なうとして、それに必要な
金属水素化物の量は金属水素化物ＴｉＭｎ１．５・Ｈを
基準として考えて見ると、Ｔ ｉ Ｍｎ １．６・２．
４ Ｈ２，４の水素吸蔵・放出にともなう水素との反くν 応熱ΔＨは約Ｗｔｎ ｏ座、であるから、理論的にはＴ
Ｉ Ｍｎ １． ｅｓ Ｈ２、ａ ノ利用できる水素
量は１．５Ｗ係である。したがって、１にｇ当９約５３
１ｃａｌの熱量となる。まだ、温度低下による水素利用
効率、熱損失などを考慮すると実際に利用出来る熱量は
約４０−勺 となる。冷・暖房に必要な熱量は２．００
０７／ｈであるから必要な金属水素化物は約５０ Ｋｇ
／ｈと云う事になる。したがって、金属水素化物として
は、金高圧側にＴ Ｉ Ｍｎ １．５・ＨＸを用い、低
圧側にＣａＮ１５ＨＸを採用した。実際に発電によって
２０ ＫＷの出力を取り出しつつ、燃料電池の排熱を用
いて高圧側の金属水素化物からの水素放出時の吸熱源を
利用して約２ 、ＯＯＯＩｇｌ／ｈの冷房および暖房を
することができる。燃料電池の排熱は１時間当り計算値
では１７．２００７出ているので、この様な冷房又は暖
房が約８基程度組合せることが可能であるし、もっと大
型化の冷・暖房システムもできる。
一方、給湯にも利用したところ１６〜２０℃温度の水を
４０〜６０℃以上の温水にまで昇温することができる。
４０〜６０℃以上の温水にまで昇温することができる。
また燃料電池の発電を補助するだめの金属水素化物の熱
量を利用する事により燃料電池の昇温速度を早めること
も確認した。
量を利用する事により燃料電池の昇温速度を早めること
も確認した。
燃料電池の発熱量を一度金属水素化物に貯えて外部熱源
でヒートアンプするために、全体の熱効率も向上し、金
属水素化物の熱量を応用することで従来技術よシは１０
〜２０チ程熱効率が向上し熱の有効利用ができる。
でヒートアンプするために、全体の熱効率も向上し、金
属水素化物の熱量を応用することで従来技術よシは１０
〜２０チ程熱効率が向上し熱の有効利用ができる。
なお、上記実施例では金属水素化物を２種類用いた１組
の構成のシステムで行なったが、この−組のシステムを
複数個を燃料電池と結合し、一方の金属水素化物で冷・
暖房を行なっている時は他方の金属水素化物では燃料電
池の熱源で再生（加熱）を行ない、この操作を交互に行
なうことで、連続的な機能を有する。燃料電池の連続発
電と冷暖房・給湯が連続して得られる事はもちろんであ
るが。
の構成のシステムで行なったが、この−組のシステムを
複数個を燃料電池と結合し、一方の金属水素化物で冷・
暖房を行なっている時は他方の金属水素化物では燃料電
池の熱源で再生（加熱）を行ない、この操作を交互に行
なうことで、連続的な機能を有する。燃料電池の連続発
電と冷暖房・給湯が連続して得られる事はもちろんであ
るが。
燃料電池の停止時でも燃料電池の熱を一度金属水素化物
に貯えることが出来るので、この熱を有効に利用できる
。燃料電池の間欠発電の時でも熱は連続して利用する。
に貯えることが出来るので、この熱を有効に利用できる
。燃料電池の間欠発電の時でも熱は連続して利用する。
また容器間の水素平衡圧力の相違は単独の金属水素化物
あるいは複数の金属水素化物を混合してもよい。また被
熱交換空間との熱交換は給湯用の湯を介して行ってもよ
い。
あるいは複数の金属水素化物を混合してもよい。また被
熱交換空間との熱交換は給湯用の湯を介して行ってもよ
い。
この様に、本発明は燃料電池の排熱を効率よく金属水素
化物の水素移動に利用し、冷却と加熱が可能であること
から総合熱効率の高い７ステムが構成できる。さらには
燃料電池の排熱を一度金属水素化物に蓄熱して必要に応
じて再度利用することができる。金属水素化物のヒート
アップ１；よシ燃料電池の昇温に効果があるなどの特徴
を有する。
化物の水素移動に利用し、冷却と加熱が可能であること
から総合熱効率の高い７ステムが構成できる。さらには
燃料電池の排熱を一度金属水素化物に蓄熱して必要に応
じて再度利用することができる。金属水素化物のヒート
アップ１；よシ燃料電池の昇温に効果があるなどの特徴
を有する。
発明の効果
以上の様に、本発明の複合システムによれば、水素平衡
解離圧力の異なる２種類以上の金属水素化物からなる金
属容器を各々水素移動用パルプで連ｕし、さらに低重側
金属水素化物よ燃料電池間を熱交換器で連結し、燃料電
池の発電と、その排熱を利用して金属水素化物による冷
暖房・給湯などを行ない、システム全体の総合熱効率の
向上（省エネルギー化）を図ると共に、燃料電池の動作
条件をとわず連続して冷暖房・給湯ができる。
解離圧力の異なる２種類以上の金属水素化物からなる金
属容器を各々水素移動用パルプで連ｕし、さらに低重側
金属水素化物よ燃料電池間を熱交換器で連結し、燃料電
池の発電と、その排熱を利用して金属水素化物による冷
暖房・給湯などを行ない、システム全体の総合熱効率の
向上（省エネルギー化）を図ると共に、燃料電池の動作
条件をとわず連続して冷暖房・給湯ができる。
さらにシステムにおいて、可動部が少ないので静かな運
転ができ、また有害ガスが出ないので無公害である。さ
らに、金属水素化物による燃料電池のヒートアップにも
効果を有し、燃料電池発電と冷暖房・給湯の複合システ
ムの機能を有する点で実用的価値は大きい。
転ができ、また有害ガスが出ないので無公害である。さ
らに、金属水素化物による燃料電池のヒートアップにも
効果を有し、燃料電池発電と冷暖房・給湯の複合システ
ムの機能を有する点で実用的価値は大きい。
第１図は水素平衡圧力の異なる２種類の金属水素化物に
よる冷却・加熱サイクルの特性を模式的に示す図、第２
図は本発明の一実施例の燃料電池発電と金属水素化物に
よる冷暖房を行なう複合システムの構成図、第３図は本
発明の一実施例の燃料電池発電と金属水素化物による給
湯を行なう複合システムの構成図である。 １．３，６，９，１６．１８・・・・・・熱交換器、２
゜７．１１，１２，１７，２０．２１・・・・・・パル
プ、４．１０・・・・・・金属容器、５，８・・・・・
・連結管、１３゜１４・・・・・・金属水素化物、１５
・・・・・・燃料電池、１９゜２２．２３・・・・・・
給水用配管、２４・・・・・・給湯配管。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 （０Ｃ） ２３０１Ｂ０ ｆ５０ ／２５ Ｉ（ｂ ８０ ６０
４０ ２０１００ −１０湿度 Ｃｆ０３／−ｒ、Ｋ） 包５ つ 図
よる冷却・加熱サイクルの特性を模式的に示す図、第２
図は本発明の一実施例の燃料電池発電と金属水素化物に
よる冷暖房を行なう複合システムの構成図、第３図は本
発明の一実施例の燃料電池発電と金属水素化物による給
湯を行なう複合システムの構成図である。 １．３，６，９，１６．１８・・・・・・熱交換器、２
゜７．１１，１２，１７，２０．２１・・・・・・パル
プ、４．１０・・・・・・金属容器、５，８・・・・・
・連結管、１３゜１４・・・・・・金属水素化物、１５
・・・・・・燃料電池、１９゜２２．２３・・・・・・
給水用配管、２４・・・・・・給湯配管。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 （０Ｃ） ２３０１Ｂ０ ｆ５０ ／２５ Ｉ（ｂ ８０ ６０
４０ ２０１００ −１０湿度 Ｃｆ０３／−ｒ、Ｋ） 包５ つ 図
Claims (2)
- （１）水素平衡圧力の異なる金属水素化物を各々内蔵す
る複数の金属容器と、前記金属容器間を接続する水素流
路と、前記各金属容器に設けだ熱交換器と、燃料電池に
設けた熱交換器と、水素平衡圧力の低い前記容器に設け
た第２の熱交換器と前記第２の熱交換器と前記燃料電池
に設けた熱交換器との間に設けた熱媒体流路を具備し、
少なくとも前記金属容器の熱交換器を介して金属容器と
被熱交換空間もしくは被熱交換物体の間で熱交換するこ
とを特徴とする燃料電池複合システム。 - （２）水素平衡圧力の異なる金属水素化物を各々内蔵す
る２個の金属容器を１組とし、これを複数組用意し、各
金属容器毎に熱交換器を配し、燃料電池に設けた熱交換
器と各組の水素平衡圧力の低い金属容器の第２の熱交換
器との間で熱交換し、前記各組の金属容器に設けた熱交
換器を介して前記金属容器と被熱交換空間もしくは被熱
交換物体の間で連続的に熱交換させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の燃料電池複合システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107046A JPS6068A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 燃料電池複合システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107046A JPS6068A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 燃料電池複合システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6068A true JPS6068A (ja) | 1985-01-05 |
Family
ID=14449143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107046A Pending JPS6068A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 燃料電池複合システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6068A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053983A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Juki Corp | 糸調子器の調節つまみ定位置戻し装置 |
| JP2002222658A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| KR20140072049A (ko) * | 2011-08-23 | 2014-06-12 | 하이드로지니어스 테크놀로지스 게엠베하 | 빌딩에 에너지를 공급하는 장치 및 방법 |
-
1983
- 1983-06-15 JP JP58107046A patent/JPS6068A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053983A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Juki Corp | 糸調子器の調節つまみ定位置戻し装置 |
| JP2002222658A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| US7195830B2 (en) * | 2001-01-25 | 2007-03-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus, mechanism and process for warming-up fuel cell |
| KR20140072049A (ko) * | 2011-08-23 | 2014-06-12 | 하이드로지니어스 테크놀로지스 게엠베하 | 빌딩에 에너지를 공급하는 장치 및 방법 |
| JP2014529852A (ja) * | 2011-08-23 | 2014-11-13 | ヒドローゲニオス・テヒノロギース・ゲーエムベーハーＨｙｄｒｏｇｅｎｉｏｕｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｇｍｂｈ | 建物にエネルギーを供給する設備および方法 |
| US9685671B2 (en) | 2011-08-23 | 2017-06-20 | Hydrogenious Technologies Gmbh | Arrangement and method for supplying energy to buildings |
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