JPS6124166A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS6124166A JPS6124166A JP59146317A JP14631784A JPS6124166A JP S6124166 A JPS6124166 A JP S6124166A JP 59146317 A JP59146317 A JP 59146317A JP 14631784 A JP14631784 A JP 14631784A JP S6124166 A JPS6124166 A JP S6124166A
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- JP
- Japan
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- electrolyte
- gas
- fuel cell
- fuel
- anode
- 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
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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
-
- 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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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池に関し、特に電解質の蒸気による
電池特性の劣化の改善に関するものである。
電池特性の劣化の改善に関するものである。
従来の例えば２つの溶融炭酸塩形燃料電池が直列に積み
重ねられた積層体の斜視図を第一８図に示す。（１）は
燃料側と酸化剤側間のセパレータ板又は端板である。（
２）は酸化剤ガスが流れる酸化剤ガスチャネμ、（３）
はカソード、（４）は電解質層、（５）はアノード、（
６）は燃料ガスが流れる燃料供給チャネμである。アノ
ード（５）とカソード（３）は電解質層（４）を介在し
て対向している。マニホーμド（図示せず）は積層体の
４側面に取り付けられている。
重ねられた積層体の斜視図を第一８図に示す。（１）は
燃料側と酸化剤側間のセパレータ板又は端板である。（
２）は酸化剤ガスが流れる酸化剤ガスチャネμ、（３）
はカソード、（４）は電解質層、（５）はアノード、（
６）は燃料ガスが流れる燃料供給チャネμである。アノ
ード（５）とカソード（３）は電解質層（４）を介在し
て対向している。マニホーμド（図示せず）は積層体の
４側面に取り付けられている。
このように構成された燃料電池において、酸化剤ガスが
マニホルドを介して酸化剤ガスチャネル（２）に供給さ
れると共に、燃料ガスがマニホルドを介して燃料供給チ
ャネＡ／ （６）に供給される。これらの反応ガスはそ
れぞれ電極であるカソード（３）、アノード（５）中を
拡散して反応点に達し、電気化学反応を起こす。これに
より、燃料ガスと酸化剤ガスである反応ガスの持つ化学
エネルギが電気エネμギに変換され、外部に取り出され
る。この時供給される反応ガスは、例えば、燃料ガスと
して８０チＨｚ ２０％００ｔ、酸化剤ガスとして７
０％Ａｉｒ−８０％Ｃ３０゜などが用いられている。
マニホルドを介して酸化剤ガスチャネル（２）に供給さ
れると共に、燃料ガスがマニホルドを介して燃料供給チ
ャネＡ／ （６）に供給される。これらの反応ガスはそ
れぞれ電極であるカソード（３）、アノード（５）中を
拡散して反応点に達し、電気化学反応を起こす。これに
より、燃料ガスと酸化剤ガスである反応ガスの持つ化学
エネルギが電気エネμギに変換され、外部に取り出され
る。この時供給される反応ガスは、例えば、燃料ガスと
して８０チＨｚ ２０％００ｔ、酸化剤ガスとして７
０％Ａｉｒ−８０％Ｃ３０゜などが用いられている。
従来の燃料電池は以上のように構成されていたので、電
池に供給される反応ガスには電解質は含まれていないた
め、電池内部を流れる間に、電解質層（４）から電解質
がその温度での蒸気分正分だけ反応ガス中に拡散してい
く。したがって長時間のあいだに電解質層（５）の電解
質成分が減少し、電池の特性が低下するという問題点が
あった。
池に供給される反応ガスには電解質は含まれていないた
め、電池内部を流れる間に、電解質層（４）から電解質
がその温度での蒸気分正分だけ反応ガス中に拡散してい
く。したがって長時間のあいだに電解質層（５）の電解
質成分が減少し、電池の特性が低下するという問題点が
あった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、電解質層の寿命を延ばし、電池特性の低下を低減
できる燃料電池を得ることを目的とする。
ので、電解質層の寿命を延ばし、電池特性の低下を低減
できる燃料電池を得ることを目的とする。
この発明に係る燃料電池は、電解質層の電解質の蒸発を
抑制するように、カソード又はアノードに供給するガス
に電解質を含有させたものである。
抑制するように、カソード又はアノードに供給するガス
に電解質を含有させたものである。
〔問題点を解決するための手段の作用〕カソード又はア
ノードに供給されるガスに電解質を含有させることによ
り、電解質層の電解質がガス中に蒸発・拡散するのを抑
制する。このため、電解質層の寿命が延び、電池特性の
低下を低減する。
ノードに供給されるガスに電解質を含有させることによ
り、電解質層の電解質がガス中に蒸発・拡散するのを抑
制する。このため、電解質層の寿命が延び、電池特性の
低下を低減する。
以下、この発明の一実施例について説明する。
第１図において、（８）はガス供給装置である。（９）
は燃料ガス供給用配管、（１０は酸化剤ガス供給用配管
である。（ロ）は電解質充てん檜、■は電解質充てん槽
（ロ）内の溶融電解質である。燃料ガス中の電解質蒸気
の量は、バイパスパルプ（至）を調節することによって
制御する。（ロ）は配管中で凝縮した電解質を貯めるド
レンタンクであり、ドレンパルプ（ト）は通常は開いて
おきドレンタンクＱ４を交換する際に締める。αＱは燃
料電池本体であり、例えばこの実施例では溶融炭酸塩型
燃料電池を用いた。
は燃料ガス供給用配管、（１０は酸化剤ガス供給用配管
である。（ロ）は電解質充てん檜、■は電解質充てん槽
（ロ）内の溶融電解質である。燃料ガス中の電解質蒸気
の量は、バイパスパルプ（至）を調節することによって
制御する。（ロ）は配管中で凝縮した電解質を貯めるド
レンタンクであり、ドレンパルプ（ト）は通常は開いて
おきドレンタンクＱ４を交換する際に締める。αＱは燃
料電池本体であり、例えばこの実施例では溶融炭酸塩型
燃料電池を用いた。
図において、ガス供給装置（８）より送られた燃料ガス
は配管（９）を通り電解質充てん槽（ロ）に導かれる。
は配管（９）を通り電解質充てん槽（ロ）に導かれる。
一部の燃料ガスはバイパスパルプ（至）を調節して、直
接燃料電池本体α０へ送ることができる。電解質充てん
槽（ロ）には例えばカリウムカーボネイト（Ｘ−ｔｃｏ
、 ）とりチウムカーボネイト（Ｌｉ、００． ）の混
合物より成る溶融電解質υを充てんしておき、その中で
燃料ガスはバブｐとなって、電解質蒸気飽和もしくはそ
れに近い状態で燃料電池本体ＯＱへ送られる。ガス供給
装置（８）で約６６０℃に加熱されたガスを燃料電池本
体ａ時へ供給されるまでその温度に保つ′てお゛くため
、また上記電解質充てん槽（ロ）内では電解質を溶融状
態に保っておくため、さらに配管（９）°内で電解質の
凝縮を防ぐために、ガス供給装置（８）とドレンタンク
Ｑ４以外は、ヒーターおよび断熱材で加熱保温されてい
る。配管（９）内で凝縮した電解質はドレンパルプ（ト
）を通ってドレンタンクａ→に貯まる。ドレンタンク０
４は室温に保たれているので、電解質はタンクα４内で
凝固し、貯まった電解質はドレンタンクα尋ごと交換す
る。
接燃料電池本体α０へ送ることができる。電解質充てん
槽（ロ）には例えばカリウムカーボネイト（Ｘ−ｔｃｏ
、 ）とりチウムカーボネイト（Ｌｉ、００． ）の混
合物より成る溶融電解質υを充てんしておき、その中で
燃料ガスはバブｐとなって、電解質蒸気飽和もしくはそ
れに近い状態で燃料電池本体ＯＱへ送られる。ガス供給
装置（８）で約６６０℃に加熱されたガスを燃料電池本
体ａ時へ供給されるまでその温度に保つ′てお゛くため
、また上記電解質充てん槽（ロ）内では電解質を溶融状
態に保っておくため、さらに配管（９）°内で電解質の
凝縮を防ぐために、ガス供給装置（８）とドレンタンク
Ｑ４以外は、ヒーターおよび断熱材で加熱保温されてい
る。配管（９）内で凝縮した電解質はドレンパルプ（ト
）を通ってドレンタンクａ→に貯まる。ドレンタンク０
４は室温に保たれているので、電解質はタンクα４内で
凝固し、貯まった電解質はドレンタンクα尋ごと交換す
る。
このように電解質蒸気で飽和または、それｉこ近い状態
のガスを燃料電池本体Ｑｆｔへ供給することによって、
燃料電池内部の電解質層（４）における溶融電解質がカ
ソード（３）又はアノード（５）の表面からガク、中へ
蒸発・拡散することを抑制する。
のガスを燃料電池本体Ｑｆｔへ供給することによって、
燃料電池内部の電解質層（４）における溶融電解質がカ
ソード（３）又はアノード（５）の表面からガク、中へ
蒸発・拡散することを抑制する。
なお、上記実施例では、燃料ガス供給用配管（９）のみ
に電解質充てん槽（ロ）を設けたが、電解質充てん槽（
ロ）の設定場所は上記実施例の場所に限定するものでは
なく、酸化剤ガス供給用配管ＱＯに設けてもよく、また
複数個の電解質充てん槽Ｑηを設けてもよい。
に電解質充てん槽（ロ）を設けたが、電解質充てん槽（
ロ）の設定場所は上記実施例の場所に限定するものでは
なく、酸化剤ガス供給用配管ＱＯに設けてもよく、また
複数個の電解質充てん槽Ｑηを設けてもよい。
また、他の実施例を第２図に示す。これは燃料電池積層
体（ト）に供給されるガスが流通するマニホルドで例え
ば吸気マニホールドαηの内部かつ下部に電解質充てん
槽（ロ）を設け、その中に溶融電解質（２）を貯めてお
き、電解質の蒸気分圧を利用して流通ガス中に含ませよ
うとするものである。図中、０９はヒータブロックであ
り１矢印はガスの吸気マニホルドａのへの流通方向を示
す。この実施例では、上記実施例と比べてガス中の電解
質含有量は少なくなるが横進が簡単である・ さらに、含有させる電解質の形態として、上記実施例の
ような電解質蒸気に限らず、電解質ミスト（微粒子）を
用いてもよい。
体（ト）に供給されるガスが流通するマニホルドで例え
ば吸気マニホールドαηの内部かつ下部に電解質充てん
槽（ロ）を設け、その中に溶融電解質（２）を貯めてお
き、電解質の蒸気分圧を利用して流通ガス中に含ませよ
うとするものである。図中、０９はヒータブロックであ
り１矢印はガスの吸気マニホルドａのへの流通方向を示
す。この実施例では、上記実施例と比べてガス中の電解
質含有量は少なくなるが横進が簡単である・ さらに、含有させる電解質の形態として、上記実施例の
ような電解質蒸気に限らず、電解質ミスト（微粒子）を
用いてもよい。
このように、予めアノード（５）又はカソード（３）へ
の供給ガスに電解質を飽和又はそれに近い状態に含有さ
−せると、電池内部の電解質層（４）からの電解質の蒸
発を大幅に軽減することができる。例えば、従来の電解
質層の寿命は、セル面圧１に４Ｉ／ｃｒＩｔで２０００
時間、セル面圧４ｋｇ／Ｃｒ／ｌで４０００時間が限度
であったが、この発明によれば、セル面圧１に４Ｉ／ｃ
ｄで約４０００時間、セル面圧４に４ｔ／ｄで約４００
０時間程度まで電解質層（４）の使用が可能となった。
の供給ガスに電解質を飽和又はそれに近い状態に含有さ
−せると、電池内部の電解質層（４）からの電解質の蒸
発を大幅に軽減することができる。例えば、従来の電解
質層の寿命は、セル面圧１に４Ｉ／ｃｒＩｔで２０００
時間、セル面圧４ｋｇ／Ｃｒ／ｌで４０００時間が限度
であったが、この発明によれば、セル面圧１に４Ｉ／ｃ
ｄで約４０００時間、セル面圧４に４ｔ／ｄで約４００
０時間程度まで電解質層（４）の使用が可能となった。
以上のように、この発明によれば、電解質層を介在して
アノードとカソードを対向させ、上記アノードにマニホ
ルドを介して燃料ガスを供給し、上記カッ゛−ドにマニ
ホルドを介して酸化剤ガスを供給して電気化学反応を起
す燃料電池において、上記電解質層の電解質の蒸発を抑
制するように上記ガスに電解質を含有させることにより
、電解質層からのガスへの電解質の蒸発を抑制して電解
質層の寿命を延ばし、電池特性の低下を低減できる燃料
電池が得られる効果がある。
アノードとカソードを対向させ、上記アノードにマニホ
ルドを介して燃料ガスを供給し、上記カッ゛−ドにマニ
ホルドを介して酸化剤ガスを供給して電気化学反応を起
す燃料電池において、上記電解質層の電解質の蒸発を抑
制するように上記ガスに電解質を含有させることにより
、電解質層からのガスへの電解質の蒸発を抑制して電解
質層の寿命を延ばし、電池特性の低下を低減できる燃料
電池が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池、を得るた
めの装置を示す構成図、第２図はこの発明の他の実施例
を示す構成図、第８図は燃料電池を示す斜視図である。 （３）・・・カソード、（４）・・・電解質層、（５）
・・・アノード、（８）・・・ガス供給装置、（９）・
・・燃料ガス供給用配管、Ｑｄ・・・酸化剤ガス供給用
配管、（ロ）・・・電解質層てん檜、＠・・・溶融電解
質、Ｑ・“・・燃料電池。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
めの装置を示す構成図、第２図はこの発明の他の実施例
を示す構成図、第８図は燃料電池を示す斜視図である。 （３）・・・カソード、（４）・・・電解質層、（５）
・・・アノード、（８）・・・ガス供給装置、（９）・
・・燃料ガス供給用配管、Ｑｄ・・・酸化剤ガス供給用
配管、（ロ）・・・電解質層てん檜、＠・・・溶融電解
質、Ｑ・“・・燃料電池。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）電解質層を介在してアノードとカソードを対向さ
せ、上記アノードにマニホルドを介して燃料ガスを供給
し、上記カソードにマニホルドを介して酸化剤ガスを供
給して電気化学反応を起す燃料電池において、上記電解
質層の電解質の蒸発を抑制するように上記ガスに電解質
を含有させたことを特徴とする燃料電池。 - （２）マニホルドに、流通ガスに含有させる電解質を収
容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 |
|---|---|---|---|
| JP59146317A JPS6124166A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59146317A JPS6124166A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124166A true JPS6124166A (ja) | 1986-02-01 |
Family
ID=15404934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59146317A Pending JPS6124166A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6124166A (ja) |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP59146317A patent/JPS6124166A/ja active Pending
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