JPS62119871A - 積層形燃料電池の電解液補給装置 - Google Patents
積層形燃料電池の電解液補給装置Info
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- JPS62119871A JPS62119871A JP60258639A JP25863985A JPS62119871A JP S62119871 A JPS62119871 A JP S62119871A JP 60258639 A JP60258639 A JP 60258639A JP 25863985 A JP25863985 A JP 25863985A JP S62119871 A JPS62119871 A JP S62119871A
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- electrolyte
- replenishment
- electrolytic solution
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
- H01M8/04283—Supply means of electrolyte to or in matrix-fuel cells
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、積層形燃料電池の電解液補給装置に関する
ものでメジ、とシわけ、燃料電池の外部からリン酸のよ
うな電解液を補給するだめの積層形燃料電池の電解液補
給装置に関するものである。
ものでメジ、とシわけ、燃料電池の外部からリン酸のよ
うな電解液を補給するだめの積層形燃料電池の電解液補
給装置に関するものである。
第３図は、たと、えば、特開昭ｓｔ−／ｌ、！；コロＳ
号公報に示された従来の積層形燃料電池を示し、図にお
いて、電解液を外部から補給するだめの電解液補給口（
／ｌが冷却板（２）に設けられておシ、電解液補給口（
ハから補給した電解液を各セルに供給するために各セパ
レータ板（り）のリザーバ［ｙｌに導入路（，７１が通
じている。（６）は非導電性、多孔質のセルマトリック
スである。なお、図中マトリックス（６）を両側から挾
持する電極は省略している。また、ここでは！セルｔ−
ｌブロックとしている。
号公報に示された従来の積層形燃料電池を示し、図にお
いて、電解液を外部から補給するだめの電解液補給口（
／ｌが冷却板（２）に設けられておシ、電解液補給口（
ハから補給した電解液を各セルに供給するために各セパ
レータ板（り）のリザーバ［ｙｌに導入路（，７１が通
じている。（６）は非導電性、多孔質のセルマトリック
スである。なお、図中マトリックス（６）を両側から挾
持する電極は省略している。また、ここでは！セルｔ−
ｌブロックとしている。
以上の構成により、電解液補給口（ハから補給した電解
液は導入路（，７）を通シ、ｌブロックを形成する！セ
ルの各リザーバ（５１を満たす。次いで、電解液を保持
するマトリックス（６）に達する。−ｆ ） ＩＪソッ
クス６）に電解液が満たされて燃料電池が動作可能とな
る。
液は導入路（，７）を通シ、ｌブロックを形成する！セ
ルの各リザーバ（５１を満たす。次いで、電解液を保持
するマトリックス（６）に達する。−ｆ ） ＩＪソッ
クス６）に電解液が満たされて燃料電池が動作可能とな
る。
〔発明が解決しようとする問題点３
以上のような従来の積層形燃料電池の電解液補給装置で
は、多積層された燃料電池の各ブロックごとに一々、ま
たは、電解液が吸収されるごとに電解液を補給しなけれ
ばならなかった。あるいは、各ブロックへの−々の補給
の手間を省くために電解液補給口（ｌｌと新たに設けた
電解液タンクとを直接継ぐと、下部のセルに過大な電解
液のヘッド圧が加わり、セル部で電解液が漏れ出して燃
料電池の動作に支障をきたした。また、電解液補給後、
しておシ、燃料電池の出力が漏洩電流として失われると
同時に、セパレータ板（舗が腐食損傷するなどの問題点
があった。
は、多積層された燃料電池の各ブロックごとに一々、ま
たは、電解液が吸収されるごとに電解液を補給しなけれ
ばならなかった。あるいは、各ブロックへの−々の補給
の手間を省くために電解液補給口（ｌｌと新たに設けた
電解液タンクとを直接継ぐと、下部のセルに過大な電解
液のヘッド圧が加わり、セル部で電解液が漏れ出して燃
料電池の動作に支障をきたした。また、電解液補給後、
しておシ、燃料電池の出力が漏洩電流として失われると
同時に、セパレータ板（舗が腐食損傷するなどの問題点
があった。
また、電解液の導入路（３）やリザーバ（り）にガスが
貯っていると、電解液の導入ができなかったり非常に時
間を要するという問題点もあった。
貯っていると、電解液の導入ができなかったり非常に時
間を要するという問題点もあった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、多積層された燃料電池の各ブロックへ一定の
ヘッド圧で連続的に電解液の補給を行い、電解液の漏れ
を防止するとともに、補給後の余剰の電解液を排出して
セル間の電解液による液絡損傷を防止できる積層形燃料
電池の電解液補給装置を得ることを目的とする。
たもので、多積層された燃料電池の各ブロックへ一定の
ヘッド圧で連続的に電解液の補給を行い、電解液の漏れ
を防止するとともに、補給後の余剰の電解液を排出して
セル間の電解液による液絡損傷を防止できる積層形燃料
電池の電解液補給装置を得ることを目的とする。
この発明に係る積層形燃料電池の電解液補給装置は、燃
料電池の電解液補給口に接続した補給配管から電解液補
給バルブを通して各セルブロックへ電解液を供給する。
料電池の電解液補給口に接続した補給配管から電解液補
給バルブを通して各セルブロックへ電解液を供給する。
各セルブロックでの電解液補給口にはオーバフロー機構
により一定ヘッド圧以上の電解液圧がかからないように
する。補給された余剰の電解液は電解液排出用バルブを
通して下部の排出電解液タンクへ集められる。下部タン
クでは、排出電解液やオーバ７０−の電解液が集められ
、ポンプで補給配管側へ電解液を戻すようにしている。
により一定ヘッド圧以上の電解液圧がかからないように
する。補給された余剰の電解液は電解液排出用バルブを
通して下部の排出電解液タンクへ集められる。下部タン
クでは、排出電解液やオーバ７０−の電解液が集められ
、ポンプで補給配管側へ電解液を戻すようにしている。
この発明においては、電解液タンク、電解液補給用バル
ブにより、全てのセルへ自動的に電解液の補給が行われ
、各セルブロックのオーバフロー機構により電解液の補
給ヘッド圧が一定以下に保たれ、オーバフローした電解
液はポンプで電解液タンクへ戻され補給期間中、常に各
セルブロックに一定のヘッド圧で電解液を補給する。ま
た、補給が完了したとき、電解液排出用バルブにより、
セルブロック内のセルを短絡させる余剰の電解液を排出
する。
ブにより、全てのセルへ自動的に電解液の補給が行われ
、各セルブロックのオーバフロー機構により電解液の補
給ヘッド圧が一定以下に保たれ、オーバフローした電解
液はポンプで電解液タンクへ戻され補給期間中、常に各
セルブロックに一定のヘッド圧で電解液を補給する。ま
た、補給が完了したとき、電解液排出用バルブにより、
セルブロック内のセルを短絡させる余剰の電解液を排出
する。
第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、図におい
て、冷却板（，２）を含む数セルを一単位とするセルブ
ロック（７）を複数個積層してなるセルスタックは押え
板（ｇ）により上下から押圧されている。
て、冷却板（，２）を含む数セルを一単位とするセルブ
ロック（７）を複数個積層してなるセルスタックは押え
板（ｇ）により上下から押圧されている。
上部の押え板（ｇ）上には補給用電解液を溜める補給電
解液タンク（９）が配置されている。（１０）は電解液
である。補給電解液タンク（９）には、電解Ｑ （ｔＯ
）を送り出す補給配管（１１）が接続されておシ、補給
配管（／／）の最上流部に電解液補給バルブ（１２）が
設けられている。（１３）はセルブロック（７）への電
解液補給ヘッド圧を調整するヘッド圧調整容器で、ヘッ
ド圧調整容器（１３）の一定ヘッドの電解液をオーバフ
ローさせるオーバフロー配管（ハ０は、各セルブロック
（７）の最上セル位置と同じかそれ以上高位置に設けら
れている。（ｔＳ）は電解液補給完了後の余剰電解液を
排出する電解液排出用バルブで、排出電解液タンク（ｉ
ｔ、）へ接続すれている。（１７）は電解液（ｌθ）の
レベルを検出するレベルスイッチである。排出電解液タ
ンク（１６）には、溜った電解液（ｔＯ）を戻し配管（
／９）を介して補給電解液タンク（９）へ戻すポンプ（
ｔｇ）が接続されている。（２θ）は電解液補給口（ｌ
ｌの反対側で対応するオーバフロー配管（／４＝）より
十分高い位置に設けられたガス抜き配管で、その最上部
にガス抜きバルブ（２１）が設けられている。
解液タンク（９）が配置されている。（１０）は電解液
である。補給電解液タンク（９）には、電解Ｑ （ｔＯ
）を送り出す補給配管（１１）が接続されておシ、補給
配管（／／）の最上流部に電解液補給バルブ（１２）が
設けられている。（１３）はセルブロック（７）への電
解液補給ヘッド圧を調整するヘッド圧調整容器で、ヘッ
ド圧調整容器（１３）の一定ヘッドの電解液をオーバフ
ローさせるオーバフロー配管（ハ０は、各セルブロック
（７）の最上セル位置と同じかそれ以上高位置に設けら
れている。（ｔＳ）は電解液補給完了後の余剰電解液を
排出する電解液排出用バルブで、排出電解液タンク（ｉ
ｔ、）へ接続すれている。（１７）は電解液（ｌθ）の
レベルを検出するレベルスイッチである。排出電解液タ
ンク（１６）には、溜った電解液（ｔＯ）を戻し配管（
／９）を介して補給電解液タンク（９）へ戻すポンプ（
ｔｇ）が接続されている。（２θ）は電解液補給口（ｌ
ｌの反対側で対応するオーバフロー配管（／４＝）より
十分高い位置に設けられたガス抜き配管で、その最上部
にガス抜きバルブ（２１）が設けられている。
その他、第３図におけると同一符号は同一部分を示して
いる。
いる。
次に動作について説明する。電解液補給を行う場合は、
電解液補給バルブ（ｌ２）とガス抜きバルブ（２１）を
開とし、電解液排出用バルブ（１，１）を閉とする。補
給する電解液（ｔＯ）は、補給配管（ｌｌ）を通りヘッ
ド圧調整容器Ｃｔ３）へ入シ、電解液補給口（ｌｌ、導
入路（３）を通ってｌセルブロック（７１を形成する数
セルのリザーバ（，１）を電解液で満たす。このとき、
リザーバ（Ｓ）内のガスは、補給口（ハと反対に設けた
ガス抜き配管（コＯ）から排出され、電解液（ｔＯ’）
はすみやか、かつ、完全にリザーバ（り）内に導入され
る。リザーバ［ｙｌに達した電解液（ｔＯ）はマ） Ｉ
Ｊラックス６）に浸透する。この動作の間、電解液（ｔ
Ｏ）は、ヘッド圧調整容器（１３）内へ次々と供給され
、セルブロック（７）内の最上セル位置るるいはそれ以
上に達するとオーバフロー配管（／４＝）から下部のセ
ルブロック（７１のヘッド調整容器（１３）へ流下する
。以降は同じ動作を繰返し、セルスタックの全セルブロ
ック（７）へ［ｊ［［（／θ）が導入、補給ぼれる。全
セルブロック（ワ）へ補給される電解液（１０）はヘッ
ド調整容器（１３）のオーバフロー配管（／＠）で一定
ヘッド以下に保たれるので、いかなる多積層されたセル
スタックでも補給！解液を外部へ漏らさない。最下段の
オーバフロー配管（ハ０をオーバフローした電解液（ｌ
Ｏ）ｌに は、排出電解液タンク（ＰＩＩ）Ｋ入る。同タンク（ｔ
ｇ）に溜った電解液（ｌＯ）は、レベルスイッチ（／り
）でポンプ（ｌざ）を制御することによシ一定範囲のレ
ベルに保たれる。ポンプ（１１）で吐出される電解液は
戻し配管（１９）により補給電解液タンク（９）へ戻さ
れる。
電解液補給バルブ（ｌ２）とガス抜きバルブ（２１）を
開とし、電解液排出用バルブ（１，１）を閉とする。補
給する電解液（ｔＯ）は、補給配管（ｌｌ）を通りヘッ
ド圧調整容器Ｃｔ３）へ入シ、電解液補給口（ｌｌ、導
入路（３）を通ってｌセルブロック（７１を形成する数
セルのリザーバ（，１）を電解液で満たす。このとき、
リザーバ（Ｓ）内のガスは、補給口（ハと反対に設けた
ガス抜き配管（コＯ）から排出され、電解液（ｔＯ’）
はすみやか、かつ、完全にリザーバ（り）内に導入され
る。リザーバ［ｙｌに達した電解液（ｔＯ）はマ） Ｉ
Ｊラックス６）に浸透する。この動作の間、電解液（ｔ
Ｏ）は、ヘッド圧調整容器（１３）内へ次々と供給され
、セルブロック（７）内の最上セル位置るるいはそれ以
上に達するとオーバフロー配管（／４＝）から下部のセ
ルブロック（７１のヘッド調整容器（１３）へ流下する
。以降は同じ動作を繰返し、セルスタックの全セルブロ
ック（７）へ［ｊ［［（／θ）が導入、補給ぼれる。全
セルブロック（ワ）へ補給される電解液（１０）はヘッ
ド調整容器（１３）のオーバフロー配管（／＠）で一定
ヘッド以下に保たれるので、いかなる多積層されたセル
スタックでも補給！解液を外部へ漏らさない。最下段の
オーバフロー配管（ハ０をオーバフローした電解液（ｌ
Ｏ）ｌに は、排出電解液タンク（ＰＩＩ）Ｋ入る。同タンク（ｔ
ｇ）に溜った電解液（ｌＯ）は、レベルスイッチ（／り
）でポンプ（ｌざ）を制御することによシ一定範囲のレ
ベルに保たれる。ポンプ（１１）で吐出される電解液は
戻し配管（１９）により補給電解液タンク（９）へ戻さ
れる。
なお、以上の電解液補給は、補給不要のセルブロックの
電解液排出バルブ（１５）を開いておくことにより、そ
の他のセルブロック忙選択的に電解液補給ができる。
電解液排出バルブ（１５）を開いておくことにより、そ
の他のセルブロック忙選択的に電解液補給ができる。
以上のようにして、必要な電解液（ｌＯ）の補給が終れ
ば、電解液補給バルブ（ｌ２）を閉じると同時に、電解
液排出用バルブ（ｔＳ）を開くと、余分の電解液ＣｔＯ
）は排出電解液タンク（１６）、ポンプ（ｔｇ）、戻し
配管（１９）を経て補給電解液タンク（ｑｌＫ＃る。各
セルブロック（７）内を液絡させる余分の電解質が抜か
れたら、ガス抜きバルブ（２１）、電解液排出用バルブ
（ｔＳ）を閉じて、７を解液（ｔＯ）の補給が完了する
。
ば、電解液補給バルブ（ｌ２）を閉じると同時に、電解
液排出用バルブ（ｔＳ）を開くと、余分の電解液ＣｔＯ
）は排出電解液タンク（１６）、ポンプ（ｔｇ）、戻し
配管（１９）を経て補給電解液タンク（ｑｌＫ＃る。各
セルブロック（７）内を液絡させる余分の電解質が抜か
れたら、ガス抜きバルブ（２１）、電解液排出用バルブ
（ｔＳ）を閉じて、７を解液（ｔＯ）の補給が完了する
。
な分、上記実施例では電解液補給バルブ（ｌ２）、電解
液排出バルブ（１５）、ガスｆ＆きバルブ（コｌ）につ
いて単にバルブとしているが、これらは手動であっても
自動であってもよく、自動にした場合は、通常、圧力容
器内に収納される燃料電池に圧力容器外から自動的に電
解液の補給が可能となり。
液排出バルブ（１５）、ガスｆ＆きバルブ（コｌ）につ
いて単にバルブとしているが、これらは手動であっても
自動であってもよく、自動にした場合は、通常、圧力容
器内に収納される燃料電池に圧力容器外から自動的に電
解液の補給が可能となり。
電解液′４給は圧力容器を開放する手間が省け、非常に
谷易な操作となる。
谷易な操作となる。
また、上記実施例では補給′！１ｔｍ液タンク（９）を
種層形燃料電池の上部に設けるようにしくいるが、これ
全省略し′電解液の民し配管Ｃｔｑ）と補給配管（ｉｔ
）ｋ直接継いでも上記実施例と同様の効果が侍らｎる。
種層形燃料電池の上部に設けるようにしくいるが、これ
全省略し′電解液の民し配管Ｃｔｑ）と補給配管（ｉｔ
）ｋ直接継いでも上記実施例と同様の効果が侍らｎる。
さらに、電解液タンク、補給配管、バルブ、ヘッド圧調
整容器、ポンプ等で、電解液に接する部分を、ポリテト
ラフルオロエチレンまたはガラスで形成すれば、耐久性
を向上することができる。
整容器、ポンプ等で、電解液に接する部分を、ポリテト
ラフルオロエチレンまたはガラスで形成すれば、耐久性
を向上することができる。
以上の説明から明らかなように、この発明は、電解液の
オーバフローおよび余剰電解液の排出をセルブロックご
とにできるようにし、かつ、電解、液を循環するように
したので、全てのセルブロックまたは選択したセルブロ
ックに電解液の補給を一部ヘッド圧で、連続的に行うこ
とが−でき、また、余剰電解液の排出によシ液絡による
出力ｌの損失やセパレータ板の損傷を防止できる効果が
ある。
オーバフローおよび余剰電解液の排出をセルブロックご
とにできるようにし、かつ、電解、液を循環するように
したので、全てのセルブロックまたは選択したセルブロ
ックに電解液の補給を一部ヘッド圧で、連続的に行うこ
とが−でき、また、余剰電解液の排出によシ液絡による
出力ｌの損失やセパレータ板の損傷を防止できる効果が
ある。
さらに、ガス抜、き配管を設ければ、電解液の補給を迅
速、確実になしうる。
速、確実になしうる。
第１図はこの発明の一実施例の正面図、第２図は同じく
一部正断面図、第３図は従来の種層形燃料電池の正断面
図である。 （ハ・・電解液補給口、（７）・・セルブロック、（９
１・・補給電解液タンク、（ｔＯ）・・電解液、 （ｉ
ｔ）・・補給配管、（１２）・・電解液補給バルブ、（
（ｔ３）・・ヘッド圧調整容器、（ハ０・Φオーバフロ
ー配管、（ｔＳ）・・電解液排出バルブ、（／Ａ）・・
排出電解液タンク、（１ｇ）−・ポンプ、（ｔｑ）・・
戻し配管、（コＯ）・拳ガス抜き配管。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 ！−”、 ’。 代理人 曽 我 道 照１．；；（、：単
１図
一部正断面図、第３図は従来の種層形燃料電池の正断面
図である。 （ハ・・電解液補給口、（７）・・セルブロック、（９
１・・補給電解液タンク、（ｔＯ）・・電解液、 （ｉ
ｔ）・・補給配管、（１２）・・電解液補給バルブ、（
（ｔ３）・・ヘッド圧調整容器、（ハ０・Φオーバフロ
ー配管、（ｔＳ）・・電解液排出バルブ、（／Ａ）・・
排出電解液タンク、（１ｇ）−・ポンプ、（ｔｑ）・・
戻し配管、（コＯ）・拳ガス抜き配管。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 ！−”、 ’。 代理人 曽 我 道 照１．；；（、：単
１図
Claims (4)
- （１）複数個のセルを一単位とするセルブロックを複数
個積層したセルスタックの前記セルブロックにそれぞれ
設けられた電解液補給口と、電解液補給バルブを備え前
記セルブロックごとにヘッド圧調整容器を介して前記電
解液補給口に接続された補給配管と、前記セルブロック
ごとに設けられ余剰の電解液を排出するための電解液排
出バルブと、前記ヘッド圧調整容器間に接続されたオー
バフロー配管と、前記余剰の電解液およびオーバフロー
した電解液を集める排出電解液タンクと、この排出電解
液タンク内の前記電解液を前記補給配管側へ戻すポンプ
とを備えてなる積層形燃料電池の電解液補給装置。 - （２）電解液補給口の反対端に設けたガス抜き配管を備
えた特許請求の範囲第１項記載の積層形燃料電池の電解
液補給装置。 - （３）補給配管およびポンプからの戻し配管が接続され
た補給電解液タンクを備えた特許請求の範囲第１項記載
の積層形燃料電池の電解液補給装置。 - （４）セルスタック外の電解液に接する部分がポリテト
ラフルオロエチレンおよびガラスのいずれかでなる特許
請求の範囲第１項記載の積層形燃料電池の電解液補給装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258639A JPH0610988B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 積層形燃料電池の電解液補給装置 |
| US06/932,096 US4702972A (en) | 1985-11-20 | 1986-11-18 | Electrolyte replenishing system for a laminated fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258639A JPH0610988B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 積層形燃料電池の電解液補給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119871A true JPS62119871A (ja) | 1987-06-01 |
| JPH0610988B2 JPH0610988B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17323061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60258639A Expired - Lifetime JPH0610988B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 積層形燃料電池の電解液補給装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4702972A (ja) |
| JP (1) | JPH0610988B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01274363A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-11-02 | Fuji Electric Co Ltd | マトリックス形燃料電池の電解液補給方法 |
| JP2013519197A (ja) * | 2010-02-08 | 2013-05-23 | エイエフシー エナジー ピーエルシー | セルスタックシステム |
Families Citing this family (3)
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| US5615717A (en) * | 1994-12-22 | 1997-04-01 | Dreisbach Electromotive Inc. | Electrolyte distributing system and method |
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| JPS60150560A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-08 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | マトリツクス形燃料電池の電解質補給装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1986
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610988B2 (ja) | 1994-02-09 |
| US4702972A (en) | 1987-10-27 |
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