JPS6217961A - 空冷式燃料電池 - Google Patents
空冷式燃料電池Info
- Publication number
- JPS6217961A JPS6217961A JP60155702A JP15570285A JPS6217961A JP S6217961 A JPS6217961 A JP S6217961A JP 60155702 A JP60155702 A JP 60155702A JP 15570285 A JP15570285 A JP 15570285A JP S6217961 A JPS6217961 A JP S6217961A
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- JP
- Japan
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- air
- stack
- supplied
- hydrogen
- fuel cell
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- 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
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
-
- 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
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は空冷式燃料電池に関するものである。
（口〉 従来の技術
燃料電池は燃料に水素ガスもしくは改質きれた水素リッ
チガスを用いるが、電池スタックの構成要素を通って水
素ガスのリークが生じる。リークの発生する主な場所は
、■マトリックスの電解質濃度のうずい又は電解質が部
分的に欠除している電極面、■プレート（ガス分離板及
び冷却板）周辺に用いるシール材、■電池スタックにお
ける各プレートコーナ部等である。
チガスを用いるが、電池スタックの構成要素を通って水
素ガスのリークが生じる。リークの発生する主な場所は
、■マトリックスの電解質濃度のうずい又は電解質が部
分的に欠除している電極面、■プレート（ガス分離板及
び冷却板）周辺に用いるシール材、■電池スタックにお
ける各プレートコーナ部等である。
空冷式燃料電池では、空気は酸化剤（反応ガス）及び冷
却袖として用いられるが、第１図のように空気を反応ガ
ス及び冷却ガスとして共通的に循環供給する方式と、第
２図のように反応空気と分離して冷却専用空気を循環供
給する方式とがある。
却袖として用いられるが、第１図のように空気を反応ガ
ス及び冷却ガスとして共通的に循環供給する方式と、第
２図のように反応空気と分離して冷却専用空気を循環供
給する方式とがある。
いづれの方式の場合も水素ガスのリークする相手側は空
気であるために、その水素濃度が高くなると危険性が増
大する。
気であるために、その水素濃度が高くなると危険性が増
大する。
このようなリークを阻止するために種々の提案がなされ
ているが、゛現在の技術水準ではできるだけ少くするこ
とは可能としても皆無にすることはできない。従って電
池運転を長期に亘り継続するうちにわづかのリーク量が
空気循環経路に蓄積してくると危険である。
ているが、゛現在の技術水準ではできるだけ少くするこ
とは可能としても皆無にすることはできない。従って電
池運転を長期に亘り継続するうちにわづかのリーク量が
空気循環経路に蓄積してくると危険である。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
この発明は空気循環経路内にリークした水素ガスが、た
とえ多＠（高濃度）であっても、蓄積しないよう処理し
て危険を未然に貼止する点にある。
とえ多＠（高濃度）であっても、蓄積しないよう処理し
て危険を未然に貼止する点にある。
（ニ） 問題点を解決するための手段
この発明は電池スタックに循環供給きれる空気経路に水
素吸蔵合金を設置したものである。
素吸蔵合金を設置したものである。
（ホ） 作用
この発明によれば空気循環経路内にリークした水素ガス
は、水素吸蔵合金に補捉されるので、水素ガスが蓄積す
るおそれがなく、燃料電池の安全性が改善きれる。
は、水素吸蔵合金に補捉されるので、水素ガスが蓄積す
るおそれがなく、燃料電池の安全性が改善きれる。
（へ）実施例
本発明の実施例を図について説明する。
第１図の系統図では電池スタック（１〉の各対向面に空
気用マニホルドＣｚ）（２’）及び水素ガス用マニボル
ド（３）（３’）を取付は水素ガスはオープン経路でス
タック（１）に供給されるが、空気はブ１１ワ（４）と
ダンパ（５）を含む循環経路で供給される。この場合ダ
ンパ（５）の調整により排ガスの一部は排出弁（６）を
経て外部に排出されると共に残部は循環支路（７）に入
り、排出空気量に見合って吸入された新鮮な空気と合体
してスタック（１〉に送られる。この新鮮な空気の導入
により空気中の酸素分圧低下を補うと共にスタックの冷
却をはかる。
気用マニホルドＣｚ）（２’）及び水素ガス用マニボル
ド（３）（３’）を取付は水素ガスはオープン経路でス
タック（１）に供給されるが、空気はブ１１ワ（４）と
ダンパ（５）を含む循環経路で供給される。この場合ダ
ンパ（５）の調整により排ガスの一部は排出弁（６）を
経て外部に排出されると共に残部は循環支路（７）に入
り、排出空気量に見合って吸入された新鮮な空気と合体
してスタック（１〉に送られる。この新鮮な空気の導入
により空気中の酸素分圧低下を補うと共にスタックの冷
却をはかる。
このように空気が反応空気と冷却空気を兼ねる方式では
、循環支路〈７〉の拡径部分（９〉内に水素吸蔵合金（
１０）を設置すればよい。この水素吸蔵合金（１０）は
微粉砕化されたもの（４００メツシュ程度）をニッケル
、ステンレススチール等の金網に包んで、拡径部分（９
）の内壁に固定する。
、循環支路〈７〉の拡径部分（９〉内に水素吸蔵合金（
１０）を設置すればよい。この水素吸蔵合金（１０）は
微粉砕化されたもの（４００メツシュ程度）をニッケル
、ステンレススチール等の金網に包んで、拡径部分（９
）の内壁に固定する。
第２図の系統図では電池スタック（１）の一対向面に反
応空気用マニホルド（２１＞（２，１）と水素ガス用マ
ニホルド（３，）（３，’）とを並設し、他対向面に冷
却空気専用マニホルド（２゜）（２゜′）を取付ける。
応空気用マニホルド（２１＞（２，１）と水素ガス用マ
ニホルド（３，）（３，’）とを並設し、他対向面に冷
却空気専用マニホルド（２゜）（２゜′）を取付ける。
この場合各反応ガスは図示矢印のようにオープン経路で
電池スタック（１）に供給されるに対し、冷却専用空気
は熱回収器（１１）及びプロワ（４゜）を含む循環経路
で電池スタック（１）に供給されてこれを冷却する。
電池スタック（１）に供給されるに対し、冷却専用空気
は熱回収器（１１）及びプロワ（４゜）を含む循環経路
で電池スタック（１）に供給されてこれを冷却する。
この方式では水素吸蔵合金の設置個所は種々考えられる
。第３図の実施例は冷却空気出口側マニホルド（２゜′
）の内壁に固定した場合、第４図の実施例は冷却空気出
口側マニホルド（２゜′）の出口管内壁に固定した場合
を示す。また、第５図の実施例は熱回収器（１１）の内
壁に第１図実施例と同様の方法で設置するか、水素吸蔵
合金（１０）を熱回収器の内部空間に充填した場合を示
す。
。第３図の実施例は冷却空気出口側マニホルド（２゜′
）の内壁に固定した場合、第４図の実施例は冷却空気出
口側マニホルド（２゜′）の出口管内壁に固定した場合
を示す。また、第５図の実施例は熱回収器（１１）の内
壁に第１図実施例と同様の方法で設置するか、水素吸蔵
合金（１０）を熱回収器の内部空間に充填した場合を示
す。
水素吸蔵合金は水素ガスと発熱的に反応して金属水素化
物を形成する。この作用を利用して電池スタックから循
環経路内にリークした水素ガスを水素吸蔵合金に補捉さ
せる。
物を形成する。この作用を利用して電池スタックから循
環経路内にリークした水素ガスを水素吸蔵合金に補捉さ
せる。
燐酸電解液を用いる燃料電池の場合、電池作動温度１８
０〜２１０℃、作動圧力１気圧（常圧式）〜７気圧（加
圧式）の範囲で用いられるので、水素吸蔵合金としては
、第６図の特性図□水素吸蔵合金の解離圧の温度依存性
□からＭｇ系のＭｇ ＊ Ｃｕ及びＭｇｆｉＮｌが利用
可能であり、一旦吸蔵された水素は、電池の作動圧力範
囲ではその作動温度より著しく高い温度にならない限り
放出されることはない。
０〜２１０℃、作動圧力１気圧（常圧式）〜７気圧（加
圧式）の範囲で用いられるので、水素吸蔵合金としては
、第６図の特性図□水素吸蔵合金の解離圧の温度依存性
□からＭｇ系のＭｇ ＊ Ｃｕ及びＭｇｆｉＮｌが利用
可能であり、一旦吸蔵された水素は、電池の作動圧力範
囲ではその作動温度より著しく高い温度にならない限り
放出されることはない。
（ホ）効果
電池スタックより循環空気経路内にリークした水素ガス
は、酸素との混合により爆発の危険性を有するが、本発
明では循環経路内に設置した水素吸蔵合金により補捉き
れるので、経路内に水素ガスが蓄積することがなく燃料
電池の安全性が改善される。
は、酸素との混合により爆発の危険性を有するが、本発
明では循環経路内に設置した水素吸蔵合金により補捉き
れるので、経路内に水素ガスが蓄積することがなく燃料
電池の安全性が改善される。
【図面の簡単な説明】
図面はいづれも本発明燃料電池の実施例を示し、第１図
は空気を酸化剤（反応空気）及び冷却剤（冷却空気）と
して共通的に循環供給する方式の系統図、第２図は反応
空気と分離して冷却専用空気を循環供給する方式の系統
図、第３図、第４図及び第５図は第２図の方式における
異る設置状態を示す要部拡大図である。第６図は水素吸
蔵合金の解離圧の温度依存性を示す特性図である。 １：電池スタック、２．２′：空気マニホルド、２１％
２１’ ：反応空気マニホルド、２゜、２゜′：冷却
専用空気マニホルド、３．３′、３１．３Ｉ′：水素ガ
スマニホルド、４．４゜ニブロワ、５：ダンパ、９：拡
径部、１０、水素吸蔵合金、１１：熱回収器。
は空気を酸化剤（反応空気）及び冷却剤（冷却空気）と
して共通的に循環供給する方式の系統図、第２図は反応
空気と分離して冷却専用空気を循環供給する方式の系統
図、第３図、第４図及び第５図は第２図の方式における
異る設置状態を示す要部拡大図である。第６図は水素吸
蔵合金の解離圧の温度依存性を示す特性図である。 １：電池スタック、２．２′：空気マニホルド、２１％
２１’ ：反応空気マニホルド、２゜、２゜′：冷却
専用空気マニホルド、３．３′、３１．３Ｉ′：水素ガ
スマニホルド、４．４゜ニブロワ、５：ダンパ、９：拡
径部、１０、水素吸蔵合金、１１：熱回収器。
Claims (3)
- （１）電池スタックに供給される空気の循環経路内に、
前記スタックから前記経路にリークした水素ガスを補捉
する水素吸蔵合金を設置したことを特徴とする空冷式燃
料電池。 - （２）前記空気が反応空気及び冷却空気として共通的に
供給されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の空冷式燃料電池。 - （３）前記空気が冷却専用空気として反応空気と分離供
給されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
空冷式燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60155702A JPS6217961A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 空冷式燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60155702A JPS6217961A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 空冷式燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217961A true JPS6217961A (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=15611646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60155702A Pending JPS6217961A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 空冷式燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6217961A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128138A (ja) * | 2005-12-14 | 2006-05-18 | Toshiba Home Technology Corp | 燃料電池装置 |
| WO2008038032A2 (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-03 | Intelligent Energy Limited | Low temperature operation of open cathode fuel cell stacks using air recirculation |
| US7390587B2 (en) | 2000-03-29 | 2008-06-24 | Idatech, Llc | Fuel cell system with load management |
| WO2012029414A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | スズキ株式会社 | 燃料電池システム |
| WO2012166040A1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-06 | Metacon Ab | Energy generation using a stack of fuel cells |
-
1985
- 1985-07-15 JP JP60155702A patent/JPS6217961A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7390587B2 (en) | 2000-03-29 | 2008-06-24 | Idatech, Llc | Fuel cell system with load management |
| JP2006128138A (ja) * | 2005-12-14 | 2006-05-18 | Toshiba Home Technology Corp | 燃料電池装置 |
| JP4537313B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2010-09-01 | 東芝ホームテクノ株式会社 | 燃料電池装置 |
| WO2008038032A2 (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-03 | Intelligent Energy Limited | Low temperature operation of open cathode fuel cell stacks using air recirculation |
| WO2008038032A3 (en) * | 2006-09-27 | 2008-06-19 | Intelligent Energy Ltd | Low temperature operation of open cathode fuel cell stacks using air recirculation |
| WO2012029414A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | スズキ株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2012054033A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Suzuki Motor Corp | 燃料電池システム |
| GB2495053A (en) * | 2010-08-31 | 2013-03-27 | Suzuki Motor Corp | Fuel cell system |
| US8940448B2 (en) | 2010-08-31 | 2015-01-27 | Suzuki Motor Corporation | Fuel cell system |
| GB2495053B (en) * | 2010-08-31 | 2017-04-12 | Suzuki Motor Corp | Fuel cell system |
| WO2012166040A1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-06 | Metacon Ab | Energy generation using a stack of fuel cells |
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