JPS6247965A - 燃料電池の電解質補給方法 - Google Patents
燃料電池の電解質補給方法Info
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- JPS6247965A JPS6247965A JP60186623A JP18662385A JPS6247965A JP S6247965 A JPS6247965 A JP S6247965A JP 60186623 A JP60186623 A JP 60186623A JP 18662385 A JP18662385 A JP 18662385A JP S6247965 A JPS6247965 A JP S6247965A
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- Japan
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- electrolyte
- fuel cell
- vapor pressure
- plate
- gas
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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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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は１燃料直池の電解質補給方法に関する。
燃料電池は、高温作動するために、電解質板中の電解質
が、各反応ガスにより、飽和蒸気正分の電解質が常に外
部へ運び出されている。
が、各反応ガスにより、飽和蒸気正分の電解質が常に外
部へ運び出されている。
この電解質消失の防止法として、多くの電解質補給法が
ある。従来の電解質補給法は、特開昭５８−２３１６６
号に代表される様に、電池構成部材、特にセパレータ部
に、電解質をリザーブしておく溝を形成していたので、
常に電解質を補充する形となり、電池作動状態によって
は、過剰量の電解質となって外部へ漏れたりする怖れが
あった。
ある。従来の電解質補給法は、特開昭５８−２３１６６
号に代表される様に、電池構成部材、特にセパレータ部
に、電解質をリザーブしておく溝を形成していたので、
常に電解質を補充する形となり、電池作動状態によって
は、過剰量の電解質となって外部へ漏れたりする怖れが
あった。
さらに、その貯蔵量には限度があシ、電池運転時にリザ
ーブがゼロになった場合など、電池性能の低下、並びに
短寿命（限られた寿命）の電池であるという欠点があっ
た。又、電解質は電解質溜めに接している部分からの浸
透による補給であったので、電池全面に均一に行きわた
ることができなかった。
ーブがゼロになった場合など、電池性能の低下、並びに
短寿命（限られた寿命）の電池であるという欠点があっ
た。又、電解質は電解質溜めに接している部分からの浸
透による補給であったので、電池全面に均一に行きわた
ることができなかった。
本発明の目的は、上記点を考慮して、電池本体で必要量
の電解質を外部から供給し、さらに電解質を均一に補給
する燃料電池の電解質補給法を提供することにある。
の電解質を外部から供給し、さらに電解質を均一に補給
する燃料電池の電解質補給法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、燃料電池外部に
電解質リザーブ容器を設け、電池本体よりこのタンクを
高温にして電解質の飽和蒸気圧を上げ、ある所定蒸気圧
にして燃料ガス、酸化ガスをキャリアガラスとして使用
することによって電池内部へ電解質を運び、電極面上に
均一に凝着させることができる。電池内部の飽和蒸気圧
と電解質リザーブタンクの飽和蒸気圧を制御することで
。
電解質リザーブ容器を設け、電池本体よりこのタンクを
高温にして電解質の飽和蒸気圧を上げ、ある所定蒸気圧
にして燃料ガス、酸化ガスをキャリアガラスとして使用
することによって電池内部へ電解質を運び、電極面上に
均一に凝着させることができる。電池内部の飽和蒸気圧
と電解質リザーブタンクの飽和蒸気圧を制御することで
。
必要に応じた電解質量を与えることが可能となる。
第１図は本発明の電解質補給装置の実施例図である。燃
料電池１は、セパレータ２、アノード極３、カソード極
４、電解質板５よ構成る。実際には、燃料電池１は、多
層構成よ構成υ、第２図には、２層ＩＡ、ＩＢよ構成る
例を示す。第２図で層ＩＡは理解容易のために分解した
構成で示すが、実際には層ＩＢの如く積層密着させて使
用する。
料電池１は、セパレータ２、アノード極３、カソード極
４、電解質板５よ構成る。実際には、燃料電池１は、多
層構成よ構成υ、第２図には、２層ＩＡ、ＩＢよ構成る
例を示す。第２図で層ＩＡは理解容易のために分解した
構成で示すが、実際には層ＩＢの如く積層密着させて使
用する。
ｉｌＡは、セパレータ２、アノード極３、カソード極、
電解質板５よ構成ζＪ、セパレータ２は、上下表面に互
いに反対応に溝２Ａ、２Ｂを持ち、流路を構成する。ア
ノード極３にはセパレータ２を介して燃料ガス（例えば
Ｈ２ガス）６、カソード極４にはセパレータ２を介して
酸化ガス（例えば０２ガス）７が流入し、セパレータ２
の溝を通って、電極面全面に均一に分布する構造となっ
ている。
電解質板５よ構成ζＪ、セパレータ２は、上下表面に互
いに反対応に溝２Ａ、２Ｂを持ち、流路を構成する。ア
ノード極３にはセパレータ２を介して燃料ガス（例えば
Ｈ２ガス）６、カソード極４にはセパレータ２を介して
酸化ガス（例えば０２ガス）７が流入し、セパレータ２
の溝を通って、電極面全面に均一に分布する構造となっ
ている。
リザーブタンク８Ａは燃料ガス系統中に設け、リザーブ
タンク８Ｂは酸化ガス系統中に設ける。
タンク８Ｂは酸化ガス系統中に設ける。
リザーブタンク８Ａ、８Ｂは、電解質物質１５Ａ。
１５Ｂを内部に格納しており、外部に設けた加熱コイル
（一般的には加熱部でよい）ＩＯＡ。
（一般的には加熱部でよい）ＩＯＡ。
１０Ｂによってこの電解物質は蒸気となシ、燃料Ｆ】
（Ｈ２ガス）、Ｆｚ （酸化ガス）と共に、燃料電池
１のセパレータ２に系統６，７を介して送られる。
（Ｈ２ガス）、Ｆｚ （酸化ガス）と共に、燃料電池
１のセパレータ２に系統６，７を介して送られる。
加熱コイルｉ０Ａ、ＩＯＢに流すべき電流は、制御回路
１２がリザーブタンク８Ａ、８Ｂ及び電解質板５内の雰
囲気中の飽和蒸気圧を監視しながら設定する。リザーブ
タンク８Ａ、８Ｂ、ｉ解ｆｆ板５内の飽和蒸気圧は、測
定器１１Ｂ、ＩＩＡが行う。
１２がリザーブタンク８Ａ、８Ｂ及び電解質板５内の雰
囲気中の飽和蒸気圧を監視しながら設定する。リザーブ
タンク８Ａ、８Ｂ、ｉ解ｆｆ板５内の飽和蒸気圧は、測
定器１１Ｂ、ＩＩＡが行う。
尚、飽和蒸気圧は一般には測定が難しいため、温度を検
出し、その温度からその温度での飽和蒸気圧を算出する
との手順をとる。
出し、その温度からその温度での飽和蒸気圧を算出する
との手順をとる。
制御装置１２は、燃料電池１の基準電解質飽和蒸気圧Ｐ
、と測定器１１Ａで測定した燃料電池１の実際の電解質
飽和蒸気圧Ｐ１とを比較し、Ｐｒ＞Ｐｌ であれば、燃料電池内の電解質の量が少なくなったと判
断する。この判断の結果に従って、制御装置１２は、電
流を設定し、コイルＩＯＡ、ＩＯＢを加熱する。
、と測定器１１Ａで測定した燃料電池１の実際の電解質
飽和蒸気圧Ｐ１とを比較し、Ｐｒ＞Ｐｌ であれば、燃料電池内の電解質の量が少なくなったと判
断する。この判断の結果に従って、制御装置１２は、電
流を設定し、コイルＩＯＡ、ＩＯＢを加熱する。
Ｐ１≦Ｐ１
であ゛）１ば、逆にコイルＩＯＡ、ＩＯＢへの電流の供
給は停止する。また、測定器１１Ｂでの測定値Ｐ２は、
現在のリザーブタンク内の蒸気圧であシ、新しく設定す
る電流の分を決定するのに使用する。
給は停止する。また、測定器１１Ｂでの測定値Ｐ２は、
現在のリザーブタンク内の蒸気圧であシ、新しく設定す
る電流の分を決定するのに使用する。
尚、ｐ、＝ｐｌの状態では、燃料電池１が一定量単位で
電解質を失くしていると考えられる場合、微小な一定電
流をコイルＩＯＡ、ＩＯＢに流しておいてもよい。
電解質を失くしていると考えられる場合、微小な一定電
流をコイルＩＯＡ、ＩＯＢに流しておいてもよい。
ガス流出系統には、燃料電池１よシ運ばれてきた電解質
をスクラバー９Ａ、９Ｂによって凝着させ、この凝着に
よって得た電解質をリザーブタンク８Ａ、８Ｂに帰還さ
せることとした。
をスクラバー９Ａ、９Ｂによって凝着させ、この凝着に
よって得た電解質をリザーブタンク８Ａ、８Ｂに帰還さ
せることとした。
更に、具体的に述べる。第３図は、電解質補給の説明図
である。電池内部電解質板５の飽和蒸気圧分布をＡで表
わす。電池発電中は、その反応熱によりガス入口から出
口へ向って、温度分布ができている為、Ｄ領域分が、飽
和蒸気として、キャリアガスにより外部へ運び出されて
いる。たとえば、第４図に電解質の補給要領を示す。先
ず、恢出器１１Ａが低蒸気圧を検出すると、電池負荷を
開放して負荷電流の流出をやめ電池内部の温度分布を均
一にして５ｏｏｃ一定に温度を維持する（Ａ）。その地
点で、電解質飽和蒸気圧一定（Ｂ）のキャリアガスを電
池へ導入する。この時Ｃ領域では、電解質の凝縮が起こ
る。この動作をつづけると、電池温度が入口からしだい
に上昇し、キャリアガス温度に迄上昇しく第５図）入口
側から、次第に電解質が過飽和（ＤＪとなり、その部分
では電解質の凝着は終了し、出口側へとその傾向（矢印
）が進む。そして最終的に、電池温度（Ａ）が、６５０
ｔ：’つまり、キャリアガス温度（Ｂ）と同等になった
地点で、電解質の凝着は完了する。
である。電池内部電解質板５の飽和蒸気圧分布をＡで表
わす。電池発電中は、その反応熱によりガス入口から出
口へ向って、温度分布ができている為、Ｄ領域分が、飽
和蒸気として、キャリアガスにより外部へ運び出されて
いる。たとえば、第４図に電解質の補給要領を示す。先
ず、恢出器１１Ａが低蒸気圧を検出すると、電池負荷を
開放して負荷電流の流出をやめ電池内部の温度分布を均
一にして５ｏｏｃ一定に温度を維持する（Ａ）。その地
点で、電解質飽和蒸気圧一定（Ｂ）のキャリアガスを電
池へ導入する。この時Ｃ領域では、電解質の凝縮が起こ
る。この動作をつづけると、電池温度が入口からしだい
に上昇し、キャリアガス温度に迄上昇しく第５図）入口
側から、次第に電解質が過飽和（ＤＪとなり、その部分
では電解質の凝着は終了し、出口側へとその傾向（矢印
）が進む。そして最終的に、電池温度（Ａ）が、６５０
ｔ：’つまり、キャリアガス温度（Ｂ）と同等になった
地点で、電解質の凝着は完了する。
この時、電極面上に均一に凝着した電解質は、多孔質の
電極を通りぬけて電解質板中へ入り込み電池発電に十分
な電解質を確保することができる。
電極を通りぬけて電解質板中へ入り込み電池発電に十分
な電解質を確保することができる。
つまシ、Ａ及びＢを制御することによって、電解質の補
給量が決定される。前記の通シ、電解質板５の飽和蒸気
圧測定器１１Ａと、電解質リザーブタンク８Ａ、８Ｂの
飽和蒸気圧測定器１１Ｂとの値の差分を制御することに
なり、制御装置１２より、Ｂつまシ、電解質リザーブタ
ンク８Ａ。
給量が決定される。前記の通シ、電解質板５の飽和蒸気
圧測定器１１Ａと、電解質リザーブタンク８Ａ、８Ｂの
飽和蒸気圧測定器１１Ｂとの値の差分を制御することに
なり、制御装置１２より、Ｂつまシ、電解質リザーブタ
ンク８Ａ。
８Ｂの加熱コイルＩＯＡ、ＩＯＢを制御して所定要に応
じた 電解質飽和蒸気圧を作シ、必電解質補給量を得ることが
できる。
じた 電解質飽和蒸気圧を作シ、必電解質補給量を得ることが
できる。
本発明は、リザーブタンクを設けてこれを加熱制御する
こととしているが、更に以下の特徴をも持つ。
こととしているが、更に以下の特徴をも持つ。
（１）電池温度よシ高い所定温度の電解質蒸気圧を有す
るガスにより′電解質を電池内へ供給すること。
るガスにより′電解質を電池内へ供給すること。
（２）電池温度を導入ガス温度より低くシ、一定温度に
保持することによシ、電解質を均一に電極面に装着させ
ること。
保持することによシ、電解質を均一に電極面に装着させ
ること。
以上説明したように本発明の燃料電池の電解質補給法に
よれば、電解質を外部から必要量供給でき、かつ、均一
に電解質を電池内部へ補給できる効果がおる。
よれば、電解質を外部から必要量供給でき、かつ、均一
に電解質を電池内部へ補給できる効果がおる。
第１図は本発明の電解質供給装置の実施例図。
第２図は多層燃料電池の構成図、第３図、第４図。
第５図は動作説明図である。
１・・・燃料電池、２・・・セパレータ、８Ａ、８Ｂ・
・・リザーブタンク、ＩＩＡ、ＩＩＢ・・・測定器、１
２・・・制御装置。
・・リザーブタンク、ＩＩＡ、ＩＩＢ・・・測定器、１
２・・・制御装置。
Claims (1)
- １、アノード極板と、カソード極板と、該２つの極板の
間に設けられた電解質板と、上記アノード極板に陰極活
物質を供給する第１の系統と、上記カソード極板に陽極
活物質を供給する第２の系統と、より成る燃料電池にお
いて、該第１、第２の系統の少なくともいずれか一方の
系統に設けられ、内部に電解質を持つてなるリザーブタ
ンクと、該リザーブタンク内の電解質を適宜蒸発すべく
外部から加熱を行い、該蒸発した電解質を上記系統を通
じて電解質板の雰囲気中に送るべくした加熱部と、上記
加熱部での加熱を、上記電解質板の雰囲気中の飽和蒸気
圧が予じめ定めた設定飽和蒸気圧になるように制御する
制御装置と、より成る燃料電池の電解質補給方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186623A JPH0622147B2 (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 燃料電池の電解質補給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186623A JPH0622147B2 (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 燃料電池の電解質補給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247965A true JPS6247965A (ja) | 1987-03-02 |
| JPH0622147B2 JPH0622147B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=16191816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60186623A Expired - Fee Related JPH0622147B2 (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 燃料電池の電解質補給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622147B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010085361A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Yuzuru Ashida | 壁面打撃装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530887A (en) * | 1984-06-06 | 1985-07-23 | Energy Research Corporation | Fuel cell system with electrolyte conservation and/or replenishment |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP60186623A patent/JPH0622147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530887A (en) * | 1984-06-06 | 1985-07-23 | Energy Research Corporation | Fuel cell system with electrolyte conservation and/or replenishment |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010085361A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Yuzuru Ashida | 壁面打撃装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0622147B2 (ja) | 1994-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |