JPS6316572A - 燃料電池装置 - Google Patents
燃料電池装置Info
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- JPS6316572A JPS6316572A JP61162516A JP16251686A JPS6316572A JP S6316572 A JPS6316572 A JP S6316572A JP 61162516 A JP61162516 A JP 61162516A JP 16251686 A JP16251686 A JP 16251686A JP S6316572 A JPS6316572 A JP S6316572A
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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
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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
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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装置に関し、とくにその寿命特性向
とに関するものである。
とに関するものである。
第８図は例えば、特開昭５９−１４９６７ｏ号公報に示
された従来の燃料電池装置を示す系統図であり。
された従来の燃料電池装置を示す系統図であり。
（１月産燃料ガスの流量を調整する流量調整弁、（２）
は燃料ガス圧力を調整する圧力調整弁、（３）は積層形
燃料電池本体、（４）は窒素を封入して反応圧力をと昇
させる圧力筐体、（５）は酸化剤ガスの流量を調整する
流量調整弁、（６）は酸化剤ガス圧力を調整する圧力調
整弁である。
は燃料ガス圧力を調整する圧力調整弁、（３）は積層形
燃料電池本体、（４）は窒素を封入して反応圧力をと昇
させる圧力筐体、（５）は酸化剤ガスの流量を調整する
流量調整弁、（６）は酸化剤ガス圧力を調整する圧力調
整弁である。
銅２図は積層形燃料電池の単電池の斜視図であり、（７
）は燃料ガス流路、（８）は酸化剤ガス流路、（９）は
燃料極、 Ｑ（Ｉは酸化剤極、αυは電解質マトリクス
である。
）は燃料ガス流路、（８）は酸化剤ガス流路、（９）は
燃料極、 Ｑ（Ｉは酸化剤極、αυは電解質マトリクス
である。
次いで動作について説明する。燃料ガス及び酸化剤ガス
はそれぞれ流量調整弁（１） 、 （５）で流量を調整
され、燃料電池本体（３）１こ供給される。各ガスは単
電池内のそれぞれのガス流路口、α４を流通し。
はそれぞれ流量調整弁（１） 、 （５）で流量を調整
され、燃料電池本体（３）１こ供給される。各ガスは単
電池内のそれぞれのガス流路口、α４を流通し。
その一部はこのときそれぞれの電ｉｕ、ｕ、四の背面を
通過し、電解質マトリクス圓の部分で水素、酸素が反応
し、！気エネルギー、熱および水を生成する。−万反応
に供されなかつ１こ燃料ガス、酸化剤ガス、および水蒸
気は、燃料電池本体（３）から出た後、圧力調整弁（２
１、（６）で圧力を調整されながら排出される。
通過し、電解質マトリクス圓の部分で水素、酸素が反応
し、！気エネルギー、熱および水を生成する。−万反応
に供されなかつ１こ燃料ガス、酸化剤ガス、および水蒸
気は、燃料電池本体（３）から出た後、圧力調整弁（２
１、（６）で圧力を調整されながら排出される。
従来の燃料電池装置は以とのように構成されているので
、単電池の中で、燃料ガス、酸化剤ガスと流部（８ａ）
では、各ガスの水素および酸素分圧が高い１こめ高電流
密度となって高温となる１こめ、構成部材の損傷が早い
。ま１こ、水蒸気分圧が低いため、運転時間Ｅこ伴なっ
て電解質濃度が高くなり、体積が減少する。このために
泡圧力の低下を招き。
、単電池の中で、燃料ガス、酸化剤ガスと流部（８ａ）
では、各ガスの水素および酸素分圧が高い１こめ高電流
密度となって高温となる１こめ、構成部材の損傷が早い
。ま１こ、水蒸気分圧が低いため、運転時間Ｅこ伴なっ
て電解質濃度が高くなり、体積が減少する。このために
泡圧力の低下を招き。
両極ガスが混合し、電池特性が低下する。
一方、燃料ガス、酸化剤ガス下流部（３Ｃ）では、発生
水蒸気増加、及び反応ガス減少により、水蒸気分圧が高
くなり、運転時間が長くなると、電解質濃度が低下し１
体積が著しく膨張する。このため、セル外への電解質が
流出し、１！解質消失０反応流路の閉塞が起こり、特性
が低下するなどの問題点があつ１こ。
水蒸気増加、及び反応ガス減少により、水蒸気分圧が高
くなり、運転時間が長くなると、電解質濃度が低下し１
体積が著しく膨張する。このため、セル外への電解質が
流出し、１！解質消失０反応流路の閉塞が起こり、特性
が低下するなどの問題点があつ１こ。
この発明は上記のような問題点を解消する１こめになさ
れたもので、電解質濃度をセル平面内において均一化で
きるとともに、構成部材の損傷劣化をセル平面内におい
て均一に行なわせることによって、高性能、長寿命の燃
料電池装置を得ることを目的とする。
れたもので、電解質濃度をセル平面内において均一化で
きるとともに、構成部材の損傷劣化をセル平面内におい
て均一に行なわせることによって、高性能、長寿命の燃
料電池装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決する１こめの手段〕
この発明に係る燃料電池装置は、燃料ガスあるいは酸化
剤ガスの少なくとも一方の供給管及び排出管５ζ迂回管
及び切換バルブを配設し１こものである。
剤ガスの少なくとも一方の供給管及び排出管５ζ迂回管
及び切換バルブを配設し１こものである。
この発明における切換バルブ及び迂回管によって燃料ガ
スあるいは酸化剤ガスの少なくとも一方の流れ方向を任
意に逆転させる。
スあるいは酸化剤ガスの少なくとも一方の流れ方向を任
意に逆転させる。
以下この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、（７）は燃料ガス供給管および排出管
に取付けられ１こ燃料ガスの方向切換用弁、（８）は燃
料ガス流れ方向を逆転する１こめに取付けられた迂回管
（９）に配設され１こ迂回管開閉用弁、同様に、Ｑ（ｌ
は酸化剤ガス供給管および排出管に取り付けられた酸化
剤ガス流れ方向切換用弁、 （１１１は酸化剤ガス迂回
管開閉用弁、＠は迂回管である。
に取付けられ１こ燃料ガスの方向切換用弁、（８）は燃
料ガス流れ方向を逆転する１こめに取付けられた迂回管
（９）に配設され１こ迂回管開閉用弁、同様に、Ｑ（ｌ
は酸化剤ガス供給管および排出管に取り付けられた酸化
剤ガス流れ方向切換用弁、 （１１１は酸化剤ガス迂回
管開閉用弁、＠は迂回管である。
流量調整弁（１）より供給された燃料ガスは、切換用弁
（７）を開き、迂回管用弁（８）を閉じることにより電
池本体（３）の内部に（８ａ）、（８ｄ）を上流として
流れ圧力制御弁（２）より排出される。また酸化剤ガス
は同様に、調整弁（５）より供給され切換用弁σＱを開
き、迂回管用弁（功を閉じることにより電池本体（３）
の（８ａＸ８ｂ）を上流として流れ調整弁（６）より排
出される。この場合に、 （３ａ）部は燃料ガス、酸化
剤ガスの上流となり、高温による部材損傷をうけるとと
も１こ電解質は高濃度となっていく。また（８Ｃ）部の
電解質は発生水蒸気によって希釈され、低濃度化してい
く。
（７）を開き、迂回管用弁（８）を閉じることにより電
池本体（３）の内部に（８ａ）、（８ｄ）を上流として
流れ圧力制御弁（２）より排出される。また酸化剤ガス
は同様に、調整弁（５）より供給され切換用弁σＱを開
き、迂回管用弁（功を閉じることにより電池本体（３）
の（８ａＸ８ｂ）を上流として流れ調整弁（６）より排
出される。この場合に、 （３ａ）部は燃料ガス、酸化
剤ガスの上流となり、高温による部材損傷をうけるとと
も１こ電解質は高濃度となっていく。また（８Ｃ）部の
電解質は発生水蒸気によって希釈され、低濃度化してい
く。
次にある一定期間後に、燃料ガス及び酸化剤ガスの切換
用弁（７）及びｃｍを閉じ、迂回管用弁（８）及び０１
を開くことにより、それぞれのガスは迂回管（９）及び
四を流通し、（８ａ）部は両ガスの下流、（３Ｃ）部は
両ガスの上流となる。よって、高温損傷部は（８ｃ）部
に移動するとともに、高濃度化していた（８ａ）部の電
解質は発生水蒸気により希釈され、低濃度化していｆ：
（８ｃ）部では電解質は高濃度となっていく。
用弁（７）及びｃｍを閉じ、迂回管用弁（８）及び０１
を開くことにより、それぞれのガスは迂回管（９）及び
四を流通し、（８ａ）部は両ガスの下流、（３Ｃ）部は
両ガスの上流となる。よって、高温損傷部は（８ｃ）部
に移動するとともに、高濃度化していた（８ａ）部の電
解質は発生水蒸気により希釈され、低濃度化していｆ：
（８ｃ）部では電解質は高濃度となっていく。
なお第１図では燃料ガス、酸化剤ガスともに逆方向へ流
す場合について示した。
す場合について示した。
以上のように流れ方向を定期的に繰り返し入れ替えるこ
とにより、高温による部材の損傷をセル全体ｆこわＴこ
って均一に行なわせるとともに、セル内の電解質濃度を
ほぼ均一に一定に保つことができることから、泡圧力の
低下電解質のセル外への洩れ出しを防止することができ
、ひいては、寿命特性に著しく向とさせることが可能と
なる。
とにより、高温による部材の損傷をセル全体ｆこわＴこ
って均一に行なわせるとともに、セル内の電解質濃度を
ほぼ均一に一定に保つことができることから、泡圧力の
低下電解質のセル外への洩れ出しを防止することができ
、ひいては、寿命特性に著しく向とさせることが可能と
なる。
なお、上記実施例では燃料ガス、酸化剤ガスの両方の流
れ方向を入れ替左る場合について説明し１こが、燃料ガ
スあるいは酸化剤ガスの片方だけでもよく、上記実施例
と同様の効果を奏する。
れ方向を入れ替左る場合について説明し１こが、燃料ガ
スあるいは酸化剤ガスの片方だけでもよく、上記実施例
と同様の効果を奏する。
また、流れ方向の切換えを一定期間毎としたが。
燃料電池装置の起動停止毎でもよく、任意の期間でもよ
い。また、上記実施例では、切換用弁として手動弁を用
いる例について示したが、自動開閉弁でも同様である。
い。また、上記実施例では、切換用弁として手動弁を用
いる例について示したが、自動開閉弁でも同様である。
以とのように、この発明Ｇこよれば流れ方向の切換バル
ブおよび切換用導入管を％燃料ガスおよび酸化剤ガスの
流れ方向を一定期間毎に切換え可能なように配設したの
で、電池構成部材をセル全面にわたって均一に劣化させ
、また、電解質濃度分布を均一化することができること
Ｅこより寿命特性のすぐれた燃料電池装置が得られる効
果がある。
ブおよび切換用導入管を％燃料ガスおよび酸化剤ガスの
流れ方向を一定期間毎に切換え可能なように配設したの
で、電池構成部材をセル全面にわたって均一に劣化させ
、また、電解質濃度分布を均一化することができること
Ｅこより寿命特性のすぐれた燃料電池装置が得られる効
果がある。
＠１図はこの発明の一実施例による燃料電池装置を示す
配管説明図、第２図は従来の単電池の構成を示す斜視図
、第８図は従来の燃料電池装置を示す配管説明図である
。 （３）は電池本体、（７）は燃料ガス切換バルブ、（８
）は迂回管開閉用弁、（９）は燃料ガス迂回管、ＱＯは
酸化剤ガス切換バルブ、 （１１）は迂回管開閉用弁１
口は酸化剤ガス迂回管。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
配管説明図、第２図は従来の単電池の構成を示す斜視図
、第８図は従来の燃料電池装置を示す配管説明図である
。 （３）は電池本体、（７）は燃料ガス切換バルブ、（８
）は迂回管開閉用弁、（９）は燃料ガス迂回管、ＱＯは
酸化剤ガス切換バルブ、 （１１）は迂回管開閉用弁１
口は酸化剤ガス迂回管。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）燃料極及び酸化剤極とそれに挾まれた電解質マト
リクスを単電池とし、それを多数積層した積層形燃料電
池において、上記燃料極に供給する燃料ガス、あるいは
上記酸化剤極に供給する酸化剤ガスのうち少なくとも一
方のガスの供給方向を任意に逆転させることを特徴とす
る燃料電池装置。 - （２）燃料ガスあるいは酸化剤ガスの少なくとも一方の
供給配管及び排出配管に迂回管及び切換バルブを配設し
、供給ガスの流れる方向の逆転を任意あるいは定期に行
なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料
電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162516A JPS6316572A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 燃料電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162516A JPS6316572A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 燃料電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316572A true JPS6316572A (ja) | 1988-01-23 |
Family
ID=15756107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61162516A Pending JPS6316572A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 燃料電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6316572A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002158023A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 燃料電池システム |
| JP2005116205A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
-
1986
- 1986-07-08 JP JP61162516A patent/JPS6316572A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002158023A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 燃料電池システム |
| JP2005116205A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP4595305B2 (ja) * | 2003-10-03 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
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