JPS63231877A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPS63231877A JPS63231877A JP62062503A JP6250387A JPS63231877A JP S63231877 A JPS63231877 A JP S63231877A JP 62062503 A JP62062503 A JP 62062503A JP 6250387 A JP6250387 A JP 6250387A JP S63231877 A JPS63231877 A JP S63231877A
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Links
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Classifications
-
- 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
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth 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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料として水素、酸化剤として酸素もしくは
空気を用いる燃料電池に係り、特に、電池へ電解質を供
給し、電池の長寿命化を図り得るようにした燃料電池に
関する。
空気を用いる燃料電池に係り、特に、電池へ電解質を供
給し、電池の長寿命化を図り得るようにした燃料電池に
関する。
（従来の技術）
近年、公害要因が少なくエネルギー変換効率が高い発電
装置として、燃料電池の実用化が望まれている。
装置として、燃料電池の実用化が望まれている。
ところで、通常、燃料電池は電解質を含浸したマトリッ
クスを挟んで一対の多孔質電極を配置するとともに、一
方の電極の背面に水素等の燃料を接触させ、また他方の
電極の背面に酸素等の酸化剤を接触させ、このとき起こ
る電気化学的反応を利用して上記両電極間から電気エネ
ルギーを取り出すようにしたものであり、燃料と酸化剤
が供給されている限り高い変換効率で電気エネルギーを
取り出すことができるものである。
クスを挟んで一対の多孔質電極を配置するとともに、一
方の電極の背面に水素等の燃料を接触させ、また他方の
電極の背面に酸素等の酸化剤を接触させ、このとき起こ
る電気化学的反応を利用して上記両電極間から電気エネ
ルギーを取り出すようにしたものであり、燃料と酸化剤
が供給されている限り高い変換効率で電気エネルギーを
取り出すことができるものである。
第３図は従来の燃料電池の構成例を分解斜視図にて示し
たものである。同図において、燃料電池本体（以下、単
にセルスタックと称する）１は上下の補強材２によって
挟まれ、電池本体１と対向する一側面には、燃料ガス入
口マニホールド３および燃料ガス出口マニホールド４が
シール材５を介してそれぞれ設けられ、電池本体１に燃
料ガスを供給し、排出するように構成されている。また
、電池本体１と対向する他の一側面には、空気入口マニ
ホールド６および空気出口マニホールド７がシール材５
を介してそれぞれ設れられ、電池本体１に空気を供給し
、排出するように構成されている。さらに、これらマニ
ホールド３，４，６．７は気密を保持して、これら全体
を窒素等の不活性ガスを充填した図示しない密閉容器内
に収納して運転されるものである。
たものである。同図において、燃料電池本体（以下、単
にセルスタックと称する）１は上下の補強材２によって
挟まれ、電池本体１と対向する一側面には、燃料ガス入
口マニホールド３および燃料ガス出口マニホールド４が
シール材５を介してそれぞれ設けられ、電池本体１に燃
料ガスを供給し、排出するように構成されている。また
、電池本体１と対向する他の一側面には、空気入口マニ
ホールド６および空気出口マニホールド７がシール材５
を介してそれぞれ設れられ、電池本体１に空気を供給し
、排出するように構成されている。さらに、これらマニ
ホールド３，４，６．７は気密を保持して、これら全体
を窒素等の不活性ガスを充填した図示しない密閉容器内
に収納して運転されるものである。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで上記燃料電池、特にリン酸を電解質とする燃料
電池において、これを所定温度で運転することにより、
経時的に電解質がセルスタックから持ち出され、電解質
不足による電池特性の低下が発生する問題がある。この
電解質の持ち出しによる電池特性の低下は、電池寿命を
期する主たる要因の一つである。
電池において、これを所定温度で運転することにより、
経時的に電解質がセルスタックから持ち出され、電解質
不足による電池特性の低下が発生する問題がある。この
電解質の持ち出しによる電池特性の低下は、電池寿命を
期する主たる要因の一つである。
従来上記問題点に対し、リン酸の持ち出しを防止するた
めに、電池内のリン酸保持力を向上させたり、（たとえ
ば、Ｕ Ｓ Ｐａｔｅｎｔ ４．２１９．６１１）、ま
たは、電池中に蓄えられる電解質量を増加させる工夫な
どが考えられている。電池へ電解質を供給する方法とし
ては、電池の端部ヘリン酸を直接供給し、端部から電池
内へ拡散させる方法、（たとえば特開昭６ｌ−１０７６
６７）または、電解質へ加湿されたキャリアガスを接触
させて電解質ミストを作り、電池へ供給する方法（たと
えば特開昭６ｌ−９６６７３）等が考えられている。
めに、電池内のリン酸保持力を向上させたり、（たとえ
ば、Ｕ Ｓ Ｐａｔｅｎｔ ４．２１９．６１１）、ま
たは、電池中に蓄えられる電解質量を増加させる工夫な
どが考えられている。電池へ電解質を供給する方法とし
ては、電池の端部ヘリン酸を直接供給し、端部から電池
内へ拡散させる方法、（たとえば特開昭６ｌ−１０７６
６７）または、電解質へ加湿されたキャリアガスを接触
させて電解質ミストを作り、電池へ供給する方法（たと
えば特開昭６ｌ−９６６７３）等が考えられている。
電解質を電池へ供給する方法として、電池端部から電解
質を直接拡散によって電池内部へ供給する方法は、電解
質の拡散距離に限界があるため、大型電池には向かない
。しかし、ミストをキャリアガスによって供給する方法
は、大型電池でも供給が可能である。ミストを電池内へ
送り込むためには、十分細かい霧状のミストが必要であ
る。もし、ミストの粒径が大きいと、セルスタック壁面
での液絡が発生したり、キャリアガスの流速が速いと、
電池内の電解質を逆に持ち出してしまう恐れもある。し
たがって、キャリアガスによる電池への電解質供給は、
電解質ミストの生成と、それを電池へ送り込むキャリア
ガスの流量が重要な発明のポイントとなる。
質を直接拡散によって電池内部へ供給する方法は、電解
質の拡散距離に限界があるため、大型電池には向かない
。しかし、ミストをキャリアガスによって供給する方法
は、大型電池でも供給が可能である。ミストを電池内へ
送り込むためには、十分細かい霧状のミストが必要であ
る。もし、ミストの粒径が大きいと、セルスタック壁面
での液絡が発生したり、キャリアガスの流速が速いと、
電池内の電解質を逆に持ち出してしまう恐れもある。し
たがって、キャリアガスによる電池への電解質供給は、
電解質ミストの生成と、それを電池へ送り込むキャリア
ガスの流量が重要な発明のポイントとなる。
本発明は上記問題点を解決するもので、キャリアガスに
よって電池へ電解質を送り込むのに適した電解質ミスト
を発生させる装置を備えた燃料電池を供給することを目
的とする。
よって電池へ電解質を送り込むのに適した電解質ミスト
を発生させる装置を備えた燃料電池を供給することを目
的とする。
（発明の構成〕
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記目的を達成するために、電解質ミストを
発生させるために超音波振動子を用い、これによって発
生した霧状のミストをキャリアガスによって電池内へ送
り込むことを特徴とするものである。
発生させるために超音波振動子を用い、これによって発
生した霧状のミストをキャリアガスによって電池内へ送
り込むことを特徴とするものである。
（作 用）
本発明によると、電解質ミストの発生がキャリアガスの
状態によって左右されることなく、定常に得られる。し
たがって、ミストを電池内へ送り込むキャリアガスのコ
ントロールと電解質ミストの生成を分離して進めること
ができ、かつ、超音波振動子で生成される電解質ミスト
の霧は、セルスタックに備えられたガス流路に入り得る
のに十分な小ささであることはもちろんのこと、電池多
孔質電極上にキャリアガスのコントロールにより均一に
運び込むことが容易で、かつ、多孔質電極中に適量の電
解質を添加するのに一分な小ささの電解質粒子からなっ
ている。したがって、電池内部へ外部から電解質をキャ
リアガスによって容易に送り込むことができる。
状態によって左右されることなく、定常に得られる。し
たがって、ミストを電池内へ送り込むキャリアガスのコ
ントロールと電解質ミストの生成を分離して進めること
ができ、かつ、超音波振動子で生成される電解質ミスト
の霧は、セルスタックに備えられたガス流路に入り得る
のに十分な小ささであることはもちろんのこと、電池多
孔質電極上にキャリアガスのコントロールにより均一に
運び込むことが容易で、かつ、多孔質電極中に適量の電
解質を添加するのに一分な小ささの電解質粒子からなっ
ている。したがって、電池内部へ外部から電解質をキャ
リアガスによって容易に送り込むことができる。
（実施例）
本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１図は本
発明の一実施例の構成を示す。セルスタック１１ヘガス
を供給するマニホールド１２の下部に、電解質ミストを
マニホールド内へ送り込む為の配管１５を備えつけ、こ
れを通して電解質ミストを供給した。配管１５は、送り
込む電解質ミスト量によって決まる。すなわち、セルス
タック１１に積層されている電池量によって決まる。電
解質ミストは、電解質ミスト供給配管１５に取り付けら
れた超音波振動子によるミスト発生装置によって発生さ
せ、マニホールド１２内へ配管１５を通して送られる。
発明の一実施例の構成を示す。セルスタック１１ヘガス
を供給するマニホールド１２の下部に、電解質ミストを
マニホールド内へ送り込む為の配管１５を備えつけ、こ
れを通して電解質ミストを供給した。配管１５は、送り
込む電解質ミスト量によって決まる。すなわち、セルス
タック１１に積層されている電池量によって決まる。電
解質ミストは、電解質ミスト供給配管１５に取り付けら
れた超音波振動子によるミスト発生装置によって発生さ
せ、マニホールド１２内へ配管１５を通して送られる。
超音波振動子によるミスト発生装置は、使用される条件
によっては既成の装置（たとえば東芝製ＫＡ５３１ Ｄ
）を応用できる。すなおち、常圧室温下で行なう場合
、リン酸の腐食性も小さいため短期での使用にはたえら
れる。超音波振動子によって発生した電解質ミストをマ
ニホールドへ送り込んだ後、これをセルスタックへ送り
込むのはキャリアガスによって行なった。キャリアガス
は、セルスタックへガスを送り込む配管１３を使用し、
マニホールド１２内へ送り込まれた電解質ミストの流れ
をセルスタックへ送り込む流れに乗せるため、電解質ミ
ストがミスト発生装置へ逆流しないような流量で送り込
む必要がある。すなわち、マニホールド１２へ送り込め
るキャリアガス量には、界隈がある。
によっては既成の装置（たとえば東芝製ＫＡ５３１ Ｄ
）を応用できる。すなおち、常圧室温下で行なう場合
、リン酸の腐食性も小さいため短期での使用にはたえら
れる。超音波振動子によって発生した電解質ミストをマ
ニホールドへ送り込んだ後、これをセルスタックへ送り
込むのはキャリアガスによって行なった。キャリアガス
は、セルスタックへガスを送り込む配管１３を使用し、
マニホールド１２内へ送り込まれた電解質ミストの流れ
をセルスタックへ送り込む流れに乗せるため、電解質ミ
ストがミスト発生装置へ逆流しないような流量で送り込
む必要がある。すなわち、マニホールド１２へ送り込め
るキャリアガス量には、界隈がある。
しかし、電解質ミストをセルスタック１１へ均一に送り
込むためには、電解質ミストをマニホールド１２内に充
満させ、除々にセルスタック１１へ送り込む必要がある
ため、特にキャリアガスの流量限界は問題にはならない
。
込むためには、電解質ミストをマニホールド１２内に充
満させ、除々にセルスタック１１へ送り込む必要がある
ため、特にキャリアガスの流量限界は問題にはならない
。
上記に示す条件で、セルスタック１１へ電解質ミストを
送り込む操作は、電池の中に含まれる電解質の状況にも
よるが、通常、５時間から２４時間程度行なえばよい。
送り込む操作は、電池の中に含まれる電解質の状況にも
よるが、通常、５時間から２４時間程度行なえばよい。
電解質ミストを多量に送り込むためには、さらに時間を
かければ良いのだが、多孔質電極への供給が過剰になる
と、多孔質電極内におけるガス拡散に障害がでる場合が
ある。
かければ良いのだが、多孔質電極への供給が過剰になる
と、多孔質電極内におけるガス拡散に障害がでる場合が
ある。
本実施例に示す構成にすることにより、電池内へ均一に
電解質を供給することができ、電池からの電解質の持ち
出し分を、外から補うことができる。
電解質を供給することができ、電池からの電解質の持ち
出し分を、外から補うことができる。
（他の実施例）
超音波振動子による電解質ミスト発生装置を、第２図に
示すように、キャリアガスをマニホールド１２へ送り込
む配管１３と電解質ミストを送り込む配管を共通とする
ことによって、構成を簡略化することができる。
示すように、キャリアガスをマニホールド１２へ送り込
む配管１３と電解質ミストを送り込む配管を共通とする
ことによって、構成を簡略化することができる。
また、セルスタックが大型になると１ケ所からのマニホ
ールド内への電解質ミスト供給では、均一な供給が望め
ない、したがって、上記実施例に示す電解質ミスト供給
配管を複数にするか、または、マニホールド内で直接電
解質ミストを１ケ所または複数の場所で発生させる等の
対応が必要となる。
ールド内への電解質ミスト供給では、均一な供給が望め
ない、したがって、上記実施例に示す電解質ミスト供給
配管を複数にするか、または、マニホールド内で直接電
解質ミストを１ケ所または複数の場所で発生させる等の
対応が必要となる。
本実施例では、電解質を電池停止時に電池へ供給するこ
とを中心に記したが、電解質の供給、または、電解質の
持ち出し抑御を目的とした、電池運転中における電解質
ミスト供給を、本発明と同一構成で行なうためには、超
音波振動子高温高圧におけるの耐食性のある材質とし、
電解質ミストが、マニホールドへ送り込まれるような、
圧力調整を行なうことによって、可能である。特に耐食
性材料がポイントとなるが、ステンレス鋼等に、フッ素
樹脂をコーティングすることにより、対応ができる。
とを中心に記したが、電解質の供給、または、電解質の
持ち出し抑御を目的とした、電池運転中における電解質
ミスト供給を、本発明と同一構成で行なうためには、超
音波振動子高温高圧におけるの耐食性のある材質とし、
電解質ミストが、マニホールドへ送り込まれるような、
圧力調整を行なうことによって、可能である。特に耐食
性材料がポイントとなるが、ステンレス鋼等に、フッ素
樹脂をコーティングすることにより、対応ができる。
以上説明したように、本発明によれば、電解質の十分細
かいミストを容易に発生でき、マニホールド内へ送り込
め、かつ、キャリアガスにより電池多孔質電極へ均一に
運び込むことによって、電解質の持ち出しによる電池特
性の低下を防止することができる燃料電池を提供するこ
とができる。
かいミストを容易に発生でき、マニホールド内へ送り込
め、かつ、キャリアガスにより電池多孔質電極へ均一に
運び込むことによって、電解質の持ち出しによる電池特
性の低下を防止することができる燃料電池を提供するこ
とができる。
第１図は本発明の構成の実施例を示す図、第２図は、本
発明の他の構成実施例を示す図、第３図は燃料電池スタ
ックを示す斜視図である。 １・・・セルスタック １２・・・マニホールド
１３・・・ガス配管 １４・・・超音波ミス
ト発生装置１５・・・ミスト供給配管 ／ｑ 第 ｌ 図 第 ２ 図
発明の他の構成実施例を示す図、第３図は燃料電池スタ
ックを示す斜視図である。 １・・・セルスタック １２・・・マニホールド
１３・・・ガス配管 １４・・・超音波ミス
ト発生装置１５・・・ミスト供給配管 ／ｑ 第 ｌ 図 第 ２ 図
Claims (4)
- （１）燃料電池の電解質層へ電池外部より電解質をミス
トでキャリアガス中に含有させて、電池に搬送し、該電
池内の反応ガス路を介して、補給ないしは、供給する方
法において、電解質ミストを超音波振動により発生させ
る機能を有する装置を組み合せたことを特徴とする燃料
電池。 - （２）電解質ミストを電部反応ガス路を介して均一に供
給するために、マニホールド内へ、複数の場所から供給
することを特徴とする特許請求の範囲第１項の燃料電池
。 - （３）電解質ミストを発生させる超音波振動装置は、マ
ニホールド内へ容易に電解質ミストを送り込める、マニ
ホールドと、直管で連結できる位置にとりつけることを
特徴とする特許請求の範囲第１項の燃料電池。 - （４）電解質ミストを発生させる超音波振動装置をマニ
ホールド内に少なくとも１つ備えつけることにより、マ
ニホールド内で直接電解質ミストを発生させることを特
徴とする特許請求の範囲第１項の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62062503A JPS63231877A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62062503A JPS63231877A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63231877A true JPS63231877A (ja) | 1988-09-27 |
Family
ID=13202035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62062503A Pending JPS63231877A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63231877A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58164152A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Kansai Electric Power Co Inc:The | りん酸形燃料電池のりん酸供給方法 |
| JPS59105273A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-18 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
-
1987
- 1987-03-19 JP JP62062503A patent/JPS63231877A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58164152A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Kansai Electric Power Co Inc:The | りん酸形燃料電池のりん酸供給方法 |
| JPS59105273A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-18 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
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