RU2004104637A - Топливный элемент с протонопроводящей мембраной и с усовершенствованным регулированием расхода воды и топлива - Google Patents

Топливный элемент с протонопроводящей мембраной и с усовершенствованным регулированием расхода воды и топлива Download PDF

Info

Publication number
RU2004104637A
RU2004104637A RU2004104637/09A RU2004104637A RU2004104637A RU 2004104637 A RU2004104637 A RU 2004104637A RU 2004104637/09 A RU2004104637/09 A RU 2004104637/09A RU 2004104637 A RU2004104637 A RU 2004104637A RU 2004104637 A RU2004104637 A RU 2004104637A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
specified
electrodes
fuel cell
water
Prior art date
Application number
RU2004104637/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2295804C2 (ru
Inventor
Эмануэль ПЕЛЕД (IL)
Эмануэль ПЕЛЕД
Таир ДУВДЕВАНИ (IL)
Таир ДУВДЕВАНИ
Арнон БЛУМ (IL)
Арнон БЛУМ
Владимир ЛИВШИЦ (IL)
Владимир ЛИВШИЦ
Ади АХАРОН (IL)
Ади АХАРОН
Original Assignee
Тель-Авив Юниверсити Фьючер Текнолоджи Дивелопмент Л.П.. (Il)
Тель-Авив Юниверсити Фьючер Текнолоджи Дивелопмент Л.П..
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тель-Авив Юниверсити Фьючер Текнолоджи Дивелопмент Л.П.. (Il), Тель-Авив Юниверсити Фьючер Текнолоджи Дивелопмент Л.П.. filed Critical Тель-Авив Юниверсити Фьючер Текнолоджи Дивелопмент Л.П.. (Il)
Publication of RU2004104637A publication Critical patent/RU2004104637A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2295804C2 publication Critical patent/RU2295804C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8896—Pressing, rolling, calendering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96—Carbon-based electrodes
    • 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
    • H01M8/02—Details
    • 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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • 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
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04828—Humidity; Water content
    • H01M8/04843—Humidity; Water content of fuel cell exhausts
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
    • H01M2004/8689—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
    • H01M4/8657—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites layered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04335—Temperature; Ambient temperature of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04365—Temperature; Ambient temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • H01M8/04507—Humidity; Ambient humidity; Water content of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • H01M8/04522—Humidity; Ambient humidity; Water content of cathode exhausts
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Claims (52)

1. Катод, предназначенный для использования в имеющем протонопроводящую мембрану топливном элементе и имеющий множество слоев, включая каталитический слой и гидрофобный пористый слой носителя, причем по меньшей мере один из указанного множества слоев является водонепроницаемым, способным пропускать газ и предотвращать прохождение воды в жидкой фазе и/или водного раствора топлива из каталитического слоя катода к воздушной стороне катода и наружу из топливного элемента, причем указанный топливный элемент является топливным элементом прямого окисления, питаемым растворимым в воде топливом, а указанный водонепроницаемый слой не имеет щелей или отверстий размером более 5 мкм.
2. Катод по п.1, в котором указанный водонепроницаемый слой является электропроводным.
3. Катод по п.1 или 2, в котором указанный водонепроницаемый слой является гидрофобным слоем, имеющим отверстия или щели размером от 0,001 до 5 мкм.
4. Катод по п.3, в котором указанные отверстия или щели имеют размер от 0,01 до 0,5 мкм.
5. Катод по п.1, в котором указанный каталитический слой является водонепроницаемым слоем.
6. Катод по п.5, в котором указанный каталитический слой не имеет щелей или отверстий размером более 3 мкм.
7. Катод по п.1, в котором один из указанного множества слоев является гидрофобным газодиффузионным слоем, который является также водонепроницаемым слоем.
8. Катод по п.7, в котором указанный газодиффузионный слой заделан в гидрофобный пористый слой носителя.
9. Катод по п.1, в котором водонепроницаемый слой нанесен непосредственно на каталитический слой.
10. Мембранно-электродный узел, содержащий анод, протонопроводящую мембрану и катод по п.1.
11. Узел по п.10, имеющий уплотнение, которое предотвращает утечку жидкостей из указанного мембранно-электродного узла.
12. Узел по п.11, в котором указанное уплотнение расположено между кромками катода и протонопроводящей мембраной.
13. Узел по п.11 или 12, в котором уплотнение расположено на кромках протонопроводящей мембраны.
14. Устройство с топливным элементом, содержащее топливный элемент, включающий в себя протонопроводящую мембрану и катод по п.1.
15. Устройство с топливным элементом, содержащее топливный элемент, включающий в себя мембранно-электродный узел по п.10.
16. Устройство по п.15, в котором указанное растворимое в воде топливо содержит топливо, выбранное из метанола, диметилоксалата, этиленгликоля, олигомеров и полимеров этиленгликоля и смесей указанных растворителей.
17. Устройство по п.16, в котором указанное растворимое в воде топливо содержит добавки, которые повышают вязкость раствора топлива.
18. Устройство по п.17, в котором указанные добавки являются инертными полимерными материалами.
19. Устройство по п.18, в котором указанные добавки включают в себя соединение, выбранное из полиакриловой кислоты и солей щелочных металлов полиакриловой кислоты.
20. Устройство по п.14, в котором указанный топливный элемент содержит уплотнительное средство, которое предотвращает утечку жидкостей из указанного топливного элемента.
21. Устройство по п.20, в котором указанный топливный элемент содержит две опорные пластины и проложенный между ними пакет наложенных друг на друга слоев, прокладку, окружающую катод, и уплотнительный материал, уплотняющий любой зазор между прокладкой и по меньшей мере одним из слоев в пакете.
22. Устройство по п.14, содержащее средство для регулирования испарения воды из указанного топливного элемента.
23. Устройство по п.14, содержащее средство для предотвращения возрастания гидравлического давления на катоде в ходе работы указанного топливного элемента.
24. Устройство по п.22, в котором указанный катод имеет первую сторону, обращенную к протонопроводящей мембране, и вторую сторону, обращенную к токоприемнику, причем указанное средство для регулирования испарения воды из элемента включает в себя средство для направления потока воздуха на вторую сторону катода для удаления из него водяного пара.
25. Устройство п.24, в котором указанное средство для направления потока воздуха представляет собой вентилятор.
26. Устройство по п.25, в котором указанный вентилятор питается электроэнергией, генерируемой указанным топливным элементом.
27. Устройство по п.22, в котором указанное средство для регулирования испарения воды из элемента включает в себя датчик уровня жидкости.
28. Устройство по п.22, в котором указанное средство для регулирования испарения воды включает в себя устройство для регулирования той части площади поверхности катода, сквозь которую может испаряться водяной пар.
29. Устройство по п.28, в котором указанное устройство для регулирования включает в себя предотвращающий испарение барьер, имеющий отверстия изменяемого размера.
30. Устройство по п.29, в котором указанный барьер содержит неподвижный перфорированный слой и скользящий перфорированный слой, при этом та часть площади поверхности катода, сквозь которую может испаряться водяной пар, задается положением скользящего перфорированного слоя относительно неподвижного перфорированного слоя.
31. Устройство по п.30, в котором каждый из указанных перфорированных слоев имеет от 0,5 до 10 отверстий на кв. сантиметр.
32. Устройство по п.28, в котором указанная часть площади катода, сквозь которую может испаряться водяной пар, составляет от 0,2 до 70% площади катода.
33. Устройство по п.32, в котором указанная часть составляет от 2 до 30% площади катода.
34. Устройство по п.30, в котором положение указанного скользящего слоя относительно указанного неподвижного слоя регулируют средством управления, которое включает в себя датчик уровня жидкости.
35. Устройство по п.27, в котором указанный датчик уровня жидкости содержит закрытую емкость для жидкого вещества и группу электродов, включающую в себя разнесенные относительно друг друга электроды, каждый из которых входит в контакт с внутренним пространством емкости, при этом указанная группа электродов приводится в действие посредством приложения напряжения для определения, присутствует ли в емкости требуемое количество вещества.
36. Устройство по п.35, в котором электроды расположены с возможностью определения наличия вещества внутри емкости на нескольких разных уровнях и обнаружения вещества независимо от ориентации контейнера в пространстве.
37. Устройство по п.35, в котором указанная группа электродов состоит из по меньшей мере четырех электродов, расположенных таким образом, что по меньшей мере два электрода находятся в таких точках в емкости, которые можно соединить друг с другом воображаемой линией, проходящей по существу через центральный район емкости.
38. Устройство по п.37, в котором емкость является закрытой конструкцией с шестью сторонами, и каждый из электродов расположен ближе к разным углам емкости.
39. Гибридный источник электроэнергии, содержащий преобразователь постоянного тока, аккумуляторную батарею и по меньшей мере одно устройство с топливным элементом по п.14.
40. Датчик уровня жидкости для определения уровня жидкого вещества в емкости, содержащий группу электродов с разнесенными относительно друг друга электродами, каждый из которых входит в контакт с внутренним пространством емкости, при этом указанная группа электродов приводится в действие посредством приложения напряжения для определения, присутствует ли в емкости требуемое количество вещества, независимо от ориентации емкости в пространстве.
41. Датчик по п.40, в котором электроды расположены таким образом, что разные пары электродов задают разные уровни в емкости, за счет чего датчик способен определять наличие вещества внутри емкости на нескольких разных уровнях.
42. Датчик по п.41, в котором указанная группа электродов состоит из по меньшей мере четырех электродов.
43. Датчик по п.42, в котором электроды расположены таким образом, что по меньшей мере два электрода находятся в таких точках в емкости, которые можно соединить друг с другом воображаемой линией, проходящей по существу через центральный район емкости.
44. Датчик по п.43, в котором емкость является закрытой конструкцией с шестью сторонами, и каждый из электродов расположен ближе к разным углам емкости.
45. Датчик по п.40, который датчик выполнен с возможностью периодического или постоянного измерения сопротивления вещества на разных уровнях, задаваемых разными парами электродов, при этом выявление отклонения сопротивления от определенного контрольного значения, измеренного по меньшей мере одной парой электродов, означает снижение уровня вещества в емкости, что дает возможность поддерживать заданный уровень вещества в емкости.
46. Узел топливных элементов, содержащий по меньшей мере два топливных элемента, каждый из которых имеет топливную емкость, причем указанные топливные элементы расположены рядом друг с другом и имеют общую стенку с отверстием, закрытым пористой гидрофобной непроводящей пленкой.
47. Устройство по п.14, содержащее средство для предотвращения возрастания гидравлического давления на катоде.
48. Устройство по п.47, в котором указанное средство включает в себя водяные коллекторы, соединенные с каналом для слива воды.
49. Устройство по п.48, в котором указанные водяные коллекторы содержат гидрофильные каналы, запрессованные в катод.
50. Устройство по п.48, в котором указанные водяные коллекторы содержат гидрофильные волокна.
51. Устройство по п.48, в котором указанными водяными коллекторами является по меньшей мере один гидрофильный слой.
52. Устройство с топливным элементом, содержащее средство для предотвращения возрастания гидравлического давления на катоде, включающее в себя по меньшей мере один водяной коллектор, соединенный с каналом для слива воды и выбранный из помещенного на катоде гидрофильного слоя, запрессованного в катод гидрофильного канала и наложенного на катод гидрофильного волокна.
RU2004104637/09A 2001-07-18 2002-07-18 Топливный элемент с протонопроводящей мембраной и с усовершенствованным регулированием расхода воды и топлива RU2295804C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30586601P 2001-07-18 2001-07-18
US30586501P 2001-07-18 2001-07-18
US60/305,866 2001-07-18
US60/305,865 2001-07-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004104637A true RU2004104637A (ru) 2005-05-10
RU2295804C2 RU2295804C2 (ru) 2007-03-20

Family

ID=26974834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004104637/09A RU2295804C2 (ru) 2001-07-18 2002-07-18 Топливный элемент с протонопроводящей мембраной и с усовершенствованным регулированием расхода воды и топлива

Country Status (12)

Country Link
US (2) US7727663B2 (ru)
EP (1) EP1410453B1 (ru)
JP (1) JP2004536428A (ru)
KR (1) KR100912157B1 (ru)
CN (1) CN1543685B (ru)
AT (1) ATE407459T1 (ru)
AU (1) AU2002319890A1 (ru)
CA (1) CA2454789C (ru)
DE (1) DE60228720D1 (ru)
IL (2) IL159878A0 (ru)
RU (1) RU2295804C2 (ru)
WO (1) WO2003009410A2 (ru)

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040001991A1 (en) * 2002-07-01 2004-01-01 Kinkelaar Mark R. Capillarity structures for water and/or fuel management in fuel cells
US20040062977A1 (en) * 2002-10-01 2004-04-01 Graftech, Inc. Fuel cell power packs and methods of making such packs
JP4236156B2 (ja) * 2003-01-31 2009-03-11 日立マクセル株式会社 燃料電池
JPWO2005041338A1 (ja) * 2003-10-24 2007-11-29 ヤマハ発動機株式会社 鞍乗型車両
JP2005150106A (ja) * 2003-10-24 2005-06-09 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器
US7117732B2 (en) * 2003-12-01 2006-10-10 Societe Bic Fuel gauge for fuel cartridges
WO2005082024A2 (en) * 2004-02-24 2005-09-09 Ini Power Systems, Inc. Fuel cell apparatus and method of fabrication
TWI244232B (en) * 2004-04-16 2005-11-21 Antig Tech Co Ltd Fuel cell containing a gas-liquid separation structure
JP4729866B2 (ja) * 2004-05-11 2011-07-20 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
KR20070064610A (ko) 2004-09-15 2007-06-21 아이엔아이 파워 시스템즈, 인크 전기화학 전지
KR100590041B1 (ko) * 2004-10-04 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 스택
US7998638B2 (en) 2004-11-03 2011-08-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode for fuel cell, and membrane-electrode assembly and fuel cell system comprising the same
KR100599805B1 (ko) * 2004-11-03 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 막/전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
JP2006164628A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Toagosei Co Ltd 電解質膜および燃料電池
US8820569B2 (en) 2004-12-17 2014-09-02 Casio Computer Co., Ltd. Fuel container, fuel residual amount measurement device, and fuel residual amount measurement method
JP4700959B2 (ja) * 2004-12-17 2011-06-15 カシオ計算機株式会社 燃料容器及び燃料残量測定方法
US7465504B2 (en) * 2004-12-27 2008-12-16 Panasonic Corporation Direct oxidation fuel cell and system operating on concentrated fuel using low oxidant stoichiometry
JP5105710B2 (ja) * 2005-02-23 2012-12-26 富士通株式会社 燃料電池
JP2006278159A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Toshiba Corp 燃料電池
WO2006129436A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Nissan Motor Co., Ltd. Electrolyte membrane-electrode assembly and method for production thereof
JP4876533B2 (ja) * 2005-10-31 2012-02-15 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池スタック及びその制御方法
WO2007089029A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-09 Canon Kabushiki Kaisha Fuel cell
US7901817B2 (en) * 2006-02-14 2011-03-08 Ini Power Systems, Inc. System for flexible in situ control of water in fuel cells
FR2904477B1 (fr) * 2006-07-28 2008-10-17 Altatech Semiconductor Procede de fabrication d'une membrane solide en polymere fluore par impression par jet d'encre.
US8158300B2 (en) * 2006-09-19 2012-04-17 Ini Power Systems, Inc. Permselective composite membrane for electrochemical cells
US8846161B2 (en) * 2006-10-03 2014-09-30 Brigham Young University Hydrophobic coating and method
CA2664536A1 (en) * 2006-10-03 2008-04-10 Sonic Innovations, Inc. Hydrophobic and oleophobic coating and method for preparing the same
US9048466B2 (en) * 2006-10-20 2015-06-02 Industrial Technology Research Institute Flat fuel cell assembly with air channel defined by case
TWI347701B (en) * 2006-10-20 2011-08-21 Ind Tech Res Inst Flat fuel cell assembly
US20080145721A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 General Electric Company Fuel cell apparatus and associated method
US8286464B2 (en) * 2006-12-22 2012-10-16 Societe Bic Sensing device and methods related thereto
TW200832800A (en) * 2007-01-19 2008-08-01 Coretronic Corp Fuel cell
US20080187816A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-07 Canon Kabushiki Kaisha Fuel cell unit and fuel cell
US8551667B2 (en) 2007-04-17 2013-10-08 Ini Power Systems, Inc. Hydrogel barrier for fuel cells
KR20080109504A (ko) * 2007-06-13 2008-12-17 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 시스템용 다중층 캐소드 전극을 갖는 전극막조립체
KR100872576B1 (ko) * 2007-07-02 2008-12-08 삼성전기주식회사 수소 발생 장치 및 연료전지 발전 시스템
WO2009017183A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Fuel cell and fuel cell system
JP5349851B2 (ja) * 2007-08-02 2013-11-20 キヤノン株式会社 燃料電池セル、および燃料電池
US20090042091A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Supported catalyst layers for direct oxidation fuel cells
US9029038B2 (en) 2007-11-01 2015-05-12 Honeywell International Inc. Method of forming a fuel cell stack
US8430985B2 (en) 2008-01-11 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Microporous layer assembly and method of making the same
JP5012627B2 (ja) * 2008-04-04 2012-08-29 カシオ計算機株式会社 燃料供給方法
JP4894809B2 (ja) * 2008-04-04 2012-03-14 カシオ計算機株式会社 電源システム及び携帯機器
WO2009128849A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 The Regents Of The University Of California Integrated seal for high-temperature electrochemical device
US11909077B2 (en) 2008-06-12 2024-02-20 Massachusetts Institute Of Technology High energy density redox flow device
US9786944B2 (en) * 2008-06-12 2017-10-10 Massachusetts Institute Of Technology High energy density redox flow device
US8722226B2 (en) 2008-06-12 2014-05-13 24M Technologies, Inc. High energy density redox flow device
US8163429B2 (en) 2009-02-05 2012-04-24 Ini Power Systems, Inc. High efficiency fuel cell system
CN105280937B (zh) * 2009-04-06 2018-04-10 24M技术公司 采用氧化还原液流电池的燃料系统
ES2391682T3 (es) * 2009-05-22 2012-11-28 Topsoe Fuel Cell A/S Procedimiento de funcionamiento de un conjunto modular de apilamiento de pilas de combustible conectadas en serie
US8968961B2 (en) 2010-01-25 2015-03-03 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Method of manufacturing proton-conducting membranes
JP4998609B2 (ja) * 2010-05-25 2012-08-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその制御方法
US8783304B2 (en) 2010-12-03 2014-07-22 Ini Power Systems, Inc. Liquid containers and apparatus for use with power producing devices
DE102010062803A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Bayer Materialscience Aktiengesellschaft Verfahren zum Einbau von Sauerstoffverzehrelektroden in elektrochemische Zellen und elektrochemische Zellen
US9065095B2 (en) 2011-01-05 2015-06-23 Ini Power Systems, Inc. Method and apparatus for enhancing power density of direct liquid fuel cells
CN102694188A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 扬光绿能股份有限公司 氢气供电模块及救生装置
RU2570568C2 (ru) * 2011-09-16 2015-12-10 Сфк Энерджи Аг Аппаратура и способ для эксплуатации топливных элементов в холодных средах
WO2013090267A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-20 Sun Catalytix Corporation Methods and techniques for enhanced current efficiencies in reversible hydrogen bromide fuel cells
RU2496186C1 (ru) * 2012-04-19 2013-10-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Топливный элемент и батарея топливных элементов
US9484569B2 (en) 2012-06-13 2016-11-01 24M Technologies, Inc. Electrochemical slurry compositions and methods for preparing the same
CN103022509B (zh) * 2012-12-10 2014-08-13 哈尔滨工业大学 微型直接甲醇燃料电池膜电极及其制备方法
US9362583B2 (en) 2012-12-13 2016-06-07 24M Technologies, Inc. Semi-solid electrodes having high rate capability
US8993159B2 (en) 2012-12-13 2015-03-31 24M Technologies, Inc. Semi-solid electrodes having high rate capability
TWI519937B (zh) * 2013-07-11 2016-02-01 緯創資通股份有限公司 具有散熱機構之可攜式電子裝置
WO2015077589A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-28 Robert Bosch Gmbh System and method for minimizing transport related performance losses in a flow battery system
CN104953140B (zh) * 2015-04-30 2017-08-01 南京航空航天大学 一种燃料电池流场板
CN105140546B (zh) * 2015-09-20 2018-09-14 华南理工大学 一种实现直接甲醇燃料电池纯甲醇供料的燃料电池
US11005087B2 (en) 2016-01-15 2021-05-11 24M Technologies, Inc. Systems and methods for infusion mixing a slurry based electrode
WO2018017851A1 (en) * 2016-07-21 2018-01-25 Touchsensor Technologies, Llc Capacitive continuous fluid level sensor
AU2017298995B2 (en) * 2016-07-22 2019-08-29 Form Energy, Inc. Mist elimination system for electrochemical cells
AU2017298994B2 (en) 2016-07-22 2019-09-12 Nantenergy, Inc. Moisture and carbon dioxide management system in electrochemical cells
US10311712B2 (en) * 2016-09-10 2019-06-04 Wearable Technology Limited Apparatus and methods for controlling functionality and supplying power to a peripheral device attached to an item of clothing
KR102552485B1 (ko) * 2016-12-16 2023-07-06 현대자동차주식회사 연료전지 시스템
JP7097898B2 (ja) * 2017-09-01 2022-07-08 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン 電池パック
CN108763737B (zh) * 2018-05-25 2022-05-20 天津大学 质子交换膜燃料电池全电池三维两相模型建立方法
KR102602415B1 (ko) * 2018-09-04 2023-11-14 현대자동차주식회사 전극막접합체
CN110224112B (zh) * 2018-11-07 2022-02-22 山东华亿比科新能源股份有限公司 一种锂离子电池用二次造孔方法
JP6786569B2 (ja) * 2018-11-09 2020-11-18 本田技研工業株式会社 燃料電池に用いられるカーボンペーパにガス拡散層を形成する方法、及び、燃料電池に用いられるガス拡散層が形成されたカーボンペーパ
CN111092973B (zh) * 2019-12-18 2022-04-05 华为技术有限公司 移动终端
RU2739055C1 (ru) * 2020-06-23 2020-12-21 ФГБУН Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук Способ получения пасты для тонкоплёночного твёрдого электролита электрохимических устройств
CN113571711B (zh) * 2021-06-24 2024-02-13 重庆龙港活动房屋有限公司 燃料电池膜电极阴阳介质板交替插置装置

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3650836A (en) * 1970-04-06 1972-03-21 Gen Electric Electrochemical cell with at least one gas diffusion electrode
US4104197A (en) * 1975-12-17 1978-08-01 Licentia Patent-Verwaltungs-G.M.B.H. Method of making gas diffusion electrodes for electrochemical cells with acid electrolytes
US4612261A (en) * 1981-08-21 1986-09-16 Hitachi, Ltd. Fuel cell battery using acidic electrolyte
JPS5834574A (ja) 1981-08-21 1983-03-01 Hitachi Ltd 燃料電池
JPS6062064A (ja) * 1983-09-14 1985-04-10 Hitachi Ltd 液体燃料電池
JPH0719616B2 (ja) 1986-12-17 1995-03-06 富士電機株式会社 液体電解質型燃料電池発電装置
AT393045B (de) 1989-08-08 1991-07-25 Peter Dipl Ing Dr Schuetz Plattenfoermige duennschicht-h2/o2-brennstoffzelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE4036262A1 (de) 1990-03-07 1991-09-12 Hl Planartechnik Gmbh Elektrische messanordnung zur messung bzw. berechnung des fuellstandes oder anderer mechanischer daten einer elektrisch leitenden fluessigkeit
EP0447810B1 (de) * 1990-03-07 1994-12-14 Hl Planartechnik Gmbh Elektrische Messanordnung zur Messung bzw. Berechnung des Füllstandes oder anderer mechanischer Daten einer elektrisch leitenden Flüssigkeit
GB9218541D0 (en) * 1991-09-30 1992-10-14 Ici Plc Fungicides
AU674684B2 (en) 1992-07-20 1997-01-09 Sterno Group LLC, The Gelled organic liquids
DE4329571A1 (de) * 1992-09-02 1994-03-03 Duerrwaechter E Dr Doduco Neigungssensor
WO1995031048A1 (en) 1993-02-01 1995-11-16 Daniels John J Radiation shielding apparatus for a radio transmitting device
US5599638A (en) * 1993-10-12 1997-02-04 California Institute Of Technology Aqueous liquid feed organic fuel cell using solid polymer electrolyte membrane
JP3022218B2 (ja) 1994-11-29 2000-03-15 三洋電機株式会社 ポータブル燃料電池
US5840438A (en) 1995-08-25 1998-11-24 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell with an electrode substrate having an in-plane nonuniform structure for control of reactant and product transport
CN1201554A (zh) * 1995-10-06 1998-12-09 陶氏化学公司 燃料电池的薄膜电极组件用的流场结构
US5834136A (en) * 1996-06-17 1998-11-10 Valence Technology, Inc. Method of preparing polymeric electrolytes
US5783325A (en) * 1996-08-27 1998-07-21 The Research Foundation Of State Of New York Gas diffusion electrodes based on poly(vinylidene fluoride) carbon blends
DE19703214C2 (de) 1997-01-29 2003-10-30 Proton Motor Fuel Cell Gmbh Membran-Elektrodeneinheit mit integriertem Dichtrand und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19704683C2 (de) 1997-02-07 1998-12-03 Siemens Ag Vorrichtung zur Messung der Neigung eines Behälters relativ zu einem Flüssigkeitspegel in dem Behälter
DE19713250C2 (de) * 1997-03-29 2002-04-18 Ballard Power Systems Elektrochemischer Energiewandler mit Polymerelektrolytmembran
US5904740A (en) * 1997-06-03 1999-05-18 Motorola, Inc. Fuel for liquid feed fuel cells
JPH11242962A (ja) 1997-12-22 1999-09-07 Aqueous Reserch:Kk 燃料電池装置
US7029775B2 (en) * 1997-12-22 2006-04-18 Kabushikikaisha Equos Research Fuel cell system
WO1999040237A1 (en) 1998-02-10 1999-08-12 California Institute Of Technology Asymmetric electrodes for direct-feed fuel cells
AU2636999A (en) 1998-02-24 1999-09-15 Ramot University Authority For Applied Research And Industrial Development Ltd. Ion conductive matrixes and their use
JP4464474B2 (ja) 1998-06-25 2010-05-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、燃料電池車両及び燃料電池制御方法
US6447909B1 (en) * 1999-01-14 2002-09-10 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Transparent conductive layered structure and method of producing the same, and coating liquid for forming transparent conductive layer used in production of transparent conductive layered structure and method of producing the same
US6268077B1 (en) * 1999-03-01 2001-07-31 Motorola, Inc. Portable fuel cell power supply
JP4517415B2 (ja) 1999-03-15 2010-08-04 ソニー株式会社 発電デバイス
JP2000348753A (ja) 1999-06-07 2000-12-15 Daihatsu Motor Co Ltd 燃料電池およびこれの使用方法
JP3563648B2 (ja) 1999-09-21 2004-09-08 株式会社東芝 燃料電池用の燃料組成物
JP2001102059A (ja) 1999-10-01 2001-04-13 Toshiba Corp 固体高分子型燃料電池システム
DE69923844D1 (de) * 1999-11-03 2005-03-31 Free Magcom As Lysaker Q Tragbares Funkgerät, wie Mobiltelefon, ausgestattet mit Schutzabschirmung
US6492052B2 (en) * 1999-12-17 2002-12-10 The Regents Of The University Of California Air breathing direct methanol fuel cell
IL150648A0 (en) 2000-01-18 2003-02-12 Univ Ramot Fuels for non-alkaline fuel cells
GB0004669D0 (en) 2000-02-28 2000-04-19 Robinson John W Mobile phone cae (microwave safe)
US20020090082A1 (en) 2001-01-09 2002-07-11 Mclean Kevin A. Low radiation cellular phone

Also Published As

Publication number Publication date
DE60228720D1 (de) 2008-10-16
KR100912157B1 (ko) 2009-08-14
WO2003009410A3 (en) 2003-12-18
RU2295804C2 (ru) 2007-03-20
EP1410453B1 (en) 2008-09-03
CN1543685A (zh) 2004-11-03
CA2454789C (en) 2011-05-10
US7951511B2 (en) 2011-05-31
EP1410453A2 (en) 2004-04-21
KR20040045416A (ko) 2004-06-01
IL159878A0 (en) 2004-06-20
IL159878A (en) 2009-09-22
US7727663B2 (en) 2010-06-01
ATE407459T1 (de) 2008-09-15
US20040209153A1 (en) 2004-10-21
CN1543685B (zh) 2010-04-28
WO2003009410A2 (en) 2003-01-30
US20100255873A1 (en) 2010-10-07
AU2002319890A1 (en) 2003-03-03
JP2004536428A (ja) 2004-12-02
CA2454789A1 (en) 2003-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2004104637A (ru) Топливный элемент с протонопроводящей мембраной и с усовершенствованным регулированием расхода воды и топлива
US4629664A (en) Liquid fuel cell
CN101281973B (zh) 带有整合的负荷传递结构的密封水蒸气传递单元组件
CA2422926A1 (en) Fuel cell stack
JP2002164070A (ja) 燃料電池水漏れ検出装置
US20040234833A1 (en) Humidification cell
CN100590920C (zh) 直接甲醇燃料电池的水控制器系统
EP2306571B1 (en) Fuel cell system and control method therefor
KR20110066138A (ko) 연료 전지 스택 어셈블리용 전압 기반 유체 센서
US6852440B1 (en) Fuel cell with improved long term performance, method for operating a PME fuel cell and PME fuel cell battery
JP2004146236A (ja) 燃料電池システム
US11424466B2 (en) Membrane electrode unit with a seal arrangement, fuel cell, and fuel cell stack
JP2005093243A (ja) 燃料電池
JP3123992B2 (ja) 固体高分子型燃料電池
US20230197996A1 (en) Redox flow battery
US20140077402A1 (en) Humidification cell
ES2315802T3 (es) Dispositivo electroquimico.
JPH05251091A (ja) メタノール燃料電池用セパレータ
JP3679789B2 (ja) 燃料電池
KR20180063623A (ko) 분리판, 및 이를 포함하는 연료전지 스택
JP2005322591A (ja) 燃料電池
KR102668054B1 (ko) 공기호흡형 고분자전해질연료전지
JP5032001B2 (ja) 燃料電池
JP2005302675A (ja) 燃料電池
KR20230111294A (ko) 연료전지의 스택 활성화 장치용 가습기

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170719