JP2000353537A - 燃料電池ユニット - Google Patents
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- JP2000353537A JP2000353537A JP11163596A JP16359699A JP2000353537A JP 2000353537 A JP2000353537 A JP 2000353537A JP 11163596 A JP11163596 A JP 11163596A JP 16359699 A JP16359699 A JP 16359699A JP 2000353537 A JP2000353537 A JP 2000353537A
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Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池ユニットの設置によっても、室内の
温度及び湿度の上昇を防止できるようにすること。 【解決手段】 水素ガス供給系12からの水素ガスと、
空気供給系13からの空気と、加湿水供給系14からの
加湿水とが固体高分子型燃料電池11に供給されて、こ
の燃料電池が電力を発生し、この電力を電力出力系31
が出力可能とし、燃料電池からの排ガスをガス排出系3
0が排出し、燃料電池及び上記各系を制御装置15が制
御する燃料電池ユニット10において、分離可能な第一
ユニットエレメント51、第二ユニットエレメント52
を有して構成され、第一ユニットエレメントが、電力出
力系の出力端48及びDC/ACインバータ42並びに
制御装置の操作盤を備え、第二ユニットエレメントがガ
ス排出系を備えて構成されたものである。
温度及び湿度の上昇を防止できるようにすること。 【解決手段】 水素ガス供給系12からの水素ガスと、
空気供給系13からの空気と、加湿水供給系14からの
加湿水とが固体高分子型燃料電池11に供給されて、こ
の燃料電池が電力を発生し、この電力を電力出力系31
が出力可能とし、燃料電池からの排ガスをガス排出系3
0が排出し、燃料電池及び上記各系を制御装置15が制
御する燃料電池ユニット10において、分離可能な第一
ユニットエレメント51、第二ユニットエレメント52
を有して構成され、第一ユニットエレメントが、電力出
力系の出力端48及びDC/ACインバータ42並びに
制御装置の操作盤を備え、第二ユニットエレメントがガ
ス排出系を備えて構成されたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は固体高分子型燃料電
池を備えた燃料電池ユニットに関する。
池を備えた燃料電池ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】固体高分子型燃料電池は、固体高分子膜
を介して一対の電極(アノード、カソード)が対向配置
して構成される。この固体高分子型燃料電池を燃料電池
として備えた燃料電池ユニットは、水素ガス供給系から
の水素ガスと、空気供給系からの空気と、加湿水供給系
からの加湿水とが燃料電池に供給されて、この燃料電池
が電力を発生し、この電力を電力出力系が出力し、燃料
電池からの排ガスをガス排出系が排出し、燃料電池及び
上記各系を制御装置が制御するものである。
を介して一対の電極(アノード、カソード)が対向配置
して構成される。この固体高分子型燃料電池を燃料電池
として備えた燃料電池ユニットは、水素ガス供給系から
の水素ガスと、空気供給系からの空気と、加湿水供給系
からの加湿水とが燃料電池に供給されて、この燃料電池
が電力を発生し、この電力を電力出力系が出力し、燃料
電池からの排ガスをガス排出系が排出し、燃料電池及び
上記各系を制御装置が制御するものである。
【0003】このような燃料電池ユニットには、上述の
燃料電池、水素ガス供給系、空気供給系、加湿水供給
系、電力出力系、ガス排出系、制御装置の全てが単一の
ケース内に収納されて、移動可能に構成されたものが知
られている。
燃料電池、水素ガス供給系、空気供給系、加湿水供給
系、電力出力系、ガス排出系、制御装置の全てが単一の
ケース内に収納されて、移動可能に構成されたものが知
られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の燃料
電池は、電力を発生する際に同時に水を生成する。この
生成水は、燃料電池から排出される排ガス(酸素が消費
された空気や未使用の水素ガス)が高温であることか
ら、水蒸気となって排ガス中に混じり、ガス排出系によ
り、排ガスとともにユニット外へ排出される。
電池は、電力を発生する際に同時に水を生成する。この
生成水は、燃料電池から排出される排ガス(酸素が消費
された空気や未使用の水素ガス)が高温であることか
ら、水蒸気となって排ガス中に混じり、ガス排出系によ
り、排ガスとともにユニット外へ排出される。
【0005】このようにガス排出系から排出される排ガ
スが高温高湿度となっているため、燃料電池ユニットが
室内に設置された場合には、この室内の温度及び湿度
が、燃料電池ユニットの設置によって上昇してしまう。
スが高温高湿度となっているため、燃料電池ユニットが
室内に設置された場合には、この室内の温度及び湿度
が、燃料電池ユニットの設置によって上昇してしまう。
【0006】本発明の目的は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、燃料電池ユニットの設置によって
も、室内の温度及び湿度の上昇を防止できる燃料電池ユ
ニットを提供することにある。
されたものであり、燃料電池ユニットの設置によって
も、室内の温度及び湿度の上昇を防止できる燃料電池ユ
ニットを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、アノード側ガス供給系からのアノード側ガスと、カ
ソード側ガス供給系からのカソード側ガスと、加湿水供
給系からの加湿水とが燃料電池に供給されて、この燃料
電池が電力を発生し、この電力を電力出力系が出力可能
とし、上記燃料電池からの排ガスをガス排出系が排出
し、上記燃料電池及び上記各系を制御装置が制御する燃
料電池ユニットにおいて、分離可能な複数のユニットエ
レメントを有して構成され、一方のユニットエレメント
が、上記電力出力系の出力端及び上記制御装置の操作盤
を備え、他方のユニットエレメントが、上記ガス排出系
を備えて構成されたことを特徴とするものである。
は、アノード側ガス供給系からのアノード側ガスと、カ
ソード側ガス供給系からのカソード側ガスと、加湿水供
給系からの加湿水とが燃料電池に供給されて、この燃料
電池が電力を発生し、この電力を電力出力系が出力可能
とし、上記燃料電池からの排ガスをガス排出系が排出
し、上記燃料電池及び上記各系を制御装置が制御する燃
料電池ユニットにおいて、分離可能な複数のユニットエ
レメントを有して構成され、一方のユニットエレメント
が、上記電力出力系の出力端及び上記制御装置の操作盤
を備え、他方のユニットエレメントが、上記ガス排出系
を備えて構成されたことを特徴とするものである。
【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、上記他方のユニットエレメントが、カ
ソード側ガス供給系及び加湿水供給系をも備えたことを
特徴とするものである。
の発明において、上記他方のユニットエレメントが、カ
ソード側ガス供給系及び加湿水供給系をも備えたことを
特徴とするものである。
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の発明において、上記他方のユニットエレメン
トが、アノード側ガス源を除くアノード側ガス供給系を
も備え、この他方のユニットエレメントに設置された上
記アノード側ガス供給系が上記アノード側ガス源に接続
可能に構成されたことを特徴とするものである。
2に記載の発明において、上記他方のユニットエレメン
トが、アノード側ガス源を除くアノード側ガス供給系を
も備え、この他方のユニットエレメントに設置された上
記アノード側ガス供給系が上記アノード側ガス源に接続
可能に構成されたことを特徴とするものである。
【0010】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3
のいずれかに記載の発明において、上記アノード側ガス
供給系が、水素ガスを供給する水素ガス供給系であっ
て、アノード側ガス源が水素ガスを充填した水素ボンベ
であり、上記カソード側ガス供給系が、空気を供給する
空気供給系であることを特徴とするものである。
のいずれかに記載の発明において、上記アノード側ガス
供給系が、水素ガスを供給する水素ガス供給系であっ
て、アノード側ガス源が水素ガスを充填した水素ボンベ
であり、上記カソード側ガス供給系が、空気を供給する
空気供給系であることを特徴とするものである。
【0011】請求項1または4に記載の発明には、次の
作用がある。
作用がある。
【0012】燃料電池ユニットが、電力出力系の出力端
及び制御装置の操作盤を備えた一方のユニットエレメン
トと、ガス排出系を備えた他方のユニットエレメントと
を有し、これらのユニットエレメントが分離可能に構成
されたことから、一方のユニットエレメントを室内に配
置し、他方のユニットエレメントを室外に配置すること
により、ガス排出系から排出される高温高湿度な排ガス
を室内に排出することを防止できる。この結果、燃料電
池の設置によっても、室内の温度及び湿度の上昇を確実
に防止できる。
及び制御装置の操作盤を備えた一方のユニットエレメン
トと、ガス排出系を備えた他方のユニットエレメントと
を有し、これらのユニットエレメントが分離可能に構成
されたことから、一方のユニットエレメントを室内に配
置し、他方のユニットエレメントを室外に配置すること
により、ガス排出系から排出される高温高湿度な排ガス
を室内に排出することを防止できる。この結果、燃料電
池の設置によっても、室内の温度及び湿度の上昇を確実
に防止できる。
【0013】また、燃料電池ユニットが分離可能な複数
のユニットエレメントを有して構成されたことから、各
ユニットエレメントは、これらのユニットエレメントが
一体化された場合に比べ重量が軽いので、移動が容易と
なり、燃料電池ユニットの使い勝手を向上させることが
できる。
のユニットエレメントを有して構成されたことから、各
ユニットエレメントは、これらのユニットエレメントが
一体化された場合に比べ重量が軽いので、移動が容易と
なり、燃料電池ユニットの使い勝手を向上させることが
できる。
【0014】請求項2または4に記載の発明には、次の
作用がある。
作用がある。
【0015】ガス排出系を備えた他方のユニットエレメ
ントが、カソード側ガス供給系(空気供給系)及び加湿
水供給系をも備えたことから、この他方のユニットエレ
メントが室外に配置された場合には、ガス排出系及びカ
ソード側ガス供給系のファンの作動音、加湿水供給系の
ポンプ及び電磁弁の作動音が室内に至らず、燃料電池ユ
ニットの設置によっても室内の静粛性を確保できる。
ントが、カソード側ガス供給系(空気供給系)及び加湿
水供給系をも備えたことから、この他方のユニットエレ
メントが室外に配置された場合には、ガス排出系及びカ
ソード側ガス供給系のファンの作動音、加湿水供給系の
ポンプ及び電磁弁の作動音が室内に至らず、燃料電池ユ
ニットの設置によっても室内の静粛性を確保できる。
【0016】請求項3または4に記載の発明には、次の
作用がある。
作用がある。
【0017】他方のユニットエレメントが、アノード側
ガス源(水素ボンベ)を除くアノード側ガス供給系を
(水素供給系)備え、この他方のユニットエレメントに
設置されたアノード側ガス供給系が上記アノード側ガス
源に接続可能に構成されたことから、この他方のユニッ
トエレメントは、重量物であるアノード側ガス源を有し
ないので軽量化できる。このため、この他方のユニット
エレメントを容易に移動させることができ、燃料電池ユ
ニットの使い勝手を向上させることができる。
ガス源(水素ボンベ)を除くアノード側ガス供給系を
(水素供給系)備え、この他方のユニットエレメントに
設置されたアノード側ガス供給系が上記アノード側ガス
源に接続可能に構成されたことから、この他方のユニッ
トエレメントは、重量物であるアノード側ガス源を有し
ないので軽量化できる。このため、この他方のユニット
エレメントを容易に移動させることができ、燃料電池ユ
ニットの使い勝手を向上させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づき説明する。
面に基づき説明する。
【0019】図1は、本発明に係る燃料電池ユニットの
一実施の形態を示す構成図である。
一実施の形態を示す構成図である。
【0020】この図1に示す固体高分子型燃料電池ユニ
ット10は、固体高分子型燃料電池11、アノード側ガ
ス供給系としての水素ガス供給系12、カソード側ガス
供給系としての空気供給系13、加湿水供給系14、ガ
ス排出系30、電力出力系31及び制御装置15を有し
て構成され、上記固体高分子型燃料電池11が電気(直
流電力)を発生する。
ット10は、固体高分子型燃料電池11、アノード側ガ
ス供給系としての水素ガス供給系12、カソード側ガス
供給系としての空気供給系13、加湿水供給系14、ガ
ス排出系30、電力出力系31及び制御装置15を有し
て構成され、上記固体高分子型燃料電池11が電気(直
流電力)を発生する。
【0021】この固体高分子型燃料電池11は、図2に
示すセル16(単電池)が複数積層してモジュールとし
て構成されたものである。各セル16は、高分子イオン
交換膜などの固体高分子電解質膜17と、この固体高分
子電解質膜17の対向面にそれぞれ接合されたアノード
18、カソード19と、アノード18に接して配置され
たアノード基材20と、カソード19に接して配置され
たカソード基材21とを有して構成される。
示すセル16(単電池)が複数積層してモジュールとし
て構成されたものである。各セル16は、高分子イオン
交換膜などの固体高分子電解質膜17と、この固体高分
子電解質膜17の対向面にそれぞれ接合されたアノード
18、カソード19と、アノード18に接して配置され
たアノード基材20と、カソード19に接して配置され
たカソード基材21とを有して構成される。
【0022】アノード18およびカソード19は、白金
を担持したカーボンを主成分とし、ガスまたは水を拡散
可能な拡散経路を有する。これらのアノード18及びカ
ソード19内で、後述の電気化学反応が行われる。
を担持したカーボンを主成分とし、ガスまたは水を拡散
可能な拡散経路を有する。これらのアノード18及びカ
ソード19内で、後述の電気化学反応が行われる。
【0023】アノード基材20には、アノード18に接
する側に、アノード側ガスとしての水素ガスを流動させ
るアノード側ガス流路22が形成される。また、カソー
ド基材21には、カソード19に接する側にカソード側
ガスとしての空気(または酸素ガス)を流動させるカソ
ード側ガス流路23が形成される。これらのアノード基
材20及びカソード基材21は、多孔質の例えば炭素材
にて形成され、ガスまたは水を透過可能に構成される。
する側に、アノード側ガスとしての水素ガスを流動させ
るアノード側ガス流路22が形成される。また、カソー
ド基材21には、カソード19に接する側にカソード側
ガスとしての空気(または酸素ガス)を流動させるカソ
ード側ガス流路23が形成される。これらのアノード基
材20及びカソード基材21は、多孔質の例えば炭素材
にて形成され、ガスまたは水を透過可能に構成される。
【0024】このように構成されたセル16において、
アノード基材20のアノード側ガス流路22を経てアノ
ード18内に導入された水素ガスは、このアノード18
内で酸化してプロトン(H+)となり、このプロトン
は、固体高分子電解質膜17中を移動してカソード19
へ至り、このカソード19内で、カソード基材21のカ
ソード側ガス流路23を経て導入された空気中の酸素と
電気化学反応して還元され、水に変化する。この電気化
学反応に伴い、アノード18とカソード19間に直流電
力が発生する。
アノード基材20のアノード側ガス流路22を経てアノ
ード18内に導入された水素ガスは、このアノード18
内で酸化してプロトン(H+)となり、このプロトン
は、固体高分子電解質膜17中を移動してカソード19
へ至り、このカソード19内で、カソード基材21のカ
ソード側ガス流路23を経て導入された空気中の酸素と
電気化学反応して還元され、水に変化する。この電気化
学反応に伴い、アノード18とカソード19間に直流電
力が発生する。
【0025】前記水素ガス供給系12は、水素ボンベ2
4、開閉弁32、減圧弁25及び水素供給電磁弁26が
順次配設して構成され、水素供給電磁弁26が固体高分
子型燃料電池11に接続される。この水素ガス供給系1
2における開閉弁32及び水素供給電磁弁26の開操作
により、固体高分子型燃料電池11の各セル16におけ
るアノード基材20のアノード側ガス流路22へ水素ガ
スが供給される。この水素ガスは、減圧弁25により減
圧された水素ガス圧力と、ガス排出系30の絞り弁39
(後述)の弁開度により、固体高分子型燃料電池11へ
の供給流量が調整される。
4、開閉弁32、減圧弁25及び水素供給電磁弁26が
順次配設して構成され、水素供給電磁弁26が固体高分
子型燃料電池11に接続される。この水素ガス供給系1
2における開閉弁32及び水素供給電磁弁26の開操作
により、固体高分子型燃料電池11の各セル16におけ
るアノード基材20のアノード側ガス流路22へ水素ガ
スが供給される。この水素ガスは、減圧弁25により減
圧された水素ガス圧力と、ガス排出系30の絞り弁39
(後述)の弁開度により、固体高分子型燃料電池11へ
の供給流量が調整される。
【0026】前記空気供給系13は、空気供給ファン2
7が固体高分子型燃料電池11に接続されたものであ
る。空気供給ファン27の回転速度の調整により、固体
高分子型燃料電池11の各セル16におけるカソード基
材21のカソード側ガス流路23へ適宜流量の空気が供
給される。
7が固体高分子型燃料電池11に接続されたものであ
る。空気供給ファン27の回転速度の調整により、固体
高分子型燃料電池11の各セル16におけるカソード基
材21のカソード側ガス流路23へ適宜流量の空気が供
給される。
【0027】前記加湿水供給系14は、メイン水タンク
28に接続された循環ポンプ29と上記メイン水タンク
28とが固体高分子型燃料電池11に接続され、メイン
水タンク28に給水電磁弁33、給水ポンプ34及びサ
ブ水タンク35が順次接続されて構成される。固体高分
子型燃料電池11の各セル16において、固体高分子電
解質膜17内をプロトン(H+)が移動するためには、
この固体高分子電解質膜17が水により湿潤状態とされ
る必要がある。加湿水供給系14は、メイン水タンク2
8内の加湿水を循環ポンプ29から、固体高分子型燃料
電池11の各セル16におけるアノード基材20のアノ
ード側ガス流路22へ直接供給し、この加湿水をアノー
ド18を透過させて固体高分子電解質膜17に供給し、
この固体高分子電解質膜17を加湿して良好な湿潤状態
に維持する。
28に接続された循環ポンプ29と上記メイン水タンク
28とが固体高分子型燃料電池11に接続され、メイン
水タンク28に給水電磁弁33、給水ポンプ34及びサ
ブ水タンク35が順次接続されて構成される。固体高分
子型燃料電池11の各セル16において、固体高分子電
解質膜17内をプロトン(H+)が移動するためには、
この固体高分子電解質膜17が水により湿潤状態とされ
る必要がある。加湿水供給系14は、メイン水タンク2
8内の加湿水を循環ポンプ29から、固体高分子型燃料
電池11の各セル16におけるアノード基材20のアノ
ード側ガス流路22へ直接供給し、この加湿水をアノー
ド18を透過させて固体高分子電解質膜17に供給し、
この固体高分子電解質膜17を加湿して良好な湿潤状態
に維持する。
【0028】メイン水タンク28は、固体高分子型燃料
電池11の各セル16におけるカソード基材21を拡散
して透過した、カソード19にて生成された水と、固体
高分子電解質膜17に供給された過剰な加湿水とを集水
する。また、メイン水タンク28は、固体高分子型燃料
電池11のカソード19から固体高分子電解質膜17を
経てアノード18へ逆拡散しアノード基材20を透過し
た水を集水する。更に、メイン水タンク28内には、こ
のメイン水タンク28内に貯留された水が不足したとき
に、給水電磁弁33が開操作され、給水ポンプ34が作
動されて、サブ水タンク35内の水が補給される。メイ
ン水タンク28にて集水された水及びサブ水タンク35
から補給された水が循環ポンプ29により取り込まれ、
加湿水及び冷却水として上述の如く各セル16のアノー
ド側ガス流路22へ直接供給される。
電池11の各セル16におけるカソード基材21を拡散
して透過した、カソード19にて生成された水と、固体
高分子電解質膜17に供給された過剰な加湿水とを集水
する。また、メイン水タンク28は、固体高分子型燃料
電池11のカソード19から固体高分子電解質膜17を
経てアノード18へ逆拡散しアノード基材20を透過し
た水を集水する。更に、メイン水タンク28内には、こ
のメイン水タンク28内に貯留された水が不足したとき
に、給水電磁弁33が開操作され、給水ポンプ34が作
動されて、サブ水タンク35内の水が補給される。メイ
ン水タンク28にて集水された水及びサブ水タンク35
から補給された水が循環ポンプ29により取り込まれ、
加湿水及び冷却水として上述の如く各セル16のアノー
ド側ガス流路22へ直接供給される。
【0029】尚、符号36は、燃料電池ユニット10の
メンテナンス時などに開操作されて、メイン水タンク2
8内の水を排出する排水コックである。
メンテナンス時などに開操作されて、メイン水タンク2
8内の水を排出する排水コックである。
【0030】前記ガス排出系30は、未使用水素ガス排
出ライン37と排出空気ライン38とを有してなる。未
使用水素ガス排出ライン37は、一端が固体高分子型燃
料電池11のアノード18出口に接続され、前記メイン
水タンク28及び絞り弁39を備えると共に、他端が排
気ダクト40に接続される。また、排出空気ライン38
は、一端が固体高分子型燃料電池11のカソード19出
口に接続されると共に、他端が上記排気ダクト40に接
続される。更に、この排出空気ライン38は排気ファン
41を備える。
出ライン37と排出空気ライン38とを有してなる。未
使用水素ガス排出ライン37は、一端が固体高分子型燃
料電池11のアノード18出口に接続され、前記メイン
水タンク28及び絞り弁39を備えると共に、他端が排
気ダクト40に接続される。また、排出空気ライン38
は、一端が固体高分子型燃料電池11のカソード19出
口に接続されると共に、他端が上記排気ダクト40に接
続される。更に、この排出空気ライン38は排気ファン
41を備える。
【0031】固体高分子型燃料電池11にて反応に供さ
れなかった微量の未使用水素ガスは、固体高分子型燃料
電池11のアノード18から未使用水素ガス排出ライン
37内を流れ、メイン水タンク28及び絞り弁39を経
て排気ダクト40に導かれる。また、固体高分子型燃料
電池11にて酸素が消費された空気は排出空気となり、
且つ、固体高分子型燃料電池11にて発生した水を水蒸
気として多量に含む。この排出空気は、固体高分子型燃
料電池11のカソード19から排出空気ライン38内を
流れて排気ダクト40に導入される。未使用水素ガス排
出ライン37により排気ダクト40に導入された未使用
水素ガスは、排出空気ライン38により排気ダクト40
内に導かれた上記排出空気と、排気ファン41により排
気ダクト40内に導入された空気(外気)とにより混合
され希釈されて、排気ダクト40から外気中へ排出され
る。
れなかった微量の未使用水素ガスは、固体高分子型燃料
電池11のアノード18から未使用水素ガス排出ライン
37内を流れ、メイン水タンク28及び絞り弁39を経
て排気ダクト40に導かれる。また、固体高分子型燃料
電池11にて酸素が消費された空気は排出空気となり、
且つ、固体高分子型燃料電池11にて発生した水を水蒸
気として多量に含む。この排出空気は、固体高分子型燃
料電池11のカソード19から排出空気ライン38内を
流れて排気ダクト40に導入される。未使用水素ガス排
出ライン37により排気ダクト40に導入された未使用
水素ガスは、排出空気ライン38により排気ダクト40
内に導かれた上記排出空気と、排気ファン41により排
気ダクト40内に導入された空気(外気)とにより混合
され希釈されて、排気ダクト40から外気中へ排出され
る。
【0032】前記電力出力系31は、DC/ACインバ
ータ42、DC/DCコンバータ43、充電回路44及
び充電器45を備えて構成される。
ータ42、DC/DCコンバータ43、充電回路44及
び充電器45を備えて構成される。
【0033】DC/ACインバータ42は、固体高分子
型燃料電池11にて発生した直流電力(24〜50V)
を交流電力(例えば100V)に変換し、出力端48へ
出力可能とする。このDC/ACインバータ42は、変
換する交流電力の周波数を50Hz、60Hzに変換可
能とする。また、上記DC/DCコンバータ43は、固
体高分子型燃料電池11にて発生した直流電力を所定電
圧(例えば24V)の直流電力に変換し、循環ポンプ2
9、給水ポンプ34、空気供給ファン27、排気ファン
41、減圧弁25、水素供給電磁弁26、給水電磁弁3
3及び絞り弁39等の補機部品、制御装置15並びに充
電回路44へ供給する。この充電回路44は、DC/D
Cコンバータ43にて供給された直流電力を2次電池4
6に充電可能とする。
型燃料電池11にて発生した直流電力(24〜50V)
を交流電力(例えば100V)に変換し、出力端48へ
出力可能とする。このDC/ACインバータ42は、変
換する交流電力の周波数を50Hz、60Hzに変換可
能とする。また、上記DC/DCコンバータ43は、固
体高分子型燃料電池11にて発生した直流電力を所定電
圧(例えば24V)の直流電力に変換し、循環ポンプ2
9、給水ポンプ34、空気供給ファン27、排気ファン
41、減圧弁25、水素供給電磁弁26、給水電磁弁3
3及び絞り弁39等の補機部品、制御装置15並びに充
電回路44へ供給する。この充電回路44は、DC/D
Cコンバータ43にて供給された直流電力を2次電池4
6に充電可能とする。
【0034】また、上記充電器45は、2次電池46
を、DC/DCコンバータ43からの直流電力ではな
く、商用交流電力(例えば100V)を用いて充電させ
るときに使用されるものである。
を、DC/DCコンバータ43からの直流電力ではな
く、商用交流電力(例えば100V)を用いて充電させ
るときに使用されるものである。
【0035】前記制御装置15は、燃料電池ユニット1
0の各種制御を実施する。つまり、制御装置15は、固
体高分子型燃料電池11、減圧弁25、水素供給電磁弁
26、空気供給ファン27、循環ポンプ29、給水電磁
弁33、給水ポンプ34、絞り弁39、排気ファン4
1、DC/ACインバータ42及びDC/DCコンバー
タ43等との間で電気信号を送受信して、これらの各種
機器を制御する。例えば、制御装置15は、固体高分子
型燃料電池11から異常信号を受信したときに、水素供
給電磁弁26を閉弁操作して、固体高分子型燃料電池1
1への水素ガスの供給を停止し、固体高分子型燃料電池
11の運転を停止させる。
0の各種制御を実施する。つまり、制御装置15は、固
体高分子型燃料電池11、減圧弁25、水素供給電磁弁
26、空気供給ファン27、循環ポンプ29、給水電磁
弁33、給水ポンプ34、絞り弁39、排気ファン4
1、DC/ACインバータ42及びDC/DCコンバー
タ43等との間で電気信号を送受信して、これらの各種
機器を制御する。例えば、制御装置15は、固体高分子
型燃料電池11から異常信号を受信したときに、水素供
給電磁弁26を閉弁操作して、固体高分子型燃料電池1
1への水素ガスの供給を停止し、固体高分子型燃料電池
11の運転を停止させる。
【0036】ところで、上述のように構成された燃料電
池ユニット10は、図1及び図3に示すように、分離可
能な第一ユニットエレメント51及び第二ユニットエレ
メント52を有して構成され、固体高分子型燃料電池1
1並びに水素ガス供給系12及び空気供給系13等の各
系が、これらの第一ユニットエレメント51、第二ユニ
ットエレメント52に収納されて構成される。
池ユニット10は、図1及び図3に示すように、分離可
能な第一ユニットエレメント51及び第二ユニットエレ
メント52を有して構成され、固体高分子型燃料電池1
1並びに水素ガス供給系12及び空気供給系13等の各
系が、これらの第一ユニットエレメント51、第二ユニ
ットエレメント52に収納されて構成される。
【0037】つまり、第一ユニットエレメント51に
は、電力出力系31のDC/ACインバータ42及び交
流電力(例えば100V)の出力端と、制御装置15の
操作盤50とが収納または装備される。
は、電力出力系31のDC/ACインバータ42及び交
流電力(例えば100V)の出力端と、制御装置15の
操作盤50とが収納または装備される。
【0038】上記出力端48は、図3に耐水性の出力コ
ンセント53として示される。また、この図3では、出
力コンセント53の上方に出力ブレーカ54が配置され
ている。更に、図3の符号55は、DC/ACインバー
タ42の冷却用空気を取り込むための冷却空気取入口で
ある。
ンセント53として示される。また、この図3では、出
力コンセント53の上方に出力ブレーカ54が配置され
ている。更に、図3の符号55は、DC/ACインバー
タ42の冷却用空気を取り込むための冷却空気取入口で
ある。
【0039】上記操作盤50は、表示部56、運転・停
止ボタン57及び表示切換ボタン58等を有する。運転
・停止ボタン57が押されることにより、制御装置15
は、燃料電池ユニット10の運転を開始させたり停止さ
せる。また、表示切換ボタン58が押されることより、
制御装置15は、表示部56に表示される内容を例えば
出力交流電力としたり、水素ガス圧力としたり、その他
の表示とする。
止ボタン57及び表示切換ボタン58等を有する。運転
・停止ボタン57が押されることにより、制御装置15
は、燃料電池ユニット10の運転を開始させたり停止さ
せる。また、表示切換ボタン58が押されることより、
制御装置15は、表示部56に表示される内容を例えば
出力交流電力としたり、水素ガス圧力としたり、その他
の表示とする。
【0040】前記第二ユニットエレメント52には、図
1に示すように、固体高分子型燃料電池11、空気供給
系13、加湿水供給系14及びガス排出系30が収容さ
れる。図3に示す符号59は、空気供給系13が空気を
取り込む空気取入口であり、符号60は、ガス排出系3
0の排気ダクト40が排ガス(排出空気及び未使用水素
ガス)を排出するための排ガス排出口である。
1に示すように、固体高分子型燃料電池11、空気供給
系13、加湿水供給系14及びガス排出系30が収容さ
れる。図3に示す符号59は、空気供給系13が空気を
取り込む空気取入口であり、符号60は、ガス排出系3
0の排気ダクト40が排ガス(排出空気及び未使用水素
ガス)を排出するための排ガス排出口である。
【0041】また、図1に示すように、この第二ユニッ
トエレメント52には、DC/ACインバータ42及び
出力端48を除く電力出力系31のDC/DCコンバー
タ43及び充電回路44が収納されるとともに、二次電
池46及び充電器45も収納される。更に、第二ユニッ
トエレメント52には、操作盤50を除く制御装置15
が収納されている。
トエレメント52には、DC/ACインバータ42及び
出力端48を除く電力出力系31のDC/DCコンバー
タ43及び充電回路44が収納されるとともに、二次電
池46及び充電器45も収納される。更に、第二ユニッ
トエレメント52には、操作盤50を除く制御装置15
が収納されている。
【0042】また、第二ユニットエレメント52には、
アノード側ガス源としての水素ボンベ24を除く水素ガ
ス供給系12が収納される。この第二ユニットエレメン
ト52内に収納された水素ガス供給系12は、図3に示
すチャージ接続口61及びチャージホース62を用いて
水素ボンベ24の開閉弁32に接続可能に構成される。
アノード側ガス源としての水素ボンベ24を除く水素ガ
ス供給系12が収納される。この第二ユニットエレメン
ト52内に収納された水素ガス供給系12は、図3に示
すチャージ接続口61及びチャージホース62を用いて
水素ボンベ24の開閉弁32に接続可能に構成される。
【0043】上記第一ユニットエレメント51及び第二
ユニットエレメント52は、電力線及び信号線を有して
成る接続ケーブル63により接続される。これらの第一
ユニットエレメント51及び第二ユニットエレメント5
2は、図3に示すように互いに分離して、第一ユニット
エレメント51が室内に、第二ユニットエレメント52
が室外に配置されてもよく、または、図4に示すように
一体化されて、例えばともに室外に配置されてもよい。
尚、図3及び図4中の符号64は取っ手であり、第二ユ
ニットエレメント52の底部には、図示しないが移動用
の車輪を配置してもよい。
ユニットエレメント52は、電力線及び信号線を有して
成る接続ケーブル63により接続される。これらの第一
ユニットエレメント51及び第二ユニットエレメント5
2は、図3に示すように互いに分離して、第一ユニット
エレメント51が室内に、第二ユニットエレメント52
が室外に配置されてもよく、または、図4に示すように
一体化されて、例えばともに室外に配置されてもよい。
尚、図3及び図4中の符号64は取っ手であり、第二ユ
ニットエレメント52の底部には、図示しないが移動用
の車輪を配置してもよい。
【0044】上記実施の形態によれば、次の効果〜
を奏する。
を奏する。
【0045】 燃料電池ユニット10が、電力出力系
31のDC/ACインバータ42及び出力端48並びに
制御装置15の操作盤50を備えた第一ユニットエレメ
ント51と、ガス排出系30を備えた第二ユニットエレ
メント52とを有し、これらの第一ユニットエレメント
51、第二ユニットエレメント52が分離可能に構成さ
れたことから、第一ユニットエレメント51を室内に配
置し、第二ユニットエレメント52を室外に配置するこ
とにより、ガス排出系30の排気ダクト40から排ガス
排出口60を経て排出される高温高湿度な排ガス(排出
空気、未使用水素ガス)が室内に排出されることを防止
できる。この結果、固体高分子型燃料電池11の設置に
よっても、室内の温度及び湿度の上昇を確実に防止でき
る。
31のDC/ACインバータ42及び出力端48並びに
制御装置15の操作盤50を備えた第一ユニットエレメ
ント51と、ガス排出系30を備えた第二ユニットエレ
メント52とを有し、これらの第一ユニットエレメント
51、第二ユニットエレメント52が分離可能に構成さ
れたことから、第一ユニットエレメント51を室内に配
置し、第二ユニットエレメント52を室外に配置するこ
とにより、ガス排出系30の排気ダクト40から排ガス
排出口60を経て排出される高温高湿度な排ガス(排出
空気、未使用水素ガス)が室内に排出されることを防止
できる。この結果、固体高分子型燃料電池11の設置に
よっても、室内の温度及び湿度の上昇を確実に防止でき
る。
【0046】 燃料電池ユニット10が分離可能な第
一ユニットエレメント51、第二ユニットエレメント5
2を有して構成されたことから、各第一ユニットエレメ
ント51、第二ユニットエレメント52は、これらの第
一ユニットエレメント51、第二ユニットエレメント5
2が一体化された場合に比べ重量が軽いので、それぞれ
移動が容易となり、燃料電池ユニット10の使い勝手を
向上させることができる。
一ユニットエレメント51、第二ユニットエレメント5
2を有して構成されたことから、各第一ユニットエレメ
ント51、第二ユニットエレメント52は、これらの第
一ユニットエレメント51、第二ユニットエレメント5
2が一体化された場合に比べ重量が軽いので、それぞれ
移動が容易となり、燃料電池ユニット10の使い勝手を
向上させることができる。
【0047】 ガス排出系30を備えた第二ユニット
エレメント52が、空気供給系13及び加湿水供給系1
4をも備えたことから、この第二ユニットエレメント5
2が室外に配置された場合には、空気供給系13の空気
供給ファン27とガス排出系30の排気ファン41の作
動音、加湿水供給系14の循環ポンプ29、吸水ポンプ
34、吸水電磁弁33の作動音が室内に至らず、燃料電
池ユニット10の設置によっても室内の静粛性を確保で
きる。
エレメント52が、空気供給系13及び加湿水供給系1
4をも備えたことから、この第二ユニットエレメント5
2が室外に配置された場合には、空気供給系13の空気
供給ファン27とガス排出系30の排気ファン41の作
動音、加湿水供給系14の循環ポンプ29、吸水ポンプ
34、吸水電磁弁33の作動音が室内に至らず、燃料電
池ユニット10の設置によっても室内の静粛性を確保で
きる。
【0048】 第二ユニットエレメント52が、水素
ボンベ24を除く水素ガス供給系12を備えたことか
ら、この第二ユニットエレメント52が室内に配置され
た場合には、水素ガス供給系12の減圧弁25及び水素
供給電磁弁26の作動音、空気供給ファン27や排気フ
ァン41及び循環ポンプ29や給水ポンプ34の動作音
が室内に至らず、室内の静粛性を一層確保できる。
ボンベ24を除く水素ガス供給系12を備えたことか
ら、この第二ユニットエレメント52が室内に配置され
た場合には、水素ガス供給系12の減圧弁25及び水素
供給電磁弁26の作動音、空気供給ファン27や排気フ
ァン41及び循環ポンプ29や給水ポンプ34の動作音
が室内に至らず、室内の静粛性を一層確保できる。
【0049】 第二ユニットエレメント52が、水素
ボンベ24を除く水素ガス供給系12を備え、この第二
ユニットエレメント52に設置された水素ガス供給系1
2が水素ボンベ24に接続可能に構成されたことから、
この第二ユニットエレメント52は、重量物である水素
ボンベ24を有しないので軽量化できる。このため、こ
の第二ユニットエレメント52を容易に移動させること
ができ、燃料電池ユニット10の使い勝手を一層向上さ
せることができる。
ボンベ24を除く水素ガス供給系12を備え、この第二
ユニットエレメント52に設置された水素ガス供給系1
2が水素ボンベ24に接続可能に構成されたことから、
この第二ユニットエレメント52は、重量物である水素
ボンベ24を有しないので軽量化できる。このため、こ
の第二ユニットエレメント52を容易に移動させること
ができ、燃料電池ユニット10の使い勝手を一層向上さ
せることができる。
【0050】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、燃料電池ユニット10は、3以上のユニットエ
レメントに分離可能に構成されていてもよい。
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、燃料電池ユニット10は、3以上のユニットエ
レメントに分離可能に構成されていてもよい。
【0051】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る燃料電池ユ
ニットによれば、分離可能な複数のユニットエレメント
を有して構成され、一方のユニットエレメントが、電力
出力系の出力端及び制御装置の操作盤を備え、他方のユ
ニットエレメントが、ガス排出系を備えて構成されたこ
とから、他方のユニットエレメントを室外に設置するこ
とによって、燃料電池ユニットの設置によっても室内の
温度及び湿度の上昇を防止できる。
ニットによれば、分離可能な複数のユニットエレメント
を有して構成され、一方のユニットエレメントが、電力
出力系の出力端及び制御装置の操作盤を備え、他方のユ
ニットエレメントが、ガス排出系を備えて構成されたこ
とから、他方のユニットエレメントを室外に設置するこ
とによって、燃料電池ユニットの設置によっても室内の
温度及び湿度の上昇を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る燃料電池ユニットの第一の実施の
形態を示す構成図である。
形態を示す構成図である。
【図2】図1の燃料電池を示す概略構成断面図である。
【図3】図1の燃料電池ユニットの分離状態を示す斜視
図である。
図である。
【図4】図1の燃料電池ユニットの一体状態を示す斜視
図である。
図である。
10 燃料電池システム 11 固体高分子型燃料電池 12 水素ガス供給系(アノード側ガス供給系) 13 空気供給系(カソード側ガス供給系) 14 加湿水供給系 15 制御装置 24 水素ボンベ(アノード側ガス源) 30 ガス排出系 31 電力出力系 42 DC/ACインバータ 48 出力端 50 操作盤 51 第一ユニットエレメント 52 第二ユニットエレメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 晶一 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 新井 隆史 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 高木 勵 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 前田 秀雄 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA06 CC03 5H027 AA06 BA13 DD03
Claims (4)
- 【請求項1】 アノード側ガス供給系からのアノード側
ガスと、カソード側ガス供給系からのカソード側ガス
と、加湿水供給系からの加湿水とが燃料電池に供給され
て、この燃料電池が電力を発生し、この電力を電力出力
系が出力可能とし、上記燃料電池からの排ガスをガス排
出系が排出し、上記燃料電池及び上記各系を制御装置が
制御する燃料電池ユニットにおいて、 分離可能な複数のユニットエレメントを有して構成さ
れ、 一方のユニットエレメントが、上記電力出力系の出力端
及び上記制御装置の操作盤を備え、他方のユニットエレ
メントが、上記ガス排出系を備えて構成されたことを特
徴とする燃料電池ユニット。 - 【請求項2】 上記他方のユニットエレメントは、カソ
ード側ガス供給系及び加湿水供給系をも備えたことを特
徴とする請求項1に記載の燃料電池ユニット。 - 【請求項3】 上記他方のユニットエレメントは、アノ
ード側ガス源を除くアノード側ガス供給系をも備え、こ
の他方のユニットエレメントに設置された上記アノード
側ガス供給系が上記アノード側ガス源に接続可能に構成
されたことを特徴とする請求項1または2に記載の燃料
電池ユニット。 - 【請求項4】 上記アノード側ガス供給系は、水素ガス
を供給する水素ガス供給系であって、アノード側ガス源
が水素ガスを充填した水素ボンベであり、上記カソード
側ガス供給系は、空気を供給する空気供給系であること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の燃料電
池ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163596A JP2000353537A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 燃料電池ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163596A JP2000353537A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 燃料電池ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000353537A true JP2000353537A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15776936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11163596A Pending JP2000353537A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 燃料電池ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000353537A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010170824A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Honda Motor Co Ltd | 冷媒回収装置 |
| JP2022167178A (ja) * | 2021-04-22 | 2022-11-04 | 富士電機株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2023098652A (ja) * | 2021-12-28 | 2023-07-10 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ,インコーポレイテッド | 燃料電池システム |
| JP7487836B1 (ja) | 2023-05-31 | 2024-05-21 | 富士電機株式会社 | 燃料電池システム |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11163596A patent/JP2000353537A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010170824A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Honda Motor Co Ltd | 冷媒回収装置 |
| JP2022167178A (ja) * | 2021-04-22 | 2022-11-04 | 富士電機株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2023098652A (ja) * | 2021-12-28 | 2023-07-10 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ,インコーポレイテッド | 燃料電池システム |
| JP7819089B2 (ja) | 2021-12-28 | 2026-02-24 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ,インコーポレイテッド | 燃料電池システム |
| JP7487836B1 (ja) | 2023-05-31 | 2024-05-21 | 富士電機株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2024173579A (ja) * | 2023-05-31 | 2024-12-12 | 富士電機株式会社 | 燃料電池システム |
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Legal Events
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Effective date: 20060824 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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Effective date: 20060829 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061129 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070206 |