JPH02845Y2 - - Google Patents
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- JPH02845Y2 JPH02845Y2 JP1983081875U JP8187583U JPH02845Y2 JP H02845 Y2 JPH02845 Y2 JP H02845Y2 JP 1983081875 U JP1983081875 U JP 1983081875U JP 8187583 U JP8187583 U JP 8187583U JP H02845 Y2 JPH02845 Y2 JP H02845Y2
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- Japan
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- electrolyte
- cell
- chamber
- line
- divided
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- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 44
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 13
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
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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
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は電解質に例えばアリカリ水溶液を用
いた自由電解液燃料電池の構成改良に関する。
いた自由電解液燃料電池の構成改良に関する。
頭記自由電解液燃料電池では、第１図のように
燃料電池のセル集合体１に冷却器を兼ねた電解液
タンク２、液送ポンプ３を含む電解液循環ライン
４を接続し、該ラインを通じて後述せる各単セル
の電解液室へ電解液を循環送流するようにしてい
る。またライン４の途中箇所、特にセルの出口側
には大気中に向けて開放するガス抜き口５が設け
てある。このガス抜き口５は、燃料電池の起動時
に電解液室に残留しているガスを液と置換させて
抜くこと、および運転中に電極を透過して電解液
中に洩れ込んだガスを抜くこと等の役目を果すも
のであり、更に配管詰りなどのトラブルが生じた
際にセルに過大なポンプ圧が加わるのを防ぐ安全
弁の役割も果している。
燃料電池のセル集合体１に冷却器を兼ねた電解液
タンク２、液送ポンプ３を含む電解液循環ライン
４を接続し、該ラインを通じて後述せる各単セル
の電解液室へ電解液を循環送流するようにしてい
る。またライン４の途中箇所、特にセルの出口側
には大気中に向けて開放するガス抜き口５が設け
てある。このガス抜き口５は、燃料電池の起動時
に電解液室に残留しているガスを液と置換させて
抜くこと、および運転中に電極を透過して電解液
中に洩れ込んだガスを抜くこと等の役目を果すも
のであり、更に配管詰りなどのトラブルが生じた
際にセルに過大なポンプ圧が加わるのを防ぐ安全
弁の役割も果している。
次に第２図および第３図によりセル集合体を構
成している単セルの従来構造を示す。すなわち単
セル６は額縁形のセル枠７を挾んでその左右両側
に燃料電極８および空気電極９が対向するように
接着して配置してあり、この電極８と９との間に
電解液室１０が画成されている。一方、セル枠７
には第１図の電解液循環ライン４と連通接続され
る電解液入口通路１１と出口通路１２が設けてあ
り、連通穴１３を通じて電解液室１０と通じ合つ
ている。なお１４は燃料、空気のガス通路であ
る。かかる構成の単セル６をガス供給路の画成と
単セル相互間の電気的な渡り接続を行う隔壁板１
５を介して多数積層し、セル集合体１を構成して
いる。なお単セル１枚で得られる起電力は1V程
度であり、実用的な運転出力を得るためには直列
接続される単セルの積層枚数は非常に多くなる。
したがつて単セル６を上下に積層してセル集合体
を構成したのでは、セル集合体の下部に行くほど
単セルに加わる電解液の液圧が大きくなつて好ま
しくないので、一般には図示のように単セル６を
横に積み重ねてセル集合体を構成している。すな
わち燃料電池では、電極内で反応ガスと触媒と電
解質との間に三相界面が形成され、ここで電気化
学的反応が行われることから、電極に加わる電解
液の液圧と反応ガスのガス圧とは相対的に一定の
関係でバランスさせることが重要である。仮に液
圧が過大になればガス圧とのバランスがくずれて
電極内に電解液が過大に浸透し、電池の出力特性
の低下、セルの劣化促進の原因となる。
成している単セルの従来構造を示す。すなわち単
セル６は額縁形のセル枠７を挾んでその左右両側
に燃料電極８および空気電極９が対向するように
接着して配置してあり、この電極８と９との間に
電解液室１０が画成されている。一方、セル枠７
には第１図の電解液循環ライン４と連通接続され
る電解液入口通路１１と出口通路１２が設けてあ
り、連通穴１３を通じて電解液室１０と通じ合つ
ている。なお１４は燃料、空気のガス通路であ
る。かかる構成の単セル６をガス供給路の画成と
単セル相互間の電気的な渡り接続を行う隔壁板１
５を介して多数積層し、セル集合体１を構成して
いる。なお単セル１枚で得られる起電力は1V程
度であり、実用的な運転出力を得るためには直列
接続される単セルの積層枚数は非常に多くなる。
したがつて単セル６を上下に積層してセル集合体
を構成したのでは、セル集合体の下部に行くほど
単セルに加わる電解液の液圧が大きくなつて好ま
しくないので、一般には図示のように単セル６を
横に積み重ねてセル集合体を構成している。すな
わち燃料電池では、電極内で反応ガスと触媒と電
解質との間に三相界面が形成され、ここで電気化
学的反応が行われることから、電極に加わる電解
液の液圧と反応ガスのガス圧とは相対的に一定の
関係でバランスさせることが重要である。仮に液
圧が過大になればガス圧とのバランスがくずれて
電極内に電解液が過大に浸透し、電池の出力特性
の低下、セルの劣化促進の原因となる。
一方、最近では燃料電池の出力増大を図るため
に、単セルの電極寸法が大形化する傾向にあり、
したがつて第２図、第３図のように単セル６を横
に積層してセル集合体１を構成した場合にも、各
単セルに対しては、その電解液室１０を満たして
いる電解液の液圧が電極８，９の下部に行くほど
大きくなり、その最下部域では少なくとも電解液
室１０の高さ寸法Ｈに相応した大きな液圧が電極
に加わることになる。このために前述したように
問題が派生する。この対策として液圧に対抗して
ガス圧を高め、これによつて電極内への過大な電
解液浸透を防ぐ方法も試みられたが、反応ガスの
ガス圧を高めるためには、それだけコンプレツ
サ、ブロアの出力を高めなければならず、これ等
の補機に要する所要電力が増大し、燃料電池の総
合効率が低下する。
に、単セルの電極寸法が大形化する傾向にあり、
したがつて第２図、第３図のように単セル６を横
に積層してセル集合体１を構成した場合にも、各
単セルに対しては、その電解液室１０を満たして
いる電解液の液圧が電極８，９の下部に行くほど
大きくなり、その最下部域では少なくとも電解液
室１０の高さ寸法Ｈに相応した大きな液圧が電極
に加わることになる。このために前述したように
問題が派生する。この対策として液圧に対抗して
ガス圧を高め、これによつて電極内への過大な電
解液浸透を防ぐ方法も試みられたが、反応ガスの
ガス圧を高めるためには、それだけコンプレツ
サ、ブロアの出力を高めなければならず、これ等
の補機に要する所要電力が増大し、燃料電池の総
合効率が低下する。
この考案は上記の点にかんがみなされたもので
あり、その目的は従来構造による難点を解消し、
電極に過大な電解液の液圧が加わるのを巧みに抑
制して、優れた出力特性と長寿命の得られるよう
に構造を改良した燃料電池を提供することにあ
る。
あり、その目的は従来構造による難点を解消し、
電極に過大な電解液の液圧が加わるのを巧みに抑
制して、優れた出力特性と長寿命の得られるよう
に構造を改良した燃料電池を提供することにあ
る。
かかる目的はこの考案により、単セルごとにセ
ル枠に中仕切棧を設けてセル内に画成されてい
る。電解液室を上下複数の室に分割して仕切ると
ともに、各分割電解液室ごとにそれぞれ個別に電
解液ラインを接続したことにより達成される。
ル枠に中仕切棧を設けてセル内に画成されてい
る。電解液室を上下複数の室に分割して仕切ると
ともに、各分割電解液室ごとにそれぞれ個別に電
解液ラインを接続したことにより達成される。
以下この考案の実施例を図面に基づき詳述す
る。第４図および第５図において、まず単セル６
のセル枠７には、その上下中間に左右方向に架け
渡された中仕切棧７１が設けてあり、この中仕切
棧７１によつて電極８と９との間に画成されてい
る電解液室を上下の分割電解液室１０Ａと１０Ｂ
とに二分割している。また各分割室１０Ａと１０
Ｂにそれぞれ対応させてセル枠７には液入口通路
１１Ａ，１１Ｂおよび出口通路１２Ａ，１２Ｂが
設けてあり、この入口、出口通路１１Ａと１２
Ａ，１１Ｂと１２Ｂとの間には個別に外部の電解
液循環ライン４Ａ，４Ｂが接続されている。な
お、各ライン４Ａ，４Ｂにはそれぞれ大気側に開
放するガス抜き口５Ａ，５Ｂ、電解液タンク２
Ａ，２Ｂ、送液ポンプ３Ａ，３Ｂが付属して配備
されている。なお、電解液タンクおよび送液ポン
プを共用のものとしてそれぞれ流量調整弁を介し
て各ラインに電解液を供給することも可能であ
る。
る。第４図および第５図において、まず単セル６
のセル枠７には、その上下中間に左右方向に架け
渡された中仕切棧７１が設けてあり、この中仕切
棧７１によつて電極８と９との間に画成されてい
る電解液室を上下の分割電解液室１０Ａと１０Ｂ
とに二分割している。また各分割室１０Ａと１０
Ｂにそれぞれ対応させてセル枠７には液入口通路
１１Ａ，１１Ｂおよび出口通路１２Ａ，１２Ｂが
設けてあり、この入口、出口通路１１Ａと１２
Ａ，１１Ｂと１２Ｂとの間には個別に外部の電解
液循環ライン４Ａ，４Ｂが接続されている。な
お、各ライン４Ａ，４Ｂにはそれぞれ大気側に開
放するガス抜き口５Ａ，５Ｂ、電解液タンク２
Ａ，２Ｂ、送液ポンプ３Ａ，３Ｂが付属して配備
されている。なお、電解液タンクおよび送液ポン
プを共用のものとしてそれぞれ流量調整弁を介し
て各ラインに電解液を供給することも可能であ
る。
上記の構成によれば、電解液室は互いに隔離し
た上部の室１０Ａと下部の室１０Ｂとに仕切ら
れ、かつ各室ごとに電解液循環ライン４Ａ，４Ｂ
が個別に接続されている。したがつて室１０Ａと
１０Ｂの相互間での液圧の干渉はなく、電極８，
９に加わる液圧の最大値は各室１０Ａ，１０Ｂの
高さhA，hBに相応した圧力に制限され、第２図の
従来構造と較べてほぼ1/2に緩和されることにな
る。かくして単セル６が大形寸法のものであつて
も、電極８，９に過大な電解液の液圧が加わる恐
れがなくなり、出力特性、寿命を大巾に改善する
ことができる。なお上記の効果はこの考案者の行
つた実機試験からも確認されている。すなわち第
３図は連続放電テストによる単セルの出力特性を
示したものであり、このうち特性線は従来、
はこの考案の構成に基づくものであり、特性線
はに較べて出力電圧が長時間安定している。
た上部の室１０Ａと下部の室１０Ｂとに仕切ら
れ、かつ各室ごとに電解液循環ライン４Ａ，４Ｂ
が個別に接続されている。したがつて室１０Ａと
１０Ｂの相互間での液圧の干渉はなく、電極８，
９に加わる液圧の最大値は各室１０Ａ，１０Ｂの
高さhA，hBに相応した圧力に制限され、第２図の
従来構造と較べてほぼ1/2に緩和されることにな
る。かくして単セル６が大形寸法のものであつて
も、電極８，９に過大な電解液の液圧が加わる恐
れがなくなり、出力特性、寿命を大巾に改善する
ことができる。なお上記の効果はこの考案者の行
つた実機試験からも確認されている。すなわち第
３図は連続放電テストによる単セルの出力特性を
示したものであり、このうち特性線は従来、
はこの考案の構成に基づくものであり、特性線
はに較べて出力電圧が長時間安定している。
なお図示の実施例は電解液室を上下２段に分割
した例を示しが、必要により３段以上に分割して
実施することも可能である。
した例を示しが、必要により３段以上に分割して
実施することも可能である。
第１図は燃料電池の電解液循環ラインの系統
図、第２図および第３図は従来におけるセルのセ
ル枠正面図およびセル集合体の断面図、第４図は
この考案の実施例による電解液循環ラインと組合
せたセルのセル枠正面図、第５図は第４図の構成
による単セルの断面図、第６図は連続放電テスト
による出力特性線図である。 ４，４Ａ，４Ｂ……電解液循環ライン、５，５
Ａ，５Ｂ……ガス抜き口、６……単セル、７……
セル枠、７１……中仕切棧、８，９……電極、１
０Ａ，１０Ｂ……分割電解液室。
図、第２図および第３図は従来におけるセルのセ
ル枠正面図およびセル集合体の断面図、第４図は
この考案の実施例による電解液循環ラインと組合
せたセルのセル枠正面図、第５図は第４図の構成
による単セルの断面図、第６図は連続放電テスト
による出力特性線図である。 ４，４Ａ，４Ｂ……電解液循環ライン、５，５
Ａ，５Ｂ……ガス抜き口、６……単セル、７……
セル枠、７１……中仕切棧、８，９……電極、１
０Ａ，１０Ｂ……分割電解液室。
Claims (1)
- セル枠を挾んでその左右に対向する燃料電極と
空気電極との間に電解液室が形成された単セルに
対し、ラインのガス抜き口が大気側に開放されて
いる電解液循環ラインを接続し、該ラインを通じ
て単セルの電解液室へ電解液を循環送流するよう
にした自由電解液形燃料電池において、前記セル
枠に中仕切棧を設けて電解液室を上下複数の室に
分割して仕切るとともに、各分割電解液室ごとに
それぞれ個別に電解液循環ラインを接続したこと
を特徴とする自由電解液形燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983081875U JPS59188676U (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 自由電解液形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983081875U JPS59188676U (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 自由電解液形燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59188676U JPS59188676U (ja) | 1984-12-14 |
| JPH02845Y2 true JPH02845Y2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=30211830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1983081875U Granted JPS59188676U (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 自由電解液形燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59188676U (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050553A1 (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | ソニー株式会社 | 燃料電池およびこれに用いる電極ならびに電子機器 |
-
1983
- 1983-06-01 JP JP1983081875U patent/JPS59188676U/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050553A1 (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | ソニー株式会社 | 燃料電池およびこれに用いる電極ならびに電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59188676U (ja) | 1984-12-14 |
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