JPH0433112B2 - - Google Patents
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- JPH0433112B2 JPH0433112B2 JP60184979A JP18497985A JPH0433112B2 JP H0433112 B2 JPH0433112 B2 JP H0433112B2 JP 60184979 A JP60184979 A JP 60184979A JP 18497985 A JP18497985 A JP 18497985A JP H0433112 B2 JPH0433112 B2 JP H0433112B2
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
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- H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、燐酸電解質を用い且つ燃料極と空気
極との間に介在する電解質マトリツクスが、SiC
マトリツクス層の両面に強度の大きいカーボンマ
トリツクス層を配置した三層構成を有する燃料電
池に係り、特に可搬用小型燃料電池の停止保存方
法に関するものである。
極との間に介在する電解質マトリツクスが、SiC
マトリツクス層の両面に強度の大きいカーボンマ
トリツクス層を配置した三層構成を有する燃料電
池に係り、特に可搬用小型燃料電池の停止保存方
法に関するものである。
燃料電池の運転停止に際し、従来は外気の強制
流通により電池温度を下げてから、電池及び経路
内の各反応ガスを窒素ガスで置換するため窒素パ
ージを行なうと共に電気ヒータにより110℃〜120
℃程度に保温し、保存状態に入つていた。このよ
うに保存時窒素パージ及び保温を行なう目的は、
電池の安全性確保と電解質の変質防止のためであ
る。
流通により電池温度を下げてから、電池及び経路
内の各反応ガスを窒素ガスで置換するため窒素パ
ージを行なうと共に電気ヒータにより110℃〜120
℃程度に保温し、保存状態に入つていた。このよ
うに保存時窒素パージ及び保温を行なう目的は、
電池の安全性確保と電解質の変質防止のためであ
る。
しかしながら、可搬用電池（数KW〜数10KW
出力）の使用場所は、商用電源及び窒素ガスがな
い場であり、従来のような窒素パージを行ないつ
つ電気で保温することは不可能となる。
出力）の使用場所は、商用電源及び窒素ガスがな
い場であり、従来のような窒素パージを行ないつ
つ電気で保温することは不可能となる。
この発明は、燃料電池の保存時、電気による保
温及び窒素ガスによるパージを行なうことなく、
保存を可能とする方法を提供するものである。
温及び窒素ガスによるパージを行なうことなく、
保存を可能とする方法を提供するものである。
この発明は、燃料極と空気極との間に介在する
電解質マトリツクスが、SiCマトリツクス層の両
面に強度の大きいカーボンマトリツクス層を配置
した三層構成を有する燃料電池の電池停止に際
し、反応空気系及び冷却空気系に外部新鮮空気を
流通しつつ、燃料ガスの供給を遮断した状態で、
放電反応により燃料ガス中の水素分圧を低下させ
て後負荷を遮断し、ついで燃料系にも外部新鮮空
気を流通させ、電池が所定温度に低下した時点
で、燃料系・反応空気系及び冷却空気系の各給排
バルブを閉じて電池内の前記各系に新鮮空気を封
入し、この状態で保存を行なうものである。
電解質マトリツクスが、SiCマトリツクス層の両
面に強度の大きいカーボンマトリツクス層を配置
した三層構成を有する燃料電池の電池停止に際
し、反応空気系及び冷却空気系に外部新鮮空気を
流通しつつ、燃料ガスの供給を遮断した状態で、
放電反応により燃料ガス中の水素分圧を低下させ
て後負荷を遮断し、ついで燃料系にも外部新鮮空
気を流通させ、電池が所定温度に低下した時点
で、燃料系・反応空気系及び冷却空気系の各給排
バルブを閉じて電池内の前記各系に新鮮空気を封
入し、この状態で保存を行なうものである。
この発明では燃料ガスの供給遮断後、その燃料
成分H2を低下させるまで放電して後負荷を遮断
し、この燃料系にも反応空気系及び冷却系と同様
に外部新鮮空気を流通させて後電池内の各系に外
部新鮮空気を封入するもので、従来のような窒素
ガスパージを行なう必要がないと共に、電池が外
気温まで低下しても、限られた封入空気中の水分
が電解液に吸収されるだけで、電池に大きな支障
をきたすことなく、窒素パージや電気ヒータによ
る保温も不用となり、商用電源や窒素源のない所
でも可搬用燃料電池の保存が可能となる。尚、こ
こで、燃料極と空気極との間に介在する電解質マ
トリツクスが、SiCマトリツクス層の両面に強度
の大きいカーボンマトリツクス層を配置した三層
構成を有する場合には、第２図に示した如く、カ
ーボンマトリツクス層m1，m1で、SiCマトリツ
クス層m2をサンドイツチ状にはさんだ構造とな
る。この電解質マトリツクス層Ｍは、機械的強度
が大きいだけでなく、反応ガスを通過させない
が、耐泡出圧に優れ、通常の泡出圧に十分持ちこ
たえるように構成されている。従つて、このよう
な三層構成のマトリツクスを備えた燃料電池で
は、燃料系と反応空気系との差圧による電解質マ
トリツクスを介した反応ガスのクロスオーバーは
発生し難い。
成分H2を低下させるまで放電して後負荷を遮断
し、この燃料系にも反応空気系及び冷却系と同様
に外部新鮮空気を流通させて後電池内の各系に外
部新鮮空気を封入するもので、従来のような窒素
ガスパージを行なう必要がないと共に、電池が外
気温まで低下しても、限られた封入空気中の水分
が電解液に吸収されるだけで、電池に大きな支障
をきたすことなく、窒素パージや電気ヒータによ
る保温も不用となり、商用電源や窒素源のない所
でも可搬用燃料電池の保存が可能となる。尚、こ
こで、燃料極と空気極との間に介在する電解質マ
トリツクスが、SiCマトリツクス層の両面に強度
の大きいカーボンマトリツクス層を配置した三層
構成を有する場合には、第２図に示した如く、カ
ーボンマトリツクス層m1，m1で、SiCマトリツ
クス層m2をサンドイツチ状にはさんだ構造とな
る。この電解質マトリツクス層Ｍは、機械的強度
が大きいだけでなく、反応ガスを通過させない
が、耐泡出圧に優れ、通常の泡出圧に十分持ちこ
たえるように構成されている。従つて、このよう
な三層構成のマトリツクスを備えた燃料電池で
は、燃料系と反応空気系との差圧による電解質マ
トリツクスを介した反応ガスのクロスオーバーは
発生し難い。
本発明の実施例を第１図について説明する。
電池１に供給される燃料ガスは、リホーマー２
でメタノールを改質した水素リツチガス（H280
％、CO220％）を用い、酸化剤としての反応空気
との間で電池反応にあづかり、電力を発生する。
この際燃料ガス及び反応空気の供給・排気各弁
３，３′及び４，４′は開いている。
でメタノールを改質した水素リツチガス（H280
％、CO220％）を用い、酸化剤としての反応空気
との間で電池反応にあづかり、電力を発生する。
この際燃料ガス及び反応空気の供給・排気各弁
３，３′及び４，４′は開いている。
電池１の作動温度は180℃〜190℃で、反応熱に
より昇温する電地を作動温度に維持するため、ブ
ロワ５で循環する空気により冷却される。電池１
を冷却した高温排ガスの一部は、反応空気として
電池１に供給され、その排ガスは燃料ガスの排ガ
スと共にリホーマー２のバーナー熱源として利用
される。
より昇温する電地を作動温度に維持するため、ブ
ロワ５で循環する空気により冷却される。電池１
を冷却した高温排ガスの一部は、反応空気として
電池１に供給され、その排ガスは燃料ガスの排ガ
スと共にリホーマー２のバーナー熱源として利用
される。
冷却空気の循環経路６，６′には、供給・排気
各弁７，７′の他に外気導入弁８及び外部排出弁
９を有し、電池運転中外部排出弁９は閉じている
が、外気導入弁８を開いて、この弁８より導入さ
れる低温の新鮮空気により、反応空気として排出
される空気を補うと共に、電池を循環する冷却空
気の温度を下げる。
各弁７，７′の他に外気導入弁８及び外部排出弁
９を有し、電池運転中外部排出弁９は閉じている
が、外気導入弁８を開いて、この弁８より導入さ
れる低温の新鮮空気により、反応空気として排出
される空気を補うと共に、電池を循環する冷却空
気の温度を下げる。
次に電池の運転停止及び保存法について説明す
る。
る。
運転停止に際し、リホーマー２へのメタノール
供給を停止すると共に、燃料ガスの供給・排気各
弁３，３′が閉じられる。同時に外部排出弁９を
開いて、外気導入弁８より取入れた外部新鮮空気
が、オープン経路で冷却系に流通して電池１を冷
却すると共に、反応空気系にも流通して電池内の
湿つた空気を系外に送り出す。弁３，３′間に封
入された燃料ガス中の水素分圧は、反応空気との
反応により低下し、これが所定値に低下したこと
を電池電圧により検出して負荷１０を遮断する。
ついで分岐弁１１及び排気弁３′を開いて、燃料
系にも外部空気を流通させ、水素分圧の低い燃料
ガスを直かに系外に排出する。
供給を停止すると共に、燃料ガスの供給・排気各
弁３，３′が閉じられる。同時に外部排出弁９を
開いて、外気導入弁８より取入れた外部新鮮空気
が、オープン経路で冷却系に流通して電池１を冷
却すると共に、反応空気系にも流通して電池内の
湿つた空気を系外に送り出す。弁３，３′間に封
入された燃料ガス中の水素分圧は、反応空気との
反応により低下し、これが所定値に低下したこと
を電池電圧により検出して負荷１０を遮断する。
ついで分岐弁１１及び排気弁３′を開いて、燃料
系にも外部空気を流通させ、水素分圧の低い燃料
ガスを直かに系外に排出する。
かくして燃料系、反応空気系及び冷却系にオー
プン経路で流通する外気により電池温度が低下
し、ある一定値（約120℃）まで降下した時点で、
ブロワ５を停止すると共に、前記各系の供給・排
気各弁３′，４，４′及び７，７′、分岐弁１１を
閉じることにより、電池１内の各系に外部空気を
封入する。
プン経路で流通する外気により電池温度が低下
し、ある一定値（約120℃）まで降下した時点で、
ブロワ５を停止すると共に、前記各系の供給・排
気各弁３′，４，４′及び７，７′、分岐弁１１を
閉じることにより、電池１内の各系に外部空気を
封入する。
この状態で保存が行なわれるが、電池温度は外
気温まで序々に降下し、電解質の燐酸が吸湿性の
ため燃料系と反応空気系では封入空気中の水分を
吸収して燐酸濃度が低下するけれども、封入空気
量が少ないので濃度低下もしくは電解質の増量は
わずかである。
気温まで序々に降下し、電解質の燐酸が吸湿性の
ため燃料系と反応空気系では封入空気中の水分を
吸収して燐酸濃度が低下するけれども、封入空気
量が少ないので濃度低下もしくは電解質の増量は
わずかである。
尚前述のように放電による封入燃料ガス中の水
素分圧の低下は、燃料極Ｎと空気極Ｐとの間に差
圧をもたらす。又、保存中の電池温度降下は電解
質の増量及び場合により氷結をもたらす。これら
に耐えうるよう、第２図に示すように、電解質マ
トリツクスＭは強度の大きいカーボンマトリツク
ス層m1，m1をSiCマトリツクス層m2の両面に配
置して三層構成とした。図中１２はカーボンプレ
ートで、燃料ガス及び反応空気の各流通溝１３及
び１４を有する。
素分圧の低下は、燃料極Ｎと空気極Ｐとの間に差
圧をもたらす。又、保存中の電池温度降下は電解
質の増量及び場合により氷結をもたらす。これら
に耐えうるよう、第２図に示すように、電解質マ
トリツクスＭは強度の大きいカーボンマトリツク
ス層m1，m1をSiCマトリツクス層m2の両面に配
置して三層構成とした。図中１２はカーボンプレ
ートで、燃料ガス及び反応空気の各流通溝１３及
び１４を有する。
前記電池停止過程における負荷処断後のブロワ
５の運転は、電池スタートアツプ用に備えている
補助蓄電池を用いて行なう。
５の運転は、電池スタートアツプ用に備えている
補助蓄電池を用いて行なう。
本発明によれば、電池の停止に際し、外部空気
をオーブン経路で反応空気系及び冷却空気系に流
通しつつ、燃料ガス系の水素分圧を低下させて後
負荷を遮断し、燃料ガス系にも外部空気を流通
し、電池温度が所定値に降下した時点で、電池内
の各系に外部電気を封入して保存状態とするもの
で、従来のように電池保存時窒素ガスを各系内に
連続供給すること及び、温度保持用ヒータへの継
続通電を行なうことを不必要とし、商用電源や窒
素源のない所でも電池に支障をきたすことなく、
停止保存が可能となるなど、可搬用燃料電池に極
めて有効である。
をオーブン経路で反応空気系及び冷却空気系に流
通しつつ、燃料ガス系の水素分圧を低下させて後
負荷を遮断し、燃料ガス系にも外部空気を流通
し、電池温度が所定値に降下した時点で、電池内
の各系に外部電気を封入して保存状態とするもの
で、従来のように電池保存時窒素ガスを各系内に
連続供給すること及び、温度保持用ヒータへの継
続通電を行なうことを不必要とし、商用電源や窒
素源のない所でも電池に支障をきたすことなく、
停止保存が可能となるなど、可搬用燃料電池に極
めて有効である。
第１図は本発明法を説明するための燃料電池シ
ステム図、第２図は本発明法による単位セルの概
要断面図である。 １……電池、２……リホーマー、３，３′……
燃料ガスの給・排各弁、４，４′……反応空気の
給・排各弁、５，５′……冷却空気の給・排各弁、
６，６′……冷却空気の循環経路（運転時）、８…
…外気導入弁、９……外部排出弁、１１……分岐
弁、Ｎ……燃料極、Ｐ……空気極、Ｍ……マトリ
ツクス（三層構成）。
ステム図、第２図は本発明法による単位セルの概
要断面図である。 １……電池、２……リホーマー、３，３′……
燃料ガスの給・排各弁、４，４′……反応空気の
給・排各弁、５，５′……冷却空気の給・排各弁、
６，６′……冷却空気の循環経路（運転時）、８…
…外気導入弁、９……外部排出弁、１１……分岐
弁、Ｎ……燃料極、Ｐ……空気極、Ｍ……マトリ
ツクス（三層構成）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料極と空気極との間に介在する電解質マト
リツクスが、SiCマトリツクス層の両面に強度の
大きいカーボンマトリツクス層を配置した三層構
成を有する燃料電池の停止保存法であつて、 前記電池の停止に際し、反応空気系及び冷却空
気系にオープン経路で外部空気を流通しつつ、燃
料ガスの供給を遮断した状態で、放電により前記
燃料ガス中の水素分圧を低下させて後負荷を遮断
し、次いで燃料系にも前記外部空気を流通させ、
電池が所定温度に低下した時点で燃料系、反応空
気系及び冷却空気系の各給排バルブを閉じて電池
内の前記各系に外部空気を封入し、この状態で保
存を行うことを特徴とする燃料電池の停止保存
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184979A JPS6326962A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 燃料電池の停止保存法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184979A JPS6326962A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 燃料電池の停止保存法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6326962A JPS6326962A (ja) | 1988-02-04 |
| JPH0433112B2 true JPH0433112B2 (ja) | 1992-06-02 |
Family
ID=16162677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60184979A Granted JPS6326962A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 燃料電池の停止保存法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6326962A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140186732A1 (en) * | 2011-08-31 | 2014-07-03 | Suzuki Motor Corporation | Fuel cell cooling system for vehicle and fuel cell-powered vehicle |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7029775B2 (en) * | 1997-12-22 | 2006-04-18 | Kabushikikaisha Equos Research | Fuel cell system |
| JP4742444B2 (ja) * | 2001-04-26 | 2011-08-10 | 株式会社エクォス・リサーチ | 燃料電池装置 |
| JP3666446B2 (ja) * | 2001-11-21 | 2005-06-29 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP4421178B2 (ja) | 2002-09-18 | 2010-02-24 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
| ATE396509T1 (de) | 2002-10-31 | 2008-06-15 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Verfahren zum betrieb eines brennstoffzellensystems und brennstoffzellensystem |
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- 1985-08-22 JP JP60184979A patent/JPS6326962A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6326962A (ja) | 1988-02-04 |
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