JPH05283092A - 積層型燃料電池 - Google Patents
積層型燃料電池Info
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- JPH05283092A JPH05283092A JP4103903A JP10390392A JPH05283092A JP H05283092 A JPH05283092 A JP H05283092A JP 4103903 A JP4103903 A JP 4103903A JP 10390392 A JP10390392 A JP 10390392A JP H05283092 A JPH05283092 A JP H05283092A
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- JP
- Japan
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- cells
- monitor
- fuel cell
- cell
- output voltage
- Prior art date
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- Pending
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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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解液の補給時期を適確に判定することがで
きる積層型燃料電池を提供すること。 【構成】 複数の単セル２Ａ〜２Ｇを積層して成る積層
型燃料電池１において、任意の単セル２Ｂ，２Ｆをモニ
ターセルとして選定し、該モニターセル２Ｂ，２Ｆをリ
ン酸（電解液）の飛散による性能低下が他の単セル２
Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇに比べて早い時点で生じる
よう構成し、該モニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧を検
出する電圧計（検出手段）Ｖ１，Ｖ２を設けるととも
に、同モニターセル２Ｂ，２Ｆを他の単セル２Ａ，２
Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇから電気的に切り離し可能に構成
する。モニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧が所定値以下
に低下した時点でリン酸を補給すれば、この時点では他
の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇについては少な
くともリン酸の飛散が進み過ぎていることがないため、
燃料電池１の出力電圧の回復に時間がかかったりするこ
とがない。
きる積層型燃料電池を提供すること。 【構成】 複数の単セル２Ａ〜２Ｇを積層して成る積層
型燃料電池１において、任意の単セル２Ｂ，２Ｆをモニ
ターセルとして選定し、該モニターセル２Ｂ，２Ｆをリ
ン酸（電解液）の飛散による性能低下が他の単セル２
Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇに比べて早い時点で生じる
よう構成し、該モニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧を検
出する電圧計（検出手段）Ｖ１，Ｖ２を設けるととも
に、同モニターセル２Ｂ，２Ｆを他の単セル２Ａ，２
Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇから電気的に切り離し可能に構成
する。モニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧が所定値以下
に低下した時点でリン酸を補給すれば、この時点では他
の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇについては少な
くともリン酸の飛散が進み過ぎていることがないため、
燃料電池１の出力電圧の回復に時間がかかったりするこ
とがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の単セルを積層し
て成る積層型燃料電池に関する。
て成る積層型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】斯かる積層型燃料電池を構成する各単セ
ルは、電解液を含浸したマトリックス層と、該マトリッ
クス層を上下から挟む陽極板及び陰極板で構成されてい
る。
ルは、電解液を含浸したマトリックス層と、該マトリッ
クス層を上下から挟む陽極板及び陰極板で構成されてい
る。
【０００３】ところで、この種の積層型燃料電池におい
ては、運転の経過と共に各単セルのマトリックス層に含
浸された電解液が系外に飛散排出されてその量が次第に
減少する。そして、電解液の量が減少すると、安定した
起電反応が維持できないために電池出力が低下する等の
不具合が発生するため、適当な時期に電解液を補給する
必要がある。
ては、運転の経過と共に各単セルのマトリックス層に含
浸された電解液が系外に飛散排出されてその量が次第に
減少する。そして、電解液の量が減少すると、安定した
起電反応が維持できないために電池出力が低下する等の
不具合が発生するため、適当な時期に電解液を補給する
必要がある。
【０００４】而して、電解液を補給する時期の判定が問
題となるが、その判定方法としては、例えば実際に発電
中の各単セルの出力電圧を検出し、或る単セルの出力電
圧が所定値以下に低下した時点を電解液の補給時期とす
る方法等が採用されていた。
題となるが、その判定方法としては、例えば実際に発電
中の各単セルの出力電圧を検出し、或る単セルの出力電
圧が所定値以下に低下した時点を電解液の補給時期とす
る方法等が採用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法によって決定された補給時期において電解液を補給し
ても、その時点では既に電解液の飛散が進み過ぎている
場合があり、斯かる場合には電圧の回復に時間がかかっ
たり、電圧の回復自体が最早不可能なことがある。
法によって決定された補給時期において電解液を補給し
ても、その時点では既に電解液の飛散が進み過ぎている
場合があり、斯かる場合には電圧の回復に時間がかかっ
たり、電圧の回復自体が最早不可能なことがある。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、電解液の補給時期を適確に判
定することができる積層型燃料電池を提供することにあ
る。
で、その目的とする処は、電解液の補給時期を適確に判
定することができる積層型燃料電池を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、複数の単セルを積層して成る積層型燃料電池に
おいて、任意の単セルをモニターセルとして選定し、該
モニターセルを電解液の飛散による性能低下が他の単セ
ルに比べて早い時点で生じるよう構成し、該モニターセ
ルの出力電圧を検出する検出手段を設けるとともに、同
モニターセルを他の単セルから電気的に切り離し可能に
構成したことをその特徴とする。
発明は、複数の単セルを積層して成る積層型燃料電池に
おいて、任意の単セルをモニターセルとして選定し、該
モニターセルを電解液の飛散による性能低下が他の単セ
ルに比べて早い時点で生じるよう構成し、該モニターセ
ルの出力電圧を検出する検出手段を設けるとともに、同
モニターセルを他の単セルから電気的に切り離し可能に
構成したことをその特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、モニターセルの電解液の飛散
による性能低下が他の単セルよりも早く生じるため、検
出手段によって検出されるモニターセルの出力電圧が所
定値以下に低下した時点で各単セルに対して電解液を補
給すれば良い。この電解液の補給時においては、モニタ
ーセルを除く他の単セルについては少なくとも電解液の
飛散が進み過ぎていることがないため、燃料電池の出力
電圧の回復に時間がかかったり、或いは出力電圧の回復
が最早不可能となる事態の発生が防がれる。
による性能低下が他の単セルよりも早く生じるため、検
出手段によって検出されるモニターセルの出力電圧が所
定値以下に低下した時点で各単セルに対して電解液を補
給すれば良い。この電解液の補給時においては、モニタ
ーセルを除く他の単セルについては少なくとも電解液の
飛散が進み過ぎていることがないため、燃料電池の出力
電圧の回復に時間がかかったり、或いは出力電圧の回復
が最早不可能となる事態の発生が防がれる。
【０００９】又、一旦電解液の飛散による性能低下が生
じたモニターセルは電気的な内部抵抗となるが、本発明
ではモニターセルを他の単セルから電気的に切り離すこ
とができるため、性能低下の生じたモニターセルによる
燃料電池全体の出力低下が免れる。
じたモニターセルは電気的な内部抵抗となるが、本発明
ではモニターセルを他の単セルから電気的に切り離すこ
とができるため、性能低下の生じたモニターセルによる
燃料電池全体の出力低下が免れる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１１】図１は本発明に係る積層型燃料電池の電気
系統図、図２は同積層型燃料電池の内部構成を示す部分
断面図である。
系統図、図２は同積層型燃料電池の内部構成を示す部分
断面図である。
【００１２】図１において、１は積層型燃料電池であっ
て、これは図２に示すように、複数（本実施例では、７
つ）の単セル２（２Ａ〜２Ｇ）を積層して構成されてい
る。そして、各単セル２は、電解液であるリン酸を含浸
するマトリックス層３と、該マトリックス層３を上下か
ら挟む陽極板４及び陰極板５とで構成され、隣接する単
セル２同士の間にはセパレータ６が介設されている。
尚、各セパレータ６には、水素主体の改質ガスが通過す
るガス通路７とエアーが通過するエアー通路８が互いに
直交する方向に形成されている。
て、これは図２に示すように、複数（本実施例では、７
つ）の単セル２（２Ａ〜２Ｇ）を積層して構成されてい
る。そして、各単セル２は、電解液であるリン酸を含浸
するマトリックス層３と、該マトリックス層３を上下か
ら挟む陽極板４及び陰極板５とで構成され、隣接する単
セル２同士の間にはセパレータ６が介設されている。
尚、各セパレータ６には、水素主体の改質ガスが通過す
るガス通路７とエアーが通過するエアー通路８が互いに
直交する方向に形成されている。
【００１３】又、図２において９，１０は各単セル２毎
にそれぞれ設けられたリザーバであって、一方の各リザ
ーバ９にはリン酸を貯留する不図示のリン酸タンクから
導出する供給管１２が接続されており、他方の各リザー
バ１０からは排出管１３が導出しており、各排出管１３
は合流した後に前記リン酸タンクに接続されている。
にそれぞれ設けられたリザーバであって、一方の各リザ
ーバ９にはリン酸を貯留する不図示のリン酸タンクから
導出する供給管１２が接続されており、他方の各リザー
バ１０からは排出管１３が導出しており、各排出管１３
は合流した後に前記リン酸タンクに接続されている。
【００１４】ところで、本実施例では、図１に斜線にて
示す２つの単セル２Ｂ，２Ｆがモニターセルとして選定
され、該モニターセル２Ｂ，２Ｆをリン酸の飛散による
性能低下が他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇに
比べて早い時点で生じるよう構成されている。
示す２つの単セル２Ｂ，２Ｆがモニターセルとして選定
され、該モニターセル２Ｂ，２Ｆをリン酸の飛散による
性能低下が他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇに
比べて早い時点で生じるよう構成されている。
【００１５】モニターセル２Ｂ，２Ｆの性能低下が早い
時点で生じるよう構成する具体的な手法としては、例え
ば、モニターセル２Ｂ，２Ｆへのリン酸の初期補給量を
他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇのそれよりも
少なくしたり、これらモニターセル２Ｂ，２Ｆのリザー
バ９，１０の容積を小さくしたり、これらのエアー通路
８の断面積を増加し、或いはその本数を多くする方法等
が考えられる。
時点で生じるよう構成する具体的な手法としては、例え
ば、モニターセル２Ｂ，２Ｆへのリン酸の初期補給量を
他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇのそれよりも
少なくしたり、これらモニターセル２Ｂ，２Ｆのリザー
バ９，１０の容積を小さくしたり、これらのエアー通路
８の断面積を増加し、或いはその本数を多くする方法等
が考えられる。
【００１６】又、本実施例では、燃料電池１全体の出力
電圧を検出する電圧計Ｖの他に、各モニターセル２Ｂ，
２Ｆには、これらの出力電圧を検出する電圧計Ｖ１，Ｖ
２が各々独立に設けられている。そして、モニターセル
２Ｂ，２Ｆは他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇ
から電気的に切り離しが可能なように、これらモニター
セル２Ｂ，２Ｆを挟む単セル２Ａと２Ｃ、２Ｅと２Ｇと
がバイパス回路１４，１５にて電気的に接続可能に構成
され、各バイパス回路１４，１５にはスイッチＳ１，Ｓ
２がそれぞれ設けられている。
電圧を検出する電圧計Ｖの他に、各モニターセル２Ｂ，
２Ｆには、これらの出力電圧を検出する電圧計Ｖ１，Ｖ
２が各々独立に設けられている。そして、モニターセル
２Ｂ，２Ｆは他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇ
から電気的に切り離しが可能なように、これらモニター
セル２Ｂ，２Ｆを挟む単セル２Ａと２Ｃ、２Ｅと２Ｇと
がバイパス回路１４，１５にて電気的に接続可能に構成
され、各バイパス回路１４，１５にはスイッチＳ１，Ｓ
２がそれぞれ設けられている。
【００１７】而して、燃料電池１の運転初期において
は、前記バイパス回路１４，１５中のスイッチＳ１，Ｓ
２は図１に示すようにＯＦＦ状態にあって、燃料電池１
の全単セル２Ａ〜２Ｇは電気的に直列接続されている。
そして、燃料電池１全体の出力電圧は電圧計Ｖで検出さ
れ、モニターセル２Ｂ，２Ｆの各出力電圧は電圧計Ｖ
１，Ｖ２によってそれぞれ検出される。
は、前記バイパス回路１４，１５中のスイッチＳ１，Ｓ
２は図１に示すようにＯＦＦ状態にあって、燃料電池１
の全単セル２Ａ〜２Ｇは電気的に直列接続されている。
そして、燃料電池１全体の出力電圧は電圧計Ｖで検出さ
れ、モニターセル２Ｂ，２Ｆの各出力電圧は電圧計Ｖ
１，Ｖ２によってそれぞれ検出される。
【００１８】斯かる燃料電池１においては、前述のよう
に、運転の経過と共に各単セル２Ａ〜２Ｇのマトリック
ス層３に含浸されたリン酸が系外に飛散排出されてその
量が次第に減少し、そのために各単セル２Ａ〜２Ｇの出
力電圧が低下する。
に、運転の経過と共に各単セル２Ａ〜２Ｇのマトリック
ス層３に含浸されたリン酸が系外に飛散排出されてその
量が次第に減少し、そのために各単セル２Ａ〜２Ｇの出
力電圧が低下する。
【００１９】然るに、本実施例では、前述のように、モ
ニターセル２Ｂ，２Ｆのリン酸の飛散による性能低下が
他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇに比べて早い
時点で生じるようにしたため、電圧計Ｖ１，Ｖ２によっ
て検出されるモニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧の少な
くとも一方が所定値以下に低下した時点で各単セル２Ａ
〜２Ｇに対してリン酸を補給すれば良い。すると、この
リン酸の補給時においては、モニターセル２Ｂ，２Ｆを
除く他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇについて
は少なくともリン酸の飛散が進み過ぎていることがない
ため、燃料電池１の出力電圧の回復に時間がかかった
り、或いは出力電圧の回復が最早不可能となる事態の発
生が防がれる。
ニターセル２Ｂ，２Ｆのリン酸の飛散による性能低下が
他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇに比べて早い
時点で生じるようにしたため、電圧計Ｖ１，Ｖ２によっ
て検出されるモニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧の少な
くとも一方が所定値以下に低下した時点で各単セル２Ａ
〜２Ｇに対してリン酸を補給すれば良い。すると、この
リン酸の補給時においては、モニターセル２Ｂ，２Ｆを
除く他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇについて
は少なくともリン酸の飛散が進み過ぎていることがない
ため、燃料電池１の出力電圧の回復に時間がかかった
り、或いは出力電圧の回復が最早不可能となる事態の発
生が防がれる。
【００２０】又、一旦リン酸の飛散による性能低下が生
じたモニターセル２Ｂ，２Ｆは電気的な内部抵抗となる
が、このとき図１に示すバイパス回路１４，１５のスイ
ッチＳ１，Ｓ２を共にＯＮしてモニターセル２Ｂ，２Ｆ
を他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇから電気的
に切り離せば、性能低下の生じたモニターセル２Ｂ，２
Ｆによる燃料電池１全体の出力低下が免れる。
じたモニターセル２Ｂ，２Ｆは電気的な内部抵抗となる
が、このとき図１に示すバイパス回路１４，１５のスイ
ッチＳ１，Ｓ２を共にＯＮしてモニターセル２Ｂ，２Ｆ
を他の単セル２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｇから電気的
に切り離せば、性能低下の生じたモニターセル２Ｂ，２
Ｆによる燃料電池１全体の出力低下が免れる。
【００２１】尚、上述のように電圧計Ｖ１，Ｖ２によっ
て検出されるモニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧の少な
くとも一方が所定値以下に低下した時点で各単セル２Ａ
〜２Ｇに対してリン酸を直ちに補給するのではなく、モ
ニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧の少なくとも一方が所
定値以下に低下したときに改質ガス及びエアーの流量を
増やし、これによってモニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電
圧が復帰した場合にはリン酸の補給は不要であると判断
する方法を採っても良い。この場合、反応ガス流量を定
常運転の際の値と増量値との間の任意の値として運転を
継続するが、この際、電圧低下の真の原因を探る作業を
行なうことが望ましいことは言うまでもない。
て検出されるモニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧の少な
くとも一方が所定値以下に低下した時点で各単セル２Ａ
〜２Ｇに対してリン酸を直ちに補給するのではなく、モ
ニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電圧の少なくとも一方が所
定値以下に低下したときに改質ガス及びエアーの流量を
増やし、これによってモニターセル２Ｂ，２Ｆの出力電
圧が復帰した場合にはリン酸の補給は不要であると判断
する方法を採っても良い。この場合、反応ガス流量を定
常運転の際の値と増量値との間の任意の値として運転を
継続するが、この際、電圧低下の真の原因を探る作業を
行なうことが望ましいことは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、複数の単セルを積層して成る積層型燃料電池にお
いて、任意の単セルをモニターセルとして選定し、該モ
ニターセルを電解液の飛散による性能低下が他の単セル
に比べて早い時点で生じるよう構成し、該モニターセル
の出力電圧を検出する検出手段を設けるとともに、同モ
ニターセルを他の単セルから電気的に切り離し可能に構
成したため、電解液の補給時期を適確に判定することが
できるという効果が得られる。
れば、複数の単セルを積層して成る積層型燃料電池にお
いて、任意の単セルをモニターセルとして選定し、該モ
ニターセルを電解液の飛散による性能低下が他の単セル
に比べて早い時点で生じるよう構成し、該モニターセル
の出力電圧を検出する検出手段を設けるとともに、同モ
ニターセルを他の単セルから電気的に切り離し可能に構
成したため、電解液の補給時期を適確に判定することが
できるという効果が得られる。
【図１】本発明に係る積層型燃料電池の電気系統図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る積層型燃料電池の内部構成を示す
部分断面図である。
部分断面図である。
１ 積層型燃料電池 ２ 単セル ２Ｂ，２Ｆ モニターセル １４，１５ バイパス回路 Ｓ１，Ｓ２ スイッチ Ｖ１，Ｖ２ 電圧計（検出手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の単セルを積層して成る積層型燃料
電池において、任意の単セルをモニターセルとして選定
し、該モニターセルを電解液の飛散による性能低下が他
の単セルに比べて早い時点で生じるよう構成し、該モニ
ターセルの出力電圧を検出する検出手段を設けるととも
に、同モニターセルを他の単セルから電気的に切り離し
可能に構成したことを特徴とする積層型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4103903A JPH05283092A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 積層型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4103903A JPH05283092A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 積層型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283092A true JPH05283092A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14366391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4103903A Pending JPH05283092A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 積層型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283092A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005524216A (ja) * | 2002-04-30 | 2005-08-11 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 燃料電池スタックのλ検出 |
| JP2006114481A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-04-27 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
| JP2007134322A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Syspotek Corp | フィードバック式燃料電池 |
| JP2012033500A (ja) * | 2004-09-16 | 2012-02-16 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4103903A patent/JPH05283092A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005524216A (ja) * | 2002-04-30 | 2005-08-11 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 燃料電池スタックのλ検出 |
| JP2006114481A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-04-27 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
| JP2012033500A (ja) * | 2004-09-16 | 2012-02-16 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
| JP2007134322A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Syspotek Corp | フィードバック式燃料電池 |
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