JPH08195212A - 燃料電池装置 - Google Patents
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- JPH08195212A JPH08195212A JP7021338A JP2133895A JPH08195212A JP H08195212 A JPH08195212 A JP H08195212A JP 7021338 A JP7021338 A JP 7021338A JP 2133895 A JP2133895 A JP 2133895A JP H08195212 A JPH08195212 A JP H08195212A
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- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池装置の運転開始直後の出力不足を解
消する。 【構成】 燃料電池装置１１の酸化ガス供給マニホール
ド１４ａと燃料ガス供給マニホールド１３ａと酸化ガス
排出マニホールド１４ｂと燃料ガス排出マニホールド１
３ｂとのうちの少なくとも一つ、例えば酸化ガス排出マ
ニホールド１４ｂ内に、このマニホールド内の生成水等
を取込んで蓄えるとともに通電すると発熱する導電性多
孔質体１５を設ける。そして、燃料電池装置１１の運転
開始時に導電性多孔質体１５に通電すると発熱し、蓄え
られている水分が加熱されて高温の水蒸気となり、この
水蒸気によって高分子電解質膜１２を加湿するととも
に、供給される反応ガスの温度を高めて運転開始時から
高出力が得られるようにする。
消する。 【構成】 燃料電池装置１１の酸化ガス供給マニホール
ド１４ａと燃料ガス供給マニホールド１３ａと酸化ガス
排出マニホールド１４ｂと燃料ガス排出マニホールド１
３ｂとのうちの少なくとも一つ、例えば酸化ガス排出マ
ニホールド１４ｂ内に、このマニホールド内の生成水等
を取込んで蓄えるとともに通電すると発熱する導電性多
孔質体１５を設ける。そして、燃料電池装置１１の運転
開始時に導電性多孔質体１５に通電すると発熱し、蓄え
られている水分が加熱されて高温の水蒸気となり、この
水蒸気によって高分子電解質膜１２を加湿するととも
に、供給される反応ガスの温度を高めて運転開始時から
高出力が得られるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電解質膜を挟んで燃
料ガスと酸化ガスとを反応させて発電する燃料電池装置
に関し、特に燃料電池の起動時の出力不足を解消した燃
料電池装置に関するものである。
料ガスと酸化ガスとを反応させて発電する燃料電池装置
に関し、特に燃料電池の起動時の出力不足を解消した燃
料電池装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高分子電解質型燃料電池においては、電
解質膜を挟んで燃料ガス流路と酸化ガス流路とが形成さ
れ、前記電解質膜には、陽イオン交換樹脂膜を、カチオ
ン導電性膜として使用しており、分子中にプロトン（水
素イオン）交換基を有するこの導電性膜は、ほぼ飽和状
態に含水させることによって常温で２０Ω・cm以下の比
抵抗を示しプロトン導電性電解質として機能する。
解質膜を挟んで燃料ガス流路と酸化ガス流路とが形成さ
れ、前記電解質膜には、陽イオン交換樹脂膜を、カチオ
ン導電性膜として使用しており、分子中にプロトン（水
素イオン）交換基を有するこの導電性膜は、ほぼ飽和状
態に含水させることによって常温で２０Ω・cm以下の比
抵抗を示しプロトン導電性電解質として機能する。
【０００３】また、この燃料電池装置の運転時には、燃
料ガス流路溝に水素ガス（Ｈ2 ）が供給され、酸化ガス
流路溝に酸素（Ｏ2 ）を含む空気が供給されると、酸素
電極側ではＨ2 ＝２Ｈ+ ＋２ｅ- の反応が起き、また
燃料電極側では１／２Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ- ＝Ｈ2 Ｏ
の反応が起り、酸素電極側においては水（Ｈ2 Ｏ）が生
成される。
料ガス流路溝に水素ガス（Ｈ2 ）が供給され、酸化ガス
流路溝に酸素（Ｏ2 ）を含む空気が供給されると、酸素
電極側ではＨ2 ＝２Ｈ+ ＋２ｅ- の反応が起き、また
燃料電極側では１／２Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ- ＝Ｈ2 Ｏ
の反応が起り、酸素電極側においては水（Ｈ2 Ｏ）が生
成される。
【０００４】そして、これらの反応は約８０℃前後で活
発となり、また、電解質膜を湿潤な状態に保持させて、
前記電解質膜の乾燥による抵抗の増大を防止するため
に、酸素電極側に供給される空気と燃料電極側に供給さ
れる燃料ガスのそれぞれが加湿器によって加湿された状
態で供給されている。また酸素電極側においては生成さ
れた水も電解質膜の乾燥を防ぐために使用される。
発となり、また、電解質膜を湿潤な状態に保持させて、
前記電解質膜の乾燥による抵抗の増大を防止するため
に、酸素電極側に供給される空気と燃料電極側に供給さ
れる燃料ガスのそれぞれが加湿器によって加湿された状
態で供給されている。また酸素電極側においては生成さ
れた水も電解質膜の乾燥を防ぐために使用される。
【０００５】ところが、この燃料電池装置を停止状態か
ら運転を開始するときには、運転を停止している間に燃
料電池装置の温度が低下し、装置内に供給される酸化ガ
スおよび燃料ガスの飽和水蒸気圧が低下するため電解質
膜の含水率が低下し、また加湿器による酸化ガスおよび
燃料ガスの加湿量も低くなって充分に加湿できなかっ
た。そこで、加湿器から供給される酸化ガスおよび燃料
ガスが、所定の温度および湿度に調整されるまで、加湿
器からのガス供給をストップして発電を待機させる必要
があった。
ら運転を開始するときには、運転を停止している間に燃
料電池装置の温度が低下し、装置内に供給される酸化ガ
スおよび燃料ガスの飽和水蒸気圧が低下するため電解質
膜の含水率が低下し、また加湿器による酸化ガスおよび
燃料ガスの加湿量も低くなって充分に加湿できなかっ
た。そこで、加湿器から供給される酸化ガスおよび燃料
ガスが、所定の温度および湿度に調整されるまで、加湿
器からのガス供給をストップして発電を待機させる必要
があった。
【０００６】図６および図７は、特開平５−４７３９７
号公報に記載されている従来の燃料電池装置を示すもの
で、この燃料電池装置１は複数の単電池２を上下方向に
積層して形成されており、各単電池２間にはガスケット
３が介装されて気密に連結されている。そして、各単電
池２間に介装されたガスケット３には、板状の電気ヒー
タ４が、各単電池２を加熱可能に設けられている。な
お、図において符号２ａは酸化ガス供給マニホールド、
２ｂは燃料ガス供給マニホールド、５はリード線、６は
締付けバーである。
号公報に記載されている従来の燃料電池装置を示すもの
で、この燃料電池装置１は複数の単電池２を上下方向に
積層して形成されており、各単電池２間にはガスケット
３が介装されて気密に連結されている。そして、各単電
池２間に介装されたガスケット３には、板状の電気ヒー
タ４が、各単電池２を加熱可能に設けられている。な
お、図において符号２ａは酸化ガス供給マニホールド、
２ｂは燃料ガス供給マニホールド、５はリード線、６は
締付けバーである。
【０００７】そして、この燃料電池装置１を運転する際
には、ガスケット３に設けられている電気ヒータ４によ
り各単電池２を加熱して起動時に各単電池２を昇温させ
ることによって、この燃料電池装置１の起動時間の短縮
を図っている。
には、ガスケット３に設けられている電気ヒータ４によ
り各単電池２を加熱して起動時に各単電池２を昇温させ
ることによって、この燃料電池装置１の起動時間の短縮
を図っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の燃料電池装置１においては、ガスケット３に電気ヒー
タ４を設けて、起動時にこの電気ヒータ４によって低温
の各単電池２を加熱して反応温度を高めて出力不足を解
消しようとしているが、運転開始時の電解質膜の乾燥状
態を解消する手段、すなわち加湿手段を備えていなかっ
た。そのため、このように電解質膜の含水率が低いまま
で運転すると、電解質膜が加湿されずに加熱されるため
乾燥が進み、電解質膜の抵抗が増大し、出力が更に低下
する虞があった。そこで、従来においては、加湿器から
所定の温度および湿度のガスが供給できるようになるま
でに時間がかかり、高出力運転を行うまでに多大な時間
が費やされるといった問題があった。
の燃料電池装置１においては、ガスケット３に電気ヒー
タ４を設けて、起動時にこの電気ヒータ４によって低温
の各単電池２を加熱して反応温度を高めて出力不足を解
消しようとしているが、運転開始時の電解質膜の乾燥状
態を解消する手段、すなわち加湿手段を備えていなかっ
た。そのため、このように電解質膜の含水率が低いまま
で運転すると、電解質膜が加湿されずに加熱されるため
乾燥が進み、電解質膜の抵抗が増大し、出力が更に低下
する虞があった。そこで、従来においては、加湿器から
所定の温度および湿度のガスが供給できるようになるま
でに時間がかかり、高出力運転を行うまでに多大な時間
が費やされるといった問題があった。
【０００９】この発明は、上述した技術的背景のもとに
なされたもので、運転開始直後から高出力を得られる燃
料電池装置を提供することを目的としている。
なされたもので、運転開始直後から高出力を得られる燃
料電池装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段としてこの発明は、高分子電解質膜の両側面に
ガス拡散電極をそれぞれ形成し、燃料ガス供給マニホー
ルドを介して導入した燃料ガスを一方のガス拡散電極に
対して接触可能に供給するとともに酸化ガス供給マニホ
ールドを介して導入した酸化ガスを他方のガス拡散電極
に対して接触可能に供給して発電を行い、使用済の燃料
ガスと酸化ガスとを、燃料ガス排出マニホールドおよび
酸化ガス排出マニホールドを介して装置外に排出する燃
料電池装置において、前記酸化ガス供給マニホールドと
燃料ガス供給マニホールドと酸化ガス排出マニホールド
と燃料ガス排出マニホールドとのうちの少なくとも一つ
のマニホールドの内部に、このマニホールド内に存する
水分を取込みかつ蓄えるとともに通電すると発熱する導
電性蓄水体からなる高温蒸気発生手段を備えていること
を特徴としている。
めの手段としてこの発明は、高分子電解質膜の両側面に
ガス拡散電極をそれぞれ形成し、燃料ガス供給マニホー
ルドを介して導入した燃料ガスを一方のガス拡散電極に
対して接触可能に供給するとともに酸化ガス供給マニホ
ールドを介して導入した酸化ガスを他方のガス拡散電極
に対して接触可能に供給して発電を行い、使用済の燃料
ガスと酸化ガスとを、燃料ガス排出マニホールドおよび
酸化ガス排出マニホールドを介して装置外に排出する燃
料電池装置において、前記酸化ガス供給マニホールドと
燃料ガス供給マニホールドと酸化ガス排出マニホールド
と燃料ガス排出マニホールドとのうちの少なくとも一つ
のマニホールドの内部に、このマニホールド内に存する
水分を取込みかつ蓄えるとともに通電すると発熱する導
電性蓄水体からなる高温蒸気発生手段を備えていること
を特徴としている。
【００１１】
【作用】上記のように、高分子電解質膜の両側面に形成
されたガス拡散電極に供給する燃料ガスまたは酸化ガス
が流通する酸化ガス供給マニホールドと燃料ガス供給マ
ニホールドと酸化ガス排出マニホールドと燃料ガス排出
マニホールドとのうちの少なくとも一つのマニホールド
の内部に、このマニホールド内に存在する加湿ガス中の
水分あるいは凝結水もしく発電に伴って生じる生成水等
の水分を取込みかつ蓄えるとともに、通電すると電気抵
抗によって発熱する導電性蓄水体からなる高温水蒸気発
生手段を備えているので、この燃料電池装置の運転を開
始する際に、前記導電性蓄水体からなる高温水蒸気発生
手段に通電すると、前記導電性蓄水体が発熱し、この導
電性蓄水体に、前回の運転時に取込まれて蓄えられてい
た水分が加熱される。その結果、高温の水蒸気がマニホ
ールド内に発生し、この高温の水蒸気が電解質膜に水分
を補給するとともに、反応ガスの温度を上昇させるため
反応が活発化し、燃料電池装置を運転開始直後から高出
力の安定した状態で運転することができる。
されたガス拡散電極に供給する燃料ガスまたは酸化ガス
が流通する酸化ガス供給マニホールドと燃料ガス供給マ
ニホールドと酸化ガス排出マニホールドと燃料ガス排出
マニホールドとのうちの少なくとも一つのマニホールド
の内部に、このマニホールド内に存在する加湿ガス中の
水分あるいは凝結水もしく発電に伴って生じる生成水等
の水分を取込みかつ蓄えるとともに、通電すると電気抵
抗によって発熱する導電性蓄水体からなる高温水蒸気発
生手段を備えているので、この燃料電池装置の運転を開
始する際に、前記導電性蓄水体からなる高温水蒸気発生
手段に通電すると、前記導電性蓄水体が発熱し、この導
電性蓄水体に、前回の運転時に取込まれて蓄えられてい
た水分が加熱される。その結果、高温の水蒸気がマニホ
ールド内に発生し、この高温の水蒸気が電解質膜に水分
を補給するとともに、反応ガスの温度を上昇させるため
反応が活発化し、燃料電池装置を運転開始直後から高出
力の安定した状態で運転することができる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の燃料電池装置の一実施例を
図１ないし図５に基づいて説明する。
図１ないし図５に基づいて説明する。
【００１３】この燃料電池装置１１は複数の単電池１１
ａをそれぞれ垂直に配設し、横方向に積層して構成され
ている。この燃料電池装置１１を構成している各単電池
１１ａには、図４に示すように、高分子電解質膜１２の
両側面にガス拡散電極１２ａ，１２ｂが形成され、その
一方のアノード側（図４において左側）のガス拡散電極
１２ａに臨むように燃料ガス流路溝１３が水平方向に複
数形成されるとともに、他方のカソード側のガス拡散電
極１２ｂに臨むように酸化ガス流路溝１４が垂直方向に
複数形成されている。そして、各単電池１１ａの複数の
燃料ガス流路溝１３は、その一端を燃料ガス供給マニホ
ールド１３ａに、他端を燃料ガス排出マニホールド１３
ｂにそれぞれ連通するとともに、複数の酸化ガス流路溝
１４は、それぞれの上端を、酸化ガス供給マニホールド
１４ａに、下端を酸化ガス排出マニホールド１４ｂにそ
れぞれ連通している。
ａをそれぞれ垂直に配設し、横方向に積層して構成され
ている。この燃料電池装置１１を構成している各単電池
１１ａには、図４に示すように、高分子電解質膜１２の
両側面にガス拡散電極１２ａ，１２ｂが形成され、その
一方のアノード側（図４において左側）のガス拡散電極
１２ａに臨むように燃料ガス流路溝１３が水平方向に複
数形成されるとともに、他方のカソード側のガス拡散電
極１２ｂに臨むように酸化ガス流路溝１４が垂直方向に
複数形成されている。そして、各単電池１１ａの複数の
燃料ガス流路溝１３は、その一端を燃料ガス供給マニホ
ールド１３ａに、他端を燃料ガス排出マニホールド１３
ｂにそれぞれ連通するとともに、複数の酸化ガス流路溝
１４は、それぞれの上端を、酸化ガス供給マニホールド
１４ａに、下端を酸化ガス排出マニホールド１４ｂにそ
れぞれ連通している。
【００１４】そして、アノード側のガス拡散電極１２ａ
に臨む燃料ガス流路溝１３には、燃料ガス供給マニホー
ルド１３ａを介して燃料ガスとして水素ガス（Ｈ2 ）
が、図示してない加湿器によって加湿されてから供給さ
れる。またカソード側のガス拡散電極１２ｂに臨む酸化
ガス流路溝１４には、酸化ガス供給マニホールド１４ａ
を介して酸化ガスとして酸素（Ｏ2 ）を含む空気が、図
示してない加湿器によって加湿されてから供給される。
に臨む燃料ガス流路溝１３には、燃料ガス供給マニホー
ルド１３ａを介して燃料ガスとして水素ガス（Ｈ2 ）
が、図示してない加湿器によって加湿されてから供給さ
れる。またカソード側のガス拡散電極１２ｂに臨む酸化
ガス流路溝１４には、酸化ガス供給マニホールド１４ａ
を介して酸化ガスとして酸素（Ｏ2 ）を含む空気が、図
示してない加湿器によって加湿されてから供給される。
【００１５】また、前記酸化ガス排出マニホールド１４
ｂの底部（下部）には、通電すると発熱する導電性蓄水
体からなる高温水蒸気発生手段として導電性多孔質体１
５が、その周縁部をシリコンゴム等の接着力を有する絶
縁性シール剤１６によって気密にシールされて、この酸
化ガス排出マニホールド１４ｂのほぼ全長に亘って設け
られており、また、この導電性多孔質体１５の下面側
は、ガス不透過板１７が、その周縁部を前記絶縁性シー
ル剤１６によって取付けて気密にシールされている。更
に、前記導電性多孔質体１５の両端には、電源１８が通
電可能に接続されている。
ｂの底部（下部）には、通電すると発熱する導電性蓄水
体からなる高温水蒸気発生手段として導電性多孔質体１
５が、その周縁部をシリコンゴム等の接着力を有する絶
縁性シール剤１６によって気密にシールされて、この酸
化ガス排出マニホールド１４ｂのほぼ全長に亘って設け
られており、また、この導電性多孔質体１５の下面側
は、ガス不透過板１７が、その周縁部を前記絶縁性シー
ル剤１６によって取付けて気密にシールされている。更
に、前記導電性多孔質体１５の両端には、電源１８が通
電可能に接続されている。
【００１６】なお、前記導電性多孔質体１５としては、
例えば親水性多孔質カーボンや、ニッケルやステンレス
スチール等の金属メッシュあるいは金属フェルトや、耐
蝕性を有する青銅系等の焼結金属や、導電性セラミック
などが適している。
例えば親水性多孔質カーボンや、ニッケルやステンレス
スチール等の金属メッシュあるいは金属フェルトや、耐
蝕性を有する青銅系等の焼結金属や、導電性セラミック
などが適している。
【００１７】次に、上記のように構成されるこの実施例
の燃料電池装置１１の作用を説明する。この燃料電池装
置１１の運転を開始する際には、水素ガスおよび空気の
供給を開始すると同時に、酸化ガス排出マニホールド１
４ｂの底部に配設された導電性多孔質体１５に通電する
と、水素ガスと空気とが加湿器を経由して燃料電極と酸
素電極とにそれぞれ供給されるとともに、通電された導
電性多孔質体１５は、電気抵抗によって発熱し、その熱
によって多孔質構造に蓄えられた水分が加熱されて、酸
化ガス排出マニホールド１４ｂ内に高温の水蒸気となっ
て拡散する。この高温の水蒸気は、酸化ガス排出マニホ
ールド１４ｂから酸化ガス流路溝１４内に拡散して、カ
ソード側の高分子電解質膜１２を加湿するとともに加温
し、また、酸化ガス流路１４に供給された空気も、この
高温水蒸気によって加温かつ加湿される。
の燃料電池装置１１の作用を説明する。この燃料電池装
置１１の運転を開始する際には、水素ガスおよび空気の
供給を開始すると同時に、酸化ガス排出マニホールド１
４ｂの底部に配設された導電性多孔質体１５に通電する
と、水素ガスと空気とが加湿器を経由して燃料電極と酸
素電極とにそれぞれ供給されるとともに、通電された導
電性多孔質体１５は、電気抵抗によって発熱し、その熱
によって多孔質構造に蓄えられた水分が加熱されて、酸
化ガス排出マニホールド１４ｂ内に高温の水蒸気となっ
て拡散する。この高温の水蒸気は、酸化ガス排出マニホ
ールド１４ｂから酸化ガス流路溝１４内に拡散して、カ
ソード側の高分子電解質膜１２を加湿するとともに加温
し、また、酸化ガス流路１４に供給された空気も、この
高温水蒸気によって加温かつ加湿される。
【００１８】この導電性多孔質体１５を設けて、燃料電
池装置１１の運転開始直後に、酸化ガス排出マニホール
ド１４ｂ内で高温水蒸気を発生させた場合と、従来の燃
料電池装置の運転開始直後に電気ヒータで各単電池を加
熱しながら運転した場合との高分子電解質膜の含水率を
比較すると、図５に示すように、本実施例の燃料電池装
置１１では、実線で示したように運転開始と同時に含水
率が向上して安定した出力が得られるのに対して、従来
の燃料電池の場合には、破線で示したように加熱するの
みのため時間の経過とともに乾燥して含水率が低下し、
高分子電解質膜の抵抗が増大して、出力が低下すること
が判る。
池装置１１の運転開始直後に、酸化ガス排出マニホール
ド１４ｂ内で高温水蒸気を発生させた場合と、従来の燃
料電池装置の運転開始直後に電気ヒータで各単電池を加
熱しながら運転した場合との高分子電解質膜の含水率を
比較すると、図５に示すように、本実施例の燃料電池装
置１１では、実線で示したように運転開始と同時に含水
率が向上して安定した出力が得られるのに対して、従来
の燃料電池の場合には、破線で示したように加熱するの
みのため時間の経過とともに乾燥して含水率が低下し、
高分子電解質膜の抵抗が増大して、出力が低下すること
が判る。
【００１９】なお、運転開始時に導電性多孔質体１５に
含蓄されている水分は、燃料電池装置１１を前回運転し
た際に、加湿された酸化ガス中の水分が凝結した凝結
水、あるいは発電に伴って生じる生成水が、酸化ガス排
出マニホールド１４ｂを通過して排出される過程で取り
込まれたものである。
含蓄されている水分は、燃料電池装置１１を前回運転し
た際に、加湿された酸化ガス中の水分が凝結した凝結
水、あるいは発電に伴って生じる生成水が、酸化ガス排
出マニホールド１４ｂを通過して排出される過程で取り
込まれたものである。
【００２０】したがって、燃料電池装置１１の運転を開
始した直後においては、燃料電池装置１１の温度が低
く、また加湿器に送られる空気および水素ガスが低温
で、空気および水素ガス中に含ませられる水蒸気量が少
なくても、通電されて発熱した導電性多孔質体１５から
発生する高温の水蒸気が、各単電池１１ａの酸化ガス流
路溝１４に直接供給されるので、高分子電解質膜１２が
加湿されて最適な含水率に調整されるとともに、最適な
反応温度に調整されるため、燃料電池装置１１を運転開
始直後から高出力で運転することができる。
始した直後においては、燃料電池装置１１の温度が低
く、また加湿器に送られる空気および水素ガスが低温
で、空気および水素ガス中に含ませられる水蒸気量が少
なくても、通電されて発熱した導電性多孔質体１５から
発生する高温の水蒸気が、各単電池１１ａの酸化ガス流
路溝１４に直接供給されるので、高分子電解質膜１２が
加湿されて最適な含水率に調整されるとともに、最適な
反応温度に調整されるため、燃料電池装置１１を運転開
始直後から高出力で運転することができる。
【００２１】そして、所定時間運転して燃料電池装置１
１の温度が上昇するとともに、加湿器を経由して供給さ
れる空気が所定の加湿量に加湿できるようになると、タ
イマ（図示せず）によって導電性多孔質体１５への通電
がストップし、以降、通常運転が行われ、安定した出力
が得られる。
１の温度が上昇するとともに、加湿器を経由して供給さ
れる空気が所定の加湿量に加湿できるようになると、タ
イマ（図示せず）によって導電性多孔質体１５への通電
がストップし、以降、通常運転が行われ、安定した出力
が得られる。
【００２２】なお、この実施例においては、導電性蓄水
体からなる高温水蒸気発生手段の一例として導電性多孔
質体１５を、酸化ガス排出マニホールド１４ｂ内の底部
に配設した場合について説明したが、他の設置場所とし
ては、例えば酸化ガス供給マニホールド１４ａ内、燃料
ガス排出マニホールド１３ｂ内、あるいは燃料ガス供給
マニホールド１３ａ内等に配設することもでき、また配
設する位置は、必ずしも下側でなくてもよく、例えばマ
ニホールドの側壁や天井に設けることもでき、このよう
にマニホールドの底部以外の場所に設ける場合には、導
電性多孔質体１５に代わる導電性蓄水体として、例えば
吸水性を有するニッケルフェルトや焼結金属等が適して
いる。
体からなる高温水蒸気発生手段の一例として導電性多孔
質体１５を、酸化ガス排出マニホールド１４ｂ内の底部
に配設した場合について説明したが、他の設置場所とし
ては、例えば酸化ガス供給マニホールド１４ａ内、燃料
ガス排出マニホールド１３ｂ内、あるいは燃料ガス供給
マニホールド１３ａ内等に配設することもでき、また配
設する位置は、必ずしも下側でなくてもよく、例えばマ
ニホールドの側壁や天井に設けることもでき、このよう
にマニホールドの底部以外の場所に設ける場合には、導
電性多孔質体１５に代わる導電性蓄水体として、例えば
吸水性を有するニッケルフェルトや焼結金属等が適して
いる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の燃料電池
装置は、酸化ガス供給マニホールドと燃料ガス供給マニ
ホールドと酸化ガス排出マニホールドと燃料ガス排出マ
ニホールドとのうちの少なくとも一つのマニホールドの
内部に、このマニホールド内に存する水分を取込みかつ
蓄えるとともに通電すると発熱する導電性蓄水体からな
る高温蒸気発生手段を備えているので、燃料電池装置の
運転開始時に高温蒸気発生手段に通電して高温水蒸気を
発生させることによって、運転開始直後の低温でかつ乾
燥状態の高分子電解質膜および反応ガスを加温・加湿で
き、運転開始直後から高出力運転が可能となる。
装置は、酸化ガス供給マニホールドと燃料ガス供給マニ
ホールドと酸化ガス排出マニホールドと燃料ガス排出マ
ニホールドとのうちの少なくとも一つのマニホールドの
内部に、このマニホールド内に存する水分を取込みかつ
蓄えるとともに通電すると発熱する導電性蓄水体からな
る高温蒸気発生手段を備えているので、燃料電池装置の
運転開始時に高温蒸気発生手段に通電して高温水蒸気を
発生させることによって、運転開始直後の低温でかつ乾
燥状態の高分子電解質膜および反応ガスを加温・加湿で
き、運転開始直後から高出力運転が可能となる。
【図１】この発明の燃料電池装置の一実施例を模式的に
示した概略説明図である。
示した概略説明図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。
【図３】導電性多孔質体の取付け状態を示す図２の要部
拡大図である。
拡大図である。
【図４】この実施例の燃料電池装置を構成している単電
池の断面側面図である。
池の断面側面図である。
【図５】この実施例の燃料電池装置と従来の燃料電池装
置とのそれぞれの運転開始後の高分子電解質膜の含水率
の経時変化を示す線図である。
置とのそれぞれの運転開始後の高分子電解質膜の含水率
の経時変化を示す線図である。
【図６】電気ヒータを備えた従来の燃料電池装置の平面
図である。
図である。
【図７】電気ヒータが取付けられたガスケットの平面図
である。
である。
１１ 燃料電池装置 １１ａ 単電池 １２ 高分子電解質膜 １２ａ アノード側のガス拡散電極 １２ｂ カソード側のガス拡散電極 １３ 燃料ガス流路溝 １３ａ 燃料ガス供給マニホールド １３ｂ 燃料ガス排出マニホールド １４ 酸化ガス流路溝 １４ａ 酸化ガス供給マニホールド １４ｂ 酸化ガス排出マニホールド １５ 導電性多孔質体（導電性蓄水体）
Claims (1)
- 【請求項１】 高分子電解質膜の両側面にガス拡散電極
をそれぞれ形成し、燃料ガス供給マニホールドを介して
導入した燃料ガスを一方のガス拡散電極に対して接触可
能に供給するとともに酸化ガス供給マニホールドを介し
て導入した酸化ガスを他方のガス拡散電極に対して接触
可能に供給して発電を行い、使用済の燃料ガスと酸化ガ
スとを、燃料ガス排出マニホールドおよび酸化ガス排出
マニホールドを介して装置外に排出する燃料電池装置に
おいて、 前記酸化ガス供給マニホールドと燃料ガス供給マニホー
ルドと酸化ガス排出マニホールドと燃料ガス排出マニホ
ールドとのうちの少なくとも一つのマニホールドの内部
に、このマニホールド内に存する水分を取込みかつ蓄え
るとともに通電すると発熱する導電性蓄水体からなる高
温水蒸気発生手段を備えていることを特徴とする燃料電
池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7021338A JPH08195212A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 燃料電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7021338A JPH08195212A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 燃料電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195212A true JPH08195212A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=12052341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7021338A Pending JPH08195212A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 燃料電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08195212A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059863A3 (de) * | 2000-02-14 | 2002-05-02 | Siemens Ag | Brennstoffzellenblock mit einem an betriebsgaszuleitung angeschlossenen kondenswasserabscheider |
| WO2002089241A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and fuel cell system control method |
| JP2005203361A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム、燃料電池システムの運転方法、プログラム、及び記録媒体 |
| JP2005327655A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2010129479A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| GB2524313A (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | Intelligent Energy Ltd | Fuel cell stack |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP7021338A patent/JPH08195212A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059863A3 (de) * | 2000-02-14 | 2002-05-02 | Siemens Ag | Brennstoffzellenblock mit einem an betriebsgaszuleitung angeschlossenen kondenswasserabscheider |
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| WO2002089241A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and fuel cell system control method |
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