JPS60227362A - マトリツクス形燃料電池の電解質補給方法 - Google Patents
マトリツクス形燃料電池の電解質補給方法Info
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- JPS60227362A JPS60227362A JP59082504A JP8250484A JPS60227362A JP S60227362 A JPS60227362 A JP S60227362A JP 59082504 A JP59082504 A JP 59082504A JP 8250484 A JP8250484 A JP 8250484A JP S60227362 A JPS60227362 A JP S60227362A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
- H01M8/04283—Supply means of electrolyte to or in matrix-fuel cells
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明性、単電池を積層してなるセルスタックの積層方
向に貫通して設けられた電解質通路を介して、当該単電
池のマトリックス層に電解質を補給する方法に関する。
向に貫通して設けられた電解質通路を介して、当該単電
池のマトリックス層に電解質を補給する方法に関する。
第１図はマトリックス形燃料電池の単電池の一例を示す
分解斜視図である。マトリックス層１の両側ＶＣ＃ｉ燃
料電極２および酸化剤電極３が配され、さらにその外側
に矢印Ａ方向に設けられた溝４ａを有する多孔性のリプ
付電極基材４と、溝４ａと直交する方向に設けられた構
５ａを有する多孔性のリプ付電極基材５とが設けられて
単電池を構成している。この単電池間にはガス不拡散性
のセパレート板６が介装されて反応ガスを分離し、これ
らが多数積層されてセルスタックを構成している。そし
て反応ガスとしての燃料ガスが矢印Ａ方向よシ、酸化剤
ガスが矢印Ｂ方向よシそれぞれリプ付電極基材４，５の
溝４ａ、５ａに流入して各電極に供給さ′れ電気を発生
する。
分解斜視図である。マトリックス層１の両側ＶＣ＃ｉ燃
料電極２および酸化剤電極３が配され、さらにその外側
に矢印Ａ方向に設けられた溝４ａを有する多孔性のリプ
付電極基材４と、溝４ａと直交する方向に設けられた構
５ａを有する多孔性のリプ付電極基材５とが設けられて
単電池を構成している。この単電池間にはガス不拡散性
のセパレート板６が介装されて反応ガスを分離し、これ
らが多数積層されてセルスタックを構成している。そし
て反応ガスとしての燃料ガスが矢印Ａ方向よシ、酸化剤
ガスが矢印Ｂ方向よシそれぞれリプ付電極基材４，５の
溝４ａ、５ａに流入して各電極に供給さ′れ電気を発生
する。
しかしながら、燃料電池の運転時間が長くなると電解質
は蒸発、飛散するので、ある運転時間になると電解質を
補給する必要がある。
は蒸発、飛散するので、ある運転時間になると電解質を
補給する必要がある。
旦
このため従来では、電池の運転を一担停止し１から、単
電池を積層してなるセルスタックの積層方向に貫通して
設けられた電解質通路に電解質を満たし、この補給通路
よ多分枝する連通路を介して、単電池のマトリックス層
に電解質を補給し、補給後は余剰の電解質を補給通路よ
シ排出して再び電池を運転するものが知られているが、
補給通路に供給された電解質が通路の内壁に付着し、こ
の付着した電解質によシ、液絡が生じるという問題があ
った。特に水分が飛散して濃縮された電解質は容易に通
路の内壁から離れず、実用にあってはその改善が望まれ
ていた。
電池を積層してなるセルスタックの積層方向に貫通して
設けられた電解質通路に電解質を満たし、この補給通路
よ多分枝する連通路を介して、単電池のマトリックス層
に電解質を補給し、補給後は余剰の電解質を補給通路よ
シ排出して再び電池を運転するものが知られているが、
補給通路に供給された電解質が通路の内壁に付着し、こ
の付着した電解質によシ、液絡が生じるという問題があ
った。特に水分が飛散して濃縮された電解質は容易に通
路の内壁から離れず、実用にあってはその改善が望まれ
ていた。
本発明は上記に鑑みなされたものであり、電解質による
液絡が生じない電解質の補給方法を提供することを目的
とする。
液絡が生じない電解質の補給方法を提供することを目的
とする。
上記の目的は本発明によれば、単電池を積層してなるセ
ルスタックの積層方向に貫通して設けられた電解質通路
を介して、積層単電池のマ） ＋Ｊックス層に電解質を
補給する方法において、電池の運転休止時、電解質通路
に電解質を満たして前記マトリックス層に電解質を補給
するとともに、この電解質通路から残余の電解質を排出
した後、この電解質通路にガスを通流させて通路壁に付
着した電解質を蒸散除去することにより達成される。
ルスタックの積層方向に貫通して設けられた電解質通路
を介して、積層単電池のマ） ＋Ｊックス層に電解質を
補給する方法において、電池の運転休止時、電解質通路
に電解質を満たして前記マトリックス層に電解質を補給
するとともに、この電解質通路から残余の電解質を排出
した後、この電解質通路にガスを通流させて通路壁に付
着した電解質を蒸散除去することにより達成される。
以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の実施例による補給方法を示す系統図で
あシ、第３図は第２図における補給構造の図において、
マトリックス層１の両側には、燃料電極２と酸化剤電極
３が配され、その周縁部にはシール材９が設けられてい
る。さらにその外側には、燃料ガスの通路となる溝４ａ
（第１図参照）を有する多孔性のリプ付電極基材４と、
溝４ａと直交する方向に設けられた酸化剤ガスの流れる
溝５ａを有する多孔性のリプ付電極基材５がそれぞれ燃
料電極２および酸化剤電極３に密着されてマ） ＩＪフ
ッ２フ この単電池間に反応ガスを分離するガス不拡散性のセパ
レート板６を介装して、これらを多数積層し、これらの
複数個ごとに冷却板１０を介装してセルスタックを構成
してイル。
あシ、第３図は第２図における補給構造の図において、
マトリックス層１の両側には、燃料電極２と酸化剤電極
３が配され、その周縁部にはシール材９が設けられてい
る。さらにその外側には、燃料ガスの通路となる溝４ａ
（第１図参照）を有する多孔性のリプ付電極基材４と、
溝４ａと直交する方向に設けられた酸化剤ガスの流れる
溝５ａを有する多孔性のリプ付電極基材５がそれぞれ燃
料電極２および酸化剤電極３に密着されてマ） ＩＪフ
ッ２フ この単電池間に反応ガスを分離するガス不拡散性のセパ
レート板６を介装して、これらを多数積層し、これらの
複数個ごとに冷却板１０を介装してセルスタックを構成
してイル。
リプ付電極基材４には電解質補給路８を設け、マトリッ
クス層ＩＫ補給孔８ａを介して連通させている。そして
セルスタックのマニホールド２０。
クス層ＩＫ補給孔８ａを介して連通させている。そして
セルスタックのマニホールド２０。
２０ａ（第３図参照）の外側の場所に電解質通路７１。
７２をセルスタックの稿層方向に設け、上部の冷却板１
０の側面に開ロア１ａ，７２ａを、下部の冷却板ｔ。
０の側面に開ロア１ａ，７２ａを、下部の冷却板ｔ。
８ａの側面に開ロア１ｂ，７２ｂを設けている。なお開
口する位置は場合によシ冷却板の代シに設けた端板でも
よい。そしてこれらの電解質通路７１．７２は電解質補
給路８に連通している。
口する位置は場合によシ冷却板の代シに設けた端板でも
よい。そしてこれらの電解質通路７１．７２は電解質補
給路８に連通している。
電解質を満たした電解質タンク１１はセルスタックの上
方の位置に設けられておシ、出口管路１２はパルプ１２
ａを介して管路１３に結合されている。
方の位置に設けられておシ、出口管路１２はパルプ１２
ａを介して管路１３に結合されている。
そしてパルプ１３ａ，１３ｂをそれぞれ設けた管路１６
。
。
１７は開ロア１ａ，７２ａを介して電解質通路７１．７
２に接続されている。−力水が注入された密閉水タンク
１５の上部空間１５ｃにガス供給管１４が送風機１４ａ
を介して水タンク１５の側壁を貫通して水中に挿入され
、その先端にガラスフィルタ１４ｂが設けられている。
２に接続されている。−力水が注入された密閉水タンク
１５の上部空間１５ｃにガス供給管１４が送風機１４ａ
を介して水タンク１５の側壁を貫通して水中に挿入され
、その先端にガラスフィルタ１４ｂが設けられている。
水タンク１５の上部空間１５ｃに接続された配管は、電
解質通路７１．７２に加湿されたガスを送気する送風機
１５ａおよびパルプ１５ｂを介して管路１３に結合され
ている。
解質通路７１．７２に加湿されたガスを送気する送風機
１５ａおよびパルプ１５ｂを介して管路１３に結合され
ている。
さて電解質をマトリックス層に補給するには、電池の運
転を停止した上で先ずパルプ１５ｂを閉にし、パルプ１
３ａ 、 １３ｂを開にして、電解質通路７１。
転を停止した上で先ずパルプ１５ｂを閉にし、パルプ１
３ａ 、 １３ｂを開にして、電解質通路７１。
７２の開ロア１ｂ，７２ｂに第３図に示される盲栓７１
ｃ。
ｃ。
７２ｃをそれぞれ取シ付ける。そして電解質タンク１４
内の電解質をパルプ１２ａを開にして電解質通路７１．
７２にそれぞれ充満させ、通路８ｂを介して補給路８よ
）補給孔８ａを通じてマトリックス層１に電解質を補給
し、セルスタックの各マトリックス層に電解質を補給す
る〇 電解質補給終了後は、先ずパルプ１２ａを閉にして盲栓
７１ｃ ｌ ７２ｃを取外して残余の電解質を開ロア１
ｂ 、 ７２ｂから排出する。次にパルプ１５ｂを開に
し、図示しないガス供給源よシ送風機１４ａにょシガス
供給管１４よシ水タンク１５の水中に送気し、先端のガ
ラスフィルタ１４ｂを通して細かくバブリングして上部
空間１５ｃに加湿したガスを作る。そしてこの加湿した
ガスを送風機１５ａによシバルブ１３ａ、１３ｂを通し
て管路１６，１７によシミ解質通路の開ロア１ａ 、
７２ａを介して電解質通路７１．７２に同一圧力で送気
し、開ロア１ｂ 、 ７２ｂよシ排出することによシ、
通路壁に付着した電解質を蒸散除去する。
内の電解質をパルプ１２ａを開にして電解質通路７１．
７２にそれぞれ充満させ、通路８ｂを介して補給路８よ
）補給孔８ａを通じてマトリックス層１に電解質を補給
し、セルスタックの各マトリックス層に電解質を補給す
る〇 電解質補給終了後は、先ずパルプ１２ａを閉にして盲栓
７１ｃ ｌ ７２ｃを取外して残余の電解質を開ロア１
ｂ 、 ７２ｂから排出する。次にパルプ１５ｂを開に
し、図示しないガス供給源よシ送風機１４ａにょシガス
供給管１４よシ水タンク１５の水中に送気し、先端のガ
ラスフィルタ１４ｂを通して細かくバブリングして上部
空間１５ｃに加湿したガスを作る。そしてこの加湿した
ガスを送風機１５ａによシバルブ１３ａ、１３ｂを通し
て管路１６，１７によシミ解質通路の開ロア１ａ 、
７２ａを介して電解質通路７１．７２に同一圧力で送気
し、開ロア１ｂ 、 ７２ｂよシ排出することによシ、
通路壁に付着した電解質を蒸散除去する。
なお、この場合蒸散除去を電解質通路７１．７２のいづ
れか一方づつ行なってもよい◇例えば先に電解質通路７
１を蒸散除去するときは、パルプ１３ｂを閉にし、電解
質通路７２の開ロア２ａおよび７２ｂを盲栓等によシ閉
にし、パルプ１３ａを開にして加湿ガスを開ロア１ａか
ら流入させて電解質通路７１のみを通流し、出ロア２ａ
よシ排出するようにする。
れか一方づつ行なってもよい◇例えば先に電解質通路７
１を蒸散除去するときは、パルプ１３ｂを閉にし、電解
質通路７２の開ロア２ａおよび７２ｂを盲栓等によシ閉
にし、パルプ１３ａを開にして加湿ガスを開ロア１ａか
ら流入させて電解質通路７１のみを通流し、出ロア２ａ
よシ排出するようにする。
電解質通路７１の蒸散除去完了後、パルプ１３ａを閉に
し、開ロア１ａ、７１ｂを閉にして電解質通路７２のパ
ージを上述と同じような方法で行なって、各電解質通路
の蒸散除去を完了する。なお、本実施例では加湿ガスを
上部の開ロア１ａ、７２ｍよシ通流さが可能である。
し、開ロア１ａ、７１ｂを閉にして電解質通路７２のパ
ージを上述と同じような方法で行なって、各電解質通路
の蒸散除去を完了する。なお、本実施例では加湿ガスを
上部の開ロア１ａ、７２ｍよシ通流さが可能である。
第４図は、ガスとして空気を用いて加湿したガスを送気
する線速度Ｃｍ ／ ８ｅ（！と電解質をりん酸とした
ときのシん酸排出量を示すりん酸蒸散速度ｆｈ／ｄ−ｈ
ｒとの関係を実験によ請求めた結果を示したものでアシ
、これよりガス線速度の対数値とりん酸蒸散速度の対数
値との間に比例の関係があることが理解される。したが
ってシん酸の付着量が多いときには第４図に示されるよ
うにガスの線速度を増加すればよいことがわかシ、また
他の方法としては加湿ガス中に含まれる水蒸気の割合お
よび加湿ガスを送気する時間を増加して行なうことによ
り蒸散除去することができる。
する線速度Ｃｍ ／ ８ｅ（！と電解質をりん酸とした
ときのシん酸排出量を示すりん酸蒸散速度ｆｈ／ｄ−ｈ
ｒとの関係を実験によ請求めた結果を示したものでアシ
、これよりガス線速度の対数値とりん酸蒸散速度の対数
値との間に比例の関係があることが理解される。したが
ってシん酸の付着量が多いときには第４図に示されるよ
うにガスの線速度を増加すればよいことがわかシ、また
他の方法としては加湿ガス中に含まれる水蒸気の割合お
よび加湿ガスを送気する時間を増加して行なうことによ
り蒸散除去することができる。
蒸散除去するとき、本実施例では加湿したガスを使用し
たが、加湿しないカスでも可能である。
たが、加湿しないカスでも可能である。
加湿したカスを使用する場合は、電解質通路に付着し、
水分の蒸発によシ濃度の高くなった電解質を加湿ガス中
の水分により濃度を薄くすることができるため、加湿し
ないガスを使用する場合よシφ 蒸散除去が容易なる。なお、ガスの種類は特に指定しな
いが安全面を考慮した場合不活性ガス、例えは窒素を使
用するのが望ましい。
水分の蒸発によシ濃度の高くなった電解質を加湿ガス中
の水分により濃度を薄くすることができるため、加湿し
ないガスを使用する場合よシφ 蒸散除去が容易なる。なお、ガスの種類は特に指定しな
いが安全面を考慮した場合不活性ガス、例えは窒素を使
用するのが望ましい。
ガス中への水蒸気の混入には、上述のような加湿ガス発
生器を使用する代シに１改質器の排熱または燃料電池の
排熱を利用して水を気化してもよい。なお、燃料電池か
らの燃料ガスまたは酸化剤ガスの排出ガスを利用すれば
、これらには電気化学反応によシ生成した水蒸気を含有
するので都合がよい。
生器を使用する代シに１改質器の排熱または燃料電池の
排熱を利用して水を気化してもよい。なお、燃料電池か
らの燃料ガスまたは酸化剤ガスの排出ガスを利用すれば
、これらには電気化学反応によシ生成した水蒸気を含有
するので都合がよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば電解質
通路よシミ解質をマ） ＩＪックス層に補給し、残余の
電解質を排出した上、旙参セ央ガスを電解質通路に送気
し、通路壁に付着した電解質を蒸散除去することによシ
、単電池間の電解質による液絡がなくなり、単電池間の
漏洩電流による出力損失、および電池構成部材の電食が
なくなるため、寿命の長い燃料電池が得られるという効
果がある。
通路よシミ解質をマ） ＩＪックス層に補給し、残余の
電解質を排出した上、旙参セ央ガスを電解質通路に送気
し、通路壁に付着した電解質を蒸散除去することによシ
、単電池間の電解質による液絡がなくなり、単電池間の
漏洩電流による出力損失、および電池構成部材の電食が
なくなるため、寿命の長い燃料電池が得られるという効
果がある。
第１図はマトリックス形燃料電池の単電池の分解斜視図
、第２図は本発明の実施例による電解質を補給する系統
図、第３図は第２図における電解質補給構造のＸ−Ｘ部
分断面図、第４図はガス線速度とシん酸蒸散速度の関係
を示すグラフである。
、第２図は本発明の実施例による電解質を補給する系統
図、第３図は第２図における電解質補給構造のＸ−Ｘ部
分断面図、第４図はガス線速度とシん酸蒸散速度の関係
を示すグラフである。
Claims (1)
- 単電池を積層してなるセルスタックの積層方向に貫通し
て設けられた電解質通路を介して、当該単電池のマトリ
ックス層に電解質を補給する方法において、電池の運転
休止時、前記電解質通路に電解質を満たして前記マトリ
ックス層に電解質を補給するとともに、該補給通路にガ
スを通流させて通路壁に付着した電解質を蒸散除去する
ことを特徴とするマトリックス形燃料電池の電解質補給
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59082504A JPS60227362A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | マトリツクス形燃料電池の電解質補給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59082504A JPS60227362A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | マトリツクス形燃料電池の電解質補給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227362A true JPS60227362A (ja) | 1985-11-12 |
| JPH0374467B2 JPH0374467B2 (ja) | 1991-11-27 |
Family
ID=13776328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59082504A Granted JPS60227362A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | マトリツクス形燃料電池の電解質補給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60227362A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127670U (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-13 |
-
1984
- 1984-04-24 JP JP59082504A patent/JPS60227362A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127670U (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0374467B2 (ja) | 1991-11-27 |
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