JPS6041768A - 燃料電池運転方法 - Google Patents
燃料電池運転方法Info
- Publication number
- JPS6041768A JPS6041768A JP58150061A JP15006183A JPS6041768A JP S6041768 A JPS6041768 A JP S6041768A JP 58150061 A JP58150061 A JP 58150061A JP 15006183 A JP15006183 A JP 15006183A JP S6041768 A JPS6041768 A JP S6041768A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- cell
- fuel cell
- discharge current
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
-
- 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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- Feedback Control In General (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
本発明は燃料電池運転方法に関するものであ燃料電池は
燃料のｈつ化学エネルギーを亀ズシ、的に直接電気工オ
ルギーに変換する直流発電装置で、広い負荷範囲にわた
って効率が高く、環境保全性か良い等の利点を持ってい
る。燃料電池から効率良く電気エネルギーを取り出すた
めには燃料及び酸化剤を負荷に応じて供給することが重
要てあり、これまで各種の方法が検討されてきた。例え
ば液体燃料電池を例にとると濃度制御方式がある。これ
は電解液と燃料の混合水溶液であるアノライト中に濃度
検出器を挿入し、燃料濃度の変化を電気的に検出して燃
料を制御する方法である。この他に電池電圧を検出し所
定の電圧を維持するように燃料を制御する方法である。
燃料のｈつ化学エネルギーを亀ズシ、的に直接電気工オ
ルギーに変換する直流発電装置で、広い負荷範囲にわた
って効率が高く、環境保全性か良い等の利点を持ってい
る。燃料電池から効率良く電気エネルギーを取り出すた
めには燃料及び酸化剤を負荷に応じて供給することが重
要てあり、これまで各種の方法が検討されてきた。例え
ば液体燃料電池を例にとると濃度制御方式がある。これ
は電解液と燃料の混合水溶液であるアノライト中に濃度
検出器を挿入し、燃料濃度の変化を電気的に検出して燃
料を制御する方法である。この他に電池電圧を検出し所
定の電圧を維持するように燃料を制御する方法である。
メタノールを改質した水素を多量１こ含む改質カスを燃
料とする気体か料電池にも使われる。
料とする気体か料電池にも使われる。
しかし、これまでの方法は設定値を一義的に決めて制御
する方式のため、必ずしも燃料を最適に制御していなか
った。濃度制御方式をとってみても、ある負荷１こ対し
て最適濃度を設定しても負荷が変動するとその設定はも
う最適ではなくなる。
する方式のため、必ずしも燃料を最適に制御していなか
った。濃度制御方式をとってみても、ある負荷１こ対し
て最適濃度を設定しても負荷が変動するとその設定はも
う最適ではなくなる。
本発明はこれらの欠点を解決し、燃料電池から効率良く
電気エネルギーを取り出すための燃料Ｆ１５准運転方法
を提供するものである。
電気エネルギーを取り出すための燃料Ｆ１５准運転方法
を提供するものである。
次に本発明の詳細について説明する。
第１図は本発明を適用したヒドラジンを燃料とする循環
形液体燃料電池を示したものである。
形液体燃料電池を示したものである。
ｌは電池本体で１ｓｏｍの有効面積を持つ単位電池２０
個を積層し、電気的に直列接続しである。アノライトは
アノライトタンク２に貯蔵され、アノライトポンプ３で
電池本体１に供給される。アノライト循環系のアノライ
トポンプ３と電池本体ｌの間１こは始動用１ヒータ４と
ラジェータ５が組み込まれており、始動用ヒータ４は運
転開始時の電池温度の上昇１こ、ラジェータ５は電池温
度の調整に使われる。６は電池本体ｌで発生した熱をア
ノライト循環によりラジェータ５の表面から放散させる
ための冷却ファンである。７はアノライト中の燃料濃度
を検出する濃度センサーである。電池本体ｌからｖト出
される未反応の燃料を含むアノライトは直接アノライト
タンク２に回収される。８は電池温度を検出する感温素
子である。アノライト中の燃料が消費されるとａ度セン
サー７で検出し、制御装置９によって燃料供給弁１ｏを
開閉して燃料を燃料タンク１１からアノライトタンク２
へ供給する。
個を積層し、電気的に直列接続しである。アノライトは
アノライトタンク２に貯蔵され、アノライトポンプ３で
電池本体１に供給される。アノライト循環系のアノライ
トポンプ３と電池本体ｌの間１こは始動用１ヒータ４と
ラジェータ５が組み込まれており、始動用ヒータ４は運
転開始時の電池温度の上昇１こ、ラジェータ５は電池温
度の調整に使われる。６は電池本体ｌで発生した熱をア
ノライト循環によりラジェータ５の表面から放散させる
ための冷却ファンである。７はアノライト中の燃料濃度
を検出する濃度センサーである。電池本体ｌからｖト出
される未反応の燃料を含むアノライトは直接アノライト
タンク２に回収される。８は電池温度を検出する感温素
子である。アノライト中の燃料が消費されるとａ度セン
サー７で検出し、制御装置９によって燃料供給弁１ｏを
開閉して燃料を燃料タンク１１からアノライトタンク２
へ供給する。
第１図には示していないが、制御装置９は、第１図の液
体燃料電池を自動的に運転、停止する制御、電池温度を
所定の範囲に維持する制御濃度センサー７に流す電流を
自由１こ変化させ、アノライト中の燃料濃度を絶えず監
視して所定の濃度範囲に維持する制御、電解質の濃度を
所定の範囲に維持する制御等液体燃料電池から効率良く
電気エネルギーを取り出す総ての制御が含まれており、
さらに電池本体ｌの７ＵＸＩ’Ｅ及び各単位電池電圧が
異常に低下するがアノライトタンク２の中の液面が所定
の位Ｎより低下するが又１才電池温度が異常に上昇した
時１こ液体燃料電池を安全に停止させる制御が含まれて
いる。制御範囲、運転・停止のシーケンスは指令表示装
置１２によって自由に設定できる。空気は空気プロワ−
１３によって電池本体１に供給され。
体燃料電池を自動的に運転、停止する制御、電池温度を
所定の範囲に維持する制御濃度センサー７に流す電流を
自由１こ変化させ、アノライト中の燃料濃度を絶えず監
視して所定の濃度範囲に維持する制御、電解質の濃度を
所定の範囲に維持する制御等液体燃料電池から効率良く
電気エネルギーを取り出す総ての制御が含まれており、
さらに電池本体ｌの７ＵＸＩ’Ｅ及び各単位電池電圧が
異常に低下するがアノライトタンク２の中の液面が所定
の位Ｎより低下するが又１才電池温度が異常に上昇した
時１こ液体燃料電池を安全に停止させる制御が含まれて
いる。制御範囲、運転・停止のシーケンスは指令表示装
置１２によって自由に設定できる。空気は空気プロワ−
１３によって電池本体１に供給され。
未反応空気はそのまま電池本体１がら排出される。
第２図は、第１図に示した電池本体１の放電電流−電池
電圧曲線で、燃料濃度は１９６．２％。
電圧曲線で、燃料濃度は１９６．２％。
３％と変えである。放電電流は７．５Ａ、１５Ａ。
２Ｚ５Ａ、３０ Ａ ニ区分けし、’８ ｊｌ！！１ｍ
度は放電電流０〜？、５Ａテ４５〜５０’Ｃ１７，５〜
Ｉ ５ Ａｒ５０〜５５℃、１５〜２２．５ Ａ で５
５〜６０℃、２２５〜３０ Ａ で６０〜６５℃に設定
した。
度は放電電流０〜？、５Ａテ４５〜５０’Ｃ１７，５〜
Ｉ ５ Ａｒ５０〜５５℃、１５〜２２．５ Ａ で５
５〜６０℃、２２５〜３０ Ａ で６０〜６５℃に設定
した。
この設定は指令表示装置６１２によって自由に敦えるこ
とか出来る。放電電流か０〜７．５ Ａの曲線て囲ｊ、
れたｆＩＪ’！域を１，７５〜１５Ａの範囲で２９ｂと
、３％の曲線では１まれた領域を１．１％と２％の曲線
で囲まれた領域を１．２２Ａ５〜３０Ａの範囲で２％と
３％の曲線−Ｃ囲ｔ ４またａｊｆ域を■とし、第３図
のように放電電流をかえ′Ｃ運転した。いず４ｔの放電
電流においても、廊化曲後を除いて指定領域の電池電圧
と電池温度を維Ｆａｒし、しかも１７１ シ放重電渡に
おいても自由１こ電〆１１４電圧と電池温度を選択出来
ることがε釘認された。
とか出来る。放電電流か０〜７．５ Ａの曲線て囲ｊ、
れたｆＩＪ’！域を１，７５〜１５Ａの範囲で２９ｂと
、３％の曲線では１まれた領域を１．１％と２％の曲線
で囲まれた領域を１．２２Ａ５〜３０Ａの範囲で２％と
３％の曲線−Ｃ囲ｔ ４またａｊｆ域を■とし、第３図
のように放電電流をかえ′Ｃ運転した。いず４ｔの放電
電流においても、廊化曲後を除いて指定領域の電池電圧
と電池温度を維Ｆａｒし、しかも１７１ シ放重電渡に
おいても自由１こ電〆１１４電圧と電池温度を選択出来
ることがε釘認された。
例として循環形液体鈑、料電池を示したか、静止形駁体
カｊｌｉ料ｒ；χ池（日本国特Ｆｒｍ ９７９０６ ｏ
ｑ）にＩＪ特に効果があり、気体燃料電池にも迅用てき
る。
カｊｌｉ料ｒ；χ池（日本国特Ｆｒｍ ９７９０６ ｏ
ｑ）にＩＪ特に効果があり、気体燃料電池にも迅用てき
る。
上述のように本発明を採用することにより。
負荷の変動に応じて適正な電気工矛ルギーを取り出ずこ
とかてき、燃料制御のめてなく酸化剤制御にも連用てき
る。また宙、油温度をパラメータとして放電電流−電池
電圧曲ｊρを設定し、同様に制御できる等工業的価値極
めて大ｆＪるものである。
とかてき、燃料制御のめてなく酸化剤制御にも連用てき
る。また宙、油温度をパラメータとして放電電流−電池
電圧曲ｊρを設定し、同様に制御できる等工業的価値極
めて大ｆＪるものである。
第１図は本発明を連用したヒドラノンを燃料とした循環
形液体灼、石７ム池を示す説明図、第２因は第１因に示
す’ ｒＩＫ体燃料電池の電池本体の放電電流−屯／ｌ
ｉ！電圧曲線因、第３図は第１図に示す液体燃料電池の
運転帖果時における放？［ｌｉ電流に対する電池−Ｈ１
、電池温度の夏化を示す曲線（χである３゜ １は電池本体、４は始動圧ヒータ。 ５はラーノユータ、７＋ｈｒ農度センシー、８は感乙、
：素イ、９１ｉ ｉ＋’制御装置Ｉ！１ｔＩ焉８′１出
附１人 代表者 鳥１図 馬２図 放電＠）能（Ａ）
形液体灼、石７ム池を示す説明図、第２因は第１因に示
す’ ｒＩＫ体燃料電池の電池本体の放電電流−屯／ｌ
ｉ！電圧曲線因、第３図は第１図に示す液体燃料電池の
運転帖果時における放？［ｌｉ電流に対する電池−Ｈ１
、電池温度の夏化を示す曲線（χである３゜ １は電池本体、４は始動圧ヒータ。 ５はラーノユータ、７＋ｈｒ農度センシー、８は感乙、
：素イ、９１ｉ ｉ＋’制御装置Ｉ！１ｔＩ焉８′１出
附１人 代表者 鳥１図 馬２図 放電＠）能（Ａ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 燃料極、酸化剤極、電解質、燃料極に燃料を供給
する燃料室、及び酸化剤極に酸化剤を供給する酸化剤室
からなる燃料電池において、燃料濃度または酸化剤濃度
及び電池温度をパラメータに放電電流−電池電圧曲線を
設定し、該曲線を放電電流で区分し、該曲線と該区分線
で囲まれた１ケまたは複数個の領域に対応して燃料又は
酸化剤濃度、及び電池温度を設定する制御構成要素を有
し、特定の頭載を指定した時にあらかじめ設定された燃
料または酸化剤濃度及び電池温度になるよう制御するこ
とを特徴とする燃料電池運転方法。 λ 特許請求の範囲第１項において、放電電流−電池電
圧曲線は制御構成要素に記憶または運転開始前に挿入す
ることを特徴とする燃料電池運転方法。 １ 特許請求の範囲第１項において、放電電流−電池電
圧曲線は初期からある経過時間毎の曲線として制御４１
４成要素に記憶又は運転開始前に挿入することを特徴と
する燃料電池運転方法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、特定の領域を指定
する時は、放電電流−電池電圧曲線と区分線で囲まれた
領域を記号で規定し、該記号で行うことを特徴とする燃
料電池運転方法。 ５ 特許請求の範囲第１項において、特定の領域を指定
する時は、放電電流−電池電圧曲線と区分線をアナログ
表示して特定イ１域を記号で規定し、該記号または特定
頭載指定で行うことを特徴とする燃１１電池運転方法。 ６ 特許請求の範囲第１項において、燃料まｊ；は酸化
剤濃度及び電池温度は漸次連続的に変化するように制御
する制御構成要素を有することを特徴とする燃料電〆Ｉ
ｌ！運転方法。 ７、 特許請求の範囲第１項において、燃料または酸化
剤濃度及び電池温度は漸次間欠的に変化するように制御
する制御構成要素を有することを特徴とする燃料電ｔＩ
ｌ！運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58150061A JPS6041768A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 燃料電池運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58150061A JPS6041768A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 燃料電池運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6041768A true JPS6041768A (ja) | 1985-03-05 |
Family
ID=15488651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58150061A Pending JPS6041768A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 燃料電池運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041768A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1280218A1 (de) * | 2001-07-27 | 2003-01-29 | Abb Research Ltd. | Verfahren zur Regelung der Methanolkonzentration in direkt-Methanol-Brennstoffzellen |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS581975A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 燃料電池の出力制御方式 |
| JPS58133782A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント制御システム |
-
1983
- 1983-08-17 JP JP58150061A patent/JPS6041768A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS581975A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 燃料電池の出力制御方式 |
| JPS58133782A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント制御システム |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1280218A1 (de) * | 2001-07-27 | 2003-01-29 | Abb Research Ltd. | Verfahren zur Regelung der Methanolkonzentration in direkt-Methanol-Brennstoffzellen |
| WO2003012904A3 (de) * | 2001-07-27 | 2003-09-25 | Abb Research Ltd | Verfahren zur regelung der methanolkonzentration in direkt-methanol-brennstoffzellen |
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