JPS61128472A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS61128472A JPS61128472A JP59249587A JP24958784A JPS61128472A JP S61128472 A JPS61128472 A JP S61128472A JP 59249587 A JP59249587 A JP 59249587A JP 24958784 A JP24958784 A JP 24958784A JP S61128472 A JPS61128472 A JP S61128472A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel cell
- battery
- manifold
- size
- 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
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
- H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
-
- 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
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池に係り、積層電池外部に取り付けた燃
料、及び空気用マニホールド内へ予熱器を設置すること
により、燃料電池の大型化に伴なう平均温度の降下で生
ずる性能低下を防止することができる燃料電池に関する
ものである。
料、及び空気用マニホールド内へ予熱器を設置すること
により、燃料電池の大型化に伴なう平均温度の降下で生
ずる性能低下を防止することができる燃料電池に関する
ものである。
従来は一般に燃料、及び空気用マニホールド内には熱交
換器など設置せず、主に積層燃料電池をおおう圧力容春
外部の断熱材による放熱防止が多かった。これによると
燃料電池のプレートサイズの大型化に伴い、プレート周
辺の温度降下によリユニットセルの平均温度下が下がり
、二九により電池の起電力Ｅは次式の関係よりダウンし
、性能の低下を生ずるため、電池サイズの大型化が困難
とされていた。
換器など設置せず、主に積層燃料電池をおおう圧力容春
外部の断熱材による放熱防止が多かった。これによると
燃料電池のプレートサイズの大型化に伴い、プレート周
辺の温度降下によリユニットセルの平均温度下が下がり
、二九により電池の起電力Ｅは次式の関係よりダウンし
、性能の低下を生ずるため、電池サイズの大型化が困難
とされていた。
Ｅ＝ｆ （Ｔ）
〔発明の目的〕
本発明の目的は、電池本体に供給する燃料、及び空気の
マニホールド内に予熱器を設置し１発電システム内の温
度レベルの高い加熱流体を流して燃料、あるいは空気を
予熱し、電池サイズの大型化によりプレート端での温度
降下を防止することにより、各ユニットセルの平均温度
を高めることができるため、起電力低下を防止でき、し
かも電池サイズの大型化を図れるので、各スタックの性
能向上が望める高効率な燃料電池を提供することにある
。
マニホールド内に予熱器を設置し１発電システム内の温
度レベルの高い加熱流体を流して燃料、あるいは空気を
予熱し、電池サイズの大型化によりプレート端での温度
降下を防止することにより、各ユニットセルの平均温度
を高めることができるため、起電力低下を防止でき、し
かも電池サイズの大型化を図れるので、各スタックの性
能向上が望める高効率な燃料電池を提供することにある
。
燃料電池発電システムにおいて大容量発電を達成するに
当たり、燃料電池プレートのサイズを大きくすることが
必要である。ところが、燃料電池のサイズを大きくする
と、セパレータ内での温度分布が大きくなり、サイズが
小さいものに比べて。
当たり、燃料電池プレートのサイズを大きくすることが
必要である。ところが、燃料電池のサイズを大きくする
と、セパレータ内での温度分布が大きくなり、サイズが
小さいものに比べて。
プレートの平均温度が降下する。その結果、起電力Ｅは
この平均温度に比例するため、起電力が低下し、性能の
低下をまぬがれない６本発明は、燃料電池サイズの大型
に伴ない、燃料及び空気用マニホールド内に予熱器を設
置し、システム内の温度レベルの高い加熱流体を流すこ
とにより、マニホールド内の平均温度を高め、燃料電池
プレートするようにしている。
この平均温度に比例するため、起電力が低下し、性能の
低下をまぬがれない６本発明は、燃料電池サイズの大型
に伴ない、燃料及び空気用マニホールド内に予熱器を設
置し、システム内の温度レベルの高い加熱流体を流すこ
とにより、マニホールド内の平均温度を高め、燃料電池
プレートするようにしている。
本発明の一実施例を第１図により説明する。まず、本発
明の構造は円筒の圧力容器９内へ積層した燃料電池本体
１をたて型容器支持台１ｏの上に設置する。そしてこの
電池本体１の周囲には電池内部での電気化学反応に必要
な燃料２、及び空気を燃料用通路、及び空気用通路に均
一に流すために必要な燃料用マニホールド、及び空気用
マニホールドを設置している。
明の構造は円筒の圧力容器９内へ積層した燃料電池本体
１をたて型容器支持台１ｏの上に設置する。そしてこの
電池本体１の周囲には電池内部での電気化学反応に必要
な燃料２、及び空気を燃料用通路、及び空気用通路に均
一に流すために必要な燃料用マニホールド、及び空気用
マニホールドを設置している。
但し、第１図においては、空気用マニホールドは省略し
ている。そこで、以下、燃料の流れを中心に説明するが
、その内容は空気の流れに置き換えても同様に考えられ
るものとする。この際、燃料供給用マニホールド３には
燃料供給管４を取り付け、また燃料排気用マニホールド
５には燃料排気管６を取り付けている。ここで、燃料供
給用７置する。そして、この熱源としては、システム内
の温度レベルの高い加熱流体１３１例えば改質器内の高
温ガス等を利用する。
ている。そこで、以下、燃料の流れを中心に説明するが
、その内容は空気の流れに置き換えても同様に考えられ
るものとする。この際、燃料供給用マニホールド３には
燃料供給管４を取り付け、また燃料排気用マニホールド
５には燃料排気管６を取り付けている。ここで、燃料供
給用７置する。そして、この熱源としては、システム内
の温度レベルの高い加熱流体１３１例えば改質器内の高
温ガス等を利用する。
また、電池本体１、各マニホールド３，５内の温度が高
いので、圧力容器９とマニホールド間には熱遮蔽体７を
設置し、放熱特にふく射熱損失を防止する。もちろん、
圧力容器１の外側は断熱材１１でおおっている。
いので、圧力容器９とマニホールド間には熱遮蔽体７を
設置し、放熱特にふく射熱損失を防止する。もちろん、
圧力容器１の外側は断熱材１１でおおっている。
次に、本発明の動作について説明する。放電器から出た
燃料２は燃料供給管４を通り、燃料供給用マニホールド
３内に入り、ここで予熱器１２により加熱され電池本体
１内に燃料用通路へ均等に流量配気される。空気も同様
の流れで電池本体１内へ入り、ここで電気化学反応によ
り、起電力Ｅを生じ、燃料２は燃料排気用マニホールド
５内に集まり、燃料排気管６から流出する。空気も同様
である。この際、第２図に示すように、一般に小型の電
池サイズＡ、例えば３００Ｘ３００ｍ／ｍの電池の場合
、小型のユニットセル１ａを考えると、セパレータ内に
温度分布を生じてもサイズが小さいことにより、その平
均温度下、はわりと高い値を示す、ところが、大型の電
池サイズ■、例えば１０００ Ｘ １０００ ｍ ／
ｍの電池の場合、大型のユニットセル１ｂを考えても、
小型の場合と同じ最高温度Ｔ、１．に対し同一の温度分
布を生じたとしてもその時の平均温度゛〒−０′はかな
り低下する。
燃料２は燃料供給管４を通り、燃料供給用マニホールド
３内に入り、ここで予熱器１２により加熱され電池本体
１内に燃料用通路へ均等に流量配気される。空気も同様
の流れで電池本体１内へ入り、ここで電気化学反応によ
り、起電力Ｅを生じ、燃料２は燃料排気用マニホールド
５内に集まり、燃料排気管６から流出する。空気も同様
である。この際、第２図に示すように、一般に小型の電
池サイズＡ、例えば３００Ｘ３００ｍ／ｍの電池の場合
、小型のユニットセル１ａを考えると、セパレータ内に
温度分布を生じてもサイズが小さいことにより、その平
均温度下、はわりと高い値を示す、ところが、大型の電
池サイズ■、例えば１０００ Ｘ １０００ ｍ ／
ｍの電池の場合、大型のユニットセル１ｂを考えても、
小型の場合と同じ最高温度Ｔ、１．に対し同一の温度分
布を生じたとしてもその時の平均温度゛〒−０′はかな
り低下する。
そこで１本発明のように、大型の電池サイズとマニホー
ルド内の予熱器を加えた場合◎、電池本体の端面での温
度降下を防止することができ、その時の平均温度下、′
は〒、＞Ｔ、’ となり、電池サイズの大型化による平
均温度の低下をまぬがれることができる。そして、最終
的に必要な起電力Ｅは Ｅ低下 の関係から、第３図に示すような電気特性を示す。
ルド内の予熱器を加えた場合◎、電池本体の端面での温
度降下を防止することができ、その時の平均温度下、′
は〒、＞Ｔ、’ となり、電池サイズの大型化による平
均温度の低下をまぬがれることができる。そして、最終
的に必要な起電力Ｅは Ｅ低下 の関係から、第３図に示すような電気特性を示す。
これより、電池サイズの大型化に伴ない、各マニホール
ド内に予熱器１２を設置すれば、起電力の一一基−ルド
間に熱遮蔽体１２を設置して外部へのふく射による放熱
損失を防止している。
ド内に予熱器１２を設置すれば、起電力の一一基−ルド
間に熱遮蔽体１２を設置して外部へのふく射による放熱
損失を防止している。
以上の発明から明らかなように、本発明によれば、電池
サイズを大型にした場合、燃料、及び空気用マニホール
ド内に予熱器を設置すれば、ユニットセル内の平均温度
の降下を防止でき、起電力が小型の場合と同様の起電力
が得られ、大容量の燃料電池発電システムを達成できる
。
サイズを大型にした場合、燃料、及び空気用マニホール
ド内に予熱器を設置すれば、ユニットセル内の平均温度
の降下を防止でき、起電力が小型の場合と同様の起電力
が得られ、大容量の燃料電池発電システムを達成できる
。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は燃料電
池サイズと電池的温度分布との関係図。 第３図は燃料電池サイズと起電力との関係図である。 １・・・電池本体、２・・・燃料、４・・・燃料供給管
、５・・・燃料排気用マニホールド、６・・・燃料排気
管、７・・・第 １ 図 ／ｌ 某２ｃ２１ （ＣＬ） ７１ｔ３ 口 を仇話度 Ｊ
池サイズと電池的温度分布との関係図。 第３図は燃料電池サイズと起電力との関係図である。 １・・・電池本体、２・・・燃料、４・・・燃料供給管
、５・・・燃料排気用マニホールド、６・・・燃料排気
管、７・・・第 １ 図 ／ｌ 某２ｃ２１ （ＣＬ） ７１ｔ３ 口 を仇話度 Ｊ
Claims (1)
- １、積層された燃料電池本体の外部へ設置された燃料供
給用、及び排気用マニホールド内と空気供給用、及び排
気用マニホールド内へ予熱器を取り付けたことを特徴と
する燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249587A JPS61128472A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249587A JPS61128472A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128472A true JPS61128472A (ja) | 1986-06-16 |
Family
ID=17195230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59249587A Pending JPS61128472A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61128472A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8603695B2 (en) * | 2007-06-22 | 2013-12-10 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell assembly manifold heater for improved water removal and freeze start |
| JP2017174658A (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 東邦瓦斯株式会社 | 燃料電池ホットモジュール |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP59249587A patent/JPS61128472A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8603695B2 (en) * | 2007-06-22 | 2013-12-10 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell assembly manifold heater for improved water removal and freeze start |
| JP2017174658A (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 東邦瓦斯株式会社 | 燃料電池ホットモジュール |
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