JPS6235260Y2 - - Google Patents
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- JPS6235260Y2 JPS6235260Y2 JP1982073656U JP7365682U JPS6235260Y2 JP S6235260 Y2 JPS6235260 Y2 JP S6235260Y2 JP 1982073656 U JP1982073656 U JP 1982073656U JP 7365682 U JP7365682 U JP 7365682U JP S6235260 Y2 JPS6235260 Y2 JP S6235260Y2
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- methanol
- air
- exchange membrane
- electrode
- chamber
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- Expired
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Classifications
-
- 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
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はメタノール燃料電池に関する。
従来のメタノール電池として、例えば第１図に
示すようなものがある（特開昭54−154048号）。
これはアクリル等の電槽３１内をイオン交換膜３
２にて支切り、その支切られたメタノール極液室
３３および空気極気体室３４内に、それぞれ燃料
極としてのメタノール極３５および空気極３６を
配置したものからなる。また、前記メタノール極
液室３３には、電解液としての硫酸水溶液とメタ
ノールとを混合した混合液を供給する供給口３７
および生成した炭酸ガスの排出口３８が設けら
れ、前記空気極気体室３４には空気の供給口３９
と空気と水の排出口４０が設けられている。４
１，４２は各極３５，３６に接続したリード端子
である。
示すようなものがある（特開昭54−154048号）。
これはアクリル等の電槽３１内をイオン交換膜３
２にて支切り、その支切られたメタノール極液室
３３および空気極気体室３４内に、それぞれ燃料
極としてのメタノール極３５および空気極３６を
配置したものからなる。また、前記メタノール極
液室３３には、電解液としての硫酸水溶液とメタ
ノールとを混合した混合液を供給する供給口３７
および生成した炭酸ガスの排出口３８が設けら
れ、前記空気極気体室３４には空気の供給口３９
と空気と水の排出口４０が設けられている。４
１，４２は各極３５，３６に接続したリード端子
である。
かかるメタノール燃料電池にあつては、メタノ
ール極３５上で、メタノール極液室３３から拡散
してきたメタノールが反応して、 CH3OH＋H2O→CO2＋6H+＋6e となり、炭酸ガスと水素イオンが生成する。この
とき発生する炭酸ガスはメタノール極液室３３内
の電解液中を拡散して排出口３８から系外に排出
される。
ール極３５上で、メタノール極液室３３から拡散
してきたメタノールが反応して、 CH3OH＋H2O→CO2＋6H+＋6e となり、炭酸ガスと水素イオンが生成する。この
とき発生する炭酸ガスはメタノール極液室３３内
の電解液中を拡散して排出口３８から系外に排出
される。
一方、空気極３６にはメタノール極３５上で生
成した水素イオンがイオン交換膜３２を拡散し、
外部回路を経由した電子6eと反応して、空気中の
酸素とともに ３／２O2＋6H+＋6e→3H2O となり、排出口４０から水となつて排出される。
成した水素イオンがイオン交換膜３２を拡散し、
外部回路を経由した電子6eと反応して、空気中の
酸素とともに ３／２O2＋6H+＋6e→3H2O となり、排出口４０から水となつて排出される。
しかしながら、かかるメタノール燃料電池にあ
つては、前記イオン交換膜３２のみを用いてメタ
ノール極液室３３にあるメタノールを空気極３６
に拡散させることを防止することは困難であり、
空気極３６に拡散到達したメタノールは空気極３
６上の触媒部分に吸着して、空気極３６内への空
気の拡散面積が減少する。また、メタノールの陽
極酸化反応を併発させて、空気極性能が劣化する
という問題があつた。
つては、前記イオン交換膜３２のみを用いてメタ
ノール極液室３３にあるメタノールを空気極３６
に拡散させることを防止することは困難であり、
空気極３６に拡散到達したメタノールは空気極３
６上の触媒部分に吸着して、空気極３６内への空
気の拡散面積が減少する。また、メタノールの陽
極酸化反応を併発させて、空気極性能が劣化する
という問題があつた。
本考案はかかる従来の問題を解決するため、イ
オン交換膜部分のみを冷却する構成とすることに
よつて、メタノールのイオン交換膜への透過拡散
速度を減速させ、これによつて空気極性能の劣化
を防止したメタノール燃料電池を提供する。
オン交換膜部分のみを冷却する構成とすることに
よつて、メタノールのイオン交換膜への透過拡散
速度を減速させ、これによつて空気極性能の劣化
を防止したメタノール燃料電池を提供する。
以下に、本考案の実施例を図面について説明す
る。
る。
第２図はその一実施例のメタノール燃料電池を
具体的に示す。同図において、１は電解液が通過
できる程度の多孔質構造を有するメタノール極、
２はメタノール極１で生成する水素イオンを主に
透過するイオン交換膜としてのカチオン交換膜、
３はガス拡散型の空気極であり、これの気体室に
面した部分には完全防水型の撥水性のふつ素化合
物製フイルタが貼られていて、気体室への生成水
の逆拡散を防止している。４は約10重量％の硫酸
水溶液を満たした空気極液室、５は10重量％程度
の硫酸水溶液と２〜10重量％のメタノールとの混
合液を収容したメタノール極液室、６は空気極の
気体室であり、これらがアクリル樹脂などの電槽
７に図示のように収容されている。８は空冷式の
電解液の冷却器で、メタノール極液室５に連通す
る通路内に設けられ、冷却した電解液をポンプ９
によりメタノール極液室５に循環させ、高負荷時
のジユール熱の発生による電池のオーバヒートを
防止する。１０はメタノールタンク１２からポン
プ１１で圧送したメタノールと電解液の混合器、
１３は空気極３からの生成水と窒素との混合蒸気
を冷却し、これを窒素ガスと水に分離する冷却
器、１４はメタノール極１上で発生した炭酸ガス
と、これに付ずいして生成される水とメタノール
の両蒸気を分離する冷却器、１５は電池動作開始
時には開いて空気を混合器１０へ導き暖機を促進
させる空気バイパス弁、１６は生成水排出バル
ブ、１７はメタノール極液室５で不足する水を補
充する場合に開かれるバルブ、１８は燃料電池内
への空気取入口に設けられ電池動作開始時には閉
じ、電池定常運転時には開く開閉弁、１９は電池
のリード端子２３，２４からの電圧出力やメタノ
ール極液室５の液温センサ２０の出力に基ずい
て、前記開閉弁１８、空気バイパス弁１５、ポン
プ９，１１を作動制御するコントローラ、２２は
燃料電池内へ空気を導入するブロワーで、電池動
作開始時開閉弁１８が閉じている時作動し、電池
定常運転時開閉弁１８が開いている時停止する。
また、２５はカチオン交換膜２の冷却器で、カチ
オン交換膜２の空気極液室４側に接触させてあ
り、この冷却器２５は前記開閉弁１８を介在した
空気の通路２６内に設けられ、この通路２６を通
過する空気を冷却器２５に送つてカチオン交換膜
２を冷却するようになつている。また、この冷却
器２５表面には撥水性のふつ素化合物などの耐蝕
コーテイングが施されて、電解液による腐蝕が防
止されている。
具体的に示す。同図において、１は電解液が通過
できる程度の多孔質構造を有するメタノール極、
２はメタノール極１で生成する水素イオンを主に
透過するイオン交換膜としてのカチオン交換膜、
３はガス拡散型の空気極であり、これの気体室に
面した部分には完全防水型の撥水性のふつ素化合
物製フイルタが貼られていて、気体室への生成水
の逆拡散を防止している。４は約10重量％の硫酸
水溶液を満たした空気極液室、５は10重量％程度
の硫酸水溶液と２〜10重量％のメタノールとの混
合液を収容したメタノール極液室、６は空気極の
気体室であり、これらがアクリル樹脂などの電槽
７に図示のように収容されている。８は空冷式の
電解液の冷却器で、メタノール極液室５に連通す
る通路内に設けられ、冷却した電解液をポンプ９
によりメタノール極液室５に循環させ、高負荷時
のジユール熱の発生による電池のオーバヒートを
防止する。１０はメタノールタンク１２からポン
プ１１で圧送したメタノールと電解液の混合器、
１３は空気極３からの生成水と窒素との混合蒸気
を冷却し、これを窒素ガスと水に分離する冷却
器、１４はメタノール極１上で発生した炭酸ガス
と、これに付ずいして生成される水とメタノール
の両蒸気を分離する冷却器、１５は電池動作開始
時には開いて空気を混合器１０へ導き暖機を促進
させる空気バイパス弁、１６は生成水排出バル
ブ、１７はメタノール極液室５で不足する水を補
充する場合に開かれるバルブ、１８は燃料電池内
への空気取入口に設けられ電池動作開始時には閉
じ、電池定常運転時には開く開閉弁、１９は電池
のリード端子２３，２４からの電圧出力やメタノ
ール極液室５の液温センサ２０の出力に基ずい
て、前記開閉弁１８、空気バイパス弁１５、ポン
プ９，１１を作動制御するコントローラ、２２は
燃料電池内へ空気を導入するブロワーで、電池動
作開始時開閉弁１８が閉じている時作動し、電池
定常運転時開閉弁１８が開いている時停止する。
また、２５はカチオン交換膜２の冷却器で、カチ
オン交換膜２の空気極液室４側に接触させてあ
り、この冷却器２５は前記開閉弁１８を介在した
空気の通路２６内に設けられ、この通路２６を通
過する空気を冷却器２５に送つてカチオン交換膜
２を冷却するようになつている。また、この冷却
器２５表面には撥水性のふつ素化合物などの耐蝕
コーテイングが施されて、電解液による腐蝕が防
止されている。
第３図はカチオン交換膜２の冷却器２５の正面
断面図で、前記通路２６の入口および出口に通じ
る複数の多岐通路２７を格子状に連通させたもの
からなり、カチオン交換膜２の全域を略均一に冷
却するようになつている。
断面図で、前記通路２６の入口および出口に通じ
る複数の多岐通路２７を格子状に連通させたもの
からなり、カチオン交換膜２の全域を略均一に冷
却するようになつている。
かかる構成になるメタノール燃料電池にあつて
は、カチオン交換膜２が、空冷される前記冷却器
２５によつて冷却される。このためメタノール極
液室５からカチオン交換膜２に透過拡散するメタ
ノール速度を減速でき、この結果、空気極液室４
に拡散するメタノール量も減少することになり、
空気極３の性能劣化が防止される。
は、カチオン交換膜２が、空冷される前記冷却器
２５によつて冷却される。このためメタノール極
液室５からカチオン交換膜２に透過拡散するメタ
ノール速度を減速でき、この結果、空気極液室４
に拡散するメタノール量も減少することになり、
空気極３の性能劣化が防止される。
実験によれば、前記冷却器２５によるカチオン
交換膜２の冷却温度を25℃にした場合には、冷却
器２５を設けない場合に比較してメタノールの前
記透過拡散の速度を略1/8に抑えることができる
ことを確認した。
交換膜２の冷却温度を25℃にした場合には、冷却
器２５を設けない場合に比較してメタノールの前
記透過拡散の速度を略1/8に抑えることができる
ことを確認した。
以上説明してきたように、本考案によれば、カ
チオン交換膜などのイオン交換膜の空気極液室側
に冷却器を接触した構成とすることによつて、メ
タノールのイオン交換膜への透過拡散速度を減速
させ、以つてメタノールによる空気極の性能劣化
を有効に防止できるという利点が得られる。
チオン交換膜などのイオン交換膜の空気極液室側
に冷却器を接触した構成とすることによつて、メ
タノールのイオン交換膜への透過拡散速度を減速
させ、以つてメタノールによる空気極の性能劣化
を有効に防止できるという利点が得られる。
第１図は従来のメタノール燃料電池の断面図、
第２図は本考案のメタノール燃料電池の断面図、
第３図は同じく冷却器の拡大正面断面図である。 １……メタノール極、２……イオン交換膜、３
……空気極、４……空気極液室、５……メタノー
ル極液室、６……空気極気体室、７……電槽、２
５……冷却器。
第２図は本考案のメタノール燃料電池の断面図、
第３図は同じく冷却器の拡大正面断面図である。 １……メタノール極、２……イオン交換膜、３
……空気極、４……空気極液室、５……メタノー
ル極液室、６……空気極気体室、７……電槽、２
５……冷却器。
Claims (1)
- メタノール極液室と空気極液室および空気極気
体室とを隔成するイオン交換膜と、前記メタノー
ル極液室に設けたメタノール極と、前記空気極液
室および空気極気体室を隔成する空気極とを電槽
内に有し、メタノールを燃料として動作する燃料
電池において、前記イオン交換膜の前記空気極方
向の面にイオン交換膜用冷却器を介装したことを
特徴とするメタノール燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1982073656U JPS58176367U (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | メタノ−ル燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1982073656U JPS58176367U (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | メタノ−ル燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176367U JPS58176367U (ja) | 1983-11-25 |
| JPS6235260Y2 true JPS6235260Y2 (ja) | 1987-09-08 |
Family
ID=30083152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1982073656U Granted JPS58176367U (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | メタノ−ル燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176367U (ja) |
-
1982
- 1982-05-20 JP JP1982073656U patent/JPS58176367U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58176367U (ja) | 1983-11-25 |
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