JP2007193963A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池と、酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段6と、これらを内部に収納する直方体の筐体9と、設置場所に応じて吸気方向を任意に変えることができ、筐体9の外部から内部へ酸化剤ガスを酸化剤ガス供給手段6に導入する第一の吸気口10を備え、駐車場などの設置場所に応じて第一の吸気口10の吸気方向を変えるので、不純物による燃料電池の電圧低下が軽減され、さらには不純物除去手段71および72の負荷が軽減されるので、不純物除去手段71および72の寿命が確保され、結果として燃料電池の耐久性を向上させることができる。
【選択図】図1
Description
H2 → 2H+ + 2e−
水素イオンは電解質1を通ってカソード22へと移動し、カソード22と電解質1の界面で電子を受け取り、カソード22に供給された酸化剤ガス中に含まれる酸素と反応し、水を生成する(化2)。
1/2O2 + 2H+ +2e− → H2O
全反応を(化3)に示す。
H2 + 1/2O2 → H2O
このとき負荷を流れる電子の流れを直流の電気エネルギーとして利用することができる。また、一連の反応は発熱反応であるため、反応熱および発生するジュール熱を熱エネルギーとして利用することができる。
応が起こり、水素とともに約10%のCOが発生する。
CH4 + H2O → CO + 3H2
その後、発生したCOは(化5)で示すようにCO変成器52で二酸化炭素に酸化され、約5000ppmまで減少する。後流のCO除去器53ではCOだけでなく、燃料ガスの水素まで酸化してしまうので、CO変成器52でできるだけCO濃度を低下させる必要がある。
CO + H2O → CO2 + H2
さらに残ったCOは(化6)で示すようにCO除去器53で空気中に含まれる酸素と反応して酸化され、その濃度は約10ppm以下まで低下する。
CO + 1/2O2 → CO2
全反応式を(化7)に示す。
CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2
燃料電池の動作温度域においてアノード21に含まれる白金はCOにより被毒しその触媒活性が劣化するため、通常アノード21には、白金−ルテニウムなどの耐CO性を有する触媒が用いられる。
構成であり、一方向から不純物を多く含む酸化剤ガスが供給された場合でも、吸気方向を不純物濃度の低い方向に向けて不純物をあまり含まない酸化剤ガスを吸気するので、その不純物による燃料電池の電圧低下が軽減され、さらには不純物除去手段の負荷が軽減されるので、不純物除去手段の寿命が確保され、結果として燃料電池の耐久性を向上させることができる。
するので、粒状物質による電圧低下および燃料電池の劣化を防ぐことができ、耐久性に優れた燃料電池発電装置を得ることができる。
図1は、本発明の燃料電池発電装置の構成図を示すものである。図1において、1は水素イオン伝導性を有するパーフルオロカーボンスルフォン酸ポリマからなる膜状の固体高分子電解質であり、電解質1の両面には一対の電極、アノード21およびカソード22が形成されている。電解質1は、水分を取り込むことにより、電解質1内のスルフォン酸基の水素イオンが解離して電荷担体となり、スルフォン酸基がいくつか凝集して形成される逆ミセル構造の中を通過することで水素イオン伝導性を示す。含水率が下がると電解質1の導電率が低下するため、ガスは加湿して供給し、電解質1膜などの乾燥を防いだ。
4NO2 + 2Ca(OH)2
→ Ca(NO2)2 + Ca(NO3)2 + H2O
(化9)
SO2 + Ca(OH)2
→ CaSO4・1/2H2O + 1/2H2O
したがって、単に吸着するのではなく、不純物とアルカリを反応させてフィルター上に固定するので、濃度や温度により脱着するようなことがなくなり、脱着した高濃度の不純物が燃料電池に混入して電池性能を劣化させることを防ぐことができる。また、多孔質な活性炭を用いるので、トルエン、メチルエチルケトン、トリクロロエチレンなどの有機溶剤も吸着することができ、これらの不純物による電池性能の低下も抑制することができる。また、ハニカム型の構造体とすることにより、反応面積を大きくすることができる。また、導入する酸化剤ガスのフィルターによる圧力損失を下げることができ、フィルターの目詰まりも抑制するので、酸化剤ガス供給手段6の負荷に影響を及ぼさず、発電効率を高い状態のまま保持することができる。
NH3 + H3PO4 → (NH4)3PO4
したがって、単に吸着するのではなく、不純物と添着物質を反応させてフィルター上に固定するので、濃度や温度により脱着するようなことがなくなり、脱着した不純物が燃料電池に混入して電池性能を劣化させることを防ぐことができる。また、多孔質な活性炭を用いるので、トルエン、メチルエチルケトン、トリクロロエチレンなどの有機溶剤も吸着することができ、これらの不純物による電池性能の低下も抑制することができる。また、繊維状の活性炭を用いることにより、軽量化を図ることができるだけでなく、形状やサイズの自由度が増し、かけや割れといった破損をなくすことができる。また、コルゲート型の構造体とすることにより、反応面積を大きくすることができる。また、導入する酸化剤ガスのフィルターによる圧力損失を下げることができ、フィルターの目詰まりも抑制するので、酸化剤ガス供給手段6などの負荷に影響を及ぼさず、発電効率を高い状態のまま保持することができる。
る粉塵だけでなく、前段に配置される酸化剤ガス供給手段4から発生する粉塵や粒状物質も除去する。また、酸性ガス除去フィルター、アルカリ性ガス除去フィルターの除去性能を保持するだけでなく、除塵フィルターの負荷を軽減するので除塵フィルターの寿命を延ばすことができる。
を防止するので、耐久性に優れた燃料電池発電装置を得ることができる。
図3は、本発明の実施の形態2の燃料電池発電装置の第一の吸気口10の構成図である。実施の形態1の燃料電池発電装置と異なる点は、第一の吸気口10が筐体9に取り付けられたL字型配管であり、設置場所に応じて回転部103を回転して360度、任意に吸気方向を変えられる点であり、それ以外の構成は実施の形態1と同じである。
図4は、本発明の実施の形態3の燃料電池発電装置の第一の吸気口10の構成図である。実施の形態1の燃料電池発電装置と異なる点は、第一の吸気口10に酸化剤ガスが直接供給されないように遮蔽板11を第一の吸気口の前に配置した点であり、それ以外の構成は実施の形態1と同じである。遮蔽板11は遮蔽板取付台111によって筐体9に取り付けられており、酸化剤ガスは遮蔽板11と筐体9の隙間を通って筐体9内部の酸化剤ガス供給手段6に供給される。
図5は、本発明の実施の形態4の燃料電池発電装置の第一および第二の吸気口104および105の構成の一例である。実施の形態1の燃料電池発電装置と異なる点は、第二の吸気口105と、封止板106または107、および不純物検出手段108を備えた点であり、それ以外の構成は実施の形態1と同じである。
21 電極(アノード)
22 電極(カソード)
31、32 セパレータ板
6 酸化剤ガス供給手段
71 粒状物質除去手段
72 不純物ガス除去手段
9 筐体
10、104 第一の吸気口
105 第二の吸気口
108 不純物検出手段
11 遮蔽板
Claims (9)
- 電解質と、前記電解質を挟む一対の電極と、前記電極の一方に少なくとも水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に少なくとも酸素を含む酸化剤ガスを供給排出するガス流路を有する一対のセパレータ板を有するセルを少なくとも一つ有する燃料電池と、前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、前記燃料電池と前記酸化剤ガス供給手段を内部に収納する直方体の筐体と、前記筐体に配置され、設置場所に応じて吸気方向を任意に変えることができ、前記筐体の外部から内部へ前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給手段に導入する第一の吸気口を備えた燃料電池発電装置。
- 第一の吸気口は、酸化剤ガス中の不純物の濃度の低い方向に向けられる請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 第一の吸気口は、整流板を有し、設置場所に応じて前記整流板の向きを調節して任意に吸気方向を変える請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 第一の吸気口は、L字型配管であり、設置場所に応じて前記L字型配管を回転して任意に吸気方向を変える請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 酸化剤ガスが直接第一の吸気口に供給されないように配置される遮蔽板を有し、設置場所に応じて前記遮蔽版を取り付ける請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 第二の吸気口と、前記第二の吸気口を封止する封止板を備え、設置場所に応じて前記封止板で前記第二の吸気口を塞ぐ請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 吸気する酸化剤ガス中に含まれる不純物の濃度を検出する不純物検出手段を備え、前記不純物の濃度が閾値を越えたら、封止板で第二の吸気口を塞ぐ請求項1および6に記載の燃料電池発電装置。
- 酸化剤ガス中に含まれる不純物ガスを除去する不純物ガス除去手段を備えてなる請求項1に記載の燃料電池発電装置。
- 酸化剤ガス中に含まれる粒状物質を除去する粒状物質除去手段を備えてなる請求項1に記載の燃料電池発電装置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009081036A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Casio Comput Co Ltd | 通気装置、発電ユニット及び電子機器 |
JP2010267397A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Panasonic Corp | 燃料電池発電装置 |
JP2011100627A (ja) * | 2009-11-06 | 2011-05-19 | Panasonic Corp | 燃料電池装置 |
JP2014530465A (ja) * | 2011-09-23 | 2014-11-17 | インテリジェント エナジーリミテッドIntelligent Energy Limited | 燃料電池システム |
JP5914862B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2016-05-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 燃料電池システム |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0448555A (ja) * | 1990-06-14 | 1992-02-18 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 燃料電池発電設備 |
JPH08293316A (ja) * | 1995-04-21 | 1996-11-05 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池発電装置の排気ガス放出方法およびその装置 |
JPH09180744A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-11 | Fuji Electric Co Ltd | りん酸型燃料電池発電装置 |
JPH10284107A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2002151130A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-05-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池車両 |
JP2003297409A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-10-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池電源装置 |
JP2005285588A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Casio Comput Co Ltd | 電子機器 |
JP2005322506A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP2006114377A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 燃料電池発電装置の換気装置 |
-
2006
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0448555A (ja) * | 1990-06-14 | 1992-02-18 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 燃料電池発電設備 |
JPH08293316A (ja) * | 1995-04-21 | 1996-11-05 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池発電装置の排気ガス放出方法およびその装置 |
JPH09180744A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-11 | Fuji Electric Co Ltd | りん酸型燃料電池発電装置 |
JPH10284107A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2002151130A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-05-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池車両 |
JP2003297409A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-10-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池電源装置 |
JP2005285588A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Casio Comput Co Ltd | 電子機器 |
JP2005322506A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP2006114377A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 燃料電池発電装置の換気装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009081036A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Casio Comput Co Ltd | 通気装置、発電ユニット及び電子機器 |
JP2010267397A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Panasonic Corp | 燃料電池発電装置 |
JP2011100627A (ja) * | 2009-11-06 | 2011-05-19 | Panasonic Corp | 燃料電池装置 |
JP5914862B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2016-05-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 燃料電池システム |
JP2014530465A (ja) * | 2011-09-23 | 2014-11-17 | インテリジェント エナジーリミテッドIntelligent Energy Limited | 燃料電池システム |
US9496571B2 (en) | 2011-09-23 | 2016-11-15 | Intelligent Energy Limited | Fuel cell system |
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