JP2009524902A - パッシブ型反応物供給による燃料電池の操作方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図5
Description
2006年1月25日出願の米国特許仮出願整理番号60/743,173に対する、米国特許法第119条(e)のもとの優先権の利益を本非仮出願は主張し、この米国特許仮出願整理番号60/743,173は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、燃料電池に関し、より詳細には、パッシブ式の、密封型燃料供給システムを有する空気吸出入式燃料電池の動作方法に関する。動作時間を延ばし、高い燃料利用率を達成するために、本方法の実施形態を使用することができる。
本特許文献の開示部分は、著作権保護を受ける素材を含む。本特許文書または本特許開示は、特許商標局の特許資料または記録に記載されているので、著作権者は、本特許文書または本特許開示の何者による複製に対しても異議はないが、いかなる著作権も著作権者に留保される。以下におよび本文書の一部を形成する図面に記載されるようなソフトウエアならびにデータへ、以下の通知は充当される。
Copyright 2005、Angstrom Power社。著作権完全保持。
体学的に接続する。
1. 汚染物質を吸収するために活性化する、ガス拡散層内に置かれた炭素層。
2. カソードに撥水性を与える、燃料電池の表面上に置かれた疎水性層。
3. i. 多孔性の疎水性テフロン(登録商標)シートと
ii. 多孔性の活性炭フィルタとを
有する、燃料電池を覆う多孔性カバー。
4. スクリーン状のまたはメッシュ状のカバー。
図2に示すテスト結果は、高い燃料利用率を達成すると同時に長期の動作時間および安定した性能を遂げる際の問題点を例示する。図2は、種々の燃料利用率でのデッドエンド・モードおよびオープンエンド・モードの両方における燃料電池システムの動作を例示する。4つ全てのテストにおいて、燃料電池カソードは、オキシダントの供給のために外気に単にさらされた。そして圧縮ガス・シリンダからの純粋な乾燥水素がアノードに向けられた。調査された燃料電池は、200mA/cm2で操作される10セル・アセンブリであった。
この実施例においては、実施例1と同じ10セル・アセンブリが、アノードからカソードへのずっとより高い圧力差(今回は約24psig)をかけた水素によりデッドエンド式で動作された。カソードは再度、オキシダントの供給のために外気にそのままさらした。このデッドエンド式動作中の、動作時間に対する電圧のグラフを図3に示す。約7.0ボルトから約7.5ボルトの間の電圧において、テストが計画の通り停止された時間である25,000秒(ほぼ7時間)を超えて燃料電池が動作したことを、このグラフは示す。このことからは、燃料側がデッドエンドになっているパッシブ式の空気吸出入式燃料電池システムにおいて、高い圧力差を利用することの利点が示されている。これらの動作条件下におけるこの特定のタイプおよびサイズの燃料電池システムに関しては、2.85psigの差は十分でなかったが(実施例1に示すように)、圧力差を強めて24psigにすると、動作時間においての有意な改善が得られた。
この実施例においては、実施例1および2で利用されたのとは異なる燃料電池アーキテクチャを使用して本方法はテストされ(ELECTROCHEMICAL FUEL CELLS HAVING CURRENT−CARRYING STRUCTURES UNDERLYING REACTION LAYERSに記載されるように)、図4に示すように、動作時間に対する電圧は、200mA/cm2において測定された。周辺温度もまたモニタした。これをグラフに示す。やはり燃料電池カソードは、オキシダントの供給のために外気にそのままさらした。水素は、約5psigの圧力で、デッドエンド式
のアノードに供給された。データは、スタックが約1900時間(10週間超)の間、4ボルトから8ボルトの電圧範囲内で動作したことを示す。排出またはパージされることなしに、水素は、終始デッドエンドのままであった。周辺温度は、摂氏約20度から35度の範囲であった。
2006年1月25日出願の米国特許仮出願整理番号60/743,173に対する、米国特許法第119条(e)のもとの優先権の利益を本非仮出願は主張し、この米国特許仮出願整理番号60/743,173は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、燃料電池に関し、より詳細には、パッシブ式の、密封型燃料供給システムを有する空気吸出入式燃料電池の動作方法に関する。動作時間を延ばし、高い燃料利用率を達成するために、本方法の実施形態を使用することができる。
本特許文献の開示部分は、著作権保護を受ける素材を含む。本特許文書または本特許開示は、特許商標局の特許資料または記録に記載されているので、著作権者は、本特許文書または本特許開示の何者による複製に対しても異議はないが、いかなる著作権も著作権者に留保される。以下におよび本文書の一部を形成する図面に記載されるようなソフトウエアならびにデータへ、以下の通知は充当される。
Copyright 2005、Angstrom Power社。著作権完全保持。
オキシダント流から水素燃料流を分離する。従来の燃料電池はまた、オキシダントおよび燃料のための、それぞれ排出口24および26を含む。
らに、水素の周囲環境への放出は、望ましくないことがある。
に使用されるように、圧力には、絶対圧力測定値および相対圧力測定値の両方が含まれる。
おいて、燃料供給源104は、燃料補給ポート112および/または圧力調整器110を任意に備える。燃料補給ポート112は、圧力によって作動するバルブであり、このバルブを介して、燃料供給源104内へと、例えば流体燃料などの流体が流れこめるようになっている。
て燃料エンクロージャに供給される。燃料は、一定の圧力でまたは可変の圧力で供給されることがある。燃料が供給される圧力は、例えば燃料電池または燃料電池層の電力需要などの、システム性能の様相に応じて調節されることがある。燃料は、アクティブな流れ制御なしで(例えば、マス・フロー・メータまたはロータメータを使用することなしで)供給される。本方法のある実施形態では、燃料がアノードに供給される圧力は、例えば図5の102に示すような燃料電池または燃料電池層からの電力需要に影響されないでいることができる。ある実施形態では、燃料エンクロージャ(図示せず)に供給される燃料の圧力は調整されない。例えば、水素が金属水素化物から放出されるいかなる圧力下においても金属水素化物から水素を燃料エンクロージャが受け取るように、燃料エンクロージャは、金属水素化物水素貯蔵システムに流動的に接続されることがある。パッシブ式の空気吸出入式燃料電池となるよう構成されることができる、広範囲にわたる多様な燃料電池アーキテクチャにおいて、本明細書中に記載する本方法実施形態は実現されることがある。例えば、全て参照により本明細書に組み込まれ、共同所有された、COMPACT CHEMICAL REACTORと題する米国出願第10/887,519号、COMPACT CHEMICAL REACTOR WITH REACTOR FRAMEと題する米国特許出願第10/818,610号、FUEL CELL LAYERと題する米国特許出願第10/818,611号、FUEL CELL LAYER WITH REACTOR FRAMEと題する米国特許出願第10/818,843号、およびELECTROCHEMICAL FUEL CELLS FORMED ON PLEATED SUBSTRATESと題する米国特許出願第11/047,557号に記載されるタイプの燃料電池アセンブリとともに、本方法の実施形態は使用することができる。別の実施例として、共同所有されたELECTROCHEMICAL FUEL CELLS HAVING CURRENT−CARRYING STRUCTURES UNDERLYING REACTION LAYERSと題する米国特許出願第11/047,560号(同様に、参照により本明細書に含まれる)に記載されるタイプの燃料電池アセンブリとともに、本方法の実施形態は使用することができる。この特許出願は平面燃料電池配列を含む。
険には、これらに限定されないが、磨耗または破壊などの物理的損傷、過度の乾燥、過度の湿気、およびSO2、CO、CO2などの大気中汚染物質が含まれることがあり、これらは、触媒および/または燃料電池の性能に対して好ましくないことがある。それゆえに、燃料電池システムは、カソードを保護するためのメカニズムを含むことがある。さらに、そのようなメカニズムはまた、システムの水管理についての特徴に影響し、システムの水管理についての特徴を改め、かつ/または制御するために使用することができる。そのようなメカニズムの例には、これに限定されないが、以下が含まれる。
1. 汚染物質を吸収するために活性化する、ガス拡散層内に置かれた炭素層。
2. カソードに撥水性を与える、燃料電池の表面上に置かれた疎水性層。
3. i. 多孔性の疎水性テフロン(登録商標)シートと
ii. 多孔性の活性炭フィルタとを
有する、燃料電池を覆う多孔性カバー。
4. スクリーン状のまたはメッシュ状のカバー。
力を調整するために、フィードバック制御について記載してきたが、特定の種類の用途については、他のタイプの制御が適当な場合があることが理解される。ある実施形態に関しては、燃料電池システムはまた、図5の126で示すような封止材を含み、この封止材は燃料電池システムからの燃料の損失を防止する。燃料電池システムはまた、オス型電気コネクタおよびメス型電気コネクタを含むことがある。
図2に示すテスト結果は、高い燃料利用率を達成すると同時に長期の動作時間および安定した性能を遂げる際の問題点を例示する。図2は、種々の燃料利用率でのデッドエンド・モードおよびオープンエンド・モードの両方における燃料電池システムの動作を例示する。4つ全てのテストにおいて、燃料電池カソードは、オキシダントの供給のために外気に単にさらされた。そして圧縮ガス・シリンダからの純粋な乾燥水素がアノードに向けられた。調査された燃料電池は、200mA/cm2で操作される10セル・アセンブリであった。
この実施例においては、実施例1と同じ10セル・アセンブリが、アノードからカソードへのずっとより高い圧力差(今回は約24psig)をかけた水素によりデッドエンド式で動作された。カソードは再度、オキシダントの供給のために外気にそのままさらした。このデッドエンド式動作中の、動作時間に対する電圧のグラフを図3に示す。約7.0ボルトから約7.5ボルトの間の電圧において、テストが計画の通り停止された時間である25,000秒(ほぼ7時間)を超えて燃料電池が動作したことを、このグラフは示す。このことからは、燃料側がデッドエンドになっているパッシブ式の空気吸出入式燃料電池システムにおいて、高い圧力差を利用することの利点が示されている。これらの動作条件下におけるこの特定のタイプおよびサイズの燃料電池システムに関しては、2.85p
sigの差は十分でなかったが(実施例1に示すように)、圧力差を強めて24psigにすると、動作時間においての有意な改善が得られた。
この実施例においては、実施例1および2で利用されたのとは異なる燃料電池アーキテクチャを使用して本方法はテストされ(ELECTROCHEMICAL FUEL CELLS HAVING CURRENT−CARRYING STRUCTURES UNDERLYING REACTION LAYERSに記載されるように)、図4に示すように、動作時間に対する電圧は、200mA/cm2において測定された。周辺温度もまたモニタした。これをグラフに示す。やはり燃料電池カソードは、オキシダントの供給のために外気にそのままさらした。水素は、約5psigの圧力で、デッドエンド式のアノードに供給された。データは、スタックが約1900時間(10週間超)の間、4ボルトから8ボルトの電圧範囲内で動作したことを示す。排出またはパージされることなしに、水素は、終始デッドエンドのままであった。周辺温度は、摂氏約20度から35度の範囲であった。
1. パッシブな反応物供給による燃料電池システムの動作方法であって、前記燃料電池システムは、イオン伝導性電解質により隔てられた、複数のアノードおよび複数のカソード、ならびに、流体的に前記複数のアノードに接続する閉じた燃料供給源を含み、
前記カソードを外気にさらすステップと、
前記外気の圧力を超える圧力で前記アノードに燃料を供給するステップと
を有する、方法。
2. 前記燃料は水素である、実施形態1に記載の方法。
3. 燃料利用率が75%を超える、実施形態1に記載の方法。
4. 前記燃料利用率が90%を超える、実施形態1に記載の方法。
5. 燃料供給圧力が少なくとも1つの圧力調整器によって制御される、実施形態1に記載の方法。
6. 前記燃料供給源は、金属水素化物、複合金属水素化物、カーボングラファイト・ナノファイバ、圧縮水素ガス、ケミカル・ハイドライドからなる群から選択される水素貯蔵材料を有する、実施形態1に記載の方法。
7. 燃料が、実質的に一定の圧力で前記複数のアノードに供給される、実施形態1に記載の方法。
8. 前記燃料が前記複数のアノードに供給されるときの前記圧力は、前記燃料電池システムの電力需要の影響を受けない、実施形態1に記載の方法。
9. 前記閉じた燃料供給源と前記複数のアノードとの間には圧力調整についての構成部品がない、実施形態1に記載の方法。
10. 前記燃料が前記アノードに供給されるときの前記圧力は、前記燃料電池システムの電力需要に左右される、実施形態1に記載の方法。
11. 前記閉じた燃料供給源と前記複数のアノードとの間に1つまたは複数個の圧力制御構成部品が配置される、実施形態1に記載の方法。
12. 前記燃料供給源は金属水素化物を含む、実施形態1に記載の方法。
13. 前記燃料が加水されていない、実施形態1に記載の方法。
14. 前記燃料電池システムは、燃料電池の平面配列を有する、実施形態1に記載の方法。
15. 前記平面配列内の各個別の燃料電池の領域が0.00000001cm 2 から1000cm 2 までの範囲である、実施形態14に記載の方法。
16. 前記反応物燃料は、並列に接続された前記複数のアノードのそれぞれに供給される、実施形態1に記載の方法。
17. 前記反応物燃料は、直列に接続された前記複数のアノードの少なくとも一部へ供給される、実施形態1に記載の方法。
18. 前記イオン伝導性電解質は、プロトン交換膜である、実施形態1に記載の方法。
19. 前記イオン伝導性電解質は、ペルフルオロスルホン酸の重合体を含む、実施形態1に記載の方法。
20. 前記イオン伝導性電解質のイオン伝導度が、前記イオン伝導性電解質の水和レベ
ルに左右される、実施形態1に記載の方法。
21. 前記イオン伝導性電解質の厚さが、1ミクロンから100ミクロンの範囲である、実施形態1に記載の方法。
22. パッシブな反応物供給による燃料電池システムの動作方法であって、前記燃料電池システムは、少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード、イオン伝導性電解質、および、前記燃料電池システムに連結された閉じた燃料供給源を有し、ここで前記イオン導電性電解質はそれぞれのアノードとカソードとの間に配置され、
前記燃料供給源を、周囲圧力を超える圧力にまで加圧するステップと、
前記カソードを外気にさらすステップと、
を有する、方法。
23. 前記燃料供給源は金属水素化物を含む、実施形態22に記載の方法。
24. パッシブな反応物供給による燃料電池の動作方法であって、前記燃料電池は、少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード、イオン伝導性電解質、および、前記燃料電池システムに接続された閉じた燃料プレナムを有し、ここで前記イオン導電性電解質はそれぞれのアノードとカソードとの間に配置され、
前記カソードを外気にさらすステップと、
前記外気の圧力を超える圧力で、前記燃料プレナムにより燃料を前記アノードへ供給するステップと、
を有する、方法。
25. 携帯型電源、携帯電話、PDA、衛星電話、ラップトップ・コンピュータ、携帯型DVD再生機、携帯型CD再生機、携帯型パーソナル・ケア・デバイス、携帯型ステレオ、携帯型テレビ、無線送信機、レーダ送信機、レーダ探知機、ラップトップ・コンピュータ、何らかの携帯型電子デバイス、およびこれらの組合せのうちのひとつ以上の筐体内に、前記燃料電池システムが組み込まれている、実施形態1、22、24に記載の方法。
26. 燃圧が加減される、実施形態1、22、24に記載の方法。
27. 燃料の前記アノードからのパージまたは排出によって燃料が前記燃料電池システムから放出されることのない、実施形態1、22、24に記載の方法。
Claims (29)
- パッシブな反応物供給による燃料電池システムの動作方法であって、前記燃料電池システムは、イオン伝導性電解質により隔てられた、複数のアノードおよび複数のカソード、ならびに、流体的に前記複数のアノードに接続する閉じた燃料供給源を含み、
a.前記カソードを外気にさらすステップと、
b.前記外気の圧力を超える圧力で前記アノードに燃料を供給するステップと
を有する、方法。 - 前記燃料は水素である、請求項1に記載の方法。
- 燃料利用率が75%を超える、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料利用率が90%を超える、請求項1に記載の方法。
- 燃料供給圧力が少なくとも1つの圧力調整器によって制御される、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料供給源は、金属水素化物、複合金属水素化物、カーボングラファイト・ナノファイバ、圧縮水素ガス、ケミカル・ハイドライドからなる群から選択される水素貯蔵材料を有する、請求項1に記載の方法。
- 燃料が、実質的に一定の圧力で前記複数のアノードに供給される、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料が前記複数のアノードに供給されるときの前記圧力は、前記燃料電池システムの電力需要の影響を受けない、請求項1に記載の方法。
- 前記閉じた燃料供給源と前記複数のアノードとの間には圧力調整についての構成部品がない、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料が前記アノードに供給されるときの前記圧力は、前記燃料電池システムの電力需要に左右される、請求項1に記載の方法。
- 前記閉じた燃料供給源と前記複数のアノードとの間に1つまたは複数個の圧力制御構成部品が配置される、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料供給源は金属水素化物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料が加水されていない、請求項1に記載の方法。
- 前記燃料電池システムは、燃料電池の平面配列を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記平面配列内の各個別の燃料電池の領域が0.00000001cm2から1000cm2までの範囲である、請求項10に記載の方法。
- 前記反応物燃料は、並列に接続された前記複数のアノードのそれぞれに供給される、請求項1に記載の方法。
- 前記反応物燃料は、直列に接続された前記複数のアノードの少なくとも一部へ供給され
る、請求項1に記載の方法。 - 前記イオン伝導性電解質は、プロトン交換膜である、請求項1に記載の方法。
- 前記イオン伝導性電解質は、ペルフルオロスルホン酸の重合体を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記イオン伝導性電解質のイオン伝導度が、前記イオン伝導性電解質の水和レベルに左右される、請求項1に記載の方法。
- 前記イオン伝導性電解質の厚さが、1ミクロンから100ミクロンの範囲である、請求項1に記載の方法。
- パッシブな反応物供給による燃料電池システムの動作方法であって、前記燃料電池システムは、少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード、イオン伝導性電解質、および、前記燃料電池システムに連結された燃料供給源を有し、ここで前記イオン導電性電解質はそれぞれのアノードとカソードとの間に配置され、
a.前記燃料供給源を、周囲圧力を超える圧力にまで加圧するステップと、
b.前記カソードを外気にさらすステップと、
を有する、方法。 - 前記燃料供給源は金属水素化物を含む、請求項22に記載の方法。
- パッシブな反応物供給による燃料電池の動作方法であって、前記燃料電池は、少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード、イオン伝導性電解質、および、前記燃料電池システムに接続された閉じた燃料プレナムを有し、ここで前記イオン導電性電解質はそれぞれのアノードとカソードとの間に配置され、
a.前記カソードを外気にさらすステップと、
b.前記外気の圧力を超える圧力で、前記燃料プレナムにより燃料を前記アノードへ供給するステップと、
を有する、方法。 - パッシブな反応物供給により燃料電池システムを操作する方法であって、前記燃料電池システムは、少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード、イオン伝導性電解質、および、前記少なくとも1つのアノードに流体的に接続する閉じた燃料供給源を有し、ここで前記イオン導電性電解質はそれぞれのアノードとカソードとの間に配置され、
a.前記カソードを外気にさらすステップと、
b.前記外気の圧力を超える圧力で、前記少なくとも1つのアノードに燃料を供給するステップであって、前記燃料電池システムにより生成される水の量が、前記燃料電池システムから排出される水の量と実質的に等しくなるように、定常状態動作の間、前記燃料電池による水収支が実現されるように、前記圧力が選ばれるステップと、
を有する、方法。 - パッシブな反応物供給により燃料電池システムを操作する方法であって、前記燃料電池システムは、少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード、イオン伝導性電解質、および、前記少なくとも1つのアノードに流体的に接続する閉じた燃料供給源を有し、ここで前記イオン導電性電解質はそれぞれのアノードとカソードとの間に配置され、
a.前記カソードを外気にさらすステップと、
b.前記外気の圧力を超える圧力で、前記少なくとも1つのアノードに燃料を供給するステップであって、前記圧力は、前記カソードから前記アノードへの窒素拡散の緩和および
前記電解質の妥当な水和の維持に対して効果的である、ステップと、
を有する、方法。 - 携帯型電源、携帯電話、PDA、衛星電話、ラップトップ・コンピュータ、携帯型DVD再生機、携帯型CD再生機、携帯型パーソナル・ケア・デバイス、携帯型ステレオ、携帯型テレビ、無線送信機、レーダ送信機、レーダ探知機、ラップトップ・コンピュータ、何らかの携帯型電子デバイス、何らかの携帯型通信デバイス、およびこれらの組合せのうちのひとつ以上の筐体内に、前記燃料電池システムが組み込まれている、請求項1、22、24、25、26に記載の方法。
- 燃圧が調整される、請求項1、22、24、25、26に記載の方法。
- 前記アノードからの燃料のパージまたは排出によって燃料が前記燃料電池システムから放出されることのない、請求項1、22、24、25、26に記載の方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010062127A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 燃料電池システム |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009524902A (ja) | 2006-01-25 | 2009-07-02 | オングストローム パワー インク. | パッシブ型反応物供給による燃料電池の操作方法 |
JP2008004451A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Toyota Motor Corp | 燃料電池車用のイオン交換器 |
US8377555B2 (en) * | 2008-02-22 | 2013-02-19 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Gas storage materials, including hydrogen storage materials |
US9577273B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-02-21 | Intelligent Energy Limited | Fluidic interface module for a fuel cell system |
US10193169B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-01-29 | Intelligent Energy Limited | Fluidic interface module for a fuel cell system |
US9680171B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-06-13 | Intelligent Energy Limited | Methods for operating a fuel cell system |
EP3012189B1 (en) | 2014-10-22 | 2018-02-07 | Airbus Operations GmbH | Galley system, method for operating electrical galley devices and use of a fuel cell in a galley system |
FR3040240B1 (fr) | 2015-08-19 | 2017-08-04 | Commissariat Energie Atomique | Pile a combustible a couche de gestion d’eau integree et son procede de realisation. |
CN107464944B (zh) | 2016-05-27 | 2021-02-02 | 通用电气公司 | 燃料电池***及其操作方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04209469A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2002117865A (ja) * | 2000-04-28 | 2002-04-19 | Dmc 2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag | ポリマー電解質−燃料電池用のガス分配構造体、この種の電池用の膜−電極ユニット、ポリマー電解質−燃料電池、及びガス分配構造体の製造方法 |
JP2002161997A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Sony Corp | 水素カートリッジ、水素ガス供給システム及び水素カートリッジの管理方法 |
JP2003272662A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-09-26 | Sony Corp | 燃料電池,電気機器,電子基板,電子基板の製造方法,燃料電池用コネクタ,配線部材,及び燃料電池の実装方法 |
JP2003317745A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Samsung Sdi Co Ltd | 空気呼吸型の直接メタノール燃料電池セルパック |
JP2004146092A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Hitachi Ltd | シート状化学電池とその製造方法及び燃料電池とその製造方法並びに電解質シート及び配線シート |
JP2004253358A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-09-09 | Sony Corp | 水素ガス湿度制御装置、燃料電池および水素ガス湿度制御方法 |
JP2004281417A (ja) * | 2004-06-04 | 2004-10-07 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電装置とそれを用いた装置 |
JP2004311149A (ja) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Sony Corp | 燃料電池運転方法および燃料電池 |
JP2005122972A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム及び燃料電池システムの動作方法 |
JP2005347252A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Celaya Emparanza Y Galdos Sa (Cegasa) | 燃料電池技術を利用した消費電池 |
Family Cites Families (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5229222A (en) * | 1990-11-14 | 1993-07-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Fuel cell system |
US5879826A (en) * | 1995-07-05 | 1999-03-09 | Humboldt State University Foundation | Proton exchange membrane fuel cell |
JP3810178B2 (ja) * | 1997-05-06 | 2006-08-16 | 松下電器産業株式会社 | 高分子電解質型燃料電池の製造方法 |
AU4993200A (en) | 1999-05-06 | 2000-11-21 | Sandia Corporation | Fuel cell and membrane |
US6423434B1 (en) * | 1999-08-09 | 2002-07-23 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for managing fuel cell performance |
US6322918B1 (en) * | 1999-10-18 | 2001-11-27 | Motorola, Inc. | Water management system for fuel cells |
AU2001250055A1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-15 | Manhattan Scientifics, Inc. | Portable chemical hydrogen hydride system |
US6447945B1 (en) * | 2000-12-12 | 2002-09-10 | General Atomics | Portable electronic device powered by proton exchange membrane fuel cell |
US6423437B1 (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-23 | Enable Fuel Cell Corporation | Passive air breathing fuel cells |
ATE400904T1 (de) * | 2001-06-01 | 2008-07-15 | Polyfuel Inc | Austauschbare brennstoffpatrone, brennstoffzellenaggregat mit besagter brennstoffpatrone für tragbare elektronische geräte und entsprechendes gerät |
JP4042101B2 (ja) * | 2001-07-06 | 2008-02-06 | ソニー株式会社 | 燃料電池および燃料電池を用いた電力供給方法 |
JP2003031241A (ja) | 2001-07-18 | 2003-01-31 | Toyotomi Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池のガス差圧抑制構造 |
US6986961B1 (en) * | 2001-08-29 | 2006-01-17 | The Regents Of The University Of California | Fuel cell stack with passive air supply |
JP4325933B2 (ja) * | 2001-12-28 | 2009-09-02 | キヤノン株式会社 | 燃料電池および電気機器 |
JP2003217631A (ja) | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池の制御装置 |
JP4546018B2 (ja) * | 2002-06-27 | 2010-09-15 | キヤノン株式会社 | 燃料電池および電気機器 |
JP2004214131A (ja) | 2003-01-08 | 2004-07-29 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池の制御装置 |
WO2004079845A2 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Ballard Power Systems Inc. | Methods of operating fuel cells having closed reactant supply systems |
JP4501351B2 (ja) | 2003-03-27 | 2010-07-14 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2004342482A (ja) | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
CN1305156C (zh) * | 2003-09-02 | 2007-03-14 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 空气自呼吸式微型直接醇类燃料电池结构与制作方法 |
JP2005166516A (ja) | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Horiba Ltd | 燃料電池の過圧防止装置 |
JP4544525B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-09-15 | キヤノン株式会社 | バルブおよびそれを用いた燃料電池 |
JP2005294107A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Toyota Motor Corp | 燃料電池及びこれを用いた燃料電池システム |
JP2005294175A (ja) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Nissan Motor Co Ltd | 電極触媒層およびその製造方法 |
US7241525B2 (en) | 2004-04-06 | 2007-07-10 | Angstrom Power Inc. | Fuel cell layer with reactor frame |
US7063910B2 (en) | 2004-04-06 | 2006-06-20 | Angstrom Power | Compact chemical reactor with reactor frame |
US7067217B2 (en) | 2004-04-06 | 2006-06-27 | Angstrom Power | Compact fuel cell layer |
US7201986B2 (en) | 2004-05-04 | 2007-04-10 | Angstrom Power Incorporated | Electrochemical cells formed on pleated substrates |
US7632587B2 (en) | 2004-05-04 | 2009-12-15 | Angstrom Power Incorporated | Electrochemical cells having current-carrying structures underlying electrochemical reaction layers |
US7455925B2 (en) | 2004-07-08 | 2008-11-25 | Angstrom Power Incorporated | Thin-layer fuel cell structure |
WO2006038519A1 (ja) | 2004-10-05 | 2006-04-13 | Nitto Denko Corporation | 燃料電池及び発電方法 |
US7687090B2 (en) * | 2004-11-30 | 2010-03-30 | Corning Incorporated | Fuel cell device assembly and frame |
JP3114148U (ja) * | 2005-05-20 | 2005-09-29 | 日東電工株式会社 | 着脱式燃料電池及び電源供給システム |
US8187758B2 (en) * | 2005-08-11 | 2012-05-29 | Ardica Technologies Inc. | Fuel cell apparatus with a split pump |
JP2009524902A (ja) | 2006-01-25 | 2009-07-02 | オングストローム パワー インク. | パッシブ型反応物供給による燃料電池の操作方法 |
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04209469A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池発電システム |
JP2002117865A (ja) * | 2000-04-28 | 2002-04-19 | Dmc 2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag | ポリマー電解質−燃料電池用のガス分配構造体、この種の電池用の膜−電極ユニット、ポリマー電解質−燃料電池、及びガス分配構造体の製造方法 |
JP2002161997A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Sony Corp | 水素カートリッジ、水素ガス供給システム及び水素カートリッジの管理方法 |
JP2003272662A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-09-26 | Sony Corp | 燃料電池,電気機器,電子基板,電子基板の製造方法,燃料電池用コネクタ,配線部材,及び燃料電池の実装方法 |
JP2003317745A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Samsung Sdi Co Ltd | 空気呼吸型の直接メタノール燃料電池セルパック |
JP2004146092A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Hitachi Ltd | シート状化学電池とその製造方法及び燃料電池とその製造方法並びに電解質シート及び配線シート |
JP2004253358A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-09-09 | Sony Corp | 水素ガス湿度制御装置、燃料電池および水素ガス湿度制御方法 |
JP2004311149A (ja) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Sony Corp | 燃料電池運転方法および燃料電池 |
JP2005122972A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム及び燃料電池システムの動作方法 |
JP2005347252A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Celaya Emparanza Y Galdos Sa (Cegasa) | 燃料電池技術を利用した消費電池 |
JP2004281417A (ja) * | 2004-06-04 | 2004-10-07 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電装置とそれを用いた装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010062127A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 燃料電池システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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