JP2011008942A - Cooling liquid for fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池の冷却に用いられる燃料電池用冷却液に関する。 The present invention relates to a fuel cell coolant used for cooling a fuel cell.
燃料電池用冷却液に必要とされる性能として、不凍性、低導電性、耐引火性が知られている。また、燃料電池用冷却液の基剤として、水、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類を使用することで、燃料電池用冷却液に充分な不凍性および低導電性を付与できることも知られている（例えば、特許文献１参照）。一般には、燃料電池用冷却液として、グリコール水溶液が用いられている。グリコール水溶液は、不凍性、低導電性、耐引火性に優れている。 As the performance required for the fuel cell coolant, antifreeze, low conductivity, and flammability are known. It is also known that sufficient antifreeze and low conductivity can be imparted to the fuel cell coolant by using water, alcohols, glycols, glycol ethers as the base of the fuel cell coolant. (For example, see Patent Document 1). In general, an aqueous glycol solution is used as a fuel cell coolant. Glycol aqueous solution is excellent in antifreeze, low conductivity, and flammability.
ところで近年、燃料電池の出力に対する消費エネルギを低減する技術が求められている。燃料電池の消費エネルギを大きく低減するためには、燃料電池の冷却システムに要するエネルギをも低減する必要がある。冷却システムに要するエネルギを低減するためには、燃料電池用冷却液を循環させるためのエネルギを低減するのが有効であると考えられる。燃料電池用冷却液を循環させるためのエネルギを低減するためには、燃料電池用冷却液の粘度を低くする（低粘性にする）必要がある。 In recent years, there has been a demand for a technique for reducing energy consumption with respect to the output of a fuel cell. In order to greatly reduce the energy consumption of the fuel cell, it is necessary to reduce the energy required for the fuel cell cooling system. In order to reduce the energy required for the cooling system, it is considered effective to reduce the energy for circulating the fuel cell coolant. In order to reduce the energy for circulating the fuel cell coolant, it is necessary to lower the viscosity of the fuel cell coolant.
水は非常に低粘性であり導電性および引火性にも優れる一方、不凍性に劣る。上述したグリコール水溶液は、不凍性、低導電性、耐引火性に優れる一方、比較的高粘性である。グリコール水溶液の粘度を低下させるためにはグリコールの配合量を少なくする必要があるが、この場合には水の配合量が多くなり不凍性が低下する（凍結温度が高くなる）問題がある。アルコール水溶液は非常に低粘性であり不凍性および導電性にも優れる一方、耐引火性に劣る。耐引火性を向上させる（引火点を上昇させる）ためには、アルコールの配合量を少なくする必要があり不凍性が低下する問題がある。グリコールエーテル水溶液は低粘性であり不凍性および導電性にも優れる一方、耐引火性に劣る。グリコールエーテル水溶液の耐引火性を向上させるためには、グリコールエーテルの配合量を少なくする必要があり不凍性が低下する。また、一般的な冷却液として、水に塩化物（例えば塩化カルシウム）を配合してなるものも知られている。この種の冷却液は、不凍性および耐引火性に優れ、かつ、低粘性である。しかしその反面、導電性が高い問題がある。 Water has a very low viscosity and is excellent in conductivity and flammability, but is inferior in antifreeze. The glycol aqueous solution described above is excellent in antifreeze, low conductivity, and flammability, but has a relatively high viscosity. In order to reduce the viscosity of the aqueous glycol solution, it is necessary to reduce the blending amount of glycol. In this case, however, there is a problem that the blending amount of water increases and the antifreezing property decreases (the freezing temperature increases). Alcohol aqueous solution has very low viscosity and is excellent in antifreeze and conductivity, but is inferior in fire resistance. In order to improve the flammability (increase the flash point), it is necessary to reduce the blending amount of alcohol, and there is a problem that the antifreezing property is lowered. Glycol ether aqueous solution has low viscosity and excellent antifreeze and electrical conductivity, but is inferior in fire resistance. In order to improve the flammability of the glycol ether aqueous solution, it is necessary to reduce the blending amount of glycol ether, and the antifreezing property is lowered. Further, as a general cooling liquid, one obtained by blending water with a chloride (for example, calcium chloride) is also known. This type of coolant is excellent in antifreeze and flammability and has low viscosity. However, on the other hand, there is a problem of high conductivity.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、不凍性、低導電性、耐引火性および低粘性を兼ね備えた燃料電池用冷却液を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a coolant for a fuel cell that has antifreezing properties, low electrical conductivity, fire resistance, and low viscosity.
上記課題を解決する本発明の燃料電池用冷却液は、
燃料電池を冷却するための冷却液であって、
該冷却液全体に対して０．１質量％〜２質量％のメタノール、および／または、下式１で表され該冷却液全体に対して１質量％〜２５質量％のグリコールエーテル類と、
水と、
グリコール類と、からなることを特徴とする。
The coolant for a fuel cell of the present invention that solves the above problems is
A coolant for cooling the fuel cell,
0.1% by mass to 2% by mass of methanol with respect to the whole cooling liquid, and / or 1% by mass to 25% by mass of glycol ethers represented by the following formula 1,
water and,
And glycols.
Ｒ３−Ｏ−（Ｒ１−Ｏ）ｎ−Ｒ２・・・・・・（１）
（ただし、Ｒ１はアルキレン基、Ｒ２は水素またはアルキル基、Ｒ３はアルキル基、ｎは１以上の整数である。）
本発明の燃料電池用冷却液は下記の（１）〜（４）の何れかを備えることが好ましく、（１）〜（４）の複数を備えることがより好ましい。
R 3 —O— (R 1 —O) n—R 2 (1)
(However, R 1 is an alkylene group, R 2 is hydrogen or an alkyl group, R 3 is an alkyl group, and n is an integer of 1 or more.)
The fuel cell coolant of the present invention preferably includes any of the following (1) to (4), and more preferably includes a plurality of (1) to (4).
（１）前記グリコール類は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、グリセリンから選ばれる少なくとも一種である。 (1) The glycol is at least one selected from ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, and glycerin.
（２）前記Ｒ３の炭素数は４以下であり、
前記Ｒ１はエチレン基でありかつ前記ｎは１〜３の整数であるか、または、前記Ｒ１はプロピレン基でありかつ前記ｎは１である。
(2) R 3 has 4 or less carbon atoms,
The R 1 is an ethylene group and the n is an integer of 1 to 3, or the R 1 is a propylene group and the n is 1.
（３）前記グリコール類はエチレングリコールである。 (3) The glycol is ethylene glycol.
（４）前記グリコールエーテル類は、エチレングリコールモノメチルエーテルである。 (4) The glycol ether is ethylene glycol monomethyl ether.
本発明の燃料電池用冷却液（以下、単に冷却液と略する）は、水とグリコール類とを含む冷却液に、冷却液全体に対して０．１質量％〜２質量％のメタノール、および／または、冷却液全体に対して１質量％〜２５質量％のグリコールエーテル類を配合したものである。本発明の冷却剤によると、水と、グリコール類と、メタノールおよび／またはグリコールエーテル類と、が各々の長所により各々の短所を補うため。このため、本発明の冷却液は、不凍性、低導電性、耐引火性および低粘性を兼ね備える。換言すると、本発明の冷却液は、不凍性、低導電性、耐引火性を備えつつ、水とグリコール類とからなる従来の冷却液に比べて低粘性である。 The fuel cell coolant of the present invention (hereinafter simply abbreviated as “coolant”) is a coolant containing water and glycols, 0.1% by mass to 2% by mass of methanol with respect to the total coolant, and / Or 1 mass%-25 mass% glycol ethers are mix | blended with respect to the whole cooling fluid. According to the coolant of the present invention, water, glycols, and methanol and / or glycol ethers make up each disadvantage by each advantage. For this reason, the cooling fluid of the present invention has antifreezing properties, low electrical conductivity, flammability and low viscosity. In other words, the coolant of the present invention has antifreezing properties, low electrical conductivity, and flammability, and has a lower viscosity than conventional coolants composed of water and glycols.
グリコール類のなかでも、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、グリセリンは、不凍性に優れ、かつ、低粘性に優れる。このため、冷却水に配合するグリコール類として上述したものの何れかを（または複数を組み合わせて）用いることで、冷却液の不凍性および低粘性をさらに向上させることができる。すなわち、上記（１）を備える本発明の冷却液は、不凍性および低粘性にさらに優れる。 Among glycols, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, and glycerin are excellent in antifreeze and low viscosity. For this reason, it is possible to further improve the antifreezing property and low viscosity of the coolant by using any of the above-mentioned glycols to be blended in the cooling water (or a combination thereof). That is, the coolant of the present invention having the above (1) is further excellent in antifreeze and low viscosity.
Ｒ３の炭素数が４以下であるグリコールエーテル類は、粘度が低く、かつ、凍結温度が充分に低い。また、Ｒ１がエチレン基でありかつｎが１〜３の整数であるグリコールエーテル類、または、Ｒ１がプロピレン基でありｎが１であるグリコールエーテル類は、粘度が低い。したがって、上記（２）を備える本発明の冷却液は、低粘性および不凍性にさらに優れる。 Glycol ethers in which R 3 has 4 or less carbon atoms have a low viscosity and a sufficiently low freezing temperature. In addition, glycol ethers in which R 1 is an ethylene group and n is an integer of 1 to 3 or glycol ethers in which R 1 is a propylene group and n is 1 have a low viscosity. Therefore, the coolant of the present invention having the above (2) is further excellent in low viscosity and antifreeze.
本発明の冷却液におけるグリコールエーテル類としては、詳しくは、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルから選ばれる少なくとも一種を用いるのが好ましい。 As glycol ethers in the cooling liquid of the present invention, in detail, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether , Diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether , To use at least one selected from propylene glycol monobutyl ether is preferred.
本発明の冷却液におけるグリコールエーテル類として、炭素数の少ないものを用いる場合には、炭素数の多いものを用いる場合に比べて、粘度が低くなり（低粘性に優れ）、凝固点も低くなる（不凍性に優れる）。したがって、上式１におけるＲ３の炭素数は少ない方が好ましく、Ｒ１の炭素数もまた少ない方が好ましい。詳しくは、Ｒ３の炭素数が４以下であるか、Ｒ１はエチレン基でありかつｎは１〜３の整数であるか、または、Ｒ１はプロピレン基でありかつｎは１である場合には、不凍性と低粘性とを両立させ得る。 In the case of using a glycol ether having a small number of carbon atoms as the glycol ether in the cooling liquid of the present invention, the viscosity is lower (excellent in the low viscosity) and the freezing point is lower than when using a compound having a large number of carbon atoms ( Excellent antifreeze). Therefore, the number of carbon atoms in R 3 in the above formula 1 is preferably small, and the number of carbon atoms in R 1 is also preferably small. Specifically, when R 3 has 4 or less carbon atoms, R 1 is an ethylene group and n is an integer of 1 to 3, or R 1 is a propylene group and n is 1. Can achieve both antifreeze and low viscosity.
ところで、下表１に示すように、グリコールエーテル類のなかで上式１におけるＲ１がエチレン基であるもの（例えばエチレングリコールモノメチルエーテル）は、Ｒ１がプロピレン基であるもの（プロピレングリコールモノメチルエーテル）よりも引火点が高い。このため、本発明の冷却剤におけるグリコールエーテル類としては、Ｒ１がエチレン基であるものを用いるのが好ましい。また、各グリコールエーテル類の引火点はエチレングリコールモノメチルエーテル＜エチレングリコールモノエチルエーテル＜エチレングリコールモノプロピレンエーテル＜エチレングリコールモノブチルエーテルであるため、引火点を考慮すると、上式１におけるＲ３の炭素数は４以下の範囲で多い方が好ましい。さらに、また、各グリコールエーテル類の引火点はエチレングリコールモノメチルエーテル＜ジエチレングリコールモノメチルエーテル＜トリエチレングリコールモノメチルエーテルであるため、引火点を考慮すると、上式１におけるｎは３以下の範囲で多い方が好ましい。 By the way, as shown in Table 1 below, among glycol ethers, those in which R 1 in the above formula 1 is an ethylene group (for example, ethylene glycol monomethyl ether) are those in which R 1 is a propylene group (propylene glycol monomethyl ether). ) Has a higher flash point. For this reason, as glycol ethers in the coolant of the present invention, it is preferable to use those in which R 1 is an ethylene group. In addition, since the flash point of each glycol ether is ethylene glycol monomethyl ether <ethylene glycol monoethyl ether <ethylene glycol monopropylene ether <ethylene glycol monobutyl ether, the carbon number of R 3 in the above formula 1 is considered in consideration of the flash point. Is preferably in the range of 4 or less. Furthermore, since the flash point of each glycol ether is ethylene glycol monomethyl ether <diethylene glycol monomethyl ether <triethylene glycol monomethyl ether, in consideration of the flash point, n in the above formula 1 is more preferably in the range of 3 or less. preferable.
なお、プロピレングリコールモノメチルエーテルはエチレングリコールモノメチルグリコールよりも引火点が低いものの、その配合量を適宜設定（具体的には配合量の最大値を２５質量％未満に）すれば、引火点への影響を十分に抑制することができる。このため、プロピレングリコールモノメチルエーテル（すなわちＲ１がプロピレン基でありかつｎが１であるグリコールエーテル類）もまた、本発明の冷却液におけるグリコールエーテル類として好ましく用いられる。 Although propylene glycol monomethyl ether has a lower flash point than ethylene glycol monomethyl glycol, if the blending amount is appropriately set (specifically, the maximum blending amount is less than 25% by mass), the effect on the flash point will be described. Can be sufficiently suppressed. For this reason, propylene glycol monomethyl ether (that is, glycol ethers in which R 1 is a propylene group and n is 1) is also preferably used as the glycol ethers in the cooling liquid of the present invention.
本発明の冷却液におけるグリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、グリセリンから選ばれる少なくとも一種を用いることができる。これらのグリコール類の水溶液は、凍結温度が充分に低い（凝固点が充分に低い）ことが知られている。したがって、これらのグリコール類は、本発明の冷却液におけるグリコール類として好適に使用できる。例えば、図１〜図３に示すように、グリコール類の濃度が比較的低い範囲（例えば６０質量％未満）の範囲において、エチレングリコールの凝固点（図１）、ジエチレングリコールの凝固点（図２）およびプロピレングリコールの凝固点（図３）は、充分に低い。 As glycols in the cooling liquid of the present invention, at least one selected from ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, and glycerin can be used. It is known that the aqueous solution of these glycols has a sufficiently low freezing temperature (a sufficiently low freezing point). Accordingly, these glycols can be suitably used as glycols in the cooling liquid of the present invention. For example, as shown in FIGS. 1 to 3, in the range where the concentration of glycols is relatively low (for example, less than 60% by mass), the freezing point of ethylene glycol (FIG. 1), the freezing point of diethylene glycol (FIG. 2), and propylene The freezing point of glycol (FIG. 3) is sufficiently low.
なお、プロピレングリコール水溶液の凝固点（図３）はジエチレングリコール水溶液の凝固点（図２）よりも低く、エチレングリコール水溶液の凝固点（図１）はさらに低い。例えば、４０質量％のジエチレングリコール水溶液の凝固点は約−１５℃であるのに対して、４０質量％のプロピレングリコール水溶液の凝固点は約−２０℃であり、４０質量％のエチレングリコール水溶液の凝固点は約−２４℃である。このため、不凍性を考慮すると、炭素数の少ないグリコール類を使用するのが好ましく、炭素数２のエチレングリコールを使用するのが特に好ましい。 In addition, the freezing point (FIG. 3) of propylene glycol aqueous solution is lower than the freezing point (FIG. 2) of diethylene glycol aqueous solution, and the freezing point (FIG. 1) of ethylene glycol aqueous solution is still lower. For example, the freezing point of a 40% by weight diethylene glycol aqueous solution is about −15 ° C., whereas the freezing point of a 40% by weight propylene glycol aqueous solution is about −20 ° C., and the freezing point of a 40% by weight ethylene glycol aqueous solution is about -24 ° C. For this reason, when antifreezing property is considered, it is preferable to use glycols having a small number of carbon atoms, and it is particularly preferable to use ethylene glycol having 2 carbon atoms.
本発明の冷却液は、水、グリコール類、メタノールおよび／またはグリコールエーテル類からなるが、本発明の冷却液にさらに導電率抑制剤、熱交換促進剤、防錆剤、着色剤、消泡剤等の添加剤を配合し、複合冷却液として良い。この場合、各種添加剤の配合量は、冷却液の不凍性、低導電性、耐引火性、および低粘度を維持できる範囲で、適宜設定できる。 The cooling liquid of the present invention is composed of water, glycols, methanol and / or glycol ethers. In addition to the cooling liquid of the present invention, a conductivity inhibitor, a heat exchange accelerator, a rust inhibitor, a colorant, and an antifoaming agent are added. Etc. may be blended to form a composite coolant. In this case, the blending amounts of various additives can be appropriately set within a range in which the antifreezing property, low conductivity, flammability, and low viscosity of the coolant can be maintained.
なお、導電率抑制剤としては、スチレン樹脂等の耐熱性および耐久性に優れる陽イオン−陰イオン交換体を用いるのが好ましい。この場合、導電率抑制剤の配合量は、冷却液１００質量部に対して０．０１〜１１質量部であるのが好ましい。 In addition, as a conductivity inhibitor, it is preferable to use a cation-anion exchanger excellent in heat resistance and durability such as styrene resin. In this case, it is preferable that the compounding quantity of a conductivity inhibitor is 0.01-11 mass parts with respect to 100 mass parts of cooling fluid.
熱交換促進剤としては、炭酸カリウム６水和物、硝酸リチウム３水和物、硫酸ナトリウム１０水和物、炭酸ナトリウム１０水和物、チオ硫酸ナトリウム５水和物、硝酸ニッケル６水和物、酢酸ナトリウム３水和物、硝酸鉄６水和物、硝酸アルミニウム９水和物、４ホウ酸ナトリウム１０水和物、水酸化バリウム８水和物、水酸化ストロンチウム８水和物、硝酸マグネシウム６水和物、硫酸アルミニウム１０水和物、塩化マグネシウム６水和物等の無機塩水和物、リボース、マルトース１水和物、フルクトース、スクロース、ラクトース１水和物等の糖類、エリスリトール、スレイトール、キシリトール、ソルビトール、マルチトール等の糖アルコール類、尿素、チオ尿素、アセトアミド等の窒素含有化合物、等の蓄熱材をマイクロカプセルに封入したものを用いることが好ましい。この場合、熱交換促進剤の配合量は、冷却液１００質量部に対して０．０１〜２５質量部であるのが好ましい。 As the heat exchange accelerator, potassium carbonate hexahydrate, lithium nitrate trihydrate, sodium sulfate decahydrate, sodium carbonate decahydrate, sodium thiosulfate pentahydrate, nickel nitrate hexahydrate, Sodium acetate trihydrate, iron nitrate hexahydrate, aluminum nitrate nonahydrate, sodium tetraborate decahydrate, barium hydroxide octahydrate, strontium hydroxide octahydrate, magnesium nitrate 6 water Inorganic salt hydrates such as Japanese hydrate, aluminum sulfate decahydrate, magnesium chloride hexahydrate, saccharides such as ribose, maltose monohydrate, fructose, sucrose, lactose monohydrate, erythritol, threitol, xylitol, Heat storage materials such as sugar alcohols such as sorbitol and maltitol, nitrogen-containing compounds such as urea, thiourea and acetamide, etc. in microcapsules It is preferable to use those entering. In this case, it is preferable that the compounding quantity of a heat exchange promoter is 0.01-25 mass parts with respect to 100 mass parts of cooling fluid.
防錆剤としては、トリアゾール類を用いることが好ましい。この場合、防錆剤の配合量は、冷却液１００質量部に対して０．０００１〜０．１質量部であるのが好ましい。 Triazoles are preferably used as the rust inhibitor. In this case, it is preferable that the compounding quantity of a rust preventive agent is 0.0001-0.1 mass part with respect to 100 mass parts of cooling fluids.
着色剤としては、赤色１０６号を用いるのが好ましい。この場合、着色剤の配合量は、冷却液１００質量部に対して０．０００１〜０．０１質量部であるのが好ましい。 As the colorant, Red 106 is preferably used. In this case, the blending amount of the colorant is preferably 0.0001 to 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cooling liquid.
消泡剤としては、シリコン系またはポリエーテル系のものを用いるのが好ましい。この場合、消泡剤の配合量は、冷却液１００質量部に対して０．０００１〜０．１質量部であるのが好ましい。 As the antifoaming agent, a silicon-based or polyether-based one is preferably used. In this case, it is preferable that the compounding quantity of an antifoamer is 0.0001-0.1 mass part with respect to 100 mass parts of cooling fluids.
さらに、上記の複合冷却液において、メタノールとグリコールエーテル類とが共存していても良い。すなわち、水、グリコール類、メタノールからなる冷却液にグリコールエーテル類をさらに配合しても良いし、水、グリコール類、グリコールエーテル類からなる冷却液にメタノールをさらに配合しても良い。この場合、各種添加剤の配合量は、冷却液の不凍性、低導電性、耐引火性、および低粘度を維持できる範囲で、適宜設定できる。 Furthermore, in the above composite cooling liquid, methanol and glycol ethers may coexist. That is, glycol ethers may be further blended in a cooling liquid composed of water, glycols, and methanol, or methanol may be further blended in a cooling liquid composed of water, glycols, and glycol ethers. In this case, the blending amounts of various additives can be appropriately set within a range in which the antifreezing property, low conductivity, flammability, and low viscosity of the coolant can be maintained.
以下、本発明の冷却液を具体的に説明する。 Hereinafter, the coolant of the present invention will be specifically described.
（実施例１）
実施例１の冷却液は、５１質量部の水と、４７質量部のエチレングリコール（以下ＥＧと略す）と、２質量部のメタノールとを混合してなる。
Example 1
The coolant of Example 1 is a mixture of 51 parts by mass of water, 47 parts by mass of ethylene glycol (hereinafter abbreviated as EG), and 2 parts by mass of methanol.
（実施例２）
実施例２の冷却液は、５０質量部の水と、４９質量部のＥＧと、１質量部のメタノールとを混合してなる。
(Example 2)
The coolant of Example 2 is formed by mixing 50 parts by mass of water, 49 parts by mass of EG, and 1 part by mass of methanol.
（実施例３）
実施例３の冷却液は、５０質量部の水と、４９．９質量部のＥＧと、０．１質量部のメタノールとを混合してなる。
(Example 3)
The coolant of Example 3 is a mixture of 50 parts by mass of water, 49.9 parts by mass of EG, and 0.1 parts by mass of methanol.
（実施例４）
実施例４の冷却液は、５１質量部の水と、２４質量部のＥＧと、２５質量部のＥＧ−モノメチルエーテルとを混合してなる。
Example 4
The coolant of Example 4 is a mixture of 51 parts by mass of water, 24 parts by mass of EG, and 25 parts by mass of EG-monomethyl ether.
（実施例５）
実施例５の冷却液は、５０質量部の水と、４０質量部のＥＧと、１０質量部のＥＧ−モノメチルエーテルとを混合してなる。
(Example 5)
The coolant of Example 5 is a mixture of 50 parts by mass of water, 40 parts by mass of EG, and 10 parts by mass of EG-monomethyl ether.
（実施例６）
実施例６の冷却液は、５０質量部の水と、４９質量部のＥＧと、１質量部のＥＧ−モノメチルエーテルとを混合してなる。
(Example 6)
The coolant of Example 6 is formed by mixing 50 parts by mass of water, 49 parts by mass of EG, and 1 part by mass of EG-monomethyl ether.
（比較例１）
比較例１の冷却液は、水のみ（１００質量部の水）からなるものである。
(Comparative Example 1)
The coolant of Comparative Example 1 is composed only of water (100 parts by mass of water).
（比較例２）
比較例２の冷却液は、５０質量部の水と、５０質量部のＥＧとを混合してなる。
(Comparative Example 2)
The coolant of Comparative Example 2 is formed by mixing 50 parts by mass of water and 50 parts by mass of EG.
（比較例３）
比較例３の冷却液は、５５質量部の水と、４５質量部のメタノールとを混合してなる。
(Comparative Example 3)
The coolant of Comparative Example 3 is a mixture of 55 parts by mass of water and 45 parts by mass of methanol.
（比較例４）
比較例４の冷却液は、５０質量部の水と、５０質量部のＥＧモノメチルエーテルとを混合してなる。
(Comparative Example 4)
The coolant of Comparative Example 4 is formed by mixing 50 parts by mass of water and 50 parts by mass of EG monomethyl ether.
（比較例５）
比較例４の冷却液は、７０質量部の水と、３０質量部の塩化カルシウムとを混合してなる。
(Comparative Example 5)
The coolant of Comparative Example 4 is formed by mixing 70 parts by mass of water and 30 parts by mass of calcium chloride.
（比較例６）
比較例６の冷却液は、５０質量部の水と、４７質量部のＥＧと、３質量部のメタノールとを混合してなる。
(Comparative Example 6)
The coolant of Comparative Example 6 is formed by mixing 50 parts by mass of water, 47 parts by mass of EG, and 3 parts by mass of methanol.
（比較例７）
比較例７の冷却液は、５１質量部の水と、１９質量部のＥＧと、３０質量部のＥＧモノメチルエーテルとを混合してなる。
(Comparative Example 7)
The coolant of Comparative Example 7 is formed by mixing 51 parts by mass of water, 19 parts by mass of EG, and 30 parts by mass of EG monomethyl ether.
（評価試験）
実施例１〜実施例６および比較例１〜比較例７の冷却液について、凍結温度（℃）、２０℃における導電率（μＳ／ｃｍ）、引火点（℃）、２５℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）を測定した。測定方法は以下の通りである。
(Evaluation test)
For the coolants of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7, freezing temperature (° C.), conductivity at 20 ° C. (μS / cm), flash point (° C.), viscosity at 25 ° C. (mPa · s) was measured. The measuring method is as follows.
（凍結温度測定試験）
各冷却液の凍結温度をＪＩＳ Ｋ２２３４ ８．５ 凍結温度に準拠し、測定した。各冷却液の凍結温度を表２に示す。
(Freezing temperature measurement test)
The freezing temperature of each cooling liquid was measured according to JIS K2234 8.5 freezing temperature. Table 2 shows the freezing temperature of each coolant.
（導電率測定試験）
各冷却液の２５℃における導電率を導電率測定機にて測定した。各冷却液の２５℃における導電率を表２に示す。
(Conductivity measurement test)
The conductivity of each cooling liquid at 25 ° C. was measured with a conductivity measuring machine. Table 2 shows the conductivity of each cooling liquid at 25 ° C.
（引火点測定試験）
各冷却液の引火点を、８０℃以下の場合にはＴＡＧ密閉式引火点測定試験機で測定し、８０℃を超える場合にはクリーブランド開放式引火点試験機で測定した。各冷却液の引火点を表２に示す。
(Flash point measurement test)
The flash point of each coolant was measured with a TAG closed flash point measuring tester when the temperature was 80 ° C. or lower, and when the temperature exceeded 80 ° C., the flash point was measured with a Cleveland open flash point tester. Table 2 shows the flash point of each coolant.
（粘度測定試験）
各冷却液の２０℃における粘度をＢ型粘度測定試験機で測定した。各冷却液の２０℃における粘度を表２に示す。
(Viscosity measurement test)
The viscosity of each cooling liquid at 20 ° C. was measured with a B-type viscosity measuring tester. Table 2 shows the viscosity of each coolant at 20 ° C.
上述したように、燃料電池用冷却液に求められる性能としては、不凍性、低導電性、耐火性、低粘性、が挙げられる。詳しくは、上述した凍結温度測定試験において、凍結温度が−３５℃以下であれば、不凍性に優れると判断できる。上述した導電率測定試験において、２５℃における導電率が１μｍ／ｃｍ未満であれば、低導電性に優れると判断できる。上述した引火点測定試験において、引火が認められなければ、耐火性に優れると判断できる。上述した粘度測定試験において、２０℃における粘度が３．９ｍＰａ・ｓ未満であれば、低粘性に優れると判断できる。 As described above, the performance required for the fuel cell coolant includes antifreeze, low conductivity, fire resistance, and low viscosity. Specifically, in the above-described freezing temperature measurement test, if the freezing temperature is −35 ° C. or lower, it can be determined that the antifreezing property is excellent. In the conductivity measurement test described above, if the conductivity at 25 ° C. is less than 1 μm / cm, it can be determined that the low conductivity is excellent. In the above-described flash point measurement test, if no ignition is observed, it can be determined that the fire resistance is excellent. In the above-described viscosity measurement test, if the viscosity at 20 ° C. is less than 3.9 mPa · s, it can be determined that the viscosity is excellent.
表２に示すように、実施例１〜実施例６の冷却剤は、何れも、不凍性、低導電性、耐火性、および低粘性に優れる。また、比較例１〜比較例７の冷却液は、何れも、不凍性、低導電性、耐火性、および低粘性の何れかに劣る。したがって、水と、グリコール類と、０．１質量％〜２質量％のメタノール（または１質量％〜２５質量％のグリコールエーテル類）とで冷却液を構成することで、冷却液に不凍性、低導電性、耐火性、および低粘性の全てを付与できることが判る。 As shown in Table 2, the coolants of Examples 1 to 6 are all excellent in antifreezing, low conductivity, fire resistance, and low viscosity. Moreover, the cooling fluids of Comparative Examples 1 to 7 are all inferior to any of antifreeze, low conductivity, fire resistance, and low viscosity. Therefore, the coolant is made antifreeze by constituting the coolant with water, glycols, and 0.1% by mass to 2% by mass of methanol (or 1% by mass to 25% by mass of glycol ethers). It can be seen that low conductivity, fire resistance, and low viscosity can all be provided.
また、２質量％のメタノールを含む実施例１の冷却液の２０℃における粘度は３．７２ｍＰａ・ｓであり、１質量％のメタノールを含む実施例２の冷却液の２０℃における粘度は３．７８ｍＰａ・ｓであり、０．１質量％のメタノールを含む実施例３の冷却液の２０℃における粘度は３．８７ｍＰａ・ｓである。このため、冷却液全体に対するメタノールの量（メタノールの含有量）を０．１質量％〜２質量％の範囲にすることで、粘度を充分に低くできることがわかる。 Moreover, the viscosity at 20 ° C. of the coolant of Example 1 containing 2% by mass of methanol is 3.72 mPa · s, and the viscosity at 20 ° C. of the coolant of Example 2 containing 1% by mass of methanol is 3. The viscosity at 20 ° C. of the coolant of Example 3 containing 78% by mass and 0.1% by mass of methanol is 3.87 mPa · s. For this reason, it turns out that a viscosity can be made low enough by making the quantity of methanol (content of methanol) with respect to the whole cooling liquid into the range of 0.1 mass%-2 mass%.
さらに、２５質量％のエチレングリコールモノメチルエーテルを含む実施例４の冷却液の２０℃における粘度は３．６４ｍＰａ・ｓであり、１０質量％のエチレングリコールモノメチルエーテルを含む実施例５の冷却液の２０℃における粘度は３．７９ｍＰａ・ｓであり、１質量％のエチレングリコールモノメチルエーテルを含む実施例６の冷却液の２０℃における粘度は３．８７ｍＰａ・ｓである。このため、冷却液全体に対するエチレングリコールモノメチルエーテルの量（エチレングリコールモノメチルエーテルの含有量）を１質量％〜２５質量％の範囲にすることでも、粘度を充分に低くできることがわかる。 Furthermore, the viscosity at 20 ° C. of the coolant of Example 4 containing 25% by mass of ethylene glycol monomethyl ether was 3.64 mPa · s, and 20% of the coolant of Example 5 containing 10% by mass of ethylene glycol monomethyl ether. The viscosity at 20 ° C. is 3.79 mPa · s, and the viscosity at 20 ° C. of the coolant of Example 6 containing 1% by mass of ethylene glycol monomethyl ether is 3.87 mPa · s. For this reason, it turns out that a viscosity can be made low enough also by making the quantity (content of ethylene glycol monomethyl ether) of ethylene glycol monomethyl ether with respect to the whole cooling liquid into the range of 1 mass%-25 mass%.
本発明の燃料電池用冷却液は、特に、自動車用の燃料電池を冷却するための燃料電池用冷却液として好ましく用いることができる。 The fuel cell coolant of the present invention can be preferably used as a fuel cell coolant for cooling a fuel cell for an automobile.
Claims (5)
該冷却液全体に対して０．１質量％〜２質量％のメタノール、および／または、下式１で表され該冷却液全体に対して１質量％〜２５質量％のグリコールエーテル類と、
水と、
グリコール類と、からなることを特徴とする燃料電池用冷却液。
Ｒ３−Ｏ−（Ｒ１−Ｏ）ｎ−Ｒ２・・・・・・（１）
（ただし、Ｒ１はアルキレン基、Ｒ２は水素またはアルキル基、Ｒ３はアルキル基、ｎは１以上の整数である。） A coolant for cooling the fuel cell,
0.1% by mass to 2% by mass of methanol with respect to the whole cooling liquid, and / or 1% by mass to 25% by mass of glycol ethers represented by the following formula 1,
water and,
And a coolant for a fuel cell comprising glycols.
R 3 —O— (R 1 —O) n—R 2 (1)
(However, R 1 is an alkylene group, R 2 is hydrogen or an alkyl group, R 3 is an alkyl group, and n is an integer of 1 or more.)
前記Ｒ１はエチレン基でありかつ前記ｎは１〜３の整数であるか、または、前記Ｒ１はプロピレン基でありかつ前記ｎは１である請求項１または請求項２に記載の燃料電池用冷却液。 R 3 has 4 or less carbon atoms,
3. The fuel cell according to claim 1, wherein the R 1 is an ethylene group and the n is an integer of 1 to 3, or the R 1 is a propylene group and the n is 1. 3. For coolant.
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