JP2659446B2 - 燃料電池の不良セル処理法 - Google Patents
燃料電池の不良セル処理法Info
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- JP2659446B2 JP2659446B2 JP2022741A JP2274190A JP2659446B2 JP 2659446 B2 JP2659446 B2 JP 2659446B2 JP 2022741 A JP2022741 A JP 2022741A JP 2274190 A JP2274190 A JP 2274190A JP 2659446 B2 JP2659446 B2 JP 2659446B2
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- 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
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、燃料電池において、不良セルが発生した
ときの処理法に関するものである。
ときの処理法に関するものである。
第３図は例えば特開昭62−246268号公報に示された従
来の燃料電池の不良セル処理法を示す説明図であり、図
において、（１）は電池スタック、（２）は単位セル、
（2A）は不良セル、（３）はガス分離板、（７）、
（８）は反応ガス供給溝、（11）は反応ガス供給溝
（７）、（８）を閉塞するための耐熱性シール剤、（1
2）は耐食性線材（13）を埋込む穿孔である。
来の燃料電池の不良セル処理法を示す説明図であり、図
において、（１）は電池スタック、（２）は単位セル、
（2A）は不良セル、（３）はガス分離板、（７）、
（８）は反応ガス供給溝、（11）は反応ガス供給溝
（７）、（８）を閉塞するための耐熱性シール剤、（1
2）は耐食性線材（13）を埋込む穿孔である。
次に動作について説明する。
今不良セル（2A）が発生した場合、径約3mmのドリル
により不良セルに対応する反応ガス供給溝（７）（８）
の入口側及び出口側から、不良セル（2A）とこのセルに
隣接する一対のガス分離板（６）（６）の一部に亘って
穿孔（12）を施す。この穿孔はガス分離板（６）に所定
間隔をもって設けられ、その穿設長はガス分離板の中心
近くまで伸びている。尚セル及びガス分離板の切削層
は、反応ガス供給溝（７）（８）を逃げ場として溜る。
により不良セルに対応する反応ガス供給溝（７）（８）
の入口側及び出口側から、不良セル（2A）とこのセルに
隣接する一対のガス分離板（６）（６）の一部に亘って
穿孔（12）を施す。この穿孔はガス分離板（６）に所定
間隔をもって設けられ、その穿設長はガス分離板の中心
近くまで伸びている。尚セル及びガス分離板の切削層
は、反応ガス供給溝（７）（８）を逃げ場として溜る。
これら各穿孔（９）には、径3mmの耐食性導電線材（1
3）例えばステンレス、炭素などの線材を埋込み、この
線材（13）により不良セル（2A）に隣接する一対のガス
分離板（６）（６）間を短絡する。
3）例えばステンレス、炭素などの線材を埋込み、この
線材（13）により不良セル（2A）に隣接する一対のガス
分離板（６）（６）間を短絡する。
ついで不良セル（2A）に対応するすべての各反応ガス
供給溝（７）（８）の入口側及び出口側を耐熱性シール
材（11）により閉塞する。このシール材（11）として、
各反応ガス供給溝（７）（８）を充填するよう塗布する
フッ素系ゴムと、供給溝を含むセル端面に塗着するフッ
素系接着剤を併用する。
供給溝（７）（８）の入口側及び出口側を耐熱性シール
材（11）により閉塞する。このシール材（11）として、
各反応ガス供給溝（７）（８）を充填するよう塗布する
フッ素系ゴムと、供給溝を含むセル端面に塗着するフッ
素系接着剤を併用する。
従来の燃料電池の不良セル処理法は、ガス分離板
（６）に穿孔（12）を施すとともに、短絡用の耐食性導
電線材（13）を埋込むことが必要で、ガス分離板（６）
に割れ等が発生し、隣接セルに悪影響を及ぼすまでの問
題点があった。
（６）に穿孔（12）を施すとともに、短絡用の耐食性導
電線材（13）を埋込むことが必要で、ガス分離板（６）
に割れ等が発生し、隣接セルに悪影響を及ぼすまでの問
題点があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになさ
れたもので、短絡用線材を用いることなく不良セルを処
理することができる燃料電池の不良セル処理法を得るこ
とを目的とする。
れたもので、短絡用線材を用いることなく不良セルを処
理することができる燃料電池の不良セル処理法を得るこ
とを目的とする。
この発明に係る燃料電池の不良セルにおいて、不良セ
ルに対応するセルへの酸化剤の充填を遮断し、この酸化
剤の充填が遮断された前記不良セルの酸化剤極で水素発
生反応を行わせることにより反応抵抗を低くし、この低
反応抵抗となった不良セルを介して上下にある正常セル
とを接続して実質的に短絡処理したものである。
ルに対応するセルへの酸化剤の充填を遮断し、この酸化
剤の充填が遮断された前記不良セルの酸化剤極で水素発
生反応を行わせることにより反応抵抗を低くし、この低
反応抵抗となった不良セルを介して上下にある正常セル
とを接続して実質的に短絡処理したものである。
この発明における酸化剤極における水素発生反応は、
酸化材の還元反応と比較して、反応抵抗が小さいため、
電流を流したときの電圧低下及び発熱を小さくできる。
酸化材の還元反応と比較して、反応抵抗が小さいため、
電流を流したときの電圧低下及び発熱を小さくできる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。本
例は、燃料として水素含有ガス、酸化剤として空気を用
いるリン酸型燃料電池についてである。
例は、燃料として水素含有ガス、酸化剤として空気を用
いるリン酸型燃料電池についてである。
第１図において、（１）は燃料電池スタック、（２）
は燃料極（３）、電解質マトリックス（４）及び酸化剤
極（５）からなる単位セル、（６）はガス分離板、
（７）、（８）は燃料供給溝及び酸化材供給溝、
（９）、（10）は燃料及び酸化材である。（11）は不良
セル（2A）に対応する酸化剤を遮断するための例えばフ
ッ素樹脂を主成分とする耐熱性シール材であり、酸化剤
供給溝（８）の入口側及び出口側（図示せず）に取付け
ている。
は燃料極（３）、電解質マトリックス（４）及び酸化剤
極（５）からなる単位セル、（６）はガス分離板、
（７）、（８）は燃料供給溝及び酸化材供給溝、
（９）、（10）は燃料及び酸化材である。（11）は不良
セル（2A）に対応する酸化剤を遮断するための例えばフ
ッ素樹脂を主成分とする耐熱性シール材であり、酸化剤
供給溝（８）の入口側及び出口側（図示せず）に取付け
ている。
第２図は、電流−電圧特性を比較したもので、Ａは正
常セル、Ｂは不良セル、Ｃは不良セルを上記の方法で処
理したセルを示す。
常セル、Ｂは不良セル、Ｃは不良セルを上記の方法で処
理したセルを示す。
次に動作について説明する。正常セル（Ａ）の場合、
開放電圧は約1V、150mA/cm2におけるセル電圧は、0.65V
を示す。不良セル（Ｂ）は、クロスオーバ等により、開
放電圧は0.75V、150mA/cm2におけるセル電圧は0.1Vと低
く、しかも経時的にも低下傾向を示す。本発明の方法で
処理したセル（Ｃ）は、開放電圧は0V、1500mA/cm2にお
けるセル電圧は、−0.05Vを示す。セル（Ｃ）の電流−
電圧特性は、次の反応によって説明できる。
開放電圧は約1V、150mA/cm2におけるセル電圧は、0.65V
を示す。不良セル（Ｂ）は、クロスオーバ等により、開
放電圧は0.75V、150mA/cm2におけるセル電圧は0.1Vと低
く、しかも経時的にも低下傾向を示す。本発明の方法で
処理したセル（Ｃ）は、開放電圧は0V、1500mA/cm2にお
けるセル電圧は、−0.05Vを示す。セル（Ｃ）の電流−
電圧特性は、次の反応によって説明できる。
燃料極（３）では、水素の酸化反応H2→2H+＋2e-が起
り、酸化剤極（５）では、空気を遮断しているため、O2
の還元反応1/2O2＋2H+＋2e-→H2Oの代りに、水素の発生
反応2H+＋2e-→H2が起る。白金触媒上での水素発生反応
の反応抵抗は小さいため、理論電圧（0V）からのずれ
は、約0.05Vと小さい。したがって、発熱量は、正常セ
ル（Ａ）の場合0.07Kcal/H、不良セル（Ｂ）の場合0.15
Kcal/H・cm2に対し、本発明の方法で処理したセル
（Ｃ）の場合0.0065Kcal/H・cm2である。
り、酸化剤極（５）では、空気を遮断しているため、O2
の還元反応1/2O2＋2H+＋2e-→H2Oの代りに、水素の発生
反応2H+＋2e-→H2が起る。白金触媒上での水素発生反応
の反応抵抗は小さいため、理論電圧（0V）からのずれ
は、約0.05Vと小さい。したがって、発熱量は、正常セ
ル（Ａ）の場合0.07Kcal/H、不良セル（Ｂ）の場合0.15
Kcal/H・cm2に対し、本発明の方法で処理したセル
（Ｃ）の場合0.0065Kcal/H・cm2である。
したがって、不良セル（Ｂ）を放置した場合、セル温
度上昇により、隣接セルに対する影響が出るが、本発明
の方法で処理することにより、セル温度上昇を防止でき
る。また、空気を遮断したため、クロスオーバに起因す
る電極の腐食による損傷等も防止できる。
度上昇により、隣接セルに対する影響が出るが、本発明
の方法で処理することにより、セル温度上昇を防止でき
る。また、空気を遮断したため、クロスオーバに起因す
る電極の腐食による損傷等も防止できる。
なお、上記実施例では、不良セル（2A）が１セルのみ
の場合について示したが、２セル以上でもよい。また、
上記実施例では酸化剤の遮断はフッ素樹脂を主成分とす
る耐熱性シール材を、用いて行ったが、他の材料、例え
ばカーボン板等を用いてもよい。
の場合について示したが、２セル以上でもよい。また、
上記実施例では酸化剤の遮断はフッ素樹脂を主成分とす
る耐熱性シール材を、用いて行ったが、他の材料、例え
ばカーボン板等を用いてもよい。
また、上記実施例では、リン酸型燃料電池の場合につ
いて説明したが、アルカリ型燃料電池でもよく、上記実
施例と同様の効果を奏する。
いて説明したが、アルカリ型燃料電池でもよく、上記実
施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、不良セルに対応す
る酸化剤を遮断することにより、不良セルを処理できる
ので、短時間で処理できる効果があり、また、燃料電池
スッタクの寿命を延ばす効果がある。
る酸化剤を遮断することにより、不良セルを処理できる
ので、短時間で処理できる効果があり、また、燃料電池
スッタクの寿命を延ばす効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池の不良セル
処理法を示す斜視図、第２図は、この発明の特性を示す
説明図、第３図は従来の不良セル処理法を示す断面図で
ある。 図において、（２）は単位セル、（2A）は不良セル、
（３）は燃料極、（４）は電解質マトリックス、（５）
は酸化剤極、（10）は酸化材である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
処理法を示す斜視図、第２図は、この発明の特性を示す
説明図、第３図は従来の不良セル処理法を示す断面図で
ある。 図において、（２）は単位セル、（2A）は不良セル、
（３）は燃料極、（４）は電解質マトリックス、（５）
は酸化剤極、（10）は酸化材である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】燃料極、電解質マトリックス、酸化剤極か
らなる単位セルを複数個積層した燃料電池スタックにお
いて、不良セルに対応するセルへの酸化剤の充填を遮断
し、この酸化剤の充填が遮断された前記不良セルの酸化
剤極で水素発生反応を行わせることにより反応抵抗を低
くし、この低反応抵抗となった不良セルを介して上下に
ある正常セルとを接続して実質的に短絡処理したことを
特徴とする燃料電池の不良セル処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022741A JP2659446B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 燃料電池の不良セル処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022741A JP2659446B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 燃料電池の不良セル処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226973A JPH03226973A (ja) | 1991-10-07 |
| JP2659446B2 true JP2659446B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=12091138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022741A Expired - Lifetime JP2659446B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 燃料電池の不良セル処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659446B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011074034A1 (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の制御 |
| US10971742B2 (en) | 2015-10-05 | 2021-04-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell state determination method and fuel cell state determination apparatus |
-
1990
- 1990-02-01 JP JP2022741A patent/JP2659446B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03226973A (ja) | 1991-10-07 |
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