JP2703824B2 - 電気化学燃料電池の除水方法 - Google Patents

電気化学燃料電池の除水方法

Info

Publication number
JP2703824B2
JP2703824B2 JP4502749A JP50274992A JP2703824B2 JP 2703824 B2 JP2703824 B2 JP 2703824B2 JP 4502749 A JP4502749 A JP 4502749A JP 50274992 A JP50274992 A JP 50274992A JP 2703824 B2 JP2703824 B2 JP 2703824B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
cathode
hydrogen
containing gas
fuel cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4502749A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06504403A (ja
Inventor
エイチ． ボス ヘンリー
ピー． ウィルキンソン デイビッド
エス． ワトキンス デイビッド
Original Assignee
バラード パワー システムズ インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=24573065&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2703824(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by バラード パワー システムズ インコーポレイテッド filed Critical バラード パワー システムズ インコーポレイテッド
Publication of JPH06504403A publication Critical patent/JPH06504403A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2703824B2 publication Critical patent/JP2703824B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1007—Fuel cells with solid electrolytes with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/04231—Purging of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • 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

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は電気化学燃料電池に関する。より詳細には、
本発明は固体ポリマーイオン交換膜を用いた電気化学燃
料電池の陰極に蓄積した水の除去方法に関する。
発明の背景 電気化学燃料電池は、燃料及び酸化剤を電気及び反応
生成物に変換する。燃料として水素、及び酸化剤として
酸素含有ガスを用いる電気化学燃料電池においては、反
応生成物は水である。かかる燃料電池は、一般的に多孔
質電導性のシート状物質でつくられた２本の電極の間に
配置された固体ポリマー電解質又はイオン交換膜から成
る膜電極集合体（“MEA"）を含む。前記電極は一般的に
炭素繊維紙でつくられる。前記MEAは各膜電極界面に触
媒層を有し、所望の電気化学反応を誘導する。このMEA
は、少なくとも１個の流通経路が彫刻されあるいは圧延
されている２個のプレートの間に交互に配置される。こ
れらの流通経路プレートは一般的に黒鉛でつくられる。
前記流通経路は、燃料及び酸化剤を各電極へ、すなわち
陽極が燃料側へ、陰極が酸化剤側へ向けられる。これら
の電極は、これら電極間に電子を伝導するパスを与える
ため電気的に接続される。
陽極において、燃料は電極を透過し、触媒層で反応し
て陽イオンを生成し、この陽イオンは膜を通過して陰極
へ移動する。陰極において、酸素含有ガスは触媒層と反
応し、陰イオンを生成する。陽極が生成された陰イオン
は、陽イオンと反応し、反応物を生成する。燃料として
水素を用い、酸化剤として酸素含有空気（又は純粋な酸
素）を用いる電気化学燃料電池においては、陽極での触
媒反応が燃料から水素陽イオンを生成する。前記イオン
交換膜は、陽極から陰極への水素イオンの移動を促進す
る。前記膜は、水素陽イオンを伝導するだけでなく、酸
素含有空気を含む酸化剤の流れから水素燃料の流れを分
離する。陰極では、酸素が触媒層で反応し陰イオンを生
成する。陰極で生成した陰イオンは、前記膜を通った水
素イオンと反応し、反応生成物として液状水を生成す
る。
デュポン（Du pont）からナフィオン（Nafion）の商
品名で販売されているもの等のペルフルオロスルホンイ
オン交換膜は、イオン輸送を起こすため水分子と水和又
は飽和されなければならない。かかるペルフルオロスル
ホン膜は、「水能動輸送」現象によって陽イオンを輸送
することが一般的に認められている。水能動輸送は水分
子と共に陽イオンの輸送に関与し、前記膜の陽極側から
陰極側へ実際に水の流れを生じる。このような水能動輸
送現象を示す膜は、もし水素イオン（陽子）と一緒に輸
送された水が補充されないならば、陽極側を乾かすこと
ができる。さらに、かかる膜を用いる燃料電池は、結果
的に水能動輸送現象によって膜を通過して輸送された水
と、水素イオンと酸素の反応で陰極に生成された反応生
成水の両方が、陰極（酸化剤）側から除去れることを必
要とする。
陰極での水の蓄積はいくつかの理由から問題がある。
第１に、触媒層付近の液状水の存在は、反応物への触媒
の接近能力を減じ、燃料電池の電力の減少を生ずる。こ
の現象は時に触媒部位の「フラッジング」と称される。
第２に陰極への液状水の蓄積は、反応物の陰極を通って
の触媒への透過を妨害し、さらに燃料電池の電力の損失
を生じる。第３に、陰極への液状水の蓄積は、隣接する
膜に物理的変化を加え、前記膜の局部的膨潤及び膨張を
起こす。
従来の除水方法は、一般に陰極に蓄積した水を、陰極
触媒層から陰極流通経路プレートから出る酸化剤の流れ
の方へ導出することに関するものである。従来の除水方
法の一つは、陰極中に取り付けたキャピラリーを用いて
蓄積水を陰極から吸い取り、又は取り出すものである。
他の関連する除水方法は、陰極内にスクリーン又はメッ
シュを使用して、触媒層から水を導出するものである。
更に他の従来の除水方法は、ポリテトラフルオロエチレ
ン（商品名：テフロン（Teflon））等の疎水性物質を陰
極シート状物質中へ取り込んで陰極から蓄積水を追い出
すものである。これら従来の除水方法は、（１）従来法
は蓄積水が液状のまま除去されるので、触媒部位への接
近が制限される、（２）酸化剤ガス中での除去された水
蒸気の付加的存在が、ガス中の酸素のモル分率を減少さ
せる、ことから不利とされる。
ダウ（Dow）がXUS13204.10の商品名で販売している新
タイプの実験用ペルフルオロイオン交換膜は、膜を越え
ての水素イオン輸送との関連で水能動輸送現象を明瞭に
示さないようである。従って、これらダウ実験膜を通る
水分子の輸送は、ナフィオン型の膜においてそうであっ
たように水素イオンの輸送に必要とは思わない。このダ
ウ実験用膜の水能動輸送性の欠如は、陰極での輸送水の
蓄積を回避し、さらに重要なことには、膜電極集合体の
陽極側での除水のために、膜を通過した水素イオンの流
れに対向する方向へ、反応生成水が膜を通過して輸送さ
れるようにすることである。陽極側での除水はナフィオ
ン型膜を用いても実施できる。しかし、ナフィオン型膜
の水能動輸送の程度は、膜を通る正味の水の流れの測定
において検討されるべきである。
このように燃料電池の陽極側での除水は、輸送された
水が陰極の反応生成水に追加して蓄積しないため、陰極
側と異なって触媒部位のフラッジングを軽減する。さら
に、燃料電池の陽極側での除水は、酸素が妨害を受けず
に陰極触媒層へ流されるようにする。
発明の目的 本発明の目的は、従来の除水方法の欠陥を解消するた
め、電気化学燃料電池から蓄積水を除去する方法を提供
することである。
本発明の他の目的は、陰極に生成される反応生成水に
加えて、水素イオンの輸送に伴って膜を通過して輸送さ
れた水から陰極触媒層のフラッジングを防止するため、
蓄積水を電気化学燃料電池から除去する方法を提供する
ことである。
本発明の更に他の目的は、燃料電池の陽極側で反応ガ
スへ水を蒸気として取り出すことにより、陰極触媒層に
蓄積した水を除去する方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、燃料電池の陰極側で反応ガ
スへ水を蒸気として取り出すことにより、陰極触媒層に
蓄積した水を除去する方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、燃料電池の陽極側及び陰極
側の双方で反応ガスへ水を蒸気として取り出すことによ
り、陰極触媒層に蓄積した水を除去する方法を提供する
ことである。
発明の概要 上記目的は、電気化学燃料電池の陰極に蓄積した水を
除去する方法によって達成される。本燃料電池は、触媒
を結合して有し、水素含有ガス供給手段により供給され
る水素含有ガスから水素イオンを生成する陽極を含む。
この水素含有ガス供給手段は給入部、給出部、及びこれ
ら給入部、給出部に接続している流通経路を有する。こ
の流通経路はその長さに沿って前記陽極に通じている。
本燃料電池は、さらに触媒を結合して有し、酸素含有ガ
ス供給手段により供給される酸素含有ガスから陰イオン
を生成する陰極を含む。この陰イオンは前記陽イオンと
反応して陰極で液状水を生成する。固体ポリマーイオン
交換膜はこれら陽極と陰極との間に配置される。この膜
は水素イオンの陽極から陰極への移動を促進し、かつ水
素含有ガス供給手段と酸素含有ガス供給手段とを分離す
る。該膜は水透過性である。燃料電池はさらに陽極で生
成した電子を陰極へ伝導する電気パスを含む。
燃料電池の陽極側での除水方法は、水素含有ガス中の
水蒸気分圧を該ガス中での飽和水蒸気圧より低く維持し
て、陰極に蓄積した水が膜を通って陽極へ濃度勾配によ
り取り出され、そして水素含有ガス中へ水蒸気として吸
収されることにより、陰極に蓄積した液状水を除去する
ことから構成される。
本法の一実施態様においては、陰極に蓄積した水を陽
極の方へ取り出すのに十分な給入部・給出部間の圧力降
下を与えることにより、水素含有ガス中の水蒸気分圧
が、該ガス中での飽和水蒸気圧より低く維持されてい
る。かかる圧力降下は、（ａ）給入部につくられたオリ
フィス、（ｂ）流通経路の長さの延長、（ｃ）流通経路
断面積の変更、（ｄ）流通経路の内面の少なくとも一部
の摩擦係数の増加、及び（ｅ）流通経路中の水素含有ガ
スの流量を水素含有ガスが陽極で陽イオンへ変換される
量より実質的に高く維持すること、によって与えられ
る。
本法の他の実施態様では、水素含有ガスは、燃料電池
の作動温度での該ガス中の飽和水蒸気圧より低い水蒸気
分圧を有する給入部において、流通経路内へ導入され
る。この加湿制御の実施態様においては、水素含有ガス
は、（ａ）燃料電池の作動温度より低い温度で給入部以
前に水蒸気で飽和されるか、あるいは（ｂ）実質的に燃
料電池の作動温度で給入度以前に水蒸気で飽和された第
１部分と、実質的に無加湿の第２部分を含んでいる。水
素含有ガスが給出部・給入部間で再循環される燃料電池
においては、水素含有ガスの温度を低下させ、再循環さ
れた水素含有ガス中の水蒸気部分を濃縮し、残留するガ
ス状構成物から濃縮物を除去することによって、給入部
以前に水素含有ガスから水蒸気を除去することができ
る。このような再循環系においては、水素含有ガスを乾
燥剤上を通過させることにより、給入部以前に水素含有
ガスから水蒸気を除去することも可能である。水蒸気
は、その膜の向かい側に比較的乾燥したガスを含む水透
過性膜の片側に水素含有ガスを通過させることにより、
給入部以前に再循環された水素含有ガスから水蒸気を除
去することもできる。
膜が水素イオンの移動を促進するためにその表面の大
部分の間に水の存在を必要とする燃料電池においては、
除去方法はさらに該膜の表面の大部分に十分な水を保持
することにより膜を水和することが含まれる。
燃料電池の陽極側に蓄積された水の除去に加えて、陰
極に蓄積された液状水は、酸素含有ガス中の水蒸気分圧
を該ガス中の飽和水蒸気圧より低く維持して、陰極に蓄
積した水が陰極から濃度勾配によって取り出され、酸素
含有ガス中へ水蒸気として吸収されることにより、酸素
含有ガス中へ同時に吸収することも可能である。
陰極に蓄積された水を酸素含有ガス中へ除去する方法
も提供される。本法は、酸素含有ガス中の水蒸気分圧を
該ガス中の飽和水蒸気圧より低く維持して、陰極に蓄積
された水が陰極から濃度勾配によって取り出され、そし
て給入部・給出部間の酸素含有ガス中へ水蒸気として吸
収されることによって陰極に蓄積した液状水を除去する
ことから構成される。
陰極側除水方法の実施態様の一つは、水素含有ガス供
給手段において圧力降下を与えるために用いた方法と同
じ方法を用いることによって、陰極に蓄積された水を、
酸素含有ガス中へ取り出すに十分な酸素含有ガス供給手
段の給入部・給出部間の圧力降下を与えることから構成
される。
陰極側除水方法の他の実施態様は、酸素含有ガス供給
手段の給入部での水蒸気分圧を該ガス中の飽和水蒸気圧
より低く維持することから構成される。酸素含有ガスが
再循環される燃料電池においては、給入部以前に酸素含
有ガスから水蒸気を除去する方法は、水素含有ガスから
水蒸気を除去する方法と同様である。
電気化学燃料電池から反応生成物を除去する概括的方
法も提供される。この燃料電池は、触媒を結合して有
し、第１ガス反応物供給手段により供給されるガス反応
物から反応性陽イオンを生成する陽極を含む。この第１
反応物供給手段は、給入部、給出部、及びこれら給入部
・給出部に接続する流通経路を有する。前記燃料電池は
また、触媒を結合して有し、第２反応物供給手段により
供給される反応物から陰イオンを生成する陰極を含む。
この陰イオンは陽イオンと反応して陰極で液状の反応生
成物を生成する。前記陽極及び前記陰極の間には電解質
が配置される。この電解質は陽極から陰極への陽イオン
の移動を促進し、そして第１反応物供給手段と第２反応
物供給手段とを分離する。前記電解質は反応生成物に透
過性である。電気パスは陽極に生成された電子を陰極へ
伝導する。
電気化学燃料電池から反応生成物を除去する概括的方
法は、第１ガス反応物中の反応生成物の蒸気圧を該ガス
中での反応生成物の飽和蒸気圧より低く維持して、陰極
に蓄積された液状反応生成物が電解質を介して陽極に取
り出され、第１ガス反応物中へ蒸気として吸収されるこ
とにより、陰極に蓄積した液状反応生成物を除去するこ
とから構成される。前記概括的方法の実施態様の一つに
おいては、陰極に蓄積された反応生成物を陽極へ取り出
すのに十分な給入部・給出物間の圧力降下を与えること
により、第１ガス反応物中の反応生成物の分圧は、該ガ
ス中の反応生成物の飽和蒸気圧より低く維持される。前
記概括的方法の他の実施態様においては、第１ガス反応
物供給手段中の給入部での反応生成物の分圧が、該ガス
中での反応生成物の飽和蒸気圧より低く維持される。燃
料電池の陽極側での反応生成物の除去に加えて、第２反
応物中の反応生成物の分圧を該反応物中の反応生成物の
飽和蒸気圧より低く維持して、陰極に蓄積された液状反
応生成物から陰極から濃度勾配によって取り出され、そ
して第２反応物中へ蒸気として吸収されることにより、
陰極に蓄積した液状反応生成物を陰極側で同時に除去す
ることも可能である。
燃料電池の陰極側だけから液状反応生成物を除去する
概括的方法も提供される。本法は、第２反応物中の反応
生成物の分圧を該反応物中の反応生成物の飽和蒸気圧よ
り低く維持して、陰極に蓄積された反応生成物が陰極か
ら取り出され、そして第２反応物中へ蒸気として吸収さ
れることから構成される。
図面の簡単な説明 第１図は、一般的な膜電極集合体の断面を示す電気化
学燃料電池の模式図である。
第２図は、温度の関数としての飽和水蒸気圧のプロッ
トである。
第３図は、（１）標準陽極流通経路を用いる燃料電
池、及び（２）標準の半分の溝深さを有する陽極流通経
路を用いる燃料電池についての水素流量との相関におけ
る圧力降下のプロットである。
第４図は、（１）単一の陽極流通経路配置を用いる燃
料電池、及び（２）二つの陽極流通経路配置を用いる燃
料電池についての流量との相関における圧力降下のプロ
ットである。
第５図は、（１）単一の陰極流通経路配置を用いる燃
料電池、及び（２）10の陰極流通経路配置を用いる燃料
電池についての酸化剤流通との相関における圧力降下の
プロットである。
第６図は、ダウ実験用膜（商品名:XUS13204.10）及び
第３図の標準陽極流通経路配置を用い、加湿空気及び水
素反応物流を使用し250amps（平方センチ当たり1.076ア
ンペア）に一定して作動した燃料電池中における水素流
量との相関における安定化電池電圧のプロットである。
第７図は、ダウの実験用膜及び第３図の陽極流通経路
配置を用いた燃料電池についての、水素流量との相関に
おける安定化電池電圧のプロットであり、前記流通経路
の溝深さの減少が、ピーク安定化電池電圧を低下させる
効果を示している。第８図は、250amps（平方センチ当
たり1.076アンペア）に一定とし、乾燥・無加湿空気及
び加湿された水素反応物流を用いて作動した第６図の実
験に使用された燃料電池についての、水素流量との相関
における安定化電池電圧のプロットである。
第９図は、ナフィオン117膜及び第３図の標準陽極流
通経路配置を用い、200amps（平方センチ当たり0.861ア
ンペア）に一定し、加湿空気及び水素反応物流を使用し
て作動した燃料電池についての、水素反応物流との相関
における安定化電池電圧のプロットである。
第10図は、ダウ実験用膜（商品名:XUS13204.10）を取
り込んだ膜電極集合体についての、電流との相関におけ
る電池電圧の標準分極プロットである。
第11図は、ダウ実験用膜（商品名:XUS13204.10）を用
いた燃料電池についての、電流との相関における電圧の
分極プロットであり、第10図の標準分極プロットを第６
図に示されるもの等の過剰水素流量実験において各電流
で得られたピーク安定化電池電圧のプロットと重ね合わ
せている。
第12図は、ダウ実験用膜及び異なる陽極及び陰極流通
経路配置を用いた燃料電池における電流密度との相関に
おける電池電圧の分極プロットであり、燃料電池の陽極
及び陰極側双方での除水と同様に、陰極側での改善され
た除水結果を示している。
第13図は、ナフィオン112膜を用いた燃料電池におけ
る電流密度との相関における電圧の分極プロットであ
り、標準分極プロットを前記過剰水素流量実験において
各電流で得られたピーク安定化電池電圧のプロットと重
ね合わせている。
第14図は、単一の流通経路配置を有する陽極流通経路
プレートの上面図である。
第15図は、燃料及び／又は酸化剤ガスの給入部での水
蒸気分圧が、乾燥及び加湿ガスが混合された後の該ガス
中の飽和水蒸気圧より低く維持される電気化学燃料電池
の除水装置の模式図である。
第16図は、燃料及び／又は酸化剤ガスの給入部での水
蒸気分圧がガス加湿装置の温度制御を通った後の該ガス
中の飽和水蒸気圧より低く維持される電気化学燃料電池
の除水装置の模式図である。
図面の詳細な説明 まず第１図は、一般的な膜電極集合体11の断面を示す
電気化学燃料電池の模式図である。膜電極集合体11は、
電解質を一対の多孔質導電性シート18の間に配置された
固体ポリマーイオン交換膜12の形で含む。イオン交換機
能に加えて、膜12は水素含有ガス供給手段と酸素含有ガ
ス供給手段とを分離する。
電気化学燃料電池への利用に適すると認められる膜
は、デュポンから商品名ナフィオンで販売されるもの、
ダウから商品名XUS13204.10で販売される実験用膜等の
ペルフルオロスルホンイオン交換膜である。薄膜ほど燃
料電池の効率を著しく改善することが認められているた
め、膜12は約0.03センチ以下の厚さを有するものでよ
い。
シート18は炭素繊維紙でつくられることが好ましい。
シート18は炭素布、黒鉛布、カーボンフォーム及び他の
多孔質炭素系素材等の適当な導電性シート素材でつくら
れてもよい。炭素繊維紙シート18に適する素材は、東レ
（Toray）から商品名「TGP」で販売されている。好まし
い炭素繊維紙シート18は、およそ0.27mmの厚さを有し、
「TGP−90」と称される。スタックポール・コーポレー
ション（Stackpole Corporation）からのPC206又はクレ
ハ（Kureha）からのKGF−200等の他の炭素繊維紙を使用
することもできる。炭素繊維紙の好ましい厚さは0.1〜
0.45mmの範囲であり、約0.3mmが好ましい。この炭素繊
維紙は、約0.25g/cm3〜0.60g/cm3の範囲のかさ密度を有
する。
炭素繊維紙シート18は通常、シート18へ付加的機械的
強度を与えると同時に炭素繊維紙シート18を疎水性にす
るため、商標テフロンのポリテトラフルオロエチレン等
の疎水性ポリマーに含浸されているので、シート18は適
切に膜12を支持できる。このポリテトラフルオロエチレ
ンは水スラリーとしてシート18に処理され、また一般的
に分散剤を含有する。デュポンから商品名テフロン30B
TFEで販売される樹脂分散剤は、ポリテトラフルオロエ
チレンポリマーの処理に適当であることがわかってい
る。
各炭素繊維紙18には、それぞれ陽極20及び陰極22とし
て機能するため、触媒物質のコーティング又は層が与え
られる。好ましい触媒物質は、時にプラチナブラックと
称される微粉化プラチナである。
一対の導電性流通経路プレート24が、膜12から離れて
対向している各炭素繊維紙シート18の側面に設けられ
る。流通通路プレート24は黒鉛でつくられるのが好まし
い。流通経路プレート24には、陽極及び陰極各々へ燃料
及び酸化剤ガスを向けるため、少なくとも１個のグルー
ブ又は溝26が設けられる。溝26はまた、陰極22及び陽極
20から蓄積水の除去のための通路とし有用である。流通
通路プレート24はさらに、第１図の矢印で示されるよう
に、陽極側で生成された電子が通る外部電気回路28への
接続として有用である。
作動において、水素含有ガス（第１図中「燃料」で示
す）は、炭素繊維紙シート18を透過し、そして陽極20の
触媒層と反応して陽イオン（水素イオン）を生成する。
この水素イオンは膜12を通って陰極22へ移動する。陰極
22では、陽イオンが触媒層で酸素含有ガス（第１図中
「酸化剤」で示す）と反応し液状水を生成する。前記膜
を通って陰極へ移動する前記水素イオンは、陰極触媒層
で酸素との電気化学反応を受け反応生成物として液状水
を生成する。
第１図に示された燃料電池10は唯一の膜電極集合体11
を含む一方で、燃料電池10は隣接する膜電極集合体11と
の間の適当な分離プレートによって連続して接続される
複数の膜電極集合体11から構成できることが理解される
であろう。かかる一連の集合体11は時に「燃料電池スタ
ック」として引用される。
第１図に示されるタイプの燃料電池においては、陰極
での水素イオンと酸素の反応の生成物として水が生成す
る結果として、陰極に水が蓄積する。さらに、もし燃料
電池に使用される膜が、陽極から陰極へ膜を通る水素イ
オンの輸送において水能動輸送現象を示すならば、輸送
された水は反応生成水とともに陰極に蓄積するであろ
う。このような蓄積水は、触媒部位のフラッジング及び
燃料電池の結果的性能低下を避けるため、好ましくは燃
料電池から出てくる反応ガスによって除去されなければ
ならない。
反応ガスが水蒸気を吸収して運ぶ能力は、直接該ガス
の温度及び圧力に関連している。熱力学法則のもとで
は、水蒸気と反応ガスとの分圧比は、水蒸気流と反応ガ
スのモル流量比に等しい。反応ガスのモル比は、順に、
燃料電池の作動化学量論及び燃料電池により発生する電
流に直接関連する。
反応ガス中の飽和水蒸気圧は、ガスの温度に極めて強
く依存する。第２図は温度の関数としての飽和水蒸気圧
を示す。
従来の燃料電池の作動において、反応ガスの一部は電
気化学反応によって消費される。もし反応ガスの温度及
び圧力が一定に維持されるならば、そして反応ガスが水
蒸気で完全に飽和された燃料電池へ入るならば、次いで
反応ガスの一部の消費は、反応ガス内の水蒸気の一部の
濃縮を起こすであろう。こうして反応ガスの水吸収能
は、該ガスが消費されるにつれて減少する。
しかし、もし反応ガスが供給手段の給入部・給出部間
を通過するとき圧力降下を受けるならば、次いでガスの
水吸収能は増加するであろう。つまり、ガスの水吸収能
はガスの圧力が降下するにつれて増加する。例として、
以下を仮定する： mvap：反応ガス中の水蒸気のモル流量。
mgas：反応ガス中の反応ガスのモル流量。
Pvap：反応ガス中の水蒸気圧。
Pgas：反応ガス中の反応ガス圧。
Ptotal：反応ガス中の全圧力。Pvap＋Pgasに等しい。
上述のように熱力学法則のもとでは、以下の式が成り
立つ。
このmvapの値は、一定の温度及び圧力で反応ガス中へ
運ぶことができる最大水量を示す。
もし、反応ガスの温度が70℃に一定に維持されるなら
ば、第２図は該ガス中の飽和水蒸気圧が309,989ダイン
／cm2となることを示す。このように、反応ガスの入圧
が4,477,616ダイン／cm2である場合は、その給入部での
水蒸気のモル流量は上記式より以下のように計算され
る。
mvap（給入部）＝mgas（給入部）×（309,989/（4,477,
616−309,989）） ＝mgas（給入部）×0.074 反応ガスが給入部・給出部間で2,066,592ダイン／cm2
の圧力降下（2,411,024ダイン／cm2となる）を受ける場
合は、次いで給出部での水蒸気のモル流量は同様に上記
式から以下のように計算できる。
mvap（給出部）＝mgas（給出部）×（309,989/（2,411,
014−309,989）） ＝mgas（給出部）×0.148 もし、反応ガスのモル流量が十分高く反応ガス消費量
が無視できるならば、その時はmgasは給入部・給出部間
で一定に保たれ、そして上記計算は、該ガスが給入部・
給出部間で2,066,592ダイン／cm2の圧力降下を受けるの
で、該ガス中の水蒸気のモル流量が２倍となるであろう
ことを示す。こうして、該ガスの水蒸気を吸収する能力
は、該ガスが給入部・給出部間で圧力降下を受けるの
で、著しく増大する。
流動流体を含む管中の圧力降下に関する一般式は、時
にダルシーの式として引用され、以下の通りである。
ここで、ρ：立方センチ当たりの流体密度（ｇ） f:摩擦係数 l:管長（cm） v:秒当たりの流速（cm） d:管の内径（cm）、及び g:重力加速度、975cm/秒／秒に等しい。
ダルシーの式によれば、燃料電池のガス供給手段の給
入部・給出部間の圧力降下は、流体密度、摩擦係数、流
通経路長及び流体速度の増加とともに増加する。逆に言
えば、ガスの給入部・給出部間の圧力降下は、流通経路
（グルーブ）径の増加とともに減少する。
第３図は、（１）標準陽極流通経路を用いる燃料電
池、及び（２）標準の半分の溝深さの陽極流通経路を用
いる燃料電池についての、水素流量との相関における圧
力降下のプロットである。第３図は、溝深さが元の（標
準の）溝深さの50％へ減少する場合に、該陽極のガス供
給手段の給入部・給出部間の圧力降下が、ダルシーの式
に一致して、一定の水素流量に対して著しく増大するこ
とを示す。
第４図は、（１）単一の陽極流通経路配置を用いる燃
料電池、及び（２）二つの陽極流通経路装置を用いる燃
料電池についての、流量との相関における圧力降下のプ
ロットである。両配置において、個々の流通経路の断面
積は同じである。流通経路配置が１個の場合には、その
流通経路の長さは流通経路配置が二つである場合の長さ
のおよそ倍である。第４図は前記流通経路の長さが、流
通経路の数を２から１へ減らし、かつ流通経路の全断面
積を減らすことによって減少する場合に、前記陽極のガ
ス供給手段の給入部・給出部間の圧力降下が、ダルシー
の式に一致して、一定の水素流量に対して著しく増加す
ることを示す。
第５図は、（１）単一の陰極流通経路配置を有する燃
料電池、及び（２）10の陰極流通経路配置を用いる燃料
電池についての、酸化剤流量との相関における圧力降下
のプロットである。第４図の１つの流通経路及び２つの
流通経路の陽極配置と同様に、陰極流通経路配置が１の
もの流通経路の長さは、陰極流通径路配置が10のものの
およそ10倍である。第５図は、流通経路の数を10から１
へ減らすことにより流通経路の長さが増加し、そして流
通経路の全断面積が減少する場合に、陰極のガス供給手
段の給入部・給出部間の圧力降下が、ダルシーの式に一
致して、一定の酸化剤流量に対して劇的に増加すること
を示す。
水素燃料ガスを高流量で燃料電池中に通過させ、これ
により膜電極集合体の陽極（燃料）側上の流通経路に沿
って圧力降下及び燃料ガスの水吸収能の増加を起こすこ
とにより、燃料電池の性能が著しく向上されることが示
されている。この向上は、濃度勾配による膜を通しての
蓄積した水の取り出し、及びこれに続く給入部・給出部
間の水素含有ガスへの水蒸気としての吸収によるためと
考えられる。
第６図は、250amps（平方センチ当たり1.076アンペ
ア）に一定して、加湿空気及び水素反応物流を使用して
作動され、ダウ実験用膜（商品名:XUS13204.10）及び第
３図の標準陽極流通経路配置を用いる燃料電池における
水素流量との関連における安定化電池電圧のプロットで
ある。この実験では、以下の一定の作動条件即ち、電池
温度＝70℃、空気／H2（吸入圧）が3,444,320ダイン／c
m2、空気の化学量論＝2.0、水素の化学量論が可変、電
池温度で加湿した空気及び水素、ダウ実験用膜XUS1320
4.10、が維持された。第６図に示すように、前記安定化
電池電圧は、水素流量の増加とともに元の値であるおよ
そ0.56ボルトから僅かに増加し、毎分約37〜38リットル
の水素で0.62ボルトのピーク安定化電池電圧を示す。電
池抵抗は、おそらく陰極で生成された以上の水を膜から
除去する結果として膜が乾燥するため、ピーク電圧に対
応する流量を越えると急激に増加し始める。このよう
に、第６図は、陰極から陽極へ膜を越えて反応生成水を
取り出すための圧力降下を与えるのに十分な高流量の水
素の使用が、一定の電流（第６図において250amps、平
方センチ当たり1.076アンペア）に対して大きな電池電
圧を生じることにより、燃料電池の性能を高めることを
確証する。
第７図は、ダウ実験用膜及び第３図の陽極流通経路配
置を用いる燃料電池について水素流量との相関における
安定化電池電圧のプロットである。第７図は流通経路の
溝深さを50％に減少させることが、ピーク安定化電池電
圧を得るために必要な水素流量を著しく低下させること
を示す。かくして第７図は、流通経路の深さを減らし、
それにより水素ガスの給入部・給出部間の圧力降下を増
加させることにより、該ガスの陰極触媒層に蓄積した水
を吸収する能力が増加して、より低い水素流量でピーク
安定化電池電圧を生じることを確証する。
第８図は、第６図の実験において250amps（平方セン
チ当たり1.076アンペア）に一定して、乾燥無加湿空気
及び加湿水素反応物流を使用して作動された燃料電池に
ついて、水素流量との相関における安定化電池電圧のプ
ロットである。乾燥無加湿空気の使用は、加湿空気が使
用された場合に陰極に蓄積する濃縮水がないので、陰極
触媒層に蓄積される水全量を減らす効果があることが予
想された。第８図に示されるように、乾燥無加湿空気の
使用は、おそらく濃縮水がないことにより陰極から除去
すべき蓄積水がより少ない理由のため、ピーク安定化電
池電圧に必要な水素流量の減少に有効である。第８図中
のピーク安定化電池電圧は、加湿空気が使用された場合
の毎分約37−38リットル（第６図参照）に対して、およ
そ毎分32リットルの水素で生じた。濃縮水は陰極に蓄積
される全水量に対して少量に過ぎないので、ピーク安定
化電池電圧がさらに減少しなかったと考えられる。
下記表は、加湿空気、加湿水素ガスを使用し、第６図
の実験と同じ作動条件を用いた場合の、異なる電流での
ピーク安定化電池電圧に必要な水素流量を示す。
第９図は、ダウ実験用膜XUS13204.10の代わりにナフ
ィオン117膜を用いたことを例外として、第６図の実験
と同一条件で作動された燃料電池についての200amps
（平方センチ当たり0.861アンペア）での水素過剰実験
の結果を示す。
第９図に示されるように、安定化電池電圧は、ダウ実
験用膜に類似する様式で水素の増加とともに増加した。
ピーク電圧に要する水素流量は、ダウ膜が200アンペア
で毎分31〜34リットルであるのに比較して、ナフィオン
117膜では毎分約15リットルであった。さらに、ナフィ
オン117膜の抵抗プロットの形状はダウ膜の高電流での
抵抗プロットに類似する。これらの差は、ダウ及びナフ
ィオンの膜の間の化学的、構造的相違、特に反応生成水
及び濃縮水に加えて陰極での輸送水の蓄積を生じるナフ
ィオン膜の水能動輸送現象に帰することができる。水素
イオン輸送機構は、陽極から陰極への水分子の並行輸送
には余り関与しないと考えられる。このように第９図
は、膜を越えて、水素含有ガス中への蓄積水の除去が、
ナフィオン膜を用いる燃料電池の性能を高めることを確
証する。
次に第10図においては、ダウ実験用膜（商品名:XUS13
204.10）を取り込んだ膜電極集合体についての標準分極
プロットが示される。燃料電池は温度70℃、空気／水素
が3,444,320/3,444,320ダイン／cm2、空気／水素の化学
量論が2.0/1.15で作動された。第10図に示すように、燃
料電池電圧は電流の増加とともに減少し、250アンペア
を越えると劇的に降下する。逆に言えば、燃料電圧抵抗
は電流の増加とともに増加し、そして250アンペアを越
えると劇的に増加する。250アンペアを越えての燃料電
池の性能の低下は、陰極触媒層における水素陽イオンと
陰イオン間の反応量の増加により過剰量の水の蓄積が起
こった効果としての陰極触媒部位のフラッジングのため
であると考えられる。
第11図は、前記表１において要約したように、第10図
に示した比較標準分極プロットとともに、ダウ実験用膜
XUS13204.10を用いた水素流量実験において得られたピ
ーク安定化電池電圧の概略分極プロットを示す。第11図
に示すように、一定電流について電池電圧のかなりの増
加が、高流量の水素を用いた実験で達成される。前記し
たように、高流量水素の使用は陽極のガス供給手段の給
入部・給出部間の圧力降下を生じ、陰極触媒層に蓄積し
た水は膜を通って取り出され、水素ガス中へ水蒸気とし
て吸収され、そして燃料電池の陽極側で除去される。
第12図は、ダウ実験用膜及び異なる陽極・陰極流通経
路配置を用いる燃料電池における電流密度との相関にお
ける電池電圧の分極プロットである。この燃料電池は、
温度80℃、空気／水素が2,066,592/2,066,592ダイン／c
m2、空気／水素の化学量論が2.0/1.15で作動された。第
12図の下部に示された標準分極プロットにおいて、陰極
流通経路は酸化剤のため10の流通経路を有し、そして陽
極流通経路は水素（燃料）のため二つの流通経路を有
し、水素及び酸化剤両ガス中で比較的低い圧力降下を起
こす。
第12図の中央のプロットにおいては、その中で陰極流
通経路が酸化剤のため単一の流通経路を有し、陰極流通
経路が水素（燃料）のため二つの流通経路を有する燃料
電池について、ピーク安定化電池電圧が電流密度に対し
てプロットされる。第12図に示すように、酸化剤の流通
経路数の減少は、一定の電流密度について電池電圧の増
加を生じた。この電力の増加は、酸化剤ガス中へ水蒸気
が吸収され、陰極触媒層での水の蓄積を抑制するためと
考えられる。第12図の上部の分極プロットにおいては、
その中で陰極流通経路が酸化剤のため単一の流通経路を
有し、陽極流通経路が水素（燃料）のため単一の流通経
路を有する燃料電池について、ピーク安定化電池電圧が
電流密度に対してプロットされる。この配置において
は、陽極流通経路数の２から１への減少は、一定の電流
密度について電池電圧の一層の増加を生じた。この電力
の追加的増加は、酸化剤及び水素両ガス中への水蒸気の
並行吸収によるものと考えられる。第12図は、燃料電池
の陰極・陽極双方と同様、陰極側において改良された除
水の効果を示す。
第13図は、ナフィオン112膜を用いた燃料電池におけ
る電流密度との相関における電池電圧の分極プロットで
ある。この燃料電池は、温度70℃、空気／水素が3,444,
320/3,444,320ダイン／cm2、空気／水素の化学量論が2.
0/1.15で作動された。第13図の下部に標準分極プロット
を示す。過剰水素流量実験において各電流密度で得られ
たピーク安定化電池電圧を第13図の上側のプロットに示
す。第13図は、ナフィオン型膜を用いた燃料電池におい
て、水素ガスの給入部・給出部間に圧力降下を与えるこ
とにより電力の増加が得られ、水が吸収され、燃料電池
の陽極側から除去されることを示す。
第14図は、前述の過剰水素流量実験において使用され
た単一の流通経路95を有する陽極流通経路プレート90の
上面図である。
第15図は、電気化学燃料電池の除水装置の模式図であ
る。第15図の装置において、燃料ガス110は燃料流量計1
2へ送られる。燃料ガス114の一部は乾燥（無加湿）状態
で直接流動混合弁120へ向けられる。該ガスの他の部分
は燃料加湿器116へ向けられ、該加湿器内の温度は温度
調節装置118で制御される。加湿器116から出る加湿燃料
は流動混合弁120部位で乾燥燃料と混合される。燃料122
は流動混合弁120を出て、水素ガス供給手段中での飽和
水蒸気圧より低い水蒸気分圧で燃料セルの水素ガス供給
手段の給入部124へ送られて、陰極に蓄積された水が濃
度勾配によって膜130を越えて陽極の方へ取り出され、
そして給入部124・給出部126間の水素ガス中へ水蒸気と
して吸収される。燃料流量調節機128は、燃料電池100を
介して燃料の流れを制御する。第15図の装置において、
酸化剤ガス140は酸化剤流量計142へ送られる。酸化剤ガ
ス114の一部は乾燥（無加湿）状態で直接流動混合弁150
へ向けられる。該ガス114の他の部分は、温度調節装置1
48で温度制御される酸化剤加湿器146へ向けられる。加
湿器146から出る加湿酸化剤は流動混合弁150部位で乾燥
酸化剤144と混合される。酸化剤152は流動混合弁150を
出て、該ガス中での飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧で
酸化剤セルの酸化剤ガス供給手段の給入部154で送られ
て、陰極に蓄積された水が濃度勾配によって取り出さ
れ、そして給入部154・給出部156間の酸化剤ガス中へ水
蒸気として吸収される。酸化剤流量調節機158は、燃料
電池100を介して酸化剤の流れを調節する。第15図の装
置において、流動混合弁120及び150は、乾燥及び加湿ガ
スの混合を制御するので、ガスの水蒸気吸収能は、燃料
電池100の作動条件及び電流に基づく。
第16図は、電気化学燃料電池の他の除水装置の模式図
である。第16図の装置において、燃料ガス210は燃料流
量計212へ送られる。燃料ガス214は温度調節装置218に
よって温度制御される燃料加湿器216へ向けられる。加
湿装置216から出た加湿燃料は、燃料電池作動温度での
該燃料中での飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧で燃料セ
ルの水素ガス供給手段の給入部224へ送られ、陰極に蓄
積された水が濃度勾配によって膜230を越えて陽極の方
へ取り出され、そして給入部224・給出部226間の水素ガ
ス中へ水蒸気として吸収される。燃料流量制御装置228
は、燃料電池200を介して燃料の流れを制御する。第16
図の装置において、酸化剤ガス240は酸化剤流量計242へ
送られる。酸化剤ガス244は、温度調節装置248で温度制
御される酸化剤加湿装置246へ向けられる。加湿装置246
から出る加湿酸化剤は、燃料電池作動温度での該酸化剤
中の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧で酸化剤セルの酸
化剤ガス供給手段の給入部254へ送られて、陰極に蓄積
された水が濃度勾配によって取り出され、そして給入部
254・給出部256間の酸化剤ガス中へ水蒸気として吸収さ
れる。酸化剤流量制御装置258は、燃料電池200を介して
酸化剤の流れを制御する。第16図の装置において、温度
調節装置218及び248は、燃料及び酸化剤の各加湿装置21
6及び246の温度を各々制御して、燃料電池200の作動条
件及び電流に基づいて、燃料及び酸化剤各流の給入部の
水蒸気分圧を制御する。
燃料電池の陽極側での除水、あるいは陰極側での除水
のいずれかにおいて、燃料電池の性能は、従来の装置よ
り特定の電流密度で高電圧が達成される点で高められて
いる。本発明者は、この性能の向上が少なくとも一部と
して、酸化剤がより容易に触媒に接触する能力のためで
あると考えている。従来技術の装置中に蓄積し除去され
ない水の存在は、触媒が酸化剤の一部へ接近できなくし
ているのであろう。本法を用いたより効率的な除水は、
陰極の反応物への触媒の有効性を増大し、それにより一
定の燃料電池電流で獲得し得る電圧を増大する。このよ
うな一定の電流での電圧増加は、燃料電池からの正味の
有効電力を増加する。さらに、前記分極プロットの拡大
は、従来水のフラッジングに敏感であった作動範囲にお
ける燃料電池の安定性を増大する。電流、温度及び膜電
極集合体構造における僅かな変化は、もはや200〜250ア
ンペア付近の分極プロットの敏感な領域、即ち分極プロ
ットが急に曲っている点において、電圧の劇的変化は生
じない。
電圧増加に加えて、本法は提案された膜電極集合体及
び関連流通経路構造物の変形の評価のための診断的手段
を提供する。これに関して、前記水素過剰実験は、除水
及びひいては燃料電池性能における変形の効果の量的判
定を可能とする。例えば、陰極からの除水を容易にする
変形は、水素流量の減少あるいはピーク安定化電圧が獲
得される陽極流通経路の圧力降下をもたらさなければな
らない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビッド ピー． ウィルキンソン カナダ国 ブリティッシュコロンビア ブイ７ケー １ダブリュー４ ノースバ ンクーバー コールマンストリート 1391 (72)発明者 デイビッド エス． ワトキンス カナダ国 ブリティッシュコロンビア ブイ３ジェイ ２エヌ３ コクィットラ ム フォスターアベニュー 1581 (56)参考文献 米国特許3012086（ＵＳ，Ａ)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水素含有ガス供給手段により供給される水
    素含有ガスから陽イオンを生成するための触媒を結合し
    て有し、前記水素含有ガス供給手段からの水素含有ガス
    が分散して流通するように連絡されている給入部及び給
    出部を備える陽極と、 酸素ガス供給手段により供給される酸素含有ガスから陰
    イオンを生成するための触媒を結合して有し、前記陰イ
    オンが前記陽イオンと反応して液状水を生成する陰極
    と、 前記陽極と前記陰極との間に配置され、前記陽極から前
    記陰極への陽イオンの移動を促進し、かつ前記水素ガス
    供給手段と前記酸素含有ガス供給手段とを分離する水透
    過性の固体ポリマーイオン交換膜と、 前記陽極で生成された電子を前記陰極へ伝導する電気パ
    スとから構成される電気化学燃料電池の陰極に蓄積され
    る水を除去する方法であって、 前記燃料電池内で前記給入部と前記給出部との間に圧力
    降下を与えて、前記水素含有ガス中の水蒸気分圧を該ガ
    ス中の飽和水蒸気圧より低く維持し、前記陰極に蓄積さ
    れた水が濃度勾配によって前記イオン交換膜を通って前
    記陽極のほうへ取り出され、かつ前記水素含有ガス中へ
    水蒸気として吸収されるようにすることにより、前記陰
    極に蓄積した液状水を除去することから構成されること
    を特徴とする電気化学燃料電池の除水方法。
  2. 【請求項２】前記圧力降下が、前記給入部に作られた少
    なくとも１個のオリフィスによって与えられる請求項１
    に記載の電気化学燃料電池の除水方法。
  3. 【請求項３】前記圧力降下が、前記給入部と給出部との
    間の経路の長さを延長することによって与えられる請求
    項１に記載の電気化学燃料電池の除水方法。
  4. 【請求項４】前記圧力降下が、前記給入部と給出部との
    間の経路の断面積を変えることによって与えられる請求
    項１に記載の電気化学燃料電池の除水方法。
  5. 【請求項５】前記圧力降下が、前記給入部と給出部との
    間の経路の内面の少なくとも一部の摩擦係数を増加する
    ことによって与えられる請求項１に記載の電気化学燃料
    電池の除水方法。
  6. 【請求項６】前記圧力降下が、前記給入部と給出部との
    間の経路内の前記水素含有ガスの流量を、前記水素含有
    ガスが前記陽極で陽イオンへ変換される量より実質的に
    高く維持することによって与えられる請求項１に記載の
    電気化学燃料電池の除水方法。
  7. 【請求項７】前記イオン交換膜が前記陽イオンの移動を
    容易にするため、さらにその膜の表面の大部分の間に水
    の存在を必要とし、前記膜がその表面の大部分の間に保
    持された十分な水により水和されている請求項１に記載
    の電気化学燃料電池の除水方法。
  8. 【請求項８】前記酸素含有ガス供給手段が、給入部と、
    給出部と、該給入部と給出部とを接続し、その長さに沿
    って前記陰極に通じている流通経路とを備え、 さらに、前記燃料電池内で前記酸素含有ガス供給手段の
    給入部と給出部との間に圧力降下を与えて、前記酸素含
    有ガス中の水蒸気分圧を該ガス中の飽和水蒸気圧より低
    く維持し、前記陰極に蓄積された水が濃度勾配によって
    前記陰極から取り出され、かつ前記酸素含有ガス中へ水
    蒸気として吸収されるようにすることにより、前記陰極
    に蓄積した液状水を除去することから構成される請求項
    １に記載の電気化学燃料電池の除水方法。
  9. 【請求項９】水素含有ガス供給手段により供給される水
    素含有ガスから水素イオンを生成するための触媒を結合
    して有する陽極と、 前記水素イオンと酸素含有ガスとの間で液状水を生成す
    るように電気化学的反応を促進するための触媒を結合し
    て有し、前記酸素含有ガス供給手段からの酸素含有ガス
    が分散して流通するように連絡されている給入部及び給
    出部を備える陰極と、 前記陽極と前記陰極との間に配置され、前記陽極から前
    記陰極への水素イオンの移動を促進し、かつ前記水素ガ
    ス供給手段と前記酸素含有ガス供給手段とを分離する固
    体ポリマーイオン交換膜と、 前記陽極で生成された電子を前記陰極へ伝導する電気パ
    スとから構成される電気化学燃料電池の陰極に蓄積され
    る水を除去する方法であって、 前記給入部及び前記給出部の間の前記燃料電池内に圧力
    降下を与えて、前記酸素含有ガス中の水蒸気分圧を該ガ
    ス中の飽和水蒸気圧より低く維持し、前記陰極に蓄積さ
    れた水が濃度勾配によって前記陰極から取り出され、か
    つ前記酸素含有ガス中へ水蒸気として吸収されるように
    することにより、前記陰極に蓄積した液状水を除去する
    ことから構成されることを特徴とする電気化学燃料電池
    の除水方法。
  10. 【請求項１０】前記圧力降下が、前記給入部に作られた
    少なくとも１個のオリフィスによって与えられる請求項
    ９に記載の電気化学燃料電池の除水方法。
  11. 【請求項１１】前記圧力降下が、前記給入部と給出部と
    の間の経路の長さを延長することによって与えられる請
    求項９に記載の電気化学燃料電池の除水方法。
  12. 【請求項１２】前記圧力降下が、前記給入部と給出部と
    の間の経路の断面積を変えることによって与えられる請
    求項９に記載の電気化学燃料電池の除水方法。
  13. 【請求項１３】前記圧力降下が、前記給入部と給出部と
    の間の経路の内面の少なくとも一部の摩擦係数を増加す
    ることによって与えられる請求項９に記載の電気化学燃
    料電池の除水方法。
  14. 【請求項１４】前記圧力降下が、前記酸素含有ガスの流
    量を、前記酸素含有ガスが前記陰極で陰イオンに変換さ
    れる量より実質的に高く維持することによって与えられ
    る請求項９に記載の電気化学燃料電池の除水方法。
  15. 【請求項１５】前記イオン交換膜が前記水素イオンの移
    動を容易にするため、さらにその膜の表面の大部分の間
    に水の存在を必要とし、前記膜がその表面の大部分の間
    に保持された十分な水により水和されている請求項９に
    記載の電気化学燃料電池の除水方法。
JP4502749A 1991-01-15 1992-01-15 電気化学燃料電池の除水方法 Expired - Fee Related JP2703824B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US641,601 1991-01-15
US07/641,601 US5260143A (en) 1991-01-15 1991-01-15 Method and apparatus for removing water from electrochemical fuel cells
PCT/CA1992/000017 WO1992013365A1 (en) 1991-01-15 1992-01-15 Method and apparatus for removing water from electrochemical fuel cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06504403A JPH06504403A (ja) 1994-05-19
JP2703824B2 true JP2703824B2 (ja) 1998-01-26

Family

ID=24573065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4502749A Expired - Fee Related JP2703824B2 (ja) 1991-01-15 1992-01-15 電気化学燃料電池の除水方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US5260143A (ja)
EP (1) EP0567499B2 (ja)
JP (1) JP2703824B2 (ja)
AU (1) AU660446B2 (ja)
CA (1) CA2099886C (ja)
DE (1) DE69219758T3 (ja)
WO (1) WO1992013365A1 (ja)

Families Citing this family (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5260143A (en) * 1991-01-15 1993-11-09 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for removing water from electrochemical fuel cells
US5547776A (en) * 1991-01-15 1996-08-20 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell stack with concurrently flowing coolant and oxidant streams
US5366818A (en) * 1991-01-15 1994-11-22 Ballard Power Systems Inc. Solid polymer fuel cell systems incorporating water removal at the anode
US5252410A (en) * 1991-09-13 1993-10-12 Ballard Power Systems Inc. Lightweight fuel cell membrane electrode assembly with integral reactant flow passages
WO1994003937A1 (de) * 1992-08-10 1994-02-17 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzelle und verfahren zur befeuchtung des elektrolyten
GB9309769D0 (en) * 1993-05-12 1993-06-23 Sterling Pulp Chem Ltd Chlorine dioxide generation for water treatment
WO1995022179A1 (de) * 1994-02-11 1995-08-17 Siemens Aktiengesellschaft Elektrochemische zelle
US5773160A (en) * 1994-06-24 1998-06-30 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell stack with concurrent flow of coolant and oxidant streams and countercurrent flow of fuel and oxidant streams
KR0171207B1 (ko) * 1994-11-11 1999-03-30 와다 아키히로 고분자 전해질형 연료 전지와 그 운전 제어 방법
NL9500253A (nl) * 1995-02-10 1996-09-02 Stichting Energie Werkwijze voor het bevochtigen van brandstofgassen alsmede vaste polymeer brandstofcel.
DE19513292C1 (de) * 1995-04-07 1996-08-22 Siemens Ag Brennstoffzelle
US5700595A (en) * 1995-06-23 1997-12-23 International Fuel Cells Corp. Ion exchange membrane fuel cell power plant with water management pressure differentials
US20020127452A1 (en) * 1995-08-25 2002-09-12 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell with an electrode having an in-plane nonuniform structure
US5840438A (en) * 1995-08-25 1998-11-24 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell with an electrode substrate having an in-plane nonuniform structure for control of reactant and product transport
US6312845B1 (en) 1995-10-06 2001-11-06 The Dow Chemical Company Macroporous flow field assembly
DE19600200C1 (de) * 1996-01-04 1997-04-24 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb von PEM-Brennstoffzellen
US5965004A (en) * 1996-03-13 1999-10-12 Sterling Pulp Chemicals, Ltd. Chlorine dioxide generation for water treatment
US5686199A (en) * 1996-05-07 1997-11-11 Alliedsignal Inc. Flow field plate for use in a proton exchange membrane fuel cell
US6444343B1 (en) * 1996-11-18 2002-09-03 University Of Southern California Polymer electrolyte membranes for use in fuel cells
JP3724903B2 (ja) * 1996-12-26 2005-12-07 日立マクセル株式会社 イオン伝導体およびこれを用いた電気化学装置
JPH1131520A (ja) * 1997-05-13 1999-02-02 Mazda Motor Corp 固体高分子型燃料電池
JP4543440B2 (ja) 1997-12-22 2010-09-15 株式会社エクォス・リサーチ 水直噴型燃料電池システム
US7029775B2 (en) * 1997-12-22 2006-04-18 Kabushikikaisha Equos Research Fuel cell system
JPH11317236A (ja) 1997-12-22 1999-11-16 Aqueous Reserch:Kk 燃料電池システム
US6103077A (en) * 1998-01-02 2000-08-15 De Nora S.P.A. Structures and methods of manufacture for gas diffusion electrodes and electrode components
US6103409A (en) * 1998-02-10 2000-08-15 General Motors Corporation Fuel cell flooding detection and correction
US6673480B1 (en) * 1998-07-02 2004-01-06 Ballard Power Systems Inc. Sensor cell for an electrochemical fuel cell stack
US6127057A (en) * 1998-08-12 2000-10-03 International Fuel Cells, Llc Self-inerting fuel cell system
JP4588882B2 (ja) 1998-09-30 2010-12-01 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト 高分子電解質膜燃料電池における反応水の排出方法
US6093502A (en) * 1998-10-28 2000-07-25 Plug Power Inc. Fuel cell with selective pressure variation and dynamic inflection
CA2290089A1 (en) * 1998-11-24 2000-05-24 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell with an electrode having an in-plane nonuniform structure
US20020192531A1 (en) * 1998-12-30 2002-12-19 Joerg Zimmerman Liquid reactant flow field plates for liquid feed fuel cells
US6641625B1 (en) 1999-05-03 2003-11-04 Nuvera Fuel Cells, Inc. Integrated hydrocarbon reforming system and controls
JP4734683B2 (ja) * 1999-05-31 2011-07-27 トヨタ自動車株式会社 固体高分子型燃料電池
GB9915925D0 (en) * 1999-07-08 1999-09-08 Univ Loughborough Flow field plates
US6303245B1 (en) 1999-08-27 2001-10-16 Plug Power Inc. Fuel cell channeled distribution of hydration water
US6329090B1 (en) 1999-09-03 2001-12-11 Plug Power Llc Enthalpy recovery fuel cell system
US6284399B1 (en) 1999-09-17 2001-09-04 Plug Power Llc Fuel cell system having humidification membranes
US6251534B1 (en) 1999-09-23 2001-06-26 Plug Power Inc. Fuel cell cascade flow system
US6322917B1 (en) 1999-09-27 2001-11-27 Plug Power L.L.C. Diagnostic method and control of preferential oxidation of carbon monoxide
DE19952384A1 (de) * 1999-10-30 2001-05-17 Forschungszentrum Juelich Gmbh Optimierung der Betriebsparameter eines Direkt-Methanol-Brennstoffzellensystems
JP4686814B2 (ja) 1999-11-17 2011-05-25 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池装置
US6780533B2 (en) * 1999-12-17 2004-08-24 Utc Fuel Cells, Llc Fuel cell having interdigitated flow channels and water transport plates
US6589682B1 (en) * 2000-01-27 2003-07-08 Karen Fleckner Fuel cells incorporating nanotubes in fuel feed
US6770394B2 (en) * 2000-02-11 2004-08-03 The Texas A&M University System Fuel cell with monolithic flow field-bipolar plate assembly and method for making and cooling a fuel cell stack
US6828054B2 (en) 2000-02-11 2004-12-07 The Texas A&M University System Electronically conducting fuel cell component with directly bonded layers and method for making the same
US6586128B1 (en) 2000-05-09 2003-07-01 Ballard Power Systems, Inc. Differential pressure fluid flow fields for fuel cells
FR2809384B1 (fr) * 2000-05-26 2003-04-11 Thomson Csf Procede de fabrication de mousse de carbone et pile a combustible utilisant cette mousse
JP4843147B2 (ja) * 2000-05-30 2011-12-21 本田技研工業株式会社 燃料電池暖機システム
JP4575551B2 (ja) 2000-05-30 2010-11-04 本田技研工業株式会社 燃料電池用ガス供給装置
JP4824853B2 (ja) * 2000-07-18 2011-11-30 本田技研工業株式会社 燃料電池用ガス供給装置
US6531238B1 (en) 2000-09-26 2003-03-11 Reliant Energy Power Systems, Inc. Mass transport for ternary reaction optimization in a proton exchange membrane fuel cell assembly and stack assembly
US6444337B1 (en) * 2000-09-26 2002-09-03 Energetics, Inc. Fuel cell with low cathodic polarization and high power density
US6686078B1 (en) 2000-09-29 2004-02-03 Plug Power Inc. Method of reformer operation to prevent fuel cell flooding
US6537690B1 (en) * 2000-10-23 2003-03-25 Plug Power Inc. Method of operating a fuel cell system
JP3928154B2 (ja) * 2001-05-29 2007-06-13 本田技研工業株式会社 燃料電池電源装置
JP2002367641A (ja) * 2001-06-08 2002-12-20 Honda Motor Co Ltd 燃料電池およびその運転方法
US20030003341A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Kinkelaar Mark R. Liquid fuel cell reservoir for water and/or fuel management
US6686084B2 (en) 2002-01-04 2004-02-03 Hybrid Power Generation Systems, Llc Gas block mechanism for water removal in fuel cells
JP3826833B2 (ja) * 2002-04-19 2006-09-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
US7122257B2 (en) * 2002-06-10 2006-10-17 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Fuel cell reactant supply
US20040001993A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-01 Kinkelaar Mark R. Gas diffusion layer for fuel cells
US20040001991A1 (en) * 2002-07-01 2004-01-01 Kinkelaar Mark R. Capillarity structures for water and/or fuel management in fuel cells
FR2842948B1 (fr) * 2002-07-25 2005-04-29 Renault Sa Systeme de traction electrique pour vehicule automobile et procede de mise en oeuvre d'une pile a combustible
KR100905456B1 (ko) 2002-07-25 2009-07-02 르노 에스.아.에스. 차량용 전기 구동 시스템 및 연료 전지의 사용 방법
WO2004019439A1 (ja) * 2002-07-25 2004-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 電解質膜とこれを用いた膜電極接合体および燃料電池
US7282291B2 (en) 2002-11-25 2007-10-16 California Institute Of Technology Water free proton conducting membranes based on poly-4-vinylpyridinebisulfate for fuel cells
US6869709B2 (en) * 2002-12-04 2005-03-22 Utc Fuel Cells, Llc Fuel cell system with improved humidification system
WO2004062020A2 (en) * 2002-12-27 2004-07-22 Foamex L.P. Gas diffusion layer containing inherently conductive polymer for fuel cells
CN1320679C (zh) * 2002-12-27 2007-06-06 上海神力科技有限公司 一种内增湿质子交换膜燃料电池
JP2004235063A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池
CN100423341C (zh) * 2003-03-03 2008-10-01 百拉得动力***公司 环境压力下采用部分空气加湿的燃料电池***的操作方法
JP5129479B2 (ja) * 2003-03-07 2013-01-30 ビーディーエフ アイピー ホールディングス リミテッド 閉じられた反応物供給システムを有する燃料電池を動作する方法
US20050130023A1 (en) * 2003-05-09 2005-06-16 Lebowitz Jeffrey I. Gas diffusion layer having carbon particle mixture
DE10323644B4 (de) * 2003-05-26 2009-05-28 Daimler Ag Brennstoffzelle mit Anpasssung der lokalen flächenspezifischen Gasströme
CN100405643C (zh) 2003-08-25 2008-07-23 松下电器产业株式会社 固体高分子型燃料电池***及其运行方法
US8227134B2 (en) * 2003-10-15 2012-07-24 University Of Iowa Research Foundation Self-hydrating membrane electrode assemblies for fuel cells
JP2006120441A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Electric Power Dev Co Ltd 燃料電池
US20060199061A1 (en) * 2005-03-02 2006-09-07 Fiebig Bradley N Water management in bipolar electrochemical cell stacks
CN1309109C (zh) * 2005-03-23 2007-04-04 武汉理工大学 一种燃料电池用气体扩散层及其制备方法
US7976991B2 (en) * 2005-05-17 2011-07-12 GM Global Technology Operations LLC Relative humidity control for a fuel cell
US20060263652A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Logan Victor W Fuel cell system relative humidity control
US7862935B2 (en) * 2005-05-17 2011-01-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Management via dynamic water holdup estimator in a fuel cell
US8399142B2 (en) * 2005-05-17 2013-03-19 GM Global Technology Operations LLC Relative humidity profile control strategy for high current density stack operation
US7759017B2 (en) * 2005-05-18 2010-07-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Membrane electrode assembly (MEA) architecture for improved durability for a PEM fuel cell
JP4673141B2 (ja) * 2005-06-22 2011-04-20 本田技研工業株式会社 燃料電池及び燃料電池用セパレータ
US20070087240A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 General Hydrogen Corporation Fuel cell fluid dissipater
WO2008019503A1 (en) * 2006-08-18 2008-02-21 Hyteon Inc. Method for operating a fuel cell and a fuel cell stack
US7838168B2 (en) * 2006-08-24 2010-11-23 Salter L Carlton Functionally integrated hydrogen fuel cell
JP5042588B2 (ja) * 2006-10-19 2012-10-03 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP2009259758A (ja) 2008-03-26 2009-11-05 Toyota Motor Corp 燃料電池システム及び燃料電池の運転方法
WO2010129957A2 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Treadstone Technologies, Inc. High power fuel stacks using metal separator plates
US8304138B2 (en) * 2010-05-26 2012-11-06 Ford Global Technologies, Llc Fuel cell system and method of use
US20180151901A1 (en) 2010-10-06 2018-05-31 Ford Global Technologies, Llc Method of operating a fuel cell during a soak time period
US20110165485A1 (en) * 2010-10-06 2011-07-07 Ford Global Technologies, Llc Fuel Cell System And Method Of Use
WO2012101818A1 (ja) * 2011-01-28 2012-08-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
WO2018237042A2 (en) * 2017-06-20 2018-12-27 Low Emission Resources Corporation ELECTROCHEMICAL WATER PRODUCTION USING IONIC AND ELECTRONIC CONDUCTION MIXED MEMBRANES
CN111106368B (zh) * 2019-12-31 2021-11-26 上海神力科技有限公司 一种燃料电池电堆的水管理方法
CN113707915B (zh) * 2021-08-23 2022-08-23 中国第一汽车股份有限公司 一种可用于燃料电池电堆的水管理控制方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3012086A (en) 1957-07-17 1961-12-05 Allis Chalmers Mfg Co Fuel cell

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL247657A (ja) * 1959-02-03
GB894454A (en) * 1959-10-13 1962-04-18 Nat Res Dev Improvements relating to electrical fuel cells
US3172784A (en) * 1961-08-18 1965-03-09 Gen Electric Methods and apparatus for removing heat and water from a fuel cell
FR1547910A (fr) * 1967-12-06 1968-11-29 Bbc Brown Boveri & Cie Procédé et dispositif pour l'évacuation de l'eau de réaction hors de piles à combustible
US3554809A (en) * 1967-12-18 1971-01-12 Gen Electric Process and apparatus for distributing fluid inerts with respect to the electrodes of a fuel battery
US4037024A (en) * 1973-02-09 1977-07-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fuel cell product-water management system
GB2139110B (en) * 1982-12-27 1987-05-20 Gen Electric Water vapor exchange system
US4826792A (en) * 1985-11-21 1989-05-02 Mobil Oil Corporation Method of noble metal-zeolite catalyst activation with Bronsted acid compound
US4729932A (en) * 1986-10-08 1988-03-08 United Technologies Corporation Fuel cell with integrated cooling water/static water removal means
US4826741A (en) * 1987-06-02 1989-05-02 Ergenics Power Systems, Inc. Ion exchange fuel cell assembly with improved water and thermal management
US4795683A (en) * 1987-07-23 1989-01-03 United Technologies Corporation High power density evaporatively cooled ion exchange membrane fuel cell
US4826742A (en) * 1988-01-21 1989-05-02 International Fuel Cells Corporation Water and heat management in solid polymer fuel cell stack
US4973530A (en) * 1989-12-21 1990-11-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel cell water transport
US5260143A (en) * 1991-01-15 1993-11-09 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for removing water from electrochemical fuel cells

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3012086A (en) 1957-07-17 1961-12-05 Allis Chalmers Mfg Co Fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
AU660446B2 (en) 1995-06-29
AU1164292A (en) 1992-08-27
EP0567499A1 (en) 1993-11-03
CA2099886C (en) 1998-04-14
US5260143A (en) 1993-11-09
WO1992013365A1 (en) 1992-08-06
JPH06504403A (ja) 1994-05-19
EP0567499B1 (en) 1997-05-14
CA2099886A1 (en) 1992-07-16
EP0567499B2 (en) 2001-02-28
US5441819A (en) 1995-08-15
DE69219758T2 (de) 1997-12-11
DE69219758D1 (de) 1997-06-19
DE69219758T3 (de) 2001-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2703824B2 (ja) 電気化学燃料電池の除水方法
US5366818A (en) Solid polymer fuel cell systems incorporating water removal at the anode
US5840438A (en) Electrochemical fuel cell with an electrode substrate having an in-plane nonuniform structure for control of reactant and product transport
US7799453B2 (en) Fuel cell with electroosmotic pump
KR100528340B1 (ko) 액체연료 혼합장치 및 이를 적용한 직접액체연료 전지
US20050084731A1 (en) Fuel cell
JPH09283153A (ja) 固体高分子電解質型燃料電池
JPH09283162A (ja) 固体高分子型燃料電池
JPH11135132A (ja) 固体高分子電解質型燃料電池
JP3738956B2 (ja) 燃料電池
JP2000208156A (ja) 固体高分子型燃料電池システム
JP3562809B2 (ja) 高分子電解質型燃料電池用ガス拡散層とそれを用いた電解質膜−電極接合体および高分子電解質型燃料電池
JP2001015123A (ja) 燃料電池用電極基体、燃料電池用電極及びこれを用いた燃料電池
JP7113312B2 (ja) 水素生成システム
JP2009043688A (ja) 燃料電池
JP3511653B2 (ja) 燃料電池の加湿装置
WO2004062016A1 (ja) 水素ガス湿度制御装置、燃料電池、水素ガス湿度制御方法および燃料電池の湿度制御方法
JP2004103592A (ja) 燃料電池
JP2001176530A (ja) 固体高分子膜型燃料電池システム
JP2005322546A (ja) 固体高分子型燃料電池
JP2020128562A (ja) 水素生成システム
JP2001015137A (ja) 固体高分子電解質型燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081003

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 12

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 12

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 12

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 12

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101003

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101003

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees