JP3337295B2 - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システムInfo
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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
- H01M8/04082—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
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
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- 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
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Description
に用いた燃料電池を備える燃料電池システムに関するも
のである。
ードと、酸化剤ガスである空気が供給されるカソード
と、固体高分子膜からなる電解質膜とを備えている。前
記燃料電池において、前記固体高分子膜は水を含むこと
によりイオン導伝性を示すため、前記水素ガスを加湿す
ることにより前記固体高分子膜に水分を供給する必要が
ある。特に、前記固体高分子膜として例えばデュポン社
製の商品名;ナフィオンR 117などのプロトン導伝
体を用いる場合には、プロトン導伝に伴って前記アノー
ドから前記カソードへ水分が移動するため、前記水素ガ
スを十分に加湿する必要がある。
により生成した水分が存在し、加えて前記固体高分子膜
として前記プロトン導伝体を用いた場合にはプロトン導
伝に伴い前記アノードから移動してきた水分が存在する
ため、加湿は不要であると考えられているが、本発明者
らは前記空気を加湿すると電池性能がより向上すること
を究明した。
て前記空気を加湿しようとすると水の蒸発潜熱分の熱量
を外部から供給する必要があるため、前記電池のエネル
ギー効率が低下するという問題点があった。
解決するためになされたもので、空気を効率良く加湿す
ることが可能な燃料電池システムを提供しようとするも
のである。
を電解質に用いた燃料電池を備える燃料電池システムに
おいて、前記燃料電池に供給する空気と前記燃料電池か
らの排出空気とを熱交換する再生熱交換器と、前記再生
熱交換器に純水を供給する純水供給手段とを具備し、 前
記再生熱交換器において前記排出空気の熱により前記純
水を蒸発させて前記燃料電池に供給する空気を加湿した
後、この空気を前記燃料電池に供給することを特徴とす
る燃料電池システムである。
ノードと、酸化剤ガスである空気が供給されるカソード
と、固体高分子膜からなる電解質膜とを備える。前記水
素ガスは、例えば改質器、ボンベ、水素吸蔵合金等から
供給されることが望ましい。
サ、タービン等から供給されることが望ましい。前記固
体高分子膜は、プロトン導伝体であることが望ましく、
具体的には、デュポン社製の商品名;ナフィオン R
117を挙げることができる。
記燃料電池からの排出空気とを熱交換し、かつ前記空気
を加湿するための純水が供給される再生熱交換器を備え
ることによって、前記再生熱交換器において電池反応の
反応熱により加熱され、かつ反応生成物である水蒸気を
含む前記排出空気の熱により前記純水を蒸発させること
ができるため、前記空気を効率良く加湿することができ
る。その結果、エネルギー効率が向上され、かつ優れた
性能を有する燃料電池を備えた燃料電池システムを提供
することができる。
に説明する。 実施例 図1は本発明の燃料電池システムの概略図である。例え
ば改質器、ボンベ、水素吸蔵合金等の水素ガス供給手段
1は、加湿器2に接続されている。前記加湿器2は燃料
電池3に接続されている。燃料電池冷却系4は前記燃料
電池3と前記加湿器2とを接続している。前記燃料電池
3と前記水素ガス供給手段1とは第1の弁5を有するポ
ンプ6により接続されている。第2の弁7を有する第1
のベント8は、前記燃料電池3に接続されている。例え
ばブロワ、コンプレッサ、タービン等の空気供給手段9
は、再生熱交換加湿器10に接続されている。前記再生
熱交換加湿器10は、前記燃料電池3に接続されてい
る。第2のベント11は、前記再生熱交換加湿器10に
接続され、排出空気を前記再生熱交換加湿器10から系
外へ排出する。純水供給手段12は、前記加湿器2と、
前記再生熱交換加湿器10とに接続されている。なお、
前記燃料電池から排出される未反応の水素ガスは、前記
弁5を開き、かつ前記弁7を閉じた状態で前記ポンプ6
を作動することにより前記水素ガス供給手段1に供給さ
れてリサイクルされ、また、前記弁5を閉じ、かつ前記
弁7を開くと、前記ベント8から系外へ排出される。
テムによれば、燃料電池3の反応熱により加熱され、か
つ反応生成物の水蒸気を含む排出空気が供給される再生
熱交換加湿器10に空気供給手段9から空気を供給する
と共に純水供給手段12から純水を供給することによ
り、前記排気空気の熱により純水が蒸発されて前記空気
を効率良く加湿することができる。また、水素ガス供給
手段1から供給された水素ガスは、燃料電池冷却系4を
熱源として加熱された加湿器2において加湿された後、
前記燃料電池3に供給される。従って、空気及び水素ガ
スの両者を加湿した状態で前記燃料電池3のカソード、
アノードにそれぞれ供給できるため、エネルギー効率が
向上されると共に性能が著しく向上された燃料電池を備
えた燃料電池システムを提供することができる。
気を効率良く加湿することができ、エネルギー効率及び
性能が向上された燃料電池を備えた燃料電池システムを
提供することができる。
…燃料電池冷却系、9…空気供給手段、10…再生熱交
換加湿器、12…純水供給手段。
Claims (1)
- 【請求項1】固体高分子膜を電解質に用いた燃料電池を
備える燃料電池システムにおいて、 前記燃料電池に供給する空気と前記燃料電池からの排出
空気とを熱交換する再生熱交換器と、前記再生熱交換器
に純水を供給する純水供給手段とを具備し、 前記再生熱交換器において前記排出空気の熱により前記
純水を蒸発させて前記燃料電池に供給する空気を加湿し
た後、この空気を前記燃料電池に供給する ことを特徴と
する燃料電池システム。
Priority Applications (1)
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JP32148593A JP3337295B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32148593A JP3337295B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 燃料電池システム |
Publications (2)
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JPH07176313A JPH07176313A (ja) | 1995-07-14 |
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Family Applications (1)
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JP32148593A Expired - Lifetime JP3337295B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 燃料電池システム |
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