JP4415678B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
電解質と、
触媒層を有するとともに、前記触媒層が前記電解質に接合された第1と第2の電極と、
多孔質材料で形成された多孔質部を少なくとも一部に有し、前記第1の電極に接して設けられた第1のセパレータと、
を備え、
前記燃料電池は、前記多孔質部と前記第1の電極とに接する位置において少なくとも一部の反応用流路が形成されるとともに、前記多孔質部に接し前記第1の電極に接しない位置に環境制御用流路が形成されるように構成されており、
前記燃料電池は、さらに前記反応用流路と前記環境制御用流路の少なくとも一方から前記多孔質部内へ侵入する不純物による前記多孔質部の閉塞を軽減させる閉塞軽減部を備えることを特徴とする。
前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
を備え、
前記燃料電池は、前記多孔質部と前記第1の電極とに接する位置において少なくとも一部の反応用流路が形成されるとともに、前記多孔質部に接し前記第1の電極に接しない位置に環境制御用流路が形成されるように構成されており、
前記燃料電池システムは、前記反応用流路と前記環境制御用流路の少なくとも一方から前記多孔質部内へ侵入する不純物による前記多孔質部の閉塞を軽減させるように前記反応ガス供給部を作動させる特定の作動モードを有することを特徴とする。
前記特定の作動モードは、前記反応ガス供給部と前記第2のバルブとを制御して、前記反応ガスを前記多孔質部を経由して前記環境制御用流路から前記反応用流路へ流れさせるモードであるようにしても良い。
あるいは、前記燃料電池システムは、前記特定の作動モードは、前記反応ガスが所定量供給される場合において前記計測された圧力の差が第2の閾値よりも小さくなると自動的に停止するモードであるようにしても良いし、上記の条件で起動と停止を行うように構成しても良い。なお、第1の閾値は、第2の閾値と同一であっても良い。
前記特定の作動モードは、前記計測された圧力の差が第3の閾値を超えないように、前記第2のバルブと前記反応ガス供給部とを作動させるモードであるようにしても良い。
A.本発明の実施例における燃料電池システムの構成:
B.本発明の実施例における多孔質部の浄化処理:
C.変形例:
図1は、第1実施例における燃料電池システム10の概略構成を示す説明図である。燃料電池システム10は、燃料電池100と、燃料電池に水素ガスを供給するための水素ガス供給系統と、燃料電池に空気を供給するための空気供給系統と、燃料電池に冷却液を供給するための冷却液供給系統と、これらを制御するコントローラ600と、を備えている。
図5は、本発明の実施例における不純物排出処理の流れを示すフローチャートである。不純物排出処理は、燃料電池の発電停止に応じて処理が開始される(ステップS110)。燃料電池の発電停止後に処理を開始するのは、不純物の排出によって燃料電池100の発電に影響を与えないようにするためである。なお、燃料電池の発電停止に伴い、空気と水素ガスの燃料電池100への供給が停止されている。
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
100…燃料電池
110…セル
120…MEA
122…電解質膜
124…酸素極
126…水素極
130…水素極側セパレータ
140…酸素極側セパレータ
302…水素タンク
304…減圧弁
306…流量制御弁
310…水素ガス供給管
330…水素ガス流路
330in…水素ガス導入路
330out…水素ガス導出路
390…水素ガス排出管
392…遮断弁
402…空気ブロワ
410…空気供給管
430…反応用空気流路
430in…反応用空気導入路
430out…反応用空気導出路
432…環境制御用空気流路
432in…環境制御用空気導入路
432out…環境制御用空気導出路
434…燃料電池外部配管
436…シャットオフバルブ
490…空気排出管
502…循環ポンプ
504…熱交換器
510…冷却液供給管
530…冷却液流路
530in…冷却液導入路
530out…冷却液導出路
600…コントローラ
610、620…圧力計
Claims (5)
- 燃料電池であって、
電解質と、
触媒層を有するとともに、前記触媒層が前記電解質に接合された第1と第2の電極と、
多孔質材料で形成された多孔質部を少なくとも一部に有し、前記第1の電極に接して設けられた第1のセパレータと、
を備え、
前記燃料電池は、前記多孔質部と前記第1の電極とに接する位置において少なくとも一部の反応用流路が形成されるとともに、前記多孔質部に接し前記第1の電極に接しない位置に環境制御用流路が形成されるように構成されており、
前記燃料電池は、さらに前記反応用流路と前記環境制御用流路の少なくとも一方から前記多孔質部内へ侵入する不純物による前記多孔質部の閉塞を軽減させる閉塞軽減部を備え、
前記閉塞軽減部は、前記反応用流路と前記環境制御用流路の少なくとも一方に供給される反応ガスを濾過する濾過器を含み、
前記濾過器は、イオン交換処理による濾過を含む濾過処理を行うことを特徴とする、燃料電池。 - 請求項1記載の燃料電池であって、
前記イオン交換処理は、陽イオン交換処理を含む、燃料電池。 - 請求項1記載の燃料電池であって、
前記反応用流路には、酸化ガスが供給されることを特徴とする、燃料電池。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記第1のセパレータには、前記燃料電池を冷却するための冷媒を流すための冷媒流路が形成されている、燃料電池。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記燃料電池は、前記環境制御用流路が前記反応用流路の上流側に直列に接続されるように構成されている、燃料電池。
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