JP5463800B2 - 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 - Google Patents
燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5463800B2 JP5463800B2 JP2009198487A JP2009198487A JP5463800B2 JP 5463800 B2 JP5463800 B2 JP 5463800B2 JP 2009198487 A JP2009198487 A JP 2009198487A JP 2009198487 A JP2009198487 A JP 2009198487A JP 5463800 B2 JP5463800 B2 JP 5463800B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- fuel
- voltage
- cell stack
- 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
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
酸化剤極:O2+4H++4e-→2H2O ・・・(2)
このとき、H+(プロトン)は水分子をドラッグして電解質膜内を移動する。ここでプロトン1分子がドラッグする水分子の数をNdとする。一方で、燃料電池10内では、酸化剤極3で生成したH2O(水)が酸化剤極3から燃料極2へ拡散してくる。つまり、燃料極2から酸化剤極3へドラッグされる水と、酸化剤極3から燃料極2へ拡散する水がバランスされて発電が成立している。このドラッグと拡散を数式で表すと、電解質膜1内を移動する水の流束JH2Oは、
JH2O=Nd・(I/F)−Dw・(ΔCW/L) ・・・(3)
で表わすことができる。ここで、ΔCWは電解質膜1間の水濃度勾配、Iは電流密度、Fはファラデー定数である。
2 燃料極
3 酸化剤極
4 カソードセパレータ
5 アノードセパレータ
6 アノード流路
7 カソード流路
8 冷却水流路
10 セル
12 カソードガスマニホールド
14 アノードガスマニホールド
20 エッジシール
25 燃料電池スタック
30 集電板
31 電圧計
32 負荷
110 出力端子
Claims (10)
- 燃料極と酸化剤極とが電解質膜を挟んで対向配置されてなる燃料電池セルを複数積層して構成される燃料電池スタックを備える燃料電池システムにおいて、
前記電解質膜の中を移動する水の拡散係数をDw(m2/sec)、前記電解質膜の厚さをL(m)、電気浸透係数をNd(molH2O/MOLH+)としたときに、
前記燃料電池スタックを構成する複数の燃料電池セルのうち一部の燃料電池セルは、その他の燃料電池セルに比べてDw/(L×Nd)で表わされる値が小さく、かつ、前記燃料電池スタックの燃料ガス入口及び前記燃料電池スタックの燃料ガス出口、又は前記燃料電池スタックの酸化剤ガス入口及び前記燃料電池スタックの酸化剤ガス出口から最も遠い側に配置され、
前記一部の燃料電池セルにはセル電圧を検出する電圧検出手段を設け、
前記電圧検出手段を設けた燃料電池セルへの、燃料ガスまたは酸化剤ガスの少なくとも一方の供給を遮断可能なシャットオフ弁と、
前記電圧検出手段を設けた燃料電池セルの燃料極と酸化剤極を電気的に接続させ得る通電手段と、
を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記電圧検出手段を設けた燃料電池セルは、触媒担持量がその他の燃料電池セルに比べて少ないことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池スタックを冷却するための冷却水を流す冷却水流路を備え、
前記電圧検出手段を設けた燃料電池セル用の冷却水流路は、その他のセル用の冷却水流路よりも圧力損失が大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。 - 前記電圧検出手段を設けた燃料電池セルを、燃料電池スタックの中央部に配置することを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
- 前記電圧検出手段を設けた燃料電池セルのセパレータは、その他の燃料電池セルのセパレータに比べて厚いことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
- 燃料極と酸化剤極とが電解質膜を挟んで対向配置されてなる燃料電池セルを複数積層して構成される燃料電池スタックを備え、前記電解質膜の中を移動する水の拡散係数をDw(m2/sec)、前記電解質膜の厚さをL(m)、電気浸透係数をNd(molH2O/MOLH+)としたときに、前記燃料電池スタックを構成する複数の燃料電池セルのうち一部の燃料電池セルは、その他の燃料電池セルに比べてDw/(L×Nd)で表わされる値が小さく、かつ、前記燃料電池スタックの燃料ガス入口及び前記燃料電池スタックの燃料ガス出口、又は前記燃料電池スタックの酸化剤ガス入口及び前記燃料電池スタックの酸化剤ガス出口から最も遠い側に配置され、前記一部の燃料電池セルにはセル電圧を検出する電圧検出手段を設け、前記電圧検出手段を設けた燃料電池セルへの燃料ガスまたは酸化剤ガスの少なくとも一方の供給を遮断可能なシャットオフ弁と、前記電圧検出手段を設けた燃料電池セルの燃料極と酸化剤極を電気的に接続させ得る通電手段と、を有する燃料電池システムの制御方法であって、
前記電圧検出手段で検出したセル電圧を予め設定した所定電圧V1と比較し、
前記電圧検出手段で検出したセル電圧が前記所定電圧V1を下回った場合には、前記一部の燃料電池セルでドライアウトが発生していると判定することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 前記一部の燃料電池セルのセル電圧が予め設定した所定電圧V1を下回った場合に、前記燃料電池スタックの酸化剤極に供給するガス圧力を増加させることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システムの制御方法。
- 燃料電池スタックの酸化剤極に供給するガス圧力を増加させる前に、前記燃料電池スタックから取り出す電流を減少させることを特徴とする請求項7に記載の燃料電池システムの制御方法。
- 前記燃料電池スタックが無負荷の状態で、前記一部の燃料電池セルのセル電圧が予め設定した所定電圧V2を下回った場合に、前記シャットオフ弁により前記一部の燃料電池セルへの燃料ガスまたは酸化剤ガスの少なくとも一方の供給を遮断することを特徴とする請求項6から8のいずれか一つに記載の燃料電池システムの制御方法。
- 前記燃料電池スタックが無負荷の状態で、前記一部の燃料電池セルのセル電圧が予め設定した所定電圧V2を下回った場合に、前記通電手段により前記一部の燃料電池セルの燃料極と酸化剤極を電気的に接続させることを特徴とする請求項6から9のいずれか一つに記載の燃料電池システムの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009198487A JP5463800B2 (ja) | 2009-08-28 | 2009-08-28 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009198487A JP5463800B2 (ja) | 2009-08-28 | 2009-08-28 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011049104A JP2011049104A (ja) | 2011-03-10 |
JP5463800B2 true JP5463800B2 (ja) | 2014-04-09 |
Family
ID=43835232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009198487A Expired - Fee Related JP5463800B2 (ja) | 2009-08-28 | 2009-08-28 | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5463800B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014038705A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Toyota Motor Corp | 燃料電池スタックおよび燃料電池システム、燃料電池スタックの製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3706959B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2005-10-19 | 関西電力株式会社 | 導電性チューブを挿入した円筒形固体電解質型燃料電池セルの構造、このセルを複数本束ねたバンドルの構造並びにこのバンドルを用いた発電モジュールの構造 |
JP3459597B2 (ja) * | 1999-08-25 | 2003-10-20 | 三洋電機株式会社 | 固体高分子型燃料電池 |
JP2004220823A (ja) * | 2003-01-10 | 2004-08-05 | Toyotomi Co Ltd | 燃料電池のセル異常検出装置 |
JP4810872B2 (ja) * | 2005-04-22 | 2011-11-09 | 株式会社エクォス・リサーチ | 燃料電池システム |
JP2007123127A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP4935057B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2012-05-23 | 富士電機株式会社 | 燃料電池スタック |
JP2007220322A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2007299597A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
US7931991B2 (en) * | 2006-12-26 | 2011-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
-
2009
- 2009-08-28 JP JP2009198487A patent/JP5463800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011049104A (ja) | 2011-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yousfi-Steiner et al. | A review on polymer electrolyte membrane fuel cell catalyst degradation and starvation issues: Causes, consequences and diagnostic for mitigation | |
US8956775B2 (en) | Fuel cell system and method of detecting abnormality of fuel cell system | |
JP5347253B2 (ja) | 燃料電池の起動方法、燃料電池の起動装置およびその起動装置を搭載した車両 | |
JP5321230B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5435320B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 | |
KR101755923B1 (ko) | 연료전지 스택 오염 진단 방법 및 시스템 | |
JP2005251434A (ja) | 燃料電池システム、燃料電池の制御方法 | |
JP5145778B2 (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法 | |
JP5463800B2 (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 | |
JP2010073497A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法 | |
EP2471137B1 (en) | Method for the early detection of liquid water formation in a fuel cell | |
JP2008198496A (ja) | 固体高分子形燃料電池及びその特性回復方法 | |
JP2006156040A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5923956B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5502547B2 (ja) | 燃料電池用液絡検出装置 | |
JP2021174670A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2005100705A (ja) | 燃料電池の始動方法 | |
JP2004335448A (ja) | 高分子電解質型燃料電池の運転方法 | |
CN110165256B (zh) | 燃料电池的老化装置 | |
JP2009032568A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2010135174A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法 | |
JP2022162240A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2022064656A (ja) | 燃料電池の短絡検出方法 | |
JP2022044327A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2005235698A (ja) | 燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120627 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131008 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140106 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5463800 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |