JPS61198571A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS61198571A JPS61198571A JP60038127A JP3812785A JPS61198571A JP S61198571 A JPS61198571 A JP S61198571A JP 60038127 A JP60038127 A JP 60038127A JP 3812785 A JP3812785 A JP 3812785A JP S61198571 A JPS61198571 A JP S61198571A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell stack
- cooling medium
- case
- temperature
- 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.)
- Pending
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
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、端面に給付板を有する電池積層体をケース
に収納し、当該積層体の一側面から冷却媒体を供給して
なる燃料電池に関する。
に収納し、当該積層体の一側面から冷却媒体を供給して
なる燃料電池に関する。
周知のように燃料電池は、電解質と接する電極に、燃料
および酸化剤をそれぞれ外部から連続的に供給すること
によって連続的に発電するものである。
および酸化剤をそれぞれ外部から連続的に供給すること
によって連続的に発電するものである。
電解質にリン酸を用いる燃料電池が、一般にリン酸型燃
料電池と呼ばれるものである。この燃料電池では、燃料
として水素、１！ＩＩ化剤にｓ２が使用される。この燃
料電池の作動温度は高い程良好となるが、構成材料の耐
食性等から２００℃以下に制御される。この範囲におい
て実用的な電流を得るために、了ノードとカソードでの
反応？活発に促進する必要があり、通常貴金属系例えば
白金等の触媒を電極に添加している。
料電池と呼ばれるものである。この燃料電池では、燃料
として水素、１！ＩＩ化剤にｓ２が使用される。この燃
料電池の作動温度は高い程良好となるが、構成材料の耐
食性等から２００℃以下に制御される。この範囲におい
て実用的な電流を得るために、了ノードとカソードでの
反応？活発に促進する必要があり、通常貴金属系例えば
白金等の触媒を電極に添加している。
リン酸型燃料電池の燃料の水素は、通常天然ガス等の炭
化水素系の原料、あるいはメタノール等のアルコール系
の原料を改質して得る。この改質により得る燃料ガス（
以下改質ガスという）は、水素、二酸化炭素およびｇｌ
！成分から構成きれる。
化水素系の原料、あるいはメタノール等のアルコール系
の原料を改質して得る。この改質により得る燃料ガス（
以下改質ガスという）は、水素、二酸化炭素およびｇｌ
！成分から構成きれる。
このうち微量成分として一酸化炭素を含むが、これは−
極の触媒の活性を低下させる前件（触媒への被毒作用）
を有する。この被毒作用は第４図に示すように、燃料電
池め温度が低い場合、あるいは′−一酸化炭素濃度が高
い場合特に゛強くなる。したがって、２００℃という制
限においてで養るだけ電池の温度を高くすることが望ま
しい。
極の触媒の活性を低下させる前件（触媒への被毒作用）
を有する。この被毒作用は第４図に示すように、燃料電
池め温度が低い場合、あるいは′−一酸化炭素濃度が高
い場合特に゛強くなる。したがって、２００℃という制
限においてで養るだけ電池の温度を高くすることが望ま
しい。
一方、燃料電池が発電し゛て外部に電流を取り出してい
る状態では、通常、燃料電池の発電量にほぼ相当する熱
を発生する。このため燃料電池の温度を制御するには冷
却を必要とする。この冷却の方法としてリン酸型燃料電
池では、空冷方式、水冷方式、液冷方式等力Ｓ知られて
おり、既に実用化されている。冷却をするにあたっては
前述のとおり、燃料電池の温度を２００℃という制限内
において可能な限り高く制御することが望ましい。しか
し外部より冷却媒体を供給すると、燃料電池積層体の積
層方向の温度分布は第５図に示すように、積層体中央部
が高く、上方及び下方になる程低くなり、締付板に近い
単位電池の温度は特に低くなる。
る状態では、通常、燃料電池の発電量にほぼ相当する熱
を発生する。このため燃料電池の温度を制御するには冷
却を必要とする。この冷却の方法としてリン酸型燃料電
池では、空冷方式、水冷方式、液冷方式等力Ｓ知られて
おり、既に実用化されている。冷却をするにあたっては
前述のとおり、燃料電池の温度を２００℃という制限内
において可能な限り高く制御することが望ましい。しか
し外部より冷却媒体を供給すると、燃料電池積層体の積
層方向の温度分布は第５図に示すように、積層体中央部
が高く、上方及び下方になる程低くなり、締付板に近い
単位電池の温度は特に低くなる。
この温度分布は内部発熱のある固体の場合に生ずるもの
であるが、燃料電池積層体の場合には、特に上下に熱容
量の大きな締付板があり、これが燃料電池積層体から熱
を大量に奪うこと、更にこの締付板から外部への放熱が
大きいことなどから、特に締付板に近い単位電池の温度
が低くなる。これは、この種の積層構造の燃料電池が、
単位電池間で生ずる電気抵抗を低くして燃料電池の発電
効率を高めるために、上下の締付板を締付用のボルトに
より単位電池の面内が均等な一定の圧力、一般には２〜
５にβの圧力で締付けなければならす、こわ１を可能と
するために、締付板が通常、鉄あるいはステンレス鋼の
様な厚みのある金属で作られていることに起因する。
であるが、燃料電池積層体の場合には、特に上下に熱容
量の大きな締付板があり、これが燃料電池積層体から熱
を大量に奪うこと、更にこの締付板から外部への放熱が
大きいことなどから、特に締付板に近い単位電池の温度
が低くなる。これは、この種の積層構造の燃料電池が、
単位電池間で生ずる電気抵抗を低くして燃料電池の発電
効率を高めるために、上下の締付板を締付用のボルトに
より単位電池の面内が均等な一定の圧力、一般には２〜
５にβの圧力で締付けなければならす、こわ１を可能と
するために、締付板が通常、鉄あるいはステンレス鋼の
様な厚みのある金属で作られていることに起因する。
この上下の単位電池の温度が低くなるこ七に対し、従来
から。
から。
１、上下の締付板の外側に断熱材を設ける。
２締付板近くの温度の低い単位電池部分には、冷却媒体
を供給しない。
を供給しない。
等の対策が講じられてきた。【ッかし、いずれの方法で
も、給付板を通じての放熱が大きいので、締付板に近い
単位電池の温度が低くなる傾向は残るとともに、第１の
方法では断熱材を多電に要するため燃料電池積層体の高
さが高くなること、また第２の方法では燃料電源の発熱
量が変化した場合の温度制御が困難であるこお等の欠点
があった・〔発明の目的〕 この発明は上記に鑑みなされたものであり、締付板に近
い単位電池の温度を高めて、燃料電池積層体の積層方向
の温度分布を小さくすることのできる燃料電池を提供す
ることを目的とする。
も、給付板を通じての放熱が大きいので、締付板に近い
単位電池の温度が低くなる傾向は残るとともに、第１の
方法では断熱材を多電に要するため燃料電池積層体の高
さが高くなること、また第２の方法では燃料電源の発熱
量が変化した場合の温度制御が困難であるこお等の欠点
があった・〔発明の目的〕 この発明は上記に鑑みなされたものであり、締付板に近
い単位電池の温度を高めて、燃料電池積層体の積層方向
の温度分布を小さくすることのできる燃料電池を提供す
ることを目的とする。
この目的は本発明によれば、ケースに収納された電池積
層体の一１１１１面から排出された冷却媒体を、電池積
層体の端面に配された締付板に沿って流すことにより、
電池を冷却して高温となった冷却媒体で締付板を加熱す
ることにより達成される。
層体の一１１１１面から排出された冷却媒体を、電池積
層体の端面に配された締付板に沿って流すことにより、
電池を冷却して高温となった冷却媒体で締付板を加熱す
ることにより達成される。
〔発明の実施例］
＠１図は本発明の実施例を示すもので、冷却媒体として
空気を用いるものである。上下の給付板２．３の間に積
層締付けらｎる燃料電池積層体１は、ケース４の中に据
えられる。冷却媒体５としての空気は、外部より燃料電
池積層体の一側面６に供給され、燃料電池積層体の中を
流れる。この積層体を流れる間に、冷却媒体は燃料電池
より熱を奪い温度が高くなる。この温度が高くなった冷
却媒体は、燃料電池積層体の他の側面７より排出される
。この冷却媒体は箱状容器の中を上、下に分流し、更に
上部締付機２と下部締付板３およびケース４で区画され
る空間８を流れた後、排出部９より流出する。なお図に
示した混合防止部材１０は、燃料電池積層体を冷却する
前の冷却媒体と冷却したあとの冷却媒体が混合するのＹ
防止するものである。
空気を用いるものである。上下の給付板２．３の間に積
層締付けらｎる燃料電池積層体１は、ケース４の中に据
えられる。冷却媒体５としての空気は、外部より燃料電
池積層体の一側面６に供給され、燃料電池積層体の中を
流れる。この積層体を流れる間に、冷却媒体は燃料電池
より熱を奪い温度が高くなる。この温度が高くなった冷
却媒体は、燃料電池積層体の他の側面７より排出される
。この冷却媒体は箱状容器の中を上、下に分流し、更に
上部締付機２と下部締付板３およびケース４で区画され
る空間８を流れた後、排出部９より流出する。なお図に
示した混合防止部材１０は、燃料電池積層体を冷却する
前の冷却媒体と冷却したあとの冷却媒体が混合するのＹ
防止するものである。
第２図は本発明の他の実施例を示すものである。
冷却媒体１１は、燃料電池積層体１２の一側面に取り付
けられた冷却媒体供給部１３より供給される。燃料電池
積層体１２を冷却して温度が高くなった冷却媒体は、燃
料電池積層体の他の側面７より排出される。この温度の
高くなった冷却媒体は、燃料電池積層体１２とケース１
４で区画される空間１５で四周方向に分流し、更にこの
冷却媒体は、燃料電池積層体１２とケース１４で区画さ
れる空間１６を流れ、排出部１７より流出する。このよ
うに構成することで、燃料電池積層体の全周に冷却媒体
を流すことが可能となり、燃料電池積層体内の積層方向
の温度分布を第３図に示すように均一にすることができ
る。
けられた冷却媒体供給部１３より供給される。燃料電池
積層体１２を冷却して温度が高くなった冷却媒体は、燃
料電池積層体の他の側面７より排出される。この温度の
高くなった冷却媒体は、燃料電池積層体１２とケース１
４で区画される空間１５で四周方向に分流し、更にこの
冷却媒体は、燃料電池積層体１２とケース１４で区画さ
れる空間１６を流れ、排出部１７より流出する。このよ
うに構成することで、燃料電池積層体の全周に冷却媒体
を流すことが可能となり、燃料電池積層体内の積層方向
の温度分布を第３図に示すように均一にすることができ
る。
以上の説明から明らかなようにこの発明によれば、燃料
電池積層体ンケースの中に設置して、燃料電池積層体を
冷却して、温度の制くなった冷却媒体を、燃料を池積層
体とケースで区画される空間を流すような構造としたの
で、燃料電池積層体の給付根部分での保温効果が増して
、締付板からの放熱を防ぐことができ、燃料電池積層体
の積層方向での温度分布を小さくすることが可能となっ
た。
電池積層体ンケースの中に設置して、燃料電池積層体を
冷却して、温度の制くなった冷却媒体を、燃料を池積層
体とケースで区画される空間を流すような構造としたの
で、燃料電池積層体の給付根部分での保温効果が増して
、締付板からの放熱を防ぐことができ、燃料電池積層体
の積層方向での温度分布を小さくすることが可能となっ
た。
第１図は本発明の一実施例を示す燃料電池の側面断面図
、第２図は本発明の他の実施例を示す燃料電池の側面断
面図、第３図は本発明の実施例による電池積層方向の温
度分布を示すグラフ、第４図は一酸化炭素の濃度による
燃料電池の出力と温度との関係を示すグラフ、第５図は
従来の燃料電池による電池積層方向の温度分布を示すグ
ラフである。 １．１２・・・燃料電池積層体、２・・・上部締付板、
３・・・下部締付板、４，１４・・・ケース、５．１１
・・・冷却媒体、６・・・積層体の一側面、７・・・積
層体の他の側面。 ５皿演 ｆ−３図 ＊たン孝斗ｉＬ９ご請ｌ匡／珀 才４０ 、ｉＫ屓 ｆｊ口
、第２図は本発明の他の実施例を示す燃料電池の側面断
面図、第３図は本発明の実施例による電池積層方向の温
度分布を示すグラフ、第４図は一酸化炭素の濃度による
燃料電池の出力と温度との関係を示すグラフ、第５図は
従来の燃料電池による電池積層方向の温度分布を示すグ
ラフである。 １．１２・・・燃料電池積層体、２・・・上部締付板、
３・・・下部締付板、４，１４・・・ケース、５．１１
・・・冷却媒体、６・・・積層体の一側面、７・・・積
層体の他の側面。 ５皿演 ｆ−３図 ＊たン孝斗ｉＬ９ご請ｌ匡／珀 才４０ 、ｉＫ屓 ｆｊ口
Claims (1)
- 端面に締付板を有する電池積層体をケースに収納し、当
該積層体の一側面から冷却媒体を供給してなるものにお
いて、当該積層体の他の側面から排出された冷却媒体を
少なくとも前記端板に沿って流すことを特徴とする燃料
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038127A JPS61198571A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038127A JPS61198571A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198571A true JPS61198571A (ja) | 1986-09-02 |
Family
ID=12516788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60038127A Pending JPS61198571A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198571A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008768A1 (fr) * | 1995-08-30 | 1997-03-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Pile a combustible |
| KR20040003659A (ko) * | 2002-07-03 | 2004-01-13 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지의 냉각/가습장치 |
| WO2005062409A1 (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Honda Motor Co., Ltd. | スタックの冷却方法及び固体高分子電解質型燃料電池 |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP60038127A patent/JPS61198571A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008768A1 (fr) * | 1995-08-30 | 1997-03-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Pile a combustible |
| US6180273B1 (en) * | 1995-08-30 | 2001-01-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell with cooling medium circulation arrangement and method |
| US6582844B2 (en) | 1995-08-30 | 2003-06-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of cooling a fuel cell |
| KR20040003659A (ko) * | 2002-07-03 | 2004-01-13 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지의 냉각/가습장치 |
| WO2005062409A1 (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Honda Motor Co., Ltd. | スタックの冷却方法及び固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2005190725A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Honda Motor Co Ltd | スタックの冷却方法及び固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP4573525B2 (ja) * | 2003-12-24 | 2010-11-04 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
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