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JP2008192525A - 燃料電池及びその稼働方法 - Google Patents

燃料電池及びその稼働方法 Download PDF

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JP2008192525A JP2007027530A JP2007027530A JP2008192525A JP 2008192525 A JP2008192525 A JP 2008192525A JP 2007027530 A JP2007027530 A JP 2007027530A JP 2007027530 A JP2007027530 A JP 2007027530A JP 2008192525 A JP2008192525 A JP 2008192525A
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Abstract

【課題】 燃料電池及びその稼働方法に関し、簡単な構成により経時変化による出力低下を回復させる。
【解決手段】 電解質1を介して酸素を活物質として還元する空気極3と燃料7を酸化する燃料極2が配置された発電部を備えるとともに、燃料極2を洗浄液4で洗浄する洗浄機構を設ける。
【選択図】 図1

Description

本発明は燃料電池及びその稼働方法に関するものであり、特に、マイクロ燃料電池における経時変化による出力低下を回復させるための構成に特徴のある燃料電池及びその稼働方法に関するものである。
近年、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistants)、ノートパソコン等の携帯電子機器の著しい進歩により、消費電力の増加、長時間使用化が進み、その駆動電源である電池には更なる性能向上が求められている。
しかし、現在ほとんどの携帯機器に搭載されているリチウムイオン二次電池では、材料面、構造面から性能向上がほぼ限界に近づきつつあるが、これに対し、新規の高容量駆動電源として、燃料の理論容量が大きくリチウムイオン電池と比較して数倍の高容量化が期待されるマイクロ燃料電池に注目が集まっている。
これは、電解質に高分子固体電解質を用い、電極上にメタノールなどの有機燃料を供給することでエネルギー密度を向上させた燃料電池であり、軽量小型に適している。
例えば、メタノールを燃料として用いるダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC)は、燃料極にメタノールと水を液相あるいは気相で供給し、電極触媒上でプロトンと二酸化炭素を生成し、生成されたプロトンは高分子固体電解質膜中を透過して空気極へ運ばれ酸素と化合して水を生成するものであり、その際に、燃料極と空気極とを外部回路に接続することで電力を取り出すものである。
このようなDMFCにおける燃料供給方法には、燃料極表面に液体状態の燃料を直接供給する液体供給式と、液体燃料を気化させた後に電極部へ供給する気化供給式とに分類できる(例えば、特許文献1或いは特許文献2参照)。
この内、気化供給式ではタンク内から供給する燃料を高濃度化することが可能となり、同一燃料容積で比較すると低濃度の燃料を使用した場合に比べてエネルギー密度は向上するので、小型化、高エネルギー密度化が要求されている携帯型電子機器用途では、気化供給式が適した方式であると言える。
上述したマイクロ燃料電池について、現在までのところ有機燃料としては、メタノールに焦点が当てられて研究開発が盛んになされており、この場合、メタノールを酸化する燃料極の触媒としてはPt−Ruが主に用いられている。
しかしながら、このようなDMFCでは、室温において比較的低い出力密度しか得られないという問題があり、さらに、燃料のメタノールが固体高分子電解質膜を通過してしまうクロスオーバが顕著であるという問題があり、クロスオーバした燃料は空気極で直接燃焼してしまい、電気エネルギーに変換されない。
このことは、燃料の本来持っているエネルギーを有効に利用できないということに加え、空気極での余分な発熱をもたらす。
さらに、空気極での電位ドロップが引き起こされることによって電池電圧を下げ、電池の効率が低くなり、これらは、携帯型電子機器用途への適用において非常に不利となる。
そこで、以上に述べたようなDMFCにおける課題を克服するために、燃料としてメタノールと同様に有機液体であるギ酸を使用するとともに、燃料極触媒にPdを使用するという形式の燃料電池が提案されている(例えば、特許文献3或いは特許文献4参照)。
このようなギ酸−Pd系燃料電池は、メタノール−Pt−Ru系燃料電池と比較して、室温において2〜3倍の出力密度を示し、また、ギ酸はメタノールよりもクロスオーバ量が著しく小さいという特長がある。
したがって、メタノールと比較すると、供給した燃料の大部分を燃料極で電気化学的に反応させることができ、燃料の持つエネルギーを有効に電気エネルギーに変換することができる。
また、空気極での発熱が抑制される。さらに、空気極での電位ドロップの程度が小さく、電池の効率が高くなる。
このように、ギ酸−Pd系燃料電池は、携帯型電子機器用の電源に適用する場合に非常に有望であると言える。
特開2000−106201号公報 特開2006−054082号公報 特表2005−522015号公報 特開2006−093128号公報
上述したように、燃料としてギ酸を用いるとともに、燃料極触媒としてPdを用いるギ酸−Pd系マイクロ燃料電池は、DMFCに比べ高い出力密度を示すが、このようなギ酸−Pd系マイクロ燃料電池は連続発電時に出力密度が次第に減少するという特性の経時変化という問題がある。
即ち、この系の大きな特長である高い出力密度を連続的に維持できないという問題があり、上述の特許文献4においても、下降する出力密度を回復させる手段については特段の言及はなされていない。
したがって、本発明は、簡単な構成により経時変化による出力低下を回復させることを目的とする。
図1は本発明の原理的構成図であり、ここで図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、燃料電池において、電解質1を介して酸素を活物質として還元する空気極3と燃料7を酸化する燃料極2が配置された発電部を備えるとともに、燃料極2を洗浄液4で洗浄する洗浄機構を設けたことを特徴とする。
このように、燃料極2を洗浄液4で洗浄する洗浄機構を設けることによって、出力密度が実用上好ましくない値に低下する前に発電を途中で中断し、燃料極2に洗浄液4を通じて洗浄することで低下した出力を回復することができる。
この場合の洗浄機構としては、洗浄液4を貯蔵する第1の貯蔵部5と使用済の洗浄液4を貯蔵する第2の貯蔵部6とを有することが望ましく、それによって、反応生成物を含む使用済の洗浄液4を環境に放出することがない。
また、洗浄液4としては、特に水が有効であり、発電中に生じたPd触媒を被毒する反応生成物を、水で洗浄することにより除去できるために、特性が初期値に回復するものと考えられる。
なお、洗浄機構に、空気極3で生成した水を回収して洗浄液4とする回収機構を備えても良く、それによって、水を有効利用することができる。
また、この場合の燃料極2の触媒成分としては、Pd金属或いはPdを含有する合金が典型的なものであり、また、その場合の燃料7としては、ギ酸が典型的なものである。
この場合の燃料供給方式は、液体供給式または気化供給式のいずれでも良いが、液体供給式の燃料7としては、5〜85重量%のギ酸水溶液が望ましく、一方、気化供給式の燃料7としては、5〜100重量%のギ酸水溶液が望ましい。
また、上述の燃料電池を稼働する場合には、発電時に予め定めた所定の出力値に低下したことを検知した時点で、発電を中断して燃料極2を洗浄する操作を行うことが望ましく、それによって、出力密度を初期の値に回復させ、高い出力密度を長時間維持することができる。
さらに、発電終了後に、燃料極2を洗浄する操作を行うようにしても良く、それによって、燃料電池を再度使用する際に、初期状態の出力密度を得ることができる。
また、洗浄時に流す洗浄液量としては、膜−電極接合体の単位電極面積あたり0.60cc/cm2 以上にすることが好適であり、それによって、高い出力密度を長時間維持することができる。
本発明によれば、経時変化により出力密度が所定の値を下回った時点で、燃料極を水等で洗浄することによって反応生成物を除去しているので、ギ酸−Pd系燃料電池の特長である高い出力密度を長時間維持することができる。
図2参照
図2は、本発明の燃料電池の発電部の概念的構成図であり、発電部はMEA(membrane electrode assembly)とよばれ、燃料極11と空気極15が固体電解質からなる電解質層14を介して対向設置されている。
燃料極11は燃料を酸化してプロトンと電子を取り出すものであり、電解質層14側から燃料極触媒層12、燃料極集電体13の順に積層して配置されている。
なお、ここでは、燃料極触媒層12として、例えば、Pd black触媒(Aldrich製)を用いる。
一方、空気極15は燃料極11で生成された電子及びプロトンとの反応により酸素が還元することによって水を生成するものであり、電解質層14側から空気極触媒層16、空気極集電体17の順に積層配置されている。
なお、この場合の空気極触媒層16としては、例えば、Pt担持カーボン触媒TEC10E50E(田中貴金属製商品型番)を用いる。
また、電解質層14は燃料極11において生成したプロトンを空気極15に輸送するための経路であり、電子伝導性を持たず、高いプロトン伝導性を有するものであり、代表的のものとしてはNafion(DuPont社製商品名)膜がある。
なお、電解質層14を構成する電解質としては、例えば、Nafion112(Dupont社製商品名)を用いる。
この燃料電池の構成においては、燃料貯蔵部18に貯蔵されたギ酸燃料24が配管19及びバルブ20を介して燃料極11へと供給され、発電を連続的に行い、発電に使用されなかった廃燃料は、配管21及びバルブ22を介して廃燃料貯蔵部23に回収される。
また、本発明では、洗浄液貯蔵部31、配管32、バルブ33からなる洗浄液供給系と配管34、バルブ35、使用済洗浄液貯蔵部36からなる洗浄液回収系とにより構成される洗浄機構30を設け、洗浄液貯蔵部31から純水37を燃料極11に供給して燃料極11を洗浄して、発電によって生じた反応生成物を除去する。
次に、低下した出力値の回復スキームを説明する。
ギ酸燃料24を供給して発電を開始すると、出力が初期値から経時的に低下していくが、所定値まで出力値が低下したことを検出した時点で、発電を中断してバルブ操作により純水37を供給する経路に切り替えるように制御して燃料極11を洗浄する。
洗浄後、再び、バルブ操作により純水37からギ酸燃料24を供給する経路に切り替えるよう制御して、発電を再開する。
こうすることで、高出力での長時間運転が可能となる。
なお、発電が終了した後に、燃料極11を水洗浄するよう制御すれば、次回の発電開始時に高出力運転が即時可能となる。
図3参照
図3は、洗浄を行った場合の出力密度の経時変化を示した図であり、出力が初期値から経時的に低下して所定値まで出力値が低下した時点で燃料極11の洗浄を繰り返し行うことによって、常に、出力密度の初期値を回復することができる。
以上述べたような方法で特性が初期値に回復する理由としては次のようなことが考えられる。
発電中に生じた反応生成物により、燃料極触媒の被毒が起こるため特性が低下していくが、これを水で洗浄することにより除去できるために、特性が初期値に回復すると想定される。
後記する測定結果から得られた知見からは、特性が初期値まで完全に回復するためには、ある一定量の洗浄水を通じる必要があることを確認している。
具体的には、例えば、電池電圧0.6Vでの運転時に下限出力密度を80mW/cm2 とした場合には、MEAの単位電極面積あたり0.60cc/cm2 の量の洗浄水が必要になる。
なお、この測定に伴う液体燃料供給の構成としは、15wt(重量)%のギ酸を燃料に用いて燃料流量を3cc/分、及び、空気極15で供給する空気流量を2L/分として0.6Vの定電圧放電を行った。
また、出力の評価においては、下限出力密度を80mW/cm2 と設定して、下限出力密度に達した時点で水洗浄を行った場合の洗浄後の出力密度の値を、発電開始初期値を100%として評価した。
本発明の実施例1においては、上述の測定条件に加えて、
MEA電極面積:25cm2
洗浄水流量:3cc/分
洗浄時間:15分
単位面積当たりの洗浄水量:1.8cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
図4参照
図4は、実施例1における洗浄を行った場合の出力密度の経時変化を示した図であり、出力が初期値から経時的に低下して所定値まで出力値が低下した時点で燃料極の洗浄を繰り返し行うことによって、常に、出力密度の初期値を回復することができる。
因に、この場合の1回目の洗浄後の出力密度回復率は、103%であり、また、10回目の洗浄後の出力密度回復率は、99%であり、洗浄毎にほぼ初期値に回復しているとともに、10回目の洗浄後にもにほぼ初期値に回復していることが確認された。
本発明の実施例2においては、上述の測定条件に加えて、
MEA電極面積:25cm2
洗浄水流量:3cc/分
洗浄時間:5分
単位面積当たりの洗浄水量:0.60cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
この場合の1回目の洗浄後の出力密度回復率は、97%であり、また、10回目の洗浄後の出力密度回復率は、101%であり、洗浄毎にほぼ初期値に回復していることが確認された。
本発明の実施例3においては、上述の測定条件に加えて、
MEA電極面積:25cm2
洗浄水流量:6cc/分
洗浄時間:2.5分
単位面積当たりの洗浄水量:0.60cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
この場合の1回目の洗浄後の出力密度回復率は、98%であり、また、10回目の洗浄後の出力密度回復率は、98%であり、洗浄毎にほぼ初期値に回復していることが確認された。
本発明の実施例4においては、MEA電極面積を小さくするとともに、上述の測定条件に加えて、
MEA電極面積:5cm2
洗浄水流量:3cc/分
洗浄時間:3分
単位面積当たりの洗浄水量:1.8cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
この場合の1回目の洗浄後の出力密度回復率は、103%であり、また、10回目の洗浄後の出力密度回復率は、101%であり、洗浄毎にほぼ初期値に回復していることが確認された。
本発明の実施例5においても、MEA電極面積を小さくするとともに、上述の測定条件に加えて、
MEA電極面積:5cm2
洗浄水流量:3cc/分
洗浄時間:1分
単位面積当たりの洗浄水量:0.60cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
この場合の1回目の洗浄後の出力密度回復率は、98%であり、また、10回目の洗浄後の出力密度回復率は、100%であり、洗浄毎にほぼ初期値に回復していることが確認された。
本発明の実施例6においても、MEA電極面積を小さくするとともに、上述の測定条件に加えて、
MEA電極面積:5cm2
洗浄水流量:1cc/分
洗浄時間:3分
単位面積当たりの洗浄水量:0.60cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
この場合の1回目の洗浄後の出力密度回復率は、99%であり、また、10回目の洗浄後の出力密度回復率は、97%であり、洗浄毎にほぼ初期値に回復していることが確認された。
次に、本発明の実施例における対比効果を確認するための比較例を説明する。
〔比較例1〕
比較例1においては、洗浄を行わずに、
MEA電極面積:25cm2
洗浄水流量:0cc/分
洗浄時間:0分
単位面積当たりの洗浄水量:0cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
図5参照
図5は、比較例1における出力密度の経時変化を示した図であり、出力が初期値から経時的になだらかに低下していくことが確認された。
〔比較例2〕
比較例2においては、上述の測定条件に加えて、
MEA電極面積:25cm2
洗浄水流量:3cc/分
洗浄時間:3分
単位面積当たりの洗浄水量:0.36cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
この場合の1回目の洗浄後の出力密度回復率は、86%であり、また、10回目の洗浄後の出力密度回復率は、35%であり、1回目の洗浄ではかなりの回復が見られたが、10回目の洗浄後の回復率は非常に低いものであった。
〔比較例3〕
比較例3においては、電極面積小さくするとともに、上述の測定条件に加えて、
MEA電極面積:5cm2
洗浄水流量:3cc/分
洗浄時間:0.5
単位面積当たりの洗浄水量:0.3cc/cm2
の条件で燃料電池を稼働した。
この場合の1回目の洗浄後の出力密度回復率は、83%であり、また、10回目の洗浄後の出力密度回復率は、29%であり、比較例2に比べて回復率が低いものであった。
図6参照
図6は、上記の実施例1乃至実施例6の測定結果と比較例1乃至比較例3の測定結果とを纏めたものであり、水洗浄により長期使用に耐えうるためには、洗浄水流量や洗浄時間ではなく、MEAの単位電極面積当たり0.60cc/cm2 以上の総水量による洗浄が必要であることが分かる。
次に、図7を参照して、本発明の実施例7の気体供給式燃料電池を説明する。
図7参照
図7は、本発明の実施例7の気体供給式燃料電池の発電部の概念的構成図であり、発電部は燃料極11と空気極15が固体電解質からなる電解質層14を介して対向設置されている。
燃料極11は燃料を酸化してプロトンと電子を取り出すものであり、電解質層14側から燃料極触媒層12、燃料極集電体13の順に積層して配置されている。
なお、ここでは、燃料極触媒層12として、例えば、Pd black触媒(Aldrich製)を用いる。
また、燃料極11に接するようにガス拡散層41、燃料気化部42、及び、燃料室43が順次設けられており、液体燃料貯蔵部44に貯蔵されたギ酸燃料45はバルブ46及び配管47を介して燃料室43に供給される。
一方、空気極15は燃料極11で生成された電子及びプロトンとの反応により酸素が還元することによって水を生成するものであり、電解質層14側から空気極触媒層16、空気極集電体17の順に積層配置されている。
なお、この場合の空気極触媒層16としては、例えば、Pt担持カーボン触媒TEC10E50E(田中貴金属製商品型番)を用いる。
また、電解質層14は燃料極11において生成したプロトンを空気極15に輸送するための経路であり、電子伝導性を持たず、高いプロトン伝導性を有するものであり、代表的のものとしてはNafion(DuPont社製商品名)膜がある。
なお、電解質層14を構成する電解質としては、例えば、Nafion112(Dupont社製商品名)を用いる。
また、この実施例7においても、洗浄液貯蔵部31、配管32、バルブ33からなる洗浄液供給系と配管34、バルブ35、使用済洗浄液貯蔵部36からなる洗浄液回収系とにより構成される洗浄機構30を設け、洗浄液貯蔵部31から純水37を燃料極11に供給して燃料極11を洗浄して、発電によって生じた反応生成物を除去する。
この実施例7の気体供給式燃料電池の稼働方法は、上記の液体供給式燃料電池と全く同様であり、例えば、下限出力密度を80mW/cm2 と設定して、下限出力密度に達した時点で水洗浄を行って初期出力を回復するものであり、この場合も、MEAの単位電極面積当たり0.60cc/cm2 以上の総水量による洗浄により運用する。
以上、本発明の各実施例を説明したが、本発明は各実施例に示した構成、条件、数値に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、洗浄液としては純水を別途用意しているが、発電時に空気極で生成する水を回収して利用しても良く、この場合、外部から供給しなければならない水の量を減じることができる。
また、上記の各実施例に示した燃料極、空気極、或いは、電解質膜の材料は単なる一例であり、公知技術の範囲内において各種の変更が可能であり、例えば、燃料極はPdに限られるものではなく、Pd−VやPd−Mo等のPd合金を用いても良いものである。
また、上記の各実施例においては特に言及していないが、一旦発電を終了した直後に、出力低下状況とは別個に燃料極を洗浄するようにしても良く、それによって、次に、燃料電池を稼働する場合に、最初から通常の初期値の出力密度を得ることができる。
また、上記の各実施例においては、燃料として、15重量%のギ酸水溶液を用いているが、15重量%のギ酸水溶液に限られるものではなく、液体供給式の場合には、5〜85重量%のギ酸水溶液が望ましく、また、気体供給式の場合には、5〜105重量%のギ酸水溶液が望ましい。
ここで、再び図1を参照して、改めて、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図1参照
(付記1) 電解質1を介して酸素を活物質として還元する空気極3と燃料7を酸化する燃料極2が配置された発電部を備えるとともに、前記燃料極2を洗浄液4で洗浄する洗浄機構を設けたことを特徴とする燃料電池。
(付記2) 上記洗浄機構が、洗浄液4を貯蔵する第1の貯蔵部5と使用済の洗浄液4を貯蔵する第2の貯蔵部6とを有することを特徴とする付記1記載の燃料電池。
(付記3) 上記洗浄液4が、水であることを特徴とする付記1または2に記載の燃料電池。
(付記4) 上記洗浄機構が、上記空気極3で生成した水を回収して洗浄液4とする回収機構を備えたことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1に記載の燃料電池。
(付記5) 上記燃料極2が、触媒成分としてPd金属或いはPdを含有する合金を含むことを特徴とする付記1乃至5のいずれか1に記載の燃料電池。
(付記6) 上記燃料7が、ギ酸であることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1に記載の燃料電池。
(付記7) 上記燃料極2に供給する燃料7が、液体燃料7であることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1に記載の燃料電池。
(付記8) 上記燃料7が、5〜85重量%のギ酸水溶液であることを特徴とする付記6または7に記載の燃料電池。
(付記9) 上記燃料7を液体燃料としてを貯蔵する燃料貯蔵部8と、前記燃料貯蔵部8と上記燃料極2との間に液体燃料気化部を備え、前記燃料極2に前記燃料7を気体状態で供給することを特徴とする付記1乃至5のいずれか1に記載の燃料電池。
(付記10) 電解質1を介して酸素を活物質として還元する空気極3と燃料7を酸化する燃料極2が配置された発電部において、発電時に予め定めた所定の出力値に低下したことを検知した時点で、発電を中断して前記燃料極2を洗浄する操作を行うことを特徴とする燃料電池の稼働方法。
(付記11) 電解質1を介して酸素を活物質として還元する空気極3と燃料7を酸化する燃料極2が配置された発電部において、発電終了後に、前記燃料極2を洗浄する操作を行うことを特徴とする燃料電池の稼働方法。
(付記12) 上記洗浄時に流す洗浄液量を、膜−電極接合体の単位電極面積あたり0.60cc/cm2 以上にすることを特徴とする付記10または11に記載の燃料電池の稼働方法。
本発明の活用例としては、携帯電話、PDA、或いは、ノート型パソコン等の携帯電子機器の電源としても燃料電池が典型的なものであるが、携帯電子機器の電源に限られるものではなく、デスクトップ型のパーソナルコンピュータや他の比較的大型の電子機器の電源としても使用されるものである。
本発明の原理的構成の説明図である。 本発明の燃料電池の発電部の概念的構成図である。 洗浄を行った場合の出力密度の経時変化の説明図である。 実施例1における洗浄を行った場合の出力密度の経時変化の説明図である。 比較例1における出力密度の経時変化の説明図である。 実施例1乃至実施例6の測定結果と比較例1乃至比較例3の測定結果との説明図である。 本発明の実施例7の気体供給式燃料電池の発電部の概念的構成図である。
符号の説明
1 電解質
2 燃料極
3 空気極
4 洗浄液
5 第1の貯蔵部
6 第2の貯蔵部
7 燃料
8 燃料貯蔵部
11 燃料極
12 燃料極触媒層
13 燃料極集電体
14 電解質層
15 空気極
16 空気極触媒層
17 空気極集電体
18 燃料貯蔵部
19 配管
20 バルブ
21 配管
22 バルブ
23 廃燃料貯蔵部
24 ギ酸燃料
30 洗浄機構
31 洗浄液貯蔵部
32 配管
33 バルブ
34 配管
35 バルブ
36 使用済洗浄液貯蔵部
37 純水
41 ガス拡散層
42 燃料気化部
43 燃料室
44 液体燃料貯蔵部
45 ギ酸燃料
46 バルブ
47 配管

Claims (7)

  1. 電解質を介して酸素を活物質として還元する空気極と燃料を酸化する燃料極が配置された発電部を備えるとともに、前記燃料極を洗浄液で洗浄する洗浄機構を設けたことを特徴とする燃料電池。
  2. 上記燃料極が、触媒成分としてPd金属或いはPdを含有する合金を含むことを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
  3. 上記燃料が、ギ酸であることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池。
  4. 上記燃料極に供給する燃料が、液体燃料であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃料電池。
  5. 上記燃料を液体燃料としてを貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部と上記燃料極との間に液体燃料気化部を備え、前記燃料極に前記燃料を気体状態で供給することを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
  6. 電解質を介して酸素を活物質として還元する空気極と燃料を酸化する燃料極が配置された発電部において、発電時に予め定めた所定の出力値に低下したことを検知した時点で、発電を中断して前記燃料極を洗浄する操作を行うことを特徴とする燃料電池の稼働方法。
  7. 電解質を介して酸素を活物質として還元する空気極と燃料を酸化する燃料極が配置された発電部において、発電終了後に、前記燃料極を洗浄する操作を行うことを特徴とする燃料電池の稼働方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009060604A1 (ja) * 2007-11-07 2009-05-14 Kabushiki Kaisha Toshiba 燃料電池
US20110123848A1 (en) * 2009-11-24 2011-05-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Large capacity battery pack and assembly of large capacity battery packs
WO2021075381A1 (ja) * 2019-10-16 2021-04-22 株式会社ジェイテクト 燃料電池システム
JP2021072216A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 株式会社ジェイテクト 燃料電池システム

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000260455A (ja) * 1999-03-04 2000-09-22 Osaka Gas Co Ltd 燃料電池の劣化回復処理方法
JP2001332282A (ja) * 2000-03-16 2001-11-30 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池の再生方法
JP2004164870A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Seiko Epson Corp 燃料電池システムおよびこの燃料電池システムを備えた機器
JP2004164924A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Seiko Epson Corp 燃料電池システム及びこれを用いた機器
WO2005088751A1 (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Nec Corporation 燃料電池用燃料容器、それを用いた燃料電池、および燃料電池の運転方法
JP2006093128A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Board Of Trustees Of The Univ Of Illinois 直接液体供給型燃料電池用の酸型燃料
JP2006260828A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Toyota Motor Corp 燃料電池の洗浄方法
WO2007116874A1 (ja) * 2006-04-03 2007-10-18 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. 液体燃料直接供給型燃料電池における排出ガスの処理方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000260455A (ja) * 1999-03-04 2000-09-22 Osaka Gas Co Ltd 燃料電池の劣化回復処理方法
JP2001332282A (ja) * 2000-03-16 2001-11-30 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池の再生方法
JP2004164870A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Seiko Epson Corp 燃料電池システムおよびこの燃料電池システムを備えた機器
JP2004164924A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Seiko Epson Corp 燃料電池システム及びこれを用いた機器
WO2005088751A1 (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Nec Corporation 燃料電池用燃料容器、それを用いた燃料電池、および燃料電池の運転方法
JP2006093128A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Board Of Trustees Of The Univ Of Illinois 直接液体供給型燃料電池用の酸型燃料
JP2006260828A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Toyota Motor Corp 燃料電池の洗浄方法
WO2007116874A1 (ja) * 2006-04-03 2007-10-18 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. 液体燃料直接供給型燃料電池における排出ガスの処理方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009060604A1 (ja) * 2007-11-07 2009-05-14 Kabushiki Kaisha Toshiba 燃料電池
US20110123848A1 (en) * 2009-11-24 2011-05-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Large capacity battery pack and assembly of large capacity battery packs
WO2021075381A1 (ja) * 2019-10-16 2021-04-22 株式会社ジェイテクト 燃料電池システム
JP2021072216A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 株式会社ジェイテクト 燃料電池システム
JP7351481B2 (ja) 2019-10-31 2023-09-27 株式会社ジェイテクト 燃料電池システム

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