JP5504726B2 - Fuel cell system and fuel cell characteristic recovery method - Google Patents
Fuel cell system and fuel cell characteristic recovery method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5504726B2 JP5504726B2 JP2009168825A JP2009168825A JP5504726B2 JP 5504726 B2 JP5504726 B2 JP 5504726B2 JP 2009168825 A JP2009168825 A JP 2009168825A JP 2009168825 A JP2009168825 A JP 2009168825A JP 5504726 B2 JP5504726 B2 JP 5504726B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- electrode
- fuel
- operation mode
- alcohol solution
- 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
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 200
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 71
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 51
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 48
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 34
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 20
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 87
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 6
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 3
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 3
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- HUVSHHCYCJKXBZ-UHFFFAOYSA-N 2,3-bis(ethenyl)benzenesulfonic acid;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.OS(=O)(=O)C1=CC=CC(C=C)=C1C=C HUVSHHCYCJKXBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910002848 Pt–Ru Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N phosphonic acid group Chemical group P(O)(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFQCIHVMOFOCGH-UHFFFAOYSA-N platinum ruthenium Chemical compound [Ru].[Pt] CFQCIHVMOFOCGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
本発明は、有機物あるいは有機物の溶液を直接燃料極に供給して発電を行うことができる直接形燃料電池システム及びその燃料電池の特性回復方法に関する。 The present invention relates to a direct fuel cell system capable of generating electricity by directly supplying an organic substance or an organic solution to a fuel electrode and a method for recovering the characteristics of the fuel cell.
固体高分子型燃料電池(以下、「燃料電池スタック」という。)は、「単位電池」とよばれる電池が積層した構造を有している。この単位電池は、触媒層を設けた正極(カソード)および負極(アノード)間に高分子電解質を挟み込んで、高分子電解質膜と触媒層とを接合したセルを組み合わせて構成され、単位電池ごと酸化剤としての空気と還元剤としての燃料(たとえばメタノール水溶液)とが供給されることで、発電する。 A polymer electrolyte fuel cell (hereinafter referred to as “fuel cell stack”) has a structure in which cells called “unit cells” are stacked. This unit cell is composed of a cell in which a polymer electrolyte is sandwiched between a positive electrode (cathode) and a negative electrode (anode) provided with a catalyst layer, and a polymer electrolyte membrane and a catalyst layer are joined together. Electricity is generated by supplying air as an agent and fuel (for example, an aqueous methanol solution) as a reducing agent.
このような燃料電池スタックを備えた燃料電池システムを長時間にわたり運転すると、徐々にその出力特性が低下してくる。この理由は、酸化剤極側の触媒金属が酸化するためと考えられている。そこで、低下した燃料電池スタックの出力特性を事後的に回復させる方法が提案されている。例えば、特許文献1には、通常運転時よりもカソード電位(すなわち酸化剤極側の電位)を低下させた状態で発電することにより、性能低下を「回復」させうることが記載されている(第5段落等)。同様に、特許文献2には、燃料電池システムを車載電源とする燃料電池車輌において、「燃料電池スタックの出力電圧を強制的に引き下げることにより、触媒活性化処理を実施」しうることが記載されている(第4段落等)。
When a fuel cell system equipped with such a fuel cell stack is operated for a long time, its output characteristics gradually deteriorate. This reason is considered to be because the catalyst metal on the oxidant electrode side is oxidized. Therefore, a method for recovering the output characteristics of the lowered fuel cell stack afterwards has been proposed. For example,
すなわち、これらの文献には、発電することによってカソード電位を、酸化される白金触媒が還元される還元電位近くまで引き下げることで、燃料電池の触媒を活性化させることに関する知見が示されている。 That is, these documents disclose knowledge about activating the fuel cell catalyst by reducing the cathode potential to near the reduction potential at which the platinum catalyst to be oxidized is reduced by generating electricity.
しかし、発電することによってカソードの電位を下げる処理を行うと以下のような問題が生じることがある。
(1)カソードの電位を、回復に必要なレベルまで下げることができない場合がある。この問題は、アノードにおいて燃料の拡散律速が生じることに起因する。拡散律速が生じると限界電流密度以上の電流密度での発電ができないので、その電流密度においてカソード電位が上記のレベルよりも貴な場合は、従来技術の範囲では酸化剤極の回復は不可能である。この問題は、水素ガスなどのガス状燃料系を採用する燃料電池と比べて、アルコール水溶液などを燃料とする液体燃料系の直接形燃料電池の場合に顕著に生じる。液体燃料は、ガス燃料と比べて限界電流密度が極端に低いからである。
(2)複数の燃料電池を直列に積層して製作した燃料電池スタックに適用する場合に一部の燃料電池に転極が生じる。転極は、その燃料電池のアノードで拡散律速が生じたときに起こりうる。
(3)酸化剤の流量を下げるとアノードから水素が発生する。なお、水素ガスなどを燃料とするガス状燃料系でも水素が発生しうるが、水素ガスを燃料とするので高気密に設計されているため問題にならない。
However, the following problems may occur when the process of lowering the cathode potential by generating electricity is performed.
(1) The cathode potential may not be lowered to a level necessary for recovery. This problem is caused by fuel diffusion rate limiting at the anode. When diffusion rate control occurs, power generation at a current density higher than the limit current density is impossible. Therefore, if the cathode potential is noble at the current density above the above level, recovery of the oxidizer electrode is impossible within the scope of the prior art. is there. This problem remarkably occurs in the case of a liquid fuel type direct fuel cell using an alcohol aqueous solution as a fuel, as compared with a fuel cell employing a gaseous fuel system such as hydrogen gas. This is because liquid fuel has an extremely low limit current density as compared with gas fuel.
(2) When applied to a fuel cell stack manufactured by laminating a plurality of fuel cells in series, inversion of some fuel cells occurs. Inversion can occur when diffusion limited occurs at the anode of the fuel cell.
(3) When the flow rate of the oxidizing agent is lowered, hydrogen is generated from the anode. In addition, hydrogen can be generated even in a gaseous fuel system using hydrogen gas or the like as a fuel, but since hydrogen gas is used as a fuel, it is not a problem because it is designed to be highly airtight.
ここで図7を参照して上記(1)について説明する。同図は、電流密度と可逆水素電極を基準とした電位との関係を示している。グラフ中の各点は、酸化剤として空気を、燃料としてメタノール水溶液を、それぞれ用いて発電したときのカソード及びアノード電位を電流密度ごとに測定してプロットしている。実線がカソード電位、点線がアノード電位である。○印はメタノール水溶液の濃度が5.0%、△印は2.0%のものである。2.0%のものでは、電流密度が高くなると、アノードで燃料の拡散律速が生じることが判る。なお、電極保護のため測定していないが、電流密度をさらに大きくすると電位が急上昇すると予想される。例えば、△でプロットした電池を400mAcm−2で発電させた場合、アノード電位は800mVになり、その後は触媒金属の溶出反応が生じるのでしばらくはそのままの電位で推移すると予想される。なぜなら、不足している燃料の代わりに触媒金属が酸化されるからである。例えば、800mVはRuが酸化される電位に相当する。すなわち、電位が触媒金属が溶出する電位まで貴にシフトすることになる。 Here, the above (1) will be described with reference to FIG. This figure shows the relationship between the current density and the potential with reference to the reversible hydrogen electrode. Each point in the graph is plotted by measuring the cathode and anode potentials for each current density when power is generated using air as the oxidant and aqueous methanol as the fuel. The solid line is the cathode potential and the dotted line is the anode potential. The symbol ○ indicates that the concentration of the aqueous methanol solution is 5.0%, and the symbol Δ indicates 2.0%. In the case of 2.0%, it can be seen that when the current density is increased, the fuel diffusion rate is controlled at the anode. Although not measured for electrode protection, it is expected that the potential increases rapidly when the current density is further increased. For example, when a battery plotted with Δ is generated at 400 mAcm −2 , the anode potential becomes 800 mV, and thereafter, the elution reaction of the catalytic metal occurs, so it is expected that the potential will remain unchanged for a while. This is because the catalytic metal is oxidized instead of the missing fuel. For example, 800 mV corresponds to a potential at which Ru is oxidized. That is, the potential is shifted to the potential at which the catalytic metal elutes.
すなわち、従来の燃料電池の回復方法は、通常運転時と同程度の比較的「高い電流密度」で目的のセル電圧(カソード電位)を得ていたために、目的のセル電圧で発電させること自体が不可能だったり、目的のセル電圧とした場合でもカソード電位は回復に必要なレベルには達していなかったりすることがあった。そして、単位電池を複数積層した場合、いわゆる燃料電池スタックの場合、一部の単位電池が転極して触媒金属が溶出する危険性があった。そして、これらの問題が引き金となり、燃料電池スタックの出力低下を引き起こす可能性があった。 In other words, the conventional fuel cell recovery method obtains the target cell voltage (cathode potential) at a relatively high current density comparable to that during normal operation. Even when the target cell voltage is not possible, the cathode potential may not reach the level necessary for recovery. When a plurality of unit cells are stacked, in the case of a so-called fuel cell stack, there is a risk that some of the unit cells are reversed and the catalyst metal is eluted. These problems can trigger the output of the fuel cell stack.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、カソードの電位を確実に回復に必要なレベルに至らせる燃料電池システムを提案することを技術的課題とする。また、単位電池を転極させることなく出力特性の回復ができる燃料電池システムを提案することを追加の技術的課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to propose a fuel cell system that reliably brings the cathode potential to a level necessary for recovery. Further, it is an additional technical problem to propose a fuel cell system capable of recovering output characteristics without reversing the unit cell.
本発明に係る燃料電池システムは、触媒を担持した燃料極と酸化剤極とを含む燃料電池と、前記燃料極に燃料を供給排出する手段と、前記酸化剤極に酸化剤を供給排出する手段と、を具備する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池が外部負荷に接続され前記負荷を駆動するための電力を供給するための通常運転モードと予め設定したセル電圧値以下で発電する回復運転モードとを切り換える制御手段を具備し、
前記制御手段は、前記回復運転モードにおいて、前記酸化剤極に担持した触媒に還元剤を接触させる手段を具備することを特徴とする。
The fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell including a fuel electrode carrying a catalyst and an oxidant electrode, means for supplying and discharging fuel to the fuel electrode, and means for supplying and discharging oxidant to the oxidant electrode. In a fuel cell system comprising:
The fuel cell is connected to an external load, and includes a control means for switching between a normal operation mode for supplying electric power for driving the load and a recovery operation mode for generating power below a preset cell voltage value,
The control means includes means for bringing a reducing agent into contact with the catalyst supported on the oxidant electrode in the recovery operation mode.
回復運転モードは、予め設定した電圧値以下の単セル電圧で燃料電池を発電させるモードである。このモードでの運転を経た後の燃料電池は、出力性能が回復している。回復とは、このモードを経た後の燃料電池の発電電圧が、電圧以外は同じ発電条件で発電したときにこのモードを経る前の発電電圧と比べて高くなることである。したがって、「予め設定した電圧値」とは、この回復が達成できるように予め設定した電圧の値を意味する。この「予め設定した電圧値」は、燃料の種類や燃料電池の作動温度などの条件で変更する値である。この回復は、単セル電圧が低くなることに連動して、カソード電位が卑にシフトしたことに起因すると推定される。触媒表面に形成された酸化被膜が除去される電位になるまで、カソード電位が卑にシフトした場合、触媒表面の酸化被膜の除去が進行して、カソード反応の活性化過電圧が小さくなる。
Recovery operation mode is a mode in which power generation of the fuel cell at a voltage value less than the single cell voltage set beforehand. The fuel cell after operating in this mode has recovered its output performance. Recovery refers to power generation voltage of the fuel cell after undergoing this mode, except voltage is to be higher than the power generation voltage before undergoing this mode when power generation by the same power generation conditions. Therefore, the “preset voltage value” means a voltage value set in advance so that this recovery can be achieved. This “preset voltage value” is a value that changes depending on conditions such as the type of fuel and the operating temperature of the fuel cell. This recovery is presumed to be due to the negative shift of the cathode potential in conjunction with the lower single cell voltage. When the cathode potential shifts to a base level until the potential at which the oxide film formed on the catalyst surface is removed, the removal of the oxide film on the catalyst surface proceeds and the activation overvoltage of the cathode reaction is reduced.
通常運転モードは、回復運転モード以外の条件で燃料電池を発電させるモードである。たとえば、「予め設定した電圧値」より高い単セル電圧で燃料電池を発電させるモードである。
Normal operation mode is a mode in which power generation of the fuel cell in conditions other than the recovery operation mode. For example, a mode in which power generation of the fuel cell at a higher than "preset voltage value" single cell voltage.
転極は、各単位電池に供給されるメタノール水溶液と空気の量が不均一であることに起因していると考えられる。そこで、上記のように、酸化剤極側の触媒に還元剤を供給することで、カソードの電位を強制的に下げ、より低い電流密度で目的のセル電圧に設定して回復運転を行っている。このような構成によると、高い電流密度で目的のセル電圧に設定して回復運転を行う場合と比べて、転極が起こりにくくなる。 The inversion is considered to be caused by the non-uniform amounts of aqueous methanol solution and air supplied to each unit cell. Therefore, as described above, by supplying the reducing agent to the catalyst on the oxidant electrode side, the cathode potential is forcibly lowered, and the recovery operation is performed by setting the target cell voltage at a lower current density. . According to such a configuration, inversion is less likely to occur than in the case where recovery operation is performed by setting the target cell voltage at a high current density.
なお、回復運転時の動作としては、外部負荷に接続している状態で発電を継続しながらセル電圧を所定の値(例えば0.2V以下)に下げるようにしてもよいが、所定の放電回路などからなる内部負荷を更に備え、外部負荷を切り離して内部負荷にのみ接続した状態で、セル電圧を所定の電圧に下げるようにしてもよい。 As an operation during the recovery operation, the cell voltage may be lowered to a predetermined value (for example, 0.2 V or less) while continuing power generation in a state where it is connected to an external load. The cell voltage may be lowered to a predetermined voltage in a state where the internal load is further provided, and the external load is disconnected and connected only to the internal load.
本発明における「酸化剤極に担持した触媒に少量の還元剤を接触させる手段」は、燃料極及び酸化剤極への前記アルコール水溶液及び酸化剤の供給をそれぞれ継続した状態で、アルコール水溶液を直接的に酸化剤極にも供給するようにアルコール水溶液の流路を制御するように構成してもよい。或いは、アルコール水溶液の燃料濃度を通常運転時よりも高くすることで効率よくクロスオーバーさせることによって間接的に燃料極側から酸化剤極側に到達させるように構成してもよい。 In the present invention, the “means for bringing a small amount of reducing agent into contact with the catalyst supported on the oxidant electrode” means that the aqueous alcohol solution and the oxidant are directly supplied to the fuel electrode and the oxidant electrode, respectively. Alternatively, the flow path of the aqueous alcohol solution may be controlled so as to be supplied also to the oxidizer electrode. Alternatively, the fuel concentration of the aqueous alcohol solution may be made to reach the oxidant electrode side indirectly from the fuel electrode side by efficiently crossing over by making it higher than that during normal operation.
いずれの手段によってもアルコール水溶液が酸化剤極側に供給されることで低い電流密度のままでカソード電位を強制的に低下させるという作用をもたらす。従って、以上の方法によれば、転極を抑えて酸化剤極側の触媒金属を還元し、出力特性を回復させることができる。 By any means, the alcohol aqueous solution is supplied to the oxidizer electrode side, thereby bringing about an effect of forcibly lowering the cathode potential while maintaining a low current density. Therefore, according to the above method, inversion can be suppressed, the catalyst metal on the oxidant electrode side can be reduced, and the output characteristics can be recovered.
本発明によれば、酸化剤極に担持した触媒に還元剤を接触させることにより酸化剤極の電位を強制的に下げることで、アノードの限界電流密度よりも低い電流密度で単位電池あたりの出力電圧を所定の電圧以下にすることができる。そのため、カソードの電位を確実に回復に必要なレベルに至らせることができる。また、燃料電池スタックにおいては、単位電池を転極させることなく燃料電池スタックの性能を回復できる。 According to the present invention, by reducing the potential of the oxidant electrode by forcing the reducing agent in contact with the catalyst supported on the oxidant electrode, the output per unit cell at a current density lower than the limit current density of the anode. The voltage can be made lower than a predetermined voltage. Therefore, the potential of the cathode can be surely brought to a level necessary for recovery. In the fuel cell stack, the performance of the fuel cell stack can be recovered without reversing the unit cell.
以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)−燃料電池システムについて−
図1は、本発明に係る燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。
このシステムにおける燃料電池スタック1は、酸化剤としての空気と、還元剤としての燃料(特に、アルコール水溶液などの液体燃料)とを直接接触させて発電する直接メタノール型燃料電池(DMFC)で構成される。燃料電池スタックには熱交換器2、水タンク3、燃料タンク4、循環タンク5などが各種ポンプ(水ポンプ6、燃料ポンプ7、循環ポンプ8)などの補機に接続され、系内をアルコール水溶液が循環している。空気ポンプ9から燃料電池スタック1に酸素を供給することで発電する。
(First Embodiment)-Fuel Cell System-
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a fuel cell system according to the present invention.
The
熱交換器2は、燃料電池スタック1の酸化剤極から排出されたガス中の水を冷却して回収する。水タンク3は、熱交換器で回収した水を貯めるタンクであり、燃料タンク4は、通常運転時よりも高い濃度のメタノール水溶液を溜めるためのタンクである。循環タンク5にはメタノール水溶液の濃度を測定するための濃度センサー10と、メタノール水溶液の濃度を任意の調整するために水ポンプ6と燃料ポンプ7やバルブV1等の機械類の動作を制御するための制御ユニット11が接続される。
The
さらに、燃料電池スタック1の出力端子には、電力の取り出しを制御する放電回路として機能する放電ユニット12と、燃料電池スタック1から得られた電力を出力する外部負荷13とが接続されている。放電ユニット12は、燃料電池スタックを所定の電圧値以下で発電させるための放電回路として機能するもので、外部負荷13に対して、燃料電池システムの内に保持するため、便宜上「内部負荷」と呼ぶ。また、外部負荷と内部負荷の接続の切り換えや、システム内全体の各電気的要素の動作を電子制御する制御回路14が設
けられている。また、アルコール水溶液を酸化剤極側にも一部供給することができる流路15が設けられていてもよい。この場合、バルブV1、V2およびバッファ16を用いることにより、回復運転時に流路15を介してアルコール水溶液を酸化剤極側にも供給することができる。ここで、バッファ16を用いるのは、酸化剤が流路15に流れ込むことを防ぐためである。その供給方法は、まず、バルブV1を開けてアルコール水溶液をバッファ16に入れ、次にバルブV1を閉じ、そして、V2を開ける(以下、バルブV1、V2を開くという。)。これにより、アルコール水溶液は酸化剤と混合されて酸化剤極に供給される。
Furthermore, a
燃料電池システムには、上述したほかに、熱交換器2を冷却するためのファンやバルブなどを備えるが、図1ではこれらを省略する。
In addition to the above, the fuel cell system includes a fan and a valve for cooling the
図2は、図1の燃料電池スタックを構成する単位電池の構造の概略を示す図である。単位電池100は、電解質膜101とその両面に設けた燃料極102a及び酸化剤極102bと、その外側に設けたガス拡散層103a及び103bからなる膜電極接合体とで挟持される。さらに、膜電極接合体に臨む面に、燃料極102aに供給するメタノール水溶液を流通するための流路を設けたセパレータ104aと、酸化剤極102bに供給する空気を流通するための流路を設けたセパレータ104bとを備えている。図1の燃料スタック1は、このような単位電池100を例えば40セル積層したもので構成される。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the structure of a unit cell constituting the fuel cell stack of FIG. The
燃料極102a及び酸化剤極102bの触媒層は、触媒金属材料、イオン交換樹脂、イオン交換膜、炭素材料などで構成される。燃料極102aの触媒層は、粉末状のメタノール包接化合物が含まれていてもよい。また、燃料極102aの触媒層と酸化剤極102bの触媒層ともに必要に応じてPTFE(ボリテトラフルオロエチレン)やFEP(フルオロエチレンプロピレン)などの撥水性材料を使用することもできる。 The catalyst layers of the fuel electrode 102a and the oxidant electrode 102b are composed of a catalytic metal material, an ion exchange resin, an ion exchange membrane, a carbon material, and the like. The catalyst layer of the fuel electrode 102a may contain a powdery methanol clathrate compound. Further, a water-repellent material such as PTFE (polytetrafluoroethylene) or FEP (fluoroethylenepropylene) can be used as necessary for both the catalyst layer of the fuel electrode 102a and the catalyst layer of the oxidant electrode 102b.
本発明に使用される触媒金属の材料としては、メタノールの酸化反応および酸素の還元反応を促進させる触媒作用を有するものが好ましい。例えば、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウムなどの白金族金属、またはそれらの合金などが該当する。 The catalyst metal material used in the present invention preferably has a catalytic action that promotes the oxidation reaction of methanol and the reduction reaction of oxygen. For example, platinum group metals such as platinum, ruthenium, iridium, rhodium, palladium, osmium, or alloys thereof are applicable.
また、イオン交換樹脂およびイオン交換膜としては、プロトン導電性を示す樹脂を用いることができる。例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂、スチレンージビニルベンゼンスルホン酸樹脂、またはイオン交換基としてカルボン酸基、ホスホン酸基、およびリン酸基を備えたイオン交換樹脂が好ましい。また、ポリオレフィンやポリイミドにスルホン酸基を形成させた樹脂なども使用することができる。なお、イオン交換樹脂を触媒層内に分散させる方法としては、上記触媒層の構成材料を混合、成形する方法やあらかじめイオン交換樹脂以外の構成材料を混合、成形したのちに、イオン交換樹脂を含浸する方法など が挙げられる。炭素材料としては、電子伝導性が高いものが好ましく、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック以外に、気相成長炭素、活性炭や黒鉛などを用いてもよい。 Further, as the ion exchange resin and the ion exchange membrane, a resin exhibiting proton conductivity can be used. For example, perfluorocarbon sulfonic acid resins, styrene-divinylbenzene sulfonic acid resins, or ion exchange resins having carboxylic acid groups, phosphonic acid groups, and phosphoric acid groups as ion exchange groups are preferred. In addition, a resin in which a sulfonic acid group is formed on polyolefin or polyimide can also be used. In addition, as a method of dispersing the ion exchange resin in the catalyst layer, the constituent material of the catalyst layer is mixed and molded, or the constituent materials other than the ion exchange resin are mixed and molded in advance and then impregnated with the ion exchange resin. And how to do it. As the carbon material, a material having high electron conductivity is preferable. In addition to carbon black such as furnace black, channel black, and acetylene black, vapor grown carbon, activated carbon, graphite, or the like may be used.
(第2の実施形態)−燃料電池スタックの回復処理について−
次に、各図を参照して燃料電池スタックの回復処理について説明する。この実施形態では、白金触媒の還元による回復処理の方法として、通常運転時よりも低い電流密度で目的のセル電圧にするために、カソードの電位を強制的に下げることを特徴とする。
(Second Embodiment) -Recovery processing of fuel cell stack-
Next, the fuel cell stack recovery process will be described with reference to the drawings. In this embodiment, as a method of recovery treatment by reduction of the platinum catalyst, the cathode potential is forcibly lowered in order to achieve a target cell voltage at a current density lower than that during normal operation.
図3は、燃料電池スタックの運転動作手順の一例を示している。制御回路14は、燃料電池システムの運転中に燃料電池スタックのスタック電圧を常時測定している(ステップS11)。
FIG. 3 shows an example of the operation procedure of the fuel cell stack. The
次に、下限電圧に到達したかどうかを判定する(ステップS12)。ここで、「下限電圧」とは、予めスタック数から計算により求めた所定の電圧と定義する。たとえば、通常運転モードでの発電電圧が0.4V/セル程度の場合、下限電圧としては0.3V(単セル電圧)が設定され得る。この場合には、単セル電圧が0.3Vに達した段階で回復運転モードに切り替える、というフローで運転される。下限電圧値はユーザーまたはシステムの設計者が適宜設定する値である。下限電圧に達したら燃料電池スタック1の特性を回復させるために、通常運転モードから回復運転モードに移行する(ステップS13)。
Next, it is determined whether or not the lower limit voltage has been reached (step S12). Here, the “lower limit voltage” is defined as a predetermined voltage obtained in advance from the number of stacks. For example, if power generation voltage in the normal operation mode is about 0.4V / cell, the lower limit voltage may be set 0.3V (single cell voltage). In this case, the operation is performed with a flow of switching to the recovery operation mode when the single cell voltage reaches 0.3V. The lower limit voltage value is a value appropriately set by the user or the system designer. When the lower limit voltage is reached, the normal operation mode is shifted to the recovery operation mode in order to recover the characteristics of the fuel cell stack 1 (step S13).
但し、通常運転モードと回復運転モードとの区別はセル電圧を、予め設定した電圧値、たとえば、0.2V程度まで低下させて運転しているか否かで区別される。すなわち、外部負荷に接続されているか、内部負荷に接続されているかは、問題とならない。外部負荷に接続している状態で発電しながら後述する方法により単セル電圧を0.2Vまで低下させて運転した場合、「回復運転モード」で運転していることになる。この0.2Vは、燃料の種類や燃料電池の作動温度などの条件で変更される。 However, the normal operation mode and the recovery operation mode are distinguished depending on whether or not the cell voltage is decreased to a preset voltage value, for example, about 0.2V. That is, it does not matter whether it is connected to an external load or an internal load. When operating with the single cell voltage lowered to 0.2 V by a method described later while generating power while connected to an external load, the vehicle is operating in the “recovery operation mode”. This 0.2 V is changed depending on conditions such as the type of fuel and the operating temperature of the fuel cell.
しかしながら、通常運転時に負荷の状態の変動などに起因して、単セル電圧がばらついて一時的に0.2Vを下回る場合には、形式的には回復運転モードで運転していることなる。たとえば、単セル電圧が0.2Vまで低下している状態で、「回復運転モード」となるように操作をすれば、その発電により触媒金属が還元される状態になるため「回復運転モード」といえる。 However, when the single cell voltage varies and temporarily falls below 0.2 V due to fluctuations in the state of the load during normal operation, it is formally operated in the recovery operation mode. For example, if the operation is performed so that the “recovery operation mode” is set in a state where the single cell voltage is lowered to 0.2 V, the catalyst metal is reduced by the power generation, and thus the “recovery operation mode” is set. I can say that.
回復運転モードで運転する場合、単セル電圧が0.2V以下の「一定電圧」で動作させるために、外部負荷を切り離して内部負荷、すなわち、放電ユニット12のような燃料電池スタックを所定の電圧値以下となる電流密度で発電させるための放電回路に接続することが好ましい。この放電ユニット12は、具体的には定電圧回路などにより構成され、燃料電池スタックの出力電圧を所定の電圧で発電させることができる。
When operating in the recovery operation mode, in order to operate the single cell voltage at a “constant voltage” of 0.2 V or less, the external load is disconnected and the internal load, that is, the fuel cell stack such as the
本発明が提案する「回復運転モード」の運転態様としては、上述の通り、「通常運転時よりも低い電流密度で目的のセル電圧にするために、カソードの電位を強制的に下げ」た状態で発電するということが前提となり、その上で低い電流密度で転極を防止しながら発電するための手段、具体的には、バルブ操作(図1のV1、V2)によって酸化剤極に少量のアルコール水溶液(還元剤)を直接供給する(実施例1)或いは、アルコール水溶液の濃度調整手段によって通常運転時よりも高濃度のアルコール水溶液を燃料極に供給することで、クロスオーバーにより燃料極を介して酸化剤極の触媒金属にアルコール水溶液(還元剤)を間接的に供給する(実施例2)ことにより実現される手段)を講じることが重要となる。 As described above, the operation mode of the “recovery operation mode” proposed by the present invention is a state in which the cathode potential is forcibly lowered in order to obtain a target cell voltage at a lower current density than during normal operation. It is assumed that the power is generated at a low current density, and a means for generating power while preventing inversion at a low current density, specifically, a small amount is applied to the oxidizer electrode by valve operation (V1, V2 in FIG. 1). The aqueous alcohol solution (reducing agent) is directly supplied (Example 1), or the alcohol aqueous solution having a higher concentration than that in normal operation is supplied to the fuel electrode by the concentration adjusting means of the aqueous alcohol solution, thereby crossing the fuel electrode through the fuel electrode. Thus, it is important to take measures (which are realized by indirectly supplying an aqueous alcohol solution (reducing agent) to the catalyst metal of the oxidant electrode (Example 2)).
ともあれ、いずれの方法(実施例1,2)においても、アルコール水溶液を酸化剤極側に供給することで低い電流密度のままでカソード電位を強制的に低下させるという作用をもたらす。従って、転極を抑えながら酸化剤極側の触媒金属を還元し、出力特性を回復させることができる。以下、2つの実施例について説明する。 In any case (Embodiments 1 and 2), by supplying an alcohol aqueous solution to the oxidant electrode side, the cathode potential is forcibly lowered while maintaining a low current density. Therefore, it is possible to reduce the catalytic metal on the oxidizer electrode side while suppressing inversion, and to recover the output characteristics. Two examples will be described below.
(実施例1)
図1の燃料電池システムにおいて、回復運転モードへの移行動作として、制御ユニット11により、バルブV1、V2を開いて少量のアルコール水溶液を酸化剤極に接触させるように構成する。このようにして燃料電池スタックのカソード電位を強制的に低下させ、単セルあたりのセル電圧を0.2V程度まで強制的に低下させることで低い電流密度で転極を防止しながら燃料電池スタックの回復処理を行う。
Example 1
In the fuel cell system of FIG. 1, as a transition operation to the recovery operation mode, the
図4は、実施例1の燃料電池システムの回復動作手順の一例を示している。回復運転モードをスタートさせるために、制御ユニット11によってバルブV1、V2を開に設定し、必要に応じて流量の制御を行う(S21)。この状態で、単セルあたりのセル電圧が0.2V(又はそれ以下)の一定電圧とし、かつ通常運転モードで同じセル電圧を得る電流密度よりも低い電流密度で発電する(S22)。所定時間運転を継続することで(S23)、回復運転モードを終了する(S23)。
FIG. 4 shows an example of the recovery operation procedure of the fuel cell system according to the first embodiment. In order to start the recovery operation mode, the valves V1 and V2 are set to open by the
内部負荷に接続せず外部負荷に接続している状態(通常運転時の状態)で、そのままこのバルブV1、V2を開にすることで燃料極だけでなく酸化剤極にもアルコール水溶液が供給されるようにして、カソード電位を下げて強制的に単セルあたりの電圧を0.2V程度まで低下させた状態で運転することで、回復処理を行ってもよいが、外部負荷の接続を切り離し電気制御ユニット12のような内部負荷に接続して運転することで触媒金属の回復に必要な所定の電流及び電圧が得られるように制御することが望ましい。
When the valve V1, V2 is opened as it is without being connected to the internal load and connected to the external load (in normal operation), the alcohol aqueous solution is supplied not only to the fuel electrode but also to the oxidant electrode. The recovery process may be performed by lowering the cathode potential and forcibly reducing the voltage per unit cell to about 0.2 V, but disconnecting the external load and It is desirable to perform control so as to obtain a predetermined current and voltage necessary for recovery of the catalyst metal by operating by connecting to an internal load such as the
なお、再び通常運転モードに移行するためには、バルブV1とV2とを閉じてしばらく運転を行い、酸化剤極へに直接供給されるアルコール水溶液が無くなるようにすることが必要となる。 In order to shift to the normal operation mode again, it is necessary to close the valves V1 and V2 and operate for a while so that the aqueous alcohol solution directly supplied to the oxidizer electrode is eliminated.
(実施例2)
図1の燃料電池システムにおいて、回復運転時の動作として、制御ユニット11により、アルコール水溶液の燃料濃度を通常運転時よりも高くすることで効率よくクロスオーバーさせることによって間接的に燃料極側から酸化剤極側に到達させるような構成を採用してもよい。
(Example 2)
In the fuel cell system of FIG. 1, as an operation at the time of the recovery operation, the
すなわち、通常運転時には、バルブV1を閉じた状態で燃料極側には循環ポンプ8を介して適当な濃度に調整されたアルコール水溶液が燃料電池スタックの燃料極側に供給され、酸化剤極側には空気ポンプを介して空気が供給された状態で発電し、放電ユニット12が切り離された状態で外部負荷に接続されている。
That is, during normal operation, an aqueous alcohol solution adjusted to an appropriate concentration is supplied to the fuel electrode side via the
図5は、実施例2の燃料電池システムの回復動作の一例を示している。回復運転モードをスタートさせるために、制御ユニット11によって水ポンプ6及び燃料ポンプ7を調整し、メタノール水溶液の濃度を通常運転時の濃度よりも高くなるように設定する(S31)。濃度センサー10により、目的の濃度に到達したことを確認し(S32)、この状態で単セルあたりのセル電圧が0.2V(又はそれ以下)の一定電圧とし、通常運転モードで同じセル電圧を得る電流密度よりも低い電流密度で運転する(S33)。所定時間運転することで(S34)、回復運転モードを終了する(S35)。
FIG. 5 shows an example of the recovery operation of the fuel cell system according to the second embodiment. In order to start the recovery operation mode, the
実施例1同様、内部負荷に接続せず外部負荷に接続している状態(通常運転時の状態)で、そのままアルコール水溶液の濃度調整を行い、カソード電位を強制的に単セルあたり0.2V程度まで低下させた状態で運転することで、回復処理を行ってもよいが、望ましくは外部負荷の接続を切り離し電気制御ユニット12のような内部負荷に接続して運転することで触媒金属の回復に必要な所定の電流及び電圧が得られるように制御する。このようにすれば、一層効果的に回復処理が完了する。
As in Example 1, the concentration of the aqueous alcohol solution is adjusted as it is without being connected to the internal load and connected to the external load (in normal operation), and the cathode potential is forcibly set to about 0.2 V per unit cell. The recovery process may be performed by operating in a state reduced to a low level, but preferably the external metal load is disconnected and connected to an internal load such as the
なお、再び通常運転モードに移行するためには、制御ユニット11により濃度をもとの濃度に設定することが必要となる。
In order to shift to the normal operation mode again, it is necessary to set the concentration to the original concentration by the
−実験例−
本発明に係る燃料電池システムの回復運転による燃料電池スタックの特性を評価するために、まず以下の手順により燃料電池スタックを製作した。
-Experimental example-
In order to evaluate the characteristics of the fuel cell stack by the recovery operation of the fuel cell system according to the present invention, a fuel cell stack was first manufactured by the following procedure.
1.燃料極の製作
(1)白金−ルテニウム触媒担持カーボン(田中貴金属工業社製、白金29.2質量%、ルテニウム22.6mass%)1.0gとスルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体の陽イオン交換樹脂(Dupont社製、5mass%溶液)9.6gと撥水剤(三井・デュポンフロロケミカル社製、PTFE、60mass%分散液)0.5gと精製水8.0gとを秤量したのちに撹拌棒で混合し、さらに、遊星ボールミルを用いて混練することによって、燃料極用スラリーを調製した。
(2)一辺が5.0cm、もう一辺が5.0cmに切り出したカーボンベーパー(東レ社製、厚さ200μm)を撥水剤(三井・デュポンフロロケミカル社製、PTFE、60mass%分散液)に含浸し、乾燥した後、360℃で焼成することによって、撥水性を施したカーボンペーパーを作成した。
(3)(2)のカーボンペーパーの片面に(1)の燃料極用スラリーをスプレー塗工機で塗布・乾燥することによって、燃料極を形成した。この燃料極の触媒担持量は、3.0mg(Pt−Ru)/cm2であった。
1. Production of fuel electrode (1) Cation exchange of perfluorocarbon polymer having 1.0 g of platinum-ruthenium catalyst-supported carbon (Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd., 29.2 mass% platinum, 22.6 mass% ruthenium) and sulfonic acid group 9.6 g of resin (manufactured by Dupont, 5 mass% solution), 0.5 g of water repellent (manufactured by Mitsui / DuPont Fluorochemicals, PTFE, 60 mass% dispersion) and 8.0 g of purified water and stirring rod And further kneading using a planetary ball mill to prepare a fuel electrode slurry.
(2) Carbon vapor (made by Toray Industries Inc.,
(3) The fuel electrode was formed by applying and drying the slurry for fuel electrode (1) on one side of the carbon paper of (2) with a spray coating machine. The amount of catalyst supported on this fuel electrode was 3.0 mg (Pt—Ru) / cm 2 .
2.酸化剤極の製作
(1)白金触媒担持カーボン(田中貴金属工業社製、白金46.5mass%)1.0gと陽イオン交換樹脂(Dupont社製、5mass%溶液)7.1gと撥水剤(三井・デュポンフロロケミカル社製、PTFE、60mass%分散液)0.5gと精製水8.0gとを秤量したのちに撹拌棒で混合し、さらに、遊星ボールミルを用いて混練することによって、酸化剤極用スラリーを調製した。
(2)一辺が5.0cm、もう一辺が5.0cmに切り出したカーボンベーパー(東レ社製、厚さ200μm)を撥水剤(三井・デュポンフロロケミカル社製、PTFE、60mass%分散液)に含浸し、乾燥した後、360℃で焼成することによって、撥水性を施したカーボンペーパーを形成した。
(3)(2)のカーボンベーパーの片面に(1)の酸化剤極用スラリーをスプレー塗工機で塗布・乾燥することによって、酸化剤極を形成した。この酸化剤極の触媒担持量は、3.0mg(Pt)/cm2であった。
2. Production of oxidizer electrode (1) Platinum catalyst supported carbon (Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd., platinum 46.5 mass%) 1.0 g, cation exchange resin (
(2) Carbon vapor (made by Toray Industries Inc.,
(3) The oxidant electrode was formed by applying and drying the oxidant electrode slurry of (1) on one side of the carbon vapor of (2) with a spray coating machine. The amount of catalyst supported on the oxidant electrode was 3.0 mg (Pt) / cm 2 .
3.膜電極接合体の製作
スルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体からなる陽イオン交換膜(Dupont社製、厚さ175μm)の片面に1.の燃料極を、他方の片面に2.の酸化剤極をそれぞれ配したのちに、10Mpa、150℃の条件でホットプレスすることによって、膜電極接合体を形成した。
3. Production of
4.燃料スタックの製作
(1)3.の膜電極接合体を、燃料を流すための流路を備えたカーボン製のセパレータと、酸化剤を流すための流路を備えたカーボン製のセパレータとで挟持して単位電池を形成した。
(2)(1)の単位電池を1セルとして40セル積層し、積層方向の両端をステンレス製のエンドプレートで挟持し、このエンドプレート間にボルトを通し、このボルトをナットで締めることによって、燃料電池スタックを形成した。
4). 2. Production of fuel stack (1) The unit cell was formed by sandwiching the membrane electrode assembly between a carbon separator having a flow path for flowing fuel and a carbon separator having a flow path for flowing an oxidizing agent.
(2) The unit battery of (1) is stacked as 40 cells, both ends in the stacking direction are sandwiched between stainless end plates, bolts are passed between the end plates, and the bolts are tightened with nuts. A fuel cell stack was formed.
5.実験
次に、上記手順によって製作された燃料電池スタックを用いて、温度65℃、1mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、130mA/cm2の電流密度で、10時間の連続運転を100サイクル、つまり、合計1000時間の燃料電池システムの運転を行った。この燃料電池スタックを用いて下記の実験例1乃至4および比較例1乃至5の処理を実施した。
5. Experiment Next, using the fuel cell stack manufactured according to the above procedure, a temperature of 65 ° C., a 1 mol / l methanol aqueous solution was supplied to the fuel electrode at a flow rate of 200 ml / min, and air was supplied to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min. The fuel cell system was operated for 100 cycles of 10 hours of continuous operation at a current density of 130 mA / cm 2 , that is, for a total of 1000 hours. Using this fuel cell stack, the following experimental examples 1 to 4 and comparative examples 1 to 5 were processed.
<実験例1>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに1.5mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.15Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Experimental example 1>
Supplying 1.5 mol / l aqueous methanol solution to the fuel electrode stack at a flow rate of 200 ml / min and air to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min to the fuel cell stack after 1000 hours of operation under the above conditions, the output voltage per unit cell Power was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.15V.
<実験例2>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに1.5mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.2Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Experimental example 2>
Supplying 1.5 mol / l aqueous methanol solution to the fuel electrode stack at a flow rate of 200 ml / min and air to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min to the fuel cell stack after 1000 hours of operation under the above conditions, the output voltage per unit cell Was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.2V.
<実験例3>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに2.0mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.15Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Experimental example 3>
Under the above conditions, a 2.0 mol / l aqueous methanol solution is supplied to the fuel electrode stack at a flow rate of 200 ml / min and air is supplied to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min. Power was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.15V.
<実験例4>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに2.0mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.2Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Experimental example 4>
Under the above conditions, a 2.0 mol / l aqueous methanol solution is supplied to the fuel electrode stack at a flow rate of 200 ml / min and air is supplied to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min. Was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.2V.
<比較例1>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに1.5mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.25Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Comparative Example 1>
Supplying 1.5 mol / l aqueous methanol solution to the fuel electrode stack at a flow rate of 200 ml / min and air to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min to the fuel cell stack after 1000 hours of operation under the above conditions, the output voltage per unit cell Power was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.25V.
<比較例2>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに2.0mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.25Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Comparative example 2>
Under the above conditions, a 2.0 mol / l aqueous methanol solution is supplied to the fuel electrode stack at a flow rate of 200 ml / min and air is supplied to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min. Power was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.25V.
<比較例3>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに1.0mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.15Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Comparative Example 3>
Supplying 1.0 mol / l aqueous methanol solution to the fuel electrode at a flow rate of 200 ml / min and air to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min to the fuel cell stack after 1000 hours of operation under the above conditions, the output voltage per unit cell Power was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.15V.
<比較例4>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに1.0mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.2Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Comparative Example 4>
Supplying 1.0 mol / l aqueous methanol solution to the fuel electrode at a flow rate of 200 ml / min and air to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min to the fuel cell stack after 1000 hours of operation under the above conditions, the output voltage per unit cell Was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.2V.
<比較例5>
上記条件で1000時間運転後の燃料電池スタックに1.0mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.25Vになるように、定電圧で2時間発電した。
<Comparative Example 5>
Supplying 1.0 mol / l aqueous methanol solution to the fuel electrode at a flow rate of 200 ml / min and air to the air electrode at a flow rate of 20000 ml / min to the fuel cell stack after 1000 hours of operation under the above conditions, the output voltage per unit cell Power was generated at a constant voltage for 2 hours so that the voltage became 0.25V.
6.評価結果
上記実験例1乃至4および比較例1乃至5の処理をした燃料電池スタックを用いて、温度65℃、1mol/lメタノール水溶液を200ml/minの流量で燃料極に、空気を20000ml/minの流量で空気極に供給し、130mA/cm2の電流密度で10時間連続運転を1サイクル、つまり、合計10時間の燃料電池システムの運転を行った。
6). Evaluation Results Using the fuel cell stacks processed in the above Experimental Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, a temperature of 65 ° C., a 1 mol / l methanol aqueous solution at a flow rate of 200 ml / min to the fuel electrode, and air to 20000 ml / min. The fuel cell system was operated for one cycle at a current density of 130 mA / cm 2 for 10 hours, that is, for a total of 10 hours.
実験例1乃至4および比較例1乃至5を評価するために、上記100サイクルの連続運転をしたときの1サイクル目および100サイクル目の10時間連続運転における燃料電池スタックの平均電圧と、実験例1乃至4および比較例1乃至5の処理をした後に10時間連続運転をしたときの燃料電池スタックの平均電圧と、実験例1乃至4および比較例1乃至5の処理中における電流密度の平均値とを取得した。 In order to evaluate Experimental Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, the average voltage of the fuel cell stack in the 10th continuous operation of the first cycle and the 100th cycle when the 100 cycles were operated continuously, and the experimental example The average voltage of the fuel cell stack when continuously operating for 10 hours after the processing of 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, and the average value of the current density during the processing of Experimental Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 And got.
図6は、実験例1乃至4および比較例1乃至5の処理の結果を示す図である。実験例1乃至4および比較例1乃至5の処理前の1サイクル目と100サイクル目とに平均電圧のバラツキがあるが、10時間の連続運転を100サイクル行うことによって燃料電池スタックの特性が低下していることがわかる。また、実験例1乃至4の処理は、比較例1乃至5の処理よりも、燃料電池スタックの特性を回復させていることがわかる。 FIG. 6 is a diagram illustrating the results of the processes of Experimental Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5. There is a variation in average voltage between the first cycle and the 100th cycle before the treatment of Experimental Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, but the characteristics of the fuel cell stack deteriorated by performing 100 cycles of 10 hours of continuous operation. You can see that In addition, it can be seen that the treatments in Experimental Examples 1 to 4 recover the characteristics of the fuel cell stack more than the treatments in Comparative Examples 1 to 5.
燃料電池スタックの特性の低下は、酸化剤極側の白金触媒が酸化されたために、酸素還元反応に対する反応性が低下したことに起因するものと推察される。実験例1乃至4では、通常運転時よりも高い濃度のメタノール水溶液を供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.2V以下となる電流で発電しているので、酸化剤極側の電位(カソード電位)が低下し、酸化剤極側の酸化された白金が還元されたために、燃料電池スタックの低下した特性が回復したものと推察される。一方、比較例1及び2の処理後の燃料電池スタックでは、通常運転時よりも高い濃度のメタノール水溶液を供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.25Vとなる電流で発電しているので、酸化剤極側の電位が酸化された白金を還元させるには高いために、酸化剤極側の酸化された白金が還元されず、燃料電池スタックの低下した特性が回復していないものと推察される。 The decrease in the characteristics of the fuel cell stack is presumed to be caused by the fact that the platinum catalyst on the oxidizer electrode side was oxidized, and the reactivity with respect to the oxygen reduction reaction decreased. In Experimental Examples 1 to 4, since a methanol aqueous solution having a higher concentration than that during normal operation is supplied and power is generated at a current that causes the output voltage per unit cell to be 0.2 V or less, the potential on the oxidant electrode side (cathode) It is presumed that the lowered characteristics of the fuel cell stack were recovered because the potential) was reduced and the oxidized platinum on the oxidant electrode side was reduced. On the other hand, in the fuel cell stack after the processing of Comparative Examples 1 and 2, a methanol aqueous solution having a higher concentration than that in the normal operation is supplied, and power is generated at a current at which the output voltage per unit cell is 0.25 V. Since the potential on the oxidizer electrode side is high to reduce oxidized platinum, it is assumed that the oxidized platinum on the oxidizer electrode side is not reduced and the degraded characteristics of the fuel cell stack are not recovered. The
図6より、比較例3及び4の処理後の燃料電池スタックの特性は、処理前よりも低下していることがわかる。つまり、燃料電池スタックの燃料極に通常運転時の濃度のメタノール水溶液を供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.2V以下となる電流で発電すると、燃料電池スタックの特性がさらに低下することがわかる。 From FIG. 6, it can be seen that the characteristics of the fuel cell stacks after the treatment of Comparative Examples 3 and 4 are lower than those before the treatment. In other words, if a methanol aqueous solution having a concentration during normal operation is supplied to the fuel electrode of the fuel cell stack and power is generated at a current that causes the output voltage per unit cell to be 0.2 V or less, the characteristics of the fuel cell stack may be further deteriorated. Recognize.
比較例3及び4の処理では、実験例1乃至4と比べて処理中における電流密度の平均値が高いことから、比較例3及び4の処理中に燃料電池スタック内で燃料もしくは空気の分配を悪くしている単位電池が転極し、比較例3及び4の処理をした燃料電池スタックの特性が低下したものと推察される。一方、本発明の実験例1乃至4では、通常運転時よりもメタノール水溶液の濃度が高いために、燃料極から酸化剤極へのメタノール水溶液の透過量が増加するので、電流密度が低い状態で単位電池あたりの出力電圧を0.2V以下にできる。そのために、実験例1乃至4の処理をした燃料電池スタックでは、燃料電池スタック内で単位電池を転極させることなく燃料電池スタックの低下した特性を回復させることができるものと推察される。 In the treatments of Comparative Examples 3 and 4, the average value of the current density during the treatment is higher than that of Experimental Examples 1 to 4, so that the fuel or air is distributed in the fuel cell stack during the treatments of Comparative Examples 3 and 4. It is inferred that the deteriorated unit cell was reversed and the characteristics of the fuel cell stack treated in Comparative Examples 3 and 4 were deteriorated. On the other hand, in Experimental Examples 1 to 4 of the present invention, since the concentration of the aqueous methanol solution is higher than that during normal operation, the permeation amount of the aqueous methanol solution from the fuel electrode to the oxidant electrode increases, so that the current density is low. The output voltage per unit battery can be 0.2V or less. Therefore, in the fuel cell stack that has been processed in Experimental Examples 1 to 4, it is presumed that the degraded characteristics of the fuel cell stack can be recovered without reversing the unit cells in the fuel cell stack.
図6より、比較例5の処理後の燃料電池スタックの特性は、処理前よりも低下していることがわかる。つまり、燃料電池スタックの燃料極に通常運転時の濃度のメタノール水溶液を供給し、単位電池あたりの出力電圧が0.25Vとなる電流で発電すると、燃料電池スタックの特性がさらに低下することがわかる。比較例5の処理においても、比較例3及び4と同様の原因で燃料電池スタックの特性が低下したものと推察される。 From FIG. 6, it can be seen that the characteristics of the fuel cell stack after the treatment of Comparative Example 5 are lower than those before the treatment. In other words, it is understood that the characteristics of the fuel cell stack are further deteriorated when a methanol aqueous solution having a concentration during normal operation is supplied to the fuel electrode of the fuel cell stack and electric power is generated at a current at which the output voltage per unit cell is 0.25 V . Also in the process of Comparative Example 5, it is presumed that the characteristics of the fuel cell stack deteriorated for the same reason as in Comparative Examples 3 and 4.
本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池スタックの単位電池の転極を防止して効率的に出力特性の回復ができるものとして、電極産業上の利用可能性は極めて大きい。 The fuel cell system according to the present invention has extremely great applicability in the electrode industry as it can efficiently reverse the output characteristics by preventing the reversal of the unit cell of the fuel cell stack.
1 燃料電池スタック
100 単位電池
101 電解質膜
102a 燃料極
102b 酸化剤極
103a 燃料極ガス拡散層
103b 酸化剤極ガス拡散層
104a 燃料極セパレータ
104b 酸化剤極セパレータ
2 熱交換器
3 水タンク
4 燃料タンク
5 循環タンク
6 水ポンプ
7 燃料ポンプ
8 循環ポンプ
9 空気ポンプ
10 濃度センサー
11 制御ユニット
12 放電ユニット
13 外部負荷
14 制御回路
15 流路
16 バッファ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記燃料極にアルコール水溶液を供給排出する手段と、
前記酸化剤極に酸化剤を供給排出する手段と、
を具備する燃料電池システムにおいて、
前記酸化剤極に前記アルコール水溶液を直接供給するための手段と、
前記燃料電池が外部負荷に接続され前記負荷を駆動するための電力を供給するための通常運転モードと予め設定したセル電圧値以下で発電する回復運転モードとを切り換える制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記回復運転モードにおいて、
前記燃料極及び酸化剤極への前記アルコール水溶液及び酸化剤の供給をそれぞれ継続した状態で、前記アルコール水溶液を直接的に前記酸化剤極にも供給することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell including a fuel electrode carrying a catalyst and an oxidant electrode;
Means for supplying and discharging an aqueous alcohol solution to the fuel electrode;
Means for supplying and discharging an oxidant to the oxidant electrode;
In a fuel cell system comprising:
Means for directly supplying the aqueous alcohol solution to the oxidant electrode;
And control means for switching between recovery operation mode in which the fuel cell generates electricity in the following normal cell voltage value set in advance as the operation mode for supplying the power for driving the connected the load to the external load,
The control means, in the recovery operation mode,
A fuel cell system , wherein the aqueous alcohol solution is directly supplied to the oxidant electrode while the supply of the aqueous alcohol solution and the oxidant to the fuel electrode and the oxidant electrode is continued .
前記アルコール水溶液を一時保持するためのバッファと、A buffer for temporarily holding the aqueous alcohol solution;
前記バッファの上流側と下流側にそれぞれ少なくとも1つのバルブと、At least one valve respectively upstream and downstream of the buffer;
を備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。The fuel cell system according to claim 1, comprising:
前記制御手段は、前記回復運転モードにおいて、
前記外部負荷を切り離して前記内部負荷に接続した状態で前記回復運転モードを実行することを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池システム。 Further comprising an internal load consisting of a discharge circuit for causing the electricity generation of the fuel cell at a current density equal to or less than a predetermined voltage value,
The control means, in the recovery operation mode,
The fuel cell system according to claim 1 or 2 , wherein the recovery operation mode is executed in a state where the external load is disconnected and connected to the internal load.
前記通常運転モード時よりも低い電流密度で前記燃料電池を発電させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell is configured to generate power at a lower current density than in the normal operation mode.
前記燃料極にアルコール水溶液を供給排出する手段と、
前記酸化剤極に酸化剤を供給排出する手段と、
前記酸化剤極にアルコール水溶液を直接供給する手段と、
前記燃料電池スタックを所定の電圧値以下となる電流密度で発電させるための放電回路(A)と、
前記燃料電池スタックを外部の負荷に接続した状態で運転する通常運転モードと前記放電回路に接続した状態で運転する前記触媒の回復運転モードとを切り換えるために、
前記通常運転モードにおいては前記燃料極に前記アルコール水溶液を供給する一方前記酸化剤極に酸化剤を供給し、
前記回復運転モードにおいては前記燃料極への前記アルコール水溶液の供給を継続した状態で、前記酸化剤極に酸化剤とアルコール水溶液とを供給するように前記アルコール水溶液の流路を制御する制御手段(B)と
を具備する燃料電池システムにおいて、
前記酸化剤極にアルコール水溶液を直接供給する手段は、
前記アルコール水溶液を一時保持するためのバッファと、
前記バッファの上流側と下流側にそれぞれ少なくとも1つのバルブと、
を備え、
前記制御手段は、前記回復運転モードにおいて、
前記下流側のバルブを閉めた状態で前記上流側のバルブを開いて前記バッファに前記アルコール水溶液を供給し、
その後、前記上流側のバルブを閉めた状態で前記下流側のバルブを開いて前記バッファに一時保持された前記アルコール水溶液を前記酸化剤極に向けて排出する
ことを繰り返すことにより前記アルコール水溶液を前記酸化剤極に供給し、
前記制御手段が、
前記燃料電池スタックを外部の負荷に接続した状態で運転する通常運転モードから前記外部の負荷を切断して発電を終了させる発電終了ステップと、
前記アルコール水溶液を前記燃料極と酸化剤極の両方に供給するステップと、
前記燃料電池スタックを前記放電回路に接続し、運転を開始する発電ステップとを具備することを特徴とする燃料電池スタックの特性回復方法。 A fuel cell stack in which unit cells including a fuel electrode supporting a catalyst and an oxidant electrode are stacked;
Means for supplying and discharging an aqueous alcohol solution to the fuel electrode;
Means for supplying and discharging an oxidant to the oxidant electrode;
Means for directly supplying an aqueous alcohol solution to the oxidant electrode;
Discharge circuit (A) and in order to generate electricity at a current density comprised the fuel cell stack below a predetermined voltage value,
In order to switch between a normal operation mode in which the fuel cell stack is connected to an external load and a recovery operation mode of the catalyst that is operated in a state connected to the discharge circuit,
In the normal operation mode, while supplying the aqueous alcohol solution to the fuel electrode, supplying an oxidant to the oxidant electrode,
In the recovery operation mode, control means for controlling the flow path of the aqueous alcohol solution so as to supply the oxidizing agent electrode and the aqueous alcohol solution while the supply of the aqueous alcohol solution to the fuel electrode is continued. B) and a fuel cell system comprising:
Means for directly supplying the aqueous alcohol solution to the oxidizer electrode,
A buffer for temporarily holding the aqueous alcohol solution;
At least one valve respectively upstream and downstream of the buffer;
With
The control means, in the recovery operation mode,
With the downstream valve closed, the upstream valve is opened to supply the aqueous alcohol solution to the buffer;
Thereafter, the downstream valve is opened with the upstream valve closed, and the aqueous alcohol solution temporarily held in the buffer is discharged toward the oxidizer electrode.
By repeating the above, the alcohol aqueous solution is supplied to the oxidizer electrode,
The control means is
A power generation ending step of cutting off the external load and ending power generation from a normal operation mode in which the fuel cell stack is connected to an external load; and
Supplying the aqueous alcohol solution to both the fuel electrode and the oxidant electrode;
The fuel cell stack connected to the discharge circuit, performance recovery of the fuel cell stack, characterized by comprising a power generation initiating operation.
前記通常運転モード時よりも低い電流密度で前記燃料電池スタックを発電させることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池スタックの特性回復方法。6. The method for recovering characteristics of a fuel cell stack according to claim 5, wherein the fuel cell stack is caused to generate power at a lower current density than in the normal operation mode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009168825A JP5504726B2 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Fuel cell system and fuel cell characteristic recovery method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009168825A JP5504726B2 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Fuel cell system and fuel cell characteristic recovery method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011023277A JP2011023277A (en) | 2011-02-03 |
JP5504726B2 true JP5504726B2 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=43633160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009168825A Expired - Fee Related JP5504726B2 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Fuel cell system and fuel cell characteristic recovery method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5504726B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10784527B2 (en) * | 2017-12-19 | 2020-09-22 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for MEA conditioning in a fuel cell |
CN110416579A (en) * | 2018-04-26 | 2019-11-05 | 武汉众宇动力系统科技有限公司 | Unmanned plane stack performance recovery system and its recovery device and recovery control method |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05307970A (en) * | 1992-04-30 | 1993-11-19 | Aqueous Res:Kk | Liquid fuel cell |
DE10035756A1 (en) * | 2000-07-22 | 2002-01-31 | Daimler Chrysler Ag | Fuel cell system has device for dosing and feeding combustion medium to cathode chamber depending on determined temperature |
JP2006080005A (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Gas supply method of fuel cell and fuel cell power generation system |
JP2006221970A (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Asahi Glass Co Ltd | Operation method of direct methanol fuel cell |
EP1906480A4 (en) * | 2005-07-21 | 2012-12-05 | Nec Corp | Fuel cell and method for operating fuel cell |
JP2007273460A (en) * | 2006-03-10 | 2007-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Activation method of fuel cell, fuel battery cell or membrane electrode assembly for fuel cell activated, cell stack or fuel cell having them, and fuel cell activation device |
JP2007294227A (en) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Yamaha Motor Co Ltd | Fuel cell system and its operation method |
JP2008066200A (en) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Toshiba Corp | Fuel cell |
JP2008071642A (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Solid polymer electrolyte fuel cell system and its operation method |
JP2010015796A (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Hitachi Ltd | Fuel battery system |
-
2009
- 2009-07-17 JP JP2009168825A patent/JP5504726B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011023277A (en) | 2011-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5151061B2 (en) | Fuel cell | |
US7608358B2 (en) | Fuel cell anode structure for voltage reversal tolerance | |
JP7080348B2 (en) | Fuel cell activation method and activation device | |
JP2008311064A (en) | Fuel cell system and activation method of fuel cell | |
CN101953011B (en) | Fuel battery start method | |
JP2009059669A (en) | Operation method of fuel cell | |
US20140072887A1 (en) | Oxidation of fuel cell electrode contaminants | |
JP5807207B2 (en) | Method of operating polymer electrolyte fuel cell system and polymer electrolyte fuel cell system | |
JP2005340022A (en) | Aging method and manufacturing method of fuel cell | |
JP5504726B2 (en) | Fuel cell system and fuel cell characteristic recovery method | |
JP5425358B2 (en) | Method of stopping polymer electrolyte fuel cell system and polymer electrolyte fuel cell system | |
JP2006228553A (en) | Operation method for fuel cell | |
JP5167058B2 (en) | Aging method for polymer electrolyte fuel cell | |
JP2004172106A (en) | Operation method of fuel cell system and fuel cell system | |
JP2006134802A (en) | Fuel cell | |
JP2009064604A (en) | Fuel cell and fuel cell stack | |
JP2007018858A (en) | Fuel cell system | |
JP5073448B2 (en) | Operation method of polymer electrolyte fuel cell | |
JP2007335268A (en) | Fuel cell system and fuel cell operating method | |
JP2009205917A (en) | Membrane electrode assembly and fuel cell | |
JP4863609B2 (en) | FUEL CELL SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING FUEL CELL SYSTEM | |
JP2020128311A (en) | Hydrogen generation system and operation method thereof | |
JP2005268091A (en) | Operation method of fuel cell, and fuel cell system | |
JP7115959B2 (en) | Membrane electrode assembly | |
JP2005302495A (en) | Fuel cell system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120413 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20130423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130813 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130814 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130920 |
|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20131227 |
|
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: 20140218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140303 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5504726 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |