燃料电池和燃料电池系统技术方案

一种燃料电池，其具有以下部分：电解质膜；按照与所述电解质膜的一方的表面相面对的方式形成有用于燃料流动的燃料流路、并且在内部设置有检测燃料的流量的燃料流量检测器的第１隔板；和按照与所述电解质膜的另一方的表面相面对的方式形成有用于氧化剂流动的氧化剂流路的第２隔板。另一种燃料电池，其具有以下部分：电解质膜；按照与所述电解质膜的一方的表面相面对的方式形成有用于燃料流动的燃料流路的第１隔板；和按照与所述电解质膜的另一方的表面相面对的方式形成有用于氧化剂流动的氧化剂流路、并且在内部设置有检测氧化剂的流量的氧化剂流量检测器的第２隔板。本发明专利技术的燃料电池通过调节燃料或氧化剂的流量，能够防止发电效率降低。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池和燃料电池系统本申请是2005年8月30日递交的中国专利申请No.200510099455.4的分案申请。
本专利技术涉及对发电需要的流体进行控制的燃料电池以及具有多个燃料电池的燃料电池系统。
技术介绍
近年来，作为能源转换效率高的清洁电源，例如通过使氢等燃料与氧等氧化剂反应进行发电的燃料电池被应用。这样的燃料电池，从前是通过将膜电极接合体(MEA：MembraneElectrode Assembly)分离成燃料与氧化剂，通过分别供给的隔板夹持而构成使燃料与氧化剂发生反应的膜电极接合体。这样的燃料电池还已知有：将多个层叠的电池堆(cell stack)多个连接在一起而得到的燃料电池(例如参照专利文献1：特开2000-243421号公报)。对于将多个层叠的电池堆连接在一起而得到的燃料电池，为了使燃料电池整体的发电效率提高，设置调节分别供给各电池堆的燃料量以及氧化剂气体的量，根据各电池堆的输出电压以及对于各电池堆的空气压力而控制各阀门的开闭量，由此调节各电池堆的发生电力的不均匀性。但是，这样的燃料电池装置，从外部分别由1个阀门对电池堆内的多个燃料电池集中地供给空气，因此对各燃料电池不能平衡地供给空气量的场合，则不能够控制，而且对每个电池堆用电压传感器读取电压，不能判断各燃料电池的电压是否产生不均匀性，因此电池堆内的燃料电池不能很好地进行平衡控制。各燃料电池如果不能均等地分布燃料与氧化剂，则产生燃料电池之-->间的发电性能差，导致较低的电力，具有电池堆整体的发电效率下降的问题。而且，对于燃料电池，只要是供给各燃料电池的燃料或氧化剂的供给量微妙地增减，燃料与氧化剂的反应将失去适当的平衡，因此如果不调节供给各电池堆的燃料和氧化剂的供给量，则出现发电效率显著降低的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，通过对每个燃料电池调节供给各燃料电池的燃料或氧化剂的供给量，提供能够防止发电效率降低的燃料电池。为了达到上述目的，本专利技术的燃料电池具有以下部分：电解质膜；按照与所述电解质膜的一方的表面相面对的方式形成有用于燃料流动的燃料流路、并且在内部设置有调节所述燃料的供给量的燃料供给量调节器的第1隔板；和按照与所述电解质膜的另一方的表面相面对的方式形成有用于氧化剂流动的氧化剂流路的第2隔板。而且，本专利技术的另一种燃料电池具有以下部分：电解质膜；按照与所述电解质膜的一方的表面相面对的方式形成有用于燃料流动的燃料流路的第1隔板；和按照与所述电解质膜的另一方的表面相面对的方式形成有用于氧化剂流动的氧化剂流路、并且在内部设置有调节所述氧化剂的供给量的氧化剂供给量调节器的第2隔板。根据这些专利技术，燃料供给量调节器或氧化剂供给量调节器由于能够适宜调节燃料和氧化剂的供给量，因此在设置多个这样的燃料电池时能够很好地平衡调节各燃料电池的燃料供给量或氧化剂供给量。而且，本专利技术的再一种燃料电池具有以下部分：电解质膜；按照与所述电解质膜的一方的表面相面对的方式形成有用于燃料流动的燃料流路、并且在内部设置有检测燃料的流量的燃料流量检测器的第1隔板；和按照与所述电解质膜的另一方的表面相面对的方式形成有用于氧化剂流动的氧化剂流路的第2隔板。-->而且，本专利技术的又一种燃料电池具有以下部分：电解质膜；按照与所述电解质膜的一方的表面相面对的方式形成有用于燃料流动的燃料流路的第1隔板；和按照与所述电解质膜的另一方的表面相面对的方式形成有用于氧化剂流动的氧化剂流路、并且在内部设置有检测氧化剂的流量的氧化剂流量检测器的第2隔板。根据这些专利技术，燃料流量检测器或氧化剂流量检测器由于能够适宜地检测燃料和氧化剂的流量，因此在设置多个这样的燃料电池时通过检测各燃料电池的燃料和氧化剂的流量，能够判断各燃料电池的燃料供给量或氧化剂的供给量是否适宜。附图说明图1是表示本专利技术的燃料电池的一实施方案的构成的立体图。图2是表示本实施方案的燃料电池的构成的说明图。图3是构成本实施方案的燃料电池的燃料隔板的平面图。图4是图3的IV-IV剖面图。图5是图3的V-V剖面图，(A)表示氢阀门打开的状态，(B)表示氢阀门关闭的状态。图6是构成本实施方案的燃料电池的两面隔板的平面图。图7是本实施方案的燃料电池的氢与氧的供给量的调节和流路的除去处理的流程图。图8是表示构成本实施方案的燃料电池的隔板的变形例的平面图。具体实施方式以下，参照图1～图8就用于实施本专利技术的最佳方案进行说明。但是，专利技术的范围并不限于图示的例子。图1是本实施方案的燃料电池1的立体图，图2是燃料电池1的构成说明图。如图1以及图2所示那样，燃料电池1具有进行发电的电池堆单元2。该电池堆单元2，由对电池堆3发电的电能进行集电的第1-->集电板4以及第2集电板5夹持作为发电动作的最小单位的电池6a、6b、6c、6d(参照图2)层叠而成的电池堆3构成。各电池6a、6b、6c、6d，由用于使例如作为燃料的氢与例如作为氧化剂的氧反应的相互同一构造的膜电极结合体(MEA：MembraneElectrode Assembly)7、8、9、10被对该膜电极结合体7、8、9、10分别供给氢和氧的隔板11、12、13、14、15夹持而构成。而隔板11、12、13都是同样的构造。各集电板4、5例如由镀金的铜等良好的导电体构成，按照其俯视图为矩形状的形状形成。而且，各集电板4、5的外侧隔有由绝缘材料构成的绝缘板，设置陶瓷、塑料、玻璃、硅等材料构成的端面板(图中未示出)。在第1集电板4的一个侧面设置使含有氢的流体流入的氢流入口16，在第2集电板5的一个侧面设置使从氢流入口16获取的流体流出的流体流出口17。并且，在第2集电板5的另一个侧面设置使氧化剂流入的氧流入口18，在第1集电板4的另一个侧面设置使含有由氢与氧反应生成的反应水的流体流出的流体流出口19。而且，在第1集电板4的一个端部形成用于从氢流入口16与电池堆3侧的面连通、从而使氢流通的氢供给孔20(图中未示出)，在另一个端部形成用于从电池堆3侧的面与流体流出口19连通、从而使含有反应水的流体流通的流体排出孔21。在第2集电板5的一个端部形成用于从氧流入口18与电池堆3侧的面连通并使氧流通的氧供给孔22(参照图1)，在另一个端部形成从流体流出口17与电池堆3侧的面连通并使通过后述的电池6a～6d的各氢流通部34a～34d的任何一个的含氢流体被排出的流体排出孔23。在第1集电板4的电池堆3侧的面，隔着O形环设置用于对电池6a供给氢的氢隔板11。氢隔板11由对氢没有活性的陶瓷、塑料、玻璃或硅或者它们的复合材料构成，按照其俯视图为矩形状的形状成形。在此，图3是氢隔板11的平面图，图4是图3的IV-IV面的向视剖面图，-->图5是图3的V-V面的向视剖面图。如图3～图5所示那样，在氢隔板11的一个端部，分别形成从与第1集电板4的接合面贯通到与该接合面相面对的面而使氢流通的氢供给孔111、以及用于使通过氢流通部34a的流体流通的流体排出孔112。并且，在氢隔板11的另一个端部，分别形成从与第1集电板4的接合面贯通到与该接合面相面对的面而使氧流通的氧供给孔113、以及使含有反应水的流体流通的流体排出孔114。与氢隔板11的第1集电板4的接合面相面对的面的中央部，如图3所示那样，氢用沟槽25a形成曲折的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池，其具有以下部分：电解质膜；按照与所述电解质膜的一方的表面相面对的方式形成有用于燃料流动的燃料流路、并且在内部设置有检测燃料的流量的燃料流量检测器的第１隔板；和按照与所述电解质膜的另一方的表面相面对的方式形成有用于氧化剂流动的氧化剂流路的第２隔板。

【技术特征摘要】
JP 2004-8-30 250488/20041.一种燃料电池，其具有以下部分：电解质膜；按照与所述电解质膜的一方的表面相面对的方式形成有用于燃料流动的燃料流路、并且在内部设置有检测燃料的流量的燃料流量检测器的第1隔板；和按照与所述电解质膜的另一方的表面相面对的方式形成有用于氧化剂流动的氧化剂流路的第2隔板。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述燃料流量检测器的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：美藤仁保，
申请(专利权)人：卡西欧计算机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]