燃料电池系统技术方案

本发明专利技术提供一种将液体燃料稀释而向阳极供给的燃料电池系统。燃料电池系统（１）是利用液体燃料和氧化剂的电化学反应来进行发电的系统，具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体（３Ａ）、收容了高浓度的液体燃料的燃料容器（９）、用于将该燃料容器（９）内的液体燃料稀释后向燃料电池单体（３Ａ）的阳极供给的缓冲罐（２３），在燃料容器（９）和缓冲罐（２３）之间的燃料供给配管（２６）上，设置了防止液体燃料从该缓冲罐（２３）向燃料容器（９）的倒流的电磁阀（２８）。利用该燃料电池系统，可以实现发电能力的稳定化。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
本专利技术涉及一种将液体燃料向燃料电池单体供给而进行发电的燃料电池系统。
技术介绍
近年来，从环境问题和节省能源的观点出发，利用燃料和氧化剂的电化学反应进行发电的燃料电池的开发正在积极地进行之中。该燃料电池是由燃料及氧化剂产生电能的装置，可以获得高发电效率。另外，作为燃料电池的主要的特征，可以举出如下的特征等，即，由于是不像以往的发电方式那样经过热能或动能的过程的直接发电，因此即使是小规模，也可以期待高发电效率，并且由于氮化合物等的排出少，噪音或振动也少，因此环境性良好。这样，燃料电池由于具有可以有效地利用燃料所具有的化学能，对环境友好的特性，因此被期待作为担负21世纪供能的能量供给系统，被作为可以用于从宇宙应用到汽车应用、携带机器应用等、从大规模发电到小规模发电的各种用途的将来有希望的新型的发电系统而受到关注，面向实用化的技术开发正在进行之中。特别是，近年来，作为燃料电池的一个形态，直接甲醇燃料电池(DirectMethanol Fuel Cell：DMFC)备受关注。DMFC是不对作为液体燃料的甲醇进行改性，而直接向燃料电池的阳极供给，利用甲醇和氧的电化学反应来获得电能的电池。甲醇与氢相比，由于每单位体积的能量更高，另外，更适于贮藏，爆炸等危险性也更低，因此被期待用于汽车或携带机器等的电源中(参照专利文献1)。但是，此种DMFC中，当将高浓度的甲醇直接向阳极供给时，由于会发生甲醇穿过高分子电介质的膜而到达阴极侧，降低阴极的电位的问题，因此通常采取以下的方式，即，在使用被称为缓冲罐的稀释机构用水稀释-->到3％左右后，向阳极供给。此时，缓冲罐被借助燃料供给路径与收容了高浓度的甲醇的燃料容器连通，利用设于燃料电池供给路径上的泵从燃料容器供给高浓度的甲醇。另一方面，在阴极上产生的水被缓冲罐回收，用该水将高浓度的甲醇稀释，而缓冲罐内被稀释生成的甲醇水溶液的浓度由泵的ON-OFF来控制。[专利文献]特开2002-373684号公报但是，包括缓冲罐内的燃料电池单体侧的路径内由于向阴极供给作为氧化剂的空气而成为高压状态。由此，当泵停止时，在缓冲罐内被稀释了的甲醇水溶液就会向燃料供给路径倒流。像这样，当甲醇水溶液向燃料供给路径倒流时，即使下次泵被运转，也会产生被稀释了的甲醇水溶液回到缓冲罐中的结果，从而产生浓度急剧地降低而使得发电能力降低的问题。另外，此种问题在气泡混入了燃料供给路径的情况下也同样地会产生。但是，在将燃料容器设为拆装式的料仓而使处理变得容易的情况下，无论怎样做，在燃料容器的更换等时，气泡都会进入燃料供给路径。
技术实现思路
本专利技术是为了解决以往的技术课题而完成的，其目的在于，在将液体燃料稀释后向阳极供给的燃料电池供给系统中，实现发电能力的稳定化。技术方案1的专利技术的燃料电池系统是利用液体燃料和氧化剂的电化学反应发电的系统，其特征是，具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体、收容了高浓度的液体燃料的燃料容器、用于将该燃料容器内的液体燃料稀释后向燃料电池单体的阳极供给的缓冲罐，在燃料容器和缓冲罐之间的燃料供给路径上，设置了防止液体燃料从该缓冲罐中向燃料容器倒流的倒流防止机构。技术方案2的专利技术的燃料电池系统是在上述专利技术中具有如下的特征，即，将倒流防止机构设于燃料供给路径中的缓冲罐附近。技术方案3的专利技术的燃料电池系统是在所述各专利技术中具有如下的特征，即，具备用于将燃料容器内的液体燃料向缓冲罐供给的泵，并且将倒流防止机构用与泵的运转—停止同步地进行开—闭的阀装置构成。技术方案4的专利技术的燃料电池系统是在技术方案1或技术方案2中具-->有如下的特征，即，将倒流防止机构用容许液体燃料从燃料容器向缓冲罐的通过，而阻止液体燃料从该缓冲罐向燃料容器的通过的单向阀构成。技术方案5的专利技术的燃料电池系统是利用液体燃料和氧化剂的电化学反应发电的系统，其特征是，具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体、用于将高浓度的液体燃料稀释后向燃料电池单体的阳极供给的缓冲罐、用于向该缓冲罐供给高浓度的液体燃料的燃料供给路径、收容高浓度的液体燃料并被可以拆装地与燃料供给路径连接的燃料容器、回收燃料供给路径中的气泡的气泡回收机构。技术方案6的专利技术的燃料电池系统是在上述专利技术中具有如下的特征，即，气泡回收机构由被设于燃料供给路径上的用于将燃料容器内的液体燃料向缓冲罐供给的泵、子(sub)燃料罐及流路切换机构构成，通过利用该流路切换机构使子燃料罐的入口与燃料供给路径连通，并运转泵，将燃料供给路径中的气泡回收到子燃料罐内，并且通过利用流路切换机构使子燃料罐的出口与燃料供给路径连通，并运转泵，将子燃料罐内的液体燃料向缓冲罐供给。技术方案7的专利技术的燃料电池系统是在上述专利技术中具有如下的特征，即，通过在利用流路切换机构借助燃料供给路径将燃料容器和缓冲罐连通了的状态下运转泵，从燃料容器向缓冲罐供给液体燃料，并且当停止泵时，利用流路切换机构阻止液体燃料从缓冲罐向燃料供给路径流出。技术方案8的专利技术的燃料电池系统是利用液体燃料和氧化剂的电化学反应发电的系统，其特征是，具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体、用于将高浓度的液体燃料稀释后向燃料电池单体的阳极供给的缓冲罐、用于向该缓冲罐供给高浓度的液体燃料的燃料供给路径、收容高浓度的液体燃料并被可以拆装地与燃料供给路径连接的燃料容器，该燃料容器由外装套盒、收容在该外装套盒内并在内部填充了液体燃料的燃料袋构成，该燃料袋具有被相互连通的多个分区，在外装套盒内以被折叠的状态收纳。技术方案1的专利技术中，在利用液体燃料和氧化剂的电化学反应发电的系统中，由于具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体、收容了高浓度的液体燃料的燃料容器、用于将该燃料容器内的液体燃料稀释后向燃料-->电池单体的阳极供给的缓冲罐，在燃料容器和缓冲罐之间的燃料供给路径上，设置了防止液体燃料从该缓冲罐中向燃料容器倒流的倒流防止机构，因此在从燃料容器向缓冲罐供给液体燃料时，就可以预先避免从缓冲罐向燃料供给路径倒流的稀释完的液体燃料回到缓冲罐而使液体燃料的浓度降低的问题。这样，就可以向燃料电池单体稳定地供给合适的浓度的液体燃料，实现发电能力的稳定化。另外，如果像技术方案2的专利技术那样，将倒流防止机构设置在燃料供给路径中的缓冲罐附近，则可以将因来自缓冲罐的扩散而向燃料供给路径倒流的稀释完的液体燃料抑制为最小限度，并且还可以在比倒流防止机构靠近燃料容器侧的燃料供给路径上追加各种功能部件。另外，如果像技术方案3的专利技术那样，具备用于将燃料容器内的液体燃料向缓冲罐供给的泵，并且将倒流防止机构用与泵的运转—停止同步地进行开—闭的阀装置构成，则可以在从燃料容器向缓冲罐平缓地供给高浓度的液体燃料的同时，还可靠地防止来自缓冲罐的稀释完的液体燃料的倒流。另外，如果像技术方案4的专利技术那样，将倒流防止机构用容许液体燃料从燃料容器向缓冲罐的通过而阻止液体燃料从该缓冲罐向燃料容器的通过的单向阀构成，则可以用简单的构成防止来自缓冲罐的稀释完的液体燃料的倒流。技术方案5的专利技术中，由于在利用液体燃料和氧化剂的电化学反应发电的系统中，具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体、用于将高浓度的液体燃料稀释后向燃料电池单体的阳极供给的缓冲罐、用于向该缓冲罐供给高浓度的液体燃料的燃料供给路径、收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，是利用液体燃料和氧化剂的电化学反应发电的系统，其特征是，具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体、收容了高浓度的液体燃料的燃料容器、用于将该燃料容器内的液体燃料稀释后向所述燃料电池单体的阳极供给的缓冲罐，在所述燃料容器和所述缓冲罐之间的燃料供给路径上，设置了防止液体燃料从该缓冲罐向所述燃料容器倒流的倒流防止机构。

【技术特征摘要】
JP 2004-7-29 2004-2215561.一种燃料电池系统，是利用液体燃料和氧化剂的电化学反应发电的系统，其特征是，具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体、收容了高浓度的液体燃料的燃料容器、用于将该燃料容器内的液体燃料稀释后向所述燃料电池单体的阳极供给的缓冲罐，在所述燃料容器和所述缓冲罐之间的燃料供给路径上，设置了防止液体燃料从该缓冲罐向所述燃料容器倒流的倒流防止机构。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是，将所述倒流防止机构设于所述燃料供给路径中的所述缓冲罐附近。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征是，具备用于将所述燃料容器内的液体燃料向所述缓冲罐供给的泵，并且将所述倒流防止机构用与所述泵的运转—停止同步地进行开—闭的阀装置构成。4.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征是，将所述倒流防止机构用容许液体燃料从所述燃料容器向所述缓冲罐的通过，而阻止液体燃料从该缓冲罐向所述燃料容器的通过的单向阀构成。5.一种燃料电池系统，是利用液体燃料和氧化剂的电化学反应发电的燃料电池系统，其特征是，具备利用电化学反应进行发电的燃料电池单体、用于将高浓度的液体燃料稀释后向所述燃料电池单体的阳极供给的缓冲罐、用于向该缓冲罐供给高浓度的液体燃料的燃料供给路径、收容高浓度的液体燃料并被可以拆装地与所述燃料供给路径连接的燃料容器、回收...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田悟朗，株本浩挥，南浦武史，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]