[發明專利]燃料電池和燃料電池系統

有效

• 申請號: 200710128611.4
• 申請日: 2005-08-30
• 公開（公告）號: CN101079493A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 美藤仁保
• 申請（專利權）人: 卡西歐計算機株式會社
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;H01M8/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳建全

本申請是2005年8月30日遞交的中國專利申請No.200510099455.4的分案申請。

技術領域

本發明涉及對發電需要的流體進行控制的燃料電池以及具有多個燃料電池的燃料電池系統。

背景技術

近年來，作為能源轉換效率高的清潔電源，例如通過使氫等燃料與氧等氧化劑反應進行發電的燃料電池被應用。

這樣的燃料電池，從前是通過將膜電極接合體(MEA：MembraneElectrode?Assembly)分離成燃料與氧化劑，通過分別供給的隔板夾持而構成使燃料與氧化劑發生反應的膜電極接合體。這樣的燃料電池還已知有：將多個層疊的電池堆(cell?stack)多個連接在一起而得到的燃料電池(例如參照專利文獻1：特開2000-243421號公報)。

對于將多個層疊的電池堆連接在一起而得到的燃料電池，為了使燃料電池整體的發電效率提高，設置調節分別供給各電池堆的燃料量以及氧化劑氣體的量，根據各電池堆的輸出電壓以及對于各電池堆的空氣壓力而控制各閥門的開閉量，由此調節各電池堆的發生電力的不均勻性。

但是，這樣的燃料電池裝置，從外部分別由1個閥門對電池堆內的多個燃料電池集中地供給空氣，因此對各燃料電池不能平衡地供給空氣量的場合，則不能夠控制，而且對每個電池堆用電壓傳感器讀取電壓，不能判斷各燃料電池的電壓是否產生不均勻性，因此電池堆內的燃料電池不能很好地進行平衡控制。

各燃料電池如果不能均等地分布燃料與氧化劑，則產生燃料電池之間的發電性能差，導致較低的電力，具有電池堆整體的發電效率下降的問題。

而且，對于燃料電池，只要是供給各燃料電池的燃料或氧化劑的供給量微妙地增減，燃料與氧化劑的反應將失去適當的平衡，因此如果不調節供給各電池堆的燃料和氧化劑的供給量，則出現發電效率顯著降低的問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于，通過對每個燃料電池調節供給各燃料電池的燃料或氧化劑的供給量，提供能夠防止發電效率降低的燃料電池。

為了達到上述目的，本發明的燃料電池具有以下部分：電解質膜；按照與所述電解質膜的一方的表面相面對的方式形成有用于燃料流動的燃料流路、并且在內部設置有調節所述燃料的供給量的燃料供給量調節器的第1隔板；和按照與所述電解質膜的另一方的表面相面對的方式形成有用于氧化劑流動的氧化劑流路的第2隔板。

而且，本發明的另一種燃料電池具有以下部分：電解質膜；按照與所述電解質膜的一方的表面相面對的方式形成有用于燃料流動的燃料流路的第1隔板；和按照與所述電解質膜的另一方的表面相面對的方式形成有用于氧化劑流動的氧化劑流路、并且在內部設置有調節所述氧化劑的供給量的氧化劑供給量調節器的第2隔板。

根據這些發明，燃料供給量調節器或氧化劑供給量調節器由于能夠適宜調節燃料和氧化劑的供給量，因此在設置多個這樣的燃料電池時能夠很好地平衡調節各燃料電池的燃料供給量或氧化劑供給量。

而且，本發明的再一種燃料電池具有以下部分：電解質膜；按照與所述電解質膜的一方的表面相面對的方式形成有用于燃料流動的燃料流路、并且在內部設置有檢測燃料的流量的燃料流量檢測器的第1隔板；和按照與所述電解質膜的另一方的表面相面對的方式形成有用于氧化劑流動的氧化劑流路的第2隔板。

而且，本發明的又一種燃料電池具有以下部分：電解質膜；按照與所述電解質膜的一方的表面相面對的方式形成有用于燃料流動的燃料流路的第1隔板；和按照與所述電解質膜的另一方的表面相面對的方式形成有用于氧化劑流動的氧化劑流路、并且在內部設置有檢測氧化劑的流量的氧化劑流量檢測器的第2隔板。

根據這些發明，燃料流量檢測器或氧化劑流量檢測器由于能夠適宜地檢測燃料和氧化劑的流量，因此在設置多個這樣的燃料電池時通過檢測各燃料電池的燃料和氧化劑的流量，能夠判斷各燃料電池的燃料供給量或氧化劑的供給量是否適宜。

附圖說明

圖1是表示本發明的燃料電池的一實施方案的構成的立體圖。

圖2是表示本實施方案的燃料電池的構成的說明圖。

圖3是構成本實施方案的燃料電池的燃料隔板的平面圖。

圖4是圖3的IV-IV剖面圖。

圖5是圖3的V-V剖面圖，(A)表示氫閥門打開的狀態，(B)表示氫閥門關閉的狀態。

圖6是構成本實施方案的燃料電池的兩面隔板的平面圖。

圖7是本實施方案的燃料電池的氫與氧的供給量的調節和流路的除去處理的流程圖。

圖8是表示構成本實施方案的燃料電池的隔板的變形例的平面圖。

具體實施方式