專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于通過向燃料電池直接供給液體燃料例如醇而產(chǎn) 生電力的直接燃料電池的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在向發(fā)電單元直接供給液體燃料例如醇的直接燃料電池中，將供 給到發(fā)電單元的燃料的濃度控制在固定范圍內(nèi)，從而使可以增加發(fā)電 單元中的燃料利用效率和發(fā)電效率。已經(jīng)知道通過使用燃料濃度傳感是，使用、濃度傳感器的該方法需要一些器械例如^感器拒和控制板， 因此，根據(jù)實(shí)現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的小型化和簡(jiǎn)化不是優(yōu)選的。此外，當(dāng) 在某些情況下在發(fā)電單元中出現(xiàn)隨時(shí)間的特性改變時(shí)，發(fā)電的最佳燃 料濃度值偏離初始濃度值，導(dǎo)致在濃度傳感器所初始設(shè)置的這種控制 濃度下難以獲得足夠的性能，作為不使用傳感器而測(cè)出燃料濃度的方法，已經(jīng)知道基于發(fā)電單 元的溫度而測(cè)出燃料濃度的方法、基于發(fā)電單元的整體的輸出電壓而 測(cè)出燃料濃度的方法、從多個(gè)堆疊的發(fā)電單元中的上游發(fā)電單元和下 游發(fā)電單元的輸出密度之間的差異中測(cè)出燃料濃度的方法(例如，參 考JPA (特開)2004-327354)，等等。但是，在基于發(fā)電單元的溫度測(cè)出燃料濃度的方法中，當(dāng)發(fā)電單 元的體積小時(shí)，發(fā)電單元的溫度易于因外部溫度和負(fù)栽電流而變化。
因此，難以準(zhǔn)確地測(cè)出燃料濃度。相反地，當(dāng)發(fā)電單元的體積大時(shí)， 發(fā)電單元的熱容也變大，因此，關(guān)于濃度改變的溫度改變的延遲時(shí)間 變得非常大。在基于發(fā)電單元的整體的輸出電壓測(cè)出燃料濃度的方法中，當(dāng)輸 出電壓比期望電壓低時(shí)，難以確定這種低電壓狀態(tài)是由低燃料濃度的 狀態(tài)引起的還是由高燃料濃度的狀態(tài)引起的。此外，輸出電壓有時(shí)受 到環(huán)境因素、單元的局部水堵塞、流分布的變化等的影響，有時(shí)導(dǎo)致 不能獲得足夠的準(zhǔn)確度。在從上游發(fā)電單元和下游發(fā)電單元的輸出密度之間的差中測(cè)出燃 料濃度的方法中，必須將供給到上游發(fā)電單元的燃料饋送到下游發(fā)電 單元中。因此，陽極通路的路線被延長(zhǎng)，并且燃料泵需要大的壓力以 便循環(huán)燃料。此外，即使可以在發(fā)電單元的整體中優(yōu)化燃料濃度，但 不能對(duì)于每個(gè)發(fā)電單元將燃料濃度控制到最佳值。特別地，當(dāng)使直接 燃料電池的發(fā)電單元變薄并擴(kuò)大時(shí)，即使在一個(gè)電極表面中在入口側(cè) 和出口側(cè)之間也出現(xiàn)大的濃度梯度，并且電極表面中的輸出密度變得 不均勻。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種燃料電池系統(tǒng)，包含電池堆，其包 括彼此堆疊的多個(gè)發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元包括第一板、在第一板上 面的笫二板，以及插置在第一板和第二板之間的膜電極組件，電池堆 中的最下面的第一板指定為陰極側(cè)第一板，而電池堆中的最上面的第 二板指定為陽極側(cè)第二板；第一集電器，其被配置以從陰極側(cè)笫一板 中的上游區(qū)收集電流；第二集電器，其與第一集電器隔開，被配置以 從陰極側(cè)第一板中的下游區(qū)收集電流；第三集電器，其通過電池堆與 第一集電器相對(duì)，被配置以從陽極側(cè)第二板中的上游區(qū)收集電流；第 四集電器，其與第二集電器相對(duì)，被配置以從陽極側(cè)第二板中的下游 區(qū)收集電流；以及控制器，其被配置以基于第一和笫二集電器的電流 密度之間的差控制到發(fā)電單元的醇的供給量。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種燃料電池系統(tǒng)，包含電池堆，其 包括彼此堆疊的多個(gè)發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元包括笫一板、在第一板 上面的第二板，以及插置在第一板和第二板之間的膜電極組件，電池 堆中的最下面的第一板指定為陰極側(cè)第一板，而電池堆中的最上面的 第二板指定為陽極側(cè)第二板；第一集電器，其被配置以從陰極側(cè)第一 板中的上游區(qū)收集電流；第二集電器，其與第一集電器隔開，被配置 以從陰極側(cè)第一板中的下游區(qū)收集電流；第三集電器，其通過電池堆 與第一和第二集電器相對(duì)，被配置以從陽極側(cè)第二板收集電流；以及 控制器，其被配置以基于第一和第二集電器的電流密度之間的差控制 到發(fā)電單元的醇的供給量。本發(fā)明的又一個(gè)方面涉及一種燃料電池系統(tǒng)，包含多個(gè)發(fā)電單 元，每個(gè)包括第一上游板、與第一上游板相對(duì)的第二上游板、插置在 第一上游板和第二上游板之間的膜電極組件、布置在第一上游板的下 游側(cè)并與第一上游板絕緣的第一下游板，以及布置在第二上游板的下 游側(cè)并與第二上游板絕緣的第二下游板；以及控制器，其被配置以基 于第一和第二下游板的電流密度之間的差控制到發(fā)電單元的醇的供給 量。本發(fā)明的再一個(gè)方面涉及一種燃料電池系統(tǒng)，包含膜電極組 件；與膜電極組件相對(duì)并具有流過醇的流通道的板；具有多個(gè)孔并通 過膜電極組件與板相對(duì)的第一集電器；與第一集電器相對(duì)且在與笫一 集電器之間插置板并被配置以從板的上游區(qū)收集電流的第二集電器； 與第二集電器隔開并被配置以從板的下游區(qū)收集電流的第三集電器； 以及被配置以基于第二和第三集電器的電流密度之間的差控制到板的 醇的供給量的控制器.


圖l是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的燃料電池系統(tǒng)的框圖； 圖2是說明根據(jù)實(shí)施方案的電力發(fā)生器(電池堆)的例子的橫截 面視圖3是說明根據(jù)實(shí)施方案的電力發(fā)生器的透視圖； 圖4是說明根據(jù)實(shí)施方案的驅(qū)動(dòng)燃料電池系統(tǒng)的方法的流程圖； 圖5是說明根據(jù)實(shí)施方案的控制電力發(fā)生器的燃料濃度的方法的 流程圖；圖6是說明根據(jù)實(shí)施方案的電子在電力發(fā)生器中移動(dòng)的狀態(tài)的示 意圖；圖7是說明電力發(fā)生器中的上游區(qū)和下游區(qū)的電流密度(11/It， 12/It)與供給到電力發(fā)生器的醇濃度之間的關(guān)系的曲線；圖8是說明電力發(fā)生器的發(fā)電效率跟流到陰極第一集電器的電流 的密度II與流到陰極第二集電器的電流的密度12之間的差關(guān)于平均 電流密度It的比值((11-I2)/It)之間的關(guān)系的曲線；圖9是說明當(dāng)供給的醇濃度設(shè)置為1.5M時(shí)醇(甲醇)利用效率 和醇的平均濃度之間的關(guān)系的曲線；圖IO是說明根據(jù)第一修改的燃料電池系統(tǒng)的透視圖； 圖ll是說明根據(jù)第二修改的燃料電池系統(tǒng)的橫截面視圖 圖12是說明根據(jù)第二修改的燃料電池系統(tǒng)的橫截面視圖 圖13是說明根據(jù)第三修改的燃料電池系統(tǒng)的橫截面視圖 圖14是說明根據(jù)第四修改的燃料電池系統(tǒng)的橫截面視圖 圖15是說明根據(jù)第五修改的燃料電池系統(tǒng)的橫截面視圖；以及 圖16是說明根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方案的燃料電池系統(tǒng)的橫截 面視圖。
具體實(shí)施方式
將參考附圖描述本發(fā)明的各種實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)注意，相同或相似 的參考數(shù)字應(yīng)用于各個(gè)附圖的相同或相似的部件或元件，并且相同或 相似的部件和元件的描述將省略或簡(jiǎn)化。在下面的描述中，陳述了許 多細(xì)節(jié)例如具體信號(hào)值等，以提供本發(fā)明的完整理解。但是，對(duì)于本 領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的，可以不用這種具體細(xì)節(jié)而實(shí)施本發(fā)明。如圖l中所示的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的燃料電池系統(tǒng)包括電力發(fā)生器(電池堆)7、使電力發(fā)生器7發(fā)電所需的附屬設(shè)備100、 控制附屬設(shè)備100的控制器10，以及連接到控制器10的存儲(chǔ)設(shè)備 20。附屬設(shè)備100包括燃料箱2、燃料供給單元3、混合箱4、燃料 饋送單元5、空氣饋送單元6、負(fù)載9，以及探測(cè)器8。在燃料箱2 中，可以儲(chǔ)存燃料例如醇或包含醇和少量水的高濃度醇溶液。作為 醇，例如曱醇也是適合的。燃料供給單元3將從燃料箱2饋送的醇或 高濃度醇溶液到混合箱4?；旌舷?將醇或高濃度醇溶液與從電力發(fā)生器7排出的流體(包 含醇溶液的流體)混合，并儲(chǔ)存具有用于發(fā)電的最佳濃度的醇溶液。 燃料饋送單元5將從混合箱4饋送來的醇溶液饋送到電力發(fā)生器7的 陽極?？諝怵佀蛦卧?將空氣饋送到電力發(fā)生器7的陰極。負(fù)載9從 電力發(fā)生器7取出電能。探測(cè)器8探測(cè)負(fù)栽9所取出的電能。燃料箱2和燃料供給單元3通過線Ll彼此連接。燃料供給單元 3和混合箱4通過線L2彼此連接?；旌舷?和燃料饋送單元5通過 線L3彼此連接。燃料饋送單元5和電力發(fā)生器7通過線L4彼此連 接。電力發(fā)生器7和混合箱4通過線L5彼此連接，并且從電力發(fā)生 器7的陽極排出的流體流通到混合箱4。線L5中流過在電力發(fā)生器 7中產(chǎn)生的氣體例如二氧化碳。因此，在線L5的途中或者為混合箱 4提供用于分離氣體和液體的氣體-液體分離器41?？諝怵佀蛦卧?和電力發(fā)生器7通過線L6彼此連接。從電力發(fā) 生器7排出的流體通過線L7釋放到大氣中。應(yīng)當(dāng)注意，線L7可以 連接到混合箱4，并且在電力發(fā)生器7的陰極中產(chǎn)生的流體可以供給 到混合箱4。圖2顯示電力發(fā)生器7的例子。電力發(fā)生器7包括每個(gè)具有基本 上相同結(jié)構(gòu)的并且彼此串聯(lián)堆疊的多個(gè)發(fā)電單元73。第一和第二夾 鉗板71a和71b夾住并固定發(fā)電單元73。每個(gè)發(fā)電單元73包括膜電 極組件(MEA) 73c、彼此相對(duì)的并且其間插置MEA 73c的陽極流 通道板73a和陰極流通道板73b，以及使陽極流通道板73a和陰極流
通道板73b彼此絕緣的襯墊73d。每個(gè)MEA 73c包括由質(zhì)子導(dǎo)電固態(tài)聚合物膜形成的電解質(zhì)膜、 通過在電解質(zhì)膜的兩個(gè)表面上涂敷催化劑而形成的電極(陽極和陰 極)、以及在電極的外側(cè)形成的，用于將燃料和空氣供給到MEA 73c，從那里排出燃料和空氣的反應(yīng)產(chǎn)物，并且平滑地收集由于燃料 和空氣的反應(yīng)而獲得的電子的氣體擴(kuò)散層。例如，圖2中所示的每個(gè) MEA 73c可以使用Nafion膜(注冊(cè)商標(biāo))作為電解質(zhì)膜，使用鉑/釕 作為陽極的催化劑，以及使用鉑作為陰極的催化劑。商業(yè)上可獲得的 碳紙可以用作陽極側(cè)上的氣體擴(kuò)散層，并且商業(yè)上可獲得的碳布可以 用作陰極側(cè)上的氣體擴(kuò)散層。導(dǎo)電碳可用作陽極流通道板73a和陰極流通道板73b的材料。如 圖3中所示的，每個(gè)陽極流通道板73a在與MEA 73c的接觸面上的 其表面上包括稱作"蜿蜒流通道"的蜿蜒通道，它是燃料通過它以蜿蜒 方式從燃料入口流到燃料出口的一個(gè)或多個(gè)流通道。醇溶液從圖1的 燃料饋送單元5并行地饋送到陽極流通道板73a的蜿蜒流通道的各個(gè) 燃料入口。每個(gè)陰極流通道板73b在與MEA 73c的接觸面上的其表 面上包括與每個(gè)陽極流通道板73a類似的蜿蜒流通道，或者包括空氣 平行流過的沒有任何彎曲的多個(gè)平行流通道。空氣從圖l的空氣饋送 單元6并行地饋送到陰極流通道板73b的各個(gè)通路。可以通過在發(fā)電 單元73中提供多歧管或者通過將多歧管連接到其外部，而將燃料和 空氣分別饋送到陽極流通道板73a和陰極流通道板73b。如圖2中所示的，將陽極第一集電器74a布置在與第一夾鉗板 71a相對(duì)的最上發(fā)電單元73的陽極流通道板73a中的上游區(qū)上面。 將陽極第二集電器74b布置在與第一夾鉗板71a相對(duì)的最上發(fā)電單元 73的陽極流通道板73a中的下游區(qū)上面。在圖2中，"上游區(qū)，，指的 是在紙空間左側(cè)的接近于饋送燃料一側(cè)的區(qū)域，而"下游區(qū)，，指的是在 紙空間右側(cè)的接近于排出燃料一側(cè)的區(qū)域。在圖3中，"上游區(qū)"指的 是在接近于圖3的"燃料入口，，一側(cè)的區(qū)域，而"下游區(qū)，，指的是在接近 于圖3的"燃料出口"一側(cè)的區(qū)域。此外，在本實(shí)施方案中，最上發(fā)電單元73的"最上"指的是紙空間的上部。隨后描述的"最下"指的是紙 空間的下部。在圖2和圖3中，將最上發(fā)電單元73的陽極流通道板 73a布置在發(fā)電單元73的陽極側(cè)的端部。將最下發(fā)電單元73的陰極 流通道板73b布置在發(fā)電單元73的陰極側(cè)的端部。這些術(shù)語"最上，， 和"最下"與燃料電池系統(tǒng)的重力方向沒有關(guān)系。陽極第一集電器74a從陽極流通道板73a中的上游區(qū)中收集電 能。陽極第二集電器74b從陽極流通道板73a中的下游區(qū)中收集電 能。應(yīng)當(dāng)注意，如圖3中所示的，陽極第一集電器74a和陽極第二集 電器74b以上游區(qū)和下游區(qū)之間的某個(gè)固定距離彼此相隔，從而彼此 絕緣。同時(shí)，如圖2中所示的，將與陽極第一集電器74a相對(duì)的陰極第 一集電器75a布置在與第二夾鉗板71b相對(duì)的最下發(fā)電單元73的陰 極流通道板73b中的上游區(qū)下面。將與陽極第二集電器74b相對(duì)的 陰極第二集電器75b布置在與第二夾鉗板71b相對(duì)的陰極流通道板 73b中的下游區(qū)下面。陰極第一集電器75a從陰極流通道板73b中的上游區(qū)中收集電 能。陰極第二集電器75b從陰極流通道板73b中的下游區(qū)中收集電 能。陰極第一集電器75a和陰極第二集電器75b以上游區(qū)和下游區(qū)之 間的某個(gè)固定距離彼此相隔，從而彼此絕緣。通過對(duì)銅板的表面實(shí)施鍍金處理以便增加其導(dǎo)電性，而形成陽極 第一集電器74a、陽極第二集電器74b、陰極第一集電器75a，以及 陰極第二集電器75b。將絕緣片72布置在第一夾鉗板71a跟一對(duì)陽 極第一集電器74a及陽極第二集電器74b之間。將絕緣片72布置在 第二夾鉗板71b跟一對(duì)陰極第一集電器75a及陰極第二集電器75b 之間。陽極第一集電器74a和陽極笫二集電器74b并行地連接到負(fù)栽 9a。陰極第一集電器75a和陰極第二集電器75b并行地連接到負(fù)栽 9b.在圖2中，陽極第一集電器74a、陽極第二集電器74b、陰極第 一集電器75a以及陰極第二集電器75b的面積是相同的；但是，這些面積可以彼此不同。將用于測(cè)量陰極第一集電器75a所收集的電流的值的電流表81 布置在將陰極第一集電器75a和負(fù)載9b彼此連接的導(dǎo)線上。將用于 測(cè)量陰極第二集電器75b所收集的電流的值的電流表82布置在將陰 極第二集電器75b和負(fù)載9b連接的導(dǎo)線上?？梢詫㈦娏鞅?1和82 的每個(gè)直接地插入到兩條分開的導(dǎo)線之間，或者可選地，可以使用以 不直接插入其間的非接觸狀態(tài)測(cè)量導(dǎo)線的電磁力的測(cè)量?jī)x器。此外， 可以將電流表81和82布置在將陽極第一集電器74a和負(fù)栽9a彼此 連接以及將陽極第二集電器74b和負(fù)栽9a彼此連接的導(dǎo)線上。當(dāng)負(fù) 栽9a的電流值(負(fù)載電流值)是已知的，那么僅需要布置電流表81 或電流表82的任一個(gè)。圖1的控制器10包括確定單元11、計(jì)算單元12、比較單元 13，以及調(diào)節(jié)單元14。確定單元11確定驅(qū)動(dòng)電力發(fā)生器7所需的附 屬設(shè)備100是否正常地工作。計(jì)算單元12例如基于圖2中的電流表 81和電流表82所測(cè)量的電流值計(jì)算陰極第一集電器75a和陰極第二 集電器75b的電流密度。例如，比較單元13讀出預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備20中的電流密度差 的比值的設(shè)置范圍，并且將由計(jì)算單元12計(jì)算的陰極第一集電器 75a和陰極第二集電器75b之間的這種電流密度差與設(shè)置范圍比較。 基于比較的結(jié)果，調(diào)節(jié)單元14控制燃料供給單元3或燃料饋送單元 5，并且調(diào)節(jié)供給到電力發(fā)生器7的醇的供給量。存儲(chǔ)設(shè)備20存儲(chǔ)用 于將電力發(fā)生器7的醇濃度控制在預(yù)定范圍內(nèi)的設(shè)置范圍、控制器 10控制附屬設(shè)備100所需的各種設(shè)置條件等。接下來，將通過使用圖4的流程圖來描述根據(jù)本實(shí)施方案的燃料 電池系統(tǒng)的操作流程。首先，在圖4的步驟Sl中，圖1的調(diào)節(jié)單元 14調(diào)節(jié)燃料饋送單元5，將從圖1的混合箱4饋送來的醇溶液并行地 饋送到圖2中所示的電力發(fā)生器7的各個(gè)陽極流通道板73a，以及驅(qū) 動(dòng)電力發(fā)生器7。此外，圖1的調(diào)節(jié)單元14調(diào)節(jié)空氣饋送單元6，將 空氣并行地饋送到圖2中所示的電力發(fā)生器7的各個(gè)陰極流通道板7。特別地，例如，圖1的調(diào)節(jié)單元14調(diào)節(jié)燃料饋送單元5,使得 醇利用效率可以是按照到圖2的陽極流通道板73a的醇的供給量的大 約25%，并且調(diào)節(jié)空氣饋送單元6，使得氧氣利用效率可以是按照到 陰極流通道板73b的空氣的供給量的大約30%。"醇利用效率"指的 是用于電力發(fā)生器7中的反應(yīng)的醇的量(mol/s)關(guān)于饋送到電力發(fā) 生器7的整體的醇的量(mol/s)的比值。醇利用效率用理論空氣燃 料比(化學(xué)計(jì)量值)的反數(shù)來表示。通過電力發(fā)生器7的驅(qū)動(dòng)，未反應(yīng)的醇溶液以及在電力發(fā)生器7 的陽極流通道板73a中產(chǎn)生的產(chǎn)物例如二氧化碳通過圖1中所示的線 L5饋送到混合箱4。然后，在氣體-液體分離器41中從饋送的產(chǎn)物 以及未反應(yīng)的醇溶液中去除氣體例如二氧化碳，然后將未反應(yīng)的醇溶 液留存在混合箱4中。同時(shí)，在電力發(fā)生器7的陰極流通道板73b中 產(chǎn)生的濕氣以及剩余的空氣通過線L7排出到外部。在圖4的步驟S2中，負(fù)載9從電力發(fā)生器7中取出電能(電 流)。同時(shí)，將從電力發(fā)生器7中取出的負(fù)栽9的電流值以及由圖2 的電流計(jì)81和82探測(cè)到的陰極第一集電器75a和陰極第二集電器 75b所收集的電流值通過控制器IO記錄到存儲(chǔ)設(shè)備20中。接下來，在步驟S3中，圖1的控制器10讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備 20中的電流值，并且控制附屬設(shè)備100，使得作為饋送到電力發(fā)生器 7的燃料的醇溶液的濃度可以是最佳的。將通過使用圖5的流程圖來 描述控制的方法的細(xì)節(jié)。在圖5的步驟S31中，圖1的確定單元11確定電力發(fā)生器7是 否處于正常操作模式中。"正常操作模式，，表示系統(tǒng)不處于像啟動(dòng)和結(jié) 束那樣的瞬態(tài)，并且包括燃料供給單元3、燃料饋送單元5以及空氣 饋送單元6的附屬設(shè)備100正常地工作。當(dāng)確定系統(tǒng)不處于正常操作 模式中時(shí)，不能正常地取出負(fù)載電流，因此控制終止和結(jié)束。其間， 當(dāng)確定系統(tǒng)處于正常操作模式中時(shí)，控制進(jìn)行到步驟S32,在步驟S32中，圖1的計(jì)算單元12計(jì)算圖2的陰極第一集電器75a的電流密度II (A/cm2)和圖2的陰極第二集電器75b的電流密 度12 (A/cm2)?？梢酝ㄟ^將電流計(jì)81所探測(cè)的陰極第一集電器75a 的電流值除以陰極第一集電器75a、陽極第一集電器74a以及MEA 73c彼此重疊的那部分的面積來計(jì)算電流密度II?？梢酝ㄟ^將陰極第 二集電器75b所收集的電流的值除以陰極第二集電器75b、陽極第二 集電器74b以及MEA 73c彼此重疊的那部分的面積來計(jì)算電流密度 12。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)負(fù)栽單元9a和9b所取出的負(fù)載電流的值是已知 的，那么可以通過將負(fù)載電流值減去陰極第一集電器75a的電流值所 獲得的值除以陰極第二集電器75b、陽極第二集電器74b以及MEA 73c彼此重疊的面積來計(jì)算電流密度12。電流密度II和12的值存儲(chǔ) 在圖1的存儲(chǔ)設(shè)備20中，在圖5的步驟S33中，圖1的比較單元13從存儲(chǔ)設(shè)備20中讀出 電流密度II和12的值，并且將陰極第一電流集電器75a和陰極第二 集電器75b的電流密度之間的差關(guān)于MEA 73c的平均電流密度It的 比值((Il-I2)/It)與存儲(chǔ)設(shè)備20中所存儲(chǔ)的差的上限值相比較。在 這里，"平均電流密度It"指的是從圖2的MEA 73c的整個(gè)表面平均 地取出的電流密度，并且通過將負(fù)栽9的負(fù)栽電流值除以MEA 73c 的面積來計(jì)算。當(dāng)比值超過上限值時(shí)，控制進(jìn)行到步驟S34，在那里 圖1的調(diào)節(jié)單元14調(diào)節(jié)燃料供給單元3以增加要供給到電力發(fā)生器 7的醇的供給量。當(dāng)比值沒有超過上限值時(shí)，控制進(jìn)行到步驟S35。在步驟S35中，比較單元13從存儲(chǔ)設(shè)備20中取出電流密度II 和12的值，并且將陰極第一電流集電器75a和陰極第二集電器75b 的電流密度之間的差關(guān)于MEA 73c的平均電流密度的比值((Il-I2)/It)與存儲(chǔ)設(shè)備20中所存儲(chǔ)的比值的下限值相比較。當(dāng)比值落在 下限值以下時(shí)，控制進(jìn)行到步驟S36，在那里圖1的調(diào)節(jié)單元14調(diào) 節(jié)燃料供給單元3以減小要供給到電力發(fā)生器7的醇的供給量。當(dāng)比 值超過下限值時(shí)，控制返回到步驟S31，從那里繼續(xù)控制。圖6示意地顯示電子在電力發(fā)生器7中移動(dòng)的狀態(tài)。當(dāng)開始發(fā)電
時(shí)，在MEA 73c的陽極中產(chǎn)生的電子(e-)從負(fù)栽9b側(cè)移動(dòng)到負(fù)載 9a側(cè)。為了擴(kuò)大每個(gè)MEA 73c的面積以及最小化電力發(fā)生器7的整 體的體積，需要將陽極流通道板73a、陰極流通道板73b以及MEA 73c在圖6的水平方向上形成為大的以及在圖6的垂直方向上形成為 小的。陽極流通道板73a、陰極流通道板73b以及MEA 73c的每個(gè)具 有水平電阻Rh和垂直電阻Rv。同時(shí)，MEA 73c以及用作陽極流通 道板73a和陰極流通道板73b的材料的碳具有高達(dá)上述集電器的金屬 的幾倍的電阻。因此，例如，陽極第一集電器74a和陽極第二集電器 74b以固定的距離彼此隔開以彼此絕緣，從而建立了水平電阻Rh大 于垂直電阻Rv的關(guān)系。因此，在夾置于陽極第一集電器74a和陰極 第一集電器75a之間的MEA 73c的上游區(qū)中產(chǎn)生的電子流向陽極第 一集電器74a。同時(shí)，在夾置于陽極第二集電器74b和陰極第二集電 器75b之間的MEA 73c的下游區(qū)中產(chǎn)生的電子流向陽極第二集電器 74b。結(jié)果，將MEA73c中的上游區(qū)的電流密度與其中的下游區(qū)的電 流密度相互比較，從而可以將醇溶液的濃度控制到合適濃度，使得 ME A 73c的電極表面中的輸出密度可以均勻。應(yīng)當(dāng)注意，在圖6所示的例子中，陽極第一集電器74a、陽極第 二集電器74b、陰極第一集電器75a以及陰極第二集電器75b都具有 相同的形狀，因此，各個(gè)集電器的電流值的測(cè)量使得可以將電流密度 相互比較，接下來，將描述布置陽極第一集電器74a和陽極第二集電器74b 的間隔，或者布置陰極第一集電器75a和陰極第二集電器75b的間 隔。MEA 73c的氣體擴(kuò)散層(沒有顯示)的電阻值比普通金屬高， 并且氣體擴(kuò)散層在MEA 73c的表面的水平方向上表現(xiàn)出非常低的導(dǎo) 電率。由碳形成的陽極流通道板73a和陰極流通道板73b具有低的導(dǎo) 電率。陽極第一集電器74a、陽極第二集電器74b、陰極第一集電器 75a以及陰極第二集電器75b是高導(dǎo)電性的。因此， 一般地，上述組成的電阻值處于以下的順序 MEA 73c的氣體擴(kuò)散層> 陽極和陰極流通道板73a和73b>陽極第一和第二集電器74a和74b以及陰極第一和第二集電器 75a和75b 。因此，例如，陽極第一集電器74a和陽極第二集電器74b以足夠 的間隔彼此隔開，從而在MEA 73c的上游區(qū)中產(chǎn)生的電流選擇性地 流過陽極流通道板73a中的上游區(qū)，以及流到陽極第一集電器 74a 。但是，當(dāng)陽極第一集電器74a和陽極第二集電器74b之間的間隔 太大時(shí)，電流收集效率(陽極第一和第二集電器74a和74b關(guān)于 MEA 73c的面積的覆蓋率)降低。相反地，當(dāng)陽極第一集電器74a 和陽極第二集電器74b之間的間隔非常短時(shí)，MEA 73c中的上游區(qū) 的電流也流到陽極流通道板73a中的下游區(qū)，導(dǎo)致電流也流到陽極第 二集電器74b。因此，電流值的探測(cè)準(zhǔn)確度降低。在該情況下，探測(cè) 準(zhǔn)確度涉及在與位于直接下方的MEA 73c接觸的陽極笫一集電器 74a和陽極第二集電器74b中準(zhǔn)確探測(cè)的電流之間的差關(guān)于當(dāng)來自 MEA 73c的電流理想地流到那里時(shí)到各個(gè)集電器的電流之間的差的 比值。特別地，當(dāng)每個(gè)陽極流通道板73a和每個(gè)陰極流通道板73b之 間的間隔設(shè)置為參數(shù)時(shí)，在收集效率和電流探測(cè)準(zhǔn)確度之間發(fā)生折中 關(guān)系。因此，在使用時(shí)，作為變量，考察作為用于使收集效率和電流 探測(cè)準(zhǔn)確度這兩者達(dá)到最大的條件的三個(gè)值類別陽極流通道板73a 和陰極流通道板73b的厚度、陽極第一和第二集電器74a和74b之 間的間隔，以及陽極第一集電器74a或陽極第二集電器74b接觸 MEA 73c的寬度。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)建立以下的表達(dá)式時(shí)，收集效率 和電流探測(cè)準(zhǔn)確度兩者都可以設(shè)置于大約90%或更高8〈Lw/Lg/Lt〈卯其中Lw是陽極第一集電器74a或陽極第二集電器74b接觸 MEA 73c的寬度，Lg是陽極第一和第二集電器74a和74b之間的寬 度，以及Lt是陽極流通道板73a和陰極流通道板73b的每個(gè)厚度。
當(dāng)Lw/Lg/Lt為8或更小時(shí)，雖然增加了電流探測(cè)準(zhǔn)確度，但是收集 效率降低。相反地，當(dāng)Lw/Lg/Lt為90或更大時(shí)，雖然增加了收集 效率，但是電流探測(cè)準(zhǔn)確度降低。接下來，將描述使用根據(jù)該實(shí)施方案的燃料電池系統(tǒng)的發(fā)電控制 的醇濃度的合適范圍的例子。圖7是顯示流到陰極第一集電器75a和陰極第二集電器75b的電 流密度(11/It， 12/It)關(guān)于供給到電力發(fā)生器7的醇濃度的關(guān)系的曲 線。整體負(fù)栽電流值在各個(gè)條件下是恒定的。當(dāng)負(fù)載9需要預(yù)定值的 來自電力發(fā)生器7的負(fù)載電流時(shí)，獲得要從一個(gè)MEA 73c的電極表 面中平均地取出的電流的平均電流密度It (A/cm2)。當(dāng)供給到電力發(fā)生器7的醇的濃度比最佳濃度范圍高時(shí)，在陽極 流通道板73a的上游區(qū)中，作為燃料的醇(圖7中為甲醇)從陽極側(cè) 通過電解質(zhì)膜移動(dòng)到陰極側(cè)的跨越的量增加。因此，上游區(qū)中的輸出 密度降低，并且陰極第一集電器75a的電流密度(Il/It)減小。同 時(shí)，在陽極流通道板73a的下游區(qū)中，醇濃度因上游區(qū)中的醇的跨越 而降低。因此，下游區(qū)中的輸出密度升高，并且陰極第二集電器75b 的電流密度(12/It)也增加。相反地，當(dāng)供給到電力發(fā)生器7的醇的濃度比最佳濃度范圍低 時(shí)，在陽極流通道板73a的下游區(qū)中發(fā)生燃料的短缺，并且輸出密度 降低。因此，陰極第二集電器75b的電流密度(12/It)降低，并且陰 極第一集電器75a的電流密度(Il/It)相對(duì)地升高。基于上述關(guān)系，當(dāng)從陰極第一集電器75a取出的電流的密度II 比從陰極第二集電器75b取出的電流的密度I2小(11<12)時(shí)，這意 味著供給到電力發(fā)生器7的醇的濃度是高的。因此，圖1的控制器 10就需要做出控制，以便減小供給到電力發(fā)生器7的醇的濃度。相 反地，當(dāng)從陰極第一集電器75a取出的電流的密度II比從陰極第二 集電器75b取出的電流的密度I2大(11>12)時(shí)，這表示供給到電力 發(fā)生器7的醇的濃度是低的。因此，控制器10就需要做出控制，以 便增加供給到電力發(fā)生器7的醇的濃度。
圖8顯示電力發(fā)生器7的發(fā)電效率跟流到陰極第一集電器75a的 電流的密度Il (A/cm2)與流到陰極第二集電器75b的電流的密度I2 (A/cm2)之間的差關(guān)于平均電流密度It的比值((Il-I2)/It)之間的 關(guān)系的例子。"發(fā)電效率"是指可轉(zhuǎn)換成電的能量(W)關(guān)于醇所擁有 的能量(W)的比值。圖8的發(fā)電效率是按比例的，其中取其值變成 最大值的情況作為"l"。在各個(gè)條件下，平均電流密度It=(Il+I2)/2 保持恒定。從圖8中，應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)電流密度Il和電流密度I2之間 的差處于大約±10%的范圍內(nèi)時(shí)，電力發(fā)生器7中的效率是最高的。 特別地，圖8顯示電流密度II和電流密度12之間的差處于大約 土10。/o的范圍內(nèi)時(shí)的狀態(tài)是可以在MEA 73c的表面中均勻地獲得輸出 的濃度狀態(tài)。如上所述，可以從流到陰極第一集電器75a和陰極第二集電器 75b的電流的密度II和12中假定醇濃度，并且總是可以建立在 MEA 73c的表面中的醇濃度變得更均勻的這種條件。在這種情況 下，即使從MEA 73c中獲得高輸出的最佳醇濃度隨時(shí)間而改變，也 能夠獲得對(duì)應(yīng)于電力發(fā)生器7的特性的高輸出，同時(shí)，可以在表面中 均勻地進(jìn)行反應(yīng)而沒有任何偏差。因此，抑制MEA 73c的局部退化 也變得可能。應(yīng)當(dāng)注意流到陰極第一集電器75a和陰極笫二集電器75b的電流 的密度之間的差關(guān)于供給到電力發(fā)生器7的醇的濃度的比值((Il-12)/It)也因供給到電力發(fā)生器7的醇的流速而改變，圖9顯示當(dāng)所 供給的醇的濃度設(shè)置于1.5M時(shí)，醇(曱醇)利用效率、與陰極第一 集電器75a相對(duì)的上游區(qū)中的醇的平均濃度，以及與陰極第二集電器 75b相對(duì)的下游區(qū)中的醇的平均濃度之間的關(guān)系。圖9顯示了可以獲得良好輸出的濃度范圍(大約 1.1M 1.40M)。如圖9中所示，當(dāng)電力發(fā)生器7的醇利用效率為大約10%或更 小時(shí)，醇溶液的供給流速增加。因此，上游側(cè)和下游側(cè)之間的平均濃 度的差異通常消失。因此，變得難以測(cè)出流到陰極第一集電器75a和
陰極第二集電器75b的電流之間的差。此外，因?yàn)樗┙o的醇的流速 增加了，所以到燃料饋送單元5的負(fù)擔(dān)增加。同時(shí)，當(dāng)醇利用效率為 大約40%或更高時(shí)，上游側(cè)和下游側(cè)之間的平均濃度的差異變大， 并且到陰極第 一集電器75a和陰極第二集電器75b的電流之間的差變 得容易顯著出現(xiàn)。雖然可以獲得良好輸出的濃度范圍為大約 1.1M 1.4M，但是當(dāng)上游側(cè)和下游側(cè)之間的平均濃度的差變成0.3M 或更大時(shí)，可以獲得良好輸出的濃度范圍變小。所以，圖l的控制器 10控制醇的供給量使得電力發(fā)生器7中的醇利用效率可以為大約 10%或更大且大約40%或更小是優(yōu)選的。(第一修改)如圖10中所示，在根據(jù)實(shí)施方案的第一修改的燃料電池系統(tǒng) 中，在最上的發(fā)電單元73的陽極流通道板73a上，與陽極第一集電 器74a和陽極第二集電器74b相隔的陽極第三集電器74c布置在陽極 第一集電器74a和陽極第二集電器74b之間。在最下的發(fā)電單元73 的陰極流通道板73b下面，與陰極第一集電器75a和陰極第二集電器 75b隔開并且與陽極第三集電器74c相對(duì)的陰極第三集電器75c布置 在陰極第一集電器75a和陰極第二集電器75b之間。此外，第一修改 的配置不同于圖3中所示的構(gòu)造在于將陽極/陰極流通道板73e用作 其中夾置MEA 73c的元件。以這樣的方式提供陽極/陰極流通道板 73e的每個(gè)，使得用于從中流過醇溶液的陽極流通道以及用于從中流 過空氣的陰極流通道提供在一個(gè)板上。其他基本上與圖3中所示的燃 料電池系統(tǒng)中的那些類似，因此將省略其描述。根據(jù)圖10中所示的燃料電池系統(tǒng)，可以更連續(xù)地探測(cè)MEA的 表面中的電流密度。因此，可以防止測(cè)量中的誤差，并且可以更準(zhǔn)確 地控制要供給到電力發(fā)生器7的醇的濃度。(第二修改)如圖11中所示，根據(jù)實(shí)施方案的第二修改的燃料電池系統(tǒng)在以
下幾點(diǎn)上不同于圖2中所示的燃料電池系統(tǒng)。特別地，根據(jù)第二修改 的燃料電池系統(tǒng)包括從最下發(fā)電單元73的陰極流通道板73b的上游 流通道中收集出電流的陰極第一集電器75a 陰極第二集電器75b與 陰極第一集電器75a隔開，并且從最下發(fā)電單元73的陰極流通道板 73b的下游通路中收集出電流。陽極集電器74與陰極第一集電器75a 和陰極第二集電器75b相對(duì)，同時(shí)它們之間插置多個(gè)發(fā)電單元73. 陽極集電器74從最上發(fā)電單元73的陽極流通道板73a中收集出電 流。陰極第一集電器75a和陰極第二集電器75b并聯(lián)到負(fù)載9b。陽 極集電器74串聯(lián)到負(fù)栽9a。根據(jù)圖11中所示的燃料電池系統(tǒng)，集電器的數(shù)量減少了，從而 使可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化和小型化。應(yīng)當(dāng)注意，為了探測(cè)發(fā)電單元中的 上游區(qū)和下游區(qū)的電流密度之間的差，僅需要將其間夾置發(fā)電單元 73的兩個(gè)集電器的任一個(gè)分成一片上游區(qū)和一片下游區(qū)。因此，理 所當(dāng)然的，如圖12中所示，與第二夾鉗板71b相對(duì)的最下發(fā)電單元 73的陰極流通道板73b側(cè)的集電器(陰極集電器75)形成為一個(gè)板 片是可以的。(第三修改)如圖13中所示，根據(jù)實(shí)施方案的第三修改的燃料電池系統(tǒng)包括 與MEA 77c相對(duì)的陽極上游流通道板77a、與陽極上游流通道板77a 相對(duì)的同時(shí)在與77a之間插置MEA 77c的陰極上游流通道板77b。 陽極下游流通道板77e與陽極上游流通道板77a絕緣并且與MEA 77c相對(duì)。陰極下游流通道板77f與陽極下游流通道板77e相對(duì)同時(shí) 在與77e之間夾置MEA 77c，并且與陰極上游流通道板77b絕緣。 最上發(fā)電單元73的陽極上游流通道板77a和陽極下游流通道板77e 并聯(lián)到負(fù)栽9a。最下發(fā)電單元73的陰極上游流通道板77b和陽極下 游流通道板77f并聯(lián)到負(fù)栽9b。陶瓷制造的流通道板可以用作陽極 上游流通道板77a、陰極上游流通道板77b、陽極下辟流通道板 77e，以及陰極下游流通道板77f。
根據(jù)圖13中所示的燃料電池系統(tǒng)，使流通道板也用作集電器， 因此使可以獲得燃料電池系統(tǒng)的簡(jiǎn)化和小型化。此外，使陽極上游流 通道板77a與陽極下游流通道板77e彼此完全絕緣也變成可能。因 此，防止MEA 73c中與陽極流通道板77a相對(duì)的區(qū)域中所產(chǎn)生的電 流不合需要地流到與陽極下游流通道板77e相對(duì)的區(qū)域的這種問題是 可能的，并且增加收集效率成為可能。(第四修改)如圖14中所示，根據(jù)實(shí)施方案的第四修改的燃料電池系統(tǒng)包括 MEA 78c、與MEA 78c相對(duì)的陽極流通道板78a、與陽極流通道板 78a相對(duì)的同時(shí)在與78a之間插置MEA 78c的陰極集電器75、與陰 極集電器75相對(duì)的同時(shí)在與75之間插置陽極流通道板78a的并且從 陽極流通道板78a的上游流通道中取出電流的陽極第一集電器74a, 以及與陽極第一集電器74a隔開的并從陽極流通道板78a的下游流通 道中取出電流的陽極第二集電器74b。在陰極集電器75中，提供了 用于將空氣帶進(jìn)燃料電池系統(tǒng)的多個(gè)孔79。陰極集電器75串聯(lián)到負(fù) 載9b。陽極第一集電器74a和陽極第二集電器74b并聯(lián)到負(fù)載9a。 根據(jù)圖14中所示的燃料電池系統(tǒng)，使流通道板也用作集電極，從而 使可以實(shí)現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的簡(jiǎn)化和小型化。(第五修改)如圖15中所示，平行地布置三個(gè)發(fā)電單元78，從而使可以獲得 比圖14的燃料電池系統(tǒng)更大的輸出。在這種情況下，各個(gè)發(fā)電單元 78的陽極第一集電器78a通過陽極第一電力匯集線Lx并聯(lián)到負(fù)載 9a。各個(gè)發(fā)電單元78的陽極第二集電器78b通過陽極第二電力匯集 線Ly并聯(lián)到負(fù)栽9a。各個(gè)發(fā)電單元78的陽極第一集電器78a通過 陽極第一電力匯集線Lx并聯(lián)到負(fù)載9a.各個(gè)發(fā)電單元78的陰極匯 集線Ly并聯(lián)到負(fù)栽9b。關(guān)于電流密度的測(cè)量，通過安培兮等測(cè)出流 過各個(gè)匯集線的電流，使可以掌握發(fā)電單元78中的濃度的狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在匯集線及其各個(gè)接觸點(diǎn)中出現(xiàn)大的電阻時(shí)，流過那里的 電流有時(shí)會(huì)改變。因此，對(duì)于匯集線，選擇盡可能降低其電阻的材料 是優(yōu)選的。(其他實(shí)施方案) 在接受本公開內(nèi)容的講授之后，許多修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將 變得可能，而不背離其范圍。在圖2，圖3，圖6以及圖10~13中所示的燃料電池系統(tǒng)中，發(fā) 電單元73的數(shù)目是不受限制的。例如，如圖16中所示，僅一個(gè)發(fā)電 單元73可能用于電力發(fā)生器，從而使可以實(shí)現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的小型 化。本實(shí)施方案說明最下流通道板指定為陰極側(cè)，而最上通道板指定 為陽極側(cè)。當(dāng)然地，最下流通道板可以指定為陽極側(cè)，而最上通道板 可以指定為陰極側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，包括電池堆，其包括彼此堆疊的多個(gè)發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元包括第一流通道板、第二流通道板，以及插置在第一和第二流通道板之間的膜電極組件，最陰極側(cè)的第一流通道板指定為陰極側(cè)第一板，而最陽極側(cè)的第二流通道板指定為陽極側(cè)第二板；第一集電器，其被配置以從陰極側(cè)第一板或陽極側(cè)第二板之一中的上游區(qū)收集電流；第二集電器，其與第一集電器隔開，被配置以從陰極側(cè)第一板或陽極側(cè)第二板之一中的下游區(qū)收集電流；以及控制器，其被配置以基于第一和第二集電器的電流密度之間的差控制到發(fā)電單元的醇的供給量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，還包括第三集電器，其通過電池堆與第一集電器相對(duì)，被配置以從陰極 側(cè)第一板或陽極側(cè)第二板的另一個(gè)中的上游區(qū)收集電流；以及第四集電器，其與第二集電器相對(duì)，被配置以從陰極側(cè)第一板或 陽極側(cè)第二板的另一個(gè)中的下游區(qū)收集電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，其中當(dāng)?shù)谝患娖鞯碾娏?密度比第二集電器的電流密度低時(shí)，控制器減小醇的供給量或者停止 醇的供給。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，其中當(dāng)?shù)谝患娖鞯碾娏?密度比第二集電器的電流密度高時(shí)，控制器增加醇的供給量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，其中當(dāng)電流密度之間的差 相對(duì)于膜電極組件的平均電流密度的比值為大約10%或更大時(shí)，控 制器控制醇的供給量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，其中控制器控制醇的供給 量，使得發(fā)電單元中的醇利用效率保持在大約10°/。~大約40%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的燃料電池系統(tǒng)，還包括 探測(cè)第一和第二集電器的至少一個(gè)的電流值的探測(cè)器， 其中控制器還包括計(jì)算單元，其被配置以基于電流值以及第一集電器、第二集電器和膜電極組件彼此重疊的一部分的面積來計(jì)算第一和第二集 電器的電流密度；比較單元，其被配置以比較第一和第二集電器的電流密度之 間的差相對(duì)于膜電極組件的平均電流密度的比值是否處于預(yù)定的 范圍內(nèi)；以及調(diào)節(jié)單元，其被配置以基于比較的結(jié)果來調(diào)節(jié)醇的供給量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的燃料電池系統(tǒng)，其中控制器還包括被配置 以確定發(fā)電單元是否處于正常工作模式的確定單元，并且計(jì)算單元基 于確定的結(jié)果來計(jì)算電流密度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)，其中第一和第二集電器以 一間隔彼此隔開，使得可以建立以下表達(dá)式8<Lw/Lg/Lt<90其中Lw是笫一和第二集電器與膜電極組件重疊的長(zhǎng)度，Lg是第一 和第二集電器之間的間隔，以及Lt是第一和第二流通道板的每一厚 度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l的燃料電池系統(tǒng)，還包括 通過電池堆與第一和第二集電器相對(duì)的第三集電器，其被配置以 從陰極側(cè)第 一板或陽極側(cè)第二板的另一個(gè)中收集電流。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的燃料電池系統(tǒng)，還包括布置在第一和第二集電器之間的第四集電器，其具有在第一和第二集電器之間的空 間，并且與第三集電器相對(duì)。
12. —種燃料電池系統(tǒng)，包括 多個(gè)發(fā)電單元，每個(gè)包括第一上游流通道板；與第一上游流通道板相對(duì)的第二上游流通道板；布置在第一上游流通道板的下游側(cè)的并且與第一上游流通道 板絕緣的第一下游流通道板；布置在第二上游流通道板的下游側(cè)的并且與第二上游流通道 板絕緣的第二下游流通道板；以及插置在第一上游和下游流通道板與第二上游和下游流通道板 之間的膜電極組件；以及控制器，其被配置以基于第一和第二下游板的電流密度之間的差 控制到發(fā)電單元的醇的供給量。
13. —種燃料電池系統(tǒng)，包括 膜電極組件；與膜電極組件相對(duì)的，具有流過醇的流通道的板； 具有多個(gè)孔的，通過膜電極組件與所述板相對(duì)的第一集電器； 與第一集電器相對(duì)的，在其與第一集電器之間插置所述板的，并且被配置以從所述板的上游區(qū)中收集電流的第二集電器；與第二集電器隔開的，并且被配置以從所述板的下游區(qū)中收集電流的第三集電器；以及控制器，其被配置以基于第二和第三集電器的電流密度之間的差控制到所述板的醇的供給量。
全文摘要
一種燃料電池系統(tǒng)，包含電池堆，其包括多個(gè)發(fā)電單元，每個(gè)包括第一板、第二板，以及膜電極組件；第一集電器，其被配置以從第一板中的上游區(qū)收集電流；第二集電器，其被配置以從第一板中的下游區(qū)收集電流；第三集電器，其被配置以從第二板中的上游區(qū)收集電流；第四集電器，其被配置以從第二板中的下游區(qū)收集電流；以及控制器。
文檔編號(hào)H01M8/24GK101150201SQ200710142428
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者佐藤裕輔, 八木亮介, 富松師浩, 貞本敦史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝