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燃料电池领域全球专利监控报告(2019年4月)

2.4 本田公司

图2-11 本田公司4月公开专利技术构成

2019年4月本田公司在燃料电池领域一共公开了25篇专利,专利所涉及到的技术主要包括电堆、整车、储氢、热管理等。下面对本月本田公开的部分代表专利进行介绍、分析。

(1)动力系统——输出检查

现有一种在由固体高分子构成的电解质膜的一方的表面设有阳极电极且在另一方的表面设有阴极电极的燃料电池。作为这种燃料电池的输出检测方法,以与实际发电时的额定电流同等的电流向阳极电极和阴极电极通电,根据是否获得基准值以上的输出来判定有无异常,然而这种方法会造成成本的增加(此方法需要用于以与额定电流同等的大电流对电极间通电的大型的装置、大量的燃料气体和氧化剂气体)。当为了降低输出检测所需的成本而单纯地使输出检测时向电极间通电的电流比额定电流小时,输出检测的结果易于产生偏差,存在输出检测的精度降低的情况。

图2-12 燃料电池输出测量

基于此JP2019067635A提出了一种燃料电池输出检查方法,能够以低成本且高精度地测定燃料电池的输出,具体为:该检测方法具有氧化工序和测定工序,其中,在所述氧化工序中,对所述阳极电极和所述阴极电极所含有的电极催化剂实施氧化处理;在所述测定工序中,以测定电流向所述电极催化剂被实施了所述氧化处理的所述阳极电极和阴极电极通电且测定所述燃料电池的输出,其中所述测定电流比所述燃料电池的额定电流小。

图2-13 经过处理工序后的输出测量情况

在测定工序之前进行氧化工序,能够减小乃至消除电极催化剂氧化还原状态的偏差。在测定工序中,以比额定电流小的测定电流向阳极电极和阴极电极间通电,可不需要用于以与额定电流同等的大电流通电的大型的装置和大量的燃料气体等,相应地能以简单的结构且以低成本来进行燃料电池的输出的高精度检测。同时,在氧化工序之前具有对所述电极催化剂实施还原处理的还原工序(向所述阳极电极供给燃料气体,并且向所述阴极电极供给惰性气体,同时向所述燃料电池施加最小电压低于所述电极催化剂的还原电位的在规定范围内上升和下降的循环电压),在经还原工序之后进行氧化工序,再进行测定工序,能够实现燃料电池输出测定精度的进一步提高。

(2)电堆——双极板

image.png

分析:

固体高分子型燃料电池堆可由电解质膜-电极结构体(MEA)和隔板层叠构层,通常相互邻接的两个金属隔板,通过将外周焊接(外周接合线)来一体地接合,构成接合隔板。再这种接合隔板中,两个金属隔板中的比外周接合线靠外侧的部位彼此之间形成有缝隙。因此,当氯化物离子等成为缝隙腐蚀原因的离子流入到所述缝隙时,有可能在金属隔板的外周部发生缝隙腐蚀(氧浓差电池腐蚀)。

图2-14 构成燃料电池堆的发电单电池的分解立体图

基于此,该专利提供了一种能够抑制在金属隔板的外周部发生缝隙腐蚀、能够提高耐久性的燃料电池用接合隔板以及燃料电池堆,具体为:通过将形成有用于供反应气体沿着电极面流动的反应气体流路以及与所述反应气体流路连通的反应气体连通孔的两个金属隔板,以在两个所述金属隔板之间形成用于供制冷剂流动的制冷剂流路的方式相互层叠、且用接合线将所述金属隔板接合而构成的燃料电池用接合隔板,其特征在于,所述接合线具有:以围绕所述反应气体连通孔的方式设置的连通孔接合线;以将所述反应气体流路、所述制冷剂流路和所述反应气体连通孔整体地包围的方式在所述金属隔板的外周部设置的第一外周接合线;以及以在比所述第一外周接合线靠外侧围绕的方式在所述金属隔板的所述外周部设置的第二外周接合线。

通过接合线的形式,能够抑制在燃料电池用接合隔板中的第一外周接合线与第二外周接合线之间(金属隔板的外周部)发生缝隙腐蚀,因此能够使燃料电池用接合隔板的耐久性提高。本田此篇专利,在日本、美国、中国都有进行布局,目前已被日局授权,有采用类似技术的厂商可关注其在中国的授权动态。

2.5 中国科学院

图2-15 中国科学院4月公开专利技术构成

以大连化物所为代表的中国科学院研究院所在2019年4月共公开了25篇专利,主要涉及电堆、控制系统、储氢等。下面对本月中科院公开的部分代表专利进行介绍、分析。

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