JP2000195527A - 燃料電池 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電極表面の形状は凹凸等があり、電極の凹凸変
形に電解質が追従しないことから反応面積が減少するた
め、本来得られるべき性能が得られないという問題があ
った。 【解決手段】イオン交換膜と電極の層間にプロトン伝導
性を有するイオン伝導体中間層を設けることにより接触
性を向上させる。
形に電解質が追従しないことから反応面積が減少するた
め、本来得られるべき性能が得られないという問題があ
った。 【解決手段】イオン交換膜と電極の層間にプロトン伝導
性を有するイオン伝導体中間層を設けることにより接触
性を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型の燃
料電池に関する。
料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素−酸素燃料電池は、その反応生成物
が原理的には水のみであり、地球環境への悪影響がほと
んどない発電システムとして知られている。特にパーフ
ルオロスルホン酸型陽イオン交換樹脂を用いた固体高分
子電解質型燃料電池は、近年の研究が進み、高密度・高
出力が可能と成りつつあり、車載用電源等への実用化が
大いに期待されている。
が原理的には水のみであり、地球環境への悪影響がほと
んどない発電システムとして知られている。特にパーフ
ルオロスルホン酸型陽イオン交換樹脂を用いた固体高分
子電解質型燃料電池は、近年の研究が進み、高密度・高
出力が可能と成りつつあり、車載用電源等への実用化が
大いに期待されている。
【０００３】固体高分子電解質を用いた燃料電池に用い
られる電解質膜は、通常厚さ５０〜２００μｍのプロト
ン伝導性イオン交換樹脂が用いられ、特にスルホン酸基
を有するパーフルオロカーボン重合体からなるイオン交
換膜が基本特性に優れ、広く研究されている。また、最
近では、燃料電池に使用されている高分子電解質よりも
より耐久性にすぐれることが期待できる無機系プロトン
伝導膜の研究も行われている。
られる電解質膜は、通常厚さ５０〜２００μｍのプロト
ン伝導性イオン交換樹脂が用いられ、特にスルホン酸基
を有するパーフルオロカーボン重合体からなるイオン交
換膜が基本特性に優れ、広く研究されている。また、最
近では、燃料電池に使用されている高分子電解質よりも
より耐久性にすぐれることが期待できる無機系プロトン
伝導膜の研究も行われている。
【０００４】この種の燃料電池においては、電解質膜の
両面にガス拡散性の電極層を形成し、それぞれの電極に
燃料である水素またはメタノール等の燃料ガスまたは液
体を、酸化剤となる酸素または空気を供給することによ
り発電を行うものである。
両面にガス拡散性の電極層を形成し、それぞれの電極に
燃料である水素またはメタノール等の燃料ガスまたは液
体を、酸化剤となる酸素または空気を供給することによ
り発電を行うものである。
【０００５】従来、固体イオン交換膜と電極間はこれら
が固体であることから接触性が悪く、イオン伝導パスの
形成は困難であった。この問題を解決するため、従来に
は電極表面にイオン交換溶液を含浸し用いる等の工夫を
している。しかし、通常、電極表面の形状は凹凸等があ
り、イオン交換溶液を含浸しても補いきれず、固体イオ
ン交換膜の変形が凹凸に追従しないため接触が不十分で
あり、反応面積が少ないため、本来得られるべき性能が
得られないという問題があった。
が固体であることから接触性が悪く、イオン伝導パスの
形成は困難であった。この問題を解決するため、従来に
は電極表面にイオン交換溶液を含浸し用いる等の工夫を
している。しかし、通常、電極表面の形状は凹凸等があ
り、イオン交換溶液を含浸しても補いきれず、固体イオ
ン交換膜の変形が凹凸に追従しないため接触が不十分で
あり、反応面積が少ないため、本来得られるべき性能が
得られないという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池は、固
体イオン交換膜と電極間はこれらが固体であることから
接触性が悪く、イオン伝導パスの形成が困難であること
から発電量が低いという問題があった。本発明は上記問
題点に鑑みてなされたもので、電極表面と固体イオン交
換膜の接触性を改善し、発電量の向上を図った燃料電池
の提供を課題とする。
体イオン交換膜と電極間はこれらが固体であることから
接触性が悪く、イオン伝導パスの形成が困難であること
から発電量が低いという問題があった。本発明は上記問
題点に鑑みてなされたもので、電極表面と固体イオン交
換膜の接触性を改善し、発電量の向上を図った燃料電池
の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の燃料電池は、燃料極と、この燃料極に対
向して配置される酸化剤極と、前記燃料極及び酸化剤極
に挟持された電解質層とを有する燃料電池において、前
記燃料極と前記電解質層の間にイオン伝導体の中間層を
設けることを特徴とする。
に、請求項１の燃料電池は、燃料極と、この燃料極に対
向して配置される酸化剤極と、前記燃料極及び酸化剤極
に挟持された電解質層とを有する燃料電池において、前
記燃料極と前記電解質層の間にイオン伝導体の中間層を
設けることを特徴とする。
【０００８】請求項２の燃料電池は、請求項１におい
て、前記中間層は、プロトン伝導体であることを特徴と
する。請求項３の燃料電池は、請求項１において、前記
中間層は、前記燃料極、酸化剤極および電解質層よりも
柔らかいことを特徴とする。
て、前記中間層は、プロトン伝導体であることを特徴と
する。請求項３の燃料電池は、請求項１において、前記
中間層は、前記燃料極、酸化剤極および電解質層よりも
柔らかいことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のイオン伝導体中間層は電
極および電解質層よりも柔らかいことによりイオン伝導
体中間層が電極表面の凹凸に食い込むことにより達成さ
れる。本発明の燃料電池に用いられる中間層の厚さは、
特に限定されないが、５μm以下、特には０．１〜１μ
ｍの厚さが接触抵抗を小さくできる点から特に効果が大
きい。
極および電解質層よりも柔らかいことによりイオン伝導
体中間層が電極表面の凹凸に食い込むことにより達成さ
れる。本発明の燃料電池に用いられる中間層の厚さは、
特に限定されないが、５μm以下、特には０．１〜１μ
ｍの厚さが接触抵抗を小さくできる点から特に効果が大
きい。
【００１０】また、本発明におけるイオン伝導体中間層
は、プロトン伝導性を有する膜、粒子、繊維形状の化合
物を意味する。本発明におけるイオン伝導体中間層とし
ては、イオン交換膜の官能基を有する成分としては、含
フッ素高分子を骨格とし、官能基として、スルホン酸
基、カルボン酸基、リン酸基およびホスホン酸基のいず
れか一つまたは複数を有するものが好ましい。電解質の
イオン交換膜のポリマーとしては、テトラフルオロエチ
レンと化１で表されるフルオロビニル化合物との共重合
体が好ましい。
は、プロトン伝導性を有する膜、粒子、繊維形状の化合
物を意味する。本発明におけるイオン伝導体中間層とし
ては、イオン交換膜の官能基を有する成分としては、含
フッ素高分子を骨格とし、官能基として、スルホン酸
基、カルボン酸基、リン酸基およびホスホン酸基のいず
れか一つまたは複数を有するものが好ましい。電解質の
イオン交換膜のポリマーとしては、テトラフルオロエチ
レンと化１で表されるフルオロビニル化合物との共重合
体が好ましい。
【００１１】
【化１】
【００１２】上記フルオロビニル化合物の好ましい例と
しては、化２の化合物などが挙げられる。なお上記官能
基を有するフルオロカーボン重合体を構成するモノマー
である上記テトラフルオロエチレンの代わりにヘキサフ
ルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、パー
フルオロアルコキシビニルエーテルの如きパーフルオロ
オレフィンを用いることも可能である。
しては、化２の化合物などが挙げられる。なお上記官能
基を有するフルオロカーボン重合体を構成するモノマー
である上記テトラフルオロエチレンの代わりにヘキサフ
ルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、パー
フルオロアルコキシビニルエーテルの如きパーフルオロ
オレフィンを用いることも可能である。
【００１３】
【化２】
【００１４】上記イオン伝導体中間層は、フィブリル
状、繊維状、または不織布状のフルオロカーボン重合体
で補強することもできる。イオン伝導体中間層の製造方
法としては例えば次のような方法が挙げられる。
状、繊維状、または不織布状のフルオロカーボン重合体
で補強することもできる。イオン伝導体中間層の製造方
法としては例えば次のような方法が挙げられる。
【００１５】イオン交換基を含有するポリマー溶解液中
の溶媒を揮発させることにより溶液の粘度調整を行な
い、シート成形用スラリーを調製後、シート成形法（例
えばドクターブレード法、スリップキャスト法）によ
り、厚さ１μｍのシートを成形する。尚、このシート中
には溶媒が残存しており、塑性流動性を有し、電極およ
び電解質層よりも柔らかい状態を保持している状態であ
る。
の溶媒を揮発させることにより溶液の粘度調整を行な
い、シート成形用スラリーを調製後、シート成形法（例
えばドクターブレード法、スリップキャスト法）によ
り、厚さ１μｍのシートを成形する。尚、このシート中
には溶媒が残存しており、塑性流動性を有し、電極およ
び電解質層よりも柔らかい状態を保持している状態であ
る。
【００１６】ポリマー溶液の組成としては約５重量％の
パーフルオロスルフォン酸ポリマー（商品名；Ｎａｆｉ
ｏｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ＳＥ−５１１２（Ｄｕｐｏｎ
ｔ社製）、含水量約１０重量％、溶媒量約８５ｗｔ％）
が挙げられる。尚、電極および電解質層よりも柔らかい
状態を保持するために、フタル酸等の可塑剤を含んだポ
リマー溶液も有効である。この場合には溶媒を全て除去
しても電極および電解質層よりも柔らかい状態を保持す
る。
パーフルオロスルフォン酸ポリマー（商品名；Ｎａｆｉ
ｏｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ＳＥ−５１１２（Ｄｕｐｏｎ
ｔ社製）、含水量約１０重量％、溶媒量約８５ｗｔ％）
が挙げられる。尚、電極および電解質層よりも柔らかい
状態を保持するために、フタル酸等の可塑剤を含んだポ
リマー溶液も有効である。この場合には溶媒を全て除去
しても電極および電解質層よりも柔らかい状態を保持す
る。
【００１７】プロトン伝導性を有する無機化合物の例と
しては、Ｐ２Ｏ５を含有する非晶質化合物が挙げられ
る。またＰ２Ｏ５以外にもガラス形成酸化物であるＳｉ
Ｏ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ａｓ２Ｏ３やガラス中間酸
化物であるＡｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｙ、Ｖ、
Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐ
ｂ、Ｔｈ、Ｓｅ、ランタノイド系、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、
Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｔ
ｌ、Ｃｄなどの遷移金属酸化物や高原子価イオンの酸化
物で構成された非晶質化合物である。
しては、Ｐ２Ｏ５を含有する非晶質化合物が挙げられ
る。またＰ２Ｏ５以外にもガラス形成酸化物であるＳｉ
Ｏ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ａｓ２Ｏ３やガラス中間酸
化物であるＡｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｙ、Ｖ、
Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｐ
ｂ、Ｔｈ、Ｓｅ、ランタノイド系、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、
Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｔ
ｌ、Ｃｄなどの遷移金属酸化物や高原子価イオンの酸化
物で構成された非晶質化合物である。
【００１８】また上記プロトン伝導性を有する非晶質無
機化合物は、ゾルーゲル法によって作製する。具体的な
形態としては、金属アルコレートの混合溶液を作製した
後、加水分解を進行させてゲル化を行い、湿潤ゲル、乾
燥ゲル、またはガラスから膜、粒子、繊維状に成型す
る。
機化合物は、ゾルーゲル法によって作製する。具体的な
形態としては、金属アルコレートの混合溶液を作製した
後、加水分解を進行させてゲル化を行い、湿潤ゲル、乾
燥ゲル、またはガラスから膜、粒子、繊維状に成型す
る。
【００１９】無機化合物の形状は、膜、粒子、繊維形状
いずれでもよい。特に負極側に無機化合物を配置する場
合には、図１に示すように電極（触媒担持カーボン）、
燃料、電解質の３相界面や燃料等の外表面に触れる場所
に、無機化合物を使用すると、プロトン伝導や揮散によ
る固体高分子電解質内部の水の損失も抑制できるので望
ましい。
いずれでもよい。特に負極側に無機化合物を配置する場
合には、図１に示すように電極（触媒担持カーボン）、
燃料、電解質の３相界面や燃料等の外表面に触れる場所
に、無機化合物を使用すると、プロトン伝導や揮散によ
る固体高分子電解質内部の水の損失も抑制できるので望
ましい。
【００２０】また、イオン伝導体中間層は、プロトン伝
導性を有する有機化合物系高分子と非晶質無機化合物と
の混合物でも良い。上記のイオン伝導体中間層は、無機
化合物を１〜７０体積％、特には３〜５０体積％含むの
が好ましい。上記範囲より小さい場合には膜中における
無機化合物の存在量が小さいために同化合物の添加効果
が低下して保水効果やメタノール浸透抑制効果が得られ
ず、一方、大きい場合にはイオン交換樹脂の含有比率が
小さくなるためにィオン交換膜の機械的強度の低下や膜
抵抗の増加が起こり好ましくない。
導性を有する有機化合物系高分子と非晶質無機化合物と
の混合物でも良い。上記のイオン伝導体中間層は、無機
化合物を１〜７０体積％、特には３〜５０体積％含むの
が好ましい。上記範囲より小さい場合には膜中における
無機化合物の存在量が小さいために同化合物の添加効果
が低下して保水効果やメタノール浸透抑制効果が得られ
ず、一方、大きい場合にはイオン交換樹脂の含有比率が
小さくなるためにィオン交換膜の機械的強度の低下や膜
抵抗の増加が起こり好ましくない。
【００２１】本発明の燃料電池が例えば固体高分子と無
機化合物で構成される電解質を使用した燃料電池の場合
には、電極およびイオン伝導体中間層、イオン交換膜を
既知の方法にしたがって接合し、カーボンペーパー等の
集電体が取り付けられる。燃料ガス（水素ガス、メタノ
ール等）、液体燃料（メタノール等）または酸化剤ガス
（酸素ガスまたは空気等）の通路となる溝が形成された
一対の導電性の室枠に挟み込むことにより、燃料電池と
して組み立てられる。上記の固体高分子電解質型燃料電
池で使用されるガス拡散電極は特に限定されない。例え
ば、白金担持カーボンブラック粉末をPTFEなどの撥水性
樹脂結着材で保持させた多孔質シートが使用でき、該多
孔質シートはスルホン酸型パーフルオロカーボン重合体
やその重合体で被覆された微粒子を含んでもよい。この
多孔質シートはガス拡散電極としてホツトプレス法等に
よりイオン伝導体中間層と固体高分子型電解質である上
記イオン交換膜に積層接合される。ホツトプレス法は好
ましくは８０〜１５０℃、１０〜５００ｋｇ／ｃｍ２に
て密着させることにより、電極層とイオン交換膜の層間
にイオン伝導体が積層され、イオン伝導体中間層は前記
電極および電解質層よりも柔らかいことによりイオン伝
導体中間層が電極表面の凹凸に食い込んだ状態となる。
機化合物で構成される電解質を使用した燃料電池の場合
には、電極およびイオン伝導体中間層、イオン交換膜を
既知の方法にしたがって接合し、カーボンペーパー等の
集電体が取り付けられる。燃料ガス（水素ガス、メタノ
ール等）、液体燃料（メタノール等）または酸化剤ガス
（酸素ガスまたは空気等）の通路となる溝が形成された
一対の導電性の室枠に挟み込むことにより、燃料電池と
して組み立てられる。上記の固体高分子電解質型燃料電
池で使用されるガス拡散電極は特に限定されない。例え
ば、白金担持カーボンブラック粉末をPTFEなどの撥水性
樹脂結着材で保持させた多孔質シートが使用でき、該多
孔質シートはスルホン酸型パーフルオロカーボン重合体
やその重合体で被覆された微粒子を含んでもよい。この
多孔質シートはガス拡散電極としてホツトプレス法等に
よりイオン伝導体中間層と固体高分子型電解質である上
記イオン交換膜に積層接合される。ホツトプレス法は好
ましくは８０〜１５０℃、１０〜５００ｋｇ／ｃｍ２に
て密着させることにより、電極層とイオン交換膜の層間
にイオン伝導体が積層され、イオン伝導体中間層は前記
電極および電解質層よりも柔らかいことによりイオン伝
導体中間層が電極表面の凹凸に食い込んだ状態となる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施形態について説明する。 （実施例１）図１に示した構成を有する液体燃料電池
（単電池）を、以下に示す要領で作製した。
（単電池）を、以下に示す要領で作製した。
【００２３】まず、カーボンクロス上にPt-Ru 系触媒層
を塗布した32mm×32mmの燃料極２と、カーボンクロス上
にPtブラック触媒層（図示せず）を塗布した32mm×32mm
の酸化剤極５とを作成した。
を塗布した32mm×32mmの燃料極２と、カーボンクロス上
にPtブラック触媒層（図示せず）を塗布した32mm×32mm
の酸化剤極５とを作成した。
【００２４】次に、約５重量％のパーフルオロスルフォ
ン酸ポリマー溶液（含水量約１０重量％、溶媒量約８５
ｗｔ％）を用い、溶媒を揮発させることにより溶液の粘
度調整を行ない、シート成形用スラリーを調製後、燃料
極１や酸化剤極４等の電極および電解質層３よりも柔ら
かい固体高分子層の薄膜をシート成形法により作成し
た。
ン酸ポリマー溶液（含水量約１０重量％、溶媒量約８５
ｗｔ％）を用い、溶媒を揮発させることにより溶液の粘
度調整を行ない、シート成形用スラリーを調製後、燃料
極１や酸化剤極４等の電極および電解質層３よりも柔ら
かい固体高分子層の薄膜をシート成形法により作成し
た。
【００２５】次に、この固体高分子層の薄膜であるイオ
ン伝導体中間層２を各々触媒層を塗布した燃料極１、酸
化剤極４と電解質層３と接するように配置することによ
り、パーフルオロスルホン酸膜からなる電解質層３を挟
持した。これらを、120 ℃で５分間、100kg/cm2 の圧力
でホットプレスして接合した。燃料ガス供給溝を持つセ
パレーター１１と酸化剤ガス供給溝をもつセパレーター
１２との内部に組み込んで反応面積約10cm2 の単電池を
作製した。
ン伝導体中間層２を各々触媒層を塗布した燃料極１、酸
化剤極４と電解質層３と接するように配置することによ
り、パーフルオロスルホン酸膜からなる電解質層３を挟
持した。これらを、120 ℃で５分間、100kg/cm2 の圧力
でホットプレスして接合した。燃料ガス供給溝を持つセ
パレーター１１と酸化剤ガス供給溝をもつセパレーター
１２との内部に組み込んで反応面積約10cm2 の単電池を
作製した。
【００２６】このようにして得た燃料電池に、メタノー
ルと水を１対１の割合で混合した溶液を導入し、酸化剤
ガスとして１atm の空気を100ml/min でセパレーター１
２に流して80℃で発電を行った。この電池の電流−電圧
特性を図２に示した。
ルと水を１対１の割合で混合した溶液を導入し、酸化剤
ガスとして１atm の空気を100ml/min でセパレーター１
２に流して80℃で発電を行った。この電池の電流−電圧
特性を図２に示した。
【００２７】（比較例）従来型の単電池を、以下に示す
要領で作製した。まず、まず、カーボンクロス上にPt-R
u 系触媒層を塗布した32mm×32mmの燃料極と、カーボン
クロス上にPtブラック触媒層を塗布した32mm×32mmの酸
化剤極とを作成した。次に、作成した燃料側および酸化
剤側の電極に固体高分子のアルコール溶液を含浸し、乾
燥したものを電極として作成し、実施例１と同様にして
起電部の接合体を作製した。
要領で作製した。まず、まず、カーボンクロス上にPt-R
u 系触媒層を塗布した32mm×32mmの燃料極と、カーボン
クロス上にPtブラック触媒層を塗布した32mm×32mmの酸
化剤極とを作成した。次に、作成した燃料側および酸化
剤側の電極に固体高分子のアルコール溶液を含浸し、乾
燥したものを電極として作成し、実施例１と同様にして
起電部の接合体を作製した。
【００２８】この起電部を、燃料極側、酸化剤極側を実
施例１と同じセパレーターで挟んで反応面積約10cm2 の
単電池を作製した。このようにして得た燃料電池に、加
湿した水素を導入し、酸化剤ガスとして１atm の空気を
100ml/min でガスチャンネル８に流して80℃で発電を行
った。この電池の電流−電圧特性を図２の２１に示す。
施例１と同じセパレーターで挟んで反応面積約10cm2 の
単電池を作製した。このようにして得た燃料電池に、加
湿した水素を導入し、酸化剤ガスとして１atm の空気を
100ml/min でガスチャンネル８に流して80℃で発電を行
った。この電池の電流−電圧特性を図２の２１に示す。
【００２９】図２から明らかなように、実施例１の高分
子薄膜を電極・電解質膜間に介在させたセルに於いては
4Aぐらいまで安定して出力が取り出せるが、比較例１の
燃料電池に於いては電流の増加と共に速やかに出力が低
下し、2Aも電流が取れない。比較例１の燃料電池の性能
が低い原因は、電極触媒層と電解質膜間の接触性が不十
分な上に、電極内部の電解質の密着性が低いため電流密
度をあげると十分な接触性が保たれないために生じる。
これに対し、実施例１の燃料電池は、密着性の高い高分
子層の薄膜が電極触媒層、電解質膜の双方に密着するた
め電流密度を上げても十分な接触性が保持され安定性の
高い発電を行う事ができる。
子薄膜を電極・電解質膜間に介在させたセルに於いては
4Aぐらいまで安定して出力が取り出せるが、比較例１の
燃料電池に於いては電流の増加と共に速やかに出力が低
下し、2Aも電流が取れない。比較例１の燃料電池の性能
が低い原因は、電極触媒層と電解質膜間の接触性が不十
分な上に、電極内部の電解質の密着性が低いため電流密
度をあげると十分な接触性が保たれないために生じる。
これに対し、実施例１の燃料電池は、密着性の高い高分
子層の薄膜が電極触媒層、電解質膜の双方に密着するた
め電流密度を上げても十分な接触性が保持され安定性の
高い発電を行う事ができる。
【００３０】（実施例２〜実施例７）以下の実施例では
イオン伝導体の中間層の種類だけを変え、その他は実施
例１と同一の液体燃料電池を作成してその際の電流電圧
特性を調べた結果が表１である。
イオン伝導体の中間層の種類だけを変え、その他は実施
例１と同一の液体燃料電池を作成してその際の電流電圧
特性を調べた結果が表１である。
【００３１】
【表１】 この表から、中間層の材料を種々変えても実施例１と同
様に高い出力特性を有する燃料電池が得られる事が分か
った。
様に高い出力特性を有する燃料電池が得られる事が分か
った。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料電池
によれば、電極・電解質膜の間にイオン伝導体を介在さ
せる事で、電流密度を上げた状態でも安定した高い出力
を得ることができる。
によれば、電極・電解質膜の間にイオン伝導体を介在さ
せる事で、電流密度を上げた状態でも安定した高い出力
を得ることができる。
【図１】本発明の実施例に係る燃料電池の要部構成を示
す断面図。
す断面図。
【図２】本発明の実施例に係る電流−電圧特性を説明す
る図。
る図。
１．燃料極 ２．イオン伝導体中間層 ３．電解質層 ４．酸化剤極 ５．アノードセパレーター ６．カソードパレーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富松 師浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 安田 一浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC03 CX05 HH00
Claims (3)
- 【請求項１】燃料極と、この燃料極に対向して配置され
る酸化剤極と、前記燃料極及び酸化剤極に挟持された電
解質層とを有する燃料電池において、前記燃料極と前記
電解質層の間にイオン伝導体の中間層を設けることを特
徴とする燃料電池。 - 【請求項２】前記中間層は、プロトン伝導体であること
を特徴とする請求項1 記載の燃料電池。 - 【請求項３】前記中間層は、前記燃料極、酸化剤極およ
び電解質層よりも柔らかいことを特徴とする請求項1 記
載の燃料電池。
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