JP2002373680A - 燃料電池および燃料電池におけるガスの供給方法 - Google Patents
燃料電池および燃料電池におけるガスの供給方法Info
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Abstract
て所望の電力を得ると共に小型化を図る。 【解決手段】 製造誤差や組み付け誤差が生じてもセパ
レータ36により燃料ガスや酸化ガスが有効に供給され
るガス供給領域が電解質膜31の両面の触媒電極32,
33の塗布領域の内側になるようセパレータ36を形成
すると共に電解質膜31の両面に触媒電極32,33を
塗布する。ガス供給領域のすべての領域で電気化学反応
が生じるから、燃料電池20から所望の電力を得ること
ができる。しかも、製造誤差や組み付け誤差によっても
ガス供給領域のすべての領域で電気化学反応を生じさせ
ることができるから、セパレータ36の寸法を小さくす
ることができ、燃料電池20の小型化を図ることができ
る。
Description
料電池におけるガスの供給方法に関し、詳しくは、触媒
を担持した触媒電極が両面に塗布された電解質膜と該電
解質膜の両面の触媒電極に燃料ガスと酸化ガスとを供給
するガス供給部材とを備える燃料電池およびこうした燃
料電池における燃料ガスや酸化ガスの触媒電極への供給
方法に関する。
を担持した触媒電極が両面に塗布された電解質膜を備
え、電解質膜の両面の触媒電極に燃料ガスと酸化ガスと
を供給するものが種々提案されている。こうした燃料電
池では、高効率化のために、触媒電極の塗布面に丁度一
致するように燃料ガスや酸化ガスの流路面が設計されて
いる。こうして高効率化を図った燃料電池の一部は、車
載用として開発されている(例えば、特開2001−7
1753号公報など)。
スや酸化ガスの流路面を触媒電極の塗布面に丁度一致す
るように設計した燃料電池では、触媒電極に供給した燃
料を十分に利用することができない場合が生じる。設計
上、燃料ガスや酸化ガスの流路面が触媒電極の塗布面に
丁度一致するものとしても、製造誤差や組み付け誤差に
より、供給した燃料ガスや酸化ガスが触媒電極に供給さ
れない場合が生じ、所望の電力を発電することができな
い。所望の電力を得るために、燃料ガスや酸化ガスの流
路面を触媒電極の塗布面に対して大きくすることも考え
られるが、燃料電池が大型化してしまい、限られたスペ
ースに設置する車載用としては不向きなものになってし
まう。
ガスの供給方法は、燃料ガスや酸化ガスの供給領域を有
効に用いて所望の電力を得ることを目的の一つとする。
また、本発明の燃料電池および燃料電池におけるガスの
供給方法は、燃料電池の小型化を図ることを目的の一つ
とする。
発明の燃料電池および燃料電池におけるガスの供給方法
は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下
の手段を採った。
電極が両面に塗布された電解質膜と、該電解質膜の両面
の触媒電極に燃料ガスと酸化ガスとを供給するガス供給
部材とを備える燃料電池であって、前記ガス供給部材
は、前記電解質膜に塗布された触媒電極の塗布領域より
内側の領域に前記燃料ガスおよび前記酸化ガスを供給す
る部材であることを要旨とする。
布された触媒電極の塗布領域より内側の領域に燃料ガス
と酸化ガスとが供給されるから、燃料ガスや酸化ガスの
供給領域を有効に用いて所望の電力を得ることができ
る。この結果、ガス供給部材の外周縁寸法を小さくでき
るから、燃料電池の小型化を図ることができる。
電解質膜は、前記ガス供給部材により供給される前記燃
料ガスおよび前記酸化ガスの供給領域の外周部の所定の
範囲にも前記触媒電極が塗布されてなるものとすること
もできる。この態様の本発明の燃料電池において、前記
所定の範囲は、製造誤差および/または組み付け誤差が
生じても前記供給領域の外周部に前記燃料ガスおよび前
記酸化ガスが供給されないよう調整された範囲であるも
のとすることもできる。こうすれば、各部材の製造誤差
や各部材を組み付ける際の組み付け誤差が生じても、燃
料ガスや酸化ガスの供給領域を有効に用いることができ
る。
部材は、前記電解質膜の一方の面とにより燃料ガスの流
路を形成し前記燃料ガスを該一方の面に塗布された触媒
電極に供給する燃料ガス供給部材と、前記電解質膜の他
方の面とにより酸化ガスの流路を形成し前記酸化ガスを
該他方の面に塗布された触媒電極に供給する酸化ガス供
給部材とを備えるものとすることもできる。この態様の
本発明の燃料電池において、前記燃料ガス供給部材は、
前記燃料ガスの流路により前記電解質膜の一方の面に燃
料ガスを供給可能な燃料ガス供給領域では該一方の面に
塗布された触媒電極の塗布領域の一部が含まれないよう
前記燃料ガスの流路が形成されてなり、前記酸化ガス供
給部材は、前記酸化ガスの流路により前記電解質膜の他
方の面に酸化ガスを供給可能な酸化ガス供給領域では該
他方の面に塗布された触媒電極の塗布領域の一部が含ま
れないよう前記酸化ガスの流路が形成されてなるものと
することもできる。
は、触媒を担持した触媒電極が両面に塗布された電解質
膜を備え、該電解質膜の両面の触媒電極に燃料ガスと酸
化ガスとの供給を受けて発電する燃料電池における該燃
料ガスおよび該酸化ガスの前記触媒電極への供給方法で
あって、前記電解質膜に塗布された触媒電極の塗布領域
より内側の領域に前記燃料ガスおよび前記酸化ガスを供
給することを要旨とする。
方法よれば、電解質膜に塗布された触媒電極の塗布領域
より内側の領域に燃料ガスと酸化ガスとを供給するか
ら、燃料ガスや酸化ガスの供給領域を有効に用いて所望
の電力を得ることができる。この結果、燃料電池の小型
化を図ることができる。
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
固体高分子型の燃料電池20を構成する単位セル30の
構成の概略を模式的に示す構成図である。実施例の燃料
電池20は、単位セル30を複数積層して構成されてい
る。
に、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す電解質膜3
1と、電解質膜31の両面に塗布された触媒電極32,
33と、触媒電極32,33の両側に配置されて燃料ガ
スや酸化ガスを触媒電極に供給するガス拡散電極34,
35と、ガス拡散電極34,35とにより燃料ガスや酸
化ガスの流路である燃料ガス流路37および酸化ガス流
路38を形成すると共に隣接する単位セル30の隔壁を
なすセパレータ36とを備える。各部材の材質は、通常
の固体高分子型の燃料電池に用いられる材質であり、本
発明の中核をなさないから、その詳細な説明は省略す
る。
拡散電極34,35とにより形成される燃料ガス流路3
7および酸化ガス流路38により、電解質膜31に塗布
された触媒電極32,33に燃料ガスや酸化ガスを供給
できるよう形成されている。電解質膜31の触媒電極3
2,33の塗布領域と燃料ガス流路37および酸化ガス
流路38により燃料ガスおよび酸化ガスが有効に供給さ
れるガス供給領域との関係を図2に示す。図中、実線の
範囲Aが触媒電極32,33の塗布領域であり、破線の
範囲Bがガス供給領域である。図示するように、触媒電
極32,33の塗布領域は、ガス供給領域のすべてを含
むよう触媒電極32,33が塗布されており、ガス供給
領域のすべての領域で電気化学反応による発電が可能に
なっている。したがって、単位セル30を構成する各部
の製造誤差や、単位セル30を組み付ける際に生じる組
み付け誤差があっても、ガス供給領域のすべてで電気化
学反応を有効に生じさせることができる。なお、触媒電
極32,33の塗布領域Aとガス供給領域Bとの領域差
として図2に図示されている間隔dは、製造誤差や組み
付け誤差によってもガス供給領域のすべてで電気化学反
応が有効に生じ得る長さとして設定すればよく、製造誤
差の許容範囲や組み付け精度によって定まる。
ば、燃料ガスや酸化ガスを供給するガス供給領域のすべ
ての領域で電気化学反応を生じさせることができ、燃料
電池20から所望の電力を得ることができる。しかも、
製造誤差や組み付け誤差によってもガス供給領域のすべ
ての領域で電気化学反応を生じさせることができるか
ら、所望の電力を得るためにセパレータ36の寸法に対
して製造誤差や組み付け誤差などを考慮しなくてもよ
く、セパレータ36の寸法を小さくすることができる。
したがって、燃料電池20の小型化を図ることができ
る。
2,33を両面に塗布した電解質膜31とガス拡散電極
34,35とセパレータ36とにより単位セル30を構
成したが、ガス拡散電極34,35を用いずに触媒電極
32,33に直接燃料ガスや酸化ガスを供給するものと
してもよい。この場合でも、燃料ガスや酸化ガスを供給
するガス供給領域のすべての領域で電気化学反応が生じ
るよう電解質膜31の両面に触媒電極32,33を塗布
すると共にセパレータ36を形成すればよい。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
池20を構成する単位セル30の構成の概略を模式的に
示す構成図である。
と燃料ガス流路37および酸化ガス流路38により燃料
ガスと酸化ガスとが有効に供給されるガス供給領域との
関係の一例を示す説明図である。
2,33 触媒電極、34,35 ガス拡散電極、36
セパレータ、37 燃料ガス流路、38 酸化ガス流
路。
Claims (6)
- 【請求項1】 触媒を担持した触媒電極が両面に塗布さ
れた電解質膜と、該電解質膜の両面の触媒電極に燃料ガ
スと酸化ガスとを供給するガス供給部材とを備える燃料
電池であって、 前記ガス供給部材は、前記電解質膜に塗布された触媒電
極の塗布領域より内側の領域に前記燃料ガスおよび前記
酸化ガスを供給する部材である燃料電池。 - 【請求項2】 前記電解質膜は、前記ガス供給部材によ
り供給される前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの供給領
域の外周部の所定の範囲にも前記触媒電極が塗布されて
なる請求項1記載の燃料電池。 - 【請求項3】 前記所定の範囲は、製造誤差および/ま
たは組み付け誤差が生じても前記供給領域の外周部に前
記燃料ガスおよび前記酸化ガスが供給されないよう調整
された範囲である請求項2記載の燃料電池。 - 【請求項4】 前記ガス供給部材は、前記電解質膜の一
方の面とにより燃料ガスの流路を形成し前記燃料ガスを
該一方の面に塗布された触媒電極に供給する燃料ガス供
給部材と、前記電解質膜の他方の面とにより酸化ガスの
流路を形成し、前記酸化ガスを該他方の面に塗布された
触媒電極に供給する酸化ガス供給部材とを備える請求項
1ないし3いずれか記載の燃料電池。 - 【請求項5】 請求項4記載の燃料電池であって、 前記燃料ガス供給部材は、前記燃料ガスの流路により前
記電解質膜の一方の面に燃料ガスを供給可能な燃料ガス
供給領域では該一方の面に塗布された触媒電極の塗布領
域の一部が含まれないよう前記燃料ガスの流路が形成さ
れてなり、 前記酸化ガス供給部材は、前記酸化ガスの流路により前
記電解質膜の他方の面に酸化ガスを供給可能な酸化ガス
供給領域では該他方の面に塗布された触媒電極の塗布領
域の一部が含まれないよう前記酸化ガスの流路が形成さ
れてなる燃料電池。 - 【請求項6】 触媒を担持した触媒電極が両面に塗布さ
れた電解質膜を備え、該電解質膜の両面の触媒電極に燃
料ガスと酸化ガスとの供給を受けて発電する燃料電池に
おける該燃料ガスおよび該酸化ガスの前記触媒電極への
供給方法であって、 前記電解質膜に塗布された触媒電極の塗布領域より内側
の領域に前記燃料ガスおよび前記酸化ガスを供給するガ
スの供給方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001181120A JP2002373680A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 燃料電池および燃料電池におけるガスの供給方法 |
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JP2001181120A JP2002373680A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 燃料電池および燃料電池におけるガスの供給方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002373680A true JP2002373680A (ja) | 2002-12-26 |
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ID=19021437
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001181120A Pending JP2002373680A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 燃料電池および燃料電池におけるガスの供給方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002373680A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006331718A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
Citations (4)
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JPH06119928A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-04-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子電解質燃料電池スタック |
JPH0992308A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-04-04 | Fuji Electric Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
JP2001015132A (ja) * | 1999-07-02 | 2001-01-19 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
WO2002001658A1 (fr) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Nok Corporation | Composant destine a une pile a combustible |
-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001181120A patent/JP2002373680A/ja active Pending
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WO2002001658A1 (fr) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Nok Corporation | Composant destine a une pile a combustible |
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