JP2003229134A

JP2003229134A - 燃料電池

Info

Publication number: JP2003229134A
Application number: JP2002026267A
Authority: JP
Inventors: Susumu Ishi; 軍石; Tatsu Nagai; 龍長井; Shinsuke Shibata; 進介柴田; Hiroshi Kayano; 博志柏野
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料の利用率が高く、電気容量の損失が少な
い高容量の燃料電池を提供する。【解決手段】水素吸蔵材料を導電性基体に固着してな
る負極と空気極からなる正極と電解質を有し、金属水素
化物を燃料源とする燃料電池において、前記水素吸蔵材
料の表面に、負極からの水素ガスの発生を抑制すること
ができる被膜を形成して燃料電池を構成する。上記被膜
は、鉄、銅、チタン、マンガン、亜鉛、マグネシウムな
どの水素発生触媒機能を持たない金属か、またはポリア
ニリンなどの導電性高分子で形成することが好ましい。
また、水素吸蔵材料としては水素吸蔵合金が好ましく、
燃料源としての金属水素化物としてはＮａＢＨ₄、ＫＢ
Ｈ₄、ＬｉＡｌＨ₄、ＫＨまたはＮａＨが好ましく、電
解質としてはＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨなどのアルカ
リ金属の水酸化物の水溶液が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に関し、
さらに詳しくは、ＮａＢＨ₄、ＫＢＨ₄、ＬｉＡｌ
Ｈ₄、ＫＨ、ＮａＨなどの金属水素化物からなる燃料源
に含まれる水素と酸素との反応を電池反応として利用す
る燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在商品化されているニッケル−金属水
素化物電池は、種々の特長を有しているが、正極活物質
である水酸化ニッケルの充填に負極と同等の体積を要す
るため、エネルギー密度をさらに高くするという点から
はまだ不充分であった。そこで、エネルギー密度をさら
に高くするためには、燃料電池が好適な選択肢と考えら
れる。

【０００３】しかしながら、燃料電池については、用い
る燃料に関して種々の問題点から最終的な決定がいまだ
なされていない。例えば、純水素の場合、インフラの解
決には時間と膨大な資金が要る。また、一般的には、水
素は取り扱いが非常に危険であると考えられる。ガソリ
ンの場合、ガソリンの改質という難題がある。メタノー
ルの場合には、改質メタノールを使用する時は、ガソリ
ンと同じような問題が生じ、ダイレクトメタノール型燃
料電池では、出力や効率が低く、燃料の電解質膜透過も
大きいという問題があった。

【０００４】また、ＮａＢＨ₄、ＫＢＨ₄、ＬｉＡｌＨ
₄、ＫＨ、ＮａＨなどの金属水素化物を燃料源として用
い、水素吸蔵合金を負極に用い、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｌ
ｉＯＨなどのアルカリ金属の水酸化物の水溶液を電解質
として用いた燃料電池では、燃料を電解質中に高濃度に
含有させて使用すると、負極に水素ガスが発生しやす
く、エネルギー損失が大きくなるため、電池として実用
性を欠き、単なる水素発生源として使用されているのが
現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題点を解決し、電気容量の損失が小さい
燃料電池を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、水素吸蔵材料
を導電性基体に固着してなる負極と空気極からなる正極
と電解質を有し、金属水素化物を燃料源とする燃料電池
において、前記水素吸蔵材料の表面に、負極からの水素
ガスの発生を抑制することができる被膜を形成すること
によって、燃料の利用率を向上させ、電気容量の損失を
少なくして、高容量の燃料電池を提供し、上記課題を解
決したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】上記水素吸蔵材料の表面に形成す
る被膜は、負極からの水素ガスの発生を抑制することが
できるものであることが必要であり、この被膜として
は、例えば、鉄、銅、チタン、マンガン、亜鉛、マグネ
シウムなどの水素発生触媒機能を持たない金属からなる
ものが好ましい。この被膜は、例えば、水素吸蔵合金粉
末の表面に湿式無電解メッキ法により形成することがで
き、水素吸蔵合金の水素分解能を抑制して水素ガスの発
生量を低減することができる。この鉄、銅、チタン、マ
ンガン、亜鉛、マグネシウムなどの被膜による被覆量
は、薄すぎると水素ガスの発生を抑制する作用が充分に
発揮されないし、また厚すぎると放電能力を低下させる
おそれがあるので、０．１〜２μｍが好ましい。

【０００８】上記のような水素吸蔵合金粉末の表面に形
成する被膜に使用する金属は、次のような各種金属の水
素発生触媒機能の調査結果に基づいて決定したものであ
る。

【０００９】金属粉末としては、粒子径７４μｍ以下の
鉄粉末、粒子径７４μｍ以下の銅粉末、粒子径１２０μ
ｍ以下のチタン粉末、粒子径７４μｍ以下のマンガン粉
末、粒子径５μｍ以下の亜鉛粉末、粒子径１４９μｍ以
下のマグネシウム粉末、粒子径２μｍ以下のコバルト粉
末、粒子径８μｍ以下のニッケル粉末および粒子径２８
μｍ以下の水素吸蔵合金ＬａＮｉ₅粉末を用い、それら
のそれぞれについて、次に示すように水素の発生状態を
調べた。すなわち、濃度が１０質量％の水酸化ナトリウ
ム水溶液１００ｍｌ中にＮａＢＨ₄粉末１ｇを加えて溶
解し、その中に表面積が１．９１ｍ²となるように計量
した前記の金属粉末試料を投入し、投入直後、投入５分
後、投入２時間後および投入６時間後の水素の発生状態
を観察し、それを次の基準で評価した。その評価結果を
表１に示す。

【００１０】評価基準： ◎：激しく水素が発生する ○：水素が発生する △：少し水素が発生する ×：水素が発生しない

【００１１】

【表１】

【００１２】表１に示すように、Ｆｅ（鉄）、Ｃｕ
（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜
鉛）およびＭｇ（マグネシウム）は、Ｃｏ（コバル
ト）、Ｎｉ（ニッケル）、水素吸蔵合金のＬａＮｉ₅な
どに比べて、水素の発生が少なく、水素発生触媒機能を
持たないか、水素発生あるいは触媒機能が著しく低いと
考えられる。

【００１３】また、上記のように、水素吸蔵合金粉末の
表面に銅などの水素発生触媒機能を持たない金属の被膜
を形成するにあたっては、湿式無電解メッキ法が好適に
採用されるが、その手順を、水素発生触媒機能を持たな
い金属として銅を用いた場合を例に挙げ、図１を参照し
つつ説明すると、次の通りである。

【００１４】水素吸蔵合金のインゴットを５０μｍ以下
に微粉砕し、希塩酸、希フッ酸またはＳｎＣｌ₂塩酸溶
液〔商品名：ＭＡＣ−１００プリデップ、奥野製薬工業
（株）製〕による表面調整とＰｄＣｌ₂塩酸溶液〔商品
名：ＭＡＣ−２００コンディショナ、奥野製薬工業
（株）製〕による活性化処理とにより表面酸化物の除去
などの前処理を行った後、ＮａＯＨ浴（ロッシェル塩タ
イプ）〔商品名：ＭＡＣ−５００Ａ，ＭＡＣ−５００
Ｂ、奥野製薬工業（株）製〕などにより湿式の無電解メ
ッキ法によって、水素吸蔵合金粉末の表面に銅メッキを
施す。

【００１５】この銅メッキによる被膜の形成は、例え
ば、質量にして約２０質量％、膜厚にして１μｍ程度に
なされる。そして、上記メッキ後、洗浄、乾燥して表面
に銅メッキによる銅被膜を形成した水素吸蔵合金粉末を
得る。

【００１６】上記のように、水素吸蔵合金の粒子表面に
銅の被膜を形成する場合には、メッキ反応が水素ガスの
発生を伴うため、形成される銅被膜は本質的に多孔質と
なる。このような無電解メッキ法は、ほとんどすべての
合金種に適用でき、また、多層被膜にすることができ
る。水素吸蔵合金用に調製されたメッキ液は奥野製薬工
業（株）からＭＡＣシリーズとして市販されているの
で、上記例示では、それを用いた例を示したが、水素吸
蔵合金がニッケルを含有している場合は、ニッケルがメ
ッキ反応の触媒となるので、上記ＭＡＣ−１００，２０
０などによる活性化処理は必ずしも必要でない。

【００１７】また、水素吸蔵合金粉末の表面に形成する
被膜としては、前記鉄、銅、チタン、マンガン、亜鉛、
マグネシウムなどの水素発生触媒機能を持たない金属以
外に、導電性高分子により形成したものでもよい。

【００１８】この水素吸蔵合金粉末の表面に被膜として
形成するための導電性高分子としては、例えば、ポリア
ニリン、ポリアセチレン、ポリフラン、ポリアセン、ポ
リピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンなどを用
い得るが、特にポリアニリンが好ましい。

【００１９】上記導電性高分子による被膜の形成は、例
えば、導電性高分子を溶剤に溶解させた導電性高分子の
含有溶液を調製し、その導電性高分子の含有溶液に水素
吸蔵合金粉末を浸漬するか、または上記導電性高分子含
有溶液を水素吸蔵合金粉末に塗布し、その後、乾燥する
ことによって行われる。ただし、導電性高分子による被
膜の形成は、上記例示の方法により限られることなく、
他の方法によってもよい。

【００２０】上記導電性高分子含有溶液の調製にあたっ
ては、例えば、ポリアニリンなどの導電性高分子をＮ−
メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に溶解させる方法が
採用されるが、その導電性高分子含有溶液中の導電性高
分子の濃度としては２〜７質量％が好ましい。導電性高
分子の濃度を上記範囲にすることによって、導電性高分
子の被膜による水素吸蔵合金の水素分解触媒機能を適正
に抑制できるとともに、導電性高分子のゲル化の度合い
が大きくなりすぎて均一な被膜を形成することが困難に
なるのを防止することができる。

【００２１】導電性高分子含有溶液を塗布または含浸後
の乾燥は、真空乾燥によって行うことが適しているが、
その真空乾燥は、溶剤を完全に除去でき、かつ導電性高
分子のガラス転移点（ポリアニリンの場合は１２０〜１
３０℃）を超える温度で行うことが好ましい。これは、
ポリアニリンなどの導電性高分子の粘性率を低下させ、
できるかぎり均一かつ広範囲に導電性高分子の被膜を形
成させるという理由によるものである。

【００２２】上記導電性高分子の被膜は、水素吸蔵合金
粉末の形状が不規則なので、その厚みとして具体的数値
を挙げることが難しいが、その被覆量としては、水素吸
蔵合金粉末１ｇに対して導電性高分子が３〜６０ｍｇが
好ましく、水素吸蔵合金粉末に対する導電性高分子の被
覆量を上記範囲内にすることによって、導電性高分子の
被膜による水素吸蔵合金の水素分解触媒機能を適正に抑
制できるようにすると共に、導電性高分子のゲル化の度
合いが大きくなりすぎて均一な被膜を形成することが困
難になるのを防止することができる。

【００２３】水素吸蔵材料としては、水素吸蔵合金やナ
ノチューブなどの炭素材料のうち少なくとも１種を用い
ることが適しているが、特に水素吸蔵合金が適してい
る。その水素吸蔵合金としては、特に限定されることは
ないものの、例えば、ＬａＮｉ ₅で代表されるＡＢ₅型
水素吸蔵合金、ＺｎＭｎ₂もしくはその置換体で代表さ
れるＡＢ₂型水素吸蔵合金、Ｍｇ₂Ｎｉもしくはその置
換体で代表されるマグネシウム系のＡ₂Ｂ型水素吸蔵合
金、固溶体Ｖ基水素吸蔵合金などを用い得るが、そらら
の中でも、ミッシュメタルを用い、かつＮｉの一部をＣ
ｏなどで置換したＭｍＮｉ₅系のＡＢ₅型水素吸蔵合金
が特に好適に用いられる。

【００２４】負極の導電性基体としては、水素発生触媒
機能を持つニッケル製のものやニッケルメッキしたもの
も用い得るが、それらに代えて、鉄、銅、チタン、マン
ガン、亜鉛、マグネシウムなどの水素発生触媒機能を持
たない金属製のものやそれらの水素発生触媒機能を持た
ない金属でメッキしたものを用いることによって、負極
からの水素ガスの発生をより低減させることができるの
で好ましい。

【００２５】負極は、前記のように、その表面に鉄、
銅、チタン、マンガン、亜鉛、マグネシウムなどの水素
発生触媒機能を持たない金属や導電性高分子で被膜を形
成した水素吸蔵材料を、例えばポリテトラフルオロエチ
レンやカルボキシメチルセルロースなどのバインダーで
導電性基体に固着させることによって作製される。

【００２６】本発明においては、正極に空気極を用いる
が、その空気極は、特に特定のものに限られることな
く、従来同様のものを用いることができ、例えば、銀、
白金、ルテニウム、酸化イリジウム、希土類酸化物など
の触媒金属もしくはその合金の粉末、または炭素、ニッ
ケルなどの担体の粉末に触媒金属をメッキするかもしく
は担持させた粉体を空気極触媒とするものが用いられ
る。

【００２７】本発明において、電解質としては、液状の
ものであればいずれも用い得るが、特にアルカリ水溶液
が好適に用いられる。このアルカリ水溶液について詳し
く説明すると、電解質としてのアルカリ水溶液として
は、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸
化リチウムなどのアルカリ金属の水酸化物を濃度２０〜
４０質量％程度に溶解したものが好ましく、それらの混
合液も用いることができる。

【００２８】本発明において、燃料源としては金属水素
化物が用いられるが、その金属水素化物としては、特に
限定されることはないものの、例えば、ＮａＢＨ₄、Ｋ
ＢＨ ₄、ＬｉＡｌＨ₄、ＫＨ、ＮａＨなどが好適に用い
られ、特にＮａＢＨ₄が好適に用いられる。そして、こ
れらの燃料源は、電池組立にあたって、通常、電解質中
に含有させた状態で使用される。

【００２９】ここで、本発明に係る燃料電池の一例を図
２に基づいて説明する。ただし、この図２は本発明に係
る燃料電池の一例を模式的に示す断面図であって、電池
の構成にあたって必要な部材のうちの一部を示したもの
にすぎず、また、断面より後方の輪郭線を一部省略して
いる。この図２に示す燃料電池において、正極１は、空
気極からなり、その一方の側はポリテトラフルオロエチ
レンシート３を介して前方部６と対向しており、その前
方部６には電池外部から電池内部に空気を取り入れるた
めの空気取入口６ａが設けられている。そして、正極１
の他方の側はポリテトラフルオロエチレン製の撥水性網
状物からなるセパレータ４に対向している。

【００３０】負極２は、前記のように水素吸蔵材料を導
電性基体に固着してなり、その水素吸蔵材料には負極か
らの水素ガスの発生を抑制することができる被膜が形成
さているが、この図２では、その被膜の図示を省略して
いる。そして、負極２の一方の側はスルホン化ポリプロ
ピレン不織布からなるセパレータ５に対向し、負極２の
他方の側は後方部７に対向し、このスルホン化ポリプロ
ピレン不織布からなるセパレータ５は前記ポリテトラフ
ルオロエチレン製の撥水性網状物からなるセパレータ４
と共に正極１と負極２との間に配置されている。

【００３１】そして、正極１からは正極側のリード線８
が引き出され、負極２からは負極側のリード線９が引き
出されている。１０はＯ−リングを示しており、この図
２では、Ｏ−リング１０と前方部６や後方部７との間に
隙間を設けて図示されているが、実際には隙間がなく、
Ｏ−リング１０と前方部６および後方部７とで構成され
る電池容器の空間内に燃料源を含有させた電解質が正極
１、負極２、ポリテトラフルオロエチレン製の撥水性網
状物からなるセパレータ４、スルホン化ポリプロピレン
不織布からなるセパレータ５などと共に収容されてい
る。なお、この図２に示す電池では、セパレータとして
ポリテトラフルオロエチレン製の撥水性網状物からなる
セパレータ４とスルホン化ポリプロピレン不織布からな
るセパレータ５とを併用しているが、必ずしも２種併用
してなくてもよい。また、この図２では、正極１、セパ
レータ４、セパレータ５、負極２との間が隙間があるか
のように図示されているが、実際には、それらの間に電
解質（図示していない）が存在していることを除いて
は、密接している。そして、この図２に示す電池では、
酸素を大気中の空気から取り入れる場合以外にも、圧縮
空気または純酸素の導入により酸素を取り入れられるこ
とができるように構成されており、そのため、前方部６
に導入口６ｂが形成されており、また、前方部６には過
剰に導入された圧縮空気や酸素を排出するための排出口
６ｃが形成されている。そして、上記のように酸素を圧
縮空気または純酸素の導入により供給する場合には、前
方部６の前に蓋板１１を取り付けることができるように
構成されている。さらに、後方部７の上部には、液もれ
を防ぐと共に発生した水素ガスを通させるためのポリテ
トラフルオロエチレン管およびポリテトラフルオロエチ
レンシート７ａが設けられている。

【００３２】

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。なお、以下の実施例などにおい
て、溶液や分散液などの濃度を示す％や水素吸蔵合金の
組成を表す際の％は、特にその基準を付記しないかぎり
質量％である。

【００３３】実施例１この実施例１では、負極の作製にあたって、表面に銅メ
ッキを施した水素吸蔵合金粉末を用いる。その銅メッキ
は自己触媒型無電解メッキ法で行うが、その手順を以下
に説明する。水素吸蔵合金としては、組成がＭｍＮｉ
_3.48Ｃｏ_0.74Ｍｎ _0.4Ａｌ_0.3（ここで、ＭｍはＬａ：
３３％、Ｃｅ：４７％、Ｐｒ：５％、Ｎｄ：１５％を含
有するミッシュメタル）で表されるものを用いた。この
水素吸蔵合金インゴットを２０μｍ程度に微粉砕してお
き、ＳｎＣｌ₂塩酸溶液〔商品名：ＭＡＣ−１００ブリ
テップ、奥野製薬工業（株）製〕による表面調整とＰｄ
Ｃｌ ₂塩酸溶液〔商品名：ＭＡＣ−２００コンディショ
ナ、奥野製薬工業（株）製〕による活性化処理とにより
表面酸化物の除去などの前処理を行った後、質量にして
約２０質量％、膜厚にして１μｍ程度の銅メッキを施
す。メッキ法自体は自己触媒型湿式無電解メッキ法と基
本的に同じであり、ＮａＯＨ浴（ロッシェル塩タイプ）
〔商品名：ＭＡＣ−５００Ａ，ＭＡＣ−５００Ｂ、奥野
製薬工業（株）製〕中で酒石酸ナトリウムカリウムから
なる錯化剤の存在化にホルムアルデヒドで銅イオンを水
素吸蔵合金粉末の表面に還元析出させ、その後、洗浄
し、乾燥した。

【００３４】上記のようにして銅メッキした水素吸蔵合
金粉末２０ｇにカルボキシメチルセルロース２．５５ｇ
と６０％ポリテトラフルオロエチレン水性分散液０．５
６ｇを添加し、さらに純水２ｍｌ以上を加え、充分に混
合した。得られた水素吸蔵合金粉末含有ぺーストを空孔
率９５容量％の銅発泡体からなる多孔質基体に塗布、充
填し、６０℃で充分に乾燥した。得られた負極の面積は
２ｃｍ×２ｃｍであった。

【００３５】また、正極を構成する空気極は次に示すよ
うにして作製した。６０ｍｌ以上の純水に０．５ｇのカ
ーボンＢＰ−２０００（商品名、ＣＡＢＯＴ社製）を添
加してから、１０分間攪拌し、さらに０．３６ｇの６０
％ポリテトラフルオロエチレン分散液を添加して２０分
間攪拌した。続いて１６ｍｌのｎ−ブタノールを入れて
２０分間攪拌した。その後、２００℃まで加熱しながら
２０分間攪拌した。冷却後ある程度練ってからこのぺー
ストを厚さが０．５ｍｍ、面積が２ｃｍ×２ｃｍの枠で
鉄製網に均一に塗布した後、８８２Ｎ／ｃｍ²の圧力で
３０秒間プレスした。得られた電極体を３００℃、１０
分間加熱した。次いでポリテトラフルオロエチレンシー
ト上に配置し、１７６４Ｎ／ｃｍ²の圧力で３０秒間プ
レスした。得られた空気極の面積は２ｃｍ×２ｃｍであ
った。

【００３６】電解質としては３０質量％の水酸化カリウ
ム水溶液を用いた。

【００３７】燃料源としてはＮａＢＨ₄を用い、これを
上記水酸化カリウム水溶液からなる電解質１００ｍｌに
０．２ｇの割合で添加し、混合して電解質中に含有させ
ておいた。

【００３８】そして、上記正極、負極、電解質、燃料源
などを用いて、図２に示す構造の燃料電池を作製した。

【００３９】実施例２この実施例２では、負極の作製にあたって、表面をポリ
アニリンで被覆した水素吸蔵合金を用いる。その水素吸
蔵合金の表面への被膜の形成は、次に示すように行っ
た。

【００４０】水素吸蔵合金としては、実施例１と同様に
組成がＭｍＮｉ_3.48Ｃｏ_0.74Ｍｎ_0. ₄Ａｌ_0.3（ここ
で、ＭｍはＬａ：３３％、Ｃｅ：４７％、Ｐｒ：５％、
Ｎｄ：１５％を含有するミッシュメタル）で表されるも
のを用いた。この水素吸蔵合金粉末２０ｇにカルボキシ
メチルセルロース２．５５ｇと６０％ポリテトラフルオ
ロエチレン水性分散液０．５６ｇを添加し、さらに純水
２ｍｌ以上を加え、充分に混合した。そして、その混合
液中に７％ポリアニリンＮＭＰ溶液〔ポリアニリンをＮ
ＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に濃度が７％にな
るように溶解させた溶液〕５ｇを加え、充分に混合し
て、水素吸蔵合金含有ぺーストを調製した。

【００４１】得られた水素吸蔵合金含有ぺーストを空孔
率９５容量％のニッケル発泡体からなる多孔質基体に塗
布、充填し、１００℃で１０分間予備乾燥した後、さら
に、７％ポリアニリンＮＭＰ溶液を電極体表面から含浸
させ、１５０℃で５時間真空乾燥して水素吸蔵合金の表
面にポリアニリンの被膜を形成した水素吸蔵合金電極か
らなる負極を得た。上記水素吸蔵合金の表面に形成した
ポリアニリン被膜によるポリアニリンの被覆量は水素吸
蔵合金１ｇに対して４７ｍｇであり、この水素吸蔵合金
電極からなる負極の面積１ｃｍ²に対するポリアニリン
の被覆量は７．６ｍｇであった。また、負極の面積は２
ｃｍ×２ｃｍであり、負極に使用された水素吸蔵合金は
０．８４ｇであった。

【００４２】正極を構成する空気極としては実施例１と
同様のものを用い、電解質としては実施例１と同様に３
０％水酸化カリウム水溶液を用い、燃料源としては実施
例１と同様にＮａＢＨ₄を用い、これを実施例１と同様
に電解質中に添加し、攪拌して電解質中に含有させてお
いた。

【００４３】そして、上記負極、正極、電解質、燃料源
などを用いた以外は、実施例１と同様に燃料電池を作製
した。

【００４４】比較例１実施例１と同様の組成を有する水素吸蔵合金粉末２０ｇ
にカルボキシメチルセルロース２．５５ｇと６０％ポリ
テトラフルオロエチレン水性分散液０．５６ｇを添加
し、さらに純水２ｍｌ以上を加え、充分に混合して水素
吸蔵合金粉末含有ぺーストを調製した。得られた水素吸
蔵合金粉末含有ぺーストを実施例２と同様のニッケル発
泡体からなる多孔質基体に塗布、充填し、１００℃で１
０分間予備乾燥した後、１５０℃で５時間真空乾燥して
水素吸蔵合金電極からなる負極を得た。

【００４５】そして、上記負極を用いた以外は、実施例
１と同様に燃料電池を作製した。

【００４６】上記実施例１〜２および比較例１の電池に
ついて放電容量を測定した。その結果を表２に示す。な
お、実施例１〜２の電池、比較例１の電池とも、燃料の
理論容量はいずれも１１２８ｍＡｈであり、放電容量の
測定は、各電池をそれぞれ放電電流１００ｍＡで電池電
圧が０．５Ｖに低下するまで放電することによって行っ
た。

【００４７】

【表２】

【００４８】表２に示すように、実施例１〜２の電池
は、比較例１の電池に比べて、放電容量が大きく、した
がって、実施例１〜２では、燃料の利用率が高く、電気
容量の損失が少ない高容量の燃料電池を提供することが
できた。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、燃料
の利用率が高く、電気容量の損失が少ない高容量の燃料
電池を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】水素吸蔵合金粉末の表面に銅メッキにより銅被
膜を形成する手順の一例を模式的に示す図である。

【図２】本発明に係る燃料電池の一例を模式的に示す断
面図である。

【符号の説明】

１正極２負極４ポリテトラフルオロエチレンの撥水性網状物からな
るセパレータ５スルホン化ポリプロピレン不織布からなるセパレー
タ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｚ (72)発明者柴田進介大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者柏野博志大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内Ｆターム(参考） 5H018 AA03 AS02 BB07 BB08 EE02 EE05 EE10 EE17 HH05 5H026 AA03 BB04 CX04 EE02 EE05 EE08 EE18 HH05 5H027 AA03 BA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水素吸蔵材料を導電性基体に固着してな
る負極と空気極からなる正極と電解質を有し、金属水素
化物を燃料源とする燃料電池であって、前記水素吸蔵材
料の表面に、負極からの水素ガスの発生を抑制すること
ができる被膜を形成したことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】導電性基体の表面に、負極からの水素ガ
スの発生を抑制することができる被膜を形成したことを
特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】被膜が、鉄、銅、チタン、マンガン、亜
鉛またはマグネシウムからなることを特徴とする請求項
１または２記載の燃料電池。
【請求項４】被膜が、導電性高分子からなることを特
徴とする請求項１または２記載の燃料電池。
【請求項５】導電性高分子が、ポリアニリンであるこ
とを特徴とする請求項４記載の燃料電池。
【請求項６】被膜によるポリアニリンの被覆量が、水
素吸蔵材料１ｇに対して３〜６０ｍｇであることを特徴
とする請求項５記載の燃料電池。
【請求項７】水素吸蔵材料が、水素吸蔵合金またはナ
ノチューブなどの炭素材料のうちの少なくとも１種から
なることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の
燃料電池。
【請求項８】負極の導電性基体が、水素発生触媒機能
を持たない鉄、銅、チタン、マンガン、亜鉛、マグネシ
ウムまたはそれらの金属をメッキしたものからなること
を特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項９】燃料源の金属水素化物が、ＮａＢＨ₄、
ＫＢＨ₄、ＬｉＡｌＨ₄、ＫＨおよびＮａＨよりなる群
から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする
請求項１〜８のいずれかに記載の燃料電池。
【請求項１０】電解質が、ＫＯＨ、ＮａＯＨおよびＬ
ｉＯＨよりなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカ
リ金属の水酸化物の水溶液からなることを特徴とする請
求項１〜９のいずれかに記載の燃料電池。