JP2004503068A5

JP2004503068A5 -

Info

Publication number: JP2004503068A5
Application number: JP2002509127A
Authority: JP
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2021-06-29

Claims

プロトン交換膜（４）、プロトン交換膜の片側の陽極触媒層（１，１６）、プロトン交換膜の反対側の陰極触媒層（７）、およびプロトン交換膜（４）の各側のガス分配層（３，５）から構成される固体高分子型燃料電池構造において、少なくとも１つのガス分配層（３，５）は、プロトン交換膜（４）に対向する表面に形成された水の流路（３ａ）または水性相の流路（３ａ）を有する平坦な多孔質構造であり、前記水または水性相の流路（３ａ）を備えるガス分配層（３、５）は、ガス分配層中の前記水または水性相の流路（３ａ）に連結される水または水性相入口流路と同一平面にある封止板（２，６）により密閉されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池構造。
陽極側ガス分配層（３）は、水または水性相の流路（３ａ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の構造。
水または水性相の流路（３ａ）は、幅が約５０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の構造。
水または水性相の流路（３ａ）は、深さが約１００〜３００μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の構造。
水または水性相の流路（３ａ）は、約２００〜１０００μｍの間隔で離れていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の構造。
陰極側ガス分配層（５）は、同一平面の封止板（６）により密閉された多孔質構造であることを特徴とする請求項２に記載の構造。
陰極側ガス分配層（５）は膜（４）に対向する表面に形成される水または水性相の流路（３ａ）を備え、かつガス分配層中の前記水または水性相の流路（３ａ）に連結される水または水性相の入口流路と同一平面にある封止板（６）により密閉されていることを特徴とする請求項６に記載の構造。
水または水性相の流路（３ａ）は、疎水性の被膜を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の構造。
双極板（１，７）が、膜（４）から離れた各封止板（２，６）の側面に設置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の構造。
各双極板（１，７）は、片側に陽極触媒層および反対側に陰極触媒層を備えることを特徴とする請求項９に記載の構造。
各双極板（１，７）の陰極層側は、少なくとも１つの陰極ガス流路（２２）を備え、かつ陽極層側は陽極ガス流路（１９）および少なくとも１つの水または水性相の入口（２０）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の構造。
陽極触媒層（１６）が、陽極側ガス分配層（３）上に設置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の構造。
陰極触媒層が、陰極側ガス分配層（５）上に設置されることを特徴とする請求項１２に記載の構造。
水は、プロトン導電材料である比較的無孔の層（１７）により、水または水性相の流路（３ａ）中に保持されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の構造。
少なくとも１つの触媒層（１６）が、膜（４）上に設置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の構造。
もう１つの触媒層が、膜（４）の反対側のガス分配層上に設置されることを特徴とする請求項１５に記載の構造。
水は、ガス透過性の高い材料である比較的無孔の層（１８）により、水または水性相の流路（３ａ）中に保持されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の構造。
水性相は、主に水およびメタノールの混合物から構成されることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の構造。