JP2005243270A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JP2005243270A
JP2005243270A JP2004047827A JP2004047827A JP2005243270A JP 2005243270 A JP2005243270 A JP 2005243270A JP 2004047827 A JP2004047827 A JP 2004047827A JP 2004047827 A JP2004047827 A JP 2004047827A JP 2005243270 A JP2005243270 A JP 2005243270A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
electrode
permeable membrane
fuel cell
buffer material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004047827A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seijiro Suda
精二郎 須田
Shuho Ri
洲鵬 李
Hinko Ryu
賓虹 劉
Kunihito Arai
邦仁 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Materials & Energy Res Inst To
Materials and Energy Research Institute Tokyo MERIT Ltd
Original Assignee
Materials & Energy Res Inst To
Materials and Energy Research Institute Tokyo MERIT Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Materials & Energy Res Inst To, Materials and Energy Research Institute Tokyo MERIT Ltd filed Critical Materials & Energy Res Inst To
Priority to JP2004047827A priority Critical patent/JP2005243270A/en
Publication of JP2005243270A publication Critical patent/JP2005243270A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an electric property of a fuel cell having a permeation membrane interposed between a fuel electrode and an oxidant electrode, using an alkaline aqueous solution of a metal-hydrogen complex compound, for example, sodium borohydrate as fuel. <P>SOLUTION: A metal ion, for example, a sodium ion generated by electrode reaction at the fuel electrode is diffused by a water-absorbent buffer material 6 by interposing a water-absorbent buffer material 6 between the fuel electrode 51 and the permeation membrane 3, and an effective sodium ion passing area on the permeation membrane is improved. Further, the movement of a sodium hydroxide into an oxidant electrode 41 is prevented and a water content in the permeation membrane is stabilized by interposing the buffer material between the oxidant electrode and the permeation membrane since the buffer material 6 absorbs the metal hydroxide, for example, a sodium hydroxide generated at the permeation membrane side of the oxidant electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えばテトラヒドロホウ酸塩などの金属水素錯化合物のアルカリ水溶液からなる燃料液が供給される燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell to which a fuel liquid comprising an alkaline aqueous solution of a metal hydrogen complex compound such as tetrahydroborate is supplied.

燃料電池は、負極及び正極に夫々燃料及び酸化剤を連続的に供給し、そのときに起こる化学反応により得られるエネルギーを電気的エネルギーに変換する装置であり、環境に易しいクリーンな動力源として注目を集めている。例えば、メタノールを改質して水素リッチなガスを取り出し、この水素リッチなガスを燃料として用いる燃料電池は従来から良く知られているが、最近において水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)などの水素化ホウ素錯化合物の液体燃料を用いた燃料電池(ボロハイドライド燃料電池)が検討されている。例えば、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)はアルカリ水溶液中において安定しており、BH4をBO2に変換するときの電気化学的電位がより卑になることから理論電圧が高く、また水素を発生させる改質器が不要であるなどの利点がある。この種の燃料電池は、特許文献1に記載されている。 A fuel cell is a device that continuously supplies fuel and an oxidant to the negative electrode and the positive electrode, respectively, and converts the energy obtained by the chemical reaction that takes place into electrical energy. Collecting. For example, a fuel cell that reforms methanol to extract a hydrogen-rich gas and uses this hydrogen-rich gas as a fuel has been well known, but recently, a borohydride such as sodium borohydride (NaBH4). A fuel cell (borohydride fuel cell) using a complex compound liquid fuel has been studied. For example, sodium borohydride (NaBH4) is stable in an alkaline aqueous solution, BH4 - the BO2 - theoretical voltage from the electrochemical potential is baser when converting to high, also to generate hydrogen There are advantages such as no need for a reformer. This type of fuel cell is described in Patent Document 1.

例えば、特許文献1には、図16に示すボロハイドライド燃料電池が記載されている。この燃料電池は、樹脂などの絶縁性のケース体11内を高分子電解質膜からなる透過膜12により2つの領域に区画し、一方の領域には酸化剤極13が透過膜12の一面側に接触して設けられ、また他方の領域には燃料極14が透過膜12の他面側に接触して設けられている。酸化剤極13及び燃料極14は、例えばニッケルなどの粒状焼結体或いは発泡体などの多孔質体を基材とし、その表面に白金、パラジウムなどの貴金属をメッキしたものなどが用いられる。更に酸化剤極13とケース体11の一方の側面との間には酸化剤、例えば空気を通流させる酸化剤流路部15が形成され、また燃料極14とケース体11の他方の側面との間には燃料を通流させる燃料流路部16が形成されている。   For example, Patent Document 1 describes a borohydride fuel cell shown in FIG. In this fuel cell, an insulating case body 11 such as a resin is partitioned into two regions by a permeable membrane 12 made of a polymer electrolyte membrane, and an oxidant electrode 13 is formed on one surface side of the permeable membrane 12 in one region. The fuel electrode 14 is provided in contact with the other surface side of the permeable membrane 12 in the other region. As the oxidant electrode 13 and the fuel electrode 14, for example, a granular sintered body such as nickel or a porous body such as foam is used as a base material, and a surface thereof plated with a noble metal such as platinum or palladium is used. Further, an oxidant passage 15 for allowing an oxidant, for example, air, to flow therethrough is formed between the oxidant electrode 13 and one side surface of the case body 11, and the fuel electrode 14 and the other side surface of the case body 11 A fuel flow path portion 16 for allowing fuel to flow therethrough is formed.

このような燃料電池においては、酸化剤流路部15に例えば加湿された空気を通流させると共に燃料流路部16に水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)のアルカリ水溶液である燃料を通流させると、燃料極14では下記の(1)式に示すように8電子反応が主として起こる。   In such a fuel cell, for example, when humidified air is allowed to flow through the oxidant flow path portion 15 and fuel that is an alkaline aqueous solution of sodium borohydride (NaBH4) is allowed to flow through the fuel flow path portion 16, In the fuel electrode 14, an eight-electron reaction mainly occurs as shown in the following formula (1).

NaBH4+8NaOH→NaBO2+6H2O+8Na+8e……(1)
燃料極14で生成したナトリウムイオン(Na)は、透過膜12を通過して酸化剤極13に移動し、電子は外部に接続された図示しない回路を通して酸化剤極13に受け渡される。そして、酸化剤極13では、下記の(2)式に示すように、外部に接続された回路を通して電子が受け渡され、外部から酸化剤として供給された酸素(O2)及び水(H2O)と、透過膜12から移動してきたナトリウムイオンとが触媒作用により反応して水酸化ナトリウムを生成する。また透過膜12から移動してきた水素イオンが酸素と反応して水を生成する反応も起こっている。
NaBH4 + 8NaOH → NaBO2 + 6H2O + 8Na + + 8e (1)
Sodium ions (Na + ) generated at the fuel electrode 14 pass through the permeable membrane 12 and move to the oxidant electrode 13, and the electrons are transferred to the oxidant electrode 13 through a circuit (not shown) connected to the outside. In the oxidizer electrode 13, as shown in the following formula (2), electrons are transferred through a circuit connected to the outside, and oxygen (O 2) and water (H 2 O) supplied as oxidizer from the outside The sodium ions that have moved from the permeable membrane 12 react with each other by a catalytic action to generate sodium hydroxide. There is also a reaction in which hydrogen ions moving from the permeable membrane 12 react with oxygen to produce water.

2O2+4H2O+8Na+8e→8NaOH……(2)
図16では燃料電池の基本構造を示しているが、実際に用いられる燃料電池スタックでは透過膜12、酸化剤極13及び燃料極14は接着剤により互に重ね合わされた膜・電極接合体として構成されている。しかしながら、透過膜12は例えば陽イオン透過性膜などからなる高分子電解質膜で作られていることから、透過膜12の両面が酸化剤極13及び燃料極14に夫々直接接触する構造にすると、製作過程あるいは構造体を燃料電池に組み込むときに透過膜12の膜表面を損傷するおそれがある。このように透過膜12が損傷すると、燃料が漏洩し所要の電気的特性が得らなくなる。
2O 2 + 4H 2 O + 8Na + + 8e → 8 NaOH (2)
FIG. 16 shows the basic structure of the fuel cell, but in a fuel cell stack that is actually used, the permeable membrane 12, the oxidant electrode 13, and the fuel electrode 14 are configured as a membrane / electrode assembly that is overlapped with each other by an adhesive. Has been. However, since the permeable membrane 12 is made of a polymer electrolyte membrane made of, for example, a cation permeable membrane, if both surfaces of the permeable membrane 12 are in direct contact with the oxidant electrode 13 and the fuel electrode 14, respectively, There is a risk of damaging the membrane surface of the permeable membrane 12 when the fabrication process or structure is incorporated into the fuel cell. If the permeable membrane 12 is damaged in this manner, the fuel leaks and the required electrical characteristics cannot be obtained.

また、上記の(1)式に示すように燃料極14で生成したナトリウムイオンは、透過膜12を通過して酸化剤極13に移動するが、透過膜12に接触する燃料極14の一面側では、触媒反応によって電離したナトリウムイオンが透過膜12の表面全体に均一に分散しないことから透過膜12におけるナトリウムイオンの有効通過面積が生かされていない。また燃料極14においては下記に示す(3)式及び(4)式の反応が起こっており、そのため、発生する水素ガスの気泡が透過膜12の表面に吸着するので、同様に透過膜12におけるナトリウムイオンの有効通過面積が減り、この結果、出力電圧が低下してしまうという問題がある。   Further, as shown in the above equation (1), sodium ions generated at the fuel electrode 14 pass through the permeable membrane 12 and move to the oxidizer electrode 13, but one side of the fuel electrode 14 that contacts the permeable membrane 12. In this case, the sodium ions ionized by the catalytic reaction are not uniformly dispersed over the entire surface of the permeable membrane 12, so that the effective passage area of sodium ions in the permeable membrane 12 is not utilized. Further, in the fuel electrode 14, the reactions of the following formulas (3) and (4) occur, so that the generated hydrogen gas bubbles are adsorbed on the surface of the permeable membrane 12. There is a problem that the effective passage area of sodium ions is reduced, and as a result, the output voltage is lowered.

BH4+8OH→BO2+6H2O+8e……(3)
BH4+4OH→BO2+2H2O+2H2+4e……(4)
更にまた、透過膜12に接触する酸化剤極13の一面側では、上述のように(2)式の反応が起こっており、この一面側の表面部に生成された水酸化ナトリウム(NaOH)が、多孔質体である酸化剤極13の内部に溜まり、酸化剤極13における触媒反応が阻害されるという問題がある。更に、蒸発により透過膜の水分が失われてナトリウムイオンの移動抵抗が増加するため、このことが出力低下の要因にもなっている。
BH4 - + 8OH - → BO2 - + 6H2O + 8e - ...... (3)
BH4 + 4OH → BO2 + 2H2O + 2H2 + 4e (4)
Furthermore, as described above, the reaction of the formula (2) occurs on one surface side of the oxidant electrode 13 that contacts the permeable membrane 12, and sodium hydroxide (NaOH) generated on the surface portion on this one surface side is generated. There is a problem that the oxidant electrode 13 which is a porous body accumulates inside the oxidant electrode 13 and the catalytic reaction in the oxidant electrode 13 is inhibited. Furthermore, the moisture of the permeable membrane is lost due to evaporation and the movement resistance of sodium ions is increased. This also causes a decrease in output.

特開2002−50375(図2)JP 2002-50375 (FIG. 2)

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電離した金属イオンに対する透過膜の移動抵抗を小さくして電気特性を向上させる燃料電池を提供することにある。更に本発明の他の目的は、酸化剤極の内部に溜まる金属水酸化物を抑えることで電気特性を向上させる燃料電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel cell in which electric resistance is improved by reducing the movement resistance of a permeable membrane with respect to ionized metal ions. Still another object of the present invention is to provide a fuel cell that improves electrical characteristics by suppressing metal hydroxide accumulated in the oxidizer electrode.

本発明は、燃料極と酸化剤極との間に透過膜を介在させ、燃料として金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を用いる燃料電池において、前記燃料極と透過膜との間に吸水性の緩衝材を設けたことを特徴とする。この燃料電池は、前記緩衝材が燃料の流路部を兼用してもよい。この場合、前記燃料極と緩衝材との間に、燃料と通流させるための液流拡散体により構成された流路部を備えた構造であってもよいし、前記燃料極における透過膜の反対側に設けられ、燃料を通流させるための流路部を備えた構造であってもよい。   The present invention relates to a fuel cell in which a permeable membrane is interposed between a fuel electrode and an oxidizer electrode and an alkaline aqueous solution of a metal hydride complex is used as a fuel, and a water absorbing buffer material between the fuel electrode and the permeable membrane. Is provided. In this fuel cell, the buffer material may also serve as a fuel flow path. In this case, the fuel electrode and the buffer material may be provided with a flow path portion constituted by a liquid flow diffuser for allowing the fuel to flow, or the permeable membrane of the fuel electrode may be provided. The structure provided with the flow path part provided in the other side and allowing a fuel to flow through may be sufficient.

更に他の本発明は、燃料極と酸化剤極との間に透過膜を介在させ、燃料として金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を用いる燃料電池において、前記酸化剤極と透過膜との間に吸水性の緩衝材を設けたことを特徴とする。また、この燃料電池においては、緩衝材に吸収された金属水酸化物例えば水酸化ナトリウム水溶液を排出する排出口を設けることが好ましい。   In still another aspect of the present invention, in a fuel cell in which a permeable membrane is interposed between a fuel electrode and an oxidant electrode and an alkaline aqueous solution of a metal hydride complex is used as a fuel, water absorption is performed between the oxidant electrode and the permeable membrane. A characteristic buffer material is provided. In this fuel cell, it is preferable to provide a discharge port for discharging a metal hydroxide absorbed by the buffer material, such as a sodium hydroxide aqueous solution.

前記緩衝材は、例えばカーボンペーパ、カーボンクロス(織布)又は不織布が用いられる。また前記金属水素錯化合物は、例えば水素化ホウ素錯化合物である。   For example, carbon paper, carbon cloth (woven fabric) or non-woven fabric is used as the buffer material. The metal hydrogen complex compound is, for example, a borohydride complex compound.

本発明によれば、燃料極と透過膜との間に吸水性の緩衝材を介在させることにより、燃料が緩衝材に吸収されて保水される。このため燃料中の金属イオン例えばナトリウムイオンが緩衝材の中を拡散しながら移動するので、つまりこの緩衝材が金属イオンの通流に対するバッファになるので、透過膜における金属イオンの有効通過面積が向上して金属イオンの通過がスムーズになり、電気特性が向上する。   According to the present invention, by interposing a water-absorbing buffer material between the fuel electrode and the permeable membrane, the fuel is absorbed by the buffer material and retained. For this reason, metal ions such as sodium ions in the fuel move while diffusing in the buffer material, that is, the buffer material acts as a buffer against the flow of metal ions, so the effective passage area of metal ions in the permeable membrane is improved As a result, the passage of metal ions becomes smooth and the electrical characteristics are improved.

また他の発明によれば、酸化剤極と透過膜との間に吸水性の緩衝材を介在させることにより、酸化剤極側にて生成した電極反応の生成物(発電生成物)である金属水酸化物例えば水酸化ナトリウム水溶液が緩衝材により吸収される。このため酸化剤極の内部への移動が防止されると共に透過膜における含水率が安定化してナトリウムイオンの移動抵抗の増加が解消されるので電気特性が向上する。   According to another invention, a metal that is a product of an electrode reaction (power generation product) generated on the oxidant electrode side by interposing a water-absorbing buffer material between the oxidant electrode and the permeable membrane. Hydroxides such as aqueous sodium hydroxide are absorbed by the buffer material. For this reason, movement to the inside of the oxidizer electrode is prevented, and the moisture content in the permeable membrane is stabilized, and the increase in sodium ion migration resistance is eliminated, so that the electrical characteristics are improved.

〔第1の実施の形態〕
本発明に係る燃料電池の第1の実施の形態の基本構成について図1及び図2を参照しながら説明する。図1において、2は角型のケース体であり、このケース体2内は透過膜3により酸化剤極(正極)室4と燃料極(負極)室5とに区画されている。酸化剤極室4には、板状の酸化剤極41がその一面側を透過膜3に接触するように設けられると共に、酸化剤極41の他面側とケース体2との間には、例えば空気などの酸化剤を通流させる流路部42が形成されている。この流路部42には、酸化剤供給路43及び排出路44が接続されており、酸化剤供給路43には、上流側から酸化剤供給源45、供給ポンプ46、加湿手段47及び加熱手段48がこの順に設けられている。
[First Embodiment]
A basic configuration of the first embodiment of the fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a rectangular case body, and the inside of the case body 2 is divided into an oxidant electrode (positive electrode) chamber 4 and a fuel electrode (negative electrode) chamber 5 by a permeable membrane 3. In the oxidant electrode chamber 4, a plate-like oxidant electrode 41 is provided so that one surface side thereof is in contact with the permeable membrane 3, and between the other surface side of the oxidant electrode 41 and the case body 2, For example, a flow path portion 42 through which an oxidizing agent such as air flows is formed. An oxidant supply path 43 and a discharge path 44 are connected to the flow path portion 42. The oxidant supply path 43 is connected to the oxidant supply path 43 from the upstream side by an oxidant supply source 45, a supply pump 46, a humidifying means 47, and a heating means. 48 are provided in this order.

燃料極室5には、板状の燃料極51が透過膜3と対向するように配置され、燃料極51の一面側と透過膜3との間には、例えばカーボンペーパからなる例えば厚さ0.25mmの吸水性の緩衝材6が介在している。より詳しくは、緩衝材6は透過膜3の有効領域と同じ大きさの層をなす面状体として構成されている。また燃料極51の他面側とケース体2との間には、燃料を通流させる第1の流路部52が形成されている。この第1の流路部52には、燃料供給路70及び排出路71が接続されており、前記燃料供給路70には供給ポンプ72が介設されている。また燃料供給路70の上流側と排出路71の下流側との間には燃料供給源である燃料貯槽73が介在しており、燃料供給路70及び排出路71により燃料の循環路が構成されている。   A plate-like fuel electrode 51 is disposed in the fuel electrode chamber 5 so as to face the permeable membrane 3. Between the one surface side of the fuel electrode 51 and the permeable membrane 3, for example, a thickness of 0 made of carbon paper, for example, is formed. A buffer material 6 having a water absorption of 25 mm is interposed. More specifically, the buffer material 6 is configured as a planar body that forms a layer having the same size as the effective area of the permeable membrane 3. Further, a first flow path portion 52 through which fuel flows is formed between the other surface side of the fuel electrode 51 and the case body 2. A fuel supply path 70 and a discharge path 71 are connected to the first flow path portion 52, and a supply pump 72 is interposed in the fuel supply path 70. A fuel storage tank 73 as a fuel supply source is interposed between the upstream side of the fuel supply path 70 and the downstream side of the discharge path 71, and a fuel circulation path is constituted by the fuel supply path 70 and the discharge path 71. ing.

以上の燃料電池において、ケース体2を構成する材料としては、絶縁材が有利であり、例えば絶縁性セラミックス、樹脂及び金属酸化物などが用いられる。透過膜3としては例えば陽イオン透過性膜などからなる高分子電解質膜を用いることができ、陽イオン透過性膜としては例えば商品名「ナフィオン」(デュポン株式会社社製)を用いることができるが、陰イオン透過性膜あるいは陽イオン、陰イオンの両方を透過する双極性透過膜などを用いることができる。この実施の形態では、沸騰している水酸化ナトリウム水溶液の前記「ナフィオン」を浸漬して煮沸処理したものを使用している。「ナフィオン」はフッ素樹脂を骨格としてこのフッ素樹脂中の炭素にSO3イオンが結合しており、このイオンに水素イオン(H)が吸着している状態である。そこで水酸化ナトリウムにより煮沸処理すると水素イオン(H)がナトリウムイオン(Na)により置き換わる。即ち市販の上記の透過膜は交換基がスルホン酸型(SO3H)であるが、水酸化ナトリウム水溶液により処理することでナトリウム型(SO3Na)に変わったことになる。 In the fuel cell described above, an insulating material is advantageous as a material constituting the case body 2, and for example, insulating ceramics, resins, metal oxides, and the like are used. As the permeable membrane 3, for example, a polymer electrolyte membrane made of a cation permeable membrane or the like can be used. As the cation permeable membrane, for example, a trade name “Nafion” (manufactured by DuPont) can be used. An anion permeable membrane or a bipolar permeable membrane that transmits both cations and anions can be used. In this embodiment, a boiling sodium hydroxide aqueous solution obtained by immersing the “Nafion” and boiling it is used. "Nafion" is a state in which SO3 - ions are bonded to carbon in the fluororesin using a fluororesin as a skeleton, and hydrogen ions (H + ) are adsorbed to these ions. Therefore, when boiling with sodium hydroxide, hydrogen ions (H + ) are replaced by sodium ions (Na + ). That is, in the above-mentioned commercially available permeable membrane, the exchange group is sulfonic acid type (SO3H), but it is changed to sodium type (SO3Na) by treatment with an aqueous solution of sodium hydroxide.

酸化剤極41及び燃料極51としては、白金を分散した炭素又は鉄、ニッケル、クロム、銅、白金、パラジウムなどの金属あるいはそれらの金属の合金が用いられ、発電効率や耐久性がよく、低コストという点でニッケル又はニッケル・クロム合金の多孔質体、例えば粒状焼結体や発泡体を基材とし、その表面に白金、パラジウムなどの貴金属からなる触媒をメッキして触媒層を形成したものなどが用いられる。この第1の実施の形態では酸化剤極41及び燃料極51として、例えば多孔質体の基材の両面に触媒層が形成されたものを用いている。   As the oxidant electrode 41 and the fuel electrode 51, platinum dispersed carbon or metal such as iron, nickel, chromium, copper, platinum, palladium, or an alloy of these metals is used, and power generation efficiency and durability are good and low. In terms of cost, a nickel or nickel-chromium alloy porous body, such as a granular sintered body or foam, is used as a base material, and a catalyst layer is formed by plating a catalyst made of noble metal such as platinum or palladium on the surface. Etc. are used. In the first embodiment, as the oxidant electrode 41 and the fuel electrode 51, for example, those having catalyst layers formed on both surfaces of a porous base material are used.

燃料極51としては、上記の電極材料を用いてもよいが、特に好ましいのは水素吸蔵合金又はその水素化物である。この水素吸蔵合金又はその水素化物は、水素を可逆的に吸収、放出し得るものであれば特に制限はなく、例えばMg2Ni合金、Mg2NiとMgとの共晶合金のようなMg2Ni系合金のA2B型合金、ZrNi2系合金、TiNi2系合金などのラベス相系AB2型合金、TiFe系合金のようなAB型合金、LaNi5系合金のようなAB5型合金、TiV2系合金のようなBCC型合金の中から任意に選ぶことができる。   As the fuel electrode 51, the above electrode material may be used, but a hydrogen storage alloy or a hydride thereof is particularly preferable. This hydrogen storage alloy or its hydride is not particularly limited as long as it can reversibly absorb and release hydrogen. For example, Mg2Ni alloy, Mg2Ni alloy such as Mg2Ni and Mg eutectic alloy, A2B type Alloys, ZrNi2 alloys, TiNi2 alloys and other Laves phase AB2 alloys, ABFe alloys such as TiFe alloys, AB5 alloys such as LaNi5 alloys, and BCC alloys such as TiV2 alloys You can choose arbitrarily.

この中で好ましいのは、LaNi4.7Al0.3合金、MmNi0.35Mn0.4Al0.3Co0.75合金(但しMmはミッシュメタル)、MmNi3.75Co0.75Mn0.20Al0.30合金(但しMmはミッシュメタル)、Ti0.5Zr0.5Mn0.8Cr0.8Ni0.4、Ti0.5Zr0.5Mn0.5Cr0.5Ni、Ti0.5Zr0.5V0.75Ni1.25、Ti0.5Zr0.5V0.5Ni1.5、Ti0.1Zr0.9V0.2Mn0.6Co0.1Ni1.1、MmNi3.87Co0.78Mn0.10Al0.38(但しMmはミッシュメタル)などである。   Among these, LaNi4.7Al0.3 alloy, MmNi0.35Mn0.4Al0.3Co0.75 alloy (where Mm is Misch metal), MmNi3.75Co0.75Mn0.20Al0.30 alloy (where Mm is Misch metal), Ti0.5Zr0.5Mn0.8Cr0.8Ni0.4, Ti0.5Zr0.5Mn0.5Cr0.5Ni, Ti0.5Zr0.5V0.75Ni1.25, Ti0.5Zr0.5V0.5Ni1.5, Ti0.1Zr0.9V0.2Mn0. 6Co0.1Ni1.1, MmNi3.87Co0.78Mn0.10Al0.38 (where Mm is Misch metal).

これらの水素吸蔵合金又はその水素化物は、表面をフッ化処理することにより、その性能を著しく高めることができる。即ち、このようなフッ化処理を行うことにより、接触する負極液に対する耐腐食性が付与され、且つ長時間に亘って高い発電容量を維持しうる。このフッ化処理は、例えば水素吸蔵合金又はその水素化物をフッ化剤含有水溶液中に浸漬し、その表面をフッ素化することによって行われる。   The performance of these hydrogen storage alloys or hydrides thereof can be significantly improved by subjecting the surface to fluorination treatment. That is, by performing such a fluorination treatment, corrosion resistance to the contacting negative electrode solution is imparted, and a high power generation capacity can be maintained for a long time. This fluorination treatment is performed, for example, by immersing a hydrogen storage alloy or a hydride thereof in an aqueous solution containing a fluorinating agent and fluorinating the surface.

酸化剤極41に供給される酸化剤としては、酸素ガス又は空気であってもよいが、既述の(2)式の反応が進行するためには図1に示すように、これら酸化剤ガス中に例えば加湿器47により水分を含ませることが好ましい。また酸化剤はガスに限られず、活性酸素発生剤水溶液、例えば過酸化水素などの過酸化物の水溶液であってもよい。   The oxidant supplied to the oxidant electrode 41 may be oxygen gas or air. However, in order for the reaction of formula (2) described above to proceed, as shown in FIG. It is preferable that moisture be included in the humidifier 47, for example. The oxidizing agent is not limited to a gas, and may be an aqueous solution of an active oxygen generator, for example, an aqueous solution of a peroxide such as hydrogen peroxide.

燃料としては、金属水素錯化合物のアルカリ水溶液が用いられ、金属水素錯化合物としては例えば水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)、水素化ホウ素カリウム(KBH4)、または水素化ホウ素リチウム(LiBH4)などの水素化ホウ素錯化合物を挙げることができるが、その他に水素化アルミニウムリチウム(LiAlH4)、水素化ホウ素亜鉛(Zn(BH4)2)などを挙げることができる。アルカリ水溶液としては、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物を用いることができる。アルカリ水溶液の濃度は、あまり高濃度にすると金属水素錯化合物が溶解しにくくなるので、例えば30重量%の範囲で選択することが好ましく、例えば20重量%に調製される。金属水素錯化合物は、目的とする発電容量及びアルカリ水溶液に対する溶解性を考慮して例えば0.1〜50重量%の濃度で用いるのが好ましい。   As the fuel, an alkali aqueous solution of a metal hydride complex is used. Examples of the metal hydride complex include hydrogenation such as sodium borohydride (NaBH4), potassium borohydride (KBH4), or lithium borohydride (LiBH4). Examples of the boron complex compound include lithium aluminum hydride (LiAlH4) and zinc borohydride (Zn (BH4) 2). As the alkaline aqueous solution, for example, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide can be used. If the concentration of the aqueous alkali solution is too high, the metal-hydrogen complex compound becomes difficult to dissolve, so it is preferably selected within the range of 30% by weight, for example, 20% by weight. The metal hydrogen complex compound is preferably used at a concentration of, for example, 0.1 to 50% by weight in consideration of the desired power generation capacity and solubility in an alkaline aqueous solution.

緩衝材6としては、一般にカーボンペーパ、カーボンクロス(織布)及び不織布が、導電性且つ耐腐食性を有するため好ましく用いられる。その他に耐腐食性を付与したパルプなどよりなるシート又は不織布、ポリビニールアルコールなどの合成ポリマーよりなる不織布も用いることができる。なお、前記シートや不織布を用いる場合、カーボンを含む顔料を染み込ませることが導電性を確保する上で好ましい。   Generally, carbon paper, carbon cloth (woven fabric), and nonwoven fabric are preferably used as the buffer material 6 because they have electrical conductivity and corrosion resistance. In addition, a sheet or nonwoven fabric made of pulp or the like imparted with corrosion resistance, or a nonwoven fabric made of a synthetic polymer such as polyvinyl alcohol can be used. In addition, when using the said sheet | seat and a nonwoven fabric, it is preferable when ensuring the electroconductivity to infiltrate the pigment containing carbon.

次にこの実施の形態の作用について図1及び図2を参照しながら説明する。酸化剤供給源45からの酸化剤例えば空気を供給ポンプ46により酸化剤極室4の流路部42に供給する。ここで酸化剤を流路部42に供給する前に加湿器47により例えば絶対温度で30〜70%程度に加湿し、更に加熱器48で必要な温度、例えば40〜90℃に加熱する。流路部42を通流した空気は排出路44から排出される。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. An oxidant such as air from the oxidant supply source 45 is supplied to the flow path portion 42 of the oxidant electrode chamber 4 by the supply pump 46. Here, before supplying the oxidizing agent to the flow path portion 42, the humidifier 47 humidifies the absolute temperature to, for example, about 30 to 70%, and further the heater 48 heats to a necessary temperature, for example, 40 to 90 ° C. The air that has flowed through the flow path portion 42 is discharged from the discharge path 44.

一方燃料貯槽73から例えば水酸化ホウ素ナトリウムを水酸化ナトリウムに溶解させてなる燃料を供給ポンプ72により燃料極室5の第1の流路部52に供給する。この例では第1の流路部52から排出された燃料は燃料貯槽73に戻され、循環される。燃料は多孔質体である燃料極51内に浸透していき、このとき従来技術の項目でも述べたように(4)式(既述の(1)式に相当する)で示される8電子反応が主として起こり、また(5)式で示される4電子反応も起こっていると考えられる。   On the other hand, for example, a fuel obtained by dissolving sodium borohydride in sodium hydroxide is supplied from the fuel storage tank 73 to the first flow path portion 52 of the fuel electrode chamber 5 by the supply pump 72. In this example, the fuel discharged from the first flow path portion 52 is returned to the fuel storage tank 73 and circulated. The fuel permeates into the fuel electrode 51, which is a porous body. At this time, as described in the section of the prior art, the 8-electron reaction represented by the formula (4) (corresponding to the formula (1) described above). It is considered that the four-electron reaction represented by the formula (5) has also occurred.

NaBH4+8NaOH→NaBO2+6H2O+8Na+8e……(4)
NaBH4+4NaOH→NaBO2+2H2O+2H2+4Na+4e……(5)
このようにして外部に接続された回路に燃料極51から電子が取り出されると共に、燃料中のナトリウムイオンが、燃料を保水した緩衝材6及び透過膜3を通って酸化剤極室4側に移動し、既述の(2)式にも示したようにナトリウムイオンと酸素及び水分とから水酸化ナトリウムが生成される。
NaBH 4 +8 NaOH → NaBO 2 + 6H 2 O + 8Na + + 8e (4)
NaBH 4 + 4NaOH → NaBO 2 + 2H 2 O + 2H 2 + 4Na + + 4e (5)
In this way, electrons are taken out from the fuel electrode 51 to the circuit connected to the outside, and sodium ions in the fuel move to the oxidant electrode chamber 4 side through the buffer material 6 and the permeable membrane 3 holding the fuel. However, sodium hydroxide is generated from sodium ions, oxygen, and moisture as shown in the above-described equation (2).

このような実施の形態によれば、透過膜3と燃料極51との間に吸水性の緩衝材6を介在させているので次のような効果がある。燃料極51での電極反応によって電離した金属イオンであるナトリウムイオンが、保水された緩衝材6の中を拡散しながら自由に移動する。このように緩衝材6によって拡散されたナトリウムイオンは、緩衝材6と面接触している透過膜3の表面全体に均一に分散するので、透過膜3におけるナトリウムイオンの有効通過面積が向上してナトリウムイオンの通過がスムーズになる。   According to such an embodiment, since the water-absorbing buffer material 6 is interposed between the permeable membrane 3 and the fuel electrode 51, the following effects are obtained. Sodium ions, which are metal ions ionized by the electrode reaction at the fuel electrode 51, freely move while diffusing in the buffer material 6 that has been retained. Since the sodium ions diffused by the buffer material 6 are uniformly dispersed over the entire surface of the permeable membrane 3 that is in surface contact with the buffer material 6, the effective passage area of sodium ions in the permeable membrane 3 is improved. Smooth passage of sodium ions.

また、従来の項目でも述べたように透過膜3に接触する燃料極51の一面側では下記に示す(6)式及び(7)式(既述の(3)式及び(4)式に相当する)の反応が起こっており、燃料極51での電極反応が進むにつれて燃料極51の透過膜3側で生成された下記の(6)式に示した4電子反応の水素ガスの生成により発生した気泡が、吸水性の緩衝材6に捕獲されるので、透過膜3に付着することが低減され、この結果、透過膜3におけるナトリウムイオンの通過面積が向上してナトリウムイオンの通過がスムーズになり、従って、後述の実施例からも明らかなように電気特性が向上する。   Further, as described in the conventional item, on the one surface side of the fuel electrode 51 in contact with the permeable membrane 3, the following expressions (6) and (7) (corresponding to the expressions (3) and (4) described above) Generated by the generation of hydrogen gas in the four-electron reaction shown in the following equation (6) generated on the permeable membrane 3 side of the fuel electrode 51 as the electrode reaction at the fuel electrode 51 proceeds. The trapped air bubbles are trapped in the water-absorbing buffer material 6, so that the adhesion to the permeable membrane 3 is reduced. As a result, the passage area of sodium ions in the permeable membrane 3 is improved and the passage of sodium ions is smooth. Therefore, the electrical characteristics are improved as is apparent from the examples described later.

BH4+8OH→BO2+6H2O+8e……(6)
BH4+4OH→BO2+2H2O+2H2+4e……(7)
更に燃料極51と透過膜3とを直接接触させることなく、これらの間に吸水性の緩衝材を介在させることで、透過膜3の膜表面の損傷の発生を抑え、燃料極室5から酸化剤極室4への燃料漏れの防止に役立つ。
BH4 - + 8OH - → BO2 - + 6H2O + 8e - ...... (6)
BH4 + 4OH → BO2 + 2H2O + 2H2 + 4e (7)
Further, the fuel electrode 51 and the permeable membrane 3 are not brought into direct contact with each other, and a water-absorbing buffer material is interposed therebetween, thereby suppressing the occurrence of damage to the membrane surface of the permeable membrane 3 and oxidizing from the fuel electrode chamber 5. This is useful for preventing fuel leakage to the agent electrode chamber 4.

〔第2の実施の形態〕
本発明に係る燃料電池の第2の実施の形態の基本構成について図3を参照しながら説明する。この燃料電池は、第1の実施の形態の燃料電池において、燃料極51と透過膜3との間に介設した保水性の緩衝材3に燃料を供給するように構造を工夫したものである。即ち、前記燃料供給流路70及び排出路71に分流供給路74及び分流排出路75を夫々設け、緩衝材6の上部側及び下部側に前記分流供給路74及び分流排出路75を夫々接続し、前記分流供給路74から燃料を緩衝材6に供給し、緩衝材6を通って分流排出路75から燃料が排出される構造である。この場合、緩衝材6の厚さを例えば0.25mmにすることで、当該緩衝材6は、燃料の流路部としての役割を果たすことになる。
[Second Embodiment]
The basic configuration of the second embodiment of the fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIG. In this fuel cell, the structure is devised so that fuel is supplied to the water retention buffer material 3 interposed between the fuel electrode 51 and the permeable membrane 3 in the fuel cell of the first embodiment. . That is, the fuel supply flow path 70 and the discharge path 71 are provided with a flow dividing supply path 74 and a flow dividing discharge path 75, respectively, and the flow dividing supply path 74 and the flow dividing discharge path 75 are connected to the upper side and the lower side of the cushioning material 6, respectively. The fuel is supplied from the diversion supply path 74 to the buffer material 6, and the fuel is discharged from the diversion discharge path 75 through the buffer material 6. In this case, by setting the thickness of the buffer material 6 to, for example, 0.25 mm, the buffer material 6 serves as a fuel flow path portion.

この実施の形態の作用について述べると、流路部52及び緩衝材6に供給された燃料は、多孔質体である燃料極51の一面側及び他面側から浸透していき、上述したように8電子反応及び4電子反応が起こる。電極反応によってフリーになった金属イオンであるナトリウムイオンは、燃料で保水された緩衝材6の中を拡散しながら透過膜3を通過して酸化剤極室4側の酸化剤極41に到達し、既述の(2)式にも示したようにナトリウムイオンと酸素及び水分とから水酸化ナトリウムが生成される。   Describing the operation of this embodiment, the fuel supplied to the flow path portion 52 and the buffer material 6 permeates from one side and the other side of the fuel electrode 51, which is a porous body, as described above. An 8-electron reaction and a 4-electron reaction occur. Sodium ions, which are metal ions freed by the electrode reaction, pass through the permeable membrane 3 while diffusing through the buffer material 6 retained by the fuel, and reach the oxidant electrode 41 on the oxidant electrode chamber 4 side. As shown in the above-described equation (2), sodium hydroxide is generated from sodium ions, oxygen and moisture.

このような構造であっても第1の実施の形態の燃料電池と同様な効果を得ることができると共に、緩衝材6が燃料の流路部としての役割を果たすので、燃料極51の一面側及び他面側の両方から燃料を接触させることができる。そして、新しい燃料が燃料極51における透過膜3側の面に拡散するので、この部分で活発に電極反応が起こり、そこでフリーになったナトリウムイオンが、燃料極51を通らずにそのまま緩衝材6を介して透過膜3に移動するので、ナトリウムイオンの移動抵抗がより一層小さくなる。   Even with such a structure, the same effect as that of the fuel cell according to the first embodiment can be obtained, and the buffer material 6 serves as a fuel flow path portion. And the fuel can be brought into contact from both the other side. Then, since new fuel diffuses to the surface of the fuel electrode 51 on the side of the permeable membrane 3, an active electrode reaction occurs in this portion, and free sodium ions pass through the buffer electrode 6 without passing through the fuel electrode 51. Therefore, the movement resistance of sodium ions is further reduced.

〔第3の実施の形態〕
本発明に係る燃料電池の第3の実施の形態の基本構成について図4を参照しながら説明する。この燃料電池は、第1の実施の形態の燃料電池において、燃料極51と緩衝材6との間に燃料の第2の流路部をなす液流拡散体、例えば板状に形成された網状構造体であるニッケルネット53を介設したものである。即ち、前記燃料供給流路70及び排出路71に分流供給路76及び分流排出路77を夫々設け、ニッケルネットの上部側及び下部側に前記分流供給路76及び分流排出路77を夫々接続させ、前記分流供給路76から燃料をニッケルネット53に供給し、ニッケルネット53を通って分流排出路77から燃料が排出される構造である。燃料極51と緩衝材6との間の燃料の第2の流路部はニッケルネット51などの網状構造体に限られないが、燃料が流路部を通流するときに燃料極53に接触する燃料ができるだけ拡散して入れ替わることができるように燃料を攪拌するものが好ましく、このため単なる空間とするよりも燃料が衝突しながら流れる構造のものという点で拡散層ともいうべき網状構造体が好ましい。この第2の流路部としては、他に多孔質シート、発泡シートなどを挙げることができる。
[Third Embodiment]
The basic configuration of the third embodiment of the fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIG. This fuel cell is the same as that of the fuel cell of the first embodiment, but is a liquid flow diffuser that forms a second flow path portion of fuel between the fuel electrode 51 and the buffer material 6, for example, a net-like shape formed in a plate shape. A nickel net 53 as a structure is interposed. That is, the fuel supply flow path 70 and the discharge path 71 are provided with a flow dividing supply path 76 and a flow dividing discharge path 77, respectively, and the flow dividing supply path 76 and the flow dividing discharge path 77 are connected to the upper side and the lower side of the nickel net, respectively. The fuel is supplied from the diversion supply path 76 to the nickel net 53, and the fuel is discharged from the diversion discharge path 77 through the nickel net 53. The second flow path portion of the fuel between the fuel electrode 51 and the buffer material 6 is not limited to the net-like structure such as the nickel net 51, but contacts the fuel electrode 53 when the fuel flows through the flow path portion. It is preferable to stir the fuel so that the fuel can be diffused and replaced as much as possible. Therefore, a network structure that can also be referred to as a diffusion layer in terms of a structure in which the fuel flows while colliding rather than a simple space. preferable. Other examples of the second flow path part include a porous sheet and a foamed sheet.

この実施の形態の作用について図5の(a)を参照しながら説明すると、第1の流路部52に供給された燃料では、上述した作用を呈し、ニッケルネット53に供給された燃料では、ニッケルネット53により拡散されるので、そのときの攪拌作用が働いて燃料極51に接触、浸透しながら下流側に移動する。このときにニッケルネット53を流れている燃料である水素化ホウ素ナトリウムが燃料極51の表面の触媒層に接触して電極反応が起こり、その結果電荷担体であるナトリウムイオンがフリーな状態になり、このナトリウムイオンは、燃料で保水された緩衝材6の中を拡散しながら透過膜3を通過して酸化剤極室4側の酸化剤極41に到達し、既述の(2)式にも示したようにナトリウムイオンと酸素及び水分とから水酸化ナトリウムが生成される。   The operation of this embodiment will be described with reference to (a) of FIG. 5. The fuel supplied to the first flow path portion 52 exhibits the above-described operation, and the fuel supplied to the nickel net 53 Since it is diffused by the nickel net 53, the stirring action at that time works to move downstream while contacting and penetrating the fuel electrode 51. At this time, sodium borohydride, which is the fuel flowing through the nickel net 53, contacts the catalyst layer on the surface of the fuel electrode 51 to cause an electrode reaction. As a result, sodium ions, which are charge carriers, become free, The sodium ions diffuse through the buffer material 6 retained by the fuel and pass through the permeable membrane 3 to reach the oxidant electrode 41 on the oxidant electrode chamber 4 side. As shown, sodium hydroxide is produced from sodium ions, oxygen and moisture.

このような構造であっても第1の実施の形態と同様な効果を得ることができると共に、燃料極51と緩衝材6との間に第2の流路部であるニッケルネット53を介在させているので、ニッケルネット53に接する燃料極51の一面側の電極反応によって生成したナトリウムイオンは燃料極51を通過しないので、この燃料極51が抵抗とならず、スムーズに透過膜3に到達することができる。従ってナトリウムイオンが燃料極室5から酸化剤極室4側に移動するときの抵抗が小さいので、電流の増加に伴って起こる出力電圧の低下を抑えることができる。   Even with such a structure, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the nickel net 53 as the second flow path portion is interposed between the fuel electrode 51 and the buffer material 6. Therefore, since the sodium ions generated by the electrode reaction on the one surface side of the fuel electrode 51 in contact with the nickel net 53 do not pass through the fuel electrode 51, the fuel electrode 51 does not become a resistance and reaches the permeable membrane 3 smoothly. be able to. Therefore, since the resistance when sodium ions move from the fuel electrode chamber 5 to the oxidant electrode chamber 4 side is small, it is possible to suppress a decrease in output voltage that occurs with an increase in current.

また、上述のようにニッケルネット53を用いることは有効であるが、ニッケルネット53と透過膜3との間に緩衝材を介在させない場合では、図5の(b)に示すイメージ図のように、透過膜3中のナトリウムイオンは均一に拡散せずにそのまま透過膜3を通過してしまう。即ち、ニッケルネット53が網状構造体であるため、網状部分にナトリウムイオンがぶつかって通過することができず、網状部分以外のスペースからしかナトリウムイオンが通過しないので、透過膜3における有効面積が制限されてしまう。これに対し、透過膜3とニッケルネット53との間に緩衝材6を介設させると、図5の(c)に示すイメージ図に示すように、ニッケルネット53を通過したナトリウムイオンが緩衝材6によって均一に拡散し、そして一旦この緩衝材6にナトリウムイオンが多数捕獲されて透過膜3へ移動するので、透過膜3におけるナトリウムイオンの通過面積が向上する。   Further, although it is effective to use the nickel net 53 as described above, in the case where no buffer material is interposed between the nickel net 53 and the permeable membrane 3, as shown in the image diagram shown in FIG. Sodium ions in the permeable membrane 3 do not diffuse uniformly and pass through the permeable membrane 3 as they are. That is, since the nickel net 53 is a net-like structure, sodium ions cannot pass through the net-like portion and pass through only from spaces other than the net-like portion, so that the effective area in the permeable membrane 3 is limited. Will be. On the other hand, when the buffer material 6 is interposed between the permeable membrane 3 and the nickel net 53, sodium ions that have passed through the nickel net 53 are absorbed by the buffer material 6 as shown in the image diagram of FIG. Then, a large number of sodium ions are once trapped in the buffer material 6 and moved to the permeable membrane 3, so that the passage area of sodium ions in the permeable membrane 3 is improved.

〔第4の実施の形態〕
本発明に係る燃料電池の第4の実施の形態の基本構成について図6の(a)を参照しながら説明する。この燃料電池は、第1の実施の形態の燃料電池において、燃料極51と透過膜3との間に緩衝材6を介設させる代わりに、酸化剤極41と透過膜3との間に例えば既述と同様の緩衝材6を設けた点に特徴がある。また酸化剤極室4側において、緩衝材6の下面側には金属水酸化物例えば水酸化ナトリウム水溶液を排出するための排出口である排出路49aが設けられている。
[Fourth Embodiment]
A basic configuration of the fourth embodiment of the fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIG. In the fuel cell according to the first embodiment, instead of interposing the buffer material 6 between the fuel electrode 51 and the permeable membrane 3, for example, between the oxidant electrode 41 and the permeable membrane 3, It is characterized in that the same cushioning material 6 as described above is provided. Further, on the side of the oxidant electrode chamber 4, a discharge path 49 a that is a discharge port for discharging a metal hydroxide such as a sodium hydroxide aqueous solution is provided on the lower surface side of the buffer material 6.

緩衝材6に接触する酸化剤極41の一面側では、既述のように(2)式の反応が起こっており、吸水性の緩衝材6がこの一面側に生成された水酸化ナトリウム水溶液を吸収する。そして緩衝材6に溜まった水酸化ナトリウム水溶液は、重力により緩衝材6内を下降して、排出路49aから排出される。   As described above, the reaction of the formula (2) occurs on one side of the oxidant electrode 41 in contact with the buffer material 6, and the water-absorbing buffer material 6 uses the sodium hydroxide aqueous solution generated on this one side. Absorb. Then, the aqueous sodium hydroxide solution accumulated in the buffer material 6 descends in the buffer material 6 due to gravity and is discharged from the discharge path 49a.

また、図6の(b)に示すように酸化剤極41に金属水酸化物例えば水酸化ナトリウム水溶液の排出口である多数の透孔49bを設けるようにしてもよい。この場合、酸化剤を流路部42に供給することによって生じる負圧により緩衝材6内の液体が引き込まれ、この透孔49bを介して、緩衝材6に溜まった水酸化ナトリム水溶液が排出されることになる。   Further, as shown in FIG. 6B, the oxidizer electrode 41 may be provided with a large number of through holes 49b serving as discharge ports for a metal hydroxide, for example, a sodium hydroxide aqueous solution. In this case, the liquid in the buffer material 6 is drawn by the negative pressure generated by supplying the oxidizing agent to the flow path portion 42, and the aqueous sodium hydroxide solution accumulated in the buffer material 6 is discharged through the through hole 49b. Will be.

この実施の形態によれば、酸化剤極41と透過膜3との間に吸水性の緩衝材6を介在させることにより、酸化剤極41の一面側にて生成した電極反応の生成物(発電生成物)である金属水酸化物例えば水酸化ナトリウム水溶液が緩衝材6により吸収される。このため酸化剤極41の内部へのナトリウムイオンの同伴水の移動が抑止され、加えて透過膜3における含水率が安定することから、ナトリウムイオンの移動抵抗の増加が解消されるので電気特性が安定する。   According to this embodiment, by interposing the water-absorbing buffer material 6 between the oxidant electrode 41 and the permeable membrane 3, the product of the electrode reaction (power generation) generated on one surface side of the oxidant electrode 41. The product (metal hydroxide) such as sodium hydroxide aqueous solution is absorbed by the buffer material 6. For this reason, the movement of the water accompanying sodium ions into the oxidizer electrode 41 is suppressed, and in addition, the moisture content in the permeable membrane 3 is stabilized. Stabilize.

また酸化剤極41と透過膜3とを直接接触させることなく、これらの間に吸水性の緩衝材を介在させることで、透過膜3の膜表面の損傷の発生を抑え、燃料極室5から酸化剤極室4への燃料漏れの防止に役立つ。   Further, by causing a water-absorbing buffer material to intervene between the oxidant electrode 41 and the permeable membrane 3 without directly contacting them, the occurrence of damage to the membrane surface of the permeable membrane 3 is suppressed, and the fuel electrode chamber 5 This is useful for preventing fuel leakage to the oxidant electrode chamber 4.

〔第5の実施の形態〕
次に上述の実施の形態をより具現化した例について図7〜図12を参照しながら説明する。この例は図4に示す第3の実施の形態の単位セルを積層して燃料電池スタックとして構成したものである。但し、この明細書では、燃料電池スタックを燃料電池と呼ぶことにする。以下の説明において、図4に相当する部分について便宜上同じ符号を付しておく。図7中の6A、6Bは、例えば導電性材料からなるセパレータ(バイポーラプレート)であり、これらセパレータ6A、6Bの間には透過膜3が配置される。透過膜3と一方のセパレータ6Aとの間には既述の緩衝材6、ニッケルネット53及び燃料極51が配置されると共に透過膜3と他方のセパレータ6Bとの間には酸化剤極41が配置され、図8に示すように燃料極51、ニッケルネット53、緩衝材6、透過膜3、酸化剤極41及び後述のガスケット7A、7Bを含む単位セル60がセパレータ6A及び6Bを介して複数個積層され、この積層体がエンドプレート100及び101の間に固定される。燃料極51、ニッケルネット53、緩衝材6及び酸化剤極41は例えば接着剤などで互いに固定され、膜・電極接合体(MEA:Membrance Electrode Assembly)を構成している。
[Fifth Embodiment]
Next, an example that further embodies the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. In this example, the unit cells of the third embodiment shown in FIG. 4 are stacked to constitute a fuel cell stack. However, in this specification, the fuel cell stack is referred to as a fuel cell. In the following description, the same reference numerals are given for the portions corresponding to FIG. 7A and 6B are separators (bipolar plates) made of, for example, a conductive material, and the permeable membrane 3 is disposed between the separators 6A and 6B. The buffer material 6, the nickel net 53, and the fuel electrode 51 described above are disposed between the permeable membrane 3 and one separator 6A, and the oxidant electrode 41 is disposed between the permeable membrane 3 and the other separator 6B. As shown in FIG. 8, a plurality of unit cells 60 including a fuel electrode 51, a nickel net 53, a buffer material 6, a permeable membrane 3, an oxidant electrode 41, and gaskets 7A and 7B described later are provided via separators 6A and 6B. These are stacked, and this stack is fixed between the end plates 100 and 101. The fuel electrode 51, the nickel net 53, the buffer material 6 and the oxidant electrode 41 are fixed to each other with, for example, an adhesive, and constitute a membrane / electrode assembly (MEA).

各セパレータ6A、6Bの表面(図7中の手前側の面)及び裏面(奥側の面)には、各々屈曲路をなす溝が形成されている。各セパレータ6A、6Bの表面側の溝は酸化剤の流路61であり、裏面側の溝は燃料の流路62である。前記流路61は第3の実施の形態の第1の流路部42に相当する。なお図7において左端には、セパレータ6Aの裏面側を見せている。7A、7Bはガスケットであり、これらガスケット7A、7Bには各々窓71が形成されている。一方のガスケット7Aの窓71には、燃料極51、ニッケルネット53及び緩衝材6が密に嵌合され、他方のガスケット7Bの窓71には、酸化剤極41が密に嵌合される。   Grooves forming curved paths are formed on the front surface (front surface in FIG. 7) and back surface (rear surface) of each separator 6A, 6B. The groove on the front surface side of each separator 6A, 6B is an oxidant flow path 61, and the groove on the back surface side is a fuel flow path 62. The flow path 61 corresponds to the first flow path portion 42 of the third embodiment. In FIG. 7, the back side of the separator 6A is shown at the left end. 7A and 7B are gaskets, and windows 71 are formed in the gaskets 7A and 7B, respectively. The fuel electrode 51, the nickel net 53, and the buffer material 6 are closely fitted in the window 71 of one gasket 7A, and the oxidant electrode 41 is closely fitted in the window 71 of the other gasket 7B.

セパレータ6Aにおける酸化剤の流路61の左上端には排出口63が形成されており、透過膜3及びガスケット7A、7Bには、この排出口63に対応する部位に夫々孔31、72、72が穿設されている。従って前記流路61の右下端の供給端61aに供給された酸化剤は当該流路61を流れて排出口63から排出され、孔72、31、72を通ってセパレータ6Bの流路61の供給端61aに到達する。   A discharge port 63 is formed at the upper left end of the oxidant flow path 61 in the separator 6A, and the permeation membrane 3 and the gaskets 7A, 7B have holes 31, 72, 72 at portions corresponding to the discharge port 63, respectively. Is drilled. Accordingly, the oxidant supplied to the supply end 61a at the lower right end of the flow path 61 flows through the flow path 61 and is discharged from the discharge port 63, and is supplied to the flow path 61 of the separator 6B through the holes 72, 31, and 72. The end 61a is reached.

図9は、セパレータ6Aにおける燃料極51及びニッケルネット53の取り付け状態を示す図であり、図10はセパレータ6Aの裏面側を示す図である。セパレータ6Aの流路62は、この例では図10における流路62の左上端部には、燃料の供給口64が穿設されており、ここから供給された燃料が流路62及びニッケルネット53を通って流路62の右下端部の排出端65に向かうことになる。流路62が形成される領域はほぼ四角形であるが、入口側及び出口側はその四角形領域から符号62b、62cで示すように左右に少しはみ出しており、ニッケルネットの一面は、このはみ出した部分を除く四角形と同じ大きさに作られている。   FIG. 9 is a view showing a state where the fuel electrode 51 and the nickel net 53 are attached to the separator 6A, and FIG. 10 is a view showing the back side of the separator 6A. In this example, the flow path 62 of the separator 6 </ b> A has a fuel supply port 64 formed at the upper left end of the flow path 62 in FIG. 10, and the fuel supplied therefrom flows into the flow path 62 and the nickel net 53. It goes to the discharge end 65 at the lower right end of the flow path 62. The area in which the flow path 62 is formed is substantially rectangular, but the inlet side and the outlet side protrude slightly from the square area to the left and right as indicated by reference numerals 62b and 62c, and one surface of the nickel net is the protruding part. It is made the same size as the rectangle except for.

セパレータ6Aとニッケルネット53との間には、その両面が夫々セパレータ6A及びニッケルネット53に接触した状態で燃料極51が介在している。この燃料極51の幅(図9中左右方向の長さ)はニッケルネット53と同じ寸法であるが、上下方向の長さはニッケルネット53よりも短く、燃料極51の上端及び下端は、ニッケルネット53の上端及び下端よりも夫々流路62の幅のおよそ半分の長さ(2個の溝62aの幅分)だけ内側に寄っている。従って図9からも分かるように、燃料極51の上下からはみ出したニッケルネット53の部分及びガスケット7Aで囲まれる空間(連通路)66、67が形成され、上側の燃料の供給口64は空間66を通じてニッケルネット53に連通し、またニッケルネット53の下部側(排出側)は空間67を通じて燃料の排出端65に連通している。   A fuel electrode 51 is interposed between the separator 6A and the nickel net 53 in a state where both surfaces thereof are in contact with the separator 6A and the nickel net 53, respectively. The width of the fuel electrode 51 (the length in the left-right direction in FIG. 9) is the same as that of the nickel net 53, but the length in the vertical direction is shorter than that of the nickel net 53. The net 53 is closer to the inside than the upper end and the lower end of the net 53 by about half the width of the flow path 62 (the width of the two grooves 62a). Accordingly, as can be seen from FIG. 9, spaces (communication paths) 66 and 67 surrounded by the portion of the nickel net 53 protruding from the upper and lower sides of the fuel electrode 51 and the gasket 7A are formed, and the upper fuel supply port 64 is the space 66. The nickel net 53 communicates with the lower portion (discharge side) of the nickel net 53 through the space 67 and communicates with the fuel discharge end 65.

透過膜3及びガスケット7A、7Bには、前記排出端65に対応する位置に夫々孔(図9ではガスケット7Aの孔73が示されている)が穿設されており、この排出端65から排出された燃料は、各孔を通ってセパレータ6Bの流路62における図7では隠れて見えない燃料供給口に到達する。従ってこの例では、ガスケット7Aの孔73が燃料の排出口に相当する。   In the permeable membrane 3 and the gaskets 7A and 7B, holes (holes 73 of the gasket 7A are shown in FIG. 9) are formed at positions corresponding to the discharge end 65, and the discharge end 65 discharges. The fuel thus obtained passes through each hole and reaches a fuel supply port that is hidden in FIG. 7 in the flow path 62 of the separator 6B. Therefore, in this example, the hole 73 of the gasket 7A corresponds to the fuel discharge port.

続いてこの実施の形態の作用について図11及び図12を用いて説明すると、セパレータの供給口64に送られた燃料は、セパレータ6Aに形成された溝からなる屈曲した流路62に流れると共に、連通路66を介して、ニッケルネット53の図中上端部における燃料極51からはみ出した部位から流入して、図11の矢印102に示すように当該ニッケルネット53を流れ、下端側の連通路67を介して排出端65に到達する。この燃料は共に排出端65から図7に示すように透過膜3の孔32及びガスケット7Bの排出口73を介してセパレータ6Bの一面側に形成された燃料の流路62の供給端に到達する。また既述のようにセパレータ6Bの流路61の入口側に供給された酸化剤、例えば加湿された空気はセパレータ6Bの流路61を流れる。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. The fuel sent to the separator supply port 64 flows into the bent flow path 62 formed of a groove formed in the separator 6A. Through the communication passage 66, the nickel net 53 flows in from the portion protruding from the fuel electrode 51 at the upper end portion in the figure, flows through the nickel net 53 as shown by the arrow 102 in FIG. To the discharge end 65. Both of these fuels reach the supply end of the fuel flow path 62 formed on one side of the separator 6B through the hole 32 of the permeable membrane 3 and the discharge port 73 of the gasket 7B as shown in FIG. . Further, as described above, the oxidant supplied to the inlet side of the flow path 61 of the separator 6B, for example, humidified air, flows through the flow path 61 of the separator 6B.

このような実施の形態においても、先の第3の実施の形態の効果と同様の効果が得られる。なお第1、第2及び第4の実施の形態の単位セルを積層して同様に燃料電池スタックとして構成してもよく、第1、第2及び第4の実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。   Also in such an embodiment, the same effect as the effect of the third embodiment is obtained. The unit cells of the first, second, and fourth embodiments may be stacked and similarly configured as a fuel cell stack, and the same effects as the effects of the first, second, and fourth embodiments. Can be obtained.

なお、第1〜第5の実施の形態の燃料電池において、酸化剤極と透過膜との間及び燃料極と透過膜との間の両方に吸水性の緩衝材を介在させてもよい。即ち、第1〜第3及び第5の実施の形態において、透過膜3と酸化剤極41との間に緩衝材6を介在させた構成、即ち、第4の実施の形態を組み合わせた構成としてもよい。このようにすれば、透過膜3の両面の損傷の発生を抑えることができ、燃料極室5から酸化剤極室4への燃料漏れを防止できる。また、第2及び第3の実施の形態においては、必ずしも第1の流路部52を設けなくてもよく、この場合、燃料極51は多孔質体でなくてもよく、例えば透過膜3側に触媒層を形成したものを用いてもよい。   In the fuel cells of the first to fifth embodiments, a water absorbing buffer material may be interposed between the oxidant electrode and the permeable membrane and between the fuel electrode and the permeable membrane. That is, in the first to third and fifth embodiments, a configuration in which the buffer material 6 is interposed between the permeable membrane 3 and the oxidant electrode 41, that is, a configuration in which the fourth embodiment is combined. Also good. In this way, the occurrence of damage on both sides of the permeable membrane 3 can be suppressed, and fuel leakage from the fuel electrode chamber 5 to the oxidant electrode chamber 4 can be prevented. In the second and third embodiments, the first flow path portion 52 does not necessarily have to be provided. In this case, the fuel electrode 51 may not be a porous body, for example, the permeable membrane 3 side. Alternatively, a catalyst layer may be used.

次に本発明の効果を確認するために行った実験について述べる。   Next, an experiment conducted for confirming the effect of the present invention will be described.

(実験例)
A.実施例1
フッ化処理した平均粒径2〜5μmのZr0.9Ti0.1Mn0.6V0.2Co0.1Ni1.1の合金粉末13.6gとフッ素樹脂であるPTFE粉末1.36gとを擦り混ぜた後、この混合物を基材であるNi発泡体(縦80mm、横84.6mm、厚さ0.8mm)の両面に塗布して触媒層を形成した。そして、このNi発泡体を100メッシュのNi網で包んだ後、ロールプレスによりこれらを圧着して厚さ0.5mmの板状の燃料極を作製した。また酸化剤極としては、基材であるカーボンブラック(縦80mm、横84.6mm、厚さ0.2mm)の表面に触媒である白金粒子を分散し担持させた酸化剤極を用いた。
(Experimental example)
A. Example 1
After 13.6 g of Zr0.9Ti0.1Mn0.6V0.2Co0.1Ni1.1 alloy powder having an average particle diameter of 2 to 5 μm treated with fluorination and 1.36 g of PTFE powder, which is a fluororesin, were rubbed together, The catalyst layer was formed on both surfaces of a Ni foam (80 mm long, 84.6 mm wide, 0.8 mm thick) as a base material. And after wrapping this Ni foam with a 100 mesh Ni net | network, these were crimped | bonded by the roll press and the plate-shaped fuel electrode of thickness 0.5mm was produced. As the oxidant electrode, an oxidant electrode in which platinum particles as a catalyst were dispersed and supported on the surface of carbon black (80 mm length, 84.6 mm width, 0.2 mm thickness) as a base material was used.

上記の燃料極と酸化剤極との間に陽イオン交換膜(デュポン社製、商品名:ナフィオン)からなる透過膜を設けると共に燃料極と透過膜との間に緩衝材であるカーボンペーパ(縦80mm、横84.6mm、厚さ0.25mm)(東洋紡績社製)を介在させてこれらを密に接合し、図1に示す構造の燃料電池を作製した。そしてこの燃料電池の出力電圧と出力電流との関係を調べた。この測定方法については、図13に示すように燃料電池200に定電流源201を介して負荷抵抗202を接続し、負荷抵抗202を一定にして定電流源201のパラメーターを変えて定電流源201から出力される電流を変えることで燃料電池の出力電圧を測定した。測定条件は、燃料極に供給する燃料は、20重量%の水酸化ナトリウム水溶液に水素化ホウ素ナトリウムを10重量%溶解させて、温度60℃に調節し、0.135リットル/分の流量で燃料極に供給した。酸化剤極に供給する酸化剤は、空気を加湿器で60℃にまで加湿し、5リットル/分の流量で酸化剤極に供給した。   A permeable membrane made of a cation exchange membrane (made by DuPont, trade name: Nafion) is provided between the fuel electrode and the oxidizer electrode, and carbon paper (vertical) is used as a buffer material between the fuel electrode and the permeable membrane. 80 mm, width 84.6 mm, thickness 0.25 mm) (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and these were tightly joined to produce a fuel cell having the structure shown in FIG. The relationship between the output voltage and output current of this fuel cell was examined. As for this measurement method, as shown in FIG. 13, a load resistor 202 is connected to the fuel cell 200 via a constant current source 201, and the constant current source 201 is changed by changing the parameters of the constant current source 201 while keeping the load resistor 202 constant. The output voltage of the fuel cell was measured by changing the current output from the fuel cell. The measurement conditions are as follows. The fuel supplied to the fuel electrode is prepared by dissolving 10% by weight of sodium borohydride in a 20% by weight sodium hydroxide aqueous solution, adjusting the temperature to 60 ° C., and at a flow rate of 0.135 liters / minute. Supplied to the pole. The oxidizing agent supplied to the oxidizing agent electrode was humidified to 60 ° C. with a humidifier and supplied to the oxidizing agent electrode at a flow rate of 5 liters / minute.

B.比較例1
燃料極と透過膜との間にカーボンペーパを介在させない他は、実施例1と同様にして燃料電池を作製し、この燃料電池の出力電圧を同様の測定条件で調べた。
B. Comparative Example 1
A fuel cell was fabricated in the same manner as in Example 1 except that no carbon paper was interposed between the fuel electrode and the permeable membrane, and the output voltage of this fuel cell was examined under the same measurement conditions.

(結果及び考察)
図14は、実施例1及び比較例1の結果を示し、縦軸に電力密度(mW/cm2)を取り、横軸に電流密度(A/cm2)を取った特性図である。図13から分かるように比較例1の電流密度及び電力密度の最高値は、夫々0.27A/cm2及び155mW/cm2であるのに対して、実施例1の電流密度及び電力密度の最高値は、夫々0.35A/cm2及び195mW/cm2であり、よって燃料極と酸化剤極との間にカーボーンペーパを介在させた燃料電池の方が、より多くの電流及び電力を取り出せることができる。
(Results and discussion)
FIG. 14 shows the results of Example 1 and Comparative Example 1, and is a characteristic diagram in which the vertical axis represents power density (mW / cm 2) and the horizontal axis represents current density (A / cm 2). As can be seen from FIG. 13, the maximum values of current density and power density of Comparative Example 1 are 0.27 A / cm 2 and 155 mW / cm 2, respectively, whereas the maximum values of current density and power density of Example 1 are Thus, the current is 0.35 A / cm 2 and 195 mW / cm 2, so that more current and power can be extracted from the fuel cell in which the carbon paper is interposed between the fuel electrode and the oxidant electrode.

また、図15は、実施例1及び比較例1において電流密度を0.2A/cm2に維持した状態での電力密度の経時変化を示し、縦軸に電力密度(mW/cm2)を取り、横軸に経過時間(min)を取った特性図である。図15から分かるように燃料極と透過膜との間にカーボンペーパを介在させた燃料電池の方が、経過時間に対する電力密度の落ち込みの程度が小さいことが理解できる。   FIG. 15 shows the change in power density over time in the state where the current density was maintained at 0.2 A / cm 2 in Example 1 and Comparative Example 1, and the vertical axis represents the power density (mW / cm 2). It is the characteristic view which took elapsed time (min) on the axis | shaft. As can be seen from FIG. 15, it can be understood that the fuel cell in which the carbon paper is interposed between the fuel electrode and the permeable membrane has a smaller power density drop with respect to the elapsed time.

本発明に係る燃料電池の第1の実施の形態の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of 1st Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention. 上記実施の形態の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the said embodiment. 本発明に係る燃料電池の第2の実施の形態の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of 2nd Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention. 本発明に係る燃料電池の第3の実施の形態の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of 3rd Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention. 上記実施の形態の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the said embodiment. 本発明に係る燃料電池の第4の実施の形態の概略を示す断面図及び燃料電池の一部を示す斜視図である。It is sectional drawing which shows the outline of 4th Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention, and a perspective view which shows a part of fuel cell. 本発明に係る燃料電池の第5の実施の形態の概略を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the outline of 5th Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention. 上記第5の実施の形態の外観を具体的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the said 5th Embodiment concretely. 図7に示す燃料電池の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of fuel cell shown in FIG. 図7に示すセパレータを示す平面図である。It is a top view which shows the separator shown in FIG. 図7に示す燃料電池の一部を切り欠いて示すA−A斜視図である。It is an AA perspective view which cuts and shows a part of fuel cell shown in FIG. 本発明に係る燃料電池の第5の実施の形態の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of 5th Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention. 燃料電池の出力電圧及び出力電力を測定するための回路図である。It is a circuit diagram for measuring the output voltage and output power of a fuel cell. 各燃料電池の電圧測定を示した特性図である。It is the characteristic view which showed the voltage measurement of each fuel cell. 各燃料電池の電圧測定を示した特性図である。It is the characteristic view which showed the voltage measurement of each fuel cell. 従来の燃料電池の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the conventional fuel cell.

符号の説明Explanation of symbols

2 ケース体
3 透過膜
4 酸化剤極室
41 酸化剤極
42 流路部
49a 排出路
49b 透孔
5 燃料極室
51 燃料極
52 第1の流路部
53 ニッケルネット
6 緩衝材
61 流路
62 流路
6A、6B セパレータ
7A、7B ガスケット
2 Case body 3 Permeation membrane 4 Oxidant electrode chamber 41 Oxidant electrode 42 Channel portion 49a Discharge passage 49b Through hole 5 Fuel electrode chamber 51 Fuel electrode 52 First channel portion 53 Nickel net 6 Buffer material 61 Channel 62 Flow Path 6A, 6B Separator 7A, 7B Gasket

Claims (8)

燃料極と酸化剤極との間に透過膜を介在させ、燃料として金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を用いる燃料電池において、
前記燃料極と透過膜との間に吸水性の緩衝材を設けたことを特徴とする燃料電池。
In a fuel cell in which a permeable membrane is interposed between a fuel electrode and an oxidant electrode and an alkaline aqueous solution of a metal hydride complex is used as a fuel,
A fuel cell, wherein a water-absorbing buffer material is provided between the fuel electrode and the permeable membrane.
燃料極と酸化剤極との間に透過膜を介在させ、燃料として金属水素錯化合物のアルカリ水溶液を用いる燃料電池において、
前記酸化剤極と透過膜との間に吸水性の緩衝材を設けたことを特徴とする燃料電池。
In a fuel cell in which a permeable membrane is interposed between a fuel electrode and an oxidant electrode and an alkaline aqueous solution of a metal hydride complex is used as a fuel,
A fuel cell, wherein a water-absorbing buffer material is provided between the oxidant electrode and the permeable membrane.
緩衝材に吸収された金属水酸化物を排出する排出口を設けたことを特徴とする請求項2記載の燃料電池。   3. The fuel cell according to claim 2, further comprising a discharge port for discharging the metal hydroxide absorbed by the buffer material. 前記緩衝材が燃料の流路部を兼用していることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein the buffer material also serves as a fuel flow path. 前記燃料極と緩衝材との間に、燃料を通流させるための液流拡散体により構成された流路部を備えたことを特徴とする請求項1記載の燃料電池。   2. The fuel cell according to claim 1, further comprising a flow path portion formed of a liquid flow diffuser for allowing fuel to flow between the fuel electrode and the buffer material. 前記燃料極における透過膜側の反対側に設けられ、燃料を通流させるための流路部を備えたことを特徴とする請求項4又は5記載の燃料電池。   6. The fuel cell according to claim 4, further comprising a flow path portion provided on the opposite side of the fuel electrode to the permeable membrane side for allowing fuel to flow therethrough. 前記緩衝材は、カーボンペーパ、カーボンクロス(織布)又は不織布であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一に記載の燃料電池。   The fuel cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the cushioning material is carbon paper, carbon cloth (woven fabric), or nonwoven fabric. 前記金属水素錯化合物が水素化ホウ素錯化合物であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一に記載の燃料電池。
8. The fuel cell according to claim 1, wherein the metal hydride complex compound is a borohydride complex compound.
JP2004047827A 2004-02-24 2004-02-24 Fuel cell Pending JP2005243270A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004047827A JP2005243270A (en) 2004-02-24 2004-02-24 Fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004047827A JP2005243270A (en) 2004-02-24 2004-02-24 Fuel cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005243270A true JP2005243270A (en) 2005-09-08

Family

ID=35024797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004047827A Pending JP2005243270A (en) 2004-02-24 2004-02-24 Fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005243270A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010140708A (en) * 2008-12-10 2010-06-24 Sony Corp Fuel cell and electronic equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010140708A (en) * 2008-12-10 2010-06-24 Sony Corp Fuel cell and electronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Electrocatalysts for the anodic oxidation of borohydrides
Pan et al. Performance characteristics of a passive direct ethylene glycol fuel cell with hydrogen peroxide as oxidant
CN100508257C (en) Electrode, method of its production, metal-air fuel cell and metal hydride cell
US6613471B2 (en) Active material for fuel cell anodes incorporating an additive for precharging/activation thereof
CA2497105A1 (en) Fuel cell electrode
JP2012513074A (en) Method for manufacturing and integrating direct sodium borohydride fuel cells
CN109713342B (en) Electrochemical ammonia reforming hydrogen production device and method
CA2544407A1 (en) Fuel cell system including an ion filter
Kadioglu et al. Investigation of the performance of a direct borohydride fuel cell with low Pt/C catalyst loading under different operating conditions
US20110014543A1 (en) Membrane-electrode assembly, fuel cell, and fuel cell system
CN102437348B (en) Non-noble metal-catalyzed polymer fibrous membrane hydroborate fuel cell
JP2007284705A (en) Electrolytic hydrogen-generating device, method for generating hydrogen gas, and fuel cell
JP2007012319A (en) Fuel cell system
JP2005243270A (en) Fuel cell
Ma et al. Direct borohydride fuel cells—current status, issues, and future directions
US20060078764A1 (en) Dissolved fuel alkaline fuel cell
JP3746047B2 (en) Liquid fuel cell and power generator using the same
JP2005196987A (en) Fuel cell
JP2004356084A (en) Fuel cell
JP2005228647A (en) Manufacturing method of fuel electrode of fuel cell, and fuel cell
JP2006210281A (en) Method of manufacturing fuel electrode of fuel cell and fuel cell
JP2004172111A (en) Liquid fuel cell and power generator using liquid fuel cell
JP2012074205A (en) Membrane electrode assembly and alkaline fuel cell
JP2004349029A (en) Fuel cell system
JP4409825B2 (en) Fuel cell