JP2006164942A - 固体高分子型燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 プロトン導電性の樹脂からなる電解質層の一方の面にアノード極を他方の面にカソード極を有し、各電極の電解質層と反対側の面に集電体層を有する固体高分子形燃料電池において、アノード極に水素を蓄えるアノード室を設け、アノード室の一部を電極表面温度より低い温度を有する部分を持たせる構造部とることで、水を凝縮し回収する。
【選択図】図1
Description
また、発電セルを動かした場合においても、アノード室に保水材を配置することで、液体の水が揺動することを防ぎ、アノード室の水素ガスが通気パスを閉塞することを抑制した。
カソード極触媒層11、及び、アノード極触媒層2に用いる触媒はカーボンに担持した白金を用いることが出来る。また、電極の触媒元素として、白金に限らず各種貴金属やその合金、およびその酸化物を用いる事が出来る。カソード極集電材14やアノード極集電材4として金属多孔質体を用いることができる。特に、カソード極集電材14として、発泡金属体が優れる。
、第2の容器の内圧との差圧によって第2の容器115に格納されるリンゴ酸水溶液が第1の容器113に導入され、次の水素発生が生じる。
2 アノード極触媒層
3 ガス拡散層
4 アノード極集電材
5 伝導熱緩衝材
6 燃料ガス供給口
7 冷却部
8 導水路
9 アノード極パッキン
10 カソード極パッキン
11 カソード極触媒層
12 ガス拡散層
13 カソード極リード
14 カソード極集電材
15 集電材押さえ
16 アノード室
17 発電素子
18 溝を有したアノード室低温部
19 凹凸を有したアノード室低温部
20、21 アルミニウム製の板状フィン
22 ペルチェ素子
23 送風ファン
24 吸気口
25 排気口
26 伝熱抑制物質
27 保水材
Claims (13)
- 発電素子としてプロトン導電性の樹脂からなる電解質層の一方の面にアノード極と他方の面にカソード極を有する固体高分子型燃料電池において、
前記アノード極もしくは前記カソード極は前記電解質層側から順に触媒層、ガス拡散層、集電体と、
前記アノード極に隣接した位置に水素を蓄えるアノード室と、
前記アノード室を構成する部材の一部に冷却部と、
前記冷却部と前記発電素子の間に温度勾配を設けた固体高分子型燃料電池。 - 前記冷却部と前記発電素子の間に伝熱抑制物を有する請求項1に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記冷却部が金属材料からなる請求項1または2に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記アノード極を同じ側に向けて前記発電素子を複数個同一平面上に配置し、複数個の前記冷却部を熱的に接続して、前記冷却部のそれぞれの温度差を低減させた構造を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記アノード極に前記冷却部に放熱手段を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記冷却部と前記カソード極の大気に開放されない部分を伝熱抑制物質で覆う請求項1〜5のいずれか一項に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記冷却部に接する部位に、ペルチェ素子を配置した請求項1〜6のいずれか一項に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記冷却部に接する部位に、送風する機構を設けた請求項1〜7のいずれか一項に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記アノード室内に保水材を配置した請求項1〜8のいずれか一項に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記アノード室内に蓄積された水を前記アノード室外部に導水し、一端を前記アノード室の底部に配置された導水シートを有する請求項1〜9のいずれか一項に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記導水シートがパーフルオロスルホン酸ポリマーと二酸化チタンの混合物である請求項10に記載の固体高分子型燃料電池。
- 前記アノード極の燃料がホウ素の水素化物から得られた水素ガスである請求項1〜11のいずれか一項に記載の固体高分子型燃料電池。
- 水素と酸素の電気化学反応により発電を行う燃料電池システムにおいて、
アノード極に水素を供給する水素供給手段と、
電気化学反応により発生した水を温度差によりアノード極の外部に排出する水回収手段と
を備えたことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
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