JP2007311331A - モノポーラ型膜−電極アセンブリー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のセル領域が形成される電解質膜と、電解質膜の一の面に複数の開口部が形成されるアノード支持体と、電解質膜の他の面において複数の開口部が形成されるカソード支持体と、アノード支持体の開口部に対応するように形成される第1の電流集電部と第1の導電部と第1の導線とを備えるアノード電流集電体と、カソード支持体の開口部に対応するように形成される第2の電流集電部と第2の導電部と第2の導線とを備えるカソード電流集電体と、アノード電流集電部上に設置されるアノード電極と、カソード電流集電部上に設置されるカソード電極と、第1の導線および第2の導線と連結される回路部とを備え、回路部を通じてセル領域それぞれの接続関係は変更され、セル領域それぞれは、直列もしくは並列に接続される、または、電気的に分離されるモノポーラ型膜−電極アセンブリーが提供される。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る一体型電流集電体を備えたモノポーラ型膜−電極アセンブリーの概略的分離断面図であり、図2は、図1のそれぞれのセル領域に該当する開口部を有した支持体の平面図である。図3は、図1の支持体上に電流集電部、導電部および導線が一体型に形成された電流集電体を示す平面図である。
図9は、本発明の第2の実施形態に係る電流集電体が挿入されたモノポーラ型膜−電極アセンブリー300の概略的分離断面図であり、図1〜図3での構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ参照番号を使用し、詳細な説明は省略する。
114、116 ポリイミドフィルムの支持体
114a、116a 四角開口ホール
120 アノード電流集電部
122、162 導電部
124、164 導線
130 アノード電極
160 カソード電流集電部
200 回路部
Claims (22)
- 複数のセル領域が形成される電解質膜と;
前記電解質膜の一の面において、前記セル領域に該当する複数の開口部が形成されるアノード支持体と;
前記電解質膜の他の面において、前記セル領域に該当する複数の開口部が形成されるカソード支持体と;
前記アノード支持体の前記開口部に対応するように形成されて電流を集電する第1の電流集電部と、前記第1の電流集電部の一側に連結される第1の導電部と、前記第1の導電部を外部に連結する第1の導線とを備えるアノード電流集電体と;
前記カソード支持体の前記開口部に対応するように形成されて電流を集電する第2の電流集電部と、前記第2の電流集電部の一側に連結される第2の導電部と、前記第2の導電部を外部に連結する第2の導線とを備えるカソード電流集電体と;
前記アノード電流集電部上に設置されるアノード電極と;
前記カソード電流集電部上に設置されるカソード電極と;
前記アノード電流集電体の第1の導線および前記カソード電流集電体の第2の導線と連結される回路部と;
を備え、
前記回路部を通じて前記セル領域それぞれの接続関係は変更され、前記セル領域それぞれは、直列もしくは並列に接続される、または、電気的に分離されることを特徴とする、モノポーラ型膜−電極アセンブリー。 - 前記アノード支持体は、第1の延長部をさらに備え、
前記カソード支持体は、前記第1の延長部と対応する位置に第2の延長部をさらに備え、
前記第1の導線の端部は前記第1の延長部に位置し、前記第2の導線の端部は前記第2の延長部に位置することを特徴とする、請求項1に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。 - 前記アノード電流集電体、およびカソード電流集電体は、導電度が1S/cm以上である第1金属、または導電性高分子で形成されることを特徴とする、請求項1に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記第1金属は、Ag、Au、Al、Ni、Cu、Pt、Ti、Mn、Zn、Fe、Sn、およびこれらの合金からなるグループのうちから選択されることを特徴とする、請求項3に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記第1金属上には、第2金属がメッキされることを特徴とする、請求項4に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記第2金属は、Ag、Au、Al、Ni、Cu、Pt、Ti、Mn、Zn、Fe、Sn、およびこれらの合金からなるグループのうちから選択されることを特徴とする、請求項5に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記導電性高分子は、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンからなるグループのうちから選択されるいずれか一つであることを特徴とする、請求項3に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記アノード支持体、およびカソード支持体は、非導電性高分子で製造されることを特徴とする、請求項1に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記アノード支持体、およびカソード支持体は、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルで製造されることを特徴とする、請求項8に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記アノード支持体、およびカソード支持体と、前記アノード電流集電体、およびカソード電流集電体とは、一体型に形成されるフレキシブル印刷回路基板であることを特徴とする、請求項8に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記アノード電流集電体、およびカソード電流集電体は、スパッタリング法、CVD蒸着法、電気的蒸着法、パターニング法、金属エッチング法のうちいずれか一つの方法で形成されることを特徴とする、請求項1に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 複数のセル領域が形成される電解質膜と;
前記電解質膜の一の面、および他の面において前記セル領域に形成される触媒層と;
前記一の面に形成される触媒層に該当する複数の開口部が形成されるアノード支持体と;
前記他の面に形成される触媒層に該当する複数の開口部が形成されるカソード支持体と;
前記アノード支持体の前記開口部に対応するように形成されて電流を集電する第1の電流集電部と、前記第1の電流集電部の一側に連結される第1の導電部と、前記第1の導電部を外部に連結する第1の導線とが一体型に形成されるアノード電流集電体と;
前記カソード支持体の前記開口部に対応するように形成されて電流を集電する第2の電流集電部と、前記第2の電流集電部の一側に連結される第2の導電部と、前記第2の導電部を外部に連結する第2の導線とが一体型に形成されるカソード電流集電体と;
前記アノード電流集電体およびカソード電流集電体上にそれぞれ設置される燃料拡散層と;
前記アノード電流集電体の第1の導線および前記カソード電流集電体の第2の導線と接点連結される回路部と;
を備え、
前記回路部を通じて前記セル領域それぞれの接続関係は変更され、前記セル領域それぞれは、直列もしくは並列に接続される、または、電気的に分離されることを特徴とする、モノポーラ型膜−電極アセンブリー。 - 前記アノード支持体は、第1の延長部をさらに備え、
前記カソード支持体は、前記第1の延長部と対応する位置に第2の延長部をさらに備え、
前記第1の導線の端部は前記第1の延長部に位置し、前記第2の導線の端部は前記第2の延長部に位置することを特徴とする、請求項12に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。 - 前記アノード電流集電体、およびカソード電流集電体は、導電度が1S/cm以上である第1金属、または導電性高分子で形成されることを特徴とする、請求項12に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記第1金属は、Ag、Au、Al、Ni、Cu、Pt、Ti、Mn、Zn、Fe、Sn、およびこれらの合金からなるグループのうちから選択されることを特徴とする、請求項14に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記第1金属上には第2金属がメッキされることを特徴とする、請求項15に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記第2金属は、Ag、Au、Al、Ni、Cu、Pt、Ti、Mn、Zn、Fe、Sn、およびこれらの合金からなるグループのうちから選択されることを特徴とする、請求項16に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記導電性高分子は、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンからなるグループのうちから選択されるいずれか一つであることを特徴とする、請求項14に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記アノード支持体、およびカソード支持体は、非導電性高分子で製造されることを特徴とする、請求項12に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記アノード支持体、およびカソード支持体は、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルで製造されることを特徴とする、請求項19に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記アノード支持体、およびカソード支持体と、前記アノード電流集電体、およびカソード電流集電体とは、一体型に形成されるフレキシブル印刷回路基板であることを特徴とする、請求項19に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
- 前記アノード電流集電体、およびカソード電流集電体は、スパッタリング法、CVD蒸着法、電気的蒸着法、パターニング法、金属エッチング法のうちいずれか一つの方法で形成されることを特徴とする、請求項12に記載のモノポーラ型膜−電極アセンブリー。
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