JP2008034225A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池を構成するセル5は、電解質膜の両面に電極が配置された膜−電極アッセンブリ1と、膜−電極アッセンブリ1の両側に、拡散層6と多孔質体流路7を介して設けられたセパレータ8とを有する。電極は、電解質膜4に接して配置された触媒層3をそれぞれ有するアノードとカソードである。多孔質体流路7を介して、アノードには燃料ガスが、カソードには酸化ガスがそれぞれ供給される。膜−電極アッセンブリ1で、燃料ガスの流れの下流に位置するアノードの部位には触媒層3が設けられていない。
【選択図】図2
Description
H2→2H++2e−
の反応によりH+が生じ、これがH3O+となって電解質膜中を移動した後、カソードで
(1/2)O2+2H++2e−→H2O
の反応を起こす。すなわち、両電極間において、
H2+(1/2)O2→H2O
の電気化学反応が起こることにより起電力が発生する。
前記アノードに燃料ガスを供給し、前記カソードに酸化ガスを供給するとともに、前記燃料電池から排出される燃料オフガスの流路を閉じて運転を行う燃料電池システムにおいて、
前記膜−電極アッセンブリで、前記燃料ガスの流れの下流に位置する前記アノードの部位には前記触媒層が設けられていないことを特徴とするものである。
本実施の形態の特徴は、膜−電極アッセンブリ構造において、セル面に供給された水素が流れる方向の下流に位置する触媒層を除去することにより、この部分から電解質膜を露出させた点にある。
H2+(1/2)O2→H2O
の電気化学反応が起こり、起電力が発生する。但し、電解質膜露出部位9には、触媒層3が設けられていないので、上記の反応はこの部分では起こらない。
本実施の形態は、膜−電極アッセンブリ構造において、セル面に供給された水素が流れる方向の下流に位置する触媒層を除去する点で、実施の形態1と共通する。さらに、本実施の形態では、触媒層を除去した部位からさらに下流に触媒層を設けることを特徴としている。
H2+(1/2)O2→H2O
の電気化学反応が起こり、起電力が発生する。但し、電解質膜露出部位19には、触媒層13が設けられていないので、上記の反応はこの部分では起こらない。
2,12,22 水素供給口
3,13,23 触媒層
4,14,24 電解質膜
5,15 セル
6,16 拡散層
7,17 多孔質体流路
8,18 セパレータ
9,19,29 電解質膜露出部位
30 溝
Claims (7)
- 電解質膜の両面に、該電解質膜に接する触媒層を備えたアノードとカソードがそれぞれ配置されている膜−電極アッセンブリを備えた燃料電池を有し、
前記アノードに燃料ガスを供給し、前記カソードに酸化ガスを供給するとともに、前記燃料電池から排出される燃料オフガスの流路を閉じて運転を行う燃料電池システムにおいて、
前記膜−電極アッセンブリで、前記燃料ガスの流れの下流に位置する前記アノードの部位には前記触媒層が設けられていないことを特徴とする燃料電池システム。 - 前記触媒層が設けられていない部位に対応する前記カソードの部位にも前記触媒層が設けられていないことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記触媒層が設けられていない部位のさらに下流には、前記触媒層が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。
- 前記触媒層が設けられていない部位のさらに下流には、前記触媒層とは異なる触媒層が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。
- 前記触媒層と異なる触媒層は、酸化反応を受け難い材料からなる触媒層であることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システム。
- 前記電解質膜は、前記触媒層が設けられていない部位と他の部位とで異なる材料からなっていて、
前記触媒層が設けられていない部位の電解質膜は、前記他の部位における電解質膜より窒素および水の少なくとも一方を透過しやすい材料からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記電解質膜は、前記触媒層が設けられていない部位の方が他の部位より膜厚が薄いことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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