JP2008210548A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JP2008210548A
JP2008210548A JP2007043861A JP2007043861A JP2008210548A JP 2008210548 A JP2008210548 A JP 2008210548A JP 2007043861 A JP2007043861 A JP 2007043861A JP 2007043861 A JP2007043861 A JP 2007043861A JP 2008210548 A JP2008210548 A JP 2008210548A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
thermal resistance
fuel cell
anode
cathode
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.)
Withdrawn
Application number
JP2007043861A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hasebe
裕之 長谷部
Yuichi Yoshida
勇一 吉田
Yukinori Akamoto
行伯 赤本
Hideyuki Ozu
秀行 大図
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007043861A priority Critical patent/JP2008210548A/en
Publication of JP2008210548A publication Critical patent/JP2008210548A/en
Withdrawn legal-status Critical Current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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell excellent in output characteristics, suppressed in excess heat generation, and easy in handling. <P>SOLUTION: The fuel cell includes: a membrane electrode assembly having a fuel electrode, an air electrode, and an electrolyte membrane interposed between the fuel electrode and the air electrode; and a fuel supply mechanism arranged on the fuel electrode side of the membrane electrode assembly and supplying fuel to the fuel electrode of the membrane electrode assembly. Heat resistance from the outermost surface on the air electrode side to the air electrode is made lower than that from the outermost surface on the fuel electrode side to the fuel electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は液体燃料を用いた燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell using liquid fuel.

近年、ノートパソコンや携帯電話等の各種携帯用電子機器を長時間充電なしで使用可能とするために、これら携帯用電子機器の電源に燃料電池を用いる試みがなされている。燃料電池は燃料と空気を供給するだけで発電することができ、燃料を補給すれば連続して長時間発電することが可能であるという特徴を有している。このため、燃料電池を小型化できれば、携帯用電子機器の電源として極めて有利なシステムといえる。   In recent years, attempts have been made to use a fuel cell as a power source for portable electronic devices such as notebook computers and mobile phones so that they can be used for a long time without being charged. A fuel cell is characterized in that it can generate electric power simply by supplying fuel and air, and can generate electric power continuously for a long time if fuel is replenished. For this reason, if the fuel cell can be reduced in size, it can be said that the system is extremely advantageous as a power source for portable electronic devices.

直接メタノール型燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell:DMFC)は小型化が可能であり、さらに燃料の取り扱いも容易であるため、携帯用電子機器の電源として有望視されている。DMFCにおける液体燃料の供給方式としては、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式、また燃料収容部内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式が知られている。   A direct methanol fuel cell (DMFC) is promising as a power source for portable electronic devices because it can be miniaturized and the fuel can be easily handled. As the liquid fuel supply method in the DMFC, there are known an active method such as a gas supply type and a liquid supply type, and a passive method such as an internal vaporization type in which the liquid fuel in the fuel container is vaporized inside the cell and supplied to the fuel electrode. It has been.

これらのうち、内部気化型等のパッシブ方式はDMFCの小型化に対して特に有利である。パッシブ型DMFCにおいては、例えば燃料極、電解質膜および空気極を有する膜電極接合体(燃料電池セル)を、樹脂製の箱状容器からなる燃料収容部上に配置した構造が提案されている(例えば特許文献1参照)。また、DMFCの燃料電池セルと燃料収容部とを流路を介して接続することが検討されている(特許文献2〜4参照)。燃料収容部から供給された液体燃料を燃料電池セルに流路を介して供給することによって、流路の形状や径等に基づいて液体燃料の供給量を調整することができる。
国際公開第2005/112172号パンフレット 特表2005−518646号公報 特開2006−085952号公報 米国特許公開第2006/0029851号公報
Among these, a passive system such as an internal vaporization type is particularly advantageous for downsizing of the DMFC. In the passive DMFC, for example, a structure is proposed in which a membrane electrode assembly (fuel cell) having a fuel electrode, an electrolyte membrane, and an air electrode is disposed on a fuel containing portion made of a resin box-like container ( For example, see Patent Document 1). In addition, it has been studied to connect a fuel cell of DMFC and a fuel storage part via a flow path (see Patent Documents 2 to 4). By supplying the liquid fuel supplied from the fuel storage unit to the fuel cell via the flow path, the supply amount of the liquid fuel can be adjusted based on the shape and diameter of the flow path.
International Publication No. 2005/112172 Pamphlet JP 2005-518646 A JP 2006-089552 A US Patent Publication No. 2006/0029851

ところで、DMFCにおける発電反応で発生する電圧は理論計算では1.2Vとなるが、実用的な運転条件では0.3〜0.5V程度まで低下する。燃料電池の発電反応で発生する電力を増加させるには、触媒反応を円滑に行わせることによって電圧低下を抑制すると共に、燃料電池セル全面で有効に発電を行わせることが重要となる。   By the way, the voltage generated by the power generation reaction in the DMFC is 1.2 V in the theoretical calculation, but decreases to about 0.3 to 0.5 V under practical operating conditions. In order to increase the power generated by the power generation reaction of the fuel cell, it is important to suppress the voltage drop by smoothly performing the catalytic reaction and to effectively generate power over the entire fuel cell.

触媒の改良に関しては、燃料電池の機能発見以降多くの研究者・技術者の精力的な研究が行われているが、白金系以外の有望な触媒は見出されていないのが実情である。ただし、白金系の触媒を使用した場合であっても、反応温度を上げることで反応活性が改善され、また触媒近傍での物質移動も円滑となることから、電圧の改善が認められる。   Regarding the improvement of the catalyst, many researchers and engineers have been energetically researching since the discovery of the function of the fuel cell, but no promising catalyst other than platinum-based catalysts has been found. However, even when a platinum-based catalyst is used, the reaction activity is improved by raising the reaction temperature, and the mass transfer in the vicinity of the catalyst becomes smooth, so that an improvement in voltage is recognized.

触媒の反応温度を高める手法としては、例えば燃料電池全体を断熱体で覆うことや、燃料を過剰に供給し、燃料がアノード反応を経ることなく直接カソードへと流れるいわゆるメタノールクロスオーバー現象に付随して発生する熱を利用することが考えられる。しかし、単にこのような手法を適用しただけでは発電される電圧が増加し、電力密度が上がるにつれて発生する熱量が増加し続け、その熱設計が極めて困難となる。また、メタノールクロスオーバー現象を利用する手法ではカソードの温度が高温になりすぎ、生成した水の蒸散が多くなることから、電解質膜の乾燥による性能低下という弊害も顕在化する。   Methods for increasing the reaction temperature of the catalyst include, for example, covering the entire fuel cell with a heat insulator, or the so-called methanol crossover phenomenon in which fuel is supplied excessively and the fuel flows directly to the cathode without undergoing an anode reaction. It is conceivable to use the heat generated by However, simply applying such a method increases the generated voltage, and the amount of heat generated continues to increase as the power density increases, making it extremely difficult to design the heat. Further, in the method using the methanol crossover phenomenon, the cathode temperature becomes too high, and the generated water transpirations increases, so that the adverse effect of performance degradation due to drying of the electrolyte membrane becomes obvious.

また、燃料と空気とを強制供給するアクティブ型の燃料電池においては、燃料や空気を熱交換器やヒーターによって加熱して供給することで反応温度を上げることが行われている。しかし、このような手法については発電電圧の増加が可能となるものの、装置が複雑で大掛かりなものとなり、主として定置用途の大型燃料電池への適用に制限される。   In an active fuel cell that forcibly supplies fuel and air, the reaction temperature is raised by heating and supplying the fuel and air with a heat exchanger or a heater. However, although such a method can increase the generated voltage, the apparatus becomes complicated and large-scale, and is mainly limited to application to a large-sized fuel cell for stationary use.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、出力特性に優れると共に、過度な発熱が抑制されて取り扱いも容易な燃料電池を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell that is excellent in output characteristics, suppressed excessive heat generation, and easy to handle.

本発明の燃料電池は、燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とに挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体と、この膜電極接合体の前記燃料極側に配置され、膜電極接合体の燃料極に燃料を供給するための燃料供給機構とを有するものであって、空気極側の最外面から空気極までの熱抵抗が燃料極側の最外面から燃料極までの熱抵抗よりも小さいことを特徴としている。   The fuel cell of the present invention includes a membrane electrode assembly having a fuel electrode, an air electrode, and an electrolyte membrane sandwiched between the fuel electrode and the air electrode, and is disposed on the fuel electrode side of the membrane electrode assembly. And a fuel supply mechanism for supplying fuel to the fuel electrode of the membrane electrode assembly, wherein the thermal resistance from the outermost surface on the air electrode side to the air electrode is from the outermost surface on the fuel electrode side to the fuel electrode. It is characterized by being smaller than the thermal resistance up to.

本発明の燃料電池においては、空気極側の最外面から空気極までの熱抵抗が燃料極側の最外面から燃料極までの熱抵抗の70%以下であることが好ましい。このような熱抵抗は膜電極接合体の主面に垂直な方向の熱貫流に対する熱抵抗であることが好ましい。   In the fuel cell of the present invention, the thermal resistance from the outermost surface on the air electrode side to the air electrode is preferably 70% or less of the thermal resistance from the outermost surface on the fuel electrode side to the fuel electrode. Such a thermal resistance is preferably a thermal resistance against a heat flow in a direction perpendicular to the main surface of the membrane electrode assembly.

本発明の燃料電池に用いられる燃料としてはメタノール燃料が好適に用いられ、特にメタノール濃度が80%以上のメタノール水溶液または純メタノールが好適に用いられる。   As the fuel used in the fuel cell of the present invention, methanol fuel is preferably used, and in particular, an aqueous methanol solution having a methanol concentration of 80% or more or pure methanol is preferably used.

本発明によれば、空気極側の最外面から空気極までの熱抵抗を燃料極側の最外面から燃料極までの熱抵抗よりも小さいものとすることで、出力特性に優れると共に、過度な発熱が抑制され、取り扱いも容易な燃料電池とすることができる。   According to the present invention, the thermal resistance from the outermost surface on the air electrode side to the air electrode is smaller than the thermal resistance from the outermost surface on the fuel electrode side to the fuel electrode. Heat generation is suppressed and the fuel cell can be easily handled.

以下、本発明について詳細に説明する。図1は本発明の燃料電池の第1の実施形態を示す断面図である。図1に示す燃料電池1は、起電部を構成する燃料電池セル2と、この燃料電池セル2に燃料を供給するための燃料供給機構3と、燃料電池セル2のアノード13側全体を覆うように設けられた断熱体4とから主として構成されている。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a fuel cell of the present invention. A fuel cell 1 shown in FIG. 1 covers a fuel cell 2 constituting an electromotive unit, a fuel supply mechanism 3 for supplying fuel to the fuel cell 2, and the entire anode 13 side of the fuel cell 2. It is mainly comprised from the heat insulating body 4 provided in this way.

燃料電池セル2は、アノード触媒層11とアノードガス拡散層12とを有するアノード(燃料極)13と、カソード触媒層14とカソードガス拡散層15とを有するカソード(空気極/酸化剤極)16と、アノード触媒層11とカソード触媒層14とで挟持されたプロトン(水素イオン)伝導性の電解質膜17とから構成される膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)を有している。   The fuel cell 2 includes an anode (fuel electrode) 13 having an anode catalyst layer 11 and an anode gas diffusion layer 12, and a cathode (air electrode / oxidant electrode) 16 having a cathode catalyst layer 14 and a cathode gas diffusion layer 15. And a membrane electrode assembly (MEA) composed of a proton (hydrogen ion) conductive electrolyte membrane 17 sandwiched between the anode catalyst layer 11 and the cathode catalyst layer 14.

アノード触媒層11やカソード触媒層14に含有される触媒としては、例えばPt、Ru、Rh、Ir、Os、Pd等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。アノード触媒層11にはメタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するPt−RuやPt−Mo等を用いることが好ましい。カソード触媒層14にはPtやPt−Ni等を用いることが好ましい。ただし、触媒はこれらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用することができる。触媒は炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。   Examples of the catalyst contained in the anode catalyst layer 11 and the cathode catalyst layer 14 include a simple substance of a platinum group element such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd, and an alloy containing the platinum group element. For the anode catalyst layer 11, it is preferable to use Pt—Ru, Pt—Mo, or the like having strong resistance to methanol, carbon monoxide, or the like. Pt, Pt—Ni or the like is preferably used for the cathode catalyst layer 14. However, the catalyst is not limited to these, and various substances having catalytic activity can be used. The catalyst may be either a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material or an unsupported catalyst.

電解質膜17を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂(ナフィオン(商品名、デュポン社製)やフレミオン(商品名、旭硝子社製)等)、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂等の有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料が挙げられる。ただし、プロトン伝導性の電解質膜17はこれらに限られるものではない。   Examples of the proton conductive material constituting the electrolyte membrane 17 include a fluorine-based resin (Nafion (trade name, manufactured by DuPont) or Flemion (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) such as a perfluorosulfonic acid polymer having a sulfonic acid group. Etc.), organic materials such as hydrocarbon resins having sulfonic acid groups, or inorganic materials such as tungstic acid and phosphotungstic acid. However, the proton conductive electrolyte membrane 17 is not limited to these.

アノード触媒層11に積層されるアノードガス拡散層12は、アノード触媒層11に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層11の集電体も兼ねている。カソード触媒層14に積層されるカソードガス拡散層15は、カソード触媒層14に酸化剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層14の集電体も兼ねている。アノードガス拡散層12およびカソードガス拡散層15は多孔質基材で構成されている。   The anode gas diffusion layer 12 laminated on the anode catalyst layer 11 serves to uniformly supply fuel to the anode catalyst layer 11 and also serves as a current collector for the anode catalyst layer 11. The cathode gas diffusion layer 15 laminated on the cathode catalyst layer 14 serves to uniformly supply the oxidant to the cathode catalyst layer 14 and also serves as a current collector for the cathode catalyst layer 14. The anode gas diffusion layer 12 and the cathode gas diffusion layer 15 are made of a porous substrate.

アノードガス拡散層12やカソードガス拡散層15には、必要に応じて導電層が積層される。これら導電層としては、例えばAuのような導電性金属材料からなるメッシュ、多孔質膜、薄膜等が用いられる。電解質膜17と燃料分配機構3(ここでは燃料収容部6)およびカバープレート18との間には、それぞれゴム製のOリング19が介在されており、これらによって燃料電池セル2からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止している。   A conductive layer is laminated on the anode gas diffusion layer 12 and the cathode gas diffusion layer 15 as necessary. As these conductive layers, for example, a mesh made of a conductive metal material such as Au, a porous film, a thin film, or the like is used. Rubber O-rings 19 are interposed between the electrolyte membrane 17, the fuel distribution mechanism 3 (here, the fuel storage unit 6), and the cover plate 18, thereby preventing fuel leakage from the fuel cell 2. Prevents oxidant leakage.

カバープレート18は酸化剤である空気を取入れるための開口18aを有している。カバープレート18とカソード16との間には、必要に応じて保湿層や表面層が配置される。保湿層はカソード触媒層14で生成された水の一部が含浸されて、水の蒸散を抑制すると共に、カソード触媒層14への空気の均一拡散を促進するものである。表面層は空気の取入れ量を調整するものであり、空気の取入れ量に応じて個数や大きさ等が調整された複数の空気導入口を有している。   The cover plate 18 has an opening 18a for taking in air as an oxidant. A moisture retaining layer and a surface layer are disposed between the cover plate 18 and the cathode 16 as necessary. The moisturizing layer is impregnated with a part of the water generated in the cathode catalyst layer 14 to suppress the transpiration of water and promote uniform diffusion of air to the cathode catalyst layer 14. The surface layer adjusts the amount of air taken in, and has a plurality of air inlets whose number, size, etc. are adjusted according to the amount of air taken in.

燃料供給機構3は、液体燃料が収容される燃料収容部6から構成されている。燃料収容部6は燃料電池セル2のアノード13側に配置され、アノード13側に開口部が設けられた略箱状のものであり、その開口部には液体燃料の気化成分のみを透過させ、液体成分は透過させにくい気液分離膜9が配置されている。   The fuel supply mechanism 3 includes a fuel storage unit 6 that stores liquid fuel. The fuel storage unit 6 is disposed on the anode 13 side of the fuel battery cell 2 and has a substantially box shape with an opening provided on the anode 13 side. The opening allows only the vaporized component of the liquid fuel to pass therethrough, A gas-liquid separation membrane 9 in which liquid components are difficult to permeate is disposed.

燃料収容部6には、燃料電池セル2に対応した液体燃料が収容される。液体燃料としては、メタノール燃料が好ましく、特にメタノール濃度が80%以上のメタノール水溶液または純メタノールが好適に用いられる。なお、液体燃料としては、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料収容部6には燃料電池セル2に応じた液体燃料が収容される。   Liquid fuel corresponding to the fuel cells 2 is stored in the fuel storage unit 6. As the liquid fuel, methanol fuel is preferable, and an aqueous methanol solution or pure methanol having a methanol concentration of 80% or more is particularly preferably used. The liquid fuel may be, for example, an ethanol fuel such as an ethanol aqueous solution or pure ethanol, a propanol fuel such as a propanol aqueous solution or pure propanol, a glycol fuel such as a glycol aqueous solution or pure glycol, dimethyl ether, formic acid, or other liquid fuel. Good. In any case, liquid fuel corresponding to the fuel cell 2 is stored in the fuel storage unit 6.

気液分離膜9は、液体燃料に対して不活性で溶解しない材料からなるシート状のものであり、具体的には、シリコーンゴム薄膜、低密度ポリエチレン(LDPE)薄膜、ポリ塩化ビニル(PVC)薄膜、ポリエチレンテレフタレート(PET)薄膜、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)など)微多孔膜などが用いられる。   The gas-liquid separation membrane 9 is in the form of a sheet made of a material that is inert to liquid fuel and does not dissolve, and specifically includes a silicone rubber thin film, a low density polyethylene (LDPE) thin film, and polyvinyl chloride (PVC). A thin film, a polyethylene terephthalate (PET) thin film, a fluororesin (for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), etc.), a microporous film, or the like is used.

断熱体4は、例えば燃料電池セル2のアノード13側全体を覆うように設けられており、具体的には電解質膜17、アノード13および燃料供給機構3としての燃料収容部6を覆うように設けられている。この第1の実施形態の燃料電池1では、燃料電池セル2のアノード13側全体に断熱体4が設けられていることで、カソード16側の最外面からカソード16までの熱抵抗(以下、単にカソード側熱抵抗と呼ぶ。)がアノード13側の最外面からアノード13までの熱抵抗(以下、単にアノード側熱抵抗と呼ぶ。)よりも小さくなるように構成されている。   The heat insulator 4 is provided, for example, so as to cover the entire anode 13 side of the fuel cell 2, and specifically, provided so as to cover the electrolyte membrane 17, the anode 13, and the fuel storage unit 6 as the fuel supply mechanism 3. It has been. In the fuel cell 1 of the first embodiment, since the heat insulator 4 is provided on the entire anode 13 side of the fuel cell 2, the thermal resistance (hereinafter simply referred to as the cathode 16) from the outermost surface on the cathode 16 side. The cathode side thermal resistance is set to be smaller than the thermal resistance from the outermost surface on the anode 13 side to the anode 13 (hereinafter simply referred to as the anode side thermal resistance).

ここで、図1に示される燃料電池1については、カバープレート18の表面がカソード16側の最外面となっている。従って、カソード側熱抵抗はカバープレート18からカソード16(カソード触媒層14、カソードガス拡散層15)までの熱抵抗である。また、断熱体4の底部4aの表面がアノード13側の最外面となっている。従って、アノード側熱抵抗は断熱体4の底部4aの表面からアノード13(アノード触媒層11、アノードガス拡散層12)までの熱抵抗である。なお、カソード側熱抵抗にはカソード16(カソード触媒層14、カソードガス拡散層15)自身の熱抵抗も含まれ、同様に、アノード側熱抵抗についてもアノード13(アノード触媒層11、アノードガス拡散層12)自身の熱抵抗が含まれる。   Here, in the fuel cell 1 shown in FIG. 1, the surface of the cover plate 18 is the outermost surface on the cathode 16 side. Therefore, the cathode-side thermal resistance is a thermal resistance from the cover plate 18 to the cathode 16 (the cathode catalyst layer 14 and the cathode gas diffusion layer 15). Further, the surface of the bottom 4a of the heat insulator 4 is the outermost surface on the anode 13 side. Therefore, the anode-side thermal resistance is a thermal resistance from the surface of the bottom 4a of the heat insulator 4 to the anode 13 (the anode catalyst layer 11 and the anode gas diffusion layer 12). The cathode side thermal resistance includes the thermal resistance of the cathode 16 (cathode catalyst layer 14, cathode gas diffusion layer 15) itself. Similarly, the anode side thermal resistance also includes the anode 13 (anode catalyst layer 11, anode gas diffusion). Layer 12) includes its own thermal resistance.

このようにカソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗よりも小さくされることで、発電に伴って熱が生成した場合、アノード13側については生成した熱が保温され、カソード16側については生成した熱が放熱される。この結果、アノード13側は触媒反応に適した温度に速やかに上昇し、短時間で燃料電池出力が増加・安定化すると共に、その出力電圧も触媒近傍が高い温度に維持されることから従来のものよりも高くなる。さらに、出力電力の増加のみならず、燃料利用効率の改善にもつながることから、省エネルギーの観点からも効果的である。   As described above, when the cathode-side thermal resistance is made smaller than the anode-side thermal resistance, when heat is generated along with power generation, the generated heat is retained on the anode 13 side, and the generated heat is generated on the cathode 16 side. Is dissipated. As a result, the anode 13 side quickly rises to a temperature suitable for the catalytic reaction, the fuel cell output increases and stabilizes in a short time, and the output voltage is also maintained at a high temperature in the vicinity of the catalyst. Higher than the ones. Furthermore, it not only increases output power but also improves fuel utilization efficiency, which is effective from the viewpoint of energy saving.

また、カソード16側は放熱によって発電出力に対して比較的低温に維持されるため、生成した熱に起因する過大な水蒸散、およびそれに起因する電解質膜17の乾燥による性能低下も大幅に抑制される。   Further, since the cathode 16 side is maintained at a relatively low temperature with respect to the power generation output by heat radiation, excessive water transpiration due to the generated heat, and performance degradation due to drying of the electrolyte membrane 17 due to the water evaporation are greatly suppressed. The

なお、カソード側熱抵抗およびアノード側熱抵抗は、具体的には膜電極接合体2の主面に垂直な方向の熱貫流に対する熱抵抗であることが好ましい。このようなカソード側熱抵抗およびアノード側熱抵抗について、カソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗よりも小さくされることで、上記したような効果をより一層得やすくなる。   In addition, it is preferable that the cathode side thermal resistance and the anode side thermal resistance are specifically thermal resistances to heat flow in a direction perpendicular to the main surface of the membrane electrode assembly 2. Regarding the cathode side thermal resistance and the anode side thermal resistance, the cathode side thermal resistance is made smaller than the anode side thermal resistance, thereby making it easier to obtain the effects as described above.

また、特にカソード側熱抵抗はアノード側熱抵抗の70%以下となっていることが好ましい。少なくともカソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗よりも小さくされていれば出力電力の改善が見られるが、カソード側熱抵抗をアノード側熱抵抗の70%以下とすることで、例えば200mW以上といった高出力を安定的に得ることも可能となる。   In particular, the cathode side thermal resistance is preferably 70% or less of the anode side thermal resistance. If at least the cathode-side thermal resistance is smaller than the anode-side thermal resistance, the output power can be improved. However, by setting the cathode-side thermal resistance to 70% or less of the anode-side thermal resistance, for example, a high output of 200 mW or more. Can also be obtained stably.

断熱体4を構成する断熱材としては、例えば発泡ポリスチレン、ウレタンフォーム、グラスウール等の建築用断熱材として使用される各種断熱材が適用可能である。断熱体4の厚さは、カソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗より小さくなるように、好ましくはカソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗の70%以下となるように適宜調整することが好ましい。   As a heat insulating material which comprises the heat insulating body 4, various heat insulating materials used as heat insulating materials for buildings, such as a foamed polystyrene, a urethane foam, glass wool, are applicable, for example. The thickness of the heat insulator 4 is suitably adjusted so that the cathode side thermal resistance is smaller than the anode side thermal resistance, and preferably the cathode side thermal resistance is 70% or less of the anode side thermal resistance.

アノード側熱抵抗およびカソード側熱抵抗の測定は以下のようにして行うことができる。図2、3は図1に示される燃料電池1の熱抵抗の測定方法を模式的に示したものであり、図2はアノード側熱抵抗の測定方法を示したものであり、図3はカソード側熱抵抗の測定方法を示したものである。   The anode side thermal resistance and the cathode side thermal resistance can be measured as follows. 2 and 3 schematically show a method for measuring the thermal resistance of the fuel cell 1 shown in FIG. 1, FIG. 2 shows a method for measuring the anode-side thermal resistance, and FIG. 3 shows a cathode. A method for measuring the side thermal resistance is shown.

まず、図2に示されるように、アノード側熱抵抗を測定する際には、図1に示される測定対象である燃料電池1のうち電解質膜17よりもアノード13側の構成部材のみからなるアノード側測定用部材1aを用意する。アノード側測定用部材1aのカソード側には電源20に接続された発熱体21を設置し、この発熱体21の周辺を十分に高い熱抵抗を有する断熱体22で覆う。   First, as shown in FIG. 2, when measuring the anode-side thermal resistance, the anode composed only of the constituent members on the anode 13 side of the electrolyte membrane 17 in the fuel cell 1 to be measured shown in FIG. 1. A side measurement member 1a is prepared. A heating element 21 connected to the power source 20 is installed on the cathode side of the anode side measuring member 1a, and the periphery of the heating element 21 is covered with a heat insulator 22 having a sufficiently high thermal resistance.

その後、電源20から発熱体21に一定の電力を通電することで発熱させ、アノード13に設置した熱電対(図示せず)と最外面である断熱体4の底部4aの表面に設置した熱電対(図示せず)とで温度変化を測定する。温度変化が無くなり、温度が一定となったときの温度を読み取り、そのときのアノード13の温度をT、最外面である底部4aの表面の温度をTAAとする。また、発熱体21に印加された電力をP(W)とする。これらから、下記式によりアノード側熱抵抗(R)を算出する。
=(T−TAA)/P [℃/W]
Thereafter, a constant electric power is applied to the heating element 21 from the power source 20 to generate heat, and a thermocouple (not shown) installed on the anode 13 and a thermocouple installed on the surface of the bottom 4a of the heat insulator 4 which is the outermost surface. (Not shown) and the temperature change is measured. The temperature when the temperature change is eliminated and the temperature becomes constant is read, and the temperature of the anode 13 at that time is T A , and the temperature of the surface of the bottom portion 4a which is the outermost surface is T AA . In addition, the power applied to the heating element 21 is P (W). From these, the anode side thermal resistance (R A ) is calculated by the following formula.
R A = (T A -T AA ) / P [℃ / W]

カソード側熱抵抗についても同様にして求めることができる。すなわち、図3に示されるように、図1に示される測定対象である燃料電池1のうち電解質膜17よりもカソード16側の構成部材のみからなるカソード側測定用部材1bを用意する。カソード側測定用部材1bのアノード側には電源20に接続された発熱体21を設置し、この発熱体21の周辺を十分に高い熱抵抗を有する断熱体22で覆う。   The cathode side thermal resistance can be obtained in the same manner. That is, as shown in FIG. 3, a cathode-side measurement member 1b consisting of only the constituent members on the cathode 16 side of the electrolyte membrane 17 in the fuel cell 1 as the measurement object shown in FIG. A heating element 21 connected to the power source 20 is installed on the anode side of the cathode side measuring member 1b, and the periphery of the heating element 21 is covered with a heat insulator 22 having a sufficiently high thermal resistance.

その後、電源20から発熱体21に一定の電力を通電することで発熱させ、カソード16に設置した熱電対(図示せず)と最外面であるカバープレート18の表面に設置した熱電対(図示せず)とで温度変化を測定する。温度変化が無くなり、温度が一定となったときの温度を読み取り、そのときのカソード16の温度をT、最外面であるカバープレート18の温度をTCCとする。また、発熱体21に印加された電力をP(W)とする。これらから、下記式によりカソード側熱抵抗(R)を算出する。
=(T−TCC)/P [℃/W]
Thereafter, heat is generated by energizing the heating element 21 from the power source 20 to generate heat, and a thermocouple (not shown) installed on the cathode 16 and a thermocouple (not shown) installed on the outermost surface of the cover plate 18. )) And measure the temperature change. The temperature when the temperature change is eliminated and the temperature becomes constant is read, and the temperature of the cathode 16 at that time is T C , and the temperature of the outermost cover plate 18 is T CC . In addition, the power applied to the heating element 21 is P (W). From these, the cathode side thermal resistance (R C ) is calculated by the following formula.
R C = (T C -T CC ) / P [℃ / W]

本発明では、このようにして得られるアノード側熱抵抗(R)およびカソード側熱抵抗(R)について、上記したようにR<Rが満たされていればよく、R≦R×0.7が満たされていればより好ましい。 In the present invention, the anode-side thermal resistance (R A ) and the cathode-side thermal resistance (R C ) thus obtained are only required to satisfy R C <R A as described above, and R C ≦ R It is more preferable that A × 0.7 is satisfied.

図1に示される燃料電池1における発電反応は以下のようにして行われる。まず、燃料収容部6に収容された液体燃料の気化成分が気液分離膜9を透過して燃料電池セル2のアノード13に供給される。燃料電池セル2内において、燃料はアノードガス拡散層12を拡散してアノード触媒層11に供給される。液体燃料としてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層11で下記(1)式に示すメタノールの内部改質反応が生じる。なお、メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層14で生成した水や電解質膜17中の水をメタノールと反応させて(1)式の内部改質反応を生起させる。あるいは、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。
CHOH+HO → CO+6H+6e …(1)
The power generation reaction in the fuel cell 1 shown in FIG. 1 is performed as follows. First, the vaporized component of the liquid fuel stored in the fuel storage unit 6 passes through the gas-liquid separation membrane 9 and is supplied to the anode 13 of the fuel cell 2. In the fuel cell 2, the fuel diffuses through the anode gas diffusion layer 12 and is supplied to the anode catalyst layer 11. When methanol fuel is used as the liquid fuel, an internal reforming reaction of methanol shown in the following formula (1) occurs in the anode catalyst layer 11. When pure methanol is used as the methanol fuel, the water generated in the cathode catalyst layer 14 or the water in the electrolyte membrane 17 is reacted with methanol to cause the internal reforming reaction of the formula (1). Alternatively, the internal reforming reaction is caused by another reaction mechanism that does not require water.
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e (1)

この反応で生成した電子(e)は集電体を経由して外部に導かれ、いわゆる電気として携帯用電子機器等を動作させた後、カソード16に導かれる。また、(1)式の内部改質反応で生成したプロトン(H)は電解質膜17を経てカソード16に導かれる。カソード16には酸化剤として空気が供給される。カソード16に到達した電子(e)とプロトン(H)は、カソード触媒層14で空気中の酸素と下記(2)式にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成する。
6e+6H+(3/2)O → 3HO …(2)
The electrons (e ) generated by this reaction are guided to the outside via a current collector, and are guided to the cathode 16 after operating a portable electronic device or the like as so-called electricity. Further, protons (H + ) generated by the internal reforming reaction of the formula (1) are guided to the cathode 16 through the electrolyte membrane 17. Air is supplied to the cathode 16 as an oxidant. Electrons (e ) and protons (H + ) that have reached the cathode 16 react with oxygen in the air in the cathode catalyst layer 14 according to the following formula (2), and water is generated along with this reaction.
6e + 6H + + (3/2) O 2 → 3H 2 O (2)

この際、カソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗よりも小さくされているため、アノード13については触媒反応に適した温度に速やかに上昇し、短時間で燃料電池出力が増加・安定化すると共に、そのときの出力電圧も従来に比べ高くなる。また、カソード16については過度に高温となることが抑制されるため、生成した水が蒸散しにくく、またこれによって電解質膜17も乾燥しにくくなり、性能低下が大幅に抑制される。   At this time, since the cathode side thermal resistance is made smaller than the anode side thermal resistance, the anode 13 quickly rises to a temperature suitable for the catalytic reaction, and the fuel cell output is increased and stabilized in a short time. The output voltage at that time is also higher than in the prior art. In addition, since the cathode 16 is prevented from being excessively heated, the generated water is less likely to evaporate, and the electrolyte membrane 17 is also less likely to be dried.

次に、本発明の燃料電池の他の実施形態について説明する。図4は本発明の燃料電池の第2の実施形態を示したものである。図4に示される燃料電池1は、図1に示される燃料電池1の燃料収容部6についても断熱体4から一体的に構成し、カソード側熱抵抗をアノード側熱抵抗よりも小さくしたものである。このように、燃料収容部6は断熱体4によって一体的に構成されたものであってもよく、またこのようにすることで燃料電池1の構成を簡素化することができ、製造性、信頼性を向上させることができる。例えば、燃料収容部6等の構成部材そのものを熱抵抗の大きな材料、例えば発泡ビーズを内部に含む樹脂等からなるものとすることで、カソード側熱抵抗をアノード側熱抵抗よりも小さくすることができる。   Next, another embodiment of the fuel cell of the present invention will be described. FIG. 4 shows a second embodiment of the fuel cell of the present invention. The fuel cell 1 shown in FIG. 4 is configured such that the fuel accommodating portion 6 of the fuel cell 1 shown in FIG. 1 is also integrally formed from the heat insulator 4 and the cathode side thermal resistance is smaller than the anode side thermal resistance. is there. As described above, the fuel storage unit 6 may be integrally formed by the heat insulator 4, and by doing so, the configuration of the fuel cell 1 can be simplified, and the productivity and reliability are improved. Can be improved. For example, it is possible to make the cathode-side thermal resistance smaller than the anode-side thermal resistance by making the constituent member itself such as the fuel storage portion 6 from a material having a large thermal resistance, for example, a resin containing foam beads inside. it can.

また、図5は本発明の燃料電池の第3の実施形態を示したものである。図5に示される燃料電池1は、図4に示される燃料電池1の断熱体4をカソード16側の最外面となるカバープレート18の側面部まで延長し、カソード側熱抵抗をアノード側熱抵抗よりも小さくしたものである。このように、カソード側熱抵抗をアノード側熱抵抗よりも小さくすることができる限りにおいて断熱体4はカソード16側の最外面まで設けてもよく、またこのようにすることで燃料電池1の機械的強度を向上させることができ、信頼性の向上と共に、製造性の大幅な改善が可能となる。   FIG. 5 shows a third embodiment of the fuel cell of the present invention. The fuel cell 1 shown in FIG. 5 extends the heat insulator 4 of the fuel cell 1 shown in FIG. 4 to the side surface portion of the cover plate 18 that is the outermost surface on the cathode 16 side, and the cathode side thermal resistance is increased to the anode side thermal resistance. Is smaller than that. Thus, as long as the cathode-side thermal resistance can be made smaller than the anode-side thermal resistance, the heat insulator 4 may be provided up to the outermost surface on the cathode 16 side. The mechanical strength can be improved, and the reliability can be improved and the productivity can be greatly improved.

なお、例えば図5に示されるような燃料電池1において、さらにカソード16側の最外面であるカバープレート18の表面上に断熱体4を設けることもできる。ただし、このような場合については、カソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗よりも小さくなるように断熱体4の厚さ等を適宜調整する必要がある。   For example, in the fuel cell 1 as shown in FIG. 5, the heat insulator 4 can also be provided on the surface of the cover plate 18 that is the outermost surface on the cathode 16 side. However, in such a case, it is necessary to appropriately adjust the thickness of the heat insulator 4 so that the cathode-side thermal resistance is smaller than the anode-side thermal resistance.

図6は、本発明の燃料電池の第4の実施形態を示したものである。図6に示される第4の実施形態の燃料電池1は、燃料電池セル2のアノード13側に燃料分配機構5を配置し、この燃料分配機構5に燃料収容部6からポンプ8によって流路7を通して液体燃料を送液するようにしたものである。ここで、燃料分配機構5、燃料収容部6、流路7およびポンプ8からなる部分が燃料供給機構3である。そして、この燃料電池1については、燃料電池セル2のアノード13と燃料分配機構5とが断熱体4によって覆われていることで、カソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗よりも小さくなるように構成されている。   FIG. 6 shows a fourth embodiment of the fuel cell of the present invention. In the fuel cell 1 of the fourth embodiment shown in FIG. 6, a fuel distribution mechanism 5 is disposed on the anode 13 side of the fuel cell 2, and a flow path 7 is supplied to the fuel distribution mechanism 5 from the fuel storage portion 6 by a pump 8. The liquid fuel is fed through. Here, a portion including the fuel distribution mechanism 5, the fuel storage unit 6, the flow path 7 and the pump 8 is the fuel supply mechanism 3. The fuel cell 1 is configured such that the cathode side thermal resistance is smaller than the anode side thermal resistance by covering the anode 13 of the fuel cell 2 and the fuel distribution mechanism 5 with the heat insulator 4. Has been.

なお、このように燃料分配機構5と燃料収容部6とが分離して配置されるものについては、アノード側熱抵抗は燃料電池セル2と直接的に積層構造をなす部分についてのものとする。すなわち、図6に示される第4の実施形態の燃料電池1については、アノード13側の最外面は断熱体4の底部4aの表面であり、アノード側熱抵抗は断熱体4の底部4aの表面からアノード13(アノード触媒層11、アノードガス拡散層12)までの熱抵抗である。なお、図6に示される第4の実施形態の燃料電池1において、例えば断熱体4の底部4aに燃料収容部6が接触して配置される場合には、アノード側熱抵抗にはこの燃料収容部6も含められる。   In the case where the fuel distribution mechanism 5 and the fuel storage portion 6 are arranged separately as described above, the anode-side thermal resistance is that of a portion that directly forms a laminated structure with the fuel cell 2. That is, in the fuel cell 1 of the fourth embodiment shown in FIG. 6, the outermost surface on the anode 13 side is the surface of the bottom portion 4 a of the heat insulator 4, and the anode-side thermal resistance is the surface of the bottom portion 4 a of the heat insulator 4. To the anode 13 (the anode catalyst layer 11 and the anode gas diffusion layer 12). In the fuel cell 1 of the fourth embodiment shown in FIG. 6, for example, when the fuel storage portion 6 is disposed in contact with the bottom 4 a of the heat insulator 4, the fuel storage capacity is included in the anode side thermal resistance. Part 6 is also included.

燃料分配機構5は、例えば図7に示すように液体燃料が流路7を介して流入する少なくとも1個の燃料注入口5aと、液体燃料やその気化成分を排出する複数個の燃料排出口5bとを有する燃料分配板5cである。燃料分配板5cの内部には図6に示すように、燃料注入口5aから導かれた液体燃料の通路となる空隙部5eが設けられている。複数の燃料排出口5bは燃料通路として機能する空隙部5eにそれぞれ直接接続されている。   For example, as shown in FIG. 7, the fuel distribution mechanism 5 includes at least one fuel inlet 5a through which liquid fuel flows through the flow path 7, and a plurality of fuel outlets 5b through which liquid fuel and its vaporized components are discharged. The fuel distribution plate 5c having As shown in FIG. 6, a gap 5e serving as a liquid fuel passage led from the fuel injection port 5a is provided inside the fuel distribution plate 5c. The plurality of fuel discharge ports 5b are directly connected to the gaps 5e that function as fuel passages.

燃料注入口5aから燃料分配板5cに導入された液体燃料は空隙部5eに入り、この燃料通路として機能する空隙部5eを介して複数の燃料排出口5bにそれぞれ導かれる。複数の燃料排出口5bには、例えば液体燃料の気化成分のみを透過し、液体成分は透過させない気液分離体(図示せず)を配置してもよい。これによって、燃料電池セル2のアノード13には液体燃料の気化成分が供給される。なお、気液分離体は燃料分配機構5とアノード13との間に気液分離膜等として設置してもよい。液体燃料の気化成分は複数の燃料排出口5bからアノード13の複数個所に向けて排出される。   The liquid fuel introduced into the fuel distribution plate 5c from the fuel inlet 5a enters the gap 5e, and is guided to the plurality of fuel discharge ports 5b through the gap 5e functioning as the fuel passage. For example, a gas-liquid separator (not shown) that transmits only the vaporized component of the liquid fuel and does not transmit the liquid component may be disposed in the plurality of fuel discharge ports 5b. As a result, the vaporized component of the liquid fuel is supplied to the anode 13 of the fuel cell 2. The gas-liquid separator may be installed as a gas-liquid separation membrane or the like between the fuel distribution mechanism 5 and the anode 13. The vaporized component of the liquid fuel is discharged from a plurality of fuel discharge ports 5b toward a plurality of locations on the anode 13.

燃料排出口5bの個数は1個以上であればよいが、燃料電池セル2の面内における燃料供給量を均一化する上で、0.1〜10個/cmの燃料排出口5bが存在するように形成することが好ましい。燃料排出口5bの個数が0.1個/cm未満であると、燃料電池セル2に対する燃料供給量を十分に均一化することができない。燃料排出口5bの個数を10個/cmを超えて形成しても、それ以上の効果が得られない。 The number of the fuel discharge ports 5b may be one or more. However, in order to equalize the fuel supply amount in the surface of the fuel cell 2, there are 0.1 to 10 / cm 2 fuel discharge ports 5b. It is preferable to form so as to. If the number of fuel discharge ports 5b is less than 0.1 / cm 2 , the amount of fuel supplied to the fuel cells 2 cannot be made sufficiently uniform. Even if the number of the fuel discharge ports 5b exceeds 10 / cm 2 , no further effect can be obtained.

ポンプ8は燃料を循環させる循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部6から燃料分配機構5に液体燃料を送液する燃料供給ポンプである。このようなポンプ8で必要時に液体燃料を送液することで、燃料供給量の制御性を高めることができる。また、このようなポンプ8を利用することで、各燃料排出口5bから均一に燃料を排出させ、高出力を安定して得ることができる。   The pump 8 is not a circulation pump that circulates fuel, but is a fuel supply pump that sends liquid fuel from the fuel storage unit 6 to the fuel distribution mechanism 5 to the last. By supplying liquid fuel with such a pump 8 when necessary, the controllability of the fuel supply amount can be improved. Moreover, by using such a pump 8, fuel can be discharged uniformly from each fuel discharge port 5b, and high output can be stably obtained.

燃料分配機構5から燃料電池セル2に供給された燃料は発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部6に戻されることはない。このように、図6に示される燃料電池1については燃料を循環させないことから従来のアクティブ方式とは異なり、装置の小型化等を損なうものではない。また、図6に示される燃料電池1については液体燃料の供給にポンプ8を使用しており、図1、4、5に示される第1〜第3の実施形態の燃料電池1のような純パッシブ方式とも異なるため、例えばセミパッシブ方式と呼称されるものである。   The fuel supplied from the fuel distribution mechanism 5 to the fuel cells 2 is used for the power generation reaction, and is not circulated thereafter and returned to the fuel storage unit 6. As described above, since the fuel cell 1 shown in FIG. 6 does not circulate the fuel, unlike the conventional active method, it does not impair the downsizing of the apparatus. In addition, the fuel cell 1 shown in FIG. 6 uses a pump 8 for supplying liquid fuel, and is pure as in the fuel cells 1 of the first to third embodiments shown in FIGS. Since it is different from the passive method, for example, it is called a semi-passive method.

ポンプ8の種類は特に限定されるものではないが、少量の液体燃料を制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、ロータリーベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することが好ましい。ロータリーベーンポンプはモータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。ダイアフラムポンプは電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。   The type of the pump 8 is not particularly limited, but a rotary vane pump, an electroosmotic flow pump, a diaphragm pump, from the viewpoint that a small amount of liquid fuel can be sent with good controllability and can be reduced in size and weight. It is preferable to use an ironing pump or the like. A rotary vane pump feeds liquid by rotating a wing with a motor. The electroosmotic flow pump uses a sintered porous material such as silica that causes an electroosmotic flow phenomenon. The diaphragm pump is a pump that feeds liquid by driving the diaphragm with an electromagnet or piezoelectric ceramics. The squeezing pump presses a part of the flexible fuel flow path and squeezes the fuel. Among these, it is more preferable to use an electroosmotic pump or a diaphragm pump having piezoelectric ceramics from the viewpoint of driving power, size, and the like.

ポンプ8の送液能力は燃料電池1の主たる対象物が小型電子機器であることから、10μL/分〜1mL/分の範囲とすることが好ましい。送液能力が1mL/分を超えると一度に送液される液体燃料の量が多くなりすぎて、全運転期間に占めるポンプ8の停止時間が長くなる。このため、燃料電池セル2への燃料の供給量の変動が大きくなり、その結果として出力の変動が大きくなる。これを防止するためのリザーバをポンプ8と燃料分配機構5との間に設けてもよいが、そのような構成を適用しても燃料供給量の変動を十分に抑制することはできず、さらに装置サイズの大型化等を招いてしまう。   Since the main object of the fuel cell 1 is a small electronic device, the liquid feeding capability of the pump 8 is preferably in the range of 10 μL / min to 1 mL / min. When the liquid feeding capacity exceeds 1 mL / min, the amount of liquid fuel fed at one time becomes too large, and the stop time of the pump 8 occupying the entire operation period becomes long. For this reason, fluctuations in the amount of fuel supplied to the fuel cells 2 increase, and as a result, fluctuations in output increase. A reservoir for preventing this may be provided between the pump 8 and the fuel distribution mechanism 5, but even if such a configuration is applied, fluctuations in the fuel supply amount cannot be sufficiently suppressed, and This will increase the size of the device.

一方、ポンプ8の送液能力が10μL/分未満であると、装置立ち上げ時のように燃料の消費量が増える際に供給能力不足を招くおそれがある。これによって、燃料電池1の起動特性等が低下する。このような点から、10μL/分〜1mL/分の範囲の送液能力を有するポンプ8を使用することが好ましい。ポンプ8の送液能力は10〜200μL/分の範囲とすることがより好ましい。このような送液量を安定して実現する上でも、ポンプ8には電気浸透流ポンプやダイアフラムポンプを適用することが好ましい。   On the other hand, when the liquid feeding capacity of the pump 8 is less than 10 μL / min, there is a risk of insufficient supply capacity when the amount of fuel consumption increases as when the apparatus is started up. As a result, the starting characteristics of the fuel cell 1 are deteriorated. From such a point, it is preferable to use the pump 8 having a liquid feeding capacity in the range of 10 μL / min to 1 mL / min. The pumping capacity of the pump 8 is more preferably in the range of 10 to 200 μL / min. In order to stably realize such a liquid feeding amount, it is preferable to apply an electroosmotic flow pump or a diaphragm pump to the pump 8.

なお、燃料分配機構3から燃料電池セル2への燃料供給が行われる構成であればポンプ8に代えて燃料遮断バルブ(図示せず)を配置する構成とすることも可能である。この燃料遮断バルブは、流路による液体燃料の供給を制御するために設けられるものである。   Note that a fuel cutoff valve (not shown) may be arranged in place of the pump 8 as long as fuel is supplied from the fuel distribution mechanism 3 to the fuel cells 2. This fuel cutoff valve is provided to control the supply of liquid fuel through the flow path.

図8は、本発明の燃料電池の第5の実施形態を示したものである。図8に示される燃料電池1は、図6に示される燃料電池1の燃料分配機構5についても断熱体4から一体的に構成し、カソード側熱抵抗をアノード側熱抵抗よりも小さくしたものである。このように、燃料分配機構5は断熱体4から一体的に構成されたものであってもよく、またこのようにすることで燃料電池1の構成を簡素化することができ、製造性、信頼性を向上させることができる。   FIG. 8 shows a fifth embodiment of the fuel cell of the present invention. In the fuel cell 1 shown in FIG. 8, the fuel distribution mechanism 5 of the fuel cell 1 shown in FIG. 6 is also configured integrally with the heat insulator 4, and the cathode side thermal resistance is smaller than the anode side thermal resistance. is there. As described above, the fuel distribution mechanism 5 may be integrally formed from the heat insulator 4, and by doing so, the configuration of the fuel cell 1 can be simplified, and the productivity and reliability are improved. Can be improved.

また、図9は、本発明の燃料電池の第6の実施形態を示したものである。図9に示される燃料電池1は、図8に示される燃料電池1の断熱体4をカソード16側の最外面となるカバープレート18の側面部まで延長して設け、カソード側熱抵抗をアノード側熱抵抗よりも小さくしたものである。このように、カソード側熱抵抗をアノード側熱抵抗よりも小さくすることができる限りにおいて断熱体4はカソード16側の最外面まで設けてもよく、またこのようにすることで燃料電池1の機械的強度を向上させることができ、信頼性の向上と共に、製造性の大幅な改善が可能となる。   FIG. 9 shows a sixth embodiment of the fuel cell of the present invention. The fuel cell 1 shown in FIG. 9 is provided by extending the heat insulator 4 of the fuel cell 1 shown in FIG. 8 to the side surface portion of the cover plate 18 which is the outermost surface on the cathode 16 side, and providing the cathode side thermal resistance on the anode side. It is smaller than the thermal resistance. Thus, as long as the cathode-side thermal resistance can be made smaller than the anode-side thermal resistance, the heat insulator 4 may be provided up to the outermost surface on the cathode 16 side. The mechanical strength can be improved, and the reliability can be improved and the productivity can be greatly improved.

なお、例えば図9に示されるような燃料電池1において、さらにカソード16側の最外面であるカバープレート18の表面上に断熱体4を設けることもできる。ただし、このような場合については、カソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗よりも小さくなるように断熱体4の厚さ等を調整する必要がある。   For example, in the fuel cell 1 as shown in FIG. 9, the heat insulator 4 can be further provided on the surface of the cover plate 18 which is the outermost surface on the cathode 16 side. However, in such a case, it is necessary to adjust the thickness and the like of the heat insulator 4 so that the cathode side thermal resistance is smaller than the anode side thermal resistance.

以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態そのものに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment itself, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

例えば、燃料電池本体の構成としてパッシブ型の燃料電池を例に挙げて説明したが、アクティブ型の燃料電池に対しても本発明を適用することができる。このようなものについても、上記した説明と同様の作用効果が得られる。また、膜電極接合体への燃料の供給は、液体燃料を全て蒸気として供給する他、一部については液体状態のまま供給してもよく、本発明はこのように一部が液体状態のまま供給されるものについても適用することができる。   For example, a description has been given by taking a passive fuel cell as an example of the configuration of the fuel cell body, but the present invention can also be applied to an active fuel cell. Even in such a case, the same effect as described above can be obtained. In addition to supplying all the liquid fuel as vapor, the fuel supply to the membrane electrode assembly may be partly supplied in a liquid state, and the present invention is partially in a liquid state as described above. It can also be applied to what is supplied.

次に、本発明について実施例を参照して詳細に説明する。   Next, the present invention will be described in detail with reference to examples.

(実施例1、比較例1、2)
実施例1の燃料電池として、図1に示されるような燃料電池セルのアノード側および燃料供給機構である燃料収容部が断熱体によって覆われ、アノード側熱抵抗を100とした場合にカソード側熱抵抗が30となるものを作製した。一方、比較例1の燃料電池として、図10に示すように、断熱体を設けなかったこと以外は実施例1の燃料電池と同様の構成とし、アノード側熱抵抗とカソード側熱抵抗とが同じであるものを作製した。また、比較例2の燃料電池として、図11に示すように、カバープレートの開口を除く全面に断熱体を設け、アノード側熱抵抗を100とした場合にカソード側熱抵抗が130となるものを作製した。
(Example 1, Comparative Examples 1 and 2)
As the fuel cell of Example 1, the anode side of the fuel cell as shown in FIG. 1 and the fuel storage portion which is the fuel supply mechanism are covered with a heat insulator, and the cathode side heat resistance is set to 100 when the anode side thermal resistance is 100. A resistor having a resistance of 30 was produced. On the other hand, as shown in FIG. 10, the fuel cell of Comparative Example 1 has the same configuration as that of the fuel cell of Example 1 except that no heat insulator is provided, and the anode side thermal resistance and the cathode side thermal resistance are the same. Was produced. In addition, as shown in FIG. 11, the fuel cell of Comparative Example 2 is provided with a heat insulator on the entire surface excluding the opening of the cover plate, and when the anode side thermal resistance is 100, the cathode side thermal resistance is 130. Produced.

なお、実施例1、比較例1、2の燃料電池において、電解質膜はナフィオン112(デュポン社製)とし、アノードはアノードガス拡散層としてのカーボンペーパー上に白金ルテニウム合金微粒子を担持したカーボン粒子とDE2020(デュポン社製)とからなるアノード触媒層を形成したものとし、カソードはカソードガス拡散層としてのカーボンペーパー上に白金担持カーボン粒子とDE2020(デュポン社製)とからなるカソード触媒層を形成したものとした。また、カバープレートはステンレス板(SUS304)からなるものとし、燃料収容部はポリエチレンテレフタレートからなるものとし、気液分離膜は厚さ0.2mmのシリコーンシートとした。さらに、断熱体は厚さが10mmの発泡ポリスチレンとした。また、アノード側熱抵抗、カソード側熱抵抗の測定は、既に説明したような図2、3に示す方法により行った。   In the fuel cells of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the electrolyte membrane was Nafion 112 (manufactured by DuPont), and the anode was carbon particles carrying platinum ruthenium alloy fine particles on carbon paper as an anode gas diffusion layer. Assume that an anode catalyst layer made of DE2020 (manufactured by DuPont) was formed, and a cathode formed a cathode catalyst layer made of platinum-supported carbon particles and DE2020 (manufactured by DuPont) on carbon paper as a cathode gas diffusion layer. It was supposed to be. The cover plate was made of stainless steel (SUS304), the fuel storage part was made of polyethylene terephthalate, and the gas-liquid separation membrane was a silicone sheet having a thickness of 0.2 mm. Furthermore, the heat insulator was made of expanded polystyrene having a thickness of 10 mm. The anode side thermal resistance and the cathode side thermal resistance were measured by the method shown in FIGS.

次に、実施例1、比較例1、2の燃料電池について、温度25℃、相対湿度50%の環境下、液体燃料として純メタノールを使用して発電を行わせ、カソード側の最外面に取り付けた熱電対によって温度を測定すると共に、出力を測定した。結果を図12、13に示す。   Next, the fuel cells of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to power generation using pure methanol as a liquid fuel in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50%, and attached to the outermost surface on the cathode side. The temperature was measured with a thermocouple and the output was measured. The results are shown in FIGS.

図12から明らかなように、実施例1の燃料電池については発電開始後に急速に温度が立ち上がり、1時間後には50℃程度に達し、その後は小幅な変動があるものの温度は安定することがわかる。なお、このデータを元データで仔細に観察すると、実際には発電開始から10分程度でほぼ温度が安定することが確認された。   As is clear from FIG. 12, the temperature of the fuel cell of Example 1 rapidly rises after the start of power generation, reaches about 50 ° C. after 1 hour, and then stabilizes although there is a slight fluctuation. . In addition, when this data was closely observed with the original data, it was confirmed that the temperature was actually stabilized in about 10 minutes from the start of power generation.

これに対し、比較例1の燃料電池では温度が安定するまでに2時間程度かかり、安定した後の温度は43℃程度と実施例1の燃料電池よりも低い値となることがわかる。さらに比較例2の燃料電池1では、発電開始後に急速に温度が上がり、1時間後には60℃程度に達するが、その後は急速に低下し、35℃前後で安定することがわかる。   On the other hand, in the fuel cell of Comparative Example 1, it takes about 2 hours for the temperature to stabilize, and the temperature after stabilization is about 43 ° C., which is lower than that of the fuel cell of Example 1. Further, in the fuel cell 1 of Comparative Example 2, it is found that the temperature rapidly rises after the start of power generation and reaches about 60 ° C. after 1 hour, but then rapidly decreases and stabilizes at around 35 ° C.

このような温度上昇に対応し、出力特性も図13に示すように、実施例1の燃料電池では発電開始後に速やかに出力が増加し、最初の1時間で250mWに達することがわかる。なお、このデータを元データで仔細に観察すると、実際には発電開始から10分程度で250mWに達することが確認された。これに対し、比較例1の燃料電池では温度が安定するまでに時間がかかり、またそのときの温度も低いことに対応し、発電開始から2時間程度かかって160mW程度に達し、その後も160mW程度を維持することがわかる。また、比較例2の燃料電池では発電開始後に急速に出力が増加し240mW程度に達するが、その後は急速に低下し、10時間後には90mW程度まで低下することがわかる。   Corresponding to such a temperature rise, as shown in FIG. 13, the output characteristics of the fuel cell of Example 1 increase rapidly after the start of power generation and reach 250 mW in the first hour. When this data was closely observed with the original data, it was actually confirmed that it reached 250 mW in about 10 minutes from the start of power generation. On the other hand, in the fuel cell of Comparative Example 1, it takes time until the temperature stabilizes, and the temperature at that time is low, and it takes about 2 hours from the start of power generation to reach about 160 mW, and then about 160 mW. You can see that Further, in the fuel cell of Comparative Example 2, the output increases rapidly after power generation starts and reaches about 240 mW, but then decreases rapidly, and after 10 hours, it decreases to about 90 mW.

この原因としては、比較例1の燃料電池では断熱体が設けられていないため、特にアノード側の熱抵抗が十分でなく、発電に伴って生成した熱が速やかに放熱されて温度が上がらず、また温度が低いために触媒の活性が低く、出力が低位にとどまったものと推察される。   As a cause of this, since no heat insulator is provided in the fuel cell of Comparative Example 1, in particular, the thermal resistance on the anode side is not sufficient, and the heat generated with power generation is quickly dissipated and the temperature does not rise, Moreover, since the temperature is low, it is presumed that the activity of the catalyst is low and the output remains low.

一方、比較例2の燃料電池では断熱体を略全面に施したものの、アノード側熱抵抗よりもカソード側熱抵抗が大きく、初期発電に伴って発生した熱により急速に温度が上がるが、放熱との均衡がとれないことから温度が上がりすぎ、燃料のメタノールが発電に寄与することなく直接カソードへ流れるメタノールクロスオーバー現象が顕在化し、結果として燃料電池の電圧が低下し、出力が低下したものと推察される。   On the other hand, in the fuel cell of Comparative Example 2, although the heat insulator was applied to almost the entire surface, the cathode side thermal resistance was larger than the anode side thermal resistance, and the temperature rapidly increased due to the heat generated by the initial power generation. Because the temperature rises too much because the fuel is not balanced, the methanol crossover phenomenon that the methanol of fuel flows directly to the cathode without contributing to power generation becomes obvious, and as a result, the voltage of the fuel cell decreases and the output decreases. Inferred.

また、これらの評価後、24時間の休止を置いて再度燃料を充填し、発電を行わせて出力特性を評価したが、実施例1および比較例1の燃料電池では出力が再現したが、比較例2の燃料電池では出力が低位にとどまった。この原因調査のため、1KHzにおける交流インピーダンスを測定したところ、実施例1および比較例1の燃料電池ともインピーダンス変化が±10%以内に収まっていたのに対し、比較例2の燃料電池では初期の5倍以上にまでインピーダンスが増加していることが観察された。   In addition, after these evaluations, the fuel was filled again after 24 hours of rest, and power generation was performed to evaluate the output characteristics. The output of the fuel cells of Example 1 and Comparative Example 1 was reproduced. In the fuel cell of Example 2, the output remained low. For this cause investigation, when the AC impedance at 1 kHz was measured, both the fuel cell of Example 1 and Comparative Example 1 showed an impedance change within ± 10%, whereas the fuel cell of Comparative Example 2 showed an initial change. It was observed that the impedance increased to more than 5 times.

一般に、インピーダンスの大幅な増加は電解質膜の乾燥や触媒層の剥離が原因の場合が多いことから、比較例2の燃料電池についても解体して電解質膜の乾燥や触媒層の剥離の調査を行った。その結果、比較例2の燃料電池については、電解質膜の含水率が初期の半分程度にまで低下していることが確認され、電解質膜の乾燥によるプロトン伝導性の低下がインピーダンスの上昇を招き、発電時の電圧が低下したことが確認された。   In general, a large increase in impedance is often caused by drying of the electrolyte membrane or peeling of the catalyst layer. Therefore, the fuel cell of Comparative Example 2 was disassembled to investigate drying of the electrolyte membrane or peeling of the catalyst layer. It was. As a result, for the fuel cell of Comparative Example 2, it was confirmed that the moisture content of the electrolyte membrane was reduced to about half of the initial value, and the decrease in proton conductivity due to drying of the electrolyte membrane caused an increase in impedance. It was confirmed that the voltage during power generation decreased.

(実施例2、3、比較例3、4、5)
実施例2の燃料電池として、図5に示されるように、燃料収容部を断熱体から一体的に構成すると共に、断熱体をカソード側の最外面であるカバープレートの側面部まで設け、アノード側熱抵抗を100とした場合にカソード側熱抵抗が30となるものを作製した。また、実施例3、比較例3〜5の燃料電池として、実施例2の燃料電池のカバープレート上にさらに断熱体を配置し、アノード側熱抵抗を100とした場合にカソード側熱抵抗がそれぞれ70、100、130、200となるものを作製した。なお、アノード側熱抵抗に対するカソード側熱抵抗の調整はカバープレート上に配置する断熱体の厚さを変化させることで行った。また、断熱体(燃料収容部を含む)以外の構成は実施例1の燃料電池と同様なものとした。
(Examples 2 and 3, Comparative Examples 3, 4, and 5)
As shown in FIG. 5, as the fuel cell of Example 2, the fuel storage portion is integrally formed from a heat insulator, and the heat insulator is provided up to the side surface portion of the cover plate, which is the outermost surface on the cathode side. When the thermal resistance was 100, a cathode side thermal resistance of 30 was produced. Further, as the fuel cells of Example 3 and Comparative Examples 3 to 5, when a heat insulator is further arranged on the cover plate of the fuel cell of Example 2 and the anode side thermal resistance is 100, the cathode side thermal resistance is respectively 70, 100, 130, and 200 were produced. The adjustment of the cathode-side thermal resistance with respect to the anode-side thermal resistance was performed by changing the thickness of the heat insulator disposed on the cover plate. The configuration other than the heat insulator (including the fuel storage portion) was the same as that of the fuel cell of Example 1.

次に、実施例2、3、比較例3、4、5の燃料電池について、温度25℃、相対湿度50%の環境下、液体燃料として純メタノールを使用して発電を行わせ、発電開始から10時間後の出力を測定した。結果を表1に示す。なお、表1におけるアノード側熱抵抗およびカソード側熱抵抗は、アノード側熱抵抗を100としたときの相対値で示している。   Next, the fuel cells of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 3, 4, and 5 were subjected to power generation using pure methanol as a liquid fuel in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50%. The output after 10 hours was measured. The results are shown in Table 1. In addition, the anode side thermal resistance and the cathode side thermal resistance in Table 1 are shown as relative values when the anode side thermal resistance is 100.

Figure 2008210548
Figure 2008210548

表1から明らかなように、カソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗の70%以下とされた実施例2、3の燃料電池は200mW以上の高出力を維持できるが、カソード側熱抵抗がアノード側熱抵抗の70%を超える比較例3〜5の燃料電池は出力が低下することがわかる。この結果から、カソード側熱抵抗はアノード側熱抵抗の70%以下であることが好ましいことがわかる。   As is clear from Table 1, the fuel cells of Examples 2 and 3 in which the cathode side thermal resistance is 70% or less of the anode side thermal resistance can maintain a high output of 200 mW or more. It turns out that the output of the fuel cells of Comparative Examples 3 to 5 exceeding 70% of the thermal resistance is lowered. From this result, it is understood that the cathode side thermal resistance is preferably 70% or less of the anode side thermal resistance.

本発明の燃料電池の第1の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 1st Embodiment of the fuel cell of this invention. アノード側熱抵抗の測定方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the measuring method of anode side thermal resistance. カソード側熱抵抗の測定方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the measuring method of cathode side thermal resistance. 本発明の燃料電池の第2の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the fuel cell of this invention. 本発明の燃料電池の第3の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the fuel cell of this invention. 本発明の燃料電池の第4の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 4th Embodiment of the fuel cell of this invention. 燃料分配機構の一例を示す外観図。The external view which shows an example of a fuel distribution mechanism. 本発明の燃料電池の第5の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 5th Embodiment of the fuel cell of this invention. 本発明の燃料電池の第6の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 6th Embodiment of the fuel cell of this invention. 比較例1の燃料電池を示す断面図。Sectional drawing which shows the fuel cell of the comparative example 1. FIG. 比較例2の燃料電池を示す断面図。Sectional drawing which shows the fuel cell of the comparative example 2. FIG. 実施例および比較例の燃料電池についての発電開始後の経過時間とカソード側の最外面の温度との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the elapsed time after the electric power generation start about the fuel cell of an Example and a comparative example, and the temperature of the outermost surface by the side of a cathode. 実施例および比較例の燃料電池についての発電開始後の経過時間と出力との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the elapsed time after the start of electric power generation, and an output about the fuel cell of an Example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1…燃料電池、2…燃料電池セル、3…燃料供給機構、4…断熱体、5…燃料分配機構、6…燃料収容部、7…流路、8…ポンプ、11…アノード触媒層、12…アノードガス拡散層、13…アノード(燃料極)、14…カソード触媒層、15…カソードガス拡散層、16…カソード(空気極/酸化剤極)、17…プロトン(水素イオン)伝導性の電解質膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell, 2 ... Fuel cell, 3 ... Fuel supply mechanism, 4 ... Heat insulator, 5 ... Fuel distribution mechanism, 6 ... Fuel accommodating part, 7 ... Flow path, 8 ... Pump, 11 ... Anode catalyst layer, 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Anode gas diffusion layer, 13 ... Anode (fuel electrode), 14 ... Cathode catalyst layer, 15 ... Cathode gas diffusion layer, 16 ... Cathode (air electrode / oxidant electrode), 17 ... Proton (hydrogen ion) conductive electrolyte film

Claims (5)

燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とに挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体と、前記膜電極接合体の前記燃料極側に配置され、前記膜電極接合体の前記燃料極に燃料を供給するための燃料供給機構とを有する燃料電池において、
前記空気極側の最外面から前記空気極までの熱抵抗が前記燃料極側の最外面から前記燃料極までの熱抵抗よりも小さいことを特徴とする燃料電池。
A membrane electrode assembly including a fuel electrode, an air electrode, and an electrolyte membrane sandwiched between the fuel electrode and the air electrode; and the membrane electrode assembly disposed on the fuel electrode side of the membrane electrode assembly. A fuel cell having a fuel supply mechanism for supplying fuel to the fuel electrode;
A fuel cell, wherein a thermal resistance from the outermost surface on the air electrode side to the air electrode is smaller than a thermal resistance from the outermost surface on the fuel electrode side to the fuel electrode.
前記空気極側の最外面から前記空気極までの熱抵抗が前記燃料極側の最外面から前記燃料極までの熱抵抗の70%以下であ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 a thermal resistance from the outermost surface on the air electrode side to the air electrode is 70% or less of a thermal resistance from the outermost surface on the fuel electrode side to the fuel electrode. 前記熱抵抗は前記膜電極接合体の主面に垂直な方向の熱貫流に対する熱抵抗であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料電池。   3. The fuel cell according to claim 1, wherein the thermal resistance is a thermal resistance against a heat flow in a direction perpendicular to a main surface of the membrane electrode assembly. 前記燃料はメタノール燃料であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の燃料電池。   The fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel is methanol fuel. 前記メタノール燃料はメタノール濃度が80%以上のメタノール水溶液または純メタノールであることを特徴とする請求項4記載の燃料電池。   5. The fuel cell according to claim 4, wherein the methanol fuel is a methanol aqueous solution or pure methanol having a methanol concentration of 80% or more.
JP2007043861A 2007-02-23 2007-02-23 Fuel cell Withdrawn JP2008210548A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007043861A JP2008210548A (en) 2007-02-23 2007-02-23 Fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007043861A JP2008210548A (en) 2007-02-23 2007-02-23 Fuel cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008210548A true JP2008210548A (en) 2008-09-11

Family

ID=39786695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007043861A Withdrawn JP2008210548A (en) 2007-02-23 2007-02-23 Fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008210548A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014046094A1 (en) 2012-09-19 2014-03-27 旭化成株式会社 Separator, manufacturing method thereof, and lithium ion secondary cell

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014046094A1 (en) 2012-09-19 2014-03-27 旭化成株式会社 Separator, manufacturing method thereof, and lithium ion secondary cell
US10811658B2 (en) 2012-09-19 2020-10-20 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Separator and method of preparing the same, and lithium ion secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010080173A (en) Fuel cell
TWI332726B (en)
US20110117465A1 (en) Fuel cell
WO2010084753A1 (en) Fuel cell
JP2009021209A (en) Fuel cell system
JP5112233B2 (en) Fuel cell
JP2008310995A (en) Fuel cell
JP2009146864A (en) Fuel cell
JPWO2008068887A1 (en) Fuel cell
JPWO2008068886A1 (en) Fuel cell
JP2008210548A (en) Fuel cell
JP2009021113A (en) Fuel cell
WO2011052650A1 (en) Fuel cell
JP2010123342A (en) Fuel battery
JP2011096468A (en) Fuel cell
JP2008210679A (en) Fuel cell
JP2008210644A (en) Fuel cell
JP2009094062A (en) Fuel battery
JP2010073608A (en) Fuel cell
JP2011065963A (en) Fuel cell
JP2009038014A (en) Fuel cell and manufacturing method of fuel cell
JP2009043720A (en) Fuel cell
JP2010049930A (en) Fuel cell
WO2010005002A1 (en) Fuel cell
JP2009016191A (en) Fuel cell and fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100511