JP2010086694A - 固体高分子形燃料電池 - Google Patents
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Abstract
電極近傍でのフラディングあるいはセパレータの流路での水閉塞(プラギング)によって、セル電圧が不安定になることを防止する。
【解決手段】
固体高分子電解質膜と、前記電解質膜の表面に接合された電極と、燃料または酸化剤を流通させる溝を有し、かつ、前記溝が前記電極に接するセパレータを具備する固体高分子形燃料電池において、水分子と5員環または6員環の水素結合を形成するポリマーを前記セパレータまたは前記電極の少なくとも表面上存在させて、水の排出を改善する。
【選択図】図1
Description
また、6員環をエーテル結合で連結することで、前記結合の酸素原子が親水性の働きをするので、化学的な安定性を維持しつつ、親水性向上に役立つ。
)から、極薄(数ミクロンから数十ミクロン)の厚さの表面処理層が存在すると見積もった。
開回路時の電圧が0.9〜1Vに達したことを確認した後、電流密度を0.3A/cm2とした定格発電を開始し、8時間の連続発電試験を実施した。0.68〜0.70Vの範囲で安定した電圧を得た。この試験中の電池入口における空気圧力は、9±0.3kPaであった。なお、燃料利用率は80%、酸化剤利用率は60%とした。また、ガスの露点は、燃料ガス,酸化剤ガスともに60℃とした。
402 流路(溝)
403 凸部(リブ)
404 セルロース系ポリマーの薄膜層
501 燃料流路を有するセパレータ
502 電解質膜
503 電極(アノード)
504 電極(カソード)
505,512,513 ガスケット(シール材)
507 酸化剤流路面を有するセパレータ
508 燃料供給マニホールド
509 燃料排出マニホールド
510 燃料流路
511 酸化剤流路
601 単セル
602 膜−電極接合体(MEA)
603 冷却水流路に対面する平板部品
604 本発明のセパレータ(単セル用)
605 ガスケット(シール)
607 絶縁板
608 冷却セル(右側は酸化剤流路面、左側は燃料流路面)
609 端板
610,622 燃料ガス配管用コネクター
611,623 酸化剤ガス配管用コネクター
612,624 冷却水配管用コネクター
613,614 集電板
616 ボルト
617 ばね
618 ナット
619 外部電力線
620 DC−DCコンバータまたはインバータ
621 外部に設置した負荷
Claims (5)
- 固体高分子電解質膜と、前記電解質膜の表面に接合された電極と、燃料または酸化剤を流通させる溝を有し、前記溝が前記電極に接するセパレータを具備する固体高分子形燃料電池において、炭素からなる環状化合物または炭素と酸素からなる環状化合物がグルコシド結合を介して連結されたセルロース系ポリマーを前記セパレータまたは前記電極の少なくとも表面の一部に存在させたことを特徴とする固体高分子形燃料電池。
- 前記セルロース系ポリマーが分子内に有する酸素原子と水との間で5員環または6員環の水素結合を形成しうる環状構造を有し、かつ、前記酸素原子は1個ないし2個の炭素原子を介して結合していることを特徴とする請求項1に記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記6員環化合物の炭素原子から酸素原子を有する側鎖が形成され、前記酸素原子はエーテル結合またはカルボニル結合またはカルボキシル結合の一部を形成していることを特徴とする請求項2に記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記6員環を構成する一部の炭素原子がメチレン基と前記メチレン基に結合する前記酢酸エステル基またはプロピオン酸エステル基からなる側鎖を有していることを特徴とする請求項2に記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記6員環を構成する一部の炭素原子がメチレン基と前記メチレン基に結合する前記酢酸エステル基またはプロピオン酸エステル基からなる側鎖を有していることを特徴とする請求項3に記載の固体高分子形燃料電池。
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