JP2010113985A5

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Publication number: JP2010113985A5
Application number: JP2008286420A
Authority: JP
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2011-12-15

Description

本発明による燃料電池は、酸素電極および燃料電極と共に空気流路形成部材を備えている。酸素電極は、互いに対向する第１面および第２面を有し、その第１面側に集電体が配設されている。空気流路形成部材はこの集電体とともに空気流路を形成する。集電体の表面には、この空気流路の少なくとも一部に対応して撥水領域が設けられている。燃料電極は酸素電極の第２面側に設けられる。

その後、熱圧着した燃料・電解質流路３０に、酸素電極２０を接着し、外装部材１４，２４に収納する。これにより図１および図２に示した燃料電池１１０が完成する。

本実施の形態では、集電体２３の空気が流れる面に、空気流路４０に沿って撥水処理を施した撥水領域６０が設けられていることにより、空気流路４０へ透過してきた水が、燃料・電解質流路３０へ逆流することなく、排出される。また、撥水処理により、空気流路４０へ透過してきた水は、玉状となるため、効率よく燃料電池１１０の外部へ排出される。

［燃料電池システムの製造方法例］
例えば、上記燃料電池１１０を、上述した構成を有する測定部１２０，制御部１３０，燃料・電解質供給部１４０および燃料供給部１５０を有するシステムに組み込み、燃料・電解質入口１４Ａおよび燃料・電解質出口１４Ｂと燃料供給部１５０とを例えばシリコーンチューブよりなる燃料供給ライン１５３で接続すると共に、燃料・電解質入口１４Ａおよび燃料・電解質出口１４Ｂと燃料・電解質供給部１４０とを例えばシリコーンチューブよりなる燃料・電解質供給ライン１４３で接続する。これにより図３に示した燃料電池システム１が完成する。

このような燃料電池システム１では、燃料・電解質供給部１４０から燃料電池１１０に燃料および電解質を含む流動体が供給されると、燃料電池１１０から電力が取り出され、外部回路２が駆動する。燃料電池１１０の運転中には、測定部１２０により燃料電池１１０の動作電圧および動作電流が測定され、その測定結果に基づいて、制御部１３０により、燃料電池１１０の運転条件として上述した燃料・電解質供給パラメータおよび燃料供給パラメータの制御が行われる。測定部１２０による測定および制御部１３０によるパラメータ制御は頻繁に繰り返され、燃料電池１１０の特性変動に追従して流動体および燃料の供給状態が最適化される。

続いて、上述した材料よりなる外装部材１４，２４を作製し、外装部材２４には、例えば、樹脂製の継手よりなる空気入口２４Ａおよび空気出口２４Ｂを設けた。外装部材１４には、例えば樹脂製の継手よりなる燃料・電解液入口１４Ａおよび燃料・電解液出口１４Ｂを設けた。次に、燃料電極１０と酸素電極２０とを、燃料・電解液流路３０を両者の間に配置し、外装部材１４，２４に収納した。

この燃料電池１１０を、上述した構成を有する測定部１２０，制御部１３０，電解質供給部１４０および燃料供給部１５０を有するシステムに組み込み、図３に示した燃料電池システム１を構成した。その際、燃料・電解質供給調整部１４２および燃料供給調整部１５２をダイアフラム式定量ポンプ（株式会社ＫＮＦ社製）により構成し、それぞれのポンプからシリコーンチューブよりなる燃料・電解質供給ライン１４３を電解質・燃料入口２４Ａに直接接続し、燃料供給ライン１５３は、燃料・電解質貯蔵部１４１に直接接続され、燃料・電解質貯蔵部内のメタノール濃度が常に１Ｍになるように、任意のメタノール量が供給された。流体の電解質には、１Ｍメタノールと1 Ｍ硫酸の混合液を用い、燃料電池１１０には、１．０ｍｌ／ｍｉｎの流速で供給した。

また、上記実施の形態等では、酸素電極２０へ空気を供給する場合について説明したが、空気に代えて酸素または酸素を含むガスを供給するようにしてもよい。更に、電子機器に用いられる燃料電池システム１において、燃料電池１１０一つを備えた構成を例に挙げて説明したが、燃料電池１１０を複数備えるようにしてもよい。これにより、より高出力となり、消費電力の大きな電子機器にも好適に用いることができる。また、各構成要素の材料および厚み、または燃料電池１１０の運転条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の運転条件としてもよい。

Claims

互いに対向する第１面および第２面を有し、前記第１面側に集電体を有する酸素電極と、
前記集電体とともに空気流路を形成する空気流路形成部材と、
前記空気流路の少なくとも一部に対応して前記集電体に形成された撥水領域と、
前記酸素電極の第２面側に配設された燃料電極と
を備えた燃料電池。
前記空気流路形成部材は空気流路用の溝を有する接着性フィルムであり、前記集電体に接着されている
請求項１に記載の燃料電池。
前記撥水領域は、前記空気流路に沿った全領域に形成されている
請求項１に記載の燃料電池。
前記酸素電極の集電体は、金属材料からなる多孔体である
請求項１に記載の燃料電池。
触媒層上に拡散層を間にして集電体を備え、
前記集電体側に前記集電体とともに空気流路を形成する空気流路形成部材が設けられると共に、前記集電体表面の前記空気流路の少なくとも一部に対応する位置に撥水領域を有し、
前記触媒層側に配置される燃料電極とともに燃料電池を構成する酸素電極。
燃料電池を備え、前記燃料電池は、
互いに対向する第１面および第２面を有し、前記第１面に集電体を有する酸素電極と、
前記集電体とともに空気流路を形成する空気流路形成部材と、
前記空気流路の少なくとも一部に対応して前記集電体表面に形成された撥水領域と、
前記酸素電極の第２面側に配設された燃料電極と
を備えた電子機器。