JP2010157359A - Fuel cell and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メタノール等と酸素との反応により発電を行う燃料電池およびこれを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a fuel cell that generates power by reaction of methanol or the like with oxygen, and an electronic device including the same.
携帯用パーソナルコンピュータ等の小型電子機器の電源として、燃料電池の適用が検討されている。燃料電池の燃料としては、エネルギー密度の高い液体燃料(例えばメタノール)を用いることが望ましい。 Application of fuel cells is being studied as a power source for small electronic devices such as portable personal computers. As the fuel for the fuel cell, it is desirable to use a liquid fuel (for example, methanol) having a high energy density.
燃料は、希釈した液体燃料としてアノード電極に供給される場合もあるが、希釈せず、気化した燃料をアノード電極に供給する、気化型の燃料電池も検討されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1では、気化した燃料は、いったん気化燃料収容室に収容されたのち、アノード電極に供給されるようになっている。また、気化燃料収容室の側壁には、アノード電極において生成した炭酸ガスを含む生成ガスを電池外に排出する排気孔が設けられている。
しかしながら、特許文献1では、排気孔が気化燃料収容室に設けられているので、未反応の燃料が排出されてしまい、発電効率が低下するおそれがあった。 However, in Patent Document 1, since the exhaust hole is provided in the vaporized fuel storage chamber, unreacted fuel may be discharged, and power generation efficiency may be reduced.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、生成した二酸化炭素を除去すると共に未利用の燃料の排出を抑えることができる燃料電池およびこれを備えた電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a fuel cell capable of removing generated carbon dioxide and suppressing discharge of unused fuel, and an electronic apparatus including the same. It is in.
本発明による燃料電池は、カソード電極およびアノード電極の間に電解質を有する発電部と、発電部のアノード電極側に設けられたアノード側板状部材とを備え、アノード側板状部材は、アノード電極に対応する領域の全体にわたって配置され、アノード電極に対向する面から反対側の面に達する貫通孔と、アノード電極に対向する面に、アノード電極に対応する領域内から側面の出口まで形成された溝とを有するものである。 A fuel cell according to the present invention includes a power generation unit having an electrolyte between a cathode electrode and an anode electrode, and an anode side plate member provided on the anode electrode side of the power generation unit, and the anode side plate member corresponds to the anode electrode. A through hole reaching the opposite surface from the surface facing the anode electrode, and a groove formed in the surface facing the anode electrode from the region corresponding to the anode electrode to the outlet of the side surface It is what has.
本発明による電子機器は、上記本発明の燃料電池を備えたものである。 An electronic apparatus according to the present invention includes the fuel cell according to the present invention.
本発明の燃料電池、または本発明の電子機器では、アノード側板状部材が、アノード電極に対向する面に溝を有しており、この溝は、アノード電極に対応する領域内から側面の出口まで形成されているので、燃料の電気化学反応により生成した二酸化炭素は、溝を経由して排出される。また、溝はアノード側板状部材を貫通していないので、溝内の未利用の燃料は必ずアノード電極面上を経由する。よって、燃料は十分に消費され、未反応のまま系外に排出されることが抑えられる。 In the fuel cell of the present invention or the electronic device of the present invention, the anode side plate-shaped member has a groove on the surface facing the anode electrode, and this groove extends from the region corresponding to the anode electrode to the outlet on the side surface. Since it is formed, the carbon dioxide produced by the electrochemical reaction of the fuel is discharged via the groove. Further, since the groove does not penetrate the anode side plate-like member, the unused fuel in the groove always passes through the anode electrode surface. Therefore, the fuel is sufficiently consumed, and it is suppressed that the fuel is discharged out of the system without being reacted.
本発明の燃料電池、または本発明の電子機器によれば、アノード側板状部材のアノード電極に対向する面に溝を設け、この溝を、アノード電極に対応する領域内から側面の出口まで形成するようにしたので、この溝を経由して二酸化炭素を除去すると共に、燃料が未反応のまま系外に排出されるのを抑えることが可能となる。 According to the fuel cell of the present invention or the electronic device of the present invention, a groove is formed on the surface of the anode side plate-shaped member facing the anode electrode, and the groove is formed from the region corresponding to the anode electrode to the outlet on the side surface. Since it did in this way, while removing a carbon dioxide via this groove | channel, it becomes possible to suppress that a fuel is discharged | emitted out of a system with unreacted.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1は本発明の一実施の形態に係る燃料電池の断面構成を表したものであり、図2は図1に示した燃料電池を分解して表したものである。燃料電池1は、例えば、携帯電話,ノート型PC(Personal Computer )等の携帯型電子機器の電源として用いられるものであり、発電部10の両側に、アノード側板状部材20およびカソード側板状部材30を備えている。
FIG. 1 shows a sectional configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an exploded view of the fuel cell shown in FIG. The fuel cell 1 is used as a power source for portable electronic devices such as a mobile phone and a notebook PC (Personal Computer), for example, and has an anode
発電部10は、メタノールと酸素との反応により発電を行う直接メタノール型の燃料電池であり、カソード電極(酸素電極)11およびアノード電極(燃料電極)12の間に電解質膜13を有する一つまたは複数(図2では、例えば六個)の単位セル10A〜10Fを含んで構成されている。単位セル10A〜10Fは、面内方向に例えば3行×2列に配置されると共に、接続部材(図示せず)により電気的に直列に接続された平面積層構造とされている。単位セル10A〜10Fのすきまは、フッ素ゴム,PP(ポリプロピレン)などの耐アルコール性の高い材料よりなるシール材14により封止されている。
The
カソード電極11およびアノード電極12は、例えば、四辺形であり、カーボンペーパーなどよりなる集電体に、微細多孔質層(MPL;Micro Porous Layer)と、白金(Pt)あるいはルテニウム(Ru)などの触媒を含む触媒層とが形成された構成を有している。触媒層は、例えば、触媒を担持させたカーボンブラックなどの担持体をポリパーフルオロアルキルスルホン酸系プロトン伝導材料などに分散させたものにより構成されている。集電体と微細多孔質層との間(微細多孔質層の外側)には、必要に応じて、ガス拡散層(GDL;Gas Diffusion Layer )が設けられていてもよい。なお、カソード電極11には図示しない空気供給ポンプが接続されていてもよいし、接続部材(図示せず)に設けられた開口(図示せず)を介して外部と連通し、自然換気により空気すなわち酸素が供給されるようになっていてもよい。 The cathode electrode 11 and the anode electrode 12 are, for example, quadrilateral, and a current collector made of carbon paper or the like, a microporous layer (MPL), platinum (Pt), ruthenium (Ru), or the like. And a catalyst layer including a catalyst. The catalyst layer is made of, for example, a material in which a carrier such as carbon black carrying a catalyst is dispersed in a polyperfluoroalkylsulfonic acid proton conductive material or the like. A gas diffusion layer (GDL; Gas Diffusion Layer) may be provided between the current collector and the microporous layer (outside the microporous layer) as necessary. Note that an air supply pump (not shown) may be connected to the cathode electrode 11, communicate with the outside through an opening (not shown) provided in a connection member (not shown), and air by natural ventilation. That is, oxygen may be supplied.
電解質膜13は、例えば、スルホン酸基(−SO3 H)を有するプロトン伝導材料により構成されている。プロトン伝導材料としては、ポリパーフルオロアルキルスルホン酸系プロトン伝導材料(例えば、デュポン社製「Nafion(登録商標)」)、ポリイミドスルホン酸などの炭化水素系プロトン伝導材料、またはフラーレン系プロトン伝導材料などが挙げられる。 The electrolyte membrane 13 is made of, for example, a proton conductive material having a sulfonic acid group (—SO 3 H). Examples of proton conducting materials include polyperfluoroalkylsulfonic acid proton conducting materials (for example, “Nafion (registered trademark)” manufactured by DuPont), hydrocarbon proton conducting materials such as polyimide sulfonic acid, or fullerene proton conducting materials. Is mentioned.
アノード側板状部材20およびカソード側板状部材30は、発電部10のアノード電極12側およびカソード電極11側にそれぞれ設けられ、例えば厚み1mm程度のアルミニウム板またはステンレス鋼板により構成されている。発電部10とカソード側板状部材30との間には、湿分保持のため、例えば、ポリエチレン等の多孔質膜15が設けられている。発電部10とアノード側板状部材20との間には、例えば、多孔質フッ素樹脂およびポリエステルよりなる気液分離膜16が設けられている。
The anode side plate-
アノード側板状部材20の外側には、燃料Fとして例えばメタノールが供給される燃料供給部40が配設されている。燃料供給部40には、各単位セル10A〜10Fに対応する位置に、燃料タンク(図示せず)からの燃料Fが供給される燃料供給孔41が形成されている。燃料供給部40およびアノード側板状部材20の間には、燃料Fを気化させるための燃料気化室42が設けられている。
A
燃料気化室42のすきまGは、例えば0.5mm以上であることが好ましい。燃料Fが気化した際の体積膨張を吸収すると共に、燃料Fの均一拡散のためのスペースを確保することができるからである。ただし、すきまGをあまり広くすると、発電部10から燃料供給部40への伝熱量が低下し、燃料Fの気化がスムースに行えなくなるので、すきまGは例えば3mm以下であることが好ましい。
The gap G of the
図3は、アノード側板状部材20を、アノード電極12に対向する面の側から見た平面構成を表したものであり、図4はその一部を拡大して表したものである。アノード側板状部材20は、各単位セル10A〜10Fのアノード電極12に対応する六つの四辺形の領域に、貫通孔21と、溝22とを有している。
3 shows a planar configuration of the anode side plate-
貫通孔21は、燃料Fを流通させるためのものであり、アノード電極12に対向する面から反対側の面に達し、燃料気化室42に連通している。また、貫通孔21は、アノード電極12に対応する四辺形の領域の全体にわたって配置されている。これにより、燃料Fを均一に供給することができ、出力の向上が可能となる。貫通孔21の、アノード電極12の面積に対する開口率は、例えば、30%以上とすることが望ましく、40%以上とすればより好ましい。
The through-
溝22は、アノード電極12に対向する面に、アノード電極12に対応する領域内から、アノード側板状部材20の側面の出口22Aまで形成されている。これにより、この燃料電池では、生成した二酸化炭素を効率的に除去すると共に未利用の燃料Fの排出を抑えることができるようになっている。
The
溝22は、図4に示したように、貫通孔21に連通していてもよいし、図5に示したように、貫通孔21に連通していなくてもよい。連通している場合には、生成した二酸化炭素は貫通孔21を通って溝22に排出される。一方、連通していない場合には、生成した二酸化炭素は、アノード電極12の微細多孔質層(MPL)またはガス拡散層(GDL)を介して溝22に排出される。微細多孔質層(MPL)内の水分布等による圧力損失の変化の影響を受けないので、連通しているほうが望ましい。ただし、微細多孔質層(MPL),ガス拡散層(GDL)の最適化の結果、十分に圧力損失が低い場合には、連通させなくてもよい。
The
溝22は、貫通孔21に交差する方向に設けられていることが好ましい。具体的には、溝22は、アノード電極12に対応する四辺形の領域の辺に沿って設けられ、貫通孔21は、溝22に直交する方向に設けられていることが好ましい。気化した燃料Fと生成した二酸化炭素とに、溝22が設けられた辺へ、対辺からの流れを生じさせることができ、より効率的に二酸化炭素を除去する一方、燃料Fをアノード電極12に供給することができるからである。
The
溝22は、アノード電極12およびシール材14で塞がれており、出口22Aにおいて大気開放されている。溝22は、出口22Aの近傍に、圧力損失をつけるため、他の部分よりも断面積が小さい絞り22Bを有することが好ましい。溝22での流速を抑え、アノード電極12表面における反応時間を稼ぐことができ、未反応の燃料Fの系外排出をより抑えることができるからである。また、複数の単位セル10A〜10Fで発電部10を構成する場合には、各単位セル10A〜10Fでの圧力損失を均一化することができ、各単位セル10A〜10Fへの燃料供給を均一に行うことができるからである。
The
更に、アノード側板状部材20は、アノード電極12に対向する面に、貫通孔21を相互に連通させる補助溝23を有していることが好ましい。気化した燃料Fを、より広くアノード電極12面上に拡散、供給させることができ、より効率的に電気化学反応を起こさせることができるからである。
Furthermore, it is preferable that the anode-side plate-
アノード側板状部材20には、貫通孔21,溝22および補助溝23のいずれも形成されていない部分が、一定割合以上(例えば、アノード電極12の面積の20%〜40%程度)残されていることが好ましい。また、貫通孔21,溝22および補助溝23などの開口部は、均一に分散して配置されている(まとまった開口部が設けられていない、すなわち、開口部の最大寸法がアノード電極12の寸法の5分の1以下である)ことが好ましい。このようにすることにより、アノード側板状部材20とアノード電極12との接触面積を大きくして、アノード側板状部材20による発電部10への圧縮力を均一に確保することができる。よって、カソード電極11あるいはアノード電極12と電解質膜13との界面抵抗、またはカソード電極11あるいはアノード電極12内のガス拡散層(GDL)と微細多孔質層(MPL)との界面抵抗、微細多孔質層(MPL)と触媒層(いずれも図示せず)との界面抵抗の増加を抑えることができる。
In the anode side plate-
カソード側板状部材30は、酸化剤としての空気(酸素)を通過させるため、カソード電極11に対向する面から反対側の面に達する貫通孔31を有している。図6は、カソード側板状部材30を、カソード電極11に対向する面の側から見た構成を表したものである。貫通孔31は、カソード電極11に対応する領域内に設けられており、その形状は、例えば多数の平行な長孔(スリット)であるが、必ずしもこれに限られるものではない。なお、図6では、カソード側板状部材30の、カソード電極11に対応する六つの四辺形の領域のうちの一つを表している。
The cathode side plate-shaped
この燃料電池1は、例えば、次のようにして製造することができる。 The fuel cell 1 can be manufactured as follows, for example.
まず、上述した材料よりなるカソード電極11およびアノード電極12の間に、上述した材料よりなる電解質膜13を挟み、熱圧着により接合し、単位セル10A〜10Fを形成する。
First, the electrolyte membrane 13 made of the above-described material is sandwiched between the cathode electrode 11 and the anode electrode 12 made of the above-described material, and joined by thermocompression bonding to form
次いで、6個の単位セル10A〜10Fを3行×2列に配置し、接続部材(図示せず)により電気的に直列に接続する。なお、電解質膜13の周辺部には上述した材料よりなる封止材(図示せず)を設け、この封止材を接続部材(図示せず)にネジ締めにより固定する。
Next, the six
続いて、上述した材料よりなるアノード側板状部材20およびカソード側板状部材30を用意し、例えばエンドミルなどによる加工により、カソード側板状部材30には貫通孔31、アノード側板状部材20には貫通孔21,溝22および補助溝23を形成する。なお、量産の場合には、エッチングおよび拡散接合により、または射出成型などにより形成してもよい。
Subsequently, the anode side plate-
そののち、連結された単位セル10A〜10Fのカソード電極11側にカソード側板状部材30、アノード電極12側にアノード側板状部材20および燃料供給部40を配置する。以上により、図1および図2に示した燃料電池1が完成する。
After that, the cathode
この燃料電池1では、アノード側板状部材20の貫通孔21を通して、各単位セル10A〜10Fのアノード電極12に燃料Fが供給され、反応によりプロトンと電子とを生成する。プロトンは電解質膜13を通ってカソード電極11に移動し、電子および酸素と反応して水を生成する。これにより、燃料Fすなわちメタノールの化学エネルギーの一部が電気エネルギーに変換され、発電部10から出力電流として取り出される。この出力電流および発電部10による起電力は、外部の負荷(図示せず)に供給され、負荷が駆動される。
In the fuel cell 1, the fuel F is supplied to the anode electrodes 12 of the
ここでは、アノード側板状部材20のアノード電極12に対向する面に溝22が設けられており、この溝22は、アノード電極12に対応する領域内から側面の出口22Aまで形成されているので、燃料Fの電気化学反応により生成した二酸化炭素は、溝22を経由して排出される。よって、アノード電極12付近の二酸化炭素濃度上昇や内圧上昇が回避され、出力および発電効率の向上が可能となる。また、溝22はアノード側板状部材20を貫通していないので、溝22内の未利用の燃料Fは必ずアノード電極12面上を経由する。よって、燃料は十分に消費され、未反応のまま系外に排出されることが抑えられる。
Here, a
このように本実施の形態では、アノード側板状部材20のアノード電極12に対向する面に溝22を設け、この溝22を、アノード電極12に対応する領域内から側面の出口22Aまで形成するようにしたので、この溝22を経由して二酸化炭素を除去すると共に、燃料Fが未反応のまま系外に排出されるのを抑えることが可能となる。
As described above, in this embodiment, the
なお、上記実施の形態では、アノード側板状部材20が、アノード電極12に対向する面に、貫通孔21を相互に連通させる補助溝23を有している場合について説明したが、図7に示したように、補助溝23を設けないで、貫通孔21および溝22のみが設けられているようにしてもよい。
In the above embodiment, the anode side plate-
また、貫通孔21は、図8に示したように、斜め方向に形成されていてもよい。図8の場合、補助溝23は、貫通孔21に直交する斜め方向に形成され、溝22は、アノード電極12に対応する四辺形の領域を囲むように形成されている。なお、図8では、溝22が貫通孔21および補助溝23に連通している場合を表しているが、必ずしも連通してなくてもよい。
Moreover, the through-
更に、貫通孔21および補助溝23は、アノード電極12に対応する四辺形の領域内ですべて同じ方向に形成されている必要はなく、図9または図10に示したように、アノード電極12に対応する四辺形の領域の中心22Cを囲んで、放射状に配置されていてもよい。この場合、貫通孔21と補助溝23との連通する部分では互いに交差または直交していることが望ましい。そのため、補助溝23は部分的に曲線または屈曲していてもよい。また、このような放射状配置の場合、溝22は、アノード電極12に対応する四辺形の領域の中心22Cと、側面の出口22Aとを連通させるように形成されていることが望ましい。更に、補助溝23は、溝22に連通しているようにしてもよい。
Further, the through
加えて、溝22は、必ずしもアノード電極12に対応する四辺形の領域の一辺のみに設けられている必要はない。例えば図11に示したように、複数の貫通孔21を囲んで設けられていてもよいし、図12に示したように、貫通孔21の周囲および間に設けられていてもよい。
In addition, the
(適用例)
図13は、上記実施の形態で説明した燃料電池を備えた電子機器の外観を表したものである。この電子機器100は、例えばノート型パーソナルコンピュータである機器本体110と、燃料電池120とを備えたポータブル電子機器であり、燃料電池120で発電される電気エネルギーにより機器本体110が駆動されるようになっている。
(Application example)
FIG. 13 illustrates an appearance of an electronic device including the fuel cell described in the above embodiment. The
機器本体110は、例えば、文字等の入力操作のためのキーボード等を含む入力部111と、画像を表示する開閉可能な表示部112とを有している。なお、図11では、表示部112を開いた状態を表している。燃料電池120は、機器本体110の後面に取り付けられている。
The device
更に、本発明の具体的な実施例について説明する。 Furthermore, specific examples of the present invention will be described.
(実施例1,2)
図1に示した燃料電池1を作製した。その際、アノード側板状部材20には、貫通孔21,溝22および補助溝23を、実施例1では図4に示した形状、実施例2では図5に示した形状でそれぞれ形成した。
(Examples 1 and 2)
The fuel cell 1 shown in FIG. 1 was produced. At that time, the through-
(比較例1)
比較例1として、図14に示したように、溝が設けられておらず、多数の平行な長孔よりなる貫通孔221のみを有するアノード側板状部材220を用いたことを除いては、上記実施例1,2と同様にして燃料電池を作製した。すなわち、比較例1は、アノード側板状部材としてカソード側板状部材と同一のものを用いたものである。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, as shown in FIG. 14, except that an anode side plate-
得られた実施例1,2および比較例1の燃料電池について、出力を測定し、比較例1を100%としたときの出力比を調べた。その結果を図15に示す。図15から分かるように、実施例1,2のいずれについても、比較例1に比べて出力が大幅に向上した。この理由は以下のように考えられる。比較例1の燃料電池では、アノード側板状部材220に溝を有しないので、生成した二酸化炭素はシール材とアノード側板状部材220との間のすきま、またはアノード側板状部材220と燃料供給部との間のすきま等から排出される。そのため、比較例1では、二酸化炭素が十分に排出されず、アノード電極周辺の二酸化炭素濃度上昇および内圧上昇により出力が低下したものと考えられる。
For the obtained fuel cells of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the output was measured, and the output ratio when Comparative Example 1 was 100% was examined. The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 15, the outputs of Examples 1 and 2 were significantly improved as compared with Comparative Example 1. The reason is considered as follows. In the fuel cell of Comparative Example 1, since the anode
すなわち、アノード側板状部材20に溝22を設けるようにすれば、生成した二酸化炭素を溝22を経由して大気に排出することができ、アノード電極12付近の二酸化炭素濃度上昇や内圧上昇を抑えて、出力を向上させることができることが分かった。
That is, if the
(実施例3)
上記実施例1,2と同様にして燃料電池を作製した。その際、図16に示したように、アノード電極12に対応する四辺形の領域の全体にわたって、四つの矩形の貫通孔21を配置した。貫通孔21の寸法は、アノード電極12の寸法の約2分の1であった。
(Example 3)
Fuel cells were fabricated in the same manner as in Examples 1 and 2 above. At that time, as shown in FIG. 16, four rectangular through
(比較例3−1,3−2)
貫通孔を、アノード電極に対応する領域の一部のみに配置したアノード側板状部材を用いたことを除いては、上記実施例1,2と同様にして燃料電池を作製した。その際、比較例3−1では、図17に示したように、貫通孔221をアノード電極に対応する四辺形の領域の一辺に、その対辺に溝222をそれぞれ配置し、貫通孔221および溝222の間を四本の平行な溝222で連通させた。比較例3−2では、図18に示したように、貫通孔221を、アノード電極に対応する四辺形の領域の半分程度に配置した。
(Comparative Examples 3-1 and 3-2)
A fuel cell was fabricated in the same manner as in Examples 1 and 2 except that an anode side plate member having a through hole arranged only in a part of the region corresponding to the anode electrode was used. At that time, in Comparative Example 3-1, as shown in FIG. 17, the through
得られた実施例3および比較例3−1,3−2の燃料電池について、出力を測定し、比較例1を100%としたときの出力比を調べた。その結果を図19に示す。図19から分かるように、比較例3−1,3−2では比較例1と同等の出力が得られなかった。これは、比較例3−1,3−2では貫通孔221がアノード電極に対応する四辺形の領域の端部のみ、または半分程度しか設けられていないので、燃料が均一に供給されなかったからであると考えられる。
For the obtained fuel cells of Example 3 and Comparative Examples 3-1 and 3-2, the output was measured, and the output ratio when Comparative Example 1 was 100% was examined. The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 19, in Comparative Examples 3-1 and 3-2, an output equivalent to that in Comparative Example 1 was not obtained. This is because in Comparative Examples 3-1 and 3-2, the through-
すなわち、貫通孔21を、アノード電極12に対応する四辺形の領域の全体にわたって配置するようにすれば、燃料Fを均一に供給することができ、出力を向上させることができることが分かった。
That is, it has been found that if the through
また、図19から分かるように、実施例3では比較例1とほぼ同等の出力が得られたものの、実施例1,2のほうが実施例3よりも良好な結果となった。この理由は以下のように考えられる。実施例3では、貫通孔21の寸法がアノード電極12の寸法の約2分の1であり、アノード電極12に対応する四辺形の領域のほとんどに貫通孔21が設けられているので、アノード電極12とアノード側板状部材20との接触面積が小さくなる。そのため、発電部10への圧縮力を確保できず、カソード電極11あるいはアノード電極12と電解質膜13との界面抵抗、またはカソード電極11あるいはアノード電極12内のガス拡散層(GDL)と微細多孔質層(MPL)との界面抵抗、微細多孔質層(MPL)と触媒層との界面抵抗が増加したものと考えられる。
Further, as can be seen from FIG. 19, in Example 3, an output almost equal to that in Comparative Example 1 was obtained, but in Examples 1 and 2, the result was better than that in Example 3. The reason is considered as follows. In Example 3, the dimension of the through
すなわち、アノード側板状部材20に、貫通孔21,溝22および補助溝23のいずれも形成されていない部分を一定割合以上残すようにすれば、アノード側板状部材20とアノード電極12との接触面積を大きくして、アノード側板状部材20による発電部10への圧縮力を均一に確保し、発電部10内の界面抵抗の増加を抑えて出力を高くすることができることが分かった。
That is, the contact area between the anode-side plate-
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形することができる。例えば、上記実施の形態では、発電部10,アノード側板状部材20,カソード側板状部材30および燃料供給部40の構成について具体的に説明したが、他の構造あるいは他の材料により構成するようにしてもよい。
The present invention has been described with reference to the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the configurations of the
また、例えば、上記実施の形態および実施例では、発電部10が、複数の単位セル10A〜10Fを横方向(積層面内方向)に積層した平板発電体である場合について説明したが、本発明は、発電部が一つの単位セルを有する場合、または、複数の単位セルを縦方向(積層方向)に積層して燃料電池スタックを構成する場合にも適用することができる。
For example, in the said embodiment and Example, although the electric
更に、例えば、上記実施の形態において説明した各構成要素の材料および厚み、または燃料電池の製造方法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、または他の製造方法としてもよい。例えば、本発明は、固体の電解質膜13に代えて液状の電解質(電解液)を用いる場合にも適用可能である。 Further, for example, the material and thickness of each component described in the above embodiment or the manufacturing method of the fuel cell are not limited, and may be other materials and thicknesses, or may be other manufacturing methods. Good. For example, the present invention can be applied to a case where a liquid electrolyte (electrolytic solution) is used instead of the solid electrolyte membrane 13.
加えて、例えば、液体燃料は、メタノールのほか、エタノールやジメチルエーテルなどの他の液体燃料でもよい。 In addition, for example, the liquid fuel may be other liquid fuel such as ethanol or dimethyl ether in addition to methanol.
更にまた、本発明は、気化型だけでなく、液体燃料を供給する場合にも適用可能である。 Furthermore, the present invention can be applied not only to the vaporization type but also to the case of supplying liquid fuel.
1…燃料電池、10…発電部、10A〜10F…単位セル、11…カソード電極、12…アノード電極、13…電解質膜、20…アノード側板状部材、21,31…貫通孔、22…溝、23…補助溝、30…カソード側板状部材、40…燃料供給部、41…燃料供給孔、42…燃料気化室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell, 10 ... Power generation part, 10A-10F ... Unit cell, 11 ... Cathode electrode, 12 ... Anode electrode, 13 ... Electrolyte membrane, 20 ... Anode side plate-shaped member, 21, 31 ... Through-hole, 22 ... Groove, DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記発電部のアノード電極側に設けられたアノード側板状部材と
を備え、
前記アノード側板状部材は、
前記アノード電極に対応する領域の全体にわたって配置され、前記アノード電極に対向する面から反対側の面に達する貫通孔と、
前記アノード電極に対向する面に、前記アノード電極に対応する領域内から側面の出口まで形成された溝と
を有する燃料電池。 A power generation unit having an electrolyte between the cathode electrode and the anode electrode;
An anode side plate-like member provided on the anode electrode side of the power generation unit,
The anode side plate member is:
A through-hole disposed over the entire area corresponding to the anode electrode and reaching the opposite surface from the surface facing the anode electrode;
A fuel cell having a groove formed on a surface facing the anode electrode from a region corresponding to the anode electrode to an outlet on a side surface.
請求項1記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 1, wherein the groove communicates with the through hole.
請求項1記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 1, wherein the groove is provided in a direction intersecting the through hole.
前記貫通孔は、前記溝に直交する方向に設けられている
請求項3記載の燃料電池。 The groove is provided along a side of a region corresponding to the anode electrode,
The fuel cell according to claim 3, wherein the through hole is provided in a direction orthogonal to the groove.
請求項1記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 1, wherein the groove has a throttle having a smaller cross-sectional area than other portions in the vicinity of the outlet.
請求項1記載の燃料電池。 2. The fuel cell according to claim 1, wherein the anode-side plate-like member has an auxiliary groove that communicates the through holes with each other on a surface facing the anode electrode.
請求項6記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 6, wherein the auxiliary groove communicates with the groove.
請求項1記載の燃料電池。 2. The fuel cell according to claim 1, further comprising: a fuel supply unit to which liquid fuel is supplied; and a fuel vaporization chamber formed between the fuel supply unit and the anode side plate member outside the anode side plate member. .
カソード電極およびアノード電極の間に電解質を有する発電部と、
前記発電部のアノード電極側に設けられたアノード側板状部材と
を備え、
前記アノード側板状部材は、
前記アノード電極に対応する領域の全体にわたって配置され、前記アノード電極に対向する面から反対側の面に達する貫通孔と、
前記アノード電極に対向する面に、前記アノード電極に対応する領域内から側面の出口まで形成された溝と
を有する電子機器。 A fuel cell, the fuel cell comprising:
A power generation unit having an electrolyte between the cathode electrode and the anode electrode;
An anode side plate-like member provided on the anode electrode side of the power generation unit,
The anode side plate member is:
A through-hole disposed over the entire area corresponding to the anode electrode and reaching the opposite surface from the surface facing the anode electrode;
An electronic device comprising: a groove formed on a surface facing the anode electrode from a region corresponding to the anode electrode to an outlet on a side surface.
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JP2008333344A JP2010157359A (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Fuel cell and electronic equipment |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JP2002280016A (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Samsung Electronics Co Ltd | Single electrode type cell pack for direct methanol fuel cell |
JP2007080658A (en) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | Fuel cell |
-
2008
- 2008-12-26 JP JP2008333344A patent/JP2010157359A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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