JP2011076815A - 燃料電池用膜/電極接合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体高分子電解質膜と、固体高分子電解質膜の一方の面上に設けられた触媒と固体高分子電解質から構成されるアノードと、固体高分子電解質膜の他方の面上に設けられた触媒と固体高分子電解質から構成されるカソードと、アノードの固体高分子電解質膜と反対側の面上に配置されたアノード拡散層と、カソードの固体高分子電解質膜と反対側の面上に配置されたカソード拡散層とを備える燃料電池用膜/電極接合体において、カソード拡散層に酸化触媒と撥水性樹脂とを含ませる。
【選択図】 図2
Description
本実施例では図1に示した構成の燃料電池用膜/電極接合体を作製した。
実施例1において、有害物質酸化触媒の前駆体化合物として塩化銅(II)・二水和物の代わりに塩化パラジウム(II)を用い、イオン交換水に更に少量の塩酸を加えた他は、実施例1と同様の方法で本実施例の燃料電池用膜/電極接合体を作製した。このような構成としても、カソードから排出される有害物質をカソード拡散層内で減少することができる。
本実施例では図4に示した構成の燃料電池用膜/電極接合体を作製した。
カソード拡散層に銅を含ませない以外は、実施例1と同様の方法で比較例1の燃料電池用膜/電極接合体を作製した。このような構成の場合、カソードから排出された有害物質を酸化する触媒がないため、燃料電池からの有害物質排出量を低下させることはできない。
実施例1において、カソード拡散層にポリテトラフルオロエチレンを含ませない以外は、実施例1と同様とすることで、比較例2の燃料電池用膜/電極接合体を作製した。このような構成の場合、カソード拡散層内の有害物質酸化触媒が水に浸ってしまうため、有害物質の酸化効率が低く、燃料電池からの有害物質排出量を大きく低下させることはできない。
図5に、本実施例に係る燃料電池の断面模式図を示す。本実施例に係る燃料電池用膜/電極接合体53のアノード拡散層にアノード集電体51を重ね、カソード拡散層の上にカソード集電体52を重ね、アノード集電体51とカソード集電体52を外部回路54に接続する。アノード側には、メタノール水溶液55を供給し、二酸化炭素と未反応のメタノール水溶液を含む廃液56が排出される。またカソード側には酸素、あるいは空気57が供給され、水を含む排ガス58が排出される。このように構成した燃料電池は、排ガス58に含まれる有害物質の量を低く抑えることができる。
12,42 アノード
13,43 固体高分子電解質膜
14,44 カソード
15,47 カソード拡散層
21,31 基材
22,32 有害物質酸化触媒
23,33 撥水性樹脂
34 マイクロポーラスレイヤー
45 カソード拡散層第一層
46 カソード拡散層第二層
51 アノード集電体
52 カソード集電体
53 膜/電極接合体
54 外部回路
55 メタノール水溶液
56 廃液
57 酸素(空気)
58 排ガス
61 表示装置
62 アンテナ
63 燃料電池
64 メインボード
65 リチウムイオン二次電池
66 燃料カートリッジ
67 ヒンジ
Claims (7)
- 固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜の一方の面上に設けられた触媒と固体高分子電解質から構成されるアノードと、前記固体高分子電解質膜の他方の面上に設けられた触媒と固体高分子電解質から構成されるカソードと、前記アノードの前記固体高分子電解質膜と反対側の面上に配置されたアノード拡散層と、前記カソードの前記固体高分子電解質膜と反対側の面上に配置されたカソード拡散層と、を備える燃料電池用膜/電極接合体において、前記カソード拡散層が酸化触媒と撥水性樹脂とを含むことを特徴とする燃料電池用膜/電極接合体。
- 請求項1に記載の燃料電池用膜/電極接合体において、前記カソード拡散層に含まれる酸化触媒が、白金,パラジウム,銅,銀,タングステン,モリブデン,鉄,ニッケル,コバルト,マンガン,亜鉛,バナジウムから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする燃料電池用膜/電極接合体。
- 請求項2に記載の燃料電池用膜/電極接合体において、前記カソード拡散層に含まれる撥水性樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン,ポリクロロトリフルオロエチレン,ポリフッ化ビニリデン,ポリフッ化ビニル,ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂,四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体,エチレン・四フッ化エチレン共重合体,エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体,ポリエチレン,ポリオレフィン,ポリプロピレン,ポリアニリン,ポリチオフェン,ポリエステルから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする燃料電池用膜/電極接合体。
- 請求項2に記載の燃料電池用膜/電極接合体において、前記カソード拡散層が前記酸化触媒を含まない第一の層と、前記酸化触媒を有する第二の層を有し、前記第一の層が前記カソードと接するように構成したことを特徴とする燃料電池用膜/電極接合体。
- 請求項1に記載の燃料電池用膜/電極接合体と、有機物を含む燃料を供給する部材と、酸素を供給する部材と、集電用部材とを有する燃料電池。
- 請求項5に記載の燃料電池において、前記燃料がメタノールを含む水溶液であることを特徴とする燃料電池。
- 請求項6に記載の燃料電池を搭載した燃料電池発電システム。
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