JP2012186105A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012186105A JP2012186105A JP2011049895A JP2011049895A JP2012186105A JP 2012186105 A JP2012186105 A JP 2012186105A JP 2011049895 A JP2011049895 A JP 2011049895A JP 2011049895 A JP2011049895 A JP 2011049895A JP 2012186105 A JP2012186105 A JP 2012186105A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- catalyst
- region
- catalyst layer
- per unit
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】燃料電池100において、カソード側触媒層14は、酸化剤ガスの流れ方向についての上流側の第1の領域(領域Ra;高触媒密度触媒層14a)における単位面積当たりの触媒の重量が、第1の領域以外の第2の領域(領域Rb;低触媒密度触媒層14b)における単位面積当たりの触媒の重量よりも多くなるように形成されている。
【選択図】図1
Description
燃料電池であって、
固体高分子からなる電解質膜の両面に、それぞれ、アノード側触媒層と、カソード側触媒層とを接合してなる膜電極接合体と、
前記アノード側触媒層の表面に沿って、第1の方向に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、
前記カソード側触媒層の表面に沿って、前記第1の方向と対向する第2の方向に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路と、
を備え、
前記カソード側触媒層は、前記酸化剤ガスの流れ方向についての上流側の第1の領域における単位面積当たりの触媒の重量が、前記第1の領域以外の第2の領域における単位面積当たりの触媒の平均重量よりも多くなるように形成されている、
燃料電池。
適用例1記載の燃料電池であって、
前記第1の領域は、前記酸化剤ガスの流れ方向についての上流側の25(%)以下の範囲の領域である、
燃料電池。
適用例1または2記載の燃料電池であって、
前記カソード側触媒層は、
前記第1の領域の全面に設けられ、単位面積当たりの触媒の重量が、前記カソード側触媒層全体における単位面積当たりの触媒の重量の平均値よりも高い高触媒密度触媒層と、
前記第2の領域の全面に設けられ、単位面積当たりの触媒の重量が、前記カソード側触媒層全体における単位面積当たりの触媒の重量の平均値よりも低い低触媒密度触媒層と、
を備える燃料電池。
適用例1ないし3のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記第1の領域における単位面積当たりの触媒の重量は、前記第2の領域における単位面積当たりの触媒の重量の1.5倍以上である、
燃料電池。
適用例1ないし4のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記第2の領域における単位面積当たりの触媒の重量は、前記カソード側触媒層全体における単位面積当たりの触媒の重量の0.83倍以下である、
燃料電池。
A.第1実施例:
A1.燃料電池の構成:
図1は、本発明の第1実施例としての燃料電池100の概略構成を示す説明図である。図1(a)に、燃料電池100の断面構造を模式的に示した。また、図1(b)に、後述するカソード側触媒層14の概略平面図を示した。
本実施例の燃料電池100と比較例の燃料電池とを比較することによって、本実施例の燃料電池100の効果について説明する。なお、図示は省略するが、比較例の燃料電池の構成は、カソード側触媒層の構成を除き、図1に示した本実施例の燃料電池100の構成と同じである。そして、比較例の燃料電池では、カソード側触媒層の触媒目付け量が全体(厚さ方向、面方向)において均一であり、0.1(mg/cm2)である。したがって、比較例の燃料電池のカソード側触媒層全体における触媒の総重量は、本実施例の燃料電池100のカソード側触媒層14全体における触媒の総重量とほぼ等しい。
B1.燃料電池の構成:
図4は、本発明の第2実施例としての燃料電池100Aの概略構成を示す説明図である。図4(a)に、燃料電池100Aの断面構造を模式的に示した。また、図4(b)に、後述するカソード側触媒層14Aの概略平面図を示した。
本実施例の燃料電池100Aと比較例の燃料電池とを比較することによって、本実施例の燃料電池100Aの効果について説明する。なお、この比較例の燃料電池は、先に第1実施例で説明した比較例の燃料電池と同じである。
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
例えば、上記第1実施例の燃料電池100では、カソード側触媒層14は、酸化剤ガスの流れ方向についての上流側の10(%)の領域Ra(高触媒密度触媒層14a)における触媒目付け量が、領域Ra以外の領域Rb(低触媒密度触媒層14b)における触媒目付け量よりも多くなるように形成されているものとしたが、本発明は、これに限られない。本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとが対向流となる固体高分子型燃料電池において、カソード側触媒層が、酸化剤ガスの流れ方向についての上流側の第1の領域における触媒目付け量が、第1の領域以外の第2の領域における触媒目付け量よりも多くなるように形成されていればよい。
例えば、上記第1実施例の燃料電池100では、領域Ra(高触媒密度触媒層14a)、および、領域Rb(低触媒密度触媒層14b)において、それぞれ、触媒目付け量が均一であるものとしたが、本発明は、これに限られない。例えば、高触媒密度触媒層14a、および、低触媒密度触媒層14bの面内において、それぞれ、触媒目付け量が連続的あるいは段階的に変化するようにしてもよい。
上記実施例では、カソード側セパレータ50における、カソード側ガス拡散層20と当接する側の表面に設けられた溝およびリブによって、酸化剤ガス流路40を形成するものとしたが、本発明は、これに限られない。例えば、カソード側セパレータ50の代わりに、カソード側ガス拡散層20と当接する側の表面が平らなセパレータを用い、このセパレータとカソード側ガス拡散層20との間に金属多孔体やエキスパンドメタル等の導電性およびガス透過性を有する部材を挟むことによって、酸化剤ガス流路を形成するようにしてもよい。このことは、アノード側セパレータ70、および、燃料ガス流路60についても同様である。
12…電解質膜
14,14A…カソード側触媒層
14a,14Aa…高触媒密度触媒層
14b,14Ab…低触媒密度触媒層
16…アノード側触媒層
20…カソード側ガス拡散層
30…アノード側ガス拡散層
40…酸化剤ガス流路
50…カソード側セパレータ
60…燃料ガス流路
70…アノード側セパレータ
100,100A…燃料電池
Ra,RAa…領域(第1の領域)
Rb,RAb…領域(第2の領域)
Claims (5)
- 燃料電池であって、
固体高分子からなる電解質膜の両面に、それぞれ、アノード側触媒層と、カソード側触媒層とを接合してなる膜電極接合体と、
前記アノード側触媒層の表面に沿って、第1の方向に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、
前記カソード側触媒層の表面に沿って、前記第1の方向と対向する第2の方向に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路と、
を備え、
前記カソード側触媒層は、前記酸化剤ガスの流れ方向についての上流側の第1の領域における単位面積当たりの触媒の重量が、前記第1の領域以外の第2の領域における単位面積当たりの触媒の平均重量よりも多くなるように形成されている、
燃料電池。 - 請求項1記載の燃料電池であって、
前記第1の領域は、前記酸化剤ガスの流れ方向についての上流側の25(%)以下の範囲の領域である、
燃料電池。 - 請求項1または2記載の燃料電池であって、
前記カソード側触媒層は、
前記第1の領域の全面に設けられ、単位面積当たりの触媒の重量が、前記カソード側触媒層全体における単位面積当たりの触媒の重量の平均値よりも高い高触媒密度触媒層と、
前記第2の領域の全面に設けられ、単位面積当たりの触媒の重量が、前記カソード側触媒層全体における単位面積当たりの触媒の重量の平均値よりも低い低触媒密度触媒層と、
を備える燃料電池。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記第1の領域における単位面積当たりの触媒の重量は、前記第2の領域における単位面積当たりの触媒の重量の1.5倍以上である、
燃料電池。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記第2の領域における単位面積当たりの触媒の重量は、前記カソード側触媒層全体における単位面積当たりの触媒の重量の0.83倍以下である、
燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011049895A JP2012186105A (ja) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011049895A JP2012186105A (ja) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | 燃料電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012186105A true JP2012186105A (ja) | 2012-09-27 |
Family
ID=47015994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011049895A Pending JP2012186105A (ja) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | 燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012186105A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112751044A (zh) * | 2020-06-05 | 2021-05-04 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种固体氧化物燃料电池的阳极材料及其制备方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07240204A (ja) * | 1993-11-23 | 1995-09-12 | Johnson Matthey Plc | 燃料電池用の多孔質電極及びその製造方法 |
JP2001085033A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Isuzu Motors Ltd | 電気化学反応セルおよび該電気化学反応セルの製造方法 |
JP2002367655A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-20 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP2003168443A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
JP2004273297A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
JP2005259650A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
JP2005285695A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
JP2006338941A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | 電解質膜−電極接合体 |
JP2008097891A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP2009140656A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Panasonic Corp | 直接酸化型燃料電池 |
JP2010067389A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Panasonic Corp | 直接酸化型燃料電池 |
JP2011018605A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Nippon Soken Inc | 燃料電池 |
-
2011
- 2011-03-08 JP JP2011049895A patent/JP2012186105A/ja active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07240204A (ja) * | 1993-11-23 | 1995-09-12 | Johnson Matthey Plc | 燃料電池用の多孔質電極及びその製造方法 |
JP2001085033A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Isuzu Motors Ltd | 電気化学反応セルおよび該電気化学反応セルの製造方法 |
JP2002367655A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-20 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP2003168443A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
JP2004273297A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
JP2005259650A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
JP2005285695A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
JP2006338941A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | 電解質膜−電極接合体 |
JP2008097891A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
JP2009140656A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Panasonic Corp | 直接酸化型燃料電池 |
JP2010067389A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Panasonic Corp | 直接酸化型燃料電池 |
JP2011018605A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Nippon Soken Inc | 燃料電池 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112751044A (zh) * | 2020-06-05 | 2021-05-04 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种固体氧化物燃料电池的阳极材料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20020146616A1 (en) | Fuel cell | |
JP5321086B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP5298436B2 (ja) | 膜−電極接合体およびそれを備えた燃料電池 | |
JP2003178780A (ja) | 高分子電解質型燃料電池システム、および高分子電解質型燃料電池の運転方法 | |
JP5601779B2 (ja) | ガス拡散層、膜−電極接合体及び燃料電池 | |
JP6135644B2 (ja) | 膜電極接合体および燃料電池 | |
JP2015079639A (ja) | 電解質膜・電極構造体 | |
JP2012186105A (ja) | 燃料電池 | |
JP5183130B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP6546951B2 (ja) | 電解質膜・電極構造体 | |
JP2008146859A (ja) | 膜−電極接合体およびそれを備えた燃料電池 | |
JP2004152588A (ja) | 固体高分子型燃料電池用電極構造体 | |
WO2018139286A1 (ja) | 燃料電池用触媒層、および、電解質膜-電極接合体 | |
JP6356436B2 (ja) | 電解質膜・電極構造体 | |
JP7354928B2 (ja) | 燃料電池用のガス拡散層 | |
JP2011018605A (ja) | 燃料電池 | |
JP2010073419A (ja) | 燃料電池用電解質膜電極接合体 | |
JP2004349180A (ja) | 膜電極接合体 | |
JP5560743B2 (ja) | 電極触媒、膜電極接合体および燃料電池セル | |
JP6412995B2 (ja) | 電解質膜・電極構造体の製造方法 | |
JP2008270019A (ja) | 燃料電池及び燃料電池用接合体 | |
JP5500022B2 (ja) | ガス流路の構造及びこの構造のガス流路を有する燃料電池 | |
JP5729357B2 (ja) | 燃料電池用ガス拡散層の製造方法 | |
JP2013045570A (ja) | 燃料電池 | |
JP2022144619A (ja) | 燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130416 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140401 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140610 |