JP2013051192A - バイオ燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のバイオ燃料電池は、少なくとも一つの電池単体を含む。該電池単体は、膜電極と、第一導流板と、第二導流板と、を含む。前記膜電極は、プロトン交換膜と、該プロトン交換膜の一つの表面に設置された陰極電極と、該プロトン交換膜の一つの表面に対向する表面に設置された陽極電極と、を含む。前記陰極電極は、触媒層を含む。前記触媒層は、複数の管状キャリアと、該複数の管状キャリアの内壁に吸着された複数の触媒粒子と、該複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、を含む。前記複数の管状キャリアは、反応気体を直接前記複数の触媒粒子の表面に拡散させる。前記複数の管状キャリアの一端は、それぞれ前記プロトン交換膜に接続され、前記複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、前記プロトン交換膜と、を接続させる。
【選択図】図1
Description
図1を参照すると、本実施例のバイオ燃料電池200は、少なくとも一つの電池単体100aを含む。前記電池単体100aは、膜電極10と、第一導流板22と、第二導流板24と、を含む。
図5を参照すると、本実施例のバイオ燃料電池300は、複数の直列接続された電池単体300aを含む。前記電池単体300aの材料及び構造は、実施例1の電池単体100aと同じである。前記隣接する二つの電池単体300aの陽極電極13と陰極電極14とが電気的に接続される。具体的には、一つの例として、前記隣接する第一電池単体300a及び第二電池単体300aにおいて、前記第一電池単体300aの第一導流板22は、リードによって、前記第二電池単体300aの第二導流板24に電気的に接続される。もう一つの例として、前記複数の電池単体300aは、積層して設置される。前記隣接する第一電池単体300a及び前記第二電池単体300aにおいて、前記電池単体300aの第一導流板22は、直接前記第二電池単体300aの第二導流板24と接触して設置される。
図6を参照すると、本実施例のバイオ燃料電池400は、複数の並列接続された電池単体400aを含む。前記複数の電池単体400aの陽極電極13同士間、該複数の陽極電極に電気的に接続された第一導流板22同士間または前記第一集電板26同士間が相互に電気的に接続される。前記複数の電池単体400aの陰極電極14同士間、該複数の陰極電極14に電気的に接続された複数の第二導流板24同士間または前記第二集電板28同士間が相互に電気的に接続される。本実施例において、前記複数の電池単体400aの第一集電板26同士間が、リードによって、電気的に接続される。前記複数の電池単体400aの第二集電板28同士間が、リードによって、電気的に接続される。前記バイオ燃料電池400を動作させる場合、前記バイオ燃料電池400の出力電圧は、単一の前記電池単体400aの出力電圧であるが、その出力電流は、前記複数の電池単体400aの出力電流の合計である。
10 膜電極
12 プロトン交換膜
13 陽極電極
14 陰極電極
16 触媒層
162 管状キャリア
164 触媒粒子
166 プロトン導体
18 気体拡散層
20 多孔膜
22 第一導流板
220 導流溝
24 第二導流板
26 第一集電板
28 第二集電板
30 第一ガス供給排気装置
32 第二ガス供給排気装置
200、300、400 バイオ燃料電池
Claims (3)
- 少なくとも一つの電池単体を含むバイオ燃料電池において、
前記電池単体は、膜電極と、第一導流板と、第二導流板と、を含み、
前記膜電極は、プロトン交換膜と、該プロトン交換膜の一つの表面に設置された陰極電極と、該プロトン交換膜の一つの表面に対向する表面に設置された陽極電極と、を含み、
前記陰極電極は、触媒層を含み、
前記第一導流板は、前記陽極電極の、前記プロトン交換膜に隣接する表面とは反対の表面に設置され、
前記第二導流板は、前記陰極電極の、前記プロトン交換膜に隣接する表面とは反対の表面に設置され、
前記触媒層は、複数の管状キャリアと、該複数の管状キャリアの内壁に吸着された複数の触媒粒子と、該複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、を含み、
前記複数の管状キャリアは、複数の反応気体チャンネルとして、反応気体を直接前記複数の触媒粒子の表面に拡散させ、
前記複数の管状キャリアは、電子伝導性を有し、前記複数の管状キャリアの一端は、それぞれ前記プロトン交換膜に接続され、前記複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、前記プロトン交換膜と、が接続されることを特徴とするバイオ燃料電池。 - 複数の直列接続された電池単体を含むバイオ燃料電池において、
単一の前記電池単体は、膜電極と、第一導流板と、第二導流板と、を含み、
前記膜電極は、プロトン交換膜と、該プロトン交換膜の一つの表面に設置された陰極電極と、該プロトン交換膜の一つの表面に対向する表面に設置された陽極電極と、を含み、
前記陰極電極は、触媒層を含み、
前記第一導流板は、前記陽極電極の、前記プロトン交換膜に隣接する表面とは反対の表面に設置され、
前記第二導流板は、前記陰極電極の、前記プロトン交換膜に隣接する表面とは反対の表面に設置され、
隣接する二つの前記電池単体のうち、一方の前記電池単体の陽極電極と他方の前記電池単体の陰極電極とが電気的に接続され、
前記触媒層は、複数の管状キャリアと、該複数の管状キャリアの内壁に吸着された複数の触媒粒子と、該複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、を含み、
前記複数の管状キャリアは、複数の反応気体チャンネルとして、反応気体を直接前記複数の触媒粒子の表面に拡散させ、
前記複数の管状キャリアは、電子伝導性を有し、前記複数の管状キャリアの一端は、それぞれ前記プロトン交換膜に接続され、前記複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、前記プロトン交換膜と、が接続されることを特徴とするバイオ燃料電池。 - 複数の並列接続された電池単体を含むバイオ燃料電池において、
単一の前記電池単体は、膜電極と、第一導流板と、第二導流板と、を含み、
前記膜電極は、プロトン交換膜と、該プロトン交換膜の一つの表面に設置された陰極電極と、該プロトン交換膜の一つの表面に対向する表面に設置された陽極電極と、を含み、
前記陰極電極は、触媒層を含み、
前記第一導流板は、前記陽極電極の、前記プロトン交換膜に隣接する表面とは反対の表面に設置され、
前記第二導流板は、前記陰極電極の、前記プロトン交換膜に隣接する表面とは反対の表面に設置され、
前記複数の電池単体の陽極同士間が電気的に接続され、それらの陰極同士間が電気的に接続され、または該複数の陰極に電気的に接続された複数の導流板同士間が電気的に接続され、
前記複数の管状キャリアは、複数の反応気体チャンネルとして、反応気体を直接前記複数の触媒粒子の表面に拡散させ、
前記複数の管状キャリアは、電子伝導性を有し、前記複数の管状キャリアの一端は、それぞれ前記プロトン交換膜に接続され、前記複数の管状キャリアの中に充填されたプロトン導体と、前記プロトン交換膜と、が接続されることを特徴とするバイオ燃料電池。
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