JP2013538989A5

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Info

Publication number: JP2013538989A5
Application number: JP2013515299A
Authority: JP
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2014-05-01
Anticipated expiration: 2031-06-17

Claims

電気化学的に動作可能なアクチュエータ（１０１）において、
支持構造（１０）と；
前記支持構造に対してシールされて、コンパートメントを形成する可撓性膜（１２）と；
水素ガスまたは酸素ガスを生成して前記ガスを前記コンパートメントの内部に送り込むよう成された電気化学的手段と；を備え、
前記電気化学的手段は、電極を両側に有するイオン伝導膜と、電圧源と接続して前記電極間に電位を印加することを可能とする端末手段とを備えることを特徴とする電気化学的に動作可能なアクチュエータ（１０１）。
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、前記可撓性膜が別体のエンティティであることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１または２に記載のアクチュエータにおいて、前記電気化学的手段は、水素ポンプ、電解槽、またはその両方として動作可能であることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１、２または３に記載のアクチュエータにおいて、前記可撓性膜は、シリコンゴムまたはその他の非電気化学的で、不活性の箔で作製されることを特徴とするアクチュエータ。
請求項４に記載のアクチュエータにおいて、前記電気化学的手段が少なくとも部分的に前記可撓性膜に埋め込まれることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１〜５のいずれか一項に記載のアクチュエータにおいて、前記電気化学的手段は、膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）と、前記膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）の各側にあるガス拡散層（ＧＤＬ）と、その各側にある集電器とを備えることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１〜６のいずれか一項に記載のアクチュエータにおいて、前記膜（１２）のたわみが、どの程度であろうと前記支持体（１０）の平面性に影響を及ぼしてはならないため、前記支持体（１０）は実質的に前記膜よりも剛性が高いことを特徴とするアクチュエータ。
請求項１〜７のいずれか一項に記載のアクチュエータにおいて、前記可撓性膜に装着され、作動させる物体と接触するように位置決めされる剛性部材（１９）があることを特徴とするアクチュエータ。
バルブ機構において、
複数の材料の層によって形成される支持構造と；
前記支持構造内に埋め込まれる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクチュエータと；
動作中に前記アクチュエータから発生するガスを取り入れるために前記アクチュエータの一側と流体連通して前記支持構造の少なくとも一層に設けられるチャネルと；
前記支持構造の前記層のうちの１つの少なくとも一部を形成する可撓性膜と、を備えることを特徴とするバルブ機構。
請求項９に記載のバルブ機構において、前記可撓性膜は、接着剤によって前記支持構造の一層に装着されるが、前記膜の一領域を前記一層に装着されないままにして前記一層と前記膜との間にコンパートメントを形成するようにすることを特徴とするバルブ機構。
請求項１０に記載のバルブ機構において、前記コンパートメントと前記チャネルとの間に流体連通を提供するために前記一層に穴が設けられることを特徴とするバルブ機構。
請求項９、１０または１１に記載のバルブ機構において、前記膜は、ガスチャネル開口部の近傍に設けられ、前記アクチュエータの動作時に、前記膜が前記開口部を閉じることが可能であるようにすることを特徴とするバルブ機構。
請求項９〜１２のいずれか一項に記載のバルブ機構を備える燃料電池アセンブリにおいて、前記燃料電池が面内高分子電解質型燃料電池であり、前記アセンブリを構成する前記層のうちの少なくとも１つに前記バルブ機構が埋め込まれることを特徴とする燃料電池アセンブリ。
請求項１３に記載の燃料電池アセンブリにおいて、前記電気化学的手段が水素ポンプであることを特徴とする燃料電池アセンブリ。
請求項１３または１４に記載の燃料電池アセンブリにおいて、前記電気化学的手段が膜を備えており、前記膜はイオン伝導性高分子膜（１２）であり、アノード（１６）電極およびカソード（１５）電極を前記膜（１２）の各々一側に配設することによって膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を形成し；
前記電極（１５，１６）を電圧源に接続する手段
をさらに備えることを特徴とする燃料電池アセンブリ。