JP2017112036A - Fuel battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することができるとともに、二次電池として作動する燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell that can be used by converting chemical energy into electrical energy and that operates as a secondary battery.
二次電池および燃料電池は、高効率でクリーンなエネルギー源である。近年、世界的に、二次電池および燃料電池を電源とする電気自動車、燃料電池自動車、電車の開発が進んでいる。 Secondary batteries and fuel cells are highly efficient and clean energy sources. In recent years, the development of electric vehicles, fuel cell vehicles, and trains that use secondary batteries and fuel cells as power sources has progressed worldwide.
燃料電池は、高いエネルギー変換効率を有し、環境負荷の少ない電源として注目されている。燃料電池は、蓄電することはできないが、燃料電池と水の電気分解による水素製造装置等とを組み合わせることによって、一種の電力貯蔵システムを構築することが可能である。このような電力貯蔵システムは、リバーシブル燃料電池と呼ばれている(特許文献1および特許文献2参照)。
Fuel cells are attracting attention as power sources with high energy conversion efficiency and low environmental impact. Although a fuel cell cannot store electricity, it is possible to construct a kind of power storage system by combining a fuel cell and a hydrogen production apparatus by electrolysis of water. Such a power storage system is called a reversible fuel cell (see
一方、二次電池は、電動工具等の大電流放電を必要とする電気および電子機器用の電源として用いられている。特に、最近では、エンジンと二次電池で駆動されるハイブリッド自動車用の電池として、ニッケル水素二次電池およびリチウムイオン二次電池が注目されている。 On the other hand, the secondary battery is used as a power source for electric and electronic devices that require large current discharge such as electric tools. In particular, recently, nickel-hydrogen secondary batteries and lithium-ion secondary batteries have attracted attention as batteries for hybrid vehicles driven by an engine and a secondary battery.
通常の二次電池は、電気エネルギーの供給を受けることにより充電され、電気を蓄えることができる。特許文献3には、ガスを用いて充電ができる二次電池が開示されている。また、特許文献4には、正極活物質に水酸化マンガンを使用し、負極活物質に水素吸蔵合金を使用した燃料電池と二次電池を組み合わせた新たなタイプの燃料電池が開示されている。
A normal secondary battery is charged by receiving supply of electric energy and can store electricity.
二次電池は、蓄電することが可能である。また、出力特性に優れていて負荷追従性が良好である。しかし、負極及び正極の活物質の量は、電池の容積に依存するので、電池に蓄えることのできる電気容量には限界があるため、二次電池はエネルギー密度を大幅に高めることは困難である。 The secondary battery can store electricity. In addition, the output characteristics are excellent and the load followability is good. However, since the amount of the active material of the negative electrode and the positive electrode depends on the volume of the battery, there is a limit to the electric capacity that can be stored in the battery, so it is difficult to significantly increase the energy density of the secondary battery. .
一方、燃料電池は、外部から供給される水素ガスおよび酸素ガスを用いて発電(放電)する。このため、燃料電池は、二次電池が有するような、エネルギー密度の限界に関する問題は生じない。しかし、燃料電池は、出力特性が悪く放電時の負荷変動に対する追従性に劣るので、負荷変動の大きい用途に適用することが困難である。通常、燃料電池は二次電池やキャパシタなどの蓄電装置と組み合わせて使用されることが多い。さらに、燃料電池はガス拡散電極という固体と気体と液体が同時に接触する線を反応の空間にしているため、反応空間が少なく、反応速度が遅いという構造的特徴があり、これを解決するために白金のような高価な触媒を必要とするなどの課題を有している。 On the other hand, the fuel cell generates power (discharges) using hydrogen gas and oxygen gas supplied from the outside. For this reason, the fuel cell does not have a problem related to the limit of energy density, which the secondary battery has. However, since the fuel cell has poor output characteristics and poor followability with respect to load fluctuations during discharge, it is difficult to apply the fuel cell to applications with large load fluctuations. Usually, a fuel cell is often used in combination with a power storage device such as a secondary battery or a capacitor. Furthermore, the fuel cell has a structural feature that the reaction space is small and the reaction speed is slow because the line where the solid, gas, and liquid simultaneously contact each other is used as a reaction space. It has problems such as requiring an expensive catalyst such as platinum.
従来のリバーシブル燃料電池は、水素と酸素から電気を生み出すが、その電圧は1.0V程度であり、理論電圧である1.23Vより低い。電圧が低いのは、何らかの原因で放電の過程で水素の有するエネルギーの一部が熱に変換されたためであると考えられる。すなわち、水素から電気へのエネルギー変換効率に改善の余地がある。 A conventional reversible fuel cell generates electricity from hydrogen and oxygen, but its voltage is about 1.0 V, which is lower than the theoretical voltage of 1.23 V. The reason why the voltage is low is considered to be that a part of the energy of hydrogen is converted into heat during the discharge process for some reason. That is, there is room for improvement in the energy conversion efficiency from hydrogen to electricity.
化学反応を利用して電力を取り出す場合、使用される化学物質から得られるエネルギーをΔH、取り出せる電気量をΔG、発生する熱をTΔSとすると、ΔH=ΔG+TΔSの関係が成り立つ。ΔGは自由エネルギーと呼ばれ有効に仕事として取り出すことができるエネルギーであり、エクセルギーとも称されている。一方、TΔSは反応に伴って発生する熱であり、エントロピー変化と温度の積で表され、アネルギーと称されている。そして、有効なエネルギーを取り出す能力(ΔG/ΔH)は、理論エネルギー変換効率と称される。 When taking out electric power using a chemical reaction, if the energy obtained from the chemical substance used is ΔH, the amount of electricity that can be taken out is ΔG, and the generated heat is TΔS, then the relationship ΔH = ΔG + TΔS holds. ΔG is called free energy and is energy that can be effectively extracted as work, and is also called exergy. On the other hand, TΔS is heat generated in response to the reaction, and is expressed by a product of entropy change and temperature, and is called anergy. The ability to extract effective energy (ΔG / ΔH) is referred to as theoretical energy conversion efficiency.
燃料電池における反応(H2+1/2O2→H2O)において、エンタルピー変化ΔH =285.83 [ kJ/mol ]、自由エネルギー変化ΔG =237.13 [ kJ/mol ]であるので、理論変換効率ΔH/ΔG=83%となる。燃料電池を使用して水素を電気エネルギーに変換する場合、水素から得られる化学エネルギーΔHの17%が熱(TΔS)となり、ΔGが電力として取り出すことができるエネルギーである。ΔGを熱にする割合を減らして、水素から得られるエネルギー(ΔH)を可能な限り電気エネルギーに変換することが求められる。 In the reaction (H2 + 1 / 2O2 → H2O) in the fuel cell, the enthalpy change ΔH = 285.83 [kJ / mol] and the free energy change ΔG = 237.13 [kJ / mol], so the theoretical conversion efficiency ΔH / ΔG = 83%. . When hydrogen is converted into electric energy using a fuel cell, 17% of chemical energy ΔH obtained from hydrogen becomes heat (TΔS), and ΔG is energy that can be extracted as electric power. It is required to reduce the rate at which ΔG is heated and convert the energy (ΔH) obtained from hydrogen into electrical energy as much as possible.
正極に二酸化マンガンを使用した電池において、電解液のpH値が高いので放電電位が1.0Vと低いこと、および、二酸化マンガンの電子導電性が低いという特性を有している。このため、二酸化マンガンを使用した電池は、高出力で電気を取り出すことができず出力特性に劣るという課題を有している。 A battery using manganese dioxide for the positive electrode has characteristics that the pH value of the electrolytic solution is high, so that the discharge potential is as low as 1.0 V, and the electronic conductivity of manganese dioxide is low. For this reason, the battery using manganese dioxide has the subject that it cannot take out electricity with high output and is inferior to an output characteristic.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、エネルギー変換効率が高く、エネルギー密度が高く、出力特性に優れた燃料電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a fuel cell having high energy conversion efficiency, high energy density, and excellent output characteristics.
前記した目的を達成するために、本発明に係る燃料電池は、水素吸蔵合金を含む負極と、水酸化ニッケルまたは酸化銀を含む正極と、酸素で還元可能な第3電極と、前記正極と、前記負極と、第1電解液とを収納する第1室と、前記第3電極と第2電解液を収納する第2室と、前記第1室と前記第2室との間に介在する導電性およびイオン透過性を有する電解液分離手段とを有していて、前記第1電解液のpH値が前記第2電解液のpH値よりも大きい。 To achieve the above object, a fuel cell according to the present invention includes a negative electrode including a hydrogen storage alloy, a positive electrode including nickel hydroxide or silver oxide, a third electrode that can be reduced with oxygen, the positive electrode, Conductivity interposed between the first chamber containing the negative electrode and the first electrolyte, the second chamber containing the third electrode and the second electrolyte, and the first chamber and the second chamber. And an electrolytic solution separating means having ion permeability, and the pH value of the first electrolytic solution is larger than the pH value of the second electrolytic solution.
この構成において、第1電解液のpH値を第2電解液のpH値よりも大きくすることにより第3電極により正極を充電することを可能にしている。
負極と正極はセパレータをその間に介在させて対向して配置されており、第3電極と正極はその間に電解液分離手段を介して対向して配置されている。なお、本発明に係る燃料電池は電気により充電することができると共に、燃料ガスによっても充電することができる蓄電が可能な燃料電池である。
In this configuration, the positive electrode can be charged by the third electrode by making the pH value of the first electrolytic solution larger than the pH value of the second electrolytic solution.
The negative electrode and the positive electrode are arranged to face each other with a separator interposed therebetween, and the third electrode and the positive electrode are arranged to face each other via an electrolytic solution separating means. The fuel cell according to the present invention is a fuel cell that can be charged by electricity and can also be charged by fuel gas and can be charged.
本発明に係る燃料電池は、前記第3電極が二酸化マンガンを含んでいる。この構成において、第3電極に二酸化マンガンを用いることにより、安価に燃料電池を構成することができる。 In the fuel cell according to the present invention, the third electrode contains manganese dioxide. In this configuration, by using manganese dioxide for the third electrode, a fuel cell can be configured at low cost.
本発明に係る燃料電池は、前記負極の一方の面が水素ガスに接触しており、他方の面が第1電解液に接触しており、前記正極の一方の面が前記第1電解液に接触しており、他方の面が前記電解液分離手段に接触しており、前記第3電極の一方の面が前記電解液分離手段に接触しており、他方の面が前記第2電解液に接触している。 In the fuel cell according to the present invention, one surface of the negative electrode is in contact with hydrogen gas, the other surface is in contact with the first electrolytic solution, and one surface of the positive electrode is in contact with the first electrolytic solution. The other surface is in contact with the electrolytic solution separating means, one surface of the third electrode is in contact with the electrolytic solution separating means, and the other surface is in contact with the second electrolytic solution. In contact.
本発明に係る燃料電池は、前記第1電解液のpH値が12〜14であり、前記第2電解液のpH値が6〜8.4であり、かつ、前記第1電解液のpH値と前記第2電解液のpH値との差が5.6以上である。 In the fuel cell according to the present invention, the pH value of the first electrolyte solution is 12 to 14, the pH value of the second electrolyte solution is 6 to 8.4, and the pH value of the first electrolyte solution is And the pH value of the second electrolyte solution is 5.6 or more.
本発明に係る燃料電池は、前記電解液分離手段がイオン交換樹脂製である。また、本発明に係る燃料電池は、前記電解液分離手段が多孔質金属板である。 In the fuel cell according to the present invention, the electrolytic solution separating means is made of an ion exchange resin. In the fuel cell according to the present invention, the electrolytic solution separating means is a porous metal plate.
本発明に係る燃料電池は、前記第1室に水素ガス供給源が接続されている。また、本発明に係る燃料電池は、前記第2室に酸素ガス供給源が接続されている。 In the fuel cell according to the present invention, a hydrogen gas supply source is connected to the first chamber. In the fuel cell according to the present invention, an oxygen gas supply source is connected to the second chamber.
本発明に係る燃料電池は、前記第3電極が前記第2電解液に溶存した酸素により充電され、前記正極が前記第3電極により充電されている。本発明に係る燃料電池は、前記第2室に酸素が溶存した電解液の供給源が接続されている。本発明に係る燃料電池は、前記正極と前記負極の間で放電することにより発電を行う。 In the fuel cell according to the present invention, the third electrode is charged by oxygen dissolved in the second electrolytic solution, and the positive electrode is charged by the third electrode. In the fuel cell according to the present invention, a supply source of an electrolytic solution in which oxygen is dissolved is connected to the second chamber. The fuel cell according to the present invention generates electric power by discharging between the positive electrode and the negative electrode.
本発明に係る集合電池は、前記負極と、前記負極と前記正極との間に介在するセパレータと、前記正極と前記第3電極との間に介在する前記電解液分離手段と、前記正極とが積層された電極群において、前記電極群の間に金属製のバイポーラ隔壁を配してなる。この構成において、負極と正極の間にイオンは通すが電子は通さないセパレータが介在していて、負極と正極は絶縁されている。 The battery assembly according to the present invention includes: the negative electrode; a separator interposed between the negative electrode and the positive electrode; the electrolyte separating means interposed between the positive electrode and the third electrode; and the positive electrode. In the laminated electrode group, a metal bipolar partition is arranged between the electrode groups. In this configuration, a separator that allows ions to pass but not electrons is interposed between the negative electrode and the positive electrode, and the negative electrode and the positive electrode are insulated.
以上のように、本発明に係る燃料電池によれば、水素ガスおよび酸素ガスの化学エネルギーにより充電して、電気エネルギーに変換して利用することが可能となる。このため、本発明の燃料電池は、外部に取り出すことができる電気エネルギーは、電極材に含まれる活物質の量に依存しないので高エネルギー密度化を図ることが可能となる。また、二次電池の反応により電気を取り出すことができるので、出力特性に優れた燃料電池となる。 As described above, according to the fuel cell of the present invention, it is possible to charge by using the chemical energy of hydrogen gas and oxygen gas and convert it into electric energy for use. For this reason, in the fuel cell of the present invention, the electrical energy that can be taken out does not depend on the amount of the active material contained in the electrode material, so that it is possible to increase the energy density. Moreover, since electricity can be taken out by the reaction of the secondary battery, the fuel cell has excellent output characteristics.
既存の燃料電池では理論上83%のエネルギー変換効率が、実際の運転では約30〜40%となる。これは三相界面反応により過電圧が大きくなるためと考えられる。特に、正極における酸素還元反応の過電圧の影響が大きいと考えられる。高効率エネルギー変換を実現する手段として、発明者等は、(1)水素を用いて負極を充電すること、(2)酸素を用いて二酸化マンガン電極(第3電極)を充電することを提案する。これにより、正極側の過電圧を減らすことが可能となり、既存の燃料電池の発電電圧0.7〜0.8Vをニッケル水素電池の1.3Vまで上げることができるのでエネルギー変換効率を向上させることができる。 In an existing fuel cell, an energy conversion efficiency of 83% is theoretically about 30 to 40% in actual operation. This is presumably because the overvoltage increases due to the three-phase interface reaction. In particular, it is considered that the influence of the overvoltage of the oxygen reduction reaction at the positive electrode is large. As means for realizing high-efficiency energy conversion, the inventors propose (1) charging the negative electrode using hydrogen and (2) charging the manganese dioxide electrode (third electrode) using oxygen. . As a result, the overvoltage on the positive electrode side can be reduced, and the power generation voltage 0.7 to 0.8 V of the existing fuel cell can be increased to 1.3 V of the nickel metal hydride battery, so that the energy conversion efficiency can be improved. it can.
出力特性に関しても、発明者等は、(1)二酸化マンガン電極(第3電極)により水酸化ニッケル電極(正極)を充電して、(2)水素吸蔵合金負極と水酸化ニッケル正極の間で発電することを提案する。このようにすることにより、従来の燃料電池のような三相界面反応でなく二相界面で反応が進むことが可能となること、および、発電時の還元反応には二酸化マンガンではなく導電性に優れたオキシ水酸化ニッケルを用いることにより出力特性が大幅に改善される。 Regarding the output characteristics, the inventors also (1) charged the nickel hydroxide electrode (positive electrode) with the manganese dioxide electrode (third electrode), and (2) generated power between the hydrogen storage alloy negative electrode and the nickel hydroxide positive electrode. Suggest to do. This makes it possible for the reaction to proceed at the two-phase interface instead of the three-phase interface reaction as in the conventional fuel cell, and to reduce the reaction during power generation, instead of manganese dioxide. Output characteristics are greatly improved by using excellent nickel oxyhydroxide.
本発明の燃料電池は、エネルギー密度が高く、出力特性に優れており、エネルギー変換効率が高いことを特徴とする。 The fuel cell of the present invention is characterized by high energy density, excellent output characteristics, and high energy conversion efficiency.
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変更が可能である。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various other modifications are possible.
第1の実施形態に係る燃料電池の詳細な説明の前に、主要な構成要素である電極について説明し、その後に燃料電池の詳細について説明を行う。
<正極材料>
正極活物質は、水酸化ニッケルが価格面で好ましいが、酸化銀を用いてもよい。また、高容量化を達成しやすいことから、正極活物質は、嵩密度が大きなもの、例えば球状のものが好ましい。
Prior to detailed description of the fuel cell according to the first embodiment, electrodes that are main components will be described, and then details of the fuel cell will be described.
<Positive electrode material>
As the positive electrode active material, nickel hydroxide is preferable in terms of price, but silver oxide may be used. Moreover, since it is easy to achieve high capacity | capacitance, a positive electrode active material has a large bulk density, for example, a spherical thing is preferable.
<水素吸蔵合金>
負極材料に含まれる水素吸蔵合金は、水素の吸蔵・放出が行えるものであれば特に限定されない。例えば、希土類系合金であるAB5型、ラーベス相合金であるAB2型、チタン−ジルコニウム系合金であるAB型、マグネシウム系合金であるA2B型などの合金系が挙げられる。
<Hydrogen storage alloy>
The hydrogen storage alloy contained in the negative electrode material is not particularly limited as long as it can store and release hydrogen. For example, AB5 type that is a rare earth alloy, AB2 type that is a Laves phase alloy, AB type that is a titanium-zirconium alloy, and A2B type that is a magnesium alloy can be used.
このうち、水素貯蔵容量、充放電特性、自己放電特性およびサイクル寿命特性の観点から、AB5型の希土類−ニッケル合金である、MmNiCoMnAlのミッシュメタルを含んだ5元系合金であることが好ましい。 Among these, from the viewpoints of hydrogen storage capacity, charge / discharge characteristics, self-discharge characteristics, and cycle life characteristics, it is preferable to be an AB5 type rare earth-nickel alloy containing a MmNiCoMnAl misch metal.
<第3電極材料>
第3電極は酸素還元可能な物質であることを必要とする。酸素ガスに接触することにより充電されるか、もしくは、酸素が溶存した水溶液に接触することにより充電されることを必要とする。このような物質として、二酸化マンガン、白金、パラジューム、金及び銀などを挙げることができる。酸化銀も使用することができる。この中でも価格、環境への負荷などを考慮すると、二酸化マンガンが最も適切である。二酸化マンガンは埋蔵量も豊富で水酸化ニッケルの価格の1/5〜1/10である。二酸化マンガンや酸化銀は第3電極の反応において触媒として作用する。
<Third electrode material>
The third electrode needs to be a substance capable of oxygen reduction. It needs to be charged by contacting oxygen gas or charged by contacting an aqueous solution in which oxygen is dissolved. Examples of such substances include manganese dioxide, platinum, palladium, gold, and silver. Silver oxide can also be used. Among these, manganese dioxide is the most appropriate considering the price and environmental burden. Manganese dioxide has abundant reserves and is 1/5 to 1/10 the price of nickel hydroxide. Manganese dioxide and silver oxide act as a catalyst in the reaction of the third electrode.
<結着剤>
結着剤としては、例えば、ポリアクリル酸ソーダ、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン−ビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体(SEBS)を用いることが考えられる。
活物質、結着剤および導電助剤等の電極材料の合計を100重量%とした場合、各電極に配合される結着剤の重量比は、0.1〜10重量%で配合されていることが好ましい。
<Binder>
Examples of the binder include polyacrylic acid soda, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), ethylene-vinyl alcohol, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), polyethylene ( It is conceivable to use PE), polypropylene (PP), and styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer (SEBS).
When the total of the electrode materials such as the active material, the binder and the conductive auxiliary agent is 100% by weight, the weight ratio of the binder mixed in each electrode is 0.1 to 10% by weight. It is preferable.
<導電助剤>
導電助剤は、導電性を有する粉末であればよい。この導電助剤は、例えば、黒鉛粉末、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどの、カーボン粉末であってもよい。活物質、結着剤および導電助剤等の電極材料の合計を100重量%とした場合、各電極に配合される導電助剤の重量比は、0.1〜10重量%の範囲で配合されていることが好ましい。
<Conductive aid>
The conductive auxiliary agent may be a conductive powder. The conductive aid may be a carbon powder such as graphite powder, acetylene black, and ketjen black. When the total of the electrode materials such as the active material, the binder and the conductive auxiliary agent is 100% by weight, the weight ratio of the conductive auxiliary agent mixed in each electrode is in the range of 0.1 to 10% by weight. It is preferable.
[正極]
活物質として水酸化ニッケル、導電助剤としてカーボンブラック、および、結着剤としてエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)を用い、その配合割合は100:5:5とした。粉末状の正極材料を混合してペースト状に混練して、このペーストを集電体の両面に塗布または充填して、乾燥後にローラープレスで集電体を圧延して正極を製作した。なお。集電体として厚さ250μmの発泡ニッケルを用いたが、ニッケルメタルや白金メタルであってよく、形状も三次元形状もしくは板状であってもよく、電極は両面に形成してもよい。
[Positive electrode]
Nickel hydroxide was used as the active material, carbon black was used as the conductive additive, and ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) was used as the binder, and the blending ratio was 100: 5: 5. A powdered positive electrode material was mixed and kneaded into a paste, and this paste was applied or filled on both sides of the current collector. After drying, the current collector was rolled with a roller press to produce a positive electrode. Note that. Although nickel foam having a thickness of 250 μm was used as the current collector, nickel metal or platinum metal may be used, and the shape may be three-dimensional or plate-like, and the electrodes may be formed on both sides.
[負極]
活物質として水素吸蔵合金、導電助剤としてカーボンブラック、および、結着剤としてエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)を用い、その配合割合は100:15:10とした。粉末状の負極材料を混合してペースト状に混練して、このペーストを集電体の両面に塗布または充填して、乾燥後にローラープレスで集電体を圧延して負極を製作した。電極容量は48mAhとした。なお、集電体としての発泡ニッケルを用いたが、ニッケルメタルや白金メタルであってよく、形状も三次元形状もしくは板状であってもよく、電極は両面に形成してもよい。
[Negative electrode]
A hydrogen storage alloy was used as the active material, carbon black was used as the conductive additive, and ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) was used as the binder, and the blending ratio was 100: 15: 10. Powdered negative electrode materials were mixed and kneaded into a paste, and this paste was applied or filled on both sides of the current collector. After drying, the current collector was rolled with a roller press to produce a negative electrode. The electrode capacity was 48 mAh. Although nickel foam is used as the current collector, it may be nickel metal or platinum metal, the shape may be three-dimensional or plate-like, and the electrodes may be formed on both sides.
[第3電極]
活物質として二酸化マンガン、導電助剤としてカーボンブラック、および、結着剤としてエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)を用い、その配合割合は100:5:5とした。粉末状の第3電極材料を混合してペースト状に混練して、このペーストを発泡ニッケルの集電体に充填して、乾燥後にローラープレスで集電体を圧延して第3電極を製作した。なお、集電体として発泡ニッケルを用いたが、ニッケルメタルや白金メタルであってよく、形状も箔状もしくは板状であってもよく、電極は両面に形成してもよい。
[Third electrode]
Manganese dioxide was used as the active material, carbon black was used as the conductive assistant, and ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) was used as the binder, and the blending ratio was 100: 5: 5. The powdered third electrode material was mixed and kneaded into a paste, and the paste was filled into a nickel foam current collector. After drying, the current collector was rolled with a roller press to produce a third electrode. . Although nickel foam is used as the current collector, it may be nickel metal or platinum metal, the shape may be foil or plate, and the electrodes may be formed on both sides.
[電解液分離手段]
本発明で用いられる電解液分離手段は、電解液を通さないもしくは通しにくい物質である必要がある。2種類の電解液が混じれば、電解液のpH値が変化して性能が発揮できなくなるおそれがあるからである。また、電解液分離手段はその性格上、導電性を有し、イオン(H+、OH−)透過性を有することを必要とする。具体的には、導電性を有するイオン交換膜および多孔質金属板が挙げられる。多孔質金属板は、例えば、発泡ニッケル基板、もしくは網状焼結繊維基板にニッケルメッキを施したもの、あるいはニッケルメッキした不織布であるフェルトメッキ基板等の三次元基板であってもよい。そして、厚さは5μm〜1mmの範囲であることが好ましい。薄すぎると機械的強度が問題となり、厚すぎると電池としての体積効率が悪くなるので20μm程度が望ましい。
[Electrolyte separation means]
The electrolytic solution separating means used in the present invention needs to be a substance that does not pass or is difficult to pass through the electrolytic solution. This is because if two types of electrolytes are mixed, the pH value of the electrolyte may change and performance may not be exhibited. In addition, the electrolytic solution separating means needs to have conductivity and ion (H + , OH − ) permeability due to its character. Specifically, an ion exchange membrane and a porous metal plate having conductivity are exemplified. The porous metal plate may be, for example, a three-dimensional substrate such as a foamed nickel substrate, a net-like sintered fiber substrate plated with nickel, or a felt-plated substrate that is a nickel-plated nonwoven fabric. And it is preferable that thickness is the range of 5 micrometers-1 mm. If it is too thin, mechanical strength becomes a problem, and if it is too thick, volume efficiency as a battery is deteriorated, so about 20 μm is desirable.
[電解液]
本発明で用いられる電解液の種類は、水電解で通常用いられているアルカリ水溶液であれば特に限定されないが、例えば、水酸化カリウム(KOH)、水酸化リチウム(LiOH)、水酸化ナトリウム(NaOH)等のアルカリ物質を一種単独もしくは二種以上を水に溶かしたものが好適である。電池の出力特性の観点から、電解液は水酸化カリウム水溶液であることが好ましい。
[Electrolyte]
The type of the electrolyte used in the present invention is not particularly limited as long as it is an alkaline aqueous solution usually used in water electrolysis. For example, potassium hydroxide (KOH), lithium hydroxide (LiOH), sodium hydroxide (NaOH) ) Or the like in which one or more alkali substances are dissolved in water is suitable. From the viewpoint of battery output characteristics, the electrolytic solution is preferably an aqueous potassium hydroxide solution.
[セパレータ]
本発明で用いられるセパレータは、電子は通さずプロトンを透過させる一方、ガスが通過しにくいものが好ましい。セパレータの形態としては、微多孔膜、織布、不織布、圧粉体が挙げられ、このうち、出力特性と作製コストの観点から不織布が好ましい。セパレータの材質としては、特に限定されないが、耐アルカリ性を有し、耐酸化性、耐還元性を有するセパレータであることが好ましい。例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリイミド(PI)、ポリアミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等の材料が挙げられる。
厚さは5〜500μmの範囲のものが好ましく、20〜250μmの範囲のものがより好ましい。厚さが5μm未満であるとレアショートの可能性が大きくなり、500μm以上であると電気抵抗が大きくなり、熱損失が増加する。実施例においては厚さ120μmのポリプロピレン製の不織布を採用した。
[Separator]
The separator used in the present invention is preferably a separator that does not allow electrons to pass through and allows protons to pass therethrough, but prevents gas from passing through. Examples of the separator include microporous membranes, woven fabrics, non-woven fabrics, and green compacts. Among these, non-woven fabrics are preferable from the viewpoint of output characteristics and production cost. The material of the separator is not particularly limited, but is preferably a separator having alkali resistance, oxidation resistance, and reduction resistance. Examples thereof include materials such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyimide (PI), polyamide, polyamideimide, aramid, polyethylene, and polypropylene.
The thickness is preferably in the range of 5 to 500 μm, and more preferably in the range of 20 to 250 μm. If the thickness is less than 5 μm, the possibility of a rare short increases, and if it is 500 μm or more, the electrical resistance increases and the heat loss increases. In the examples, a polypropylene nonwoven fabric having a thickness of 120 μm was employed.
本発明に係る燃料電池は、水素および酸素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する燃料電池に二次電池の反応機構を取り込んだものである。以下、図1を用いてはこのような燃料電池の動作原理を説明し、図2を用いて燃料電池の主要構成要素について説明する。 The fuel cell according to the present invention incorporates a reaction mechanism of a secondary battery into a fuel cell that generates electric power by converting chemical energy of hydrogen and oxygen into electric energy. Hereinafter, the operation principle of such a fuel cell will be described with reference to FIG. 1, and the main components of the fuel cell will be described with reference to FIG.
図1において、本発明の燃料電池は、正極1、負極2、第1電解液5、および、正極1と負極2の間に介在するセパレータ4を収納した第1室8と、第3電極3と第2電解液6とを収納した第2室9、並びに、第1室8と第2室9の間に介在する電解液分離手段7とから構成されている。なお、正極1と負極2とはセパレータ4を介して互いに対向する形に配置されており、第1室8と第2室9とは電解液分離手段7を介して互いに対向する形で配置されている。
In FIG. 1, the fuel cell of the present invention includes a
第1電解液5は、6Mの水酸化カリウム(KOH)の水溶液である。このとき第1電解液5のpH値は約14となる。第2電解液6は、pH値が約8の水酸化カリウム(KOH)の水溶液である。
The first
正極1と負極2間に介在するセパレータ4は、イオンの透過を可能にしつつ、正極1と負極2を電気的に短絡するのを防止すると共に、電解液5を保持する役割を果たす。
The
第1室8に配置された正極1の一方の面は第1電解液5に浸漬しており、正極1の他方の面はほぼ全面に渡り電解液分離手段7と接触しており、正極1と電解液分離手段7は電気的接続状態にある。
また、負極2の一方の面は水素ガスに面しており、負極2は水素ガスにより化学的に充電可能になっている。そして、負極2の他方の面は第1電解液5に浸漬している。
更に、第2室9に配置された第3電極3の一方の面はほぼ全面に渡り、電解液分離手段7と接触しており、第3電極3と電解液分離手段7は電気的接続状態にある。第3電極3の他方の面は第2電解液6に浸漬していて、第2電解液6に溶存した酸素により化学的に充電可能になっている。
One surface of the
Moreover, one surface of the
Furthermore, one surface of the
図2において、燃料電池セル20は、正極11、負極12、第1電解液15およびセパレータ14を収納した第1室18と、第3電極13と第2電解液16とを収納した第2室19、並びに、第1室18と第2室19の間に介在する電解液分離手段17とを主な構成要素としている。なお、図1と重複する事項については説明を省略する。
In FIG. 2, the
第1室18は、隔壁32により、水素ガスを保持する水素ガス室27と第1電解液15を保持する領域とに区分されている。負極12の一方の面は水素ガス室27に面しており、負極12の他方の面は第1電解液15に浸漬している。水素ガス室27には、外部に設けた水素ガス供給源23に連通する水素流通口22が設けられていて、水素ガスの供給を受けて負極12を充電することができるようになっている。
正極11の一方の面は第1電解液5に浸漬しており、正極11の他方の面はほぼ全面に渡り、電解液分離手段17と接触している。
The
One surface of the positive electrode 11 is immersed in the first
第2室19の下部には酸素ガス室28が設けられている。酸素ガス室28の上部に設けた酸素ガス噴出孔33から酸素ガスが第2電解液16中にバブリングするようになっている。酸素ガス室28には、外部に設けた酸素ガス供給源25に連通する酸素流通口24が設けられていて、酸素ガス室28に酸素ガスが供給されるようになっている。第3電極13は第2電解液16の中に浸漬されており、第3電極13の一方の面はほぼ全面に渡り、電解液分離手段17と接触している。バブリングされた酸素ガスの一部は直接第3電極13の電極面に到達し、残りの一部は第2電解液16に溶解する。第3電極13は第2電解液16に溶解した酸素により、もしくは、電極面に直接接触した酸素ガスにより充電される。
An
第1室18と第2室19の間に設けた電解液分離手段17は、第1電解液15と第2電解液16とが混じるのを防ぐと共に、正極11と第3電極13の間でイオン(H+、OH−)の流通を可能にする。電解液分離手段17は導電性を有しているので、正極11と第3電極13の間で電子の移動が可能となっている。なお、電解液分離手段17と第1室18および第2室19との間にはシール31が配されていて、電解液が外部に流出するのを防いでいる。
The electrolytic solution separating means 17 provided between the
正極11、負極12は、それぞれ、端部に外部機器との接続用の端子(図示せず)を有している。接続用の端子から電力を外部に取り出すことができる。あるいは接続用の端子に直流電源(図示せず)を接続して、正極11と負極12を電気的に充電することも可能となっている。 Each of the positive electrode 11 and the negative electrode 12 has a terminal (not shown) for connection with an external device at the end. Electric power can be taken out from the connection terminal. Alternatively, it is possible to electrically charge the positive electrode 11 and the negative electrode 12 by connecting a DC power source (not shown) to the connection terminal.
次に、図3を用いて、上記実施例1の第1の変形例について、図2と異なる部分を中心に説明する。第2室19は、隔壁34により、酸素ガスを保持する酸素ガス室28と第2電解液16を保持する領域とに区分されている。第2室19に収納された第3電極13の一方の面はほぼ全面に渡り電解液分離手段17と接触している。第3電極13の他方の面は酸素ガス室28に面している。酸素ガス室28には、外部に設けた酸素ガス供給源25に連通する酸素流通口24が設けられていて、酸素ガス室28に酸素ガスが供給されるようになっている。第3電極13は、酸素ガス室28内の酸素ガスにより充電される。
Next, a first modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. The
図4を用いて、上記実施例1の第2の変形例について説明する。上記説明と共通する部分については説明を省略する。燃料電池セル40は、第1密閉容器38、第2密閉容器39および電解液分離手段17を主な構成要素としている。第1密閉容器38の内部構成は、図3の第1室18と同じである。第1密閉容器38および第2密閉容器39は耐圧性を有する密閉容器である。第2密閉容器39の内部は酸素が溶存した第2電解液36で満たされている。第3電極13の一方の面はほぼ全面に渡り電解液分離手段17と接触している。第3電極13は酸素が溶存した第2電解液36に浸漬されていて、電解液溶存酸素により第3電極13が充電されるようになっている。第2電解液36は、第2密閉容器の底部に設けた電解液流通口35aから流出して、輸送ポンプ42で昇圧されて、電解液タンク41に流入する。電解液タンク41には酸素源(図示せず)からの高圧酸素が供給可能になっていて、電解液の液圧を高めてより多くの酸素が電解液に溶解するようになっている。酸素リッチとなった電解液は、電解液流入口35bから第2密閉容器39に供給される。
A second modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. A description of parts common to the above description is omitted. The
図5を用いて、上記実施例1の第3の変形例について説明する。燃料電池パック50は、負極52と、負極52と正極51との間に介在するセパレータ54と、正極51と、正極51と第3電極53との間に介在する電解液分離手段57と、第3電極53とがこの順で積層された電極群において、電極群の間に金属製のバイポーラ隔壁55を配して構成された集合電池である。バイポーラ隔壁55は、ニッケルメッキした鋼板であって、電気は通すがイオンや電解液は遮断する役割を果たす。燃料電池パック50はその両端に正極集電体48と負極集電体49を有している。
A third modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. The
燃料電池パック50には、酸素ガスを供給する酸素ガスヘッダー58が装備されていて、正極51の電極面に酸素ガスが供給されるようになっている。また、水素ガスを供給する水素ガスヘッダー59が装備されていて、負極52の電極面に水素ガスが供給されるようになっている。更に、燃料電池パック50には、電解液供給ヘッダー(図示せず)が装備されていてセパレータ54には、酸素が溶存した電解液が供給されるようになっている。
The
燃料電池パック50は積層構造となっているので、その出力電圧は各電極群56を直列接続したものとなる。電極群の数を調節することにより容易に出力電圧を変更することが可能となっている。
Since the
エネルギー変換効率を向上させる方法として、発明者等は二酸化マンガン側の電解液(電解液6)のpHを下げることを考案した。6MのKOH水溶液はpHが約14である。この電解液(pH=14)では二酸化マンガンの酸化還元電位(E)は0.15V vs SHEである。25℃の場合、ネルンストの式によると電極の電位は熱力学的に次のように決まる。
E = E0 − 0.0591 × pH (ここに、E0;標準酸化還元電位)
したがって、二酸化マンガン電極側の電解液のpH値を下げることにより、二酸化マンガン電極の酸化還元電位を上げることが出来る。たとえば、pH=8の場合、上記の式により二酸化マンガン電極の酸化還元電位(E)は、0.355V上昇して0.505V vs SHEとなる。
As a method for improving the energy conversion efficiency, the inventors devised to lower the pH of the electrolytic solution (electrolytic solution 6) on the manganese dioxide side. The pH of the 6M aqueous KOH solution is about 14. In this electrolytic solution (pH = 14), the oxidation-reduction potential (E) of manganese dioxide is 0.15 V vs. SHE. In the case of 25 ° C., according to the Nernst equation, the electrode potential is determined thermodynamically as follows.
E = E 0 −0.0591 × pH (where E 0 is the standard redox potential)
Therefore, the oxidation-reduction potential of the manganese dioxide electrode can be increased by lowering the pH value of the electrolyte solution on the manganese dioxide electrode side. For example, when pH = 8, the oxidation-reduction potential (E) of the manganese dioxide electrode is increased by 0.355V to 0.505V vs SHE according to the above formula.
燃料電池セル20は活物質として、それぞれ、負極に水素吸蔵合金を用い、正極に水酸化ニッケルを用い、酸素還元電極に二酸化マンガンを用いる。電解液としてpH14の第1電解液5と、pH7〜8の第2電解液6を用いる。このとき、燃料電池セルにおける反応を次の3つ分けて説明する。
(1)酸素で第3電極を充電する
第3電極に酸素を供給することにより、第3極を充電する。
4MnOOH + O2 → 4MnO2 + 2H2O (1)
As the active material, each of the
(1) Charging the third electrode with oxygen The third electrode is charged by supplying oxygen to the third electrode.
4MnOOH + O 2 → 4MnO 2 + 2H 2 O (1)
(2)第3電極で正極を充電する(第2電解液;pH 8)
二酸化マンガンにおける反応((2)式)はpH8で0.505V vs SHEの電位で起こる。
MnO2 + H2O + e- → MnOOH + OH- (2)
一方、水酸化ニッケルの充電反応((3)式)はpH14で0.480V vs SHEの電位で起こる。
Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e- (3)
したがって、電解液のpH差により二酸化マンガン放電反応電位が水酸化ニッケルの充電反応電位より高くなり、次の反応((4)式)が起こり、正極が充電される。
MnO2 + Ni(OH)2 → MnOOH + NiOOH (4)
また、第3電極に酸素を供給することにより、第3電極は充電されて二酸化マンガンに戻る。
4MnOOH + O2 → 4MnO2 + 2H2O (1)
(2) Charging the positive electrode with the third electrode (second electrolyte; pH 8)
The reaction in manganese dioxide (formula (2)) occurs at
MnO 2 + H 2 O + e - → MnOOH + OH - (2)
On the other hand, the charge reaction of nickel hydroxide (formula (3)) occurs at a pH of 14 and a potential of 0.480 V vs. SHE.
Ni (OH) 2 + OH - → NiOOH + H 2 O + e - (3)
Therefore, the manganese dioxide discharge reaction potential becomes higher than the charge reaction potential of nickel hydroxide due to the pH difference of the electrolytic solution, the following reaction (formula (4)) occurs, and the positive electrode is charged.
MnO 2 + Ni (OH) 2 → MnOOH + NiOOH (4)
Moreover, by supplying oxygen to the third electrode, the third electrode is charged and returned to manganese dioxide.
4MnOOH + O 2 → 4MnO 2 + 2H 2 O (1)
(3)負極−正極間で放電する(第1電解液;pH14)
負極の水素吸蔵合金は、水素により電気化学的反応で酸化され充電状態になる。このとき負極の電極電位はpH14で−0.828V vs SHEとなる。
2M + H2 → 2MH (5)
MH + OH- → M + H2O + e- (6)
(3)式の逆反応と(6)式の反応の組合わせで発電することができる。
MH + NiOOH → M + Ni(OH)2 (7)
これにより1.308Vで発電ができる燃料電池となる。
(3) Discharge between negative electrode and positive electrode (first electrolyte solution; pH 14)
The hydrogen storage alloy of the negative electrode is oxidized by hydrogen by an electrochemical reaction and becomes charged. At this time, the electrode potential of the negative electrode is −0.828 V vs. SHE at pH 14.
2M + H 2 → 2MH (5)
MH + OH - → M + H 2 O + e - (6)
Power can be generated by combining the reverse reaction of equation (3) and the reaction of equation (6).
MH + NiOOH → M + Ni (OH) 2 (7)
As a result, the fuel cell can generate power at 1.308V.
従来の二次電池とは異なり、本発明の燃料電池の電気容量は、活物質の量による制限を受けないのでエネルギー密度を大幅に(例えば数十倍に)向上することが可能となる。 Unlike the conventional secondary battery, the electric capacity of the fuel cell of the present invention is not limited by the amount of the active material, so that the energy density can be significantly improved (for example, several tens of times).
さらに、上述のように、本発明の燃料電池の放電時には、電池反応に基づき、電気エネルギーが出力される。このため、従来の燃料電池と比較して、負荷に対する追従性およびパワーが、大幅に向上する。 Furthermore, as described above, when the fuel cell of the present invention is discharged, electric energy is output based on the cell reaction. For this reason, as compared with the conventional fuel cell, the followability to the load and the power are greatly improved.
(実験結果)
図6に実験装置の概要を示す。実験装置は3つのビーカーA,BおよびCとデーターロガー(図示せず)、並びに、これらを接続するための配線とスイッチSWとから構成されている。ビーカーAには、放電状態の水酸化ニッケル電極aが6MKOH水溶液(pH14)に浸されており、ビーカーBには、参照電極b(Ag/AgCl)がKCl飽和水溶液に浸されており、ビーカーCには、充電状態の二酸化マンガン電極cが希釈KOH水溶液(pH8程度)に浸されてそれぞれ配置されている。そして各ビーカー間はKCl塩橋(図示せず)により繋がれている。
(Experimental result)
FIG. 6 shows an outline of the experimental apparatus. The experimental apparatus is composed of three beakers A, B and C, a data logger (not shown), wiring for connecting them, and a switch SW. In the beaker A, a nickel hydroxide electrode a in a discharged state is immersed in a 6M KOH aqueous solution (pH 14), and in the beaker B, a reference electrode b (Ag / AgCl) is immersed in a saturated KCl aqueous solution. In FIG. 2, the charged manganese dioxide electrodes c are respectively immersed in a diluted KOH aqueous solution (pH about 8). Each beaker is connected by a KCl salt bridge (not shown).
データーロガーを用いて、電極間の電位差を測定した実験結果を図7に示す。縦軸は参照電極を基準とした電極aおよび電極cの電位をV単位で目盛ってあり、横軸は時間を秒単位で目盛ってある。グラフにおいて、実線は二酸化マンガン電極cの電位変化を示すグラフであり、破線は水酸化ニッケル電極aの電位変化を示すグラフである。実線と破線が重なるところは実線が表示されている。
図中(1)で示される区間は、電極aと電極cが接続されていない場合で、(2)で示される区間は、電極aと電極cが接続されている場合である。スイッチSWにより、電極aと電極cの接続をコントロールした。
グラフから、区間(1)において、二酸化マンガン電極は水酸化ニッケル電極より電位が約0.13V高いことが分かる。また、区間(2)において、二酸化マンガン電極と水酸化ニッケル電極の電位差はなくなるが、接続後は電位が徐々に上昇していることが分かる。接続を離すと、接続前と比べて、水酸化ニッケル電極の電位が上昇した。これにより、二酸化マンガン電極(水溶液pH8)により水酸化ニッケル電極(水溶液pH14)が充電できることが分かった。
FIG. 7 shows the experimental results of measuring the potential difference between the electrodes using a data logger. The vertical axis indicates the potential of the electrode a and the electrode c based on the reference electrode in V units, and the horizontal axis indicates the time in seconds. In the graph, the solid line is a graph showing the potential change of the manganese dioxide electrode c, and the broken line is a graph showing the potential change of the nickel hydroxide electrode a. Where the solid line and the broken line overlap, a solid line is displayed.
In the figure, the section indicated by (1) is when the electrode a and the electrode c are not connected, and the section indicated by (2) is when the electrode a and the electrode c are connected. The connection between the electrode a and the electrode c was controlled by the switch SW.
From the graph, it can be seen that in section (1), the manganese dioxide electrode is about 0.13 V higher in potential than the nickel hydroxide electrode. In section (2), the potential difference between the manganese dioxide electrode and the nickel hydroxide electrode disappears, but it can be seen that the potential gradually increases after connection. When the connection was released, the potential of the nickel hydroxide electrode increased compared to before connection. Thereby, it turned out that a nickel hydroxide electrode (aqueous solution pH14) can be charged with a manganese dioxide electrode (aqueous solution pH8).
本発明の燃料電池は、産業用および民生用の直流電源として、好適に用いることができる。 The fuel cell of the present invention can be suitably used as an industrial and consumer DC power supply.
1 正極
2 負極
3 第3電極
4 セパレータ
5 第1電解液
6 第2電解液
7 電解液分離手段
8 第1室
9 第2室
11 正極
12 負極
13 第3電極
14 セパレータ
15 第1電解液
16 第2電解液
17 電解液分離手段
18 第1室
19 第2室
20 燃料電池セル
22 水素流通口
23 水素ガス供給源
24 酸素流通口
25 酸素ガス供給源
27 水素ガス室
28 酸素ガス室
32 隔壁
33 酸素ガス噴出孔
35 電解液流通口
36 第2電解液
38 第1密閉容器
39 第2密閉容器
40 燃料電池セル
41 電解液タンク
42 輸送ポンプ
48 正極集電体
49 負極集電体
50 燃料電池パック
51 正極
52 負極
53 第3電極
54 セパレータ
55 バイポーラ隔壁
57 電解液分離手段
58 酸素ガスヘッダー
59 水素ガスヘッダー
DESCRIPTION OF
Claims (12)
水酸化ニッケルまたは酸化銀を含む正極と、
酸素で還元可能な第3電極と、
前記正極と、前記負極と、第1電解液とを収納する第1室と、
前記第3電極と第2電解液を収納する第2室と、
前記第1室と前記第2室との間に介在する導電性およびイオン透過性を有する電解液分離手段とを有していて、
前記第1電解液のpH値が前記第2電解液のpH値よりも大きい燃料電池。 A negative electrode containing a hydrogen storage alloy;
A positive electrode comprising nickel hydroxide or silver oxide;
A third electrode that can be reduced with oxygen;
A first chamber containing the positive electrode, the negative electrode, and a first electrolyte;
A second chamber for accommodating the third electrode and the second electrolyte;
An electrolyte separating means having conductivity and ion permeability interposed between the first chamber and the second chamber;
A fuel cell in which the pH value of the first electrolyte solution is larger than the pH value of the second electrolyte solution.
前記正極の一方の面が前記第1電解液に接触しており、他方の面が前記電解液分離手段に接触しており、
前記第3電極の一方の面が前記電解液分離手段に接触しており、他方の面が前記第2電解液に接触している、請求項1または2のいずれか一項に記載の燃料電池。 One surface of the negative electrode is in contact with hydrogen gas, the other surface is in contact with the first electrolyte,
One surface of the positive electrode is in contact with the first electrolytic solution, and the other surface is in contact with the electrolytic solution separating means;
3. The fuel cell according to claim 1, wherein one surface of the third electrode is in contact with the electrolytic solution separating unit, and the other surface is in contact with the second electrolytic solution. 4. .
In the electrode group in which the negative electrode, the separator interposed between the negative electrode and the positive electrode, the electrolyte solution separating means interposed between the positive electrode and the third electrode, and the positive electrode are laminated, An assembled battery in which metal bipolar barriers are arranged between electrode groups.
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