JP2020047467A - 固体高分子形燃料電池 - Google Patents
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Abstract
Description
11 セル
12 セルスタック
13 燃料極(電極)
14 空気極(電極)
15 固体高分子電解質膜
16 セパレータ
17 セパレータ
18 膜/電極接合体
19 ガス拡散層
20 ガス拡散層
21 ガスシール
22 ガスシール
23 前面
24 後面
25 流路(通路孔)
26 ポーラス構造の遷移金属薄板電極
27 通流口
28 外周縁
29 導線
30 負荷
31 オーステナイト系ステンレス(アロイ遷移金属)
32 フェロアロイ(合金鉄)
33 Cu(メタル遷移金属)
34 ステンレスアロイ微粉体
35 フェロアロイ微粉体
36 Cuメタル微粉体
37 アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物
38 アロイ・メタル遷移金属微粉体圧縮物
L1 厚み寸法
S1 金属微粉体作成工程
S2 微粉体重量比決定工程
S3 アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物作成工程
S4 アロイ・メタル遷移金属微粉体圧縮物作成工程
S5 遷移金属薄板電極作成工程
Claims (10)
- 複数のセルを有するセルスタックを備え、前記セルが、燃料極及び空気極と、前記燃料極と前記空気極との間に位置する電極接合体膜と、前記燃料極の外側と前記空気極の外側とに位置するセパレータとから形成され、
前記燃料極及び前記空気極が、所定の金属の仕事関数の合成仕事関数が白金族元素の仕事関数に近似するように選択されたオーステナイト系ステンレスとフェロアロイとCuとを原料とし、前記オーステナイト系ステンレスを微粉砕したステンレスアロイ微粉体と前記フェロアロイを微粉砕したフェロアロイ微粉体と前記Cuを微粉砕したCuメタル微粉体とを均一に混合・分散したアロイ・メタル遷移金属微粉体混合物を所定面積の薄板状に圧縮した後に焼成して多数の微細な流路を形成したポーラス構造の遷移金属薄板電極であり、
前記燃料極及び前記空気極では、前記ステンレスアロイ微粉体と前記フェロアロイ微粉体と前記Cuメタル微粉体との仕事関数の合成仕事関数が白金族元素の仕事関数に近似するように、前記アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記ステンレスアロイ微粉体の重量比と前記フェロアロイ微粉体の重量比と前記Cuメタル微粉体の重量比とが決定されていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。 - 前記アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記ステンレスアロイ微粉体の重量比が、47〜49%の範囲にあり、前記アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記フェロアロイ微粉体の重量比が、47〜49%の範囲にあり、前記アロイ・メタル遷移金属微粉体混合物の全重量に対する前記Cuメタル微粉体の重量比が、2〜6%の範囲にある請求項1に記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記燃料極及び前記空気極であるポーラス構造の遷移金属薄板電極の厚み寸法が、0.03mm〜0.3mmの範囲にある請求項1または請求項2記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記燃料極及び前記空気極であるポーラス構造の遷移金属薄板電極の空隙率が、15%〜30%の範囲にある請求項1ないし請求項3いずれかに記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記燃料極及び前記空気極であるポーラス構造の遷移金属薄板電極の密度が、5.0g/cm2〜7.0g/cm2の範囲にある請求項1ないし請求項4いずれかに記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記ステンレスアロイ微粉体と前記フェロアロイ微粉体と前記Cuメタル微粉体との粒径が、10μm〜200μmの範囲にある請求項1ないし請求項5いずれかに記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記燃料極及び前記空気極であるポーラス構造の遷移金属薄板電極では、所定面積の薄板状に圧縮した前記アロイ・メタル金属微粉体混合物の焼成時に最も融点の低い前記Cuメタル微粉体が溶融し、溶融したCuメタル微粉体をバインダーとして前記ステンレスアロイ微粉体と前記フェロアロイ微粉体とが接合されている請求項1ないし請求項6いずれかに記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記オーステナイト系ステンレスが、SUS304、SUS316、SUS340のうちの少なくとも1つであり、前記ステンレスアロイ微粉体が、SUS304アロイ微粉体、SUS316アロイ微粉体、SUS340アロイ微粉体のうちの少なくとも1つであり、前記フェロアロイが、フェロニッケル(FeNi)、フェロモリブデン(FeMo)、フェロマンガン(FeMn)、フェロクロム(FeCr)、フェロシリコン(FeSi)、フェロチタン(FeTi)、フェロボロン(FeB)、フェロマグネシウム(FeMg)、フェロニオブ(FeNb)、フェロパナジウム(FeV)、フェロタングステン(FeW)のうちの少なくとも1つであり、前記フェロアロイ微粉体が、フェロニッケル微粉体、フェロモリブデン微粉体、フェロマンガン微粉体、フェロクロム微粉体、フェロシリコン微粉体、フェロチタン微粉体、フェロボロン微粉体、フェロマグネシウム微粉体、フェロニオブ微粉体、フェロパナジウム微粉体、フェロタングステン微粉体のうちの少なくとも1つである請求項1ないし請求項7いずれかに記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記固体高分子形燃料電池では、前記燃料極に供給される水素の雰囲気が相対湿度95%〜100%の範囲にあり、前記水素の温度が45℃〜55℃の範囲にある請求項1ないし請求項8いずれかに記載の固体高分子形燃料電池。
- 前記固体高分子形燃料電池では、前記燃料極に供給される水素の供給圧力が+0.06MPa〜+0.08MPaの範囲にある請求項1ないし請求項9いずれかに記載の固体高分子形燃料電池。
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JP2017098004A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 株式会社健明 | 燃料電池用電極材料、およびその製造方法 |
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JP2020064786A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社グラヴィトン | 固体高分子形燃料電池 |
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