JP2939978B2 - Alcohol fuel cell and method of operating the same - Google Patents

Alcohol fuel cell and method of operating the same

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JP2939978B2
JP2939978B2 JP63302887A JP30288788A JP2939978B2 JP 2939978 B2 JP2939978 B2 JP 2939978B2 JP 63302887 A JP63302887 A JP 63302887A JP 30288788 A JP30288788 A JP 30288788A JP 2939978 B2 JP2939978 B2 JP 2939978B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体燃料としてアルコールを用い、空気,酸
素を酸化剤とするアルコール燃料電池及びその作動方法
の改良に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alcohol fuel cell using alcohol as a liquid fuel and using air and oxygen as an oxidant, and an improvement in an operation method thereof.

従来の技術 従来、アルコール燃料電池には電解液としてカ性カリ
水溶液を用いるアルカリ型と、硫酸水溶液を用いる酸性
型とがあるが、アルコール燃料の反応生成物である炭酸
ガスが電解液と反応しない酸性型アルコール燃料電池が
多く研究されている。この酸性型アルコール燃料電池へ
のアルコール燃料の供給には燃料溶解電解液(アノライ
ト)をアルコール燃料電池の各液室内を通して循環さ
せ、これと連通する燃料溶解電解液タンク内にはアルコ
ール燃料タンクより消費量に応じてアルコール燃料を供
給する燃料溶解電解液循環型方式と燃料溶解電解液(ア
ノライト)をアルコール燃料電池の各液室内に充満さ
せ、消費量に応じてアルコール燃料タンクよりアルコー
ル燃料を各単電池液室内に直接供給する燃料溶解電解液
静止型方式とがある。前者は電解液として硫酸水溶液を
用いるため、各単電池を積層した場合、各単電池内下部
に設けてある燃料溶解電解液の供給通路を通しての液短
絡が発生し、燃料電池の性能低下を引起こす。また電解
液の腐食性が強く電解液循環ポンプの故障が多く、燃料
電池への損傷も大きいという課題があった。後者は各単
電池を独立に組立てているために、電解液による短絡現
像は防止できるが、各単電池のアルコール燃料消費量が
同じでなく、また均一にアルコール燃料を各単電池液室
内に供給する事が困難であり、アルコール燃料電池を安
定した状態で、長時間作動させる事が出来ないという課
題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, alcohol fuel cells include an alkaline type using an aqueous solution of potassium hydroxide as an electrolyte and an acid type using an aqueous solution of sulfuric acid, but carbon dioxide gas, which is a reaction product of alcohol fuel, does not react with the electrolyte. Many studies have been made on acidic alcohol fuel cells. To supply the alcohol fuel to the acidic alcohol fuel cell, a fuel-dissolved electrolyte (anolyte) is circulated through each liquid chamber of the alcohol fuel cell, and the fuel-dissolved electrolyte tank connected to the fuel is consumed from the alcohol fuel tank. A fuel-dissolved electrolyte circulating system that supplies alcohol fuel according to the amount and a fuel-dissolved electrolyte (anolyte) are filled in each liquid chamber of an alcohol fuel cell. There is a fuel-dissolved electrolyte stationary type that is supplied directly into the battery fluid chamber. In the former, a sulfuric acid aqueous solution is used as the electrolytic solution. Therefore, when each unit cell is stacked, a liquid short circuit occurs through a fuel-dissolving electrolytic solution supply passage provided at a lower part in each unit cell, and the performance of the fuel cell is degraded. Wake up. In addition, there is a problem that the electrolyte is highly corrosive, the electrolyte circulation pump often breaks down, and the fuel cell is seriously damaged. In the latter, since each cell is assembled independently, short circuit development by the electrolyte can be prevented, but the alcohol fuel consumption of each cell is not the same, and alcohol fuel is supplied uniformly to each cell liquid chamber. It is difficult to operate the alcohol fuel cell for a long time in a stable state.

この課題を解決するために、さらに燃料極における生
成ガスのリフト効果により各単電池毎に燃料溶解電解液
(アノライト)を循環させ、アルコール燃料電池が各単
電池毎に燃料溶解電解液(アノライト)が独立し、電解
液による短絡を防止する事が提案されている(特開昭61
−271753号公報)。また燃料電池内に燃料溶解電解液
(アノライト)溜を設け、この燃料溶解電解液(アノラ
イト)通の燃料濃度を検出してアルコール燃料を適量燃
料溶解電解液(アノライト)中に供給し、さらに十分撹
拌し各単電池内に供給すると云う提案もあるが、複雑な
操作が必要と考えられる(特開昭62−229770号公報)。
In order to solve this problem, the fuel-dissolved electrolyte (anolyte) is circulated for each unit cell by the lift effect of the generated gas at the fuel electrode, and the alcohol-soluble cell is used for the fuel-dissolved electrolyte (anolyte) for each unit cell. Has been proposed to be independent and to prevent a short circuit caused by an electrolyte (Japanese Patent Application Laid-Open No.
-271753). Further, a fuel dissolving electrolyte (anolyte) reservoir is provided in the fuel cell, and the fuel concentration in the fuel dissolving electrolyte (anolyte) is detected to supply an appropriate amount of alcohol fuel into the fuel dissolving electrolyte (anolyte). Although there is a proposal to agitate and supply into each unit cell, it is considered that a complicated operation is required (Japanese Patent Laid-Open No. 62-229770).

発明が解決しようとする課題 この様な従来の構成ではアルコール燃料電池の各単電
池液室内にあるアルコール燃料溶解電解液(アルコール
溶解硫酸水溶液)を反応生成ガスによって循環させるた
めに腐食性の強い硫酸水溶液が外部に露出・飛散する場
合があり、安全性の点及び他の機器を腐食させる事など
が課題となる。また、アルコール燃料電池の各単電池液
室内になる硫酸水溶液の濃度(比重)の関係から反応生
成ガスの上昇速度が必ずしも早くなく、高い電流密度を
取り出す場合にはアルコール燃料の供給不足を起こす単
電池が発生し、燃料電池の寿命を短縮する。
SUMMARY OF THE INVENTION In such a conventional configuration, since the alcohol fuel-dissolving electrolyte solution (alcohol-dissolving sulfuric acid aqueous solution) in each cell fluid chamber of the alcohol fuel cell is circulated by the reaction product gas, a highly corrosive sulfuric acid is used. The aqueous solution may be exposed or scattered to the outside, which poses a problem in terms of safety and corrosion of other devices. In addition, the rate of rise of the reaction product gas is not always fast due to the concentration (specific gravity) of the aqueous sulfuric acid solution in each cell chamber of the alcohol fuel cell. A battery is generated, shortening the life of the fuel cell.

一方、アルコール燃料を溶解した電解液を燃料電池液
室内の燃料極の触媒に接触する様に供給するために、ア
ルコール燃料が空気(酸素)極にも接触し、空気(酸
素)極の電位を下げる方向に作用し、その量が多くなれ
ばなる程空気(酸素)極の性能は低下する。したがっ
て、非常に正確なアルコール燃料濃度の制御が必要とな
り、複雑なアルコール燃料の供給システムが付加されコ
ストアップにつながるなどの課題も有している。
On the other hand, in order to supply the electrolyte in which the alcohol fuel is dissolved so as to contact the catalyst of the fuel electrode in the fuel cell liquid chamber, the alcohol fuel also contacts the air (oxygen) electrode, and the potential of the air (oxygen) electrode is reduced. It acts in a downward direction, and the performance of the air (oxygen) electrode decreases as the amount increases. Therefore, there is also a problem that very accurate control of the alcohol fuel concentration is required, and a complicated alcohol fuel supply system is added, leading to an increase in cost.

そこで、腐食性のない、安全性の高いアルコール燃料
水溶液のみを反応生成ガスによって循環させる事に着目
し、燃料極3の構成を触媒層と撥水層の2層とし、反応
生成ガスを撥水層側より放出させ、この反応生成ガスの
上昇作用によって、アルコール燃料が燃料電池の各燃料
極液室内を流れて循環する構成とし、さらにこの反応生
成ガスの上昇作用をより促進するための補助手段とし
て、気体供給装置,アルコール燃料水溶液供給装置を併
設し、連続的あるいは間欠的に動作させて特性の優れた
しかも安全性の高いアルコール燃料電池及びその作動方
法を得ることを目的とするものである。
Therefore, paying attention to circulating only a highly safe aqueous alcohol fuel solution by the reaction product gas without corrosiveness, the structure of the fuel electrode 3 is composed of a catalyst layer and a water repellent layer, and the reaction product gas is made water repellent. The fuel gas is released from the layer side, and the alcohol fuel flows and circulates in each fuel electrode chamber of the fuel cell by the rising action of the reaction product gas. Auxiliary means for further promoting the rising action of the reaction product gas It is an object of the present invention to provide an alcohol fuel cell having excellent characteristics and high safety by continuously and intermittently operating a gas supply device and an alcohol fuel aqueous solution supply device, and an operation method thereof. .

課題を解決するための手段 この課題を解決するために、本発明は陽イオン交換膜
1を介して空気(酸素)極2と燃料極3を対向配置した
アルコール燃料電池において、上記燃料極3は電解質を
貯蔵する触媒層18と反応生成ガスを排出する撥水層17と
からなり、触媒層18は陽イオン交換膜1側に接し、撥水
層17はアルコール燃料水溶液7側に配置され、上記アル
コール燃料水溶液7が燃料極液室10と外部流路(矢印方
向)を通って循環できるように連通するアルコール燃料
水溶液容器8を備え、反応生成ガス9の上昇作用によっ
てアルコール燃料を各単電池の燃料極液室8内を通して
循環させる構成とその動作方法を得るものである。
Means for Solving the Problems In order to solve this problem, the present invention relates to an alcohol fuel cell in which an air (oxygen) electrode 2 and a fuel electrode 3 are arranged to face each other via a cation exchange membrane 1. It comprises a catalyst layer 18 for storing an electrolyte and a water-repellent layer 17 for discharging a reaction product gas. The catalyst layer 18 is in contact with the cation exchange membrane 1 side, and the water-repellent layer 17 is disposed on the alcohol fuel aqueous solution 7 side. An alcohol fuel aqueous solution container 8 is provided so that the alcohol fuel aqueous solution 7 can circulate through the fuel electrode solution chamber 10 through an external flow path (in the direction of the arrow). The structure for circulating through the fuel electrode liquid chamber 8 and the operation method thereof are obtained.

これに付随して上記燃料極3で反応した生成ガス9が
燃料極液室10内を上昇しやすい様にアルコール燃料水溶
液7の排出口11である先端開口部が排出液面12より上部
に配置され、しかもアルコール燃料水溶液7の循環を補
助する作用を有する気体供給装置23を備える構成と、そ
の作動方法を得るものである。
Along with this, the tip opening, which is the outlet 11 of the aqueous alcohol fuel solution 7, is disposed above the discharge surface 12 so that the product gas 9 reacted at the fuel electrode 3 easily rises inside the fuel electrode chamber 10. In addition, a gas supply device 23 having a function of assisting the circulation of the alcohol fuel aqueous solution 7 and a method of operating the gas supply device 23 are obtained.

つぎの発明として、上記燃料極液室10内での反応生成
ガス9の上昇作用とさらにアルコール燃料電池本体とア
ルコール燃料水溶液容器8間で直列あるいは並列にアル
コール燃料水溶液供給装置24を備え、アルコール燃料の
強制循環作用を併用した構成と、その作動方法を得るも
のである。
As the next invention, an alcohol fuel aqueous solution supply device 24 is provided in series or in parallel between the alcohol fuel cell body and the alcohol fuel aqueous solution container 8 in order to raise the reaction product gas 9 in the fuel electrode liquid chamber 10 and And a method of operating the forced circulation operation.

作 用 このような構成および作動方法により、電解液を含ま
ないアルコール燃料水溶液のみを燃料極の液室内に循環
供給させるため、仮に外部に液漏れしても周辺機器の損
傷(電解液による腐食)がなく、作動中の安全性が非常
に高くなる。
Operation With this configuration and operating method, only the alcohol fuel aqueous solution containing no electrolyte is circulated and supplied into the fuel chamber of the fuel electrode. Therefore, even if the liquid leaks to the outside, the peripheral equipment may be damaged (corrosion by the electrolyte). And the safety during operation is very high.

また、アルコール燃料水溶液の比重が酸性電解液(ア
ノライト)より小さいため、反応生成ガスの上昇作用の
効果が大きく、負荷に追従して均一な分布でアルコール
燃料が供給される。
Further, since the specific gravity of the alcohol fuel aqueous solution is smaller than that of the acidic electrolyte (anolyte), the effect of increasing the reaction product gas is large, and the alcohol fuel is supplied with a uniform distribution according to the load.

燃料極では燃料極の撥水層側にアルコール燃料を供給
するために、アルコール濃度をきびしく規制する必要が
ないので、燃料濃度の調整が非常に容易となる。とくに
高負荷を取り出す場合はアルコール燃料供給の補助手段
として空気ポンプ,液体供給ポンプなどを配置する事に
よりアルコール燃料の供給をより効率よく進行させる作
用を持っている。高負荷でも各単電池の中に均一にアル
コール燃料が供給されるため、燃料電池を積層した場合
の電池特性および電池寿命が伸長させる作用がある。
In the fuel electrode, since the alcohol fuel is supplied to the water-repellent layer side of the fuel electrode, it is not necessary to restrict the alcohol concentration strictly, so that the adjustment of the fuel concentration becomes very easy. In particular, when a high load is taken out, an air pump, a liquid supply pump, or the like is provided as an auxiliary means for supplying the alcohol fuel, so that the supply of the alcohol fuel proceeds more efficiently. Even when the load is high, the alcohol fuel is uniformly supplied to each unit cell, so that the cell characteristics and the battery life when the fuel cells are stacked are extended.

自然循環供給方式と併用して補助装置を用いて連続的
あるいは間欠的に作動させるための補機の消費電力も少
なく、燃料消費医療を軽減させると共に電池性能や信頼
性を向上することが出来ることとなる。
Auxiliary equipment that operates continuously or intermittently with an auxiliary device in combination with the natural circulation supply system consumes less power, and can reduce fuel consumption medical care and improve battery performance and reliability. Becomes

実施例 以下に実施例によりさらに詳しく説明する。Examples Hereinafter, examples will be described in more detail.

実施例1 アルコール燃料電池を構成する燃料極と空気極をその
1例として特公昭63−115794号公報を参考にして製造し
た。この空気極と燃料極を陽イオン交換膜(デュポン社
製ナフィオン膜)を介して使用したアルコール燃料電池
の構成を第1図に示す。また、燃料極の拡大構成部分を
第2図に示す、第1図において、陽イオン交換膜1を介
して空気極2と燃料極3が配置され、酸化剤である空気
は空気供給口4より入り、ガス室5を通って、空気排出
口6より排出される。一方、還元剤であるアルコール燃
料は水と混合され、アルコール燃料水溶液7としてアル
コール燃料水溶液容器8内に貯蔵され、アルコール燃料
が反応して生成したガス(主に炭酸ガス)9は燃料極液
室10内を上昇して、アルコール燃料水溶液7の排出口11
より、アルコール燃料水溶液7と共に排出される。この
反応生成ガス9が燃料極液室10内を上昇しやすい様に排
出口11である先端開口部が排出液面12より上部に配置さ
れている。この排出口より出て来たアルコール燃料水溶
液は再びアルコール燃料水溶液容器8に還流される。ア
ルコール燃料はその消費量に応じてアルコール燃料注液
口13より補給される。空気極2は端子14,燃料極3に
は端子15が取り付けられている。つぎに第2図に示す
様に空気極2の中には導電性多孔質(カーボンペーパ
ー)16を介して撥水処理した白金触媒担持素材料からな
り、燃料極3は撥水層17と触媒層18からなり、触媒層18
には白金−ルテニウム触媒が担持された炭素材料からな
り、陽イオン交換膜1側に密着している。燃料極3の撥
水層17はアルコール燃料水溶液7側に配置されている。
このような構成により、アルコール燃料電池の燃料極液
室10と連通するアルコール燃料水溶液容器8内のアルコ
ール燃料が両者間を矢印の方向に循環しながら、アルコ
ール燃料とガス室5中の酸素(空気)が電気化学的反応
をおこし、次の反応式に従って発電する事が出来る。本
実施例ではアルコール燃料としてメタノールを用いた。
Example 1 A fuel electrode and an air electrode constituting an alcohol fuel cell were manufactured with reference to Japanese Patent Publication No. 63-115794 as an example. FIG. 1 shows a configuration of an alcohol fuel cell using the air electrode and the fuel electrode via a cation exchange membrane (Napion membrane manufactured by DuPont). FIG. 2 shows an enlarged constituent part of the fuel electrode. In FIG. 1, an air electrode 2 and a fuel electrode 3 are arranged via a cation exchange membrane 1, and air as an oxidant is supplied from an air supply port 4. It enters, passes through the gas chamber 5, and is discharged from the air discharge port 6. On the other hand, alcohol fuel as a reducing agent is mixed with water and stored in an alcohol fuel aqueous solution container 8 as an alcohol fuel aqueous solution 7, and a gas (mainly carbon dioxide gas) 9 generated by the reaction of the alcohol fuel is a fuel electrode solution chamber. 10 rises inside and discharges the alcohol fuel aqueous solution 7
This is discharged together with the alcohol fuel aqueous solution 7. A tip opening, which is a discharge port 11, is disposed above a discharge liquid surface 12 so that the reaction product gas 9 easily rises in the fuel electrode liquid chamber 10. The alcohol fuel aqueous solution coming out of the outlet is returned to the alcohol fuel aqueous solution container 8 again. The alcohol fuel is supplied from the alcohol fuel injection port 13 according to the consumption amount. The air electrode 2 has a terminal 14 attached thereto, and the fuel electrode 3 has a terminal 15 attached thereto. Next, as shown in FIG. 2, the air electrode 2 is made of a platinum catalyst-carrying material that has been subjected to a water-repellent treatment through a conductive porous (carbon paper) 16, and the fuel electrode 3 has a water-repellent layer 17 and a catalyst. Layer 18 and the catalyst layer 18
Is made of a carbon material carrying a platinum-ruthenium catalyst and is in close contact with the cation exchange membrane 1 side. The water repellent layer 17 of the fuel electrode 3 is disposed on the alcohol fuel aqueous solution 7 side.
With such a configuration, the alcohol fuel and the oxygen (air) in the gas chamber 5 are circulated in the alcohol fuel aqueous solution container 8 communicating with the fuel electrode solution chamber 10 of the alcohol fuel cell in the direction of the arrow. ) Causes an electrochemical reaction and can generate power according to the following reaction formula. In this embodiment, methanol was used as the alcohol fuel.

空気極;6H++3/2O2+6e-→3H2O ……(1) 燃料極:CH3OH+H2O→CO2+6H++6e- ……(2) 全反応:CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O ……(3) (2),(3)式からわかるように、反応生成物であ
る炭酸ガスが、燃料極13の撥水層17を通って気泡状態9
となってアルコール燃料水溶液7中に放出され、その気
泡状態9の炭酸ガスが上昇する時、アルコール燃料も移
動し、負荷に応じたアルコール燃料の循環が出来る。と
くに比重の小さいアルコール燃料水溶液中であるから燃
料極液室10内を均一な分布で、しかも大きな上昇速度で
循環する事が出来る。
Air electrode; 6H + + 3 / 2O 2 + 6e - → 3H 2 O ...... (1) anode: CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e - ...... (2) Total reaction: CH 3 OH + 3 / 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (3) As can be seen from equations (2) and (3), the reaction product carbon dioxide gas passes through the water-repellent layer 17 of the fuel electrode 13 to form a bubble 9
When the carbon dioxide gas in the bubble state 9 rises and is released into the alcohol fuel aqueous solution 7, the alcohol fuel also moves, and the alcohol fuel can be circulated according to the load. In particular, since the fuel solution is in an alcohol fuel aqueous solution having a small specific gravity, it can be circulated in the fuel electrode solution chamber 10 with a uniform distribution and at a high ascending speed.

実施例2 実施例1と同じ製法による空気極2と燃料極3を用
い、両電極間に陽イオン交換膜1(デュポン社製ナフィ
オン膜)を介して構成したアルコール燃料電池の積層型
構成の概念図を第3図に示す。また、積層電池の拡大構
成部分を第4図に示す。第3図において、還元剤である
アルコール燃料を含むアルコール燃料水溶液7を貯蔵す
るアルコール燃料水溶液容器8が積層燃料電池本体19の
各単電池燃料極液室10とアルコール燃料水溶液分配口20
と排出口11を介して連通し、っ反応生成ガス9の上昇作
用によってアルコール燃料が各単電池燃料極液室10内を
通って循環しやすい様に各単電池の排出口11である先端
開口部が排出液面12より上部に配置されちる。この排出
口11より出て来たアルコール燃料水溶液7は再びアルコ
ール燃料水溶液容器8に還流される。アルコール燃料の
消費量に応じて、アルコール燃料は注液口13により補給
される。酸化剤である空気は燃料電池側面窓より供給さ
れ、反対側の側面窓及び上面窓より排出されるような構
成とした。つぎに第4図に示すように左側から空気極2,
陽イオン交換膜1,燃料極3,液室10,融離板12,ガス(空
気)室6,空気極,陽イオン交換膜1の順序に構成一体化
されている。このような構成により、積層型アルコール
燃料電池の各単電池燃料極液室10と連通するアルコール
燃料水溶液容器8(例えばコ字型状の容器)内のアルコ
ール燃料が両者間を矢印の方向に循環しながらアルコー
ル燃料とガス室5中の空気(酸素)が電気化学的反応を
おこし、負荷を連続的に取り出す事ができる。
Example 2 The concept of a stacked structure of an alcohol fuel cell using an air electrode 2 and a fuel electrode 3 by the same manufacturing method as in Example 1 and having a cation exchange membrane 1 (DuPont Nafion membrane) interposed between both electrodes. The figure is shown in FIG. FIG. 4 shows an enlarged structural portion of the laminated battery. In FIG. 3, an alcohol fuel aqueous solution container 8 for storing an alcohol fuel aqueous solution 7 containing an alcohol fuel as a reducing agent is provided with each single cell fuel electrode solution chamber 10 of the stacked fuel cell main body 19 and the alcohol fuel aqueous solution distribution port 20.
And the outlet opening 11 of each cell so that the alcohol fuel can easily circulate through the inside of each cell fuel electrode solution chamber 10 by the rising action of the reaction product gas 9. The part is disposed above the discharge level 12. The alcohol fuel aqueous solution 7 coming out of the outlet 11 is returned to the alcohol fuel aqueous solution container 8 again. The alcohol fuel is supplied through the liquid inlet 13 according to the consumption amount of the alcohol fuel. The air as the oxidizing agent was supplied from the side window of the fuel cell and discharged from the side window and the top window on the opposite side. Next, as shown in FIG.
The cation exchange membrane 1, the fuel electrode 3, the liquid chamber 10, the separation plate 12, the gas (air) chamber 6, the air electrode, and the cation exchange membrane 1 are integrated in this order. With such a configuration, the alcohol fuel in the alcohol fuel aqueous solution container 8 (for example, a U-shaped container) communicating with each single cell fuel electrode solution chamber 10 of the stacked alcohol fuel cell circulates between the two in the direction of the arrow. While the alcohol fuel and the air (oxygen) in the gas chamber 5 cause an electrochemical reaction, the load can be continuously taken out.

実施例3 実施例1と同じ製法による空気極2と燃料極3を用
い、両電極間に陽イオン交換膜1(デュポン社製ナフィ
オン膜)を介して構成した積層型アルコール燃料電池を
第5図に示す。第5図より積層型アルコール燃料電池の
各単電池燃料極液室10内に気体供給装置(空気供給ポン
プ)23の駆動によって気泡24を供給するために、燃料極
液室10内に向って気泡供給口を有する分岐管22をコ字型
アルコール燃料水溶液容器8の底部付近に設け、反応生
成ガスである気泡9と併用して、各単電池燃料極液室10
内にアルコール燃料水溶液7を供給する構成と作動方法
である。この構成及び作動方法以外は、すべて実施例2
と同じ構成によるものである。
Example 3 FIG. 5 shows a stacked alcohol fuel cell comprising an air electrode 2 and a fuel electrode 3 manufactured in the same manner as in Example 1 and a cation exchange membrane 1 (Napion membrane manufactured by DuPont) interposed between both electrodes. Shown in As shown in FIG. 5, air bubbles 24 are supplied to the fuel electrode liquid chamber 10 of the stacked alcohol fuel cell in order to supply the air bubbles 24 into each cell fuel electrode liquid chamber 10 by driving the gas supply device (air supply pump) 23. A branch pipe 22 having a supply port is provided near the bottom of the U-shaped alcohol fuel aqueous solution container 8, and is used together with the bubbles 9 as a reaction product gas to form the fuel cell solution chambers 10 for each cell.
It is a configuration and an operation method of supplying the alcohol fuel aqueous solution 7 to the inside. Except for this configuration and operation method,
This is due to the same configuration as.

実施例4 実施例1と同じ製法による空気極2と燃料極を用い、
両電極間に陽イオン交換膜1(デュポン社製ナフィオン
膜)を介して構成した積層型アルコール燃料電池を第6
図に示す。第6図よりコ字型アルコール燃料水溶液容器
8の下部付近で2分する容器間に直列にアルコール燃料
水溶液供給装置25(液ポンプ)を配置したものである。
この構成により、燃料極液室10内の反応生成ガスである
気泡9の上昇作用と液ポンプ25の駆動によるアルコール
燃料水溶液7の循環作用の併用によって、各単電池燃料
極液室10内にアルコール燃料水溶液7を供給する構成と
作動方法である。この構成及び作動方法以外はすべて実
施例2と同じものである。
Example 4 Using the air electrode 2 and the fuel electrode according to the same manufacturing method as in Example 1,
A stacked alcohol fuel cell having a cation exchange membrane 1 (Napion membrane manufactured by DuPont) interposed between both electrodes is referred to as a sixth alcohol fuel cell.
Shown in the figure. As shown in FIG. 6, the alcohol fuel aqueous solution supply device 25 (liquid pump) is arranged in series between two containers near the lower part of the U-shaped alcohol fuel aqueous solution container 8.
With this configuration, the alcoholic aqueous solution 7 is circulated in each of the unit cell fuel cells 10 by using the rising action of the bubbles 9 as the reaction product gas in the fuel electrode liquid chamber 10 and the circulating action of the alcohol fuel aqueous solution 7 by driving the liquid pump 25. The configuration and operation method for supplying the aqueous fuel solution 7 are described. Except for this configuration and operation method, all are the same as the second embodiment.

実施例5 実施例1と同じ製法による空気極2と燃料極3を用
い、両電極間に陽イオン交換膜1(デュポン社製ナフィ
オン膜)を介して構成した積層型アルコール燃料電池を
第7図に示す。第7図よりコ字型アルコール燃料水溶液
容器8の下部付近に2分する容器内にアルコール燃料水
溶液流路26と並列に同供給装置だるアルコール燃料水溶
液供給ポンプ25を配置したものである。
Example 5 FIG. 7 shows a stacked alcohol fuel cell comprising an air electrode 2 and a fuel electrode 3 manufactured in the same manner as in Example 1 and a cation exchange membrane 1 (Napion membrane manufactured by DuPont) interposed between both electrodes. Shown in As shown in FIG. 7, an alcohol fuel aqueous solution supply pump 25 as the same supply device is arranged in parallel with an alcohol fuel aqueous solution flow path 26 in a container divided into two near the lower part of the U-shaped alcohol fuel aqueous solution container 8.

この構成により燃料極液室10内の反応生成ガスである
気泡9の上昇作用とアルコール燃料水溶液供給ポンプ25
の駆動によるアルコール燃料水溶液7の循環作用の併用
あるいは単独によって、各単電池燃料極液室10内にアル
コール燃料水溶液7を供給する構成と作動方法である。
With this configuration, the action of raising the bubbles 9 as the reaction product gas in the fuel electrode liquid chamber 10 and the alcohol fuel aqueous solution supply pump 25
The structure and operation method of supplying the alcohol fuel aqueous solution 7 into each single cell fuel electrode solution chamber 10 by the combined use of the alcohol fuel aqueous solution 7 by the driving of the fuel cell or by sole use.

燃料電池から取り出す負荷が大きい場合はとくにアル
コール燃料水溶液供給ポンプ25の駆動を併用し、アルコ
ール燃料の供給量を増加させ、低負荷の時はアルコール
燃料水溶液供給ポンプ25の駆動を停止し、負荷以外の消
費電力を減少させる。アルコール燃料水溶液供給ポンプ
25の代わりに、第8図に示すような羽根式回転駆動装置
25′の様な装置でも同じ効果が得られる、この構成及び
作動方法以外は、すべて実施例2と同じものである。
When the load to be taken out of the fuel cell is large, the driving of the alcohol fuel aqueous solution supply pump 25 is particularly used in combination to increase the supply amount of the alcohol fuel. Reduce power consumption. Alcohol fuel aqueous solution supply pump
Instead of 25, a vane type rotary drive as shown in FIG.
Except for the configuration and the operation method, the same effects can be obtained even with a device like 25 '.

実施例2〜5に関して図面に記載しているようなコ字
型のアルコール燃料水溶液容器を用いているが、要はア
ルコール燃料電池の燃料極液室内をアルコール燃料が循
環しやすい構造のものが好ましい。燃料電池を燃料極液
室10内の下部から供給されるアルコール燃料の流路は燃
料電池本体内であってもよい。即ち分岐状のアルコール
燃料水溶液流通管であったもよい。
Although a U-shaped alcohol fuel aqueous solution container as described in the drawings with respect to Examples 2 to 5 is used, a structure in which alcohol fuel easily circulates in the fuel electrode chamber of the alcohol fuel cell is preferable. . The flow path of the alcohol fuel supplied to the fuel cell from the lower part in the fuel electrode chamber 10 may be inside the fuel cell body. That is, a branched alcohol fuel aqueous solution distribution pipe may be used.

比較例 比較例として従来型燃料電池を第9図に示す。第9図
のa−a′断面を第10図に示す。第9図において、燃料
電池本体27と隔壁28,28′の間にアノライト流路29,29′
を設け、アノライトは電池枠30の低面部より矢印方向に
流れ、アノライト排出孔31より排出され、排出孔31はア
ノライト液面32よりは高い位置に配置され、アルコール
燃料は燃料供給路33,33′より燃料電池液室内に供給さ
れる。アノライトは矢印の方向に循環されながら、燃料
極にアルコール燃料が供給される構成となっている。
Comparative Example FIG. 9 shows a conventional fuel cell as a comparative example. FIG. 10 shows an aa 'cross section of FIG. In FIG. 9, anolyte channels 29, 29 'are interposed between fuel cell main body 27 and partition walls 28, 28'.
The anolyte flows from the lower surface of the battery frame 30 in the direction of the arrow, is discharged from the anolyte discharge hole 31, the discharge hole 31 is disposed at a position higher than the anolyte liquid surface 32, and the alcohol fuel is supplied to the fuel supply passages 33, 33. ′ To the fuel cell liquid chamber. The anolyte is configured to supply alcohol fuel to the fuel electrode while being circulated in the direction of the arrow.

第10図において電池枠の中に液室34,燃料極35,陽イオ
ン交換膜36,空気極37よりなる構成のものである。燃料
極は炭素粉末に白金触媒が担持された構成のものであ
り、空気極は白金触媒を担持した炭素粉末と撥水剤が混
合され、加圧一体化されたものである。
In FIG. 10, the battery frame has a liquid chamber 34, a fuel electrode 35, a cation exchange membrane 36, and an air electrode 37. The fuel electrode has a structure in which a platinum catalyst is supported on carbon powder, and the air electrode has a structure in which carbon powder supporting a platinum catalyst and a water repellent are mixed and integrated under pressure.

本実施例の構成及び作動方法によるアルコール燃料電
池の特性を表1に示す。測定条件としてはメタノール濃
度3Mの水溶液を用い、触媒層には1.5M硫酸を含浸させ
た。測定温度60℃,空気量は理論値の5倍以上とした。
比較例としてはメタノール濃度が3Mの3M濃度硫酸溶液
(アノライト)を用い、他の条件はすべて実施例1〜5
と同じとした。各電流密度における端子電圧を実施例と
従来例を比較した。
Table 1 shows the characteristics of the alcohol fuel cell according to the configuration and operation method of the present embodiment. As a measurement condition, an aqueous solution having a methanol concentration of 3 M was used, and the catalyst layer was impregnated with 1.5 M sulfuric acid. The measurement temperature was 60 ° C and the amount of air was at least 5 times the theoretical value.
As a comparative example, a 3M sulfuric acid solution (anolyte) having a methanol concentration of 3M was used.
And the same. The terminal voltage at each current density was compared between the embodiment and the conventional example.

本発明の燃料電池を作動させる事により、実施例1〜
5において、各種電流における平均単電池電圧は電流密
度30ma/cm2:0.55〜0.57V,電流密度60ma/cm2:0.39〜0.41
V,電流密度100ma/cm2:0.33〜0.366Vであり、実施例1〜
5における電圧差は各々0.02V,0.03V,0.035Vと徐々に大
きくなっているが、大きな差は認められない。これに対
して、比較例における従来の燃料電池では、電流密度30
ma/cm2:0.01〜0.03V,電流密度60ma/cm2:0.01〜0.03V,電
流密度100ma/cm2:0.03〜0.065V程本発明の燃料電池に比
較して電圧が低くくなっている。とくに高い電流密度に
なる程、その傾向が大きく表われている。実施例2の燃
料電池と比較しても電流密度によって0.01〜0.03V程高
い電圧を示している。この理由として電解液と水との比
重差があるため、比重の小さい水の方が反応生成ガス
(炭酸ガス)の浮力が見掛上大きく働くために、アルコ
ール燃料の循環を早くするために、燃料極電位が向上し
電池電圧に差が表われたものと考えられる。とくに高い
電流密度になるとその傾向が強くなる。
By operating the fuel cell of the present invention, Examples 1 to
5, the average cell voltage at various currents was a current density of 30 ma / cm 2 : 0.55 to 0.57 V, and a current density of 60 ma / cm 2 : 0.39 to 0.41
V, current density 100 ma / cm 2 : 0.33 to 0.366 V, Examples 1 to
The voltage differences at 5 gradually increased to 0.02 V, 0.03 V, and 0.035 V, respectively, but no large difference was observed. In contrast, in the conventional fuel cell of the comparative example, the current density was 30
ma / cm 2: 0.01~0.03V, current density 60ma / cm 2: 0.01~0.03V, current density 100 ma / cm 2: Voltage compared to fuel cell 0.03~0.065V as the present invention is Na' Ku low . In particular, the higher the current density, the greater the tendency. The voltage is higher by about 0.01 to 0.03 V depending on the current density than the fuel cell of the second embodiment. The reason for this is that due to the difference in specific gravity between the electrolyte and water, water having a lower specific gravity has apparently greater buoyancy of the reaction product gas (carbon dioxide gas). It is considered that the fuel electrode potential was improved and a difference in the cell voltage was exhibited. This tendency is particularly strong at high current densities.

本実施例の中でも単電池と積層電池を比較してもんア
ノライトの導電性はよりアルコール燃料水溶液の導電性
の方が小さいために液短絡による電池電圧は非常にわず
かである。この事は実施例1と実施例2を見ればよくわ
かる。したがって、積層する事による自己消費電力は非
常に少なく、実用上大きな利点となる。この積層型燃料
電池において、低電流密度では大きな電圧差は認められ
ないが、高電流密度になると、反応生成ガスのみの上昇
作用だけでは、アルコール燃料の循環が不十分になって
来る。即ち負荷に応じた燃料極へのアルコール燃料の供
給が不足する。そこでこの現象を解消するために燃料極
の液室8内に空気供給ポンプにより気泡を余分に供給す
るとアルコール燃料水溶液の循環を補助し、燃料電池電
圧の向上が認められる。さらに、アルコール燃料水溶液
供給ポンプでアルコール燃料水溶液の循環を補助的に行
なうと高電流密度において燃料電池の電圧が向上してい
る。この様に空気供給ポンプやアルコール燃料水溶液供
給ポンプなどで負荷に応じて補助的に用いる事によって
燃料電池に損傷を与えることなく長寿命で、高性能な燃
料電池を得る事が出来る。空気供給ポンプアルコール燃
料水溶液供給ポンプの駆動を必要に応じて、連続的ある
いは間欠的に行なわせ、補助装置の消費電流を減少さ
せ、アルコール燃料電池システムの発電効率を上げるこ
とができる。
In this embodiment, even when the unit cell and the stacked cell are compared, the conductivity of the anolyte is smaller than that of the alcohol fuel aqueous solution, so that the battery voltage due to the liquid short circuit is very small. This can be clearly understood from the first and second embodiments. Therefore, self-power consumption due to stacking is very small, which is a great advantage in practical use. In this stacked fuel cell, a large voltage difference is not recognized at a low current density, but at a high current density, the circulation of alcohol fuel becomes insufficient only by the rising action of the reaction product gas alone. That is, the supply of the alcohol fuel to the fuel electrode according to the load is insufficient. In order to eliminate this phenomenon, if air bubbles are additionally supplied into the liquid chamber 8 of the fuel electrode by an air supply pump, circulation of the alcohol fuel aqueous solution is assisted, and improvement in the fuel cell voltage is recognized. Further, when the alcohol fuel aqueous solution supply pump assists the circulation of the alcohol fuel aqueous solution, the voltage of the fuel cell is improved at a high current density. In this way, by using an air supply pump or an alcohol fuel aqueous solution supply pump in an auxiliary manner according to the load, a long-life, high-performance fuel cell can be obtained without damaging the fuel cell. The air supply pump can be driven continuously or intermittently as needed to drive the alcohol fuel aqueous solution supply pump, thereby reducing the current consumption of the auxiliary device and increasing the power generation efficiency of the alcohol fuel cell system.

また、本発明の燃料電池はアルコール(メタノール)
と水を循環させるだけであるために、仮に外部に漏液さ
せても機器を損傷する事がないが、従来の燃料電池では
アノライトに硫酸水溶液を用いるために機器の損傷が大
きく、腐食性の点からも本発明の燃料電池が優れる。
In addition, the fuel cell of the present invention uses alcohol (methanol).
Since only water and water are circulated, even if the liquid leaks to the outside, the equipment will not be damaged.However, in conventional fuel cells, the sulfuric acid aqueous solution is used for the anolyte, which greatly damages the equipment and causes corrosiveness. The fuel cell of the present invention is also excellent in this respect.

気体供給装置として本実施例では空気供給ポンプを用
いたが、圧縮ガス、その他の気体発生装置であればいず
れでも同じ効果が得られる。また、アルコール燃料水溶
液供給装置としてアルコール燃料水溶液供給ポンプを用
いたが、一般に用いられる液体供給装置であればよい。
本実施例では酸化剤に空気を用いたが、酸素ガスを用い
ると経済性は下がるがさらに高性能化のアルコール燃料
電池が得られる。
In this embodiment, an air supply pump is used as the gas supply device. However, the same effect can be obtained with any compressed gas or other gas generation device. Further, although the alcohol fuel aqueous solution supply pump is used as the alcohol fuel aqueous solution supply device, any generally used liquid supply device may be used.
In this embodiment, air is used as the oxidizing agent. However, when oxygen gas is used, an alcohol fuel cell having higher performance can be obtained although the economic efficiency is reduced.

還元剤としてはメタノールを用いたが、エチルアルコ
ールなど他のアルコール燃料を用いてもよいが、メタノ
ールが最も特性が優れている。
Although methanol was used as the reducing agent, other alcohol fuels such as ethyl alcohol may be used, but methanol has the best characteristics.

酸化剤である空気は燃料電池の側面より供給し、反対
の側面あるいは上面から排出する様な構成としたが、燃
料電池の底面より供給し、上面から排出する様な構成で
もよい。また、アルコール燃料水溶液の排出口である先
端開口部が排出液面より上部に配置する事によって、燃
料極液室内のアルコール燃料水溶液が反応生成ガスによ
ってより効率よく循環しやすくなった。燃料極液室内部
で気泡がたまり、アルコール燃料の分布が不均一になる
状態がなくなった。したがって、アルコール燃料が均一
に供給されるために燃料電池の寿命も長くなり、信頼性
も優れることとなる。
Although the air serving as the oxidant is supplied from the side of the fuel cell and discharged from the opposite side or the upper surface, the air may be supplied from the bottom of the fuel cell and discharged from the upper surface. In addition, by disposing the tip opening, which is the outlet of the alcohol fuel aqueous solution, above the level of the discharged liquid, the alcohol fuel aqueous solution in the fuel electrode chamber can be more efficiently circulated by the reaction product gas. Bubbles were accumulated inside the fuel electrode liquid chamber, and the state in which the distribution of alcohol fuel became uneven was eliminated. Therefore, since the alcohol fuel is uniformly supplied, the life of the fuel cell is prolonged, and the reliability is also improved.

発明の効果 以上の様に、本発明によればアルコール燃料水溶液を
循環させるために安全性高く、高電流密度でも高い電圧
を保持し、補機の消費電力も少なく、高効率で長時間発
電しても電池性能の低下の少ないアルコール燃料電池及
び作動方法を提供できるという効果が得られる。
Effect of the Invention As described above, according to the present invention, the alcohol fuel aqueous solution is circulated with high safety, maintains a high voltage even at a high current density, consumes little power of auxiliary equipment, and generates power for a long time with high efficiency. However, there is an effect that it is possible to provide an alcohol fuel cell and an operation method with a small decrease in cell performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はアルコール燃料電池の構成を示す図、第2図は
第1図の燃料極の一部を拡大して示した図、第3図はア
ルコール燃料電池の積層構成を示す図、第4図は第3図
の積層電池の一部を拡大して示した図、第5図は気体供
給装置を備えた積層型アルコール燃料電池の構成を示す
図、第6図はアルコール燃料水溶液供給ポンプを備えた
積層型アルコール燃料電池の構成を示す図、第7図はア
ルコール燃料水溶液供給ポンプを流路と並列的に備えた
積層型アルコール燃料電池の構成を示す図、第8図はア
ルコール燃料水溶液供給装置の他の例を示す図、第9図
は従来のアルコール燃料電池の構成を示す図、第10図は
第9図のa−a′断面図である。 1……陽イオン交換膜、3……燃料極、7……アルコー
ル燃料水溶液、8……アルコール燃料水溶液容器、9…
…反応生成ガス(気泡状態)、10……燃料極液室、11…
…排出口、12……排出液面、17……撥水層、18……触媒
層、22……分岐管、23……空気供給ポンプ、24……空気
供給ポンプで供給する気泡、25……アルコール燃料水溶
液供給ポンプ、26……アルコール燃料水溶液流路。
FIG. 1 is a view showing a configuration of an alcohol fuel cell, FIG. 2 is an enlarged view of a part of the fuel electrode of FIG. 1, FIG. 3 is a view showing a stacked configuration of the alcohol fuel cell, FIG. FIG. 5 is an enlarged view of a part of the stacked battery of FIG. 3, FIG. 5 is a view showing a configuration of a stacked alcohol fuel cell provided with a gas supply device, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a stacked alcohol fuel cell provided with the fuel cell, FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a stacked alcohol fuel cell provided with an alcohol fuel aqueous solution supply pump in parallel with a flow path, and FIG. FIG. 9 is a view showing another example of the apparatus, FIG. 9 is a view showing the configuration of a conventional alcohol fuel cell, and FIG. 10 is a sectional view taken along aa 'of FIG. 1 ... Cation exchange membrane, 3 ... Fuel electrode, 7 ... Alcohol fuel aqueous solution, 8 ... Alcohol fuel aqueous solution container, 9 ...
… Reaction product gas (bubble state), 10… Fuel electrode chamber, 11…
... discharge port, 12 ... discharge liquid level, 17 ... water repellent layer, 18 ... catalyst layer, 22 ... branch pipe, 23 ... air supply pump, 24 ... air bubbles supplied by air supply pump, 25 ... ... Alcohol fuel aqueous solution supply pump, 26 ... Alcohol fuel aqueous solution flow path.

フロントページの続き (72)発明者 田辺 美恵子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−165267(JP,A) 特開 昭63−202861(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 8/02 H01M 8/04 H01M 8/24 Continuation of the front page (72) Inventor Mieko Tanabe 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-58-165267 (JP, A) JP-A-63-202861 (JP , A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01M 8/02 H01M 8/04 H01M 8/24

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】陽イオン交換膜1を介して空気(酸素)極
2と燃料極3を対向配置したアルコール燃料電池であっ
て、上記燃料極3は電解質を貯蔵する触媒層18と反応生
成ガスを排出する撥水層17とからなり、上記触媒層18は
陽イオン交換膜1側に接し、撥水層17はアルコール燃料
水溶液7側に配置され、上記アルコール燃料水溶液7が
燃料極液室10と外部流路を通って循環できるように連通
するアルコール燃料容器8を具備し、気泡状反応生成ガ
ス9の上昇作用によってアルコール燃料を各単電池の燃
料極液室10内を通して循環供給する様に構成した事を特
徴とするアルコール燃料電池。
1. An alcohol fuel cell comprising an air (oxygen) electrode 2 and a fuel electrode 3 opposed to each other via a cation exchange membrane 1, wherein the fuel electrode 3 comprises a catalyst layer 18 for storing an electrolyte and a reaction product gas. The catalyst layer 18 is in contact with the cation exchange membrane 1 side, the water repellent layer 17 is disposed on the alcohol fuel aqueous solution 7 side, and the alcohol fuel aqueous solution 7 is in the fuel electrode liquid chamber 10. And an alcohol fuel container 8 communicating with the fuel cell so that the alcohol fuel can be circulated through an external flow path. An alcohol fuel cell, comprising:
【請求項2】燃料極液室10と外部流路を通って循環でき
るように連通するアルコール燃料容器8において、上記
燃料極3で反応した生成ガス9が燃料極液室10内を上昇
しやすいようにアルコール燃料水溶液7の排出口11であ
る先端開口部が排出液面12よりも上部に配置されている
特許請求の範囲第1項記載のアルコール燃料電池。
2. In the alcohol fuel container 8, which is communicable with the fuel electrode chamber 10 so as to be circulated through an external flow path, the product gas 9 reacted at the fuel electrode 3 easily rises in the fuel electrode chamber 10. 2. The alcohol fuel cell according to claim 1, wherein the opening at the distal end, which is the outlet 11 of the alcohol fuel aqueous solution 7, is disposed above the liquid level 12.
【請求項3】燃料極3で反応生成したガス9の上記燃料
極液室10内での上昇作用と併せて燃料電池本体外部より
気体24を燃料極液室10内に気泡状態で供給し、アルコー
ル燃料水溶液7の循環を助長する気体供給装置23を備え
ている特許請求の範囲第1項記載のアルコール燃料電
池。
3. A gas 24 is supplied from the outside of the fuel cell body to the fuel electrode chamber 10 in a bubble state, together with the rising action of the gas 9 produced by the reaction at the fuel electrode 3 in the fuel electrode chamber 10, 2. The alcohol fuel cell according to claim 1, further comprising a gas supply device for promoting circulation of the alcohol fuel aqueous solution.
【請求項4】陽イオン交換膜1を介して空気(酸素)極
2と燃料極3を対向配置したアルコール燃料電池であっ
て、上記燃料極3は電解質を貯蔵する触媒層18と反応生
成ガス9を排出する撥水層17とからなり、上記触媒層18
は陽イオン交換膜1側に接し、撥水層17はアルコール燃
料水溶液7側に配置され、アルコール燃料水溶液7が燃
料極液室10と外部流路を通って循環できるように連通す
るアルコール燃料水溶液容器8を備え、さらにアルコー
ル燃料電池本体とアルコール燃料水溶液容器8との間に
直列あるいは並列にアルコール燃料水溶液供給装置25を
設け、アルコール燃料の強制循環作用を併用してアルコ
ール燃料を各単電池燃料極液室10内に供給するよう構成
した事を特徴とするアルコール燃料電池。
4. An alcohol fuel cell in which an air (oxygen) electrode 2 and a fuel electrode 3 are arranged opposite to each other via a cation exchange membrane 1, wherein the fuel electrode 3 comprises a catalyst layer 18 for storing an electrolyte and a reaction product gas. And a water-repellent layer 17 for discharging the catalyst layer 9.
Is in contact with the cation exchange membrane 1 side, the water-repellent layer 17 is disposed on the alcohol fuel aqueous solution 7 side, and the alcohol fuel aqueous solution communicates so that the alcohol fuel aqueous solution 7 can circulate through the external flow path with the fuel electrode solution chamber 10. A container 8 is further provided. An alcohol fuel aqueous solution supply device 25 is provided in series or in parallel between the alcohol fuel cell main body and the alcohol fuel aqueous solution container 8, and the alcohol fuel is forcedly circulated together with the alcohol fuel. An alcohol fuel cell characterized in that it is configured to be supplied into the anolyte chamber 10.
【請求項5】陽イオン交換膜1を介して空気(酸素)極
2と燃料極3を対向配置したアルコール燃料電池の作動
方法であって、上記燃料極3は電解質を貯蔵する触媒層
18と反応生成ガスを排出する撥水層17とからなり、上記
撥水層17はアルコール燃料水溶液7側にあり、反応生成
ガスは撥水層17を通ってアルコール燃料水溶液7内に気
泡状9で放出され、この気泡状反応生成ガス9の上昇作
用によって、アルコール燃料水溶液7を循環させて各単
電池燃料極液室10内にアルコール燃料を供給する事を特
徴とするアルコール燃料電池の作動方法。
5. An operation method of an alcohol fuel cell in which an air (oxygen) electrode 2 and a fuel electrode 3 are arranged opposite to each other via a cation exchange membrane 1, wherein the fuel electrode 3 is a catalyst layer for storing an electrolyte.
18 and a water-repellent layer 17 for discharging a reaction product gas. The water-repellent layer 17 is located on the alcohol fuel aqueous solution 7 side. The alcohol fuel aqueous solution 7 is circulated by the rising action of the gaseous reaction product gas 9 to supply alcohol fuel into each single cell fuel electrode solution chamber 10. .
【請求項6】燃料極3でアルコール燃料の反応によって
生成したガス9の燃料極液室10内で上昇する作用と、燃
料電池本体外部より気体を燃料極液室10内に気泡状態24
で供給し、アルコール燃料水溶液7の循環を助長する作
用とを併用して、各単電池の燃料極液室10内にアルコー
ル燃料水溶液を供給する特許請求の範囲第5項記載のア
ルコール燃料電池の作動方法。
6. The function of the gas 9 generated by the reaction of alcohol fuel at the fuel electrode 3 to rise in the fuel electrode chamber 10 and the gas from the outside of the fuel cell body to the gas state in the fuel electrode chamber 10
The alcohol fuel cell according to claim 5, wherein the alcohol fuel aqueous solution is supplied into the fuel electrode solution chamber (10) of each cell together with the action of promoting the circulation of the alcohol fuel aqueous solution (7). How it works.
【請求項7】陽イオン交換膜1を介して空気(酸素)極
2と燃料極3を対向配置したアルコール燃料電池の作動
方法であって、上記燃料極3は電解質を貯蔵する触媒層
18と反応生成ガスを排出する撥水層17とからなり、上記
撥水層17はアルコール燃料水溶液7側にあり、上記反応
生成ガスは撥水層17を通ってアルコール燃料水溶液7内
に気泡状態で放出され、燃料極液室10内における上記反
応生成ガス9の上昇作用と、燃料電池本体とアルコール
燃料水溶液容器8間に直列あるいは並列に配置されたア
ルコール燃料水溶液供給装置を連続的あるいは間欠的に
動作させるアルコール燃料水溶液7の循環作用とを併用
してアルコール燃料を各単電池燃料極液室10内に供給す
る事を特徴とするアルコール燃料電池の作動方法。
7. An operation method of an alcohol fuel cell in which an air (oxygen) electrode 2 and a fuel electrode 3 are arranged to face each other via a cation exchange membrane 1, wherein the fuel electrode 3 is a catalyst layer for storing an electrolyte.
18 and a water-repellent layer 17 for discharging a reaction product gas. The water-repellent layer 17 is located on the alcohol fuel aqueous solution 7 side. And the rising action of the reaction product gas 9 in the fuel electrode liquid chamber 10 and the alcohol fuel aqueous solution supply device arranged in series or parallel between the fuel cell main body and the alcohol fuel aqueous solution container 8 are continuously or intermittently operated. A method for operating an alcohol fuel cell, characterized in that alcohol fuel is supplied into each unit cell fuel electrode solution chamber 10 in combination with the circulation operation of an alcohol fuel aqueous solution 7 to be operated.
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