JP4586358B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
該水素極反応層に水素を供給する水素供給手段と、
該空気極反応層に空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記空気極反応層は、Pt担持カーボン触媒と電解質溶液とが攪拌・混合された空気極用ペーストにより形成されたものであり、
前記水素極反応層は、Pt担持カーボン触媒と電解質溶液とが攪拌・混合され、触媒担持密度が該空気極用ペーストより少ない水素極用ペーストにより形成されたものであり、
前記水素極反応層のイオン交換容量は前記空気極反応層のイオン交換容量よりも大きいことを特徴とする。
該水素極反応層に水素を供給する水素供給手段と、
該空気極反応層に空気を供給する空気供給手段とを備えた燃料電池システムの製造方法であって、
触媒と電解質溶液とを攪拌・混合して空気極用ペーストを作製し、前記空気極反応層を形成する第1工程と、
触媒と電解質溶液とを攪拌・混合して水素極用ペーストを作製し、該空気極反応層のイオン交換容量よりイオン交換容量が大きい前記水素極反応層を形成する第2工程と、
該空気極反応層と該水素極反応層との間に前記電解質層を挟んでこれらを接合し、前記膜電極接合体を得る第3工程とを有することを特徴とする。
該水素極反応層に水素を供給する水素供給手段と、
該空気極反応層に空気を供給する空気供給手段とを備えた燃料電池システムの使用方法であって、
前記水素極反応層のイオン交換容量を前記空気極反応層のイオン交換容量よりも大きくすることにより、該水素極反応層に固定されたイオン交換基濃度を該空気極反応層に固定されたイオン交換基濃度よりも大きくし、イオン交換基濃度の差に基づいて該空気極反応層側の水を該水素極反応層側に逆拡散させて前記電解質層の湿潤状態を維持することを特徴とする。
該水素極反応層に水素を供給する水素供給手段と、
該空気極反応層に空気を供給する空気供給手段とを備えた燃料電池システムの使用方法であって、
前記水素極反応層のイオン交換容量を前記空気極反応層のイオン交換容量よりも0.01〜1.5meq/g大きくすることにより、該水素極反応層に固定されたイオン交換基濃度を該空気極反応層に固定されたイオン交換基濃度よりも大きくし、イオン交換基濃度の差に基づいて該空気極反応層側の水を該水素極反応層側に逆拡散させてフラッディングを防止することを特徴とする。
(1)イオン交換容量の異なる高分子電解質を用いる。
(2)表面の官能基濃度が異なる触媒(PtやPt担持カーボン触媒等)を用いる。
(3)イオン交換容量の異なる添加物を用いる(例えば、高分子吸収体や添加物の種類や添加量を変える)。
(4)上記(1)〜(3)を適宜組み合わせる。
(試験1)
(試験2)
11…電解質層
13a…空気極反応層
13b…空気拡散層
12a…水素極反応層
12a…水素拡散層
20…セパレータ
21、2…水素供給手段(21…水素室、2…水素ボンベ)
22、3…空気供給手段(22…空気室、3…ブロア)
Claims (2)
- 電解質層と、該電解質層の一面に接合された空気極反応層と、該電解質層の他面に接合された水素極反応層と、を有する膜電極接合体と、
該水素極反応層に水素を供給する水素供給手段と、
該空気極反応層に空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記空気極反応層は、Pt担持カーボン触媒と電解質溶液とが攪拌・混合された空気極用ペーストにより形成されたものであり、
前記水素極反応層は、Pt担持カーボン触媒と電解質溶液とが攪拌・混合され、触媒担持密度が該空気極用ペーストより少ない水素極用ペーストにより形成されたものであり、
前記水素極反応層のイオン交換容量は前記空気極反応層のイオン交換容量よりも大きいことを特徴とする燃料電池システム。 - 前記空気極用ペーストのPt担持カーボン触媒はPt担持密度が50%であり、前記水素極用ペーストのPt担持カーボン触媒はPt担持密度が40%である請求項1記載の燃料電池システム。
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