JP4686820B2 - Fuel cell - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に関するものであり、さらに詳細には、簡易な構造で、水素電極と効率よく、接触するように、水素ガスを供給することができ、電気発生効率を向上させることのできる燃料電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
産業革命以後、自動車などのエネルギー源としてはもちろん、電力製造などのエネルギー源として、ガソリン、軽油などの化石燃料が広く用いられてきた。この化石燃料の利用によって、人類は飛躍的な生活水準の向上や産業の発展などの利益を享受することができたが、その反面、地球は深刻な環境破壊の脅威にさらされ、さらに、化石燃料の枯渇の虞が生じてその長期的な安定供給に疑問が投げかけられる事態となりつつある。
【0003】
そこで、水素は、水に含まれ、地球上に無尽蔵に存在している上、物質量あたりに含まれる化学エネルギー量が大きく、また、エネルギー源として使用するときに、有害物質や地球温暖化ガスなどを放出しないなどの理由から、化石燃料に代わるクリーンで、かつ、無尽蔵なエネルギー源として、近年、大きな注目を集めるようになっている。
【0004】
ことに、近年は、水素エネルギーから電気エネルギーを取り出すことができる燃料電池の研究開発が盛んにおこなわれており、大規模発電から、オンサイトな自家発電、さらには、自動車用電源としての応用が期待されている。
【0005】
水素エネルギーから電気エネルギーを取り出す燃料電池は、水素ガスが供給される水素電極と、酸素が供給される酸素電極とを有している。水素電極に供給された水素ガスは、触媒の作用によって、プロトン(陽子)と電子に解離され、電子は水素電極において、吸収され、他方、プロトンは酸素電極に運ばれる。水素電極において、吸収された電子は、負荷を経由して、酸素電極に運ばれる。一方、酸素電極に供給された酸素は、触媒の作用により、水素電極から運ばれたプロトンおよび電子と結合して、水を生成する。このようにして、水素電極と酸素電極との間に、起電力が生じ、負荷に電流が流れるように、燃料電池は構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
かかる燃料電池においては、酸素電極に、エアが十分に供給され、酸素が、酸素電極と効率よく、接触するように、エアを導くことが、電気発生効率を高める上で、重要なファクターとなるため、エアを酸素電極に供給するためのエア流路の形状につき、種々の角度から研究がなされているが、流路形成部材の形状が複雑となって、加工が困難であったり、あるいは、薄層化の障害となるなどの問題があった。
【0007】
したがって、本発明は、簡易な構造で、酸素が酸素電極と、効率よく接触するように、十分なエアを供給することができ、電気発生効率を向上させることのできる燃料電池を提供することを目的とするものである。
【0008】
本発明のかかる目的は、プロトン伝導体膜と、前記プロトン伝導体膜の一方の面に接
して設けられると共に、格子によって、複数の開口部が形成された酸素電極板と、前記
酸素電極板の前記プロトン伝導体膜と反対側の面に接して設けられると共に、格子によ
って、複数の開口部が形成されたエア流路形成板とを備え、前記酸素電極板に形成され
た前記複数の開口部の各々が、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の2
以上と連通し、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記酸素
電極板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通するように、前記酸素電極板と前
記エア流路形成板とが密着され、その間に、エア流路が形成された燃料電池によって達
成される。
【0009】
本発明によれば、酸素電極板に形成された複数の開口部の各々が、エア流路形成板に形成された複数の開口部の2以上と連通し、エア流路形成板に形成された複数の開口部の各々が、酸素電極板に形成された複数の開口部の2以上と連通するように、酸素電極板とエア流路形成板とが密着され、その間に、エア流路が形成されているから、エアは、酸素電極板の面に沿って、二次元的に広がりながら、燃料電池内を流れ、したがって、酸素ガスを、酸素電極と効率よく、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0010】
また、本発明によれば、単に、酸素電極板に形成された複数の開口部の各々が、エア流路形成板に形成された複数の開口部の2以上と連通し、エア流路形成板に形成された複数の開口部の各々が、酸素電極板に形成された複数の開口部の2以上と連通するように、酸素電極板とエア流路形成板とを密着させて、その間に、エア流路を形成しているだけであるので、簡易な構造で、酸素ガスを、酸素電極と効率よく、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0011】
本発明の好ましい実施態様においては、前記酸素電極板の前記格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々の内部に位置し、前記エア流路形成板の前記格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、前記酸素電極板に形成された前記複数の開口部の各々の内部に位置するように、前記酸素電極板と前記エア流路形成板とが密着され、その間に、エア流路が形成されている。
【0012】
本発明の好ましい実施態様によれば、酸素電極板の格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、エア流路形成板に形成された複数の開口部の各々の内部に位置し、エア流路形成板の格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、酸素電極板に形成された複数の開口部の各々の内部に位置するように、酸素電極板とエア流路形成板とが密着され、その間に、エア流路が形成されているから、格子の交点が、エア流路形成板に形成された複数の開口部の内部に位置する酸素電極板の開口部は、エア流路形成板に形成された4つの開口部と連通し、格子の交点が、酸素電極板に形成された複数の開口部の内部に位置するエア流路形成板の開口部は、酸素電極板に形成された4つの開口部と連通しており、したがって、エアは、酸素電極板の面に沿って、二次元的に広がりながら、燃料電池内を流れるから、酸素ガスを、水素電極と効率よく、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0013】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記酸素電極板に形成された前記複数の開口部の少なくとも一部と、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の少なくとも一部とが、同一の形状を有している。
【0014】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、酸素電極板およびエア流路形成板を容易
に加工することが可能になるとともに、酸素ガスを、酸素電極と効率よく、かつ、より
均一に、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0015】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記酸素電極板に形成された前記複数
の開口部の少なくとも一部と、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の少
なくとも一部とが同一の形状を有し、略多角形状または略円形状に形成されている。
【0016】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、酸素電極板およびエアス流路形成板を容易に加工することが可能になるとともに、酸素ガスを、酸素電極と効率よく、かつ、より均一に、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0025】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記酸素電極板の前記格子の交点の少なくとも一部が、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の中心と一致し、前記エア流路形成板の前記格子の交点の少なくとも一部が、前記酸素電極板に形成された前記複数の開口部の中心と一致するように、前記酸素電極板と前記エア流路形成板とが密着され、その間に、エア流路が形成されている。
【0026】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、酸素ガスを、酸素電極と、効率よく、しかも、より一層均一に、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0027】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記エア流路形成板が、0.01mmないし0.5mmの厚さを有している。
【0028】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記酸素電極板が、0.01mmないし1mmの厚さを有している。
【0029】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記エア流路形成板が、ポリカーボネート、アクリル樹脂、セラミック、カーボン、ハステロイ、ステンレススチール、ニッケル、モリブデン、銅、アルミニウム、鉄、銀、金、白金、タンタルおよびチタンよりなる群から選ばれた材料によって形成されている。
【0030】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記酸素電極板が、ハステロイ、ステンレススチール、ニッケル、モリブデン、銅、アルミニウム、鉄、銀、金、白金、タンタル、チタンおよびこれらの2以上の合金よりなる群から選ばれた材料によって形成されている。
【0031】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記エア流路形成板が、さらに、前記
酸素電極板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通する切り欠き部を周辺部に少
なくも1つ以上備えている。
【0032】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、エア流路形成板の周辺部に形成された切り欠き部からも、エアを取り込むことができるから、大量の酸素ガスを、酸素電極に供給して、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0033】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、燃料電池は、さらに、前記エア流路形成板の前記酸素電極板と反対側に、格子によって、複数の開口部が形成されたモジュール押さえ板を備え、前記モジュール押さえ板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通し、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記モジュール押さえ板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通するように、前記モジュール押さえ板がと前記エア流路形成板に密着されている。
【0034】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、モジュール押さえ板に形成された複数の開口部の各々が、エア流路形成板に形成された複数の開口部の2以上と連通し、エア流路形成板に形成された複数の開口部の各々が、モジュール押さえ板に形成された複数の開口部の2以上と連通するように、モジュール押さえ板がとエア流路形成板に密着されているから、モジュール押さえ板に形成された複数の開口部から、エアを、エア流路形成板と酸素電極板との間に形成されたエア流路に均一に供給することができ、したがって、酸素ガスを、酸素電極と効率よく、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0035】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記モジュール押さえ板の前記格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々の内部に位置し、前記エア流路形成板の前記格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、前記モジュール押さえ板に形成された前記複数の開口部の各々の内部に位置するように、前記モジュール押さえ板と前記エア流路形成板とが密着されている。
【0036】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、モジュール押さえ板を構成する格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、エア流路形成板に形成された複数の開口部の各々の内部に位置し、エア流路形成板の格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、モジュール押さえ板に形成された複数の開口部の各々の内部に位置するように、モジュール押さえ板とエア流路形成板とが密着されているから、格子の交点が、エア流路形成板に形成された複数の開口部の内部に位置するモジュール押さえ板の開口部は、エア流路形成板に形成された4つの開口部と連通し、格子の交点が、モジュール押さえ板に形成された複数の開口部の内部に位置するエア流路形成板の開口部は、モジュール押さえ板に形成された4つの開口部と連通しており、したがって、モジュール押さえ板に形成された複数の開口部から、エアを、エア流路形成板と酸素電極板との間に形成されたエア流路により均一に供給することができるから、酸素ガスを、酸素電極と効率よく、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0037】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記モジュール押さえ板に形成された
前記複数の開口部の少なくとも一部が、略多角形状または略円形状に形成されている
【0038】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、モジュール押さえ板を容易に加工することが可能になるとともに、エアを、より均一に、エア流路に供給することが可能となる。
【0047】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、燃料電池は、さらに、前記プロトン伝
導体膜の他方の面に、複数の開口部が形成された水素電極板および複数の開口部が形成
された水素ガス流路形成板を、この順に備えている。
【0048】
本発明において、プロトン伝導体膜は、フラーレン分子を構成する炭素原子にプロトンを解離し得る基を導入してなるフラーレン誘導体を、主成分として含んだプロトン伝導体を含んでいる。
【0049】
本発明の好ましい実施態様においては、前記プロトンを解離し得る基が、−XH(Xは2価の結合手を有する任意の原子または原子団である。)よりなっている。
【0050】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記プロトンを解離し得る基が、−OHまたは−YH(Yは2価の結合手を有する任意の原子または原子団である。)よりなっている。
【0051】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記プロトンを解離し得る基が、−OH、−OSO3H、−COOH、−SO3H、−OPO(OH)3よりなる群から選ばれる基よりなっている。
【0052】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記フラーレン誘導体が、ポリ水酸化フラーレン(フラレノール)よりなっている。
【0053】
本発明の別の好ましい実施態様においては、プロトン伝導体は、前記フラーレン分子を構成する炭素原子に、前記プロトンを解離し得る基に加えて、電子吸引基が導入してなるフラーレン誘導体を、主成分として含んでいる。
【0054】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記電子吸引基が、ニトロ基、カルボニル基、カルボキシル基、ニトリル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン原子を含んでいる。
【0055】
また、本発明において、プロトン伝導体膜が、パーフルオロスルホン酸樹脂(アメリカ Du Pont社製のNafion(登録商標))よりなるプロトン伝導体を含んでいてもよい。
【0056】
本発明において、フラーレン分子とは、炭素数が、36、60、70、78、82、84などの球状の炭素クラスター分子をいう。
【0057】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記水素ガス流路形成板に形成された前記複数の開口部の前記水素電極板と反対側が閉じられている。
【0058】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、水素ガス流路形成板が、たとえば、パーソナルコンピュータの一部と密着するように、燃料電池をパーソナルコンピュータに取り付けて、パーソナルコンピュータの電源として、使用することが可能になる。この際、パーソナルコンピュータの液晶ディスプレイパネルのバックライトの裏面など、発熱する部分に、燃料電池を取り付ければ、起電力の発生にともなって、燃料電池内に生ずる水を効果的に、蒸発させることができ、好ましい。
【0059】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、燃料電池は、さらに、前記水素ガス流路形成板の前記水素電極板と反対側の面に、複数の開口部が形成された第二の水素電極板、プロトン伝導体膜、格子によって、複数の開口部が形成された第二の酸素電極板、格子によって、複数の開口部が形成された第二のエア流路形成板を、この順に備え、前記第二の酸素電極板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記第二のエア流路形成板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通し、前記第二のエア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記第二の酸素電極板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通するように、前記第二の酸素電極板と前記第二のエア流路形成板とが密着され、その間に、第二のエア流路が形成されている。
【0060】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第二の酸素電極板の前記格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、前記第二のエア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々の内部に位置し、前記第二のエア流路形成板の前記格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、前記第二の酸素電極板に形成された前記複数の開口部の各々の内部に位置するように、前記第二の酸素電極板と前記エア流路形成板とが密着され、その間に、第二のエア流路が形成されている。
【0061】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、第二の酸素電極板の格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、第二のエア流路形成板に形成された複数の開口部の各々の内部に位置し、第二のエア流路形成板の格子の交点の少なくとも一部が、それぞれ、第二の酸素電極板に形成された複数の開口部の各々の内部に位置するように、第二の酸素電極板と第二のエア流路形成板とが密着され、その間に、第二のエア流路が形成されているから、格子の交点が、第二のエア流路形成板に形成された複数の開口部の内部に位置する第二の酸素電極板の開口部は、第二のエア流路形成板に形成された4つの開口部と連通し、格子の交点が、第二の酸素電極板に形成された複数の開口部の内部に位置する第二のエア流路形成板の開口部は、第二の酸素電極板に形成された4つの開口部と連通しており、したがって、エアは、第二の酸素電極板の面に沿って、二次元的に広がりながら、燃料電池内を流れるから、酸素ガスを、水素電極と効率よく、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0062】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第二の酸素電極板に形成された前記複数の開口部の少なくとも一部と、前記第二のエア流路形成板に形成された前記複数の開口部の少なくとも一部とが同一の形状を有している。
【0063】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、第二の酸素電極板および第二のエアス流路形成板を容易に加工することが可能になるとともに、酸素ガスを、酸素電極と効率よく、かつ、より均一に、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0074】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第二の酸素電極板の前記格子の交点の少なくとも一部が、前記第二の流路形成板に形成された前記複数の開口部の中心と一致し、前記第二のエア流路形成板の前記格子の交点の少なくとも一部が、前記第二の酸素電極板に形成された前記複数の開口部の中心と一致するように、前記第二の酸素電極板と前記第二のエア流路形成板とが密着され、その間に、第二のエア流路が形成されている。
【0075】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、酸素ガスを、第二の酸素電極と、効率よく、しかも、より一層均一に、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0082】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、燃料電池は、さらに、前記第二のエア流路形成板の前記酸素電極板と反対側に、格子によって、複数の開口部が形成された第二のモジュール押さえ板を備え、前記第二のモジュール押さえ板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記第二のエア流路形成板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通し、前記第二のエア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記第二のモジュール押さえ板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通するように、前記第二のモジュール押さえ板がと前記第二のエア流路形成板に密着されている。
【0083】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、第二のモジュール押さえ板に形成された複数の開口部の各々が、第二のエア流路形成板に形成された複数の開口部の2以上と連通し、第二のエア流路形成板に形成された複数の開口部の各々が、第二のモジュール押さえ板に形成された複数の開口部の2以上と連通するように、第二のモジュール押さえ板がと第二のエア流路形成板に密着されているから、第二のモジュール押さえ板に形成された複数の開口部から、エアを、第二のエア流路形成板と第二の酸素電極板との間に形成されたエア流路に均一に供給することができ、したがって、酸素ガスを、第二の酸素電極と効率よく、接触させることができ、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0096】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明にかかる好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【0097】
図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成する水素電極板の略平面図である。
【0098】
図1に示されるように、本実施態様にかかる燃料電池を構成する水素電極板1は、ステンレススチールによって形成された略正方形の板部材によって構成されている。水素電極板1を構成する板部材の厚さは、0.01mmないし1.0mmに設定されている。
【0099】
図1に示されるように、水素電極板1には、13の正方形の開口部2と、8つの三角形の開口部3が、それぞれ、格子4によって、規則的に形成されている。8つの三角形の開口部3は、周辺部に形成されており、13の正方形の開口部2のうち、中央に位置する正方形の開口部2は、その中心が水素電極板1の中心と一致するように形成されている。
【0100】
図1において、A、B、C、D、E、F,GおよびHは、電極間接続用のピンであり、いずれも矩形状に形成されている。
【0101】
図2は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成する水素ガス流路形成板の略平面図である。
【0102】
図2に示されるように、本実施態様にかかる燃料電池を構成する水素ガス流路形成板6は、ポリカーボネートによって形成された略正方形の板部材によって構成されている。水素ガス流路形成板6を構成する板部材の厚さは、0.1mmないし0.5mmに設定されているが、0.01mmないし1.0mmの厚さの板部材を水素ガス流路形成板6を構成するために使用することができる。
【0103】
図2に示されるように、水素ガス流路形成板6の一端部には、水素ガス供給部を構成する第一の切り欠き部7が形成され、他端部に、水素ガス排出部を構成する第二の切り欠き部8が形成されている。水素ガス流路形成板6には、12の正方形の開口部9が、格子10によって、同一のサイズに形成されている。12の正方形の開口部9のうち、第一の切り欠き部7に連通する正方形の開口部9と、これに隣接する3つの正方形の開口部9は、互いに連通するように、隣接する頂角部が切り欠かれ、4つの正方形の開口部9によって、1つの開口部14が形成されている。
【0104】
図1および図2に示されるように、水素電極板1に形成された正方形の開口部2と、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9とは、同一のサイズを有しており、水素電極板1の中央に形成された正方形の開口部2が、その中心が水素電極板1の中心と一致するように形成されているのに対し、水素ガス流路形成板6の中心には、開口部は形成されてはおらず、中央部に位置する4つの正方形の開口部9を形成している格子10の交点11が、水素ガス流路形成板6の中心に一致するように、正方形の開口部9が、水素ガス流路形成板6に形成されている。
【0105】
図2に示されるように、水素ガス流路形成板6には、さらに、サイズの小さい4つの正方形の開口部12と8つの長方形の開口部13が、格子10によって、形成されている。8つの長方形の開口部13のうち、第一の切り欠き部7に隣接する2つの長方形の開口部13は、互いに連通し、さらに、第一の切り欠き部7に隣接する辺の部分が切り欠かれて、第一の切り欠き部7に連通しており、第二の切り欠き部8に隣接する長方形の開口部13は、第二の切り欠き部8に隣接する辺の部分が切り欠かれて、第二の切り欠き部8に連通している。
【0106】
図3は、水素ガス流路形成板上に、水素電極板を重ねて、得られた積層体の略底面図であり、図4は、図3のI−I線に沿った略断面図である。
【0107】
図3に示されるように、水素電極板1の正方形の開口部2および三角形の開口部3を形成している格子4の交点15が、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の中心に一致し、かつ、水素ガス流路形成板6の正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13を形成している格子10の交点16が、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の中心に一致するように、水素電極板1上に、水素ガス流路形成板6が重ねられて、密着されている。
【0108】
その結果、図3に示されるように、図1において、上端部に位置する正方形の開口部2を除く水素電極板1に形成された正方形の開口部2の各々は、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13のうちの4つと連通し、図1において、上端部に位置する正方形の開口部2のみが、水素ガス流路形成板6に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部9および互いに連通し、さらに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13に連通している。
【0109】
また、図3に示されるように、水素電極板1に形成された三角形の開口部3の各々は、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9および長方形の開口部13と連通している。
【0110】
一方、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の各々は、水素電極板1に形成された正方形の開口部2および三角形の開口部3のうちの4つに連通し、水素ガス流路形成板6に形成されたサイズの小さい正方形の開口部12の各々は、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の1つに連通し、水素ガス流路形成板6に形成された長方形の開口部13は、互いに連通するとともに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13を除いて、水素電極板1に形成された正方形の開口部2および三角形の開口部3の双方に連通している。水素ガス流路形成板6に形成され、互いに連通し、さらに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13は、水素電極板1に形成された1つの正方形の開口部2と2つの三角形の開口部3と連通している。
【0111】
本実施態様においては、燃料電池は、パーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ(図示せず)のバックライト(図示せず)の裏側部分18に取り付けられ、図4に示されるように、水素ガス流路形成板6の開口部9、12、13が、バックライトの裏側部分18によって閉じられている。
【0112】
その結果、バックライトの裏側部分18、水素電極板1および水素ガス流路形成板6の第一の切り欠き部7によって、水素ガス供給部17が形成され、他方、バックライトの裏側部分18、水素電極板1および水素ガス流路形成板6の第二の切り欠き部8によって、水素ガス排出部19が形成される。
【0113】
水素ガス供給部17は、水素吸蔵炭素質材料、水素吸蔵合金などの水素吸蔵材料を有する水素ガス供給源(図示せず)に接続されている。
【0114】
水素ガス供給部17から、燃料電池内に供給された水素ガスは、水素ガス流路形成板6の開口部9、12、13が、バックライトの裏側部分18によって閉じられ、水素電極板1および水素ガス流路形成板6が、図3に示されるように、密着されているため、図4において、矢印Xで示されるように、まず、水素ガス流路形成板6に形成された長方形の開口部13から、水素電極板1に形成された正方形の開口部2内および2つの三角形の開口部3内に流れ、水素電極板1に形成された正方形の開口部2から、水素ガス流路形成板6に形成された隣接した2つの正方形の開口部9内に流れ、水素電極板1に形成された三角形の開口部3から、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9内に流れる。
【0115】
水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9内に供給された水素ガスは、さらに、水素電極板1に形成された隣接した2つの正方形の開口部2内に流れ、水素電極板1に形成された隣接した正方形の開口部2内に供給された水素ガスは、水素ガス流路形成板6に形成された隣接した2つの正方形の開口部9内および水素ガス流路形成板6に形成されたサイズの小さい正方形の開口部12内に流れ、あるいは、水素ガス流路形成板6に形成された隣接した2つの正方形の開口部9内に流れる。
【0116】
このようにして、水素ガス供給部17から、燃料電池内に供給された水素ガスは、水素電極板1とバックライトの裏側部分18との間を、二次元的に広がりながら流れて、水素排出部19から、燃料電池外へ排出される。したがって、水素ガスを、水素電極板1と効率よく、接触させることが可能となる。
【0117】
図5は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成する酸素電極板の略平面図である。
【0118】
図5に示されるように、酸素電極板21は、水素電極板1と全く同様に形成されており、ステンレススチールによって形成された略正方形の板部材によって構成されている。ここに、酸素電極板21を構成する板部材の厚さは、0.01mmないし1.0mmに設定されている。
【0119】
図5に示されるように、酸素電極板21には、13の正方形の開口部22と、8つの三角形の開口部23が、それぞれ、格子24によって、規則的に形成されている。三角形の開口部23は、周辺部に形成され、13の正方形の開口部22のうち、中央に形成された正方形の開口部22は、その中心が酸素電極板21の中心と一致するように形成されている。
【0120】
図5において、A、B、C、D、E、F,GおよびHは、電極間接続用のピンであり、いずれも矩形状に形成されている。
【0121】
図6は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成するエア流路形成板の略平面図である。
【0122】
図6に示されるように、エア流路形成板26は、ポリカーボネートによって形成された略正方形の板部材によって形成され、板部材の各辺の2箇所に、切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dが形成されている。ここに、エア流路形成板26の各辺の2箇所に、切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dを形成しているのは、エア流路形成板26の周囲から、エアが取り込まれやすくするためである。エア流路形成板26を構成する板部材の厚さは、0.01mmないし0.5mmに設定されている。
【0123】
図6に示されるように、エア流路形成板26には、16の正方形の開口部29が形成されている。酸素電極板21に形成された正方形の開口部22と、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29とは、いずれも、同一のサイズを有しており、酸素電極板21の中央に形成された正方形の開口部22が、その中心が酸素電極板21の中心と一致するように形成されているのに対し、エア流路形成板26の中心には、開口部は形成されてはおらず、中央部に位置する4つの正方形の開口部29を形成している格子30の交点31が、エア流路形成板26の中心に一致するように、16の正方形の開口部29が、エア流路形成部材26に形成されている。
【0124】
図7は、酸素電極板上に、エア流路形成板を重ねて、得られた積層体の略底面図である。
【0125】
図7に示されるように、酸素電極板21の正方形の開口部22および三角形の開口部23を形成している格子24の交点35が、エア流路形成板26に形成された正方形の各開口部29の中心に一致し、かつ、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36が、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22の中心に一致するように、酸素電極板21上に、エア流路形成板26が重ねられて、密着されている。
【0126】
その結果、図5において、上下左右端部に位置する開口部29を除いて、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22の各々は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部29と連通し、上端部に位置する開口部29は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27aおよび切り欠き部28aと連通している。また、右端部に位置する開口部29は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27bおよび切り欠き部28bと連通し、下端部に位置する開口部29は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27cおよび切り欠き部28cと連通しており、左端部に位置する開口部29は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27dおよび切り欠き部28dと連通している。
【0127】
さらに、酸素電極板21に形成された三角形の開口部23は、エアガス流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27dまたは28dと連通している。
【0128】
また、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29のうち、中央部に位置する4つの開口部29は、酸素電極板21に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部22と連通し、図6において、四隅に位置する4つの正方形の開口部29は、それぞれ、酸素電極板21に形成された1つの正方形の開口部22および2つの三角形の開口部23と連通しており、エア流路形成板26に形成されたその他の正方形の開口部29は、いずれも、酸素電極板21に形成された互いに隣接する3つの正方形の開口部22および2つの三角形の開口部23と連通している。
【0129】
他方、エア流路形成板26に形成された切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dは、いずれも、酸素電極板21に形成された1つの正方形の開口部22および1つの三角形の開口部23と連通している。
【0130】
図8は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成するモジュール押さえ板の略平面図である。
【0131】
図8に示されるように、モジュール押さえ板40には、21の円形の開口部41が、規則的に形成されている。円形の開口部41は、小径部41aと、直径が次第に大きくなるように、内壁がテーパー状に形成されたテーパー部41bを備えており、モジュール押さえ板40は、テーパー部41bがエア流路形成板26側に位置するように、エア流路形成板26上に密着して、配置される。
【0132】
図9は、モジュール押さえ板40を、エア流路形成板26上に密着させて、得た積層体の略底面図を示すものであり、図10は、図9のII−II線に沿った略断面図である。
【0133】
図9および図10に示されるように、モジュール押さえ板40は、モジュール押さえ板40に形成された円形の各開口部41の中心が、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36と一致し、かつ、モジュール押さえ板40の円形の開口部41を形成している格子42の交点43が、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29の中心と一致するように、エア流路形成板26上に密着されている。
【0134】
その結果、図9に示されるように、モジュール押さえ板40に形成された円形の開口部41のうち、中央部に位置する9つの開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部29と連通している。
【0135】
さらに、図10において、上端部中央に位置する円形の開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27aおよび切り欠き部28aと、右端部中央に位置する円形の開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27dおよび切り欠き部28dと、下端部中央に位置する円形の開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27cおよび切り欠き部28cと、左端部中央に位置する円形の開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27bおよび切り欠き部28bと、それぞれ、連通している。
【0136】
また、図9に示されるように、モジュール押さえ板40に形成されたその他の円形の開口部41は、それぞれ、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27dまたは28dと連通している。
【0137】
図11は、本実施態様にかかる燃料電池の水素ガス流路形成板6に形成された開口部9、12、13と水素電極板1に形成された開口部2、3との連通関係ならびに酸素電極板21に形成された開口部22、23、エア流路形成板26に形成された開口部29およびモジュール押さえ板40に形成された開口部41の連通関係を示す略断面図である。
【0138】
図11に示されるように、本実施態様にかかる燃料電池は、水素ガス流路形成板6と、水素電極板1と、水素電極板1に供給された水素が、水素電極板1に含まれた触媒の作用によって、解離して、生成されたプロトン(陽子)を通過可能なプロトン伝導体膜45と、酸素電極板21と、エア流路形成板26と、モジュール押さえ板40を備え、これらが、この順に積層されて、形成されている。
【0139】
具体的には、まず、パーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ(図示せず)のバックライト(図示せず)の裏側部分18に、水素ガス流路形成板6を密着させて固定し、水素ガス流路形成板6上に、水素電極板1を密着させる。
【0140】
次いで、プロトン伝導体膜45が、水素電極板1上に、密着するように、積層され、プロトン伝導体膜45上に、酸素電極板21が、密着するように、積層される。
【0141】
さらに、酸素電極板21上に、エア流路形成板26が密着して、積層され、エア流路形成板26上に、モジュール押さえ板40が、密着するように、積層されれた後、水素ガス流路形成板6、水素電極板1、酸素電極板21、エア流路形成板26およびモジュール押さえ板40の四隅部に形成されたねじ孔(図示せず)に、ねじが挿通され、バックライト(図示せず)の裏側部分18にねじ止めされる。
【0142】
図11に示されるように、プロトン伝導体膜45の周囲は、シール部材46によって、シールされている。
【0143】
以上のように構成された本実施態様にかかる燃料電池においては、水素ガス供給部17から、燃料電池内に供給された水素ガスは、前述のようにして、水素電極板1とバックライトの裏側部分18との間を、二次元的に広がりながら、水素電極板1と接触を繰り返しつつ、流れ、水素排出部19から、燃料電池外へ排出される。
【0144】
水素電極板1に供給された水素は、水素電極板1に含まれた触媒の作用によって、プロトンと電子に解離され、電子は水素電極板1において吸収され、他方、プロトンは、プロトン伝導体膜45を介して、酸素電極板26に運ばれる。水素電極板1において吸収された電子は、負荷(図示せず)を経由して、酸素電極板26に運ばれる。
【0145】
図11に示されるように、エアは、矢印Yで示されるように、モジュール押さえ板40に形成された円形の開口部41の各々から、燃料電池内に供給される。
【0146】
モジュール押さえ板40に形成された中央部に位置する9つの開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部29に流入する。
【0147】
他方、図10において、上端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27aおよび切り欠き部28aに流入し、左端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27bおよび切り欠き部28bに流入する。
【0148】
さらに、図10において、下端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27cおよび切り欠き部28cに流入し、右端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27dおよび切り欠き部28dに流入する。
【0149】
また、モジュール押さえ板40に形成されたその他の円形の開口部41に供給されたエアは、それぞれ、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27dまたは28dに流入する。
【0150】
こうして、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29内に流入したエアのうち、中央部に位置する4つの開口部29内に流入したエアは、酸素電極板21に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部22内に流入し、図6において、四隅に位置する4つの正方形の開口部29内に流入したエアは、それぞれ、酸素電極板21に形成された1つの正方形の開口部22および2つの三角形の開口部23内に流入する。
【0151】
他方、エア流路形成板26に形成されたその他の正方形の開口部29内に流入したエアは、いずれも、酸素電極板21に形成された互いに隣接する3つの正方形の開口部22および2つの三角形の開口部23に流入する。
【0152】
また、エア流路形成板26に形成された切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28d内に流入したエアは、いずれも、酸素電極板21に形成された1つの正方形の開口部22および1つの三角形の開口部23内に流入する。
さらに、エア流路形成板26の各辺の2箇所に形成された切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dから、エアが酸素電極板21の正方形の開口部22および三角形の開口部23に流入する。
【0153】
以上のようにして、エアが、モジュール押さえ板40に形成された開口部41を介して、エア流路形成板26に形成された開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28d内に供給されるとともに、エア流路形成板26の各辺の2箇所に形成された切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dから、エアが供給されて、さらに、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22および三角形の開口部23に供給される。
【0154】
その結果、エアに含まれている酸素が、水素電極板1において吸収され、負荷(図示せず)を経由して、酸素電極板26に運ばれた電子およびプロトン伝導体膜45を介して、酸素電極板26に供給されたプロトンと結合して、水を生成する。
【0155】
こうして、水素電極板1と酸素電極板26との間に、起電力が生じ、負荷に電流が流れる。
【0156】
本実施態様においては、水素電極板1の正方形の開口部2および三角形の開口部3を形成している格子4の交点15が、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の中心に一致し、かつ、水素ガス流路形成板6の正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13を形成している格子10の交点16が、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の中心に一致するように、水素電極板1上に、水素ガス流路形成板6が重ねられ、その結果、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の各々は、水素電極板1に形成された正方形の開口部2および三角形の開口部3のうちの4つに連通し、水素ガス流路形成板6に形成されたサイズの小さい正方形の開口部12の各々は、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の1つに連通し、水素ガス流路形成板6に形成された長方形の開口部13は、互いに連通するとともに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13を除いて、水素電極板1に形成された正方形の開口部2および三角形の開口部3の双方に連通している。水素ガス流路形成板6に形成され、互いに連通し、さらに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13は、水素電極板1に形成された1つの正方形の開口部2と2つの三角形の開口部3と連通する。
【0157】
したがって、本実施態様によれば、水素ガス供給部17から、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の各々に供給された水素ガスは、水素電極板1に形成された正方形の開口部2および三角形の開口部3のうちの4つに流入し、水素ガス流路形成板6に形成されたサイズの小さい正方形の開口部12の各々に供給された水素ガスは、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の1つに流入し、また、水素ガス流路形成板6に形成された長方形の開口部13に供給された水素ガスは、互いに連通するとともに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13を除いて、水素電極板1に形成された正方形の開口部2および三角形の開口部3の双方に流入し、水素ガス流路形成板6に形成され、互いに連通し、さらに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13に供給された水素ガスは、水素電極板1に形成された1つの正方形の開口部2と2つの三角形の開口部3に流入する。
【0158】
さらに、本実施態様においては、水素電極板と、水素ガス流路形成板6とが、上述のようにして、重ねられた結果、図3に示されるように、図1において、上端部に位置する正方形の開口部2を除く水素電極板1に形成された正方形の開口部2の各々は、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13のうちの4つと連通し、図1において、上端部に位置する正方形の開口部2のみが、水素ガス流路形成板6に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部9および互いに連通し、さらに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13に連通し、また、図3に示されるように、水素電極板1に形成された三角形の開口部3の各々は、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9および長方形の開口部13と連通する。
【0159】
その結果、本実施態様によれば、図1において、上端部に位置する正方形の開口部2を除く水素電極板1に形成された正方形の開口部2の各々に流入した水素ガスは、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13のうちの4つに流入し、また、図1において、上端部に位置する正方形の開口部2流入した水素ガスは、水素ガス流路形成板6に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部9および互いに連通し、さらに、第一の切り欠き部7に連通する2つの長方形の開口部13に流入し、さらに、水素電極板1に形成された三角形の開口部3の各々に流入した水素ガスは、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9および長方形の開口部13に流入する。
【0160】
したがって、本実施態様によれば、水素ガス供給部17から、燃料電池内に供給された水素ガスは、以上のようにして、水素電極板1とバックライトの裏側部分18との間を、二次元的に広がりながら、水素電極板1と接触を繰り返しつつ、流れ、水素排出部19から、燃料電池外へ排出されるから、水素ガスを、水素電極板1と効率よく、接触させることができ、燃料電池の電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0161】
さらに、本実施態様によれば、13の正方形の開口部2と、8つの三角形の開口部3が、それぞれ、格子4によって、規則的に形成された水素電極板1と、水素ガス供給部を構成する第一の切り欠き部7、水素ガス排出部を構成する第二の切り欠き部8、水素電極板1に形成された正方形の開口部2と同じサイズを有する12の正方形の開口部9、サイズの小さい4つの正方形の開口部12および8つの長方形の開口部13が形成された水素ガス流路形成板6とを、単に、水素電極板1の正方形の開口部2および三角形の開口部3を形成している格子4の交点15が、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の中心に一致し、かつ、水素ガス流路形成板6の正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13を形成している格子10の交点16が、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の中心に一致するように、重ね合わせるだけでよいから、加工が容易であり、簡易な構造で、水素電極板1と効率よく、接触するように、水素ガスを供給することができ、電気発生効率を向上させることのできる燃料電池を得ることが可能になる。
【0162】
また、本実施態様においては、図10に示されるように、モジュール押さえ板40は、モジュール押さえ板40に形成された円形の各開口部41の中心が、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36と一致するように、エア流路形成板26上に密着され、その結果、モジュール押さえ板40に形成された円形の開口部41のうち、中央部に位置する9つの開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部29と連通し、図10に示されるように、図8および図10において、上端部中央に位置する円形の開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27aおよび切り欠き部28aと、右端部中央に位置する円形の開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27bおよび切り欠き部28bと、下端部中央に位置する円形の開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27cおよび切り欠き部28cと、左端部中央に位置する円形の開口部41は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27dおよび切り欠き部28dと、それぞれ、連通し、さらに、図10に示されるように、モジュール押さえ板40に形成されたその他の円形の開口部41は、それぞれ、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27dまたは28dと連通する。
【0163】
したがって、本実施態様によれば、モジュール押さえ板40に形成された中央部に位置する9つの開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部29に流入し、他方、図8および図10において、上端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27aおよび切り欠き部28aに流入し、また、右端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27bおよび切り欠き部28bに流入し、さらに、図8および図10において、下端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27cおよび切り欠き部28cに流入し、左端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27dおよび切り欠き部28dに流入し、また、モジュール押さえ板40に形成されたその他の円形の開口部41に供給されたエアは、それぞれ、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27dまたは28dに流入する。
【0164】
他方、本実施態様においては、酸素電極板21の正方形の開口部22および三角形の開口部23を形成している格子24の交点35が、エア流路形成板26に形成された正方形の各開口部29の中心に一致し、かつ、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36が、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22の中心に一致するように、酸素電極板21と、エア流路形成板26とが重ね合わされ、その結果、図5において、上下左右端部に位置する開口部29を除いて、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22の各々は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部29と連通し、上端部に位置する開口部29は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27aおよび切り欠き部28aと連通し、また、右端部に位置する開口部29は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27bおよび切り欠き部28bと連通し、下端部に位置する開口部29は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27cおよび切り欠き部28cと連通する。さらに、左端部に位置する開口部29は、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27dおよび切り欠き部28dと連通し、酸素電極板21に形成された三角形の開口部23は、エアガス流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27dまたは28dと連通し、また、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29のうち、中央部に位置する4つの開口部29は、酸素電極板21に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部22と連通し、図6において、四隅に位置する4つの正方形の開口部29は、それぞれ、酸素電極板21に形成された1つの正方形の開口部22および2つの三角形の開口部23と連通し、エア流路形成板26に形成されたその他の正方形の開口部29は、いずれも、酸素電極板21に形成された互いに隣接する3つの正方形の開口部22および2つの三角形の開口部23と連通する。他方、エア流路形成板26に形成された切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dは、いずれも、酸素電極板21に形成された1つの正方形の開口部22および1つの三角形の開口部23と連通する。
【0165】
その結果として、モジュール押さえ板40に形成された中央部に位置する9つの開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部29に流入し、他方、図8および図10において、上端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27aおよび切り欠き部28aに流入し、右端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27bおよび切り欠き部28bに流入する。また、図8および図10において、下端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27cおよび切り欠き部28cに流入し、左端部中央に位置する円形の開口部41に供給されたエアは、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29、切り欠き部27dおよび切り欠き部28dに流入する。さらに、モジュール押さえ板40に形成されたその他の円形の開口部41に供給されたエアは、それぞれ、エア流路形成板26に形成された互いに隣接する2つの正方形の開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27dまたは28dに流入する。さらに、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29内に流入したエアのうち、中央部に位置する4つの開口部29内に流入したエアは、酸素電極板21に形成された互いに隣接する4つの正方形の開口部22内に流入し、図6において、四隅に位置する4つの正方形の開口部29内に流入したエアは、それぞれ、酸素電極板21に形成された1つの正方形の開口部22および2つの三角形の開口部23内に流入する。他方、エア流路形成板26に形成されたその他の正方形の開口部29内に流入したエアは、いずれも、酸素電極板21に形成された互いに隣接する3つの正方形の開口部22および2つの三角形の開口部23に流入する。さらに、エア流路形成板26に形成された切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28d内に流入したエアは、いずれも、酸素電極板21に形成された1つの正方形の開口部22および1つの三角形の開口部23内に流入する。
【0166】
したがって、本実施態様によれば、以上のようにして、エアが、モジュール押さえ板40に形成された開口部41を介して、エア流路形成板26に形成された開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28d内に供給され、さらに、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22および三角形の開口部23に供給されるから、酸素を、効率よく、酸素電極板26に接触させることが可能になり、燃料電池の電気発生効率を大幅に向上させることができる。
【0167】
また、本実施態様によれば、13の正方形の開口部22および8つの三角形の開口部23が、格子24によって、規則的に形成された酸素電極板26と、酸素電極板26に形成された開口部22と同じサイズを有する16の正方形の開口部29および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dが形成されたエア流路形成板26と、21の円形の開口部41が規則的に形成されたモジュール押さえ板40とを、この順に、積層するだけでよいから、加工が容易であり、簡易な構造で、酸素電極板26と効率よく、酸素が接触するように、エアを供給することができ、電気発生効率を向上させることのできる燃料電池を得ることが可能になる。
【0168】
さらに、本実施態様においては、図3に示されるように、水素電極板1の正方形の開口部2および三角形の開口部3を形成している格子4の交点15が、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の中心に一致し、かつ、水素ガス流路形成板6の正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13を形成している格子10の交点16が、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の中心に一致するように、水素電極板1と、水素ガス流路形成板6とが重ねられて、密着されている。
【0169】
また、本実施態様においては、図7に示されるように、酸素電極板21の正方形の開口部22および三角形の開口部23を形成している格子24の交点35が、エア流路形成板26に形成された正方形の各開口部29の中心に一致し、かつ、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36が、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22の中心に一致するように、酸素電極板21上に、エア流路形成板26が重ねられて、密着されるとともに、図10に示されるように、モジュール押さえ板40は、モジュール押さえ板40に形成された円形の各開口部41の中心が、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36と一致し、かつ、モジュール押さえ板40の円形の開口部41を形成する格子42の交点43が、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29の中心と一致するように、エア流路形成板26上に密着されている。
【0170】
したがって、本実施態様によれば、モジュール押さえ板40に加わった力は、分散して、エア流路形成板26に伝達され、さらに、エア流路形成板26から、分散して、酸素電極板21に伝達される。酸素電極板21に伝達された力は、シール46を介して、水素電極板1に伝達されるが、水素ガス流路形成板6には、再び、分散して、伝達される。そのため、モジュール押さえ板40に加わった力が、分散されて、燃料電池全体に、均一な力が加わることが保証されるから、プロトン伝導体膜45が、水素電極板1および酸素電極板21と均一に接触し、したがって、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0171】
図12は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる燃料電池の略断面図であって、燃料電池を構成する各部材に形成された開口部の間の連通関係を示すものである。
【0172】
図12に示されるように、本実施態様にかかる燃料電池は、前記実施態様にかかる燃料電池と同様に、下から、水素ガス流路形成板6と、水素電極板1と、プロトン伝導体膜45と、酸素電極板21と、エア流路形成板26と、モジュール押さえ板40とを、この順に備えた第一の単位燃料電池51と、上から、水素ガス流路形成板6と、水素電極板60と、プロトン伝導体膜61と、酸素電極板62と、エア流路形成板63と、モジュール押さえ板64とを、この順に備えた第二の単位燃料電池52とが積層されて、構成されており、第一の単位燃料電池51と第二の単位燃料電池52は、共通の水素ガス流路形成板6を有している。図12において、65はシール部材である。
【0173】
ここに、本実施態様において、水素電極板60、プロトン伝導体膜61、酸素電極板62、エア流路形成板63およびモジュール押さえ板64は、それぞれ、前記実施態様にかかる燃料電池における水素電極板1、プロトン伝導体膜45、酸素電極板21、エア流路形成板26およびモジュール押さえ板40と全く同様の構成を有しており、水素電極板51と水素ガス流路形成板6との相対的位置関係、酸素電極板53とエア流路形成板54との相対的位置関係およびエア流路形成板54とモジュール押さえ板55との相対的位置関係が、前記実施態様にかかる燃料電池における水素電極板1と水素ガス流路形成板6との相対的位置関係、酸素電極板21とエア流路形成板26との相対的位置関係およびエア流路形成板26とモジュール押さえ板40との相対的位置関係と全く同様になるように、水素電極板60、プロトン伝導体膜61、酸素電極板62、エア流路形成板63およびモジュール押さえ板64が積層されている。
【0174】
本実施態様においては、酸素電極板21、62および水素電極板1、60に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F、G、Hを、選択的に切断し、あるいは、選択的に残すことによって、第一の単位燃料電池51と、第二の単位燃料電池52とを、任意の接続態様で、接続して、燃料電池を構成することができる。
【0175】
酸素電極板21、62および水素電極板1、60に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F、G、Hを、表1に示されるように、選択的に切断し、あるいは、選択的に残す場合には、第一の単位燃料電池51と、第二の単位燃料電池52とが直列に接続される。
【0176】
【表1】
表1において、「0」は、その電極間接続用のピンが切断されずに残されていることを意味している。
【0177】
すなわち、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21においては、電極間接続用のピンEのみが残され、電極間接続用のピンA、B、C、D、F、G、Hが切断される一方で、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60においては、電極間接続用のピンC、D、Eが残され、電極間接続用のピンA、B、F、G、Hが切断され、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21に形成された電極間接続用のピンEが下方に折り曲げられ、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60に形成された電極間接続用のピンEが上方に折り曲げられて、互いに接続されている。
【0178】
その結果、第一の単位燃料電池51と、第二の単位燃料電池52とが直列に接続される。
【0179】
また、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1においては、電極間接続用のピンA、C、Dが残されて、電極間接続用のピンB、E、F、G、Hが切断され、一方、第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62においては、電極間接続用のピンBのみが残され、電極間接続用のピンA、C、D、E、F、G、Hが切断されており、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1に形成された電極間接続用のピンAおよび第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62に形成された電極間接続用のピンBが、それぞれ、出力と接続されている。
【0180】
これに対して、酸素電極板21、62および水素電極板1、60に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F、G、Hを、表2に示されるように、選択的に切断し、あるいは、選択的に残す場合には、第一の単位燃料電池51と、第二の単位燃料電池52とが並列に接続される。
【0181】
【表2】
すなわち、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21においては、電極間接続用のピンFのみが残され、電極間接続用のピンA、B、C、D、E、G、Hが切断される一方で、第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62においては、電極間接続用のピンB、Fが残され、電極間接続用のピンA、C、D、E、G、Hが切断され、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21に形成された電極間接続用のピンFが下方に折り曲げられ、第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62に形成された電極間接続用のピンFが上方に折り曲げられて、互いに接続されている。
【0182】
また、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1においては、電極間接続用のピンA、C、D、Eが残されて、電極間接続用のピンB、F、G、Hが切断され、一方、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60においては、電極間接続用のピンC、D、Eが残され、電極間接続用のピンA、B、F、G、Hが切断されており、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1に形成された電極間接続用のピンEが下方に折り曲げられ、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60に形成された電極間接続用のピンEが上方に折り曲げられて、互いに接続されている。
【0183】
その結果、第一の単位燃料電池51と、第二の単位燃料電池52とが並列に接続される。
【0184】
第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1に形成された電極間接続用のピンAおよび第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62に形成された電極間接続用のピンBが、それぞれ、出力に接続されている。
【0185】
以上のように構成された本実施態様にかかる燃料電池にあっては、水素電極板1、水素ガス流路形成板6および水素電極板60によって、水素ガス流路が画定され、水素ガスは、水素ガス供給部17から、水素電極板1、水素ガス流路形成板6および水素電極板60により画定された水素ガス流路内に供給され、図12において、矢印Zで示されるように、水素電極板1および水素電極板60と接触を繰り返しつつ、二次元的に広がりながら、水素ガス流路内を流れ、水素ガス排出部19から、燃料電池外に排出される。
【0186】
また、モジュール押さえ板64を通じて、供給されるエアは、モジュール押さえ板40を通じて、供給されるエアと全く同様にして、エア流路形成板63を介して、二次元的に広がりながら、酸素電極板62に供給される。
【0187】
本実施態様によれば、酸素電極板21、62および水素電極板1、60に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F、G、Hを、選択的に切断し、あるいは、選択的に残すことのみによって、接続のための導線を要することなく、第一の単位燃料電池51と、第二の単位燃料電池52とを、任意の接続態様で、接続して、燃料電池を構成することが可能になる。
【0188】
さらに、本実施態様においては、図3に示されるように、水素電極板1の正方形の開口部2および三角形の開口部3を形成している格子4の交点15が、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の中心に一致し、かつ、水素ガス流路形成板6の正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13を形成している格子10の交点16が、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の中心に一致するように、水素電極板1と、水素ガス流路形成板6とが重ねられて、密着されている。
【0189】
また、本実施態様においては、図7に示されるように、酸素電極板21の正方形の開口部22および三角形の開口部23を形成している格子24の交点35が、エア流路形成板26に形成された正方形の各開口部29の中心に一致し、かつ、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36が、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22の中心に一致するように、酸素電極板21上に、エア流路形成板26が重ねられて、密着されるとともに、図10に示されるように、モジュール押さえ板40は、モジュール押さえ板40に形成された円形の各開口部41の中心が、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36と一致し、かつ、モジュール押さえ板40の円形の開口部41を形成する格子42の交点43が、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29の中心と一致するように、エア流路形成板26上に密着されている。
【0190】
さらに、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60と、水素ガス流路形成板6は、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1と、水素ガス流路形成板6と全く同様な相対的位置関係をもって、重ね合わされて、密着され、第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62と、エア流路形成板63は、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21と、エア流路形成板26と全く同様な相対的位置関係をもって、重ね合わされて、密着されている。
【0191】
したがって、本実施態様によれば、第一の単位燃料電池51を構成するモジュール押さえ板40に加わった力は、分散して、エア流路形成板26に伝達され、さらに、エア流路形成板26から、分散して、酸素電極板21に伝達される。酸素電極板21に伝達された力は、シール46を介して、水素電極板1に伝達されるが、水素ガス流路形成板6には、再び、分散して、伝達される。一方、第二の単位燃料電池52を構成するモジュール押さえ板64に加わった力は、分散して、エア流路形成板63に伝達され、さらに、エア流路形成板63から、分散して、酸素電極板62に伝達される。酸素電極板62に伝達された力は、シール65を介して、水素電極板60に伝達されるが、水素ガス流路形成板6には、再び、分散して、伝達される。そのため、モジュール押さえ板40およびモジュール押さえ板64に加わった力が、分散されて、燃料電池全体に、均一な力が加わることが保証されるから、プロトン伝導体膜45が、水素電極板1および酸素電極板21と均一に接触するとともに、プロトン伝導体膜61が、水素電極板60および酸素電極板62と均一に接触し、したがって、電気発生効率を向上させることが可能になる。
【0192】
図13は、本発明のさらに別の好ましい実施態様にかかる燃料電池の略側面図であり、図14は、その略平面図である。
【0193】
図13に示されるように、本実施態様にかかる燃料電池は、下から、水素流路形成部材6と、水素電極板1と、プロトン伝導体膜45と、酸素電極板21と、エア流路形成部材(図示せず)と、モジュール押さえ板(図示せず)とを、この順に備えた第一の単位燃料電池51と、上から、水素ガス流路形成板6と、水素電極板60と、プロトン伝導体膜61と、酸素電極板62と、エア流路形成板(図示せず)と、モジュール押さえ板(図示せず)とを、この順に備えた第二の単位燃料電池52と、第一の単位燃料電池51と同様に、下から、水素流路形成部材76と、水素電極板70と、プロトン伝導体膜71と、酸素電極板72と、エア流路形成部材(図示せず)と、モジュール押さえ板(図示せず)とを、この順に備えた第三の単位燃料電池53と、第二の単位燃料電池52と同様に、上から、水素流路形成部材76と、水素電極板80と、プロトン伝導体膜81と、酸素電極板82と、エア流路形成板(図示せず)と、モジュール押さえ板(図示せず)とを、この順に備えた第四の単位燃料電池54とを備えている。
【0194】
図14に示されるように、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72は、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21に対して、隣接部を通る直線に対して、酸素電極板21と線対称に、その電極間接続用のピンE、F,G、Hが、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21その電極間接続用のピンE、F,G、Hと対向するように、表裏が逆にされて、設けられている。
【0195】
図示されていないが、第三の単位燃料電池53を構成する水素電極板70と、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1との関係も同様であり、また、第四の単位燃料電池54を構成する水素電極板80および酸素電極板82と、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60および酸素電極板62との関係も全く同様である。
【0196】
本実施態様においては、単位燃料電池51、52、53、54の各々を構成する酸素電極板21、62、72、82および水素電極板1、60、70、80に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F,G、Hを選択的に切断し、あるいは、選択的に残すことによって、4つの単位燃料電池51、52、53、54を、任意の接続態様で、内部的に接続することができるように構成されている。
【0197】
各単位燃料電池51、52、53、54を構成する酸素電極板および水素電極板に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F,G、Hを、表3に示されるように、選択的に切断する場合には、燃料電池を構成する4つの単位燃料電池51、52、53、54の2つが直列に接続され、2つが並列に接続される。
【0198】
【表3】
すなわち、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21においては、電極間接続用のピンE、Fのみが残され、他のピンA、B、C、D、G、Hが切断されている一方で、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72においては、電極間接続用のピンEのみが残され、他のピンA、B、C、D、F,G、Hが切断されており、また、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1においては、電極間接続用のピンA、C、D、Fが残され、他のピンB、E、G、Hが切断されている一方で、第三の単位燃料電池53を構成する水素電極板70においては、電極間接続用のピンC、D、Fが残され、他のピンA、B、E、G、Hが切断されている。ここに、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21および水素電極板1と、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72および水素電極板70とは、対向する電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F、G、Hのうち、切断されずに、残されたピンが、互いに当接し、電気的に接続されるように、配置されているから、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21と、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72とが、電極間接続用のピンEによって、電気的に接続され、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1と、第三の単位燃料電池53を構成する水素電極板70とが、電極間接続用のピンFによって、電気的に接続されている。
【0199】
さらに、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60においては、電極間接続用のピンC、D、F、Gが残され、他のピンA、B、E、Hが切断されている一方で、第四の単位燃料電池54を構成する水素電極板80においては、電極間接続用のピンC、D、Gが残され、他のピンA、B、E、F、Hが切断されており、また、第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62においては、電極間接続用のピンB、Hのみが残され、他のピンA、C、D、E、F、Gが切断されている一方で、第四の単位燃料電池54を構成する酸素電極板82においては、電極間接続用のピンHのみが残され、他のピンA、B、C、D、E、F、Gが切断されている。ここに、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60および酸素電極板62と、第四の単位燃料電池54を構成する水素電極板80および酸素電極板82とは、対向する電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F、G、Hのうち、切断されずに、残されたピンが、互いに当接し、電気的に接続されるように、配置されているから、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60と、第四の単位燃料電池54を構成する水素電極板80とが、電極間接続用のピンGによって、電気的に接続され、第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62と、第四の単位燃料電池54を構成する酸素電極板82とが、電極間接続用のピンHによって、電気的に接続されている。
【0200】
その結果、第一の単位燃料電池51と第三の単位燃料電池53とが並列に接続され、第二の単位燃料電池52と第四の単位燃料電池54とが並列に接続されることになる。
【0201】
また、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21に形成された電極間接続用のピンFが下方に曲げられ、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60に形成された電極間接続用のピンFが上方に曲げられて、互いに接続されており、その結果、並列に接続された第一の単位燃料電池51および第三の単位燃料電池53と、並列に接続された第二の単位燃料電池52および第四の単位燃料電池54とが、直列に接続されている。
【0202】
第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1に形成された電極間接続用のピンAと、第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62に形成された電極間接続用のピンBが、それぞれ、出力と接続されている。
【0203】
表4には、4つの単位燃料電池51、52、53、54をすべて直列に接続して、燃料電池を構成する場合における各単位燃料電池51、52、53、54を構成する酸素電極板および水素電極板に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F,G、Hの選択的切断方法が示されている。
【0204】
【表4】
すなわち、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21においては、電極間接続用のピンEのみが残され、他のピンA、B、C、D、F、G、Hが切断されている一方で、第三の単位燃料電池53を構成する水素電極板70においては、電極間接続用のピンC、D、Eが残され、他のピンA、B、F、G、Hが切断されており、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21に形成された電極間接続用のピンEは下方に折り曲げられ、第三の単位燃料電池53を構成する水素電極板70にに形成された電極間接続用のピンEは上方に折り曲げられて、互いに接続されている。したがって、第一の単位燃料電池51と、第三の単位燃料電池53が直列に接続されている。
【0205】
また、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60においては、電極間接続用のピンC、D、Gが残され、他のピンA、B、E、F、Hが切断されている一方で、第四の単位燃料電池54を構成する酸素電極板82においては、電極間接続用のピンGのみが残され、他のピンA、B、C、D、E、F、Hが切断されており、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60に形成された電極間接続用のピンGは下方に折り曲げられ、第四の単位燃料電池54を構成する酸素電極板82にに形成された電極間接続用のピンGは上方に折り曲げられて、互いに接続されている。したがって、第二の単位燃料電池52と、第四の単位燃料電池54が直列に接続されている。
【0206】
さらに、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72においては、電極間接続用のピンFのみが残され、他のピンA、B、C、D、E,G、Hが切断されている一方で、第四の単位燃料電池54を構成する水素電極板80においては、電極間接続用のピンC、D、Fが残され、他のピンA、B、E、G、Hが切断されており、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72に形成された電極間接続用のピンFが下方に折り曲げられ、第四の単位燃料電池54を構成する水素電極板80に形成された電極間接続用のピンFが上方に折り曲げられて、互いに接続されている。したがって、第三の単位燃料電池53と、第四の単位燃料電池54が直列に接続され、その結果、4つの単位燃料電池51、52、53、54がすべて直列に接続される。
【0207】
また、表5には、4つの単位燃料電池51、52、53、54をすべて並列に接続して、燃料電池を構成する場合における各単位燃料電池51、52、53、54を構成する酸素電極板および水素電極板に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F,G、Hの選択的切断方法が示されている。
【0208】
【表5】
すなわち、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21においては、電極間接続用のピンE、Gのみが残され、他のピンA、B、C、D、F、Hが切断されている一方で、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72においては、電極間接続用のピンE、Gのみが残され、他のピンA、B、C、D、F,Hが切断されており、また、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1においては、電極間接続用のピンA、C、D、F、Hが残され、他のピンB、E、Gが切断されている一方で、第三の単位燃料電池53を構成する水素電極板70においては、電極間接続用のピンC、D、F、Hが残され、他のピンA、B、E、Gが切断されている。ここに、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21および水素電極板1と、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72および水素電極板70とは、対向する電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F、G、Hのうち、切断されずに、残されたピンが、互いに当接し、電気的に接続されるように、配置されているから、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21と、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72とが、電極間接続用のピンEによって、電気的に接続され、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1と、第三の単位燃料電池53を構成する水素電極板70とが、電極間接続用のピンHによって、電気的に接続されている。
【0209】
さらに、第二の単位燃料電池52を構成する水素電極板60においては、電極間接続用のピンC、D、Fが残され、他のピンA、B、E、G、Hが切断されている一方で、電極間接続用のピンFが上方に折り曲げられ、第一の単位燃料電池51を構成する水素電極板1に形成された電極間接続用のピンFが下方に折り曲げられて、互いに接続され、また、第二の単位燃料電池52を構成する酸素電極板62においては、電極間接続用のピンB、Gのみが残され、他のピンA、C、D、E、F、Hが切断されている一方で、電極間接続用のピンGが上方に折り曲げられ、第一の単位燃料電池51を構成する酸素電極板21に形成された電極間接続用のピンGが下方に折り曲げられて、互いに接続されている。したがって、第一の単位燃料電池51と、第二の単位燃料電池52とが、電極間接続用のピンFおよびGによって、並列に接続される。
【0210】
また、第四の単位燃料電池54を構成する水素電極板80においては、電極間接続用のピンC、D、Fが残され、他のピンA、B、E、G、Hが切断されている一方で、電極間接続用のピンFが上方に折り曲げられ、第三の単位燃料電池53を構成する水素電極板70に形成された電極間接続用のピンFが下方に折り曲げられて、互いに接続され、さらに、第四の単位燃料電池54を構成する酸素電極板82においては、電極間接続用のピンGのみが残され、他のピンA、B、C、D、E、F、Hが切断されている一方で、電極間接続用のピンGが上方に折り曲げられ、第三の単位燃料電池53を構成する酸素電極板72に形成された電極間接続用のピンGが下方に折り曲げられて、互いに接続されている。その結果、第三の単位燃料電池53と、第四の単位燃料電池54が、電極間接続用のピンFおよびGによって、並列に接続される。
【0211】
したがって、4つの単位燃料電池51、52、53、54がすべて並列に接続されて、燃料電池が構成されている。
【0212】
本実施態様によれば、各単位燃料電池51、52、53、54を構成する酸素電極板および水素電極板に形成された電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F,G、Hを、選択的に切断し、選択的に残すようにするだけで、接続のための導線を要することなく、4つの単位燃料電池51、52、53、54を、任意の態様で接続して、燃料電池を構成することが可能になる。
【0213】
本発明は、以上の実施態様および実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【0214】
たとえば、前記実施態様においては、水素電極板1の正方形の開口部2および三角形の開口部3を形成している格子4の交点15が、水素ガス流路形成板6に形成された正方形の開口部9の中心に一致し、かつ、水素ガス流路形成板6の正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13を形成している格子10の交点16が、水素電極板1に形成された正方形の開口部2の中心に一致するように、水素電極板1と、水素ガス流路形成板6とが重ねられて、密着されているが、このようにして、水素電極板1と、水素ガス流路形成板6とを密着させることは必ずしも必要でなく、水素電極板1に形成された複数の開口部の各々が、水素ガス流路形成板6に形成された複数の開口部の2以上と連通し、かつ、水素ガス流路形成板6に形成された複数の開口部の各々が、水素電極板1に形成された複数の開口部の2以上と連通するように、水素電極板1と、水素ガス流路形成板6とを密着させればよい。
【0215】
また、前記実施態様においては、水素電極板1には、13の正方形の開口部2と8つの三角形の開口部3が形成されているが、正方形の開口部2および三角形の開口部3の数は任意に決定することができ、また、開口部の形状も、正方形および三角形に限定されるものではなく、長方形などの他の多角形の形状を有する開口部や円形状の開口部を形成することもできる。
【0216】
さらに、前記実施態様においては、水素ガス流路形成板6には、水素電極板1に形成された正方形の開口部2と同じサイズの12の正方形の開口部9、サイズの小さい4つの正方形の開口部12および8つの長方形の開口部13が形成されているが、水素ガス流路形成板6に、水素電極板1に形成された正方形の開口部2と同じサイズの正方形の開口部9を形成することは必ずしも必要ではなく、正方形の開口部9、サイズの小さい正方形の開口部12および長方形の開口部13の数も任意に決定することができるし、また、開口部の形状も、正方形および長方形に限定されるものではなく、三角形などの他の多角形の形状を有する開口部や円形状の開口部を形成することもできる。
【0217】
また、前記実施態様においては、酸素電極板21の正方形の開口部22および三角形の開口部23を形成している格子24の交点35が、エア流路形成板26に形成された正方形の各開口部29の中心に一致し、かつ、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36が、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22の中心に一致するように、酸素電極板21と、エア流路形成板26とが重ねられて、密着されているが、このように、酸素電極板21と、エア流路形成板26と密着させることは必ずしも必要でなく、酸素電極板21に形成された複数の正方形の開口部22および三角形の開口部23の各々が、エア流路形成板26に形成された複数の正方形の開口部29の2以上と連通し、かつ、エア流路形成板26に形成された複数の正方形の開口部29の各々が、酸素電極板21に形成された複数の正方形の開口部22および三角形の開口部23の2以上と連通するように、酸素電極板21と、エア流路形成板26と密着させればよい。
【0218】
さらに、前記実施態様においては、酸素電極板21は、水素電極板1と同一に形成され、酸素電極板21には、13の正方形の開口部22と8つの三角形の開口部23が形成されているが、正方形の開口部22および三角形の開口部23の数は任意に決定することができ、また、開口部の形状も、正方形および三角形に限定されるものではなく、長方形などの他の多角形の形状を有する開口部や円形状の開口部を形成することもできるし、さらに、酸素電極板21を水素電極板1と同一に形成することは必ずしも必要でない。
【0219】
また、前記実施態様においては、エア流路形成板26には、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22と同じサイズの16の正方形の開口部29と、切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dが形成されているが、エア流路形成板26に、酸素電極板21に形成された正方形の開口部22と同じサイズの16の正方形の開口部29を形成することは必ずしも必要がなく、また、エア流路形成板26に形成される正方形の開口部29の数および切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dの数は任意に決定することができ、また、エア流路形成板26に形成される開口部の形状も、正方形に限定されるものではなく、長方形や三角形などの他の多角形状の開口部や円形の開口部を形成してもよく、図6に示されるような切り欠き部27a、28a、27b、28b、27c、28c、27d、28dを形成することも必ずしも必要でない。
【0220】
さらに、前記実施態様においては、モジュール押さえ板40は、モジュール押さえ板40に形成された円形の各開口部41の中心が、エア流路形成板26の正方形の開口部29を形成している格子30の交点36と一致し、かつ、モジュール押さえ板40の円形の開口部41を形成する格子42の交点43が、エア流路形成板26に形成された正方形の開口部29の中心と一致するように、エア流路形成板26上に密着されているが、このように、モジュール押さえ板40と、エア流路形成板26とを密着することは必ずしも必要でなく、モジュール押さえ板40に形成された複数の円形の開口部41の各々が、エア流路形成板26に形成された複数の正方形の開口部29の2以上と連通し、かつ、エア流路形成板26に形成された複数の正方形の開口部29の各々が、モジュール押さえ板40に形成された複数の円形の開口部41の2以上と連通するように、モジュール押さえ板40と、エア流路形成板26とを密着させればよい。
【0221】
また、前記実施態様においては、モジュール押さえ板40には、21の円形の開口部41が形成されているが、モジュール押さえ板40に形成される円形の開口部41の数は任意に決定することができ、また、モジュール押さえ板40に形成される開口部の形状は、円形に限定されるものではなく、モジュール押さえ板40に、正方形、長方形、三角形などの多角形状の開口部を形成するようにしてもよい。
【0222】
さらに、前記実施態様においては、水素電極板1は、ステンレススチールによって形成されているが、水素電極板1をステンレススチールによって形成することは必ずしも必要でなく、ステンレススチールに代えて、ハステロイ、ニッケル、モリブデン、銅、アルミニウム、鉄、銀、金、白金、タンタル、チタンあるいはこれらの2以上の合金によって、水素電極板1を形成することもできる。
【0223】
また、前記実施態様においては、水素ガス流路形成板6は、ポリカーボネートによって形成されているが、水素ガス流路形成板6をポリカーボネートによって形成することは必ずしも必要でなく、ポリカーボネートに代えて、アクリル樹脂、セラミック、カーボン、ハステロイ、ステンレススチール、ニッケル、モリブデン、銅、アルミニウム、鉄、銀、金、白金、タンタルあるいはチタンによって、水素ガス流路形成板6を形成することもできる。
【0224】
さらに、前記実施態様においては、酸素電極板21は、ステンレススチールによって形成されているが、酸素電極板21をステンレススチールによって形成することは必ずしも必要でなく、ステンレススチールに代えて、ハステロイ、ニッケル、モリブデン、銅、アルミニウム、鉄、銀、金、白金、タンタル、チタンあるいはこれらの2以上の合金によって、酸素電極板21を形成するようにしてもよい。
【0225】
また、前記実施態様においては、エア流路形成板26は、ポリカーボネートによって形成されているが、エア流路形成板26ポリカーボネートによって形成することは必ずしも必要でなく、ポリカーボネートに代えて、アクリル樹脂、セラミック、カーボン、ハステロイ、ステンレススチール、ニッケル、モリブデン、銅、アルミニウム、鉄、銀、金、白金、タンタルあるいはチタンによって、エア流路形成板26を形成することもできる。
【0226】
さらに、前記実施態様においては、水素電極板1、60、70、80および酸素電極板21、62、72、82は、その四辺に、8つの矩形状の電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F,G、Hを形成しているが、電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F,G、Hの数、形状、形成する位置は、任意に選択し、決定することができ、水素電極板1、60、70、80および酸素電極板21、62、72、82の四辺に、8つの矩形状の電極間接続用のピンA、B、C、D、E、F,G、Hを形成することは必ずしも必要でない。
【0227】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易な構造で、水素電極と効率よく、接触するように、水素ガスを供給することができ、電気発生効率を向上させることのできる燃料電池を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成する水素電極板の略平面図である。
【図2】図2は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成する水素ガス流路形成板5の略平面図である。
【図3】図3は、水素電極板上に、水素ガス流路形成板を重ねて、得られた積層体の平面図である。
【図4】図4は、図3のI−I線に沿った略断面図である。
【図5】図5は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成する酸素電極板の略平面図である。
【図6】図6は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成するエア流路形成板の略平面図である。
【図7】図7は、酸素電極板上に、エア流路形成板を重ねて、得られた積層体の略底面図である。
【図8】図8は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池を構成するモジュール押さえ板の略平面図である。
【図9】図9は、モジュール押さえ板を、エア流路形成板上に密着させて、得た積層体の略平面図である。
【図10】図10は、図9のII−II線に沿った略断面図である。
【図11】図11は、本発明の好ましい実施態様にかかる燃料電池の水素ガス流路形成板に形成された開口部と水素電極板に形成された開口部との連通関係ならびに酸素電極板に形成された開口部、エア流路形成板に形成された開口部およびモジュール押さえ板に形成された開口部の連通関係を示す略断面図である。
【図12】図12は、本発明の別の好ましい実施態様にかかる燃料電池の略断面図であって、燃料電池を構成する各部材に形成された開口部の間の連通関係を示すものである。
【図13】図13は、本発明のさらに別の好ましい実施態様にかかる燃料電池の略側面図である。
【図14】図14は、本発明のさらに別の好ましい実施態様にかかる燃料電池の略平面図である。
【符号の説明】
1 水素電極板
2 正方形の開口部
3 三角形の開口部
4 水素電極板の格子
A、B、C、D、E、F,G、H 電極間接続用のピン
6 水素ガス流路形成板
7 第一の切り欠き部
8 第二の切り欠き部
9 正方形の開口部
10 水素ガス流路形成板の格子
11 水素ガス流路形成板の格子の交点
12 サイズの小さい正方形の開口部
13 長方形の開口部
14 開口部
15 水素電極板の格子の交点
16 水素ガス流路形成板の格子の交点
17 水素ガス供給部
18 液晶ディスプレイのバックライトの裏側部分
19 水素ガス排出部
21 酸素電極板
22 正方形の開口部
23 三角形の開口部
24 酸素電極板の格子
26 エア流路形成板
27a、27b、27c、27d 切り欠き部
28a、28b、28c、28d 切り欠き部
29 正方形の開口部
30 エア流路形成板の格子
31 エア流路形成板の格子の交点
35 酸素電極板の格子の交点
36 エア流路形成板の格子の交点
40 モジュール押さえ板
41 円形の開口部
41a 小径部
41b テーパー部
42 モジュール押さえ板の格子
43 モジュール押さえ板の格子の交点
45 プロトン伝導体膜
46 シール部材
51 第一の単位燃料電池
52 第二の単位燃料電池
53 第三の単位燃料電池
54 第四の単位燃料電池
60 水素電極板
61 プロトン伝導体膜
62 酸素電極板
63 エア流路形成板
64 モジュール押さえ板
65 シール部材
70 水素電極板
71 プロトン伝導体膜
72 酸素電極板
76 水素流路形成部材
80 水素電極板
81 プロトン伝導体膜
82 酸素電極板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell, and more specifically, with a simple structure, hydrogen gas can be supplied so as to efficiently contact a hydrogen electrode, and electricity generation efficiency can be improved. The present invention relates to a fuel cell.
[0002]
[Prior art]
Since the industrial revolution, fossil fuels such as gasoline and light oil have been widely used as energy sources for electric power production as well as energy sources for automobiles. By using this fossil fuel, mankind has been able to enjoy benefits such as dramatic improvement in living standards and industrial development, but on the other hand, the earth is under serious threat of environmental destruction, The danger of fuel depletion has arisen, and there is a situation that raises questions about its long-term stable supply.
[0003]
Therefore, hydrogen is contained in water and is present inexhaustiblely on the earth, and the amount of chemical energy contained per substance amount is large, and when used as an energy source, harmful substances and global warming gases are used. In recent years, it has attracted a great deal of attention as a clean and inexhaustible energy source to replace fossil fuels.
[0004]
In particular, research and development of fuel cells that can extract electric energy from hydrogen energy has been actively conducted in recent years, and it has been applied to large-scale power generation, on-site private power generation, and further as a power source for automobiles. Expected.
[0005]
A fuel cell that extracts electrical energy from hydrogen energy has a hydrogen electrode to which hydrogen gas is supplied and an oxygen electrode to which oxygen is supplied. The hydrogen gas supplied to the hydrogen electrode is dissociated into protons (protons) and electrons by the action of the catalyst, and the electrons are absorbed at the hydrogen electrode, while the protons are carried to the oxygen electrode. In the hydrogen electrode, the absorbed electrons are carried to the oxygen electrode via a load. On the other hand, oxygen supplied to the oxygen electrode is combined with protons and electrons carried from the hydrogen electrode by the action of the catalyst to generate water. In this way, the fuel cell is configured so that an electromotive force is generated between the hydrogen electrode and the oxygen electrode, and a current flows through the load.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such a fuel cell, air is sufficiently supplied to the oxygen electrode, and guiding the air so that oxygen is in efficient contact with the oxygen electrode is an important factor in improving the efficiency of electricity generation. Therefore, research has been made from various angles on the shape of the air flow path for supplying air to the oxygen electrode, but the shape of the flow path forming member is complicated and difficult to process, or There were problems such as an obstacle to thinning.
[0007]
Therefore, the present invention provides a fuel cell that has a simple structure, can supply sufficient air so that oxygen can efficiently contact the oxygen electrode, and can improve electricity generation efficiency. It is the purpose.
[0008]
This object of the present invention is toProton conductor membrane and one surface of the proton conductor membrane
As well asAn oxygen electrode plate having a plurality of openings formed by a lattice;Said
Provided in contact with the surface of the oxygen electrode plate opposite to the proton conductor membrane,By lattice
And an air flow path forming plate having a plurality of openings formed therein, and formed on the oxygen electrode plate.
Further, each of the plurality of openings is 2 of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate.
Each of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate communicates with the above,
The oxygen electrode plate and the front are connected to communicate with two or more of the plurality of openings formed in the electrode plate.
This is achieved by the fuel cell in which the air flow path forming plate is in close contact with the air flow path formed between them.
Made.
[0009]
According to the present invention, each of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and is formed in the air flow path forming plate. The oxygen electrode plate and the air flow path forming plate are in close contact so that each of the multiple openings communicates with two or more of the multiple openings formed in the oxygen electrode plate, and an air flow path is formed between them. Therefore, the air flows in the fuel cell while extending two-dimensionally along the plane of the oxygen electrode plate, so that oxygen gas can efficiently contact the oxygen electrode and generate electricity. Efficiency can be improved.
[0010]
Further, according to the present invention, each of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate simply communicates with two or more of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and the air flow path forming plate The oxygen electrode plate and the air flow path forming plate are brought into close contact with each other so that each of the plurality of openings formed in the communication with two or more of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate, Since only the air flow path is formed, oxygen gas can be efficiently brought into contact with the oxygen electrode with a simple structure, and the electricity generation efficiency can be improved.
[0011]
In a preferred embodiment of the present invention, at least a part of the lattice intersection of the oxygen electrode plate is located inside each of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, The oxygen electrode plate and the air flow path are arranged such that at least a part of the intersection of the lattice of the air flow path forming plate is located inside each of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate. The forming plate is in close contact with each other, and an air flow path is formed therebetween.
[0012]
According to a preferred embodiment of the present invention, at least a part of the intersection of the lattice of the oxygen electrode plate is located inside each of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate to form the air flow path. The oxygen electrode plate and the air flow path forming plate are in close contact so that at least a part of the intersection of the lattices of the plate is located inside each of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate. Since the air flow path is formed, the opening of the oxygen electrode plate in which the intersection of the lattices is located inside the plurality of openings formed in the air flow path forming plate is formed in the air flow path forming plate. The openings of the air flow path forming plate that communicate with the four openings and the intersections of the lattices are located inside the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate are the four openings formed in the oxygen electrode plate. So that the air flows along the surface of the oxygen electrode plate While spreading two-dimensionally, because flowing through the fuel cell, oxygen gas, hydrogen electrode and efficiently, can be contacted, it is possible to improve the electricity generation efficiency.
[0013]
In a further preferred embodiment of the present invention, at least a part of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate and at least a part of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate are Have the same shape.
[0014]
According to a further preferred embodiment of the present invention, the oxygen electrode plate and theA styleEasy path forming plate
And oxygen gas can be processed efficiently and more efficiently with the oxygen electrode.
It can be made to contact uniformly and it becomes possible to improve electricity generation efficiency.
[0015]
In a further preferred embodiment of the present invention, the plurality of oxygen electrodes formed on the oxygen electrode plate
Of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate.
At least some of them have the same shape and are approximately polygonalIn a round or nearly circular shapeIs formed.
[0016]
According to a further preferred embodiment of the present invention, the oxygen electrode plate and the air flow path forming plate can be easily processed, and the oxygen gas is brought into contact with the oxygen electrode efficiently and more uniformly. It is possible to improve the electricity generation efficiency.
[0025]
In a further preferred embodiment of the present invention, at least part of the intersection of the lattice of the oxygen electrode plate coincides with the center of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and the air flow path The oxygen electrode plate and the air flow path forming plate are in close contact so that at least a part of the intersection of the lattice of the forming plate coincides with the centers of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate, In the meantime, an air flow path is formed.
[0026]
According to a further preferred embodiment of the present invention, the oxygen gas can be brought into contact with the oxygen electrode efficiently and more uniformly, and the electricity generation efficiency can be improved.
[0027]
In a further preferred embodiment of the present invention, the air flow path forming plate has a thickness of 0.01 mm to 0.5 mm.
[0028]
In a further preferred embodiment of the present invention, the oxygen electrode plate has a thickness of 0.01 mm to 1 mm.
[0029]
In a more preferred embodiment of the present invention, the air flow path forming plate is polycarbonate, acrylic resin, ceramic, carbon, hastelloy, stainless steel, nickel, molybdenum, copper, aluminum, iron, silver, gold, platinum, tantalum and It is made of a material selected from the group consisting of titanium.
[0030]
In a further preferred embodiment of the present invention, the oxygen electrode plate is made of Hastelloy, stainless steel, nickel, molybdenum, copper, aluminum, iron, silver, gold, platinum, tantalum, titanium, and an alloy of two or more thereof. It is formed with the material chosen from.
[0031]
In a further preferred embodiment of the present invention, the air flow path forming plate further comprises:Said
A cutout portion communicating with two or more of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate is small in the peripheral portion.
At least oneI have.
[0032]
According to a further preferred embodiment of the present invention, since air can be taken in from a notch formed in the peripheral portion of the air flow path forming plate, a large amount of oxygen gas is supplied to the oxygen electrode, It can be made to contact, and it becomes possible to improve electricity generation efficiency.
[0033]
In a further preferred embodiment of the present invention, the fuel cell further comprises a module pressing plate having a plurality of openings formed by a lattice on the side opposite to the oxygen electrode plate of the air flow path forming plate, Each of the plurality of openings formed in the module holding plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and the plurality of openings formed in the air flow path forming plate The module pressing plate is in close contact with the air flow path forming plate so that each of the opening portions communicates with two or more of the plurality of opening portions formed in the module pressing plate.
[0034]
According to a further preferred embodiment of the present invention, each of the plurality of openings formed in the module pressing plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate to form an air flow path. Since each of the plurality of openings formed in the plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the module pressing plate, the module pressing plate is in close contact with the air flow path forming plate. From a plurality of openings formed in the module pressing plate, air can be uniformly supplied to the air flow path formed between the air flow path forming plate and the oxygen electrode plate. The oxygen electrode can be efficiently contacted, and the electricity generation efficiency can be improved.
[0035]
In a further preferred embodiment of the present invention, at least a part of the grid intersection of the module pressing plate is located inside each of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, The module holding plate and the air flow are arranged such that at least a part of the intersections of the grids of the air flow path forming plate are located inside each of the plurality of openings formed in the module holding plate. The path forming plate is in close contact.
[0036]
According to a further preferred embodiment of the present invention, at least a part of the intersections of the grids constituting the module pressing plate are respectively located inside each of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and the air The module pressing plate and the air flow path forming plate are in close contact so that at least a part of the intersection of the grid of the flow path forming plate is located inside each of the plurality of openings formed in the module pressing plate. Therefore, the opening of the module pressing plate in which the intersection of the lattices is located inside the plurality of openings formed in the air flow path forming plate communicates with the four openings formed in the air flow path forming plate. The openings of the air flow path forming plate, in which the intersections of the lattices are located inside the plurality of openings formed in the module pressing plate, communicate with the four openings formed in the module pressing plate, Therefore Since the air can be uniformly supplied from the plurality of openings formed in the module pressing plate through the air flow path formed between the air flow path forming plate and the oxygen electrode plate, The electrode can be efficiently contacted, and the electricity generation efficiency can be improved.
[0037]
In a further preferred embodiment of the present invention, the module holding plate is formed.
At least some of the plurality of openings are substantially polygonal.Or almost circular shapeFormed in
[0038]
According to a further preferred embodiment of the present invention, the module pressing plate can be easily processed, and air can be supplied to the air flow path more uniformly.
[0047]
In a further preferred embodiment of the present invention, the fuel cell further comprises:Proton transmission
On the other side of the conductor film, Hydrogen electrode plate with multiple openings and multiple openings formed
The provided hydrogen gas flow path forming plates are provided in this order.
[0048]
In the present invention, the proton conductor membrane includes a proton conductor containing, as a main component, a fullerene derivative formed by introducing a group capable of dissociating protons into carbon atoms constituting the fullerene molecule.
[0049]
In a preferred embodiment of the present invention, the group capable of dissociating the proton consists of -XH (X is any atom or atomic group having a divalent bond).
[0050]
In a further preferred embodiment of the present invention, the group capable of dissociating protons consists of —OH or —YH (Y is any atom or atomic group having a divalent bond).
[0051]
In a further preferred embodiment of the present invention, the group capable of dissociating the proton is -OH, -OSO.3H, -COOH, -SO3H, -OPO (OH)3It consists of a group selected from the group consisting of:
[0052]
In a further preferred embodiment of the present invention, the fullerene derivative comprises polyhydroxylated fullerene (fullerenol).
[0053]
In another preferred embodiment of the present invention, the proton conductor includes a fullerene derivative obtained by introducing an electron withdrawing group into a carbon atom constituting the fullerene molecule in addition to a group capable of dissociating the proton. Contains as an ingredient.
[0054]
In a further preferred embodiment of the present invention, the electron withdrawing group contains a nitro group, a carbonyl group, a carboxyl group, a nitrile group, a halogenated alkyl group or a halogen atom.
[0055]
In the present invention, the proton conductor membrane may contain a proton conductor made of perfluorosulfonic acid resin (Nafion (registered trademark) manufactured by Du Pont, USA).
[0056]
In the present invention, the fullerene molecule refers to a spherical carbon cluster molecule having 36, 60, 70, 78, 82, 84 carbon number.
[0057]
In a further preferred embodiment of the present invention, the side opposite to the hydrogen electrode plate of the plurality of openings formed in the hydrogen gas flow path forming plate is closed.
[0058]
According to a further preferred embodiment of the present invention, the fuel cell is attached to a personal computer so that the hydrogen gas flow path forming plate is in close contact with a part of the personal computer, for example, and used as a power source for the personal computer. Is possible. At this time, if a fuel cell is attached to a portion that generates heat, such as the back surface of the backlight of a liquid crystal display panel of a personal computer, water generated in the fuel cell can be effectively evaporated as an electromotive force is generated. It is possible and preferable.
[0059]
In a further preferred embodiment of the present invention, the fuel cell further comprises a second hydrogen electrode plate having a plurality of openings formed on the surface of the hydrogen gas flow path forming plate opposite to the hydrogen electrode plate, A proton conductor membrane, a second oxygen electrode plate having a plurality of openings formed by a lattice, and a second air flow path forming plate having a plurality of openings formed by the lattice, in this order, Each of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate, and the second air flow path The second oxygen electrode plate and the first opening are formed so that each of the plurality of openings formed in the forming plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate. The second air flow path forming plate is in close contact, and a second air flow path is formed between them. There.
[0060]
In a further preferred aspect of the present invention, at least a part of the intersection of the lattice of the second oxygen electrode plate is each of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate. And at least a part of the intersection of the lattices of the second air flow path forming plate is positioned inside each of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate, respectively. As described above, the second oxygen electrode plate and the air flow path forming plate are in close contact with each other, and a second air flow path is formed therebetween.
[0061]
According to a further preferred embodiment of the present invention, at least a part of the intersection of the lattice of the second oxygen electrode plate is inside each of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate. The second air flow path forming plate is positioned so that at least a part of the intersection of the grids is located inside each of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate. Since the oxygen electrode plate and the second air flow path forming plate are in close contact with each other, and the second air flow path is formed between them, the intersection of the lattice is formed on the second air flow path forming plate. The openings of the second oxygen electrode plate located inside the plurality of openings communicate with the four openings formed in the second air flow path forming plate, and the intersection of the lattices is the second oxygen electrode. The opening of the second air flow path forming plate located inside the plurality of openings formed in the plate is the second oxygen electrode Therefore, air flows in the fuel cell while spreading in a two-dimensional manner along the surface of the second oxygen electrode plate. The electrode can be efficiently contacted, and the electricity generation efficiency can be improved.
[0062]
In a further preferred embodiment of the present invention, at least a part of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate and the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate. At least a part of each has the same shape.
[0063]
According to a further preferred embodiment of the present invention, the second oxygen electrode plate and the second air flow path forming plate can be easily processed, and oxygen gas can be efficiently used with the oxygen electrode, and It is possible to make contact more uniformly, and it is possible to improve electricity generation efficiency.
[0074]
In a further preferred embodiment of the present invention, at least a part of the intersection of the lattice of the second oxygen electrode plate coincides with the center of the plurality of openings formed in the second flow path forming plate. , The second oxygen flow passage plate so that at least a part of the lattice intersection coincides with the center of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate. The electrode plate and the second air flow path forming plate are in close contact with each other, and a second air flow path is formed therebetween.
[0075]
According to a further preferred embodiment of the present invention, oxygen gas can be brought into contact with the second oxygen electrode efficiently and more uniformly, and the electricity generation efficiency can be improved.
[0082]
In a more preferred embodiment of the present invention, the fuel cell further includes a second module in which a plurality of openings are formed by a lattice on the opposite side of the second air flow path forming plate from the oxygen electrode plate. Each of the plurality of openings formed in the second module pressure plate is in communication with two or more of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate. Each of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the second module pressing plate. The module pressing plate is in close contact with the second air flow path forming plate.
[0083]
According to a further preferred embodiment of the present invention, each of the plurality of openings formed in the second module pressing plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate. And the second module presser so that each of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the second module presser plate. Since the plate is in close contact with the second air flow path forming plate, air is supplied from the plurality of openings formed in the second module pressing plate, and the second air flow path forming plate and the second oxygen It is possible to uniformly supply the air flow path formed between the electrode plate and the oxygen gas to efficiently contact the second oxygen electrode, thereby improving the electricity generation efficiency. It becomes possible.
[0096]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0097]
FIG. 1 is a schematic plan view of a hydrogen electrode plate constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
[0098]
As shown in FIG. 1, the
[0099]
As shown in FIG. 1, 13
[0100]
In FIG. 1, A, B, C, D, E, F, G, and H are pins for interelectrode connection, and all are formed in a rectangular shape.
[0101]
FIG. 2 is a schematic plan view of a hydrogen gas flow path forming plate constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
[0102]
As shown in FIG. 2, the hydrogen gas flow
[0103]
As shown in FIG. 2, a
[0104]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0105]
As shown in FIG. 2, the hydrogen gas flow
[0106]
FIG. 3 is a schematic bottom view of a laminate obtained by stacking a hydrogen electrode plate on a hydrogen gas flow path forming plate, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line II in FIG. is there.
[0107]
As shown in FIG. 3, the
[0108]
As a result, as shown in FIG. 3, in FIG. 1, each of the
[0109]
Further, as shown in FIG. 3, each of the
[0110]
On the other hand, each of the
[0111]
In the present embodiment, the fuel cell is attached to a
[0112]
As a result, the
[0113]
The hydrogen gas supply unit 17 is connected to a hydrogen gas supply source (not shown) having a hydrogen storage material such as a hydrogen storage carbonaceous material or a hydrogen storage alloy.
[0114]
The hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit 17 into the fuel cell has the
[0115]
The hydrogen gas supplied into the
[0116]
In this manner, the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit 17 into the fuel cell flows in a two-dimensional manner between the
[0117]
FIG. 5 is a schematic plan view of an oxygen electrode plate constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
[0118]
As shown in FIG. 5, the
[0119]
As shown in FIG. 5, 13
[0120]
In FIG. 5, A, B, C, D, E, F, G, and H are pins for interelectrode connection, and all are formed in a rectangular shape.
[0121]
FIG. 6 is a schematic plan view of an air flow path forming plate constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
[0122]
As shown in FIG. 6, the air flow
[0123]
As shown in FIG. 6, sixteen
[0124]
FIG. 7 is a schematic bottom view of the laminate obtained by stacking the air flow path forming plate on the oxygen electrode plate.
[0125]
As shown in FIG. 7, the
[0126]
As a result, in FIG. 5, each of the
[0127]
Furthermore, the
[0128]
In addition, among the
[0129]
On the other hand, the
[0130]
FIG. 8 is a schematic plan view of a module pressing plate constituting the fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
[0131]
As shown in FIG. 8, 21
[0132]
FIG. 9 shows a schematic bottom view of the laminate obtained by bringing the
[0133]
As shown in FIGS. 9 and 10, in the
[0134]
As a result, as shown in FIG. 9, among the
[0135]
Further, in FIG. 10, a
[0136]
Further, as shown in FIG. 9, the other
[0137]
FIG. 11 shows the communication relationship between the
[0138]
As shown in FIG. 11, the fuel cell according to this embodiment includes the hydrogen gas flow
[0139]
Specifically, first, a hydrogen gas flow
[0140]
Next, the
[0141]
Further, the air flow
[0142]
As shown in FIG. 11, the periphery of the
[0143]
In the fuel cell according to the present embodiment configured as described above, the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit 17 into the fuel cell is the back side of the
[0144]
The hydrogen supplied to the
[0145]
As shown in FIG. 11, the air is supplied into the fuel cell from each of the
[0146]
The air supplied to the nine
[0147]
On the other hand, in FIG. 10, the air supplied to the
[0148]
Further, in FIG. 10, the air supplied to the
[0149]
Further, the air supplied to the other
[0150]
Thus, of the air that flows into the
[0151]
On the other hand, all of the air that has flowed into the other
[0152]
In addition, the air that has flowed into the
Furthermore, air is supplied from the
[0153]
As described above, the air passes through the
[0154]
As a result, oxygen contained in the air is absorbed by the
[0155]
Thus, an electromotive force is generated between the
[0156]
In this embodiment, the
[0157]
Therefore, according to this embodiment, the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit 17 to each of the
[0158]
Further, in the present embodiment, as a result of the hydrogen electrode plate and the hydrogen gas flow
[0159]
As a result, according to the present embodiment, in FIG. 1, the hydrogen gas flowing into each of the
[0160]
Therefore, according to the present embodiment, the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit 17 into the fuel cell is transferred between the
[0161]
Further, according to the present embodiment, the
[0162]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the
[0163]
Therefore, according to the present embodiment, the air supplied to the nine
[0164]
On the other hand, in this embodiment, the
[0165]
As a result, the air supplied to the nine
[0166]
Therefore, according to the present embodiment, as described above, the air is formed in the air flow
[0167]
Further, according to the present embodiment, 13
[0168]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
[0169]
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
[0170]
Therefore, according to the present embodiment, the force applied to the
[0171]
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell according to another preferred embodiment of the present invention, showing a communication relationship between openings formed in each member constituting the fuel cell.
[0172]
As shown in FIG. 12, the fuel cell according to this embodiment is similar to the fuel cell according to the above-described embodiment, from below, the hydrogen gas flow
[0173]
Here, in this embodiment, the
[0174]
In the present embodiment, the interelectrode connection pins A, B, C, D, E, F, G, and H formed on the
[0175]
As shown in Table 1, the interelectrode connecting pins A, B, C, D, E, F, G, and H formed on the
[0176]
[Table 1]
In Table 1, “0” means that the pin for interelectrode connection is left uncut.
[0177]
That is, in the
[0178]
As a result, the first
[0179]
Further, in the
[0180]
On the other hand, the interelectrode connection pins A, B, C, D, E, F, G, and H formed on the
[0181]
[Table 2]
That is, in the
[0182]
Further, in the
[0183]
As a result, the first
[0184]
The interelectrode connection pin A formed on the
[0185]
In the fuel cell according to the present embodiment configured as described above, the hydrogen gas flow path is defined by the
[0186]
In addition, the air supplied through the
[0187]
According to this embodiment, the interelectrode connecting pins A, B, C, D, E, F, G, and H formed on the
[0188]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
[0189]
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
[0190]
Further, the
[0191]
Therefore, according to the present embodiment, the force applied to the
[0192]
FIG. 13 is a schematic side view of a fuel cell according to still another preferred embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a schematic plan view thereof.
[0193]
As shown in FIG. 13, the fuel cell according to this embodiment includes, from below, the hydrogen flow
[0194]
As shown in FIG. 14, the
[0195]
Although not shown, the relationship between the
[0196]
In the present embodiment, for interelectrode connection formed on the
[0197]
Table 3 shows the interelectrode connection pins A, B, C, D, E, F, G, and H formed on the oxygen electrode plate and the hydrogen electrode plate constituting each
[0198]
[Table 3]
That is, in the
[0199]
Further, in the
[0200]
As a result, the first
[0201]
Further, the interelectrode connecting pin F formed on the
[0202]
The interelectrode connection pin A formed on the
[0203]
Table 4 shows the oxygen electrode plates constituting each
[0204]
[Table 4]
That is, in the
[0205]
Further, in the
[0206]
Further, in the
[0207]
Table 5 also shows the oxygen electrodes constituting each
[0208]
[Table 5]
That is, in the
[0209]
Further, in the
[0210]
Further, in the
[0211]
Therefore, the four
[0212]
According to the present embodiment, the interelectrode connecting pins A, B, C, D, E, F, formed on the oxygen electrode plate and the hydrogen electrode plate constituting each
[0213]
The present invention is not limited to the above embodiments and embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. It goes without saying that it is a thing.
[0214]
For example, in the above embodiment, the
[0215]
In the above embodiment, the
[0216]
Further, in the above embodiment, the hydrogen gas flow
[0217]
Further, in the above embodiment, the
[0218]
Further, in the above embodiment, the
[0219]
In the embodiment, the air flow
[0220]
Further, in the above embodiment, the
[0221]
Moreover, in the said embodiment, although the 21
[0222]
Furthermore, in the said embodiment, although the
[0223]
In the above embodiment, the hydrogen gas flow
[0224]
Furthermore, in the above embodiment, the
[0225]
Moreover, in the said embodiment, although the air flow
[0226]
Further, in the above embodiment, the
[0227]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the fuel cell which can supply hydrogen gas so that it may contact with a hydrogen electrode efficiently with a simple structure, and can improve electricity generation efficiency. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a hydrogen electrode plate constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a hydrogen gas flow path forming plate 5 constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a laminate obtained by stacking a hydrogen gas flow path forming plate on a hydrogen electrode plate.
4 is a schematic cross-sectional view taken along the line II in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a schematic plan view of an oxygen electrode plate constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic plan view of an air flow path forming plate constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic bottom view of a laminate obtained by stacking an air flow path forming plate on an oxygen electrode plate.
FIG. 8 is a schematic plan view of a module pressing plate constituting a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic plan view of a laminate obtained by bringing a module pressing plate into close contact with an air flow path forming plate.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 11 is a view showing the communication relationship between the opening formed in the hydrogen gas flow path forming plate of the fuel cell and the opening formed in the hydrogen electrode plate and the oxygen electrode plate according to the preferred embodiment of the present invention; It is a schematic sectional view showing the communication relationship between the formed opening, the opening formed in the air flow path forming plate, and the opening formed in the module pressing plate.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell according to another preferred embodiment of the present invention, and shows a communication relationship between openings formed in each member constituting the fuel cell. is there.
FIG. 13 is a schematic side view of a fuel cell according to still another preferred embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic plan view of a fuel cell according to still another preferred embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Hydrogen electrode plate
2 square openings
3 Triangular openings
4 Grid of hydrogen electrode plate
A, B, C, D, E, F, G, H Pins for connecting electrodes
6 Hydrogen gas flow path forming plate
7 First cutout
8 Second notch
9 square opening
10 Grid of hydrogen gas flow path forming plate
11 Intersection point of lattice of hydrogen gas flow path forming plate
12 small square opening
13 Rectangular opening
14 opening
15 Intersection of hydrogen electrode plate lattice
16 Intersection of lattice of hydrogen gas flow path forming plate
17 Hydrogen gas supply unit
18 Back side of LCD backlight
19 Hydrogen gas discharge section
21 Oxygen electrode plate
22 square opening
23 Triangular openings
24 Oxygen electrode plate grid
26 Air flow path forming plate
27a, 27b, 27c, 27d Notch
28a, 28b, 28c, 28d Notch
29 square opening
30 Grid of air flow path forming plate
31 Intersection of lattice of air flow path forming plate
35 Intersection of oxygen electrode plate lattice
36 Intersection of lattice of air flow path forming plate
40 Module holding plate
41 Circular opening
41a Small diameter part
41b Taper part
42 Grid of module holding plate
43 Intersection of module retainer grid
45 Proton conductor membrane
46 Sealing member
51 First unit fuel cell
52 Second unit fuel cell
53 Third Unit Fuel Cell
54 Fourth unit fuel cell
60 Hydrogen electrode plate
61 Proton conductor membrane
62 Oxygen electrode plate
63 Air flow path forming plate
64 Module holding plate
65 Seal member
70 Hydrogen electrode plate
71 Proton conductor membrane
72 Oxygen electrode plate
76 Hydrogen flow path forming member
80 Hydrogen electrode plate
81 Proton conductor membrane
82 Oxygen electrode plate
Claims (20)
前記プロトン伝導体膜の一方の面に接して設けられると共に、格子によって、複数の開口部が形成された酸素電極板と、
前記酸素電極板の前記プロトン伝導体膜と反対側の面に接して設けられると共に、
格子によって、複数の開口部が形成されたエア流路形成板とを備え、
前記酸素電極板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通し、前記エア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記酸素電極板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通するように、前記酸素電極板と前記エア流路形成板とが密着され、その間に、エア流路が形成された
燃料電池。 A proton conductor membrane;
An oxygen electrode plate provided in contact with one surface of the proton conductor membrane and having a plurality of openings formed by a lattice;
Provided in contact with the surface of the oxygen electrode plate opposite to the proton conductor membrane,
An air flow path forming plate having a plurality of openings formed by a lattice;
Each of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and is formed in the air flow path forming plate. The oxygen electrode plate and the air flow path forming plate are in close contact so that each of the plurality of openings communicates with two or more of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate. the channel is formed
Fuel cell.
請求項1に記載の燃料電池。At least a part of the intersection of the lattice of the oxygen electrode plate is located inside each of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and the lattice of the air flow path forming plate is The oxygen electrode plate and the air flow path forming plate are in close contact so that at least a part of the intersection is located inside each of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate. , air flow passage is formed
The fuel cell according to 請 Motomeko 1.
請求項1または2に記載の燃料電池。And at least a portion of said plurality of openings formed in the oxygen electrode plate, and at least a portion of said plurality of apertures formed in the air flow path forming plate, that have the same shape
The fuel cell according to 請 Motomeko 1 or 2.
請求項3に記載の燃料電池。At least some of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate and at least some of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate have the same shape and are substantially polygonal. The fuel cell according to claim 3, wherein the fuel cell is formed in a shape or a substantially circular shape .
請求項4に記載の燃料電池。At least a part of the intersection of the lattice of the oxygen electrode plate coincides with the center of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and at least one of the intersection of the lattice of the air flow path forming plate. The oxygen electrode plate and the air flow path forming plate are brought into close contact with each other so that the portion matches the center of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate, and an air flow path is formed therebetween .
The fuel cell according to 請 Motomeko 4.
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の燃料電池。The air flow path forming plate, that to not 0.01mm had a thickness of 0.5mm
The fuel cell according to any one of 請 Motomeko 1-5.
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の燃料電池。Said oxygen electrode plate, that to not 0.01mm have a thickness of 1mm
The fuel cell according to any one of 請 Motomeko 1 to 6.
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の燃料電池。The air flow path forming plate is made of a material selected from the group consisting of polycarbonate, acrylic resin, ceramic, carbon, hastelloy, stainless steel, nickel, molybdenum, copper, aluminum, iron, silver, gold, platinum, tantalum and titanium. formed
The fuel cell according to any one of 請 Motomeko 1-7.
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の燃料電池。The oxygen electrode plate is formed of a material selected from the group consisting of Hastelloy, stainless steel, nickel, molybdenum, copper, aluminum, iron, silver, gold, platinum, tantalum, titanium, and alloys of two or more thereof .
The fuel cell according to any one of 請 Motomeko 1-8.
前記酸素電極板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通する切り欠き部を周辺部に少なくも1つ以上備えた
請求項1ないし9のいずれか1項に記載の燃料電池。The air flow path forming plate,
At least one or more notches in the peripheral portion are provided in communication with two or more of the plurality of openings formed in the oxygen electrode plate .
The fuel cell according to any one of 請 Motomeko 1-9.
請求項1ないし10のいずれか1項に記載の燃料電池。Further, a module pressing plate in which a plurality of openings are formed by a lattice on a side opposite to the oxygen electrode plate of the air flow path forming plate, and each of the plurality of openings formed in the module pressing plate. Are communicated with two or more of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and each of the plurality of openings formed in the air flow path forming plate is formed in the module holding plate. so as to communicate with two or more of the plurality of openings has, the module holding plate is in close contact with the front Symbol air flow path forming plate
The fuel cell according to any one of 請 Motomeko 1 to 10.
請求項11に記載の燃料電池。At least some of the intersections of the grids of the module pressing plate are respectively located inside the plurality of openings formed in the air flow path forming plate, and the grids of the air flow path forming plate The module pressing plate and the air flow path forming plate are in close contact so that at least a part of the intersection is located inside each of the plurality of openings formed in the module pressing plate .
The fuel cell according to 請 Motomeko 11.
請求項11または12に記載の燃料電池。At least a portion of said plurality of openings formed in the module holding plate, that are formed into a substantially polygonal shape or a substantially circular shape
The fuel cell according to 請 Motomeko 11 or 12.
請求項1ないし13に記載の燃料電池。Further, the on the other surface of the proton conductor film, a plurality of hydrogen electrode plate in which an opening is formed and a plurality of hydrogen gas flow path forming plate in which an opening is formed, claims 1 provided in this order 13 A fuel cell as described in 1.
請求項14に記載の燃料電池。 That have opposite closed and the hydrogen electrode plate of said plurality of openings formed in the hydrogen gas flow path forming plate
The fuel cell according to 請 Motomeko 14.
請求項14または15のいずれか1項に記載の燃料電池。Further, a plurality of openings are formed by a second hydrogen electrode plate having a plurality of openings formed on the surface of the hydrogen gas flow path forming plate opposite to the hydrogen electrode plate, a proton conductor film, and a lattice. A plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate, the second oxygen flow path plate having a plurality of openings formed in this order by the second oxygen electrode plate and the grid formed Each communicates with two or more of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate, and each of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate The second oxygen electrode plate and the second air flow path forming plate are in close contact with each other so as to communicate with two or more of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate. , the second air passage is formed
The fuel cell according to any one of 請 Motomeko 14 or 15.
請求項16に記載の燃料電池。At least a part of the intersection of the lattice of the second oxygen electrode plate is located inside each of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate, and the second oxygen electrode plate The second oxygen electrode so that at least a part of the intersection of the lattice of the air flow path forming plate is located inside each of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate. The plate and the air flow path forming plate are in close contact, and a second air flow path is formed between them.
The fuel cell according to 請 Motomeko 16.
請求項16または17に記載の燃料電池。At least some of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate and at least some of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate have the same shape. that has
The fuel cell according to 請 Motomeko 16 or 17.
請求項18に記載の燃料電池。At least part of the intersection of the lattice of the second oxygen electrode plate coincides with the center of the plurality of openings formed in the second flow path forming plate, and the second air flow path forming plate The second oxygen electrode plate and the second air flow path so that at least a part of the intersection of the lattices coincides with the centers of the plurality of openings formed in the second oxygen electrode plate. The forming plate was in close contact, and a second air flow path was formed between them.
A fuel cell according to 請 Motomeko 18.
前記第二のモジュール押さえ板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記第二のエア流路形成板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通し、前記第二のエア流路形成板に形成された前記複数の開口部の各々が、前記第二のモジュール押さえ板に形成された前記複数の開口部の2以上と連通するように、前記第二のモジュール押さえ板が前記第二のエア流路形成板に密着された
請求項16ないし19のいずれか1項に記載の燃料電池。Furthermore, on the opposite side to the oxygen electrode plate of the second air flow path forming plate, a second module pressing plate having a plurality of openings formed by a lattice,
Each of the plurality of openings formed in the second module pressing plate communicates with two or more of the plurality of openings formed in the second air flow path forming plate, and the second air each of the plurality of openings formed in the flow path forming plate, so as to communicate with two or more of said second plurality of openings formed in the module holding plate of the second module pressing plate before SL was in close contact with the second air flow path forming plate
The fuel cell according to any one of 請 Motomeko 16-19.
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