JP4996061B2 - Polymer electrolyte fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、パッシブ型の固体高分子形燃料電池に関し、特に電圧損失を軽減し、出力を向上する電池構造を有するものに関する。 The present invention relates to a passive polymer electrolyte fuel cell, and more particularly to a cell having a battery structure that reduces voltage loss and improves output.
パッシブ型の固体高分子形燃料電池は、メタノール等の液体燃料と空気(酸化剤)とを電解質膜を介して化学反応させることで電力を得る電池部と、電子回路部品を有し電池部の起電動作を制御する発電制御部とを一体に備えている装置である。 A passive solid polymer fuel cell has a battery unit that obtains electric power by chemically reacting liquid fuel such as methanol and air (oxidant) through an electrolyte membrane, and an electronic circuit component. It is an apparatus that is integrally provided with a power generation control unit that controls electromotive operation.
図10は、固体高分子形燃料電池の基本構造を模式的に示す断面図である。液体燃料は、供給部101を通して燃料を保持する保液シート102に燃料を保持されている。保液シート102の直上には、多孔質の性質を備えた膜103があり、これら層を通して、各起電部108内に燃料が取り込まれる。起電部108は、燃料極105と空気極(酸化剤極)107及びこれら両電極にはさまれた電解質板106で構成される。また外気からは、吸気口104aを設けたカバー104及び多孔質の保湿シート109を介して、空気極107に空気が取り込まれる。このようにして燃料と酸素を反応させ電力を得る構造となっている。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the basic structure of a polymer electrolyte fuel cell. The liquid fuel is held in the
例えば、燃料極、空気極、電解質板を持つ単電池を複数積層したスタック構造を具備し、燃料として用いる液体燃料を毛管力で各単電池内に導入するという燃料電池の基本特許が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、燃料や水分から燃料電池制御部の回路基板を確実に保護することができる装置構造が提供されている(例えば、特許文献2参照)。なお、スタック構造としては、例えば図11〜図13に示すようなものが知られている。図11中110はセパレータ、図12,10中111はインターコネクトを示している。
上述したパッシブ型の固体高分子形燃料電池では、次のような問題があった。すなわち、保液シート102に燃料を保持させる構造を有しているが、燃料供給部101は、必ずしも保液シート102の中央に設けられるわけではなく、むしろ装置構造上の他の制約により保液シート102の端に設けられることが多い。このような場合、拡散現象により液体燃料の保液シート102内で濃度勾配が発生する。保液シート102の中で濃度のばらつきがあると、そこから各起電部108に導入される燃料濃度にばらつきが発生してしまう。
The above-described passive polymer electrolyte fuel cell has the following problems. That is, although the
もし、適正な燃料よりも多く燃料が供給されてしまうと、燃料極105で反応しきれなかった燃料が電解質板106を通過して空気極107側に移動する。このような現象が起きると、燃料が発電に用いられないため無駄になるばかりか、空気極107の触媒表面積を低減させるため、電圧損失が生じてしまう。
If more fuel than the proper fuel is supplied, the fuel that could not be reacted at the
一方、燃料が過度に少ない場合、反応を起こすエネルギが多くなり、このための燃料極105での電圧損失(活性化分極)が大きくなる。その他に、カバー104の吸気口104aの寸法や配置により空気供給が少ない場合には、空気極107での電圧損失(活性化分極)が大きくなる。
On the other hand, when the amount of fuel is excessively small, the energy causing the reaction increases, and the voltage loss (activation polarization) at the
そこで本発明は、各燃料極、酸化剤極セルに対し適正な濃度の燃料や酸化剤を供給することで、電圧損失を防止し、出力を向上するとともに、燃料消費量を抑えることができる固体高分子形燃料電池を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention supplies a fuel and an oxidant having an appropriate concentration to each fuel electrode and oxidant electrode cell, thereby preventing voltage loss, improving output, and suppressing fuel consumption. An object of the present invention is to provide a polymer fuel cell.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の固体高分子形燃料電池は次のように構成されている。 In order to solve the problems and achieve the object, the polymer electrolyte fuel cell of the present invention is configured as follows.
(1)電解質膜を複数の燃料極及びこれら複数の燃料極にそれぞれ対向配置された複数の酸化剤極とで挟んで形成され電力を発生する起電部と、上記起電部の上記燃料極に液体燃料を供給する液体燃料供給部と、上記起電部の上記酸化剤極に酸化剤ガスを供給するガス供給部と、上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極のうち、相対向しない燃料極及び酸化剤極とを電気的に結合する結合部材とを備え、上記複数の燃料極は、それぞれ複数の相互に並列結線された分割アノードを有するとともに、1の燃料極の分割アノード相互間に、他の燃料極の分割アノードが配置され、上記複数の酸化剤極は、それぞれ複数の相互に並列結線された分割カソードを有するとともに、1の酸化剤極の分割カソード相互間に、他の酸化剤極の分割カソードが配置されていることを特徴とする。 (1) An electromotive portion that is formed by sandwiching an electrolyte membrane between a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes that are respectively disposed facing the plurality of fuel electrodes, and the fuel electrode of the electromotive portion. A liquid fuel supply unit that supplies liquid fuel to the gas generator, a gas supply unit that supplies an oxidant gas to the oxidant electrode of the electromotive unit, and a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes that are opposed and a fuel electrode and the oxidant electrode without a coupling member for electrically coupling said plurality of fuel electrode, with each having a split anode is parallel connected to a plurality of mutually divided anode of the first fuel electrode therebetween, are arranged divided anode of the other fuel electrode, the plurality of oxidant electrode, with each having a split cathode in parallel connection to a plurality of mutually between split cathode mutual first oxidizer electrode Split cathode of other oxidant electrode Characterized in that it is arranged.
(2)前記(1)に記載された固体高分子形燃料電池であって、上記分割アノード及び上記分割カソードは、上記液体燃料又は上記酸化剤ガスの通流方向に交差する方向に分割されていることを特徴とする。 (2) The polymer electrolyte fuel cell according to (1), wherein the divided anode and the divided cathode are divided in a direction intersecting a flow direction of the liquid fuel or the oxidant gas. It is characterized by being.
(3)電解質膜を複数の燃料極及びこれら複数の燃料極にそれぞれ対向配置された複数の酸化剤極とで挟んで形成され電力を発生する起電部と、上記起電部の上記燃料極に液体燃料を供給する液体燃料供給部と、上記起電部の上記酸化剤極に酸化剤ガスを供給するガス供給部と、上記起電部で発生した電力を外部に導電する出力部と、上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極のうち、相対向しない燃料極及び酸化剤極とを電気的に結合する結合部材とを備え、上記複数の燃料極は、上記電解質膜の面方向に離間した複数の相互に接続された分割アノード領域を有し、1の燃料極の分割アノード領域相互間に、他の燃料極の分割アノード領域が配置され、上記複数の酸化剤極は、上記電解質膜の面方向に離間した複数の相互に接続された分割カソード領域を有し、1の酸化剤極の分割カソード領域相互間に、他の酸化剤極の分割カソード領域が配置されていることを特徴とする。 (3) An electromotive part that is formed by sandwiching an electrolyte membrane between a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes that are respectively disposed opposite to the plurality of fuel electrodes, and the fuel electrode of the electromotive part. A liquid fuel supply unit that supplies liquid fuel to the gas generator, a gas supply unit that supplies an oxidant gas to the oxidant electrode of the electromotive unit, an output unit that conducts power generated by the electromotive unit to the outside, A coupling member that electrically couples the fuel electrode and the oxidant electrode that are not opposite to each other among the plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidant electrodes, wherein the plurality of fuel electrodes are in a plane direction of the electrolyte membrane has a split anode region connected to a plurality of mutually spaced, between the divided anode regions each other first fuel electrode, divided anode region of the other of the fuel electrode is disposed, the plurality of oxidant electrode, split connected to a plurality of mutually spaced in the plane direction of the electrolyte membrane It has a sword region, between the divided cathode region mutual first oxidizer electrode, characterized by dividing the cathode region of the other oxidizing agent electrode is disposed.
(3−1)前記(3)に記載された固体高分子形燃料電池であって、上記分割アノード領域及び上記分割カソード領域は、上記液体燃料又は上記酸化剤ガスの通流方向に交差する方向に離間していることを特徴とする。 (3-1) The polymer electrolyte fuel cell according to (3), wherein the divided anode region and the divided cathode region intersect a flow direction of the liquid fuel or the oxidant gas. It is characterized by being spaced apart.
(4)電解質膜を複数の燃料極及びこれら複数の燃料極にそれぞれ対向配置された複数の酸化剤極とで挟んで形成され電力を発生する起電部と、上記起電部の上記燃料極に液体燃料を供給する液体燃料供給部と、上記起電部の上記酸化剤極に酸化剤ガスを供給するガス供給部と、上記起電部で発生した電力を外部に導電する出力部と、上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極のうち、相対向しない燃料極及び酸化剤極とを電気的に結合する結合部材とを備え、上記複数の燃料極は、上記電解質膜の面方向であって、かつ、異なる2方向に延設された複数の分割アノード部位を有し、少なくとも1方向に延設された分割アノード部位は、上記液体燃料の通流方向に沿って配置され、上記複数の酸化剤極は、上記電解質膜の面方向であって、かつ、異なる方向に延設された複数の分割カソード部位を有し、少なくとも1方向に延設された分割カソード部位は、上記酸化剤の通流方向に沿って配置されていることを特徴とする。 (4) An electromotive part that generates electricity by sandwiching an electrolyte membrane between a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes that are respectively disposed facing the plurality of fuel electrodes, and the fuel electrode of the electromotive part A liquid fuel supply unit that supplies liquid fuel to the gas generator, a gas supply unit that supplies an oxidant gas to the oxidant electrode of the electromotive unit, an output unit that conducts power generated by the electromotive unit to the outside, A coupling member that electrically couples the fuel electrode and the oxidant electrode that are not opposite to each other among the plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidant electrodes, wherein the plurality of fuel electrodes are in a plane direction of the electrolyte membrane And having a plurality of divided anode parts extending in two different directions, wherein the divided anode parts extended in at least one direction are arranged along the flow direction of the liquid fuel, The plurality of oxidizer electrodes are in the surface direction of the electrolyte membrane, and Has a plurality of divided cathode region which extends in a different direction, dividing the cathode region which extends at least one direction, characterized in that it is arranged along the flow direction of the oxidizing agent.
(5)電解質膜を複数の燃料極及びこれら複数の燃料極にそれぞれ対向配置された複数の酸化剤極とで挟んで形成され電力を発生する起電部と、上記起電部の上記燃料極に液体燃料を供給する液体燃料供給部と、上記起電部の上記酸化剤極に酸化剤ガスを供給するガス供給部と、上記起電部で発生した電力を外部に導電する出力部と、上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極のうち、相対向しない燃料極及び酸化剤極とを電気的に結合する結合部材とを備え、上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極は、上記電解質膜の面方向であって、かつ、上記液体燃料又は上記酸化剤の通流方向に沿って配置され、その間隔が上記所定の一方向に沿って漸次短くなるように配置されていることを特徴とする。 (5) An electromotive part that generates electricity by sandwiching an electrolyte membrane between a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes that are respectively disposed facing the plurality of fuel electrodes, and the fuel electrode of the electromotive part A liquid fuel supply unit that supplies liquid fuel to the gas generator, a gas supply unit that supplies an oxidant gas to the oxidant electrode of the electromotive unit, an output unit that conducts power generated by the electromotive unit to the outside, Among the plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidant electrodes, a coupling member that electrically couples the fuel electrode and the oxidant electrode that are not opposite to each other, and the plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidant electrodes are And arranged in the surface direction of the electrolyte membrane and along the flow direction of the liquid fuel or the oxidant, and the interval is gradually shortened along the predetermined one direction. It is characterized by that.
本発明によれば、各セルに対し適正な濃度の燃料や酸化剤を供給することができるため、電圧損失を防止でき、出力が向上するとともに、燃料消費量を抑えることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to supply an appropriate concentration of fuel and oxidant to each cell, so that voltage loss can be prevented, output can be improved, and fuel consumption can be suppressed.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る固体高分子形の燃料電池10を模式的に示す断面図である。燃料電池10は、起電部20と、この起電部20の図1中下側に設けられた液体燃料供給部50と、起電部20の図1中上側に設けられた酸化剤供給部60とが積層配置されて構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a polymer
起電部20は、電解質板21と、この電解質板21を複数の燃料極(アノード)30〜32と、複数の空気極(酸化剤極/カソード)40〜42とで挟んで構成されている。燃料極30〜32は、それぞれ3つの分割アノード30a〜30c、31a〜31c、32a〜32cとを備えている。また、空気極40〜42は、それぞれ3つの分割カソード40a〜40c、41a〜41c、42a〜42cとを備えている。また、各セルは、燃料や酸化剤ガスを流通させると共に電子を通すように、導電性の多孔質体で形成されている。
The electromotive unit 20 is configured by sandwiching an
液体燃料供給部50は、導入された液体燃料を気化させて燃料を気体の形で燃料極30〜32に供給する多孔質膜51と、この多孔質膜51に液体燃料を毛管力で導入するための保液シート52と、この保液シート52に液体燃料を供給する液体燃料導入口53とを備えている。酸化剤供給部60は、空気極40〜42側に設けられた保湿シート61と、この保湿シート61に重ねて配置されたカバー部材62とを備えている。カバー部材62には、吸気孔63が設けられている。
The liquid fuel supply unit 50 vaporizes the introduced liquid fuel and supplies the fuel to the
分割アノード30a〜30c、31a〜31c、32a〜32c及び分割カソード40a〜40c、41a〜41c、42a〜42cは、図2に示すように結線されている。すなわち、各燃料極30〜32における分割アノード30a〜30c、31a〜31c、32a〜32cはそれぞれ並列に接続されている。また、各空気極40〜42における分割カソード40a〜40c、41a〜41c、42a〜42cはそれぞれ並列に接続されている。
The divided
さらに、分割アノード30bと分割カソード41b、分割アノード31bと分割カソード42bがインターコネクト(結合部材)70を介して直列に接続されている。すなわち、相対向しない燃料極30〜32及び空気極40〜42同士に直列に結合されていることとなる。
Further, the divided
このように構成された燃料電池10においては、次のように作用する。なお、図2中矢印αは液体燃料の通流方向を示しており、進むにつれて燃料濃度が低くなる傾向にある。液体燃料導入口53から液体燃料が供給されると、保液シート52内を毛細管現象によって拡がってゆく。さらに、多孔質膜51により燃料は気化されて各燃料極30〜32に供給されることとなる。このとき、多孔質膜51や保液シート52内で燃料の濃度勾配が発生し、液体燃料導入口53により近い側の燃料濃度が高くなる傾向にあるが、上述したように、各燃料極30〜32は、電解質膜21の平面方向に沿って分散配置されているため、燃料濃度が均一化され、燃料の過不足が生じにくい。このため、電圧損失が発生せず、各セルにおいて最大の起電力を発生させることが可能となる。
The
図3は、上述したような分散配置をしなかった比較例と、本実施の形態における実施例1とを比較して示すものである。3つのセル1〜3を用いた場合、比較例では、十分な濃度で燃料が供給されているセル1,2では発電量が多く、燃料の不足により電圧損失が発生したセル3では発電量が少ない。これに対し、実施例1に示すように、全てのセル1〜3に適切な濃度で燃料が供給された場合、各セル1〜3では適切な発電が行われる。このため、実施例1は比較例に対して出力を向上させることが可能となる。また、燃料の過剰供給も防止することが可能となる。
FIG. 3 shows a comparison between the comparative example in which the above-described dispersion arrangement is not performed and Example 1 in the present embodiment. When three
上述したように、本第1の実施の形態に係る燃料電池10においては、各燃料極30〜32及び空気極40〜42に対し適正な濃度の燃料を供給することができるため、電圧損失を防止でき、出力が向上するとともに、燃料消費量を抑えることが可能となる。
As described above, in the
図4は本発明の第2の実施の形態に係る固体高分子形の燃料電池10における燃料極30,31及び空気極40,41の形状及び配置を模式的に示す説明図である。図4において図1,図2と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the shape and arrangement of the
本第2の実施の形態においては、各燃料極30,31は、電解質膜21の面方向に離間した複数の分割アノード領域30d,30e及び31d,31eを有し、燃料極30の分割アノード領域30d,30e相互間に、燃料極31の分割アノード領域31dが配置される関係にある。
In the second embodiment, each
同様に、各空気極40,41は、電解質膜21の面方向に離間した複数の分割カソード領域40d,40e及び41d,41eを有し、空気極40の分割アノード領域40d,40e相互間に、空気極41の分割アノード領域41dが配置される関係にある。
Similarly, each
本第2の実施の形態に係る燃料電池においても、各燃料極30,31及び空気極40,41に対し供給される燃料の濃度が均一化されるため、適切な量を供給することができ、電圧損失を防止でき、出力が向上するとともに、燃料消費量を抑えることが可能となる。
Also in the fuel cell according to the second embodiment, the concentration of fuel supplied to each
図5は、上述した燃料極30,31及び空気極40,41の形状及び配置の変形例を示す説明図である。すなわち、本変形例においては、各燃料極30,31は、電解質膜21の面方向に離間した複数の分割アノード領域30d,30e及び31d,31eを有し、燃料極30の分割アノード領域30d,30e相互間に、燃料極31の分割アノード領域31d,31eが配置される関係にある。
FIG. 5 is an explanatory view showing a modification of the shape and arrangement of the
同様に、各空気極40,41は、電解質膜21の面方向に離間した複数の分割カソード領域40d,40e及び41d,41eを有し、空気極40の分割アノード領域40d,40e相互間に、空気極41の分割アノード領域41d,41eが配置される関係にある。
Similarly, each
本変形例においても、各燃料極30,31及び空気極40,41に対し供給される燃料の濃度が均一化されるため、適切な量を供給することができ、電圧損失を防止でき、出力が向上するとともに、燃料消費量を抑えることが可能となる。
Also in this modification, since the concentration of the fuel supplied to the
図6は本発明の第3の実施の形態に係る固体高分子形の燃料電池10における燃料極30〜33及び空気極40〜43の形状及び配置を模式的に示す説明図である。図6において図1,図2と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the shapes and arrangements of the
本第3の実施の形態においては、各燃料極30〜33は、電解質膜21の面方向であって、かつ、異なる2方向に延設された複数の分割アノード部位30f,30g、31f,31g、32f,32g、33f,33gを有し、そのうち1方向に延設された分割アノード部位31f,32g,33f,30gは、液体燃料の通流方向αに沿って配置されている。
In the third embodiment, each of the
同様に、各空気極40〜43は、電解質膜21の面方向であって、かつ、異なる2方向に延設された複数の分割カソード部位40f,40g、41f,41g、42f,42g、43f,43gを有し、そのうち1方向に延設された分割アノード部位41f,42g,43f,40gは、液体燃料の通流方向αに沿って配置されている。
Similarly, each air electrode 40-43 is the surface direction of the
本第3の実施の形態に係る燃料電池においても、各燃料極30〜33及び空気極40〜43に対し供給される燃料が均一化あるいは燃料のばらつきを小さくできるため、適切な量を供給することができ、電圧損失を防止でき、出力が向上するとともに、燃料消費量を抑えることが可能となる。
Also in the fuel cell according to the third embodiment, since the fuel supplied to each of the
図7は、上述した燃料極30〜33及び空気極40〜43の変形例を示す説明図である。本変形例においては、各燃料極30〜33及び空気極40〜43の配置は図6と同様であるが、液体燃料が各燃料極30〜33の中央に供給されることから、通流方向αは放射状となる。
FIG. 7 is an explanatory view showing a modified example of the
本変形例においては、各燃料極30〜33及び空気極40〜43に対し供給される燃料をさらに均一化することにより、燃料のばらつきを小さくできる。したがって、適切な量を供給することができ、電圧損失を防止でき、出力が向上するとともに、燃料消費量を抑えることが可能となる。
In this modification, the fuel variation can be reduced by making the fuel supplied to the
図8は本発明の第4の実施の形態に係る固体高分子形の燃料電池10における電解質膜21、燃料極30〜36及び空気極40〜46の形状及び配置を模式的に示す説明図である。図8において図1,図2と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 8 is an explanatory view schematically showing the shape and arrangement of the
本第4の実施の形態においては、各燃料極30〜36は、電解質膜21の面方向であって、かつ、燃料の通流方向αに沿って順次配置されている。また、各燃料極30〜36の間隔は、燃料濃度が濃い部分では密に、燃料濃度が低い部分では疎となるように配置されている。各空気極40〜46は、上述した燃料極30〜36に対向配置されている。
In the fourth embodiment, the
このため、供給される燃料の多い部分では、多数の燃料極及び空気極により燃料を十分に供給し、供給される燃料が少ない部分では、少数燃料極及び空気極により燃料を十分に供給できるようにした。 For this reason, fuel can be sufficiently supplied by a large number of fuel electrodes and air electrodes in a portion where a large amount of fuel is supplied, and fuel can be sufficiently supplied by a small number of fuel electrodes and air electrodes in a portion where the supplied fuel is small. I made it.
本第4の実施の形態に係る燃料電池においても、各燃料極30〜33及び空気極40〜43に対し供給される燃料や酸化剤の濃度が均一化されるため、適切な量を供給することができ、電圧損失を防止でき、出力が向上するとともに、燃料消費量を抑えることが可能となる。
Also in the fuel cell according to the fourth embodiment, the concentration of fuel and oxidant supplied to each of the
図9は、上述した電解質膜21、燃料極30〜33及び空気極40〜43の変形例を示す説明図である。本変形例においては、各燃料極30〜33は、電解質膜21の面方向であって、かつ、燃料の通流方向αに沿って順次配置されている。また、各燃料極30〜33のそれぞれの長さは、燃料濃度が濃い部分では長く、燃料濃度が低い部分では短くなるように配置されている。各空気極40〜43は、上述した燃料極30〜33に対向配置されている。
FIG. 9 is an explanatory view showing a modification of the
このため、供給される燃料の多い部分では、大面積の燃料極及び空気極により燃料を十分に供給し、供給される燃料が少ない部分では、小面積の燃料極及び空気極により燃料を十分に供給できるようにした。 For this reason, fuel is sufficiently supplied by a large-area fuel electrode and air electrode in a portion where the supplied fuel is large, and fuel is sufficiently supplied by a small-area fuel electrode and air electrode in a portion where the supplied fuel is small. I was able to supply.
本変形例においても、各燃料極30〜33及び空気極40〜43に対し供給される燃料の濃度が均一化されるため、適切な量を供給することができ、電圧損失を防止でき、出力が向上するとともに、燃料消費量を抑えることが可能となる。
Also in this modification, since the concentration of the fuel supplied to each of the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
10…燃料電池、20…起電部、21…電解質板、30〜36…燃料極(アノード)、30a〜30c、31a〜31c、32a〜32c…分割アノード、30d,30e、31d,31e…分割アノード領域、30f,30g、31f,31g、32f,32g、33f,33g…分割アノード部位、40〜46…空気極(カソード)、40a〜40c、41a〜41c、42a〜42c…分割カソード、40d,40e、41d,41e…分割カソード領域、40f,40g、41f,41g、42f,42g、43f,43g…分割カソード部位、50…液体燃料供給部、51…多孔質膜、52…保液シート、60…酸化剤供給部61…保湿シート、62…カバー部材、63…吸気孔。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記起電部の上記燃料極に液体燃料を供給する液体燃料供給部と、
上記起電部の上記酸化剤極に酸化剤ガスを供給するガス供給部と、
上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極のうち、相対向しない燃料極及び酸化剤極とを電気的に結合する結合部材とを備え、
上記複数の燃料極は、それぞれ複数の相互に並列結線された分割アノードを有するとともに、1の燃料極の分割アノード相互間に、他の燃料極の分割アノードが配置され、
上記複数の酸化剤極は、それぞれ複数の相互に並列結線された分割カソードを有するとともに、1の酸化剤極の分割カソード相互間に、他の酸化剤極の分割カソードが配置されていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。 An electromotive part for generating electric power formed by sandwiching an electrolyte membrane between a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes respectively opposed to the plurality of fuel electrodes;
A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the fuel electrode of the electromotive unit;
A gas supply unit for supplying an oxidant gas to the oxidant electrode of the electromotive unit;
A coupling member that electrically couples the fuel electrode and the oxidant electrode that are not opposite to each other among the plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidant electrodes;
The plurality of fuel electrode, with each having a parallel-connected divided anode to a plurality of mutually between segmented anodes mutual 1 of the fuel electrode, is arranged divided anode of the other anode,
The plurality of oxidant electrode, with each having a split cathode in parallel connection to a plurality of mutually between split cathode mutual first oxidizer electrode, the divided cathode of another oxidizing agent electrode is arranged A polymer electrolyte fuel cell.
上記起電部の上記燃料極に液体燃料を供給する液体燃料供給部と、
上記起電部の上記酸化剤極に酸化剤ガスを供給するガス供給部と、
上記起電部で発生した電力を外部に導電する出力部と、
上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極のうち、相対向しない燃料極及び酸化剤極とを電気的に結合する結合部材とを備え、
上記複数の燃料極は、上記電解質膜の面方向に離間した複数の相互に接続された分割アノード領域を有し、1の燃料極の分割アノード領域相互間に、他の燃料極の分割アノード領域が配置され、
上記複数の酸化剤極は、上記電解質膜の面方向に離間した複数の相互に接続された分割カソード領域を有し、1の酸化剤極の分割カソード領域相互間に、他の酸化剤極の分割カソード領域が配置されていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。 An electromotive part for generating electric power formed by sandwiching an electrolyte membrane between a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes respectively opposed to the plurality of fuel electrodes;
A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the fuel electrode of the electromotive unit;
A gas supply unit for supplying an oxidant gas to the oxidant electrode of the electromotive unit;
An output unit that conducts electricity generated by the electromotive unit to the outside;
A coupling member that electrically couples the fuel electrode and the oxidant electrode that are not opposite to each other among the plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidant electrodes;
The plurality of fuel electrode has a plurality of interconnected divided anode regions spaced in the plane direction of the electrolyte membrane, between the divided anode regions each other first fuel electrode, segmented anode of the other anode The area is placed,
The plurality of oxidant electrode has a split cathode region connected to a plurality of mutually spaced in the plane direction of the electrolyte membrane, between the divided cathode region mutual first oxidizer electrode, other oxidant electrode A solid polymer fuel cell characterized in that a divided cathode region is arranged.
上記起電部の上記燃料極に液体燃料を供給する液体燃料供給部と、
上記起電部の上記酸化剤極に酸化剤ガスを供給するガス供給部と、
上記起電部で発生した電力を外部に導電する出力部と、
上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極のうち、相対向しない燃料極及び酸化剤極とを電気的に結合する結合部材とを備え、
上記複数の燃料極は、上記電解質膜の面方向であって、かつ、異なる2方向に延設された複数の分割アノード部位を有し、少なくとも1方向に延設された分割アノード部位は、上記液体燃料の通流方向に沿って配置され、
上記複数の酸化剤極は、上記電解質膜の面方向であって、かつ、異なる方向に延設された複数の分割カソード部位を有し、少なくとも1方向に延設された分割カソード部位は、上記酸化剤の通流方向に沿って配置されていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。 An electromotive part for generating electric power formed by sandwiching an electrolyte membrane between a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes respectively opposed to the plurality of fuel electrodes;
A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the fuel electrode of the electromotive unit;
A gas supply unit for supplying an oxidant gas to the oxidant electrode of the electromotive unit;
An output unit that conducts electricity generated by the electromotive unit to the outside;
A coupling member that electrically couples the fuel electrode and the oxidant electrode that are not opposite to each other among the plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidant electrodes;
The plurality of fuel electrodes have a plurality of divided anode parts extending in two different directions in the surface direction of the electrolyte membrane, and the divided anode parts extended in at least one direction are Arranged along the flow direction of the liquid fuel,
The plurality of oxidizer electrodes have a plurality of divided cathode portions extending in different directions in the surface direction of the electrolyte membrane, and the divided cathode portions extended in at least one direction are A polymer electrolyte fuel cell, characterized by being disposed along a flow direction of an oxidant.
上記起電部の上記燃料極に液体燃料を供給する液体燃料供給部と、
上記起電部の上記酸化剤極に酸化剤ガスを供給するガス供給部と、
上記起電部で発生した電力を外部に導電する出力部と、
上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極のうち、相対向しない燃料極及び酸化剤極とを電気的に結合する結合部材とを備え、
上記複数の燃料極及び上記複数の酸化剤極は、上記電解質膜の面方向であって、かつ、上記液体燃料又は上記酸化剤の通流方向に沿って配置され、その間隔が上記所定の一方向に沿って漸次短くなるように配置されていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。 An electromotive part for generating electric power formed by sandwiching an electrolyte membrane between a plurality of fuel electrodes and a plurality of oxidant electrodes respectively opposed to the plurality of fuel electrodes;
A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the fuel electrode of the electromotive unit;
A gas supply unit for supplying an oxidant gas to the oxidant electrode of the electromotive unit;
An output unit that conducts electricity generated by the electromotive unit to the outside;
A coupling member that electrically couples the fuel electrode and the oxidant electrode that are not opposite to each other among the plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidant electrodes;
The plurality of fuel electrodes and the plurality of oxidizer electrodes are arranged along the surface direction of the electrolyte membrane and along the flow direction of the liquid fuel or the oxidizer, and the intervals thereof are the predetermined one. A solid polymer fuel cell, characterized by being arranged so as to be gradually shorter along a direction.
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