JP5131964B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
3/2O2+6H++6e-→3H2O (2)
図6に示すような固体高分子型燃料電池101においては、通常、燃料電極103と燃料流路板106との間に燃料拡散層110が介在され、この燃料拡散層110を通して液体燃料が燃料電極103に供給されるように構成される。同様に、酸化剤電極104と酸化剤流路板107との間には酸化剤拡散層111が介在され、この酸化剤拡散層111を通して酸化剤が酸化剤電極104に供給されるように構成される。図6に示すような構成において、液体燃料が常に燃料電極103に供給されるためには、液体燃料が燃料流路108側から燃料電極103側に向かう方向の流れを有していることが望まれる。
3/2O2+6H++6e-→3H2O (2)
本発明の燃料電池は、上述した燃料電極3に液体燃料を供給するための機構(燃料供給機構)をさらに備える。図1には、一例として、燃料電極3の電解質膜4に隣接する側とは反対側に配置された、燃料流路7を有する燃料流路板6で燃料供給機構を実現した場合が示されている。この場合、燃料流路板6としては、液体燃料に対し透過性を有しない適宜の基板であれば特に制限されるものではなく、たとえば金属基板、シリコン基板、ガラス基板、樹脂基板などを用いて実現することができる。中でも、量産性という観点からは、既存のシリコンデバイス作製プロセスと互換性のあるシリコン基板が好ましく、図1には、微細加工によって燃料流路7が形成されたシリコン基板にて燃料流路板6を実現した例が示されている。なお、燃料流路7は、燃料拡散層8に液体燃料が供給されるような流路を形成しているのであれば、その形状、大きさなどは特に制限されるものではない。また、本発明の燃料電池における燃料供給機構は、図1に示したような燃料流路7を有する燃料流路板6に限定されるものではなく、たとえば、液体燃料の貯蔵槽と隣接し、毛細管作用によって液体燃料を燃料拡散層8にまで運搬し得るような多孔質材料にて実現されていてもよい。
Claims (7)
- メタノールと水との混合物である液体燃料から水素イオンを生成する燃料電極と、
燃料電極に隣接して配置され、燃料電極からの水素イオンが透過する電解質膜と、
電解質膜を介して燃料電極と対向して配置され、電解質膜を透過した水素イオンと酸化剤である酸素とを反応させる酸化剤電極と、
燃料電極に液体燃料を供給するための燃料供給機構と、
燃料電極と燃料供給機構との間に介在され、燃料供給機構側に配置された、親水性を有する多孔質材料で形成された燃料拡散層および燃料電極側に配置された、疎水性を有する材料で形成された第一疎水性層とを備える燃料電池であって、
第一疎水性層は、燃料拡散層側から燃料電極側に向かうよりも、燃料電極側から燃料拡散層側に向かう液体燃料の透過速度が小さく、
第一疎水性層に液体燃料を透過させるための微細孔が形成されている、燃料電池。 - 燃料拡散層が、厚み方向に貫通する1以上の孔を有する、請求項1に記載の燃料電池。
- 孔の内壁に、疎水性を有する材料で形成された第二疎水性層が設けられてなる、請求項2に記載の燃料電池。
- 第二疎水性層は、第一疎水性層よりも液体燃料の透過速度が小さい、請求項3に記載の燃料電池。
- 第二疎水性層が、第一疎水性層よりも大きな厚みを有する、請求項3または4に記載の燃料電池。
- 燃料拡散層は、第一疎水性層側から燃料供給機構側に向かうよりも、燃料供給機構側から第一疎水性層側に向かう液体燃料の透過速度が大きいことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池。
- 燃料拡散層は、液体燃料に対する接触角が、燃料供給機構側よりも第一疎水性層側の方が小さいことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の燃料電池。
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