JP5153159B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
上記拡散層の少なくとも触媒層側を撥水性微細多孔層にて形成し、かつ該撥水性微細多孔層の触媒層表面に開口する孔を設け、
該孔径は、上記ガス流路の上流領域では、上記触媒層から上記ガス流路側へ向けて孔径が小さくなるように形成し、
上記ガス流路の下流領域では、上記触媒層から上記ガス流路側へ向けて孔径が大きくなるように形成したものである。
圧力P=2rcosθ/R(r:水の表面張力、R:孔の半径)
式より、孔の半径(R)が大きいほど孔から水を押出圧力が大きくなるので、撥水性の多孔体中では、水は孔径が大きくなる方へ移動することになる。つまり、ガス流路入口に近い上流側では、ガス流路から触媒層へ向けて水が移動するので、電解質膜の乾燥を防止する効果が得られる。一方、ガス流路出口に近い下流側では、触媒層からガス流路へ向けて水が移動するので排水が促進され、触媒層と拡散層界面や拡散層内の水詰まりによるフラッディングを防止することができる。
アノード電極反応(燃料極21) H2 →2H+ +2e− ・・・(1)
カソード電極反応(酸化剤極22) 2H+ +1/2O2 ++2e− →H2O・・・(2)
1 膜電極接合体
11 電解質膜
21 燃料極
22 酸化剤極
31、32 触媒層
4 撥水性微細多孔層
41、42 拡散層
4a、4b 孔
5 燃料側セパレータ
51 燃料ガス流路
6 酸化剤側セパレータ
61 酸化剤ガス流路
Claims (3)
- 電解質膜の両面に電極を構成する触媒層および拡散層を配設した膜電極接合体を備え、該膜電極接合体の一方の面側に燃料ガスが供給されるガス流路を形成するとともに、他方の面側に酸化剤ガスが供給されるガス流路を形成してなる燃料電池において、
上記拡散層の少なくとも触媒層側を撥水性微細多孔層にて形成し、かつ該撥水性微細多孔層の触媒層表面に開口する孔を設け、
該孔径は、上記ガス流路の上流領域では、上記触媒層から上記ガス流路側へ向けて孔径が小さくなるように形成し、
上記ガス流路の下流領域では、上記触媒層から上記ガス流路側へ向けて孔径が大きくなるように形成したことを特徴とする燃料電池。 - 上記拡散層は、上記撥水性微細多孔層の所定位置に孔開けすることにより、所定形状の多数の孔を形成する請求項1記載の燃料電池。
- 上記拡散層は、上記撥水性微細多孔層に造孔材を埋め込み、熱処理することによって孔形状を制御する請求項2記載の燃料電池。
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