JP5166690B2 - 固体高分子電解質形燃料電池 - Google Patents
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Description
図10に示すように、プロトン(H+)伝導性を有する固体高分子電解質膜111の一方面側には、Pt−Ru系等の触媒金属を含有して導電性及びガス透過性を有する燃料極膜112が接着している。固体高分子電解質膜111の他方面側には、Pt系等の触媒金属を含有して導電性及びガス透過性を有する酸化極膜113が接着している。
H2O2+H++e-→・OH+H2O (2)
本発明に係る固体高分子電解質形燃料電池の第一番目の実施形態を図1に基づいて説明する。図1は、固体高分子電解質形燃料電池の要部の概略構成図である。
H2O2+H++e-→・OH+H2O (2)
本発明に係る固体高分子電解質形燃料電池の第二番目の実施形態を図2に基づいて説明する。図2は、固体高分子電解質形燃料電池の要部の概略構成図である。なお、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一番目の実施形態で説明した事項と重複する説明を省略する。
本発明に係る固体高分子電解質形燃料電池の第三番目の実施形態を図3に基づいて説明する。図3は、固体高分子電解質形燃料電池の要部の概略構成図である。なお、前述した第一,二番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一,二番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一,二番目の実施形態で説明した事項と重複する説明を省略する。
本発明に係る固体高分子電解質形燃料電池の第四番目の実施形態を図4に基づいて説明する。図4は、固体高分子電解質形燃料電池の要部の概略構成図である。なお、前述した第一〜三番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜三番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一〜三番目の実施形態で説明した事項と重複する説明を省略する。
本発明に係る固体高分子電解質形燃料電池の第五番目の実施形態を図5に基づいて説明する。図5は、固体高分子電解質形燃料電池の要部の概略構成図である。なお、前述した第一〜四番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜四番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一〜四番目の実施形態で説明した事項と重複する説明を省略する。
本発明に係る固体高分子電解質形燃料電池の第六番目の実施形態を図6に基づいて説明する。図6は、固体高分子電解質形燃料電池の要部の概略構成図である。なお、前述した第一〜五番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜五番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一〜五番目の実施形態で説明した事項と重複する説明を省略する。
本発明に係る固体高分子電解質形燃料電池の第七番目の実施形態を図7に基づいて説明する。図7は、固体高分子電解質形燃料電池の要部の概略構成図である。なお、前述した第一〜六番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜六番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一〜六番目の実施形態で説明した事項と重複する説明を省略する。
前述した第三,五番目の実施形態では、電気的な絶縁性を有する前記スペーサ39,59を用いるようにしたが、当該スペーサ39,59に代えて、例えば、過酸化水素の水及び酸素への分解を促進させる触媒金属や活性炭等を含有する第二の劣化抑制材であるスペーサを用いることにより、固体高分子電解質膜11が水分により膨潤して、固体高分子電解質膜11の周縁側に弛みを生じ、前記ガス拡散層34,35,44,45の周縁端と固体高分子電解質膜11の周縁側とが接触してしまうような状態となっても、固体高分子電解質膜11の周縁側と当該ガス拡散層34,35,44,45の周縁端との間に生成する過酸化水素(H2O2)等の副反応生成物質からのヒドロキシラジカル(・OH)等のラジカルの発生よりも先に当該過酸化水素(H2O2)等の副反応生成物質を水及び酸素に分解して、固体高分子電解質膜11の周縁側と当該ガス拡散層34,35,44,45の周縁端との間での前記式(2)の反応を抑制し、固体高分子電解質膜11の周縁側と当該ガス拡散層34,35,44,45の周縁端との間における過酸化水素(H2O2)等の副反応生成物質からのヒドロキシラジカル(・OH)等のラジカルの発生を防止することも可能である。
10a 緩衝空間
11 固体高分子電解質膜
12 燃料極膜
13 酸化極膜
14 第一のガス拡散層
15 第二のガス拡散層
16 セパレータ
17 シール材
18 第一の絶縁層
19 第二の絶縁層
20 固体高分子電解質形燃料電池
28a,28b 第一の過酸化水素分解層
29a,29b 第二の過酸化水素分解層
30 固体高分子電解質形燃料電池
34 第一のガス拡散層
35 第二のガス拡散層
39 スペーサ
40 固体高分子電解質形燃料電池
42 燃料極膜
43 酸化極膜
44 第一のガス拡散層
45 第二のガス拡散層
50 固体高分子電解質形燃料電池
59 スペーサ
60 固体高分子電解質形燃料電池
69 第三の絶縁層
70 固体高分子電解質形燃料電池
79 第三の絶縁層
80 固体高分子電解質形燃料電池
87a,87b シール材
90 固体高分子電解質形燃料電池
91 固体高分子電解質膜
91a 周縁部
Claims (3)
- 固体高分子電解質膜の一方面及び他方面に電極膜を配設した固体高分子電解質膜電極接合体と、
前記固体高分子電解質膜電極接合体の一方面側の前記電極膜上を覆うように配設された第一のガス拡散層と、
前記固体高分子電解質膜電極接合体の他方面側の前記電極膜上を覆うように配設された第二のガス拡散層と、
前記ガス拡散層を介して前記固体高分子電解質膜電極接合体の一方面側及び他方面側にそれぞれ配設されるセパレータと
を備えている固体高分子電解質形燃料電池において、
前記固体高分子電解質膜電極接合体の前記固体高分子電解質膜と前記第一のガス拡散層及び前記第二のガス拡散層のうちの少なくとも一方との直接的な接触を防止するように当該固体高分子電解質膜と当該第一のガス拡散層及び当該第二のガス拡散層のうちの少なくとも一方との間に設けられて当該固体高分子電解質膜と当該第一のガス拡散層及び当該第二のガス拡散層のうちの少なくとも一方との間でのラジカルの発生を抑制するように過酸化水素を水及び酸素に分解する第一の劣化抑制材と、
前記固体高分子電解質膜電極接合体の前記固体高分子電解質膜と前記第一のガス拡散層及び前記第二のガス拡散層のうちの少なくとも一方との直接的な接触を防止するように当該第一のガス拡散層及び当該第二のガス拡散層のうちの少なくとも一方の周縁端面に設けられて当該固体高分子電解質膜と当該第一のガス拡散層及び当該第二のガス拡散層のうちの少なくとも一方との間でのラジカルの発生を抑制するように過酸化水素を水及び酸素に分解する第二の劣化抑制材と
を備えていることを特徴とする固体高分子電解質形燃料電池。 - 請求項1において、
前記固体高分子電解質膜電極接合体の前記固体高分子電解質膜と前記セパレータとの間に空間が設けられている
ことを特徴とする固体高分子電解質形燃料電池。 - 請求項2において、
前記固体高分子電解質膜電極接合体の前記固体高分子電解質膜と前記セパレータとの直接的な接触を防止するように前記空間に設けられて当該固体高分子電解質膜と当該セパレータとの間でのラジカルの発生を抑制するように過酸化水素を水及び酸素に分解する第三の劣化抑制材を備えている
ことを特徴とする固体高分子電解質形燃料電池。
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