JP5188031B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
図1は第1実施形態の燃料電池を装着したデジタルカメラの説明図、図2は第1実施形態の燃料電池の外観の斜視図、図3は燃料極の水平断面図、図4は酸化剤極の水平断面図である。図3は図2中のA面の断面図、図4は図2中のB面の断面図である。
図5は第2実施形態の燃料電池における燃料極の水平断面図、図6は酸化剤極の水平断面図である。第2実施形態は、第1実施形態の内部構造のみ変更して、より性能を高めており、図5は図2中の燃料極の断面であるA面の断面図、図6は図2中の酸化極の断面であるB面の断面図である。第2実施形態は、表面に絶縁層を形成したスタック締結ネジ51を用いて図2に示す発電セル3を締結する。それ以外の構成は第1実施形態と同様であるので、図2〜図4と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
図7は第3実施形態の燃料電池の外観の斜視図、図8は燃料電池スタックの縦断面、図9はエンドプレート締結部の拡大図である。図8には図7におけるC面の断面図が示される。第3実施形態の燃料電池92Bは、第2実施形態のスタック締結ネジ51の挿入端の封止構造を変更して性能を高めたもので、スタック締結ネジ5の端部に封止ネジ82を配置している。これ以外は第2実施形態と同様に構成されるので、図2と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
図10は第4実施形態の燃料電池における燃料極の水平断面図、図11は酸化剤極の水平断面図である。第4実施形態は、第2実施形態の内部構造のみ変更して性能を高めており、図10は図2中の燃料極の断面であるA面の断面図、図11は図2中の酸化剤極の断面であるB面の断面図である。第4実施形態は、表面に絶縁層を形成したスタック締結ネジ51に軸方向に連続した溝構造が形成されている。それ以外の構成は第2実施形態と同様であるので、図2〜図4と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
従来、小型の電気機器を持ち運んで使用するためには、種々の一次電池、二次電池が使用されてきた。しかし、最近の小型電気機器の高性能化に伴い、消費電力が大きくなり、一次電池では、小型軽量で、十分なエネルギーを供給できなくなっている。一方、二次電池においては、繰り返し充電して使用できるという利点はあるものの、一回の充電で使用できるエネルギーは一次電池よりも更に少ない。そして、二次電池の充電の為には、別の電源が必要である上、充電には通常数十分から数時間かかり、いつでもどこでもすぐに使用できる様にするということは困難である。今後、電気機器のますますの小型、軽量化が進み、ワイヤレスのネットワーク環境が整うことにより、機器を持ち運んで使用する傾向が高まる中で、従来の一次電池、二次電池では機器の駆動に十分なエネルギーを供給することは困難である。
第1実施形態の燃料電池92は、膜電極接合体8の一方の面側に配置されて大気から隔離された燃料極室32と、膜電極接合体8の他方の面側に配置されて大気に連通した酸化剤取入口10とが積み重ね方向に配置されている。燃料電池92は、膜電極接合体8の発電領域の外側位置で酸化剤取入口10の厚みを支持し、内側に前記積み重ね方向のスタック締結部品挿入部31cを有する酸化剤極外囲部材9を有する。燃料極室32と酸化剤取入口10とを前記積み重ね方向に圧縮付勢するスタック締結部品5が、スタック締結部品挿入部31cに配置されている。そして、大気から隔離して燃料極室32に連通させたスタック締結部品挿入部31cが発電領域を挟む平面位置に一対以上配置されている。スタック締結部品5は、すべての発電セル3と一対のエンドプレート4とを貫通して、燃料電池スタック1を組み立てている。
2 外部燃料タンク
3 発電セル
4 エンドプレート
5、51、52 締結部材(スタック締結部品、スタック締結ネジ)
6 セパレータ
7 燃料極シール
8 膜電極接合体
9 間隔保持部材(酸化剤極外囲部材)
10 酸化剤供給空間(酸化剤取入口)
31a、31c 燃料供給経路を兼ねた貫通孔(スタック締結部品挿入部)
31b 対角線に位置する貫通孔(スタック締結部品挿入部)
32 燃料供給空間(燃料極室)
81 封止部材(Oリング)
82 保持部材(封止ネジ)
83 燃料取入口
91 デジタルカメラ
92 燃料電池
93 溝構造(切り欠き部)
Claims (2)
- 電解質膜の両面に電極層を配置した膜電極接合体の一方の面側に配置されて大気から隔離された燃料供給空間と、前記膜電極接合体の他方の面側に配置されて大気に連通した酸化剤供給空間と、が積み重ね方向に配置された発電セルを有する燃料電池において、
前記膜電極接合体の発電領域の外側位置で前記酸化剤供給空間の厚みを支持し、内側に前記積み重ね方向の貫通孔を有する間隔保持部材と、
前記貫通孔に配置されて、前記燃料供給空間と前記酸化剤供給空間とを前記積み重ね方向に圧縮付勢する締結部材と、を備え、
大気から隔離して前記燃料供給空間に連通させた前記貫通孔が前記発電領域を挟む平面位置に一対以上配置され、
前記貫通孔の一方から他方へ向かう燃料流路が前記燃料供給空間に形成され、
前記間隔保持部材が絶縁材料で形成され、
前記締結部材は、金属材料で形成されて、前記貫通孔の内壁面に接触して配置され、
前記締結部材の前記積み重ね方向における少なくとも一端側に、電気的な絶縁状態で締結力を支持する絶縁支持構造を有することを特徴とする燃料電池。 - 電解質膜の両面に電極層を配置した膜電極接合体の一方の面側に配置されて大気から隔離された燃料供給空間と、前記膜電極接合体の他方の面側に配置されて大気に連通した酸化剤供給空間と、が積み重ね方向に配置された発電セルを有する燃料電池において、
前記膜電極接合体の発電領域の外側位置で前記酸化剤供給空間の厚みを支持し、内側に前記積み重ね方向の貫通孔を有する間隔保持部材と、
前記貫通孔に配置されて、前記燃料供給空間と前記酸化剤供給空間とを前記積み重ね方向に圧縮付勢する締結部材と、を備え、
大気から隔離して前記燃料供給空間に連通させた前記貫通孔が前記発電領域を挟む平面位置に一対以上配置され、
前記貫通孔の一方から他方へ向かう燃料流路が前記燃料供給空間に形成され、
前記発電セルと平面形状を揃えて積み重ねられ、前記燃料供給空間に連通した前記貫通孔に気体燃料を供給する燃料タンクを備えたことを特徴とする燃料電池。
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