JP5311587B2 - 燃料電池及び燃料電池システム - Google Patents
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Description
また、突出部を設けることによって、膜電極接合体と供給部材との間には、突出部以外の領域に空間が画成されるため、この空間に不純ガスを押し退け易く、また多くの不純ガスを空間内で貯留することができるため、発電をさらに長期間継続させることができる。
本発明の第14の態様は、電解質膜とアノード側触媒とを具備する膜電極接合体と、該膜電極接合体にアノード流体を供給する供給部材と、を具備する燃料電池において、前記供給部材には、前記膜電極接合体に向けて前記アノード流体を供給するアノード流体流路が設けられており、前記アノード流体流路の前記アノード流体の吐出側の開口が、前記膜電極接合体との間に前記アノード流体の供給により押し退けられた気体を貯留する所定の空間を配した状態で、前記膜電極接合体に近接して設けられており、前記アノード流体から押し退けられた気体を貯留する領域から、該気体を除去する除去手段を有することを特徴とする燃料電池にある。
かかる第14の態様では、アノード流体流路によって膜電極接合体に向けてアノード流体を供給することで、アノード側触媒の表面に存在する不純ガスをアノード流体によって押し退けて、アノード側触媒の表面に亘ってアノード流体を均一に供給することができる。これにより発電量、特に初期電圧を高くすることができると共に、発電を長期間に亘って維持することができる。
また、除去手段によって、アノード流体が充填される空間内で押し退けられた不純ガス等の気体を、アノード流体が充填される空間から除去することができるため、さらに発電量を向上することができると共に発電を長期間に亘って維持することができる。
図1は、本発明の燃料電池システムの概略構成を示す図である。
図5は、本発明の実施形態2に係る燃料電池の要部断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
1 燃料電池システム
100 燃料供給手段
200 燃料電池
201 固体高分子電解質膜(電解質膜)
202 アノード側触媒
203 カソード側触媒
210 アノード部材
212 アノード流体導入口
220 カソード部材
230、230A ガス拡散層
240、240A 供給部材
241 アノード流体流路
242 突出部
250 空間
251 空間
260 導出路
261 貯留手段
262 逆止弁
270 吸着剤
300 制御回路
Claims (15)
- 電解質膜とアノード側触媒とを具備する膜電極接合体と、
該膜電極接合体にアノード流体を供給する供給部材と、を具備する燃料電池において、
前記供給部材には、前記膜電極接合体に向けて前記アノード流体を供給するアノード流体流路が設けられており、
前記アノード流体流路の前記アノード流体の吐出側の開口が、前記膜電極接合体との間に前記アノード流体の供給により押し退けられた気体を貯留する所定の空間を配した状態で、前記膜電極接合体に近接して設けられており、
前記供給部材には、前記膜電極接合体側に突出すると共に内部に前記アノード流体流路が設けられた突出部が設けられていることを特徴とする燃料電池。 - 前記突出部は、前記膜電極接合体側に向かって先鋭化したテーパ形状を有することを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
- 前記アノード流体流路は、前記膜電極接合体側に向かって先鋭化したテーパ形状を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池。
- 前記アノード流体流路が、1つの供給部材に複数設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の燃料電池。
- 前記アノード流体流路が、1つの供給部材に複数設けられており、
複数の前記アノード流体流路に前記膜電極接合体とは反対側で連通するチャンバと、該チャンバに前記アノード流体を供給するアノード流体導入口と、を具備し、
前記供給部材には、前記膜電極接合体側に突出すると共に内部に前記アノード流体流路が設けられた第1の突出部及び第2の突出部を有する突出部が設けられ、
前記第2の突出部は、前記アノード流体導入口からの距離が、前記第1の突出部の前記アノード流体導入口からの距離よりも長く、且つ前記第1の突出部の突出量は、前記第2の突出部の突出量よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の燃料電池。 - 複数の前記アノード流体流路に前記膜電極接合体とは反対側で連通するチャンバと、該チャンバに前記アノード流体を供給するアノード流体導入口と、を具備し、
前記アノード流体流路の圧力損失が前記アノード流体導入口から各前記アノード流体流路までの圧力損失よりも大きいことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の燃料電池。 - 複数の前記アノード流体流路に前記膜電極接合体とは反対側で連通するチャンバと、該チャンバに前記アノード流体を供給するアノード流体導入口と、を具備し、
複数の前記アノード流体流路は、第1のアノード流体流路、および、前記アノード流体導入口からの距離が前記第1のアノード流体流路よりも長い第2のアノード流体流路を備え、
前記第1のアノード流体流路の圧力損失は、前記第2のアノード流体流路の圧力損失よりも大きいことを特徴とする請求項4〜6の何れか一項に記載の燃料電池。 - 複数の前記アノード流体流路に前記膜電極接合体とは反対側で連通するチャンバと、該チャンバに前記アノード流体を供給するアノード流体導入口と、を具備し、
複数の前記アノード流体流路は、第1のアノード流体流路、および、前記アノード流体導入口からの距離が前記第1のアノード流体流路よりも長い第2のアノード流体流路を備え、
前記アノード流体導入口から前記第1のアノード流体流路までの前記チャンバ内の第1の誘導路における圧力損失は、前記アノード流体導入口から前記第2のアノード流体流路までの前記チャンバ内の第2の誘導路における圧力損失よりも大きいことを特徴とする請求項4〜7の何れか一項に記載の燃料電池。 - 前記供給部材の複数の前記アノード流体流路が互いに隣り合う間隔は、前記アノード流体導入口からの距離が短い前記アノード流体流路側から前記アノード流体導入口からの距離が長い前記アノード流体流路側に向かって徐々に漸小することを特徴とする請求項7に記載の燃料電池。
- 前記アノード流体から押し退けられた気体を貯留する領域から、該気体を除去する除去手段を有することを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の燃料電池。
- 前記除去手段が、アノード流体の供給により押し退けられた気体を貯留する領域と連通し、該気体をバッファ排出するための導出路であることを特徴とする請求項10記載の燃料電池。
- 前記導出路には、前記気体が貯留される領域から前記バッファへの気体の流動は許可し、逆方向の気体の流動を制限する逆止弁を有することを特徴とする請求項11記載の燃料電池。
- 前記除去手段が、前記アノード流体から押し退けられた気体を貯留する領域に備えられた吸着剤であることを特徴とする請求項10記載の燃料電池。
- 電解質膜とアノード側触媒とを具備する膜電極接合体と、
該膜電極接合体にアノード流体を供給する供給部材と、を具備する燃料電池において、
前記供給部材には、前記膜電極接合体に向けて前記アノード流体を供給するアノード流体流路が設けられており、
前記アノード流体流路の前記アノード流体の吐出側の開口が、前記膜電極接合体との間に前記アノード流体の供給により押し退けられた気体を貯留する所定の空間を配した状態で、前記膜電極接合体に近接して設けられており、
前記アノード流体から押し退けられた気体を貯留する領域から、該気体を除去する除去手段を有することを特徴とする燃料電池。 - 請求項1〜14の何れか一項に記載の燃料電池と、前記アノード流体を前記燃料電池に供給する燃料供給手段と、を具備することを特徴とする燃料電池システム。
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