JP5723124B2 - 燃料電池及び燃料電池装置 - Google Patents
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Description
かかる特徴によれば、アノード連通孔が拡散部に面して配置されている為に、燃料が拡散部へと供給され易くなり、アノード触媒層付近に存在する不純物質を除去する能力を高める事ができる。
かかる特徴によれば、複数のアノード流路を配置しても収容部の容積を大きく確保できるので、燃料電池の発電領域の大きさに係らず、収容部とアノード流路を同一層に有する燃料電池構造が実現可能となる。
かかる特徴によれば、アノード流路と収容部は同一基板から形成される為、より少ない部材数で本発明の燃料電池構造を実現する事が可能となる。
かかる特徴によれば、筒状の供給部材を備える事により簡便にアノード流路と収容部を同一の層に形成する事が可能である為、本発明の燃料電池の組立を簡易化することが可能である。
かかる特徴によれば、燃料が発電セルの厚み方向に移動する事が出来る燃料流通孔を拡散部が設ける事により、触媒層近傍への燃料の供給能力と、不純物質の収容部への移動性を向上することが出来る。
かかる特徴によれば、燃料流通孔がアノード連通孔と一部重なりあう為、触媒層近傍への燃料の供給能力をより確実に向上させる事が可能となる。
かかる特徴によれば、アノード流路の断面積がアノード連通孔の断面積よりも小さい為に、燃料はアノード連通孔から触媒層近傍へ供給されるよりもアノード流路中を移動しやすい。そのため、発電領域全体への燃料供給のばらつきをより軽減する事が可能である。
かかる特徴によれば、複数のアノード流路の断面積が支流路の断面積よりも小さい為に、燃料はそれぞれのアノード流路に行き渡るよりも、支流路中を移動しやすい。そのため支流路の燃料濃度が均一になるため、発電領域全体への燃料供給のばらつきをより軽減する事が可能である。
(実施の形態1)
図1から図3に基づいて本発明の実施の形態1における燃料電池装置を説明する。
燃料電池2の発電反応に伴いカソード側の触媒層12で生成された水の多くは空気中へと蒸発するが、一部は固体高分子電解質膜11を通してアノード体14の内部へと浸透する。またアノード体14内部が燃料で満たされている状態では固体高分子電解質膜11を隔てた外部気体との間で気体の分圧差が生じている事から、空気や窒素等の気体が固体高分子電解質膜11を通してアノード体14の内部に侵入してくる。これら水や空気や窒素等の燃料電池の発電反応に直接利用されない不純物質がアノード体14の内部に蓄積する事により、アノード体14の内部の燃料分圧は低下してくる。しかし不純物質は収容部23に移動する事によりアノード側の触媒層12の不純物質による窒息を防止する事ができる。
本発明の実施の形態2における燃料電池2の断面図を図5に、供給部材20の部品図を図6に、供給部材20のその他の例1を図7、供給部材20のその他の例2を搭載した燃料電池2の分解図を図8に示す。なお、本実施の形態1と同一の部分については同一の符号を付し、同様な構成、動作については説明を省略する。以下図5、図6を用いて本実施の形態2について説明する。
本発明の実施の形態3における燃料電池2に係る供給部材20の斜視図を図8に、その他の供給部材20の斜視図を図9に示す。なお、本実施の形態1及び2と同一の部分については同一の符号を付し、同様な構成、動作については説明を省略する。以下図8を用いて本実施の形態2について説明する。
本発明の実施の形態4における燃料電池2の断面図を図10に示す。なお、本実施の形態1から3と同一の部分については同一の符号を付し、同様な構成、動作については説明を省略する。以下図10を用いて本実施の形態2について説明する。
2 燃料電池
3 燃料部
4 燃料供給系
5 制御回路
6 使用機器
11 固体高分子電解質膜
12 触媒層
13 拡散部
14 アノード体
15 カソード体
16 支持体
17 締結手段
20 供給部材
21 アノード流路入口
22 アノード流路
23 収容部
24 アノード連通孔
25 支流路
131 ガス拡散層
132 集電板
133 燃料流通孔
141 燃料供給口
Claims (7)
- 固体高分子電解質膜と、
前記固体高分子電解質膜の一面に備えられたアノード側触媒体と、
前記アノード側触媒体に対して燃料を供給する供給部材と、
前記供給部材と前記アノード側触媒体との間に設けられ、前記燃料を拡散する拡散部とを備える燃料電池において、
前記供給部材は、
前記アノード側触媒体の面方向に広がるように備えられたアノード流路と、
前記燃料の供給により前記拡散部から押し退けられた気体を収容する収容部とを有し、
前記アノード流路は、前記アノード側触媒体に対して燃料を供給するためのアノード連通孔を有し、
前記アノード流路と前記収容部とは、前記拡散部の面方向に沿って備えられ、
前記アノード連通孔の面積は、前記アノード流路の流通方向に垂直な断面積よりも小さく、
複数の前記アノード流路のそれぞれを連通する支流路を備え、前記支流路の流通方向に垂
直な断面積は、前記アノード流路の流通方向に垂直な断面積以上であることを特徴とする燃料電池。 - 前記アノード連通孔は、前記拡散部に面して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。
- 前記アノード流路と前記収容部とは、基板上にあり、
前記基板は、前記拡散部に対して突出した複数の凸部分と、隣り合う前記凸部分により構成される凹部分とを有し、
前記凸部分は、前記アノード流路であり、
前記凹部分は、前記収容部であることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池。 - 前記アノード流路と前記収容部とは、同一基板から形成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の燃料電池。
- 前記供給部材は、前記拡散部の面に対して平行に設けられている筒であることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池。
- 前記拡散部は、燃料を流通する燃料流通孔を複数有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の燃料電池。
- 前記アノード連通孔は、複数の前記燃料流通孔の少なくとも一部と重なるように配置されていることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池。
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