JP6396435B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
酸化/電子を失う
カソード 3O2+12H++12e-→6H2O
還元/電子を得る
全体反応 2CH3OH+3O2→4H2O+2CO2
酸化還元反応/電池反応
Claims (16)
- 中空子膜(3)のバンドル(2)が配置されたハウジング(1)と、
前記中空子膜(3)のバンドル(2)の一方の端面部(2A)を緊密に取り囲む第1の仕切壁(4)と、
前記中空子膜(3)のバンドル(2)の他方の端面部(2B)を緊密に取り囲む第2の仕切壁(5)と、
前記第1の仕切壁(4)および前記第2の仕切壁(5)により、前記中空子膜(3)の一方の開口端(3A)に流体接続された入口スペース(7)と、前記中空子膜(3)の他方の開口端(3B)に流体接続された出口スペース(8)と、前記仕切壁(4,5)間に位置する中間スペース(6)と、に前記ハウジング内が分けられており、
前記入口スペース(6)の第1の入口ターミナル(9)および前記出口スペース(8)の第1の出口ターミナル(10)と、
前記中間スペース(6)の第2の入口ターミナル(12) および前記中間スペース(6)の第2の出口ターミナル(11)と、
を具備し、
前記中空子膜(3)の内面および前記中空子膜(3)の外面は、触媒材料および導電材料を有する少なくとも1つの層(13,15;14,16)を有しており、
前記入口スペース(7)を画定する前記ハウジング(1)の壁に塗布され、前記入口スペース(7)を画定する前記第1の仕切壁(4)の表面に塗布され、前記出口スペース(8)を画定する前記ハウジング(1)の壁に塗布され、前記出口スペース(8)を画定する前記第2の仕切壁(5)の表面に塗布された導電材料層(14)と、
前記中間スペース(6)を画定する前記ハウジング(1)の壁に塗布され、前記中間スペース(6)を画定する前記第1及び第2の仕切壁(4,5)の表面に塗布された導電材料層(16)と、
前記入口スペース(7)および前記出口スペース(8)内の前記導電材料層(14)に電気的に接続された第1の電気接続接点(19)と、前記ハウジング(1)に形成され、前記中間スペース(6)内の前記導電材料層(16)に電気的に接続された第2の電気接続接点(18)と、を有することを特徴とする燃料電池。 - 前記入口スペース(7)内の前記導電材料層(14)の下に設けられ、かつ前記中間スペース(6)内の前記導電材料層(16)の下に設けられた触媒材料層(13,15)を有することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。
- 前記ハウジング(1)が円柱状筐体であり、前記第1及び第2の仕切壁(4,5)が円柱形状体であることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の燃料電池。
- 前記第1及び第2の仕切壁(4,5)が封止用コンパウンドを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃料電池。
- 前記触媒材料が白金またはパラジウムであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の燃料電池。
- 前記触媒材料層(13,15)の厚さが2nm〜500nmの間にあることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の燃料電池。
- 前記導電材料が炭素粒子または炭素繊維を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の燃料電池。
- 前記中空子膜(3)の径が50μm〜500μmの間にあることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の燃料電池。
- 中空子膜モジュールから燃料電池を製造する方法において、
前記中空子膜モジュールは、
中空子膜(3)のバンドル(2)が配置されたハウジング(1)と、
前記中空子膜(3)のバンドル(2)の一方の端面部(2A)を緊密に取り囲む第1の仕切壁(4)と、
前記中空子膜(3)のバンドル(2)の他方の端面部(2B)を緊密に取り囲む第2の仕切壁(5)と、
前記第1の仕切壁(4)および前記第2の仕切壁(5)により、前記中空子膜(3)の一方の開口端(3A)に流体接続された入口スペース(7)と、前記中空子膜(3)の他方の開口端(3B)に流体接続された出口スペース(8)と、前記仕切壁(4,5)間に位置する中間スペース(6)と、に前記ハウジング内が分けられており、
前記入口スペース(6)の第1の入口ターミナル(9)および前記出口スペース(8)の第1の出口ターミナル(10)と、
前記中間スペース(6)の第2の入口ターミナル(12) および前記中間スペース(6)の第2の出口ターミナル(11)と、
を具備し、
前記中空子膜(3)の内面および前記中空子膜(3)の外面は、触媒材料および導電材料を有する少なくとも1つの層(13,15;14,16)を有しており、
前記入口スペース(7)を画定する前記ハウジング(1)の壁に塗布され、前記入口スペース(7)を画定する前記第1の仕切壁(4)の表面に塗布され、前記出口スペース(8)を画定する前記ハウジング(1)の壁に塗布され、前記出口スペース(8)を画定する前記第2の仕切壁(5)の表面に塗布された導電材料層(14)と、
前記中間スペース(6)を画定する前記ハウジング(1)の壁に塗布され、前記中間スペース(6)を画定する前記第1及び第2の仕切壁(4,5)の表面に塗布された導電材料層(16)と、
前記入口スペース(7)および前記出口スペース(8)内の前記導電材料層(14)に電気的に接続された第1の電気接続接点(19)と、前記ハウジング(1)に形成され、前記中間スペース(6)内の前記導電材料層(16)に電気的に接続された第2の電気接続接点(18)と、を有することを特徴とする燃料電池の製造方法。 - 第1の工程において触媒材料を含む液を前記入口スペース(7)と前記出口スペース(8)と前記中空子膜(3)とにポンプ通液し、第2の工程において導電材料を含む液を前記入口スペース(7)と前記出口スペース(8)と前記中空子膜(3)とにポンプ通液する際に、第1の工程において触媒材料を含む液を前記中間スペース(6)にポンプ通液し、第2の工程において導電材料を含む液を前記中間スペース(6)にポンプ通液する、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記触媒材料が白金またはパラジウムであることを特徴とする請求項9又は10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記触媒材料が2nm〜500nmの間の層の厚さに塗布されることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記導電材料が炭素粒子または炭素繊維を含むことを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記中空子膜(3)の径が50μm〜500μmの間にあることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記中空子膜モジュールが透析モジュールであることを特徴とする請求項9乃至14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記透析モジュールの中空子膜(3)の孔は、イオン伝導性材料で満たされていることを特徴とする請求項15に記載の方法。
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