JPH01235160A - 燃料電池のリブ付電極 - Google Patents
燃料電池のリブ付電極Info
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- JPH01235160A JPH01235160A JP63059273A JP5927388A JPH01235160A JP H01235160 A JPH01235160 A JP H01235160A JP 63059273 A JP63059273 A JP 63059273A JP 5927388 A JP5927388 A JP 5927388A JP H01235160 A JPH01235160 A JP H01235160A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
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- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、リブ付多孔貿基体から成るガス拡散電極を有
する燃料電池のリブ付電極に関する。
する燃料電池のリブ付電極に関する。
（従来の技術）
従来、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネル
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃料電池は、通常電解質を含侵したマトリックスを挟
んで一対の多孔質電極を配置するとともに、一方の電極
背面に水素などの流体燃料を接触させ、また他方の電極
の背面に酸素等の流体酸化剤を接触させ、このときに起
こる７４気化学的反応を利用して上記両電極間から電気
エネルギーを取り出すように構成したものであり、燃料
と酸化剤が供給されている限り高い交換効率で電気エネ
ルギーを取り出すことができるものである。
ギーに変換する装置として燃料電池が知られている。こ
の燃料電池は、通常電解質を含侵したマトリックスを挟
んで一対の多孔質電極を配置するとともに、一方の電極
背面に水素などの流体燃料を接触させ、また他方の電極
の背面に酸素等の流体酸化剤を接触させ、このときに起
こる７４気化学的反応を利用して上記両電極間から電気
エネルギーを取り出すように構成したものであり、燃料
と酸化剤が供給されている限り高い交換効率で電気エネ
ルギーを取り出すことができるものである。
一般に燃料電池の単位セルは、第３図の縦断面斜視図に
示すように構成されており、この単位セルを複数個積層
することにより、燃料電池積層体を構成している。
示すように構成されており、この単位セルを複数個積層
することにより、燃料電池積層体を構成している。
すなわち、第３図において、単位セルは電解質例えばリ
ン酸を含侵したマトリックス１を挟んで両側に通常炭素
材から成る多孔質体で形成され、一端に触媒２が付加さ
れている一対のリブ付電極３を配置している。この一対
のリブ付電極３は触媒２の付加面（マトリックス１面）
の反対面に、夫々流体燃料および流体酸化剤が流通する
流通路４を有している。そして、この単位セルをガス分
雛仮５を介して交互に複数個積層して燃料電池積層体を
構成している。
ン酸を含侵したマトリックス１を挟んで両側に通常炭素
材から成る多孔質体で形成され、一端に触媒２が付加さ
れている一対のリブ付電極３を配置している。この一対
のリブ付電極３は触媒２の付加面（マトリックス１面）
の反対面に、夫々流体燃料および流体酸化剤が流通する
流通路４を有している。そして、この単位セルをガス分
雛仮５を介して交互に複数個積層して燃料電池積層体を
構成している。
ところで、この様にリン酸等の酸性電解質を用いる燃料
電池における電極反応は、例えば上記の様に、触媒２を
推持させた炭素基材からなる同相、リン酸容液のような
電解質からなる液相、及び燃料ガス及び酸化剤ガスのよ
うな反応ガスからなる気相の三つの相が共存する場所で
行われる。この様な三つの相が共存する場所は、一般に
三相帯と呼ばれるが、この三相帯の面積によって、燃料
電池のその面積が小さいほど電池特性は低下し、反対に
、面積が大きいほど起電反応は活性化し、高性能燃料電
池も得ることができる。
電池における電極反応は、例えば上記の様に、触媒２を
推持させた炭素基材からなる同相、リン酸容液のような
電解質からなる液相、及び燃料ガス及び酸化剤ガスのよ
うな反応ガスからなる気相の三つの相が共存する場所で
行われる。この様な三つの相が共存する場所は、一般に
三相帯と呼ばれるが、この三相帯の面積によって、燃料
電池のその面積が小さいほど電池特性は低下し、反対に
、面積が大きいほど起電反応は活性化し、高性能燃料電
池も得ることができる。
上述した様に、燃料電池特性に影響を及ぼす三相帯の面
積を考えるうえにおいて、気相、つまり流通路から電極
多孔質基体内を拡散して反応界面まで達する流体燃料お
よび流体酸化剤（以下反応ガスという。）の供給は、燃
料電池における起電反応を活性化し、また、その活性化
した起電反応を長期に亘り安定に保つうえで、不可欠な
要素であることは明らかである。
積を考えるうえにおいて、気相、つまり流通路から電極
多孔質基体内を拡散して反応界面まで達する流体燃料お
よび流体酸化剤（以下反応ガスという。）の供給は、燃
料電池における起電反応を活性化し、また、その活性化
した起電反応を長期に亘り安定に保つうえで、不可欠な
要素であることは明らかである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしがら、リン酸電解質燃料電池を長時間に亘り起電
反応を継続するとセル構成部材・セル構成部材とリン酸
電解質の反応物（固体）・セル構成部材と反応ガスの反
応物（固体）等の不純物が前記流体燃料および流体酸化
剤の流通路出口部分に蓄積し、流通路を閉塞するととも
に流れ分布が不均一となり反応ガスの電極全体への均一
な拡散を妨げる不具合があった。
反応を継続するとセル構成部材・セル構成部材とリン酸
電解質の反応物（固体）・セル構成部材と反応ガスの反
応物（固体）等の不純物が前記流体燃料および流体酸化
剤の流通路出口部分に蓄積し、流通路を閉塞するととも
に流れ分布が不均一となり反応ガスの電極全体への均一
な拡散を妨げる不具合があった。
そこで本発明は、多孔質電極基体に形成された反応ガス
流通路の閉塞にともなう反応界面への反応ガスの供給不
足を改善し、長時間に亘り安定した運転が可能な燃料電
池を提供することにある。
流通路の閉塞にともなう反応界面への反応ガスの供給不
足を改善し、長時間に亘り安定した運転が可能な燃料電
池を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明の燃料電池のリブ付電
極は燃料電極と酸化剤電極との少なくとも一方のリブの
反応ガス流通方向下流部分を少なくとも１個おきに切除
するようにしたことを特徴とする。
極は燃料電極と酸化剤電極との少なくとも一方のリブの
反応ガス流通方向下流部分を少なくとも１個おきに切除
するようにしたことを特徴とする。
（作 用）
下流側部分のリブを少なくとも１個おきに切除するよう
にしたので下流側部分の流路面積を拡大することができ
、不純物の付着にともなう流路の閉塞を防止して長期間
安定した運転を行うことが可能となる。
にしたので下流側部分の流路面積を拡大することができ
、不純物の付着にともなう流路の閉塞を防止して長期間
安定した運転を行うことが可能となる。
（実施例）
以下本発明の一実施例について第１図を参照して説明す
る。
る。
３はカーボン繊維を主成分とする多孔質電極の一端にリ
ブ６を複数個配設して反応ガスの流通路４が形成できる
ようにしたリブ付電極であり、このリブ付電極３のリブ
６は反応ガスの流通方向下流側端面より上流側に向けて
一個おきに切除部７をもつように構成されている。
ブ６を複数個配設して反応ガスの流通路４が形成できる
ようにしたリブ付電極であり、このリブ付電極３のリブ
６は反応ガスの流通方向下流側端面より上流側に向けて
一個おきに切除部７をもつように構成されている。
次に、この実施例にもとづくリブ付電極３を装作し、第
３図のように単セルに組立後、りん酸を電解質しとだ起
電試験を実施した結果を第２図に示す、リブ付電極３は
１０００ｎｎ Ｘ １０１００Ｏ２，１ｉｎの基板に、
リブ６として幅１．７ｍａ＋、反応ガスの流通路４とし
て幅２．４＋ｎｍＸ高さ１．８ｍの溝を形成するととも
に、リブ６の切除部７の長さとして２０ｎｍを一個おき
に配置したものを試験に用いた。また、起電試験は常圧
、２０５℃、電流密度２２０＋ａＡ／ａｉ、燃料および
酸化剤の利用率をそれぞれ３０％の条件にて、この実施
例にもとづくリブ付電極（実線）と従来のもの（鎖線）
との運転時間に対する電圧降下率の比較を行った。
３図のように単セルに組立後、りん酸を電解質しとだ起
電試験を実施した結果を第２図に示す、リブ付電極３は
１０００ｎｎ Ｘ １０１００Ｏ２，１ｉｎの基板に、
リブ６として幅１．７ｍａ＋、反応ガスの流通路４とし
て幅２．４＋ｎｍＸ高さ１．８ｍの溝を形成するととも
に、リブ６の切除部７の長さとして２０ｎｍを一個おき
に配置したものを試験に用いた。また、起電試験は常圧
、２０５℃、電流密度２２０＋ａＡ／ａｉ、燃料および
酸化剤の利用率をそれぞれ３０％の条件にて、この実施
例にもとづくリブ付電極（実線）と従来のもの（鎖線）
との運転時間に対する電圧降下率の比較を行った。
この実施例によれば、反応ガス下流側部分のリブ６を切
除させて流通路４を拡大するようにしたので、起電反応
時のセル構成部材、セル構成部材とりん酸電解質との反
応により生じる反応物（固体）、あるいはセル構成部材
と反応ガスとの反応物（固体）等の不純物の蓄積による
流通路４の閉塞を防止することができ、その結果反応界
面への反応ガスの供給を均一に行えるので、第２図に示
すごと〈従来のものに比べ長期間安定した電圧を得るこ
とが可能となる。
除させて流通路４を拡大するようにしたので、起電反応
時のセル構成部材、セル構成部材とりん酸電解質との反
応により生じる反応物（固体）、あるいはセル構成部材
と反応ガスとの反応物（固体）等の不純物の蓄積による
流通路４の閉塞を防止することができ、その結果反応界
面への反応ガスの供給を均一に行えるので、第２図に示
すごと〈従来のものに比べ長期間安定した電圧を得るこ
とが可能となる。
尚、この実施例ではリブ６の切除部７を１個おきに配設
するようにしたが２乃至４個おきに配設しても同様の効
果を得ることができるが、間隔が大きくなるとその効果
が減少するため少いほど良いことばもたるんである。ま
た、切除部７は燃料側、酸化剤側のいずれか一方または
両方に設けることができる。
するようにしたが２乃至４個おきに配設しても同様の効
果を得ることができるが、間隔が大きくなるとその効果
が減少するため少いほど良いことばもたるんである。ま
た、切除部７は燃料側、酸化剤側のいずれか一方または
両方に設けることができる。
以上説明したように本発明によれば反応ガス流通路の閉
塞を防止するようにしたので反応ガスを均一に供給でき
、長期間安定して燃料電池の運転を行うことができる。
塞を防止するようにしたので反応ガスを均一に供給でき
、長期間安定して燃料電池の運転を行うことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す燃料電池のリブ付電極
の斜視図、第２図は第１図のリブ付電極と従来のリブ付
電極との単セル電圧特性比較線図、第３図は一般的な燃
料電池の単セル構成を示す斜視図。 １・・マトリックス ３・・・リブ付電極６・・・
リブ ７・・・切除部代理人 弁理士 則
近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図 第２図 第３図
の斜視図、第２図は第１図のリブ付電極と従来のリブ付
電極との単セル電圧特性比較線図、第３図は一般的な燃
料電池の単セル構成を示す斜視図。 １・・マトリックス ３・・・リブ付電極６・・・
リブ ７・・・切除部代理人 弁理士 則
近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 電解質を含侵したマトリックスを挟持するように燃料電
極と酸化剤電極とを配置し、この燃料電極と酸化剤電極
との反マトリックス側にそれぞれリブにより反応ガスの
流通溝を複数個に区画するようにした燃料電池のリブ付
電極において、燃料電極と酸化剤電極との少なくとも一
方のリブの反応ガス流通方向下流側部分を少なくとも１
個おきに切除するようにしたことを特徴とする燃料電池
のリブ付電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63059273A JPH01235160A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 燃料電池のリブ付電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63059273A JPH01235160A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 燃料電池のリブ付電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01235160A true JPH01235160A (ja) | 1989-09-20 |
Family
ID=13108606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63059273A Pending JPH01235160A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 燃料電池のリブ付電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01235160A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013041866A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | Intelligent Energy Limited | Fuel cell separator plates |
| WO2015150754A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Intelligent Energy Limited | Cooling plates for fuel cells |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP63059273A patent/JPH01235160A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013041866A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | Intelligent Energy Limited | Fuel cell separator plates |
| CN103947022A (zh) * | 2011-09-21 | 2014-07-23 | 智慧能量有限公司 | 燃料电池隔板 |
| US9876236B2 (en) | 2011-09-21 | 2018-01-23 | Intelligent Energy Limited | Fuel cell separator plates |
| WO2015150754A1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | Intelligent Energy Limited | Cooling plates for fuel cells |
| US10038203B2 (en) | 2014-03-31 | 2018-07-31 | Intelligent Energy Limited | Cooling plates for fuel cells |
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