JPH0222503B2 - - Google Patents
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- JPH0222503B2 JPH0222503B2 JP58166681A JP16668183A JPH0222503B2 JP H0222503 B2 JPH0222503 B2 JP H0222503B2 JP 58166681 A JP58166681 A JP 58166681A JP 16668183 A JP16668183 A JP 16668183A JP H0222503 B2 JPH0222503 B2 JP H0222503B2
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- zirconium phosphate
- electrodes
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
- H01M8/0293—Matrices for immobilising electrolyte solutions
-
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- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は隔置された一対のガス拡散電極の間に
配置され、かつ多孔質に形成された電解質保持用
の燃料電池用マトリツクスに関する。
配置され、かつ多孔質に形成された電解質保持用
の燃料電池用マトリツクスに関する。
燃料電池を構成する各単位電池は、第１図に示
す如く一対のガス拡散電極３，４とこの間に配置
された電解質保持用のマトリツクス５とを、燃料
および酸化剤ガスを各電極３，４へ供給するため
の溝を持つセパレータ１，２によつて挾持した構
成となつている。燃料電池本体は、このような単
位電池を複数個積層した構造となつている。
す如く一対のガス拡散電極３，４とこの間に配置
された電解質保持用のマトリツクス５とを、燃料
および酸化剤ガスを各電極３，４へ供給するため
の溝を持つセパレータ１，２によつて挾持した構
成となつている。燃料電池本体は、このような単
位電池を複数個積層した構造となつている。
前記の燃料電池に用いられるマトリツクス５
は、炭化硅素に電解質を加え混練したスラリーを
電極３又は電極４上に塗布して形成されていた。
尚このマトリツクスは電池締付時に圧縮されて電
極からはみ出す恐れがあるため、圧縮されないよ
うに、すなわちマトリツクスが所定の厚さを保つ
ように電極の端部周線部には額縁状のスペーサ６
が配されている。このスペーサ６は耐酸性、耐熱
性などの特性を有することが要求されるため、従
来は特にポリテトラフルオロエチレンが用いられ
ていた。しかしポリテトラフルオロエチレンから
なる薄板を額縁状に加工することは材料の歩留が
悪い欠点があり、また、ポリテトラフルオロエチ
レンは絶縁物であるためスペーサを配した部分は
電池発電が妨げられ電極有効面積が小さくなり、
さらに電極とのなじみが悪く組立作業が困難であ
るなどという欠点があつた。
は、炭化硅素に電解質を加え混練したスラリーを
電極３又は電極４上に塗布して形成されていた。
尚このマトリツクスは電池締付時に圧縮されて電
極からはみ出す恐れがあるため、圧縮されないよ
うに、すなわちマトリツクスが所定の厚さを保つ
ように電極の端部周線部には額縁状のスペーサ６
が配されている。このスペーサ６は耐酸性、耐熱
性などの特性を有することが要求されるため、従
来は特にポリテトラフルオロエチレンが用いられ
ていた。しかしポリテトラフルオロエチレンから
なる薄板を額縁状に加工することは材料の歩留が
悪い欠点があり、また、ポリテトラフルオロエチ
レンは絶縁物であるためスペーサを配した部分は
電池発電が妨げられ電極有効面積が小さくなり、
さらに電極とのなじみが悪く組立作業が困難であ
るなどという欠点があつた。
本発明の目的はこれにかんがみなされたもの
で、電極有効面積を小さくすることなく、マトリ
ツクスの保持能力を向上させ、かつ製作の容易な
燃料電池用マトリツクスを提供することにある。
で、電極有効面積を小さくすることなく、マトリ
ツクスの保持能力を向上させ、かつ製作の容易な
燃料電池用マトリツクスを提供することにある。
すなわち本発明は、拡散電極間に介在されてい
るマトリツクスの端部周縁部に、加熱処理により
固形化したリン酸ジルコニウムのスペーサを配置
するようになし所期の目的を達成するようにした
ものである。
るマトリツクスの端部周縁部に、加熱処理により
固形化したリン酸ジルコニウムのスペーサを配置
するようになし所期の目的を達成するようにした
ものである。
第２図ａ〜ｂは本発明の一実施例を示し、酸化
ジルコニウム（ZrO2）に対してリン酸（H3PO4）
を60〜80wt％加えてスラリー状としたものを、
第２図ａに示すように多孔質な電極基板４の端部
周縁部に巾10〜25mm、厚さ0.3〜1.0mmに塗布し、
これを50〜250℃で10〜90分加熱処理することに
よつて、電極基板上に固体のリン酸ジルコニウム
（Zr（HPO4）2）からなるスペーサ７を形成する。
ジルコニウム（ZrO2）に対してリン酸（H3PO4）
を60〜80wt％加えてスラリー状としたものを、
第２図ａに示すように多孔質な電極基板４の端部
周縁部に巾10〜25mm、厚さ0.3〜1.0mmに塗布し、
これを50〜250℃で10〜90分加熱処理することに
よつて、電極基板上に固体のリン酸ジルコニウム
（Zr（HPO4）2）からなるスペーサ７を形成する。
このようにして形成されたスペーサの内側に、
第２図ｂに示すように別に調製したマトリツクス
材料と電解質であるリン酸との混合物５Ａを充填
し、一対の電極３，４を組み合せ、セパレータ
１，２により挾持することによつて単電池が形成
される。
第２図ｂに示すように別に調製したマトリツクス
材料と電解質であるリン酸との混合物５Ａを充填
し、一対の電極３，４を組み合せ、セパレータ
１，２により挾持することによつて単電池が形成
される。
このように形成されたマトリツクス層を持つ単
電池は、前記端部周縁が、締付圧力に対して前記
一対の電極３及び４間のギヤツプを保つスペーサ
の役を成し、締付圧力を２〜５Kg／cm2程度に変え
ても前記混合物５Ａを一定の厚さに保つことがで
き、前記混合物５Ａの外部への流出も認められな
かつた。また、固化したリン酸ジルコニウム
（Zr（HPO4）2）はマトリツクス層の結着剤として
用いられる材料と同質なため、腐食や侵食などは
なくかつ高密度のマトリツクススペーサを得るこ
とが出来る。
電池は、前記端部周縁が、締付圧力に対して前記
一対の電極３及び４間のギヤツプを保つスペーサ
の役を成し、締付圧力を２〜５Kg／cm2程度に変え
ても前記混合物５Ａを一定の厚さに保つことがで
き、前記混合物５Ａの外部への流出も認められな
かつた。また、固化したリン酸ジルコニウム
（Zr（HPO4）2）はマトリツクス層の結着剤として
用いられる材料と同質なため、腐食や侵食などは
なくかつ高密度のマトリツクススペーサを得るこ
とが出来る。
以上のように、このように形成されたスペーサ
を設けることにより、高圧力の締付圧力に耐え、
かつマトリツクスの外部への流出阻止、さらに長
期に亘り安定した電池性能が得られるなどの効果
がある。
を設けることにより、高圧力の締付圧力に耐え、
かつマトリツクスの外部への流出阻止、さらに長
期に亘り安定した電池性能が得られるなどの効果
がある。
尚、上記実施例では一つの例について述べた
が、第３図に示すようにリン酸ジルコニウム間に
多少の炭化硅素１９を介在させるようにしても同
様な効果が得られるであろう。すなわちマトリツ
クスの端部周縁部に相当する電極板４上に、酸化
ジルコニウム（ZrO2）に60〜80wt％のリン酸
（H3PO4）と30〜20wt％の炭化硅素とを混入して
得られるスラリー状物を塗布し、熱処理すること
によつて、固体のリン酸ジルコニウム（Zr
（HPO4）2）が形成され、かつその粒子８間に炭
化硅素９が介在するようにするのである。
が、第３図に示すようにリン酸ジルコニウム間に
多少の炭化硅素１９を介在させるようにしても同
様な効果が得られるであろう。すなわちマトリツ
クスの端部周縁部に相当する電極板４上に、酸化
ジルコニウム（ZrO2）に60〜80wt％のリン酸
（H3PO4）と30〜20wt％の炭化硅素とを混入して
得られるスラリー状物を塗布し、熱処理すること
によつて、固体のリン酸ジルコニウム（Zr
（HPO4）2）が形成され、かつその粒子８間に炭
化硅素９が介在するようにするのである。
以上説明してきたように本発明によれば、マト
リツクスの端部周縁部に、加熱処理により固形化
したリン酸ジルコニウムのスペーサを配置するよ
うになしたから、リン酸ジルコニウムは圧縮力に
強く、したがつてトリツクス層の厚みを、圧力下
においても一定に保つことができ、特に積層電池
の接触電気抵抗を下げるための締付力増強に対し
ても充分対応できるマトリツクス構造が得られ
る。
リツクスの端部周縁部に、加熱処理により固形化
したリン酸ジルコニウムのスペーサを配置するよ
うになしたから、リン酸ジルコニウムは圧縮力に
強く、したがつてトリツクス層の厚みを、圧力下
においても一定に保つことができ、特に積層電池
の接触電気抵抗を下げるための締付力増強に対し
ても充分対応できるマトリツクス構造が得られ
る。
又スペーサ、すなわちマトリツクスの端部周縁
部は、マトリツクス本体同様電解質を含み、電極
有効面積、すなわち電池発電面積を確保すること
ができ、良好な電池性能が得られる。さらにスペ
ーサ自体は熱処理固形化されるので、その組立及
び歩留の向上がはかれる。
部は、マトリツクス本体同様電解質を含み、電極
有効面積、すなわち電池発電面積を確保すること
ができ、良好な電池性能が得られる。さらにスペ
ーサ自体は熱処理固形化されるので、その組立及
び歩留の向上がはかれる。
第１図は従来の燃料電池の構成要素を示す断面
図、第２図ａは本発明におけるマトリツクスの端
部周縁部層の形成法の一例を示す斜視図、第２図
ｂは、本発明の一実施例を示す要部断面図、第３
図は本発明の他の実施例を示す要部断面図であ
る。 １，２……セパレータ、３……ガス拡散電極、
５……マトリツクス、５Ａ……マトリツクス材と
リン酸との混合物、６……スペーサ、７……スペ
ーサ（高密度部）、８……リン酸ジルコニウム粒
子、９……炭化硅素。
図、第２図ａは本発明におけるマトリツクスの端
部周縁部層の形成法の一例を示す斜視図、第２図
ｂは、本発明の一実施例を示す要部断面図、第３
図は本発明の他の実施例を示す要部断面図であ
る。 １，２……セパレータ、３……ガス拡散電極、
５……マトリツクス、５Ａ……マトリツクス材と
リン酸との混合物、６……スペーサ、７……スペ
ーサ（高密度部）、８……リン酸ジルコニウム粒
子、９……炭化硅素。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 隔置された一対のガス拡散電極の間に配置さ
れ、かつ多孔質に形成されて電解質を保持してい
る燃料電池用マトリツクスにおいて、 前記マトリツクスの端部周縁部に、加熱処理に
より固形化したリン酸ジルコニウムのスペーサを
配置するようにしたことを特徴とする燃料電池用
マトリツクス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166681A JPS6059668A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池用マトリツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166681A JPS6059668A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池用マトリツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059668A JPS6059668A (ja) | 1985-04-06 |
| JPH0222503B2 true JPH0222503B2 (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=15835753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58166681A Granted JPS6059668A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池用マトリツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059668A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428102A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Koito Mfg Co Ltd | 自動車用ヘッドランプ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891279A (en) * | 1985-04-15 | 1990-01-02 | Great Lakes Carbon Corporation | Fuel cell plate separator |
| WO2020137562A1 (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166668A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP58166681A patent/JPS6059668A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166668A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428102A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Koito Mfg Co Ltd | 自動車用ヘッドランプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6059668A (ja) | 1985-04-06 |
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