JPH05182679A - 燃料電池用集電体およびそれを用いた燃料電池 - Google Patents
燃料電池用集電体およびそれを用いた燃料電池Info
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Abstract
属をコーティングした集電体。 【効果】 接触抵抗が低減し、内部抵抗の低減された電
池が得られる。また、集電体の耐蝕性が向上する。さら
に、集電体と触媒層界面での水素吸着能の向上が図れ、
電池の性能が向上する。
Description
燃料電池用集電体およびこの集電体を用いた燃料電池に
関する。
号10は、電解質膜でその両側に設けられたアノードお
よびカソードの電極20からなる単位電池が集電体30
に挟まれ、それぞれの集電体に集電端子40接続され、
1つのセルが構成され、このセルがセパレータを介して
積層されている。なお、符号50はフッ素ゴム(例え
ば、デュポン社製バイトン)からなるOリング、符号6
0はフッ素ゴム(例えば、デュポン社製バイトン)から
なる平型パッキング、符号70はステンレス(例えば、
SUS304)製のホルダー、符号80は端子である。
各集電体上で燃料ガス(例えば、水素)と酸化剤ガス
(例えば、酸素)との酸化還元反応が起こるようにする
ため、集電体にはガスの流路用溝が形成されていること
が多い。
り、集電体の流路から供給され、このような反応ガスの
供給の結果、電気化学的反応の進行にともない電子が発
生し、この電子を外部回路から取り出すことにより、電
気エネルギーを発生する。
集電端子間に、接触抵抗があり、これが燃料電池全体の
内部抵抗を大きくしてしまう原因となる。また、この集
電体は、燃料ガス、酸化剤ガスにさらされるので、耐蝕
性に優れたものでなければならないが、従来のものでは
この点で不充分である。一方、電極と集電体界面での水
素吸着能の向上は、電池の性能向上につながるが、従
来、これに効果のあるような試みはなされていない。
な従来の技術を背景になされたものであり、内部抵抗を
小さくでき、耐蝕性に優れ、かつ水素吸着能が向上した
集電体およびこの集電体を用いた燃料電池を提供するも
のである。
に導電性と耐蝕性に優れる金属をコーティングしてなる
燃料電池用集電体、およびこの集電体を用いた燃料電池
を提供するものである。
などは、特に限定されるものではないが、例えば多孔質
炭素焼結体、カーボンペーパー、カーボンクロスなどが
好ましい。また、コーティングに供される金属として
は、導電性と耐蝕性に優れるものが用いられるが、白
金、金、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、パラジウ
ムが挙げられ、これらを単独あるいは2種以上組み合わ
せて用いられる。
ング法、蒸着法、あるいはメッキ法などが挙げられ、こ
のようにしてコーティングすることにより、金属膜が集
電体表面に密着して形成される。金属層の厚みは、0.
05〜2μm程度が好ましい。
集電体は、導電性、耐蝕性に優れた金属を用いているの
で、内部抵抗を小さくすることができ、耐蝕性にも優れ
る。また、集電体と触媒層の界面に金属が入り込むた
め、水素吸着能も向上する。
集電体を用いたことを特徴とし、電解質膜、その両側に
正極と負極、さらに正極、負極の外側に集電体およびこ
れと接して集電端子を1つのセルとして有する。本発明
の燃料電池としては、例えば図1に示す燃料電池の集電
体を本発明の集電体に置き換えたものを挙げることがで
きる。そして、通常、このセルは、セパレータを介して
積層される。
は、固体高分子電解質膜を用いると効果的である。この
固体高分子電解質膜としては、ポリパーフルオロスルフ
ォニック酸などが好ましい。また、電解質膜の膜厚は、
おおよそ50〜200μm程度である。本発明の燃料電
池は、集電体が導電および耐蝕性に優れる金属でコーテ
ィングされていることが特徴であり、これにより接触抵
抗が低減され、耐蝕性に優れているのであり、この特徴
が生かされているものであれば、上述の例に限定される
ものではなく、どのような形式の燃料電池でもよい。
よび耐蝕性に優れる金属をコーティングしているので、
集電体と電極および集電体と集電体端子間の接触面での
接触抵抗を低減することができ、電池の内部抵抗を小さ
くすることができ、また耐蝕性の向上も図ることができ
る。さらに、集電体と電極の界面に金属が入り込み、こ
れにより水素吸着能を向上させることができる。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例1 多孔質カーボン板からなる集電体に、白金をスパッタリ
ングにより厚み0.1μmになるようにコーティングし
た。この集電体を用い、図2に示すようなセルを組み、
発電を行った。なお、図2において、各符号は図1と同
様であり、符号10は電解質膜、符号20は電極、符号
30は集電体、符号40は集電体端子であり、また符号
90はこの集電体30にコーティングされた金属コーテ
ィング膜である。
電体−電極間の接触抵抗と集電体自身の抵抗の和(以
下、単に「抵抗」と記す)Rは、R=(V1 −V2 )/
Aで表される。そこで、コーティングしたときの抵抗を
R1 、コーティングしないときの抵抗をR2 とし、電流
密度を考えてR1 /R2 を測定した。結果を図3に示
す。図3より、集電体に金属をコーティングすることに
より、抵抗が1/2程度に減少することが分かる。
れた金属をコーティングしているため、耐蝕性が向上
し、内部抵抗を小さくすることでき、さらには集電体−
触媒層界面における水素吸着能を向上ことができる。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 集電体の表面に導電性と耐蝕性に優れる
金属をコーティングしてなる燃料電池用集電体。 - 【請求項2】 金属が、白金、金、イリジウム、ロジウ
ム、ルテニウムおよびパラジウムの群から選ばれた少な
くとも1種である請求項1記載の集電体。 - 【請求項3】 請求項1記載の集電体を用いた燃料電
池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35805391A JP3454838B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 固体高分子電解質膜型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35805391A JP3454838B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 固体高分子電解質膜型燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05182679A true JPH05182679A (ja) | 1993-07-23 |
JP3454838B2 JP3454838B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=18457296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35805391A Expired - Lifetime JP3454838B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 固体高分子電解質膜型燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3454838B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09245819A (ja) * | 1996-03-07 | 1997-09-19 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 燃料電池及び電解セル並びにその冷却・除湿方法 |
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1991
- 1991-12-27 JP JP35805391A patent/JP3454838B2/ja not_active Expired - Lifetime
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