JPH0529006A - 燃料電池 - Google Patents
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- JPH0529006A JPH0529006A JP3208519A JP20851991A JPH0529006A JP H0529006 A JPH0529006 A JP H0529006A JP 3208519 A JP3208519 A JP 3208519A JP 20851991 A JP20851991 A JP 20851991A JP H0529006 A JPH0529006 A JP H0529006A
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- electrolyte layer
- electrolytic layer
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- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1007—Fuel cells with solid electrolytes with both reactants being gaseous or vaporised
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 コンパクトな大きさで大電流を取り出せる燃
料電池を提供する。 【構成】 電解質層２としてイオン導電性ポリマーを用
いた燃料電池において、前記電解質層２を波形形状とし
た燃料電池。セル１は波形形状の電解質層２と、電解質
層２の波形と相補的な面を有し、その両側に形成された
集電体３ａ，３ｂとからなり、さらにその外側にはセパ
レータ４ａ，４ｂが配置される。反応ガスの一方（例え
ば、燃料ガス）が集電体３ａ側に流入し、反応ガスの他
方（例えば、酸化剤ガス）が集電体３ｂ側に流入する場
合、電解質層２を中心に見ると、その上側を燃料ガスが
流通するとともに、酸化剤ガスは下側を流通することに
なる。このように、各電解質層２の両側には必ず異なる
反応ガスが流通する構造となっている。
料電池を提供する。 【構成】 電解質層２としてイオン導電性ポリマーを用
いた燃料電池において、前記電解質層２を波形形状とし
た燃料電池。セル１は波形形状の電解質層２と、電解質
層２の波形と相補的な面を有し、その両側に形成された
集電体３ａ，３ｂとからなり、さらにその外側にはセパ
レータ４ａ，４ｂが配置される。反応ガスの一方（例え
ば、燃料ガス）が集電体３ａ側に流入し、反応ガスの他
方（例えば、酸化剤ガス）が集電体３ｂ側に流入する場
合、電解質層２を中心に見ると、その上側を燃料ガスが
流通するとともに、酸化剤ガスは下側を流通することに
なる。このように、各電解質層２の両側には必ず異なる
反応ガスが流通する構造となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池に関し、特にコ
ンパクトな大きさで大電流を取り出せる燃料電池に関す
る。
ンパクトな大きさで大電流を取り出せる燃料電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】燃料電
池は、一般に電解質層とその両側に設けられたアノード
及びカソードからなる単位電池（セル）を、セパレータ
を介して積層してなる。
池は、一般に電解質層とその両側に設けられたアノード
及びカソードからなる単位電池（セル）を、セパレータ
を介して積層してなる。
【０００３】反応ガスは、燃料ガスと酸化剤ガスからな
り、セパレータのアノード側流路溝には燃料ガスが供給
され、一方、カソード側のセパレータの流路溝には酸化
剤ガスが供給される。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伴い電子が発生し、この電
子を外部回路に取り出すことにより、電気エネルギーが
発生する。
り、セパレータのアノード側流路溝には燃料ガスが供給
され、一方、カソード側のセパレータの流路溝には酸化
剤ガスが供給される。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伴い電子が発生し、この電
子を外部回路に取り出すことにより、電気エネルギーが
発生する。
【０００４】このような燃料電池の電極として、特開昭
57-168473 号は、カーボンペーパー又はカーボン織布等
の導電性基材上に、触媒を担持した導電性超微粒子と、
前記超微粒子中の最大粒子の体積の103 倍以上の体積を
有する導電性物質とを含む混合物層を電極触媒層として
形成したものを開示している。
57-168473 号は、カーボンペーパー又はカーボン織布等
の導電性基材上に、触媒を担持した導電性超微粒子と、
前記超微粒子中の最大粒子の体積の103 倍以上の体積を
有する導電性物質とを含む混合物層を電極触媒層として
形成したものを開示している。
【０００５】しかしながら、このような燃料電池は、そ
の設置面積の割に十分な出力の電流を得るのが困難であ
るという問題がある。もし、設置面積を増大させること
なく、取り出せる電流の量を大幅に増加させることがで
きれば、より一層の効率の向上した燃料電池を得ること
ができ有利である。
の設置面積の割に十分な出力の電流を得るのが困難であ
るという問題がある。もし、設置面積を増大させること
なく、取り出せる電流の量を大幅に増加させることがで
きれば、より一層の効率の向上した燃料電池を得ること
ができ有利である。
【０００６】したがって本発明の目的は、コンパクトな
大きさで大電流を取り出せる燃料電池を提供することで
ある。
大きさで大電流を取り出せる燃料電池を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、電解質としてイオン導電性ポリ
マーを用いた燃料電池において、電解質層を波形形状と
したものは、外形面積に対して、実効面積が増大してお
り、もって小型でも大電流を取り出せることを見出し、
本発明に想到した。
の結果、本発明者らは、電解質としてイオン導電性ポリ
マーを用いた燃料電池において、電解質層を波形形状と
したものは、外形面積に対して、実効面積が増大してお
り、もって小型でも大電流を取り出せることを見出し、
本発明に想到した。
【０００８】すなわち、電解質層としてイオン導電性ポ
リマーを用いた本発明の燃料電池は、前記電解質層が波
形形状に成形されていることを特徴とする。
リマーを用いた本発明の燃料電池は、前記電解質層が波
形形状に成形されていることを特徴とする。
【０００９】本発明を以下詳細に説明する。本発明にお
ける燃料電池は、複数枚の単電池（セル）をセパレータ
を介して積層した積層体を形成し、両端に燃料ガスの流
入口及び流出口、及び酸化剤ガスの流入口及び流出口を
具備するマニホールドを取り付けてなる構造を有する。
ける燃料電池は、複数枚の単電池（セル）をセパレータ
を介して積層した積層体を形成し、両端に燃料ガスの流
入口及び流出口、及び酸化剤ガスの流入口及び流出口を
具備するマニホールドを取り付けてなる構造を有する。
【００１０】このような本発明の燃料電池の単電池（セ
ル）とセパレータの一例を図１に示す。セル１は波形形
状の電解質層２と、電解質層２の波形と相補的な面を有
し、その両側に形成された集電体３ａ、３ｂとからな
り、さらにその外側にはセパレータ４ａ、４ｂが配置さ
れている。
ル）とセパレータの一例を図１に示す。セル１は波形形
状の電解質層２と、電解質層２の波形と相補的な面を有
し、その両側に形成された集電体３ａ、３ｂとからな
り、さらにその外側にはセパレータ４ａ、４ｂが配置さ
れている。
【００１１】このような構造のセルにおいて、反応ガス
の一方（例えば、燃料ガス）が集電体３ａ側に流入し、
反応ガスの他方（例えば、酸化剤ガス）が集電体３ｂ側
に流入する場合、電解質層２を中心に見ると、その上側
を燃料ガスが流通するとともに、酸化剤ガスは下側を流
通することになる。このように、各電解質層２の両側に
は必ず異なる反応ガスが流通する構造となっている。
の一方（例えば、燃料ガス）が集電体３ａ側に流入し、
反応ガスの他方（例えば、酸化剤ガス）が集電体３ｂ側
に流入する場合、電解質層２を中心に見ると、その上側
を燃料ガスが流通するとともに、酸化剤ガスは下側を流
通することになる。このように、各電解質層２の両側に
は必ず異なる反応ガスが流通する構造となっている。
【００１２】集電体3a、3bは、燃料ガスあるいは酸化剤
ガスが透過可能である必要がある。このような集電体に
は、例えば一般に炭素等の多孔質体を用いるのが好まし
い。
ガスが透過可能である必要がある。このような集電体に
は、例えば一般に炭素等の多孔質体を用いるのが好まし
い。
【００１３】また電解質層２の両側には、通常電極が形
成される。この電極−電解質一体構造体の層構造を図２
に示す。電極−電解質一体構造体２は、電解質層２a の
両面に電極触媒層２b を形成したものである。なお、電
極は本実施例のように電解質層と一体構造とする必要は
なく、集電体側に設けて、電極−集電体一体構造体とし
てもよいし、もちろん別体としてもよい。
成される。この電極−電解質一体構造体の層構造を図２
に示す。電極−電解質一体構造体２は、電解質層２a の
両面に電極触媒層２b を形成したものである。なお、電
極は本実施例のように電解質層と一体構造とする必要は
なく、集電体側に設けて、電極−集電体一体構造体とし
てもよいし、もちろん別体としてもよい。
【００１４】この電解質層を波形形状に成形する。ここ
で波形形状とは、高低を有する連続面であり、例えば略
三角柱形状の２側面の連続したもの、あるいはその頂角
がある程度の丸みを帯びたもの、半円柱の曲側面の連続
したもの、正弦曲線等が挙げられる。電解質層として用
いるイオン導電性ポリマーは、成形性に極めて優れてい
るので、容易に波形形状とすることができる。
で波形形状とは、高低を有する連続面であり、例えば略
三角柱形状の２側面の連続したもの、あるいはその頂角
がある程度の丸みを帯びたもの、半円柱の曲側面の連続
したもの、正弦曲線等が挙げられる。電解質層として用
いるイオン導電性ポリマーは、成形性に極めて優れてい
るので、容易に波形形状とすることができる。
【００１５】このような電解質層を両面から集電体によ
り支持する。この集電体は、上記電解質層の波形面と相
補的な面を有するように成形しておく。このような集電
体により両面から支持されるので、上述した電解質層は
波形形状のまま維持される。なお、集電体の形成は、波
形形状に電解質層を成形した後、それにあわせて行うの
が普通であるが、あらかじめ集電体を形成しておき、そ
れにあわせて電解質層を波形形状に成形してもよい。
り支持する。この集電体は、上記電解質層の波形面と相
補的な面を有するように成形しておく。このような集電
体により両面から支持されるので、上述した電解質層は
波形形状のまま維持される。なお、集電体の形成は、波
形形状に電解質層を成形した後、それにあわせて行うの
が普通であるが、あらかじめ集電体を形成しておき、そ
れにあわせて電解質層を波形形状に成形してもよい。
【００１６】上述したようなセルを使用することによ
り、電解質層の実効面積を外形（見掛け）面積よりも大
幅に増加させることが可能である。
り、電解質層の実効面積を外形（見掛け）面積よりも大
幅に増加させることが可能である。
【００１７】以上、本発明を添付図面を参照して説明し
てきたが、本発明はこれに限定されることはなく、種々
の形式の積層型燃料電池に適応が可能である。
てきたが、本発明はこれに限定されることはなく、種々
の形式の積層型燃料電池に適応が可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上に詳述した通り、本発明の燃料電池
は、電解質層としてイオン導電性ポリマーを用い、その
電解質層を波形形状としたものであるので、見掛けの面
積と比べて電解質層の実効面積が増大しており、大電流
を取り出すことが可能である。
は、電解質層としてイオン導電性ポリマーを用い、その
電解質層を波形形状としたものであるので、見掛けの面
積と比べて電解質層の実効面積が増大しており、大電流
を取り出すことが可能である。
【図１】本発明の燃料電池のセルの構成を示す概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明の燃料電池に用いる電極−電解質一体構
造体の層構造を示す概略図である。
造体の層構造を示す概略図である。
１・・・セル
２・・・電解質層
３ａ、３ｂ・・・集電体
４ａ、４ｂ・・・セパレータ
２・・・電極−電解質一体構造体
２a ・・・電解質層
２b ・・・電極触媒層
Claims (4)
- 【請求項１】 電解質層としてイオン導電性ポリマーを
用いた燃料電池において、前記電解質層は波形形状に成
形されていることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】 請求項１に記載の燃料電池において、前
記電解質層の両面に集電体が設けられており、前記集電
体は前記電解質の波形形状面と相補的な波形面を有して
おり、前記電解質層を波形形状に保持していることを特
徴とする燃料電池。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の燃料電池におい
て、前記電解質層の両面に電極触媒層が設けられてお
り、電極と電解質層とが一体構造をなしていることを特
徴とする燃料電池。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の燃料電池におい
て、前記集電体の電解質層側の面に電極触媒層が設けら
れており、電極と集電体とが一体構造をなしていること
を特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3208519A JPH0529006A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3208519A JPH0529006A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529006A true JPH0529006A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16557520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3208519A Pending JPH0529006A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529006A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2000002281A3 (en) * | 1998-07-01 | 2000-04-13 | British Gas Plc | Internal cooling arrangement for undulate mea fuel cell stack |
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| US10675819B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-06-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Magnetic field alignment of emulsions to produce porous articles |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP3208519A patent/JPH0529006A/ja active Pending
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