JPH0638342B2 - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPH0638342B2 JPH0638342B2 JP62016821A JP1682187A JPH0638342B2 JP H0638342 B2 JPH0638342 B2 JP H0638342B2 JP 62016821 A JP62016821 A JP 62016821A JP 1682187 A JP1682187 A JP 1682187A JP H0638342 B2 JPH0638342 B2 JP H0638342B2
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- phosphoric acid
- fuel
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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
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
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- 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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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電解質として例えばリン酸を使用する燃料
電池に関するもので、さらに詳しくは燃料電池の電極周
辺に用いられる電解質保持電極周辺シール（以下、単に
電極周辺シールと呼ぶ。）に関するものである。
電池に関するもので、さらに詳しくは燃料電池の電極周
辺に用いられる電解質保持電極周辺シール（以下、単に
電極周辺シールと呼ぶ。）に関するものである。
［従来の技術］ 燃料電池に電解質にリン酸を使用するリン酸型燃料電池
が知られている。この燃料電池において電解質は、燃料
電極と酸化剤電極の中間に設けられた電解質保持マトリ
ックスや燃料電極および／または酸化剤電極の電極基材
シールと電解質保持マトリックスの中間に位置し燃料電
極および／または酸化剤電極の触媒層の端部に隣接する
電極周辺シールに保持されている。
が知られている。この燃料電池において電解質は、燃料
電極と酸化剤電極の中間に設けられた電解質保持マトリ
ックスや燃料電極および／または酸化剤電極の電極基材
シールと電解質保持マトリックスの中間に位置し燃料電
極および／または酸化剤電極の触媒層の端部に隣接する
電極周辺シールに保持されている。
一般的に、燃料として水素を含有するガスが使用され、
酸化剤として酸素を含有するガスが使用される。
酸化剤として酸素を含有するガスが使用される。
第６図および第７図は、例えば特開昭６０−１５１９６
８号公報に示されているリン酸型燃料電池の電極構成を
示す断面図である。２１は酸化剤電極、２２は燃料電極
であり、分かりやすくするために酸化剤電極２１と燃料
電極２２を分離して示している。
８号公報に示されているリン酸型燃料電池の電極構成を
示す断面図である。２１は酸化剤電極、２２は燃料電極
であり、分かりやすくするために酸化剤電極２１と燃料
電極２２を分離して示している。
第６図はカーボンペーパーを電極基材とした場合の例で
あり、酸化剤電極２１は例えば３００〜６００μｍの厚
さをもつカーボンペーパーからなる電極基材２３、例え
ば５０〜２００μｍ前後の厚さをもつ触媒層２４、およ
びフッ素ゴムのパッキン２５とで構成されている。ま
た、燃料電極２２は、例えば３００〜６００μｍ前後の
厚さをもつカーボンペーパーからなる電極基材２６、例
えば３０〜１５０μｍ前後の厚さをもつ触媒層２７、電
極基材シール２８、電極周辺シール２９、および例えば
１５０〜２００μｍ前後の厚さをもつマトリックス層３
０とで構成されている。
あり、酸化剤電極２１は例えば３００〜６００μｍの厚
さをもつカーボンペーパーからなる電極基材２３、例え
ば５０〜２００μｍ前後の厚さをもつ触媒層２４、およ
びフッ素ゴムのパッキン２５とで構成されている。ま
た、燃料電極２２は、例えば３００〜６００μｍ前後の
厚さをもつカーボンペーパーからなる電極基材２６、例
えば３０〜１５０μｍ前後の厚さをもつ触媒層２７、電
極基材シール２８、電極周辺シール２９、および例えば
１５０〜２００μｍ前後の厚さをもつマトリックス層３
０とで構成されている。
第７図は、リブ付基材を電極基材とした場合の例であ
り、酸化剤電極２１は、リブ付基材からなる電極基材３
１、電極基材シール３２、電極周辺シール３３とで構成
されている。また、３４は燃料電極のリブ付基材であ
る。
り、酸化剤電極２１は、リブ付基材からなる電極基材３
１、電極基材シール３２、電極周辺シール３３とで構成
されている。また、３４は燃料電極のリブ付基材であ
る。
電極周辺シール２９は、第６図の例では、酸化剤が直接
燃料へ混入するのを防ぐためのものである。酸化剤が燃
料へ直接混入すると電池反応に寄与しないので、その分
だけ効率が低下する。
燃料へ混入するのを防ぐためのものである。酸化剤が燃
料へ直接混入すると電池反応に寄与しないので、その分
だけ効率が低下する。
かかる形式の燃料電池における電解質保持のための電極
周辺シールが良好にその機能を果たすためには、電極周
辺シール２９はつぎのような特性をもっていなければな
らない。
周辺シールが良好にその機能を果たすためには、電極周
辺シール２９はつぎのような特性をもっていなければな
らない。
（イ）電解質の良好な含浸性・浸透性をもつこと。
（ロ）電解質の良好な濡れ性をもつこと。
（ハ）電極周辺シールを経て、酸化剤と燃料が交差する
のを防止するのに十分な泡圧力をもつこと。
のを防止するのに十分な泡圧力をもつこと。
（ニ）泡圧力が長期にわたって安定であること。
このような特性をもつ電極周辺シールとして、例えば特
公昭５８−１５６号公報に開示されているものがあっ
た。固着剤としてはポリテトラフルオロエチレン（以
下、ＰＴＦＥと呼ぶ。）あるいはテトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰ
と呼ぶ。）を用いることが開示されている。
公昭５８−１５６号公報に開示されているものがあっ
た。固着剤としてはポリテトラフルオロエチレン（以
下、ＰＴＦＥと呼ぶ。）あるいはテトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰ
と呼ぶ。）を用いることが開示されている。
しかし、ＰＴＦＥやＦＥＰはある一定値以上の温度で熱
処理すると撥水性が顕著になってくる。添加量が多かっ
たり、熱処理温度が高すぎると濡れ性が悪くなり、逆に
添加量が少なすぎると電極周辺シールとしての構造安定
性にかけ、燃料電池の積層後、締付面圧によって、徐々
に圧縮変形する、いわゆるクリープを生じるという欠点
があった。
処理すると撥水性が顕著になってくる。添加量が多かっ
たり、熱処理温度が高すぎると濡れ性が悪くなり、逆に
添加量が少なすぎると電極周辺シールとしての構造安定
性にかけ、燃料電池の積層後、締付面圧によって、徐々
に圧縮変形する、いわゆるクリープを生じるという欠点
があった。
なお、一般に液体の含浸された微粒子充填層の泡圧力と
は、次式で表されるものである。
は、次式で表されるものである。
ここに、ΔＰは泡圧力 ε は微粒子充填層の空隙率 σ は表面張力 ＤPSは微粒子の比表面積球相当径 δ は接触角 である。
日刊工業新聞社 昭和５６年２月５日発行 粉体工業通論 第２０頁参照 このことから、接触角が小さいほど、また微粒子径の小
さいほど泡圧力が高くなることが分かる。
さいほど泡圧力が高くなることが分かる。
一方、電解質の浸透速度は微粒子の径が小さいほど遅く
なる。
なる。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の電極周辺シールは以上のように構成されているの
で、固着剤であるＰＴＦＥやＦＥＰの添加量が多かった
り、熱処理温度が高すぎるとリン酸等の電解質の含浸性
・浸透性と濡れ性が悪くなり、逆に添加量が少ないと電
極周辺シールとしての構造安定性にかけ、燃料電池の積
層後、締付圧力によって徐々に変形する、いわゆるクリ
ープを生じるなどの問題があった。
で、固着剤であるＰＴＦＥやＦＥＰの添加量が多かった
り、熱処理温度が高すぎるとリン酸等の電解質の含浸性
・浸透性と濡れ性が悪くなり、逆に添加量が少ないと電
極周辺シールとしての構造安定性にかけ、燃料電池の積
層後、締付圧力によって徐々に変形する、いわゆるクリ
ープを生じるなどの問題があった。
この発明は、上記のような問題を解決するためになされ
たもので、リン酸等の電解質の含浸性・浸透性と濡れ性
が良好で、かつクリープの生じにくい電極周辺シールを
得ることを目的とする。
たもので、リン酸等の電解質の含浸性・浸透性と濡れ性
が良好で、かつクリープの生じにくい電極周辺シールを
得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明にかかる電極周辺シールは、無機化合物および
金属リン酸塩から選ばれた少なくとも１種類の物質から
なる構成材料（以下、単に構成材料と呼ぶ。）と、親水
性の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂とから構成したものであ
る。
金属リン酸塩から選ばれた少なくとも１種類の物質から
なる構成材料（以下、単に構成材料と呼ぶ。）と、親水
性の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂とから構成したものであ
る。
［作用］ この発明にかかる電極周辺シールは、構成材料に対して
親水性の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂を固着剤として用い
ることにより、リン酸等の電解質の含浸性・浸透性と濡
れ性が良好で、かつクリープの生じにくい電極周辺シー
ルが得られる。
親水性の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂を固着剤として用い
ることにより、リン酸等の電解質の含浸性・浸透性と濡
れ性が良好で、かつクリープの生じにくい電極周辺シー
ルが得られる。
［発明の実施例］ 本発明を以下の実施例により説明する。
実施例 親水性の熱可塑性樹脂として、IMPERIAL CHE-MICAL IND
USTRIES LIMITED製の商標Victrex 、銘柄５２００Ｐの
ポリエーテルスルフォン（以下、ＰＥＳと呼ぶ。）を乾
燥した後、粉砕−分級操作により平均粒径２μｍのもの
を２０部得た。つぎに、平均粒径２μｍのα型ＳｉＣ１
２０部と上記ＰＥＳ２０部をよく混合する。これにシク
ロヘキサノンを含む溶媒１００部と粘度調整剤等の添加
剤を適量加え、よく混合撹拌して粘度４００００ｃｐｓ
のペーストを得た。
USTRIES LIMITED製の商標Victrex 、銘柄５２００Ｐの
ポリエーテルスルフォン（以下、ＰＥＳと呼ぶ。）を乾
燥した後、粉砕−分級操作により平均粒径２μｍのもの
を２０部得た。つぎに、平均粒径２μｍのα型ＳｉＣ１
２０部と上記ＰＥＳ２０部をよく混合する。これにシク
ロヘキサノンを含む溶媒１００部と粘度調整剤等の添加
剤を適量加え、よく混合撹拌して粘度４００００ｃｐｓ
のペーストを得た。
こうして得たペースト２４０部に固形分が２部の粒径
０．２〜０．３μｍの分散型ＰＴＦＥを加えて、よく撹
拌混合して電極周辺シール用ペーストを得た。電極基材
シール処理の完了した電極基材上に、上記電極周辺シー
ル用ペーストをスキージーを用いて塗布した。
０．２〜０．３μｍの分散型ＰＴＦＥを加えて、よく撹
拌混合して電極周辺シール用ペーストを得た。電極基材
シール処理の完了した電極基材上に、上記電極周辺シー
ル用ペーストをスキージーを用いて塗布した。
１６０℃で２時間乾燥後３分割し、Ｎ2 ガス雰囲気下で
３分割したものを、それぞれ２５０℃、２８０℃、３５
０℃の温度で焼成した。得られたものの厚さは何れも１
００μｍであった。
３分割したものを、それぞれ２５０℃、２８０℃、３５
０℃の温度で焼成した。得られたものの厚さは何れも１
００μｍであった。
比較例１ 実施例で得た分散型ＰＴＦＥを加える前のペーストを実
施例と同様に電極基材シール処理の完了した電極基材上
にスキージーを用いて塗布し、１６０℃で２時間乾燥後
３分割し、Ｎ2 ガス雰囲気下でそれぞれ２５０℃、２８
０℃、３５０℃の温度で焼成した。得られたものの厚さ
は何れも実施例と同様１００μｍであった。
施例と同様に電極基材シール処理の完了した電極基材上
にスキージーを用いて塗布し、１６０℃で２時間乾燥後
３分割し、Ｎ2 ガス雰囲気下でそれぞれ２５０℃、２８
０℃、３５０℃の温度で焼成した。得られたものの厚さ
は何れも実施例と同様１００μｍであった。
比較例２ 平均粒径２μｍのα型ＳｉＣ１４０部、水１００部、分
散剤、粘度調整剤等の添加剤を適量加えて混合し、さら
に、固形分で６部の粒径０．２〜０．３μｍの分散型Ｐ
ＴＦＥを加えてよく撹拌混合し、電極周辺シール用ペー
ストを得た。実施例と同様に、電極基材シール処理の完
了した電極基材上にスキージーを用いて塗布し、１００
℃で２時間乾燥後分割して、Ｎ2 ガス雰囲気下でそれぞ
れ２５０℃、２８０℃、３５０℃の温度で焼成した。得
られたものの厚さは何れも実施例と同様１００μｍであ
った。
散剤、粘度調整剤等の添加剤を適量加えて混合し、さら
に、固形分で６部の粒径０．２〜０．３μｍの分散型Ｐ
ＴＦＥを加えてよく撹拌混合し、電極周辺シール用ペー
ストを得た。実施例と同様に、電極基材シール処理の完
了した電極基材上にスキージーを用いて塗布し、１００
℃で２時間乾燥後分割して、Ｎ2 ガス雰囲気下でそれぞ
れ２５０℃、２８０℃、３５０℃の温度で焼成した。得
られたものの厚さは何れも実施例と同様１００μｍであ
った。
以下、実施例と比較例についての特性を比較検討した結
果について述べる。
果について述べる。
第１図は比較例１における電極周辺シールの微細構造を
示す構造模式図を、第５図は比較例２における同様の図
である。図において、１はＰＥＳに被覆された構成材料
のα型ＳｉＣを、１１は構成材料のα型ＳｉＣをそれぞ
れ示しており、１２はＰＴＦＥの微粒子である。１はＰ
ＥＳに被覆されているため、１１に比べて丸みを帯びて
いることが分かる。実施例における構成材料のα型Ｓｉ
Ｃも同様にＰＥＳに被覆され丸みを帯びていた。
示す構造模式図を、第５図は比較例２における同様の図
である。図において、１はＰＥＳに被覆された構成材料
のα型ＳｉＣを、１１は構成材料のα型ＳｉＣをそれぞ
れ示しており、１２はＰＴＦＥの微粒子である。１はＰ
ＥＳに被覆されているため、１１に比べて丸みを帯びて
いることが分かる。実施例における構成材料のα型Ｓｉ
Ｃも同様にＰＥＳに被覆され丸みを帯びていた。
以上の実施例および比較例で製作した電極周辺シールの
評価試験を行った。
評価試験を行った。
第２図はリン酸の浸透速度の、第３図はリン酸の接触角
の、第４図は泡圧力のそれぞれ各焼成温度における概略
の傾向を示している。図において、３、６および９は実
施例の、２、５および８は比較例１の、４、７および１
０は比較例２の場合をそれぞれ示す。
の、第４図は泡圧力のそれぞれ各焼成温度における概略
の傾向を示している。図において、３、６および９は実
施例の、２、５および８は比較例１の、４、７および１
０は比較例２の場合をそれぞれ示す。
リン酸の浸透速度はリン酸等の電解質の含浸性・透過性
の評価指標である。
の評価指標である。
タンザク状の電極周辺シールの一端からリン酸を供給
し、経過時間Ｔ［時間］と、リン酸の浸透距離Ｌ［ｍ
ｍ］とを測定して、この浸透距離を経過時間の平方根で
除した指標 で評価するものである。この指標が大きいほど、リン酸
の含浸性・浸透性は良好である。
し、経過時間Ｔ［時間］と、リン酸の浸透距離Ｌ［ｍ
ｍ］とを測定して、この浸透距離を経過時間の平方根で
除した指標 で評価するものである。この指標が大きいほど、リン酸
の含浸性・浸透性は良好である。
リン酸の接触角は、リン酸等の電解質の濡れ性の評価指
標である。
標である。
電極周辺シールの上にリン酸を滴下して、その接触角を
測定することによって評価できる。この接触角が小さい
ほどリン酸等の電解質の濡れ性は良好である。
測定することによって評価できる。この接触角が小さい
ほどリン酸等の電解質の濡れ性は良好である。
泡圧力は、電極周辺シールにリン酸を含浸させて、燃料
電池の運転条件に一定時間保持した後、徐々に両側の圧
力を増大させ、最初に電極周辺シールを通過して高圧側
ガスが低圧側に抜けたときの圧力差である。第４図は約
１００時間保持後の泡圧力を示している。
電池の運転条件に一定時間保持した後、徐々に両側の圧
力を増大させ、最初に電極周辺シールを通過して高圧側
ガスが低圧側に抜けたときの圧力差である。第４図は約
１００時間保持後の泡圧力を示している。
リン酸の濃度は約１００％、泡圧力は１９０℃、リン酸
の浸透速度とリン酸の接触角は８０℃で測定した。
の浸透速度とリン酸の接触角は８０℃で測定した。
以下、図について説明する。
第２図において、リン酸の浸透速度はＰＴＦＥを含まな
い比較例１のものが最も大きく、ＰＥＳを含まない比較
例２のものが最も小さく、ＰＥＳと小量のＰＴＦＥを含
む実施例のものがその中間になっている。
い比較例１のものが最も大きく、ＰＥＳを含まない比較
例２のものが最も小さく、ＰＥＳと小量のＰＴＦＥを含
む実施例のものがその中間になっている。
第３図において、リン酸の接触角は、ＰＴＦＥを含まな
い比較例１のものが最も小さく、ＰＥＳを含まない比較
例２のものが最も大きく、ＰＥＳと小量のＰＴＦＥを含
む実施例のものがその中間になっている。
い比較例１のものが最も小さく、ＰＥＳを含まない比較
例２のものが最も大きく、ＰＥＳと小量のＰＴＦＥを含
む実施例のものがその中間になっている。
第４図において、泡圧力は、ＰＴＦＥを含まない比較例
１のものが最も高く、ＰＥＳを含まない比較例２のもの
が最も低く、ＰＥＳと小量のＰＴＦＥを含む実施例のも
のがその中間になっている。
１のものが最も高く、ＰＥＳを含まない比較例２のもの
が最も低く、ＰＥＳと小量のＰＴＦＥを含む実施例のも
のがその中間になっている。
ＰＥＳと小量のＰＴＦＥを含む実施例のものは、いずれ
の特性においても比較例１と比較例２の中間の特性を示
しており、焼成温度の低い場合は比較例１に、焼成温度
が高い場合は比較例２に近い特性を示すことが分かる。
なお、比較例２のものは若干の圧縮クリープを生じた
が、実施例と比較例１のものは圧縮クリープを生じなか
った。
の特性においても比較例１と比較例２の中間の特性を示
しており、焼成温度の低い場合は比較例１に、焼成温度
が高い場合は比較例２に近い特性を示すことが分かる。
なお、比較例２のものは若干の圧縮クリープを生じた
が、実施例と比較例１のものは圧縮クリープを生じなか
った。
実施例のように、ＰＥＳと小量のＰＴＦＥを含むものに
ついて、ＰＴＦＥの添加量について比較した結果から、
構成材料１００重量部に対してＰＴＦＥ３重量部以下に
するのがリン酸の浸透速度、リン酸の接触角度、泡圧力
の点から望ましいことが分かった。またこの場合、焼成
温度も第２図〜第４図からも分かるように２８０℃以下
にすることが望ましい。
ついて、ＰＴＦＥの添加量について比較した結果から、
構成材料１００重量部に対してＰＴＦＥ３重量部以下に
するのがリン酸の浸透速度、リン酸の接触角度、泡圧力
の点から望ましいことが分かった。またこの場合、焼成
温度も第２図〜第４図からも分かるように２８０℃以下
にすることが望ましい。
ここで、実施例においては、ＰＥＳに加えて小量のＰＴ
ＦＥを含有しているので、ＰＴＦＥを含まない比較例１
と比較して可撓性が大きくなり、ソリやクラックの発生
が防止できる。また、ＰＥＳは高温、例えば２００℃の
リン酸に腐食されるが、ＰＴＦＥは耐食性に優れ、実施
例は比較例１と比較して高温で長期的に安定して使用す
ることができる。
ＦＥを含有しているので、ＰＴＦＥを含まない比較例１
と比較して可撓性が大きくなり、ソリやクラックの発生
が防止できる。また、ＰＥＳは高温、例えば２００℃の
リン酸に腐食されるが、ＰＴＦＥは耐食性に優れ、実施
例は比較例１と比較して高温で長期的に安定して使用す
ることができる。
なお、上記実施例では、親水性の熱可塑性樹脂としてＰ
ＥＳの場合について説明したが、ポリエーテルエーテル
ケトンやポリフェニレンサルファイドのいずれであって
もよく、またこれらを混合して用いても同様の効果を奏
する。また、ＰＥＳは粉末として用いた場合を示した
が、予め構成材料に被覆して用いてもよい。
ＥＳの場合について説明したが、ポリエーテルエーテル
ケトンやポリフェニレンサルファイドのいずれであって
もよく、またこれらを混合して用いても同様の効果を奏
する。また、ＰＥＳは粉末として用いた場合を示した
が、予め構成材料に被覆して用いてもよい。
さらに、構成材料はα型ＳｉＣを用いた場合を示した
が、酸化ジルコニウム、シリカ、アルミナ、シリカアル
ミナ、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化タングステン、
酸化チタン、窒化珪素、炭化タングステン、炭化ホウ素
のうちいずれか１種または複数種の混合物で構成されて
いる無機化合物、珪素、チタン、スズ、アルミニウム、
ジルコニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種類
の物質とリン酸との塩などを用いてもよい。後者では比
較的吸湿しにくいＺrＰ2Ｏ7やＳｉＰ2Ｏ7がとりあつか
いやすいので特に適している。もちろん無機化合物と金
属のリン酸塩を混合して用いてもよい。
が、酸化ジルコニウム、シリカ、アルミナ、シリカアル
ミナ、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化タングステン、
酸化チタン、窒化珪素、炭化タングステン、炭化ホウ素
のうちいずれか１種または複数種の混合物で構成されて
いる無機化合物、珪素、チタン、スズ、アルミニウム、
ジルコニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種類
の物質とリン酸との塩などを用いてもよい。後者では比
較的吸湿しにくいＺrＰ2Ｏ7やＳｉＰ2Ｏ7がとりあつか
いやすいので特に適している。もちろん無機化合物と金
属のリン酸塩を混合して用いてもよい。
要するに、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
形して実施することができる。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、電極周辺シールを構成
材料と親水性の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂とから構成し
たので、リン酸等の電解質の浸透性・透過性と濡れ性が
良好で、泡圧力が高くクリープの生じにくい、かつ高温
で長期的に安定して使用できるものが得られる効果があ
る。
材料と親水性の熱可塑性樹脂とフッ素樹脂とから構成し
たので、リン酸等の電解質の浸透性・透過性と濡れ性が
良好で、泡圧力が高くクリープの生じにくい、かつ高温
で長期的に安定して使用できるものが得られる効果があ
る。
第１図はこの発明の実施例と比較例１における電極周辺
シールの微細構造を示す構造模式図であり、リン酸等の
電解質は図示していない。第２図〜第４図はこの発明の
実施例と２つの比較例における電極周辺シールの特性を
示すグラフで、第２図はリン酸の浸透速度、第３図はリ
ン酸の接触角、第４図は泡圧力をそれぞれ焼成温度との
関係で示している。第５図は従来例に相当する比較例２
における電極周辺シールの微細構造を示す構造模式図で
あり、図１と同様電解質は図示していない。第６図およ
び第７図は従来のリン酸型燃料電池の電極構成を示す断
面図であり、第６図はカーボンペーパーを電極基材とし
た場合の例であり、第７図はリブ付基材を電極基材とし
た場合の例である。 図において、１はＰＥＳに被覆された構成材料のＳｉ
Ｃ、２９、３３は電極周辺シールである。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
シールの微細構造を示す構造模式図であり、リン酸等の
電解質は図示していない。第２図〜第４図はこの発明の
実施例と２つの比較例における電極周辺シールの特性を
示すグラフで、第２図はリン酸の浸透速度、第３図はリ
ン酸の接触角、第４図は泡圧力をそれぞれ焼成温度との
関係で示している。第５図は従来例に相当する比較例２
における電極周辺シールの微細構造を示す構造模式図で
あり、図１と同様電解質は図示していない。第６図およ
び第７図は従来のリン酸型燃料電池の電極構成を示す断
面図であり、第６図はカーボンペーパーを電極基材とし
た場合の例であり、第７図はリブ付基材を電極基材とし
た場合の例である。 図において、１はＰＥＳに被覆された構成材料のＳｉ
Ｃ、２９、３３は電極周辺シールである。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (6)
- 【請求項１】触媒層を有する燃料電極、触媒層を有する
酸化剤電極、この２つの電極の間に設けられた電解質保
持マトリックスと前記燃料電極及び／または前記酸化剤
電極の触媒層の端部に隣接する電解質保持電極周辺シー
ルとを備えた燃料電池において、前記電解質保持電極周
辺シールが無機化合物および金属リン酸塩から選ばれた
少なくとも１種類の物質からなる構成材料と、親水性の
熱可塑性樹脂とフッ素樹脂とからなることを特徴とする
燃料電池。 - 【請求項２】前記親水性の熱可塑性樹脂がポリエーテル
スルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレ
ンサルファイドのうちのいずれか１種または複数種の混
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の燃料電池。 - 【請求項３】前記無機化合物が、酸化ジルコニウム、シ
リカ、アルミナ、シリカアルミナ、酸化ニオブ、酸化タ
ンタル、酸化タングステン、酸化チタン、窒化珪素、炭
化タングステン、炭化ホウ素、炭化珪素のうちのいずれ
か１種または複数種の混合物であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の燃料電池。 - 【請求項４】前記金属リン酸塩が珪素、チタン、スズ、
アルミニウム、ジルコニウムからなる群から選ばれた少
なくとも１種の物質とリン酸との塩であることをを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の燃料電池。 - 【請求項５】前記フッ素樹脂が分散型または粒子型のも
のであることをを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の燃料電池。 - 【請求項６】前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチ
レンまたはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体であることをを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62016821A JPH0638342B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62016821A JPH0638342B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63187575A JPS63187575A (ja) | 1988-08-03 |
| JPH0638342B2 true JPH0638342B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=11926837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62016821A Expired - Lifetime JPH0638342B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638342B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0978931B1 (en) | 1998-02-23 | 2008-08-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control valve apparatus |
| JP5108246B2 (ja) | 2006-04-05 | 2012-12-26 | 東海ゴム工業株式会社 | 接着性シール部材およびこれを用いた燃料電池 |
| JP5499506B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2014-05-21 | 大日本印刷株式会社 | 燃料電池用触媒層付電解質膜及びそれを用いた燃料電池用膜・電極接合体の製造方法並びに燃料電池 |
-
1987
- 1987-01-27 JP JP62016821A patent/JPH0638342B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63187575A (ja) | 1988-08-03 |
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