JPH08138691A

JPH08138691A - 燃料電池

Info

Publication number: JPH08138691A
Application number: JP6295925A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Mizuno; 裕水野; Yasuyuki Suzuki; 康之鈴木
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】反応ガスの水素、酸素の供給や反応により生成
する水の影響等による濃度過電圧を抑え、この濃度過電
圧による電圧低下を軽減する燃料電池を提供する。【構成】イオン交換膜７の一方面に正の触媒電極８を有
すると共に、他方面に負の触媒電極９を有する電池セル
６を備え、この電池セル６により反応ガスを反応させて
水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池１にお
いて、ポーラス部材で形成したポーラスガイド体１０，
１１を触媒電極８，９に接触させて配置し、さらに触媒
電極８，９とポーラスガイド体１０，１１との間に反応
ガス通路１２，１３を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、反応ガスを反応させ
て水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車には、例えば燃料電池を搭載
し、この燃料電池によって発生する電気を駆動源として
走行するものがある。この燃料電池は、イオン交換膜の
一方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触
媒電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反
応ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際
に電気を発生させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような燃料電池の
性能は、図１９に示すような電流電圧特性で示され、電
圧理論値より実際の電圧が低下する。この電圧低下の原
因として、例えば燃料電池の触媒電極やその周辺の部材
の構造による活性化過電圧、燃料電池の構成部材や電力
を取り出す集電部の抵抗過電圧、反応ガスの水素、酸素
の供給や反応により生成する水の影響等による濃度過電
圧等が考えられる。

【０００４】特に、この反応ガスの水素、酸素の供給や
反応により生成する水の影響等による濃度過電圧が増大
する具体的な現象として、次のようなものがある。例え
ば、電池セルにより水素と酸素と反応させて水を生成
し、その際に電気を発生させるが、内部に発生する凝縮
水、生成水、供給過剰水などの過剰水が、電極構成部材
であるポーラスなガスの拡散層の細孔を埋めることによ
る反応ガスの拡散性低下をもたらす。これにより拡散過
電圧の増大が生じる。

【０００５】また、電池セルでの水分供給量の分布は、
負の触媒電極側は入口側が高く、正の触媒電極側は出口
側が高くなりやすく、均一でない。そのため、イオン交
換膜の加湿に過不足が生じて電池セルの性能を十分に引
き出すことができない。

【０００６】また、一般的に、低温で作動する燃料電池
では、反応により生成する水を排水のために下向きに電
池セルが配置され、水つまり防止のための構造、システ
ムが必要で複雑となっている。

【０００７】この発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、請求項１乃至請求項１２記載の発明は、反応ガスの
水素、酸素の供給や反応により生成する水の影響等によ
る濃度過電圧を抑え、この濃度過電圧による電圧低下を
軽減する燃料電池を提供することを目的としている。特
に、請求項１及び請求項２記載の発明は、電池セルの内
部に発生する過剰水を除去してイオン交換膜の伸びを防
止して電池セルの性能を長期間、高効率に保つことがで
きる燃料電池を提供することを目的としている。また、
請求項３乃至請求項５記載の発明は、電池セルの水を特
別な装置を用いないで均一にし、安価、軽量、コンパク
トで、しかも信頼性が高い燃料電池を提供することを目
的としている。また、請求項６及び請求項７記載の発明
は、水詰まりを防止すると共に、過剰水を逆流させて再
利用可能とし、外部からの加湿量が少なくて済み、装置
も小型で信頼性が向上する燃料電池を提供することを目
的としている。また、請求項８乃至請求項１２記載の発
明は、イオン交換膜への加湿水の供給を過不足なく行な
うことができ、電池セルの性能低下を防止し、長期間高
効率に発電可能である燃料電池を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、イオン交換膜の一方面に正
の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒電極を有
する電池セルを備え、前記触媒電極に反応ガスを導くガ
イド体を配置し、前記電池セルにより反応ガスを反応さ
せて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池に
おいて、ポーラス部材で形成したポーラスガイド体を前
記触媒電極に接触させて配置し、さらに前記触媒電極と
前記ポーラスガイド体との間に反応ガス通路を設けるこ
とを特徴としている。

【０００９】請求項２記載の発明は、イオン交換膜の一
方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒
電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反応
ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に
電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルの正
の触媒電極側の出口側に、前記反応ガスの反応により生
成される水を回収して前記イオン交換膜または前記負の
触媒電極側に戻す水回収手段を備えることを特徴として
いる。

【００１０】請求項３記載の発明は、イオン交換膜の一
方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒
電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反応
ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に
電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルの正
の触媒電極側に、前記反応ガスの反応により生成される
水を前記正の触媒電極への酸素の入口側へ移動させる水
分均一化構造体を備えることを特徴としている。

【００１１】請求項４記載の発明は、イオン交換膜の一
方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒
電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反応
ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に
電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルの負
の触媒電極側に、前記反応ガスの反応により生成される
水を前記負の触媒電極への水素の出口側へ移動させる水
分均一化構造体を備えることを特徴としている。

【００１２】請求項５記載の発明は、イオン交換膜の一
方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒
電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反応
ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に
電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルの正
の触媒電極側に、前記反応ガスの反応により生成される
水を前記正の触媒電極への酸素の入口側へ移動させる水
分均一化構造体を備え、一方前記電池セルの負の触媒電
極側に、前記反応ガスの反応により生成される水を前記
負の触媒電極への水素の出口側へ移動させる水分均一化
構造体を備えることを特徴としている。

【００１３】請求項６記載の発明は、イオン交換膜の一
方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒
電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反応
ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に
電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルを流
れる水素と酸素の少なくとも一方の反応ガスの流れの方
向を上向きとし、前記電池セルの下方に水を溜める水溜
め部を設け、この水溜め部に反応ガスをバブリングする
バブリング機構を備えることを特徴としている。

【００１４】請求項７記載の発明は、前記水溜め部に、
水をオーバーフローして排出する排水機構を備えること
を特徴としている。

【００１５】請求項８記載の発明は、イオン交換膜の一
方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒
電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反応
ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に
電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルの内
部の相対湿度を検出する相対湿度検出手段と、前記電池
セルへ水を供給する水供給手段と、前記相対湿度情報に
基づき前記水供給手段を制御して前記電池セルへの水の
供給量を制御する制御手段とを備えることを特徴として
いる。

【００１６】請求項９記載の発明は、イオン交換膜の一
方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒
電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反応
ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に
電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルの内
部の温度を検出する温度検出手段と、前記反応ガスの流
量を調整する流量調整手段と、前記電池セルへ水を供給
する水供給手段と、前記温度情報と前記反応ガス流量情
報とに基づき前記水供給手段を制御して前記電池セルへ
の水の供給量を制御する制御手段とを備えることを特徴
としている。

【００１７】請求項１０記載の発明は、イオン交換膜の
一方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触
媒電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反
応ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際
に電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルに
連通して水分を吸収する吸湿材を設けた吸湿室と、前記
電池セルの作動停止により前記電池セルと前記吸湿室と
を連通させる開閉手段とを備えることを特徴としてい
る。

【００１８】請求項１１記載の発明は、イオン交換膜の
一方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触
媒電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反
応ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際
に電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルへ
水を供給する水供給手段と、前記電池セルに前記水素を
供給する入口側または前記水素を排出する出口側に配置
され前記イオン交換膜を用いて構成し水分の吸収で作動
するセンサと、このセンサの作動により前記水の供給量
を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。

【００１９】請求項１２記載の発明は、イオン交換膜の
一方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触
媒電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反
応ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際
に電気を発生させる燃料電池において、前記電池セルへ
水を供給する水供給手段と、前記電池セルに前記酸素を
供給する入口側または前記酸素を排出する出口側に配置
され前記イオン交換膜を用いて構成し水分の吸収で作動
するセンサと、このセンサの作動により前記水の供給量
を制御する制御手段を備えることを特徴としている。

【００２０】

【作用】請求項１記載の発明では、電池セル内部に発生
する凝縮水、生成水、供給過剰水などの過剰水をポーラ
スガイド体により吸収して除去する。このため、イオン
交換膜の伸びを防止できると共に、反応ガスの拡散性低
下を防止することができ、電池セルの性能を長期間、高
効率に保つことができる。このように、特別な装置を使
用しないで過剰水を除去でき、簡単、低価格、コンパク
ト及び軽量な装置とすることができる。また、水を供給
する時に、ポーラスガイド体に吸収されて一部は反応ガ
ス通路に拡散し、一部は直接触媒電極へ移動することに
より加湿を効果的に行なうとともに、過剰水が発生した
場合、これを吸収して不足時に供給するダンパー効果が
あり、適量の加湿が可能である。

【００２１】請求項２記載の発明では、電池セルの正の
触媒電極側の出口側に設けた水回収手段により、反応ガ
スの反応により生成される水を回収してイオン交換膜ま
たは負の触媒電極側に戻し、電池セル内部に発生する凝
縮水、生成水、供給過剰水などの過剰水を除去する。こ
のため、イオン交換膜の伸びを防止できると共に、反応
ガスの拡散性低下を防止することができ、電池セルの性
能を長期間、高効率に保つことができ、特別な装置を使
用しないで、簡単、低価格、コンパクト及び軽量な装置
とすることができる。

【００２２】請求項３記載の発明では、電池セルの正の
触媒電極側に備えた水分均一化構造体により、水素と酸
素との反応により生成される水を正の触媒電極への酸素
の入口側へ移動させ、水分の供給促進と均一供給が可能
であり、電池セルの性能を充分引き出すことができる。
さらに、特に、正の触媒電極側では、水素と酸素との反
応により生成される水を再利用が可能であるため、外部
からの加湿量の低減が可能で、別な装置を用いることな
くがなく、安価、軽量、コンパクトで信頼性が高い装置
を得ることができる。

【００２３】請求項４記載の発明では、電池セルの負の
触媒電極側に備えた水分均一化構造体により、水素と酸
素との反応により生成される水を、負の触媒電極への水
素の出口側へ移動させ、水分の供給促進と均一供給が可
能で、電池セルの性能を充分引き出すことができる。

【００２４】請求項５記載の発明では、電池セルの正の
触媒電極側に備えた水分均一化構造体により、水素と酸
素との反応により生成される水を正の触媒電極への酸素
の入口側へ移動させるとともに、電池セルの負の触媒電
極側に備えた水分均一化構造体により、水素と酸素との
反応により生成される水を、負の触媒電極への水素の出
口側へ移動させ、水分の供給促進と均一供給が可能であ
り、電池セルの性能を充分引き出すことができる。

【００２５】請求項６記載の発明では、電池セルを流れ
る水素と酸素の少なくとも一方の反応ガスの流れの方向
を上向きとし、電池セルの下方に設けた水溜め部で反応
ガスをバブリングさせるため、過剰水を水つまりがなく
排水できる。また、過剰水を逆流させて再利用が可能で
あり、外部からの加湿量も少なくて済み、バブリング機
構も小型なものを用いることができる。

【００２６】請求項７記載の発明では、水溜め部に溜る
水をオーバーフローして排出するので、長期間使用で
き、信頼性が向上する。

【００２７】請求項８記載の発明では、電池セルの内部
の相対湿度を検出し、相対湿度情報に基づき水の供給量
を制御し、電池セルの内部の相対湿度を一定に保つので
イオン交換膜の伸びを一定に保つことができ、電池セル
の性能低下を防止でき、長期間高効率に発電が可能であ
る。

【００２８】請求項９記載の発明では、電池セルの内部
の温度を検出し、この温度情報と反応ガスの流量情報と
に基づき水の供給量を制御し、電池セルの内部の相対湿
度を一定に保つのでイオン交換膜の伸びを一定に保つこ
とができ、電池セルの性能低下を防止でき、長期間高効
率に発電が可能である。

【００２９】請求項１０記載の発明では、電池セルに連
通した吸湿室に、水分を吸収する吸湿材を設け、電池セ
ルの作動停止に電池セルと吸湿室とを連通させ水分を吸
収させて、燃料電池の運転停止中の水分凝縮による過飽
和を防止する。

【００３０】請求項１１記載の発明では、電池セルに水
素を供給する入口側、または水素を排出する出口側に、
水分の吸収で作動するセンサをイオン交換膜を用いて構
成して配置し、イオン交換膜による水分の吸収に基づき
水の供給量を制御し、燃料電池の水分凝縮による過飽和
を防止する。

【００３１】請求項１２記載の発明では、電池セルに酸
素を供給する入口側、または酸素を排出する出口側に、
水分の吸収で作動するセンサをイオン交換膜を用いて構
成して配置し、イオン交換膜による水分の吸収に基づき
水の供給量を制御し、燃料電池の水分凝縮による過飽和
を防止する。

【００３２】

【実施例】以下、この発明の燃料電池の実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００３３】図１乃至図３は請求項１記載の燃料電池の
実施例を示し、図１は燃料電池の正面図、図２は図１の
II-II線に沿う断面図、図３（ａ）は図１のＸ−Ｘ線に
沿う断面図、図３（ｂ）は図１のＹ−Ｙ線に沿う断面図
である。この燃料電池１は、組付軸２により組み付けら
れた電池セルスタック３を備えている。電池セルスタッ
ク３はセパレータ４ａ，４ｂ，４ｃを組みにして複数積
層して組み付けて構成され、セパレータ４ａとセパレー
タ４ｃとの間にガス遮断板４ｄが設けられている。セパ
レータ４ｃには、ガス遮断板４ｄとの間にトンネル通路
１５ｂが形成されている。セパレータ４ａ，４ｂの間に
は、電池セル６が備えられている。電池セル６は、イオ
ン交換膜７、正の触媒電極８及び負の触媒電極９から構
成されている。イオン交換膜７の外周部７ａは、セパレ
ータ４ａ，４ｂの間に挟んで保持され、イオン交換膜７
の一方面には正の触媒電極８を有し、他方面に負の触媒
電極９を有しており、この電池セル６により反応ガスの
水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に電気を
発生させる。

【００３４】電池セル６の正の触媒電極８の外側には、
ポーラス部材で形成されたポーラスガイド体１０を接触
させて配置され、負の触媒電極９の外側にもポーラス部
材で形成されたポーラスガイド体１１を接触させて配置
されている。ポーラスガイド体１０，１１は多孔質なポ
ーラス部材で成形され、それぞれ一面側には等間隔に溝
１０ａ，１１ａが形成されている。ポーラスガイド体１
０は溝１０ａが形成された側を正の触媒電極８と接触さ
せ、ポーラスガイド体１１は溝１１ａをポーラスガイド
体１０の溝１０ａと直交する方向に向けて配置されてい
る。ポーラスガイド体１０の溝１０ａと正の触媒電極８
との間に連通する反応ガス通路１２が設けられ、ポーラ
スガイド体１１の溝１１ａと負の触媒電極９との間に連
通する反応ガス通路１３が設けられている。

【００３５】電池セルスタック３には、電池セル６が角
度α傾斜させて配置され、電池セル６の周囲を囲むセパ
レータ４ｂ，４ｃの間にガスケット１４が設けられ、ガ
スケット１４により電池セル６をシールしている。電池
セルスタック３の左側上方には水素の入口部１５が設け
られ、右側下方には水素の出口部１６が設けられ、入口
部１５及び出口部１６の周囲を囲むようにセパレータ４
ａ，４ｂとの間にガスケット１７，１８が設けられ、入
口部１５及び出口部１６をシールしている。入口部１５
には、電池セル６の積層方向に入口通路１５ａが形成さ
れ、この入口通路１５ａから４個のトンネル通路１５ｂ
がガスケット１４の下方を通って電池セル６の分配通路
１５ｃに連通し、分配通路１５ｃから反応ガス通路１３
に連通している。出口部１６には、電池セル６の積層方
向に出口通路１６ａが形成され、この出口通路１６ａに
連通された４個のトンネル通路１６ｂはガスケット１４
の下方を通って電池セル６の集合通路１６ｃに連通し、
集合通路１６ｃは反応ガス通路１３と連通している。

【００３６】電池セルスタック３の上方右側には酸素の
入口部１９が設けられ、下方左側には酸素の出口部２０
が設けられ、入口部１９及び出口部２０の周囲を囲むよ
うにセパレータ４ａ，４ｂの間にガスケット２１，２２
が設けられ、入口部１９及び出口部２０をシールしてい
る。入口部１９には、電池セル６の積層方向に入口通路
１９ａが形成され、この入口通路１９ａから４個のトン
ネル通路１９ｂがガスケット１４の下方を通って電池セ
ル６の分配通路１９ｃに連通し、分配通路１９ｃから反
応ガス通路１２に連通している。出口部２０には、電池
セル６の積層方向に出口通路２０ａが形成され、この出
口通路２０ａに連通された４個のトンネル通路２０ｂは
ガスケット１４の下方を通って電池セル６の集合通路２
０ｃに連通し、集合通路２０ｃは反応ガス通路１２と連
通している。

【００３７】また、ガス遮断板４ｄの図２での下面であ
るポーラスガイド体１０との接触部には水通路２３が形
成されている。水通路２３の一方２３ａは、ガスケット
１４の下方を通るトンネル通路２４ａを介して水素の入
口部１５の近傍で上側に設けられた排出部２４に連通さ
れ、他方２３ｂはガスケット１４の下方を通るトンネル
通路２５ａを介して水素の出口部１６の近傍で下側に設
けられた供給部２５に連通されている。排出部２４及び
供給部２５の周囲を囲むようにセパレータ４ａ，４ｃの
間にガスケット２６ａ，２７ａが設けられ、排出部２４
及び供給部２５をシールしている。

【００３８】また、セパレータ４ｂの図２での上面であ
るポーラスガイド体１０との接触部には、水通路２８が
形成されている。水通路２８の一方２８ａはガスケット
１４の下方を通るトンネル通路２９ａを介して酸素の入
口部１９の近傍で右側に設けられた排出部２９に連通さ
れ、他方２８ｂはガスケット１４の下方を通るトンネル
通路３０ａを介して酸素の出口部２０の近傍で左側に設
けられた供給部３０に連通されている。排出部２９及び
供給部３０の周囲を囲むようにセパレータ４ａ，４ｂの
間にガスケット２６ｂ，２７ｂが設けられ、排出部２９
及び供給部３０をシールしている。

【００３９】従って、電池セルスタック３の水素の入口
部１５から加温、加湿した水素を供給すると、この水分
を含む水素は入口通路１５ａからトンネル通路１５ｂを
通って電池セル６の分配通路１５ｃに導かれ、分配通路
１５ｃから反応ガス通路１３を流れる。一方、酸素の入
口部１９から加温、加湿した酸素を供給すると、この水
分を含む酸素は入口通路１９ａからトンネル通路１９ｂ
を通って電池セル６の分配通路１９ｃに連通し、分配通
路１９ｃから反応ガス通路１２を流れる。

【００４０】このとき、電池セル６により反応ガスの水
素と酸素の電気化学的な反応により水を生成し、その際
の自由エネルギーの変化を電気エネルギーとして取り出
す発電が行われる。電池セル６は、セパレータ４ｃを介
して隣接した電池セル６と直列に接続され、発生した電
力は電池セルスタック３の両端部に設けられた不図示の
集電部より取り出される。

【００４１】主として水素と水は電池セル６の集合通路
１６ｃに集められ、トンネル通路１６ｂを通って出口通
路１６ａに導かれて出口部１６から排出される。主とし
て酸素と水は電池セル６の集合通路２０ｃに集められ、
トンネル通路２０ｂを通って出口通路２０ａに導かれて
出口部２０から排出される。

【００４２】電池セル６による水素と酸素の電気化学的
な反応は、一方では酸素と水がポーラスガイド体１０、
正の触媒電極８を通り、イオン交換膜７の表面に供給さ
れ、他方では水素と水がポーラスガイド体１１、負の触
媒電極９を通り、イオン交換膜７の表面に供給され、こ
の正の触媒電極８とイオン交換膜７の界面及び負の触媒
電極９とイオン交換膜７の界面で行われる。イオン交換
膜７は、含水率により伸びが大きく変化するので、イオ
ン交換膜７の加湿レベルを常に適正に保ってイオン交換
膜７の伸びを一定に保ち、界面を安定に保つことが必要
である。

【００４３】この電池セル６による反応ガスの水素と酸
素の電気化学的な反応で電気が発生し、その際に水が生
成されるが、この電池セル６内部の相対湿度による伸び
だけではなく、内部に発生する凝縮水、生成水、供給過
剰水などの過剰水が、イオン交換膜７に直接接触すると
さらに伸び、電池セル６の性能が劣化するが、電池セル
６の両側の触媒電極８，９にポーラスガイド体１０，１
１を接触させて配置しており、電池セル６内部に発生す
る凝縮水、生成水、供給過剰水などの過剰水をポーラス
ガイド体１０，１１により吸収して除去することができ
る。

【００４４】このため、イオン交換膜７の伸びを防止で
き、電池セル６の性能を長期間、高効率に保つことがで
き、また反応ガスの拡散性低下を防止している。このよ
うに、特別な装置を使用しないで過剰水を除去すること
ができ、簡単、低価格、コンパクト及び軽量な装置とす
ることができる。ポーラスガイド体１０，１１により反
応ガス通路１２，１３を形成することで、水を供給する
時にポーラスガイド体１０，１１により吸収されて一部
は反応ガス通路１２，１３に拡散し、一部は直接触媒電
極８，９へ移動することにより加湿を効果的に行なうと
ともに、過剰水が発生した場合、これを吸収して不足時
に供給するダンパー効果があり、適量の加湿が可能であ
る。

【００４５】図４乃至図７は請求項２記載の燃料電池の
実施例を示している。図４の実施例では、電池セルスタ
ック３に設けられた酸素の出口部２０の出口通路２０ａ
までイオン交換膜７を延ばし、水素と酸素との反応によ
り生成される水をイオン交換膜７の延出部７ｂに吸収さ
せて戻すようにしており、これで水回収手段４０を構成
している。イオン交換膜７の延出部７ｂには、出口通路
２０ａに対応する部分に孔７ｊが形成され、酸素を通過
させて供給することができるようになっている。

【００４６】図５（ａ）の実施例では、電池セルスタッ
ク３に設けられた酸素の出口部２０の出口通路２０ａに
水吸収体４１が設けられ、セパレータ４ａ，４ｂの間の
隙間４２からイオン交換膜７へ戻すようにし、図５
（ｂ）の実施例では、水吸収体４１をイオン交換膜７に
突き当てて接触させ、図５（ｃ）の実施例では、水吸収
体４１の端部をイオン交換膜７の端部に重ねあわせて接
触されており、これらで水回収手段４０を構成してい
る。

【００４７】また、図６の実施例では、電池セルスタッ
ク３に設けられた酸素の出口部２０の出口通路２０ａに
イオン交換膜７の端部に多数の通路を形成した水吸収体
４３を設け、イオン交換膜７への水の吸収を促進してい
る。また、図７の実施例では、電池セルスタック３に設
けられた酸素の出口部２０の出口通路２０ａにイオン交
換膜７の端部に、海綿状の水吸収体４４を設け、水吸収
体４４により水を吸収して中空パイプ４５により負の触
媒電極９側に戻している。

【００４８】このように、図４乃至図７の実施例の燃料
電池１は、電池セル６の正の触媒電極８側の出口側に、
水素と酸素との反応により生成される水を回収してイオ
ン交換膜７または負の触媒電極９側に戻す水回収手段４
０を備えている。この電池セル６の正の触媒電極８側の
出口側に設けた水回収手段４０により、水素と酸素との
反応により生成される水を回収してイオン交換膜７また
は負の触媒電極９側に戻すから、電池セル６内部に発生
する凝縮水、生成水、供給過剰水などの過剰水を除去す
ることができる。このため、イオン交換膜７の伸びを防
止できると共に、水が再利用でき加湿のための水量を少
なくできるため、電池セル６の性能を長期間、高効率に
保つことができ、特別な装置を使用しないで、簡単、低
価格、コンパクト及び軽量な装置とすることができる。

【００４９】また、水回収手段４０を負の触媒電極９の
出口側に設けて、負の触媒電極９で過剰な加湿水を回収
再利用する目的にも使用可能である。

【００５０】図８及び図９は請求項３乃至請求項５記載
の燃料電池の実施例を示し、図８は燃料電池の概略構成
を示す模式図であり、図９は図８のIX-IX線に沿う断面
図である。この実施例の燃料電池１は、イオン交換膜７
の一方面に正の触媒電極８を有すると共に、他方面に負
の触媒電極９を有する電池セル６を備えている。電池セ
ル６の正の触媒電極８側にはポーラスガイド体１０が設
けられ、このポーラスガイド体１０に接触させて水素と
酸素との反応により生成される水を正の触媒電極８への
酸素の入口側へ移動させる水分均一化構造体５０を備
え、一方電池セル６の負の触媒電極９側にはポーラスガ
イド体１１が設けられ、このポーラスガイド体１１に接
触させて水素と酸素との反応により生成される水を負の
触媒電極９への水素の出口側へ移動させる水分均一化構
造体５１を備えている。

【００５１】この燃料電池１では、正の触媒電極８の一
方から酸素を供給して、正の触媒電極８の他方から排出
し、負の触媒電極９の一方から水素を供給して、負の触
媒電極９の他方から排出し、電池セル６により水素と酸
素と反応させて水を生成し、その際に電気を発生させ
る。

【００５２】電池セル６により水素と酸素と反応させて
生成された水は、電池セル６での水分供給量の分布は、
負の触媒電極９側は入口側が高く、正の触媒電極８側は
出口側が高くなりやすく、均一でないが、電池セル６の
正の触媒電極８側に備えた水分均一化構造体５０により
正の触媒電極８への酸素の入口側へ移動させるととも
に、電池セル６の負の触媒電極９側に備えた水分均一化
構造体５１により負の触媒電極９への水素の出口側へ移
動させ、水分の供給促進と均一供給が可能であり、電池
セル６の性能を充分引き出すことができる。

【００５３】なお、この実施例では、電池セル６の両側
に水分均一化構造体５０，５１を備えているが、電池セ
ル６の正の触媒電極８側にのみ水分均一化構造体５０を
備えても良く、水分均一化構造体５０により、水素と酸
素との反応により生成される水を正の触媒電極８への酸
素の入口側へ移動させ、水分の供給促進と均一供給が可
能であり、電池セルの性能を充分引き出すことができ
る。さらに、特に、正の触媒電極８側では、水素と酸素
との反応により生成される水を再利用が可能であるた
め、外部からの加湿量の低減が可能で、別な装置を用い
ることなくがなく、安価、軽量、コンパクトで信頼性が
高い装置を得ることができる。

【００５４】また、電池セル６の負の触媒電極９側にの
み水分均一化構造体５１を備えても良く、水分均一化構
造体５１により、水素と酸素との反応により生成される
水を、負の触媒電極９への水素の出口側へ移動させ、水
分の供給促進と均一供給が可能で、電池セル６の性能を
充分引き出すことができる。

【００５５】次に、水分均一化構造体５０の実施例を、
図１０乃至図１２に基づいて説明するが、水分均一化構
造体５１も同様に構成されるので説明を省略する。図１
０の実施例では、水分均一化構造体５０が縦方向の細孔
５０ａを有している。図１０（ａ）の燃料電池の横断面
図、図１０（ｂ）の燃料電池の縦断面図で示すように、
水分均一化構造体５０は細孔５０ａにより正の触媒電極
８側から水分を吸い取り、この水分を毛細管現象により
自動的に湿っている正の触媒電極８の出口側より乾いて
いる酸素の入口側へ戻す方向に移動する。また、水分均
一化構造体５０の縦方向の細孔５０ａのポア径を下方よ
り上方を小径とすることで、毛細管現象により正の触媒
電極８側の下方から水分を吸い上げて、自動的に乾いて
いる正の触媒電極８側の上方位置に移動することがで
き、一層効果的に水分の供給促進と均一供給が可能であ
る。

【００５６】図１１の実施例では、水分均一化構造体５
０が縦方向の切欠５０ｂを有している。図１１（ａ）の
燃料電池の横断面図、図１１（ｂ）の燃料電池の縦断面
図で示すように、水分均一化構造体５０は切欠５０ｂに
より正の触媒電極８側から水分を吸い取り、この水分を
毛細管現象により自動的に湿っている正の触媒電極８の
出口側より乾いている酸素の入口側へ戻す方向に移動す
る。また、水分均一化構造体５０の縦方向の切欠５０ｂ
の切欠幅を下方より上方を小さくすることで、毛細管現
象により正の触媒電極８側の下方から水分を吸い上げ
て、自動的に乾いている正の触媒電極８側の上方位置に
移動することができ、一層効果的に水分の供給促進と均
一供給が可能である。さらに、図１１（ｃ）の燃料電池
の水分均一化構造体の拡大斜視図で示すように、水分均
一化構造体５０には、正の触媒電極８側のポーラスガイ
ド体１０への接触部５０ｃに縦方向のスリット５０ｄを
形成しても良い。この場合、水分均一化構造体５０は、
スリット５０ｄを有することで、さらに切欠５０ｂ間に
水分を円滑に移動することができ、自動的に乾いている
正の触媒電極８側に移動し、一層効果的に水分の供給促
進と均一供給が可能である。また、図１１（ｄ）の燃料
電池の縦断面図で示すように、水分均一化構造体５０
を、ポーラス部材でない部材を用いて構成し、正の触媒
電極８との間に反応ガス通路５０ｅを形成し、正の触媒
電極８との接触部５０ｆに縦方向のスリット５０ｇを形
成しており、縦方向のスリット５０ｇはポーラス部材で
ない部材を用いた場合にも有効である。

【００５７】図１２の実施例では、水分均一化構造体５
０が撥水性の差を有する部材で形成されている。図１２
の燃料電池の縦断面図で示すように、水分均一化構造体
５０は撥水化レベルが下方より上方が小さくなってお
り、正の触媒電極８側から水分を吸い取り、この水分は
自動的に正の触媒電極８の下方の出口側より乾いている
上方の酸素の入口側へ戻す方向に移動し、効果的に水分
の供給促進と均一供給が可能である。

【００５８】図１３は請求項６及び請求項７記載の燃料
電池の実施例の概略構成を示す模式図である。この実施
例では、燃料電池１の電池セルスタック３に、電池セル
６が複数積層して配置されている。電池セル６の下方に
は分配通路６０が形成され、上方には集合通路６１が形
成され、集合通路６１には排出通路６２が連通され、分
配通路６０には流入通路６３が連通され、電池セル６を
流れる酸素の流れの方向を上向きとしている。流入通路
６３には水を溜める水溜め部６４が接続され、水溜め部
６４には反応ガスの酸素をバブリングするバブリング機
構６５が備えられている。

【００５９】バブリング機構６５は例えば細孔を有する
中空体６６で構成され、この中空体６６に酸素を供給し
て気泡が発生してバブリングし、加温、加湿された酸素
が分配通路６０から電池セル６を通って上昇し、水分が
電池セル６に詰まらないようにする。また、水溜め部６
４には、水をオーバーフローして排出する排水機構６７
が備えられており、水溜め部６４に溜る水が所定量にな
ると、オーバーフローして排出するので、長期間使用で
き、信頼性が向上する。

【００６０】燃料電池１では、一般的に生成する水を排
水のために下向きに電池セルが配置され、水つまり防止
のための構造、システムが必要で複雑となっているが、
この実施例では、電池セル６を流れる反応ガスの酸素の
流れの方向を上向きとし、電池セル６の下方に設けた水
溜め部６４に酸素を供給してバブリングし、加温、加湿
するから、燃料電池１に生じる過剰水を水つまりがなく
排水できる。また、過剰水を逆流させて再利用が可能で
あり、外部からの加湿量も少なくて済み、バブリング機
構６５も小型なものを用いることができる。

【００６１】なお、燃料電池１の電池セル６を流れる反
応ガス水素の流れの方向を上向きとし、電池セル６の下
方に水を溜める水溜め部を設け、この水溜め部にバブリ
ングするバブリング機構を備えてもよく、また、電池セ
ルを流れる水素と酸素の両方の流れの方向を上向きとし
て同様に構成しても良い。さらに、燃料電池１の電池セ
ルスタック３の内部に水を溜める水溜め部やバブリング
機構を設けても良く、この場合電池セルスタック３の内
部の熱を利用して、効果的にバブリングして加温、加湿
することができる。

【００６２】図１４は請求項８記載の燃料電池の実施例
の概略構成を示す模式図である。この実施例では、燃料
電池１の電池セルスタック３に、電池セル６が複数積層
して配置されている。電池セル６の下方には集合通路７
０が形成され、上方には分配通路７１が形成され、集合
通路７０には排出通路７２が連通され、分配通路７１に
は流入通路７３が連通され、流入通路７３から酸素が供
給される。流入通路７３には流量調整手段７４が設けら
れ、酸素の供給量を調整する。流入通路７３の流量調整
手段７４の下流側には、ポンプ７５の駆動により水タン
ク７６から水が供給され、これらで電池セル６に水を供
給する水供給手段Ａを構成している。

【００６３】電池セル６の内部の分配通路７１には、電
池セル６の内部の相対湿度を検出する相対湿度検出手段
７７が設けられ、この相対湿度検出手段７７で得られた
相対湿度情報は制御手段７８に送られる。制御手段７８
では、対湿度情報に基づきポンプ７５を駆動して、水の
供給量を制御する。

【００６４】このように、電池セル６の内部の相対湿度
を検出し、相対湿度情報に基づき水の供給量を制御し、
電池セル６の内部の相対湿度を一定に保つのでイオン交
換膜７の伸びを一定に保つとともに、適度な加湿により
高いイオン伝導性を維持することができ、電池セル６の
性能低下を防止でき、長期間高効率に発電が可能であ
る。

【００６５】なお、この実施例では、酸素の供給側につ
いて説明したが、水素の供給側についても同様に構成さ
れる。

【００６６】図１５は請求項９記載の燃料電池の実施例
の概略構成を示す模式図である。この実施例の燃料電池
１で、図１４の実施例と同様に構成されるものは同じ符
号を付して説明を省略する。電池セル６の内部の分配通
路７０には、電池セル６の内部の温度を検出する温度検
出手段７９が設けられ、この温度検出手段７９で得られ
た温度情報は制御手段７８に送られる。また、流量調整
手段７４からの反応ガス流量情報は制御手段７８に送ら
れる。制御手段７８では、温度情報と反応ガス流量情報
とに基づきポンプ７５を駆動して、水の供給量を制御す
る。

【００６７】このように、電池セル６の内部の温度を検
出し、この温度情報と反応ガス流量情報とに基づき水の
供給量を制御し、電池セル６の内部の相対湿度を一定に
保つのでイオン交換膜の伸びを一定に保つとともに、適
度な加湿により高いイオン伝導性を維持することがで
き、電池セル６の性能低下を防止でき、長期間高効率に
発電が可能である。

【００６８】なお、この実施例では、酸素の供給側につ
いて説明したが、水素の供給側についても同様に構成さ
れる。

【００６９】図１６は請求項１０記載の燃料電池の実施
例の概略構成を示す模式図である。この実施例の燃料電
池１で、図１４の実施例と同様に構成されるものは同じ
符号を付して説明を省略する。燃料電池１の分配通路７
０に接続した排出通路７２には開閉弁８０が設けられ、
この開閉弁８０は制御手段７８により開閉される。ま
た、燃料電池１の流入通路７３には開閉弁８１が設けら
れ、この開閉弁８１は制御手段７８により開閉される。
燃料電池１の分配通路７１に連通して吸湿室８２を備
え、この吸湿室８２に水分を吸収する吸湿材８３が設け
られている。分配通路７１と吸湿室８２とを連通する連
通口８４はバルブ８５で開閉され、このバルブ８５は制
御手段７８により制御される。燃料電池１の作動中に
は、バルブ８５が連通口８４を閉じており、燃料電池１
の作動停止によりバルブ８５が連通口８４を開き、電池
セル６の停止時に電池セル６と吸湿室８２とを連通させ
る開閉手段８６を構成している。

【００７０】吸湿室８２に収容される吸湿材８３には、
冷媒戻し通路８７ａを介して電池セル６の冷却部に戻さ
れてから冷媒タンク８８に溜る。この冷媒タンク８８に
溜る冷媒は、電池セル６の作動時に冷却ポンプ８９の作
動により冷媒送り通路８７ｂを介して吸湿材８３へ送ら
れて循環し、電池セル６の冷却部を冷却する。この電池
セル６の作動中には、電池セル６の発熱を利用して吸湿
材８３を乾燥させて再生することができる。

【００７１】このように、電池セル６に連通した吸湿室
８２に、水分を吸収する吸湿材８３を設け、電池セル６
の作動停止に電池セル６と吸湿室８２とを連通させるこ
とで、燃料電池１の運転停止中の水分凝縮による電池セ
ル６の過飽和を防止する。

【００７２】なお、この実施例では、バルブ８５を制御
手段７８により作動するようにしているが、温度や湿度
等により自己作動するように構成しても良い。例えば、
温度で作動するバイメタルバルブを用いて吸湿室８２の
連通口８４を開閉するようにしてもよい。

【００７３】なお、この実施例では、酸素の供給側につ
いて説明したが、水素の供給側についても同様に構成さ
れる。

【００７４】図１７は請求項１１及び請求項１２記載の
燃料電池の実施例の概略構成を示す模式図である。この
実施例の燃料電池１は、電池セルスタック３に電池セル
６が複数積層して配置されている。電池セルスタック３
の左右の一方に水素の入口部９０が、他方に出口部９１
が設けられ、入口部９０から流入した水素は分配通路９
２から電池セル６を通り、集合通路９３から出口部９１
を通って排出される。電池セルスタック３の上下の一方
に酸素の入口部９４が、他方に出口部９５が設けられ、
入口部９４から流入した酸素は分配通路９６から電池セ
ル６を通り、集合通路９７から出口部９５を通って排出
される。

【００７５】図１７（ｂ）に示すように、電池セル６に
水素を供給する入口側、または水素を排出する出口側
に、水分の吸収で作動するセンサ９８ａ，９８ｂをイオ
ン交換膜７を用いて構成して配置している。センサ９８
ａまたはセンサ９８ｂの作動により制御手段７８がポン
プ７５を駆動して水の供給量を制御する。

【００７６】即ち、水分の吸収が多くてイオン交換膜７
が延びてセンサ９８ａが作動し、水分の過剰の判断が行
なわれると、制御手段７８によりポンプ７５の駆動を停
止して水の供給量を減少させる。

【００７７】水分の吸収が少なくイオン交換膜７が延び
ずにセンサ９８ｂが作動し、水分の不足の判断が行なわ
れると、制御手段７８によりポンプ７５を駆動して水の
供給量を増加させる。

【００７８】このように、電池セル６に水素を供給する
入口側、または水素を排出する出口側に、水分の吸収で
作動するセンサ９８ａ，９８ｂをイオン交換膜７を用い
て構成して配置し、イオン交換膜７による水分の吸収に
基づき水の供給量を制御することで、燃料電池１の水分
凝縮による過飽和を防止することができる。

【００７９】図１７（ｃ）に示すように、電池セル６に
酸素を供給する入口側、または酸素を排出する出口側
に、水分の吸収で作動するセンサ９９ａ，９９ｂをイオ
ン交換膜７を用いて構成して配置している。センサ９９
ａまたはセンサ９９ｂの作動により制御手段７８がポン
プ７５を駆動して水の供給量を制御する。

【００８０】即ち、水分の吸収が少なくてイオン交換膜
７が延びずにセンサ９９ａが作動し、水分の不足の判断
が行なわれると、制御手段７８によりポンプ７５を駆動
して水の供給量を増加させる。

【００８１】水分の吸収が多くてイオン交換膜７が延び
てセンサ９９ｂが作動し、水分の過剰の判断が行なわれ
ると、制御手段７８によりポンプ７５の駆動を停止して
水の供給量を減少させる。

【００８２】このように、電池セル６に酸素を供給する
入口側、または酸素を排出する出口側に、水分の吸収で
作動するセンサ９９ａ，９９ｂをイオン交換膜７を用い
て構成して配置し、イオン交換膜７による水分の吸収に
基づき水の供給量を制御することで、燃料電池１の水分
凝縮による過飽和を防止することができる。

【００８３】図１８は水分の吸収で作動するセンサの実
施例を示す図である。図１８（ａ）の実施例では、電池
セル６のイオン交換膜７の端部と、触媒担持体１００と
の間隔ｄを適当な距離にセットしておき、イオン交換膜
７が水の吸収で延びて接触したら電圧の測定により水分
の過剰と判断する。

【００８４】また、図１８（ｂ）の実施例では、電池セ
ル６のイオン交換膜７の端部と、触媒担持体１００との
間隔ｅを適当な距離に接触させてセットしておき、イオ
ン交換膜７が水の吸収不足で離れたら電圧の測定により
水分の不足と判断する。

【００８５】

【発明の効果】前記したように、請求項１乃至請求項１
２記載の発明は、反応ガスの水素、酸素の供給や反応に
より生成する水の影響等による濃度過電圧を抑え、この
濃度過電圧による電圧低下を軽減することができる。

【００８６】特に、請求項１及び請求項２記載の発明
は、電池セルの内部に発生する過剰水を除去してイオン
交換膜の伸びを防止するとともに、反応ガスの拡散性低
下を防止することができるから、電池セルの性能を長期
間、高効率に保つことができる。

【００８７】また、請求項３乃至請求項５記載の発明
は、電池セルの水を特別な装置を用いないで均一にする
ことができ、安価、軽量、コンパクトで、しかも信頼性
が高い燃料電池を得ることができる。

【００８８】また、請求項６及び請求項７記載の発明
は、水詰まりを防止すると共に、過剰水を逆流させて再
利用可能であるから、外部からの加湿量が少なくて済
み、装置も小型で信頼性が向上することができる。

【００８９】また、請求項８乃至請求項１２記載の発明
は、イオン交換膜の伸びを一定に保つとともに、適量の
加湿を行なうことができ、電池セルの性能低下を防止
し、長期間高効率に発電可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の燃料電池の正面図である。

【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。

【図３】図１のX-X線及びY-Y線に沿う断面図である。

【図４】請求項２記載の燃料電池の実施例を示す断面図
である。

【図５】請求項２記載の燃料電池の実施例を示す断面図
である。

【図６】請求項２記載の燃料電池の実施例を示す断面図
である。

【図７】請求項２記載の燃料電池の実施例を示す断面図
である。

【図８】請求項３乃至請求項５記載の燃料電池の実施例
の概略構成を示す模式図である。

【図９】図８のIX-IX線に沿う断面図である。

【図１０】請求項３乃至請求項５記載の燃料電池の実施
例の概略構成を示す模式図である。

【図１１】請求項３乃至請求項５記載の燃料電池の実施
例の概略構成を示す模式図である。

【図１２】請求項３乃至請求項５記載の燃料電池の実施
例の概略構成を示す模式図である。

【図１３】請求項６及び請求項７記載の燃料電池の実施
例の概略構成を示す模式図である。

【図１４】請求項８記載の燃料電池の実施例の概略構成
を示す模式図である。

【図１５】請求項９記載の燃料電池の実施例の概略構成
を示す模式図である。

【図１６】請求項１０記載の燃料電池の実施例の概略構
成を示す模式図である。

【図１７】請求項１１及び請求項１２記載の燃料電池の
実施例の概略構成を示す模式図である。

【図１８】燃料電池のセンサの実施例の概略構成を示す
模式図である。

【図１９】燃料電池の電流電圧特性を示す図である。

【符号の説明】

１燃料電池６電池セル７イオン交換膜８，９触媒電極１０，１１ポーラスガイド体１２，１３反応ガス通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスを反応させて水を生
成し、その際に電気を発生させる燃料電池において、ポ
ーラス部材で形成したポーラスガイド体を前記触媒電極
に接触させて配置し、さらに前記触媒電極と前記ポーラ
スガイド体との間に反応ガス通路を設けることを特徴と
する燃料電池。
【請求項２】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを反
応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電
池において、前記電池セルの正の触媒電極側の出口側
に、前記反応ガスの反応により生成される水を回収して
前記イオン交換膜または前記負の触媒電極側に戻す水回
収手段を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを反
応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電
池において、前記電池セルの正の触媒電極側に、前記反
応ガスの反応により生成される水を前記正の触媒電極へ
の酸素の入口側へ移動させる水分均一化構造体を備える
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項４】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを反
応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電
池において、前記電池セルの負の触媒電極側に、前記反
応ガスの反応により生成される水を前記負の触媒電極へ
の水素の出口側へ移動させる水分均一化構造体を備える
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項５】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを反
応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電
池において、前記電池セルの正の触媒電極側に、前記反
応ガスの反応により生成される水を前記正の触媒電極へ
の酸素の入口側へ移動させる水分均一化構造体を備え、
一方前記電池セルの負の触媒電極側に、前記反応ガスの
反応により生成される水を前記負の触媒電極への水素の
出口側へ移動させる水分均一化構造体を備えることを特
徴とする燃料電池。
【請求項６】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを反
応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電
池において、前記電池セルを流れる水素と酸素の少なく
とも一方の反応ガスの流れの方向を上向きとし、前記電
池セルの下方に水を溜める水溜め部を設け、この水溜め
部に反応ガスをバブリングするバブリング機構を備える
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項７】前記水溜め部に、水をオーバーフローして
排出する排水機構を備えることを特徴とする請求項６記
載の燃料電池。
【請求項８】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを反
応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電
池において、前記電池セルの内部の相対湿度を検出する
相対湿度検出手段と、前記電池セルへ水を供給する水供
給手段と、前記相対湿度情報に基づき前記水供給手段を
制御して前記電池セルへの水の供給量を制御する制御手
段とを備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項９】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを反
応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電
池において、前記電池セルの内部の温度を検出する温度
検出手段と、前記反応ガスの流量を調整する流量調整手
段と、前記電池セルへ水を供給する水供給手段と、前記
温度情報と前記反応ガス流量情報とに基づき前記水供給
手段を制御して前記電池セルへの水の供給量を制御する
制御手段とを備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を
有すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セル
を備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを
反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料
電池において、前記電池セルに連通して水分を吸収する
吸湿材を設けた吸湿室と、前記電池セルの作動停止によ
り前記電池セルと前記吸湿室とを連通させる開閉手段と
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項１１】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を
有すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セル
を備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを
反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料
電池において、前記電池セルへ水を供給する水供給手段
と、前記電池セルに前記水素を供給する入口側または前
記水素を排出する出口側に配置され前記イオン交換膜を
用いて構成し水分の吸収で作動するセンサと、このセン
サの作動により前記水の供給量を制御する制御手段とを
備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項１２】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を
有すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セル
を備え、この電池セルにより反応ガスの水素と酸素とを
反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料
電池において、前記電池セルへ水を供給する水供給手段
と、前記電池セルに前記酸素を供給する入口側または前
記酸素を排出する出口側に配置され前記イオン交換膜を
用いて構成し水分の吸収で作動するセンサと、このセン
サの作動により前記水の供給量を制御する制御手段を備
えることを特徴とする燃料電池。