JPS58161265A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS58161265A JPS58161265A JP57042643A JP4264382A JPS58161265A JP S58161265 A JPS58161265 A JP S58161265A JP 57042643 A JP57042643 A JP 57042643A JP 4264382 A JP4264382 A JP 4264382A JP S58161265 A JPS58161265 A JP S58161265A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- separator
- contact
- layer
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
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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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
- H01M8/0241—Composites
- H01M8/0243—Composites in the form of mixtures
-
- 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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
- H01M8/0234—Carbonaceous material
-
- 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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
- H01M8/0241—Composites
- H01M8/0245—Composites in the form of layered or coated products
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃料電池に係り、特に発電電力を有効に外部に
取出すのに好適な電極を備えた燃料電池に関する。
取出すのに好適な電極を備えた燃料電池に関する。
従来の燃料電池は第１図に示す様に、複数のリブにて区
画されるガス流路を設けると共に反対面に触媒層４を設
けた一対の電極１を、流路が直交するように組合せ、電
極１の間に電解質を保持するマトリックス層２を配置し
てなる単位電池とセパレータ３を複数個交互に積層して
構成され、複数個の単位電池がセパレータ３を介して直
列に接続された組合せとなっている。この燃料電池の外
部の端子電圧は、単位電池の電圧から電流が電池内を流
れた際の抵抗分による電圧降下分を差し引いた値となる
。抵抗分の内容としては、電極１やセパレータ３の固有
抵抗の他に、第２図に示す如く電極１の集電部となるリ
ブ面６とセパレータ３の接触抵抗などがあり、接触部の
効果が太きい。
画されるガス流路を設けると共に反対面に触媒層４を設
けた一対の電極１を、流路が直交するように組合せ、電
極１の間に電解質を保持するマトリックス層２を配置し
てなる単位電池とセパレータ３を複数個交互に積層して
構成され、複数個の単位電池がセパレータ３を介して直
列に接続された組合せとなっている。この燃料電池の外
部の端子電圧は、単位電池の電圧から電流が電池内を流
れた際の抵抗分による電圧降下分を差し引いた値となる
。抵抗分の内容としては、電極１やセパレータ３の固有
抵抗の他に、第２図に示す如く電極１の集電部となるリ
ブ面６とセパレータ３の接触抵抗などがあり、接触部の
効果が太きい。
従って、燃料電池の性能を高めるためには前記接触抵抗
を小さくすることも重要な課題の１つである。接触抵抗
は接触面積締付圧力に依存するが、従来製作してきた炭
素繊維を主材とした電極１は、ガスの拡散効果を重要視
して決定された一様な密度であるため、集電部となるリ
ブ面６の部分の真の接触面積は （真の接触面積）≦（見掛けの接触面積）×Ｖ７−Ｔ械
πｉ〒となり、気孔率を７５チとすれば真の接触面積の
１／２以下となる。接触抵抗を小さくするためには、接
触面積を増す方式か締付力を高める方式があるが、後者
は燃料電池構成材料の機能を維持するためには限界があ
る。また、前者においては、電極の密度を高めて真の接
触面積を拡大するか、リブ面６の幅を拡げ−Ｃ見掛けの
接触面積を拡大するなどが考えられるが、ガスの拡散性
から考えると困難である。
を小さくすることも重要な課題の１つである。接触抵抗
は接触面積締付圧力に依存するが、従来製作してきた炭
素繊維を主材とした電極１は、ガスの拡散効果を重要視
して決定された一様な密度であるため、集電部となるリ
ブ面６の部分の真の接触面積は （真の接触面積）≦（見掛けの接触面積）×Ｖ７−Ｔ械
πｉ〒となり、気孔率を７５チとすれば真の接触面積の
１／２以下となる。接触抵抗を小さくするためには、接
触面積を増す方式か締付力を高める方式があるが、後者
は燃料電池構成材料の機能を維持するためには限界があ
る。また、前者においては、電極の密度を高めて真の接
触面積を拡大するか、リブ面６の幅を拡げ−Ｃ見掛けの
接触面積を拡大するなどが考えられるが、ガスの拡散性
から考えると困難である。
本発明の燃料電池の目的は、単位電池とセパレータ間の
接触抵抗を低下させ、締付構造を簡略化できるようにす
ることにある。
接触抵抗を低下させ、締付構造を簡略化できるようにす
ることにある。
本発明の特徴は、単位電池をセパレータと交互に積層す
る際、単位電池の各電極は少なくともセパレータに接す
る集電部分に導電性材料を充填して緻密層を形成し、こ
れによって単位電池とセパレータ間の接触抵抗を低下さ
せるものである。
る際、単位電池の各電極は少なくともセパレータに接す
る集電部分に導電性材料を充填して緻密層を形成し、こ
れによって単位電池とセパレータ間の接触抵抗を低下さ
せるものである。
以下、本発明の燃料電池を第３図及び第４図を用いて順
に説明する。
に説明する。
本発明の一実施例である第３図に示すものは、−面にガ
ス流路を他面に触媒層４を施す炭素繊維製の電極１と、
電極１間に配置するマ） ＩＪツクス層２よりなる単位
電池をセパレータ３と交互に積層する際、セパレータ３
に接する電極１の集電部となるリブ面６の真の接触面積
を拡大するために、リブ面６の表面に、電極１の気孔径
より小さい、導電性材料である黒鉛粉５を炭素繊維間の
微少空間に充填し、表面の密度を高めた緻密層を形成す
るようにしている。この緻密層を形成するには、電極１
を炭素系繊維を用いて製作後、揮発性のメタノールのよ
うな媒液で黒鉛粉５をペースト状にして、リブ面６の表
面に塗布する方法や、フェノール樹脂のような炭化し易
い結着材と混練し、黒鉛粉５の表面に塗布して炭化焼成
し、電極１の固有抵抗の増加を防ぐ方法がある。組立作
業中の炭素粉５の飛散を考慮すると後者の方法が優利で
、かつ電極１における炭化処理工程前に炭素粉５の塗布
作業を行って、炭化焼成作業を簡略化した方が良い。
ス流路を他面に触媒層４を施す炭素繊維製の電極１と、
電極１間に配置するマ） ＩＪツクス層２よりなる単位
電池をセパレータ３と交互に積層する際、セパレータ３
に接する電極１の集電部となるリブ面６の真の接触面積
を拡大するために、リブ面６の表面に、電極１の気孔径
より小さい、導電性材料である黒鉛粉５を炭素繊維間の
微少空間に充填し、表面の密度を高めた緻密層を形成す
るようにしている。この緻密層を形成するには、電極１
を炭素系繊維を用いて製作後、揮発性のメタノールのよ
うな媒液で黒鉛粉５をペースト状にして、リブ面６の表
面に塗布する方法や、フェノール樹脂のような炭化し易
い結着材と混練し、黒鉛粉５の表面に塗布して炭化焼成
し、電極１の固有抵抗の増加を防ぐ方法がある。組立作
業中の炭素粉５の飛散を考慮すると後者の方法が優利で
、かつ電極１における炭化処理工程前に炭素粉５の塗布
作業を行って、炭化焼成作業を簡略化した方が良い。
更に、媒液あるいは結着材の炭素粉５に対する割合を増
すことによシ、混合物の粘度は下がり、第４図に示す実
施例のように、電極１の厚肉部の内部まで炭素粉５を充
填でき、電極１の固有抵抗を下げることも可能である。
すことによシ、混合物の粘度は下がり、第４図に示す実
施例のように、電極１の厚肉部の内部まで炭素粉５を充
填でき、電極１の固有抵抗を下げることも可能である。
本発明のように燃料電池を構成すれば、導電性材料を電
極内部に浸透できるので、電極自体の電気抵抗を低減で
きるし、電極集電面の接触面積が増すので接触抵抗を下
げることができるから、同一性能の場合には電池全体の
締付力が少なくてすむため、締付構造も簡略化できる効
果がある。
極内部に浸透できるので、電極自体の電気抵抗を低減で
きるし、電極集電面の接触面積が増すので接触抵抗を下
げることができるから、同一性能の場合には電池全体の
締付力が少なくてすむため、締付構造も簡略化できる効
果がある。
第１図は燃料電池の積層構成を示す斜視図、第２図は第
１図の要部を示す拡大縦断面図、第３図及び第４図はそ
れぞれ本発明の実施例である燃料電池の要部を示す拡大
縦断面図でちる。
１図の要部を示す拡大縦断面図、第３図及び第４図はそ
れぞれ本発明の実施例である燃料電池の要部を示す拡大
縦断面図でちる。
Claims (1)
- １、炭素系繊維にて形成され、−刃側にガス流路を設け
ると共に他方側に触媒層を施した一対の電極と、前記電
極の触媒層側間に配置する電解質を保持したマトリック
ス層にて単位電池を構成し、前記単位電池とセパレータ
とを交互に積層するものにおいて、前記単位電池の各電
極は、少なくともセパレータに接する集電部分に導電性
材料を充填して緻密層を形成したことを特徴とする燃料
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57042643A JPS58161265A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57042643A JPS58161265A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161265A true JPS58161265A (ja) | 1983-09-24 |
Family
ID=12641689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57042643A Pending JPS58161265A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161265A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2562718A1 (fr) * | 1984-04-09 | 1985-10-11 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | Support carbone pour electrode de pile a combustible avec separateur a triple couche incorpore et son procede de preparation |
| JPS60208057A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-19 | Hitachi Ltd | 燃料電池の製造方法 |
| US5957428A (en) * | 1995-11-13 | 1999-09-28 | Kabushiki Kaisha Yokota Seisakusho | Composite-action butterfly valve |
-
1982
- 1982-03-19 JP JP57042643A patent/JPS58161265A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60208057A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-19 | Hitachi Ltd | 燃料電池の製造方法 |
| JPH0346951B2 (ja) * | 1984-04-02 | 1991-07-17 | Hitachi Ltd | |
| FR2562718A1 (fr) * | 1984-04-09 | 1985-10-11 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | Support carbone pour electrode de pile a combustible avec separateur a triple couche incorpore et son procede de preparation |
| US4855092A (en) * | 1984-04-09 | 1989-08-08 | Kurcha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for preparing a carbonaceous fuel cell electrode substrate incorporating three-layer separator |
| US5957428A (en) * | 1995-11-13 | 1999-09-28 | Kabushiki Kaisha Yokota Seisakusho | Composite-action butterfly valve |
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