JPS58165258A - 燃料電池のマトリックスへの電解液含浸方法 - Google Patents
燃料電池のマトリックスへの電解液含浸方法Info
- Publication number
- JPS58165258A JPS58165258A JP57047468A JP4746882A JPS58165258A JP S58165258 A JPS58165258 A JP S58165258A JP 57047468 A JP57047468 A JP 57047468A JP 4746882 A JP4746882 A JP 4746882A JP S58165258 A JPS58165258 A JP S58165258A
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- JP
- Japan
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- electrolyte
- fuel cell
- matrix
- compartment
- impregnated
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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
- H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
-
- 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
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、吸湿性を有する電解液を含浸したマトリック
スを有する電解液筒定形燃料電池に関する。
スを有する電解液筒定形燃料電池に関する。
一般に、この柚の燃料電池では、反応ガスを水素とする
アノード電極および反応ガスを空気とするカソード電極
の向き合う面によｐ１電解液区画室が形成され、アノー
ドおよびカソード電極の電解液区画室と反対側の面には
、それぞれガス区画室が設けられている。電解液区画室
には、非電子電導性で多孔性材料からなるマ） ＩＪソ
ックス充填され、このマトリックスの空孔に燐酸または
硫酸などの％解散が含浸される。また、電解液区画室の
端部に溝部が設けられ、この溝部に多孔性材料からなる
電解液リザーバが充填される。この電解液リザーバを介
してマトリックスへ所定の高鎖度電解液、例えば１００
チの燐酸が含浸される。この含浸ののち、燃料電池の作
動温度で作動する際に、電解液は熱膨張して容積が増加
する。また、電池の運転休止の際に、電解ｉｌ１社大気
中の湿分を吸収して濃度が低下し、容積が増加する。こ
の上うに作動中および運転休止中に容積を増加した電解
液は電極の触媒層を経てカス側層に達し、電極面が濡れ
て、反応ガスの拡散瀘阻害され、１＆Ｌ極特性か低下す
るという問題がある。極端な場合には、電解液がガス区
画室に漏洩し、ガス通路が閉鎖して、反応ガスの流れを
阻害するという問題もあった。このような問題を解決す
るためＫ、電解液り、、１ ザーバおよびマトリックス罠低鎖度電解液な含浸て１；
□ させたのち、燃料電池の作動温度で、この低濃度、１：
″、。
アノード電極および反応ガスを空気とするカソード電極
の向き合う面によｐ１電解液区画室が形成され、アノー
ドおよびカソード電極の電解液区画室と反対側の面には
、それぞれガス区画室が設けられている。電解液区画室
には、非電子電導性で多孔性材料からなるマ） ＩＪソ
ックス充填され、このマトリックスの空孔に燐酸または
硫酸などの％解散が含浸される。また、電解液区画室の
端部に溝部が設けられ、この溝部に多孔性材料からなる
電解液リザーバが充填される。この電解液リザーバを介
してマトリックスへ所定の高鎖度電解液、例えば１００
チの燐酸が含浸される。この含浸ののち、燃料電池の作
動温度で作動する際に、電解液は熱膨張して容積が増加
する。また、電池の運転休止の際に、電解ｉｌ１社大気
中の湿分を吸収して濃度が低下し、容積が増加する。こ
の上うに作動中および運転休止中に容積を増加した電解
液は電極の触媒層を経てカス側層に達し、電極面が濡れ
て、反応ガスの拡散瀘阻害され、１＆Ｌ極特性か低下す
るという問題がある。極端な場合には、電解液がガス区
画室に漏洩し、ガス通路が閉鎖して、反応ガスの流れを
阻害するという問題もあった。このような問題を解決す
るためＫ、電解液り、、１ ザーバおよびマトリックス罠低鎖度電解液な含浸て１；
□ させたのち、燃料電池の作動温度で、この低濃度、１：
″、。
電解液の水分を蒸発させ、所定濃度の電解液に＠縮させ
る方法が試みられている。この方法に８いては、電解液
リザーバに含浸された電解＆は、電解液保持力の相違に
より電解液リザーバからマド濃度で充満されるが、この
電池の作動温度でにはとんと電解液リザーバには存在し
ないようにされる。例えば、電池作動温度１９０度Ｃに
おいて１００％ ９度の燐酸ヲマトリックスに保持させ
るにれ、約３３．３−４度の低濃度に希釈された燐酸を
、電解液リザーバ８よびマトリックスの空孔に含浸させ
たのち、１９０度Ｃの乾燥空気または窒素を、ガス区画
室へ供給し希釈燐酸の水分を蒸発させてｉｏｏチ濃度の
燐酸とする。なお、約３３．３−〇＃＃の水蒸気圧は約
１４．８關水銀柱で、この水蒸気圧は常温の大気中に？
ける飽和水蒸気圧とほぼ等しい籠であるから、この燐酸
を電解液リザーバおよびマトリックスへ含浸する際に、
大気中より湿分を吸−して、燐酸渋皮が変化するのｔ防
、（］ 止することができる。
る方法が試みられている。この方法に８いては、電解液
リザーバに含浸された電解＆は、電解液保持力の相違に
より電解液リザーバからマド濃度で充満されるが、この
電池の作動温度でにはとんと電解液リザーバには存在し
ないようにされる。例えば、電池作動温度１９０度Ｃに
おいて１００％ ９度の燐酸ヲマトリックスに保持させ
るにれ、約３３．３−４度の低濃度に希釈された燐酸を
、電解液リザーバ８よびマトリックスの空孔に含浸させ
たのち、１９０度Ｃの乾燥空気または窒素を、ガス区画
室へ供給し希釈燐酸の水分を蒸発させてｉｏｏチ濃度の
燐酸とする。なお、約３３．３−〇＃＃の水蒸気圧は約
１４．８關水銀柱で、この水蒸気圧は常温の大気中に？
ける飽和水蒸気圧とほぼ等しい籠であるから、この燐酸
を電解液リザーバおよびマトリックスへ含浸する際に、
大気中より湿分を吸−して、燐酸渋皮が変化するのｔ防
、（］ 止することができる。
１（１・：
以上述べた方法は小形の燃料電池では有効なものである
が、大形ＩＩＥ料電池では電解液リザーバの間隔か大き
く離れて、希釈電解液をマトリックスの中心まで迅速に
、しかも均一に含浸させることが困難であるという欠点
があった。
が、大形ＩＩＥ料電池では電解液リザーバの間隔か大き
く離れて、希釈電解液をマトリックスの中心まで迅速に
、しかも均一に含浸させることが困難であるという欠点
があった。
本発明は、上述の点に鑑み、希釈電解液がマトリックス
の中心まで迅速に、しかも均一に含浸し得る電解数置定
形燃料電池を提供することを目的とする。
の中心まで迅速に、しかも均一に含浸し得る電解数置定
形燃料電池を提供することを目的とする。
このような目的は不発Ｆ！ＡＫよれば、アノード亀ｉｉ
Ｋ設けられ、ガス区画室からマトリックスへ希釈電解液
を含浸し得る貫通孔を備えることにより達成される。
Ｋ設けられ、ガス区画室からマトリックスへ希釈電解液
を含浸し得る貫通孔を備えることにより達成される。
なお、本実施例によれば、貫通孔紘アノード電極面積の
約３％ないし１０ｔｓ程度の全面積を有する多数の小孔
とするのがよい。
約３％ないし１０ｔｓ程度の全面積を有する多数の小孔
とするのがよい。
さらに、本実施例によれば、貫通孔は孔間隔を約１−５
ｍないし３０誌程度とする多数の小孔とするのが目的に
かなっている。
ｍないし３０誌程度とする多数の小孔とするのが目的に
かなっている。
次に、本発明の一実施例を図面に基つき、評細に説明す
る。
る。
図は本発明の一実施例の概略構成図を示す。−において
燃料電池１はアノード電極２およびカソード電極３の向
き合う面によシ、電解液区画室５を形成する。電解液区
画室５には、非電子電導性な有する多孔性材料であるマ
） ＩＪツクδ４が充填され、このマトリックス４の空
孔に燐酸または硫酸などの電解液が含浸される。それぞ
れの電極２゜３ｒｉ電極基材６，７と触媒層８，９とか
らなる。
燃料電池１はアノード電極２およびカソード電極３の向
き合う面によシ、電解液区画室５を形成する。電解液区
画室５には、非電子電導性な有する多孔性材料であるマ
） ＩＪツクδ４が充填され、このマトリックス４の空
孔に燐酸または硫酸などの電解液が含浸される。それぞ
れの電極２゜３ｒｉ電極基材６，７と触媒層８，９とか
らなる。
電極基材６，７は電極支持部材で、触媒層８，９は電極
基材６．ＬＫ層状に設けられている。セパレータ板１２
．１３は電極基材６，７の一部に接触し、電極２．３の
電解液区画室５と反対面で、ガス区画室１０．１１を形
成し、集電および反応ガスの混合な防止する。このセパ
レータ＆１２゜１３には、電解液区画室５の端部と連通
する溝部１８ないし２１が設けられ、この溝部１８ない
し２１４Ｃは、左右に貫通された孔部１４ないし１７が
設けられる。溝部１８ないし２１内１１ＣＢ、多孔性材
料からなる電解液リザーバ２２が充填される。
基材６．ＬＫ層状に設けられている。セパレータ板１２
．１３は電極基材６，７の一部に接触し、電極２．３の
電解液区画室５と反対面で、ガス区画室１０．１１を形
成し、集電および反応ガスの混合な防止する。このセパ
レータ＆１２゜１３には、電解液区画室５の端部と連通
する溝部１８ないし２１が設けられ、この溝部１８ない
し２１４Ｃは、左右に貫通された孔部１４ないし１７が
設けられる。溝部１８ないし２１内１１ＣＢ、多孔性材
料からなる電解液リザーバ２２が充填される。
マトリックス４、電解液リザーバ２２１６よび電極２．
３を構成するそれぞれの多孔性材料は、粒子およびこの
粒子を結着する結着剤、例えば四弗化エチレンからなる
。この四弗化エチレンは撥水性を有し、その量を僅かに
変えて、マトリックス４、電解液リザーバ２２、電極２
，３の順に多くし、または粒子径をマ） ＩＪラックス
、電解液リザーノ（２２、電＠２，３の順に大きく選択
することによシ、電解液保持力をマトリックス４、電解
液リザーバ２２、電極２，３の順に小さくすることがで
きる。なＳ１慾科電池１の運転休止によシ、電解液が大
気中の湿分を吸収し容積が増加した際に１亀解液リザー
バ２２は増加した電解液を収容するに十分な容積な南す
る。例えば、亀解濠すザーＩ＜２２社マトリックス４ｚ
よび電極２．３の触媒層８．９に含浸された電解液保持
容積の約２倍程度の容積が設けられている。さらに、２
３はアノード電＠２に設けられた貫通孔で、カス区画室
１０側とマトリックス４４Ａとｔ連結する。
３を構成するそれぞれの多孔性材料は、粒子およびこの
粒子を結着する結着剤、例えば四弗化エチレンからなる
。この四弗化エチレンは撥水性を有し、その量を僅かに
変えて、マトリックス４、電解液リザーバ２２、電極２
，３の順に多くし、または粒子径をマ） ＩＪラックス
、電解液リザーノ（２２、電＠２，３の順に大きく選択
することによシ、電解液保持力をマトリックス４、電解
液リザーバ２２、電極２，３の順に小さくすることがで
きる。なＳ１慾科電池１の運転休止によシ、電解液が大
気中の湿分を吸収し容積が増加した際に１亀解液リザー
バ２２は増加した電解液を収容するに十分な容積な南す
る。例えば、亀解濠すザーＩ＜２２社マトリックス４ｚ
よび電極２．３の触媒層８．９に含浸された電解液保持
容積の約２倍程度の容積が設けられている。さらに、２
３はアノード電＠２に設けられた貫通孔で、カス区画室
１０側とマトリックス４４Ａとｔ連結する。
このように構成された？電池ＩＫ含ｆ！ＩＬされる電解
液は所定の鎖車に希 され、セパレータ板１２．１３の
電解液含浸用孔１４ないし１７ｉ介して、電解液リザー
バ２２およびマトリックス４の空孔に含浸される。さら
に、カス区１ｉｉＩ室１０へ同様な希釈電解液が導入さ
れ、アノード電極２の貫通孔２３を紅て、マトリックス
４へ含浸される。
液は所定の鎖車に希 され、セパレータ板１２．１３の
電解液含浸用孔１４ないし１７ｉ介して、電解液リザー
バ２２およびマトリックス４の空孔に含浸される。さら
に、カス区１ｉｉＩ室１０へ同様な希釈電解液が導入さ
れ、アノード電極２の貫通孔２３を紅て、マトリックス
４へ含浸される。
マ） ＩＪラックスの空孔が完全に含浸されたのち、電
解液含浸用孔１４ないし１７およびガス区画室ＩＱ内か
ら、希釈電解液が除去される。こののち、燃料電池ｌの
作動温度で濃縮された／’＊足濃度の電解液は、電解液
保持力の相違により、マトリックス４の空孔に完全に含
浸され、電解液リザーバ２２には＃１とんど存在しない
ようになる。なＳ。
解液含浸用孔１４ないし１７およびガス区画室ＩＱ内か
ら、希釈電解液が除去される。こののち、燃料電池ｌの
作動温度で濃縮された／’＊足濃度の電解液は、電解液
保持力の相違により、マトリックス４の空孔に完全に含
浸され、電解液リザーバ２２には＃１とんど存在しない
ようになる。なＳ。
貫通孔２３が設けられたことにより、アノード電極２は
電解液によシ、多少濡れ易くなるが、作動中の導入され
る１００チ水素により拡散が十分に行われ電極特性が阻
害されないように、貫通孔２３間の間隔は約１５■ない
し３０關程度である、１１１１ ことが望ましい。 −１ 以上に説明するように本発明によれば、アノード電極に
カス区画室からマトリックスへ希釈電解液な含浸し得る
貫通孔を設けたことＫより、希釈電解液がマトリックス
の中心まで迅速に、しかも均一に含浸し得るという利点
を有する。
電解液によシ、多少濡れ易くなるが、作動中の導入され
る１００チ水素により拡散が十分に行われ電極特性が阻
害されないように、貫通孔２３間の間隔は約１５■ない
し３０關程度である、１１１１ ことが望ましい。 −１ 以上に説明するように本発明によれば、アノード電極に
カス区画室からマトリックスへ希釈電解液な含浸し得る
貫通孔を設けたことＫより、希釈電解液がマトリックス
の中心まで迅速に、しかも均一に含浸し得るという利点
を有する。
図は本発明の一実施例の概略構Ｉｉｔ図である。
１：燃料電池、４：マトリックス、５：を階数区画室、
１０，１１：カス区画室、２２：電解液リザーバ、２３
：貫通孔。 ＊Ｆ出願人 富士電機製造株式会社 古河電池株式会社
１０，１１：カス区画室、２２：電解液リザーバ、２３
：貫通孔。 ＊Ｆ出願人 富士電機製造株式会社 古河電池株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ｌ） ７ノード電極およびカソード電極の間に設け
られ丸亀階数区画室と、前記アノード電ｉｋおよびカソ
ード電極の前記電解液区画室と反対＠に設けられたカス
区画室と、前記電解′＃Ｌ区画室に充填され吸湿性電解
液が含浸される多孔性材料からなるマ） ＩＩラックス
、前記電解液区画室の端部に設けられた溝部と、前記溝
部に充填され多孔性材料からなる電解液リザーバとを有
し、前記マトリックスおよび電解液リザーバに低崇度電
解ｔを含浸して、この低濃度電解液を、電池作動温度の
乾燥カスを前記ガス区画室へ供給することにより所定換
度に＠縮するようにした燃料電池において、前記了ノー
ド電極に前記ガス区画室から前記マトリックスへ前記低
濃度電解液を含浸する貫通孔を設けたことを％像とする
電解液筒定形燃料電池。 （２） 特許請求の範囲給１項に記載された燃料電池
ににいて、真通孔祉アノード電１に面積の約３チないし
１０％ｉｉ！度の全面積を有する多数の小孔であること
を特徴とする電解液筒定形燃料電池。 （３） 特許請求の範囲第１項に記載された燃料電池
に−１６いて、貫通孔は孔間隔を約１５ｍないし３０ｍ
根度とする多数の小孔であることを特徴とする電解液筒
定形燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047468A JPS58165258A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池のマトリックスへの電解液含浸方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047468A JPS58165258A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池のマトリックスへの電解液含浸方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58165258A true JPS58165258A (ja) | 1983-09-30 |
| JPS6340025B2 JPS6340025B2 (ja) | 1988-08-09 |
Family
ID=12775976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57047468A Granted JPS58165258A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池のマトリックスへの電解液含浸方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58165258A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60121680A (ja) * | 1983-12-06 | 1985-06-29 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | りん酸形燃料電池のりん酸補給方法 |
| EP0171347A2 (en) * | 1984-08-06 | 1986-02-12 | United Technologies Corporation | Process for adding electrolyte to a fuel cell stack |
| EP0171346A2 (en) * | 1984-08-06 | 1986-02-12 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for adding electrolyte to a fuel cell stack |
| JPH04154048A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPH0589897A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | リン酸型燃料電池の含浸用電解質 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4035551A (en) * | 1976-09-01 | 1977-07-12 | United Technologies Corporation | Electrolyte reservoir for a fuel cell |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP57047468A patent/JPS58165258A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4035551A (en) * | 1976-09-01 | 1977-07-12 | United Technologies Corporation | Electrolyte reservoir for a fuel cell |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60121680A (ja) * | 1983-12-06 | 1985-06-29 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | りん酸形燃料電池のりん酸補給方法 |
| EP0171347A2 (en) * | 1984-08-06 | 1986-02-12 | United Technologies Corporation | Process for adding electrolyte to a fuel cell stack |
| EP0171346A2 (en) * | 1984-08-06 | 1986-02-12 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for adding electrolyte to a fuel cell stack |
| JPH04154048A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPH0589897A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | リン酸型燃料電池の含浸用電解質 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6340025B2 (ja) | 1988-08-09 |
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