JPS58166668A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS58166668A JPS58166668A JP57050644A JP5064482A JPS58166668A JP S58166668 A JPS58166668 A JP S58166668A JP 57050644 A JP57050644 A JP 57050644A JP 5064482 A JP5064482 A JP 5064482A JP S58166668 A JPS58166668 A JP S58166668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- reservoir
- electrolyte
- fuel
- electrolytic
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
この発明は、燃料電池、特に電解質のリザーバからウェ
ットシール部分への電解質の供給と、ウェットシール部
から反応部分への電解質の補給構成に関するものである
。
ットシール部分への電解質の供給と、ウェットシール部
から反応部分への電解質の補給構成に関するものである
。
第１図は従来の燃料電池の主要部分を示す断面図で、（
１１はガス分離板で、−面に燃料流路（幻と他面に酸化
剤流路（３）が設けられている。（４）は燃料電極、（
５）は電解質マトリックス、（６）は酸化剤電極、（４
ｍ）、（ｆｉａ又（６ａ）は電池反応が生じた部分、（
４ｂ ）。
１１はガス分離板で、−面に燃料流路（幻と他面に酸化
剤流路（３）が設けられている。（４）は燃料電極、（
５）は電解質マトリックス、（６）は酸化剤電極、（４
ｍ）、（ｆｉａ又（６ａ）は電池反応が生じた部分、（
４ｂ ）。
Ｃ５ｂ）、（６ｂ）はそれぞれのシール部で、不透気処
理、電解質たとえばリン酸の不侵透処理を施こしている
。
理、電解質たとえばリン酸の不侵透処理を施こしている
。
従来の燃料電池の動作について説明する。燃料流路（２
）から供給された燃料ガス中の水素は、燃料電極反応部
分（４ａ）でイオン化され水素イオンを電子に分離され
、水素イオンは電解質マトリックス反応部分（６ａ）中
のリン酸電解液中を移動し、酸化剤電極反応部分（６ａ
）で酸化剤流路（３）から供給された酸化剤（空気中の
酸素）と結合して水蒸気となる。燃料電極反応部分（４
ａ）で生じた電子は外部へ取り出され電力として利用さ
れる。この動作擾ζおいて、燃料ガスおよび酸化剤は電
極の周縁部分から電池外部へ漏れることは、反応上およ
び安全上好ましくないので、気密構造が必要である。ま
た電解液マトリックスに含浸されているリン酸も、外部
へ漏れることは反応上好ましくない、ξれらの理由から
、従来の電池では電極の周縁端部（シール部） （４ｂ
）、（６ｂ）および電解質マトリックスの周縁端部（シ
ール部） （５ｂ）を充填材で処理して不透気あるいは
不侵透にしていた。また他の方法として電極および電解
質マトリックスの周縁端部（４ｂ）、 （５ｂ）、 （
６ｂ）にパツキンを配置してより積極的にシールを行な
っていた。
）から供給された燃料ガス中の水素は、燃料電極反応部
分（４ａ）でイオン化され水素イオンを電子に分離され
、水素イオンは電解質マトリックス反応部分（６ａ）中
のリン酸電解液中を移動し、酸化剤電極反応部分（６ａ
）で酸化剤流路（３）から供給された酸化剤（空気中の
酸素）と結合して水蒸気となる。燃料電極反応部分（４
ａ）で生じた電子は外部へ取り出され電力として利用さ
れる。この動作擾ζおいて、燃料ガスおよび酸化剤は電
極の周縁部分から電池外部へ漏れることは、反応上およ
び安全上好ましくないので、気密構造が必要である。ま
た電解液マトリックスに含浸されているリン酸も、外部
へ漏れることは反応上好ましくない、ξれらの理由から
、従来の電池では電極の周縁端部（シール部） （４ｂ
）、（６ｂ）および電解質マトリックスの周縁端部（シ
ール部） （５ｂ）を充填材で処理して不透気あるいは
不侵透にしていた。また他の方法として電極および電解
質マトリックスの周縁端部（４ｂ）、 （５ｂ）、 （
６ｂ）にパツキンを配置してより積極的にシールを行な
っていた。
従来の燃料電池は以上のように構成されていたので、電
極および電解質マトリックスの周縁端部（４ｂ）、（５
ｂ）、（６ｂ）の処理の信頼性の確保が重要であるが、
電極（４１、（６）はカーボンペーパーに触媒を塗布し
た、厚さ０．５〜数腸の多孔質膜であり、電解質マトリ
ックス（６）もシリコンカーバイトなどの微粉体とポリ
テトラフロロエチレンからなる、厚さ約０．１〜１ｆｆ
の多孔膜であるから、充填物による不透気、不侵透処理
がむずかしく、十分な信頼性が得□ られていなかった、またパツキンによってシールをする
場合には、電極＋４１ 、 （６）および電解質マトリ
ックス（５）とパツキンの厚さを調整する必要があるが
、両者の寸法調整がきわめて困難であった。
極および電解質マトリックスの周縁端部（４ｂ）、（５
ｂ）、（６ｂ）の処理の信頼性の確保が重要であるが、
電極（４１、（６）はカーボンペーパーに触媒を塗布し
た、厚さ０．５〜数腸の多孔質膜であり、電解質マトリ
ックス（６）もシリコンカーバイトなどの微粉体とポリ
テトラフロロエチレンからなる、厚さ約０．１〜１ｆｆ
の多孔膜であるから、充填物による不透気、不侵透処理
がむずかしく、十分な信頼性が得□ られていなかった、またパツキンによってシールをする
場合には、電極＋４１ 、 （６）および電解質マトリ
ックス（５）とパツキンの厚さを調整する必要があるが
、両者の寸法調整がきわめて困難であった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、電極と電解質マトリックスの周縁
端部をその中央部分より親水性にすると共に、電極とガ
ス分離板との対向部分に上記周縁端部に連通した電解質
のリザーバを設けたことを特徴とするもので、リザーバ
から電解質を上記周縁端部すなわちシール部分へ供給し
てウェットシールを行なうと共に、シール部分を通して
マトリックスへ電解質を補給しようとするものである。
めになされたもので、電極と電解質マトリックスの周縁
端部をその中央部分より親水性にすると共に、電極とガ
ス分離板との対向部分に上記周縁端部に連通した電解質
のリザーバを設けたことを特徴とするもので、リザーバ
から電解質を上記周縁端部すなわちシール部分へ供給し
てウェットシールを行なうと共に、シール部分を通して
マトリックスへ電解質を補給しようとするものである。
以下この発明の実施例を図面と共に説明する。
第２図はこの発明の燃料電池の主要部の断面図で＋４）
、 （５）はそれぞれ燃料電極、酸化剤電極で、力−
ボンヘーハーに平均粒径数μｍの触媒を塗布した多孔質
膜である。（４ｃ）は燃料電極の周縁端部で、燃料電極
基板周縁に平均粒径ＩＩｔｍ程度の微細なシリコンカー
バイド（ＳｉＣ）粒子粉末を充填している。
、 （５）はそれぞれ燃料電極、酸化剤電極で、力−
ボンヘーハーに平均粒径数μｍの触媒を塗布した多孔質
膜である。（４ｃ）は燃料電極の周縁端部で、燃料電極
基板周縁に平均粒径ＩＩｔｍ程度の微細なシリコンカー
バイド（ＳｉＣ）粒子粉末を充填している。
（６）は電極に積層される電解質マトリックスで、平均
粒径数μｍのシリコンカーバイドなどの粉体とポリテト
ラフロロエチレンからなる多孔質膜で、その周縁端部（
５ｃ）には、さらに平均粒径１μｍ程度の微細なシリコ
ンカーバイド粒子粉末を充填している。（７）は酸化剤
電極（６）の周縁端部でシール用パツキンで構成されて
いるが、燃料電極の周縁端部（４ｃ）と同様な構成にし
てもよい。（８）は燃料電極の周縁端部（４ｃ）と対向
するガス分離板（１）部分に形成された電解質のリザー
バで、上記周縁端部（４ｃ）と連通しており、溜められ
た電解質が上記周縁端部（４ｃ）に供給し得るようにな
っている。リザーバ（８）にはカーボン繊維が充填され
ており、平均空間幅は数１０１０１ｔ度である。リザー
バ（８）、電極と電解質マトリックスの周縁端部（４ｃ
）、（５ｃ）の順に、空間幅又は粒子径をだんだん小さ
くして、毛細管現象に基づく親水性をだんだん強くして
いる。
粒径数μｍのシリコンカーバイドなどの粉体とポリテト
ラフロロエチレンからなる多孔質膜で、その周縁端部（
５ｃ）には、さらに平均粒径１μｍ程度の微細なシリコ
ンカーバイド粒子粉末を充填している。（７）は酸化剤
電極（６）の周縁端部でシール用パツキンで構成されて
いるが、燃料電極の周縁端部（４ｃ）と同様な構成にし
てもよい。（８）は燃料電極の周縁端部（４ｃ）と対向
するガス分離板（１）部分に形成された電解質のリザー
バで、上記周縁端部（４ｃ）と連通しており、溜められ
た電解質が上記周縁端部（４ｃ）に供給し得るようにな
っている。リザーバ（８）にはカーボン繊維が充填され
ており、平均空間幅は数１０１０１ｔ度である。リザー
バ（８）、電極と電解質マトリックスの周縁端部（４ｃ
）、（５ｃ）の順に、空間幅又は粒子径をだんだん小さ
くして、毛細管現象に基づく親水性をだんだん強くして
いる。
そのためリザーバ（８）に電解質、たとえばリン酸を含
浸させ満たしておくと、そのリン酸はより親水性の強い
周縁端部（４ｃ）、（５ｃ）へたえず供給され周縁端部
（４ｃ）、（５ｃ）をぬらし、ウェットシールが確保さ
れる。周縁端部（４ｃ）、 （５ｃ）がリン酸で充分含
浸されていると、周縁端部（４ｃ）、（５ｃ）より親水
性が弱い反応部分（４ａ）、 （６ａ）、 （５ａ）で
あるが、リザーバ（８）より親水性が強いので、反応部
分（４ａ ）、 （６ａ ）。
浸させ満たしておくと、そのリン酸はより親水性の強い
周縁端部（４ｃ）、（５ｃ）へたえず供給され周縁端部
（４ｃ）、（５ｃ）をぬらし、ウェットシールが確保さ
れる。周縁端部（４ｃ）、 （５ｃ）がリン酸で充分含
浸されていると、周縁端部（４ｃ）、（５ｃ）より親水
性が弱い反応部分（４ａ）、 （６ａ）、 （５ａ）で
あるが、リザーバ（８）より親水性が強いので、反応部
分（４ａ ）、 （６ａ ）。
（５ａ）”、周縁端部（４Ｃ）、（δＣ）を経てリン酸
が補給される。反応部分（４ｍ）、（６ａ）、（５ａ）
のリン酸は電池の動作中徐々に消失し、電池特性が低下
しついには燃料ガスと酸化剤が直接反応して電池が動作
しなくなるクロスオーバー現象が現われるが、これを防
止するためにはリン酸を連続しであるいは定期的に補給
する必要がある。上記実施例のリザーバは、この補給機
能を有している。
が補給される。反応部分（４ｍ）、（６ａ）、（５ａ）
のリン酸は電池の動作中徐々に消失し、電池特性が低下
しついには燃料ガスと酸化剤が直接反応して電池が動作
しなくなるクロスオーバー現象が現われるが、これを防
止するためにはリン酸を連続しであるいは定期的に補給
する必要がある。上記実施例のリザーバは、この補給機
能を有している。
なお、リザーバへのリン酸の補給は、リザーバに連通し
た電池外部のリン酸溜（図示せず）から行なってもよい
。又リザーバの設置位置はガス分離板の他にリブ付電極
に設けてもよい。
た電池外部のリン酸溜（図示せず）から行なってもよい
。又リザーバの設置位置はガス分離板の他にリブ付電極
に設けてもよい。
以上のようにこの発明は、電極と電解質マトリックスの
周縁端部をその中央部分より親水性にすると共に、電極
とガス分離板との対向部分に上記周縁端部に連通した電
解質のリザーバを設けたので、リザーバから電解質を上
記周縁端部すなわちシール部分へ供給してウェットシー
ルを行なうと共に、シール部分を通して上記中央部分へ
電解質を補給することができ名。しかも電解質がたえず
補給されるのでシールに対する信頼性が増し、その構造
も簡単になり、電池の寿命が長くなる効果がある。
周縁端部をその中央部分より親水性にすると共に、電極
とガス分離板との対向部分に上記周縁端部に連通した電
解質のリザーバを設けたので、リザーバから電解質を上
記周縁端部すなわちシール部分へ供給してウェットシー
ルを行なうと共に、シール部分を通して上記中央部分へ
電解質を補給することができ名。しかも電解質がたえず
補給されるのでシールに対する信頼性が増し、その構造
も簡単になり、電池の寿命が長くなる効果がある。
第１図は従来の燃料電池の主要部を示す断面図、第２図
はこの発明の燃料電池の主要部を示す断面図である。 図中（１）はガス分離板、Ｑ４は燃料電極、（６）は電
解質マトリックス、（６）は酸化剤電極、（４ａ）、（
５ｍ）。 （６ａ）はその反応部分、（４ｃ）、（５ｃ）はそれぞ
れ燃料電極、電解質マトリックスの周縁端部、（８）は
リザーバである。 なお、図中−一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 葛舒信− 第１図 第２図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭６７−１＄０６４４号３
、補正をする者 ６、 補正の対象 願書および明細書 ７、 補正の内容 願書および明細書の浄書（内容に変更なし）８、添付書
類の目録
はこの発明の燃料電池の主要部を示す断面図である。 図中（１）はガス分離板、Ｑ４は燃料電極、（６）は電
解質マトリックス、（６）は酸化剤電極、（４ａ）、（
５ｍ）。 （６ａ）はその反応部分、（４ｃ）、（５ｃ）はそれぞ
れ燃料電極、電解質マトリックスの周縁端部、（８）は
リザーバである。 なお、図中−一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 葛舒信− 第１図 第２図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭６７−１＄０６４４号３
、補正をする者 ６、 補正の対象 願書および明細書 ７、 補正の内容 願書および明細書の浄書（内容に変更なし）８、添付書
類の目録
Claims (2)
- （１）燃料電極、電解質マトリックス、酸化剤電極およ
びガス分離板を有する燃料電池において、電極と電解質
マトリックスの周縁部をその中央部分より親水性とする
と共に、電極とガス分離板との対向部分ｌζζ上記縁縁
端部連通した電解質のリザーバを設けたことを特徴とす
る燃料電池。 - （２）リザーバより電極と電解質マトリックスの中央部
分を、上記電極と電解質マトリックスの中央部分よりそ
の周縁部分を親水性にした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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57050644A JPS58166668A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57050644A JPS58166668A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58166668A true JPS58166668A (ja) | 1983-10-01 |
| JPS6310867B2 JPS6310867B2 (ja) | 1988-03-09 |
Family
ID=12864651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57050644A Granted JPS58166668A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58166668A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6059668A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-06 | Hitachi Ltd | 燃料電池用マトリツクス |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5095747A (ja) * | 1973-12-21 | 1975-07-30 | ||
| JPS5734967U (ja) * | 1980-08-06 | 1982-02-24 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56113230A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-07 | Kyoei Doboku Kougaku Kk | Flower pot containing fertilizer |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP57050644A patent/JPS58166668A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5095747A (ja) * | 1973-12-21 | 1975-07-30 | ||
| JPS5734967U (ja) * | 1980-08-06 | 1982-02-24 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6059668A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-06 | Hitachi Ltd | 燃料電池用マトリツクス |
| JPH0222503B2 (ja) * | 1983-09-12 | 1990-05-18 | Hitachi Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6310867B2 (ja) | 1988-03-09 |
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