JPS5894768A - 電気化学的発電装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、溝付の多孔性基体に触媒層を担持させた負極
を有する単位発電素子と、緻密で気液密で片面にガス流
路が設けられた積層化素子とを交互に重ね倉せて構成し
た電気化学的発電装置に係る。

発明Ｏ技術的背景 水素のとと過酸化され易いガスと酸素のとと亀酸化力の
あるガスとを電気化学反応プロセスを経て反応させ、ゼ
プスＯ自′由エネルイーの放出分を直流の電力として発
電させる電気化学的発電装置は１通常、単位発電素子を
複数積層して構成されている。このように、単位発電素
子を積層化するに際して杜、各単位発電素子間の電気的
接続を確保すると同時に、各単位発電素子に反応ガスを
供給し、また１反応生成物を除。

去するガス通路を確保する必要がある。このように、複
数の琲位発電素子を積層化する一つの方法として、面密
度の溝付導電性炭素板をいわゆる積１−化素子として使
用する例が知られている２すなわち、導電性炭素板で形
成された積層化素子の上面と下面とに夫々異なる方向の
ガス流通路を設けておき、上面を一つの単位発電素子の
正極（又は負極）を形成している多孔性炭素板に接触さ
せ、下面を次の単位発電素子の負極（又は正極）を形成
している多孔性炭素板に接触させ、このようにして各単
位発電素子間に積層化素子を介在させながら複数の単位
発電素子の積層化を行なう、そして各積層化素子の溝を
経由して夫々の単位発電素子へ反応ガスを供給するとと
もに上記溝を使って反応生成物の除去を行なうようにし
ている。かかる単位発電素子は、通常、濃厚硫酸溶液や
濃厚リン酸溶液などからなる電解液を含有する耐薬品性
、耐熱性、耐酸化性に優れ九含浸材層の両面に、正極と
なる多孔性炭素板と負極となる多孔性炭素板とを密着一
体化し丸ものとなっている。また、上記正極および負極
触媒が付与されるとともにポリテトラフルオロエチレン
などによる防水処理がなされている。

これら単位発電素子は起電力が高くても１ｖ機度であル
、し九がって、実用発電装置を構成するには数十、数百
の多数の素子を積層化することが必要である。

背景技術の問題点 前記電気化学的発電装置において、長期に亘り安定した
起電反応を維持するためには十分なガスの供給と反応生
成物の速やかな除去とが行なわれるとともに、発電部を
形成している単位発電素子群のメカニカルな固定が必要
である。

また、発電装置の熱効率を上げるためＫは、内部の電気
的抵抗ができるだけ小さくなるように単位発電要素を組
立ることが］ｉ要で、電解質層のイーム損、積層化素子
と電極間の接触抵抗損を最小にすることが必要である。

さらに、電解質層のオーム損はマトリックス中の電解液
量によって大きく変動するので、電解質保持マトリック
ス層以外にも電解液を貯えておき、長期に亘る発電にお
いても電解質層には常に十分な電解液が存在する状態が
維持できることが望ましい。また、各単位発電素子、積
層化素子間の強固なメカニカル機構を維持し、さらにこ
の間の抵抗損を小さく保つためには強固な接触をさせる
ことが望ましい。

従来より単位発電１）を積層化するために用いられてい
る積層化素子は、−密度が１．８程度の非常に固い材料
で構成されており、その上面と下面とに互いに直角をな
す方向にガス供給用の溝をモールド加工あるいは切削加
工によって設けている。この従来型積層化素子は、固く
て液を保持する機能が全くないばかシでなく、単位発電
素子と交互に積み重ねて発電装置を形成する際１強く圧
着締結すると積層化素子がリノッドなため、ｉｆ位発電
素子が押しつぶされ、場合によっては破損するという欠
点があった。しかし、一方においては、酸化剤に酸素以
外の成分が混在する１例えば空気などを用いる場合には
一極が濡れると性能が著しく劣化し％ま九酸性電解質の
燃料電池では電池反応により空気ｉ側で水が生成する反
応過程會たどるので、空気極側の構成材はできるだけ疎
水性を維持することが望まれる。さらに１反応に必要な
ガスを電ｉ反地点まで速く移行させるには、電極構成材
をできるだけ粗で薄くすることが望まれる。なお。

水素ガスを活物質とする負極反応は、反応生成水による
影響が比較的少ないので、負極側は防水処理に留意する
必要が少ない。

発明の目的 本発明の目的は、嶌効率で畏期間安定運転のできる電気
化学的発電装置を提供することにある。

発明の概要 本発明に係る発電装置は、単位発電素子を構成する負極
側電極基体としてガス流路溝付の多孔性炭素板を用い、
上記ガス流路溝の土手部を電解液の貯蔵に寄与させ、ま
た正極側の電極基体としては薄くかつ、高い疎水性を維
持する材料を用い、１［捲反応に対して高い活性を維持
する単位発′ｌ＃１素子を構成し、これら単位発電素子
と電気的接続を確保するとともに、酸化剤ガスの流路を
有する積層化素子との組合せによって構成されている。

さらに具体的に説明すると。

本発明に係る発電装置はかさ比重が０．２８〜０．７８
の間にある厚さが２〜４ｍの多孔性炭化導電板、例えば
フェルト状−素噴維板、あるいは炭素繊維シート板、焼
結多孔板に中１．２〜２．５咽で深さ１８５〜２．５Ｍ
の溝を４〜５１ｇＩピッチでＵＪυ込んだ多孔性炭化導
電板を基体に用いこの基体の溝の設けられていない面上
に電板反応を促進する触媒層が塗着されている負極と。

テトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂の懸濁液を
含浸して防水処理を＃１どこし九炭素繊維シートに正極
触媒を担持させた正極とを、シリコンカーバイド、タン
タルオキサイド、ジルコニア等の粉末に績厚酸性溶液、
たとえば濃厚りん酸を含浸させた電解質マトリックス層
を介して上記各触媒面が相対向するように＠看一体化し
て単位発電素子を構成し、この単位発電素子とかさ密度
１．６〜１．９５で厚さが３〜６閣のたとえば黒鉛粉末
とフェノール系樹脂とをブレンドして圧着成形し１片面
に巾１２〜２．５閣で深さ１．５〜２．６麿の溝が４〜
６■ピツチで設けられた積層化素子とを上記積層化素子
の溝が前記単位発電素子の正極に接してガス流路として
作用するように交互に配筐して、積層化し九ものとなっ
ている。

すなわち、図に示すように入方向のガス流路溝１２の設
けられている厚さ２〜４ｍの多孔性基体２に負極触媒層
５を担持させて負極とし、酸化剤の反応を促進する触媒
層４を担持し九テト２フルオロエチレンなどの弗つ素樹
脂で防水処理がなされた厚さ０．４１１１１程度のたと
えば炭素繊維（−〕母−基体３を正極とし、これら負極
と正極とをシリコンカーノぐイド又はタンタルオキサイ
ド、ジルコニアオキサイド等の粉末に九とえば濃厚リン
酸溶液を含浸させ圧電解質マトリックス層ｄの両面に各
触媒面を対向させて密着一体化して単位発電素子２１を
形成し、この単位発電素子２１を積層化する九めＢ方向
のガス流路１１が設けられている緻密な炭素材からなる
積層化素子２２を用い１両者を入方向およびＢ方向が直
交するように交互に積み重ねて電気化学的発電装置を形
成しているのである。

発明の効果 発電装置の形状を一定に維持する丸め単位発電素子２１
し積層化素子２２との積層体をその積層方向に圧縮して
締結する必要があるが、５〜１０　ｋｇ／ｃｄの圧力で
締付けても負極側の電極基体が圧縮力吸収メンバーの作
用を行ない圧力が各単位発電素子２１に均一にかかり、
割れ、潰れなど不具合の生じた単位発電素子社なく、ま
た、単位発電素子と積層化素子との間の電気的接続も良
好に保たれ、しかも、電解液の一部が負極のガス流路溝
１２の土手部にも貯えられてマトリックス層の電解液濃
度を長期に亘って均一に保持して１発電素子のオーム損
に起因する経時劣化もほとんどみとめられなかつ九。

さらに、正極に防水処理塔れた薄い電板基体が用いられ
ている丸め発電素子は曳好な電気特性を維持し経時劣化
がほとんどみとめられなかった。

なお、負極基体２に適する多孔性炭素板のかさ比重線、
締結力１０　ｋｌ／ｉ　において３〜８％程度の変形の
範囲にあるものが好ましく、を九積層化素子２２におい
ても電導性とメカニカル強度の点で上記範囲にあるもの
が好ましい。

発明の実施例 実施例１ かさ比重が０．４８〜０，６０で厚みが２．５閣のフェ
ルト状の黒鉛繊維板に幅１１１ｓｏｇ、深さ１８閣、ピ
ッチ４ｍの溝を設け、溝の形成されていりテトラフルオ
ロエ、テレン懸濁液８重量％に添加混練し九触媒を塗着
して負極を作成した。また、かさ比重０．４２〜０．４
５で厚さが約０．４　ｍの黒鉛縁１Ｉｋ−（−パーを、
濃度２０ＸＯ／リテトラフルオロエチレン懸濁液に含浸
、乾燥し。

３２０℃で１０分間焼結したものを電極基体にラフルオ
ロエチレン懸濁液８重量％に添加、混練したものを塗着
して正極を作成した。そして、３〜５μ粒径のシリコン
カー・臂イト粉末に６重量％のポリテトラフルオロエチ
レンを混合混練したマトリックスに９５％のりん酸電解
質を含浸させて形成し九電解質マトリックス層を中間に
介在させて、触媒層が電解質マ）　ＩＪラックス接する
ようにして正極と負極とを対向させて、単位発電素子を
形成した。

次に、片面に幅２顛、深さ２１０１．ピッチ４ｍのガス
流路溝を設けてなる厚さ３　ｍ　、比重ＩＪ３５の緻密
な黒鉛のフェノール樹脂ブレンド板を積層化素子として
用い、この積層化素子の溝が正極活物質の流路となるよ
うにして、単位発電素子と積層化素子を交互に積み重ね
て発電装置を構成した。なお負極活物質ガスの流路と正
極活物質ガスの流路は互いに９０°異なる方向とした。

このような積層体を面圧５ゆ肩で締付けても、単位発電
素子の損傷は全く見られなかつ九。

一方従来型の両面溝付のリジッドな積層化素子を用いた
単位発電素子では、面圧３ｋｐ／ｄで締付けたところ１
５素子に１素子の割合で不濃合品が発生しており、本発
明による発電装置は、各単位発電素子への力の分散が均
一化されていることが判明した。

また、本発明による発電装置の１５０℃における内部抵
抗の経時変化を調べたところ表１に示すように、比較の
為に製作した従来型の両面溝付のリジッドな積層化素子
を用いた発電装置に比べ長期間変化がなく、安定な性能
を維持していることが判明した。また、１５０℃供給ガ
ス圧２　ｋｌ／ｃｄ　Ｇ　、　２５０　ｍＡｚ６＋Ｉで
の連続発電においても表２に示すように、端子電位の低
下が少なく、従来型発電装置に比較して、本発明による
発電装置がきわめて優れ九性能を有していることが判っ
た 表　１ 表　　２ し、他は実施例１と全く同じにして発電装置を構成した
。このように構成された装置について、実施例１のもの
と同様に試験してみ九ところ。

実施例１と同様に“従来型のものより大幅にすぐれてい
ることが明らかとなった。

なお、積層化素子の正極側の面に１０％濃度のポリテト
ラフルオロエチレン懸濁液をスゲレイ散布した後、乾燥
させ、２８０℃で３０分間加熱して防止処理を施すと生
成された水の排除を促進させることができる。

以上のように本発明によれば、従来型発電装置に比較し
て、メカニカルにも、耐久性にも優れた電気化学的発電
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係る発電装置の要部を局部的に
取シ出して示す斜視図である。 ２１・・・単位発電素子、２２・・・積層化素子。 ３０−・・積層体、１・・・気液密で電導性の積層化素
子体、２・・・廚１幽哄極基体、Ｓ・・・多孔性炭素鷹
維正極基体、４・−正極触媒層、５・・・負極触媒層、
６・・・電解質マトリックス層、１ノ・・・酸化剤ガス
流路溝、１２・・・還元性ガス流路溝。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武１１Ｉｊ９、　し
ｅ、嘔）２８ 特註庁長官　　若　杉　和　夫　　　殿１、事件の表示 特願昭５６−１８８０５４号 ２、発明の名称 電気化学的発電製雪 ３、補ＩＦをする者 事件との関係　　特許゛出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６、補１１：、の対象 明細書 ７、抽圧の内容 明細書全文Ｖ別紙の通り訂正する 明　　　　細　　　　書 １発明の名称 １気化学的発電装置 ２％許艙求の範囲 （１）濃厚酸性溶液を電界質として用い、水素を主成分
とするガスを負極側活物質とし、酸性のガスを正極側活
物貴とする電気化学的発電ことを特徴とする電気化学的
発電製電。 （２）　１記積層化素子の＃１部には、防水処理か施さ
れてなることを特徴とする特許錆求の範１第１項紀１の
亀気化字凶発電装置。 ３、発明の詳細な説明 ［発明の技術分動〕 本発明は、無性の多孔性基体に触媒層を担持させた負極
を有する単位発ｔ＄子と、緻密で気液鴨で片（３）シニ
ガスかＬ路か設けられた極論化素子とを交互に１ね合せ
て禍成した亀気化学的発電狐亀に係る。 〔発明の技術的背景とその間麺点〕 水素のごとき酸化され易いガスと絵素のごとき酸化力の
あるガスとを電気化学反応プロセスを鮭て反応させ、ギ
ブスの自白エネルギーの放出分を＠流の知力として得る
電気化学１発１１１１装亀は、通常単位発ｉｋ素子を複
数積層して構成されている。単位発電素子′Ｉｋ積麺化
するに際してシフ、各単位発電素子間の電気的接続を確
保するとｌｉｒ、１時５二、各単位発電素子に反応ガス
を供給し、また反応生成物を除去するためのガス通路を
確保する必要かある。このように、ｖｊ数の単位発電素
子を＆層化する一つの方法として、高密度の為付導電性
炭素板をいわゆる積層化素子として使用する例か知られ
ている。すなわち、導電性炭素板で形成された積層化素
子の上面と下面とに夫々異なる方向のガス流通路（溝り
を設けておき、上面！一つの単位発電素子の正極（又は
負＆）を形成している多孔性炭素板に接触させ、下面を
次の単位発ＩＩｌ素子の負極（又−は１楓）を形成して
いる多孔、性炭素板（二接側させ、このようにして各単
位発電素子間に極層化素子を介在させながら後針の単位
発１紫子の８ｔ−化を行なう。そし、て各＆階化素子の
溝を紅白して夫々の単位発１１累子へ反応ガスを供給す
るとともに上ｉ？　Ｔｈを使って反応生成物の除去を行
なうようにしている。かかる単位発電素子は、通常濃厚
硫酸耐液や濃厚リン酸溶液などからなる亀ｐｓ液を含有
する１１薬品性、耐熱性および−・１酸化性に優れた含
酸材層の一面に正極をなす薄い多孔性炭素板を、他面に
負極をなす薄い多孔性炭素板を密着させ一体化［、たも
のとなっている。 また、上Ｂ［：′正極および負極には、電気化学反応を
円滑に進めるために、白金なとの触媒が付与されるとと
もにプリテトラフルオロエチレンなどによる防水処理が
なされている。これら単位発電素子の起動力は高々］■
程友であ蚤）、したがって実用発電装置ｉｔｖ構成する
シュは数十、数すの多数の素子を積層化することが必要
である。 ｈＩＩ配電気化学的発電装飯製電いて、長期に亘り安定
した起電反応を維持するためには十分なガスの供給と反
応生成物の速やかな除去とが行なわれるとともに、発電
部を形成し、ている単位発電素子群の十分な１足が必要
である。また、発％ｙｋ亀の熱効率を上げるには、内部
の電気的抵抗ができるたけ小さくなるように単位発電素
子群を組立ることが重要であり、そのためには１に解’
Ｊ１階のオーム損、積層化素子と電極との間の接触抵抗
損を敞小にすることが必要である。 さらに、亀、解質層のオーム損はマトリックス層中の電
解液量によって大きく変動するので、長期に亘って十分
な量の電解液が負極と正極との曲に存在することが必要
である。ソだ、＆層化集子を介しての各単位発電素子間
の強固な固定を維持し、かつこの間の抵抗損を小さく保
つためにはこれらを強固に接触させることが望ましい。 しかし、従来の電気化学的発電装置においては、負極お
よび正極はいずれも薄い多孔性炭素板から構成され、ま
た積層化素子は密度が１．８＆度の非常に固い材料で構
成されているため、ｉ１層化素子を間に挾んで単位発電
素子を強く圧着締結すると単位発電素子が＆層化素子に
よ１」押しつぶされ、場合によっては破横するという欠
点があった。また、いずれのｔｔｍも薄いため、１解液
はマトリックス鳩のみに保、持されているが、これでは
十分な量の電解液を保持することが困難であり、そのた
め発電装置の寿命が短いとい′う欠点があった。 そこで鮫近、上記欠点を解決した発電装置として次のよ
うなものが提案されている。この製電ｌ二おいては、負
極および正極はいずれも片面にガス通路のための溝を設
け、反対面に触媒が付与された厚い多孔性炭素板から構
成され、また極層化素子は薄い導電性シートから構成さ
れている。そして、負極および正極が厚い多孔性炭素板
から構成されているため、圧縮しても破壊されることが
なく、また電解液はマトリックス階だけでなく負極およ
び正極内にも保持されるという利点′１に有する。しか
しながら、この種の発電装置では、負極および正極が犀
いため内部抵抗損失が大きく、またエツジ部からのガス
洩れが生じ易く、空気の拡散が困難であり、空気の利用
率が低いという欠点がある。 Ｌ発明の目的〕 本発明の目的は、高効率で長期間安定運転のできる一気
化学的発電装置１を提供すること（二ある。 〔発明の概要〕 本発明に係る発１１装甑は、単位発電集子を構ｔｉＳ２
する負極１ＩＩ１１１ｉ極基本としてガス流路溝付の多
孔性炭素板を用い、上記ガス流路溝の土手Ｓをｍｐｈ液
の貯蔵に寄与させ、また正極側の電極基体としては薄く
かつ、高い疎水性を維持する材料を用い、電極反応に対
して高い活性を維持する単位発を集子を構成し、これら
単位発電素子と一気的接続を確保するとともに、酸化剤
ガスの流路７に有する積層化素子との組合せによって構
成されている。 さらに具体的に説明すると、本発明に優る発電装置はか
さ比重が０，２８〜０．７８の間にある厚さが２〜４■
の多孔性炭素板１１板、例えはフェルト状巌素繊維板、
あるいは炭素繊維シート板、焼結多孔板の片面に中１２
〜２．５　ｔｍで深さ１５〜２．５　ｔｍの溝を３〜５
ｍ＋ピッチで切り込んだ多孔性炭化導電板を基体に用い
この基体の溝の設けられていない他方の面上に電解反応
を促進する触媒層が鼓着されている負極と、テトラフル
オロエチレンなどのフッ素糸樹脂の懸濁液を含−浸して
防水処理をはとこした炭素緻細シートの片面に正極触媒
を担持させた正極とを、シリコンカーバイド、タンタル
オキサイド、ジルコニア勢の粉末と樹脂との混練成形体
（二―ｐ＃駿性＊／＆、たとえは濃摩りん酸を含浸させ
た電解質マ）　ＩＪックス鳩を介して上記各触媒面が相
対向するように密着一体化して単位発電集子を構成し、
この単位発電集子とかさ密度１．６〜１９５で厚さが３
〜６■のたとえは黒鉛粉末とフェノール系樹脂とをブレ
ンドして圧着成形し、片面に巾１．２〜’Ｌ５ａｎテ採
す１．５〜２．５ｍｍｏ＃が３〜５ｏｌＩＴｌピツチで
設けられた８ｊ層化素子とを上記積層化素子の溝が前記
単位発電素子の正極に接してガス流路として作用するよ
うに交互に配置して、積層化したものとなっている。 し発明の効果〕 本発明によれは、マトリックス層だけでなく、−が形成
された側の負極の面における土手部も電解液のための貯
蔵部として働くため、保持されるｔｍ液の量が多く、長
期間に亘って１１解液の１１に度を一定に維持すること
ができ、マトリックス層のみに電解液を保持させるもの
に比して、その陶命を大幅に延長することができる。ま
た、負極として肉厚の厚い多孔鵞のものを用いているた
め、単位発電素子の積層化のための圧縮に際しては負極
が圧縮力吸収ダン・臂としての役割′１に：来たし、単
位発電素子の破損を生じることがない。さらに、正極と
して肉厚の薄いものを用いているため、空気の拡散が容
易であり、空気の利用率を大きくすることができる。 〔発明の実施例〕 図は本発明の一実施例に係る発電装置の要部構成を示す
斜示図である。負極を構成する厚さ２〜４　ｍ＋＋の多
孔性基体２の下面には、矢印Ａ方向に延ひるガス流路を
なす＃１１２が形成され、上面には負極側線−５が担持
されている。正極を構成する犀さ０．４　ｎｎ程度のた
とえは辰素繊維ヘー／ンー基体３は、テトラフルオロエ
チレンなどの弗’ｂ３ｋｍ＋脂で防水処理が施されてお
り、その一方の面には酸化剤の反応を促進する触媒層４
が担持されている。これら負極と正極とを、シリコン、
カーバイド又はタンタルオキサイド。 ジルコニアオキオキサイド等の粉末にたとえば濃犀リン
酸溶液を含浸させた電解朱マトリックス層６の両面に各
触媒面を動向させて密着一体化して単位発を素子２１が
形成されている。この単位発電素子２１′％：ａ〜化す
るため矢印Ｂ方向のガス流路１１が設けられている緻密
な炭素材からなる積層化素子２２７に用い、両省をＡ方
向およびＢ方向が直交するように交互に積み重ねて亀気
化学的発ｔｋｅが構成されている。 発電装置の形状を一定に維持するため板数の単位発電素
子２１とそれらの間に介在する積層化素子２２からなる
積層体は、その積層方向に圧動して締結する必要がある
が、本実施例の発−装置では５〜１０　ｋ＃／７．の圧
力で締付けても負極側の電極基体が圧縮力吸収ダンパ、
−の作用を行ない圧力が各単位発電素子２１に均一にか
がＩ）、そのため割れ、潰れなど不具合の生じた単位発
ｖＩｔ＊子はなく、筺だ、単位発電集子と積層化素子と
の間の電気的接続も良好に保たれた。 しかも、電解液の一部が負極のガス流路＃１１２′の土
手部にも貯えられるので、マトリックス層中の電解液濃
度を長期に亘って均一に保持することができ、その結果
マトリックス層のオーム損じ起因する発電装置の特性の
経時劣化もほとんとＷめられなかった。 さらに、正極は肉厚が薄いので、反応に必要なガスｖ１
１極反応廓まで速く移行させることができ、また防水処
理が施されているので、鹸化剤として突気を用いた場合
の生成水による性能の劣化を防止することができた。す
なわち、このような正極を用いた発ＩＩＩ累子は良好な
電気特性を維持し経時劣化がほとんど縫められなかりた
。 なお、負極基体２に適する多孔性炭素板のがさ比１は、
締結力１Ｏｖ−において３〜８９ｂ程度の変形の範囲に
あるものが好ましく、また積層化素子２２においても電
導性とメカニカル強度の息で上記範囲にあるものか好ま
しい。 以下、本発明の効果を実施例１，２を基に具体的に説明
する。 〈実施例１〉 かさ比１が０．４８〜０５０で淳みが２．５肛のフェル
ト状の黒鉛繊維板に幅１．８閾、深さ１．８晒、ピッチ
４ｍの擲を設け、溝の形成されていない面へ１量比で１
０％の白金黒を化学的に還元析出させた活性＃２索粉末
（３〜５μ毬）とともにポリテトラフルオロエチレン懸
濁液８重量予に電力］１拠鯉した触媒を塗着して負極を
作成した。また、かさ比重０４２〜０．４５で犀さが約
０、４１ＪＩＩｌの無鉛繊維ベー・ンーヲ、ｆＩｋｉ２
０％のポリテトラフルオロエチレン懸濁液に含浸、乾燥
Ｌ、３２０℃で１０分間焼結したものな電極基体に用い
、それに１０チの白金黒を化学的に還元析出させた活性
炭粉末（３〜５μ径）とともにポリテトラフルオロエチ
レン懸濁１８ｍ童チ４：添加、混練したものを塗着して
正極を作成した。そして、３〜５μ粒径のシリコンカー
パイ）粉：１＝６１に量−のポリテトラフルオロエチレ
ンを混合混練したマトリックスに９５１６のりん酸電解
５Ｍを含浸させて形成した電解質マトリックス層を中間
に介在させて、触媒層が電解質マトリックスに接するよ
うにして正極と負極と１灼向させて、単位発１１素子を
形成した。 次に、片面に幅２ｍｎ、深さ２　ｗｏ、ピッチ４ｍのガ
ス流路＃＄１／設けてなる岸さ３ｏｎ、比３１１．８５
の緻密な黒鉛とフェノール樹脂とのブレンド板をＳ［−
化素子として用い、この積層化素子の無が正極活物質の
流路となるようにして、単位発電集子と積層化素子を交
互に積み重ねて発電装ｆＩｋを構成した。なお負極活物
質ガスの流路と正極活物駕ガ堺の流路は互いに９０°異
なる方向とした。 このような積一体を面圧５Ｖｌ、ｌｌＩで締付けても、
単位発電素子の損傷は全く見られなかった。 −万従来型の両ｎｏ＃１付のリジッドな８を階化本子を
用いた単位発電、素子では、面圧３　’％／ｊで締付け
たところ１５１ｇ子に１素子の割合で不具合品が発生し
ており、本発明による発電装置は、各単位発電素子への
力の分散が均一化されていることが判明した。 また本発明による発電装置の１５０℃における内部抵抗
の経時変化を調べたところ表１に示すように、比較の為
に製作した従来型の両面溝付のリジッドな＆層化素子を
用いた発電装置に比べ長期間変化がなく、安定な性能を
維持していることが判明した。また、１５０℃供給ガス
圧２　ｋ＃／−Ｇ、２５０　ｍＡ／−での連続発電（二
おいても表２に示すように、端子電位の低下が少なく、
従来型発電装置に比軟して、本発明による発電装置がき
わめて優れた性能Ｉｋ：自していることが判った。 ＆　１ 表　２ 〈実施例２〉 アクリルを酸化させたもので積層化素子を形成［、他は
実施例１と全く同じにして発電装置を構成した。このよ
うに構成された装置について、実施例１のものと同様に
試験してみたとこ１ぐれていることが明らかとなった。 なお、検層化素子の正極側の（３）に１０％皺曳のポリ
テトラフルオロエチレン＠ｓａｖスゲレイ散布した後、
′ｗｉ、燥させ、２８０℃で３０分間加熱して防止処理
′Ｉｋ施すと生成された水の排除を促進させることがで
きた。 以上のようｄ：本発明によれは、従来皺発ｔｆ装置に比
較して、メカニカルにも、耐久性にも優れた亀気化字的
発亀装置［′ｌｋ提供できる。 ４、図面の簡単な説明 因は本発明の一実施例に係る発１に装置の装部を局部的
に取り出して示す斜視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　１１厚酸性溶液を電解質として用い、水素に
   おいて、ガス流路が設けられ九多孔性炭素基板に電極反
   応を促進させるための触媒層が担持された負極と、あら
   かじめ防水処理がほどこされて砂る多孔性炭素繊維シー
   トに電極触媒が担持され九正極と、を電解液を含有する
   マトリックス層を介して前記各触媒層面が相対向するよ
   うにして密着一体化して構成され九単位発電素子を、各
   単位発電素子間に、電気的接続経路を確立し、併せて酸
   化ガス０ｆＩＬ路を形成す為片面溝付の緻密な炭素板か
   らなる積層化素子を介在させて複数の単位発電素子を積
   層構成にしてなることを特徴とする電気化学的発電装置
   。
2. （２）前記積層化素子の溝部には防水処理が施されてな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気化
   学的発電装置。