JPS5937663A - 酸化体ガスと生成水との分離器を内部に具備した燃料電池 - 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】 本発明は複数の素電池を含んだ燃料電池に関するもので
、更に詳しく言えば、各素電池の正極室を出る使用済み
の酸化体ガスから水のごとき生成液体を分離り°るため
の構造物に関する。

本明ＩＩＩ書中では、電極間のイオン輸送媒体として膜
を使用づる燃料筒ｉｉ！１に関連して説明が行われるが
、本発明は決してそれにのみ限定されるわけＣはない。

即ら、本発明の新規な液／気分離器はマ１〜リックス中
に吸蔵された液体電解質が電極間のイオン輸送媒体を４
Ｍ成りる燃料電池にも１「１１じく容易に使用でさる。

同様に、水明１ｖｌＩＩ書中では反応ガスが水素および
酸素′Ｃありかつ生成液体が水であるような燃料電池に
関連して説明がｈわれるが、本発明がかかる反応ガスお
よび生成液体のみに限定されないことも自明であろう。

複数の素電池を含／ｖだ電力発生用の燃料電池は公知で
゛ある。個々の素電池においては、イオン交換膜の一面
にイ」着しｌこ負極の所で水素のごとき反応ガスｉｆ電
子を放出しながら酸化される。ごうじて生じＩＣ？ｆｆ
ｉ子は外部の負萄を通って流れる一方、水素イオンはイ
オン交換膜を通して輸送され、そしＣ膜の細面に付着し
た正極に到達する。正極には酸素のごとき酸化体ガスが
供給される。かかる酸素は電子との反応にＪ、つ゛（還
元され、次もＸで膜を通し【輸送された水素イオンと反
応して水のごとき生成液体を生じる。正極におい−Ｃ生
じた生成液体は、液膜の形成によって酸化体ガスが正Ｉ
４１（こ到達づるのを妨げる傾向を承りため、除去しな
番プればならない。０２／　Ｈ２燃わ１雷池にお【〕る
生生成水入の問題を処理りるために幾つかの方法が開発
されている。１つの方法は灯心の吸上作用を利用Ｊるも
のである。別の方法は、酸素の流量を十分に大きくする
ことにより、正極から水滴をｎｓ２離させて電池外部の
集水装置にまで運ぶというものである。

多数の素電池を含む燃料電池においては、それらの素電
池が縦続配列（すなわち、１群の素電池から出た全ての
ガスが次＾Ｙの素電池に入るような配列）を成すように
設計されている場合、水の除去およびそれに伴う分離の
問題は一層重要なものとなる。かかる縦続配列の場合、
酸素の流量を大きく保つことによって水を除去するため
には、縦続配列電池の各段毎に独立した外部の水分離装
置および１対のマニホルドを設ける必要がある。このこ
とは、外部の配管系統を複雑にすると同時に、比較的多
数のマニホルドや封止部を要求することになる。

それ故、各々の素電池内においで生成水と使用済みの酸
化体カスどを分離りることにより、生成水を単一の共通
マニホルドに排出しながら複数の素電池を相貸なる圧力
下ぐ動作さけることができれば望ましいわりである。そ
うずれば、生成水を同伴した使用済みの酸化体ガス流を
独立した外部の水−ガス分離器内にＪ３い（処理する場
合Ｊ、りも動作は間中になる。

そこで本発明の：ｔたる目的は、各々の素電池内におい
−Ｃ生成水を酸化体ガスから分離づることにＪ、っＣ粁
湾的な多段動作をｔＪい得る燃料電池を提供づることに
ある。

また、生成水どガスどの分離が各々の紫電池内Ｃ行われ
る結果、外部の水−ガス分離装置の必要性が１１１除さ
れるような燃料電池を提供することも本発明の目的の１
つである。

史によＩこ、外部の水−２力ス分離を行うことなしに１
群の素電池からの酸化体カスを次群の素電池において容
易に使用し得るような縦続配列形の燃料電池を提供する
ことも本発明のＬ１的の１つである。

本発明のその仙の目的や利点は、説明の進（Ｊに伴って
自ずから明らかとなろう。

上記のごとき幾つかの目的は、１群の素電池からの酸化
体ガスを次群の素電池におい“Ｃ直接に使用し得るよう
な縦続配列を成し−Ｃ接続された複数の素電池から成る
燃料電池によって達成される。

かかる縦続配列形燃料電池の各群中の素電池は水和陽イ
オン輸送媒体を含んでいて、それにより素電池は負極室
と正極室とに分割される。かかる膜の両側には負極ｄ５
よび正極が付着しており、また素電池同士は内部冷却形
の双極性隔ＰＩｔ根ににって隔離されている。各素電池
の正極側出口には、酸化体ガス流から生成水を除去する
ための水−ガス分醋器が設けられている。その結果、酸
化体ガス流は酸化体ガス出口マニホルドに接続すること
がぐきると同時に、生成水は別個の水出口マニホルドを
通して除去づることかぐきる。

かかる水−カス９因１器は、数ｐＳｉまでの差圧下なら
ば水を通りが酸化体ガスは通さないようなく好ましくは
−ＡＩから成る）多孔質焼結弁金属構造物の使用に基づ
くものである。各々の水−ガス分Ｎ１器は、各素電池の
正極室と共通の水出１］マニホルドとの間の）ハ択的な
水透過性障壁として働く１対の親水性多孔質部材を含ん
でいる。かかる親水性多孔質部材は、濡れた場合、液体
（ま通づが特定の臨界圧力レベル以下のガスは通さない
ことを特徴とする。そのような臨界圧力レベルは通例「
血圧」と呼ばれるので゛あつ−Ｃ１これは親水性多孔質
部材の孔径およびその中に滲透した液体の表面張力に門
係りる。ガスＪ、■より少なくとも３ｐｓｉだり高い１
１力下にある水は多孔質部材を通過し−Ｃから多孔質部
材間の通路を軒Ｃ共通の水出［１７二ボルトに流れ込む
−ノｉ、ガスは別個の酸化体ガス出ロマーホルドに流れ
込むような結果をもたら覆血圧を維持りるため、親水性
多孔質部材の円柱状細孔の゛１ｒ均直径は０．５）〜２
．０μの範囲内になるように選定される。

本発明に固有のものである信じられる新規な特徴は前記
特許請求の範囲中に記載されている。とは言え、本発明
の構成や実施方法並びにその伯の目的や利点は添付の図
面を参照しｈがら以下の説明を読むことによって最も良
く理解されＪ：う。

第１図は燃料電池を構成する数個の直列接続された素電
池の分解図Ｃあって、各素電池に新規な水−ガス分離器
が組込まれているところを示しＣいる。燃料電池の一部
を成づ素電池１０は、双極性隔離板１２および１３の間
に配置された陽イオン交換膜１１を含んＣいて、かかる
膜１１により素電池１０は負極室１４と正極室１５とに
分割される。

イれの右側に隣接する素電池は双極性隔離板１３および
１７並びにそれらの間に配置された陽イオン交換膜１６
から成るが、隔ＩＩ！１１仮１７は部分的に切欠いた状
態で図示されている。他方、隔離板１２とそれの左側に
隣接する隔離板（図示ｌず）との間には陽イオン交換膜
１８が配置され、ぞしＣ別の素電池の一部を成している
。

触媒粒子ｊ３よび重合体結合剤粒子の液体および気体透
過性結合体から成る負極１つは膜１１の一面に付着しで
いる。かかる負極１９および隔離板１２の一面が負極室
１４を規定しＣいる一方、膜１１の他面に１４着した正
極（図示せず）ａ３よび隔離板１３が正極室１５を規定
しくいる。同様に、素電池１０の右側に位階づる素電池
についＣは、隔離板１３および膜１６の一面に付着した
＠極２０が負極室を規定し、また隔Ｍ根１７およびｒＩ
Ａ１６の他面に付着した正極が正極室を規定しくいる。

負極１９にａ３い−（は水素が酸化されて電子を放出り
る。こうしく生じた水素イオンは膜を通して輸送され、
そしく膜の反対側に付着した液体および気体透過性の正
極に到達りる。正極室１５内には酸素が導入され、でし
ＣｉＥ極に流れＣきた電子どの反応によって還元された
後、水素イオンと化合して水を生成りる。

ｍ＋　Ｐｉｑ　ｕこ除去しないと、かかる生成水は正極
上に水膜を形成し、イしＣ正極への酸素の流れを遮断す
ることににって正極反応を妨害することがある。

このような正極の「浸水」を防止Ｊるため、各素電池の
正極と隔離板１２．１３ＪＬｉよび１７の酸素流ｌｉ！
規定面との間には多孔質の防水性集電体２１が配置され
ているる集電体２１は約１０ミルの厚ざを有しかつ炭素
および疎水性の重合体結合剤（たとえばポリテトラフル
オロエチレン）から作られたものである。かかる集電体
２１は、加熱および加圧により膜および正極に直接に接
合して一体構造物とづ゛ることが好ましい。

疎水性結合剤の混入によって生成水が水滴状になるため
、水膜の形成は防止される。その結果、酸素は集電体の
細孔を通って正極にまで拡散づることができる一方、生
成水も細孔を浸水さけることなしに集電体中を移動する
ことができる。なお、本発明の譲受人であるゼネラル・
エレク（〜リック社【こ譲渡された米国特許第４２１５
１８３号明細書中には、かかる防水性の炭素紙集電体お
よびその製造方法が記載されているので参照されたい。

隔離板の上部に位＠づる陥凹部２３内には、円筒形の酸
素または空気入口マニホルド２２が配置されている。か
かるマニホルド２２は、隔離板の上部を横切って沖びる
流路２４に通じＣいる。マニホルド２２内の通路は内腔
２５に通じ“（いるから、酸素まＩこは空気は先ず流路
２４内に入り、次いＣ′流域を規定りる多数の導電性突
起またはくぼみ２６を含んだ隔離板の表面に沿っで流れ
る。また、−（ｊいに饋隔した複数の平行な隆起が突起
よりも高く形成されていＣ１それにより複数の酸化体ガ
ス流域が］々定されている。正極室１５内を流れる酸化
体ガスは多孔質の防水性集電体２１に接触し、次いでそ
れを通過して正極に到達′りる。隔離板１２および１３
はまた、水素を負極室内に導入りるノこめの水素入口２
８を・ｂ有している。更にまた、各々の隔離板に設置ノ
られた冷１１水入口２９により、双極性隔離板１２およ
び１３の内部の冷却水室を通して水を流り′ことができ
る。

双ｎｉ　ｉ＋を隔離板１２の切欠き部分を見れば最も良
くわかる通り、隔離板は凹凸を設けた正極側流域ｌｋ　
３’、　０、凹凸を設りた負極側流域板３１、およびそ
れらを支持Ｊ−る矩形のフレーム３２から構成されてい
る。フレーム３２と流域板３０および３１との組合せに
よって内部の冷却水室が規定される。

冷却水室の内部には凹凸を設けた冷却水流域挿入板３３
が配置されていＣ１それにＪ、り冷１．Ｊ１水至の両側
に相異なる冷）Ｊｌ水流量が生み出される結果、負極側
流域板は正極側流域板よりも高度に冷却される。

なお、１９８２年６　Ｊ４２３日に提出されかつ本発明
の譲受人であるゼネラル・エレク１ヘリツク着に譲渡さ
れた１改善された膜冷却能を有づる燃料電池」と称する
ジエイ・エフ・マツクルロイＬＪ。

Ｆ　、　Ｍ　ｃ　ＩＥ　ｔｒｏｙ）の米国特許出Ｍ１第
３９１８００号明細書中には、かかる内部冷却形の双極
性隔離板が記載されているので参照されたい。

上記の米国特許出願第３９１８００号明細ｍ中に指摘さ
れている通り、陽イオ゛ン交換膜の負極側が正極側より
も低い温度に維持される結果、陽の正極側から負極側に
向かっＣ水の逆拡散が起こる。

このような逆拡散は、膜を横切って流れるイオン電流【
こよる水和水の除去に原因した負極側の乾燥を部分的に
補償するのに役〜゛Ｌつ。

隔離板１２の下部にＪ５いては、陥凹部３６内に水−カ
ス分離器；３５）が配置され−Ｃいる。かかる陥凹部３
６は、隔ＰＡ板のＦ部に沿って伸びる酸素および生成水
流路３７に通じている。正極にＪ３いて消費されなかっ
た酸素および正極からの生成水は流路３７ａ３よび陥凹
部３６内に集められる。水−カス分離器は各々の素電池
から出る水−酸素混合物を処理しＣ水ど酸素とを分離づ
るわ（）Ｃ１これら両者は別々のマニホルドに流入する
ことになる。

すなわら、縦続配列形燃料電池中の素電池は相異なる圧
力１・で゛動作りるＣとがあるにもかかわらず、生成水
は共通のマニホルドに排出され、従って多数のマニホル
ドｄ５よび封止部が省略しうるのである。水−カス分離
器１２は、第２および３図に関連しく汀線に説明される
通り、水に対しては透過性を承りが所定ＦＦ力（１−血
圧」）以下のガスに対しＣは不透過性を承り親水性の多
孔質円板を含ん（いる。このよう（こ、使用洛みの酸化
体ガスおよび生成水は各素電池の出口におい０分１！１
１され、ぞして燃料電池中の全ての素電池に共通な別々
の〕ｌ’ｄスおよび水マニホルドによっＣ除去される。

膜１１（など）の非活性周縁部に設りられた適当な開口
が冷却水、水素、酸素および生成水用のマニホルドと整
列している結果、これらの流体を各々の素電池に流入さ
せ１＝す、あるいは各々の素電池から流出させたりする
ことができる。膜の非活性周縁部にはシリコーン接着剤
が塗布され、それから膜および隔離板が適当な金属端板
（図示「ず）によって締付りられる。端板に設りられた
弁付きの人口管が燃料ガス、酸化体ガスおよび冷却水用
のマニホルド゛に通じ′Ｃいる結果、それらのカスをそ
れぞれの電池室内に流しかつ冷Ｎノ水を双極性隔離板内
に流すことができる。同様に、端板に設けられた弁イ」
きの出口管がそれぞれのマニホルドに通じている結果、
生成水、冷却水および余分のカスを除去覆ることができ
る。なお生成水用の出口弁は、酸化体ガスー生成水混合
物の水圧を水出口マニホルドの水圧より３ｐｓｉだけ高
く維持りる背圧調整弁Ｃあることが好ましい。

上記の膜は、ナフィオン（Ｎａｔｉｏｎ　）の名称でデ
ー］ボンネｌ：　（１）　ｕ　ｌ〕ｏｎｔ　Ｃｏｍｐａ
ｎｙ　）から販売され（いるようなベルフル７１１］ス
ルボン酸系の陽イオン交換膜Ｃあることが好ましい。か
かるはフルオ［１カーボンの主鎖を右し−Ｃいる。この
主鎖にスルホン酸官能基が結合しＣおり、そしてそれら
がイオン交換部位としＣ作用りるのである。電極は、白
金族金属の触媒粒子および重合体結合剤粒子の結合体（
゛あることがθｆましい。触媒粒子は白金黒あるいはそ
の伯の白金族金属またはその酸化物の粒子であることが
りｆましい。また、重合体結合剤はボリア）−ラフルＪ
［ｌエチレンのごとき疎水性の結合削ぐあることか好ま
しい。触媒粒子と重合体結合剤粒子との１１へ合物が薄
いチタン箔上に配置され、次い（゛かかる混合物上に膜
の一面が重ね合わされる。３〜５５分間にわたる加熱お
よび加圧によつＣ粒子を相！ｌにかつ股に対しＣ結合づ
れば、気体ａ３よび液体透過性電極が形成される。その
際、■−力（１狛【こｆｆ！要ではなくて４００〜１０
０（ｌｓｉの範囲内にあればにいが、好ましくは約８０
０＋１Ｓｉの圧力が使用される。同様に、温度も特に重
装ではなくて２００〜６００”Ｆの範囲内にあればよい
。なお、かかる温度範囲の上限は少なくとも重合体結合
剤粒子が触媒粒子と融着するような温度である。また、
温度範囲の下限は付着性に問題が生じるような温度（す
なわち、はぼ２００〜２５）０丁）である。

膜に対して電極と共に防水性炭素紙を接合することが所
望される場合には、手順を僅かに変更りればよい。づな
わち゛、防水性炭素紙がチタン箔上に配置され、次いで
炭素紙の表面上に触媒粒子と疎水性結合剤粒子との混合
物が散布される。かかる混合物および炭素紙上に躾を重
ね合わせた後、加熱および加圧をｈうことによって電極
および炭素紙を膜に接合すればよいわ（）ぐある。

双極性隔離板の正極側流域板は市販の純粋なニオブから
作られたものであることが好ましく、またその厚さは約
５ミルＣ゛あればよい。第１図に示されでいる負極側流
１ｊｉ根は水素脆化に対づる抵抗性に優れたジルコ１ニ
ウムから作られることが好ましいが、その他の１．ＩＦ
Ｉ（たとえばニオブ）を使用づることもできる。冷）Ｊ
ｌ水流域挿入板はチタンから作られたものＣ・あること
が好ましく、がっ隔ＰＩ＋板の両側（こ治った冷却水流
域を規定づる多数の半球状突起を右しＣいる。かかる除
材１水流域挿入板はフレーム内に固定されているので゛
はなく、負極側流域板と正極側流域板どの間にゆるく、
保持されＣいる。既に述べた通り、これらの板は凹凸を
設（〕た１９さ５ミルのジルコニウム、二Ａ１およびヂ
タン薄板素祠から作られる。突起の高さおよび間隔は、
右うまぐもなく、それぞれの反応ガスや冷ｆｉｌｌ水に
関しで所望される流量および物質移動速度に依存する。

、りなわち、負極側おＪ：び正極側流域板におりる突起
はたとえば８０ミルの間隔および１０ミルの高さを有す
る。それに対し、冷ＴＪ＋水流域挿入板におりる突起は
５０ミルの高さおよび２５０ミルの間隔を右Ｊる。ぞの
理由は、もっばら、隔離板の冷却水室内を流れる冷に１
水の物質移動速度が流域板の外側を流れる反応ガスの物
質移動速度よりも追かに大きいことにある。第１図の場
合、かかる突起は互いに位置のずれｉ＝何列状成しく配
置されているが、それらの正確な間隔はそれぞれの流体
に関して所望されるフローパターンに応じて決定される
。なあ、このＪ、うな突起の高さ、間隔Ｊ＞よび形状が
双極性隔離板の表面および内部にＪ３ける所望のフロー
パターンに応じＣ様々に変更可能ぐあることは当業者に
どって自明であろう。

本発明の新規な水−カス分Ｉ！ｌｌ器は、第２８３よび
３図に関連しＣ下記に一層詳しく説明される通り、水は
通りが特定の臨界圧力レヘル（慣例に従っＣ［血圧ｊと
呼ぶ）以下のカスは通さない親水性の多孔質部材を含ん
でいる。かがる多孔質部材におｔプる血圧と孔径との関
係は次の式にょっＣ与えられる。

２×（表面張力） 孔径は、多孔質部材を通過してカスが流れ始まるだめに
必要４１圧力が最高ガス圧の素電池と出口マニホルドと
の差圧法りもかなり人きくなるように選定される。

第２図に示されるごとく、電池内部の水−ガス分離器は
一般に環状の外枠４０、同軸の出口マニホルドハゾＡ　
ｉ　Ｊｊ　Ｊ、び外枠どハ１との間に配置されＩ、：１
対の親水性多孔質円板４２から成っている。

親水性の多孔質円板４２はニオブのごとき弁金属の焼結
体から成ることが好ましいが、その仙の多孔質材１’３
１　ｂイ］効に働くはずである。外枠４０は複数のへ〇
通路５０を右しＣおり。それを通しＣ陥凹部３６からの
酸素−生成水混合物が親水性の多孔質円板４２によっ−
Ｃ形成された内室に導入される。その結果、生成水は親
水性の多孔質円板を通過し、ＨいにＶ４接する水−カス
分１１！ｌ器の多孔質円板にＪ：つ（形成された集水室
に入り、次いでハブ４１を貫通する生成水出口マニホル
ド４４に流れ込む。生成水が除去された後の酸素はハブ
４１内に設けられた適当な通路５２を通り、そしてハブ
４１を軸Ｊｊ向に貫通りる酸素出口マニホルド４６に流
れ込む。

第３図は第２図の線３−３に関４る断面図である。第３
図は３つの水−ガス分離器を重ね合わけたところを示１
ものであっ−Ｃ１酸素が酸素出口マニホルドに流入する
一方、親水性の多孔質円板を通過しＩこ後の生成水はＨ
いに隣接りる水−ガス分離器の多孔質円板にＪ：っで形
成された通路を通っＣ生成水出［１マニホルド４４に流
入りる様子が明確に図解されている。環状の外枠４０は
肩部４５を右しＣいて、それにＪζり双極性隔離板が支
持されている。同様に、ハブ４１は肩部４７　ｉＪ３　
、Ｊ：ひ４８をイｊＬ／ｌいＣ１それらにより上部およ
び上部の多孔質円板４２の内縁部か支持されている。多
孔質円板４２の外縁部は外枠４０の９部に接＊Ｊ！　１
）、そして接着剤により固定され（いる。各列の多孔質
円板４２は内室４９を形成しＣいるが、これは通路５０
を介して隔離板の陥凹部３６に通じ−Ｃいる。酸素およ
び生成水が内室４９に導入されると、生成水は親水性の
多孔質円板を通過し、イしＣ１ｔいに隣接覆る水−ガス
分離器の多孔質円板によつて形成された集水室５１に入
る。

多孔質円板を通過できない酸素はハブ４１内に設（）ら
れた通路５２を通って酸素出口マニホルド４６に流れ込
む。枠数の水−カス分館（器同士は、７７いに隣接りる
水−ガス力ｌ１ｕｊ器のハブ間に配置された両面接着テ
ープ５３によつＣ接合されＣいる。

生成水出口マニホルド４４はハブの肩部を貫通しＣ設【
）られ、そしＣ集水室５１に通じている。

各々の双極性隔因１板の陥凹部３６からの生成水は、外
枠４０に設（）られた通路５０を通つ−Ｃ内室４つに入
る。かかる生成水は親水性の多孔質円板４２を通っＵＲ
１氷室５１に入り、次いで共通に生成水出Ｅ」マー小ル
ド４４に流れ込む。他方、内室４９に残った酸素はハシ
４１内に設けられた通路５２を通っＣ酸素出口マーホル
ドに流れ込む。

西壁的な実ＩＭ態様に従えば、内室に導入されるＭ素ど
イト成木との混合物は集水室内および共通の生成水出ロ
マニ１１−ルド内の圧力よりも３ｐｓｉだけ高い■−力
に１Ｍｔ　Ｊｉ’＋される。その場合、親水性の多孔質
部材に関する血圧は集水室内の圧力より少なくとも数ｐ
Ｓｉだり高くなければならない。実際には、二′ＡＩま
たはイの他の材料から成りかつ平均直径１μの円柱状細
孔を持った多孔質部材を使用ずれば、酸化体ガスが多孔
質部材を通過づるのを防止するために要する血圧を維持
づ−る点で十分Ｃある。

このように、本発明によれば、外部の分離装置の必要性
を排除づる簡単で効果的な水−ガス分離器が提供される
ことがわかろう。その上、排出ガスおよび生成水は別々
の出口マニホルドによつＣ素電池から除去づることがで
きる。

以上、特定の好適な実施例に関連しＣ本発明を記載しノ
こが、本発明は決してそれのみに限定されるわりではな
い。それ以外にも、本発明の範囲ｄ５よび精神から逸Ｄ
Ｉ２することなしに様々の変形実施例が可能であること
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の新規な水−ガス分離器を組込／Ｖだ燃
料電池を構成する数個の素電池の分解図、第２図は水−
ガス分離器を含んだ双極性隔離板ｔ板の部分切欠き正面
図、そして第３図は第２図の水−ガス分Ｂ１１１器を線
３−３に沿って切断した場合の断面図ひある。 図中、１０は素電池、１１は陽イオン交換膜、１２およ
び１３（よ双極性隔離板、１４は負極室、１５）は正極
室、１９は負極、２１は防水性集電体、２２　ハＭ　素
人［１マニホルド、２３は陥凹部、２４は酸素流路、２
５は内腔、３０は正極側流域板、３１は負極側流域板、
３２はフレーム、３３は冷却水流域挿入根、３５は水−
ガス分１１を器、３６は陥凹部、３７は生成水流路、４
０は外枠、４１はハブ、４２は親水性の多孔質円板、４
４は生成水出口マニホルド、４６は酸素出口マニホルド
、４９は内室、５０は通路、５１は集水室、５２は通路
、そしく５３は両面接着テープを表わす。 特許出願人 ゼネラル・エレクトリックカンパニイ 代理人　（７６３０）生　沼　徳　二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２個の互いに隣接した素電池を含む燃Ｆ
   １電池において１、前記素電池の各々が（ａ）各素電池
   を負極室と正極室とに分割するイオン輸送媒体、（ｂ）
   前記イオン輸送媒体の両面に密着した負極および正極、
   （ｃ）７：Ｚいに隣接づる素電池の前記イオン輸送媒体
   間に配置された双極性隔離板手段、（ｄ）前記負極室に
   燃料ガスを供給しかつ前記正極室に酸化体ガスを供給す
   るための手段、（ｅ）各素電池の前記正極室に協ねり酸
   化体ガス流中に同伴された生成液体を分離するだめの分
   離手段であつ（、前記液体に対して選択的な透過性を小
   りが所定の圧力以下のガスに対しては不透過性を示す−
   ような液体透過手段を含む分離手段、並びに（ｆ）前記
   液体透過手段を通過した液体および生成液体を除去した
   後の酸化体ガスを別々に受入れる出口マニホルドの諸要
   素から成ることを特徴とする燃料電池。 ２、前記液体が水であり、前記分離手段が生成水を含イ
   ｊりるガス流を埒入りるため前：１ｄ止極室に通じＣい
   る内室を含み、かつ前記内室の一部分が水に対しＣ選択
   的な透過性を示すが前記所定の圧力以下のガスに対して
   は不透過性を示すことによって前記内室および前記ガス
   流から水を除去することができる特許請求の範囲第１項
   記載の燃料電池。 ３、互いに隣接する素電池の前記分離手段内の水透過性
   部分が水出口マニホルドに通じる集水室を形成する特許
   請求の範囲第２項記載の燃１Ｎ電池。 ４゜各々の前記分離手段が互いに離隔した１対の水透過
   性−ガス不透過性要素を含みかつ前記水透過性−ガス不
   透過性要素によって前記正極室に通じる内室が規定され
   る特許請求の範囲第１項記載の燃料電池。 ５、前記水透過性−ガス不透過性要素が前記所定の圧力
   以下のガスを透過させなくりるような孔径を持った親水
   性の多孔質構造物から成る特許請求の範囲第１項記載の
   燃料電池。 （３，前記水透過性−ガス不透過性要素が親水性の多孔
   質焼結弁金属構造物から成る特許請求の範囲第り項記載
   の燃料電池。 ７、、（ａ）負４Ｉ！室と正極室とを隔離づる水和イオ
   ン交換膜、（ｂ）前記膜の両面に密着した負極および正
   極、（０）前記負ＶｊＡ室に燃料ガスを供給りるための
   手段、（ｄ）前記正極室に酸化体ガスを供給するための
   手段、（ｅ）前記正極室に備わり前記正極室を出る酸化
   体ガス中に同伴された生成水を分離りるための分離手段
   であつ−Ｃ１水に対し−Ｃｊハ択的な透過性を承りが所
   定の圧力以下のガスに対しＣは不透過性を示すような水
   透過性手段を含む分離手段、（ｆ）前記水透過性手段を
   通過した生成水を取出りための手段、並びに（ｇ）生成
   水を除去した後の酸化体ガスを取出すための手段の諸要
   素から成ることを特徴とする単一素電池より成る燃料電
   池。 ８、前記負極および前記正極が前記膜の両側に接合され
   ている特許請求の範囲第７項記載の燃料電池。 ９、前記分離手段が１対の水透過性−カス不透過性要素
   を含みかつ前記水透過性−ガス不透過性要素によって前
   記正極室に通じる内室が規定される結果、生成水を同伴
   したガス流を前記内室に導入しＣ水−ガス分離を行うこ
   となできる特許請求の範囲第７項記載の燃料電池。 １０、前記水透過性−ガス不透過性要素が親水性の多孔
   質焼結弁金属構造物から成る特許請求の範囲第７項記載
   の燃料電池。 １１、前記水透過性−ガス不透過性要素が親水性の多孔
   質焼結弁台８構造物から成る特許請求の範囲第８項記載
   の燃料電池。