JPS6020472A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPS6020472A JPS6020472A JP58129775A JP12977583A JPS6020472A JP S6020472 A JPS6020472 A JP S6020472A JP 58129775 A JP58129775 A JP 58129775A JP 12977583 A JP12977583 A JP 12977583A JP S6020472 A JPS6020472 A JP S6020472A
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- JP
- Japan
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- cathode
- anode
- fuel cell
- ion exchange
- electrode
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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
- H01M8/008—Disposal or recycling of fuel cells
-
- 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
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- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
-
- 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
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池に係シ、使用済の積層型燃料電池よシ
白金などの有価金属およびその他の部品を回収し再利用
するのに好適な燃料電池に関する。
白金などの有価金属およびその他の部品を回収し再利用
するのに好適な燃料電池に関する。
近年燃料の酸化反応から直接電気エネルギを取シ出す燃
料電池発電機の開発が進められている。
料電池発電機の開発が進められている。
いくつかのタイプの燃料電池の中で比較的近い将来に実
用化普及するタイプとして、酸性電解質型の酸素−水素
型燃料電池および酸素−メタノール型燃料電池などがあ
る。これらの４ｇ％料電池ではその電極触媒に白金など
の貴金属を含有している。このような貴金属の使用量は
大型燃料電池発電機の実用化、小型燃料電池の普及化に
伴い厖大なものとなっている。このため高価で希小資源
である金属を使用済の燃料電池発電機から回収し、再資
源化することは重要な課題となっている。
用化普及するタイプとして、酸性電解質型の酸素−水素
型燃料電池および酸素−メタノール型燃料電池などがあ
る。これらの４ｇ％料電池ではその電極触媒に白金など
の貴金属を含有している。このような貴金属の使用量は
大型燃料電池発電機の実用化、小型燃料電池の普及化に
伴い厖大なものとなっている。このため高価で希小資源
である金属を使用済の燃料電池発電機から回収し、再資
源化することは重要な課題となっている。
貴金属を含有する触媒は炭化水素の転化を始め石油化学
工業用、自動車排ガス処理用、あるいは固定発生源から
の悪臭成分を除去するなどの極めて広汎な分野で使用さ
れている。特に自動車排ガス処理用に貴金属触媒が使用
されるようになり貴金属は触媒として使用される量が厖
大なものとなった。このような分野で用いられた使用済
触媒から貴金属を回収する方法として従来よシ種々の方
法が捉案されている。
工業用、自動車排ガス処理用、あるいは固定発生源から
の悪臭成分を除去するなどの極めて広汎な分野で使用さ
れている。特に自動車排ガス処理用に貴金属触媒が使用
されるようになり貴金属は触媒として使用される量が厖
大なものとなった。このような分野で用いられた使用済
触媒から貴金属を回収する方法として従来よシ種々の方
法が捉案されている。
しかし貴金属を含有する電極触媒を用いる燃料電池発電
機では資金Ｍ触媒を含むアノード、カソードをイオン交
換膜、ガスセパレータ等の他の部品からなる単位電池を
積層し、こｈを締付は同定することによって積層型燃料
電池を構成している。
機では資金Ｍ触媒を含むアノード、カソードをイオン交
換膜、ガスセパレータ等の他の部品からなる単位電池を
積層し、こｈを締付は同定することによって積層型燃料
電池を構成している。
このために使用済の積層型燃料電池においては、燃料電
池の各部品の固着現象が発生し、各電池部品を解体して
各部品および貴金属触媒を回収することが困難であった
。従って発電機全体に占める貴金属の量はわずかであり
発電機全体をスクラップしてその中から貴金属を回収す
ることは貴金属回収における処理工程の複雑化および処
理費用の増大を招くばかりでなく再使由可能な電池構成
部品をもスクラップ甘ることになり実用上の損失が極め
て大きいものになる。
池の各部品の固着現象が発生し、各電池部品を解体して
各部品および貴金属触媒を回収することが困難であった
。従って発電機全体に占める貴金属の量はわずかであり
発電機全体をスクラップしてその中から貴金属を回収す
ることは貴金属回収における処理工程の複雑化および処
理費用の増大を招くばかりでなく再使由可能な電池構成
部品をもスクラップ甘ることになり実用上の損失が極め
て大きいものになる。
本発明の目的は使用済の積層型燃料電池よシ高価な金属
触媒を回収でき、礫だ貴金属触媒以外であって再使用可
能な電池構成部品の回収を容易なものとすることができ
る構造を有する燃料電池を提供することにある。
触媒を回収でき、礫だ貴金属触媒以外であって再使用可
能な電池構成部品の回収を容易なものとすることができ
る構造を有する燃料電池を提供することにある。
積層型燃料電池の性能低下の原因は主として電極触媒の
被青、ガス電極の儒れなどによるものであり、電極の性
能低下が大きな原因とがる。従って性能の低下した電池
を廃棄した場合、電極以外のガスセパレータ、イオン交
換膜などの電池構成部品は十分に再使用可能である。
被青、ガス電極の儒れなどによるものであり、電極の性
能低下が大きな原因とがる。従って性能の低下した電池
を廃棄した場合、電極以外のガスセパレータ、イオン交
換膜などの電池構成部品は十分に再使用可能である。
本発明は、貴金属触媒を含む電極部分を他の電池構成部
品と分別することができれば貴金属触媒を含む電極から
貴金属を回収することができるた−め、貴金属回収原料
中の貴金属含有率が高くなシ貴金属の回収に極めて有利
となる。本発明はこのような点に着目したものであって
、アノードとカソードとの間に電解質を保持する要部を
有し、前記アノードおよびカソードの前記要部に対応す
るそれぞれの外側面側にガスセパレータを有する単位セ
ルを複数個積層した燃料電池において、前記アノードお
よびカソードのそれぞれの少なくとも一方の積層接触面
側に離型性層を設けたことを特徴とする。
品と分別することができれば貴金属触媒を含む電極から
貴金属を回収することができるた−め、貴金属回収原料
中の貴金属含有率が高くなシ貴金属の回収に極めて有利
となる。本発明はこのような点に着目したものであって
、アノードとカソードとの間に電解質を保持する要部を
有し、前記アノードおよびカソードの前記要部に対応す
るそれぞれの外側面側にガスセパレータを有する単位セ
ルを複数個積層した燃料電池において、前記アノードお
よびカソードのそれぞれの少なくとも一方の積層接触面
側に離型性層を設けたことを特徴とする。
第１図は本発明に係る積層型燃料電池における単位電池
の断面を示す。第１図において１はグラス極となるカソ
ード、３１″ｊマイナス極となるアノード、２はカソー
ド１とアノード３の間に介在するイオン交換膜である。
の断面を示す。第１図において１はグラス極となるカソ
ード、３１″ｊマイナス極となるアノード、２はカソー
ド１とアノード３の間に介在するイオン交換膜である。
このイオン交換膜２によって可溶性アノード活物質のカ
ソードへの移動を阻止している。カソード１およびアノ
ード３はそれぞれガスセパレータ４に接触して集電され
ており、反応活物質はガスセパレータ４と電極との間の
溝を通して供給されるようになっている。
ソードへの移動を阻止している。カソード１およびアノ
ード３はそれぞれガスセパレータ４に接触して集電され
ており、反応活物質はガスセパレータ４と電極との間の
溝を通して供給されるようになっている。
このようなカソード１、イオン交換膜２、アノード３、
ガスセパレータ４とから成る部分が従来の単位電池の構
造である。本実施例においてはカソード１およびアノー
ド３とイオン交換膜２との間に多孔質膜５が設けられ、
ガスセパレータ４の一極との接触部分に導電性離型剤層
６が設けられている。
ガスセパレータ４とから成る部分が従来の単位電池の構
造である。本実施例においてはカソード１およびアノー
ド３とイオン交換膜２との間に多孔質膜５が設けられ、
ガスセパレータ４の一極との接触部分に導電性離型剤層
６が設けられている。
第２図は第１図に示した単位電池を多数個積層し、締め
付けより固定した積層型燃料電池である。
付けより固定した積層型燃料電池である。
本実施例において多孔質膜は電解液に対して化学的に安
定であること、電解液を通し易いこと、イオン交換膜に
固着しないなどの特性が要求される。このような多孔質
膜の材料としては炭素繊維。
定であること、電解液を通し易いこと、イオン交換膜に
固着しないなどの特性が要求される。このような多孔質
膜の材料としては炭素繊維。
フェノール樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン。
ポリエステル樹脂、ポリアミド、フッ化度の低いフッ素
樹脂などがおげられる。これらの材料によって形成され
る不織布又は織布が本発明の用途に特に適している。
樹脂などがおげられる。これらの材料によって形成され
る不織布又は織布が本発明の用途に特に適している。
本実施例においてはイオン交換膜と電極、電極とガスセ
パレータとの固着を防止するために多孔質１ｆ！５およ
び導πを性能型剤層６を設けている。電極間に電解液づ
一ストを含浸させたマトリックスが介在している。場合
でもこのような電解質保持層と電極との間、電極とガス
セパレータとの間の固着が発生しやすいので上記実施９
’ｌＪと同様に多孔質膜および青電性向１を型剤層を設
けることが望ましい。
パレータとの固着を防止するために多孔質１ｆ！５およ
び導πを性能型剤層６を設けている。電極間に電解液づ
一ストを含浸させたマトリックスが介在している。場合
でもこのような電解質保持層と電極との間、電極とガス
セパレータとの間の固着が発生しやすいので上記実施９
’ｌＪと同様に多孔質膜および青電性向１を型剤層を設
けることが望ましい。
しかし電極の間にポリプロピレン、ポリエチレンのよう
なセパレータが介在しているタイプの燃料電池において
は、セパレータと電極間との閂の固着は問題とされない
のでこの場合にに）、多孔質膜を設けることなく ｒＩ
ｉ、極のガスセパレー、４２側の側ｍ１に２．り電性１
’ｊｌＥ型剤層を設けるのみで」、い。
なセパレータが介在しているタイプの燃料電池において
は、セパレータと電極間との閂の固着は問題とされない
のでこの場合にに）、多孔質膜を設けることなく ｒＩ
ｉ、極のガスセパレー、４２側の側ｍ１に２．り電性１
’ｊｌＥ型剤層を設けるのみで」、い。
」二記のようにしてアノードおよびカソードのそれぞれ
の少なくとも一方の、積層接触面ｆｌｉｌｌにＩＩＩＦ
型性層を設りることによって性能劣化し７た電極のみを
分離して回収することがでキ、捷ブζガスセパレータ、
イオン交換膜などのＩＱ池構成部品は電極と分離して回
収し再利用することができる。従って積層型燃料電池か
ら貴金属を回収する場合、回収された電極を従来より公
知の方法で処理しととから貴金属を回収することができ
る。即ち貴金属の回収率が高くなり、捷た負金属の回収
工程が簡略化される。
の少なくとも一方の、積層接触面ｆｌｉｌｌにＩＩＩＦ
型性層を設りることによって性能劣化し７た電極のみを
分離して回収することがでキ、捷ブζガスセパレータ、
イオン交換膜などのＩＱ池構成部品は電極と分離して回
収し再利用することができる。従って積層型燃料電池か
ら貴金属を回収する場合、回収された電極を従来より公
知の方法で処理しととから貴金属を回収することができ
る。即ち貴金属の回収率が高くなり、捷た負金属の回収
工程が簡略化される。
実施例１
第１図に示すカソード１を空気極とし、アノード３はメ
タノール極でアノード３に硫酸とメタノールの混合水溶
液が供給される酸性電解液型メタノール空気燃料電池に
よシ実験を行なった。空気極、メタノール極はいずれも
ギヤポット社製カーボンブラックＸＣ−７２Ｒに白金を
３０％微細均一担持したものを触媒粉末に用い、これを
ポリテトラフルオロチレン微粉末により結着して、多孔
性炭素不織布基体上に塗布し、♀素中３００〜３５０Ｃ
で０．５〜２１１焼成して作成した。イオン交換膜２に
はデュポン社製陽イオン交換膜Ｎａｆｉｏｎ ４２５を
用いた。ガスセパレータ４はフェノ−と樹脂含浸処理を
した黒鉛板であり、ガスセパレータ４の電極との接触部
分には黒鉛潤滑剤を塗布した。多孔質膜５には厚さ０．
１闘のポリプロピレン不織布を用いた。上記の各部品を
用いてイｈ成さ１Ｌる単位電池を第２図に示すように１
０セル直列に積層し、端板とボルトにより締伺は積層電
池とした。
タノール極でアノード３に硫酸とメタノールの混合水溶
液が供給される酸性電解液型メタノール空気燃料電池に
よシ実験を行なった。空気極、メタノール極はいずれも
ギヤポット社製カーボンブラックＸＣ−７２Ｒに白金を
３０％微細均一担持したものを触媒粉末に用い、これを
ポリテトラフルオロチレン微粉末により結着して、多孔
性炭素不織布基体上に塗布し、♀素中３００〜３５０Ｃ
で０．５〜２１１焼成して作成した。イオン交換膜２に
はデュポン社製陽イオン交換膜Ｎａｆｉｏｎ ４２５を
用いた。ガスセパレータ４はフェノ−と樹脂含浸処理を
した黒鉛板であり、ガスセパレータ４の電極との接触部
分には黒鉛潤滑剤を塗布した。多孔質膜５には厚さ０．
１闘のポリプロピレン不織布を用いた。上記の各部品を
用いてイｈ成さ１Ｌる単位電池を第２図に示すように１
０セル直列に積層し、端板とボルトにより締伺は積層電
池とした。
その積層電池の３Ｓ気極１ヘプロアで空気を供給し、メ
タノール極３へは１ｎｌＯｔ／４のメタノールと３ｍｏ
ｔ／ｌの脅酸を含む水溶液を供給し、１００時間運転し
、その後、電池を解体した。ガスセパレータ４、電極Ｊ
、３、イオン交換膜２の３渚の間の固着は全くなく、ガ
スセパレータ、イオン交換膜は、その′！！ま杓使用可
能な状態であった。
タノール極３へは１ｎｌＯｔ／４のメタノールと３ｍｏ
ｔ／ｌの脅酸を含む水溶液を供給し、１００時間運転し
、その後、電池を解体した。ガスセパレータ４、電極Ｊ
、３、イオン交換膜２の３渚の間の固着は全くなく、ガ
スセパレータ、イオン交換膜は、その′！！ま杓使用可
能な状態であった。
以上のように本発明によれば、使用済の積層型燃料電池
から負金属を含む電極を分１？１＃ して回収すること
ができるので貰金属類を効率的に回収し再利用すること
が丁き、また電極以外の他の電池部品を性能劣化した電
極と分離回収して再利用することができる。
から負金属を含む電極を分１？１＃ して回収すること
ができるので貰金属類を効率的に回収し再利用すること
が丁き、また電極以外の他の電池部品を性能劣化した電
極と分離回収して再利用することができる。
第１図は本発明における単位電池の一例を示す断面図、
第２図は第１図の単位電池を積層した積層型燃料電池の
断面図である。 １・・・カソード、２・・・イオン交換膜、３・・・ア
ノード、４・・・ガスセパレータ、５・・・多孔質膜、
６・・・導電性離型剤層。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 第 ｌ 図 早 ２ 目 東京都新宿区西新宿２丁目１番 １号
第２図は第１図の単位電池を積層した積層型燃料電池の
断面図である。 １・・・カソード、２・・・イオン交換膜、３・・・ア
ノード、４・・・ガスセパレータ、５・・・多孔質膜、
６・・・導電性離型剤層。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 第 ｌ 図 早 ２ 目 東京都新宿区西新宿２丁目１番 １号
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 アノードとカソードとの間に電解質を保持する要
部を有し、前記７ノードおよびカソードの前記要部に対
応するそれぞれの外側面側にガスセパレータを有する単
位セルを複数個積層した燃料電池において、前記アノー
ドおよびカソードのそれぞれの少なくとも一方の積層接
触面側に離型性層を設けたことを特徴とする燃料電池。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記電解質を保持
する層部がイオン交換膜からなシ、該イオン交換膜とア
ノードおよびカソードとの間に耐電解液性の多孔質シー
トを設けたことを特徴とする燃料電池。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、ガスセ
パレートとアノードおよびカソードとの接触部分の少な
くとも一方側に導電性離型剤を塗布したことを特徴とす
る燃料電池。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記導電性離型剤
が黒鉛潤滑剤であることを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129775A JPS6020472A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129775A JPS6020472A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020472A true JPS6020472A (ja) | 1985-02-01 |
Family
ID=15017902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58129775A Pending JPS6020472A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020472A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0717458A1 (en) | 1994-12-15 | 1996-06-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of recovering electrolyte membranes from fuel cells and apparatus for the same |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP58129775A patent/JPS6020472A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0717458A1 (en) | 1994-12-15 | 1996-06-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of recovering electrolyte membranes from fuel cells and apparatus for the same |
| US5718984A (en) * | 1994-12-15 | 1998-02-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of recovering electrolyte membrane from fuel cell and apparatus for the same |
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