JPS6028172A - 電気化学発電素子 - Google Patents
電気化学発電素子Info
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- JPS6028172A JPS6028172A JP58135904A JP13590483A JPS6028172A JP S6028172 A JPS6028172 A JP S6028172A JP 58135904 A JP58135904 A JP 58135904A JP 13590483 A JP13590483 A JP 13590483A JP S6028172 A JPS6028172 A JP S6028172A
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- electrolyte
- power generation
- negative electrode
- groove
- power generating
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- Pending
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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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、酸１生亀解質を有し、水素を主成分とするガ
スを負極活物質とし、酸素（空気）を正極活物質とする
電気化学発電素子の改良に係り、特に反応を長期間効率
良（進行せしめた長寿命で性能の高い酸性電解質電気化
学発電素子に関する。
スを負極活物質とし、酸素（空気）を正極活物質とする
電気化学発電素子の改良に係り、特に反応を長期間効率
良（進行せしめた長寿命で性能の高い酸性電解質電気化
学発電素子に関する。
水素のごとき酸化され易いガスと酸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経て化合させ、ギ
ブスの自由エネルギーの放出分を直流電力として供給す
る電気化学兄ｄ装置は、効率が高く、騒音が少な（公害
要因の排出物が少ない優れた発電装置であることが、当
技術分野に於いて良く知られている。
あるガスとを電気化学反応プロセスを経て化合させ、ギ
ブスの自由エネルギーの放出分を直流電力として供給す
る電気化学兄ｄ装置は、効率が高く、騒音が少な（公害
要因の排出物が少ない優れた発電装置であることが、当
技術分野に於いて良く知られている。
かかる発電素子の本体ユニットは一般に濃厚硫酸溶液や
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、耐酸化性に優れた含浸材層を中間にして正極
となる多孔性炭素板と負極となる多孔性炭素板とが相対
して密着一体化され単位発電素子が構成されている。ま
た、これらの電極には反応を円滑に進めるために、白金
などの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。しかし、こ
れら発電素子は単位素子の起電力が高（てもＩＶ程度で
あり、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。
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、耐酸化性に優れた含浸材層を中間にして正極
となる多孔性炭素板と負極となる多孔性炭素板とが相対
して密着一体化され単位発電素子が構成されている。ま
た、これらの電極には反応を円滑に進めるために、白金
などの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。しかし、こ
れら発電素子は単位素子の起電力が高（てもＩＶ程度で
あり、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。
この一つの方法きして、高密度の溝付４電性炭素板の使
用例が知られている。
用例が知られている。
一枚の′４電性炭素板の上面と下面さには夫々異なる方
向のガス流通路が設けられており、上面は一つの発電素
子の正極（又は負極）を形成している多孔性炭素板と接
しており、下面は次の発電素子の負極（又は正Ｎ）を形
成している多孔性炭素板き接して、発電素子の積層化を
行なうとともに、積層化素子の溝を経由して夫々の発電
素子へ反応ガスが供給され、反応・成物の除去がなされ
ている。
向のガス流通路が設けられており、上面は一つの発電素
子の正極（又は負極）を形成している多孔性炭素板と接
しており、下面は次の発電素子の負極（又は正Ｎ）を形
成している多孔性炭素板き接して、発電素子の積層化を
行なうとともに、積層化素子の溝を経由して夫々の発電
素子へ反応ガスが供給され、反応・成物の除去がなされ
ている。
〔背景技術の問題点〕
前記発電素子において、長期に亘り安定して高い性能を
維持するためには、磁極反応面への反応ガスの十分な供
給と反応生成物の迅速なる除去が必要である。反応生成
物である水は、セルの全面で均一〔に蒸発除去されるこ
きが望ましいが、一般に酸化剤の出口に近い側は、入口
に近い側に比較して水の滞溜する割合が多く、電解質の
濃度の低下や、場合によっては、電解質合剤の容積が増
加してその一部が電極の外側に押し出されてガス流路出
口を覆い、ガス流束を乱し性能の大巾な低下の原因吉な
ることがあった。
維持するためには、磁極反応面への反応ガスの十分な供
給と反応生成物の迅速なる除去が必要である。反応生成
物である水は、セルの全面で均一〔に蒸発除去されるこ
きが望ましいが、一般に酸化剤の出口に近い側は、入口
に近い側に比較して水の滞溜する割合が多く、電解質の
濃度の低下や、場合によっては、電解質合剤の容積が増
加してその一部が電極の外側に押し出されてガス流路出
口を覆い、ガス流束を乱し性能の大巾な低下の原因吉な
ることがあった。
また、酸化剤の入口に近いところでは、水分の過剰除去
により、電１解液が過度に濃縮され、セルの泡圧力が低
下し、燃料ガス／酸化ガスのクロスオーバーが生じるこ
ともあった。
により、電１解液が過度に濃縮され、セルの泡圧力が低
下し、燃料ガス／酸化ガスのクロスオーバーが生じるこ
ともあった。
さらに、起電反応の時間が経過するにしたがい、生成水
の蒸発除去時にミストとして、電解質が搬出され、電解
質の減耗が起こり、内部抵抗の増大をもたらすのみなら
ず、起電反応に必要な三相領域を維持できなくなり性能
が急速に低下することもあった。
の蒸発除去時にミストとして、電解質が搬出され、電解
質の減耗が起こり、内部抵抗の増大をもたらすのみなら
ず、起電反応に必要な三相領域を維持できなくなり性能
が急速に低下することもあった。
本発明の目的は、電解質の貯蔵機能を備え、長期間に亘
って高い性能を維持する、酸性電解質の電気化学発電素
子を提供することにある。
って高い性能を維持する、酸性電解質の電気化学発電素
子を提供することにある。
本発明は、電解質貯蔵機能を付加した負極電極でもって
構成した単位発電素子に関する。
構成した単位発電素子に関する。
負極電極として、ガス流路溝が付設された多孔性炭素プ
レートを電極粘体に用い、７４が付設されていない而に
炭素粉末に担持された白金系の電極触媒を弗素系結着剤
でもって付与し、電極を形成する。この電極の上手部は
電解液の貯蔵部として有効に寄与する。さらに、電解質
の貯蔵機能を向上させるためプレートのガス溝と平行な
最外端に、切込み溝を設ける。
レートを電極粘体に用い、７４が付設されていない而に
炭素粉末に担持された白金系の電極触媒を弗素系結着剤
でもって付与し、電極を形成する。この電極の上手部は
電解液の貯蔵部として有効に寄与する。さらに、電解質
の貯蔵機能を向上させるためプレートのガス溝と平行な
最外端に、切込み溝を設ける。
この溝は、上、下面に同道して設けてあり、ところどこ
ろには機械的強度を維持させるため、渡しが残されてい
てもよい。なお、この溝の負極活物質を接する側は弗素
系樹脂を含浸させて負極ガスの漏れ出しを防止すること
が望ましい。
ろには機械的強度を維持させるため、渡しが残されてい
てもよい。なお、この溝の負極活物質を接する側は弗素
系樹脂を含浸させて負極ガスの漏れ出しを防止すること
が望ましい。
このように構成した負極と、′電極融媒層を担持しガス
の透過が容易なように、拡散路の類がい、すなわち、薄
い基板を用いた正極ならびに、酸性電解質層とからなる
電気化学発電素子を提供するものである。
の透過が容易なように、拡散路の類がい、すなわち、薄
い基板を用いた正極ならびに、酸性電解質層とからなる
電気化学発電素子を提供するものである。
なお、該発は素子において、正極には多孔性が高く薄い
炭素基体を用いなけ２ｔばならない。将に酸化剤として
空気を用いる発電素子において、その必要性が高い、発
電素子の活物質として使用できる酸素は大気中の約２０
％を占めているのに過ぎない上に、負極活物質である水
素に比べ質量が高く、拡散に対する抵抗を強く受ける。
炭素基体を用いなけ２ｔばならない。将に酸化剤として
空気を用いる発電素子において、その必要性が高い、発
電素子の活物質として使用できる酸素は大気中の約２０
％を占めているのに過ぎない上に、負極活物質である水
素に比べ質量が高く、拡散に対する抵抗を強く受ける。
さらに、起電反応により生成する水の除去も大半゛が正
極側を経由しておこなわれるので、こ才９．らの透過を
阻害しないように正極は負極よりもガスの拡散が容易に
できることが重要である。
極側を経由しておこなわれるので、こ才９．らの透過を
阻害しないように正極は負極よりもガスの拡散が容易に
できることが重要である。
また、電解質としては無機物質の微粉体あるいは不繊布
に含浸させた濃厚な酸性浴液を丹ｉいるが、微粉体など
に電解液を担持させた場合、反応の進行にともない電解
質含有剤の容積が増加する、かかる場合には負極に設け
た貯蔵溝に含有剤を貯え、外部へのもれを防止する。ま
た、電解液が外部に搬出されても起電反応が継続するよ
う、十分な電解液をセルに充填しておくことが必要であ
る。したがって、空気極の入口側に設けられた溝には、
無機粉末とペースト化したに性溶液が充填され、出口に
近い溝には適度の空隙が設けられていることが望ましい
。
に含浸させた濃厚な酸性浴液を丹ｉいるが、微粉体など
に電解液を担持させた場合、反応の進行にともない電解
質含有剤の容積が増加する、かかる場合には負極に設け
た貯蔵溝に含有剤を貯え、外部へのもれを防止する。ま
た、電解液が外部に搬出されても起電反応が継続するよ
う、十分な電解液をセルに充填しておくことが必要であ
る。したがって、空気極の入口側に設けられた溝には、
無機粉末とペースト化したに性溶液が充填され、出口に
近い溝には適度の空隙が設けられていることが望ましい
。
したがって、本発明においては、反応ガスの透過に対し
比叔的負担が少ない、負極側に電解質の貯蔵効果を持た
せるように改善した発電素子を提供するものである。
比叔的負担が少ない、負極側に電解質の貯蔵効果を持た
せるように改善した発電素子を提供するものである。
また、単位発電素子は、その起電力が高々ＩＶ程度なの
で実規模の発電ユニットには多数の発電素子を、正極ガ
スの通路を持ち電気伝導性の積層化素子を用いて積層化
して使用する。
で実規模の発電ユニットには多数の発電素子を、正極ガ
スの通路を持ち電気伝導性の積層化素子を用いて積層化
して使用する。
なお、前記発電素子群は形状を一定に維持するだめ、重
ね合せて圧着締結されているが各単位素子の負極側の電
極基板が圧縮力吸収ダンパーの作用をはたしてメカニカ
ルに密着し、この結果締結圧力が全数間に均一に分散さ
れると吉もに、単位発電素子、積層化素子間に良好な電
気的接続が維持される。
ね合せて圧着締結されているが各単位素子の負極側の電
極基板が圧縮力吸収ダンパーの作用をはたしてメカニカ
ルに密着し、この結果締結圧力が全数間に均一に分散さ
れると吉もに、単位発電素子、積層化素子間に良好な電
気的接続が維持される。
活す物質にガ抹を用いる電気化学的発電素子は、ガスの
供給、反応生成物の搬出が容易に行ない得るように、正
方形又は長方形の形状を採用することが望ましい。
供給、反応生成物の搬出が容易に行ない得るように、正
方形又は長方形の形状を採用することが望ましい。
本発明の一実施例を説明する。かさ比重が０．２８〜０
．７８の間にある厚さが２〜４ｍｍ の多孔性黒鉛プレ
ート、例えば、フェルト状炭素繊維板あるいは炭素繊維
シート板、あるいは繊維化黒鉛を主成分とする焼結多孔
板に電極反応に与かるガスを供給する巾１．２〜２．５
ｍｍ で深さ１．５〜２．５ｍｍの溝を４〜５ ｍｍの
ピッチで切り込んで構成した基体を負極基板に用いる。
．７８の間にある厚さが２〜４ｍｍ の多孔性黒鉛プレ
ート、例えば、フェルト状炭素繊維板あるいは炭素繊維
シート板、あるいは繊維化黒鉛を主成分とする焼結多孔
板に電極反応に与かるガスを供給する巾１．２〜２．５
ｍｍ で深さ１．５〜２．５ｍｍの溝を４〜５ ｍｍの
ピッチで切り込んで構成した基体を負極基板に用いる。
この基体の溝に平行している端部に巾が２．５〜７．５
ｍｍの溝を設ける。溝は機械的強度を維持させるため
に、ところどころ１０ ｍｍ位のブリッヂを設けてもよ
い。また、この溝の負極活物質ガスに接する側壁に弗素
系樹脂、例えばテフロンＰＦＡなどを含浸させ、水素ガ
ス等のリークを防止する。
ｍｍの溝を設ける。溝は機械的強度を維持させるため
に、ところどころ１０ ｍｍ位のブリッヂを設けてもよ
い。また、この溝の負極活物質ガスに接する側壁に弗素
系樹脂、例えばテフロンＰＦＡなどを含浸させ、水素ガ
ス等のリークを防止する。
なお、ガスの流路を形成する溝の底面ならびに側面にテ
トラフルオロエチレンなどの多孔性フッ素系樹脂膜を形
成するきともに、電極反応を促進するだめの触媒層を溝
が設けられていない面に形成させて負極を構成する。こ
の負極とフッ素系樹脂の懸濁液を含浸して防水処理をほ
どこした正極触媒層を担持する炭素繊維シート正極とを
、シリコンカーバイト、タンタルオキサイド、ジルコニ
ア等の無機微粉末に濃厚りん酸を含浸させた電解質−ト
リックス層を介して、触媒面が相対向するように密着一
体化して単位発電素子を形成する。
トラフルオロエチレンなどの多孔性フッ素系樹脂膜を形
成するきともに、電極反応を促進するだめの触媒層を溝
が設けられていない面に形成させて負極を構成する。こ
の負極とフッ素系樹脂の懸濁液を含浸して防水処理をほ
どこした正極触媒層を担持する炭素繊維シート正極とを
、シリコンカーバイト、タンタルオキサイド、ジルコニ
ア等の無機微粉末に濃厚りん酸を含浸させた電解質−ト
リックス層を介して、触媒面が相対向するように密着一
体化して単位発電素子を形成する。
さらに、シリコンカーバイト、タンタルオキサイド、ジ
ルコニア等の微粉末あるいはそのりん酸塩を単独あるい
は複合させて用い、これに濃厚りん酸を混練したのち、
負極の端部の前に充填したのち、かさ密度１．６〜１．
９５で厚さが３〜５ｍｍの黒鉛粉末にフェノール系樹脂
をブレンドして加圧熱成形し、片面に巾１．２〜１．５
ｍｍで深さ１．３〜２．５ｍｍの溝が４〜５ｍｍピッチ
で設けられている積層化素子を用い、積層化素子の正極
に接する側にガス流路として作用する溝が来るように配
置して積層素子と単位発電素子とを交互に積み重ねて、
発電ユニットを形成する。かかる方式で構成した発電ユ
ニットは、電解質の一部が負極のガス流路の土手部にも
貯えられているばかりでなく、溝にも充分に貯えられる
ので、マトリックス層の電解液濃度は長期間に亘って均
一であり、発電素子の電解質層の変化に起因する経時劣
化はは吉んと認められず、また、酸化剤出口側に設けた
’ｔＮｆに電解質合剤が収容されて、電解質合剤があふ
れてガス流路そふざぐ例は全く発生しなかった。
ルコニア等の微粉末あるいはそのりん酸塩を単独あるい
は複合させて用い、これに濃厚りん酸を混練したのち、
負極の端部の前に充填したのち、かさ密度１．６〜１．
９５で厚さが３〜５ｍｍの黒鉛粉末にフェノール系樹脂
をブレンドして加圧熱成形し、片面に巾１．２〜１．５
ｍｍで深さ１．３〜２．５ｍｍの溝が４〜５ｍｍピッチ
で設けられている積層化素子を用い、積層化素子の正極
に接する側にガス流路として作用する溝が来るように配
置して積層素子と単位発電素子とを交互に積み重ねて、
発電ユニットを形成する。かかる方式で構成した発電ユ
ニットは、電解質の一部が負極のガス流路の土手部にも
貯えられているばかりでなく、溝にも充分に貯えられる
ので、マトリックス層の電解液濃度は長期間に亘って均
一であり、発電素子の電解質層の変化に起因する経時劣
化はは吉んと認められず、また、酸化剤出口側に設けた
’ｔＮｆに電解質合剤が収容されて、電解質合剤があふ
れてガス流路そふざぐ例は全く発生しなかった。
次に本発明に係る実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明に係る要部を示す１υｉ面図であり、第
２図はその平面図である。図において、酸化剤ガスＢ−
Ｂ’の方向に流れており、還元性ガスはＡ−Ａ’の方向
に流れている。電解質ペーストが貯えられる溝７が設け
られ、さらに側面ならびに底面にフッ素樹脂による撥水
処理がなされている還元性ガス流路５が設けられている
厚さ２〜４ｍｍの多孔性炭素負極基体ｌに負極触媒層８
を担持させてなる負極１０と、酸化剤の電極反応を促進
させる正極触媒層９を担持し、テトラフルオロエチレン
なとのフッ素樹脂で撥水処理がなされた厚さＱ、４ ｍ
’ｍ程度の炭素繊維のペーパーの正極基体２でなる多孔
性炭素繊維正極２０とを、シリコンカーバイト。
２図はその平面図である。図において、酸化剤ガスＢ−
Ｂ’の方向に流れており、還元性ガスはＡ−Ａ’の方向
に流れている。電解質ペーストが貯えられる溝７が設け
られ、さらに側面ならびに底面にフッ素樹脂による撥水
処理がなされている還元性ガス流路５が設けられている
厚さ２〜４ｍｍの多孔性炭素負極基体ｌに負極触媒層８
を担持させてなる負極１０と、酸化剤の電極反応を促進
させる正極触媒層９を担持し、テトラフルオロエチレン
なとのフッ素樹脂で撥水処理がなされた厚さＱ、４ ｍ
’ｍ程度の炭素繊維のペーパーの正極基体２でなる多孔
性炭素繊維正極２０とを、シリコンカーバイト。
又はタンタルオキサイド、ジルコニウムオキサイド等の
粉末混合体に濃厚りん酸溶液を含浸させた電解質マｌ−
ＩＪックス層３を介して、触媒面が相対するように対向
させて密着一体化して単位発電素子を形成する。なお、
負極基体１の切込溝７の周囲１１は、テフロンＰＦＡの
ような熱溶融性樹脂を圧入して気密化が図られている。
粉末混合体に濃厚りん酸溶液を含浸させた電解質マｌ−
ＩＪックス層３を介して、触媒面が相対するように対向
させて密着一体化して単位発電素子を形成する。なお、
負極基体１の切込溝７の周囲１１は、テフロンＰＦＡの
ような熱溶融性樹脂を圧入して気密化が図られている。
なお、電解質貯蔵溝には機械的な強度を維持させるため
第３図に示すように土手１２を設けてもよい。また、溝
１１の外側の土手にはフッ素ゴム等の絶縁層１３を設け
ることが好ましい。
第３図に示すように土手１２を設けてもよい。また、溝
１１の外側の土手にはフッ素ゴム等の絶縁層１３を設け
ることが好ましい。
この貯蔵溝７に、シリコンカーバイト、タンクルオキサ
イド、ジルコニウムオキサイド微粉末あるいはりん酸ジ
ルコニウム粉末などの単独あるいは混合物に１０５〜１
１６％の濃厚りん酸液との混練ペーストを偏光しためち
、この単位発電素子群を積層化するため、Ｂ −Ｂ’力
方向酸化剤ガス流路４′が設けられている炭素材の積層
化素子４が用いられ、これらが交互に積み重ねられて、
電気化学発電ユニットが形成される。なお、積７層化コ
：ル子４は気液密の電導性の高い戻素板で形成されてい
る。
イド、ジルコニウムオキサイド微粉末あるいはりん酸ジ
ルコニウム粉末などの単独あるいは混合物に１０５〜１
１６％の濃厚りん酸液との混練ペーストを偏光しためち
、この単位発電素子群を積層化するため、Ｂ −Ｂ’力
方向酸化剤ガス流路４′が設けられている炭素材の積層
化素子４が用いられ、これらが交互に積み重ねられて、
電気化学発電ユニットが形成される。なお、積７層化コ
：ル子４は気液密の電導性の高い戻素板で形成されてい
る。
かさ比重が０．５２〜０．５６ で厚さが２．５ｍｍの
フェルト状炭素繊維板の閉鎖端部に近接する両側にふち
部を２０ｍｍ残して１０ｍｍ の溝を切抜き、電解質マ
トリックス貯蔵部を設ける。この溝と平行に巾２ ｍｍ
ピッチ４ｍｍで深さガス流路性を設け、切抜き溝の周囲
にテンロンＰＦＡの粉末を熱圧入して気・液密化したの
ち、ガス流路溝の底面ならびに側面に１０係のポリテト
ラフルオロエチレンデスバージョン液を被覆・乾燥させ
たのち？＋１のない側の而に、活性炭に担持させた白金
触媒の層を塗着させたのち数ミクロン程度のシリコンカ
ーバイド４Ｑｗｔ％に６０ｗｔ係の１０５％りん酸液を
混練したペーストを電解質として用いて、単位発電素子
を形成するとともに、切込み溝にシリコンカーバイト４
０ｗｔ係、１０５％濃度のりん酸液６０ｗｔ係のペース
トを充填して、積層化した発電ユニットは単位素子あた
りの内部抵抗の経時変化は表１に実施例１として示すよ
うに、比較の為に製作した従来型の両面溝付のリジット
な積層化素子を用いた発電素子に比べ長期間変化がな（
、安定な性能を維持していることが明らかである。なお
、電極触媒は負極・正極さも活性炭に担持させた白金で
あり、付匂、量は正極は０．６ ｍｇ ／ ｃｎ１ｐ負
極はｏ３ＩＴ！ｇ ／ ｃＪである。
フェルト状炭素繊維板の閉鎖端部に近接する両側にふち
部を２０ｍｍ残して１０ｍｍ の溝を切抜き、電解質マ
トリックス貯蔵部を設ける。この溝と平行に巾２ ｍｍ
ピッチ４ｍｍで深さガス流路性を設け、切抜き溝の周囲
にテンロンＰＦＡの粉末を熱圧入して気・液密化したの
ち、ガス流路溝の底面ならびに側面に１０係のポリテト
ラフルオロエチレンデスバージョン液を被覆・乾燥させ
たのち？＋１のない側の而に、活性炭に担持させた白金
触媒の層を塗着させたのち数ミクロン程度のシリコンカ
ーバイド４Ｑｗｔ％に６０ｗｔ係の１０５％りん酸液を
混練したペーストを電解質として用いて、単位発電素子
を形成するとともに、切込み溝にシリコンカーバイト４
０ｗｔ係、１０５％濃度のりん酸液６０ｗｔ係のペース
トを充填して、積層化した発電ユニットは単位素子あた
りの内部抵抗の経時変化は表１に実施例１として示すよ
うに、比較の為に製作した従来型の両面溝付のリジット
な積層化素子を用いた発電素子に比べ長期間変化がな（
、安定な性能を維持していることが明らかである。なお
、電極触媒は負極・正極さも活性炭に担持させた白金で
あり、付匂、量は正極は０．６ ｍｇ ／ ｃｎ１ｐ負
極はｏ３ＩＴ！ｇ ／ ｃＪである。
さらに、負極活物質としては、水素７５モルチ。
炭酸ガス１５モル襲、水蒸気１０モルチの混合ガスを用
い、正（１活物質に空気を用い、２００％。
い、正（１活物質に空気を用い、２００％。
２、５ ｋｇ ／ ｃｆ Ｇで、屯流密ｆｌｌ’２５０
ｍ Ａ ／ｃｒＡでの連続発電においても表２に示す
ように、瑞子′電位の低下が少なく、従来型発電素子に
比較して、本発明による発電素子がきわめて優れた性能
を有している。
ｍ Ａ ／ｃｒＡでの連続発電においても表２に示す
ように、瑞子′電位の低下が少なく、従来型発電素子に
比較して、本発明による発電素子がきわめて優れた性能
を有している。
なお上記実施例で用いた多孔性黒鉛板を次のように構成
し、他は同じとした第２の実施例、即ちチップ状黒鉛粉
末にパルプ材ならびにポリビニールアルコールバインダ
ーを混線して１８００℃で焼結したかさ比重０．４８〜
０．５６で厚みが２ｍｍの焼結多孔板に巾ｌ、３ｍｍ深
さ１．６ｍｍピッチ４ｍｍの荷を設け、さらに中ＩＱｍ
ｍの切込み溝とｌＱｍｌｎ巾の補強土手を設け、これに
径がミクロン単位のリン酸ジルコニウム微粉末と、１０
０％濃度のリン酸とを夫々重量比でｌ：２の割合で混練
したペーストを充填し他は第１の実施例と同じさしたも
のでも第１の実施例と同様に表１１表２に示すように従
来量のものより優れ、発・屯素子の積層締結でも同様不
具合は生じなかった。
し、他は同じとした第２の実施例、即ちチップ状黒鉛粉
末にパルプ材ならびにポリビニールアルコールバインダ
ーを混線して１８００℃で焼結したかさ比重０．４８〜
０．５６で厚みが２ｍｍの焼結多孔板に巾ｌ、３ｍｍ深
さ１．６ｍｍピッチ４ｍｍの荷を設け、さらに中ＩＱｍ
ｍの切込み溝とｌＱｍｌｎ巾の補強土手を設け、これに
径がミクロン単位のリン酸ジルコニウム微粉末と、１０
０％濃度のリン酸とを夫々重量比でｌ：２の割合で混練
したペーストを充填し他は第１の実施例と同じさしたも
のでも第１の実施例と同様に表１１表２に示すように従
来量のものより優れ、発・屯素子の積層締結でも同様不
具合は生じなかった。
以上に示すように、本発明になる発電素子は、従来型発
電素子に比較して、性能も高（、メカ二カｋ ニモ、耐
久性にも優れている。
電素子に比較して、性能も高（、メカ二カｋ ニモ、耐
久性にも優れている。
表１ 本発明の発電素子の内部抵抗の経時変化（２００
℃） 表２ 本発明の発電素子の放ｆく中の１１位変化（２０
０℃）２５１（ｇ／ｃ＋ｆｌＧ ２５０ｍＡ／ｃｎｌｔ
℃） 表２ 本発明の発電素子の放ｆく中の１１位変化（２０
０℃）２５１（ｇ／ｃ＋ｆｌＧ ２５０ｍＡ／ｃｎｌｔ
第１図は本発明に係る発電素子の要部を示す断面図、第
２図は第１図の平面図、第３図は本発明の他の冥施例を
示す平面図である。 １・・・負極基体、２・・・正極基体、３・・・電解質
マトリックス、４・・・積層化素子、５・・・還元性ガ
ス流路、６・・・土手、７・・・電解質マトリックス貯
Ｊ践溝、８・・・負極触媒層、９・・・正極触媒層、１
０・・負極、１１・・・気歇蜜樹脂充填部、１２・・・
溝補強土手、２０−°。 正極。
２図は第１図の平面図、第３図は本発明の他の冥施例を
示す平面図である。 １・・・負極基体、２・・・正極基体、３・・・電解質
マトリックス、４・・・積層化素子、５・・・還元性ガ
ス流路、６・・・土手、７・・・電解質マトリックス貯
Ｊ践溝、８・・・負極触媒層、９・・・正極触媒層、１
０・・負極、１１・・・気歇蜜樹脂充填部、１２・・・
溝補強土手、２０−°。 正極。
Claims (3)
- （１）水素を主成分とするガスを負極活物質とし、酸化
性のガス類を正極活物質として起電させる電気化学発電
素子において、負極にガス供給のための前を設けた多孔
質の電子伝導性の基体を用い、該基体のガス流溝と平行
する端部に上、下面に貝通ずる切込（イ￥を設け、無機
材料微粉末と電解質とからなるペーストの貯蔵機能を保
持させたことを特徴とする電気化学発電素子。 - （２）切込溝の負極ガスに１妾する側面に、耐熱性、ｍ
ｌ薬品性樹脂層を含浸させて構成したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電気化学発電素子。 - （３）切込溝に、負極の機械的強度を維持するため虚数
のブリッヂを設けて構成したこさを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の電気化学発電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135904A JPS6028172A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 電気化学発電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135904A JPS6028172A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 電気化学発電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6028172A true JPS6028172A (ja) | 1985-02-13 |
Family
ID=15162539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58135904A Pending JPS6028172A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 電気化学発電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6028172A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163265A (ja) * | 1986-01-10 | 1987-07-20 | Sanyo Electric Co Ltd | りん酸燃料電池 |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP58135904A patent/JPS6028172A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163265A (ja) * | 1986-01-10 | 1987-07-20 | Sanyo Electric Co Ltd | りん酸燃料電池 |
| JPH07123045B2 (ja) * | 1986-01-10 | 1995-12-25 | 三洋電機株式会社 | りん酸燃料電池 |
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