JPS6059668A - 燃料電池用マトリツクス - Google Patents
燃料電池用マトリツクスInfo
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- JPS6059668A JPS6059668A JP58166681A JP16668183A JPS6059668A JP S6059668 A JPS6059668 A JP S6059668A JP 58166681 A JP58166681 A JP 58166681A JP 16668183 A JP16668183 A JP 16668183A JP S6059668 A JPS6059668 A JP S6059668A
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- Japan
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- matrix
- periphery
- electrolyte
- fuel cell
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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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
- H01M8/0293—Matrices for immobilising electrolyte solutions
-
- 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
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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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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〕
本発明は一対の配置されたガス拡散電極と、このガス拡
散電極との間に配置される多孔性の電解質保持用の燃料
電池用マトリックスに関する。
散電極との間に配置される多孔性の電解質保持用の燃料
電池用マトリックスに関する。
燃料電池を構成する各単位電池は、第１図に示す如く一
対のガス拡散電極３，４とこの間に配置された電解質保
持、用のマ）ＩＪソックスを、燃料および酸化剤ガスを
各電極３，４へ供給するための溝を持つセパレータ１，
２によって挾持した構成となっている。燃料電池本体は
、このような単位電池を複数個積層した構造となってい
る。
対のガス拡散電極３，４とこの間に配置された電解質保
持、用のマ）ＩＪソックスを、燃料および酸化剤ガスを
各電極３，４へ供給するための溝を持つセパレータ１，
２によって挾持した構成となっている。燃料電池本体は
、このような単位電池を複数個積層した構造となってい
る。
極３又は電極４上に塗布して形成されていた。このマト
リックスは電池締付時に電極からはみ出すため、マ）
ＩＪラックス所定の厚さに維持するために電極の端部周
線部にスペーサ６を配していた。
リックスは電池締付時に電極からはみ出すため、マ）
ＩＪラックス所定の厚さに維持するために電極の端部周
線部にスペーサ６を配していた。
このスペーサ６には耐酸性、耐熱性などの特性を有する
ことが要求されるため、従来は特にポリテトラフルオロ
エチレンが用いられていた。しかレポリテトラフルオロ
エチレンからなる薄板を額縁状に加工することは材料の
歩留が悪い欠点があり、また、ポリテトラフルオロエチ
レンは絶縁物であるためスペーサーを配した部分は電池
発電が妨げられ電極有効面積が小さくなり、さらに電極
とのなじみが悪く組立作業が困難であるなどという欠点
がある。
ことが要求されるため、従来は特にポリテトラフルオロ
エチレンが用いられていた。しかレポリテトラフルオロ
エチレンからなる薄板を額縁状に加工することは材料の
歩留が悪い欠点があり、また、ポリテトラフルオロエチ
レンは絶縁物であるためスペーサーを配した部分は電池
発電が妨げられ電極有効面積が小さくなり、さらに電極
とのなじみが悪く組立作業が困難であるなどという欠点
がある。
本発明の目的は、電極有効面積を小さくするととなく、
マトリックスの保持能力を向上させ、かつ製作の容易な
燃料電池用マトリックスを提供することにある。
マトリックスの保持能力を向上させ、かつ製作の容易な
燃料電池用マトリックスを提供することにある。
本発明は、電解質全保持するマトリックスの端部周縁部
を電解質を含み、かつマ） ＩＪラックス体よりも高密
度化することによって、マトリックスの端部周縁部をマ
トリックスと同じ特性を維持しつつ、スペーサとしての
機能をもたせるようにしたものでおる。
を電解質を含み、かつマ） ＩＪラックス体よりも高密
度化することによって、マトリックスの端部周縁部をマ
トリックスと同じ特性を維持しつつ、スペーサとしての
機能をもたせるようにしたものでおる。
第２図は本発明の一実施例を示し、酸化ジルコニウム（
Ｚｒ０２）に対してリン酸（ＨａＰＯｄｅ６０〜８０ｗ
ｔ％加えてスラリー状としたものを第２図（ａ）に示す
ように多孔質な電極基板４の端部周縁部に巾１０〜２５
■、厚さ０．３〜１．０調に塗布し、これを５０〜２５
０１Ｚ’で１０〜９０分加熱処理することによって固体
のリン酸ジルコニウム（Ｚ ｒ （ＨＰＯ４）ｚ ）か
らなるスペーサ７が形成される。
Ｚｒ０２）に対してリン酸（ＨａＰＯｄｅ６０〜８０ｗ
ｔ％加えてスラリー状としたものを第２図（ａ）に示す
ように多孔質な電極基板４の端部周縁部に巾１０〜２５
■、厚さ０．３〜１．０調に塗布し、これを５０〜２５
０１Ｚ’で１０〜９０分加熱処理することによって固体
のリン酸ジルコニウム（Ｚ ｒ （ＨＰＯ４）ｚ ）か
らなるスペーサ７が形成される。
このようにして形成した緻密な端部周縁（スペーサ）の
内側に、第２図（ｂ）に示すように別に調製したマトリ
ックス材料と電解質であるリン酸との混合物５Ａを充填
し、対極３．４’ｉ：組み合せ、セパレータ１１．２に
より挾持することによって単電池が形成される。
内側に、第２図（ｂ）に示すように別に調製したマトリ
ックス材料と電解質であるリン酸との混合物５Ａを充填
し、対極３．４’ｉ：組み合せ、セパレータ１１．２に
より挾持することによって単電池が形成される。
このように形成されたマトリックス層を持つ単電池は、
前記端部周縁が、締付圧力に対して前記一対の電極３及
び４間のギャップを保つスペーサの役を成し、締付圧力
を２〜５ Ｋｇ ／ ｃｍ２＆ｊ ｔＭ−に変えても前
記混合物５Ａを一定の厚さに保つことができ、前記混合
物５Ａの外部への流出も認められなかった。また、固化
したＺ ｒ （ＨＰＯ４）２はマトリックス層の結着剤
として用いられる材料と同質なため、腐食や侵食などは
なくかつ高密度のマトリックススペーザーを得ることが
出来る。このようにマトリックスの端部周縁部を金属リ
ン酸塩で形成することにより高圧力の締付圧力に耐えマ
トリックスの外部への流出阻止、さらに長期に亘り安定
した稙池性能が得られるなどの効果がある。
前記端部周縁が、締付圧力に対して前記一対の電極３及
び４間のギャップを保つスペーサの役を成し、締付圧力
を２〜５ Ｋｇ ／ ｃｍ２＆ｊ ｔＭ−に変えても前
記混合物５Ａを一定の厚さに保つことができ、前記混合
物５Ａの外部への流出も認められなかった。また、固化
したＺ ｒ （ＨＰＯ４）２はマトリックス層の結着剤
として用いられる材料と同質なため、腐食や侵食などは
なくかつ高密度のマトリックススペーザーを得ることが
出来る。このようにマトリックスの端部周縁部を金属リ
ン酸塩で形成することにより高圧力の締付圧力に耐えマ
トリックスの外部への流出阻止、さらに長期に亘り安定
した稙池性能が得られるなどの効果がある。
上記実施例では特に酸化ジルコニウムについて述べたが
、リン酸（Ｈｓ ＰＯａ ）との反応によって固体の金
属リン酸塩が形成される限シ、他の金属酸化物を用いる
こともできる。
、リン酸（Ｈｓ ＰＯａ ）との反応によって固体の金
属リン酸塩が形成される限シ、他の金属酸化物を用いる
こともできる。
第３図は本発明の他の実施例を示し、マトリックスの端
部周縁部に相当する電極板４上にＺｒＯ□に６０〜ｓｏ
ｗｔ％のｌ４ｓＰＯｔ と３０〜２０ｗｔ％鴇 の炭化゛ケイ素とを混入して得られるスラリー状物を塗
布し、熱処理することによって、固体の誰 ７、ｒ （ＨＰＯ４）２粒子８間に炭化）箸素９が介在
する高密度な固形物が得られる。
部周縁部に相当する電極板４上にＺｒＯ□に６０〜ｓｏ
ｗｔ％のｌ４ｓＰＯｔ と３０〜２０ｗｔ％鴇 の炭化゛ケイ素とを混入して得られるスラリー状物を塗
布し、熱処理することによって、固体の誰 ７、ｒ （ＨＰＯ４）２粒子８間に炭化）箸素９が介在
する高密度な固形物が得られる。
第４図は本発明の更に他の実施例を示し、第２図に示す
実施例における熱処理後、高密度固形物層中にポリテト
ラフルオロエチレンのような樹脂の分散溶ｔを含浸させ
、２８０〜３８０ｃで６０〜９０分加熱したものである
。本実施例において、固体のｚｒ （ＨＰＯ４）＊粒子
８の間隙に樹脂１０が膜状となって塞いであるため、締
付圧力時のマトリックスからの電解償の漏出をよシ完全
に防止することができる。
実施例における熱処理後、高密度固形物層中にポリテト
ラフルオロエチレンのような樹脂の分散溶ｔを含浸させ
、２８０〜３８０ｃで６０〜９０分加熱したものである
。本実施例において、固体のｚｒ （ＨＰＯ４）＊粒子
８の間隙に樹脂１０が膜状となって塞いであるため、締
付圧力時のマトリックスからの電解償の漏出をよシ完全
に防止することができる。
本発明において、マトリックスの！描部）司糸吹音すは
マトリックス本体同様電解質を含み、力）つマド１ノツ
クスよりも高密度化し、単電池の積層Ｂ与の締付圧力に
対して所定のギャップを維持しうる強度を有する限り、
これらはすべて包合されるものである。
マトリックス本体同様電解質を含み、力）つマド１ノツ
クスよりも高密度化し、単電池の積層Ｂ与の締付圧力に
対して所定のギャップを維持しうる強度を有する限り、
これらはすべて包合されるものである。
本発明によれば、マトリックスの端部周縁を高密度化し
てスペーサーを形成することにより、マトリックス層の
厚みを締付圧力下にも一定に保つことができ、マトリッ
クス層内の必要ｉ １ン酸］：を確保できるため、安定
な電池性能カエイ件らね、る。
てスペーサーを形成することにより、マトリックス層の
厚みを締付圧力下にも一定に保つことができ、マトリッ
クス層内の必要ｉ １ン酸］：を確保できるため、安定
な電池性能カエイ件らね、る。
また、積層電池の接触抵抗を下げるだめの締イ寸力増強
に対しても対応できるマトリックス（１４造〃ヌイ号ち
れる。
に対しても対応できるマトリックス（１４造〃ヌイ号ち
れる。
第１図は従来の燃料電池の構成要素を示す断面１図、第
２図（ａ）は本発明におけるマトリックスの端部周縁部
層の形成法の一例を示す斜視図、第２図（ｂ）は、本発
明の一実施例を示す要部断面図、第３図及び第４図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す要部断面図である。 １．２・・・セパレータ、３・・・ガス拡散電極、５・
・・マトリックス、５Ａ・・・マトリックス材とリン酸
との１０・・・樹脂。 ′Ａ１０ 、）／’１ め３７ め４１２１
２図（ａ）は本発明におけるマトリックスの端部周縁部
層の形成法の一例を示す斜視図、第２図（ｂ）は、本発
明の一実施例を示す要部断面図、第３図及び第４図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す要部断面図である。 １．２・・・セパレータ、３・・・ガス拡散電極、５・
・・マトリックス、５Ａ・・・マトリックス材とリン酸
との１０・・・樹脂。 ′Ａ１０ 、）／’１ め３７ め４１２１
Claims (1)
- １、一対の隔置されたガス拡散電極の間に配置されると
ともに多孔性を有する電解保持するための燃料電池用マ
トリックスにおいて、該マトリックスの端部周縁部が電
解質を含み、かつマトリックス本体よシも高密度に形成
されていることを特徴とする燃料電池用マトリックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166681A JPS6059668A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池用マトリツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166681A JPS6059668A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池用マトリツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059668A true JPS6059668A (ja) | 1985-04-06 |
| JPH0222503B2 JPH0222503B2 (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=15835753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58166681A Granted JPS6059668A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池用マトリツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059668A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891279A (en) * | 1985-04-15 | 1990-01-02 | Great Lakes Carbon Corporation | Fuel cell plate separator |
| WO2020137562A1 (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428102A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Koito Mfg Co Ltd | 自動車用ヘッドランプ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166668A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP58166681A patent/JPS6059668A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166668A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891279A (en) * | 1985-04-15 | 1990-01-02 | Great Lakes Carbon Corporation | Fuel cell plate separator |
| WO2020137562A1 (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222503B2 (ja) | 1990-05-18 |
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