JPS6124149A - 液体燃料電池の燃料極基体 - Google Patents
液体燃料電池の燃料極基体Info
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- JPS6124149A JPS6124149A JP59144294A JP14429484A JPS6124149A JP S6124149 A JPS6124149 A JP S6124149A JP 59144294 A JP59144294 A JP 59144294A JP 14429484 A JP14429484 A JP 14429484A JP S6124149 A JPS6124149 A JP S6124149A
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- JP
- Japan
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- fuel
- electrode substrate
- water repellency
- electrode
- fuel electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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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- Sustainable Energy (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〕
本発明は液体設料を直接電気化学反応され電気エネルギ
ーを発電する燃料電池に係り、燃料極への燃料供給と燃
料極を生成されるガスの排出とを両立させて特性の低下
を防止することに関する。
ーを発電する燃料電池に係り、燃料極への燃料供給と燃
料極を生成されるガスの排出とを両立させて特性の低下
を防止することに関する。
従来、メタノール、ヒドラジン等の液体を燃料とした直
接発電の燃料電池において、燃料極での化学反応によっ
て炭酸ガスあるいは窒素ガスが生成されるが、この生成
ガスは燃料極に隣接する燃料室を経て電池外部に排出さ
れる。
接発電の燃料電池において、燃料極での化学反応によっ
て炭酸ガスあるいは窒素ガスが生成されるが、この生成
ガスは燃料極に隣接する燃料室を経て電池外部に排出さ
れる。
燃料極は、炭素維持等からなる多孔質で導電性の基体の
片面に活性触媒を塗布焼成してなり、触媒層面は電解質
を介在して酸化剤極と対向している。
片面に活性触媒を塗布焼成してなり、触媒層面は電解質
を介在して酸化剤極と対向している。
燃料極での化学反応は燃料室から電極基体を透過させた
燃料を触媒層で＋イオン、電子、炭酸ガス又は窒素ガス
となる。＋イオンは電解質を経て酸化剤極へ、電子は燃
料極基体、外部回路を経て酸化剤極へ、炭酸ガス又は窒
素ガスは燃料極基体を透過して燃料室へそれぞれ移動す
る。
燃料を触媒層で＋イオン、電子、炭酸ガス又は窒素ガス
となる。＋イオンは電解質を経て酸化剤極へ、電子は燃
料極基体、外部回路を経て酸化剤極へ、炭酸ガス又は窒
素ガスは燃料極基体を透過して燃料室へそれぞれ移動す
る。
したがって、燃料極基体は燃料の供給と、生成ガスの排
出とが両立することが必要であり、このため燃料極基体
はポリテトラフルオロ再チレンの懸濁液を含浸、加熱焼
成によって撥水化している。
出とが両立することが必要であり、このため燃料極基体
はポリテトラフルオロ再チレンの懸濁液を含浸、加熱焼
成によって撥水化している。
この−合には、燃料の透過量を考慮′して燃料極基体全
面が同一に撥水化−されているので、燃料極基体の空孔
全面に燃料が含まれ、生成ガスは、燃料極基体に加わっ
ている燃料液圧以下のガス圧力になれなければ、燃料室
側に排出されないので燃料極基体に生成ガスが溜り、触
媒層への燃料供給を妨げる。このことは、たとえば、「
燃料電池と ゛その応用Ｊ １９８１年オーム社発行第
６６〜６８貫に記載されている。
面が同一に撥水化−されているので、燃料極基体の空孔
全面に燃料が含まれ、生成ガスは、燃料極基体に加わっ
ている燃料液圧以下のガス圧力になれなければ、燃料室
側に排出されないので燃料極基体に生成ガスが溜り、触
媒層への燃料供給を妨げる。このことは、たとえば、「
燃料電池と ゛その応用Ｊ １９８１年オーム社発行第
６６〜６８貫に記載されている。
本発明の目的は、燃料極触媒層への燃料供給と触媒層で
生成されるガスの排出とを両立させるため、燃料極基体
を燃料透過部および生成ガス透過直接発電方式の燃料電
池を提供することにある。
生成されるガスの排出とを両立させるため、燃料極基体
を燃料透過部および生成ガス透過直接発電方式の燃料電
池を提供することにある。
〔発明の概要〕 “
本発明は、燃料極触媒層における電気化学反応で生成す
るガスが燃料室へ排出され易くかつ、燃料室の燃料が触
媒層へ供給され易くする手段として、燃料極基体の撥水
性に強弱をつけ、撥水性の′ 強い個所を植成ガスの透
過部とし、誘い個所を燃、 料の透過部として、燃料極
触媒層への燃料の供給と、生成ガスの排出とが両立でき
る様にしたものである。
るガスが燃料室へ排出され易くかつ、燃料室の燃料が触
媒層へ供給され易くする手段として、燃料極基体の撥水
性に強弱をつけ、撥水性の′ 強い個所を植成ガスの透
過部とし、誘い個所を燃、 料の透過部として、燃料極
触媒層への燃料の供給と、生成ガスの排出とが両立でき
る様にしたものである。
本発明について実施例を用いて説明する。
第１図に示す様に、アリカリ又は酸性の電解質１をはさ
み、燃料極２と酸化剤極３とが対向し、燃料極２側には
燃料室４が配置され、燃料室４に゛ は外部よりヒドラ
ジンあるいはメタノール等の燃料が導びかれる。一方、
酸′化剤極３側には酸化剤、室５が配置され、酸化剤室
５には外部より空気等、酸化剤が導びかれる。燃料極２
は第２図に示す様に炭素繊維等による多孔竺で導電性の
電極基一体２１に白金系あるいは非白金系の触媒を塗布
あるいは担持によって形成される触媒層２２からなって
いる。゛ ′ 燃料極の電極基体２１は、前記め様に炭素繊維からなる
多孔を有する導電性のペーパ状で、この電極゛基体２１
に平均粒子径０．２〜０．４μｍの４ふつ化エチレンが
１０〜３０ｗａｔ％懸濁液で撥水化処理を行う。この場
合、電極基体２１は第３図の様に、撥水性の強弱をつし
ヂ名。ａは撥水性の強い部分、ｂは弱い部分である。
み、燃料極２と酸化剤極３とが対向し、燃料極２側には
燃料室４が配置され、燃料室４に゛ は外部よりヒドラ
ジンあるいはメタノール等の燃料が導びかれる。一方、
酸′化剤極３側には酸化剤、室５が配置され、酸化剤室
５には外部より空気等、酸化剤が導びかれる。燃料極２
は第２図に示す様に炭素繊維等による多孔竺で導電性の
電極基一体２１に白金系あるいは非白金系の触媒を塗布
あるいは担持によって形成される触媒層２２からなって
いる。゛ ′ 燃料極の電極基体２１は、前記め様に炭素繊維からなる
多孔を有する導電性のペーパ状で、この電極゛基体２１
に平均粒子径０．２〜０．４μｍの４ふつ化エチレンが
１０〜３０ｗａｔ％懸濁液で撥水化処理を行う。この場
合、電極基体２１は第３図の様に、撥水性の強弱をつし
ヂ名。ａは撥水性の強い部分、ｂは弱い部分である。
撥水性の強弱−をつけた電極基体２１に触媒層２２を塗
布焼成した燃料極２を第１図に様に配置し、燃料タンク
３０から燃料室４に設けた燃料供給口ｉを通しメタノー
ルあ為いはヒドラリン等の燃料を燃料室４に供給すると
、燃料は電極基泳２１の撥水性の強い個所ａでは燃料を
はじき撥水性の弱い個所すを透過して触媒層２２に至り
、触媒の作用によって電気化学反応によって、＋イオン
、電子が放出されるとともにメタノールを燃料とした場
合には炭酸ガスが、ヒドラジンを燃料と゛した場合には
窒素ガスがそれぞれ生成される。これら生成ガスは電極
基体２１の撥水性、の強い個所ａは燃料をはじくので、
燃料は存在せず、撥水性の強い個所ａを経て燃料室４に
排出され、さらには燃料室４に設けられたガス排出ロア
から電池外部に排出゛される。 ″ 電極基体２１の撥水性の強弱の程度は電極基体２１の素
材、気孔率、単位面積当りの電気エネルギー量によって
異なるが、少なくとも、燃料室４に供給された燃料゛に
対し、撥水性の強い個所ａは撥水性を呈することが必要
である。
布焼成した燃料極２を第１図に様に配置し、燃料タンク
３０から燃料室４に設けた燃料供給口ｉを通しメタノー
ルあ為いはヒドラリン等の燃料を燃料室４に供給すると
、燃料は電極基泳２１の撥水性の強い個所ａでは燃料を
はじき撥水性の弱い個所すを透過して触媒層２２に至り
、触媒の作用によって電気化学反応によって、＋イオン
、電子が放出されるとともにメタノールを燃料とした場
合には炭酸ガスが、ヒドラジンを燃料と゛した場合には
窒素ガスがそれぞれ生成される。これら生成ガスは電極
基体２１の撥水性、の強い個所ａは燃料をはじくので、
燃料は存在せず、撥水性の強い個所ａを経て燃料室４に
排出され、さらには燃料室４に設けられたガス排出ロア
から電池外部に排出゛される。 ″ 電極基体２１の撥水性の強弱の程度は電極基体２１の素
材、気孔率、単位面積当りの電気エネルギー量によって
異なるが、少なくとも、燃料室４に供給された燃料゛に
対し、撥水性の強い個所ａは撥水性を呈することが必要
である。
以上の様に、燃料極２の電極基体２１の撥水性の強□い
個所には燃料が存在しないので、ガス圧力が低くても生
成ガスが電極基体２１を透過することが可能゛であり、
燃料の供給と生成ガ′スの排出がｉ易に両立“させるこ
とが出来る。
個所には燃料が存在しないので、ガス圧力が低くても生
成ガスが電極基体２１を透過することが可能゛であり、
燃料の供給と生成ガ′スの排出がｉ易に両立“させるこ
とが出来る。
次に、撥水性の強弱をつける方法゛の例を示すと以下で
ある。
ある。
前記４ふつ化エチレン２０ｗｅｔ’％の懸濁液に電極基
体２１を浸し、引き主げ後第４図に示す様な受は台４０
の上に電極基体２１’＆水平に乗せて気中で風乾後、電
極基体２ｔｉｓ５ｏ℃で加熱処理を施す。受は台４０は
プラスチックにより形成され、電極基体２゛１と接する
部分と接しない部分とが生じる様にスリットを設けであ
る。加熱処理後の電極基体２１に付着された。４ふつ化
エチレンの量は、受は台４０と直接に接した部分に比べ
接しない部分の方が約２０％（重量）多い。
体２１を浸し、引き主げ後第４図に示す様な受は台４０
の上に電極基体２１’＆水平に乗せて気中で風乾後、電
極基体２ｔｉｓ５ｏ℃で加熱処理を施す。受は台４０は
プラスチックにより形成され、電極基体２゛１と接する
部分と接しない部分とが生じる様にスリットを設けであ
る。加熱処理後の電極基体２１に付着された。４ふつ化
エチレンの量は、受は台４０と直接に接した部分に比べ
接しない部分の方が約２０％（重量）多い。
なお、電極基体２１における撥水性の強弱は第３図に示
した例ばかりではなく円状、角状などいかなる形状でも
良いことはもちろんのこと、受は台４０の素材はプラス
チックのみばかりでなく、金属等でも良い、また、撥水
性の強弱は４ふつ化エチレン懸濁液を噴霧によってつけ
ても良い。
した例ばかりではなく円状、角状などいかなる形状でも
良いことはもちろんのこと、受は台４０の素材はプラス
チックのみばかりでなく、金属等でも良い、また、撥水
性の強弱は４ふつ化エチレン懸濁液を噴霧によってつけ
ても良い。
本発明によれば、簡易な方法での電極基体処理によって
燃料の供給および生成ガスの排出が両立するので電池性
能の低下を防止することがなく。
燃料の供給および生成ガスの排出が両立するので電池性
能の低下を防止することがなく。
安定した性能で長時間運転できるなどの効果を有する。
第１図は液体燃料電池の原理図、第２図は燃料極の断面
図、第３図は燃料極基体の斜視図、第４図は燃料極基体
の撥水化処理に使用する受は台の斜視図である。 １・・・電解質、２・・・燃料極、３・・・酸化剤極、
４・・・燃料室、５・・・酸化剤室、６・・・燃料供給
口、７・・・ガス＄Ｎ￥］ づ 楢Ｚ 口 峯 ３圏
図、第３図は燃料極基体の斜視図、第４図は燃料極基体
の撥水化処理に使用する受は台の斜視図である。 １・・・電解質、２・・・燃料極、３・・・酸化剤極、
４・・・燃料室、５・・・酸化剤室、６・・・燃料供給
口、７・・・ガス＄Ｎ￥］ づ 楢Ｚ 口 峯 ３圏
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、液体燃料を化学反応させ、直接電気エネルギーを得
る直接発電方式の燃料電池の燃料極において、燃料極基
体に燃料供給個所と生成ガス排出個所とを有することを
特徴とした液体燃料電池の燃料極基体。 ２、特許請求の範囲第１項において、燃料供給個所およ
び生成ガス排出口個所を撥水性の程度に強弱をつけ、撥
水性の強い個所を生成ガス排出個所、撥水性の弱い個所
を燃料供給個所としたことを特徴とした液体燃料電池の
燃料極基体。 ３、特許請求の範囲第１項において、電極基体の撥水処
理剤として、４ふっ化エチレンを用いたことを特徴とし
た液体燃料電池の燃料極基体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59144294A JPS6124149A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 液体燃料電池の燃料極基体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59144294A JPS6124149A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 液体燃料電池の燃料極基体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124149A true JPS6124149A (ja) | 1986-02-01 |
Family
ID=15358721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59144294A Pending JPS6124149A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 液体燃料電池の燃料極基体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6124149A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005276564A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池 |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP59144294A patent/JPS6124149A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005276564A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池 |
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