JPS6137736B2 - - Google Patents
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- JPS6137736B2 JPS6137736B2 JP56122652A JP12265281A JPS6137736B2 JP S6137736 B2 JPS6137736 B2 JP S6137736B2 JP 56122652 A JP56122652 A JP 56122652A JP 12265281 A JP12265281 A JP 12265281A JP S6137736 B2 JPS6137736 B2 JP S6137736B2
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 56
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 37
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- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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Classifications
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
- H01M8/04283—Supply means of electrolyte to or in matrix-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
- 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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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、マトリツクスの中へ液状電解質を
電池の組み立て後に含浸することができるように
した燃料電池に関する。
電池の組み立て後に含浸することができるように
した燃料電池に関する。
第1図は従来の燃料電池の構成を示す分解斜視
図である。この第1図における1は燃料電極であ
り、2は酸化剤電極である。燃料電極1と酸化剤
電極2の間にマトリツクス3が挿入されておりま
た、燃料電極1の外側に燃料電極側ガス分離板4
aが配置されている。
図である。この第1図における1は燃料電極であ
り、2は酸化剤電極である。燃料電極1と酸化剤
電極2の間にマトリツクス3が挿入されておりま
た、燃料電極1の外側に燃料電極側ガス分離板4
aが配置されている。
同様にして、酸化剤電極2の外側にも酸化剤電
極側ガス分離板4bが配置されている。これらの
燃料電極側ガス分離板4a、燃料電極1、マトリ
ツクス3、酸化剤電極2、酸化剤電極側ガス分離
板4bを重ねた場合に、燃料電極側ガス分離板4
aの外側から酸化剤電極側ガス分離板4bの外側
の間を貫通するようにして電解質通路5が形成さ
れている。
極側ガス分離板4bが配置されている。これらの
燃料電極側ガス分離板4a、燃料電極1、マトリ
ツクス3、酸化剤電極2、酸化剤電極側ガス分離
板4bを重ねた場合に、燃料電極側ガス分離板4
aの外側から酸化剤電極側ガス分離板4bの外側
の間を貫通するようにして電解質通路5が形成さ
れている。
また、燃料電極1と燃料電極側ガス分離板4a
にはそれぞれ合致する部位に上部電解質溜6と下
部電解質溜7が設けられている。そして、燃料電
極側ガス分離板4aにおいて、上部電解質溜6と
下部電解質溜7との間にはガス供給溝8が設けら
れている。
にはそれぞれ合致する部位に上部電解質溜6と下
部電解質溜7が設けられている。そして、燃料電
極側ガス分離板4aにおいて、上部電解質溜6と
下部電解質溜7との間にはガス供給溝8が設けら
れている。
一方、酸化剤電極側ガス分離板4bにもガス供
給溝9が設けられている。ガス供給溝9は上記ガ
ス供給溝8と直交する方向に設けられている。
給溝9が設けられている。ガス供給溝9は上記ガ
ス供給溝8と直交する方向に設けられている。
10は前記電解質通路5から垂直下向きに上部
電解質溜6へ貫通させるために設けた縦溝であ
る。
電解質溜6へ貫通させるために設けた縦溝であ
る。
次に、従来の燃料電池のマトリツクス中に液状
電解質を含浸させる方法を説明する。第1図は各
部材を分解した状態を示すが、燃料電池として作
動させるためには、単セルあるいは複数セルに積
み重ねた状態で使用する。
電解質を含浸させる方法を説明する。第1図は各
部材を分解した状態を示すが、燃料電池として作
動させるためには、単セルあるいは複数セルに積
み重ねた状態で使用する。
第2図は第1図の各構成部材を縦向きに立てて
横方向に重れ合わせて組み立てた状態の断面図で
ある。この第2図において、電解質通路5から液
状電解質を注入し、液状電解質は上部電解質溜6
に入り、上部電解質溜6からマトリツクス3に含
浸され、余分の液状電解質は下部電解質溜7に溜
まる。液状電解質がマトリツクス3に含浸された
後に電解質通路5内の液状電解質を抜いて電池の
運転を開始する。
横方向に重れ合わせて組み立てた状態の断面図で
ある。この第2図において、電解質通路5から液
状電解質を注入し、液状電解質は上部電解質溜6
に入り、上部電解質溜6からマトリツクス3に含
浸され、余分の液状電解質は下部電解質溜7に溜
まる。液状電解質がマトリツクス3に含浸された
後に電解質通路5内の液状電解質を抜いて電池の
運転を開始する。
上記のような従来の燃料電池の例においては、
各構成部材を横方向に重ね合わせた構造にしてい
るので、各構成部材は垂直方向に立てた状態にあ
り、マトリツクスに含浸された液状電解質は重力
の関係からマトリツクスの下方向へ垂れ下がる傾
向がある。
各構成部材を横方向に重ね合わせた構造にしてい
るので、各構成部材は垂直方向に立てた状態にあ
り、マトリツクスに含浸された液状電解質は重力
の関係からマトリツクスの下方向へ垂れ下がる傾
向がある。
すなわち、マトリツクス3中の液状電解質保持
量の分布はマトリツクス3の上部は少なく、上部
の液状電解質は不足して乾き易く、電池特性の劣
化が早くなる欠点があつた。
量の分布はマトリツクス3の上部は少なく、上部
の液状電解質は不足して乾き易く、電池特性の劣
化が早くなる欠点があつた。
この発明は、上記従来の欠点を除去するため
に、なされたもので、各構成部材を水平に置き、
縦方向に積み重ねた構造にし、かつ電解質溜を両
端に設けることにより、マトリツクスの両側から
マトリツクス中に液状電解質を均等に含浸させ、
保持できるとともに、電解質が電解質通路に漏出
するのを防止でき、電池間の漏洩電流を無くする
ことのできる燃料電池を提供するこを目的とす
る。
に、なされたもので、各構成部材を水平に置き、
縦方向に積み重ねた構造にし、かつ電解質溜を両
端に設けることにより、マトリツクスの両側から
マトリツクス中に液状電解質を均等に含浸させ、
保持できるとともに、電解質が電解質通路に漏出
するのを防止でき、電池間の漏洩電流を無くする
ことのできる燃料電池を提供するこを目的とす
る。
以下、この発明の燃料電池の実施例について図
面に基づき説明する。第3図はその一実施例の重
要構成部分の分解斜視図である。この第3図にお
いて、第1図および第2図と同一部分には同一符
号を付して述べることにする。
面に基づき説明する。第3図はその一実施例の重
要構成部分の分解斜視図である。この第3図にお
いて、第1図および第2図と同一部分には同一符
号を付して述べることにする。
燃料電極1と酸化剤電極2間にマトリツクス3
が挿入されており、燃料電極1の下側に燃料電極
側ガス分離板4aが配置されている。同様にし
て、酸化剤電極2の上側には酸化剤電極側ガス分
離板4bが配置され、これらは積み重ねられてい
る。
が挿入されており、燃料電極1の下側に燃料電極
側ガス分離板4aが配置されている。同様にし
て、酸化剤電極2の上側には酸化剤電極側ガス分
離板4bが配置され、これらは積み重ねられてい
る。
燃料電極側ガス分離板4aの燃料電極1に対向
する面の中央部にはガス供給溝8が設けられてい
る。このガス供給溝8の両側には液体電解質溜1
6が設けられている。この両方の液体電解質溜1
6の一端(図では左側)には堰12が形成されて
いる。この堰12は液体電解質が電解質通路5に
漏れるのを防止するためのものである。
する面の中央部にはガス供給溝8が設けられてい
る。このガス供給溝8の両側には液体電解質溜1
6が設けられている。この両方の液体電解質溜1
6の一端(図では左側)には堰12が形成されて
いる。この堰12は液体電解質が電解質通路5に
漏れるのを防止するためのものである。
電解質通路5はガス分離板4aの両側の液体電
解溜16,16の一側端の堰12,12に上下に
貫通して形成されると共に、該電解質通路5は上
記分離板4aに重ね合わせた酸化剤電極2、マト
リツクス3、酸化剤電極側ガス分離板4bにの各
対応位置に貫通して設けられている。
解溜16,16の一側端の堰12,12に上下に
貫通して形成されると共に、該電解質通路5は上
記分離板4aに重ね合わせた酸化剤電極2、マト
リツクス3、酸化剤電極側ガス分離板4bにの各
対応位置に貫通して設けられている。
又、燃料電極1はその側端の、上記電解質溜1
6に対応するように設けた切り抜き穴14におい
て電解質通路5と連通するようになつている。
6に対応するように設けた切り抜き穴14におい
て電解質通路5と連通するようになつている。
上記燃料電極側ガス分離板4a、燃料電極1、
マトリツクス3、酸化剤電極、酸化剤電極側ガス
分離板4bを重ねた場合に、酸化剤電極側ガス分
離板4bの上側から燃料電極側ガス分離板4aの
下側の間を電解質通路5により各部材を貫通する
ようになつている。
マトリツクス3、酸化剤電極、酸化剤電極側ガス
分離板4bを重ねた場合に、酸化剤電極側ガス分
離板4bの上側から燃料電極側ガス分離板4aの
下側の間を電解質通路5により各部材を貫通する
ようになつている。
また、13は電解質保持材であり、電解質溜1
6に挿入されるようになつている。さらに、上記
各部材を重ねた場合に、燃料電極側ガス分離板4
aの電解質溜16から酸化剤電極側ガス分離板4
bの上側の間を空気抜き通路15が貫通してい
る。
6に挿入されるようになつている。さらに、上記
各部材を重ねた場合に、燃料電極側ガス分離板4
aの電解質溜16から酸化剤電極側ガス分離板4
bの上側の間を空気抜き通路15が貫通してい
る。
上記燃料電極側ガス分離板4aに設けられたガ
ス供給溝8に直交する方向に、酸化剤電極側ガス
分離板4bにガス供給溝9が形成されている。
ス供給溝8に直交する方向に、酸化剤電極側ガス
分離板4bにガス供給溝9が形成されている。
第4図は第3図の燃料電池の各部材を垂直方向
に重ねて組み立てた状態の縦断面図であり、この
第4図は燃料電極側ガス分離板4aのガス供給溝
8に平行してその両側に設けられた電解質溜16
と電解質通路5が交わる部分の縦断面を示し、1
1は電解質通路5と電解質溜16を連通する横溝
である。その他の部分は第3図と同一部分には同
一符号が付されている。
に重ねて組み立てた状態の縦断面図であり、この
第4図は燃料電極側ガス分離板4aのガス供給溝
8に平行してその両側に設けられた電解質溜16
と電解質通路5が交わる部分の縦断面を示し、1
1は電解質通路5と電解質溜16を連通する横溝
である。その他の部分は第3図と同一部分には同
一符号が付されている。
なお、この第4図は単セルの構造を一例として
示したものであり、空気抜き通路15は電解質溜
16から上部の酸化剤電極側ガス分離板4bの上
側に設ければよいが、単セルを積み重ねて複数セ
ルにする場合は、空気抜き通路15を、燃料電極
側ガス分離板4aの電解質溜16の他側に設けた
堰を介して下側に貫通させ空気抜き通路として連
通させることができる。
示したものであり、空気抜き通路15は電解質溜
16から上部の酸化剤電極側ガス分離板4bの上
側に設ければよいが、単セルを積み重ねて複数セ
ルにする場合は、空気抜き通路15を、燃料電極
側ガス分離板4aの電解質溜16の他側に設けた
堰を介して下側に貫通させ空気抜き通路として連
通させることができる。
次に、以上のように構成されたこの発明の燃料
電池の作用について説明する。リン酸を電解質と
して用いた場合、電池組み立て前あるいは組み立
て中に電解質をマトリツクスに含浸させる方法で
は、空気中の水分を吸収して希釈される。あるい
は電池運転中に液状電解質が不足して、特性が劣
化した場合には液状電解質の補給ができないなど
の理由で、電池組み立て後、液状電解質を注入す
る方法がとられ、この発明もそれを適用したもの
である。
電池の作用について説明する。リン酸を電解質と
して用いた場合、電池組み立て前あるいは組み立
て中に電解質をマトリツクスに含浸させる方法で
は、空気中の水分を吸収して希釈される。あるい
は電池運転中に液状電解質が不足して、特性が劣
化した場合には液状電解質の補給ができないなど
の理由で、電池組み立て後、液状電解質を注入す
る方法がとられ、この発明もそれを適用したもの
である。
いま、液状電解質を電解質通路5により注入
し、電解質はマトリツクス3と堰12の間に設け
られた横溝11を通つて燃料電極4aの電解質溜
16の電解質保持材13に含浸される。
し、電解質はマトリツクス3と堰12の間に設け
られた横溝11を通つて燃料電極4aの電解質溜
16の電解質保持材13に含浸される。
燃料電極1には電解質溜16と同じ位置に切り
抜き穴14が設けられているので、電解質溜16
の深さと燃料電極1の厚さを加えた高さよりやや
厚めに作られた電解質保持材13はマトリツクス
3に接触し、電解質は電解質保持材13からマト
リツクス3が含浸される。
抜き穴14が設けられているので、電解質溜16
の深さと燃料電極1の厚さを加えた高さよりやや
厚めに作られた電解質保持材13はマトリツクス
3に接触し、電解質は電解質保持材13からマト
リツクス3が含浸される。
ただし、電解質を注入するときは燃料電極4a
の電解質通路5の下側から電解質が漏れないよう
に栓をして封じる。また、電解質通路5と電解質
溜16内にある空気は電解質通路5の反対側に設
けられた空気抜き通路15から抜けるので、電解
質の注入は容易である。
の電解質通路5の下側から電解質が漏れないよう
に栓をして封じる。また、電解質通路5と電解質
溜16内にある空気は電解質通路5の反対側に設
けられた空気抜き通路15から抜けるので、電解
質の注入は容易である。
燃料電極4aの電解質溜16の端部に設けられ
た堰12は電解質保持材13に含浸された電解質
が電解質通路5に漏れるのを防止するために設け
られたものである。
た堰12は電解質保持材13に含浸された電解質
が電解質通路5に漏れるのを防止するために設け
られたものである。
ところで、一般に燃料電池単セルの取り出し得
る電圧は1V以下なので、実用的電池を得るため
には、単セルを積層して用いるが、この場合、積
層した各セルの電解質通路5に電解質が溜つてい
ると、各セルが電解質で連通し、漏洩電流による
電圧損失を生じるので、電解質の注入が完了した
後、電解質通路5の電解質は抜く。その後、電解
質通路5の両端を閉塞する。
る電圧は1V以下なので、実用的電池を得るため
には、単セルを積層して用いるが、この場合、積
層した各セルの電解質通路5に電解質が溜つてい
ると、各セルが電解質で連通し、漏洩電流による
電圧損失を生じるので、電解質の注入が完了した
後、電解質通路5の電解質は抜く。その後、電解
質通路5の両端を閉塞する。
この発明では、電解質が燃料電極側ガス分離板
4aの両端に設けられているので、電解質はマト
リツクス3の両端から含浸できる。したがつて、
電解質がマトリツクス3全体に含浸し終る時間が
片端のみの含浸構造の場合の1/2に短縮でき、か
つ電解質はマトリツクスへ均一に含浸できる。
4aの両端に設けられているので、電解質はマト
リツクス3の両端から含浸できる。したがつて、
電解質がマトリツクス3全体に含浸し終る時間が
片端のみの含浸構造の場合の1/2に短縮でき、か
つ電解質はマトリツクスへ均一に含浸できる。
また、電解質溜16の電解質通路5と連通して
いる部分に堰12を設けたことにより、電解質が
電解質通路5に漏れない構造にしている。
いる部分に堰12を設けたことにより、電解質が
電解質通路5に漏れない構造にしている。
なお、この発明は、単セルだけでなく、数セル
〜数10セルを積層して使用する場合にも各セル同
様の構造を適用することができる。
〜数10セルを積層して使用する場合にも各セル同
様の構造を適用することができる。
以上のように、この発明の燃料電池によれば、
燃料電極側ガス分離板の両端に電解質溜を設ける
とともに、この電解質溜に電解質保持材を挿入
し、電解質保持材を通じてマトリツクスに均等に
かつすみやかに電解質を含浸することができ、し
かも、電解質溜端部に堰を設けているので、電解
質が電解質通路に漏出するのを防止することがで
きるとともに、電池間の漏洩電流をなくすること
ができるなどの効果がある。
燃料電極側ガス分離板の両端に電解質溜を設ける
とともに、この電解質溜に電解質保持材を挿入
し、電解質保持材を通じてマトリツクスに均等に
かつすみやかに電解質を含浸することができ、し
かも、電解質溜端部に堰を設けているので、電解
質が電解質通路に漏出するのを防止することがで
きるとともに、電池間の漏洩電流をなくすること
ができるなどの効果がある。
第1図は従来の燃料電池の単セルを分解した主
要部材の分解斜視図、第2図は第1図の燃料電池
の単セルの縦断面図、第3図はこの発明の燃料電
池の一実施例の単セルを分解した主要部材の分解
斜視図、第4図はこの発明の燃料電池の単セルを
示す縦断面図である。 1…燃料電極、2…酸化剤電極、3…マトリツ
クス、4a…燃料電極側ガス分離板、4b…酸化
剤電極側ガス分離板、5…電解質通路、8,9…
ガス供給溝、11…横溝、12…堰、13…電解
質保持材、14…切り抜き穴、15…空気抜き通
路、16…電解質溜。なお、図中同一符号は同一
または相当部分を示す。
要部材の分解斜視図、第2図は第1図の燃料電池
の単セルの縦断面図、第3図はこの発明の燃料電
池の一実施例の単セルを分解した主要部材の分解
斜視図、第4図はこの発明の燃料電池の単セルを
示す縦断面図である。 1…燃料電極、2…酸化剤電極、3…マトリツ
クス、4a…燃料電極側ガス分離板、4b…酸化
剤電極側ガス分離板、5…電解質通路、8,9…
ガス供給溝、11…横溝、12…堰、13…電解
質保持材、14…切り抜き穴、15…空気抜き通
路、16…電解質溜。なお、図中同一符号は同一
または相当部分を示す。
Claims (1)
- 1 一方の側面の中央部にガス供給溝を有しこの
ガス供給溝に対して対称の位置に1対の電解質溜
を有しかつこの一対の電解質溜の一端に形成され
た堰を有する燃料電極側ガス分離板、この燃料電
極側ガス分離板上に重ねられ上記電解質溜に対応
する個所に切り抜きを有する燃料電極、この燃料
電極上にマトリツクスを介して重ねられた酸化剤
電極、この酸化剤電極上に重ねられこの酸化剤電
極側に対向する面に上記ガス供給溝と直交する位
置にガス供給溝を有する酸化剤電極側ガス分離
板、上記酸化剤電極側ガス分離板、酸化剤電極、
マトリツクス、燃料電極および燃料電極側ガス分
離板を貫通し電解質を注入する電解質通路、上記
燃料電極側ガス分離板の電解質溜から燃料電極マ
トリツクス酸化剤電極および酸化剤電極側ガス分
離板を貫通する空気抜き通路、上記電解質溜に挿
入され電解質を上記マトリツクスに含浸させる電
解質保持材、上記電解質通路と電解質溜に連通し
てこの電解質通路から注入される電解質を上記電
解質溜に導く横溝、この横溝の下側に設けられた
堰を備えてなる燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56122652A JPS5823166A (ja) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56122652A JPS5823166A (ja) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | 燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5823166A JPS5823166A (ja) | 1983-02-10 |
JPS6137736B2 true JPS6137736B2 (ja) | 1986-08-26 |
Family
ID=14841271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56122652A Granted JPS5823166A (ja) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | 燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5823166A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04148611A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-05-21 | Kubota Corp | 歩行型水田作業機 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4732822A (en) * | 1986-12-10 | 1988-03-22 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Internal electrolyte supply system for reliable transport throughout fuel cell stacks |
-
1981
- 1981-08-04 JP JP56122652A patent/JPS5823166A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04148611A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-05-21 | Kubota Corp | 歩行型水田作業機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5823166A (ja) | 1983-02-10 |
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