TWI332726B - - Google Patents

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1332726 (1) ' 九、發明說明 * 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於燃料電池之技術。 【先前技術】 近年來，個人電腦、行動電話等各種電子機器，伴隨 著半導體技術的發達而被小型化，燃料電池也被嘗試用於 φ 這些小型機器用的電源。燃料電池僅供給燃料與氧化劑即 可發電，因爲具有只需補充/交換燃料就可以連續發電的 優點，所以只要能夠小型化的話，對於攜帶型電子機器的 動作將會是極爲有利的系統。特別是直接甲醇型燃料電池 (DMFC : direct methanol fuel cell)使用能量密度高的 甲醇做爲燃料，因爲在電極觸媒上直接從甲醇取出電流， 所以連改質器也不需要而可以小型化，燃料的操作也比氫 氣燃料來得容易，所以有希望作爲小型機器用電源。 • DMFC以燃料的供給方法來分類的話，可以舉出將液 體燃料氣化之後以吹送器（blower)等送入燃料電池內的 氣體供給型DMFC，及將液體燃料直接以泵等送入燃料電 池內的液體供給型DMFC，以及在電池內使液體燃料氣化 供給至陽極的內部氣化型DMFC等。內部氣化型DMFC 之一例揭示於日本專利公報第3413111號。 專利公報第34131 1 1號所示之內部氣化型DMFC具備 保持液體燃料之燃料浸透層，燃料浸透層中保持的液體燃 料之中供使氣化成分擴散之用的燃料氣化層。藉由這樣的 -5- (2) 1332726 ' 構成，對燃料極供給氣化的液體燃料。 • 日本特開2001 -283888號公報也係關於內部器化型 DMFC者’揭示著藉由在燃料極的側面設有防止液體燃料 洩漏之用的燃料洩漏防止膜之起電部的外周，亦即在容器 與氧化劑氣體氣體流路之間以及在容器與燃料浸透層之間 分別設置保溫材，而使電池反應的反應熱不會散發至外部 的方式爲之，而長時間安定地取出其輸出。 φ 然而，特開2001 -283888號公報所記載之燃料電池， 因爲具有保溫材與燃料浸透層相接的構成，所以甲醇氣化 量增加而對氧化劑極的甲醇透過量變多，而會有由於交叉 (crossover )而無法得到高輸出的問題。 【發明內容】 〔發明之揭示〕 本發明之目的在於提供改善輸出特性的燃料電池。 〔供解決課題之手段〕 相關於本發明之燃料電池，其特徵爲具備：包含陽極 、陰極、以及被配置於前述陽極及前述陰極之間的電解質 膜的膜電極接合體，貯藏液體燃料的燃料貯藏部，使前述 液體燃料之氣化成分供給至陽極之用的燃料氣化部，抑制 水由前述陰極蒸散之用的保濕板，及被配置於前述保濕的 外側而具有氧化劑導入口的蓋子，以及被層積於前述蓋子 的外面及內面之中至少任一且在與前述氧化劑導入口對向 -6- (3) 1332726 ' 的處所具有開口部的第1絕熱性構件。 • 此外，相關於本發明之燃料電池，其特徵爲具備：包 含陽極、陰極與被配置於前述陽極與前述陰極之間的電解 質膜的膜電極接合體，及貯藏液體燃料之燃料貯藏部，及 被配置於前述膜電極接合體的前述陽極上的陽極集電部， 及被配置於前述膜電極接合體的前述陰極上的陰極集電部 ，及被層積於前述陽極集電部及前述陰極集電部且具有氣 Φ 體透過孔的絕熱性構件。 此外，相關於本發明之燃料電池，其特徵爲具備：包 含陽極、陰極、以及被配置於前述陽極及前述陰極之間的 電解質膜的膜電極接合體，貯藏液體燃料的燃料貯藏部， 被配置於前述陰極的外側而具有氧化劑導入口的蓋子，以 及被層積於前述蓋子的外面及內面之中至少任一且在與前 述氧化劑導入口對向的處所具有開口部的第1絕熱性構件 〇 • 此外，相關於本發明之燃料電池，其特徵爲具備：包 含陽極、陰極與被配置於前述陽極與前述陰極之間的電解 質膜的膜電極接合體，及貯藏液體燃料之燃料貯藏部，及 被配置於前述膜電極接合體的前述陽極上的陽極集電部， 及被配置於前述膜電極接合體的前述陰極上的陰極集電部 ’及被層積於前述陽極集電部及前述陰極集電部且具有氣 體透過孔的絕熱性構件。 【實施方式】 (4) 1332726 ' 〔供實施發明之最佳型態〕 * 以下，參照圖面說明相關於本發明之實施型態。 〔第1實施形態〕 保濕板，因爲可以抑制水分由陰極蒸發，所以可以伴 隨著發電反應而使陰極中的水分保持量增加，可以做出陰 極的水分保持量比陽極還多的狀態。結果，因爲可以促進 φ 陰極中的水通過電解質膜擴散至陽極的反應，所以會使陽 極之觸媒反應的反應電阻降低。 藉由第1絕熱性構件保溫蓋子的外面，可以蓋子緩和 激烈的溫度下降，可以縮小保濕板與蓋子的溫度差。結果 ，可以抑制在保濕板的水分凝縮（或者是水分液化），所 以可以減少由於平化（flating )所導致在陰極之水阻塞。 因此，可以對陽極安定供給氧化劑氣體。這些結果，可以 提高燃料電池的輸出特性。 • 此外，將第1絕熱性構件層積於蓋子的內面也可以抑 制在保濕板之水分凝縮（或者水分液化）。結果，可以減 少由於平化倒置在陰極之水阻塞，所以可對陰極安定供給 氧化劑氣體。這些結果，可以提高燃料電池的輸出特性。 依照圖1〜圖2說明相關於第1實施型態之燃料電池 。圖1係相關於本發明之第I實施型態之直接甲醇型燃料 電池之剖面圖。圖2係顯示圖1之絕熱性構件之平面圖。 如圖1所示，膜電極接合體（MEA) 1，具備：由陰 極觸媒層2a及陰極氣體擴散層2b所構成的陰極（氧化劑 -8- (5) 1332726 ' 極）3，由陽極觸媒層4a及陽極氣體擴散層4b所構成的 ' 陽極（燃料極）5，及被配置於陰極觸媒層2a與陽極觸媒 層4a之間的質子傳導性的電解質膜6。 陰極觸媒層2a，最好包含陰極觸媒粒子以及質子傳 導性樹脂。另一方面，陽極觸媒層4a，最好包含陽極觸 媒粒子以及質子傳導性樹脂。 陰極觸媒及陽極觸媒，例如可以舉出白金族元素之單 • 體金屬（Pt，Ru，Rh，Ir，Os，Pd等），或含有白金族元素 的合金等。於陰極觸媒，最好使用白金，但並不以此爲限 。於陽極觸媒，最好使用對於甲醇或一氧化碳的耐性較強 的Pt-Ru，但不以此爲限。此外，可以使用例如碳素材料 之類的導電性擔持體之擔持觸媒，亦可使用無擔持觸媒。 陰極觸媒層2a、陽極觸媒層4a以及質子傳導性之電 解質膜6所包含的質子傳導性樹脂，例如可以使用全氟碳 磺酸之類的具有磺酸基之氟系樹脂，具有磺酸基之烴基系 • 樹脂，鎢酸或鎢磷酸等無機物。 陰極觸媒層2a被層積於陰極氣體擴散層2b，且陽極 觸媒層4a被層積於陽極氣體擴散層4b。陰極氣體擴散層 2b也擔任對陰極觸媒層2a均勻供給氧化劑氣體的角色。 另一方面，陽極氣體擴散層4b發揮對陽極觸媒層4a均勻 供給燃料的功能。陰極氣體擴散層2b以及陽極氣體擴散 層4b例如可以使用多孔質碳紙（carb〇n paper )。 作爲陽極集電部之陽極導電層7，被層積於膜電極接 合體1之陽極氣體擴散層4b»另一方面，作爲陰極集電 -9- (6) 1332726 ' 部之陰極導電層8,被層積於膜電極接合體1之陰極氣體 * 擴散層2b。陽極導電層7以及陰極導電層8係提高陰極 以及陽極的導電性之用者。此外，陽極導電層7以及陰極 導電層，被開口有供透過氧化劑氣體或者氣化燃料之用的 氣體透過孔（未圖示）。陽極導電層7以及陰極導電層， 例如可以使用在PET基材上擔持金箔之金電極。 矩形框狀的密封材9之一方，在質子傳導性電解質膜 φ 6上以包圍陰極3的周圍的方式被形成。此外，另一方， 在質子傳導性電解質膜6的相反側之面上以包圍陽極5的 周圍的方式被形成。密封材9係作爲供防止由膜電極接合 體1發生燃料洩漏或氧化劑氣體洩漏之用的〇環而發揮 功能。 在膜電極接合體1之陽極側（在圖1爲膜電極接合體 1的下方），被配置做爲燃料貯藏部之液體燃料槽10。於 液體燃料槽10，收容有由液體的甲醇或由甲醇水溶液所 • 構成的液體燃料11。甲醇水溶液的濃度最好爲超過50莫 耳百分比之高濃度。此外，純甲醇的濃度最好爲95重量 百分比以上100重量百分比以下。又，液體燃料槽10所 收容的液體燃料不限於甲醇燃料，例如可以爲乙醇水溶液 或純乙醇等乙醇燃料、丙醇水溶液或純丙醇等丙醇燃料、 乙二醇水溶液或純乙二醇等乙二醇燃料、二甲基醚、蟻酸 (甲酸）或者其他液體燃料。無論是哪一種，都收容因應 於燃料電池的液體燃料。 液體燃料槽10與陽極5之間，配置有將液體燃料的 -10- (7) 1332726 ' 氣化成分供給至陽極之用的燃料氣化部，例如氣液分離膜 '12»氣液分離膜12，係僅使液體燃料的氣化成分透過， 而液體燃料不能透過之膜。液體燃料之中僅有氣化成分透 過氣液分離膜12而可以對陽極5供給氣化燃料。於氣液 分離膜12，例如可以使用疏水性的多孔質膜。 氣液分離膜12與陽極導電層7之間配置有框13。被 框13包圍的空間，作爲供調整對陽極的氣化燃料的供給 φ 量之用的氣化燃料收容室14而發揮功能。 另一方面，於膜電極接合體1之陰極導電層8，被層 積抑制於陰極觸媒層2a產生的水之蒸散的保濕板15。保 濕板15最好以對甲醇爲非活性，具有耐溶解性、透氧性 及透濕性之絕緣材料來形成。作爲這樣的絕緣材料，例如 可以舉出聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴。 被形成複數個氧化劑氣體（例如空氣）的導入口 16 的蓋子17被層積於保濕板15上。蓋子17爲了要發揮加 # 壓包含膜電極接合體1的疊層（stack )而提高其密接性 的功能，例如以SUS3 04、碳素鋼、不銹鋼、合金鋼、鈦 合金、鎳合金之類的金屬所形成。 第1絕熱性構件18，包覆蓋子17的外側表面。第1 絕熱性構件1 8，如圖2所示，係由在與氧化劑導入口 1 6 對向的處所被開口氣體透過孔19的絕熱材薄片所形成。 絕熱材之熱傳導率，爲0.01W/(m· K)以上，lW/(m· K)以下之範圍內較佳》此外，作爲絕熱材，最好具有耐 酸性及耐溶劑性，例如聚乙烯（PE)、聚對苯二甲酸乙二

-11 - < S (8) 1332726 ' 醇酯（PET )、聚醚酸酮（PEEK ) 、PPS (聚苯 • PEI (聚醚醯亞胺）、PI (聚醯亞胺）、PTFE ( 烯）等比較硬質系之樹脂或玻璃纖維環氧樹脂等 於這樣構成的燃料電池，產生電流（電子的 所謂的發電反應的樣子詳述如下。 液體燃料槽10內的液體燃料，其氣化成分 分離膜12供給至陽極（亦稱爲燃料極）觸媒層 φ 極觸媒層4a，藉由燃料的氧化反應產生質子（ 子（e_)。例如，做爲燃料使用甲醇的場合，在 層4a發生的觸媒反應顯示於下列式（1)。 CH30H + H20— C02 + 6H + + 6e· ( 1 ) 在陽極觸媒層4a產生的質子（H+)，通過 性膜6擴散往陰極（也稱爲空氣極）觸媒層2a 同時，在陽極觸媒層4a產生的電子，流動於被 料電池的外部電路，對於外部電路的負荷（電阻 • ，然後流入陰極觸媒層2a。 空氣等氧化劑氣體，由第1絕熱性構件18 過孔19以及蓋子17的氧化劑導入口 16通過陰 8以及陰極氣體擴散層2b供給至陰極觸媒層2a 氣體中之氧氣，通過質子傳導性膜6擴散而來。 )與流經外部電路而來的電子（e_) —起發生還 產生反應生成物。例如作爲氧化劑氣體使用空氣 空氣所含的氧氣在陰極觸媒層2a產生的反應如~ί )所示，此場合反應生成物爲水（Η20)。 硫酸）、 聚四氟乙 〇 流動）之 通過氣液 4a。於陽 H+ )與電 陽極觸媒 質子傳導 。此外在 接續於燃 等）作功 的氣體透 極導電層 。氧化劑 質子（H + 原反應， 的場合， 7列式（2 -12- (9) 1332726 * 1 .5 02 + 6H + + 6e — 3 H20 (2) * 藉由此式（1)與式（2)同時發生，而達成做爲燃料 電池之發電反應。總的燃燒反應顯示於下列式（3) ° CH30H+1 .5 〇2— C02 + 2H20 (3) 因爲陰極3與蓋子17之間被配置有保濕板15，所以 抑制水分由陰極3蒸發’伴隨著發電反應的進行陰極觸媒 層2a中的水分保持量增加。因此，可以作出陰極觸媒層 φ 2a的水分保持量比陽極觸媒層4a的水分保持量還要多的 狀態。結果，藉由滲透壓現象，產生於陰極觸媒層2a的 水通過質子傳導性膜6移動至陽極觸媒層4a而可以促進 反應。藉此，可以降低陽極5之觸媒反應的反應電阻。 第1絕熱性構件〗8，因爲可以抑制觸媒反應及燃燒 反應所產生的熱由蓋子17放熱，所以可以縮小蓋子17與 保濕板15之溫度差。結果，可以抑制在保濕板15的水分 凝縮（或者是水分液化），所以可以減少由於平化（ φ flating)所導致在陰極3之水阻塞。藉此，可以對陰極3 安定供給氧化劑氣體。 這些結果，可以提高燃料電池的輸出特性。 進而再由燃料槽10至氣化燃料收容室14爲止，未設 有絕熱性構件，所以可避免液體燃料的異常揮發。 在前述之圖1係將第1絕熱性構件18層積於蓋子17 的外面，但亦可層積於蓋子17的內面。此一例顯示於圖 6 ° 如圖6所示，藉由將第1絕熱性構件18層積於蓋子 -13- (10) 1332726 17的內面，可以抑制在保濕板15的水分凝縮 分液化），所以可以減少由於平化（flating ) 極3之水阻塞。藉此，可以對陰極3安定供給 ，所以可提高燃料電池的輸出特性。此外，亦 熱性構件18層積於蓋子17的內面與外面雙方 〔第2實施形態〕 藉由在陽極集電部及陰極集電部層積絕熱 以使液體燃料不異常揮發，而可以保溫膜電極 由提高陽極反應速度，而提高燃料利用效率， 叉（crossover)等燃料損失。結果，可以減少 導致電位降低，而可以提高輸出特性。此外， 體，伴隨著發電反應而反覆體積膨脹/收縮的 爲絕熱性構件之間夾著膜電極接合體，所以可 體積膨脹收縮所導致的密接性降低，而可以減 。藉由這些結果，也可以提高燃料電池的輸出 依照圖3說明相關於第2實施型態之燃料 係相關於本發明之第2實施型態之直接甲醇型 剖面圖。針對與前述圖1〜圖2所說明的相同 相同符號而省略其說明。 在相關於第2實施型態的燃料電池，取代 構件，使用第2絕熱性構件20a，20b。第2 2 0a，被配置於陰極導電層8與保濕板15之間 2絕熱性構件2 0b，被配置於陽極導電層7與相 (或者是水 所導致在陰 氧化劑氣體 可將第1絕 之面。 性構件，可 接合體。藉 所以減少交 由於交叉而 膜電極接合 循環，但因 以抑制由於 低接觸電阻 特性。 電池。圖3 燃料電池之 構件，賦予 第1絕熱性 絕熱性構件 。此外，第 ί 1 3之間。 -14- (11) 1332726 ' 第2絕熱性構件20a，20b，由被開口成爲氧化劑氣體或者 * 氣化燃料的通路的氣體透過孔21的絕熱性薄片所形成》 絕熱材之熱傳導率，爲0.01W/(m· K)以上，lW/(m· K)以下之範圍內較佳。此外，作爲絕熱材，最好具有耐 酸性及耐溶劑性，例如可以舉出苯乙烯丁二烯橡膠（SBR )、NBR (丙烯氰丁二烯橡膠）、乙烯丙烯橡膠（EPDM )、氟化橡膠、矽橡膠、丙烯酸酯橡膠、聚氨酯橡膠等橡 φ 膠材料，不織布、毛氈等纖維材料，發泡聚乙烯，發泡聚 苯乙烯等發泡系材料，真空絕熱材等。第2絕熱性構件 2 0 a，2 0b，亦可具有相同熱傳導率，亦可具有不同的熱傳 導率。 藉由在陽極集電層7及陰極集電層8配置第2絕熱性 構件20a，20b，可以使液體燃料不異常揮發，而可以保溫 膜電極接合體1。藉由提高陽極反應速度，而提高燃料利 用效率，所以減少交叉（crossover)等燃料損失。結果， φ 可以減少由於交叉而導致電位降低，而可以提高輸出特性 。此外，膜電極接合體1，伴隨著發電反應而反覆體積膨 脹/收縮的循環，但因爲第2絕熱性構件2 0a，2 0b之間夾 著膜電極接合體1，所以可以抑制由於體積膨脹收縮所導 致的密接性降低，而可以減低接觸電阻。藉由這些結果， 也可以提高燃料電池的輸出特性。 相關於第2實施型態的燃料電池，可以具備保濕板 15，也可以不具備，但在具備的場合，膜電極接合體1藉 由第2絕熱性構件20a，20b保溫，可以抑制由於平化而導 -15- (12) 1332726 致在陰極3之水阻塞。其結果，可以謀求輸出特性的安定 • 化。 〔第3實施形態〕 參照圖4說明相關於第3實施型態之燃料電池。圖4 係相關於本發明之第3實施型態之直接甲醇型燃料電池之 剖面圖。針對與前述圖1〜圖3所說明的相同構件，賦予 φ 相同符號而省略其說明。 在相關於第3實施型態的燃料電池，使用第1絕熱性 構件18與第2絕熱性構件2 0a，2 0b雙方。第1絕熱性構 件18可以如圖4所示配置於蓋子17的外面，但亦可配置 於蓋子17的內面。進而，亦可配置於蓋子17的外面以及 內面雙方之面。 根據相關於第3實施型態的燃料電極，可以防止由於 平化導致在陰極3之水阻塞，達成膜電極接合體1之保溫 φ 以及接觸電阻的降低，所以可以充分提高輸出特性。藉由 充分達成膜電極接合體1的保溫，提高陽極反應速度’而 提高燃料利用效率，所以減少交叉（crossover)等燃料損 失。結果，可以減少由於交叉而導致電位降低’而可以提 高輸出特性。 第1絕熱性構件的熱傳導率[W/(m · 1〇]爲λ! ’第2 絕熱性構件的熱傳導率[W/(m · Κ)]爲λ2時’最好滿足滿 足λ,/ΙΟΟ^λ^λ,/ΙΟ。藉由使熱傳導率12達λ,/100以上 ，能夠使膜電極接合體1以伴隨著發電的反應熱而充分保 -16- (13) 1332726 - 溫。此外，藉由使熱傳導率12達Xi/io以下，可以使伴隨 . 著發電的反應熱透過第2絕熱性構件傳達至保濕板，所以 可縮小膜電極接合體與保濕板之溫度差。亦即，藉由滿足 λ,/ΙΟΟ^λζ^λ,/ΙΟ，可以進而提高燃料電池的輸出特性。 以下，參照圖面詳細說明本發明之實施例。 (實施例1 ) 〈陽極觸媒層之製作〉 在擔持陽極用觸媒粒子（Pt:Ru=l:l)的碳黑添加作 爲質子傳導性樹脂之全氟碳磺酸溶液（全氟碳磺酸的濃度 爲20重量百分比），與作爲分散媒之水以及甲氧基丙醇 ，使前述觸媒擔持碳黑分散而調製糊狀物（paste )。將 所得之糊塗布於作爲陽極氣體擴散層之多孔質碳紙，得到 厚度100μηι之陽極觸媒層。 〈陰極觸媒層之製作〉 在擔持陰極用觸媒粒子（ΡΟ的碳黑，添加作爲質子 傳導性樹脂之全氟碳磺酸溶液（全氟碳磺酸的濃度爲20 重量百分比），與作爲分散媒之水以及甲氧基丙醇，使前 述觸媒擔持碳黑分散而調製糊狀物（paste )。將所得之 糊塗布於作爲陰極氣體擴散層之多孔質碳紙，得到厚度 ΙΟΟμπι之陰極觸媒層。 〈膜電極接合體（ΜΕΑ)之製作〉 -17- (14) 1332726 " 如前所述製作之陽極觸媒層與陰極觸媒層之間，作爲 • 電解質膜配置厚度50μιη、含水率10〜20重量百分比之全 氟碳磺酸膜（商品名nafion膜，杜邦公司製造），藉由 對這些施以熱壓，得到30mmx30mm之膜電極接合體（ MEA )。 於膜電極接合體之陽極氣體擴散層，層積在PET基 材黏接金箔之厚度爲ΙΟΟμιη的陽極集電部。此外，於膜 φ 電極接合體之陰極氣體擴散層，層積在PET基材黏接金 箔之厚度爲ΙΟΟμιη的陰極集電部。 作爲保濕板，準備厚度爲500μιη，透氣度爲2秒 /100cm3 (根據JIS Ρ-8117所規定之測定方法），透濕度 爲4 00 0g/m2 24h (根據JIS L-1 099 A-1所規定之測定方法 )之聚乙烯製多孔質薄膜。 此外，作爲氣液分離膜，準備厚度爲2 ΟΟμιη的矽橡 膠薄片。 φ 作爲第1絕熱性構件，如前述圖2所示在與蓋子之氧 化劑導入口對向的位置設氣體透過孔，準備熱傳導率 爲0.25[W/(m · K)]，厚度爲2mm之PEEK製之板。 將所得到的膜電極接合體，與保濕板、氣液分離膜以 及第1絕熱性構件組合，組成具有前述圖1、2所示的構 造，相關於第1實施型態的內部氣化型直接甲醇型燃料電 池。又，於燃料槽，供給純度達9 9.9重量百分比之純甲 醇。 -18- (15) 1332726 ‘ (實施例2) ' 除了取代第1絕熱性構件而將第2絕熱性構件，層積 於膜電極接合體上的陽極集電部及陰極集電部以外，與前 述實施例1所說明的同樣進行，而組裝出具有前述圖3所 示的構造，而相關於第2實施型態的內部氣化型直接甲醇 型燃料電池。 於第2絕熱性構件，使用熱傳導率12爲〇.〇l[W/(m · φ K)]，厚度爲1mm，具有通過氧化劑氣體或者氣化燃料的 氣體透過孔之真空絕熱材。 (實施例3 ) 於實施例1之燃料電池的膜電極接合體上的陽極集電 部及陰極集電部層積第2絕熱性構件，組裝具有前述圖4 所示的構造，相關於第3實施型態的內部氣化型直接甲醇 型燃料電池。於第2絕熱性構件，使用與實施例2所說明 # 的相同種類之材料。第1絕熱性構件的熱傳導率λ,，與 第2絕熱性構件的熱傳導率λ2之間，成立λ2=λι/25之關 係’滿足 λι/100$λ2$λι/10。 (比較例） 除了將第1絕熱性構件設置於包含由燃料槽10至蓋 子17爲止的全面以外，與前述實施例】所說明的相同， 組裝內部氣化型之直接甲醇型燃料電池。 針對這些燃料電池’測定電池中心溫度以及最大輸出 -19- (16) 1332726 ' ，以實施例3之最大輸出以及電池溫度爲100而顯示其結 • 果於圖5。 由圖5可知，實施例1〜3之燃料電池，與比較例之 燃料電池相比最高輸出較高。在蓋子的外表面配置第1絕 熱性構件的實施例1、3之燃料電池的輸出特性與在陽極 集電部及陰極集電部配置第2絕熱性構件的實施例2的燃 料電池的輸出特性相比性能較優。 φ 在比較例之燃料電池，如前述日本特開2001 -283888 號公報所示於起電部的外周部配置絕熱性構件，所以液體 燃料之甲醇的揮發量很多，由於甲醇交叉（crossover)而 導致輸出降低。 又，本發明並不以前述實施型態爲限定，在實施階段 於不逸脫本發明的趣旨的範圍可加以將構成要素變形而具 體化。此外，藉由適當組合前述實施型態所揭示的複數構 成要素，可以形成種種發明。例如，亦可由實施型態所示 • 之全構成要素削除幾個構成要素。進而，亦可跨不同的實 施型態適當組合構成要素。 例如，在前述說明，做爲燃料電池的構成說明在膜電 極接合體（ME A )的下部具有燃料貯藏部的構造，但亦可 在燃料貯藏部與MEA之間配置流路，使燃料貯藏部內的 液體燃料通過流路供給給MEA »此外，做爲燃料電池本 體的構成舉被動型的燃料電池爲例加以說明，但對於主動 型的燃料電池，進而在燃料供給等部分使用泵等之半被動 型燃料電池也可以適用本發明。即使是這些構成，也可得 -20- S ) (17) 1332726 與前述說明相同的作用效果。 〔產業上利用可能性〕 根據本發明，可以提供改善輸出特性的燃料電池。 【圖式簡單說明】 圖1係相關於本發明之第1實施型態之直接甲醇型燃 Φ 料電池之剖面圖。 圖2係顯示圖1之絕熱性構件之平面圖。 圖3係相關於本發明之第2實施型態之直接甲醇型燃 料電池之剖面圖。 圖4係相關於本發明之第3實施型態之直接甲醇型燃 料電池之剖面圖。 圖5係第1〜3實施例以及比較例之直接甲醇型燃料 電池之最大輸出與電池溫度之關係之特性圖。 • 圖6係相關於本發明之第1實施型態之其他的直接甲 醇型燃料電池之模式剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 :膜電極接合體（MEA ) 2a :陰極觸媒層 2b:陰極氣體擴散層 3 :陰極（氧化劑極） 4a :陽極觸媒層 -21 - (18) 1332726 ' 4b:陽極氣體擴散層 * 5:陽極（燃料極） 6 :電解質膜 7 :陽極導電層 8 :陰極導電層 9 :密封材 10 :液體燃料槽 φ 11 :液體燃料 12 :氣液分離膜 13 :框 14:氣化燃料收容室 15 :保濕板 16 :導入口 17 :蓋子 1 8 :第1絕熱性構件 φ 1 9 :開口部 20a，20b :第2絕熱性構件 2 1 :氣體透過孔 -22-

Claims (1)

1332726 t (1)公告本 十、申請專利範圍 w 1. 一種燃料電池，其特徵爲具備：包含陽極、陰極、 以及被配置於前述陽極及前述陰極之間的電解質膜的膜電 極接合體，貯藏液體燃料的燃料貯藏部，被配置於前述陰 極的外側而具有氧化劑導入口的蓋子，以及被層積於前述 蓋子的外面及內面之中至少任一且在與前述氧化劑導入口 對向的處所具有開口部的第1絕熱性構件。 i 2.如申請專利範圍第1項之燃料電池，其中具備：被 配置於前述膜電極接合體之前述陰極上的陰極集電部，及 被配置於前述膜電極接合體的前述陽極上的陽極集電部， 及被層積於前述陰極集電部與前述陽極集電部而具有氣體 透過孔的第2絕熱性構件。 3. 如申請專利範圍第2項之燃料電池，其中前述第1 絕熱性構件的熱傳導率[”/(111«1<：)]爲λ!，前述第2絕熱 性構件的熱傳導率[W/(m· Κ)]爲λ2時，滿足λ,/ΙΟΟ^λζ 丨 ‘ λ"1 0。 4. 如申請專利範圍第1項之燃料電池，其中進而具備 供將前述液體燃料之氣化成分供給至前述陽極之用的燃料 氣化部，與供抑制水由前述陰極蒸散的保濕板，前述蓋子 被配置於前述陰極及前述保濕板的外側。 5·—種燃料電池，其特徵爲具備：包含陽極、陰極與 被配置於前述陽極與前述陰極之間的電解質膜的膜電極接 合體，及貯藏液體燃料之燃料貯藏部，及被配置於前述膜 電極接合體的前述陽極上的陽極集電部，及被配置於前述 -23- (2) (2)1332726 膜電極接合體的前述陰極上的陰極集電部，及被層積於前 述陽極集電部及前述陰極集電部且具有氣體透過孔的絕熱 性構件。 6.如申請專利範圍第5項之燃料電池，其中進而具備 供將前述液體燃料的氣化成分供給至前述陽極之用的燃料 氣化部。

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