JPH0226344B2 - - Google Patents
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- JPH0226344B2 JPH0226344B2 JP56076884A JP7688481A JPH0226344B2 JP H0226344 B2 JPH0226344 B2 JP H0226344B2 JP 56076884 A JP56076884 A JP 56076884A JP 7688481 A JP7688481 A JP 7688481A JP H0226344 B2 JPH0226344 B2 JP H0226344B2
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
-
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマトリツクス型燃料電池に係り、特に
電池スタツクの温度分布を均一化して電池性能を
向上することを目的とする。
電池スタツクの温度分布を均一化して電池性能を
向上することを目的とする。
電池スタツク１は電解質マトリツクス２を挾持
した陰陽の各ガス電極３，４よりなる単位セル
と、両面に互に交錯するよう水素供給溝５及び空
気供給溝６を形成したカーボン製ガス分離板７と
を多数個積重して構成される。
した陰陽の各ガス電極３，４よりなる単位セル
と、両面に互に交錯するよう水素供給溝５及び空
気供給溝６を形成したカーボン製ガス分離板７と
を多数個積重して構成される。
電池スタツク１には、水素供給用の入口及び出
口マニホルド８，８′と空気供給用の入口及び出
口マニホルド９，９′とを有し、これらマニホル
ド８，８′及び９，９′を介して各反応ガスが陰陽
各電極背面に供給される。
口マニホルド８，８′と空気供給用の入口及び出
口マニホルド９，９′とを有し、これらマニホル
ド８，８′及び９，９′を介して各反応ガスが陰陽
各電極背面に供給される。
さて、電池作動中負荷電流密度が大きくなるに
従つて電池スタツク１の入口側温度（IN）と出
口側温度（OUT）との間の温度差が大きくなり、
たとえば出口温度が180〜190℃であれば入口温度
は100〜110℃程度でその差は70〜80℃にもなる。
従つて電池スタツク１の入口側温度（IN）と出
口側温度（OUT）との間の温度差が大きくなり、
たとえば出口温度が180〜190℃であれば入口温度
は100〜110℃程度でその差は70〜80℃にもなる。
通常スタツク１に供給される空気は、空冷式の
場合反応に必要な量の４〜５倍の大量であるか
ら、空気の入口側と出口側の温度差は流通空気量
を増大することにより、比較的小さくすることが
できる。
場合反応に必要な量の４〜５倍の大量であるか
ら、空気の入口側と出口側の温度差は流通空気量
を増大することにより、比較的小さくすることが
できる。
これに対し供給水素は反応に必要な量のせいぜ
い1.1〜1.2倍程度であるから水素の入口側と出口
側の温度差は空気の場合より著しく大きくなる。
い1.1〜1.2倍程度であるから水素の入口側と出口
側の温度差は空気の場合より著しく大きくなる。
電池の特性は第３図に示すように温度による影
響が大きいのでスタツク内の温度分布が上記の如
く不均一となると電池特性が低下するという問題
があつた。
響が大きいのでスタツク内の温度分布が上記の如
く不均一となると電池特性が低下するという問題
があつた。
本発明は陰極の水素入口側より出口側に向つて
触媒添加量を順次低減し、入口側から出口側に向
つて順次反応性を抑制することにより温度分布の
均一化を図るものである。
触媒添加量を順次低減し、入口側から出口側に向
つて順次反応性を抑制することにより温度分布の
均一化を図るものである。
以下本発明の目的を達成するための陰極の作成
法について説明する。
法について説明する。
陰極３は周知の如く拡散層Ｄと触媒層Ｃの二重
層に形成される拡散層Ｃはカーボンペーパーを弗
素樹脂（FEP）デイスパージヨンに浸漬して乾
燥後、熱処理を施して撥水性を付与したものであ
る。触媒層Ｃは、粒子状態で白金黒を付着したカ
ーボン粉末とPTFE微粉末とを、炭酸アンモニウ
ムの如きバルク材を加えたミネラルスピリツツ中
に混合し、濾過後混練してこれを拡散層Ｄ上に塗
着するか、予めシート状にして貼着する。前記バ
ルク材は熱処理により除去されて触媒層の孔性度
を向上する。
層に形成される拡散層Ｃはカーボンペーパーを弗
素樹脂（FEP）デイスパージヨンに浸漬して乾
燥後、熱処理を施して撥水性を付与したものであ
る。触媒層Ｃは、粒子状態で白金黒を付着したカ
ーボン粉末とPTFE微粉末とを、炭酸アンモニウ
ムの如きバルク材を加えたミネラルスピリツツ中
に混合し、濾過後混練してこれを拡散層Ｄ上に塗
着するか、予めシート状にして貼着する。前記バ
ルク材は熱処理により除去されて触媒層の孔性度
を向上する。
得られた触媒層Ｃは厚み0.1mm白金含有量0.1
mg／cm2程度であり、陰極３としての全厚みは0.2
〜0.3mmである。
mg／cm2程度であり、陰極３としての全厚みは0.2
〜0.3mmである。
次にアルコールにとかした塩化白金酸溶液を第
５図イに示すように前記触媒層面の水素入口側よ
り順次刷毛などで帯状に塗布し、乾燥後ホルマリ
ン溶液で前記塩化白金酸を白金黒に還元する。入
口側より出口側に向つて帯状C3，C2，C1に触媒
添加量を減少するために、塗布する回数を順次減
少し、入口側で0.3mg／cm2出口側で0.1mg／cm2（塩
化白金酸溶液を塗布しない。）程度になるように
調整する。
５図イに示すように前記触媒層面の水素入口側よ
り順次刷毛などで帯状に塗布し、乾燥後ホルマリ
ン溶液で前記塩化白金酸を白金黒に還元する。入
口側より出口側に向つて帯状C3，C2，C1に触媒
添加量を減少するために、塗布する回数を順次減
少し、入口側で0.3mg／cm2出口側で0.1mg／cm2（塩
化白金酸溶液を塗布しない。）程度になるように
調整する。
他の調整法として第５図ロに示すように触媒層
面入口側を底面とする三角状部分C′に前記と同様
の塗布を行い、残余部分を無塗布として残しても
よい。
面入口側を底面とする三角状部分C′に前記と同様
の塗布を行い、残余部分を無塗布として残しても
よい。
尚、第２図において１０は水素供給源、１１は
調整ダンパー１２を有する新鮮空気導入口、１３
は空気排出口、１４は空気出口側に設けた調整ダ
ンパーで、循環空気量と前記排出口１３からの排
気空気量との割合を調整し、スタツク１の温度を
所定値に制御する。
調整ダンパー１２を有する新鮮空気導入口、１３
は空気排出口、１４は空気出口側に設けた調整ダ
ンパーで、循環空気量と前記排出口１３からの排
気空気量との割合を調整し、スタツク１の温度を
所定値に制御する。
上述の如く本発明によれば電解質マトリツクス
を挾持する陰陽ガス電極と前記各電極背面に水素
及び空気を供給する溝を形成したガス分離板とを
交互に積重してなる電池スタツクにおいて、各陰
極の触媒層は水素の入口側より出口側に向つて触
媒添加量を順次低減させたから、入口側より出口
側に向つて電極の反応性従つて発熱は順次抑制さ
れ、スタツク内の温度分布を均一化して電池特性
を向上することができる。
を挾持する陰陽ガス電極と前記各電極背面に水素
及び空気を供給する溝を形成したガス分離板とを
交互に積重してなる電池スタツクにおいて、各陰
極の触媒層は水素の入口側より出口側に向つて触
媒添加量を順次低減させたから、入口側より出口
側に向つて電極の反応性従つて発熱は順次抑制さ
れ、スタツク内の温度分布を均一化して電池特性
を向上することができる。
第１図は電池スタツクを一部破断して示す要部
斜面図、第２図は燃料電池の反応ガス供給方式を
示す概要図、第３図は電極温度と電池電圧の関係
を示す特性図、第４図は陰極の断面図である。第
５図イ，ロはいずれも本発明による陰極触媒面の
異る実施例を示す図である。 １……電池スタツク、２……マトリツクス、
３，４……陰・陽のガス電極、５……水素供給
溝、６……空気供給溝、７……ガス分離板、Ｃ…
…触媒層、Ｄ……拡散層。
斜面図、第２図は燃料電池の反応ガス供給方式を
示す概要図、第３図は電極温度と電池電圧の関係
を示す特性図、第４図は陰極の断面図である。第
５図イ，ロはいずれも本発明による陰極触媒面の
異る実施例を示す図である。 １……電池スタツク、２……マトリツクス、
３，４……陰・陽のガス電極、５……水素供給
溝、６……空気供給溝、７……ガス分離板、Ｃ…
…触媒層、Ｄ……拡散層。
Claims (1)
- １ 電解質マトリツクスを挾持する陰陽ガス電極
と、前記各電極背面に水素及び空気を供給する溝
を形成したガス分離板とを交互に積重してなる電
池スタツクを備え、前記各陰極の触媒層は水素の
入口側より出口側に向つて触媒添加量を順次低減
させ、前記スタツクの温度分布を均一化せしめた
ことを特徴とするマトリツクス型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56076884A JPS57191963A (en) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | Matrix-type fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56076884A JPS57191963A (en) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | Matrix-type fuel cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57191963A JPS57191963A (en) | 1982-11-25 |
| JPH0226344B2 true JPH0226344B2 (ja) | 1990-06-08 |
Family
ID=13618056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56076884A Granted JPS57191963A (en) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | Matrix-type fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57191963A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0578146U (ja) * | 1991-09-24 | 1993-10-22 | 日新電機株式会社 | 限流しゃ断器 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9324101D0 (en) * | 1993-11-23 | 1994-01-12 | Johnson Matthey Plc | Improved manufacture of electrodes |
| US20050095494A1 (en) | 2003-11-03 | 2005-05-05 | Fuss Robert L. | Variable catalyst loading based on flow field geometry |
| DE102009001153B4 (de) | 2008-07-29 | 2026-02-12 | Robert Bosch Gmbh | Elektrodenelement |
| CN111463442A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-28 | 上海电气集团股份有限公司 | 催化剂层、燃料电池膜电极及其制备方法 |
| CN116722152A (zh) * | 2022-07-18 | 2023-09-08 | 华氢新能源(无锡)有限公司 | 一种用于燃料电池的非均一膜电极组件及燃料电池 |
-
1981
- 1981-05-20 JP JP56076884A patent/JPS57191963A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0578146U (ja) * | 1991-09-24 | 1993-10-22 | 日新電機株式会社 | 限流しゃ断器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57191963A (en) | 1982-11-25 |
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