JPH03182052A - 多孔質電極及びその使用方法 - Google Patents
多孔質電極及びその使用方法Info
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- JPH03182052A JPH03182052A JP1319009A JP31900989A JPH03182052A JP H03182052 A JPH03182052 A JP H03182052A JP 1319009 A JP1319009 A JP 1319009A JP 31900989 A JP31900989 A JP 31900989A JP H03182052 A JPH03182052 A JP H03182052A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、アルカリ電解液や固体高分子電解質などを用
いたガス燃料電池あるいは水電解プロセス等に用いて有
用な多孔質電極及びその使用方法に関する。
いたガス燃料電池あるいは水電解プロセス等に用いて有
用な多孔質電極及びその使用方法に関する。
〈従来の技術〉
従来より、アルカリ電解液燃料電池、固体高分子電解質
燃料電池などのガス燃料電池は、水素やメタノールなど
の燃料ガスと酸素とを用いて高効率で電気エネルギを得
るものとして周知である。これらガス燃料電池は、アル
カリ電解液を吸蔵する電解質膜あるいは固体電解質膜の
両面に接合されるガス拡散電極を有しており、これらの
ガス拡散電極と電解質との接触面で主に電池反応を生じ
させて電気ニネルギを取り出すものである。一方、同様
の構成として、画電極に通電することにより水電解を行
う水電解プロセスも知られている。
燃料電池などのガス燃料電池は、水素やメタノールなど
の燃料ガスと酸素とを用いて高効率で電気エネルギを得
るものとして周知である。これらガス燃料電池は、アル
カリ電解液を吸蔵する電解質膜あるいは固体電解質膜の
両面に接合されるガス拡散電極を有しており、これらの
ガス拡散電極と電解質との接触面で主に電池反応を生じ
させて電気ニネルギを取り出すものである。一方、同様
の構成として、画電極に通電することにより水電解を行
う水電解プロセスも知られている。
このようなガス燃料電池や水電解プロセスで用いられろ
ガス拡散′:4極は、導電性の他、電解液若しく:よ電
解質中の水;よ通過させないが燃料ガスや酸素は通過さ
せるという性質を有する必要がある。したがって、従来
のガス拡散電極は一般に第7図に示すような構造を有し
ている。
ガス拡散′:4極は、導電性の他、電解液若しく:よ電
解質中の水;よ通過させないが燃料ガスや酸素は通過さ
せるという性質を有する必要がある。したがって、従来
のガス拡散電極は一般に第7図に示すような構造を有し
ている。
第7図に示すように、このガス拡散膜Jli01は反応
y、02にガス拡散膜03を接合してなる。ここで、反
応膜02は疎水性カーボン及びフッ素樹脂などの疎水性
樹脂からなり、これに触媒を担持させた親水性カーボン
微粒子若しくは触媒微粒子を分散させたものである。
y、02にガス拡散膜03を接合してなる。ここで、反
応膜02は疎水性カーボン及びフッ素樹脂などの疎水性
樹脂からなり、これに触媒を担持させた親水性カーボン
微粒子若しくは触媒微粒子を分散させたものである。
電解質と接触するの:よこの反応膜02であり、反応膜
021よ電解液や水を透過させる性質を有している。一
方、ガス拡散膜03iよ、通気性はあるが通水性は有さ
ないものであり、疎水性カーボン及びフッ素樹脂などの
疎水性樹脂からなる。
021よ電解液や水を透過させる性質を有している。一
方、ガス拡散膜03iよ、通気性はあるが通水性は有さ
ないものであり、疎水性カーボン及びフッ素樹脂などの
疎水性樹脂からなる。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上述した従来のガス拡散電極01ばガス
拡散膜03が撥水性を有するので次のような問題が生じ
る。
拡散膜03が撥水性を有するので次のような問題が生じ
る。
例えば固体電解質燃料電池では、固体電解質を常に湿潤
状態とするために加湿する必要があるが、この加湿のた
めに水蒸気を用いなければならない。したがって、急速
に負荷が上昇したときにも加湿速度を大きくできず、急
速な負荷増加に伴う発熱で電解質が乾燥して性能が急速
に低下してしまうという問題がある。
状態とするために加湿する必要があるが、この加湿のた
めに水蒸気を用いなければならない。したがって、急速
に負荷が上昇したときにも加湿速度を大きくできず、急
速な負荷増加に伴う発熱で電解質が乾燥して性能が急速
に低下してしまうという問題がある。
また、水電解プロセスにおいても、ガス拡散電極を介し
て電解質に水を供給することができないので連続して水
電解を行うことができないという問題がある。
て電解質に水を供給することができないので連続して水
電解を行うことができないという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑み、接触する電解質に水分
をも供給できる多孔質電極及びその使用方法を提供する
ことを目的とする。
をも供給できる多孔質電極及びその使用方法を提供する
ことを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
上記目的を達成する本発明に係る多孔質電極;よ、疎水
性カーボン及び疎水性樹脂からなり通気性を有するガス
拡散膜に、触媒を担持させた親水性カーボン微粒子若し
くは触媒微粒子を含有する、疎水性カーボン及び疎水性
樹脂からなる反応膜を接合してなる電極であって、少な
くとも上記ガス拡散膜をその厚さ方向に貫通する貫通部
を有し、該貫通部内には必要に応じて親水部が存在する
ことを特徴とする。また、その使用方法は、上記構成の
多孔質電極をガス燃料電池又は水電解プロセスの陽極及
び/又は陰極とし、反応膜を有しない側から反応膜側へ
気液混相流を供給することを特徴とし、また、上記構成
の多孔質電極をガス燃料電池又は水電解プロセスの陽極
及び/又は陰極とし、上記貫通部には電解液若しくは水
を、他の部分にはガスをそれぞれ反応膜を有しない側か
ら反応膜何へ供給することを特徴とする。
性カーボン及び疎水性樹脂からなり通気性を有するガス
拡散膜に、触媒を担持させた親水性カーボン微粒子若し
くは触媒微粒子を含有する、疎水性カーボン及び疎水性
樹脂からなる反応膜を接合してなる電極であって、少な
くとも上記ガス拡散膜をその厚さ方向に貫通する貫通部
を有し、該貫通部内には必要に応じて親水部が存在する
ことを特徴とする。また、その使用方法は、上記構成の
多孔質電極をガス燃料電池又は水電解プロセスの陽極及
び/又は陰極とし、反応膜を有しない側から反応膜側へ
気液混相流を供給することを特徴とし、また、上記構成
の多孔質電極をガス燃料電池又は水電解プロセスの陽極
及び/又は陰極とし、上記貫通部には電解液若しくは水
を、他の部分にはガスをそれぞれ反応膜を有しない側か
ら反応膜何へ供給することを特徴とする。
上記構成の多孔質電極;よ、貫通部若しくは貫通部内に
存在する親木部を有しているので、これらを介して電解
質に電解液若しくは液体状態の水を供給できるという特
性を有する。
存在する親木部を有しているので、これらを介して電解
質に電解液若しくは液体状態の水を供給できるという特
性を有する。
ここで、貫通部は少なくともガス拡散膜を貫通するよう
に設けられていればよいが、反応膜をも貫通するように
設けられていてもよく、その形状は円形状、長孔、長溝
状など特に限定されない。また、貫通部内には必要に応
じて親水部を充填するとよい。この親水部としては、親
水性カーボン及びフッ素樹脂などの疎水性樹脂に必要に
応じて疎水性カーボンを混合することにより適度の親水
性を有するようにしたものなどを挙げることができる。
に設けられていればよいが、反応膜をも貫通するように
設けられていてもよく、その形状は円形状、長孔、長溝
状など特に限定されない。また、貫通部内には必要に応
じて親水部を充填するとよい。この親水部としては、親
水性カーボン及びフッ素樹脂などの疎水性樹脂に必要に
応じて疎水性カーボンを混合することにより適度の親水
性を有するようにしたものなどを挙げることができる。
このように親水部を設けろ場合、親水部に適当な親水性
を持たせると共に、該親水部が設けられている貫通部の
寸法を適宜調節することにより、水等が浸透するには適
当な圧力が必要であるようにすることができる。また、
親水部の形状:よ上記貫通部の形状に合せ、円柱状、長
円柱状、角柱状などとなる。
を持たせると共に、該親水部が設けられている貫通部の
寸法を適宜調節することにより、水等が浸透するには適
当な圧力が必要であるようにすることができる。また、
親水部の形状:よ上記貫通部の形状に合せ、円柱状、長
円柱状、角柱状などとなる。
なお、本発明の多孔質電解の親水部以外の基本構成は従
来のガス拡散電極と同様でよく、特に限定されない。
来のガス拡散電極と同様でよく、特に限定されない。
以上説明した多孔質電極を燃料電池若しくは水電解プロ
セス等の電極として用いた場合、燃料ガス若しくは酸素
などのガスと共に、電解液や液体状態の水を併せて電解
質へ供給することができる。また、この方法は特に限定
されないが、多孔質電極の電解質との接触面とは反対側
(反応膜とは反対側)から上述したような気液の混相流
を供給するようにするのが好適である。勿論、貫通部に
は対応する部分に電解液若しくは水を、その他の部分に
はガスを、それぞれ別々に供給することもできる。
セス等の電極として用いた場合、燃料ガス若しくは酸素
などのガスと共に、電解液や液体状態の水を併せて電解
質へ供給することができる。また、この方法は特に限定
されないが、多孔質電極の電解質との接触面とは反対側
(反応膜とは反対側)から上述したような気液の混相流
を供給するようにするのが好適である。勿論、貫通部に
は対応する部分に電解液若しくは水を、その他の部分に
はガスを、それぞれ別々に供給することもできる。
く実 施 例〉
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第1図(al、(blには一実施例に係る多孔質電極の
断面及びその人矢視を示す。両図に示すように、この多
孔′J!;を電極1は反応膜2とガス拡散膜3とを接合
したものであり、ガス拡散膜3は通気性を有する疎水部
4と通水性を有する円柱状の親木部5とからなる。親水
部5はガス拡散膜3を厚さ方向に貫通する貫通部6内に
設けられており、貫通部6はガス拡散膜3の表面にほぼ
均一に点在するように設けられている。
断面及びその人矢視を示す。両図に示すように、この多
孔′J!;を電極1は反応膜2とガス拡散膜3とを接合
したものであり、ガス拡散膜3は通気性を有する疎水部
4と通水性を有する円柱状の親木部5とからなる。親水
部5はガス拡散膜3を厚さ方向に貫通する貫通部6内に
設けられており、貫通部6はガス拡散膜3の表面にほぼ
均一に点在するように設けられている。
この多孔質電極1の一製造例について説明する。
まず、疎水性カーボンブラック(デンカブラック;電気
化学工業社製)及びポリテトラフルオロエチレンからな
る0、5+o+厚のガス拡散膜を製造し、このガス拡散
膜に上述した貫通部6として1++nφの穴を5胴毎に
形成する。
化学工業社製)及びポリテトラフルオロエチレンからな
る0、5+o+厚のガス拡散膜を製造し、このガス拡散
膜に上述した貫通部6として1++nφの穴を5胴毎に
形成する。
この貫通部に、親水性カーボンにポリテトラフルオロエ
チレン(10%)を混合してなる親水部5を充填し、一
体化する。かかるガス拡散yI3に、触媒としての白金
粉末、親水注力−ボンブランク、疎水性カーボンブラッ
ク及びプリテトラフルオコエチνンよりなる0、 1+
m厚の反応M2を380℃、500kg/cIiプレス
成型により接合し、多孔質電極1とする。
チレン(10%)を混合してなる親水部5を充填し、一
体化する。かかるガス拡散yI3に、触媒としての白金
粉末、親水注力−ボンブランク、疎水性カーボンブラッ
ク及びプリテトラフルオコエチνンよりなる0、 1+
m厚の反応M2を380℃、500kg/cIiプレス
成型により接合し、多孔質電極1とする。
次に、かかる多孔質電極1を陰極として用いた固体高分
子電解質燃料電泊について説明する。なお、この例では
陽極には従来と同様のガス拡散電極を用いている。
子電解質燃料電泊について説明する。なお、この例では
陽極には従来と同様のガス拡散電極を用いている。
第2図にはその燃料電池の基本構造を示す。
同図に示すように、固体高分子電解質膜7の両側に、上
記多孔質電極1及びガス拡散電極8をポットプレスによ
り接合して電池本体としてし)る。ここて、電解質膜7
としては厚さ0.17++a++のデュポン社製のナフ
ィオン(商品名)を用いている。
記多孔質電極1及びガス拡散電極8をポットプレスによ
り接合して電池本体としてし)る。ここて、電解質膜7
としては厚さ0.17++a++のデュポン社製のナフ
ィオン(商品名)を用いている。
このような構成において、陰緬としての多孔質電極1側
に設けた通路9からは水素と液体の水との気液混相を、
陽極としてのガス拡散電極8側に設けた通路10からは
飽和水蒸気を含む空気を、それぞれ供給した。この場合
、多孔質電極1側ではH2は疎水部4を介して、また、
液体の水は親木部5を介してそれぞれ固体高分子電解質
!il!7と反応膜2との接触面へ供給される。このよ
うに液体の水を供給することができるので、固体高分子
膜7を十分に湿潤することができ、急激な負荷上昇にも
対応することができろ。
に設けた通路9からは水素と液体の水との気液混相を、
陽極としてのガス拡散電極8側に設けた通路10からは
飽和水蒸気を含む空気を、それぞれ供給した。この場合
、多孔質電極1側ではH2は疎水部4を介して、また、
液体の水は親木部5を介してそれぞれ固体高分子電解質
!il!7と反応膜2との接触面へ供給される。このよ
うに液体の水を供給することができるので、固体高分子
膜7を十分に湿潤することができ、急激な負荷上昇にも
対応することができろ。
なお、上記実施例と、従来のガス拡散電極を用いた比較
例とについての電池特性の比較を第3図に示す。
例とについての電池特性の比較を第3図に示す。
また、第4図には第1図に示すガス拡散電極1の親水部
5に電解液若しくは水を、他の部分に燃料ガス若しくは
酸素を、それぞれ別別に供給するためのガスセパレータ
の一例を示す。同図に示すように、ガスセパレータ11
はガス拡散電極1の反応膜2とは反対側に密着されるも
のであり、内側にガス通路12、外側に水通路13を有
しており、この水通路13と親水部5とを連通ずる連通
路14がガス通路12内に設けられている。なお、これ
ら連通路14;よ各親水部5に対応するように設ニブら
れている。
5に電解液若しくは水を、他の部分に燃料ガス若しくは
酸素を、それぞれ別別に供給するためのガスセパレータ
の一例を示す。同図に示すように、ガスセパレータ11
はガス拡散電極1の反応膜2とは反対側に密着されるも
のであり、内側にガス通路12、外側に水通路13を有
しており、この水通路13と親水部5とを連通ずる連通
路14がガス通路12内に設けられている。なお、これ
ら連通路14;よ各親水部5に対応するように設ニブら
れている。
第5図:こ:よ他のガスセパレータ15を示す。
このガスセパレータ15のガス拡散電極1とのV!着面
にCよ水供給溝16とガス供給溝17とが交互に形成さ
れている。水供給溝16;よそれぞれ並らんだ親水部5
の一列に対応するようになっており、ガス供給溝17は
各水供給溝16の間に形成されている。また、各水供給
溝16は水運通路18A、18Bにより、各ガス供給溝
17はガス連通路19 A、 19 Bにより、それぞ
れ連結されており、水やガスはそれぞれ水運通路18A
、18B及び:l/ス連通路19A、19Bを介して供
給されるようになっている。
にCよ水供給溝16とガス供給溝17とが交互に形成さ
れている。水供給溝16;よそれぞれ並らんだ親水部5
の一列に対応するようになっており、ガス供給溝17は
各水供給溝16の間に形成されている。また、各水供給
溝16は水運通路18A、18Bにより、各ガス供給溝
17はガス連通路19 A、 19 Bにより、それぞ
れ連結されており、水やガスはそれぞれ水運通路18A
、18B及び:l/ス連通路19A、19Bを介して供
給されるようになっている。
また、第6図(a)〜fc)には親水部と疎水部との配
置例を示す。第6図falは疎水部4A中に、上記親水
部5を一列連結したような貫通部を設け、この中に四角
柱状の親水部5Aを配したものである。一方、第6図f
blは疎水部4Bと親水部5Bとを図中上下で分けたも
のである。よた、第6図(C):よ疎水部4Cの中央に
太きく形成した四角の貫通部内に親水部4Cを配置した
ものであろう 以上、ガス拡散電極、ガスセパレータについて種々の例
令挙げて説明したが、これらに限定されるものではない
ことは言うまでもない0 なお、上述した例では多孔質電極を陰極としてのh用い
たが、勿論、陽極のみ、あるいは両方に用いてもよい。
置例を示す。第6図falは疎水部4A中に、上記親水
部5を一列連結したような貫通部を設け、この中に四角
柱状の親水部5Aを配したものである。一方、第6図f
blは疎水部4Bと親水部5Bとを図中上下で分けたも
のである。よた、第6図(C):よ疎水部4Cの中央に
太きく形成した四角の貫通部内に親水部4Cを配置した
ものであろう 以上、ガス拡散電極、ガスセパレータについて種々の例
令挙げて説明したが、これらに限定されるものではない
ことは言うまでもない0 なお、上述した例では多孔質電極を陰極としてのh用い
たが、勿論、陽極のみ、あるいは両方に用いてもよい。
また、固体高分子電解yR膜の代りに、例えば苛性カリ
水溶液を含有させた石綿マ) IJソックス用し)ろよ
うなアルカリ電解液燃料電池の場合には、例え:ゴ陰極
に用いた多孔質電極から、水素と共に苛性カリ水溶液を
供給するようにすればよいっ さらに、以上説明した燃料電池と同様にして、水電解ブ
;セス、HC1電解、I2− CI2燃料電池aどに本
発明の多孔質電極を用いれば、電解液若しく(=水を供
給しながら水電解等を連続的に行うことができる。
水溶液を含有させた石綿マ) IJソックス用し)ろよ
うなアルカリ電解液燃料電池の場合には、例え:ゴ陰極
に用いた多孔質電極から、水素と共に苛性カリ水溶液を
供給するようにすればよいっ さらに、以上説明した燃料電池と同様にして、水電解ブ
;セス、HC1電解、I2− CI2燃料電池aどに本
発明の多孔質電極を用いれば、電解液若しく(=水を供
給しながら水電解等を連続的に行うことができる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明に係る多孔質電極を用いれ
ば、燃料ガスや酸素と共に液体状態の水や電解液を電解
質に供給することができるので、加湿が十分に行うこと
ができる。
ば、燃料ガスや酸素と共に液体状態の水や電解液を電解
質に供給することができるので、加湿が十分に行うこと
ができる。
したがって、燃料電池の性能を大幅に向上させ、また、
水電解等を連続的に行うことができるという効果を秦す
る。
水電解等を連続的に行うことができるという効果を秦す
る。
第1図(lll lよ本発明の一実施例に係る多孔質電
極の断面図、第1図+blはその人矢視図、第2図はそ
の多孔質電極を用いた固体高分子電解質燃料電ず也の基
本構造図、第3図は実施例1及び比較例の電池特性図、
第4図及び第5図はガス拡散電極に水及びガスを供給す
るためのガスセパレータの例を示す説明図、第6図ta
+〜(c)は他のガス拡散1極の例を示す説明図、第7
図は従来技術に係るガス拡散電極を示す断面図である。 図 面 中、 1は多孔質電極、 2は反応膜、 3はガス拡散膜、 4.4A、4B、4Cは疎水部、 5.5A、5B、5Cは親水部、 6は貫通部、 7は固体高分子電解質膜、 8はガス拡散膜、 9.10は通路、 11.15はガスセパレータである。 特 許 出 願 人 三菱重工業株式会社 代 理 人
極の断面図、第1図+blはその人矢視図、第2図はそ
の多孔質電極を用いた固体高分子電解質燃料電ず也の基
本構造図、第3図は実施例1及び比較例の電池特性図、
第4図及び第5図はガス拡散電極に水及びガスを供給す
るためのガスセパレータの例を示す説明図、第6図ta
+〜(c)は他のガス拡散1極の例を示す説明図、第7
図は従来技術に係るガス拡散電極を示す断面図である。 図 面 中、 1は多孔質電極、 2は反応膜、 3はガス拡散膜、 4.4A、4B、4Cは疎水部、 5.5A、5B、5Cは親水部、 6は貫通部、 7は固体高分子電解質膜、 8はガス拡散膜、 9.10は通路、 11.15はガスセパレータである。 特 許 出 願 人 三菱重工業株式会社 代 理 人
Claims (3)
- (1)疎水性カーボン及び疎水性樹脂からなり通気性を
有するガス拡散膜に、触媒を担持させた親水性カーボン
微粒子若しくは触媒微粒子を含有する、疎水性カーボン
及び疎水性樹脂からなる反応膜を接合してなる電極であ
って、少なくとも上記ガス拡散膜をその厚さ方向 に貫通する貫通部を有し、該貫通部内には必要に応じて
親水部が存在することを特徴とする多孔質電極。 - (2)請求項1記載の多孔質電極をガス燃料電池又は水
電解プロセスの陽極及び/又は陰極とし、反応膜を有し
ない側から反応膜側へ気液混相流を供給することを特徴
とする多孔質電極の使用方法。 - (3)請求項1記載の多孔質電極をガス燃料電池又は水
電解プロセスの陽極及び/又は陰極とし、上記貫通部に
は電解液若しくは水を、他の部分にはガスをそれぞれ反
応膜を有しない側から反応膜側へ供給することを特徴と
する多孔質電極の使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1319009A JP2778767B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 多孔質電極及びその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1319009A JP2778767B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 多孔質電極及びその使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03182052A true JPH03182052A (ja) | 1991-08-08 |
| JP2778767B2 JP2778767B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=18105483
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1319009A Expired - Fee Related JP2778767B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 多孔質電極及びその使用方法 |
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| JP (1) | JP2778767B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0872907A1 (en) * | 1997-04-11 | 1998-10-21 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Fuel cell |
| JPH11135132A (ja) * | 1997-10-28 | 1999-05-21 | Toshiba Corp | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2002352827A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-06 | Denso Corp | 燃料電池システム |
| JP2003517187A (ja) * | 1999-12-17 | 2003-05-20 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 親水性基体層を有する燃料電池 |
| JP2003517186A (ja) * | 1999-12-17 | 2003-05-20 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 交互嵌合流れの流路および水移動プレートを有する燃料電池 |
| JP2006049097A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池用電極 |
| JP2006134886A (ja) * | 2004-11-03 | 2006-05-25 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池用電極とその製造方法,燃料電池用電極を含む膜−電極接合体,及びこの膜−電極接合体を含む燃料電池システム |
| US7132186B2 (en) | 2000-09-12 | 2006-11-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell with solid polymer membrane to be moisturized, fuel cell system, and moisturizing method for fuel cell |
| JP2007179870A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Tomoegawa Paper Co Ltd | ガス拡散電極、膜−電極接合体、固体高分子型燃料電池およびそれらの製造方法 |
| JP2007273215A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池用拡散層の製造方法。 |
| JP2008010433A (ja) * | 2007-09-03 | 2008-01-17 | Toyota Motor Corp | 燃料電池及び拡散層 |
| JP2008509521A (ja) * | 2004-08-06 | 2008-03-27 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 疎水性と親水性を有する拡散媒体 |
| JP2011070991A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Toppan Printing Co Ltd | 固体高分子形燃料電池単セル、これの製造方法、およびこれを有する燃料電池スタック |
| KR101233317B1 (ko) * | 2005-01-26 | 2013-02-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지용 전극의 제조방법 및 이에 따라 제조된 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리 및 연료전지 시스템 |
| WO2014061280A1 (ja) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | パナソニック株式会社 | 燃料電池用ガス拡散層およびその製造方法 |
| JP2020525653A (ja) * | 2017-07-03 | 2020-08-27 | シンテフ・テーテーオー・アクシェセルスカプSintef Tto As | PEM水電解槽システム、PEM水電解槽セル(又は電池;cell)、スタック及びシステムにて水素を生成するための方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101181852B1 (ko) * | 2005-01-26 | 2012-09-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지용 전극 및 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및 연료전지 시스템 |
-
1989
- 1989-12-11 JP JP1319009A patent/JP2778767B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6083638A (en) * | 1997-04-11 | 2000-07-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Fuel cell |
| KR100374281B1 (ko) * | 1997-04-11 | 2003-04-21 | 산요 덴키 가부시키가이샤 | 연료전지 |
| EP0872907A1 (en) * | 1997-04-11 | 1998-10-21 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Fuel cell |
| JPH11135132A (ja) * | 1997-10-28 | 1999-05-21 | Toshiba Corp | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2003517187A (ja) * | 1999-12-17 | 2003-05-20 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 親水性基体層を有する燃料電池 |
| JP2003517186A (ja) * | 1999-12-17 | 2003-05-20 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 交互嵌合流れの流路および水移動プレートを有する燃料電池 |
| US7132186B2 (en) | 2000-09-12 | 2006-11-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell with solid polymer membrane to be moisturized, fuel cell system, and moisturizing method for fuel cell |
| JP2002352827A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-06 | Denso Corp | 燃料電池システム |
| JP2006049097A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池用電極 |
| JP2008509521A (ja) * | 2004-08-06 | 2008-03-27 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 疎水性と親水性を有する拡散媒体 |
| US7998638B2 (en) | 2004-11-03 | 2011-08-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode for fuel cell, and membrane-electrode assembly and fuel cell system comprising the same |
| JP2006134886A (ja) * | 2004-11-03 | 2006-05-25 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池用電極とその製造方法,燃料電池用電極を含む膜−電極接合体,及びこの膜−電極接合体を含む燃料電池システム |
| KR101233317B1 (ko) * | 2005-01-26 | 2013-02-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지용 전극의 제조방법 및 이에 따라 제조된 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리 및 연료전지 시스템 |
| JP2007179870A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Tomoegawa Paper Co Ltd | ガス拡散電極、膜−電極接合体、固体高分子型燃料電池およびそれらの製造方法 |
| JP2007273215A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池用拡散層の製造方法。 |
| JP2008010433A (ja) * | 2007-09-03 | 2008-01-17 | Toyota Motor Corp | 燃料電池及び拡散層 |
| JP2011070991A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Toppan Printing Co Ltd | 固体高分子形燃料電池単セル、これの製造方法、およびこれを有する燃料電池スタック |
| WO2014061280A1 (ja) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | パナソニック株式会社 | 燃料電池用ガス拡散層およびその製造方法 |
| JP5562509B1 (ja) * | 2012-10-19 | 2014-07-30 | パナソニック株式会社 | 燃料電池用ガス拡散層およびその製造方法 |
| US10326148B2 (en) | 2012-10-19 | 2019-06-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell gas diffusion layer and method of manufacturing same |
| JP2020525653A (ja) * | 2017-07-03 | 2020-08-27 | シンテフ・テーテーオー・アクシェセルスカプSintef Tto As | PEM水電解槽システム、PEM水電解槽セル(又は電池;cell)、スタック及びシステムにて水素を生成するための方法 |
| US11408081B2 (en) | 2017-07-03 | 2022-08-09 | Hystar As | Method for producing hydrogen in a PEM water electrolyser system, PEM water electrolyser cell, stack and system |
| US12024783B2 (en) | 2017-07-03 | 2024-07-02 | Hystar As | Producing hydrogen in a PEM water electrolyser system, PEM water electrolyser cell, stack and system |
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| JP2778767B2 (ja) | 1998-07-23 |
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