JPH03226972A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPH03226972A JPH03226972A JP2022742A JP2274290A JPH03226972A JP H03226972 A JPH03226972 A JP H03226972A JP 2022742 A JP2022742 A JP 2022742A JP 2274290 A JP2274290 A JP 2274290A JP H03226972 A JPH03226972 A JP H03226972A
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- air electrode
- electrode
- potential
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- 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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- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (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〕
この発明は、燃料電池に関し、特に電極配置に係り、電
池部材の腐食を防止することに関するものである。
池部材の腐食を防止することに関するものである。
第３図は例えば特開昭５９−１５１’７７１号公報に示
された従来の燃料電池の破断面斜視図であり、図におい
て、（１）は電解質を含む電解質マトリックス、（２）
および（３）は電解質マトリックス（１）を挟持する空
気極および燃料極である。（４）および（５）は各々の
電極に空気および燃料を供給するガス流路である。（６
）はガス流路を形成するとともに両ガスが混合しないよ
うに分離するガス分離板である。
された従来の燃料電池の破断面斜視図であり、図におい
て、（１）は電解質を含む電解質マトリックス、（２）
および（３）は電解質マトリックス（１）を挟持する空
気極および燃料極である。（４）および（５）は各々の
電極に空気および燃料を供給するガス流路である。（６
）はガス流路を形成するとともに両ガスが混合しないよ
うに分離するガス分離板である。
この構成を単位として複数個積層して燃料電池は構成さ
れる。
れる。
次に動作について説明する。例ばＨ２（水素）を含む燃
料をガス流路（５）に供給すると燃料極（３）ではＨ２
→２Ｈ＋＋２１−で示される電気化学反応でＨ＋（水素
イオン）とｅ−（電子）を生じる。Ｈ＋は電解質マトリ
ックス（１）中の電解質中を移動し空気極（２）へ、一
方ｅ−は外部電気回路を通じ空気極（２）へ移動する。
料をガス流路（５）に供給すると燃料極（３）ではＨ２
→２Ｈ＋＋２１−で示される電気化学反応でＨ＋（水素
イオン）とｅ−（電子）を生じる。Ｈ＋は電解質マトリ
ックス（１）中の電解質中を移動し空気極（２）へ、一
方ｅ−は外部電気回路を通じ空気極（２）へ移動する。
空気極（２）では供給される空気中の０□ （酸素）と
ＨＯｚ＋２ Ｈ＋＋２ ｅ −Ｈ２Ｏなる電気化学反
応を生じる。燃料と空気を供給し続けるかぎり、上記反
応で外部電気回路で電気エネルギーを取り出すことがで
きる。
ＨＯｚ＋２ Ｈ＋＋２ ｅ −Ｈ２Ｏなる電気化学反
応を生じる。燃料と空気を供給し続けるかぎり、上記反
応で外部電気回路で電気エネルギーを取り出すことがで
きる。
従来の燃料電池では第３図のように空気極（２）が燃料
の供給のない（あるいはＨ＋の供給のない）空気極ガス
流路端部まで延長されているので燃料（あるいはＨ＋）
の供給のない部分では電流が流れず、同部分の空気極（
２）および同部分に接するガス分離板（６）の電位が高
くなり、同部分の空気極（２）およびガス分離板（６）
が腐食する問題があり、信頼性が低いものであった。
の供給のない（あるいはＨ＋の供給のない）空気極ガス
流路端部まで延長されているので燃料（あるいはＨ＋）
の供給のない部分では電流が流れず、同部分の空気極（
２）および同部分に接するガス分離板（６）の電位が高
くなり、同部分の空気極（２）およびガス分離板（６）
が腐食する問題があり、信頼性が低いものであった。
また、特開昭６２−２３２８６４号公報にはこの腐食防
止の一手段としてガス分離板の改良をはかろうとしてい
るが、前述のように空気極の寸法配置に改善がなければ
、電位（電気化学的電位）が高く耐食性を満たす具体的
な材料はないと考えられる。しかも、空気極の同部分の
防食に対しては効果が期待されないという問題があった
。
止の一手段としてガス分離板の改良をはかろうとしてい
るが、前述のように空気極の寸法配置に改善がなければ
、電位（電気化学的電位）が高く耐食性を満たす具体的
な材料はないと考えられる。しかも、空気極の同部分の
防食に対しては効果が期待されないという問題があった
。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、信頼性の高い燃料電池を得ることを目的とす
る。
たもので、信頼性の高い燃料電池を得ることを目的とす
る。
この発明に係る燃料電池は、空気極を燃料極および燃料
の供給範囲より小さく構成したものである。
の供給範囲より小さく構成したものである。
この発明における燃料電池では、空気極を燃料極および
燃料の供給範囲より小さくしたことにより空気極全面に
燃料あるいはＨ＋の供給がなされ、負荷電流が流れるア
クティブ部分となることにより、酸化される物質の供給
と電位が低く保たれ空気極およびこれに接するガス分離
板の腐食が防止される。
燃料の供給範囲より小さくしたことにより空気極全面に
燃料あるいはＨ＋の供給がなされ、負荷電流が流れるア
クティブ部分となることにより、酸化される物質の供給
と電位が低く保たれ空気極およびこれに接するガス分離
板の腐食が防止される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は電解質を含む電解質マトリックス
（２１）および（３）は電解質マトリックスを挟持する
空気極および燃料極である。特に空気極（２１） （厳
密には触媒層部分）は燃料極（３）（厳密には触媒層部
分）および燃料（あるいはＨ＋）の供給範囲より小さく
構成されている。（４）および（５）は各々の電極に空
気および燃料を供給するガス流路である。（６）は複合
ガス分離板で、板の両面を流れるガスの混合を防ぐ緻密
層（６ａ）、板の端部よりガスの漏れを防ぐ端部緻密部
（６ｂ）、およびガス供給の溝形成するとともに内部を
ガスを通過させ電極ガス供給を果す多孔部（６Ｃ）より
構成される。（７）は、空気極（２１）の端部に位置し
隙間を埋め積層部材を支持するスペーサである。（８）
は電極の両端部に位置し供給ガスが外部へ漏れるのを防
ぐ層間シールである。以上の構造を単位として複数個積
層して燃料電池は構成される。
図において、（１）は電解質を含む電解質マトリックス
（２１）および（３）は電解質マトリックスを挟持する
空気極および燃料極である。特に空気極（２１） （厳
密には触媒層部分）は燃料極（３）（厳密には触媒層部
分）および燃料（あるいはＨ＋）の供給範囲より小さく
構成されている。（４）および（５）は各々の電極に空
気および燃料を供給するガス流路である。（６）は複合
ガス分離板で、板の両面を流れるガスの混合を防ぐ緻密
層（６ａ）、板の端部よりガスの漏れを防ぐ端部緻密部
（６ｂ）、およびガス供給の溝形成するとともに内部を
ガスを通過させ電極ガス供給を果す多孔部（６Ｃ）より
構成される。（７）は、空気極（２１）の端部に位置し
隙間を埋め積層部材を支持するスペーサである。（８）
は電極の両端部に位置し供給ガスが外部へ漏れるのを防
ぐ層間シールである。以上の構造を単位として複数個積
層して燃料電池は構成される。
燃料電池の動作について説明する。空気ｉ （２１）を
燃料１！１ｉ（３）および燃料（あるいはＨ＋）の供給
される範囲に限定しているので負荷電流も流れ正常な電
池反応が行われ、空気極（２１）の電位（電気化学的電
位）は低く保たれる。スペーサ部および回部の接するガ
ス分離板（６）部分は、電解液から分離されておりまた
、電極触媒も存在しないので電気化学的に独立しており
高い電位（電気化学的電位）にさらされることがない。
燃料１！１ｉ（３）および燃料（あるいはＨ＋）の供給
される範囲に限定しているので負荷電流も流れ正常な電
池反応が行われ、空気極（２１）の電位（電気化学的電
位）は低く保たれる。スペーサ部および回部の接するガ
ス分離板（６）部分は、電解液から分離されておりまた
、電極触媒も存在しないので電気化学的に独立しており
高い電位（電気化学的電位）にさらされることがない。
このため空気極およびガス分離板の空気極ガス流路端部
の腐食は防止される。
の腐食は防止される。
第２図に電池内部、電位の一例について説明を加える。
図中（９）は正常な空気極（２１）の分極曲線、ＱＯＩ
は正常な燃料極（３）の分極曲線である。（１１）は燃
料（あるいはＨ＋１が欠乏した場合の燃料極（３）の分
極曲線である。（１２）は電池の端子電圧に相当する。
は正常な燃料極（３）の分極曲線である。（１１）は燃
料（あるいはＨ＋１が欠乏した場合の燃料極（３）の分
極曲線である。（１２）は電池の端子電圧に相当する。
正常動作部では空気極（２１）の電位は Ａで示す部
分にあり通常０．８Ｖ（ＶＳ、ＲＷＥ）程度以下に保て
ば実用的に腐食することはない。燃料（あるいはＨ”）
が欠乏した空気極（２１）部分は Ｂで示す高い電位
に、また電流が流れない空気極（２１）部分は Ｃで
示す高い電位になるため腐食が生じるが、上記実施例で
は第２図中の Ａ、Ｂの電位になる部分をなくしたの
で腐食が生じなくなる。
分にあり通常０．８Ｖ（ＶＳ、ＲＷＥ）程度以下に保て
ば実用的に腐食することはない。燃料（あるいはＨ”）
が欠乏した空気極（２１）部分は Ｂで示す高い電位
に、また電流が流れない空気極（２１）部分は Ｃで
示す高い電位になるため腐食が生じるが、上記実施例で
は第２図中の Ａ、Ｂの電位になる部分をなくしたの
で腐食が生じなくなる。
なお、実施例では従来例における空気極（２１）相当部
を空気極（２）とスペーサ（７）に分けて示したが、例
えば空気極（２１）が基材と触媒層からなるような場合
には、基材をそのまま端部まで延長した形とし前記実施
例のスペーサ（７）相当部を電解液が浸み込まない撲水
性のある材料を電極触媒層の厚さと一致させて設置して
もよい。
を空気極（２）とスペーサ（７）に分けて示したが、例
えば空気極（２１）が基材と触媒層からなるような場合
には、基材をそのまま端部まで延長した形とし前記実施
例のスペーサ（７）相当部を電解液が浸み込まない撲水
性のある材料を電極触媒層の厚さと一致させて設置して
もよい。
以上のように、この発明によれば空気極を燃料極および
燃料の供給範囲より小さ（するよう構成したので、空気
極およびガス分離板の電位は低く押えられるので同部分
の腐食が防止され燃料電池を長期間安定に動作させるこ
とができる。
燃料の供給範囲より小さ（するよう構成したので、空気
極およびガス分離板の電位は低く押えられるので同部分
の腐食が防止され燃料電池を長期間安定に動作させるこ
とができる。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池を示す斜視
図、第２図はこの発明に係る電池内部の電位についての
説明図、第３図は従来の燃料電池をます破断面斜視図で
ある。 図において、（１）は電解質マトリックス、（２１）は
空気極、（３）は燃料極である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
図、第２図はこの発明に係る電池内部の電位についての
説明図、第３図は従来の燃料電池をます破断面斜視図で
ある。 図において、（１）は電解質マトリックス、（２１）は
空気極、（３）は燃料極である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 電解質マトリックスとこの電解質マトリックスを挾む空
気極及び燃料極により構成される単位セルを複数個積層
した燃料電池において、上記空気極を上記燃料極および
上記燃料極の燃料の供給範囲と同じかそれより小さな寸
法にしたことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022742A JP2964520B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022742A JP2964520B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226972A true JPH03226972A (ja) | 1991-10-07 |
| JP2964520B2 JP2964520B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=12091163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022742A Expired - Fee Related JP2964520B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964520B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004087505A (ja) * | 2003-11-28 | 2004-03-18 | Toshiba Corp | 固体高分子型燃料電池 |
-
1990
- 1990-02-01 JP JP2022742A patent/JP2964520B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004087505A (ja) * | 2003-11-28 | 2004-03-18 | Toshiba Corp | 固体高分子型燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2964520B2 (ja) | 1999-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |