JPH041467B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH041467B2 JPH041467B2 JP58180614A JP18061483A JPH041467B2 JP H041467 B2 JPH041467 B2 JP H041467B2 JP 58180614 A JP58180614 A JP 58180614A JP 18061483 A JP18061483 A JP 18061483A JP H041467 B2 JPH041467 B2 JP H041467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- catalyst
- fuel cell
- perforated plate
- outer edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池に係り、特に溶融塩型等の電
解質を有する電解質体の両側に配設された電極を
改良した燃料電池に関する。
解質を有する電解質体の両側に配設された電極を
改良した燃料電池に関する。
〔発明の背景〕
従来、燃料電池に用いられる電極としては、電
極基体として金網が用いられ、これに触媒を担持
したものである。金網は通常細いもので0.15mmの
金属細線が用いられ、このような金属細線を網状
にしたものの厚みは0.3mm以上となる。したがつ
て、従来、電極の厚みを薄くすることには限度が
あり、また触媒量も多くなる。また金網には金属
細線の交差点があり、表面が凹凸状になつている
ため、金網に触媒を担持した電極を電解質体の両
側に配設し、さらに電極の外側にセパレータを配
設して燃料電池を構成する場合、電極触媒間に空
隙が生じ、燃料電池のガス室から反応ガスが電池
外に流出する問題がある。さらに金網を所定の厚
みに切断する場合、歪みにより金網が波を打つた
状態となり、このため、このような金網にスラリ
ー状の触媒を付着させ、所定量の担持量とするた
めスリツトを通過させる際に金網の交差点（目）
がスリツトの両壁面に接触し、その部分の触媒が
脱落するため、電極基板において触媒の付着むら
が生じ、電極としての性能が低下する。
極基体として金網が用いられ、これに触媒を担持
したものである。金網は通常細いもので0.15mmの
金属細線が用いられ、このような金属細線を網状
にしたものの厚みは0.3mm以上となる。したがつ
て、従来、電極の厚みを薄くすることには限度が
あり、また触媒量も多くなる。また金網には金属
細線の交差点があり、表面が凹凸状になつている
ため、金網に触媒を担持した電極を電解質体の両
側に配設し、さらに電極の外側にセパレータを配
設して燃料電池を構成する場合、電極触媒間に空
隙が生じ、燃料電池のガス室から反応ガスが電池
外に流出する問題がある。さらに金網を所定の厚
みに切断する場合、歪みにより金網が波を打つた
状態となり、このため、このような金網にスラリ
ー状の触媒を付着させ、所定量の担持量とするた
めスリツトを通過させる際に金網の交差点（目）
がスリツトの両壁面に接触し、その部分の触媒が
脱落するため、電極基板において触媒の付着むら
が生じ、電極としての性能が低下する。
本発明の目的は、電極の厚みを薄くして電極材
料の低減を図り、電池の小型化に寄与するととも
に電池の内部抵抗を小さくし、かつ電極を平滑に
して電池の端部ガスの流出を防止することによつ
て電池性能を向上させることができる燃料電池を
提供することにある。
料の低減を図り、電池の小型化に寄与するととも
に電池の内部抵抗を小さくし、かつ電極を平滑に
して電池の端部ガスの流出を防止することによつ
て電池性能を向上させることができる燃料電池を
提供することにある。
本発明は、電極として周辺部位が連通孔を有し
ない構造であつて、その周辺部位を除く他の部分
が連通孔を有する構造の平板状の多孔板を用い、
この多孔板に触媒を担持した後も周辺部位とその
周辺部位を除く他の部位とが同一平面を有するよ
うにすることによつて、上記目的を一挙に解決し
たものである。
ない構造であつて、その周辺部位を除く他の部分
が連通孔を有する構造の平板状の多孔板を用い、
この多孔板に触媒を担持した後も周辺部位とその
周辺部位を除く他の部位とが同一平面を有するよ
うにすることによつて、上記目的を一挙に解決し
たものである。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。
明する。
本発明において、電極基体として穿孔板が最も
好適である。電極基体として用いられる穿孔板の
製造例を説明する。まず、巾0.4ｍ、長さ50ｍ、
厚み0.1mmの穿孔板を先端から順に触媒スラリー
に浸漬して触媒スラリーを付着させ、その後スリ
ツトの〓間を通過させる。その際余分な触媒スラ
リーを除去した250℃以下にて５〜10分乾燥する。
乾燥工程を終えた粉末状触媒付き穿孔板を750〜
900℃の還元炉で10〜20分間焼結して還元炉から
送り出す。還元炉の外には、一定寸法の所にシヤ
ーを取り着けて置き還元炉から送り出された電極
を一定寸法に切断して燃料電池電極とする。
好適である。電極基体として用いられる穿孔板の
製造例を説明する。まず、巾0.4ｍ、長さ50ｍ、
厚み0.1mmの穿孔板を先端から順に触媒スラリー
に浸漬して触媒スラリーを付着させ、その後スリ
ツトの〓間を通過させる。その際余分な触媒スラ
リーを除去した250℃以下にて５〜10分乾燥する。
乾燥工程を終えた粉末状触媒付き穿孔板を750〜
900℃の還元炉で10〜20分間焼結して還元炉から
送り出す。還元炉の外には、一定寸法の所にシヤ
ーを取り着けて置き還元炉から送り出された電極
を一定寸法に切断して燃料電池電極とする。
穿孔板としては、第１図に示すように孔が直列
に配列されたものでもよく、又第２図に示すよう
に孔が千鳥状に配列されたものでもよい。第１図
および第２図において、最終的に切断される個所
は、帯状体の穿孔板の中央部分において、巾方向
に形成される帯状部１である。このようにして外
縁部２は穿孔されていない、即ち連通孔を有しな
い部分となり、外縁部２以外は多数の連通孔を有
する電気化学反応部３が形成された各電極基板が
作製される。
に配列されたものでもよく、又第２図に示すよう
に孔が千鳥状に配列されたものでもよい。第１図
および第２図において、最終的に切断される個所
は、帯状体の穿孔板の中央部分において、巾方向
に形成される帯状部１である。このようにして外
縁部２は穿孔されていない、即ち連通孔を有しな
い部分となり、外縁部２以外は多数の連通孔を有
する電気化学反応部３が形成された各電極基板が
作製される。
次にこのようにして作製された電極基板（穿孔
板）の開孔率による電池性能を第３図に示す。
板）の開孔率による電池性能を第３図に示す。
反応条件は、電極面積７cm2、電解質板はペース
トタイプ、反応ガス組成はアーノドガスが水素80
％、炭酸ガス20％、カソードガスが酸素15％、炭
酸ガス30％、残りは窒素ガスである。評価方法と
しては650℃、12時間の熱履歴を電池に与えたの
ち反応ガスを流し、電流、電圧を測定した。図
中、Ａは穿孔板の開孔率が70％、Ｂは穿孔板の開
孔率60％、Ｃは穿孔板の開孔率50％、Ｄは穿孔板
の開孔率40％である。
トタイプ、反応ガス組成はアーノドガスが水素80
％、炭酸ガス20％、カソードガスが酸素15％、炭
酸ガス30％、残りは窒素ガスである。評価方法と
しては650℃、12時間の熱履歴を電池に与えたの
ち反応ガスを流し、電流、電圧を測定した。図
中、Ａは穿孔板の開孔率が70％、Ｂは穿孔板の開
孔率60％、Ｃは穿孔板の開孔率50％、Ｄは穿孔板
の開孔率40％である。
穿孔板の開孔率が少ないと、回路電圧が低く、
電流を取り出した時に電圧が急激に低下すること
がわかる。反面開孔率が高いと、回路電圧が高く
なり電流を取り出した時の電圧も徐々に低下す
る。この現象は電極内部のガス拡散に穿孔板の開
孔率が大きく影響していることを示している。
電流を取り出した時に電圧が急激に低下すること
がわかる。反面開孔率が高いと、回路電圧が高く
なり電流を取り出した時の電圧も徐々に低下す
る。この現象は電極内部のガス拡散に穿孔板の開
孔率が大きく影響していることを示している。
本発明において、穿孔板の開孔率は電極性能と
電極としての機械的強度などの点から40〜80％が
好適である。また穿孔板の厚みは0.02mm〜2.0mm
程度とすることができる。
電極としての機械的強度などの点から40〜80％が
好適である。また穿孔板の厚みは0.02mm〜2.0mm
程度とすることができる。
第４図は第１図に示す帯状体の電極基体を0.4
ｍ毎に切断した状態を示し、外縁部２と外縁部以
外の電気化学反応部３とを示しており、この状態
の基体が電池に組込まれる。
ｍ毎に切断した状態を示し、外縁部２と外縁部以
外の電気化学反応部３とを示しており、この状態
の基体が電池に組込まれる。
第５図は上記のような電極基体に触媒を担持し
た電極を用いて溶融炭酸塩型燃料電池を組立てた
ときの断面図を示す。すなわち、電解質板４の両
側に外縁部２と外縁部以外の部分が多数の連通孔
を有するとともに触媒が担持された電気化学反応
部３とからなる電極５が配設され、これらの電極
５の外側にガス流路６が形成された電池枠７が配
設されている。
た電極を用いて溶融炭酸塩型燃料電池を組立てた
ときの断面図を示す。すなわち、電解質板４の両
側に外縁部２と外縁部以外の部分が多数の連通孔
を有するとともに触媒が担持された電気化学反応
部３とからなる電極５が配設され、これらの電極
５の外側にガス流路６が形成された電池枠７が配
設されている。
このような燃料電池では電極の外縁部と電気化
学反応部とが同一平面を有するので電解質板との
接触が良好となり電池の内部抵抗を低減すること
ができる。また外縁部には連通孔がないのでガス
シールになり電池外へのガス漏れ防止効果を高め
ることができる。したがつて、電池枠にガス漏れ
防止のための加工を施す必要がなく、電池構造も
簡単になり、組立ても容易になる。
学反応部とが同一平面を有するので電解質板との
接触が良好となり電池の内部抵抗を低減すること
ができる。また外縁部には連通孔がないのでガス
シールになり電池外へのガス漏れ防止効果を高め
ることができる。したがつて、電池枠にガス漏れ
防止のための加工を施す必要がなく、電池構造も
簡単になり、組立ても容易になる。
次に第１図および第２図に示す帯状の基体を用
いて電極を製造する他の例について説明する。
いて電極を製造する他の例について説明する。
まず、連通孔を有しない外縁部２および帯状基
体の中央部分で巾方向に延びる帯状体１に粘着テ
ープ等を貼る。その後、触媒スラリー容器中に入
れてスラリーを付着させ、更にスリツトの〓間を
通過させて触媒担持量を調整し且つ厚さを一定に
する。その後、250℃以下にて２〜３分乾燥する。
乾燥工程を終えた基体はテープを剥離した後、還
元炉にて750〜900℃で10〜20分間焼結し、還元炉
から取り出して第４図の形状に切断し燃料電池電
極とする。この場合、最終的に燃料電池に組み込
まれる電極の外縁部には触媒が担持されていない
ので、外縁部は極めて平滑となる。したがつて、
ウエツトシールはより良好になり、電池枠の加工
を必要としない。
体の中央部分で巾方向に延びる帯状体１に粘着テ
ープ等を貼る。その後、触媒スラリー容器中に入
れてスラリーを付着させ、更にスリツトの〓間を
通過させて触媒担持量を調整し且つ厚さを一定に
する。その後、250℃以下にて２〜３分乾燥する。
乾燥工程を終えた基体はテープを剥離した後、還
元炉にて750〜900℃で10〜20分間焼結し、還元炉
から取り出して第４図の形状に切断し燃料電池電
極とする。この場合、最終的に燃料電池に組み込
まれる電極の外縁部には触媒が担持されていない
ので、外縁部は極めて平滑となる。したがつて、
ウエツトシールはより良好になり、電池枠の加工
を必要としない。
本発明によれば、平板状の多孔板よりなる基体
に触媒を担持しているので、金網を用いたときの
ように触媒の付着むらを生じない。又、電極の外
縁部と電気化学反応部とが同一平面を有するので
電解質板との接触が良好となり電池の内部抵抗を
低減できる。更に電極の外縁部に連通孔がないの
で外縁部がガスシールになりガス漏れを防止でき
電池の安全性も高くなる。
に触媒を担持しているので、金網を用いたときの
ように触媒の付着むらを生じない。又、電極の外
縁部と電気化学反応部とが同一平面を有するので
電解質板との接触が良好となり電池の内部抵抗を
低減できる。更に電極の外縁部に連通孔がないの
で外縁部がガスシールになりガス漏れを防止でき
電池の安全性も高くなる。
第１図および第２図は本発明に係る燃料電池に
用いられる電極基体の例を示す平面図、第３図は
穿孔板の開孔率と電池性能との関係図、第４図は
第１図および第２図の電極基体の切断加工後の状
態を示す説明図、第５図は本発明に係る燃料電池
の一例を示す断面図である。 １……帯状体、２……外縁部、３……電気化学
反応部、４……電解質板、５……電極、６……ガ
ス流路、７……電池枠。
用いられる電極基体の例を示す平面図、第３図は
穿孔板の開孔率と電池性能との関係図、第４図は
第１図および第２図の電極基体の切断加工後の状
態を示す説明図、第５図は本発明に係る燃料電池
の一例を示す断面図である。 １……帯状体、２……外縁部、３……電気化学
反応部、４……電解質板、５……電極、６……ガ
ス流路、７……電池枠。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電解質板を介してその両側にそれぞれ電極を
配設し、これらの電極の外側にセパレータを配設
して構成される燃料電池において、前記電極は周
辺部位に連通孔がなく該周辺部位を除く他の部位
に連通孔を有する平板状の多孔板からなる電極基
体に触媒が担持されたものからなり、前記周辺部
位と該周辺部位を除く他の部位とが同一平面を有
することを特徴とする燃料電池。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記電極基
体が穿孔板であり、該穿孔板の開口率が40〜80％
であることを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180614A JPS6074271A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180614A JPS6074271A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074271A JPS6074271A (ja) | 1985-04-26 |
| JPH041467B2 true JPH041467B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=16086308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58180614A Granted JPS6074271A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6074271A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5015043A (ja) * | 1973-06-13 | 1975-02-17 | ||
| JPS5846828B2 (ja) * | 1978-09-05 | 1983-10-19 | 日本電池株式会社 | ガス拡散電極の製造法 |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58180614A patent/JPS6074271A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6074271A (ja) | 1985-04-26 |
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