JPH04169068A - 金属格子付燃料電池 - Google Patents
金属格子付燃料電池Info
- Publication number
- JPH04169068A JPH04169068A JP2268303A JP26830390A JPH04169068A JP H04169068 A JPH04169068 A JP H04169068A JP 2268303 A JP2268303 A JP 2268303A JP 26830390 A JP26830390 A JP 26830390A JP H04169068 A JPH04169068 A JP H04169068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- metal grid
- fuel cell
- electrolyte
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 42
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 26
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 19
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 abstract description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 18
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N methanol;hydrate Chemical compound O.OC GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003935 Flemion® Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000929 Ru alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
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
- 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、電解質中を移動するイオンの移動速度が改善
された燃料電池に関する。
された燃料電池に関する。
従来ζ燃料電池の一般的な原理構成は第６図に示すよう
に、燃料電池のケーシング内に燃料室２３゜陰極２４．
を解質室２５．陽極２６．酸化剤室２７がこの順序で配
置されている。一方、燃料電池の外部には、陰極２４と
陽極２６とを結ぶように負荷を育する外部回路３２がつ
ながれている。燃料室２３には燃料を供給するための燃
料供給口２１と、燃料が分解されて生成した分解物を排
出するための分解物排出口２２か設けられている。電解
質室２５には電解質が充填さている。酸化剤室２７には
酸化剤を供給するための酸化剤供給口２９と、陽極２６
で酸化剤と反応して生成した反応物を排出するための反
応物排出口３０が設けられている。
に、燃料電池のケーシング内に燃料室２３゜陰極２４．
を解質室２５．陽極２６．酸化剤室２７がこの順序で配
置されている。一方、燃料電池の外部には、陰極２４と
陽極２６とを結ぶように負荷を育する外部回路３２がつ
ながれている。燃料室２３には燃料を供給するための燃
料供給口２１と、燃料が分解されて生成した分解物を排
出するための分解物排出口２２か設けられている。電解
質室２５には電解質が充填さている。酸化剤室２７には
酸化剤を供給するための酸化剤供給口２９と、陽極２６
で酸化剤と反応して生成した反応物を排出するための反
応物排出口３０が設けられている。
燃料には主として、水素、メタノール、ヒドラジンが用
いられている。電解質には、硫酸等の酸性電解液、水酸
化カリウム等のアルカリ性電解液、イオン交換膜等が用
いられている。酸化剤には主として、酸素、空気が用い
られている。例えば、燃料にメタノールを、電解質に硫
酸を、また酸化剤に酸素を用いた燃料電池を第６図にも
とづいて説明する。燃料供給口２１からメタノール−水
混合溶液が供給される。陰極２４で、メタノール−水混
合溶液が分解されて水素イオンｌ＋、電子ｅ−、炭酸ガ
スＣＯ１になる。これを化学式で示せば次のようになる
。
いられている。電解質には、硫酸等の酸性電解液、水酸
化カリウム等のアルカリ性電解液、イオン交換膜等が用
いられている。酸化剤には主として、酸素、空気が用い
られている。例えば、燃料にメタノールを、電解質に硫
酸を、また酸化剤に酸素を用いた燃料電池を第６図にも
とづいて説明する。燃料供給口２１からメタノール−水
混合溶液が供給される。陰極２４で、メタノール−水混
合溶液が分解されて水素イオンｌ＋、電子ｅ−、炭酸ガ
スＣＯ１になる。これを化学式で示せば次のようになる
。
ＣＨｔＯＨ＋ ８２０４ ｃｏｔ ＋ ６Ｈ” ＋ ６
ｅ−・・（１）分解物排出口２２からは、陰極２４で生
成した炭酸ガスＣ０２が排出される。また、陰極２４で
生成した水素イオンＨ“は電解質室２５中を陽極２６の
方へ進み陽極２６に達する。さらに、陰極２４で発生し
た電子ｅ−は外部回路３２を通って陽極２６に達して、
前記水素イオンＨ＋及び酸化剤室２７中の酸化剤の酸素
と反応して水が生成される。生成した水は反応物排出口
３０から排出される。これを化学式で示せば次のように
なる。
ｅ−・・（１）分解物排出口２２からは、陰極２４で生
成した炭酸ガスＣ０２が排出される。また、陰極２４で
生成した水素イオンＨ“は電解質室２５中を陽極２６の
方へ進み陽極２６に達する。さらに、陰極２４で発生し
た電子ｅ−は外部回路３２を通って陽極２６に達して、
前記水素イオンＨ＋及び酸化剤室２７中の酸化剤の酸素
と反応して水が生成される。生成した水は反応物排出口
３０から排出される。これを化学式で示せば次のように
なる。
３／２０ｔ ＋６８” ＋ ６ｅ−→３Ｈ２０−（２）
このように、第６図、（１１式、及び（２）式かられか
るように、陰極２４及び陽極２６の間の電気伝導をおこ
すためには陰極２４で発生した水素イオンＨ１が効率よ
く陽極に到達しなければならないことがわかる。
このように、第６図、（１１式、及び（２）式かられか
るように、陰極２４及び陽極２６の間の電気伝導をおこ
すためには陰極２４で発生した水素イオンＨ１が効率よ
く陽極に到達しなければならないことがわかる。
しかしなから、上記構成の従来の燃料電池では陰極に対
して陽極は正の電位であるため、陰極で発生した水素イ
オンＨ＋は画電極の電界に逆らって陽極に到達せねばな
らず、水素イオンＨ＋の移動効率が悪かった。
して陽極は正の電位であるため、陰極で発生した水素イ
オンＨ＋は画電極の電界に逆らって陽極に到達せねばな
らず、水素イオンＨ＋の移動効率が悪かった。
そこで、本発明は水素イオンＨ＋の移動効率を上げるた
めに、陰極で発生した水素イオンＨ“がスムーズに陽極
に到達するようにすることを目的とする。
めに、陰極で発生した水素イオンＨ“がスムーズに陽極
に到達するようにすることを目的とする。
この発明は上記問題点を解決するために燃料電池におい
て、陰極と陽極間の電解質中に金属格子を設け、前記陰
極または陽極のいずれかで生成したイオンの電荷と逆の
電位を金属格子に与えることとしたものである。
て、陰極と陽極間の電解質中に金属格子を設け、前記陰
極または陽極のいずれかで生成したイオンの電荷と逆の
電位を金属格子に与えることとしたものである。
本発明においては、以上のように陰極と陽極の間の電解
質中に金属格子を設け、前記電極で生成したイオンの電
荷と逆の電位を金属格子に与えたので、電極で発生した
イオンは、イオンの電荷と逆の電位が与えられた金属格
子のほうに加速され、格子の目を通り抜け、他方の電極
である陽極に到達することになる。
質中に金属格子を設け、前記電極で生成したイオンの電
荷と逆の電位を金属格子に与えたので、電極で発生した
イオンは、イオンの電荷と逆の電位が与えられた金属格
子のほうに加速され、格子の目を通り抜け、他方の電極
である陽極に到達することになる。
従って、電解質中を通過するイオンの移動速度か速くな
り、前記（２）式で示される反応が速く起こることにな
る。
り、前記（２）式で示される反応が速く起こることにな
る。
（実施例１）
本発明の燃料電池の構成を第１図に基づいて説明する。
燃料電池のケーシング内に燃料室３．陰極４．電解質室
５．陽極６．酸化剤室１１がこの順序で配置されている
。以上の配置は従来の燃料電池と同じであるが、本発明
においては、陰極４と陽極６との間の電解質室５中の特
に、陽極６のすぐ近傍に金属格子７を設けている。該金
属格子７は金網のような格子目を持ったものであり、水
素イオンの通過を妨げないくらいの孔径が必要である。
５．陽極６．酸化剤室１１がこの順序で配置されている
。以上の配置は従来の燃料電池と同じであるが、本発明
においては、陰極４と陽極６との間の電解質室５中の特
に、陽極６のすぐ近傍に金属格子７を設けている。該金
属格子７は金網のような格子目を持ったものであり、水
素イオンの通過を妨げないくらいの孔径が必要である。
該金属格子７は、外部電圧８により、陰極４に対して負
の電圧にバイアスされている。一方、燃料電池の外部に
は、陰極４と陽極６とを結ぶように負荷を有する外部回
路１２が結合されている。燃料室３には燃料を供給する
ための燃料供給口１と、燃料が分解されて生成した分解
物を排出するための分解物排出口２が設けられている。
の電圧にバイアスされている。一方、燃料電池の外部に
は、陰極４と陽極６とを結ぶように負荷を有する外部回
路１２が結合されている。燃料室３には燃料を供給する
ための燃料供給口１と、燃料が分解されて生成した分解
物を排出するための分解物排出口２が設けられている。
電解質室５には電解質が充填さている。酸化剤室１１に
は酸化剤を供給するための酸化剤供給口９と、陽極６で
酸化剤と反応して生成した反応物を排出するための反応
物排出口ｌＯが設けられている。
は酸化剤を供給するための酸化剤供給口９と、陽極６で
酸化剤と反応して生成した反応物を排出するための反応
物排出口ｌＯが設けられている。
次に、本発明の燃料電池の原理を、メタノールを燃料と
し、硫酸水溶液を電解質とし、酸化剤を空気とした燃料
電池にもとづいて説明する。なお、陽極６には白金とル
テニウムの合金が触媒材料として用いられる。また、陰
極４には白金のみが触媒材料として用いられる。供給す
るメタノールは約２モル／１の濃度のものくただし、発
電する電流量によって濃度を変える）、電解液は３モル
／ｌの硫酸を用いる。燃料供給口ｌよりメタノールと水
の混合溶液を燃料室３に供給する。陰極４では前記（１
１式の反応が起こり、メタノール−水混合溶液が分解さ
れて水素イオンＨ“、電子ｅ−１炭酸ガスＣＯ１が生成
する。生成した炭酸ガスＣＯ１は分解物排出口２から排
出され、る。また、生成した水素イオンＨ“は正に荷電
されているので、陰極４に対して負電圧にバイアスされ
ている金属格子７の方向へ加速されて移動する。ただし
、格子７と陰極４の電位差は水の電気分解を引き起こす
１゜２３Ｖ以上であってはならない。その理由は、電位
差が１．２３Ｖを越えると金属格子７で水が分解して水
素を発生し、その発生した水素が陽極６で反応し全体の
電圧を下げてしまうからである。このように、陽極６の
すぐ近傍に金属格子７を設けることにより、加速された
水素イオンＨ＋は金属格子７の格子の目を通り抜は金属
格子７のすぐ近傍にある陽極６まて達する確率か、金属
格子７を設けないときよりもはるかに高くなる。したが
って、大部分の水素イオンＨ′″は陽極６に到達するこ
とになる。
し、硫酸水溶液を電解質とし、酸化剤を空気とした燃料
電池にもとづいて説明する。なお、陽極６には白金とル
テニウムの合金が触媒材料として用いられる。また、陰
極４には白金のみが触媒材料として用いられる。供給す
るメタノールは約２モル／１の濃度のものくただし、発
電する電流量によって濃度を変える）、電解液は３モル
／ｌの硫酸を用いる。燃料供給口ｌよりメタノールと水
の混合溶液を燃料室３に供給する。陰極４では前記（１
１式の反応が起こり、メタノール−水混合溶液が分解さ
れて水素イオンＨ“、電子ｅ−１炭酸ガスＣＯ１が生成
する。生成した炭酸ガスＣＯ１は分解物排出口２から排
出され、る。また、生成した水素イオンＨ“は正に荷電
されているので、陰極４に対して負電圧にバイアスされ
ている金属格子７の方向へ加速されて移動する。ただし
、格子７と陰極４の電位差は水の電気分解を引き起こす
１゜２３Ｖ以上であってはならない。その理由は、電位
差が１．２３Ｖを越えると金属格子７で水が分解して水
素を発生し、その発生した水素が陽極６で反応し全体の
電圧を下げてしまうからである。このように、陽極６の
すぐ近傍に金属格子７を設けることにより、加速された
水素イオンＨ＋は金属格子７の格子の目を通り抜は金属
格子７のすぐ近傍にある陽極６まて達する確率か、金属
格子７を設けないときよりもはるかに高くなる。したが
って、大部分の水素イオンＨ′″は陽極６に到達するこ
とになる。
一方、陰極４で生成した電子ｅ−は外部回路１２を通っ
て陽極６に到達することになる。
て陽極６に到達することになる。
このときの、陽極６での物質の変化を説明する。
陽極６では酸化剤供給口９がら空気が供給され、前記（
２）式の反応が起こる。つまり陽極６で電解質室５から
供給された水素イオンＨ１、外部回路から供給された電
子ｅ−及び空気中の酸素と反応して、水分子を生成する
。陽極６での反応によって生成した水は反応物排出口１
０から排出される。
２）式の反応が起こる。つまり陽極６で電解質室５から
供給された水素イオンＨ１、外部回路から供給された電
子ｅ−及び空気中の酸素と反応して、水分子を生成する
。陽極６での反応によって生成した水は反応物排出口１
０から排出される。
なお、以上の実施例では金属格子７と陰極４との間に電
圧を印加する例を説明したか、金属格子７が負のバイア
ス電圧になるように、第２図に示すように金属格子７と
陽極との間に電圧を印加しても同様に実施することがで
きる。また、電解質として電気伝導度の高いイオン交換
膜、例えば、ナフィオン１１７（登録商標、デュポン社
製）、フレミオン（登録商標、旭化成株式会社製）を使
用することも可能である。
圧を印加する例を説明したか、金属格子７が負のバイア
ス電圧になるように、第２図に示すように金属格子７と
陽極との間に電圧を印加しても同様に実施することがで
きる。また、電解質として電気伝導度の高いイオン交換
膜、例えば、ナフィオン１１７（登録商標、デュポン社
製）、フレミオン（登録商標、旭化成株式会社製）を使
用することも可能である。
（実施例２）
実施例１では金属格子７に印加する電圧は１．２３Ｖ以
上は加えることはできなかったが、この実施例では金属
格子に改良を加えることにより、１．？３■以上の電圧
を印加することを可能にした。
上は加えることはできなかったが、この実施例では金属
格子に改良を加えることにより、１．？３■以上の電圧
を印加することを可能にした。
本発明の第２実施例の金属格子７を第３図及び第４図に
基づいて説明する。第３図は、陰極４、金属格子７、陽
極６の構成の斜視図である。第４図は第３図の断面ＡＡ
’で見た拡大図である。陰極および陽極の間にあって陽
極のすぐ近傍に配置されている金属格子７は、絶縁材料
によって絶縁膜１３が施されている。燃料電池を構成す
るためのその他の構成は実施例１と同じである。実施例
１で使用されている金属網などの導電性材料で製造され
た金属格子７は、水溶液に直接接触しているため、水溶
液中で腐食を起こす可能性があり、かつ前述したように
１．２３Ｖ以上の電圧を印加すると水溶液が電気分解を
おこしてしまう。これらの不都合を防ぐために本実施例
においては、耐食性絶縁膜１３を金属格子７全体にコー
ティングすることによって、金属格子７は水溶液に直接
液することがなくなるので、陰極、陽極間に１．２３Ｖ
以上の電圧を加えても電気分解を引き起こさない。また
、これによって金属格子７の腐食を防ぐことができる。
基づいて説明する。第３図は、陰極４、金属格子７、陽
極６の構成の斜視図である。第４図は第３図の断面ＡＡ
’で見た拡大図である。陰極および陽極の間にあって陽
極のすぐ近傍に配置されている金属格子７は、絶縁材料
によって絶縁膜１３が施されている。燃料電池を構成す
るためのその他の構成は実施例１と同じである。実施例
１で使用されている金属網などの導電性材料で製造され
た金属格子７は、水溶液に直接接触しているため、水溶
液中で腐食を起こす可能性があり、かつ前述したように
１．２３Ｖ以上の電圧を印加すると水溶液が電気分解を
おこしてしまう。これらの不都合を防ぐために本実施例
においては、耐食性絶縁膜１３を金属格子７全体にコー
ティングすることによって、金属格子７は水溶液に直接
液することがなくなるので、陰極、陽極間に１．２３Ｖ
以上の電圧を加えても電気分解を引き起こさない。また
、これによって金属格子７の腐食を防ぐことができる。
（実施例３）
電解質として水酸化カリウムを用い、燃料は実施例１と
同じメタノール、酸化剤は実施例１と同じ空気を用いた
燃料電池の実施例を説明する。第５図はその構成図を示
している。第５図においては外部電圧８か第１図とは逆
向きに、つまり陽極にたいして格子が正になる様に印加
されている。
同じメタノール、酸化剤は実施例１と同じ空気を用いた
燃料電池の実施例を説明する。第５図はその構成図を示
している。第５図においては外部電圧８か第１図とは逆
向きに、つまり陽極にたいして格子が正になる様に印加
されている。
そしてその格子の位置は、第１図とは逆に、すなわち、
陰極４側に隣接されている。
陰極４側に隣接されている。
このように構成された燃料電池の反応機構は、次のよう
に考えられる。
に考えられる。
陰極では、メタノールは酸化されてホルムアルデヒド、
蟻酸、炭酸イオンになる。これを反応式で示せば次のよ
うになる。
蟻酸、炭酸イオンになる。これを反応式で示せば次のよ
うになる。
ＣＨＪＨ＋ ２０Ｈ−−ＨＣＨＯ＋２Ｈ２０＋ ２ｅ−
ＨＣＨＯ＋３０Ｈ−−ＨＣＯＯ−＋２８２０＋２ｅ−Ｈ
ＣＯＯ−＋３０８− ＝ＣＯ”−ｓ ＋２ＨｚＯ＋２ｅ
−陽極６では、酸素と水が反応し、水酸イオンが生成さ
れる。これを反応式で示せば次のようになる。
ＨＣＨＯ＋３０Ｈ−−ＨＣＯＯ−＋２８２０＋２ｅ−Ｈ
ＣＯＯ−＋３０８− ＝ＣＯ”−ｓ ＋２ＨｚＯ＋２ｅ
−陽極６では、酸素と水が反応し、水酸イオンが生成さ
れる。これを反応式で示せば次のようになる。
３／２０． ＋３ＨｔＯ→６０Ｈ−
したがって、陽極６で水と酸素が反応することによって
生成した水酸イオンはそのイオンの電荷とは逆の電位が
与えられた金属格子７の方に加速され、格子の目を通り
抜け、他方の電極である陰極４に到達することになる。
生成した水酸イオンはそのイオンの電荷とは逆の電位が
与えられた金属格子７の方に加速され、格子の目を通り
抜け、他方の電極である陰極４に到達することになる。
一方、陰極４で生成した電子ｅ−は外部回路１２を通っ
て陽極６に到達することになる。
て陽極６に到達することになる。
以上詳細に説明したように本発明によれば、陰極と陽極
間の電解質内に金属格子を設け、電気伝導の源となるイ
オンの移動速度を該金属格子に印加された電界によって
高めることによって、結果的に燃料電池内の反応効率を
高めることができる。
間の電解質内に金属格子を設け、電気伝導の源となるイ
オンの移動速度を該金属格子に印加された電界によって
高めることによって、結果的に燃料電池内の反応効率を
高めることができる。
従って、例えば、電子通信機器等のスイッチングスピー
ドの速い負荷に対しても追従できるという効果がある。
ドの速い負荷に対しても追従できるという効果がある。
また、従来、メタノールが電解質を浸透して、陽極まで
達して拡散していた。そして、硫酸等の酸性電解液を使
用した燃料電池においては、陽極の触媒にはメタノール
にたいして活性な触媒が用いられているので、メタノー
ルが陽極にふれると陽極の電位低下とメタノールの利用
低下を引き起こしていた。本発明においては、金属格子
が負に印加されているので、メタノールが拡散し難いと
いう効果がある。
達して拡散していた。そして、硫酸等の酸性電解液を使
用した燃料電池においては、陽極の触媒にはメタノール
にたいして活性な触媒が用いられているので、メタノー
ルが陽極にふれると陽極の電位低下とメタノールの利用
低下を引き起こしていた。本発明においては、金属格子
が負に印加されているので、メタノールが拡散し難いと
いう効果がある。
さらにまた、硫酸等の酸性電解液を使用した燃料電池に
おいては、硫酸のＨ＋イオンは格子近辺に引き寄せられ
るので、硫酸がメタノール室へ拡散して汚染することを
極力防ぐことができるという効果かある。
おいては、硫酸のＨ＋イオンは格子近辺に引き寄せられ
るので、硫酸がメタノール室へ拡散して汚染することを
極力防ぐことができるという効果かある。
第１図は、本発明の金属格子付燃料電池の実施例を示す
図、第２図は、本発明の金属格子付燃料電池の別の実施
例を示す図、第３図、第４図は、本発明の金属格子を示
す図、第５図は、本発明の金属格子付燃料電池の更に別
の実施例を示す図、第６図は、従来の燃料電池を示す図
である。 ３・・−燃料室、４・・・電極、５・・・電解質室、６
・−電極、１１・酸化剤室、１２・・・外部回路、１３
・・・絶縁膜。 特許出願人 アイシン・エイ・ダブり二株式会社代理人
弁理士 光来出 良 彦（外２名）Ｎ〜つ梧犠 ハ φトの艶ミミセ 第３図 Ａ’ ／ｌ、 Ｉ！ｔ 植７ ４ＪＬ
木ト去 第４図 第５図 第６図
図、第２図は、本発明の金属格子付燃料電池の別の実施
例を示す図、第３図、第４図は、本発明の金属格子を示
す図、第５図は、本発明の金属格子付燃料電池の更に別
の実施例を示す図、第６図は、従来の燃料電池を示す図
である。 ３・・−燃料室、４・・・電極、５・・・電解質室、６
・−電極、１１・酸化剤室、１２・・・外部回路、１３
・・・絶縁膜。 特許出願人 アイシン・エイ・ダブり二株式会社代理人
弁理士 光来出 良 彦（外２名）Ｎ〜つ梧犠 ハ φトの艶ミミセ 第３図 Ａ’ ／ｌ、 Ｉ！ｔ 植７ ４ＪＬ
木ト去 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- （１）燃料電池において、陰極と陽極間の電解質中に金
属格子が設けられ、前記電極で生成したイオンの電荷と
逆の電位の電圧が金属格子に与えられていることを特徴
とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2268303A JPH04169068A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 金属格子付燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2268303A JPH04169068A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 金属格子付燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04169068A true JPH04169068A (ja) | 1992-06-17 |
Family
ID=17456658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2268303A Pending JPH04169068A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 金属格子付燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04169068A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004127901A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-04-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池及びその制御方法 |
| JP4748914B2 (ja) * | 2000-05-08 | 2011-08-17 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| JP2015502644A (ja) * | 2011-12-14 | 2015-01-22 | ヘルムート シュミット ウニヴェルシテート， ウニヴェルシテート デル ブンデスヴェー ハンブルク | 内部制御可能な燃料電池 |
-
1990
- 1990-10-08 JP JP2268303A patent/JPH04169068A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4748914B2 (ja) * | 2000-05-08 | 2011-08-17 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| JP2004127901A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-04-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池及びその制御方法 |
| JP2015502644A (ja) * | 2011-12-14 | 2015-01-22 | ヘルムート シュミット ウニヴェルシテート， ウニヴェルシテート デル ブンデスヴェー ハンブルク | 内部制御可能な燃料電池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| de Leon et al. | A direct borohydride—Acid peroxide fuel cell | |
| US5916505A (en) | Process of making a membrane with internal passages | |
| Ma et al. | Direct borohydride fuel cell using Ni-based composite anodes | |
| US5460705A (en) | Method and apparatus for electrochemical production of ozone | |
| US10854906B2 (en) | Redox flow battery with carbon dioxide based redox couple | |
| CA2544882C (en) | Hydrogen/hydrogen peroxide fuel cell | |
| US20170271697A1 (en) | Membrane electrode assembly, and electrochemical cell and electrochemical stack using same | |
| US5296110A (en) | Apparatus and method for separating oxygen from air | |
| US4711828A (en) | Carbon monoxide-oxygen fuel cell | |
| US6444337B1 (en) | Fuel cell with low cathodic polarization and high power density | |
| Stroman et al. | Modeling the performance of an ideal NaBH4–H2O2 direct borohydride fuel cell | |
| KR101931504B1 (ko) | 전기화학 셀용 막전극접합체 | |
| US3410729A (en) | Method of operating a fuel cell on hydrazine and hydrogen peroxide | |
| Katoh et al. | Polymer electrolyte-type electrochemical ozone generator with an oxygen cathode | |
| EP1358365A2 (en) | Electrochemical cell | |
| JP4601647B2 (ja) | 水素発生装置及びこれを用いた燃料電池システム | |
| JP2004349029A (ja) | 燃料電池システム | |
| JPH04169068A (ja) | 金属格子付燃料電池 | |
| KR100859176B1 (ko) | 수소 발생 장치용 전해질 용액 및 이를 포함하는 수소 발생장치 | |
| US7935267B2 (en) | Electrolyte solution for hydrogen generating apparatus and hydrogen generating apparatus comprising the same | |
| JPH04249866A (ja) | メタノール燃料電池の燃料極の活性化方法 | |
| US12401048B1 (en) | Metal-carbon dioxide (CO2) battery cell | |
| JPS63237363A (ja) | メタノ−ル燃料電池 | |
| JP3304481B2 (ja) | 過酸化水素製造用電解槽及び過酸化水素の電解的製造方法 | |
| US6833167B2 (en) | Methanol fuel cell comprising a membrane which conducts metal cations |