JPH0696784A - リン酸型燃料電池 - Google Patents
リン酸型燃料電池Info
- Publication number
- JPH0696784A JPH0696784A JP4243215A JP24321592A JPH0696784A JP H0696784 A JPH0696784 A JP H0696784A JP 4243215 A JP4243215 A JP 4243215A JP 24321592 A JP24321592 A JP 24321592A JP H0696784 A JPH0696784 A JP H0696784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphoric acid
- cell
- fuel cell
- treatment
- electrodes
- 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
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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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リン酸型燃料電池の電極基材のエッジシール
部からカーボン及びリン酸がはみ出すことを防止し、電
極間で短絡が起こらないようにする。 【構成】 セルのコーナー部１０に、エッジシール処理
を施さない未処理部２０が設けられている。
部からカーボン及びリン酸がはみ出すことを防止し、電
極間で短絡が起こらないようにする。 【構成】 セルのコーナー部１０に、エッジシール処理
を施さない未処理部２０が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セル構造に改良を施し
たリン酸型燃料電池に関するものである。
たリン酸型燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、水素と酸素から電気エネルギーを
得る装置として燃料電池が知られている。この燃料電池
は、通常電解質を保持するマトリックスを挟んで一対の
多孔質電極を配置すると共に、一方の電極の背面に天然
ガス、メタノール、石炭等の燃料を改質して得られる水
素を接触させ、他方の電極の背面に空気中の酸素を接触
させて、この時に起こる電気化学反応を利用して、上記
電極間から電気エネルギーを取り出すようにしたもので
ある。
得る装置として燃料電池が知られている。この燃料電池
は、通常電解質を保持するマトリックスを挟んで一対の
多孔質電極を配置すると共に、一方の電極の背面に天然
ガス、メタノール、石炭等の燃料を改質して得られる水
素を接触させ、他方の電極の背面に空気中の酸素を接触
させて、この時に起こる電気化学反応を利用して、上記
電極間から電気エネルギーを取り出すようにしたもので
ある。
【０００３】図３は、従来の燃料電池の構成を示す部分
断面図である。図において、１は積層セルであり、空気
の流通路及び水素の流通路を有する一対のガス拡散電極
と、両電極間に挟持され、電解質を保持するマトリック
ス層を配してなる単位セルを複数個積層して形成されて
いる。また、起動時には室温から動作温度まで加熱し、
運転時には余剰熱を除去・冷却して一定温度に維持する
必要から、温度調節体である冷却板７が数セル毎に挿入
・配置されている。
断面図である。図において、１は積層セルであり、空気
の流通路及び水素の流通路を有する一対のガス拡散電極
と、両電極間に挟持され、電解質を保持するマトリック
ス層を配してなる単位セルを複数個積層して形成されて
いる。また、起動時には室温から動作温度まで加熱し、
運転時には余剰熱を除去・冷却して一定温度に維持する
必要から、温度調節体である冷却板７が数セル毎に挿入
・配置されている。
【０００４】さらに、前記積層セル１はその上下を集電
板２で挟持され、その上下に配された締付金具３により
積層方向に締付け固定されている。また、電池本体に空
気及び水素を供給及び排気するため、電池本体の側面に
マニホールド４が配設され、フッ素ゴム系の成形パッキ
ング５及びフッ素樹脂系のシール材６を介して前記電池
本体に固着され、前記各単位セルに一括して空気及び水
素を供給、排気するように構成されている。
板２で挟持され、その上下に配された締付金具３により
積層方向に締付け固定されている。また、電池本体に空
気及び水素を供給及び排気するため、電池本体の側面に
マニホールド４が配設され、フッ素ゴム系の成形パッキ
ング５及びフッ素樹脂系のシール材６を介して前記電池
本体に固着され、前記各単位セルに一括して空気及び水
素を供給、排気するように構成されている。
【０００５】また、図４は電極基材（以下、セルと称す
る）の構造を示したものである。セル８は触媒層のため
の担体であり、また、反応ガスの流通路としての凹溝を
複数平行に有し、前記反応ガスを触媒層まで導くための
ものである。さらに、セル８は電解質を貯蔵するリザー
バとしての機能も有している。
る）の構造を示したものである。セル８は触媒層のため
の担体であり、また、反応ガスの流通路としての凹溝を
複数平行に有し、前記反応ガスを触媒層まで導くための
ものである。さらに、セル８は電解質を貯蔵するリザー
バとしての機能も有している。
【０００６】このセル８のガス流通方向と平行な端部
は、気孔サイズを微小にして、電解質溶液の毛細管現象
による作用により湿潤シールとして機能する構造とされ
ている。即ち、セル８のエッジシール部９は、微粉末カ
ーボンを水に分散させたインクを含浸、乾燥させて形成
されている。
は、気孔サイズを微小にして、電解質溶液の毛細管現象
による作用により湿潤シールとして機能する構造とされ
ている。即ち、セル８のエッジシール部９は、微粉末カ
ーボンを水に分散させたインクを含浸、乾燥させて形成
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来のリン酸型燃料電池には、以下に述べる様な
解決すべき課題があった。即ち、前記エッジシール部９
はセル８の他の部分より気孔径が小さいため、リン酸を
注入すると毛細管現象によってリン酸が充満し、湿潤ガ
スシールとしての機能を発揮する。しかし、この時、エ
ッジシール部９においては、乾燥していた微粉末カーボ
ンが湿潤してきたリン酸により再び溶け出してインク状
になる。
た様な従来のリン酸型燃料電池には、以下に述べる様な
解決すべき課題があった。即ち、前記エッジシール部９
はセル８の他の部分より気孔径が小さいため、リン酸を
注入すると毛細管現象によってリン酸が充満し、湿潤ガ
スシールとしての機能を発揮する。しかし、この時、エ
ッジシール部９においては、乾燥していた微粉末カーボ
ンが湿潤してきたリン酸により再び溶け出してインク状
になる。
【０００８】一方、セルのコーナー部１０は、前記締付
金具３による締付け圧が顕著にかかる領域であり、ま
た、起動時にはリン酸の体積が膨脹するため、エッジシ
ール部９を設けたコーナー部の側面１１において、リン
酸を含んだカーボン１２がセルの外部へはみ出すことが
ある。この様にセルの外部にカーボンがはみ出すと、ア
ノード極とカソード極の間で短絡が起こる恐れがあっ
た。
金具３による締付け圧が顕著にかかる領域であり、ま
た、起動時にはリン酸の体積が膨脹するため、エッジシ
ール部９を設けたコーナー部の側面１１において、リン
酸を含んだカーボン１２がセルの外部へはみ出すことが
ある。この様にセルの外部にカーボンがはみ出すと、ア
ノード極とカソード極の間で短絡が起こる恐れがあっ
た。
【０００９】本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解
消するために提案されたもので、その目的は、セルのエ
ッジシール部からのカーボン及びリン酸のはみ出しを防
止し、電極間の短絡のない、信頼性の高いリン酸型燃料
電池を提供することにある。
消するために提案されたもので、その目的は、セルのエ
ッジシール部からのカーボン及びリン酸のはみ出しを防
止し、電極間の短絡のない、信頼性の高いリン酸型燃料
電池を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電解質であるリン酸を保持したマトリックス層を挟
んで、一対のガス拡散電極を配置し、これに燃料ガス及
び酸化剤ガスを供給して電気出力を得るリン酸型燃料電
池であって、前記ガス拡散電極の電極基体の相対する端
部に、湿潤シールとして機能するエッジシール処理が施
されたリン酸型燃料電池において、前記電極基体のコー
ナー部に、エッジシール処理を施さない未処理部を設け
たことを特徴とするものである。
は、電解質であるリン酸を保持したマトリックス層を挟
んで、一対のガス拡散電極を配置し、これに燃料ガス及
び酸化剤ガスを供給して電気出力を得るリン酸型燃料電
池であって、前記ガス拡散電極の電極基体の相対する端
部に、湿潤シールとして機能するエッジシール処理が施
されたリン酸型燃料電池において、前記電極基体のコー
ナー部に、エッジシール処理を施さない未処理部を設け
たことを特徴とするものである。
【００１１】請求項２に記載の発明は、電極基体のコー
ナー部に、撥水性処理部を設けたことを特徴とするもの
である。
ナー部に、撥水性処理部を設けたことを特徴とするもの
である。
【００１２】
【作用】請求項１に記載のリン酸型燃料電池において
は、燃料電池の起動時にリン酸の体積が膨脹し、エッジ
シール部からカーボン及びリン酸が押し出されても、電
極基材のコーナー部に設けられたエッジシール処理を施
さない未処理部において、これらを吸収することができ
る。
は、燃料電池の起動時にリン酸の体積が膨脹し、エッジ
シール部からカーボン及びリン酸が押し出されても、電
極基材のコーナー部に設けられたエッジシール処理を施
さない未処理部において、これらを吸収することができ
る。
【００１３】請求項１に記載のリン酸型燃料電池におい
ては、燃料電池の起動時にリン酸の体積が膨脹し、エッ
ジシール部からカーボン及びリン酸が押し出されても、
セルのコーナー部に設けられた撥水性処理部がそれらの
外部への流出を阻止することができる。
ては、燃料電池の起動時にリン酸の体積が膨脹し、エッ
ジシール部からカーボン及びリン酸が押し出されても、
セルのコーナー部に設けられた撥水性処理部がそれらの
外部への流出を阻止することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて具
体的に説明する。なお、図４に示した従来型と同一の部
材には同一の符号を付して、説明は省略する。
体的に説明する。なお、図４に示した従来型と同一の部
材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００１５】本実施例においては、図１に示した様に、
セルのコーナー部１０に、エッジシール処理を施さない
未処理部２０が設けられている。
セルのコーナー部１０に、エッジシール処理を施さない
未処理部２０が設けられている。
【００１６】この様な構成を有する本実施例のリン酸型
燃料電池においては、燃料電池の起動時にリン酸の体積
が膨脹する結果、エッジシール部９から押し出されるカ
ーボン及びリン酸を、セルのコーナー部１０に設けられ
たエッジシール処理を施さない未処理部２０において吸
収することができる。その結果、セルのコーナー部の側
面１１からカーボン及びリン酸がセルの外部にはみ出す
ことがないため、電極間の短絡の危険性がなくなる。
燃料電池においては、燃料電池の起動時にリン酸の体積
が膨脹する結果、エッジシール部９から押し出されるカ
ーボン及びリン酸を、セルのコーナー部１０に設けられ
たエッジシール処理を施さない未処理部２０において吸
収することができる。その結果、セルのコーナー部の側
面１１からカーボン及びリン酸がセルの外部にはみ出す
ことがないため、電極間の短絡の危険性がなくなる。
【００１７】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、図２に示した様に、セルのコーナー部
１０に撥水性処理部２１を設けても良い。この様に撥水
性処理部２１を設けた結果、燃料電池の起動時にリン酸
の体積が膨脹し、エッジシール部９からカーボン及びリ
ン酸が押し出されようとしても、セルのコーナー部１０
に設けられた撥水性処理部２１がそれらの外部への流出
を阻止するように機能し、上記の実施例と同様の効果を
得ることができる。
るものではなく、図２に示した様に、セルのコーナー部
１０に撥水性処理部２１を設けても良い。この様に撥水
性処理部２１を設けた結果、燃料電池の起動時にリン酸
の体積が膨脹し、エッジシール部９からカーボン及びリ
ン酸が押し出されようとしても、セルのコーナー部１０
に設けられた撥水性処理部２１がそれらの外部への流出
を阻止するように機能し、上記の実施例と同様の効果を
得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、電極
基体のコーナー部に、エッジシール処理を施さない未処
理部を設け、あるいは、電極基体のコーナー部に、撥水
処理部を設けることにより、電極基材のエッジシール部
からのカーボン及びリン酸のはみ出しを防止し、電極間
の短絡のない、信頼性の高いリン酸型燃料電池を提供す
ることができる。
基体のコーナー部に、エッジシール処理を施さない未処
理部を設け、あるいは、電極基体のコーナー部に、撥水
処理部を設けることにより、電極基材のエッジシール部
からのカーボン及びリン酸のはみ出しを防止し、電極間
の短絡のない、信頼性の高いリン酸型燃料電池を提供す
ることができる。
【図１】本発明のリン酸型燃料電池の一実施例を示す斜
視図
視図
【図２】本発明のリン酸型燃料電池の他の実施例を示す
斜視図
斜視図
【図３】従来の燃料電池の構成を示す部分断面図
【図４】従来の燃料電池のセルの構成を示す斜視図
１…積層セル ２…集電板 ３…締付け板 ４…マニホールド ８…電極基材 ９…エッジシール部 １０…コーナー部 １２…流出したカーボン、リン酸 ２０…未処理部 ２１…撥水性処理部
Claims (2)
- 【請求項１】 電解質であるリン酸を保持したマトリッ
クス層を挟んで、一対のガス拡散電極を配置し、これに
燃料ガス及び酸化剤ガスを供給して電気出力を得るリン
酸型燃料電池であって、前記ガス拡散電極の電極基体の
相対する端部に、湿潤シールとして機能するエッジシー
ル処理が施されたリン酸型燃料電池において、 前記電極基体のコーナー部に、エッジシール処理を施さ
ない未処理部を設けたことを特徴とするリン酸型燃料電
池。 - 【請求項２】 電解質であるリン酸を保持したマトリッ
クス層を挟んで、一対のガス拡散電極を配置し、これに
燃料ガス及び酸化剤ガスを供給して電気出力を得るリン
酸型燃料電池であって、前記ガス拡散電極の電極基体の
相対する端部に、湿潤シールとして機能するエッジシー
ル処理が施されたリン酸型燃料電池において、 前記電極基体のコーナー部に、撥水性処理部を設けたこ
とを特徴とするリン酸型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4243215A JPH0696784A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | リン酸型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4243215A JPH0696784A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | リン酸型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0696784A true JPH0696784A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17100542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4243215A Pending JPH0696784A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | リン酸型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696784A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007018924A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 燃料電池 |
| CN115763839A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-03-07 | 深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司 | 一种燃料电池催化层及其制备方法 |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP4243215A patent/JPH0696784A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007018924A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 燃料電池 |
| CN115763839A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-03-07 | 深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司 | 一种燃料电池催化层及其制备方法 |
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