JPH077670B2 - アルカリ電解液を用いた水素―酸素燃料電池 - Google Patents
アルカリ電解液を用いた水素―酸素燃料電池Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、少なくとも、１つのアノードとカソードから
なる、アルカリ電解液を用いた水素−酸素燃料電池に関
する。
なる、アルカリ電解液を用いた水素−酸素燃料電池に関
する。
本発明による燃料電池は、運転時に内部漏れ電流を示す
が、これは、これまで起電効率がこの内部漏れ電流によ
つて不利な影響を受けるので、主要な欠点であるとみな
されていた。
が、これは、これまで起電効率がこの内部漏れ電流によ
つて不利な影響を受けるので、主要な欠点であるとみな
されていた。
従来の技術 運転時の内部漏れ電流を防ぐために、公知燃料電池は、
同じ電池内のアノードとカソードが、体積抵抗率1010Ω
cm2〜104Ωcm2またはそれ以上の材料によつて互いに絶
縁されるように設計されている。このような燃料電池の
例は、カナダ国特許第867991号および同第1129946号お
よび米国特許第4048386号および同第4233371号に記載さ
れている。ブレイユ（Y.Brelle）等によるハンドブツ
ク“燃料電池の工学的応用原理”（Principes technolo
gie applications de piles Combustible,フランス
石油協会発行、パリ、1972年）の第41頁には、燃料電池
内で電極を互いに十分に絶縁することが強く推奨されて
いる。
同じ電池内のアノードとカソードが、体積抵抗率1010Ω
cm2〜104Ωcm2またはそれ以上の材料によつて互いに絶
縁されるように設計されている。このような燃料電池の
例は、カナダ国特許第867991号および同第1129946号お
よび米国特許第4048386号および同第4233371号に記載さ
れている。ブレイユ（Y.Brelle）等によるハンドブツ
ク“燃料電池の工学的応用原理”（Principes technolo
gie applications de piles Combustible,フランス
石油協会発行、パリ、1972年）の第41頁には、燃料電池
内で電極を互いに十分に絶縁することが強く推奨されて
いる。
発明を達成するための手段 この公知技術水準とは著しく異なり、本発明による新規
燃料電池では、この燃料電池内のアノードとカソードと
の間の電気抵抗は、関連するアノードとカソードとの間
の絶縁をさらに高めるためにこの電気抵抗を増加するの
ではなくて、先行技術に比して減少されている。
燃料電池では、この燃料電池内のアノードとカソードと
の間の電気抵抗は、関連するアノードとカソードとの間
の絶縁をさらに高めるためにこの電気抵抗を増加するの
ではなくて、先行技術に比して減少されている。
本発明のよれば、少なくとも、１つのアノードとカソー
ドからなる、アルカリ電解液を用いた水素−酸素燃料電
池において、アノードは１つ以上の電気の導体によつて
燃料電池内のカソードと接続され、アノードおよび燃料
電池内でそれと導電的に接続されたカソードの間のΩで
表わした全電気抵抗と、m2で表わしたこのカソードの作
用面積との算術的積が10-4Ωm2と10Ωm2の間、有利に10
-3Ωm2と５Ωm2の間にあることを特徴とする。アノード
は互いに導電的に接続された複数の分割アノードで構成
され、カソードは互いに導電的に接続された複数の分割
カソードで構成されていてもよい。
ドからなる、アルカリ電解液を用いた水素−酸素燃料電
池において、アノードは１つ以上の電気の導体によつて
燃料電池内のカソードと接続され、アノードおよび燃料
電池内でそれと導電的に接続されたカソードの間のΩで
表わした全電気抵抗と、m2で表わしたこのカソードの作
用面積との算術的積が10-4Ωm2と10Ωm2の間、有利に10
-3Ωm2と５Ωm2の間にあることを特徴とする。アノード
は互いに導電的に接続された複数の分割アノードで構成
され、カソードは互いに導電的に接続された複数の分割
カソードで構成されていてもよい。
本発明による燃料電池内でアノードとカソードとの間を
導電的に接続するのは、種々の形式で実施することがで
きる。適当な実施態様は、アノードとカソードとの間の
十分に導電性材料からなるスペーサ、アノードとカソー
ドとの間の１つまたは若干の導電性電線、およびアノー
ドとカソードとの間の、有利に表面に分布された複数の
接点である。
導電的に接続するのは、種々の形式で実施することがで
きる。適当な実施態様は、アノードとカソードとの間の
十分に導電性材料からなるスペーサ、アノードとカソー
ドとの間の１つまたは若干の導電性電線、およびアノー
ドとカソードとの間の、有利に表面に分布された複数の
接点である。
最も適当なのは、有利に平らな電極が、十分に導電性材
料、有利に導電性合成材料、たとえば適当な数の炭素粒
子および／または金属粒子を混入する合成材料からなる
枠に埋め込まれ、１つの電池内のアノードおよびカソー
ドの枠は、たとえば溶接によるかまたは金属粉末を含有
するエポキシ系接着剤のような導電性接着剤によつて互
いに直接に接触させることにより、互いに導電的に接続
されている実施態様である。全部または大部分が合成材
料からなる枠に埋め込まれた平らな電極の最も適当な実
施態様は、カナダ国特許第1129946号に記載されてお
り、簡潔のためこれら電極の詳細な記載については該特
許を引用する。
料、有利に導電性合成材料、たとえば適当な数の炭素粒
子および／または金属粒子を混入する合成材料からなる
枠に埋め込まれ、１つの電池内のアノードおよびカソー
ドの枠は、たとえば溶接によるかまたは金属粉末を含有
するエポキシ系接着剤のような導電性接着剤によつて互
いに直接に接触させることにより、互いに導電的に接続
されている実施態様である。全部または大部分が合成材
料からなる枠に埋め込まれた平らな電極の最も適当な実
施態様は、カナダ国特許第1129946号に記載されてお
り、簡潔のためこれら電極の詳細な記載については該特
許を引用する。
本発明による燃料電池の他の最も適当な実施態様は、十
分に導電性の熱硬化性合成樹脂中に埋め込まれおよび／
または該合成樹脂のさやに入れられた、少なくとも１つ
の、有利に平らなアノードおよび有利に平らなカソード
からなる。電極が熱硬化性樹脂中に埋封されているかか
る燃料電池の適当な製造法については、米国特許第4048
386号および同第4233371号の内容を引用する。
分に導電性の熱硬化性合成樹脂中に埋め込まれおよび／
または該合成樹脂のさやに入れられた、少なくとも１つ
の、有利に平らなアノードおよび有利に平らなカソード
からなる。電極が熱硬化性樹脂中に埋封されているかか
る燃料電池の適当な製造法については、米国特許第4048
386号および同第4233371号の内容を引用する。
効果 本発明による新規燃料電池の利点は、電池内のアノード
とカソードとの間に大きい電気抵抗を有するが他の点で
は同じ燃料電池に比して安定性がはるかに良好で、長い
期間実質的に一定の動作特性を示すことである。
とカソードとの間に大きい電気抵抗を有するが他の点で
は同じ燃料電池に比して安定性がはるかに良好で、長い
期間実質的に一定の動作特性を示すことである。
次に、本発明を実施例および比較実験例につき詳述す
る。
る。
実施例 例Ｉ 燃料電池バツテリは、18個の燃料電池を９個の平行な組
に電気的に直列に配置してなる。すべての燃料電池は実
質的に同じであり、炭素粒子によつて導電性にされてい
る合成材料からなる枠に埋め込まれた、0.03m2の作用面
積を有する平らなアノードおよび0.03m2の作用面積を有
する平らなカソードからなる。アノードおよびカソード
の双方は触媒として、表面積の大きいカーボン上の白金
を含有する。各燃料電池におけるアノードとカソードと
の間の全電気抵抗は20〜30Ωに達する。
に電気的に直列に配置してなる。すべての燃料電池は実
質的に同じであり、炭素粒子によつて導電性にされてい
る合成材料からなる枠に埋め込まれた、0.03m2の作用面
積を有する平らなアノードおよび0.03m2の作用面積を有
する平らなカソードからなる。アノードおよびカソード
の双方は触媒として、表面積の大きいカーボン上の白金
を含有する。各燃料電池におけるアノードとカソードと
の間の全電気抵抗は20〜30Ωに達する。
隔週に、この燃料電池バツテリを、燃料として水素を使
用し、酸化剤として空気の形の酸素を使用して、65℃で
電圧６ボルトで1.5時間負荷する。それぞれの場合に、
バツテリがなお放出する電流を測定する。この測定の結
果は、図の曲線Ｉによつて表わされている。
用し、酸化剤として空気の形の酸素を使用して、65℃で
電圧６ボルトで1.5時間負荷する。それぞれの場合に、
バツテリがなお放出する電流を測定する。この測定の結
果は、図の曲線Ｉによつて表わされている。
比較実験例Ａ 燃料電池バツテリは、18個の燃料電池を９個の平行な組
に電気的に直列に配置してなる。すべての燃料電池は実
質的に同じで、非導電性合成材料中に埋め込まれた、例
Ｉにおいて適用したと同じ型のアノードおよび同じ型の
カソードからなる。各燃料電池におけるアノードとカソ
ードとの間の全電気抵抗は106Ωより上である。
に電気的に直列に配置してなる。すべての燃料電池は実
質的に同じで、非導電性合成材料中に埋め込まれた、例
Ｉにおいて適用したと同じ型のアノードおよび同じ型の
カソードからなる。各燃料電池におけるアノードとカソ
ードとの間の全電気抵抗は106Ωより上である。
例Ｉにおけると同じ方法で、この燃料電池バツテリを隔
週に65℃で電圧６ボルトで1.5時間負荷する。再び、そ
れぞれの場合に、バツテリがなお放出する電流を測定す
る。これら測定の結果は、図面に曲線Ａにより表わされ
ている。
週に65℃で電圧６ボルトで1.5時間負荷する。再び、そ
れぞれの場合に、バツテリがなお放出する電流を測定す
る。これら測定の結果は、図面に曲線Ａにより表わされ
ている。
上述した試験は、本発明による燃料電池バツテリが先行
技術による燃料電池バツテリよりもはるかに長い期間実
質的に一定の動作特性を示すことを表わす。
技術による燃料電池バツテリよりもはるかに長い期間実
質的に一定の動作特性を示すことを表わす。
添付図面は、本発明による燃料電池バツテリの動作特性
を示す電流／時間曲線図である。 Ｉ…例Ｉによる燃料電池バツテリの曲線 Ａ…比較実験例Ａによる燃料電池バツテリの曲線
を示す電流／時間曲線図である。 Ｉ…例Ｉによる燃料電池バツテリの曲線 Ａ…比較実験例Ａによる燃料電池バツテリの曲線
Claims (6)
- 【請求項１】少なくとも、１つのアノードとカソードか
らなる、アルカリ電解液を用いた水素−酸素燃料池にお
いて、アノードは１つ以上の電気の導体によってこの燃
料電池内のカソードと接続され、アノードおよび燃料電
池内でそれと導電的に接続されたカソードの間のΩで表
わした全電気抵抗と、m2で表わしたカソードの作用面積
との算術的積が10-4Ωm2と10Ωm2の間にあることを特徴
とするアルカリ電解液を用いた水素−酸素燃料電池。 - 【請求項２】少なくとも１つのアノードとカソードから
なり、双方が導電性合成材料の枠内に埋め込まれ、これ
らの枠は互いに導電的に接続されている、特許請求の範
囲第１項記載の燃料電池。 - 【請求項３】十分に導電性の熱硬化性合成樹脂中に埋め
込まれおよび／または該合成樹脂のさやに入れられた少
なくとも１つのアノードとカソードからなる、特許請求
の範囲第１項または第２項記載の燃料電池。 - 【請求項４】導電性合成材料として、炭素粒子および／
または金属粒子を混入する合成材料を含有する、特許請
求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の燃
料電池。 - 【請求項５】アノードおよびカソードが平らである、特
許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載
の燃料電池。 - 【請求項６】上述した算術的積が10-3Ωm2と５Ωm2の間
にある、特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれ
か１項記載の燃料電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8400127 | 1984-01-14 | ||
| NL8400127A NL8400127A (nl) | 1984-01-14 | 1984-01-14 | Brandstofcel. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221969A JPS60221969A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH077670B2 true JPH077670B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=19843329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60003423A Expired - Fee Related JPH077670B2 (ja) | 1984-01-14 | 1985-01-14 | アルカリ電解液を用いた水素―酸素燃料電池 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4576877A (ja) |
| EP (1) | EP0149479B1 (ja) |
| JP (1) | JPH077670B2 (ja) |
| AT (1) | ATE37252T1 (ja) |
| DE (1) | DE3565027D1 (ja) |
| ES (1) | ES8606737A1 (ja) |
| NL (1) | NL8400127A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1290068B1 (en) * | 2000-06-02 | 2010-08-25 | SRI International | Polymer membrane composition |
| US7316855B2 (en) * | 2001-06-01 | 2008-01-08 | Polyfuel, Inc. | Fuel cell assembly for portable electronic device and interface, control, and regulator circuit for fuel cell powered electronic device |
| WO2002099916A2 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-12 | Polyfuel, Inc | Fuel cell assembly for portable electronic device and interface, control, and regulator circuit for fuel cell powered electronic device |
| AU2003298806A1 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-23 | Polyfuel, Inc. | Fuel cell cartridge for portable electronic device |
| US20040175598A1 (en) * | 2002-12-02 | 2004-09-09 | Bliven David C. | Fuel cell power supply for portable computing device and method for fuel cell power control |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3395045A (en) * | 1964-06-05 | 1968-07-30 | Esb Inc | Method for operating hydrogenoxygen fuel cells |
| US3282736A (en) * | 1964-12-16 | 1966-11-01 | Leesona Corp | Fuel cell structure and method for making same |
| DE1596284C3 (de) * | 1966-03-31 | 1974-10-03 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Halterungsmaterial für Brennstoffelement - Elektroden |
| US3575718A (en) * | 1968-09-23 | 1971-04-20 | Engelhard Min & Chem | Composite electrolyte member for fuel cell |
| DE1814109B2 (de) * | 1968-12-12 | 1971-12-30 | Varta Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur erhaltung der betriebsbereitschaft von brenn stoffelementen |
| DE1815690C3 (de) * | 1968-12-19 | 1975-01-30 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Kontaktierung einer Gasdiffusionselektrode für elektrochemische Zellen |
| FR2060003B1 (ja) * | 1969-04-11 | 1974-03-15 | Varta Ag | |
| US3871922A (en) * | 1971-07-12 | 1975-03-18 | Licentia Gmbh | Gas diffusion electrode for electrochemical cells |
| NL7809298A (nl) * | 1978-09-13 | 1980-03-17 | Electrochem Energieconversie | Werkwijze voor het vervaardigen van een elektrochemi- sche cel of batterij. |
| US4276355A (en) * | 1980-04-28 | 1981-06-30 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel cell system configurations |
-
1984
- 1984-01-14 NL NL8400127A patent/NL8400127A/nl not_active Application Discontinuation
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1985
- 1985-01-11 EP EP85100243A patent/EP0149479B1/en not_active Expired
- 1985-01-11 ES ES539483A patent/ES8606737A1/es not_active Expired
- 1985-01-11 DE DE8585100243T patent/DE3565027D1/de not_active Expired
- 1985-01-11 US US06/690,621 patent/US4576877A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| EP0149479A3 (en) | 1985-08-28 |
| US4576877A (en) | 1986-03-18 |
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