JPH08138700A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPH08138700A JPH08138700A JP6295927A JP29592794A JPH08138700A JP H08138700 A JPH08138700 A JP H08138700A JP 6295927 A JP6295927 A JP 6295927A JP 29592794 A JP29592794 A JP 29592794A JP H08138700 A JPH08138700 A JP H08138700A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst electrode
- fuel cell
- current collecting
- battery cell
- passage
- Prior art date
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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】構成部材や電力を取り出す集電部の抵抗過電圧
による電圧低下を軽減する燃料電池を提供する。 【構成】イオン交換膜７の一方面に正の触媒電極８を有
すると共に、他方面に負の触媒電極９を有する電池セル
６を備え、この電池セル６により反応ガスを反応させて
電気を発生させる燃料電池１において、電池セル６はセ
パレータ４で保持され、このセパレータ４に触媒電極と
電通する集電プレート８０を配置すると共に、触媒電極
と接触する集電層８２，８３を設け、この集電層８２，
８３と集電プレート８０とを導電性部材８４，８５で連
結している。
による電圧低下を軽減する燃料電池を提供する。 【構成】イオン交換膜７の一方面に正の触媒電極８を有
すると共に、他方面に負の触媒電極９を有する電池セル
６を備え、この電池セル６により反応ガスを反応させて
電気を発生させる燃料電池１において、電池セル６はセ
パレータ４で保持され、このセパレータ４に触媒電極と
電通する集電プレート８０を配置すると共に、触媒電極
と接触する集電層８２，８３を設け、この集電層８２，
８３と集電プレート８０とを導電性部材８４，８５で連
結している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、反応ガスを反応させ
て水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池に関
する。
て水を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池に関
する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車には、例えば燃料電池を搭載
し、この燃料電池によって発生する電気を駆動源として
走行するものがある。この燃料電池は、イオン交換膜の
一方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触
媒電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反
応ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際
に電気を発生させる。
し、この燃料電池によって発生する電気を駆動源として
走行するものがある。この燃料電池は、イオン交換膜の
一方面に正の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触
媒電極を有する電池セルを備え、この電池セルにより反
応ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際
に電気を発生させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように燃料電池の
性能は、図７に示すような電流電圧特性で示され、電圧
理論値より実際の電圧が低下する。この電圧低下の原因
として、例えば燃料電池の触媒電極やその周辺の部材の
構造による活性化過電圧、燃料電池の構成部材や電力を
取り出す集電部の抵抗過電圧、反応ガスの水素、酸素の
供給や反応により生成する水の影響、反応ガス等による
濃度過電圧等が考えられる。
性能は、図７に示すような電流電圧特性で示され、電圧
理論値より実際の電圧が低下する。この電圧低下の原因
として、例えば燃料電池の触媒電極やその周辺の部材の
構造による活性化過電圧、燃料電池の構成部材や電力を
取り出す集電部の抵抗過電圧、反応ガスの水素、酸素の
供給や反応により生成する水の影響、反応ガス等による
濃度過電圧等が考えられる。
【０００４】特に、この燃料電池の構成部材や電力を取
り出す集電部の抵抗過電圧が生じる具体的な現象とし
て、次のようなものがある。例えば、電池セルにより反
応ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際
に電気を発生させるが、電池セルを積層して電池セルス
タックを構成するようなものでは、リード線等を用いる
と、触媒電極との接続が困難で、また配線のスペースの
確保も容易でないし、しかも電力の取出位置が限定され
る。また、触媒電極との接触抵抗が大きく、効率的な電
力の取出ができない等の問題がある。
り出す集電部の抵抗過電圧が生じる具体的な現象とし
て、次のようなものがある。例えば、電池セルにより反
応ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際
に電気を発生させるが、電池セルを積層して電池セルス
タックを構成するようなものでは、リード線等を用いる
と、触媒電極との接続が困難で、また配線のスペースの
確保も容易でないし、しかも電力の取出位置が限定され
る。また、触媒電極との接触抵抗が大きく、効率的な電
力の取出ができない等の問題がある。
【０００５】この発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、請求項１乃至請求項３記載の発明は、構成部材や電
力を取り出す集電部の抵抗過電圧による電圧低下を軽減
する燃料電池を提供することを目的としている。特に、
請求項１記載の発明は、電池セルから効率的に集電して
電力を取り出すことができ、しかも電力を取出す自由度
が増す燃料電池を提供することを目的としている。ま
た、請求項２記載の発明は、触媒電極との接触抵抗を低
減して、効率的な電力の取出が可能な燃料電池を提供す
ることを目的としている。また、請求項３記載の発明
は、固有抵抗のより低い部材を併用することで集電部の
抵抗を低減すると共に、電力取出しの自由度が増す燃料
電池を提供することを目的としている。
で、請求項１乃至請求項３記載の発明は、構成部材や電
力を取り出す集電部の抵抗過電圧による電圧低下を軽減
する燃料電池を提供することを目的としている。特に、
請求項１記載の発明は、電池セルから効率的に集電して
電力を取り出すことができ、しかも電力を取出す自由度
が増す燃料電池を提供することを目的としている。ま
た、請求項２記載の発明は、触媒電極との接触抵抗を低
減して、効率的な電力の取出が可能な燃料電池を提供す
ることを目的としている。また、請求項３記載の発明
は、固有抵抗のより低い部材を併用することで集電部の
抵抗を低減すると共に、電力取出しの自由度が増す燃料
電池を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、イオン交換膜の一方面に正
の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒電極を有
する電池セルを備え、この電池セルにより反応ガスを反
応させて電気を発生させる燃料電池において、前記電池
セルはセパレータで保持され、このセパレータに前記触
媒電極と電通する集電プレートを配置すると共に、前記
触媒電極と接触する集電層を設け、この集電層と前記集
電プレートとを導電性部材で連結したことを特徴として
いる。
に、請求項１記載の発明は、イオン交換膜の一方面に正
の触媒電極を有すると共に、他方面に負の触媒電極を有
する電池セルを備え、この電池セルにより反応ガスを反
応させて電気を発生させる燃料電池において、前記電池
セルはセパレータで保持され、このセパレータに前記触
媒電極と電通する集電プレートを配置すると共に、前記
触媒電極と接触する集電層を設け、この集電層と前記集
電プレートとを導電性部材で連結したことを特徴として
いる。
【０００７】請求項２記載の発明は、前記集電層の表面
に、導電性の軟質材を積層し、この軟質材を前記触媒電
極に接触させたことを特徴としている。
に、導電性の軟質材を積層し、この軟質材を前記触媒電
極に接触させたことを特徴としている。
【０００８】請求項３記載の発明は、前記触媒電極の表
面に、カーボン材と導電性の部材との複合層を積層した
ことを特徴としている。
面に、カーボン材と導電性の部材との複合層を積層した
ことを特徴としている。
【０００９】
【作用】請求項１記載の発明では、セパレータに触媒電
極と電通する集電プレートを配置すると共に、触媒電極
と接触する集電層を設け、この集電層と集電プレートと
を導電性部材で連結している。このように、集電プレー
トと集電層とを用いることで、例えばリード線等を用い
るものに比して、触媒電極との接続が容易で、また配線
スペースの確保も容易で、しかも集電部の形状やパター
ンを自由に製作できる。従って、電池セルから効率的に
集電して電力を取り出すことができ、しかも集電プレー
トの端部から電力を取出すことができ、燃料電池の組立
の自由度が増す。
極と電通する集電プレートを配置すると共に、触媒電極
と接触する集電層を設け、この集電層と集電プレートと
を導電性部材で連結している。このように、集電プレー
トと集電層とを用いることで、例えばリード線等を用い
るものに比して、触媒電極との接続が容易で、また配線
スペースの確保も容易で、しかも集電部の形状やパター
ンを自由に製作できる。従って、電池セルから効率的に
集電して電力を取り出すことができ、しかも集電プレー
トの端部から電力を取出すことができ、燃料電池の組立
の自由度が増す。
【００１０】請求項２記載の発明では、触媒電極から電
力を取り出す集電部に導電性の軟質材を有するから、面
圧が低くても触媒電極との接触が確実であり、触媒電極
との接触抵抗を低減して、効率的な電力の取出が可能で
ある。
力を取り出す集電部に導電性の軟質材を有するから、面
圧が低くても触媒電極との接触が確実であり、触媒電極
との接触抵抗を低減して、効率的な電力の取出が可能で
ある。
【００１１】請求項３記載の発明では、電池セルの触媒
電極の表面に、カーボン材と導電性の部材との複合層を
積層したから、触媒電極の固有抵抗を低減して、効率的
な電力の取出が可能である。また、触媒電極の任意の位
置から効率的に電力を取出すことができ、電力取出の自
由度が増す。
電極の表面に、カーボン材と導電性の部材との複合層を
積層したから、触媒電極の固有抵抗を低減して、効率的
な電力の取出が可能である。また、触媒電極の任意の位
置から効率的に電力を取出すことができ、電力取出の自
由度が増す。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の燃料電池の実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
【００１３】図１乃至図３は請求項１記載の燃料電池の
実施例を示し、図１は燃料電池の縦断面図、図２は図１
のII-II線に沿う断面図、図３は燃料電池の電力取出部
の断面図である。この燃料電池１は、組付軸２により組
み付けられた電池セルスタック３を備えている。電池セ
ルスタック３はセパレータ４及び電池セル６ガ交互に複
数積層して組み付けて構成され、セパレータ４はガスケ
ット４ａ、集電プレート８０、ガスケット４ｂから構成
される。セパレータ４，４の間には、電池セル６が備え
られている。電池セル６の面方向を上下方向に向け、か
つ電池セルスタック３の設置方向Ｌ１に対して電池セル
の配置方向Ｌ２を角度α傾斜して設けて配置されてい
る。
実施例を示し、図１は燃料電池の縦断面図、図２は図１
のII-II線に沿う断面図、図３は燃料電池の電力取出部
の断面図である。この燃料電池１は、組付軸２により組
み付けられた電池セルスタック３を備えている。電池セ
ルスタック３はセパレータ４及び電池セル６ガ交互に複
数積層して組み付けて構成され、セパレータ４はガスケ
ット４ａ、集電プレート８０、ガスケット４ｂから構成
される。セパレータ４，４の間には、電池セル６が備え
られている。電池セル６の面方向を上下方向に向け、か
つ電池セルスタック３の設置方向Ｌ１に対して電池セル
の配置方向Ｌ２を角度α傾斜して設けて配置されてい
る。
【００１４】電池セル６は、イオン交換膜７、正の触媒
電極８及び負の触媒電極９から構成されている。イオン
交換膜７の外周部７ａは、セパレータ４のガスケット４
ｂと、対向するセパレータ４のガスケット４ａとの間に
挟んで保持され、電池セル６により反応ガスの水素と酸
素とを反応させて電気を発生し、その際に水が生成す
る。
電極８及び負の触媒電極９から構成されている。イオン
交換膜７の外周部７ａは、セパレータ４のガスケット４
ｂと、対向するセパレータ４のガスケット４ａとの間に
挟んで保持され、電池セル６により反応ガスの水素と酸
素とを反応させて電気を発生し、その際に水が生成す
る。
【００１５】電池セル６の正の触媒電極８の外側には、
ガスケット４ｂの溝部４ｃ側が正の触媒電極８に接触
し、ガスケット４ｂの溝４ｃにより連通する反応ガス通
路１２が設けられている。電池セル６の負の触媒電極９
の外側には、ガスケット４ａの溝部４ｄ側が負の触媒電
極９に接触し、ガスケット４ａの溝４ｄにより連通する
反応ガス通路１３が設けられ、この反応ガス通路１３は
反応ガス通路１２に対して直交する方向に配置されてい
る。
ガスケット４ｂの溝部４ｃ側が正の触媒電極８に接触
し、ガスケット４ｂの溝４ｃにより連通する反応ガス通
路１２が設けられている。電池セル６の負の触媒電極９
の外側には、ガスケット４ａの溝部４ｄ側が負の触媒電
極９に接触し、ガスケット４ａの溝４ｄにより連通する
反応ガス通路１３が設けられ、この反応ガス通路１３は
反応ガス通路１２に対して直交する方向に配置されてい
る。
【００１６】電池セル６の周囲を囲むセパレータ４，４
のガスケット４ｂ，４ａとイオン交換膜７の端部７ａと
の間にＯリング１４ａ，１４ｂが設けられ、Ｏリング１
４ａ，１４ｂにより電池セル６をシールしている。電池
セルスタック３の左側上方の隅部には水素の入口部１５
が設けられ、右側下方の隅部には水素の出口部１６が設
けられ、入口部１５及び出口部１６の周囲を囲むように
ガスケット４ｂとガスケット５ａとの間にＯリング１
７，１８が設けられ、入口部１５及び出口部１６をシー
ルしている。入口部１５には、電池セル６の積層方向に
反応ガス通路の入口通路１５ａが形成され、この入口通
路１５ａから４個のトンネル通路１５ｂがＯリング１４
ａ，１４ｂの下方を通って電池セル６の分配通路１５ｃ
に連通し、分配通路１５ｃから反応ガス通路１３に連通
している。出口部１６には、電池セル６の積層方向に反
応ガス通路の出口通路１６ａが形成され、この出口通路
１６ａに連通された４個のトンネル通路１６ｂはＯリン
グ１４ａ，１４ｂの下方を通って電池セル６の集合通路
１６ｃに連通し、集合通路１６ｃは反応ガス通路１３と
連通している。
のガスケット４ｂ，４ａとイオン交換膜７の端部７ａと
の間にＯリング１４ａ，１４ｂが設けられ、Ｏリング１
４ａ，１４ｂにより電池セル６をシールしている。電池
セルスタック３の左側上方の隅部には水素の入口部１５
が設けられ、右側下方の隅部には水素の出口部１６が設
けられ、入口部１５及び出口部１６の周囲を囲むように
ガスケット４ｂとガスケット５ａとの間にＯリング１
７，１８が設けられ、入口部１５及び出口部１６をシー
ルしている。入口部１５には、電池セル６の積層方向に
反応ガス通路の入口通路１５ａが形成され、この入口通
路１５ａから４個のトンネル通路１５ｂがＯリング１４
ａ，１４ｂの下方を通って電池セル６の分配通路１５ｃ
に連通し、分配通路１５ｃから反応ガス通路１３に連通
している。出口部１６には、電池セル６の積層方向に反
応ガス通路の出口通路１６ａが形成され、この出口通路
１６ａに連通された４個のトンネル通路１６ｂはＯリン
グ１４ａ，１４ｂの下方を通って電池セル６の集合通路
１６ｃに連通し、集合通路１６ｃは反応ガス通路１３と
連通している。
【００１７】電池セルスタック３の上方右側の隅部には
酸素の入口部１９が設けられ、下方左側の隅部には酸素
の出口部２０が設けられ、入口部１９及び出口部２０の
周囲を囲むようにガスケット４ｂとガスケット４ａの間
にＯリング２１，２２が設けられ、入口部１９及び出口
部２０をシールしている。入口部１９には、電池セル６
の積層方向に反応ガス通路の入口通路１９ａが形成さ
れ、この入口通路１９ａから４個のトンネル通路１９ｂ
がＯリング１４ａ，１４ｂの下方を通って電池セル６の
分配通路１９ｃに連通し、分配通路１９ｃから反応ガス
通路１２に連通している。出口部２０には、電池セル６
の積層方向に反応ガス通路の出口通路２０ａが形成さ
れ、この出口通路２０ａに連通された４個のトンネル通
路２０ｂはＯリング１４の下方を通って電池セル６の集
合通路２０ｃに連通し、集合通路２０ｃは反応ガス通路
１２と連通している。
酸素の入口部１９が設けられ、下方左側の隅部には酸素
の出口部２０が設けられ、入口部１９及び出口部２０の
周囲を囲むようにガスケット４ｂとガスケット４ａの間
にＯリング２１，２２が設けられ、入口部１９及び出口
部２０をシールしている。入口部１９には、電池セル６
の積層方向に反応ガス通路の入口通路１９ａが形成さ
れ、この入口通路１９ａから４個のトンネル通路１９ｂ
がＯリング１４ａ，１４ｂの下方を通って電池セル６の
分配通路１９ｃに連通し、分配通路１９ｃから反応ガス
通路１２に連通している。出口部２０には、電池セル６
の積層方向に反応ガス通路の出口通路２０ａが形成さ
れ、この出口通路２０ａに連通された４個のトンネル通
路２０ｂはＯリング１４の下方を通って電池セル６の集
合通路２０ｃに連通し、集合通路２０ｃは反応ガス通路
１２と連通している。
【００１８】また、セパレータ４ｂには水通路２３が形
成されている。水通路２３の一方２３ａはトンネル通路
２４ａを介して水素の入口部１５の近傍で上側に設けら
れた排出部２４に連通され、他方２３ｂはトンネル通路
２５ａを介して水素の出口部１６の近傍で下側に設けら
れた供給部２５に連通されている。排出部２４及び供給
部２５の周囲を囲むようにガスケット４ｂとガスケット
４ａの間にＯリング２６ａ，２７ａが設けられ、排出部
２４及び供給部２５をシールしている。
成されている。水通路２３の一方２３ａはトンネル通路
２４ａを介して水素の入口部１５の近傍で上側に設けら
れた排出部２４に連通され、他方２３ｂはトンネル通路
２５ａを介して水素の出口部１６の近傍で下側に設けら
れた供給部２５に連通されている。排出部２４及び供給
部２５の周囲を囲むようにガスケット４ｂとガスケット
４ａの間にＯリング２６ａ，２７ａが設けられ、排出部
２４及び供給部２５をシールしている。
【００１９】また、セパレータ４ａには水通路２８が形
成されている。水通路２８の一方２８ａはトンネル通路
２９ａを介して酸素の入口部１９の近傍で右側に設けら
れた排出部２９に連通され、他方２８ｂはトンネル通路
３０ａを介して酸素の出口部２０の近傍で左側に設けら
れた供給部３０に連通されている。排出部２９及び供給
部３０の周囲を囲むようにガスケット４ｂとガスケット
４ａの間にＯリング２６ｂ，２７ｂが設けられ、排出部
２９及び供給部３０をシールしている。
成されている。水通路２８の一方２８ａはトンネル通路
２９ａを介して酸素の入口部１９の近傍で右側に設けら
れた排出部２９に連通され、他方２８ｂはトンネル通路
３０ａを介して酸素の出口部２０の近傍で左側に設けら
れた供給部３０に連通されている。排出部２９及び供給
部３０の周囲を囲むようにガスケット４ｂとガスケット
４ａの間にＯリング２６ｂ，２７ｂが設けられ、排出部
２９及び供給部３０をシールしている。
【００２０】電池セルスタック３の水素の入口部１５か
ら加温、加湿した水素を供給すると、この水分を含む水
素は入口通路１５ａからセパレータ４ａのトンネル通路
１５ｂを通って分配通路１５ｃに導かれ、分配通路１５
ｃから反応ガス通路１３を流れる。一方、酸素の入口部
１９から加温、加湿した酸素を供給すると、この水分を
含む酸素は入口通路１９ａからセパレータ４ｂのトンネ
ル通路１９ｂを通って分配通路１９ｃに連通し、分配通
路１９ｃから反応ガス通路１２を流れる。
ら加温、加湿した水素を供給すると、この水分を含む水
素は入口通路１５ａからセパレータ４ａのトンネル通路
１５ｂを通って分配通路１５ｃに導かれ、分配通路１５
ｃから反応ガス通路１３を流れる。一方、酸素の入口部
１９から加温、加湿した酸素を供給すると、この水分を
含む酸素は入口通路１９ａからセパレータ４ｂのトンネ
ル通路１９ｂを通って分配通路１９ｃに連通し、分配通
路１９ｃから反応ガス通路１２を流れる。
【００２１】このとき、電池セル６により反応ガスの水
素と酸素の電気化学的な反応により水を生成し、その際
の自由エネルギーの変化を電気エネルギーとして取り出
す発電が行われる。また、主として水素と水は電池セル
６の集合通路１６ｃに集められ、トンネル通路１６ｂを
通って出口通路１６ａに導かれて出口部１６から排出さ
れる。主として酸素と水は電池セル６の集合通路２０ｃ
に集められ、トンネル通路２０ｂを通って出口通路２０
ａに導かれて出口部２０から排出される。
素と酸素の電気化学的な反応により水を生成し、その際
の自由エネルギーの変化を電気エネルギーとして取り出
す発電が行われる。また、主として水素と水は電池セル
６の集合通路１６ｃに集められ、トンネル通路１６ｂを
通って出口通路１６ａに導かれて出口部１６から排出さ
れる。主として酸素と水は電池セル６の集合通路２０ｃ
に集められ、トンネル通路２０ｂを通って出口通路２０
ａに導かれて出口部２０から排出される。
【００２２】電池セル６による水素と酸素の電気化学的
な反応は、一方では酸素と水が正の触媒電極８を通り、
イオン交換膜７の表面に供給され、他方では水素と水が
負の触媒電極９を通り、イオン交換膜７の表面に供給さ
れ、この正の触媒電極８とイオン交換膜７の界面及び負
の触媒電極９とイオン交換膜７の界面で行われる。
な反応は、一方では酸素と水が正の触媒電極８を通り、
イオン交換膜７の表面に供給され、他方では水素と水が
負の触媒電極９を通り、イオン交換膜７の表面に供給さ
れ、この正の触媒電極８とイオン交換膜７の界面及び負
の触媒電極９とイオン交換膜７の界面で行われる。
【００２３】セパレータ４のガスケット４ａ，４ｂの間
には、集電プレート８０が設けられ、さらにガスケット
４ａ，４ｂの外側には触媒電極と接触する集電層８２，
８３を設け、集電層８２と集電プレート８０とを導電性
部材８４で連結し、集電層８３と集電プレート８０とを
導電性部材８５で連結している。
には、集電プレート８０が設けられ、さらにガスケット
４ａ，４ｂの外側には触媒電極と接触する集電層８２，
８３を設け、集電層８２と集電プレート８０とを導電性
部材８４で連結し、集電層８３と集電プレート８０とを
導電性部材８５で連結している。
【００２４】集電プレート８０は銅箔で形成され、この
集電プレート８０の上下面にはそれぞれ水通路２８，２
３が形成されている。集電層８２は、例えばガスケット
４ａの表面に、銅箔８２ａを設け、さらに銅箔８２ａに
金メッキ８２ｂを設けて構成されている。また、集電層
８３も同様に、例えばガスケット４ｂの表面に、銅箔８
３ａを設け、さらに銅箔８３ａに金メッキ８３ｂを設け
て構成されている。
集電プレート８０の上下面にはそれぞれ水通路２８，２
３が形成されている。集電層８２は、例えばガスケット
４ａの表面に、銅箔８２ａを設け、さらに銅箔８２ａに
金メッキ８２ｂを設けて構成されている。また、集電層
８３も同様に、例えばガスケット４ｂの表面に、銅箔８
３ａを設け、さらに銅箔８３ａに金メッキ８３ｂを設け
て構成されている。
【００２５】導電性部材８４は、例えばガスケット４ａ
に形成した孔４ａ１に銅メッキ８４ａを設け、さらに銅
メッキ８４ａ上に金メッキ８４ｂを設けて構成され、こ
の導電性部材８４により触媒電極側と水通路２８とを連
通する水通路２８ｆが形成される。また、同様に、導電
性部材８５は、例えばガスケット４ｂに形成した孔４ｂ
１に銅メッキ８５ａを設け、さらに銅メッキ８５ａ上に
金メッキ８５ｂを設けて構成され、この導電性部材８５
により触媒電極側と水通路２３とを連通する水通路２３
ｆが形成される。
に形成した孔４ａ１に銅メッキ８４ａを設け、さらに銅
メッキ８４ａ上に金メッキ８４ｂを設けて構成され、こ
の導電性部材８４により触媒電極側と水通路２８とを連
通する水通路２８ｆが形成される。また、同様に、導電
性部材８５は、例えばガスケット４ｂに形成した孔４ｂ
１に銅メッキ８５ａを設け、さらに銅メッキ８５ａ上に
金メッキ８５ｂを設けて構成され、この導電性部材８５
により触媒電極側と水通路２３とを連通する水通路２３
ｆが形成される。
【００２６】このように、セパレータ４に触媒電極と電
通する集電プレート８０を配置すると共に、触媒電極と
接触する集電層８２，８３を設け、この集電層８２，８
３と集電プレート８０とを導電性部材８４，８５で連結
している。この集電プレート８０の端部に、例えばリー
ド線等を接続して電離セル６の正の触媒電極８及び負の
触媒電極９から電力を取り出す。
通する集電プレート８０を配置すると共に、触媒電極と
接触する集電層８２，８３を設け、この集電層８２，８
３と集電プレート８０とを導電性部材８４，８５で連結
している。この集電プレート８０の端部に、例えばリー
ド線等を接続して電離セル６の正の触媒電極８及び負の
触媒電極９から電力を取り出す。
【００２７】この発明では、集電層８２，８３を用いる
ことで、例えばリード線等を用いるものに比して、触媒
電極との接続が容易で、また配線スペースの確保も容易
で、しかも集電部の形状やパターンを自由に製作でき
る。従って、電池セル６から効率的に集電して電力を取
り出すことができ、しかもプリント基板等の方法を用い
て集電プレート８０の端部から電力を取出すことがで
き、燃料電池１の組立の自由度が増す。
ことで、例えばリード線等を用いるものに比して、触媒
電極との接続が容易で、また配線スペースの確保も容易
で、しかも集電部の形状やパターンを自由に製作でき
る。従って、電池セル６から効率的に集電して電力を取
り出すことができ、しかもプリント基板等の方法を用い
て集電プレート８０の端部から電力を取出すことがで
き、燃料電池１の組立の自由度が増す。
【００２８】図４は請求項２記載の集電層の実施例を示
す断面図である。この実施例の正の触媒電極８と接触す
る集電層８３は、集電材８３ｃに導電性の軟質材８３ｄ
を積層して形成される。導電性の軟質材８３ｄは、例え
ば、導電性の金属箔、金メッキ層等により構成される。
また、負の触媒電極９と接触する集電層８２は、集電材
８２ｃに導電性の軟質材８２ｄを積層して形成される。
導電性の軟質材８２ｄは、例えば、導電性の金属箔、金
メッキ層等により構成される。
す断面図である。この実施例の正の触媒電極８と接触す
る集電層８３は、集電材８３ｃに導電性の軟質材８３ｄ
を積層して形成される。導電性の軟質材８３ｄは、例え
ば、導電性の金属箔、金メッキ層等により構成される。
また、負の触媒電極９と接触する集電層８２は、集電材
８２ｃに導電性の軟質材８２ｄを積層して形成される。
導電性の軟質材８２ｄは、例えば、導電性の金属箔、金
メッキ層等により構成される。
【００２９】従って、燃料電池１の組立により締付の面
圧が低くても集電層８３，８２と触媒電極８，９との接
触が確実であり、触媒電極との接触抵抗を低減して、効
率的な電力の取出が可能である。
圧が低くても集電層８３，８２と触媒電極８，９との接
触が確実であり、触媒電極との接触抵抗を低減して、効
率的な電力の取出が可能である。
【００３０】図５及び図６は請求項３記載の触媒電極の
実施例を示す図である。この実施例では、正及び負の触
媒電極８，９の表面に、カーボン材と導電性の部材との
複合層８５を積層している。図５の実施例では、複合層
８５がカーボン材８５ａに導電性の金属繊維８５ｂを混
入して形成され、図６の実施例では、複合層８５がカー
ボン材８５ｃに金メッキ層８５ｄを積層して形成されて
いる。
実施例を示す図である。この実施例では、正及び負の触
媒電極８，９の表面に、カーボン材と導電性の部材との
複合層８５を積層している。図５の実施例では、複合層
８５がカーボン材８５ａに導電性の金属繊維８５ｂを混
入して形成され、図６の実施例では、複合層８５がカー
ボン材８５ｃに金メッキ層８５ｄを積層して形成されて
いる。
【００３１】このように、電池セル６の正及び負の触媒
電極８，９の表面に、カーボン材と導電性の部材との複
合層８５を積層したから、正及び負の触媒電極８，９の
固有抵抗を低減して、効率的な電力の取出が可能であ
る。また、正及び負の触媒電極８，９の任意の位置から
効率的に電力を取出すことができ、電力取出の自由度が
増す。また、正及び負の触媒電極８，９は、基材にカー
ボン材を使用している場合が多いいので触媒電極そのも
のに導電性部材を複合化させたり、表面に金メッキ層を
積層しても良い。
電極８，９の表面に、カーボン材と導電性の部材との複
合層８５を積層したから、正及び負の触媒電極８，９の
固有抵抗を低減して、効率的な電力の取出が可能であ
る。また、正及び負の触媒電極８，９の任意の位置から
効率的に電力を取出すことができ、電力取出の自由度が
増す。また、正及び負の触媒電極８，９は、基材にカー
ボン材を使用している場合が多いいので触媒電極そのも
のに導電性部材を複合化させたり、表面に金メッキ層を
積層しても良い。
【００３２】
【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明
は、セパレータに触媒電極と電通する集電プレートを配
置すると共に、触媒電極と接触する集電層を設け、この
集電層と集電プレートとを導電性部材で連結したから、
集電プレートと集電層とを用いることで、例えばリード
線等を用いるものに比して、触媒電極との接続が容易
で、また配線スペースの確保も容易で、しかも集電部の
形状やパターンを自由に製作できる。従って、電池セル
から効率的に集電して電力を取り出すことができ、しか
も集電プレートの端部から電力を取出すことができ、燃
料電池の組立の自由度が増す。
は、セパレータに触媒電極と電通する集電プレートを配
置すると共に、触媒電極と接触する集電層を設け、この
集電層と集電プレートとを導電性部材で連結したから、
集電プレートと集電層とを用いることで、例えばリード
線等を用いるものに比して、触媒電極との接続が容易
で、また配線スペースの確保も容易で、しかも集電部の
形状やパターンを自由に製作できる。従って、電池セル
から効率的に集電して電力を取り出すことができ、しか
も集電プレートの端部から電力を取出すことができ、燃
料電池の組立の自由度が増す。
【００３３】請求項２記載の発明は、触媒電極から電力
を取り出す集電部に導電性の軟質材を有するから、面圧
が低くても触媒電極との接触が確実であり、触媒電極と
の接触抵抗を低減して、効率的な電力の取出が可能であ
る。
を取り出す集電部に導電性の軟質材を有するから、面圧
が低くても触媒電極との接触が確実であり、触媒電極と
の接触抵抗を低減して、効率的な電力の取出が可能であ
る。
【００３４】請求項３記載の発明は、電池セルの触媒電
極の表面に、カーボン材と導電性の部材との複合層を積
層したから、触媒電極の固有抵抗を低減して、効率的な
電力の取出が可能である。また、触媒電極の任意の位置
から効率的に電力を取出すことができ、電力取出の自由
度が増す。
極の表面に、カーボン材と導電性の部材との複合層を積
層したから、触媒電極の固有抵抗を低減して、効率的な
電力の取出が可能である。また、触媒電極の任意の位置
から効率的に電力を取出すことができ、電力取出の自由
度が増す。
【図１】請求項１記載の燃料電池の正面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】燃料電池の電力取出部の断面図である。
【図４】請求項２記載の燃料電池の実施例の概略構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】請求項３記載の燃料電池の実施例の概略構成を
示す図である。
示す図である。
【図６】請求項３記載の燃料電池の他の実施例の概略構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図７】燃料電池の電流電圧特性を示す図である。
１ 燃料電池 ４ セパレータ ６ 電池セル ７ イオン交換膜 ８，９ 触媒電極 ８０，９０ 集電プレート ８２，８３ 集電層 ８４，８５ 導電性部材
Claims (3)
- 【請求項１】イオン交換膜の一方面に正の触媒電極を有
すると共に、他方面に負の触媒電極を有する電池セルを
備え、この電池セルにより反応ガスを反応させて電気を
発生させる燃料電池において、前記電池セルはセパレー
タで保持され、このセパレータに前記触媒電極と電通す
る集電プレートを配置すると共に、前記触媒電極と接触
する集電層を設け、この集電層と前記集電プレートとを
導電性部材で連結したことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】前記集電層の表面に、導電性の軟質材を積
層し、この軟質材を前記触媒電極に接触させたことを特
徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】前記触媒電極の表面に、カーボン材と導電
性の部材との複合層を積層したことを特徴とする請求項
１記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29592794A JP3465830B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29592794A JP3465830B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138700A true JPH08138700A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3465830B2 JP3465830B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=17826930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29592794A Expired - Fee Related JP3465830B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3465830B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999052165A1 (en) * | 1998-04-03 | 1999-10-14 | Plug Power, Inc. | Fuel cell fluid flow plate having conductivity and increased non-conductive material |
| FR2781606A1 (fr) * | 1998-07-21 | 2000-01-28 | Sorapec | Nouveau collecteur bipolaire pour pile a combustible |
| WO2000002270A3 (en) * | 1998-07-01 | 2000-04-13 | British Gas Plc | A printed circuit board separator for an electrochemical fuel cell |
| WO2000060686A1 (fr) * | 1999-04-07 | 2000-10-12 | Sorapec | Collecteurs bipolaires caracterises par une collecte discrete des charges |
| WO2001024295A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Sorapec | Collecteurs bipolaires pour pile a combustible de type pem |
| EP1152477A2 (en) | 2000-05-02 | 2001-11-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Polymeric membrane fuel cell |
| JP2001319666A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及びその製造方法 |
| JP2001319667A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2005531911A (ja) * | 2002-07-02 | 2005-10-20 | マイクロセル コーポレーション | 耐食電流コレクタ付きのマイクロセル電気化学装置およびアセンブリ、ならびにその製造方法 |
| JP2008021549A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Casio Comput Co Ltd | セパレータ、燃料電池装置及び電子機器 |
| US7695843B2 (en) | 2004-02-13 | 2010-04-13 | Microcell Corporation | Microfibrous fuel cell assemblies comprising fiber-supported electrocatalyst layers, and methods of making same |
| US8048584B2 (en) | 2003-03-07 | 2011-11-01 | Microcell Corporation | Fuel cell structures and assemblies |
| US8168350B1 (en) | 2002-07-02 | 2012-05-01 | Microcell Corporation | Fuel cell structures and assemblies with channeled current collectors, and method of making the same |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP29592794A patent/JP3465830B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| FR2792114A1 (fr) * | 1999-04-07 | 2000-10-13 | Sorapec | Perfectionnement apporte aux collecteurs bipolaires caracterises par une collecte discrete des charges |
| WO2001024295A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Sorapec | Collecteurs bipolaires pour pile a combustible de type pem |
| FR2799308A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-06 | Sorapec | Perfectionnements apportes aux collecteurs bipolaires pour pile a combustible de type pem |
| EP1152477A2 (en) | 2000-05-02 | 2001-11-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Polymeric membrane fuel cell |
| JP2001319667A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2001319666A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及びその製造方法 |
| EP1152477A3 (en) * | 2000-05-02 | 2007-03-14 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Polymeric membrane fuel cell |
| JP2005531911A (ja) * | 2002-07-02 | 2005-10-20 | マイクロセル コーポレーション | 耐食電流コレクタ付きのマイクロセル電気化学装置およびアセンブリ、ならびにその製造方法 |
| JP4783570B2 (ja) * | 2002-07-02 | 2011-09-28 | マイクロセル コーポレーション | 耐食電流コレクタ付きのマイクロセル電気化学装置およびアセンブリ、ならびにその製造方法 |
| US8168350B1 (en) | 2002-07-02 | 2012-05-01 | Microcell Corporation | Fuel cell structures and assemblies with channeled current collectors, and method of making the same |
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|---|---|
| JP3465830B2 (ja) | 2003-11-10 |
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