JPH08250132A - りん酸型燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】酸化剤の拡散不良を生ずることなく、酸化剤電
極側リザーバとマトリックスとの間のりん酸の移動を円
滑化できるりん酸型燃料電池を提供する。 【構成】多孔質の非導電性基材中にりん酸を保持したマ
トリックス２と、マトリックスを挟んでその両側に積層
された燃料電極３および酸化剤電極４と、燃料電極およ
び酸化剤電極にリブ部分７が密接して反応ガス通路８を
形成する親水性を有するリブ付き多孔質炭素基材からな
るリザーバ板２１，２２とを備えた単位セル２０を、セ
パレート板９を介在させて複数層積層したりん酸型燃料
電池において、一対の電極の少なくとも酸化剤電極４が
予めはっ水処理した多孔質炭素板からなる電極基材２７
および電極触媒層５からなり、この酸化剤電極の周縁部
の少なくとも一部にマトリックスとリザーバ板とに挟持
された多孔質部材からなるりん酸移動経路部２３を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばりん酸を電解
質とするりん酸型燃料電池、ことにマトリックス中のり
ん酸量を安定して保持するリザーバーを備えたりん酸型
燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３はリブ付電極方式のりん酸型燃料電
池の従来の単位セルを展開して示す斜視図であり、単位
セル１は電解質としてのりん酸を保持した電解質層（マ
トリックスと呼ぶ）２を挟んでその両側に燃料電極３お
よび酸化剤電極（空気電極）４を配した構造となってい
る。また、燃料電極３および酸化剤電極４はそれぞれ白
金などの電極触媒を担持した電極触媒層５と、ガス透過
性を有する多孔質炭素板からなるリブ付き電極基材６と
の積層体からなり、リブ付き電極基材６の反電極触媒層
側には互いに間隔を置いて平行かつ凸に形成された複数
のリブ７が形成され、互いに隣接するリブ７の間にはコ
字状に形成された複数の反応ガス供給溝（反応ガス通路
とも呼ぶ）８が形成される。

【０００３】このように構成された単位セル１は、反応
ガス供給溝８の向きが燃料電極３と酸化剤電極４とで互
いに直交するようマトリックス２を挟んで積層されると
ともに、隣接する単位セル１間にガス不透過性炭素板か
らなる平板状のセパレ−ト板９を配して複数層積層する
ことにより、所望の出力電圧を有する積層燃料電池（ス
タック）が構成される。

【０００４】リブ付き電極基材６はカ−ボン繊維にバイ
ンダを加えてリブ７を有する厚紙状に成形し、これを焼
成した後、フッ素樹脂〔ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）等〕を含む処理液を含浸，焼成処理しては
っ水処理したものからなり、電極基材６には平均空孔径
が５０μｍ程度の細孔が一定の気孔率で一様に分布して
形成される。従って、燃料電極３のリブ付き電極基材６
では反応ガス供給溝８を通る燃料ガス中の水素が基材６
の微細な細孔を透過して電極触媒層５に供給され、酸化
剤電極４側の電極基材６では反応ガス供給溝８を通る酸
化剤としての空気中の酸素が細孔を透過して電極触媒層
５に供給されることにより、供給された反応ガス中の活
物質が電極触媒粒子の表面で電解質と接触することによ
り電気化学反応に基づく発電が行われる。また、リブ付
き電極基材６をはっ水処理しておくことにより、電解質
で濡れた電極触媒粒子を保持する電極触媒層５から電解
質がしみ出して電極基材６側に浸透し、空孔を閉塞して
電極触媒層への反応ガスの供給を阻害することを防ぐこ
とができる。

【０００５】上述のように構成された燃料電池の従来の
単位セル１において、その発電反応は水素と酸素が反応
して水と電子を生成する反応であり、例えばりん酸型燃
料電池の場合１９０°C 程度の運転温度を保持して運転
されることにより、酸化剤電極４側の電極触媒層５で生
成した水が水蒸気となって電極基材６を透過して反応ガ
ス通路８内に放出され、反応を終わったオフガスととも
に系外に排出される。このとき、電極触媒層５で生成し
た水が水蒸気化する際、微量のりん酸を巻き込んだ状態
でリブ付き電極基材６を透過して反応ガス通路８に放出
されるため、マトリックス２が保持するりん酸が徐々に
減少し、これが原因で燃料電池の内部抵抗が上昇して出
力電圧が低下するとともに、遂には反応ガスが直接反応
して電池を損傷するという事態に進展する可能性があ
る。また、燃料電池の運転温度の変化や水蒸気分圧条件
の変化によってりん酸体積が変化し、膨張したりん酸が
リブ付き電極基材６の細孔内に侵出して細孔を塞ぐた
め、これに伴って電極基材の気孔率および有効拡散係数
が低下して電極触媒層への反応活物質の供給が不足して
反応ガスの供給障害が発生し、遂には単位セルの出力電
圧の低下を招くという問題がある。そこで、電解質の飛
散によりマトリックス中で不足する電解質を補給し、ま
たマトリックス中の電解質の体積変化を吸収するため
に、電解質を溜めるリザーバーを単位セル内に設けた燃
料電池が知られており、また、リザーバーとマトリック
スの間の電解質の移動経路について幾つかのアイデアが
提案されている。

【０００６】例えば、リブ付き電極基材６の一部に親水
性の部分を設け、この親水性の部分を電解質を溜め込む
リザーバーとして利用することにより、反応ガスの供給
障害を生ずることなく電解質の飛散によりマトリックス
中で不足する電解質量を補給し、またマトリックス中の
電解質の体積変化を吸収するようにした燃料電池が特開
昭６１−１８８８６２号で提案されている。この構造で
は親水性部分に貯蔵されているりん酸は電極触媒層５を
通ってマトリックス２に供給される。

【０００７】図４は異なる従来の燃料電池の一例を示す
要部の斜視図であり、例えば燃料電極３の電極基材１
６，酸化剤電極４の電極基材１７を平板状の多孔質炭素
基材とし、電極基材１６，１７とセパレート板９との間
に溝付き多孔質炭素基材に予め電解質を含浸した溝付き
リザーバ板（第１の積層化素子とも呼ぶ）１１および１
２を設け、電極基材１６，１７との間に反応ガス通路８
を形成するするとともに、電極基材１６，１７を介して
溝付きリザーバ板１１，１２が貯留する電解質をマトリ
ックス２に供給するよう構成した燃料電池（単位セル）
１が、特開昭６２−２０２５５号で提案されている。こ
の場合、燃料電極３側の溝付きリザーバ板１１に予め電
解質を含浸しておき、はっ水処理しない燃料電極側の電
極基材１６を介してマトリックス２に電解質を補給する
とともに、反応ガス通路８内の反応ガスの流速を高める
ことによって電極基材１６のガス拡散性を保持し、かつ
酸化剤電極４側の電極基材１７は予めはっ水処理し、電
解質の補給を主に燃料電極３側の溝付きリザーバ板１１
からはっ水処理しない燃料電極側の電極基材１６を介し
て行うよう工夫されている。

【０００８】また、図３におけるリブ付き電極基材６と
ガス不透過性のセパレート板との間に図示しない平板状
の多孔質炭素基材からなるリザーバ板を設け、かつリブ
付き電極基材６のはっ水処理に用いる処理液中のはっ水
性樹脂量を下げることにより、基材６に弱い親水性を残
し、基材６の内部で電解質の移動と反応ガスの拡散とを
両立させるよう工夫された燃料電池が特開平５−４１２
２３号で提案されている。

【０００９】さらに、リブ付きセパレータ方式の燃料電
池の場合、平板状のリザーバ板と電極基材の一部に親水
性部分を形成し、マトリックス中の電解質の体積膨張を
電極基材側の親水性部分を電解質移動経路として平板状
リザーバ板側の親水性部分に吸収するようにした燃料電
池が知られている（特公昭63-18303号）。一方、図４に
おける酸化剤電極４側の溝付きリザーバ板１２の空孔径
を酸化剤電極４側の部分的にはっ水処理した平板状の電
極基材１７の空孔径より小さくすることにより、平板状
の電極基材１７の電解質保持力を弱めて反応ガス透過性
を保持し、この状態で溝付きリザーバ板１２に十分な量
の電解質を貯蔵するようにした燃料電池が特開昭６３−
６４２６７号で提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】親水性を有するリザー
バー板を設け、このリザーバー板から電解質としてのり
ん酸をマトリックスに補給する，あるいはりん酸の体積
変化を吸収する電解質移動経路として電極基材の一部に
親水性部分を設ける従来の燃料電池では、例えば電極基
材６または１１の親水性を残す部分にマスキングを施し
た状態で、残余の露出部分にはっ水性に富む物質（例え
ばＰＴＦＥ等）を含む処理液を塗布，含浸し、これを焼
成することにより親水性部分を有する基材を製作する方
法が用いられる。この方法では、マスキング作業が必要
になるめ電極基材の製造工数が増すことは勿論のこと、
基材が多孔質であるため処理液を吸収し易く，かつ処理
液に界面活性剤が含まれるためにマスキングした部分に
まで処理液が浸透してしまうために、どうしてもマスキ
ング面積が大きくなるとともに、処理液がしみ込む範囲
が一定になり難いため，そのばらつきを考慮して必要以
上の範囲を親水性とすることになり、これが原因ではっ
水性を有する部分の面積が縮小して反応ガスの透過性が
制限されるという問題があった。

【００１１】また、はっ水処理に用いる処理液のはっ水
性樹脂量を下げ、電極基材６または１１の全面に弱い親
水性を残すことにより、基材の内部で電解質の移動と反
応ガスの拡散とを両立させた場合には、燃料電池を長期
間運転する過程で電極基材が腐食性の強いりん酸によっ
て徐々に浸食され、フッ素樹脂によるはっ水性が低下し
て電極基材が濡れやすくなるため、ガス拡散性を長期間
安定して保持できる燃料電池を形成しにくいという問題
がある。ことに、燃料電極３側では電極基材６中の水素
の拡散性が優れており、電極基材へのりん酸の浸出量が
気孔容積の５０％程度までならば、発電性能に影響を及
ぼす程の反応ガス供給障害は認められない。これに対し
て、酸化剤電極４側では電極基材６中の水素の拡散性が
低く、電極基材へのりん酸の浸出量が気孔容積の３５を
越えると発電性能に影響を及ぼす程の反応ガス供給障害
が発生する。したがって、電極基材に弱い親水性を残し
た酸化剤電極側にリザーバを設けた場合には、運転中に
はっ水性が低下するに伴って酸化剤の供給障害を生じや
すくなることが懸念される。

【００１２】一方、酸化剤電極４側の溝付きリザーバ板
１２の細孔径を酸化剤電極４側の部分的にはっ水処理し
た平板状の電極基材１７の細孔径より小さくすることに
より、平板状の電極基材１７の反応ガス透過性を保持し
た状態で溝付きリザーバ板１２に十分な量の電解質を貯
蔵する従来技術では、酸化剤電極４側のはっ水処理につ
いて前記と同様な問題が存在すると同時に、水素に比べ
て透過性の低い酸化剤としての酸素の透過が電極基材の
親水性部分の存在によって阻害され、酸化剤の拡散不良
を生じやすくなるという問題が発生する。さらに、燃料
電極３側の電極基材１６を親水性，酸化剤電極４側の電
極基材１７をはっ水性とし、電解質の補給を主に燃料電
極３側の溝付きリザーバ板１１からはっ水処理しない燃
料電極側の電極基材１６を介して行うようにした従来技
術では、電極基材１７をはっ水性とすることによって酸
化剤の拡散不良を生じにくくできるものの、電極基材１
７のはっ水性によって電解質の移動が阻害され、折角設
けた酸化剤電極４側の溝付きリザーバ板１２が電解質の
呼吸作用に有効に作用しないという問題がある。

【００１３】この発明の目的は、酸化剤の拡散不良を生
ずることなく、酸化剤電極側リザーバとマトリックスと
の間のりん酸の移動を円滑化できるりん酸型燃料電池を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、この発明のりん酸型燃料電池は、多孔質の非導電
性基材中にりん酸を保持したマトリックスと、このマト
リックスを挟んでその両側に積層された燃料電極および
酸化剤電極と、この燃料電極および酸化剤電極を挟んで
その両側にリブ部分が密接して反応ガス通路を形成する
親水性を有するリブ付き多孔質炭素基材からなるリザー
バ板とを備えた単位セルを、ガス不透過性のセパレート
板を介在させて複数層積層したりん酸型燃料電池におい
て、前記一対の電極の少なくとも酸化剤電極が予めはっ
水処理した平板状の多孔質炭素板からなる電極基材と、
その一方の面に支持された電極触媒層とからなり、この
酸化剤電極の周縁部の少なくとも一部に前記マトリック
スとリザーバ板とに挟持された多孔質部材からなるりん
酸移動経路部を備える。

【００１５】ここで、りん酸移動経路部を、炭化けい素
粉末を主原料とする親水性の多孔質非導電性材、あるい
は親水性を有する多孔質炭素板材とすると良い。また、
りん酸移動経路部の酸化剤電極側電極基材の厚みに相応
する部分を、酸化剤電極側電極基材の延長部分とし、こ
の延長部分を予め親水性処理すると良く、さらに親水性
処理部は、あらかじめはっ水処理した平板状の多孔質炭
素板からなる電極基材の延長部分にレーザー光線を照射
し、はっ水性物質を除去すると良い。

【００１６】一方、マトリックスを挟んでりん酸移動経
路部に対向する燃料電極部分および燃料電極側リザーバ
部分には、ガス不透過性のシール材を配置すると良い。

【００１７】

【作用】この発明のりん酸型燃料電池においては、単位
セルの周縁部に設けた多孔質部材からなるりん酸移動経
路部を通してマトリックスとリザーバ板と間でりん酸の
移動が行われることになり、電解質の飛散によりマトリ
ックス中で不足する電解質をリザーバ板から補給し、ま
たマトリックス中の電解質の体積変化をリザーバ板が吸
収するりん酸の呼吸作用を円滑化する。また、酸化剤電
極の予めはっ水処理した平板状の多孔質炭素板からなる
電極基材は、りん酸の浸出を阻止して酸化剤の透過性を
保持し、酸化剤の拡散不良を防止する。従って、りん酸
の移動経路と酸化剤の拡散経路は分離され、りん酸の呼
吸機能と酸化剤の供給機能とを確実に両立させることが
できる。

【００１８】ここで、りん酸移動経路部として、炭化け
い素粉末を主原料とする親水性の多孔質非導電性材、あ
るいは親水性を有する多孔質炭素板材を用いることによ
り、りん酸に対する多孔質部材の濡れ性を保持できるの
で、液切れを生ずることなくりん酸の移動を円滑に行う
ことができる。また、りん酸移動経路部の酸化剤電極側
電極基材の厚みに相応する部分を、酸化剤電極側電極基
材の延長部分とし、この延長部分を予め親水性処理すれ
ば、この延長部分をリザーバーの一部に利用して溜め込
むりん酸保持量を増大することができる。さらに、親水
性処理部は、予めはっ水処理した平板状の多孔質炭素板
からなる電極基材の延長部分にレーザー光線を照射し、
はっ水性物質を除去することにより、容易に親水性を得
ることができる。

【００１９】一方、マトリックスを挟んでりん酸移動経
路部に対向する燃料電極部分および燃料電極側リザーバ
部分にガス不透過性のシール材を配置するようにすれ
ば、りん酸移動経路部への反応ガスの供給が阻止され、
電極有効面積の外側の発電に寄与してシール部にりん酸
移動経路部を配置することが可能になる。

【００２０】

【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例になるりん酸型燃料電池の要部
を示す斜視図であり、従来例と同じ参照符号を付けた部
材は従来例のそれと同じ機能をもつので、その説明を省
略する。図において、単位セル２０は多孔質の非導電性
基材中にりん酸を保持したマトリックス２と、このマト
リックスを挟んでその両側に積層された燃料電極３およ
び酸化剤電極４と、この燃料電極および酸化剤電極を挟
んでその両側にリブ部分７が密接して反応ガス通路８を
形成する親水性を有するリブ付き多孔質炭素基材（例え
ば気孔率５５〜７０％程度）からなるリザーバ板２１
（燃料電極側），２２（酸化剤電極側）との積層体とし
て構成される。また、燃料電極３および酸化剤電極４は
それぞれ白金などの電極触媒を担持した電極触媒層５
と、ガス透過性を有する多孔質炭素板からなる平板状の
電極基材２６（燃料電極側）または２７（酸化剤電極
側）との積層体からなり、少なくとも酸化剤電極側の電
極基材２７には酸化剤の拡散を長期に渡って維持するた
めに全面にはっ水処理が施される。はっ水処理の条件と
しては、はっ水性物質であるＰＴＦＥ懸濁液（商品名：
テフロン３０Ｊディスパージョン）と純水を重量比１：
４で混合した処理液に基材を浸漬し、室温で１時間乾燥
した後、３５０°Ｃの乾燥炉内で３０分焼成することに
より、長期安定性に優れた強固なはっ水性が得られる。

【００２１】また、酸化剤電極４はその周縁部の少なく
とも一部（図では一定の幅Ｗ）が切り欠かれ、この切り
欠き部分にマトリックス２とリザーバ板２２とに挟持さ
れた多孔質部材からなるりん酸移動経路部２３が介装さ
れる。ここで、りん酸移動経路部２３には、炭化けい素
粉末を主原料とする親水性の多孔質非導電性材、あるい
は親水性を有する多孔質炭素板材にりん酸を含浸したも
のが用いられ、りん酸に対する多孔質部材の濡れ性を保
持することにより、りん酸移動経路部２３内で液切れを
生ずることなく、マトリックス２とリザーバ板２２との
間でりん酸の移動が行われる。従って、リザーバ板２２
に一定量のりん酸を予め含浸しておくことにより、りん
酸の飛散によりマトリックス２中で不足するりん酸をリ
ザーバ板２２から補給し、またマトリックス２中のりん
酸の体積変化をリザーバ板２２が吸収するりん酸の呼吸
作用をりん酸移動経路部２３を介して円滑に行うことが
できる。

【００２２】また、燃料電極３および燃料電極側のリザ
ーバ板２１も、マトリックス２を挟んでりん酸移動経路
部２３に対向する部分が切り欠かれ、この部分にガス不
透過性のシール材２９が介装される。このように構成す
ることにより、りん酸移動経路部２３への燃料ガスの供
給が阻止され、かつ電極触媒層５の外側に置かれること
になり、りん酸移動経路部２３は発電に寄与しない。し
たがって、従来発電に寄与しない単位セル周縁のシール
部を利用してりん酸移動経路部２３を形成することが可
能であり、単位セル２０の発電性能に影響を及ぼすこと
なくりん酸移動経路部を形成できる利点が得られる。

【００２３】一方、酸化剤電極４はりん酸移動経路部２
３から切り離され、かつその電極基材２７が全面はっ水
処理されてりん酸の浸出を阻止し、酸化剤の拡散に必要
な気孔率を安定して保持するので、電極基材に部分的に
はっ水性を持たせた従来技術，あるいは全面に弱いはっ
水性を持たせた従来技術で問題になった酸化剤の拡散不
良は排除され、りん酸の移動経路と酸化剤の拡散経路が
分離され、りん酸の呼吸機能と酸化剤の供給機能とをほ
ぼ完全に両立させたりん酸型燃料電池が得られる。ま
た、燃料電極３側にも図示しないりん酸移動経路部を設
け、リザーバ板２１にも予め一定量のりん酸を含浸して
おくことにより、リザーバ板が保持するりん酸量を凡そ
２倍近くに増量できるので、りん酸の不足による発電性
能の低下を長時間に渡り抑制することができる。さら
に、酸化剤電極４側に生成する発電生成水の水蒸気とと
もに飛散するりん酸は、電極基材２７を透過してリザー
バ板２２の凹溝からなる反応ガス通路８内で凝縮し、リ
ザーバ板２２内に吸収されて回収できるためにりん酸の
消失量を低減することが可能であり、より一層外部から
のりん酸の補給間隔を延長することが可能であり、りん
酸型燃料電池の保守管理を省力化し、長期連続運転を可
能にする利点が得られる。

【００２４】ところで、燃料電極３側では電極基材２６
中の水素の拡散性が優れており、電極基材２６へのりん
酸の浸出量が気孔容積の５０％程度までならば、発電性
能に影響を及ぼす程の反応ガス供給障害は認められな
い。したがって、例えば電極基材２６の細孔径を５０〜
１００μｍとリザーバ板２２の細孔径２０μｍより大き
くすることにより、電極基材２６へのりん酸の浸出量を
気孔容積の４０％以下に維持することが可能であり、し
たがって、燃料電極３側には親水性を有する電極基材２
７を用いても良く、りん酸の呼吸機能と酸化剤の供給機
能とを両立させることも可能である。

【００２５】図２はこの発明の異なる実施例になるりん
酸型燃料電池の要部を示す側面図であり、単位セル３０
は、そのりん酸移動経路部３１の酸化剤電極側電極基材
２７の厚みに相応する部分がはっ水性の酸化剤電極側電
極基材２７の延長部分を親水性処理した部材３２からな
り、残る酸化剤電極側電極触媒層５の厚みに相応する部
分を前述の実施例と同様に、炭化けい素粉末を主原料と
する親水性の多孔質非導電性材、あるいは親水性を有す
る多孔質炭素板材（例えば、気孔率５０〜８０％，平均
細孔径１０〜３０μｍのカーボンペーパー）３３で構成
された点が前述の実施例と異なっており、この延長部分
３２をリザーバーの一部に利用して溜め込むりん酸保持
量を増大できる利点が得られる。なお、電極基材２７の
延長部分３２の親水性処理は、予めはっ水処理した電極
基材２７の延長部分３２にレーザー光線（例えばＹＡＧ
レーザー）を照射し、はっ水性物質を除去することによ
り、容易に親水性を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】この発明のりん酸型燃料電池は前述のよ
うに、単位セルの一対の電極の電極有効面積の外側にり
ん酸移動経路部を設け、マトリックスとリザーバ板との
間のりん酸の移動をりん酸移動経路部を介して行うとと
もに、はっ水処理した電極基材を介して反応ガスの供給
を行うよう構成した、その結果、りん酸の移動経路と酸
化剤の拡散経路とがほぼ完全に分離されて従来問題にな
った相互の悪影響が排除され、りん酸呼吸機能と酸化剤
の供給機能とに優れ，長期運転性能が安定したりん酸型
燃料電池を提供することができる。

【００２７】また、燃料電極側のリザーバ板はもとよ
り、ガス拡散性の低い酸化剤電極側のリザーバ板もりん
酸移動経路部によりガス拡散性能を阻害することなくり
ん酸の貯蔵に有効利用できるので、従来の単位セルに比
べて凡そ２倍の量のりん酸を保持することが可能とな
り、りん酸の不足による特性低下を長期間に渡って抑制
できる利点が得られる。

【００２８】さらに、酸化剤電極の電極反応に伴って水
蒸気が発生するために飛散するりん酸は、機能分離によ
って強固にはっ水処理された電極基材を透過し、反応ガ
ス通路で再凝縮してリザーバ板に回収されるとともに、
りん酸移動経路部を介してマトリックスに還流して再利
用できるので、外部からのりん酸の補給間隔を延長し、
りん酸型燃料電池の保守管理を省力化できるとともに、
長期連続運転を可能にする利点が得られる。

【００２９】なお、りん酸移動経路部は、電池の構成状
不可欠なシール部として当初より反応に寄与しない部分
として計画されたスペースを利用して形成できるので、
電極有効面積の縮小を伴うことなくりん酸の呼吸機能が
得られることになり、予めはっ水処理された電極基材の
反応ガス供給性能の向上効果と併せて発電性能の向上が
期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例になるりん酸型燃料電池の要
部を示す斜視図

【図２】この発明の異なる実施例になるりん酸型燃料電
池の要部を示す側面図

【図３】リブ付電極方式のりん酸型燃料電池の従来の単
位セルを展開して示す斜視図

【図４】異なる従来の燃料電池の一例を示す要部の斜視
図

【符号の説明】

１ 単位セル ２ 電解質層（マトリックス） ３ 燃料電極 ４ 酸化剤電極（空気電極） ５ 電極触媒層 ６ リブ付き電極基材 ７ リブ ８ 反応ガス供給溝（反応ガス通路） ９ セパレ−ト板 １０ 単位セル １１ 溝付きリザーバ板（燃料電極側） １２ 溝付きリザーバ板（酸化剤電極側） １６ 電極基材（燃料電極側） １７ 電極基材（酸化剤電極側） ２０ 単位セル ２１ リザーバ板（燃料電極側） ２２ リザーバ板（酸化剤電極側） ２３ りん酸移動経路部 ２６ 電極基材（燃料電極側） ２７ 電極基材（酸化剤電極側，はっ水性） ２９ シール材 ３０ 単位セル ３１ りん酸移動経路部 ３２ 電極基材の延長部分（親水性） ３３ 多孔質部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多孔質の非導電性基材中にりん酸を保持し
   たマトリックスと、このマトリックスを挟んでその両側
   に積層された燃料電極および酸化剤電極と、この燃料電
   極および酸化剤電極を挟んでその両側にリブ部分が密接
   して反応ガス通路を形成する親水性を有するリブ付き多
   孔質炭素基材からなるリザーバ板とを備えた単位セル
   を、ガス不透過性のセパレート板を介在させて複数層積
   層したりん酸型燃料電池において、前記一対の電極の少
   なくとも酸化剤電極が予めはっ水処理した平板状の多孔
   質炭素板からなる電極基材と、その一方の面に支持され
   た電極触媒層とからなり、この酸化剤電極の周縁部の少
   なくとも一部に前記マトリックスとリザーバ板とに挟持
   された多孔質部材からなるりん酸移動経路部を備えたこ
   とを特徴とするりん酸型燃料電池。
2. 【請求項２】りん酸移動経路部が炭化けい素粉末を主原
   料とする親水性の多孔質非導電性材からなることを特徴
   とする請求項１記載のりん酸型燃料電池。
3. 【請求項３】りん酸移動経路部が親水性を有する多孔質
   炭素板材からなることを特徴とする請求項１記載のりん
   酸型燃料電池。
4. 【請求項４】りん酸移動経路部の酸化剤電極側電極基材
   の厚みに相応する部分が酸化剤電極側電極基材の延長部
   分からなり、この延長部分が予め親水性処理されてなる
   ことを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３のいず
   れかに記載のりん酸型燃料電池。
5. 【請求項５】親水性処理部が予めはっ水処理した平板状
   の多孔質炭素板からなる電極基材孔の延長部分にレーザ
   ー光線を照射し、はっ水性物質を除去してなることを特
   徴とする請求項４記載のりん酸型燃料電池。
6. 【請求項６】マトリックスを挟んでりん酸移動経路部に
   対向する燃料電極部分および燃料電極側リザーバ部分
   に、ガス不透過性のシール材を配したことを特徴とする
   請求項１記載のりん酸型燃料電池。