JPS5946767A - りん酸電解質燃料電池 - Google Patents
りん酸電解質燃料電池Info
- Publication number
- JPS5946767A JPS5946767A JP57156775A JP15677582A JPS5946767A JP S5946767 A JPS5946767 A JP S5946767A JP 57156775 A JP57156775 A JP 57156775A JP 15677582 A JP15677582 A JP 15677582A JP S5946767 A JPS5946767 A JP S5946767A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- fuel cell
- resin
- phosphoric acid
- electrolyte fuel
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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】
［発明の属する技術分野］
この発明は、一対の？ｌ！、極間にリン酸電解質を保持
する。電解質層を介挿ｊ７、一方の電極の自由面を空気
に、他方の電極の自由面を燃料ガス（でさらすようにし
た単電池を多数積層したリン酸１ｕ解質燃料電池に関し
、特にその電極措造を改良したものに係る。
する。電解質層を介挿ｊ７、一方の電極の自由面を空気
に、他方の電極の自由面を燃料ガス（でさらすようにし
た単電池を多数積層したリン酸１ｕ解質燃料電池に関し
、特にその電極措造を改良したものに係る。
［従来技術とその問題点］
この種の燃料電池は、第１図に示すように単電池１とイ
ンターコネクタ２とが積み重なった形状をしている。ま
た、インターコネクタ２には、酸化剤としての空気を、
燃料電池に供給するだめの溝３と、環元剤としての燃料
ガスを供給するだめの溝４がある。
ンターコネクタ２とが積み重なった形状をしている。ま
た、インターコネクタ２には、酸化剤としての空気を、
燃料電池に供給するだめの溝３と、環元剤としての燃料
ガスを供給するだめの溝４がある。
また、単電池１を拡大すると、第２図（ａ）および（１
））に示すように、電極６ａ 、 ６ｂの間に電解質Ｒ
：４５が介挿されており、その端部には、耐熱、耐酸性
の絶縁物７が、ＫＦｊｌ、６ａと６ｂの外縁に設けられ
、粘着テープ８によシ固定されている。この絶縁物７は
、一般に、弾性を持ったゴム状のものが用いられ、燃料
電池内部を流れる燃料ガスや空気、および電解質が外へ
出ないように、シールの役割を持つとともに、電極が端
部で短絡しないよう絶縁する働きを持っている。
））に示すように、電極６ａ 、 ６ｂの間に電解質Ｒ
：４５が介挿されており、その端部には、耐熱、耐酸性
の絶縁物７が、ＫＦｊｌ、６ａと６ｂの外縁に設けられ
、粘着テープ８によシ固定されている。この絶縁物７は
、一般に、弾性を持ったゴム状のものが用いられ、燃料
電池内部を流れる燃料ガスや空気、および電解質が外へ
出ないように、シールの役割を持つとともに、電極が端
部で短絡しないよう絶縁する働きを持っている。
この燃料電池は、運転中には匝池温度が２００℃以上に
もな〜シ、停止中には、常温（２０℃）にまで低下する
ので、温度の変化によシ、電池の各構成要素は、伸縮を
緑り返す。ところが、電池の構成材料は様々であり、た
とえば、インターコネクタ３は、カーボン、電極６ａ、
６ｂは、カーボン繊維、電解質層５は、炭化ケイ素の粉
末に、リン酸水溶液を含浸させたもの、そして、絶縁物
７は、有機物であり、それぞれ大巾に熱膨張率が異なシ
、温度変化に伴ない、内部に応力が生ずる。特に、絶縁
物７と、電解質層５の間は電解質層５が、ベ−スト状で
あることから、温度の変化による膨張縮小に伴ない、第
３図に示すようにすき間９ができる。またテープ８と、
炭素系繊維との接着性は良くないので、応力がかかった
場合、はがれやすい０ すき間ができた場合、第３図の矢印のように、電極６ａ
を通過した燃料は絶縁物７と電解質層５の間のすき間９
を通シ、電極６ｂをななめに横切って空気側へ抜けるこ
とができる。もちろん逆も可能であり、これをクロスオ
ーバと言う。また、テープ８がはがれた場合には、直接
的（（即ち、 ｇ＠６ｂを横切ることなく、抜けること
ができる。さらに電解質層の一部が、このすき間を通っ
てもれ出すこともある。
もな〜シ、停止中には、常温（２０℃）にまで低下する
ので、温度の変化によシ、電池の各構成要素は、伸縮を
緑り返す。ところが、電池の構成材料は様々であり、た
とえば、インターコネクタ３は、カーボン、電極６ａ、
６ｂは、カーボン繊維、電解質層５は、炭化ケイ素の粉
末に、リン酸水溶液を含浸させたもの、そして、絶縁物
７は、有機物であり、それぞれ大巾に熱膨張率が異なシ
、温度変化に伴ない、内部に応力が生ずる。特に、絶縁
物７と、電解質層５の間は電解質層５が、ベ−スト状で
あることから、温度の変化による膨張縮小に伴ない、第
３図に示すようにすき間９ができる。またテープ８と、
炭素系繊維との接着性は良くないので、応力がかかった
場合、はがれやすい０ すき間ができた場合、第３図の矢印のように、電極６ａ
を通過した燃料は絶縁物７と電解質層５の間のすき間９
を通シ、電極６ｂをななめに横切って空気側へ抜けるこ
とができる。もちろん逆も可能であり、これをクロスオ
ーバと言う。また、テープ８がはがれた場合には、直接
的（（即ち、 ｇ＠６ｂを横切ることなく、抜けること
ができる。さらに電解質層の一部が、このすき間を通っ
てもれ出すこともある。
このように、運転サイクルにより、クロスオーバが起こ
るようになり、発電に寄与しないで、燃料が消費される
ことになる。また、この部分は、発・眠以外で水素が消
費されるため、発熱が多くなり、高温になる。よって運
転するにしたがい、すぐに性能が劣化し、効率低下がお
こり、寿命を短かくさせていた。
るようになり、発電に寄与しないで、燃料が消費される
ことになる。また、この部分は、発・眠以外で水素が消
費されるため、発熱が多くなり、高温になる。よって運
転するにしたがい、すぐに性能が劣化し、効率低下がお
こり、寿命を短かくさせていた。
［発明の目的］
本発明は、上記不都合を除去し、電池の端部でのクロス
オーバ現象を防ぎ、寿命の長い、性能の安定したリン酸
電解質燃料電池を提供することを目的とするものである
。
オーバ現象を防ぎ、寿命の長い、性能の安定したリン酸
電解質燃料電池を提供することを目的とするものである
。
し発明の概要］
この目的を達成するためＫ、本発明は絶縁板とテープに
よシ、はり合わせる電極端部を気体が通過できないよう
に樹脂を含浸させたことを特徴とするものである。
よシ、はり合わせる電極端部を気体が通過できないよう
に樹脂を含浸させたことを特徴とするものである。
［発明の効果］
上述のように、ｔｌｉ端を加工すること釦より、電極の
端部はガスを通過させないので、電池の運転サイクルに
伴なう伸縮によシ、絶縁板と電解質層の間にすき間がで
きても、気体は電極端部を横切って電極の反対側へ出る
ことができない。さらに、樹脂を含浸したカーボン繊維
は、カーボン繊維のみと較べてテープとの接着性が良い
。よってクロスオーバが端部で起こることを防止すると
とができ、電池の効率向上と長寿命化が達成される。
端部はガスを通過させないので、電池の運転サイクルに
伴なう伸縮によシ、絶縁板と電解質層の間にすき間がで
きても、気体は電極端部を横切って電極の反対側へ出る
ことができない。さらに、樹脂を含浸したカーボン繊維
は、カーボン繊維のみと較べてテープとの接着性が良い
。よってクロスオーバが端部で起こることを防止すると
とができ、電池の効率向上と長寿命化が達成される。
［発明の実施例］
以下、第４図を参照し、本発明に従って構成される単ｉ
に池の一実施例を説明する。
に池の一実施例を説明する。
第４図の実施例における単電池１１におい−Ｃは、電解
質５の両面に、電極６ａ、６ｂが設けである。この実施
例では、電解質層５は炭化けい素の粉体にリン酸水溶液
を含浸させたもので、粘土状である。
質５の両面に、電極６ａ、６ｂが設けである。この実施
例では、電解質層５は炭化けい素の粉体にリン酸水溶液
を含浸させたもので、粘土状である。
電極６ａ、６ｂは、カーボン繊維で作られた紙状のもの
で、多孔質である。ゴム状絶縁体と粘着テープによシ接
着される′ｊル極の端部】０には、耐熱耐酸性樹脂が含
浸させである。含浸部の巾は約１儂である。この樹脂の
含浸け、溶解した樹脂液に数回含浸したい部分をつける
ことにより、容易に目的を達っすることができる。
で、多孔質である。ゴム状絶縁体と粘着テープによシ接
着される′ｊル極の端部】０には、耐熱耐酸性樹脂が含
浸させである。含浸部の巾は約１儂である。この樹脂の
含浸け、溶解した樹脂液に数回含浸したい部分をつける
ことにより、容易に目的を達っすることができる。
「発明の他の実施例」
上述の実施例に於いては、耐熱耐酸性樹脂を、電極の端
部１０全体に含浸させたが、電極端部１０の電解質層側
に膜状の樹脂層を形成させた構造によっても同様の効果
を得ると七ができる。
部１０全体に含浸させたが、電極端部１０の電解質層側
に膜状の樹脂層を形成させた構造によっても同様の効果
を得ると七ができる。
第１図は、リン酸電解質燃料電池の積層状態を示す部分
；、ｉＦ＋視図、第２図（ａ）、および第２図（ｂ）は
、単電池の構造をテず断面図および斜視図、第３図り一
シ、；軍転サイクルを繰り叔したあとの単ＩＥ池の変化
を示す断面図、第４１し１は、本〜’ｉ’：’！］によ
る燃料電池の−・実施例を示す断面図である。 １ 、１１・・・乍覗池、２ インターコネクタ、３・
・空気供給溝、４・・燃料供給溝、５− ｔ＋Ｊ解質層
、 ６ａ、６ｂ・・電棹、７・・・ゴム板（絶縁物）
、８ ・粘着テープ、９・空隙、１０・・ｊＥ極に樹脂
を含浸させた部分。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 第２図 （ａン
ｔｂ）第３図 ３ 、？ １０ ３
；、ｉＦ＋視図、第２図（ａ）、および第２図（ｂ）は
、単電池の構造をテず断面図および斜視図、第３図り一
シ、；軍転サイクルを繰り叔したあとの単ＩＥ池の変化
を示す断面図、第４１し１は、本〜’ｉ’：’！］によ
る燃料電池の−・実施例を示す断面図である。 １ 、１１・・・乍覗池、２ インターコネクタ、３・
・空気供給溝、４・・燃料供給溝、５− ｔ＋Ｊ解質層
、 ６ａ、６ｂ・・電棹、７・・・ゴム板（絶縁物）
、８ ・粘着テープ、９・空隙、１０・・ｊＥ極に樹脂
を含浸させた部分。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 第２図 （ａン
ｔｂ）第３図 ３ 、？ １０ ３
Claims (4)
- （１）一対の電極間に、リン酸電解質を保持する電解質
保持層を介挿し、一方の電極の自由面を空気流にさらし
、他方の電極の自由面を燃料ガス流にさらすようにした
リン酸電解質燃料電池であって電極として多孔質で通気
性のある導電性材料を用い、この電極の端部に絶縁材料
を設置または介挿しだ燃料電池において、一対の電極の
端部に気密な樹脂層を設けたことを特徴とするリン酸電
解質燃料電池。 - （２）電極端部に設けた気密な樹脂層が電極端部に樹脂
を含浸させて形成したものであることを特徴とする４？
：ｌ’［Ｎｉｌ求の範囲第１項記載のリン酸電解質燃
料電池。 - （３）゛電極の端部において、電解質保持層上液つする
面に樹脂を含浸または１通気性のない薄膜を張ると吉を
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリン酸電解質燃
料電池。 - （４）電極端部に設置された絶縁１．＋料さ、？Ｉ！極
端部とを樹脂により接着せしめ、かつ電極端部に樹脂を
含浸せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のリン酸電解質燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57156775A JPS5946767A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | りん酸電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57156775A JPS5946767A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | りん酸電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5946767A true JPS5946767A (ja) | 1984-03-16 |
Family
ID=15635038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57156775A Pending JPS5946767A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | りん酸電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946767A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933826A1 (en) * | 1998-02-03 | 1999-08-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte membrane fuel cell and seal assembly therefor |
| WO2000002279A3 (de) * | 1998-06-30 | 2000-04-13 | Manhattan Scientifics Inc | Gasdichter verbund aus bipolarplatte und membran-elektroden-einheit von polymerelektrolytmembran-brennstoffzellen |
| WO2001048845A3 (de) * | 1999-12-23 | 2002-10-31 | Siemens Ag | Brennstoffzellenstack, verfahren zu dessen montage und verwendung eines solchen brennstoffzellenstacks |
| EP1152477A3 (en) * | 2000-05-02 | 2007-03-14 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Polymeric membrane fuel cell |
-
1982
- 1982-09-10 JP JP57156775A patent/JPS5946767A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933826A1 (en) * | 1998-02-03 | 1999-08-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte membrane fuel cell and seal assembly therefor |
| US6316139B1 (en) | 1998-02-03 | 2001-11-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell having a gasket with an adhesive layer |
| WO2000002279A3 (de) * | 1998-06-30 | 2000-04-13 | Manhattan Scientifics Inc | Gasdichter verbund aus bipolarplatte und membran-elektroden-einheit von polymerelektrolytmembran-brennstoffzellen |
| WO2001048845A3 (de) * | 1999-12-23 | 2002-10-31 | Siemens Ag | Brennstoffzellenstack, verfahren zu dessen montage und verwendung eines solchen brennstoffzellenstacks |
| EP1152477A3 (en) * | 2000-05-02 | 2007-03-14 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Polymeric membrane fuel cell |
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