JPS60262362A - マトリツクス形燃料電池 - Google Patents
マトリツクス形燃料電池Info
- Publication number
- JPS60262362A JPS60262362A JP59117816A JP11781684A JPS60262362A JP S60262362 A JPS60262362 A JP S60262362A JP 59117816 A JP59117816 A JP 59117816A JP 11781684 A JP11781684 A JP 11781684A JP S60262362 A JPS60262362 A JP S60262362A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- grooves
- reaction layer
- base plate
- layer
- 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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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
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
-
- 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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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- 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
この発明はりん酸型燃料電池を対象としたマトリックス
形燃料電池、特に電解質を保持したマドリンク・ス屑へ
通じる電解質補給通路を形成したガス拡散１を極に関す
る。
形燃料電池、特に電解質を保持したマドリンク・ス屑へ
通じる電解質補給通路を形成したガス拡散１を極に関す
る。
まず第３図、第４図により、燃料電池のリブ付きガス拡
散電極型単電池の構造を示す。よく知られているように
、単電池ｌはリブ付電極としてなる燃料電極２と、空気
電極３と、りん酸電解質を保持したマトリックス層４と
の積層体としてなり、かかる単電池１の複数枚を相互間
に導電性のあるガス不透過性の材料で作られたセパレー
ト＋、！ｉｉ ５を介挿して積層することによりセルス
タックを構成している。ここでリブ付電極つしてなる燃
料電極２、空気電極３は、ガス透過性を有する多孔質の
電極基板６と、該電極基板６０片側面に成層担持されて
マトリックス層４に接して電極反応を営む電極反応層７
とからなり、かつ電極基板６における電極触媒層７の反
対側の面には多数条のりプ８が形成され、前記リブとリ
ブとの間に形成された清を燃料ガスあるいは空気の反応
ガスの通路９として、第３図のように燃料ガス、空気が
各電極反応層７に供給される。反応ガス通路９に供給さ
れた反応ガスは反応ガス通Ｉｔ！９から多孔質の電極基
板の中を反応層７に向けて拡散する。 一方、上記りん酸形燃料電池は−６に動作温度約２００
’Ｃで運転されることから、発電時にはマトリックス層
４に保持されているりん酸電解質の一部が蒸発、飛散し
、反応ガスの排ガスと一緒に電池外に排出されて次第に
減少し、長期運転の間には電池の外部からりん酸の補給
を行う必要が生じる。このために従来ではりん酸電解質
のマトリックス層への補給手段として、次記のような方
式がＶ￥案されている。 （１）＝マトリックス層の表面の一部に凹溝を形成して
りん酸補給通路とする。 （２）；電極基板上の全域に均一な厚さで電極反応層４
形成した後に、電極反応層の一部を削り取・てこの部
分にりん酸補給通路を形成する。 （３）：電極基板上にあらかじめりん酸補給通路となる
部分を定め、この部分を残して電極反応層を分割して成
層することにより電極基板側にりん酸補給通路を形成す
る。 しかしながら、上記（１）の方式はマトリックス層の厚
さが部分的に薄くなり、この部分で反応ガスの吹き抜は
耐圧が低くなる欠点がある。また（２）の方式は電極反
応層の切削加工の際に、電極反応層の剥がれ、ひび割れ
、切削加工撥油による電極反応層の汚染等の問題が生じ
ることに加え、このままではりん酸が補給通路の部分で
電極基板の板面に直接接触することになるため、電極基
板に対して何等かの撥水処理を施さない限り、りん酸液
が多孔質重Ｗ８基板の基質に浸透して反応ガス拡散通路
を閉塞してしまう問題が生じる。この問題は（３）の方
式でも同様に生じる。しかも電極基板は多孔質板であり
、りん酸補給通路の部分のみにりん酸の濡れに対する十
分な撥水処理を施すのは極めて困難である。
散電極型単電池の構造を示す。よく知られているように
、単電池ｌはリブ付電極としてなる燃料電極２と、空気
電極３と、りん酸電解質を保持したマトリックス層４と
の積層体としてなり、かかる単電池１の複数枚を相互間
に導電性のあるガス不透過性の材料で作られたセパレー
ト＋、！ｉｉ ５を介挿して積層することによりセルス
タックを構成している。ここでリブ付電極つしてなる燃
料電極２、空気電極３は、ガス透過性を有する多孔質の
電極基板６と、該電極基板６０片側面に成層担持されて
マトリックス層４に接して電極反応を営む電極反応層７
とからなり、かつ電極基板６における電極触媒層７の反
対側の面には多数条のりプ８が形成され、前記リブとリ
ブとの間に形成された清を燃料ガスあるいは空気の反応
ガスの通路９として、第３図のように燃料ガス、空気が
各電極反応層７に供給される。反応ガス通路９に供給さ
れた反応ガスは反応ガス通Ｉｔ！９から多孔質の電極基
板の中を反応層７に向けて拡散する。 一方、上記りん酸形燃料電池は−６に動作温度約２００
’Ｃで運転されることから、発電時にはマトリックス層
４に保持されているりん酸電解質の一部が蒸発、飛散し
、反応ガスの排ガスと一緒に電池外に排出されて次第に
減少し、長期運転の間には電池の外部からりん酸の補給
を行う必要が生じる。このために従来ではりん酸電解質
のマトリックス層への補給手段として、次記のような方
式がＶ￥案されている。 （１）＝マトリックス層の表面の一部に凹溝を形成して
りん酸補給通路とする。 （２）；電極基板上の全域に均一な厚さで電極反応層４
形成した後に、電極反応層の一部を削り取・てこの部
分にりん酸補給通路を形成する。 （３）：電極基板上にあらかじめりん酸補給通路となる
部分を定め、この部分を残して電極反応層を分割して成
層することにより電極基板側にりん酸補給通路を形成す
る。 しかしながら、上記（１）の方式はマトリックス層の厚
さが部分的に薄くなり、この部分で反応ガスの吹き抜は
耐圧が低くなる欠点がある。また（２）の方式は電極反
応層の切削加工の際に、電極反応層の剥がれ、ひび割れ
、切削加工撥油による電極反応層の汚染等の問題が生じ
ることに加え、このままではりん酸が補給通路の部分で
電極基板の板面に直接接触することになるため、電極基
板に対して何等かの撥水処理を施さない限り、りん酸液
が多孔質重Ｗ８基板の基質に浸透して反応ガス拡散通路
を閉塞してしまう問題が生じる。この問題は（３）の方
式でも同様に生じる。しかも電極基板は多孔質板であり
、りん酸補給通路の部分のみにりん酸の濡れに対する十
分な撥水処理を施すのは極めて困難である。
ごの発明は上記の点にかんがみなされたものであり、そ
の目的は従来の欠点を除去し、電極基板の撥水処理、電
極反応層の切削加工、電極反応層の汚損等の考慮なしに
、電極側に容易に電解質補給通路を構成できるようにし
たマトリックス形燃料電池を提供することにある。
の目的は従来の欠点を除去し、電極基板の撥水処理、電
極反応層の切削加工、電極反応層の汚損等の考慮なしに
、電極側に容易に電解質補給通路を構成できるようにし
たマトリックス形燃料電池を提供することにある。
上記目的を達成するために、この発明は電極基板の電極
反応層側の板面にあらかじめ凹溝を分散形成し、この凹
溝を含めて電極基板の板面上の全域に均一な厚さで電極
反応層を成層することにより、該電極反応層の表面にお
ける前記凹溝と対応する箇所にマトリックス層への電解
質補給通路となる凹溝を形成するようにしたものである
。
反応層側の板面にあらかじめ凹溝を分散形成し、この凹
溝を含めて電極基板の板面上の全域に均一な厚さで電極
反応層を成層することにより、該電極反応層の表面にお
ける前記凹溝と対応する箇所にマトリックス層への電解
質補給通路となる凹溝を形成するようにしたものである
。
第１図、第２図はこの発明の実施例を示すものであり、
図中の符号１０が電極基板６上の電極反応層７の表面に
形成された凹溝状のりん酸電解質補給通路を示す。この
補給通路１ｏは次記のような工程をへて形成される。す
なわち、まず電極基板６に電極反応Ｎ７を成層する以前
の段階で、あらかじめ電極基板６の電極反応層側の面上
には、縦横の格子模様を呈するように幅ｌ１ｍ、深さ０
．２ｎ。 ピンチ６０鰭程度の凹溝１１が形成される。この凹溝１
１は電極基＃５．６をモールド成形する工程で同時に形
成するか、あるいは電極基板６の板面に切削加工を施し
て形成される。次ぎに電極基板６とは別に作製された均
一な厚さの電極反応層７の薄膜を、３４０℃〜３５０℃
の高温で前記の凹溝１１を含めて電極基板６の全面域に
熱圧着する。これによって電極反応Ｍ７の一部は凹溝１
１の中に入り込んでその表面側に凹溝状のりん酸電解質
の補給通路１０が形成される。なお、単電池へのりん酸
補給は、電池の外部から適宜な手段、例えば電極基板に
穿ったりん酸供給孔を通じて前記の補給通路１０へりん
酸電解液を供給し、この補給通路を経てマトリックス層
４の全域に配分するようにして行われる。 かかる構成によれば、りん酸補給通路１０の底面は電極
反応層７で覆われていて、りん酸が直接電極基板６の板
面に接触することがなく、したがってｉｌを極基板側に
は特に補給ｉｌ路に対向する箇所にＩｎ水処理を施す必
要がない。
図中の符号１０が電極基板６上の電極反応層７の表面に
形成された凹溝状のりん酸電解質補給通路を示す。この
補給通路１ｏは次記のような工程をへて形成される。す
なわち、まず電極基板６に電極反応Ｎ７を成層する以前
の段階で、あらかじめ電極基板６の電極反応層側の面上
には、縦横の格子模様を呈するように幅ｌ１ｍ、深さ０
．２ｎ。 ピンチ６０鰭程度の凹溝１１が形成される。この凹溝１
１は電極基＃５．６をモールド成形する工程で同時に形
成するか、あるいは電極基板６の板面に切削加工を施し
て形成される。次ぎに電極基板６とは別に作製された均
一な厚さの電極反応層７の薄膜を、３４０℃〜３５０℃
の高温で前記の凹溝１１を含めて電極基板６の全面域に
熱圧着する。これによって電極反応Ｍ７の一部は凹溝１
１の中に入り込んでその表面側に凹溝状のりん酸電解質
の補給通路１０が形成される。なお、単電池へのりん酸
補給は、電池の外部から適宜な手段、例えば電極基板に
穿ったりん酸供給孔を通じて前記の補給通路１０へりん
酸電解液を供給し、この補給通路を経てマトリックス層
４の全域に配分するようにして行われる。 かかる構成によれば、りん酸補給通路１０の底面は電極
反応層７で覆われていて、りん酸が直接電極基板６の板
面に接触することがなく、したがってｉｌを極基板側に
は特に補給ｉｌ路に対向する箇所にＩｎ水処理を施す必
要がない。
以上述べたようにこの発明によれば、電極基板の電極反
応層側の板面にあらかじめ凹溝を分散形成し、この凹溝
を含めて電極基板の板面上の全域に均一な厚さで電極反
応層を成層することにより、該電極反応層の表面におけ
る前記凹溝と対応する箇所にマトリックス層への電解質
補給通路となる凹溝を形成したことにより、従来の方式
で問題となっていた電極反応層の切削加工による反応層
の破損 汚損を防ぎ、かつ電極基板には特別な撥水処理
を施すことなく、容易に電解質の補給通路を形成するこ
とができる。
応層側の板面にあらかじめ凹溝を分散形成し、この凹溝
を含めて電極基板の板面上の全域に均一な厚さで電極反
応層を成層することにより、該電極反応層の表面におけ
る前記凹溝と対応する箇所にマトリックス層への電解質
補給通路となる凹溝を形成したことにより、従来の方式
で問題となっていた電極反応層の切削加工による反応層
の破損 汚損を防ぎ、かつ電極基板には特別な撥水処理
を施すことなく、容易に電解質の補給通路を形成するこ
とができる。
第１図はこの発明の実施例を示す燃料電池の電−極の平
面図、第２図は第１図の部分拡大断面図、第３図および
第４図はそれぞれリブ付きガス拡散電極形燃料電池の単
電池の基本構造を示す分解斜視図および部分拡大断面図
である。 １：単電池、２：燃料電極、 ３：空気電極、４：マト
リックス層、６：電極基板、７：電極反応層、９：反応
ガス供給通路、１０：電解質補給通路、１１：電極基板
に形成された凹溝。 １０ 才１図 才４−図
面図、第２図は第１図の部分拡大断面図、第３図および
第４図はそれぞれリブ付きガス拡散電極形燃料電池の単
電池の基本構造を示す分解斜視図および部分拡大断面図
である。 １：単電池、２：燃料電極、 ３：空気電極、４：マト
リックス層、６：電極基板、７：電極反応層、９：反応
ガス供給通路、１０：電解質補給通路、１１：電極基板
に形成された凹溝。 １０ 才１図 才４−図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ガス透過性多孔質電極基板の片側面に電解質を保持
したマトリックス層に接して電極反応を営む薄膜の電極
反応層を成層し、前記電極反応層と反対側の面から１ｉ
＠反応層へ反応ガスを拡散供給するマトリックス形燃料
電池において、前記電極基板の電極反応層側の板面にあ
らかじめ凹溝を分散形成し、ぐの凹溝を含めて電極基板
の板面上の全域に均一な厚さで電極反応層を成層するこ
とにより、該電極反応層の表面における前記凹溝と対応
する箇所にマトリックス層への電解質補給通路となる凹
溝を形成したことを特徴とするマトリックス形燃料電池
。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の燃料電池において、
電極基板に形成された凹溝が電極基板の板面上に格子模
様に形成されていることを特徴とするマトリックス形燃
料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59117816A JPS60262362A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | マトリツクス形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59117816A JPS60262362A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | マトリツクス形燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60262362A true JPS60262362A (ja) | 1985-12-25 |
Family
ID=14720963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59117816A Pending JPS60262362A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | マトリツクス形燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60262362A (ja) |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP59117816A patent/JPS60262362A/ja active Pending
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