JPS612276A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPS612276A JPS612276A JP59120807A JP12080784A JPS612276A JP S612276 A JPS612276 A JP S612276A JP 59120807 A JP59120807 A JP 59120807A JP 12080784 A JP12080784 A JP 12080784A JP S612276 A JPS612276 A JP S612276A
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- JP
- Japan
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- electrolyte
- separator
- electrode
- replenishment
- fuel cell
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- 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
- H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
- H01M8/04283—Supply means of electrolyte to or in matrix-fuel cells
-
- 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
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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〕
この発明はセパレータに、電解質補給用チャンネルを設
け、前記チャネルから電解質マトリックスに電解液を均
等に補給することのできる燃料電池に関する。
け、前記チャネルから電解質マトリックスに電解液を均
等に補給することのできる燃料電池に関する。
従来の燃料電池は負極（燃料極）と正極（空気極ンの間
に、電解質マトリックスを狭持したものを単電池とし、
前記単電池をセパ１／−夕を介して積層したものである
。従来の積層燃料電池の一部を第１図に示す。（１）は
セパレータ、（２）は負極（燃電極） 、 （３１は正
極（空気極） 、 （４１はマトリックスを示す。
に、電解質マトリックスを狭持したものを単電池とし、
前記単電池をセパ１／−夕を介して積層したものである
。従来の積層燃料電池の一部を第１図に示す。（１）は
セパレータ、（２）は負極（燃電極） 、 （３１は正
極（空気極） 、 （４１はマトリックスを示す。
従来の燃料電池は、電解液をマ） ＩＪソックスみに保
有する構造となっているため、マトリックスに含まれる
電解液の量は限定される。電池運転時にはマトリックス
に含まれる電解液が電池外へ運び出される。上記の理由
よ＃）運転時間経過と伴にマトリックスに含まれる電解
液の彊″が減少し、電解質マトリックスの導電性が低く
なシ、電池性能が次第に低下してゆくという欠点が有っ
た。現在では、前述の欠点を改良するため、リブ付き＠
極を用い電極に電解液を保持させることによシまたはセ
パレータに溝加工を施し、電解液を保持させることによ
シマトリックスに電解液を補給する方法が考えられてい
る。しかし、上述の改良電池において電解液を電解質マ
トリックスに均一に補給できないという欠点が有った。
有する構造となっているため、マトリックスに含まれる
電解液の量は限定される。電池運転時にはマトリックス
に含まれる電解液が電池外へ運び出される。上記の理由
よ＃）運転時間経過と伴にマトリックスに含まれる電解
液の彊″が減少し、電解質マトリックスの導電性が低く
なシ、電池性能が次第に低下してゆくという欠点が有っ
た。現在では、前述の欠点を改良するため、リブ付き＠
極を用い電極に電解液を保持させることによシまたはセ
パレータに溝加工を施し、電解液を保持させることによ
シマトリックスに電解液を補給する方法が考えられてい
る。しかし、上述の改良電池において電解液を電解質マ
トリックスに均一に補給できないという欠点が有った。
本発明は、上述した従来の燃料電池の欠点を改良したも
ので、均一に電解液を電解質マトリックとを目的とする
。
ので、均一に電解液を電解質マトリックとを目的とする
。
本発明は負極としてカーボンを基材とした多孔質板の片
面罠溝加工を施し、他方の面に触媒層を形成した電極（
リブ付き電極）を用い、正極としてリブ付き電極乃至は
平滑な薄型カーボン電極を用い、前記正、負極の間に電
解質マトリックスを狭持した単電池の負極を上にして単
電池を配置しその上に導電性の平滑な電解液保持力の高
い多孔質板（％層液拡散板）、電解液補給用セパレータ
、ガス隔離用セパレータの順でくり返し積層して形成さ
れたことを特徴とする燃料電池である。
面罠溝加工を施し、他方の面に触媒層を形成した電極（
リブ付き電極）を用い、正極としてリブ付き電極乃至は
平滑な薄型カーボン電極を用い、前記正、負極の間に電
解質マトリックスを狭持した単電池の負極を上にして単
電池を配置しその上に導電性の平滑な電解液保持力の高
い多孔質板（％層液拡散板）、電解液補給用セパレータ
、ガス隔離用セパレータの順でくり返し積層して形成さ
れたことを特徴とする燃料電池である。
本発明によれば電解質マ） ＩＪソックス電解液を均一
に補給することが出来、電池機能の低下が抑制出来ると
いう効果が得られる。
に補給することが出来、電池機能の低下が抑制出来ると
いう効果が得られる。
本発明の燃料電池の単セル構成部材の分解斜視図を第２
図に示す。
図に示す。
負極（燃料極）（２）と正極（空気極）（３）の間にマ
トリックス（４）を狭持した単電池に、電解液を均一に
補給するため、電解液拡散板（６）、電解液補給用セパ
レータ（７）、ガス隔離用セパレータ１８）、の順で載
置した。
トリックス（４）を狭持した単電池に、電解液を均一に
補給するため、電解液拡散板（６）、電解液補給用セパ
レータ（７）、ガス隔離用セパレータ１８）、の順で載
置した。
電解液拡散板（６）は、電解液を均一にマトリックスに
補給するためのもので、次の性質を有するものである。
補給するためのもので、次の性質を有するものである。
（１）食型導性（ＩＩ）電解液保持力が大きい（ｕｌ耐
酸性。
酸性。
電解質補給用セパレータ（７）には、電解液を補給する
ためのチャネルが設けである。また、前記電解液補給用
チャネルに電池外部から矩１解液を導くための外部電解
質補給口（９）をコーナーに設けである。ガス隔離用セ
パレータ（８）は、燃料ガスと空気が混合しないように
挿入している。
ためのチャネルが設けである。また、前記電解液補給用
チャネルに電池外部から矩１解液を導くための外部電解
質補給口（９）をコーナーに設けである。ガス隔離用セ
パレータ（８）は、燃料ガスと空気が混合しないように
挿入している。
電解液補給用セパレータ（７）をガス隔離用セパレータ
（８）側から見た図を第３図に示す。箇、層液補給用セ
パレータ（７）に溝加工を施し、電解液補給用チャンネ
ル叫を設けている。チャンネル（ｌ（１の底部には、電
解液拡散板（６）に通じる内部電解液補給口ａυを開け
ている。図では外部電解液補給口（９）を２ケ所設けて
いるが、これは最高４ケ所まで可能である。
（８）側から見た図を第３図に示す。箇、層液補給用セ
パレータ（７）に溝加工を施し、電解液補給用チャンネ
ル叫を設けている。チャンネル（ｌ（１の底部には、電
解液拡散板（６）に通じる内部電解液補給口ａυを開け
ている。図では外部電解液補給口（９）を２ケ所設けて
いるが、これは最高４ケ所まで可能である。
第４図に本発明の燃料電池の単セルの断面図を示す。電
解液補給用セパレータ（７）に設けられた電解補給用チ
ャンネル（１αに導かれた電解液は内部電解液補給口（
１υを辿り、電解液拡散板（６）に拡散し、蓄えられる
。その後リン酸はリブ付き電極（２）を通り、１（Ｌ解
質マトリックス（４）に均一に供給される。
解液補給用セパレータ（７）に設けられた電解補給用チ
ャンネル（１αに導かれた電解液は内部電解液補給口（
１υを辿り、電解液拡散板（６）に拡散し、蓄えられる
。その後リン酸はリブ付き電極（２）を通り、１（Ｌ解
質マトリックス（４）に均一に供給される。
１だ、′ｒ８．解液袖層液セパレータ（７）は、内部電
解液保給ＩＴＩ（ＩＩ）が開いているため燃料ガスと空
気が混合する。このため、電解液補給用セパレータ（７
）と正極（３）との間に挿入されたガス隔離用セパレー
タ（８）は（１）食型導性（１）気密性ｌ１ｌ）耐酸性
のものである。
解液保給ＩＴＩ（ＩＩ）が開いているため燃料ガスと空
気が混合する。このため、電解液補給用セパレータ（７
）と正極（３）との間に挿入されたガス隔離用セパレー
タ（８）は（１）食型導性（１）気密性ｌ１ｌ）耐酸性
のものである。
このように構成することにより、電解液補給用チャネル
（１（０を有した電解質補給用セパ１／−タ（７）を挿
入することにより、電解ηマトリックスに電解液を補給
することが可能とかった。１だ霜、池外から電解液拡散
板１チャネルθＯ）へ′電解液を導く鋤、層液補給１コ
（９）を−（・：バレーターのコーナに付けることによ
り、電解液を電解質マトリックスに容易に補給すること
が可能に・なった。
（１（０を有した電解質補給用セパ１／−タ（７）を挿
入することにより、電解ηマトリックスに電解液を補給
することが可能とかった。１だ霜、池外から電解液拡散
板１チャネルθＯ）へ′電解液を導く鋤、層液補給１コ
（９）を−（・：バレーターのコーナに付けることによ
り、電解液を電解質マトリックスに容易に補給すること
が可能に・なった。
次に電解液拡散板（６）の効果を以下に記す。従来の提
案されているセパレータを電解液リザーバーとした燃料
電池は電解液拡散板（６）をセパレータ（７）と負極（
２）との間に挿入していなかったためセパレーター（７
）の内部電解液補給口Ｑｌ）と、負極（３）のリブ部が
接するように位置合せせねばならず、加工が非常に困難
でありまた穴の数が限られているため電解液は均一にマ
トリックスに補給されない。本発明では、電解液拡散板
を挿入することによシ内部電解液補給口αυの穴の位置
合せが不要となり、しかも均一に電解質をマトリックス
に補給することが可能となった。
案されているセパレータを電解液リザーバーとした燃料
電池は電解液拡散板（６）をセパレータ（７）と負極（
２）との間に挿入していなかったためセパレーター（７
）の内部電解液補給口Ｑｌ）と、負極（３）のリブ部が
接するように位置合せせねばならず、加工が非常に困難
でありまた穴の数が限られているため電解液は均一にマ
トリックスに補給されない。本発明では、電解液拡散板
を挿入することによシ内部電解液補給口αυの穴の位置
合せが不要となり、しかも均一に電解質をマトリックス
に補給することが可能となった。
上記理由により電解質マトリックス中の電解液の量を常
に一定にすることができ特性の安定した高性能、長寿命
の電池を得ることができた。
に一定にすることができ特性の安定した高性能、長寿命
の電池を得ることができた。
さらに具体的な本発明の実施例を以下に説明する。
本発明の実施例として１１０Ｘ１０の単電池を作製した
。ガス隔離用セパレータ（８）として黒鉛シート（二カ
フィルム９日本カーボン製）を用いた。
。ガス隔離用セパレータ（８）として黒鉛シート（二カ
フィルム９日本カーボン製）を用いた。
上記セパレータ（８）の板厚は０．３腔程度である。
電解液補給用セパレータ（７）は厚さ５鰭程廐の黒鉛板
を用い第３図に示す溝加工を施した。外部電解液補給口
（９）にはねじが切られており電解液補給時以外シール
されている。内部電解液補給口α１）は１α径］、、
５ ｒｖｎ程度の穴とした。
を用い第３図に示す溝加工を施した。外部電解液補給口
（９）にはねじが切られており電解液補給時以外シール
されている。内部電解液補給口α１）は１α径］、、
５ ｒｖｎ程度の穴とした。
電解液拡散板（６）として負極（２）で使用している多
孔質カーボンと同材質のカーボンシートを使用した。電
解液保持力を高めるためカーボンブラック（商品名：
ＶＸＣ７２Ｒ）を含浸させた。含浸方法は次のように行
った。カーボンブランクを水に分散させ、その分散液に
多孔質カーボンシートを浸漬し、十分カーボンブラック
が浸透した後乾燥させた。ガお多孔質カーボンシートの
厚さは２調程度である。
孔質カーボンと同材質のカーボンシートを使用した。電
解液保持力を高めるためカーボンブラック（商品名：
ＶＸＣ７２Ｒ）を含浸させた。含浸方法は次のように行
った。カーボンブランクを水に分散させ、その分散液に
多孔質カーボンシートを浸漬し、十分カーボンブラック
が浸透した後乾燥させた。ガお多孔質カーボンシートの
厚さは２調程度である。
上記のガス隔離用セパレータ（８）、電解液補給用セパ
レータ（７１，１ｉ）解法拡散板（６）を用いて第２図
に示す構造の単電池を作製し、常圧２０５℃電流密度１
６０ｍＡ／ｃｙ＋ｆの条件で運転を行った。なお、１０
００時間おきに外部電解液補給口（９）から電解液を２
ｍｌ 補給した。以上の結果を第５図に示す。
レータ（７１，１ｉ）解法拡散板（６）を用いて第２図
に示す構造の単電池を作製し、常圧２０５℃電流密度１
６０ｍＡ／ｃｙ＋ｆの条件で運転を行った。なお、１０
００時間おきに外部電解液補給口（９）から電解液を２
ｍｌ 補給した。以上の結果を第５図に示す。
（５）は本発明燃料電池の電池特性、（Ｂ）は従来燃料
電池の電池特性を示す。従来燃料電池の電池特性（Ｂ）
は、４０００時間程度運転の後、電池特性は急激に低下
するのに対して本発明の燃料電池においてはほとんど電
池性能の低下は見られなかった。
電池の電池特性を示す。従来燃料電池の電池特性（Ｂ）
は、４０００時間程度運転の後、電池特性は急激に低下
するのに対して本発明の燃料電池においてはほとんど電
池性能の低下は見られなかった。
上記実施例において、ガス隔離用セパレータ（８）とし
て黒鉛シートを用いたがこの他タンクル板々どのメタル
シートなどがある。
て黒鉛シートを用いたがこの他タンクル板々どのメタル
シートなどがある。
電解液補給用セパレータ（７）に設けた電解液補給用チ
ャンネル（１０）の型は実施例に示した型の外容易に考
えられる。他の型の電解液補給用チャンネル００）を有
するセパレータ（７）も本発明の範囲に含まれる。
ャンネル（１０）の型は実施例に示した型の外容易に考
えられる。他の型の電解液補給用チャンネル００）を有
するセパレータ（７）も本発明の範囲に含まれる。
第２図には正極、負極共リフ付き電極を使用した例を示
したが、正極には薄型カーボン電極も使用できる。薄型
カーボン電極使用の燃料電池分解斜視図を第６図に示す
。（１２１は片面に触媒層を形成した薄型カーボン電極
０：ａは溝加工を施したセパレー タである。
したが、正極には薄型カーボン電極も使用できる。薄型
カーボン電極使用の燃料電池分解斜視図を第６図に示す
。（１２１は片面に触媒層を形成した薄型カーボン電極
０：ａは溝加工を施したセパレー タである。
第１図は、従来の燃料電池の斜視図、第２図は、本発明
の一実施例の燃料電池分解斜視図、第３図は、第１図に
示した本発明実施例の電解液補給用セパレータｉｌｌか
ら見た平面図、第４図は第１図に示した本発明実施例の
断面図、第５図は本発明に係る’＋４１：池特１よのグ
ラフ、第６図は本発明の他の実施例の斜視図である。 ２・・・負極、３・・・正極、４・・・マトリックス、
６・・電解液拡散板、７・・電解液補給用セパレータ、
８・・・ガス隔１．１７１用セパレータ、９・・・外部
′１（を解法補給「」、１０・パ電Ｆ＋Ｔ ？ｉｋ補給
用チャンネル、１１・・・内部電解液補給口。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図 第２図 第３図 第４図 （４辺）メ刀１０Ａ
の一実施例の燃料電池分解斜視図、第３図は、第１図に
示した本発明実施例の電解液補給用セパレータｉｌｌか
ら見た平面図、第４図は第１図に示した本発明実施例の
断面図、第５図は本発明に係る’＋４１：池特１よのグ
ラフ、第６図は本発明の他の実施例の斜視図である。 ２・・・負極、３・・・正極、４・・・マトリックス、
６・・電解液拡散板、７・・電解液補給用セパレータ、
８・・・ガス隔１．１７１用セパレータ、９・・・外部
′１（を解法補給「」、１０・パ電Ｆ＋Ｔ ？ｉｋ補給
用チャンネル、１１・・・内部電解液補給口。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図 第２図 第３図 第４図 （４辺）メ刀１０Ａ
Claims (3)
- （１）負極としてカーボンを基材とした多孔質板の片面
に溝加工を施し、他方の面に触媒層を形成した電極（リ
ブ付き電極）を用い、正極としてリブ付き電極乃至は平
滑な薄型カーボン電極を用い、前記正、負極の間に電解
質マトリックスを狭持した単電池の負極を上にして単電
池を配置しその上に導電性の平滑な電解液保持力の高い
多孔質板（電解液拡散板）、電解液補給用セパレータ、
ガス隔離用セパレータの順でくり返し積層して形成され
たことを特徴とする燃料電池。 - （２）ガス隔離用セパレータは気密性、導電性の板であ
り、電解液補給用セパレータは、ガス隔離用セパレータ
側より溝加工が施されてた電解液補給用チャンネルを設
けており前記電解液補給用チャンネルへ電解液を電池外
部から導くための外部電解液補給口を電解液補給用セパ
レータの４つのコーナーのうち、少なくとも１つのコー
ナーに設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の燃料電池。 - （３）電解液補給用セパレータに設けた電解液補給用チ
ャンネルから電解液拡散板へ電解液を補給するための内
部電解液補給口を電解液補給用チャンネル底部に設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59120807A JPH06101338B2 (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59120807A JPH06101338B2 (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS612276A true JPS612276A (ja) | 1986-01-08 |
| JPH06101338B2 JPH06101338B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=14795461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59120807A Expired - Lifetime JPH06101338B2 (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101338B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63232269A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-09-28 | インターナショナル フューエル セルズ コーポレーション | 電気化学的電池密封複合体 |
| US5413338A (en) * | 1991-11-15 | 1995-05-09 | Sumitomo Rubber Industries Inc. | Golf club shaft and its manufacturing mandrel |
| GB2515994A (en) * | 2013-04-08 | 2015-01-14 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
-
1984
- 1984-06-14 JP JP59120807A patent/JPH06101338B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63232269A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-09-28 | インターナショナル フューエル セルズ コーポレーション | 電気化学的電池密封複合体 |
| US5413338A (en) * | 1991-11-15 | 1995-05-09 | Sumitomo Rubber Industries Inc. | Golf club shaft and its manufacturing mandrel |
| GB2515994A (en) * | 2013-04-08 | 2015-01-14 | Acal Energy Ltd | Fuel cells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06101338B2 (ja) | 1994-12-12 |
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