JPS6376264A - 常温型酸性メタノ−ル燃料電池 - Google Patents
常温型酸性メタノ−ル燃料電池Info
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- JPS6376264A JPS6376264A JP61221211A JP22121186A JPS6376264A JP S6376264 A JPS6376264 A JP S6376264A JP 61221211 A JP61221211 A JP 61221211A JP 22121186 A JP22121186 A JP 22121186A JP S6376264 A JPS6376264 A JP S6376264A
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- H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Electrochemistry (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は常温型酸性メタノール燃料電池に関する。
酸性電解質を用いる常温型酸性メタノール燃料電池では
、正極、負極ともに一般に白金系触媒が用いられ、正極
は空気中の酸素を、負極はメタノール（ＣＨ３０Ｈ）と
水との混合物を反応物質としており、正極は空気極、負
極はメタノール極と呼ばれている。そして、その放電反
応は、正極では ３／２０２ ＋ ６ Ｈ” ＋ ６ ｅ−−３Ｈ２０負
極では ＣＨ３０’Ｈ＋Ｈ２０−ＣＯ２＋６Ｈ” ＋５ ｅ−で
あり、電池全体としては、下記に示すような反応になる
。
、正極、負極ともに一般に白金系触媒が用いられ、正極
は空気中の酸素を、負極はメタノール（ＣＨ３０Ｈ）と
水との混合物を反応物質としており、正極は空気極、負
極はメタノール極と呼ばれている。そして、その放電反
応は、正極では ３／２０２ ＋ ６ Ｈ” ＋ ６ ｅ−−３Ｈ２０負
極では ＣＨ３０’Ｈ＋Ｈ２０−ＣＯ２＋６Ｈ” ＋５ ｅ−で
あり、電池全体としては、下記に示すような反応になる
。
２ＣＨ３０Ｈ＋３０２−２ＣＯ２＋４Ｈ２０そして、上
記放電反応の結果、正極では水が発生し、１梅では炭酸
ガスが発生する。
記放電反応の結果、正極では水が発生し、１梅では炭酸
ガスが発生する。
ところで、燃料電池では、その燃料および酸化剤を連続
補給できるという特性を生かして、主として大型の連続
補給型電池がその研究対象となっており、メタノール燃
料電池においてもその流れにそって、従来は例えば特開
昭５９−２０９２７号公報や特開昭６０−１６５０６２
号公報などに示されるように大型の連Ｖｔ補給型電池に
ついて研究がなされてきたが、最近では高容量化が達成
できるという特性を生かして携帯可能な小型のメタノー
ル燃料電池も要望されるようになってきた。
補給できるという特性を生かして、主として大型の連続
補給型電池がその研究対象となっており、メタノール燃
料電池においてもその流れにそって、従来は例えば特開
昭５９−２０９２７号公報や特開昭６０−１６５０６２
号公報などに示されるように大型の連Ｖｔ補給型電池に
ついて研究がなされてきたが、最近では高容量化が達成
できるという特性を生かして携帯可能な小型のメタノー
ル燃料電池も要望されるようになってきた。
そこで、本発明者らは、そのような要望に応えるべく、
携帯可能な小型のメタノール燃料電池の開発に着手した
が、携帯可能な電池では、必要なメタノール燃料を携帯
可能な燃料槽に入れなければならないという制約がある
。そのため、第１１図に示すように、燃料３０は携帯可
能な一部容債の燃料槽２０に入れられ、正極、負極、電
解質などを備えた電池素子１０は、当初、取付が容易な
ことや、正極が燃料槽２０外部の空気と接触しやすいこ
と、さらには体積効率を大きくとりうるということなど
から、燃料槽２０の側面に取り付けられていた。
携帯可能な小型のメタノール燃料電池の開発に着手した
が、携帯可能な電池では、必要なメタノール燃料を携帯
可能な燃料槽に入れなければならないという制約がある
。そのため、第１１図に示すように、燃料３０は携帯可
能な一部容債の燃料槽２０に入れられ、正極、負極、電
解質などを備えた電池素子１０は、当初、取付が容易な
ことや、正極が燃料槽２０外部の空気と接触しやすいこ
と、さらには体積効率を大きくとりうるということなど
から、燃料槽２０の側面に取り付けられていた。
ところが、上記のように電池素子１０を燃料槽２０の側
面に取り付けた場合、放電が進行すると共に、燃料量が
減少し、第１２図に示すように燃料３０の液面が低下し
て、電池素子１０上部が燃料液面より上に、つまり電極
上部が燃料液面より上側に露出するようになる。
面に取り付けた場合、放電が進行すると共に、燃料量が
減少し、第１２図に示すように燃料３０の液面が低下し
て、電池素子１０上部が燃料液面より上に、つまり電極
上部が燃料液面より上側に露出するようになる。
特に負極、つまりメタノール極の触媒面が燃料の液面上
に露出した場合、負極の触媒上でメタノールと燃料槽外
部から侵入してきた空気中の酸素（燃料槽に設けられた
燃料注入用兼炭酸ガス排出用の栓を通って燃料槽の外部
から燃料槽内の上部空間に空気が侵入して（る）とが直
接反応し、メタノールの自己消耗が生じて電気化学的反
応に利用できなくなる。その結果、燃料槽内に注入した
メタノール量に対して放電可能なメタノール量が少なく
なって、メタノールの放電利用率が低下し、電池の放電
容量が小さくなる。
に露出した場合、負極の触媒上でメタノールと燃料槽外
部から侵入してきた空気中の酸素（燃料槽に設けられた
燃料注入用兼炭酸ガス排出用の栓を通って燃料槽の外部
から燃料槽内の上部空間に空気が侵入して（る）とが直
接反応し、メタノールの自己消耗が生じて電気化学的反
応に利用できなくなる。その結果、燃料槽内に注入した
メタノール量に対して放電可能なメタノール量が少なく
なって、メタノールの放電利用率が低下し、電池の放電
容量が小さくなる。
この発明は、上記従来製品が持っていた負極が燃料液面
上部に露出して放電利用率の低下を引き起こしていたと
いう問題点を解決し、放電容量の大きい常温型酸性メタ
ノール燃料電池を提供することを目的とする。
上部に露出して放電利用率の低下を引き起こしていたと
いう問題点を解決し、放電容量の大きい常温型酸性メタ
ノール燃料電池を提供することを目的とする。
本発明は、電池素子を燃料槽の底部または底部近傍に取
り付けることによって、燃料が減少しても負極が燃料液
面上に露出しないようにして、上記目的を達成したもの
である。
り付けることによって、燃料が減少しても負極が燃料液
面上に露出しないようにして、上記目的を達成したもの
である。
すなわち、メタノールの放電利用率が低下する原因は、
燃料液面上に露出した負極の白金系触媒上で燃料槽外部
から侵入してきた空気中の酸素とメタノールとが直接反
応して、メタノールが自己消耗し、電気化学的反応、つ
まり放電反応に利用されなくなるためである。そこで、
本発明では、電／ｌ！１素子を燃料槽の底部または底部
近傍に取り付けることによって、燃料が減少しても、負
極が燃料液面上に露出しないようにしたものである。
燃料液面上に露出した負極の白金系触媒上で燃料槽外部
から侵入してきた空気中の酸素とメタノールとが直接反
応して、メタノールが自己消耗し、電気化学的反応、つ
まり放電反応に利用されなくなるためである。そこで、
本発明では、電／ｌ！１素子を燃料槽の底部または底部
近傍に取り付けることによって、燃料が減少しても、負
極が燃料液面上に露出しないようにしたものである。
特に、電池素子を燃料槽の底部に取り付ける場合には、
燃料が使いつくされるまで、負極が燃料液面上に露出し
ないので、電池素子を燃料槽の底部に取り付けるのが好
ましい、また、放電反応により生成する炭酸ガスや水の
排出が容易なように、燃料槽の底部を後記の第３実施例
および第４実施例に示すように斜めにし、電池素子が燃
料槽の底部で、かつ斜めに取り付けられるようにするの
が好ましい。
燃料が使いつくされるまで、負極が燃料液面上に露出し
ないので、電池素子を燃料槽の底部に取り付けるのが好
ましい、また、放電反応により生成する炭酸ガスや水の
排出が容易なように、燃料槽の底部を後記の第３実施例
および第４実施例に示すように斜めにし、電池素子が燃
料槽の底部で、かつ斜めに取り付けられるようにするの
が好ましい。
つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の常温型酸性メタノール燃料電池の第１
実施例を示す概略断面図であり、第２図は常温型酸性メ
タノール燃料電池の電池素子を示す概略部分断面図で、
第３図は上記第２図に示す電池素子の負極側の集電体の
斜視図である。
実施例を示す概略断面図であり、第２図は常温型酸性メ
タノール燃料電池の電池素子を示す概略部分断面図で、
第３図は上記第２図に示す電池素子の負極側の集電体の
斜視図である。
まず、第２図に基づき電池素子について説明すると、１
１は空気極としての正極であり、この正極１１は活性炭
素繊維不織布を基体とし、これに触媒としての白金黒を
カーボンと混合しテフロン（商品名）ディスパージョン
で練って塗布し、乾燥後、テフロンディスパージョンを
焼結して作製したものである。１２は電解質層で、この
電解質Ｎ１２は両面にポリスチレンスルホン酸グラフト
重合膜を形成した陽イオン交換膜からなり、上記陽イオ
ン交換膜はセパレータとしての役割も兼ねている。
１は空気極としての正極であり、この正極１１は活性炭
素繊維不織布を基体とし、これに触媒としての白金黒を
カーボンと混合しテフロン（商品名）ディスパージョン
で練って塗布し、乾燥後、テフロンディスパージョンを
焼結して作製したものである。１２は電解質層で、この
電解質Ｎ１２は両面にポリスチレンスルホン酸グラフト
重合膜を形成した陽イオン交換膜からなり、上記陽イオ
ン交換膜はセパレータとしての役割も兼ねている。
１３は負極で、この負極１３は活性炭素繊維不織布を基
体にし、これに触媒としての白金−ルテニウム黒をカー
ボンと混合しテフロンディスパージョンで練って塗布し
、乾燥後、テフロンディスパージョンを焼結して作製し
たものである。１４は正極側の集電体で、この正極側の
集電体１４はカーボン板よりなり、正ｉｌｌに接する部
分は集電および強度上許容される躍りくり抜いて空洞１
４ａを形成し、正極１１ができる限り広い面積で空気に
接触できるようにしている。１５は負極側の集電体で、
この負極側の集電体１５はカーボン板よりなり、第３図
に示すように平行な溝１５ａを多数設け、その溝１５ａ
側を負極１３に押し付けている。この負極側の集電体１
５における溝１５ａは負極１３の反応面へ燃料を供給す
ると共に、放電により負極１３で生成する炭酸ガスが抜
は出しやすくするためのものである。そして、１６は正
極側の導線、１７は魚種側の導線である。
体にし、これに触媒としての白金−ルテニウム黒をカー
ボンと混合しテフロンディスパージョンで練って塗布し
、乾燥後、テフロンディスパージョンを焼結して作製し
たものである。１４は正極側の集電体で、この正極側の
集電体１４はカーボン板よりなり、正ｉｌｌに接する部
分は集電および強度上許容される躍りくり抜いて空洞１
４ａを形成し、正極１１ができる限り広い面積で空気に
接触できるようにしている。１５は負極側の集電体で、
この負極側の集電体１５はカーボン板よりなり、第３図
に示すように平行な溝１５ａを多数設け、その溝１５ａ
側を負極１３に押し付けている。この負極側の集電体１
５における溝１５ａは負極１３の反応面へ燃料を供給す
ると共に、放電により負極１３で生成する炭酸ガスが抜
は出しやすくするためのものである。そして、１６は正
極側の導線、１７は魚種側の導線である。
つぎに電池について説明する。第１図は本発明電池の第
１実施例を示す概略断面図である０図中、１０は前記の
電池素子で、この第１図をはしめ、電池を示す各図にお
いて、電池素子１０は簡略化のため詳細は示さず、全体
を概略的に示している。２０は燃料槽であり、電池素子
１０はこの燃料槽２０の底部２０ａに取り付けられてい
る。そして、上記取り付けにあたって、電池素子１０は
、概略的に示している関係上、図示していないが、正極
１１が燃料槽２０外部の空気と接触し、負極１３が燃料
槽２０内部の燃料３０と接触し得るように燃料槽２０に
取り付けられる。燃料槽２０は例えばポリプロピレンで
成形されたものであり、燃料３０はメタノールと水との
混合物からなるものである。２１は燃料の注入栓で、゛
この注入栓２１は、負極１３で生成する炭酸ガスの排
出栓としての役割も兼ねており、栓の穴部分に気液分離
膜をはりつけ、ガスは通すが液滴は槽外に排出しないよ
うにしている。２２は燃料槽２０の脚部で、４０は上部
空間であり、この空間４０は主にメタノール蒸気、水蒸
気および電池反応により発生した炭酸ガスで満たされて
いると思われるが、雰囲気温度変化などにより、前記柱
２１を通って燃料槽２０の外部から空気が侵入し、この
上部空間にたまって、前記のようなメタノールの自己消
耗を起こさせることになる。
１実施例を示す概略断面図である０図中、１０は前記の
電池素子で、この第１図をはしめ、電池を示す各図にお
いて、電池素子１０は簡略化のため詳細は示さず、全体
を概略的に示している。２０は燃料槽であり、電池素子
１０はこの燃料槽２０の底部２０ａに取り付けられてい
る。そして、上記取り付けにあたって、電池素子１０は
、概略的に示している関係上、図示していないが、正極
１１が燃料槽２０外部の空気と接触し、負極１３が燃料
槽２０内部の燃料３０と接触し得るように燃料槽２０に
取り付けられる。燃料槽２０は例えばポリプロピレンで
成形されたものであり、燃料３０はメタノールと水との
混合物からなるものである。２１は燃料の注入栓で、゛
この注入栓２１は、負極１３で生成する炭酸ガスの排
出栓としての役割も兼ねており、栓の穴部分に気液分離
膜をはりつけ、ガスは通すが液滴は槽外に排出しないよ
うにしている。２２は燃料槽２０の脚部で、４０は上部
空間であり、この空間４０は主にメタノール蒸気、水蒸
気および電池反応により発生した炭酸ガスで満たされて
いると思われるが、雰囲気温度変化などにより、前記柱
２１を通って燃料槽２０の外部から空気が侵入し、この
上部空間にたまって、前記のようなメタノールの自己消
耗を起こさせることになる。
第４図は第１図に示した本発明の第１実施例の電池と第
１１図に示すように電池素子１０を燃料槽２０の側面に
取り付けた対照例の電池の放電特性を示す図である。両
電池における電池素子１０は面積１０ｄの同一構成から
なり、燃料槽２０には両者ともメタノール濃度が１０容
量％のメタノール水溶液を燃料として５００ｍｊ！注入
した。燃料槽２０の内容積は１０１００Ｏであり、した
がって対照例の電池では電池素子１０の上部、つまり負
極上部が燃料液面上に露出しており、わざと燃料液面が
低下したときの状態、つまり第１２図に示す状態にして
いる。
１１図に示すように電池素子１０を燃料槽２０の側面に
取り付けた対照例の電池の放電特性を示す図である。両
電池における電池素子１０は面積１０ｄの同一構成から
なり、燃料槽２０には両者ともメタノール濃度が１０容
量％のメタノール水溶液を燃料として５００ｍｊ！注入
した。燃料槽２０の内容積は１０１００Ｏであり、した
がって対照例の電池では電池素子１０の上部、つまり負
極上部が燃料液面上に露出しており、わざと燃料液面が
低下したときの状態、つまり第１２図に示す状態にして
いる。
第４図の曲線ｄは、対照例の電池を２０℃、１５０ｍＡ
で連続放電したときの放電特性を示すものであり、この
曲線ｄで示すように、電池素子を燃料槽の側面に取り付
けた対照例の電池は、放電に伴って電圧が降下し、放電
時間が４００時間を超える頃には、大きな電圧降下を生
じた。これは、露出した負極上でメタノールが自己消耗
したためであると考えられる６曲線ａは本発明の第１実
施例の電池を２０℃、１５０ｍＡで連続放電したときの
放電特性を示すものであるが、この曲線ａで示すように
、本発明の第１実施例の電池は放電時間が１０００時間
を超えても大きな放電電圧の低下が生じず、この電池で
は燃料がなくなるまで安定した放電電圧が維持され、燃
料槽を大きくすれば、大容量の電池が得られることが明
らかにされた。
で連続放電したときの放電特性を示すものであり、この
曲線ｄで示すように、電池素子を燃料槽の側面に取り付
けた対照例の電池は、放電に伴って電圧が降下し、放電
時間が４００時間を超える頃には、大きな電圧降下を生
じた。これは、露出した負極上でメタノールが自己消耗
したためであると考えられる６曲線ａは本発明の第１実
施例の電池を２０℃、１５０ｍＡで連続放電したときの
放電特性を示すものであるが、この曲線ａで示すように
、本発明の第１実施例の電池は放電時間が１０００時間
を超えても大きな放電電圧の低下が生じず、この電池で
は燃料がなくなるまで安定した放電電圧が維持され、燃
料槽を大きくすれば、大容量の電池が得られることが明
らかにされた。
第５図は本発明の常温型酸性メタノール燃料電池の第２
実施例を示す概略断面図である。この第２実施例におい
ては、燃料槽２０の底部２０ａがすりばち伏（ただし、
きざみ目は入れていない）になっていて電池素子１０が
その最下部に取り付けられており、そのため、燃料がよ
り一層完全になくなるまで負極が燃料液面上に露出する
ことがなく、安定した放電電圧が維持される。
実施例を示す概略断面図である。この第２実施例におい
ては、燃料槽２０の底部２０ａがすりばち伏（ただし、
きざみ目は入れていない）になっていて電池素子１０が
その最下部に取り付けられており、そのため、燃料がよ
り一層完全になくなるまで負極が燃料液面上に露出する
ことがなく、安定した放電電圧が維持される。
第６図は本発明の常温型酸性メタノール燃料電池の第３
実施例の概略断面図である。この第３実施例においては
、燃料槽２０の底部２０ａが、水平面に対して約１５没
頭いており、電池素子１０はその１頃斜した底部２０ａ
に取り付けられている。
実施例の概略断面図である。この第３実施例においては
、燃料槽２０の底部２０ａが、水平面に対して約１５没
頭いており、電池素子１０はその１頃斜した底部２０ａ
に取り付けられている。
このような第３実施例では、前記第１実施例の場合と同
様に、燃料槽２０内の燃料３０が放電により減少しても
、燃料３０がほぼ完全になくなるまで、負極が燃料液面
に露出することがなく、メタノールの自己燃焼を防止す
ることができるが、それに加えて、さらに次のような利
点もある。すなわち、電池素子１０が斜めに取り付けら
れているため、負極１３で生成する炭酸ガスが負極側の
集電体１５の溝１５ａ（第３図参照）に沿って良くぬけ
、また、この炭酸ガスの泡の移動によって燃料の対流が
生じ、負極１３近傍の燃料の拡散が促進され分極が小さ
くなる。また、前述した第１実施例の場合と同様に、正
極において発生した水がよく排除され、正極表面を濡ら
すのが少なくなり、放電反応がスムーズに進行する。つ
まり、放電反応の結果、正極で水が生成するが、この水
は湿度が高いと蒸気にならず、第１１図に示すように電
池素子１０が燃料槽２０の側面に取り付けられている電
池では、水滴となって正極表面を伝って落下する。この
とき正極表面の僅かな凹凸部分にたまって正極の触媒表
面を濡らして覆う、そのため、有効な電極面積が減少し
て電圧の低下を招くことになる。ところが、この第３実
施例や前記第１〜２実施例のように、電池素子１０が燃
料槽２０の底部２０ａに取り付けられていると、水滴は
直接落下するので、正極表面を濡らして電極面積の低下
を招くようなことはない。
様に、燃料槽２０内の燃料３０が放電により減少しても
、燃料３０がほぼ完全になくなるまで、負極が燃料液面
に露出することがなく、メタノールの自己燃焼を防止す
ることができるが、それに加えて、さらに次のような利
点もある。すなわち、電池素子１０が斜めに取り付けら
れているため、負極１３で生成する炭酸ガスが負極側の
集電体１５の溝１５ａ（第３図参照）に沿って良くぬけ
、また、この炭酸ガスの泡の移動によって燃料の対流が
生じ、負極１３近傍の燃料の拡散が促進され分極が小さ
くなる。また、前述した第１実施例の場合と同様に、正
極において発生した水がよく排除され、正極表面を濡ら
すのが少なくなり、放電反応がスムーズに進行する。つ
まり、放電反応の結果、正極で水が生成するが、この水
は湿度が高いと蒸気にならず、第１１図に示すように電
池素子１０が燃料槽２０の側面に取り付けられている電
池では、水滴となって正極表面を伝って落下する。この
とき正極表面の僅かな凹凸部分にたまって正極の触媒表
面を濡らして覆う、そのため、有効な電極面積が減少し
て電圧の低下を招くことになる。ところが、この第３実
施例や前記第１〜２実施例のように、電池素子１０が燃
料槽２０の底部２０ａに取り付けられていると、水滴は
直接落下するので、正極表面を濡らして電極面積の低下
を招くようなことはない。
このように燃料槽２０の底部２０ａを傾け、電池素子１
０を傾斜させて取り付ける場合、燃料槽底部２０ａの傾
斜角度が小さいほど、負極が燃料液面上に露出するまで
に使える燃料量が多（なり、傾斜角度が大きいほど発生
する炭酸ガスのぬけとそれに伴う燃料の対流による拡散
効果が大きくなる。この両者のかねあいをみると、傾斜
角度は１０〜３０度が好ましい。
０を傾斜させて取り付ける場合、燃料槽底部２０ａの傾
斜角度が小さいほど、負極が燃料液面上に露出するまで
に使える燃料量が多（なり、傾斜角度が大きいほど発生
する炭酸ガスのぬけとそれに伴う燃料の対流による拡散
効果が大きくなる。この両者のかねあいをみると、傾斜
角度は１０〜３０度が好ましい。
第７図は上記本発明の第３実施例の電池と第１１図に示
すように電池素子１０を燃料槽２０の側面に取り付けた
対照例の電池（ただし、この対照例の電池は注入燃料量
（両電池とも５００ｍ ｌ！ ）の関係により第１２図
に示すように電池素子１０の上部、つまり負極上部が燃
料液面上に露出した状態になっている）を２０℃、１５
０ｍＡで連続放電させたときの放電特性を示す図である
。第７図において、曲線すは本発明の第３実施例の電池
の放電特性を示し、曲線ｄは前記第４図同様に対照例の
電池の放電特性を示している。
すように電池素子１０を燃料槽２０の側面に取り付けた
対照例の電池（ただし、この対照例の電池は注入燃料量
（両電池とも５００ｍ ｌ！ ）の関係により第１２図
に示すように電池素子１０の上部、つまり負極上部が燃
料液面上に露出した状態になっている）を２０℃、１５
０ｍＡで連続放電させたときの放電特性を示す図である
。第７図において、曲線すは本発明の第３実施例の電池
の放電特性を示し、曲線ｄは前記第４図同様に対照例の
電池の放電特性を示している。
曲線すで示すように、この第３実施例の電池も前記第１
実施例の電池同様に、放電時間が１０００時間を超えて
も大きな放電電圧の低下が生じず、安定した放電電圧を
維持することができた。
実施例の電池同様に、放電時間が１０００時間を超えて
も大きな放電電圧の低下が生じず、安定した放電電圧を
維持することができた。
第８図は本発明の常温型酸性メタノール電池の第４実施
例を示す概略断面図であり、この第４実施例の電池は前
記第３実施例の電池を一部変更したものである。つまり
、この第４実施例では、燃料槽２０への電池素子１０の
取付部が、第３実施例の電池では燃料槽２０の底部２０
ａが一様に傾斜していたのに対し、この第４実施例の電
池では燃料槽２０の底部２０ａの一部が傾斜しており、
その傾斜した部分に電池素子１０が取り付けられている
。この第４実施例の電池においても、前述の第３実施例
の電池と同様の効果が奏されることはもちろんであるが
、第３実施例の電池より燃料がより少なくなるまで負極
が燃料液面上に露出することがなく、安定した放電電圧
をより長く維持することができ第９図は本発明の常温型
酸性メタノール燃料電池の第５実施例の概略斜視図であ
る。この第５実施例の電池においては、電池素子１０は
高さの低い長方形に作製され、燃料槽２０の底部２０ａ
近傍の側面に取り付けられている。電池素子１０の取付
位置の最高部は燃料槽２０の高さの１７３のところであ
る。このように、この第５実施例においては、電池素子
１０の形状および電池素子１０の取付位置が前記第１実
施例などと異なっているが、この場合においても、第１
実施例などと同様に、放電により燃料液面が低下しても
、電池素子１０の負極が燃料液面上に露出することが少
な（、メタノールの自己消耗が防止される。これはすべ
てのメタノールが消費されても水の量だけで燃料槽の高
さの１／３のところより高いために、液面が燃料槽の高
さの１／３以下になることが少ないからである。
例を示す概略断面図であり、この第４実施例の電池は前
記第３実施例の電池を一部変更したものである。つまり
、この第４実施例では、燃料槽２０への電池素子１０の
取付部が、第３実施例の電池では燃料槽２０の底部２０
ａが一様に傾斜していたのに対し、この第４実施例の電
池では燃料槽２０の底部２０ａの一部が傾斜しており、
その傾斜した部分に電池素子１０が取り付けられている
。この第４実施例の電池においても、前述の第３実施例
の電池と同様の効果が奏されることはもちろんであるが
、第３実施例の電池より燃料がより少なくなるまで負極
が燃料液面上に露出することがなく、安定した放電電圧
をより長く維持することができ第９図は本発明の常温型
酸性メタノール燃料電池の第５実施例の概略斜視図であ
る。この第５実施例の電池においては、電池素子１０は
高さの低い長方形に作製され、燃料槽２０の底部２０ａ
近傍の側面に取り付けられている。電池素子１０の取付
位置の最高部は燃料槽２０の高さの１７３のところであ
る。このように、この第５実施例においては、電池素子
１０の形状および電池素子１０の取付位置が前記第１実
施例などと異なっているが、この場合においても、第１
実施例などと同様に、放電により燃料液面が低下しても
、電池素子１０の負極が燃料液面上に露出することが少
な（、メタノールの自己消耗が防止される。これはすべ
てのメタノールが消費されても水の量だけで燃料槽の高
さの１／３のところより高いために、液面が燃料槽の高
さの１／３以下になることが少ないからである。
このような本発明の第５実施例の電池においても、メタ
ノールの自己燃焼を防止する効果が発揮されることを第
１０図により説明する。
ノールの自己燃焼を防止する効果が発揮されることを第
１０図により説明する。
第１０図は上記第９図に示す本発明の第５実施例の電池
と第１１図に示す対照例の電池（ただし、この対照例の
電池は注入燃料量の関係により第１２図に示すように電
池素子１０の上部、つまり負極上部が燃料液面上に露出
した状態になっている）を２０℃、１０ｍＡ／−で連続
放電させたときの放電特性を示す図である。
と第１１図に示す対照例の電池（ただし、この対照例の
電池は注入燃料量の関係により第１２図に示すように電
池素子１０の上部、つまり負極上部が燃料液面上に露出
した状態になっている）を２０℃、１０ｍＡ／−で連続
放電させたときの放電特性を示す図である。
曲線Ｃは本発明の第５実施例の電池の放電特性を示し、
曲線ｄは前記第４図などと同様に対照例の電池の放電特
性を示しているが、曲線Ｃに示されるように、本発明の
第５実施例の電池においても、放電時間が５００時間を
超えても大きな放電電圧の低下がなく、安定した放電電
圧が維持されており、曲線ｄで示される対照例の電池に
比べて、メタノールの自己消耗が防止され、大容量の電
池が得られることを示している。
曲線ｄは前記第４図などと同様に対照例の電池の放電特
性を示しているが、曲線Ｃに示されるように、本発明の
第５実施例の電池においても、放電時間が５００時間を
超えても大きな放電電圧の低下がなく、安定した放電電
圧が維持されており、曲線ｄで示される対照例の電池に
比べて、メタノールの自己消耗が防止され、大容量の電
池が得られることを示している。
以上説明したように、本発明では電池素子を燃料槽の底
部または底部近傍に取り付けることによって、放電によ
り燃料が減少しても、負極が燃料液面上に露出しないよ
うにして、負極の露出部分でのメタノールと酸素の直接
反応によるメタノールの自己消耗を防止することができ
た。その結果、メタノールの放電利用率の低下が防止さ
れ、大容量のメタノール燃料電池を得ることができるよ
うになった。
部または底部近傍に取り付けることによって、放電によ
り燃料が減少しても、負極が燃料液面上に露出しないよ
うにして、負極の露出部分でのメタノールと酸素の直接
反応によるメタノールの自己消耗を防止することができ
た。その結果、メタノールの放電利用率の低下が防止さ
れ、大容量のメタノール燃料電池を得ることができるよ
うになった。
第１図は本発明の常温型酸性メタノール燃料電池の第１
実施例を示す概略断面図である。第２図は常温型酸性メ
タノール燃料電池の電池素子を示す概略部分断面図、第
３図は第２図に示す電池素子の負極側の集電体の斜視図
である。第４図は本発明の第１実施例の電池と対照例の
電池の放電特性を示す図である。第５図は本発明の常温
型酸性メタノール燃料電池の第２実施例を示す概略断面
図であり、第６図は本発明の常温型酸性型メタノール燃
料電池の第３実施例を示す概略断面図である。第７図は
本発明の第３実施例の電池と対照例の電池の放電特性を
示す図である。第８図は本発明の常温型酸性メタノール
燃料電池の第４実施例を示す概略断面図であり、第９図
は本発明の常温型酸性メタノール燃料電池の第５実施例
を示す概略斜視図である。第１０図は本発明の第５実施
例の電池と対照例の電池の放電特性を示す図である。 第１１図は対照例の常温型酸性メタノール燃料電池を示
す概略断面図である。第１２図は第１１図に示す対照例
の電池の燃料が減少した状態を示す概略断面図である。 １０・・・電池素子、 １１・・・正極、 １２・・・
電解質層、１３・・・負極、 ２０・・・燃料槽、 ２
０ａ・・・底部、３０・・・燃料 第 １ 図 第３図 第４図 時 間 （ｈ） 第５図 第７図 時 間 （ｈ） 第８図 第９図 時 間 （ｈ） 第１Ｉ図 第１２図
実施例を示す概略断面図である。第２図は常温型酸性メ
タノール燃料電池の電池素子を示す概略部分断面図、第
３図は第２図に示す電池素子の負極側の集電体の斜視図
である。第４図は本発明の第１実施例の電池と対照例の
電池の放電特性を示す図である。第５図は本発明の常温
型酸性メタノール燃料電池の第２実施例を示す概略断面
図であり、第６図は本発明の常温型酸性型メタノール燃
料電池の第３実施例を示す概略断面図である。第７図は
本発明の第３実施例の電池と対照例の電池の放電特性を
示す図である。第８図は本発明の常温型酸性メタノール
燃料電池の第４実施例を示す概略断面図であり、第９図
は本発明の常温型酸性メタノール燃料電池の第５実施例
を示す概略斜視図である。第１０図は本発明の第５実施
例の電池と対照例の電池の放電特性を示す図である。 第１１図は対照例の常温型酸性メタノール燃料電池を示
す概略断面図である。第１２図は第１１図に示す対照例
の電池の燃料が減少した状態を示す概略断面図である。 １０・・・電池素子、 １１・・・正極、 １２・・・
電解質層、１３・・・負極、 ２０・・・燃料槽、 ２
０ａ・・・底部、３０・・・燃料 第 １ 図 第３図 第４図 時 間 （ｈ） 第５図 第７図 時 間 （ｈ） 第８図 第９図 時 間 （ｈ） 第１Ｉ図 第１２図
Claims (1)
- （１）空気極としての正極と、メタノール極としての負
極と、酸性電解質を備えた電池素子を、燃料槽の底部ま
たは底部近傍に、上記正極が燃料槽外部の空気と接触し
、負極が燃料槽内部の燃料と接触し得るようにして、取
り付けたことを特徴とする常温型酸性メタノール燃料電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221211A JPS6376264A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 常温型酸性メタノ−ル燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221211A JPS6376264A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 常温型酸性メタノ−ル燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6376264A true JPS6376264A (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=16763205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61221211A Pending JPS6376264A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 常温型酸性メタノ−ル燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6376264A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0755576A4 (en) * | 1994-10-18 | 1999-11-03 | Univ Southern California | ORGANIC FUEL CELL, METHOD FOR OPERATING THE CELL AND PRODUCING AN ELECTRODE THEREFOR |
| US6248460B1 (en) | 1993-10-12 | 2001-06-19 | California Institute Of Technology | Organic fuel cell methods and apparatus |
| US6299744B1 (en) | 1997-09-10 | 2001-10-09 | California Institute Of Technology | Hydrogen generation by electrolysis of aqueous organic solutions |
| WO2003069709A1 (fr) * | 2002-02-14 | 2003-08-21 | Hitachi Maxell, Ltd. | Pile a combustible liquide |
| JP2003317791A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Hitachi Maxell Ltd | 液体燃料電池 |
| JP2005032719A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
| EP1296400A3 (en) * | 2001-09-25 | 2006-01-11 | Hitachi, Ltd. | Fuel cell power generation equipment |
| JP2006164832A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Sony Corp | 燃料電池 |
| JP2007123293A (ja) * | 2007-02-15 | 2007-05-17 | Seiko Epson Corp | 燃料カートリッジ |
| US7425384B2 (en) | 1993-10-12 | 2008-09-16 | California Institute Of Technology | Direct methanol feed fuel cell and system |
| KR100911256B1 (ko) | 2007-10-05 | 2009-08-06 | 주식회사 프로파워 | 진동환경에서 연속적으로 배출가능한 액체 연료전지용 탱크 |
| US8076043B2 (en) | 2003-06-18 | 2011-12-13 | Panasonic Corporation | Fuel cell |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP61221211A patent/JPS6376264A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6740434B2 (en) | 1993-10-12 | 2004-05-25 | California Institute Of Technology | Organic fuel cell methods and apparatus |
| US6248460B1 (en) | 1993-10-12 | 2001-06-19 | California Institute Of Technology | Organic fuel cell methods and apparatus |
| US7488548B2 (en) | 1993-10-12 | 2009-02-10 | California Institute Of Technology | Direct methanol feed fuel cell and system |
| US7445859B2 (en) | 1993-10-12 | 2008-11-04 | California Institute Of Technology | Organic fuel cell methods and apparatus |
| US7425384B2 (en) | 1993-10-12 | 2008-09-16 | California Institute Of Technology | Direct methanol feed fuel cell and system |
| US6821659B2 (en) | 1993-10-12 | 2004-11-23 | California Institute Of Technology | Organic fuel cell methods and apparatus |
| EP0755576A4 (en) * | 1994-10-18 | 1999-11-03 | Univ Southern California | ORGANIC FUEL CELL, METHOD FOR OPERATING THE CELL AND PRODUCING AN ELECTRODE THEREFOR |
| US6533919B1 (en) | 1997-09-10 | 2003-03-18 | California Institute Of Technology | Hydrogen generation by electrolysis of aqueous organic solutions |
| US7056428B2 (en) | 1997-09-10 | 2006-06-06 | California Institute Of Technology | Hydrogen generation by electrolysis of aqueous organic solutions |
| US6299744B1 (en) | 1997-09-10 | 2001-10-09 | California Institute Of Technology | Hydrogen generation by electrolysis of aqueous organic solutions |
| US6368492B1 (en) | 1997-09-10 | 2002-04-09 | California Institute Of Technology | Hydrogen generation by electrolysis of aqueous organic solutions |
| US6432284B1 (en) | 1997-09-10 | 2002-08-13 | California Institute Of Technology | Hydrogen generation by electrolysis of aqueous organic solutions |
| EP1296400A3 (en) * | 2001-09-25 | 2006-01-11 | Hitachi, Ltd. | Fuel cell power generation equipment |
| WO2003069709A1 (fr) * | 2002-02-14 | 2003-08-21 | Hitachi Maxell, Ltd. | Pile a combustible liquide |
| US7998637B2 (en) | 2002-02-14 | 2011-08-16 | Hitachi Maxell, Ltd. | Liquid fuel cell with a planer electrolyte layer |
| JP2003317791A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Hitachi Maxell Ltd | 液体燃料電池 |
| JP2005032719A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
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