JP5277942B2 - Fuel cell electrode and fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池用電極に関する。   The present invention relates to a fuel cell electrode.

燃料電池の電極（触媒層）は、カーボンなどの担体に、白金などの触媒が担持された触媒担持担体を備えている（特許文献１参照）。   An electrode (catalyst layer) of a fuel cell includes a catalyst-supporting carrier in which a catalyst such as platinum is supported on a carrier such as carbon (see Patent Document 1).

特開２００５−００３７３号公報JP 2005-00373 A

上記触媒担持担体における触媒において、触媒反応を誘発する触媒有効面積を向上させたいという要望があった。   There has been a demand for improving the effective catalyst area for inducing a catalytic reaction in the catalyst on the catalyst-supporting carrier.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、燃料電池の触媒において、触媒有効面積を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the catalyst effective area in a fuel cell catalyst.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例１]
燃料電池用電極であって、複数の第１孔部を有する多孔質な導電性プレートと、前記導電性プレートの前記第１孔部の内壁に配置される担体と、前記第１孔部の前記内壁に配置された前記担体に担持される触媒と、電解質によって柱状に形成され、前記触媒と接触するように配設される電解質支柱と、を備えることを要旨とする。 [Application Example 1]
A fuel cell electrode, a porous conductive plate having a plurality of first holes, a carrier disposed on an inner wall of the first holes of the conductive plate, and the first holes The gist of the present invention is to include a catalyst supported on the carrier disposed on the inner wall, and an electrolyte column formed in a columnar shape by an electrolyte and disposed so as to contact the catalyst.

上記構成の燃料電池によれば、触媒有効面積を向上させることができる。   According to the fuel cell having the above configuration, the effective catalyst area can be improved.

なお、本発明は、上記した装置発明の態様に限ることなく、以下のような方法発明としての態様で実現することも可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described apparatus invention, and can also be realized as the following method invention.

燃料電池の製造方法であって、
多孔質な導電性プレートと、担体と、触媒と、を用意する工程と、
前記導電性プレートに複数の第１孔部を形成する工程と、
前記第１孔部の内壁に前記担体を配置する工程と、
前記第１孔部の前記内壁に配置された前記担体に前記触媒を担持させる工程と、
前記触媒の担持後、前記第１孔部内において、前記触媒と接触するように、電解質によって柱状に形成された電解質支柱を配設する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。 A fuel cell manufacturing method comprising:
Preparing a porous conductive plate, a carrier, and a catalyst;
Forming a plurality of first holes in the conductive plate;
Disposing the carrier on the inner wall of the first hole,
Supporting the catalyst on the carrier disposed on the inner wall of the first hole;
A step of disposing an electrolyte column formed in a columnar shape by an electrolyte so as to come into contact with the catalyst in the first hole after the catalyst is supported;
A method of manufacturing a fuel cell comprising:

上記構成の燃料電池の製造方法によれば、触媒有効面積を向上させることができる。   According to the method of manufacturing a fuel cell having the above configuration, the effective catalyst area can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ１．燃料電池の構成：
図１は、本発明の一実施例に係る燃料電池１００の外観構成を示す説明図である。本実施例の燃料電池１００は、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池である。燃料電池１００は、複数の燃料電池セルＣＬと、エンドプレートＥＰと、テンションプレートＴＳと、インシュレータＩＳと、ターミナルＴＭと、を備えている。複数の燃料電池セルＣＬは、インシュレータＩＳおよびターミナルＴＭを挟んで、２枚のエンドプレートＥＰによって挟持される。すなわち、燃料電池１００は、燃料電池セルＣＬが、複数個積層されたスタック構造である。また、燃料電池１００は、テンションプレートＴＳがボルトＢＴによって各エンドプレートＥＰに結合され、各燃料電池セルＣＬを、各部材を積層する方向（以下では、積層方向とも呼ぶ）に所定の力で締結する構造となっている。なお、本実施例の燃料電池１００では、酸化ガスとしては、空気を用い、燃料ガスとしては、水素を用いる。積層方向に直交する方向であって、燃料電池セルＣＬに沿った方向を面方向とも呼ぶ。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Example:
A1. Fuel cell configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an external configuration of a fuel cell 100 according to an embodiment of the present invention. The fuel cell 100 of the present embodiment is a solid polymer fuel cell that is relatively small and excellent in power generation efficiency. The fuel cell 100 includes a plurality of fuel cells CL, an end plate EP, a tension plate TS, an insulator IS, and a terminal TM. The plurality of fuel cells CL are sandwiched by two end plates EP with the insulator IS and the terminal TM interposed therebetween. That is, the fuel cell 100 has a stack structure in which a plurality of fuel battery cells CL are stacked. Further, in the fuel cell 100, a tension plate TS is coupled to each end plate EP by a bolt BT, and each fuel cell CL is fastened with a predetermined force in a direction in which each member is laminated (hereinafter also referred to as a lamination direction). It has a structure to do. In the fuel cell 100 of this embodiment, air is used as the oxidizing gas, and hydrogen is used as the fuel gas. A direction perpendicular to the stacking direction and along the fuel cell CL is also referred to as a plane direction.

図２は、燃料電池１００における燃料電池セルＣＬの概略構成を表わす分解斜視図である。図３は、燃料電池セルＣＬの断面の様子を示す断面模式図である。具体的には、図３は、図２の燃料電池セルＣＬにおけるＡ−Ａ断面を模式的に示した断面図である。燃料電池セルＣＬは、膜電極接合体５（以下では、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）５と呼ぶ）と、ガス拡散層１４，１５と、セパレータ６，７と、を備える。燃料電池セルＣＬは、ＭＥＡ５を、ガス拡散層１４，１５で挟持し、さらに、そのサンドイッチ構造を、セパレータ６，７で挟持して形成される。なお、図２では、ガス拡散層１４は、ＭＥＡ５の裏面に形成されているため、図示されていない。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the fuel cell CL in the fuel cell 100. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional state of the fuel battery cell CL. Specifically, FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an AA cross section in the fuel cell CL of FIG. The fuel cell CL includes a membrane electrode assembly 5 (hereinafter referred to as MEA (Membrane Electrode Assembly) 5), gas diffusion layers 14 and 15, and separators 6 and 7. The fuel cell CL is formed by sandwiching the MEA 5 between the gas diffusion layers 14 and 15 and sandwiching the sandwich structure between the separators 6 and 7. In FIG. 2, the gas diffusion layer 14 is not shown because it is formed on the back surface of the MEA 5.

ＭＥＡ５は、電解質膜１１と、酸化ガスが供給される触媒電極層（以下では、カソードとも呼ぶ）１２と、燃料ガスが供給される触媒電極層（以下では、アノードとも呼ぶ）１３と、を備え、電解質膜１１をカソード１２およびアノード１３で挟持して構成される。言い換えれば、ＭＥＡ５は、電解質膜１１において、一方の面にカソード１２が一方の面に配置され、他方の面にアノード１３が配置されて成る。   The MEA 5 includes an electrolyte membrane 11, a catalyst electrode layer (hereinafter also referred to as a cathode) 12 to which an oxidizing gas is supplied, and a catalyst electrode layer (hereinafter also referred to as an anode) 13 to which a fuel gas is supplied. The electrolyte membrane 11 is sandwiched between the cathode 12 and the anode 13. In other words, the MEA 5 includes the electrolyte membrane 11 in which the cathode 12 is disposed on one surface and the anode 13 is disposed on the other surface.

電解質膜１１は、固体高分子材料であるフッ素系電解質により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す。なお、電解質膜１１は、フッ素系電解質に限らず、例えば、炭化水素系電解質膜であってもよい。   The electrolyte membrane 11 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a fluorine-based electrolyte that is a solid polymer material, and exhibits good proton conductivity in a wet state. The electrolyte membrane 11 is not limited to the fluorine-based electrolyte, and may be a hydrocarbon-based electrolyte membrane, for example.

アノード１３は、触媒金属である白金（Ｐｔ）を担持したカーボン（以下では、白金担持カーボンとも呼ぶ）（図示せず）と、フッ素系電解質（図示せず）と、を備えている。なお、アノード１３において、含有する電解質は、フッ素系電解質に限らず、炭化水素系電解質であってもよい。   The anode 13 includes carbon (hereinafter also referred to as platinum-supported carbon) (not shown) carrying platinum (Pt), which is a catalyst metal, and a fluorine-based electrolyte (not shown). Note that the electrolyte contained in the anode 13 is not limited to a fluorine-based electrolyte, but may be a hydrocarbon-based electrolyte.

図４は、カソード１２を説明するための図である。具体的には、図４（Ａ）は、カソード１２の一部を示した斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示す図である。カソード１２は、カーボンプレート７０と、カーボン７１と、白金７２と、フッ素系の電解質支柱７３と、を備えている。なお、カソード１２において、電解質支柱７３は、フッ素系電解質に限らず、炭化水素系電解質で構成されていてもよい。   FIG. 4 is a diagram for explaining the cathode 12. Specifically, FIG. 4A is a perspective view showing a part of the cathode 12, and FIG. 4B is a view showing a BB cross section of FIG. 4A. The cathode 12 includes a carbon plate 70, carbon 71, platinum 72, and a fluorine-based electrolyte column 73. In the cathode 12, the electrolyte support 73 is not limited to the fluorine-based electrolyte but may be composed of a hydrocarbon-based electrolyte.

図４に示すように、多孔質で導電性を有するカーボンプレート７０は、複数の孔部７５と、複数の孔部７６とを備えている。孔部７５および孔部７６は、カーボンプレート７０を貫通する貫通孔である。孔部７５は、カーボンプレート７０において、格子状に形成されている。孔部７６は、カーボンプレート７０において、各孔部７５の間に、千鳥状に形成されている。孔部７５は、孔部７６より断面積が大きく形成されている。   As shown in FIG. 4, the porous and conductive carbon plate 70 includes a plurality of hole portions 75 and a plurality of hole portions 76. The hole 75 and the hole 76 are through holes that penetrate the carbon plate 70. The holes 75 are formed in a lattice shape in the carbon plate 70. The holes 76 are formed in a staggered manner between the holes 75 in the carbon plate 70. The hole 75 has a larger cross-sectional area than the hole 76.

カーボン７１は、孔部７５の内壁７５Ａに沿って互いが接続するように配置されている。白金７２は、孔部７５の内壁７５Ａに沿って配置されるカーボン７１に担持されている。詳しくは、白金７２は、カーボン７１において、孔部７５の内壁７５Ａとの接触部分を除く部分に担持されている。カーボン７１や白金７２の周囲に電解質が配設されている。この電解質の量は、電解質／カーボン比率が、０．０５〜０．５程度となるように調整されている。カーボンプレート７０において、孔部７５内部には、柱状の電解質支柱７３が配置されている。電解質支柱７３は、白金７２と接触するように配設される。また、電解質支柱７３の底面は、電解質膜１１と接触する。   The carbons 71 are arranged so as to be connected to each other along the inner wall 75 </ b> A of the hole 75. The platinum 72 is carried on the carbon 71 arranged along the inner wall 75A of the hole 75. Specifically, the platinum 72 is supported on a portion of the carbon 71 excluding a contact portion with the inner wall 75 </ b> A of the hole 75. An electrolyte is disposed around the carbon 71 and the platinum 72. The amount of the electrolyte is adjusted so that the electrolyte / carbon ratio is about 0.05 to 0.5. In the carbon plate 70, a columnar electrolyte support 73 is disposed inside the hole 75. The electrolyte column 73 is disposed so as to contact the platinum 72. Further, the bottom surface of the electrolyte support 73 is in contact with the electrolyte membrane 11.

カーボンプレート７０において、孔部７６は、カソード１２に供給される酸化ガスをカーボンプレート７０の厚さ方向に流通させる機能を有する。孔部７６に流入した酸化ガスは、図４（Ｂ）に示すように、孔部７６の内壁７６Ａを介して、孔部７５に流入し、電解質支柱７３と白金７２との間で三層界面を形成する。これにより、カソード１２において、電気化学反応が生じる。   In the carbon plate 70, the hole 76 has a function of causing the oxidizing gas supplied to the cathode 12 to flow in the thickness direction of the carbon plate 70. As shown in FIG. 4B, the oxidizing gas flowing into the hole 76 flows into the hole 75 via the inner wall 76A of the hole 76, and the three-layer interface between the electrolyte column 73 and the platinum 72. Form. As a result, an electrochemical reaction occurs at the cathode 12.

ガス拡散層１４，１５は、導電性を有する多孔質部材であり、例えば、カーボンクロス、カーボンペーパなどの炭素系多孔質体や、金属メッシュ、発泡金属などの金属多孔質体によって形成される。   The gas diffusion layers 14 and 15 are porous members having conductivity, and are formed of, for example, a carbon-based porous body such as carbon cloth or carbon paper, or a metal porous body such as a metal mesh or foam metal.

セパレータ６，７は、ガス不透過の導電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンや、プレス成形した金属板によって形成することができる。セパレータ６は、図２および図３に示すように、片面において凸部６ａと凹部６ｂとが交互に形成された凹凸形状を有している。そして、セパレータ６において、凸部６ａは、ガス拡散層１４（カソード１２または電解質膜１１）を押圧し、凹部６ｂは、ガス拡散層１４との間にガス拡散層１４（カソード１２）に対して酸化ガスを給排するため酸化ガス給排流路２０を形成する。また、セパレータ７において、凸部７ａは、ガス拡散層１５（アノード１３または電解質膜１１）を押圧し、凹部７ｂは、ガス拡散層１５との間にガス拡散層１５（アノード１３）に対して燃料ガスを給排するため燃料ガス給排流路３０を形成する。   The separators 6 and 7 can be formed of a gas-impermeable conductive member, for example, dense carbon that has been made to be gas-impermeable by compressing carbon, or a press-molded metal plate. As shown in FIGS. 2 and 3, the separator 6 has a concavo-convex shape in which convex portions 6 a and concave portions 6 b are alternately formed on one side. In the separator 6, the convex portion 6 a presses the gas diffusion layer 14 (cathode 12 or the electrolyte membrane 11), and the concave portion 6 b is between the gas diffusion layer 14 and the gas diffusion layer 14 (cathode 12). An oxidizing gas supply / discharge channel 20 is formed to supply and discharge oxidizing gas. Further, in the separator 7, the convex portion 7 a presses the gas diffusion layer 15 (the anode 13 or the electrolyte membrane 11), and the concave portion 7 b is between the gas diffusion layer 15 and the gas diffusion layer 15 (anode 13). A fuel gas supply / discharge passage 30 is formed for supplying and discharging fuel gas.

図２に示すように、セパレータ６，７は、その外周近くの互いに対応する位置に、孔部５３〜５６を備えている。セパレータ６，７を、ＭＥＡ５およびガス拡散層１４，１５と共に積層して燃料電池１００を組み立てると、積層された各セパレータ６，７の対応する位置に設けられた孔部は、互いに重なり合って、積層方向に燃料電池１００内部を貫通するマニホールドを形成する。   As shown in FIG. 2, the separators 6 and 7 are provided with holes 53 to 56 at positions corresponding to each other near the outer periphery thereof. When the fuel cell 100 is assembled by laminating the separators 6 and 7 together with the MEA 5 and the gas diffusion layers 14 and 15, the holes provided in the corresponding positions of the laminated separators 6 and 7 overlap each other, A manifold penetrating the inside of the fuel cell 100 is formed in the direction.

燃料電池セルＣＬは、上記各マニホールド、酸化ガス給排流路２０、および、燃料ガス給排流路３０におけるガスシール性を確保するための図示しないシール部材が配設されている。また、燃料電池１００において、燃料電池セルＣＬ間に、燃料電池セルＣＬを冷却するための冷却機構（図示せず）が配設されている。   The fuel battery cell CL is provided with a seal member (not shown) for ensuring gas sealing performance in each of the manifolds, the oxidizing gas supply / discharge passage 20, and the fuel gas supply / discharge passage 30. In the fuel cell 100, a cooling mechanism (not shown) for cooling the fuel cells CL is disposed between the fuel cells CL.

Ａ２．カソードの製造方法：
図５は、本実施例におけるカソードの製造方法のフローチャートである。このカソードの製造方法では、カーボンプレート７０と、カーボン７１と、白金７２と、電解質（例えば、フッ素系電解質）を用意する（ステップＳ１０）。 A2. Production method of cathode:
FIG. 5 is a flowchart of the cathode manufacturing method in the present embodiment. In this cathode manufacturing method, a carbon plate 70, carbon 71, platinum 72, and an electrolyte (for example, a fluorine-based electrolyte) are prepared (step S10).

次に、カーボンプレート７０に、孔部７５および孔部７６を形成する（ステップＳ２０）。具体的には、図４に示すように、カーボンプレート７０において、孔部７５を、格子状に形成す。そして、カーボンプレート７０において、孔部７６を、各孔部７５の間に、千鳥状に形成する。この場合、孔部７５は、孔部７６より断面積が大きくなるように形成する。   Next, the hole 75 and the hole 76 are formed in the carbon plate 70 (step S20). Specifically, as shown in FIG. 4, in the carbon plate 70, the holes 75 are formed in a lattice shape. In the carbon plate 70, the holes 76 are formed in a staggered manner between the holes 75. In this case, the hole 75 is formed to have a larger cross-sectional area than the hole 76.

続いて、孔部７５の内壁７５Ａに沿って、カーボン７１を配置する（ステップＳ３０）。具体的には、図４に示すように、カーボン７１が、孔部７５の内壁７５Ａに沿って、互いに接続するように配置する。なお、カーボン７１には、電解質／カーボン比率が、０．０５〜０．５程度となる程度の電解質を付着させておく。カーボン７１と内壁７５Ａとの接着は、焼成によって行う。   Subsequently, the carbon 71 is disposed along the inner wall 75A of the hole 75 (step S30). Specifically, as shown in FIG. 4, the carbon 71 is disposed so as to be connected to each other along the inner wall 75 </ b> A of the hole 75. Note that an electrolyte having an electrolyte / carbon ratio of about 0.05 to 0.5 is attached to the carbon 71. Adhesion between the carbon 71 and the inner wall 75A is performed by firing.

次に、ステップＳ３０の工程で配置したカーボン７１に、白金７２を担持する（ステップＳ４０、図４参照）。カーボン７１と白金７２との接着は、焼成によって行う。   Next, platinum 72 is supported on the carbon 71 arranged in the step S30 (see step S40, FIG. 4). The adhesion between the carbon 71 and the platinum 72 is performed by firing.

そして、孔部７５に、ステップＳ１０の工程で用意した電解質を流し込み、孔部７５内に電解質支柱７３を形成（配設）する（ステップＳ５０）。具体的には、図４に示すように、電解質支柱７３が、白金７２と接触するように、配設する。   Then, the electrolyte prepared in the step S10 is poured into the hole 75, and the electrolyte column 73 is formed (arranged) in the hole 75 (step S50). Specifically, as shown in FIG. 4, the electrolyte column 73 is disposed so as to contact the platinum 72.

以上のように、本実施例の燃料電池１００のカソード１２では、カーボンプレート７０において、孔部７５の内壁７５Ａに沿って配置されたカーボン７１に、白金７２を担持し、その白金７２と接触するように電解質支柱７３を配設し、三層界面を形成するようにしている。このようにすれば、カソード１２において、三層界面を形成できない白金量（触媒量）を減少させることができ、すなわち、触媒有効面積を向上させることができる。その結果、燃料電池１００の発電効率を向上させることができる。   As described above, in the cathode 12 of the fuel cell 100 according to the present embodiment, the platinum 72 is supported on the carbon 71 arranged along the inner wall 75A of the hole 75 in the carbon plate 70 and is in contact with the platinum 72. Thus, the electrolyte column 73 is arranged to form a three-layer interface. In this way, the amount of platinum (amount of catalyst) that cannot form a three-layer interface in the cathode 12 can be reduced, that is, the effective catalyst area can be improved. As a result, the power generation efficiency of the fuel cell 100 can be improved.

また、本実施例の燃料電池１００のカソード１２では、カーボンプレート７０の孔部７５に、電解質が連続して形成される電解質支柱７３を配設するようにしている。このようにすれば、カソード１２において、厚さ方向のプロトン伝導性を向上させることができる。その結果、燃料電池１００の発電効率を向上させることができる。   Further, in the cathode 12 of the fuel cell 100 of the present embodiment, an electrolyte column 73 in which an electrolyte is continuously formed is disposed in the hole 75 of the carbon plate 70. In this way, proton conductivity in the thickness direction can be improved at the cathode 12. As a result, the power generation efficiency of the fuel cell 100 can be improved.

本実施例の燃料電池１００のカソード１２では、担体（カーボン７１）や触媒（白金７２）を、導電性のカーボンプレート７０内に配置するようにしている。このようにすれば、カソード１２において、厚さ方向の電気伝導性を向上させることができる。その結果、燃料電池１００の発電効率を向上させることができる。   In the cathode 12 of the fuel cell 100 of the present embodiment, a carrier (carbon 71) and a catalyst (platinum 72) are arranged in a conductive carbon plate 70. In this way, the electrical conductivity in the thickness direction can be improved in the cathode 12. As a result, the power generation efficiency of the fuel cell 100 can be improved.

本実施例の燃料電池１００のカソード１２では、カーボン７１や白金７２の周囲に電解質が配設されているが、その電解質の量は、電解質／カーボン比率が、０．０５〜０．５程度と少量となっている。このようにすれば、酸化ガス（酸素）が、白金７２に到達する際に、電解質に妨害されることを抑制することができ、すなわち、酸化ガスのガス拡散性を向上させることができる。その結果、燃料電池１００の発電効率を向上させることができる。   In the cathode 12 of the fuel cell 100 of this embodiment, an electrolyte is disposed around the carbon 71 and the platinum 72. The amount of the electrolyte is such that the electrolyte / carbon ratio is about 0.05 to 0.5. It is a small amount. If it does in this way, when oxidizing gas (oxygen) reaches platinum 72, it can control that it is obstructed by electrolyte, ie, gas diffusibility of oxidizing gas can be improved. As a result, the power generation efficiency of the fuel cell 100 can be improved.

本実施例において、カソード１２は、特許請求の範囲における電極に該当し、カーボンプレート７０は、特許請求の範囲における導電性プレートに該当し、カーボン７１は、特許請求の範囲における担体に該当し、白金７２は、特許請求の範囲における触媒に該当し、電解質支柱７３は特許請求の範囲における電解質支柱に該当し、孔部７５は、特許請求の範囲における第１孔部に該当し、内壁７５Ａは、特許請求の範囲における内壁に該当し、孔部７６は、特許請求の範囲における第２孔部に該当する。   In this embodiment, the cathode 12 corresponds to the electrode in the claims, the carbon plate 70 corresponds to the conductive plate in the claims, and the carbon 71 corresponds to the carrier in the claims. The platinum 72 corresponds to the catalyst in the claims, the electrolyte support 73 corresponds to the electrolyte support in the claims, the hole 75 corresponds to the first hole in the claims, and the inner wall 75A is The hole 76 corresponds to the inner wall in the claims, and the hole 76 corresponds to the second hole in the claims.

Ｂ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。 B. Variations:
In addition, elements other than the elements claimed in the independent claims among the constituent elements in each of the above embodiments are additional elements and can be omitted as appropriate. The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

Ｂ１．変形例１：
上記実施例の燃料電池１００では、カソード１２において、カーボンプレート７０を用い、孔部７５の内壁７５Ａに沿って配置されたカーボン７１に、白金７２を担持し、その白金７２と接触するように電解質支柱７３を配設する構成としているが、本発明は、これに限られるものではなく、アノード１３も同様の構造としてもよい。このようにしても、上記実施例の効果を奏することができる。 B1. Modification 1:
In the fuel cell 100 of the above embodiment, the cathode 12 uses the carbon plate 70, the platinum 71 is supported on the carbon 71 arranged along the inner wall 75 </ b> A of the hole 75, and the electrolyte is so as to come into contact with the platinum 72. Although the support 73 is provided, the present invention is not limited to this, and the anode 13 may have the same structure. Even if it does in this way, there can exist the effect of the said Example.

本発明の一実施例に係る燃料電池１００の外観構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the external appearance structure of the fuel cell 100 which concerns on one Example of this invention. 燃料電池１００における燃料電池セルＣＬの概略構成を表わす分解斜視図である。2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a fuel cell CL in the fuel cell 100. FIG. 燃料電池セルＣＬの断面の様子を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the mode of the cross section of the fuel cell CL. カソード１２を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cathode. 上記実施例におけるカソードの製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method of the cathode in the said Example.

符号の説明Explanation of symbols

５…ＭＥＡ
６…セパレータ
６ａ…凸部
６ｂ…凹部
７…セパレータ
７ａ…凸部
７ｂ…凹部
１１…電解質膜
１２…カソード
１３…アノード
１４…ガス拡散層
１５…ガス拡散層
２０…酸化ガス給排流路
３０…燃料ガス給排流路
５３…孔部
７０…カーボンプレート
７１…カーボン
７２…白金
７３…電解質支柱
７５…孔部
７５Ａ…内壁
７６…孔部
７６Ａ…内壁
１００…燃料電池
ＣＬ…燃料電池セル
ＴＭ…ターミナル
ＥＰ…エンドプレート
ＴＳ…テンションプレート
ＩＳ…インシュレータ
ＢＴ…ボルト 5 ... MEA
6 ... Separator 6a ... Convex part 6b ... Concave part 7 ... Separator 7a ... Convex part 7b ... Concave part 11 ... Electrolyte membrane 12 ... Cathode 13 ... Anode 14 ... Gas diffusion layer 15 ... Gas diffusion layer 20 ... Oxidizing gas supply / exhaust flow path 30 ... Fuel gas supply / discharge flow path 53 ... hole 70 ... carbon plate 71 ... carbon 72 ... platinum 73 ... electrolyte column 75 ... hole 75A ... inner wall 76 ... hole 76A ... inner wall 100 ... fuel cell CL ... fuel cell TM EP ... End plate TS ... Tension plate IS ... Insulator BT ... Bolt

Claims (2)

燃料電池用電極であって、
複数の第１孔部を有する多孔質な導電性プレートと、
前記導電性プレートの前記第１孔部の内壁に配置される担体と、
前記第１孔部の前記内壁に配置された前記担体に担持される触媒と、
電解質によって柱状に形成され、前記触媒と接触するように配設される電解質支柱と、
を備えることを特徴とする燃料電池用電極。 A fuel cell electrode,
A porous conductive plate having a plurality of first holes;
A carrier disposed on an inner wall of the first hole of the conductive plate;
A catalyst carried on the carrier disposed on the inner wall of the first hole;
An electrolyte column formed in a column shape by an electrolyte and disposed so as to contact the catalyst;
An electrode for a fuel cell comprising: 燃料電池であって、
請求項１に記載の燃料電池用電極を備える燃料電池。 A fuel cell,
A fuel cell comprising the fuel cell electrode according to claim 1.
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JP4920945B2 (en) * 2005-10-14 2012-04-18 キヤノン株式会社 Catalyst layer, membrane electrode assembly, production method thereof, and fuel cell
JP2007184204A (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Canon Inc Fuel cell membrane electrode assembly and method for fabrication thereof
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