JP5806141B2 - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5806141B2 JP5806141B2 JP2012027014A JP2012027014A JP5806141B2 JP 5806141 B2 JP5806141 B2 JP 5806141B2 JP 2012027014 A JP2012027014 A JP 2012027014A JP 2012027014 A JP2012027014 A JP 2012027014A JP 5806141 B2 JP5806141 B2 JP 5806141B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- flow path
- gas flow
- opening
- path forming
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の外側に配置される微多孔質層と、
前記微多孔質層の前記膜電極接合体とは反対側にガス拡散層が介在しない形で配置され、前記微多孔質層側に開く開口を有するガス流路を形成するガス流路形成部と、
を備え、
前記開口の径は、0.1μm〜400μmの範囲内である、燃料電池。
前記ガス流路形成部の表面における、発電領域に対応した領域に対する前記開口の合計の面積比が20%以上である、燃料電池。
この構成によれば、膜電極接合体へのガス供給性を確保することができる。
前記ガス流路形成部は、リブによって形成された線条の溝であり、
前記開口の径は、前記溝の幅である、燃料電池。
この構成によれば、リブによって形成された線条のガス流路を有する燃料電池において排水性を向上することができる。
前記ガス流路形成部は、発泡焼結体であり、
前記開口は、前記微多孔質層と前記発泡焼結体の間の境界面における開口である、燃料電池。
この構成によれば、発泡焼結体によってガス流路形成部が構成された燃料電池において排水性を向上することができる。
前記発泡焼結体の表面が親水性である、燃料電池。
この構成によれば、排水性をより向上することができる。
前記ガス流路形成部は、エキスパンドメタルであり、
前記開口の径は、前記微多孔質層と前記エキスパンドメタルの間の境界面における開口の最短部の距離である、燃料電池。
この構成によれば、エキスパンドメタルによってガス流路形成部が構成された燃料電池において排水性を向上することができる。
前記エキスパンドメタルの表面が親水性である、燃料電池。
この構成によれば、排水性をより向上することができる。
A−1:燃料電池の構成:
図1は、本発明の第1実施例における燃料電池内部の単セル10の断面を模式的に示す説明図である。本実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池であって、図1に示す単セル10を複数積層して直列に接続したスタック構造を有している。単セル10は、膜電極接合体(MEA:Membrane-Electrode Assembly )20を、両側からセパレータ30、40によって挟持することによって構成されている。
ここで、Sryは発電領域に対応した領域RYの総面積である。Saは、領域RYにおける酸化剤ガス流路44の開口部のトータル面積である。すなわち、開口率Kは、発電領域に対応した領域RYに対する、前記領域RYにおける酸化剤ガス流路44の開口部のトータル面積の割合である。開口部のトータル面積とは、酸化剤ガス流路44において第2のMPL25に対して開いている開口部の面積を全ての酸化剤ガス流路44に亘って合算した値である。
次に、第1実施例の燃料電池の作用・効果を説明する。図3は、比較例としての単セル910の課題を示す説明図である。この単セル910は、第1実施例の単セル10と比較して、カソード(触媒層23)側のセパレータ940の形状だけが相違し、その他の部分は同一である。セパレータ940は、第1実施例におけるアノード(触媒層22)側のセパレータ30と同一形状のもので、流路幅が800[μm]の酸化剤ガス流路942を有する。すなわち、第1実施例におけるセパレータ30は0.1[μm]〜400[μm]の範囲内の流路幅の酸化剤ガス流路44を有するのに対して、この比較例におけるセパレータ30は0.1[μm]〜400[μm]の範囲外である800[μm]の流路幅の酸化剤ガス流路942を有する。
図6は、本発明の第2実施例における燃料電池内部の単セル110の一部の断面を模式的に示す説明図である。第2実施例における単セル110は、第1実施例における単セル10と比べて、カソード側のセパレータ140とガス流路形成部142の構成が異なる。第2実施例における単セル110のその他の構成は、第1実施例における単セル10の構成と同一であるので、同一の構成要素については、図6において、図1と同一の符合を付し、その説明を省略する。なお、図6において、図1におけるアノード側の各部22、24、26、30はその記載を省略している。
図7は、本発明の第3実施例における燃料電池内部の単セル210の一部の断面を模式的に示す説明図である。第3実施例における単セル210は、第2実施例における単セル110と比べて、カソード側のガス流路形成部242の構成が異なる。第3実施例における単セル210のその他の構成は、第2実施例における単セル110の構成と同一であるので、同一の構成要素については、図7において、図1と同一の符合を付し、その説明を省略する。
なお、この発明は上記の各実施例や各変形例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、例えば次のような変形も可能である。
前記各実施例および各変形例では、燃料電池に固体高分子型燃料電池を用いたが、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池に本発明を適用してもよい。
・変形例2:
前述した実施例および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載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。
20…膜電極接合体(MEA)
21…固体高分子電解質膜
22…触媒層
23…触媒層
24…第1のMPL
25…第2のMPL
26…ガス拡散層
30…セパレータ
32…リブ
34…燃料ガス流路
40…セパレータ
42…リブ
44…酸化剤ガス流路
110…単セル
140…セパレータ
142…ガス流路形成部
210…単セル
242…ガス流路形成部
Claims (7)
- 燃料電池であって、
膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の外側に配置される微多孔質層と、
前記微多孔質層の前記膜電極接合体とは反対側にガス拡散層が介在しない形で配置され、前記微多孔質層側に開く開口を有するガス流路を形成するガス流路形成部と、
を備え、
前記開口の径は、0.1μm〜400μmの範囲内である、燃料電池。 - 請求項1に記載の燃料電池であって、
前記ガス流路形成部の前記微多孔質層側の面における、発電領域に対応した領域に対する前記開口の合計の面積比が20%以上である、燃料電池。 - 請求項2に記載の燃料電池であって、
前記ガス流路形成部は、リブによって形成された線条の溝であり、
前記開口の径は、前記溝の幅である、燃料電池。 - 請求項2に記載の燃料電池であって、
前記ガス流路形成部は、発泡焼結体であり、
前記開口は、前記微多孔質層と前記発泡焼結体の間の境界面における開口である、燃料電池。 - 請求項4に記載の燃料電池であって、
前記発泡焼結体の表面が親水性である、燃料電池。 - 請求項2に記載の燃料電池であって、
前記ガス流路形成部は、エキスパンドメタルであり、
前記開口の径は、前記微多孔質層と前記エキスパンドメタルの間の境界面における開口の最短部の距離である、燃料電池。 - 請求項6に記載の燃料電池であって、
前記エキスパンドメタルの表面が親水性である、燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012027014A JP5806141B2 (ja) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012027014A JP5806141B2 (ja) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | 燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013164958A JP2013164958A (ja) | 2013-08-22 |
JP5806141B2 true JP5806141B2 (ja) | 2015-11-10 |
Family
ID=49176205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012027014A Expired - Fee Related JP5806141B2 (ja) | 2012-02-10 | 2012-02-10 | 燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5806141B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015032415A (ja) * | 2013-08-01 | 2015-02-16 | 本田技研工業株式会社 | 電解質膜・電極構造体 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5610562B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2014-10-22 | 神奈川県 | 燃料電池セルおよびその製造方法 |
JP2010182483A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Toyota Motor Corp | 燃料電池セルおよび燃料電池 |
JP5500908B2 (ja) * | 2009-08-25 | 2014-05-21 | 日産自動車株式会社 | 固体高分子形燃料電池 |
JP2011096385A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Toppan Printing Co Ltd | カソード用ガス拡散層とその製造方法 |
JP2011146300A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池セルとその製造方法、およびその製造装置 |
-
2012
- 2012-02-10 JP JP2012027014A patent/JP5806141B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013164958A (ja) | 2013-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5055854B2 (ja) | 燃料電池用の膜・電極接合体 | |
JP5321086B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP5806141B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP4821111B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2008277178A (ja) | 燃料電池用セル | |
JP2020077474A (ja) | 膜電極接合体及び固体高分子形燃料電池 | |
JP2010232062A (ja) | 燃料電池 | |
JP2010232083A (ja) | 燃料電池 | |
JP4477910B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2010123511A (ja) | 燃料電池及びその製造方法 | |
JP2006066323A (ja) | 燃料電池セル | |
JP2009231111A (ja) | 燃料電池ユニット、燃料電池スタックおよび電子機器 | |
JP5530954B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP4957015B2 (ja) | 燃料電池のセル及びスタック | |
JP5176376B2 (ja) | 電解質膜およびそれを用いた燃料電池 | |
JP7230875B2 (ja) | ガス流路構造、支持板、及び、燃料電池 | |
JP2011070794A (ja) | 燃料電池セル | |
JP2014017083A (ja) | 燃料電池セル及び燃料電池 | |
JP2011171028A (ja) | 燃料電池 | |
JP6356436B2 (ja) | 電解質膜・電極構造体 | |
JP2012018854A (ja) | 燃料電池 | |
JP4440088B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2008288068A (ja) | 燃料電池、燃料電池のアノード、および、膜電極接合体 | |
JP6412995B2 (ja) | 電解質膜・電極構造体の製造方法 | |
JP2010205669A (ja) | セパレータおよびそれを備えた燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140609 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150130 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150305 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150818 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150903 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5806141 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |