JPH09213352A - Electrode packing and electrode - Google Patents

Electrode packing and electrode

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JPH09213352A
JPH09213352A JP8021131A JP2113196A JPH09213352A JP H09213352 A JPH09213352 A JP H09213352A JP 8021131 A JP8021131 A JP 8021131A JP 2113196 A JP2113196 A JP 2113196A JP H09213352 A JPH09213352 A JP H09213352A
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Japan
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electrode
packing
porous body
flat plate
fluid
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JP8021131A
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Japanese (ja)
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Choichi Furuya
長一 古屋
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    • 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent leakage of a fluid by filling the part around a porous flat plate of an electrode with a substance not admitting permeation of the fluid in use while part of the area is left unfilling, and allowing the fluid to flow away from the porous substance in the area left unfilling. SOLUTION: The part around a porous flat plate 2 of an electrode 1 is filled with a packing 4 not admitting permeation of a fluid 3 as an electrolytic solution, while part of the area is left in porous state to allow the fluid 3 to flow away. The reaction layer 5 and gas supply layer 6 of a gas diffusion electrode are arranged on the side face and back of the porous flat plate 2, and a passage for the fluid in use 3 is opened in the gas supply layer 6. When supplied from the supply hole 8 in an end plate 7, the electrolyte passes through the porous flat plate 2 via the passage in the gas supply layer 6. When hydrogen gas or oxygen gas is supplied from the gas supply layer 10, reactions are generated in the layer 5, and an electric power can be supplied to a load by furnishing a pair of such electrodes 1 and connecting them together through the load. Thereby the gap between the electrodes can be narrowed to lessen the resistance due to electrolyte, and leakage of the electrolyte be precluded.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は燃料電池に使用す
る電極に関し、酸素極および水素極の極間を狭くして電
解液抵抗を小さくすることができるとともに、電解液か
らなる流体の液漏れを解消した電極用パッキングおよび
それを使用した電極を提供しようとするものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode used in a fuel cell, and it is possible to reduce the resistance of an electrolytic solution by narrowing the gap between an oxygen electrode and a hydrogen electrode and to prevent leakage of a fluid composed of the electrolytic solution. An object of the present invention is to provide an electrode packing that has been eliminated and an electrode using the packing.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の燃料電池に使用する電極として
は、水素−酸素燃料電池を例に取れば、図９に示すよう
なものが知られている。この燃料電池は陰極および陽極
をなす一対の多孔性炭素電極１０１，１０２間に電解液
１０３を充満させ、かつ水素１０４および酸素１０５は
それぞれの隔室１０６に供給され、多孔性炭素電極１０
１，１０２の細孔を通って内部に浸透し、反応を起こす
ものである。陰極における反応は Ｈ2＋２ＯＨ-→２Ｈ2Ｏ＋２ｅ 陽極における反応は Ｈ2Ｏ＋1/2Ｏ2＋２ｅ→２ＯＨ- となり、２ｅが負荷１０７へ供給される。陰極と陽極で
の全反応は水素と酸素が反応し、電力と水および熱が生
じる。反応は水素１０４および酸素１０５を供給するこ
とによって連続的に行なわれるので、燃料が続く限り電
力が供給される。2. Description of the Related Art As an electrode used in a conventional fuel cell, a hydrogen-oxygen fuel cell as shown in FIG. 9 is known. In this fuel cell, an electrolytic solution 103 is filled between a pair of porous carbon electrodes 101 and 102 which form a cathode and an anode, and hydrogen 104 and oxygen 105 are supplied to respective compartments 106, so that the porous carbon electrode 10
It penetrates into the inside through the pores of 1,102 and causes a reaction. The reaction at the cathode is H 2 + 2OH − → 2H 2 O + 2e, and the reaction at the anode is H 2 O + 1 / 2O 2 + 2e → 2OH − , and 2e is supplied to the load 107. The entire reaction at the cathode and the anode reacts with hydrogen and oxygen, producing electricity, water and heat. The reaction is carried out continuously by supplying hydrogen 104 and oxygen 105, so that power is supplied as long as the fuel lasts.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記燃料電池において
その性能は、抵抗性分を小さくするほど向上する。酸素
を供給する陽極と水素を供給する陰極との極間が狭いほ
ど電解液抵抗が小さくなり、抵抗損による電力ロスが小
さくなる。そのため極間を狭くすることが必要である。In the above fuel cell, the performance is improved as the resistance component is reduced. The narrower the gap between the anode that supplies oxygen and the cathode that supplies hydrogen, the smaller the electrolytic solution resistance, and the smaller the power loss due to resistance loss. Therefore, it is necessary to narrow the gap between the poles.

【０００４】しかしながら、電解液の出入りは必要なの
で、電極と流体の通路における液漏れが問題となってお
り、陽極と陰極との極間を狭くしながら液漏れを防止す
ることは非常に困難であった。However, since the electrolyte needs to come in and out, liquid leakage in the passage of the electrode and the fluid becomes a problem, and it is very difficult to prevent the liquid leakage while narrowing the gap between the anode and the cathode. there were.

【０００５】この発明は従来例の上記欠点を解消し、電
解液の液漏れのない電極用パッキングと、各電極間の距
離を極小まで縮めることができる電極を提供しようとす
るものである。The present invention is intended to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and to provide an electrode packing in which the electrolyte does not leak and an electrode capable of reducing the distance between the electrodes to a minimum.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明の電極
用パッキングは、平板多孔体の外周を使用流体不浸透性
の物質で埋めるとともに、一部は多孔体のままとし、そ
こに使用流体を流すことを可能としたことを特徴とする
ものである。That is, according to the electrode packing of the present invention, the outer periphery of a flat plate porous body is filled with a substance impermeable to a fluid to be used, and a part of the body is left as a porous body, and the fluid to be used is flown there. It is characterized by making it possible.

【０００７】またこの発明の電極は、平板多孔体の外周
を使用流体不浸透性の物質で埋めるとともに、一部は多
孔体のままとし、そこに使用流体を流すことを可能とし
た電極用パッキングの残りの多孔体部に、ガス拡散電極
の反応層または／およびガス供給層が接合されたことを
特徴とするものである。In the electrode of the present invention, the outer periphery of the flat plate porous body is filled with a fluid impermeable substance, and a part of the plate is left as a porous body to allow the fluid to flow therethrough. The reaction layer or / and the gas supply layer of the gas diffusion electrode is joined to the remaining porous body part of the above.

【０００８】さらにこの発明の電極は、平板多孔体の外
周を使用流体不浸透性の物質で埋めるとともに、一部は
多孔体のままとし、そこに使用流体を流すことを可能と
した電極用パッキングと、上記電極用パッキングの残り
の多孔体部に、ガス拡散電極の反応層または／およびガ
ス供給層が接合された電極とを接合したことをも特徴と
している。Further, in the electrode of the present invention, the outer periphery of the flat plate porous body is filled with a material impermeable to the fluid to be used, and a part of the porous body is left as a porous body so that the fluid to be used can flow therethrough. And the electrode having the reaction layer or / and the gas supply layer of the gas diffusion electrode joined to the remaining porous body portion of the electrode packing.

【０００９】この発明は以上のように構成したので、電
解液の液漏れのない電極用パッキングが提供でき、した
がって各電極間の距離を大幅に小さくすることができる
ようになった。Since the present invention is configured as described above, it is possible to provide the electrode packing in which the electrolytic solution does not leak, and therefore the distance between the electrodes can be greatly reduced.

【００１０】またこの発明においては、電解液を送り込
む通路とパッキングとが兼用となり、各電極間の距離を
極小まで小さくすることができるようになった。Further, in the present invention, the passage for feeding the electrolytic solution also serves as the packing, and the distance between the electrodes can be minimized.

【００１１】そして燃料電池および電気化学リアクター
に適用できる、簡単なセル構造の電極を提供することが
可能となった。Then, it has become possible to provide an electrode having a simple cell structure which can be applied to a fuel cell and an electrochemical reactor.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の電極用パッキン
グおよび電極の実施の形態を図面に基いて詳細に説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the electrode packing and the electrode of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【００１３】図１にこの発明の電極用パッキングと電極
との接合体を示す。図１において１は電極で、２は平板
多孔体２である。この平板多孔体２はプラスチックまた
は金属の網状物からなるシートであっても、硬質無機発
泡体からなるシートであってもよい。FIG. 1 shows a bonded body of the electrode packing and the electrode of the present invention. In FIG. 1, 1 is an electrode and 2 is a flat plate porous body 2. The flat plate porous body 2 may be a sheet made of a mesh of plastic or metal, or a sheet made of a hard inorganic foam.

【００１４】上記平板多孔体２が、プラスチックまたは
金属の網状シートの場合は、通常の網、ラス材、パンチ
ングメタルや織布状、不織布状のものが好適に使用でき
る。なお、上記の網状シートは、２枚以上の複数枚を積
層したものとして使用することが望ましい。When the flat plate porous body 2 is a plastic or metal mesh sheet, a normal mesh, lath material, punching metal, woven cloth or nonwoven cloth can be preferably used. The mesh sheet is preferably used as a laminate of two or more sheets.

【００１５】上記硬質無機多孔体からなるシートとして
は、圧縮強度が大きく硬い金属系の発泡体や焼結体が望
ましく、例えばセルメット（住友電気工業株式会社製
商品名）等の発泡ニッケルクロム合金が好適に使用でき
る。As the sheet made of the above-mentioned hard inorganic porous material, a metal foam or a sintered body having a large compressive strength and hardness is desirable, and for example, Celmet (manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.).
Foamed nickel-chromium alloys such as product names) can be preferably used.

【００１６】上記平板多孔体２は、その外周を使用流体
不浸透性の物質、すなわち電解液からなる使用流体３を
通さないパッキング４で埋められており、かつ一部は多
孔体のままとなっているので、そこに使用流体３を流す
ことが可能である。The flat plate porous body 2 has its outer periphery filled with a packing 4 which is impermeable to the working fluid, that is, an impermeable substance, that is, an electrolyte, and a part of which remains as a porous body. Therefore, the working fluid 3 can be made to flow there.

【００１７】平板多孔体２は用途や素材、その他の条件
に応じて電解液と接する部分に撥水処理を施したり、親
水処理を施すことが必要になる。撥水処理としてはテフ
ロン樹脂等で平板多孔体２の表面をコーティングした
り、テフロン樹脂等のディスパージョンで分散メッキす
ることが挙げられる。また親水処理としては、平板多孔
体２内に酸化マグネシウムや酸化ジルコニウム、酸性シ
リカ等を練り込んだり、コーティングすることが挙げら
れる。The flat plate porous body 2 is required to be subjected to a water-repellent treatment or a hydrophilic treatment on the portion in contact with the electrolytic solution depending on the use, the material and other conditions. Examples of the water repellent treatment include coating the surface of the flat plate porous body 2 with Teflon resin or the like, or dispersion plating with a dispersion of Teflon resin or the like. Examples of the hydrophilic treatment include kneading magnesium oxide, zirconium oxide, acidic silica and the like into the flat plate porous body 2 or coating them.

【００１８】上記使用流体３を通さないパッキング４
は、硬質ゴムからなるシートでもよいが、当該部分を熱
可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂で包むように、樹脂モ
ールドしたものであることが望ましい。Packing 4 that does not pass the working fluid 3
The sheet may be a sheet made of hard rubber, but it is desirable that the sheet be resin-molded so that the portion is wrapped with a thermoplastic resin or a thermosetting resin.

【００１９】上記構成からなる電極用パッキングには、
平板多孔体２側周および背面の残りの部分にガス拡散電
極の反応層５およびガス供給層６が配置されている。ガ
ス拡散電極の反応層５の素材は炭素粉末等の導電性物質
からなる焼結多孔体からなり、ガス供給層６の素材もガ
スは通すが電解液を通さない多孔性シートであることが
望ましい。液透過型の多孔性シートを液不透過型とする
には、多孔性シートに撥水処理を施せばよい。The electrode packing having the above structure includes
The reaction layer 5 and the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode are arranged on the side periphery of the flat plate porous body 2 and the remaining portion on the back surface. It is desirable that the material of the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode is a sintered porous body made of a conductive material such as carbon powder, and the material of the gas supply layer 6 is also a porous sheet that allows gas to pass but does not allow electrolyte to pass. . To make the liquid-permeable porous sheet liquid-impermeable, the water-repellent treatment may be applied to the porous sheet.

【００２０】なお、上記ガス拡散電極のガス供給層６の
適所には、電解液からなる使用流体の通路が開口されて
おり、エンドプレート７に設けた使用流体３の供給口８
から電解液が供給される。９はガス供給層６とエンドプ
レート７との間に介在させたパッキングである。A passage for a working fluid made of an electrolytic solution is opened at an appropriate position of the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode, and a supply port 8 for the working fluid 3 provided on the end plate 7 is provided.
The electrolytic solution is supplied from. 9 is a packing interposed between the gas supply layer 6 and the end plate 7.

【００２１】またガス拡散電極のガス供給層６には、エ
ンドプレート７に設けたガス供給口１０から水素ガスも
しくは酸素ガスが供給される。Hydrogen gas or oxygen gas is supplied to the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode from the gas supply port 10 provided in the end plate 7.

【００２２】上記実施例においては、エンドプレート７
に設けた使用流体３の供給口８からガス拡散電極のガス
供給層６の適所に設けた通路を経て、平板多孔体２を通
り、この平板多孔体２とパッキング４との間隙に電解液
が供給される。その際、上記間隙に位置する平板多孔体
２の一部をなすガス拡散電極の反応層５に、電解液が接
触する。In the above embodiment, the end plate 7
From the supply port 8 for the working fluid 3 provided in the above, through the passage provided at an appropriate position in the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode, through the flat plate porous body 2, and in the gap between the flat plate porous body 2 and the packing 4 Supplied. At that time, the electrolytic solution comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode forming a part of the flat plate porous body 2 located in the gap.

【００２３】同時にガス拡散電極のガス供給層６に、エ
ンドプレート７に設けたガス供給口１０から水素ガスも
しくは酸素ガスが供給され、ガス供給層６から平板多孔
体２の一部に設けたガス拡散電極の反応層５にガスが接
触する。At the same time, hydrogen gas or oxygen gas is supplied to the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode from the gas supply port 10 provided in the end plate 7, and the gas provided from the gas supply layer 6 to a part of the flat plate porous body 2. The gas contacts the reaction layer 5 of the diffusion electrode.

【００２４】したがってこれらの電極の反応層５におい
て上述のような反応が発生する。それゆえ上記電極を一
対設け、各電極間を負荷を介して接続することにより、
燃料が続くかぎり電極間の負荷に電力が供給される。Therefore, the above reaction occurs in the reaction layer 5 of these electrodes. Therefore, by providing a pair of the above electrodes and connecting each electrode via a load,
Power is supplied to the load between the electrodes as long as the fuel continues.

【００２５】図２は電極用パッキングの例を示す断面図
（イ）および平面図（ロ）である。図においては平板多
孔体２の背面に反応層５が配置されている。また平板多
孔体２の側周は、使用流体３を通さない硬質ゴムまたは
樹脂のパッキング４で取り囲んである。１１は、ガス拡
散電極のガス供給層６の適所に設けた電解液からなる使
用流体の通路である。FIG. 2 is a sectional view (a) and a plan view (b) showing an example of the electrode packing. In the figure, the reaction layer 5 is arranged on the back surface of the flat plate porous body 2. The side circumference of the flat plate porous body 2 is surrounded by a packing 4 of hard rubber or resin that does not allow the fluid 3 to be used. Reference numeral 11 is a passage for a fluid used, which is made of an electrolytic solution and is provided at an appropriate position in the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode.

【００２６】上記ガス拡散電極のガス供給層６の適所に
設けた電解液からなる使用流体の通路１１としては、図
３（イ）および（ロ）のようにガス供給層６自体に形成
することもできる。図３（イ）では所定の間隔の縦縞状
に、また図３（ロ）では斜めの格子状に形成されてお
り、当該部分を親水性の素材としたり、親水処理を施し
たものとすることにより、電解液からなる使用流体の通
過を可能としている。もちろん、親水性素材からなるガ
ス供給層６の適所を電解液からなる使用流体の通路を残
して撥水処理してすることにより、使用流体の通路をガ
ス供給層６に設けることもできる。As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the working fluid passage 11 made of the electrolytic solution, which is provided at a proper position in the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode, should be formed in the gas supply layer 6 itself. You can also In FIG. 3 (a), vertical stripes are formed at predetermined intervals, and in FIG. 3 (b), they are formed in a diagonal grid pattern. The portion should be made of a hydrophilic material or subjected to hydrophilic treatment. As a result, it is possible to pass the working fluid including the electrolytic solution. Needless to say, the gas supply layer 6 can be provided with a passage for the working fluid by subjecting the gas supply layer 6 made of a hydrophilic material to a water repellent treatment at an appropriate place while leaving the passage for the working fluid made of the electrolytic solution.

【００２７】図４に電極用パッキングの他の例を示す。
図４（イ）において、平板多孔体２の側周は、使用流体
を通さない硬質ゴムまたは樹脂のパッキング４で取り囲
まれている。FIG. 4 shows another example of the electrode packing.
In FIG. 4A, the side periphery of the flat plate porous body 2 is surrounded by a packing 4 of hard rubber or resin that does not allow a fluid to be used.

【００２８】図４（ロ）において、平板多孔体２の側周
は、使用流体を通さない硬質ゴムまたは樹脂のパッキン
グ４で取り囲まれており、かつ平板多孔体２の中央には
使用流体の通路１１が形成されている。In FIG. 4B, the side periphery of the flat plate porous body 2 is surrounded by a packing 4 of hard rubber or resin that does not allow the use fluid to pass therethrough, and a passage for the use fluid is provided in the center of the flat plate porous body 2. 11 is formed.

【００２９】図４（ハ）において、平板多孔体２の側周
は、使用流体を通さない硬質ゴムまたは樹脂のパッキン
グ４で取り囲まれており、かつ平板多孔体２の中央には
反応層５と平板多孔体２と同様の材質からなるガス供給
層６との積層体が配置されている。１２は第２の平板多
孔体２の側周を取り巻く第２のパッキングである。In FIG. 4C, the side periphery of the flat plate porous body 2 is surrounded by a packing 4 of hard rubber or resin that does not allow the fluid to be used, and a reaction layer 5 is provided at the center of the flat plate porous body 2. A laminate with the gas supply layer 6 made of the same material as the flat plate porous body 2 is arranged. Reference numeral 12 is a second packing that surrounds the side periphery of the second flat plate porous body 2.

【００３０】図４（ニ）において、平板多孔体２の側周
は、使用流体を通さない硬質ゴムまたは樹脂のパッキン
グ４で取り囲まれており、かつ平板多孔体２の片面中央
には反応層５とガス供給層６との積層体が配置されてい
る。In FIG. 4D, the side periphery of the flat plate porous body 2 is surrounded by a packing 4 of hard rubber or resin that does not allow the fluid to be used, and the reaction layer 5 is provided at the center of one side of the flat plate porous body 2. And a gas supply layer 6 are arranged.

【００３１】図４（ホ）において、平板多孔体２の側周
は、使用流体を通さない硬質ゴムまたは樹脂のパッキン
グ４で取り囲まれており、かつ平板多孔体２の片面中央
には反応層５が配置され、さらにその面にはガス供給層
６を介してパッキング４で側周を取り囲まれた第２の平
板多孔体２が積層されている。In FIG. 4 (e), the side periphery of the flat plate porous body 2 is surrounded by a packing 4 of hard rubber or resin that does not allow the fluid to be used, and the reaction layer 5 is provided at the center of one side of the flat plate porous body 2. And a second flat plate porous body 2 whose side circumference is surrounded by a packing 4 with a gas supply layer 6 in between.

【００３２】図４（ヘ）はバイポーラ型の電極用パッキ
ングを示し、導電性もしくは絶縁性を持つ平板多孔体２
の側周は、使用流体を通さない硬質ゴムまたは樹脂のパ
ッキング４で取り囲まれており、かつ平板多孔体２の片
面中央には反応層５が配置され、さらにその面にはガス
供給層６を介してパッキング４で側周を取り囲まれた第
２の平板多孔体２が積層されている。FIG. 4F shows a bipolar type electrode packing, which is a flat plate porous body 2 having conductivity or insulation.
The side circumference is surrounded by a packing 4 of hard rubber or resin that is impermeable to the fluid to be used, and a reaction layer 5 is arranged at the center of one side of the flat plate porous body 2, and a gas supply layer 6 is further provided on that side. The second flat plate porous body 2 surrounded by the packing 4 at the side circumference is laminated.

【００３３】そしてさらにその面には、シート状のパッ
キング１３を介して、パッキング４で側周を取り囲まれ
た第３の平板多孔体２が積層されている。そして第３の
平板多孔体２の表面中央にはガス供給層６と反応層５と
の積層体が配置され、反応層５の周囲にはパッキング１
４が取り付けられている。Further, on the surface thereof, a third flat plate porous body 2 whose side circumference is surrounded by a packing 4 is laminated via a sheet-like packing 13. A laminated body of the gas supply layer 6 and the reaction layer 5 is arranged in the center of the surface of the third flat plate porous body 2, and the packing 1 is provided around the reaction layer 5.
4 is attached.

【００３４】なお、上記シート状のパッキング１３と第
２の平板多孔体２、第３の平板多孔体２のサンドイッチ
構造部分は導電性を付与されている。The sandwich structure portion of the sheet-like packing 13 and the second flat plate porous body 2 and the third flat plate porous body 2 is given conductivity.

【００３５】図５ないし図８に上記電極用パッキングを
用いた電極の他の例を示す。図５（イ）および（ロ）に
おいて、上記平板多孔体２は、その側周を電解液からな
る使用流体を通さないパッキング４で取り囲まれてお
り、かつ平板多孔体２の片面中央には反応層５とガス供
給層６との積層体が配置されている。5 to 8 show other examples of electrodes using the above electrode packing. 5 (a) and 5 (b), the flat plate porous body 2 is surrounded by a packing 4 that does not pass a used fluid made of an electrolytic solution, and the flat plate porous body 2 has a reaction on the center of one surface of the flat plate porous body 2. A stack of layers 5 and gas supply layers 6 is arranged.

【００３６】なお、上記電極用パッキングのガス拡散電
極のガス供給層６の面には、平板多孔体２と同様の材質
の気室２１を介して、エンドプレート７に設けたガス供
給口１０から水素ガスもしくは酸素ガスが供給される。
また気室２１の周囲に取り付けたパッキング２２には電
解液からなる使用流体の通路２３が開口して、平板多孔
体２を貫通する通路２４に通じており、エンドプレート
７に設けた使用流体３の供給口８から電解液が供給され
る。On the surface of the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode of the electrode packing, from the gas supply port 10 provided in the end plate 7 through the air chamber 21 made of the same material as the flat plate porous body 2. Hydrogen gas or oxygen gas is supplied.
Further, a packing fluid 22 formed around the air chamber 21 is opened with a passage 23 for a working fluid made of an electrolytic solution and communicates with a passage 24 penetrating the flat plate porous body 2. The electrolytic solution is supplied from the supply port 8 of.

【００３７】一方、電極用パッキングの他方の面には、
パッキング２５が取り付けられている。On the other hand, on the other surface of the electrode packing,
Packing 25 is attached.

【００３８】上記実施例においては、エンドプレート７
に設けた使用流体３の供給口８からパッキング２２を通
り、平板多孔体２を貫通する通路２４に電解液が供給さ
れる。そして通路２４から平板多孔体２内のガス拡散電
極の反応層５に、電解液が接触する。In the above embodiment, the end plate 7
The electrolytic solution is supplied from the supply port 8 of the working fluid 3 provided in the above to the passage 24 passing through the packing 22 and penetrating the flat plate porous body 2. Then, the electrolytic solution comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode in the flat plate porous body 2 from the passage 24.

【００３９】同時にガス拡散電極のガス供給層６に、気
室２１を経てエンドプレート７に設けたガス供給口１０
から水素ガスもしくは酸素ガスが供給され、ガス供給層
６から平板多孔体２の一部に設けたガス拡散電極の反応
層５にガスが接触して上述のような反応が発生する。At the same time, the gas supply layer 6 of the gas diffusion electrode is provided with the gas supply port 10 provided in the end plate 7 through the air chamber 21.
Hydrogen gas or oxygen gas is supplied from the gas supply layer 6, and the gas comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode provided in a part of the flat plate porous body 2 from the gas supply layer 6 to cause the above reaction.

【００４０】図５（ハ）は上記電極用パッキングの他の
例を示し、平板多孔体２は、その側周にプレス加工を施
した上ではめ込んだ、電解液からなる使用流体を通さな
いパッキング４で取り囲んでおり、かつ平板多孔体２の
片面中央には反応層５とガス供給層６との積層体が配置
されている。FIG. 5C shows another example of the above-mentioned packing for electrodes, in which the flat plate porous body 2 is formed by pressing the side periphery of the flat plate body 2 and fitting it therein. 4, and a laminated body of the reaction layer 5 and the gas supply layer 6 is arranged in the center of one surface of the flat plate porous body 2.

【００４１】また図５（ニ）の例では、平板多孔体２
は、その側周の両面を電解液からなる使用流体を通さな
い金属板２６で取り囲んで液導入口２７が設けられてお
り、かつ平板多孔体２の片面中央には反応層５とガス供
給層６との積層体が、また他面には平板多孔体２を貫通
する使用流体３の液導入部２８が配置されている。In the example of FIG. 5D, the flat plate porous body 2
Is provided with a liquid inlet 27 by surrounding both sides of its side with a metal plate 26 that is impermeable to a fluid made of an electrolytic solution, and has a reaction layer 5 and a gas supply layer at the center of one side of the flat plate porous body 2. 6 and a liquid introduction part 28 for the working fluid 3 penetrating the flat plate porous body 2 is arranged on the other surface.

【００４２】上記において、平板多孔体２と反応層５と
の間はパラフィンで遮断し、平板多孔体の親水部に反応
層５が入り込まないようにしておくことが望ましい。ま
た反応層５とガス供給層６とを積層した一体シートを、
平板多孔体２に形成した凹所にプレスして押し込むこと
ができる。In the above, it is desirable that the flat plate porous body 2 and the reaction layer 5 be shielded by paraffin so that the reaction layer 5 does not enter the hydrophilic portion of the flat plate porous body. In addition, an integrated sheet in which the reaction layer 5 and the gas supply layer 6 are laminated,
It can be pressed and pushed into the recess formed in the flat plate porous body 2.

【００４３】上記電極用パッキングを用いた電極の他の
例を示す図６（イ）および（ロ）において、中央に使用
流体の通路３１を形成された平板多孔体２の片面には反
応層５が配置され、さらにその面にはパッキング３２で
側周を取り囲まれた気室３３が積層されている。In FIGS. 6 (a) and 6 (b) showing another example of the electrode using the above-mentioned electrode packing, the reaction layer 5 is formed on one surface of the flat plate porous body 2 in which the passage 31 for the working fluid is formed in the center. Is arranged, and an air chamber 33 surrounded by a packing 32 at its side periphery is laminated on the surface.

【００４４】なお、上記電極用パッキングには、気室３
３を介して、エンドプレート７に設けたガス供給口１０
から水素ガスもしくは酸素ガスが供給される。また気室
３３の周囲に取り付けたパッキング３２には電解液から
なる使用流体の通路３４が開口して、平板多孔体２を貫
通する通路３５に通じており、エンドプレート７に設け
た使用流体３の供給口８から電解液が供給される。The air chamber 3 is provided in the electrode packing.
Gas supply port 10 provided on the end plate 7 through
Hydrogen gas or oxygen gas is supplied from. The packing 32 attached around the air chamber 33 has a passage 34 for a working fluid made of an electrolytic solution which opens to a passage 35 penetrating the flat plate porous body 2, and the working fluid 3 provided on the end plate 7 The electrolytic solution is supplied from the supply port 8 of.

【００４５】一方、電極用パッキングの他方の面には、
パッキング３６が取り付けられている。On the other hand, on the other surface of the electrode packing,
Packing 36 is attached.

【００４６】上記実施例においては、エンドプレート７
に設けた使用流体３の供給口８からパッキング３２を通
り、平板多孔体２を貫通する通路３４に電解液が供給さ
れる。そして通路３４から平板多孔体２中央の通路３１
を経て、ガス拡散電極の反応層５に電解液が接触する。In the above embodiment, the end plate 7
The electrolytic solution is supplied from the supply port 8 of the working fluid 3 provided in the above to the passage 34 passing through the packing 32 and penetrating the flat plate porous body 2. Then, from the passage 34 to the passage 31 at the center of the flat plate porous body 2.
Then, the electrolytic solution comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode.

【００４７】同時に気室３３を経てエンドプレート７に
設けたガス供給口１０から水素ガスもしくは酸素ガスが
供給され、ガス拡散電極の反応層５にガスが接触して上
述のような反応が発生する。At the same time, hydrogen gas or oxygen gas is supplied from the gas supply port 10 provided in the end plate 7 through the air chamber 33, and the gas comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode to cause the above reaction. .

【００４８】図６（ハ）は上記電極用パッキングの他の
例を示し、平板多孔体２は、その側周にプレス加工を施
して電解液からなる使用流体を通さないパッキング４で
取り囲まれている。FIG. 6C shows another example of the above electrode packing, in which the flat plate porous body 2 is surrounded by a packing 4 which is press-worked on its side periphery and which is impermeable to a working fluid composed of an electrolytic solution. There is.

【００４９】また図６（ニ）の例では、平板多孔体２
は、その側周の両面を電解液からなる使用流体を通さな
い金属板３７で取り囲まれている。In the example of FIG. 6D, the flat plate porous body 2
Is surrounded on both sides by a metal plate 37, which is impermeable to a fluid made of an electrolytic solution.

【００５０】上記電極用パッキングを用いた電極の他の
例を示す図７（イ）および（ロ）において、平板多孔体
２の片面には反応層５が配置され、さらにその面にはガ
ス供給層６を介してパッキング４で側周を取り囲まれた
気室４１が積層されている。7 (a) and 7 (b) showing another example of the electrode using the above-mentioned electrode packing, the reaction layer 5 is arranged on one surface of the flat plate porous body 2, and the gas is supplied to the surface. An air chamber 41 surrounded by the packing 4 with a layer 6 interposed therebetween is stacked.

【００５１】なお、上記電極用パッキングには、気室４
１を介して、エンドプレート７に設けたガス供給口１０
から水素ガスもしくは酸素ガスが供給される。また気室
４１の周囲に取り付けたパッキング４には電解液からな
る使用流体の通路４２が開口して、平板多孔体２を貫通
する通路４３に通じており、エンドプレート７に設けた
使用流体３の供給口８から電解液が供給される。The air chamber 4 is provided in the electrode packing.
Gas supply port 10 provided in the end plate 7 via
Hydrogen gas or oxygen gas is supplied from. The packing 4 attached around the air chamber 41 has a passage 42 for a working fluid made of an electrolytic solution which opens to a passage 43 penetrating the flat plate porous body 2, and the working fluid 3 provided on the end plate 7 The electrolytic solution is supplied from the supply port 8 of.

【００５２】一方、電極用パッキングの他方の面には、
パッキング４４が取り付けられている。On the other hand, on the other surface of the electrode packing,
Packing 44 is attached.

【００５３】上記実施例においては、エンドプレート７
に設けた使用流体３の供給口８からパッキング４を通
り、平板多孔体２を貫通する通路４２に電解液が供給さ
れる。そして通路４２から平板多孔体２の片面に設けた
ガス拡散電極の反応層５に、電解液が接触する。In the above embodiment, the end plate 7
The electrolytic solution is supplied from the supply port 8 of the working fluid 3 provided in the above through the packing 4 to the passage 42 penetrating the flat plate porous body 2. Then, the electrolytic solution comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode provided on one surface of the flat plate porous body 2 from the passage 42.

【００５４】同時に気室４１を経てエンドプレート７に
設けたガス供給口１０から水素ガスもしくは酸素ガスが
供給され、ガス拡散電極の反応層５にガスが接触して上
述のような反応が発生する。At the same time, hydrogen gas or oxygen gas is supplied from the gas supply port 10 provided in the end plate 7 through the air chamber 41, and the gas comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode to cause the above reaction. .

【００５５】図７（ハ）は上記電極用パッキングの他の
例を示し、平板多孔体２の片面中央には反応層５とガス
供給層６との積層体が配置されている。そしてさらにガ
ス供給層６を介してパッキング４で側周を取り囲まれた
気室４１が積層されている。FIG. 7C shows another example of the above electrode packing, in which a laminated body of the reaction layer 5 and the gas supply layer 6 is arranged at the center of one surface of the flat plate porous body 2. Further, the air chamber 41 surrounded by the packing 4 with the gas supply layer 6 around the side circumference is stacked.

【００５６】またこの積層体は、側周の両面を電解液か
らなる使用流体を通さない金属板４５で取り囲まれてい
る。The laminated body is surrounded on both sides by a metal plate 45 which is impermeable to a fluid made of an electrolytic solution.

【００５７】図７（ニ）は上記電極用パッキングの別の
例を示し、電極用パッキングの周囲を金属板等で取り囲
んで表面を平滑化した状態を示している。FIG. 7D shows another example of the above-mentioned electrode packing, and shows a state in which the periphery of the electrode packing is surrounded by a metal plate or the like and the surface is smoothed.

【００５８】図８（イ）は上記電極用パッキングおよび
電極の接合体の例を示し、平板多孔体２は、その側周を
射出成形による樹脂モールドによって形成した、電解液
からなる使用流体を通さないパッキング４で取り囲まれ
ている。FIG. 8A shows an example of the electrode packing and the electrode assembly, and the flat plate porous body 2 has a side periphery thereof formed by a resin mold by injection molding, through which a working fluid of an electrolytic solution is passed. Surrounded by no packing 4.

【００５９】図８（ロ）のように、平板多孔体２の片面
中央には反応層５が取り付けられ、ガス供給層６を介し
て酸素ガス供給層５１および水素ガス供給層５２との積
層体が配置されている。さらにその表面にはガス供給層
６を介して反応層５が取り付けられている。５３は酸素
ガス供給層５１と水素ガス供給層５２との間に介装した
シート状パッキングである。As shown in FIG. 8B, a reaction layer 5 is attached to the center of one surface of the flat plate porous body 2, and a laminated body including an oxygen gas supply layer 51 and a hydrogen gas supply layer 52 with a gas supply layer 6 interposed therebetween. Are arranged. Further, the reaction layer 5 is attached to the surface thereof via the gas supply layer 6. 53 is a sheet-like packing interposed between the oxygen gas supply layer 51 and the hydrogen gas supply layer 52.

【００６０】そしてこのようなユニットが複数積層され
て燃料電池が構成される。A fuel cell is constructed by stacking a plurality of such units.

【００６１】上記実施例においては、第１のユニットの
平板多孔体２に電解液が供給されてガス拡散電極の反応
層５に、電解液が接触する。同時に酸素ガス供給層５１
から酸素ガスが供給され、ガス拡散電極の反応層５にガ
スが接触する。In the above embodiment, the electrolytic solution is supplied to the flat plate porous body 2 of the first unit, and the electrolytic solution comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode. At the same time, the oxygen gas supply layer 51
Oxygen gas is supplied from the gas to contact the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode.

【００６２】他方、第２のユニットのガス拡散電極の反
応層５には水素ガス供給層５２から水素ガスも供給さ
れ、また第２のユニットの平板多孔体２に電解液が供給
されて、第２のユニットのガス拡散電極の反応層５に電
解液が接触する。そして上述のような両電極における反
応が完結する。On the other hand, hydrogen gas is also supplied from the hydrogen gas supply layer 52 to the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode of the second unit, and the electrolytic solution is supplied to the flat plate porous body 2 of the second unit. The electrolytic solution comes into contact with the reaction layer 5 of the gas diffusion electrode of the second unit. Then, the reaction at both electrodes as described above is completed.

【００６３】上記において、各部の素材として金属が使
用される場合、必要に応じて電解液と接する部分は絶縁
することが望ましい。In the above, when a metal is used as a material for each part, it is desirable to insulate the part in contact with the electrolytic solution as needed.

【００６４】[0064]

【発明の効果】この発明は以上のように構成したので、
電解液の液漏れのない電極用パッキングが提供でき、し
たがって各電極間の距離を大幅に小さくすることができ
るようになった。The present invention is configured as described above.
It is possible to provide a packing for electrodes that does not leak the electrolytic solution, and thus it is possible to significantly reduce the distance between the electrodes.

【００６５】またこの発明においては、電解液を送り込
む通路とパッキングとが兼用となり、各電極間の距離を
極小まで小さくすることができるようになった。Further, in the present invention, the passage for feeding the electrolytic solution also serves as the packing, and the distance between the electrodes can be minimized.

【００６６】そして燃料電池および電気化学リアクター
に適用できる、簡単なセル構造の電極を提供することが
可能となった。Then, it became possible to provide an electrode having a simple cell structure which can be applied to a fuel cell and an electrochemical reactor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の電極用パッキングと電極との接合体
の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a bonded body of an electrode packing and an electrode of the present invention.

【図２】電極用パッキングの例を示す断面図（イ）およ
び平面図（ロ）である。FIG. 2 is a cross-sectional view (a) and a plan view (b) showing an example of electrode packing.

【図３】（イ）および（ロ）はガス拡散電極のガス供給
層の適所に設けた電解液からなる使用流体の通路の例を
示す平面図である。3 (a) and 3 (b) are plan views showing an example of a passage of a working fluid made of an electrolytic solution, which is provided at an appropriate position of a gas supply layer of a gas diffusion electrode.

【図４】（イ）〜（ヘ）は電極用パッキングの他の例を
示す断面図である。FIGS. 4A to 4F are cross-sectional views showing another example of electrode packing.

【図５】電極用パッキングを用いた電極の他の例を示
し、（イ）は平面図、（ロ）は断面図、（ハ）および
（ニ）はそこで用いられる電極用パッキングの他の例を
示す断面図である。FIG. 5 shows another example of an electrode using electrode packing, (a) is a plan view, (b) is a sectional view, and (c) and (d) are other examples of electrode packing used therein. FIG.

【図６】電極用パッキングを用いた電極の他の例を示
し、（イ）は平面図、（ロ）は断面図、（ハ）および
（ニ）はそこで用いられる電極用パッキングの他の例を
示す断面図である。FIG. 6 shows another example of an electrode using electrode packing, (a) is a plan view, (b) is a sectional view, and (c) and (d) are other examples of electrode packing used therein. FIG.

【図７】電極用パッキングを用いた電極の他の例を示
し、（イ）は平面図、（ロ）は断面図、（ハ）はそこで
用いられる電極用パッキングの他の例を示す断面図、
（ニ）は上記電極用パッキングの別の例を示す断面図で
ある。FIG. 7 shows another example of an electrode using electrode packing, (a) is a plan view, (b) is a sectional view, and (c) is a sectional view showing another example of the electrode packing used therein. ,
(D) is a sectional view showing another example of the electrode packing.

【図８】電極用パッキングおよび電極の接合体の例を示
し、（イ）は平面図、（ロ）は断面図である。8A and 8B show examples of an electrode packing and an electrode assembly, wherein FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a sectional view.

【図９】燃料電池の原理図である。FIG. 9 is a principle diagram of a fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 電極 ２ 平板多孔体 ３ 使用流体 ４ パッキング ５ 反応層 ６ ガス供給層 ７ エンドプレート ８ 供給口 ９ パッキング １０ ガス供給口 １１ 使用流体の通路 １２ 第２のパッキング １３ シート状パッキング １４ パッキング ２１ 気室 ２２ パッキング ２３ 使用流体の通路 ２４ 通路 ２５ パッキング ２６ 金属板 ２７ 液導入口 ２８ 液導入部 ３１ 使用流体の通路 ３２ パッキング ３３ 気室 ３４ 使用流体の通路 ３５ 通路 ３６ パッキング ３７ 金属板 ４１ 気室 ４２ 使用流体の通路 ４３ 通路 ４４ パッキング ４５ 金属板 ５１ 酸素ガス供給層 ５２ 水素ガス供給層 ５３ シート状パッキング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode 2 Flat plate porous body 3 Working fluid 4 Packing 5 Reaction layer 6 Gas supply layer 7 End plate 8 Supply port 9 Packing 10 Gas supply port 11 Working fluid passage 12 Second packing 13 Sheet packing 14 Packing 21 Air chamber 22 Packing 23 Passage of used fluid 24 Passage 25 Packing 26 Metal plate 27 Liquid inlet 28 Liquid inlet 31 Passage of used fluid 32 Packing 33 Air chamber 34 Passage of fluid 35 Passage 36 Packing 37 Metal plate 41 Air chamber 42 Use fluid Passage 43 Passage 44 Packing 45 Metal plate 51 Oxygen gas supply layer 52 Hydrogen gas supply layer 53 Sheet-like packing

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 平板多孔体の外周を使用流体不浸透性の
物質で埋めるとともに、一部は多孔体のままとし、そこ
に使用流体を流すことを可能としたことを特徴とする電
極用パッキング。1. A packing for an electrode, characterized in that the outer periphery of a flat plate porous body is filled with a fluid impermeable substance, and a part of the flat body is left as a porous body to allow a working fluid to flow there. . 【請求項２】 平板多孔体がプラスチックまたは金属の
網状物である請求項１に記載の電極用パッキング。2. The packing for an electrode according to claim 1, wherein the flat plate porous body is a mesh of plastic or metal. 【請求項３】 平板多孔体が硬質無機多孔体である請求
項１に記載の電極用パッキング。3. The packing for an electrode according to claim 1, wherein the flat plate porous body is a hard inorganic porous body. 【請求項４】 使用流体不浸透性の物質がゴムまたは樹
脂である請求項１ないし３のいずれかに記載の電極用パ
ッキング。4. The electrode packing according to claim 1, wherein the fluid impermeable substance is rubber or resin. 【請求項５】 平板多孔体の外周を使用流体不浸透性の
物質で埋めるとともに、一部は多孔体のままとし、そこ
に使用流体を流すことを可能とした電極用パッキングの
残りの多孔体部に、ガス拡散電極の反応層または／およ
びガス供給層が接合されたことを特徴とする電極。5. The remaining porous body of the electrode packing, which fills the outer periphery of the flat plate porous body with a fluid impermeable substance and leaves a part of the porous body to allow the fluid to flow therethrough. An electrode, wherein the reaction layer or / and the gas supply layer of the gas diffusion electrode is joined to the part. 【請求項６】 平板多孔体の外周を使用流体不浸透性の
物質で埋めるとともに、一部は多孔体のままとし、そこ
に使用流体を流すことを可能とした電極用パッキング
と、上記電極用パッキングの残りの多孔体部に、ガス拡
散電極の反応層または／およびガス供給層が接合された
電極とを接合したことを特徴とする電極。6. An electrode packing which fills the outer periphery of a flat plate porous body with a fluid impermeable substance and leaves a part of the porous body to allow the fluid to flow therethrough; An electrode characterized in that the remaining porous body part of the packing is joined to an electrode to which a reaction layer or / and a gas supply layer of a gas diffusion electrode is joined. 【請求項７】 平板多孔体がプラスチックまたは金属の
網状物である請求項５または６に記載の電極。7. The electrode according to claim 5, wherein the flat plate porous body is a mesh of plastic or metal. 【請求項８】 平板多孔体が硬質無機多孔体である請求
項５または６に記載の電極。8. The electrode according to claim 5, wherein the flat plate porous body is a hard inorganic porous body. 【請求項９】 使用流体不浸透性の物質がゴムまたは樹
脂である請求項５ないし８のいずれかに記載の電極。9. The electrode according to claim 5, wherein the fluid impermeable substance is rubber or resin.
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