JPH10172587A - 固体高分子型燃料電池 - Google Patents
固体高分子型燃料電池Info
- Publication number
- JPH10172587A JPH10172587A JP8326733A JP32673396A JPH10172587A JP H10172587 A JPH10172587 A JP H10172587A JP 8326733 A JP8326733 A JP 8326733A JP 32673396 A JP32673396 A JP 32673396A JP H10172587 A JPH10172587 A JP H10172587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- fuel
- oxidant
- polymer electrolyte
- current collector
- 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.)
- Pending
Links
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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】長寿命化を図れる固体高分子型燃料電池を提供
する。 【解決手段】高分子電解質膜６０を相互で挾持するよう
に配置された燃料極６１および酸化剤極６２とを含む単
位セル４２を備えた固体高分子型燃料電池において、燃
料極６１および酸化剤極６２は、それぞれの高分子電解
質膜６０に接触する領域のエッジ部分Ａ，Ｂが高分子電
解質膜６０を挟んで重合しない形状に形成されている。
する。 【解決手段】高分子電解質膜６０を相互で挾持するよう
に配置された燃料極６１および酸化剤極６２とを含む単
位セル４２を備えた固体高分子型燃料電池において、燃
料極６１および酸化剤極６２は、それぞれの高分子電解
質膜６０に接触する領域のエッジ部分Ａ，Ｂが高分子電
解質膜６０を挟んで重合しない形状に形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素イオン伝導性
を有する高分子膜あるいは水素イオン伝導性を有する無
機または有機材料粉末と結着剤としての高分子材料との
複合材を電解質として用いる固体高分子型燃料電池に関
する。
を有する高分子膜あるいは水素イオン伝導性を有する無
機または有機材料粉末と結着剤としての高分子材料との
複合材を電解質として用いる固体高分子型燃料電池に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高効率のエネルギ変換装置とし
て、燃料電池が注目を集めている。燃料電池は、用いる
電解質の種類により、たとえばアルカリ型，固体高分子
型，リン酸型などの低温作動燃料電池と、溶融炭酸塩
型，固体酸化物型などの高温作動燃料電池とに大別され
る。
て、燃料電池が注目を集めている。燃料電池は、用いる
電解質の種類により、たとえばアルカリ型，固体高分子
型，リン酸型などの低温作動燃料電池と、溶融炭酸塩
型，固体酸化物型などの高温作動燃料電池とに大別され
る。
【０００３】これらのうち、電解質としてイオン伝導性
を有する高分子電解質膜を用いる固体高分子型燃料電池
（ＰＥＦＣ）は、コンパクトな構造で高出力密度が得ら
れ、しかも簡易なシステムで運転が可能なことから、宇
宙用、離島用、定地用、車両用などの電源として注目さ
れている。
を有する高分子電解質膜を用いる固体高分子型燃料電池
（ＰＥＦＣ）は、コンパクトな構造で高出力密度が得ら
れ、しかも簡易なシステムで運転が可能なことから、宇
宙用、離島用、定地用、車両用などの電源として注目さ
れている。
【０００４】高分子電解質膜としては、スルホン酸基を
持つポリスチレン系の陽イオン交換膜、フルオロカーボ
ンスルホン酸とポリビニリデンフルオライドとの混合物
質、フルオロカーボンマトリックスにトリフルオロエチ
レンをグラフト化して添加したもの等が知られている。
最近ではパーフルオロカーボンスルホン酸膜（たとえ
ば、ナフィオン：商品名、デュポン社製）等が用いられ
ている。
持つポリスチレン系の陽イオン交換膜、フルオロカーボ
ンスルホン酸とポリビニリデンフルオライドとの混合物
質、フルオロカーボンマトリックスにトリフルオロエチ
レンをグラフト化して添加したもの等が知られている。
最近ではパーフルオロカーボンスルホン酸膜（たとえ
ば、ナフィオン：商品名、デュポン社製）等が用いられ
ている。
【０００５】このような高分子電解質膜を電解質として
用いる固体高分子型燃料電池は、通常、図１７に示すよ
うに形成された単位セル１を複数積層した積層体構造と
して構成されている。
用いる固体高分子型燃料電池は、通常、図１７に示すよ
うに形成された単位セル１を複数積層した積層体構造と
して構成されている。
【０００６】単位セル１は、高分子電解質膜１０と、白
金等の触媒を担持した多孔質体で形成されて高分子電解
質膜１０を相互で挾持するように配置された燃料極１１
および酸化剤極１２と、燃料極１１の背面に接触配置さ
れた多孔質体製の燃料極側集電体１３と、酸化剤極１２
の背面に接触配置された酸化剤極側集電体１４と、燃料
極側集電体１３の燃料極１１に接触する面に形成されて
燃料極１１に燃料ガスを分配供給する複数の燃料供給溝
１５と、酸化剤極側集電体１４の酸化剤極１２に接触す
る面に形成されて酸化剤極１２に酸化剤ガスを分配供給
する複数の酸化剤供給溝１６と、燃料極側集電体１３の
背面側に設けられた冷却板１７と、この冷却板１７に設
けられて冷却水を案内する冷却水案内溝１８と、この冷
却水案内溝１８によって案内された水の一部が燃料極側
集電体１３へ移行する量を制御する加湿水透過板１９と
で構成されている。
金等の触媒を担持した多孔質体で形成されて高分子電解
質膜１０を相互で挾持するように配置された燃料極１１
および酸化剤極１２と、燃料極１１の背面に接触配置さ
れた多孔質体製の燃料極側集電体１３と、酸化剤極１２
の背面に接触配置された酸化剤極側集電体１４と、燃料
極側集電体１３の燃料極１１に接触する面に形成されて
燃料極１１に燃料ガスを分配供給する複数の燃料供給溝
１５と、酸化剤極側集電体１４の酸化剤極１２に接触す
る面に形成されて酸化剤極１２に酸化剤ガスを分配供給
する複数の酸化剤供給溝１６と、燃料極側集電体１３の
背面側に設けられた冷却板１７と、この冷却板１７に設
けられて冷却水を案内する冷却水案内溝１８と、この冷
却水案内溝１８によって案内された水の一部が燃料極側
集電体１３へ移行する量を制御する加湿水透過板１９と
で構成されている。
【０００７】なお、図１７中、２０，２１は、高分子電
解質膜１０，燃料極１１および酸化剤極１２からなる膜
電極複合体の周囲を取り囲んで燃料ガスおよび酸化剤ガ
スの漏洩を防止するとともに燃料極側集電体１３と酸化
剤極側集電体１４との間の絶縁を確保する額縁状スペー
サを示している。また、冷却板１７を介在させない場合
には燃料極側集電体１３と酸化剤極側集電体１４とが一
体化されている場合もある。
解質膜１０，燃料極１１および酸化剤極１２からなる膜
電極複合体の周囲を取り囲んで燃料ガスおよび酸化剤ガ
スの漏洩を防止するとともに燃料極側集電体１３と酸化
剤極側集電体１４との間の絶縁を確保する額縁状スペー
サを示している。また、冷却板１７を介在させない場合
には燃料極側集電体１３と酸化剤極側集電体１４とが一
体化されている場合もある。
【０００８】高分子電解質膜１０，燃料極１１および酸
化剤極１２は、シート状に形成されており、内部抵抗低
減のためにその厚みは１mm以下に形成されている。ま
た、高分子電解質膜１０，燃料極１１および酸化剤極１
２は、生産性を考慮して正方形に形成されている場合が
多い。そして、その面積は発電に必要な電流値および単
位面積当たりの電流値すなわち電流密度によって決ま
り、概ね１００cm2 以上、すなわち一辺が１０cm以上に
設定されているものが多い。
化剤極１２は、シート状に形成されており、内部抵抗低
減のためにその厚みは１mm以下に形成されている。ま
た、高分子電解質膜１０，燃料極１１および酸化剤極１
２は、生産性を考慮して正方形に形成されている場合が
多い。そして、その面積は発電に必要な電流値および単
位面積当たりの電流値すなわち電流密度によって決ま
り、概ね１００cm2 以上、すなわち一辺が１０cm以上に
設定されているものが多い。
【０００９】燃料極側集電体１３および酸化剤極側集電
体１４は、図１８に燃料極側集電体１３を代表して示す
ように、高分子電解質膜１０や各極１１，１２の形状に
合せて正方形に形成されているものが多い。そして、中
央部に各極１１，１２の形状に合せて正方形の領域を設
定し、この正方形の領域に燃料ガス供給溝１５（酸化剤
ガス供給溝１６）を複数平行に設けている。冷却板１７
についても同様で、中央部に各極１１，１２の形状に合
せて正方形の領域を設定し、この正方形の領域に冷却水
案内溝１８を複数平行に設けている。
体１４は、図１８に燃料極側集電体１３を代表して示す
ように、高分子電解質膜１０や各極１１，１２の形状に
合せて正方形に形成されているものが多い。そして、中
央部に各極１１，１２の形状に合せて正方形の領域を設
定し、この正方形の領域に燃料ガス供給溝１５（酸化剤
ガス供給溝１６）を複数平行に設けている。冷却板１７
についても同様で、中央部に各極１１，１２の形状に合
せて正方形の領域を設定し、この正方形の領域に冷却水
案内溝１８を複数平行に設けている。
【００１０】燃料ガス供給溝１５の両端部は、それぞれ
燃料ガス供給溝１５とほぼ同じ深さに形成された連絡通
路２２，２３を介して積層要素の周縁部に積層方向に設
けられた燃料ガス供給マニホールド２４および燃料ガス
排出マニホールド２５に通じている。同様に、酸化剤ガ
ス供給溝１６の両端部は酸化剤ガス供給マニホールド２
６および酸化剤ガス排出マニホールド２７に通じてお
り、冷却水案内溝１８の両端部は冷却水供給マニホール
ド２８および冷却水排出マニホールド２９に通じてい
る。一方、加湿水透過板１９は、金属粉末または親水性
のカーボン粉末を焼結して得た導電性の多孔質薄板で形
成されている。
燃料ガス供給溝１５とほぼ同じ深さに形成された連絡通
路２２，２３を介して積層要素の周縁部に積層方向に設
けられた燃料ガス供給マニホールド２４および燃料ガス
排出マニホールド２５に通じている。同様に、酸化剤ガ
ス供給溝１６の両端部は酸化剤ガス供給マニホールド２
６および酸化剤ガス排出マニホールド２７に通じてお
り、冷却水案内溝１８の両端部は冷却水供給マニホール
ド２８および冷却水排出マニホールド２９に通じてい
る。一方、加湿水透過板１９は、金属粉末または親水性
のカーボン粉末を焼結して得た導電性の多孔質薄板で形
成されている。
【００１１】このように構成された単位セル１の起電力
は１Ｖ以下と小さいため、複数の単位セルを積層し、直
列に接続して必要な起電力を得るようにしている。しか
しながら、上記のように構成された従来の固体高分子型
燃料電池にあっては次のような問題があった。
は１Ｖ以下と小さいため、複数の単位セルを積層し、直
列に接続して必要な起電力を得るようにしている。しか
しながら、上記のように構成された従来の固体高分子型
燃料電池にあっては次のような問題があった。
【００１２】すなわち、燃料極１１に水素を含む燃料ガ
スを供給するとともに酸化剤極１２に酸素を含む酸化剤
ガスを供給しながら電池反応を行なわせると、この電池
反応の副産物として酸化剤極１２側に水が発生する。こ
の水は生成水と呼ばれている。この生成水が多量に存在
していると、酸化剤ガスの供給の妨げになる。したがっ
て、生成水を速やかに外部に排除する必要がある。生成
水は酸化剤ガス供給溝１６に移行し易い。このため、一
般には、酸化剤ガスを過剰に供給し、未反応の酸化剤ガ
スによって排出する方法が採られている。この方法で
は、過剰な酸化剤ガスの流量とともに酸化剤ガスの流速
が重要なパラメータとなる。すなわち、流速が早いほど
生成水を多く排出できる。
スを供給するとともに酸化剤極１２に酸素を含む酸化剤
ガスを供給しながら電池反応を行なわせると、この電池
反応の副産物として酸化剤極１２側に水が発生する。こ
の水は生成水と呼ばれている。この生成水が多量に存在
していると、酸化剤ガスの供給の妨げになる。したがっ
て、生成水を速やかに外部に排除する必要がある。生成
水は酸化剤ガス供給溝１６に移行し易い。このため、一
般には、酸化剤ガスを過剰に供給し、未反応の酸化剤ガ
スによって排出する方法が採られている。この方法で
は、過剰な酸化剤ガスの流量とともに酸化剤ガスの流速
が重要なパラメータとなる。すなわち、流速が早いほど
生成水を多く排出できる。
【００１３】しかし、従来の固体高分子型燃料電池で
は、正方形に形成された酸化剤極側集電体１４の中央部
に正方形の領域を設定し、この正方形の領域に酸化剤ガ
ス供給溝１６を複数平行に設けているので、酸化剤ガス
の流速を上げることが困難で、電池の寿命を長くするこ
とが困難であった。
は、正方形に形成された酸化剤極側集電体１４の中央部
に正方形の領域を設定し、この正方形の領域に酸化剤ガ
ス供給溝１６を複数平行に設けているので、酸化剤ガス
の流速を上げることが困難で、電池の寿命を長くするこ
とが困難であった。
【００１４】なお、酸化剤ガスの流速を上げるには、各
酸化剤ガス供給溝１６の断面積、つまり溝の深さと幅を
小さくすることで実現できるが、電極の面積が小さい場
合には加工精度の点から実現が困難となる。
酸化剤ガス供給溝１６の断面積、つまり溝の深さと幅を
小さくすることで実現できるが、電極の面積が小さい場
合には加工精度の点から実現が困難となる。
【００１５】また、従来の固体高分子型燃料電池にあっ
ては、燃料極１１と酸化剤極１２とを同一寸法および同
一面積に形成している。このため、燃料極１１の高分子
電解質膜１０に接触する領域のエッジ部と酸化剤極１２
の高分子電解質膜１０に接触する領域のエッジ部分とが
高分子電解質膜１０を挟んで重なったものとなり、高分
子電解質膜１０，燃料極１１および酸化剤極１２からな
る膜電極複合体をプレス成形するときにエッジ部分に圧
力が集中し、高分子電解質膜１０の上記エッジ部分に接
触している部分が両方から押されて破損する虞があっ
た。さらに、高分子電解質膜１０の上記両エッジ部分に
挟まれている部分は、発電時ではセルの締め付けによ
り、常に機械的ストレスが掛かっている状態にあり、長
時間運転を行うと高分子電解質膜１０の上記両エッジ部
分に挟まれている部分が劣化し、破損する可能性もあっ
た。
ては、燃料極１１と酸化剤極１２とを同一寸法および同
一面積に形成している。このため、燃料極１１の高分子
電解質膜１０に接触する領域のエッジ部と酸化剤極１２
の高分子電解質膜１０に接触する領域のエッジ部分とが
高分子電解質膜１０を挟んで重なったものとなり、高分
子電解質膜１０，燃料極１１および酸化剤極１２からな
る膜電極複合体をプレス成形するときにエッジ部分に圧
力が集中し、高分子電解質膜１０の上記エッジ部分に接
触している部分が両方から押されて破損する虞があっ
た。さらに、高分子電解質膜１０の上記両エッジ部分に
挟まれている部分は、発電時ではセルの締め付けによ
り、常に機械的ストレスが掛かっている状態にあり、長
時間運転を行うと高分子電解質膜１０の上記両エッジ部
分に挟まれている部分が劣化し、破損する可能性もあっ
た。
【００１６】また、従来の固体高分子型燃料電池にあっ
ては、金属粉末またはカーボン粉末を焼結して得た加湿
水透過板１９を用いている。このような焼結体では、焼
結の条件によって多孔質構造に異なりが生じ易い。ま
た、焼結時に均一な孔径や細孔容量のコントロールが困
難である。このため、同じ加湿水透過板１９においても
各部の孔径や細孔容量にばらつきが生じ、さらに加湿水
透過板１９の一枚一枚について孔径や細孔容量にばらつ
きが生じる。このようなばらつきにより、高分子電解質
膜１０に供給される加湿水が不均一になり、電池性能が
不安定になる問題もあった。
ては、金属粉末またはカーボン粉末を焼結して得た加湿
水透過板１９を用いている。このような焼結体では、焼
結の条件によって多孔質構造に異なりが生じ易い。ま
た、焼結時に均一な孔径や細孔容量のコントロールが困
難である。このため、同じ加湿水透過板１９においても
各部の孔径や細孔容量にばらつきが生じ、さらに加湿水
透過板１９の一枚一枚について孔径や細孔容量にばらつ
きが生じる。このようなばらつきにより、高分子電解質
膜１０に供給される加湿水が不均一になり、電池性能が
不安定になる問題もあった。
【００１７】さらに、セルのコンパクト化のためには薄
く、機械的強度のあるものが必要となるが、粉末を焼結
する従来の製作法では、概略１mm程度の厚さが必要とな
る。また、金属またはカーボンの多孔質体であるため、
薄くすると機械的強度がなくなってしまい、結局、従来
の加湿水透過板では薄く、機械的強度のあるものを製作
できず、コンパクトなセルを実現することはできない。
く、機械的強度のあるものが必要となるが、粉末を焼結
する従来の製作法では、概略１mm程度の厚さが必要とな
る。また、金属またはカーボンの多孔質体であるため、
薄くすると機械的強度がなくなってしまい、結局、従来
の加湿水透過板では薄く、機械的強度のあるものを製作
できず、コンパクトなセルを実現することはできない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の固
体高分子型燃料電池にあっては、生成水の速やかな排出
が困難で、しかも高分子電解質膜に大きな機械的ストレ
スが加わり易く、そのうえ高分子電解質膜に良好に給水
できないなどの理由で、電池としての寿命が短いという
問題があった。そこで本発明は、寿命を著しく向上させ
得るとともにコンパクトな固体高分子型燃料電池を提供
することを目的としている。
体高分子型燃料電池にあっては、生成水の速やかな排出
が困難で、しかも高分子電解質膜に大きな機械的ストレ
スが加わり易く、そのうえ高分子電解質膜に良好に給水
できないなどの理由で、電池としての寿命が短いという
問題があった。そこで本発明は、寿命を著しく向上させ
得るとともにコンパクトな固体高分子型燃料電池を提供
することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明では、高分子電解質膜と、この
高分子電解質膜を相互で挾持するように配置された燃料
極および酸化剤極と、前記燃料極の背面に接触配置され
た燃料極側集電体と、前記酸化剤極の背面に接触配置さ
れた酸化剤極側集電体と、前記燃料極側集電体の前記燃
料極に接触する面に形成されて上記燃料極に燃料ガスを
分配供給する複数の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電
体の前記酸化剤極に接触する面に形成されて上記酸化剤
極に酸化剤ガスを分配供給する複数の酸化剤供給溝とを
含む単位セルを備えた固体高分子型燃料電池において、
前記複数の酸化剤供給溝が、前記酸化剤極側集電体の前
記酸化剤極に接触する面内に、ほぼ長方形の領域に亙っ
て上記長方形の長辺に沿って酸化剤ガスを案内すべく設
けられていることを特徴としている。
に、請求項１に係る発明では、高分子電解質膜と、この
高分子電解質膜を相互で挾持するように配置された燃料
極および酸化剤極と、前記燃料極の背面に接触配置され
た燃料極側集電体と、前記酸化剤極の背面に接触配置さ
れた酸化剤極側集電体と、前記燃料極側集電体の前記燃
料極に接触する面に形成されて上記燃料極に燃料ガスを
分配供給する複数の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電
体の前記酸化剤極に接触する面に形成されて上記酸化剤
極に酸化剤ガスを分配供給する複数の酸化剤供給溝とを
含む単位セルを備えた固体高分子型燃料電池において、
前記複数の酸化剤供給溝が、前記酸化剤極側集電体の前
記酸化剤極に接触する面内に、ほぼ長方形の領域に亙っ
て上記長方形の長辺に沿って酸化剤ガスを案内すべく設
けられていることを特徴としている。
【００２０】なお、請求項１に係る発明において、前記
複数の燃料供給溝が、前記燃料極側集電体の前記燃料極
に接触する面で前記長方形の領域に対向する領域に上記
長方形の長辺に沿って燃料ガスを案内すべく設けられて
いてもよい。
複数の燃料供給溝が、前記燃料極側集電体の前記燃料極
に接触する面で前記長方形の領域に対向する領域に上記
長方形の長辺に沿って燃料ガスを案内すべく設けられて
いてもよい。
【００２１】また、請求項１に係る発明において、前記
単位セルに前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスを供給す
るための内部マニホールドが、前記長方形の領域におけ
る短辺側で長方形の領域の外側に設けられているとさら
によい。
単位セルに前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスを供給す
るための内部マニホールドが、前記長方形の領域におけ
る短辺側で長方形の領域の外側に設けられているとさら
によい。
【００２２】上記目的を達成するために、請求項４に係
る発明では、高分子電解質膜と、この高分子電解質膜を
相互で挾持するように配置された燃料極および酸化剤極
と、前記燃料極の背面に接触配置された燃料極側集電体
と、前記酸化剤極の背面に接触配置された酸化剤極側集
電体と、前記燃料極側集電体の前記燃料極に接触する面
に形成されて上記燃料極に燃料ガスを分配供給する複数
の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電体の前記酸化剤極
に接触する面に形成されて上記酸化剤極に酸化剤ガスを
分配供給する複数の酸化剤供給溝とをを含む単位セルを
備えた固体高分子型燃料電池において、前記燃料極およ
び前記酸化剤極が、それぞれの前記高分子電解質膜に接
触する領域のエッジ部分が上記高分子電解質膜を挟んで
重合しない形状に形成されていることを特徴としてい
る。
る発明では、高分子電解質膜と、この高分子電解質膜を
相互で挾持するように配置された燃料極および酸化剤極
と、前記燃料極の背面に接触配置された燃料極側集電体
と、前記酸化剤極の背面に接触配置された酸化剤極側集
電体と、前記燃料極側集電体の前記燃料極に接触する面
に形成されて上記燃料極に燃料ガスを分配供給する複数
の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電体の前記酸化剤極
に接触する面に形成されて上記酸化剤極に酸化剤ガスを
分配供給する複数の酸化剤供給溝とをを含む単位セルを
備えた固体高分子型燃料電池において、前記燃料極およ
び前記酸化剤極が、それぞれの前記高分子電解質膜に接
触する領域のエッジ部分が上記高分子電解質膜を挟んで
重合しない形状に形成されていることを特徴としてい
る。
【００２３】なお、請求項４の発明において、前記燃料
極および前記酸化剤極は、高分子電解質膜に接触する面
積が異なっていてもよい。また、請求項４の発明におい
て、前記燃料極および前記酸化剤極には前記高分子電解
質膜に接触する領域を形成する凸部がそれぞれ形成され
ており、これら凸部を取り囲むように上記凸部の高さと
ほぼ同じ厚みに形成された額縁状補強シートが装着され
ていてもよい。そして、前記額縁状補強シートは、前記
高分子電解質膜と同じ材料で形成されていてもよい。
極および前記酸化剤極は、高分子電解質膜に接触する面
積が異なっていてもよい。また、請求項４の発明におい
て、前記燃料極および前記酸化剤極には前記高分子電解
質膜に接触する領域を形成する凸部がそれぞれ形成され
ており、これら凸部を取り囲むように上記凸部の高さと
ほぼ同じ厚みに形成された額縁状補強シートが装着され
ていてもよい。そして、前記額縁状補強シートは、前記
高分子電解質膜と同じ材料で形成されていてもよい。
【００２４】上記目的を達成するために、請求項８に係
る発明では、高分子電解質膜と、この高分子電解質膜を
相互で挾持するように配置された燃料極および酸化剤極
と、前記燃料極の背面に接触配置された燃料極側集電体
と、前記酸化剤極の背面に接触配置された酸化剤極側集
電体と、前記燃料極側集電体の前記燃料極に接触する面
に形成されて上記燃料極に燃料ガスを分配供給する複数
の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電体の前記酸化剤極
に接触する面に形成されて上記酸化剤極に酸化剤ガスを
分配供給する複数の酸化剤供給溝と、前記燃料極側集電
体の背面側に設けられて冷却水を案内する冷却板と、こ
の冷却板と前記燃料極側集電体との間に設けられて上記
冷却板によって案内された水の一部が上記燃料極側集電
体へ移行する量を制御する加湿水透過板とを含む単位セ
ルを備えた固体高分子型燃料電池において、前記加湿水
透過板は、導電性の非焼結部材で形成されていることを
特徴としている。
る発明では、高分子電解質膜と、この高分子電解質膜を
相互で挾持するように配置された燃料極および酸化剤極
と、前記燃料極の背面に接触配置された燃料極側集電体
と、前記酸化剤極の背面に接触配置された酸化剤極側集
電体と、前記燃料極側集電体の前記燃料極に接触する面
に形成されて上記燃料極に燃料ガスを分配供給する複数
の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電体の前記酸化剤極
に接触する面に形成されて上記酸化剤極に酸化剤ガスを
分配供給する複数の酸化剤供給溝と、前記燃料極側集電
体の背面側に設けられて冷却水を案内する冷却板と、こ
の冷却板と前記燃料極側集電体との間に設けられて上記
冷却板によって案内された水の一部が上記燃料極側集電
体へ移行する量を制御する加湿水透過板とを含む単位セ
ルを備えた固体高分子型燃料電池において、前記加湿水
透過板は、導電性の非焼結部材で形成されていることを
特徴としている。
【００２５】なお、請求項８に係る発明において、前記
加湿水透過板が、導電材料を含む多孔質構造のフッ素系
樹脂材料の薄板で形成されていてもよいし、大きさの異
なる孔が形成された平板で形成されていてもよい。
加湿水透過板が、導電材料を含む多孔質構造のフッ素系
樹脂材料の薄板で形成されていてもよいし、大きさの異
なる孔が形成された平板で形成されていてもよい。
【００２６】請求項１に係る発明では、複数の酸化剤供
給溝を、酸化剤極側集電体の酸化剤極に接触する面に、
ほぼ長方形の領域に亙って上記長方形の長辺に沿って酸
化剤ガスを案内すべく設けているので、各酸化剤供給溝
の深さや幅を小さくすることなく、つまり製作の困難化
を招くことなく、酸化剤ガスの流速を増加させることが
でき、この結果、生成水を良好に排除できる。
給溝を、酸化剤極側集電体の酸化剤極に接触する面に、
ほぼ長方形の領域に亙って上記長方形の長辺に沿って酸
化剤ガスを案内すべく設けているので、各酸化剤供給溝
の深さや幅を小さくすることなく、つまり製作の困難化
を招くことなく、酸化剤ガスの流速を増加させることが
でき、この結果、生成水を良好に排除できる。
【００２７】すなわち、今、燃料極（酸化剤極）の面積
を基準にして考える。前述の如く電極の面積は電流密度
によって決まり、仮に１００cm2 必要であるものとす
る。従来の固体高分子型燃料電池では正方形の電極を用
いているので、一辺が１０cmとなる。これに対して、請
求項１に係る発明では、複数の酸化剤供給溝を、酸化剤
極側集電体の酸化剤極に接触する面に、ほぼ長方形の領
域に亙って設けているので、電極を正方形に形成する必
要はない。たとえば短辺が７cm、長辺が１４．３cmの長
方形に形成してもよいことになる。そして、請求項１に
係る発明では、長方形の長辺に沿って酸化剤ガスを案内
するように酸化剤供給溝を設けている。したがって、溝
の深さ、溝幅、配設ピッチが同じであるとして比較する
と、従来に比べて請求項１に係る発明では溝の本数が少
ないことになる。酸化剤ガスの供給圧力が一定であると
すると、酸化剤供給溝の本数が少ない分だけ酸化剤供給
溝内を通流する酸化剤ガスの流速を増加させることがで
きる。したがって、生成水を良好に排除できることにな
る。
を基準にして考える。前述の如く電極の面積は電流密度
によって決まり、仮に１００cm2 必要であるものとす
る。従来の固体高分子型燃料電池では正方形の電極を用
いているので、一辺が１０cmとなる。これに対して、請
求項１に係る発明では、複数の酸化剤供給溝を、酸化剤
極側集電体の酸化剤極に接触する面に、ほぼ長方形の領
域に亙って設けているので、電極を正方形に形成する必
要はない。たとえば短辺が７cm、長辺が１４．３cmの長
方形に形成してもよいことになる。そして、請求項１に
係る発明では、長方形の長辺に沿って酸化剤ガスを案内
するように酸化剤供給溝を設けている。したがって、溝
の深さ、溝幅、配設ピッチが同じであるとして比較する
と、従来に比べて請求項１に係る発明では溝の本数が少
ないことになる。酸化剤ガスの供給圧力が一定であると
すると、酸化剤供給溝の本数が少ない分だけ酸化剤供給
溝内を通流する酸化剤ガスの流速を増加させることがで
きる。したがって、生成水を良好に排除できることにな
る。
【００２８】また、このように電極を長方形に形成でき
ることは、単位セルの平面形状も長方形に形成できるこ
とになり、燃料電池積層体の積層方向と直交する断面積
も長方形に形成できることになる。つまり、必要な電極
面積を確保した状態で燃料電池積層体を偏平に近い形状
に形成できることになるので、たとえば電気自動車等の
ように高さの低い設置空間しか持たない対象にも対応す
ることが可能となる。
ることは、単位セルの平面形状も長方形に形成できるこ
とになり、燃料電池積層体の積層方向と直交する断面積
も長方形に形成できることになる。つまり、必要な電極
面積を確保した状態で燃料電池積層体を偏平に近い形状
に形成できることになるので、たとえば電気自動車等の
ように高さの低い設置空間しか持たない対象にも対応す
ることが可能となる。
【００２９】請求項４に係る発明では、燃料極および酸
化剤極の高分子電解質膜に接触する領域のエッジ部分が
高分子電解質膜を挟んで重合しないように燃料極および
酸化剤極を形成している。したがって、高分子電解質膜
には両エッジ部分よって挟まれる部分が存在しないこと
になる。このため、膜電極複合体をプレス成形するとき
は勿論こと、発電時のセル締め付けに際しても上述した
エッジ部分の存在によって高分子電解質膜が破損するの
を防止することが可能となる。
化剤極の高分子電解質膜に接触する領域のエッジ部分が
高分子電解質膜を挟んで重合しないように燃料極および
酸化剤極を形成している。したがって、高分子電解質膜
には両エッジ部分よって挟まれる部分が存在しないこと
になる。このため、膜電極複合体をプレス成形するとき
は勿論こと、発電時のセル締め付けに際しても上述した
エッジ部分の存在によって高分子電解質膜が破損するの
を防止することが可能となる。
【００３０】請求項８に係る発明では、加湿水透過板を
導電性の非焼結部材、たとえば導電材料を含む多孔質構
造のフッ素系樹脂材料の薄板や細孔の形成された平板で
形成しているので、孔径や細孔容量のコントロールが極
めて容易である。したがって、高分子電解質膜に加湿水
を均一に供給することが可能となる。
導電性の非焼結部材、たとえば導電材料を含む多孔質構
造のフッ素系樹脂材料の薄板や細孔の形成された平板で
形成しているので、孔径や細孔容量のコントロールが極
めて容易である。したがって、高分子電解質膜に加湿水
を均一に供給することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。図１には本発明の一実施形態に
係る固体高分子型燃料電池、ここには固体高分子型燃料
電池４１を４個直列に接続して電気自動車用の電源を構
成した例の斜視図が示されている。
の実施形態を説明する。図１には本発明の一実施形態に
係る固体高分子型燃料電池、ここには固体高分子型燃料
電池４１を４個直列に接続して電気自動車用の電源を構
成した例の斜視図が示されている。
【００３２】各固体高分子型燃料電池４１は、図２に示
すように、単位セル４２を複数積層し、この積層体の両
端部に導電板４３ａ，４３ｂ、絶縁板４４ａ，４４ｂ、
端板４５ａ，４５ｂをそれぞれ当てがい、この状態で端
板４５ａ，４５ｂの４隅位置間を絶縁ロッド４６を使っ
て締付けて一体化したものとなっている。
すように、単位セル４２を複数積層し、この積層体の両
端部に導電板４３ａ，４３ｂ、絶縁板４４ａ，４４ｂ、
端板４５ａ，４５ｂをそれぞれ当てがい、この状態で端
板４５ａ，４５ｂの４隅位置間を絶縁ロッド４６を使っ
て締付けて一体化したものとなっている。
【００３３】このように構成された各固体高分子型燃料
電池４１は、積層方向と直交する断面が長方形に形成さ
れている。そして、４個の固体高分子型燃料電池４１
を、その断面における短辺と短辺とを隣接させ、単位セ
ル４２が積層される方向に対して直交する方向に並設
し、導電板４３ａ，４３ｂに突設されたボスバー４７を
リード線４８で接続して隣接する積層体間を電気的に直
列に接続している。このように固体高分子型燃料電池４
１を配置することにより、電源を設置するスペースの全
高を低くでき、自動車の床下などの高さの低いスペース
に設置できるようにしている。
電池４１は、積層方向と直交する断面が長方形に形成さ
れている。そして、４個の固体高分子型燃料電池４１
を、その断面における短辺と短辺とを隣接させ、単位セ
ル４２が積層される方向に対して直交する方向に並設
し、導電板４３ａ，４３ｂに突設されたボスバー４７を
リード線４８で接続して隣接する積層体間を電気的に直
列に接続している。このように固体高分子型燃料電池４
１を配置することにより、電源を設置するスペースの全
高を低くでき、自動車の床下などの高さの低いスペース
に設置できるようにしている。
【００３４】各固体高分子型燃料電池４１には、従来の
電池と同様に、発電に必要な燃料ガス、酸化剤ガス、冷
却水を供給および排出するための、燃料ガス供給マニホ
ールド４９ａ，燃料ガス排出マニホールド４９ｂ、給水
マニホールド５０ａ，排水マニホールド５０ｂ、酸化剤
ガス供給マニホールド５１ａ，酸化剤ガス排出マニホー
ルド５１ｂが積層方向に形成されている。この例では隣
接する固体高分子型燃料電池４１の対応するマニホール
ド同士を直列に接続している。勿論、並列に供給するこ
ともできる。
電池と同様に、発電に必要な燃料ガス、酸化剤ガス、冷
却水を供給および排出するための、燃料ガス供給マニホ
ールド４９ａ，燃料ガス排出マニホールド４９ｂ、給水
マニホールド５０ａ，排水マニホールド５０ｂ、酸化剤
ガス供給マニホールド５１ａ，酸化剤ガス排出マニホー
ルド５１ｂが積層方向に形成されている。この例では隣
接する固体高分子型燃料電池４１の対応するマニホール
ド同士を直列に接続している。勿論、並列に供給するこ
ともできる。
【００３５】図３には単位セル４２の分解斜視図が示さ
れている。単位セル４２は、公知のものと同様の材質で
形成された高分子電解質膜６０を備えている。この高分
子電解質膜６０は厚さがたとえば０．１８mm程度のもの
で、両面には高分子電解質膜より小さい面積でマニホー
ルドの形成されている側に短辺が位置するように長方形
（たとえば短辺１０cm、長辺２０cm、電極面積２００cm
2 ）に形成された燃料極６１と酸化剤極６２とが接触配
置されている。燃料極６１および酸化剤極６２は、厚さ
がたとえば０．４mmのカーボン製多孔質体の表面に白金
を含んだカーボン粒子を塗布したもので形成されてい
る。
れている。単位セル４２は、公知のものと同様の材質で
形成された高分子電解質膜６０を備えている。この高分
子電解質膜６０は厚さがたとえば０．１８mm程度のもの
で、両面には高分子電解質膜より小さい面積でマニホー
ルドの形成されている側に短辺が位置するように長方形
（たとえば短辺１０cm、長辺２０cm、電極面積２００cm
2 ）に形成された燃料極６１と酸化剤極６２とが接触配
置されている。燃料極６１および酸化剤極６２は、厚さ
がたとえば０．４mmのカーボン製多孔質体の表面に白金
を含んだカーボン粒子を塗布したもので形成されてい
る。
【００３６】燃料極６１には、図６および図７に示すよ
うに高分子電解質膜６０に接触する長方形の領域（面
積）を規定する凸部６３が形成されている。同様に、酸
化剤極６２にも図６および図７に示すように高分子電解
質膜６０に接触する長方形の領域を規定する凸部６４が
形成されている。凸部６４の面積は凸部６３の面積とは
異なり、ここでは大に設定されている。すなわち、凸部
６３のエッジ部Ａと凸部６４のエッジ部Ｂとが高分子電
解質膜６０を挟んで積層方向に重ならない面積関係とな
っている。具体的には、エッジ部Ａよりエッジ部Ｂが２
〜５mm外側に位置する面積関係となっている。そして、
燃料極６１に形成された凸部６３を取り囲むように、凸
部６３の高さとほぼ同じ厚みのフッ素樹脂系シートある
いは高分子電解質膜６０と同じ材質で凸部６３の高さと
ほぼ同じ厚みのシート形状に形成された額縁状補強シー
ト６５が装着されている。同様に、酸化剤極６２に形成
された凸部６４の周囲にも同様のシート形状に形成され
た額縁状補強シート６５が装着されている。また、燃料
極６１および酸化剤極６２の外周部分には、これら外周
部分とほぼ同じ厚みを有したフッ素ゴム等の絶縁性シー
トで額縁状に形成されたシール材６７，６８が配置され
ている。
うに高分子電解質膜６０に接触する長方形の領域（面
積）を規定する凸部６３が形成されている。同様に、酸
化剤極６２にも図６および図７に示すように高分子電解
質膜６０に接触する長方形の領域を規定する凸部６４が
形成されている。凸部６４の面積は凸部６３の面積とは
異なり、ここでは大に設定されている。すなわち、凸部
６３のエッジ部Ａと凸部６４のエッジ部Ｂとが高分子電
解質膜６０を挟んで積層方向に重ならない面積関係とな
っている。具体的には、エッジ部Ａよりエッジ部Ｂが２
〜５mm外側に位置する面積関係となっている。そして、
燃料極６１に形成された凸部６３を取り囲むように、凸
部６３の高さとほぼ同じ厚みのフッ素樹脂系シートある
いは高分子電解質膜６０と同じ材質で凸部６３の高さと
ほぼ同じ厚みのシート形状に形成された額縁状補強シー
ト６５が装着されている。同様に、酸化剤極６２に形成
された凸部６４の周囲にも同様のシート形状に形成され
た額縁状補強シート６５が装着されている。また、燃料
極６１および酸化剤極６２の外周部分には、これら外周
部分とほぼ同じ厚みを有したフッ素ゴム等の絶縁性シー
トで額縁状に形成されたシール材６７，６８が配置され
ている。
【００３７】燃料極６１の背面側、つまり燃料極６１の
図３および図６中下面側には、燃料極６１への燃料ガス
の供給機能と集電機能とを発揮する燃料極側集電板６９
が接触配置されている。この燃料極側集電板６９は、親
水性のカーボン多孔質板で形成されている。燃料極側集
電板６９における燃料極６１との接触面内には、図５お
よび図６にも示すように、燃料極６１に燃料ガスを供給
するための燃料供給溝７０が燃料極６１の面積より小さ
な長方形の領域Ｃに燃料極６１の長辺に沿う方向に延び
る関係に複数形成されている。燃料供給溝７０は、たと
えば幅１mm、深さ０．５mm、長さ２０cm、２mmピッチに
５０本設けられている。同様に、酸化剤極６２の背面
側、つまり酸化剤極６２の図３および図６中上面側に
は、酸化剤極６２への酸化剤ガスの供給機能と集電機能
とを発揮する酸化剤極側集電板７１が接触配置されてい
る。この酸化剤極側集電板７１は、緻密なカーボン板で
形成されている。酸化剤極側集電板７１における酸化剤
極６２との接触面内には、図４および図６に示すよう
に、酸化剤ガスを酸化剤極６２に供給するための酸化剤
供給溝７２が酸化剤極６２の面積より小さな長方形の領
域Ｄに酸化剤極６２の長辺に沿う方向に延びる関係に複
数形成されている。この酸化剤供給溝７２も、たとえば
幅１mm、深さ０．５mm、長さ２０cm、２mmピッチに５０
本設けられている。なお、図４は酸化剤極側集電板７１
を図３における下側から見た図として示されている。
図３および図６中下面側には、燃料極６１への燃料ガス
の供給機能と集電機能とを発揮する燃料極側集電板６９
が接触配置されている。この燃料極側集電板６９は、親
水性のカーボン多孔質板で形成されている。燃料極側集
電板６９における燃料極６１との接触面内には、図５お
よび図６にも示すように、燃料極６１に燃料ガスを供給
するための燃料供給溝７０が燃料極６１の面積より小さ
な長方形の領域Ｃに燃料極６１の長辺に沿う方向に延び
る関係に複数形成されている。燃料供給溝７０は、たと
えば幅１mm、深さ０．５mm、長さ２０cm、２mmピッチに
５０本設けられている。同様に、酸化剤極６２の背面
側、つまり酸化剤極６２の図３および図６中上面側に
は、酸化剤極６２への酸化剤ガスの供給機能と集電機能
とを発揮する酸化剤極側集電板７１が接触配置されてい
る。この酸化剤極側集電板７１は、緻密なカーボン板で
形成されている。酸化剤極側集電板７１における酸化剤
極６２との接触面内には、図４および図６に示すよう
に、酸化剤ガスを酸化剤極６２に供給するための酸化剤
供給溝７２が酸化剤極６２の面積より小さな長方形の領
域Ｄに酸化剤極６２の長辺に沿う方向に延びる関係に複
数形成されている。この酸化剤供給溝７２も、たとえば
幅１mm、深さ０．５mm、長さ２０cm、２mmピッチに５０
本設けられている。なお、図４は酸化剤極側集電板７１
を図３における下側から見た図として示されている。
【００３８】燃料極側集電板６９の図３および図６中下
面側には加湿水透過板７３が接触配置されており、この
加湿水透過板７３の図３および図６中下面側には冷却板
７４が接触配置されている。加湿水透過板７３は、導電
性を有する非焼結板、たとえば図８に示すように、燃料
ガス供給溝７０の配設領域と対向する領域に孔径１０μ
ｍの細孔７５を数百個設けたステンレスの薄板７６の両
面に、孔径１０μｍ、細孔容量７０％の多孔質フッ素樹
脂系シートにカーボンを３０％混入させた薄板７７を配
置して一体化した厚さ０．１６mmのもので形成されてい
る。
面側には加湿水透過板７３が接触配置されており、この
加湿水透過板７３の図３および図６中下面側には冷却板
７４が接触配置されている。加湿水透過板７３は、導電
性を有する非焼結板、たとえば図８に示すように、燃料
ガス供給溝７０の配設領域と対向する領域に孔径１０μ
ｍの細孔７５を数百個設けたステンレスの薄板７６の両
面に、孔径１０μｍ、細孔容量７０％の多孔質フッ素樹
脂系シートにカーボンを３０％混入させた薄板７７を配
置して一体化した厚さ０．１６mmのもので形成されてい
る。
【００３９】冷却板７４は緻密なカーボン板あるいは金
属板で形成されている。冷却板７４の加湿水透過板７３
側に位置する面には、冷却水を案内するための案内溝７
８が燃料ガス供給溝７０の配設領域と対向する領域に燃
料ガス供給溝７０と平行に複数形成されている。
属板で形成されている。冷却板７４の加湿水透過板７３
側に位置する面には、冷却水を案内するための案内溝７
８が燃料ガス供給溝７０の配設領域と対向する領域に燃
料ガス供給溝７０と平行に複数形成されている。
【００４０】高分子電解質膜６０、額縁状補強シート６
５，６６、シール材６７，６８、燃料極側集電板６９、
酸化剤極側集電板７１、加湿水透過板７３、冷却板７４
の両短辺部（長方形の領域Ｃ，Ｄの短辺側で、かつ上記
長方形の領域外）には、燃料ガス供給マニホールド４９
ａおよび燃料ガス排出マニホールド４９ｂを構成する孔
８０，８１、給水マニホールド５０ａおよび排水マニホ
ールド５０ｂを構成する孔８２，８３、酸化剤ガス供給
マニホールド５１ａおよび酸化剤ガス排出マニホールド
５１ｂを構成する孔８４，８５がそれぞれ積層方向に通
じる関係に形成されている。
５，６６、シール材６７，６８、燃料極側集電板６９、
酸化剤極側集電板７１、加湿水透過板７３、冷却板７４
の両短辺部（長方形の領域Ｃ，Ｄの短辺側で、かつ上記
長方形の領域外）には、燃料ガス供給マニホールド４９
ａおよび燃料ガス排出マニホールド４９ｂを構成する孔
８０，８１、給水マニホールド５０ａおよび排水マニホ
ールド５０ｂを構成する孔８２，８３、酸化剤ガス供給
マニホールド５１ａおよび酸化剤ガス排出マニホールド
５１ｂを構成する孔８４，８５がそれぞれ積層方向に通
じる関係に形成されている。
【００４１】そして、燃料極側集電板６９に設けられた
燃料ガス供給溝７０は燃料ガスを供給／排出するための
孔８０，８１に通じ、酸化剤極側集電板７１に設けられ
た酸化剤供給溝７２は酸化剤ガスを供給／排出するため
の孔８４，８５に通じ、冷却板７４に設けられた案内溝
７８は冷却水を供給／排出するための孔８２，８３に通
じている。
燃料ガス供給溝７０は燃料ガスを供給／排出するための
孔８０，８１に通じ、酸化剤極側集電板７１に設けられ
た酸化剤供給溝７２は酸化剤ガスを供給／排出するため
の孔８４，８５に通じ、冷却板７４に設けられた案内溝
７８は冷却水を供給／排出するための孔８２，８３に通
じている。
【００４２】このように、この例に係る固体高分子型燃
料電池４１では、酸化剤極側集電体７１の酸化剤極６２
に接触する面のほぼ長方形の領域Ｄに長方形の長辺に沿
って酸化剤ガスを案内する複数の酸化剤供給溝７２を設
けているので、各酸化剤供給溝の深さや幅を小さくする
ことなく、酸化剤ガスの流速を増加させることができ、
この結果、酸化剤極６２で発生した生成水を良好に排除
できる。
料電池４１では、酸化剤極側集電体７１の酸化剤極６２
に接触する面のほぼ長方形の領域Ｄに長方形の長辺に沿
って酸化剤ガスを案内する複数の酸化剤供給溝７２を設
けているので、各酸化剤供給溝の深さや幅を小さくする
ことなく、酸化剤ガスの流速を増加させることができ、
この結果、酸化剤極６２で発生した生成水を良好に排除
できる。
【００４３】すなわち、この例の場合には、酸化剤極６
２として短辺１０cm、長辺２０cm、電極面積２００cm2
のものを用いており、酸化剤供給溝７２は幅１mm、深さ
０．５mm、長さ２０cm、２mmピッチで５０本設けてい
る。今、電流密度を０．４Ａ／cm2 とし、空気利用率を
４０% とし、酸化剤ガス（空気）供給圧力を１atm とす
ると、各酸化剤供給溝７２を流れる酸化剤ガスの流速
は、３００cm/secとなる。一方、同じ電極面積２００cm
2 で正方形の電極（一辺の長さ１４cm) を用い、同じ溝
幅、溝深さ、配設ピッチの酸化剤供給溝を設け、同じ条
件で酸化剤ガスを供給した場合、各酸化剤供給溝を流れ
る酸化剤ガスの流速は２１０cm/secとなる。このよう
に、本例では同じ電極面積でありながら酸化剤ガスの流
速を１．５倍に増加させることができる。したがって、
生成水の排出を良好に行うことができる。この結果、生
成水が酸化剤極６２内に滞留して酸化剤ガスの供給を妨
げることがなくなり、長時間に亙って電池性能を維持さ
せることができる。
２として短辺１０cm、長辺２０cm、電極面積２００cm2
のものを用いており、酸化剤供給溝７２は幅１mm、深さ
０．５mm、長さ２０cm、２mmピッチで５０本設けてい
る。今、電流密度を０．４Ａ／cm2 とし、空気利用率を
４０% とし、酸化剤ガス（空気）供給圧力を１atm とす
ると、各酸化剤供給溝７２を流れる酸化剤ガスの流速
は、３００cm/secとなる。一方、同じ電極面積２００cm
2 で正方形の電極（一辺の長さ１４cm) を用い、同じ溝
幅、溝深さ、配設ピッチの酸化剤供給溝を設け、同じ条
件で酸化剤ガスを供給した場合、各酸化剤供給溝を流れ
る酸化剤ガスの流速は２１０cm/secとなる。このよう
に、本例では同じ電極面積でありながら酸化剤ガスの流
速を１．５倍に増加させることができる。したがって、
生成水の排出を良好に行うことができる。この結果、生
成水が酸化剤極６２内に滞留して酸化剤ガスの供給を妨
げることがなくなり、長時間に亙って電池性能を維持さ
せることができる。
【００４４】また、このように酸化剤極６２および燃料
極６１を長方形に形成できることは、単位セル４２の平
面形状も長方形に形成できることになり、燃料電池積層
体の積層方向と直交する断面積も長方形に形成できるこ
とになる。すなわち、必要な電極面積を確保した状態で
燃料電池積層体を偏平に近い形状に形成できることにな
るので、たとえば電気自動車等のように高さの低い設置
空間しか持たない対象にも対応することが可能となる。
極６１を長方形に形成できることは、単位セル４２の平
面形状も長方形に形成できることになり、燃料電池積層
体の積層方向と直交する断面積も長方形に形成できるこ
とになる。すなわち、必要な電極面積を確保した状態で
燃料電池積層体を偏平に近い形状に形成できることにな
るので、たとえば電気自動車等のように高さの低い設置
空間しか持たない対象にも対応することが可能となる。
【００４５】また、上記例では、燃料極６１および酸化
剤極６２の高分子電解質膜６０に接触する領域のエッジ
部分Ａ，Ｂが高分子電解質膜６０を挟んで重合しないよ
うに燃料極６１および酸化剤極６２を形成している。し
たがって、高分子電解質膜６０には両エッジ部分Ａ，Ｂ
よって挟まれる部分が存在しないことになる。このた
め、膜電極複合体をプレス成形するときは勿論こと、発
電時のセル締め付けに際しても上述したエッジ部分Ａ，
Ｂの存在によって高分子電解質膜６０が破損するのを防
止することが可能となる。
剤極６２の高分子電解質膜６０に接触する領域のエッジ
部分Ａ，Ｂが高分子電解質膜６０を挟んで重合しないよ
うに燃料極６１および酸化剤極６２を形成している。し
たがって、高分子電解質膜６０には両エッジ部分Ａ，Ｂ
よって挟まれる部分が存在しないことになる。このた
め、膜電極複合体をプレス成形するときは勿論こと、発
電時のセル締め付けに際しても上述したエッジ部分Ａ，
Ｂの存在によって高分子電解質膜６０が破損するのを防
止することが可能となる。
【００４６】図９には、この例に係る単位セルと従来例
の単位セルとを用い、性能を比較するための発電試験を
行った結果が示されている。従来例の単位セルでは約２
０００時間でセル電圧が０．２Ｖまで低下したが、この
例に係る単位セルでは４０００時間を越えてもセル電圧
の低下はみられなかった。
の単位セルとを用い、性能を比較するための発電試験を
行った結果が示されている。従来例の単位セルでは約２
０００時間でセル電圧が０．２Ｖまで低下したが、この
例に係る単位セルでは４０００時間を越えてもセル電圧
の低下はみられなかった。
【００４７】さらに、スクリーン印刷機により、電極の
周辺部が額縁状補強シート６５，６６の厚みだけ薄くな
るようなスクリーンパターンを用いて製作した燃料極お
よび酸化剤極を用いて発電試験を行ったところ、図９に
示す特性と同等の結果を得た。 また、上記例では加湿
水透過板７３を導電性の非焼結部材、導電材料を含む多
孔質構造のフッ素系樹脂材料の薄板と細孔を備えた金属
板で形成しているので、孔径や細孔容量のコントロール
が極めて容易で、この結果、高分子電解質膜６０に加湿
水を均一に供給することができる。
周辺部が額縁状補強シート６５，６６の厚みだけ薄くな
るようなスクリーンパターンを用いて製作した燃料極お
よび酸化剤極を用いて発電試験を行ったところ、図９に
示す特性と同等の結果を得た。 また、上記例では加湿
水透過板７３を導電性の非焼結部材、導電材料を含む多
孔質構造のフッ素系樹脂材料の薄板と細孔を備えた金属
板で形成しているので、孔径や細孔容量のコントロール
が極めて容易で、この結果、高分子電解質膜６０に加湿
水を均一に供給することができる。
【００４８】すなわち、図１０には上記例に係る単位セ
ルを５段積層した５セル積層電池の発電試験結果が示さ
れており、図１１には従来例の単位セルを５段積層した
５セル積層電池の発電試験結果が示されている。
ルを５段積層した５セル積層電池の発電試験結果が示さ
れており、図１１には従来例の単位セルを５段積層した
５セル積層電池の発電試験結果が示されている。
【００４９】従来例の単位セルを用いた積層電池では、
発電開始直後から各セル毎にセル電圧がばらつき、５０
００時間後でもセル電圧はばらついたままであり、さら
に平均０．１２Ｖ低下した。しかし、本例に係る単位セ
ルを用いた積層電池では、発電開始直後からセル電圧が
揃っており、５０００時間後でもセル電圧のばらつきや
低下はみられなかった。さらに、加湿水透過板７３とし
て、１００メッシュ、線径８５μｍのメツシユ構造のフ
ッ素樹脂系シートとカーボンとを３０％複合したもの
と、中央の１０cm×１０cmの領域にエッチング加工で１
０μｍの細孔を３００個設けたステンレスの薄板とを用
いて上記の発電試験を行ったところ、双方とも同等の結
果を得た。これらは、高分子電解質膜６０に加湿水を均
一に供給することができたことによる。
発電開始直後から各セル毎にセル電圧がばらつき、５０
００時間後でもセル電圧はばらついたままであり、さら
に平均０．１２Ｖ低下した。しかし、本例に係る単位セ
ルを用いた積層電池では、発電開始直後からセル電圧が
揃っており、５０００時間後でもセル電圧のばらつきや
低下はみられなかった。さらに、加湿水透過板７３とし
て、１００メッシュ、線径８５μｍのメツシユ構造のフ
ッ素樹脂系シートとカーボンとを３０％複合したもの
と、中央の１０cm×１０cmの領域にエッチング加工で１
０μｍの細孔を３００個設けたステンレスの薄板とを用
いて上記の発電試験を行ったところ、双方とも同等の結
果を得た。これらは、高分子電解質膜６０に加湿水を均
一に供給することができたことによる。
【００５０】なお、本発明は上述した例に限定されるも
のではなく種々変形できる。すなわち、上記例では、燃
料極６１の大きさと酸化剤極６２の大きさとを同じにし
ているが、図１２に示すように異ならせてもよい。
のではなく種々変形できる。すなわち、上記例では、燃
料極６１の大きさと酸化剤極６２の大きさとを同じにし
ているが、図１２に示すように異ならせてもよい。
【００５１】また、図１３に示すように、高分子電解質
膜６０の面積を燃料極６１または酸化剤極６２の大きさ
と同じにし、その外側にフッ素樹脂系シートなどで額縁
状に形成されたシール材９１を配置してもよい。さら
に、図１４に示すように、単に燃料極６１と酸化剤極６
２の大きさだけを変えた構成でもよい。
膜６０の面積を燃料極６１または酸化剤極６２の大きさ
と同じにし、その外側にフッ素樹脂系シートなどで額縁
状に形成されたシール材９１を配置してもよい。さら
に、図１４に示すように、単に燃料極６１と酸化剤極６
２の大きさだけを変えた構成でもよい。
【００５２】また、加湿水透過板の構成も上述した例に
限られるものではなく、図１５に示すように、冷却板の
冷却水案内溝の設けられている領域に対応する部分がメ
ッシュ構造であるフッ素樹脂系シートとカーボンとを複
合化した部材９２で形成され、その回りがフッ素樹脂系
シートなどの部材９３で形成された加湿水透過板７３ａ
を用いてもよい。
限られるものではなく、図１５に示すように、冷却板の
冷却水案内溝の設けられている領域に対応する部分がメ
ッシュ構造であるフッ素樹脂系シートとカーボンとを複
合化した部材９２で形成され、その回りがフッ素樹脂系
シートなどの部材９３で形成された加湿水透過板７３ａ
を用いてもよい。
【００５３】さらに、図１６に示すように、加湿水透過
板７３ｂをステンレスの薄板９４で形成し、この薄板９
４の冷却水案内溝上に位置する部分に孔径の異なる細孔
９５を設けたものを用いてもよい。この例では冷却水案
内溝長を３つに区分けし、上流に位置している１／３の
領域には１５μｍ、中流に位置している１／３の領域に
は１０μｍ、下流に位置している１／３の領域には５μ
ｍの細孔９５を設け、細孔の径を上流から下流に進むに
したがって小さくしている。このような構成の加湿水透
過板７３ｂを用いると、生成水によって加湿量が過剰に
なりやすい下流部への加湿水供給量をコントロールする
ことができる。なお、金属板への細孔の形成はエッチン
グ加工、レーザ加工、放電加工、ドリル加工等によって
形成できる。また、加湿水透過板の厚みは０．５mm以下
であることが好ましい。
板７３ｂをステンレスの薄板９４で形成し、この薄板９
４の冷却水案内溝上に位置する部分に孔径の異なる細孔
９５を設けたものを用いてもよい。この例では冷却水案
内溝長を３つに区分けし、上流に位置している１／３の
領域には１５μｍ、中流に位置している１／３の領域に
は１０μｍ、下流に位置している１／３の領域には５μ
ｍの細孔９５を設け、細孔の径を上流から下流に進むに
したがって小さくしている。このような構成の加湿水透
過板７３ｂを用いると、生成水によって加湿量が過剰に
なりやすい下流部への加湿水供給量をコントロールする
ことができる。なお、金属板への細孔の形成はエッチン
グ加工、レーザ加工、放電加工、ドリル加工等によって
形成できる。また、加湿水透過板の厚みは０．５mm以下
であることが好ましい。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
寿命を大幅に向上させることができる。
寿命を大幅に向上させることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る固体高分子型燃料電
池の実装形態の一例を示す斜視図
池の実装形態の一例を示す斜視図
【図２】同固体高分子型燃料電池の側面図
【図３】同固体高分子型燃料電池に組み込まれた単位セ
ルの分解斜視図
ルの分解斜視図
【図４】同単位セルに組み込まれた酸化剤極側集電板の
一表面を示す図
一表面を示す図
【図５】同単位セルに組み込まれた燃料極側集電板の一
表面を示す図
表面を示す図
【図６】同単位セルの縦断面図
【図７】同単位セルの要部の分解断面図
【図８】同単位セルに組み込まれた加湿水透過板の分解
斜視図
斜視図
【図９】同単位セルの発電特性を従来例と比較して示す
図
図
【図１０】同固体高分子型燃料電池の発電特性を示す図
【図１１】従来の固体高分子型燃料電池の発電特性を示
す図
す図
【図１２】本発明の変形例を説明するための図
【図１３】本発明の別の変形例を説明するための図
【図１４】本発明のさらに別の変形例を説明するための
図
図
【図１５】本発明の異なる変形例を説明するための図
【図１６】本発明のさらに異なる変形例を説明するため
の図
の図
【図１７】従来の固体高分子型燃料電池に組み込まれた
単位セルの縦断面図
単位セルの縦断面図
【図１８】同単位セルに組み込まれた燃料極側集電板の
一表面を示す図
一表面を示す図
４１…固体高分子型燃料電池 ４２…単位セル ４９ａ…燃料ガス供給マニホールド ４９ｂ…燃料ガス排出マニホールド ５０ａ…給水マニホールド ５０ｂ…排水マニホールド ５１ａ…酸化剤ガス供給マニホールド ５１ｂ…酸化剤ガス排出マニホールド ６０…高分子電解質膜 ６１…燃料極 ６２…酸化剤極 ６３，６４…凸部 ６５，６６…額縁状補強シート ６７，６８…シール材 ６９…燃料極側集電板 ７０…燃料供給溝 ７１…酸化剤極側集電板 ７２…酸化剤供給溝 ７３，７３ａ，７３ｂ…加湿水透過板 ７４…冷却板 ７８…案内溝 Ａ，Ｂ…エッジ部 Ｃ，Ｄ…長方形の領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 8/10 Ｈ０１Ｍ 8/10 8/24 8/24 Ｒ
Claims (11)
- 【請求項１】高分子電解質膜と、この高分子電解質膜を
相互で挾持するように配置された燃料極および酸化剤極
と、前記燃料極の背面に接触配置された燃料極側集電体
と、前記酸化剤極の背面に接触配置された酸化剤極側集
電体と、前記燃料極側集電体の前記燃料極に接触する面
に形成されて上記燃料極に燃料ガスを分配供給する複数
の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電体の前記酸化剤極
に接触する面に形成されて上記酸化剤極に酸化剤ガスを
分配供給する複数の酸化剤供給溝とを含む単位セルを備
えた固体高分子型燃料電池において、 前記複数の酸化剤供給溝は、前記酸化剤極側集電体の前
記酸化剤極に接触する面内に、ほぼ長方形の領域に亙っ
て上記長方形の長辺に沿って酸化剤ガスを案内すべく設
けられていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。 - 【請求項２】前記複数の燃料供給溝は、前記燃料極側集
電体の前記燃料極に接触する面で前記長方形の領域に対
向する領域に上記長方形の長辺に沿って燃料ガスを案内
すべく設けられていることを特徴とする請求項１に記載
の固体高分子型燃料電池。 - 【請求項３】前記単位セルに前記燃料ガスおよび前記酸
化剤ガスを供給するための内部マニホールドは、前記長
方形の領域における短辺側で上記長方形の領域の外側に
設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体
高分子型燃料電池。 - 【請求項４】高分子電解質膜と、この高分子電解質膜を
相互で挾持するように配置された燃料極および酸化剤極
と、前記燃料極の背面に接触配置された燃料極側集電体
と、前記酸化剤極の背面に接触配置された酸化剤極側集
電体と、前記燃料極側集電体の前記燃料極に接触する面
に形成されて上記燃料極に燃料ガスを分配供給する複数
の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電体の前記酸化剤極
に接触する面に形成されて上記酸化剤極に酸化剤ガスを
分配供給する複数の酸化剤供給溝とをを含む単位セルを
備えた固体高分子型燃料電池において、 前記燃料極および前記酸化剤極は、それぞれの前記高分
子電解質膜に接触する領域のエッジ部分が上記高分子電
解質膜を挟んで重合しない形状に形成されていることを
特徴とする固体高分子型燃料電池。 - 【請求項５】前記燃料極および前記酸化剤極は、前記高
分子電解質膜に接触する面積が異なっていることを特徴
とする請求項４に記載の固体高分子型燃料電池。 - 【請求項６】前記燃料極および前記酸化剤極には前記高
分子電解質膜に接触する領域を形成する凸部がそれぞれ
形成されており、これら凸部を取り囲むように上記凸部
の高さとほぼ同じ厚みに形成された額縁状補強シートが
装着されていることを特徴とする請求項４に記載の固体
高分子型燃料電池。 - 【請求項７】前記額縁状補強シートは、前記高分子電解
質膜と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求
項６に記載に固体高分子型燃料電池。 - 【請求項８】高分子電解質膜と、この高分子電解質膜を
相互で挾持するように配置された燃料極および酸化剤極
と、前記燃料極の背面に接触配置された燃料極側集電体
と、前記酸化剤極の背面に接触配置された酸化剤極側集
電体と、前記燃料極側集電体の前記燃料極に接触する面
に形成されて上記燃料極に燃料ガスを分配供給する複数
の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電体の前記酸化剤極
に接触する面に形成されて上記酸化剤極に酸化剤ガスを
分配供給する複数の酸化剤供給溝と、前記燃料極側集電
体の背面側に設けられて冷却水を案内する冷却板と、こ
の冷却板と前記燃料極側集電体との間に設けられて上記
冷却板によって案内された水の一部が上記燃料極側集電
体へ移行する量を制御する加湿水透過板とを含む単位セ
ルを備えた固体高分子型燃料電池において、 前記加湿水透過板は、導電性の非焼結部材で形成されて
いることを特徴とする固体高分子型燃料電池。 - 【請求項９】前記加湿水透過板は、導電材料を含む多孔
質構造のフッ素系樹脂材料の薄板で形成されていること
を特徴とする請求項８に記載の固体高分子型燃料電池。 - 【請求項１０】前記加湿水透過板は、大きさの異なる孔
が穿設された平板で形成されていることを特徴とする請
求項８に記載の固体高分子型燃料電池。 - 【請求項１１】高分子電解質膜と、この高分子電解質膜
を相互で挾持するように配置された燃料極および酸化剤
極と、前記燃料極の背面に接触配置された燃料極側集電
体と、前記酸化剤極の背面に接触配置された酸化剤極側
集電体と、前記燃料極側集電体の前記燃料極に接触する
面に形成されて上記燃料極に燃料ガスを分配供給する複
数の燃料供給溝と、前記酸化剤極側集電体の前記酸化剤
極に接触する面に形成されて上記酸化剤極に酸化剤ガス
を分配供給する複数の酸化剤供給溝とを含む単位セルを
複数積層した積層体が、前記単位セルの積層方向に対し
て直交する方向に複数並設され、隣接する前記積層体間
が電気的に直列に接続されていることを特徴とする固体
高分子型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326733A JPH10172587A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 固体高分子型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326733A JPH10172587A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 固体高分子型燃料電池 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003400719A Division JP4503994B2 (ja) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | 固体高分子型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172587A true JPH10172587A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18191080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8326733A Pending JPH10172587A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 固体高分子型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10172587A (ja) |
Cited By (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010215A1 (de) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Axiva Gmbh | Pme-brennstoffzelle mit verbesserter langzeitperformance, verfahren zum betrieb einer pme-brennstoffzelle und pme-brennstoffzellenbatterie |
| WO2000014819A1 (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid polymer type fuel cell system |
| JP2001068140A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2001076751A (ja) * | 1999-09-01 | 2001-03-23 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| WO2001035477A1 (en) * | 1999-11-08 | 2001-05-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
| EP1152477A2 (en) | 2000-05-02 | 2001-11-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Polymeric membrane fuel cell |
| JP2002075416A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池装置及び燃料電池装置の運転方法。 |
| WO2002061869A1 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High polymer electrolyte fuel cell and electrolyte film-gasket assembly for the fuel cell |
| JP2003508885A (ja) * | 1999-09-02 | 2003-03-04 | インターナショナル フュエル セルズ，エルエルシー | 水に対する濡れ性の向上した多孔質炭素体 |
| JP2003068323A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Honda Motor Co Ltd | 膜・電極構造体及び燃料電池 |
| JP2003068318A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-07 | Osaka Gas Co Ltd | 固体高分子型燃料電池のセル及び固体高分子型燃料電池 |
| JP2005149851A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Nissan Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
| JP2007042347A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体及びその製造方法 |
| JP2007506246A (ja) * | 2003-09-17 | 2007-03-15 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | Ｍｅａ触媒層の重なり合いを制御することによる一つのｍｅａ故障モードに取り組む方法 |
| JP2007103279A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平板型燃料電池スタック |
| JP2007103280A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平板型燃料電池スタック |
| WO2007094459A1 (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 膜触媒層接合体、膜電極接合体及び高分子電解質形燃料電池 |
| JP2008511118A (ja) * | 2004-08-25 | 2008-04-10 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 拡散媒体内の縁部応力の緩和 |
| JP2008515137A (ja) * | 2004-09-24 | 2008-05-08 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | メンブラン電極アセンブリー |
| WO2008072550A1 (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-19 | Panasonic Corporation | 膜－電極接合体、及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池 |
| JP2008525971A (ja) * | 2004-12-28 | 2008-07-17 | バラード パワー システムズ インコーポレイティド | 燃料電池性能改善のための膜電極接合体 |
| WO2008126350A1 (ja) * | 2007-03-14 | 2008-10-23 | Panasonic Corporation | 膜－膜補強部材接合体、膜－触媒層接合体、膜－電極接合体、高分子電解質形燃料電池、及び膜－電極接合体の製造方法 |
| JP2009193700A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用電極集成体、燃料電池用電極集成体の製造方法および燃料電池 |
| JP2009266799A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-11-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 膜電極接合体および燃料電池 |
| JP2009283267A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電解質・電極構造体及び燃料電池 |
| JP2010267628A (ja) * | 2010-07-26 | 2010-11-25 | Honda Motor Co Ltd | 膜・電極構造体および燃料電池 |
| JP2011523766A (ja) * | 2008-06-05 | 2011-08-18 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 電気化学的電池の製造方法 |
| JP2011165432A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| US8221931B2 (en) | 1999-09-01 | 2012-07-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Solid polymer electrolyte fuel cell stack |
| JP2013084353A (ja) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| WO2014006817A1 (ja) | 2012-07-02 | 2014-01-09 | パナソニック株式会社 | 固体高分子型燃料電池用の膜電極接合体とその製造方法および固体高分子型燃料電池 |
| JP2014044957A (ja) * | 2013-10-28 | 2014-03-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電解質・電極構造体及び燃料電池 |
| JP2014120368A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Toyota Motor Corp | 燃料電池とその製造方法 |
| JP2014186859A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック及びその運転方法 |
| US9105898B2 (en) | 2012-03-09 | 2015-08-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| JP2022052840A (ja) * | 2020-09-24 | 2022-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP8326733A patent/JPH10172587A/ja active Pending
Cited By (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010215A1 (de) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Axiva Gmbh | Pme-brennstoffzelle mit verbesserter langzeitperformance, verfahren zum betrieb einer pme-brennstoffzelle und pme-brennstoffzellenbatterie |
| JP2002533869A (ja) * | 1998-08-10 | 2002-10-08 | セラニーズ・ヴェンチャーズ・ゲーエムベーハー | 改良した長期間性能を有するｐｅｍ燃料電池、ｐｅｍ燃料電池の操作方法およびｐｅｍ燃料電池蓄電池 |
| US6852440B1 (en) | 1998-08-10 | 2005-02-08 | Axiva Gmbh | Fuel cell with improved long term performance, method for operating a PME fuel cell and PME fuel cell battery |
| US6613467B1 (en) | 1998-09-04 | 2003-09-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polymer electrolyte fuel cells system |
| WO2000014819A1 (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid polymer type fuel cell system |
| JP2001068140A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2001076751A (ja) * | 1999-09-01 | 2001-03-23 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| US8221931B2 (en) | 1999-09-01 | 2012-07-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Solid polymer electrolyte fuel cell stack |
| JP2003508885A (ja) * | 1999-09-02 | 2003-03-04 | インターナショナル フュエル セルズ，エルエルシー | 水に対する濡れ性の向上した多孔質炭素体 |
| WO2001035477A1 (en) * | 1999-11-08 | 2001-05-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
| US6884536B1 (en) | 1999-11-08 | 2005-04-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
| EP1152477A2 (en) | 2000-05-02 | 2001-11-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Polymeric membrane fuel cell |
| EP1152477A3 (en) * | 2000-05-02 | 2007-03-14 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Polymeric membrane fuel cell |
| JP2002075416A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池装置及び燃料電池装置の運転方法。 |
| US6840969B2 (en) | 2001-01-31 | 2005-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High polymer electrolyte fuel cell and electrolyte film-gasket assembly for the fuel cell |
| WO2002061869A1 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High polymer electrolyte fuel cell and electrolyte film-gasket assembly for the fuel cell |
| CN1305157C (zh) * | 2001-01-31 | 2007-03-14 | 松下电器产业株式会社 | 高分子电解质型燃料电池及其电解质膜－密封垫组合体 |
| JP2003068318A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-07 | Osaka Gas Co Ltd | 固体高分子型燃料電池のセル及び固体高分子型燃料電池 |
| JP2003068323A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Honda Motor Co Ltd | 膜・電極構造体及び燃料電池 |
| JP2007506246A (ja) * | 2003-09-17 | 2007-03-15 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | Ｍｅａ触媒層の重なり合いを制御することによる一つのｍｅａ故障モードに取り組む方法 |
| JP2005149851A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Nissan Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
| JP2008511118A (ja) * | 2004-08-25 | 2008-04-10 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 拡散媒体内の縁部応力の緩和 |
| JP4921369B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2012-04-25 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 拡散媒体内の縁部応力の緩和 |
| JP2008515137A (ja) * | 2004-09-24 | 2008-05-08 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | メンブラン電極アセンブリー |
| JP2008525971A (ja) * | 2004-12-28 | 2008-07-17 | バラード パワー システムズ インコーポレイティド | 燃料電池性能改善のための膜電極接合体 |
| JP2007042347A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体及びその製造方法 |
| JP2007103279A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平板型燃料電池スタック |
| JP2007103280A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平板型燃料電池スタック |
| WO2007094459A1 (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 膜触媒層接合体、膜電極接合体及び高分子電解質形燃料電池 |
| JP5095601B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2012-12-12 | パナソニック株式会社 | 膜触媒層接合体、膜電極接合体及び高分子電解質形燃料電池 |
| WO2008072550A1 (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-19 | Panasonic Corporation | 膜－電極接合体、及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池 |
| JP5214591B2 (ja) * | 2007-03-14 | 2013-06-19 | パナソニック株式会社 | 膜−膜補強部材接合体、膜−触媒層接合体、膜−電極接合体、高分子電解質形燃料電池、及び膜−電極接合体の製造方法 |
| WO2008126350A1 (ja) * | 2007-03-14 | 2008-10-23 | Panasonic Corporation | 膜－膜補強部材接合体、膜－触媒層接合体、膜－電極接合体、高分子電解質形燃料電池、及び膜－電極接合体の製造方法 |
| US8192896B2 (en) | 2007-03-14 | 2012-06-05 | Panasonic Corporation | Membrane-membrane reinforcing member assembly, membrane-catalyst layer assembly, membrane-electrode assembly, polymer electrolyte fuel cell, and method for manufacturing membrane-electrode assembly |
| JP2009193700A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用電極集成体、燃料電池用電極集成体の製造方法および燃料電池 |
| JP2009266799A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-11-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 膜電極接合体および燃料電池 |
| JP2009283267A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電解質・電極構造体及び燃料電池 |
| US8524416B2 (en) | 2008-05-22 | 2013-09-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrolyte electrode assembly and fuel cell |
| JP2011523766A (ja) * | 2008-06-05 | 2011-08-18 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 電気化学的電池の製造方法 |
| JP2011165432A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2010267628A (ja) * | 2010-07-26 | 2010-11-25 | Honda Motor Co Ltd | 膜・電極構造体および燃料電池 |
| JP2013084353A (ja) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| US9105898B2 (en) | 2012-03-09 | 2015-08-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| WO2014006817A1 (ja) | 2012-07-02 | 2014-01-09 | パナソニック株式会社 | 固体高分子型燃料電池用の膜電極接合体とその製造方法および固体高分子型燃料電池 |
| US10074866B2 (en) | 2012-07-02 | 2018-09-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Membrane electrode assembly for polymer electrolyte fuel cell, method of producing the same and polymer electrolyte fuel cell |
| JP2014120368A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Toyota Motor Corp | 燃料電池とその製造方法 |
| JP2014186859A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック及びその運転方法 |
| JP2014044957A (ja) * | 2013-10-28 | 2014-03-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用電解質・電極構造体及び燃料電池 |
| JP2022052840A (ja) * | 2020-09-24 | 2022-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10172587A (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| US5976726A (en) | Electrochemical cell with fluid distribution layer having integral sealing capability | |
| EP1517392B1 (en) | Solid high polymer type cell assembly | |
| JP3841347B2 (ja) | 高分子電解質型燃料電池 | |
| US6743541B2 (en) | Monopolar cell pack of proton exchange membrane fuel cell and direct methanol fuel cell | |
| US20020192530A1 (en) | Fuel cell that can stably generate electricity with excellent characteristics | |
| JPH11154523A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池の単セルおよびスタック | |
| JP2002260695A (ja) | 燃料電池スタックおよびその運転方法 | |
| JP2006523933A (ja) | 圧力降下可変式燃料電池スタック | |
| JP6861310B2 (ja) | 燃料電池用のバイポーラプレート、燃料電池スタック、および燃料電池スタックを備えた燃料電池システムを有する車両 | |
| JP2001126750A (ja) | 高分子電解質型燃料電池およびその締結方法 | |
| JP3942578B2 (ja) | 燃料電池 | |
| US20210313594A1 (en) | Gas flow path structure, support plate and fuel cell | |
| JP2001135326A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池および同スタック | |
| JP4503994B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| CN113614962A (zh) | 燃料电池的双极板、具有这种双极板的燃料电池堆以及具有这种燃料电池堆的车辆 | |
| JP2002170581A (ja) | 高分子電解質型燃料電池 | |
| JP2000251902A (ja) | 燃料電池用ガスセパレータおよびその製造方法並びに燃料電池 | |
| JP2000251901A (ja) | 燃料電池用セル及びこれを用いた燃料電池 | |
| WO2024037530A1 (zh) | 燃料电池 | |
| JP2001185162A (ja) | 燃料電池とその製造方法 | |
| US20100159358A1 (en) | Separator for fuel cell and fuel cell comprising the same | |
| US7465514B2 (en) | Electrochemical energy source and electronic device incorporating such an energy source | |
| JP2002198072A (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JP2004179074A (ja) | 燃料電池 |