JP2002050390A - スタック構造を有する燃料電池 - Google Patents
スタック構造を有する燃料電池Info
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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
(57)【要約】
【課題】 セパレータを不要にしてスタック構造全体の
スタック方向での長さを短縮可能とすると共に流路の構
成を簡素化し、また、各発電素子間で直列若しくは並列
接続を任意に実現できるスタック構造を有する燃料電池
の提供。 【解決手段】 陰極４と、陽極５と、陰極と陽極との間
に密着して設けられた伝導体膜３とからなる３層構造の
発電素子２が層方向に複数配列される。ここで隣合う発
電素子間の対向する電極が同極となるように、また対向
する陰極間には水素ガス供給路のみが、また対向する陽
極間には空気供給路のみが設けられ、陰極に水素が陽極
に空気が供給される。隣合う発電素子間の対向する電極
間は絶縁体８で接続されて、水素ガス供給路及び空気供
給路が封止される。
スタック方向での長さを短縮可能とすると共に流路の構
成を簡素化し、また、各発電素子間で直列若しくは並列
接続を任意に実現できるスタック構造を有する燃料電池
の提供。 【解決手段】 陰極４と、陽極５と、陰極と陽極との間
に密着して設けられた伝導体膜３とからなる３層構造の
発電素子２が層方向に複数配列される。ここで隣合う発
電素子間の対向する電極が同極となるように、また対向
する陰極間には水素ガス供給路のみが、また対向する陽
極間には空気供給路のみが設けられ、陰極に水素が陽極
に空気が供給される。隣合う発電素子間の対向する電極
間は絶縁体８で接続されて、水素ガス供給路及び空気供
給路が封止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスタック構造を有する燃
料電池に関し、特に多数の発電素子（セル）を積層した
スタック構造を有する燃料電池に関する。
料電池に関し、特に多数の発電素子（セル）を積層した
スタック構造を有する燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、発電素子と呼ばれるセルを
複数並べて接続し、燃料電池スタックとして使用するの
が一般的である。図４に示されるように、発電素子２
は、水素イオンだけを通す高分子の伝導体膜３を、陰極
４と陽極５からなる２枚の電極で挟んでおり、更にその
両側をセパレータ１０２で囲む構造である。陰極４は、
伝導体膜３の一方の面に密着する水素電極と、水素電極
に密着すると共に水素ガス通過用の貫通孔が形成された
集電体を備える。また陽極５は、伝導体膜３の他方の面
に密着する酸素電極と、酸素電極に密着すると共に、空
気通過用の貫通孔が形成された集電体を備える。そし
て、このような発電素子２を層方向に複数並べると共
に、隣接した発電素子間では、陽極５と陰極４が対向
し、陽極５と陰極４の間にはガス分離のための導電性の
セパレータ１０２が設けられる。更に、各電極とセパレ
ータ１０２との間には、供給されたガスを封止するため
の導電性のスペーサ１０３が設けられる。そして、陽極
５とセパレータ１０２との間は大気が導入される空気供
給路１０７をなし、陽極５側に空気のみが供給可能に構
成される。また、陰極４とセパレータ１０２との間は水
素ガスが導入される水素供給路１０６をなし、陰極４側
のみに水素ガスが供給可能に構成される。
複数並べて接続し、燃料電池スタックとして使用するの
が一般的である。図４に示されるように、発電素子２
は、水素イオンだけを通す高分子の伝導体膜３を、陰極
４と陽極５からなる２枚の電極で挟んでおり、更にその
両側をセパレータ１０２で囲む構造である。陰極４は、
伝導体膜３の一方の面に密着する水素電極と、水素電極
に密着すると共に水素ガス通過用の貫通孔が形成された
集電体を備える。また陽極５は、伝導体膜３の他方の面
に密着する酸素電極と、酸素電極に密着すると共に、空
気通過用の貫通孔が形成された集電体を備える。そし
て、このような発電素子２を層方向に複数並べると共
に、隣接した発電素子間では、陽極５と陰極４が対向
し、陽極５と陰極４の間にはガス分離のための導電性の
セパレータ１０２が設けられる。更に、各電極とセパレ
ータ１０２との間には、供給されたガスを封止するため
の導電性のスペーサ１０３が設けられる。そして、陽極
５とセパレータ１０２との間は大気が導入される空気供
給路１０７をなし、陽極５側に空気のみが供給可能に構
成される。また、陰極４とセパレータ１０２との間は水
素ガスが導入される水素供給路１０６をなし、陰極４側
のみに水素ガスが供給可能に構成される。
【０００３】空気（酸素）と水素ガスが、セパレータ１
０２によって仕切られたそれぞれの供給路１０６，１０
７に互いに独立して供給されると、水素ガスは陰極４に
よって水素イオンとなり、伝導体膜３を通過して陽極５
側に移動する。このとき水素は電子を放出しそれが電位
差を生じさせる。電位差は１セル当りで１ボルト以下で
ありわずかであるが、上記のように、多数のセルを積層
し、導電性スペーサ１０３、導電性セパレータ１０２を
介して互いに直列接続することで、高い電圧が得られ
る。また以上のような水素ガス供給路１０６と空気供給
路１０７とが隣合った位置にある構造では、陽極５側で
発生した水を陰極４の加湿に用いるためには、レイアウ
ト上有利である。
０２によって仕切られたそれぞれの供給路１０６，１０
７に互いに独立して供給されると、水素ガスは陰極４に
よって水素イオンとなり、伝導体膜３を通過して陽極５
側に移動する。このとき水素は電子を放出しそれが電位
差を生じさせる。電位差は１セル当りで１ボルト以下で
ありわずかであるが、上記のように、多数のセルを積層
し、導電性スペーサ１０３、導電性セパレータ１０２を
介して互いに直列接続することで、高い電圧が得られ
る。また以上のような水素ガス供給路１０６と空気供給
路１０７とが隣合った位置にある構造では、陽極５側で
発生した水を陰極４の加湿に用いるためには、レイアウ
ト上有利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のスタック構造を有する燃料電池１０１によると、隣合
う発電素子２，２間には、必ずセパレータ１０２が必要
となり、セパレータ１０２の両面には、異種のガス流路
１０６、１０７を形成する必要があり、流路構造が複雑
となる。また、隣合う発電素子２，２間には、積層方向
でみたとき、水素ガス供給路１０６、セパレータ１０
２、空気供給路１０７の３層構造となり、その分だけ、
スタック構造全体の積層方向の長さが増大し、コンパク
ト化の要請に反する。加えて、従来のスタック構造で
は、直列による接続のみしか実現し得ず、スタック構造
全体の出力アップには貢献できるが、各発電素子間で任
意の接続をするという接続の自由度を向上させる要請に
は、応えることができない。
のスタック構造を有する燃料電池１０１によると、隣合
う発電素子２，２間には、必ずセパレータ１０２が必要
となり、セパレータ１０２の両面には、異種のガス流路
１０６、１０７を形成する必要があり、流路構造が複雑
となる。また、隣合う発電素子２，２間には、積層方向
でみたとき、水素ガス供給路１０６、セパレータ１０
２、空気供給路１０７の３層構造となり、その分だけ、
スタック構造全体の積層方向の長さが増大し、コンパク
ト化の要請に反する。加えて、従来のスタック構造で
は、直列による接続のみしか実現し得ず、スタック構造
全体の出力アップには貢献できるが、各発電素子間で任
意の接続をするという接続の自由度を向上させる要請に
は、応えることができない。
【０００５】そこで本発明は、セパレータを不要にして
スタック構造全体のスタック方向での長さを短縮可能と
すると共に流路の構成を簡素化し、また、各発電素子間
で直列又は並列接続を任意に実現できるスタック構造を
有する燃料電池を提供することを目的とする。
スタック構造全体のスタック方向での長さを短縮可能と
すると共に流路の構成を簡素化し、また、各発電素子間
で直列又は並列接続を任意に実現できるスタック構造を
有する燃料電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、水素電極及び集電体を有する陰極と、酸
素電極及び集電体を有する陽極と、該陰極と該陽極との
間に密着して設けられた伝導体膜とからなる３層構造の
発電素子を、層方向に複数配列すると共に、該水素電極
に水素を供給し該酸素電極に酸素を供給するために、各
発電素子間に水素ガス供給路及び空気供給路が配置され
た燃料電池のスタック構造において、隣合う発電素子間
の対向する電極が同極となるようにそれぞれの発電素子
が配置され、対向する陰極間には水素ガス供給路のみ
が、また対向する陽極間には空気供給路のみが設けら
れ、隣合う発電素子間の対向する電極間は、絶縁体で接
続されて該水素ガス供給路及び該空気供給路を封止する
スタック構造を有する燃料電池を提供している。
に、本発明は、水素電極及び集電体を有する陰極と、酸
素電極及び集電体を有する陽極と、該陰極と該陽極との
間に密着して設けられた伝導体膜とからなる３層構造の
発電素子を、層方向に複数配列すると共に、該水素電極
に水素を供給し該酸素電極に酸素を供給するために、各
発電素子間に水素ガス供給路及び空気供給路が配置され
た燃料電池のスタック構造において、隣合う発電素子間
の対向する電極が同極となるようにそれぞれの発電素子
が配置され、対向する陰極間には水素ガス供給路のみ
が、また対向する陽極間には空気供給路のみが設けら
れ、隣合う発電素子間の対向する電極間は、絶縁体で接
続されて該水素ガス供給路及び該空気供給路を封止する
スタック構造を有する燃料電池を提供している。
【０００７】ここで、隣合う発電素子間の対向する電極
間は、絶縁体で接続されて該水素ガス供給路及び該空気
供給路を封止すると共に、それぞれの発電素子を外部導
線にて任意に接続して、直列又は並列又は直列と並列の
組合せを任意に提供するのが好ましい。
間は、絶縁体で接続されて該水素ガス供給路及び該空気
供給路を封止すると共に、それぞれの発電素子を外部導
線にて任意に接続して、直列又は並列又は直列と並列の
組合せを任意に提供するのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によるスタッ
ク構造を有する燃料電池について図１乃至図３に基づき
説明する。図１に示されるスタック構造を有する燃料電
池１では、４本の発電素子２を直列に接続した例であ
る。
ク構造を有する燃料電池について図１乃至図３に基づき
説明する。図１に示されるスタック構造を有する燃料電
池１では、４本の発電素子２を直列に接続した例であ
る。
【０００９】発電素子２は、図１に示されるように、水
素イオンだけを通す高分子の伝導体膜３を、陰極４と陽
極５からなる２枚の電極で挟む構成である。陰極４は、
伝導体膜３の一方の面に密着する水素電極と、水素電極
に密着すると共に水素ガス通過用の貫通孔が形成された
集電体を備える。また陽極５は、伝導体膜３の他方の面
に密着する酸素電極と、酸素電極に密着すると共に、空
気通過用の貫通孔が形成された集電体を備える。そし
て、このような発電素子２を層方向に複数並べると共
に、隣合う発電素子間の対向する電極が同極となるよう
にそれぞれの発電素子２が配置される。そして、隣合う
陰極４、４間には水素ガス供給路６のみが、また隣合う
陽極５、５間には空気供給路７のみが設けられている。
更に、隣合う発電素子２、２間の対向する電極間は、絶
縁体８で接続されて該水素ガス供給路６及び該空気供給
路７がそれぞれ封止されている。
素イオンだけを通す高分子の伝導体膜３を、陰極４と陽
極５からなる２枚の電極で挟む構成である。陰極４は、
伝導体膜３の一方の面に密着する水素電極と、水素電極
に密着すると共に水素ガス通過用の貫通孔が形成された
集電体を備える。また陽極５は、伝導体膜３の他方の面
に密着する酸素電極と、酸素電極に密着すると共に、空
気通過用の貫通孔が形成された集電体を備える。そし
て、このような発電素子２を層方向に複数並べると共
に、隣合う発電素子間の対向する電極が同極となるよう
にそれぞれの発電素子２が配置される。そして、隣合う
陰極４、４間には水素ガス供給路６のみが、また隣合う
陽極５、５間には空気供給路７のみが設けられている。
更に、隣合う発電素子２、２間の対向する電極間は、絶
縁体８で接続されて該水素ガス供給路６及び該空気供給
路７がそれぞれ封止されている。
【００１０】それぞれの発電素子２は、外部導線９Ａ〜
９Ｃにて任意に接続される。図１に示される４本の発電
素子２を用いた構造では、第１の発電素子２の陰極４と
第２の発電素子２の陽極５とが導線９Ａにて接続され、
第２の発電素子２の陰極４と第３の発電素子２の陽極５
とが導線９Ｂにて接続され、第３の発電素子２の陰極４
と第４の発電素子２の陽極５が導線９Ｃにて接続され
て、全体として直列接続となる。
９Ｃにて任意に接続される。図１に示される４本の発電
素子２を用いた構造では、第１の発電素子２の陰極４と
第２の発電素子２の陽極５とが導線９Ａにて接続され、
第２の発電素子２の陰極４と第３の発電素子２の陽極５
とが導線９Ｂにて接続され、第３の発電素子２の陰極４
と第４の発電素子２の陽極５が導線９Ｃにて接続され
て、全体として直列接続となる。
【００１１】水素供給路６に水素ガスが供給されると、
向い合う発電素子２、２の陰極４、４の集電板の貫通孔
を介して、水素電極に水素が供給される。水素ガスは水
素電極によって水素イオンとなり、水素イオンは伝導体
膜３を通過して酸素電極側に移動する。同時に空気供給
路７には空気（酸素）が供給されているので、陽極５の
集電体の貫通孔を介して、酸素電極に酸素が供給され
る。そして酸素電極において水素イオンと酸素イオンの
反応が起り水が生成される。同時に水素は水素電極に電
子を放出して、電位差を生じさせそれが出力となり、上
述した直列接続によって、所望の電力が出力できる。
向い合う発電素子２、２の陰極４、４の集電板の貫通孔
を介して、水素電極に水素が供給される。水素ガスは水
素電極によって水素イオンとなり、水素イオンは伝導体
膜３を通過して酸素電極側に移動する。同時に空気供給
路７には空気（酸素）が供給されているので、陽極５の
集電体の貫通孔を介して、酸素電極に酸素が供給され
る。そして酸素電極において水素イオンと酸素イオンの
反応が起り水が生成される。同時に水素は水素電極に電
子を放出して、電位差を生じさせそれが出力となり、上
述した直列接続によって、所望の電力が出力できる。
【００１２】図２に示されるスタック構造を有する燃料
電池１１では、発電素子の配列方向や水素供給路６、空
気供給路７の配置については、図１のスタック構造と同
一であるが、導線１９Ａ〜１９Ｅにより、４本の発電素
子２を並列に接続した例である。第１〜第４の発電素子
２の陰極４どうしを、導線１９Ａ、１９Ｂで接続すると
共に、第１〜第４の発電素子の陽極どうしを、導線１９
Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅで接続することで、並列接続が実現
でき、出力アップの要請よりも、低出力の安定供給の要
請に応えることができる。
電池１１では、発電素子の配列方向や水素供給路６、空
気供給路７の配置については、図１のスタック構造と同
一であるが、導線１９Ａ〜１９Ｅにより、４本の発電素
子２を並列に接続した例である。第１〜第４の発電素子
２の陰極４どうしを、導線１９Ａ、１９Ｂで接続すると
共に、第１〜第４の発電素子の陽極どうしを、導線１９
Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅで接続することで、並列接続が実現
でき、出力アップの要請よりも、低出力の安定供給の要
請に応えることができる。
【００１３】図３に示されるスタック構造を有する燃料
電池２１も、発電素子の配列方向や水素供給路６、空気
供給路７の配置については、図１、図２のスタック構造
と同一であるが、導線２９Ａ〜２９Ｅにより、４本の発
電素子について並列と直列を組合わせた例である。第
１、第２の発電素子２の陽極間と陰極間をそれぞれ導線
２９Ａ、２９Ｂで並列接続し、第３と第４の発電素子に
ついても、陽極間と陰極間をそれぞれ導線２９Ｃ、２９
Ｄで並列接続する。そして、第２と第３の発電素子につ
いて、導線２９Ｅで直列接続する。以上のような直列と
並列の組合せによって、所望の出力を得ることができ
る。
電池２１も、発電素子の配列方向や水素供給路６、空気
供給路７の配置については、図１、図２のスタック構造
と同一であるが、導線２９Ａ〜２９Ｅにより、４本の発
電素子について並列と直列を組合わせた例である。第
１、第２の発電素子２の陽極間と陰極間をそれぞれ導線
２９Ａ、２９Ｂで並列接続し、第３と第４の発電素子に
ついても、陽極間と陰極間をそれぞれ導線２９Ｃ、２９
Ｄで並列接続する。そして、第２と第３の発電素子につ
いて、導線２９Ｅで直列接続する。以上のような直列と
並列の組合せによって、所望の出力を得ることができ
る。
【００１４】本発明による燃料電池のスタック構造は、
上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記
載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、
本発明の水素電極に、フラーレン誘導体系プロトン伝導
体を含浸させ、酸素電極に有機物系プロトン伝導体を含
浸させた構造とすることにより、無加湿の状態で燃料電
池を動作させた場合でも、陰極内での水素イオンプロト
ン伝導を良好に実行することができる。この場合には、
陽極で発生した水を陰極の加湿に用いる必要がないこと
から、空気供給路と水素供給路とが近接しておらず各セ
ルによって互いに離間した位置関係にある本発明の構成
にとって、水素電極にフラーレン誘導体系プロトン伝導
体を含浸させることは有利である。また酸素電極におい
ては、水素イオンと酸素イオンとの反応により水が生成
されるので、その水で酸素電極の加湿を行うことができ
る。更に、伝導体膜にフラーレン誘導体系プロトン伝導
体を含浸させた構造とすることにより、無加湿状態でも
伝導体膜内で水素イオンプロトン伝導が行える。
上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記
載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、
本発明の水素電極に、フラーレン誘導体系プロトン伝導
体を含浸させ、酸素電極に有機物系プロトン伝導体を含
浸させた構造とすることにより、無加湿の状態で燃料電
池を動作させた場合でも、陰極内での水素イオンプロト
ン伝導を良好に実行することができる。この場合には、
陽極で発生した水を陰極の加湿に用いる必要がないこと
から、空気供給路と水素供給路とが近接しておらず各セ
ルによって互いに離間した位置関係にある本発明の構成
にとって、水素電極にフラーレン誘導体系プロトン伝導
体を含浸させることは有利である。また酸素電極におい
ては、水素イオンと酸素イオンとの反応により水が生成
されるので、その水で酸素電極の加湿を行うことができ
る。更に、伝導体膜にフラーレン誘導体系プロトン伝導
体を含浸させた構造とすることにより、無加湿状態でも
伝導体膜内で水素イオンプロトン伝導が行える。
【００１５】
【発明の効果】請求項１記載のスタック構造を有する燃
料電池によれば、隣合う発電素子間の対向する電極が同
極となるようにそれぞれの発電素子が配置され、対向す
る陰極間には水素ガス供給路のみが、また対向する陽極
間には空気供給路のみが設けられ、 隣合う発電素子間
の対向する電極間は、絶縁体で接続されて該水素ガス供
給路及び該空気供給路を封止する構成なので、隣合う発
電素子間でセパレータを設けてガスを分離する必要がな
くなり、よってガス流路の機械的構成が簡略化され、ま
た、スタック方向の長さを短くすることができる。
料電池によれば、隣合う発電素子間の対向する電極が同
極となるようにそれぞれの発電素子が配置され、対向す
る陰極間には水素ガス供給路のみが、また対向する陽極
間には空気供給路のみが設けられ、 隣合う発電素子間
の対向する電極間は、絶縁体で接続されて該水素ガス供
給路及び該空気供給路を封止する構成なので、隣合う発
電素子間でセパレータを設けてガスを分離する必要がな
くなり、よってガス流路の機械的構成が簡略化され、ま
た、スタック方向の長さを短くすることができる。
【００１６】請求項２記載のスタック構造を有する燃料
電池によれば、それぞれの発電素子を外部導線にて任意
に接続可能に設けられるので、直接接続のみならず、所
望の並列又は直列と並列の組合せを任意に提供すること
ができ、接続の自由度を高めることができ、電圧や電流
を所望の値に変更することが可能となる。
電池によれば、それぞれの発電素子を外部導線にて任意
に接続可能に設けられるので、直接接続のみならず、所
望の並列又は直列と並列の組合せを任意に提供すること
ができ、接続の自由度を高めることができ、電圧や電流
を所望の値に変更することが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態によるスタック構造を有す
る燃料電池の断面図であって、直列接続により構成した
もの。
る燃料電池の断面図であって、直列接続により構成した
もの。
【図２】本発明の実施の形態によるスタック構造を有す
る燃料電池の断面図であって、並列接続により構成した
もの。
る燃料電池の断面図であって、並列接続により構成した
もの。
【図３】本発明の実施の形態によるスタック構造を有す
る燃料電池の断面図であって、直列接続と並列接続の組
合せにより構成したもの。
る燃料電池の断面図であって、直列接続と並列接続の組
合せにより構成したもの。
【図４】従来のスタック構造を有する燃料電池の断面
図。
図。
１、１１、２１ スタック構造を有する燃料電池 ２ セル ３ 伝導体膜 ４ 陰極 ５ 陽極 ６ 水素供給路 ７ 空気供給路 ８ 絶縁体 ９Ａ〜９Ｃ、１９Ａ〜１９Ｅ、２９Ａ〜２９Ｅ 導線
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年８月１６日（２０００．８．１
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、水素電極及び集電体を有する陰極と、酸
素電極及び集電体を有する陽極と、該陰極と該陽極との
間に密着して設けられた伝導体膜とからなる３層構造の
発電素子を、層方向に複数配列すると共に、該水素電極
に水素を供給し該酸素電極に酸素を供給するために、各
発電素子間に水素ガス供給路及び空気供給路が配置され
たスタック構造を有する燃料電池において、 隣合う発
電素子間の対向する電極が同極となるようにそれぞれの
発電素子が配置され、対向する陰極間には水素ガス供給
路のみが、また対向する陽極間には空気供給路のみが設
けられ、隣合う発電素子間の対向する電極間は、絶縁体
で接続されて該水素ガス供給路及び該空気供給路を封止
するスタック構造を有する燃料電池を提供している。
に、本発明は、水素電極及び集電体を有する陰極と、酸
素電極及び集電体を有する陽極と、該陰極と該陽極との
間に密着して設けられた伝導体膜とからなる３層構造の
発電素子を、層方向に複数配列すると共に、該水素電極
に水素を供給し該酸素電極に酸素を供給するために、各
発電素子間に水素ガス供給路及び空気供給路が配置され
たスタック構造を有する燃料電池において、 隣合う発
電素子間の対向する電極が同極となるようにそれぞれの
発電素子が配置され、対向する陰極間には水素ガス供給
路のみが、また対向する陽極間には空気供給路のみが設
けられ、隣合う発電素子間の対向する電極間は、絶縁体
で接続されて該水素ガス供給路及び該空気供給路を封止
するスタック構造を有する燃料電池を提供している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】本発明によるスタック構造を有する燃料電
池は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範
囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例
えば、本発明の水素電極に、フラーレン誘導体系プロト
ン伝導体を含浸させ、酸素電極に有機物系プロトン伝導
体を含浸させた構造とすることにより、無加湿の状態で
燃料電池を動作させた場合でも、陰極内での水素イオン
プロトン伝導を良好に実行することができる。この場合
には、陽極で発生した水を陰極の加湿に用いる必要がな
いことから、空気供給路と水素供給路とが近接しておら
ず各セルによって互いに離間した位置関係にある本発明
の構成にとって、水素電極にフラーレン誘導体系プロト
ン伝導体を含浸させることは有利である。また酸素電極
においては、水素イオンと酸素イオンとの反応により水
が生成されるので、その水で酸素電極の加湿を行うこと
ができる。更に、伝導体膜にフラーレン誘導体系プロト
ン伝導体を含浸させた構造とすることにより、無加湿状
態でも伝導体膜内で水素イオンプロトン伝導が行える。
池は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範
囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例
えば、本発明の水素電極に、フラーレン誘導体系プロト
ン伝導体を含浸させ、酸素電極に有機物系プロトン伝導
体を含浸させた構造とすることにより、無加湿の状態で
燃料電池を動作させた場合でも、陰極内での水素イオン
プロトン伝導を良好に実行することができる。この場合
には、陽極で発生した水を陰極の加湿に用いる必要がな
いことから、空気供給路と水素供給路とが近接しておら
ず各セルによって互いに離間した位置関係にある本発明
の構成にとって、水素電極にフラーレン誘導体系プロト
ン伝導体を含浸させることは有利である。また酸素電極
においては、水素イオンと酸素イオンとの反応により水
が生成されるので、その水で酸素電極の加湿を行うこと
ができる。更に、伝導体膜にフラーレン誘導体系プロト
ン伝導体を含浸させた構造とすることにより、無加湿状
態でも伝導体膜内で水素イオンプロトン伝導が行える。
Claims (2)
- 【請求項１】 水素電極及び集電体を有する陰極と、酸
素電極及び集電体を有する陽極と、該陰極と該陽極との
間に密着して設けられた伝導体膜とからなる３層構造の
発電素子を、層方向に複数配列すると共に、該水素電極
に水素を供給し該酸素電極に酸素を供給するために、各
発電素子間に水素ガス供給路及び空気供給路が配置され
た燃料電池のスタック構造において、 隣合う発電素子間の対向する電極が同極となるようにそ
れぞれの発電素子が配置され、対向する陰極間には水素
ガス供給路のみが、また対向する陽極間には空気供給路
のみが設けられ、隣合う発電素子間の対向する電極間
は、絶縁体で接続されて該水素ガス供給路及び該空気供
給路を封止することを特徴とするスタック構造を有する
燃料電池。 - 【請求項２】 それぞれの発電素子を外部導線にて任意
に接続して、直列又は並列又は直列と並列の組合せを任
意に提供することを特徴とする請求項１記載のスタック
構造を有する燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238244A JP2002050390A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | スタック構造を有する燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238244A JP2002050390A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | スタック構造を有する燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002050390A true JP2002050390A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18729975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000238244A Pending JP2002050390A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | スタック構造を有する燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002050390A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2000
- 2000-08-07 JP JP2000238244A patent/JP2002050390A/ja active Pending
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| US8440361B2 (en) | 2007-08-20 | 2013-05-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Monopolar separator with an insulation layer for a fuel cell system |
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| KR102283441B1 (ko) * | 2018-12-27 | 2021-07-30 | 스탠다드에너지(주) | 직병렬 구조가 혼합된 레독스 흐름전지용 전지셀 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040629 |