JP2010170938A - Fuel cell - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料電池の筐体外への漏水を防止する。
【解決手段】この燃料電池は、アノードとカソードと、アノードとカソードとの間に挟持されたプロトン伝導性の電解質膜と、アノードに燃料を供給する燃料供給機構と、カソードで生成した水の蒸散を抑止する保湿層を備えた燃料電池であり、保湿層の外側に気液選択透過層を有する。別の態様の燃料電池は、保湿層の外側に吸水層を有する。
【選択図】図1Water leakage outside a casing of a fuel cell is prevented.
The fuel cell includes an anode, a cathode, a proton conductive electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode, a fuel supply mechanism for supplying fuel to the anode, and transpiration of water generated at the cathode. The fuel cell is provided with a moisturizing layer that suppresses the above, and has a gas-liquid selective permeation layer outside the moisturizing layer. The fuel cell of another aspect has a water absorption layer on the outer side of a moisture retention layer.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、燃料電池に係り、特にメタノールなどの液体燃料を使用した直接メタノール型の燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell, and more particularly, to a direct methanol fuel cell using a liquid fuel such as methanol.
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話などの電子機器は半導体技術の発達とともに小型化されており、これらの電子機器の電源に燃料電池を用いることが試みられている。燃料電池は、燃料と酸化剤を供給するだけで発電することができるシステムである。特に、直接メタノール型燃料電池(DMFC:Direct Methanol Fuel Cell)は、エネルギー密度の高いメタノールを燃料に使用し、電極触媒上でメタノールから直接電流を取り出すことができ、改質器も不要なことから、小型機器用電源として有望視されている。 In recent years, electronic devices such as personal computers and mobile phones have been downsized with the development of semiconductor technology, and attempts have been made to use fuel cells as a power source for these electronic devices. A fuel cell is a system that can generate electricity simply by supplying fuel and an oxidant. In particular, direct methanol fuel cells (DMFCs) use methanol with high energy density as fuel, and can take out current directly from methanol on the electrode catalyst, eliminating the need for a reformer. It is regarded as a promising power source for small devices.
DMFCにおける燃料の供給方法として、液体燃料を気化させてからブロアなどで燃料電池内に送り込む気体供給型と、50mol%以下の濃度の液体燃料をそのままポンプなどで燃料電池内に送り込む液体供給型、さらに、燃料電池内部で50mol%以上の濃度の液体燃料を気化させる内部気化型などが知られている。 As a fuel supply method in the DMFC, a gas supply type in which liquid fuel is vaporized and then sent into the fuel cell with a blower, etc., and a liquid supply type in which liquid fuel having a concentration of 50 mol% or less is directly sent into the fuel cell with a pump or the like, Furthermore, an internal vaporization type that vaporizes liquid fuel having a concentration of 50 mol% or more inside the fuel cell is known.
内部気化型DMFCは、アノード(燃料極)とカソード(空気極)と、アノードとカソードとの間に挟持されたプロトン伝導性の電解質膜と、液体燃料を保持する燃料浸透層と、保持された液体燃料のうち気化成分を拡散させるための気液分離膜とを備えており、気化した燃料が気液分離膜からアノード(アノード触媒層)に供給されるように構成されている。 The internal vaporization type DMFC was held by an anode (fuel electrode) and a cathode (air electrode), a proton conductive electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode, and a fuel permeation layer holding liquid fuel. A gas-liquid separation membrane for diffusing the vaporized component of the liquid fuel is provided, and the vaporized fuel is configured to be supplied from the gas-liquid separation membrane to the anode (anode catalyst layer).
アノード触媒層では、式(1)に示すように、気化したメタノールと水とが反応して二酸化炭素および水素イオン(プロトン)を生成する。
CH3OH+H2O → CO2+6H++6e− ………(1)
In the anode catalyst layer, as shown in Formula (1), vaporized methanol and water react to generate carbon dioxide and hydrogen ions (protons).
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e − (1)
カソード触媒層では、式(2)に示すように、水の発生を伴う反応が進行する。
(3/2)O2+6H++6e− → 3H2O ………(2)
また、カソード触媒層では、アノード側からカソード側へ拡散したメタノールが直接酸化されることで水を生成する。これらの水は、カソードと酸素取り入れ口との間に具備された保湿層によって再びカソードに戻り、自己拡散することによってアノード側へ供給される。そして、アノード触媒層における前記式(1)の反応に必要な水として利用される。
In the cathode catalyst layer, as shown in Formula (2), a reaction accompanied by the generation of water proceeds.
(3/2) O 2 + 6H + + 6e − → 3H 2 O (2)
In the cathode catalyst layer, water is generated by directly oxidizing methanol diffused from the anode side to the cathode side. These waters are returned to the cathode again by the moisturizing layer provided between the cathode and the oxygen inlet, and are supplied to the anode side by self-diffusion. And it utilizes as water required for reaction of said Formula (1) in an anode catalyst layer.
このように、DMFCでは発電時に水が発生し、この水がアノード反応に必要な水として利用され、一部はカソードと酸素取り入れ口との間に配置された保湿層を透過し、水蒸気(気体)として筐体外に拡散される。しかし、消費(反応)電流が大きくなり水の発生量が増大した場合、あるいは、低温もしくは高湿のような水蒸気が凝結しやすい環境下では、水蒸気(気体)として大気中に拡散しきれず、凝結した水が筐体外へ漏水するという問題があった(例えば、特許文献1参照)。 Thus, in DMFC, water is generated during power generation, and this water is used as water necessary for the anode reaction. A part of the water passes through the moisturizing layer disposed between the cathode and the oxygen inlet, and water vapor (gas ) Is diffused outside the housing. However, when the consumption (reaction) current increases and the amount of water generated increases, or in an environment where water vapor is likely to condense, such as low temperature or high humidity, it cannot be fully diffused into the atmosphere as water vapor (gas). There has been a problem that the water leaked out of the housing (see, for example, Patent Document 1).
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、外部への漏水が防止された燃料電池を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a fuel cell in which water leakage to the outside is prevented.
本発明の第1の態様の燃料電池は、アノード(燃料極)と、カソード(空気極)と、前記アノードと前記カソードとの間に挟持されたプロトン伝導性を有する電解質膜と、前記アノードに燃料を供給する燃料供給機構と、前記カソードの外側に配置され該カソードで生成した水の蒸散を抑止する保湿層を備えた燃料電池であり、前記保湿層の外側に気液選択透過層を有することを特徴とする。 A fuel cell according to a first aspect of the present invention includes an anode (fuel electrode), a cathode (air electrode), an electrolyte membrane having proton conductivity sandwiched between the anode and the cathode, and an anode. A fuel cell comprising a fuel supply mechanism for supplying fuel, and a moisturizing layer disposed outside the cathode to prevent transpiration of water generated at the cathode, and having a gas-liquid selective permeation layer outside the moisturizing layer It is characterized by that.
本発明の第2の態様の燃料電池は、アノード(燃料極)と、カソード(空気極)と、前記アノードと前記カソードとの間に挟持されたプロトン伝導性を有する電解質膜と、前記アノードに燃料を供給する燃料供給機構と、前記カソードの外側に配置され該カソードで生成した水の蒸散を抑止する保湿層を備えた燃料電池であり、前記保湿層の外側に吸水層を有することを特徴とする。 A fuel cell according to a second aspect of the present invention includes an anode (fuel electrode), a cathode (air electrode), an electrolyte membrane having proton conductivity sandwiched between the anode and the cathode, and an anode. A fuel cell comprising a fuel supply mechanism for supplying fuel, and a moisture retention layer disposed outside the cathode to suppress transpiration of water generated at the cathode, and having a water absorption layer outside the moisture retention layer And
本発明の第1の態様の燃料電池によれば、保湿層の外側に気液選択透過層が配置されているので、消費(反応)電流が大きくなり水の発生量が増大した場合において、あるいは低温もしくは高湿のような水蒸気が凝結しやすい環境下においては、凝結した水が気液選択透過層により透過を遮断・抑制され、液体の水として外部に漏出(漏水)することがない。したがって、長期に亘って安定した高い出力を得ることができる。なお、気液選択透過層により透過を遮断された液体状態の水は、カソードの熱などにより気化され、気体(水蒸気)として気液選択透過層を透過して外部に放出される。 According to the fuel cell of the first aspect of the present invention, since the gas-liquid selective permeation layer is disposed outside the moisture retention layer, when the consumption (reaction) current increases and the amount of water generated increases, or In an environment where water vapor is likely to condense, such as low temperature or high humidity, the condensed water is blocked and suppressed by the gas-liquid selective permeation layer, and does not leak to the outside as liquid water (leakage). Therefore, a stable and high output can be obtained over a long period of time. The water in the liquid state, the permeation of which is blocked by the gas / liquid selective permeation layer, is vaporized by the heat of the cathode, etc., and passes through the gas / liquid selective permeation layer as a gas (water vapor) and is released to the outside.
また、第2の態様の燃料電池によれば、保湿層の外側に吸水層が配置されているので、保湿層中などで凝結した水は吸水層により吸収され保持され、外部に漏水することがない。したがって、長期に亘って安定した高い出力を得ることができる。 Further, according to the fuel cell of the second aspect, since the water absorption layer is disposed outside the moisture retention layer, water condensed in the moisture retention layer or the like can be absorbed and retained by the water absorption layer and leaked to the outside. Absent. Therefore, a stable and high output can be obtained over a long period of time.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る燃料電池の第1の実施形態の構成を示す断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a first embodiment of a fuel cell according to the present invention.
第1の実施形態の燃料電池20は、図1に示すように、アノード触媒層1とアノードガス拡散層2を有するアノード3と、カソード触媒層4とカソードガス拡散層5を有するカソード6、およびアノード触媒層1とカソード触媒層4との間に挟持されたプロトン伝導性を有する電解質膜7とから構成される膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)8を備えている。また、このMEA8のカソード6の外側に、カソード導電層9と保湿層10、および複数の空気導入口11aを有する表面カバー層11を備えており、保湿層10と表面カバー層11との間に、気液選択透過層12が配置されている。さらに、MEA8のアノード3の外側に、アノード導電層13と気液分離膜14およびアノード3(アノード触媒層1)に液体燃料Fを供給する燃料供給機構30を備えている。
As shown in FIG. 1, the
アノード触媒層1とカソード触媒層4は、いずれも、触媒とプロトン伝導性を有する電解質とを含有している。アノード触媒層1に含有されるアノード触媒、ならびにカソード触媒層4に含有されるカソード触媒としては、例えば、白金族元素であるPt、Ru、Rh、Ir、Os、Pdなどの単体金属、これらの白金族元素を含有する合金などを挙げることができる。具体的には、アノード触媒として、メタノールや一酸化炭素に対して強い耐性を有するPt−RuやPt−Moなどの合金を、カソード触媒として、PtやPt−Ni、Pt−Coなどの合金のような金属触媒を用いることが好ましいが、これらに限定されるものではない。また、これらの触媒の微粒子を導電性担体に担持した担持触媒を使用してもよい。導電性担体としては、活性炭や黒鉛などの粒子状のカーボンまたは繊維状のカーボンが使用される。 Each of the anode catalyst layer 1 and the cathode catalyst layer 4 contains a catalyst and an electrolyte having proton conductivity. Examples of the anode catalyst contained in the anode catalyst layer 1 and the cathode catalyst contained in the cathode catalyst layer 4 include simple metals such as platinum group elements such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd. An alloy containing a platinum group element can be used. Specifically, alloys such as Pt—Ru and Pt—Mo having strong resistance to methanol and carbon monoxide are used as an anode catalyst, and alloys such as Pt, Pt—Ni, and Pt—Co are used as cathode catalysts. Although it is preferable to use such a metal catalyst, it is not limited to these. Further, a supported catalyst in which fine particles of these catalysts are supported on a conductive carrier may be used. As the conductive carrier, particulate carbon such as activated carbon or graphite or fibrous carbon is used.
これらの触媒とともにアノード触媒層1およびカソード触媒層4に含有されるプロトン伝導性を有する電解質としては、例えば、スルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体のようなフッ素系樹脂や、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂などの有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸などの無機系材料が挙げられる。具体的には、ナフィオン(商品名;デュポン社製)、フレミオン(商品名;旭硝子社製)、アシプレックス(商品名;旭化成工業社製)などが例示される。なお、プロトン伝導性を有する電解質はこれらに限定されるものではなく、例えば、トリフルオロスチレン誘導体の共重合体、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸、あるいは脂肪族炭化水素系樹脂のような、水素イオン(プロトン)およびメタノールを輸送可能な電解質を使用することができる。 Examples of the proton conductive electrolyte contained in the anode catalyst layer 1 and the cathode catalyst layer 4 together with these catalysts include fluorine resins such as perfluorocarbon polymers having sulfonic acid groups, and sulfonic acid groups. Examples thereof include organic materials such as hydrocarbon resins, and inorganic materials such as tungstic acid and phosphotungstic acid. Specifically, Nafion (trade name; manufactured by DuPont), Flemion (trade name; manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Aciplex (trade name; manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) and the like are exemplified. The electrolyte having proton conductivity is not limited to these. For example, a copolymer of a trifluorostyrene derivative, a polybenzimidazole membrane impregnated with phosphoric acid, an aromatic polyether ketone sulfonic acid, or a fatty acid. An electrolyte capable of transporting hydrogen ions (protons) and methanol, such as a group hydrocarbon-based resin, can be used.
本発明の実施形態においては、このように構成されるアノード触媒層1にアノードガス拡散層2が積層されており、カソード触媒層4にカソードガス拡散層5が積層されている。アノードガス拡散層2は、アノード触媒層1に燃料を均一に供給する役割を果たすとともに、アノード触媒層1の集電体としての役割も果たしている。カソードガス拡散層5はカソード触媒層4に酸化剤である空気を均一に供給する役割を果たすとともに、カソード触媒層4の集電体としての役割も果たしている。これらのアノードガス拡散層2およびカソードガス拡散層5は、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンシルクなどの多孔性炭素質材、チタン、チタン合金、ステンレス、金などの金属材料からなる多孔質体またはメッシュなどで構成されている。
In the embodiment of the present invention, the anode
アノード触媒層1とカソード触媒層4との間に、プロトン伝導性を有する電解質膜7が挟持されている。プロトン伝導性を有する電解質膜7を構成する材料としては、アノード触媒層1とカソード触媒層4に含有される電解質と同じものを挙げることができる、すなわち、ナフィオンやフレミオンなどのスルホン酸基を有するフッ素系樹脂(パーフルオロカーボン重合体)、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂などの有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸などの無機系材料が挙げられる。なお、プロトン伝導性の電解質膜7はこれらに限定されるものではない。
An
また、アノードガス拡散層2の外側にアノード導電層13が積層され、カソードガス拡散層5の外側にカソード導電層9が積層されている。アノード導電層13とカソード導電層9は、例えばAu、Niのような電気特性と化学的安定性に優れた導電性金属材料からなる多孔質層(例えばメッシュ)、または箔体、薄膜、あるいはステンレス鋼(SUS)などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材などで構成される。特にアノード導電層13は、複数の開口部を有する薄膜で構成されることが好ましく、この開口部を介して燃料をMEA8に導く。なお、図1ではカソード導電層9を備えた燃料電池を示しているが、カソード導電層9を別に設けずに、カソードガス拡散層5を導電層として機能させてもよい。
An anode
プロトン伝導性の電解質膜7とアノード導電層13との間であってアノード触媒層1とアノードガス拡散層2の周囲には、例えば断面がO字状であり、平面形状が矩形枠状のシール材21が設けられている。また、プロトン伝導性の電解質膜7とカソード導電層9との間であってカソード触媒層4とカソードガス拡散層5の周囲にも、同じ形状のシール材21が設けられている。これらのシール材21は、MEA8からの燃料漏れおよび酸化剤漏れを防止するものであり、例えばゴムなどの弾性体で構成されている。
A seal between the proton
カソード導電層9の上には、保湿層10が積層されている。保湿層10は、カソード触媒層4で生成された水の一部を含んでおり、水の蒸散を抑制する機能を有している。また、酸化剤である空気をカソードガス拡散層5に均一に導入し、カソード触媒層4への酸化剤(空気)の均一な拡散を促進する機能をも有している。保湿層10は、例えば多孔質ポリエチレン膜などにより構成することができる。
A
保湿層10の上には、気液選択性材料から構成される気液選択透過層12が配置されている。気液選択透過層12は、高い気体透過性を有し液体透過性が低く、かつメタノールや水に対して不活性で溶解しない材料により、保湿層10の全面を覆うようにシート(膜)状に形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
On the
気液選択透過層12を構成する気液選択性材料としては、JIS P−8117−1998に規定された測定方法による透気度が0.5〜3.5秒/100cm3の範囲のものを使用することが好ましい。この透気度測定方法について以下に説明する。 The gas-liquid selective material constituting the gas-liquid selective permeation layer 12 has a gas permeability of 0.5 to 3.5 seconds / 100 cm 3 according to the measurement method defined in JIS P-8117-1998. It is preferable to use it. This air permeability measurement method will be described below.
まず、多孔質層の透気度(透気抵抗度)について説明する。透気抵抗度は、王研式透気度試験機により測定される。透気抵抗度の単位であるガーレ秒は、ガーレ法(JIS P8117)に準ずるもので、圧力差0.0132kgf/cm2の下で100cm3の空気が64.5cm2広さの紙(サンプル)を通過する時間(秒)を意味する。 First, the air permeability (air resistance) of the porous layer will be described. The air resistance is measured by a Oken type air permeability tester. The Gurley second, which is a unit of air resistance, conforms to the Gurley method (JIS P8117), and is a paper (sample) in which 100 cm 3 of air is 64.5 cm 2 wide under a pressure difference of 0.0132 kgf / cm 2. Means time (seconds) to pass through.
王研式透気度試験機の規格は、J. TAPPI NO5B(紙パルプ技術協会規格)であり、型式はEGO-2Sである。また、測定端の直径はφ30mmでノズル型名はG,100、またはφ10mmでノズル型名は1/10G,100である。以下に測定原理を図2〜図5を参照して説明する。 The standard of the Oken air permeability tester is J. TAPPI NO5B (standard of paper pulp technology), and the model is EGO-2S. The diameter of the measurement end is φ30 mm and the nozzle type name is G, 100, or φ10 mm and the nozzle type name is 1 / 10G, 100. The measurement principle will be described below with reference to FIGS.
図2は、王研式(背圧式)透気度測定機を示す模式図である。測定端101には、測定サンプル102(例えば気液選択透過層)が配置されている。測定端101には、細管103を介して水柱圧力計104が接続されている。水柱圧力計104は、細管103に接続された側圧室(B室)105と、ノズルと呼ばれる細管106を介して接続された定圧室(A室)107とを有する。水柱圧力計104の定圧室(A室)107は、細管108を介して外部圧縮源109に接続されている。細管108には、圧力ゲージ110が設けられている。
FIG. 2 is a schematic view showing an Oken type (back pressure type) air permeability measuring machine. At the
測定サンプル102には、外部圧縮源109から配管108、定圧室(A室)107、細管106、側圧室(B室)105、および細管103を通して供給された空気圧が加わる。外部圧縮源109から供給された時点での空気圧は、圧力ゲージ110により測定される。空気圧が加わるのと反対側の面に加わる圧力は、大気圧に保たれる。
Air pressure supplied from the external compression source 109 through the
測定サンプル102を透過する空気圧は、水柱圧力計104により測定される。測定サンプル102のガーレの透気度TGは、以下に説明する原理に基づいて得られる。
The air pressure that passes through the
図3に、図2の測定機の流路に関する図を示す。図3では、図2と同様な部材については同符号を付しているが、側圧室(B室)105の右側に接続されている細管111は、測定サンプル102を見立てたものである。
FIG. 3 shows a diagram relating to the flow path of the measuring machine of FIG. In FIG. 3, the same members as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, but the
図3に関して、両細管内の流れが層流の場合は、流量と差圧の関係はハーゲン=ポアゼイユの法則に従う。また、流速が小さい場合は、流路系に連続の法則が適用できる。 With reference to FIG. 3, when the flow in both capillaries is laminar, the relationship between the flow rate and the differential pressure follows Hagen-Poiseuille's law. Further, when the flow velocity is small, a continuous law can be applied to the flow path system.
QC=Q=π/8μ・(PC−P)・R4/L …(1)
Q=π/8μ・P・r4/l …(2)
PCは定圧室(A室)107の圧力で、500mmH2Oの定圧に保たれている。Pは側圧室(B室)105の圧力、QCはノズル106での流量(cm3/sec)、Qは細管111での流量(cm3/sec)、Lはノズル106の長さ(mm)、lは細管111の長さ(mm)、Rはノズル106の内径(mm)、rは細管111の内径(mm)、μは空気の粘性係数である。
Q C = Q = π / 8 μ · (P C -P) · R 4 / L (1)
Q = π / 8μ · P · r 4 / l (2)
P C at a pressure of constant pressure chamber (A chamber) 107 is kept at a constant pressure of 500mmH 2 O. P is the pressure in the lateral pressure chamber (B chamber) 105, Q C is the
図4は、ガーレ式測定機の流路についての模式図であり、定圧PGに保たれるG室112の空気が細管113を通じて大気中に放出されることを示している。また、細管113は、測定サンプル102を見立てたものである。図4のG室112および細管113は、図2で説明したと同様な法則に従う。
Figure 4 is a schematic diagram of the flow path of Gurley measuring instrument shows that the air in the
QG=π/8μ・PG・r4/l …(3)
TG=100/QG…(4)
PG=4W/πD2=0.0132(kgf/cm2)=1.29(kPa)…(5)
PGは、JIS P8117により規定される測定部の内筒(W=567g,D=74mm)から算出される。QGは細管113での流量(cm3/sec)で、TGは透気度(sec)である。
Q G = π / 8μ · P G · r 4 / l (3)
T G = 100 / Q G (4)
P G = 4 W / πD 2 = 0.0132 (kgf / cm 2 ) = 1.29 (kPa) (5)
P G is the inner cylinder of the measuring portion defined by JIS P8117 (W = 567g, D = 74mm) is calculated from. Q G is the flow rate (cm 3 / sec) in the
上記の式(1),(2),(3),(4)より、TGとPの関係は次式(6)で与えられる。測定機の定数Kが決定されれば、図2の水柱圧力計に直接ガーレの透気度TGを見積もることができる。 From the above equations (1), (2), (3), (4), the relationship between TG and P is given by the following equation (6). If the constant K of the measuring device is determined, the air permeability TG of the Gurley can be estimated directly on the water column pressure gauge of FIG.
TG=800μ/πPG・L/R4・P/(PC−P)
=K・P/(PC−P)…(6)
ここで、Kは測定機の定数(K=800μ/πPG・L/R4)であり、細管106の長さL(mm)および内径R(mm)は設計上定められる。
T G = 800 μ / πP G · L / R 4 · P / (P C -P)
= K · P / (P C -P) (6)
Here, K is a measuring machine constant (K = 800μ / πP G · L / R 4), the length of capillary 106 L (mm) and an inside diameter R (mm) is defined on the design.
また、気液選択透過層12を構成する気液選択性材料は、1000〜40000g/(m2・24hr)の範囲の透湿度を有することが好ましい。ここで、透湿度は、所定の温度・湿度雰囲気において膜を透過する水蒸気の質量(g)をその膜の単位面積(1m2)および24時間当たりに換算した値を示す。具体的には、JIS L1099に規定する透湿度試験方法で、吸湿剤として塩化カルシウムを使用したA−1法に準拠して測定される値を、膜厚が10μm当りに換算した値を示す。 Moreover, it is preferable that the gas-liquid selective material which comprises the gas-liquid selective permeation | transmission layer 12 has the moisture permeability of the range of 1000-40000g / (m < 2 > * 24hr). Here, the moisture permeability indicates a value obtained by converting the mass (g) of water vapor that permeates the membrane in a predetermined temperature / humidity atmosphere per unit area (1 m 2 ) and 24 hours of the membrane. Specifically, the value measured based on the A-1 method using calcium chloride as a hygroscopic agent by the moisture permeability test method specified in JIS L1099 is a value obtained by converting the film thickness per 10 μm.
気液選択透過層12を構成する気液選択性材料の透湿度が1000g/(m2・24hr)未満の場合には、気液選択透過層12の透湿性が低くなりすぎるため、燃料電池20内部に水などの液体が過剰に溜まり、フラッディング(水溜まり)による燃料電池の性能の低下を引き起こす。また、透湿度が40000g/(m2・24hr)を超える場合には、外部への漏水を十分に防止することができない。 When the gas-liquid selective material constituting the gas-liquid selective permeable layer 12 has a moisture permeability of less than 1000 g / (m 2 · 24 hr), the moisture-permeable property of the gas-liquid selective permeable layer 12 becomes too low. An excessive amount of liquid such as water accumulates inside, causing a decrease in fuel cell performance due to flooding. Further, when the moisture permeability exceeds 40000 g / (m 2 · 24 hr), water leakage to the outside cannot be sufficiently prevented.
気液選択透過層12を構成する気液選択性材料の具体例としては、シリコーンゴム、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等)の微多孔体などの材料が挙げられる。気液選択透過層12は、これらの材料の薄膜により構成され、周縁から液体などが漏れないように構成される。 Specific examples of the gas-liquid selective material constituting the gas-liquid selective permeation layer 12 include silicone rubber, low density polyethylene (LDPE), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), fluororesin (for example, polytetra Examples thereof include microporous materials such as fluoroethylene (PTFE) and tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA). The gas-liquid selective permeation layer 12 is composed of a thin film of these materials, and is configured so that liquid or the like does not leak from the periphery.
このような気液選択透過層12の上には、酸化剤である空気を取り入れるための空気導入口11aが複数個形成された表面カバー層11が配置されている。表面カバー層11は、MEA8や保湿層10を加圧し密着性を高める役割も果たしている。例えばSUS304のような金属で構成することができるが、これに限定されない。表面カバー層11における空気の取入れ量の調整は、空気導入口11aの個数や大きさなどを変えることで行われる。
On the gas-liquid selective permeation layer 12, a
アノード導電層13の外側(燃料供給機構30側)には、気液分離膜14が配置されている。気液分離膜14は、液体燃料Fの気化成分と液体燃料とを分離し、気化成分のみをアノード3側に通過させるものである。この気液分離膜14は、燃料(例えばメタノール)に対して不活性で溶解しない材料で構成される。具体的には、シリコーンゴム薄膜、低密度ポリエチレン(LDPE)薄膜、ポリ塩化ビニル(PVC)薄膜、ポリエチレンテレフタレート(PET)薄膜、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)など)微多孔膜などの材料により構成される。この気液分離膜14は、周縁から燃料などが漏れないように構成されている。
A gas-
気液分離膜14とアノード導電層13との間に、樹脂製のフレーム(図示しない)を設けてもよい。フレームで囲まれた空間は、気液分離膜14を透過・拡散してきた燃料の気化成分を一時的に収容する気化燃料収容室(いわゆる蒸気だまり)として機能するとともに、MEA8とアノード導電層13を密着させる補強板としても機能する。この気化燃料収容室および気液分離膜14の透過メタノール量抑制効果により、一度に多量の気化燃料がMEA8(アノード触媒層1)に流入するのが回避され、燃料クロスオーバーの発生が抑制される。フレームは、例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK:ヴィクトレックス社の商品名)のような耐薬品性の高いエンジニアリングプラスチックで構成される。
A resin frame (not shown) may be provided between the gas-
気液分離膜14の外側に燃料供給機構30が配置されている。燃料供給機構30は、アノード導電層13の開口に対向して設けられた複数の開口部31aを有する燃料分配層31と、この燃料分配層31に液体燃料Fを供給する燃料供給部本体32と、燃料収容部33と、流路34、および流路34に介挿されたポンプ35を備えている。
A
燃料収容部33には、MEA8に対応した液体燃料Fが収容されている。液体燃料Fとしては、アルコール、カルボン酸およびアルデヒドからなる群から選択される一つ以上の物質の水溶液または非水溶液を使用することができる。具体的には、メタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料、エタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、酢酸、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドからなる群から選択される一つ以上の物質もしくはその他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料電池に応じた液体燃料が収容される。これらの中でも、メタノールは、炭素数が1で反応の際に発生するのが二酸化炭素であり、低温での発電反応が可能であり、産業廃棄物から比較的容易に製造することができる。そのため、液体燃料Fとしてメタノール水溶液あるいは純メタノールを使用するのが好ましい。また、濃度が50mol%以上となるものが好適に用いられるが、必ずしも限定されない。
The
燃料供給部本体32は、供給された液体燃料Fを燃料分配層31に対して均一に供給するために、液体燃料を分散させるための凹部からなる燃料供給部36を備えている。この燃料供給部36は、配管などで構成される流路34を介して燃料収容部33と接続されている。燃料供給部36には、燃料収容部33から流路34を介して液体燃料Fが導入され、導入された液体燃料Fおよび/またはこの液体燃料Fの気化成分は、燃料分配層31を介して気液分離膜14に供給される。そして、気液分離膜14から気化成分のみがMEA8に供給される。
The fuel supply unit
流路34は、燃料供給部36や燃料収容部33と独立した配管に限られるものではない。例えば、燃料供給部36や燃料収容部33を積層して一体化する場合、これらを繋ぐ液体燃料Fの流路であってもよい。すなわち、燃料供給部36は、流路34を介して燃料収容部33と連通されていればよい。
The
流路34の一部にはポンプ35が介挿されており、燃料収容部33に収容された液体燃料Fは燃料供給部36まで強制的に送液される。流路34にポンプ35を介在させず、燃料収容部33に収容された液体燃料Fを、重力を利用して燃料供給部36まで落下させて送液してもよい。また、流路34に多孔体などを充填し、毛細管現象により液体燃料Fを燃料供給部36まで送液してもよい。
A
ポンプ35は、燃料収容部33から燃料供給部36に液体燃料Fを単に送液する供給ポンプとして機能するものであり、MEA8に供給された過剰な液体燃料Fを循環する循環ポンプとしての機能を備えるものではない。このようなポンプ35を備えた燃料電池20は、燃料を循環しないことから、従来のアクティブ方式とは構成が異なる。また、内部気化型のような純パッシブ方式とも構成が異なり、いわゆるセミパッシブ型と呼ばれる方式に該当する。なお、燃料供給手段として機能するポンプ35の種類は、特に限定されるものではないが、少量の液体燃料Fを制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能であるという観点から、ロータリベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプなどを使用することが好ましい。ロータリベーンポンプは、モータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは、電気浸透流現象を起こすシリカなどの焼結多孔体を用いたものである。ダイアフラムポンプは、電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは、柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさなどの観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。このポンプ35は、制御手段(図示しない)と電気的に接続されており、この制御手段によって、燃料供給部36に供給される液体燃料Fの供給量が制御される。
The
燃料分配層31は、複数の開口部31aが形成された平板であり、液体燃料Fやその気化成分を透過させない材料で構成される。具体的には、燃料分配層31は、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリイミド系樹脂などで構成され、気液分離膜14と燃料供給部本体32との間に挟持される。燃料供給部本体32に導入された液体燃料Fは、燃料分配層31の複数の開口部31aからアノード3の全面に対して供給される。このように、燃料分配層31によって、アノード3に供給される燃料供給量を均一化することが可能となる。
The
次に、このような第1の実施形態に示した燃料電池20の作用について説明する。燃料収容部33から流路34を通って燃料供給部36に供給された液体燃料Fは、液体燃料のままで、もしくは液体燃料と液体燃料が気化した気化燃料が混在する状態で燃料分配層31を通った後、気液分離膜14を通り、気化成分のみがアノードガス拡散層2に供給される。アノードガス拡散層2に供給された燃料は、アノードガス拡散層2で拡散してアノード触媒層1に供給される。液体燃料Fとしてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層1では、次の式(1)に示すメタノールの内部改質反応が生じる。
CH3OH+H2O → CO2+6H++6e− ……(1)
Next, the operation of the
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e − (1)
メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、メタノールは、カソード触媒層4で生成した水や電解質膜7中の水と前記した式(1)の内部改質反応を行うことによって改質されるか、または水を必要としない他の反応機構により改質される。
When pure methanol is used as the methanol fuel, the methanol is reformed by performing the internal reforming reaction of the above formula (1) with the water generated in the cathode catalyst layer 4 and the water in the
この反応で生成した電子(e−)は、集電体を経由して外部に導かれ、いわゆる電気として電子機器などを動作させた後、カソード6に導かれる。また、式(1)の内部改質反応で生成したプロトン(H+)は、電解質膜7を経てカソード6に導かれる。カソード6には酸化剤として空気が供給される。カソード6に到達した電子(e−)とプロトン(H+)は、カソード触媒層4で空気中の酸素と次の式(2)に示す反応を生じ、この反応に伴って水を生成する。
(3/2)O2+6e−+6H+ → 3H2O ……(2)
Electrons (e − ) generated by this reaction are led to the outside via a current collector, and are led to the
(3/2) O 2 + 6e − + 6H + → 3H 2 O (2)
そして、カソード触媒層4で生成した水は、空気導入口11aを有する表面カバー層11との間に設けられた保湿層10によって再びカソード6に戻るが、保湿層10と表面カバー層11との間には、気体透過性が高く液体透過性が低い気液選択性材料から成る気液選択透過層12が配置されているので、消費(反応)電流が大きくなり水の発生量が増大した場合や、低温もしくは高湿のような水蒸気が凝結しやすい環境下において、保湿層10中などで凝結した水は、気液選択透過層12によって透過が遮断・抑制される。そのため、表面カバー層11の空気導入口11aから液体の水として漏出(漏水)することがない。気液選択透過層12によって透過を遮断・抑制された液体としての水は、カソード6側の熱などで気化され、気体(水蒸気)として気液選択透過層12を透過して外部に放出される。
And the water produced | generated by the cathode catalyst layer 4 returns to the
次に、本発明の燃料電池の第2の実施形態について説明する。図5は、第2の実施形態に係る燃料電池20の構成を示す断面図である。なお、図5において、図1と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a second embodiment of the fuel cell of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the
第2の実施形態においては、空気導入口11aを有する表面カバー層11と保湿層10との間に、吸水層15が配置されている。この吸水層15を構成する材料としては、高吸水性高分子材料を使用することができ、特に高吸水性樹脂を使用することが好ましい。高吸水性樹脂は、水に溶けることなく自重の数倍から1000倍の水を吸収し保持する能力を有する樹脂であり、架橋型のポリアクリル酸塩(ナトリウム)などが例示される。高吸水性樹脂の市販品としては、アクアリック(商品名;日本触媒社製)、アクアキープ(商品名;、住友精化社製)などが挙げられる。多孔質化処理や親水化処理などの高吸水性加工が施された材料を使用することができるが、高い吸水性をもつ材料であればこれらに限定されるものではない。
In the second embodiment, the water absorption layer 15 is disposed between the
このような高吸水性高分子材料は酸素透過性を有しないので、高吸水性高分子材料から成る吸水層15は空気導入用開口15aを有することが好ましい。そして、吸水層15の空気導入用開口15aは、表面カバー層11の空気導入口11aに対応する位置に形成されることが好ましい。
Since such a highly water-absorbing polymer material does not have oxygen permeability, the water-absorbing layer 15 made of the highly water-absorbing polymer material preferably has an
このように構成される第2の実施形態の燃料電池20においては、保湿層10と表面カバー層11との間に高吸水性高分子材料から成る吸水層15が配置されているので、消費(反応)電流が大きくなり水の発生量が増大した場合や、低温もしくは高湿のような水蒸気が凝結しやすい環境下においては、保湿層10中などで凝結した水が吸水層15によって吸収され保持される。したがって、表面カバー層11の空気導入口11aから液体の水が外部に漏出(漏水)することがなく、長期に亘って安定した高い出力を得ることができる。
In the
上述した実施形態の燃料電池は、各種の液体燃料を使用した場合に効果を発揮し、液体燃料の種類や濃度は限定されるものではない。さらに、上述した実施形態は、燃料電池本体の構成として燃料の供給にポンプを使用したセミパッシブ型のものを例に挙げて説明したが、内部気化型のような純パッシブ型の燃料電池に対しても本発明を適用することができる。 The fuel cell of the above-described embodiment is effective when various liquid fuels are used, and the type and concentration of the liquid fuel are not limited. Further, the above-described embodiment has been described by taking a semi-passive type using a pump for supplying fuel as an example of the configuration of the fuel cell main body, but for a purely passive type fuel cell such as an internal vaporization type However, the present invention can be applied.
次に、本発明に係る燃料電池が優れた漏水防止性を有することを、実施例および比較例に基づいて説明する。 Next, the fact that the fuel cell according to the present invention has excellent water leakage prevention properties will be described based on Examples and Comparative Examples.
実施例1
アノード触媒粒子(Pt:Ru=1:1)を担持したカーボンブラックと、プロトン伝導性の電解質(樹脂)であるナフィオンの溶液DE2020(商品名;デュポン社製)と、水およびメトキシプロパノールを混合し、アノード触媒スラリーを調製した。得られたアノード触媒スラリーを、アノードガス拡散層となる多孔質カーボンペーパー(30mm×40mmの長方形)の一方の面に塗布した後乾燥させ、厚さ100μmのアノード触媒層を形成した。
Example 1
Carbon black supporting anode catalyst particles (Pt: Ru = 1: 1), Nafion solution DE2020 (trade name; manufactured by DuPont) which is a proton conductive electrolyte (resin), water and methoxypropanol are mixed. An anode catalyst slurry was prepared. The obtained anode catalyst slurry was applied to one surface of a porous carbon paper (30 mm × 40 mm rectangle) serving as an anode gas diffusion layer and then dried to form an anode catalyst layer having a thickness of 100 μm.
また、カソード触媒粒子(Pt)を担持したカーボンブラックと、プロトン伝導性の電解質(樹脂)であるナフィオンの溶液DE2020(商品名;デュポン社製)と、水およびメトキシプロパノールを混合し、カソード触媒スラリーを調製した。このカソード触媒スラリーを、カソードガス拡散層となる多孔質カーボンペーパー(アノードガス拡散層である多孔質カーボンペーパーと同形同大)の一方の面に塗布した後乾燥させ、厚さ100μmのカソード触媒層を形成した。 Further, carbon black carrying cathode catalyst particles (Pt), Nafion solution DE2020 (trade name; manufactured by DuPont), which is a proton-conductive electrolyte (resin), water and methoxypropanol are mixed, and cathode catalyst slurry Was prepared. The cathode catalyst slurry is applied to one surface of a porous carbon paper (same shape and size as the porous carbon paper that is the anode gas diffusion layer) that becomes the cathode gas diffusion layer, and then dried to form a cathode catalyst having a thickness of 100 μm. A layer was formed.
次に、プロトン伝導性の電解質膜として、厚さ30μmで含水率が10〜20重量%のパーフルオロスルホン酸重合体を含む固体電解質膜であるナフィオン112(デュポン社製)を使用し、この電解質膜と前記アノード(アノードガス拡散層とアノード触媒層)およびカソード(カソードガス拡散層とカソード触媒層)を、アノード触媒層とカソード触媒層がそれぞれ電解質膜側になるように重ね合わせた後、ホットプレスを施すことによりMEAを作製した。なお、電極面積は、アノード、カソードともに14cm2とした。 Next, Nafion 112 (manufactured by DuPont), which is a solid electrolyte membrane containing a perfluorosulfonic acid polymer having a thickness of 30 μm and a water content of 10 to 20% by weight, is used as a proton conductive electrolyte membrane. The membrane and the anode (anode gas diffusion layer and anode catalyst layer) and cathode (cathode gas diffusion layer and cathode catalyst layer) are superposed so that the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer are on the electrolyte membrane side, respectively. An MEA was produced by applying a press. The electrode area was 14 cm 2 for both the anode and the cathode.
次いで、こうして製造されたMEAを使用し、図1に示す燃料電池を製造した。すなわち、MEA8のアノード3側とカソード6側を、それぞれ複数の開孔を有する金箔で挟み、アノード導電層13とカソード導電層9をそれぞれ形成した。そして、電解質膜7とアノード導電層13との間、および電解質膜7とカソード導電層9との間に、それぞれゴム製のOリングを挟持してシールを施した。さらに、アノード導電層13の外側にポリエーテルエーテルケトン(PEEK)からなるフレームを配設し、その外側(フレームの上)に、多孔質ポリエチレン製フィルムから成る気液分離膜14、複数の開口31aを有する燃料分配層31、および燃料供給部本体32を順に設けた。
Next, the fuel cell shown in FIG. 1 was manufactured using the MEA thus manufactured. That is, the
また、保湿層10として、厚さが500μmで、透気度が2秒/100cm3(JIS P−8117の測定方法による)、透湿度が4000g/(m2・24hr)(JIS L1099 A−1の測定方法による)の多孔質ポリエチレンフィルムを用い、これをカソード導電層9の上に配置した。また、この保湿層10の全面に、透気度が4秒/100cm3(JIS P−8117の測定方法による)で透湿度が1000g/(m2・24hr)(JIS L1099 A−1の測定方法による)の多孔質ポリエチレンから成る膜(厚さ100μm)を配置し、気液選択透過層12を形成した。さらに、この気液選択透過層12の上に、空気導入口11a(直径3mm、口数60個)が形成された厚さが2mmのステンレス板(SUS304)を配置し、表面カバー層11とした。
Further, as the
ポンプ35としてしごきポンプを使用し、流路34の一部を一定方向にしごいて圧力を生じさせることにより、燃料収容部33に収容された液体燃料Fを燃料供給部32に送液するようにした。ここで、しごきポンプの回転数を、燃料電池20に流れる電流によって制御する制御回路を構成し、燃料電池20で電気化学反応を生じるのに必要な燃料供給量(電流1Aにつき、1分間当りのメタノールの供給量3.3mg)の1.2倍の燃料が常に供給されるように制御した。
A squeezing pump is used as the
このようにして図1に示す燃料電池20を製造し、燃料収容室33内に純メタノールを入れて発電を行わせた。そして、温度25℃、相対湿度50%の環境で出力を測定した。また、表面カバー層11の空気導入口11aからの漏水の有無を調べた。なお、設定電圧は、生成した水の漏出(漏水)が起こりやすい0.2Vとした。
In this way, the
電圧0.2Vで100時間測定を行っても漏水は観察されず、安定した出力が得られた。さらに、発電時間が500時間を経過しても漏水は見られなかった。 Even when measurement was performed at a voltage of 0.2 V for 100 hours, no water leakage was observed, and a stable output was obtained. Furthermore, no water leakage was observed even after 500 hours of power generation.
実施例2
保湿層10と表面カバー層11との間に、気液選択透過層12の代わりに、高吸水性樹脂であるアクアキープSA60S(住友精化社製)から成るシート(厚さ100μm)を配置し、吸水層15を形成した。それ以外は実施例1と同様にして、図5に示す燃料電池20を製造した。なお、高吸水性樹脂から成るシートには、表面カバー層11の空気導入口11aに対応する位置に、同形同大の空気導入用開口15aを治具を用いた打ち抜き加工により形成した。
Example 2
Between the
このように製造された実施例2の燃料電池20について、実施例1の燃料電池と同様に発電を行わせて表面カバー層11(空気導入口11a)からの漏水の有無を調べたところ、100時間測定を行っても漏水は認められず、安定した出力が得られた。さらに、測定を続けたところ、500時間を経過した時点で表面カバー層11の空気導入口11aから約0.7mlの漏水が見られた。これは、液体としての水が、高吸水性樹脂の吸水・保持の限界量を超えて生成され、その結果吸水層15に保持しきれなくなった水が漏出したためであると考えられる。
The
比較例
保湿層10と表面カバー層11との間に、気液選択透過層12と吸水層15のいずれも配置しなかった。それ以外は実施例1と同様にして、燃料電池を製造した。そして、製造された燃料電池について、実施例1の燃料電池と同様に発電を行わせ、表面カバー層11からの漏水の有無を調べた。発電開始から20時間を経過した時点で、発電反応によって生成した水が、表面カバー層11の空気導入口11aから液体の水として流出し、漏水している状態が観察された。そして、100時間発電時での漏水量は2.7mlであった。
Comparative Example Neither the gas-liquid selective transmission layer 12 nor the water absorption layer 15 was disposed between the
本発明は液体燃料を使用した各種の燃料電池に適用することができる。また、燃料電池の具体的な構成や燃料の供給状態等も特に限定されるものではない。実施段階では本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。さらに、上記実施形態に示される複数の構成要素を適宜に組み合わせたり、また実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除する等、種々の変形が可能である。本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention can be applied to various fuel cells using liquid fuel. Further, the specific configuration of the fuel cell, the supply state of the fuel, and the like are not particularly limited. In the implementation stage, the constituent elements can be modified and embodied without departing from the technical idea of the present invention. Furthermore, various modifications are possible, such as appropriately combining a plurality of components shown in the above embodiment, or deleting some components from all the components shown in the embodiment. Embodiments of the present invention can be expanded or modified within the scope of the technical idea of the present invention, and these expanded and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
1…アノード触媒層、2…アノードガス拡散層、3…アノード、4…カソード触媒層、5…カソードガス拡散層、6…カソード、7…電解質膜、8…MEA、9…カソード導電層、10…保湿層、11…表面カバー層、12…気液選択透過層、13…アノード導電層、14…気液分離膜、15…吸水層、30…燃料供給機構、31…燃料分配層、32…燃料供給部本体、33…燃料収容部、34…流路、35…ポンプ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Anode catalyst layer, 2 ... Anode gas diffusion layer, 3 ... Anode, 4 ... Cathode catalyst layer, 5 ... Cathode gas diffusion layer, 6 ... Cathode, 7 ... Electrolyte membrane, 8 ... MEA, 9 ... Cathode conductive layer, 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Moisturizing layer, 11 ... Surface cover layer, 12 ... Gas-liquid selective permeation layer, 13 ... Anode conductive layer, 14 ... Gas-liquid separation membrane, 15 ... Water absorption layer, 30 ... Fuel supply mechanism, 31 ... Fuel distribution layer, 32 ... Fuel supply unit main body, 33... Fuel storage unit, 34... Flow path, 35.
Claims (7)
前記保湿層の外側に気液選択透過層を有することを特徴とする燃料電池。 An anode (fuel electrode), a cathode (air electrode), an electrolyte membrane having proton conductivity sandwiched between the anode and the cathode, a fuel supply mechanism for supplying fuel to the anode, and a cathode A fuel cell comprising a moisturizing layer disposed on the outside to prevent transpiration of water generated at the cathode;
A fuel cell comprising a gas-liquid selective permeation layer outside the moisturizing layer.
前記保湿層の外側に吸水層を有することを特徴とする燃料電池。 An anode (fuel electrode), a cathode (air electrode), an electrolyte membrane having proton conductivity sandwiched between the anode and the cathode, a fuel supply mechanism for supplying fuel to the anode, and a cathode A fuel cell comprising a moisturizing layer disposed on the outside to prevent transpiration of water generated at the cathode;
A fuel cell comprising a water absorption layer outside the moisture retention layer.
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