[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池，特别是包含通过集电体的开口提供燃料的发电部分的燃料电池。

背景技术

以甲醇等作为燃料的燃料电池作为小型电子设备例如笔记本个人电脑、小型音频播放机和无线耳机的电源正逐渐实用化。甲醇燃料电池(DMFC：直接甲醇燃料电池)是自发呼吸型燃料电池，其中作为燃料的甲醇通过毛细管现象和扩散现象自发地输送到燃料电极。然后在燃料电极产生的活化的氢元素(以下称质子)和电子通过电解质膜与来自空气侧的氧气发生电化学反应来发电(例如，专利文件1)。

公开了使用由碳纤维织成的碳织物形成的集电体的另一种燃料电池。所述碳织物具有沿与集电体的表面接触的燃料气体流路沟的入口到出口方向逐渐变粗的网目(专利文件2)。

然而，在自发呼吸型燃料电池的情况下，燃料不是强制流动，而是自发地从指定尺寸的燃料供给口输送。因此在燃料供给口附近的燃料供给量大，并且随离燃料供给口的距离而减少，造成供给量的不均匀分布。这种供给量的不均匀分布引起发电的变化。因此需要稳定地将甲醇燃料供给到燃料电极。

专利文件1：JP-A 2000-106201(KoKai)

专利文件2：JP-A 8-124583A(1996)(KoKai)

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的目的是提供其中可以均匀提供燃料以达到有效发电的自发呼吸型燃料电池。

问题的解决方案

根据本发明的一个方面，提供一种燃料电池，其包括：燃料供给部分，其包括为了使由燃料供给口供给的燃料在平面内方向上扩散而设置的扩散部分和为了将来自扩散部分的燃料放出而设置的具有多个开口的开口板；为了从外部导入氧气而设置的氧气导入部分；和为了通过由燃料供给部分供给的燃料和由氧气导入部分供给的氧气发电而设置的发电部分，设置在开口板上的多个开口的开口率具有在平面内方向上基本上放射状的分布，以使得在燃料供给口附近的开口率小，并且随离燃料供给口的距离而增大。

附图说明

图1的概念剖面图显示本发明实施方案的燃料电池的基本构成。

图2的概念平面图用于说明在燃料供给口10设置在燃料供给部分2的底面中央的情况下开口板40上的开口率分布。

图3的概念平面图用于说明在燃料供给口10设置在燃料供给部分2的侧面上的情况下的开口率分布。

图4的示意剖面图说明本发明实施方案的燃料电池的具体构造。

图5的示意剖面图说明本发明实施方案的燃料电池的具体构造。

图6的概念视图用于说明在燃料供给口10设置在接近外壳140的底面中央的情况下燃料电极侧集电体40的开口率分布。

图7的示意图说明比较例的燃料电池的燃料电极侧集电体40的开口分布。

图8的图表说明液体滞留片20上的燃料浓度分布。

图9的图表说明燃料电极侧集电体40的开口率变化时供给到发电部分4的燃料的浓度分布。

图10的示意图显示上文参照图6所述的开口率分布的具体实例。

图11的示意图显示上文参照图6所述的开口率分布的具体实例。

图12的示意图显示上文参照图6所述的开口率分布的具体实例。

图13的概念视图显示在燃料供给口10设置在外壳140的侧面上的情况下燃料电极侧集电体40的开口率分布。

图14的示意图显示图13中所示的开口率分布的具体实例。

图15的概念视图显示在燃料供给口10设置在外壳140的侧面的角落的情况下燃料电极侧集电体40的开口率分布。

图16的示意图显示图15中所示的开口率分布的具体实例。

图17的概念视图显示在多个燃料供给口10设置在外壳140的底面上的情况下燃料电极侧集电体40的开口率分布。

图18的示意图显示图17中所示的开口率分布的具体实例。

图19的概念视图显示在多个燃料供给口10设置在外壳140的侧面上的情况下燃料电极侧集电体40的开口率分布。

图20的示意图显示图19中所示的开口率分布的具体实例。

附图标记的说明

2     燃料供给部分

4     发电部分

6     氧气导入部分

10    燃料供给口

20    扩散部分

30    多孔膜

40    燃料电极侧集电体(开口板)

40H   开口

50    燃料侧气体扩散层

60    燃料电极

70    电解质板