专利名称：固体高分子电解质型燃料电池的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及可以作为固定用或可搬运的小型电源使用的固体高分子电解质型燃料电池，具体而言，是提出由固体高分子电解质膜构成具有多个蜂窝状通路的蜂窝状结构体，在其蜂窝状通路的内壁面设置燃料极或空气极的同时，由其两极互相相邻地交替排列的结构构成固体高分子电解质型燃料电池的方案。
背景技术：
固体高分子电解质型燃料电池，从其部件构成角度看，装配容易、由于使用高分子膜作为电解质，所以在紧凑化方面也优秀，另外，工作温度是100℃左右、在燃料电池中相当低，所以，作为固定用以及可搬运的小型电源受到关注。
以往一般的固体高分子电解质型燃料电池，在片状高分子电解质膜的两侧，形成燃料极或空气极的电极层、在该电极层的外侧配置作为扩散层的碳纤维毡层、再由两块板状隔离物(双极板)夹住其外侧、组成所谓的平板状的单电池室，然后，将该单电池室通过包装物与密封材料多数层叠，组成电池组。该结构中，在各单电池室的隔离物之间，根据需要设置冷却水通路，利用冷却水可以进行电池组的温度控制。
这样，在固体高分子电解质型燃料电池中，采用上述组结构的理由，是因为各个单电池室的电压低至1V以下，为了实际应用，作成将多个单电池室串联连接的电池组，能够得到高的电压。另外，并联连接该电池组，也可以组成大容量的电池。
以往的上述平板状单电池室组结构的燃料电池中，为了分离燃料与氧化性气体，使用着隔离物。但是，由于该隔离物体积大，会占有固体高分子电解质型燃料电池容积的相当部分，所以，为了小型化，有必要将该隔离物的厚度变薄变紧凑。但是，为了隔离物的紧凑化而将气体通路变浅、变窄，则会出现招致压力损失的增大而燃料与氧化性气体的流动变差，或由于做得紧凑而发生漏气等，连作为部件结构体的保持强度都会受损的问题，所以，以往的平板状电池室组结构的固体高分子电解质型燃料电池的紧凑化有极限(参阅特开2003-45456号公报和特开2003-151611号公报)。
另外，上述隔离物，由于隔离物与电极和扩散层，或隔离物之间存在接触电阻，和隔离物本身的存在着固有电阻，另外，随着层叠也有电压损失，所以，为了得到所希望的电压，实际上不得不增加额外的电池室数。
为此，以解决上述问题为目的，在特开2002-124273号公报或特开2002-260685号公报中提出不使用隔离物的类型的固体高分子电解质型燃料电池。在该技术中，电解质膜本身成为圆筒状，具有隔断燃料与氧气的机构，所以不必使用隔离物。但是，因为圆筒膜是由柔软的高分子形成，存在缺乏自身直立性、容易变形，难以确保使燃料与氧化气体等的气体及液体流通的通路的问题。再有，要想得到大的发电面积，就必须将多个圆筒体束在一起，也存在燃料与氧化气体流体的出入口、电力输出接线柱以及必须控制温度时的冷却水出入口等的配置会复杂化的问题。
另外，作为同样不使用隔离物的其它类型，将陶瓷材料构成的固体电解质成型为蜂窝状的结构体，在该结构体的隔板面上设置电极，在通路中流通燃料与氧化气体的形式的固体氧化物型燃料电池，在特开平11-297344号公报中被提出。但是，在该文献中公开的燃料电池，将电解质蜂窝状结构体的轴方向的两个端面，用电气接线柱以及具有气体导入/排出功能的推板夹持。于是，该电池依靠电解质蜂窝状结构体自身的强度来保持其形态。因此，对于这样的电池，不能使用固体高分子电解质那样的软性材料，具有燃料与氧化气体的导入/排出功能的推板密封性差，存在着燃料与氧化气体有混合的危险这样的问题。
发明内容
本发明是为解决以往技术存在的上述问题而形成的，其主要目的在于提供紧凑、重量轻的固体高分子电解质型燃料电池。
本发明的另一目的在于，提供不需要以往技术必需的用于气体分离的隔离物，可以容易保持电池室密封性的固体高分子电解质型燃料电池。
本发明的再一个目的在于，通过降低电池室整体的电阻、使电阻发热减少，提供可以实现高发电效率的固体高分子电解质型燃料电池。
本发明的其它目的还在于，不需要以往技术必需的冷却结构，减轻燃料电池本身的重量，提供可以实现本体小型、重量轻的固体高分子电解质型燃料电池。
根据本发明，提供一种固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，将多个通路截面为多边形的蜂窝状通路，通过隔板排列设置而构成蜂窝状结构体，该蜂窝状结构体由固体高分子电解质膜形成；将部分所述蜂窝状通路，在其各内壁面配置燃料极而构成燃料极通路的同时，将其余的蜂窝状通路，在其各内壁面配置空气极而构成空气极通路；并且，将所述燃料极通路与空气极通路通过隔板互相相邻地排列。
本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，所述通路截面的形状由三边形、四边形、六边形及其他多边形组成，所述蜂窝状结构体中，设置有具有所述形状的任意1种形状的通路截面或组合2种及其以上不同形状的通路截面的蜂窝状通路。
本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，所述蜂窝状结构体在波纹型结合体上形成。
本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，所述蜂窝状结构体，是由挤压成型的多边形截面的多室体构成的，在隔开所述燃料极通路与空气极通路的隔板的两面，通过使用含有金属络合物的镀液的无电解镀，分别构成燃料极与空气极的电极形成物质被析出或附着而形成固体高分子电解质型燃料电池。
另外，本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，将所述蜂窝状结构体作为单独单元，由多个该单独单元在蜂窝状通路的轴方向串联配置而形成的集合体构成固体高分子电解质型燃料电池。
本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，将所述蜂窝状结构体作为单独单元，由多个该单独单元在与蜂窝状通路的轴垂直相交的方向并联配置而形成的集合体构成固体高分子电解质型燃料电池。
本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，将所述蜂窝状结构体作为单独单元，由将多个该单独单元在蜂窝状通路的轴方向串联配置而形成的集合体和将多个该单独单元在与蜂窝状通路的轴垂直相交的方向并联配置而形成的集合体的组合构成固体高分子电解质型燃料电池。
本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，所述蜂窝状结构体或其集合体，在其外周面(侧壁)、轴方向的开口两端面、蜂窝状通路内中的至少1处以上的部分用保型构件增强。
另外，本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，所述保型构件由选自树脂、金属、无机类单体及它们的复合体的任意1种以上的构件组成，设置于蜂窝状通路内的构件使用具有贯通气孔的多孔体。
本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，所述蜂窝状结构体，在一方的开口端面上各燃料极之间电气连接、在另一方的开口端面上各空气极之间电气连接，使得在该单元内所述燃料极与空气极以并联布线地接线。
本发明提供一种固体高分子电解质型燃料电池，所述蜂窝状结构体，在两个方向的开口端面上，相邻接的燃料极与空气极电气连接，使得在该单元内所述燃料极与空气极以串联布线地接线。
图1(a)～(f)，是表示构成本发明涉及的燃料电池的一个实施形态的波纹型蜂窝状结构体的部分制造过程的概图。
图2是波纹型蜂窝状结构体的横截面概图。
图3是用于说明表示各通路连接状态的连接管的连接方法的概图。
图4是本发明中涉及的构成燃料电池的其他实施形态的截面矩形蜂窝状结构体的斜视概图。
图5是图4所示蜂窝状结构体的平面图，部分放大概略地表示。
图6(a)～(b)是表示蜂窝状结构体的单独单元内的布线例子的概图。
图7是表示连接单独单元之间的管单元的纵截面图。
图8是表示由波纹型蜂窝状结构体组成的单独单元的开口端面上的布线的一个例子的图。
图9是表示由蜂窝状结构体组成的单独单元的开口端面上的布线的一个例子的图。
图10(a)～(b)是表示由蜂窝状结构体组成的单独单元的开口端面上的布线例子的图。
图11(a)～(b)是表示由蜂窝状结构体组成的单独单元的开口端面上的布线的其它例子的图。
具体实施例方式
在本发明涉及的蜂窝状结构的固体高分子电解质型燃料电池中，本体部分的蜂窝状结构体，是使用对氧化还原反应的耐久性、高质子传导性与反复使用时的耐久性等诸项特性优良的片状固体高分子电解质膜粘合成型，或者将固体高分子电解质材料通过挤压成型而成型的。
例如，第一类的蜂窝状结构体可以列举首先，在那非翁(NAFION，商标Du Pont公司)和富来迷翁(FLEMION，商标Asahi Glass)等的固体高分子电解质膜的表面上，将巴路康(VULCAN，商标Cabot公司)等的碳黑上负载铂或铂钌合金而得到的电极材料与市售的5％那非翁(NAFION)溶液混合而成的混合糊状物，分别用印刷法涂布覆盖后、使之干燥。然后，在所述膜之间介入多边形夹具(例如三棱柱状的型芯)，用热压法制成波纹状的层叠结构。由此制成形成有通路截面为三角形的多个蜂窝状通路的波纹类蜂窝状结构体。
作为第二类的蜂窝状结构体的例子，有通过将具有截面为多边形的多个蜂窝状通路的蜂窝状结构体本身挤压成型而直接成型的蜂窝状结构体。这类的例子，首先，通过将溶液状的固体高分子电解质材料挤压成型、而整体地同时成型多个蜂窝状通路之后，在上述固体高分子电解质膜的两面，将巴路康(VULCAN)等的碳黑上负载铂或铂钌合金而得到的电极，使用含有金属络合物的镀液、利用无电解镀析出或使之附着涂覆，接着，经过干燥及加热处理制成蜂窝状结构体。
作为上述固体高分子电解质材料，使用具有对氧化还原反应的耐久性、质子传导性与耐受反复使用的强度，此外加工性优秀并且能够将隔板薄膜化的材料。例如适合使用(1)全氟代磺酸类的氟树脂、(2)全氟代磺酸类的氟树脂与硅溶胶的混合干燥体、(3)将聚砜、聚苯并咪唑、聚醚醚酮等磺化的耐热性烃高分子(单体)、(4)由上述(3)的2种及其以上组成的共聚掺合物、(5)上述(3)的接枝聚合物、(6)上述(1)～(5)中的任意一种与无机物微粒的复合体等的离子交换树脂。
蜂窝状集合体的上述单独单元(蜂窝状结构体)，如上所述，在构成该蜂窝状结构体的隔板的部分(固体高分子电解质膜)的表面上，形成有燃料极或空气极的任意一种电极，根据这些电极的种类，上述各蜂窝状通路分别作为燃料极通路、空气极通路而构成的同时，相邻接的各个蜂窝状通路排列成为具有互相不同极性的通路。
又，蜂窝状结构体的单独单元中，使各极并联布线时，在一方的开口端面上将各燃料极之间电气连接，在另一开口端面上将各空气极之间电气连接，由此，在该单元内各极构成为并联接线，同时，燃料极成为正极、空气极(氧化性气体极)成为负极(参照图6(a))地构成。
另外，作为其它的接线方法，在蜂窝状结构体的单独单元中，使各极串联布线时，在双方的开口端面中，通过连接邻接的燃料极与空气极、使得在该单元内各极构成为串联连接，同时，该单元的一方的开口端面成为正极、另一方的开口端面成为负极(参照图6(b))地构成。
作为这些连接方法，具体而言，使用碳制接线柱的压接与覆盖铜配线的组合或施有镀金等耐腐蚀膜的金属插头连接接线柱与覆盖铜配线的组合等进行连接。
另外，本发明中，各端面上的电气连接，关于将此串联接线还是并联接线，是根据电路设计(电压、电流)而定，也可以根据情况作成组合上述两种接线的式样。
在上述蜂窝状结构体的单独单元的开口端面，例如图7所示，由多孔体碳构成的嵌合夹具15、由碳或金属构成的管16以及管道接头17作为1个结构单元的管单元，被分别插入燃料极通路与空气极通路，同时，优选在邻接的管16之间的间隙，通过用灌封填充粘合剂使各管之间相互连接。
由这样的各管相互连接，燃料极通路之间或空气极通路之间被连接、连通，空气(氧化性气体)以及燃料流体(氢或甲醇)就可以顺序地分别流动在燃料极通路内以及空气极通路内。
另外，蜂窝状通路的截面形状如果是矩形，则优选棱柱形管，也可以选用其他形状，例如圆锥、角锥、圆柱等的柱状体。
将上述管单元分别插入蜂窝状结构体的空气极通路或燃料极通路的端部电池室，则多孔体碳制嵌合夹具15就成为与在电解质膜1的表面形成的负极电极2或正极电极3分别接触的状态。另外，邻接的管之间通过粘合剂层相互粘合、固定，可以构成连接管。
又，从构成各管单元的管道接头17通过管16，可以将空气或燃料气体供给蜂窝状结构体内的负极电极2或正极电极3。或者，如果将空气或燃料气体向其反方向流动，则可以排出到蜂窝状结构体的外侧。当然，也可以将多个管道接头串联连接、或并联连接。
另外，在电气上，可以从嵌合夹具15直接配线，也可以使用具有导电性的粘合剂连接。
另外，作为多孔质碳制的嵌合夹具15，沿着通路轴使用长的嵌合夹具，则可以发挥作为通路内支持柱的作用。
另外，以固体高分子电解质膜作为主体而构成的本发明中所使用的蜂窝状结构体，因为保型能力弱，所以，优选在这样的结构体的外周面(外侧壁)和轴向的开口侧(连接管的一侧)两端面以及蜂窝状通路内的至少一个以上的部分用保型构件增强。
例如，可以使用陶瓷那样的无机材料，金属，合金，树脂，或由这些的复合体构成的板、支柱等。这样的保型构件，在外周面，优选具有绝缘电阻与结构强度的树脂或陶瓷；另外，在蜂窝状通路内，可以使用导电体的碳素体或耐腐蚀覆盖了的金属，用于保持内压、防止气体泄漏、保持电池室的形状是有效的。
另外，作为上述保型构件中使用的陶瓷，可以使用氧化铝、富铝红柱石、玻璃、碳、氮化硅、碳化硅、氧化锆、堇青石、陶器等的通用陶瓷；作为金属，可以使用铝、不锈钢、铁、铜、钛、镍等的通用金属或其合金等；作为树脂，可以使用聚丙烯、聚乙烯、丙烯酸等的通用树脂，或氟树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚碳酸酯等的工程塑料等。但是，这些材料要考虑发电时的操作温度和周围环境下的耐热性及耐腐蚀性，对电解质膜带来不良影响的离子等的溶出物质的抑制策略(例如绝缘层和电镀等)进行选择。
本发明相关的固体高分子电解质型燃料电池，将波纹型蜂窝状结构体或挤压整体成型的蜂窝状结构体作为单独单元，将其作为单块类直接地、或将这些单独单元在蜂窝状通路的轴方向上多个串联地排列设置、或在与蜂窝状通路的轴方向垂直的方向上多个并联地集束、或者由作为上述串联配置与上述并联配置的复合型构建的上述单独单元的集合体构成的结构作为主体。
在将上述单独单元纯粹大型化而构成单块类燃料电池时，电池室内的电阻变大、出现燃料电池的输出下降的倾向，与之相反，可以认为由上述单独单元的集合体构成燃料电池时，因为各单独单元被小型化，所以电池室内的电阻下降，电池的性能提高。
例如，如图9所示，在蜂窝状通路的轴方向上串联设置2个蜂窝状结构体的单独单元时，在一方的单独单元的开口端面上各燃料极之间电气连接、在另一方的单独单元的开口端面各空气极之间电气连接。
又，在2个单元之间的端面，各个单独单元(蜂窝状通路)之间电气连接，使得各个单独单元的燃料极及空气极成为相同极性。
由那样的构成，将2个单独单元看作为一体时，各极并联接线地构成的同时，可以使燃料极成为正极、空气极(氧化性气体极)成为负极地构成。
在这样的情况下，因为单独单元(蜂窝状通路)之间可以通过管单元连接，所以，通过各管单元，可以同时实现单独单元之间的连续的气体通路的形成和布线。
另外，上述的单独单元之间的连接可以通过这样的方式进行在如图7所示的管单元中，将设置在管16的右侧开口端的管道接头17，替换成与管16的左侧开口端设置的嵌合夹具15相同的其它的嵌合夹具15，就可以将该嵌合夹具15分别插入到需要连接的其它的蜂窝状结构体的单独单元的空气极通路或燃料极通路的端部电池室中。
进一步地，在与蜂窝状通路轴方向的平行方向上，将蜂窝状结构体的单独单元多个并排集束而排列设置时，除了单纯地如图6所示的重复接线的布线(参照图10(a)、(b))之外，也可以将它们分别地串接地布线(参照图11(a)、(b))。各图中的配线以符号20表示。
本发明涉及的固体高分子电解质型燃料电池中，作为正极的燃料，不仅可以使用氢气，还可以使用甲醇、乙醇或二甲醚等的液体。特别是使用甲醇作为燃料的燃料电池，被称为直接甲醇型燃料电池(DMFC)，不需要使用用于从燃料取出氢的改性器和氢容器，除了可以改善负荷变化反应性和启动停止的问题以外，系统也简单、紧凑，在降低成本方面也有利。
以下，关于本发明的固体高分子电解质型燃料电池，参照实施例进一步详细说明。
实施例1由波纹型蜂窝状结构体组成的固体高分子电解质型燃料电池的制造方法首先，作为空气极，将负载Pt的碳黑(田中贵金属生产TEC10E50E、Pt50％)、5％那非翁(NAFION)117溶液及醋酸丁酯混合成该固体成分浓度为30重量％地准备糊剂；在市售的固体高分子电解质膜1(旭硝子生产电解质膜SH-50、厚度50μm)的单面1a上，用丝网印刷法，将该糊剂印刷成图1(a)所示的图案。然后，在80℃烘箱中干燥该固体高分子电解质膜1，形成厚度15μm的成为空气极的负极催化剂层2。
然后，在与上述固体高分子电解质膜1的负极催化剂层2相反侧的面1b上，作为燃料极，将负载Pt-Ru的碳黑(田中贵金属生产TEC61E54、Pt30.4％、Ru23.6％)、5％那非翁(NAFION)117溶液及醋酸丁酯混合成该固体成分浓度35重量％地准备糊剂，在上述的固体高分子电解质膜1的另外一面1b上，用丝网印刷法，将该糊剂印刷成图1(b)所示的图案。然后，干燥、形成成为燃料极的正极催化剂层3，制作如图1(c)的截面图所示的负极催化剂层2、固体高分子电解质膜1以及正极催化剂层3组成的固体高分子电解质膜与电极的结合体4。
然后，在上述结合体4的负极催化剂层2侧没有形成催化剂层的部分，涂布5％那非翁(NAFION)117溶液后，将除去了棱面的三棱柱状的多孔质碳制的夹具(型芯)5，以三边形的一边与上述负极催化剂层2接触地配置，如图1(d)所示。
然后，准备在固体高分子电解质膜1的各表面上分别形成负极催化剂层2及正极催化剂层3而成的、与图1(c)所示相同的结合体4’。将该结合体4’，没有形成负极催化剂层2的一侧、上述三棱柱夹具5的截面三边形的剩余2边接触地覆在上述三棱柱夹具5之上地配置而制作波纹型层叠体6(如图1(e))。在该波纹型的凹部，如图1(f)所示地配置三棱柱夹具5，夹住膜。接着，将这样制作的波纹型结构体连续3层地层叠而成为波纹型结构体。这样制作形成的波纹型结构体7的一个例子以横截面图表示如图2。另外，在固体高分子电解质膜之间的结合部，涂布5％那非翁(NAFION)117溶液而粘合。
此后，将上述波纹结构体7与三棱柱状的上述夹具5共同热压。热压的条件是，温度130℃、压力10MPa、时间10分钟。这样得到的波纹型蜂窝状结构体7，截面三边形的一边是5mm、结构体截面15mm×20mm、边长30mm。
在上述蜂窝状结构体7的两端面的开口部，将用于连接燃料极通路8之间或空气极通路9之间的棱锥状管作为1个构成单元的连接管10a、10b嵌入，用环氧类粘合剂灌封结合使之连接。然后，除该波纹型蜂窝状结构体7的两端面以外的各侧面，用氧化铝制的保型板11增强。
另外，该蜂窝状结构体，如图8所示那样地，进行了在一方的端面上将空气极2之间并联连接、另一方的端面上将燃料极3之间并联连接的电路设计。
如上所述制作的波纹型蜂窝状结构体7中，从其外侧用加热器边保温在70℃、边将通过起泡器加湿的纯氢与空气，分别如图3那样地流通。另外，投入气体的流量是，氢气45cm3/min、空气32cm3/min。在此条件下得到的该燃料电池的电流-输出特性值是，每单电池室0.8A时为0.5W/cm2。
实施例2由方形挤压型蜂窝状结构体组成的固体高分子电解质型燃料电池(直接甲醇型燃料电池(DMFC))的制造首先，作为固体高分子电解质膜1使用全氟代磺酸类的氟树脂的加热溶解液，用挤压成型机将其挤压成型，制作1边的长度为2mm、截面形状为四边形、蜂窝状的壁厚4mil(1mil＝1/1000inch)的蜂窝状结构体12(纵约2cm、横约2cm)(图4、图5)。将该蜂窝状结构体12，在120℃下干燥1小时后，在蜂窝状通路轴方向以3cm左右的长度切断。由这样得到的固体高分子电解质膜组成的蜂窝状结构体，因为其自身没有自我保型能力，所以在四边的最外壳膜的每一边分别用粘合剂粘合厚度0.8mm的增强用聚丙烯树脂制成的保型板11，各保型板11之间在角部接合。
在这样得到的蜂窝状结构体12的、蜂窝状通路(燃料极通路8、空气极通路9)的端部的各开口部位，插入如图7所示的管单元，使之与如图3所示的相同地、每隔一个地连接。
此后，在成为燃料极的蜂窝状通路8的内部，加入0.1％氢氧化硼钠与2％氢氧化钠混合水溶液、得到正极催化剂层3。另一方面，在成为空气极的蜂窝状通路9的内部，加入0.1％的氯化铂酸水溶液与负载铂催化剂的碳黑的混合液，用化学镀法、在空气极通路内部使铂析出、得到负极催化剂层2。此后，纯水洗净各蜂窝状通路，除去未反应物。
接着，在燃料极蜂窝状通路8，灌满无电解镀用钯活性丁基液、室温下反应0.5分钟后，除去活性液、使之干燥、将负载铂钌合金(Pt-Ru)的碳黑(田中贵金属生产TEC61E54、Pt30.4％、Ru23.6％)、0.1％的氯化铂酸水溶液与还原剂液混合液使成为悬浊状态的混合液，以30±2℃、20cc/min的速度送入液体、进行反应，在成为燃料极的蜂窝状通路8的内壁使正极催化剂层3附着。此后，洗净、在80℃干燥0.5小时。这样得到的蜂窝状结构体的横截面及电极配置图如图5所示。该电路连接，作成每一个通路的串联接线。
如图5所示，在燃料极通路8内，灌满摩尔比为水∶甲醇＝1∶1的水溶液、在空气极通路9中送入空气，使DMFC形成。该DMFC的电流-输出特性值是每单电池室40mA时为8mW/cm2。
如上说明那样地，根据本发明，在构成固体高分子电解质型燃料电池时，可以容易地保持电池室内的密封性，另外，可以不使用隔离物而分离燃料极与空气极。进一步地，因为不需要隔离物，必然不会产生接触电阻等的电阻，所以，不仅极高的发电效率成为可能，而且，可以提供紧凑而重量轻的固体高分子电解质型燃料电池。
进一步，根据本发明，根据需要只要配备温度控制用水冷管或使用部分蜂窝状通路的冷却水通路就足够，所以也可以实现以往的组合方式燃料电池中成为课题的轻量化和低成本化。
权利要求
1.一种固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于将多个通路截面为多边形的蜂窝状通路，通过隔板排列设置而构成蜂窝状结构体，该蜂窝状结构体由固体高分子电解质膜形成；将部分所述蜂窝状通路，在其各内壁面配置燃料极而构成燃料极通路的同时，将其余的蜂窝状通路，在其各内壁面配置空气极而构成空气极通路；并且，将所述燃料极通路与空气极通路，通过隔板互相相邻地排列。
2.根据权利要求1所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于所述通路截面的形状由三边形、四边形、六边形及其他多边形组成，所述蜂窝状结构体中，设置有具有所述形状的任意1种形状的通路截面或组合2种及其以上不同形状的通路截面的蜂窝状通路。
3.根据权利要求1所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于所述蜂窝状结构体在波纹型结合体上形成。
4.根据权利要求1所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于所述蜂窝状结构体，是由挤压成型的多边形截面的多室体构成的，在隔开所述燃料极通路与空气极通路的隔板的两面，通过使用含有金属络合物的镀液的无电解镀，分别构成燃料极与空气极的电极形成物质被析出或附着而形成。
5.根据权利要求1所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于将所述蜂窝状结构体作为单独单元，将多个该单独单元，在蜂窝状通路的轴方向串联配置而形成的集合体作为燃料电池而构成。
6.根据权利要求1所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于将所述蜂窝状结构体作为单独单元，将多个该单独单元，在与蜂窝状通路的轴垂直相交的方向并联配置而形成的集合体作为燃料电池而构成。
7.根据权利要求1所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于将所述蜂窝状结构体作为单独单元，由将多个该单独单元在蜂窝状通路的轴方向串联配置而形成的集合体和将多个该单独单元在与蜂窝状通路的轴垂直相交的方向并联配置而形成的集合体的组合构成燃料电池。
8.根据权利要求1所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于所述蜂窝状结构体，在其外周面、轴方向的开口两端面、蜂窝状通路内中的至少1处以上的部分用保型构件增强。
9.根据权利要求8所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于所述保型构件，由选自树脂、金属、无机类单体及它们的复合体的任意1种以上的构件组成；设置于蜂窝状通路内的构件使用具有贯通气孔的多孔体。
10.根据权利要求5所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于所述蜂窝状结构体，由在一方的开口端面上各燃料极之间电气连接、在另一方的开口端面上各空气极之间电气连接而成的单独单元的集合体构成，使得在该单元内所述燃料极与空气极以并联布线地接线。
11.根据权利要求6所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于所述蜂窝状结构体，由在双方的开口端面上，邻接的燃料极与空气极电气连接而成的单独单元的集合体构成，使得在该单元内所述燃料极与空气极以串联布线地接线。
12.根据权利要求7所述的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于所述蜂窝状结构体，由在一方的开口端面上各燃料极之间电气连接、另一方的开口端面上各空气极之间电气连接而成的单独单元的集合体和在双方的开口端面上、邻接的燃料极与空气极电气连接而成的单独单元的集合体的组合构成，使得在该单元内所述燃料极与空气极以串联布线或并联布线地接线。
13.一种固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于挤压成型的、由具有多边形截面的多室体构成的蜂窝状通路通过隔板排列设置而构成的蜂窝状结构体，该蜂窝状结构体由固体高分子电解质膜形成；将部分所述蜂窝状通路，在其内壁面通过使用含有金属络合物的镀液的无电解镀，使电极形成物质析出或附着而配置燃料极、构成燃料极通路的同时，将其余的蜂窝状通路，在其内壁面通过使用含有金属络合物的镀液的无电解镀，使电极形成物质析出或附着而配置空气极、构成空气极通路；并且，将所述燃料极通路与空气极通路通过隔板互相相邻地排列。
14.一种固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于将通路截面为多边形的多个蜂窝状通路通过隔板排列设置而成的蜂窝状结构体，该蜂窝状结构体由固体高分子电解质膜形成；将部分所述蜂窝状通路，在其各内壁面配置燃料极而构成燃料极通路的同时，将其余的蜂窝状通路，在其各内壁面配置空气极而构成空气极通路，并且，将所述燃料极通路与空气极通路通过隔板互相相邻地排列；以所述蜂窝状结构体作为单独单元，由将多个该单独单元在蜂窝状通路的轴方向串联配置而形成的集合体构成。
15.一种固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于将通路截面为多边形的多个蜂窝状通路通过隔板排列设置而构成的蜂窝状结构体，该蜂窝状结构体由固体高分子电解质膜形成；将部分所述蜂窝状通路，在其各内壁面配置燃料极而构成燃料极通路的同时，将其余的蜂窝状通路，在其各内壁面配置空气极而构成空气极通路，并且，将所述燃料极通路与空气极通路通过隔板互相相邻地排列；将所述蜂窝状结构体作为单独单元，由将多个该单独单元在与蜂窝状通路的轴垂直相交的方向并联配置而形成的集合体构成。
16.一种固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于将通路截面为多边形的多个蜂窝状通路通过隔板排列设置而构成的蜂窝状结构体，该蜂窝状结构体由固体高分子电解质膜形成；将部分所述蜂窝状通路，在其各内壁面配置燃料极而构成燃料极通路的同时，将其余的蜂窝状通路，在其各内壁面配置空气极而构成空气极通路，并且，将所述燃料极通路与空气极通路通过隔板互相相邻地排列；将所述蜂窝状结构体作为单独单元，由将多个该单独单元在蜂窝状通路的轴方向串联配置而形成的集合体与、将多个该单独单元在与蜂窝状通路的轴垂直相交的方向并联配置而形成的集合体的组合构成。
全文摘要
本发明提供的固体高分子电解质型燃料电池，是将通路截面为多边形的多个蜂窝状通路，通过隔板排列设置而构成蜂窝状结构体，该蜂窝状结构体由固体高分子电解质膜形成；将部分所述蜂窝状通路，在其内壁面配置燃料极而构成燃料极通路的同时，将其余的蜂窝状通路，在其内壁面配置空气极而构成空气极通路；并且，将所述燃料极通路与空气极通路，通过隔板互相相邻地排列而成的，可以以低成本提供紧凑而重量轻的小型燃料电池。
文档编号H01M8/10GK1838459SQ200510056429
公开日2006年9月27日 申请日期2005年3月22日 优先权日2004年3月22日
发明者网野俊和 申请人:揖斐电株式会社