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FUEL CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME commons meetings

Patent code P130009857
Posted date Aug 13, 2013
Application number P2011-016664
Publication number P2012-156105A
Patent number P5713343
Date of filing Jan 28, 2011
Date of publication of application Aug 16, 2012
Date of registration Mar 20, 2015
Inventor
  • (In Japanese)早瀬 仁則
  • (In Japanese)田中 達也
Applicant
  • (In Japanese)学校法人東京理科大学
Title FUEL CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME commons meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell high in productivity and yield and capable of being reduced in thickness, and a method for manufacturing the fuel cell.
SOLUTION: A fuel cell 100 includes: a silicon substrate 2; a first collector layer 12 joined with a first porous metal region 8A; and a second collector layer 14 joined with a second porous metal region 8B. The silicon substrate includes the first porous metal region 8A which has a porous region 4 and a silicon region 3 while catalyst metal is supported on the porous region 4, a porous proton conduction region 6, and the second porous metal region 8B on which catalyst metal is supported, in this order.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、各種電気機器の携帯化、小型化及び高性能化に伴い、その電源となる小型電池の性能向上への要求が高まっている。また、これらの発展に伴って電池の更なる薄型化が要求されている。一方、小型化に適した電池としては、特に、高分子電解質型の燃料電池が用いられており、各種研究開発が進められている。従来の高分子型燃料電池は、一般に、燃料流路(セパレータ)、拡散層、触媒層、高分子型電解質膜、触媒層、拡散層、燃料流路(セパレータ)という7層構造を有するものが多い。また、従来の高分子型燃料電池では、炭素粉表面に微細な白金粒子を担持させた粉状の触媒が触媒層に用いられている。しかし、更なる薄型化という要求に対し、この種の従来構造の燃料電池では、別工程で製造した触媒粉-電解質膜等、構成要素間の電気的接触抵抗を低減するため等の理由によって、一対のセパレータで挟持された燃料電池を強い力で締め付ける必要がある。このため、燃料流路の強度等の観点から従来の高分子型電池の薄型化にはおのずと限界があるといわれている。



一方、小型化が可能で高出力が可能な燃料電池に用いられる構造体として、金属担持多孔質シリコンを用いた燃料電池用電極構造体が提案されている(下記特許文献1参照)。また、従来に比較して、その製造時や電池運転時に破損し難い膜電極接合体が提案されている。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、燃料電池及びその製造方法に関し、特に一体型の薄型構造を有する燃料電池に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
多孔質領域と、前記多孔質領域の周囲に設けられるシリコン領域と、を有し、且つ、前記多孔質領域に、触媒金属が担持された第1の多孔質金属領域と、多孔質プロトン伝導領域と、触媒金属が担持された第2の多孔質金属領域と、をこの順で備えたシリコン基体と、
前記シリコン基体の一方の面上に前記第1の多孔質金属領域と接合する第1の集電層と、前記シリコン基体の他方の面上に前記第2の多孔質金属領域と接合する第2の集電層と、前記シリコン基体の一方の面に設けられる絶縁層と、
を備え
前記第1の多孔質金属領域及び前記第1の集電層からなる部分、並びに、前記第2の多孔質金属領域及び前記第2の集電層からなる部分、の少なくとも一方と、前記シリコン基体の前記シリコン領域とが電気的に隔離され、
前記第1の多孔質金属領域及び前記第1の集電層からなる部分、並びに、前記第2の多孔質金属領域及び前記第2の集電層からなる部分が前記絶縁層を介して絶縁される燃料電池。

【請求項2】
 
多孔質領域と、前記多孔質領域の周囲に設けられるシリコン領域と、を有するシリコン基体の一方の面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記多孔質領域に多孔質プロトン伝導領域を有するシリコン基体をめっき液に浸漬し、前記多孔質領域中に触媒金属を析出させて、前記多孔質プロトン伝導領域の両側にそれぞれ第1の多孔質金属領域及び第2の多孔質金属領域を形成する多孔質金属領域形成工程と、
前記第1の多孔質金属領域と接合する第1の集電層と、前記第2の多孔質金属領域と接合する第2の集電層と、を形成する集電層形成工程であって、前記第1の集電層及び前記第2の集電層が、前記絶縁層を介して絶縁されるように前記第1の集電層及び前記第2の集電層を形成する集電層形成工程と、
を含む請求項1に記載の燃料電池の製造方法。

【請求項3】
 
前記絶縁層形成工程は、前記シリコン基体の一方の面に、前記多孔質領域と一部重複するように前記絶縁層を形成する工程であり、前記多孔質金属領域形成工程は、前記絶縁層が形成された前記シリコン基体に前記第1及び第2の多孔質金属領域を形成する工程である請求項2に記載の燃料電池の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011016664thum.jpg
State of application right Registered
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