[發明專利]燃料電池

無效

• 申請號: 01804621.5
• 申請日: 2001-06-01
• 公開（公告）號: CN1398435A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發明（設計）人: 官腰光史;官澤弘;渡邊富一
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/24;H01M4/86
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 王志森,黃小臨

????????????????????????????技術領域

本發明涉及燃料電池。更具體地說，本發明涉及一種這樣的燃料電池，其中多個單元燃料電池在內部連接在一起，從而產生所需的電動勢，并且減少電池的尺寸或厚度。

???????????????????????????背景技術

迄今為止，礦物燃料，例如汽油或輕油，不但廣泛地用作汽車的能源，而且用作發電的能源。通過使用這些礦物燃料，人類便可以獲得諸如極大地提高生活水平或者發展工業這樣的利益。在另一方面，地球面臨遭受環境破壞的嚴重危險。此外，礦物燃料資源趨于耗盡，使得難于長期而穩定地供應礦物燃料的局面就要來臨。

氫作為用于代替礦物燃料的能源正在引起注意。氫包含在水中，因而在地球上含量豐富，同時每單位重量的氫中含有大量的化學能。此外，當用作能源時，氫不會產生有害的物質或引起全球變暖的氣體。因此，氫作為用于代替礦物燃料的并且清潔而含量豐富的能源能源正在引起高度重視。

近來，能夠從氫能提取電能的燃料電池的研究和開發正在蓬勃興起，希望把燃料電池應用于大規模發電或現場自發電，或者作為汽車的電源。

用于從氫能獲得電能的燃料電池包括被饋給氫氣的氫電極和被饋給氧氣的氧電極。饋入到氫電極的氫氣通過催化劑作用被分離成質子(proton)和電子。電子被氫電極吸引，而質子輸送到氧電極。在氫電極中吸收的電子通過負載遷移到氧電極。在另一方面，饋入到氧電極的氧通過催化劑作用和質子以及從氫電極遷移的電子結合而產生水。這樣，便構成了單元燃料電池，使得在氫電極和氧電極之間產生電動勢，使電流流過負載。

這種燃料電池最好這樣構成，使多個所述的單元燃料電池在內部以所需的方式連接，從而產生所需的電動勢。如果使用特定的互連件在內部連接多個單元燃料電池，則產生一個問題，即在減小燃料電池的尺寸或厚度方面遇到困難。

???????????????????????????發明內容

本發明的目的在于，提供一種能夠克服上述的現有技術中的問題的新的燃料電池。

本發明的另一個目的在于，通過把多個單元燃料電池在內部連接在一起而形成一燃料電池，以產生所需的電動勢，并且能夠減小電池的尺寸或厚度。

為實現上述目的，本發明提供一種包括至少一個單元燃料電池的燃料電池，所述單元燃料電池包括具有多個開口的氫氣通路形成板，具有質子導體膜和多個開口的氧電極板，以及具有多個開口的空氣流通路形成板，其中所述氫氣通路形成板、氧電極板和空氣流通路形成板按照這個順序層疊在一起，在氫電極板的周邊部分上和氧電極板的周邊部分上形成有至少兩個可以選擇地斷開的連接針(pin)。

在本發明的燃料電池中，在構成單元燃料電池的氫電極板和氧電極板的周邊部分上形成有至少兩個可選擇地切斷(ruptuable)的連接針，因此，通過選擇地切斷或留下至少兩個連接針，以類似方式選擇地切斷或留下形成在構成另一個單元燃料電池的氫電極板和氧電極板的周邊部分上的至少兩個連接針，并且通過使保留完整的連接針相互鄰接，便可以獲得具有兩個或多個在內部相互連接在一起的單元燃料電池的燃料電池。

按照本發明的構成燃料電池所述質子導體膜含有質子導體(protonconductor)，所述質子導體含有作為主要成分的富勒烯(fullerene)的衍生物，所述衍生物具有能夠把引入的質子分離成構成富勒烯(fullerene)分子的碳原子的基(group)。

最好是，所述能夠分離質子的基由-XH構成，其中X是具有二價鍵的可選擇的原子或原子團。

更具體地說，所述能夠分離質子的基是從由-OH或-YH構成的組合中選擇的基，其中Y是具有二價鍵的可選擇的原子或原子團。

更具體地說，能夠分離質子的基(group)從由-OH，-SO₃H₄，-COOH，-SO₃H和-OPO(OH)₃構成的組中選擇的基。

富勒烯的衍生物由聚富勒烯氫氧化物(polyfullerene?hydroxide(富勒烯醇(fullerenenol))構成。

除了能夠分離質子的基之外，質子導體含有被引入構成富勒烯分子的碳原子中的親電子的基。

親電子的基可以包括硝基，羰基，羧基，腈基，鹵化(halogrenated)烷基，或者含有鹵原子的基。

在本發明中使用的質子導體膜可以包括由全氟磺酸樹脂(由美國DuPont制造的Nafion(注冊商標))構成的質子導體。