【手続補正書】
【提出日】平成20年9月30日(2008.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
その一例として、本発明者等の提案する、特許文献１に示すようなユニットセル１０を積み重ねて提供された空気吸込み式燃料電池がある。具体的には、図８に示すように、高分子電解質膜１２の両側にアウターシール１６を外周に備えた燃料極１３ａ、インナーシール２２により内側をシールした酸素極１３ｂ、この酸素極１３ｂに隣接して設けられた酸素流路板１８からなっている。これらの燃料極１３ａおよび酸素流路板１８の両側に配置されたセパレータ板３４によって一体にされることにより単セル１０を形成し、この単セル１０を複数個積み重ねられている。なお、セパレータ板３４は、発電した電力を取り出すための端子を設けて集電板とされている。さらに、燃料極１３ａに連通された親水性合成繊維糸のスリーブ３２からなる燃料分配マニホルドを単セル１０の中央孔を通して備え、スリーブ３２の中心を通されるタイ・ボルト２６の両端にセパレータ板３４との間にエンドガスケット２８を挟んでエンドプレート２４をさらに設け、このエンドプレート２４に対してＯリング３６を挟んで燃料流路４４を有する一方のナット４０、ブリーダバルブ５２を有する他方のナット５０によって一体に締付固定した構造を有している。このような燃料電池は、小型で軽量のものとすることができるために、低パワーの燃料電池に適している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１および図６は、本発明の一実施の形態に係る空気吸込み式燃料電池を示し、それぞれ概略説明図および分解断面図である。図１および図６に示すように、空気吸込み式燃料電池は、複数のユニットセル１０を積層した発電用セルスタック１および補助発電用セルスタック２が絶縁材からなるエンドプレート２４間に挟まれて一体に形成されたものである。それぞれのセルスタック１，２は、従来例と同様な構成を有していて、ユニットセル１０を複数個一体にしたものであり、セパレータ板３４の間において、高分子電解質膜１２の両側にアウターシール１６を外周に備えた燃料極１３ａ、インナーシール２２により内側をシールした酸素極１３ｂ、この酸素極１３ｂに隣接して設けられた酸素流路板１８からなっている。このような構成のユニットセル１０が発電量に応じて複数個重ねられて主発電用セルスタック１が構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記のような主発電用セルスタック１と補助発電用セルスタック２は、図６に示すように、ユニットセル１０の中心部に設けられた孔を通して図示しない燃料分配マニホルドを有したタイ・ボルト２６の両端部にナット４０，５０を取り付け、締付けることにより一体にされる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
補助発電用セルスタック２を接続せずに発電用セルスタック１のみによる従来方式の発電作用においては、長時間使用していると、内部に、特に燃料供給部となる各セルの中心部に発電反応により生じた水分が、各セルの外周部の外側へ蒸発により発散し切れなくなると、燃料分配マニホルドに溜まり、燃料供給路を狭めることになり燃料の供給を抑制することになって、図７の点線Ａに示すように急激に発電能力が低下していく。なお、図７で明らかなように、ブリーダバルブ５２を開放して水分を除去しても発電量は一時的に回復させることができるが、水分の放出が十分に行われないため再び発電量は低下することになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
しかるに、補助発電用セルスタック２を主発電用セルスタック１に接続した場合に、燃料分配マニホルド３２に溜まった水分は、主発電用セルスタック１から補助発電用セルスタック２へ供給される燃料とともに補助発電用セルスタック２へと移動し、そこで発電作用に伴う水分を、補助発電用セルスタックの抵抗体の発熱作用により外部への蒸発による放出あるいは、ブリーダバルブ５２の開放による排出により、水分の除去を行なうことができる。したがって、主発電用セルスタック１においては発生した水分が溜まることがなく、発生した水分も補助発電用セルスタック２で処理されるために、図７の断線Ｂに示すように限られた時間で発電能力を高く維持させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、発生した水がたまった場合には、発電する補助発電用セルスタック２は、上記のような構成の燃料極および酸素極を有するので、水の電気分解用のセルスタックとしても用いることができる。この場合には、主発電用セルスタック１に対してエンドプレート２４を挟んで接続された補助電源用セルスタック２は、セパレータ板間に電力を供給すれば、水の電気分解機能により水素と酸素を発生させることができ、発生した水素は主発電用セルスタック１に直接供給することができ、主発電用セルスタック１に起電力を生じさせ、その電力の一部を補助発電用セルスタック２に供給すれば、発電により生じた水の電気分解を行うことかできる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
このように、水の電気分解にも使用することができる補助発電用セルスタック２を備えた空気吸い込み式燃料電池においては、図７の実線Ｃで示すように、殆ど出力低下を生じることなく、発電を行うことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
なお、図２に示す補助発電用セルスタック２を水の電気分解に使用する場合、エンドプレートを挟んで主発電用セルスタック１に接続したが、図３に示すように、複数のユニットセルの一部を水の電気分解のための発電用に使用することにより、端部のユニットセル３を水の電気分解用セルスタックとして使用すれば、図１に示す装置がそのまま水の電気分解装置を備えた空気吸込み式燃料電池とすることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、大電力の発電を行う空気吸込み式燃料電池では、主発電用セルスタック１において、水分の発生も多くなり、燃料分配マニホルド３２に溜まった水分は、図４に示すように、接続部７０を通して燃料の供給とともに補助発電用セルスタック２に移動され、外周部への蒸発による放出とともに、それにより除去できなくて中心部の燃料供給部に溜まってきた水分はブリーダバルブ５２を開いて排出させることができ、その際、発電用セルスタック１には発生した水分が溜まることなく、各セル１０への燃料の供給が障害なく行われて、図７の実線Ｃに示すような発電量が得られる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
上記実施の形態においては、小電力の発電に適用できるように、主発電用セルスタック１と補助発電用セルスタック２とは、エンドプレート２４を挟んで隣接して一体の構造にされているが大電力の発電に適用するために、図５に示すように、発電用セルスタック１と水の電気分解用に使用することができる補助発電用セルスタック２とが接続部７０により離隔されるように接続されてもよい。この接続部７０は、適宜の材料からなり、必要に応じて可撓性を有するものとして形成されていて、各セルスタック１、２の中心部の燃料供給部が互いに管体によって接続され、燃料、そして発電用セルスタック１において溜まった水分を取り出して、燃料とともに水の電気分解用セルスタック２へ導くことにより、電気分解用の水として利用することができるようになっている。その際、主発電用セルスタック１の一部が補助発電用セルスタック２’として使用され、水電気分解用セルスタック２”への水電気分解用の電力を供給する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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