(57)【要約】【課題】アノード及びカソードと、集電体との間に作用する接触抵抗が低減されて集電効率が増加され、性能を低減することなしにエンドプレートの厚さを減らして燃料電池のサイズを減らすことができる燃料電池用セルユニット及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明による燃料電池用セルユニットは、電解質膜と、電解質膜の一面に形成されるアノードと他面に形成されるカソードとを備えた電極ユニットと、電極ユニットに形成される多孔性集電体と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
2009224330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と、
前記電解質膜の一面に形成されるアノードと他面に形成されるカソードとを備えた電極ユニットと、
前記電極ユニットの気孔に導電性物質がコーティングされて形成される多孔性集電体と、
を含む燃料電池用セルユニット。
【請求項２】
前記電極ユニットは複数であり、
前記複数の電極ユニットを電気的に接続させるリードをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用セルユニット。
【請求項３】
前記リードが、前記複数の電極ユニットを電気的に直列接続させることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用セルユニット。
【請求項４】
電解質膜の一面にアノードを形成し、他面にカソードを形成して前記電解質膜の両面に電極ユニットを形成するステップと、
前記電極ユニットの気孔に導電性物質をコーティングして多孔性集電体を形成するステップと、
を含む燃料電池用セルユニットの製造方法。
【請求項５】
前記多孔性集電体を形成するステップが、
インクジェット方式で前記電極ユニットに前記導電性物質を塗布するステップと、
前記導電性物質を乾燥及び焼結するステップと、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池用セルユニットの製造方法。
【請求項６】
前記電極ユニットが複数であり、
前記電極ユニットを形成するステップ以後に、
前記複数の電極ユニットを電気的に接続させるリードを形成するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池用セルユニットの製造方法。
【請求項７】
前記リードを形成するステップが、
インクジェット方式で前記電解質膜に導電性物質を塗布するステップと、
前記導電性物質を乾燥及び焼結するステップと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池用セルユニットの製造方法。
【請求項８】
前記多孔性集電体を形成するステップと、
前記リードを形成するステップが、
同時に行われることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池用セルユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セルユニット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、携帯用電子機器が小型化され、また機能が多様化されることに伴い、電子機器に電気エネルギーを供給する電源の高効率化や使用時間の増大などが求められている。このために、化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換させる燃料電池は、既存の携帯用電気機器の電源の問題点であった効率及び寿命を著しく増加させることができる新しい代替方法としてその重要性が高まっている。
【０００３】
従来技術によれば、膜電極接合体のアノード及びカソードに別個の集電体（current collector）が積層される。
【０００４】
しかし、このような従来技術は、アノード及びカソードと集電体との間の接触抵抗が増加される問題があり、アノード及びカソードと集電体との間に上記接触抵抗を低減させるための均一な圧力をかけるためには厚いエンドプレートが求められるので、燃料電池の全体サイズが大きくなるという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした従来技術の問題点を解決するために、本発明は、アノード及びカソードと、集電体との間の接触抵抗を低減させることにより、集電効率を増加させ、燃料電池を小型化することができる燃料電池用セルユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、電解質膜と、電解質膜の一面に形成されるアノードと他面に形成されるカソードとを備えた電極ユニットと、電極ユニットの気孔に導電性物質がコーティングされて形成される多孔性集電体と、を含む燃料電池が提供される。
【０００７】
このとき、電極ユニットは複数であり、複数の電極ユニットを電気的に接続させるリードをさらに含むことができる。
【０００８】
そして、リードは、複数の電極ユニットを電気的に直列接続させることができる。
【０００９】
本発明の他の実施形態によれば、電解質膜の一面にアノードを形成し、他面にカソードを形成して電解質膜の両面に電極ユニットを形成するステップと、電極ユニットの気孔に導電性物質をコーティングして多孔性集電体を形成するステップと、を含む燃料電池用セルユニットの製造方法が提供される。
【００１０】
このとき、多孔性集電体を形成するステップは、インクジェット方式で電極ユニットに導電性物質を塗布するステップと、導電性物質を乾燥及び焼結するステップと、を含むことができる。
【００１１】
また、電極ユニットは複数であり、電極ユニットを形成するステップ以後に、複数の電極ユニットを電気的に接続させるリードを形成するステップと、をさらに含むことができる。
【００１２】
リードを形成するステップは、インクジェット方式で電解質膜に導電性物質を塗布するステップと、導電性物質を乾燥及び焼結するステップと、を含むことができる。
【００１３】
このとき、多孔性集電体を形成するステップとリードを形成するステップは同時に行われることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アノード及びカソードと、集電体との間に作用する接触抵抗を低減させて集電効率を増加させることができ、性能を維持したままエンドプレートの厚さを減らして燃料電池のサイズを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による燃料電池用セルユニットの一実施例を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態による燃料電池用セルユニットの一実施例を示す側面図である。
【図３】本発明の他の実施形態による燃料電池用セルユニットの製造方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態による燃料電池用セルユニットの製造方法の一実施例の一工程を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による燃料電池用セルユニットの製造方法の一実施例の一工程を示す平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による燃料電池用セルユニットの製造方法の一実施例の一工程を示す平面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による燃料電池用セルユニットの製造方法の一実施例の一工程を示す側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態による燃料電池用セルユニットの製造方法の一実施例の一工程を示す側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態による燃料電池用セルユニットの製造方法の一実施例の一工程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る燃料電池用セルユニット及びその製造方法の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。添付図面を用いて説明することに当たり、同一かつ対応する構成要素は、同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態による燃料電池用セルユニットの一実施例を示す平面図であり、図２は本発明の一実施形態による燃料電池用セルユニットの一実施例を示す側面図である。図１及び図２を参照すると、燃料電池用セルユニット１００、電解質膜１１０、電極ユニット１２０、アノード１２２、カソード１２４、多孔性集電体１３０、リード１４０が示されている。
【００１８】
本実施例によれば、アノード１２２及びカソード１２４を含む電極ユニット１２０の気孔に導電性物質をコーティングして微細な気孔を有する多孔性集電体１３０を形成することにより、電極ユニット１２０と多孔性集電体１３０との間の接触抵抗を低減させ、同一面積における電極ユニット１２０から電子を集める集電効率がより向上できる燃料電池用セルユニット１００が提供される。
【００１９】
また、集電効率が増加することにより燃料電池に用いられるエンドプレートの厚さを減らすことができ、燃料電池を小型化することができる燃料電池用セルユニット１００が提供される。
【００２０】
また、電解質膜１１０に形成されるリード１４０を用いて複数の電極ユニット１２０を電気的に直列接続することにより、電極ユニット１２０の電気的接続のために別途のフレキシブル基板などを使用する必要がなく、簡単な構造となり、より高い電圧が求められる電子機器に利用できる燃料電池用セルユニット１００が提供される。
【００２１】
電解質膜１１０は、アノード１２２とカソード１２４との間に介在され、アノード１２２の酸化反応により発生される水素イオンをカソード１２４に移動させることができる。電解質膜１１０には高分子物質を用いることができる。
【００２２】
電極ユニット１２０は、アノード１２２とカソード１２４とを含むことができ、電解質膜１１０の表面に複数形成されることができる。すなわち、アノード１２２は、電解質膜１１０の一面に形成され、水素のような燃料が供給されると、アノード１２２の触媒層から酸化反応が起こり、水素イオンと電子とが発生する。カソード１２４は、電解質膜１１０の他面に形成され、酸素、アノード１２２から発生された電子、及びアノード１２２から電解質膜１１０を通して伝達された水素イオンが供給されると、カソード１２４の触媒層から還元反応が起こり、水分子が発生することになる。
【００２３】
このような酸化、還元反応により化学エネルギーから直接的に電気エネルギーを得ることができ、アノード１２２及びカソード１２４での化学反応は次の化学式１で表される。
【００２４】
[化学式１]
アノード１２２：Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
カソード１２４：Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ
全反応：２Ｈ２＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ
【００２５】
一方、電極ユニット１２０は、電解質膜１１０の両面に複数形成されることができ、これを電気的に直列接続する場合には、バイポーラスタック（bipolar stack）構造のように全体の厚さを増加する必要なく、高い電圧を得ることができる。
【００２６】
この際に、電極ユニット１２０の電気的直列接続のために後述するリード１４０を用いることができ、これについては、リード１４０を提示するところで詳しく説明する。
【００２７】
多孔性集電体１３０は、電極ユニット１２０と電気的に接続されるように電極ユニット１２０、すなわち、アノード１２２とカソード１２４のガス拡散層に形成された気孔の表面に導電性物質がコーティングされて形成されることができる。前述したように、アノード１２２の触媒層から起こる酸化反応により電子が発生され、この電子はアノード１２２のガス拡散層を通過して多孔性集電体１３０に集まる。さらにこの電子は、リード１４０を通してカソード１２４側の多孔性集電体１３０へ移動し、カソード１２４のガス拡散層を通過して還元反応を起こす。
【００２８】
この際に、多孔性集電体１３０が電極ユニット１２０の気孔に直接形成されることにより、電極ユニット１２０と多孔性集電体１３０との間の接触抵抗を低減させる。これにより、多孔性集電体１３０は同一面積における電極ユニット１２０から電子を集める集電効率をより向上させることができる。
【００２９】
また、このように、多孔性集電体１３０を用いて集電効率が増加することにより、燃料電池に求められるエンドプレートの厚さを減らすことができ、燃料電池１００のサイズを小型化することができる。
【００３０】
多孔性集電体１３０は、インクジェット方式を用いて電極ユニット１２０に導電性物質を塗布し、この導電性物質を乾燥、焼結することで形成可能であり、導電性物質としては金を含む物質を用いてもよく、例えば、１００ｎｍ以下のナノ粒子を用いることができる。また、導電性物質として導電性カーボンブラックなどを用いてもよい。
【００３１】
すなわち、電極ユニット１２０に、例えば、１００ｎｍ以下の金粒子などの導電性物質を薄く塗布することで、電極ユニット１２０の気孔に導電性物質をコーティングし、これを、例えば、１００℃〜１０００℃で乾燥及び焼結すれば、結果的に、電極ユニット１２０の気孔に対応する微細な気孔を有する多孔性集電体１３０が形成できる。
【００３２】
このように、インクジェット方式を用いて多孔性集電体１３０を電極ユニット１２０に直接形成することにより、多孔性集電体１３０が電極ユニット１２０に密着されるので、アノード１２２及びカソード１２４と集電体１３０との間に作用する接触抵抗が低減され、これにより、集電効率を増加させることができる。
【００３３】
この際に、多孔性集電体１３０の電気伝導性と電極ユニット１２０の流体流動性との間の均衡を維持するように、コーティングされる導電性物質の量を調節する。すなわち、多孔性集電体１３０を形成するために電極ユニット１２０にコーティングされる導電性物質の量が増加すればするほど、多孔性集電体１３０の電気伝導性も増加するので、さらに効果的に電子を集めることができる。しかし、電極ユニット１２０の気孔が狭くなって燃料または酸素などの流体の流動性を妨げるようになり、これら電気伝導性及び流体流動性を最適化するためには、電極ユニット１２０の気孔にコーティングされる導電性物質の量を調節する必要がある。
【００３４】
また、導電性物質が電極ユニット１２０に浸透して触媒層または電解質膜１１０を損なうことを防止するために、導電性物質と電極ユニット１２０との間の親水性−親油性バランス（hydrophile-lipophile balance；ＨＬＢ）を調節しなければならない。これは、電極ユニット１２０に好適な湿潤性（wetting property）を有する導電性物質を形成するように、導電性物質からなるインクを変化させるか、或いは、電極ユニット１２０に表面処理などを行うことにより可能となる。
【００３５】
リード１４０は、多孔性集電体１３０と接続されるように電解質膜１１０に形成され、複数の電極ユニット１２０を電気的に接続させることができる。リード１４０で同一平面上に配置される複数の電極ユニット１２０を電気的に接続させることにより、電極ユニット１２０の電気的接続のための別途のフレキシブル基板などを使用する必要がなく、全体厚さを減らすことができるので、バイポーラスタック構造の燃料電池に比べて燃料電池をより小型化することができる。
【００３６】
リード１４０は、電解質膜１１０以外に電解質膜１１０上に形成される別途の保護層にも形成可能である。例えば、供給される燃料や酸素が漏れることを防止するためにアノード１２２及びカソード１２４を取り囲みながら電解質膜１１０上に積層されるガスケットなどを保護層として用いることができる。
【００３７】
また、リード１４０は、複数の電極ユニット１２０が電気的に直列接続されるように、互いに異なる電極ユニット１２０のアノード１２２とカソード１２４を電気的に接続させることができる。すなわち、電極ユニット１２０が電解質膜１１０の両面に格子構造などで配置されてもよく、この中の一つの電極ユニット１２０のアノード１２２と他の電極ユニット１２０のカソード１２４とがリード１４０で接続されることにより、複数の電極ユニット１２０が電気的に直列接続できるようになる。
【００３８】
リード１４０で複数の電極ユニット１２０を電気的に直列接続することにより、発生される電気エネルギーの電圧を高めることができるので、より高い電圧が求められる電子機器に使用できる。この場合に、電圧を高めることによる厚さの変化がないため、厚さに制約されずに電圧を調節することができる。
【００３９】
リード１４０は、多孔性集電体１３０と同様にインクジェット方式を用いて形成することができる。具体的には、導電性物質を電解質膜１１０または電解質膜１１０上に形成されるガスケットなどの保護層にインクジェット方式で塗布し、この導電性物質を乾燥、焼結することにより形成することができる。
【００４０】
また、リード１４０は、インクジェット方式で多孔性集電体１３０を形成する際に、同時に形成してもよい。これにより、リード１４０を形成するための導電性物質も多孔性集電体１３０と同様に、例えば、１００ｎｍ以下の金粒子を用いることができる。例えば、１００℃〜１０００℃の条件で乾燥及び焼結することが可能である。このとき、導電性物質として導電性カーボンブラックなどを用いることもできる。
【００４１】
インクジェット方式を用いてリード１４０を形成すれば、より精密にさらに低コストで燃料電池用セルユニット１００を製造することができる。さらに、リード１４０を多孔性集電体１３０と同時に形成することにより、製造工程を単純化できるとともに製造コストを低くすることができる。
【００４２】
以下では、本発明の他の実施形態による燃料電池用セルユニットの製造方法の一実施例について説明する。
【００４３】
図３は本発明の一実施例を示すフローチャートであり、図４乃至図６は本発明の一実施例の各工程に対する平面図であり、図７乃至図９は本発明の一実施例の各工程に対する側面図である。
【００４４】
図４乃至図９には、燃料電池用セルユニット２００、電解質膜２１０、電極ユニット２２０、アノード２２２、カソード２２４、多孔性集電体２３０、リード２４０が示されている。
【００４５】
本実施例では、アノード２２２及びカソード２２４を含む電極ユニット２２０の気孔に導電性物質をコーティングして微細な気孔を有する多孔性集電体２３０を形成することにより、電極ユニット２２０と多孔性集電体２３０との間の接触抵抗を低減させる。これにより、同一面積における電極ユニット２２０から電子を集める集電効率をより向上させることができる、燃料電池用セルユニット２００を製造する方法が提供される。
【００４６】
また、インクジェット方式で多孔性集電体２３０を電極ユニット２２０に直接形成することにより、多孔性集電体２３０が電極ユニット２２０に密着されて、アノード２２２及びカソード２２４と集電体１３０との間に作用する接触抵抗を低減できる。これにより、集電効率を増加させることができる燃料電池用セルユニット２００の製造方法が提供される。
【００４７】
また、電解質膜２１０に複数の電極ユニット２２０を電気的に直列接続させるリード２４０を形成することにより、電極ユニット２２０の電気的接続のための別途のフレキシブル基板などが不要となり、簡単な構造に形成できるようになる。これにより、高い電圧が求められる電子機器に使用できる、燃料電池用セルユニット２００の製造方法が提供される。
【００４８】
また、インクジェット方式を用いてリード２４０を形成し、これを多孔性集電体２３０と同時に形成することで、より精密かつ安価に燃料電池用セルユニット２００を製造する方法が提供される。
【００４９】
まず、図３のステップＳ１１０で、図４及び図７に示すように、電極ユニット２２０を電解質膜２１０の両面に形成する。特に、電解質膜２１０の一面にアノード２２２を形成し、他面にカソード２２４を形成する。
【００５０】
ここで、電解質膜２１０は、アノード２２２とカソード２２４との間に介在され、アノード２２２の酸化反応により発生される水素イオンをカソード２２４に移動させることができる。電解質膜２１０には、高分子物質を用いることができる。
【００５１】
電極ユニット２２０は、アノード２２２とカソード２２４を含むことができ、電解質膜２１０の表面に複数形成されてもよい。すなわち、アノード２２２は、電解質膜２１０の一面に形成され、水素のような燃料が供給されると、アノード２２２の触媒層から酸化反応が起こり、水素イオンと電子が発生する。カソード２２４は、電解質膜２１０の他面に形成される。これらの水素イオン、酸素、及びアノード２２２から発生された電子が供給されると、カソード２２４の触媒層から還元反応が起こり、水分子が発生することになる。
【００５２】
このような酸化、還元反応により化学エネルギーから直接的に電気エネルギーを得ることができる。アノード２２２及びカソード２２４における化学反応は、本発明の一実施形態による燃料電池用セルユニット１００の一実施例で示された前記化学式１の通りである。
【００５３】
一方、電極ユニット２２０は電解質膜２１０の両面に複数形成されることができ、これを電気的に直列接続すると、バイポーラスタック構造のように全体厚さを増加させなくてもより高い電圧を得ることができる。この際、電極ユニット２２０の電気的直列接続のために、後述するリード２４０を用いてもよく、これについては、リード２４０を形成する工程で後述する。
【００５４】
次に、ステップＳ１２０で、図５及び図８に示すように、電極ユニット２２０の気孔に導電性物質をコーティングして多孔性集電体２３０を形成する。前述したように、アノード２２２の触媒層から起こる酸化反応により電子が発生される。この電子は、アノード２２２のガス拡散層を通過して多孔性集電体２３０に集まることができるので、リード２４０を通してカソード２２４側の多孔性集電体２３０及びカソード２２４のガス拡散層を通過してカソード２２４の触媒層で還元反応を起こすことができる。
【００５５】
このように、アノード２２２及びカソード２２４のガス拡散層に形成される気孔表面に電子を集めるための多孔性集電体２３０を形成する。この多孔性集電体２３０を形成する工程は次のように分けて説明することができる。
【００５６】
まず、ステップＳ１２２で、インクジェット方式で電極ユニット２２０に導電性物質を塗布する。これは、インクジェット方式で導電性物質を薄く塗布して電極ユニット２２０の多孔性表面に導電性物質をコーティングする工程であって、導電性物質として金を含む物質を用いてもよく、例えば、１００ｎｍ以下のナノ粒子を用いることができる。この場合、導電性物質として導電性カーボンブラックなどを用いてもよい。
【００５７】
このとき、前述した実施例で説明したように、多孔性集電体２３０の電気伝導性と電極ユニット２２０の流体流動性との間の均衡を維持するように、コーティングされる導電性物質の量を調節し、導電性物質が電極ユニット２２０に浸透して触媒層または電解質膜２１０を損なうことを防止するために、導電性物質と電極ユニット２２０との間の親水性−親油性バランスを調節しなければならない。
【００５８】
次に、ステップＳ１２４で、導電性物質を乾燥及び焼結する。例えば、１００℃〜１０００℃で導電性物質を乾燥及び焼結することができる。これにより、電極ユニット２２０の気孔に密着されて電極ユニット２２０に対応する微細気孔を有する多孔性集電体２３０を形成することができる。
【００５９】
このように、インクジェット方式で多孔性集電体２３０を電極ユニット２２０に直接形成することにより、多孔性集電体２３０が電極ユニット２２０に密着されるので、アノード２２２及びカソード２２４と、集電体との間に作用する接触抵抗が低減される。これにより、集電効率が増加することができる。
【００６０】
すなわち、多孔性集電体２３０が、電極ユニット２２０の気孔に直接形成されることにより、電極ユニット２２０と多孔性集電体２３０との間の電気的な接触抵抗が低減される。これにより、同一面積における電極ユニットから電子を集める集電効率をより向上させることができる。
【００６１】
また、このように、多孔性集電体２３０を用いて電気的な接触抵抗を低減させることにより、燃料電池の性能を低減することなく、燃料電池で使用されるエンドプレートの厚さを減らすことができ、燃料電池を小型化することができる。
【００６２】
一方、本実施例によれば、電解質膜２１０に電極ユニット２２０を形成（ステップＳ１１０）した後、電極ユニット２２０に多孔性集電体２３０を形成（ステップＳ１２０）することを一例として挙げているが、これ以外にも、電極ユニット２２０に多孔性集電体２３０を形成（ステップＳ１２０）した後に、このように多孔性集電体２３０が形成された電極ユニット２２０を電解質膜２１０に形成（ステップＳ１１０）してもよく、これも、本発明の権利範囲に含まれることは明らかである。このような変形例によれば、工程の順序が変わっただけで、工程の詳細は同一であるので、これに対する詳細な説明は省略する。
【００６３】
次に、ステップＳ１３０で、図６及び図９に示すように、複数の電極ユニット２２０を電気的に接続させるリード２４０を形成する。リード２４０は、多孔性集電体２３０と接続されるように電解質膜２１０に形成され、複数の電極ユニット２２０を電気的に接続させることができ、リード２４０の形成工程は、多孔性集電体２３０と同様にインクジェット方式を用いて形成してもよく、次のように分けて説明することができる。
【００６４】
まず、ステップＳ１３２で、インクジェット方式で導電性物質を電解質膜２１０に塗布する。すなわち、インクジェット方式で電解質膜２１０に導電性物質を塗布することができる。この場合、導電性物質は電解質膜２１０以外にも電解質膜２１０上に形成される別途の保護層にも塗布することができ、供給される燃料及び酸素が漏れることを防止するために、アノード２２２及びカソード２２４を取り囲みながら電解質膜２１０上に積層されるガスケットなどを保護層として用いることができる。
【００６５】
次に、ステップＳ１３４で、導電性物質を乾燥及び焼結する。導電性物質を乾燥及び焼結し、多孔性集電体２３０と接続されるように、リード２４０が形成されてもよい。
【００６６】
リード２４０は、インクジェット方式で多孔性集電体２３０を形成する際に、同時に形成されてもよい。したがって、リード２４０を形成するための導電性物質も多孔性集電体２３０と同様に、例えば、１００ｎｍ以下の金粒子を用いることができる。例えば、１００℃〜１０００℃で条件で乾燥及び焼結することが可能である。このとき、導電性物質として導電性カーボンブラックなどを用いすこともできる。
【００６７】
このように、インクジェット方式を用いてリード２４０を形成することで、より精密に燃料電池用セルユニット２００を製造することができる。また、リード２４０を多孔性集電体２３０と同時に形成することで、製造工程を単純化して製造費を節減することができる。
【００６８】
前述したように、リード２４０は、複数の電極ユニット２２０が電気的に直列接続するように、互いに異なる電極ユニット２２０のアノード２２２とカソード２２４とを電気的に接続させることができる。すなわち、電解質膜２１０の両面に電極ユニット２２０が格子構造などで配置されてもよく、この中の一つの電極ユニット２２０のアノード２２２と他の電極ユニット２２０のカソード２２４とをリード２４０で接続させることにより、複数の電極ユニット２２０が電気的に直列接続できるようになる。
【００６９】
リード２４０で同一平面上に配置される複数の電極ユニット２２０を電気的に接続させることにより、電極ユニット２２０の電気的接続のために別途のフレキシブル基板などを使用する必要がなくなるので、全体の厚さを減らすことができる。このため、バイポーラスタック構造で燃料電池を構成するものに比べて、燃料電池をより小型化することができる。
【００７０】
また、リード２４０で複数の電極ユニット２２０を電気的に直列接続することにより、発生される電気エネルギーの電圧を高めることができるため、より高い電圧が求められる電子機器に用いられることができる。さらに、電圧を高めることによる厚さの変化がないため、厚さに制約されずに電圧を調節することができる。
【００７１】
前述したの実施例以外の多くの実施例が本発明の特許請求範囲内に存在する。
【符号の説明】
【００７２】
１００：燃料電池用セルユニット
１１０：電解質膜
１２０：電極ユニット
１２２：アノード
１２４：カソード
１３０：多孔性集電体
１４０：リード
【図１】
2009224330.tif 000003
【図２】
2009224330.tif 000004
【図３】
2009224330.tif 000005
【図４】
2009224330.tif 000006
【図５】
2009224330.tif 000007
【図６】
2009224330.tif 000008
【図７】
2009224330.tif 000009
【図８】
2009224330.tif 000010
【図９】
2009224330.tif 000011