燃料电池用燃料、燃料电池及利用燃料电池的发电方法技术

一种燃料电池，由单电池或层压该单电池形成的叠堆构成，所述单电池包括燃料极、空气极、及介于它们之间的电解质层或中空层，用于提供氢系－氧系混合气体的供给口设置在燃料极侧，所述氢系－氧系混合气体通过对电解液在振动搅拌下进行电解、收集来获得，并且提供氢系－氧系混合气体的侧的燃料极为透气性，氢系－氧系混合气体含有Ｈ、Ｈ↓［２］、Ｈ↓［３］和／或ＨＤ、ＯＨ、［１６］↑Ｏ、Ｏ↓［２］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池用燃料、燃料电池及利用燃料电池的发电方法
本专利技术涉及到一种在振动搅拌下通过电解电解液而获得的新的氢系—氧系混合气体及氢系气体、由它们构成的燃料电池用燃料、使用该燃料电池用燃料的发电方法及燃料电池。
技术介绍
现有技术中，利用燃料电池的发电通过将氢提供到燃料极(通常为负极)而将氧或空气提供到空气极(通常为正极)来进行。其原因在于考虑到，如果不向燃料极仅提供氢，则无法推进的反应，并且如果不向空气极提供氧或空气这样的含有氧的气体，则不会发生的反应。作为相关技术，特开2002-348694号公报中记载有将布朗气体(Brown gas)作为燃料电池的燃料使用的方法。但这种情况下，由于需要分离氢和氧的分离器，成为导致燃料气体成本上升的重要原因。如果考虑到如上所述的反应，当然会认为氢和氧的分离是不可避免的。并且在目前为止的燃料电池中，在燃料电池内设置电解质层是必不可少的，燃料电池的类型决定了形成电解质层的电解质的种类。例如，碱性水溶液型燃料电池中的电解质为氢氧化钾，酸性水溶液型燃料电池中的电解质为磷酸，熔融碳酸盐型燃料电池中的电解质为碳酸锂或碳酸钾，固体氧化物燃料电池中的电解质为稳定化氧化锆，固体-->高分子型燃料电池中的电解质为离子交换膜，电解质层的使用是必不可少的，实际上这些电解质层的存在阻碍了燃料电池的小型化及低价格化的实现。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种可作为燃料电池用燃料使用的新的氢系—氧系混合气体或氢系气体。本专利技术的第二目的在于提供一种由新的氢系—氧系混合气体或氢系气体构成的燃料电池用燃料。本专利技术的第三目的在于提供一种不具有电解质层的新的燃料电池。本专利技术的第四目的在于提供一种将新的氢系—氧系混合气体或氢系气体作为燃料使用的发电方法及燃料电池。即，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，提供一种以含有H、H2、H3和/或HD、OH、16O、O2为特征的氢系—氧系混合气体。在本专利技术的一个方式下，上述氢系—氧系混合气体含有：H2：55-70摩尔％H：0.12-0.45摩尔％H3及HD共计：0.03-0.14摩尔％OH：0.3-1.2摩尔％16O：1.0-4.2摩尔％O2：5-27摩尔％在本专利技术的一个方式下，上述氢系—氧系混合气体通过使用以下装置的氢系—氧系混合气体生成装置而获得：(A)用于容纳电解液的电解槽，(B)电解装置，包括：电极对，由阳极部件及阴极部件构成，-->该阳极部件及阴极部件配置成与该电解槽内容纳的电解液接触；和电源，向上述阳极部件及阴极部件之间施加电压，(C)用于振动搅拌上述电解槽中容纳的电解液的振动搅拌装置，以及(D)气体收集装置，用于收集通过上述电解装置对上述电解槽内容纳的电解液进行电解所形成的氢系气体和氧系气体。并且，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，提供一种由上述氢系—氧系混合气体构成的燃料电池用燃料。进一步，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，提供一种以含有H、H2、H3和/或HD、OH为特征的氢系气体。在本专利技术的一个方式下，上述氢系气体通过使用具有以下装置的氢系气体生成装置而获得：(A)用于容纳电解液的电解槽，(B)电解装置，包括：电极对，由阳极部件及阴极部件构成，该阳极部件及阴极部件配置成与该电解槽内容纳的电解液接触；和电源，向上述阳极部件及阴极部件之间施加电压，(C)用于振动搅拌上述电解槽中容纳的电解液的振动搅拌装置，以及(D)气体收集装置，用于收集通过上述电解装置对上述电解槽内容纳的电解液进行电解所形成的氢系气体。并且，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，提供一种由上述氢系气体构成的燃料电池用燃料。进一步，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，提供一种燃料电池，其特征在于，由单电池或层压该单电池形成的叠堆构成，上述单电池包括燃料极、空气极、及介于它们之间的中空层。-->进一步，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，提供一种燃料电池，由单电池或层压该单电池形成的叠堆构成，上述单电池包括燃料极、空气极、及介于它们之间的电解质层或中空层，该燃料电池的特征在于，将用于提供氢系气体的供给口设置在燃料极侧，且使提供上述氢系气体的侧的燃料极为透气性，上述氢系气体通过使用具有以下装置的氢系气体生成装置而获得：(A)用于容纳电解液的电解槽，(B)电解装置，包括：电极对，由阳极部件及阴极部件构成，该阳极部件及阴极部件配置成与该电解槽内容纳的电解液接触；和电源，向上述阳极部件及阴极部件之间施加电压，(C)用于振动搅拌上述电解槽中容纳的电解液的振动搅拌装置，以及(D)气体收集装置，用于收集通过上述电解装置对上述电解槽内容纳的电解液进行电解所形成的氢系气体。进一步，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，提供一种燃料电池，由单电池或层压该单电池形成的叠堆构成，上述单电池包括燃料极、空气极、及介于它们之间的电解质层或中空层，该燃料电池的特征在于，将用于提供氢系—氧系混合气体的供给口设置在燃料极侧或燃料极侧和空气极侧两方，且使提供上述氢系—氧系混合气体的侧的极为透气性，上述氢系—氧系混合气体通过使用具有以下装置的氢系—氧系混合气体生成装置而获得：(A)用于容纳电解液的电解槽，(B)电解装置，包括：电极对，由阳极部件及阴极部件构成，该阳极部件及阴极部件配置成与该电解槽内容纳的电解液接触；和电源，向上述阳极部件及阴极部件之间施加电压，(C)用于振动搅拌上述电解槽中容纳的电解液的振动搅拌装置，以及(D)气体收集装置，用于收集通过上述电解装置对上述电解槽内容纳的电解液进行电解所形成的氢系—氧系混合气体。-->在本专利技术的一个方式下，上述振动搅拌装置包括至少一个振动生成装置、和振动搅拌部件，该振动搅拌部件包括与该振动生成装置连接的至少一个振动棒、及安装在该振动棒上的至少一个振动叶片。进一步，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，提供一种利用燃料电池的发电方法，其特征在于，利用变换器使振动电机以10-500Hz振动，将该振动通过振动应力分散装置传递到振动棒，使一段或多段固定在该振动棒上的振动叶片以振幅0.01-30.0mm及振动数500-30000次/分进行振动，从而在振动搅拌电解液的同时电解得到氢系气体，并将所获得的氢系气体提供给燃料电池。进一步，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，本专利技术提供一种利用燃料电池的发电方法，其特征在于，利用变换器使振动电机以10-500Hz振动，将该振动通过振动应力分散装置传递到振动棒，使一段或多段固定在该振动棒上的振动叶片以振幅0.01-30.0mm及振动数500-30000次/分进行振动，从而在振动搅拌电解液的同时电解得到氢系—氢系混合气体，并将所获得的氢系—氢系混合气体提供给燃料电池。进一步，根据本专利技术，作为实现上述目的的手段，本专利技术提供一种利用燃料电池的发电方法，其特征在于，利用变换器使振动电机以10-500Hz振动，将该振动通过振动应力分散装置传递到振动棒，使一段或多段固定在该振动棒上的振动叶片以振幅0.01-30.0mm及振动数500-30000次/分进行振动，从而在振动搅拌电解液的同时电解得到氢系—氢系混合气体，并将所获得的氢系—氢系混合气体作为燃料提供给燃料电池的透气性燃料极侧或透气性燃料极侧与透气性空气极侧两方而进行发电，所述燃料电池由单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢系－氧系混合气体，其特征在于，含有Ｈ、Ｈ↓［２］、Ｈ↓［３］和／或ＨＤ、ＯＨ、［１６］↑Ｏ、Ｏ↓［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-4-18 114695/2003;JP 2003-10-6 347649/20031.一种氢系-氧系混合气体，其特征在于，含有H、H2、H3和/或HD、OH、16O、O2。2.根据权利要求1所述的氢系-氧系混合气体，含有：H2：55-70摩尔％H：0.12-0.45摩尔％H3及HD共计：0.03-0.14摩尔％OH：0.3-1.2摩尔％16O：1.0-4.2摩尔％O2：5-27摩尔％。3.根据权利要求1所述的氢系-氧系混合气体，其中，所述氢系-氧系混合气体通过使用具有以下装置的氢系-氧系混合气体生成装置而获得：(A)用于容纳电解液的电解槽，(B)电解装置，包括：电极对，由阳极部件及阴极部件构成，该阳极部件及阴极部件配置成与该电解槽内容纳的电解液接触；和电源，向所述阳极部件及阴极部件之间施加电压，(C)用于振动搅拌所述电解槽中容纳的电解液的振动搅拌装置，以及(D)气体收集装置，用于收集通过所述电解装置对所述电解槽内容纳的电解液进行电解所形成的氢系气体及氧系气体。4.一种燃料电池用燃料，由权利要求1-3的任意一项所述的氢系-氧系混合气体构成。5.一种氢系气体，其特征在于，含有H、H2、H3和/或HD、OH。-->6.根据权利要求5所述的氢系气体，其中，所述氢系气体通过使用具有以下装置的氢系气体生成装置而获得：(A)用于容纳电解液的电解槽，(B)电解装置，包括：电极对，由阳极部件及阴极部件构成，该阳极部件及阴极部件配置成与该电解槽内容纳的电解液接触；电源，向所述阳极部件及阴极部件之间施加电压，(C)用于振动搅拌所述电解槽中容纳的电解液的振动搅拌装置，以及(D)气体收集装置，用于收集通过所述电解装置对所述电解槽内容纳的电解液进行电解所形成的氢系气体。7.一种燃料电池用燃料，由权利要求5或6所述的氢系气体构成。8.一种燃料电池，其特征在于，由单电池或层压该单电池形成的叠堆构成，所述单电池包括燃料极、空气极、及介于它们之间的中空层。9.一种燃料电池，由单电池或层压该单电池形成的叠堆构成，所述单电池包括燃料极、空气极、及介于它们之间的电解质层或中空层，其特征在于，将用于提供氢系气体的供给口设置在燃料极侧，且使提供所述氢系气体的侧的燃料极为透气性，所述氢系气体通过使用具有以下装置的氢系气体生成装置而获得：(A)用于容纳电解液的电解槽，(B)电解装置，包括：电极对，由阳极部件及阴极部件构成，该阳极部件及阴极部件配置成与该电解槽内容纳的电解液接触；电源，向所述阳极部件及阴极部件之间施加电压，(C)用于振动搅拌所述电解槽中容纳的电解液的振动搅拌装置，以及(D)气体收集装置，用于收集通过所述电解装置对所述电解-->槽内容纳的电解液进行电解所形成的氢系气体。10.一种燃料电池，由单电池或层压该单电池形成的叠堆构成，所述单电池包括燃料极、空气极、及介于它们之间的电解质层或中空层，其特征在于，将用于提供氢系-氧系混合气体的供给口设置在燃料极侧或燃料极侧和空气极侧两方，且使提供所述氢系-氧系混合气体的侧的极为透气性，所述氢系-氧系混合气体通过使...

【专利技术属性】
技术研发人员：大政龙晋，谷冈明彦，皆川美江，
申请(专利权)人：日本科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]