JP2009076395A - チューブ型燃料電池セル及び該チューブ型燃料電池セルを備えるチューブ型燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】シール及び集電の信頼性の向上が図れ、生産性が良いチューブ型燃料電池セル及び該チューブ型燃料電池セルを備えるチューブ型燃料電池を提供する。
【解決手段】導電性を有し、中空形状であるとともに、内周面側から外周面側へガスの流通が可能なガス透過部２を一又は複数有する、管体１と、管体１のガス透過部２の外周面側に形成される膜電極接合体３と、を備えることを特徴とする、チューブ型燃料電池セル１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、シール及び集電の信頼性の向上が図れ、生産性が良いチューブ型燃料電池セル及び該チューブ型燃料電池セルを備えるチューブ型燃料電池に関する。

燃料電池は、電解質層（以下、「電解質膜」という。）と、電解質膜の両面側にそれぞれ配設される電極（アノード及びカソード）とを備える膜電極接合体（以下、「ＭＥＡ」という。）における電気化学反応により発生した電気エネルギーを、ＭＥＡの両面側にそれぞれ配設される集電体を介して外部に取り出している。燃料電池の中でも、家庭用コージェネレーション・システムや自動車等に使用される固体高分子型燃料電池（以下、「ＰＥＦＣ」という。）は、低温領域での運転が可能である。また、ＰＥＦＣは、高いエネルギー変換効率を示し、起動時間が短く、かつシステムが小型軽量であることから、電気自動車の動力源や携帯用電源として注目されている。

単位体積当たりの発電量を向上させること等を目的として、近年、単セルが柱状の燃料電池（以下、「チューブ型燃料電池」という。）に関する研究が進められている。チューブ型燃料電池の単セル（以下、「チューブ型燃料電池セル」ということがある。）は、一般に、中空形状の電解質膜と当該電解質膜の内周面側及び外周面側にそれぞれ配設される中空形状の触媒層とを備える中空形状のＭＥＡ、を備えている。そして、例えば、当該ＭＥＡの内周面側に水素含有ガスを、外周面側に酸素含有ガスをそれぞれ供給することにより電気化学反応を起こし、この電気化学反応により発生した電気エネルギーを、当該ＭＥＡの内周面側及び外周面側にそれぞれ配設される集電体を介して外部に取り出している。すなわち、チューブ型燃料電池では、各チューブ型燃料電池セルに備えられる中空形状のＭＥＡの内周面側に一方の反応ガス（例えば、水素含有ガス）を、外周面側に他方の反応ガス（例えば、酸素含有ガス）を供給することにより電気エネルギーを取り出すので、隣り合う２つのチューブ型燃料電池セルの外周面側に供給される反応ガスを同一とすることができる。したがって、チューブ型燃料電池によれば、従来の平板型燃料電池ではガス遮蔽性能をも併せ持っていたセパレータが不要となるため、単位体積当たりの発電量を向上させることが容易になる。

チューブ型燃料電池に関する技術として、例えば、特許文献１には、燃料電池の基体管原料に粗粒を添加・混合し、焼結時に収縮を不均一化し、基体管の気孔率を高くすることでガス透過性が向上された燃料電池用基体管と、その基体管上に燃料側電極、電解質、空気側電極などを積層した固体電解質型燃料電池に関する技術が開示されている。

また、特許文献２には、酸化剤ガスと燃料ガスとを、外周面に単電池膜を成膜してなるセルチューブに供給することにより、上記酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学的に反応させて電力を得るようにした円筒型固体電解質型燃料電池モジュールに関する技術が開示されており、特許文献３には、多孔質のカソードチューブの外周面上に、固体電解質体とインタコネクタがそれぞれ筒状に且つカソードチューブの長さ方向に交互に隣接して積層され、アノードがインタコネクタと離間して固体電解質体の表面に筒状に積層されてなることを特徴とする固体電解質型燃料電池に関する技術が開示されている。さらに、特許文献４には、チューブ状の固体電解質膜と、その固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層と、外側触媒電極層の外周面に配置された外側集電体と、内側触媒電極層の内周面に配置された内側集電体とを有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体に関する技術が開示されており、特許文献５には、チューブ状電解質の内外周面側に電極が設けられた燃料電池に関する技術が開示されている。
特開２０００−１０６１９２号公報 特開２００１−０４３８８６号公報 特開平７−２１１３３４号公報 特開２００６−００４７４２号公報 特開２００３−２９７３７２号公報

上記特許文献４及５に開示されているようなチューブ型燃料電池セルを備える燃料電池で発電面積を大きくするには、以下の方法が考えられるが、各々問題がある。まず、一のチューブ型燃料電池セルの径を太くする場合は、電極集積率が悪くなる。また、一のチューブ型燃料電池セルの長さを長くする場合は、内部集電体の太さに制約される。さらに、一のチューブ型燃料電池セルを表面に凹凸のある複雑な形状にする場合は、成形が困難で、シールが複雑になる。そこで、チューブ型燃料電池に備えられるチューブ型燃料電池セルの数を増やすとすると、チューブ型燃料電池セルの端部の数が増え、その端部の処理を個々に行う場合、作業性が著しく悪くなる。また、チューブ型燃料電池セルを束ねる等してまとめて端部の処理をする場合は、複数の円筒が集まった複雑な形状となるため、特にシール、集電の信頼性が低くなる。

一方、上記特許文献１〜３に開示されているようなチューブ型燃料電池セルでは、全体的にガス透過性を有する管体の外周面側に複数の発電部位が存在しており、発電面積を大きくするために発電部位を増やせば、シールを必要とする箇所が増加し、シール信頼性が低下する。また、構造が複雑であるため、生産性が良くない。

そこで本発明は、シール及び集電の信頼性の向上が図れ、生産性が良いチューブ型燃料電池セル及び該チューブ型燃料電池セルを備えるチューブ型燃料電池を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
第１の本発明は、導電性を有し、中空形状であるとともに、内周面側から外周面側へガスの流通が可能なガス透過部を一又は複数有する、管体と、管体のガス透過部の外周面側に形成される膜電極接合体と、を備えることを特徴とする、チューブ型燃料電池セルである。

ここに、「ガス」とは、燃料電池を運転する際に不可欠な水素含有ガスや酸素含有ガスなどを意味する。また、「ガス透過部の外周面側に形成される膜電極接合体」とは、ガス透過部を外周面側から完全に覆う形態で膜電極接合体が備えられることを意味する。さらに、「膜電極接合体」とは、プロトン伝導性ポリマーを含有する固体高分子膜と、該固体高分子膜の一方の面及び他方の面にそれぞれ形成された触媒層（アノード触媒層及びカソード触媒層）と、を備えるＭＥＡを意味する。

上記第１の本発明のチューブ型燃料電池セルにおいて、管体が一又は複数の屈曲部を有することが好ましい。

上記第１の本発明のチューブ型燃料電池セルにおいて、管体の端部に拡管処理が施されていることが好ましい。

ここに、「拡管処理」とは、管体の端部において、管体の内径及び外径が端に向かって拡げられる処理を意味する。

第２の本発明は、第１の本発明のチューブ型燃料電池セルを備えるチューブ型燃料電池である。

第１の本発明によれば、導電性を有し、中空形状である管体のガス透過部に、膜電極接合体が備えられることによって、シール及び集電が容易なチューブ型燃料電池セルを得ることができる。したがって、第１の本発明によれば、シール及び集電の信頼性の向上を図れる、チューブ型燃料電池セルを得ることができる。さらに、第１の本発明のチューブ型燃料電池セルは、構成が簡単なため、生産性が良い。

また、管体が屈曲部を一又は複数有する形態とすることによって、例えば、制限された容積内で長い一のチューブ型燃料電池セルを作製することが可能であり、一のチューブ型燃料電池セルで大きな発電面積を得られるため、チューブ型燃料電池に備えられるチューブ型燃料電池セルの数（チューブ型燃料電池セルの端部の数）を少なくすることが可能である。したがって、第１の本発明によれば、発電面積を増大させても、シール及び集電の信頼性の向上を図れ、生産性が良いチューブ型燃料電池セルを得ることができる。

また、管体の端部に拡管処理が施されていることによって、管体の中空部を流通するガスが管体の中空部に出入りしやすい、チューブ型燃料電池セルを得ることができる。

第２の本発明によれば、第１の本発明のチューブ型燃料電池セルを備えることで、シール及び集電の信頼性の向上を図れ、生産性が良いチューブ型燃料電池を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明のチューブ型燃料電池セル及び本発明のチューブ型燃料電池について、具体的に説明する。

＜チューブ型燃料電池セル＞
図１は、本発明のチューブ型燃料電池セルの一部を概略的に示した図である。図１（ａ）は、本発明のチューブ型燃料電池セルを、長手方向に対して垂直な方向から見た図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）にＩ−Ｉ´で示した箇所での断面図であって、奥／手前方向がチューブ型燃料電池セルの長手方向である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）にｃで示した部分を拡大して示した図である。図２は、本発明のチューブ型燃料電池セルに備えられる管体の一部を長手方向に対して垂直な方向から見た概念図である。図３は、管体の端部を拡大して概略的に示した斜視図である。図４は、管体に配設されたＭＥＡの長手方向の一方の端部のみを拡大して概略的に示した斜視図である。図１〜図４において、同様の構成を採るものには同符号を付し、適宜説明を省略する。

図１に示すように、本発明のチューブ型燃料電池セル１０（以下、単に「燃料電池セル１０」という。）は、管体１と、管体１の外周面側に配設されたＭＥＡ３を備えている。

管体１は、導電性を有しており、図１（ｂ）に示すように、中空部５を有する中空形状である。また、管体１は、図２に示すように、管体１の内周面側から外周面側へとガスの流通が可能なガス透過部２、２、…を複数備えている。ガス透過部２とは、具体的には、例えば、管体１の内周面側から外周面側へとガスの流通が可能な程度の微細な孔が複数設けられた部分を意味する。さらに、管体１の端部には、図３に示すように、管体１の内径及び外径が管体１の端に向かうにつれて拡げられた、拡管処理が施されていても良い。かかる形態とすることによって、管体１の中空部５を流通するガスが管体１の中空部５に出入りしやすくなる。本発明に用いることができる管体１の材料としては、燃料電池セル１０の運転中の環境に耐えられ、導電性が良いものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、カーボン、ステンレス、チタンなどの耐食材、もしくは、金メッキなどの耐食性表面処理を施した金属などを挙げることができる。

一方、ＭＥＡ３は、図１（ｃ）に示すように、電解質膜６と、電解質膜６の内周面側に配設されるアノード触媒層７ａと、電解質膜６の外周面側に配設されるカソード触媒層７ｂとを備えている。電解質膜６は、８０℃程度の温度環境下で含水状態に保たれることによりプロトン伝導性能を発現するプロトン伝導性ポリマーを含有する固体高分子膜である。具体的には、含フッ素高分子を骨格として少なくともスルホン酸基、ホスホン酸基、及びリン酸基のうち一種を有するポリマーを有することが好ましい。より具体的には、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（「Ｎａｆｉｏｎ」又は「ナフィオン」は米国デュポン社の登録商標。）等を挙げることができる。このほか、ポリオレフィンのような炭化水素を骨格とするポリマーを有していても良い。また、アノード触媒層７ａ及びカソード触媒層７ｂは、燃料電池セル１０の運転時に電気化学反応を生じさせる際の触媒として機能する金属粒子（例えば、白金のほか、白金黒粒子、又はこれらの合金等。以下において単に「触媒」という。）と、プロトン伝導性ポリマーとを含有している。

燃料電池セル１０では、ガス透過部２、２、…の外周面側がＭＥＡ３、３、…によって完全に覆うように配設されているため、ガス透過部２、２、…から中空部５を流通するガスが漏洩することを抑制できる。また、ガスの漏洩をさらに抑制するという観点からは、ＭＥＡ３、３、…の長手方向の両端部９、９、…（図４参照）を接着、又は熱圧着することが好ましい。一方、一のＭＥＡ３と他のＭＥＡ３の間、すなわち、管体１のガス透過部２がない部分では、管体１の一部分が露出している。管体１は導電性を有するため、燃料電池セル１０の運転時には、管体１を集電体として機能させて、管体１の露出部分を電流取出し部４、４、…とすることができる。したがって、燃料電池セル１０では集電が容易である。一の電流取出し部４と他の電流取出し部４との間隔、すなわち、一のＭＥＡ３の長手方向の長さは、長過ぎれば電子の移動距離が伸びるため集電効率が悪くなり、短過ぎれば単位体積当たりの発電量が低くなる。

これまでの説明では、本発明のチューブ型燃料電池セルの一つの形態例として、燃料電池セル１０のように、管体１の長手方向に垂直な方向の断面形状が略円形であって、管体１が屈曲部を有さない形態を例示したが、本発明のチューブ型燃料電池セルはかかる形態に限定されるものではない。他の形態例として、具体的に、図５を用いて説明する。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明のチューブ型燃料電池セルの他の形態例を概略的に示した図である。図１及び図２と同様の構成を採るものには、図１及び図２で用いた符号と同符号を付し、説明を適宜省略する。また、図５（ａ）及び図５（ｂ）では、図が煩雑になるのを防ぐため、符号を一部省略して示している。

本発明のチューブ型燃料電池セルは、図５（ａ）に示すように、屈曲部２２を有する管体２１のガス透過部（ＭＥＡ３に覆われているため不図示。）の外周面側にＭＥＡ３、３、…が配設される、チューブ型燃料電池セル２０のような形態であっても良い。また、図５（ｂ）に示すように、複数の屈曲部３２、３２、…を有する管体３１のガス透過部（ＭＥＡ３に覆われているため不図示。）の外周面側にＭＥＡ３、３、…が配設される、チューブ型燃料電池セル３０のような形態であっても良い。このように、屈曲部を有する形態とすることによって、例えば、制限された容積内で長い一のチューブ型燃料電池セルを作製することが可能であり、一のチューブ型燃料電池セルで大きな発電面積を得られるため、チューブ型燃料電池に備えられるチューブ型燃料電池セルの数（チューブ型燃料電池セルの端部の数）を少なくすることが可能である。したがって、発電面積を増大させても、シール及び集電の信頼性の向上を図れ、生産性が良いチューブ型燃料電池セルを得ることができる。

一方、本発明のチューブ型燃料電池セルに用いることができる管体の長手方向に垂直な方向の断面形状は、略円形に限られず、ガスの流通が可能な中空部を有している形態であれば良い。具体的には、例えば、管体の長手方向に垂直な方向の断面形状が略多角形、又は略扁平円形などであっても良い。生産効率などを考慮すると、断面形状が略円形である形態が好ましいが、屈曲部を有する管体とする場合には、断面形状を略扁平円形とした方が好ましい場合がある。

＜チューブ型燃料電池セルの作製方法＞
以下に、本発明のチューブ型燃料電池セルを作製する方法を説明する。例えば、燃料電池セル１０を作製する際には、まず、管体１を目的の形状に作製した後、管体１のガス透過部２、２、…の外周面側にＭＥＡ３、３、…を配設する。ＭＥＡ３、３、…を管体１に配設する方法は特に限定されるものではないが、ＭＥＡ３、３、…の長手方向の両端部９、９、…（図４参照）は接着、又は熱圧着しておくことが好ましい。かかる形態とすることによって、中空部５を流通するガスの漏洩を抑制することができる。

ＭＥＡ３、３、…を管体１に配設する方法の具体例としては、平板状に形成された複数のＭＥＡを、それぞれ管体１のガス透過部２、２、…の外周面側を完全に覆うように巻きつけ、そのＭＥＡの両端部を熱圧着することで、ガス透過部２、２、…の外周面側に中空形状のＭＥＡ３、３、…を形成する方法を挙げることができる。また、ガス透過部２、２、…の外周面側を完全に覆うように触媒インクをスプレー塗布してアノード触媒層７ａ、７ａ、…を形成した後、その外周面にプロトン伝導性ポリマーを含有する電解質組成物をスプレー塗布して電解質膜６、６、…を形成し、さらにその外周面に触媒インクをスプレー塗布してカソード触媒層７ｂ、７ｂ、…を形成することで、ガス透過部２、２、…の外周面側に中空形状のＭＥＡ３、３、…を形成する方法も挙げることができる。さらに、管体１と、粘度を高く調整した触媒インク及び電解質組成物を、ダイスを通して共押し出しすることで、管体１のガス透過部２、２、…の外周面側にＭＥＡ３、３、…を配設する方法も挙げることができる。

次に、屈曲部３２、３２、…を有する管体３１のガス透過部２、２、…の外周面側にＭＥＡ３、３、…を配設する方法の具体例について、図６を用いて説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は管体３１を平板状のＭＥＡ３３ａ、及びＭＥＡ３３ｂ（管体３１の外周面側に配設後のＭＥＡ３と区別するために、管体３１の外周面側に配設前の平板状のＭＥＡを「ＭＥＡ３３ａ」、及び「ＭＥＡ３３ｂ」という。）で挟持した状態を概略的に示した上面図である。ただし、図６（ａ）においては、説明の都合のため、ＭＥＡ３３ａを省略して管体３１が見えるように示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）中に示した矢印の方向から管体３１及びＭＥＡ３３、３３を見た図である。図６（ａ）、及び図６（ｂ）において、図１及び図２と同じ構成を採るものには、図１及び図２で使用した符号と同符号を付し、適宜説明を省略する。また、図が煩雑になるのを防ぐため、図６（ａ）、及び図６（ｂ）では、一部符号を省略して示している。

屈曲部３２、３２、…を有する管体３１の外周面側にＭＥＡ３、３、…を配設する場合、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、管体３１をＭＥＡ３３ａ、及びＭＥＡ３３ｂで挟持し、図６（ａ）に破線で示した箇所（図６（ｂ）に矢印で示した箇所）において、ＭＥＡ３３ａ、及びＭＥＡ３３ｂを切断し、切断されたＭＥＡ３３ａの端部と切断されたＭＥＡ３３ｂの端部とを互いに接着することで、効率良く、管体３１のガス透過部２、２、…の外周面側を図５（ｂ）に示すようにＭＥＡ３、３、…で覆完全に覆うことができる。この方法で管体３１のガス透過部２、２、…の外周面側にＭＥＡ３、３、…を配設する場合は、管体３１の外径に応じて、管体３１の屈曲部３２、３２、…の曲率を決める必要がある。管体３１の外径に対して屈曲部３２、３２、…の曲率が小さすぎる場合は、図６（ｂ）にｘで示した部分の長さが長くなりすぎて、ガス透過部２、２、…を覆うＭＥＡ３、３、…が過剰となる。逆に、管体３１の外径に対して屈曲部３２、３２、…の曲率が大きすぎる場合は、図６（ｂ）にｘで示した部分の長さが短くなりすぎて、ＭＥＡ３、３、…でガス透過部２、２、…を覆うことができなくなる。

＜チューブ型燃料電池＞
以下に、本発明のチューブ型燃料電池について説明する。図７は、複数の燃料電池セル１０を備える、本発明のチューブ型燃料電池の形態例を概略的に示した図である。図１及び図２と同様の構成を採るものには、図１及び図２で用いた符号と同符号を付し、説明を適宜省略する。また、図７では、図が煩雑になるのを防ぐため、符号を一部省略して示している。

図７に示すように、本発明のチューブ型燃料電池１００（以下、単に「燃料電池１００」という。）は、複数の燃料電池セル１０が略平行に配列されており、燃料電池セル１０、１０、…のそれぞれの電流取り出し部４、４、…が導線１０１で電気的に繋がれているとともに、燃料電池セル１０、１０、…のそれぞれのＭＥＡ３、３、…（カソード触媒層７ｂ、７ｂ、…）が導線１０２で電気的に繋がれている。

燃料電池１００の運転時には、燃料電池セル１０の中空部５に水素含有ガス（以下、「水素」という。）が流通されるとともに、ＭＥＡ３の外周面側に酸素含有ガス（以下、「空気」という。）が供給される。中空部５に流通させられる水素は、管体１の内周面側からガス透過部２、２、…の孔を通って、管体１の外周面側へと抜けることができる。ガス透過部２、２、…の孔から管体１の外周面側へと出てきた水素は、アノード触媒層７ａへと達し、アノード触媒層７ａに含有される触媒の作用下でプロトン及び電子に分離する。アノード触媒層７ａで生じたプロトンは、アノード触媒層７ａ、電解質膜６、及び、カソード触媒層７ｂに含有されるプロトン伝導性ポリマーを伝って、カソード触媒層７ｂへと達する。一方、アノード触媒層７ａで生じた電子は、導電性を有する管体１が集電体として機能し、アノード触媒層７ａから管体１を伝って、電流取り出し部４から導線１０１及び導線１０２を含む外部回路を経由してカソード触媒層７ｂへと達する。そして、ＭＥＡ３の外周面側に供給されることにより、カソード触媒層７ｂへと達した空気に含有される酸素と、アノード触媒層７ａからカソード触媒層７ｂへと移動してきたプロトン及び電子とが、カソード触媒層７ｂに含有される触媒の作用下で反応することにより、カソード触媒層７ｂで水が生成される。燃料電池１００では、このような過程と経ることで、電気エネルギーが発生する。なお、アノード触媒層７ａにおける上記反応に利用されなかった水素は、中空部５を通って、燃料電池１００セルの外へと排出されて回収され、カソード触媒層７ｂにおける上記反応に利用されなかった空気は、燃料電池１００の外へと排出される。

このように、燃料電池１００の運転時には、プロトン及び電子が移動するため、当該移動の際の抵抗等に起因する熱が発生する。ＭＥＡ３に含有されるプロトン伝導性ポリマーは、例えば８０℃程度等の温度環境下で含水状態に保たれることによりプロトン伝導性能を発現するため、燃料電池１００の性能を向上させるためには、燃料電池１００の過度の温度上昇を防止する必要がある。かかる観点から、燃料電池１００には、冷媒を流通させた冷却管などの冷却装置（不図示）が備えられる。

これまでの本発明のチューブ型燃料電池セルの説明では、ＭＥＡが電解質膜、アノード触媒層、及びカソード触媒層を備える形態について説明してきたが、本発明はかかる形態に限定されるものではなく、アノード触媒層の内周面側及び／又はカソード触媒層の外周面側にガス拡散層が備えられる形態であっても良い。ガス拡散層はチューブ型燃料電池の運転時の環境に耐えられ、ガスを拡散させることが可能で、導電性を有するものであれば良く、本発明で使用可能な拡散層の具体例としては、カーボンペーパーやカーボンクロス等を挙げることができる。

また、これまでの本発明のチューブ型燃料電池セルの説明では、電解質膜の内周面側にアノード触媒層、電解質膜の外周面側カソード触媒層を備える形態について説明してきたが、本発明はかかる形態に限定されるものではなく、管体の中空部に空気を流通させ、チューブ型燃料電池セルの外周面側に水素を供給して、電解質膜の内周面側にカソード触媒層、電解質膜の外周面側にアノード触媒層を備える形態としても良い。

さらに、これまでの本発明のチューブ型燃料電池の説明では、図７に示したように、燃料電池セル１０、１０、…が電気的に並列に接続される形態について説明してきたが、本発明のチューブ型燃料電池はかかる形態に限定されるものではなく、本発明のチューブ型燃料電池セルを備えていれば良い。本発明のチューブ型燃料電池の他の形態例として、図８及び図９を用いて具体的に説明する。

図８は、燃料電池セル１０、１０が電気的に直列に接続された形態のチューブ型燃料電池２００を概略的に示した図である。図９は、燃料電池セル１０、１０が電気的に接続されている部分の形態例を概略的に示した図である。図８及び図９において、図１及び図２と同様の構成を採るものには、図１及び図２で用いた符号と同符号を付し、説明を適宜省略する。また、図８及び図９では、図が煩雑になるのを防ぐため、一部符号を省略して示している。

本発明のチューブ型燃料電池は、図８に示した燃料電池２００のように、一の燃料電池セル１０の電流取り出し部４、４、…と他の燃料電池セル１０のＭＥＡ３、３、…（カソード触媒層７ｂ、７ｂ、…）とが導線２０１で電気的に直列に接続されている形態であっても良い。図８に示した例では、二の燃料電池セル１０が接続されている形態例を示したが、さらに複数の燃料電池セル１０が同様に接続されても良い。

また、一の燃料電池セル１０と他の燃料電池セル１０の電気的な接続方法として、図９に示したように、一の燃料電池セル１０と他の燃料電池セル１０のＭＥＡ３の配設位置を、燃料電池セル１０の長手方向にずらして配設し、一の燃料電池セル１０の電流取り出し部４と他の燃料電池セル１０のＭＥＡ３（カソード触媒層７ｂ）とが隣り合うように配置され、それらが導電性部品３０１で接続される形態であっても良い。導電性部品３０１は、例えば、金属性などの導電性を有するＳ字状のフックや、ワイヤーなどであって、一の燃料電池セル１０の電流取り出し部４と他の燃料電池セル１０のＭＥＡ３（カソード触媒層７ｂ）とを電気的に接続できるものであれば特に限定されない。

これまでの本発明のチューブ型燃料電池の説明では、燃料電池セル１０が備えられる形態についてのみ説明してきたが、本発明はかかる形態に限定されず、図５に示したような、屈曲部を有する燃料電池セル２０や燃料電池セル３０などのように、他の形態の本発明のチューブ型燃料電池セルが備えられる形態であっても良い。

チューブ型燃料電池セル１０の一部を概略的に示す図である。（ａ）は、チューブ型燃料電池セル１０を長手方向に対して垂直な方向から見た図である。（ｂ）は、（ａ）にＩ−Ｉ´で示した箇所での断面図である。（ｃ）は、（ｂ）にｃで示した部分を拡大して示した図である。 管体１の一部を長手方向に対して垂直な方向から見た概念図である。 管体１の端部を拡大して概略的に示す斜視図である。 ＭＥＡ３の長手方向の一方の端部を拡大して概略的に示す斜視図である。 （ａ）はチューブ型燃料電池セル２０を概略的に示す図である。（ｂ）はチューブ型燃料電池セル３０を概略的に示す図である。 管体３１にＭＥＡ３、３、…を配設する方法を概略的に示す図である。 チューブ型燃料電池１００を概略的に示す図である。 チューブ型燃料電池２００を概略的に示す図である。 チューブ型燃料電池セル１０同士の接続方法を概略的に示す図である。

符号の説明

１、２１、３１ 管体
２ ガス透過部
３、３３ａ、３３ｂ 膜電極接合体（ＭＥＡ）
４ 電流取り出し部
５ 中空部
６ 電解質膜
７ａ アノード触媒層
７ｂ カソード触媒層
９ ＭＥＡの長手方向の端部
１０、２０、３０ チューブ型燃料電池セル
２２、３２ 屈曲部
１００、２００ チューブ型燃料電池
１０１、１０２、２０１ 導線
３０１ 導電性部品

Claims (4)

1. 導電性を有し、中空形状であるとともに、内周面側から外周面側へガスの流通が可能なガス透過部を一又は複数有する、管体と、
   前記管体の前記ガス透過部の前記外周面側に形成される膜電極接合体と、
   を備えることを特徴とする、チューブ型燃料電池セル。
2. 前記管体が一又は複数の屈曲部を有することを特徴とする、請求項１に記載のチューブ型燃料電池セル。
3. 前記管体の端部に拡管処理が施されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のチューブ型燃料電池セル。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のチューブ型燃料電池セルを備えることを特徴とする、チューブ型燃料電池。

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