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米国特許5599638(燃料電池)独立クレーム


本件は、現在「DTI エナジー社 (DTI Energy, Inc)」が管理している「直接メタノール型燃料電池 (DMFC:Direct Methanol Fuel Cell)」の基本特許である。

米国特許 No.5,599,638 (Surampudi et al. February 4, 1997)の「独立クレーム」の訳。やはり、発明の詳細な説明部分を読んでいないので、訳が心許ない。


クレーム

1. In a liquid feed direct fuel cell having an anode, a cathode, an electrolyte, means for circulating an organic fuel past the anode and means for flowing oxygen past the cathode, wherein the improvement comprises:
said electrolyte comprising a solid polymer hydrogen ion conductor membrane;
and wherein said organic fuel is free of an acid electrolyte.

1. アノード電極と、カソード電極と、電解質と、アノード電極側を通り抜けるようにして有機燃料を循環させる手段と、カソード電極側を通り抜けるようにして酸素を流通させる手段とからなる給液式直接燃料電池であって、前記電解質は、水素イオン伝導性固体高分子膜からなり、前記有機燃料は、酸性電解質を含まないことを特徴とする燃料電池。

注: クレーム1の「和訳」では、主体を「改良 (improvement)」ではなく、「燃料電池」にしてある。


15. A liquid feed fuel cell, comprising:
an anode;
a cathode;
a solid cation exchange polymer electrolyte membrane disposed between said anode and said cathode;
means for circulating a liquid organic fuel and water solution past said anode,
a liquid organic and water fuel solution, said solution being free of sulfuric acid; and
means for flowing oxygen past said cathode.

15. アノード電極と、
カソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に介装された陽イオン交換固体高分子電解質膜と、
前記アノード電極側を通り抜けるようにして液状有機燃料水溶液を循環させる手段と、
硫酸を含まない、液状有機物・水混和燃料溶液と、
前記カソード電極側を通り抜けるようにして酸素を流通させる手段とからなる
給液式燃料電池。

注: このクレームの燃料に関する表現は混乱している。"a liquid organic and water fuel solution," は、削除すべきだろう。そのようにして訳すと、次のようになる。

15改. アノード電極と、
カソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に介装された陽イオン交換固体高分子電解質膜と、
前記アノード電極側を通り抜けるようにして硫酸を含まない液状有機燃料水溶液を循環させる手段と、
前記カソード電極側を通り抜けるようにして酸素を流通させる手段とからなる
給液式燃料電池。


16. A liquid feed fuel cell, comprising:
an anode coated with an amount of hydrophilic proton conducting water-insoluble additive to provide ionic and electronic conductivity, wetting and gas evolving properties to said anode;
a cathode;
a cation exchange polymer electrolyte membrane disposed between said anode and said cathode;
means for flowing a liquid comprising organic fuel and water solution past said anode; and
means for flowing oxygen past said cathode.

16. 若干量の親水性プロトン伝導性水不溶性添加物で被覆することで、イオン及び電子伝導性と、湿潤性及びガス放出性とを備えせしめたアノード電極と、
カソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に介装された陽イオン交換高分子電解質膜と、
前記アノード電極側を通り抜けるようにして有機燃料水溶液を流通させる手段と、
前記カソード電極側を通り抜けるようにして酸素を流通させる手段とからなる
給液式燃料電池。


30. A liquid feed fuel cell, comprising:
a housing having an anode chamber and a cathode chamber;
a co-polymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinylether sulfonic acid polymer electrolyte membrane mounted within said housing and separating said anode and cathode chambers;
a cathode formed on a side surface of the membrane facing the cathode chamber;
an anode formed on an opposing side of the membrane facing the anode chamber, said anode being impregnated with co-polymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinylether sulfonic acid;
means for circulating a liquid organic fuel and water solution past said anode;
means for flowing oxygen past said cathode;
means for withdrawing carbon dioxide from the anode chamber;
means for withdrawing unused fuel and water from the anode compartment; and
means for withdrawing unused oxygen and water from the cathode chamber.

30. アノード電極室及びカソード電極室を有する筐体と、
前記アノード電極室と前記カソード電極室とを分離するよう前記筐体内に据えつけられている、テトラフルオロエチレン・ペルフルオロビニルエ-テルスルホン酸共重合体製重合体電解質隔膜と、
前記隔膜のカソード電極室に面した表面上に形成されたカソード電極と、
前記アノード電極室に面した隔膜の逆側表面上に形成されており、テトラフルオロエチレン・ペルフルオロビニルエ-テルスルホン酸共重合体を含浸させてなるアノード電極と、
前記アノード電極側を通り抜けるようにして液状有機燃料水溶液を循環させる手段と、
前記カソード電極側を通り抜けるようにして酸素を流通させる手段と、
二酸化炭素を、アノード電極室から排出する手段と、
利用されなかった燃料及び水を、アノード電極室から排出する手段と、
利用されなかった酸素及び水を、カソード電気室から排出する手段とからなる
給液式燃料電池。


31. An electrode comprising a metal alloy coated with an amount of hydrophilic proton conducting, water insoluble additive to provide ionic and electronic conductivity, wetting and gas evolving properties to the electrode.

31. 若干量の親水性プロトン伝導性水不溶性添加物で被覆して、イオン及び電子伝導性と、湿潤性及びガス放出性とを備えせしめた金属合金からなる電極。


32. A method for processing a carbon structure composed of carbon particles supported by a binder, said method comprising the steps of:
immersing the carbon structure within a bath containing a liquid perflourinated sulfonic acid polymer; and
removing and drying said carbon structure.

注:クレーム32で "perflourinated" は --perfluorinated-- の誤り。

32. バインダに担持された炭素粉からなる炭素構造体を処理する方法であって、
炭素構造体を液状ペルフルオロスルホン酸重合体浴内に浸漬させる段階と、
前記炭素構造体を取り出し乾燥する段階とからなることを特徴とする
炭素構造体処理方法。


36. An electro-deposition bath for use in fabricating an electrode for use in a liquid feed fuel cell, comprising perfluorooctanesulfonic acid.

36. 給液式燃料電池用電極の製造に用いられ、ペルフルオロオクタンスルホン酸からなることを特徴とする電着浴。


37. A method for fabricating an electrode for use in a fuel cell, said method comprising the steps of:
providing a bath containing a solution of metallic salts dissolved in sulfuric acid;
adding perfluorooctanesulfonic acid to said bath;
positioning a electrode having a carbon structure within said bath;
positioning an anode within said bath; and
applying a voltage between said anode and said electrode until a desired amount of metal in a range of 0.5-4.0 mg/cm.sup.2 becomes deposited onto said electrode.

37. 燃料電池用電極を製造する方法であって、
硫酸中に溶解せしめた金属塩溶液の浴を提供する段階と、
前記浴に、ペルフルオロオクタンスルホン酸を添加する段階と、
炭素構造体を有する電極を、前記浴内に配置する段階と、
アノード電極を前記浴内に配置する段階と、
前記炭素構造体電極上に、0.5-4.0 mg/cm2 の範囲内で、所望量の金属が電着するまで、前記アノード電極と前記炭素構造体電極との間に電圧を印加する段階とからなることを特徴とする
燃料電池用電極製造方法。


44. A method for fabricating an electrode having metal ions deposited thereon for use in a liquid organic fuel cell, said method comprising the steps of:
providing a bath comprising a solution of hydrogen hexachloroplatinate and potassium pentachloroaquoruthenium dissolved in sulfuric acid, wherein said hydrogen hexachloroplatinate and potassium pentachloroaquoruthenium has a concentration in the range 0.01-0.05M;
adding perfluorooctanesulfonic acid to said bath, with a concentration within the range of 0.1-1.0 grams /liter;
positioning a carbon electrode structure into said bath, wherein said carbon electrode structure has a mixture of carbon particles with a surface area of about 200 meters/gram a polytetrafluoroethylene binder, with the mixture applied to a fiber-based carbon paper;
positioning a platinum anode into said bath; and
applying a voltage between said anode and said electrode until a desired amount of platinum and ruthenium in the range of 0.5-4.0 mg/cm.sup.2 become deposited onto said electrode.

注:
1. "potassium pentachloroaquoruthenium" は「五塩化アクアルテニウムカリウム」と訳しておく。これは、"aquo (アコ)" の他に "aqua (アクア)" とする表記法が存在し、そして、現在 "aqua" の方が正式名と思われるので、そちらを採用したことによる。化学式は H2Cl5K2ORu 又は K2[RuCl5(H2O)]。
2. "with a surface area of about 200 meters/gram" は --with a surface area of about 200 meter.sup.2/gram and-- に読み替えて訳す。

44. 金属イオンが電着されている給液式有機燃料電池用電極の製造方法であって、
ヘキサクロロ白金酸水和物及び五塩化アクアルテニウムカリウムを、0.01-0.05M の範囲の濃度で、硫酸中に溶解せしめた溶液の浴を提供する段階と、
前記浴に、ペルフルオロオクタンスルホン酸を 0.1-1.0 g/L の範囲内の濃度で添加する段階と、
表面積約 200 m2/g の炭素粉とポリテトラフルオロエチレン・バインダとの混和物を、炭素繊維紙に塗布してなる炭素電極構造体を前記浴内に配置する段階と、
白金製アノード電極を前記浴内に配置する段階と、
前記炭素構造体電極上に、0.5-4.0 mg/cm2 の範囲内で、所望量の白金及びルテニウムが電着するまで、前記アノード電極と前記炭素構造体電極との間に電圧を印加する段階とからなる
給液式有機燃料電池用電極製造方法。


46. A liquid feed fuel cell, comprising:
an anode;
a cathode;
a liquid organic fuel, water, acid electrolyte and perfluorooctanesulfonic acid additive solution;
means for flowing said solution past said anode; and
means for flowing oxygen past said cathode.

46. アノード電極と、
カソード電極と、
液体有機燃料、水、酸性電解質及びペルフルオロオクタンスルホン酸添加物の混和溶液と、
上記アノード電極側を通り抜けるようにして上記溶液を流通させる手段と、
上記カソード電極側を通り抜けるようにして酸素を流通させる手段とからなる
給液式燃料電池。


47. A liquid feed fuel cell, comprising:
an anode;
a cathode;
an electrolyte;
a liquid organic fuel selected from a group consisting of trioxane, dimethoxymethane, and trimethoxymethane;
means for flowing said liquid organic fuel past said anode; and
means for flowing oxygen past said cathode.

47. アノード電極と、
カソード電極と、
電解質と、
トリオキサン、ジメトキシメタン及びトリメトキシメタンの内から選んだ液体有機燃料と、
前記アノード電極側を通り抜けるようにして前記液体有機燃料を流通させる手段と、
前記カソード電極側を通り抜けるようにして酸素を循環させる手段とからなる、
給液式燃料電池。


49. A method for generating energy comprising the steps of:
providing a liquid-feed fuel cell; and
operating the liquid-feed fuel cell using an organic fuel selected from a group consisting of trioxane, dimethoxymethane and trimethoxymethane.

49. 給液式燃料電池を提供する段階と、トリオキサン、ジメトキシメタン及びトリメトキシメタンの内から選んだ有機燃料を用いて、給液式燃料電池を動作させる段階とからなる、発電方法。

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