JP2001148252A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JP2001148252A JP2001148252A JP2000234873A JP2000234873A JP2001148252A JP 2001148252 A JP2001148252 A JP 2001148252A JP 2000234873 A JP2000234873 A JP 2000234873A JP 2000234873 A JP2000234873 A JP 2000234873A JP 2001148252 A JP2001148252 A JP 2001148252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- gas
- fuel cell
- fuel gas
- cooling medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/026—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant characterised by grooves, e.g. their pitch or depth
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/0263—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant having meandering or serpentine paths
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成で、良好なシール性を確保するとと
もに、薄肉化を可能にする。 【解決手段】第２セパレータ１６の外周縁部に燃料ガス
入口６０ａが設けられるとともに、この第２セパレータ
１６の面１６ａ側に燃料ガスをアノード側電極２２に供
給するための第１燃料ガス流路溝６６が形成される。燃
料ガス入口６０ａと第１燃料ガス流路溝６６とを連通す
る第１燃料電池連結流路７０は、面１６ｂ側に設けられ
た流路溝７４と、第２セパレータ１６を貫通して前記第
１燃料ガス流路溝６６に連通する貫通孔７６とを備えて
いる。
もに、薄肉化を可能にする。 【解決手段】第２セパレータ１６の外周縁部に燃料ガス
入口６０ａが設けられるとともに、この第２セパレータ
１６の面１６ａ側に燃料ガスをアノード側電極２２に供
給するための第１燃料ガス流路溝６６が形成される。燃
料ガス入口６０ａと第１燃料ガス流路溝６６とを連通す
る第１燃料電池連結流路７０は、面１６ｂ側に設けられ
た流路溝７４と、第２セパレータ１６を貫通して前記第
１燃料ガス流路溝６６に連通する貫通孔７６とを備えて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解質をアノード
側電極とカソード側電極とで挟んで構成される単位燃料
電池セルと、前記単位燃料電池セルを挟持するセパレー
タとを備えた燃料電池に関する。
側電極とカソード側電極とで挟んで構成される単位燃料
電池セルと、前記単位燃料電池セルを挟持するセパレー
タとを備えた燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、固体高分子型燃料電池は、高分
子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質の両
側にそれぞれアノード側電極およびカソード側電極を対
設して構成される単位燃料電池セルを、セパレータによ
って挟持することにより構成されており、通常、この単
位燃料電池セルを所定数だけ積層して燃料電池スタック
として使用している。
子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質の両
側にそれぞれアノード側電極およびカソード側電極を対
設して構成される単位燃料電池セルを、セパレータによ
って挟持することにより構成されており、通常、この単
位燃料電池セルを所定数だけ積層して燃料電池スタック
として使用している。
【０００３】この種の燃料電池において、アノード側電
極に供給された燃料ガス、例えば、水素含有ガスは、触
媒電極上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質
を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じ
た電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギと
して利用される。カソード側電極には、酸化剤ガス、例
えば、酸素含有ガスあるいは空気が供給されているため
に、このカソード側電極において、前記水素イオン、前
記電子および酸素が反応して水が生成される。
極に供給された燃料ガス、例えば、水素含有ガスは、触
媒電極上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質
を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じ
た電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギと
して利用される。カソード側電極には、酸化剤ガス、例
えば、酸素含有ガスあるいは空気が供給されているため
に、このカソード側電極において、前記水素イオン、前
記電子および酸素が反応して水が生成される。
【０００４】上記の燃料電池では、積層されている各単
位燃料電池セルのアノード側電極およびカソード側電極
に、それぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガス（反応ガス）を
供給するために、内部マニホールドを構成することが行
われている。この内部マニホールドは、具体的には、積
層されている各単位燃料電池セルおよびセパレータに一
体的に連通して設けられた複数の連通孔を備えており、
供給用の連通孔に反応ガスが供給されると、前記反応ガ
スが各単位燃料電池セル毎に分散供給される一方、使用
済みの反応ガスが排出用の連通孔に一体的に排出される
ように構成されている。また、燃料電池では、電極発電
面を冷却するために冷却媒体を供給することが行われて
おり、前記内部マニホールドには、反応ガスと同様に、
冷却媒体用の連通孔が設けられることがある。
位燃料電池セルのアノード側電極およびカソード側電極
に、それぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガス（反応ガス）を
供給するために、内部マニホールドを構成することが行
われている。この内部マニホールドは、具体的には、積
層されている各単位燃料電池セルおよびセパレータに一
体的に連通して設けられた複数の連通孔を備えており、
供給用の連通孔に反応ガスが供給されると、前記反応ガ
スが各単位燃料電池セル毎に分散供給される一方、使用
済みの反応ガスが排出用の連通孔に一体的に排出される
ように構成されている。また、燃料電池では、電極発電
面を冷却するために冷却媒体を供給することが行われて
おり、前記内部マニホールドには、反応ガスと同様に、
冷却媒体用の連通孔が設けられることがある。
【０００５】この種の技術として、例えば、特開平３−
２５７７６０号公報には、図１０に示すように、成膜基
板１の表面に電池３層膜２が成膜された単位燃料電池セ
ル３をセパレータ４により挟持するとともに、前記セパ
レータ４には、燃料ガスおよび酸化剤ガスを流すための
内部マニホールド５が形成された燃料電池が開示されて
いる。
２５７７６０号公報には、図１０に示すように、成膜基
板１の表面に電池３層膜２が成膜された単位燃料電池セ
ル３をセパレータ４により挟持するとともに、前記セパ
レータ４には、燃料ガスおよび酸化剤ガスを流すための
内部マニホールド５が形成された燃料電池が開示されて
いる。
【０００６】しかしながら、上記の従来技術では、内部
マニホールド５のガスシールを確実に行うために、セパ
レータ４間にスペーサ６ａ、６ｂを介してシールプレー
ト７が介装されるとともに、前記セパレータ４と前記ス
ペーサ６ａ間、前記スペーサ６ａと前記シールプレート
７間、前記シールプレート７と前記スペーサ６ｂ間、お
よび前記スペーサ６ｂと前記セパレータ４間に、それぞ
れガスケット８が介装されている。これにより、単位燃
料電池セル３の積層方向（矢印Ｘ方向）の寸法が相当に
長尺化してしまうとともに、部品点数が増加して製造コ
ストが高くなるという問題が指摘されている。
マニホールド５のガスシールを確実に行うために、セパ
レータ４間にスペーサ６ａ、６ｂを介してシールプレー
ト７が介装されるとともに、前記セパレータ４と前記ス
ペーサ６ａ間、前記スペーサ６ａと前記シールプレート
７間、前記シールプレート７と前記スペーサ６ｂ間、お
よび前記スペーサ６ｂと前記セパレータ４間に、それぞ
れガスケット８が介装されている。これにより、単位燃
料電池セル３の積層方向（矢印Ｘ方向）の寸法が相当に
長尺化してしまうとともに、部品点数が増加して製造コ
ストが高くなるという問題が指摘されている。
【０００７】そこで、図１１に示すように、セパレータ
４ａの内部マニホールドを構成する連通孔５ａと、この
セパレータ４ａの面内に反応ガスを流すための流体流路
５ｂとを連通する導入部５ｃを、前記流体流路５ｂと同
一面上に形成するとともに、導入部５ｃのシール性を確
保するために、この導入部５ｃに薄板状のカバー９を嵌
め込んで、このカバー９にガスケット８ａを押し当てる
構造が採用されている（図１２参照）。
４ａの内部マニホールドを構成する連通孔５ａと、この
セパレータ４ａの面内に反応ガスを流すための流体流路
５ｂとを連通する導入部５ｃを、前記流体流路５ｂと同
一面上に形成するとともに、導入部５ｃのシール性を確
保するために、この導入部５ｃに薄板状のカバー９を嵌
め込んで、このカバー９にガスケット８ａを押し当てる
構造が採用されている（図１２参照）。
【０００８】ところが、上記のように、導入部５ｃに相
当に薄肉なカバー９を嵌め込んで、このカバー９の面と
セパレータ４ａの面とを面一に組み立てる工程が必要と
なり、このカバー９を接着する（嵌め込む）作業が煩雑
なものとなってしまう。しかも、セル組立時やセル積層
時にカバー９が欠落して反応ガスが漏れるおそれがある
とともに、前記カバー９の面とセパレータ４ａの面とに
段差が発生し、セル締め付け時に前記セパレータ４ａに
均一な締め付け力を付与することができないという問題
が指摘されている。
当に薄肉なカバー９を嵌め込んで、このカバー９の面と
セパレータ４ａの面とを面一に組み立てる工程が必要と
なり、このカバー９を接着する（嵌め込む）作業が煩雑
なものとなってしまう。しかも、セル組立時やセル積層
時にカバー９が欠落して反応ガスが漏れるおそれがある
とともに、前記カバー９の面とセパレータ４ａの面とに
段差が発生し、セル締め付け時に前記セパレータ４ａに
均一な締め付け力を付与することができないという問題
が指摘されている。
【０００９】なお、セパレータの内部マニホールドに冷
却媒体用連通孔が設けられている際にも、薄板状カバー
を用いる必要があり、上記の反応ガスと同様の問題が発
生してしまう。
却媒体用連通孔が設けられている際にも、薄板状カバー
を用いる必要があり、上記の反応ガスと同様の問題が発
生してしまう。
【００１０】上記の不具合を解決するために、例えば、
米国特許第６，０６６，４０９号公報に開示されている
燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタッ
クでは、図１３に示すように、セパレータ４ｂが２枚の
セパレータ４ｂ１、４ｂ２を組み合わせて構成されてお
り、その中央部分には、内部マニホールドが構成されて
いる。具体的には、連通孔として、一方の反応ガスの供
給口５ｄ１および排出口５ｄ２と、他方の反応ガスの供
給口５ｅ１および排出口５ｅ２とが、セパレータ４ｂの
厚さ方向に貫通形成されている。
米国特許第６，０６６，４０９号公報に開示されている
燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタッ
クでは、図１３に示すように、セパレータ４ｂが２枚の
セパレータ４ｂ１、４ｂ２を組み合わせて構成されてお
り、その中央部分には、内部マニホールドが構成されて
いる。具体的には、連通孔として、一方の反応ガスの供
給口５ｄ１および排出口５ｄ２と、他方の反応ガスの供
給口５ｅ１および排出口５ｅ２とが、セパレータ４ｂの
厚さ方向に貫通形成されている。
【００１１】図１４に示すように、セパレータ４ｂの非
発電面（非反応面）４ｃ１には、一方の反応ガスの供給
口５ｄ１と排出口５ｄ２に連通し、この非発電面４ｃ１
に沿って外周側に延在する流路溝５ｆ１、５ｆ２が形成
されるとともに、他方の反応ガスの供給口５ｅ１と排出
口５ｅ２に連通し、前記非発電面４ｃ１に沿って外周側
に延在する流路溝５ｇ１、５ｇ２が設けられている。ま
た、非発電面４ｃ１には、複数の冷却風流路溝５ｊが互
いに平行に形成され、前記冷却風流路溝５ｊの両端は、
前記非発電面４ｃ１の外周端部から外方に開放されてい
る。
発電面（非反応面）４ｃ１には、一方の反応ガスの供給
口５ｄ１と排出口５ｄ２に連通し、この非発電面４ｃ１
に沿って外周側に延在する流路溝５ｆ１、５ｆ２が形成
されるとともに、他方の反応ガスの供給口５ｅ１と排出
口５ｅ２に連通し、前記非発電面４ｃ１に沿って外周側
に延在する流路溝５ｇ１、５ｇ２が設けられている。ま
た、非発電面４ｃ１には、複数の冷却風流路溝５ｊが互
いに平行に形成され、前記冷却風流路溝５ｊの両端は、
前記非発電面４ｃ１の外周端部から外方に開放されてい
る。
【００１２】流路溝５ｆ１、５ｆ２の外方側端部に貫通
孔５ｈ１、５ｈ２が連通し、この貫通孔５ｈ１、５ｈ２
は、セパレータ４ｂ１の発電面４ｃ２側で反応ガス流路
５ｉに連通している（図１３中、セパレータ４ｂ２参
照）。この反応ガス流路５ｉは、発電面４ｃ２の面に沿
って設けられている。セパレータ４ｂ１、４ｂ２間に
は、内部マニホールドにおける異なる反応ガスの混合を
防止するためにガスケット８ｂが介装されている。
孔５ｈ１、５ｈ２が連通し、この貫通孔５ｈ１、５ｈ２
は、セパレータ４ｂ１の発電面４ｃ２側で反応ガス流路
５ｉに連通している（図１３中、セパレータ４ｂ２参
照）。この反応ガス流路５ｉは、発電面４ｃ２の面に沿
って設けられている。セパレータ４ｂ１、４ｂ２間に
は、内部マニホールドにおける異なる反応ガスの混合を
防止するためにガスケット８ｂが介装されている。
【００１３】このような構成において、内部マニホール
ドを構成する供給口５ｄ１に一方の反応ガスが供給され
ると、この反応ガスは前記供給口５ｄ１に連通する流路
溝５ｆ１に沿ってセパレータ４ｂの外周側に移動し、前
記流路溝５ｆ１の外方側端部に連通する貫通孔５ｈ１を
通って発電面４ｃ２側に供給される。この発電面４ｃ２
側には反応ガス流路５ｉが設けられており、反応ガス
は、この反応ガス流路５ｉに沿って移動しながら図示し
ない単位燃料電池セルに供給される。そして、未使用の
反応ガスは貫通孔５ｈ２から流路溝５ｆ２に供給され、
内部マニホールドを構成する排出口５ｄ２から外部に排
出されることになる。
ドを構成する供給口５ｄ１に一方の反応ガスが供給され
ると、この反応ガスは前記供給口５ｄ１に連通する流路
溝５ｆ１に沿ってセパレータ４ｂの外周側に移動し、前
記流路溝５ｆ１の外方側端部に連通する貫通孔５ｈ１を
通って発電面４ｃ２側に供給される。この発電面４ｃ２
側には反応ガス流路５ｉが設けられており、反応ガス
は、この反応ガス流路５ｉに沿って移動しながら図示し
ない単位燃料電池セルに供給される。そして、未使用の
反応ガスは貫通孔５ｈ２から流路溝５ｆ２に供給され、
内部マニホールドを構成する排出口５ｄ２から外部に排
出されることになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、内部マニホールドがセパレータ４ｂの中
央部に設けられており、例えば、供給口５ｄ１に供給さ
れた反応ガスが流路溝５ｆ１に導入された後に貫通孔５
ｈ１から発電面４ｃ２側に送られる際、前記流路溝５ｆ
１が相当に長尺化してしまうため、圧損が増加するとい
う問題がある。しかも、一方の反応ガスは、供給口５ｄ
１から１本の流路溝５ｆ１に導入され、さらに単一の貫
通孔５ｈ１を介して反応ガス流路５ｉに供給されるた
め、大量の反応ガスを円滑に流すことができない。これ
により、燃料電池スタックを高電流密度で運転すること
が困難になるという問題が指摘されている。
従来技術では、内部マニホールドがセパレータ４ｂの中
央部に設けられており、例えば、供給口５ｄ１に供給さ
れた反応ガスが流路溝５ｆ１に導入された後に貫通孔５
ｈ１から発電面４ｃ２側に送られる際、前記流路溝５ｆ
１が相当に長尺化してしまうため、圧損が増加するとい
う問題がある。しかも、一方の反応ガスは、供給口５ｄ
１から１本の流路溝５ｆ１に導入され、さらに単一の貫
通孔５ｈ１を介して反応ガス流路５ｉに供給されるた
め、大量の反応ガスを円滑に流すことができない。これ
により、燃料電池スタックを高電流密度で運転すること
が困難になるという問題が指摘されている。
【００１５】また、セパレータ４ｂは、一組のセパレー
タ４ｂ１、４ｂ２を重ね合わせて構成されているため、
前記セパレータ４ｂ１、４ｂ２の非発電面４ｃ１に形成
されている冷却風流路溝５ｊ同士を重ね合わせる必要が
ある。しかしながら、冷却風流路溝５ｊは微小な隙間で
あり、前記冷却風流路溝５ｊ同士を正確に合わせる作業
は相当に煩雑なものとなっている。しかも、冷却風流路
溝５ｊにエアを供給して発電面４ｃ２を空冷するように
構成されており、これによって水冷に比べて冷却能力が
低下し、特に、高電流密度の運転が困難になるという不
具合がある。
タ４ｂ１、４ｂ２を重ね合わせて構成されているため、
前記セパレータ４ｂ１、４ｂ２の非発電面４ｃ１に形成
されている冷却風流路溝５ｊ同士を重ね合わせる必要が
ある。しかしながら、冷却風流路溝５ｊは微小な隙間で
あり、前記冷却風流路溝５ｊ同士を正確に合わせる作業
は相当に煩雑なものとなっている。しかも、冷却風流路
溝５ｊにエアを供給して発電面４ｃ２を空冷するように
構成されており、これによって水冷に比べて冷却能力が
低下し、特に、高電流密度の運転が困難になるという不
具合がある。
【００１６】さらにまた、冷却風流路溝５ｊは、内部マ
ニホールドを構成するセパレータ４ｂの中央部を除く両
側部分にのみ設けられている。従って、発電面４ｃ２の
全面を効果的に冷却することができず、冷却効率が低下
するという問題がある。
ニホールドを構成するセパレータ４ｂの中央部を除く両
側部分にのみ設けられている。従って、発電面４ｃ２の
全面を効果的に冷却することができず、冷却効率が低下
するという問題がある。
【００１７】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、簡単な構成で、シール性を確保するとともに、部品
点数を削減して薄肉化を図り、かつ所望の発電性能を確
保することが可能な燃料電池を提供することを目的とす
る。
り、簡単な構成で、シール性を確保するとともに、部品
点数を削減して薄肉化を図り、かつ所望の発電性能を確
保することが可能な燃料電池を提供することを目的とす
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
燃料電池では、セパレータの外周縁部に燃料ガスまたは
酸化剤ガスを流すための連通孔が貫通形成されるととも
に、このセパレータの電極発電面内に前記燃料ガスまた
は前記酸化剤ガスを流すガス流路が設けられる。そし
て、セパレータを貫通して連結流路が設けられ、この連
結流路の一端が電極発電面とは反対の面側で連通孔に連
通する一方、他端が前記電極発電面側でガス流路に連通
している。
燃料電池では、セパレータの外周縁部に燃料ガスまたは
酸化剤ガスを流すための連通孔が貫通形成されるととも
に、このセパレータの電極発電面内に前記燃料ガスまた
は前記酸化剤ガスを流すガス流路が設けられる。そし
て、セパレータを貫通して連結流路が設けられ、この連
結流路の一端が電極発電面とは反対の面側で連通孔に連
通する一方、他端が前記電極発電面側でガス流路に連通
している。
【００１９】このため、例えば、連通孔とガス流路とを
電極発電面側に形成した溝部等の導入部により連通する
際のように、この導入部のシール性を確保すべく前記導
入部に薄板を嵌め込む必要がない。これにより、薄板の
取り付け工程が不要になるとともに、前記薄板の欠落に
よる漏れの発生や、該薄板の段差によるセパレータの締
め付け不良の発生を阻止することができる。しかも、連
通孔がセパレータの外周縁部に設けられるため、この連
通孔からガス流路に至る連結流路長を大幅に短尺化する
ことが可能になり、圧損の低減が有効に図られる。
電極発電面側に形成した溝部等の導入部により連通する
際のように、この導入部のシール性を確保すべく前記導
入部に薄板を嵌め込む必要がない。これにより、薄板の
取り付け工程が不要になるとともに、前記薄板の欠落に
よる漏れの発生や、該薄板の段差によるセパレータの締
め付け不良の発生を阻止することができる。しかも、連
通孔がセパレータの外周縁部に設けられるため、この連
通孔からガス流路に至る連結流路長を大幅に短尺化する
ことが可能になり、圧損の低減が有効に図られる。
【００２０】さらに、セパレータ間にスペーサ、シール
プレートおよびガスケット等を介装する構造に比べて部
品点数が一挙に削減されるとともに、積層方向の寸法が
大幅に短尺化される。このため、簡単な工程および構成
で、良好なシール性を確保するとともに、薄肉状の燃料
電池を経済的に製造することが可能になる。
プレートおよびガスケット等を介装する構造に比べて部
品点数が一挙に削減されるとともに、積層方向の寸法が
大幅に短尺化される。このため、簡単な工程および構成
で、良好なシール性を確保するとともに、薄肉状の燃料
電池を経済的に製造することが可能になる。
【００２１】また、本発明の請求項２に係る燃料電池で
は、セパレータの外周縁部に冷却媒体を流す連通孔が貫
通形成されるとともに、このセパレータの電極発電面と
は反対の面内には、前記電極発電面を冷却するために前
記冷却媒体を流す冷却媒体流路が設けられる。そして、
セパレータを貫通して連結流路が設けられ、この連結流
路の一端が電極発電面側で連通孔に連通する一方、他端
が前記電極発電面とは反対の面側で冷却媒体流路に連通
している。
は、セパレータの外周縁部に冷却媒体を流す連通孔が貫
通形成されるとともに、このセパレータの電極発電面と
は反対の面内には、前記電極発電面を冷却するために前
記冷却媒体を流す冷却媒体流路が設けられる。そして、
セパレータを貫通して連結流路が設けられ、この連結流
路の一端が電極発電面側で連通孔に連通する一方、他端
が前記電極発電面とは反対の面側で冷却媒体流路に連通
している。
【００２２】これにより、薄板の取り付け工程等が不要
になって、前記薄板の欠落による漏れの発生や、該薄板
の段差によるセパレータの締め付け不良の発生を阻止す
ることができるとともに、構成が有効に簡素化される。
しかも、連通孔がセパレータの外周縁部に設けられてお
り、このセパレータの面内には、電極発電面を冷却すべ
く該面全面にわたって冷却媒体を流すための冷却媒体流
路を設けることができる。従って、電極発電面の冷却効
率が有効に向上し、特に、高電流密度の運転が可能にな
る。
になって、前記薄板の欠落による漏れの発生や、該薄板
の段差によるセパレータの締め付け不良の発生を阻止す
ることができるとともに、構成が有効に簡素化される。
しかも、連通孔がセパレータの外周縁部に設けられてお
り、このセパレータの面内には、電極発電面を冷却すべ
く該面全面にわたって冷却媒体を流すための冷却媒体流
路を設けることができる。従って、電極発電面の冷却効
率が有効に向上し、特に、高電流密度の運転が可能にな
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る燃料電池１０の要部分解斜視図であり、図２は、
前記燃料電池１０の概略縦断面説明図である。
に係る燃料電池１０の要部分解斜視図であり、図２は、
前記燃料電池１０の概略縦断面説明図である。
【００２４】燃料電池１０は、単位燃料電池セル１２
と、この単位燃料電池セル１２を挟持する第１および第
２セパレータ１４、１６とを備え、必要に応じてこれら
が複数組だけ積層されている。単位燃料電池セル１２
は、固体高分子電解質膜１８と、この電解質膜１８を挟
んで配設されるカソード側電極２０およびアノード側電
極２２とを有するとともに、前記カソード側電極２０お
よび前記アノード側電極２２には、例えば、多孔質層で
ある多孔質カーボンペーパ等からなる第１および第２ガ
ス拡散層２４、２６が配設される。
と、この単位燃料電池セル１２を挟持する第１および第
２セパレータ１４、１６とを備え、必要に応じてこれら
が複数組だけ積層されている。単位燃料電池セル１２
は、固体高分子電解質膜１８と、この電解質膜１８を挟
んで配設されるカソード側電極２０およびアノード側電
極２２とを有するとともに、前記カソード側電極２０お
よび前記アノード側電極２２には、例えば、多孔質層で
ある多孔質カーボンペーパ等からなる第１および第２ガ
ス拡散層２４、２６が配設される。
【００２５】単位燃料電池セル１２の両側には、第１お
よび第２ガスケット２８、３０が設けられ、前記第１ガ
スケット２８は、カソード側電極２０および第１ガス拡
散層２４を収納するための大きな開口部３２を有する一
方、前記第２ガスケット３０は、アノード側電極２２お
よび第２ガス拡散層２６を収納するための大きな開口部
３４を有する。単位燃料電池セル１２と第１および第２
ガスケット２８、３０とが、第１および第２セパレータ
１４、１６によって挟持されるとともに、この第２セパ
レータ１６には第３ガスケット３５が配設される。
よび第２ガスケット２８、３０が設けられ、前記第１ガ
スケット２８は、カソード側電極２０および第１ガス拡
散層２４を収納するための大きな開口部３２を有する一
方、前記第２ガスケット３０は、アノード側電極２２お
よび第２ガス拡散層２６を収納するための大きな開口部
３４を有する。単位燃料電池セル１２と第１および第２
ガスケット２８、３０とが、第１および第２セパレータ
１４、１６によって挟持されるとともに、この第２セパ
レータ１６には第３ガスケット３５が配設される。
【００２６】第１セパレータ１４は、その横方向両端上
部側に連通孔として水素ガス等の燃料ガスを通過させる
ための燃料ガス入口３６ａと、酸素ガスまたは空気であ
る酸化剤ガスを通過させるための酸化剤ガス入口３８ａ
とを設ける。
部側に連通孔として水素ガス等の燃料ガスを通過させる
ための燃料ガス入口３６ａと、酸素ガスまたは空気であ
る酸化剤ガスを通過させるための酸化剤ガス入口３８ａ
とを設ける。
【００２７】第１セパレータ１４の横方向両端中央側に
は、連通孔として純水やエチレングリコールやオイル等
の冷却媒体を通過させるための冷却媒体入口４０ａと、
使用後の前記冷却媒体を通過させるための冷却媒体出口
４０ｂとが設けられる。第１セパレータ１４の横方向両
端下部側には、燃料ガスを通過させるための燃料ガス出
口３６ｂと、酸化剤ガスを通過させるための酸化剤ガス
出口３８ｂとが、燃料ガス入口３６ａおよび酸化剤ガス
入口３８ａと対角位置になるように設けられている。
は、連通孔として純水やエチレングリコールやオイル等
の冷却媒体を通過させるための冷却媒体入口４０ａと、
使用後の前記冷却媒体を通過させるための冷却媒体出口
４０ｂとが設けられる。第１セパレータ１４の横方向両
端下部側には、燃料ガスを通過させるための燃料ガス出
口３６ｂと、酸化剤ガスを通過させるための酸化剤ガス
出口３８ｂとが、燃料ガス入口３６ａおよび酸化剤ガス
入口３８ａと対角位置になるように設けられている。
【００２８】第１セパレータ１４のカソード側電極２０
に対向する面１４ａには、酸化剤ガス入口３８ａに近接
して複数本、例えば、６本のそれぞれ独立した第１酸化
剤ガス流路溝（ガス流路）４２が、水平方向に蛇行しな
がら重力方向に向かって設けられる。第１酸化剤ガス流
路溝４２は、３本の第２酸化剤ガス流路溝（ガス流路）
４４に合流し、この第２酸化剤ガス流路溝４４が酸化剤
ガス出口３８ｂに近接して終端する。
に対向する面１４ａには、酸化剤ガス入口３８ａに近接
して複数本、例えば、６本のそれぞれ独立した第１酸化
剤ガス流路溝（ガス流路）４２が、水平方向に蛇行しな
がら重力方向に向かって設けられる。第１酸化剤ガス流
路溝４２は、３本の第２酸化剤ガス流路溝（ガス流路）
４４に合流し、この第２酸化剤ガス流路溝４４が酸化剤
ガス出口３８ｂに近接して終端する。
【００２９】第１セパレータ１４には、この第１セパレ
ータ１４を貫通するとともに、一端が面１４ａとは反対
側の面１４ｂで酸化剤ガス入口３８ａに連通する一方、
他端が前記面１４ａ側で第１酸化剤ガス流路溝４２に連
通する第１酸化剤ガス連結流路４６と、一端が前記面１
４ｂ側で酸化剤ガス出口３８ｂに連通する一方、他端が
前記面１４ａ側で第２酸化剤ガス流路溝４４に連通する
第２酸化剤ガス連結流路４８とが設けられる。
ータ１４を貫通するとともに、一端が面１４ａとは反対
側の面１４ｂで酸化剤ガス入口３８ａに連通する一方、
他端が前記面１４ａ側で第１酸化剤ガス流路溝４２に連
通する第１酸化剤ガス連結流路４６と、一端が前記面１
４ｂ側で酸化剤ガス出口３８ｂに連通する一方、他端が
前記面１４ａ側で第２酸化剤ガス流路溝４４に連通する
第２酸化剤ガス連結流路４８とが設けられる。
【００３０】図２および図３に示すように、第１酸化剤
ガス連結流路４６は、面１４ｂ側に設けられ、第１酸化
剤ガス流路溝４２に対応して所定間隔ずつ離間する６本
の流路溝５０を備え、この流路溝５０の一端側が酸化剤
ガス入口３８ａに連通する。流路溝５０は、面１４ｂ側
に所定の深さまで形成されており、その他端部側がそれ
ぞれ貫通孔５２に連通するとともに、前記貫通孔５２が
第１セパレータ１４を貫通して面１４ａ側で第１酸化剤
ガス流路溝４２に連通する。貫通孔５２を構成する壁部
には、酸化剤ガス流路溝４２に連通する部分に対応して
Ｒ部５３が設けられている。なお、Ｒ部５３に代替して
面取り部を設けるようにしてもよい。
ガス連結流路４６は、面１４ｂ側に設けられ、第１酸化
剤ガス流路溝４２に対応して所定間隔ずつ離間する６本
の流路溝５０を備え、この流路溝５０の一端側が酸化剤
ガス入口３８ａに連通する。流路溝５０は、面１４ｂ側
に所定の深さまで形成されており、その他端部側がそれ
ぞれ貫通孔５２に連通するとともに、前記貫通孔５２が
第１セパレータ１４を貫通して面１４ａ側で第１酸化剤
ガス流路溝４２に連通する。貫通孔５２を構成する壁部
には、酸化剤ガス流路溝４２に連通する部分に対応して
Ｒ部５３が設けられている。なお、Ｒ部５３に代替して
面取り部を設けるようにしてもよい。
【００３１】第２酸化剤ガス連結流路４８は、同様に、
面１４ｂ側に設けられ、一端側が酸化剤ガス出口３８ｂ
に連通して第２酸化剤ガス流路溝４４に対応する３本の
流路溝５４と、前記流路溝５４の他端側に連通するとと
もに、第１セパレータ１４を貫通して面１４ａ側で第２
酸化剤ガス流路溝４４に連通する３つの貫通孔５６とを
備える。
面１４ｂ側に設けられ、一端側が酸化剤ガス出口３８ｂ
に連通して第２酸化剤ガス流路溝４４に対応する３本の
流路溝５４と、前記流路溝５４の他端側に連通するとと
もに、第１セパレータ１４を貫通して面１４ａ側で第２
酸化剤ガス流路溝４４に連通する３つの貫通孔５６とを
備える。
【００３２】図１、図４および図５に示すように、第２
セパレータ１６の横方向両端上部側には、連通孔として
燃料ガス入口６０ａと酸化剤ガス入口６２ａとが設けら
れ、その横方向両端中央側には、連通孔として冷却媒体
入口６４ａと冷却媒体出口６４ｂとが設けられる。第２
セパレータ１６の横方向両端下部側には、連通孔として
燃料ガス出口６０ｂおよび酸化剤ガス出口６２ｂが、燃
料ガス入口６０ａおよび酸化剤ガス入口６２ａと対角位
置になるように形成されている。
セパレータ１６の横方向両端上部側には、連通孔として
燃料ガス入口６０ａと酸化剤ガス入口６２ａとが設けら
れ、その横方向両端中央側には、連通孔として冷却媒体
入口６４ａと冷却媒体出口６４ｂとが設けられる。第２
セパレータ１６の横方向両端下部側には、連通孔として
燃料ガス出口６０ｂおよび酸化剤ガス出口６２ｂが、燃
料ガス入口６０ａおよび酸化剤ガス入口６２ａと対角位
置になるように形成されている。
【００３３】図４に示すように、第２セパレータ１６の
面１６ａには、燃料ガス入口６０ａに近接して複数本、
例えば、６本の第１燃料ガス流路溝（ガス流路）６６が
形成される。この第１燃料ガス流路溝６６は、水平方向
に蛇行しながら重力方向に向かって延在し、３本の第２
燃料ガス流路溝（ガス流路）６８に合流してこの第２燃
料ガス流路溝６８が燃料ガス出口６０ｂの近傍で終端す
る。
面１６ａには、燃料ガス入口６０ａに近接して複数本、
例えば、６本の第１燃料ガス流路溝（ガス流路）６６が
形成される。この第１燃料ガス流路溝６６は、水平方向
に蛇行しながら重力方向に向かって延在し、３本の第２
燃料ガス流路溝（ガス流路）６８に合流してこの第２燃
料ガス流路溝６８が燃料ガス出口６０ｂの近傍で終端す
る。
【００３４】第２セパレータ１６には、燃料ガス入口６
０ａを面１６ｂ側から第１燃料ガス流路溝６６に連通す
る第１燃料ガス連結流路７０と、燃料ガス出口６０ｂを
前記面１６ｂ側から第２燃料ガス流路溝６８に連通する
第２燃料ガス連結流路７２とが設けられる。図２、図４
および図５に示すように、第１燃料ガス連結流路７０は
面１６ｂ側に設けられ、一端を燃料ガス入口６０ａに連
通するとともに、第１燃料ガス流路溝６６に対応して６
本に設定される流路溝７４と、前記流路溝７４の他端に
連通し、第２セパレータ１６を貫通して第１燃料ガス流
路溝６６に連通する貫通孔７６とを備える。
０ａを面１６ｂ側から第１燃料ガス流路溝６６に連通す
る第１燃料ガス連結流路７０と、燃料ガス出口６０ｂを
前記面１６ｂ側から第２燃料ガス流路溝６８に連通する
第２燃料ガス連結流路７２とが設けられる。図２、図４
および図５に示すように、第１燃料ガス連結流路７０は
面１６ｂ側に設けられ、一端を燃料ガス入口６０ａに連
通するとともに、第１燃料ガス流路溝６６に対応して６
本に設定される流路溝７４と、前記流路溝７４の他端に
連通し、第２セパレータ１６を貫通して第１燃料ガス流
路溝６６に連通する貫通孔７６とを備える。
【００３５】第２燃料ガス連結流路７２は、第１燃料ガ
ス連結流路７０と同様に、面１６ｂ側に設けられて燃料
ガス出口６０ｂに連通する３本の流路溝７８と、第２セ
パレータ１６を貫通して前記流路溝７８をそれぞれ第２
燃料ガス流路溝６８に連通する貫通孔８０とを備える。
ス連結流路７０と同様に、面１６ｂ側に設けられて燃料
ガス出口６０ｂに連通する３本の流路溝７８と、第２セ
パレータ１６を貫通して前記流路溝７８をそれぞれ第２
燃料ガス流路溝６８に連通する貫通孔８０とを備える。
【００３６】図２および図５に示すように、第２セパレ
ータ１６の面１６ｂには、第３ガスケット３５の開口部
８２に対応する段差部８４が形成され、段差部８４内に
は、冷却媒体入口６４ａおよび冷却媒体出口６４ｂに近
接して冷却媒体流路を構成する複数本の主流路溝８６
ａ、８６ｂが形成される。主流路溝８６ａ、８６ｂ間に
は、それぞれ複数本に分岐する分岐流路溝８８が水平方
向に延在して設けられている。
ータ１６の面１６ｂには、第３ガスケット３５の開口部
８２に対応する段差部８４が形成され、段差部８４内に
は、冷却媒体入口６４ａおよび冷却媒体出口６４ｂに近
接して冷却媒体流路を構成する複数本の主流路溝８６
ａ、８６ｂが形成される。主流路溝８６ａ、８６ｂ間に
は、それぞれ複数本に分岐する分岐流路溝８８が水平方
向に延在して設けられている。
【００３７】第２セパレータ１６には、冷却媒体入口６
４ａと主流路溝８６ａとを連通する第１冷却媒体連結流
路９０と、冷却媒体出口６４ｂと主流路溝８６ｂとを連
通する第２冷却媒体連結流路９２とが設けられる。第１
および第２冷却媒体連結流路９０、９２は、図４および
図５に示すように、面１６ａ側に設けられて冷却媒体入
口６４ａおよび冷却媒体出口６４ｂに連通する複数本の
流路溝９４ａ、９４ｂと、第２セパレータ１６を貫通し
て前記流路溝９４ａ、９４ｂを主流路溝８６ａ、８６ｂ
に連通する貫通孔９６ａ、９６ｂとを備える。
４ａと主流路溝８６ａとを連通する第１冷却媒体連結流
路９０と、冷却媒体出口６４ｂと主流路溝８６ｂとを連
通する第２冷却媒体連結流路９２とが設けられる。第１
および第２冷却媒体連結流路９０、９２は、図４および
図５に示すように、面１６ａ側に設けられて冷却媒体入
口６４ａおよび冷却媒体出口６４ｂに連通する複数本の
流路溝９４ａ、９４ｂと、第２セパレータ１６を貫通し
て前記流路溝９４ａ、９４ｂを主流路溝８６ａ、８６ｂ
に連通する貫通孔９６ａ、９６ｂとを備える。
【００３８】図６に示すように、第１ガスケット２８の
横方向両端部には、燃料ガス入口１００ａ、酸化剤ガス
入口１０２ａ、冷却媒体入口１０４ａ、冷却媒体出口１
０４ｂ、燃料ガス出口１００ｂおよび酸化剤ガス出口１
０２ｂが設けられる。第１ガスケット２８には、第１セ
パレータ１４の面１４ａにおいて、酸化剤ガス入口３８
ａと貫通孔５２との間および酸化剤ガス出口３８ｂと貫
通孔５６との間に対応して配置される幅狭部１０６ａ、
１０６ｂが設けられている。
横方向両端部には、燃料ガス入口１００ａ、酸化剤ガス
入口１０２ａ、冷却媒体入口１０４ａ、冷却媒体出口１
０４ｂ、燃料ガス出口１００ｂおよび酸化剤ガス出口１
０２ｂが設けられる。第１ガスケット２８には、第１セ
パレータ１４の面１４ａにおいて、酸化剤ガス入口３８
ａと貫通孔５２との間および酸化剤ガス出口３８ｂと貫
通孔５６との間に対応して配置される幅狭部１０６ａ、
１０６ｂが設けられている。
【００３９】図１および図７に示すように、第２ガスケ
ット３０は、横方向両端部に燃料ガス入口１１０ａ、酸
化剤ガス入口１１２ａ、冷却媒体入口１１４ａ、冷却媒
体出口１１４ｂ、燃料ガス出口１１０ｂおよび酸化剤ガ
ス出口１１２ｂを設けている。冷却媒体入口１１４ａお
よび冷却媒体出口１１４ｂは、第１および第２冷却媒体
連結流路９０、９２を収容し得る大きさに設定されると
ともに、第２ガスケット３０には、第１および第２燃料
ガス連結流路７０、７２を構成する貫通孔７６、８０と
燃料ガス入口６０ａ、燃料ガス出口６０ｂとの間に対応
して幅狭部１１６ａ、１１６ｂが形成される。
ット３０は、横方向両端部に燃料ガス入口１１０ａ、酸
化剤ガス入口１１２ａ、冷却媒体入口１１４ａ、冷却媒
体出口１１４ｂ、燃料ガス出口１１０ｂおよび酸化剤ガ
ス出口１１２ｂを設けている。冷却媒体入口１１４ａお
よび冷却媒体出口１１４ｂは、第１および第２冷却媒体
連結流路９０、９２を収容し得る大きさに設定されると
ともに、第２ガスケット３０には、第１および第２燃料
ガス連結流路７０、７２を構成する貫通孔７６、８０と
燃料ガス入口６０ａ、燃料ガス出口６０ｂとの間に対応
して幅狭部１１６ａ、１１６ｂが形成される。
【００４０】図１に示すように、第３ガスケット３５の
横方向両端部には、燃料ガス入口１２０ａ、酸化剤ガス
入口１２２ａ、冷却媒体入口１２４ａ、冷却媒体出口１
２４ｂ、燃料ガス出口１２０ｂおよび酸化剤ガス出口１
２２ｂが設けられる。この第３ガスケット３５には、第
２セパレータ１６の面１６ａに設けられている段差部８
４と冷却媒体入口６４ａおよび冷却媒体出口６４ｂとの
間に対応して幅狭部１２６ａ、１２６ｂが形成される。
燃料ガス入口１２０ａおよび燃料ガス出口１２０ｂは、
第２セパレータ１６に設けられている第１および第２燃
料ガス連結流路７０、７２を収容するために、幅寸法が
大きく設定されている。
横方向両端部には、燃料ガス入口１２０ａ、酸化剤ガス
入口１２２ａ、冷却媒体入口１２４ａ、冷却媒体出口１
２４ｂ、燃料ガス出口１２０ｂおよび酸化剤ガス出口１
２２ｂが設けられる。この第３ガスケット３５には、第
２セパレータ１６の面１６ａに設けられている段差部８
４と冷却媒体入口６４ａおよび冷却媒体出口６４ｂとの
間に対応して幅狭部１２６ａ、１２６ｂが形成される。
燃料ガス入口１２０ａおよび燃料ガス出口１２０ｂは、
第２セパレータ１６に設けられている第１および第２燃
料ガス連結流路７０、７２を収容するために、幅寸法が
大きく設定されている。
【００４１】このように構成される第１の実施形態に係
る燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
る燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００４２】燃料電池１０内には、燃料ガス、例えば、
炭化水素を改質した水素を含むガスが供給されるととも
に、酸化剤ガスとして空気または酸素含有ガス（以下、
単に空気ともいう）が供給され、さらに単位燃料電池セ
ル１２の発電面を冷却するために、冷却媒体が供給され
る。燃料電池１０内に供給された燃料ガスは、図２およ
び図５に示すように、第１燃料ガス連結流路７０を構成
する流路溝７４に導入され、この流路溝７４に連通する
貫通孔７６を介して面１６ｂ側から面１６ａ側に移動
し、この面１６ａ側に形成されている第１燃料ガス流路
溝６６に供給される。
炭化水素を改質した水素を含むガスが供給されるととも
に、酸化剤ガスとして空気または酸素含有ガス（以下、
単に空気ともいう）が供給され、さらに単位燃料電池セ
ル１２の発電面を冷却するために、冷却媒体が供給され
る。燃料電池１０内に供給された燃料ガスは、図２およ
び図５に示すように、第１燃料ガス連結流路７０を構成
する流路溝７４に導入され、この流路溝７４に連通する
貫通孔７６を介して面１６ｂ側から面１６ａ側に移動
し、この面１６ａ側に形成されている第１燃料ガス流路
溝６６に供給される。
【００４３】図４に示すように、第１燃料ガス流路溝６
６に供給された燃料ガスは、第２セパレータ１６の面１
６ａに沿って水平方向に蛇行しながら重力方向に移動す
る。その際、燃料ガス中の水素ガスは、第２ガス拡散層
２６を通って単位燃料電池セル１２のアノード側電極２
２に供給される（図２参照）。そして、未使用の燃料ガ
スは、第１燃料ガス流路溝６６に沿って移動しながらア
ノード側電極２２に供給される一方、未使用の燃料ガス
が第２燃料ガス流路溝６８を介して第２燃料ガス連結流
路７２を構成する貫通孔８０に導入され、面１６ｂ側に
移動した後に流路溝７８から燃料ガス出口６０ｂに排出
される。
６に供給された燃料ガスは、第２セパレータ１６の面１
６ａに沿って水平方向に蛇行しながら重力方向に移動す
る。その際、燃料ガス中の水素ガスは、第２ガス拡散層
２６を通って単位燃料電池セル１２のアノード側電極２
２に供給される（図２参照）。そして、未使用の燃料ガ
スは、第１燃料ガス流路溝６６に沿って移動しながらア
ノード側電極２２に供給される一方、未使用の燃料ガス
が第２燃料ガス流路溝６８を介して第２燃料ガス連結流
路７２を構成する貫通孔８０に導入され、面１６ｂ側に
移動した後に流路溝７８から燃料ガス出口６０ｂに排出
される。
【００４４】また、燃料電池１０内に供給された空気
は、図２に示すように、第１セパレータ１４の酸化剤ガ
ス入口３８ａに導入され、この酸化剤ガス入口３８ａに
連通する第１酸化剤ガス連結流路４６を介して第１酸化
剤ガス流路溝４２に導入される。具体的には、図３に示
すように、第１セパレータ１４の面１４ｂ側に形成され
ている流路溝５０に空気が導入されると、この空気は、
前記流路溝５０に連通する貫通孔５２を介して前記第１
セパレータ１４を貫通し、面１４ａ側に形成されている
第１酸化剤ガス流路溝４２に導入される。
は、図２に示すように、第１セパレータ１４の酸化剤ガ
ス入口３８ａに導入され、この酸化剤ガス入口３８ａに
連通する第１酸化剤ガス連結流路４６を介して第１酸化
剤ガス流路溝４２に導入される。具体的には、図３に示
すように、第１セパレータ１４の面１４ｂ側に形成され
ている流路溝５０に空気が導入されると、この空気は、
前記流路溝５０に連通する貫通孔５２を介して前記第１
セパレータ１４を貫通し、面１４ａ側に形成されている
第１酸化剤ガス流路溝４２に導入される。
【００４５】図６に示すように、第１酸化剤ガス流路溝
４２に供給された空気は、水平方向に蛇行しながら重力
方向に移動する間、この空気中の酸素ガスが第１ガス拡
散層２４からカソード側電極２０に供給される（図２参
照）。一方、未使用の空気は、第２酸化剤ガス流路溝４
４を介して第２酸化剤ガス連結流路４８から酸化剤ガス
出口３８ｂに排出される。これにより、単位燃料電池セ
ル１２で発電が行われ、例えば、図示しないモータに電
力が供給されることになる。
４２に供給された空気は、水平方向に蛇行しながら重力
方向に移動する間、この空気中の酸素ガスが第１ガス拡
散層２４からカソード側電極２０に供給される（図２参
照）。一方、未使用の空気は、第２酸化剤ガス流路溝４
４を介して第２酸化剤ガス連結流路４８から酸化剤ガス
出口３８ｂに排出される。これにより、単位燃料電池セ
ル１２で発電が行われ、例えば、図示しないモータに電
力が供給されることになる。
【００４６】さらにまた、燃料電池１０内に供給された
冷却媒体は、第２セパレータ１６の冷却媒体入口６４ａ
に導入された後、図４および図５に示すように、第１冷
却媒体連結流路９０を構成する流路溝９４ａから貫通孔
９６ａを介して面１６ｂ側の主流路溝８６ａに供給され
る。冷却媒体は、主流路溝８６ａから分岐する複数本の
分岐流路溝８８を通って単位燃料電池セル１２の発電面
を冷却した後、主流路溝８６ｂに合流する。そして、使
用後の冷却媒体は、第２冷却媒体連結流路９２を構成す
る貫通孔９６ｂを通って面１６ａ側の流路溝９４ｂに導
入され、冷却媒体出口６４ｂから排出される。
冷却媒体は、第２セパレータ１６の冷却媒体入口６４ａ
に導入された後、図４および図５に示すように、第１冷
却媒体連結流路９０を構成する流路溝９４ａから貫通孔
９６ａを介して面１６ｂ側の主流路溝８６ａに供給され
る。冷却媒体は、主流路溝８６ａから分岐する複数本の
分岐流路溝８８を通って単位燃料電池セル１２の発電面
を冷却した後、主流路溝８６ｂに合流する。そして、使
用後の冷却媒体は、第２冷却媒体連結流路９２を構成す
る貫通孔９６ｂを通って面１６ａ側の流路溝９４ｂに導
入され、冷却媒体出口６４ｂから排出される。
【００４７】この場合、第１の実施形態では、図４に示
すように、第２セパレータ１６の面１６ａには、燃料ガ
ス入口６０ａと燃料ガス出口６０ｂに近接する位置で終
端する第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８が形成
され、前記第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８が
貫通孔７６、８０を介して面１６ｂ側に設けられた流路
溝７４、７８に連通し、この流路溝７４、７８から燃料
ガス入口６０ａおよび燃料ガス出口６０ｂに連通してい
る。
すように、第２セパレータ１６の面１６ａには、燃料ガ
ス入口６０ａと燃料ガス出口６０ｂに近接する位置で終
端する第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８が形成
され、前記第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８が
貫通孔７６、８０を介して面１６ｂ側に設けられた流路
溝７４、７８に連通し、この流路溝７４、７８から燃料
ガス入口６０ａおよび燃料ガス出口６０ｂに連通してい
る。
【００４８】このため、第２セパレータ１６の面１６ａ
側に燃料ガス入口６０ａと第１燃料ガス流路溝６６とを
連通する溝部を設ける際のように、この溝部の上部側に
前記面１６ａと面一となる薄板状のカバーを設ける必要
がなく、前記面１６ａに第２ガスケット３０を直接重ね
合わせることができる（図７参照）。
側に燃料ガス入口６０ａと第１燃料ガス流路溝６６とを
連通する溝部を設ける際のように、この溝部の上部側に
前記面１６ａと面一となる薄板状のカバーを設ける必要
がなく、前記面１６ａに第２ガスケット３０を直接重ね
合わせることができる（図７参照）。
【００４９】これにより、カバーを用いる際のような接
着工程が不要になるとともに、このカバーの欠落による
燃料ガスの漏れ、あるいは前記カバーと第２セパレータ
１６の厚さの相違による締め付け不良等が発生すること
がない。従って、簡単な構成で、良好なシール性を確保
するとともに、組み付け工程の簡素化を図り、かつ燃料
電池１０全体の簡素化および薄肉化が容易に遂行される
という効果が得られる。
着工程が不要になるとともに、このカバーの欠落による
燃料ガスの漏れ、あるいは前記カバーと第２セパレータ
１６の厚さの相違による締め付け不良等が発生すること
がない。従って、簡単な構成で、良好なシール性を確保
するとともに、組み付け工程の簡素化を図り、かつ燃料
電池１０全体の簡素化および薄肉化が容易に遂行される
という効果が得られる。
【００５０】さらに、第１の実施形態では、連通孔であ
る燃料ガス入口６０ａと燃料ガス出口６０ｂとが、第２
セパレータ１６の面１６ａの外周縁部に設けられるとと
もに、前記燃料ガス入口６０ａおよび前記燃料ガス出口
６０ｂを第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８に連
通する第１および第２燃料ガス連結流路７０、７２が、
前記燃料ガス入口６０ａおよび前記燃料ガス出口６０ｂ
に近接して設けられている。このため、第１および第２
燃料ガス連結流路７０、７２を構成する貫通孔７６、８
０と、燃料ガス入口６０ａおよび燃料ガス出口６０ｂと
を連通する流路溝７４、７８の長さが可及的に短尺化さ
れ、圧損を大幅に低減し得るという利点がある。
る燃料ガス入口６０ａと燃料ガス出口６０ｂとが、第２
セパレータ１６の面１６ａの外周縁部に設けられるとと
もに、前記燃料ガス入口６０ａおよび前記燃料ガス出口
６０ｂを第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８に連
通する第１および第２燃料ガス連結流路７０、７２が、
前記燃料ガス入口６０ａおよび前記燃料ガス出口６０ｂ
に近接して設けられている。このため、第１および第２
燃料ガス連結流路７０、７２を構成する貫通孔７６、８
０と、燃料ガス入口６０ａおよび燃料ガス出口６０ｂと
を連通する流路溝７４、７８の長さが可及的に短尺化さ
れ、圧損を大幅に低減し得るという利点がある。
【００５１】さらにまた、貫通孔７６、８０および流路
溝７４、７８が複数本に設定されるとともに、面１６ａ
には複数本の第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８
が設けられている。これにより、面１６ａに沿って大量
の燃料ガスを円滑に流すことができ、高電流密度の運転
が容易に遂行可能になる。
溝７４、７８が複数本に設定されるとともに、面１６ａ
には複数本の第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８
が設けられている。これにより、面１６ａに沿って大量
の燃料ガスを円滑に流すことができ、高電流密度の運転
が容易に遂行可能になる。
【００５２】一方、第２セパレータ１６の冷却媒体入口
６４ａおよび冷却媒体出口６４ｂに第１および第２冷却
媒体連結流路９０、９２が設けられ、第１セパレータ１
４には、酸化剤ガス入口３８ａおよび酸化剤ガス出口３
８ｂに第１および第２酸化剤ガス連結流路４６、４８が
設けられている。このため、薄板状のカバーが不要にな
るとともに、部品点数が一挙に削減され、燃料電池１０
全体の薄肉化を図ることができる。
６４ａおよび冷却媒体出口６４ｂに第１および第２冷却
媒体連結流路９０、９２が設けられ、第１セパレータ１
４には、酸化剤ガス入口３８ａおよび酸化剤ガス出口３
８ｂに第１および第２酸化剤ガス連結流路４６、４８が
設けられている。このため、薄板状のカバーが不要にな
るとともに、部品点数が一挙に削減され、燃料電池１０
全体の薄肉化を図ることができる。
【００５３】しかも、冷却媒体入口６４ａおよび冷却媒
体出口６４ｂが、第２セパレータ１６の外周縁部に設け
られており、図５に示すように、前記第２セパレータ１
６の面１６ｂには、この面１６ｂ全面に沿って主流路溝
６８ａ、６８ｂおよび分岐流路溝８８が形成されてい
る。従って、面１６ｂの面内全体を確実に冷却すること
が可能になり、冷却効率が有効に向上するという利点が
得られる。さらに、冷却媒体として、純水やエチレング
リコールやオイル等を用いることにより、冷却能力が空
冷に比べて相当に高くなり、特に、高電流密度の運転が
容易に遂行可能になる。
体出口６４ｂが、第２セパレータ１６の外周縁部に設け
られており、図５に示すように、前記第２セパレータ１
６の面１６ｂには、この面１６ｂ全面に沿って主流路溝
６８ａ、６８ｂおよび分岐流路溝８８が形成されてい
る。従って、面１６ｂの面内全体を確実に冷却すること
が可能になり、冷却効率が有効に向上するという利点が
得られる。さらに、冷却媒体として、純水やエチレング
リコールやオイル等を用いることにより、冷却能力が空
冷に比べて相当に高くなり、特に、高電流密度の運転が
容易に遂行可能になる。
【００５４】図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃
料電池１４０の一部縦断面説明図である。なお、第１の
実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には同一
の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
料電池１４０の一部縦断面説明図である。なお、第１の
実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には同一
の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５５】燃料電池１４０では、第２セパレータ１６
に燃料ガス入口６０ａと第１燃料ガス流路溝６６とを連
通する第１燃料ガス連結流路１４２が設けられる。この
第１燃料ガス連結流路１４２は、第２セパレータ１６の
面１６ｂ側に形成される流路溝１４４と、前記流路溝１
４４を面１６ａ側の第１燃料ガス流路溝６６に連通する
傾斜貫通孔１４６とを備える。傾斜貫通孔１４６は、第
２セパレータ１６の厚さ方向から内方に向かって傾斜し
て設けられている。
に燃料ガス入口６０ａと第１燃料ガス流路溝６６とを連
通する第１燃料ガス連結流路１４２が設けられる。この
第１燃料ガス連結流路１４２は、第２セパレータ１６の
面１６ｂ側に形成される流路溝１４４と、前記流路溝１
４４を面１６ａ側の第１燃料ガス流路溝６６に連通する
傾斜貫通孔１４６とを備える。傾斜貫通孔１４６は、第
２セパレータ１６の厚さ方向から内方に向かって傾斜し
て設けられている。
【００５６】このように構成される第２の実施形態で
は、燃料ガス入口６０ａに供給された燃料ガスが第１燃
料ガス連結流路１４２を構成する流路溝１４４から傾斜
貫通孔１４６を介して第１燃料ガス流路溝６６に供給さ
れる。その際、燃料ガスは、傾斜貫通孔１４６の傾斜に
沿って流路溝１４４から第１燃料ガス流路溝６６に向か
って一層円滑かつ確実に導入され、圧損を有効に低減し
得るという利点がある。
は、燃料ガス入口６０ａに供給された燃料ガスが第１燃
料ガス連結流路１４２を構成する流路溝１４４から傾斜
貫通孔１４６を介して第１燃料ガス流路溝６６に供給さ
れる。その際、燃料ガスは、傾斜貫通孔１４６の傾斜に
沿って流路溝１４４から第１燃料ガス流路溝６６に向か
って一層円滑かつ確実に導入され、圧損を有効に低減し
得るという利点がある。
【００５７】図９は、本発明の第３の実施形態に係る燃
料電池を構成する第２セパレータ１６０の正面説明図で
ある。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０を構成
する第２セパレータ１６と同一の構成要素には同一の参
照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
料電池を構成する第２セパレータ１６０の正面説明図で
ある。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０を構成
する第２セパレータ１６と同一の構成要素には同一の参
照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５８】第２セパレータ１６０には、面１６０ａ側
に形成される第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８
と燃料ガス入口６０ａおよび燃料ガス出口６０ｂとを、
面１６０ｂ側から連通する第１および第２燃料ガス連結
流路１６２、１６４と、前記面１６０ｂ側に設けられる
図示しない冷却媒体流路溝と冷却媒体入口６４ａおよび
冷却媒体出口６４ｂとを連通する第１および第２冷却媒
体連結流路１６６、１６８とが設けられる。
に形成される第１および第２燃料ガス流路溝６６、６８
と燃料ガス入口６０ａおよび燃料ガス出口６０ｂとを、
面１６０ｂ側から連通する第１および第２燃料ガス連結
流路１６２、１６４と、前記面１６０ｂ側に設けられる
図示しない冷却媒体流路溝と冷却媒体入口６４ａおよび
冷却媒体出口６４ｂとを連通する第１および第２冷却媒
体連結流路１６６、１６８とが設けられる。
【００５９】第１および第２燃料ガス連結流路１６２、
１６４は、面１６０ｂ側に設けられる流路溝７４、７８
に一体的に連通して第２セパレータ１６０を貫通する長
孔１７０、１７２を備える。第１および第２冷却媒体連
結流路１６６、１６８は、同様に、流路溝９４ａ、９４
ｂに一体的に連通するとともに、前記第２セパレータ１
６０を貫通して設けられる長孔１７４、１７６を備え
る。
１６４は、面１６０ｂ側に設けられる流路溝７４、７８
に一体的に連通して第２セパレータ１６０を貫通する長
孔１７０、１７２を備える。第１および第２冷却媒体連
結流路１６６、１６８は、同様に、流路溝９４ａ、９４
ｂに一体的に連通するとともに、前記第２セパレータ１
６０を貫通して設けられる長孔１７４、１７６を備え
る。
【００６０】このように構成される第３の実施形態で
は、例えば、燃料ガス入口６０ａに供給される燃料ガス
が流路溝７４に導入されると、長孔１７０に一体的に導
入されて面１６０ｂ側から面１６０ａ側に移動し、第１
燃料ガス流路溝６６に導入される。これにより、第２セ
パレータ１６０の面１６０ａ、１６０ｂには、溝部を閉
塞するための薄板状のカバー等を用いる必要がなく、部
品点数が一挙に削減されるとともに、簡単な構成で薄肉
化が図られる等、第１および第２の実施形態と同様の効
果が得られる。
は、例えば、燃料ガス入口６０ａに供給される燃料ガス
が流路溝７４に導入されると、長孔１７０に一体的に導
入されて面１６０ｂ側から面１６０ａ側に移動し、第１
燃料ガス流路溝６６に導入される。これにより、第２セ
パレータ１６０の面１６０ａ、１６０ｂには、溝部を閉
塞するための薄板状のカバー等を用いる必要がなく、部
品点数が一挙に削減されるとともに、簡単な構成で薄肉
化が図られる等、第１および第２の実施形態と同様の効
果が得られる。
【００６１】さらに、第３の実施形態では、第１および
第２燃料ガス連結流路１６２、１６４が、流路溝７４、
７８に一体的に連通して第２セパレータ１６０を貫通す
る長孔１７０、１７２を備えており、燃料ガスがこの長
孔１７０、１７２を通過する際の圧損を有効に低減する
ことができるという利点がある。同様に、第２セパレー
タ１６０には、冷却媒体を通過させるための長孔１７
４、１７６が設けられており、圧損の低減が容易に図ら
れる。
第２燃料ガス連結流路１６２、１６４が、流路溝７４、
７８に一体的に連通して第２セパレータ１６０を貫通す
る長孔１７０、１７２を備えており、燃料ガスがこの長
孔１７０、１７２を通過する際の圧損を有効に低減する
ことができるという利点がある。同様に、第２セパレー
タ１６０には、冷却媒体を通過させるための長孔１７
４、１７６が設けられており、圧損の低減が容易に図ら
れる。
【００６２】しかも、第２セパレータ１６０を貫通して
長孔１７０、１７２、１７４および１７６を形成すれば
よい。このため、第２セパレータ１６０の製造作業が一
層簡素化し、該第２セパレータ１６０を経済的に製造す
ることが可能になるという効果が得られる。
長孔１７０、１７２、１７４および１７６を形成すれば
よい。このため、第２セパレータ１６０の製造作業が一
層簡素化し、該第２セパレータ１６０を経済的に製造す
ることが可能になるという効果が得られる。
【００６３】
【発明の効果】本発明に係る燃料電池では、セパレータ
の外周縁部に貫通して設けられる連通孔と、このセパレ
ータの電極発電面内に設けられるガス流路とを、前記電
極発電面とは反対側の面側で前記連通孔と連通する連結
流路を介して連通させることにより、前記電極発電面側
に薄板状カバー等を嵌め込む必要がなく、構成および組
み付け工程が一挙に簡素化し、高品質なかつ薄肉状の燃
料電池を経済的に製造することが可能になる。
の外周縁部に貫通して設けられる連通孔と、このセパレ
ータの電極発電面内に設けられるガス流路とを、前記電
極発電面とは反対側の面側で前記連通孔と連通する連結
流路を介して連通させることにより、前記電極発電面側
に薄板状カバー等を嵌め込む必要がなく、構成および組
み付け工程が一挙に簡素化し、高品質なかつ薄肉状の燃
料電池を経済的に製造することが可能になる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図２】前記燃料電池の概略縦断面説明図である。
【図３】前記燃料電池を構成する第１セパレータの正面
説明図である。
説明図である。
【図４】前記燃料電池を構成する第２セパレータの一方
の面の正面説明図である。
の面の正面説明図である。
【図５】前記第２セパレータの他方の面の正面説明図で
ある。
ある。
【図６】前記第１セパレータと第１ガスケットの斜視説
明図である。
明図である。
【図７】前記第２セパレータに第２ガスケットが配置さ
れた状態の正面説明図である。
れた状態の正面説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の一部
縦断面説明図である。
縦断面説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構成
する第２セパレータの面の正面説明図である。
する第２セパレータの面の正面説明図である。
【図１０】従来技術に係る燃料電池の一部縦断面説明図
である。
である。
【図１１】別の従来技術に係る燃料電池の一部正面説明
図である。
図である。
【図１２】図１１中、ＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】さらに別の従来技術に係る燃料電池を構成す
るセパレータの分解斜視図である。
るセパレータの分解斜視図である。
【図１４】図１３に示す前記セパレータの一方の面の正
面図である。
面図である。
【符号の説明】 １０、１４０…燃料電池 １２…単位燃料
電池セル １４、１６、１６０…セパレータ １８…電解質膜 ２０…カソード側電極 ２２…アノード
側電極 ２４、２６…ガス拡散層 ２８、３０、３
５…ガスケット ３６ａ、６０ａ…燃料ガス入口 ３６ｂ、６０ｂ
…燃料ガス出口 ３８ａ、６２ａ…酸化剤ガス入口 ３８ｂ、６２ｂ
…酸化剤ガス出口 ４０ａ、６４ａ…冷却媒体入口 ４０ｂ、６４ｂ
…冷却媒体出口 ４２、４４…酸化剤ガス流路溝 ４６、４８…酸
化剤ガス連結流路 ５０、９４ａ、９４ｂ…流路溝 ５２、５６、７６、８０、９６ａ、９６ｂ…貫通孔 ５４、７４、７８、１４４…流路溝 ６６、６８…燃
料ガス流路溝 ７０、７２、１４２、１６２、１６４…燃料ガス連結流
路 ８６ａ、８６ｂ…主流路溝 ８８…分岐流路
溝 ９０、９２、１６６、１６８…冷却媒体連結流路 １４６…傾斜貫通孔 １７０、１７２、１７４、１７６…長孔
電池セル １４、１６、１６０…セパレータ １８…電解質膜 ２０…カソード側電極 ２２…アノード
側電極 ２４、２６…ガス拡散層 ２８、３０、３
５…ガスケット ３６ａ、６０ａ…燃料ガス入口 ３６ｂ、６０ｂ
…燃料ガス出口 ３８ａ、６２ａ…酸化剤ガス入口 ３８ｂ、６２ｂ
…酸化剤ガス出口 ４０ａ、６４ａ…冷却媒体入口 ４０ｂ、６４ｂ
…冷却媒体出口 ４２、４４…酸化剤ガス流路溝 ４６、４８…酸
化剤ガス連結流路 ５０、９４ａ、９４ｂ…流路溝 ５２、５６、７６、８０、９６ａ、９６ｂ…貫通孔 ５４、７４、７８、１４４…流路溝 ６６、６８…燃
料ガス流路溝 ７０、７２、１４２、１６２、１６４…燃料ガス連結流
路 ８６ａ、８６ｂ…主流路溝 ８８…分岐流路
溝 ９０、９２、１６６、１６８…冷却媒体連結流路 １４６…傾斜貫通孔 １７０、１７２、１７４、１７６…長孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 割石 義典 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 中川 尊基 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 新海 洋 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 林 勝美 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC03 CC08
Claims (2)
- 【請求項１】電解質をアノード側電極とカソード側電極
とで挟んで構成される単位燃料電池セルと、前記単位燃
料電池セルを挟持するセパレータとを備える燃料電池で
あって、 前記セパレータの外周縁部に貫通して設けられ、燃料ガ
スまたは酸化剤ガスを流すための連通孔と、 前記セパレータの電極発電面内に設けられ、前記アノー
ド側電極または前記カソード側電極に前記燃料ガスまた
は前記酸化剤ガスを供給するためのガス流路と、 前記セパレータを貫通して設けられるとともに、一端が
前記電極発電面とは反対の面側で前記連通孔に連通しか
つ他端が該電極発電面側で前記ガス流路に連通する連結
流路と、 を備えることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】電解質をアノード側電極とカソード側電極
とで挟んで構成される単位燃料電池セルと、前記単位燃
料電池セルを挟持するセパレータとを備える燃料電池で
あって、 前記セパレータの外周縁部に貫通して設けられ、冷却媒
体を流すための連通孔と、 前記セパレータの電極発電面とは反対の面内に設けら
れ、前記電極発電面を冷却する前記冷却媒体を供給する
ための冷却媒体流路と、 前記セパレータを貫通して設けられるとともに、一端が
前記電極発電面側で前記連通孔に連通しかつ他端が該電
極発電面とは反対の面側で前記冷却媒体流路に連通する
連結流路と、 を備えることを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234873A JP4809519B2 (ja) | 1999-09-10 | 2000-08-02 | 燃料電池 |
| US09/656,910 US6686085B1 (en) | 1999-09-10 | 2000-09-07 | Fuel cell |
| CA002317884A CA2317884C (en) | 1999-09-10 | 2000-09-08 | Fuel cell |
| EP00119665A EP1083616B1 (en) | 1999-09-10 | 2000-09-08 | Fuel cell |
| DE60038853T DE60038853D1 (de) | 1999-09-10 | 2000-09-08 | Brennstoffzelle |
| US10/679,119 US7226688B2 (en) | 1999-09-10 | 2003-10-03 | Fuel cell |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25700999 | 1999-09-10 | ||
| JP11-257009 | 1999-09-10 | ||
| JP1999257009 | 1999-09-10 | ||
| JP2000234873A JP4809519B2 (ja) | 1999-09-10 | 2000-08-02 | 燃料電池 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001148252A true JP2001148252A (ja) | 2001-05-29 |
| JP2001148252A5 JP2001148252A5 (ja) | 2007-08-30 |
| JP4809519B2 JP4809519B2 (ja) | 2011-11-09 |
Family
ID=26543014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000234873A Expired - Lifetime JP4809519B2 (ja) | 1999-09-10 | 2000-08-02 | 燃料電池 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6686085B1 (ja) |
| EP (1) | EP1083616B1 (ja) |
| JP (1) | JP4809519B2 (ja) |
| CA (1) | CA2317884C (ja) |
| DE (1) | DE60038853D1 (ja) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086203A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2003100322A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2004335178A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| US6866959B2 (en) | 2001-12-26 | 2005-03-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| WO2005055349A1 (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池の製造 |
| JP2005285338A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータおよびこれを用いた燃料電池の製造方法 |
| JP2005293878A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2006155947A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006164606A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池スタック |
| WO2006075786A1 (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| JP2006221853A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のセパレータ |
| JP2007005076A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| JP2007179926A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| JP2008123750A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| WO2008132896A1 (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池のセパレータおよび燃料電池 |
| US7521143B2 (en) | 2000-12-27 | 2009-04-21 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte fuel cell |
| US7531264B2 (en) * | 2004-06-07 | 2009-05-12 | Hyteon Inc. | Fuel cell stack with even distributing gas manifolds |
| US7704625B2 (en) | 2003-05-01 | 2010-04-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| US8283085B2 (en) | 2001-12-26 | 2012-10-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell and separator thereof |
| CN103326046A (zh) * | 2012-03-19 | 2013-09-25 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池 |
| US8685586B2 (en) | 2004-12-08 | 2014-04-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell separator |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936369B1 (en) * | 1999-10-19 | 2005-08-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack |
| US7527889B2 (en) * | 1999-10-19 | 2009-05-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack |
| US6599653B1 (en) | 2001-05-15 | 2003-07-29 | Dana Corporation | Molded fuel cell plates with seals |
| JP3830805B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2006-10-11 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| JP3702848B2 (ja) * | 2002-01-10 | 2005-10-05 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池 |
| ITMI20020869A1 (it) | 2002-04-23 | 2003-10-23 | Nuvera Fuel Cells Europ Srl | Generatore elettrochimico e membrana a ingombro ridotto |
| US7087339B2 (en) | 2002-05-10 | 2006-08-08 | 3M Innovative Properties Company | Fuel cell membrane electrode assembly with sealing surfaces |
| US7217471B2 (en) | 2002-05-17 | 2007-05-15 | 3M Innovative Properties Company | Membrane electrode assembly with compression control gasket |
| JP4815733B2 (ja) * | 2003-03-24 | 2011-11-16 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| US7459227B2 (en) * | 2003-04-18 | 2008-12-02 | General Motors Corporation | Stamped fuel cell bipolar plate |
| EP1625633A1 (en) * | 2003-05-16 | 2006-02-15 | Hydrogenics Corporation | Symmetrical flow field plates |
| US7655339B1 (en) | 2003-06-06 | 2010-02-02 | Dana Automotive Systems Group, Llc | Molded fuel cell plates with seals |
| WO2004114448A2 (en) | 2003-06-25 | 2004-12-29 | Hydrogenics Corporation | Passive electrode blanketing in a fuel cell |
| US7655337B2 (en) * | 2003-06-27 | 2010-02-02 | Ultracell Corporation | Micro fuel cell thermal management |
| WO2005028712A1 (en) | 2003-09-22 | 2005-03-31 | Hydrogenics Corporation | Electrolyzer cell stack system |
| WO2005028714A1 (en) | 2003-09-22 | 2005-03-31 | Hydrogenics Corporation | Apparatus and method for reducing instances of pump de-priming |
| US7569303B2 (en) | 2004-09-24 | 2009-08-04 | Hydrogenics Corporation | Membrane electrode assembly with modified catalyst layout |
| CA2616650C (en) | 2005-07-27 | 2011-04-19 | Ird Fuel Cells A/S | Modified fuel cells with internal humidification and/or temperature control systems |
| US20080050639A1 (en) | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Michael Medina | Bipolar flow field plate assembly and method of making the same |
| US8221930B2 (en) * | 2006-08-23 | 2012-07-17 | Daimler Ag | Bipolar separators with improved fluid distribution |
| US20080076005A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Michel Bitton | Fuel cell fluid distribution system |
| FR2997560B1 (fr) * | 2012-10-25 | 2015-04-24 | Air Liquide | Plaque de pile a combustible et empilement de cellules comprenant une telle plaque |
| FR3102308B1 (fr) * | 2019-10-18 | 2022-06-03 | Air Liquide | Plaque bipolaire de pile à combustible |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58138268A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | デイ−ゼル機関の着火装置 |
| JPS60130567A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Teikoku Hormone Mfg Co Ltd | ３−置換−２−フエニルインド−ル誘導体 |
| JPH01173576A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Hitachi Ltd | 燃料電池セパレータ |
| JPH05109415A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-04-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池用ガスセパレータ |
| JPH07263003A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子電解質燃料電池用ガスセパレータ |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6471071A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Separator for fuel cell |
| US5108849A (en) * | 1989-08-30 | 1992-04-28 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Fuel cell fluid flow field plate |
| JPH03257760A (ja) | 1990-03-08 | 1991-11-18 | Nkk Corp | 固体電解質型燃料電池 |
| US5230966A (en) * | 1991-09-26 | 1993-07-27 | Ballard Power Systems Inc. | Coolant flow field plate for electrochemical fuel cells |
| US5514487A (en) * | 1994-12-27 | 1996-05-07 | Ballard Power Systems Inc. | Edge manifold assembly for an electrochemical fuel cell stack |
| US6042955A (en) * | 1995-05-25 | 2000-03-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell and method of controlling same |
| JP3491066B2 (ja) * | 1995-08-15 | 2004-01-26 | ヤマハ発動機株式会社 | 燃料電池 |
| JP3741805B2 (ja) * | 1996-12-03 | 2006-02-01 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| CA2296384C (en) | 1997-07-16 | 2004-09-28 | Ballard Power Systems Inc. | Resilient seal for membrane electrode assembly (mea) in an electrochemical fuel cell and method of making same |
| JP4205774B2 (ja) * | 1998-03-02 | 2009-01-07 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| US6174616B1 (en) * | 1998-10-07 | 2001-01-16 | Plug Power Inc. | Fuel cell assembly unit for promoting fluid service and design flexibility |
| JP2000331691A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
-
2000
- 2000-08-02 JP JP2000234873A patent/JP4809519B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-07 US US09/656,910 patent/US6686085B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-08 EP EP00119665A patent/EP1083616B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-08 CA CA002317884A patent/CA2317884C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-08 DE DE60038853T patent/DE60038853D1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58138268A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | デイ−ゼル機関の着火装置 |
| JPS60130567A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Teikoku Hormone Mfg Co Ltd | ３−置換−２−フエニルインド−ル誘導体 |
| JPH01173576A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Hitachi Ltd | 燃料電池セパレータ |
| JPH05109415A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-04-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池用ガスセパレータ |
| JPH07263003A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子電解質燃料電池用ガスセパレータ |
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7521143B2 (en) | 2000-12-27 | 2009-04-21 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte fuel cell |
| JP2003086203A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2003100322A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| US6866959B2 (en) | 2001-12-26 | 2005-03-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| US7632597B2 (en) | 2001-12-26 | 2009-12-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell and separator thereof |
| US8283085B2 (en) | 2001-12-26 | 2012-10-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell and separator thereof |
| JP4727910B2 (ja) * | 2003-05-01 | 2011-07-20 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| JP2004335178A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| US7704625B2 (en) | 2003-05-01 | 2010-04-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| US7968249B2 (en) | 2003-05-01 | 2011-06-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| US8268507B2 (en) | 2003-05-01 | 2012-09-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| WO2005055349A1 (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池の製造 |
| US7993798B2 (en) | 2003-12-02 | 2011-08-09 | Nissan Motor Co., Ltd | Manufacture of fuel cell |
| US8470498B2 (en) | 2003-12-02 | 2013-06-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Manufacture of fuel cell |
| US8771902B2 (en) | 2003-12-02 | 2014-07-08 | Nissan Motor Co., Ltd. | Manufacture of fuel cell |
| JP4494057B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2010-06-30 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用セパレータおよびこれを用いた燃料電池の製造方法 |
| JP2005285338A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータおよびこれを用いた燃料電池の製造方法 |
| JP2005293878A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| US7531264B2 (en) * | 2004-06-07 | 2009-05-12 | Hyteon Inc. | Fuel cell stack with even distributing gas manifolds |
| JP4562501B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2010-10-13 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| JP2006155947A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006164606A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池スタック |
| US8685586B2 (en) | 2004-12-08 | 2014-04-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell separator |
| WO2006075786A1 (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| US8557448B2 (en) | 2005-01-13 | 2013-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell and fuel cell separator |
| US8241816B2 (en) | 2005-02-08 | 2012-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell separator |
| JP2006221853A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のセパレータ |
| JP4692001B2 (ja) * | 2005-02-08 | 2011-06-01 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池のセパレータ |
| JP2007005076A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| JP4673141B2 (ja) * | 2005-06-22 | 2011-04-20 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| JP2007179926A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| JP4611196B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2011-01-12 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| JP2008123750A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| WO2008132896A1 (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池のセパレータおよび燃料電池 |
| CN103326046A (zh) * | 2012-03-19 | 2013-09-25 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2317884A1 (en) | 2001-03-10 |
| EP1083616A3 (en) | 2004-03-17 |
| EP1083616A2 (en) | 2001-03-14 |
| CA2317884C (en) | 2009-02-03 |
| EP1083616B1 (en) | 2008-05-14 |
| US6686085B1 (en) | 2004-02-03 |
| JP4809519B2 (ja) | 2011-11-09 |
| DE60038853D1 (de) | 2008-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4809519B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4344484B2 (ja) | 固体高分子型セルアセンブリ | |
| US6764783B2 (en) | Electrochemical fuel cell stack with improved reactant manifolding and sealing | |
| US7309542B2 (en) | Membrane electrode assembly and fuel cell | |
| US7226688B2 (en) | Fuel cell | |
| JP5318382B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
| US7851105B2 (en) | Electrochemical fuel cell stack having staggered fuel and oxidant plenums | |
| JP3693955B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2000113899A (ja) | 燃料電池 | |
| JP2004119121A (ja) | 燃料電池 | |
| JP5086543B2 (ja) | 燃料電池及びその製造方法 | |
| JP2008192368A (ja) | 燃料電池スタック | |
| JP3868810B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4562501B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2003229144A (ja) | 燃料電池 | |
| JP2006236612A (ja) | 燃料電池 | |
| KR100953273B1 (ko) | 연료전지용 금속 분리판 및 이를 구비하는 연료전지 스택 | |
| JP4121315B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4031952B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2010114052A (ja) | ケース流路部品具備の燃料電池流路板 | |
| JP4812990B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4444862B2 (ja) | 燃料電池またはセパレータ | |
| JP2005108506A (ja) | 燃料電池 | |
| JP4185734B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
| JP2002100380A (ja) | 燃料電池および燃料電池スタック |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070712 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070712 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100625 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100629 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100830 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110531 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110726 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110816 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110819 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140826 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4809519 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |