JP2021099927A - 燃料電池用接合セパレータ - Google Patents
燃料電池用接合セパレータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021099927A JP2021099927A JP2019231102A JP2019231102A JP2021099927A JP 2021099927 A JP2021099927 A JP 2021099927A JP 2019231102 A JP2019231102 A JP 2019231102A JP 2019231102 A JP2019231102 A JP 2019231102A JP 2021099927 A JP2021099927 A JP 2021099927A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- bead
- seal portion
- fuel cell
- bead seal
- 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
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 141
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 9
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 7
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 52
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 23
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 210000004692 intercellular junction Anatomy 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 and for example Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0206—Metals or alloys
-
- 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
- H01M8/0276—Sealing means characterised by their form
-
- 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
-
- 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
- H01M8/0265—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant the reactant or coolant channels having varying cross sections
-
- 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
- H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
-
- 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
- H01M8/028—Sealing means characterised by their material
- H01M8/0284—Organic resins; Organic polymers
-
- 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
Description
燃料電池セルは、電解質膜・電極構造体と、電解質膜・電極構造体を挟む一対の接合セパレータと、を備えている(特許文献1参照)。
燃料電池セル1は、アノード側より供給される水素(燃料ガス)と、カソード側より供給される酸素(酸化剤ガス)との化学反応により発電する部材である。燃料電池スタックは、複数個の燃料電池セル1を並設させ、燃料電池セル1の厚さ方向に所定の圧縮荷重を付与したものである。図1では、所定の圧縮荷重を付与した状態の燃料電池セル1を描画している。
本実施例の燃料電池用接合セパレータ3によれば、ビードシール部41内に設けられて、圧縮された弾性体4の反力により、低反力部の面圧が向上するため、ビードシール部41の箇所による面圧のばらつきを抑制することができる。
図4及び図5A,5Bに記載された実施例2では、燃料電池用接合セパレータ3のうち、弾性体4,4Aの配設位置の一例について説明する。説明の便宜上、図4における「上下」、「左右」は図4の矢印に従う。
2 電解質膜・電極構造体
3 燃料電池用接合セパレータ
4 弾性体
4A 弾性体
5 シール部材
11 電解質膜(フィルム)
21 第1金属セパレータ
22 第2金属セパレータ
41 ビードシール部
42 ストッパー部
61 第1連通孔
65 第2連通孔
R1 シール領域
Claims (6)
- 一対の金属セパレータが接合された燃料電池用接合セパレータであって、
互いに反対方向に突出する一対のシール用ビード部で構成されたビードシール部と、
前記ビードシール部の内部に配置された弾性体と、
セパレータの厚さ方向に貫通して形成され反応ガス又は冷媒が流通する複数の第1連通孔と、を有し、
前記ビードシール部は、セパレータの外周縁に沿うように形成されるとともに前記第1連通孔の形状に沿うように形成され、
前記弾性体は、前記ビードシール部内において所定の長さで配設されていることを特徴とする燃料電池用接合セパレータ。 - 積層方向に圧縮荷重が付与されていない状態において、前記弾性体の断面形状が円形状を呈することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用接合セパレータ。
- 前記弾性体は、前記ビードシール部の初期ビード高さが他に比べて低い位置に配設されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の燃料電池用接合セパレータ。
- 前記セパレータの厚さ方向に貫通して形成され、空気抜き用又は冷媒ドレン用に設けられた第2連通孔を有し、
前記第2連通孔の周囲に形成されたビードシール部内において所定の長さで弾性体が配設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の燃料電池用接合セパレータ。 - 積層方向に圧縮荷重が付与されていない状態において、前記第2連通孔の周囲に形成された前記ビードシール部内に配設された前記弾性体の断面形状は、楕円形状又は長丸形状を呈することを特徴とする請求項4に記載の燃料電池用接合セパレータ。
- 前記ビードシール部に並設されたストッパー部を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の燃料電池用接合セパレータ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019231102A JP7309596B2 (ja) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 燃料電池用接合セパレータ |
CN202011485107.1A CN113097526B (zh) | 2019-12-23 | 2020-12-16 | 燃料电池用接合隔板 |
US17/130,135 US11431003B2 (en) | 2019-12-23 | 2020-12-22 | Separator assembly used for fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019231102A JP7309596B2 (ja) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 燃料電池用接合セパレータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021099927A true JP2021099927A (ja) | 2021-07-01 |
JP7309596B2 JP7309596B2 (ja) | 2023-07-18 |
Family
ID=76439332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019231102A Active JP7309596B2 (ja) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 燃料電池用接合セパレータ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11431003B2 (ja) |
JP (1) | JP7309596B2 (ja) |
CN (1) | CN113097526B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024122535A1 (ja) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | Nok株式会社 | 燃料電池セパレータの積層構造体 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230052796A1 (en) * | 2021-08-16 | 2023-02-16 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell having an energy attenuating bead |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014093212A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池スタック |
JP2017535915A (ja) * | 2014-10-08 | 2017-11-30 | レインツ デッチタングス ゲー エム ベー ハー | ビードの内部空間における冷却剤流路の減少または閉鎖によるビードシールを有するセパレータを備える電気化学システム |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7226687B2 (en) * | 2004-05-08 | 2007-06-05 | Meacham G B Kirby | Fuel cell assemblies using metallic bipolar separators |
CN101356675B (zh) * | 2006-06-26 | 2011-01-05 | 松下电器产业株式会社 | 固体高分子电解质型燃料电池 |
EP2405516B1 (en) * | 2009-03-04 | 2014-04-30 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte type fuel cell gasket |
US10305135B2 (en) | 2016-02-02 | 2019-05-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of producing fuel cell stack and method of producing metal separator for fuel cell |
JP6368807B2 (ja) * | 2016-02-02 | 2018-08-01 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタックの製造方法及び燃料電池用金属セパレータの製造方法 |
JP6343638B2 (ja) * | 2016-08-02 | 2018-06-13 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
DE102016225438A1 (de) * | 2016-12-19 | 2018-06-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verbindungselement zum elektrischen Kontaktieren von Separatorplatten eines Brennstoffzellenstapels |
JP6570587B2 (ja) * | 2017-09-07 | 2019-09-04 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用セパレータ及び発電セル |
JP6496377B1 (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-03 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用金属セパレータ及び発電セル |
-
2019
- 2019-12-23 JP JP2019231102A patent/JP7309596B2/ja active Active
-
2020
- 2020-12-16 CN CN202011485107.1A patent/CN113097526B/zh active Active
- 2020-12-22 US US17/130,135 patent/US11431003B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014093212A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池スタック |
JP2017535915A (ja) * | 2014-10-08 | 2017-11-30 | レインツ デッチタングス ゲー エム ベー ハー | ビードの内部空間における冷却剤流路の減少または閉鎖によるビードシールを有するセパレータを備える電気化学システム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024122535A1 (ja) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | Nok株式会社 | 燃料電池セパレータの積層構造体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11431003B2 (en) | 2022-08-30 |
CN113097526A (zh) | 2021-07-09 |
US20210194020A1 (en) | 2021-06-24 |
CN113097526B (zh) | 2024-04-02 |
JP7309596B2 (ja) | 2023-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6563966B2 (ja) | 発電セル | |
JP6968746B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ部材及び燃料電池スタック | |
JP6118225B2 (ja) | 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体 | |
JP2004311254A (ja) | 燃料電池のガスシール構造 | |
JPWO2014080761A1 (ja) | 燃料電池単セル | |
CN113097526B (zh) | 燃料电池用接合隔板 | |
JP2021099928A (ja) | セパレータの製造方法 | |
US20180114994A1 (en) | Bipolar plate for a fuel cell, and a method manufacturing the same | |
JP6624200B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2008171613A (ja) | 燃料電池 | |
JP2006331783A (ja) | 燃料電池用単セル | |
JP2015225840A (ja) | 燃料電池 | |
JP2007194124A (ja) | 燃料電池 | |
CN112751054A (zh) | 燃料电池的单元电池 | |
CN112397739B (zh) | 燃料电池用金属隔板、接合隔板以及发电单电池 | |
US20220123330A1 (en) | Fuel cell gasket | |
JP6150060B2 (ja) | フレーム付き膜電極接合体、燃料電池用単セル及び燃料電池スタック | |
JP7337720B2 (ja) | 接合セパレータ、金属セパレータ及び燃料電池スタックの製造方法 | |
JP2007103248A (ja) | 燃料電池 | |
JP7506024B2 (ja) | 燃料電池のセルスタック | |
JP7111661B2 (ja) | 燃料電池用金属セパレータ、接合セパレータ及び発電セル | |
CN112242532B (zh) | 燃料电池用金属隔板、接合隔板以及发电单电池 | |
JP7344802B2 (ja) | 燃料電池のシール構造 | |
US20220077477A1 (en) | Unit Cell for Fuel Cell and Fuel Cell Stack Including Same | |
JP2021012827A (ja) | 燃料電池用金属セパレータ、接合セパレータ及び発電セル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220725 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230529 |
|
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: 20230606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230705 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7309596 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |