JP6285701B2 - 燃料電池スタック、燃料電池スタックの製造方法、電池サブアッセンブリ、電池サブアッセンブリの製造方法、及びガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータ - Google Patents
燃料電池スタック、燃料電池スタックの製造方法、電池サブアッセンブリ、電池サブアッセンブリの製造方法、及びガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6285701B2 JP6285701B2 JP2013247374A JP2013247374A JP6285701B2 JP 6285701 B2 JP6285701 B2 JP 6285701B2 JP 2013247374 A JP2013247374 A JP 2013247374A JP 2013247374 A JP2013247374 A JP 2013247374A JP 6285701 B2 JP6285701 B2 JP 6285701B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- gasket
- fitting portion
- membrane electrode
- electrode assembly
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 90
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 25
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 140
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 11
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 6
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 5
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 230
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 59
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 31
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920003934 Aciplex® Polymers 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003935 Flemion® Polymers 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282828 Camelus bactrianus Species 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical group FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
前記一方の面と前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成された複数の前記セパレータと、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有する複数の前記第1のガスケットと、前記第2嵌合部を有する複数の前記第2のガスケットと、複数の前記膜電極接合体とを準備し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部を嵌合して仮固定又は本固定し、前記セパレータの前記一方の面に前記膜電極接合体の前記一方の面を前記第1のガスケットが前記補強層に圧接されるように接着により仮固定又は本固定し、前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部を嵌合して仮固定又は本固定することを、複数回行うことにより、複数の前記電池サブアッセンブリを作製し、
少なくとも、複数の前記電池サブアッセンブリを、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の前記他方の面と前記セパレータの前記他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接されるように、積層することを特徴とし、この燃料電池スタックの製造方法によって上記課題を解決する。
少なくとも、複数の前記電池サブアッセンブリが、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の他方の面と前記セパレータの他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接された状態で積層され、
前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成され、
前記第1のガスケットと前記第2のガスケットとは、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記一方の面に前記膜電極接合体の前記一方の面が、前記第1のガスケットが前記補強層に圧接されるように接着により仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定されていることを特徴とし、この燃料電池スタックによって上記課題を解決する。
また本発明は、外縁部に補強層が設けられた膜電極接合体と、前記膜電極接合体の一方の面と重ね合わされたセパレータと、前記膜電極接合体と対向する前記セパレータの一方の面に設けられ前記補強層に圧接された第1のガスケットと、前記セパレータの他方の面に設けられた第2のガスケットとを少なくとも備える電池サブアッセンブリの製造方法であって、
少なくとも、複数の前記電池サブアッセンブリが、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の他方の面と前記セパレータの他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接された状態で積層された燃料電池スタックに備えられる電池サブアッセンブリの製造方法であり、
前記一方の面と前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成された前記セパレータと、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有する前記第1のガスケットと、前記第2嵌合部を有する前記第2のガスケットと、前記膜電極接合体とを準備し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部を嵌合して仮固定又は本固定し、前記セパレータの前記一方の面に前記膜電極接合体の前記一方の面を前記第1のガスケットが前記補強層に圧接されるように接着により仮固定又は本固定し、前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部を嵌合して仮固定又は本固定することを特徴とし、この電池サブアッセンブリの製造方法によって上記課題を解決する。
また本発明は、外縁部に補強層が設けられた膜電極接合体と、前記膜電極接合体の一方の面と重ね合わされたセパレータと、前記膜電極接合体と対向する前記セパレータの一方の面に設けられ前記補強層に圧接された第1のガスケットと、前記セパレータの他方の面に設けられた第2のガスケットとを少なくとも備える電池サブアッセンブリであって、
少なくとも、複数の前記電池サブアッセンブリが、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の他方の面と前記セパレータの他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接された状態で積層された燃料電池スタックに備えられる電池サブアッセンブリであり、
前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成され、
前記第1のガスケットと前記第2のガスケットとは、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記一方の面に前記膜電極接合体の前記一方の面が、前記第1のガスケットが前記補強層に圧接された状態で接着により仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定されていることを特徴とし、この電池サブアッセンブリによって上記課題を解決する。
また、本発明は、外縁部に補強層が設けられた膜電極接合体の一方の面と重ね合わされるセパレータと、前記膜電極接合体と対向する前記セパレータの一方の面に設けられ前記補強層に圧接される第1のガスケットと、前記セパレータの他方の面に設けられた第2のガスケットとを少なくとも備えるセパレータであって、
少なくとも、前記膜電極接合体及び前記セパレータからなる複数の電池サブアッセンブリが、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の他方の面と前記セパレータの他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接された状態で積層された燃料電池スタックに備えられる、ガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータであり、
前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成され、
前記第1のガスケットと前記第2のガスケットとは、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定されており、
前記セパレータの前記一方の面が、前記膜電極接合体の前記一方の面に、接着により仮固定又は本固定される状態では、前記第1のガスケットが前記補強層に圧接される、ガスケットが仮固定又は本固定されたことを特徴とし、このガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータによって上記課題を解決する。
なお、上記発明において、前記第1嵌合部は、前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに前記セパレータの厚さ方向に凹むように形成された凹部であってもよい。また、少なくとも一つの前記第1のガスケット又は前記第2のガスケットの少なくとも一部は、前記第2嵌合部としての基部と、前記基部から突出して前記補強層に圧接される2つの突起とからなる断面形状を備えてもよい。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の一実施の形態に係る燃料電池1は、メタノールを燃料として発電するダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC:Direct Methanol Fuel Cell)であり、図1にその基本構造を示す。図1は、DMFCを構成する単電池の基本構造であって、膜電極接合体(MEA:Membrane-electrode assembly)11と、膜電極接合体11を挟む板状のアノードセパレータ14およびカソードセパレータ15と、アノードセパレータ14の外側の表面に設けられたアノード集電体12及びカソードセパレータ15の外側の表面に設けられたカソード集電体13と、アノードセパレータ14の内側に設けられたガスケット18及びカソードセパレータ15の内側に設けられたガスケット19と、を備える。
[数1] CH3OH+H2O→CO2+6H++6e−
という酸化反応が生じ、カソードにおいては、
[数2] 1/2O2+6H++6e−→3H2O
という還元反応が生じる。これによりアノードとカソードとの間に電流が流れることになる。
《膜電極接合体,セパレータ,ガスケットの具体的構成》
次に、以上のように構成された膜電極接合体11、セパレータ14及びガスケット18を積層して燃料電池スタック2とする方法を説明する。最初にその概要を説明し、そのあとにメタノール及び空気の供給経路を含めた詳細を説明する。
11…膜電極接合体
110…発電部
111…高分子電解質膜
112…アノード触媒層(燃料極)
113…カソード触媒層(空気極)
114…アノードガス拡散層
115…カソードガス拡散層
116A,116B…補強層
116C…開口部
117A〜117H…開口部
12…アノード集電体
13…カソード集電体
14…アノードセパレータ
141…細溝
142…反応領域
143A,143B…スリット
144A〜144H…マニホールド
145A,145B…連通部
146A〜146H,146Z…ガスケット用溝(第1嵌合部)
15…カソードセパレータ
16…アノード流路
17…カソード流路
18,19…ガスケット
181C,181D…大径環状部
181G,181H…小径環状部
181Z…中央環状部
2…燃料電池スタック
21…電池サブアッセンブリ
22…固定ボルト
23…エンドプレート
Claims (12)
- 外縁部に補強層が設けられた膜電極接合体と、前記膜電極接合体の一方の面と重ね合わされたセパレータと、前記膜電極接合体と対向する前記セパレータの一方の面に設けられ前記補強層に圧接された第1のガスケットと、前記セパレータの他方の面に設けられた第2のガスケットとを少なくとも備える電池サブアッセンブリを複数積層する燃料電池スタックの製造方法において、
前記一方の面と前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成された複数の前記セパレータと、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有する複数の前記第1のガスケットと、前記第2嵌合部を有する複数の前記第2のガスケットと、複数の前記膜電極接合体とを準備し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部を嵌合して仮固定又は本固定し、前記セパレータの前記一方の面に前記膜電極接合体の前記一方の面を前記第1のガスケットが前記補強層に圧接されるように接着により仮固定又は本固定し、前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部を嵌合して仮固定又は本固定することを、複数回行うことにより、複数の前記電池サブアッセンブリを作製し、
少なくとも、複数の前記電池サブアッセンブリを、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の前記他方の面と前記セパレータの前記他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接されるように、積層する燃料電池スタックの製造方法。 - 請求項1に記載の燃料電池スタックの製造方法において、
前記第1嵌合部は、前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに前記セパレータの厚さ方向に凹むように形成された凹部である燃料電池スタックの製造方法。 - 外縁部に補強層が設けられた膜電極接合体と、前記膜電極接合体の一方の面と重ね合わされたセパレータと、前記膜電極接合体と対向する前記セパレータの一方の面に設けられ前記補強層に圧接された第1のガスケットと、前記セパレータの他方の面に設けられた第2のガスケットとを少なくとも備える電池サブアッセンブリを複数備え、
少なくとも、複数の前記電池サブアッセンブリが、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の他方の面と前記セパレータの他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接された状態で積層され、
前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成され、
前記第1のガスケットと前記第2のガスケットとは、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記一方の面に前記膜電極接合体の前記一方の面が、前記第1のガスケットが前記補強層に圧接された状態で接着により仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定されている燃料電池スタック。 - 請求項3に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記第1嵌合部は、前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに前記セパレータの厚さ方向に凹むように形成された凹部である燃料電池スタック。 - 請求項4に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記第1のガスケット又は前記第2のガスケットの少なくとも一部は、前記第2嵌合部としての基部と、前記基部から突出して前記補強層に圧接される2つの突起とからなる断面形状を備える燃料電池スタック。 - 外縁部に補強層が設けられた膜電極接合体と、前記膜電極接合体の一方の面と重ね合わされたセパレータと、前記膜電極接合体と対向する前記セパレータの一方の面に設けられ前記補強層に圧接された第1のガスケットと、前記セパレータの他方の面に設けられた第2のガスケットとを少なくとも備える電池サブアッセンブリの製造方法であって、
少なくとも、複数の前記電池サブアッセンブリが、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の他方の面と前記セパレータの他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接された状態で積層された燃料電池スタックに備えられる電池サブアッセンブリの製造方法であり、
前記一方の面と前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成された前記セパレータと、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有する前記第1のガスケットと、前記第2嵌合部を有する前記第2のガスケットと、前記膜電極接合体とを準備し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部を嵌合して仮固定又は本固定し、前記セパレータの前記一方の面に前記膜電極接合体の前記一方の面を前記第1のガスケットが前記補強層に圧接されるように接着により仮固定又は本固定し、前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部を嵌合して仮固定又は本固定する電池サブアッセンブリの製造方法。 - 請求項6に記載の電池サブアッセンブリの製造方法において、
前記第1嵌合部は、前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに前記セパレータの厚さ方向に凹むように形成された凹部である電池サブアッセンブリの製造方法。 - 外縁部に補強層が設けられた膜電極接合体と、前記膜電極接合体の一方の面と重ね合わされたセパレータと、前記膜電極接合体と対向する前記セパレータの一方の面に設けられ前記補強層に圧接された第1のガスケットと、前記セパレータの他方の面に設けられた第2のガスケットとを少なくとも備える電池サブアッセンブリであって、
少なくとも、複数の前記電池サブアッセンブリが、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の他方の面と前記セパレータの他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接された状態で積層された燃料電池スタックに備えられる電池サブアッセンブリであり、
前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成され、
前記第1のガスケットと前記第2のガスケットとは、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記一方の面に前記膜電極接合体の前記一方の面が、前記第1のガスケットが前記補強層に圧接された状態で接着により仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定されている電池サブアッセンブリ。 - 請求項8に記載の電池サブアッセンブリにおいて、
前記第1嵌合部は、前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに前記セパレータの厚さ方向に凹むように形成された凹部である電池サブアッセンブリ。 - 請求項9に記載の電池サブアッセンブリにおいて、
前記第1のガスケット又は前記第2のガスケットの少なくとも一部は、前記第2嵌合部としての基部と、前記基部から突出して前記補強層に圧接される2つの突起とからなる断面形状を備える電池サブアッセンブリ。 - 外縁部に補強層が設けられた膜電極接合体の一方の面と重ね合わされるセパレータと、前記膜電極接合体と対向する前記セパレータの一方の面に設けられ前記補強層に圧接される第1のガスケットと、前記セパレータの他方の面に設けられた第2のガスケットとを少なくとも備えるセパレータであって、
少なくとも、前記膜電極接合体及び前記セパレータからなる複数の電池サブアッセンブリが、前記電池サブアッセンブリの相互間で、前記膜電極接合体の他方の面と前記セパレータの他方の面とが非接着で重ね合わされ、前記第2のガスケットが前記補強層に圧接された状態で積層された燃料電池スタックに備えられる、ガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータであり、
前記セパレータの前記一方の面と前記セパレータの前記他方の面とのそれぞれに第1嵌合部が形成され、
前記第1のガスケットと前記第2のガスケットとは、前記第1嵌合部に嵌合する第2嵌合部を有し、
前記セパレータの前記一方の面の前記第1嵌合部に前記第1のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定され、
前記セパレータの前記他方の面の前記第1嵌合部に前記第2のガスケットの前記第2嵌合部が嵌合して仮固定又は本固定されており、
前記セパレータの前記一方の面が、前記膜電極接合体の前記一方の面に、接着により仮固定又は本固定される状態では、前記第1のガスケットが前記補強層に圧接される、ガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータ。 - 請求項11に記載のガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータにおいて、
前記第1のガスケット又は前記第2のガスケットの少なくとも一部は、前記第2嵌合部としての基部と、前記セパレータの前記一方の面が、前記膜電極接合体の前記一方の面に、接着により仮固定又は本固定される状態では、前記基部から突出して前記補強層に圧接される2つの突起とからなる断面形状を備える、ガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013247374A JP6285701B2 (ja) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | 燃料電池スタック、燃料電池スタックの製造方法、電池サブアッセンブリ、電池サブアッセンブリの製造方法、及びガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013247374A JP6285701B2 (ja) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | 燃料電池スタック、燃料電池スタックの製造方法、電池サブアッセンブリ、電池サブアッセンブリの製造方法、及びガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015106477A JP2015106477A (ja) | 2015-06-08 |
JP6285701B2 true JP6285701B2 (ja) | 2018-02-28 |
Family
ID=53436488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013247374A Expired - Fee Related JP6285701B2 (ja) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | 燃料電池スタック、燃料電池スタックの製造方法、電池サブアッセンブリ、電池サブアッセンブリの製造方法、及びガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6285701B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021044940A1 (ja) | 2019-09-06 | 2021-03-11 | 東洋紡フイルムソリューション株式会社 | 燃料電池用積層体 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109642672B (zh) | 2016-10-27 | 2021-03-23 | Nok株式会社 | 密封垫及其制造方法 |
WO2019155997A1 (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-15 | 株式会社大阪ソーダ | 電極室枠、及び電解槽 |
JP7452462B2 (ja) * | 2021-02-18 | 2024-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタックの製造方法および製造装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3489181B2 (ja) * | 1994-03-10 | 2004-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の単電池およびその製造方法 |
JPH07312223A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
JP3505010B2 (ja) * | 1995-07-07 | 2004-03-08 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池およびその締付方法 |
JP3678024B2 (ja) * | 1998-10-28 | 2005-08-03 | Nok株式会社 | 燃料電池用カーボン材 |
JP3952139B2 (ja) * | 2001-11-22 | 2007-08-01 | Nok株式会社 | 燃料電池 |
JP4109570B2 (ja) * | 2003-05-08 | 2008-07-02 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
JP2005174862A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Ntn Corp | 燃料電池用ガスケット |
JP5286702B2 (ja) * | 2007-06-27 | 2013-09-11 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池およびその製造方法 |
US20090181284A1 (en) * | 2008-01-13 | 2009-07-16 | Yuan Ze University | Sealing structure for a bipolar plate of a fuel cell |
JP5097159B2 (ja) * | 2009-04-01 | 2012-12-12 | 東海ゴム工業株式会社 | 燃料電池モジュールの製造方法、および燃料電池の製造方法 |
JP2010282940A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
-
2013
- 2013-11-29 JP JP2013247374A patent/JP6285701B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021044940A1 (ja) | 2019-09-06 | 2021-03-11 | 東洋紡フイルムソリューション株式会社 | 燃料電池用積層体 |
KR20220039757A (ko) | 2019-09-06 | 2022-03-29 | 도요보 가부시키가이샤 | 연료 전지용 적층체 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015106477A (ja) | 2015-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4733237B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
WO2010106753A1 (ja) | 燃料電池スタック | |
WO2009139370A1 (ja) | 燃料電池および燃料電池層 | |
JP5877504B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体 | |
JP6285701B2 (ja) | 燃料電池スタック、燃料電池スタックの製造方法、電池サブアッセンブリ、電池サブアッセンブリの製造方法、及びガスケットが仮固定又は本固定されたセパレータ | |
JP2008071542A (ja) | 高分子電解質形燃料電池およびその製造方法 | |
JP6038074B2 (ja) | 燃料電池の膜電極接合体 | |
JP6655120B2 (ja) | 燃料電池 | |
US20050191517A1 (en) | Separator and direct methanol type fuel cell therewith | |
JP6204119B2 (ja) | 燃料電池の膜電極接合体 | |
JP6533028B2 (ja) | 燃料電池の膜電極接合体 | |
JP5909961B2 (ja) | 膜・電極接合体の製造方法、触媒層形成用基材、及び固体高分子形燃料電池 | |
JP7302532B2 (ja) | 燃料電池セル | |
WO2009139369A1 (ja) | 膜電極複合体およびその製造方法 | |
WO2010109917A1 (ja) | 固体高分子形燃料電池スタック | |
JP4977540B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
JP2006156034A (ja) | 液体燃料電池 | |
JP7307109B2 (ja) | ガス拡散層付膜電極接合体およびその製造方法 | |
US20230411660A1 (en) | Membrane electrode assembly combined roll, membrane electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell | |
JP2015050134A (ja) | 燃料電池の膜電極接合体 | |
JP7131497B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2015076348A (ja) | 燃料電池の膜電極接合体 | |
JP2021009809A (ja) | 燃料電池 | |
JP2018032629A (ja) | 燃料電池の膜電極接合体 | |
JP2007273265A (ja) | 液体燃料電池ユニット及び液体燃料電池モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160526 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170620 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20170821 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171018 |
|
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: 20180130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180202 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6285701 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |