JPH0439868A - 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータ - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータInfo
- Publication number
- JPH0439868A JPH0439868A JP2147616A JP14761690A JPH0439868A JP H0439868 A JPH0439868 A JP H0439868A JP 2147616 A JP2147616 A JP 2147616A JP 14761690 A JP14761690 A JP 14761690A JP H0439868 A JPH0439868 A JP H0439868A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current collector
- plate
- opening
- separator
- contact
- 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.)
- Pending
Links
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 22
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池のう
ち、特に、溶融炭酸塩型燃料電池に用いるセパレータに
関するものである。
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池のう
ち、特に、溶融炭酸塩型燃料電池に用いるセパレータに
関するものである。
[従来の技術]
従来の溶融炭酸塩型燃料電池は、第7図に一例の概略を
示す如く、電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ
込ませてなる電解質板(タイル)1を、カソード(酸素
極)2とアノード(燃料極)3の両電極で両面から挟み
、カソード2側へ酸化ガスOGを供給すると共にアノー
ド3側へ燃料ガスFGを供給することによりカソード2
側とアノード3側で反応を行わせて、カソード2とアノ
ード3との間で発生する電位差により発電が行われるよ
うにしたものを1セルとし、各セルをセパレータ4を介
して多層に積層させてスタックとするようにしてある。
示す如く、電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ
込ませてなる電解質板(タイル)1を、カソード(酸素
極)2とアノード(燃料極)3の両電極で両面から挟み
、カソード2側へ酸化ガスOGを供給すると共にアノー
ド3側へ燃料ガスFGを供給することによりカソード2
側とアノード3側で反応を行わせて、カソード2とアノ
ード3との間で発生する電位差により発電が行われるよ
うにしたものを1セルとし、各セルをセパレータ4を介
して多層に積層させてスタックとするようにしてある。
かかる溶融炭酸塩型燃料電池において用いられるセパレ
ータ4としては、センタープレート5の両面側にチャン
ネル形成部としてコルゲート板を配して3枚構造とし、
該コルゲート板をカレントコレクター6としたものが用
いられており、燃料電池セルを積層するときカソード2
とアノード3をカレントコレクター6により電解質板1
に押し当てるようにしている。
ータ4としては、センタープレート5の両面側にチャン
ネル形成部としてコルゲート板を配して3枚構造とし、
該コルゲート板をカレントコレクター6としたものが用
いられており、燃料電池セルを積層するときカソード2
とアノード3をカレントコレクター6により電解質板1
に押し当てるようにしている。
上記溶融炭酸塩型燃料電池のセルを構成する電解質板1
は、カソード2とアノード3の画電極側で反応するガス
同士を仕切る役割をすると共にカソード2側で生成され
る炭酸イオン(Co、= )をアノード3側へ通過させ
て電子を遮断する役割をしており、カソード2側へ酸化
ガスOGを供給すると、カレントコレクター6としての
コルゲート板で形成されたガス通路を酸化ガスが流れる
ことによって、カソード2側で、Co2+1/202+
2 e−−> CO3−の反応が行われて、炭酸イオ
ン(Co3= )が生じ、このCO3−が電解質板1中
を泳動しアノード3に到達する。一方、7ノード3側に
燃料ガスFGを供給すると、カレントコレクター6とし
てのコルゲート板で形成されたガス通路を燃料ガスが流
れる間にアノード3側で、 CO3−+)+2−)H20+CO2+2e−の、反応
が行われ、水素ガスが主として消費される。
は、カソード2とアノード3の画電極側で反応するガス
同士を仕切る役割をすると共にカソード2側で生成され
る炭酸イオン(Co、= )をアノード3側へ通過させ
て電子を遮断する役割をしており、カソード2側へ酸化
ガスOGを供給すると、カレントコレクター6としての
コルゲート板で形成されたガス通路を酸化ガスが流れる
ことによって、カソード2側で、Co2+1/202+
2 e−−> CO3−の反応が行われて、炭酸イオ
ン(Co3= )が生じ、このCO3−が電解質板1中
を泳動しアノード3に到達する。一方、7ノード3側に
燃料ガスFGを供給すると、カレントコレクター6とし
てのコルゲート板で形成されたガス通路を燃料ガスが流
れる間にアノード3側で、 CO3−+)+2−)H20+CO2+2e−の、反応
が行われ、水素ガスが主として消費される。
したがって、燃料電池の性能を出すには、カソード2、
アノード3の各電極と電解質板1との当りが良くなけれ
ばならない。上記電極と電解質板1の当りの良し悪しは
、第7図の構成例の場合にはカレントコレクター6とし
てのコルゲート板とカソード2及びアノード3との当り
により決められるものであり、カレントコレクター6と
してのフルゲート板は、目標が±25虜という高い精度
が要求されているが、そこまで達していないのが現状で
ある。そのため、第8図に示す如く、カレントコレクタ
ー6としてのコルゲート板が部分的にカソード2又はア
ノード3に一様に当らないで、当っていない個所Aが生
じることがある。
アノード3の各電極と電解質板1との当りが良くなけれ
ばならない。上記電極と電解質板1の当りの良し悪しは
、第7図の構成例の場合にはカレントコレクター6とし
てのコルゲート板とカソード2及びアノード3との当り
により決められるものであり、カレントコレクター6と
してのフルゲート板は、目標が±25虜という高い精度
が要求されているが、そこまで達していないのが現状で
ある。そのため、第8図に示す如く、カレントコレクタ
ー6としてのコルゲート板が部分的にカソード2又はア
ノード3に一様に当らないで、当っていない個所Aが生
じることがある。
[発明が解決しようとする課題]
ところが、上記した第8図の如く、カレントコレクター
6の電極への当りが一様でなくて、当りのない個所Aが
生じると、この個所へではカソード2又はアノード3と
電解質板1との当りか悪くなり、カソード2と電解質板
1との間では、カソード2側で生じた炭酸イオン(Go
、=)が電解質板1内へ流れにくくなる。すなわち、カ
ソード2と電解質板1とが離れているところでは炭酸イ
オン(C03= )の流れが妨げられるので、電池の内
部抵抗が大となるばかりでなく流れ易い個所での反応が
激しく進められることになって発熱が過大となり、炭酸
塩の消失に至る。又、アノード3と電解質板1との間で
も当りが悪いところがあると、電解質板1中を泳動する
炭酸イオン(Co3= )がアノード2に流れにくくな
る。
6の電極への当りが一様でなくて、当りのない個所Aが
生じると、この個所へではカソード2又はアノード3と
電解質板1との当りか悪くなり、カソード2と電解質板
1との間では、カソード2側で生じた炭酸イオン(Go
、=)が電解質板1内へ流れにくくなる。すなわち、カ
ソード2と電解質板1とが離れているところでは炭酸イ
オン(C03= )の流れが妨げられるので、電池の内
部抵抗が大となるばかりでなく流れ易い個所での反応が
激しく進められることになって発熱が過大となり、炭酸
塩の消失に至る。又、アノード3と電解質板1との間で
も当りが悪いところがあると、電解質板1中を泳動する
炭酸イオン(Co3= )がアノード2に流れにくくな
る。
かかる問題をなくすためには、カレントコレクター6と
してのコルゲート板や、電極、電解質板の製作精度を高
める必要があるが、精度を高めるためには製作か大変で
あると共にコストアップが避けられない。
してのコルゲート板や、電極、電解質板の製作精度を高
める必要があるが、精度を高めるためには製作か大変で
あると共にコストアップが避けられない。
又、燃料電池は、長時間高温運転をしていると、部品の
クリープにより、第9図に概略を示す如く、カソード2
、アノード3の電極表面が変形して来ると、カレントコ
レクター6とカソード2、アノード3との当りのない個
所8が生じて来てカソード2、アノード3と電解質板1
との当りが時間とともに悪くなって来るが、従来のカレ
ントコレクター6は、コルゲート板で、その1山の曲り
部を見ると、第10図に示す両端支持の剛構造でフレキ
シブルでないため、弾性が少なく、上記クリープによる
変形により電極と電解質板1との当りが悪くなって来て
も、カレントコレクター6がその変形に追従できず、又
、歪が大きく平坦な製品ができず、製作時に生じた寸法
誤差に基づく不均一な当りの吸収は勿論のこと、クリー
プ量の吸収をすることができない。
クリープにより、第9図に概略を示す如く、カソード2
、アノード3の電極表面が変形して来ると、カレントコ
レクター6とカソード2、アノード3との当りのない個
所8が生じて来てカソード2、アノード3と電解質板1
との当りが時間とともに悪くなって来るが、従来のカレ
ントコレクター6は、コルゲート板で、その1山の曲り
部を見ると、第10図に示す両端支持の剛構造でフレキ
シブルでないため、弾性が少なく、上記クリープによる
変形により電極と電解質板1との当りが悪くなって来て
も、カレントコレクター6がその変形に追従できず、又
、歪が大きく平坦な製品ができず、製作時に生じた寸法
誤差に基づく不均一な当りの吸収は勿論のこと、クリー
プ量の吸収をすることができない。
更に、従来のカレントコレクター6としてのコルゲート
板は、表面積が大きいので、ぬれ面積が大となり、炭酸
塩のロスが大きい。
板は、表面積が大きいので、ぬれ面積が大となり、炭酸
塩のロスが大きい。
そこで、本発明は、カレントコレクター、電極、電解質
板を精度良く作らなくても各部で一様な当りが得られる
ようにすると共にクリープによる変形にも容易に追従し
て常に良好な当りが得られるようにし、更に簡単に製作
できるような溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータを提供
しようとするものである。
板を精度良く作らなくても各部で一様な当りが得られる
ようにすると共にクリープによる変形にも容易に追従し
て常に良好な当りが得られるようにし、更に簡単に製作
できるような溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータを提供
しようとするものである。
[課題を解決するための手段]
本発明は、上記課題を解決するために、電解質板をカソ
ードとアノードの両電極で両面から挟んでカソード側に
酸化ガスを供給すると共にアノード側に燃料ガスを供給
するようにしてあるセルを多層に積層するときの仕切り
として用いる溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータにおい
て、センタープレートとカソードとの間及びセンタープ
レートとアノードとの間にガス通路を形成するためにセ
ンタープレートの両側に配置されるカレントコレクター
を、プレートに多数の矩形の開口部を形成すると共に各
開口部に1つの押切り片を片持支持構造で折曲げ加工し
てなる構造とし、且つ上記開口部は開口率を30%〜6
0%とすると共に開口部の狭い方の幅寸法を2Nn〜6
mとした構成とする。又、上記押切り片は先端を湾曲さ
せて湾曲部がセンタープレートに当接するようにすると
よい。
ードとアノードの両電極で両面から挟んでカソード側に
酸化ガスを供給すると共にアノード側に燃料ガスを供給
するようにしてあるセルを多層に積層するときの仕切り
として用いる溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータにおい
て、センタープレートとカソードとの間及びセンタープ
レートとアノードとの間にガス通路を形成するためにセ
ンタープレートの両側に配置されるカレントコレクター
を、プレートに多数の矩形の開口部を形成すると共に各
開口部に1つの押切り片を片持支持構造で折曲げ加工し
てなる構造とし、且つ上記開口部は開口率を30%〜6
0%とすると共に開口部の狭い方の幅寸法を2Nn〜6
mとした構成とする。又、上記押切り片は先端を湾曲さ
せて湾曲部がセンタープレートに当接するようにすると
よい。
[作 用]
カレントコレクターを構成するプレートの開口率が30
%〜60%としであるので、電極へのガスの拡散が良好
に行われると共に電極の支持も充分に行われる。又、各
開口部の狭い方の寸法を2#1〜6Mとすると、開口部
の形成と押切り片の折り曲げを行うプレスの金型の摩耗
を少なくできる上に、電極の支持に支障をきたすことも
ない。センタープレート側に折り曲げた押切り片は、片
持ち式でフレキシビリティがあり、カレントコレクター
自体、あるいは電極、電解質板に製作誤差かあっても、
又、クリープが生じても、カレントコレクターの弾性に
よりカレントコレクターは電極に一様に当って電極と電
解質板とを全面にわたり均一に接触させることができる
。又、カレントコレクターは、プレスによる一工程で成
形できるので、製作か容易である。又、カレントコレク
ターとしての押切り片の先端を湾曲させるようにプレス
で押切り成形すると、先端の高さが均一となり、高さ精
度を良好にできることになる。
%〜60%としであるので、電極へのガスの拡散が良好
に行われると共に電極の支持も充分に行われる。又、各
開口部の狭い方の寸法を2#1〜6Mとすると、開口部
の形成と押切り片の折り曲げを行うプレスの金型の摩耗
を少なくできる上に、電極の支持に支障をきたすことも
ない。センタープレート側に折り曲げた押切り片は、片
持ち式でフレキシビリティがあり、カレントコレクター
自体、あるいは電極、電解質板に製作誤差かあっても、
又、クリープが生じても、カレントコレクターの弾性に
よりカレントコレクターは電極に一様に当って電極と電
解質板とを全面にわたり均一に接触させることができる
。又、カレントコレクターは、プレスによる一工程で成
形できるので、製作か容易である。又、カレントコレク
ターとしての押切り片の先端を湾曲させるようにプレス
で押切り成形すると、先端の高さが均一となり、高さ精
度を良好にできることになる。
[実 施 例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図乃至第3図は本発明の一実施例を示すもので、電
解質板1をカソード2とアノード3の両電極で両面から
挟んで、カソード2側へ酸化ガスOGを供給すると共に
アノード3側に燃料ガスFGを供給するようにしてある
セルを多層に積層するときの仕切板として用いる溶融炭
酸塩型燃料電池用セパレータにおいて、本発明のセパレ
ータ7は、センタープレート8と、該センタープレート
8の両側にあってセンタープレート8とカソード2との
間及びセンタープレート8とアノード3との間にそれそ
゛れガス通路を形成すると共にカソード2とアノード3
を支持する機能を有するカレントコレクター9とからな
る構成とし、全体としてカソード2側の酸化ガスOGと
アノード3側の燃料ガスFGを仕切るようにしである。
解質板1をカソード2とアノード3の両電極で両面から
挟んで、カソード2側へ酸化ガスOGを供給すると共に
アノード3側に燃料ガスFGを供給するようにしてある
セルを多層に積層するときの仕切板として用いる溶融炭
酸塩型燃料電池用セパレータにおいて、本発明のセパレ
ータ7は、センタープレート8と、該センタープレート
8の両側にあってセンタープレート8とカソード2との
間及びセンタープレート8とアノード3との間にそれそ
゛れガス通路を形成すると共にカソード2とアノード3
を支持する機能を有するカレントコレクター9とからな
る構成とし、全体としてカソード2側の酸化ガスOGと
アノード3側の燃料ガスFGを仕切るようにしである。
上記カレントコレクター9は、第4図に示す如き作用面
を傾斜させてなるプレス金型10によりプレート9aに
多数の開口部9bを押切り形成するとき、同時に開口部
9bの一部より延長する押切り片9Cを折り曲げ加工し
てプレート9aの片面側に突出させた構成とし、゛且つ
上記各開口部9bを形成するときの開口率を30%〜6
0%位とし、更に開口部の寸法として、狭い方の幅寸法
eを2mm〜6mとする。
を傾斜させてなるプレス金型10によりプレート9aに
多数の開口部9bを押切り形成するとき、同時に開口部
9bの一部より延長する押切り片9Cを折り曲げ加工し
てプレート9aの片面側に突出させた構成とし、゛且つ
上記各開口部9bを形成するときの開口率を30%〜6
0%位とし、更に開口部の寸法として、狭い方の幅寸法
eを2mm〜6mとする。
上記開口率を30%〜60%とするのは、30%以下で
は、孔か少なくて電極へのガスの流配、拡散か悪くなり
、60%以上では孔が多すぎて電極を電解質板1に強く
押し付けられなくて電極が垂れて来ることがあり、電極
支持板として機能し得なくなるからである。又、開口部
9bの狭い方の幅寸法を2#!!!1〜61Mtとする
のは、2m以下の場合はプレス成形するときにプレス金
型の摩耗が激しく、金型が摩耗すると、切り口にバリが
出て来る問題があり、64!I11以上では電極の支持
か不充分となって電極が垂れて来る問題がおるからであ
る。
は、孔か少なくて電極へのガスの流配、拡散か悪くなり
、60%以上では孔が多すぎて電極を電解質板1に強く
押し付けられなくて電極が垂れて来ることがあり、電極
支持板として機能し得なくなるからである。又、開口部
9bの狭い方の幅寸法を2#!!!1〜61Mtとする
のは、2m以下の場合はプレス成形するときにプレス金
型の摩耗が激しく、金型が摩耗すると、切り口にバリが
出て来る問題があり、64!I11以上では電極の支持
か不充分となって電極が垂れて来る問題がおるからであ
る。
第4図に示す如きプレス金型10を用いてカレントコレ
クター9を成形する場合、第5図に示す如くプレート9
aの開口部9bをプレス金型10で押切りするとき、切
り口は引き裂かれるようになるので、バリ11が生じる
が、矢印aの方向からプレス金型10により押切られる
ため、押切り片9Cの先端のバリ11は内側に生じるこ
とになる。
クター9を成形する場合、第5図に示す如くプレート9
aの開口部9bをプレス金型10で押切りするとき、切
り口は引き裂かれるようになるので、バリ11が生じる
が、矢印aの方向からプレス金型10により押切られる
ため、押切り片9Cの先端のバリ11は内側に生じるこ
とになる。
この場合、バリ11が押切り片9Cの先端の外側に形成
されると、このバリ11がセンタープレート8に接する
ことになってカレントコレクタ−9自体の高さ調整がで
きないと共に、バリ11か変形するので高さの精度が出
せないということになるが、本発明では、バリ11は押
切り片9Cの先端の内側に出来るので、上記の問題はな
い。
されると、このバリ11がセンタープレート8に接する
ことになってカレントコレクタ−9自体の高さ調整がで
きないと共に、バリ11か変形するので高さの精度が出
せないということになるが、本発明では、バリ11は押
切り片9Cの先端の内側に出来るので、上記の問題はな
い。
本発明では、1枚のプレート9aに対して第4図の如き
プレス金型10を多数セットして、−度にプレス金型1
0を作動させて押切り成形するので、−工程で多数の開
口部9bの形成と押切り片9Cの折曲げ加工を行うこと
ができて、カレントコレクター9の製作を容易に行うこ
とができる。
プレス金型10を多数セットして、−度にプレス金型1
0を作動させて押切り成形するので、−工程で多数の開
口部9bの形成と押切り片9Cの折曲げ加工を行うこと
ができて、カレントコレクター9の製作を容易に行うこ
とができる。
上述のように製作した本発明のセパレータ7は、カレン
トコレクター9が各開口部9bごとに片持ち式で7レキ
シビリテイになっているので、たとえば、第1図及び第
3図に示す如く押切り片9Cをセンタープレート8に当
接するようにセットした構成とし、セルの仕切板として
用いて積層方向に締付力を与えた場合は、カレントコレ
クター9の押切り片9Cの先端がセンタープレート8に
沿い摺動しながら弾性により矢印す方向へ逃げることが
できて容易に変形できる。又、所定の締付力が付与させ
である状態において、電極のクリープ等のために電極と
センタープレート8との間の間隔が広がるような変化が
生じたときは、該当個所のセンタープレート8に接して
いる押切り片9Cの先端かセンタープレート8に沿い摺
動しながら弾性により矢印C方向へ移行して起立して来
るように変形できる。したがって、第8図に示す従来方
式の如く、カレントコレクター6の寸法精度に誤差があ
って、カレントコレクター6が部分的に電極に当らない
ところが生じるような場合、従来の方式では、締付力を
付与させても、カレントコレクター6は曲り部が両側支
持構造で剛性が高く弾性が少ないものであったため、電
極に当らない部分はそのまま残っていたが、本発明では
、上述のように締付力を付与させると、押切り片9Cの
センタープレート8との接触部が弾性により変形できる
ことから、既に電極に当っている部分のセンタープレー
トとの接触部は、未だ電極に当っていない個所のカレン
トコレクター9が電極に当るまで変形を続けるので、カ
レントコレクター9の製作時の寸法誤差が市っても、そ
の誤差を吸収させることができる。電極や電解質板1の
製作精度が悪くて電極と電解質板1との当りの悪いとこ
ろが生じる場合でも、同様にカレントコレクター9の押
切り片9Cの弾性による変形により一様な当りにするこ
とができる。又、燃料電池を長時間高温運転することに
より、たとえば、カソード2やアノード3の電極のクリ
ープ量か多く、当該部分へのカレントコレクター9の当
りが弱くなって来て電極と電解質板との当りか時間とと
もに悪くなるような事態が生じた場合でも、本発明では
、カレントコレクター9の押切り片9cが片持支持構造
で弾性を有しているため、上記のクリープ量を吸収して
電極と電解質板1との全面にわたり一様な当りが得られ
るようにすることができる。
トコレクター9が各開口部9bごとに片持ち式で7レキ
シビリテイになっているので、たとえば、第1図及び第
3図に示す如く押切り片9Cをセンタープレート8に当
接するようにセットした構成とし、セルの仕切板として
用いて積層方向に締付力を与えた場合は、カレントコレ
クター9の押切り片9Cの先端がセンタープレート8に
沿い摺動しながら弾性により矢印す方向へ逃げることが
できて容易に変形できる。又、所定の締付力が付与させ
である状態において、電極のクリープ等のために電極と
センタープレート8との間の間隔が広がるような変化が
生じたときは、該当個所のセンタープレート8に接して
いる押切り片9Cの先端かセンタープレート8に沿い摺
動しながら弾性により矢印C方向へ移行して起立して来
るように変形できる。したがって、第8図に示す従来方
式の如く、カレントコレクター6の寸法精度に誤差があ
って、カレントコレクター6が部分的に電極に当らない
ところが生じるような場合、従来の方式では、締付力を
付与させても、カレントコレクター6は曲り部が両側支
持構造で剛性が高く弾性が少ないものであったため、電
極に当らない部分はそのまま残っていたが、本発明では
、上述のように締付力を付与させると、押切り片9Cの
センタープレート8との接触部が弾性により変形できる
ことから、既に電極に当っている部分のセンタープレー
トとの接触部は、未だ電極に当っていない個所のカレン
トコレクター9が電極に当るまで変形を続けるので、カ
レントコレクター9の製作時の寸法誤差が市っても、そ
の誤差を吸収させることができる。電極や電解質板1の
製作精度が悪くて電極と電解質板1との当りの悪いとこ
ろが生じる場合でも、同様にカレントコレクター9の押
切り片9Cの弾性による変形により一様な当りにするこ
とができる。又、燃料電池を長時間高温運転することに
より、たとえば、カソード2やアノード3の電極のクリ
ープ量か多く、当該部分へのカレントコレクター9の当
りが弱くなって来て電極と電解質板との当りか時間とと
もに悪くなるような事態が生じた場合でも、本発明では
、カレントコレクター9の押切り片9cが片持支持構造
で弾性を有しているため、上記のクリープ量を吸収して
電極と電解質板1との全面にわたり一様な当りが得られ
るようにすることができる。
次に、第6図は本発明の他の例を示すもので、押切り片
9Cの先端部を湾曲するように折曲げ加工し、該押切り
片9Cの先端湾曲面をセンタープレート8に当接させる
ようにしたものである。
9Cの先端部を湾曲するように折曲げ加工し、該押切り
片9Cの先端湾曲面をセンタープレート8に当接させる
ようにしたものである。
この例によれば、押切り片9Cの長さ如何にかかわらず
、押切り片9Cの先端部の湾曲面がセンタープレート8
に接することになり、押切り片9Cの先端のカット面が
センタープレート8に接することがないことから、カレ
ントコレクター9の高さ精度を良好なものとすることが
できる。
、押切り片9Cの先端部の湾曲面がセンタープレート8
に接することになり、押切り片9Cの先端のカット面が
センタープレート8に接することがないことから、カレ
ントコレクター9の高さ精度を良好なものとすることが
できる。
なお、上記実施例では、開口部9bを矩形状として広い
幅の一部に押切り片9cを延長させた場合を示したが、
幅の狭い方の一部に押切り片9Cが延長するようなプレ
ス金型を用いて成形するようにしてもよく、又、各開口
部9bの押切り片9Cの延長方向を同一方向とした場合
を示したが、隣接する開口部9b間で押切り片9Cの延
長方向が互に向い合うような方向となるようにじてもよ
い。
幅の一部に押切り片9cを延長させた場合を示したが、
幅の狭い方の一部に押切り片9Cが延長するようなプレ
ス金型を用いて成形するようにしてもよく、又、各開口
部9bの押切り片9Cの延長方向を同一方向とした場合
を示したが、隣接する開口部9b間で押切り片9Cの延
長方向が互に向い合うような方向となるようにじてもよ
い。
[発明の効果]
以上述べた如く、本発明の溶融炭酸塩型燃料電池用セパ
レータによれば、プレートに多数の開口部をプレス金型
により押切り形成して、各開口部ごとに1片の押切り片
を片側へ折り曲げて突出させ、且つ上記開口部の開口率
を30%〜60%の範囲にすると共に各開口部の狭い方
の幅寸法を2IMt〜6Al11にした構成のカレント
コレクターを、センタープレートの両面側に配してなる
構成としであるので、次の如き優れた効果を奏し得る。
レータによれば、プレートに多数の開口部をプレス金型
により押切り形成して、各開口部ごとに1片の押切り片
を片側へ折り曲げて突出させ、且つ上記開口部の開口率
を30%〜60%の範囲にすると共に各開口部の狭い方
の幅寸法を2IMt〜6Al11にした構成のカレント
コレクターを、センタープレートの両面側に配してなる
構成としであるので、次の如き優れた効果を奏し得る。
(1) カレントコレクターの開口率を30%〜60
%にしているので、電極へのガスの拡散が良好に行われ
ると共に電極の支持も充分に行え、又、開口の狭い方の
寸法を2#1〜6#EI11としているので、プレス金
型で開口を形成する際にプレス金型の摩耗を低減できる
と同時に電極支持において電極が垂れて来るのを防止で
きる。
%にしているので、電極へのガスの拡散が良好に行われ
ると共に電極の支持も充分に行え、又、開口の狭い方の
寸法を2#1〜6#EI11としているので、プレス金
型で開口を形成する際にプレス金型の摩耗を低減できる
と同時に電極支持において電極が垂れて来るのを防止で
きる。
(it) 1つの開口部に1つの押切り片を折曲げ加
工して片持支持構造としであるので、カレントコレクタ
ーは弾性を有していて、カレントコレクター、電極、電
解質板の製作精度が悪くて寸法精度に誤差があっても、
燃料電池として組み立てて所定の締付力を付与させたと
きに上記誤差を吸収させて−様な当りが得られるように
でき、カレントコレクター、電極、電解質板の製作精度
を高める必要がなく製作が楽であると共に、安価に製作
できることになる。
工して片持支持構造としであるので、カレントコレクタ
ーは弾性を有していて、カレントコレクター、電極、電
解質板の製作精度が悪くて寸法精度に誤差があっても、
燃料電池として組み立てて所定の締付力を付与させたと
きに上記誤差を吸収させて−様な当りが得られるように
でき、カレントコレクター、電極、電解質板の製作精度
を高める必要がなく製作が楽であると共に、安価に製作
できることになる。
(lli) 運転中において部品のクリープによる変
形が生じても、カレントコレクターの弾性によりその変
形に追従してクリープ量を吸収することができ、クリー
プにより電極と電解質板との当りが悪くなって来る事態
が避けられる。
形が生じても、カレントコレクターの弾性によりその変
形に追従してクリープ量を吸収することができ、クリー
プにより電極と電解質板との当りが悪くなって来る事態
が避けられる。
(転)従来のカレントコレクターの如きコルゲート板の
1山の曲り部を両端支持の剛構造としたものを、弾性を
もたせるために上記1山の曲り部の中央部を切断して片
持支持構造に成形することもできる。しかし、この形式
のものではプレス工程と切断工程の2工程が必要である
と共に、中央部を切断して片持支持にするとき、カッタ
ーの刃が切れなくなって来ると切断部のパリが外側に出
張って来てカレントコレクターの^さ精度が悪くなるが
、本発明では1つの開口部に1つの押切り片を片持支持
で成形させるようにしであるので、プレス金型によるプ
レス工程のみてよく、より簡易に製作できると共に、切
り口にパリか出てもそのパリは内側に出るので、高さ精
度を悪くすることかない。
1山の曲り部を両端支持の剛構造としたものを、弾性を
もたせるために上記1山の曲り部の中央部を切断して片
持支持構造に成形することもできる。しかし、この形式
のものではプレス工程と切断工程の2工程が必要である
と共に、中央部を切断して片持支持にするとき、カッタ
ーの刃が切れなくなって来ると切断部のパリが外側に出
張って来てカレントコレクターの^さ精度が悪くなるが
、本発明では1つの開口部に1つの押切り片を片持支持
で成形させるようにしであるので、プレス金型によるプ
レス工程のみてよく、より簡易に製作できると共に、切
り口にパリか出てもそのパリは内側に出るので、高さ精
度を悪くすることかない。
(V) 各開口部の押切り片の先端部を湾曲させて、
湾曲部の外側をセンタープレートあるいは電極に接触さ
せるようにすることにより、押切り片の先端か不揃いで
あったとしてもカレントコレクターの高さは均一にでき
て、高さ精度をより良好にできる。
湾曲部の外側をセンタープレートあるいは電極に接触さ
せるようにすることにより、押切り片の先端か不揃いで
あったとしてもカレントコレクターの高さは均一にでき
て、高さ精度をより良好にできる。
第1図は本発明のセパレータを用いた溶融炭酸塩型燃料
電池の一部の断面図、第2図は本発明のセパレータにお
けるカレントコレクターの一例を示す斜視図、第3図は
第1図の■部の拡大図、第4図は本発明のセパレータに
おけるカレントコレクターの成形に用いるプレス金型の
概略図、第5図はプレス金型で開口部及び押切り片を押
切り成形するときに生じるパリを示す図、第6図は本発
明のセパレータの伯の例を示すカレントコレクターの断
面図、第7図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例を示
す一部の断面図、第8図はカレントコレクターと電極と
が当っていないところの状態を示す断面図、第9図は電
極がクリープで変形してカレントコレクターの当らない
個所が生じた状態を示す概略図、第10図は従来のカレ
ントコレクターの構造を示す図である。 1・・・電解質板、2・・・カソード、3・・・アノー
ド、4.7・・・セパレータ、8・・・センタープレー
ト、9・・・カレントコレクター、9a・・・プレート
、9b・・・開口部、9C・・・押切り片、10・・・
プレス金型。・第2図
電池の一部の断面図、第2図は本発明のセパレータにお
けるカレントコレクターの一例を示す斜視図、第3図は
第1図の■部の拡大図、第4図は本発明のセパレータに
おけるカレントコレクターの成形に用いるプレス金型の
概略図、第5図はプレス金型で開口部及び押切り片を押
切り成形するときに生じるパリを示す図、第6図は本発
明のセパレータの伯の例を示すカレントコレクターの断
面図、第7図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例を示
す一部の断面図、第8図はカレントコレクターと電極と
が当っていないところの状態を示す断面図、第9図は電
極がクリープで変形してカレントコレクターの当らない
個所が生じた状態を示す概略図、第10図は従来のカレ
ントコレクターの構造を示す図である。 1・・・電解質板、2・・・カソード、3・・・アノー
ド、4.7・・・セパレータ、8・・・センタープレー
ト、9・・・カレントコレクター、9a・・・プレート
、9b・・・開口部、9C・・・押切り片、10・・・
プレス金型。・第2図
Claims (2)
- (1)電解質板をカソードとアノードの両電極で両面か
ら挟んでカソード側に酸化ガスを供給すると共にアノー
ド側に燃料ガスを供給するようにしてあるセルを多層に
積層するときの仕切板として用いる溶融炭酸塩型燃料電
池用セパレータにおいて、プレートに矩形の開口部を多
数設けて、該各開口部に1つの押切り片を片持ち式に折
曲げ成形してなり且つ上記開口部の開口率を30%〜6
0%とすると共に開口部の狭い方の幅寸法を2mm〜6
mmとしてあるカレントコレクターを、センタープレー
トの両面に接して配置してなることを特徴とする溶融炭
酸塩型燃料電池用セパレータ。 - (2)カレントコレクターの押切り片の先端部を内側に
湾曲させて湾曲部の外側をセンタープレートに接触させ
るように配してなる請求項(1)記載の溶融炭酸塩型燃
料電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2147616A JPH0439868A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2147616A JPH0439868A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0439868A true JPH0439868A (ja) | 1992-02-10 |
Family
ID=15434355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2147616A Pending JPH0439868A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0439868A (ja) |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100491688B1 (ko) * | 1996-10-30 | 2005-08-24 | 술저 헥시스 악티엔게젤샤프트 | 평면고온연료셀전지 |
JP2006512743A (ja) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | フュエルセル エナジー, インコーポレイテッド | 燃料電池用の改良された電解質管理と電気接触のための不活性な端部セルアセンブリ |
JP2007323893A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池およびその製造方法 |
JP2012129108A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2013097982A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2013229159A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2016149244A (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 本田技研工業株式会社 | 蓄電モジュール |
KR20210110595A (ko) * | 2018-11-30 | 2021-09-08 | 엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니 | 용융 탄산염 연료 전지용 캐쏘드 콜렉터 구조체 |
CN113424344A (zh) * | 2018-11-30 | 2021-09-21 | 埃克森美孚研究工程公司 | 用于熔融碳酸盐燃料电池阴极的流场挡板 |
US11424469B2 (en) | 2018-11-30 | 2022-08-23 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Elevated pressure operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization |
US11476486B2 (en) | 2018-11-30 | 2022-10-18 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Fuel cell staging for molten carbonate fuel cells |
US11664519B2 (en) | 2019-11-26 | 2023-05-30 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Fuel cell module assembly and systems using same |
US11695122B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-07-04 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Layered cathode for molten carbonate fuel cell |
US11742508B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-08-29 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Reforming catalyst pattern for fuel cell operated with enhanced CO2 utilization |
US11888199B2 (en) | 2019-11-26 | 2024-01-30 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Operation of molten carbonate fuel cells with high electrolyte fill level |
US11888187B2 (en) | 2018-11-30 | 2024-01-30 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization |
US11978931B2 (en) | 2021-02-11 | 2024-05-07 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Flow baffle for molten carbonate fuel cell |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP2147616A patent/JPH0439868A/ja active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100491688B1 (ko) * | 1996-10-30 | 2005-08-24 | 술저 헥시스 악티엔게젤샤프트 | 평면고온연료셀전지 |
JP2006512743A (ja) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | フュエルセル エナジー, インコーポレイテッド | 燃料電池用の改良された電解質管理と電気接触のための不活性な端部セルアセンブリ |
JP2007323893A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池およびその製造方法 |
JP2012129108A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2013097982A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2013229159A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
JP2016149244A (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 本田技研工業株式会社 | 蓄電モジュール |
US11424469B2 (en) | 2018-11-30 | 2022-08-23 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Elevated pressure operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization |
US11695122B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-07-04 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Layered cathode for molten carbonate fuel cell |
JP2022509871A (ja) * | 2018-11-30 | 2022-01-24 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 溶融炭酸塩型燃料電池のカソード集電体構造 |
KR20210110595A (ko) * | 2018-11-30 | 2021-09-08 | 엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니 | 용융 탄산염 연료 전지용 캐쏘드 콜렉터 구조체 |
US11476486B2 (en) | 2018-11-30 | 2022-10-18 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Fuel cell staging for molten carbonate fuel cells |
US11616248B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-03-28 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Elevated pressure operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization |
US11888187B2 (en) | 2018-11-30 | 2024-01-30 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Operation of molten carbonate fuel cells with enhanced CO2 utilization |
CN113424344A (zh) * | 2018-11-30 | 2021-09-21 | 埃克森美孚研究工程公司 | 用于熔融碳酸盐燃料电池阴极的流场挡板 |
JP2023116504A (ja) * | 2018-11-30 | 2023-08-22 | エクソンモービル・テクノロジー・アンド・エンジニアリング・カンパニー | 溶融炭酸塩型燃料電池のカソード集電体構造 |
US11742508B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-08-29 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Reforming catalyst pattern for fuel cell operated with enhanced CO2 utilization |
US11843150B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-12-12 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Fuel cell staging for molten carbonate fuel cells |
US11888199B2 (en) | 2019-11-26 | 2024-01-30 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Operation of molten carbonate fuel cells with high electrolyte fill level |
US11664519B2 (en) | 2019-11-26 | 2023-05-30 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Fuel cell module assembly and systems using same |
US11978931B2 (en) | 2021-02-11 | 2024-05-07 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Flow baffle for molten carbonate fuel cell |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101531952B1 (ko) | 연료전지용 인터커넥트 및 연료전지용 인터커넥트 제조방법 | |
JPH0439868A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータ | |
US5981098A (en) | Fluid flow plate for decreased density of fuel cell assembly | |
JP3569491B2 (ja) | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 | |
US7396609B2 (en) | Fuel cell and metal separator for fuel cell | |
JP4469415B2 (ja) | 高分子電解質形燃料電池及びそれを備える燃料電池スタック | |
JP6064027B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP4585737B2 (ja) | 燃料電池 | |
US20190131635A1 (en) | Cell Frame for Fuel Cell and Fuel Cell Stack Using the Same | |
JP2005235554A (ja) | 燃料電池 | |
CN113258094A (zh) | 具有非对称流场的双极板及燃料电池电堆和发电*** | |
US9799897B2 (en) | Fuel cell | |
KR20050075368A (ko) | 투패스 애노드를 갖는 양극판 | |
JP4450716B2 (ja) | 燃料電池 | |
CN113178594A (zh) | 一种燃料电池用金属双极板 | |
JP2002367624A (ja) | 燃料電池 | |
JP6068218B2 (ja) | 燃料電池の運転方法 | |
JP4752253B2 (ja) | 燃料電池 | |
TWI344716B (en) | Fuel cell module | |
KR100263239B1 (ko) | 용융탄산염연료전지의분리판 | |
KR200184143Y1 (ko) | 용융탄산염형 연료전지의 분리판 | |
KR20070035859A (ko) | 바이폴라 플레이트 및 이를 채용한 연료전지 스택 | |
US20180145343A1 (en) | Plate member for a cell stack | |
US7318975B2 (en) | Membrane electrode assembly of fuel cell | |
JPH0311557A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池 |