JPH0554905A - りん酸型燃料電池 - Google Patents
りん酸型燃料電池Info
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- JPH0554905A JPH0554905A JP3211194A JP21119491A JPH0554905A JP H0554905 A JPH0554905 A JP H0554905A JP 3211194 A JP3211194 A JP 3211194A JP 21119491 A JP21119491 A JP 21119491A JP H0554905 A JPH0554905 A JP H0554905A
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- JP
- Japan
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- pipe
- phosphoric acid
- exhaust gas
- flange
- insulation
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- Pending
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-
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- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】りん酸電解質保持層を有する単電池を積層して
なる電池積層体から排出される反応ガスが流れる排出ガ
ス管の電気絶縁を永続的に保つようにする。 【構成】傾斜した排出ガス管内に、フランジを有する絶
縁管を排出ガス管の対向する管フランジ間に前記フラン
ジを介挿し、絶縁管と排出ガス管との間に間隙を持たせ
てフランジから下り勾配で挿入配設することにより、り
ん酸液ミストを含む反応ガスは間隙部に流れこまず、か
つドレンが生じても間隙内を流下するので、間隙に面す
る絶縁管の壁面は常に乾燥して電気絶縁を永続的に保
つ。なお間隙部の長さは電気絶縁に必要な沿面距離とす
る。
なる電池積層体から排出される反応ガスが流れる排出ガ
ス管の電気絶縁を永続的に保つようにする。 【構成】傾斜した排出ガス管内に、フランジを有する絶
縁管を排出ガス管の対向する管フランジ間に前記フラン
ジを介挿し、絶縁管と排出ガス管との間に間隙を持たせ
てフランジから下り勾配で挿入配設することにより、り
ん酸液ミストを含む反応ガスは間隙部に流れこまず、か
つドレンが生じても間隙内を流下するので、間隙に面す
る絶縁管の壁面は常に乾燥して電気絶縁を永続的に保
つ。なお間隙部の長さは電気絶縁に必要な沿面距離とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、りん酸を電解質とする
燃料電池の電池積層体から排出される反応ガスを外部に
導く排出ガス管が電気絶縁されたりん酸型燃料電池に関
する。
燃料電池の電池積層体から排出される反応ガスを外部に
導く排出ガス管が電気絶縁されたりん酸型燃料電池に関
する。
【０００２】
【従来の技術】りん酸型燃料電池は、りん酸電解質を含
浸担持したマトリックス層と、このマトリックス層を挟
持し、その両側に配設される燃料極及び酸化剤極と、燃
料極及び酸化剤極とにそれぞれ反応ガスである燃料ガス
と酸化剤ガスを供給する反応ガス流路とを有する単電池
を積層してなる電池積層体を備え、電池積層体の各単電
池に反応ガスを供給することにより、電池化学反応を起
こさせて発電する。なお、電気化学反応をした反応ガス
は電池積層体から外部に排出される。
浸担持したマトリックス層と、このマトリックス層を挟
持し、その両側に配設される燃料極及び酸化剤極と、燃
料極及び酸化剤極とにそれぞれ反応ガスである燃料ガス
と酸化剤ガスを供給する反応ガス流路とを有する単電池
を積層してなる電池積層体を備え、電池積層体の各単電
池に反応ガスを供給することにより、電池化学反応を起
こさせて発電する。なお、電気化学反応をした反応ガス
は電池積層体から外部に排出される。
【０００３】このように電池積層体に反応ガスを給排す
るりん酸型燃料電池として図２に示すものが知られてい
る。図２において電池積層体１の周辺の側壁には燃料ガ
ス入口マニホールド２，燃料ガス出口マニホールド３，
酸化剤ガス入口マニホールド４，酸化剤ガス出口マニホ
ールド５が配設されている。燃料ガス入口マニホールド
２には燃料ガス供給管６、一方燃料ガス出口マニホール
ド３には絶縁パイプ７を備えた燃料ガス排出管８、また
酸化剤ガス入口マニホールド４には酸化剤ガス供給管
９、一方酸化剤ガス出口マニホールド５には絶縁パイプ
７を備えた酸化剤ガス排出管１０が設けられている。
るりん酸型燃料電池として図２に示すものが知られてい
る。図２において電池積層体１の周辺の側壁には燃料ガ
ス入口マニホールド２，燃料ガス出口マニホールド３，
酸化剤ガス入口マニホールド４，酸化剤ガス出口マニホ
ールド５が配設されている。燃料ガス入口マニホールド
２には燃料ガス供給管６、一方燃料ガス出口マニホール
ド３には絶縁パイプ７を備えた燃料ガス排出管８、また
酸化剤ガス入口マニホールド４には酸化剤ガス供給管
９、一方酸化剤ガス出口マニホールド５には絶縁パイプ
７を備えた酸化剤ガス排出管１０が設けられている。
【０００４】このような構成により燃料ガスは燃料ガス
供給管６を経て燃料ガス入口マニホールド２から、また
酸化剤ガスは酸化剤ガス供給管９を経て酸化剤ガス入口
マニホールド４からそれぞれ電池積層体１に供給され、
単電池にて電気化学反応を起こして発電する。そして電
池化学反応に寄与しない未反応水素を含む燃料ガスは燃
料ガス出口マニホールド３から燃料ガス排出管８を経
て、また未反応酸素を含む酸化剤ガスは酸化剤ガス出口
マニホールド５から酸化剤ガス排出管１０を経て外部に
排出される。
供給管６を経て燃料ガス入口マニホールド２から、また
酸化剤ガスは酸化剤ガス供給管９を経て酸化剤ガス入口
マニホールド４からそれぞれ電池積層体１に供給され、
単電池にて電気化学反応を起こして発電する。そして電
池化学反応に寄与しない未反応水素を含む燃料ガスは燃
料ガス出口マニホールド３から燃料ガス排出管８を経
て、また未反応酸素を含む酸化剤ガスは酸化剤ガス出口
マニホールド５から酸化剤ガス排出管１０を経て外部に
排出される。
【０００５】ところで、電気化学反応に際し、電池積層
体１から電解質のりん酸及び反応生成物の水は、りん酸
液ミストになって排出される燃料ガスや酸化剤ガスの反
応ガスに含まれて外部に排出される。このりん酸液ミス
トは燃料ガス，酸化剤ガスの出口マニホールド３，５の
内壁やこれらのマニホールドに接続される配管の内壁に
付着して、その付着量は運転時間とともに増加して配管
の下流方向に広がっていく。その結果電池積層体１と大
地又は装置の筺体との絶縁抵抗が低下してリーク電流が
大きくなるので、この絶縁抵抗の低下を防止するために
絶縁パイプ７を設けている。
体１から電解質のりん酸及び反応生成物の水は、りん酸
液ミストになって排出される燃料ガスや酸化剤ガスの反
応ガスに含まれて外部に排出される。このりん酸液ミス
トは燃料ガス，酸化剤ガスの出口マニホールド３，５の
内壁やこれらのマニホールドに接続される配管の内壁に
付着して、その付着量は運転時間とともに増加して配管
の下流方向に広がっていく。その結果電池積層体１と大
地又は装置の筺体との絶縁抵抗が低下してリーク電流が
大きくなるので、この絶縁抵抗の低下を防止するために
絶縁パイプ７を設けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の絶縁パイプ７の
内壁面と燃料ガス，酸化剤ガス排出管８，１０の内壁面
とが平坦につながっているため、前述のりん酸液ミスト
の液滴が容易につながり、このため燃料ガス，酸化剤ガ
ス排出管８，１０と末端配管の電気絶縁抵抗が低下す
る。この低下を防ぐために必要な沿面距離を得るため絶
縁パイプ７の長さを長くしなければならず、この結果り
ん酸型燃料電池の小形化が困難になるとともに高価にな
るという欠点があった。
内壁面と燃料ガス，酸化剤ガス排出管８，１０の内壁面
とが平坦につながっているため、前述のりん酸液ミスト
の液滴が容易につながり、このため燃料ガス，酸化剤ガ
ス排出管８，１０と末端配管の電気絶縁抵抗が低下す
る。この低下を防ぐために必要な沿面距離を得るため絶
縁パイプ７の長さを長くしなければならず、この結果り
ん酸型燃料電池の小形化が困難になるとともに高価にな
るという欠点があった。
【０００７】またりん酸液ミストは運転時間とともに増
加し、次第に電気絶縁抵抗が低下することにより、燃料
電池からのリーク電流が増加するので、燃料電池の正常
運転を損ねるという欠点があった。
加し、次第に電気絶縁抵抗が低下することにより、燃料
電池からのリーク電流が増加するので、燃料電池の正常
運転を損ねるという欠点があった。
【０００８】上記の欠点を解決するため、絶縁パイプに
代わる絶縁構造が提案されている（実開昭６３−１９８
１６９）。この提案は燃料ガス，酸化剤ガス出口マニホ
ールドに接続される反応ガスの排出管をこの管径より大
きい配管に挿入し、排出管と配管との間に間隙を持た
せ、排出管の挿入部の長さは、この間隙により決まる沿
面距離とし、この挿入部を外側から電気絶縁材のキャッ
プで封止することからなっている。
代わる絶縁構造が提案されている（実開昭６３−１９８
１６９）。この提案は燃料ガス，酸化剤ガス出口マニホ
ールドに接続される反応ガスの排出管をこの管径より大
きい配管に挿入し、排出管と配管との間に間隙を持た
せ、排出管の挿入部の長さは、この間隙により決まる沿
面距離とし、この挿入部を外側から電気絶縁材のキャッ
プで封止することからなっている。
【０００９】しかしながら、この提案ではガス排出管が
管径の大きい配管に挿入される挿入部をキャップで封止
するときには、キャップをバンド等で止める等の方法が
とられるが、この方法は施工に手間がかかるという欠点
がある。
管径の大きい配管に挿入される挿入部をキャップで封止
するときには、キャップをバンド等で止める等の方法が
とられるが、この方法は施工に手間がかかるという欠点
がある。
【００１０】本発明の目的は、電気絶縁を永続的に保持
でき、かつ施工が容易な電気絶縁構造を備えた反応ガス
の排出ガス管を有するりん酸型燃料電池を提供すること
である。
でき、かつ施工が容易な電気絶縁構造を備えた反応ガス
の排出ガス管を有するりん酸型燃料電池を提供すること
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によればりん酸電解質保持層と、この電解質
保持層を挟持する燃料極と酸化剤極とを有する単電池を
積層してなる電池積層体と、この電池積層体から電気化
学反応して排出される反応ガスを外部に導く傾斜部を有
する排出ガス管とを有するりん酸型燃料電池において、
傾斜部の排出ガス管の口径より小さい管径を有する管
と、この管の一方の端部に突出するフランジとからなる
電気絶縁性を有する絶縁管を、前記傾斜部の排出ガス管
内にこの内壁面から離れてフランジから排出ガス管の傾
斜に沿う下り勾配で挿入配設し、かつフランジを排出ガ
ス管の対向する管フランジ間に介挿して締付けるものと
する。
に、本発明によればりん酸電解質保持層と、この電解質
保持層を挟持する燃料極と酸化剤極とを有する単電池を
積層してなる電池積層体と、この電池積層体から電気化
学反応して排出される反応ガスを外部に導く傾斜部を有
する排出ガス管とを有するりん酸型燃料電池において、
傾斜部の排出ガス管の口径より小さい管径を有する管
と、この管の一方の端部に突出するフランジとからなる
電気絶縁性を有する絶縁管を、前記傾斜部の排出ガス管
内にこの内壁面から離れてフランジから排出ガス管の傾
斜に沿う下り勾配で挿入配設し、かつフランジを排出ガ
ス管の対向する管フランジ間に介挿して締付けるものと
する。
【００１２】また絶縁管の管の長さは電気絶縁に必要な
沿面距離とする。
沿面距離とする。
【００１３】
【作用】りん酸電解質保持層と、これを挟持する燃料極
と酸化剤極とを有する単電池を積層してなる電池積層体
から電気化学反応をして排出される反応ガスにはりん酸
と反応生成物の水とからなるりん酸液のミストが含まれ
る。このりん酸液ミストを含む反応ガスは排出ガス管を
流れて外部に排出される。この際排出される反応ガスは
傾斜部を有する反応ガスの排出ガス管内に取付けた絶縁
管内を流れて下流の配管に流れる。
と酸化剤極とを有する単電池を積層してなる電池積層体
から電気化学反応をして排出される反応ガスにはりん酸
と反応生成物の水とからなるりん酸液のミストが含まれ
る。このりん酸液ミストを含む反応ガスは排出ガス管を
流れて外部に排出される。この際排出される反応ガスは
傾斜部を有する反応ガスの排出ガス管内に取付けた絶縁
管内を流れて下流の配管に流れる。
【００１４】ここで、絶縁管は傾斜部の排出ガス管の口
径より小さい管径を有する管と、この一方の端部から突
出するフランジとからなり、電気絶縁性を有して構成さ
れ、このフランジを排出ガス管の対向する管フランジ間
に介挿し、排出ガス管の内壁面との間に間隙を有してフ
ランジから排出ガス管の傾斜に沿う下り勾配で排出ガス
管内に挿入配設される。
径より小さい管径を有する管と、この一方の端部から突
出するフランジとからなり、電気絶縁性を有して構成さ
れ、このフランジを排出ガス管の対向する管フランジ間
に介挿し、排出ガス管の内壁面との間に間隙を有してフ
ランジから排出ガス管の傾斜に沿う下り勾配で排出ガス
管内に挿入配設される。
【００１５】したがってりん酸液ミストを含む反応ガス
は絶縁管内を流れるとき、排出ガス管と絶縁管との間の
間隙はデッドスペースとなるので、この間隙には反応ガ
スは流れ込まない。この結果この間隙に面する絶縁管や
排出ガス管の壁面はりん酸液ミストが付着せず、かつ絶
縁管はフランジから排出ガス管の傾斜に沿う下り勾配と
なっているので、排出ガス管内に生じるドレンも流下
し、したがって間隙に面する絶縁管の壁面は常に乾燥状
態になっている。このため絶縁管は電気絶縁を永続的に
保つ。
は絶縁管内を流れるとき、排出ガス管と絶縁管との間の
間隙はデッドスペースとなるので、この間隙には反応ガ
スは流れ込まない。この結果この間隙に面する絶縁管や
排出ガス管の壁面はりん酸液ミストが付着せず、かつ絶
縁管はフランジから排出ガス管の傾斜に沿う下り勾配と
なっているので、排出ガス管内に生じるドレンも流下
し、したがって間隙に面する絶縁管の壁面は常に乾燥状
態になっている。このため絶縁管は電気絶縁を永続的に
保つ。
【００１６】また絶縁管の管の長さは絶縁管と排出ガス
管との間の間隙により決まる電気絶縁に必要な沿面距離
にする。
管との間の間隙により決まる電気絶縁に必要な沿面距離
にする。
【００１７】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。図１は本発明の実施例によるりん酸型燃料電
池が備える反応ガスの排出ガス管の部分断面図である。
図１において図示しない燃料ガス又は酸化剤ガスの出口
マニホールドに接続される反応ガスの排出ガス管１５は
垂直に下方に向けて配設され、管フランジ１６を備える
上部排出ガス管１７と管フランジ１６を備える下部排出
ガス管１９とから構成されている。
説明する。図１は本発明の実施例によるりん酸型燃料電
池が備える反応ガスの排出ガス管の部分断面図である。
図１において図示しない燃料ガス又は酸化剤ガスの出口
マニホールドに接続される反応ガスの排出ガス管１５は
垂直に下方に向けて配設され、管フランジ１６を備える
上部排出ガス管１７と管フランジ１６を備える下部排出
ガス管１９とから構成されている。
【００１８】絶縁管２０は下部排出ガス管１９の口径よ
り小さい管径を有する管２１と、この一方の管端から突
出するフランジ２２とからなり、電気絶縁性を有してい
る。なお管２１の長さは後述する間隙２３により決まる
電気絶縁に必要な沿面距離とする。絶縁管２０はそのフ
ランジ２２を上部，下部排出ガス管１７，１９の両管フ
ランジ１６間に介挿し、絶縁管２０の管２１と下部排出
ガス管１９との間に環状の間隙２３を持たせて管フラン
ジ１６，フランジ２２とを図示しない絶縁ボルトにより
ガスケット２４を介して締付けている。
り小さい管径を有する管２１と、この一方の管端から突
出するフランジ２２とからなり、電気絶縁性を有してい
る。なお管２１の長さは後述する間隙２３により決まる
電気絶縁に必要な沿面距離とする。絶縁管２０はそのフ
ランジ２２を上部，下部排出ガス管１７，１９の両管フ
ランジ１６間に介挿し、絶縁管２０の管２１と下部排出
ガス管１９との間に環状の間隙２３を持たせて管フラン
ジ１６，フランジ２２とを図示しない絶縁ボルトにより
ガスケット２４を介して締付けている。
【００１９】このような構成により、電池積層体から排
出され、りん酸液ミストを含む反応ガスが上部排出ガス
管１７内を流れた後絶縁管２０の管２１内を流れて下部
排出ガス管１９の方に流れる。この際、絶縁管２０と下
部排出ガス管１９との間の環状の間隙２３には反応ガス
は流れ込まないのでりん酸液ミストが含入せず、またド
レンも流下するので、間隙２３に面する電気絶縁に必要
な沿面距離を有する管２１を備える絶縁管２０の壁面は
常に乾燥している。
出され、りん酸液ミストを含む反応ガスが上部排出ガス
管１７内を流れた後絶縁管２０の管２１内を流れて下部
排出ガス管１９の方に流れる。この際、絶縁管２０と下
部排出ガス管１９との間の環状の間隙２３には反応ガス
は流れ込まないのでりん酸液ミストが含入せず、またド
レンも流下するので、間隙２３に面する電気絶縁に必要
な沿面距離を有する管２１を備える絶縁管２０の壁面は
常に乾燥している。
【００２０】なお本実施例では排出される反応ガスが上
部排出ガス管１７から下部排出ガス管１９の方に流れる
が、下部排出ガス管１９から上部排出ガス管１７の方に
流れても前述と同じ効果が得られる。
部排出ガス管１７から下部排出ガス管１９の方に流れる
が、下部排出ガス管１９から上部排出ガス管１７の方に
流れても前述と同じ効果が得られる。
【００２１】上記においては排出ガス管１５は垂直であ
るが、傾斜した場合でもよく、この場合絶縁管２０の管
２１をフランジ２２から排出ガス管の傾斜に沿う下り勾
配にして排出ガス管内に前述と同じ要領で取付けること
により前述と同じ効果が得られる。
るが、傾斜した場合でもよく、この場合絶縁管２０の管
２１をフランジ２２から排出ガス管の傾斜に沿う下り勾
配にして排出ガス管内に前述と同じ要領で取付けること
により前述と同じ効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば電池積層体から排出されるりん酸液ミストを含む
反応ガスは、傾斜した排出ガス管に挿入され、排出ガス
管の内壁面と間隙を有して下り勾配で絶縁管のフランジ
を排出ガス管の管フランジ間に介挿して取付けられる絶
縁管内を流れることにより、前記間隙部には反応ガスが
流れ込まないのでりん酸液ミストが含入せず、かつドレ
ンが生じても流下するので、間隙に面する絶縁管の壁面
は常に乾燥し、また絶縁管の管の長さは電気絶縁に必要
な沿面距離としているので、電気絶縁を永続的に保つこ
とができる。また絶縁管の取付は、フランジ結合により
行なわれるので容易に行なうことができる。
よれば電池積層体から排出されるりん酸液ミストを含む
反応ガスは、傾斜した排出ガス管に挿入され、排出ガス
管の内壁面と間隙を有して下り勾配で絶縁管のフランジ
を排出ガス管の管フランジ間に介挿して取付けられる絶
縁管内を流れることにより、前記間隙部には反応ガスが
流れ込まないのでりん酸液ミストが含入せず、かつドレ
ンが生じても流下するので、間隙に面する絶縁管の壁面
は常に乾燥し、また絶縁管の管の長さは電気絶縁に必要
な沿面距離としているので、電気絶縁を永続的に保つこ
とができる。また絶縁管の取付は、フランジ結合により
行なわれるので容易に行なうことができる。
【図１】本発明の実施例によるりん酸型燃料電池が備え
る反応ガスの排出ガス管の部分断面図
る反応ガスの排出ガス管の部分断面図
【図２】従来のりん酸型燃料電池の平面図
１ 電池積層体 ８ 燃料ガス排出管 １０ 酸化剤ガス排出管 １５ 排出ガス管 １６ 管フランジ ２０ 絶縁管 ２１ 管 ２２ フランジ
Claims (2)
- 【請求項１】りん酸電解質保持層と、この電解質保持層
を挟持する燃料極と酸化剤極とを有する単電池を積層し
てなる電池積層体と、この電池積層体から電気化学反応
して排出される反応ガスを外部に導く傾斜部を有する排
出ガス管とを有するりん酸型燃料電池において、傾斜部
の排出ガス管の口径より小さい管径を有する管と、この
管の一方の端部に突出するフランジとからなる電気絶縁
性を有する絶縁管を、前記傾斜部の排出ガス管内にこの
内壁面から離れてフランジから排出ガス管の傾斜に沿う
下り勾配で挿入配設し、かつフランジを排出ガス管の対
向する管フランジ間に介挿して締付けたことを特徴とす
るりん酸型燃料電池。 - 【請求項２】請求項１記載のりん酸型燃料電池におい
て、絶縁管の管の長さは電気絶縁に必要な沿面距離であ
ることを特徴とするりん酸型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211194A JPH0554905A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | りん酸型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211194A JPH0554905A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | りん酸型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0554905A true JPH0554905A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16601940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211194A Pending JPH0554905A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | りん酸型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0554905A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009087863A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池 |
| JP2009129545A (ja) * | 2007-11-19 | 2009-06-11 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システムの短絡防止構造 |
| JP2010010073A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP3211194A patent/JPH0554905A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009087863A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池 |
| JP2009129545A (ja) * | 2007-11-19 | 2009-06-11 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システムの短絡防止構造 |
| JP2010010073A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
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