JPH11233128A - Fuel cell - Google Patents
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- JPH11233128A JPH11233128A JP10035154A JP3515498A JPH11233128A JP H11233128 A JPH11233128 A JP H11233128A JP 10035154 A JP10035154 A JP 10035154A JP 3515498 A JP3515498 A JP 3515498A JP H11233128 A JPH11233128 A JP H11233128A
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- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
Description
【０００１】[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で挟んで構成される燃料電池セ
ルと、前記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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell comprising a fuel cell having an electrolyte sandwiched between an anode and a cathode, and a separator for sandwiching the fuel cell.
【０００２】[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が対
設された燃料電池構造体（以下、燃料電池セルという）
を、セパレータによって挟持することにより構成される
とともに、前記アノード側電極および前記カソード側電
極には、それぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給する
ために、通常、導電性を有する多孔質層、例えば、多孔
質カーボンペーパが配設されている。そして、この燃料
電池セルは、一般的に、所定数だけ積層されることによ
って燃料電池セルスタックとして使用されている。2. Description of the Related Art For example, a polymer electrolyte fuel cell has a fuel cell structure in which an anode and a cathode are provided on both sides of an electrolyte comprising a polymer ion exchange membrane (cation exchange membrane). Hereinafter, referred to as fuel cell)
Is configured by being sandwiched by separators, and the anode-side electrode and the cathode-side electrode each have a conductive porous layer for supplying a fuel gas and an oxidant gas, respectively. A porous carbon paper is provided. The fuel cells are generally used as a fuel cell stack by being stacked in a predetermined number.
【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。[0003] In this type of fuel cell, a fuel gas, for example, hydrogen, supplied to the anode electrode is hydrogen-ionized on the catalyst electrode, and moves toward the cathode electrode via a moderately humidified electrolyte. . The electrons generated during that time are taken out to an external circuit and used as DC electric energy. Since the cathode-side electrode is supplied with an oxidizing gas, for example, oxygen gas or air, the hydrogen ions, the electrons, and oxygen react at the cathode-side electrode to generate water.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の燃料
電池では、セパレータと電解質との間から外部に燃料ガ
スや酸化剤ガスが漏洩することを阻止するために、シー
ル構造が採用されている。しかしながら、Ｏリング等の
通常のシール構造により電解質をセパレータ間に確実に
密着保持しようとすると、前記セパレータ同士の締め付
け力が増大して特に多孔質層であるカーボンペーパに過
度の押圧力が作用し、該カーボンペーパが損傷するおそ
れがある。一方、カーボンペーパへの押圧力を緩和させ
ようとすると、電解質とカーボンペーパとの密着性が低
下してしまい、接触抵抗が増加してセル性能が悪化する
という問題が指摘されている。Incidentally, the above-mentioned fuel cell employs a sealing structure in order to prevent a fuel gas or an oxidizing gas from leaking to the outside from between the separator and the electrolyte. However, when the electrolyte is firmly held between the separators by an ordinary sealing structure such as an O-ring, the tightening force between the separators increases, and an excessive pressing force acts on carbon paper, which is a porous layer in particular. The carbon paper may be damaged. On the other hand, it has been pointed out that when the pressing force on the carbon paper is reduced, the adhesion between the electrolyte and the carbon paper is reduced, the contact resistance is increased, and the cell performance is deteriorated.
【０００５】このため、セパレータやシール構造の加工
精度を高く維持する必要があり、加工作業が相当に煩雑
化してしまうという問題がある。特に、最近、燃料電池
セル自体の小型化が望まれており、上記加工作業が一層
困難なものになっている。[0005] For this reason, it is necessary to maintain high processing accuracy of the separator and the seal structure, and there is a problem that the processing operation becomes considerably complicated. In particular, recently, miniaturization of the fuel cell itself has been desired, and the above-mentioned processing operation has become more difficult.
【０００６】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、ガス漏れ等がなく、所望のセル性能を有効に確保
するとともに、加工作業を簡素化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。The present invention solves this kind of problem, and provides a fuel cell capable of effectively ensuring desired cell performance without gas leakage or the like and simplifying a processing operation. The purpose is to:
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料電池で
は、少なくとも一方のセパレータに、アノード側電極ま
たはカソード側電極を囲繞する周回溝部が設けられ、こ
の周回溝部に配設されている伸縮性管体が電解質に密着
する。このため、伸縮性管体自体が容易に変形して電解
質をセパレータ間に確実に密着保持するとともに、ガス
拡散層である、例えば、多孔質カーボンペーパに過度の
押圧力が作用することを阻止することが可能になる。従
って、所望のセル性能を有効に確保することができ、し
かもセパレータ等の加工精度を高く設定する必要がな
い。さらに、伸縮性管体内に気体が封入されており、こ
の伸縮性管体が容易かつ確実に変形してシール性が一層
向上する。In the fuel cell according to the present invention, at least one of the separators is provided with a circumferential groove surrounding the anode-side electrode or the cathode-side electrode, and the elastic groove provided in the circumferential groove is provided. The tube adheres to the electrolyte. Therefore, the elastic tube itself is easily deformed to securely hold the electrolyte between the separators, and at the same time, it is possible to prevent an excessive pressing force from acting on the gas diffusion layer, for example, the porous carbon paper. It becomes possible. Therefore, desired cell performance can be effectively ensured, and there is no need to set the processing accuracy of the separator and the like high. Further, gas is sealed in the elastic tube, and the elastic tube is easily and surely deformed to further improve the sealing property.
【０００８】また、伸縮性管体は、それ自体が筒状を有
する他に、周回溝部を構成する壁部に開放側端面が固着
されて該壁部との間で空間部を形成する構成であっても
よい。[0008] In addition to the tubular body itself, the elastic tubular body has a structure in which an open end face is fixed to a wall constituting the orbital groove to form a space with the wall. There may be.
【０００９】[0009]
【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の断面平面説明図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of a fuel cell 10 according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional plan view of the fuel cell 10.
【００１０】燃料電池１０は、燃料電池セル１２と、こ
の燃料電池セル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。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ア
ノード側電極２０およびカソード側電極２２とを有する
とともに、前記アノード側電極２０および前記カソード
側電極２２には、例えば、多孔質カーボンペーパ等の多
孔質層である第１および第２ガス拡散層２４、２６が配
設される。The fuel cell 10 includes a fuel cell 12 and first and second separators 14 and 16 sandwiching the fuel cell 12, and a plurality of sets of these are stacked as necessary. The fuel cell 12 includes a solid polymer electrolyte membrane 18, an anode 20 and a cathode 22 disposed with the electrolyte 18 interposed therebetween, and the anode 20 and the cathode 22. For example, first and second gas diffusion layers 24 and 26, which are porous layers of porous carbon paper or the like, are provided.
【００１１】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、アノード側電極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、カソード側電極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。燃料電池セル１２と第１および第２ガス拡散
層２４、２６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。First and second gaskets 28 and 30 are provided on both sides of the fuel cell 12. The first gasket 28 has a large opening for accommodating the anode 20 and the first gas diffusion layer 24. While having a part 32,
The second gasket 30 has a large opening 34 for accommodating the cathode electrode 22 and the second gas diffusion layer 26.
Having. The fuel cell 12, the first and second gas diffusion layers 24 and 26, and the first and second gaskets 28 and 30 are sandwiched between the first and second separators 14 and 16.
【００１２】図１および図３に示すように、第１セパレ
ータ１４は、その上部側に水素等の燃料ガスを通過させ
るための孔部３６ａと、冷却水を通過させるための孔部
３６ｂと、酸素または空気である酸化剤ガスを通過させ
るための孔部３６ｃとを設ける。第１セパレータ１４の
下部側には、燃料ガスを通過させるための孔部３８ａ
と、冷却水を通過させるための孔部３８ｂと、酸化剤ガ
スを通過させるための孔部３８ｃとが設けられる。As shown in FIGS. 1 and 3, the first separator 14 has a hole 36a for passing a fuel gas such as hydrogen, a hole 36b for passing a cooling water, and the like. A hole 36c for allowing an oxidizing gas, which is oxygen or air, to pass therethrough is provided. In the lower side of the first separator 14, a hole 38a for allowing the fuel gas to pass is provided.
And a hole 38b for passing cooling water and a hole 38c for passing oxidant gas.
【００１３】第１セパレータ１４のアノード側電極２０
に対向する面１４ａには、孔部３６ａ、３８ａを連通す
る複数条の燃料ガス流路４０が形成される。燃料ガス流
路４０は、入口側である孔部３６ａから出口側である孔
部３８ａに重力方向（矢印Ａ方向）に向かって延在して
構成されている。The anode electrode 20 of the first separator 14
A plurality of fuel gas flow passages 40 communicating with the holes 36a and 38a are formed on the surface 14a facing the fuel cell. The fuel gas flow path 40 is configured to extend from the hole 36a on the inlet side to the hole 38a on the outlet side in the direction of gravity (the direction of arrow A).
【００１４】第１セパレータ１４の面１４ａには、燃料
ガス流路４０を囲繞して、すなわち、アノード側電極２
０を囲繞して第１周回溝部４２が所定の深さに形成され
る。第１周回溝部４２は、開口断面矩形状を有してお
り、第１セパレータ１４の上部および下部において、そ
れぞれの孔部３６ａ〜３６ｃおよび３８ａ〜３８ｃを周
回している。The surface 14a of the first separator 14 surrounds the fuel gas passage 40, that is, the anode electrode 2
0, a first orbital groove 42 is formed at a predetermined depth. The first orbiting groove 42 has a rectangular opening cross section, and goes around the holes 36a to 36c and 38a to 38c at the upper part and the lower part of the first separator 14, respectively.
【００１５】第１セパレータ１４の反対側の面１４ｂに
は、図２に示すように、孔部３６ｂ、３８ｂを連通する
複数条の冷却水通路４４が形成される。この冷却水通路
４４は、第１セパレータ１４の面１４ｂを重力方向に沿
って延在して設けられている。面１４ｂには、第１セパ
レータ１４が第２セパレータ１６に重ね合わされる際
に、これらの間の気密性および液密性を確保するための
シール部材１５が設けられている。As shown in FIG. 2, a plurality of cooling water passages 44 communicating with the holes 36b and 38b are formed on the opposite surface 14b of the first separator 14. The cooling water passage 44 is provided to extend along the surface 14b of the first separator 14 in the direction of gravity. When the first separator 14 is superimposed on the second separator 16, the surface 14b is provided with a sealing member 15 for ensuring airtightness and liquid tightness therebetween.
【００１６】図４に示すように、第２セパレータ１６
は、上部側に燃料ガス用孔部４６ａと、冷却水用孔部４
６ｂと、酸化剤ガス用孔部４６ｃとを設ける一方、この
第２セパレータ１６の下部側には、燃料ガス用孔部４８
ａと、冷却水用孔部４８ｂと、酸化剤ガス用孔部４８ｃ
とが設けられる。第２セパレータ１６のカソード側電極
２２に対向する面１６ａには、孔部４６ｃ、４８ｃを連
通する複数条の酸化剤ガス流路５０が形成される。As shown in FIG. 4, the second separator 16
The fuel gas hole 46a and the cooling water hole 4
6b and an oxidizing gas hole 46c, while a fuel gas hole 48 is formed in the lower side of the second separator 16.
a, cooling water hole 48b, and oxidizing gas hole 48c.
Are provided. A plurality of oxidant gas flow paths 50 communicating with the holes 46c and 48c are formed on the surface 16a of the second separator 16 facing the cathode electrode 22.
【００１７】酸化剤ガス流路５０は、燃料ガス流路４０
と同様に、重力方向に向かって延在している。第２セパ
レータ１６の面１６ａには、酸化剤ガス流路５０を囲繞
して、すなわち、カソード側電極２２を囲繞して第２周
回溝部５２が形成される。第２周回溝部５２は、開口断
面略矩形状を有しており、第２セパレータ１６の上部お
よび下部においてそれぞれの孔部４６ａ〜４６ｃおよび
孔部４８ａ〜４８ｃを周回して設けられている。The oxidizing gas passage 50 is connected to the fuel gas passage 40.
Similarly, it extends in the direction of gravity. A second circumferential groove 52 is formed on the surface 16 a of the second separator 16 so as to surround the oxidant gas flow path 50, that is, surround the cathode electrode 22. The second orbiting groove 52 has a substantially rectangular opening cross section, and is provided around the respective holes 46a to 46c and the holes 48a to 48c in the upper and lower portions of the second separator 16.
【００１８】第１および第２周回溝部４２、５２は、第
１および第２セパレータ１４、１６が燃料電池セル１２
を挟んで対設される際に互いに一致する位置にかつ一致
する形状に設定されている。第１および第２周回溝部４
２、５２には、電解質膜１８に密着する伸縮性の第１お
よび第２管体５４、５６が配設される。この第１および
第２管体５４、５６内には、空気等のガスが封入されて
いる。The first and second orbiting grooves 42 and 52 are formed so that the first and second separators 14 and 16
Are set at the same position and in the same shape when they are opposed to each other. First and second orbital grooves 4
The first and second tubular members 54 and 56 that are in close contact with the electrolyte membrane 18 are disposed on the second and second 52, respectively. Gas such as air is sealed in the first and second pipes 54 and 56.
【００１９】図５に示すように、第１および第２周回溝
部４２、５２に配設されている第１および第２管体５
４、５６は、第１および第２セパレータ１４、１６が燃
料電池セル１２から分離された状態でこの第１および第
２セパレータ１４、１６の面１４ａ、１６ａから外方に
所定の距離だけ突出している。第１および第２管体５
４、５６は、第１および第２セパレータ１４、１６が燃
料電池セル１２を挟持して対設される際に変形して電解
質膜１８を確実に密着保持し得るように所定の弾発力を
有している。As shown in FIG. 5, the first and second pipes 5 provided in the first and second circumferential grooves 42, 52 are provided.
4, 56 project from the surfaces 14a, 16a of the first and second separators 14, 16 outwardly by a predetermined distance in a state where the first and second separators 14, 16 are separated from the fuel cell 12. I have. First and second pipes 5
4 and 56 have a predetermined elastic force so that the first and second separators 14 and 16 can deform when the fuel cell 12 is sandwiched and opposed to securely hold the electrolyte membrane 18 in close contact. Have.
【００２０】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。The operation of the fuel cell 10 according to the first embodiment will be described below.
【００２１】燃料電池１０内に燃料ガスとして水素が供
給されるとともに、酸化剤ガスとして空気（または
Ｏ2 ）が供給される。水素は、第１セパレータ１４の孔
部３６ａから燃料ガス流路４０に導入され、この燃料ガ
ス流路４０に沿って重力方向に移動しながら第１ガス拡
散層２４を通って燃料電池セル１２のアノード側電極２
０に供給される。Hydrogen is supplied into the fuel cell 10 as a fuel gas, and air (or O 2 ) is supplied as an oxidant gas. Hydrogen is introduced into the fuel gas channel 40 from the hole 36 a of the first separator 14, moves along the fuel gas channel 40 in the direction of gravity, passes through the first gas diffusion layer 24, Anode side electrode 2
0 is supplied.
【００２２】一方、第２セパレータ１６の孔部４６ｂに
供給された空気（Ｏ2 ）は、酸化剤ガス流路５０に沿っ
て重力方向に移動しながら第２拡散層２６を通って燃料
電池セル１２のカソード側電極２２に供給される。ま
た、燃料電池１０内に供給された冷却水は、第１セパレ
ータ１４の面１４ｂに形成された冷却水通路４４を流れ
ることにより、各燃料電池セル１２を冷却する機能を営
む。On the other hand, the air (O 2 ) supplied to the hole 46b of the second separator 16 moves in the direction of gravity along the oxidizing gas flow path 50, passes through the second diffusion layer 26, and It is supplied to 12 cathode-side electrodes 22. The cooling water supplied into the fuel cell 10 has a function of cooling each fuel cell 12 by flowing through a cooling water passage 44 formed on the surface 14b of the first separator 14.
【００２３】この場合、第１の実施形態では、図５に示
すように、第１および第２セパレータ１４、１６の第１
および第２周回溝部４２、５２には、それぞれ伸縮性を
有する第１および第２管体５４、５６が配設されるとと
もに、この第１および第２管体５４、５６は、前記第１
および第２セパレータ１４、１６が互いに離間した状態
でそれぞれの面１４ａ、１６ａから所定の距離だけ外方
に突出している。In this case, in the first embodiment, as shown in FIG. 5, the first and second separators 14 and 16 have the first
The first and second pipes 54 and 56 having elasticity are disposed in the first and second orbiting grooves 42 and 52, respectively, and the first and second pipes 54 and 56 are provided with the first and second pipes 54 and 56, respectively.
The second separators 14, 16 project outward from the respective surfaces 14a, 16a by a predetermined distance in a state where they are separated from each other.
【００２４】次いで、第１および第２セパレータ１４、
１６が燃料電池セル１２を挟持して互いに対設された際
には、図２に示すように、第１および第２管体５４、５
６が第１および第２周回溝部４２、５２内で変形し、前
記燃料電池セル１２を構成する電解質膜１８を押圧挟持
する。このため、第１および第２管体５４、５６が第１
および第２セパレータ１４、１６と電解質膜１８とに確
実に密着し、燃料ガスや酸化剤ガスが前記第１および第
２セパレータ１４、１６と前記電解質膜１８との間を通
って外部に洩れることを確実に阻止することができると
いう効果が得られる。Next, the first and second separators 14,
When the fuel cell 16 is opposed to each other with the fuel cell 12 sandwiched therebetween, as shown in FIG.
6 is deformed in the first and second orbital grooves 42 and 52 to press and hold the electrolyte membrane 18 constituting the fuel cell 12. For this reason, the first and second pipes 54, 56
And the second separators 14, 16 and the electrolyte membrane 18 are securely adhered to each other, and the fuel gas or the oxidizing gas leaks outside through the space between the first and second separators 14, 16 and the electrolyte membrane 18. Can be reliably prevented.
【００２５】特に、第１および第２管体５４、５６は、
伸縮自在でかつ所定の弾発力を有しており、互いに電解
質膜１８に対し面接触で密着するため、ガスの漏洩を可
及的に防止することが可能になる。しかも、第１および
第２管体５４、５６の内部に空気等のガスが封入されて
おり、この第１および第２管体５４、５６の変形が一層
有効かつ円滑に遂行される。In particular, the first and second tubes 54, 56
Since it is stretchable and has a predetermined elastic force and is in close contact with the electrolyte membrane 18 by surface contact, leakage of gas can be prevented as much as possible. Moreover, gas such as air is sealed in the first and second pipes 54 and 56, and the deformation of the first and second pipes 54 and 56 is performed more effectively and smoothly.
【００２６】さらに、第１および第２管体５４、５６が
容易に変形し得るため、第１および第２セパレータ１
４、１６で燃料電池セル１２を必要以上に締め付ける必
要がなく、適度な締め付け状態でガス漏洩を惹起するこ
とがない。これにより、特に、多孔質カーボンペーパで
ある第１および第２ガス拡散層２４、２６の損傷を阻止
するとともに、この第１および第２ガス拡散層２４、２
６と電解質膜１８との密着性を確保し、セル性能を有効
に向上させることができるという利点がある。Further, since the first and second pipes 54 and 56 can be easily deformed, the first and second separators 1 and 2 can be easily deformed.
There is no need to unnecessarily tighten the fuel cells 12 in steps 4 and 16, and gas leakage does not occur in an appropriately tightened state. This prevents damage to the first and second gas diffusion layers 24 and 26, which are porous carbon papers, and also prevents the first and second gas diffusion layers 24 and 26 from being damaged.
There is an advantage that adhesion between the electrolyte membrane 6 and the electrolyte membrane 18 can be ensured, and the cell performance can be effectively improved.
【００２７】また、第１および第２セパレータ１４、１
６の加工誤差を第１および第２管体５４、５６の変形に
より吸収することが可能になり、前記第１および第２セ
パレータ１４、１６の加工精度を高く設定する必要がな
い。従って、燃料電池セル１２全体の製造作業が有効に
簡素化する。The first and second separators 14, 1
The processing error of No. 6 can be absorbed by the deformation of the first and second pipes 54 and 56, and it is not necessary to set the processing accuracy of the first and second separators 14 and 16 high. Therefore, the manufacturing operation of the entire fuel cell unit 12 is effectively simplified.
【００２８】図６は、本発明の第２の実施形態に係る燃
料電池８０の一部断面平面説明図である。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。FIG. 6 is a partially sectional plan view of a fuel cell 80 according to a second embodiment of the present invention. Note that the same components as those of the fuel cell 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００２９】燃料電池８０は、燃料電池セル１２を挟持
する第１および第２セパレータ８２、８４を備える。第
１セパレータ８２の面８２ａには、アノード側電極２０
および第１ガス拡散層２４を収容するための凹部８６が
形成される一方、第２セパレータ８４の面８４ａには、
カソード側電極２２および第２ガス拡散層２６を収容す
るための凹部８８が形成される。The fuel cell 80 includes first and second separators 82 and 84 which hold the fuel cell 12 therebetween. The surface 82a of the first separator 82 is
And a concave portion 86 for accommodating the first gas diffusion layer 24 is formed on the surface 84 a of the second separator 84.
A recess 88 for accommodating the cathode-side electrode 22 and the second gas diffusion layer 26 is formed.
【００３０】第２セパレータ８４の面８４ａには、カソ
ード側電極２２を囲繞して周回溝部９０が形成され、こ
の周回溝部９０に伸縮性を有する管体９２が配設され
る。管体９２の内部には、空気等のガスが封入されてお
り、第１および第２セパレータ８２、８４が互いに離間
した状態で、この管体９２の一部が第２セパレータ８４
の面８４ａより外部に突出している。A circumferential groove 90 is formed on the surface 84a of the second separator 84 so as to surround the cathode 22. A tube 92 having elasticity is provided in the circumferential groove 90. A gas such as air is sealed in the inside of the tube 92, and a part of the tube 92 is separated from the second separator 84 in a state where the first and second separators 82 and 84 are separated from each other.
Project outside from the surface 84a.
【００３１】このように構成される第２の実施形態で
は、第１および第２セパレータ８２、８４が燃料電池セ
ル１２を挟持して互いに締め付け固定される際、周回溝
部９０に配設されている管体９２が前記燃料電池セル１
２の電解質膜１８に密着する。これにより、管体９２と
第１セパレータ８２の面８２ａとにより電解質膜１８を
確実に密着保持することができ、簡単な構成で、ガスの
漏洩を確実に阻止するとともに、セル性能を高く維持す
ることが可能になる等、第１の実施形態と同様の効果が
得られる。In the second embodiment configured as described above, the first and second separators 82 and 84 are provided in the circumferential groove portion 90 when the fuel cells 12 are sandwiched and fastened and fixed to each other. The tube 92 is connected to the fuel cell 1
2 and closely adhere to the electrolyte membrane 18. Thereby, the electrolyte membrane 18 can be securely held in close contact with the pipe body 92 and the surface 82a of the first separator 82, and with a simple configuration, gas leakage can be reliably prevented and the cell performance can be maintained high. For example, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【００３２】なお、第２の実施形態では、第２セパレー
タ８４に周回溝部９０を設けているが、第１セパレータ
８２にこの周回溝部９０に相当する溝部を設けても同様
の効果が得られることになる。In the second embodiment, the circumferential groove 90 is provided in the second separator 84. However, the same effect can be obtained by providing a groove corresponding to the circumferential groove 90 in the first separator 82. become.
【００３３】図７は、本発明の第３の実施形態に係る燃
料電池１００の一部断面平面説明図である。なお、第２
の実施形態に係る燃料電池８０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。FIG. 7 is a partially sectional plan view of a fuel cell 100 according to a third embodiment of the present invention. The second
The same components as those of the fuel cell 80 according to the embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００３４】この燃料電池１００を構成する第２セパレ
ータ８４の周回溝部９０には、可撓性部材１０２が設け
られる。この可撓性部材１０２は、開放側の端面１０２
ａ、１０２ｂが周回溝部９０を構成する壁面１０４に固
着されることにより、この壁面１０４との間で空間部１
０６を形成する。空間部１０６には、空気等のガスが封
入されている。A flexible member 102 is provided in the circumferential groove 90 of the second separator 84 constituting the fuel cell 100. The flexible member 102 has an open end surface 102.
a, 102b are fixed to the wall surface 104 constituting the circumferential groove portion 90, so that the space 1
06 is formed. The space 106 is filled with a gas such as air.
【００３５】上記のように、第３の実施形態では、第２
セパレータ８４側に伸縮性を有する管体を構成する可撓
性部材１０２が設けられており、第２の実施形態と同様
の効果を有することになる。As described above, in the third embodiment, the second
The flexible member 102 that constitutes a tube having elasticity is provided on the separator 84 side, and has the same effect as the second embodiment.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明に係る燃料電池では、少なくとも
一方のセパレータにアノード側電極またはカソード側電
極を囲繞する周回溝部が設けられ、この周回溝部に配設
される伸縮性管体が変形自在に電解質に密着するため、
この電解質をセパレータ間に確実に密着保持することが
できる。しかも、燃料電池セル自体の密着性を向上させ
ることができ、接触抵抗を有効に低減して所望のセル性
能を確保することが可能になる。さらに、セパレータ等
の加工精度を高く設定する必要がなく、製造作業全体を
経済的かつ効率的に遂行することができる。In the fuel cell according to the present invention, at least one of the separators is provided with a circumferential groove surrounding the anode electrode or the cathode electrode, and the elastic tube provided in the circumferential groove is deformable. To adhere to the electrolyte,
This electrolyte can be securely held between the separators. In addition, the adhesion of the fuel cell itself can be improved, and the contact resistance can be effectively reduced to ensure desired cell performance. Further, there is no need to set the processing accuracy of the separator or the like high, and the entire manufacturing operation can be performed economically and efficiently.
【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。FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.
【図２】前記燃料電池の断面平面説明図である。FIG. 2 is an explanatory sectional plan view of the fuel cell.
【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。FIG. 3 is an explanatory front view of a first separator constituting the fuel cell.
【図４】前記燃料電池を構成する第２セパレータの正面
説明図である。FIG. 4 is an explanatory front view of a second separator constituting the fuel cell.
【図５】前記燃料電池の分解状態を示す一部断面平面説
明図である。FIG. 5 is a partially sectional plan view showing a disassembled state of the fuel cell.
【図６】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の一部
断面平面説明図である。FIG. 6 is a partially sectional plan view of a fuel cell according to a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の一部
断面平面説明図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional plan view of a fuel cell according to a third embodiment of the present invention.
１０、８０、１００…燃料電池 １２…燃料電池セル １４、１６、８２、８４…セパレータ １８…電解質膜 ２０…アノード側電
極 ２２…カソード側電極 ２４、２６…ガス拡
散層 ４０…燃料ガス流路 ４２、５２、９０…
周回溝部 ５０…酸化剤ガス流路 ５４、５６、９２…
管体 ８６、８８…凹部 １０２…可撓性部材 １０４…壁面 １０６…空間部10, 80, 100 fuel cell 12 fuel cell 14, 16, 82, 84 separator 18 electrolyte membrane 20 anode electrode 22 cathode electrode 24, 26 gas diffusion layer 40 fuel gas channel 42 , 52, 90 ...
Circumferential groove 50 ... Oxidant gas flow path 54, 56, 92
Tubes 86, 88: recess 102: flexible member 104: wall surface 106: space
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 成利 埼玉県和光市中央１−４−１ 株式会社本 田技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Narutoshi Sugita 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama
Claims (4)
で挟んで構成される燃料電池セルと、前記燃料電池セル
を挟持するセパレータとを備え、 少なくとも一方のセパレータは、前記アノード側電極ま
たは前記カソード側電極を囲繞する周回溝部を設けると
ともに、 前記周回溝部には、前記電解質に密着する伸縮性管体が
配設されることを特徴とする燃料電池。1. A fuel cell comprising an electrolyte sandwiched between an anode electrode and a cathode electrode, and a separator for sandwiching the fuel cell, wherein at least one of the separators is the anode electrode or the cathode. A fuel cell comprising: a circumferential groove surrounding a side electrode; and a stretchable tube closely attached to the electrolyte disposed in the circumferential groove.
縮性管体内には、気体が封入されることを特徴とする燃
料電池。2. The fuel cell according to claim 1, wherein a gas is sealed in the elastic tube.
て、前記アノード側電極および前記カソード側電極に
は、ガス拡散層である多孔質カーボンペーパが設けられ
ることを特徴とする燃料電池。3. The fuel cell according to claim 1, wherein the anode electrode and the cathode electrode are provided with a porous carbon paper as a gas diffusion layer.
縮性管体は、前記周回溝部を構成する壁部に開放側端面
が固着されることにより、該壁部との間で空間部を形成
する可撓性部材であることを特徴とする燃料電池。4. The fuel cell according to claim 1, wherein the elastic tube body has a space defined between the wall and the wall by fixing an open-side end surface to a wall constituting the circumferential groove. A fuel cell, which is a flexible member to be formed.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10035154A JPH11233128A (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10035154A JPH11233128A (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Fuel cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233128A true JPH11233128A (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=12433984
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10035154A Withdrawn JPH11233128A (en) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Fuel cell |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPH11233128A (en) |
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