JPS59224075A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS59224075A JPS59224075A JP58096884A JP9688483A JPS59224075A JP S59224075 A JPS59224075 A JP S59224075A JP 58096884 A JP58096884 A JP 58096884A JP 9688483 A JP9688483 A JP 9688483A JP S59224075 A JPS59224075 A JP S59224075A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- fuel cell
- gasket
- inert gas
- end section
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- 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
(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】
〔発明の技術分野〕
本発明は燃＄４電池に係り、特に燃ネ：ｌガスと酸化剤
ガスの混合防止構造を改良した燃料電池に関する。
ガスの混合防止構造を改良した燃料電池に関する。
燃料のもっている化学エネルギーを直接電気エネルギー
Ｃ二変換し、取出す装置として燃料電池が知られている
。
Ｃ二変換し、取出す装置として燃料電池が知られている
。
燃料電池は排熱利用を含め高い総合効率で連続して電気
エネルギーを取出すことが出来る。このため近時のエネ
ルギー多様化の趨勢において注目されている発電方式で
ある。
エネルギーを取出すことが出来る。このため近時のエネ
ルギー多様化の趨勢において注目されている発電方式で
ある。
通常、燃料電池は単位セルを積層して構成する。
単位セルにはインターコネクター形が従来知られている
が、峡近、リブ付電極形が考案され実用化研究が進めら
れている。リプ付電極形はリブ付電極が高温焼成されて
いるので耐熱、耐酸性にすぐれていること、又、これが
多孔質であるため、電解質をある程度保持出来ること（
リザーバ効果）から長寿命の粘性を有する電池が得られ
る。又、低密度の為、燃料電池を経用化することが可能
である。
が、峡近、リブ付電極形が考案され実用化研究が進めら
れている。リプ付電極形はリブ付電極が高温焼成されて
いるので耐熱、耐酸性にすぐれていること、又、これが
多孔質であるため、電解質をある程度保持出来ること（
リザーバ効果）から長寿命の粘性を有する電池が得られ
る。又、低密度の為、燃料電池を経用化することが可能
である。
第１図はリプ付電極形の単位セルの構成を示す斜視図で
ある。１は燃料電池積層体を示している。
ある。１は燃料電池積層体を示している。
２．３は夫々電極であり、之は反応ガスが拡散しやすく
目、耐酸性を必要とする炭素質多孔性材料で高温にて焼
結して作られる。電極２，３には反応ガスを流通させる
流路を形成するリブ溝４及５を複数個図示するように相
互が直交又は交錯するように設ける。反応ガスとしては
アノード側は燃料ガス（水素）、カソード側は酸化剤ガ
ス（空気）を流す。電極のリブ溝側の面と反対側の而に
は白金系触媒６及び７が塗布され、その間には電解質層
を形成するマトリックス８が配設されている。
目、耐酸性を必要とする炭素質多孔性材料で高温にて焼
結して作られる。電極２，３には反応ガスを流通させる
流路を形成するリブ溝４及５を複数個図示するように相
互が直交又は交錯するように設ける。反応ガスとしては
アノード側は燃料ガス（水素）、カソード側は酸化剤ガ
ス（空気）を流す。電極のリブ溝側の面と反対側の而に
は白金系触媒６及び７が塗布され、その間には電解質層
を形成するマトリックス８が配設されている。
マトリックス８はシリコンカーバイド粉末或は耐りん酸
性紙状材料に濃りん酸を含浸させたものである。。
性紙状材料に濃りん酸を含浸させたものである。。
９はセパレーターで、水素と酸素の混合を防止し且単位
セル積層時集電板の役目をするもので気密性、導電性を
持つ＋Ａ ｆ−４例えば炭素質シートで形成される。矢
印、１０．１１は夫々水素ガス、空気の流れを示す。
セル積層時集電板の役目をするもので気密性、導電性を
持つ＋Ａ ｆ−４例えば炭素質シートで形成される。矢
印、１０．１１は夫々水素ガス、空気の流れを示す。
単位セルは上記の様に構成され、これをセパレータ９を
介して複数個積層し、この積層体の両端は夫々、集電板
１２、絶縁板１３、マニホールド固定板１４が配され、
積層方向に締付られる。このようにして燃料電池積層体
を構成する。尚、締伺装置の図示は省略した。
介して複数個積層し、この積層体の両端は夫々、集電板
１２、絶縁板１３、マニホールド固定板１４が配され、
積層方向に締付られる。このようにして燃料電池積層体
を構成する。尚、締伺装置の図示は省略した。
第２図は燃料電池の概観を示す斜視図である。
図において１５，１５ａは例えば夫々水素ガス供給用マ
ニホールド、及び供給用パイプであり、１６゜１６ａは
水素ガス排出用マニホールド、排出用パイプである。１
７ 、１７ａは一ヒ記と直角に配置された空気供給用マ
ニホールド供給用パイプ、１８，１８ａは空気排出用マ
ニホールド、排出用パイプである１これらのマニホール
ドの一ヒ下端部はガスケット１９を介し、燃料電池積層
体の側面側の上、下端 。
ニホールド、及び供給用パイプであり、１６゜１６ａは
水素ガス排出用マニホールド、排出用パイプである。１
７ 、１７ａは一ヒ記と直角に配置された空気供給用マ
ニホールド供給用パイプ、１８，１８ａは空気排出用マ
ニホールド、排出用パイプである１これらのマニホール
ドの一ヒ下端部はガスケット１９を介し、燃料電池積層
体の側面側の上、下端 。
に位置するマニホールド固定板１４へ、例えばボルト２
０により固着される。
０により固着される。
全体は密閉容器２１に収納され容器内には、Ｎ。
等の不活性ガス２２が反応ガスの水素、空気よりや＼高
い圧力で封入充填されている。之は水素、空気が容器２
１内に洩れて混合しない為である。
い圧力で封入充填されている。之は水素、空気が容器２
１内に洩れて混合しない為である。
図を分り易くする為容器２１ば鎖線で示したこのよう（
二組室てた後、パイプ１５ａ、１７ａから夫々水素ガス
及空気を連続的に供給することにより端子２３．２４か
ら電気出力が得られる。
二組室てた後、パイプ１５ａ、１７ａから夫々水素ガス
及空気を連続的に供給することにより端子２３．２４か
ら電気出力が得られる。
第３図（、）は第２図のＸ−Ｘ断面矢視図で′電極２゜
３、マニホールド１５．１６（又は１５ａ、１６ａ ）
ガスケット１９の端部の詳細を示したものである。
３、マニホールド１５．１６（又は１５ａ、１６ａ ）
ガスケット１９の端部の詳細を示したものである。
又第３図（１））は第２図のＹ −Ｙ断面矢視１ネｌで
端部の詳細側面を示したものである。
端部の詳細側面を示したものである。
ところで、多孔質材の電極２，３の側端部のリブ溝は将
にガス洩れ及びガス拡散を防止する必要性がある。この
処理が完全になされていないと、点線矢印１０．１１の
ようにガスが拡散し、マニホールド１５，１６，１７，
１８内で水素と酸素が混合して危険であることは勿論、
燃料電池の特性を低下させる等の重大な不都合を生ずる
。そこで、この部分のシールにはフッ素ゴムによる方法
やウェットシール等が検討されているが現時点においで
は、信頼性に難点がある。
にガス洩れ及びガス拡散を防止する必要性がある。この
処理が完全になされていないと、点線矢印１０．１１の
ようにガスが拡散し、マニホールド１５，１６，１７，
１８内で水素と酸素が混合して危険であることは勿論、
燃料電池の特性を低下させる等の重大な不都合を生ずる
。そこで、この部分のシールにはフッ素ゴムによる方法
やウェットシール等が検討されているが現時点においで
は、信頼性に難点がある。
本発明は燃料ガスと酸化剤ガスの混合を防止する信頼性
の高い構造を有する燃料電池を提供することを目的とす
る。
の高い構造を有する燃料電池を提供することを目的とす
る。
かかる目的を達成するため、本発明は一対の電極間（二
電解質を保持するマトリックスを配設し、前記電極（二
それぞれ互いに交錯する方向に燃料ガス及び酸化剤ガス
の流路を形成するリブ溝を設けた単位セルをセパレータ
を介して積層して燃料電池積層体を構成し、この燃料電
池積層体の側面にガスケットを介してガス給排用マニホ
ールドを気密に取り付は燃料電池本体を構成し、この燃
料電池本体を不活性ガスを充填した密閉容器に収納した
もの（二おいて、前記ガスケットは、前記燃料電池積層
体の側面周端部のうち前記各１１１位セルの積層方向と
同一の両側端部はこの両側端部近傍位置の各単位セル（
二設けられた少くとも１つのリブ溝より各々内側となる
よう配置し、この両側端部近傍位置の各単位セルに設け
られた少くとも１つのリブ溝にＭｉＪ記不活性ガスが流
通自在となるように構成したことを特徴とする。
電解質を保持するマトリックスを配設し、前記電極（二
それぞれ互いに交錯する方向に燃料ガス及び酸化剤ガス
の流路を形成するリブ溝を設けた単位セルをセパレータ
を介して積層して燃料電池積層体を構成し、この燃料電
池積層体の側面にガスケットを介してガス給排用マニホ
ールドを気密に取り付は燃料電池本体を構成し、この燃
料電池本体を不活性ガスを充填した密閉容器に収納した
もの（二おいて、前記ガスケットは、前記燃料電池積層
体の側面周端部のうち前記各１１１位セルの積層方向と
同一の両側端部はこの両側端部近傍位置の各単位セル（
二設けられた少くとも１つのリブ溝より各々内側となる
よう配置し、この両側端部近傍位置の各単位セルに設け
られた少くとも１つのリブ溝にＭｉＪ記不活性ガスが流
通自在となるように構成したことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第４図（ａ） ｒ （ｂ）は第３図（ａ） 、 （＋）
）に各々対１芯する燃料電池の要部側１山面図及び要部
上断面図であり、同一８１Ｓ分Ｃニは同符号を符してい
る。
）に各々対１芯する燃料電池の要部側１山面図及び要部
上断面図であり、同一８１Ｓ分Ｃニは同符号を符してい
る。
第３図との相違点は、儲料′４１υシ槓層体１の側面周
端部に取り一つけるガスケット１９を各弔位セルの、■
層方向と同一の両側端Ｗｉｔ＜近傍Ｃ二位置する各電１
曵２，３に形成したリブ溝４ａ、５ａじのみ不活性ガス
２２が矢印の通り流通自在となるように配置する。
端部に取り一つけるガスケット１９を各弔位セルの、■
層方向と同一の両側端Ｗｉｔ＜近傍Ｃ二位置する各電１
曵２，３に形成したリブ溝４ａ、５ａじのみ不活性ガス
２２が矢印の通り流通自在となるように配置する。
即ち、図において、４ａ、５ａは夫々、多孔質の電極２
，３の両側端に設けたリブ溝で、１９は該リプ＃−４ａ
、５ａの各々内ｆｆｌに設けたガスケットである。
，３の両側端に設けたリブ溝で、１９は該リプ＃−４ａ
、５ａの各々内ｆｆｌに設けたガスケットである。
この点以外はすべて第３図（ａ）（ｂ）に述べた構成と
同一である。
同一である。
第４図のように構成したため、ガスケット１９の外側の
リブ溝４ａ及び５ａにはＮ７等の不活性ガス２２が自在
に流通する。この不活性２２圧力は、反応ガスの水素ガ
ス、空気より若干高くすることにより端部から反応ガス
が洩れ、マニホールド内で、水素と酸素が混合すること
を防止することができる。
リブ溝４ａ及び５ａにはＮ７等の不活性ガス２２が自在
に流通する。この不活性２２圧力は、反応ガスの水素ガ
ス、空気より若干高くすることにより端部から反応ガス
が洩れ、マニホールド内で、水素と酸素が混合すること
を防止することができる。
むしろリブ溝４ａ、５ａから多孔質内へＮ２等の不活性
ガスが拡散し、その少量が反応ガス側に入る傾向がある
が、これは燃料電池の運転上回等差支えないものである
。この現象を少くする（二はンールガスと反応ガスの圧
力差を出来るだけ小さくすればよい。
ガスが拡散し、その少量が反応ガス側に入る傾向がある
が、これは燃料電池の運転上回等差支えないものである
。この現象を少くする（二はンールガスと反応ガスの圧
力差を出来るだけ小さくすればよい。
以上述べたように本発明は多孔質の電極２，３の端部側
のリブ溝４ａ、５ａがマニホールドのガスケット１９よ
り外側に形成したものである。そしてこの９ フ溝４ａ
、５ａ ｌ二反応ガスより少し高い圧力のンールガスを
流通させることにより該電極の側端部よりの反応ガスの
洩れを防＋Ｌ １．、水素と空気力玉マニホールドの中
で混合することのない信頼性の高い構造を有する燃ネ４
電池を提供することができる。
のリブ溝４ａ、５ａがマニホールドのガスケット１９よ
り外側に形成したものである。そしてこの９ フ溝４ａ
、５ａ ｌ二反応ガスより少し高い圧力のンールガスを
流通させることにより該電極の側端部よりの反応ガスの
洩れを防＋Ｌ １．、水素と空気力玉マニホールドの中
で混合することのない信頼性の高い構造を有する燃ネ４
電池を提供することができる。
第１図は燃ｊＦＥｌ電池の要部構造を説明する図、第２
図は燃料電池の概観図、第３図（ａ） 、 （ｂ）は従
来の燃＄４電池の要部構造断面図、第４図（ａ） 、
（ｂ）は本発明の一実施例の燃料電池の要部構造断面図
である。 １・・・燃料電池積層体 １５，１６，１７．１８・
・・マニホールド２．３・・・電極 １９・・
・ガスケット４．５・・・リブ溝 ２１・・・密
閉容器８・・・マトリックス ２２・・・不活性ガス
９・・・セパレータ ２５・・・燃訓電池本体代理
人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図 第２図 ２４ 第３図 （０−） ＜ｂ） ＩＩ ／ｌ ／１ 第１１図 ＝≦ Ｃｂ） 廿二 １゜ ３４４− ／ｑ ノ３ へ６．７．８ ７０ ７０
図は燃料電池の概観図、第３図（ａ） 、 （ｂ）は従
来の燃＄４電池の要部構造断面図、第４図（ａ） 、
（ｂ）は本発明の一実施例の燃料電池の要部構造断面図
である。 １・・・燃料電池積層体 １５，１６，１７．１８・
・・マニホールド２．３・・・電極 １９・・
・ガスケット４．５・・・リブ溝 ２１・・・密
閉容器８・・・マトリックス ２２・・・不活性ガス
９・・・セパレータ ２５・・・燃訓電池本体代理
人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図 第２図 ２４ 第３図 （０−） ＜ｂ） ＩＩ ／ｌ ／１ 第１１図 ＝≦ Ｃｂ） 廿二 １゜ ３４４− ／ｑ ノ３ へ６．７．８ ７０ ７０
Claims (1)
- 一対の電極間に電解質を保持するマトリックスを配設し
、前記電極にそれぞれ互いに交錯する方向に燃料ガス及
び酸化剤ガスの流路な形成するリブ溝を設けた単位セル
をセパレータを介して積層して燃料電池積層体を構成し
、この燃料電池積層体の側面にガスケットを介してガス
給排用マニホールドを気密に取り付は燃料電池本体を構
成し、この燃料電池本体を不活性ガスを充填した気密容
器に収納したものにおいて、前記ガスケットは、前記燃
料電池積層体の側面周端部のうち前記各単位セルの積層
方向と同一の両側端部はこの両側端部近傍位置の各単位
セルに設けられた少くとも１つのリブ溝より各々内側と
なるよう配置し、この両側端部近傍位置の各単位セルに
設けられた少くとも１つのリブ溝に前記不活性ガスが流
通自在となるように構成したことを特徴とする燃料電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096884A JPS59224075A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096884A JPS59224075A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59224075A true JPS59224075A (ja) | 1984-12-15 |
Family
ID=14176824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58096884A Pending JPS59224075A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59224075A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08250130A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-09-27 | Toshiba Corp | 固体高分子型燃料電池 |
-
1983
- 1983-06-02 JP JP58096884A patent/JPS59224075A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08250130A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-09-27 | Toshiba Corp | 固体高分子型燃料電池 |
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