JP2000164238A - 燃料電池 - Google Patents
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- JP2000164238A JP2000164238A JP10332600A JP33260098A JP2000164238A JP 2000164238 A JP2000164238 A JP 2000164238A JP 10332600 A JP10332600 A JP 10332600A JP 33260098 A JP33260098 A JP 33260098A JP 2000164238 A JP2000164238 A JP 2000164238A
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- fuel
- hole
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス流路、冷却水流路を塞いだり、電極触媒
や電解質を汚染する腐食生成物や金属イオンの発生をな
くし、信頼性が高い燃料電池を提供する。 【解決手段】 燃料ガス、酸化剤ガスの少なくとも一つ
を電極に供給するガス通流溝を有するセパレータで電解
質と電極の接合体を挟持した単セル１を複数個積層した
積層体１Ａを挟んで締結するプレッシャプレート４ａ、
４ｂを備え、該プレッシャプレート４ａが燃料ガス、酸
化剤ガス、冷却水を供給又は排出する出入口孔５、６、
７、８、９、１０を有する燃料電池において、少なくと
も前記出入口孔の一つが耐食性の出入口孔であることを
特徴とする燃料電池。
や電解質を汚染する腐食生成物や金属イオンの発生をな
くし、信頼性が高い燃料電池を提供する。 【解決手段】 燃料ガス、酸化剤ガスの少なくとも一つ
を電極に供給するガス通流溝を有するセパレータで電解
質と電極の接合体を挟持した単セル１を複数個積層した
積層体１Ａを挟んで締結するプレッシャプレート４ａ、
４ｂを備え、該プレッシャプレート４ａが燃料ガス、酸
化剤ガス、冷却水を供給又は排出する出入口孔５、６、
７、８、９、１０を有する燃料電池において、少なくと
も前記出入口孔の一つが耐食性の出入口孔であることを
特徴とする燃料電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】大気の汚染をできる限り減らすために自
動車の排ガス対策が重要になっており、その対策の一つ
として電気自動車が使用されているが、充電設備や走行
距離などの問題で普及に至っていない。
動車の排ガス対策が重要になっており、その対策の一つ
として電気自動車が使用されているが、充電設備や走行
距離などの問題で普及に至っていない。
【０００３】燃料電池は、水素と酸素を使用して電気分
解の逆反応で発電し、水以外の排出物がなくクリーンな
発電装置として注目されており、前記燃料電池を使用し
た自動車が最も将来性のあるクリーンな自動車であると
見られている。前記燃料電池の中でも固体高分子電解質
型燃料電池が低温で作動するため自動車用として最も有
望である。
解の逆反応で発電し、水以外の排出物がなくクリーンな
発電装置として注目されており、前記燃料電池を使用し
た自動車が最も将来性のあるクリーンな自動車であると
見られている。前記燃料電池の中でも固体高分子電解質
型燃料電池が低温で作動するため自動車用として最も有
望である。
【０００４】固体高分子電解質型燃料電池システムは、
一般的に二つの電極（燃料極と酸化剤極）で固体高分子
電解質膜を挟んだ電解質と電極の接合体をセパレータで
挟持した多数の単セルが積層されている燃料電池、前記
燃料極側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段、前記
酸化剤極側に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段
及び各種ガス配管と、それらを制御する制御装置から構
成されている。
一般的に二つの電極（燃料極と酸化剤極）で固体高分子
電解質膜を挟んだ電解質と電極の接合体をセパレータで
挟持した多数の単セルが積層されている燃料電池、前記
燃料極側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段、前記
酸化剤極側に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段
及び各種ガス配管と、それらを制御する制御装置から構
成されている。
【０００５】前記燃料極では燃料ガス中の水素が燃料極
触媒に接触することにより下記の反応が生ずる。
触媒に接触することにより下記の反応が生ずる。
【０００６】２Ｈ２ → ４Ｈ＋ ＋４ｅ− Ｈ＋は、電解質中を移動し酸化剤極触媒に達し空気中の
酸素と反応して水となる。
酸素と反応して水となる。
【０００７】４Ｈ＋ ＋４ｅ− ＋Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ 燃料極からのＨ＋の移動に伴い水も移動するため燃料極
に供給する燃料ガスに水分を含ませて供給している。電
解質が、固体高分子電解質膜の場合は、電解質の性能を
維持するためにも、燃料ガスには上記の反応に必要な量
以上の水分を含ませて供給し、酸化剤ガスにも水分を含
ませて供給する必要がある。
に供給する燃料ガスに水分を含ませて供給している。電
解質が、固体高分子電解質膜の場合は、電解質の性能を
維持するためにも、燃料ガスには上記の反応に必要な量
以上の水分を含ませて供給し、酸化剤ガスにも水分を含
ませて供給する必要がある。
【０００８】前記セパレータには、燃料ガス、酸化剤ガ
スの少なくとも一つを電極に供給するガス通流溝が設け
られている。前記単セルが多数積層されたとき、前記の
燃料ガス、酸化剤ガスが漏れないように前記燃料電池の
単セル積層方向から締結する必要がある。従来技術１と
して、特開平１０−２７００６６号公報には、前記単セ
ルの積層方向の両端に金属製のエンドプレート（プレッ
シャプレート）を設け、加圧して積層体を締結した燃料
電池が開示されている。
スの少なくとも一つを電極に供給するガス通流溝が設け
られている。前記単セルが多数積層されたとき、前記の
燃料ガス、酸化剤ガスが漏れないように前記燃料電池の
単セル積層方向から締結する必要がある。従来技術１と
して、特開平１０−２７００６６号公報には、前記単セ
ルの積層方向の両端に金属製のエンドプレート（プレッ
シャプレート）を設け、加圧して積層体を締結した燃料
電池が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１は、前記エンドプレートに燃料ガス、酸化剤ガスを
セパレータのガス通流溝に導入するための出入口孔を設
けた場合、燃料ガス、酸化剤ガスの含まれる水分により
前記出入口孔が腐食する。前記出入口孔の腐食生成物
は、徐々に剥離して燃料ガス、酸化剤ガスの流路を塞
ぎ、電池性能を低下させる問題がある。
術１は、前記エンドプレートに燃料ガス、酸化剤ガスを
セパレータのガス通流溝に導入するための出入口孔を設
けた場合、燃料ガス、酸化剤ガスの含まれる水分により
前記出入口孔が腐食する。前記出入口孔の腐食生成物
は、徐々に剥離して燃料ガス、酸化剤ガスの流路を塞
ぎ、電池性能を低下させる問題がある。
【００１０】特に、入口孔の腐食生成物は、前記セパレ
ータのガス通流溝を塞ぐので、電極反応が阻害され電池
性能が著しく低下する。また、前記ガス通流溝では、腐
食生成物及び金属から溶けだしたイオンが電極触媒や電
解質を汚染し、電池性能を低下させる問題がある。
ータのガス通流溝を塞ぐので、電極反応が阻害され電池
性能が著しく低下する。また、前記ガス通流溝では、腐
食生成物及び金属から溶けだしたイオンが電極触媒や電
解質を汚染し、電池性能を低下させる問題がある。
【００１１】前記エンドプレートに燃料電池の温度を制
御する冷却水を導入するための出入口孔を設けた場合、
冷却水により前記出入口孔が腐食する。前記出入口孔の
腐食生成物は、徐々に剥離して冷却水の流路を塞ぎ、燃
料電池の温度制御ができなくなり電池性能を低下させる
問題がある。
御する冷却水を導入するための出入口孔を設けた場合、
冷却水により前記出入口孔が腐食する。前記出入口孔の
腐食生成物は、徐々に剥離して冷却水の流路を塞ぎ、燃
料電池の温度制御ができなくなり電池性能を低下させる
問題がある。
【００１２】特に、前記セパレータに設けられた冷却水
通流溝を塞ぐと、単セル内や単セル間に温度むらが生
じ、電池性能が著しく低下する。冷却水は、循環してい
るので腐食生成物による危険は蓄積される。
通流溝を塞ぐと、単セル内や単セル間に温度むらが生
じ、電池性能が著しく低下する。冷却水は、循環してい
るので腐食生成物による危険は蓄積される。
【００１３】本発明は上記課題を解決したもので、ガス
流路、冷却水流路を塞ぐおそれのある腐食生成物、電極
触媒や電解質を汚染するおそれのある金属イオンや腐食
生成物の発生源をなくし、信頼性が高い燃料電池を提供
する。
流路、冷却水流路を塞ぐおそれのある腐食生成物、電極
触媒や電解質を汚染するおそれのある金属イオンや腐食
生成物の発生源をなくし、信頼性が高い燃料電池を提供
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、燃料ガス、
酸化剤ガスの少なくとも一つを電極に供給するガス通流
溝を有するセパレータで電解質と電極の接合体を挟持し
た単セルを複数個積層した積層体を挟んで締結するプレ
ッシャプレートを備え、該プレッシャプレートが燃料ガ
ス、酸化剤ガス、冷却水を供給又は排出する出入口孔を
有する燃料電池において、少なくとも前記出入口孔の一
つが耐食性の出入口孔であることを特徴とする燃料電池
である。
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、燃料ガス、
酸化剤ガスの少なくとも一つを電極に供給するガス通流
溝を有するセパレータで電解質と電極の接合体を挟持し
た単セルを複数個積層した積層体を挟んで締結するプレ
ッシャプレートを備え、該プレッシャプレートが燃料ガ
ス、酸化剤ガス、冷却水を供給又は排出する出入口孔を
有する燃料電池において、少なくとも前記出入口孔の一
つが耐食性の出入口孔であることを特徴とする燃料電池
である。
【００１５】上記第１の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１６】即ち、前記出入口孔が、燃料ガス及び酸化
剤ガス中に含まれる水分や冷却水で腐食することがない
ので、腐食生成物や金属イオンが発生せず、信頼性の高
い燃料電池ができる効果を有する。
剤ガス中に含まれる水分や冷却水で腐食することがない
ので、腐食生成物や金属イオンが発生せず、信頼性の高
い燃料電池ができる効果を有する。
【００１７】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記出入口孔が、前記プレッ
シャプレートの孔に、耐食性の導管を嵌合したものであ
ることを特徴とする請求項１記載の燃料電池である。
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記出入口孔が、前記プレッ
シャプレートの孔に、耐食性の導管を嵌合したものであ
ることを特徴とする請求項１記載の燃料電池である。
【００１８】上記第２の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００１９】即ち、前記プレッシャプレートと前記導管
を別に製造できるので、耐食性の出入口孔が安価にでき
る。また、積層体を締結するために必要な強度があり、
加工性に優れ、低コストの金属製のプレッシャプレート
を使用できる。
を別に製造できるので、耐食性の出入口孔が安価にでき
る。また、積層体を締結するために必要な強度があり、
加工性に優れ、低コストの金属製のプレッシャプレート
を使用できる。
【００２０】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記出入口孔が、耐食性の導
管を前記プレッシャプレートと一体で形成したものであ
ることを特徴とする請求項１記載の燃料電池である。
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記出入口孔が、耐食性の導
管を前記プレッシャプレートと一体で形成したものであ
ることを特徴とする請求項１記載の燃料電池である。
【００２１】上記第３の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００２２】即ち、前記導管が前記プレッシャプレート
に高強度に嵌合されているので、信頼性が高い耐食性の
出入口孔ができる。また、請求項２と同様に、積層体を
締結するために必要な強度があり、加工性に優れた金属
製のプレッシャプレートを使用できる。
に高強度に嵌合されているので、信頼性が高い耐食性の
出入口孔ができる。また、請求項２と同様に、積層体を
締結するために必要な強度があり、加工性に優れた金属
製のプレッシャプレートを使用できる。
【００２３】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記出入口孔が、前記プレッ
シャプレートの孔の内面を耐食性部材で被覆したもので
あることを特徴とする請求項１記載の燃料電池である。
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記出入口孔が、前記プレッ
シャプレートの孔の内面を耐食性部材で被覆したもので
あることを特徴とする請求項１記載の燃料電池である。
【００２４】上記第４の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００２５】即ち、コーティングという安価な方法で耐
食性の出入口孔を作ることができるので、安価な燃料電
池ができる。また、請求項２と同様に、積層体を締結す
るために必要な強度があり、加工性に優れた金属製のプ
レッシャプレートを使用できる。
食性の出入口孔を作ることができるので、安価な燃料電
池ができる。また、請求項２と同様に、積層体を締結す
るために必要な強度があり、加工性に優れた金属製のプ
レッシャプレートを使用できる。
【００２６】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、前記耐食性の出入口孔が、樹
脂であることを特徴とする請求項１ないし４記載の燃料
電池である。
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、前記耐食性の出入口孔が、樹
脂であることを特徴とする請求項１ないし４記載の燃料
電池である。
【００２７】上記第５の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００２８】即ち、安価な材料で耐食性の出入口孔を製
造できるので、安価な燃料電池ができる。また、樹脂が
電気的絶縁性を有しているので、配管部からの漏電を防
止することができる。
造できるので、安価な燃料電池ができる。また、樹脂が
電気的絶縁性を有しているので、配管部からの漏電を防
止することができる。
【００２９】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技
術的手段と称する。）は、前記耐食性の出入口孔が、セ
ラミックであることを特徴とする請求項１ないし４記載
の燃料電池である。
の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技
術的手段と称する。）は、前記耐食性の出入口孔が、セ
ラミックであることを特徴とする請求項１ないし４記載
の燃料電池である。
【００３０】上記第６の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００３１】即ち、耐食性に優れた材料で出入口孔を製
造できるので、信頼性が高い燃料電池ができる。また、
セラミックが電気的絶縁性を有しているので、配管部か
らの漏電を防止することができる。
造できるので、信頼性が高い燃料電池ができる。また、
セラミックが電気的絶縁性を有しているので、配管部か
らの漏電を防止することができる。
【００３２】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項７において講じた技術的手段（以下、第７の技
術的手段と称する。）は、前記耐食性の出入口孔が、フ
ッ素系樹脂、ポリプロピレン、ＰＰＯ（ポリフェニレン
オキサイド）、 ＰＰＳ（ポリフェニレンエーテル）、
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ナイロンであ
ることを特徴とする請求項５記載の燃料電池である。
の請求項７において講じた技術的手段（以下、第７の技
術的手段と称する。）は、前記耐食性の出入口孔が、フ
ッ素系樹脂、ポリプロピレン、ＰＰＯ（ポリフェニレン
オキサイド）、 ＰＰＳ（ポリフェニレンエーテル）、
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ナイロンであ
ることを特徴とする請求項５記載の燃料電池である。
【００３３】上記第７の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００３４】即ち、樹脂の中でも耐食性に特に優れた材
料であるので、信頼性が高い燃料電池ができる。また、
樹脂の中でも電気的絶縁性が優れた材料であるので、配
管部からの漏電を防止する効果が大きい。
料であるので、信頼性が高い燃料電池ができる。また、
樹脂の中でも電気的絶縁性が優れた材料であるので、配
管部からの漏電を防止する効果が大きい。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００３６】図１は、本発明の第１実施例の燃料電池の
外観図である。前記燃料電池の中央部には、燃料極と酸
化剤極で固体高分子電解質膜を挟んだ電解質と電極の接
合体をガス通流溝を設けたセパレータで挟持した単セル
１が多数積層されている。前記単セル１の積層体１Ａの
両端部には、発電した電気を外側に取り出す集電板２が
設けられている。該集電板２の外側には、発電した電気
が該集電板２以外に流れないようにする絶縁板３が設け
られている。
外観図である。前記燃料電池の中央部には、燃料極と酸
化剤極で固体高分子電解質膜を挟んだ電解質と電極の接
合体をガス通流溝を設けたセパレータで挟持した単セル
１が多数積層されている。前記単セル１の積層体１Ａの
両端部には、発電した電気を外側に取り出す集電板２が
設けられている。該集電板２の外側には、発電した電気
が該集電板２以外に流れないようにする絶縁板３が設け
られている。
【００３７】更に、前記絶縁板３の外側には、プレッシ
ャプレート４ａ、４ｂが設けられ、前記単セル１、前記
集電板２、前記絶縁板３を加圧して締結している。前記
プレッシャプレート４ａには、図示されていないが、燃
料ガス入口孔、冷却水入口孔、酸化剤ガス入口孔、燃料
ガス出口孔、冷却水出口孔、酸化剤ガス出口孔が設けら
れている。
ャプレート４ａ、４ｂが設けられ、前記単セル１、前記
集電板２、前記絶縁板３を加圧して締結している。前記
プレッシャプレート４ａには、図示されていないが、燃
料ガス入口孔、冷却水入口孔、酸化剤ガス入口孔、燃料
ガス出口孔、冷却水出口孔、酸化剤ガス出口孔が設けら
れている。
【００３８】図２は、本発明の第１実施例のプレッシャ
プレート４ａの説明図である。２０は入口孔集合導管で
あり、３０は出口孔集合導管である。
プレート４ａの説明図である。２０は入口孔集合導管で
あり、３０は出口孔集合導管である。
【００３９】前記入口孔集合導管２０には、燃料ガス入
口孔導管５１、冷却水入口孔導管６１、酸化剤ガス入口
孔導管７１が設けられ、前記入口孔導管５１、６１、７
１に共通の鍔部２１が設けられている。前記鍔部２１に
は、それぞれの流体をシールするためのシール部５３、
６３、７３が設けられている。前記入口孔導管５１、６
１、７１の前記シール部５３、６３、７３の反対側にも
シール部がそれぞれ設けられている。
口孔導管５１、冷却水入口孔導管６１、酸化剤ガス入口
孔導管７１が設けられ、前記入口孔導管５１、６１、７
１に共通の鍔部２１が設けられている。前記鍔部２１に
は、それぞれの流体をシールするためのシール部５３、
６３、７３が設けられている。前記入口孔導管５１、６
１、７１の前記シール部５３、６３、７３の反対側にも
シール部がそれぞれ設けられている。
【００４０】前記燃料ガス入口孔導管５１には燃料ガス
入口孔５が設けられ、前記冷却水入口孔導管６１には冷
却水入口孔６が設けられ、前記酸化剤ガス入口孔導管７
１には酸化剤ガス入口孔７が設けられている。
入口孔５が設けられ、前記冷却水入口孔導管６１には冷
却水入口孔６が設けられ、前記酸化剤ガス入口孔導管７
１には酸化剤ガス入口孔７が設けられている。
【００４１】前記出口孔集合導管３０には、燃料ガス出
口孔導管８１、冷却水出口孔導管９１、酸化剤ガス出口
孔導管１０１が設けられ、前記出口孔導管８１、９１、
１０１に共通の鍔部３１が設けられている。前記鍔部３
１には、それぞれの流体をシールするためのシール部８
３、９３、１０３が設けられている。前記出口孔導管８
１、９１、１０１の前記シール部８３、９３、１０３の
反対側にもシール部がそれぞれ設けられている。
口孔導管８１、冷却水出口孔導管９１、酸化剤ガス出口
孔導管１０１が設けられ、前記出口孔導管８１、９１、
１０１に共通の鍔部３１が設けられている。前記鍔部３
１には、それぞれの流体をシールするためのシール部８
３、９３、１０３が設けられている。前記出口孔導管８
１、９１、１０１の前記シール部８３、９３、１０３の
反対側にもシール部がそれぞれ設けられている。
【００４２】前記燃料ガス出口孔導管８１には燃料ガス
出口孔８が設けられ、前記冷却水出口孔導管９１には冷
却水出口孔９が設けられ、前記酸化剤ガス出口孔導管１
０１には酸化剤ガス出口孔１０が設けられている。
出口孔８が設けられ、前記冷却水出口孔導管９１には冷
却水出口孔９が設けられ、前記酸化剤ガス出口孔導管１
０１には酸化剤ガス出口孔１０が設けられている。
【００４３】前記シール部５３、６３、７３、８３、９
３、１０３はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）製
で、射出成形法により製造した。シール部の成形法に
は、スクリーン印刷法などでもよい。また、材質として
は、フッ素ゴム、シリコンゴム、ブチルゴムなどでもよ
い。
３、１０３はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）製
で、射出成形法により製造した。シール部の成形法に
は、スクリーン印刷法などでもよい。また、材質として
は、フッ素ゴム、シリコンゴム、ブチルゴムなどでもよ
い。
【００４４】前記プレッシャプレート４ａは、軽量化の
ためにアルミニウム製で、貫通孔５２、６２、７２、８
２、９２、１０２が設けられている。前記入口孔集合導
管２０は、前記燃料ガス入口孔導管５１、冷却水入口孔
導管６１、酸化剤ガス入口孔導管７１がそれぞれ前記貫
通孔５２、６２、７２に嵌合するように、前記プレッシ
ャプレート４ａに嵌合される。
ためにアルミニウム製で、貫通孔５２、６２、７２、８
２、９２、１０２が設けられている。前記入口孔集合導
管２０は、前記燃料ガス入口孔導管５１、冷却水入口孔
導管６１、酸化剤ガス入口孔導管７１がそれぞれ前記貫
通孔５２、６２、７２に嵌合するように、前記プレッシ
ャプレート４ａに嵌合される。
【００４５】前記出口孔集合導管３０は、前記燃料ガス
出口孔導管８１、冷却水出口孔導管９１、酸化剤ガス出
口孔導管１０１がそれぞれ前記貫通孔８２、９２、１０
２に嵌合するように、前記プレッシャプレート４ａに嵌
合される。
出口孔導管８１、冷却水出口孔導管９１、酸化剤ガス出
口孔導管１０１がそれぞれ前記貫通孔８２、９２、１０
２に嵌合するように、前記プレッシャプレート４ａに嵌
合される。
【００４６】前記燃料ガス入口孔導管５１、冷却水入口
孔導管６１、酸化剤ガス入口孔導管７１、燃料ガス出口
孔導管８１、冷却水出口孔導管９１、酸化剤ガス出口孔
導管１０１は、耐食性のＰＰＯ（ポリフェニレンオキサ
イド）製である。前記ＰＰＯは、耐食性に優れているい
るので腐食されることがない。従って、腐食生成物や金
属イオンが発生しないので、ガス流路が塞がれたり、電
極触媒や電解質が汚染されたりすることがないため、信
頼性が高い燃料電池ができる。
孔導管６１、酸化剤ガス入口孔導管７１、燃料ガス出口
孔導管８１、冷却水出口孔導管９１、酸化剤ガス出口孔
導管１０１は、耐食性のＰＰＯ（ポリフェニレンオキサ
イド）製である。前記ＰＰＯは、耐食性に優れているい
るので腐食されることがない。従って、腐食生成物や金
属イオンが発生しないので、ガス流路が塞がれたり、電
極触媒や電解質が汚染されたりすることがないため、信
頼性が高い燃料電池ができる。
【００４７】前記燃料電池の酸化剤極の電極反応では過
酸化水素が発生し、その一部が酸化剤ガスに含まれる水
分とともに排出される。前記過酸化水素は、非常に腐食
性が強いが、前記ＰＰＯは過酸化水素に対する耐食性も
優れているので、腐食されることはない。また、前記Ｐ
ＰＯは、電気的絶縁性にも優れているので、配管部から
の漏電を防止するためにも有効である。
酸化水素が発生し、その一部が酸化剤ガスに含まれる水
分とともに排出される。前記過酸化水素は、非常に腐食
性が強いが、前記ＰＰＯは過酸化水素に対する耐食性も
優れているので、腐食されることはない。また、前記Ｐ
ＰＯは、電気的絶縁性にも優れているので、配管部から
の漏電を防止するためにも有効である。
【００４８】なお、前記導管５１、６１、７１、８１、
９１、１０１の材質は、ＰＰＯに特に限定されず、フッ
素系樹脂、ポリプロピレン、 ＰＰＳ（ポリフェニレン
エーテル）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、
ナイロンなどの樹脂、或いはアルミナ、窒化珪素などの
セラミックでもよい。
９１、１０１の材質は、ＰＰＯに特に限定されず、フッ
素系樹脂、ポリプロピレン、 ＰＰＳ（ポリフェニレン
エーテル）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、
ナイロンなどの樹脂、或いはアルミナ、窒化珪素などの
セラミックでもよい。
【００４９】図３は、本発明の第１実施例のプレッシャ
プレート４ａの燃料ガス入口孔５付近の部分断面図であ
る。
プレート４ａの燃料ガス入口孔５付近の部分断面図であ
る。
【００５０】前記プレッシャプレート４ａの積層体１Ａ
側は絶縁板３に当接している。前記プレッシャプレート
４ａの燃料ガス入口孔５は、前記絶縁板３に設けられた
燃料ガス供給マニホールド孔１７にシール部５３ａでシ
ールされて連結している。
側は絶縁板３に当接している。前記プレッシャプレート
４ａの燃料ガス入口孔５は、前記絶縁板３に設けられた
燃料ガス供給マニホールド孔１７にシール部５３ａでシ
ールされて連結している。
【００５１】前記プレッシャプレート４ａの積層体１Ａ
と反対側はマニホールドプレート１１に当接している。
該マニホールドプレート１１には、前記プレッシャプレ
ート４ａの燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水の出入口孔に
それぞれの流体を供給または排出するマニホールド孔を
集合したプレートである。１８は、前記マニホールドプ
レート１１に設けられた燃料ガス入口マニホールド孔で
ある。前記プレッシャプレート４ａの燃料ガス入口孔５
は、前記燃料ガス入口マニホールド孔１８にシール部５
３でシールされて連結している。
と反対側はマニホールドプレート１１に当接している。
該マニホールドプレート１１には、前記プレッシャプレ
ート４ａの燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水の出入口孔に
それぞれの流体を供給または排出するマニホールド孔を
集合したプレートである。１８は、前記マニホールドプ
レート１１に設けられた燃料ガス入口マニホールド孔で
ある。前記プレッシャプレート４ａの燃料ガス入口孔５
は、前記燃料ガス入口マニホールド孔１８にシール部５
３でシールされて連結している。
【００５２】前記燃料ガス入口孔導管５１はＰＰＯでで
きているので、耐食性に優れ、電気的絶縁性に優れてい
るので、電池性能の低下や配管部への漏電が起こらず、
信頼性の高い燃料電池ができる。
きているので、耐食性に優れ、電気的絶縁性に優れてい
るので、電池性能の低下や配管部への漏電が起こらず、
信頼性の高い燃料電池ができる。
【００５３】図４は、本発明の第２実施例のプレッシャ
プレートの燃料ガス入口孔付近の部分断面図である。本
第２実施例は、シール部を設けた位置が異なる以外は、
第１実施例と同じである。プレッシャプレート１２ａの
貫通孔５２にＰＰＯ製の燃料ガス入口孔導管５５が嵌合
されている。
プレートの燃料ガス入口孔付近の部分断面図である。本
第２実施例は、シール部を設けた位置が異なる以外は、
第１実施例と同じである。プレッシャプレート１２ａの
貫通孔５２にＰＰＯ製の燃料ガス入口孔導管５５が嵌合
されている。
【００５４】前記燃料ガス入口孔導管５５には、シール
部は設けられていない。シール部５４は、マニホールド
プレート１１及び絶縁板３に設けられている。前記燃料
ガス入口孔導管５５にシール部が設けられていないの
で、該燃料ガス入口孔導管５５の構造が単純になり、嵌
合工程が容易になる。
部は設けられていない。シール部５４は、マニホールド
プレート１１及び絶縁板３に設けられている。前記燃料
ガス入口孔導管５５にシール部が設けられていないの
で、該燃料ガス入口孔導管５５の構造が単純になり、嵌
合工程が容易になる。
【００５５】図５は、本発明の第３実施例のプレッシャ
プレートの燃料ガス入口孔付近の部分断面図である。
プレートの燃料ガス入口孔付近の部分断面図である。
【００５６】燃料ガス入口孔導管１５はＰＰＯ製で、射
出成形法によりプレッシャプレート１３ａに一体成形さ
れている。前記燃料ガス入口孔導管１５の前記プレッシ
ャプレート１３ａに接する面に凹凸を形成することがで
きるので、嵌合の強度が大きく、信頼性が高くなる。
出成形法によりプレッシャプレート１３ａに一体成形さ
れている。前記燃料ガス入口孔導管１５の前記プレッシ
ャプレート１３ａに接する面に凹凸を形成することがで
きるので、嵌合の強度が大きく、信頼性が高くなる。
【００５７】図６は、本発明の第４実施例のプレッシャ
プレートの燃料ガス入口孔付近の部分断面図である。
プレートの燃料ガス入口孔付近の部分断面図である。
【００５８】プレッシャプレート１４ａの燃料ガス入口
孔１９の内面には、フッ素系樹脂のＰＦＡ（パーフロロ
アルコキシレジン）がコーティングされ、コーティング
部１６が形成されている。前記ＰＦＡは、ＰＰＯと同
様、耐食性に優れ、電気的絶縁性に優れているので、電
池性能の低下や配管部への漏電が起こらず、信頼性の高
い燃料電池ができる。
孔１９の内面には、フッ素系樹脂のＰＦＡ（パーフロロ
アルコキシレジン）がコーティングされ、コーティング
部１６が形成されている。前記ＰＦＡは、ＰＰＯと同
様、耐食性に優れ、電気的絶縁性に優れているので、電
池性能の低下や配管部への漏電が起こらず、信頼性の高
い燃料電池ができる。
【００５９】以上、主に燃料ガス入口孔の実施例で説明
したが、他の出入口孔でも同様な構成で実施できる。
したが、他の出入口孔でも同様な構成で実施できる。
【００６０】なお、実施例では、出入口孔の部分だけに
耐食性の材料を使用しているが、プレッシャプレート全
体を耐食性の材料で製作してもかまわない。現状では製
造コストの関係で、出入口孔の部分だけに耐食性の材料
を使用する方が有利である。
耐食性の材料を使用しているが、プレッシャプレート全
体を耐食性の材料で製作してもかまわない。現状では製
造コストの関係で、出入口孔の部分だけに耐食性の材料
を使用する方が有利である。
【００６１】
【発明の効果】以上のように、本発明は、燃料ガス、酸
化剤ガスの少なくとも一つを電極に供給するガス通流溝
を有するセパレータで電解質と電極の接合体を挟持した
単セルを複数個積層した積層体を挟んで締結するプレッ
シャプレートを備え、該プレッシャプレートが燃料ガ
ス、酸化剤ガス、冷却水を供給又は排出する出入口孔を
有する燃料電池において、少なくとも前記出入口孔の一
つが耐食性の出入口孔であることを特徴とする燃料電池
であるので、ガス流路、冷却水流路を塞ぐおそれのある
腐食生成物、電極触媒や電解質を汚染するおそれのある
金属イオンや腐食生成物の発生源をなくし、信頼性が高
い燃料電池ができる。
化剤ガスの少なくとも一つを電極に供給するガス通流溝
を有するセパレータで電解質と電極の接合体を挟持した
単セルを複数個積層した積層体を挟んで締結するプレッ
シャプレートを備え、該プレッシャプレートが燃料ガ
ス、酸化剤ガス、冷却水を供給又は排出する出入口孔を
有する燃料電池において、少なくとも前記出入口孔の一
つが耐食性の出入口孔であることを特徴とする燃料電池
であるので、ガス流路、冷却水流路を塞ぐおそれのある
腐食生成物、電極触媒や電解質を汚染するおそれのある
金属イオンや腐食生成物の発生源をなくし、信頼性が高
い燃料電池ができる。
【図１】本発明の第１実施例の燃料電池の外観図
【図２】本発明の第１実施例のプレッシャプレートの説
明図
明図
【図３】本発明の第１実施例のプレッシャプレートの燃
料ガス入口孔付近の部分断面図
料ガス入口孔付近の部分断面図
【図４】本発明の第２実施例のプレッシャプレートの燃
料ガス入口孔付近の部分断面図
料ガス入口孔付近の部分断面図
【図５】本発明の第３実施例のプレッシャプレートの燃
料ガス入口孔付近の部分断面図
料ガス入口孔付近の部分断面図
【図６】本発明の第４実施例のプレッシャプレートの燃
料ガス入口孔付近の部分断面図
料ガス入口孔付近の部分断面図
１…単セル １Ａ…積層体 ４ａ、４ｂ、１２ａ、１３ａ、１４ａ…プレッシャプレ
ート ５、１９…燃料ガス入口孔 ６…冷却水入口孔 ７…酸化剤ガス入口孔 ８…燃料ガス出口孔 ９…冷却水出口孔 １０…酸化剤ガス出口孔 １５、５１、５５…燃料ガス入口孔導管 １６…コーティング部 ２０…入口孔集合導管 ３０…出口孔集合導管 ６１…冷却水入口孔導管 ７１…酸化剤ガス入口孔導管 ８１…燃料ガス出口孔導管 ９１…冷却水出口孔導管 １０１…酸化剤ガス出口孔導管
ート ５、１９…燃料ガス入口孔 ６…冷却水入口孔 ７…酸化剤ガス入口孔 ８…燃料ガス出口孔 ９…冷却水出口孔 １０…酸化剤ガス出口孔 １５、５１、５５…燃料ガス入口孔導管 １６…コーティング部 ２０…入口孔集合導管 ３０…出口孔集合導管 ６１…冷却水入口孔導管 ７１…酸化剤ガス入口孔導管 ８１…燃料ガス出口孔導管 ９１…冷却水出口孔導管 １０１…酸化剤ガス出口孔導管
Claims (7)
- 【請求項１】 燃料ガス、酸化剤ガスの少なくとも一つ
を電極に供給するガス通流溝を有するセパレータで電解
質と電極の接合体を挟持した単セルを複数個積層した積
層体を挟んで締結するプレッシャプレートを備え、該プ
レッシャプレートが燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水を供
給又は排出する出入口孔を有する燃料電池において、少
なくとも前記出入口孔の一つが耐食性の出入口孔である
ことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】 前記出入口孔が、前記プレッシャプレー
トの貫通孔に、前記出入口孔を有する耐食性の導管を嵌
合したものであることを特徴とする請求項１記載の燃料
電池。 - 【請求項３】 前記出入口孔が、耐食性の導管を前記プ
レッシャプレートと一体で形成したものであることを特
徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項４】 前記出入口孔が、前記プレッシャプレー
トの孔の内面を耐食性部材で被覆したものであることを
特徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項５】 前記耐食性の出入口孔が、樹脂であるこ
とを特徴とする請求項１ないし４記載の燃料電池。 - 【請求項６】 前記耐食性の出入口孔が、セラミックで
あることを特徴とする請求項１ないし４記載の燃料電
池。 - 【請求項７】 前記耐食性の出入口孔が、フッ素系樹
脂、ポリプロピレン、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイ
ド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＰＳ（ポ
リフェニレンサルファイド）、ナイロンであることを特
徴とする請求項５記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10332600A JP2000164238A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10332600A JP2000164238A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164238A true JP2000164238A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18256769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10332600A Pending JP2000164238A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000164238A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002164075A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電蝕を防止した固体高分子型燃料電池 |
| US6770396B2 (en) | 2001-09-11 | 2004-08-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
| US6846590B2 (en) | 2000-10-19 | 2005-01-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack having grommet which covers each edge of communicating passages formed in terminal plate |
| JP2005203301A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| JP2005268080A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2006147471A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2006147511A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-08 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2009064643A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2009224195A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2010251166A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2010262908A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| US7964318B2 (en) | 2006-03-07 | 2011-06-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Coolant manifold and methods for supplying and discharging coolant |
| KR101297253B1 (ko) * | 2010-12-30 | 2013-08-19 | 국방과학연구소 | 연료 전지 스택의 가스 및 냉각액 입출구 구조 |
| KR101337961B1 (ko) * | 2012-05-07 | 2013-12-09 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 스택용 매니폴드 블록 |
| WO2015161913A1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Daimler Ag | Fuel cell assembly |
| US20170200968A1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-13 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Integrated metal-and-plastic molded article and method for manufacturing integrated metal-and-plastic molded article |
| DE102022112575A1 (de) | 2022-05-19 | 2023-11-23 | Proton Motor Fuel Cell Gmbh | Medieneinsatz für eine vor Korrosion und/oder Erosion zu schützende Platte einer Brennstoffzellenanordnung sowie Brennstoffzellenanordnung mit einem solchen Medieneinsatz |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP10332600A patent/JP2000164238A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6846590B2 (en) | 2000-10-19 | 2005-01-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack having grommet which covers each edge of communicating passages formed in terminal plate |
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| US8221935B2 (en) | 2008-03-17 | 2012-07-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack |
| JP2010251166A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
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