JP2000228207A - 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 - Google Patents
燃料電池用セパレータおよび燃料電池Info
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- JP2000228207A JP2000228207A JP11031016A JP3101699A JP2000228207A JP 2000228207 A JP2000228207 A JP 2000228207A JP 11031016 A JP11031016 A JP 11031016A JP 3101699 A JP3101699 A JP 3101699A JP 2000228207 A JP2000228207 A JP 2000228207A
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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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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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
- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池セルを効果的に冷却することがで
き、燃料電池自体の小型化、軽量化にも寄与することの
できる、燃料電池用セパレータを提案する。 【解決手段】 本発明による燃料電池用セパレータにお
いては、セパレータ板に燃料ガスまたは酸化剤ガスを流
通させるガス流路を形成すると共に、二枚のセパレータ
板に挟まれた中間板との間に冷却水の流通を可能とする
空間を設けた、すなわちガス流路の裏側に冷却水を流通
させる構造としている。そのため、燃料電池セルを効果
的に冷却することができ、それによって燃料電池の性能
向上をも図ることができる。また、冷却水の流路を確保
するために別の部材を必要としないため、燃料電池自体
の小型化や軽量化に寄与することができる。また、この
ような形状のガス流路はプレス加工により比較的容易に
製作ができるので、燃料電池の製造コストの低減化にも
寄与できる。
き、燃料電池自体の小型化、軽量化にも寄与することの
できる、燃料電池用セパレータを提案する。 【解決手段】 本発明による燃料電池用セパレータにお
いては、セパレータ板に燃料ガスまたは酸化剤ガスを流
通させるガス流路を形成すると共に、二枚のセパレータ
板に挟まれた中間板との間に冷却水の流通を可能とする
空間を設けた、すなわちガス流路の裏側に冷却水を流通
させる構造としている。そのため、燃料電池セルを効果
的に冷却することができ、それによって燃料電池の性能
向上をも図ることができる。また、冷却水の流路を確保
するために別の部材を必要としないため、燃料電池自体
の小型化や軽量化に寄与することができる。また、この
ような形状のガス流路はプレス加工により比較的容易に
製作ができるので、燃料電池の製造コストの低減化にも
寄与できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に用いら
れるセパレータおよび、このセパレータを用いた燃料電
池に関するものである。
れるセパレータおよび、このセパレータを用いた燃料電
池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かかる燃料電池用セパレータの従来の例
として、例えば特開平8-222237号公報に開示されている
ものがある。図13はそのセパレータを、また図14は図13
のセパレータを用いた燃料電池をそれぞれ示すものであ
る。
として、例えば特開平8-222237号公報に開示されている
ものがある。図13はそのセパレータを、また図14は図13
のセパレータを用いた燃料電池をそれぞれ示すものであ
る。
【０００３】図13に示す燃料電池用セパレータは、図13
(a) に示すセパレータ板101 と、図13(b) に示すセパレ
ータ枠102 からなる。セパレータ板101 は、その中央部
に設けた多数の突起103 ，104 、辺縁部に設けたマニホ
ールド105 およびボルト孔106 を具える。一方セパレー
タ枠102 は、中央の開口部107 、その周囲に設けたマニ
ホールド108 、ガス流路孔109 およびボルト孔110 を具
える。なお、マニホールド105 ，108 およびボルト孔10
6 ，110 はセパレータ板101 とセパレータ枠102 を重ね
た時にそれぞれ整列するように設けられている。
(a) に示すセパレータ板101 と、図13(b) に示すセパレ
ータ枠102 からなる。セパレータ板101 は、その中央部
に設けた多数の突起103 ，104 、辺縁部に設けたマニホ
ールド105 およびボルト孔106 を具える。一方セパレー
タ枠102 は、中央の開口部107 、その周囲に設けたマニ
ホールド108 、ガス流路孔109 およびボルト孔110 を具
える。なお、マニホールド105 ，108 およびボルト孔10
6 ，110 はセパレータ板101 とセパレータ枠102 を重ね
た時にそれぞれ整列するように設けられている。
【０００４】図14は、図13に示すセパレータを用いた燃
料電池を示す断面図である。この燃料電池120 において
は、二枚のセパレータ枠102 ，102 の間にセパレータ板
101を挟んで一つのセパレータの組とし、各組の間に固
体電解質121 と触媒電極122からなる燃料電池セルを挟
んだ構造となっている。そして図示の場合、水素ガス
（燃料ガス）がマニホールド105 ，108 およびガス流路
孔109 を経て、セパレータ板101 の突起103 ，104 と燃
料電池セルにより形成される燃料ガス流路123 を流れ
る。
料電池を示す断面図である。この燃料電池120 において
は、二枚のセパレータ枠102 ，102 の間にセパレータ板
101を挟んで一つのセパレータの組とし、各組の間に固
体電解質121 と触媒電極122からなる燃料電池セルを挟
んだ構造となっている。そして図示の場合、水素ガス
（燃料ガス）がマニホールド105 ，108 およびガス流路
孔109 を経て、セパレータ板101 の突起103 ，104 と燃
料電池セルにより形成される燃料ガス流路123 を流れ
る。
【０００５】さて、通常、燃料電池においては、燃料電
池セルでの化学反応により熱が発生するため、その冷却
が必要となる。燃料電池を冷却するためには、例えば冷
却水や冷却風を燃料電池内部に流通させることが考えら
れる。しかしながら、例えば図14の燃料電池120 のよう
な構造では、冷却用の水などを流通させるための流路を
確保することができず、別途これらを循環させるための
流路を設けたセパレータを設ける必要がある。そのた
め、燃料電池自体の大型化や重量化といった問題が生じ
る。
池セルでの化学反応により熱が発生するため、その冷却
が必要となる。燃料電池を冷却するためには、例えば冷
却水や冷却風を燃料電池内部に流通させることが考えら
れる。しかしながら、例えば図14の燃料電池120 のよう
な構造では、冷却用の水などを流通させるための流路を
確保することができず、別途これらを循環させるための
流路を設けたセパレータを設ける必要がある。そのた
め、燃料電池自体の大型化や重量化といった問題が生じ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決し、燃料電池セルを効果的に冷却することがで
き、かつ燃料電池自体の小型化、軽量化にも寄与するこ
とのできる燃料電池用セパレータを提案するものであ
る。
を解決し、燃料電池セルを効果的に冷却することがで
き、かつ燃料電池自体の小型化、軽量化にも寄与するこ
とのできる燃料電池用セパレータを提案するものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記の問題点を解決するため、本発明による燃料電池用セ
パレータは、固体電解質の両側に電極を配した燃料電池
セルを複数積層してなる燃料電池において、前記燃料電
池セルの間に介挿される、燃料ガスおよび酸化剤ガスを
前記燃料電池セルに供給する流路を設けた燃料電池用セ
パレータであって、平板上に、矩形断面を有し互いに隣
接するように配置した多数の凹型のガス流路、燃料ガス
または酸化剤ガスを流通させる複数のガス流通用開口
部、冷却水を流通させる冷却水流路およびこの冷却水流
路と接続した冷却水流通用開口部を設け、前記ガス流路
の一端を前記ガス流通用開口部の一つと、他端を前記ガ
ス流通用開口部の他の一つとそれぞれ接続させた第一お
よび第二のセパレータ板と、前記各セパレータ板の前記
各開口部とそれぞれ位置合わせされた複数の開口部およ
び前記冷却水流路と連通する冷却水孔を設けた中間板と
を具え、前記第一および第二のセパレータ板を、前記ガ
ス流路が前記燃料電池セルに接し、このガス流路と前記
燃料電池セルとにより形成される空間内を燃料ガスまた
は酸化剤ガスが流通するように、前記中間板を挟んで背
中合わせに配置し、互いに隣接するガス流路間を仕切る
壁面の裏側部分と前記中間板との間に形成される空間
と、前記冷却水流路と、前記冷却水孔とを連通させ、こ
の空間内に冷却水を流通させるを特徴とするものであ
る。
記の問題点を解決するため、本発明による燃料電池用セ
パレータは、固体電解質の両側に電極を配した燃料電池
セルを複数積層してなる燃料電池において、前記燃料電
池セルの間に介挿される、燃料ガスおよび酸化剤ガスを
前記燃料電池セルに供給する流路を設けた燃料電池用セ
パレータであって、平板上に、矩形断面を有し互いに隣
接するように配置した多数の凹型のガス流路、燃料ガス
または酸化剤ガスを流通させる複数のガス流通用開口
部、冷却水を流通させる冷却水流路およびこの冷却水流
路と接続した冷却水流通用開口部を設け、前記ガス流路
の一端を前記ガス流通用開口部の一つと、他端を前記ガ
ス流通用開口部の他の一つとそれぞれ接続させた第一お
よび第二のセパレータ板と、前記各セパレータ板の前記
各開口部とそれぞれ位置合わせされた複数の開口部およ
び前記冷却水流路と連通する冷却水孔を設けた中間板と
を具え、前記第一および第二のセパレータ板を、前記ガ
ス流路が前記燃料電池セルに接し、このガス流路と前記
燃料電池セルとにより形成される空間内を燃料ガスまた
は酸化剤ガスが流通するように、前記中間板を挟んで背
中合わせに配置し、互いに隣接するガス流路間を仕切る
壁面の裏側部分と前記中間板との間に形成される空間
と、前記冷却水流路と、前記冷却水孔とを連通させ、こ
の空間内に冷却水を流通させるを特徴とするものであ
る。
【０００８】すなわち、本発明による燃料電池用セパレ
ータにおいては、セパレータ板に燃料ガスまたは酸化剤
ガスを流通させるガス流路を形成すると共に、二枚のセ
パレータ板に挟まれた中間板との間に冷却水の流通を可
能とする空間を設けた、すなわちガス流路の裏側に冷却
水を流通させる構造としている。そのため、燃料電池セ
ルを効果的に冷却することができ、それによって燃料電
池の性能向上をも図ることができる。また、冷却水の流
路を確保するために別の部材を必要としないため、燃料
電池自体の小型化や軽量化に寄与することができる。ま
た、このような形状のガス流路はプレス加工などにより
比較的容易に製作ができるので、燃料電池の製造コスト
の低減化にも寄与できる。
ータにおいては、セパレータ板に燃料ガスまたは酸化剤
ガスを流通させるガス流路を形成すると共に、二枚のセ
パレータ板に挟まれた中間板との間に冷却水の流通を可
能とする空間を設けた、すなわちガス流路の裏側に冷却
水を流通させる構造としている。そのため、燃料電池セ
ルを効果的に冷却することができ、それによって燃料電
池の性能向上をも図ることができる。また、冷却水の流
路を確保するために別の部材を必要としないため、燃料
電池自体の小型化や軽量化に寄与することができる。ま
た、このような形状のガス流路はプレス加工などにより
比較的容易に製作ができるので、燃料電池の製造コスト
の低減化にも寄与できる。
【０００９】本発明に係る燃料電池用セパレータの好適
な実施形態においては、前記凹型のガス流路が前記開口
部と対面する箇所において、互いに隣接するガス流路間
を仕切る壁面の端部を閉鎖させ、当該壁面の内側への燃
料ガスまたは酸化剤ガスの流入を防ぐようにしても良
い。それによって燃料ガスまたは酸化剤ガスを燃料電池
セルへ案内するための特別な構造が必要となくなり、セ
パレータを、二枚のセパレータ板と一枚の中間板のみで
形成できるようになる。それによって、燃料電池自体の
小型化や軽量化を図ることが可能となる。
な実施形態においては、前記凹型のガス流路が前記開口
部と対面する箇所において、互いに隣接するガス流路間
を仕切る壁面の端部を閉鎖させ、当該壁面の内側への燃
料ガスまたは酸化剤ガスの流入を防ぐようにしても良
い。それによって燃料ガスまたは酸化剤ガスを燃料電池
セルへ案内するための特別な構造が必要となくなり、セ
パレータを、二枚のセパレータ板と一枚の中間板のみで
形成できるようになる。それによって、燃料電池自体の
小型化や軽量化を図ることが可能となる。
【００１０】また、本発明は、上述したようなセパレー
タを具える燃料電池に関するものである。
タを具える燃料電池に関するものである。
【００１１】本発明に係る燃料電池は、燃料電池セルの
冷却を効果的に行うことができるため、高い性能（効
率）を維持することができる。また、セパレータが比較
的単純で製作が容易な構造であるため、燃料電池自体の
小型化や軽量化、さらには製造コストの低減化を図るこ
とも可能である。
冷却を効果的に行うことができるため、高い性能（効
率）を維持することができる。また、セパレータが比較
的単純で製作が容易な構造であるため、燃料電池自体の
小型化や軽量化、さらには製造コストの低減化を図るこ
とも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について説明する。
適な実施形態について説明する。
【００１３】図１および図２は、本発明による燃料電池
用セパレータを構成する部材を示し、図１は燃料ガス、
酸化剤ガスおよび冷却水の流路を形成するセパレータ板
を、図２は前記セパレータ板の間に挟まれる中間板をそ
れぞれ示す。
用セパレータを構成する部材を示し、図１は燃料ガス、
酸化剤ガスおよび冷却水の流路を形成するセパレータ板
を、図２は前記セパレータ板の間に挟まれる中間板をそ
れぞれ示す。
【００１４】図１に示すセパレータ板10は、ステンレス
もしくは他の成形性の良好な金属にカーボングラファイ
トや金などの耐食性材料をコーティングしたものからな
る。セパレータ板10には、複数の開口部11〜16が設けら
れており、後述するように、これらの内開口部11〜14は
燃料ガス（水素）または酸化剤ガス（空気）を流通させ
るマニホールドを形成し、一方開口部15，16は冷却水を
流通させるマニホールドを形成するものである。
もしくは他の成形性の良好な金属にカーボングラファイ
トや金などの耐食性材料をコーティングしたものからな
る。セパレータ板10には、複数の開口部11〜16が設けら
れており、後述するように、これらの内開口部11〜14は
燃料ガス（水素）または酸化剤ガス（空気）を流通させ
るマニホールドを形成し、一方開口部15，16は冷却水を
流通させるマニホールドを形成するものである。
【００１５】またセパレータ板10には、複数の凹型のガ
ス流路18が形成されている。このガス流路18は前述した
水素ガスまたは空気の流路となるものである。各ガス流
路18は畝部19で仕切られ、図では端部18a は、セパレー
タ板10のほぼ対角線上で向かい合う開口部11および14と
それぞれ対面している。ここで、ガス流路18は一方の開
口部11から他方の開口部14に至るまでの間、蛇行した経
路を有しているが、これは、この流路を流れる水素また
は空気を効果的に燃料電池の固体電解質と接触させるた
めである（また、それによってこの流路の裏側を流れる
冷却水を効果的に流通させるためでもある。）。なお、
この経路の形状は、ガスの流れの効率を極度に低下させ
ない限りにおいて任意に設計することが可能である。
ス流路18が形成されている。このガス流路18は前述した
水素ガスまたは空気の流路となるものである。各ガス流
路18は畝部19で仕切られ、図では端部18a は、セパレー
タ板10のほぼ対角線上で向かい合う開口部11および14と
それぞれ対面している。ここで、ガス流路18は一方の開
口部11から他方の開口部14に至るまでの間、蛇行した経
路を有しているが、これは、この流路を流れる水素また
は空気を効果的に燃料電池の固体電解質と接触させるた
めである（また、それによってこの流路の裏側を流れる
冷却水を効果的に流通させるためでもある。）。なお、
この経路の形状は、ガスの流れの効率を極度に低下させ
ない限りにおいて任意に設計することが可能である。
【００１６】さらにセパレータ板10には凸型の冷却水流
路20が形成され、その端部20a は開口部15および16と対
面している。後述するように、冷却水は流路20の内側を
流れることとなる。なお、これらガス流路18および冷却
水流路20は、プレス成形などにより形成されるものとす
る。さらに、セパレータ10に設けられているボルト孔17
は、燃料電池を組み立てる際の締結用のボルトが貫通す
るものである。
路20が形成され、その端部20a は開口部15および16と対
面している。後述するように、冷却水は流路20の内側を
流れることとなる。なお、これらガス流路18および冷却
水流路20は、プレス成形などにより形成されるものとす
る。さらに、セパレータ10に設けられているボルト孔17
は、燃料電池を組み立てる際の締結用のボルトが貫通す
るものである。
【００１７】図２に示す中間板30には、開口部31〜36お
よびボルト孔37が設けられ、これらは図１のセパレータ
板10に設けられている開口部11〜16およびボルト孔17と
それぞれ位置合わせされている。また中間板30には、冷
却水孔38が設けられ、その位置はセパレータ板10の冷却
水流路20の位置に対応している。
よびボルト孔37が設けられ、これらは図１のセパレータ
板10に設けられている開口部11〜16およびボルト孔17と
それぞれ位置合わせされている。また中間板30には、冷
却水孔38が設けられ、その位置はセパレータ板10の冷却
水流路20の位置に対応している。
【００１８】図３および図４は、図１に示すセパレータ
板10の内、符号Ａで示す円で囲んだ部分、すなわち開口
部11とガス流路18端部との接続部分の近傍を拡大して示
すものである。図３に矢印で示すように、ガス流は開口
部11よりガス流路端部18a を経て流路18へと流れる。ま
た、隣接するガス流路18を仕切る畝部19の端部19a は、
傾斜し、かつ閉鎖された形状をなしている。これは、ガ
ス流路18へのガスの導入を滑らかにすると共に、畝部19
内部へガスが流入することを防ぐためである。なお、前
述したように本セパレータ板10はプレス成形などにより
製造するため、畝部19の端部19a を上記のように形成す
ることは容易である。また、図４はガス流路18の断面を
示すものであるが、セパレータの組み立てに際しては、
図に一点鎖線で示すように中間板30が配置される。すな
わちセパレータ板10のガス流路18の底部の裏側に中間板
30が取り付けられることとなる。
板10の内、符号Ａで示す円で囲んだ部分、すなわち開口
部11とガス流路18端部との接続部分の近傍を拡大して示
すものである。図３に矢印で示すように、ガス流は開口
部11よりガス流路端部18a を経て流路18へと流れる。ま
た、隣接するガス流路18を仕切る畝部19の端部19a は、
傾斜し、かつ閉鎖された形状をなしている。これは、ガ
ス流路18へのガスの導入を滑らかにすると共に、畝部19
内部へガスが流入することを防ぐためである。なお、前
述したように本セパレータ板10はプレス成形などにより
製造するため、畝部19の端部19a を上記のように形成す
ることは容易である。また、図４はガス流路18の断面を
示すものであるが、セパレータの組み立てに際しては、
図に一点鎖線で示すように中間板30が配置される。すな
わちセパレータ板10のガス流路18の底部の裏側に中間板
30が取り付けられることとなる。
【００１９】図５および図６は、図１に示すセパレータ
板10の内、符号Ｂで示す円で囲んだ部分、すなわち開口
部15と冷却水流路20端部との接続部分の近傍を拡大して
示すものである。図５に矢印で示すように、冷却水は開
口部15より冷却水流路入口部20a を経て流路20へと流れ
る。また図６は冷却水流路20の断面を示すものである
が、セパレータの組み立てに際しては、図に一点鎖線で
示すように中間板30が配置される。そのため中間板30が
セパレータ板10の冷却水流路20の底板として働くことと
なる。
板10の内、符号Ｂで示す円で囲んだ部分、すなわち開口
部15と冷却水流路20端部との接続部分の近傍を拡大して
示すものである。図５に矢印で示すように、冷却水は開
口部15より冷却水流路入口部20a を経て流路20へと流れ
る。また図６は冷却水流路20の断面を示すものである
が、セパレータの組み立てに際しては、図に一点鎖線で
示すように中間板30が配置される。そのため中間板30が
セパレータ板10の冷却水流路20の底板として働くことと
なる。
【００２０】図７は、前述したセパレータを用いた燃料
電池の分解組立図である。本燃料電池は、燃料電池セル
を二枚のセパレータで夾んだものを一ユニットとしてい
る。燃料電池セルは固体電解質40を二枚の触媒電極41で
夾んだ構成をなす。ここで、固体電解質40にも、ガスお
よび冷却水の流通、さらには組み立てのための開口部42
〜47およびボルト孔48がそれぞれ設けられている。一方
セパレータは、二枚のセパレータ板10，10' を中間板30
を夾んで背中合わせに配置した構成を取っている。な
お、図では下側のセパレータについては、便宜上セパレ
ータ板10" のみを示している。
電池の分解組立図である。本燃料電池は、燃料電池セル
を二枚のセパレータで夾んだものを一ユニットとしてい
る。燃料電池セルは固体電解質40を二枚の触媒電極41で
夾んだ構成をなす。ここで、固体電解質40にも、ガスお
よび冷却水の流通、さらには組み立てのための開口部42
〜47およびボルト孔48がそれぞれ設けられている。一方
セパレータは、二枚のセパレータ板10，10' を中間板30
を夾んで背中合わせに配置した構成を取っている。な
お、図では下側のセパレータについては、便宜上セパレ
ータ板10" のみを示している。
【００２１】図８は、本発明によるセパレータ板を用い
た燃料電池の一部を示す断面図であり、特に燃料ガスで
ある水素ガスの流れを示すものである。図の燃料電池50
においては、セパレータ板10の開口部11および12、中間
板30の開口部31および固体電解質40の開口部42によって
水素マニホールド51が形成される。また、水素ガス流路
18は、セパレータ板10と、その真上にある燃料電池セル
の触媒電極41との間に形成される。図示しない外部の水
素供給源から供給された水素ガスは、図に矢印で示すよ
うにマニホールド51を経て水素ガス流路18へと流れる。
た燃料電池の一部を示す断面図であり、特に燃料ガスで
ある水素ガスの流れを示すものである。図の燃料電池50
においては、セパレータ板10の開口部11および12、中間
板30の開口部31および固体電解質40の開口部42によって
水素マニホールド51が形成される。また、水素ガス流路
18は、セパレータ板10と、その真上にある燃料電池セル
の触媒電極41との間に形成される。図示しない外部の水
素供給源から供給された水素ガスは、図に矢印で示すよ
うにマニホールド51を経て水素ガス流路18へと流れる。
【００２２】図９は、本発明によるセパレータ板を用い
た燃料電池の一部を示す断面図であり、特に酸化剤ガス
である空気の流れを示すものである。図の燃料電池50に
おいては、セパレータ板10の開口部11および12、中間板
30の開口部31および固体電解質40の開口部43によって水
素マニホールド52が形成される。また、空気流路18は、
セパレータ板10と、その真上にある燃料電池セルの触媒
電極41との間に形成される。図示しない外部の空気供給
源から供給された空気は、図に矢印で示すようにマニホ
ールド52を経て空気流路18へと流れる。
た燃料電池の一部を示す断面図であり、特に酸化剤ガス
である空気の流れを示すものである。図の燃料電池50に
おいては、セパレータ板10の開口部11および12、中間板
30の開口部31および固体電解質40の開口部43によって水
素マニホールド52が形成される。また、空気流路18は、
セパレータ板10と、その真上にある燃料電池セルの触媒
電極41との間に形成される。図示しない外部の空気供給
源から供給された空気は、図に矢印で示すようにマニホ
ールド52を経て空気流路18へと流れる。
【００２３】図10も、本発明によるセパレータ板を用い
た燃料電池の一部を示す断面図であり、特に冷却水の流
れを示すものである。図の燃料電池50においては、セパ
レータ板10の開口部15、中間板30の開口部35および固体
電解質40の開口部46によって冷却水マニホールド53が形
成される。また、冷却水路55は、セパレータ板10と、そ
の背面に取り付けた中間板30との間に形成される。図で
は、冷却水路55は、ガス流路18とは、ガス流路18の壁を
介して隣接している。このように冷却水路55を設けるこ
とにより、燃料電池セルを効果的に冷却することができ
る。冷却に際しては、図示しない外部の冷却水供給源か
ら供給された冷却水は、図に矢印で示すようにマニホー
ルド53を経て流路入口部20a から流路20へと流入し、さ
らに開口部38から案内路54を通過して水路55を流れる。
た燃料電池の一部を示す断面図であり、特に冷却水の流
れを示すものである。図の燃料電池50においては、セパ
レータ板10の開口部15、中間板30の開口部35および固体
電解質40の開口部46によって冷却水マニホールド53が形
成される。また、冷却水路55は、セパレータ板10と、そ
の背面に取り付けた中間板30との間に形成される。図で
は、冷却水路55は、ガス流路18とは、ガス流路18の壁を
介して隣接している。このように冷却水路55を設けるこ
とにより、燃料電池セルを効果的に冷却することができ
る。冷却に際しては、図示しない外部の冷却水供給源か
ら供給された冷却水は、図に矢印で示すようにマニホー
ルド53を経て流路入口部20a から流路20へと流入し、さ
らに開口部38から案内路54を通過して水路55を流れる。
【００２４】図11は、本発明による燃料電池用セパレー
タのセパレータ板の第二の例を示すものである。図示の
セパレータ板60も、前述したセパレータ板10と同様に複
数のガス流路68および冷却水流路70，71を有する。前述
のセパレータ板10との違いは、ガス流路68の経路の形
状、特に折れ曲がりの方向が異なるのみである。
タのセパレータ板の第二の例を示すものである。図示の
セパレータ板60も、前述したセパレータ板10と同様に複
数のガス流路68および冷却水流路70，71を有する。前述
のセパレータ板10との違いは、ガス流路68の経路の形
状、特に折れ曲がりの方向が異なるのみである。
【００２５】図12は、本発明による燃料電池用セパレー
タのセパレータ板の第３の例を示すものである。図示の
セパレータ板80も、前述した各セパレータ板と同様に複
数のガス流路88および冷却水流路90，91を有する。この
セパレータ板80では、ガス流路の両端が、対辺上で向か
い合う二つの開口部81，83とそれぞれ接続している。な
お、本セパレータ板80を用いてセパレータを形成する場
合には、双方のセパレータ板80を上下かつ表裏に反転さ
せた状態で中間板22を夾む。
タのセパレータ板の第３の例を示すものである。図示の
セパレータ板80も、前述した各セパレータ板と同様に複
数のガス流路88および冷却水流路90，91を有する。この
セパレータ板80では、ガス流路の両端が、対辺上で向か
い合う二つの開口部81，83とそれぞれ接続している。な
お、本セパレータ板80を用いてセパレータを形成する場
合には、双方のセパレータ板80を上下かつ表裏に反転さ
せた状態で中間板22を夾む。
【００２６】以上説明したように、本発明によれば、燃
料電池セルの冷却を、追加の部材を必要とすることなし
に効果的に行うことができ、燃料電池の性能や効率を向
上させることが可能であり、また、その製造も比較的簡
易に行うことができるので、燃料電池製造コストの低減
化にも寄与することができる。
料電池セルの冷却を、追加の部材を必要とすることなし
に効果的に行うことができ、燃料電池の性能や効率を向
上させることが可能であり、また、その製造も比較的簡
易に行うことができるので、燃料電池製造コストの低減
化にも寄与することができる。
【００２７】なお、本発明は上述した例に限定されるも
のではない。例えばセパレータ板におけるガス流路の形
状や本数も種々の形態を取ることが可能であり、またこ
れに伴ってガス用および冷却水用開口部の位置や数など
も任意に設定することができる。
のではない。例えばセパレータ板におけるガス流路の形
状や本数も種々の形態を取ることが可能であり、またこ
れに伴ってガス用および冷却水用開口部の位置や数など
も任意に設定することができる。
【図１】 本発明による燃料電池用セパレータを構成す
るセパレータ板を示す平面図である。
るセパレータ板を示す平面図である。
【図２】 本発明による燃料電池用セパレータを構成す
る中間板を示す平面図である。
る中間板を示す平面図である。
【図３】 図１に示すセパレータ板のガス流路端部近傍
を拡大して示す斜視図である。
を拡大して示す斜視図である。
【図４】 図１に示すセパレータ板のガス流路の断面図
である。
である。
【図５】 図１に示すセパレータ板の冷却水流路端部近
傍を拡大して示す斜視図である。
傍を拡大して示す斜視図である。
【図６】 図１に示すセパレータ板の冷却水流路の断面
図である。
図である。
【図７】 本発明による燃料電池用セパレータを用いた
燃料電池の単位ユニットの分解組立図である。
燃料電池の単位ユニットの分解組立図である。
【図８】 図７の燃料電池における水素ガスの流れを示
す断面図である。
す断面図である。
【図９】 図７の燃料電池における空気の流れを示す断
面図である。
面図である。
【図１０】 図７の燃料電池における冷却水の流れを示
す断面図である。
す断面図である。
【図１１】 本発明による燃料電池用セパレータを構成
するセパレータ板の第二の例を示す平面図である。
するセパレータ板の第二の例を示す平面図である。
【図１２】 本発明による燃料電池用セパレータを構成
するセパレータ板の第三の例を示す平面図である。
するセパレータ板の第三の例を示す平面図である。
【図１３】 従来の燃料電池用セパレータの一例を示す
平面図である。
平面図である。
【図１４】 図１３のセパレータを用いた燃料電池の一
部を示す断面図である。
部を示す断面図である。
10，60，80，101 セパレータ板 11〜14，31〜34，42〜45 ガス流通用開口部 15，16，35，36，46，47 冷却水流通用開口部 17，37，48，67，87，106 ，110 ボルト孔 18，68，88，123 ガス流路 19，69，89 畝部 20，21，70，71，90，91 冷却水流路 30 中間板 38 冷却水孔 40，121 固体電解質 41，122 触媒電極 50，120 燃料電池 51 水素マニホールド 52 空気マニホールド 53 冷却水マニホールド 54 冷却水案内路 55 冷却水路 102 セパレータ枠 103，104 突起 105，108 マニホールド 107 開口部 109 ガス流路孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中鉢 実則 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC03 CC08
Claims (3)
- 【請求項１】 固体電解質の両側に電極を配した燃料電
池セルを複数積層してなる燃料電池において、前記燃料
電池セルの間に介挿される、燃料ガスおよび酸化剤ガス
を前記燃料電池セルに供給する流路を設けた燃料電池用
セパレータであって、 平板上に、矩形断面を有し互いに隣接するように配置し
た多数の凹型のガス流路、燃料ガスまたは酸化剤ガスを
流通させる複数のガス流通用開口部、冷却水を流通させ
る冷却水流路およびこの冷却水流路と接続した冷却水流
通用開口部を設け、前記ガス流路の一端を前記ガス流通
用開口部の一つと、他端を前記ガス流通用開口部の他の
一つとそれぞれ接続させた第一および第二のセパレータ
板と、 前記各セパレータ板の前記各開口部とそれぞれ位置合わ
せされた複数の開口部および前記冷却水流路と連通する
冷却水孔を設けた中間板とを具え、 前記第一および第二のセパレータ板を、前記ガス流路が
前記燃料電池セルに接し、このガス流路と前記燃料電池
セルとにより形成される空間内を燃料ガスまたは酸化剤
ガスが流通するように、前記中間板を挟んで背中合わせ
に配置し、 互いに隣接するガス流路間を仕切る壁面の裏側部分と前
記中間板との間に形成される空間と、前記冷却水流路
と、前記冷却水孔とを連通させ、この空間内に冷却水を
流通させることを特徴とする、燃料電池用セパレータ。 - 【請求項２】 請求項１記載のセパレータにおいて、 前記凹型のガス流路が前記開口部と対面する箇所におい
て、互いに隣接するガス流路間を仕切る壁面の端部を閉
鎖させ、当該壁面の内側への燃料ガスまたは酸化剤ガス
の流入を防ぐようにしたことを特徴とする燃料電池用セ
パレータ。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のセパレータを具
える燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11031016A JP2000228207A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11031016A JP2000228207A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228207A true JP2000228207A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12319750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11031016A Pending JP2000228207A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000228207A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2816448A1 (fr) * | 2000-11-09 | 2002-05-10 | Technicatome | Plaque bipolaire a deux plaques metalliques et structures gaufrees pour pile a combustible |
| JP2002280011A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-27 | Shikoku Res Inst Inc | 固体高分子形燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| JP2003178776A (ja) * | 2001-10-01 | 2003-06-27 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| US6833213B2 (en) | 2001-06-14 | 2004-12-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator for a fuel cell |
| FR2863780A1 (fr) * | 2003-12-15 | 2005-06-17 | Helion | Plaque d'alimentation d'une cellule de pile a combustible a circulations coplanaires. |
| US6939639B2 (en) | 2001-10-01 | 2005-09-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell separator |
| WO2006101260A1 (ja) * | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| EP1852931A1 (en) | 2006-05-03 | 2007-11-07 | Samsung SDI Co., Ltd. | Separator for Fuel Cell |
| US8012645B2 (en) | 2005-12-16 | 2011-09-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator of fuel cell |
| JP2015521788A (ja) * | 2012-06-26 | 2015-07-30 | パワーセル スウェーデン アーベー | 燃料電池用流れ場プレート |
-
1999
- 1999-02-09 JP JP11031016A patent/JP2000228207A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2816448A1 (fr) * | 2000-11-09 | 2002-05-10 | Technicatome | Plaque bipolaire a deux plaques metalliques et structures gaufrees pour pile a combustible |
| JP2002280011A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-27 | Shikoku Res Inst Inc | 固体高分子形燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| US6833213B2 (en) | 2001-06-14 | 2004-12-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator for a fuel cell |
| DE10226388B4 (de) * | 2001-06-14 | 2010-06-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Verfahren zum Betreiben einer Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle |
| US6939639B2 (en) | 2001-10-01 | 2005-09-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell separator |
| JP2003178776A (ja) * | 2001-10-01 | 2003-06-27 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| FR2863780A1 (fr) * | 2003-12-15 | 2005-06-17 | Helion | Plaque d'alimentation d'une cellule de pile a combustible a circulations coplanaires. |
| JP2007514286A (ja) * | 2003-12-15 | 2007-05-31 | エリオン | 同一面での循環を伴う燃料電池用のフィードプレート |
| US7659020B2 (en) | 2003-12-15 | 2010-02-09 | Helion | Power supply plate for a coplanar circuit fuel cell |
| WO2005060032A1 (fr) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Helion | Plaque d'alimentation d'une cellule de pile a combustible a circulations coplanaires |
| WO2006101260A1 (ja) * | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| US9099693B2 (en) | 2005-03-23 | 2015-08-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell and fuel cell separator |
| DE112006000674B4 (de) * | 2005-03-23 | 2017-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzelle und Brennstoffzellen-Separator |
| US8012645B2 (en) | 2005-12-16 | 2011-09-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator of fuel cell |
| EP1852931A1 (en) | 2006-05-03 | 2007-11-07 | Samsung SDI Co., Ltd. | Separator for Fuel Cell |
| JP2007299726A (ja) * | 2006-05-03 | 2007-11-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池用セパレータ |
| JP2015521788A (ja) * | 2012-06-26 | 2015-07-30 | パワーセル スウェーデン アーベー | 燃料電池用流れ場プレート |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070821 |
|
| A02 | Decision of refusal |
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