JP2002270201A - 燃料電池用のガス分離板 - Google Patents
燃料電池用のガス分離板Info
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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】
【課題】 ガス分離板の燃料ガス通路および酸化ガス通
路の形状を改良して、ガス流による水の排出効率を高め
ることによって、燃料電池の出力の安定性向上および長
寿命化を可能にする。 【解決手段】 このガス分離板１２ａでは、燃料ガス１
８を通す各燃料ガス通路１４の幅を、幅の大きい広幅部
１４ａと幅の小さい狭幅部１４ｂとが交互に生じるよう
に波うたせている。同様に、酸化ガス２０を通す各酸化
ガス通路１６の幅も、幅の大きい広幅部１６ａと幅の小
さい狭幅部１６ｂとが交互に生じるように波うたせてい
る。
路の形状を改良して、ガス流による水の排出効率を高め
ることによって、燃料電池の出力の安定性向上および長
寿命化を可能にする。 【解決手段】 このガス分離板１２ａでは、燃料ガス１
８を通す各燃料ガス通路１４の幅を、幅の大きい広幅部
１４ａと幅の小さい狭幅部１４ｂとが交互に生じるよう
に波うたせている。同様に、酸化ガス２０を通す各酸化
ガス通路１６の幅も、幅の大きい広幅部１６ａと幅の小
さい狭幅部１６ｂとが交互に生じるように波うたせてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電解質膜を二つ
の電極で挟んで成る単位燃料電池を複数積層して燃料電
池（例えば固体高分子膜型の燃料電池）を構成するとき
に当該燃料電池間に挟んで使用されるガス分離板（セパ
レータとも呼ばれる）に関し、より具体的には、当該ガ
ス分離板の燃料ガス通路および酸化ガス通路の形状を改
良することによって、燃料電池の出力の安定性向上およ
び長寿命化を可能にする技術に関する。
の電極で挟んで成る単位燃料電池を複数積層して燃料電
池（例えば固体高分子膜型の燃料電池）を構成するとき
に当該燃料電池間に挟んで使用されるガス分離板（セパ
レータとも呼ばれる）に関し、より具体的には、当該ガ
ス分離板の燃料ガス通路および酸化ガス通路の形状を改
良することによって、燃料電池の出力の安定性向上およ
び長寿命化を可能にする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子膜型の燃料電池に関しては、
既に幾つかの特許出願が成されている（例えば特開平２
０００−２６０４３９号公報参照）。
既に幾つかの特許出願が成されている（例えば特開平２
０００−２６０４３９号公報参照）。
【０００３】このような燃料電池の構造の一例を図７に
示す。この燃料電池２は、電解質膜６を二つの電極８、
１０で挟んで成る単位燃料電池４を、間にガス分離板１
２を挟んで、複数積層した構造をしている。この燃料電
池２を使用する方向、即ち横にして使用するか縦にして
使用するか、あるいは斜めにして使用するかは任意であ
る。
示す。この燃料電池２は、電解質膜６を二つの電極８、
１０で挟んで成る単位燃料電池４を、間にガス分離板１
２を挟んで、複数積層した構造をしている。この燃料電
池２を使用する方向、即ち横にして使用するか縦にして
使用するか、あるいは斜めにして使用するかは任意であ
る。
【０００４】電解質膜６は、水素イオンのみを透過する
イオン交換性の固体高分子電解質膜である。電極８、１
０は後述するガス１８、２０が浸入する多孔質のもので
あり、この例では８が正電極、１０が負電極となる。
イオン交換性の固体高分子電解質膜である。電極８、１
０は後述するガス１８、２０が浸入する多孔質のもので
あり、この例では８が正電極、１０が負電極となる。
【０００５】ガス分離板１２は、図８および図９も参照
して、水素を含む燃料ガス１８を通す複数列の燃料ガス
通路１４を一方の面に有し、酸素を含む酸化ガス２０を
通す複数列の酸化ガス通路１６を他方の面に有する。両
ガス通路１４、１６は、図に示すように、ガス分離板１
２の表裏において交互に配置されている。各燃料ガス通
路１４の幅Ｗ5 は、燃料ガス１８の流通方向において一
定であり、各酸化ガス通路１６の幅Ｗ6 も、酸化ガス２
０の流通方向において一定である。なお、図９では、図
示の簡略化のために、ガス分離板１２の板厚は線で示し
ている。
して、水素を含む燃料ガス１８を通す複数列の燃料ガス
通路１４を一方の面に有し、酸素を含む酸化ガス２０を
通す複数列の酸化ガス通路１６を他方の面に有する。両
ガス通路１４、１６は、図に示すように、ガス分離板１
２の表裏において交互に配置されている。各燃料ガス通
路１４の幅Ｗ5 は、燃料ガス１８の流通方向において一
定であり、各酸化ガス通路１６の幅Ｗ6 も、酸化ガス２
０の流通方向において一定である。なお、図９では、図
示の簡略化のために、ガス分離板１２の板厚は線で示し
ている。
【０００６】図８を参照して、ガス分離板１２の周縁部
には、各燃料ガス通路１４に一括して燃料ガス１８を供
給し排出するための燃料ガス流通穴２２と、各酸化ガス
通路１６に一括して酸化ガス２０を供給し排出するため
の酸化ガス流通穴２４と、燃料電池２を冷却する冷却媒
体（例えば冷却水）を流すための冷却媒体流通穴２６と
が設けられている。但し、これらの穴をどのように設け
るかは、この発明の本質に影響するものではない。
には、各燃料ガス通路１４に一括して燃料ガス１８を供
給し排出するための燃料ガス流通穴２２と、各酸化ガス
通路１６に一括して酸化ガス２０を供給し排出するため
の酸化ガス流通穴２４と、燃料電池２を冷却する冷却媒
体（例えば冷却水）を流すための冷却媒体流通穴２６と
が設けられている。但し、これらの穴をどのように設け
るかは、この発明の本質に影響するものではない。
【０００７】再び図７を参照して、各単位燃料電池４に
おいては、負電極１０には燃料ガス１８が接し、この負
電極１０では燃料ガス１８中の水素（Ｈ2 ）が水素イオ
ンと電子とに分離され、水素イオンは電解質膜６を通し
て正電極８に移動し、電子は外部の負荷（図示省略）を
通して正電極８に移動する。正電極８には酸化ガス２０
が接し、この正電極８では上記水素イオンおよび電子と
酸化ガス２０中の酸素（Ｏ2 ）とが結合して水（Ｈ
2Ｏ）が生成される。このような作用（発電作用）によ
って、正電極８から外部の負荷を通して負電極１０へ電
流を流すことができる。
おいては、負電極１０には燃料ガス１８が接し、この負
電極１０では燃料ガス１８中の水素（Ｈ2 ）が水素イオ
ンと電子とに分離され、水素イオンは電解質膜６を通し
て正電極８に移動し、電子は外部の負荷（図示省略）を
通して正電極８に移動する。正電極８には酸化ガス２０
が接し、この正電極８では上記水素イオンおよび電子と
酸化ガス２０中の酸素（Ｏ2 ）とが結合して水（Ｈ
2Ｏ）が生成される。このような作用（発電作用）によ
って、正電極８から外部の負荷を通して負電極１０へ電
流を流すことができる。
【０００８】このような燃料電池２の出力電圧は、単位
燃料電池４の積層数によって変えることができ、燃料電
池２の出力電流は、各単位燃料電池４の面積によって変
えることができる。
燃料電池４の積層数によって変えることができ、燃料電
池２の出力電流は、各単位燃料電池４の面積によって変
えることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記燃料電池２を運転
すると、運転時間の経過に伴って、上記ガス分離板１２
の各燃料ガス通路１４および各酸化ガス通路１６に水が
溜まるようになる。具体的には、燃料ガス１８は、電解
質膜６を加湿するために加湿しておくのが普通であり、
その水分が凝縮して燃料ガス通路１４には凝縮水が溜ま
る。一方、正電極８では上述した発電作用によって水が
生成され、この生成水が、当該正電極８に接している酸
化ガス通路１６に溜まる。
すると、運転時間の経過に伴って、上記ガス分離板１２
の各燃料ガス通路１４および各酸化ガス通路１６に水が
溜まるようになる。具体的には、燃料ガス１８は、電解
質膜６を加湿するために加湿しておくのが普通であり、
その水分が凝縮して燃料ガス通路１４には凝縮水が溜ま
る。一方、正電極８では上述した発電作用によって水が
生成され、この生成水が、当該正電極８に接している酸
化ガス通路１６に溜まる。
【００１０】このようにして各燃料ガス通路１４および
各酸化ガス通路１６に水が溜まり、それが多くなると、
その水に邪魔されて、各ガス１８、２０が各電極８、１
０に接しにくくなるので、反応面積が減り、発電性能が
低下し、出力が低下する。また、上記水によってガス分
離板１２が腐食しやすくなるので、ガス分離板１２ひい
ては燃料電池２の寿命も短くなる。
各酸化ガス通路１６に水が溜まり、それが多くなると、
その水に邪魔されて、各ガス１８、２０が各電極８、１
０に接しにくくなるので、反応面積が減り、発電性能が
低下し、出力が低下する。また、上記水によってガス分
離板１２が腐食しやすくなるので、ガス分離板１２ひい
ては燃料電池２の寿命も短くなる。
【００１１】ところが、従来のガス分離板１２では、各
燃料ガス通路１４および各酸化ガス通路１６は、上述し
たように幅Ｗ5 、Ｗ6 が一定の単なる直線状であり、上
記凝縮水や生成水を効率的に排出するための工夫は何ら
成されていない。このような単なる直線状のガス通路１
４、１６では、そこを流れるガス１８、２０の流速はど
こも同じであり、上記水は、ガス１８、２０の流れによ
ってその流れ方向に押し広げられて壁面に膜状にべった
りと付着した状態になりやすいので、ガス１８、２０の
流れによる水の排出の効率はあまり良くない。
燃料ガス通路１４および各酸化ガス通路１６は、上述し
たように幅Ｗ5 、Ｗ6 が一定の単なる直線状であり、上
記凝縮水や生成水を効率的に排出するための工夫は何ら
成されていない。このような単なる直線状のガス通路１
４、１６では、そこを流れるガス１８、２０の流速はど
こも同じであり、上記水は、ガス１８、２０の流れによ
ってその流れ方向に押し広げられて壁面に膜状にべった
りと付着した状態になりやすいので、ガス１８、２０の
流れによる水の排出の効率はあまり良くない。
【００１２】そのために、従来のガス分離板１２には、
燃料電池２の出力の安定性および寿命を維持する上で改
善の余地があった。
燃料電池２の出力の安定性および寿命を維持する上で改
善の余地があった。
【００１３】そこでこの発明は、上記のようなガス分離
板の燃料ガス通路および酸化ガス通路の形状を改善し
て、ガス流による水の排出効率を高めることによって、
燃料電池の出力の安定性向上および長寿命化を可能にす
ることを主たる目的とする。
板の燃料ガス通路および酸化ガス通路の形状を改善し
て、ガス流による水の排出効率を高めることによって、
燃料電池の出力の安定性向上および長寿命化を可能にす
ることを主たる目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明のガス分離板
は、前記各燃料ガス通路および各酸化ガス通路の幅を、
幅の大きい広幅部と幅の小さい狭幅部とが交互に生じる
ように波うたせていることを特徴としている。
は、前記各燃料ガス通路および各酸化ガス通路の幅を、
幅の大きい広幅部と幅の小さい狭幅部とが交互に生じる
ように波うたせていることを特徴としている。
【００１５】上記ガス分離板によれば、各燃料ガス通路
および各酸化ガス通路において、その各狭幅部を流れる
ガスの流速が各広幅部のそれよりも大きくなる。これ
は、流量を一定とすると、ガスの流速はガス流路の断面
積に反比例するからである。
および各酸化ガス通路において、その各狭幅部を流れる
ガスの流速が各広幅部のそれよりも大きくなる。これ
は、流量を一定とすると、ガスの流速はガス流路の断面
積に反比例するからである。
【００１６】従って、各燃料ガス通路および各酸化ガス
通路に溜まろうとする水は、各ガス通路の各広幅部で
は、そこを流れるガスの流速が狭幅部に比べて小さいの
で水滴状に成長しやすく、この水滴がある程度成長する
と、ガス流によって下流へ押し流されて狭幅部に達す
る。この狭幅部では、そこを流れるガスの流速が広幅部
に比べて大きいので、あたかもノズルのようになり、こ
の大きな流速によって水滴を下流側へ吹き飛ばすことが
できる。水滴が狭幅部を多く塞ぐほど、ガスの流速が大
きくなるので、吹き飛ばす力は大きくなる。
通路に溜まろうとする水は、各ガス通路の各広幅部で
は、そこを流れるガスの流速が狭幅部に比べて小さいの
で水滴状に成長しやすく、この水滴がある程度成長する
と、ガス流によって下流へ押し流されて狭幅部に達す
る。この狭幅部では、そこを流れるガスの流速が広幅部
に比べて大きいので、あたかもノズルのようになり、こ
の大きな流速によって水滴を下流側へ吹き飛ばすことが
できる。水滴が狭幅部を多く塞ぐほど、ガスの流速が大
きくなるので、吹き飛ばす力は大きくなる。
【００１７】下流側へ吹き飛ばされた水は、その一部は
ガス流に乗ってより下流側へと一気に移動し、残りは広
幅部に溜まって上記と同様にして水滴状に成長する。以
降は、上記のような作用が繰り返される。
ガス流に乗ってより下流側へと一気に移動し、残りは広
幅部に溜まって上記と同様にして水滴状に成長する。以
降は、上記のような作用が繰り返される。
【００１８】このようにして、各燃料ガス通路および各
酸化ガス通路においては、水を各広幅部において水滴状
に成長させることと、その水滴を各狭幅部においてガス
流によって下流側へ吹き飛ばすこととが行われるので、
従来の単なる直線状のガス通路を有するガス分離板に比
べて、ガス流による水の排出効率を高めることができ
る。その結果、燃料電池の出力の安定性向上および長寿
命化が可能になる。
酸化ガス通路においては、水を各広幅部において水滴状
に成長させることと、その水滴を各狭幅部においてガス
流によって下流側へ吹き飛ばすこととが行われるので、
従来の単なる直線状のガス通路を有するガス分離板に比
べて、ガス流による水の排出効率を高めることができ
る。その結果、燃料電池の出力の安定性向上および長寿
命化が可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るガス分離
板の一例を示す平面図である。図２は、図１のガス分離
板の拡大断面図であり、（１）はＡ−Ａ断面、（２）は
Ｂ−Ｂ断面を部分的に示す。図３は、図１のガス分離板
の拡大断面図であり、（１）はＣ−Ｃ断面、（２）はＤ
−Ｄ断面を示す。なお、図２および図３では、図示の簡
略化のために、ガス分離板１２ａの板厚は線で示してい
る（後述する図４〜図６においても同様）。図８に示し
た従来例と同一または相当する部分には同一符号を付
し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明す
る。また、燃料電池としての構造は、例えば図７と同様
であるので当該図およびその前記説明を参照するものと
し、ここでは重複説明を省略する。この場合、図７中の
ガス分離板１２の代わりに以下のガス分離板１２ａを用
いる。
板の一例を示す平面図である。図２は、図１のガス分離
板の拡大断面図であり、（１）はＡ−Ａ断面、（２）は
Ｂ−Ｂ断面を部分的に示す。図３は、図１のガス分離板
の拡大断面図であり、（１）はＣ−Ｃ断面、（２）はＤ
−Ｄ断面を示す。なお、図２および図３では、図示の簡
略化のために、ガス分離板１２ａの板厚は線で示してい
る（後述する図４〜図６においても同様）。図８に示し
た従来例と同一または相当する部分には同一符号を付
し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明す
る。また、燃料電池としての構造は、例えば図７と同様
であるので当該図およびその前記説明を参照するものと
し、ここでは重複説明を省略する。この場合、図７中の
ガス分離板１２の代わりに以下のガス分離板１２ａを用
いる。
【００２０】このガス分離板１２ａでは、図４も参照し
て、前述した燃料ガス１８を通す各燃料ガス通路１４の
幅を、大きい幅Ｗ1 の広幅部１４ａと小さい幅Ｗ2 （Ｗ
1 ＞Ｗ2 ）の狭幅部１４ｂとが交互に生じるように波う
たせている。同様に、前述した酸化ガス２０を通す各酸
化ガス通路１６の幅も、大きい幅Ｗ3 の広幅部１６ａと
小さい幅Ｗ4 （Ｗ3 ＞Ｗ4 ）の狭幅部１６ｂとが交互に
生じるように波うたせている。
て、前述した燃料ガス１８を通す各燃料ガス通路１４の
幅を、大きい幅Ｗ1 の広幅部１４ａと小さい幅Ｗ2 （Ｗ
1 ＞Ｗ2 ）の狭幅部１４ｂとが交互に生じるように波う
たせている。同様に、前述した酸化ガス２０を通す各酸
化ガス通路１６の幅も、大きい幅Ｗ3 の広幅部１６ａと
小さい幅Ｗ4 （Ｗ3 ＞Ｗ4 ）の狭幅部１６ｂとが交互に
生じるように波うたせている。
【００２１】各燃料ガス通路１４と各酸化ガス通路１６
とは、前述したように、１枚のガス分離板１２ａの表裏
において交互に配置されているので、一方のガス通路
（例えば燃料ガス通路１４）の幅を上記のように波うた
せれば、他方の酸化ガス通路１６の幅も必然的に逆位相
で波うたせたことになる。
とは、前述したように、１枚のガス分離板１２ａの表裏
において交互に配置されているので、一方のガス通路
（例えば燃料ガス通路１４）の幅を上記のように波うた
せれば、他方の酸化ガス通路１６の幅も必然的に逆位相
で波うたせたことになる。
【００２２】各通路１４、１６の断面形状（図１の線Ａ
−Ａと平行な方向における断面形状）は、例えば図４に
示す例のように方形でも良いし、図５に示す例のように
台形でも良いし、図６に示す例のように丸みを持たせた
（いわゆるアールを付けた）ものでも良い。なお、この
図４〜図６は、広幅部１４ａ、１６ａと狭幅部１４ｂ、
１６ｂとの間であって、燃料ガス通路１４の幅と酸化ガ
ス通路１６の幅とが互いに同じである位置での断面形状
である。図６に示す例のように丸みを持たせたのが、図
１〜図３に示す例である。
−Ａと平行な方向における断面形状）は、例えば図４に
示す例のように方形でも良いし、図５に示す例のように
台形でも良いし、図６に示す例のように丸みを持たせた
（いわゆるアールを付けた）ものでも良い。なお、この
図４〜図６は、広幅部１４ａ、１６ａと狭幅部１４ｂ、
１６ｂとの間であって、燃料ガス通路１４の幅と酸化ガ
ス通路１６の幅とが互いに同じである位置での断面形状
である。図６に示す例のように丸みを持たせたのが、図
１〜図３に示す例である。
【００２３】上記のように各燃料ガス通路１４および各
酸化ガス通路１６の幅を波うたせても、各ガス通路１
４、１６の幅は平均すれば、従来例の場合と同程度を確
保することができるので、各電極８、１０に各ガス１
８、２０を供給する性能も、従来例と同程度を確保する
ことができる。
酸化ガス通路１６の幅を波うたせても、各ガス通路１
４、１６の幅は平均すれば、従来例の場合と同程度を確
保することができるので、各電極８、１０に各ガス１
８、２０を供給する性能も、従来例と同程度を確保する
ことができる。
【００２４】上記ガス分離板１２ａによれば、各燃料ガ
ス通路１４および各酸化ガス通路１６において、その各
狭幅部１４ｂ、１６ｂを流れるガス１８、２０の流速が
各広幅部１４ａ、１６ａのそれよりも大きくなる。これ
は、流量を一定とすると、ガス１８、２０の流速はガス
流路の断面積に反比例するからであり、各狭幅部１４
ｂ、１６ｂでは、幅が狭いぶんガス流路の断面積が小さ
くなっている。
ス通路１４および各酸化ガス通路１６において、その各
狭幅部１４ｂ、１６ｂを流れるガス１８、２０の流速が
各広幅部１４ａ、１６ａのそれよりも大きくなる。これ
は、流量を一定とすると、ガス１８、２０の流速はガス
流路の断面積に反比例するからであり、各狭幅部１４
ｂ、１６ｂでは、幅が狭いぶんガス流路の断面積が小さ
くなっている。
【００２５】従って、前述したような凝縮または生成に
よって生じて各燃料ガス通路１４および各酸化ガス通路
１６に溜まろうとする水は、各ガス通路１４、１６の各
広幅部１４ａ、１６ａでは、そこを流れるガス１８、２
０の流速が狭幅部１４ｂ、１６ｂに比べて小さいので水
滴状に成長しやすく、この水滴がある程度成長すると、
ガス流によって下流へ押し流されて狭幅部１４ｂ、１６
ｂに達する。この狭幅部１４ｂ、１６ｂでは、そこを流
れるガス１８、２０の流速が広幅部１４ａ、１６ａに比
べて大きいので、あたかもノズルのようになり、この大
きな流速によって水滴を下流側へ吹き飛ばすことができ
る。水滴が狭幅部１４ｂ、１６ｂを多く塞ぐほど、ガス
１８、２０の流速が大きくなるので、吹き飛ばす力は大
きくなる。
よって生じて各燃料ガス通路１４および各酸化ガス通路
１６に溜まろうとする水は、各ガス通路１４、１６の各
広幅部１４ａ、１６ａでは、そこを流れるガス１８、２
０の流速が狭幅部１４ｂ、１６ｂに比べて小さいので水
滴状に成長しやすく、この水滴がある程度成長すると、
ガス流によって下流へ押し流されて狭幅部１４ｂ、１６
ｂに達する。この狭幅部１４ｂ、１６ｂでは、そこを流
れるガス１８、２０の流速が広幅部１４ａ、１６ａに比
べて大きいので、あたかもノズルのようになり、この大
きな流速によって水滴を下流側へ吹き飛ばすことができ
る。水滴が狭幅部１４ｂ、１６ｂを多く塞ぐほど、ガス
１８、２０の流速が大きくなるので、吹き飛ばす力は大
きくなる。
【００２６】下流側へ吹き飛ばされた水は、その一部は
ガス流に乗ってより下流側へと一気に移動し、残りは広
幅部１４ａ、１６ａに溜まって上記と同様にして水滴状
に成長する。以降は、上記のような作用が繰り返され
る。このような作用が、各ガス通路１４、１６のガス流
方向の全体に亘って行われる。
ガス流に乗ってより下流側へと一気に移動し、残りは広
幅部１４ａ、１６ａに溜まって上記と同様にして水滴状
に成長する。以降は、上記のような作用が繰り返され
る。このような作用が、各ガス通路１４、１６のガス流
方向の全体に亘って行われる。
【００２７】このようにして、各燃料ガス通路１４およ
び各酸化ガス通路１６においては、水を各広幅部１４
ａ、１６ａにおいて水滴状に成長させることと、その水
滴を各狭幅部１４ｂ、１６ｂにおいてガス流によって下
流側へ吹き飛ばすこととが行われるので、従来の単なる
直線状のガス通路を有するガス分離板１２に比べて、ガ
ス流による水の排出効率を高めることができる。その結
果、各ガス通路１４、１６に水が溜まることによる前述
した不都合、即ち燃料電池２（図７参照）の運転時間経
過に伴う出力低下およびガス分離板１２ａの腐食を防い
で、燃料電池２の出力の安定性向上および長寿命化が可
能になる。
び各酸化ガス通路１６においては、水を各広幅部１４
ａ、１６ａにおいて水滴状に成長させることと、その水
滴を各狭幅部１４ｂ、１６ｂにおいてガス流によって下
流側へ吹き飛ばすこととが行われるので、従来の単なる
直線状のガス通路を有するガス分離板１２に比べて、ガ
ス流による水の排出効率を高めることができる。その結
果、各ガス通路１４、１６に水が溜まることによる前述
した不都合、即ち燃料電池２（図７参照）の運転時間経
過に伴う出力低下およびガス分離板１２ａの腐食を防い
で、燃料電池２の出力の安定性向上および長寿命化が可
能になる。
【００２８】各燃料ガス通路１４に凝縮して溜まる水の
量は、燃料ガス１８の加湿度を調整することによってあ
る程度は調整することができるけれども、各酸化ガス通
路１６に発電作用によって生成して溜まる水は、燃料電
池２の発電出力を多くするほど多く溜まる。従って従来
は、この各酸化ガス通路１６に溜まる水の方が厄介であ
ったけれども、このガス分離板１２ａによれば、この各
酸化ガス通路１６に溜まろうとする水も、上記のような
作用によって効率良く排出することができる。この点
が、特に、従来例に比べて大きな特長である。従って、
燃料電池２の発電出力を多くすることに対しても容易に
対応することができる。
量は、燃料ガス１８の加湿度を調整することによってあ
る程度は調整することができるけれども、各酸化ガス通
路１６に発電作用によって生成して溜まる水は、燃料電
池２の発電出力を多くするほど多く溜まる。従って従来
は、この各酸化ガス通路１６に溜まる水の方が厄介であ
ったけれども、このガス分離板１２ａによれば、この各
酸化ガス通路１６に溜まろうとする水も、上記のような
作用によって効率良く排出することができる。この点
が、特に、従来例に比べて大きな特長である。従って、
燃料電池２の発電出力を多くすることに対しても容易に
対応することができる。
【００２９】上記のようなガス分離板１２ａは、例え
ば、ステンレス鋼板をプレス成形することによって製作
することができる。各穴２２、２４、２６は、必要に応
じて、例えば打ち抜きによってあければ良い。プレス成
形による場合、各ガス通路１４、１６の断面形状は、図
４に示す方形よりも図５に示す台形の方が、それよりも
図６および図２に示すように丸みを持たせる方が、角部
の加工がより容易になるので、より好ましい。
ば、ステンレス鋼板をプレス成形することによって製作
することができる。各穴２２、２４、２６は、必要に応
じて、例えば打ち抜きによってあければ良い。プレス成
形による場合、各ガス通路１４、１６の断面形状は、図
４に示す方形よりも図５に示す台形の方が、それよりも
図６および図２に示すように丸みを持たせる方が、角部
の加工がより容易になるので、より好ましい。
【００３０】また、各ガス通路１４、１６の底面角部に
水が溜まることを防止する観点からも、各ガス通路１
４、１６の断面形状は、図４に示す方形よりも図５に示
す台形の方が、それよりも図６および図２に示すように
丸みを持たせる方が、より好ましい。
水が溜まることを防止する観点からも、各ガス通路１
４、１６の断面形状は、図４に示す方形よりも図５に示
す台形の方が、それよりも図６および図２に示すように
丸みを持たせる方が、より好ましい。
【００３１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、各燃料
ガス通路および各酸化ガス通路において、水を各広幅部
において水滴状に成長させることと、その水滴を各狭幅
部においてガス流によって下流側へ吹き飛ばすことの両
作用を奏することができるので、従来の単なる直線状の
ガス通路を有するガス分離板に比べて、ガス流による水
の排出効率を高めることができる。その結果、燃料電池
の出力の安定性向上および長寿命化が可能になる。
ガス通路および各酸化ガス通路において、水を各広幅部
において水滴状に成長させることと、その水滴を各狭幅
部においてガス流によって下流側へ吹き飛ばすことの両
作用を奏することができるので、従来の単なる直線状の
ガス通路を有するガス分離板に比べて、ガス流による水
の排出効率を高めることができる。その結果、燃料電池
の出力の安定性向上および長寿命化が可能になる。
【図１】この発明に係るガス分離板の一例を示す平面図
である。
である。
【図２】図１のガス分離板の拡大断面図であり、（１）
はＡ−Ａ断面、（２）はＢ−Ｂ断面を部分的に示す。
はＡ−Ａ断面、（２）はＢ−Ｂ断面を部分的に示す。
【図３】図１のガス分離板の拡大断面図であり、（１）
はＣ−Ｃ断面、（２）はＤ−Ｄ断面を部分的に示す。
はＣ−Ｃ断面、（２）はＤ−Ｄ断面を部分的に示す。
【図４】この発明に係るガス分離板の他の例を部分的に
拡大して示す斜視図である。
拡大して示す斜視図である。
【図５】この発明に係るガス分離板の断面形状の他の例
を拡大して示す図である。
を拡大して示す図である。
【図６】この発明に係るガス分離板の断面形状の更に他
の例を拡大して示す図である。
の例を拡大して示す図である。
【図７】燃料電池の構造の一例を示す図である。
【図８】従来のガス分離板の一例を示す平面図である。
【図９】図８のガス分離板のＥ−Ｅ断面図である。
２ 燃料電池 ４ 単位燃料電池 ６ 電解質膜 ８ 正電極 １０ 負電極 １２ａ ガス分離板 １４ 燃料ガス通路 １６ 酸化ガス通路 １８ 燃料ガス ２０ 酸化ガス
Claims (1)
- 【請求項１】 電解質膜を二つの電極で挟んで成る単位
燃料電池を複数積層して燃料電池を構成するときに当該
単位燃料電池間に挟んで使用されるものであって、水素
を含む燃料ガスを通す複数の燃料ガス通路を一方の面に
有し、酸素を含む酸化ガスを通す複数の酸化ガス通路を
他方の面に有するガス分離板において、前記各燃料ガス
通路および各酸化ガス通路の幅を、幅の大きい広幅部と
幅の小さい狭幅部とが交互に生じるように波うたせてい
ることを特徴とする燃料電池用のガス分離板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066624A JP2002270201A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 燃料電池用のガス分離板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066624A JP2002270201A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 燃料電池用のガス分離板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002270201A true JP2002270201A (ja) | 2002-09-20 |
Family
ID=18925088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001066624A Pending JP2002270201A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 燃料電池用のガス分離板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002270201A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007504601A (ja) * | 2003-08-29 | 2007-03-01 | ツェントゥルム フューア ゾンネンエネルギー−ウント ヴァッサーシュトッフ−フォルシュング バーデン−ヴァルテムベルク ゲマインニュッツィヒ シュティフトゥング | 燃料電池用のガス供給パネル及びガス供給パネルを有する燃料電池 |
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| JP2015173108A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-10-01 | トヨタ紡織株式会社 | 燃料電池用セパレータ |
| US10944116B2 (en) | 2016-12-02 | 2021-03-09 | Lg Chem, Ltd. | Separator, and fuel cell stack comprising the same |
| JP7455202B2 (ja) | 2019-10-16 | 2024-03-25 | 未勢能源科技有限公司 | 燃料電池 |
-
2001
- 2001-03-09 JP JP2001066624A patent/JP2002270201A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102132449A (zh) * | 2008-11-12 | 2011-07-20 | 松下电器产业株式会社 | 燃料电池 |
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