JP2004185811A - Seal structure for fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池(たとえば、固体高分子電解質型燃料電池などの低温型燃料電池)に関し、とくに燃料電池のシール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
固体高分子電解質型燃料電池は、膜−電極アッセンブリ(MEA:Membrane-Electrode Assembly )とセパレータとの積層体からなる。膜−電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極(アノード、燃料極)および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極(カソード、空気極)とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータとの間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層が設けられる。セパレータには、アノードに燃料ガス(水素)を供給するための燃料ガス流路が形成され、カソードに酸化ガス(酸素、通常は空気)を供給するための酸化ガス流路が形成されている。また、セパレータには冷媒(通常、冷却水)を流すための冷媒流路も形成されている。膜−電極アッセンブリとセパレータを重ねてセルを構成し、少なくとも1つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを配置し、セル積層体をセル積層方向に締め付け、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材(たとえば、テンションプレート)、ボルト・ナットにて固定して、スタックを構成する。
各セルの、アノード側では、水素を水素イオン(プロトン)と電子にする反応が行われ、水素イオンは電解質膜中をカソード側に移動し、カソード側では酸素と水素イオンおよび電子(隣りのMEAのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる)から水を生成するつぎの反応が行われる。
アノード側:H2 →2H+ +2e-
カソード側:2H+ +2e- +(1/2)O2 →H2 O
【0003】
上記反応が正常に行われるように、燃料ガス(水素)、酸化ガス(エア)、冷媒(冷却水)は、シールされる。
図7、図8に示すように、MEAを挟んで対向するセパレータ18間、および膜11とセパレータ18間は接着剤34でシールされ、セル間はガスケット35によりシールされる。セパレータのうち反応ガスマニホールドと発電領域のガス流路とは連通ガス流路32で接続されているが、連通流路にはシーリングプレート33が被せられ、シーリングプレート33と膜11またはセパレータ18間は接着剤34でシールされる。
セパレータ間、および膜とセパレータ間の接着剤によるシールにおいて、シール剤が、連通ガス流路32や、発電領域の反応ガス流路や、反応ガスマニホールドにはみ出したり、回り込んだりすると、連通ガス流路の狭小化、閉塞を生じるので、接着剤のはみ出し、回り込みは抑制されなければならない。
特開2001−110436号公報は、セパレータに段部を設けて、接着剤の、発電領域のガス流路への入り込みを防止するシール構造を開示している。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−110436号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
接着剤の塗布において、図8に示すように、塗布する接着剤34の量が多いと、接着剤34がはみ出し、シーリングプレート33を回り込んで、連通ガス流路32を閉塞するおそれがある。
それを防止するために、図7に示すように、接着剤がはみ出さないように少なめに塗布すると、セルを積層してスタック締結荷重をかけたときに、ガスケット35の反力により、接着剤欠落部でセパレータ18が押されモーメントを受ける。
接着剤を過不足なく塗布することは困難であり、実際には過不足のない量より若干多めに塗布することになる。
その場合、接着剤のはみ出しを防止するために、上記特許文献1に開示のように、セパレータのガスマニホールド縁部にも段部を設けると、セパレータの加工がそれだけ複雑になる。また、ガスマニホールド縁部側と発電領域側との両側に段部を設けた溝加工となり、その溝からはみ出す接着剤はシーリングプレートを押し上げ、シール性の悪化、セル積層における平面度の狂いを生じさせる。
本発明の目的は、接着剤を過不足ない量かそれより若干多めに塗布しても、接着剤がシーリングプレートを回り込んで連通ガス流路に入り込むことを防止できる、燃料電池のシール構造を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、セパレータのガスマニホールド縁部側に段部を設けることを必要としない、燃料電池のシール構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 燃料電池の発電領域のガス流路とガスマニホールドとを接続する連通ガス流路にシーリングプレートを設け、該シーリングプレートと電解質膜との間および該シーリングプレートとセパレータとの間を接着剤によりシールした燃料電池のシール構造であって、前記ガスマニホールド縁部で前記シーリングプレートの前記連通ガス流路と反対側に、接着剤溜まりを設けた燃料電池のシール構造。
(2) 前記接着剤溜まりが、前記シーリングプレートを前記ガスマニホールド内に突出させることにより形成されている(1)記載の燃料電池のシール構造。
(3) 前記接着剤溜まりが、セパレータの前記ガスマニホールド縁部の角部にチャンファまたはR部または後退部を設けることにより形成されている(1)記載の燃料電池のシール構造。
(4) 前記接着剤溜まりが、前記シーリングプレートを前記ガスマニホールド内に突出させるとともに、セパレータの前記ガスマニホールド縁部の角部にチャンファまたはR部または後退部を設けることにより形成されている(1)記載の燃料電池のシール構造。
【0007】
上記(1)〜(4)の燃料電池のシール構造では、ガスマニホールド縁部でシーリングプレートの連通ガス流路と反対側に、接着剤溜まりを設けたので、接着剤を過不足のない量(はみ出さず、かつ、不足しない量)かそれより多く塗布して、接着剤が塗布部位からはみ出しても、接着剤は接着剤溜まりに溜まるだけで、接着剤溜まりから出てシーリングプレートを回り込み連通ガス流路に入り込んでいくことはない。
上記(2)の燃料電池のシール構造では、シーリングプレートをガスマニホールド内に突出させることにより、接着剤溜まりが形成されているので、接着剤溜まりの形成において、セパレータに特別な加工が必要でない。また、シーリングプレートをガスマニホールド内に突出させたので、セルまたはモジュールの段階で、スタックに組み立てる前に、マニホールド部からシーリングプレートのマニホールド内への突出部が見え、シーリングプレートがセルまたはモジュールに組み付けられているかどうかを確認することができる。
上記(3)の燃料電池のシール構造では、セパレータのガスマニホールド縁部の角部にチャンファまたはR部または後退部を設けることにより、接着剤溜まりが形成されているので、セパレータを形成する型のコーナにチャンファまたはR部または後退部を形成する雄形状を設けておくことにより、接着剤溜まりの形成において、セパレータに特別な加工が必要でない。
上記(4)の燃料電池のシール構造では、シーリングプレートをガスマニホールド内に突出させるとともに、セパレータのガスマニホールド縁部の角部にチャンファまたはR部または後退部を設けることにより、接着剤溜まりが形成されているので、接着剤溜まりの形成において、セパレータに特別な加工が必要でない。また、シーリングプレートをガスマニホールド内に突出させたので、セルまたはモジュールの段階で、スタックに組み立てる前に、マニホールド部からシーリングプレートのマニホールド内への突出部が見え、シーリングプレートがセルまたはモジュールに組み付けられているかどうかを確認することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の燃料電池のシール構造を図1〜図5を参照して説明する。
本発明で対象となる燃料電池は低温型燃料電池であり、たとえば固体高分子電解質型燃料電池10である。該燃料電池10は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
【0009】
固体高分子電解質型燃料電池10は、図1、図2に示すように、膜−電極アッセンブリ(MEA:Membrane-Electrode Assembly )とセパレータ18との積層体からなる。膜−電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜11と、この電解質膜の一面に配置された触媒層12からなる電極(アノード、燃料極)14および電解質膜11の他面に配置された触媒層15からなる電極(カソード、空気極)17とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータ18との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層13、16が設けられる。
膜−電極アッセンブリとセパレータ18を重ねてセル19を構成し、少なくとも1つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル20、インシュレータ21、エンドプレート22を配置し、セル積層体をセル積層方向に締め付け、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材(たとえば、テンションプレート24)、ボルト・ナット25にて固定して、スタック23を構成する。
【0010】
セパレータ18は、カーボン、またはメタル、またはメタルと樹脂、または導電性樹脂、の何れか、またはその組み合わせからなる。図示例はカーボンセパレータの場合を示しているが、セパレータ18は、カーボン製に限るものではない。
セパレータ18には、アノード14に燃料ガス(水素)を供給するための燃料ガス流路27が形成され、カソード17に酸化ガス(酸素、通常は空気)を供給するための酸化ガス流路28が形成されている。燃料ガスも酸化ガスも反応ガスである。また、セパレータには冷媒(通常、冷却水)を流すための冷媒流路26も形成されている。冷媒流路26はセル毎に、または複数のセル毎に(たとえば、モジュール毎に)設けられている。
【0011】
図3に示すように、セパレータ18には、セル積層方向に貫通する、冷媒マニホールド29、燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31、が設けられる。
冷媒マニホールド29は入側29aと出側29bを有し、冷媒は入側29aからセル内の冷媒流路26を通って出側29bへ流れる。
燃料ガスマニホールド30は入側30aと出側30bを有し、燃料ガスは入側30aからセル内の燃料ガス流路27を通って出側30bへ流れる。
酸化ガスマニホールド31は入側31aと出側31bを有し、酸化ガスは入側31aからセル内の酸化ガス流路28を通って出側31bへ流れる。
【0012】
図3〜図5に示すように、燃料電池の発電領域のガス流路(燃料ガス流路27、酸化ガス流路28)とガスマニホールド(燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31)とは、連通ガス流路32によって、接続され、互いに連通されている。燃料電池の発電領域とは、電解質膜11と燃料ガス流路27、酸化ガス流路28が存在する領域で、発電が実行される領域である。
この連通ガス流路32には、シーリングプレート33が設けられている。シーリングプレート33は、電解質膜11および拡散層13、16を支持するものでもあるので、支持プレートと呼んでもよい。シーリングプレート33の、拡散層13、16を受け入れる部分33bは、拡散層13、16を受け入れない部分33cに比べて厚さが薄い。シーリングプレート33は、たとえば樹脂製であり、電気的に絶縁性を有する。
【0013】
電解質膜11を挟んで対向するセパレータ18間は、発電領域の周りで、接着剤34により互いにシールされる。隣接するセル19間はガスケット35によってもシールされる。
連通ガス流路32およびその近傍においては、シーリングプレート33と電解質膜11との間およびシーリングプレート33とセパレータ18との間が接着剤34によりシールされる。
接着剤34は、初期は液状であるが、加熱することにより、または所定時間(たとえば、24時間)放置することによって固化する。
【0014】
図3〜図5に示すように、ガスマニホールド(燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31)の縁部で、シーリングプレート33の連通ガス流路32と反対側に、塗布部位からはみ出した接着剤を溜める接着剤溜まり37が設けられている。接着剤溜まり37は、セパレータ18の接着剤塗布溝の端の段部からなるものではない。
【0015】
接着剤溜まり37は、つぎの▲1▼〜▲3▼の何れかによって形成される。
▲1▼ 接着剤溜まり37が、シーリングプレート33をガスマニホールド(燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31)内に突出させ(突出部33a)、突出部33aの、連通ガス流路32と反対側面に形成される。突出部33aのガスマニホールド内面からの突出量は、望ましくは1mm以下で、たとえば約0.5mmである。
▲2▼ 接着剤溜まり37が、セパレータ18のガスマニホールド(燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31)の縁部の角部にチャンファ18aまたはR部または後退部(シーリングプレート33から後退した後退部)を設けることにより形成される。接着剤溜まり37のサイズは、1辺またはR部の半径で、望ましくは1mm以下で、たとえば約0.5mmである。また、セパレータ18の厚さは、カーボンセパレータの場合、約2mmである。
▲3▼ 接着剤溜まり37が、シーリングプレート33をガスマニホールド(燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31)内に突出させるとともに、セパレータ18のガスマニホールド(燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31)の縁部の角部にチャンファ18aまたはR部または後退部(シーリングプレート33から後退した後退部)を設けることにより形成される。この▲3▼は、上記の▲1▼と▲2▼を組み合わせたものである。
【0016】
つぎに、本発明の燃料電池のシール構造の作用を説明する。
ガスマニホールド縁部で、シーリングプレート33の、連通ガス流路32と反対側に、接着剤溜まり37を設けたので、接着剤34を過不足のない量かそれより多く塗布して、スタック23に締結荷重をかけた時に接着剤34が塗布部位からはみ出しても、接着剤34は接着剤溜まり37に溜まるだけである。したがって、接着剤34が接着剤溜まり37から出てシーリングプレート33を回り込み連通ガス流路32に入り込んでいくことはない。これによって、塗布部位からはみ出した接着剤34によって、連通ガス流路32が閉塞されることを防止することができる。
【0017】
シーリングプレート33をガスマニホールド(燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31)内に突出させることにより、接着剤溜まり37が形成されている場合は、接着剤溜まり37の形成において、セパレータ18に特別な加工が必要でない。
また、ガスが突出部33aに向かって流れてくる場合、ガスマニホールドに突出されたシーリングプレート33の突出部33aが、ガスマニホールド内を流れるガスを、連通ガス流路32により多く誘導する。
また、シーリングプレート33をガスマニホールド30、31内に突出させたので、セルまたはモジュールの段階で、スタック23に組み立てる前に、マニホールド30、31部を通してシーリングプレート33のマニホールド30、31内への突出部33aが見え(図6)、シーリングプレート33がセルまたはモジュールに組み付けられているかどうかを、スタック組立前において、容易に確認することができる。
【0018】
セパレータ18のガスマニホールド縁部の角部にチャンファ18aまたはR部または後退部を設けることにより、接着剤溜まり37が形成されている場合は、セパレータ18を形成する型のコーナにチャンファまたはR部または後退部を形成する雄形状を設けておくことにより、セパレータ18の成形時に自動的にチャンファ18aまたはR部または後退部を形成できるので、接着剤溜まり37の形成において、セパレータ18に特別な加工が必要でない。
【0019】
シーリングプレート33をガスマニホールド(燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31)内に突出させるとともに、セパレータ18のガスマニホールド縁部の角部にチャンファ18aまたはR部または後退部を設けることにより、接着剤溜まり37が形成されている場合は、接着剤溜まり37の形成において、セパレータ18に特別な加工が必要でない。
また、ガスが突出部33aに向かって流れてくる場合、ガスマニホールドに突出されたシーリングプレート33の突出部33aが、ガスマニホールド内を流れるガスを、連通ガス流路32により多く誘導する。
また、シーリングプレート33をガスマニホールド30、31内に突出させたので、セルまたはモジュールの段階で、スタック23に組み立てる前に、マニホールド30、31部を通してシーリングプレート33のマニホールド30、31内への突出部33aが見え(図6)、シーリングプレート33がセルまたはモジュールに組み付けられているかどうかを、スタック組立前において、容易に確認することができる。
【0020】
【発明の効果】
請求項1〜4の燃料電池の燃料電池のシール構造によれば、ガスマニホールド縁部でシーリングプレートの連通ガス流路と反対側に、接着剤溜まりを設けたので、接着剤を過不足のない量かそれより多く塗布して、接着剤が塗布部位からはみ出しても、接着剤は接着剤溜まりに溜まるだけであり、接着剤溜まりから出てシーリングプレートを回り込み連通ガス流路に入り込んでいくことを防止できる。
請求項2の燃料電池の燃料電池のシール構造によれば、シーリングプレートをガスマニホールド内に突出させることにより、接着剤溜まりが形成されているので、接着剤溜まりの形成において、セパレータに特別な加工が必要でない。また、シーリングプレートをガスマニホールド内に突出させたので、セルまたはモジュールの段階で、スタックを組み立てる前に、マニホールド部からシーリングプレートのマニホールド内への突出部が見え、シーリングプレートがセルまたはモジュールに組み付けられているかどうかを確認することができる。
請求項3の燃料電池の燃料電池のシール構造によれば、セパレータのガスマニホールド縁部の角部にチャンファまたはR部または後退部を設けることにより、接着剤溜まりが形成されているので、接着剤溜まりの形成において、セパレータに特別な加工が必要でない。
請求項4の燃料電池の燃料電池のシール構造によれば、シーリングプレートをガスマニホールド内に突出させるとともに、セパレータのガスマニホールド縁部の角部にチャンファまたはR部または後退部を設けることにより、接着剤溜まりが形成されているので、接着剤溜まりの形成において、セパレータに特別な加工が必要でない。また、シーリングプレートをガスマニホールド内に突出させたので、セルまたはモジュールの段階で、スタックに組み立てる前に、マニホールド部からシーリングプレートのマニホールド内への突出部が見え、シーリングプレートがセルまたはモジュールに組み付けられているかどうかを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る燃料電池のシール構造が適用される燃料電池スタックの側面図である。
【図2】図1の燃料電池スタックの一部の拡大断面図である。
【図3】図1のうちセルの正面図である。
【図4】図1の燃料電池のシール構造の断面図(図3のA−A線断面図)である。
【図5】図4の燃料電池のシール構造の分解斜視図である。
【図6】ガスマニホールドとガスマニホールド内に突出するシーリングプレート突出部の正面図である。
【図7】従来の燃料電池のシール構造の、接着剤が不足する場合の断面図である。
【図8】従来の燃料電池のシール構造の、接着剤が多過ぎる場合の断面図である。
【符号の説明】
10 (固体高分子電解質型)燃料電池
11 電解質膜
12、15 触媒層
13、16 拡散層
14 電極(アノード、燃料極)
17 電極(カソード、空気極)
18 セパレータ
18a チャンファ
19 セル
20 ターミナル
21 インシュレータ
22 エンドプレート
23 スタック
24 締結部材(テンションプレート)
25 ボルト
26 冷媒流路(冷却水流路)
27 燃料ガス流路
28 酸化ガス流路
29 冷媒マニホールド
29a 入側
29b 出側
30 燃料ガスマニホールド
30a 入側
30b 出側
31 酸化ガスマニホールド
31a 入側
31b 出側
32 連通ガス流路
33 シーリングプレート(支持プレート)
33a 突出部
34 接着剤
35 ガスケット
37 接着剤溜まり[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell (for example, a low-temperature fuel cell such as a solid polymer electrolyte fuel cell), and more particularly to a fuel cell seal structure.
[0002]
[Prior art]
A solid polymer electrolyte fuel cell includes a laminate of a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator. The membrane-electrode assembly includes an electrolyte membrane composed of an ion exchange membrane, an electrode composed of a catalyst layer disposed on one surface of the electrolyte membrane (anode, fuel electrode), and an electrode composed of a catalyst layer disposed on the other surface of the electrolyte membrane ( Cathode, air electrode). Between the membrane-electrode assembly and the separator, diffusion layers are provided on the anode side and the cathode side, respectively. In the separator, a fuel gas passage for supplying fuel gas (hydrogen) to the anode is formed, and an oxidizing gas passage for supplying oxidizing gas (oxygen, usually air) to the cathode. The separator is also formed with a refrigerant flow path for flowing a refrigerant (usually cooling water). A cell is formed by stacking a membrane-electrode assembly and a separator, a module is formed from at least one cell, a module is stacked to form a cell stack, and terminals, insulators, end plates are formed at both ends of the cell stack in the cell stacking direction. The cell stack is clamped in the cell stacking direction, and fixed by fastening members (for example, tension plates), bolts, and nuts extending in the cell stacking direction outside the cell stack.
In each cell, a reaction for converting hydrogen into hydrogen ions (protons) and electrons is performed on the anode side, and the hydrogen ions move through the electrolyte membrane to the cathode side. On the cathode side, oxygen, hydrogen ions, and electrons (neighboring MEA) Next, the following reaction is performed to generate water from electrons generated at the anode of the first electrode through the separator or electrons generated at the anode of the cell at one end in the cell stacking direction through the external circuit to the cathode of the other cell.
Anode side: H 2 → 2H + + 2e −
Cathode side: 2H + + 2e − + (1/2) O 2 → H 2 O
[0003]
The fuel gas (hydrogen), the oxidizing gas (air), and the refrigerant (cooling water) are sealed so that the above reaction is normally performed.
As shown in FIGS. 7 and 8, the
In sealing with an adhesive between the separators and between the membrane and the separator, if the sealing agent protrudes or wraps around the
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-110436 discloses a seal structure in which a step is provided in a separator to prevent the adhesive from entering the gas flow path in the power generation region.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-110436
[Problems to be solved by the invention]
In the application of the adhesive, as shown in FIG. 8, if the amount of the
In order to prevent this, as shown in FIG. 7, when the adhesive is applied in a small amount so as not to protrude, the adhesive is applied by the reaction force of the
It is difficult to apply the adhesive without excess or deficiency, and actually, the adhesive is applied slightly more than the amount without excess or deficiency.
In that case, in order to prevent the adhesive from protruding, if a step portion is provided also at the gas manifold edge of the separator as disclosed in Patent Document 1, the processing of the separator becomes more complicated. In addition, grooves are formed with stepped portions on both sides of the gas manifold edge side and the power generation area side, and the adhesive that protrudes from the grooves pushes up the sealing plate, resulting in poor sealing performance and flatness in cell stacking. Let
An object of the present invention is to provide a fuel cell seal structure that can prevent the adhesive from entering the communication gas flow path by passing around the sealing plate even if the adhesive is applied in an amount that is not excessive or slightly larger. It is to provide.
Another object of the present invention is to provide a fuel cell seal structure that does not require a stepped portion on the gas manifold edge side of the separator.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) A sealing plate is provided in the communication gas flow path connecting the gas flow path in the power generation region of the fuel cell and the gas manifold, and an adhesive is provided between the sealing plate and the electrolyte membrane and between the sealing plate and the separator. A fuel cell sealing structure in which an adhesive reservoir is provided on an opposite side of the sealing plate at the gas manifold edge portion from the communication gas flow path.
(2) The fuel cell seal structure according to (1), wherein the adhesive reservoir is formed by projecting the sealing plate into the gas manifold.
(3) The fuel cell seal structure according to (1), wherein the adhesive reservoir is formed by providing a chamfer, an R portion, or a receding portion at a corner of the gas manifold edge of the separator.
(4) The adhesive reservoir is formed by projecting the sealing plate into the gas manifold and providing a chamfer, an R portion or a receding portion at the corner of the gas manifold edge of the separator (1) ) The fuel cell seal structure described above.
[0007]
In the fuel cell seal structure according to the above (1) to (4), an adhesive reservoir is provided on the gas manifold edge on the side opposite to the communication gas flow path of the sealing plate. Even if the adhesive does not protrude and does not run out, the adhesive will only accumulate in the adhesive reservoir, and will pass out of the adhesive reservoir and wrap around the sealing plate. It does not enter the gas flow path.
In the fuel cell seal structure of (2) above, since the adhesive reservoir is formed by projecting the sealing plate into the gas manifold, no special processing is required for the separator in forming the adhesive reservoir. In addition, since the sealing plate protrudes into the gas manifold, before the cell or module is assembled into the stack, the protrusion from the manifold part into the sealing plate manifold can be seen, and the sealing plate is assembled to the cell or module. You can check whether or not
In the fuel cell seal structure of (3) above, an adhesive reservoir is formed by providing a chamfer or R portion or receding portion at the corner of the gas manifold edge of the separator. By providing a male shape that forms a chamfer or an R portion or a receding portion at the corner, no special processing is required for the separator in forming the adhesive reservoir.
In the fuel cell seal structure of (4) above, an adhesive reservoir is formed by projecting the sealing plate into the gas manifold and providing a chamfer or R portion or receding portion at the corner of the gas manifold edge of the separator. Therefore, no special processing is required for the separator in forming the adhesive reservoir. In addition, since the sealing plate protrudes into the gas manifold, before the cell or module is assembled into the stack, the protrusion from the manifold part into the sealing plate manifold can be seen, and the sealing plate is assembled to the cell or module. You can check whether or not
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The fuel cell seal structure of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The target fuel cell in the present invention is a low-temperature fuel cell, for example, a solid polymer
[0009]
As shown in FIGS. 1 and 2, the solid polymer
The membrane-electrode assembly and the
[0010]
The
The
[0011]
As shown in FIG. 3, the
The
The
The oxidizing
[0012]
As shown in FIGS. 3 to 5, the gas flow path (fuel
A sealing
[0013]
The
In the communication
The adhesive 34 is initially in a liquid state, but is solidified by heating or by leaving it for a predetermined time (for example, 24 hours).
[0014]
As shown in FIGS. 3 to 5, the adhesive protruding from the application site is applied to the edge of the gas manifold (the
[0015]
The
(1) The
(2) The
(3) The
[0016]
Next, the operation of the fuel cell seal structure of the present invention will be described.
Since the
[0017]
When the
Further, when the gas flows toward the protruding
Further, since the sealing
[0018]
When the
[0019]
The sealing
Further, when the gas flows toward the protruding
Further, since the sealing
[0020]
【The invention's effect】
According to the fuel cell seal structure of the fuel cell according to any one of claims 1 to 4, since the adhesive reservoir is provided on the gas manifold edge on the side opposite to the communication gas flow path of the sealing plate, there is no excess or shortage of adhesive. Even if it is applied in an amount larger than that, the adhesive only accumulates in the adhesive reservoir even if the adhesive protrudes from the application site, and it goes out of the adhesive reservoir, wraps around the sealing plate, and enters the communication gas flow path. Can be prevented.
According to the fuel cell sealing structure of the fuel cell of claim 2, since the adhesive reservoir is formed by projecting the sealing plate into the gas manifold, the separator is specially processed in the formation of the adhesive reservoir. Is not necessary. In addition, since the sealing plate protrudes into the gas manifold, before the stack is assembled at the cell or module stage, the protruding portion from the manifold section into the sealing plate manifold can be seen, and the sealing plate is assembled to the cell or module. You can check whether or not
According to the fuel cell seal structure of the fuel cell according to claim 3, the adhesive reservoir is formed by providing the chamfer or the R portion or the receding portion at the corner of the gas manifold edge of the separator. No special processing is required for the separator in the formation of the pool.
According to the fuel cell seal structure of the fuel cell of claim 4, the sealing plate is protruded into the gas manifold, and the chamfer or the R portion or the receding portion is provided at the corner portion of the gas manifold edge of the separator, thereby bonding. Since the agent reservoir is formed, no special processing is required for the separator in forming the adhesive reservoir. In addition, since the sealing plate protrudes into the gas manifold, before the cell or module is assembled into the stack, the protrusion from the manifold part into the sealing plate manifold can be seen, and the sealing plate is assembled to the cell or module. You can check whether or not
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a fuel cell stack to which a fuel cell seal structure according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of the fuel cell stack of FIG.
FIG. 3 is a front view of a cell in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3) of the seal structure of the fuel cell in FIG. 1;
5 is an exploded perspective view of the fuel cell seal structure of FIG. 4; FIG.
FIG. 6 is a front view of a gas manifold and a sealing plate protrusion protruding into the gas manifold.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional fuel cell seal structure when an adhesive is insufficient.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional fuel cell seal structure when there is too much adhesive.
[Explanation of symbols]
10 (Solid Polymer Electrolyte Type)
17 electrodes (cathode, air electrode)
18
25
27
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