JP2005268184A - 燃料電池スタック構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電解質4を一対の電極5、6で挟持した電極構造体7を一対のセパレータ11、12を介して複数個積層してなる積層体3を有する。積層体3の両側に、ターミナルプレート21、絶縁プレート23、エンドプレート25の順に設けて端部部材20を構成する。端部部材20を構成する三者が一体化手段31により一体化されてなる。
【選択図】 図1
Description
この発明によれば、前記端部部材を構成する各プレートを前記締結手段により締結することにより、せん断応力や垂直応力に対する前記端部部材の耐久性をさらに高めることができ、信頼性をさらに向上することができる。
この発明によれば、前記配設されたノックピンにより、前記端部部材を構成する各プレートのせん断方向への位置ずれを抑制することができるので、前記端子部材の耐久性の向上に寄与することができる。
請求項3に係る発明によれば、せん断応力や垂直応力に対する前記端部部材の耐久性をさらに高めることができ、信頼性をさらに向上することができる。
請求項5に係る発明によれば、前記端子部材の耐久性の向上に寄与することができる。
図1は本発明が適用される燃料電池スタックの概略を示す分解斜視図である。同図に示す燃料電池スタック1は、所定数の単位セル2を矢印A方向に積層されてなる積層体3を備えている。そして、ターミナルプレート21と、絶縁プレート23と、エンドプレート25とで構成される一対の端部部材20により、積層体3の両端面を挟持して、燃料電池スタック1が構成される。以下、それぞれについて説明する。
固体高分子電解質膜4としては、ペルフルオロスルホン酸ポリマーに水を含浸させたもの等が用いられる。また、アノード5およびカソード6は、カーボンペーパー等からなる多孔質ガス拡散層(図示せず)と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に積層されてなる電極触媒層(図示せず)とをそれぞれ有している。そして、電極触媒層同士が固体高分子電解質膜4を介して対向するように、アノード5およびカソード6が固体高分子電解質膜4にそれぞれ接合されている。
このように構成された各単位セル2が互いに電気的に直列に接続されて積層体3が構成されている。
そして、ターミナルプレート21の外側には、絶縁プレート23がそれぞれ対向配置される。この絶縁プレート23により、ターミナルプレート21で集電した電力の漏洩を防止している。絶縁プレート23の材質としては、フェノール樹脂が好ましい。
このようにすることで、各プレート21、23、25のせん断方向や垂直方向への変位を抑制するように補強することができ、耐久性をさらに向上できる。
3…積層体
4…固体高分子電解質膜(電解質)
5…アノード(電極)
6…カソード(電極)
7…電極構造体
11、12…セパレータ
13〜18…連通孔
20…端部部材
21…ターミナルプレート
23…絶縁プレート
25…エンドプレート
31…ゴムグロメット(筒状部材、一体化手段)
32…締結ボルト(締結手段、一体化手段)
34、43、52…締結ナット(締結手段、一体化手段)
38…接着層(一体化手段)
41、51…ターミナルジョイント(導電端子部材、一体化手段)
53…ノックピン(一体化手段)
Claims (5)
- 電解質を一対の電極で挟持した電極構造体を一対のセパレータを介して複数個積層してなる積層体を有し、
前記積層体により発電した電力を集電するターミナルプレートと、前記積層体および前記ターミナルプレートを押圧保持するためのエンドプレートと、前記ターミナルプレートと前記エンドプレートとを絶縁する絶縁プレートとを、前記ターミナルプレート、前記絶縁プレート、前記エンドプレートの順に前記積層体の両側に設けて端部部材を構成し、
前記端部部材を構成する三者が一体化手段により一体化されてなることを特徴とする燃料電池スタック構造。 - 前記積層体と、前記端部部材には、積層方向に貫通して、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガスまたは冷却媒体のいずれかを流通可能な連通孔が設けられるとともに、
前記一体化手段は、
前記端部部材の前記連通孔の内周面に配設され、前記ターミナルプレート、前記絶縁プレートおよび前記エンドプレートを一体的に跨いでなる筒状部材を備えていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック構造。 - 前記一体化手段は、前記端部部材を締結する締結手段を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池スタック構造。
- 前記一体化手段は、前記端部部材を貫通する導電端子部材を備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の燃料電池スタック構造。
- 前記一体化手段は、前記端部部材の積層方向に配設されるノックピンを備えていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の燃料電池スタック構造。
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