JP2005522847A - メタノール単極小型燃料電池及びそのスタックの製作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
安価に製作でき、軽量であり、密封のために大きな圧力を必要とせず、双極板と端板を完全に無くし、製造や故障修理が容易な燃料電池を提供する。
【解決手段】
単極燃料電池スタック(10)は、連結し合わされた複数の密封単位電池(12)を含んでなる。各単位電池は、対応する膜電極組立体(20)に隣接する二つの外側カソード(14)と中央アノード板(26)とを備えてなる。入口マニホルド(30)及び出口マニホルド(32)が、アノード板に連結されており、その内部でチャンネルと連通している。

Description

この発明は、燃料電池に関し、詳しくは、単極燃料電池スタックに関する。

関連出願
この出願は、２００２年４月９日提出の米国仮特許出願シリアルＮｏ．６０／３７１，０５３号に関連し、当該出願をここに援用し、その優先権を米国特許法第１１９条に従って主張する

燃料電池には五つの主要な型があるが、最も一般的な型の一つは、高分子電解質膜（ＰＥＭ）燃料電池である。ＰＥＭ燃料電池は、ガス拡散層内のいくつかの膜電極組立体（ＭＥＡ）と双極板を含む。燃料電池の目的は、電流を発生させることである。この電流を発生させる化学反応により燃料電池は機能する。一般的に言って、水素原子がアノードから燃料電池に入り、そこで化学反応によりその電子が剥ぎ取られる。水素原子は、そこで「イオン化」されて正電荷を帯びる。電池の型によっては、酸素がカソードから燃料電池に入り、電気回路から戻って来た電子及びアノードから電解質を通って移動して来た水素イオンと結合する。別の型の電池では、酸素が電子を取り込み、電解質を通ってアノードへ移動し、そこで水素イオンと結合する。酸素と水素がアノードで結合するかカソードで結合するかに拘わりなく、合わさって水を形成し、それが電池から流れ出る。燃料電池に水素と酸素が供給される限り、燃料電池は電気を発生させる。

利用できる電気エネルギを増加させるために、複数の燃料電池を直列に配置して燃料電池スタックを形成することができる。燃料電池スタック内では、一枚のフローフィールド板の片側が一つの燃料電池のアノードフローフィールド板として機能する一方で、そのフローフィールド板の反対側が別の燃料電池のカソードフローフィールド板として機能する。この構成配置を双極板という。このスタックは、また、例えば、片側がアノードフローフィールド板として機能し、反対側が冷却剤フローフィールド板として機能するアノード冷却剤フローフィールド板のような単極板を含んでもよい。一例として、アノード冷却剤フローフィールド板とカソード冷却剤フローフィールド板の表面開放の冷却剤チャンネルを合わせて集中冷却剤チャンネルを形成し、二つの燃料電池を形成する隣り合った二つのフローフィールド板を冷却する。

現在、スタックは、双極スタックで製作されており、その場合質量の大部分は、複数の電池を電気的に接続し燃料と酸化剤を配分する役割をする双極板に関連している。この型の設計「双極板」は、複数の電池を相互接続し反応物質を分配する役割をする反復要素として役目を果たす。このような双極スタックは、「エンドプレート」によって圧力下で合わせ保持されて、良好な接触と密封を確実にする。典型的なスタックは、２枚以上の双極板を有する。この双極板は、通常グラファイト複合物で製作され、他方、エンドプレートは、チタン、ステンレス鋼又はアルミニウムで作られる。通常、数本のタイロッドがスタックを横切って、双極板を合わせ保持している。この双極スタックには、内部抵抗が非常に低いという利点があり、このことは、スタックを通って流れる大電流での損失を最小限に抑えるために極めて重要で、出力が数十ワット以上のスタックには特に必要である。

しかしながら、電力出力が数ワットに過ぎない場合、双極スタックの設計がもたらす低い内部抵抗は、絶対に必要とは言えない。このような双極板とエンドプレートは、通常フローフィールドが付いてグラファイト複合物から機械加工又は鋳造により製作され、典型的なコストは５３８〜１０７６ドル／ｍ²（＄５０−＄１００／平方フィート）で、スタックのコストの大部分を占める。最も重要なことには、双極板、エンドプレート及びタイロッドが典型的なスタックの重量の約８０％を占め、そのことがスタックの電力密度を下げている。また、一旦このようなスタックを組み立てると、故障修理の際に、スタックの中心にあるいずれかの電池にアクセスする必要があれば、スタック全体を分解しなければならない。
米国特許第６，３０３，２４４号明細書（２００１年） 米国特許第５，５９９，６３８号明細書（１９９７年） 米国特許第６，４８５，８５１号明細書（２００２年） Surampudi他、Direct Methanol Feed Fuel Cell and System

したがって、製作するのに大幅により廉価で、より軽量で、密封を確実にするのに多大な圧力を必要とせず、双極板とエンドプレートを完全に無くし、製造と故障修理が簡単な新設計が、燃料電池の商品化のために大いに望ましい。

従来の双極燃料スタックの限界を克服する新規のスタック設計を以下に説明し、提案する。

より詳しくは、この発明は、連結し合わされた複数の密封単位電池を含んでなる単極燃料電池スタックである。各単位電池は、第一のカソードと、該第一のカソードに隣接して配置された第一の膜電極組立体と、該第一の膜電極組立体に隣接して配置されたアノード板を含んでなる。アノード板は、アノードと、アノード板を通って燃料が流れるため内部に画定された内部チャンネルとを有している。入口マニホルドがアノード板に連結されていて、アノード板内のチャンネルと連通している。出口マニホルドがアノード板に連結されていて、アノード板内のチャンネルと連通している。燃料が入口マニホルドからチャンネルを通ってアノード板と接触して流れ、出口マニホルドを通って流れ出る。第二の膜電極組立体がアノード板に隣接して配置されている。第二のカソードが第二の膜に隣接して配置されている。入口マニホルドと出口マニホルドは、それぞれ複数の単位電池の隣接するものの入口マニホルドと出口マニホルドとに連結して配置され構成されており、一緒に連結し合わされて一つのスタックになったとき複数の単位電池の入口マニホルド全部に共通に燃料を流入させ、一緒に連結し合わされて一つのスタックになったとき燃料が複数の単位電池の出口マニホルド全部から燃料を流出させるようになっている。

第一のカソードと第二のカソードは、対応する第一のカソード板と第二のカソード板の一部分として含まれている。入口マニホルドと出口マニホルドの各々は、複数の単位電池が一緒に連結し合わされてスタックを形成しているとき、隣接する単位電池の間にエアギャップを設けるため、各単位電池を各隣接する単位電池から離すよう配置構成されている。少なくとも入口マニホルドと出口マニホルドは、プラスチックで構成されている。入口マニホルドと出口マニホルドの各々は、それぞれ隣接する入口マニホルドと出口マニホルドにスナップフィットするように配置され構成されていて、複数の単位電池についてのスタックのための共通の入口マニホルドと出口マニホルドを形成する。スナップフィットは、ジップロック式連結である。

スタックは、さらに、複数の単位電池についてのスタックのための共通の入口マニホルド及び出口マニホルドと連結される入口出口ヘッダー、及びアノード板のアノードをカソードに対して所定の接続形態で電気的に接続するための集電体を含んでいてもよい。スタックは、さらに、一方において第一及び第二のカソード板と他方において第一及び第二の膜電極組立体との間及び、さらに、一方において第一及び第二の膜電極組立体と他方においてアノード板との間に、密封用ガスケットを含んでいてもよい。具体的に詳解する実施態様では、アノード板を通って流れる燃料は、液体メタノールである。

この発明は、また、複数の密封単位電池を個別に組み立てるステップと、複数の密封単位電池をスナップフィットしてスタックを形成するステップを含んでなる単極燃料電池スタックを製作する方法でもある。

この発明の装置および方法は、文法的な流暢さのために機能的な説明でもって記述してきたし、また記載していくが、請求の範囲は、米国特許法第１１２条でことさらに規定されていない限り、いかなる形でも「手段」または「ステップ」の限定解釈により必然的に限定して解釈されるべきでないこと、請求の範囲により規定される定義の意味および均等の全範囲が司法上の均等論の下に与えられるべきであること、そして請求の範囲が米国特許法第１１２条の下で明言的に規定されている場合は、米国特許法第１１２条の下で全法定均等物が与えられるべきであることを、正にその旨理解されたい。ここで以下の図面に移ることにより、この発明はよりよく思い描くことができ、そこでは同じ要素は同じ番号で参照されている。

この新規のスタック設計は、電力密度で２〜３倍の向上をもたらし、製造に適しており、廉価なプラスチック材料を使用し、故障修理と組立がややこしくない。このようなスタック設計は，携帯用直接メタノール燃料電池電源の商品化を大幅に改善する。

次に、請求の範囲に定義されるこの発明の具体的な詳解例として提示する好適な実施態様についての以下の詳細な説明に移ることにより、この発明およびその種々の実施態様をよりよく理解することができよう。請求の範囲により定義される発明は、以下に記述する具体的に詳解された実施態様よりも範囲が広くあり得ると、ここでは正にそのように理解している。

この発明は、図２の側面断面図に示すようなメタノール燃料電池に用いられるスタック１０であるが、別のタイプの燃料でも同じく使用することができる。このようなメタノール燃料電池は、Surampudi他の「直接メタノール供給燃料電池とシステム」、米国特許第６，３０３，２４４号（２００１年）、米国特許第５，５９９，６３８号（１９９７年）、及び米国特許第６，４８５，８５１号（２００２年）に詳細に記述されており、各々をここに援用する。この発明のスタック設計は、電力密度を２〜３倍向上させ、製造に適しており、廉価なプラスチック材料を使用し、故障修理と組立てがややこしくない。このようなスタック設計は，携帯型直接メタノール燃料電池の電源に対して商品化に近づく大きな一歩をもたらす。この設計は、従来のスタックの機能と性能を達成しながら、重量が従来の双極スタックの僅か３０％に抑えられる可能性を秘める。

「全プラスチック製」の単極スタック設計を開示する。双極設計と訣別することにより、この設計は、双極板とエンドプレートを完全に無くし、特に、電力出力が２０ワット未満の場合に適している。スタック１０は、図１の側面断面図に示すように、一つの共通のアノードを共用する２個の背中合わせの密封燃料電池を含む個々の「密封単位電池」から組み立てられる。図１に示すような単一の単位電池は、第一のカソード板１４ａを含み、それは、電気的カソード端子として用いられる導電性フレームであり、単位電池１２に対して機械的強度と一体性を与えるもので、図５ａに斜視図で示す。第一のカソード板１４ａは、空気又は酸素に曝され単位電池１２の外板を形成する第一の平面カソード１８ａを含んでなる。第一のカソード板１４ａは、図５ｂの斜視図に示すように、第一のガスケット１６ａの下に又は隣接して配置されている。

第一の膜電極組立体２０ａは、図５ｃの斜視図に示すように、第一のガスケット１６ａ及び第一のカソード１８ａの上に又は隣接して配置される。膜電極組立体２０ａは、米国特許第６，３０３，２４４号、米国特許第５，５９９，６３８号、及び／又は米国特許第６，４８５，８５１号に記載のタイプのものが好適であるが、既知の又は後に考案される如何なるタイプの膜電極組立体を含んでもよい。第二のガスケット２２ａが、図５ｄの斜視図に示すように、第一の膜電極組立体２０ａの上部に又は隣接して配置される。

次いで、共用の又は共通のアノード組立体２４が、図５eの斜視図に示すように、第一の膜電極組立体２０ａとガスケット２２ａの上部に又は隣接して配置される。アノード組立体２４は、好ましくは、大部分をプラスチックから鋳造又は製作し、導電性平面アノード２６をアノード組立体２４の内部に画定される中央チャンネル２８のそれぞれの側に含む。アノード組立体２４の最左端及び最右端には、図１に示すように、プラスチック製入口マニホルド３０及びプラスチック製出口マニホルド３２がある。入口マニホルド３０と出口マニホルド３２は、アノード組立体２４本体と一体化して鋳造するか又はそれに別々に溶接又は接着することができる。メタノール又はその他の燃料が、入口マニホルド３０に入り、チャンネル２８に流入してチャンネル２８のそれぞれの側でアノード２６と密に接触し、単位電池１２の作動中に生成される他の副産物と一緒に出口マニホルド３２から流出する。

入口マニホルド３０と出口マニホルド３２は、図２に関連して以下に記述するように、スタック１０の中の隣接単位電池１２上にそれぞれ設けられた隣接する入口マニホルド３０と出口マニホルド３２に、スナップフィット(snap fit)するか又は別の方法で容易に連結することができるように、設計されている。現在知られている又は後に考案される如何なるタイプの連結でも採用して隣接する入口マニホルド３０と出口マニホルド３２を容易に結合することができる。具体的に詳解する実施態様において、入口マニホルド３０と出口マニホルド３２は、従来のジップロック式(zip-lock fit)又はさねはぎ形押圧式(tongue-in-groove pressure fit)又は締まり嵌め式(interference fit)の嵌合を用いて密封し繋ぎ合わせるオリフィスとそれに対する密封端（図示せず）を備えている。一つのマニホルド３０又は３２が他のマニホルドと連結して共通の入口マニホルド又は出口マニホルドを形成するし方は、この発明にとって重要ではない。一実施態様では、ジップロックパネル又はカバーで密封されたオリフィスを有する最上部及び最底部マニホルドと噛み合うジップロックオリフィスを各マニホルド３０又は３２の上部及び底部に含むことができる。

図５ａ〜６ｉに示すように組み立てられる単位電池の構造で続けると、第三のガスケット２２ｂが、図５ｆの斜視図に示すように、アノード組立体２４の上部に又は隣接して配置される。第二の膜電極組立体２０ｂが、図５ｇの斜視図に示すように、ガスケット２２ｂ及びアノード２６の上部に又は隣接して配置される。第四のガスケット１６ｂが、図５ｈの斜視図に示すように、第二の膜電極組立体２０ｂの上部に又は隣接して配置される。最後に、第二のカソード１８ｂを含む第二のカソード板１４ｂが、図５iの斜視図に示すように、ガスケット１６ｂ及び第二の膜電極組立体２０ｂの上部に又は隣接して配置される。次いで、単位電池１２の全体を、図６の写真に示すように、その周縁に沿って複数のボルトとナットにより合わせてボルト止めして、一体化した密封ユニットを形成する。

このような個々の「密封単位電池」１２を、別々に組み立てて検査し、次いで、図２に示すように、積み重ねて、一緒に連結し又は噛み合わせる。図２は、一緒に組み立て合わされた３個の単位電池１２の側面断面図である。マニホルド３０と３２の垂直延長部は、図解する実施態様の中ではプリズム状の形状をしているが、空気チャンネル３４が隣接する単位電池１２の間に画定され、そこを空気又は酸素が流れるか又は強制的に流されるようになっている。図４ａは、単位電池３個の４分の３斜視図で、ヘッダー３８とパイプ継手３６の最上部マニホルド３０と３２への接続を示す。次いで、複数のマニホルド３０ａ及び３２が合わさって、側面図４ｂと端部斜視図４ｃ及び４ｄに最良に示されるように、スタック１０に対して共通のマニホルドを形成する。マニホルド３０及び３２の実際の形状と接続形態は、現在知られている又は後に考案される如何なるデザインを呈してもよい。

これらの個々の密封プラスチックユニット１２を噛み合わせてジップロック式と同様の密封を形成することにより、スタック１０は、容易に組み立てられ、分解され、再組立てされることができる。もし、何らかの理由で、単位電池１２が修理又は取替えを必要とする場合でも、それは特別な道具なしで迅速に実行することができる。スタック１０を構成する多くの密封単位電池１２を保持するために圧力がかけられていないので、スタック１０は容易に分解することができ、個々の密封単位電池が容易に取り替えられることができる。

集電体４０がアノード２６とカソード板面１８ａ及び１８ｂの一部として含まれ、図３の断面側面図に示すように、各電極に接触している。これら集電体４０の延長部は、次いで所望の電圧と電流が得られるように適切に接続されている。例えば、コネクタ４２が単位電池１２ａ内のカソード１８ａをアノード２６に連結している。単位電池１２ａのカソード１８ｂは、コネクタ４４により単位電池１２ｂのアノード２６に連結されている。単位電池１２ｂのカソード１８ａは、コネクタ４６により単位電池１２ｂのアノード２６に連結されている。単位電池１２ｂのカソード１８ｂは、コネクタ４８により単位電池１２ｃのアノード２６に連結されている。単位電池１２ｃのカソード１８ａは、コネクタ５０により単位電池１２ｃのアノード２６に連結されている。こうして、集電体の曲がりくねった構成配置によって、電池１２ａ〜１２ｃにおけるアノードとカソードの直列接続がなされている。従来の設計原理に従っての変更により、電池１２ａ〜１２ｃの間の別のタイプの電気的接続をすることもできる。

多くの変更や修正が、この発明の精神および範囲から逸脱することなしに、当業者によってなし得るであろう。したがって、ここに具体的に詳述した実施態様は、単に例示の目的として記載されたものであり、前掲の特許請求の範囲により定義される発明を制限するものと受け取ってはいけないと理解されなければならない。例えば、ある請求項の複数要素が特定の組合せで記載されているという事実に拘わらず、この発明は、より少ない要素、より多い要素、または異なる要素での他の組合せをも、たとえそのような組合せが当初請求されていなくとも、上記に開示されているものは含むものであるということを、篤と理解しなければならない。

この発明およびその各種実施態様を記述するためにこの明細書で使用された語は、その一般的に定義された意味においてだけでなく、この明細書における特別の定義により、その一般的に定義されている意味の範囲を超えた構造、材料または働きを含むと理解すべきである。したがって、ある要素がこの明細書の文脈の中で二つ以上の意味を包含すると理解できる場合には、特許請求の範囲でのその使用は、この明細書およびその語自体により裏付けられる全ての可能な意味について包括的であると理解しなければならない。

したがって、前掲の特許請求の範囲の語および要素の定義は、この明細書において、文言どおりに記載された要素の組合せだけでなく、実質的に同一の要領で実質的に同一の作用をして実質的に同一の結果を得る全ての均等な構造、材料または働きを包含するものとして、定義されている。したがって、この意味で、前掲の特許請求の範囲におけるどの一つの要素を二つ以上の要素で等価的に置換してもよいこと、または特許請求の範囲における二つ以上の要素を単一の要素で置き換えてもよいことを、筆者は意図している。複数の要素が特定の組合せで働くように上述され、そのように頭初請求されているかも知れないが、請求された組合せからの一つまたは複数の要素は、場合によっては、その組合せから外すことができ、また請求された組合せは部分的組合せまたは部分的組合せの変形に向けられてもよいことを、篤と理解されたい。

当業者から見て、請求された主題からの非実質的な変更は、現在知られているものでも今後工夫されるものでも、特許請求の範囲内の均等物であると意識的に意図している。したがって、当業者にとって現在知られているまたは今後知られる自明な置換は、定義された要素の範囲内であるものと定義されている。

したがって、特許請求の範囲は、上記に具体的に図解および記述されたもの、概念的に均等なもの、自明に置き換えできるもの、およびこの発明の必須の思想を本質的に取り込んでいるものをも包含していると理解しなければならない。

この発明により考案された単極単位電池１個の側面断面図である。 この発明により一つのスタックに組み合わされた単極単位電池３個の側面断面図である。 この発明により一つのスタックとして電気的に接続された単極単位電池３個の側面断面図である。 この発明による組立済みスタックの斜視図である。 この発明による組立済みスタックの斜視図である。 この発明による組立済みスタックの斜視図である。 この発明による組立済みスタックの斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の単一単位電池の組立体を具体的に詳解する斜視図である。 この発明の組立済み単位電池の写真である。

Claims (20)

1. 連結し合わされた複数の密封単位電池を含んでなる単極燃料電池スタックであって、
   各単位電池が、
   第一のカソードと、
   前記第一のカソードに隣接して配置された第一の膜電極組立体と、
   前記第一の膜電極組立体に隣接して配置されたアノード板であって、該アノード板はアノードと内部チャンネルとを有し、該内部チャンネルはアノード板を通って燃料を流すためその内部に画定されたものである、アノード板と、
   前記アノード板に連結され前記アノード板内の前記チャンネルと連通している入口マニホルドと、
   前記アノード板に連結され前記アノード板内の前記チャンネルと連通している出口マニホルドであって、該出口マニホルドは燃料が前記入口マニホルドから前記チャンネルを通って前記アノード板と接触して流れ出口マニホルドを通って流れ出すためのものである、出口マニホルドと、
   前記アノード板に隣接して配置された第二の膜電極組立体と、
   前記第二の膜に隣接して配置された第二のカソードとを備えてなり、
   前記入口マニホルド及び前記出口マニホルドは、それぞれ複数の単位電池の隣接するものの入口マニホルド及び出口マニホルドに連結して配置され構成されており、一緒に連結し合わされて一つのスタックになったとき複数の単位電池の入口マニホルド全部に共通に燃料を流入させ、一緒に連結し合わされて一つのスタックになったとき複数の単位電池の出口マニホルド全部から燃料を流出させる
   ことを特徴とするスタック。
2. 請求項１に記載のスタックにおいて、
   前記第一及び第二のカソードは、対応する前記第一及び第二のカソード板の一部分として含まれている
   ことを特徴とするスタック。
3. 請求項１に記載のスタックにおいて、
   前記入口マニホルド及び前記出口マニホルドの各々は、前記複数の単位電池が一緒に連結し合わされてスタックを形成しているとき、隣接する単位電池の間にエアギャップを設けるため、各単位電池を各隣接する単位電池から離すよう配置構成されている
   ことを特徴とするスタック。
4. 請求項１に記載のスタックにおいて、
   少なくとも前記入口マニホルド及び前記出口マニホルドがプラスチックで構成されている
   ことを特徴とするスタック。
5. 請求項１に記載のスタックにおいて、
   前記入口マニホルド及び前記出口マニホルドの各々がそれぞれ隣接する入口マニホルド及び出口マニホルドにスナップフィットするように配置され構成されていて、前記複数の単位電池についての前記スタックのための共通の入口マニホルド及び出口マニホルドを提供する
   ことを特徴とするスタック。
6. 請求項５に記載のスタックにおいて、
   前記スナップフィットは、ジップロック式連結である
   ことを特徴とするスタック。
7. 請求項５に記載のスタックであって、
   さらに、前記複数の単位電池についての前記スタックのための共通の入口マニホルド及び出口マニホルドと連結される入口出口ヘッダーを含んでなる
   ことを特徴とするスタック。
8. 請求項１に記載のスタックであって、
   さらに、前記アノード板の前記アノードを前記カソードと所定の接続形態で電気的に接続するための集電体を含んでなる
   ことを特徴とするスタック。
9. 請求項１に記載のスタックであって、
   さらに、一方において前記第一及び第二のカソード板と他方において前記第一及び第二の膜電極組立体との間に、さらに、一方において前記第一及び第二の膜電極組立体と他方において前記アノード板との間に、密封用ガスケットを含んでなる
   ことを特徴とするスタック。
10. 請求項１に記載のスタックにおいて、
    前記アノード板を通って流れる燃料が液体メタノールである
    ことを特徴とするスタック。
11. 複数の密封単位電池を個別に組み立てるステップと、
    前記複数の密封単位電池を共にスナップフィットし合わせてスタックを形成するステップと、
    を含んでなる単極燃料電池スタックを製作する方法。
12. 請求項１１に記載の方法において、
    前記複数の密封単位電池を個別に組み立てるステップが、
    第一のカソード板を設けるステップと、前記第一のカソードに隣接して第一の膜電極組立体を配置するステップと、前記第一の膜電極組立体に隣接してアノード板を配置し、該アノード板はアノードと内部チャンネルを有し、該内部チャンネルはアノード板を通って燃料を流すためその内部に画定されたものであるステップと、前記アノード板に連結され前記アノード板内のチャンネルと連通している入口マニホルドを設けるステップと、
    前記アノード板に連結され前記アノード板内のチャンネルと連通している出口マニホルドを設け、燃料が前記入口マニホルドから前記チャンネルを通って前記アノード板と接触して流れ、該出口マニホルドを通って流れ出すようにするステップと、前記アノード板に隣接して第二の膜電極組立体を配置するステップと、前記第二の膜に隣接して第二のカソードを配置するステップとにより各単位電池を組み立てる段階と、
    前記入口マニホルド及び出口マニホルドを、それぞれ複数の単位電池の隣接するものの入口マニホルド及び出口マニホルドに連結して配置して、一緒に連結し合わされて一つのスタックになったとき複数の単位電池の入口マニホルド全部に共通に燃料が流入し、一緒に連結し合わされて一つのスタックになったとき複数の単位電池の出口マニホルド全部から燃料が流出するようにする段階とを含んでなる
    ことを特徴とする方法。
13. 請求項１１に記載の方法において、
    前記入口マニホルド及び出口マニホルドの各々を配置するステップが、
    複数の単位電池が共に連結し合わされてスタックを形成しているとき、隣接する単位電池の間にエアギャップを設けるため、各単位電池を各隣接する単位電池から離すステップである
    ことを特徴とする方法。
14. 請求項１１に記載の方法であって、
    さらに、少なくとも前記入口マニホルド及び前記出口マニホルドをプラスチックで構成するステップを含んでなる
    ことを特徴とする方法。
15. 請求項１２に記載の方法において、
    前記入口マニホルド及び出口マニホルドの各々をそれぞれ隣接する入口マニホルド及び出口マニホルドにスナップフィットするよう配置するステップが、前記複数の単位電池について前記スタックのための共通の入口マニホルド及び出口マニホルドを設けるステップである
    ことを特徴とする方法。
16. 請求項１１に記載の方法において、
    複数の密封単位電池を共にスナップフィットし合わせるステップが、ジップロック式連結で組み合わせることによるステップである
    ことを特徴とする方法。
17. 請求項１２に記載の方法であって、
    さらに、前記複数の単位電池についての前記スタックのための共通の入口マニホルド及び出口マニホルドと連結される入口出口ヘッダーを設けるステップを含んでなる
    ことを特徴とする方法。
18. 請求項１２に記載の方法であって、
    さらに、前記アノード板の前記アノードを前記カソード陰極と所定の接続形態で電気的に接続するための集電体を設けるステップを含んでなる
    ことを特徴とする方法。
19. 請求項１２に記載の方法であって、
    さらに、一方において第一及び第二のカソード板と他方において前記第一及び第二の膜電極組立体との間に、さらに一方において前記第一及び第二の膜電極組立体と他方において前記アノード板との間に、密封用ガスケットを設けるステップを含んでなる
    ことを特徴とする方法。
20. 請求項１２に記載の方法であって、
    さらに、前記アノード内に画定されたチャンネルを通してメタノールを流し、前記カソードの外側の周りに空気を流すステップを含んでなる
    ことを特徴とする方法。

Images