JP2006147255A - セパレータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アクティブ領域に燃料ガス流路、酸化剤ガス流路及び冷媒流路となる凹条部16と凸条部17を形成した2枚の金属板を貼り合わせてなるセパレータ15からなり、凹凸形状とされた燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路と、少なくともこれら燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路へ燃料ガス及び酸化剤ガスを流通させるための燃料ガスディフューザ流路24及び酸化剤ガスディフューザ流路を除いて、前記金属板を樹脂30で被覆して構成した。
【選択図】 図3
Description
先ず、燃料電池スタックの全体構成について簡単に説明する。図1は燃料電池スタックの全体構成を示す斜視図、図2は燃料電池スタックの積層構造を示す斜視図、図3はアノードセパレータ側から見た金属樹脂一体型のセパレータの要部拡大平面図、図4はカソードセパレータ側から見た金属樹脂一体型のセパレータの要部拡大平面図、図5は図4のA−A線断面図、図6は図4のB−B線断面図、図7は図4のC−C線断面図、図8は図4のD−D線断面図、図9は樹脂を取り除いた金属板からなる金属セパレータの要部拡大平面である。
次に、前記した構造のセパレータ15を製造する方法について説明する。かかるセパレータ15を製造するには、先ず、厚みの薄い金属板に、アクティブ領域となる部分に燃料ガス流路18、酸化剤ガス流路19及び冷媒流路20となる凹凸形状と、ディフューザ領域となる部分に冷媒ディフューザリブ29となる突条部をそれぞれ形成する。ここでは、アノードセパレータ15Aとカソードセパレータ15Bの2種類をそれぞれ、プレス成形することで複数枚形成する。
以上のように構成されたセパレータ15によれば、2枚の金属板であるアノードセパレータ15Aとカソードセパレータ15Bによってアクティブ領域に燃料ガス流路18、酸化剤ガス流路19及び冷媒流路20を形成しているため、セパレータ自体の厚みを最小限とすることができる。その結果、セルピッチの短縮により出力密度(発電効率)の優れた燃料電池スタック1を実現することができる。なお、カーボンと樹脂の複合材からなるモールドセパレータは、強度、ガス遮蔽性の点から0.2〜0.3mm以上の厚みが要求されるのに対して、金属樹脂一体型のセパレータでは0.05mm程度まで板厚を薄くすることができる。
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
2…燃料電池単セル
14…膜電極接合体
15…セパレータ
15A…アノードセパレータ
15B…カソードセパレータ
16…凹条部
17…凸条部
18…燃料ガス流路
19…酸化剤ガス流路
20…冷媒流路
21…燃料ガス導入用マニホールド
22…冷却水導入用マニホールド
23…酸化剤ガス導入用マニホールド
24…燃料ガスディフューザ流路
25…酸化剤ガスディフューザ流路
26…燃料ガスディフューザリブ
27…酸化剤ガスディフューザリブ
28…冷媒ディフューザ流路
29…冷媒ディフューザリブ
30…樹脂部
Claims (8)
- 発電に寄与する領域に燃料ガス流路、酸化剤ガス流路及び冷媒流路となる凹凸形状を形成した2枚の金属板を貼り合わせてなるセパレータであって、
前記燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路と、少なくともこれら燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路へ燃料ガス及び酸化剤ガスを流通させるための燃料ガスディフューザ流路及び酸化剤ガスディフューザ流路を除いて、前記金属板を樹脂で被覆してなる
ことを特徴とするセパレータ。 - 請求項1に記載のセパレータであって、
前記燃料ガス流路、酸化剤ガス流路及び冷媒流路に燃料ガス、酸化剤ガス及び冷媒を供給する燃料ガス用マニホールド、酸化剤ガス用マニホールド及び冷媒用マニホールドを、前記樹脂で形成した
ことを特徴とするセパレータ。 - 請求項2に記載のセパレータであって、
前記燃料ガス用マニホールド及び酸化剤ガス用マニホールドからそれぞれの燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路に至るまでの各流体の燃料ガスディフューザ流路及び酸化剤ガスディフューザ流路を区画する流路区画壁を、前記樹脂で形成した
ことを特徴とするセパレータ。 - 請求項3に記載のセパレータであって、
前記燃料ガスディフューザ流路及び酸化剤ガスディフューザ流路に、前記燃料ガス及び酸化剤ガスを分散して流通させるリブを、前記樹脂で形成した
ことを特徴とするセパレータ。 - 請求項4に記載のセパレータであって、
前記燃料ガス用マニホールド及び酸化剤ガス用マニホールドから前記燃料ガスディフューザ流路及び酸化剤ガスディフューザ流路へと連なる角部を曲面形状とした
ことを特徴とするセパレータ。 - 請求項2に記載のセパレータであって、
前記冷媒流路に冷媒を流通させるための冷媒ディフューザ流路を、前記2枚の金属板で挟まれた空間部に形成し、互いの金属板の一部をそれぞれ空間部に突出させて突き合わせることにより形成した冷媒分散用のリブを、該冷媒ディフューザ流路内に設けた
ことを特徴とするセパレータ。 - 少なくとも請求項1から請求項6の何れか一つに記載されるセパレータであって、
膜電極接合体にセパレータを貼り合わせたときに、これらの間をシールするシール部材を、前記樹脂からなる外周縁部に形成したシール溝に設けた
ことを特徴とするセパレータ。 - 請求項7に記載のセパレータであって、
前記シール部材と前記セパレータ外周縁部の樹脂部とを2色成形で一体化してなる
ことを特徴とするセパレータ。
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