JP2006179385A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、燃料電池セルとの接触面積を十分に確保できるとともに接続信頼性に優れた燃料電池用集電部材を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の燃料電池は、燃料電池セル３と、隣り合う燃料電池セル３を電気的に接続するための集電部材４とを交互に直列に配置してマニホールド５上に立設させてなる燃料電池セルスタックＢを、収納容器内に収納した燃料電池であって、前記燃料電池セル３の配置方向への広がりを防止するための押圧手段１０が燃料電池セルスタックＢの両端に隣接して設けられてなり、押圧手段１０は、この押圧手段１０が具備する部材の自重による荷重を水平方向に変換することによって燃料電池セルスタックＢの両端を押圧するものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の燃料電池セルの集電特性が良好な燃料電池に関するものである。

次世代エネルギーとして、近年、燃料電池セルスタックを収納容器内に収容した燃料電池が種々提案されている。

上記の燃料電池セルスタックは、隣り合う燃料電池セルを集電部材を介して電気的に接続したものを直列に複数個配置してマニホールド上に立設させることにより得られるものである。そして、集電部材としては、燃料電池セル間の電気的な接続を長期間において確実に確保するとともに、燃料電池セル間の集電特性を向上させるため、弾性力を長期間維持できる板状の集電片を押し広げるようにしたものが採用されている。しかしながら、このような燃料電池では、強い弾性力で燃料電池セルを押し広げるようにして電気的な接続を確保していたため、燃料電池セルの折損を助長したり、経時的に燃料電池セルの上端部側が配列方向に広がっていく傾向があった。

このような問題を解消するために、例えば、燃料電池セルスタックの上端部付近を取り囲むように、上から見て長方形で枠状の拡幅阻止部材を配置した燃料電池が知られている（特許文献１参照）。また、バネやネジ等の機構を有し、固定構造部（燃料電池の外部ハウジング等）に支持されて、燃料電池セルスタックを押しつける押付け手段を具備する燃料電池も知られている（特許文献２参照）。
特開２００３−３０８８５７号公報 特開平８−１６２１４６号公報

しかしながら、特許文献１記載の拡幅阻止部材を配置した燃料電池では、燃料電池セルの上端部側の配列方向への広がりは解消できるが、拡幅阻止部材で囲まれた燃料電池セルが同じ方向に傾いてしまうことがあり、これによって端部に配置された集電部材が燃料電池セルから離れてしまうか接触性が低下してしまう虞があるという問題があった。また、特許文献２記載の押付け手段を具備する燃料電池では、例えばバネを用いた場合、長時間の経過とともにバネが弾性を失い、端部集電部材と燃料電池セルとの接触性が低下するという問題があり、ネジを用いた場合、定寸規制（ギャップ規制）のため、スタックの寸法変化に追従できず、バネと同様に端部集電部材と燃料電池セルとの接触性が低下して、その結果出力の低下を引き起こす虞があるという問題が生じていた。

本発明は、燃料電池セルと端部集電部材との接触性が低下せず、長期信頼性に優れた燃料電池を提供することを目的とする。

本発明者等は鋭意検討の結果、重しの自重を利用することにより、燃料電池セルスタックに持続的に一定の荷重をかけることができることを見い出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、燃料電池セルと、隣り合う燃料電池セルを電気的に接続するための集電部材とを交互に直列に配置してマニホールド上に立設させてなる燃料電池セルスタックを、収納容器内に収納した燃料電池であって、前記燃料電池セルの配置方向への広がりを防止するための押圧手段が前記燃料電池セルスタックの少なくとも片側に隣接して設けられてなり、前記押圧手段は、該押圧手段が具備する部材の自重による荷重を水平方向に変換することによって燃料電池セルスタックの少なくとも片側を押圧するものであることを特徴とする燃料電池である。このように、重しの自重を利用することにより、燃料電池セルスタックに持続的に一定の荷重をかけることができる。

尚、少なくとも片側を押圧するとは、上記押圧手段が燃料電池セルスタックの片側に配置され、他方には平板状のものが立設された状態のものも含むことを意味する。

ここで、押圧手段が前記燃料電池セルスタック側の斜め上方に向く第一の傾斜面を具備する受け部材と、該受け部材の前記第一の傾斜面に対向するように前記燃料電池セルスタックと反対側の斜め下方に向く第二の傾斜面を下端に具備する平板状のスライド部材とを含んでなり、前記第二の傾斜面が前記第一の傾斜面に対して摺動することにより、前記スライド部材が下降とともに水平方向にも移動するようになっているのが好ましい。これにより、簡易な構造でスライド部材の自重を燃料電池セルスタックへの押圧力とすることができる。

また、受け部材が前記燃料電池セルスタックに対して前記第一の傾斜面の背面側及び両脇となる位置に立設された支持部を具備するのが好ましい。これにより、スライド部材の背面側及び横方向に傾いて倒れてしまうのを防ぐことができる。

さらに、押圧手段が前記燃料電池セルスタックの両端への押圧力を増加させるための荷重付加部材を含み、該荷重付加部材が前記燃料電池セルスタック側の斜め下方に向く第三の傾斜面を具備するとともに、前記スライド部材が該荷重付加部材の前記第三の傾斜面に対向するように前記燃料電池セルスタックと反対側の斜め上方に向く第四の傾斜面を上端に具備してなり、前記スライド部材に加え、前記荷重付加部材の自重による荷重がかかるようにするのが好ましい。これにより、スライド部材の自重だけでは押圧力が足りない場合に、押圧力を増大させることができる。

尚、第一の傾斜面と第二の傾斜面のいずれか一方が、略全面に亘ってディンプル状に形成又は摺動方向に沿って複数の溝が形成されているか、または、第一の傾斜面と第二の傾斜面の間にはセラミック粉状体が分散しているのが好ましい。これにより、第一の傾斜面と第二の傾斜面の間に発生する摩擦力を抑えることができる。

本発明によれば、重しの自重を利用することにより、燃料電池セルスタックに持続的に一定の荷重をかけることができるので、燃料電池セルと端部集電部材との接触性が低下せず、長期信頼性に優れた燃料電池を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

本発明の燃料電池は、図５に示すように、燃料電池セル１０と、隣り合う燃料電池セル１０を電気的に接続するための集電部材２０とを交互に直列に配置してマニホールド３０上に立設させてなる燃料電池セルスタックＢを、収納容器内に収納した燃料電池であって、前記燃料電池セル１０の配置方向への広がりを防止するための押圧手段Ａが燃料電池セルスタックＢの両端に隣接して設けられてなり、押圧手段Ａは、この押圧手段Ａが具備する部材の自重による荷重を水平方向に変換することによって燃料電池セルスタックＢの両端を押圧するものである。

押圧手段Ａは、図１（ａ）に示すように一対の受け部材１１とスライド部材２１とから構成されており、図５に示すように燃料電池セルスタックＢの両端（燃料電池セル３の配置方向に対して両端）にそれぞれ隣接して設けられる。

受け部材１１は、燃料電池セルスタックＢの両端に配置された状態において、燃料電池セルスタックＢ側の斜め上方に向く第一の傾斜面１１１を下部に具備している。また、燃料電池セルスタックＢから見て背面側及び両脇となる位置に立設された支持部１１２を具備している。第一の傾斜面１１１は、後述のスライド部材２１の下端に設けられた第二の傾斜面２１１と協働して、スライド部材２１の自重による荷重を水平方向に変換するために形成されたものである。支持部１１２は、後述のスライド部材２１が燃料電池セルスタックＢの両端を押圧せずに燃料電池セルスタックＢに対して背面側や横方向に倒れてしまうことのないように、スライド部材２１を支持するためのものである。従って、支持部１１２で囲まれる空間はスライド部材２１の横断面形状に略等しくなっているのが好ましい。

スライド部材２１は、平板状の部材であって、受け部材１１の第一の傾斜面１１１に対向するように、燃料電池セルスタックＢと反対側の斜め下方に向く第二の傾斜面２１１を下端に具備している。この第二の傾斜面２１１は、第一の傾斜面１１１と略等しい傾斜角となっており、第二の傾斜面２１１が第一の傾斜面１１１に対して摺動することにより、図１（ｂ）に示すように、スライド部材２１が下降とともに水平方向にも移動して、スライド部材２１の自重による荷重が水平方向に変換されるようになっている。尚、押圧手段Ａは燃料電池セルスタックＢの両端に隣接しているので、実際はスライド部材２１が下降して水平方向に移動することはほとんどなく、水平方向への荷重と、燃料電池セル１０の配置方向へ広がろうとする力がつり合うような状態となる。したがって、スライド部材２１が下降とともに水平方向に移動するようになっているとは、実際に移動するのみならず、移動はしないが移動するような状態で鉛直方向から水平方向に自重による荷重が変換される意味を含んでいる。

ここで、第一の傾斜面１１１及び第二の傾斜面２１１の傾斜角は、水平方向への荷重が最大となるような角度（水平方向に対し４５度付近）を選択するのが好ましい。また、スライド部材２１の材質としては、高温の空間となる燃料電池の収納容器内で使用されるため、耐酸化性のある材料からなる必要があり、また、ある程度必要な荷重で燃料電池セルスタックＢを押圧するため、自重をより大きくする必要がある点等を考慮して、Ｆｅ−Ｃｒ系耐熱金属、ＺｒＯ_２等の比較的重い材料が採用される。

尚、第一の傾斜面１１１と第二の傾斜面２１１間の摺動に際しては、極力摩擦力による荷重の減少を抑制する必要があるため、第一の傾斜面１１１と第二の傾斜面２１１のどちらか一方が略全面に亘ってディンプル状に形成されている（略全面に均一な凹みが形成されている）か摺動方向に沿って複数の溝が設けられているのが好ましい。また、上記傾斜面の表面加工の他に、第一の傾斜面１１１と第二の傾斜面２１１の間にセラミック粉状体を分散させておいてもよい。このとき使用される粉状体も、高温下で使用されることを考慮して、窒化ホウ素等のセラミック材料が好ましく採用される。セラミック粉状体の粒径としては、すべり性の点から、１〜１０μｍであるのが好ましい。

図１に示す押圧手段Ａにおけるスライド部材２１は、１枚の平板状部材からなるものであるが、図２（ａ）及び図６に示すようなスライド部材２２を採用することもできる。このものは、第二の傾斜面２２１と略同様の傾斜角に形成された切断面２２２で複数に仕切られている。図１（ａ）に示す実施形態では、スライド部材２１が背面側に傾いてしまう虞があるが、図２（ａ）に示すような構造により、図２（ｂ）に示すように燃料電池セルスタックＢの端面全体に均等に押圧力を加えることができる。その他の構造は、図1及び図５に示す押圧手段Ａと同一であるので、説明は省略する。

図１及び図２に示す押圧手段Ａでは、スライド部材２１、２２の自重により、水平方向への荷重を発生させていたが、このとき、押圧手段Ａの大きさや材質によっては、スライド２１、２２がそれほど重くなく、所望の押圧力を燃料電池セルスタックＢに加えられない場合もある。そこで、このような場合には、図３に示す荷重付加部材６１を用いて、さらなる自重を加えるようにするのが好ましい。

この荷重付加部材６１は、図３（ａ）に示すように、一対の押圧手段Ａのそれぞれのスライド部材２３を上方向から同時に押すような形状になっている。基本的には、上から見て長方形の枠体部６１１から構成されるが、この枠体部６１１におけるスライド部材２３と接する部位（短辺部）には燃料電池セルスタックＢ側の斜め下方に向く第三の傾斜面６１２が設けられており、端部（傾斜面の下端）にいくにつれて枠体部６１１は相対的に厚肉になっている。このとき、枠体部６１１の長辺部の長さは、燃料電池セル配置方向の燃料電池セルスタックＢ長さよりも若干大きい程度で、枠体部６１１の短辺部の長さＬ１は、スライド部材２３の幅と略等しくなっている。

そして、スライド部材２３は、荷重付加部材６１の第三の傾斜面６１２に対向するように、燃料電池セルスタックＢと反対側の斜め上方に向く第四の傾斜面２３１を上端に具備している。この第四の傾斜面２３１は、第三の傾斜面６１２と略等しい傾斜角となっており、図３（ｂ）に示すように、第一の傾斜面１１１と第二の傾斜面２３２の相互作用とともに、この第三の傾斜面６１２と第四の傾斜面２３１の相互作用が働いて、スライド部材２３の自重による荷重が水平方向に変換されるようになっている。

ここで、スライド部材２３が傾かずに水平方向に荷重をかけることができるように、第一の傾斜面１１１及び第二の傾斜面２３２における傾斜角と第三の傾斜面６１２及び第四の傾斜面２３１における傾斜角は略同一であるのが好ましい。

このように、枠体部６１１を基本構成とする荷重付加部材６１を設けることにより、押圧力を増大させるともに、スライド部材２３の背面側への傾きを防止することができる。尚、図中に示すような第二の傾斜面２３２と略平行な切断面２３３を設けてもよい。

さらに他の実施形態として、より強力な押圧力を発生させる図４に示す押圧手段も好ましく採用できる。

このものは、図１及び図２に示す受け部材１１に設けられていた支持部１１２をなくして、荷重付加部材がこの支持部１１２の機能を有するような形状にしようというものであり、図４（ａ）に示すように、枠体部６２１と、垂れ下がり部６２２から構成された荷重付加部材６２である。上述のように、スライド部材２４を両脇及び背面側から支持するための支持部としての機能を荷重付加部材６２が果たすことから、図４（ａ）に示す枠体部６２１は図３に示す枠体部６１１よりも若干大きく形成されている。そして、図４（ａ）に示す枠体部６２１における短辺部の幅Ｌ２は、スライド部材２４と支持部１１２の厚みの和と略等しくなっている。また、垂れ下がり部６２２は、ちょうど図１に示す受け部材１１の支持部１１２が取り外されて、これが枠体部６２１の短辺部下側に取り付けられたようなものであるが、この形状の目的は荷重付加部材６２の自重をスライド部材２４に付加して水平方向への荷重（押圧力）を増やすことであるから、図１に示す受け部材１１の支持部１１２よりもスライド部材２４が下降できるような遊び分だけ若干短くなっている。

荷重付加部材６２が上述のような形状であるから、この実施形態では支持部のない形状の受け部材１２となっている。その他、荷重付加部材６２とスライド部材２４の上端の間にはそれぞれ対向するように傾斜面が設けられており、図４（ｂ）に示すように、第一の傾斜面１２１と第二の傾斜面２４２の相互作用とともに、この第三の傾斜面６２３と第四の傾斜面２４１の相互作用が働いて、スライド部材２４の自重による荷重が水平方向に変換されるようになっている点は、図３に示す押圧手段と同様である。

次に、本発明の燃料電池に使用される燃料電池セル及び燃料電池セルスタックの実施形態について説明する。
燃料電池セル１０は、図９に示すように、内部に適当な間隔で複数の燃料ガス通路１０１ａが形成された平板状の支持基板１０１を備え、この支持基板１０１上に各種の部材が設けられた構造を有している。

支持基板１０１は、横断面が平坦部と平坦部両端の弧状部とからなっている。平坦部の対向する一対の面の一方とその両側の弧状部を覆うように燃料極層１０２が設けられており、さらに、この燃料極層１０２を覆うように、緻密質な固体電解質層１０３が積層されており、この固体電解質層１０３の上には、燃料極層１０２に対応するように、空気極１０４が積層されている。また、燃料極層１０２及び固体電解質層１０３が積層されていない平坦部の他方の面には、インターコネクタ１０５が形成されている。図９から明らかな通り、燃料極層１０２及び固体電解質層１０３は、インターコネクタ１０５の両サイドにまで延びており、支持基板１０１の表面が外部に露出しないように構成されている。

このような構造の燃料電池セル１０では、燃料極層１０２の空気極１０４と対面している部分が燃料極として作動して発電する。かかる発電によって生成した電流は、支持基板１０１に取り付けられているインターコネクタ１０５を介して集電される。

ここで、支持基板１０１は、燃料ガスを燃料極まで透過させるためにガス透過性であること、及びインターコネクタ１０５を介しての集電を行うために導電性であることが要求され、このような要求を満たすと同時に、同時焼成により生じる熱膨張係数差の不都合を回避するために、鉄、ニッケル、コバルト等の鉄属金属成分と、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３等の希土類酸化物とから構成される。支持基板１０１は、燃料ガス透過性を有していることが必要であるため、通常、開気孔率が３０％以上、特に３５乃至５０％の範囲にあることが好適である。また、支持基板１０１の導電率は、３００Ｓ／ｃｍ以上、特に４４０Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。尚、支持基板１０１の平坦部の幅は、通常、１５〜３５ｍｍ、弧状部の長さ（弧の長さ）は、３〜８ｍｍ程度であり、支持基板１０１の厚みは（平坦部の両面の間隔）は２．５〜５ｍｍ程度であることが望ましい。

燃料極層１０２は、多孔質の導電性セラミックスから形成される。例えば、希土類元素が固溶しているＺｒＯ_２と、Ｎｉ及び／またはＮｉＯとから形成される。この希土類元素が固溶しているＺｒＯ_２（安定化ジルコニア）としては、以下に述べる固体電解質層１０３の形成に使用されているものと同様のものを用いるのがよい。

この燃料極層１０２上に設けられている固体電解質層１０３は、一般に３〜１５モル％の希土類元素が固溶したＺｒＯ_２（通常、安定化ジルコニア）と呼ばれる緻密質なセラミックスから形成されている。希土類元素としては、Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕを例示することができるが、安価であるという点からＹ、Ｙｂが望ましい。

空気極１０４は、所謂ＡＢＯ_３型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成される。かかるペロブスカイト型酸化物としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物、特にＡサイトにＬａを有するＬａＭｎＯ_３系酸化物、ＬａＦｅＯ_３系酸化物、ＬａＣｏＯ_３系酸化物の少なくとも１種が好適であり、６００〜１０００℃程度の作動温度での電気伝導性が高いという点からＬａＦｅＯ_３系酸化物が特に好適である。尚、上記ペロブスカイト型酸化物においては、ＡサイトにＬａと共にＳｒなどが存在していてもよいし、さらにＢサイトには、ＦｅとともにＣｏやＭｎが存在していてもよい。

支持基板１０１上に設けられているインターコネクタ１０５は、一般に、ランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ_３系酸化物）が使用される。また、支持基板１０１の内部を通る燃料ガス及び支持基板１０１の外部を通る酸素含有ガスのリークを防止するため、かかる導電性セラミックスは緻密質でなければならず、例えば９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していることが好適である。尚、図示しないが、インターコネクタ１０５の外面（上面）には、例えば遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなるＰ型半導体層を設けることが好ましい。

そして、燃料電池セルスタックＢは、図５〜図８に示すように、例えば複数の集電片を押し広げ弾性を持たせてなる板状の集電部材２０を、燃料電池セル１０と燃料電池セル１０の間に介在させて、複数の燃料電池セル１０を直列に電気的に接続し、マニホールド上に配置することにより得られる。このとき、複数の燃料電池セル１０の下端部は、マニホールドの上蓋に形成された貫通孔（図示しない）に挿入され、ガラス等で接合されている。そして、両端には端部集電部材２０１が配置されており、この端部集電部材２０１が押圧手段Ａにより押圧されるようになっている。燃料ガスがマニホールド内に供給されると燃料電池セル１０の燃料ガス通路１０１ａを通過して上方へ流れるようになっている。尚、図５は図１に示す押圧手段Ａを燃料電池セルスタックＢの両端に配置したものであり、図６は図２に示す押圧手段、図７は図３に示す押圧手段、図８は図４に示す押圧手段を燃料電池セルスタックの両端に配置したものである。

また、燃料電池は、この両端に押圧手段Ａの配置された燃料電池セルスタックＢを収納容器内に複数収納することにより得られる。このような燃料電池セルスタック及び燃料電池により、電圧低下の少ない長期信頼性に優れた燃料電池を得ることができる。

尚、本発明の燃料電池においては、押圧手段が具備する部材の自重による荷重を水平方向に変換することによって燃料電池セルスタックの両端を押圧するものであればよく、本例の形状に限定されるものではない。また、図１〜図８には燃料電池セルスタックの両端に押圧手段が設けられた構成が示されているが、上記形状の押圧手段は少なくとも片側に設けられていればよく、上記形状の押圧手段が燃料電池セルスタックの片側に配置され、他方には平板状のものが立設された状態のものでもよい。

ここで、上記燃料電池セル及び燃料電池セルスタックの製造方法について説明する。
先ず、Ｎｉ等の鉄族金属或いはその酸化物粉末と、Ｙ_２Ｏ_３などの希土類酸化物の粉末と、有機バインダーと、溶媒とを混合してスラリーを調製し、このスラリーを用いての押出成形により、支持基板成形体を作製し、これを乾燥する。

次に、燃料極層形成用材料（Ｎｉ或いはＮｉＯ粉末と安定化ジルコニア粉末）、有機バインダー及び溶媒を混合してスラリーを調製し、このスラリーを用いて燃料極層用のシートを作製する。また、燃料極層用のシートを作製する代りに、燃料極形成用材料を溶媒中に分散したペーストを、上記で形成された支持基板成形体の所定位置に塗布し乾燥して、燃料極層用のコーティング層を形成してもよい。

さらに、安定化ジルコニア粉末と、有機バインダーと、溶媒とを混合してスラリーを調製し、このスラリーを用いて固体電解質層用シートを作製する。

上記のようにして形成された支持基板成形体、燃料極用シート及び固体電解質層用シートを、例えば図９に示すような層構造となるように積層し、乾燥する。この場合、支持基板成形体の表面に燃料極層用のコーティング層が形成されている場合には、固体電解質層用シートのみを支持基板成形体に積層し、乾燥すればよい。

この後、インターコネクタ用材料（例えば、ＬａＣｒＯ_３系酸化物粉末）、有機バインダー及び溶媒を混合してスラリーを調製し、インターコネクタ用シートを作製する。

このインターコネクタ用シートを、上記で得られた積層体の所定位置にさらに積層し、焼成用積層体を作製する。

次いで、上記の焼成用積層体を脱バインダー処理し、酸素含有雰囲気中、１３００〜１６００℃で同時焼成し、焼結体を得る。

次いでこの焼結体の所定の位置に、空気極形成用材料（例えば、ＬａＦｅＯ_３系酸化物粉末）と溶媒を含有するペースト、及び必要により、Ｐ型半導体層形成用材料（例えば、ＬａＦｅＯ_３系酸化物粉末）と溶媒を含むペーストを、ディッピング等により塗布し、固体電解質層の表面に空気極用コーティング層を設けた。同時に、上記ペーストを焼結体に形成されているインターコネクタの外面に塗布し、Ｐ型半導体用コーティング層を設け、１０００〜１３００℃で焼き付けを行う。
以上のような工程を経て、燃料電池セルが作製される。

そして、厚さ０．３〜０．６ｍｍのＦｅ-Ｃｒ系耐熱性合金の板を用い、所望の形状に加工した集電部材を用意し、この集電部材と前述の燃料電池セルを電気的、及び機械的に接合するため、前述のＰ型半導体である遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなる粉末と有機バインダーと溶剤とを混合して作製したペーストを、燃料電池セルの空気極及びインターコネクタ表面及び集電部材に塗布した後、燃料電池セルと集電部材を交互に積層し、１０００〜１３００℃で焼き付ける。さらに、上記積層して焼付された燃料電池セルと集電部材を、マニホールドに配置し、燃料電池セルとマニホールドをガラスなどにより封止することにより燃料電池セルスタックが作製される。

そして、燃料電池は、上記複数のセルスタックを収納容器内に配置し、発電に使用するために燃料電池セルに送るための燃料ガス導入管、空気導入管を配管することにより作製される。

本発明の燃料電池における押圧手段の一実施形態を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すスライド部材２１による荷重方向の説明図である。 図１に示すスライド部材２１の他の実施形態を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すスライド部材２２による荷重方向の説明図である。 本発明の燃料電池におけるさらに他の実施形態を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すスライド部材２３による荷重方向の説明図である。 本発明の燃料電池におけるまたさらに他の実施形態を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すスライド部材２３による荷重方向の説明図である。 図１に示す押圧手段を備えた燃料電池の説明図である。 図２に示す押圧手段を備えた燃料電池の説明図である。 図３に示す押圧手段を備えた燃料電池の説明図である。 図４に示す押圧手段を備えた燃料電池の説明図である。 本発明の燃料電池における燃料電池セルの一実施形態を示す説明図である。

符号の説明

Ａ・・押圧手段
Ｂ・・燃料電池セルスタック
１０・・燃料電池セル
２０・・集電部材
２０１・・端部集電部材
３０・・マニホールド
１１，１２・・受け部材
２１，２２，２３，２４・・スライド部材
１１１，１２１・・第一の傾斜面
２１１，２２１，２３２，２４２・・第二の傾斜面
１１２・・支持部
２２２，２３３・・切断面
６１，６２・・荷重付加部材
６１１，６２１・・枠体部
６１２，６２３・・第三の傾斜面
２３１，２４１・・第四の傾斜面
６２２・・垂れ下がり部

Claims (6)

1. 燃料電池セルと、隣り合う燃料電池セルを電気的に接続するための集電部材とを交互に直列に配置してマニホールド上に立設させてなる燃料電池セルスタックを、収納容器内に収納した燃料電池であって、
   前記燃料電池セルの配置方向への広がりを防止するための押圧手段が前記燃料電池セルスタックの少なくとも片側に隣接して設けられてなり、
   前記押圧手段は、該押圧手段が具備する部材の自重による荷重を水平方向に変換することによって燃料電池セルスタックの少なくとも片側を押圧するものであることを特徴とする燃料電池。
2. 押圧手段が、前記燃料電池セルスタック側の斜め上方に向く第一の傾斜面を具備する受け部材と、該受け部材の前記第一の傾斜面に対向するように前記燃料電池セルスタックと反対側の斜め下方に向く第二の傾斜面を下端に具備する平板状のスライド部材とを含んでなり、
   前記第二の傾斜面が前記第一の傾斜面に対して摺動することにより、前記スライド部材が下降とともに水平方向にも移動するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
3. 受け部材が、前記燃料電池セルスタックに対して前記第一の傾斜面の背面側及び両脇となる位置に立設された支持部を具備することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
4. 押圧手段が前記燃料電池セルスタックの両端への押圧力を増加させるための荷重付加部材を含み、
   該荷重付加部材が前記燃料電池セルスタック側の斜め下方に向く第三の傾斜面を具備するとともに、前記スライド部材が該荷重付加部材の前記第三の傾斜面に対向するように前記燃料電池セルスタックと反対側の斜め上方に向く第四の傾斜面を上端に具備してなり、
   前記スライド部材に加え、前記荷重付加部材の自重による荷重がかかるようにしたことを特徴とする請求項２または３に記載の燃料電池。
5. 第一の傾斜面と第二の傾斜面のいずれか一方が、略全面に亘ってディンプル状に形成又は摺動方向に沿って複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の燃料電池。
6. 第一の傾斜面と第二の傾斜面の間には、セラミック粉状体が分散してなることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の燃料電池。

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