JP2006216240A - 固体高分子型燃料電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】固体高分子型燃料電池の導電性セパレータ板間の短絡や感電を防止する。
【解決手段】固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体１１と、電極電解質膜接合体１１を挟持する複数種類の導電性セパレータ板１２，１４，１６より成る単位電池を複数積層した構成で、導電性セパレータ板１２，１４，１６の外周部端部に絶縁性ゴムシート１８を被せることにより、導電性セパレータ板問の短絡や感電などを防止することができ、安全性の向上が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポータブル電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネシステム等に使用する高分子電解質を用いた燃料電池に関するものである。
従来、この種の固体高分子型燃料電池は、小型軽量で出力密度が高く、しかも構造が簡単なことから注目されている（例えば、特許文献１参照）。
図４は、特許文献１に記載された従来の固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図を示したものである。図４に示すように、電極電解質膜接合体１と、アノード側導電性セパレータ板２と、燃料ガスを供給排出するための流通溝３と、カソード側導電性セパレータ板４と、酸化ガスを供給排出するための流通溝５と、冷却水側導電性セパレータ板６から構成されている。
特開２０００−２９４２５４号公報
しかしながら、上記従来の構成では、アノード側導電性セパレータ板２、カソード側導電性セパレータ板４、冷却水側導電性セパレータ板６に金属などの導電体が触れたときに短絡し固体高分子型燃料電池を損傷させたり、手に触れたとき感電するという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、セパレータ板間の短絡や手に触れたときの安全性を確保した固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の固体高分子型燃料電池は、固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体と、前記電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板より成る単位電池を複数積層した構成で、前記導電性セパレータ板の外周部端部を、絶縁性ゴムシートで被ったものであり、これによって、前記導電性セパレータ板の外周部端部を絶縁することが可能となる。
本発明の固体高分子型燃料電池は、導電性セパレータ板間の短絡防止や感電に対する安全性を向上することができる。
請求項１に記載の発明は、固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体と、前記電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板より成る単位電池を複数積層した構成で、前記導電性セパレータ板の外周部端部を、絶縁性ゴムシートで被ったことにより、絶縁できるので、導電性セパレータ板間の短絡や感電を防止することができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の導電性セパレータ板毎に、前記導電性セパレータ板の外周部端部を、絶縁性ゴムシートで被ったことにより、絶縁できるので、導電性セパレータ板間の短絡や感電を防止することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明の単位電池毎に、前記単位電池の外周部端部を、絶縁性ゴムシートで被ったことにより、絶縁できるので、導電性セパレータ板間の短絡や感電を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図、図２は本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池の要部断面図を示すものである。
図１、図２において、電極電解質膜接合体１１は高分子電解質膜の両面に白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反応層とこの触媒反応層の外面に燃料ガスである水素ガスや酸化ガスである酸素や空気の通気性と電子導電性を併せ持つ拡散層より形成される。アノード側導電性セパレータ板１２は燃料ガスを供給排出するための流通溝１３を有し、カソード側導電性セパレータ板１４は酸化ガスを供給排出するための流通溝１５を有し、冷却水側導電性セパレータ板１６は冷却水が流動するための流通溝１７を有する。
電極電解質膜接合体１１は、アノー一ド側導電性セパレータ板１２とカソード側導電性セパレータ板１４と冷却水側導電性セパレータ板１６で挟持され単位電池を形成する。また、電極電解質膜接合体１１、アノード側導電性セパレータ板１２、カソード側導電性セパレータ板１４、冷却水側導電性セパレータ板１６には、燃料ガス、酸化ガス、冷却水の供給用の孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃと排出用の孔１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを構成している。
また、アノード側導電性セパレータ板１２とカソード側導電性セパレータ板１４と冷却水側導電性セパレータ板１６の外周部端部には、個々に絶縁性ゴムシート１８を取り付けている。
以上のように構成された固体高分子型燃料電池について、以下その動作、作用を説明する。
まず、電極電解質膜接合体１１の一方の面に燃料ガス、他の面に酸化ガスが流れることで、電気化学反応により、電気が発生する。電気化学反応により発生した熱は冷却水により冷却され、電極電解質膜接合体１１の温度を一定に保つことができる。
以上のように、本実施の形態においては、これら単位電池を１０〜２００セル積層した後、締結ボルトで両端から固定する構造とすることにより、アノード側導電性セパレータ板１２とカソード側導電性セパレータ板１４と冷却水側導電性セパレータ板１６の外周部端部は絶縁性ゴムシート１８で絶縁されるので、導電性セパレータ板間の短絡や感電を防止することができる。
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における固体高分子型燃料電池の要部断面図である。
実施の形態１と同様の構成であるが、図３において、電極電解質膜接合体１１は、アノード側導電性セパレータ板１２とカソード側導電性セパレータ板１４と冷却水側導電性セパレータ板１６で挟持され単位電池毎に絶縁性ゴムシート１９を取り付けた構成である。
以上のように構成された固体高分子型燃料電池について、構成が実施の形態１と同様であるため、その動作、作用もまた実施の形態１と同様となる。
本実施の形態においては、単位電池毎に外周部端部が絶縁性ゴムシート１９で絶縁されるので、導電性セパレータ板間の短絡や感電を防止することができる。
以上のように、本発明にかかる固体高分子型燃料電池は、導電性セパレータ板の外周部端部を絶縁性ゴムシートで絶縁することができ、導電性セパレータ板間の短絡防止や感電が防止でき安全性を向上させることが可能となるので、ポータブル電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネシステム等に使用する高分子電解質を用いた燃料電池等の用途にも適用できる。
本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図 本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池の要部断面図 本発明の実施の形態２における固体高分子型燃料電池の要部断面図 従来の固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図
符号の説明
１１ 電極電解質膜接合体
１２ アノード側導電性セパレータ板
１４ カソード側導電性セパレータ板
１６ 冷却水側導電性セパレータ板
１８，１９ 絶縁性ゴムシート

Claims (3)

  1. 固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体と、前記電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板より成る単位電池を複数積層した構成で、前記導電性セパレータ板の外周部端部を、絶縁性ゴムシートで被ったことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
  2. 前記導電性セパレータ板毎に、前記導電性セパレータ板の外周部端部を、絶縁性ゴムシートで被ったことを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池。
  3. 前記単位電池毎に、前記単位電池の外周部端部を、絶縁性ゴムシートで被ったことを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池。
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