JP2007157605A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007157605A JP2007157605A JP2005354352A JP2005354352A JP2007157605A JP 2007157605 A JP2007157605 A JP 2007157605A JP 2005354352 A JP2005354352 A JP 2005354352A JP 2005354352 A JP2005354352 A JP 2005354352A JP 2007157605 A JP2007157605 A JP 2007157605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- sealing material
- separator
- seal material
- constituent material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】(1)燃料電池構成材に配置されたシール材33を備え、複数の燃料電池構成材を積層し積層方向に荷重を印加した燃料電池であって、燃料電池構成材のシール材33との接触部分42は、シール材33が配置された面の反対面より荷重が伝達可能な第1の部分42aと、第1の部分42aより荷重の伝達が小さい第2の部分42bと、を有し、第2の部分42aの燃料電池構成材に対するシール材33の接着強度を、第1の部分42aのシール材33の接着強度より大とした、燃料電池。(2)燃料電池構成材のシール材33との接触部分42が、第2のシール材32による反力がかかる第1の部分42aと、第2のシール材32による反力がかからない第2の部分42bとを有しており、第2の部分42bとシール材33との接着強度を第1の部分42aより大とした、燃料電池。
【選択図】 図2
Description
冷媒(冷却液)マニホールド7の周りは、冷媒マニホールド7からセル面内の冷媒流路4に冷媒を導入、または冷媒流路4から冷媒マニホールド7に冷媒を排出するため、冷媒マニホールド7と冷媒流路4の間の冷媒連通路8のガスケット6は切れていて存在しない。このため、接着剤シール部のうち、セパレータ2を介した反対面にガスケット6がある部分(図5のB部)では、複数の単セルを積層して所定荷重を印加して締結した際にガスケット6による反力がかかるが、セパレータ2を介した反対側面にガスケット6が無い部分(図5のC部)では、ガスケット6による反力(荷重伝達)がかからないため、C部でガス圧を接着剤5のみで受けることになり、セパレータ2が変形しやすいもの(たとえば、カーボンセパレータや0.1mm程度のメタルセパレータ)であると、ガス圧によるセパレータ2の変形によって接着剤5とセパレータ2とが剥離することによりリークが生じるおそれがある。
特開2002−124275号公報は、メタルセパレータの表裏に接着剤と冷媒シールをセル積層方向に重なるように設けた燃料電池を開示している。
冷媒の流れを確保するため、冷媒マニホールドとセル面内冷媒流路との間の冷媒連通路に、冷媒シールは設けられていない。したがって、接着剤シール部のうち、セパレータを介した反対面に冷媒連通路がある部分では、冷媒シールによる反力がかからないため、接着剤のみでガス圧を受けることになる。したがって、接着剤シール部のうち冷媒シールの反力がかからない部分のシール安定性は低いままである。
(1) 流体を流通させる流路を有する燃料電池構成材と、前記燃料電池構成材に配置されたシール材と、を備え、複数の前記燃料電池構成材を積層し、積層方向に荷重を印加した燃料電池であって、
前記燃料電池構成材の前記シール材との接触部分は、前記シール材が配置された面の反対面より荷重が伝達可能な第1の部分と、該第1の部分より荷重の伝達が小さい第2の部分と、を有し、
前記第2の部分の前記燃料電池構成材に対する前記シール材の接着強度を、前記第1の部分の前記シール材の接着強度より大とした、燃料電池。
(2) 燃料電池構成材のシール材との接触部分が、前記シール材とは異なる第2のシール材による反力がかかる第1の部分と、前記第2のシール材による反力がかからない第2の部分とを有しており、
前記燃料電池構成材の前記第2の部分と前記シール材との接着強度を、前記燃料電池構成材の前記第1の部分と前記シール材との接着強度より大とした、燃料電池。
(3) 前記第2の部分の接着強度の変更は、前記シール材が接着される前記燃料電池構成材の表面に前記第1の部分と異なる表面処理を施すことによって行われる(1)または(2)記載の燃料電池。
(4) 前記表面処理は粗面化処理である(3)記載の燃料電池。
(5) 前記燃料電池構成材の前記第2の部分に対応する金型部分を局部的に粗くしておき成形時に前記金型部分の粗面を前記第2の部分に転写して該第2の部分を粗面化する(4)記載の燃料電池。
(6) 前記表面処理はプラズマ処理である(3)記載の燃料電池。
上記(4)の燃料電池では、粗面化処理を施すことでシール材との接着面積が増加する。そのため、シール材との接着強度を大にすることができる。
本発明実施例の燃料電池は、たとえば固体高分子電解質型燃料電池10である。燃料電池10は、たとえば、燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
アノード側:H2 →2H+ +2e-
カソード側:2H+ +2e- +(1/2)O2 →H2O
各セルモジュール19のMEAを挟む2つのセパレータ18間は、図2に示すように、第1のシール材(接着剤)33によってシールされている。以下、燃料電池構成材の第1のシール材33との接触部分(第1のシール材33によってシールされている部分)を接着剤シール部42という。第1のシール材33は、アノード側メタルセパレータ18aとアノード側樹脂フレーム34aとの間と、アノード側樹脂フレーム34aとカソード側樹脂フレーム34bとの間と、カソード側樹脂フレーム34bとカソード側メタルセパレータ18bとの間とに設けられる。
隣接するセルモジュール19同士の間は、第2のシール材(ガスケット)32によってシールされている。
燃料電池構成材の表面2面のそれぞれに配置された第1、第2のシール材32、33は、積層方向に沿って実質的に正反対の位置に配置される。
燃料電池スタック23にかけられるセル積層方向の締結荷重により、第1、第2のシール材32、33にセル積層方向のシール荷重がかかる。
粗面化処理は、サンドブラスト、ショットブラスト、等にて行われる。また、粗面化処理は、樹脂フレーム34が型成形品である場合には、樹脂フレーム34の第2の部分42bに対応する金型部分を局部的に粗くしておき成形時に金型部分の粗面を樹脂フレーム34の第2の部分42bに転写して該第2の部分42bを粗面化することにより、行われていてもよい。
本発明実施例では、燃料電池構成材の接着剤シール部42の表面に、第2のシール材32の反力がかからない第2の部分42bに限定して、第1のシール材33との接着強度を、第2のシール材32の反力がかかる第1の部分42aの第1のシール材33との接着強度よりも上げる表面処理を施したので、表面処理を施していない場合に比べて、第2の部分42bのシール安定性を高めることができる。
また、第2の部分42bに限定して表面処理を施すので、第1、第2の部分42a、42bの全て、または、メタルセパレータ18、樹脂フレーム34の全面に表面処理を施す場合に比べて、低コストである。
11 電解質膜
14 電極(アノード、燃料極)
17 電極(カソード、空気極)
18 セパレータ
19 セルモジュール
20 ターミナル
21 インシュレータ
22 エンドプレート
23 燃料電池スタック
24 締結部材(テンションプレート)
25 ボルト
26 冷媒流路
27 燃料ガス流路
28 酸化ガス流路
29 冷媒マニホールド
30 燃料ガスマニホールド
31 酸化ガスマニホールド
32 第2のシール材(ガスケット)
33 第1のシール材(接着剤)
34、34a、34b 樹脂フレーム
41 冷媒連通路
42 接着剤シール部
42a 接着剤シール部の第1の部分
42b 接着剤シール部の第2の部分
Claims (6)
- 流体を流通させる流路を有する燃料電池構成材と、前記燃料電池構成材に配置されたシール材と、を備え、複数の前記燃料電池構成材を積層し、積層方向に荷重を印加した燃料電池であって、
前記燃料電池構成材の前記シール材との接触部分は、前記シール材が配置された面の反対面より荷重が伝達可能な第1の部分と、該第1の部分より荷重の伝達が小さい第2の部分と、を有し、
前記第2の部分の前記燃料電池構成材に対する前記シール材の接着強度を、前記第1の部分の前記シール材の接着強度より大とした、燃料電池。 - 燃料電池構成材のシール材との接触部分が、前記シール材とは異なる第2のシール材による反力がかかる第1の部分と、前記第2のシール材による反力がかからない第2の部分とを有しており、
前記燃料電池構成材の前記第2の部分と前記シール材との接着強度を、前記燃料電池構成材の前記第1の部分と前記シール材との接着強度より大とした、燃料電池。 - 前記第2の部分の接着強度の変更は、前記シール材が接着される前記燃料電池構成材の表面に前記第1の部分と異なる表面処理を施すことによって行われる請求項1または請求項2記載の燃料電池。
- 前記表面処理は粗面化処理である請求項3記載の燃料電池。
- 前記燃料電池構成材の前記第2の部分に対応する金型部分を局部的に粗くしておき成形時に前記金型部分の粗面を前記第2の部分に転写して該第2の部分を粗面化する請求項4記載の燃料電池。
- 前記表面処理はプラズマ処理である請求項3記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005354352A JP4765594B2 (ja) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005354352A JP4765594B2 (ja) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | 燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007157605A true JP2007157605A (ja) | 2007-06-21 |
JP4765594B2 JP4765594B2 (ja) | 2011-09-07 |
Family
ID=38241691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005354352A Expired - Fee Related JP4765594B2 (ja) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | 燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4765594B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015207490A (ja) * | 2014-04-22 | 2015-11-19 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池の製造方法及び製造装置 |
WO2016017075A1 (ja) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | 信越ポリマー株式会社 | 防水嵌合体及び防水嵌合体の製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1055813A (ja) * | 1996-08-08 | 1998-02-24 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池の組立て構造 |
JP2002190304A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 燃料電池用セパレータ |
JP2003077499A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-03-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP2004006419A (ja) * | 2003-08-25 | 2004-01-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の単電池およびその製造方法 |
JP2005339846A (ja) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ及びこれを備えた燃料電池並びに燃料電池用セパレータの製造方法 |
-
2005
- 2005-12-08 JP JP2005354352A patent/JP4765594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1055813A (ja) * | 1996-08-08 | 1998-02-24 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池の組立て構造 |
JP2002190304A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 燃料電池用セパレータ |
JP2003077499A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-03-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP2004006419A (ja) * | 2003-08-25 | 2004-01-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の単電池およびその製造方法 |
JP2005339846A (ja) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ及びこれを備えた燃料電池並びに燃料電池用セパレータの製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015207490A (ja) * | 2014-04-22 | 2015-11-19 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池の製造方法及び製造装置 |
WO2016017075A1 (ja) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | 信越ポリマー株式会社 | 防水嵌合体及び防水嵌合体の製造方法 |
JPWO2016017075A1 (ja) * | 2014-08-01 | 2017-06-22 | 信越ポリマー株式会社 | 防水嵌合体及び防水嵌合体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4765594B2 (ja) | 2011-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4747486B2 (ja) | 燃料電池 | |
US8221935B2 (en) | Fuel cell stack | |
US20100143808A1 (en) | Fuel cell | |
JP4653978B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP2007250353A (ja) | 燃料電池 | |
JP4510267B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP2004207074A (ja) | 燃料電池 | |
JP2008034274A (ja) | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータ構成用プレート及び燃料電池用セパレータの製造方法 | |
JP2006024404A (ja) | 燃料電池 | |
JP4765594B2 (ja) | 燃料電池 | |
WO2013012026A1 (ja) | 燃料電池用ガスケット | |
JP5109277B2 (ja) | マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック | |
JP4569084B2 (ja) | 燃料電池積層構造 | |
JP2006107862A (ja) | 燃料電池のシール構造 | |
JP2003086229A (ja) | 燃料電池のスタック構造 | |
JP2007103152A (ja) | 燃料電池 | |
JP2004185811A (ja) | 燃料電池のシール構造 | |
JP2005293944A (ja) | 燃料電池 | |
JP2007035455A (ja) | 燃料電池用セパレータ | |
JP2005322433A (ja) | 燃料電池用セパレータとその製造方法 | |
JP3636126B2 (ja) | 燃料電池のシール構造 | |
JP2003036865A (ja) | 燃料電池 | |
JP4851722B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP4569483B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ | |
JP4483289B2 (ja) | 燃料電池スタック |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110308 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110414 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110517 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110530 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140624 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |