JP2007179910A - 燃料電池 - Google Patents
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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Abstract
【解決手段】燃料ガス流通路5は、燃料ガス入口で燃料入口マニホールド14に、燃料ガス出口で燃料出口マニホールド15に接続されている。酸化剤ガス流通路6は、酸化剤ガス入口で酸化剤入口マニホールド10に、酸化剤ガス出口で酸化剤出口マニホールド12に接続されている。ガス拡散電極30,31の外周に沿ってエッジシール材22が配置されており、燃料ガス入口、燃料ガス出口、酸化剤ガス入口および酸化剤ガス出口の幅方向外縁がガス拡散電極30,31の幅方向外縁よりも内側にある。
【選択図】図1
Description
図1ないし図5を用いて第1の実施形態の固体高分子型燃料電池を説明する。第1の実施形態は、燃料電池スタックの外側にマニホールドを配置したいわゆる外部マニホールド型燃料電池である。
図10〜図13を用いて第2の実施形態の固体高分子型燃料電池を説明する。ここで、第1の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して重複説明は省略する。第2の実施形態は、燃料電池スタック内にマニホールドを形成したいわゆる内部マニホールド型燃料電池である。
図15〜図19を用いて第3の実施形態の固体高分子型燃料電池スタックの構成を説明する。第3の実施形態は第1の実施形態の変形であって、第1の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して重複説明は省略する。第3の実施形態は、第1の実施形態と同様に外部マニホールド型燃料電池である。
Claims (7)
- 複数の単位電池を所定の積層方向に積層した積層体と、前記複数の単位電池それぞれに燃料ガスを配給する燃料入口マニホールドと、前記複数の単位電池それぞれに酸化剤ガスを配給する酸化剤入口マニホールドと、前記複数の単位電池それぞれから燃料ガスを排出する燃料出口マニホールドと、前記複数の単位電池それぞれから酸化剤ガスを排出する酸化剤出口マニホールドとを有し、前記燃料入口マニホールド、酸化剤入口マニホールド、燃料出口マニホールドおよび酸化剤出口マニホールドがそれぞれ前記積層体の側面にマニホールドシール部で接して前記積層方向に延びるように配置された燃料電池において、
前記単位電池のそれぞれは、固体高分子電解質膜を2枚のガス拡散電極で挟持した膜・電極複合体と、前記ガス拡散電極にそれぞれ接して配置されて前記ガス拡散電極にそれぞれ接した位置に燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路を形成するセパレータと、を前記積層方向に重ね合わせて構成され、
前記燃料ガス流通路は燃料ガス入口で前記燃料入口マニホールドに接続され、前記燃料ガス流通路は燃料ガス出口で前記燃料出口マニホールドに接続され、前記酸化剤ガス流通路は酸化剤ガス入口で前記酸化剤入口マニホールドに接続され、前記酸化剤ガス流通路は酸化剤ガス出口で前記酸化剤出口マニホールドに接続され、
少なくとも前記ガス拡散電極の外周に沿ってエッジシール材が配置されており、
前記燃料ガス入口、燃料ガス出口、酸化剤ガス入口および酸化剤ガス出口の少なくとも一つの幅方向外縁が前記ガス拡散電極の前記幅方向外縁よりも内側にあること、
を特徴とする燃料電池。 - 前記エッジシール材の幅が前記マニホールドシール部の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。
- 前記燃料ガス流通路および前記酸化剤ガス流通路がそれぞれ複数の互いにほぼ平行なガス流通路を有し、
前記燃料ガス入口、燃料ガス出口、酸化剤ガス入口または酸化剤ガス出口の幅方向外縁よりも外側を通過する前記燃料ガス流通路および前記酸化剤ガス流通路の一部が、隣接する他の燃料ガス流通路または酸化剤ガス流通路と合流するように構成されていること、
を特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池。 - 前記セパレータの少なくとも一部に冷却水流通路が形成され、
前記冷却水流通路に冷却水を供給する冷却水入口マニホールドと、前記冷却水流通路から冷却水を排出する冷却水出口マニホールドとを有し、
前記冷却水入口マニホールドおよび冷却水出口マニホールドは、前記積層体の側面にマニホールドシール部で接して前記積層方向に延びるように配置され、
前記冷却水流通路は冷却水入口で前記冷却水入口マニホールドに接続され、冷却水出口で前記冷却水出口マニホールドに接続され、
前記冷却水入口および冷却水出口の幅方向外縁が前記ガス拡散電極の前記幅方向外縁よりも内側にあること、
を特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の燃料電池。 - 前記燃料ガス流通路は、前記セパレータに形成された互いにほぼ平行な複数の溝からなり、前記セパレータ端部と前記複数の溝の端部の間のエッジ幅が前記複数の溝同士の間に形成された溝山の幅と同等以下であり、かつ、前記燃料ガス入口および燃料ガス出口の幅が前記セパレータの幅よりも大きいこと、
を特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の燃料電池。 - 複数の単位電池を所定の積層方向に積層した積層体から構成され、
前記複数の単位電池それぞれに燃料ガスを配給する燃料入口マニホールドと、前記複数の単位電池それぞれに酸化剤ガスを配給する酸化剤入口マニホールドと、前記複数の単位電池それぞれから燃料ガスを排出する燃料出口マニホールドと、前記複数の単位電池それぞれから酸化剤ガスを排出する酸化剤出口マニホールドとが前記積層体内の外周部近くで前記積層方向に延びるように形成された燃料電池において、
前記単位電池のそれぞれは、固体高分子電解質膜を2枚のガス拡散電極で挟持した膜・電極複合体と、
前記ガス拡散電極にそれぞれ接して配置されて前記ガス拡散電極にそれぞれ接した位置に燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路と、前記燃料入口マニホールド、酸化剤入口マニホールド、燃料出口マニホールドおよび酸化剤出口マニホールドとを形成するセパレータと、
を前記積層方向に重ね合わせて構成され、
前記燃料ガス流通路は燃料ガス入口で前記燃料入口マニホールドに接続され、前記燃料ガス流通路は燃料ガス出口で前記燃料出口マニホールドに接続され、前記酸化剤ガス流通路は酸化剤ガス入口で前記酸化剤入口マニホールドに接続され、前記酸化剤ガス流通路は酸化剤ガス出口で前記酸化剤出口マニホールドに接続され、
前記燃料ガス入口、燃料ガス出口、酸化剤ガス入口および酸化剤ガス出口の少なくとも一つの幅方向外縁が前記ガス拡散電極の前記幅方向外縁よりも内側にあること、
を特徴とする燃料電池。 - 前記セパレータの少なくとも一部に冷却水流通路が形成され、
冷却水入口で前記冷却水流通路に接続されてその冷却水流通路に冷却水を供給する冷却水入口マニホールドと、冷却水出口で前記冷却水流通路に接続されてその冷却水流通路から冷却水を排出する冷却水出口マニホールドとが前記積層体内の外周部近くで前記積層方向に延びるように形成され、
前記冷却水入口および冷却水出口の幅方向外縁が前記ガス拡散電極の前記幅方向外縁よりも内側にあること、
を特徴とする請求項6に記載の燃料電池。
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