JP2007510273A - 燃料電池エンドプレートアセンブリ - Google Patents
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Abstract
燃料電池システムが、燃料電池スタックを圧縮し、および/または燃料電池スタックから電流を集めるために使用されるエンドプレートアセンブリを組入れる。燃料電池システムが、所定の積重ね方向に積重ねられた燃料電池を有する燃料電池スタックを含む。多機能または多領域圧縮エンドプレートアセンブリが、燃料電池スタックの端部に配置される。多領域圧縮エンドプレートアセンブリが、燃料電池スタックの別個の領域を優先的に圧縮するように構成された圧縮機構を含む。多機能エンドプレートアセンブリが、エンドプレートを通る集電体を使用して、燃料電池スタックから電流を集める。集電体を使用して、燃料電池スタックの領域を優先的に圧縮してもよい。
Description
本発明は、一般に燃料電池に関し、より詳細には、燃料電池エンドプレートアセンブリに関する。
典型的な燃料電池システムは、1つ以上の燃料電池が電力を発生する電力セクションを含む。燃料電池は、水素および酸素を水に変換し、そのプロセスにおいて電気および熱を発生するエネルギー変換デバイスである。各燃料電池ユニットは、中心にプロトン交換部材を含んでもよく、ガス拡散層がプロトン交換部材の両側にある。アノード層およびカソード層は、それぞれ、ガス拡散層の外側に位置決めされる。
1つの燃料電池における反応は、典型的には1ボルト未満を発生する。複数の燃料電池を積重ね、直列に電気的に接続して、所望の電圧を達成してもよい。電流が、燃料電池スタックから集められ、負荷を駆動するために使用される。燃料電池を使用して、自動車からラップトップコンピュータまで、さまざまな用途のために電力を供給してもよい。
燃料電池電力システムの有効性は、個別の燃料電池内の、およびスタックの隣接した燃料電池の間のさまざまな接触およびシーリング界面の一体性に、部分的に依存する。そのような接触およびシーリング界面は、スタックの燃料電池内および燃料電池間の、燃料、冷却剤、および流出物の輸送と関連するものを含む。
燃料電池スタックの圧縮を促進するデバイスが必要である。燃料電池スタックからの効果的な集電をもたらすシステムがさらに必要である。本発明はこれらおよび他の必要を満たす。
本発明は、燃料電池スタックを圧縮し、および/または燃料電池スタックから電流を集めるためのエンドプレートアセンブリを組入れる燃料電池システムを含む。一実施形態によれば、燃料電池集電システムが、所定の積重ね方向に積重ねられた燃料電池を含む燃料電池スタックを含む。燃料電池集電システムは、燃料電池スタックの一端に配置されたエンドプレートアセンブリと、エンドプレートを通る集電体とをさらに含む。集電体は、燃料電池スタックに電気的に結合され、かつ燃料電池スタックから電流を集めるように構成される。
本発明の別の実施形態によれば、燃料電池アセンブリが、所定の積重ね方向に配列された燃料電池を含む燃料電池スタックと、2つ以上の圧縮機構を含む圧縮装置とを含む。圧縮機構の各々は、燃料電池スタックの別個の領域を優先的に圧縮するように構成される。
本発明のさらに別の実施形態において、燃料電池システムが、所定の積重ね方向に配列された燃料電池と、圧縮装置とを含む。圧縮装置は、燃料電池スタックの別個の領域を優先的に圧縮するように構成された圧縮機構を含む。圧縮機構の1つが、燃料電池スタックの第1の領域を優先的に圧縮し、かつ燃料電池スタックから電流を集めるように構成された集電/圧縮機構を含む。
本発明のさらに別の実施形態において、燃料電池圧縮装置が、燃料電池エンドプレートを含む。燃料電池エンドプレートは、フレームと、フレームを少なくとも部分的に被覆する構造要素とを含む。
本発明の上記概要は、本発明の各実施形態またはあらゆる実現を説明することが意図されていない。本発明のより完全な理解とともに、利点および達成が、添付の図面と関連して、次の詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって、明らかになり、理解されるであろう。
本発明は、さまざまな修正例および代替形態が可能であるが、その特定のものが、図面に例として示されており、詳細に説明される。しかし、その意図は、本発明を、説明される特定の実施形態に限定することではないことが理解されるべきである。それどころか、その意図は、特許請求の範囲によって規定されるような本発明の範囲内である修正例、均等物、および代替例をすべて網羅することである。
例示された実施形態の次の説明において、本明細書の一部を形成し、本発明を実施してもよいさまざまな実施形態が例示として示されている添付の図面を参照する。これらの実施形態を用いてもよく、また、本発明の範囲から逸脱することなく、構造変更を行ってもよいことが理解されるべきである。
本発明は、燃料電池スタックを圧縮し、および/または燃料電池スタックから電流を集めるためのエンドプレートアセンブリを組入れる燃料電池システムを含む。本発明のさまざまな実施形態が、多機能エンドプレートおよび/または多領域圧縮アセンブリに関する。1つの方法によれば、多領域圧縮機能性を提供するエンドプレートアセンブリが、燃料電池スタックの別個の領域を優先的に圧縮するように動作する2つ以上の圧縮機構を含む。
別の方法によれば、多機能エンドプレートアセンブリが、燃料電池スタックからの集電を可能にする電気接続機構を提供する。電気接続機構は、また、燃料電池スタックの内側領域を優先的に圧縮するために使用される圧縮機構として機能してもよい。
さまざまな実施形態において、エンドプレートアセンブリは、多数の構造要素を含むエンドプレートを含んでもよい。たとえば、エンドプレートは、1つの材料から形成されたフレーム構造を含んでもよく、第2の材料が、フレーム部材内に配置され、および/またはフレームを被覆してもよい。
典型的な燃料電池が図1aに示されている。燃料電池は、水素燃料と空気からの酸素とを結合して、電気、熱、および水を発生する電気化学デバイスである。燃料電池は、燃焼を利用せず、したがって、燃料電池は、たとえあるとしても、有害な流出物をほとんど発生しない。燃料電池は、水素燃料および酸素を電気に直接変換し、かつ、たとえば内部燃焼発電機よりはるかに高い効率で動作させることができる。
図1aに示された燃料電池10は、アノード14に隣接した第1の流体輸送層(FTL)12を含む。電解質膜16がアノード14に隣接している。カソード18が電解質膜16に隣接して位置し、第2の流体輸送層19がカソード18に隣接して位置する。動作中、水素燃料が、燃料電池10のアノード部分に導入され、第1の流体輸送層12を通り、アノード14の上を通る。アノード14において、水素燃料は、水素イオン(H+)と電子(e-)とに分離される。
電解質膜16は、水素イオンまたはプロトンのみが、電解質膜16を通って、燃料電池10のカソード部分に進むことを可能にする。電子は、電解質膜16を通ることができず、代わりに、電流の形態で外部電気回路を通って流れる。この電流は、電気モータなどの電気負荷17に電力供給することができるか、充電式バッテリなどのエネルギー蓄積デバイスに向けることができる。
酸素は、第2の流体輸送層19を介して、燃料電池10のカソード側に流入する。酸素がカソード18の上を通るとき、酸素、プロトン、および電子は、結合して、水および熱を発生する。
図1aに示されたような個別の燃料電池を、以下で説明されるように、ユニット化燃料電池アセンブリとしてパッケージングすることができる。ユニット化電池アセンブリ(UCA)とここで呼ばれるユニット化燃料電池アセンブリを、いくつかの他のUCAと組合せて、燃料電池スタックを形成することができる。UCAを直列に電気的に接続してもよく、スタック内のUCAの数はスタックの総電圧を定め、各電池の活性表面積は総電流を定める。所与の燃料電池スタックによって発生される総電力は、総スタック電圧に総電流を乗じることによって定めることができる。
いくつかの異なった燃料電池技術を用いて、本発明の原理に従うUCAを構成することができる。たとえば、本発明のUCAパッケージング方法を用いて、プロトン交換膜(PEM)燃料電池アセンブリを構成することができる。PEM燃料電池は、比較的低温(約175°F/80℃)で動作し、高電力密度を有し、電力要求のシフトに応じるためにそれらの出力を迅速に変えることができ、たとえば自動車におけるような、迅速な始動が必要とされる用途によく適している。
PEM燃料電池に使用されるプロトン交換膜は、典型的には、水素イオンを通す薄いプラスチックシートである。膜は、典型的には、活性触媒である高度に分散した金属粒子または金属合金粒子(たとえば、白金または白金/ルテニウム)で両側にコーティングされる。使用される電解質は、典型的には、固体ペルフルオロ化スルホン酸ポリマーである。固体電解質の使用は、腐食問題および管理問題を低減するので、有利である。
水素は、燃料電池のアノード側に供給され、そこで、触媒は、水素原子が、電子を放出し、水素イオン(プロトン)になることを促進する。電子は、利用することができる電流の形態で移動し、酸素が導入された燃料電池のカソード側に戻る。同時に、プロトンは、膜を通ってカソードに拡散し、そこで、水素イオンは、酸素と再結合され反応して、水を発生する。
膜電極アセンブリ(MEA)は、水素燃料電池などのPEM燃料電池の中心要素である。上で説明されたように、典型的なMEAは、固体電解質として機能するポリマー電解質膜(PEM)(イオン伝導性膜(ICM)としても知られている)を含む。
PEMの1つの面はアノード電極層と接触し、反対側の面はカソード電極層と接触する。各電極層は、典型的には白金金属を含む電気化学触媒を含む。流体輸送層(FTL)は、アノード電極材料およびカソード電極材料への、ならびにアノード電極材料およびカソード電極材料からのガス輸送を促進し、かつ、電流を導く。
典型的なPEM燃料電池において、プロトンが、水素酸化によってアノードで形成され、カソードに輸送されて酸素と反応し、電流が、電極を接続する外部回路内で流れることを可能にする。FTLは、また、ガス拡散層(GDL)またはディフューザ/集電体(DCC)と呼んでもよい。アノード電極層およびカソード電極層は、完成されたMEA内でPEMとFTLとの間に配置される限り、製造の間、PEMに塗布してもFTLに塗布してもよい。
任意の適切なPEMを本発明の実施に使用してもよい。PEMは、典型的には厚さが50μm未満、より典型的には40μm未満、より典型的には30μm未満、最も典型的には約25μmである。PEMは、典型的には、ナフィオン(Nafion)(登録商標)(デラウェア州ウィルミントンのデュポン・ケミカルズ(DuPont Chemicals, Wilmington DE))およびフレミオン(Flemion)(登録商標)(日本、東京の旭硝子株式会社(Asahi Glass Co. Ltd., Tokyo, Japan))などの酸官能性フルオロポリマーであるポリマー電解質から構成される。本発明に有用なポリマー電解質は、典型的には、好ましくはテトラフルオロエチレンと1つ以上のフッ素化酸官能性コモノマーとのコポリマーである。
典型的には、ポリマー電解質はスルホネート官能基を有する。最も典型的には、ポリマー電解質はナフィオン(登録商標)である。ポリマー電解質は、典型的には酸当量が1200以下、より典型的には1100、最も典型的には約1000である。
任意の適切なFTLを本発明の実施に使用してもよい。典型的には、FTLは、炭素繊維を含むシート材料から構成される。FTLは、典型的には、織布および不織布炭素繊維構造から選択される炭素繊維構造である。本発明の実施に有用であろう炭素繊維構造としては、東レ(Toray)カーボン紙、スペクトラカーブ(SpectraCarb)カーボン紙、AFN不織布カーボンクロス、ゾルテック(Zoltek)カーボンクロスなどを挙げてもよい。FTLは、炭素粒子コーティング、親水性化(hydrophilizing)処理、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)でのコーティングなどの疎水性化(hydrophobizing)処理を含めて、さまざまな材料でコーティングまたは含浸させてもよい。
任意の適切な触媒を本発明の実施に使用してもよい。典型的には、炭素担持触媒粒子が使用される。典型的な炭素担持触媒粒子は、50〜90重量%の炭素および10〜50重量%の触媒金属であり、触媒金属は、典型的には、カソード用のPtと、アノード用の2:1の重量比のPtおよびRuとを含む。触媒は、典型的には、触媒インクの形態でPEMまたはFTLに塗布される。触媒インクは、典型的には、PEMを構成するポリマー電解質材料と同じであっても同じでなくてもよいポリマー電解質材料を含む。
触媒インクは、典型的には、ポリマー電解質の分散液中の触媒粒子の分散液を含む。インクは、典型的には5〜30%の固形分(すなわち、ポリマーおよび触媒)、より典型的には10〜20%の固形分を含有する。電解質分散液は、典型的には水性分散液であり、これは、アルコール、グリセリンおよびエチレングリコールなどの多価アルコール、またはN−メチルピロリドン(NMP)およびジメチルホルムアミド(DMF)などの他の溶媒をさらに含有してもよい。水、アルコール、および多価アルコール含有量は、インクのレオロジー特性を変更するように調整してもよい。インクは、典型的には、0〜50%のアルコールおよび0〜20%の多価アルコールを含有する。さらに、インクは適切な分散剤0〜2%を含有してもよい。インクは、典型的には、熱とともに撹拌し、その後、コーティング可能なコンシステンシーに希釈することによって製造される。
触媒は、ハンドブラッシング、ノッチバーコーティング、流体ベアリング(fluid bearing)ダイコーティング、巻線ロッドコーティング、流体ベアリングコーティング、スロット供給ナイフコーティング、3ロールコーティング、またはデカール転写を含む、手動方法および機械方法の両方を含む任意の適切な手段によって、PEMまたはFTLに塗布してもよい。コーティングは、1回の塗布または複数回の塗布で行ってもよい。
ダイレクトメタノール燃料電池(DMFC)は、ポリマー膜を電解質として使用する点で、PEM電池と同様である。しかし、DMFCにおいて、アノード触媒自体が、液体メタノール燃料から水素を引き、燃料改質装置の必要をなくす。DMFCは、典型的には、120〜190°F/49〜88℃の間の温度で動作する。ダイレクトメタノール燃料電池は、本発明の原理に従うUCAパッケージングを行うことができる。
ここで図1bを参照すると、PEM燃料電池技術に従って実現されたUCAの実施形態が示されている。図1bに示されているように、UCA20の膜電極アセンブリ(MEA)25は、5の構成要素層を含む。PEM層22が、たとえば拡散集電体(DCC)またはガス拡散層(GDL)などの、1対の流体輸送層24および26の間に挟まれる。アノード30が、第1のFTL24と膜22との間に位置し、カソード32が、膜22と第2のFTL26との間に位置する。
1つの構成において、PEM層22が、一方の表面上にアノード触媒コーティング30を含み、他方の表面上にカソード触媒コーティング32を含むように製造される。この構造は、しばしば、触媒コーティング膜またはCCMと呼ばれる。別の構成によれば、第1のFTL24および第2のFTL26は、それぞれ、アノード触媒コーティング30およびカソード触媒コーティング32を含むように製造される。さらに別の構成において、アノード触媒コーティング30を、第1のFTL24上に部分的に配置し、かつPEM22の一方の表面上に部分的に配置することができ、カソード触媒コーティング32を、第2のFTL26上に部分的に配置し、かつPEM22の他方の表面上に部分的に配置することができる。
FTL24、26は、典型的には、炭素繊維紙または不織布材料もしくは織布から製造される。製品構造によっては、FTL24、26は、一方の側に炭素粒子コーティングを有することができる。上で説明されたようなFTL24、26は、触媒コーティングを含むか除くように製造することができる。
図1bに示された特定の実施形態において、MEA25は、第1のエッジシールシステム34と第2のエッジシールシステム36との間に挟まれて示されている。フローフィールドプレート40および42が、それぞれ、第1のエッジシールシステム34および第2のエッジシールシステム36に隣接している。フローフィールドプレート40、42の各々は、水素および酸素供給燃料が通るガスフローチャネル43およびポートのフィールドを含む。図1bに示された構成において、フローフィールドプレート40、42は、間に1つのMEA25が挟まれたモノポーラフローフィールドプレートとして構成される。このおよび他の実施形態のフローフィールドは、2001年9月17日に出願された同時係属中の出願09/954,601号明細書に開示されたような低横流(low lateral flux)フローフィールドであってもよい。
エッジシールシステム34、36は、さまざまな流体(気体/液体)輸送および反応領域を、互いに汚染することから、かつUCA20から不適切に出ることから隔離するために、UCAパッケージ内の必要なシーリングを提供し、さらに、フローフィールドプレート40とフローフィールドプレート42との間の電気絶縁およびハードストップ圧縮制御に備えてもよい。ここで使用されるような「ハードストップ」という用語は、一般に、動作圧力および動作温度下で厚さが著しく変わらない、ほぼまたは実質的に非圧縮性の材料を指す。より詳細には、「ハードストップ」という用語は、一定の厚さまたは歪みにおいてMEAの圧縮を止める、膜電極アセンブリ(MEA)内の実質的に非圧縮性の部材または層を指す。ここで呼ばれるような「ハードストップ」は、イオン伝導膜層、触媒層、またはガス拡散層を意味することが意図されない。
1つの構成において、エッジシールシステム34、36は、エラストマー材料から形成されたガスケットシステムを含む。他の構成において、以下で説明されるように、さまざまな選択された材料の、1つ、2つ、またはそれより多い層を使用して、UCA20内の必要なシーリングを提供することができる。他の構成は、その場で形成されたシールシステムを使用する。
図1cは、1つ以上のバイポーラフローフィールドプレート56の使用によって多数のMEA25を組入れるUCA50を示す。図1cに示された構成において、UCA50は、2つのMEA25aおよび25bと、1つのバイポーラフローフィールドプレート56とを組入れる。MEA25aは、FTL66aとFTL64aとの間に挟まれたカソード62a/膜61a/アノード60a層構造を含む。FTL66aは、モノポーラフローフィールドプレートとして構成されるフローフィールドエンドプレート52に隣接して位置する。FTL64aは、バイポーラフローフィールドプレート56の第1のフローフィールド表面56aに隣接して位置する。
同様に、MEB25bは、FTL66bとFTL64bとの間に挟まれたカソード62b/膜61b/アノード60b層構造を含む。FTL64bは、モノポーラフローフィールドプレートとして構成されるフローフィールドエンドプレート54に隣接して位置する。FTL66bは、バイポーラフローフィールドプレート56の第2のフローフィールド表面56bに隣接して位置する。N数のMEA25およびN−1のバイポーラフローフィールドプレート56を、1つのUCA50に組入れることができることが理解されるであろう。しかし、一般に、1つまたは2つのMEA56(N=1、バイポーラプレート=0、またはN=2、バイポーラプレート=1)を組入れるUCA50が、より効率的な熱管理に好ましいと考えられる。
図1bおよび図1cに示されたUCA構成は、本発明に関連する使用のために実現することができる2つの特定の機構を表す。これらの2つの機構は、例示のためにのみ提供され、本発明の範囲内になる可能な構成をすべて表すことが意図されない。むしろ、図1bおよび図1cは、本発明の原理に従ってパッケージングされたユニット化燃料電池アセンブリに選択的に組入れることができるさまざまな構成要素を示すことが意図される。
さらなる例として、さまざまなシーリング方法を用いて、1対のモノポーラフローフィールドプレートの間に配置された1つのMEAを含むUCAの必要なシーリングを提供することができ、また、多数のMEAと、1対のモノポーラフローフィールドプレートと、1つ以上のバイポーラフローフィールドプレートとを含むUCAをシールすることができる。たとえば、モノポーラ構造またはバイポーラ構造を有するUCAを、平坦な固体シリコーンガスケットなどのその場で形成された固体ガスケットを組入れるように構成することができる。
特定の実施形態において、UCAは、シーリングガスケットを含むことに加えて、ハードストップ機構を組入れることができる。ハードストップは、組込むか、UCAの内部に配置するか、モノポーラおよび/またはバイポーラフローフィールドプレートに一体化することができる。フローフィールドプレート上に設けられた微細複製パターンおよび余分なガスケット材料のトラップチャネルなどの他の特徴を、UCAに組入れることができる。ハードストップをUCAパッケージングに組入れることは、有利に、製造の間(たとえば、プレス力)および使用の間(たとえば、外部スタック圧力システム)にMEAに加えられる圧縮力の量を制限する。たとえば、UCAハードストップの高さを計算して、UCA構成の間、30%などの指定量のMEA圧縮をもたらすことができ、そのような圧縮は、ハードストップによって指定量に制限される。ハードストップをフローフィールドプレートに組入れることは、また、2つのフローフィールドプレートのための位置合せの助けとして働くことができる。したがって、本発明の燃料電池アセンブリは、特定のUCA構成に限定されない。
図2は、燃料電池スタック215を形成するように配列された多数のUCA210を含む燃料電池アセンブリ200を示す。この実現例によれば、UCA210のスタック215は、燃料電池スタック215の両端に配置されたエンドプレート222、224と、エンドプレート222、224を接続するロッド226とを含む圧縮装置220を使用して圧縮される。圧縮装置220は、以下で説明されるような本発明の実施形態による多領域圧縮機構および/または多機能エンドプレートアセンブリを含んでもよい。エンドプレート222、224は、以下で説明されるさらなる実施形態による多数の材料から形成してもよい。
従来の燃料電池システム設計において、エンドプレートの主目的は、特定のパッケージング機構内にUCAを物理的に収容するための手段を提供し、スタック内のUCAの機械的圧縮に備えることである。従来のエンドプレートは、典型的には、それらの強度のために主として選択された導電性金属から製造されている。しかし、金属エンドプレートの熱特性および電気特性は、望ましくない影響を生じることがある。たとえば、金属エンドプレートは、燃料電池スタックを横切る熱勾配を生じることがあり、および/または、燃料電池アセンブリの構成要素間の電気短絡をもたらすことがある。これらの影響を回避または低減するために、付加的な電気および/または熱絶縁部品が必要であろう。
スタックからの集電は、好ましくは、圧縮装置のエンドプレートおよび/または他の構成要素を通る短絡による損失を伴わずに行われる。さらに、効果的な動作のため、集電構成要素と燃料電池ガスおよび冷却剤との間でシールを維持しなければならない。典型的なスタック設計において、集電構成要素は、エンドプレートと活性電池との間に配置される。したがって、金属エンドプレートから集電構成要素を電気絶縁し、かつガスおよび冷却剤から集電構成要素をシールすることは、難題を提示する。
本発明の実施形態は、燃料電池スタックから電流を集めるためのシステムおよび方法に関する。図3aは、一実施形態による集電システム300の一実施形態の側面図を示す。複数のUCA340が所定の積重ね方向350に積重ねられて、燃料電池スタック330を形成する。集電システム300は、燃料電池スタック330を圧縮するための、たとえばタイロッドまたは他の接続部材などの、付加的な圧縮装置構成要素と関連して使用してもよいエンドプレート310を含む。
好ましい実施形態において、エンドプレート310は、G−11ガラスクロスおよびエポキシ樹脂(ニューヨーク州ヨンカーズのアキュレート・プラスチックス(Accurate Plastics, Inc., Yonkers, NY))などの電気および熱絶縁材料から形成される。そのような材料の使用は、エンドプレートの過度の変形を伴わずに適切な圧縮のための強度をもたらし、また、比較的コンパクトなエンドプレート構成を可能にする。G−11ガラス/エポキシ、または同様の特性を有する材料を使用して、たとえば、曲げ強度が約57,000psiであり、弾性率が約2.5×106であるエンドプレートを形成してもよい。
この実施形態によるエンドプレート310は、燃料電池スタック330からの電気絶縁をもたらし、電圧降下および電力損失の恐れなく、エンドプレート材料の、燃料電池活性領域との直接接触を可能にする。エンドプレート材料の体積抵抗率は、たとえば、約5×106メガオーム×cmであってもよく、表面抵抗率は、約1.5×106メガオーム/スクエアであってもよい。
さらに、G−11または同様の材料の使用は、良好な熱絶縁体であるエンドプレート310をもたらす。熱伝導性エンドプレート、たとえば、金属エンドプレートは、中心UCAとスタックの端部におけるUCAとの間の著しい温度勾配を生じることがある。本発明の実施形態による熱絶縁エンドプレート310は、燃料電池スタック330を横切る熱勾配を低減し、エンドプレート310とバイポーラプレートとの間の直接接触を可能にする。熱絶縁エンドプレート材料の使用による、スタックを横切る熱勾配の低減は、燃料電池システム動作を向上させ、燃料電池システムのコストを低減する。
集電システム300は、エンドプレート310を通り、かつスタック330の端部にエンドプレート310に隣接して位置決めされたUCA340に電気的に結合する、ボルトとして図3aに示された集電体320をさらに含む。一実施形態において、集電体320は、積重ね方向350に対して実質的に長手方向に配向される。
集電体320が1つのボルトとして図3aに示されているが、他の集電体構成が可能であり、本発明の範囲内であるとみなされる。たとえば、集電体320を、非導電性エンドプレート310を通って延在する、1つまたは複数のボルト、ピン、ロッド、または他の構造として実現してもよい。
図3bは、集電システム300の等角図を示す。エンドプレート310は、燃料電池スタックの圧縮を行うために圧縮装置の接続ロッドを挿入してもよいいくつかの穴360を含んでもよい。エンドプレート310は、ガス取付物を受けるように適合された1つ以上の穴365をさらに含んでもよい。集電体320を、エンドプレート310の中心領域に位置決めしてもよいし、燃料電池スタックから電流を効果的に集める任意の位置に位置決めしてもよい。
図4aおよび図4bは、それぞれ、本発明の実施形態による集電システム400の側面図および等角図を示す。システム400は、上で図3aおよび図3bと関連して説明されたような電気および熱絶縁材料から形成されたエンドプレート410を含む。
図4aおよび図4bにボルトとして示された集電体420は、エンドプレート410を通って延在する。エンドプレート410は、燃料電池スタック430を圧縮するための、たとえばタイロッドまたは他の接続部材などの、付加的な圧縮機構と関連して使用してもよい。以下で説明されるように集電を向上させるために、1つ以上の付加的な集電プレート480を、最後のフローフィールドプレート490とエンドプレート410との間に位置決めしてもよい。最後のフローフィールドプレート490の間のエンドプレート410の界面におけるガスおよび冷却剤リークを阻止するために、シール470を、最後のフローフィールドプレート490とエンドプレート410との間に位置決めしてもよい。
図4bに示されているように、燃料電池スタック430の最後のフローフィールドプレート490は、集電プレート480を受けるための窪んだポケット491を含んでもよい。集電プレート480は、たとえば銅などの金属材料から形成してもよい。スタック430(図4a)内の活性電池からの電流は、最後のフローフィールドプレート490を通って集電プレート480に進む。電流は、図4aおよび図4bにボルトとして示された集電体420を介して、集電プレート480から取出される。集電ボルト420は、エンドプレート410を通って、集電プレート480に接触する。エンドプレート材料の高抵抗率は、エンドプレート410における過度の電流損失を防止する。高電流端子422を固定するために使用してもよい、たとえば標準1/4−20ボルトなどの、ボルト424を受入れるように、集電体ボルト420の頭を穴あけし、雌ねじを切ってもよい。
図4c〜4eは、燃料電池スタックからの集電を促進するためのエンドプレートアセンブリの付加的な実施形態を示す。図4c〜4eは、集電プレート480(図4aおよび図4b)を受けるための凹部493を組入れるエンドプレートを示す。
先に説明されたように、集電プレートを、銅または他の金属材料から形成してもよい。図4c〜eに示されているように、エンドプレート410の凹部493を、集電プレートの表面が燃料電池スタックの端部における燃料電池の表面と同一平面になるように、集電プレートを受けるように構成してもよい。
エンドプレート410は、たとえば、いくつかのマニホルドポート495を含んでもよい。マニホルドポート495は、円形取付物を受入れるために、エンドプレート410の外側412(図4e)またはサイド413(図4c)において実質的に円形形状を有してもよい。マニホルドポート495は、フローフィールドプレートの非円形マニホルドポート(図示せず)との適合性をもたらすために、エンドプレート410の内側411(図4cおよび図4d)において非円形形状を有してもよい。
エンドプレート410は、また、圧縮装置の接続ロッドを受入れるように構成されたいくつかの穴465を含んでもよい。さらに、エンドプレート410は、中心に配置された穴466、たとえば、上述されたような集電体ボルトを収容するように構成された、ねじを切られた穴を含んでもよい。シールを、エンドプレート410に隣接して、たとえば、エンドプレート410に形成された溝471または他の適切な特徴に、位置決めしてもよい。シールは、エンドプレート410と燃料電池スタックの第1の燃料電池との界面におけるガスおよび冷却剤漏れを阻止する。
図4cのエンドプレート410は、エンドプレート410の1つ以上のサイド413において円形ガスおよび/または冷却剤ポート495を含む。図4d〜4eは、集電プレートのための凹部493を含むエンドプレート410の正面図および背面図を示す。図4d〜4eのエンドプレート410は、エンドプレート410の外面412において円形ガスおよび/または入口ポート495を含む。
先に説明されたように、燃料電池スタックは、圧縮装置によって圧縮されて、ガスおよび冷却剤マニホルドをシールする。エンドプレート222、224を通り、および/またはエンドプレート222、224に機械的に結合する接続ロッド226または他の接続構成要素を使用する圧縮装置220を使用して、図2に示されているような燃料電池スタック215を圧縮してもよい。一般に、接続装置、たとえば、接続ロッド226を、燃料電池スタック内のUCAの活性領域を通すことは望ましくない。そのような構成は、付加的なシーリング要件および他の問題を提示する。
接続装置がスタック215の活性領域を通ることを回避するために、圧縮金具(compression hardware)、たとえば、接続ロッド226を、エンドプレート222、224の周囲領域に移動させてもよく、したがって、UCA210の活性領域を回避してもよい。しかし、圧縮金具が活性領域を越えて周囲に配置されると、それは、バイポーラプレートを横切って均一に力を分配することがより困難になる。この場合、エンドプレート222、224の外縁は、曲がり、中に引かれることがあり、プレートの中心は、反対の方向に外方に湾曲する。これは、UCA210の外縁において良好な圧力を生じるが、中心において不適切な圧力があることがある。湾曲を回避するためにエンドプレートの厚さを増加させてもよいが、この制約は、エンドプレートを、望ましくなく厚く、重く、および/または高価にすることがある。
本発明の実施形態によれば、燃料電池スタックの多数の領域を優先的に圧縮するために、多領域圧縮アセンブリを実現してもよい。さまざまな実施形態において、2領域圧縮アセンブリが、燃料電池スタックの別個の領域を優先的に圧縮するために使用される第1および第2の圧縮機構を含んでもよい。たとえば、図5に示されているように、第1の圧縮機構を使用して、燃料電池スタック510の周囲領域520に、力Fp1、Fp2、Fp3、Fp4を加えてもよい。第2の圧縮機構を使用して、燃料電池スタック510の中心領域530に力FCを加えてもよい。そのような2領域圧縮システムは、燃料電池スタックの内部マニホルディングの周囲シール領域を含む第1のゾーンの機械的圧縮を優先的にもたらすために、第1の圧縮機構を含んでもよい。別個の、独立して活性化可能な圧縮機構を使用して、中心に位置決めされた活性領域を含む第2のゾーンの機械的圧縮をもたらしてもよい。
図6に示された1つの実現例において、第1の圧縮機構は、燃料電池アセンブリのエンドプレート610の一方または両方の周囲領域の貫通穴に挿入された、ねじを切られたタイロッドなどの、いくつかの接続ロッド615を含む。ねじを切られた接続ロッド615上に配置されたナット617を使用して、エンドプレート610の端縁において力を生じて、燃料電池スタック(図6に示されていない)の周縁を優先的に圧縮してもよい。
第2の圧縮機構を、エンドプレート610を通って挿入されたボルト620または他の構造を使用して実現してもよい。ボルト620を締付け、力を生じて、燃料電池スタックの中心領域を優先的に圧縮してもよい。ボルト620を、さらに、先に説明されたように燃料電池スタックから電流を集めるために使用してもよい。エンドプレート610を非導電性材料から形成してもよい。燃料電池アセンブリは、先に説明されたように、最後のフローフィールドプレート690と、集電プレート680と、シール670とをさらに含んでもよい。
図7に示されたエンドプレート700を、本発明のさまざまな実施形態による集電および/または多領域圧縮のために構成されたエンドプレートアセンブリに使用してもよい。この例において、エンドプレート700は2つの材料から形成される。第1の材料、たとえば、金属材料は、エンドプレートフレーム715を形成するために使用される。第2の材料、たとえば、プラスチックは、フレームを少なくとも部分的に被覆し、および/またはフレーム部材内に配置される。
フレーム715は、エンドプレート700上の圧縮荷重を支えることを促進する形状で、比較的高い弾性率の材料から形成してもよい。図7aおよび図7bに示された実現例において、フレーム715は星形構造であり、放射状フレーム部材750が中心領域から延在する。図7bに示されたエンドプレートは、放射状フレーム部材750の間に延在する1つ以上のウェブ部材760を含む。他のフレーム形状も可能である。フレーム715は、金属材料、たとえば、アルミニウム、鋼など、または他の金属もしくは非金属材料から製造してもよい。金属フレームは、たとえばプラスチックのみから製造されたフレームまたはエンドプレートと比較すると、クリープしにくい。さらに、プラスチックに関するクリープデータが限られるので、金属フレームのクリープはより予測可能である。
フレーム715を、ダイカスト、砂型鋳造、鍛造、またはスタンピングを含むいくつかの方法によって形成してもよい。フレーム715の中心領域の、ねじを切られた穴730を、上述されたようにフレーム715を通って延在する集電体/圧縮ボルトのために設けてもよい。ねじを切られた穴730を、たとえば、鋳造、機械加工、またはインサートしてもよい。
エンドプレート700は、また、圧縮装置の接続ロッドがエンドプレート700を通って延在することを可能にするいくつかの穴740を含んでもよい。圧縮ロッドをフレーム715を通して挿入することは、圧縮荷重がフレーム715に直接伝達されることを可能にする。集電体ボルトとの電気接続を防止するために、穴740、730を電気絶縁してもよい。
フレーム材料と比較して、より低い弾性率を有する材料から形成された第2の構造720を使用して、フレーム715の部分を被覆してもよい。第2の材料は、たとえば、成形可能な熱可塑性材料または熱硬化性材料であってもよい。フレーム715を第2の材料にインサート成形してもよい。第2の材料を使用して、金属フレーム715のための非導電性外部カバーを提供してもよい。たとえばプラスチックに埋込まれた金属フレームを含む多材料エンドプレート700が、従来のエンドプレートに対して、重量および/またはサイズの低減に加えて、熱絶縁および電気絶縁をもたらしてもよい。
本発明の別の実施形態は、多領域圧縮を行うためにデュアルエンドプレートアセンブリを含む。そのような圧縮装置を使用して、圧縮力を燃料電池スタックの活性領域に加え、依然として、内部マニホルドの周りの実質的に漏れないシールをもたらすように、周囲領域における十分な圧縮をもたらしてもよい。
本発明の実施形態によるデュアルエンドプレート圧縮アセンブリ800が、図8aから図8dに示されている。第1のエンドプレート810および第2のエンドプレート820が、燃料電池スタック830(図8d)の各端部に位置決めされる。1組の接続ロッド815(図8a)が第1のエンドプレート810を通る。第2の組の接続ロッド825が第1のエンドプレート810および第2のエンドプレート820の両方を通る。この例において、図8cに示されたプレート810、820の端面図に最もよく示されているように、第1のエンドプレート810は、燃料電池スタック830に対して直角に(square)位置決めされる。第2のプレート820は、第1のエンドプレート810から約45度だけ回転される。
燃料電池スタック830の活性領域の優先的な圧縮を促進するために、第2のエンドプレート820の一方または両方が、プレート820の中心領域に隆起部分850を有してもよい。図8bは、隆起部分850を有する第2のエンドプレート820の内面を示す。隆起部分850は、たとえばUCAの活性領域のほぼ相対位置に位置が対応してもよい。第2のエンドプレート820を、隆起領域850(図8b)が第1のエンドプレート810に隣接して位置決めされるように配列してもよい。第2のプレート820のナット827(図8aおよび図8c)が締付けられると、隆起部分850は、第1のエンドプレート810の中心において力を生じる。力は、第1のプレート810のナット817が締付けられると通常発生する歪みに対抗する。
プレートを、2つのグループのねじを切られたロッド815、825および対応するナット817、827によって、独立して中に引いてもよい。たとえば、第2のプレート820のためのナット827で始まり、その後、第1のプレート810のためのナット817で、ナット817、827に均一にトルクを与えてもよい。第2のプレート820が、中心に突出領域850を有する場合、そのナット827を締付けることを校正して、第1のプレート810外縁において最小力を生じてもよい。
第2のプレート820の機能は、燃料電池スタック830(図8d)から離れて外方に湾曲する第1のプレート810の歪みを低減することによって、第1のプレート810が燃料電池の活性領域を横切って均一な圧力を与えるのを助けることを含む。ナット827が第2のプレート820上で締付けられると、圧力が第1のプレート810の中心に加えられる。ナット817が第1のプレート810上で締付けられると、圧力が第1のプレート810の外周に加えられ、したがって、内部マニホルドシールに、および燃料電池の活性領域に加えられるシーリング力を制御する。この手順は、圧縮力の均一な分布を向上させる。第2のプレート820の歪みは、燃料電池の性能全体を劣化しない。第1のプレート810および第2のプレート820の厚さを、サイズ、および動作条件、たとえば、燃料電池のシーリングなどに必要な圧力によって定めてもよい。
デュアルエンドプレートアセンブリは、配列された燃料電池スタックの中心において付加的な力を加えることによって、エンドプレート歪みを補償して、燃料電池スタックの活性領域の圧縮を向上させることができる。図8a〜8dと関連して説明される実施形態は、UCAの活性領域を通る穴を必要とせずに、燃料電池スタックの周囲領域および中心領域の圧縮をもたらす。この実施形態で説明されるデュアルエンドプレートアセンブリを使用して、エンドプレート厚さを低減してもよく、したがって、重量および材料コストを低減してもよい。
図9は、電力源としての燃料電池の動作の理解を促進する簡略化された燃料電池システムを示す。上述された集電システムおよび/またはエンドプレートアセンブリのいずれも、図9に一般に示されたタイプのシステムに使用してもよいことが理解される。図9に示されたスタックの特定の構成要素および構成は、例示的な目的のためにのみ与えられる。
図9に示された燃料電池システム900は、上で説明された実施形態によって構成され、かつ燃料電池スタックの各端部に配置された第1および第2のエンドプレートアセンブリを含む。たとえば、1つの実現例において、エンドプレートアセンブリが、エンドプレート902、904と、集電/圧縮ボルト912、914と、シール922、924と、集電プレート942、944とを含んでもよい。燃料電池スタックは、エンドプレート902、904に隣接して配置されたモノポーラフローフィールドプレートとして構成されたフローフィールドプレート932、934を含む。いくつかのMEA960およびバイポーラフローフィールドプレート970が、第1のエンドプレート902と第2のエンドプレート904との間に位置する。これらのMEAおよびフローフィールド構成要素は、好ましくは上述されたタイプのものである。
エンドプレート902、904を通る接続ロッド980を使用して、接続ロッドナット985が締付けられるときに燃料電池スタックの周囲領域を優先的に圧縮してもよい。集電/圧縮ボルト912、914を締付けることによって、燃料電池スタックの中心領域を優先的に圧縮してもよい。集電/圧縮ボルト912、914を、また、燃料電池スタックから電流を集めるために使用してもよい。燃料電池スタックから集められた電流を使用して、負荷990に電力供給する。
図9に示されているように、燃料電池システム900は、たとえば酸素を受入れることができる第1の燃料入口ポート906と、たとえば水素を排出することができる第2の燃料出口ポート908とを含む第1のエンドプレート902を含む。第2のエンドプレート904は、たとえば酸素を排出することができる第1の燃料出口ポート909と、たとえば水素を受入れることができる第2の燃料入口ポート910とを含む。燃料は、エンドプレート902、904に設けられたさまざまなポート906、908、909、910、ならびにスタックのMEA960およびフローフィールドプレート970(たとえば、UCA)の各々の上に設けられたマニホルドポートを介して、指定されたように、スタックを通る。
図10〜13は、ここで説明されるような燃料電池アセンブリを組入れ、発電のために燃料電池スタックを使用してもよいさまざまな燃料電池システムを示す。図10に示された燃料電池システム1000は、ここでの実施形態によって示されるような燃料電池アセンブリを使用してもよい多くの可能なシステムの1つを示す。
燃料電池システム1000は、燃料処理装置1004と、電力セクション1006と、電力調整装置1008とを含む。燃料改質装置を含む燃料処理装置1004は、天然ガスなどの源燃料を受け、源燃料を処理して水素リッチ燃料を発生する。水素リッチ燃料は電力セクション1006に供給される。電力セクション1006内で、水素リッチ燃料は、電力セクション1006に収容された燃料電池スタックのUCAのスタックに導入される。空気の供給も電力セクション1006に提供され、これは、燃料電池のスタックのための酸素源を提供する。
電力セクション1006の燃料電池スタックは、DC電力、使用可能な熱、およびきれいな水を発生する。再生システムにおいて、副産物熱のいくらかまたはすべてを使用して蒸気を発生することができ、蒸気は、燃料処理装置1004によって、そのさまざまな処理機能を行うために使用することができる。電力セクション1006によって発生されたDC電力は、電力調整装置1008に送られ、これは、その後の使用のためDC電力をAC電力に変換する。AC電力変換が、DC出力電力を提供するシステムに含まれる必要はないことが理解される。
図11は、燃料供給ユニット1105と、燃料電池電力セクション1106と、電力調整装置1108とを含む燃料電池電力供給1100を示す。燃料供給ユニット1105は、燃料電池電力セクション1106に供給される水素燃料を収容する溜めを含む。電力セクション1106内で、水素燃料は、空気または酸素とともに、電力セクション1106内に収容された燃料電池スタックのUCAに導入される。
燃料電池電力供給システム1100の電力セクション1106は、DC電力、使用可能な熱、およびきれいな水を発生する。電力セクション1106によって発生されたDC電力は、望ましい場合、AC電力への変換のため、電力調整装置1108に伝達してもよい。図11に示された燃料電池電力供給システム1100を、たとえば、定置式または携帯用AC発電機またはDC発電機として実現してもよい。
図12に示された実現例において、燃料電池システムが、燃料電池電力供給によって発生された電力を使用して、電力を提供して、コンピュータを動作させる。図11と関連して説明されるように、燃料電池電力供給システムは、燃料供給ユニット1205と、燃料電池電力セクション1206とを含む。燃料供給ユニット1205は、水素燃料を燃料電池電力セクション1206に提供する。電力セクション1206の燃料電池スタックは、デスクトップまたはラップトップコンピュータなどのコンピュータ1210を動作させるために使用される電力を発生する。
図13に示された別の実現例において、燃料電池電力供給からの電力を使用して、自動車を動作させる。この構成において、燃料供給ユニット1305が、水素燃料を燃料電池電力セクション1306に供給する。電力セクション1306の燃料電池スタックは、自動車の駆動機構1310に結合されたモータ1308を動作させるために使用される電力を発生する。
本発明のさまざまな実施形態の先の説明は、例示および説明のために提示された。余すところがないこと、または本発明を開示された厳密な形式に限定することは意図されていない。上記教示に鑑み、多くの修正および変更が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ、特許請求の範囲によって限定されることが意図される。
Claims (10)
- 所定の積重ね方向に積重ねられた燃料電池を含む燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの一端に配置されたエンドプレートアセンブリであって、
エンドプレートと、
前記エンドプレートを通り、前記燃料電池スタックに電気的に結合され、かつ前記燃料電池スタックから電流を集めるように構成された集電体とを含むエンドプレートアセンブリとを含む燃料電池集電システム。 - 所定の積重ね方向にエンドプレート間に配列された燃料電池のスタックを提供するための手段と、
前記燃料電池スタックから電流を集めるための手段であって、エンドプレートを通り、かつ前記燃料電池スタックに電気的に結合された集電体を含む、電流を集めるための手段とを含む燃料電池集電システム。 - 所定の積重ね方向に配列された燃料電池を含む燃料電池スタックと、
2つ以上の圧縮機構を含む圧縮装置であって、各圧縮機構が、前記燃料電池スタックの別個の領域を優先的に圧縮するように構成される、圧縮装置とを含む燃料電池アセンブリ。 - 前記圧縮装置が、
第1の圧縮機構であって、
前記燃料電池スタックの両端にそれぞれ配置された第1および第2の外側圧縮プレートと、
前記第1の外側圧縮プレートと前記第2の外側圧縮プレートとの間に延在する1つ以上の外側接続部材とを含み、前記第1の圧縮機構が、前記燃料電池スタックの第1の領域の優先的な圧縮を促進するように構成される、第1の圧縮機構と、
第2の圧縮機構であって、
前記燃料電池スタックの両端にそれぞれ配置された第1および第2の内側圧縮プレートと、
前記第1の内側圧縮プレートと前記第2の内側圧縮プレートとの間に延在する1つ以上の内側接続部材とを含み、前記第2の圧縮機構が、前記燃料電池スタックの第2の領域の優先的な圧縮を促進するように構成される、第2の圧縮機構とを含む、請求項3に記載の燃料電池アセンブリ。 - 前記圧縮装置が、
第1の圧縮機構であって、
前記燃料電池スタックの両端にそれぞれ配置された第1および第2の圧縮プレートと、
前記第1の圧縮プレートと前記第2の圧縮プレートとの間に延在する1つ以上の接続部材とを含み、前記第1の圧縮機構が、前記燃料電池スタックの周囲領域の圧縮を促進するように構成される、第1の圧縮機構と、
前記第1および第2の圧縮プレートの少なくとも1つの実質的に中心の部分を通って延在し、かつ前記燃料電池スタックの内側領域を圧縮するように構成された第2の圧縮機構とを含む、請求項3に記載の燃料電池アセンブリ。 - 燃料電池スタックを圧縮するためのシステムであって、
第1の圧縮機構を使用して前記燃料電池スタックの第1の領域を優先的に圧縮するための手段と、
第2の圧縮機構を使用して前記燃料電池スタックの第2の領域を優先的に圧縮するための手段とを含む、燃料電池スタックを圧縮するためのシステム。 - 燃料電池スタックを圧縮するためのシステムであって、
前記燃料電池スタックのシール領域を優先的に圧縮するための手段と、
前記燃料電池スタックの活性領域を優先的に圧縮するための手段とを含む、燃料電池スタックを圧縮するためのシステム。 - 所定の積重ね方向に配列された燃料電池を含む燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの別個の領域を優先的に圧縮するように構成された圧縮機構を含む圧縮装置であって、前記圧縮機構が、前記燃料電池スタックの第1の領域を優先的に圧縮し、かつ前記燃料電池スタックから電流を集めるように構成された集電/圧縮機構を含む、圧縮装置とを含む燃料電池システム。 - 第1の圧縮機構を使用して燃料電池スタックの周囲領域を優先的に圧縮するための手段と、
第2の圧縮機構を使用して、前記燃料電池スタックの活性領域を優先的に圧縮し、かつ前記燃料電池スタックから電流を集めるための手段とを含む燃料電池アセンブリ。 - フレームと、
前記フレームを少なくとも部分的に被覆する構造要素とを含む燃料電池エンドプレート。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016095920A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池、および燃料電池システム |
Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100612361B1 (ko) * | 2004-09-08 | 2006-08-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 시스템 및 스택 |
US20080083614A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Dana Ray Swalla | Pressurized electrolyzer stack module |
US20080138670A1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-12 | 3M Innovative Properties Company | Compact fuel cell stack with multiple plate arrangement |
US20080138665A1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-12 | 3M Innovative Properties Company | Compact fuel cell stack with gas ports |
US7740962B2 (en) * | 2006-12-06 | 2010-06-22 | 3M Innovative Properties Company | Compact fuel cell stack with current shunt |
US20080138684A1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-12 | 3M Innovative Properties Company | Compact fuel cell stack with uniform depth flow fields |
US20080138667A1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-12 | 3M Innovative Properties Company | Compact fuel cell stack with fastening member |
US8728682B2 (en) * | 2007-01-09 | 2014-05-20 | Panasonic Corporation | Fuel cell having a fastening structure including a specified configuration of elastic members |
WO2008089553A1 (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Hyteon Inc. | Fuel cell stack compression system |
US20110094892A1 (en) * | 2007-05-10 | 2011-04-28 | Zdenek Cerny | Electrolyser |
KR20080104566A (ko) * | 2007-05-28 | 2008-12-03 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 스택 |
KR100869805B1 (ko) * | 2007-05-31 | 2008-11-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 스택 |
US20090004532A1 (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-01 | Haltiner Jr Karl J | Dummy cassettes for a solid oxide fuel cell stack |
DE102007036642A1 (de) * | 2007-08-03 | 2009-02-05 | Staxera Gmbh | Verspannung eines Hochtemperaturbrennstoffzellenstacks |
EP2559088A2 (en) * | 2010-03-31 | 2013-02-20 | Nuvera Fuel Cells, Inc. | Variable load fuel cell |
CN103348523A (zh) | 2010-06-17 | 2013-10-09 | 托普索燃料电池股份有限公司 | 用于燃料电池堆或电解电池堆的力分配器 |
FR2971092B1 (fr) * | 2011-02-02 | 2013-03-08 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Pile a combustible comportant une plaque monopolaire collectrice |
US20130115496A1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-05-09 | Johnson Controls Technology Llc | One-piece housing with plugs for prismatic cell assembly |
DE102012000265A1 (de) | 2012-01-10 | 2012-07-26 | Daimler Ag | Brennstoffzellenstapel und Verfahren zu dessen Herstellung |
CA2903277C (en) * | 2013-03-12 | 2021-06-15 | Next Hydrogen Corporation | End pressure plate for electrolysers |
JP6553371B2 (ja) * | 2014-03-20 | 2019-07-31 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池車両 |
FR3041481B1 (fr) | 2015-09-21 | 2017-10-20 | Commissariat Energie Atomique | Determination d’une distribution spatiale d’un parametre de production electrique d’une cellule electrochimique |
FR3041479A1 (fr) | 2015-09-21 | 2017-03-24 | Commissariat Energie Atomique | Determination d’une distribution spatiale de l’activite catalytique d’une electrode de cellule electrochimique |
FR3041480A1 (fr) | 2015-09-21 | 2017-03-24 | Commissariat Energie Atomique | Determination d’une distribution spatiale de la resistance electrique de contact d’une cellule electrochimique |
FR3041478A1 (fr) | 2015-09-21 | 2017-03-24 | Commissariat Energie Atomique | Determination d’une distribution spatiale de la permeabilite d’une electrode de cellule electrochimique |
FR3044170B1 (fr) * | 2015-11-23 | 2022-12-30 | Michelin & Cie | Pile a combustible comprenant des plaques de rechauffage et installation comprenant une telle pile |
WO2017147451A1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Gridtential Energy, Inc. | Bipolar battery electrical termination |
FR3062958B1 (fr) | 2017-02-10 | 2019-04-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Module elementaire d'une pile a combustible |
FR3062960B1 (fr) | 2017-02-10 | 2021-05-21 | Commissariat Energie Atomique | Pile a combustible |
US10629938B2 (en) * | 2017-02-17 | 2020-04-21 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell end plate unit and stack |
US10388979B2 (en) * | 2017-05-04 | 2019-08-20 | GM Global Technology Operations LLC | Method of manufacturing a fuel cell stack |
CN110915046A (zh) * | 2017-07-14 | 2020-03-24 | 爱尔铃克铃尔股份公司 | 燃料电池装置 |
CN109585767A (zh) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 上海铭寰新能源科技有限公司 | 一种燃料电池堆 |
AT16121U1 (de) * | 2017-10-02 | 2019-02-15 | Plansee Se | Stromübertragungssystem |
CN113366681B (zh) * | 2019-02-07 | 2024-03-08 | Eh集团工程公司 | 具有压紧装置的燃料电池组 |
US11742496B2 (en) * | 2019-07-19 | 2023-08-29 | Ford Global Technologies, Llc | Bipolar plate for fuel cell |
DE102020107482A1 (de) * | 2020-03-18 | 2021-09-23 | Veritas Ag | Brennstoffzellenvorrichtung |
CN113013434B (zh) * | 2021-02-26 | 2022-02-11 | 南京航空航天大学 | 一种利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板 |
FR3126816B1 (fr) * | 2021-09-06 | 2023-08-18 | Lair Liquide Sa Pour L’Etude Et Lexploitation Des Procedes Georges Claude | Pile à combustible |
FR3128061B1 (fr) * | 2021-10-11 | 2024-05-31 | Safran Power Units | Pile à combustible comprenant une plaque terminale comprenant un dispositif principal et un dispositif auxiliaire, procédé d’accès à une cheminée d’une pile à combustible |
KR20230128769A (ko) | 2022-02-28 | 2023-09-05 | 주식회사 인터씨엘 | 연료전지 분리판의 성형방법 |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US162080A (en) * | 1875-04-13 | Improvement in combined pokers and tongs | ||
US1107722A (en) * | 1913-09-08 | 1914-08-18 | Winchester Repeating Arms Co | Mushroom-bullet. |
FR81971E (ja) * | 1961-05-08 | 1964-03-04 | ||
FR1522305A (fr) * | 1967-02-24 | 1968-04-26 | Alsthom Cgee | Combinaison compacte de piles à combustibles |
JPS61121267A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池のスタツク組立方法 |
CN1010723B (zh) * | 1985-06-07 | 1990-12-05 | 三洋电机株式会社 | 燃料电池集电设备 |
US5009968A (en) * | 1989-09-08 | 1991-04-23 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell end plate structure |
AU2107695A (en) * | 1994-04-06 | 1995-10-30 | Ballard Power Systems Inc. | Electrochemical fuel cell stack with compact, centrally disposed compression mechanism |
US5484666A (en) * | 1994-09-20 | 1996-01-16 | Ballard Power Systems Inc. | Electrochemical fuel cell stack with compression mechanism extending through interior manifold headers |
US5629104A (en) * | 1994-11-23 | 1997-05-13 | Detroit Center Tool | Modular electrical energy device |
EP0813264A3 (en) * | 1996-06-14 | 2004-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell system, fuel feed system for fuel cell and portable electric appliance |
AU7181998A (en) * | 1996-11-14 | 1998-06-03 | Dais Corporation | Fuel cell stack assembly |
US6344290B1 (en) * | 1997-02-11 | 2002-02-05 | Fucellco, Incorporated | Fuel cell stack with solid electrolytes and their arrangement |
US5945232A (en) * | 1998-04-03 | 1999-08-31 | Plug Power, L.L.C. | PEM-type fuel cell assembly having multiple parallel fuel cell sub-stacks employing shared fluid plate assemblies and shared membrane electrode assemblies |
EP0981175B1 (en) * | 1998-08-20 | 2012-05-02 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte fuel cell stack |
JP3769958B2 (ja) * | 1998-12-24 | 2006-04-26 | 三菱電機株式会社 | 燃料電池 |
JP3388710B2 (ja) * | 1999-03-16 | 2003-03-24 | 三菱電機株式会社 | 燃料電池 |
US6635378B1 (en) * | 1999-08-16 | 2003-10-21 | Hybrid Power Generation System, Llc | Fuel cell having improved condensation and reaction product management capabilities |
US6358641B1 (en) * | 1999-08-20 | 2002-03-19 | Plug Power Inc. | Technique and arrangement to align fuel cell plates |
US6428921B1 (en) * | 1999-10-22 | 2002-08-06 | General Motors Corporation | Fuel cell stack compression method and apparatus |
CA2353210C (en) * | 2000-07-19 | 2006-07-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell apparatus |
WO2002009208A2 (en) * | 2000-07-20 | 2002-01-31 | Proton Energy Systems | Compression member for proton exchange membrane electrochemical cell system |
JP3673155B2 (ja) * | 2000-08-11 | 2005-07-20 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
JP4303899B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2009-07-29 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタックおよびその運転方法 |
CA2401915C (en) * | 2001-09-11 | 2007-01-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer elecrolyte fuel cell |
US6780536B2 (en) * | 2001-09-17 | 2004-08-24 | 3M Innovative Properties Company | Flow field |
US7008709B2 (en) * | 2001-10-19 | 2006-03-07 | Delphi Technologies, Inc. | Fuel cell having optimized pattern of electric resistance |
US6936367B2 (en) * | 2002-01-16 | 2005-08-30 | Alberta Research Council Inc. | Solid oxide fuel cell system |
-
2003
- 2003-10-31 US US10/699,455 patent/US20050095485A1/en not_active Abandoned
-
2004
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