JP2007518218A - Pem燃料電池用の拡散用介在体 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
図1への参照で、一対の導電性電極プレート14の間に挟まれたMEA12を有する単一セルPEM燃料電池10が示される。ただし、以下記載されるように、本発明は、当該技術分野において一般的に知られているような、直列配置の単一セルを複数含みかつ二極性電極プレートによりそれらが相互に隔絶されたPEM燃料電池スタックにも等しく適用可能である。プレート14は、導電性材料と、ポリマーバインダー、カーボン、グラファイトまたは耐食性金属とのいずれの複合材で形成してもよい。MEA12および電極プレート14は、ステンレススチール端部プレート16の間に一緒にクランプされる。電極プレート14の各々は、複数の流路20を規定する複数の凸面18を有し、これらが反応体ガス(すなわち、H2およびO2)を分配するためMEA12の面上に相対する流路領域22を形成する。マルチセルPEM燃料電池スタックの場合、流路領域は二極性プレートの両面側に形成され、一方がH2用、他方がO2用である。非導電性ガスケット24は、燃料電池10の幾つかの構成部品の間の封密性および電気絶縁性を与える。絶縁性ボルト(図示せず)が幾つかの構成部品の角部に位置する孔を貫通してPEM燃料電池10を一緒にクランプするようになっている。
Claims (25)
- 電極プレートであって、その中に形成された流路領域を有する電極プレート;および
前記電極プレートに隣接して設けられた透過性拡散用介在体を含む膜電極アッセンブリであって、前記透過性拡散用介在体が、トランスバース軸に沿って剛性があり、ラテラル軸に沿って可撓性があり、かつ実質的に非圧縮性の厚みを有しており、さらに前記トランスバース軸が、前記流路領域の主流方向を規定する第1の通路と交差している膜電極アッセンブリ;
を含んでなるPEM燃料電池。 - 前記透過性拡散用介在体が導電性である、請求項1のPEM燃料電池。
- 前記透過性拡散用介在体が、前記トランスバース軸に沿って実質的に整列した第1の複数のファイバー、前記ラテラル軸に沿って実質的に整列した第2の複数のファイバーを含んでなり、前記第1の複数のファイバーの各々は、その大きさが前記第2の複数のファイバーの各々より大きい、請求項1のPEM燃料電池。
- 前記第1の複数のファイバーの各々は、その直径が前記第2の複数のファイバーの各々より大きい、請求項3のPEM燃料電池。
- 前記第1の複数のファイバーの各々は、その長さが前記第2の複数のファイバーの各々より長い、請求項3のPEM燃料電池。
- 前記第1および第2の複数のファイバーの各々がカーボンを含んでなる、請求項3のPEM燃料電池。
- 前記第1および第2の複数のファイバーの各々がグラファイトを含んでなる、請求項3のPEM燃料電池。
- 前記第1の複数のファイバーの各々がカーボンおよびグラファイトのいずれか一方を含んでなり、かつ前記第2の複数のファイバーの各々がカーボンおよびグラファイトのいずれか一方を含んでなる、請求項3のPEM燃料電池。
- 前記透過性拡散用介在体が、前記トランスバース軸に沿って実質的に整列した複数の細片材を更に含んでなる、請求項1のPEM燃料電池。
- 前記複数の細片材の各々がステンレススチール製である、請求項9のPEM燃料電池。
- PEM燃料電池で使用される拡散用介在体であって、
該拡散用介在体のラテラル軸に沿った変形を許容するために該ラテラル軸に沿って実質的に整列した第1の複数のファイバー;および
該拡散用介在体のトランスバース軸に沿った変形を防ぐために該トランスバース軸に沿って実質的に整列した第2の複数のファイバー;
を含んでなり、前記第1および第2の複数のファイバーが、該拡散用介在体を通り抜ける流体透過を可能にするためにメッシュ構造になっている拡散用介在体。 - 前記第1および第2の複数のファイバーが導電性である、請求項11の拡散用介在体。
- 前記第2の複数のファイバーが、該拡散用介在体の厚み方向における高引張強度および高圧縮強度を与えるのに十分なサイズのものである、請求項11の拡散用介在体。
- 前記第2の複数のファイバーが、前記の高引張強度および高圧縮強度を与えるように定められた所定の長さを有する、請求項13の拡散用介在体。
- 前記第2の複数のファイバーが、前記の高引張強度および高圧縮強度を与えるように定められた所定の直径を有する、請求項14の拡散用介在体。
- プロトン交換膜(PEM)型燃料電池に使用される透過性拡散用介在体であって、
その透過性本体部分にマシン方向およびクロスマシン方向が規定されており、前記クロスマシン方向の弾性率が前記マシン方向の弾性率よりも大きく、かつ実質的に非圧縮性の厚みを有する透過性本体部分;
を有する透過性拡散用介在体。 - 前記透過性本体部分が導電性である、請求項16の透過性拡散用介在体。
- 前記クロスマシン方向に実質的に整列した第1の複数のファイバー;
前記マシン方向に実質的に整列した第2の複数のファイバー;
を更に含んでなる透過性拡散用介在体であって、
前記第1の複数のファイバーの各々は、前記第2の複数のファイバーの各々よりも大きい、請求項16の透過性拡散用介在体。 - 前記第1の複数のファイバーの各々は、その直径が前記第2の複数のファイバーの各々より大きい、請求項18の透過性拡散用介在体。
- 前記第1の複数のファイバーの各々は、その長さが前記第2の複数のファイバーの各々より長い、請求項18の透過性拡散用介在体。
- 前記第1および第2の複数のファイバーの各々がカーボンを含んでなる、請求項18の透過性拡散用介在体。
- 前記第1および第2の複数のファイバーの各々がグラファイトを含んでなる、請求項19の透過性拡散用介在体。
- 前記第1の複数のファイバーの各々がカーボンおよびグラファイトのいずれか一方を含んでなり、前記第2の複数のファイバーの各々がカーボンおよびグラファイトのいずれか一方を含んでなる、請求項18の透過性拡散用介在体。
- 前記クロスマシン方向に実質的に整列した複数の細片材を更に含んでなる、請求項16の透過性拡散用介在体。
- 前記複数の細片材の各々がステンレススチール製である、請求項24の透過性拡散用介在体。
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