JP2009037834A - Fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解質膜の両側に電極を接合させた膜電極接合体を備えるセルプレートと、前記膜電極接合体に供給する反応ガスの流路を有するセパレータとを積層した燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell in which a cell plate including a membrane electrode assembly in which electrodes are bonded to both sides of an electrolyte membrane and a separator having a flow path for a reaction gas supplied to the membrane electrode assembly are stacked.
こうした燃料電池では、セパレータは、膜電極接合体を発電単位としたいわゆる燃料電池セルの集電にも利用されることから、隣接するセパレータの短絡回避が不可欠であり、短絡回避のための構成が提案されている(例えば、特許文献1)。この特許文献では、膜電極接合体のシール確保のためのシール部材(ガスケット)とは別に、セパレータの短絡回避のための絶縁部材をセパレータ端部側に配置することが提案されている。 In such a fuel cell, since the separator is also used for collecting power of a so-called fuel cell using a membrane electrode assembly as a power generation unit, it is indispensable to avoid a short circuit between adjacent separators. It has been proposed (for example, Patent Document 1). In this patent document, it has been proposed that an insulating member for avoiding a short circuit of the separator is arranged on the separator end side separately from a sealing member (gasket) for securing a seal of the membrane electrode assembly.
その一方、燃料電池は、燃料電池セルの積層体でもあることから、セル積層の状態、詳しくは隣り合う燃料電池セルのズレ、或いは燃料電池セルを構成するセパレータと膜電極接合体とのズレ等を抑制することも不可欠である。このため、燃料電池両端のエンドプレート間にシャフトを配置してこの両者をボルト・ナットにて締め付け、この締め付けにより上記したズレを抑制することがなされている(例えば、特許文献2)。 On the other hand, since the fuel cell is also a stack of fuel cells, the state of cell stacking, specifically, the shift between adjacent fuel cells, or the shift between the separator and the membrane electrode assembly constituting the fuel cell, etc. It is also essential to suppress this. For this reason, a shaft is disposed between the end plates at both ends of the fuel cell, both of which are tightened with bolts and nuts, and the above-described deviation is suppressed by this tightening (for example, Patent Document 2).
近年では、燃料電池にあってもその小型化、具体的には薄型化、軽量化が求められつつあるので、セパレータ自体を薄くすることはもとより、特許文献1で提案されたようなセパレータの短絡回避のためだけの絶縁部材についても省くことが望まれるに至った。 In recent years, even fuel cells have been required to be reduced in size, specifically thinner and lighter. Thus, not only the separator itself but also the short circuit of the separator as proposed in Patent Document 1 is required. It has been desired to omit the insulating member only for avoidance.
本発明は、上記した課題を踏まえ、燃料電池における薄型化と軽量化を達成することをその目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to achieve a reduction in thickness and weight in a fuel cell.
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。 In order to achieve at least a part of the above object, the present invention adopts the following configuration.
[適用:燃料電池]
電解質膜の両側に電極を接合させた膜電極接合体を備える絶縁性のセルプレートと、前記膜電極接合体に供給する反応ガスの流路を有するセパレータとを積層した燃料電池であって、
前記セルプレートは、前記セパレータの外縁よりも外側に延びた延出片部を備え、
隣り合う前記セルプレートは、一方の側の前記セルプレートが有する前記延出片部と他方の側の前記セルプレートが有する前記延出片部とで、前記セパレータをセパレータ外縁の側で取り囲む
ことを要旨とする。
[Application: Fuel cell]
A fuel cell in which an insulating cell plate having a membrane electrode assembly in which electrodes are bonded to both sides of an electrolyte membrane, and a separator having a flow path for a reaction gas supplied to the membrane electrode assembly,
The cell plate includes an extending piece extending outside the outer edge of the separator,
The adjacent cell plates surround the separator on the outer edge side of the separator with the extended piece portion of the cell plate on one side and the extended piece portion of the cell plate on the other side. The gist.
上記構成を有する燃料電池は、セルプレートとセパレータとを積層することから、あるセパレータに着目すると、このセパレータはその両側のセルプレートで挟まれた状態となる。そして、このセパレータ両側のセルプレートは、隣り合って、それぞれが有する延出片部をセパレータ外縁よりも外側に延ばしており、一方の側の前記セルプレートが有する前記延出片部と他方の側の前記セルプレートが有する前記延出片部とで、前記のあるセパレータをセパレータ外縁の側で取り囲む。このため、積層されたそれぞれのセパレータは、その両側のセルプレートの延出片部でそれぞれ取り囲まれることから、隣り合うセパレータとの接触を回避できる。しかも、こうしたセパレータの接触回避のための別部材を必要としない。また、次のような利点もある。 Since the fuel cell having the above-described configuration is formed by laminating a cell plate and a separator, when attention is paid to a certain separator, the separator is sandwiched between the cell plates on both sides thereof. The cell plates on both sides of the separator are adjacent to each other, and the extending piece portions of the cell plates extend outward from the outer edge of the separator. The extending piece portion of the cell plate on one side and the other side And the extended piece portion of the cell plate surrounds the separator on the outer edge side of the separator. For this reason, since each laminated | stacked separator is each surrounded by the extension piece part of the cell plate of the both sides, a contact with an adjacent separator can be avoided. In addition, a separate member for avoiding such contact of the separator is not required. There are also the following advantages.
シャフトとボルト・ナットにて既述したように締結したセル積層体に、セルの積層方向に交差した方向から何らかの外力が加わると、エンドプレート間のシャフトが撓むことがあり得る。そうなると、個々の燃料電池セルにおける膜電極接合体とセパレータとにズレが起きることも危惧される。しかしながら、上記した構成の燃料電池では、セパレータをその外縁においてセルプレートの延出片部にて取り囲むことから、膜電極接合体を備えるセルプレートとセパレータ、即ち膜電極接合体とセパレータとのズレを、セパレータごとに個別に抑制できる。このため、こうした燃料電池セルでのズレに起因する不具合、例えば、膜電極接合体の損傷やこれに基づく電池性能の低下の回避に有益である。 When any external force is applied to the cell stack that has been fastened as described above with the shaft and the bolts and nuts from the direction intersecting the cell stacking direction, the shaft between the end plates may be bent. In such a case, there is a concern that the membrane electrode assembly and the separator in each fuel cell may be displaced. However, in the fuel cell having the above-described configuration, the separator is surrounded by the extended piece of the cell plate at the outer edge thereof, so that the deviation between the cell plate provided with the membrane electrode assembly and the separator, that is, the membrane electrode assembly and the separator is shifted. , It can be individually suppressed for each separator. For this reason, it is useful for avoiding problems caused by such deviation in the fuel cell, for example, damage to the membrane electrode assembly and deterioration of battery performance based on this.
上記した燃料電池は、次のような態様とすることができる。例えば、隣り合うセルプレートの延出片部によりセパレータを取り囲むに当たり、前記セパレータの一方端の前記外縁の側と他方端の前記外縁の側とにおいて、前記延出片部により前記セパレータを取り囲むようにできる。こうすれば、隣り合うセパレータとの接触を、セパレータの一方端および他方端の両側において回避できると共に、膜電極接合体とセパレータのズレ抑制の実効性も高まる。 The fuel cell described above can be configured as follows. For example, when surrounding the separator by the extended piece portion of the adjacent cell plate, the separator is surrounded by the extended piece portion at the outer edge side at one end of the separator and the outer edge side at the other end. it can. In this way, contact with adjacent separators can be avoided on both sides of the one end and the other end of the separator, and the effectiveness of suppressing displacement between the membrane electrode assembly and the separator is enhanced.
そして、隣り合うセルプレートを、前記セパレータの一方端の前記外縁の側で屈曲されて連続するものとし、該連続した部位を前記一方の前記外縁の側の前記延出片部とすることもできる。こうすれば、上記した膜電極接合体とセパレータのズレ抑制が簡便となる。 The adjacent cell plates may be bent and continuous on the outer edge side at one end of the separator, and the continuous part may be the extended piece portion on the one outer edge side. . By doing so, it is easy to suppress the deviation between the membrane electrode assembly and the separator.
また、隣り合うセルプレートの延出片部によりセパレータを取り囲むに当たり、セルプレートごとの前記延出片部を接合固定し、セルプレートの積層方向に沿った押しつけ力を前記セパレータに及ぼすようにすることもできる。こうすれば、膜電極接合体とセパレータのズレをより高い実効性で抑制できると共に、燃料電池を積層方向に沿って締結する際の締結力を、隣り合うセルプレートがセパレータに及ぼす押しつけ力の分だけ小さくできる。よって、燃料電池締結のためのボルト・ナットの小径化、延いては軽量化を促進できる。 Further, when surrounding the separator by the extended piece portion of the adjacent cell plate, the extended piece portion for each cell plate is bonded and fixed so that the pressing force along the stacking direction of the cell plates is exerted on the separator. You can also. In this way, the displacement between the membrane electrode assembly and the separator can be suppressed with higher effectiveness, and the fastening force when fastening the fuel cell along the stacking direction can be determined by the amount of pressing force exerted on the separator by the adjacent cell plate. Can only be small. Therefore, it is possible to promote a reduction in the diameter of bolts and nuts for fastening the fuel cell, and hence a reduction in weight.
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図1は本発明の実施例としての燃料電池100の全体構成を概略的に示す斜視図、図2は図1のA−A断面で燃料電池100を切断した様子を概略的に示す説明図、図3は燃料電池100を構成する燃料電池セル210を分解して示しつつセルの積層の様子を示す説明図、図4は燃料電池セル210が有するセルプレート230の形成の様子を示す説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an overall configuration of a
これらに図示するように、燃料電池100は、セル積層体200をその積層方向に沿って締結する。セル積層体200は、燃料電池セル210を複数積層し、その両端に集電用のターミナルプレート202を備える。そして、このセル積層体200は、両端のエンドプレート110にて挟持され、エンドプレート間のシャフト112とボルト114にて締結されている。燃料電池100は、それぞれの燃料電池セル210に固体高分子型の電解質膜を備え、水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガス(空気)との供給を受ける。こうしたガス供給のため、エンドプレート110は、空気導入マニホールド120iと空気排気マニホールド120o、水素導入マニホールド122iと水素排気マニホールド122o、冷却水導入マニホールド124iと冷却水排出マニホールド124oとを備える。セル積層体200のターミナルプレート202並びに燃料電池セル210は、これらマニホールドに対応した流路を備え、水素ガスおよび空気はそれぞれの燃料電池セル210のアノード・カソードに達して電気化学反応に供され、燃料電池セル210は発電する。
As shown in these drawings, the
燃料電池100は、セル積層体200を既述したようにシャフト112とボルト114で締結するほか、それぞれの燃料電池セル210を、中央把持部220Cと、その左右の左方把持部220Lと右方把持部220Rとにおいても締結する。また、ターミナルプレート202とエンドプレート110についても、中央把持部220CEにて締結する。以下、これら把持部の構成、並びに各燃料電池セルの構成について、図2〜図4を用いて説明する。
As described above, the
まず、燃料電池セル210について説明する。図3に示すように、燃料電池セル210は、絶縁性のセルプレート230と、シールプレート260と、セパレータ270とを構成部材として備え、セル積層体200においては、この燃料電池セル210の複数が積層される。セルプレート230は、中央に膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly/MEA)232を備え、その両側に多孔質のガス拡散層250、252を接合して備え、ガス・冷却水の流路として、MEA232の周囲に空気導入孔233iと空気排気孔233o、水素導入孔234iと水素排気孔234o、冷却水導入孔235iと冷却水排出孔235oと備える。これらは、エンドプレート110の既述したマニホールドと連通する。
First, the
また、セルプレート230は、その上下端に、センター屈曲片240Cと左方屈曲片240Lと右方屈曲片240Rとを備える。これら屈曲片は、図4に示すように、平板状のセルプレート230の上下端に形成されたスリットSを境に屈曲することで形成され、上端側では、センター屈曲片240Cは手前側に、左方屈曲片240Lと右方屈曲片240Rは奥側に向き、下端側では、センター屈曲片240Cは奥側に、左方屈曲片240Lと右方屈曲片240Rは手前側に向くようにされている。この場合、これら屈曲片を除いたセルプレート230の平板状の領域形状は、後述するセパレータ270と同じとされているので、上記した各屈曲片はセパレータ270の外縁よりも外側に延びることになる。
The
このため、図2や図3に示したセル積層の状態では、隣り合う燃料電池セル210におけるセルプレート230は、一方の側のセルプレート230がその上端側において手前側に向くセンター屈曲片240Cと他方の側のセルプレート230がその上端側において奥側に向くセンター屈曲片240Cとを接合させ、左方屈曲片240Lと右方屈曲片240Rについても、センター屈曲片240Cの両側において、接合させる。これら屈曲片は、その接合箇所において熱融着や接着剤等により固定され、この接合固定を経て、中央把持部220Cや左方把持部220L、右方把持部220Rとなる。そして、既述したように屈曲片を除いたセルプレート230の平板状の領域形状はセパレータ270と同じであることから、図2や図3に示したセル積層の様子のように、隣り合うセルプレート230は、一方の側のセルプレート230が有する上記各屈曲片と他方の側のセルプレート230が有する上記各屈曲片とで、セパレータ270をセパレータ外縁の側で取り囲むことになる。
For this reason, in the cell stack state shown in FIG. 2 or FIG. 3, the
このセルプレート230の製造に際しては、まず、MEA232の電解質膜のみを中央に有する平板状のセルプレート230を用意し、その電解質膜の両面への電極形成用ペーストの塗布・乾燥を経て電極を形成する。これにより、MEA232を中央に有する平板状のセルプレート230となる。次いで、この状態で、上記したようにスリットSを境に屈曲させて上記の各屈曲片を形成し、その後、ガス拡散層250とガス拡散層252をMEA232にホットプレスにて接合形成する。或いは、ガス拡散層250とガス拡散層252をMEA232にホットプレスにて先に接合して、その後、スリットSを境に屈曲させて上記の各屈曲片を形成することもできる。または、屈曲片を形成済みのセルプレート230において、電極形成、ガス拡散層のホットプレスによる形成を行うこともできる。
When manufacturing the
シールプレート260は、シール機能を発揮する絶縁性の樹脂から形成され、上記した構成のセルプレート230とセパレータ270、詳しくはセルプレート230における平板状領域とセパレータ270とに挟まれて、ガス・冷却水のシール機能を果たす。つまり、シールプレート260は、ガス拡散層250、252を取り囲む窓261の周囲に、セルプレート230の上記した導入孔・排気孔に繋がる空気導入孔262i、空気排気孔262o、水素導入孔263i、水素排気孔263o、冷却水導入孔264i、冷却水排出孔264oを備え、これらの孔を通過する流体(ガス・冷却水)のシールを図る。
The
シールプレート260は、図3に示すように、3枚のプレートを接合して構成され、燃料電池セル210のガス拡散層250、252へのガス供給と各セルの集電機能を果たす。セパレータ270は、セルプレート230やシールプレート260の上記した導入孔・排気孔に繋がる空気導入孔271i、空気排気孔271o、水素導入孔272i、水素排気孔272o、冷却水導入孔273i、冷却水排出孔273oを備える。そして、図3における右方のセパレータ270にあっては、空気導入孔271iを通過する空気をガス拡散層250に供給し、当該セパレータとセルプレート230を挟んで並ぶセパレータ270は、冷却水導入孔273iを通過する水素をガス拡散層252に供給する。これにより、セルプレート230のMEA232は、その両側から水素(水素ガス)と酸素(空気)の供給を受けることから発電する。
As shown in FIG. 3, the
本実施例では、ターミナルプレート202とエンドプレート110についても、既述したセルプレート230と同様の手法でこれらを取り囲むようにした。つまり、図2に示すように、ターミナルプレート202に対応するセルプレート230Sと、エンドプレート110に対応するセルプレート230Eとを備え、これらセルプレート230Sとセルプレート230Eにあっても、セルプレート230と同様、センター屈曲片240Cと左方屈曲片240L、右方屈曲片240Rを有するものとした。そして、ターミナルプレート202とその隣の燃料電池セル210との間と、ターミナルプレート202とエンドプレート110との間に、シールプレート260Eを配置してシールを図った。このシールプレート260Eは、窓261を有しない点以外は、シールプレート260と同じである。
In the present embodiment, the
上記した構成を有する燃料電池セル210を積層させてセル積層体200、延いては燃料電池100とするには、隣り合う燃料電池セル210をそれぞれのセルプレート230が有する上記各屈曲片を接合固定しつつ、順次、燃料電池セル210を積層する。或いは、セル積層体200における積層数分だけ燃料電池セル210を積層させ、その上で、上記各屈曲片の接合箇所を接合固定する。その後、シャフト112を両エンドプレート間に配置してボルト114にて締め付けることで、燃料電池100が得られる。
In order to stack the
本実施例では、センター屈曲片240Cと左方屈曲片240L、右方屈曲片240Rの屈曲の様子を次のようにした。図2においては、隣り合うセルプレート230のセンター屈曲片240C同士、左方屈曲片240L同士、右方屈曲片240R同士は接合しているが、これは、燃料電池セル210の積層に伴いセル積層体200をセル積層方向に押圧した上で屈曲片を接合固定した状態を示している。ところが、本実施例では、燃料電池セル210を積層しただけで押圧していない状態では、隣り合うセルプレート230におけるセンター屈曲片240Cの間、左方屈曲片240Lの間、および右方屈曲片240Rの間には、セル積層体200の押圧による縮み代に相当する分の隙間が空くように、上記各屈曲片の屈曲の程度を規定した。そして、こうして屈曲片間に隙間がある状態においてセル積層体200をその積層方向から押圧して、センター屈曲片240C同士、左方屈曲片240L同士、右方屈曲片240R同士を接合させ、その上で、屈曲片接合箇所を接合固定して中央把持部220Cおよび左方把持部220L、右方把持部220Rとした。よって、燃料電池セル210のセルプレート230は、セパレータ270にセル積層方向の押しつけ力を及ぼした状態で、各屈曲片にて隣のセルプレート230と固定されることになる。
In this embodiment, the bending state of the center bent
以上説明したように、本実施例の燃料電池100では、燃料電池セル210を積層してセル積層体200とするに当たり、隣り合う燃料電池セル210のセルプレート230がそれぞれその上下端に有するセンター屈曲片240C同士、左方屈曲片240L同士、右方屈曲片240R同士を接合固定して中央把持部220Cおよび左方把持部220L、右方把持部220Rとする。そして、これら把持部を図1〜3に示すように、燃料電池セル210の上下において形成して、それぞれの把持部にて隣り合う燃料電池セル210を固定する。しかも、隣り合う燃料電池セル210のセルプレート230は、それぞれ接合固定された上下端のセンター屈曲片240Cと左方屈曲片240Lおよび右方屈曲片240Rをセパレータ270の外縁よりも外側に延ばして、これら接合固定された屈曲片により、セパレータ270をセパレータ外縁の側で取り囲む。このため、積層されたそれぞれ燃料電池セル210におけるセパレータ270は、その両側のセルプレート230の上記各屈曲片で上下において取り囲まれることから、隣り合うセパレータ270と接触しない。しかも、こうしたセパレータ270の接触を回避するに当たっては、MEA232を有するセルプレート230という燃料電池セル210の構成上不可欠な部材(セルプレート230)を用いるに過ぎず、セパレータ接触回避のための別部材を必要としない。また、セパレータ270を上下の外縁において取り囲むことから、MEA232を備えるセルプレート230とセパレータ270、即ちMEA232とセパレータ270とのズレを、セパレータ270ごと、延いては燃料電池セル210ごとに個別に抑制できる。
As described above, in the
また、本実施例では、セパレータ270のその外縁での取り囲みをセパレータ上下端において行ったので、隣り合うセパレータ270との接触を、セパレータ上下端において回避できる。加えて、MEA232とセパレータ270のズレを高い実効性で抑制できる。例えば、燃料電池100を車載等する場合においては、何らかの衝撃により燃料電池セル210におけるセパレータ270とMEA232とのズレが起きる方向は、車両前後方向であることが多い。よって、図1に示す燃料電池100を、図における上下端が車両前後方向になるよう車載した場合、車両前後方向から衝撃が加わった際におけるMEA232とセパレータ270のズレを有効に抑制できる。
In this embodiment, since the outer periphery of the
更に、本実施例では、隣り合う燃料電池セル210のセルプレート230の上記したセンター屈曲片240C等にてセパレータ270を取り囲むに当たり、接合固定したセンター屈曲片240C、左方屈曲片240L、右方屈曲片240Rを有する隣り合うセルプレート230は、既述したようにセパレータ270にセル積層方向の押しつけ力を及ぼす。このため、MEA232とセパレータ270のズレをより高い実効性で抑制できると共に、燃料電池100、即ちセル積層体200を積層方向に沿って締結する際の締結力を、隣り合うセルプレート230がセパレータ270に及ぼす押しつけ力の分だけ小さくできる。よって、燃料電池締結のためのボルト114やシャフト112の小径化、延いては軽量化を促進でき、好ましい。
Further, in the present embodiment, when the
次に、他の実施例について説明する。この実施例の燃料電池300は、積層される燃料電池セル210においてセパレータ270を取り囲むセルプレートを単一のプレートから形成した点に特徴がある。図5は他の実施例としての燃料電池300の全体構成を概略的に示す斜視図、図6は図5のB−B断面で燃料電池300を切断した様子を概略的に示す説明図、図7は燃料電池300の燃料電池セル210を構成するセルプレート310の形状とその形成の様子を示す説明図、図8は燃料電池セル210のセルプレート310への組み込みの様子を示す説明図である。
Next, another embodiment will be described. The
図示するように、燃料電池300は、それぞれの燃料電池セル210とターミナルプレート202およびエンドプレート110を、左右の左方把持部220Lと右方把持部220Rにて締結する。図7に示すように、セルプレート310は、長尺状のプレートを折り曲げて形成され、MEA232を所定ピッチで備え、各MEAの間において、図中二点鎖線で示す箇所を、いわゆる山折り・谷折り状に屈曲することで、MEA232を含む所定の平板領域を対向させる。そして、この対向した平板領域の間の間隙を、セパレータ270とその両側のシールプレート260の組込領域320とする。つまり、上記の平板領域が、既述したセルプレート230における平板領域に相当するので、この実施例では、一つの燃料電池セルにおけるセルプレートが一方端で繋がって交互に折り返された形態となる。この場合、上記の各平板領域におけるMEA232の周囲には、ガス供給用の孔が形成される。
As illustrated, the
この組込領域320は、上記した屈曲箇所の間の平板部310Tにより上下の一方端が塞がれ、他方端では、屈曲片312にて平板部310Tの両側で塞がれ、この上下端の関係は交互に繰り返される。屈曲片312は、図7に示すように平板部310Tの両側に形成された切欠Kで切断されたシート端部を屈曲して形成され、平板部310Tの形成のための上記した山谷折りの屈曲に伴い、隣り合う組込領域320の屈曲片312と接合する。こうして接合した屈曲片312が左方把持部220Lと右方把持部220Rとなる。
The upper and lower ends of the built-in
上記した組込領域320は、対向するセパレータの平板領域間の距離は、平板部310Tの形成のための山谷の屈曲箇所間隔を調整することで、図8に示すセパレータ270とその両側のシールプレート260のセパレータアッシー品の厚みより若干小さくなるようにされている。
The above-described built-in
上記したセルプレート310を用いた燃料電池製造では、まず、図7に示す長尺状のプレートを用意し、MEA232の所定ピッチ形成とMEA両面へのガス拡散層250、252の形成とを行う。こうしたMEA形成と並行して、或いはそれに前後して、切欠Kの形成と屈曲片312の屈曲形成とを行い、その後に、山谷の屈曲形成を行って平板部310Tを形成する。これにより、上記したように組込領域320が並んで形成されることになる。
In manufacturing a fuel cell using the
次いで、図8に示すセパレータ270とその両側のシールプレート260のセパレータアッシー品を、それぞれの組込領域320をやや拡張した上でその組込領域320に組み込む。そして、セル積層方向に押圧することで、屈曲片312を接合させ、接合した屈曲片312を熱融着・接着剤等にて接合固定して、平板部310T両側の左方把持部220Lおよび右方把持部220Rにて、上記セパレータアッシー品を締結する。
Next, the
平板部310Tと屈曲片312は、セパレータアッシー品に含まれるセパレータ270の外縁から外側に延びて、セパレータ270をセパレータ外縁で取り囲む。詳しくは、セパレータ270の一方端では、平板部310Tがセパレータ外縁を取り囲み、他方端では、平板部310T両側の屈曲片312(即ち左方把持部220L、右方把持部220R)がセパレータ外縁を取り囲む。よって、この実施例にあっても既述したセパレータ接触回避等の効果を奏することができる。
The
また、上記した図1〜図5に示した実施例は次のように変形できる。図9は変形例の燃料電池セル210を分解して示す説明図、図10はまた別の変形例の燃料電池セル210を分解して示す説明図である。
The embodiment shown in FIGS. 1 to 5 can be modified as follows. FIG. 9 is an explanatory view showing an exploded
図9に示すセルプレート230は、その上下端に左方屈曲片240Lと右方屈曲片240Rとを有する。この形態のセルプレート230であっても、隣り合うセルプレート230は、左方屈曲片240L同士の接合固定と右方屈曲片240R同士の接合固定により、セパレータ270をその上下端においてセパレータ外縁で取り囲む。図10に示すセルプレート230は、プレート左右端においても、前方屈曲片240Fと後方屈曲片240Bを有することから、セパレータ270をその上下左右のセパレータ外縁で取り囲む。このようにすれば、MEA232とセパレータ270のズレを上下左右のいずれの方向においても抑制でき、好ましい。
The
以上、本発明の実施の形態を実施例にて説明したが、本発明は上記した実施例や変形例の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。例えば、ターミナルプレート202やエンドプレート110については、セルプレート230Sやセルプレート230Eを用いないようにして、燃料電池セル210においてのみ、セルプレート230にてセパレータ270を取り囲むようにすることもできる。また、隣り合うセルプレート230がセパレータ270に十分な押しつけ力を及ぼすようにすれば、ボルト114やシャフト112を省略することも可能である。
As mentioned above, although the embodiment of the present invention has been described in the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Is possible. For example, with respect to the
100…燃料電池
110…エンドプレート
112…シャフト
114…ボルト
120i…空気導入マニホールド
120o…空気排気マニホールド
122i…水素導入マニホールド
122o…水素排気マニホールド
124i…冷却水導入マニホールド
124o…冷却水排出マニホールド
200…セル積層体
202…ターミナルプレート
210…燃料電池セル
220C…中央把持部
220L…左方把持部
220R…右方把持部
220CE…中央把持部
230…セルプレート
230E…セルプレート
230S…セルプレート
233i…空気導入孔
233o…空気排気孔
234i…水素導入孔
234o…水素排気孔
235i…冷却水導入孔
235o…冷却水排出孔
240C…センター屈曲片
240F…前方屈曲片
240L…左方屈曲片
240B…後方屈曲片
240R…右方屈曲片
250…ガス拡散層
252…ガス拡散層
260…シールプレート
260E…シールプレート
261…窓
262i…空気導入孔
262o…空気排気孔
263i…水素導入孔
263o…水素排気孔
264i…冷却水導入孔
264o…冷却水排出孔
270…セパレータ
271i…空気導入孔
271o…空気排気孔
272i…水素導入孔
272o…水素排気孔
273i…冷却水導入孔
273o…冷却水排出孔
300…燃料電池
310…セルプレート
310T…平板部
312…屈曲片
320…組込領域
S…スリット
K…切欠
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記セルプレートは、前記セパレータの外縁よりも外側に延びた延出片部を備え、
隣り合う前記セルプレートは、一方の側の前記セルプレートが有する前記延出片部と他方の側の前記セルプレートが有する前記延出片部とで、前記セパレータをセパレータ外縁の側で取り囲む
燃料電池。 A fuel cell in which an insulating cell plate having a membrane electrode assembly in which electrodes are bonded to both sides of an electrolyte membrane, and a separator having a flow path for a reaction gas supplied to the membrane electrode assembly,
The cell plate includes an extending piece extending outside the outer edge of the separator,
The adjacent cell plates surround the separator on the outer edge side of the separator by the extending piece portion of the cell plate on one side and the extending piece portion of the cell plate on the other side. .
前記隣り合うセルプレートは、前記セパレータの一方端の前記外縁の側と他方端の前記外縁の側とにおいて、前記延出片部により前記セパレータを取り囲む
燃料電池。 The fuel cell according to claim 1,
The adjacent cell plate surrounds the separator by the extending piece part on the outer edge side at one end of the separator and the outer edge side at the other end.
前記隣り合うセルプレートは、前記セパレータの一方端の前記外縁の側で屈曲されて連続し、該連続した部位を前記一方の前記外縁の側の前記延出片部とする
燃料電池。 The fuel cell according to claim 2, wherein
The adjacent cell plates are bent and continuous on the outer edge side at one end of the separator, and the continuous portion is used as the extending piece portion on the one outer edge side.
前記隣り合うセルプレートは、セルプレートごとの前記延出片部を接合固定し、セルプレートの積層方向に沿った押しつけ力を前記セパレータに及ぼす
燃料電池。 A fuel cell according to any one of claims 1 to 3,
The adjacent cell plates are configured to join and fix the extending pieces for each cell plate, and exert a pressing force along the stacking direction of the cell plates on the separator.
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WO2014087785A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-12 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell stack |
KR101470036B1 (en) * | 2009-12-01 | 2014-12-05 | 현대자동차주식회사 | Structure of membrane electrode assembly and gas diffusion layer for fuel cell and bonding method thereof |
JP2019003831A (en) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 本田技研工業株式会社 | Separator member for fuel cell and fuel cell stack |
-
2007
- 2007-08-01 JP JP2007200535A patent/JP2009037834A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101470036B1 (en) * | 2009-12-01 | 2014-12-05 | 현대자동차주식회사 | Structure of membrane electrode assembly and gas diffusion layer for fuel cell and bonding method thereof |
WO2014087785A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-12 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell stack |
CN104798239A (en) * | 2012-12-03 | 2015-07-22 | 日产自动车株式会社 | Fuel cell stack |
JP5885006B2 (en) * | 2012-12-03 | 2016-03-16 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell stack |
US9373859B2 (en) | 2012-12-03 | 2016-06-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack |
JP2019003831A (en) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 本田技研工業株式会社 | Separator member for fuel cell and fuel cell stack |
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