JP2009140849A - 燃料電池および燃料電池用セパレータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料ガス流路および酸化剤ガス流路6が形成され、炭素質あるいは黒鉛質粉体を主成分とし接着・結着材として熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含む材料を用いて製造された燃料電池用セパレータにおいて、セパレータの周囲部の一部の密度が相対的に大きい高密度領域19と、セパレータ周囲部以外の密度が相対的に小さい低密度領域と、を備えた燃料電池用セパレータである。多孔質セパレータにあっては、高密度領域19は気孔率が相対的に小さく、低密度領域は気孔率が相対的に大きい。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る燃料電池用セパレータにおける第1のプレートの上面を示す平面図であり、図2は図1の第1のプレートの下面を示す底面図である。また、図3は第1の実施形態に係る燃料電池用セパレータにおける第2のプレートの上面を示す平面図であり、図4は図3の第2のプレートの下面を示す底面図である。さらに、図5は本発明の第1の実施形態に係る燃料電池積層体の部分立断面図であり、図6は第1の実施形態に係る燃料電池の平断面図である。
本発明の第2の実施形態に係るセパレータは、反応ガスの加湿機能と単位電池内凝縮生成水除去機能を持つ多孔質セパレータである。
図7は本発明の第3の実施形態に係る燃料電池用セパレータにおける第1のプレートの上面を示す平面図であり、図8は図7の第1のプレートの下面を示す底面図である。また、図9は第3の実施形態に係る燃料電池用セパレータにおける第2のプレートの上面を示す平面図であり、図10は図9の第2のプレートの下面を示す底面図である。本発明の第1の実施形態に係る燃料電池を示す図5および図6は第3の実施形態に係る燃料電池にも共通である。
以上説明した各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
2:酸化剤極(カソード極)
3:固体高分子電解質膜
4:セパレータ
5:燃料ガス流路
6:酸化剤ガス流路
7:冷却水流路
8a:燃料ガス供給マニホールド
8b:燃料ガス排出マニホールド
9a:酸化剤ガス供給マニホールド
9b:酸化剤ガス排出マニホールド
10a:冷却水供給マニホールド
10b:冷却水排出マニホールド
11:燃料電池積層体(スタック)
13:第1のプレート
14:第2のプレート
15:端部シールシート固定用段差
19:高密度領域
40:単位電池
Claims (8)
- 燃料ガス流路および酸化剤ガス流路の少なくとも一方が形成され、炭素質あるいは黒鉛質粉体を主成分とし接着・結着材として熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含む材料を用いて製造された燃料電池用セパレータにおいて、
前記セパレータの周囲部の少なくとも一部の密度が相対的に大きい高密度領域と、前記セパレータ周囲部以外の密度が相対的に小さい低密度領域と、を備えたことを特徴とする燃料電池用セパレータ。 - 多孔質セパレータであって、前記高密度領域は気孔率が相対的に小さく、前記低密度領域は気孔率が相対的に大きいこと、を特徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
- 電解質としてプロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜を用いた燃料電池で、前記燃料電池に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガス流路の少なくとも一方に水蒸気を添加する機能を有する内部加湿方式に用いられる多孔質セパレータであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池用セパレータ。
- 複数の単位電池を積層して積層体を形成し、その積層体の側面外側に、前記燃料ガス流路および酸化剤ガス流路それぞれに連通するために積層方向に延びる複数のガスマニホールドを配置する燃料電池に用いられるセパレータであって、
前記セパレータの周囲部のうちで前記ガスマニホールドの壁に接する部分が、前記密度が相対的に大きい高密度領域になっていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。 - 冷却水流路がさらに形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。
- 複数の単位電池が積層されて積層体が形成され、その積層体の側面外側に、前記冷却水流路に連通するために積層方向に延びる冷却水マニホールドが配置された燃料電池に用いられるセパレータであって、
前記セパレータの周囲部のうちで前記冷却水マニホールドの壁に接する部分が、前記密度が相対的に大きい高密度領域になっていることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池用セパレータ。 - 燃料ガス流路および酸化剤ガス流路が形成され、炭素質あるいは黒鉛質粉体を主成分とし接着・結着材として熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含む材料を用いて製造された燃料電池用セパレータを有する単位電池が複数個積層されて積層体が形成され、その積層体の側面外側に、前記燃料ガス流路および酸化剤ガス流路それぞれに連通するために積層方向に延びる複数のガスマニホールドが配置された燃料電池であって、
前記セパレータの周囲部のうちで前記ガスマニホールドの壁に接する部分の密度が他の部分よりも相対的に大きいこと、
を特徴とする燃料電池。 - 前記セパレータに冷却水流路がさらに形成され、
前記積層体の側面外側に、前記冷却水流路に連通するために積層方向に延びる複数の冷却水マニホールドが配置され、
前記セパレータの周囲部のうちで前記冷却水マニホールドの壁に接する部分の密度が他の部分よりも相対的に大きいこと、
を特徴とする請求項7に記載の燃料電池。
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