JP2010140656A - 燃料電池用集電体及び固体電解質型燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池セルCとセパレータ板Sとの間に配置して両者間を電気的に接続する燃料電池用集電体であって、板ばね状の可動集電部材1を備え、可動集電部材1は、燃料電池セルC側及びセパレータ板S側のいずれか一方側が接触離間自在な自由端であり且つ他方側が固定端であると共に、部材本体と熱膨脹率の異なる材料から成り且つ温度変化に伴って自由端の接触離間動作を発生させる機能部2A,2Bを備えている構成にし、電池内部の温度上昇に応じて可動集電部材1の抵抗を変化させて、電池の初期性能を低下させずに、電池内部で発生するの様々な温度分布に対応することを可能にした。
【選択図】図1
Description
Tを一時的に使用することで、その間に燃料電池の温度を下げることもできる。
(カソード用可動集電部材)
SUS430から成る部材本体を図1(a)に示す板ばね形状に成形した後、アセトンを用いて超音波洗浄し、表面を清浄にした。次に、スパッタリング法に基づいて、部材本体の自由端の上面側だけにLSCFを低真空下で蒸着させて機能部2Aを形成した。この際、自由端の上面側以外にはマスキングを施し、LSCF膜が堆積しないようにした。
また、固体端の下面側に、CVD法に基づいて、SiCを真空蒸着させて機能部2Bを形成した。この際、固定端の下面側以外には同様にマスキングを行った。これにより、金属又はセラミックスの3種の異なる材料から成るカソード用可動集電部材1を作製した。
SUS430とSUS316から成るクラッド材を板ばね形状にプレス加工して、自由端がSUS316側に起きるように成形した。次に、アセトンを用いて超音波洗浄し、表面を清浄にし、SUS430側にカソード側と同様の手順でSiCの薄膜を真空蒸着した。これにより、金属又はセラミックスの3種の異なる材料から成るアノード用集電体を作製した。
S セパレータ板
1 可動集電部材
1A 熱膨脹率差の大きい可動集電部材
1B 熱膨脹率差の小さい可動集電部材
2A〜2G 機能部
3 不動集電部材
4 集電板
5 形状保持部材
6 セル支持部材
7 導電部
21 31 可動集電部材
100 アノード側集電体
200 カソード側集電体
Claims (19)
- 燃料電池セルとセパレータ板との間に介装して両者間を電気的に接続する燃料電池用集電体であって、板ばね状の可動集電部材を備え、可動集電部材は、燃料電池セル側及びセパレータ板側のいずれか一方側が接触離間自在な自由端であり且つ他方側が固定端であると共に、部材本体と熱膨脹率の異なる材料から成り且つ温度変化に伴って自由端の接触離間動作を発生させる機能部を備えていることを特徴とする燃料電池用集電体。
- 複数の可動集電部材を配置したことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用集電体。
- 複数の可動集電部材と、燃料電池セル側及びセパレータ板側のいずれか一方側を自由端とし且つ他方側を固定端とした複数の板ばね状の不動集電部材を備えたことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池用集電体。
- 部材本体と機能部の熱膨脹率差が異なる複数種の可動集電部材を備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載の燃料電池用集電体。
- 燃料電池セルに供給する酸化剤ガスのガス流れ方向に対して、上流側よりも下流側に、部材本体と機能部の熱膨脹率差が大きい可動集電部材を多く配置したことを特徴とする請求項4に記載の燃料電池用集電体。
- 燃料電池セルに供給する燃料ガスのガス流れ方向に対して、下流側よりも上流側に、部材本体と機能部の熱膨脹率差が大きい可動集電部材を多く配置したことを特徴とする請求項4に記載の燃料電池用集電体。
- 燃料電池セルの外周部よりも中央部に、部材本体と機能部の熱膨脹率差が大きい可動集電部材を多く配置したことを特徴とする請求項4に記載の燃料電池用集電体。
- 燃料電池セルとセパレータ板との間隔を維持する形状保持部材を備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料電池用集電体。
- 形状保持部材が、高剛性を有する部材から成ることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池用集電体。
- セパレータ板に重合する集電板を備え、集電板に各集電部材が一体成形してあることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の燃料電池用集電体。
- 板ばね状の可動集電部材が、自由端と固定端との間に少なくとも一つの折返し部分を有する多段構造を成していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の燃料電池用集電体。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の燃料電池用集電体を備えたことを特徴とする固体電解質型燃料電池。
- 燃料電池セル側又はセパレータ板側から離間した少なくとも一つの可動集電部材の自由端が接触する導電部を備えていることを特徴とする請求項12に記載の固体電解質型燃料電池。
- 請求項3に記載の燃料電池用集電体を備えた固体電解質型燃料電池であって、燃料電池セルとセパレータ板との間が酸化剤ガスの流路であり、ガス流れ方向において上流側よりも下流側に可動集電部材を多く配置すると共に、可動集電部材と同等以上の導電性を有する不動集電部材を下流側よりも上流側に多く配置したことを特徴とする固体電解質型燃料電池。
- 請求項3に記載の燃料電池用集電体を備えた固体電解質型燃料電池であって、燃料電池セルとセパレータ板との間が燃料ガスの流路であり、ガス流れ方向において下流側よりも上流側に可動集電部材を多く配置すると共に、可動集電部材と同等以上の導電性を有する不動集電部材を上流側よりも下流側に多く配置したことを特徴とする固体電解質型燃料電池。
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- 請求項3に記載の燃料電池用集電体を備えた固体電解質型燃料電池であって、燃料電池セルの中央部よりも外周部に可動集電部材を多く配置すると共に、可動集電部材と同等以上の電気抵抗を有する不動集電部材を外周部よりも中央部に多く配置したことを特徴とする固体電解質型燃料電池。
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