JP2014127295A - Fuel cell separator - Google Patents
Fuel cell separator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014127295A JP2014127295A JP2012282077A JP2012282077A JP2014127295A JP 2014127295 A JP2014127295 A JP 2014127295A JP 2012282077 A JP2012282077 A JP 2012282077A JP 2012282077 A JP2012282077 A JP 2012282077A JP 2014127295 A JP2014127295 A JP 2014127295A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- crack
- cell separator
- resin member
- seal line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
この発明は、燃料電池用セパレータに関する。 The present invention relates to a fuel cell separator.
固体高分子電解質型燃料電池用セパレータが知られている(特許文献1)。この電池用セパレータは、金属基板の少なくとも片面に、導電性充填剤を混合した導電樹脂層を積層している。 A solid polymer electrolyte fuel cell separator is known (Patent Document 1). In this battery separator, a conductive resin layer mixed with a conductive filler is laminated on at least one surface of a metal substrate.
導電樹脂層(樹脂部材)には亀裂が生じる可能性があり、亀裂が導電樹脂層のシールラインを横断すると、亀裂に沿って反応ガスや冷却水などの流体がリークする虞があった。 A crack may occur in the conductive resin layer (resin member). When the crack crosses the seal line of the conductive resin layer, there is a possibility that fluid such as a reaction gas or cooling water leaks along the crack.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、燃料電池用セパレータが提供される。この燃料電池用セパレータは、樹脂部材と、前記樹脂部材を補強する補強部材と、を備え、前記樹脂部材は、前記補強部材と反対側の面に、燃料電池で用いられる流体をシールするシールラインと、 前記シールラインと並走する亀裂誘導溝と、を有する。この形態の燃料電池用セパレータによれば、樹脂部材に亀裂が入っても、亀裂が亀裂誘導溝に達すると、亀裂は亀裂誘導溝に沿うので、シールラインを横切らない。その結果、反応ガスや冷却水の亀裂に沿ったリークを抑制することが可能となる。 (1) According to one aspect of the present invention, a fuel cell separator is provided. The fuel cell separator includes a resin member and a reinforcing member that reinforces the resin member, and the resin member seals a fluid used in the fuel cell on a surface opposite to the reinforcing member. And a crack induction groove that runs parallel to the seal line. According to the fuel cell separator of this embodiment, even if the resin member is cracked, when the crack reaches the crack induction groove, the crack does not cross the seal line because the crack follows the crack induction groove. As a result, it is possible to suppress leakage along the cracks of the reaction gas and cooling water.
(2)上記形態の燃料電池用セパレータにおいて、前記亀裂誘導溝は、前記シールラインを挟んで2つ以上設けられていてもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、亀裂がシールラインの内側、外側のいずれから生じても反応ガスや冷却水のリークを抑制することが可能となる。 (2) In the fuel cell separator of the above aspect, two or more crack induction grooves may be provided across the seal line. According to the fuel cell separator of this embodiment, it is possible to suppress the leakage of the reaction gas and the cooling water regardless of whether the crack occurs from the inside or the outside of the seal line.
(3)上記形態の燃料電池用セパレータにおいて、前記亀裂誘導溝の底部における前記樹脂部材の厚さは、前記シールラインの中央部における前記樹脂部材の厚さよりも薄くてもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、亀裂誘導溝における樹脂部材の厚さは、前記シールラインにおける樹脂部材の厚さよりも薄いので、亀裂は、亀裂誘導溝に沿い易い。 (3) In the fuel cell separator of the above aspect, the thickness of the resin member at the bottom of the crack induction groove may be smaller than the thickness of the resin member at the center of the seal line. According to the fuel cell separator of this embodiment, since the thickness of the resin member in the crack induction groove is thinner than the thickness of the resin member in the seal line, the crack is easily along the crack induction groove.
(4)上記形態の燃料電池用セパレータにおいて、前記亀裂誘導溝の底部における前記樹脂部材の厚さは、前記シールラインの中央部における前記樹脂部材の厚さの半分以下であってもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、亀裂誘導溝における樹脂部材の厚さは、シールラインにおける樹脂部材の厚さの半分以下であるので、亀裂は、亀裂誘導溝に沿い易い。 (4) In the fuel cell separator according to the above aspect, the thickness of the resin member at the bottom of the crack induction groove may be less than or equal to half the thickness of the resin member at the center of the seal line. According to the fuel cell separator of this embodiment, since the thickness of the resin member in the crack induction groove is less than half the thickness of the resin member in the seal line, the crack is likely to follow the crack induction groove.
(5)上記形態の燃料電池用セパレータにおいて、前記樹脂部材は、ガスケットを保持するためのガスケット保持溝を有しており、前記シールライン及び前記亀裂誘導溝は、前記ガスケット保持溝に形成されていてもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、ガスケットを確実に保持して反応ガスや冷却水のリークを抑制することが可能となる。 (5) In the fuel cell separator of the above aspect, the resin member has a gasket holding groove for holding a gasket, and the seal line and the crack induction groove are formed in the gasket holding groove. May be. According to the fuel cell separator of this embodiment, it is possible to reliably hold the gasket and suppress the leakage of the reaction gas and the cooling water.
(6)燃料電池用セパレータにおいて、前記ガスケット保持溝よりも外縁側に第2の亀裂誘導溝を備えてもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、シールラインの外縁側からの亀裂が生じても、亀裂を第2の亀裂誘導溝に沿わせることが可能なので、亀裂がガスケット保持溝の肩部に達せず、反応ガスや冷却水のリークを抑制することが可能となる。 (6) In the fuel cell separator, a second crack induction groove may be provided on the outer edge side of the gasket holding groove. According to the fuel cell separator of this embodiment, even if a crack is generated from the outer edge side of the seal line, the crack can be caused to follow the second crack induction groove, so that the crack can reach the shoulder of the gasket holding groove. Therefore, it is possible to suppress leakage of the reaction gas and the cooling water.
(7)燃料電池用セパレータにおいて、前記第2の亀裂誘導溝の底部における前記樹脂部材の厚さは、前記シールラインの中央部における前記樹脂部材の厚さよりも薄くてもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、亀裂は第2の亀裂誘導溝に沿うので、シールラインを横切らない。その結果、反応ガスや冷却水の亀裂に沿ったリークを抑制することが可能となる。 (7) In the fuel cell separator, the thickness of the resin member at the bottom of the second crack induction groove may be smaller than the thickness of the resin member at the center of the seal line. According to the fuel cell separator of this embodiment, the crack does not cross the seal line because it follows the second crack induction groove. As a result, it is possible to suppress leakage along the cracks of the reaction gas and cooling water.
なお、本発明は種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池用セパレータの他、燃料電池、燃料電池用セパレータのシール構造等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a fuel cell separator, a fuel cell, a fuel cell separator seal structure, and the like.
第1の実施形態:
図1は、第1の実施形態にかかる燃料電池を示す説明図である。燃料電池10は、複数の単セル20とエンド部材30とを備える。複数の単セル20は積層されて、燃料電池スタック25が形成されている。エンド部材30は、燃料電池スタック25の両端部に配置されている。燃料電池スタック25からの電力は、エンド部材30から取り出される。単セル20は、アノード側燃料電池用セパレータ100と、カソード側燃料電池用セパレータ500と、樹脂フレーム400と、を備える。樹脂フレーム400は、膜電極接合体を保持している。アノード側燃料電池用セパレータ100と、カソード側燃料電池用セパレータ500とは、樹脂フレーム400を挟持している。アノード側燃料電池用セパレータ100は、隣接する単セル20のカソード側燃料電池用セパレータ500と接している。
First embodiment:
FIG. 1 is an explanatory view showing a fuel cell according to the first embodiment. The
図2は、アノード側燃料電池用セパレータ100の斜視図である。なお、図2においては、見えている上側がアノード側燃料電池用セパレータ100のカソード側燃料電池用セパレータ500に接する側であり、隠れている下側がアノード側燃料電池用セパレータ100の樹脂フレーム400に接する側である。アノード側燃料電池用セパレータ100は、長方形をしている。アノード側燃料電池用セパレータ100の対抗する辺には、合計6個の開口穴101〜106が形成されている。開口穴101〜106は、それぞれ、燃料ガスの供給(開口穴101)と排出(開口穴102)、酸化ガスの供給(開口穴103)と排出(開口穴104)、冷媒の供給(開口穴105)と排出(開口穴106)に用いられる。図2で見えているカソード側燃料電池用セパレータ500側では、ガスケット保持溝112は、アノード側燃料電池用セパレータ100の外縁部と、開口穴101〜104をそれぞれ囲う位置に形成されている。図2で隠れている樹脂フレーム400側では、ガスケット保持溝(ガスケット保持溝122)は、アノード側燃料電池用セパレータ100の外縁部と、開口穴103〜106をそれぞれ囲う位置に形成されている。アノード側燃料電池用セパレータ100とカソード側燃料電池用セパレータ500との間を冷媒が流れ、アノード側燃料電池用セパレータ100と樹脂フレーム400との間を燃料ガスが流れる。
FIG. 2 is a perspective view of the anode-side
なお、図示しないが、カソード側燃料電池用セパレータ500も同様の構成を備えている。カソード側燃料電池用セパレータ500のアノード側燃料電池用セパレータ100側のガスケット保持溝(ガスケット保持溝512)は、カソード側燃料電池用セパレータ500の外縁部と、開口穴501〜504をそれぞれ囲う位置に形成されている。但し、アノード側燃料電池用セパレータ100のガスケット保持溝112と、カソード側燃料電池用セパレータ500のガスケット保持溝(ガスケット保持溝512)とが重なる部分については、ガスケット保持溝は、アノード側燃料電池用セパレータ100とカソード側燃料電池用セパレータ500両方に形成されていても良く、いずれか一方に形成されてもよい。
Although not shown, the cathode side
図3は、本発明の第1の実施形態にかかるアノード側燃料電池用セパレータの一部及び本実施形態の効果を示す説明図である。図3では、アノード側燃料電池用セパレータ100と、カソード側燃料電池用セパレータ500との接合部について説明する。図3(A)は、断面図であり、図3(B)は平面図である。また、図3(A)(B)の左側は燃料電池10の単セル20の内側であり、右側は単セル20の外縁側である。平面図では、本実施形態と比較例との比較が容易となるように、本実施形態の一部と比較例の一部とを同じ図面に表している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a part of the anode-side fuel cell separator according to the first embodiment of the present invention and the effect of this embodiment. In FIG. 3, a joint portion between the anode-side
第1の実施形態のアノード側燃料電池用セパレータ100は、樹脂部材110、120と、補強部材130と、を備える。補強部材130は、樹脂部材110と樹脂部材120とに挟まれている。樹脂部材110がカソード側燃料電池用セパレータ500側にあり、樹脂部材120が樹脂フレーム400側にある。このアノード側燃料電池用セパレータ100は、補強部材130の両側に樹脂−カーボン複合材料を積層し、プレス成形により形成することが可能である。本実施形態では、樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂を用いることが可能である。なお、ここで上げた樹脂の材質は、一例である。熱可塑性樹脂以外の樹脂、例えば熱硬化性樹脂を用いることも可能である。また、樹脂部材110、120に導電性を持たせるために、樹脂には、カーボンが含有されている。補強部材130としては、チタン、ステンレスなどの金属を用いることが可能である。なお、ここに上げた材質は、一例であり、他の補強部材130として、ここで説明した金属以外の金属や、樹脂シートなどを使用することも可能である。
The anode-side
樹脂部材110は、ガスケット保持溝112を備える。ガスケット保持溝112は、ガスケット200を保持するために樹脂部材110の表面に設けられた凹部である。ガスケット保持溝112の両側の平坦な部分を「ガスケット肩114」と呼ぶ。ガスケット保持溝112の底にはガスケット保持溝112に沿って、ガスケット保持溝112と並走する2本の第1の亀裂誘導溝116が形成されている。この2本の第1の亀裂誘導溝116の間がシールライン117となる。ガスケット200は、このシールライン117の部分でカソード側燃料電池用セパレータ500と接触する。第1の亀裂誘導溝116は、シールライン117と並走していれば良いが、シールライン117と平行であることが好ましい。また、本実施形態では、ガスケット肩114の外縁側に、第2の亀裂誘導溝118が形成されている。なお、第2の亀裂誘導溝118は、第1の亀裂誘導溝116よりも単セル20の内側に設けられていても良い。
The
樹脂部材110の厚さは、以下の通りである。シールライン117における樹脂部材110の厚さはh1であり、第1の亀裂誘導溝116の底部における厚さはh2であり、ガスケット肩114における厚さはh3であり、第2の亀裂誘導溝118の底部における厚さはh4である。ここで第1の亀裂誘導溝116における厚さh2は、シールライン117における樹脂部材110の厚さh1よりも薄く、h1の1/2以下であることが好ましい。また、第2の亀裂誘導溝118における厚さh4は、シールライン117における樹脂部材110の厚さh1よりも薄いことが好ましい。
The thickness of the
ガスケット200は、ガスケット保持溝112に嵌められて、アノード側燃料電池用セパレータ100と樹脂フレーム400との隙間から反応ガスや冷媒がリークするのを抑制する。ガスケット200は、例えばゴムで形成されている。図1(A)では、断面が凸形状のガスケットが用いられているが、例えば、断面が円形の弾性部材をガスケット200として用いることも可能である。
The gasket 200 is fitted in the
カソード側燃料電池用セパレータ500は、アノード側燃料電池用セパレータ100と同様に、補強部材530を樹脂部材510と520で挟持している。アノード側燃料電池用セパレータ100側の樹脂部材510は、第1の亀裂誘導溝516を備えている。図3(A)に示す樹脂部材510は、ガスケット溝が設けられていないが、ガスケット溝が設けられていてもよい。上述した断面が円形の弾性部材をガスケット200として用いる場合には、ガスケット溝を設けることが好ましい。
As in the anode-side
以下、樹脂部材110に亀裂が入った場合について説明する。樹脂部材110のシールライン117よりも内側(図1(A)(B)の左側)に亀裂302が生じたとする。亀裂302は左右、上下に広がる場合がある。亀裂302が外縁方向(右方向)に広がり、第1の亀裂誘導溝116に到達すると、亀裂302は、第1の亀裂誘導溝116に沿って誘導され、シールライン117を横断しない。その結果、亀裂302に沿って反応ガスや冷媒が流れても、シールライン117を越えることはない。その結果、燃料電池10外への反応ガスや冷媒のリークを抑制することが可能となる。
Hereinafter, the case where the
樹脂部材110のシールライン117よりも外縁側に亀裂304が生じた場合も同様である。亀裂304は、第1の亀裂誘導溝116に到達すると、第1の亀裂誘導溝116に沿って誘導され、シールライン117を横断しない。亀裂304は、シールライン117よりも内側に伸びないので、反応ガスや冷媒が亀裂304に到達することはなく、燃料電池10外への反応ガスや冷媒のリークを抑制することが可能となる。
The same applies when a
樹脂部材110の第2の亀裂誘導溝118よりも外縁側に亀裂306が生じた場合も同様である。亀裂306は、第2の亀裂誘導溝118に到達すると、第2の亀裂誘導溝118に沿って誘導され、シールライン117の方には伸びない。亀裂306は、シールライン117よりも内側に伸びないので、反応ガスや冷媒が亀裂306に到達することはなく、燃料電池10外への反応ガスや冷媒のリークを抑制することが可能となる。また、ガスケット肩114への亀裂306の伸張を抑制することが可能となる。なお、第2の亀裂誘導溝118は無くても良い。
The same applies when a
次に比較例を説明する。比較例の樹脂部材110は、第1の亀裂誘導溝116、第2の亀裂誘導溝118のいずれをも有していない。亀裂308が生じた場合、亀裂308の発生場所が、シールライン117の内側、外縁側いずれであっても、亀裂308が伸びると、シールラインを横断する場合がある。かかる場合、反応ガスや冷媒は、亀裂308に沿ってシールライン117を越えてしまう。その結果、燃料電池10外への反応ガスや冷媒のリークが発生する。
Next, a comparative example will be described. The
図4は、ガスケット保持溝を拡大して示す説明図である。アノード側燃料電池用セパレータ100は、0.1mmのチタン性の板の両側に、0.3mmの樹脂―カーボン複合材料が積層され、その後、プレス成形されることにより形成された。なお、プレス成型時に、樹脂部材110に冷媒の流路と、ガスケット保持溝112が同時に形成され、樹脂部材120に反応ガスの流路とガスケット保持溝122が形成された。ガスケット保持溝112の概略構成については、図3の説明ですでに説明を行っているので、ここでは、幅や厚さの値について説明する。本実施例では、ガスケット保持溝112の幅を3mm、シールライン117の幅を2mmとした。また、シールライン117における樹脂部材110の厚さh1を0.1mm、第1の亀裂誘導溝116における樹脂部材110の厚さh2を0.05mm、ガスケット肩114における樹脂部材110の厚さh3を0.4mmとした。
FIG. 4 is an explanatory view showing an enlarged gasket holding groove. The anode-side
以上、第1の実施形態によれば、樹脂部材110は、シールライン117に沿ってシールラインと平行に形成された第1の亀裂誘導溝116を備えるので、シールライン117の内側、外縁側のいずれで発生した亀裂であっても、亀裂が伸びて第1の亀裂誘導溝116に達すると、亀裂は、第1の亀裂誘導溝116に沿って誘導され、亀裂はシールラインを横断しない。その結果、亀裂を介した燃料電池10外への反応ガスや冷媒のリークを抑制することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the
本実施形態によれば、第1の亀裂誘導溝116は、シールライン117を挟んで2つ設けられているので、亀裂がシールライン117の内側、外側いずれから生じても亀裂を介した燃料電池外への反応ガスや冷媒のリークを抑制することが可能となる。なお、第1の亀裂誘導溝116は、シールライン117のいずれか一方にのみ設けられる構成であってもよい。少なくとも第1の亀裂誘導溝116が設けられた側から生じた亀裂について、シールラインを横断することを抑制することが可能となる。また、一本の第1の亀裂誘導溝116をシールライン117の中央の直下に設けても良い。樹脂部材110が、一本の第1の亀裂誘導溝116をシールライン117の中央の直下に有する場合、亀裂がシールライン117の内側、外側いずれから生じても、亀裂は、第1の亀裂誘導溝116に沿って誘導される。その結果、亀裂は、亀裂が生じた側と反対側において、シールライン117を横断しない。その結果。亀裂を介した燃料電池10外への反応ガスや冷媒のリークを抑制することが可能となる。ただし、亀裂が両側から進行してきたときには、両側の亀裂が第1の亀裂誘導溝116を介して連通し、反応ガスや冷媒がリークする虞がある。そのため、樹脂部材110は、シールライン117を挟んで形成されている2本以上の第1の亀裂誘導溝116を備えることが好ましい。
According to this embodiment, since the first
また、本実施形態によれば、第1の亀裂誘導溝116の底部における樹脂部材110の厚さh2は、シールライン117における樹脂部材110の厚さh1よりも薄いので、亀裂が第1の亀裂誘導溝116に達した場合には、第1の亀裂誘導溝116に沿って亀裂を誘導することが可能である。なお、厚さh1は、厚さh2の半分以下とすることが好ましい。
Further, according to the present embodiment, the thickness h2 of the
さらに、本実施形態によれば、シールライン117及び第1の亀裂誘導溝116は、ガスケット保持溝112に形成されているので、このガスケット保持溝112でガスケット200を確実に保持することができる。また、このシールライン117及び第1の亀裂誘導溝116によって、燃料電池10からの反応ガスや冷却水のリークを抑制することが可能となる。
Furthermore, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、樹脂部材110は、ガスケット保持溝112よりも外縁側に第2の亀裂誘導溝118を備えるので、第2の亀裂誘導溝118よりも外側で発生した亀裂306が、ガスケット肩114や、シールラインへ伸張することを抑制することが可能となる。第2の亀裂誘導溝118における樹脂部材110の厚さh4は、シールライン117における樹脂部材110の厚さh1よりも薄いことが好ましい。
Further, according to the present embodiment, since the
第2の実施形態:
図5は、本発明の第2の実施形態にかかる燃料電池用セパレータの一部を示す断面図である。図5では、アノード側燃料電池用セパレータ100と、カソード側燃料電池用セパレータ500と、を接着する場合を例に取り説明する。上述した第1の実施形態は、樹脂部材110がガスケット保持溝112を有し、ガスケット保持溝112にガスケット200を嵌め込む形態であった。これに対し、第2の実施形態では、樹脂部材120が、ガスケット保持溝の代わりに、シール用凸部125を備える。樹脂部材120は、シール用凸部125の頂部に接着剤210を設けることで、カソード側燃料電池用セパレータ500と接着する。また、接着剤210の代わりにゴムなどのシートを用いてもよい。なお、接着剤210は無くても良い。
Second embodiment:
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of a fuel cell separator according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the case where the anode side
第2の実施形態では、第1の亀裂誘導溝126は、シール用凸部125に並走して、シール用凸部125の両側に形成されている。第1の亀裂誘導溝126の底部における樹脂部材120の厚さh5は、シール用凸部125における樹脂部材120の厚さh6よりも薄い。第2の実施形態においても第1の実施形態と同様に、シール用凸部125の内側、あるいは外縁側のいずれで亀裂が生じても、亀裂は、第1の亀裂誘導溝126に沿って誘導されるので、亀裂がシール用凸部125を横断することはない。なお、図5では、第2の亀裂誘導溝(128)を図示していないが、第2の亀裂誘導溝128を備える構成であってもよい。
In the second embodiment, the first
第2の実施形態によれば、第1の亀裂誘導溝126は、シール用凸部125に並走して形成されているので、シール用凸部125の内側、あるいは外縁側のいずれで亀裂が生じても、亀裂は、第1の亀裂誘導溝126に沿って誘導されるので、亀裂がシール用凸部125を横断することはない。その結果、燃料電池10からの反応ガスや冷却水のリークを抑制することが可能となる。なお、第2の実施形態においては、シール用凸部125はアノード側燃料電池用セパレータ100の樹脂部材110に設けられているとして説明したが、カソード側燃料電池用セパレータ500の樹脂部材510にシール用凸部が設けられる構成であってもよい。
According to the second embodiment, since the first
上記説明では、第1及び第2の実施の形態の構成を、アノード側燃料電池用セパレータ100とカソード側燃料電池用セパレータ500との接合に用いた。第1及び第2の実施形態の構成を、アノード側燃料電池用セパレータ100と、樹脂フレーム400との接合に用い、カソード側燃料電池用セパレータ500と、樹脂フレーム400との接合に用いてもよい。
In the above description, the configurations of the first and second embodiments are used for joining the anode-side
図6は、第1の実施形態の構成を用いて、アノード側燃料電池用セパレータ100と樹脂フレーム400とを接合する形態を示す説明図である。図3のカソード側燃料電池用セパレータが樹脂フレーム400に置換されていること、及び樹脂フレーム400側の樹脂部材120に、ガスケット保持溝122、ガスケット肩124、第1の亀裂誘導溝126、128が形成されていることを除き、図3と同じであるので、説明を省略する。
FIG. 6 is an explanatory view showing a form in which the anode-side
図7は、第2の実施形態の構成を用いて、アノード側燃料電池用セパレータ100と樹脂フレーム400とを接合する形態を示す説明図である。上述した第1及び第2の実施形態では、第1の亀裂誘導溝116において、樹脂部材110に厚さがあるとして説明したが、第1の亀裂誘導溝116に代えて、樹脂部材の厚さが0である亀裂誘導溝119を用いている点が異なる。このように、底部の厚さがゼロの亀裂誘導溝119を用いても良い。なお、アノード側燃料電池用セパレータ100は、補強部材130を備えているので、樹脂部材110の厚さがゼロの部分があっても、厚さゼロの部分で分離することはない。なお、上記説明では、アノード側燃料電池用セパレータ100と、樹脂フレーム400との接合を例にとり説明したが、なお、カソード側燃料電池用セパレータ500と樹脂フレーム400との接合についても同様である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a form in which the anode-side
変形例:
図8は、第2の実施形態の変形例を示す説明図である。上記説明した第2の実施形態においては、補強部材130の大きさについては、特に説明していなかった。図5に示すように、シールライン117の周辺にのみ補強部材130が挟まれている構成であってもよい。これは、図1で示した第1の実施形態でも同様である。シールライン117の近傍は、他の場所に比べて応力が掛かる。この応力により亀裂が生じる場合がある。本変形例では、応力が掛かる場所に補強部材130を備えることで、亀裂の発生を抑制することが可能となる。第1の実施形態でも同様の構成を採用することが可能である。
Variations:
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a modification of the second embodiment. In the second embodiment described above, the size of the reinforcing
以上、いくつかの実施形態に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。 The embodiments of the present invention have been described above based on some embodiments. However, the embodiments of the present invention described above are for facilitating the understanding of the present invention and limit the present invention. It is not a thing. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof.
10…燃料電池
20…単セル
25…燃料電池スタック
30…エンド部材
100…アノード側燃料電池用セパレータ
101〜106…開口穴
110…樹脂部材
112…ガスケット保持溝
114…ガスケット肩
116…第1の亀裂誘導溝
117…シールライン
118…第2の亀裂誘導溝
119…亀裂誘導溝
120…樹脂部材
122…ガスケット保持溝
124…ガスケット肩
125…シール用凸部
126…第1の亀裂誘導溝
128…第2の亀裂誘導溝
130…補強部材
200…ガスケット
210…接着剤
302、304、306、308…亀裂
400…樹脂フレーム
500…カソード側燃料電池用セパレータ
501〜506…開口穴
510…樹脂部材
512…ガスケット保持溝
516…第1の亀裂誘導溝
530…補強部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
樹脂部材と、
前記樹脂部材を補強する補強部材と、
を備え、
前記樹脂部材は、前記補強部材と反対側の面に、
燃料電池で用いられる流体をシールするシールラインと、
前記シールラインと並走する亀裂誘導溝と、
を有する、燃料電池用セパレータ。 A fuel cell separator,
A resin member;
A reinforcing member for reinforcing the resin member;
With
The resin member has a surface opposite to the reinforcing member,
A seal line for sealing a fluid used in a fuel cell;
A crack-inducing groove running in parallel with the seal line;
A fuel cell separator.
前記亀裂誘導溝は、前記シールラインを挟んで2つ以上設けられている、燃料電池用セパレータ。 The fuel cell separator according to claim 1,
Two or more crack induction grooves are provided across the seal line, the fuel cell separator.
前記亀裂誘導溝の底部における前記樹脂部材の厚さは、前記シールラインの中央部における前記樹脂部材の厚さよりも薄い、燃料電池用セパレータ。 The fuel cell separator according to claim 1 or 2,
The fuel cell separator, wherein a thickness of the resin member at a bottom portion of the crack induction groove is smaller than a thickness of the resin member at a central portion of the seal line.
前記亀裂誘導溝の底部における前記樹脂部材の厚さは、前記シールラインの中央部における前記樹脂部材の厚さの半分以下である、燃料電池用セパレータ。 In the fuel cell separator according to claim 3,
The fuel cell separator, wherein the thickness of the resin member at the bottom of the crack induction groove is not more than half of the thickness of the resin member at the center of the seal line.
前記樹脂部材は、ガスケットを保持するためのガスケット保持溝を有しており、
前記シールライン及び前記亀裂誘導溝は、前記ガスケット保持溝に形成されている、燃料電池用セパレータ In the fuel cell separator according to any one of claims 1 to 4,
The resin member has a gasket holding groove for holding the gasket,
The separator for a fuel cell, wherein the seal line and the crack induction groove are formed in the gasket holding groove.
前記ガスケット保持溝よりも外縁側に第2の亀裂誘導溝を備える、燃料電池用セパレータ。 The fuel cell separator according to claim 5, wherein
A fuel cell separator comprising a second crack induction groove on an outer edge side of the gasket holding groove.
前記第2の亀裂誘導溝の底部における前記樹脂部材の厚さは、前記シールラインの中央部における前記樹脂部材の厚さよりも薄い、燃料電池用セパレータ。 The fuel cell separator according to claim 6, wherein
The fuel cell separator, wherein a thickness of the resin member at a bottom portion of the second crack induction groove is smaller than a thickness of the resin member at a central portion of the seal line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012282077A JP2014127295A (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Fuel cell separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012282077A JP2014127295A (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Fuel cell separator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014127295A true JP2014127295A (en) | 2014-07-07 |
Family
ID=51406640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012282077A Pending JP2014127295A (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Fuel cell separator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014127295A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017532731A (en) * | 2014-09-20 | 2017-11-02 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトDaimler AG | Bipolar plate assembly with integral seal for fuel cells |
-
2012
- 2012-12-26 JP JP2012282077A patent/JP2014127295A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017532731A (en) * | 2014-09-20 | 2017-11-02 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトDaimler AG | Bipolar plate assembly with integral seal for fuel cells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6118225B2 (en) | Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells | |
JP2017212126A (en) | Fuel cell | |
JP5773232B2 (en) | Fuel cell | |
JPWO2014080761A1 (en) | Fuel cell single cell | |
JP2008171613A (en) | Fuel cells | |
JP6624200B2 (en) | Fuel cell | |
JP2011040359A (en) | Fuel cell gas diffusion layer integrated gasket | |
JP6092053B2 (en) | Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells | |
JP2017045637A (en) | Membrane electrode assembly | |
JP6090791B2 (en) | Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells | |
JP2006040790A (en) | Separator for solid polymer fuel cell, and cell for solid polymer fuel cell using it | |
US9843063B2 (en) | Fuel cell | |
JP6125903B2 (en) | Fuel cell | |
KR101903317B1 (en) | Metal separator structure for a fuel cell, fuel cell and fuel cell stack using the separator structure | |
JP4780940B2 (en) | Solid polymer fuel cell | |
JP2014127295A (en) | Fuel cell separator | |
JP2015191801A (en) | fuel cell | |
JP6150528B2 (en) | Fuel cell stack | |
JP6194186B2 (en) | Fuel cell | |
JP2010015939A (en) | Fuel cell | |
JP2015207438A (en) | fuel cell | |
JP2014120226A (en) | Fuel battery cell | |
JP2015185505A (en) | Fuel battery | |
JP2017050206A (en) | Fuel cell | |
JP2016091936A (en) | Method for manufacturing resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure for fuel battery |