JP2015072757A - セパレータおよび燃料電池 - Google Patents
セパレータおよび燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015072757A JP2015072757A JP2013207086A JP2013207086A JP2015072757A JP 2015072757 A JP2015072757 A JP 2015072757A JP 2013207086 A JP2013207086 A JP 2013207086A JP 2013207086 A JP2013207086 A JP 2013207086A JP 2015072757 A JP2015072757 A JP 2015072757A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- groove
- reaction gas
- separator
- channel
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/026—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant characterised by grooves, e.g. their pitch or depth
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/0263—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant having meandering or serpentine paths
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
図1は、燃料電池10の構成を示す概略斜視図である。燃料電池10は、複数のユニットセル100を水平方向であるZ方向(以下、「積層方向」とも呼ぶ)に積層し、一対のエンドプレート170F,170Eで挟持したスタック構造を有している。前端側のエンドプレート170Fとユニットセル100との間には、前端側の絶縁板165Fを介して前端側のターミナルプレート160Fが設けられている。後端側のエンドプレート170Eとユニットセル100との間にも、同様に、後端側の絶縁板165Eを介して後端側のターミナルプレート160Eが設けられている。ユニットセル100とターミナルプレート160F,160Eと絶縁板165F,165Eとエンドプレート170F,170Eは、それぞれ、略矩形状の外形を有するプレート構造を有しており、長辺がX方向(水平方向)で短辺がY方向(重力方向,鉛直方向)に沿うように配置されている。
なお、上述した実施形態では、燃料ガス流路溝202の燃料ガスターン部208T(図5)の溝が、角のない滑らかな曲線の輪郭で深さが一定の浅溝部とされていたが、角のない滑らかな曲線の輪郭で深さが一定の深溝部としてもよい。この場合にも、プレス成型時において、ターン部での材料の伸び率を一定に保持することができるので、比較例で説明した破れや変形等を抑制することが可能である。なお、ターン部を深溝部とした場合、アノード側セパレータ120が隣接するカソード側セパレータ130に接触する接触率が燃料ガスターン部において向上するが、冷却水の分配効率については比較例の構造の場合よりも低下する。燃料ガスターン部を浅溝部とするか深溝部とするかは、燃料電池を冷却するシステム全体の余裕度に応じて選択すればよい。
100…ユニットセル
120…アノード側セパレータ
122…流路形成領域
122IN…燃料ガス供給孔
122OT…燃料ガス排出孔
124IN…酸化剤ガス供給孔
124OT…酸化剤ガス排出孔
126IN…冷却水供給孔
126OT…冷却水排出孔
130…カソード側セパレータ
132IN…燃料ガス供給孔
132OT…燃料ガス排出孔
134IN…酸化剤ガス供給孔
134OT…酸化剤ガス排出孔
136IN…冷却水供給孔
136OT…冷却水排出孔
140…接着シール
142IN…燃料ガス供給孔
142OT…燃料ガス排出孔
144IN…酸化剤ガス供給孔
144OT…酸化剤ガス排出孔
146IN…冷却水供給孔
146OT…冷却水排出孔
150…ガス流路部材
160E…ターミナルプレート
160F…ターミナルプレート
165E…絶縁板
165F…絶縁板
170E…エンドプレート
170F…エンドプレート
172IN…燃料ガス供給孔
172OT…燃料ガス排出孔
174IN…酸化剤ガス供給孔
174OT…酸化剤ガス排出孔
176IN…冷却水供給孔
176OT…冷却水排出孔
200…燃料ガス流路
202…燃料ガス流路溝
204…冷却水流路溝
204T…冷却水ターン部
205…連通流路溝
206…深溝部
208…浅溝部
208T…燃料ガスターン部
Claims (4)
- 燃料電池に用いられるセパレータであって、
プレス加工によって形成された凹凸形状を有し、前記セパレータの一方の面は前記凹凸形状により形成された複数の反応ガス流路溝を含む反応ガス流路を有するガス面を構成し、前記セパレータの他方の面は前記凹凸形状により形成された複数の冷却水流路溝を含む冷却水流路を含む冷却面を構成し、
前記冷却水流路は、
前記反応ガス流路の1つの反応ガス流路溝を挟んで隣り合う冷却水流路溝と、前記隣り合う冷却水流路の間の前記1つの反応ガス流路溝の前記冷却面側に形成されて前記冷却水流路溝よりも深さの浅い連通流路溝と、を含む交差流路部と、
前記冷却水流路溝の方向が変化する冷却水ターン部と、を備え、
前記冷却水ターン部に沿って方向が変化し、前記ガス面側に形成される前記反応ガス流路溝の反応ガスターン部は、一定の深さの溝部で構成されている、セパレータ。 - 請求項1に記載のセパレータであって、
前記一定の深さの溝部は、前記連通流路溝が形成されている位置における前記ガス面側の深さと同じ深さの浅溝部、または、前記連通流路溝が形成されていない位置における前記ガス面側の深さと同じ深さの深溝部である、セパレータ。 - 請求項1または2に記載のセパレータであって、
前記反応ガスターン部および前記冷却水ターン部は、角のない滑らかな曲線の輪郭を有する、セパレータ。 - 膜電極接合体とセパレータとが向かい合って配置され、両者の間に前記膜電極接合体の表面に沿って反応ガスを供給するためのガス流路が形成された燃料電池であって、
前記セパレータは、
プレス加工によって形成された凹凸形状を有し、前記セパレータの一方の面は前記凹凸形状により形成された複数の反応ガス流路溝を含む反応ガス流路を有するガス面を構成し、前記セパレータの他方の面は前記凹凸形状により形成された複数の冷却水流路溝を含む冷却水流路を含む冷却面を構成し、
前記冷却水流路は、
前記反応ガス流路の1つの反応ガス流路溝を挟んで隣り合う冷却水流路溝と、前記隣り合う冷却水流路の間の前記1つの反応ガス流路溝の前記冷却面側に形成されて前記冷却水流路溝よりも深さの浅い連通流路溝と、を含む交差流路部と、
前記冷却水流路溝の方向が変化する冷却水ターン部と、を備え、
前記冷却水ターン部に沿って方向が変化し、前記ガス面側に形成される前記反応ガス流路溝の反応ガスターン部は、一定の深さの溝部で構成されている、燃料電池。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013207086A JP6003863B2 (ja) | 2013-10-02 | 2013-10-02 | セパレータおよび燃料電池 |
KR1020167008173A KR20160047562A (ko) | 2013-10-02 | 2014-10-01 | 세퍼레이터 및 연료 전지 |
DE112014004579.9T DE112014004579B4 (de) | 2013-10-02 | 2014-10-01 | Separator und Brennstoffzelle |
PCT/JP2014/005013 WO2015049864A1 (ja) | 2013-10-02 | 2014-10-01 | セパレータおよび燃料電池 |
CN201480054327.5A CN105594037B (zh) | 2013-10-02 | 2014-10-01 | 分隔件及燃料电池 |
KR1020187021315A KR20180086527A (ko) | 2013-10-02 | 2014-10-01 | 세퍼레이터 및 연료 전지 |
US15/022,083 US10193165B2 (en) | 2013-10-02 | 2014-10-01 | Separator and fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013207086A JP6003863B2 (ja) | 2013-10-02 | 2013-10-02 | セパレータおよび燃料電池 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015072757A true JP2015072757A (ja) | 2015-04-16 |
JP2015072757A5 JP2015072757A5 (ja) | 2015-05-28 |
JP6003863B2 JP6003863B2 (ja) | 2016-10-05 |
Family
ID=52778469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013207086A Active JP6003863B2 (ja) | 2013-10-02 | 2013-10-02 | セパレータおよび燃料電池 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10193165B2 (ja) |
JP (1) | JP6003863B2 (ja) |
KR (2) | KR20180086527A (ja) |
CN (1) | CN105594037B (ja) |
DE (1) | DE112014004579B4 (ja) |
WO (1) | WO2015049864A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019160560A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
JP2020047483A (ja) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108110300B (zh) * | 2017-12-19 | 2020-04-10 | 潮州三环(集团)股份有限公司 | 固体氧化物燃料电池电堆及为其分配气体的气流分配板 |
EP4207395A1 (en) * | 2018-01-17 | 2023-07-05 | Nuvera Fuel Cells, LLC | Electrochemical cells with improved fluid flow design |
JP7062993B2 (ja) * | 2018-02-13 | 2022-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の検査方法および検査システム |
CN111477902B (zh) * | 2020-04-24 | 2023-04-07 | 上海电气集团股份有限公司 | 质子交换膜燃料电池双极板 |
CN114094134B (zh) * | 2021-10-08 | 2023-07-25 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种双极板以及燃料电池 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000113897A (ja) * | 1998-08-03 | 2000-04-21 | Toyota Motor Corp | 多連凹凸板および多連凹凸板用曲げ加工型ならびに多連凹凸板の製造方法およびその多連凹凸板を利用した燃料電池用セパレ―タ |
WO2006075786A1 (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
WO2009123284A1 (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-08 | 株式会社日立製作所 | セパレータ及びそれを用いた固体高分子形燃料電池 |
WO2012160607A1 (ja) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4045678B2 (ja) * | 1998-12-18 | 2008-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用のセパレータ |
JP5582193B2 (ja) | 2010-09-16 | 2014-09-03 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータ、燃料電池、燃料電池の製造方法 |
JP2013149490A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Toyota Auto Body Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池 |
-
2013
- 2013-10-02 JP JP2013207086A patent/JP6003863B2/ja active Active
-
2014
- 2014-10-01 WO PCT/JP2014/005013 patent/WO2015049864A1/ja active Application Filing
- 2014-10-01 CN CN201480054327.5A patent/CN105594037B/zh active Active
- 2014-10-01 US US15/022,083 patent/US10193165B2/en active Active
- 2014-10-01 DE DE112014004579.9T patent/DE112014004579B4/de active Active
- 2014-10-01 KR KR1020187021315A patent/KR20180086527A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-10-01 KR KR1020167008173A patent/KR20160047562A/ko active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000113897A (ja) * | 1998-08-03 | 2000-04-21 | Toyota Motor Corp | 多連凹凸板および多連凹凸板用曲げ加工型ならびに多連凹凸板の製造方法およびその多連凹凸板を利用した燃料電池用セパレ―タ |
WO2006075786A1 (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
WO2009123284A1 (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-08 | 株式会社日立製作所 | セパレータ及びそれを用いた固体高分子形燃料電池 |
WO2012160607A1 (ja) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019160560A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
JP7059706B2 (ja) | 2018-03-13 | 2022-04-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
JP2020047483A (ja) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
JP7006549B2 (ja) | 2018-09-19 | 2022-02-10 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112014004579B4 (de) | 2023-04-27 |
WO2015049864A1 (ja) | 2015-04-09 |
CN105594037A (zh) | 2016-05-18 |
KR20180086527A (ko) | 2018-07-31 |
JP6003863B2 (ja) | 2016-10-05 |
CN105594037B (zh) | 2018-01-09 |
KR20160047562A (ko) | 2016-05-02 |
DE112014004579T5 (de) | 2016-07-14 |
US10193165B2 (en) | 2019-01-29 |
US20160226082A1 (en) | 2016-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6003863B2 (ja) | セパレータおよび燃料電池 | |
KR101693993B1 (ko) | 연료전지용 분리판 | |
JP5240282B2 (ja) | 燃料電池セル | |
JP5234446B2 (ja) | 燃料電池スタック用金属セパレータの積層性向上構造 | |
JP5123279B2 (ja) | 燃料電池 | |
EP2461403B1 (en) | Air-cooled metal separator for fuel cell and fuel cell stack using same | |
JP2020047443A (ja) | 燃料電池 | |
JP2009009837A (ja) | 燃料電池 | |
JP2017199609A (ja) | 燃料電池 | |
JP2005276582A (ja) | 燃料電池 | |
JP2016066517A (ja) | 燃料電池および燃料電池の製造方法 | |
JP5297990B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2016146313A (ja) | バイポーラプレート及びダイレクトメタノール型燃料電池 | |
JP2015069968A (ja) | 燃料電池用セパレーターと燃料電池 | |
KR20180116753A (ko) | 연료 전지 셀 | |
JP2008251239A (ja) | 燃料電池 | |
JP6068218B2 (ja) | 燃料電池の運転方法 | |
JP2010010069A (ja) | 燃料電池 | |
JP5583824B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2014026821A (ja) | 燃料電池スタック | |
JP4422505B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2006127948A (ja) | 燃料電池スタック | |
JP6204309B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP5886739B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP2017123249A (ja) | 固体高分子形燃料電池用セパレータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150223 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160308 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160809 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160822 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6003863 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |