JP2017130436A - 反応物質による流路の通過を制限するためのバイポーラプレート - Google Patents
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Abstract
Description
冷媒の入口用マニホールド及び出口用マニホールドと、反応物質の入口用マニホールド及び出口用マニホールドが、第1及び第2の導電性シートを貫通して形成されており、
冷媒用流路は、導電性シートの間に形成され、冷媒入口及び出口用マニホールドと接続しており、
前記第1の導電性シートの外面は、
反応物質の入口及び出口用マニホールドと接続している反応物質用流路を画定する第1のリブと、
反応物質用流路の側部に延在する第2のリブと、少なくとも一部が前記第2のリブ上に延在する密閉ガスケットと、
前記第1のリブ及び前記第2のリブのいずれかの間に延在する第3のリブと、を備え、
前記第3のリブと凹部とが、前記第1のリブ及び前記第2のリブの間に延在する中間領域において交互に形成され、前記第1及び第2のシートは前記凹部に接触しており、各流路は、前記第3のリブの下に設置され、前記冷媒用マニホールドが冷媒用流路に接続するように、形成されており、前記第3のリブは、前記第1のリブより高い高さを有しており、前記第3のリブはそれぞれ頂部と隣接する凹部との間に接続部を含む断面を中間部に備え、前記接続部は前記頂部と前記第1及び第2のシートの間に位置する最寄りの接触部とを結んだ直線から相対的に凹状になっている。
H2→2H++2e−:アノード
4H++4e−+O2→2H2O:カソード
その動作中、燃料電池スタックの1つのセルは、通常、アノードとカソードとの間に1V程度のDC電圧を発生させる。
の中央部の撓みを可能にする空間を形成している。凹部562には、第2のリブ565が配置されている。第2のリブ565は、撓みに対して所定の剛性を有している。又、第2のリブ565は、リブ531の中央部の撓みを可能にする空間を形成している。この変形例は、特に、ガスケット支持リブの剛性を高めることを可能にする。
MEAのオーバーラップ部のうねりを許容するために、各リブ531は、より大きな幅の凹部562に対向し、
各リブ561は、より大きな幅の凹部532に対向し、
リブ531の高さは、リブ542の高さよりも高く、
リブ561の高さは、シート52の流路を画定するリブの高さよりも高い。
有利には、MEAのオーバーラップ部に対する応力を制限するために、リブ531と凹部562との間の空間は、MEAのオーバーラップ部の厚さよりも厚く、
リブ561と凹部532との間の空間は、MEAのオーバーラップ部の厚さよりも厚い。
MEAのオーバーラップ部のうねりを許容するために、各リブ531は、より大きな幅の凹部562に対向し、
各リブ561は、より大きな幅の凹部532に対向し、
リブ531の高さは、リブ542の高さよりも高く、
リブ561の高さは、リブ564の高さよりも高い。
有利には、MEAのオーバーラップ部に対する応力を制限するために、リブ531と凹部562との間の空間は、MEAのオーバーラップ部の厚さよりも厚く、
リブ561と凹部532との間の空間は、MEAのオーバーラップ部の厚さよりも大きい。
この中間領域では、
シート51及び52は、第1の帯域に沿って、少なくとも1つの冷媒流路の全長に亘って互いに入れ子状の相補形状を有しており、
シート51は、第1の帯部とガスケット支持リブとの間に第2の帯域を形成し、膜電極接合体と接触するレリーフ部を備えている。この第2の帯域では、シート51とシート52との間に冷媒貯留部が形成されている。
Claims (15)
- 第1及び第2の導電性シート(51、52)を備えているバイポーラプレート(5)であって、
冷媒の入口用マニホールド(593)及び出口用マニホールド(594)と、反応物質の入口用マニホールド(591)及び出口用マニホールド(596)が、第1及び第2の導電性シートを貫通して形成されており、
冷媒用流路は、導電性シート(51、52)の間に形成され、冷媒入口及び出口用マニホールドと接続しており、
前記第1の導電性シートの外面は、
反応物質の入口及び出口用マニホールドと接続している反応物質の流路(541)を画定する第1のリブ(542)と、
反応物質の流路(541)の側部に延在する第2のリブ(512)と、少なくとも一部が前記第2のリブ上に延在する密閉ガスケット(2)と、
前記第1のリブ及び前記第2のリブのいずれかの間に延在する第3のリブ(531)と、を備え、
前記第3のリブと凹部(532)とが、前記第1のリブ及び前記第2のリブの間に延在する中間領域において交互に形成され、前記第1及び第2のシート(51、52)は前記凹部に接触しており、各流路(533)は、前記第3のリブ(531)の下に設置され、前記冷媒用のマニホールドが冷媒用流路に接続するように、形成されており、前記第3のリブは、前記第1のリブ(542)より高い高さを有しており、前記第3のリブはそれぞれ頂部(556)と隣接する凹部(532)との間に接続部(551)を含む断面を中間部に備え、前記接続部は前記頂部と前記第1及び第2のシートの間に位置する最寄りの接触部とを結んだ直線から相対的に凹状になっている、
バイポーラプレート(5)。 - 各接続部(551)が少なくとも3つの変曲点を有する、請求項1に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記接続部(551)がS字形状を含む、請求項2に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記第3のリブの各断面の頂部(556)は、この第3のリブ(531)の幅の少なくとも25%以上に亘り平坦である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記第3のリブ(531)の断面が対称軸を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記第3のリブ(531)の中間部分は、一定の押出形状又は引出形状をした断面形状を有する、請求項5に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記第3のリブ(531)は、前記反応物質の入口用マニホールドと前記反応物質の出口用マニホールドとを接続する軸に対して垂直な方向に延在する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のバイポーラプレート。
- 前記第3のリブ(531)は、前記第1のリブ及び前記第2のリブに対して垂直に延在する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のバイポーラプレート。
- 前記第3のリブ(531)が、前記第1のリブの1つから前記第2のリブに延在する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記凹部(532)は、前記第1及び前記第2のシートとの間の接触領域において不安定な位置にある部分を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記第3のリブ(531)の高さは、前記第2リブ(512)の高さよりも高い、請求項1に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記断面を有する前記第3のリブの前記中間部分が、前記第3のリブの長さの少なくとも70%に亘って延在する、請求項1〜11のいずれか一項に記載のバイポーラプレート(5)。
- 前記第2のリブ(512)は、前記反応物質の入口用マニホールドと前記出口用マニホールドとの間に延在する、請求項1〜12のいずれか一項に記載のバイポーラプレート(5)。
- 電気化学セル(1)であって、
請求項1〜13のいずれか一項に記載のバイポーラプレート(5)と、
前記第3のリブ(532)を少なくとも部分的に覆うプロトン交換膜(113)を含む膜電極接合体(110)と、を備える、電気化学セル(1)。 - 前記膜電極接合体と前記バイポーラプレートとの間に挿入され、前記第3のリブと接触するガス拡散層をさらに備える、請求項14に記載の電気化学セル(1)。
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---|---|---|---|---|
DE102017115873A1 (de) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | Elringklinger Ag | Bipolarplatte für eine elektrochemische Vorrichtung |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2010540776A (ja) * | 2007-10-02 | 2010-12-24 | レインツ デッチタングス ゲー エム ベー ハー | 電気化学システム |
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Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
JP5011627B2 (ja) * | 2003-05-16 | 2012-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
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 |
JP2010540776A (ja) * | 2007-10-02 | 2010-12-24 | レインツ デッチタングス ゲー エム ベー ハー | 電気化学システム |
CN104051771A (zh) * | 2013-03-15 | 2014-09-17 | 福特全球技术公司 | 燃料电池堆和包括其的车辆 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020161220A (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用のセパレータ |
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