JP2019192579A - 燃料電池スタック、燃料電池スタック用のダミーセル及びダミーセルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
14…積層体 16…第1ダミーセル
18…第2ダミーセル 46a…第1樹脂シート
46b…第2樹脂シート 48…内周露呈部
90…樹脂枠付きダミー構造体 92…ダミー第1セパレータ
94…ダミー第2セパレータ 104…ダミー構造体
104a…第1導電性多孔質シート 104b…第2導電性多孔質シート
105a、105b…積層部 106…ダミー樹脂枠部材
108a…第1熱溶着部 108b…第2熱溶着部
Claims (22)
- 電解質膜の両側に導電性多孔質シートからなるガス拡散層を有する電極がそれぞれ配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体の外周を周回する樹脂枠部材と、前記電解質膜・電極構造体を挟むセパレータとを有する発電セルを複数積層した積層体、及び前記積層体の積層方向の少なくとも一方の端部に配設されるダミーセルを備える燃料電池スタックであって、
前記ダミーセルは、前記電解質膜・電極構造体に対応するダミー構造体と、前記ダミー構造体の外周を周回するダミー樹脂枠部材と、前記ダミー構造体を挟むダミーセパレータと、を備え、
前記ダミー構造体は、積層した2枚の導電性多孔質シートを有し、
前記ダミー樹脂枠部材は、積層した2枚の枠状の樹脂シートを有し、一方の前記樹脂シートの内周は、他方の前記樹脂シートの内周端よりも内方に延在し、
前記ダミー樹脂枠部材と前記ダミー構造体とは、前記一方の樹脂シートの内周の少なくとも一方の面と、前記導電性多孔質シートの外周との積層部に断続的に設けられた熱溶着部により接合されることを特徴とする燃料電池スタック。 - 電解質膜の両側に導電性多孔質シートからなるガス拡散層を有する電極がそれぞれ配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体の外周を周回する樹脂枠部材と、前記電解質膜・電極構造体を挟むセパレータとを有する発電セルを複数積層した積層体、及び前記積層体の積層方向の少なくとも一方の端部に配設されるダミーセルを備える燃料電池スタックであって、
前記ダミーセルは、前記電解質膜・電極構造体に対応するダミー構造体と、前記ダミー構造体の外周を周回するダミー樹脂枠部材と、前記ダミー構造体を挟むダミーセパレータと、を備え、
前記ダミー構造体は、積層した2枚の導電性多孔質シートを有し、
前記ダミー樹脂枠部材は、1枚の枠状の樹脂シートからなり、
前記ダミー樹脂枠部材と前記ダミー構造体とは、該ダミー樹脂枠部材の少なくとも一方の面と、前記導電性多孔質シートの外周との積層部に断続的に設けられた熱溶着部により接合されることを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1又は2記載の燃料電池スタックにおいて、
積層した2枚の前記導電性多孔質シートの間に前記ダミー樹脂枠部材の内周が介在し、
前記熱溶着部は、前記ダミー樹脂枠部材の内周の一方の面と一方の前記導電性多孔質シートの外周との積層部に設けられた第1熱溶着部と、前記ダミー樹脂枠部材の内周の他方の面と他方の前記導電性多孔質シートの外周との積層部に設けられた第2熱溶着部とを有することを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項3記載の燃料電池スタックにおいて、
前記第1熱溶着部と、前記第2熱溶着部は、前記積層方向の位置が互いに異なることを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項4記載の燃料電池スタックにおいて、
前記導電性多孔質シートの外周の周方向に、前記第1熱溶着部と前記第2熱溶着部とが交互に配置されることを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記ダミー樹脂枠部材の外周には、前記積層体の積層方向に酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、前記積層体の積層方向に燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔とが形成されることを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1〜6の何れか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記ダミー樹脂枠部材は、前記発電セルの前記樹脂枠部材と同一に構成されることを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、
一方の前記導電性多孔質シートは、前記発電セルの前記電解質膜の一方に配設される前記ガス拡散層と同一に構成され、
他方の前記導電性多孔質シートは、前記発電セルの前記電解質膜の他方に配設される前記ガス拡散層と同一に構成されることを特徴とする燃料電池スタック。 - 電解質膜の両側に導電性多孔質シートからなるガス拡散層を有する電極がそれぞれ配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体の外周を周回する樹脂枠部材と、前記電解質膜・電極構造体を挟むセパレータとを有する発電セルを複数積層した積層体を備える燃料電池スタックの前記積層体の積層方向の少なくとも一方の端部に配設される燃料電池スタック用のダミーセルであって、
前記電解質膜・電極構造体に対応するダミー構造体と、前記ダミー構造体の外周を周回するダミー樹脂枠部材と、前記ダミー構造体を挟むダミーセパレータと、を備え、
前記ダミー構造体は、積層した2枚の導電性多孔質シートを有し、
前記ダミー樹脂枠部材は、積層した2枚の枠状の樹脂シートを有し、一方の前記樹脂シートの内周は、他方の前記樹脂シートの内周端よりも内方に延在し、
前記ダミー樹脂枠部材と前記ダミー構造体とは、前記一方の樹脂シートの内周の少なくとも一方の面と、前記導電性多孔質シートの外周との積層部に断続的に設けられた熱溶着部により接合されることを特徴とする燃料電池スタック用のダミーセル。 - 電解質膜の両側に導電性多孔質シートからなるガス拡散層を有する電極がそれぞれ配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体の外周を周回する樹脂枠部材と、前記電解質膜・電極構造体を挟むセパレータとを有する発電セルを複数積層した積層体を備える燃料電池スタックの前記積層体の積層方向の少なくとも一方の端部に配設される燃料電池スタック用のダミーセルであって、
前記電解質膜・電極構造体に対応するダミー構造体と、前記ダミー構造体の外周を周回するダミー樹脂枠部材と、前記ダミー構造体を挟むダミーセパレータと、を備え、
前記ダミー構造体は、積層した2枚の導電性多孔質シートを有し、
前記ダミー樹脂枠部材は、1枚の枠状の樹脂シートからなり、
前記ダミー樹脂枠部材と前記ダミー構造体とは、該ダミー樹脂枠部材の少なくとも一方の面と、前記導電性多孔質シートの外周との積層部に断続的に設けられた熱溶着部により接合されることを特徴とする燃料電池スタック用のダミーセル。 - 請求項9又は10記載の燃料電池スタック用のダミーセルにおいて、
積層した2枚の前記導電性多孔質シートの間に前記ダミー樹脂枠部材の内周が介在し、
前記熱溶着部は、前記ダミー樹脂枠部材の内周の一方の面と一方の前記導電性多孔質シートの外周との積層部に設けられた第1熱溶着部と、前記ダミー樹脂枠部材の内周の他方の面と他方の前記導電性多孔質シートの外周との積層部に設けられた第2熱溶着部とを有することを特徴とする燃料電池スタック用のダミーセル。 - 請求項11記載の燃料電池スタック用のダミーセルにおいて、
前記第1熱溶着部と、前記第2熱溶着部は、前記積層方向の位置が互いに異なることを特徴とする燃料電池スタック用のダミーセル。 - 請求項12記載の燃料電池スタック用のダミーセルにおいて、
前記導電性多孔質シートの外周の周方向に、前記第1熱溶着部と前記第2熱溶着部とが交互に配置されることを特徴とする燃料電池スタック用のダミーセル。 - 請求項9〜13の何れか1項に記載の燃料電池スタック用のダミーセルにおいて、
前記ダミー樹脂枠部材の外周には、前記積層体の積層方向に酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、前記積層体の積層方向に燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔とが形成されることを特徴とする燃料電池スタック用のダミーセル。 - 請求項9〜14の何れか1項に記載の燃料電池スタック用のダミーセルにおいて、
前記ダミー樹脂枠部材は、前記発電セルの前記樹脂枠部材と同一に構成されることを特徴とする燃料電池スタック用のダミーセル。 - 請求項9〜15の何れか1項に記載の燃料電池スタック用のダミーセルにおいて、
一方の前記導電性多孔質シートは、前記発電セルの前記電解質膜の一方に配設される前記ガス拡散層と同一に構成され、
他方の前記導電性多孔質シートは、前記発電セルの前記電解質膜の他方に配設される前記ガス拡散層と同一に構成されることを特徴とする燃料電池スタック用のダミーセル。 - 電解質膜の両側に導電性多孔質シートからなるガス拡散層を有する電極がそれぞれ配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体の外周を周回する樹脂枠部材と、前記電解質膜・電極構造体を挟むセパレータとを有する発電セルを複数積層した積層体を備える燃料電池スタックの前記積層体の積層方向の少なくとも一方の端部に配設されるダミーセルの製造方法であって、
積層した2枚の導電性多孔質シートを有し、前記電解質膜・電極構造体に対応するダミー構造体と、枠状の樹脂シートを有するダミー樹脂枠部材とを接合することで、前記ダミー構造体の外周を前記ダミー樹脂枠部材が周回する樹脂枠付きダミー構造体を得る接合工程と、
前記樹脂枠付きダミー構造体をダミーセパレータで挟んで前記ダミーセルを得る積層工程と、
を有し、
前記接合工程では、前記ダミー樹脂枠部材の内周と、前記導電性多孔質シートの外周とを積層し、熱溶着により断続的に熱溶着部を形成することで、前記ダミー樹脂枠部材と前記ダミー構造体とを接合することを特徴とするダミーセルの製造方法。 - 請求項17記載のダミーセルの製造方法において、
前記接合工程では、積層した2枚の前記導電性多孔質シートの間に前記ダミー樹脂枠部材の内周を介在させ、前記ダミー樹脂枠部材の内周の一方の面と一方の前記導電性多孔質シートの外周とを熱溶着して第1熱溶着部を形成し、且つ前記ダミー樹脂枠部材の内周の他方の面と他方の前記導電性多孔質シートの外周とを熱溶着して第2熱溶着部を形成することを特徴とするダミーセルの製造方法。 - 請求項18記載のダミーセルの製造方法において、
前記接合工程では、前記第1熱溶着部と前記第2熱溶着部とを、前記積層方向の位置が互いに異なるように形成することを特徴とするダミーセルの製造方法。 - 請求項19記載のダミーセルの製造方法において、
前記接合工程では、前記第1熱溶着部を形成した後、前記第2熱溶着部を形成して、前記導電性多孔質シートの外周の周方向に、前記第1熱溶着部と前記第2熱溶着部とを交互に配置することを特徴とするダミーセルの製造方法。 - 請求項19記載のダミーセルの製造方法において、
前記接合工程では、前記第1熱溶着部と前記第2熱溶着部とを交互に形成して、前記導電性多孔質シートの外周の周方向に、前記第1熱溶着部と前記第2熱溶着部とを交互に配置することを特徴とするダミーセルの製造方法。 - 請求項17〜21の何れか1項に記載のダミーセルの製造方法において、
前記接合工程の後に、前記積層体の積層方向に酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、前記積層体の積層方向に冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔と、前記積層体の積層方向に燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔とを前記ダミー樹脂枠部材の外周に穿設することを特徴とするダミーセルの製造方法。
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