JP2023543792A - 燃料電池ユニットおよび燃料電池ユニットを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
燃料を案内する燃料通路構造を備えた陽極側のバイポーラハーフプレートと、
陽極側のガス拡散層と、
電解質膜と、積層方向において電解質膜の両側に配置され、燃料と酸化剤とを電気化学反応させるための陽極および陰極を形成する電極層とを有する膜・電極ユニットと、
陰極側のガス拡散層と、
酸化剤を案内する酸化剤通路構造を備えた陰極側のバイポーラハーフプレートと、
を有している。
Claims (12)
- 燃料電池スタック(10,300,400)であって、積層方向(z)に積層されて配置された複数の燃料電池(20)を有しており、該燃料電池(20)は、それぞれプレート状に形成されておりかつ前記積層方向(z)に直交する方向に見てそれぞれ第1の横方向(x)と、該第1の横方向(x)に直交する第2の横方向(y)とに延びており、
前記燃料電池(20)は、それぞれ前記積層方向(z)に積層された状態で、
燃料を案内する燃料通路構造(24)を備えた陽極側のバイポーラハーフプレート(22)と、
陽極側のガス拡散層(26)と、
電解質膜(30)と、前記積層方向(z)において前記電解質膜(30)の両側に配置され、燃料と酸化剤とを電気化学反応させるための陽極(32)および陰極(34)を形成する電極層(32,34)とを有する膜・電極ユニット(28)と、
陰極側のガス拡散層(36)と、
酸化剤を案内する酸化剤通路構造(40)を備えた陰極側のバイポーラハーフプレート(38)と、
前記積層方向(z)において当該スタックの両端部に設けられたエンドプレートと、
を有しており、
当該スタックの側方において前記エンドプレート(310,315,410,415)に複数のベルト取付け部(330,430)が取り付けられており、該ベルト取付け部を介して、ベルト(320,420)が前記スタックを緊締するように取り付けられていることを特徴とする、燃料電池スタック(10,300,400)。 - 少なくとも1つのベルト取付け部が、前記積層方向(z)に移動可能に配置されている、請求項1記載の燃料電池スタック(10,300,400)。
- 前記ベルト取付け部は、丸みの付いた形、または楕円形、または半円形を有している、請求項1または2記載の燃料電池スタック(10,300,400)。
- 前記ベルト(320,420)は、第1のエンドプレートに設けられたベルト取付け部と、第2のエンドプレートに設けられたベルト取付け部とを介して案内されており、これにより、前記ベルトは、当該燃料電池スタックの側面を側方から見た平面図では、当該スタックの前記側面の大部分、特に50%超、60%超または70%超を取り囲んでいる、請求項1から3までのいずれか1項記載の燃料電池スタック(10,300,400)。
- 前記ベルト取付け部は、全て同じ形状を有している、請求項1から4までのいずれか1項記載の燃料電池スタック(10,300,400)。
- 前記ベルト取付け部(330,430)は、それぞれ異なる形状を有している、請求項1または2記載の燃料電池スタック(10,300,400)。
- 前記エンドプレート(310,315,410,415)は、前記バイポーラプレート(22,38)と同じ材料から成る、請求項1から6までのいずれか1項記載の燃料電池スタック(10,300,400)。
- 前記エンドプレート(310,315,410,415)は導電性の材料から成り、各前記燃料電池(20)において、前記陽極側のバイポーラハーフプレート(22)の中間領域(23’)および/または前記陰極側のバイポーラハーフプレート(38)の中間領域(39’)は、前記積層方向(z)に突出した突出部を有している、請求項1から7までのいずれか1項記載の燃料電池スタック(10,300,400)。
- 前記エンドプレート(310,315,410,415)は、非導電性の材料から成る、請求項1から6までのいずれか1項記載の燃料電池スタック(10,300,400)。
- 複数のベルト対が取り付けられており、前記ベルトは対毎に異なる特性を有している、請求項1から9までのいずれか1項記載の燃料電池スタック(10,400)。
- 請求項1から10までのいずれか1項記載の燃料電池スタック(10,300,400)を製造する方法であって、
それぞれプレート状に形成されておりかつ積層方向(z)に直交する方向に見てそれぞれ第1の横方向(x)と、該第1の横方向(x)に直交する第2の横方向(y)とに延びている燃料電池(20)であって、該燃料電池(20)がそれぞれ前記積層方向(z)に積層された状態で、燃料を案内する燃料通路構造(24)を備えた陽極側のバイポーラハーフプレート(22)と;陽極側のガス拡散層(26)と;電解質膜(30)と、前記積層方向(z)において前記電解質膜(30)の両側に配置され、燃料と酸化剤とを電気化学反応させるための陽極(32)および陰極(34)を形成する電極層(32,34)とを有する膜・電極ユニット(28)と;陰極側のガス拡散層(36)と;酸化剤を案内する酸化剤通路構造(40)を備えた陰極側のバイポーラハーフプレート(38)と;前記積層方向(z)において前記スタックの両端部に設けられたエンドプレートとを有している、燃料電池(20)を、前記積層方向(z)に積層して配置することにより、燃料電池ユニット(10)を形成するステップと、
前記スタックの前記エンドプレート(310,315,410,415)の側方に複数のベルト取付け部(330,430)を取り付けるステップと、
を含む方法において、
ベルト(320,420)が前記スタックを緊締するように、前記ベルト取付け部を介して前記ベルト(320,420)を取り付けることを特徴とする、方法。 - 前記スタックに初期予荷重を加えてから、1つまたは複数の前記ベルトを取り付ける、請求項11記載の、燃料電池スタック(10,300,400)を製造する方法。
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