JP2584571Y2 - 多セル型燃料電池用中間セパレータ - Google Patents
多セル型燃料電池用中間セパレータInfo
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- JP2584571Y2 JP2584571Y2 JP1990058797U JP5879790U JP2584571Y2 JP 2584571 Y2 JP2584571 Y2 JP 2584571Y2 JP 1990058797 U JP1990058797 U JP 1990058797U JP 5879790 U JP5879790 U JP 5879790U JP 2584571 Y2 JP2584571 Y2 JP 2584571Y2
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- 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
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、多セル型燃料電池に適用される中間セパレ
ータに関する。
ータに関する。
〈従来の技術〉 水素又は酸素のイオン化反応を利用した多セル型燃料
電池の中間セパレータは、反応によって生じた電流を伝
達するための導電性機能、電極表面に水素ガス又は酸素
ガスを供給する機能、及び水素及び酸素の反応によって
生じる熱を除去するための冷却機能が必要である。した
がって、従来においては、銅、アルミ等の板の両面に水
素又は酸素を供給するための多数の溝（半径1mmで2mmピ
ッチ）を設け、さらにその内側に冷却水を通水するため
の多数の貫通孔を設けたものを中間セパレータとしてい
る。
電池の中間セパレータは、反応によって生じた電流を伝
達するための導電性機能、電極表面に水素ガス又は酸素
ガスを供給する機能、及び水素及び酸素の反応によって
生じる熱を除去するための冷却機能が必要である。した
がって、従来においては、銅、アルミ等の板の両面に水
素又は酸素を供給するための多数の溝（半径1mmで2mmピ
ッチ）を設け、さらにその内側に冷却水を通水するため
の多数の貫通孔を設けたものを中間セパレータとしてい
る。
〈考案が解決しようとする課題〉 前述した従来の金属板を用いた中間セパレータは、水
素及び酸素供給用の溝や冷却水通水用の貫通孔を機械加
工にによって設けるため、薄肉化が困難である。また、
金属の比重が大きいので、非常に重いものとなる。
素及び酸素供給用の溝や冷却水通水用の貫通孔を機械加
工にによって設けるため、薄肉化が困難である。また、
金属の比重が大きいので、非常に重いものとなる。
さらに、上記溝及び貫通孔はセパレータの性能面から
見れば多い程好ましいが、多くの溝や貫通孔を加工する
ようにするとセパレータ製造費用が非常に高くなるとい
う問題がある。かかる問題は燃料電池が大容量になる程
増大するため、多セル型燃料電池開発にあたっての最大
の課題となる。
見れば多い程好ましいが、多くの溝や貫通孔を加工する
ようにするとセパレータ製造費用が非常に高くなるとい
う問題がある。かかる問題は燃料電池が大容量になる程
増大するため、多セル型燃料電池開発にあたっての最大
の課題となる。
本考案はこのような事情に鑑み、軽量且つ薄型で、し
かも安価に製造できる多セル型燃料電池用中間セパレー
タを提供することを目的とする。
かも安価に製造できる多セル型燃料電池用中間セパレー
タを提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 前記目的を達成する本考案に係る多セル型燃料電池用
中間セパレータは、固体高分子電解質膜とこの両面に接
合されている電極からなる単位セルの両側面に各々対向
して配設する中間セパレータであって、炭素材若しくは
金属からなると共に連続気孔を有する二枚の導電性三次
元網目構造板と、これら二枚の導電性三次元網目構造板
の両外側面に少なくともガスを導入する連続気孔面を残
すと共に、上記導電性三次元網目構造板の相対向する内
部面間に、内部に水通路を配し且つ水素，酸素及び水の
透過を防止せしめる樹脂層を一体に成形してなることを
特徴とする。
中間セパレータは、固体高分子電解質膜とこの両面に接
合されている電極からなる単位セルの両側面に各々対向
して配設する中間セパレータであって、炭素材若しくは
金属からなると共に連続気孔を有する二枚の導電性三次
元網目構造板と、これら二枚の導電性三次元網目構造板
の両外側面に少なくともガスを導入する連続気孔面を残
すと共に、上記導電性三次元網目構造板の相対向する内
部面間に、内部に水通路を配し且つ水素，酸素及び水の
透過を防止せしめる樹脂層を一体に成形してなることを
特徴とする。
前記構成の多セル型燃料電池用中間セパレータは、導
電性三次元網目構造板の内部面間に水素，酸素及び水を
遮断する機能を有する樹脂の複合部を設けて一体化し、
両外側面にガス透過及び液透過性を有する連続気孔面を
残留してあるので、一方の面を水素供給用に、他方の面
を酸素供給用に用いることができ、且つ両面の導電性は
保持されている。
電性三次元網目構造板の内部面間に水素，酸素及び水を
遮断する機能を有する樹脂の複合部を設けて一体化し、
両外側面にガス透過及び液透過性を有する連続気孔面を
残留してあるので、一方の面を水素供給用に、他方の面
を酸素供給用に用いることができ、且つ両面の導電性は
保持されている。
ここで、炭素材からなる導電性三次元網目構造板は、
例えば加熱すると炭化しうるフェノール樹脂又はフラン
樹脂等に硬化剤を混合した溶液を、例えばポリビニル・
アセタール系樹脂の多孔体に含浸させ、これを硬化した
後、非酸化性雰囲気中で加熱することによって得られる
ものである。また、金属製の導電性三次元網目構造板も
一般的に知られているものである。
例えば加熱すると炭化しうるフェノール樹脂又はフラン
樹脂等に硬化剤を混合した溶液を、例えばポリビニル・
アセタール系樹脂の多孔体に含浸させ、これを硬化した
後、非酸化性雰囲気中で加熱することによって得られる
ものである。また、金属製の導電性三次元網目構造板も
一般的に知られているものである。
一方、水素、酸素及び水の透過を防止せしめる樹脂層
を形成する樹脂は、これらの機能を発揮するものであれ
ば特に限定されないが、上述した機能を発揮すると共に
中間セパレータとして必要な強度を付与するものであ
る。
を形成する樹脂は、これらの機能を発揮するものであれ
ば特に限定されないが、上述した機能を発揮すると共に
中間セパレータとして必要な強度を付与するものであ
る。
本考案に係る中間セパレータを製造するには、導電性
三次元網目構造板の両外側面を残して内部面間を樹脂で
複合化し、この複合部により水素、酸素又は水を遮断す
るようにすればよく、例えば、加圧又は減圧条件下で、
硬化剤を混合した熱硬化性樹脂に浸漬し、加圧硬化せし
めることにより複合部一体成形すればよい。また、複合
部を一体成形する場合、加熱すれば溶融する熱可塑性樹
脂を加圧下で含浸するようにしてもよいし、重合中間体
を含浸後、重合させるようにしてもよい。
三次元網目構造板の両外側面を残して内部面間を樹脂で
複合化し、この複合部により水素、酸素又は水を遮断す
るようにすればよく、例えば、加圧又は減圧条件下で、
硬化剤を混合した熱硬化性樹脂に浸漬し、加圧硬化せし
めることにより複合部一体成形すればよい。また、複合
部を一体成形する場合、加熱すれば溶融する熱可塑性樹
脂を加圧下で含浸するようにしてもよいし、重合中間体
を含浸後、重合させるようにしてもよい。
また、一体成形の他、２枚の導電性三次元網目構造板
に別々に樹脂層を設けた後、両者を接着するようにして
もよい。この接着には、金属粉末、グラファイト粉末を
配合したような導電性接着剤を用いることができる。
に別々に樹脂層を設けた後、両者を接着するようにして
もよい。この接着には、金属粉末、グラファイト粉末を
配合したような導電性接着剤を用いることができる。
〈実施例〉 以下、本考案を実施例に基づいて説明する。
第１図及び第２図には、一実施例にかかる中間セパレ
ータを２枚合せて燃料電池の単位セルを挾持した状態の
外観及びそのII-II線断面構造を示す。
ータを２枚合せて燃料電池の単位セルを挾持した状態の
外観及びそのII-II線断面構造を示す。
両図に示すように、中間セパレータ１は導電性三次元
網目構造面2,3を残留させ、その内部面を樹脂層４で一
体化してなるものである。ここで、網目構造面２は水素
供給用、網目構造面３は酸素供給用である。また、両網
目構造面2,3の端面の対角位置には、樹脂層４で覆われ
ていない２個ずつのガス導入口2b,3bが設けられてい
る。なお、ガス導入口2bとガス導入口3bとは同一の側面
に設けられているが、それぞれ異なるガスの導入口とし
て使用し易いように、面方向にずれた位置に設けられて
いる。
網目構造面2,3を残留させ、その内部面を樹脂層４で一
体化してなるものである。ここで、網目構造面２は水素
供給用、網目構造面３は酸素供給用である。また、両網
目構造面2,3の端面の対角位置には、樹脂層４で覆われ
ていない２個ずつのガス導入口2b,3bが設けられてい
る。なお、ガス導入口2bとガス導入口3bとは同一の側面
に設けられているが、それぞれ異なるガスの導入口とし
て使用し易いように、面方向にずれた位置に設けられて
いる。
一方、樹脂層４の中央部には面方向に貫通する複数本
の水通路4aが形成されている。
の水通路4aが形成されている。
そして、２枚の中間セパレータ１で単位セル５を挾ん
で燃料電池本体を構成している。単位セル５は固体高分
子電解質膜5aとこの両面に接合されている２枚のガス拡
散電極すなわち水素極5b及び酸素極5cとからなり、水素
極5b及び酸素極5cはそれぞれ中間セパレータ１の水素供
給面2a及び酸素供給面3aと接触するようになっている。
なお、単位セル５の周囲にはパッキン６が設けられてい
る。
で燃料電池本体を構成している。単位セル５は固体高分
子電解質膜5aとこの両面に接合されている２枚のガス拡
散電極すなわち水素極5b及び酸素極5cとからなり、水素
極5b及び酸素極5cはそれぞれ中間セパレータ１の水素供
給面2a及び酸素供給面3aと接触するようになっている。
なお、単位セル５の周囲にはパッキン６が設けられてい
る。
このような構成において、水素供給面2a側のガス導入
口2bの一方から水素（水素含有ガス）を流入して他方か
ら流出するようにすると、水素は水素供給面2aから水素
極5bへ供給される。一方、酸素供給面3a側のガス導入口
3bの一方から酸素（空気）を流入して他方から流出する
ようにすると、酸素は酸素供給面3aから酸素極5cへ供給
される。かくて、単位セル５にて発電が行われる。ま
た、水通路4a内に冷却水を流通することにより燃料電池
本体を冷却することができる。
口2bの一方から水素（水素含有ガス）を流入して他方か
ら流出するようにすると、水素は水素供給面2aから水素
極5bへ供給される。一方、酸素供給面3a側のガス導入口
3bの一方から酸素（空気）を流入して他方から流出する
ようにすると、酸素は酸素供給面3aから酸素極5cへ供給
される。かくて、単位セル５にて発電が行われる。ま
た、水通路4a内に冷却水を流通することにより燃料電池
本体を冷却することができる。
このような中間セパレータ１を用いれば容易に多セル
型燃料電池を構成することができる。すなわち、第３図
に示すように、中間セパレータ１と単位セル５とを交互
に積層し、その側面に水素流入ダクト7a,水素流出ダク
ト7b,酸素流入ダクト8a,酸素流出ダクト8b、冷却水流出
ダクト9a及び冷却水流出ダクト9bをそれぞれ設けるよう
にすればよい。
型燃料電池を構成することができる。すなわち、第３図
に示すように、中間セパレータ１と単位セル５とを交互
に積層し、その側面に水素流入ダクト7a,水素流出ダク
ト7b,酸素流入ダクト8a,酸素流出ダクト8b、冷却水流出
ダクト9a及び冷却水流出ダクト9bをそれぞれ設けるよう
にすればよい。
〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案に係る燃料電池用中間セ
パレータは、軽量且つ薄型で、安価に製造できるので、
小型・軽量な多セル型燃料電池を安価に製造できるとい
う効果を奏する。
パレータは、軽量且つ薄型で、安価に製造できるので、
小型・軽量な多セル型燃料電池を安価に製造できるとい
う効果を奏する。
第１図は一実施例に係る中間セパレータを用いた燃料電
池本体を示す概念図、第２図はそのII-II線断面図、第
３図は多セル型燃料電池を示す概念図である。 図面中、 １は中間セパレータ、2,3は導電性三次元網目構造面、2
aは水素供給面、3aは酸素供給面、2b,3bはガス導入口、
４は樹脂層、4bは水通路、５は単位セル、5aは固体高分
子電解質膜、5bは水素極、5cは酸素極、６はパッキンで
ある。
池本体を示す概念図、第２図はそのII-II線断面図、第
３図は多セル型燃料電池を示す概念図である。 図面中、 １は中間セパレータ、2,3は導電性三次元網目構造面、2
aは水素供給面、3aは酸素供給面、2b,3bはガス導入口、
４は樹脂層、4bは水通路、５は単位セル、5aは固体高分
子電解質膜、5bは水素極、5cは酸素極、６はパッキンで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−61372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−96668（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−195669（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】固体高分子電解質膜とこの両面に接合され
ている電極からなる単位セルの両側面に各々対向して配
設する中間セパレータであって、 炭素材若しくは金属からなると共に連続気孔を有する二
枚の導電性三次元網目構造板と、 これら二枚の導電性三次元網目構造板の両外側面に少な
くともガスを導入する連続気孔面を残すと共に、 上記導電性三次元網目構造板の相対向する内部面間に、
内部に水通路を配し且つ水素，酸素及び水の透過を防止
せしめる樹脂層を一体に成形してなることを特徴とする
多セル型燃料電池用中間セパレータ。 - 【請求項２】請求項１において、導電性三次元網目構造
板の両側端面が、それぞれ少なくとも２箇所ずつの連続
気孔部を残して他は水素，酸素及び水の透過を防止せし
める樹脂層で覆われていることを特徴とする多セル型燃
料電池用中間セパレータ。 - 【請求項３】請求項１又は２において、導電性三次元網
目構造板の片面及び端面の一部を水素，酸素及び水の透
過を防止せしめる樹脂層で覆ったもの二枚を、導電性の
接着剤で接着し、一体化してなることを特徴とする多セ
ル型燃料電池用中間セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990058797U JP2584571Y2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 多セル型燃料電池用中間セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990058797U JP2584571Y2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 多セル型燃料電池用中間セパレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0418964U JPH0418964U (ja) | 1992-02-18 |
| JP2584571Y2 true JP2584571Y2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=31584733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990058797U Expired - Lifetime JP2584571Y2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 多セル型燃料電池用中間セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2584571Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012008266A1 (ja) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 燃料電池 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6827747B2 (en) * | 2002-02-11 | 2004-12-07 | General Motors Corporation | PEM fuel cell separator plate |
| JP4992187B2 (ja) * | 2005-03-11 | 2012-08-08 | 株式会社エクォス・リサーチ | 燃料電池スタック及び燃料電池システム |
| US20090087711A1 (en) * | 2005-12-16 | 2009-04-02 | Kabushiki Kaisha Equos Research | Fuel cell electrode, fuel cell, and fuel cell stack |
| JP4997791B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2012-08-08 | 株式会社エクォス・リサーチ | 燃料電池のセル及びスタック |
| JP2010040169A (ja) * | 2006-11-10 | 2010-02-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池および燃料電池の製造方法 |
| JP2010186607A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 |
| JP5272787B2 (ja) * | 2009-02-18 | 2013-08-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5996668A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 燃料電池用双極性隔離板 |
| US4588661A (en) * | 1984-08-27 | 1986-05-13 | Engelhard Corporation | Fabrication of gas impervious edge seal for a bipolar gas distribution assembly for use in a fuel cell |
| JPS61270268A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 複合炭素材及びその製造方法 |
| JPH0787100B2 (ja) * | 1988-01-29 | 1995-09-20 | 株式会社日立製作所 | 溶融炭酸塩型燃料電池及び該電池への電解質補給方法 |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP1990058797U patent/JP2584571Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012008266A1 (ja) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 燃料電池 |
| JPWO2012008266A1 (ja) * | 2010-07-15 | 2013-09-09 | コニカミノルタ株式会社 | 燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418964U (ja) | 1992-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |