JP3158673B2 - 燃料電池用セパレータ - Google Patents

燃料電池用セパレータ

Info

Publication number
JP3158673B2
JP3158673B2 JP18277692A JP18277692A JP3158673B2 JP 3158673 B2 JP3158673 B2 JP 3158673B2 JP 18277692 A JP18277692 A JP 18277692A JP 18277692 A JP18277692 A JP 18277692A JP 3158673 B2 JP3158673 B2 JP 3158673B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
fuel cell
cathode
gas
hollow tube
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP18277692A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07176309A (ja
Inventor
三生 大坪
忠夫 渡辺
兼男 四戸
歳男 角田
Original Assignee
石川島播磨重工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 石川島播磨重工業株式会社 filed Critical 石川島播磨重工業株式会社
Priority to JP18277692A priority Critical patent/JP3158673B2/ja
Publication of JPH07176309A publication Critical patent/JPH07176309A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3158673B2 publication Critical patent/JP3158673B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃料の有する化学エネル
ギーを電気エネルギーに直接変換する燃料電池用のセパ
レータに関し、更に詳しくは、溶融炭酸塩型燃料電池用
の内部マニホールド型セパレータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池(図6)は、薄い
平板状の電解質板(タイル)1を燃料極(アノード)2
と空気極(カソード)3の平板状の電極で挟んだ単セル
4では電圧が低い(0.8V程度)ため、実用上は導電
性のバイポーラプレート(セパレータ)5を介し多数段
に積層した電池として用いる。この積層電池をスタック
と呼ぶ。
【0003】また、スタック内の各セルにプロセスガス
を供給する手段として、図7に示すように、スタックの
側面から直接プロセスガスを供給する外部マニホールド
方式(A)と、セパレータ自体に垂直な貫通マニホール
ド8を備え、このマニホールドを介して各セルにプロセ
スガスを供給する内部マニホールド方式(B)とがある
が、スタックの高さ変化やスタック側面の凹凸の影響を
受けない点で、内部マニホールド方式が優れていると考
えられている。
【0004】本発明はかかる内部マニホールド型セパレ
ータに関するものである。上述したように燃料電池用セ
パレータは、アノードガスとカソードガスを仕切る仕切
板、各セルを接続する電流コレクタ、各セルにアノード
ガスとカソードガスをそれぞれ供給するマニホールド、
等の複数の機能をになっている。かかるセパレータは当
初は、機械加工により製作されていたが、燃料電池の大
型化、量産化に伴い、塑性加工を主とした手段により製
作されるようになった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】内部マニホールド型セ
パレータ(以下、単にセパレータと呼ぶ)は、上述した
ように種々の長所を有する。しかし、燃料電池が大型化
するにつれて、電池の部分によってガスの組成や温度等
が大きく異なることがわかってきた。特に、反応面積が
1m2 以上になると、ガス組成や温度は、多層に積層し
たスタックの上下端に近い部分と中央部分とで大きく相
違し、かつ1つのセル内でも大きく変化することがわか
った。
【0006】従って、大型の燃料電池を最適条件で運転
するには、燃料電池全体の平均的なガス組成や温度だけ
でなく、燃料電池の各部分のガス組成や温度を正確に把
握することが必要になる。このため、燃料電池の各部分
のガス組成と温度を電池の運転中に計測できるようにな
ったスタック(又はセパレータ)が従来から要望されて
いた。
【0007】この要望を満たすために、熱電対やガスサ
ンプリング管を、スタックを締め付ける上下のホルダ
と、セパレータのマニホールド8と、セパレータに設け
られた流路とを通してセパレータの内部、すなわち反応
部分に導入する手段が提案され、一部で実施された。し
かし、かかる手段は熱電対やガスサンプリング管を介し
てセル間が短絡し易く、これにより電池を早期に損傷さ
せる問題があった。また、熱電対やガスサンプリング管
のセパレータ内部への挿入は、燃料電池のセルの組立と
同時に行わなければならないため、燃料電池の組立全体
に時間がかかりすぎる問題があった。
【0008】本発明は、かかる問題を解決するために創
案されたものである。すなわち本発明は、燃料電池の各
部分のガス組成と温度を計測できるセパレータを提供す
ることを目的とする。更に、本発明は、セル間の短絡を
起こし難いセパレータを提供することを目的とする。
【0009】更に、本発明は、燃料電池のセルの組立と
は別に計測用装置を予め装着することができ、燃料電池
の組立時間を短縮できるセパレータを提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、センタ
ープレートの両面にコルゲート材を介して中央部に電極
用開口を有するアノードマスクプレート及びカソードマ
スクプレートを外周部をセンタープレートの位置まで絞
って取り付けてセパレータを形成し、このセパレータの
両端部に、アノードガス及びカソードガスの供給・排出
用のマニホールドをなす貫通孔を形成してなる内部マニ
ホールド型燃料電池用セパレータにおいて、前記カソー
ドマスクプレートにはその外周部を水平に貫通する細長
い中空管が取り付けられ、かつ該中空管の取付部外面は
カソードマスクプレートに気密に取り付けられ、該中空
管には計測装置が取り付けられるようになっている、こ
とを特徴とする燃料電池用セパレータが提供される。
【0011】本発明の好ましい実施例によれば、前記中
空管の一端は、前記コルゲート材の部分を通って燃料電
池の反応部分まで導かれ、他端は連結部材を介してガス
分析装置まで導かれる。また、別の好ましい実施例によ
れば、前記中空管の内部に細長い温度計測装置が導入さ
れ、該温度計測装置の計測点は前記コルゲート材の部分
を通って電池の反応部まで導かれる。
【0012】
【作用】上記本発明の構成によれば、カソードマスクプ
レートは、その外周部を水平に貫通し気密に取付けられ
た細長い中空管を有しているので、この中空管に直接、
ガスサンプリング管や熱電対を取付けることができる。
従って、ガスサンプリング管や熱電対を上下の締付け装
置や別のセパレータのマニホールドを通す必要がなく、
セル間の短絡を容易に防止することができる。また、熱
電対やガスサンプリング管のセパレータ内部への挿入
は、セパレータ毎に独立して行うことができるので、燃
料電池のセルの組立と同時に行なう必要がなく、燃料電
池の組立時間を短縮することができる。
【0013】
【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図1は、本発明によるセパレータの平面
図であり、図2は図1のセパレータのA−Aにおける周
辺部の部分断面図、図3はB断面におけるアノードガス
用マニホールド部を示す部分断面図、図4はC断面にお
けるカソードガス用のマニホールド部を示す部分断面図
である。なお、これらの図においては、上面がカソード
側であり、下面がアノード側であるが、本発明はこれに
限られるものではなく、上面がアノード側で下面がカソ
ード側であっても良い。
【0014】図1において、本発明によるセパレータ1
0は、内部マニホールド型セパレータであり、セパレー
タの両面中央部分にカソード3(及びアノード2)を嵌
め込む凹部分があり、上下部分にはアノードマニホール
ド8aとカソードマニホールド8bが設けられている。
この図において上部のマニホールドが入口側であり、下
部のマニホールドが出口側である。マニホールドから供
給されたプロセスガス(アノードガスとカソードガス)
はカソード3(及びアノード2)の下側(セパレータの
内側)を上から下に向かって流れるようになっている。
【0015】図2〜図4から明らかなように、本発明に
よるセパレータ10は、アノードガス用開口6とカソー
ドガス用開口7を有する平板状のセンタープレート12
と、センタープレート12の上下面に密着して取付けら
れた可撓性のコルゲート材13、14と、コルゲート材
13、14の上下に密着して取付けられ、中央部に電極
用開口15a、16a、周辺部にアノードガス用開口6
及びカソードガス用開口7を有する平板状のアノードマ
スクプレート15及びカソードマスクプレート16とか
らなる。コルゲート材13、14は連続してコの字状に
折り曲げられた細長い流路を有し、かつ該流路が一定長
さごとにオフセットしている。
【0016】図2に示すように、セパレータ10の外周
部でセンタープレート12とアノードマスクプレート1
5及びカソードマスクプレート16とが気密に連結さ
れ、これによりアノード側(下面)とカソード側(上
面)とをセンタープレート12により仕切り、アノード
ガスとカソードガスとの混合を防止している。図示のよ
うにマスクプレートの外周部はプレス加工等によりセン
タープレートの位置まで絞られているのが良い。センタ
ープレートと両マスクプレートとの連結は、任意の手
段、例えば、溶接、ロウ付け、接着、カシメ等によるの
が良い。電極用開口15a、16aにはアノード2とカ
ソード3が嵌め込まれる。アノード2とカソード3の厚
さは実質的にアノードマスクプレート15、カソードマ
スクプレート16と同一であり、これによりセパレータ
の表面を完全な平面とすることができる。また、図示し
ていないが、コルゲート材とマスクプレートとの間に必
要に応じてパンチングプレート等の開孔板を介在させて
も良い。
【0017】また、図3に示すように、アノードマニホ
ールド部8aのまわりでセンタープレート12とカソー
ドマスクプレート16が互いに気密に連結され、かつ図
4に示すように、カソードマニホールド部8bのまわり
でセンタープレート12とアノードマスクプレート15
が互いに気密に連結されている。センタープレートは図
示のようにプレス加工等により変形させておくのがよ
い。また連結は、任意の手段、例えば、溶接、ロウ付
け、接着、カシメ等によるのが良い。これにより、アノ
ードガスとカソードガスとの混合を防止し、かつアノー
ドガスをアノード側に、カソードガスをカソード側にそ
れぞれ供給することができる。更に、センタープレート
に凹凸を設けて、コルゲート材を兼用した内部マニホー
ルド型燃料電池用セパレータにも適用可能であることは
言うまでもない。
【0018】図5に示すように、セパレータ10のカソ
ードマスクプレート16はその外周部を水平に貫通する
細長い中空管20を有し、この中空管20の取付部外面
はカソードマスクプレートに気密に取り付けられてい
る。この取付けは適当な接続手段、例えば、ロウ付け、
溶接、接着等によるのが良い。また、中空管20の外側
端部にはガスサンプリング管、熱電対等の計測装置が気
密に取り付けられるように管継手22が取り付けられて
いる。
【0019】燃料電池内部のガス分析が必要な場合に
は、中空管20の一端、すなわち内端は、コルゲート材
の部分を燃料電池の反応部分まで導かれ、他端(外端)
は連結部材、すなわち管継手22を介して図示しないガ
ス分析装置まで導びかれる。中空管20が通るコルゲー
ト材の部分は、コルゲート材の流路に平行な部分では流
路の一部(好ましくは、反応面に接しないコルゲートの
下面)であり、コルゲート材の流路に直交する部分では
コルゲート材の一部を切欠いた部分であるのが良い。ま
た、ガス分析装置までの配管の途中にはゴムカップリン
グ等を設けてセルの短絡、或いはアースを防止する。
【0020】燃料電池内部の温度計測が必要な場合に
は、中空管20の内部に細長い温度計測装置、例えば熱
電対を導入し、その計測点を前記コルゲート材の部分を
通って電池の反応部まで導びくのが良い。この場合にも
適当な手段、例えば絶縁管等を用いて、セルの短絡、或
いはアースを防止する。上記本発明の構成によれば、カ
ソードマスクプレートはその外周部を水平に貫通し気密
に取付けられた細長い中空管を有しているので、この中
空管に直接、ガスサンプリング管や熱電対を取付けるこ
とができる。従って、ガスサンプリング管や熱電対を上
下の締付け装置や別のセパレータのマニホールドを通す
必要がなく、セル間の短絡を容易に防止することができ
る。また、熱電対やガスサンプリング管のセパレータ内
部への挿入は、セパレータ毎に独立して行うことができ
るので、燃料電池のセルの組立と同時に行なう必要がな
く、燃料電池の組立時間を短縮することができる。
【0021】
【発明の効果】従って、上記本発明によれば、燃料電池
の各部分のガス組成と温度を計測でき、セル間の短絡を
起こし難くく、燃料電池のセルの組立とは別に予め計測
用装置を装着することができ、燃料電池の組立時間を短
縮できるセパレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるセパレータの平面図である。
【図2】図1のセパレータの周辺部のA−Aにおける部
分断面図である。
【図3】図1のB断面における部分断面図である。
【図4】図1のC断面における部分断面図である。
【図5】図1のセパレータの周辺部の部分断面図であ
る。
【図6】溶融炭酸塩型燃料電池の模式的構成図である。
【図7】各セルにプロセスガスを供給する手段を示す図
である。
【符号の説明】
1 電解質板(タイル) 2 燃料極(アノード) 3 空気極(カソード) 4 単セル 5 バイポーラプレート(セパレータ) 6 アノードガス用開口 7 カソードガス用開口 8 マニホールド 10 セパレータ 12 センタープレート 13、14 コルゲート材 15 アノードマスクプレート 16 カソードマスクプレート 20 中空管 22 管継手
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四戸 兼男 東京都江東区豊洲3丁目1番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 角田 歳男 東京都江東区豊洲3丁目1番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/02 H01M 8/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センタープレートの両面にコルゲート材
    を介して中央部に電極用開口を有するアノードマスクプ
    レート及びカソードマスクプレートを外周部をセンター
    プレートの位置まで絞って取り付けてセパレータを形成
    し、このセパレータの両端部に、アノードガス及びカソ
    ードガスの供給・排出用のマニホールドをなす貫通孔を
    形成してなる内部マニホールド型燃料電池用セパレータ
    において、 前記カソードマスクプレートにはその外周部を水平に貫
    通する細長い中空管が取り付けられ、かつ該中空管の取
    付部外面はカソードマスクプレートに気密に取り付けら
    れ、該中空管には計測装置が取り付けられるようになっ
    ている、ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
  2. 【請求項2】 前記中空管の一端は、前記コルゲート材
    の部分を通って燃料電池の反応部分まで導かれ、他端は
    連結部材を介してガス分析装置まで導かれる、ことを特
    徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
  3. 【請求項3】 前記中空管の内部に細長い温度計測装置
    が導入され、該温度計測装置の計測点は前記コルゲート
    材の部分を通って電池の反応部まで導かれる、ことを特
    徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
JP18277692A 1992-07-10 1992-07-10 燃料電池用セパレータ Expired - Fee Related JP3158673B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18277692A JP3158673B2 (ja) 1992-07-10 1992-07-10 燃料電池用セパレータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18277692A JP3158673B2 (ja) 1992-07-10 1992-07-10 燃料電池用セパレータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07176309A JPH07176309A (ja) 1995-07-14
JP3158673B2 true JP3158673B2 (ja) 2001-04-23

Family

ID=16124223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18277692A Expired - Fee Related JP3158673B2 (ja) 1992-07-10 1992-07-10 燃料電池用セパレータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3158673B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9476629B2 (en) 2012-12-13 2016-10-25 Whirlpool Corporation Clear ice maker and method for forming clear ice
US9500398B2 (en) 2012-12-13 2016-11-22 Whirlpool Corporation Twist harvest ice geometry
US9518773B2 (en) 2012-12-13 2016-12-13 Whirlpool Corporation Clear ice maker
US9557087B2 (en) 2012-12-13 2017-01-31 Whirlpool Corporation Clear ice making apparatus having an oscillation frequency and angle
US9599387B2 (en) 2012-12-13 2017-03-21 Whirlpool Corporation Layering of low thermal conductive material on metal tray
US9599385B2 (en) 2012-12-13 2017-03-21 Whirlpool Corporation Weirless ice tray
US9599388B2 (en) 2012-12-13 2017-03-21 Whirlpool Corporation Clear ice maker with varied thermal conductivity
US9759472B2 (en) 2012-12-13 2017-09-12 Whirlpool Corporation Clear ice maker with warm air flow
US10161663B2 (en) 2012-12-13 2018-12-25 Whirlpool Corporation Ice maker with rocking cold plate

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9476629B2 (en) 2012-12-13 2016-10-25 Whirlpool Corporation Clear ice maker and method for forming clear ice
US9500398B2 (en) 2012-12-13 2016-11-22 Whirlpool Corporation Twist harvest ice geometry
US9518773B2 (en) 2012-12-13 2016-12-13 Whirlpool Corporation Clear ice maker
US9557087B2 (en) 2012-12-13 2017-01-31 Whirlpool Corporation Clear ice making apparatus having an oscillation frequency and angle
US9599387B2 (en) 2012-12-13 2017-03-21 Whirlpool Corporation Layering of low thermal conductive material on metal tray
US9599385B2 (en) 2012-12-13 2017-03-21 Whirlpool Corporation Weirless ice tray
US9599388B2 (en) 2012-12-13 2017-03-21 Whirlpool Corporation Clear ice maker with varied thermal conductivity
US9759472B2 (en) 2012-12-13 2017-09-12 Whirlpool Corporation Clear ice maker with warm air flow
US10161663B2 (en) 2012-12-13 2018-12-25 Whirlpool Corporation Ice maker with rocking cold plate
US10174982B2 (en) 2012-12-13 2019-01-08 Whirlpool Corporation Clear ice maker
US10215467B2 (en) 2012-12-13 2019-02-26 Whirlpool Corporation Layering of low thermal conductive material on metal tray
US10816253B2 (en) 2012-12-13 2020-10-27 Whirlpool Corporation Clear ice maker with warm air flow
US10845111B2 (en) 2012-12-13 2020-11-24 Whirlpool Corporation Layering of low thermal conductive material on metal tray
US11486622B2 (en) 2012-12-13 2022-11-01 Whirlpool Corporation Layering of low thermal conductive material on metal tray

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07176309A (ja) 1995-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10439178B2 (en) In-vehicle battery module
US5460897A (en) Solid oxide fuel cell stacking assembly
US5858569A (en) Low cost fuel cell stack design
US6589681B1 (en) Series/parallel connection of planar fuel cell stacks
JP3158673B2 (ja) 燃料電池用セパレータ
US6764786B2 (en) Fuel cell stack having an improved pressure plate and current collector
US20110256444A1 (en) Secondary battery having third terminal in addition to positive and negative electrode terminals and storage battery using the same
US20030203278A1 (en) Battery module, and rechargeable battery for constituting the battery module
JPH10509839A (ja) 燃料電池セル及びそれから作られるスタック
CA2192871A1 (en) Molten carbonate fuel cell and power generation system including the same
CN100403579C (zh) 密封型电池
JP2008522383A (ja) 燃料電池スタックアセンブリ
JP4055349B2 (ja) 燃料電池の電圧測定装置
US10923746B2 (en) Fuel cell stack
CN113793944B (zh) 燃料电池夹具及测试装置
US5149601A (en) Solid oxide fuel cell
JP2002358983A (ja) 燃料電池スタック
EP2054965B1 (en) Bipolar separators with improved fluid distribution
JPH01173576A (ja) 燃料電池セパレータ
US7638219B2 (en) Fuel cell without Z-like connection plates and the method producing the same
JP3829883B2 (ja) 固体高分子型燃料電池
JP3291719B2 (ja) 燃料電池用セパレータ
JPH11224684A (ja) 燃料電池
EP1652243B1 (en) Electrical contacts for fuel cells
JP2001167789A (ja) 高分子電解質型燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350