JP3799038B2 - 固体高分子型燃料電池用セパレータ - Google Patents
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Description
最もよく使用されているものとして緻密性カーボンがある。緻密性カーボンは導電性、耐食性に優れ、機械的強度も高い。また加工性がよく軽量である。しかし、振動や衝撃に弱く、切削加工が必要なため、加工費が高くなる。また気体の不浸透化処理を施す必要がある。
シール部に相当する領域には、電解質組立体の触媒電極形成面に平行に延びるシール突部であって、その頂部がばね力によって前記電解質組立体に圧接されるように構成されたシール突部を有し、
前記シール突部の前記燃料ガスおよび酸化剤ガスの流れ方向に垂直な断面がU字形状またはV字形状であり、
固体高分子型燃料電池として組み立てられる前の状態での、シール突部の頂部の位置が、固体高分子型燃料電池として組み立てられ、前記電解質組立体と接触する位置よりさらに前記電解質組立体側となるように形成されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池用セパレータである。
また本発明は、前記シール突部は、ゴムまたは合成樹脂からなる被覆層で被覆されていることを特徴とする。
また本発明は、前記分離部は、前記被覆層で被覆されていることを特徴とする。
また本発明は、前記被覆層は、導電性を有することを特徴とする。
また本発明は、金属板からなることを特徴とする。
また本発明は、前記流路溝は、燃料ガスの流路と酸化剤ガスの流路とを隔てる分離壁と、触媒電極に接触する電極接触壁とを有することを特徴とする。
また本発明によれば、前記シール突部は、ゴムまたは合成樹脂からなる被覆層で被覆されている。
これにより、ばね力によってシール突部が圧接されることで前記電解質組立体との接触部分が変形し、隙間が生じないのでシール性が向上する。
また本発明によれば、前記分離部は、前記被覆層で被覆されているので、燃料ガスおよび酸化剤ガスならびに冷却水による腐食などの表面変化を防止することができる。
また本発明によれば、前記被覆層は、導電性を有するので、発生した直流電力を直流電流として取り出し、セパレータ内を通って集電板に収集することができる。
Assembly)とも呼ばれる。
第1および第4の実施形態については、セパレータ1は、金属薄板30からなるので、プレス加工によって分離部13とシール部14とを一体形成する。具体的には、ビーディング加工により外周部にシール突部を形成するとともに、エンボス加工により中央部に流路溝を形成する。
2,2a 燃料電池セル
3 集電板
4 絶縁シート
5 エンドフランジ
6 水素ガス供給口
7 冷却水供給口
8 酸素ガス供給口
9 水素ガス排出口
10 冷却水排出口
11 酸素ガス排出口
12 電極配線
13 分離部
14,14a シール部
15 分離壁
16 電極接触壁
17 水素ガス流路
18 酸素ガス流路
19 底部
20 高分子膜
21,21a 触媒電極
30 金属薄板
31 被覆層
32 接着層
33 高導電層
100 固体高分子型燃料電池(PEFC)
101,102 単位電池
Claims (9)
- 電解質媒体を含有した電解質層の厚み方向表面に触媒電極を設けた複数の電解質組立体間に介在され、燃料ガスおよび酸化剤ガスの流路を分離する分離部と、外周部に設けられ、燃料ガスおよび酸化剤ガスの漏出を防ぐシール部とが一体化された固体高分子型燃料電池用セパレータであって、
シール部に相当する領域には、電解質組立体の触媒電極形成面に平行に延びるシール突部であって、その頂部がばね力によって前記電解質組立体に圧接されるように構成されたシール突部を有し、
前記シール突部の前記燃料ガスおよび酸化剤ガスの流れ方向に垂直な断面がU字形状またはV字形状であり、
固体高分子型燃料電池として組み立てられる前の状態での、シール突部の頂部の位置が、固体高分子型燃料電池として組み立てられ、前記電解質組立体と接触する位置よりさらに前記電解質組立体側となるように形成されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池用セパレータ。 - 前記シール突部は、ゴムまたは合成樹脂からなる被覆層で被覆されていることを特徴とする請求項1記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記分離部は、前記被覆層で被覆されていることを特徴とする請求項2記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記被覆層は、導電性を有することを特徴とする請求項2または3記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記分離部と前記シール部とは塑性変形加工によって一体形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 金属板からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記分離部には、前記電解質組立体の触媒電極形成面に平行で、互いに平行な複数の凹形状の流路溝が形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記流路溝は、燃料ガスの流路と酸化剤ガスの流路とを隔てる分離壁と、触媒電極に接触する電極接触壁とを有することを特徴とする請求項7記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 分離部とシール部とはプレス加工によって形成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
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