JP4474897B2

JP4474897B2 - 燃料電池用セパレータ及び固体高分子型燃料電池

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Publication number: JP4474897B2
Application number: JP2003362340A
Authority: JP
Inventors: 岳士真下; 智広井上
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Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2010-06-09
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Also published as: DE602004028858D1; KR100891232B1; EP1691434A1; US8278005B2; WO2005038970A1; CN1871732A; JP2005129306A; CN100448080C; EP1691434A4; EP1691434B1; US20070196716A1; KR20060107775A

Description

本発明は、燃料電池用セパレータ及び該燃料電池用セパレータを用いた固体高分子型燃料電池に関する。

固体高分子型燃料電池は、一般的に、電解質膜及び該電解質膜の両側に配される電極膜（燃料極、及び空気極）を有する発電素子と、前記電極膜に燃料ガス（水素）及び酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給する為の流体通路が形成されたセパレータと、から燃料電池セルを構成し、該セルを複数積層して燃料電池スタックを形成している。

図１１は、セパレータ２００Ａ、及び２００Ｂの間に、発電素子３００を挟み込んだ従来の燃料電池セル１００を示した断面図である。通常は、このような単セル１００では、電圧が低いため、これを多段に積層して燃料電池スタックとして用いられる。

発電素子３００は、燃料ガス供給用のセパレータ２００Ａに面して配置される燃料極３００Ａ、酸化ガス供給用のセパレータ２００Ｂに面して配置される空気極３００Ｂ、燃料極３００Ａ及び空気極３００Ｂに挟持される電解質膜３００Ｃ、を有する。

図１２は、従来のセパレータ２００を示した平面図である。

セパレータ２００は、セパレータ本体２０５の中央部に、多数の凹溝が形成されたガス流路２０１が設けられている。また、セパレータ２００の側部には、セパレータ２００に対して垂直に貫通するマニホールド２０２が形成され、このマニホールド２０２によってガス流路２０１に対してガスが供給される。

ガス流路２０１とマニホールド２０２との間には、ガス流路２０１の凹溝とマニホールド２０２とを連結する連絡通路２０３が形成されている。

連絡通路２０３は、セパレータ本体２０５の上方に開放するとともに、ガス流路２０１とマニホールド２０２との間を連結する溝部２０３ａと、溝部２０３ａの上面を覆うプレート部材２０３ｂによりトンネル状に形成される。

セパレータ２００の周縁部には、ガス流路２０１から外部へのガスリークを防止する弾性材料よりなるガスケット２０４ａが設けられている。

また、溝部２０３ａを覆うプレート部材２０３ｂの上面を含むマニホールド２０２の周縁部には、弾性材料よりなるガスケット２０４ｂが設けられている。この為、セパレータ２００に形成されたマニホールド２０２から連絡通路２０３に供給されるガスが、セパレータ２００の上面に積層される他のセパレータ２００又は、それらセパレータ間に介在する発電素子３００にリークすることが防止される。

このように、溝部２０３ａ上をプレート部材２０３ｂによって覆い、該プレート部材２０３ｂ上にガスケット２０４ｂを設けたので、上面に積層される他のセパレータ２００からガスケット２０４ｂが受ける圧縮力に対して、該ガスケット２０４ｂは、更に、プレート部材２０３ｂによるシール反力を受けるので、連絡通路を密封することが可能となる。

また、プレート部材２０３ｂを溝部２０３ａ上面におけるセパレータ２００の所定の位
置に固定するために接着剤を用いると、溝部２０３ａへの接着剤のはみ出しや、接着不良等の品質上の問題を生じる虞があるために、従来、溝部２０３ａ上面にプレート部材２０３ｂを非接着で組み合せ、該プレート部材２０３ｂの上面を含むマニホールド１０３の全周縁部に弾性材料よりなるガスケット２０４ａ及び２０４ｂを連続して一体成形することによりプレート部材２０３ｂを溝部上面におけるセパレータ２００の所定の位置に固定した燃料電池セパレータが知られている（特許文献１参照。）。

特開２００２−５０３６４号公報

しかしながら、このような従来のセパレータでは、プレート部材２０３ｂのセパレータ本体２０４への固定は、セパレータ２００及びプレート部材２０３ｂの表面に成形されるガスケット２０４ｂのみで行われる為に、例えば、ガスケット２０４ｂの肉厚が薄い場合には、燃料電池セル又は、燃料電池スタックの組み立て時に、プレート部材２０３ｂの固定位置のずれが生じる事や、プレート部材２０３ｂが脱落する事等、プレート部材２０３ｂの固定が完全ではなかった。

更に、一度積層されたセパレータ２００を分解する場合に、プレート部材２０３ｂの上面に形成されたガスケット２０４ｂが相手側のセパレータに固着して、プレート部材２０３ｂが浮き上がり、当該部分におけるガスケット２０４ｂが切れてしまうという問題があった。

本発明は、上記した従来技術の課題を解決し、プレート部材のセパレータ本体への固定を確実に行うことができ、また、セパレータの分解時にガスケットが切れる虞が無い燃料電池用セパレータ及び固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の燃料電池用セパレータにあっては、電解質膜及び電極膜を有する発電素子を挟持する燃料電池用セパレータであって、中央部分にガス流路が形成されるとともに、側部に該ガス流路を流れる燃料ガスが通過するマニホールドが形成されるセパレータ本体と、前記ガス流路と前記マニホールドとの間を連結する連絡通路と、前記連絡通路が、前記セパレータ本体の上方に開放し前記ガス流路と前記マニホールドとの間を連結する溝部、及び前記溝部上面を覆うプレート部材を有し、前記マニホールドを囲む前記セパレータ本体及び前記プレート部材の上面に形成され、前記マニホールドから外部へのガスリークを防止する弾性材料よりなるガスケットと、を備え、前記ガスケットを前記プレート部材上面へ一体成形する時に、前記プレート部材と前記セパレータ本体との間に流出する弾性材料により、前記プレート部材を前記セパレータ本体における前記溝部上面の所定の位置に固定する燃料電池用セパレータにおいて、前記プレート部材に、上下方向の切り欠き部又は貫通孔を設け、前記セパレータ本体には、先端が前記プレート部材に設けられた前記切り欠き部又は貫通孔に差し込まれるガイド突起が突出形成されており、前記プレート部材上面の前記切り欠き部又は前記貫通孔を含む領域へのガスケットの一体成形時に、弾性材料を前記切り欠き部又は前記貫通孔に充填して前記プレート部材を前記セパレータ本体における前記溝部上面の所定の位置に固定することを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、前記セパレータ本体の前記プレート部材に設けられた前記切り欠き部又は貫通孔に対応する位置に、凹溝を穿設し、前記プレート部材上面の前記切り欠き部又は前記貫通孔を含む領域へのガスケットの一体成形時に弾性材料を前記切り欠き部又は前記貫通孔、及び前記凹部に充填し、前記プレート部材を前記セパレータ本体における前記溝部上面の所定の位置に固定することを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明の燃料電池用セパレータにあっては、電解質膜及び電極膜を有する発電素子を挟持する燃料電池用セパレータであって、中央部分にガス流路が形成されるとともに、側部に該ガス流路を流れる燃料ガスが通過するマニホールドが形成されるセパレータ本体と、前記ガス流路と前記マニホールドとの間を連結する連絡通路と、前記連絡通路が、前記セパレータ本体の上方に開放し前記ガス流路と前記マニホールドとの間を連結する溝部、及び前記溝部上面を覆うプレート部材を有し、前記マニホールドを囲む前記セパレータ本体及び前記プレート部材の上面に形成され、前記マニホールドから外部へのガスリークを防止する弾性材料よりなるガスケットと、を備え、前記プレート部材に、上下方向の切り欠き部又は貫通孔を設け、前記セパレータ本体の前記プレート部材に設けられた前記切り欠き部又は貫通孔に対応する位置に凹溝を穿設し、前記プレート部材上面に形成されるガスケットを前記切り欠き部又は貫通孔から該プレート部材の裏面に突出させて凸部を形成し、前記凸部が、前記セパレータ本体に穿設された前記凹溝に嵌合することにより、前記プレート部材を前記セパレータ本体における前記溝部上面の所定の位置に固定することを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、前記セパレータ本体に形成されるガスケットと、前記プレート部材の上面に形成されるガスケットとが別体であることを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明の固体高分子型燃料電池にあっては、上記燃料電池用セパレータを用いたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明の燃料電池用セパレータ及び固体高分子型燃料電池にあっては、プレート部材のセパレータ本体への固定を確実に行うことができ、また、セパレータの分解時にガスケットが切れる虞が無い燃料電池用セパレータ及び固体高分子型燃料電池を提供することができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔参考例〕
図１は、本発明の参考例に係る燃料電池用セパレータ（以下「セパレータ」という。）を示す平面図である。

図１（ａ）に示すように、セパレータ２０は、板状のセパレータ本体２５の中央部分に多数の凹溝を有するガス流路２１が設けられている。また、セパレータ本体２５の側部にはセパレータ本体２５に対して垂直方向に貫通するマニホールド２２が形成される。尚、本実施の形態ではマニホールド２２は、ガス流路２１を挟んだ両側部に６箇所形成されるが、ガス流路２１に対して対角線上に配置される２箇所のマニホールドによって、ガス流路２１に対するガスの供給・排出が行われる。また、その他のマニホールドは、セパレータ２０の上下方向に積層され燃料電池セルを構成する他のセパレータにガスを供給するも
のである。

ガス流路２１とマニホールド２２との間には、ガス流路２１を形成する凹溝とマニホールド２２とを連結する連絡通路２３が形成されている。

連絡通路２３は、セパレータ本体２５の上方に開放するとともに、ガス流路２１とマニホールド２２との間を連結する溝部２３ａと、この溝部２３ａの上面を覆うプレート部材２３ｂによりトンネル状に形成される。

図１（ｂ）は、上記セパレータにおいて、プレート部材２３ｂが溝部２３ａ上から取り外されて、連絡通路２３が開放された状態を示す図である。

図２は図１（ａ）におけるＡ-Ａ矢視断面図である。

図２に示すように、セパレータ本体２５には、ガスの流路を構成する溝部２３ａが形成されるとともに、プレート部材２３ｂの上面がセパレータ本体２５の上面と同一面となるように、プレート部材２３ｂの収納凹部２３ｃが形成される。従って、溝部２３ａは収納凹部２３ｃの底面に形成されることとなる。そして、プレート部材２３ｂが非接着で収納凹部２３ｃにはめ込まれる。

セパレータ２０は、ＳＵＳ、アルミニウム板及びチタン板等の金属板、ＦＲＰ、ＣＦＲＦ等の複合樹脂材料、焼成カーボン、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ、ＰＡＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性の樹脂、導電性樹脂等が好適に用いられる。

また、プレート部材２３ｂは、後述するガスケットの一体成形に耐えうるものであれば、特に限定されることはなく、セパレータ２０と同一の材料、ＰＥＥＫ、ＰＩ等の耐熱樹脂が好適に用いられる。

ガス流路２１を囲むセパレータ本体２５の周縁部には、ガス流路２１から外部へのガスリークを防止する弾性材料からなるガスケット２４ａが設けられている。

ガスケット２４ａの材質としては、通常使用される弾性材料であれば特に限定されることは無いが、例えば、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム等が好適に用いられる。

ガスケット２４ａは、予め成形したものをセパレータ本体２５の所定の位置に貼り付けることも可能であるが、この場合には、接着剤を用いることになるので、セパレータ本体２５の所定の位置に弾性材料を射出成形してガスケット２４ａを一体成形することが好適である。

また、マニホールド２２を囲むプレート部材２３ｂの上面を含むセパレータ本体の周縁部にはガスケット２４ｂが設けられている。尚、本参考例のセパレータでは、ガスケット２４ａとガスケット２４ｂとは、弾性材料を同時に射出成形して一体成形されるものである。

図３は、プレート部材２３ｂ及びプレート部材２３ｂの上面に形成されるガスケット２４ｂを含むセパレータ本体２５のマニホールド２２近傍の構成を示す一部拡大図である。

本参考例に係るセパレータは、図３（ｂ）に示すように、プレート部材２３ｂの長手方向両端部であって、プレート部材２３ｂの長手方向に直交する幅方向の中央部分に上下方向に切り欠かれた、切り欠き部２３ｅが形成される。

ここで、図３（ｃ）は、プレート部材２３ｂを取り外した状態を示す図であり、プレート部材２３ｂの収納凹部２３ｃ及び収納凹部２３ｃの底面に溝部２３ａが形成されている。

そして、図３（ａ）に示すように、プレート部材２３ｂを収納凹部２３ｃにはめ込んだ状態で、マニホールド２２を囲むように、セパレータ本体２５及びプレート部材２３ｂ上面の切り欠き部２３ｅを含む領域に、弾性材料を射出成形してガスケット２４ｂを一体成形することにより、プレート部材２３ｂとセパレータ本体２５との間に弾性材料が流出して、プレート部材２３ｂをセパレータ本体２５の所定の位置に固定する。

図３（ｄ）は、図３（ａ）におけるＡ-Ａ矢視断面図である。

図３（ｄ）に示すように、切り欠き部２３ｅを含む領域に射出成形された弾性材料が、切り欠き部２３ｅ内に充填されて、弾性材料の反発力により切り欠き部２３ｅにおいてプレート部材２３ｂを挟み込んで、プレート部材２３ｂの固定が行われる。更に、切り欠き部２３ｅ内に充填される弾性材料により、プレート部材２３ｂとガスケット２４ｂとの結合部分が増加するので、プレート部材２３ｂ上にガスケット２４ｂが強固に一体化されてガスケット２４ｂがプレート部材２３ｂ上から浮き上がることが防止できる。この為、プレート部材２３ｂがセパレータ本体２５に確実に固定される。

尚、本参考例に係るセパレータにおいて、切り欠き部２３ｅに代えて、貫通孔を設けることも可能である。この場合にも、貫通孔内に充填される弾性材料により、プレート部材２３ｂとガスケット２４ｂとの結合部分が増加するので、プレート部材２３ｂ上にガスケット２４ｂが強固に一体化されてガスケット２４ｂがプレート部材２３ｂ上から浮き上がることが防止できる。

〔第１の実施の形態〕
図４及び図５は、本発明の第１の実施の形態に係るセパレータを示す図である。

図４及び図５は、プレート部材２３ｂ及びプレート部材２３ｂの上面に形成されるガスケット２４ｂを含むセパレータ本体２５のマニホールド２２近傍の構成を示す一部拡大図である。

第１の実施の形態に係るセパレータは、図４（ｂ）に示すように、プレート部材２３ｂに切り欠き部２３ｅが形成される。また、プレート部材２３ｂの収納凹部２３ｃには、先端が切り欠き部２３ｅに差し込まれるガイド突起２３ｆが突出形成される。

このガイド突起２３ｆは、プレート部材２３ｂの両端に形成される切り欠き部２３ｅを挟み込むように、収納凹部２３ｃの切り欠き部２３ｅに対応する位置に形成される。

従って、プレート部材２３ｂのセパレータ本体２５における位置決めを容易に行うことが可能となる。

図４（ｄ）は、図４（ａ）におけるＢ-Ｂ矢視断面図である。

図４（ｄ）に示すように、切り欠き部２３ｅを含む領域に射出成形された弾性材料が、ガイド突起２３ｆの外側から切り欠き部２３ｅ内に充填されてプレート部材２３ｂの固定が行われる。

図５は、第１の実施の形態に係るセパレータの変形例である。

図５（ｂ）に示すように、プレート部材２３ｂには貫通孔２３ｇが形成される。また、セパレータ本体に形成されるプレート部材２３ｂの収納凹部２３ｃには、先端が貫通孔２３ｇに差し込まれるガイド突起２３ｆが突出形成される。

このガイド突起２３ｆは、プレート部材２３ｂの両端側に形成される貫通孔２３ｇに若干の隙間をもって差し込まれる。

図５（ｄ）は、図５（ａ）におけるＣ-Ｃ矢視断面図である。

図５（ｄ）に示すように、貫通孔２３ｇを含む領域に射出成形された弾性材料が、ガイド突起２３ｆの外周と貫通孔２３ｇの間の隙間に充填されてプレート部材２３ｂの固定が行われる。

その他の構成については、上記参考例に係るセパレータと同様であるので説明を省略する。

〔第２の実施の形態〕
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るセパレータを示す図である。

図６は、プレート部材２３ｂ及びプレート部材２３ｂの上面に形成されるガスケット２４ｂを含むセパレータ本体２５のマニホールド２２近傍の構成を示す一部拡大図である。

第２の実施の形態に係るセパレータは、図６（ｂ）に示すように、プレート部材２３ｂに貫通孔２３ｇが形成される。

また、図６（ｃ）及び（ｄ）に示すように、セパレータ本体２５に形成されるプレート部材２３ｂの収納凹部２３ｃには、貫通孔２３ｇに対応する位置に凹溝２３ｈが穿設される。本実施の形態では、凹溝２３ｈは、貫通孔２３ｇと同心状に、貫通孔２３ｇの径より大径の有底円孔が穿設される。

図６（ｄ）は、図６（ａ）におけるＤ-Ｄ矢視断面図である。

図６（ｄ）に示すように、マニホールド２２を囲むセパレータ本体２５及びプレート部材２３ｂ上面の貫通孔２３ｇを含む領域に射出成形された弾性材料が、貫通孔２３ｇ及び凹溝２３ｈ内に充填されて、ガスケット２４ｂを構成する弾性材料が、セパレータ本体２５側に固定される。

尚、図６（ｄ）に示すように、凹溝２３ｈは、貫通孔２３ｇの径より大径に形成されるので、凹溝２３ｈに充填される弾性材料により、ガスケット２４ｂは、より強固にプレート部材２３ｂ上に固定されて、プレート部材２３ｂとガスケット２４ｂとの結合力が増加する。この結果、ガスケット２４ｂがプレート部材２３ｂ上から浮き上がることが防止できる。

尚、第２の実施の形態に係るセパレータにおいて、貫通孔２３ｇに代えて、上記参考例に係る切り欠き部２３ｅと同様の切り欠き部を設けることも可能である。この場合にも、プレート部材２３ｂの収納凹部２３ｃには、切り欠き部に対応する位置に凹溝２３ｈを穿設することにより、上記と同様の効果を得ることが出来る。

〔第３の実施の形態〕
図７は、本発明の第３の実施の形態に係るセパレータを示す平面図である。

第３の実施の形態に係るセパレータは、上記他の実施の形態と同様に、ガス流路２１を囲むセパレータ本体２５の周縁部に、ガスケット２４ａが設けられる。また、プレート部材２３ｂの上面以外の部分に設けられるガスケット２４ｂと、プレート部材２３ｂの上面に設けられるガスケット２４ｃとにより、マニホールド２２を囲むようにガスケットが設けられる。

第３の実施の形態のセパレータは、ガスケット２４ａとプレート部材２３ｂの上面以外のガスケット２４ｂとを同時に射出成形により一体成形するものである。

また、プレート部材２３ｂの上面には、別途ガスケット２４ｃが形成される。尚、この場合には、ガスケット２４ｂとガスケット２４ｃとの間には隙間が生じることとなるが、該隙間の位置を適宜、ガス流路２１の凹溝以外の部分に一致させてガスリークを防止することが望ましい。

また、ガスケット２４ｂとガスケット２４ｃとは別体に形成されるので、セパレータ本体２５とプレート部材２３ｂとの間に生じる隙間にガスケットの一体成形時に弾性材料が侵入してバリが生じる虞が無い。この為、侵入した弾性材料によりプレート部材２３ｂが浮き上がりガスリークが生じることが防止できる。

図８は、図７におけるＥ-Ｅ矢視断面図である。また、図９（ａ）は、本実施の形態に
係るプレート部材２３ｂの平面図である。更に、図９（ｂ）は、プレート部材２３ｂ上にガスケット２４ｃが形成された状態を示す平面図である。

本実施の形態では、図８及び、図９（ａ）に示すように、プレート部材２３ｂの中央部分に上下方向に貫通する貫通孔２３ｉが穿設される。そして、図９（ｂ）に示すように、プレート部材２３ｂ上面の貫通孔２３ｉを含む領域にガスケット２４ｃが形成される。

また、プレート部材２３ｂの裏面には、貫通孔２３ｉから突出する凸部２４ｄがガスケット２４ｃと一体的に形成される。

プレート部材２３ｂの上面に形成されるガスケット２４ｃは、該ガスケット２４ｃの裏面に凸部２４ｄを予め成形したものをプレート部材２３ｂの所定の位置に貼り付けることも可能であるが、この場合には、接着剤を用いることになるので、モールド内にプレート部材２３ｂをセットして、貫通孔２３ｉを含む領域に弾性材料を射出成形して、ガスケット２４ｃと突部２４ｄとを一体的に成形することが好適である。

セパレータ本体２５に形成されたプレート部材２３ｂの収納凹部２３ｃには、プレート部材２３ｂに形成された貫通孔２３ｉに対応する位置に、凹溝２３ｊが穿設される。

そして、プレート部材２３ｂの裏面に突出する凸部２４ｄを凹溝２３ｊに嵌合するように、プレート部材２３ｂを収納凹部２３ｃにはめ込む事で、プレート部材２３ｂをセパレータ本体２５の所定の位置に確実に固定することが可能となる。

この為、燃料電池セル又は、燃料電池スタックの組み立て時に、プレート部材２３ｂの
固定位置のずれが生じる事や、プレート部材２３ｂが脱落する事等を防止することができる。

更に、一度積層されたセパレータを分解する場合に、プレート部材２３ｂの上面に形成されたガスケット２４ｃが相手側のセパレータに固着して、プレート部材２３ｃが浮き上がり、当該部分におけるガスケット２４ｃが切れてしまうという問題が生じる虞が無い。

図１０は、第３の実施の形態に係るセパレータの変形例である。

図１０に示すように、プレート部材２３ｂに穿設される貫通孔２３ｉは、プレート部材２３ｂの長手方向両端近傍に２箇所設けられる。また、貫通孔２３ｉから突出する凸部２４ｄがガスケット２４ｃと一体的に形成される。

この変形例によれば、プレート部材２３ｂは、プレート部材２３ｂの長手方向両端近傍に突出形成された２つの凸部２４ｄによってセパレータ本体２５の所定の位置に固定されるので、更に、確実にプレート部材２３ｂが固定されて、スタック組み立て時に、プレート部材２３ｂの位置がずれることや、脱落することを完全に防止することが出来る。

上記各実施の形態に係るセパレータ２０の間に、電解質膜及び該電解質膜の両側に配される電極膜（燃料極、及び空気極）を有する発電素子を挟み込んで燃料電池セルを構成し、更に、該セルを複数積層して燃料電池スタックを得ることができる。

このような燃料電池スタックは、該スタックの組み立て時にプレート部材２３ｂが所定の取り付け位置からずれることや、脱落することが防止できる。また、該スタックの分解時にプレート部材２３ｂがセパレータ本体２５の取り付け位置から浮き上がって、ガスケットが切れるという問題が発生する虞が無い。

図１は、参考例に係るセパレータを示す平面図である。図２は、図１（ａ）におけるＡ-Ａ矢視断面図である。図３は、参考例に係るセパレータの一部拡大図である。図４は、第１の実施の形態に係るセパレータの一部拡大図である。図５は、第１の実施の形態に係るセパレータの変形例を示す一部拡大図である。図６は、第２の実施の形態に係るセパレータの一部拡大図である。図７は、第３の実施の形態に係るセパレータを示す平面図である。図８は、第３の実施の形態に係るセパレータの一部拡大図である。図９は、第３の実施の形態に係るセパレータのプレート部材を示す平面図である。図１０は、第３の実施の形態に係るセパレータの変形例を示す一部拡大図である。図１１は、従来の燃料電池セルを示した断面図である。図１２は、従来のセパレータ２００を示した平面図である。

符号の説明

２０ …燃料電池セパレータ
２１ …ガス流路
２２ …マニホールド
２３ …連絡通路
２３ａ …溝部
２３ｂ …プレート部材
２３ｅ …切り欠き部
２３ｆ …ガイド突起
２３ｇ …貫通孔
２３ｈ …凹溝
２３ｉ …貫通孔
２３ｊ …凹溝
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ…ガスケット
２４ｄ …凸部
２５ …セパレータ本体

Claims

電解質膜及び電極膜を有する発電素子を挟持する燃料電池用セパレータであって、
中央部分にガス流路が形成されるとともに、側部に該ガス流路を流れる燃料ガスが通過するマニホールドが形成されるセパレータ本体と、
前記ガス流路と前記マニホールドとの間を連結する連絡通路と、
前記連絡通路が、前記セパレータ本体の上方に開放し前記ガス流路と前記マニホールドとの間を連結する溝部、及び前記溝部上面を覆うプレート部材を有し、
前記マニホールドを囲む前記セパレータ本体及び前記プレート部材の上面に形成され、前記マニホールドから外部へのガスリークを防止する弾性材料よりなるガスケットと、を備え、
前記ガスケットを前記プレート部材上面へ一体成形する時に、前記プレート部材と前記セパレータ本体との間に流出する弾性材料により、前記プレート部材を前記セパレータ本体における前記溝部上面の所定の位置に固定する燃料電池用セパレータにおいて、
前記プレート部材に、上下方向の切り欠き部又は貫通孔を設け、
前記セパレータ本体には、先端が前記プレート部材に設けられた前記切り欠き部又は貫通孔に差し込まれるガイド突起が突出形成されており、
前記プレート部材上面の前記切り欠き部又は前記貫通孔を含む領域へのガスケットの一体成形時に、弾性材料を前記切り欠き部又は前記貫通孔に充填して前記プレート部材を前記セパレータ本体における前記溝部上面の所定の位置に固定することを特徴とする燃料電池用セパレータ。
前記セパレータ本体の前記プレート部材に設けられた前記切り欠き部又は貫通孔に対応する位置に、凹溝を穿設し、
前記プレート部材上面の前記切り欠き部又は前記貫通孔を含む領域へのガスケットの一体成形時に弾性材料を前記切り欠き部又は前記貫通孔、及び前記凹部に充填し、前記プレート部材を前記セパレータ本体における前記溝部上面の所定の位置に固定す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。
電解質膜及び電極膜を有する発電素子を挟持する燃料電池用セパレータであって、
中央部分にガス流路が形成されるとともに、側部に該ガス流路を流れる燃料ガスが通過するマニホールドが形成されるセパレータ本体と、
前記ガス流路と前記マニホールドとの間を連結する連絡通路と、
前記連絡通路が、前記セパレータ本体の上方に開放し前記ガス流路と前記マニホールドとの間を連結する溝部、及び前記溝部上面を覆うプレート部材を有し、
前記マニホールドを囲む前記セパレータ本体及び前記プレート部材の上面に形成され、前記マニホールドから外部へのガスリークを防止する弾性材料よりなるガスケットと、を備え、
前記プレート部材に、上下方向の切り欠き部又は貫通孔を設け、
前記セパレータ本体の前記プレート部材に設けられた前記切り欠き部又は貫通孔に対応する位置に凹溝を穿設し、
前記プレート部材上面に形成されるガスケットを前記切り欠き部又は貫通孔から該プレート部材の裏面に突出させて凸部を形成し、
前記凸部が、前記セパレータ本体に穿設された前記凹溝に嵌合することにより、前記プレート部材を前記セパレータ本体における前記溝部上面の所定の位置に固定することを特徴とする燃料電池用セパレータ。
前記セパレータ本体に形成されるガスケットと、前記プレート部材の上面に形成されるガスケットとが別体であることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池用セパレータ。
請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータを用いたことを特徴とする固体高分子型燃料電池。