JP4621970B2 - 固体高分子型燃料電池用セパレータおよびそれを用いた固体高分子型燃料電池用セル - Google Patents
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Description
このような本態様に従う構造とされた固体高分子型燃料電池用セパレータでは、補強リブを形成することにより生じる歪を略完全に回避することが出来て、耐久性の向上を図ることが出来ると共に、優れた寸法精度をもって量産することが可能となる。
すなわち、矩形薄板状の金属板によって構成されたセパレータの四辺部分に形成された補強リブを周方向で連続させた場合、セパレータの角部において歪が大きくなり、残留応力が発生し易くなる。特に、セパレータは非常に薄肉であるため、係る歪に基づく応力によって、セパレータに対して予測できない割れや、歪が発生するおそれがある。ここにおいて、本態様では、セパレータの四角部分において切除部がそれぞれ形成されていることによって、かかる歪の発生を回避できるようになっているのである。
12 単セル
14 固体高分子膜
16a 燃料電極
16b 酸化電極
18 膜/電極接合体
20 第一セパレータ
22 第二セパレータ
24 燃料ガス流路
26 酸化ガス流路
28 冷却水流路
42 金属製セパレータ
48 凹溝
50 ガス拡散領域
54 接続部
58 凹状通路
60 接続凹所
80 金属製セパレータ
Claims (7)
- 固体高分子電解質膜の両面に燃料電極と酸化電極を配した膜/電極接合体に対して、該燃料電極に重ね合わされて該燃料電極の表面に燃料ガス流路を形成する第一セパレータと、該酸化電極に重ね合わされて該酸化電極の表面に酸化ガス流路を形成する第二セパレータとからなる、固体高分子型燃料電池用セパレータであって、
矩形薄板状の金属板によって前記第一セパレータおよび前記第二セパレータが構成されていると共に、該第一セパレータおよび該第二セパレータの外周縁部を、それぞれ、前記膜/電極接合体に対して重ね合わせられる主面と反対の副面側に向けて傾斜して屈曲させることにより、補強リブが一体形成されている一方、
前記第一セパレータおよび前記第二セパレータの各4角部分に切除部がそれぞれ形成されており、該第一セパレータおよび該第二セパレータの四辺部分に形成された前記補強リブが該切除部によって相互に分断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。 - 前記第一セパレータおよび前記第二セパレータが各外周縁部においてそれぞれ厚さ方向に貫通して延びて燃料ガス供給孔と燃料ガス排出孔,酸化ガス供給孔,酸化ガス排出孔,冷却水供給孔,冷却水排出孔を形成する合計6種類の給排用孔を備えており、しかも該6種類の給排用孔が、該第一セパレータおよび該第二セパレータを表裏反転した場合に互いに対応する位置で重ね合わされるように表裏で対称となる各対応する各該給排用孔を互いに同じ大きさおよび形状とされることによって、該第一セパレータと該第二セパレータが、同一の金型によってプレス成形された金属板を用いて形成されている請求項1に記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記第一セパレータおよび前記第二セパレータにおける前記補強リブが形成された外周縁部に対して、周方向に延びる補助シールゴムが固着されて形成されており、互いに重ね合わされる第一セパレータと第二セパレータの間で該補助シールゴムが相互に当接されることによって、前記膜/電極接合体が配設される両セパレータの対向面間の領域が外部空間からシールされるようになっている請求項1又は2に記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記第一セパレータおよび前記第二セパレータにおける前記主面には、前記膜/電極接合体の燃料電極又は酸化電極に重ね合わされて燃料ガス流路又は酸化ガス流路を形成する領域の周囲と、該燃料ガス流路および該酸化ガス流路に対して燃料ガスおよび酸化ガスを給排する燃料ガスの給排孔および酸化ガスの給排孔の周囲とを、それぞれ囲むように広がる主面シールゴム層が固着されて形成されている請求項1乃至3の何れかに記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記第一セパレータおよび前記第二セパレータの各外周縁部に形成された前記補助シールゴムにおいては、互いに重ね合わせられる別のセパレータの補助シールゴムとの重ね合わせ面が、対応する傾斜面とされており、かかる傾斜面同士を重ね合わせることにより、該補助シールゴムによって、互いに重ね合わせられる第一セパレータと第二セパレータが重ね合わせ方向に直交する重ね合わせ面方向で相互に位置合わせ出来るようにした請求項3に記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 前記補助シールゴムの前記傾斜面において自己潤滑性ゴムの採用とレーザ光照射による低摩擦処理と低摩擦性樹脂の被着処理との少なくとも一つが採用されることにより、該傾斜面が潤滑面とされている請求項5に記載の固体高分子型燃料電池用セパレータ。
- 請求項1乃至6の何れかに記載の第一及び第二セパレータを用い、固体高分子電解質膜の両面に燃料電極と酸化電極を配した膜/電極接合体に対して両側から重ね合わせて、該燃料電極と該第一セパレータの重ね合わせ面間に燃料ガス流路を形成すると共に、該酸化電極と該第二セパレータの重ね合わせ面間に酸化ガス流路を形成したことを特徴とする固体高分子型燃料電池用セル。
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