JP4672492B2 - 燃料電池システム及びスタック - Google Patents
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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Description
11,21 電気発生部
12 膜−電極接合体(MEA)
13,23 セパレータ
13a,15a 水素通路
13b,17a 空気通路
15,17,25,27 最外郭セパレータ
18a 第1端子部
18b 第2端子部
19,29 締結部材
19a,29a 締結棒
19b,29b ナット
19c,29c 締結孔
21 コーティング層
23a,25a 通路
29d 絶縁層
30 燃料供給源
31 燃料タンク
33 燃料ポンプ
35 改質装置
40 酸素供給源
41 空気ポンプ
100 燃料電池システム
Claims (18)
- 水素と酸素の電気化学的な反応により電気エネルギーを発生させるスタックにおいて:
膜−電極接合体と,前記膜−電極接合体の両面に配置されるセパレータとを含む複数の電気発生部を備え,
前記電気発生部の両端に配置され,前記スタックの最外郭に設けられる一対の最外郭セパレータは,互いに異なる極性を有する集電ユニットを形成しており,前記一対の最外郭セパレータは,その間に配置された少なくとも1つの前記電気発生部と前記各最外郭セパレータとが密着した状態となるように加圧されて締結され,
前記集電ユニットを形成する前記最外郭セパレータのうちの1つの前記膜−電極接合体の一面に密着配置される密着面には,前記膜−電極接合体に水素ガスを供給する水素通路が形成されており,
前記集電ユニットを形成する前記最外郭セパレータのうちの他の1つの前記膜−電極接合体の一面に密着配置される密着面には,前記膜−電極接合体に空気を供給する空気通路が形成されており,
前記一対の最外殻セパレータは、それぞれ1つの部材から形成され,絶縁性の締結部材によって互いに締結されることを特徴とする燃料電池システム用スタック。 - 前記各最外郭セパレータに端子部が形成されることを特徴とする,請求項1に記載の燃料電池システム用スタック。
- 前記最外郭セパレータは金属素材からなることを特徴とする,請求項1または2に記載の燃料電池システム用スタック。
- 前記最外郭セパレータは,板状の金属をプレス加工して形成された通路を有することを特徴とする,請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システム用スタック。
- 前記最外郭セパレータの表面は,金,銀,無機化合物,及び樹脂導電層から選択される1以上の物質からなるコーティング層を備えることを特徴とする,請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池システム用スタック。
- 前記最外郭セパレータは,前記一対の最外郭セパレータの間に配置される前記セパレータより大きい面積の対向面を有することを特徴とする,請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池システム用スタック。
- 前記締結部材は,
前記電気発生部全体を,当該電気発生部を積層する積層方向に貫通する複数の締結棒と;
前記締結棒の両端にネジ結合されるナットと;
を含むことを特徴とする,請求項1に記載の燃料電池システム用スタック。 - 前記締結棒の表面に絶縁層が形成されることを特徴とする,請求項7に記載の燃料電池システム用スタック。
- 前記締結部材は,
前記電気発生部を積層する積層方向から前記電気発生部を挟み込む前記一対の最外郭セパレータを,前記積層方向に貫通する複数の締結棒と;
前記締結棒の両端にネジ結合されるナットと;
を含むことを特徴とする,請求項1に記載の燃料電池システム用スタック。 - 前記締結棒の表面に絶縁層が形成されることを特徴とする,請求項9に記載の燃料電池システム用スタック。
- 水素と酸素の電気化学的な反応により電気エネルギーを発生させるスタックと;
水素を含有した燃料を前記スタックに供給する燃料供給源と;
酸素を前記スタックに供給する酸素供給源と;
を含み,
前記スタックは,
膜−電極接合体と,前記膜−電極接合体の両面に配置されるセパレータとを含む複数の電気発生部を含み,
前記電気発生部の両端に配置され,前記スタックの最外郭に設けられる一対の最外郭セパレータは,互いに異なる極性を有する集電ユニットを形成しており,前記一対の最外郭セパレータは,その間に配置された少なくとも1つの前記電気発生部と前記各最外郭セパレータとが密着した状態となるように加圧されて締結され,
前記集電ユニットを形成する前記最外郭セパレータのうちの1つの前記膜−電極接合体の一面に密着配置される密着面には,前記膜−電極接合体に水素ガスを供給する水素通路が形成されており,
前記集電ユニットを形成する前記最外郭セパレータのうちの他の1つの前記膜−電極接合体の他の一面に密着配置される密着面には,前記膜−電極接合体に酸化剤を供給する酸化剤通路が形成されており,
前記一対の最外殻セパレータは、それぞれ1つの部材から形成され,絶縁性の締結部材によって互いに締結されることを特徴とする,燃料電池システム。 - 前記電気発生部が複数備えられ,前記複数の電気発生部が積層されて前記スタックが形成されていることを特徴とする,請求項11に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料供給源は,
水素を含有した燃料を保存する燃料タンクと;
前記燃料タンクに連結設置される燃料ポンプと;
を含むことを特徴とする,請求項11または12に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料供給源は,前記電気発生部と燃料タンクとに連結設置されて,前記燃料タンクから燃料の供給を受けて水素ガスを発生させ,前記水素ガスを前記電気発生部に供給する改質装置を含むことを特徴とする,請求項13に記載の燃料電池システム。
- 前記酸素供給源は,酸化剤を吸入して該酸化剤を前記電気発生部に供給するポンプを含むことを特徴とする,請求項11〜14のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記最外郭セパレータは,板状の金属素材からなり,前記金属素材をプレス加工して形成された通路を有することを特徴とする,請求項11〜15のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記最外郭セパレータの表面は,金,銀,無機化合物,及び樹脂導電層から選択される1以上の物質からなるコーティング層を備えることを特徴とする,請求項11〜16のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記最外郭セパレータは,前記一対の最外郭セパレータの間に配置されるセパレータより大きい面積の対向面を有することを特徴とする,請求項11〜17のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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