JP4752172B2

JP4752172B2 - 燃料電池

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Publication number: JP4752172B2
Application number: JP2003190242A
Authority: JP
Inventors: 雅彦田原; 剛金井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2023-07-02
Also published as: JP2005026070A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池についての技術分野に関する。詳しくは、ベースプレートに水素用流路を形成すると共にベースプレートの両面にそれぞれ発電部と水素吸蔵タンクとを配置し、小型軽量化を図る技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池には、例えば、固体高分子型燃料電池のように、電解質膜の両面に水素極及び酸素極が設けられた膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を挟んで一対のセパレーターが積層されて単セルが形成され、該単セルが複数積層されて発電部が構成されたものがある。
【０００３】
このような燃料電池にあっては、セパレーターの一方の面に形成された水素流動路とセパレーターの他方の面に形成された酸素流動路とが電解質膜を挟んで対向した状態で一対のセパレーターが配置され、内部に水素吸蔵合金を有する水素吸蔵タンクから水素流動路に水素が供給されると共に酸素流動路に空気や酸化剤ガス（酸素）が供給されると、電気化学反応が生じて水が生成されると共に両極に電位差が生じることにより電気エネルギーを取り出すことが可能とされたものがある。
【０００４】
電位差は単セル当たりで１Ｖに満たない場合が多いが、上記のように、単セルを複数積層して発電部とすることにより、高い電圧を得ることが可能である。
【０００５】
水素吸蔵合金は水素の放出に際して加熱が必要とされるが、この加熱を発電部による発電に伴う発熱を利用した燃料電池がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この従来の燃料電池にあっては、ＦＣスタック（発電部）に接続された熱交換チューブに加熱された冷却水を流動させて、ダクトを流れる空気と熱交換し、この熱交換によって加熱された空気の熱を水素吸蔵タンクに設けられた多数のフィンに伝導させることにより水素吸蔵合金への加熱を行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２００２−２５２０１５号公報（第３―４頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の燃料電池にあっては、発電部の他に、熱交換チューブやダクト等の配管部品がそれぞれ必要とされるため、部品点数が多く燃料電池の構成が複雑であると共に大型化及び大重量化を来たすという問題がある。
【０００９】
また、水素吸蔵タンクに設けられた多数のフィンがダクトに沿って配置されるため、放熱フィンが大きくなったり放熱フィンの十分な配置スペースを確保する必要が生じ、やはり燃料電池が大型となってしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明燃料電池は、上記した問題点を克服し、小型軽量化を図ることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明燃料電池は、上記した課題を解決するために、熱伝導性を有する材料によって形成され一方の面に水素レギュレーターと水素供給用バルブと発電部が配置されたベースプレートと、上記ベースプレートの上記一方の面と反対側の面に配置されると共に内部に水素吸蔵合金を有する水素吸蔵タンクとを備え、上記発電部は、電解質膜と該電解質膜の両面にそれぞれ設けられた酸素極及び水素極と酸素が流動される酸素流動路と水素が流動される水素流動路とを有し、上記ベースプレートの内部に上記水素吸蔵タンクから放出される水素の流路となる供給部を形成し、上記供給部は上記水素レギュレーターと上記水素供給用バルブに跨る位置に形成された水素流動路であり、上記供給部の一端が上記ベースプレートの上記反対側の面に形成され上記水素供給用バルブ側に位置する供給口に連通され、上記供給部の他端が上記ベースプレートの上記一方の面に形成され上記水素レギュレーター側に位置する水素レギュレーター入口に連通されており、上記ベースプレートには上記供給口に連通され上記水素吸蔵タンク側に突出されたプレート側コネクター部が設けられ、上記水素吸蔵タンクに切欠部を形成し該切欠部に上記プレート側コネクター部に接続されるタンク側コネクター部を設けたものである。
【００１２】
従って、本発明燃料電池にあっては、ベースプレートを挟んで発電部と水素吸蔵タンクが互いに反対側に配置され、ベースプレートを介して熱伝導と水素の供給とが行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明燃料電池の実施の形態を添付図面を参照して説明する。尚、以下に示した実施の形態は、本発明燃料電池を固体高分子膜型の燃料電池に適用したものである。
【００１４】
燃料電池１はベースプレート２と該ベースプレート２の互いに反対側の面に配置される発電部３と水素吸蔵タンク４とを備えている（図１参照）。
【００１５】
ベースプレート２は一方に長い矩形の平板状に形成され、熱伝導性の高い材料によって形成されている。ベースプレート２の長手方向における一端部には下方へ突出されたプレート側コネクター部２ａが設けられている。
【００１６】
尚、以下の説明にあっては、便宜上、ベースプレート２の長手方向を左右方向とし、ベースプレート２の短手方向を前後方向とする。
【００１７】
発電部３は、図１及び図２に示すように、膜電極接合体５、５、・・・とセパレーター６、６、・・・とが交互に積層されて構成されたスタック７が押さえ板８、８によって上下から押さえられて成る（図１に一方の押さえ板８のみを示す。）。
【００１８】
膜電極接合体５は厚みの薄い矩形状に形成され、電解質膜９と該電解質膜９の両面にそれぞれ設けられた酸素極１０及び水素極１１とによって形成されている（図２参照）。電解質膜９は、例えば、プロトン交換膜であるパーフロロカーボンスルホン酸塩によって形成され、プロトンの交換の他、水素と酸素との混合を防止する隔膜としても機能する。
【００１９】
酸素極１０と水素極１１はそれぞれ電解質膜９の外周部を除いた部分に設けられ、例えば、白金系の触媒をまぶしたカーボン粉末を透過膜素材に分散させた薄膜と該薄膜に貼り合わされた多孔質炭素膜とによって形成されている。多孔質炭素膜によって酸素極１０への水素イオンの拡散が最適化され、水素の触媒層（薄膜）との接触が容易とされる。
【００２０】
膜電極接合体５の外周部には、その両面に、例えば、ポリイミド等の絶縁材料によって形成された補強シート１２、１２がそれぞれ貼着されている。補強シート１２、１２と酸素極１０及び水素極１１との間には所定の間隙が形成され、この間隙の部分に電解質膜９が露出されている。電解質膜９の露出された部分には、その右端部に前後に離隔して第１の連通孔１２ａと第２の連通孔１２ｂとが形成されている。
【００２１】
セパレーター９は膨張黒鉛、ステンレス、ステンレススチール、導電性プラスチック、熱可塑性樹脂等の適宜の導電性材料によって、本体部１３と該本体部１３から左方へ突出された放熱フィン１４とが一体に形成されて成る。
【００２２】
本体部１３は膜電極接合体５と同じ形状及び大きさにされた厚みの薄い矩形状に形成され、一方の面（上面）が水素が流動される側である水素側面１３ａとして形成され、他方の面（下面）が酸素が流動される側である酸素側面１３ｂとして形成されている。
【００２３】
本体部１３の右端部には前後に離隔してそれぞれ水素排出孔１５と水素供給孔１６とが形成され、該水素排出孔１５と水素供給孔１６はそれぞれ膜電極接合体５に形成された第１の連通孔１２ａ、第２の連通孔１２ｂと同じ大きさ、形状及び位置に形成されている。
【００２４】
本体部１３の水素側面１３ａには上方に開口された溝状を為す水素流動路１７が形成されている。水素流動路１７は、大半の部分が左右方向に延びるように蛇行して形成され、両端部が水素排出孔１５と水素供給孔１６とにそれぞれ連通されている。
【００２５】
本体部１３の酸素側面１３ｂには下方に開口された溝状を為す酸素流動路１８、１８、・・・が形成されている（図２及び図３参照）。酸素流動路１８、１８、・・・は、前後に長く形成され、両端がそれぞれセパレーター６の前面及び後面に開口されている。
【００２６】
放熱フィン１４は本体部１３から左方へ突出して設けられ、本体部１３より厚みが薄く形成されている。
【００２７】
上記のように構成された膜電極接合体５、５、・・・とセパレーター６、６、・・・とが交互に積層されてスタック７が構成され、スタック７が構成された状態においては、膜電極接合体５、５、・・・の第１の連通孔１２ａ、１２ａ、・・・とセパレーター６、６、・・・の水素排出孔１５、１５、・・・とによって上下に貫通された水素排出用流路が形成され、膜電極接合体５、５、・・・の第２の連通孔１２ｂ、１２ｂ、・・・とセパレーター６、６、・・・の水素供給孔１６、１６、・・・とによって上下に貫通された水素供給用流路が形成される。膜電極接合体５に貼着された補強シート１２、１２、・・・はセパレーター６、６、・・・の各外周部によって挟持され、セパレーター６、６、・・・間の空間が補強シート１２、１２、・・・によって閉塞される。また、セパレーター６、６、・・・の放熱フィン１４、１４、・・・は、上下に等間隔に離隔した状態で配置される。
【００２８】
膜電極接合体５、５、・・・とセパレーター６、６、・・・とが交互に積層されて構成されたスタック７は、その上下両面にそれぞれ取り付けられた押さえ板８、８によって押さえられ、ベースプレート２の上面２ｂに配置される。
【００２９】
ベースプレート２の右端部には、前方側から順に、パージ用電磁バルブ１９、水素レギュレーター２０及び水素供給用バルブ２１が配置されている（図１参照）。
【００３０】
パージ用電磁バルブ１９は開放されることにより発電部３において未反応であった水素のパージ（放出）を行う役割を果たす。
【００３１】
水素レギュレーター２０及び水素供給用バルブ２１は一体的に形成され、両者は内部において連通されている。水素レギュレーター２０は発電部３へ向けて供給される水素の圧力を調整する役割を果たし、水素供給用バルブ２１は開放されることにより発電部３への水素の供給を行う役割を果たす。
【００３２】
ベースプレート２の前端部には、左方側から順に、冷却ファン２２、空気供給ファン２３、２４が配置されている（図１参照）。従って、空気供給ファン２４は水素供給用バルブ２１の近傍に配置されている。
【００３３】
冷却ファン２２は、発電部３における発電時の発熱に伴う温度上昇を抑制する役割を果たし、セパレーター６、６、・・・の放熱フィン１４、１４、・・・からの放熱を促進させる。
【００３４】
空気供給ファン２３、２４は発電部３の酸素流動路１８、１８、・・・への空気（酸素）の供給を行う役割を果たす。空気は空気供給ファン２３、２４の回転により、酸素流動路１８、１８、・・・の後側の開口から前側の開口へ向けて強制的に流動される。
【００３５】
上側に位置する押さえ板８の上面には制御基板２５が配置されている（図１参照）。制御基板２５には燃料電池１を構成する各部を制御するための制御回路が形成されている。制御基板２５は、例えば、水素レギュレーター２０、冷却ファン２２及び空気供給ファン２３、２４の駆動制御、水素供給用バルブ２１の開閉動作の制御、発電部３によって出力される電圧の制御、図示しないセンサーによって検知された温度や湿度等の各種の環境条件に基づく各部への駆動制御等を行う。
【００３６】
上記のように、ベースプレート２に配置された発電部３、パージ用電磁バルブ１９、水素レギュレーター２０、水素供給用バルブ２１、冷却ファン２２、空気供給ファン２３、２４及び制御基板２５を上方から覆うように、ベースプレート２にカバー２６が取り付けられる。
【００３７】
カバー２６は下方に開口された箱状に形成され、前面２６ａに排気口２７、２８、２８が左右に離隔して形成されている。排気口２７からは冷却ファン２２によって流動される空気が排出され、排気口２８、２８からは空気供給ファン２３、２４によって流動される空気が排出される。
【００３８】
カバー２６の図示しない後面には左右に離隔して３つの取込口が形成されている。取込口からは、冷却ファン２２及び空気供給ファン２３、２４の駆動時に、冷却用の空気及び発電用の空気が取り込まれる。
【００３９】
カバー２６の右側面２６ｂには接続孔２９が形成されている。接続孔２９には燃料電池１と外部との間で各種の信号を送受信するための図示しない接続線が挿通される。
【００４０】
水素吸蔵タンク４はベースプレート２の下面２ｃに取り付けられる（図１参照）。水素吸蔵タンク４は内部に水素吸蔵合金を有しており、該水素吸蔵合金は、例えば、ランタン・ニッケルに代表される希土類系、チタン・鉄系、マグネシウム・ニッケル系又はカルシウム・ニッケル系等の金属によって形成されている。
【００４１】
水素吸蔵タンク４は稍厚みのある平板状に形成され、一部に右方及び後方に切り欠かれた切欠部４ａが形成されている。切欠部４ａにはタンク側コネクター部４ｂが設けられ、該タンク側コネクター部４ｂは水素吸蔵合金から放出される水素を発電部３へ供給するためのものである。
【００４２】
ベースプレート２の下面２ｃには図示しない取付機構が設けられており、例えば、水素吸蔵タンク４をベースプレート２の下面２ｃに沿って右方（図１に示す矢印Ｒ方向）へスライドさせることにより水素吸蔵タンク４がベースプレート２に取付可能とされている。水素吸蔵タンク４をＲ方向へスライドさせたときには、タンク側コネクター部４ｂがベースプレート２のプレート側コネクター部２ａに装着され、水素吸蔵タンク４のベースプレート２への取付完了と同時にタンク側コネクター部４ｂがプレート側コネクター部２ａに結合される。
【００４３】
水素吸蔵タンク４がベースプレート２に対してスライドされタンク側コネクター部４ｂがプレート側コネクター部２ａに結合された状態においては、図示しないロック機構によって水素吸蔵タンク４がベースプレート２にロックされる。
【００４４】
一方、逆に、水素吸蔵タンク４のベースプレート２に対するロックを解除し、水素吸蔵タンク４をベースプレート２の下面２ｃに沿って左方（図１に示す矢印Ｌ方向）へスライドさせることにより水素吸蔵タンク４のベースプレート２からの取り外しが可能とされている。水素吸蔵タンク４をＬ方向へスライドさせたときには、タンク側コネクター部４ｂがベースプレート２のプレート側コネクター部２ａから取り外されて両者の結合が解除される。
【００４５】
上記のように、燃料電池１にあっては、水素吸蔵タンク４をスライドさせるだけで該水素吸蔵タンク４のベースプレート２に対する着脱及びタンク側コネクター部４ｂのプレート側コネクター部２ａに対する着脱を行うことができるため、燃料電池１の組立作業における作業性の向上を図ることができる。
【００４６】
また、ベースプレート２に設けられたプレート側コネクター部２ａが水素吸蔵タンク４側へ突出され、タンク側コネクター部４ｂが水素吸蔵タンク４の切欠部４ａに設けられているため、水素吸蔵タンク４がベースプレート２に取り付けられた状態において、プレート側コネクター部２ａ及びタンク側コネクター部４ｂがベースプレート２の外周面から外方へ突出されることがなく、燃料電池１の小型化を図ることができる。
【００４７】
ベースプレート２の内部には水素吸蔵合金から放出される水素の流路となる水素用流路３０が形成されている（図４参照）。
【００４８】
水素用流路３０は第１の供給部３０ａと第２の供給部３０ｂと第１の排出部３０ｃと第２の排出部３０ｄとから成り、ベースプレート２の右端寄りの位置に形成されている。
【００４９】
第１の供給部３０ａは水素レギュレーター２０及び水素供給用バルブ２１に跨る位置に形成され、両端部がベースプレート２の下面２ｃに形成された供給口３１とベースプレート２の上面２ｂに形成されたレギュレーター入口３２とにそれぞれ連通されている。供給口３１はプレート側コネクター部２ａに連通されており、水素供給用バルブ２１が開放されると第１の供給部３０ａを水素が流動される。
【００５０】
第２の供給部３０ｂは水素レギュレーター２０と発電部３に跨る位置に形成され、両端部がベースプレート２の上面２ｂに形成されたレギュレーター出口３３とベースプレート２の上面２ｂに形成された発電部入口３４とにそれぞれ連通されている。
【００５１】
第１の排出部３０ｃは発電部３からベースプレート２の前面に跨った位置に形成され、両端部がベースプレート２の上面２ｂに形成された発電部出口３５とベースプレート２の前面２ｄに形成された加工口３６とにそれぞれ連通されている。
【００５２】
第２の排出部３０ｄは発電部３からパージ用電磁バルブ１９に跨る位置に形成され、両端部がベースプレート２の上面２ｂに形成されたバルブ入口３７と第１の排出部３０ｃの中間部とにそれぞれ連通されている。
【００５３】
ベースプレート２の前面２ｄに形成された加工口３６は穴塞ぎプラグ３８によって閉塞されている。
【００５４】
以下に、燃料電池１の動作について説明する。
【００５５】
燃料電池１の駆動により、空気供給ファン２３、２４が回転されると、発電部３の酸素流動路１８、１８、・・・にカバー２６の取込口を介して空気（酸素）が取り込まれて流動される。
【００５６】
同時に、パージ用電磁バルブ１９が開放されることにより、水素が水素吸蔵タンク４から発電部３へ向けて供給される。水素吸蔵タンク４から水素が放出されるときには該水素吸蔵タンク４が加熱される。水素吸蔵タンク４から放出された水素は、順に、水素吸蔵タンク４のタンク側コネクター部４ｂ、ベースプレート２のプレート側コネクター部２ａ、ベースプレート２の供給口３１、第１の供給部３０ａ、レギュレーター入口３２、水素レギュレーター２０、レギュレーター出口３３、第２の供給部３０ｂ及び発電部入口３４を経て発電部３の水素流動路１７、１７、・・・に供給される。このとき水素吸蔵タンク４から放出された水素は０．１ＭＰａ〜１ＭＰａの範囲で変動するが、水素レギュレーター２０によって０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰａの範囲に減圧されて水素流動路１７、１７、・・・に供給される。
【００５７】
水素流動路１７、１７、・・・に供給された水素は、水素流動路１７、１７、・・・の形状に沿って蛇行しながら流動される。
【００５８】
上記のように、酸素流動路１８、１８、・・・に空気（酸素）が取り込まれると共に水素流動路１７、１７、・・・に水素が供給されると、水素分子が水素極１１に設けられた触媒層によって水素イオンと電子とに乖離される。水素分子が水素イオンと電子とに乖離されると、水素イオンは電解質膜９を通って酸素極１０に導かれ、電子は外部回路を通って酸素極１０に移動され、酸素極１０に取り込まれた酸素と水素イオン及び電子とが結合される電気化学反応が生じて水が生成され、同時に、電気化学反応に伴う発熱が生じる。
【００５９】
電気化学反応によって生じた水（生成水）は、電解質膜９の飽和含水状態を維持し水素イオンの移動を促進して発電効率の向上を図る機能を有する。
【００６０】
酸素極１０に供給された酸素と水素イオン及び電子とが結合されて電気化学反応が生じるときには、酸素極１０と水素極１１との間に電位差が生じ、この電位差の発生により電気エネルギーを取り出すことができる。
【００６１】
電位差は単セル当たりで、例えば、理論上、約０．６Ｖとなるが、上記のように膜電極接合体５、５、・・・とセパレーター６、６、・・・とを交互に積層してスタック７とすることにより、高い電圧を得ることが可能である。燃料電池１にあっては、例えば、発電部３の全体で、理論上、約４．８Ｖの電圧を出力することが可能である。
【００６２】
空気が酸素流動路１８、１８、・・・に取り込まれると共に水素が水素流動路１７、１７、・・・に供給されたときには、同時に、冷却ファン２２の回転によってカバー２の取込口から冷却用の空気が取り込まれ、セパレーター６、６、・・・の放熱フィン１４、１４、・・・からの放熱が促進される。従って、上記したように、電気化学反応に伴って発熱が生じるが、発電部３の温度上昇が防止され、燃料電池１の内部が望ましい動作温度、例えば、６０°Ｃ乃至８０°Ｃ程度に保たれ発電部３の定常運転可能な状態が維持される。
【００６３】
このとき放熱フィン１４、１４、・・・から放出される熱は、上記のように、ベースプレート２が熱伝導性の高い材料によって形成されているため、ベースプレート２を介して水素吸蔵タンク４へ伝達される。従って、水素吸蔵タンク４は、放熱フィン１４、１４、・・・から放出された熱によって加温され、水素吸蔵合金からの水素の放出が促進される。
【００６４】
冷却用の空気はカバー６の排気口２７から外部へ排出され、酸素流動路１８、１８、・・・を流動された空気は、カバー２６の排気口２８、２８から外部へ排出される。
【００６５】
同時に、水素流動路１７、１７、・・・を流動された未反応の水素は、順に、ベースプレート２の発電部出口３５、第１の排出部３０ｃ、第２の排出部３０ｄ及びバルブ入口３７を経てパージ用電磁バルブ１９まで流動される。パージ用電磁バルブ１９は、例えば、１時間に２秒程度開放され、未反応の水素が電気化学反応に伴って生じた過剰な生成水とともに外部へ放出される。
【００６６】
上記のように、電気化学反応によって生成水が過剰に生じると、酸素と水素イオンの結合を妨げ燃料電池１の出力の低下を来たすおそれがあるが、セパレーター６、６、・・・の酸素側面１３ｂ、１３ｂ、・・・において生じた生成水が電解質膜９を通って逆拡散により水素側面１３ａ、１３ａ、・・・において貯留したとしても、上記のように、パージ用電磁バルブ１９によって、未反応の水素が過剰な生成水とともに外部へ放出されることにより、生成水が定期的に外部へ放出され、燃料電池１の出力の低下を防止することができる。
【００６７】
以上に記載した通り、燃料電池１にあっては、ベースプレート２の一方の面（上面２ｂ）に発電部３が配置され他方の面（下面２ｃ）に水素吸蔵タンク４が配置されているため、燃料電池１の小型化を図ることができる。
【００６８】
また、ベースプレート２の内部に水素吸蔵タンク４から放出される水素の流路となる水素用流路３０が形成されているため、水素の流路となるダクト等の配管を外部に露出するようにして設ける必要がなく、その分、燃料電池１の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００６９】
さらに、ベースプレート２の同じ面（上面２ｂ）に水素吸蔵タンク４以外の全ての各部を配置し、ベースプレート２の反対側の面（下面２ｃ）に水素吸蔵タンク４のみを取り付ければよいため、各部のベースプレート２への組付が容易であり、燃料電池１の組立作業における作業性の向上を図ることができる。
【００７０】
加えて、燃料電池１にあっては、パージ用電磁バルブ１９が空気供給ファン２３、２４の近傍に配置されているため、パージ用電磁バルブ１９によって水素が放出されたときに、放出された水素が空気供給ファン２３、２４によって大気中に拡散され、空気中の水素の濃度を低下させることができると共に水素の可燃範囲を回避することができる。
【００７１】
次に、水素吸蔵タンクの変形例について説明する（図５参照）。
【００７２】
変形例に係る水素吸蔵タンク４Ａは、水素吸蔵タンク４に比し、厚みが厚くされ、水素の吸蔵量が多くされている。水素吸蔵タンク４Ａの一部には、右方、後方及び上方に切り欠かれた切欠部４ｃが形成されている。切欠部４ｃにはタンク側コネクター部４ｂが設けられ、該タンク側コネクター部４ｂが水素吸蔵タンク４と同様にスライド時にベースプレート２のプレート側コネクター部２ａに着脱される。
【００７３】
水素吸蔵タンク４に代えて水素吸蔵タンク４Ａを用いた場合には、水素の吸蔵量を増加させることができる他、水素吸蔵タンク４の場合と同様に、水素吸蔵タンク４Ａをスライドさせるだけで該水素吸蔵タンク４Ａのベースプレート２に対する着脱及びタンク側コネクター部４ｂのプレート側コネクター部２ａに対する着脱を行うことができるため、燃料電池１の組立作業における作業性の向上を図ることができる。
【００７４】
上記には、膜電極接合体５、５、・・・とセパレーター６、６、・・・とが上下に積層された例を示したが、例えば、図６に示すように、放熱フィン１４、１４、・・・が本体部１３、１３、・・・の下側に位置される向きで膜電極接合体５、５、・・・とセパレーター６、６、・・・とを左右に積層させるようにしてもよい。尚、この場合には、放熱フィン１４、１４、・・・とベースプレート２との間での電気的導通を防止するために、両者の間の絶縁を行う必要がある。
【００７５】
上記のように、放熱フィン１４、１４、・・・が本体部１３、１３、・・・の下側に位置される向きで膜電極接合体５、５、・・・とセパレーター６、６、・・・とを左右に積層させるようにした場合にも、放熱フィン１４、１４、・・・から放出された熱によって水素吸蔵タンク４が加温され、水素吸蔵合金からの水素の放出を促進することができる。
【００７６】
上記した実施の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００７７】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明燃料電池は、熱伝導性を有する材料によって形成され一方の面に水素レギュレーターと水素供給用バルブと発電部が配置されたベースプレートと、上記ベースプレートの上記一方の面と反対側の面に配置されると共に内部に水素吸蔵合金を有する水素吸蔵タンクとを備え、上記発電部は、電解質膜と該電解質膜の両面にそれぞれ設けられた酸素極及び水素極と酸素が流動される酸素流動路と水素が流動される水素流動路とを有し、上記ベースプレートの内部に上記水素吸蔵タンクから放出される水素の流路となる供給部を形成し、上記供給部は上記水素レギュレーターと上記水素供給用バルブに跨る位置に形成された水素流動路であり、上記供給部の一端が上記ベースプレートの上記反対側の面に形成され上記水素供給用バルブ側に位置する供給口に連通され、上記供給部の他端が上記ベースプレートの上記一方の面に形成され上記水素レギュレーター側に位置する水素レギュレーター入口に連通されており、上記ベースプレートには上記供給口に連通され上記水素吸蔵タンク側に突出されたプレート側コネクター部が設けられ、上記水素吸蔵タンクに切欠部を形成し該切欠部に上記プレート側コネクター部に接続されるタンク側コネクター部を設けたことを特徴とする。
【００７８】
従って、ベースプレートの互いに反対側の面にそれぞれ発電部と水素吸蔵タンクが配置されているため、燃料電池の小型化を図ることができる。
【００７９】
また、水素の流路となるダクト等の配管を外部に露出するようにして設ける必要がなく、その分、燃料電池の小型化及び軽量化を図ることができる。
また、水素吸蔵タンクがベースプレートに取り付けられた状態において、プレート側コネクター部及びタンク側コネクター部がベースプレートの外周面から外方へ突出されることがなく、燃料電池の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図６と共に本発明燃料電池の実施の形態を示すものであり、本図は、燃料電池の分解斜視図である。
【図２】発電部の分解斜視図である。
【図３】セパレーターの拡大底面図である。
【図４】ベースプレートの水素用流路を示すための燃料電池の概略拡大平面図である。
【図５】水素吸蔵タンクの変形例を示す斜視図である。
【図６】発電部が異なる向きで配置される場合を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１…燃料電池、２…ベースプレート、２ａ…プレート側コネクター部、３…発電部、４…水素吸蔵タンク、４ａ…切欠部、４ｂ…タンク側コネクター部、９…電解質膜、１０…酸素極、１１…水素極、１７…水素流動路、１８…酸素流動路、３０…水素用流路、４Ａ…水素吸蔵タンク、４ｃ…切欠部

Claims

熱伝導性を有する材料によって形成され一方の面に水素レギュレーターと水素供給用バルブと発電部が配置されたベースプレートと、
上記ベースプレートの上記一方の面と反対側の面に配置されると共に内部に水素吸蔵合金を有する水素吸蔵タンクとを備え、
上記発電部は、電解質膜と該電解質膜の両面にそれぞれ設けられた酸素極及び水素極と酸素が流動される酸素流動路と水素が流動される水素流動路とを有し、
上記ベースプレートの内部に上記水素吸蔵タンクから放出される水素の流路となる供給部を形成し、
上記供給部は上記水素レギュレーターと上記水素供給用バルブに跨る位置に形成された水素流動路であり、
上記供給部の一端が上記ベースプレートの上記反対側の面に形成され上記水素供給用バルブ側に位置する供給口に連通され、上記供給部の他端が上記ベースプレートの上記一方の面に形成され上記水素レギュレーター側に位置する水素レギュレーター入口に連通されており、
上記ベースプレートには上記供給口に連通され上記水素吸蔵タンク側に突出されたプレート側コネクター部が設けられ、
上記水素吸蔵タンクに切欠部を形成し該切欠部に上記プレート側コネクター部に接続されるタンク側コネクター部を設けた
ことを特徴とする燃料電池。