JP4792433B2 - 燃料電池用セパレータ - Google Patents
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Description
H2 → 2H+ + 2e− ……(1)
1/2O2 + 2H+ + 2e− → H2O ……(2)
H2 + 1/2O2 → H2O ……(3)
二方向に整列状態で敷設される導電性繊維14A,14Bに合成樹脂材を含浸させて成る複合材から構成され、
前記二方向に整列される導電性繊維14A,14Bのうちの一方のもの14Aが前記凹入溝部11Aの溝長手方向に沿う状態に設定され、
前記二方向に整列される導電性繊維14A,14Bのうちの他方のもの14Bが、前記一方の導電性繊維14Aに対して直交又はほぼ直交する構成とされ、
表裏一対の前記一方の導電性繊維14A,14Aの間に前記他方の導電性繊維14Bが介装され、
前記他方の導電性繊維14Bは、前記凹入溝部11Aを横切るように湾曲状態で配されることを特徴とするものである。
まず最初に、本発明のセパレータを備えた固体高分子電解質型燃料電池の構成及び動作について、図1〜図3を参照して簡単に説明する。固体高分子電解質型燃料電池Eは、例えばフッ素系樹脂より形成されたイオン交換膜である電解質膜1と、炭素繊維糸で織成したカーボンクロスやカーボンペーパーあるいはカーボンフェルトにより形成され、上記電解質膜1を両側から挟みサンドイッチ構造をなすガス拡散電極となるアノード2及びカソード3と、そのサンドイッチ構造をさらに両側から挟むセパレータ4,4とから構成される単セル5の複数組を積層し、その両端に図示省略した集電板を配置したスタック構造に構成されている。
ところで、主要部4Aの加工状況を示す作用図である図4においては、表裏一対の縦向き導電性繊維14A,14Aと、それらの間に介装される一対の横向き導電性繊維14B,14Bとの計4層から成るシート状繊維14を用いた複合材16を用いる場合を示しており、この4層構造のシート状繊維14によるセパレータ4を実施例2とする。
実施例3によるセパレータ4は、図は省略するが、3つの縦向き導電性繊維と2つの横向き導電性繊維とを交互に重ね合わせて成る5層構造のシート状繊維を有するものであり、丁度図4(b)に示す4層構造の主要部4Aにおける一対の横向き導電性繊維14B,14Bの間に、単一の縦向き導電性繊維14Aを介装した構造のものである。
本発明によるセパレータ4は、互いに配列方向が異なる導電性繊維12A,12Bが、例えば、交差角度が45度や75度等の90度以外でも良く、また、複合材16の積層数も2層や6層以上でも良い。主要部4Aの断面形状は頂部に平面部を有する略丸形波形状でも良い。
15 合成樹脂材
14A,14B 導電性繊維
16 複合材
Claims (2)
- 断面形状を角波形形状とすることによる凹入溝部が流体流路に使用されるように構成される燃料電池用セパレータであって、
二方向に整列状態で敷設される導電性繊維に合成樹脂材を含浸させて成る複合材から構成され、
前記二方向に整列される導電性繊維のうちの一方のものが前記凹入溝部の溝長手方向に沿う状態に設定され、
前記二方向に整列される導電性繊維のうちの他方のものが、前記一方の導電性繊維に対して直交又はほぼ直交する構成とされ、
表裏一対の前記一方の導電性繊維の間に前記他方の導電性繊維が介装され、
前記他方の導電性繊維は、前記凹入溝部を横切るように湾曲状態で配される燃料電池用セパレータ。 - 前記導電性繊維がカーボン繊維である請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
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