JP5181572B2 - 燃料電池のセパレータ、セパレータ製造方法及び燃料電池製造方法 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の燃料電池スタック100の構成を示す図である。
図6は、第2実施形態のセパレータ15の構成を示す図である。
図7は、第3実施形態のセパレータ15の構成を示す図である。
10 セル
11 電解質膜
12 アノード電極
13 カソード電極
15 セパレータ
15a 平坦部(アノード側当接部、カソード側当接部)
15b 壁部
15c 角部(突出部)
40 エンドプレート
151 アノードガス流路
152 カソードガス流路
153 冷却水流路
200 セパレータ厚さ調整部材(間隔調整部材)
Claims (11)
- 膜電極接合体の外側に設けられ、冷却水流路並びに前記膜電極接合体にアノードガスを供給するアノードガス流路及びカソードガスを供給するカソードガス流路を有する波板状の燃料電池セパレータであって、
ガス流れ方向に直交する断面から見たときに、一方の膜電極接合体のアノード電極と当接し、その当接幅と当接位置近傍のカソードガス流路幅とが略同一になるように形成されたアノード側当接部と、
前記断面から見たときに、他方の膜電極接合体のカソード電極と当接し、その当接幅と当接位置近傍のアノードガス流路幅とが略同一になるように形成されたカソード側当接部と、
ガス流れ方向に直交する方向に交互に配置される前記アノード側当接部と前記カソード側当接部の端部同士を連結し、その内部に冷却水を流す冷却水流路が形成された壁部と、
を備えることを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記アノード側当接部、前記カソード側当接部及び前記壁部は、2枚の板状部材を重ね合わせて構成され、
前記壁部の冷却水流路は、アノード側当接部の両側端部近傍が接合され、前記カソード側当接部の両側端部近傍が接合されて形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1又は請求項2に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記アノードガス流路側の壁部はアノードガス流路に突出する突出部を有し、前記カソードガス流路側の壁部はカソードガス流路に突出する突出部を有する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1又は請求項2に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記アノードガス流路側の壁部はアノードガス流路に円弧状に膨出する膨出部を有し、前記カソードガス流路側の壁部はカソードガス流路に円弧状に膨出する膨出部を有する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 膜電極接合体の外側に燃料電池セパレータを配置したセルを複数積層した燃料電池であって、
前記燃料電池セパレータとして、請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の燃料電池セパレータを備えた、
ことを特徴とする燃料電池。 - 請求項2から請求項4に記載の燃料電池セパレータのセパレータ製造方法であって、
2枚の板状部材を重ねて、前記2枚の板状部材同士を接合する接合工程と、
前記板状部材の接合後に、前記アノード側当接部と、前記カソード側当接部と、前記壁部とを形成してアノードガス流路及びカソードガス流路を成形する成形工程と、
前記流路の成形後に、前記壁部に形成される冷却流路に流体を流し、その液圧によって前記壁部を拡張する拡張工程と、
を備えることを特徴とするセパレータ製造方法。 - 請求項6に記載のセパレータ製造方法において、
前記接合工程は、前記2枚の板状部材をロールボンディングによって接合する、
ことを特徴とするセパレータ製造方法。 - 請求項6に記載のセパレータ製造方法において、
前記接合工程は、前記2枚の板状部材をレーザー溶接によって接合する、
ことを特徴するセパレータ製造方法。 - 請求項1から請求項4に記載の燃料電池セパレータを膜電極接合体の外側に配置したセルを複数積層し、その積層体を積層方向に圧縮し挟持して製造する燃料電池製造方法であって、
隣り合う前記セルのうち一方のセルのアノード電極と他方のセルのカソード電極との間が所定の間隔になるまで前記セルを積層方向に圧縮する圧縮工程と、
前記圧縮工程で圧縮して積層した前記セルを圧縮状態を維持したまま固定する固定工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池製造方法。 - 請求項9に記載の燃料電池積層製造において、
隣り合う前記セルのうち一方のセルのアノード電極と他方のセルのカソード電極との間に、間隔を調整する間隔調整部材を挿入する挿入工程をさらに備え、
前記圧縮工程は、前記アノード電極と前記カソード電極とが前記間隔調整部材と接触するまで前記セルを積層方向に圧縮する、
ことを特徴とする燃料電池製造方法。 - 請求項9又は請求項10に記載の燃料電池製造方法において、
前記圧縮工程は、複数のセルを単位セルモジュールとして圧縮し、
前記固定工程は、前記単位セルモジュールを固定し、
さらに、前記単位セルモジュールを積層する単位セルモジュール積層工程を備える、
ことを特徴とする燃料電池製造方法。
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