JP5194379B2 - 固体高分子形燃料電池及びセパレータ - Google Patents
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Description
112は図面表(右図)に連絡しており、酸化剤ガスは貫通孔112より流路110に導入される。この状況を拡大図(X図)の点線矢印にて示している。次いで、酸化剤ガスは流路110を蛇行して流れ、左上の折り返し部111まで到達する。この途中に膜−電極接合体より水素イオンを受け取り、水を生成する。ガス中に含まれる水蒸気量は、流路
110に沿って徐々に増加する。
114とした。この起点を点線で示した。
である。復路の酸化剤ガス中の水が往路の酸化剤ガスに移動することによって、水のリサイクルが実現される。その後、復路のガスは酸化剤ガスの出口マニホールド105に到達し、電池外部に排出される。
305と称する。)を設け、セパレータ間の接触面積を確保している。
30セル燃料電池を製作した。外部への電力出力端子として、集電板413,414を取り付け、電力ケーブル419はインバータ420に接続した。インバータ420は外部負荷421に電力を供給することができる。定格出力は1kWとした。本電池をE1とする。
107,203,307,507…燃料ガスの出口マニホールド、108,208,302,508…冷却水の出口マニホールド、109,207,303,509…冷却水の入口マニホールド、110…流路、111…折り返し部、112…貫通孔、113,305,513…リブ、114…起点、201…燃料ガス用セパレータ、204…燃料ガス流路、301,408…冷却水用セパレータ、304…冷却水の流路、401…単セル、402…電解質膜、403…触媒層、404…セパレータ、405…ガスケット、406…ガス拡散層、407…絶縁板、409…端板、410…燃料ガス配管用コネクター(入口)、411…冷却水配管用コネクター(入口)、412…酸化剤ガス配管用コネクター(入口)、413,414…集電板、416…ボルト、417…皿ばね、418…ナット、419…電力ケーブル、420…インバータ、421…負荷、422…燃料ガス配管用コネクター(出口)、423…冷却水配管用コネクター(出口)、424…酸化剤ガス配管用コネクター(出口)、505…酸化剤ガスの入口マニホールド(503と並列にガスを供給するもの)、510…従来方式による流路、512…反対面に酸化剤を導入するための小孔(104を反対面から見た小孔)。
Claims (4)
- 燃料ガスと酸化剤ガスを分離するセパレータと、固体高分子形電解質膜を有する燃料電池において、
前記セパレータは、前記酸化剤ガスを導入する入口マニホールドと、前記酸化剤ガスを排出する出口マニホールドと、前記入口マニホールドと前記出口マニホールドとを折り返し部を介して接続する複数の溝流路で構成される酸化剤ガス流路とを有し、
前記酸化剤ガス流路を構成する複数の溝流路は前記折り返し部を介してそれぞれの流路がつながっており、一組以上の隣接する溝流路を流れる酸化剤ガスが互いに逆の方向になるように溝流路が配置され、
前記入口マニホールド及び前記折り返し部と接続された上流部の溝流路の溝幅が、前記折り返し部及び前記出口マニホールドと接続された下流部の溝流路の溝幅よりも小さいことを特徴とする固体高分子形燃料電池。 - 燃料ガス流路の下流部流路が前記酸化剤ガス流路の上流部の溝流路と重なり合っていることを特徴とする請求項1に記載の固体高分子形燃料電池。
- 燃料ガスと酸化剤ガスを分離するセパレータであって、
前記セパレータは、前記酸化剤ガスを導入する入口マニホールドと、前記酸化剤ガスを排出する出口マニホールドと、前記入口マニホールドと前記出口マニホールドとを折り返し部を介して接続する複数の溝流路で構成される酸化剤ガス流路とを有し、
前記酸化剤ガス流路を構成する複数の溝流路は前記折り返し部を介してそれぞれの流路がつながっており、一組以上の隣接する溝流路を流れる酸化剤ガスが互いに逆の方向になるように溝流路が配置され、
前記入口マニホールド及び前記折り返し部と接続された上流部の溝流路の溝幅が、前記折り返し部及び前記出口マニホールドと接続された下流部の溝流路の溝幅よりも小さいことを特徴とするセパレータ。 - 請求項3に記載のセパレータと、前記セパレータの前記酸化剤ガス流路が形成される面に接触するガス拡散層と、前記ガス拡散層に接触するカソードを有する膜電極接合体とを有する固体高分子型燃料電池。
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