JP5293407B2 - Fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell.
燃料電池は、多数の単セルが積層することにより構成されている。燃料電池を長期間にわたり使用すると、単セルが経年劣化する場合がある。かかる場合に単セルの交換を容易にするために、単セル間の接着力に強弱を設け、単セルの脱着を容易にする技術が知られている(例えば特許文献1)。 A fuel cell is configured by stacking a large number of single cells. When a fuel cell is used for a long period of time, a single cell may deteriorate over time. In such a case, in order to facilitate replacement of the single cells, a technique is known in which the strength between the single cells is increased and decreased to facilitate the detachment of the single cells (for example, Patent Document 1).
しかし、燃料電池を長時間使用すると、接着剤が固着し、単セルの分離が困難になる。かかる場合に接着剤を無理に剥がそうとすると、正常な単セルも変形する恐れがあった。 However, when the fuel cell is used for a long time, the adhesive is fixed and it becomes difficult to separate the single cells. In such a case, if the adhesive is forcibly removed, a normal single cell may be deformed.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決し、モジュールの交換を容易に行うことが可能な燃料電池を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve at least a part of the above-described problems and to provide a fuel cell capable of easily replacing a module.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]
燃料電池であって、複数の発電モジュールと、前記複数のモジュールを個々の発電モジュールに分解するための分解手段と、を備え、前記各発電モジュールは、前記発電モジュールの積層方向と垂直な方向の外縁部において、積層方向の前記発電モジュールの厚さがモジュール端部に向かって漸減する漸減形状を有し、前記分解手段は、隣接する2つの前記発電モジュールの前記漸減形状により形成される凹形状に進入する楔形状を有する凸部と、前記凸部を前記前記モジュールに向かう方向に移動させる第1の移動手段と、前記凸部を前記発電モジュールの積層方向に移動させる第2の移動手段と、を有する、燃料電池。
この適用例によれば、モジュールの交換を容易に行うことが可能となる。
[Application Example 1]
A fuel cell, comprising: a plurality of power generation modules; and a disassembling means for disassembling the plurality of modules into individual power generation modules, wherein each power generation module has a direction perpendicular to the stacking direction of the power generation modules. The outer edge has a gradually decreasing shape in which the thickness of the power generation module in the stacking direction gradually decreases toward the module end, and the disassembling means is a concave shape formed by the gradually decreasing shape of the two adjacent power generation modules. A convex portion having a wedge shape that enters into the module, a first moving means for moving the convex portion in a direction toward the module, and a second moving means for moving the convex portion in the stacking direction of the power generation modules; A fuel cell.
According to this application example, it is possible to easily exchange modules.
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池の他、燃料電池の分解装置、燃料電池の分解方法等、様々な形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms. For example, in addition to a fuel cell, the present invention can be realized in various forms such as a fuel cell decomposition apparatus and a fuel cell decomposition method.
図1は、本発明の第1の実施例を模式的に示す説明図である。燃料電池10は、複数のモジュール100と、エンドプレート200と、燃料電池分解装置300と、を備える。本実施例では、モジュール100は、X方向に積層されている。エンドプレート200は、複数のモジュール100のX方向両端に配置されている。なお、燃料電池10は、モジュール100、200を締結するための締結手段を備えているが、本実施例では図示を省略している。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a first embodiment of the present invention. The fuel cell 10 includes a plurality of
モジュール100は、Y方向(積層方向(X方向)と垂直な方向)の外縁部において、X方向の厚さがモジュール100端部に向かって漸減する漸減形状102を有している。隣接する2つのモジュールの漸減形状102により、凹部105が形成される。
The
図1(B)は、2つのモジュール100の境界部を拡大して示す説明図である。なお、図1(B)においては、漸減形状102は省略されている。モジュール100は、膜電極接合体110と、ガス拡散層120、125と、セパレータプレート130、135を備える。膜電極接合体110は、電解質膜111と、触媒層112、113と、を備える。電解質膜111として、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマなどのフッ素系樹脂からなるプロトン伝導性のイオン交換膜を用いることが可能である。触媒層112、113は、電解質膜111の両面に形成されている。触媒層112、113に用いる触媒としては、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金触媒、あるいは白金と他の金属とからなる白金合金触媒をカーボンに担持した触媒を用いることが可能である。
FIG. 1B is an explanatory diagram showing an enlarged boundary portion between two
ガス拡散層120、125は、膜電極接合体110の両面に配置されている。ガス拡散層120、125としては、例えば、不織布により形成されたカーボンクロスやカーボンペーパーを用いることが可能である。また、ガス拡散層120、125として、金属製や樹脂製の多孔体を用いることも可能である。なお、ガス拡散層120、125は、導電性を備えていることが好ましい。セパレータプレート130、140は、ガス拡散層120、125の外側に配置されている。セパレータプレート130、140は、燃料ガスと酸化ガスとを分離するために用いられている。なお、本実施例では、燃料ガスとして水素を用い、酸化ガスとして空気を用いている。
The
燃料電池分解装置300は、楔形状を有する凸部310と、凸部310を燃料電池分解装置300ごとモジュール100方向(Y方向)に移動させる第1の移動装置320と、を備える。第1の移動装置320は、例えば、ネジ締め構造により構成されている。第1の移動装置320を回転させることにより、燃料電池分解装置300は、モジュール100方向(Y方向)に移動する。そして、凸部310が、凹部105に進入する。ここで、凸部310は、2つのモジュール100間の凹部105の大きさよりも少し大きく形成されている。そのため、凸部310が凹部105に進入すると、隣接するモジュール100の間隔を広げるように力が加わる。図1(C)は、凸部310は凹部105に進入して隣接するモジュール100の間隔が広まった状態を示す説明図である。
The fuel
以上、本実施例によれば、燃料電池10を各モジュール100に、容易に分解することが可能となる。また、全てのモジュール100を一気にバラバラにすることが可能となる。
As described above, according to this embodiment, the fuel cell 10 can be easily disassembled into the
本実施例では、第1の移動装置320は、ネジ締め機構により構成されているが、燃料電池分解装置300をモジュール100方向(Y方向)に移動させることが可能であればよく、例えば、サーボモーターを用いて構成してもよい。
In the present embodiment, the first moving
図2は、本発明の第2の実施例を模式的に示す説明図である。第2の実施例は、凸部310がX方向に移動可能に構成されている点が異なる。図2(A)は、凸部310と凹部105のX方向に位置がずれている状態、図2(B)は、凸部310と凹部105のX方向に位置が一致している状態を示している。
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different in that the
図2(C)は、第2の移動装置の構成を示す説明図である。燃料電池分解装置300は、第2の移動装置を備える。第2の移動装置は、燃料電池分解装置300に形成されたレール溝305と、凸部310の根元に設けられたランナー315を備える。レール溝305に沿ってランナー315を移動させることにより、凸部310を任意の場所に移動させることが可能である。
FIG. 2C is an explanatory diagram illustrating a configuration of the second moving device. The fuel
この実施例によれば、モジュール100がクリープ等により変形したり、凸部310と凹部105の位置がずれた場合でも対応することが可能となる。
According to this embodiment, it is possible to cope with the case where the
なお、凸部310は、燃料電池分解装置300から取り外し可能に構成され、任意の位置のセットすることが可能なように構成されていてもよい。これにより、任意のモジュールのみを分解することが可能となる。なお、任意のモジュールは、1個だけでなく複数であってもよい。
In addition, the
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。 The embodiments of the present invention have been described above based on some examples. However, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and limit the present invention. It is not a thing. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof.
10…燃料電池
100…モジュール
102…漸減形状
105…凹部
110…膜電極接合体
111…電解質膜
112…触媒層
120…ガス拡散層
130…セパレータプレート
200…エンドプレート
300…燃料電池分解装置
305…レール溝
310…凸部
315…ランナー
320…第1の移動装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ...
Claims (1)
複数の発電モジュールと、
前記複数のモジュールを個々の発電モジュールに分解するための分解手段と、
を備え、
前記各発電モジュールは、前記発電モジュールの積層方向と垂直な方向の外縁部において、積層方向の前記発電モジュールの厚さがモジュール端部に向かって漸減する漸減形状を有し、
前記分解手段は、
隣接する2つの前記発電モジュールの前記漸減形状により形成される凹形状に進入する楔形状を有する凸部と、
前記凸部を前記前記モジュールに向かう方向に移動させる第1の移動手段と、
前記凸部を前記発電モジュールの積層方向に移動させる第2の移動手段と、を有する、
燃料電池。 A fuel cell,
A plurality of power generation modules;
Disassembling means for disassembling the plurality of modules into individual power generation modules;
With
Each of the power generation modules has a gradually decreasing shape in which the thickness of the power generation module in the stacking direction gradually decreases toward the module end at the outer edge in a direction perpendicular to the stacking direction of the power generation modules.
The disassembling means includes
A convex portion having a wedge shape that enters a concave shape formed by the gradually decreasing shape of two adjacent power generation modules;
First moving means for moving the convex portion in a direction toward the module;
A second moving means for moving the convex portion in the stacking direction of the power generation module,
Fuel cell.
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