JP5564380B2 - モジュール化された燃料電池装置および流れ場プレートアッセンブリ - Google Patents
モジュール化された燃料電池装置および流れ場プレートアッセンブリ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5564380B2 JP5564380B2 JP2010215991A JP2010215991A JP5564380B2 JP 5564380 B2 JP5564380 B2 JP 5564380B2 JP 2010215991 A JP2010215991 A JP 2010215991A JP 2010215991 A JP2010215991 A JP 2010215991A JP 5564380 B2 JP5564380 B2 JP 5564380B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manifold
- fluid
- flow path
- fuel cell
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
この出願は、2009年12月7日に出願された米国仮出願第61/267,387号の優先権の利益を主張するものであり、この仮出願の全てが、ここに参照として全体として取り込まれる。また、この出願は、上記米国仮出願第61/267,387号の優先権を主張した3つの係属中の出願に関連する。すなわち、第1に、発明の名称を「流れ場プレートアッセンブリ」とする2010年8月9日に出願された米国出願第12/853,096号、第2に、発明の名称を「平行な複数の流路を有する流れ場プレートアッセンブリ」とする2010年8月20日に出願された米国出願第12/860,421号、第3に、発明の名称を「燃料電池装置」とする2010年8月20日に出願された米国出願第12/860,355号である。また、この出願は、2010年3月12日に出願された台湾特許出願第099107218号の優先権の利益を主張するものであり、この出願の全てが、ここに参照として全体として取り込まれる。
本出願は、燃料電池装置および流れ場プレートアッセンブリに関し、特に、モジュール化された平板型燃料電池装置および流れ場プレートアッセンブリに関する。
11 流体入口
12 流体出口
20 密封部材
201 開口
23 本体
30 コアユニット
301 膜電極接合体
302 ガス拡散層
303 電流コレクタ
C 流路
F 燃料電池モジュール
P 導電接点
R 部材
S1 第1サイド
S2 第2サイド
T フレキシブルチューブ
Claims (16)
- 燃料電池反応のための膜を少なくとも1つ有する膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の両側に、それぞれ結合された2つのガス拡散層と、
前記2つのガス拡散層に、それぞれ結合された2つの電流コレクタと、
前記2つの電流コレクタに、それぞれ結合された2つの密封部材と、
前記膜電極接合体の両側面のうち第1側面において、前記膜電極接合体に結合される流れ場プレートアッセンブリと、を有する燃料電池モジュールであって、
前記膜電極接合体は、前記流れ場プレートアッセンブリと前記膜電極接合体の前記第1側面との間に、前記2つのガス拡散層のうち対応する少なくとも1つ、前記2つの電流コレクタのうち対応する少なくとも1つ、および、前記2つの密封部材のうち対応する少なくとも1つを有し、
前記流れ場プレートアッセンブリは、流入流体を受け入れる流体入口を有する第1マニホールドと、前記流入流体のうち一部からなる排出流体を排出するための流体出口を有する第2マニホールドと、前記第1マニホールドおよび前記第2マニホールドとの間に結合された第1流路とを有し、
前記第1マニホールドは、第1方向に沿って伸びることにより、前記第1方向に沿って、流入流体を移送するための流路を提供し、かつ、前記第1マニホールドは、前記流入流体のうち少なくとも一部を、放出流体として放出するための分配出口を少なくとも1つ有し、
前記第2マニホールドは、第2方向に沿って伸びることにより、前記第2方向に沿って、排出流体を移送するための流路を提供し、かつ、前記第2マニホールドは、前記第2マニホールド上に形成された少なくとも1つの排出流体入口を通って、排出流体を受け入れるようになっており、
前記第1流路は、前記放出流体の少なくとも一部を分配するための少なくとも1つの分配出口と、少なくとも1つの排出流体入口とを結合しており、前記第1流路は、少なくとも2つの方向に、前記膜電極接合体に対して流体を分配する流体分配面に実質的に沿うように蛇行して延びた、互いに接続されて構成された複数の流路セクションを有しており、前記放出流体の少なくとも一部は、前記第1流路を通って、前記排出流体の少なくとも一部として、前記排出流体入口の少なくとも1つに流れるようになっており、かつ、前記第1流路は、前記膜のうち少なくとも1つの膜と結合する露出側面を有しており、
前記第1方向は、前記流体分配面と実質的に平行であり、かつ、前記第2方向は、前記流体分配面と実質的に平行であり、
前記第1流路の露出側面と向かい合う反対側の面には、
前記第1流路から隔離され、前記第1流路に対して平行な平行流路と、
膜を少なくとも1つ有する平行膜電極接合体と、
前記平行膜電極接合体と結合される平行ガス拡散層と、
前記平行ガス拡散層と結合される平行電極コレクタと、
前記平行電極コレクタに結合される密封部材と、をさらに備え、
前記平行流路は、前記第1マニホールドおよび前記第2マニホールドとの間に結合され、前記平行流路は、少なくとも2つの方向に、前記平行膜電極接合体に対して流体を分配する流体分配面に実質的に沿うように蛇行して延びた、互いに接続されて構成された複数の流路セクションを有しており、かつ、前記平行流路は、露出側面を有し、
前記平行膜電極接合体を構成する膜のうち、少なくとも1つの膜は、前記平行流路の露出側面に結合されており、
前記第1マニホールドおよび前記第2マニホールドのうち少なくとも1方は、2つのマニホールドセクションの間をつなぐためのチューブ状伸張部を備えていることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 前記複数の密封部材が、射出成形、ホットプレス、および接着のいずれか一つにより、前記電流コレクタにそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 前記複数のガス拡散層は、ホットプレスによって、前記膜電極接合体の2つの面にそれぞれ結合されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 前記複数の密封部材は、射出成形、ホットプレス、および接着のいずれか一つにより、前記流れ場プレートアッセンブリに結合されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 前記複数の密封部材は、対応する前記電流コレクタおよび前記第1流路との間に開口を備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 前記第1マニホールドは、その側壁部の一部に、分配出口を少なくとも1つ有することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 前記流れ場プレートアッセンブリは、複数の前記第1流路を有し、前記複数の前記第1流路は、それぞれ、前記第1マニホールドと前記第2マニホールドとの間に結合されており、前記複数の前記第1流路は、前記膜のうち少なくとも1つの膜と結合している露出側面を備えていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 前記第2マニホールドは、前記第2マニホールドの側壁領域の一部に形成された少なくとも1つの排出流体出口を通して、前記排出流体の少なくとも一部を受け入れることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 燃料電池反応のための膜を少なくとも1つ有する膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の両側に、それぞれ結合された2つのガス拡散層と、
前記2つのガス拡散層に、それぞれ結合された2つの電流コレクタと、
前記2つの電流コレクタに、それぞれ結合された2つの密封部材と、
前記膜電極接合体の両側面のうち第1側面において、前記膜電極接合体に、結合される流れ場プレートアッセンブリと、を有する燃料電池モジュールであって、
前記膜電極接合体は、前記流れ場プレートアッセンブリと前記膜電極接合体の前記第1側面との間に、前記2つのガス拡散層のうち対応する少なくとも1つ、前記2つの電流コレクタのうち少なくとも1つ、および、前記2つの密封部材のうち少なくとも1つを有し、
前記流れ場プレートアッセンブリは、流入流体を受け入れる流体入口を有する第1マニホールドと、前記流入流体のうち一部を含む排出流体を排出するための流体出口を有する第2マニホールドと、前記第1マニホールドおよび前記第2マニホールドとの間に結合された第1流路を有し、
前記第1マニホールドは、第1方向に沿って、流入流体を移送するための流路を有し、かつ、前記第1マニホールドは、前記流入流体のうち少なくとも一部を、放出流体として放出するための分配出口を少なくとも1つ有し、
前記第2マニホールドは、第2方向に沿って、排出流体を移送するための流路を有し、かつ、前記第2マニホールドは、前記第2マニホールド上に形成された少なくとも1つの排出流体入口を通って、排出流体を受け入れるようになっており、
前記第1流路は、前記放出流体の少なくとも一部を分配するための少なくとも1つの分配出口と、少なくとも1つの排出流体入り口とを結合しており、前記第1流路は、少なくとも2つの方向に蛇行して延びた、互いに接続されて構成された複数の流路セクションを有しており、前記放出流体の少なくとも一部は、前記第1流路を通って、前記排出流体の少なくとも一部として、前記排出流体入口の少なくとも1つに流れるようになっており、かつ、前記第1流路は、前記膜のうち少なくとも1つの膜と結合する露出側面を有しており、
前記第1流路の露出側面に対向する反対側の側面に、
前記第1流路から隔離され、前記第1流路に対して平行な平行流路と、
膜を少なくとも1つ有する平行膜電極接合体と、
前記平行膜電極接合体と結合される平行ガス拡散層と、
前記平行ガス拡散層と結合される平行電極コレクタと、
前記平行電極コレクタに結合される密封部材と、を備え、
前記平行流路は、前記第1マニホールドおよび前記第2マニホールドとの間に結合され、かつ、前記平行流路は、露出側面を有し、
前記平行膜電極接合体を構成する膜のうち、少なくとも1つの膜は、前記平行流路の露出側面に結合されており、
前記第1マニホールドおよび前記第2マニホールドのうち少なくとも1方は、2つのマニホールドセクションの間をつなぐためのチューブ状伸張部を備えていることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 前記複数の密封部材が、射出成形、ホットプレス、および接着のいずれか一つにより、前記電流コレクタにそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池モジュール。
- 前記複数のガス拡散層は、ホットプレスによって、前記膜電極接合体の2つの面にそれぞれ結合されていることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池モジュール。
- 前記複数の密封部材は、射出成形、ホットプレス、および接着のいずれか一つにより、前記流れ場プレートアッセンブリに結合されていることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池モジュール。
- 前記複数の密封部材は、対応する前記電流コレクタおよび前記第1流路との間に開口を備えることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池モジュール。
- 前記第1マニホールドは、その側壁部の一部に、分配出口を少なくとも1つ有することを特徴とする請求項9に記載の燃料電池モジュール。
- 前記流れ場プレートアッセンブリは、複数の前記第1流路を有し、前記複数の前記第1流路は、それぞれ、前記第1マニホールドと前記第2マニホールドとの間に結合されており、前記複数の前記第1流路は、前記膜のうち少なくとも1つの膜と結合している露出側面を備えていることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池モジュール。
- 前記第2マニホールドは、前記第2マニホールドの側壁領域の一部に形成された少なくとも1つの排出流体出口を通して、前記排出流体の少なくとも一部を受け入れることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池モジュール。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US26738709P | 2009-12-07 | 2009-12-07 | |
US61/267,387 | 2009-12-07 | ||
TW099107218 | 2010-03-12 | ||
TW99107218 | 2010-03-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011119229A JP2011119229A (ja) | 2011-06-16 |
JP5564380B2 true JP5564380B2 (ja) | 2014-07-30 |
Family
ID=44284300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010215991A Active JP5564380B2 (ja) | 2009-12-07 | 2010-09-27 | モジュール化された燃料電池装置および流れ場プレートアッセンブリ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5564380B2 (ja) |
TW (1) | TWI427855B (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2796859T3 (es) | 2013-02-01 | 2020-11-30 | Nuvera Fuel Cells Llc | Celda de combustible que tiene un área activa de base modular |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5514487A (en) * | 1994-12-27 | 1996-05-07 | Ballard Power Systems Inc. | Edge manifold assembly for an electrochemical fuel cell stack |
WO1997033331A1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-09-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennstoffzelle mit interner befeuchtung |
JP4042101B2 (ja) * | 2001-07-06 | 2008-02-06 | ソニー株式会社 | 燃料電池および燃料電池を用いた電力供給方法 |
JP2004119189A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Nitto Denko Corp | 燃料電池 |
JP2004119185A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Nitto Denko Corp | 燃料電池 |
JP2004273264A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
TWI241046B (en) * | 2003-12-12 | 2005-10-01 | Asia Pacific Fuel Cell Tech | Sealing structure of modulized proton-exchange-membrane fuel battery |
TWI227573B (en) * | 2004-01-16 | 2005-02-01 | Univ Nat Central | Polar plate for fuel cell and fuel cell |
JP4862256B2 (ja) * | 2004-10-05 | 2012-01-25 | 大日本印刷株式会社 | 平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータ |
US7763393B2 (en) * | 2005-05-13 | 2010-07-27 | Hitachi Cable, Ltd. | Fuel cell having electrode channel member with comb-teeth shape |
TWI259602B (en) * | 2005-08-08 | 2006-08-01 | Ind Tech Res Inst | Proton exchange membrane type fuel battery and its dual bipolar plate |
KR100649219B1 (ko) * | 2005-09-28 | 2006-11-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 직접 산화형 연료 전지 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 |
TW200723580A (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-16 | Antig Tech Co Ltd | Membrane electrode assembly structure of fuel cell and method of manufacturing the same |
JP2007273433A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-10-18 | Nitto Denko Corp | セルユニット、セル接続方法、及び、燃料電池 |
US20070292740A1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-20 | Hsi-Ming Shu | Fuel flow board for fuel cell |
KR100908973B1 (ko) * | 2007-09-13 | 2009-07-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지 시스템 |
-
2010
- 2010-09-27 JP JP2010215991A patent/JP5564380B2/ja active Active
- 2010-11-29 TW TW099141176A patent/TWI427855B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI427855B (zh) | 2014-02-21 |
JP2011119229A (ja) | 2011-06-16 |
TW201121136A (en) | 2011-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8105731B2 (en) | Fuel cell system | |
JP3530198B2 (ja) | 固体電解質燃料電池 | |
US7282292B2 (en) | Fuel cell stack assembly | |
CN102255088A (zh) | 燃料电池模块 | |
EP2337131B1 (en) | Two-sided fluid flow plate assembly having parallel flow channels | |
US8691473B2 (en) | Fuel cell module having non-planar component surface | |
US8828621B2 (en) | Modularized fuel cell devices and fluid flow plate assemblies | |
EP2860807B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP5564380B2 (ja) | モジュール化された燃料電池装置および流れ場プレートアッセンブリ | |
WO2006090464A1 (ja) | 固体高分子型燃料電池及び製造方法 | |
US8101314B2 (en) | Separator and fuel cell | |
US8815464B2 (en) | Fuel cell | |
JP7154915B2 (ja) | 燃料電池スタックのマニホールド構造 | |
JP2004119189A (ja) | 燃料電池 | |
JP5564381B2 (ja) | 燃料電池装置 | |
EP2337133B1 (en) | Fluid flow plate assemblies | |
JP5318058B2 (ja) | 平行な複数の流路を有する流れ場プレートアッセンブリ | |
JP7110920B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JP4737874B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池システム | |
JP4857750B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池 | |
EP4138163B1 (en) | Internal coolant degassing for fuel cell stack | |
JP2005322621A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121012 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121113 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20130212 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20130215 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130910 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20131206 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20131211 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140603 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140616 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5564380 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |