JP6739011B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1にかかる燃料電池の一例である燃料電池100の構造を、一部を分解して模式的に示す斜視図である。図1に示すように、燃料電池100は、単電池モジュール200(セル)を挟持する一対のセパレータ300Aと300Bを具備する。
単電池モジュール200は、燃料ガスと酸化剤ガスとが反応し、電気化学的に反応させ、電力と熱とを同時に発生させるものである。単電池モジュール200は、中央の配置されたCCM30と、CCM30の両側にそれぞれ燃料側触媒層32A(図では隠れている)と酸化剤側触媒層32Bを覆うように配置された燃料側ガス拡散層40Aおよび酸化剤側ガス拡散層40Bとを具備している。
2H++(1/2)O2→H2O・・・・(式2)
H2+(1/2)O2→H2O・・・・(式3)
図1の例では、一対のシール部材60A、60Bは、それぞれが2層のパーツで構成されている。すなわち、シール部材60A、60Bは、それぞれ、外側シール部材15A、外側シール部材15Bと、内側シール部材20A、内側シール部材20Bとを具備する。このように、シール部材60A,60Bを2層以上のパーツで構成する場合、全てのパーツを、繊維シートと、繊維シートに含浸された樹脂とを含む材料で形成する必要はない。
セパレータ300Aと300Bは、単電池モジュール200を機械的に挟み込んで固定する。さらに、セパレータ300Aと300Bは、隣接する単電池モジュール200を、お互いに電気的に直列に接続するためのものである。セパレータ300Aと300Bは、アノード70Aおよびカソード70Bにガスを供給し、生成する水と余剰ガスを運び去る経路としての役割も有する。
図6を用いて実施の形態2の燃料電池100aを説明する。図6は、燃料電池100aにおいて、図4と同じ位置の断面図であり、図4より広い範囲を示している。図6は、実施の形態2における燃料電池100aのセパレータ300Bが有する突起部201Bと、外側シール部材15Bの有する繊維束16Bとの配置を示す断面図である。記載しない事項は実施の形態1と同様である。図6において、図4と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図7と図8を用いて実施の形態3の燃料電池100cを説明する。図7は、実施の形態3における燃料電池側のセパレータ300Bから外側シール部材15Bをみた配置平面図を示している。
上記実施の形態は組み合わせることができる。
2 酸化剤側触媒層
3 燃料側触媒層
4 酸化剤側ガス拡散層
5 燃料側ガス拡散層
6 カソード
7 アノード
8 燃料側流路溝
9 酸化剤側流路溝
10 セパレータ
11 シール部材
14 ループ
15A 外側シール部材
15B 外側シール部材
16B,16C 繊維束
17B,17C 繊維束
18B 樹脂
20A 内側シール部材
20B 内側シール部材
30 CCM
31 電解質膜
31X 中央領域
31Y 周縁部
32A 燃料側触媒層
32B 酸化剤側触媒層
40A 燃料側ガス拡散層
40B 酸化剤側ガス拡散層
50A ブリッジプレート
50C ブリッジプレート
60A シール部材
60B シール部材
70A アノード
70B カソード
W1,W2 幅
WB1,WB2 ピッチ
100,100a,100b 燃料電池
200 単電池モジュール
201B 突起部
300A セパレータ
300B セパレータ
301A 突起部
301B 突起部
310A マニホールド
Claims (3)
- 電解質膜と、
前記電解質膜の一方面に位置するカソードと、
前記電解質膜の他面に位置するアノードと、
前記カソードの前記電解質膜と異なる面に位置するカソード側シール材と、
前記アノードの前記電解質膜と異なる面に位置するアノード側シール材と、
前記カソード側シール材の前記カソードと異なる面に位置するカソード側セパレータと、
前記アノード側シール材の前記アノードと異なる面に位置するアノード側セパレータと、
を含み、
前記アノード側セパレータは、前記アノード側シール材と積層される面に突起部を有する、または、前記カソード側セパレータは、前記カソード側シール材と積層される面に突起部を有し、
前記カソード側シール材または前記アノード側シール材は、繊維と樹脂を含み、
前記繊維は、複数の繊維が集まった第一繊維束と第二繊維束とを有し、
前記第一繊維束が配向する第一方向と前記第二繊維束が配向する第二方向とは異なり、
前記突起部、前記第一繊維束、前記第二繊維束は、それぞれ複数あり、
前記複数の突起部のピッチは、前記複数の第一繊維束、または、前記複数の前記第二繊維束のピッチと等しい燃料電池。 - 前記第一方向と前記第二方向とは、垂直である請求項1に記載の燃料電池。
- 電解質膜と、
前記電解質膜の一方面に位置するカソードと、
前記電解質膜の他面に位置するアノードと、
前記カソードの前記電解質膜と異なる面に位置するカソード側シール材と、
前記アノードの前記電解質膜と異なる面に位置するアノード側シール材と、
前記カソード側シール材の前記カソードと異なる面に位置するカソード側セパレータと、
前記アノード側シール材の前記アノードと異なる面に位置するアノード側セパレータと、
を含み、
前記アノード側セパレータは、前記アノード側シール材と積層される面に突起部を有する、または、前記カソード側セパレータは、前記カソード側シール材と積層される面に突起部を有し、
前記カソード側シール材または前記アノード側シール材は、繊維と樹脂を含み、
前記繊維は、複数の繊維が集まった第一繊維束と第二繊維束とを有し、
前記第一繊維束が配向する第一方向と前記第二繊維束が配向する第二方向とは異なり、
前記第一方向、または、前記第二方向は、燃料電池の外周の辺に対して、30度から60度の角度をなす燃料電池。
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