JPH01183070A - 燃料電池用セパレータ - Google Patents

燃料電池用セパレータ

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JPH01183070A JP63000395A JP39588A JPH01183070A JP H01183070 A JPH01183070 A JP H01183070A JP 63000395 A JP63000395 A JP 63000395A JP 39588 A JP39588 A JP 39588A JP H01183070 A JPH01183070 A JP H01183070A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料電池のセパレータに係り、特に、内部マ
ニホールド、直向流のセパレータ構造に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
アノードガスとカソードガスが直向して流れる燃料電池
積層構造の基本的構造を第３図に示す。
この燃料電池は、単電池を積層したもので、この単電池
の構成・動作は、電解質板をアノードとカソードとによ
ってはさみ、アノード側には、Ｈ２ガスを主とした燃料
ガス、カソード側には、ＣＯ２ガスを含んだ空気の酸化
剤ガスを供給することで、アノード（ｉｌｌ　、Ｈｚ＋
ＣＯｓ”−−＋Ｈ２０＋ＣＯ２＋２．、ｅ−カソード側
　１／２０２＋ＣＯ２＋２ｅ−−＊ＣＯ５−２−が電気
化学反応を起こし、この時発生する電位により発電が行
なわれるもので、積層により高電圧化が可能となる。
ここで、直向流型セパレータは、アノードガスとカソー
ドガス用の流路がガス隔離板をはさんで、それぞれ、流
路入口端部から流路入口端部迄で１枚の波板により形成
されている。しかし、この構造は外部マニホールド型の
燃料電池に適用するもので、内部マニホールド型に直接
適用することは困難であった。
なお、この構造として関連するものは特開昭５９上記従
来技術では、例えば特開昭５９−２０１３７１号のよう
な、直自流型で外部マニホールドを適用するセパレータ
の場合、積層電池において、セパレータを積層した際に
積層ずれ等があると、セパレ−タの４つの端面とガスマ
ニホールドフランジのシール性が非常に悪いという問題
があり、ガスシール性を向上させる意味からセパレータ
の積層面でシールすることが望ましい。しかしながら積
層面でシールするには、ウェットシール面にマニホール
ドを設ける内部マニホールド構造にしなければならない
が、上記セパレータ構造と内部マニホールド構造に適用
できないという問題があった。
又、流路入口部で外的要因による流路閉塞が起こった場
合、入口から出口迄１毎の波板で流路が構成されている
為、ガス非接触部領域が電極に発生し、性能低下を起こ
す可能性があった。
本発明の目的は、直向流型で、内部マニホールド型の燃
料電池用セパレータ構造を提供すること上記目的は、燃
料電池用セパレータにおいて、アノードガスとカソード
ガスを隔離する仕切板の上及び下にガス流路を形成する
波板を配置し、周囲に内部マニホールドを有するフレー
ムを上・下から組合せ、さらにマニホールドと隣接する
流路と電極反応部の流路とを分割し、それらの間にガス
拡散溝を設けることにより達成される。
〔作用〕
各反応ガスの流れは、フレーム周囲に設けられたマニホ
ールドを通り、各セパレータへ供給されており、マニホ
ールドは、それぞれ周囲をウェットシールできるので、
外部へのガスリークが発生することがない。又、マニホ
ールドに隣接している流路を通過したガスは、ガス拡散
溝に導入され、そこで十分に拡散が行なわれ、偏流等の
発生が起こらない。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
本発明の基本構成は、アノードガスとカソードガスを隔
離する仕切板１の上・下にガス流れが直向となる位置に
波板３を配置し、その波板の外形寸法に合せた寸法でく
り抜かれ、かつ波板部を流れるガスが外部に漏洩するの
を防止できる巾のウェットシールを全周に有し、さらに
、そのウェットシール面の全周にガス通路となるマニホ
ールド３ａを設けたフレーム２が配置しである。前記し
たマニホールド３ａは仕切板１にも形成されており、そ
の位置はフレーム２のそれに対応している。
又、仕切板１上のフレーム２全高と仕切板１上の波板３
全高との寸法差は約０．７〜０．８ｎ＋ｍフレーム２側
が高くなるように管理されている。これにより電極の接
地位置が決められズレることかない。
さらに、ガス流れの面側の供給ガス・排気ガスマニホー
ルド３ａと、それらのマニホールド３ａに隣接する位置
に、流路距離の短い波板４を配置してあり、それらの波
板４と前記波板３との間にそれぞれ、ガス拡散溝５ａを
有している。供給ガス・排気マニホールド３ａに隣接し
た波板４の上に、フレーム２と波板４の全高ギャップ寸
法の厚みを有する薄板５を配置してあり、この薄板５上
面は、フレーム２のウェットシール面高さと同一面とな
るように組立てられる。又、この薄板５の巾は前記波板
４の中以下となるように決定されるが、薄板５上面をウ
ェットシールとして使用する為、最低でもガスシール可
能な寸法となっている。
以」二の各構成部材を真空ロー材等により、接合し組立
てる。ロー材は、Ｎｉ系、Ｃｏ系のロー材を使用するこ
とで高温使用に耐える接合が得られる。
第２図に本発明のセパレータを積層電池に組み込んだ時
の断面図を示す。電解質板７をアノード８、カソード９
ではさみ、さらに本発明のセパレータ６により上・下よ
りはさみ込んで単電池１２を構成しである。この単電池
１２を積層し、高電圧の燃料電池が得られる。ガス流れ
は、例えばアノ−１〜ガス１０は、セパレータ６の外周
部に設けられたマニホールド３ａよりセパレータ６内部
流路に導入されマニホールド隣接の波板４内流路を通り
、ガス拡散溝５ａに流れ込む、ここでガス分散が行なわ
れ、アノード８と接触する波板３内流路に均一に流れ込
む構造となっている。
尚、本実施例によれば、フレーム２上に設けたガスマニ
ホールド３ａは全てウェッ１−シール面により個々にシ
ールされており、ガスシール性が非常に良好であり、安
定したガス供給・排気が行なねれる効果があり、さらに
、マニホールド３ａのと各セルの入口部で若干閉塞があ
っても、反応部流路へのガス拡散が行なわれ、電池性能
を低下させることがないという効果がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、各部材構造が簡単で、かつ均一ガス流
れを実現する内部マニホールド型のセパレータをつくる
ことができるので、安価で電池性能の安定化を図る燃料
電池用セパレータ構造を提供する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例のセパレータ組立構造の鳥
敞図牽示す。 第２図は、本発明のセパレータを積層した場合の断面図
を示す。 第３図は、従来のセパレータ構造の鳥轍図を示す。 １・・・仕切板、２・・・フレーム、３・・波板、３ａ
・・・マニホールド、４・・マニホールド隣接波板、５
　薄板、５ａ・・・ガス拡散溝、６・・セパレータ、７
・・・電解質板、８　アノード、９・・カソード、１０
・・アノードガス、１１・・カソードガス、１２・・単
電池、１３・仕切板、１４・・・フレーム、１５・・波
板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、電解質板の両面にアノード、カソードをそれぞれ配
    してなる単電池を両面からはさむための、アノードガス
    とカソードガスの流路をそれぞれ有した燃料電池用セパ
    レータにおいて、アノードガスとカソードガスを隔離す
    る仕切板の上及び下にガス流れが直向するようにガス流
    路を形成する波板を配し、さらに前記ガス流路に対応し
    たがズ供給、排気マニホールドを有したフレームを前記
    波板の周囲に配置して各部材を接合してなり、ガス供給
    ・排気マニホールドと隣接する波板と、電極と接触する
    波板とが分離され、その両者間にガス拡散溝が設けられ
    たことを特徴とする燃料電池用セパレータ。 ２、接合をＮｉ又はＣｏロー材により行うことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の燃料電池用セパレータ
    。 ３、フレーム高さと波板高さとの寸法差が、０．７〜０
    ．８ｍｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の燃料電池用セパレータ。 ４、ガスマニホールドと隣接する波板において、その波
    板上に、フレーム面と同一高さになる厚さの薄板を配置
    し、Ｎｉロー材により接合することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の燃料電池用セパレータ。
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