JPH01272054A - Integrated unit of fuel cell and its assembly - Google Patents

Integrated unit of fuel cell and its assembly

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JPH01272054A
JPH01272054A JP1067407A JP6740789A JPH01272054A JP H01272054 A JPH01272054 A JP H01272054A JP 1067407 A JP1067407 A JP 1067407A JP 6740789 A JP6740789 A JP 6740789A JP H01272054 A JPH01272054 A JP H01272054A
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fuel cell
electrolyte
base material
plate
assembly
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Maynard K Wright
メイナード・ケント・ライト
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Westinghouse Electric Corp
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Abstract

PURPOSE: To integrate fuel cells with each other in the dry condition by providing a pair of opposite electrodes and a base material means between a first and a second plates, and providing a base material means with a paper, which can assemble a fuel cell before adding electrolyte. CONSTITUTION: A fuel cell 10, which can be integrated with each other in the dry condition, has a first plate 12 and a second plate 14 opposite to each other. A pair of opposite electrodes 16 are positioned between the first and the second plate 12, 14, and the base material 18 is arranged between the pair of electrodes 16. The base material 18 is formed of a layer of silicon carbide and a layer of paper having a sufficient porosity, and the fuel cell 10 can be assembled before applying the electrolyte to the base material 18. Sufficient porosity is given to the base material 18 so that the electrolyte can be sufficiently moved in the dry base material 18 from an edge part thereof in the lateral direction.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、一般的には、燃料の潜在化学エネルギーを電
気に変えることができる燃料電池の集積体に関し、より
詳細には乾燥状態で、即ち電解質の充填前に、集積でき
る燃料電池に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates generally to a fuel cell assembly capable of converting the latent chemical energy of a fuel into electricity, and more particularly to a fuel cell assembly capable of converting the latent chemical energy of a fuel into electricity, and more particularly, in a dry state. That is, it relates to a fuel cell that can be integrated before being filled with electrolyte.

〈従来の技術〉 燃料の潜在化学エネルギーを直接電気に変換するために
使用する燃料電池が当該技術分野でよく知られている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Fuel cells, which are used to convert the latent chemical energy of fuel directly into electricity, are well known in the art.

たとえば、米国特許第4,483,088号の明細書に
記載されている。この種の燃料電池は、種々の電気化学
反応に基づいている0周知の反応の一つは、燃料として
水素を使用し、水素と酸素の反応により電気を発生する
For example, as described in US Pat. No. 4,483,088. This type of fuel cell is based on various electrochemical reactions. One of the well-known reactions uses hydrogen as a fuel and generates electricity by the reaction of hydrogen and oxygen.

水素−酸素電池を構成する一般的な構造の一つは積層構
造であり、アノードとカソード電極とが多孔質物質によ
って離間されており、多孔質物質が濃燐酸のような電解
質を保持している。水素がアノードの活性領域の背後の
通路を通って導かれ、酸素がカソードの活性領域の背後
の通路を通って導かれる。アノード及びカソードの表面
には白金のような触媒が付着している。
One common structure for hydrogen-oxygen batteries is a stacked structure, in which the anode and cathode electrodes are separated by a porous material that holds an electrolyte, such as concentrated phosphoric acid. . Hydrogen is conducted through a passage behind the active area of the anode and oxygen is conducted through a passage behind the active area of the cathode. A catalyst such as platinum is attached to the surfaces of the anode and cathode.

触媒の存在下において水素ガスは7ノードで解離して、
水素イオンと電子になる。水素イオンはイオン電流とし
て電解質を通ってカソードに移行し、電子は外部回路を
通ってカソードに達する。
In the presence of a catalyst, hydrogen gas dissociates at 7 nodes,
becomes hydrogen ions and electrons. Hydrogen ions migrate as an ionic current through the electrolyte to the cathode, and electrons travel through an external circuit to the cathode.

カソードにおいて、水素イオンと、電子と、酸素分子と
が結合して水を生成する。
At the cathode, hydrogen ions, electrons, and oxygen molecules combine to produce water.

作動条件の変化のために母材が含有している電解質は作
動中に膨張又は収縮することが知られている。又、時間
の経過に伴ない、幾分かの電解質が消耗されて母材中の
電解質の体積が減少することも予想される。電解質の体
積変化及び電解質の消耗に伴なう問題の解決が意図され
たこともあった。たとえば、−ヒ述の米国特許第4,4
83,088号では、電解質の分配供給システムが開示
されている、−組の電解質容器が夫々の燃料電池と結合
される。電解質は別個に貯蔵されて、集積された個々の
電池の電解質が電気的に絶縁されるようになっている0
個々の貯蔵区画は繊維状のウィックを収納した管によっ
て結合され、夫々の管の端部が電解質を各燃料電池に引
き込む手段で終端している、8管は熱収縮により内部の
l&雄と緊密に結合されている。このような構成により
、電解質を母材に供給してその収縮又は消耗を補償する
ことはできる。しかしながら、作動中の条件の変化によ
り酸の体積が膨張した場合に酸を受容することはできな
い。
It is known that the electrolyte contained in the matrix expands or contracts during operation due to changes in operating conditions. It is also expected that over time some of the electrolyte will be consumed and the volume of electrolyte in the matrix will decrease. It was also intended to solve problems associated with electrolyte volume changes and electrolyte depletion. For example, U.S. Pat.
No. 83,088, an electrolyte dispensing system is disclosed in which a set of electrolyte vessels are coupled to respective fuel cells. The electrolyte is stored separately to ensure that the electrolyte of each integrated cell is electrically isolated.
The individual storage compartments are joined by tubes containing fibrous wicks, each tube end terminating in a means for drawing electrolyte into each fuel cell, the 8 tubes being heat-shrinked tightly with the internal L&M. is combined with Such a configuration allows electrolyte to be supplied to the matrix to compensate for its shrinkage or consumption. However, it cannot accept acid if its volume expands due to changing conditions during operation.

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、燃料電池集積体を乾燥状態で集積でき
るようにすることである。燃料電池集積体を乾燥状態で
集積することにより、幾つかの利点が得られる。第一に
、酸電解質を用いた場合には、集積時の空気中湿度(水
分)により、酸の濃度及び体積が変化する。従って、湿
度を正確に制御した環境の下で燃料電池集積体を組み立
てる必要がある。このため組み立てが複雑になり燃料電
池集積体の価格が高くなる。更に、燃料電池集積体を乾
燥状態で組み立てることができれば、集積に要する時間
が減り、熟練度の低い作業員を組立作業に使うことが可
能になる。最後に、燃料電池集積体を乾燥状態゛で組み
立てることができるのであれば、組立て前、不定期間貯
蔵しても問題が起きることはない、現状では、燃料電池
集積体は湿潤状態で組み立てられており、ある期間燃料
電池集積体を貯蔵しなければならない場合には、酸の濃
度及び体積が大きく変化しないよう且つ炭素腐食が最小
になるよう環境を制御しなければならなかった。この種
の複雑な貯蔵上の問題により、燃料電池集積体の価格が
不必要に高くなり、燃料電池集積体の市場性を減殺する
ものであった。
<Problems to be Solved by the Invention> An object of the present invention is to enable fuel cell assemblies to be assembled in a dry state. Dry integration of fuel cell assemblies provides several advantages. First, when an acid electrolyte is used, the concentration and volume of the acid change depending on the humidity (moisture) in the air at the time of accumulation. Therefore, it is necessary to assemble the fuel cell assembly in an environment with precisely controlled humidity. This complicates assembly and increases the cost of the fuel cell assembly. Furthermore, if the fuel cell assembly can be assembled in a dry state, the time required for assembly will be reduced and less skilled workers can be used for assembly work. Finally, if a fuel cell assembly can be assembled in a dry state, there is no problem with storing it for an indefinite period of time before assembly.Currently, fuel cell assemblies are assembled in a wet state. Therefore, if the fuel cell assembly had to be stored for a period of time, the environment had to be controlled so that the acid concentration and volume did not change significantly and carbon corrosion was minimized. These types of complex storage problems have unnecessarily increased the price of fuel cell assemblies and diminished their marketability.

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、乾燥状態で集積できる燃料電池に関する。燃
料電池は向い合った第一プレート及び第二プレートを有
する。一対の向い合った電極が、第一プレートと第二プ
レートの間に位置している、電極対の間に母材が配置さ
れている。母材は炭化珪素の層と充分な気孔率を持つ紙
の層とから成り、母材に電解質を加える前に燃料電池を
組立てることができる構成になっている。燃料電池は、
更に、母材に電解質を供給する機構を有する。
Means for Solving Problems> The present invention relates to a fuel cell that can be integrated in a dry state. The fuel cell has opposed first and second plates. A pair of opposing electrodes are located between the first plate and the second plate, and a matrix is disposed between the pair of electrodes. The matrix consists of a layer of silicon carbide and a layer of paper with sufficient porosity, and is configured to allow the fuel cell to be assembled prior to adding electrolyte to the matrix. Fuel cells are
Furthermore, it has a mechanism for supplying electrolyte to the base material.

従来技術の燃料電池のほとんどは母材の気孔率が低いた
め、電解質の横方向の移動度が低いことがわかっている
。横方向の移動度が低いと、母材の縁部から電解質を乾
燥母材中に導入できない。
Most prior art fuel cells have been found to have low lateral electrolyte mobility due to low matrix porosity. If the lateral mobility is low, the electrolyte cannot be introduced into the dry matrix from the edges of the matrix.

本発明では、母材に充分な気孔率を与えて電解質が母材
縁部から乾燥した母材に横方向に充分に移動出来るよう
にして上記の問題を解決した。母材の他の諸特性、即ち
プロセス損失に伴なう圧力差への耐性、低い内°線抵抗
等の特性を許容限度内に保持しつつ、母材の気孔率を充
分な高さにした。
The present invention solves the above problem by providing the matrix with sufficient porosity to allow sufficient lateral movement of the electrolyte from the edges of the matrix into the dry matrix. The porosity of the base material is made sufficiently high while maintaining other properties of the base material, such as resistance to pressure differences associated with process losses and low internal wire resistance, within acceptable limits. .

本発明の燃料電池は、乾燥燃料電池集積体を組み立てる
有効な手段となる0本発明方法は、第一電極をプレート
の上部に位置させる工程を有する。気孔率の高い母材を
第一電極の上部に配置する、第二電極を母材の上部に位
置させ、プレートを第二電極の上部に位置させる。所望
数量の電池が集積されるまで、上記の工程を繰り返す。
The fuel cell of the present invention provides an effective means of assembling a dry fuel cell assembly.The method of the present invention includes the step of positioning the first electrode on top of the plate. A high porosity matrix is placed on top of the first electrode, a second electrode is placed on top of the matrix, and a plate is placed on top of the second electrode. Repeat the above steps until the desired number of batteries are accumulated.

本発明の装置及び方法は、従来法よりも格段に進んだも
のである。燃料電池集積体を乾燥状態で集積することが
できるから、環境を制御されたところで集積体を組み立
てる必要がなくなる。集積体を乾燥状態で組み立てるの
で、所要時間が短くなり、未熟練作業者を用いることが
できる。集積体を組み立てた後、集積体を通常の貯蔵条
件で保存することができる。このような利点により、燃
料電池集積体の価格を低下させ、燃料電池の市場性を一
段と向上させることができる。上述及その他の本発明の
利点は、以下の好ましい実施例の説明から明らかになろ
う。
The apparatus and method of the present invention is a significant advance over conventional methods. Since the fuel cell assembly can be assembled in a dry state, there is no need to assemble the assembly in a controlled environment. Since the stack is assembled in a dry state, the time required is short and unskilled workers can be used. After the assembly is assembled, the assembly can be stored under normal storage conditions. These advantages can reduce the price of the fuel cell assembly and further improve the marketability of the fuel cell. These and other advantages of the invention will become apparent from the following description of the preferred embodiment.

〈実施例〉 特許請求の範囲に記載した本発明を明確に理解し容易に
実施できるよう、添付の図面を参照しつつ、好ましい実
施例について説明する。以下の好ましい実施例は例示の
ために掲げるものであり。
<Embodiments> In order to clearly understand and easily carry out the invention as described in the claims, preferred embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. The following preferred embodiments are included for illustrative purposes only.

本発明を限定するものではない。This is not intended to limit the invention.

本発明の教示に従って構成した一つの燃料電池10を第
1図に示す、燃$−1電池10は、上部双極プレート1
2と、下部双極プレー)14とを有し、これらの双極プ
レートの間に、アノード電極16、母材18、及びカソ
ード電極20が挟持されている。プレー)12及び14
は、たとえば圧縮成形グラファイト−樹脂複合物のよう
な材料から成る。電極16及び20は、構造的一体性を
増加させるために多孔質繊維バッキング(図示せず)を
備えた多孔質グラファイト材料等から成る。母材18は
、気孔率の高い紙22の層を有している、紙の層22は
、燐酸等の電解質が一方の端部から完全乾燥状態のfす
材18内に横方向に移動することができるに充分な気孔
率を持つものでなければならない0層22として、TO
RAY TGP 30の商品名で市阪されている厚さ約
0.1鵬騰(4ミル)の紙を使用できることがわかった
。多孔質の紙の層22は、内部イオン抵抗による電池電
圧の損失を避けるために極めて薄くする必要がある。母
材18は、厚さ0.127mm  (5ミル)程度の炭
化珪素の多孔質層も有する。
One fuel cell 10 constructed in accordance with the teachings of the present invention is shown in FIG.
2 and a lower bipolar plate 14, and an anode electrode 16, a base material 18, and a cathode electrode 20 are sandwiched between these bipolar plates. Play) 12 and 14
is made of a material such as, for example, a compression molded graphite-resin composite. Electrodes 16 and 20 are comprised of porous graphite material or the like with a porous fiber backing (not shown) to increase structural integrity. The base material 18 has a layer of high porosity paper 22 which allows an electrolyte such as phosphoric acid to migrate laterally from one end into the bone dry material 18. The TO layer 22 must have sufficient porosity to allow
It was found that paper with a thickness of approximately 0.1 mil (4 mil), sold under the trade name RAY TGP 30, can be used. The porous paper layer 22 needs to be extremely thin to avoid loss of cell voltage due to internal ionic resistance. The matrix 18 also has a porous layer of silicon carbide on the order of 5 mils thick.

燃料電池10の内部の種々の通路を第2図に示す、空気
等の酸化剤又は他の酸素含有物質は、チャンネル26の
ような酢化剤通路を通って流れる、水素に富む燃料は燃
料チャンネル28を通って流れる。複数の燃料電池を積
み重ねると、電池の間に位置する双極プレート12は、
その−側面から一つの電池の酸化剤ガスを供給し、他方
の側面から隣接する電池へ燃料ガスを供給する。酸化剤
を酸化剤チャンネル26の酸化剤入口30に供給し酸化
剤を酸化剤チャンネル26の酸化剤出口34から受は取
るためには、通常はマニフォルド(図示せず)を用いる
。燃料チャンネル28の燃料入口38に燃料を供給し燃
料チャンネル28の燃料出口42から燃料を受は取るた
めにも同様のマニフォルド(図示せず)を使用する。
The various passageways within the fuel cell 10 are shown in FIG. 2; oxidizer or other oxygen-containing material such as air flows through the acetate passages, such as channel 26, and hydrogen-rich fuel flows through the fuel channels. 28. When multiple fuel cells are stacked, the bipolar plates 12 located between the cells are
The oxidant gas for one cell is supplied from one side, and the fuel gas is supplied from the other side to the adjacent cell. A manifold (not shown) is typically used to supply oxidant to oxidant inlet 30 of oxidant channel 26 and to receive oxidant from oxidant outlet 34 of oxidant channel 26 . A similar manifold (not shown) is used to supply fuel to the fuel inlet 38 of the fuel channel 28 and to receive fuel from the fuel outlet 42 of the fuel channel 28.

次に、第3図には1本発明の改良型の内部電解質供給シ
ステムを持つ燃料電池集積体58を示す、集積体58は
、多数の燃料電池を積み重ねたものである。燃料電池は
、上部双極プレート12及び下部双極プレート14を有
し、これらの双極プレートの間に、下部アノード電極1
6と、電解質含有多孔質母材及び電解質含有上部多孔質
母材(これらの両方の母材を第1図では母材18として
示しである)と、上部カソード電極20とが挟持されて
いる0通常は、各電極の周縁部を密封するためにガスケ
ットを用いる。
Turning now to FIG. 3, there is shown a fuel cell assembly 58 having the improved internal electrolyte supply system of the present invention. The assembly 58 is a stack of multiple fuel cells. The fuel cell has an upper bipolar plate 12 and a lower bipolar plate 14, between which a lower anode electrode 1 is arranged.
6, an electrolyte-containing porous base material, an electrolyte-containing upper porous base material (both base materials are shown as base material 18 in FIG. 1), and an upper cathode electrode 20 are sandwiched. Gaskets are typically used to seal the periphery of each electrode.

第3図に示す改良型内部電解質供給システムは、上部圧
縮プレート74の互いに反対の端部にある一対の充填孔
72と、集積体の下部圧縮プレート75の互いに反対の
端部にある一対の排出孔76とを接続している。供給シ
ステムは、各々が双極ブレー)12と14の間の一つの
燃料電池を水平方向に直接延びて電解質を母材18に与
える一連の第−水平流路並びに第一水平流路の互いに反
対の端部に隣接して集積体58を鉛直方向に延びる一連
の第二流路に沿って電解質を燃料電池集積体58に供給
する。第二流路は第一流路と流体連通しており、電解質
を夫々の第一流路に直接に供給するようになっている。
The improved internal electrolyte supply system illustrated in FIG. The hole 76 is connected to the hole 76. The supply system includes a series of first horizontal channels, each horizontally extending directly through one fuel cell between the bipolar brakes 12 and 14 to provide electrolyte to the matrix 18, as well as opposite opposite sides of the first horizontal channels. Electrolyte is supplied to the fuel cell assembly 58 along a series of second channels extending vertically through the assembly 58 adjacent the ends. The second channels are in fluid communication with the first channels and are adapted to supply electrolyte directly to the respective first channels.

より詳細には、第3図に示した集積体58の双極プレー
ト12及び14は、2対の電解質を流すための二重のみ
ぞ、即ち第4図に示すように主要みぞ78Aと補助みぞ
78Bとを有する。補助みぞ78Bは、主要みぞ78A
とほぼ平行に延び、中間壁部92によりプレート12及
び14の内部に離隔関係に画成された離間した一連の直
交流チャンネル82により主要みぞ78Aと接続されて
いて、これらのみぞの間で電解質が相互に連通ずる。主
要みぞ78Aもガスケットによって覆われている。更に
、各を池の補助みぞ78Bには電解質移送用のウィック
94が配設されていて(第4図にはその一つだけを図示
しである)、母材18と係合し母材18を支持して、n
2材18への電解質の移送を助ける。
More specifically, the bipolar plates 12 and 14 of the assembly 58 shown in FIG. 3 are provided with two pairs of double electrolyte flow grooves, a primary groove 78A and a secondary groove 78B as shown in FIG. and has. Auxiliary groove 78B is the main groove 78A
and connected to the main groove 78A by a series of spaced cross-flow channels 82 extending generally parallel to and defined in spaced relation within the plates 12 and 14 by an intermediate wall 92, between which the electrolyte flows. communicate with each other. The main groove 78A is also covered by a gasket. Furthermore, each auxiliary groove 78B is provided with an electrolyte transport wick 94 (only one of which is shown in FIG. 4), which engages the base material 18 and causes the base material 18 to In support of n
2 assists in the transfer of electrolyte to the material 18.

集結体58の双極プレート12.14の内部には、迂回
路により集結体を介して主要みぞ78Aに垂直方向で下
方に電解質を供給して電解質が次々に連続して供給され
るようにする手段が設けられている。この手段は、補助
みぞ78Bの互いに反対の端部に対して投手力向に整列
関係に且つ補助みぞから外側に離間し電池の双極プレー
ト12及び14を貫通して主要みぞ78Aの互いに反対
の端部と離間連通関係にある電解質流路80と、プレー
トの夫々の電解質流路80と主要みぞ78Aとの間に画
成されたダム又は段fi88とから成る0段部により、
流路80と主要みぞ78Bとの間に電解質のカスケード
状の流れが形成されて、連通流路が確保される。
Inside the bipolar plates 12.14 of the aggregate 58 there are means for supplying electrolyte vertically downwardly through the aggregate into the main groove 78A by means of a bypass so that the electrolyte is supplied in succession one after the other. is provided. This means extends through the bipolar plates 12 and 14 of the battery in aligned relation in the direction of pitching force with respect to the opposite ends of the auxiliary groove 78B and spaced outwardly from the auxiliary groove to the opposite ends of the main groove 78A. The zero step section comprises an electrolyte channel 80 in spaced communication with the section, and a dam or step fi 88 defined between each electrolyte channel 80 of the plate and the main groove 78A.
A cascading flow of electrolyte is formed between channel 80 and main groove 78B to ensure a communicating channel.

最後になったが、上部冷却プレート84は、左側端部に
通路80を持ち、右側端部にみぞ78Aと通路80と段
部88をと有するのに対し、下部冷却プレート85は左
右両端部に通路80を持つだけである。
Last but not least, the upper cooling plate 84 has a passage 80 at the left end, and the groove 78A, passage 80, and step 88 at the right end, whereas the lower cooling plate 85 has a passage 80 at the left and right ends. It only has a passage 80.

段部88により主要みぞ78Aと通路88の位置をずら
せであるので、迂回路型の配置となり、各双極プレート
12.14のみぞ78A及び78Bに小さな電解質プー
ルが形成され、プールされた電解質が次のプレートに溢
流する。このような構成であるから、電解質流にはヘッ
ド圧は存在しない。
Because the step 88 offsets the position of the main groove 78A and the passageway 88, a bypass-type arrangement is created in which a small electrolyte pool is formed in the grooves 78A and 78B of each bipolar plate 12.14, and the pooled electrolyte is transferred to the next overflow onto the plate. With this configuration, there is no head pressure in the electrolyte flow.

充分な量の電解質を母材18の縁部に容易に供給できる
ようにする機構が設けられている限り、電解質を母材1
8の縁部に供給する機構の細部は本発明の重要な特徴点
ではないと考えられる。
As long as a mechanism is provided to easily supply a sufficient amount of electrolyte to the edges of the base material 18,
The details of the mechanism for feeding the edges of the 8 are not considered to be critical features of the invention.

本発明は、充分な気孔率を持ち電解質を充填する前に燃
料電池集積体を組立てることができる母材を用いて従来
技術よりも顕著に優れた利点を提供するものである。乾
燥状態での組立ては、労力の節減につながる。更に、乾
燥状態での組立て又はこれに統〈酸の充填時に、酸濃度
の制御のために乾燥した室は必要とされない。
The present invention provides significant advantages over the prior art by using a matrix with sufficient porosity to permit assembly of a fuel cell assembly prior to filling with electrolyte. Dry assembly results in labor savings. Furthermore, no dry chamber is required for acid concentration control during dry assembly or during acid filling.

従来法においては、集積体の圧縮前にあまりに多くの酸
が必要であったり或いは酸の分布状態が悪い場合には・
横方向の移送が極めて悪く母材が過剰の酸を電池の縁部
から電解質みぞに容易に押出す能力を欠いているために
、集積体の圧縮によって生じる静圧が耐湿度(51mm
  Hgあるいはそれ以下)よりも大きくなってしまう
恐れがあった0本発明によれば、母材18が多孔質であ
るので、上部のような問題は回避される。
In conventional methods, if too much acid is required or the acid distribution is poor before compaction of the aggregate,
Because lateral transport is extremely poor and the matrix lacks the ability to easily push excess acid from the edges of the cell into the electrolyte channel, the static pressure created by compaction of the aggregate is
According to the present invention, since the base material 18 is porous, the above problem is avoided.

作動開始によって生じる酸の体積膨張によっても、同様
の問題が発生する0本発明の母材18は極めて多孔性で
あるから、酸は横方向に膨張して容易に電解質みぞに入
るため、電池の横方向の静圧の発生を回避することがで
きる。
A similar problem occurs due to the volumetric expansion of the acid caused by activation. Because the matrix 18 of the present invention is highly porous, the acid expands laterally and easily enters the electrolyte grooves, causing cell damage. The generation of lateral static pressure can be avoided.

最後に、乾燥電池の構成により、通常の貯蔵手法で、希
望する任意の期間集積体を貯蔵できる。
Finally, the dry battery configuration allows the assemblage to be stored for any desired period of time using conventional storage techniques.

従来技術の集積体のように、環境を厳密に制御する必要
はない、このような長所及び利点により、製造コスト及
び貯蔵コストが低下するとともに、燃料電池技術の市場
性が高まる。
These advantages and disadvantages, such as not having to tightly control the environment as in prior art assemblies, reduce manufacturing and storage costs and increase the marketability of fuel cell technology.

気孔率の高い母材の使用によって犠牲になる母118の
特性の一つは、高い圧力差(バブル圧力)ニ耐える母材
の能力である。システムの設計にもよるが、0.35k
g/cm″(5psi)の圧力差が必要である。しかし
ながら、酸を充填した場合、炭化珪素層24は、約0.
58kg/cゴ(8psi)の圧力差に酎える。従って
、母材18の他の望ましい特性を損なうことなく1本発
明の利点を発揮させることができる。
One property of the matrix 118 that is sacrificed by the use of a high porosity matrix is the matrix's ability to withstand high pressure differentials (bubble pressure). 0.35k depending on system design
A pressure difference of 5 psi is required. However, when filled with acid, the silicon carbide layer 24 has a pressure difference of about 0.
It can handle a pressure difference of 58 kg/c (8 psi). Therefore, one advantage of the present invention can be exhibited without detracting from other desirable properties of the base material 18.

以上の記載においては、例示目的の実施例について本発
明について説明したが、当業者には多くの修正例及び変
形例が明らかである0本明細書の開示及び特許請求の範
囲の記載は、これらの修正例及び変更例の全てを含むも
のである。
Although the invention has been described in terms of illustrative embodiments, many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. This includes all modifications and changes to the above.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、燃料電池の分解図である。 第2図は、第1図に示した燃料電池の内部の種々の通路
を示す図である。 第3図は、本発明の好ましい実施例である燃料電池集積
体を示す図である。 第4図は、第3図に示した集積体の双極プレートの一つ
のアノード側上面の平面図である。 10  燃料電池 12.14   双極プレート 16 7ノード電極 18   ff1材 20  カソード電極 22  紙の層 78A   主要みぞ 78B   補助みぞ 80.82   通路 出 願 人:ウェスチングハウス・エレクトリック・コ
ーポレーション
FIG. 1 is an exploded view of a fuel cell. FIG. 2 is a diagram showing various passages inside the fuel cell shown in FIG. 1. FIG. 3 is a diagram showing a fuel cell assembly that is a preferred embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view of the top surface of one of the bipolar plates of the assembly shown in FIG. 3 on the anode side. 10 Fuel cell 12.14 Bipolar plate 16 7 node electrode 18 FF1 material 20 Cathode electrode 22 Paper layer 78A Main groove 78B Auxiliary groove 80.82 Passage application Person: Westinghouse Electric Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)対向する第一プレート及び第二プレートと、前記
第一プレートと前記第二プレートとの間に位置する一対
の対向電極と、前記の一対の電極の間に位置する母材手
段とを有する燃料電池集積体であって、充分な気孔率を
持つため電解質を添加する前に燃料電池を組立てること
ができる紙が前記母材手段に配設されていることと、前
記母材に前記電解質を供給する通路が設けられているこ
ととを特徴とする燃料電池集積体。
(1) A first plate and a second plate facing each other, a pair of opposing electrodes located between the first plate and the second plate, and a base material means located between the pair of electrodes. a fuel cell assembly comprising: disposed in said base material means a paper having sufficient porosity to permit assembly of the fuel cell prior to addition of an electrolyte; 1. A fuel cell assembly comprising a passage for supplying.
(2)紙がTORAY TGP 30のシートを含むこ
とを特徴とする請求項第(1)項に記載の燃料電池集積
体。
(2) The fuel cell assembly according to claim 1, wherein the paper comprises a sheet of TORAY TGP 30.
(3)前記母材が炭化珪素の層から成ることを特徴とす
る請求項第(1)項に記載の燃料電池集積体。
(3) The fuel cell assembly according to claim (1), wherein the base material is made of a silicon carbide layer.
(4)前記通路が前記電解質を前記母材の縁部に供給す
ることを特徴とする請求項第(1)項に記載の燃料電池
集積体。
(4) The fuel cell assembly according to claim 1, wherein the passage supplies the electrolyte to an edge of the base material.
(5)a)第一電極をプレート上に位置させ、b)多孔
質の紙を有する気孔率の高い母材 を前記第一電極上に配設し、 c)第二電極を前記母材上に位置させ、 d)前記第二電極上にプレートを位置させ e)所望数の電池が集積されるまで前記の 工程a)乃至e)を繰り返す ことを特徴とする電池集積体の組立方法。
(5) a) positioning a first electrode on a plate; b) disposing a high-porosity matrix having porous paper on the first electrode; and c) disposing a second electrode on the matrix. d) positioning a plate on the second electrode; and e) repeating steps a) to e) until a desired number of batteries are integrated.
JP1067407A 1988-03-17 1989-03-17 Integrated unit of fuel cell and its assembly Pending JPH01272054A (en)

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US16964288A 1988-03-17 1988-03-17
US169,642 1988-03-17

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SE500853C2 (en) 1994-09-19
IT8919392A0 (en) 1989-02-10
SE8803991D0 (en) 1988-11-03
SE8803991L (en) 1989-09-18
CA1319171C (en) 1993-06-15
GB2215904A (en) 1989-09-27
GB8825878D0 (en) 1988-12-07
GB2215904B (en) 1991-03-27
IN171003B (en) 1992-06-27

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