JPH02168563A - 燃料電池用セパレータ - Google Patents
燃料電池用セパレータInfo
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- JPH02168563A JPH02168563A JP63320429A JP32042988A JPH02168563A JP H02168563 A JPH02168563 A JP H02168563A JP 63320429 A JP63320429 A JP 63320429A JP 32042988 A JP32042988 A JP 32042988A JP H02168563 A JPH02168563 A JP H02168563A
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- 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
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は燃料の有する化学エネルキーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギー分野て用いる燃料電池にお
いて各セルを積層丈るときの仕切板として使用するセパ
レータに関づるものである。
ギーに変換させるエネルギー分野て用いる燃料電池にお
いて各セルを積層丈るときの仕切板として使用するセパ
レータに関づるものである。
［従来の技術］
燃キ５１電池のうら、溶融炭酸塩型燃料電池は、第６図
に一例を示す如く、電解質として溶融炭酸塩を多孔貿物
冒にしみ込ませてなるタイル（電解質板）１を、アノー
ド（燃料極）２とカソード（酸素極）３とて両面から挟
み、アノード２側に燃料カスを供給すると共にカソード
３側に酸化ガスを供給することによってアノード側とカ
ソード側とで行われる反応により発電が行われるように
したものを１セルＣとし、各セルＣをセパレータ４を介
して多層に積層してスタックとするようにしである。
に一例を示す如く、電解質として溶融炭酸塩を多孔貿物
冒にしみ込ませてなるタイル（電解質板）１を、アノー
ド（燃料極）２とカソード（酸素極）３とて両面から挟
み、アノード２側に燃料カスを供給すると共にカソード
３側に酸化ガスを供給することによってアノード側とカ
ソード側とで行われる反応により発電が行われるように
したものを１セルＣとし、各セルＣをセパレータ４を介
して多層に積層してスタックとするようにしである。
かかる溶融炭酸塩型燃料電池のうら、内部マニホールド
型のものでは、タイル１とセパレータ４の各周辺部に酸
化ガスＯＧの供給側及び排出側の流路孔５及び７と、燃
料ガス「Ｇの供給側及び排出側の流路孔６及び８をそれ
ぞれ設け、セパレータ４の中央部分の表裏両面に形成さ
れるガス通路を異なるガスが流れるようにしである。
型のものでは、タイル１とセパレータ４の各周辺部に酸
化ガスＯＧの供給側及び排出側の流路孔５及び７と、燃
料ガス「Ｇの供給側及び排出側の流路孔６及び８をそれ
ぞれ設け、セパレータ４の中央部分の表裏両面に形成さ
れるガス通路を異なるガスが流れるようにしである。
溶融炭酸塩型燃料電池に用いられるセパレータ４として
は、中央部分のガス通路形成用の凹凸をエツチング、機
械掘加工、プレス等により成形させる形式のものがある
が、プレスによりセパレータを成形する場合は、成形か
容易でコストダウンか図れると共に薄板で成形が容易に
できて軽量化が図れる、等の利点があるため、近年、プ
レスによるセパレータが考えられている。
は、中央部分のガス通路形成用の凹凸をエツチング、機
械掘加工、プレス等により成形させる形式のものがある
が、プレスによりセパレータを成形する場合は、成形か
容易でコストダウンか図れると共に薄板で成形が容易に
できて軽量化が図れる、等の利点があるため、近年、プ
レスによるセパレータが考えられている。
セパレータをプレスで成形する場合、これまでのセパレ
ータは、第７図、第８図に示す如く、中央部分を波板状
にし且つ周辺部をフラット状にしたプレスプレート４ａ
と、該プレスプレート４ａの周辺部の表裏両面に配置す
るアノード側とカソード側の２枚のマスクプレート４ｂ
とからなる３枚＃４造とし、プレスプレート４ａと２枚
のマスクプレート４ｂとの重合部を溶接等で接合して一
体化すると共にガスリークを防止するようにしである。
ータは、第７図、第８図に示す如く、中央部分を波板状
にし且つ周辺部をフラット状にしたプレスプレート４ａ
と、該プレスプレート４ａの周辺部の表裏両面に配置す
るアノード側とカソード側の２枚のマスクプレート４ｂ
とからなる３枚＃４造とし、プレスプレート４ａと２枚
のマスクプレート４ｂとの重合部を溶接等で接合して一
体化すると共にガスリークを防止するようにしである。
なお、９は内部マニホールド型において周辺のウェット
シール部に設けたガスの流路孔をカソード側、アノード
側に別々に連通させてセパレータを挟んで異なるガスが
流れるようにするために、マニホールドの周辺部のマス
クプレート４ｂに設けた切欠状の溝である。
シール部に設けたガスの流路孔をカソード側、アノード
側に別々に連通させてセパレータを挟んで異なるガスが
流れるようにするために、マニホールドの周辺部のマス
クプレート４ｂに設けた切欠状の溝である。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、上記現在までのプレスにより成形されたセパ
レータでは、プレスプレー１〜４ａのほかに２枚のマス
クプレー１・４ｂを用意して、プレスプレート４ａとア
ノード２、カソード３の各電極との段差が生じないよう
にし、且つプレスプレート４ａとマスクプレート４ｂと
を溶接等で接合させるようにしているため、溶接等を行
う工程が不可欠となって全体的に工程数か多くなり、又
、マスクプレート４ｂをカソード側とアノード側の周辺
部に用いることから、アノードヤカソードの電極面積を
大きくできない問題もある。
レータでは、プレスプレー１〜４ａのほかに２枚のマス
クプレー１・４ｂを用意して、プレスプレート４ａとア
ノード２、カソード３の各電極との段差が生じないよう
にし、且つプレスプレート４ａとマスクプレート４ｂと
を溶接等で接合させるようにしているため、溶接等を行
う工程が不可欠となって全体的に工程数か多くなり、又
、マスクプレート４ｂをカソード側とアノード側の周辺
部に用いることから、アノードヤカソードの電極面積を
大きくできない問題もある。
［課題を解決するための手段１
本発明は、上記課題を解決するために、タイルの両面を
アノードとカソードの両電極で挟むようにしであるセル
を積層するときに各セル間に用いるようにする燃料電池
用セパレータにおいて、１枚のプレスプレートの表裏両
面のアノード及びカソードの両電極か接する部分に、該
両電極との間にガスを流通させるためのカス通路を凹凸
により形成し、且つ上記セルを積層するときにカスシー
ルを必要とする少なくとも周辺部において上記プレスプ
レートの周辺が上記タイルの周辺に直接接方るように大
きな凹凸を周方向に連続して形成してなる構成とする。
アノードとカソードの両電極で挟むようにしであるセル
を積層するときに各セル間に用いるようにする燃料電池
用セパレータにおいて、１枚のプレスプレートの表裏両
面のアノード及びカソードの両電極か接する部分に、該
両電極との間にガスを流通させるためのカス通路を凹凸
により形成し、且つ上記セルを積層するときにカスシー
ルを必要とする少なくとも周辺部において上記プレスプ
レートの周辺が上記タイルの周辺に直接接方るように大
きな凹凸を周方向に連続して形成してなる構成とする。
叉、内部マニホールド型のマニホールド部でもプレスプ
レートを折曲加工して片面側をタイルに直接接触させる
ようにしてガスリークを防止させるようにする。
レートを折曲加工して片面側をタイルに直接接触させる
ようにしてガスリークを防止させるようにする。
［作 用］
１枚のプレスプレートの少なくとも周辺では、大きな凹
凸を形成して直接タイルと接触させられるようにしであ
るため、これまでのプレスによるセパレータの如きマス
クプレートは不要になり、１枚のプレスプレートだけで
かフリー９を防止できる。これによりマスクプレートを
溶接等で接合するという工程が省略できる。
凸を形成して直接タイルと接触させられるようにしであ
るため、これまでのプレスによるセパレータの如きマス
クプレートは不要になり、１枚のプレスプレートだけで
かフリー９を防止できる。これによりマスクプレートを
溶接等で接合するという工程が省略できる。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すもので、タ
イル１をアノード２とカソード３の両電極で両面から挟
んでなるセルＣを積層してスタックとするときに各セル
Ｃ間に介在させて仕切板として機能させるセパレータ■
とじて、１枚のプレスプレート１０のみを用いた構成と
する。すなわち、周辺部を除く中央部にプレス成形によ
り波形の凹凸を設けてガス通路１１を両面に形成すると
共に、内部マニホールド型で酸化カスと燃料ガスの各給
排用流路孔１２と１３が９２けられている周辺部では該
流路孔１２と１３以外のところに所要の間隔で両面に交
豆に凹凸１４が形成されるようエンボス加工を施こして
、該凹凸１４により両面に形成される隙間と上記ガス通
路１１とが連通するようにし、且つ上記ガス通路１１を
形成させる部分の両面に突出させられている凸部の高さ
と、周辺部の上記凹凸１４部の両面に突出させられてい
る凸部の高さを同一として、上記カス通路１１の部分の
みならず周辺部の凹凸１４の部分にまでパンチ板１５を
介して７ノード２とカソード３の両電極が置かれるよう
にする。又、上記プレスプレート１０の周辺には、上記
ガス通路１１形成部の凹凸や周辺部の凹凸１４よりも両
面に突出する凸部の高さが高くなるように深く屈折する
大きな凹凸１６をプレス成形により設けて、該凹凸１６
を全周にわたり連続させ、両面に突出する凸部１６ａが
積層されるセルのタイル１周辺に直接接するようにする
。更に、酸化ガスのマニホールＩ一部では、供給又は排
出用の流路孔１３とプレスプレート１０のカソード側と
が連通して該流路孔１３とプレスプレート１０のアノー
ド側とは遮断するように、第２図及び第４図の如く上記
プレスプレート１０の流路孔１３周辺をアノード側へ大
きく突出するように折曲加工して直接タイル１に接触さ
せるように凸部１３ａを設け、方、燃料カスのマニホー
ルド部では、供給又は排出用の流路孔１２とプレスプレ
ー１〜１０のアノード側とが連通して該流路孔１２とプ
レスプレート１０のカソード側とは遮断するように、第
２図に示す姐く、プレスプレート１０の流路孔１２周辺
をカソード側へ大きく突出するように折曲加工して直接
タイル１に接触させるように凸部１２ａを設け、セルの
積層時に、マニホールド部では、タイル１に直接接する
ように折り曲げて形成した凸部１２ａ、 １３ａかリン
グ状に片面側へ突出してタイル１に接するようにされ、
又、周辺では凹凸１６の凸部１６ａかタイル１の片面に
押し当てられてガスシールされるようにしである。１７
はプレスプレート１００周辺に形成した凹凸１６の補強
のために凹部に充填させたマスクである。
イル１をアノード２とカソード３の両電極で両面から挟
んでなるセルＣを積層してスタックとするときに各セル
Ｃ間に介在させて仕切板として機能させるセパレータ■
とじて、１枚のプレスプレート１０のみを用いた構成と
する。すなわち、周辺部を除く中央部にプレス成形によ
り波形の凹凸を設けてガス通路１１を両面に形成すると
共に、内部マニホールド型で酸化カスと燃料ガスの各給
排用流路孔１２と１３が９２けられている周辺部では該
流路孔１２と１３以外のところに所要の間隔で両面に交
豆に凹凸１４が形成されるようエンボス加工を施こして
、該凹凸１４により両面に形成される隙間と上記ガス通
路１１とが連通するようにし、且つ上記ガス通路１１を
形成させる部分の両面に突出させられている凸部の高さ
と、周辺部の上記凹凸１４部の両面に突出させられてい
る凸部の高さを同一として、上記カス通路１１の部分の
みならず周辺部の凹凸１４の部分にまでパンチ板１５を
介して７ノード２とカソード３の両電極が置かれるよう
にする。又、上記プレスプレート１０の周辺には、上記
ガス通路１１形成部の凹凸や周辺部の凹凸１４よりも両
面に突出する凸部の高さが高くなるように深く屈折する
大きな凹凸１６をプレス成形により設けて、該凹凸１６
を全周にわたり連続させ、両面に突出する凸部１６ａが
積層されるセルのタイル１周辺に直接接するようにする
。更に、酸化ガスのマニホールＩ一部では、供給又は排
出用の流路孔１３とプレスプレート１０のカソード側と
が連通して該流路孔１３とプレスプレート１０のアノー
ド側とは遮断するように、第２図及び第４図の如く上記
プレスプレート１０の流路孔１３周辺をアノード側へ大
きく突出するように折曲加工して直接タイル１に接触さ
せるように凸部１３ａを設け、方、燃料カスのマニホー
ルド部では、供給又は排出用の流路孔１２とプレスプレ
ー１〜１０のアノード側とが連通して該流路孔１２とプ
レスプレート１０のカソード側とは遮断するように、第
２図に示す姐く、プレスプレート１０の流路孔１２周辺
をカソード側へ大きく突出するように折曲加工して直接
タイル１に接触させるように凸部１２ａを設け、セルの
積層時に、マニホールド部では、タイル１に直接接する
ように折り曲げて形成した凸部１２ａ、 １３ａかリン
グ状に片面側へ突出してタイル１に接するようにされ、
又、周辺では凹凸１６の凸部１６ａかタイル１の片面に
押し当てられてガスシールされるようにしである。１７
はプレスプレート１００周辺に形成した凹凸１６の補強
のために凹部に充填させたマスクである。
タイル１の両側にアノード２とカソード３の両電極を配
してなる燃料電池のセルを積層させてスタックとすると
きは、上述した如き構成とした１枚のプレスプレート１
０のみからなる本発明のセパレータ■を介して積層させ
る。この際、周辺の凹凸１６の部分ヤマ二ホールド部の
凸部１２ａ １３ａの部分のところには、図示の如くパ
ンチ板１５を介してアノード２及びカソード３が位置さ
せられる。これによりアノード２及びカソード３の電極
の外形寸法を大きくすることができる。燃ネ１電池のセ
ルか順次セパレータ■を介して積層されて行くとき、プ
レスプレート１０の周辺の凹凸１６は、上下のセルにお
ける各タイル１に挾まれ且つ該タイル１に直接接してい
るため、該凹凸１６部はタイルを介して交互に干ねられ
て行くことになるので、第８図に承り如きマスクプレー
ト４ｂは不要になり、巨つプレスプレー１０の１枚のみ
でカスリークを防止できる構造とすることができる。こ
のとき、上記凹凸１６部の凹部内にはマスク１７がタイ
ルをサポートするので、積層したときの強度は十分てあ
り、変形してカスリークを生じさせるおそれはない。
してなる燃料電池のセルを積層させてスタックとすると
きは、上述した如き構成とした１枚のプレスプレート１
０のみからなる本発明のセパレータ■を介して積層させ
る。この際、周辺の凹凸１６の部分ヤマ二ホールド部の
凸部１２ａ １３ａの部分のところには、図示の如くパ
ンチ板１５を介してアノード２及びカソード３が位置さ
せられる。これによりアノード２及びカソード３の電極
の外形寸法を大きくすることができる。燃ネ１電池のセ
ルか順次セパレータ■を介して積層されて行くとき、プ
レスプレート１０の周辺の凹凸１６は、上下のセルにお
ける各タイル１に挾まれ且つ該タイル１に直接接してい
るため、該凹凸１６部はタイルを介して交互に干ねられ
て行くことになるので、第８図に承り如きマスクプレー
ト４ｂは不要になり、巨つプレスプレー１０の１枚のみ
でカスリークを防止できる構造とすることができる。こ
のとき、上記凹凸１６部の凹部内にはマスク１７がタイ
ルをサポートするので、積層したときの強度は十分てあ
り、変形してカスリークを生じさせるおそれはない。
又、マニホールド部でも、セルを積層して行くときに流
路孔１２及び１３の部分に片側にのみ形成した大きな凸
部１２ａ及び１３ａが各々タイル１の片面に接触させら
れた状態で積層させられるので、カスリークは防止され
る。
路孔１２及び１３の部分に片側にのみ形成した大きな凸
部１２ａ及び１３ａが各々タイル１の片面に接触させら
れた状態で積層させられるので、カスリークは防止され
る。
次に、第５図は本発明の伯の実施例を示すもので、プレ
スプレート１０の周辺の凹凸１６を逆に成形し、たもの
を交互に組み合わせて上下方向に積層したとき凸部同士
が各層のタイル１をそれぞれ挟んで支持される構ｊ貨と
したものである。
スプレート１０の周辺の凹凸１６を逆に成形し、たもの
を交互に組み合わせて上下方向に積層したとき凸部同士
が各層のタイル１をそれぞれ挟んで支持される構ｊ貨と
したものである。
この実施例によれば、積層したとぎタイルをサポートで
きるため、凹凸１６の凹部内にマスク１７を入れること
を省略できる利点かある。
きるため、凹凸１６の凹部内にマスク１７を入れること
を省略できる利点かある。
［発明の効果１
以上；ホｌ＼た如く本発明の燃料電池用セパレータによ
れば、１枚のプレスプレートの周辺やマニホールド部に
のみ大きな凹凸を形成し、該凹凸部の凸部が、積層され
るセルのタイルに直接接でるようにして、燃料電池スタ
ックとしたとぎに１枚のプレスプレートのみて゛カスリ
ークを防止できるようにしであるので、これまでの２枚
のマスクプレートと１枚のプレスプレートとを接合して
なるヒバレータに比較して、マスクプレートを溶接等で
接合する必要がなくて製作工程を少なくできると共にか
なりのコストダウンか図れ、且つ１枚のプレスプレート
のみからなることから軽量化も図れ、又、周辺やマニホ
ールド部を除き哀史両面に形成される凹凸の高さを同じ
にしてアノード及びカソードの両電極を本セパレータの
周辺にまで配置できるようにしであるので、同じセパレ
ータの外形寸法に対して電極面積を大きくづることがで
き、性能のアップを図ることができる、という優れた効
果を奏し得る。
れば、１枚のプレスプレートの周辺やマニホールド部に
のみ大きな凹凸を形成し、該凹凸部の凸部が、積層され
るセルのタイルに直接接でるようにして、燃料電池スタ
ックとしたとぎに１枚のプレスプレートのみて゛カスリ
ークを防止できるようにしであるので、これまでの２枚
のマスクプレートと１枚のプレスプレートとを接合して
なるヒバレータに比較して、マスクプレートを溶接等で
接合する必要がなくて製作工程を少なくできると共にか
なりのコストダウンか図れ、且つ１枚のプレスプレート
のみからなることから軽量化も図れ、又、周辺やマニホ
ールド部を除き哀史両面に形成される凹凸の高さを同じ
にしてアノード及びカソードの両電極を本セパレータの
周辺にまで配置できるようにしであるので、同じセパレ
ータの外形寸法に対して電極面積を大きくづることがで
き、性能のアップを図ることができる、という優れた効
果を奏し得る。
第１図は本発明の燃料電池用セパレータの一実施例を示
す一部の平面図、第２図は第１図の■−■線方向よりの
切断側面図、第３図は第１図のＩｌｌ ａ５Ａ方向より
のり断側面図、第４図は第１図のＩＶ線方向よりの切断
側面図、第５図は本発明の他の実施例を示す周辺部の切
断側面図、第６図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例
を示す切断面図、第７図は従来考えられているプレス形
のヒバレータの一部を示す平面図、第８図は第７図の■
線方向よりの切断側面図でおる。 １・・・タイル、２・・・アノード、３・・・カソード
、４・・・セパレータ、１０・・・プレスプレート、１
１・・・カス通洛、１２．１３・・・流路孔（マニホー
ルド）、１２ａ、１３ａ・・・凸部、１４・・・凹凸、
１５・・・パンチ板、１６・・・凹凸、１６ａ・・・凸
部、■・・・本発明セパレータ。
す一部の平面図、第２図は第１図の■−■線方向よりの
切断側面図、第３図は第１図のＩｌｌ ａ５Ａ方向より
のり断側面図、第４図は第１図のＩＶ線方向よりの切断
側面図、第５図は本発明の他の実施例を示す周辺部の切
断側面図、第６図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例
を示す切断面図、第７図は従来考えられているプレス形
のヒバレータの一部を示す平面図、第８図は第７図の■
線方向よりの切断側面図でおる。 １・・・タイル、２・・・アノード、３・・・カソード
、４・・・セパレータ、１０・・・プレスプレート、１
１・・・カス通洛、１２．１３・・・流路孔（マニホー
ルド）、１２ａ、１３ａ・・・凸部、１４・・・凹凸、
１５・・・パンチ板、１６・・・凹凸、１６ａ・・・凸
部、■・・・本発明セパレータ。
Claims (1)
- （１）タイルの両面をアノードとカソードの両電極で挟
むようにしてあるセルを積層するときに各セル間に用い
るようにする燃料電池用セパレータにおいて、１枚のプ
レスプレートの周辺、マニホールド部を除く表裏両面に
ガスが流通できる凹凸を形成すると共に、上記周辺では
凸部が直接タイルに接するような大きな凹凸を周方向に
連続して形成し、且つマニホールド部では、片面側に大
きく突出して直接タイルに接する大きさの凸部を折曲形
成してなることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320429A JPH02168563A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 燃料電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320429A JPH02168563A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 燃料電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168563A true JPH02168563A (ja) | 1990-06-28 |
Family
ID=18121351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63320429A Pending JPH02168563A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 燃料電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02168563A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378247A (en) * | 1990-07-24 | 1995-01-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Separators and method of manufacturing the same |
| JP2002013844A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Denso Corp | 温度式膨張弁 |
| EP1686641A1 (en) * | 2003-11-11 | 2006-08-02 | Nitta Corporation | Separator and production method for separator |
| US8252475B2 (en) | 2003-12-09 | 2012-08-28 | Nitta Corporation | Separator comprising a metal sheet and a resin |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP63320429A patent/JPH02168563A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378247A (en) * | 1990-07-24 | 1995-01-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Separators and method of manufacturing the same |
| JP2002013844A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Denso Corp | 温度式膨張弁 |
| EP1686641A1 (en) * | 2003-11-11 | 2006-08-02 | Nitta Corporation | Separator and production method for separator |
| KR100788270B1 (ko) * | 2003-11-11 | 2007-12-27 | 니타 가부시키가이샤 | 세퍼레이터 |
| EP1686641A4 (en) * | 2003-11-11 | 2008-08-20 | Nitta Corp | SEPARATOR AND METHOD OF PRODUCTION FOR SEPARATOR |
| US8034505B2 (en) | 2003-11-11 | 2011-10-11 | Nitta Corporation | Fuel cell separator that is excellent in workability and corrosion resistance |
| US8252475B2 (en) | 2003-12-09 | 2012-08-28 | Nitta Corporation | Separator comprising a metal sheet and a resin |
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