JPH0411984B2 - - Google Patents
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- JPH0411984B2 JPH0411984B2 JP58019441A JP1944183A JPH0411984B2 JP H0411984 B2 JPH0411984 B2 JP H0411984B2 JP 58019441 A JP58019441 A JP 58019441A JP 1944183 A JP1944183 A JP 1944183A JP H0411984 B2 JPH0411984 B2 JP H0411984B2
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- gas
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
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- H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
-
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- H01M8/0223—Composites
- H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Sustainable Development (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は積層形燃料電池の製造方法、特にガ
ス分離板の揆水性、耐食性の強化に関するもので
ある。
ス分離板の揆水性、耐食性の強化に関するもので
ある。
従来この種の燃料電池として第１図に示すもの
があつた。図において、１はガス分離板、２は燃
料電極、電解質マトリツクスおよび酸化剤電極よ
りなる単電池、３は電解質補給溝、４は電解質補
給孔、５はガス分離板１に設けられた反応ガス流
路の凹部、６は反応ガス流路の凸部であり、電解
質補給溝３と電解質補給孔４とで電解質補給機構
を形成している。
があつた。図において、１はガス分離板、２は燃
料電極、電解質マトリツクスおよび酸化剤電極よ
りなる単電池、３は電解質補給溝、４は電解質補
給孔、５はガス分離板１に設けられた反応ガス流
路の凹部、６は反応ガス流路の凸部であり、電解
質補給溝３と電解質補給孔４とで電解質補給機構
を形成している。
次にリン酸形燃料電池の場合を例にとつてガス
分離板１の作用について説明する。リン酸形燃料
電池においては、ガス分離板１にはカーボンを主
成分とする基材が用いられ、その両面に主に反応
ガス供給のための凹凸５，６が設けられている。
反応ガス流路の凹部５は反応ガスを単電池２に供
給する働きをするとともに単電池２で電池反応に
よつて生じた水蒸気を他部へ排出する役割をす
る。また反応ガス流路の凸部６は単電池２と接触
することにより集電を行なうとともに各単電池２
を直列接続してている。一方、ガス分離板１に設
けられた電解質補給機構３，４は電解質マトリツ
クスに含まれる電解質の量を調節するためのもの
で、電解質補給溝３には電解質が保持されてお
り、電解質補給孔４により電解質を外部から補給
または排出することができる。
分離板１の作用について説明する。リン酸形燃料
電池においては、ガス分離板１にはカーボンを主
成分とする基材が用いられ、その両面に主に反応
ガス供給のための凹凸５，６が設けられている。
反応ガス流路の凹部５は反応ガスを単電池２に供
給する働きをするとともに単電池２で電池反応に
よつて生じた水蒸気を他部へ排出する役割をす
る。また反応ガス流路の凸部６は単電池２と接触
することにより集電を行なうとともに各単電池２
を直列接続してている。一方、ガス分離板１に設
けられた電解質補給機構３，４は電解質マトリツ
クスに含まれる電解質の量を調節するためのもの
で、電解質補給溝３には電解質が保持されてお
り、電解質補給孔４により電解質を外部から補給
または排出することができる。
このようにガス分離板１は燃料電池の重要な構
成部材となつているが、その主成分であるカーボ
ンは親水性であり、ガス流路の凹部５に水蒸気が
結露しやすく、反応ガスの供給および排出に支障
をきたす恐れがあつた。
成部材となつているが、その主成分であるカーボ
ンは親水性であり、ガス流路の凹部５に水蒸気が
結露しやすく、反応ガスの供給および排出に支障
をきたす恐れがあつた。
なお、反応ガス流路を撥水性とするために例え
ば特開昭56−138876号公報に示されるように撥水
性塗膜を塗布する方法が試みられているが、撥水
性塗膜がはがれやすく、はがれた塗膜が反応ガス
流路の凹部５を閉塞するという問題点があつた。
さらに、反応ガス流路の凹部５内壁のみを選択的
に撥水処理することが難しく、電流の流路であ反
応ガス流路の凸部６にも撥水性塗膜が形成され、
したがつて電気抵抗が著しく高くなるという欠点
を有していた。
ば特開昭56−138876号公報に示されるように撥水
性塗膜を塗布する方法が試みられているが、撥水
性塗膜がはがれやすく、はがれた塗膜が反応ガス
流路の凹部５を閉塞するという問題点があつた。
さらに、反応ガス流路の凹部５内壁のみを選択的
に撥水処理することが難しく、電流の流路であ反
応ガス流路の凸部６にも撥水性塗膜が形成され、
したがつて電気抵抗が著しく高くなるという欠点
を有していた。
また、電解質補給機構３，４は常時高温のリン
酸に接しており、ガス分離板１の主成分であるカ
ーボンや結着剤がリン酸に侵され溶出することに
よりリン酸を汚染するなどの欠点があつた。この
ような欠点は電解液としてアルカリを使用するア
ルカリ形燃料電池などにも共通する。
酸に接しており、ガス分離板１の主成分であるカ
ーボンや結着剤がリン酸に侵され溶出することに
よりリン酸を汚染するなどの欠点があつた。この
ような欠点は電解液としてアルカリを使用するア
ルカリ形燃料電池などにも共通する。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、ガス分離板は、電
極と接する凸部がフツ素ガスに触れないように保
護した後に、フツ素ガスを凹部に導入し加熱して
凹部内壁のみを選択的にフツ素化し、上記凹部内
面にフツ化黒鉛の層を形成することにより、上記
凹部の揆水性と耐食性を強化し、より性能の優れ
たガス分離板の被膜方法を提供することを目的と
している。
去するためになされたもので、ガス分離板は、電
極と接する凸部がフツ素ガスに触れないように保
護した後に、フツ素ガスを凹部に導入し加熱して
凹部内壁のみを選択的にフツ素化し、上記凹部内
面にフツ化黒鉛の層を形成することにより、上記
凹部の揆水性と耐食性を強化し、より性能の優れ
たガス分離板の被膜方法を提供することを目的と
している。
以下、この発明の一実施例を図をもとに説明す
る。第２図はこの発明の一実施例にかかわるガス
分離板１のフツ素化に用いる装置の一部取り除い
て内部を側面図であり、図において、７はモネル
合金、ニツケル、アルミナなどよりなる板で、ガ
ス分離板１の反応ガス流路の凸部６をフツ素化か
ら保護するためのものである。８は押え板、９は
フツ素ガスをガス分離板１に供給するマニホール
ドであり、ニツケルで形成されている。１０は加
圧器である。ガス分離板１は第２図のようにモネ
ル合金、ニツケル、アルミナなどよりなる板７と
交互に積層し、ガス分離板１にフツ素ガスを供給
するためのマニホールド９を取り付ける。押え板
８および加圧器１０により５〜10Kg/cm2の面圧を
かけた後、加熱器（図示せず）に入れ200〜500℃
に加熱する。
る。第２図はこの発明の一実施例にかかわるガス
分離板１のフツ素化に用いる装置の一部取り除い
て内部を側面図であり、図において、７はモネル
合金、ニツケル、アルミナなどよりなる板で、ガ
ス分離板１の反応ガス流路の凸部６をフツ素化か
ら保護するためのものである。８は押え板、９は
フツ素ガスをガス分離板１に供給するマニホール
ドであり、ニツケルで形成されている。１０は加
圧器である。ガス分離板１は第２図のようにモネ
ル合金、ニツケル、アルミナなどよりなる板７と
交互に積層し、ガス分離板１にフツ素ガスを供給
するためのマニホールド９を取り付ける。押え板
８および加圧器１０により５〜10Kg/cm2の面圧を
かけた後、加熱器（図示せず）に入れ200〜500℃
に加熱する。
次に、マニホールド９を通じて例えばアルゴ
ン、ヘリウム、窒素などの不活性ガスを十分に流
した後、フツ素ガスまたはフツ素と上記不活性ガ
スの混合ガスを供給し、ガス分離板１の反応ガス
流路の凹部および電解質補給機構３，４の内面を
フツ素化して、フツ化黒鉛の層すなわち被膜を形
成する。なお、フツ化黒鉛はその化学式が（CF）
ｎまたは（C2F）ｎで表わされ、ポリテトラフル
オロエチレンよりも優れた揆水性と化学的安定性
を持つている。
ン、ヘリウム、窒素などの不活性ガスを十分に流
した後、フツ素ガスまたはフツ素と上記不活性ガ
スの混合ガスを供給し、ガス分離板１の反応ガス
流路の凹部および電解質補給機構３，４の内面を
フツ素化して、フツ化黒鉛の層すなわち被膜を形
成する。なお、フツ化黒鉛はその化学式が（CF）
ｎまたは（C2F）ｎで表わされ、ポリテトラフル
オロエチレンよりも優れた揆水性と化学的安定性
を持つている。
第３図はフツ素化したガス分離板１の一部を拡
大して示す断面図であり、図において、１１はフ
ツ化黒鉛の層すなわち被膜である。反応ガス流路
の凸部６は、モネル合金、ニツケル、アルミナな
どよりなる板７により保護されていたのでフツ化
黒鉛の被膜は形成されない。したがつて、ガス分
離板１と単電池２との電気的接触は保たれる。ま
た、フツ化黒鉛の被膜１１により反応ガス流路の
凹部５と電解質補給機構３，４の内面には十分な
揆水性と耐食性が与えられる。
大して示す断面図であり、図において、１１はフ
ツ化黒鉛の層すなわち被膜である。反応ガス流路
の凸部６は、モネル合金、ニツケル、アルミナな
どよりなる板７により保護されていたのでフツ化
黒鉛の被膜は形成されない。したがつて、ガス分
離板１と単電池２との電気的接触は保たれる。ま
た、フツ化黒鉛の被膜１１により反応ガス流路の
凹部５と電解質補給機構３，４の内面には十分な
揆水性と耐食性が与えられる。
さらに、フツ化黒鉛の被膜１１はカーボンを主
成分とする反応ガス流路の凹部５内壁を選択的に
フツ素化することによつて得られたものなので、
揆水性塗膜を塗布した場合のようにはががれる心
配もない。
成分とする反応ガス流路の凹部５内壁を選択的に
フツ素化することによつて得られたものなので、
揆水性塗膜を塗布した場合のようにはががれる心
配もない。
また、上記実施例では電解質補給機構３，４を
有するガス分離板１について示したが、これら
３，４はなくてもよい。
有するガス分離板１について示したが、これら
３，４はなくてもよい。
以上のように、この発明によればガス分離板
は、電極と接する凸部がフツ素ガスに触れないよ
うに保護した後に、フツ素ガスを凹部に導入し加
熱して凹部内壁のみを選択的にフツ素化し、上記
凹部内面にフツ化黒鉛の層を形成したので、上記
凹部の揆水性と耐食性が強化され、より性能の優
れたガス分離板が得られる効果がある。
は、電極と接する凸部がフツ素ガスに触れないよ
うに保護した後に、フツ素ガスを凹部に導入し加
熱して凹部内壁のみを選択的にフツ素化し、上記
凹部内面にフツ化黒鉛の層を形成したので、上記
凹部の揆水性と耐食性が強化され、より性能の優
れたガス分離板が得られる効果がある。
第１図は従来の積層形燃料電池を示す斜視図、
第２図はこの発明の一実施例にかかわるガス分離
板のフツ素化に用いる装置の一部取り除いて内部
を示す側面図、第３図はこの発明の一実施例にか
かわるガス分離板の一部を拡大して示す断面図で
ある。 図において、１はガス分離板、２は単電池、
３，４は電解質補給機構、５は反応ガス流路の凹
部、６は反応ガス流路の凸部、１１はフツ化黒鉛
の被膜である。なお、図中同一符号は同一または
相当部分を示すものとする。
第２図はこの発明の一実施例にかかわるガス分離
板のフツ素化に用いる装置の一部取り除いて内部
を示す側面図、第３図はこの発明の一実施例にか
かわるガス分離板の一部を拡大して示す断面図で
ある。 図において、１はガス分離板、２は単電池、
３，４は電解質補給機構、５は反応ガス流路の凹
部、６は反応ガス流路の凸部、１１はフツ化黒鉛
の被膜である。なお、図中同一符号は同一または
相当部分を示すものとする。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料電極、電解質マトリツクスおよび酸化剤
電極からなる単電池間に介在し、凹凸状の反応ガ
ス流路を有しカーボンを主成分とするガス分離板
の被膜方法において、上記電極と接する凸部がフ
ツ素ガスに触れないように保護した後に、フツ素
ガスを上記凹部に導入し加熱して、凹部内壁のみ
を選択的にフツ素化し、上記凹部内面にフツ化黒
鉛の層を形成することを特徴とするガス分離板の
被膜方法。 ２ ガス分離板は電解質補給機構を有し、この電
確質補給機構の内面を選択的にフツ素化してフツ
化黒鉛の層を形成する特許請求の範囲第１項記載
のガス分離板の被膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58019441A JPS59146168A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | ガス分離板の被膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58019441A JPS59146168A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | ガス分離板の被膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59146168A JPS59146168A (ja) | 1984-08-21 |
| JPH0411984B2 true JPH0411984B2 (ja) | 1992-03-03 |
Family
ID=11999384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58019441A Granted JPS59146168A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | ガス分離板の被膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59146168A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0756807B2 (ja) * | 1986-02-03 | 1995-06-14 | 株式会社東芝 | 燃料電池 |
| US4988583A (en) * | 1989-08-30 | 1991-01-29 | Her Majesty The Queen As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government | Novel fuel cell fluid flow field plate |
| JPH04144064A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| KR100545992B1 (ko) | 2004-03-10 | 2006-01-25 | (주)퓨얼셀 파워 | 연료전지용 분리판 및 제조방법, 그리고 이러한 분리판을포함하는 연료전지 스택 |
| WO2009113717A1 (ja) | 2008-03-14 | 2009-09-17 | 昭和電工株式会社 | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5216642A (en) * | 1975-07-29 | 1977-02-08 | Hitachi Ltd | Porous electrode for fuel cell |
| JPS5268935A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-08 | Hitachi Ltd | Gas electrode for battery |
| JPS53102278A (en) * | 1977-02-07 | 1978-09-06 | Oronzio De Nora Impianti | Bipolar insulating plate for electrochemical cell and manufacture thereof |
| JPS56138876A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Toshiba Corp | Fuel cell |
-
1983
- 1983-02-08 JP JP58019441A patent/JPS59146168A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5216642A (en) * | 1975-07-29 | 1977-02-08 | Hitachi Ltd | Porous electrode for fuel cell |
| JPS5268935A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-08 | Hitachi Ltd | Gas electrode for battery |
| JPS53102278A (en) * | 1977-02-07 | 1978-09-06 | Oronzio De Nora Impianti | Bipolar insulating plate for electrochemical cell and manufacture thereof |
| JPS56138876A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Toshiba Corp | Fuel cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59146168A (ja) | 1984-08-21 |
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