JPH04206361A - Fuel cell - Google Patents
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- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は燃料電池に係り、特に燃料ガス供給マニホール
ド内の積層方向圧力分布を補正し燃料ガスが各セルに一
様に分流するようにした燃料電池に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a fuel cell, and in particular, to correcting the pressure distribution in the stacking direction in the fuel gas supply manifold so that the fuel gas is distributed uniformly to each cell. This invention relates to a fuel cell with shunt flow.
（従来の技術）
燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネルギーに
変換する装置として燃料電池か知られている。この燃料
電池は通常、電解質層を挟んで一対の多孔質電極を配置
すると共に、一方の電極の背面に水素等の燃料ガスを接
触させ、また他方の電極の背面に酸素等の酸化剤ガスを
接触させ、このときに起こる電気化学的反応を利用して
、上記電極板間から電気エネルギーを取出すようにした
ものである。このように構成された燃料電池においては
、前記燃料ガスと酸化剤ガスが供給されている限り高い
変換効率で電気エネルギーを取り出すことができる。(Prior Art) A fuel cell is known as a device that directly converts energy contained in fuel into electrical energy. This fuel cell usually has a pair of porous electrodes placed with an electrolyte layer in between, and a fuel gas such as hydrogen is brought into contact with the back surface of one electrode, and an oxidant gas such as oxygen is brought into contact with the back surface of the other electrode. Electrical energy is extracted from between the electrode plates by making use of the electrochemical reaction that occurs at this time. In the fuel cell configured in this manner, electrical energy can be extracted with high conversion efficiency as long as the fuel gas and oxidant gas are supplied.
第４図は上記原理に基づいて特にリン酸を電解質とした
リブ付電極型の燃料電池における単位セルの構成例を示
したものである。図において符号１は電解質としてのリ
ン酸をマトリックスに含浸してなる電解質層を示し、ま
た、３ａおよび３ｂはこの電解質層１を挟んで配置され
た多孔質炭素材からなるアノード電極およびカソード電
極をそれぞれ示している。このアノード電極３ａおよび
カソード電極３ｂの電解質層１と接する側には触媒２ａ
および２ｂが夫々塗布されている。また、各電極の背面
側にはリブ４ａおよび４ｂが形成され、このリブ４ａお
よび４ｂの間に燃料ガスおよび酸化剤ガスの流通する溝
５ａおよび５ｂを夫々形成している。FIG. 4 shows an example of the configuration of a unit cell in a ribbed electrode type fuel cell based on the above principle and using phosphoric acid as an electrolyte. In the figure, reference numeral 1 indicates an electrolyte layer formed by impregnating a matrix with phosphoric acid as an electrolyte, and 3a and 3b indicate an anode electrode and a cathode electrode made of a porous carbon material arranged with this electrolyte layer 1 in between. are shown respectively. A catalyst 2a is provided on the side of the anode electrode 3a and the cathode electrode 3b in contact with the electrolyte layer 1.
and 2b are applied respectively. Furthermore, ribs 4a and 4b are formed on the back side of each electrode, and grooves 5a and 5b through which fuel gas and oxidant gas flow are formed between the ribs 4a and 4b, respectively.
ここで、燃料カスの流通する溝５ａと酸化剤ガスの流通
する溝５ｂとは互いに直交する関係に配置され、それら
の溝は複数本平行に形成されている。以上により単位セ
ルが形成され、このような単位セルを緻密な炭素質で作
られたセパレータ６を挟んで単位セル積層体を構成しプ
いる。Here, the grooves 5a through which the fuel scum flows and the grooves 5b through which the oxidant gas flows are arranged in a relationship that is orthogonal to each other, and a plurality of these grooves are formed in parallel. A unit cell is formed as described above, and a unit cell laminate is constructed by sandwiching such a unit cell with a separator 6 made of dense carbonaceous material.
また、上記単位セル積層体は第５図に示すようにその上
下端部に集電板７．絶縁板８．締付板９および端子１０
を夫々取付け、適当な締付は圧で上下方向から締付けた
状態で組み立てられている。Further, as shown in FIG. 5, the unit cell stack has current collector plates 7 at its upper and lower ends. Insulating plate 8. Tightening plate 9 and terminal 10
are attached to each other, and the appropriate tightening is done by applying pressure from the top and bottom.
さらに、上述した単位セル積層体の側面側には、ガスケ
ット１１を介して燃料カス１２および酸化剤ガス１３を
それぞれ管１４．１４を通して供給、排出するための一
対のマニホールド１５および１６と１７および１８を夫
々対向して配置し、適当な圧力で締付固定することによ
り燃料電池を構成している。Further, on the side surface side of the unit cell stack described above, a pair of manifolds 15 and 16 and 17 and 18 are provided for supplying and discharging fuel scum 12 and oxidant gas 13 through pipes 14 and 14, respectively, via gasket 11. A fuel cell is constructed by arranging them facing each other and tightening and fixing them with an appropriate pressure.
（発明が解決しようとする課題）
燃料ガス供給マニホールド１５の管１４より流入する燃
料ガス１２および酸化剤ガス供給マニホールド１７の管
より流入する酸化剤ガス］３は単位積層体内部に分流し
化学反応を起こすと共にガス組成を変化させなから燃料
カス排出マニホールド１６および酸化剤カス排出マニホ
ールド］８に達しそれぞれの管１４より外部へ流出する
。(Problems to be Solved by the Invention) The fuel gas 12 flowing from the pipe 14 of the fuel gas supply manifold 15 and the oxidizing gas flowing from the pipe of the oxidizing gas supply manifold 17 ] 3 are divided into the unit laminate body and chemical reaction takes place. The gas reaches the fuel waste discharge manifold 16 and the oxidizing agent waste discharge manifold 8 and flows out from the respective pipes 14 without changing the gas composition.
燃料電池内部に流れ、流出する燃料カス７２の流れの様
子は、第６図に示すようになる。酸化剤がス１３につい
ても同様となるので図は省略する。The flow of the fuel dregs 72 flowing into and out of the fuel cell is as shown in FIG. The same applies to the oxidizing agent 13, so the illustration is omitted.
リン酸を電解質とする燃料電池では燃料ガス１２として
は天然ガスを改良して得られる水素を主成分とするガス
を、また、酸化剤ガスとしては空気を用いる。上述した
ように燃料ガス１２と酸化剤ガス１３は化学反応によっ
てガス組成が変化するが、このリン酸を電解質とする燃
料電池では燃料ガス１２はガス組成の変化によって、反
応前のガス密度よりも反応後のガス密度が増加する。In a fuel cell using phosphoric acid as an electrolyte, a gas containing hydrogen as a main component obtained by improving natural gas is used as the fuel gas 12, and air is used as the oxidizing gas. As mentioned above, the gas composition of the fuel gas 12 and the oxidant gas 13 changes due to the chemical reaction, but in a fuel cell using phosphoric acid as an electrolyte, the fuel gas 12 has a gas density that is lower than the gas density before the reaction due to the change in the gas composition. Gas density increases after reaction.
通常の場合、その増加は２倍程度となる。In normal cases, the increase will be about twice as much.
他方、酸化剤ガス１３は化学反応に関与しない窒素を主
成分としているから、反応前後のガス密度の変化は小さ
い。通常の場合、前述した燃料ガス１２とは逆に酸化剤
ガス１３の反応前のガス密度よりも反応後のガス密度は
減少するかその割合は１５％程度である。On the other hand, since the oxidant gas 13 mainly contains nitrogen, which does not participate in the chemical reaction, the change in gas density before and after the reaction is small. In normal cases, contrary to the aforementioned fuel gas 12, the gas density of the oxidant gas 13 after the reaction is lower than the gas density before the reaction, or the ratio thereof is about 15%.
ところで、燃料ガス供給マニホールド１５および排出マ
ニホールド１６や酸化剤ガス供給マニホールド１７およ
び排出マニホールド１８の内部圧力変化はそれぞれのマ
ニホールド内のガス密度ｔ：よって生じる静水圧作用で
マニホールド上部からマニホールド下部に向って直線的
に増加する。そしてこの直線的に増加する圧力変化の勾
配はガス密度に比例している。By the way, the internal pressure changes in the fuel gas supply manifold 15 and the exhaust manifold 16, the oxidizing gas supply manifold 17, and the exhaust manifold 18 are caused by the gas density t in each manifold. increases linearly. The gradient of this linearly increasing pressure change is proportional to the gas density.
この結果、前記燃料ガス１２や酸化剤ガス１３の反応前
後のガス組成変化による密度変化により燃料ガス供給マ
ニホールド１５と燃料ガス排出マニホールド１６の上下
方向内部圧力変化は異なる、同様のことは、酸化剤ガス
供給マニホールド１７と酸化剤ガス排出マニホールド１
８についても言える。As a result, the internal pressure changes in the vertical direction of the fuel gas supply manifold 15 and the fuel gas discharge manifold 16 differ due to density changes due to gas composition changes before and after the reaction of the fuel gas 12 and oxidant gas 13. Gas supply manifold 17 and oxidant gas discharge manifold 1
The same can be said about 8.
さて、単位セル積層体の積層されている各単位セルへの
反応ガス分流は、例えば燃料ガス１２ては、燃料ガス供
給マニホールド１５と燃料ガス排出マニホールド１６と
の内部圧力差を起動力として行なわれる。酸化剤ガス１
３についても酸化剤ガス供給マニホールド１７と酸化剤
ガス排出マニホールド１８との間で同様にして行なわれ
る。Now, the branching of the reaction gas to each stacked unit cell of the unit cell stack is performed using, for example, the internal pressure difference between the fuel gas 12 and the fuel gas supply manifold 15 and the fuel gas discharge manifold 16 as a driving force. . Oxidizing gas 1
3 is similarly performed between the oxidant gas supply manifold 17 and the oxidant gas discharge manifold 18.
ここで注目すべき点は燃料ガス１２のように反応前後で
密度変化の大きい場合にはマニホールド上部と下部では
単位セル積層体のうちこれらの部分に位置する単位セル
では燃料カス１２の分流の起動力に大きな変化をきたし
単位セル間で分流の不均一を生しる。第７図は以上説明
した燃料ガス１２の燃料カス供給マニホールド１５．燃
料ガス排出マニホールド１６の内部圧力分布を燃料ガス
排出マニホールド１６の最上段単位セル位置に相当する
箇所の圧力を基準として、ここから最下段単位セルの位
置に相当する箇所までについて示している。What should be noted here is that when there is a large density change before and after the reaction, such as in the case of the fuel gas 12, in the upper and lower parts of the manifold, the unit cells located in these parts of the unit cell stack start to separate the fuel dregs 12. This causes a large change in force and causes non-uniform shunt flow between unit cells. FIG. 7 shows the fuel waste supply manifold 15 for the fuel gas 12 described above. The internal pressure distribution of the fuel gas exhaust manifold 16 is shown based on the pressure at a location corresponding to the uppermost unit cell position of the fuel gas exhaust manifold 16, and from this point to a location corresponding to the lowermost unit cell position.
これによれば、単位セル積層体において、燃料ガス供給
マニホールドの圧力分布１９ａの圧力勾配と燃料ガス排
出マニホールドの圧力分布２０の圧力勾配が異なるため
、各単位セルへのガス分流の起動力となる圧力差はすべ
て異なったものとなる。すなわち、上部に積層される単
位セルから下部に積層される単位セルに向ってガス分流
の起動力となる圧力差か直線的に変化して小さくなり、
この結果前者の単位セルに比較して後者の単位セルへの
ガス分流々量か低下することになる。According to this, in the unit cell stack, the pressure gradient of the pressure distribution 19a of the fuel gas supply manifold and the pressure gradient of the pressure distribution 20 of the fuel gas discharge manifold are different, which becomes a driving force for gas division to each unit cell. All pressure differences will be different. In other words, the pressure difference, which is the driving force for gas division, changes linearly and becomes smaller from the unit cells stacked on the top to the unit cells stacked on the bottom.
As a result, the amount of gas flowing into the latter unit cell is reduced compared to the former unit cell.
この現象の傾向は単位セル積層体の出力増大をはかるた
めに単位セル積層数を増して行うような場合には積層高
さか大きくなることによって増々拡大する方向に向うこ
ととなる。When the number of unit cells stacked is increased in order to increase the output of the unit cell stack, the tendency of this phenomenon tends to increase as the stack height increases.
なお、酸化剤ガス１３についてはもともと反応前後のガ
ス密度変化は小さく燃料ガス１２の場合のように分流の
不均一か大きく生しることはない。Note that the change in gas density before and after the reaction of the oxidant gas 13 is originally small, and unlike in the case of the fuel gas 12, there is no significant uneven distribution of the flow.
このように単位セル積層体に燃料カス供給マニホールド
１５より各単位セルに供給される燃料ガス１２は単位セ
ル積層体の上下方向の各単位セル間で大きな分流不均一
を生しる。この結果、各単位セル間での化学反応条件か
変化し、当初期待したような高い変換効率で電気エネル
ギーを取出す′ ことかできないというような事態を招
くことになる。In this way, the fuel gas 12 supplied to each unit cell from the fuel waste supply manifold 15 in the unit cell stack causes large non-uniform distribution between the unit cells in the vertical direction of the unit cell stack. As a result, the chemical reaction conditions between each unit cell change, resulting in a situation where it is no longer possible to extract electrical energy with the high conversion efficiency originally expected.
そこで、本発明の目的は単位セル積層体の各単位セルに
均一に燃料ガスを供給するようにし高い変換効率で電気
エネルギーを取出すことのできる燃料電池を得ることを
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell that can uniformly supply fuel gas to each unit cell of a unit cell stack and extract electrical energy with high conversion efficiency.
（課題を解決するだめの手段）
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池は単位セ
ルの燃料ガスの流通する溝の断面積を酸化剤ガスの流通
する溝の断面積より相対的に小さくしてセルスタックの
ガス流路を構成したことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the fuel cell of the present invention has a cross-sectional area of the groove in which the fuel gas of the unit cell flows relative to a cross-sectional area of the groove in which the oxidant gas flows. It is characterized in that the gas flow path of the cell stack is made small.
（作 用）
本発明においては燃料ガス供給マニホールド内部に流入
した燃料ガスは各単位セルに分流し燃料ガス流通溝を通
って燃料ガス排出マニホールド内部に達する。各単位セ
ルに流れ込む燃料ガス流量は燃料ガス供給マニホールド
と燃料ガス排出マニホールドとの圧力差によって決定さ
れるが、この圧力差は燃料ガスが燃料ガス流通溝を流通
する際に発生する圧力損失と等しい。したがって、燃料
ガス流通溝の断面積を小さくして発生する圧力損失を大
きくすれば、燃料ガス供給マニホールド内の反応前の燃
料ガス密度と燃料ガス排出マニホールド内の反応後の燃
料ガス密度の静水圧作用による大きな圧力差か生じたと
しても、セルスタック上部に位置する単位セルとセルス
タ、り下部に位置する単位セルの燃料カス分流の起動力
となる圧力差が静水圧作用の圧力差を大きく上回り各単
位セルへの燃料ガス分流流量の均一化をはかることがで
きる。(Function) In the present invention, the fuel gas that has flowed into the fuel gas supply manifold is divided into each unit cell and reaches the fuel gas discharge manifold through the fuel gas distribution groove. The flow rate of fuel gas flowing into each unit cell is determined by the pressure difference between the fuel gas supply manifold and the fuel gas discharge manifold, and this pressure difference is equal to the pressure loss that occurs when the fuel gas flows through the fuel gas distribution groove. . Therefore, if the pressure loss generated by reducing the cross-sectional area of the fuel gas distribution groove is increased, the hydrostatic pressure between the fuel gas density before reaction in the fuel gas supply manifold and the fuel gas density after reaction in the fuel gas discharge manifold can be reduced. Even if a large pressure difference occurs due to the action, the pressure difference between the unit cell located at the top of the cell stack and the unit cell located at the bottom of the cell stack, which is the starting force for fuel waste separation, greatly exceeds the pressure difference due to the hydrostatic pressure action. It is possible to equalize the fuel gas branch flow rate to each unit cell.
他方、酸化剤ガスとして用いる空気は反応に関与しない
窒素ガスを主成分としているから、空気供給マニホール
ド内のガス密度と空気排出マニホールドのガス密度に大
きな差はなくしたがって静水圧作用の効果はほぼ等しい
こと、そして反応に必要な酸素量を得るために流量が多
いことによる酸化剤ガス流通溝の圧力損失か元来大きい
ことから酸化剤ガス流通溝の断面積をわざわざ小さくす
る必要はない。むしろ、空気流通溝の圧力損失を小さく
して電解質層にかかる改質ガス側圧力と酸化剤ガス側圧
力との差圧を抑制することの方が単位セルの極間差圧に
対する強度の面から有利となる。On the other hand, since the air used as the oxidizing gas is mainly composed of nitrogen gas, which does not participate in the reaction, there is no large difference between the gas density in the air supply manifold and the gas density in the air discharge manifold, and therefore the effect of hydrostatic pressure is almost equal. In addition, since the pressure loss in the oxidant gas distribution groove is inherently large due to the large flow rate required to obtain the amount of oxygen necessary for the reaction, there is no need to take the trouble to reduce the cross-sectional area of the oxidant gas distribution groove. Rather, it is better to suppress the pressure difference between the reformed gas side pressure and the oxidant gas side pressure applied to the electrolyte layer by reducing the pressure loss in the air circulation groove, from the viewpoint of strength against the differential pressure between the electrodes of the unit cell. It will be advantageous.
以上説明したように燃料ガス流通溝の断面積を空気流通
溝の断面積より相対的に小さくした単位セルで構成した
セルスタックは燃料ガスの分流を均一にし極間差圧を低
減する大きな効果を有する。As explained above, a cell stack composed of unit cells in which the cross-sectional area of the fuel gas flow groove is relatively smaller than the cross-sectional area of the air flow groove has the great effect of uniformly dividing the fuel gas and reducing the differential pressure between the electrodes. have
（実施例）
以下、本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。な
お、第１図において第４図と同一部分には同一の符号を
付しその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIG. 1. Note that in FIG. 1, the same parts as in FIG. 4 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted, and only the different parts will be described here.
すなわち、本実施例においては第１図に示すようにアノ
ード電極３ａに形成される燃料ガス流通溝５Ｃの溝幅を
カソード電極３ｂに形成される酸化剤ガス流通溝５ｂの
溝幅よりも相対的に小さくして単位セルを構成している
。That is, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the groove width of the fuel gas distribution groove 5C formed in the anode electrode 3a is set relative to the groove width of the oxidizing gas distribution groove 5b formed in the cathode electrode 3b. It is made smaller to form a unit cell.
このように構成した単位セルにおいて燃料ガス１２が燃
料ガス流通溝５ｃを流通する際に発生する圧力損失は燃
料ガス流通溝５ｃの断面積が減少することで増加する。In the unit cell configured in this way, the pressure loss that occurs when the fuel gas 12 flows through the fuel gas distribution groove 5c increases as the cross-sectional area of the fuel gas distribution groove 5c decreases.
この圧力損失の増加の程度は溝幅を調節すれば任意に変
えることができる。The degree of increase in this pressure loss can be changed arbitrarily by adjusting the groove width.
他方、酸化剤ガス流通溝５ｂは流量が多いことによる圧
力損失の大きいことや極間差圧に対する単位セルの強度
の面から燃料ガス流通溝５ｃよりも相対的に大きくして
いる。On the other hand, the oxidant gas distribution groove 5b is made relatively larger than the fuel gas distribution groove 5c in view of the large pressure loss caused by the large flow rate and the strength of the unit cell against the pressure difference between electrodes.
以上説明したような単位セルを用いて構成したセルスタ
ック内部に分流した燃料カス１２はこれに直行してセル
スタック内部に流通する酸化剤か燃料ガス供給マニホー
ルド１５と化学反応を行いながら燃料ガス排出マニホー
ルド１６に達する。The fuel sludge 12 that has been branched into the cell stack configured using the unit cells as described above goes directly thereto and discharges fuel gas while performing a chemical reaction with the oxidizer or fuel gas supply manifold 15 flowing inside the cell stack. Manifold 16 is reached.
各単位セルから排出される燃料ガス１２は燃料カス排出
マニホールド１６の内部で合流すると共にこの下部の管
より外部へ流出する。二のような燃料電池内の燃料ガス
１２の流れ過程において、燃料ガス供給マニホールド１
５および燃料ガス排出マニホールド１６の内部圧力分布
は第２図のようになる。燃料ガス流通溝５ｃの断面積減
少により燃料ガス１２の流通の際の圧力損失が増加する
結果、燃料ガス供給マニホールド１５と燃料ガス排出マ
ニホールド１６との圧力差をセルスタック高さ方向全体
に亘って均一化することかできる。これにより、この圧
力差を起動力として流れる各単位セルへのガス分流の均
一化をはかることかぞきる。Fuel gas 12 discharged from each unit cell joins together inside the fuel waste discharge manifold 16 and flows out from the lower pipe. In the flow process of the fuel gas 12 in the fuel cell, the fuel gas supply manifold 1
5 and the internal pressure distribution of the fuel gas exhaust manifold 16 are as shown in FIG. As a result of the reduction in the cross-sectional area of the fuel gas distribution groove 5c, the pressure loss during the distribution of the fuel gas 12 increases, and as a result, the pressure difference between the fuel gas supply manifold 15 and the fuel gas discharge manifold 16 is reduced over the entire height direction of the cell stack. It is possible to equalize it. This not only makes it possible to equalize the gas distribution to each unit cell, which flows using this pressure difference as a driving force.
次に、本発明による他の実施例を第３図に示す。Next, another embodiment according to the present invention is shown in FIG.
尚、第３図においては第一の実施例と同様に、第４図と
同一部分には同一の符号を付しその説明は省略し、異な
る部分についてのみ述べる。In FIG. 3, like the first embodiment, the same parts as in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted, and only the different parts will be described.
本実施例においては第３図に示すようにアノード電極３
ａに形成される燃料ガス流通溝５ｄの溝高さをカソード
電極３ｂに形成される酸化剤ガス流通溝の溝高さよりも
相対的に小さくして単位セルを構成している。In this embodiment, as shown in FIG.
A unit cell is constructed by making the groove height of the fuel gas distribution groove 5d formed in the cathode electrode 3b relatively smaller than the groove height of the oxidant gas distribution groove formed in the cathode electrode 3b.
このように構成した単位セルにおいても燃料ガス流通溝
５ｄの断面積が減少することで燃料がス１２が流通する
際の圧力損失は増加する。この圧力損失の増加の程度は
溝高さを調節すれば任意に変えることができ、第一の実
施例で得られる効果と同等の効果を得ることができる。Even in the unit cell configured in this way, the pressure loss when the fuel gas 12 flows increases because the cross-sectional area of the fuel gas distribution groove 5d decreases. The degree of increase in this pressure loss can be changed arbitrarily by adjusting the groove height, and the same effect as that obtained in the first embodiment can be obtained.
なお、本発明は以上述べた実施例の他その要旨を変形し
ない範囲で、種々に変形して実施することができるもの
である。In addition to the embodiments described above, the present invention can be implemented with various modifications without changing the gist thereof.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、燃料
ガス流通溝の断面積や断面寸法を酸化剤ガス流通溝の断
面積や断面寸法より相対的に小さくすることにより燃料
ガスの各単位セルへの分流の均一化をはかることかでき
る。また、燃料ガス流通溝よりも圧力損失か大きく、各
単位セルへの分流特性の良好な酸化剤ガスは燃料ガス流
通溝の場合とは逆にその断面積や断面寸法を燃料ガス流
通溝の断面積や断面寸法より相対的に大きくしてもよい
。このようにすれば圧力損失低減による極間差圧軽減を
はかることができる。As is clear from the above description, according to the present invention, each unit of fuel gas is It is possible to equalize the flow distribution to the cells. In addition, the oxidant gas, which has a larger pressure loss than the fuel gas distribution groove and has good distribution characteristics to each unit cell, has a cross-sectional area and cross-sectional dimension of the fuel gas distribution groove, contrary to the case of the fuel gas distribution groove. It may be relatively larger than the area or cross-sectional dimension. In this way, it is possible to reduce the pressure difference between the electrodes by reducing the pressure loss.
したがって、単位セルの燃料ガス流通溝を酸化剤ガス流
通溝より相対的に小さく変えることで燃料電池の性能向
上をはかることができ、高い変換効率で電気エネルギー
を得ることかできる。Therefore, by making the fuel gas flow groove of the unit cell relatively smaller than the oxidant gas flow groove, the performance of the fuel cell can be improved, and electrical energy can be obtained with high conversion efficiency.
第１図は本発明による燃料電池の一実施例を示した斜視
図、第２図は第１図の燃料ガスマニホールトの圧力分布
を示した説明図、第３図は本発明の燃料電池の他の実施
例を示した斜視図、第４図は従来の燃料電池における単
位セルを示した斜視図、第５図は従来の燃料電池におけ
る単位セル積層状態を示した斜視図、第６図は第５図に
示した燃料電池の縦の断面図、第７図は第５図の燃料カ
スマニホールドの圧力分布を示した説明図である。
１・・・電解質層、２ａ、２ｂ・・・触媒、３ａ・・・
アノード電極、３ｂ・・・カソード電極、４ａ、４ｂ・
・・リブ、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ−溝、６・・・セパ
レータ、７・・・集電板、８・・・絶縁板、９・・・締
付板、１０・・・端子、１１・・・カスケラト、１２・
・・燃料ガス、］３・・・酸化剤ガス、１４・・・管、
１５・・・燃料ガス供給マニホールド、１６・・・燃料
ガス排出マニホールド、１７・・酸化剤ガス供給マニホ
ールド、１８・・・酸化剤ガス排出マニホールド、１９
ａ。
１９ｂ・・・燃料カス供給マニホールドの圧力分布、２
０・−燃料カス排出マニホールドの圧力分布。
出願人代理人 佐 藤 −雄
第 １ 囚
第 ２ 図
弗 ３ 図
ｌ
弗 ４ 図
１′−２
第 ５ 図
第 ７ 因FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the fuel cell according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the pressure distribution of the fuel gas manifold in FIG. 1, and FIG. 3 is a fuel cell according to the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing unit cells in a conventional fuel cell; FIG. 5 is a perspective view showing a stacked state of unit cells in a conventional fuel cell; FIG. 6 is a vertical sectional view of the fuel cell shown in FIG. 5, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the pressure distribution of the fuel waste manifold shown in FIG. 1... Electrolyte layer, 2a, 2b... Catalyst, 3a...
Anode electrode, 3b... Cathode electrode, 4a, 4b...
... Rib, 5a, 5b, 5c, 5d-groove, 6... Separator, 7... Current collector plate, 8... Insulating plate, 9... Tightening plate, 10... Terminal, 11 ...Kaskerato, 12.
...Fuel gas, ]3... Oxidizing gas, 14... Pipe,
15... Fuel gas supply manifold, 16... Fuel gas discharge manifold, 17... Oxidizing gas supply manifold, 18... Oxidizing gas exhaust manifold, 19
a. 19b...Pressure distribution of fuel waste supply manifold, 2
0.-Pressure distribution of fuel waste discharge manifold. Applicant's agent Yu Sato No. 1 Prisoner No. 2 Fig. 3 Fig. l Fig. 4 Fig. 1'-2 Fig. 5 Fig. 7 Cause
Claims (1)
面側に触媒を塗布し、この塗布面に複数の反応ガス流通
溝を設けた一対の多孔質電極を配置してなる単位セルを
複数個積層して四角柱状のセルスタックを形成し、この
セルスタックの側面に当該セルスタックの側面との間に
燃料ガスや酸化剤ガスの供給および排出用マニホールド
を配置した燃料電池において、燃料ガスが流通する反応
ガス溝の断面積を酸化剤ガスが流通する反応ガス溝の断
面積より相対的に小さく形成したことを特徴とする燃料
電池。A catalyst is coated on both sides of an electrolyte layer formed by impregnating a matrix with an electrolyte, and a pair of porous electrodes with a plurality of reaction gas flow grooves are arranged on the coated surface, and a plurality of unit cells are stacked. In a fuel cell in which a square column-shaped cell stack is formed, and a manifold for supplying and discharging fuel gas and oxidizing gas is arranged between the side surfaces of the cell stack, a reaction in which fuel gas flows. A fuel cell characterized in that the cross-sectional area of the gas groove is relatively smaller than the cross-sectional area of the reaction gas groove through which oxidizing gas flows.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2336063A JPH04206361A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2336063A JPH04206361A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Fuel cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206361A true JPH04206361A (en) | 1992-07-28 |
Family
ID=18295313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2336063A Pending JPH04206361A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04206361A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996037920A1 (en) * | 1995-05-25 | 1996-11-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell and method for its control |
| JP2007087860A (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Equos Research Co Ltd | Cell and stack of fuel cell |
| JP2007188642A (en) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Hitachi Ltd | Solid polymer fuel cell |
| JP2007213855A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell |
| US7582377B2 (en) | 2001-11-15 | 2009-09-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell and method of assembling the same |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2336063A patent/JPH04206361A/en active Pending
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| JP2007213855A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell |
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