JPH05151980A - 燃料電池の冷却プレート - Google Patents
燃料電池の冷却プレートInfo
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- JPH05151980A JPH05151980A JP3315081A JP31508191A JPH05151980A JP H05151980 A JPH05151980 A JP H05151980A JP 3315081 A JP3315081 A JP 3315081A JP 31508191 A JP31508191 A JP 31508191A JP H05151980 A JPH05151980 A JP H05151980A
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- cooling air
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
- H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発電効率を低下させることなく電池面内温度
を均一にすることができる燃料電池の冷却プレートを提
供することを目的とする。 【構成】 電池のアノード２に供給される燃料ガスと、
カソード３に供給される反応空気との反応によって生じ
る反応熱を冷却する冷却空気と熱交換し電池外へ排除す
る空冷式燃料電池の冷却プレート６において、熱伝導率
が異なる複数の材料で構成されると共に、冷却空気供給
側は冷却空気排出側よりも熱伝導率が小さい材料で構成
されることを特徴とする。
を均一にすることができる燃料電池の冷却プレートを提
供することを目的とする。 【構成】 電池のアノード２に供給される燃料ガスと、
カソード３に供給される反応空気との反応によって生じ
る反応熱を冷却する冷却空気と熱交換し電池外へ排除す
る空冷式燃料電池の冷却プレート６において、熱伝導率
が異なる複数の材料で構成されると共に、冷却空気供給
側は冷却空気排出側よりも熱伝導率が小さい材料で構成
されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空冷式燃料電池の冷却
プレートに関する。
プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は供給されるガスの化学エネル
ギーを、直接電気エネルギーに変換するものであって、
現在では、リン酸型，溶融炭酸塩型，固体電解質型等の
燃料電池の研究が盛んに行われており、高い発電効率が
期待されている。これら燃料電池を用いて電池反応（発
電）を行うと、発電に起因する反応熱等により電池温度
が上昇するので、最適温度で発電を行うために電池を冷
却する必要がある。従来は、数セル毎に冷却空気通路を
有する冷却プレートを配置し、この冷却プレートの冷却
空気供給口から冷却空気を流して熱交換を行うことによ
り電池を冷却していた。しかしながら、この冷却プレー
トの冷却空気供給側には熱交換前の低温の空気が流れる
ため、セルの発電による反応熱が冷却空気供給側から大
量に逃げる。その結果、冷却プレートの冷却空気供給側
の温度が低くなりすぎ、この冷却空気供給側に臨む位置
にある電池内の温度が著しく低下する。一方、冷却プレ
ートの冷却空気排出側には熱交換後の高温の空気が流れ
るため、冷却空気排出側から逃げる反応熱は少量であ
る。その結果、冷却プレートの冷却空気排出側の温度が
高くなりすぎ、この冷却空気排出側に臨む位置にある電
池内の温度が著しく上昇する。したがって、電池面内温
度が不均一となり、電池特性が低下するという問題があ
った。
ギーを、直接電気エネルギーに変換するものであって、
現在では、リン酸型，溶融炭酸塩型，固体電解質型等の
燃料電池の研究が盛んに行われており、高い発電効率が
期待されている。これら燃料電池を用いて電池反応（発
電）を行うと、発電に起因する反応熱等により電池温度
が上昇するので、最適温度で発電を行うために電池を冷
却する必要がある。従来は、数セル毎に冷却空気通路を
有する冷却プレートを配置し、この冷却プレートの冷却
空気供給口から冷却空気を流して熱交換を行うことによ
り電池を冷却していた。しかしながら、この冷却プレー
トの冷却空気供給側には熱交換前の低温の空気が流れる
ため、セルの発電による反応熱が冷却空気供給側から大
量に逃げる。その結果、冷却プレートの冷却空気供給側
の温度が低くなりすぎ、この冷却空気供給側に臨む位置
にある電池内の温度が著しく低下する。一方、冷却プレ
ートの冷却空気排出側には熱交換後の高温の空気が流れ
るため、冷却空気排出側から逃げる反応熱は少量であ
る。その結果、冷却プレートの冷却空気排出側の温度が
高くなりすぎ、この冷却空気排出側に臨む位置にある電
池内の温度が著しく上昇する。したがって、電池面内温
度が不均一となり、電池特性が低下するという問題があ
った。
【０００３】そこで、電池面内温度を均一にするため、
図４に示すような冷却プレートが提案されている（特公
昭６２−２４３０号公報参照）。具体的には、冷却空気
供給側の冷却空気通路を１本とし、冷却空気排出側にな
るにつれて冷却空気通路を２本，３本と分岐させてい
る。即ち、冷却空気供給側の通路の幅（即ち、セルと冷
却空気の接する面積）を小さくして冷えにくくする一
方、冷却空気排出側の通路の幅を大きくして冷えやすく
している。
図４に示すような冷却プレートが提案されている（特公
昭６２−２４３０号公報参照）。具体的には、冷却空気
供給側の冷却空気通路を１本とし、冷却空気排出側にな
るにつれて冷却空気通路を２本，３本と分岐させてい
る。即ち、冷却空気供給側の通路の幅（即ち、セルと冷
却空気の接する面積）を小さくして冷えにくくする一
方、冷却空気排出側の通路の幅を大きくして冷えやすく
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の冷却プレートは冷却空気供給側の通路の幅が小さい
ため圧力損失が大きく、冷却空気排出側の通路まで冷却
空気を十分に供給するには圧力を大きくしなければなら
ない。冷却空気の供給源は燃料電池発電により得られた
電力の一部を使用することによって駆動される。上記構
造とした場合には、燃料電池が冷却空気供給に要する電
力が増加し、その結果システムの発電効率が悪くなると
いう課題を有していた。
来の冷却プレートは冷却空気供給側の通路の幅が小さい
ため圧力損失が大きく、冷却空気排出側の通路まで冷却
空気を十分に供給するには圧力を大きくしなければなら
ない。冷却空気の供給源は燃料電池発電により得られた
電力の一部を使用することによって駆動される。上記構
造とした場合には、燃料電池が冷却空気供給に要する電
力が増加し、その結果システムの発電効率が悪くなると
いう課題を有していた。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑み、発電効率を低
下させることなく電池面内温度を均一にすることができ
る燃料電池の冷却プレートを提供することを目的とす
る。
下させることなく電池面内温度を均一にすることができ
る燃料電池の冷却プレートを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、電池のアノードに供給される燃料ガス
と、カソードに供給される反応空気との反応によって生
じる反応熱を冷却する冷却空気と熱交換し電池外へ排除
する空冷式燃料電池の冷却プレートにおいて、熱伝導率
が異なる複数の材料で構成されると共に、冷却空気供給
側は冷却空気排出側よりも熱伝導率が小さい材料で構成
されることを特徴とする。
決するために、電池のアノードに供給される燃料ガス
と、カソードに供給される反応空気との反応によって生
じる反応熱を冷却する冷却空気と熱交換し電池外へ排除
する空冷式燃料電池の冷却プレートにおいて、熱伝導率
が異なる複数の材料で構成されると共に、冷却空気供給
側は冷却空気排出側よりも熱伝導率が小さい材料で構成
されることを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成の如く、冷却プレートの冷却空気供給
側が熱伝導率が小さい材料で構成されていれば、冷却空
気供給側における電池の反応熱が逃げにくくなる。その
結果、温度が低くなりすぎる冷却プレートの冷却空気供
給側では温度が低下しにくくなるので、この冷却空気供
給側に臨む位置にある電池内の温度が著しく低下するの
を抑制することができる。一方、冷却プレートの冷却空
気排出側が熱伝導率が大きい材料で構成されていれば、
冷却空気排出側における電池の反応熱が逃げやすくな
る。その結果、温度が高くなりすぎる冷却プレートの冷
却空気排出側では温度が低下しやすくなので、この冷却
空気排出側に臨む位置にある電池内の温度が著しく上昇
するのを抑制することができる。したがって、電池面内
温度が均一になるので電池特性が向上する。
側が熱伝導率が小さい材料で構成されていれば、冷却空
気供給側における電池の反応熱が逃げにくくなる。その
結果、温度が低くなりすぎる冷却プレートの冷却空気供
給側では温度が低下しにくくなるので、この冷却空気供
給側に臨む位置にある電池内の温度が著しく低下するの
を抑制することができる。一方、冷却プレートの冷却空
気排出側が熱伝導率が大きい材料で構成されていれば、
冷却空気排出側における電池の反応熱が逃げやすくな
る。その結果、温度が高くなりすぎる冷却プレートの冷
却空気排出側では温度が低下しやすくなので、この冷却
空気排出側に臨む位置にある電池内の温度が著しく上昇
するのを抑制することができる。したがって、電池面内
温度が均一になるので電池特性が向上する。
【０００８】加えて、冷却プレートの冷却空気供給側の
通路の幅を広く（或いは通路の数を多く）することがで
きるので、圧力損失が減少する。
通路の幅を広く（或いは通路の数を多く）することがで
きるので、圧力損失が減少する。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図３に基づい
て、以下に説明する。図１は本発明の一実施例に係る冷
却プレートを用いた燃料電池の概略斜視図であり、図２
は図１の電池における冷却プレートの概略図である。こ
の燃料電池は、図１に示すように、電解質マトリックス
１を介して相対向するアノード２とカソード３とを有す
るセル４と、このセル４に燃料ガス，及び反応空気を供
給するバイポーラプレート５０・５１・５２・５３とを
複数個積層させ、且つ、バイポーラプレート５１・５２
間に冷却プレート６が配された構造である。なお、図
中、６２・７は燃料ガス，反応空気等の混入を防止する
エッジシール部，及びガスセパレータを示す。
て、以下に説明する。図１は本発明の一実施例に係る冷
却プレートを用いた燃料電池の概略斜視図であり、図２
は図１の電池における冷却プレートの概略図である。こ
の燃料電池は、図１に示すように、電解質マトリックス
１を介して相対向するアノード２とカソード３とを有す
るセル４と、このセル４に燃料ガス，及び反応空気を供
給するバイポーラプレート５０・５１・５２・５３とを
複数個積層させ、且つ、バイポーラプレート５１・５２
間に冷却プレート６が配された構造である。なお、図
中、６２・７は燃料ガス，反応空気等の混入を防止する
エッジシール部，及びガスセパレータを示す。
【００１０】上記セル４は、炭化ケイ素から成る電解質
マトリックス１を介して、カーボンペーパに白金触媒を
担持させたアノード２と，カソード３とが配された構造
である。上記バイポーラプレート５０・５１・５２・５
３は、前記アノード２に燃料ガスを供給する燃料ガス通
路２１，及び前記カソード３に反応空気を供給する反応
空気通路３１を有している。
マトリックス１を介して、カーボンペーパに白金触媒を
担持させたアノード２と，カソード３とが配された構造
である。上記バイポーラプレート５０・５１・５２・５
３は、前記アノード２に燃料ガスを供給する燃料ガス通
路２１，及び前記カソード３に反応空気を供給する反応
空気通路３１を有している。
【００１１】上記冷却プレート６は、冷却空気を供給す
る冷却空気通路６１を複数有しており、この冷却空気通
路６１を流れる冷却空気は前記反応空気と同じ動力源か
ら供給される。次に、前記冷却プレート６について、図
２を用いて更に詳しく説明する。この冷却プレート６
は、熱伝導率が異なる３種類のカーボンプレート６ａ・
６ｂ・６ｃ（熱伝導率λ：６ａ＜６ｂ＜６ｃ）から構成
されている。具体的には、冷却空気供給側は１番熱伝導
率が小さいカーボンプレート６ａ（熱伝導率λ1 ：λ1
＜１０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で構成され、中央部は熱伝導
率が中間であるカーボンプレート６ｂ（熱伝導率λ2 ：
λ2 ＝３０〜４０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で構成され、冷却
空気排出側は１番熱伝導率が大きいカーボンプレート６
ｃ（熱伝導率λ3 ：λ3 ＝１２０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で
構成されている。このように、冷却プレート６の冷却空
気供給側を熱伝導率が小さい材料で構成すれば、冷却空
気供給側における電池の反応熱が逃げにくくなる。その
結果、温度が低くなりすぎる冷却プレート６の冷却空気
供給側では温度が低下しにくくなるので、この冷却空気
供給側に臨む位置にある電池内の温度が著しく低下する
のを抑制することができる。一方、冷却プレート６の冷
却空気排出側が熱伝導率が大きい材料で構成すれば、冷
却空気排出側における電池の反応熱が逃げやすくなる。
その結果、温度が高くなりすぎる冷却プレート６の冷却
空気排出側では温度が低下しやすくなので、この冷却空
気排出側に臨む位置にある電池内の温度が著しく上昇す
るのを抑制することができる。したがって、電池面内温
度が均一になるので電池特性が向上する。
る冷却空気通路６１を複数有しており、この冷却空気通
路６１を流れる冷却空気は前記反応空気と同じ動力源か
ら供給される。次に、前記冷却プレート６について、図
２を用いて更に詳しく説明する。この冷却プレート６
は、熱伝導率が異なる３種類のカーボンプレート６ａ・
６ｂ・６ｃ（熱伝導率λ：６ａ＜６ｂ＜６ｃ）から構成
されている。具体的には、冷却空気供給側は１番熱伝導
率が小さいカーボンプレート６ａ（熱伝導率λ1 ：λ1
＜１０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で構成され、中央部は熱伝導
率が中間であるカーボンプレート６ｂ（熱伝導率λ2 ：
λ2 ＝３０〜４０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で構成され、冷却
空気排出側は１番熱伝導率が大きいカーボンプレート６
ｃ（熱伝導率λ3 ：λ3 ＝１２０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で
構成されている。このように、冷却プレート６の冷却空
気供給側を熱伝導率が小さい材料で構成すれば、冷却空
気供給側における電池の反応熱が逃げにくくなる。その
結果、温度が低くなりすぎる冷却プレート６の冷却空気
供給側では温度が低下しにくくなるので、この冷却空気
供給側に臨む位置にある電池内の温度が著しく低下する
のを抑制することができる。一方、冷却プレート６の冷
却空気排出側が熱伝導率が大きい材料で構成すれば、冷
却空気排出側における電池の反応熱が逃げやすくなる。
その結果、温度が高くなりすぎる冷却プレート６の冷却
空気排出側では温度が低下しやすくなので、この冷却空
気排出側に臨む位置にある電池内の温度が著しく上昇す
るのを抑制することができる。したがって、電池面内温
度が均一になるので電池特性が向上する。
【００１２】また、この冷却プレート６は既知の手段に
よって製造することができるが、例えば、金型に上記３
種類のカーボンの粉末を入れてプレスする等の方法によ
っても製造することができる。以上の如く構成された電
池を以下、（Ａ）電池と称する。 〔比較例〕上記冷却プレート６の代わりに１種類のカー
ボンプレートのみから成る冷却プレートを用いる他は、
上記実施例と同様の方法で電池を作製した。
よって製造することができるが、例えば、金型に上記３
種類のカーボンの粉末を入れてプレスする等の方法によ
っても製造することができる。以上の如く構成された電
池を以下、（Ａ）電池と称する。 〔比較例〕上記冷却プレート６の代わりに１種類のカー
ボンプレートのみから成る冷却プレートを用いる他は、
上記実施例と同様の方法で電池を作製した。
【００１３】以上の如く構成された電池を以下、（Ｘ）
電池と称する。 〔実験〕本発明の冷却プレートを用いた（Ａ）電池，及
び比較例の冷却プレートを用いた（Ｘ）電池を用いて、
これら電池の冷却プレートにおける冷却空気供給口から
の距離と電池面内温度との関係を調べたので、その結果
を図３に示す。
電池と称する。 〔実験〕本発明の冷却プレートを用いた（Ａ）電池，及
び比較例の冷却プレートを用いた（Ｘ）電池を用いて、
これら電池の冷却プレートにおける冷却空気供給口から
の距離と電池面内温度との関係を調べたので、その結果
を図３に示す。
【００１４】図３より明らかなように、本発明の冷却プ
レートを用いた（Ａ）電池は、比較例の冷却プレートを
用いた（Ｘ）電池に比べ、冷却空気供給側の電池面内温
度がかなり高くなっている一方、冷却空気排出側の電池
面内温度はほんとど差がないことがわかる。したがっ
て、本発明の冷却プレート６のように、冷却空気供給側
を熱伝導率が小さい材料６ａで構成すれば、冷却プレー
ト６の冷却空気供給側に対応する部位の電池の反応熱が
逃げにくくなるので、該部位における電池面内温度の著
しい低下が抑制される。
レートを用いた（Ａ）電池は、比較例の冷却プレートを
用いた（Ｘ）電池に比べ、冷却空気供給側の電池面内温
度がかなり高くなっている一方、冷却空気排出側の電池
面内温度はほんとど差がないことがわかる。したがっ
て、本発明の冷却プレート６のように、冷却空気供給側
を熱伝導率が小さい材料６ａで構成すれば、冷却プレー
ト６の冷却空気供給側に対応する部位の電池の反応熱が
逃げにくくなるので、該部位における電池面内温度の著
しい低下が抑制される。
【００１５】上記実施例によれば、冷却プレート６の冷
却空気供給側と冷却空気排出側との温度勾配が小さくな
るので、冷却プレート６に供給する冷却空気量を少なく
することができる。その結果、燃料電池が冷却空気供給
に要する電力が減少するので、システムの発電効率が向
上する。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、３種類のカーボンプレート
６ａ・６ｂ・６ｃを用いて冷却プレート６を作製した
が、これに限らず、例えば２種類，又は４種類以上の熱
伝導率の異なる材料を用いて作製してもよい。 上記３種類のカーボンプレート６ａ・６ｂ・６ｃの
冷却空気通路６１方向の長さは６ａ＜６ｃ＜６ｂである
が、これに限らず、例えば、３種類とも同じ長さにする
ことも可能である。 上記実施例においては、バイポーラプレート５１・
５２間に冷却プレート６を配したが、この冷却プレート
６は最も冷却効果を発揮するバイポーラプレート間の任
意の位置に設けることも可能である。
却空気供給側と冷却空気排出側との温度勾配が小さくな
るので、冷却プレート６に供給する冷却空気量を少なく
することができる。その結果、燃料電池が冷却空気供給
に要する電力が減少するので、システムの発電効率が向
上する。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、３種類のカーボンプレート
６ａ・６ｂ・６ｃを用いて冷却プレート６を作製した
が、これに限らず、例えば２種類，又は４種類以上の熱
伝導率の異なる材料を用いて作製してもよい。 上記３種類のカーボンプレート６ａ・６ｂ・６ｃの
冷却空気通路６１方向の長さは６ａ＜６ｃ＜６ｂである
が、これに限らず、例えば、３種類とも同じ長さにする
ことも可能である。 上記実施例においては、バイポーラプレート５１・
５２間に冷却プレート６を配したが、この冷却プレート
６は最も冷却効果を発揮するバイポーラプレート間の任
意の位置に設けることも可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上の本発明によれば、冷却プレートの
冷却空気供給側と冷却空気排出側との温度勾配を小さく
することができる。したがって、電池面内温度を均一に
することができるので、電池特性が向上する。加えて、
冷却プレートに供給する冷却空気量を少なくすることが
できるので、発電効率が向上する。更に加えて、圧力損
失が減少するので、発電効率が向上するという効果を奏
する。
冷却空気供給側と冷却空気排出側との温度勾配を小さく
することができる。したがって、電池面内温度を均一に
することができるので、電池特性が向上する。加えて、
冷却プレートに供給する冷却空気量を少なくすることが
できるので、発電効率が向上する。更に加えて、圧力損
失が減少するので、発電効率が向上するという効果を奏
する。
【図１】本発明の一実施例に係る冷却プレートを用いた
燃料電池の概略斜視図である。
燃料電池の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る冷却プレートの概略図
である。
である。
【図３】本発明の冷却プレートを用いた（Ａ）電池，及
び比較例の冷却プレートを用いた（Ｘ）電池を用いて、
これら電池の冷却プレートにおける冷却空気供給口から
の距離と電池面内温度との関係を示すグラフである。
び比較例の冷却プレートを用いた（Ｘ）電池を用いて、
これら電池の冷却プレートにおける冷却空気供給口から
の距離と電池面内温度との関係を示すグラフである。
【図４】従来の冷却プレートの斜視図である。
２ アノード ３ カソード ６ 冷却プレート
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年３月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図３に基づい
て、以下に説明する。図１は本発明の一実施例に係る冷
却プレートを用いた燃料電池の概略斜視図であり、図２
は図１の電池における冷却プレートの概略図ある。この
燃料電池は、図１に示すように、電解質マトリックス１
を介して相対向するアノード２とカソード３とを有する
セル４と、このセル４に燃料ガス，及び反応空気を供給
するバイポーラプレート５０・５３とを複数個積層さ
せ、且つ、ハーフプレート５１・５２間に冷却プレート
６が配された構造である。なお、図中、６２・７は燃料
ガス，反応空気等の混入を防止するエッジシール部，及
びガスセパレータを示す。
て、以下に説明する。図１は本発明の一実施例に係る冷
却プレートを用いた燃料電池の概略斜視図であり、図２
は図１の電池における冷却プレートの概略図ある。この
燃料電池は、図１に示すように、電解質マトリックス１
を介して相対向するアノード２とカソード３とを有する
セル４と、このセル４に燃料ガス，及び反応空気を供給
するバイポーラプレート５０・５３とを複数個積層さ
せ、且つ、ハーフプレート５１・５２間に冷却プレート
６が配された構造である。なお、図中、６２・７は燃料
ガス，反応空気等の混入を防止するエッジシール部，及
びガスセパレータを示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 上記セル４は、炭化ケイ素から成る電解
質マトリックス１を介して、カーボンペーパに白金触媒
を担持させたアノード２と，カソード３とが配された構
造である。上記バイポーラプレート５０・５３、ハーフ
プレート５１・５２は、前記アノード２に燃料ガスを供
給する燃料ガス通路２１，及び前記カソード３に反応空
気を供給する反応空気通路３１を有している。
質マトリックス１を介して、カーボンペーパに白金触媒
を担持させたアノード２と，カソード３とが配された構
造である。上記バイポーラプレート５０・５３、ハーフ
プレート５１・５２は、前記アノード２に燃料ガスを供
給する燃料ガス通路２１，及び前記カソード３に反応空
気を供給する反応空気通路３１を有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 上記冷却プレート６は、冷却空気を供給
する冷却空気通路６１を複数有しており、この冷却空気
通路６１を流れる冷却空気は前記反応空気と同じ動力源
から供給される。次に、前記冷却プレート６について、
図２を用いて更に詳しく説明する。この冷却プレート６
は、熱伝導率が異なる３種類のカーボンプレート６ａ・
６ｂ・６ｃ（熱伝導率λ：６ａ＜６ｂ＜６ｃ）から構成
されている。具体的には、冷却空気供給側は１番熱伝導
率が小さいカーボンプレート６ａ（熱伝導率λ1 ：λ1
＜１０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で構成され、中央部は熱伝導
率が中間であるカーボンプレート６ｂ（熱伝導率λ2 ：
λ2 ＝３０〜４０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で構成され、冷却
空気排出側は１番熱伝導率が大きいカーボンプレート６
ｃ（熱伝導率λ3 ：λ3 ＝１２０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で
構成されている。このように、冷却プレート６の冷却空
気供給側を熱伝導率が小さい材料で構成すれば、冷却空
気供給側における電池の反応熱が逃げにくくなる。その
結果、温度が低くなりすぎる冷却プレート６の冷却空気
供給側では温度が低下しにくくなるので、この冷却空気
供給側に臨む位置にある電池内の温度が著しく低下する
のを抑制することができる。一方、冷却プレート６の冷
却空気排出側を熱伝導率が大きい材料で構成すれば、冷
却空気排出側における電池の反応熱が逃げやすくなる。
その結果、温度が高くなりすぎる冷却プレート６の冷却
空気排出側では温度が低下しやすくなるので、この冷却
空気排出側に臨む位置にある電池内の温度が著しく上昇
するのを抑制することができる。したがって、電池面内
温度が均一になるので電池特性が向上する。
する冷却空気通路６１を複数有しており、この冷却空気
通路６１を流れる冷却空気は前記反応空気と同じ動力源
から供給される。次に、前記冷却プレート６について、
図２を用いて更に詳しく説明する。この冷却プレート６
は、熱伝導率が異なる３種類のカーボンプレート６ａ・
６ｂ・６ｃ（熱伝導率λ：６ａ＜６ｂ＜６ｃ）から構成
されている。具体的には、冷却空気供給側は１番熱伝導
率が小さいカーボンプレート６ａ（熱伝導率λ1 ：λ1
＜１０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で構成され、中央部は熱伝導
率が中間であるカーボンプレート６ｂ（熱伝導率λ2 ：
λ2 ＝３０〜４０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で構成され、冷却
空気排出側は１番熱伝導率が大きいカーボンプレート６
ｃ（熱伝導率λ3 ：λ3 ＝１２０Kcal／ｍ．ｈ．℃）で
構成されている。このように、冷却プレート６の冷却空
気供給側を熱伝導率が小さい材料で構成すれば、冷却空
気供給側における電池の反応熱が逃げにくくなる。その
結果、温度が低くなりすぎる冷却プレート６の冷却空気
供給側では温度が低下しにくくなるので、この冷却空気
供給側に臨む位置にある電池内の温度が著しく低下する
のを抑制することができる。一方、冷却プレート６の冷
却空気排出側を熱伝導率が大きい材料で構成すれば、冷
却空気排出側における電池の反応熱が逃げやすくなる。
その結果、温度が高くなりすぎる冷却プレート６の冷却
空気排出側では温度が低下しやすくなるので、この冷却
空気排出側に臨む位置にある電池内の温度が著しく上昇
するのを抑制することができる。したがって、電池面内
温度が均一になるので電池特性が向上する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】 また、この冷却プレート６は既知の手段
によって製造することができるが、例えば、金型に上記
３種類のカーボンの粉末を入れてプレスする等の方法に
よっても製造することができる。以上の如く構成された
電池を以下、（Ａ）電池と称する。 〔比較例〕上記冷却プレート６の代わりに１種類の材質
のカーボンプレートのみから成る冷却プレートを用いる
他は、上記実施例と同様の方法で電池を作製した。
によって製造することができるが、例えば、金型に上記
３種類のカーボンの粉末を入れてプレスする等の方法に
よっても製造することができる。以上の如く構成された
電池を以下、（Ａ）電池と称する。 〔比較例〕上記冷却プレート６の代わりに１種類の材質
のカーボンプレートのみから成る冷却プレートを用いる
他は、上記実施例と同様の方法で電池を作製した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 上記実施例によれば冷却プレート６の冷
却空気供給側と冷却空気排出側との温度勾配が小さくな
るので、冷却プレート６に供給する冷却空気量を少なく
することができる。その結果、燃料電池が冷却空気供給
に要する電力が減少するので、システムの発電効率が向
上する。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、３種類のカーボンプレート
６ａ・６ｂ・６ｃを用いて冷却プレート６を作製した
が、これに限らず、例えば２種類，又は４種類以上の熱
伝導率の異なる材料を用いて作製してもよい。 上記３種類のカーボンプレート６ａ・６ｂ・６ｃの
冷却空気通路６１方向の長さは６ａ＜６ｃ＜６ｂである
が、これに限らず、例えば、３種類とも同じ長さにする
ことも可能である。 上記実施例においては、ハーフプレート５１・５２
間に冷却プレート６を配したが、この冷却プレート６は
最も冷却効果を発揮するバイポーラプレート間の任意の
位置に設けることも可能である。
却空気供給側と冷却空気排出側との温度勾配が小さくな
るので、冷却プレート６に供給する冷却空気量を少なく
することができる。その結果、燃料電池が冷却空気供給
に要する電力が減少するので、システムの発電効率が向
上する。 〔その他の事項〕 上記実施例においては、３種類のカーボンプレート
６ａ・６ｂ・６ｃを用いて冷却プレート６を作製した
が、これに限らず、例えば２種類，又は４種類以上の熱
伝導率の異なる材料を用いて作製してもよい。 上記３種類のカーボンプレート６ａ・６ｂ・６ｃの
冷却空気通路６１方向の長さは６ａ＜６ｃ＜６ｂである
が、これに限らず、例えば、３種類とも同じ長さにする
ことも可能である。 上記実施例においては、ハーフプレート５１・５２
間に冷却プレート６を配したが、この冷却プレート６は
最も冷却効果を発揮するバイポーラプレート間の任意の
位置に設けることも可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松林 孝昌 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 堤 勝 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 電池のアノードに供給される燃料ガス
と、カソードに供給される反応空気との反応によって生
じる反応熱を冷却する冷却空気と熱交換し電池外へ排除
する空冷式燃料電池の冷却プレートにおいて、 熱伝導率が異なる複数の材料で構成されると共に、冷却
空気供給側は冷却空気排出側よりも熱伝導率が小さい材
料で構成されることを特徴とする燃料電池の冷却プレー
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3315081A JP2760684B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 燃料電池の冷却プレート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3315081A JP2760684B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 燃料電池の冷却プレート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05151980A true JPH05151980A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2760684B2 JP2760684B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=18061187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3315081A Expired - Lifetime JP2760684B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 燃料電池の冷却プレート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2760684B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7381493B2 (en) * | 2003-09-30 | 2008-06-03 | Nichias Corporation | Separator for fuel cell and process for producing the same |
| US7955742B2 (en) * | 2004-07-28 | 2011-06-07 | American Power Conversion Corporation | Fuel cell housing and fuel cell assemblies |
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| JPS6477874A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Sanyo Electric Co | Cooling plate of air cooling type fuel cell |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3315081A patent/JP2760684B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| WO2012118015A1 (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 三洋電機株式会社 | 強制冷却式積層型蓄電池による電源装置および車両 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2760684B2 (ja) | 1998-06-04 |
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