JPH05159794A - 燃料電池スタック及び該燃料電池スタックの不良セル交換方法 - Google Patents
燃料電池スタック及び該燃料電池スタックの不良セル交換方法Info
- Publication number
- JPH05159794A JPH05159794A JP3350082A JP35008291A JPH05159794A JP H05159794 A JPH05159794 A JP H05159794A JP 3350082 A JP3350082 A JP 3350082A JP 35008291 A JP35008291 A JP 35008291A JP H05159794 A JPH05159794 A JP H05159794A
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- Japan
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- plate
- cell
- fuel cell
- defective
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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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池スタックの不良セルを容易に交換す
ることができるようにする。 【構成】 電解質板１の一側に、周縁部をマスクプレー
ト７により包囲されたアノード２、パンチ板５、セパレ
ータ２１を配置し、前記電解質１の他側に、周縁部をマ
スクプレート８により包囲されたカソード３、パンチ板
６、セパレータ２２を配置した構成を有するセル２３
を、周辺の一側に流体導入部２８を有した袋状の拡張プ
レート２４を挟んで一体に積層することにより燃料電池
スタック２９を構成し、試運転によって検出された不良
セルと正常なセルとの間の拡張プレート２４に、流体導
入部２８から加圧流体２６を供給して拡張プレート２４
を拡張させ、不良セルと正常なセルとの間を剥離して不
良セルを別のセルに交換する。
ることができるようにする。 【構成】 電解質板１の一側に、周縁部をマスクプレー
ト７により包囲されたアノード２、パンチ板５、セパレ
ータ２１を配置し、前記電解質１の他側に、周縁部をマ
スクプレート８により包囲されたカソード３、パンチ板
６、セパレータ２２を配置した構成を有するセル２３
を、周辺の一側に流体導入部２８を有した袋状の拡張プ
レート２４を挟んで一体に積層することにより燃料電池
スタック２９を構成し、試運転によって検出された不良
セルと正常なセルとの間の拡張プレート２４に、流体導
入部２８から加圧流体２６を供給して拡張プレート２４
を拡張させ、不良セルと正常なセルとの間を剥離して不
良セルを別のセルに交換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池スタック及び該
燃料電池スタックの不良セル交換方法に関するものであ
る。
燃料電池スタックの不良セル交換方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図４〜図６は従来の溶融炭酸塩型の燃料
電池スタックの一例を示すもので、図中１はＬｉＣ
Ｏ3、Ｋ2ＣＯ3等の炭酸塩を多孔質状物質に含浸させた
り、あるいは、前記炭酸塩を保持材と一緒にプレス成型
した略水平な矩形形状の電解質板、２は平面形状が電解
質板１よりも小さく且つ該電解質板１の上面に密着する
平板状のアノード、３はアノード２と略同形状で且つ前
記電解質板１の下面に密着するカソードであり、アノー
ド２の上面には、平面形状がアノード２と略同形状で、
板厚方向に貫通する多数の孔４を有するパンチ板５が当
接し、また、カソード３の下面には、前記パンチ板５と
略同形状のパンチ板６が当接している。７は、アノード
２及びパンチ板５を周方向に取り囲む矩形枠板状のマス
クプレート、８はカソード３及びパンチ板６を周方向に
取り囲む矩形枠板状のマスクプレートであり、マスクプ
レート７の下面は前記電解質板１の上面周縁部に密着
し、マスクプレート８の上面は電解質板１の下面周縁部
に密着している。
電池スタックの一例を示すもので、図中１はＬｉＣ
Ｏ3、Ｋ2ＣＯ3等の炭酸塩を多孔質状物質に含浸させた
り、あるいは、前記炭酸塩を保持材と一緒にプレス成型
した略水平な矩形形状の電解質板、２は平面形状が電解
質板１よりも小さく且つ該電解質板１の上面に密着する
平板状のアノード、３はアノード２と略同形状で且つ前
記電解質板１の下面に密着するカソードであり、アノー
ド２の上面には、平面形状がアノード２と略同形状で、
板厚方向に貫通する多数の孔４を有するパンチ板５が当
接し、また、カソード３の下面には、前記パンチ板５と
略同形状のパンチ板６が当接している。７は、アノード
２及びパンチ板５を周方向に取り囲む矩形枠板状のマス
クプレート、８はカソード３及びパンチ板６を周方向に
取り囲む矩形枠板状のマスクプレートであり、マスクプ
レート７の下面は前記電解質板１の上面周縁部に密着
し、マスクプレート８の上面は電解質板１の下面周縁部
に密着している。
【０００３】９は前記パンチ板５，６よりも平面形状が
大きいセパレータであり、該セパレータ９の内側部には
一端Ａ側から他端Ｂ側へ向って略水平に延びる波板状部
分１０が形成されており、該波状部分１０のアノード２
側には複数の燃料ガス流路１１が形成され、またカソー
ド３側には複数の酸化ガス流路１２が形成してある。通
常、セパレータ９はセンタープレート３０の両側に波板
を設けて燃料ガス流路１１と酸化ガス流路１２とを分離
形成するようにしている。マスクプレート７の外縁部及
びマスクプレート８の外縁部には前記セパレータ９を包
むようにシール部１３が形成してある。
大きいセパレータであり、該セパレータ９の内側部には
一端Ａ側から他端Ｂ側へ向って略水平に延びる波板状部
分１０が形成されており、該波状部分１０のアノード２
側には複数の燃料ガス流路１１が形成され、またカソー
ド３側には複数の酸化ガス流路１２が形成してある。通
常、セパレータ９はセンタープレート３０の両側に波板
を設けて燃料ガス流路１１と酸化ガス流路１２とを分離
形成するようにしている。マスクプレート７の外縁部及
びマスクプレート８の外縁部には前記セパレータ９を包
むようにシール部１３が形成してある。
【０００４】図４では、電解質板１、マスクプレート
７，８により周囲を囲まれたアノード２及びカソード
３、パンチ板５，６等をセパレータ９によって挟むこと
により燃料電池の一構成単位であるセル１４を形成して
おり、該セル１４を複数積層し、その周縁部は電解質板
１を挟み込むことによる圧着部１５によってシールする
ようにした燃料電池スタック１６を構成している。
７，８により周囲を囲まれたアノード２及びカソード
３、パンチ板５，６等をセパレータ９によって挟むこと
により燃料電池の一構成単位であるセル１４を形成して
おり、該セル１４を複数積層し、その周縁部は電解質板
１を挟み込むことによる圧着部１５によってシールする
ようにした燃料電池スタック１６を構成している。
【０００５】また、各セル１４の一端Ａ側には、セパレ
ータ９、マスクプレート７、電解質板１、マスクプレー
ト８を略垂直に貫通し、前記燃料ガス流路１１の一端に
連通する燃料ガス入口流路１７と、前記酸化ガス流路１
２の一端に連通する酸化ガス入口流路１８とが穿設さ
れ、また、各セル１４の他端Ｂ側には、セパレータ９、
マスクプレート７、電解質板１、マスクプレート８を略
垂直に貫通し、前記燃料ガス流路１１の他端に連通する
燃料ガス出口流路１９と、前記酸化ガス流路１２の他端
に連通する酸化ガス出口流路２０とが穿設されている。
ータ９、マスクプレート７、電解質板１、マスクプレー
ト８を略垂直に貫通し、前記燃料ガス流路１１の一端に
連通する燃料ガス入口流路１７と、前記酸化ガス流路１
２の一端に連通する酸化ガス入口流路１８とが穿設さ
れ、また、各セル１４の他端Ｂ側には、セパレータ９、
マスクプレート７、電解質板１、マスクプレート８を略
垂直に貫通し、前記燃料ガス流路１１の他端に連通する
燃料ガス出口流路１９と、前記酸化ガス流路１２の他端
に連通する酸化ガス出口流路２０とが穿設されている。
【０００６】上述した構成を有する燃料電池スタック１
６では、各セル１４の電解質板１を６００℃程度に加熱
したうえ、燃料電池スタック１６の最下段のセル１４の
燃料ガス入口流路１７にＨ2等の燃料ガスを、また、酸
化ガス入口流路１８にＣＯ2を含んだ空気等の酸化ガス
を供給すると、燃料ガスは各セル１４の燃料ガス入口流
路１７から燃料ガス流路１１へ流入してパンチ板５の孔
４からアノード２に接触し、また、酸化ガスは各セル１
４の酸化ガス入口流路１８から酸化ガス流路１２へ流入
してパンチ板６の孔４からカソード３に接触し、各セル
１４の電解質板１を介して行われる反応によって電解質
板１内に炭酸イオンの移動が生じ、アノード２とカソー
ド３との間に生じる電位差によって発電が行われる。
６では、各セル１４の電解質板１を６００℃程度に加熱
したうえ、燃料電池スタック１６の最下段のセル１４の
燃料ガス入口流路１７にＨ2等の燃料ガスを、また、酸
化ガス入口流路１８にＣＯ2を含んだ空気等の酸化ガス
を供給すると、燃料ガスは各セル１４の燃料ガス入口流
路１７から燃料ガス流路１１へ流入してパンチ板５の孔
４からアノード２に接触し、また、酸化ガスは各セル１
４の酸化ガス入口流路１８から酸化ガス流路１２へ流入
してパンチ板６の孔４からカソード３に接触し、各セル
１４の電解質板１を介して行われる反応によって電解質
板１内に炭酸イオンの移動が生じ、アノード２とカソー
ド３との間に生じる電位差によって発電が行われる。
【０００７】前記した燃料電池スタック１６は、工場等
において前記セル１４を多数積層してロウ付け等により
周縁部の接着部１５を一体に接着し、その後工場で試運
転を行ってガスの気密試験、性能試験を行い、気密が確
保され且つ性能が一定基準を超えたものを製品として出
荷するようにしている。
において前記セル１４を多数積層してロウ付け等により
周縁部の接着部１５を一体に接着し、その後工場で試運
転を行ってガスの気密試験、性能試験を行い、気密が確
保され且つ性能が一定基準を超えたものを製品として出
荷するようにしている。
【０００８】又気密試験により一部のセル１４に漏洩が
検出されたり、或いは性能試験で一部のセル１４が不良
のために燃料電池スタック１６全体の性能が低下して一
定基準の性能を満足できないことが分っても、一旦ロウ
付けにて組立られた燃料電池スタック１６は分解して不
良セルのみを交換するというようなことはできなかっ
た。
検出されたり、或いは性能試験で一部のセル１４が不良
のために燃料電池スタック１６全体の性能が低下して一
定基準の性能を満足できないことが分っても、一旦ロウ
付けにて組立られた燃料電池スタック１６は分解して不
良セルのみを交換するというようなことはできなかっ
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来では一部
のセル１４に漏洩があったり、一部の不良セルが原因し
て燃料電池スタック１６の性能が悪いものは、燃料電池
スタック１６全体が不良品となってしまい、殆どが正常
なセルであるにも拘わらず高価なセルの全てを廃棄しな
ければならず、非常に不経済なものとなっていた。
のセル１４に漏洩があったり、一部の不良セルが原因し
て燃料電池スタック１６の性能が悪いものは、燃料電池
スタック１６全体が不良品となってしまい、殆どが正常
なセルであるにも拘わらず高価なセルの全てを廃棄しな
ければならず、非常に不経済なものとなっていた。
【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなし
たもので、不良セルを容易に交換することができるよう
にした燃料電池スタック及び該燃料電池スタックの不良
セル交換方法を提供することを目的とする。
たもので、不良セルを容易に交換することができるよう
にした燃料電池スタック及び該燃料電池スタックの不良
セル交換方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、電解質板の一
側に、周縁部をマスクプレートにより包囲されたアノー
ド、パンチ板、セパレータを配置し、前記電解質の他側
に、周縁部をマスクプレートにより包囲されたカソー
ド、パンチ板、セパレータを配置した構成を有するセル
を、周辺の一側に流体導入部を有した袋状の拡張プレー
トを挟んで一体に積層してなることを特徴とする燃料電
池スタック、及び該燃料電池スタックの試運転によって
検出された不良セルと正常なセルとの間の拡張プレート
に、流体導入部から加圧流体を供給して袋状の拡張プレ
ートを拡張させ、不良セルと正常なセルとの間を剥離さ
せて不良セルを別のセルに交換することを特徴とする燃
料電池スタックの不良セル交換方法、に係るものであ
る。
側に、周縁部をマスクプレートにより包囲されたアノー
ド、パンチ板、セパレータを配置し、前記電解質の他側
に、周縁部をマスクプレートにより包囲されたカソー
ド、パンチ板、セパレータを配置した構成を有するセル
を、周辺の一側に流体導入部を有した袋状の拡張プレー
トを挟んで一体に積層してなることを特徴とする燃料電
池スタック、及び該燃料電池スタックの試運転によって
検出された不良セルと正常なセルとの間の拡張プレート
に、流体導入部から加圧流体を供給して袋状の拡張プレ
ートを拡張させ、不良セルと正常なセルとの間を剥離さ
せて不良セルを別のセルに交換することを特徴とする燃
料電池スタックの不良セル交換方法、に係るものであ
る。
【００１２】
【作用】複数のセルを、周辺の一側に流体導入部を有し
た袋状の拡張プレートを挟んで一体に積層した燃料電池
スタックの試運転により不良セルが検出された際、検出
された不良セルと正常なセルとの間の拡張プレートに、
流体導入部から加圧流体を供給して拡張プレートを拡張
させ、不良セルと正常なセルとの周縁部の接着部を剥離
させる。これにより不良セルを容易に取外して別のセル
と交換し、他の正常なセルはそのまま使用して再び燃料
電池スタックを構成することができ、経済性を著しく向
上させることができる。
た袋状の拡張プレートを挟んで一体に積層した燃料電池
スタックの試運転により不良セルが検出された際、検出
された不良セルと正常なセルとの間の拡張プレートに、
流体導入部から加圧流体を供給して拡張プレートを拡張
させ、不良セルと正常なセルとの周縁部の接着部を剥離
させる。これにより不良セルを容易に取外して別のセル
と交換し、他の正常なセルはそのまま使用して再び燃料
電池スタックを構成することができ、経済性を著しく向
上させることができる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
する。
【００１４】図１〜図３は本発明の一実施例を示すもの
で、図４〜図６と同一のものには同じ符号を付して説明
を省略する。
で、図４〜図６と同一のものには同じ符号を付して説明
を省略する。
【００１５】図示する如く、電解質板１の一側に、周縁
部をマスクプレート７により包囲されたアノード２、パ
ンチ板５、セパレータ２１が配置され、前記電解質板１
の他側に、周縁部をマスクプレート８により包囲された
カソード３、パンチ板６、セパレータ２２が配置された
構成を有するセル２３を、拡張プレート２４を挟んで一
体に積層し、燃料電池スタック２９を構成する。図示の
場合、マスクプレート７，８の外周端部を拡張プレート
２４に固定してシール部１３を形成している。
部をマスクプレート７により包囲されたアノード２、パ
ンチ板５、セパレータ２１が配置され、前記電解質板１
の他側に、周縁部をマスクプレート８により包囲された
カソード３、パンチ板６、セパレータ２２が配置された
構成を有するセル２３を、拡張プレート２４を挟んで一
体に積層し、燃料電池スタック２９を構成する。図示の
場合、マスクプレート７，８の外周端部を拡張プレート
２４に固定してシール部１３を形成している。
【００１６】前記拡張プレート２４は、矩形形状の２枚
の板２４ａ，２４ｂの周縁部を気密にシールした構成を
有しており、且つ周辺の一側には、拡張プレート２４の
内部と連通する突出部２５が一体に形成されており、且
つ該突出部２５に差込んで内部と連通するように取付け
て拡張プレート２４内に不活性ガス、空気、水、油等の
加圧流体２６を供給する流体注入針２７を有した流体導
入部２８が構成されている。又、拡張プレート２４の上
下には図示しないセンタープレートが配置されてシール
性が確保されるようになっている。
の板２４ａ，２４ｂの周縁部を気密にシールした構成を
有しており、且つ周辺の一側には、拡張プレート２４の
内部と連通する突出部２５が一体に形成されており、且
つ該突出部２５に差込んで内部と連通するように取付け
て拡張プレート２４内に不活性ガス、空気、水、油等の
加圧流体２６を供給する流体注入針２７を有した流体導
入部２８が構成されている。又、拡張プレート２４の上
下には図示しないセンタープレートが配置されてシール
性が確保されるようになっている。
【００１７】前記燃料電池スタック２９は工場等で製作
された後、工場等でガスの気密試験、性能試験を行い、
気密が確保され且つ性能が一定基準を超えたものが製品
として出荷されるようになっている。
された後、工場等でガスの気密試験、性能試験を行い、
気密が確保され且つ性能が一定基準を超えたものが製品
として出荷されるようになっている。
【００１８】又上記気密試験により一部のセル２３に漏
洩が検出されたり、或いは性能試験で一部のセル２３が
不良のために燃料電池スタック全体の性能が低下して一
定基準の性能を満足できないことが分った場合には、図
３に示すように検出された不良セル２３’と正常なセル
２３との間の拡張プレート２４に、流体導入部２８の流
体注入針２７から不活性ガス、空気、水、油等の加圧流
体２６を供給して拡張プレート２４を拡張させ、不良セ
ル２３’と正常なセル２３との周縁部のシール部１３を
剥離させる。これにより不良セル２３’を容易に取外し
て別のセルと交換し、他の正常なセル２３はそのまま使
用して再び燃料電池スタック２９を構成することができ
る。これにより経済性を著しく向上させることができ
る。
洩が検出されたり、或いは性能試験で一部のセル２３が
不良のために燃料電池スタック全体の性能が低下して一
定基準の性能を満足できないことが分った場合には、図
３に示すように検出された不良セル２３’と正常なセル
２３との間の拡張プレート２４に、流体導入部２８の流
体注入針２７から不活性ガス、空気、水、油等の加圧流
体２６を供給して拡張プレート２４を拡張させ、不良セ
ル２３’と正常なセル２３との周縁部のシール部１３を
剥離させる。これにより不良セル２３’を容易に取外し
て別のセルと交換し、他の正常なセル２３はそのまま使
用して再び燃料電池スタック２９を構成することができ
る。これにより経済性を著しく向上させることができ
る。
【００１９】尚、本発明は上記実施例にのみ限定される
ものではなく、流体導入部の形状、配置等は種々変更し
得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内に於
いて種々変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、流体導入部の形状、配置等は種々変更し
得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内に於
いて種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】上記した本発明の燃料電池スタックの不
良セル交換方法によれば、不良セルと正常なセルとの間
の拡張プレートに、流体導入部から流体を供給して拡張
プレートを拡張させ、不良セルと正常なセルとの周縁部
の接着部を剥離させることができるので、不良セルを容
易に取外して別のセルと交換し、他の正常なセルはその
まま使用して再び燃料電池スタックを構成することがで
き、よって従来に比して経済性を著しく向上させること
ができる優れた効果を奏し得る。
良セル交換方法によれば、不良セルと正常なセルとの間
の拡張プレートに、流体導入部から流体を供給して拡張
プレートを拡張させ、不良セルと正常なセルとの周縁部
の接着部を剥離させることができるので、不良セルを容
易に取外して別のセルと交換し、他の正常なセルはその
まま使用して再び燃料電池スタックを構成することがで
き、よって従来に比して経済性を著しく向上させること
ができる優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明の燃料電池スタックの一例を示すもの
で、図２のＩ方向矢視図である。
で、図２のＩ方向矢視図である。
【図２】図１の燃料電池スタックの平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】従来の燃料電池スタックの一例を示すもので、
図５のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。
図５のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。
【図５】図４の燃料電池スタックの平面図である。
【図６】図４の燃料電池スタックの全体側面図である。
１ 電解質板 ２ アノード ３ カソード ５ パンチ板 ６ パンチ板 ７ マスクプレート ８ マスクプレート ２１ セパレータ ２２ セパレータ ２３ セル ２４ 拡張プレート ２６ 加圧流体 ２８ 流体導入部 ２９ 燃料電池スタック
Claims (2)
- 【請求項１】 電解質板の一側に、周縁部をマスクプレ
ートにより包囲されたアノード、パンチ板、セパレータ
を配置し、前記電解質の他側に、周縁部をマスクプレー
トにより包囲されたカソード、パンチ板、セパレータを
配置した構成を有するセルを、周辺の一側に流体導入部
を有した袋状の拡張プレートを挟んで一体に積層してな
ることを特徴とする燃料電池スタック。 - 【請求項２】 請求項１の燃料電池スタックの試運転時
に不良セルを検出し、検出された不良セルと正常なセル
との間の拡張プレートに、流体導入部から加圧流体を供
給して拡張プレートを拡張させ、不良セルと正常なセル
との間を剥離させて不良セルを別のセルに交換すること
を特徴とする燃料電池スタックの不良セル交換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3350082A JPH05159794A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 燃料電池スタック及び該燃料電池スタックの不良セル交換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3350082A JPH05159794A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 燃料電池スタック及び該燃料電池スタックの不良セル交換方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05159794A true JPH05159794A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18408116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3350082A Pending JPH05159794A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 燃料電池スタック及び該燃料電池スタックの不良セル交換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05159794A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002001659A1 (fr) * | 2000-06-27 | 2002-01-03 | Nok Corporation | Joint statique pour pile a combustible |
| WO2006093061A1 (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池スタック |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP3350082A patent/JPH05159794A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002001659A1 (fr) * | 2000-06-27 | 2002-01-03 | Nok Corporation | Joint statique pour pile a combustible |
| US6805986B2 (en) | 2000-06-27 | 2004-10-19 | Nok Corporation | Gasket for fuel battery |
| WO2006093061A1 (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池スタック |
| US7892695B2 (en) | 2005-03-01 | 2011-02-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack |
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