JPH0529009A - 燃料電池用ガス流路板 - Google Patents
燃料電池用ガス流路板Info
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- JPH0529009A JPH0529009A JP3177995A JP17799591A JPH0529009A JP H0529009 A JPH0529009 A JP H0529009A JP 3177995 A JP3177995 A JP 3177995A JP 17799591 A JP17799591 A JP 17799591A JP H0529009 A JPH0529009 A JP H0529009A
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- gas flow
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
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-
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- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
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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】 従来使用されてきた溶融炭酸塩型燃料電池用
ガス流路板は、金属板を特殊加工した複雑な形状のもの
や、バイポーラ板のガス流入面に直接リブ状のガス流路
を形成してガス流路板をバイポーラ板と一体化すること
によって代用したもので、加工コストが高かった。そこ
で、ガス流れ方向と垂直方向に波状にプレス加工した孔
あき金属板を燃料電池用ガス流路板に用いることによっ
て、加工コストが安く、かつ電極面に対してガスが均一
に、効率よく供給される燃料電池用ガス流路板の開発を
目的とする。 【構成】 ガス流れ方向１と垂直方向に波状にプレス加
工した孔あき金属板２からなる燃料電池用ガス流路板。
ガス流路板は、金属板を特殊加工した複雑な形状のもの
や、バイポーラ板のガス流入面に直接リブ状のガス流路
を形成してガス流路板をバイポーラ板と一体化すること
によって代用したもので、加工コストが高かった。そこ
で、ガス流れ方向と垂直方向に波状にプレス加工した孔
あき金属板を燃料電池用ガス流路板に用いることによっ
て、加工コストが安く、かつ電極面に対してガスが均一
に、効率よく供給される燃料電池用ガス流路板の開発を
目的とする。 【構成】 ガス流れ方向１と垂直方向に波状にプレス加
工した孔あき金属板２からなる燃料電池用ガス流路板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池用ガス流路板に
関し、特に溶融炭酸塩型燃料電池用ガス流路板に関す
る。
関し、特に溶融炭酸塩型燃料電池用ガス流路板に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池用ガス流路板、特に溶融
炭酸塩型燃料電池用ガス流路板は、図２に示すような金
属板を特殊加工したコルゲート板３と呼ばれる複雑な形
状のガス流路板と、電極を支持する機能と集電機能を併
せ持つ平板状の孔あき金属板などとを組み合わせて使用
されてきた。図中１はガス流れ方向を示す。あるいはバ
イポーラ板のガス流入面に直接リブ状のガス流路を形成
してガス流路板をバイポーラ板と一体化し、同様に電極
を支持する機能と集電機能を併せ持つ平板状の孔あき金
属板などと組み合わせて使用されてきた。
炭酸塩型燃料電池用ガス流路板は、図２に示すような金
属板を特殊加工したコルゲート板３と呼ばれる複雑な形
状のガス流路板と、電極を支持する機能と集電機能を併
せ持つ平板状の孔あき金属板などとを組み合わせて使用
されてきた。図中１はガス流れ方向を示す。あるいはバ
イポーラ板のガス流入面に直接リブ状のガス流路を形成
してガス流路板をバイポーラ板と一体化し、同様に電極
を支持する機能と集電機能を併せ持つ平板状の孔あき金
属板などと組み合わせて使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１に示すよ
うなコルゲート板は、複雑な形状であるため加工コスト
が高く、またバイポーラ板に直接リブ状流路を確保する
方法も切削や溶接などの工程が必要でコストが高い。本
発明はこのような課題を解決するもので、安価で高性能
な、すなわち、供給した燃料ガスが均一に流れ、かつ電
極に効率よく供給される燃料電池用ガス流路板を提供す
ることを目的とする。
うなコルゲート板は、複雑な形状であるため加工コスト
が高く、またバイポーラ板に直接リブ状流路を確保する
方法も切削や溶接などの工程が必要でコストが高い。本
発明はこのような課題を解決するもので、安価で高性能
な、すなわち、供給した燃料ガスが均一に流れ、かつ電
極に効率よく供給される燃料電池用ガス流路板を提供す
ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の、燃料電池用ガス流路板は、ガス流れ方向
と垂直方向に波状にプレス加工した孔あき金属板であ
り、波の形状がガス入口側から出口側まで連続してお
り、波状ピッチが０．５mm〜５mmであることによって、
あるいは燃料電池用ガス流路板が、ガス流れ方向と垂直
方向にピッチが０．５mm〜５mmの波状にプレス加工した
孔あき金属板を、ガス流れ方向に直列に複数枚並べたも
のであることによって、あるいは燃料電池用ガス流路板
が、ガス流れ方向と垂直方向にピッチが０．５mm〜５mm
の波状にプレス加工した孔あき金属板を、ガス出口側ほ
ど波状ピッチが小さくなるよう、ガス流れ方向に直列に
複数枚並べたものである。
め、本発明の、燃料電池用ガス流路板は、ガス流れ方向
と垂直方向に波状にプレス加工した孔あき金属板であ
り、波の形状がガス入口側から出口側まで連続してお
り、波状ピッチが０．５mm〜５mmであることによって、
あるいは燃料電池用ガス流路板が、ガス流れ方向と垂直
方向にピッチが０．５mm〜５mmの波状にプレス加工した
孔あき金属板を、ガス流れ方向に直列に複数枚並べたも
のであることによって、あるいは燃料電池用ガス流路板
が、ガス流れ方向と垂直方向にピッチが０．５mm〜５mm
の波状にプレス加工した孔あき金属板を、ガス出口側ほ
ど波状ピッチが小さくなるよう、ガス流れ方向に直列に
複数枚並べたものである。
【０００５】
【作用】この構成により本発明の、燃料電池用ガス流路
板は、ガス流れ方向と垂直方向に波状にプレス加工した
孔あき金属板であり、波の形状がガス入口側から出口側
まで連続しており、波状ピッチが０．５mm〜５mmである
ことによって、あるいは燃料電池用ガス流路板が、ガス
流れ方向と垂直方向にピッチが０．５mm〜５mmの波状に
プレス加工した孔あき金属板を、ガス流れ方向に直列に
複数枚並べたものであることによって、あるいは燃料電
池用ガス流路板が、ガス流れ方向と垂直方向にピッチが
０．５mm〜５mmの波状にプレス加工した孔あき金属板
を、ガス出口側ほど波状ピッチが小さくなるよう、ガス
流れ方向に直列に複数枚並べたものであることによっ
て、燃料電池の電極面に対してガスが均一に、かつ効率
よく供給されることとなる。
板は、ガス流れ方向と垂直方向に波状にプレス加工した
孔あき金属板であり、波の形状がガス入口側から出口側
まで連続しており、波状ピッチが０．５mm〜５mmである
ことによって、あるいは燃料電池用ガス流路板が、ガス
流れ方向と垂直方向にピッチが０．５mm〜５mmの波状に
プレス加工した孔あき金属板を、ガス流れ方向に直列に
複数枚並べたものであることによって、あるいは燃料電
池用ガス流路板が、ガス流れ方向と垂直方向にピッチが
０．５mm〜５mmの波状にプレス加工した孔あき金属板
を、ガス出口側ほど波状ピッチが小さくなるよう、ガス
流れ方向に直列に複数枚並べたものであることによっ
て、燃料電池の電極面に対してガスが均一に、かつ効率
よく供給されることとなる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例の燃料電池用ガス流路
板について図面に基づいて説明する。
板について図面に基づいて説明する。
【０００７】（実施例１）燃料電池用ガス流路板とし
て、図１に示すように、ガス流れ方向１と垂直方向に波
状にプレス加工した開口度５５％の孔あき金属板２を用
いた。材質は、正極側がステンレス、負極側がインコネ
ル（７６％Ｎｉ−１６％Ｃｒ−８％Ｆｅの合金）であ
り、波の形状はガス入口側から出口側まで連続してお
り、波状ピッチは２mmである。
て、図１に示すように、ガス流れ方向１と垂直方向に波
状にプレス加工した開口度５５％の孔あき金属板２を用
いた。材質は、正極側がステンレス、負極側がインコネ
ル（７６％Ｎｉ−１６％Ｃｒ−８％Ｆｅの合金）であ
り、波の形状はガス入口側から出口側まで連続してお
り、波状ピッチは２mmである。
【０００８】これに、同様の材質の平板状孔あき金属板
を集電体として組み合わせ、実際に有効電極面積７５cm
2の溶融炭酸塩型燃料電池を作製した。この電池の構成
は、正極がリチウムドープした酸化Ｎｉの多孔体、負極
がニッケル系合金の多孔体であり、電解質体は電解質保
持体であるアルミン酸リチウムのマトリクス板に６０ｗ
ｔ％の炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウム＝６２：３
８ｍｏｌ％）を含浸させた電池を、ステンレス製バイポ
ーラ板を介して７セル積層したものである。また燃料ガ
スには水素：炭酸ガスの比が８０：２０のガスを６０℃
で加湿したものを、酸化剤として空気：炭酸ガスの比が
７０：３０のものを適用し、６５０℃の湿度でこの溶融
炭酸塩型燃料電池の特性を調べた。
を集電体として組み合わせ、実際に有効電極面積７５cm
2の溶融炭酸塩型燃料電池を作製した。この電池の構成
は、正極がリチウムドープした酸化Ｎｉの多孔体、負極
がニッケル系合金の多孔体であり、電解質体は電解質保
持体であるアルミン酸リチウムのマトリクス板に６０ｗ
ｔ％の炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウム＝６２：３
８ｍｏｌ％）を含浸させた電池を、ステンレス製バイポ
ーラ板を介して７セル積層したものである。また燃料ガ
スには水素：炭酸ガスの比が８０：２０のガスを６０℃
で加湿したものを、酸化剤として空気：炭酸ガスの比が
７０：３０のものを適用し、６５０℃の湿度でこの溶融
炭酸塩型燃料電池の特性を調べた。
【０００９】平均燃料利用率６０％、平均酸素利用率３
０％、１５０ｍＡ／cm2において初期性能が５．５７Ｖ
であった。また、２，７００時間後の性能が５．３５Ｖ
であった。
０％、１５０ｍＡ／cm2において初期性能が５．５７Ｖ
であった。また、２，７００時間後の性能が５．３５Ｖ
であった。
【００１０】（実施例２）燃料電池用集電体として、実
施例１に用いた図２に示す孔あき金属板を、ガス流れ方
向に２枚直列に並べて用いた。２枚のガス流路板は、そ
れぞれの波の位相がずれるように設置した。材質は、正
極側がステンレス、負極側がインコネルである。
施例１に用いた図２に示す孔あき金属板を、ガス流れ方
向に２枚直列に並べて用いた。２枚のガス流路板は、そ
れぞれの波の位相がずれるように設置した。材質は、正
極側がステンレス、負極側がインコネルである。
【００１１】これに、同様の材質の平板状孔あき金属板
を集電体として組み合わせ、実際に有効電極面積７５０
cm2の溶融炭酸塩型燃料電池を作製した。この電池の構
成は、正極がリチウムドープした酸化Ｎｉの多孔体、負
極がニッケル系合金の多孔体であり、電解質体は電解質
保持体であるアルミン酸リチウムのマトリクス板に６０
ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウム＝６２：
３８ｍｏｌ％）を含浸させた単電池である。また燃料ガ
スには水素：炭酸ガスの比が８０：２０のガスを６０℃
で加湿したものを、酸化剤として空気：炭酸ガスの比が
７０：３０のものを適用し、６５０℃の温度でこの溶融
炭酸塩型燃料電池の特性を調べた。
を集電体として組み合わせ、実際に有効電極面積７５０
cm2の溶融炭酸塩型燃料電池を作製した。この電池の構
成は、正極がリチウムドープした酸化Ｎｉの多孔体、負
極がニッケル系合金の多孔体であり、電解質体は電解質
保持体であるアルミン酸リチウムのマトリクス板に６０
ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウム＝６２：
３８ｍｏｌ％）を含浸させた単電池である。また燃料ガ
スには水素：炭酸ガスの比が８０：２０のガスを６０℃
で加湿したものを、酸化剤として空気：炭酸ガスの比が
７０：３０のものを適用し、６５０℃の温度でこの溶融
炭酸塩型燃料電池の特性を調べた。
【００１２】燃料利用率６０％、酸素利用率３０％、１
５０ｍＡ／cm2において初期性能が０．８２Ｖであっ
た。また、２，６００時間後の性能が０．８０Ｖであっ
た。
５０ｍＡ／cm2において初期性能が０．８２Ｖであっ
た。また、２，６００時間後の性能が０．８０Ｖであっ
た。
【００１３】（実施例３）燃料電池用集電体として、ガ
ス流れ方向と垂直方向にピッチが２mmの波状にプレス加
工した開口度５５％の孔あき金属板を、ガス出口側ほど
波状ピッチが小さくなるよう、ガス流れ方向に直列に３
枚並べた。
ス流れ方向と垂直方向にピッチが２mmの波状にプレス加
工した開口度５５％の孔あき金属板を、ガス出口側ほど
波状ピッチが小さくなるよう、ガス流れ方向に直列に３
枚並べた。
【００１４】これに、同様の材質の平板状孔あき金属板
を集電体として組み合わせ、実際に有効電極面積７５０
cm2の溶融炭酸塩型燃料電池を作製した。この電池の構
成は、正極がリチウムドープした酸化Ｎｉの多孔体、負
極がニッケル系合金の多孔体であり、電解質体は電解質
保持体であるアルミン酸リチウムのマトリクス板に６０
ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウム＝６２：
３８ｍｏｌ％）を含浸させた単電池である。また燃料ガ
スには水素：炭酸ガスの比が８０：２０のガスを６０℃
で加湿したものを、酸化剤として空気：炭酸ガスの比が
７０：３０のものを適用し、６５０℃の温度でこの溶融
炭酸塩型燃料電池の特性を調べた。
を集電体として組み合わせ、実際に有効電極面積７５０
cm2の溶融炭酸塩型燃料電池を作製した。この電池の構
成は、正極がリチウムドープした酸化Ｎｉの多孔体、負
極がニッケル系合金の多孔体であり、電解質体は電解質
保持体であるアルミン酸リチウムのマトリクス板に６０
ｗｔ％の炭酸塩（炭酸リチウム：炭酸カリウム＝６２：
３８ｍｏｌ％）を含浸させた単電池である。また燃料ガ
スには水素：炭酸ガスの比が８０：２０のガスを６０℃
で加湿したものを、酸化剤として空気：炭酸ガスの比が
７０：３０のものを適用し、６５０℃の温度でこの溶融
炭酸塩型燃料電池の特性を調べた。
【００１５】燃料利用率６０％、酸素利用率３０％、１
５０ｍＡ／cm2において初期性能が０．８４Ｖであっ
た。また、３，０００時間後の性能が０．７９Ｖであっ
た。
５０ｍＡ／cm2において初期性能が０．８４Ｖであっ
た。また、３，０００時間後の性能が０．７９Ｖであっ
た。
【００１６】なお、ガス流路板の波状ピッチを０．５mm
〜５mmとしたのは、波状ピッチが０．５mmより小さい場
合、ガス流路の断面積が小さすぎ、ガスの流路を確保す
るスペーサーとしての機能を充分に果し得ない。一方、
ピッチが５mmより大きい場合、ガス流路の断面積が大き
すぎ、電極面に対してガスを均一に、かつ効率よく供給
することができないためである。
〜５mmとしたのは、波状ピッチが０．５mmより小さい場
合、ガス流路の断面積が小さすぎ、ガスの流路を確保す
るスペーサーとしての機能を充分に果し得ない。一方、
ピッチが５mmより大きい場合、ガス流路の断面積が大き
すぎ、電極面に対してガスを均一に、かつ効率よく供給
することができないためである。
【００１７】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に、本発明の燃料電池用ガス流路板によれば、燃料電池
用ガス流路板がガス流れ方向と垂直方向に波状にプレス
加工した孔あき金属板であり、波の形状がガス入口側か
ら出口側まで連続しており、波状ピッチが０．５mm〜５
mmであることによって、あるいは燃料電池用ガス流路板
が、ガス流れ方向と垂直方向にピッチが０．５mm〜５mm
の波状にプレス加工した孔あき金属板を、ガス流れ方向
に直列に複数枚並べたものであることによって、あるい
は燃料電池用ガス流路板が、ガス流れ方向と垂直方向に
ピッチが０．５mm〜５mmの波状にプレス加工した孔あき
金属板を、ガス出口側ほど波状ピッチが小さくなるよ
う、ガス流れ方向に直列に複数枚並べたものであること
によって、安価で高性能の燃料電池用ガス流路板を得る
ものである。
に、本発明の燃料電池用ガス流路板によれば、燃料電池
用ガス流路板がガス流れ方向と垂直方向に波状にプレス
加工した孔あき金属板であり、波の形状がガス入口側か
ら出口側まで連続しており、波状ピッチが０．５mm〜５
mmであることによって、あるいは燃料電池用ガス流路板
が、ガス流れ方向と垂直方向にピッチが０．５mm〜５mm
の波状にプレス加工した孔あき金属板を、ガス流れ方向
に直列に複数枚並べたものであることによって、あるい
は燃料電池用ガス流路板が、ガス流れ方向と垂直方向に
ピッチが０．５mm〜５mmの波状にプレス加工した孔あき
金属板を、ガス出口側ほど波状ピッチが小さくなるよ
う、ガス流れ方向に直列に複数枚並べたものであること
によって、安価で高性能の燃料電池用ガス流路板を得る
ものである。
【図１】本発明の実施例の燃料電池用ガス流路板の斜視
図
図
【図２】従来の燃料電池用ガス流路板の斜視図
１ ガス流れ方向
２ 孔あき金属板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 蒲生 孝治
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 正極とバイポーラー板の間、または負極
とバイポーラー板の間に位置し、正極側に供給する酸化
剤ガスまたは負極側に供給する燃料ガスの流路を確保す
るスペーサーとしての機能を持つ燃料電池用ガス流路板
が、ガス流れ方向と垂直方向に波状にプレス加工した孔
あき金属板であり、波の形状がガス入口側から出口側ま
で連続しており、波状ピッチを０．５mm〜５mmとする構
成の燃料電池用ガス流路板。 - 【請求項２】 正極とバイポーラー板の間、または負極
とバイポーラー板の間に位置し、正極側に供給する酸化
剤ガスまたは負極側に供給する燃料ガスの流路を確保す
るスペーサーとしての機能を持つ燃料電池用ガス流路板
を、ガス流れ方向に直列に複数枚設け、前記ガス流路板
がガス流れ方向と垂直方向に波状にプレス加工した孔あ
き金属板であり、波の形状がガス入口側から出口側まで
連続しており、波状ピッチを０．５mm〜５mmとする構成
の燃料電池用ガス流路板。 - 【請求項３】 ガス流れ方向に直列に複数枚並べた燃料
電池用ガス流路板の波の位相がずれている請求項２記載
の燃料電池用ガス流路板。 - 【請求項４】 正極とバイポーラー板の間、または負極
とバイポーラー板の間に位置し、正極側に供給する酸化
剤ガスまたは負極側に供給する燃料ガスの流路を確保す
るスペーサーとしての機能を持つ燃料電池用ガス流路板
を、ガス出口側ほど波状ピッチが小さくなるよう、ガス
流れ方向に直列に複数枚設け、前記ガス流路板がガス流
れ方向と垂直方向に波状にプレス加工した孔あき金属板
であり、波の形状がガス入口側から出口側まで連続して
おり、波状ピッチを０．５mm〜５mmとする構成の燃料電
池用ガス流路板。 - 【請求項５】 正極側がステンレス、負極側がニッケル
を含む合金またはニッケルで覆われたステンレスである
請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池用ガス流路
板。 - 【請求項６】 孔あき金属板の開口度が４５〜６５％で
ある請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池用ガス
流路板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3177995A JPH0529009A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 燃料電池用ガス流路板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3177995A JPH0529009A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 燃料電池用ガス流路板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529009A true JPH0529009A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16040704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3177995A Pending JPH0529009A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 燃料電池用ガス流路板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529009A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001048852A1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-07-05 | The Regents Of The University Of California | Flow channel device for electrochemical cells |
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| WO2005076395A1 (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池 |
| JP2006324084A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
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| JP2012124019A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Honda Motor Co Ltd | 平板型固体電解質燃料電池 |
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