JPH0589894A - リン酸型燃料電池 - Google Patents
リン酸型燃料電池Info
- Publication number
- JPH0589894A JPH0589894A JP3246385A JP24638591A JPH0589894A JP H0589894 A JPH0589894 A JP H0589894A JP 3246385 A JP3246385 A JP 3246385A JP 24638591 A JP24638591 A JP 24638591A JP H0589894 A JPH0589894 A JP H0589894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- edge
- phosphoric acid
- flow
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極基材のリン酸枯喝部が生じた場合でも電
極基材のエッジ部よりのガスリークを抑え水素と酸素の
混合反応による爆発を防ぐ。 【構成】 電極基材のエッジ側の少くともエッジ部に隣
接した流通路を含む１本以上の流通路にはガス濃度を低
くした反応ガスを流すようにしてガスリークしても混合
反応による爆発を防ぐようにする。
極基材のエッジ部よりのガスリークを抑え水素と酸素の
混合反応による爆発を防ぐ。 【構成】 電極基材のエッジ側の少くともエッジ部に隣
接した流通路を含む１本以上の流通路にはガス濃度を低
くした反応ガスを流すようにしてガスリークしても混合
反応による爆発を防ぐようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシール構造の改良を施し
たリン酸型燃料電池に関するものである。
たリン酸型燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、水素と酸素から電気エネルギーを
得る装置として燃料電池が知られている。この燃料電池
は通常電解質を保持するマトリックスを挟んで一対の多
孔質電極を配置するとともに、一方の電極の背面に天然
ガス、メタノール、石炭などの燃料を改質して得られる
水素を接触させると共に、他方の電極の背面に空気中の
酸素を接触させて、このときに起こる電気化学反応を利
用して、上記電極間から電気エネルギーを取り出すこと
ができるものである。図４は、この種の従来の燃料電池
の構成を示す部分断面図である。図において、１は積層
セルであり、空気の流通路及び水素の流通路を有する一
対のガス拡散電極を保持するマトリックスを配して成る
単位セルを、複数個積層して形成される。また起動時に
は室温から動作温度まで加熱し、運転時には余剰熱を除
去・冷却して一定温度に維持する必要から、温度調節体
である冷却板７を数セル毎に挿入・設置する構成となっ
ている。さらに、この積層セル１はその上下を集電板２
で挟みこまれ、かつその上下に配置された締付金具３に
より積層方向に締付固定して電池本体に空気及び水素を
供給及び排気するものとして、電池本体の側面にマニホ
ールド４と、フッ素ゴム系の成形パッキング５を配置す
るとともに、電池本体と成形パッキング５の間にフッ素
樹脂系のシール材６を介在させて固着し、各単位セルに
一括して空気及び水素を供給、排気するように構成して
いる。
得る装置として燃料電池が知られている。この燃料電池
は通常電解質を保持するマトリックスを挟んで一対の多
孔質電極を配置するとともに、一方の電極の背面に天然
ガス、メタノール、石炭などの燃料を改質して得られる
水素を接触させると共に、他方の電極の背面に空気中の
酸素を接触させて、このときに起こる電気化学反応を利
用して、上記電極間から電気エネルギーを取り出すこと
ができるものである。図４は、この種の従来の燃料電池
の構成を示す部分断面図である。図において、１は積層
セルであり、空気の流通路及び水素の流通路を有する一
対のガス拡散電極を保持するマトリックスを配して成る
単位セルを、複数個積層して形成される。また起動時に
は室温から動作温度まで加熱し、運転時には余剰熱を除
去・冷却して一定温度に維持する必要から、温度調節体
である冷却板７を数セル毎に挿入・設置する構成となっ
ている。さらに、この積層セル１はその上下を集電板２
で挟みこまれ、かつその上下に配置された締付金具３に
より積層方向に締付固定して電池本体に空気及び水素を
供給及び排気するものとして、電池本体の側面にマニホ
ールド４と、フッ素ゴム系の成形パッキング５を配置す
るとともに、電池本体と成形パッキング５の間にフッ素
樹脂系のシール材６を介在させて固着し、各単位セルに
一括して空気及び水素を供給、排気するように構成して
いる。
【０００３】図５には電極基材の構造を示す。電極基材
８は、触媒層のための担体であり、また反応ガスの流通
路としての凹溝を複数平行に有して、前記反応ガスを触
媒層まで導くためのものである。また電極基材８は電解
質を貯蔵するリザーバとしての機能も有するものであ
る。電極基材８のガス流通方向と平行な電極基材エッジ
部９は気孔サイズを微小にして電解質溶液の毛細管現象
による作用で湿潤シールとして機能する構造としてい
る。
８は、触媒層のための担体であり、また反応ガスの流通
路としての凹溝を複数平行に有して、前記反応ガスを触
媒層まで導くためのものである。また電極基材８は電解
質を貯蔵するリザーバとしての機能も有するものであ
る。電極基材８のガス流通方向と平行な電極基材エッジ
部９は気孔サイズを微小にして電解質溶液の毛細管現象
による作用で湿潤シールとして機能する構造としてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなリン酸型燃
料電池の電極基材エッジシール部９においてリン酸の枯
喝部分が僅かでもあれば、この部分より反応ガスが対極
側にリークする。この様なリン酸の枯喝は気孔サイズが
比較的大きいすなわちリン酸を引き込む力が小さい所で
発生する。そしてガスリークが発生すると水素と酸素が
混合し反応して爆発する危険性がある。
料電池の電極基材エッジシール部９においてリン酸の枯
喝部分が僅かでもあれば、この部分より反応ガスが対極
側にリークする。この様なリン酸の枯喝は気孔サイズが
比較的大きいすなわちリン酸を引き込む力が小さい所で
発生する。そしてガスリークが発生すると水素と酸素が
混合し反応して爆発する危険性がある。
【０００５】そこで本発明は上記の様な課題を解決する
ために成されたもので、その目的は電極エッジ部より対
極への反応ガスリークのない信頼性の高いリン酸型燃料
電池を提供することにある。
ために成されたもので、その目的は電極エッジ部より対
極への反応ガスリークのない信頼性の高いリン酸型燃料
電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、水素及び酸素が流通する水素流通路及び
酸素流通路を有する一対のガス拡散電極間に電解質を保
持するマトリックスを配してなる単位セルを複数個積層
して電池本体を形成し、この電池本体の側面に上記ガス
拡散電極へ燃料及び酸化剤を夫々供給及び排出するマニ
ホールドを配置し、かつこのマニホールドと電池本体間
をシールして構成されるリン酸型燃料電池において、電
極基材のエッジ側の少なくともエッジ部に隣接したガス
流通路を含む１本以上のガス流通路には反応ガス濃度を
低くしたガスを流すようにしたことを特徴とする。
に本発明では、水素及び酸素が流通する水素流通路及び
酸素流通路を有する一対のガス拡散電極間に電解質を保
持するマトリックスを配してなる単位セルを複数個積層
して電池本体を形成し、この電池本体の側面に上記ガス
拡散電極へ燃料及び酸化剤を夫々供給及び排出するマニ
ホールドを配置し、かつこのマニホールドと電池本体間
をシールして構成されるリン酸型燃料電池において、電
極基材のエッジ側の少なくともエッジ部に隣接したガス
流通路を含む１本以上のガス流通路には反応ガス濃度を
低くしたガスを流すようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記の様な構成にすることにより、電極基材エ
ッジ部より対極ヘリークする反応ガスは極めて濃度が低
いものであり水素と酸素との混合反応による爆発等の危
険性を除去できる。
ッジ部より対極ヘリークする反応ガスは極めて濃度が低
いものであり水素と酸素との混合反応による爆発等の危
険性を除去できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明による燃料電池の構造を
示す図である。なお図１において、図２、図３及び図４
と同一部分には同一符号を付して示している。
して説明する。図１は、本発明による燃料電池の構造を
示す図である。なお図１において、図２、図３及び図４
と同一部分には同一符号を付して示している。
【０００９】図１及び図２に示す様に電極基材８は複数
の凹型のガス流通路があり、ガスを供給及び排出するた
めのマニホールド１０と、フッ素ゴム系の成形パッキン
グ５を配置するとともに、電池本体と成形パッキング５
の間にフッ素樹脂系のシール材６を介在させて固着して
いる。この場合、ガスは中央部よりエッジ部へリターン
させ、ガス入口側のマニホールド１０内側には仕切り板
１１を設けて両端部側は排出口とし、電極基材８のエッ
ジ側の少なくともエッジ部に隣接したガス流通路を含む
１本以上のガス流通路１２にはリターンさせたガスを流
しており、流れの境界部はシール材によって区画されて
いて、反応ガス濃度が低いガスが流れる様にする。上記
の様な構成により、エッジ湿潤シール部９においてリン
酸の涸喝部が生じても反応ガスは殆どエッジ部より対極
へリークしないようになる作用がある。したがって反応
ガスが混合しないので爆発の危険性がなくなる。
の凹型のガス流通路があり、ガスを供給及び排出するた
めのマニホールド１０と、フッ素ゴム系の成形パッキン
グ５を配置するとともに、電池本体と成形パッキング５
の間にフッ素樹脂系のシール材６を介在させて固着して
いる。この場合、ガスは中央部よりエッジ部へリターン
させ、ガス入口側のマニホールド１０内側には仕切り板
１１を設けて両端部側は排出口とし、電極基材８のエッ
ジ側の少なくともエッジ部に隣接したガス流通路を含む
１本以上のガス流通路１２にはリターンさせたガスを流
しており、流れの境界部はシール材によって区画されて
いて、反応ガス濃度が低いガスが流れる様にする。上記
の様な構成により、エッジ湿潤シール部９においてリン
酸の涸喝部が生じても反応ガスは殆どエッジ部より対極
へリークしないようになる作用がある。したがって反応
ガスが混合しないので爆発の危険性がなくなる。
【００１０】本発明の他の実施例について図２を用いて
説明する。図２に示すように電極基材８のエッジ側の少
なくともエッジ部９に隣接したガス流通路を含む１本以
上のガス流通路１２には、不活性ガス１５が流れるよう
に、ガス供給及び排出マニホールド１３，１４内側に仕
切り板１１を設けて、また両端部に不活性ガスのための
供給口１６及び排出口１７を設けて構成する。このよう
な構成とすることにより、上記実施例と同様の効果を得
ることができる。
説明する。図２に示すように電極基材８のエッジ側の少
なくともエッジ部９に隣接したガス流通路を含む１本以
上のガス流通路１２には、不活性ガス１５が流れるよう
に、ガス供給及び排出マニホールド１３，１４内側に仕
切り板１１を設けて、また両端部に不活性ガスのための
供給口１６及び排出口１７を設けて構成する。このよう
な構成とすることにより、上記実施例と同様の効果を得
ることができる。
【００１１】図３には、本発明のさらに異なる他の実施
例を示す。なお、この第３の実施例は、反応ガスが単位
セルを２方向に流通するように構成されたリン酸型燃料
電池に摘要するものであり、２方向の流れの境界部はシ
ール材によって区画されている。この場合、一方のマニ
ホールド１８には中央のガスリターン境界部及び端部と
中央部のいずれか一方の側にそれぞれ仕切り板１１を設
けて、また他方のマニホールド１９は内部２重構造にし
て内側にはリターンガス外側には端部を流通するリター
ンガスが流れるようにして、ガス供給口より電極基材中
央部をリターンして流れたガスを再び両端部側の流通路
に流して排出する構成としている。従って、上記と同様
に電極基材８のエッジ側９の少なくともエッジ部に隣接
したガス流通路を含む１本以上のガス流通路１２には、
反応ガス濃度が低いガスが流れる様になる。このような
構成とすることにより、上記実施例と同様の効果を得る
ことができる。
例を示す。なお、この第３の実施例は、反応ガスが単位
セルを２方向に流通するように構成されたリン酸型燃料
電池に摘要するものであり、２方向の流れの境界部はシ
ール材によって区画されている。この場合、一方のマニ
ホールド１８には中央のガスリターン境界部及び端部と
中央部のいずれか一方の側にそれぞれ仕切り板１１を設
けて、また他方のマニホールド１９は内部２重構造にし
て内側にはリターンガス外側には端部を流通するリター
ンガスが流れるようにして、ガス供給口より電極基材中
央部をリターンして流れたガスを再び両端部側の流通路
に流して排出する構成としている。従って、上記と同様
に電極基材８のエッジ側９の少なくともエッジ部に隣接
したガス流通路を含む１本以上のガス流通路１２には、
反応ガス濃度が低いガスが流れる様になる。このような
構成とすることにより、上記実施例と同様の効果を得る
ことができる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、電極
基材のエッジ側の少なくともエッジ部に隣接したガス流
通路を含む１本以上のガス流通路には濃度が低い反応ガ
スを流すようにしたので、エッジ湿潤シール部において
リン酸の涸喝部が生じてもエッジ部より対極へリークす
る反応ガスは極めて濃度が低いため水素と酸素が混合し
反応による爆発の危険性のない信頼性の高いリン酸型燃
料電池を提供することができる。
基材のエッジ側の少なくともエッジ部に隣接したガス流
通路を含む１本以上のガス流通路には濃度が低い反応ガ
スを流すようにしたので、エッジ湿潤シール部において
リン酸の涸喝部が生じてもエッジ部より対極へリークす
る反応ガスは極めて濃度が低いため水素と酸素が混合し
反応による爆発の危険性のない信頼性の高いリン酸型燃
料電池を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図３】本発明の更に他の実施例を示す断面図。
【図４】従来の燃料電池を示す部分断面図。
【図５】従来の燃料電池の電極基材の構成を示す斜視
図。
図。
１…積層セル ８…電極基材 ９…エッジシール部 １２…エッジ側のガス流通路
Claims (1)
- 【請求項１】 電解質であるリン酸を保持するマトリッ
クスをガス拡散電極間に挟んで、ガス拡散電極には燃料
及び酸素を流通させるための流通路をそれぞれ設けた単
位セルを複数個積層して、電池本体の側面に前記ガス拡
散電極へ燃料及び酸素を夫々供給及び排出するマニホー
ルドを配し、かつ前記マニホールドと電池本体との間を
シールして構成されるリン酸型燃料電池において、電極
基材のエッジ側の少なくともエッジ部に隣接した流通路
を含む１本以上の流通路には不活性ガスまたは反応ガス
濃度を低くしたガスを流すようにしたことを特徴とする
リン酸型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3246385A JPH0589894A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | リン酸型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3246385A JPH0589894A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | リン酸型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0589894A true JPH0589894A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17147752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3246385A Pending JPH0589894A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | リン酸型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0589894A (ja) |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP3246385A patent/JPH0589894A/ja active Pending
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