JPH06168728A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPH06168728A JPH06168728A JP4209473A JP20947392A JPH06168728A JP H06168728 A JPH06168728 A JP H06168728A JP 4209473 A JP4209473 A JP 4209473A JP 20947392 A JP20947392 A JP 20947392A JP H06168728 A JPH06168728 A JP H06168728A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collector
- ion exchange
- gas
- fuel cell
- current collector
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1007—Fuel cells with solid electrolytes with both reactants being gaseous or vaporised
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオン交換膜に接着された触媒電極と集電体
との接触面積を増大し、電極剥離がなく、抵抗の低い極
薄イオン交換膜を用いることができ、また接触抵抗低減
のための締付け圧力増大を可能とし、大きな厚さの集電
体を用いてもイオン交換膜へのガス供給を速め、隅々ま
で行き渡らせ、発電効率を高める。 【構成】 集電体１２、２２にそれぞれその外面（集電
体ホルダー当接面）に方向変換型のガス流路溝１３、２
３を刻設する一方、内面（触媒電極当接面）は単一平面
に形成しておき、イオン交換膜０４の表裏にアノード触
媒電極１１とカソード触媒電極２１とをプリント印刷し
て一体に形成し、その両面を、多孔質導電性カーボンを
素材とした、燃料ガスを通す集電体１２および酸化剤ガ
スを通す集電体２２で挟持したうえ、その外方から複数
の冷却水用孔１７、２７を穿設した集電体ホルダーおよ
び集電端子１６、２６により締め付けて単電池０３を構
成した。
との接触面積を増大し、電極剥離がなく、抵抗の低い極
薄イオン交換膜を用いることができ、また接触抵抗低減
のための締付け圧力増大を可能とし、大きな厚さの集電
体を用いてもイオン交換膜へのガス供給を速め、隅々ま
で行き渡らせ、発電効率を高める。 【構成】 集電体１２、２２にそれぞれその外面（集電
体ホルダー当接面）に方向変換型のガス流路溝１３、２
３を刻設する一方、内面（触媒電極当接面）は単一平面
に形成しておき、イオン交換膜０４の表裏にアノード触
媒電極１１とカソード触媒電極２１とをプリント印刷し
て一体に形成し、その両面を、多孔質導電性カーボンを
素材とした、燃料ガスを通す集電体１２および酸化剤ガ
スを通す集電体２２で挟持したうえ、その外方から複数
の冷却水用孔１７、２７を穿設した集電体ホルダーおよ
び集電端子１６、２６により締め付けて単電池０３を構
成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン交換膜型燃料電
池において、主としてイオン交換膜と触媒電極との接合
および集電体の形状を改良した燃料電池に関する。
池において、主としてイオン交換膜と触媒電極との接合
および集電体の形状を改良した燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、燃料電池の１種として、イオン
交換膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）がある。上記の燃料電
池は、燃料ガス側集電体を保持する集電体ホルダーおよ
び集電端子と、酸化剤ガス側集電体を保持する集電体ホ
ルダーおよび集電端子とにより、イオン交換膜としてＰ
ＥＭ（高分子固体電解質膜）および電極をそれぞれ上下
からフッ素ゴムシールを介して挟持し構成した単電池
を、さらにフッ素ゴムシールを介して２枚のエンドプレ
ート（加圧板）で挟み複数本のボルトを用い締め付けて
燃料電池スタックに組み立てたものである。この場合の
燃料ガス側の前記集電体ホルダーおよび集電端子１６
は、図４の（Ａ）に示すように、内方に形成される凹部
３２を備えた平面正方形の構造保持部３１と、燃料ガス
連通口３５を有する参照電極ホルダー３６用の保持穴３
４を備えて前記凹部３２に位置する発電機能部３３とか
らなる。なお、３７、３７は、下側から前記保持穴３４
に嵌め込まれるガイドプレートである。なお、図４の
（Ｂ）は、燃料ガス側の集電体ホルダーおよび集電端子
１６と集電体５２とを組み立てた外観を示す。また、酸
化剤ガス側の集電体ホルダーおよび集電端子２６も、燃
料ガス側のものとほぼ同様の構成である。
交換膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）がある。上記の燃料電
池は、燃料ガス側集電体を保持する集電体ホルダーおよ
び集電端子と、酸化剤ガス側集電体を保持する集電体ホ
ルダーおよび集電端子とにより、イオン交換膜としてＰ
ＥＭ（高分子固体電解質膜）および電極をそれぞれ上下
からフッ素ゴムシールを介して挟持し構成した単電池
を、さらにフッ素ゴムシールを介して２枚のエンドプレ
ート（加圧板）で挟み複数本のボルトを用い締め付けて
燃料電池スタックに組み立てたものである。この場合の
燃料ガス側の前記集電体ホルダーおよび集電端子１６
は、図４の（Ａ）に示すように、内方に形成される凹部
３２を備えた平面正方形の構造保持部３１と、燃料ガス
連通口３５を有する参照電極ホルダー３６用の保持穴３
４を備えて前記凹部３２に位置する発電機能部３３とか
らなる。なお、３７、３７は、下側から前記保持穴３４
に嵌め込まれるガイドプレートである。なお、図４の
（Ｂ）は、燃料ガス側の集電体ホルダーおよび集電端子
１６と集電体５２とを組み立てた外観を示す。また、酸
化剤ガス側の集電体ホルダーおよび集電端子２６も、燃
料ガス側のものとほぼ同様の構成である。
【０００３】しかしながら、通常、複数の単電池を積層
してスタックとした燃料電池が主に用いられる。ところ
で、複数の単電池を積層して形成した従来の燃料電池ス
タックの発電機能部３３の一部を断面して図６に示す
と、カーボンクロス上に形成されたアノード触媒電極５
１とカソード触媒電極６１とがＰＥＭ０４を挟んでホッ
トプレスされ、その外面に燃料ガス側集電体５２、酸化
剤ガス側集電体６２を付設し、さらに導電子を兼ねるカ
ーボンセパレータ５６、６６がそれぞれ積層されてい
る。そして、前記集電体５２、６２には、アノード触媒
電極５１に対向する面に図７に示すように、水素Ｈ2 ／
水Ｈ2 Ｏを流過させる断面角形で平行に配置され、山部
５４、谷部５５を形成した複数本の直線状ガス流路溝５
３が、またカソード触媒電極６１に対向する面には酸素
Ｏ2 ／水Ｈ2 Ｏを流過させる、前記同様に山部６４、谷
部６５を形成するガス流路溝６３が刻設されている（図
８参照）。
してスタックとした燃料電池が主に用いられる。ところ
で、複数の単電池を積層して形成した従来の燃料電池ス
タックの発電機能部３３の一部を断面して図６に示す
と、カーボンクロス上に形成されたアノード触媒電極５
１とカソード触媒電極６１とがＰＥＭ０４を挟んでホッ
トプレスされ、その外面に燃料ガス側集電体５２、酸化
剤ガス側集電体６２を付設し、さらに導電子を兼ねるカ
ーボンセパレータ５６、６６がそれぞれ積層されてい
る。そして、前記集電体５２、６２には、アノード触媒
電極５１に対向する面に図７に示すように、水素Ｈ2 ／
水Ｈ2 Ｏを流過させる断面角形で平行に配置され、山部
５４、谷部５５を形成した複数本の直線状ガス流路溝５
３が、またカソード触媒電極６１に対向する面には酸素
Ｏ2 ／水Ｈ2 Ｏを流過させる、前記同様に山部６４、谷
部６５を形成するガス流路溝６３が刻設されている（図
８参照）。
【０００４】上記のような従来の燃料電池においては、
多孔性の電極サポートとしてカーボンクロスを用い、そ
のカーボンクロス上に電極を形成してＰＥＭに接合され
るため、次のような問題がある。カーボンクロスは、剛
性がなく圧接圧力が低下し易いばかりか、表面は平滑加
工などが出来ないので接触面積が小さくなるため、接触
抵抗が大きくなってしまう。また、ＰＥＭは、燃料電池
運転中に水により膨張を起こすが、カーボンクロスのサ
イズは変化しないので、ＰＥＭと電極（カーボンクロ
ス）との剥離を生ずる可能性がある。
多孔性の電極サポートとしてカーボンクロスを用い、そ
のカーボンクロス上に電極を形成してＰＥＭに接合され
るため、次のような問題がある。カーボンクロスは、剛
性がなく圧接圧力が低下し易いばかりか、表面は平滑加
工などが出来ないので接触面積が小さくなるため、接触
抵抗が大きくなってしまう。また、ＰＥＭは、燃料電池
運転中に水により膨張を起こすが、カーボンクロスのサ
イズは変化しないので、ＰＥＭと電極（カーボンクロ
ス）との剥離を生ずる可能性がある。
【０００５】また、燃料電池の発電性能を向上させるに
は内部抵抗の低減が必要であるが、そのため可能な限り
薄いＰＥＭを使用することが望ましい。しかし、膜厚５
０μｍ程度の薄いＰＥＭを用いるとすると、カーボンク
ロスの剛性がないため、図８の一点鎖線の円に示すよう
に、ガス流路溝５３を形成する山部５４のエッジに締め
付けの圧力が集中し、アノード触媒電極５１やイオン交
換膜０４が押しつぶされる。一方、ＰＥＭが、谷部５５
に膨れ出てガス流路溝５３の断面積を減少させ流れを阻
害するばかりか、この個所から膜の破損が発生するのが
認められており、従って使用可能なＰＥＭの厚さには限
界があった。すなわち、従来のＰＥＭの膜厚は１２０μ
ｍ程度が限度であり、これ以下では発電中の膜破損によ
り発電不能となることを経験している。
は内部抵抗の低減が必要であるが、そのため可能な限り
薄いＰＥＭを使用することが望ましい。しかし、膜厚５
０μｍ程度の薄いＰＥＭを用いるとすると、カーボンク
ロスの剛性がないため、図８の一点鎖線の円に示すよう
に、ガス流路溝５３を形成する山部５４のエッジに締め
付けの圧力が集中し、アノード触媒電極５１やイオン交
換膜０４が押しつぶされる。一方、ＰＥＭが、谷部５５
に膨れ出てガス流路溝５３の断面積を減少させ流れを阻
害するばかりか、この個所から膜の破損が発生するのが
認められており、従って使用可能なＰＥＭの厚さには限
界があった。すなわち、従来のＰＥＭの膜厚は１２０μ
ｍ程度が限度であり、これ以下では発電中の膜破損によ
り発電不能となることを経験している。
【０００６】そこで、上記問題点に対処する方策とし
て、プリント印刷などの手段により電極をＰＥＭに直接
接着し、さらにカーボンクロスを多孔質カーボンに置き
替えることを考えたが、それだけでは以下のような問題
があり、まだ十分な解決にならないことが分かった。す
なわち、ガス流路溝を形成する山部のエッジへの圧力集
中は避けられないので、接触抵抗低減のためボルトなど
による締付け圧力を上昇させると集電体の破損につなが
る。そこで、集電体の強度を上げるために厚みを増やす
とガス流路溝から電極までの距離は長くなり、ガスの供
給が速やかに行なわれなくなる可能性がある。また、緻
密なカーボンセパレータにガス流路溝加工を施さなけれ
ばならないが、加工の場合には脆いカーボン材なので歩
留りが悪くなる。そうかといってガス流路溝を最初から
作ることにすると、金型が複雑になりコスト高である。
さらに、集電体のガス流路溝は、複数本が平行な直線状
の配置となっているので、反応ガスは、何の抵抗もなく
速やかに通過してしまい、多孔質部分を浸透しての電極
へのガス供給が十分に行なわれないだけでなく、電極全
体への均一な供給についても疑問が残る。
て、プリント印刷などの手段により電極をＰＥＭに直接
接着し、さらにカーボンクロスを多孔質カーボンに置き
替えることを考えたが、それだけでは以下のような問題
があり、まだ十分な解決にならないことが分かった。す
なわち、ガス流路溝を形成する山部のエッジへの圧力集
中は避けられないので、接触抵抗低減のためボルトなど
による締付け圧力を上昇させると集電体の破損につなが
る。そこで、集電体の強度を上げるために厚みを増やす
とガス流路溝から電極までの距離は長くなり、ガスの供
給が速やかに行なわれなくなる可能性がある。また、緻
密なカーボンセパレータにガス流路溝加工を施さなけれ
ばならないが、加工の場合には脆いカーボン材なので歩
留りが悪くなる。そうかといってガス流路溝を最初から
作ることにすると、金型が複雑になりコスト高である。
さらに、集電体のガス流路溝は、複数本が平行な直線状
の配置となっているので、反応ガスは、何の抵抗もなく
速やかに通過してしまい、多孔質部分を浸透しての電極
へのガス供給が十分に行なわれないだけでなく、電極全
体への均一な供給についても疑問が残る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点を背景になされたもので、イオン交換膜に
接合された触媒電極と集電体との接触抵抗を低減するた
めに、接触面積を増大することが可能であり、かつ電極
剥離がなく、さらに抵抗の低い膜厚５０μｍ程度の極薄
イオン交換膜を用いることのできる構成とし、また接触
抵抗低減のためにボルトなどによる締付け圧力を増大す
ることができ、強度の大きい厚さの集電体を用いてもイ
オン交換膜へのガス供給が速やかに行なわれ、しかも集
電体におけるガスの通り抜け速度を遅くしてガスが隅々
にまで行き渡って作動する、発電効率も高い燃料電池を
提供することを目的とする。
従来の問題点を背景になされたもので、イオン交換膜に
接合された触媒電極と集電体との接触抵抗を低減するた
めに、接触面積を増大することが可能であり、かつ電極
剥離がなく、さらに抵抗の低い膜厚５０μｍ程度の極薄
イオン交換膜を用いることのできる構成とし、また接触
抵抗低減のためにボルトなどによる締付け圧力を増大す
ることができ、強度の大きい厚さの集電体を用いてもイ
オン交換膜へのガス供給が速やかに行なわれ、しかも集
電体におけるガスの通り抜け速度を遅くしてガスが隅々
にまで行き渡って作動する、発電効率も高い燃料電池を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、イオン交換膜
型燃料電池において、イオン交換膜に直接接合した触媒
電極と、その触媒電極への当接面を単一平面に形成し、
反対面に複数の方向変換反応ガス流路溝を刻設した多孔
質導電性のカーボン集電体とを備えて構成することを特
徴とした燃料電池を提供するものである。
型燃料電池において、イオン交換膜に直接接合した触媒
電極と、その触媒電極への当接面を単一平面に形成し、
反対面に複数の方向変換反応ガス流路溝を刻設した多孔
質導電性のカーボン集電体とを備えて構成することを特
徴とした燃料電池を提供するものである。
【０００９】
【作用】上記構成による本発明の燃料電池では、集電体
のイオン交換膜に接する面が単一平面であるため、接触
面積が大きく接触抵抗が低くなっており、しかもボルト
などによる締付け圧力もイオン交換膜に対して集中する
個所がなく分散して加えられるので、接触抵抗は締め付
けられれば締め付けられるほど低減するにかかわらず、
破損することがない。従って、極薄の膜厚を有するイオ
ン交換膜を使用することができ、さらに抵抗を低下させ
ることができる。また、方向変換反応ガス流路溝を集電
体の外面側（イオン交換膜に対向する面の反対側）に刻
設したため、前記膜から遠ざかることとなるが、多孔質
導電性のカーボンを資材として集電体に用いたため、反
応ガスの内方への浸透が容易迅速となり、また集電体の
ガス流路溝が方向変換型であるので、通過経路が長いた
め、反応ガスの作動が隅々まで行き渡って十分に行なわ
れ、その結果、発電効率が著しく向上する。
のイオン交換膜に接する面が単一平面であるため、接触
面積が大きく接触抵抗が低くなっており、しかもボルト
などによる締付け圧力もイオン交換膜に対して集中する
個所がなく分散して加えられるので、接触抵抗は締め付
けられれば締め付けられるほど低減するにかかわらず、
破損することがない。従って、極薄の膜厚を有するイオ
ン交換膜を使用することができ、さらに抵抗を低下させ
ることができる。また、方向変換反応ガス流路溝を集電
体の外面側（イオン交換膜に対向する面の反対側）に刻
設したため、前記膜から遠ざかることとなるが、多孔質
導電性のカーボンを資材として集電体に用いたため、反
応ガスの内方への浸透が容易迅速となり、また集電体の
ガス流路溝が方向変換型であるので、通過経路が長いた
め、反応ガスの作動が隅々まで行き渡って十分に行なわ
れ、その結果、発電効率が著しく向上する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。この実施例の燃料電池０１は、図３に示すよう
に、燃料ガス側集電体１２を保持する集電体ホルダーお
よび集電端子１６と、酸化剤ガス側集電体２２を保持す
る集電体ホルダーおよび集電端子２６とによりＰＥＭ
（高分子固体電解質膜）および電極１０をそれぞれ上下
からフッ素ゴムシール４１、４２を介して挟持し構成し
た単電池０３を、さらにフッ素ゴムシール４３、４４を
介して２枚のエンドプレート（加圧板）４５、４６で挟
み複数本のボルト４７を用い締め付けて燃料電池スタッ
ク０２に組み立てたものである。また、この燃料電池０
１では、図１に燃料電池スタック０２の一部を切断して
示すように、イオン交換膜としてのＰＥＭ０４の表裏に
アノード触媒電極１１とカソード触媒電極２１とをプリ
ント印刷して一体に形成し、その両面を、多孔質導電性
のカーボンを素材とした水素ガスＨ2 ／水Ｈ2 Ｏを通す
燃料ガス側集電体１２および酸素ガスＯ2 ／水Ｈ2 Ｏを
通す酸化剤ガス側集電体２２で挟持したうえ、さらにそ
の外方から複数の冷却水用孔１７、２７を穿設した集電
体ホルダーおよび集電端子１６、２６により締め付けて
なる単電池０３を複数個積層し構成している。なお、集
電体１２、２２は、それぞれその外面（集電体ホルダー
に当接する面）に、図２に示すような山部１４、２４と
谷部１５、２５とで形成する方向変換型のガス流路溝１
３、２３を刻設し、内面（触媒電極に当接する面）は単
一平面に形成されている。ただし、集電体２２について
は、集電体１２とほぼ同様なので図示を省略した。
する。この実施例の燃料電池０１は、図３に示すよう
に、燃料ガス側集電体１２を保持する集電体ホルダーお
よび集電端子１６と、酸化剤ガス側集電体２２を保持す
る集電体ホルダーおよび集電端子２６とによりＰＥＭ
（高分子固体電解質膜）および電極１０をそれぞれ上下
からフッ素ゴムシール４１、４２を介して挟持し構成し
た単電池０３を、さらにフッ素ゴムシール４３、４４を
介して２枚のエンドプレート（加圧板）４５、４６で挟
み複数本のボルト４７を用い締め付けて燃料電池スタッ
ク０２に組み立てたものである。また、この燃料電池０
１では、図１に燃料電池スタック０２の一部を切断して
示すように、イオン交換膜としてのＰＥＭ０４の表裏に
アノード触媒電極１１とカソード触媒電極２１とをプリ
ント印刷して一体に形成し、その両面を、多孔質導電性
のカーボンを素材とした水素ガスＨ2 ／水Ｈ2 Ｏを通す
燃料ガス側集電体１２および酸素ガスＯ2 ／水Ｈ2 Ｏを
通す酸化剤ガス側集電体２２で挟持したうえ、さらにそ
の外方から複数の冷却水用孔１７、２７を穿設した集電
体ホルダーおよび集電端子１６、２６により締め付けて
なる単電池０３を複数個積層し構成している。なお、集
電体１２、２２は、それぞれその外面（集電体ホルダー
に当接する面）に、図２に示すような山部１４、２４と
谷部１５、２５とで形成する方向変換型のガス流路溝１
３、２３を刻設し、内面（触媒電極に当接する面）は単
一平面に形成されている。ただし、集電体２２について
は、集電体１２とほぼ同様なので図示を省略した。
【００１１】上記構成となっているので、本発明の燃料
電池０１では、触媒電極１１、２１がイオン交換膜０４
に直接接合されて一体化しているため、燃料電池０１の
運転中に生ずる水の膨張があっても剥離することがな
く、また集電体１２、２２がその平滑な単一平面を接し
て圧接されるため、圧接圧力の集中が回避され分散して
受けるので破損することがなく、従って極薄なイオン交
換膜０４の使用が可能となり、接触面積も拡大するため
接触抵抗や内部抵抗も低減することができる。さらに、
集電体１２、２２は多孔質導電性のカーボンを素材とし
ているので、複数の方向変換型ガス流路溝１３、２３の
加工が容易であるばかりか、これらガス流路溝１３、２
３がイオン交換膜０４に対し反対面に位置していても反
応ガスの浸透は迅速容易であり、また反応ガスの通り抜
け速度が遅く滞留時間も長いので、隅々まで行き渡って
作動することから発電効率が高められる。
電池０１では、触媒電極１１、２１がイオン交換膜０４
に直接接合されて一体化しているため、燃料電池０１の
運転中に生ずる水の膨張があっても剥離することがな
く、また集電体１２、２２がその平滑な単一平面を接し
て圧接されるため、圧接圧力の集中が回避され分散して
受けるので破損することがなく、従って極薄なイオン交
換膜０４の使用が可能となり、接触面積も拡大するため
接触抵抗や内部抵抗も低減することができる。さらに、
集電体１２、２２は多孔質導電性のカーボンを素材とし
ているので、複数の方向変換型ガス流路溝１３、２３の
加工が容易であるばかりか、これらガス流路溝１３、２
３がイオン交換膜０４に対し反対面に位置していても反
応ガスの浸透は迅速容易であり、また反応ガスの通り抜
け速度が遅く滞留時間も長いので、隅々まで行き渡って
作動することから発電効率が高められる。
【００１２】また、集電体のガス流路溝について、集電
体裏面へのガス透過量測定の実験結果によれば、従来の
直線型に比べ本発明の方向変換型が、図５に見られるよ
うに、ガス流量ごとにほぼ２倍の透過率を得ていること
が認められている。
体裏面へのガス透過量測定の実験結果によれば、従来の
直線型に比べ本発明の方向変換型が、図５に見られるよ
うに、ガス流量ごとにほぼ２倍の透過率を得ていること
が認められている。
【００１３】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に必ずしも限定されることはなく、要旨
を逸脱しない範囲での設計変更などがあっても本発明に
含まれる。
明はこの実施例に必ずしも限定されることはなく、要旨
を逸脱しない範囲での設計変更などがあっても本発明に
含まれる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る燃料
電池では、集電体はイオン交換膜の触媒電極に接合する
面が単一平面であり接触抵抗が少なく、さらに内部抵抗
の低い極薄なイオン交換膜を使用することを可能とし、
しかも触媒電極が剥離したり膜自体の破損する恐れもな
い。また、集電体が多孔質導電性カーボンを素材として
いるので、複数の方向変換型ガス流路溝の加工も容易で
あり、さらにガスの滞留時間を長くするため、反応ガス
の浸透も迅速に隅々までゆきわたり、発電性能を高め発
電効率が向上する。
電池では、集電体はイオン交換膜の触媒電極に接合する
面が単一平面であり接触抵抗が少なく、さらに内部抵抗
の低い極薄なイオン交換膜を使用することを可能とし、
しかも触媒電極が剥離したり膜自体の破損する恐れもな
い。また、集電体が多孔質導電性カーボンを素材として
いるので、複数の方向変換型ガス流路溝の加工も容易で
あり、さらにガスの滞留時間を長くするため、反応ガス
の浸透も迅速に隅々までゆきわたり、発電性能を高め発
電効率が向上する。
【図１】本発明に係る実施例の燃料電池における燃料電
池スタックの一部を切断して示す断面図である。
池スタックの一部を切断して示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施例の燃料電池における集電体
のガス流路溝を示す平面図である。
のガス流路溝を示す平面図である。
【図３】本発明に係る実施例の燃料電池の分解斜視図で
ある。
ある。
【図４】本発明に係る実施例の燃料電池における集電体
と集電体ホルダーとの関係を示す図で、同図のＡは分解
斜視図、同図のＢは組み立て後の斜視図である。
と集電体ホルダーとの関係を示す図で、同図のＡは分解
斜視図、同図のＢは組み立て後の斜視図である。
【図５】燃料電池におけるガス流量と透過率の関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】従来の燃料電池における燃料電池スタックの一
部を切断して示す断面図である。
部を切断して示す断面図である。
【図７】従来の燃料電池における集電体のガス流路溝を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図８】従来の燃料電池において、ガス流路溝の山部が
イオン交換膜に集中圧力を加える状況を示す説明断面図
である。
イオン交換膜に集中圧力を加える状況を示す説明断面図
である。
０１ 燃料電池 ０４ イオン交換膜 １１ アノード触媒電極 １２ 燃料ガス側集電体 １３ ガス流路溝 ２１ カソード触媒電極 ２２ 酸化剤ガス側集電体 ２３ ガス流路溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 英男 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 川越 敬正 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 小山 茂樹 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン交換膜型燃料電池において、イオ
ン交換膜に直接接合した触媒電極と、その触媒電極への
当接面を単一平面に形成し、反対面に複数の方向変換反
応ガス流路溝を刻設した多孔質導電性のカーボン集電体
とを備えて構成することを特徴とした燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209473A JPH06168728A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209473A JPH06168728A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06168728A true JPH06168728A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=16573440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4209473A Pending JPH06168728A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06168728A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001024295A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Sorapec | Collecteurs bipolaires pour pile a combustible de type pem |
| JP2005150008A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Nitto Denko Corp | 燃料電池 |
| EP1282183A3 (en) * | 2001-07-27 | 2005-10-05 | Hewlett-Packard Company | Bipolar plates and end plates for fuel cells and methods for making the same |
| JP2006331829A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| CN1300874C (zh) * | 2002-07-15 | 2007-02-14 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池 |
| US7862954B2 (en) | 2003-11-19 | 2011-01-04 | Aquafairy Corporation | Fuel cell |
| US8227130B2 (en) | 2006-08-10 | 2012-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4209473A patent/JPH06168728A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001024295A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Sorapec | Collecteurs bipolaires pour pile a combustible de type pem |
| FR2799308A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-06 | Sorapec | Perfectionnements apportes aux collecteurs bipolaires pour pile a combustible de type pem |
| EP1282183A3 (en) * | 2001-07-27 | 2005-10-05 | Hewlett-Packard Company | Bipolar plates and end plates for fuel cells and methods for making the same |
| US8263259B2 (en) | 2001-07-27 | 2012-09-11 | Eveready Battery Company, Inc. | Bipolar plates and end plates for fuel cells and methods for making the same |
| CN1300874C (zh) * | 2002-07-15 | 2007-02-14 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池 |
| US7510792B2 (en) | 2002-07-15 | 2009-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell with a tension in an in-plane direction |
| JP2005150008A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Nitto Denko Corp | 燃料電池 |
| US7862954B2 (en) | 2003-11-19 | 2011-01-04 | Aquafairy Corporation | Fuel cell |
| JP2006331829A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| US8227130B2 (en) | 2006-08-10 | 2012-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5527363A (en) | Method of fabricating an embossed fluid flow field plate | |
| US5300370A (en) | Laminated fluid flow field assembly for electrochemical fuel cells | |
| JP5438918B2 (ja) | 燃料電池用電解質・電極構造体及び燃料電池 | |
| US11652219B2 (en) | Hybrid bipolar plate for fuel cell | |
| US7531265B2 (en) | Fuel cell | |
| US7615308B2 (en) | Dual function, bipolar separator plates for fuel cells | |
| CA2243355A1 (en) | Electrochemical fuel cell stack with improved reactant manifolding and sealing | |
| JP4585737B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP3913573B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2005005196A (ja) | 燃料電池システム | |
| CN111640964A (zh) | 燃料电池及其制造方法 | |
| JP5334469B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
| US11462747B2 (en) | Hybrid bipolar plate for fuel cell | |
| JP2008078071A (ja) | 燃料電池スタック | |
| JP2010055858A (ja) | 燃料電池スタック | |
| JP4165876B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
| US6926982B2 (en) | Fuel cell | |
| JPH06168728A (ja) | 燃料電池 | |
| WO1995028010A1 (en) | Electrochemical fuel cell stack with compact, centrally disposed compression mechanism | |
| JPH10233220A (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JP4109569B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP3420508B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JP5362541B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JP2001126743A (ja) | 高分子電解質型燃料電池 | |
| US20060063060A1 (en) | Graphite/metal foil/polymer substrate laminate for low contact resistance bipolar plate application |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020903 |