JPH0660905A - Collected fuel cell - Google Patents
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- JPH0660905A JPH0660905A JP4210189A JP21018992A JPH0660905A JP H0660905 A JPH0660905 A JP H0660905A JP 4210189 A JP4210189 A JP 4210189A JP 21018992 A JP21018992 A JP 21018992A JP H0660905 A JPH0660905 A JP H0660905A
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- 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
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、単電池が直列に接続さ
れ、集合化されてなる燃料電池に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell in which unit cells are connected in series and assembled.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5に、公知のメタノール燃料電池の単
電池の構成例を示す。1は電解質層であり、この電解質
層1を挟んで両側にメタノール極2及び空気極3が配置
されている。これらの両電極にはさらに溝付集電板4が
配置されている。この溝付集電板4の両面には、アノラ
イト又は空気の通路となる溝が各々形成されており、こ
の1枚の溝付集電板4で、隣の単電池のアノライトの部
屋、即ち、燃料極室、又は空気の部屋、即ち、酸化剤極
室が確保されるようになっている。これらの電解質層
1、メタノール極2、空気極3、及び溝付集電板4が圧
接されて一つの単電池が構成されるようになっている。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of the configuration of a known unit cell of a methanol fuel cell. Reference numeral 1 is an electrolyte layer, and a methanol electrode 2 and an air electrode 3 are arranged on both sides of the electrolyte layer 1 with the electrolyte layer 1 in between. A grooved current collector plate 4 is further arranged on both of these electrodes. Grooves serving as passages for anolite or air are formed on both surfaces of the grooved current collector plate 4, and this one grooved current collector plate 4 is used for the anolite room of the adjacent cell, that is, A fuel electrode chamber or an air chamber, that is, an oxidant electrode chamber is secured. The electrolyte layer 1, the methanol electrode 2, the air electrode 3, and the grooved current collector plate 4 are pressed against each other to form one unit cell.
【0003】通常は、この単電池が複数直列に圧接によ
り積層されて集合化されてセルスタックとなっている
(実開平3−121659号公報)。Usually, a plurality of the cells are stacked in series by pressure contact and assembled to form a cell stack (Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-121659).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成の集合
化された燃料電池、即ち、セルスタックにおいて電極か
ら集電するのに、電極に圧接された溝付集電板より集電
を行っている。この集電板と電極との圧接には、接触抵
抗を少なくするために接触圧をできる限り高くする必要
がある。集合化された燃料電池として多数個の単電池を
積層した場合に、燃料電池全体に高い圧力がかかる。こ
の場合、集電板自体の強度が不均一であると、破損を生
じて燃料電池の小型軽量化を進める上での障害となる。
また、集合化された燃料電池を圧接により構成した場合
には、各集電板と電極との接触面圧のバラツキによる接
触抵抗が増加する問題点がある。In order to collect current from the electrodes in the assembled fuel cells having the above-mentioned conventional structure, that is, the cell stack, the current is collected from the grooved current collector plates pressed against the electrodes. There is. In the pressure contact between the current collector plate and the electrode, the contact pressure needs to be as high as possible in order to reduce the contact resistance. When a large number of unit cells are stacked as an assembled fuel cell, high pressure is applied to the entire fuel cell. In this case, if the strength of the current collector plate itself is not uniform, the current collector plate is damaged, which is an obstacle in promoting the reduction in size and weight of the fuel cell.
Further, when the assembled fuel cells are configured by pressure contact, there is a problem that contact resistance increases due to variations in contact surface pressure between each current collector plate and the electrode.
【0005】そこで本発明は、複数の単電池をビルドア
ップして集合化された燃料電池を構成するのに、燃料電
池の強度及び接触抵抗の増加等に問題のある全面圧接方
式によらず、しかも薄型で軽量である集合化された燃料
電池を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention does not rely on the full pressure welding method, which is problematic in increasing the strength and contact resistance of the fuel cell in constructing a fuel cell in which a plurality of unit cells are built up and assembled, Moreover, it is an object of the present invention to provide an assembled fuel cell which is thin and lightweight.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために、本発明は、燃料極室、燃料極、電解質、酸化
剤極及び酸化剤極室の順に積層されて構成される単電池
を複数集合させた燃料電池において、隣合う単電池の燃
料極室相互及び酸化剤極室の少なくとも一方が共有され
るよう単電池を配置し、各電極は外部引出し端子を有
し、隣合う単電池間の電気的接続は、外部引出し端子を
接続することにより行われることを特徴とする集合化さ
れた燃料電池とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a unit cell constructed by stacking a fuel electrode chamber, a fuel electrode, an electrolyte, an oxidant electrode and an oxidant electrode chamber in this order. In a fuel cell in which a plurality of cells are assembled, the cells are arranged so that at least one of the fuel electrode chambers and the oxidant electrode chambers of the adjacent cells are shared, and each electrode has an external lead terminal and The electrical connection between the cells is made into an assembled fuel cell, which is characterized by connecting external lead terminals.
【0007】[0007]
【作用】本発明の集合化された燃料電池においては、隣
接した二つの単電池の各々の同一極は一つの燃料極室又
は一つの酸化剤極室を共有できるので、二つ分の燃料極
室又は酸化剤極室の体積よりも、狭い極室とすることが
できる。In the assembled fuel cell of the present invention, the same electrode of each of two adjacent unit cells can share one fuel electrode chamber or one oxidant electrode chamber, so that two fuel electrodes can be shared. The polar chamber can be narrower than the volume of the chamber or the oxidant polar chamber.
【0008】[0008]
【実施例1】図1は本発明の集合化された燃料電池の一
つのユニットの例を示し、図2は、図1のA−Aの断面
図を示す。このユニットは単電池1、単電池2、単電池
3、単電池4の4個の単電池が組み合わされて構成され
ている。単電池1は、酸化剤極室14、酸化剤極12、
電解質11、燃料極13、燃料極室15から構成されて
おり、続いて単電池2は、燃料極室15、燃料極23、
電解質21、酸化剤極22、酸化剤極室24から構成さ
れている。他の単電池3、単電池4も同様に構成されて
いる。Embodiment 1 FIG. 1 shows an example of one unit of an assembled fuel cell of the present invention, and FIG. 2 shows a sectional view taken along line AA of FIG. This unit is configured by combining four unit cells of unit cell 1, unit cell 2, unit cell 3, and unit cell 4. The unit cell 1 includes an oxidant electrode chamber 14, an oxidant electrode 12,
It is composed of an electrolyte 11, a fuel electrode 13, and a fuel electrode chamber 15. Subsequently, the unit cell 2 includes a fuel electrode chamber 15, a fuel electrode 23,
It is composed of an electrolyte 21, an oxidant electrode 22, and an oxidant electrode chamber 24. The other unit cells 3 and 4 have the same configuration.
【0009】これらの単電池相互は、隣合う単電池の燃
料極室相互又は酸化剤極室相互が共有されるように、各
々燃料極室相互又は各々酸化剤極室相互を背中合せに積
層されて一体となり、一つの燃料極室又は一つの酸化剤
極室を形成している。即ち、単電池2は、燃料極室15
を単電池1と共有しており、単電池2の構成は、この燃
料極室15、燃料極23、電解質21、酸化剤極22、
酸化剤極室24の順に積層されて構成されており、その
酸化剤極室24は、続いて配置される単電池3に共有さ
れている。These unit cells are stacked back to back so that the fuel electrode chambers or the oxidant electrode chambers of the adjacent unit cells are shared with each other so that the fuel electrode chambers or the oxidant electrode chambers are shared with each other. Together, they form one fuel electrode chamber or one oxidant electrode chamber. That is, the unit cell 2 has the fuel electrode chamber 15
Is shared with the unit cell 1, and the unit cell 2 is configured such that the fuel electrode chamber 15, the fuel electrode 23, the electrolyte 21, the oxidant electrode 22,
The oxidant electrode chambers 24 are laminated in this order, and the oxidant electrode chambers 24 are shared by the unit cells 3 arranged subsequently.
【0010】各単電池に使用される電極の構成を図3を
例にして示す。図3は、単電池2の酸化剤極22と単電
池3の燃料極33の構成図を示し、各電極は、格子状の
開口を持つ集電体221、331と電極反応体223、
333との接合により構成されている。各集電体22
1、331の縁部には、単電池相互の電気的接続をする
ための外部引出し端子222、332が1枚の集電体に
おいて点対称に2ヶ所設けられている。他の単電池にお
いても電極の構成は同様である。The structure of the electrodes used in each cell is shown in FIG. 3 as an example. FIG. 3 is a configuration diagram of the oxidizer electrode 22 of the unit cell 2 and the fuel electrode 33 of the unit cell 3, in which each electrode has current collectors 221 and 331 each having a grid-like opening and an electrode reactant 223,
It is configured by joining with 333. Each current collector 22
External lead-out terminals 222, 332 for electrically connecting the cells to each other are provided at two points of the current collector 1, 331 in a point-symmetrical manner on one current collector. The configuration of the electrodes is the same in other unit cells.
【0011】また、図1に示すように、単電池1の燃料
極13の縁部に外部引出し端子132が設けられてお
り、単電池4においては、酸化剤極42に外部引出し端
子422が設けられていることが示されている。これら
の外部引出し端子132、422は集合化された燃料電
池の隣接ユニットと接続することができる。隣合う各単
電池相互は、各々の電極に設けられた各外部引出し端子
において、集電接続体100によって直列接続されてい
る。この集電接続体100には、良導体金属の接続ブロ
ック又はケーブル等が用いられ、ブリッジ状の配道を形
成して接続される。図1、図2に例示した集電接続体1
00には、コの字状のフラットケーブルが用いられお
り、このフラットケーブルの足部を板バネとして外部引
出し端子に螺子止めすることにより、隣合う単電池相互
を圧着して固定することができる。その電気的接続は、
隣合う単電池の互いに異種の電極の外部引出し端子がブ
リッジ状の配道を形成してなされている。近接する配道
は、互いにその位置が遠くなるように配置され、即ち、
シフトして配置されており、このように互いの接続位置
を離すことにより、隣接する単電池の同極の外部引出し
端子が引き起こす電気的干渉を防ぐ効果を有する。Further, as shown in FIG. 1, an external lead-out terminal 132 is provided at the edge of the fuel electrode 13 of the unit cell 1, and in the unit cell 4, an external lead-out terminal 422 is provided at the oxidizer electrode 42. It is shown that it is being done. These external lead terminals 132, 422 can be connected to adjacent units of the assembled fuel cell. Adjacent single cells are connected in series by a current collector connector 100 at each external lead terminal provided on each electrode. A connection block or a cable made of a good conductor metal is used for the current collector / connector 100, and is connected by forming a bridge-shaped route. Current collecting connector 1 illustrated in FIGS. 1 and 2.
For U00, a U-shaped flat cable is used, and by fixing the foot portion of this flat cable as a leaf spring to the external lead-out terminal by screwing, adjacent unit cells can be crimped and fixed. . The electrical connection is
External lead-out terminals of different kinds of electrodes of adjacent unit cells form bridge-shaped paths. Routes that are close to each other are arranged so that their positions are far from each other, that is,
They are arranged so as to be shifted, and by separating the connection positions from each other in this way, it has an effect of preventing electrical interference caused by the external lead terminals of the same polarity of the adjacent cells.
【0012】図3に示すように、集電体221には2つ
の外部引出し端子222、222を有し、また集電体3
31には同様に2つの外部引出し端子332、332を
有していま。複数の単電池を接続する際には隣接する単
電池間での接触抵抗を下げるために、集電板の周縁の両
側に形成されている2つの外部引出し端子222、22
2、332、332の両方とも他の単電池に接続させる
必要がある。図2は、集電板の両側の外部引出し端子に
おいて集電接続体100により電気的に接続されること
を示す。As shown in FIG. 3, the current collector 221 has two external lead terminals 222 and 222, and the current collector 3
Similarly, 31 has two external lead terminals 332, 332. When connecting a plurality of cells, in order to reduce the contact resistance between adjacent cells, two external lead terminals 222, 22 formed on both sides of the periphery of the current collector plate.
Both 2, 332 and 332 need to be connected to other cells. FIG. 2 shows that the external lead-out terminals on both sides of the current collector plate are electrically connected by the current collector connector 100.
【0013】図4は、この集合化された燃料電池のユニ
ット全体の斜視図を示す。このユニットの上部には燃料
排出兼酸化剤供給用マニホールド51が設けられ、この
ユニットの下部には燃料供給兼酸化剤排出用マニホール
ド52が設けられている。さらに、このユニットの両端
に、外部引出し端子132、422が露出しており、別
の隣接ユニットと接続して、さらに集合化された燃料電
池の全体の規模を拡大することができる。FIG. 4 is a perspective view of the whole unit of this assembled fuel cell. A fuel discharge / oxidant supply manifold 51 is provided in the upper portion of this unit, and a fuel supply / oxidant discharge manifold 52 is provided in the lower portion of this unit. Further, external lead-out terminals 132, 422 are exposed at both ends of this unit, so that the unit can be connected to another adjacent unit to expand the overall size of the further assembled fuel cell.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので、
隣接した二つの同一極は一つの燃料極室又は一つの酸化
剤極室を共有でき、二つ分の燃料極室又は酸化剤極室よ
りも、より狭い極室が可能となる。したがって、集合化
された燃料電池の全体を薄型、且つ軽量とすることがで
きる。Since the present invention is constructed as described above,
Two adjacent same poles can share one fuel electrode chamber or one oxidant electrode chamber, allowing a narrower electrode chamber than two fuel electrode chambers or oxidant electrode chambers. Therefore, it is possible to reduce the thickness and the weight of the assembled fuel cells as a whole.
【0015】また、複数の単電池よりなるユニット相互
の接続においても、単電池相互の接続と同様に、各ユニ
ットの外部引出し端子を用いて接続することができるの
で、任意の規模の集合化された燃料電池を容易に作製す
ることができる。In addition, even in the case of connecting units made up of a plurality of cells, as in the case of connecting the cells, they can be connected using the external lead terminals of each unit, so that they can be assembled at any scale. The fuel cell can be easily manufactured.
【図1】本発明の集合化された燃料電池の一つのユニッ
トの例を示す。FIG. 1 shows an example of one unit of an assembled fuel cell of the present invention.
【図2】図1のA−Aの断面図を示す。2 shows a cross-sectional view of AA of FIG.
【図3】本発明に使用される電極の構成を示す。FIG. 3 shows a structure of an electrode used in the present invention.
【図4】本発明の集合化された燃料電池のユニット全体
の斜視図を示す。FIG. 4 shows a perspective view of the entire unit of the assembled fuel cell of the invention.
【図5】公知のメタノール燃料電池の単電池の構成例を
示す。FIG. 5 shows a configuration example of a known methanol fuel cell unit cell.
11,21,31,41 電解質 12,22,32,42 酸化剤極 13,23,33,43 燃料極 14,24,44 酸化剤極室 15,35 燃料極室 51 燃料排出兼酸化剤供給用マ
ニホールド 52 燃料供給兼酸化剤排出用マ
ニホールド 100 集電接続体 221、331 集電体 132、222、332、422 外部引出し端子 223、333 電極反応体11,21,31,41 Electrolyte 12,22,32,42 Oxidant electrode 13,23,33,43 Fuel electrode 14,24,44 Oxidant electrode chamber 15,35 Fuel electrode chamber 51 For fuel discharge and oxidant supply Manifold 52 Fuel supply / oxidant discharge manifold 100 Current collectors 221, 331 Current collectors 132, 222, 332, 422 External extraction terminals 223, 333 Electrode reactant
Claims (1)
び酸化剤極室の順に積層されて構成される単電池を複数
集合させた燃料電池において、 (1)隣合う単電池の燃料極室相互及び酸化剤極室の少
なくとも一方が共有されるよう単電池を配置し、 (2)各電極は外部引出し端子を有し、 (3)隣合う単電池間の電気的接続は、外部引出し端子
を接続することにより行われることを特徴とする集合化
された燃料電池。1. A fuel cell in which a plurality of unit cells configured by stacking a fuel electrode chamber, a fuel electrode, an electrolyte, an oxidizer electrode, and an oxidizer electrode chamber in this order are assembled: (1) Fuel of adjacent unit cells The unit cells are arranged so that at least one of the polar chambers and the oxidant polar chamber is shared, (2) each electrode has an external lead terminal, and (3) electrical connection between adjacent unit cells is external. An assembled fuel cell, characterized in that it is carried out by connecting lead terminals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4210189A JPH0660905A (en) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Collected fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4210189A JPH0660905A (en) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Collected fuel cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0660905A true JPH0660905A (en) | 1994-03-04 |
Family
ID=16585262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4210189A Pending JPH0660905A (en) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Collected fuel cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0660905A (en) |
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