JPH07109770B2 - 燃料電池及び燃料電池スタック - Google Patents
燃料電池及び燃料電池スタックInfo
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- JPH07109770B2 JPH07109770B2 JP2187005A JP18700590A JPH07109770B2 JP H07109770 B2 JPH07109770 B2 JP H07109770B2 JP 2187005 A JP2187005 A JP 2187005A JP 18700590 A JP18700590 A JP 18700590A JP H07109770 B2 JPH07109770 B2 JP H07109770B2
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- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、燃料電池及びこの燃料電池を重ね合わせて
形成した燃料電池スタックに関するものである。
形成した燃料電池スタックに関するものである。
この種の燃料電池について記載した文献に米国特許明細
書4,604,331号がある。この燃料電池は、弾性を有する
隔離板を備えている。この隔離板は、二つの封止フラン
ジを有する平らな板から形成されている。二つの封止フ
ランジは、隔離板の対向する両側部を、上側に折り返
し、かつ自らの方へ向けて曲げられて形成されている。
これらの封止フランジを備えた隔離板は、これらの封止
フランジと類似するが下方に曲げられた別のフランジを
備えた隔離板と、互いのフランジが、他の隔離板のフラ
ンジのない側部に位置するように、互いに対向して配置
されている。各封止フランジは、一つの平らな壁と二つ
の側壁とから形成されている。平らな壁は隔離板からい
くらか距離をおいて隔離板にほぼ平行に走っている。二
つの側壁は、蛇腹状に折り曲げられており、一方の側壁
は平らな壁を隔離板に結合し、もう一方の側壁は隔離板
に達することなく、隔離板との間にわずかに距離をおく
ように配されている。これら両側壁により、前記封止フ
ランジには、隔離板の存する平面にほぼ直交する方向に
おいて、ばね式の圧縮性が、備わっている。封止フラン
ジの各端部は四つのコーナー部材により閉鎖されてい
る。
書4,604,331号がある。この燃料電池は、弾性を有する
隔離板を備えている。この隔離板は、二つの封止フラン
ジを有する平らな板から形成されている。二つの封止フ
ランジは、隔離板の対向する両側部を、上側に折り返
し、かつ自らの方へ向けて曲げられて形成されている。
これらの封止フランジを備えた隔離板は、これらの封止
フランジと類似するが下方に曲げられた別のフランジを
備えた隔離板と、互いのフランジが、他の隔離板のフラ
ンジのない側部に位置するように、互いに対向して配置
されている。各封止フランジは、一つの平らな壁と二つ
の側壁とから形成されている。平らな壁は隔離板からい
くらか距離をおいて隔離板にほぼ平行に走っている。二
つの側壁は、蛇腹状に折り曲げられており、一方の側壁
は平らな壁を隔離板に結合し、もう一方の側壁は隔離板
に達することなく、隔離板との間にわずかに距離をおく
ように配されている。これら両側壁により、前記封止フ
ランジには、隔離板の存する平面にほぼ直交する方向に
おいて、ばね式の圧縮性が、備わっている。封止フラン
ジの各端部は四つのコーナー部材により閉鎖されてい
る。
また、米国特許明細書第4,514,475号も弾性を有する隔
離板を備えた燃料電池を開示している。この隔離板は、
平らで矩形の気体不透過性物質からできている。この隔
離板は、連続して配された二つの電池の間に置かれてい
る。隔離板の二つの対向側部は、隔離板の一方の面の上
に折り返されて、二つの第１封止フランジを形成してお
り、残りの二つの側部は、隔離板のもう一方の面、つま
り前記面の対向面の上に折り返されて二つの第２封止フ
ランジを形成している。各封止フランジは、隔離板と共
に一つの通路を形成し、この通路内に、ばね式の圧縮性
を有する薄い金属層が置かれている。二つの第１封止フ
ランジは、一方の電池の電解質マトリックスに隣接し
て、電池の電極と反応性気体用のリブ付き隔離板との間
で、気体不透過性シールを形成している。第２の封止フ
ランジは、他方の電池の電解質マトリックスに隣接し
て、この他方の電池の電極とリブを有するもう一つの反
応性気体用通路との間で、気体不透過性シールを形成し
ている。これらの封止フランジは、封止フランジに結合
された圧縮性金属層と相互に働きあって、隔離板と電解
質マトリックス間の距離を維持するとともに、隔離板相
互の距離を調節できるようにしている。
離板を備えた燃料電池を開示している。この隔離板は、
平らで矩形の気体不透過性物質からできている。この隔
離板は、連続して配された二つの電池の間に置かれてい
る。隔離板の二つの対向側部は、隔離板の一方の面の上
に折り返されて、二つの第１封止フランジを形成してお
り、残りの二つの側部は、隔離板のもう一方の面、つま
り前記面の対向面の上に折り返されて二つの第２封止フ
ランジを形成している。各封止フランジは、隔離板と共
に一つの通路を形成し、この通路内に、ばね式の圧縮性
を有する薄い金属層が置かれている。二つの第１封止フ
ランジは、一方の電池の電解質マトリックスに隣接し
て、電池の電極と反応性気体用のリブ付き隔離板との間
で、気体不透過性シールを形成している。第２の封止フ
ランジは、他方の電池の電解質マトリックスに隣接し
て、この他方の電池の電極とリブを有するもう一つの反
応性気体用通路との間で、気体不透過性シールを形成し
ている。これらの封止フランジは、封止フランジに結合
された圧縮性金属層と相互に働きあって、隔離板と電解
質マトリックス間の距離を維持するとともに、隔離板相
互の距離を調節できるようにしている。
これら二つの米国特許明細書に開示された隔離板の主た
る特徴は、いずれも、束を成す燃料電池のそれぞれに送
られる気体が、互いに対向するように隔離板の外側に配
した気体チャンバを介して、外部から供給されるという
点にある。燃料は、一方向に、酸化剤は、それに直交す
る方向に供給される。
る特徴は、いずれも、束を成す燃料電池のそれぞれに送
られる気体が、互いに対向するように隔離板の外側に配
した気体チャンバを介して、外部から供給されるという
点にある。燃料は、一方向に、酸化剤は、それに直交す
る方向に供給される。
より一般的に言うと、燃料電池とは、水素の電気化学的
燃焼によって、エネルギーを発生させるために用いられ
るものである。このような燃焼方法の利点は、（燃焼）
電池中の内部抵抗の結果熱が得られることに加えて、電
気に直接変換できる点にある。このため、60％以上の変
換効率が得られる。燃料電池中の燃料成分は水素である
が、主成分として天然ガスや石炭ガスを用いることもで
きる。
燃焼によって、エネルギーを発生させるために用いられ
るものである。このような燃焼方法の利点は、（燃焼）
電池中の内部抵抗の結果熱が得られることに加えて、電
気に直接変換できる点にある。このため、60％以上の変
換効率が得られる。燃料電池中の燃料成分は水素である
が、主成分として天然ガスや石炭ガスを用いることもで
きる。
天然ガスや石炭ガスを用いるときには、“改質（reform
ing）”や“化学シフト”反応により、水素含有率の高
い気体混合物に変換しなければならない。このような化
学反応は、吸熱的であり、また、通常600℃〜700℃の範
囲の、溶融炭酸塩燃料電池装置の動作温度で、触媒を用
いてシフトさせることができる。
ing）”や“化学シフト”反応により、水素含有率の高
い気体混合物に変換しなければならない。このような化
学反応は、吸熱的であり、また、通常600℃〜700℃の範
囲の、溶融炭酸塩燃料電池装置の動作温度で、触媒を用
いてシフトさせることができる。
溶融炭酸塩燃料電池は、プレート型アノード、電解液を
含んだマトリックスおよびカソードから構成される燃料
電池の活性アセンブリを、複数の金属板の間に収容し、
両側を封止して形成されている。この金属板は、電流導
体（current condnctor）あるいは隔離板（separator p
late）と呼ばれる。これには多くの機能が備わってい
る。例えば、プレート型アノードを支持する機能、気体
を電極上に通す機能、気体を電極表面に均等に分配する
機能、隣接する他の燃料電池の間にエレクトロンを運ぶ
機能、隣接する燃料電池のアノードとカソードとの間で
燃料気体と酸化気体を分離する機能などである。
含んだマトリックスおよびカソードから構成される燃料
電池の活性アセンブリを、複数の金属板の間に収容し、
両側を封止して形成されている。この金属板は、電流導
体（current condnctor）あるいは隔離板（separator p
late）と呼ばれる。これには多くの機能が備わってい
る。例えば、プレート型アノードを支持する機能、気体
を電極上に通す機能、気体を電極表面に均等に分配する
機能、隣接する他の燃料電池の間にエレクトロンを運ぶ
機能、隣接する燃料電池のアノードとカソードとの間で
燃料気体と酸化気体を分離する機能などである。
第１図には、前記した溶融炭酸塩燃料電池の基本略図が
示されている。
示されている。
第１図の符号１は、電解質のマトリックスを示してい
る。このマトリックスは、例えば、アルカリ炭酸塩の混
合物により浸漬した、厚みがほぼ0.5〜1mmのリチウムア
ルミナートから成る不活性物質である。符号２は、カソ
ードを示している。このカソードは、厚みがほぼ0.4〜
0.8mmの例えば酸化ニッケルである。また符号３はアノ
ードを示し、このアノードは、厚みが0.6〜0.8mmのニッ
ケルクロムである。脆いセラミック板型カソード２は、
カソード集電装置４により支持されている。この集電装
置４は、カソード上に酸化気体を分配し、また、エレク
トロンを、下に置かれた電池のアノードから気体隔離板
を介してカソード２へ運ぶ。
る。このマトリックスは、例えば、アルカリ炭酸塩の混
合物により浸漬した、厚みがほぼ0.5〜1mmのリチウムア
ルミナートから成る不活性物質である。符号２は、カソ
ードを示している。このカソードは、厚みがほぼ0.4〜
0.8mmの例えば酸化ニッケルである。また符号３はアノ
ードを示し、このアノードは、厚みが0.6〜0.8mmのニッ
ケルクロムである。脆いセラミック板型カソード２は、
カソード集電装置４により支持されている。この集電装
置４は、カソード上に酸化気体を分配し、また、エレク
トロンを、下に置かれた電池のアノードから気体隔離板
を介してカソード２へ運ぶ。
アノード３は、アノード集電装置５に支持されている。
このアノード集電装置５は、アノード上に燃料電池の気
体流を分配し、またエレクトロンをアノードから、隔離
板を介して上方に位置する燃料電池のカソードへと運
ぶ。
このアノード集電装置５は、アノード上に燃料電池の気
体流を分配し、またエレクトロンをアノードから、隔離
板を介して上方に位置する燃料電池のカソードへと運
ぶ。
アノード側にある集電装置から水素がアノードに供給さ
れると、水素とアノード内のCO3 2-が反応し、H2O＋CO2
がアノードから除去される。
れると、水素とアノード内のCO3 2-が反応し、H2O＋CO2
がアノードから除去される。
また、CO3 2-は、電解質マトリックスを介してアノード
に供給される。
に供給される。
一方、反応:1/2O2＋CO2＋2e→CO3 2-がカソードに生じ
る。O2とCO2（これは、部分的にアノード側より由来す
る場合もある）の混合物が、カソードの集電装置からカ
ソードに供給される。
る。O2とCO2（これは、部分的にアノード側より由来す
る場合もある）の混合物が、カソードの集電装置からカ
ソードに供給される。
第２図は、従来の溶融炭酸塩燃料電池の電池構造を示す
概略図である。この電池構造は、両側に隣接するハーフ
電池を備えている。符号１はマトリックス（電解質）
を、符号２はカソードを、符号３はアノードを、符号４
は波形板より成るカソード集電装置を、それぞれ示して
いる。また、符号５はアノード集電装置を、符号６は下
方に位置する燃料電池のアノード側に対する隔離板を、
符号７は上方に位置する燃料電池のカソード側に対する
隔離板を、それぞれ示している。
概略図である。この電池構造は、両側に隣接するハーフ
電池を備えている。符号１はマトリックス（電解質）
を、符号２はカソードを、符号３はアノードを、符号４
は波形板より成るカソード集電装置を、それぞれ示して
いる。また、符号５はアノード集電装置を、符号６は下
方に位置する燃料電池のアノード側に対する隔離板を、
符号７は上方に位置する燃料電池のカソード側に対する
隔離板を、それぞれ示している。
隔離板６、７の一方の面には、プレート上のアノード電
極３の周囲を囲むアノード気体容器が設けられており、
他方の面には、プレート状のカソード電極２の周囲を囲
むカソード気体容器が設けられている。
極３の周囲を囲むアノード気体容器が設けられており、
他方の面には、プレート状のカソード電極２の周囲を囲
むカソード気体容器が設けられている。
また、アノード３と隔離板７との間には、アノード集電
装置５が設けられ、カソード２と隔離板６との間には、
カソード集電装置４が設けられている。
装置５が設けられ、カソード２と隔離板６との間には、
カソード集電装置４が設けられている。
上記気体容器は、アノード３とカソード２を支持すると
ともに、アノード３とカソード２へ供給すべき燃料８と
酸化剤９の流路を確保している。
ともに、アノード３とカソード２へ供給すべき燃料８と
酸化剤９の流路を確保している。
一の電池ユニットは、上記の電極２、３、集電装置４、
５及び炭酸塩を含むマトリックス１で形成され、隔離板
６、７で隔離されている。カソードもしくはアノードの
上を流れる酸化気体と燃料気体の流れは、第２図に示す
例においては、第２図の紙面に対して直角に生じる。
５及び炭酸塩を含むマトリックス１で形成され、隔離板
６、７で隔離されている。カソードもしくはアノードの
上を流れる酸化気体と燃料気体の流れは、第２図に示す
例においては、第２図の紙面に対して直角に生じる。
隔離板７の上方には、カソード集電装置10、カソード1
1、マトリックス12を備えた上部ハーフ電池が隣接して
いる。同じように、隔離板６の下方には、アノード集電
装置13、アノード14、マトリックス15を備えた下部ハー
フ電池が隣接している。
1、マトリックス12を備えた上部ハーフ電池が隣接して
いる。同じように、隔離板６の下方には、アノード集電
装置13、アノード14、マトリックス15を備えた下部ハー
フ電池が隣接している。
このような燃料電池の場合、問題は、電池間の接続にあ
った。つまり、炭酸塩が有孔性のマトリックス中で溶融
して電極に入ると、電極の体積がはっきり分る程減少す
る。気体容器が、固い材質で形成されている場合は、こ
のように電極体積が縮小すると、電極とマトリックスと
の間に間隙が生じる。このため、電池の内部抵抗が大き
くなり、電池の性能が低下し、その効率が悪化し、とも
すれば、電池が全く動作しなくなってしまう場合もあ
る。
った。つまり、炭酸塩が有孔性のマトリックス中で溶融
して電極に入ると、電極の体積がはっきり分る程減少す
る。気体容器が、固い材質で形成されている場合は、こ
のように電極体積が縮小すると、電極とマトリックスと
の間に間隙が生じる。このため、電池の内部抵抗が大き
くなり、電池の性能が低下し、その効率が悪化し、とも
すれば、電池が全く動作しなくなってしまう場合もあ
る。
そこで、この発明は電極（カソード、アノード）が縮小
しても、性能が劣化しない燃料電池を提供しようとする
ものである。
しても、性能が劣化しない燃料電池を提供しようとする
ものである。
上記の課題を解決するために、この発明は、アノード気
体容器とカソード気体容器をそれぞれ弾性体によって形
成し、上記アノード気体容器と隔離板の間と、カソード
気体容器と隔離板の間にそれぞれアノード気体容器とカ
ソード気体容器を外側へ押圧するバネを、アノード電極
とカソード電極を囲むように設けて燃料電池を構成し
た。
体容器とカソード気体容器をそれぞれ弾性体によって形
成し、上記アノード気体容器と隔離板の間と、カソード
気体容器と隔離板の間にそれぞれアノード気体容器とカ
ソード気体容器を外側へ押圧するバネを、アノード電極
とカソード電極を囲むように設けて燃料電池を構成し
た。
この発明に係る燃料電池においては、気体容器を弾性体
によって形成し、気体容器内にアノード電極とカソード
電極を夫々囲むバネを設けて、弾性の気体容器を外側へ
押圧していることにより、アノード電極とカソード電極
が互いに離れる方向に付勢されることになり、両電極が
縮小しても、電極とマトリックス（電解質）との接触状
態が維持されるので、電極とマトリックスとの間に間隙
が生じない。
によって形成し、気体容器内にアノード電極とカソード
電極を夫々囲むバネを設けて、弾性の気体容器を外側へ
押圧していることにより、アノード電極とカソード電極
が互いに離れる方向に付勢されることになり、両電極が
縮小しても、電極とマトリックス（電解質）との接触状
態が維持されるので、電極とマトリックスとの間に間隙
が生じない。
気体容器内に、気体容器を押圧するバネが、電極を囲む
ように設けてあるので、気体容器に外側から力が加わっ
ても、気体容器が変形し難く、また、気体容器に流入す
る気体を、バネに沿って電極の周囲に流すことができ
る。
ように設けてあるので、気体容器に外側から力が加わっ
ても、気体容器が変形し難く、また、気体容器に流入す
る気体を、バネに沿って電極の周囲に流すことができ
る。
第３図に、この発明に係る隔離板の一実施例を示す。符
号16、17、18、19は、それぞれ気体通路を示している
が、符号16は燃料吸入管を、符号17は酸化剤吸入管を示
し、符号18、19は、それぞれ前記の両吸入管に対応する
排出管を示している。また、符号５は波形板タイプの集
電装置を示している。集電装置は、勿論この実施例に限
定されるものではない。
号16、17、18、19は、それぞれ気体通路を示している
が、符号16は燃料吸入管を、符号17は酸化剤吸入管を示
し、符号18、19は、それぞれ前記の両吸入管に対応する
排出管を示している。また、符号５は波形板タイプの集
電装置を示している。集電装置は、勿論この実施例に限
定されるものではない。
第４図は、この発明に係る燃料電池の端部付近の縦断面
図を示している。
図を示している。
符号Ｂは、吸入口を示しており、隔離板７の側部には、
燃料吸入管16用の開口部が形成されている。符号Ｃは燃
料電池の要部を示している。
燃料吸入管16用の開口部が形成されている。符号Ｃは燃
料電池の要部を示している。
第４図に示される隔離板７に、上面にアノード集電装置
５を介してプレート状のアノード３が配置され、下面に
カソード集電装置４を介してプレート状のカソード２が
配置されている。
５を介してプレート状のアノード３が配置され、下面に
カソード集電装置４を介してプレート状のカソード２が
配置されている。
また、隔離板７には、アノード３の周縁から側方へ延
び、途中で側方下側へ傾斜して上記開口部周縁に至るア
ノード気体容器20と、カソード２の周縁から側方へ延
び、途中で側方上側へ傾斜して上記開口部周縁に至るカ
ソード気体容器21とが固着されている。これらの気体容
器20、21は、アノード３及びカソード２への気体の供給
用流路を確保しており、側部には、気体吸入用の気体通
路が形成されている。気体容器20、21は、周縁部が隔離
板７の上記開口部の周縁上側と周縁下側に夫々固着され
ているとともに、弾性を有する材質で形成されているの
で、上下に撓むことが可能となっている。
び、途中で側方下側へ傾斜して上記開口部周縁に至るア
ノード気体容器20と、カソード２の周縁から側方へ延
び、途中で側方上側へ傾斜して上記開口部周縁に至るカ
ソード気体容器21とが固着されている。これらの気体容
器20、21は、アノード３及びカソード２への気体の供給
用流路を確保しており、側部には、気体吸入用の気体通
路が形成されている。気体容器20、21は、周縁部が隔離
板７の上記開口部の周縁上側と周縁下側に夫々固着され
ているとともに、弾性を有する材質で形成されているの
で、上下に撓むことが可能となっている。
また、アノード３とカソード２の周囲には、断面Ｕ形で
フレーム状のバネ22が夫々設けられている。
フレーム状のバネ22が夫々設けられている。
このバネ22は、気体容器20、21と集電装置５、４とに接
する状態に配置され、気体容器20、21を内側から押圧し
て、アノード３とカソード２を互いに離れる方向へ付勢
している。
する状態に配置され、気体容器20、21を内側から押圧し
て、アノード３とカソード２を互いに離れる方向へ付勢
している。
このように、バネ22は、常にアノード３とカソード２を
マトリックス（電解質）１に押圧しているので、たとえ
アノード３又はカソード２が縮小しても、アノード３又
はカソード２とマトリックス１との間に間隙が生じな
い。
マトリックス（電解質）１に押圧しているので、たとえ
アノード３又はカソード２が縮小しても、アノード３又
はカソード２とマトリックス１との間に間隙が生じな
い。
第５図に、フレーム状のバネ22の平面図を示す バネ22は、第５図に示すように、フレームを構成する４
つの板状体を、点溶接部25で互いに接続して形成されて
いる。夫々の板状体には、第６図又は第７図で示される
ようなＵ形の断面の弾性部24が形成されている。
つの板状体を、点溶接部25で互いに接続して形成されて
いる。夫々の板状体には、第６図又は第７図で示される
ようなＵ形の断面の弾性部24が形成されている。
バネ22は、このようにフレーム状に形成されているの
で、気体容器20、21の周囲を効果的に支持して、気体容
器に多段の燃料電池のスタックに必要な剛性と付与でき
るとともに、断面Ｕ形の弾性部24に沿って気体が流れ、
気体容器の周縁部へも確実に気体が行き亘るようにな
る。
で、気体容器20、21の周囲を効果的に支持して、気体容
器に多段の燃料電池のスタックに必要な剛性と付与でき
るとともに、断面Ｕ形の弾性部24に沿って気体が流れ、
気体容器の周縁部へも確実に気体が行き亘るようにな
る。
また、バネ22に、気体流を運ぶための特殊な装置（気体
流運搬案装置）を設けてもよい。このような気体流運搬
装置を取り付ける場合は、フレーム状バネ22のコーナー
付近の突出部26に取り付けるとよい。尚、符号23は、突
出部26の曲げ線を示している。
流運搬案装置）を設けてもよい。このような気体流運搬
装置を取り付ける場合は、フレーム状バネ22のコーナー
付近の突出部26に取り付けるとよい。尚、符号23は、突
出部26の曲げ線を示している。
第６図と第７図は、圧力を受けた場合と圧力を受けてい
ない場合のバネ22の弾性部24の高さを夫々示している。
ない場合のバネ22の弾性部24の高さを夫々示している。
溶融炭酸塩燃料電池は、電流密度は比較的高いが、作動
電圧つまり電池電圧は比較的低い電気を供給する（電流
密度は、例えば150〜160A/m2であり、電池電圧は約0.7
〜0.8Vである）。実際の使用に当っては、このタイプの
燃料電池は、例えば100個の燃料電池を積重ねて（燃料
電池スタックとして）使用する。このような使用条件下
で、隔離板の機能は、互いに隣接するアノードとカソー
ドを分離すること、アノード気体流（燃料）とカソード
気体流（酸化剤）とを分離すること、電極上に二つの気
体流を均等に分配すること、そして隣接するアノードと
カソードとの間にエレクトロンを運ぶことである。
電圧つまり電池電圧は比較的低い電気を供給する（電流
密度は、例えば150〜160A/m2であり、電池電圧は約0.7
〜0.8Vである）。実際の使用に当っては、このタイプの
燃料電池は、例えば100個の燃料電池を積重ねて（燃料
電池スタックとして）使用する。このような使用条件下
で、隔離板の機能は、互いに隣接するアノードとカソー
ドを分離すること、アノード気体流（燃料）とカソード
気体流（酸化剤）とを分離すること、電極上に二つの気
体流を均等に分配すること、そして隣接するアノードと
カソードとの間にエレクトロンを運ぶことである。
第８図は、この発明に係る隔離板７で電池ユニットを隔
離して構成した燃料電池スタックを示している。符号１
はマトリックスを、符号２はカソードを、符号３はアノ
ードを示し、また符号７は隔離板を、符号20は気体容器
を示している。符号16は燃料気体の吸入口を示し、符号
19は酸化気体の排出口を示している。
離して構成した燃料電池スタックを示している。符号１
はマトリックスを、符号２はカソードを、符号３はアノ
ードを示し、また符号７は隔離板を、符号20は気体容器
を示している。符号16は燃料気体の吸入口を示し、符号
19は酸化気体の排出口を示している。
第８図に示すように、バネ22がアノード３とカソード２
の周囲を囲むように設けてあるので、気体容器20、21内
の気体がバネ22に沿って流れて、気体が気体容器20、21
の隅々まで行き亘るようになる。この実施例のように、
バネ22を断面Ｕ形とすると、弾性部24に沿って気体を効
率よく流すことができる。
の周囲を囲むように設けてあるので、気体容器20、21内
の気体がバネ22に沿って流れて、気体が気体容器20、21
の隅々まで行き亘るようになる。この実施例のように、
バネ22を断面Ｕ形とすると、弾性部24に沿って気体を効
率よく流すことができる。
この発明に係る燃料電池は、以上のように構成されるこ
とにより、電極（アノード、カソード）が縮小しても、
電極とマトリックス（電解質）との間に間隙が生じない
ので、燃料電池を長年使用しても、電池の性能が劣化す
ることがない。
とにより、電極（アノード、カソード）が縮小しても、
電極とマトリックス（電解質）との間に間隙が生じない
ので、燃料電池を長年使用しても、電池の性能が劣化す
ることがない。
また、気体容器内に、バネを、電極を囲むように設けて
いることにより、気体容器の周辺を支えて、気体容器が
外力に対して変形し難くなるので、燃料電池を多数積み
上げて燃料電池スタックを構成することができるととも
に、気体容器に流入する気体をバネに沿って流すことが
できるので、気体が気体容器の隅々まで行き亘らせるこ
とができる。
いることにより、気体容器の周辺を支えて、気体容器が
外力に対して変形し難くなるので、燃料電池を多数積み
上げて燃料電池スタックを構成することができるととも
に、気体容器に流入する気体をバネに沿って流すことが
できるので、気体が気体容器の隅々まで行き亘らせるこ
とができる。
第１図は燃料電池の基本略図、第２図は従来の燃料電池
を示す概略断面図、第３図は隔離板の一実施例を示す平
面図、第４図は隔離板の気体通路開口部の長さ方向断面
図、第５図はフレーム状バネを示す図、第６、第７図は
圧力を受けない場合と受けた場合のフレーム状バネの状
態を示す図、第８図はこの発明の燃料電池スタックの一
実施例を示す断面図。 ６、７……隔離板、16……燃料吸入管、17……酸化剤吸
入管、18……燃料排出管、19……燃料排出管、22……バ
ネ。
を示す概略断面図、第３図は隔離板の一実施例を示す平
面図、第４図は隔離板の気体通路開口部の長さ方向断面
図、第５図はフレーム状バネを示す図、第６、第７図は
圧力を受けない場合と受けた場合のフレーム状バネの状
態を示す図、第８図はこの発明の燃料電池スタックの一
実施例を示す断面図。 ６、７……隔離板、16……燃料吸入管、17……酸化剤吸
入管、18……燃料排出管、19……燃料排出管、22……バ
ネ。
Claims (2)
- 【請求項１】隔離板の一方の面にプレート状のアノード
電極の周囲を囲むアノード気体容器と、他方の面にプレ
ート状のカソード電極の周囲を囲むカソード気体容器を
設け、上記アノード電極と隔離板との間、上記カソード
電極と隔離板との間にそれぞれ集電装置を設け、上記ア
ノード気体容器とカソード気体容器の集電装置を挟んで
両側に夫々吸気口と排気口を設けた燃料電池において、
上記アノード気体容器とカソード気体容器をそれぞれ弾
性体によって形成し、上記アノード気体容器と隔離板の
間と、カソード気体容器と隔離板の間にそれぞれアノー
ド気体容器とカソード気体容器を外側へ押圧するバネ
を、アノード電極とカソード電極を囲むように設けたこ
とを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】請求項１に記載の燃料電池を複数重ね合わ
せて形成した燃料電池スタック。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8901800A NL8901800A (nl) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Separatorplaat voor toepassing in een gasbrandstofcel, welke een verzameling electroden omvat, alsmede stapeling van brandstofcellen. |
| NL8901800 | 1989-07-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357162A JPH0357162A (ja) | 1991-03-12 |
| JPH07109770B2 true JPH07109770B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=19855028
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2187005A Expired - Fee Related JPH07109770B2 (ja) | 1989-07-12 | 1990-07-12 | 燃料電池及び燃料電池スタック |
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| EP (1) | EP0408104B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07109770B2 (ja) |
| AT (1) | ATE142821T1 (ja) |
| CA (1) | CA2021040C (ja) |
| DE (1) | DE69028458T2 (ja) |
| DK (1) | DK0408104T3 (ja) |
| ES (1) | ES2093631T3 (ja) |
| NL (1) | NL8901800A (ja) |
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| US5362578A (en) * | 1992-12-08 | 1994-11-08 | Institute Of Gas Technology | Integrated main rail, feed rail, and current collector |
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| GB2336937A (en) * | 1998-05-02 | 1999-11-03 | British Gas Plc | Stack assembly primarily for an electrochemical cell |
| NL1009061C2 (nl) * | 1998-05-04 | 1999-11-11 | Stichting Energie | Brandstofcel respectievelijk brandstofcelstapel voorzien van matrixplaatafdichting. |
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| JP5040089B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2012-10-03 | Ｎｏｋ株式会社 | セパレータ |
| KR100671425B1 (ko) * | 2005-12-23 | 2007-01-19 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연료전지용 분리판 및 이를 구비한 연료전지 |
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| US8371587B2 (en) | 2008-01-31 | 2013-02-12 | GM Global Technology Operations LLC | Metal bead seal for fuel cell plate |
| JP5756653B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2015-07-29 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
| JP5675437B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2015-02-25 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
| CN103828106B (zh) | 2011-09-07 | 2017-02-22 | 托普索公司 | 具有带整体的气体分配管的薄端板的燃料电池堆 |
| DE102020215011A1 (de) | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Bipolarplatte für eine elektrochemische Zelle, Anordnung elektrochemischer Zellen und Verfahren zum Betrieb der Anordnung elektrochemischer Zellen |
Family Cites Families (9)
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| US4510213A (en) * | 1983-10-12 | 1985-04-09 | The Unites States Of America As Represented By The Department Of Energy | Fuel cell stack with internal manifolds for reactant gases |
| JPS60200468A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| US4514475A (en) * | 1984-03-30 | 1985-04-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fuel cell separator with compressible sealing flanges |
| US4604331A (en) * | 1984-05-29 | 1986-08-05 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fuel cell separator plate with bellows-type sealing flanges |
| JPS62256381A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池のセパレ−タ |
| JPH084008B2 (ja) * | 1986-08-21 | 1996-01-17 | 石川島播磨重工業株式会社 | 燃料電池用セパレ−タ |
| US4748092A (en) * | 1987-01-02 | 1988-05-31 | Continental Can Company, Inc. | Frame for a cell construction |
| JPH02160372A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-20 | Toshiba Corp | 燃料電池のセパレータ |
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1989
- 1989-07-12 NL NL8901800A patent/NL8901800A/nl not_active Application Discontinuation
-
1990
- 1990-06-28 DE DE69028458T patent/DE69028458T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-28 ES ES90201722T patent/ES2093631T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-28 DK DK90201722.7T patent/DK0408104T3/da active
- 1990-06-28 EP EP90201722A patent/EP0408104B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-28 AT AT90201722T patent/ATE142821T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-07-06 US US07/548,845 patent/US5084364A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-12 CA CA002021040A patent/CA2021040C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-12 JP JP2187005A patent/JPH07109770B2/ja not_active Expired - Fee Related
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