JPH07161365A - 燃料電池用セパレータ - Google Patents

燃料電池用セパレータ

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Publication number
JPH07161365A
JPH07161365A JP5339205A JP33920593A JPH07161365A JP H07161365 A JPH07161365 A JP H07161365A JP 5339205 A JP5339205 A JP 5339205A JP 33920593 A JP33920593 A JP 33920593A JP H07161365 A JPH07161365 A JP H07161365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas flow
anode
center plate
fuel cell
flow path
Prior art date
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Pending
Application number
JP5339205A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Fujiwara
直樹 藤原
Nobuyuki Arima
信之 在間
Mitsuo Otsubo
三生 大坪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
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Publication of JPH07161365A publication Critical patent/JPH07161365A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センタープレートの凹凸部をプレス加工によ
り構成しても、ガス流動面での要求を満足しつつ発電性
能及び構造健全性を確保する。 【構成】 センタープレート13の中央部に、アノード
側ガス流路11とカソード側ガス流路12を形成したガ
ス流路形成用凹凸部19を設ける。センタープレート1
3のアノード接触面17の部分に、カソード側ガス流路
12内へ段差状に突出するリブ20を所要間隔位置に設
け、隣り合うアノード側ガス流路11を連通させるよう
にした浅溝21をアノード接触面17に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃料の有する化学エネル
ギーを直接電気エネルギーに変換させるエネルギー部門
で用いる燃料電池においてセルを仕切るために用いる燃
料電池用セパレータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】燃料電池のうち、溶融炭酸塩型燃料電池
は、図2に一例を示す如く、電解質として溶融炭酸塩を
多孔質物質にしみ込ませたタイル(電解質板)1をアノ
ード(燃料極)2とカソード(酸素極)3の両電極で挟
み、アノード2側に燃料ガスFGを供給すると共にカソ
ード3側に酸化ガスOGを供給することによりアノード
2とカソード3との間で発生する電位差により発電が行
われるようにしたものを1セル4とし、各セル4をセパ
レータ5を介し多層に積層させてスタックとするように
してある。
【0003】上記燃料電池のセル4を積層するときの仕
切りとなる上記セパレータ5は、内部マニホールド型の
燃料電池にあっては周辺部を除く中央部分にガス流路と
なる凹凸を表裏両面に形成し、周辺部には酸化ガスOG
の給排用のマニホールド6,7と燃料ガスFGの給排用
のマニホールド8,9が設けてあって、ウェットシール
部としてあり、上記セパレータ5の表裏両面を異なるガ
スが流れるように各ガスの給排用のマニホールドと中央
部分のガス流路とを連通させた構成としてある。10は
中央部分を切り抜いてセパレータ5の周辺部に配したデ
ィスタンスピースである。
【0004】又、上記セパレータ5としては、中央部分
のガス流路形成用の凹凸部をエッチング、機械掘加工、
プレス等により成形させる型式のもの、あるいは、セン
タープレートの両面側にコルゲート板を配してコルゲー
ト板によりガス流路を形成させるようにしたコルゲート
型式のもの等がある。
【0005】上記プレス型式のセパレータ5であって内
部マニホールド型のものにあっては、図3及び図4に一
例を示す如く、センタープレート13の周辺部を除く中
央部分に、その表裏一面側にアノード側ガス流路11
が、又、表裏他面側にカソード側ガス流路12が形成さ
れるようにしたガス流路形成用凹凸部19を設け、更
に、該センタープレート13の周辺部の表裏面側に、中
央部分を切り抜き且つ周辺のタイル1よりも大きい寸法
としたマスク板14,15をそれぞれ配置し、該マスク
板14,15の各周辺部を屈曲させてセンタープレート
13に重ね合わせ、重合部を固着してシールさせるよう
にし、燃料ガス給排用のマニホールド8,9を通して上
記アノード側ガス流路11に燃料ガスを、又、酸化ガス
給排用のマニホールド6,7を通して上記カソード側ガ
ス流路12に酸化ガスをそれぞれ送給するようにしてあ
る。16はスペーサブロックを示す。
【0006】上記溶融炭酸塩型燃料電池では、アノード
2側とカソード3側のガス流量が大きく異なる(1:5
〜1:10)ことから、アノード2とカソード3の極間
差圧や内外差圧を電池の健全性確保のためにある規定値
に抑えようとすると、センタープレート13の凹凸部1
9によって形成されるガス流路11と12が図4の如く
カソード3側で大きく、アノード2側で小さくなるよう
に大きく異なる形状となる。したがって、センタープレ
ート13のカソード側ガス流路12の背面側となるアノ
ード接触面17がアノード側ガス流路11の背面側とな
るカソード接触面18よりも大きくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記セパレ
ータ5を用いた溶融炭酸塩型燃料電池の場合、上記セン
タープレート13のアノード接触面17は非ガス流路で
あることから、アノード2に対して燃料ガスが供給され
ない部分の面積が大きくなるため、反応に有効に寄与す
る電極面積が小さくなり発電性能が低下する原因とな
り、又、締付荷重を受ける凹凸部19の支点間距離が長
くなるので、センタープレート13がプレス加工によっ
て構成されている場合、構造強度が低下し、これによ
り、センタープレート13に初期変形及びクリープ変形
が発生し易くなる結果、発電性能が低下してしまう等の
問題がある。
【0008】そのため、従来では、プレスにより凹凸加
工したセンタープレートを有するセパレータの場合、ガ
ス流動面での要求を満足しつつ発電性能及び構造健全性
を確保することが困難であった。
【0009】そこで、本発明は、ガス流動面での要求を
満足しつつ発電性能及び構造健全性を確保することがで
きるような、プレス加工によるセンタープレートを有す
る燃料電池用セパレータを提供しようとするものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、センタープレートの周辺部を除く位置
に、その表裏一面側にアノード側ガス流路が、又、他面
側にカソード側ガス流路がそれぞれ形成されるようにし
たガス流路形成用凹凸部が設けてある燃料電池用セパレ
ータにおいて、上記ガス流路形成用凹凸部のアノード接
触面部の長手方向所要間隔位置に、カソード側ガス流路
内へ段差状に突出するリブを設けて、隣り合うアノード
側ガス流路を連通させるようにした浅溝を上記アノード
接触面に形成してなる構成とする。
【0011】
【作用】燃料電池のセル間に介在させて用いた場合、セ
ンタープレートのアノード接触面の所要個所に形成され
ている浅溝を通してアノード側のガスを流通させること
ができることから、アノード電極の有効面積を増加させ
ることができる。又、浅溝が段差状に加工したリブによ
って形成されていることから、センタープレートの曲げ
剛性を高めることがきる。したがって、発電性能と構造
健全性を確保できることになる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0013】図1は本発明の一実施例を示すもので、中
央部の表裏面側に交互にアノード側ガス流路11とカソ
ード側ガス流路12が形成されるようにプレスによりガ
ス流路形成用凹凸部19を加工したセンタープレート1
3を有し、図4に示す如き溶融炭酸塩型燃料電池で各セ
ル4間に介在させて用いるセパレータ5において、上記
センタープレート13の凹凸部19のアノード接触面1
7の部分に、カソード側ガス流路12内へ向けて段差突
出する如きリブ20を長手方向所要間隔で設けて、隣り
合うアノード側ガス流路11を連通させるようにした浅
溝21を上記アノード接触面17に形成する。
【0014】なお、上記浅溝21の深さとなるリブ20
の段差高さは、カソード側ガス流路12のガス流動に影
響を及ぼさないように流路高さの数%程度としてある。
【0015】上記構成としたセパレータ5を、図4に示
す如き溶融炭酸塩型燃料電池の各セル4間に介在させて
用いると、センタープレート13のアノード接触面17
に隣り合うアノード側ガス流路11を連通させるように
した浅溝21が所要間隔で形成されていることから、ア
ノード2とセンタープレート13のアノード接触面17
との間に空間が確保され、発電反応に有効に寄与する電
極面積が増加することになる。この場合、電池発電中
は、反応によって燃料ガスの濃度分布が生じるため、浅
溝21の深さが僅かであっても拡散により燃料ガスがア
ノード2に供給される。したがって、発電性能を確保す
ることができる。
【0016】又、上記浅溝21は、センタープレート1
3のアノード接触面17となる部分にプレス加工したリ
ブ20によって形成されているため、センタープレート
13の曲げ剛性を高めるこができて全体的に構造強度を
向上させることができる。したがって、構造健全性を確
保することができる。
【0017】なお、本発明は上記実施例にのみ限定され
るものではなく、たとえば、センタープレート13の表
裏面中央に、ガス流路形成用凹凸部としてコルゲート板
をそれぞれ設けた型式のセパレータについても実施でき
ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の燃料電池用セ
パレータによれば、センタープレートの中央部に設けた
凹凸部のアノード接触面の所要間隔位置に、段差状のリ
ブを設けることによりガスを流通させ得る浅溝を形成し
たので、電極の有効面積を増加させることができると共
にセンタープレートの曲げ剛性を高めることができ、し
たがって、上記センタープレートの凹凸部をプレス加工
により構成しても、ガス流動面での要求を満足しつつ、
発電性能及び構造健全性を確保することができる、とい
う優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃料電池用セパレータの一実施例を示
す概略図である。
【図2】溶融炭酸塩型燃料電池の一例を示す概要図であ
る。
【図3】プレス型式のセパレータの一例を示す一部切断
平面図である。
【図4】図3のIV方向拡大矢視図である。
【符号の説明】
5 セパレータ 11 アノード側ガス流路 12 カソード側ガス流路 13 センタープレート 17 アノード接触面 19 ガス流路形成用凹凸部 20 リブ 21 浅溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センタープレートの周辺部を除く位置
    に、その表裏一面側にアノード側ガス流路が、又、他面
    側にカソード側ガス流路がそれぞれ形成されるようにし
    たガス流路形成用凹凸部が設けてある燃料電池用セパレ
    ータにおいて、上記ガス流路形成用凹凸部のアノード接
    触面部の長手方向所要間隔位置に、カソード側ガス流路
    内へ段差状に突出するリブを設けて、隣り合うアノード
    側ガス流路を連通させるようにした浅溝を上記アノード
    接触面に形成してなることを特徴とする燃料電池用セパ
    レータ。
JP5339205A 1993-12-06 1993-12-06 燃料電池用セパレータ Pending JPH07161365A (ja)

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