JPH071703B2 - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPH071703B2 JPH071703B2 JP63037092A JP3709288A JPH071703B2 JP H071703 B2 JPH071703 B2 JP H071703B2 JP 63037092 A JP63037092 A JP 63037092A JP 3709288 A JP3709288 A JP 3709288A JP H071703 B2 JPH071703 B2 JP H071703B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- plates
- plate
- hollow
- stack
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
Description
【発明の詳細な説明】 ［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のセ
ルを積層して締め付けるときに使用する燃料電池に関す
るものである。
ギーに変換させるエネルギー部門で用いる燃料電池のセ
ルを積層して締め付けるときに使用する燃料電池に関す
るものである。
［従来の技術］ 現在までに提案されている燃料電池のうち、たとえば、
溶融炭酸塩型燃料電池は、第４図に一例を示す如く、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をカソード（酸素極）２とアノード
（燃料極）３の両電極で両面から挟み、カソード２側に
酸化ガスOGを供給すると共にアノード３側に燃料ガスFG
を供給することによりカソード２とアノード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Ｉとし、各セルをセパレータ４を介し多層に積層
してスタックとするようにしてある。
溶融炭酸塩型燃料電池は、第４図に一例を示す如く、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をカソード（酸素極）２とアノード
（燃料極）３の両電極で両面から挟み、カソード２側に
酸化ガスOGを供給すると共にアノード３側に燃料ガスFG
を供給することによりカソード２とアノード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Ｉとし、各セルをセパレータ４を介し多層に積層
してスタックとするようにしてある。
上記従来の溶融炭酸塩型燃料電池のうち、内部マニホー
ルド型の燃料電池にあっては、カソード２及びアノード
３が接するセパレータ４の中央部分の電極反応部にはガ
ス通路となる凹凸が表裏両面に形成してあると共に、周
辺部には酸化ガスの給排用の流路孔5,6と燃料ガスの給
排用の流路孔7,8が、セパレータ４、タイル１等に貫通
して形成してあってウェットシール部としてあり、更
に、周辺部には、電極の厚さによる段差をなくしてシー
ル性を高めるために、中央部分が切り抜いてあるマスク
板９をセパレータ４とタイル１との間に介在させ、上記
各ガスの給排用流路孔と中央部分のガス通路とをマスク
板９に設けた開口部により連通させた構成としてある。
ルド型の燃料電池にあっては、カソード２及びアノード
３が接するセパレータ４の中央部分の電極反応部にはガ
ス通路となる凹凸が表裏両面に形成してあると共に、周
辺部には酸化ガスの給排用の流路孔5,6と燃料ガスの給
排用の流路孔7,8が、セパレータ４、タイル１等に貫通
して形成してあってウェットシール部としてあり、更
に、周辺部には、電極の厚さによる段差をなくしてシー
ル性を高めるために、中央部分が切り抜いてあるマスク
板９をセパレータ４とタイル１との間に介在させ、上記
各ガスの給排用流路孔と中央部分のガス通路とをマスク
板９に設けた開口部により連通させた構成としてある。
上述の如き構成としてある燃料電池は、電池性能とシー
ル性能が良好に維持されることが必要であり、電極反応
部においてカソード２及びアノード３の各電極とタイル
１とセパレータ４とが均一に接触していることと、周辺
部のウェットシール部のシール性が維持されていること
が要求される。そのために、燃料電池全体を一定の締付
力で均一に締め付けることが必要である。
ル性能が良好に維持されることが必要であり、電極反応
部においてカソード２及びアノード３の各電極とタイル
１とセパレータ４とが均一に接触していることと、周辺
部のウェットシール部のシール性が維持されていること
が要求される。そのために、燃料電池全体を一定の締付
力で均一に締め付けることが必要である。
従来、上記燃料電池の締付方式として、燃料電池スタッ
クを上下の各押え板間に位置させ、上下の押え板の周辺
部を互に接近する方向に締め付けることによって燃料電
池スタックに締付力を付与させるようにしている。
クを上下の各押え板間に位置させ、上下の押え板の周辺
部を互に接近する方向に締め付けることによって燃料電
池スタックに締付力を付与させるようにしている。
［発明が解決しようとする問題点］ ところが、燃料電池の反応面積の増大に伴ない上下の押
え板の周辺部をばね等で締め付けただけでは、燃料電池
の周辺部に比して中央部分の面圧が低くなり、全面を均
一に締め付けることができなくなる。かかる状態を防止
するためには、上下の押え板を厚くして剛性を極めて大
きくする必要があるが、押え板の剛性を大きくすること
は全体を小型化することができず、燃料電池を収納する
圧力容器自体も大型化になる、という問題がある。
え板の周辺部をばね等で締め付けただけでは、燃料電池
の周辺部に比して中央部分の面圧が低くなり、全面を均
一に締め付けることができなくなる。かかる状態を防止
するためには、上下の押え板を厚くして剛性を極めて大
きくする必要があるが、押え板の剛性を大きくすること
は全体を小型化することができず、燃料電池を収納する
圧力容器自体も大型化になる、という問題がある。
そこで、本発明は、上下の押え板の剛性を大きくするこ
となしに中央部分の電極反応部の面圧の低下を防ぎ、全
面を均一に加圧できるようにしようとするものである。
となしに中央部分の電極反応部の面圧の低下を防ぎ、全
面を均一に加圧できるようにしようとするものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、タイルをカソード
とアノードの両電極で挟んだセルをセパレータを介して
多層に積層してなるスタックを上下のホルダーで挟み、
上下２枚の薄板を所要の間隔に配してその間の周辺をシ
ールして密閉構造とし且つその内部に空隙を有する断熱
材を収納し更に空気を充填してなる中空板を、上下のホ
ルダーとその外側に位置させる上下の押え板との間にそ
れぞれ挿入し、上記上下の押え板同士を締め付けるよう
にした構成とする。
とアノードの両電極で挟んだセルをセパレータを介して
多層に積層してなるスタックを上下のホルダーで挟み、
上下２枚の薄板を所要の間隔に配してその間の周辺をシ
ールして密閉構造とし且つその内部に空隙を有する断熱
材を収納し更に空気を充填してなる中空板を、上下のホ
ルダーとその外側に位置させる上下の押え板との間にそ
れぞれ挿入し、上記上下の押え板同士を締め付けるよう
にした構成とする。
［作用］ 上下の各ホルダーとその外側の押え板との間に挿入させ
た各中空板は、燃料電池の運転により発生する熱による
温度上昇時の内部圧力上昇でホルダーと押え板との間を
押し開こうとする。これによりホルダーは燃料電池スタ
ック側へ押し付けられることになって燃料電池スタック
は均一に加圧される。
た各中空板は、燃料電池の運転により発生する熱による
温度上昇時の内部圧力上昇でホルダーと押え板との間を
押し開こうとする。これによりホルダーは燃料電池スタ
ック側へ押し付けられることになって燃料電池スタック
は均一に加圧される。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図乃至第３図は本発明の実施例を示すもので、第４
図に示す従来の燃料電池と同様に、タイル１をカソード
２とアノード３とで両面から挟んでなるセルをセパレー
タ４を介して多層に積層してスタックＳとし、該スタッ
クＳを上下のホルダー10と11で挟み、且つ上記ホルダー
10と11を更に外側の押え板12と13で挟み、該上下の押え
板12と13の周辺部同士を締付ロッド14で連結し、締付ロ
ッド14の頭部と上部押え板12の上面との間に加圧用ばね
15を介装させ、上下の押え板12,13に加えられる締付力
により上下のホルダー10,11を介して燃料電池スタック
を締め付けるようにした構成において、上記上下の各ホ
ルダー10,11とその外側にある上下の各押え板12,13との
間に、上下２枚の薄板17aと17bの間を密閉構造としてそ
の内部に空隙のある断熱材を収納し更に空気を充填して
なる薄板状の中空板16を挿入して配置させる。
図に示す従来の燃料電池と同様に、タイル１をカソード
２とアノード３とで両面から挟んでなるセルをセパレー
タ４を介して多層に積層してスタックＳとし、該スタッ
クＳを上下のホルダー10と11で挟み、且つ上記ホルダー
10と11を更に外側の押え板12と13で挟み、該上下の押え
板12と13の周辺部同士を締付ロッド14で連結し、締付ロ
ッド14の頭部と上部押え板12の上面との間に加圧用ばね
15を介装させ、上下の押え板12,13に加えられる締付力
により上下のホルダー10,11を介して燃料電池スタック
を締め付けるようにした構成において、上記上下の各ホ
ルダー10,11とその外側にある上下の各押え板12,13との
間に、上下２枚の薄板17aと17bの間を密閉構造としてそ
の内部に空隙のある断熱材を収納し更に空気を充填して
なる薄板状の中空板16を挿入して配置させる。
詳述すると、円板状の２枚の薄板17aと17bを所要間隔で
上下に配し、周辺をシーム溶接等にてシールして密閉さ
れた中空体とし、その内部に空隙を有する断熱材18を収
納してなり、且つ内部に空気を充填してなる中空板16を
構成し、該中空板16を第１図の如く、上下のホルダー10
及び11と上下の押え板12及び13との間にそれぞれ挿入
し、各中空板16を介して上下のホルダー10,11を押圧さ
せるようにする。ようにする。上記中空板16の内部に断
熱材を収納するのは、充填する空気量を減らして空気の
温度を上げ易くすることと、燃料電池スタック側から押
え板の方向、すなわち、高温側から定温側への熱の輻射
を断熱材で遮って空気の温度を上げ易くするためであ
る。
上下に配し、周辺をシーム溶接等にてシールして密閉さ
れた中空体とし、その内部に空隙を有する断熱材18を収
納してなり、且つ内部に空気を充填してなる中空板16を
構成し、該中空板16を第１図の如く、上下のホルダー10
及び11と上下の押え板12及び13との間にそれぞれ挿入
し、各中空板16を介して上下のホルダー10,11を押圧さ
せるようにする。ようにする。上記中空板16の内部に断
熱材を収納するのは、充填する空気量を減らして空気の
温度を上げ易くすることと、燃料電池スタック側から押
え板の方向、すなわち、高温側から定温側への熱の輻射
を断熱材で遮って空気の温度を上げ易くするためであ
る。
燃料電池が運転されると、温度が上昇し高温（約650
℃）になるが、この温度上昇時に上記中空板16内の空気
温度が上昇して内部の圧力が上昇し、第３図に示す如く
内圧Ｐにより上部ホルダー10と押え板12との間の中空板
16では上側の薄板17aが、又、下部ホルダー11と押え板1
3との間の中空板16では下側の薄板17bがそれぞれ押圧さ
れて上下の各押え板12と13が図示の如く外側へ撓まされ
る。押え板12,13が薄くて内圧Ｐにより撓んでも、内圧
により中空板16を介して上下の各ホルダー10,11は燃料
電池スタックＳ側へ加圧されるので、該ホルダー10,11
を介して燃料電池は中央部分も十分な面圧を確保でき、
全面にわたり均一に加圧できる。
℃）になるが、この温度上昇時に上記中空板16内の空気
温度が上昇して内部の圧力が上昇し、第３図に示す如く
内圧Ｐにより上部ホルダー10と押え板12との間の中空板
16では上側の薄板17aが、又、下部ホルダー11と押え板1
3との間の中空板16では下側の薄板17bがそれぞれ押圧さ
れて上下の各押え板12と13が図示の如く外側へ撓まされ
る。押え板12,13が薄くて内圧Ｐにより撓んでも、内圧
により中空板16を介して上下の各ホルダー10,11は燃料
電池スタックＳ側へ加圧されるので、該ホルダー10,11
を介して燃料電池は中央部分も十分な面圧を確保でき、
全面にわたり均一に加圧できる。
なお、中空板16は円形の場合を示したが、四角でもよ
い。
い。
［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の燃料電池によれば、上下２枚
の薄板を所要の間隔に配してその間の周辺をシールして
密閉構造とし且つその内部に空隙を有する断熱材を収納
し更に空気を充填してなる中空板を、それぞれ上下の押
え板の内側に挿入し、温度の上昇による上記中空板の内
圧の増大により燃料電池スタックへの締付力を付与させ
るようにしてあるので、上記中空板の内圧により燃料電
池中央部分の面圧低下がなくなって、上下の押え板の剛
性を大にしなくても燃料電池スタックを上下両面から全
面にわたり均一に加圧でき、上下の押え板を厚くする必
要がなくて全体の小型化が図れる、等の優れた効果を奏
し得る。
の薄板を所要の間隔に配してその間の周辺をシールして
密閉構造とし且つその内部に空隙を有する断熱材を収納
し更に空気を充填してなる中空板を、それぞれ上下の押
え板の内側に挿入し、温度の上昇による上記中空板の内
圧の増大により燃料電池スタックへの締付力を付与させ
るようにしてあるので、上記中空板の内圧により燃料電
池中央部分の面圧低下がなくなって、上下の押え板の剛
性を大にしなくても燃料電池スタックを上下両面から全
面にわたり均一に加圧でき、上下の押え板を厚くする必
要がなくて全体の小型化が図れる、等の優れた効果を奏
し得る。
第１図は本発明の燃料電池の実施例を示す側面図、第２
図は本発明に用いる中空板の断面図、第３図は燃料電池
が加圧される状態を示す図、第４図は従来の燃料電池の
一例を示す断面図である。 １……タイル、２……カソード、３……アノード、４…
…セパレータ、10,11……ホルダー、12,13……押え板、
16……中空板、17a,17b……薄板、18……断熱材、Ｓ…
…スタック。
図は本発明に用いる中空板の断面図、第３図は燃料電池
が加圧される状態を示す図、第４図は従来の燃料電池の
一例を示す断面図である。 １……タイル、２……カソード、３……アノード、４…
…セパレータ、10,11……ホルダー、12,13……押え板、
16……中空板、17a,17b……薄板、18……断熱材、Ｓ…
…スタック。
Claims (1)
- 【請求項１】タイルをカソードとアノードの両電極で挟
んだセルをセパレータを介して多層に積層してなるスタ
ックを上下のホルダーで挟み、上下２枚の薄板を所要の
間隔に配してその間の周辺をシールして密閉構造とし且
つその内部に空隙を有する断熱材を収納し更に空気を充
填してなる中空板を、上記上下のホルダーとその外側に
位置させる上下の押え板との間にそれぞれ挿入配置させ
てなることを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037092A JPH071703B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 燃料電池 |
| US07/311,458 US4973531A (en) | 1988-02-19 | 1989-02-16 | Arrangement for tightening stack of fuel cell elements |
| EP89102767A EP0329161B1 (en) | 1988-02-19 | 1989-02-17 | Arrangement for tightening stack of fuel cell elements |
| DE68915463T DE68915463T2 (de) | 1988-02-19 | 1989-02-17 | Anordnung zum Zusammenspannen eines Stapels von Brennstoffzellenelementen. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037092A JPH071703B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01211868A JPH01211868A (ja) | 1989-08-25 |
| JPH071703B2 true JPH071703B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=12487926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63037092A Expired - Lifetime JPH071703B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071703B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004037678A1 (de) * | 2004-08-02 | 2006-03-16 | Webasto Ag | Brennstoffzellenstapel |
| ES2347387T3 (es) * | 2007-01-26 | 2010-10-28 | Topsoe Fuel Cell A/S | Estructura de fijacion para una pila de celdas de combustible y pila de celdas de combustible de oxido solido. |
| DE102008051181A1 (de) | 2008-10-14 | 2010-04-15 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Brennstoffzellensystem |
| US8968956B2 (en) | 2010-09-20 | 2015-03-03 | Nextech Materials, Ltd | Fuel cell repeat unit and fuel cell stack |
| CN112635805B (zh) * | 2020-12-11 | 2022-04-29 | 武汉轻工大学 | 电池装配装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58163185A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | 積層形燃料電池用加圧装置 |
| JPS59215676A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-05 | Hokuriku Electric Power Co Inc:The | 燃料電池の電池積層体締付装置 |
| JPS62234873A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-15 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
-
1988
- 1988-02-19 JP JP63037092A patent/JPH071703B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01211868A (ja) | 1989-08-25 |
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