JPH07263004A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPH07263004A JPH07263004A JP6076473A JP7647394A JPH07263004A JP H07263004 A JPH07263004 A JP H07263004A JP 6076473 A JP6076473 A JP 6076473A JP 7647394 A JP7647394 A JP 7647394A JP H07263004 A JPH07263004 A JP H07263004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrodes
- fuel cell
- gaskets
- gas
- 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
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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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスケットを十分締め付けてガス漏れをなく
した場合でも電極特性の低下を防止し得る燃料電池を提
供する。 【構成】 セパレータ板６に空気電極２、燃料電極３を
収容する凹部７を設けることにより、ガスケット８の十
分な圧縮後に電極を圧縮してその圧縮過ぎを防止する。
した場合でも電極特性の低下を防止し得る燃料電池を提
供する。 【構成】 セパレータ板６に空気電極２、燃料電極３を
収容する凹部７を設けることにより、ガスケット８の十
分な圧縮後に電極を圧縮してその圧縮過ぎを防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電解質膜を介在させた
空気電極と燃料電極とをガス供給溝を有するセパレータ
板によりガスケットを介装して挟持された単電池が積み
重ねられている燃料電池に関する。
空気電極と燃料電極とをガス供給溝を有するセパレータ
板によりガスケットを介装して挟持された単電池が積み
重ねられている燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の燃料電池は、例えば図
４、図５に示すように、高分子電解質膜31を介在させた
空気電極（陽極）32と燃料電極 (陰極) 33とを、両面に
方向が90度異なる多数のガス供給溝34、35を有するセパ
レータ板 (バイポーラ板) 36によりガスケット37を介装
して挟持して単電池 (セル）38とし、この単電池38を直
列に複数個積み重ねて集合電池 (スタック) を形成し、
この集合電池をその両端のセパレータ板36との間に集電
板39を介在させた締結プレート40により締め付けボルト
41を介して締め付けて構成されている。なお、両電極3
2、33は、それぞれ適当な触媒を担持した多孔質のもの
であり、又、集合電池の両端のセパレータ板36は、片面
のみにガス供給溝34、35を有するエンドプレートとされ
ている。
４、図５に示すように、高分子電解質膜31を介在させた
空気電極（陽極）32と燃料電極 (陰極) 33とを、両面に
方向が90度異なる多数のガス供給溝34、35を有するセパ
レータ板 (バイポーラ板) 36によりガスケット37を介装
して挟持して単電池 (セル）38とし、この単電池38を直
列に複数個積み重ねて集合電池 (スタック) を形成し、
この集合電池をその両端のセパレータ板36との間に集電
板39を介在させた締結プレート40により締め付けボルト
41を介して締め付けて構成されている。なお、両電極3
2、33は、それぞれ適当な触媒を担持した多孔質のもの
であり、又、集合電池の両端のセパレータ板36は、片面
のみにガス供給溝34、35を有するエンドプレートとされ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料電池では、締め付けボルトの締め付けによって電極
とガスケットの双方に荷重を付与しているので、図６に
示すように、僅かな変位量で締め付け力が大きく変化
し、電極とガスケットの双方に最適荷重を付与すること
が難しいと共に、熱膨張若しくは熱収縮によりアセンブ
リ時の最適荷重から外れてしまい、かつ均等な荷重を得
にくく、ガス漏れあるいは電極の締め付け過ぎによるガ
ス拡散能の低下を招来する不具合がある。そこで、本発
明は、ガスケットを十分締め付けてガス漏れをなくした
場合でも電極特性の低下を防止し得る燃料電池の提供を
目的とする。
燃料電池では、締め付けボルトの締め付けによって電極
とガスケットの双方に荷重を付与しているので、図６に
示すように、僅かな変位量で締め付け力が大きく変化
し、電極とガスケットの双方に最適荷重を付与すること
が難しいと共に、熱膨張若しくは熱収縮によりアセンブ
リ時の最適荷重から外れてしまい、かつ均等な荷重を得
にくく、ガス漏れあるいは電極の締め付け過ぎによるガ
ス拡散能の低下を招来する不具合がある。そこで、本発
明は、ガスケットを十分締め付けてガス漏れをなくした
場合でも電極特性の低下を防止し得る燃料電池の提供を
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の燃料電池は、電解質膜を介在させた空気電
極と燃料電極とをガス供給溝を有するセパレート板によ
りガスケットを介装して挟持された単電池が積み重ねら
れている燃料電池において、前記セパレータ板に電極を
収容する凹部を設けたことを特徴とする。前記凹部の深
さは、電極厚の50〜 100％であることが好ましい。前記
ガスケットの厚縮率は、10％を超え30％未満であること
が好ましい。前記セパレータ板は、両面に方向が90度異
なるガス供給溝を形成したものであることが好ましい。
又、セパレータ板は、片面にガス供給溝を形成したもの
であってもよい。
め、本発明の燃料電池は、電解質膜を介在させた空気電
極と燃料電極とをガス供給溝を有するセパレート板によ
りガスケットを介装して挟持された単電池が積み重ねら
れている燃料電池において、前記セパレータ板に電極を
収容する凹部を設けたことを特徴とする。前記凹部の深
さは、電極厚の50〜 100％であることが好ましい。前記
ガスケットの厚縮率は、10％を超え30％未満であること
が好ましい。前記セパレータ板は、両面に方向が90度異
なるガス供給溝を形成したものであることが好ましい。
又、セパレータ板は、片面にガス供給溝を形成したもの
であってもよい。
【０００５】
【作用】本発明の燃料電池においては、ガスケットの十
分な圧縮後に電極が圧縮され、その圧縮過ぎが防止され
る。凹部の深さが、電極厚の50％未満の場合、電極が圧
縮され過ぎて、ガスの拡散が阻害され、電極特性が低下
する。一方、電極厚の 100％を超える場合、電極とセパ
レータ板及び電解質膜との接触がとれなくなる。なお、
電極厚の 100％の場合は、含水時の電解質膜の膨張があ
るので上記接触が保たれる。又、ガスケットの圧縮率
が、10％以下の場合、ガス漏れを生じ、30％を超える場
合、締め付け荷重が不必要に過大となる。一方、両面に
方向が90度異なるガス供給溝を形成したセパレータ板
は、バイポーラ板として中間部のセルに使用され、かつ
片面にガス供給溝を形成したセパレータ板は、エンドプ
レートとしてスタックの両端部に使用される。
分な圧縮後に電極が圧縮され、その圧縮過ぎが防止され
る。凹部の深さが、電極厚の50％未満の場合、電極が圧
縮され過ぎて、ガスの拡散が阻害され、電極特性が低下
する。一方、電極厚の 100％を超える場合、電極とセパ
レータ板及び電解質膜との接触がとれなくなる。なお、
電極厚の 100％の場合は、含水時の電解質膜の膨張があ
るので上記接触が保たれる。又、ガスケットの圧縮率
が、10％以下の場合、ガス漏れを生じ、30％を超える場
合、締め付け荷重が不必要に過大となる。一方、両面に
方向が90度異なるガス供給溝を形成したセパレータ板
は、バイポーラ板として中間部のセルに使用され、かつ
片面にガス供給溝を形成したセパレータ板は、エンドプ
レートとしてスタックの両端部に使用される。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の燃料電池の一実施例の要部
を示す単電池（セル）の断面図である。図中１はパーフ
ルオロカーボンスルフォン酸（商品名：ナフィオン）か
らなる高分子電解質膜で、この高分子電解質膜１（膜厚
150μｍ）は、それぞれ適当な触媒を担持させた多孔質
の空気電極（陽極）２と燃料電極（陰極）３（各 400μ
ｍ電極厚）との間に介在されてセルを構成している。両
電極２、３は、両面に空気及び燃料ガス（水素）を供給
する多数のガス供給溝４、５を90度方向を異ならせて形
成した集電体兼単電池直列連結用の１対のセパレータ板
（バイポーラ板）６に設けられた凹部７にそれぞれ収容
され、前記高分子電解質膜１を挟むようにガスケット８
を介装した両セパレータ板６の挟持によって単電池（セ
ル）９として構成される。凹部７は、電極２、３の厚さ
の50〜 100％の深さを有しているものであり、又、各ガ
スケット８は、フッ素ゴムからなり、それぞれのセパレ
ータ板６に設けたガスケット溝10によって位置決めされ
るものである。上記単電池９は、直列に複数個積み重ね
て集合電池（スタック）となされ、その両端に集電板を
介在させた締結プレートにより締め付けボルト（いずれ
も図示せず）を介して適宜に締め付けられて燃料電池と
して構成されるものであり、集合電池の両端部のセパレ
ータ板は、片面にのみ多数のガス供給溝及び電極を収容
する凹部を設けたエンドプレートとされている。
て説明する。図１は本発明の燃料電池の一実施例の要部
を示す単電池（セル）の断面図である。図中１はパーフ
ルオロカーボンスルフォン酸（商品名：ナフィオン）か
らなる高分子電解質膜で、この高分子電解質膜１（膜厚
150μｍ）は、それぞれ適当な触媒を担持させた多孔質
の空気電極（陽極）２と燃料電極（陰極）３（各 400μ
ｍ電極厚）との間に介在されてセルを構成している。両
電極２、３は、両面に空気及び燃料ガス（水素）を供給
する多数のガス供給溝４、５を90度方向を異ならせて形
成した集電体兼単電池直列連結用の１対のセパレータ板
（バイポーラ板）６に設けられた凹部７にそれぞれ収容
され、前記高分子電解質膜１を挟むようにガスケット８
を介装した両セパレータ板６の挟持によって単電池（セ
ル）９として構成される。凹部７は、電極２、３の厚さ
の50〜 100％の深さを有しているものであり、又、各ガ
スケット８は、フッ素ゴムからなり、それぞれのセパレ
ータ板６に設けたガスケット溝10によって位置決めされ
るものである。上記単電池９は、直列に複数個積み重ね
て集合電池（スタック）となされ、その両端に集電板を
介在させた締結プレートにより締め付けボルト（いずれ
も図示せず）を介して適宜に締め付けられて燃料電池と
して構成されるものであり、集合電池の両端部のセパレ
ータ板は、片面にのみ多数のガス供給溝及び電極を収容
する凹部を設けたエンドプレートとされている。
【０００７】ここで、凹部の深さを 300μｍとし、ガス
ケットの圧縮率と電極厚を変えたところ、1kgf/cm2での
ガス漏れの有無及び0.7Vでの電流密度は、凹部を設けな
い従来のそれらを併記する表１、図２に示すようになっ
た。
ケットの圧縮率と電極厚を変えたところ、1kgf/cm2での
ガス漏れの有無及び0.7Vでの電流密度は、凹部を設けな
い従来のそれらを併記する表１、図２に示すようになっ
た。
【０００８】
【表１】
【０００９】したがって、凹部の深さを電極厚の50〜 1
00％とし、かつガスケットの圧縮率を10％を超えて、30
％未満とすることにより、ガス漏れがなく、かつ電極特
性を良好にし得ることがわかる。又、電極厚及び耐圧と
ガスケットの圧縮率の関係は、図３に示すようになっ
た。これよりガスケットの耐圧の高くなるカスケット圧
縮率25〜30％においても、本発明では電極の変形が少な
いことがわかる。
00％とし、かつガスケットの圧縮率を10％を超えて、30
％未満とすることにより、ガス漏れがなく、かつ電極特
性を良好にし得ることがわかる。又、電極厚及び耐圧と
ガスケットの圧縮率の関係は、図３に示すようになっ
た。これよりガスケットの耐圧の高くなるカスケット圧
縮率25〜30％においても、本発明では電極の変形が少な
いことがわかる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料電池
によれば、ガスケットの十分な圧縮後に電極が圧縮され
るので、ガスケットを十分締め付けてガス漏れをなくし
た場合でも、従来のように電極の圧縮し過ぎによるガス
拡散能の低下を招くことがなく、電極特性の低下を防止
することができる。
によれば、ガスケットの十分な圧縮後に電極が圧縮され
るので、ガスケットを十分締め付けてガス漏れをなくし
た場合でも、従来のように電極の圧縮し過ぎによるガス
拡散能の低下を招くことがなく、電極特性の低下を防止
することができる。
【図１】本発明の燃料電池の一実施例の要部を示す単電
池の断面図である。
池の断面図である。
【図２】図１の燃料電池の電流密度とガスケットの圧縮
率との関係を示す説明図である。
率との関係を示す説明図である。
【図３】図１の燃料電池の電極厚及び耐圧とガスケット
の圧縮率との関係を示す説明図である。
の圧縮率との関係を示す説明図である。
【図４】従来の燃料電池の概略図である。
【図５】従来の燃料電池の単電池の断面図である。
【図６】従来の燃料電池における締め付け力と変位量と
の説明図である。
の説明図である。
１ 高分子電解質膜 ２ 空気電極 ３ 燃料電極 ４ ガス供給溝 ５ ガス供給溝 ６ セパレータ板 ７ 凹部 ８ ガスケット
Claims (5)
- 【請求項１】 電解質膜を介在させた空気電極と燃料電
極とをガス供給溝を有するセパレータ板によりガスケッ
トを介装して挟持された単電池が積み重ねられている燃
料電池において、前記セパレータ板に電極を収容する凹
部を設けたことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】 前記凹部の深さが、電極厚の50〜 100％
であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】 前記ガスケットの圧縮率が、10％を超え
30％未満であることを特徴とする請求項１又は２記載の
燃料電池。 - 【請求項４】 前記セパレータ板が、両面に方向が90度
異なるガス供給溝を形成したものであることを特徴とす
る請求項１、２又は３記載の燃料電池。 - 【請求項５】 前記セパレータ板が、片面にガス供給溝
を形成したものであることを特徴とする請求項１、２又
は３記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6076473A JPH07263004A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6076473A JPH07263004A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263004A true JPH07263004A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=13606157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6076473A Pending JPH07263004A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07263004A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000133288A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Nok Corp | 燃料電池用カーボン材 |
| US6231053B1 (en) | 1999-06-11 | 2001-05-15 | Nok Corporation | Gasket for fuel cell |
| US6337120B1 (en) | 1998-06-26 | 2002-01-08 | Nok Corporation | Gasket for layer-built fuel cells and method for making the same |
-
1994
- 1994-03-23 JP JP6076473A patent/JPH07263004A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6337120B1 (en) | 1998-06-26 | 2002-01-08 | Nok Corporation | Gasket for layer-built fuel cells and method for making the same |
| US6649097B2 (en) | 1998-06-26 | 2003-11-18 | Nok Corporation | Method of making a gasket for layer-built fuel cells |
| JP2000133288A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Nok Corp | 燃料電池用カーボン材 |
| US6231053B1 (en) | 1999-06-11 | 2001-05-15 | Nok Corporation | Gasket for fuel cell |
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