JPH07272731A - 燃料電池スタック構造 - Google Patents
燃料電池スタック構造Info
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- JPH07272731A JPH07272731A JP6057963A JP5796394A JPH07272731A JP H07272731 A JPH07272731 A JP H07272731A JP 6057963 A JP6057963 A JP 6057963A JP 5796394 A JP5796394 A JP 5796394A JP H07272731 A JPH07272731 A JP H07272731A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池の体積出力密度を向上するようにし
た燃料電池スタック構造を提供する。 【構成】 単セル２は、２つのセパレータ３と３との間
に薄膜電極組立体４を挟み込んだ構成を有する。セパレ
ータ３は３つの層１７、１８、１９を積層した３層構造
を有する。集電面として組立体４と接する第１層１７お
よび第３層１９は、導電性に優れた高密度グラファイト
で形成され、中心層を構成する第２層１８は、ガス不透
過性および強度に優れた非晶質カーボンで形成されてい
る。これにより、セパレータに求められる機能を損なう
ことなく、セパレータを薄く作ることができる。
た燃料電池スタック構造を提供する。 【構成】 単セル２は、２つのセパレータ３と３との間
に薄膜電極組立体４を挟み込んだ構成を有する。セパレ
ータ３は３つの層１７、１８、１９を積層した３層構造
を有する。集電面として組立体４と接する第１層１７お
よび第３層１９は、導電性に優れた高密度グラファイト
で形成され、中心層を構成する第２層１８は、ガス不透
過性および強度に優れた非晶質カーボンで形成されてい
る。これにより、セパレータに求められる機能を損なう
ことなく、セパレータを薄く作ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単セルを数多く積層し
てなる燃料電池スタック構造に関する。
てなる燃料電池スタック構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時の環境問題すなわち大気汚染に対し
て電気自動車が注目され、蓄電池を搭載した電気自動車
にあっては既に実用化の段階に入っている。しかし、蓄
電池式車両は、電池の蓄電能力との関係で走行距離が比
較的短く、また充電時間が長い等の解決に困難な問題を
有しているため、これを解消し得る電気自動車として燃
料電池式車両の出現が待たれている（特開平２ー１６８
８０３号公報参照）。
て電気自動車が注目され、蓄電池を搭載した電気自動車
にあっては既に実用化の段階に入っている。しかし、蓄
電池式車両は、電池の蓄電能力との関係で走行距離が比
較的短く、また充電時間が長い等の解決に困難な問題を
有しているため、これを解消し得る電気自動車として燃
料電池式車両の出現が待たれている（特開平２ー１６８
８０３号公報参照）。
【０００３】燃料電池のなかには、米国特許第 4,988,5
83号明細書に見られるように、固体高分子電解質型燃料
電池（ＰＥＦＣ）が知られており、自動車用燃料電池の
今後の展開を考えると、液状電解質の流出を回避できる
点から固体高分子電解質型燃料電池の採用が望ましいと
考えられる。
83号明細書に見られるように、固体高分子電解質型燃料
電池（ＰＥＦＣ）が知られており、自動車用燃料電池の
今後の展開を考えると、液状電解質の流出を回避できる
点から固体高分子電解質型燃料電池の採用が望ましいと
考えられる。
【０００４】固体高分子電解質型燃料電池の基本構成に
ついて説明すると、図１に示すように、燃料電池１は、
単セル２を数多く積層したスタック構造が採用され、単
セル２は、電解質層及びその両面に配置された触媒層か
らなる薄膜電極組立体（Membrane Electrode Assembly
: ＭＥＡ）を両側からセパレータ３で挟み込んで構成
され、各セパレータ３には、ＭＥＡに隣接する活性化領
域に、ＭＥＡに対して反応ガスつまり燃料あるいは酸化
剤を供給する流路が形成されている。ちなみに、上記米
国特許第 4,988,583号明細書に開示の燃料電池では、セ
パレータの活性化領域に一連の連続した溝が設けられ
て、この溝によってガス流路が形成されている。ここ
に、セパレータ３は、既知のように、３つの大きな機能
を有し、第一に燃料等のガス流路の隔壁としての機能、
第二に燃料電池の構造体としての機能、第三に電子の集
電体としての機能を有する。
ついて説明すると、図１に示すように、燃料電池１は、
単セル２を数多く積層したスタック構造が採用され、単
セル２は、電解質層及びその両面に配置された触媒層か
らなる薄膜電極組立体（Membrane Electrode Assembly
: ＭＥＡ）を両側からセパレータ３で挟み込んで構成
され、各セパレータ３には、ＭＥＡに隣接する活性化領
域に、ＭＥＡに対して反応ガスつまり燃料あるいは酸化
剤を供給する流路が形成されている。ちなみに、上記米
国特許第 4,988,583号明細書に開示の燃料電池では、セ
パレータの活性化領域に一連の連続した溝が設けられ
て、この溝によってガス流路が形成されている。ここ
に、セパレータ３は、既知のように、３つの大きな機能
を有し、第一に燃料等のガス流路の隔壁としての機能、
第二に燃料電池の構造体としての機能、第三に電子の集
電体としての機能を有する。
【０００５】また、固体高分子電解質型燃料電池には、
各セルに反応ガスを分配する反応ガス通路つまりセルの
積層方向に延びるガス通路をスタック内部に配設した内
部マニホールド形式のものが知られており、この内部マ
ニホールド型ＳＰＥ燃料電池にあっては、活性化領域に
おける一連の連続したガス流路に連なる幅狭の溝によっ
て、上記反応ガス通路と前記活性化領域との間を連通す
る分岐通路が形成されていた（上記米国特許第 4,988,5
83号明細書参照）。
各セルに反応ガスを分配する反応ガス通路つまりセルの
積層方向に延びるガス通路をスタック内部に配設した内
部マニホールド形式のものが知られており、この内部マ
ニホールド型ＳＰＥ燃料電池にあっては、活性化領域に
おける一連の連続したガス流路に連なる幅狭の溝によっ
て、上記反応ガス通路と前記活性化領域との間を連通す
る分岐通路が形成されていた（上記米国特許第 4,988,5
83号明細書参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】固体高分子電解質型燃
料電池においては、セパレータの上述した３つの機能の
ために、セパレータは、材質的に、電気伝導性、耐水素
脆性、ガス不透過性、強度等が要求される。このため、
従来にあっては、高密度グラファイト又は非晶質カーボ
ンが選択的に用いられていたが、高密度グラファイト
は、ガス不透過性および強度の点で必ずしも満足できる
ものではなく、このため高密度グラファイトを用いたも
のにあっては、セパレータの肉厚を厚くすることによ
り、セパレータの要求特性を満足させざるを得なかっ
た。一方、非晶質カーボンを用いたものにあっては、ガ
ス不透過性および強度の点で優れているものの、電気伝
導性の点で必ずしも満足できるものではなかった。
料電池においては、セパレータの上述した３つの機能の
ために、セパレータは、材質的に、電気伝導性、耐水素
脆性、ガス不透過性、強度等が要求される。このため、
従来にあっては、高密度グラファイト又は非晶質カーボ
ンが選択的に用いられていたが、高密度グラファイト
は、ガス不透過性および強度の点で必ずしも満足できる
ものではなく、このため高密度グラファイトを用いたも
のにあっては、セパレータの肉厚を厚くすることによ
り、セパレータの要求特性を満足させざるを得なかっ
た。一方、非晶質カーボンを用いたものにあっては、ガ
ス不透過性および強度の点で優れているものの、電気伝
導性の点で必ずしも満足できるものではなかった。
【０００７】また、従来の固体高分子電解質型燃料電池
は、電解質層の有効利用面積率が低く、0.5 程度である
というのが現状であり、この利用面積率を高めて、燃料
電池の出力密度を改善し得る余地が多く残されている。
また、従来の内部マニホールド型固体高分子電解質型燃
料電池にあっては、活性化領域における一連の連続した
ガス流路と同一の連続した構成で、スタックの表面に形
成した溝により反応ガス通路と活性化領域との間の分岐
通路を形成していたことから、この分岐通路の形態ひい
てはこれに連続した活性化領域のガス流路の形態が反応
ガス通路回りのシール性との関係で制約を受けるものと
なっていた。
は、電解質層の有効利用面積率が低く、0.5 程度である
というのが現状であり、この利用面積率を高めて、燃料
電池の出力密度を改善し得る余地が多く残されている。
また、従来の内部マニホールド型固体高分子電解質型燃
料電池にあっては、活性化領域における一連の連続した
ガス流路と同一の連続した構成で、スタックの表面に形
成した溝により反応ガス通路と活性化領域との間の分岐
通路を形成していたことから、この分岐通路の形態ひい
てはこれに連続した活性化領域のガス流路の形態が反応
ガス通路回りのシール性との関係で制約を受けるものと
なっていた。
【０００８】この点について、詳しく説明すると、従来
のものでは、活性化領域における一連の連続した溝によ
って、反応ガスのガス流路が構成されていたため、加圧
した反応ガスは、このガス流路を通るうちに、大きな流
動抵抗を受けることになり、活性化領域全域での均一な
るガス供給の点で好ましいものとはいえない。しかしな
がら、活性化領域での流動抵抗を小さくすべく、この活
性化領域の溝の幅を拡大し、これに関連して分岐通路の
溝も幅広にしたときには、反応ガス通路回りのシール性
を損なう恐れが発生することになる。
のものでは、活性化領域における一連の連続した溝によ
って、反応ガスのガス流路が構成されていたため、加圧
した反応ガスは、このガス流路を通るうちに、大きな流
動抵抗を受けることになり、活性化領域全域での均一な
るガス供給の点で好ましいものとはいえない。しかしな
がら、活性化領域での流動抵抗を小さくすべく、この活
性化領域の溝の幅を拡大し、これに関連して分岐通路の
溝も幅広にしたときには、反応ガス通路回りのシール性
を損なう恐れが発生することになる。
【０００９】そこで、本発明の主なる目的は、自動車用
燃料電池として要求されるべき小型化あるいは高出力化
という観点から、燃料電池の体積出力密度を向上するよ
うにした燃料電池スタック構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、電解質層の有効利用面積率を高め
て燃料電池の体積出力密度を向上するようにした燃料電
池スタック構造を提供することにある。本発明の更なる
目的は、反応ガス通路回りのシール性を確保しつつ、反
応ガス通路と活性化領域との間の分岐通路の形態および
活性化領域のガス流路の形態の自由度を高めて、活性化
領域全域での均一なるガス供給に基づき電解質層の利用
効率を高めて燃料電池の体積出力密度を向上することの
できる燃料電池スタック構造を提供することにある。
燃料電池として要求されるべき小型化あるいは高出力化
という観点から、燃料電池の体積出力密度を向上するよ
うにした燃料電池スタック構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、電解質層の有効利用面積率を高め
て燃料電池の体積出力密度を向上するようにした燃料電
池スタック構造を提供することにある。本発明の更なる
目的は、反応ガス通路回りのシール性を確保しつつ、反
応ガス通路と活性化領域との間の分岐通路の形態および
活性化領域のガス流路の形態の自由度を高めて、活性化
領域全域での均一なるガス供給に基づき電解質層の利用
効率を高めて燃料電池の体積出力密度を向上することの
できる燃料電池スタック構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を達成するための手段】かかる技術的課題を達成
すべく、本発明のうち、第１の発明にあっては、電解質
層およびその両面に配置された触媒層を両側からセパレ
ータで挟み込んだ単セルを数多く積層したスタックから
なる燃料電池を前提として、前記セパレータが、中心層
と、その両側に各々位置する表面層との３層構造で構成
され、前記中心層は非晶質カーボン又はガス不透過性金
属で形成され、前記表面層は高密度グラファイトで形成
されている構造を採用してある。
すべく、本発明のうち、第１の発明にあっては、電解質
層およびその両面に配置された触媒層を両側からセパレ
ータで挟み込んだ単セルを数多く積層したスタックから
なる燃料電池を前提として、前記セパレータが、中心層
と、その両側に各々位置する表面層との３層構造で構成
され、前記中心層は非晶質カーボン又はガス不透過性金
属で形成され、前記表面層は高密度グラファイトで形成
されている構造を採用してある。
【００１１】また、第２の発明にあっては、電解質層お
よびその両面に配置された触媒層を両側からセパレータ
で挟み込んだ単セルを数多く積層したスタックからなる
燃料電池を前提として、前記セパレータは、その前記触
媒層と直接接触する部分が多孔質カーボンで形成されて
いる構成を採用してある。
よびその両面に配置された触媒層を両側からセパレータ
で挟み込んだ単セルを数多く積層したスタックからなる
燃料電池を前提として、前記セパレータは、その前記触
媒層と直接接触する部分が多孔質カーボンで形成されて
いる構成を採用してある。
【００１２】また、第３の発明にあっては、電解質層お
よびその両面に配置された触媒層からなる薄膜電極組立
体および該薄膜電極組立体の回りに配置されたガスケッ
トを両側からセパレータで挟み込んだ単セルを数多く積
層したスタックからなる燃料電池を前提として、前記燃
料電池は、その内部にセルの積層方向に延びる反応ガス
通路を有し、前記セパレータには、その前記薄膜電極組
立体に隣接する活性化領域と前記反応ガス通路との間を
連通し且つ該反応ガス通路の回りに延びる凹所からなる
分岐通路が形成され、前記凹所には、前記分岐通路の深
さとほぼ同一の厚さ寸法を有するリング状支持部材が設
けられ、該リング状部材は、多孔性材料で形成され又は
横方向に開口する連通孔が形成されている構成を採用し
てある。
よびその両面に配置された触媒層からなる薄膜電極組立
体および該薄膜電極組立体の回りに配置されたガスケッ
トを両側からセパレータで挟み込んだ単セルを数多く積
層したスタックからなる燃料電池を前提として、前記燃
料電池は、その内部にセルの積層方向に延びる反応ガス
通路を有し、前記セパレータには、その前記薄膜電極組
立体に隣接する活性化領域と前記反応ガス通路との間を
連通し且つ該反応ガス通路の回りに延びる凹所からなる
分岐通路が形成され、前記凹所には、前記分岐通路の深
さとほぼ同一の厚さ寸法を有するリング状支持部材が設
けられ、該リング状部材は、多孔性材料で形成され又は
横方向に開口する連通孔が形成されている構成を採用し
てある。
【００１３】また、第４の発明にあっては、電解質層お
よびその両面に配置された触媒層からなる薄膜電極組立
体および該薄膜電極組立体の回りに配置されたガスケッ
トを両側からセパレータで挟み込んだ単セルを数多く積
層したスタックからなる燃料電池を前提として、前記燃
料電池は、その内部にセルの積層方向に延びる反応ガス
通路を有し、前記セパレータには、その前記薄膜電極組
立体に隣接する活性化領域と前記反応ガス通路との間を
連通する分岐通路が設けられ、前記セパレータは、中心
層と、その両側に各々位置する表面層との３層構造で構
成されて、前記分岐通路は、その前記反応ガス通路側の
部分が前記中心層に形成されている構成を採用してあ
る。
よびその両面に配置された触媒層からなる薄膜電極組立
体および該薄膜電極組立体の回りに配置されたガスケッ
トを両側からセパレータで挟み込んだ単セルを数多く積
層したスタックからなる燃料電池を前提として、前記燃
料電池は、その内部にセルの積層方向に延びる反応ガス
通路を有し、前記セパレータには、その前記薄膜電極組
立体に隣接する活性化領域と前記反応ガス通路との間を
連通する分岐通路が設けられ、前記セパレータは、中心
層と、その両側に各々位置する表面層との３層構造で構
成されて、前記分岐通路は、その前記反応ガス通路側の
部分が前記中心層に形成されている構成を採用してあ
る。
【００１４】
【作用】第１の発明によれば、スタックに要求される３
つの機能のうち、集電体としての機能は、電気伝導性に
優れた高密度グラファイトで表面層を形成したことによ
り確保される。また、中心層をガス不透過性および強度
に優れた非晶質カーボン又はガス不透過性金属で形成し
たことから、スタックの他の２つ機能つまり燃料電池の
構造体としての機能およびガス流路の隔壁としての機能
を確保することができる。したがって、スタックを肉薄
に形成することが可能になり、これに伴って、同一の出
力であったとしても燃料電池の大きさを小型化すること
ができる。
つの機能のうち、集電体としての機能は、電気伝導性に
優れた高密度グラファイトで表面層を形成したことによ
り確保される。また、中心層をガス不透過性および強度
に優れた非晶質カーボン又はガス不透過性金属で形成し
たことから、スタックの他の２つ機能つまり燃料電池の
構造体としての機能およびガス流路の隔壁としての機能
を確保することができる。したがって、スタックを肉薄
に形成することが可能になり、これに伴って、同一の出
力であったとしても燃料電池の大きさを小型化すること
ができる。
【００１５】第２の発明によれば、従来、活性化領域の
うち触媒層と直接接触する部分は、触媒層に対する反応
ガスの侵入が少なく、したがって電解質層のうち当該部
分に隣接した部分を現実的に利用することが難しいもの
であったが、セパレータのこの部分を多孔質カーボンで
形成したことから、当該部分の内部から反応ガスの供給
が可能になる。このことにより、電解質層の利用面積率
を向上することが可能になり、燃料電池の単位体積あた
りの出力密度を高めることができる。
うち触媒層と直接接触する部分は、触媒層に対する反応
ガスの侵入が少なく、したがって電解質層のうち当該部
分に隣接した部分を現実的に利用することが難しいもの
であったが、セパレータのこの部分を多孔質カーボンで
形成したことから、当該部分の内部から反応ガスの供給
が可能になる。このことにより、電解質層の利用面積率
を向上することが可能になり、燃料電池の単位体積あた
りの出力密度を高めることができる。
【００１６】第３の発明によれば、リング状支持部材に
よって、セパレータと薄膜電極組立体との間のガスケッ
トが支持されているため、反応ガス通路回りに凹所を形
成したとしても、反応ガス通路回りのシール性を確保す
ることは可能である。また、反応ガス通路回りに形成し
た凹所は、反応ガス通路と活性化領域とを連結する分岐
通路を構成し、また上記リング状支持部材は、多孔性材
料で形成され又は横方向に開口する連通孔が形成されて
いることから、反応ガス通路と上記分岐通路との間のガ
ス流動を確保することは可能である。そして、セパレー
タの反応ガス通路回りに形成した凹所によって上記分岐
通路を構成するようにしてあることから、反応ガス通路
の回りを全体的に使用した分岐通路とすることができ
る。つまり、流動抵抗の小さな分岐通路構成とすること
ができる。またこれに伴って、活性化領域におけるガス
流路の構成に関し、均一なるガス供給を行うことができ
るように任意な構成を採用することができる。
よって、セパレータと薄膜電極組立体との間のガスケッ
トが支持されているため、反応ガス通路回りに凹所を形
成したとしても、反応ガス通路回りのシール性を確保す
ることは可能である。また、反応ガス通路回りに形成し
た凹所は、反応ガス通路と活性化領域とを連結する分岐
通路を構成し、また上記リング状支持部材は、多孔性材
料で形成され又は横方向に開口する連通孔が形成されて
いることから、反応ガス通路と上記分岐通路との間のガ
ス流動を確保することは可能である。そして、セパレー
タの反応ガス通路回りに形成した凹所によって上記分岐
通路を構成するようにしてあることから、反応ガス通路
の回りを全体的に使用した分岐通路とすることができ
る。つまり、流動抵抗の小さな分岐通路構成とすること
ができる。またこれに伴って、活性化領域におけるガス
流路の構成に関し、均一なるガス供給を行うことができ
るように任意な構成を採用することができる。
【００１７】活性化領域のガス流路としては、例えば、
セパレータの表面に上記分岐通路を形成する凹所を活性
化領域まで拡大し、この凹所に数多くの並列に配置した
畝を設けることにより活性化領域に並列に延びる数多く
のガス流路を形成してもよい。これによれば、並列に延
びる数多くのガス流路により活性化領域での流動抵抗を
小さなものにすることができる。また、合わせて、活性
化領域の流入側および流出側に開放した凹所からなる領
域を設けてもよい。このような構成を採用したときに
は、活性化領域の流入側に向けて開放領域から全体的に
反応ガスを供給することができ、また活性化領域の流出
する反応ガスを全体的に開放領域で集合させた後に排出
することができるため、活性化領域に対して均一なるガ
ス供給を行うことができる。
セパレータの表面に上記分岐通路を形成する凹所を活性
化領域まで拡大し、この凹所に数多くの並列に配置した
畝を設けることにより活性化領域に並列に延びる数多く
のガス流路を形成してもよい。これによれば、並列に延
びる数多くのガス流路により活性化領域での流動抵抗を
小さなものにすることができる。また、合わせて、活性
化領域の流入側および流出側に開放した凹所からなる領
域を設けてもよい。このような構成を採用したときに
は、活性化領域の流入側に向けて開放領域から全体的に
反応ガスを供給することができ、また活性化領域の流出
する反応ガスを全体的に開放領域で集合させた後に排出
することができるため、活性化領域に対して均一なるガ
ス供給を行うことができる。
【００１８】第４の発明によれば、セパレータの中間層
に反応ガス通路と活性化領域とを連結する分岐通路が形
成されているため、セパレータそれ自身でガスケットを
支持することができ、したがって反応ガス通路回りのシ
ール性を確保することは可能である。また、セパレータ
を３層構造としてあることから、中間層に形成した上記
分岐通路によって、表面層に形成される活性化領域の構
成に制約を及ぼすことはない。同様に、活性化領域の構
成におけるガス流路も任意な構成を採用することができ
る。したがって、第３の発明の場合と同様に、セパレー
タの表面層に凹所を設け、この凹所に数多くの並列に配
置した畝をもうけることにより活性化領域を形成するこ
とができ、合わせて、活性化領域の流入側および流出側
に開放した凹所からなる領域を設けることができる。
に反応ガス通路と活性化領域とを連結する分岐通路が形
成されているため、セパレータそれ自身でガスケットを
支持することができ、したがって反応ガス通路回りのシ
ール性を確保することは可能である。また、セパレータ
を３層構造としてあることから、中間層に形成した上記
分岐通路によって、表面層に形成される活性化領域の構
成に制約を及ぼすことはない。同様に、活性化領域の構
成におけるガス流路も任意な構成を採用することができ
る。したがって、第３の発明の場合と同様に、セパレー
タの表面層に凹所を設け、この凹所に数多くの並列に配
置した畝をもうけることにより活性化領域を形成するこ
とができ、合わせて、活性化領域の流入側および流出側
に開放した凹所からなる領域を設けることができる。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を添付した図
面に基づいて説明する。図３は、固体高分子電解質型燃
料電池１の内部構造を模式的に示すもので、燃料電池１
は、単セル２を数多く積層したスタックで構成され、図
１に示す全体的な形状を有する。単セル２は、図３に示
すように、２つのセパレータ３、３の間に薄膜電極組立
体（ＭＥＡ）４を挟み込んだ構成を有し、薄膜電極組立
体４は、電解質層５と、その両側に配置された触媒層
６、６とで構成されている。
面に基づいて説明する。図３は、固体高分子電解質型燃
料電池１の内部構造を模式的に示すもので、燃料電池１
は、単セル２を数多く積層したスタックで構成され、図
１に示す全体的な形状を有する。単セル２は、図３に示
すように、２つのセパレータ３、３の間に薄膜電極組立
体（ＭＥＡ）４を挟み込んだ構成を有し、薄膜電極組立
体４は、電解質層５と、その両側に配置された触媒層
６、６とで構成されている。
【００２０】各セパレータ３には、後に詳しく説明する
ように、触媒層６に隣接する活性化領域に溝８が形成さ
れ、この溝８を通って反応ガスが流れることにより、触
媒層６に対して反応ガスつまり水素ガスあるいは酸素ガ
スが供給される。これら反応ガスの流路を図面上明確に
するため、図３において、水素ガスの流路を構成する溝
８には「ａ」を付記し、酸素ガスの流路を構成する溝８
には「ｂ」を付記してある。尚、水素ガス用溝８ａと酸
素ガス用溝８ｂとは、図３では、共に同一方向に延びる
ように図示してあるが、実際は、その延び方向が直交し
た関係にある。すなわち、例えば水素ガス用溝８ａが縦
溝で構成されているとすれば、酸素ガス用溝８ｂは横溝
で構成されている。
ように、触媒層６に隣接する活性化領域に溝８が形成さ
れ、この溝８を通って反応ガスが流れることにより、触
媒層６に対して反応ガスつまり水素ガスあるいは酸素ガ
スが供給される。これら反応ガスの流路を図面上明確に
するため、図３において、水素ガスの流路を構成する溝
８には「ａ」を付記し、酸素ガスの流路を構成する溝８
には「ｂ」を付記してある。尚、水素ガス用溝８ａと酸
素ガス用溝８ｂとは、図３では、共に同一方向に延びる
ように図示してあるが、実際は、その延び方向が直交し
た関係にある。すなわち、例えば水素ガス用溝８ａが縦
溝で構成されているとすれば、酸素ガス用溝８ｂは横溝
で構成されている。
【００２１】この固体高分子電解質型燃料電池１におい
ては、１つのユニット９が、隣接する３つのセパレータ
３と、これらセパレータ３で挟まれた２つの薄膜電極組
立体４とで構成され、１ユニット９毎に、その端に位置
するセパレータ３に溝１０が形成され、この溝１０を通
って冷却水が流れることにより、固体高分子電解質型燃
料電池１の温度調節が行われる。
ては、１つのユニット９が、隣接する３つのセパレータ
３と、これらセパレータ３で挟まれた２つの薄膜電極組
立体４とで構成され、１ユニット９毎に、その端に位置
するセパレータ３に溝１０が形成され、この溝１０を通
って冷却水が流れることにより、固体高分子電解質型燃
料電池１の温度調節が行われる。
【００２２】セパレータ３について詳しく説明すると、
セパレータ３は、図４に示すように、ほぼ矩形の全体形
状を有し、その中央に位置する活性化領域３ａには、正
面側に縦溝の水素ガス用溝８ａが形成され、裏面側に
は、図示を省略したが、前述した横溝の酸素ガス用溝８
ｂが形成されている。
セパレータ３は、図４に示すように、ほぼ矩形の全体形
状を有し、その中央に位置する活性化領域３ａには、正
面側に縦溝の水素ガス用溝８ａが形成され、裏面側に
は、図示を省略したが、前述した横溝の酸素ガス用溝８
ｂが形成されている。
【００２３】先ず、セパレータ３の正面側の構成を説明
すると、セパレータ３の中央領域は、凹所１１とされ、
この凹所１１に含まれる活性化領域３ａに、上下に延び
る畝１２を横方向に等間隔に数多く形成することによ
り、前述した水素ガス用溝８ａが形成されている。凹所
１１は、活性化領域３ａの上方或いは下方に拡大された
開放領域３ｂ、３ｃを有し、開放領域３ｂ、３ｃの壁面
つまり凹所１１の上壁面１１ａと下壁面１１ｂとは傾斜
面で構成されている。上側の開放領域３ｂの角隅部つま
り凹所１１の右上角隅部には、セルの積層方向に開口す
る水素ガス供給通路１３ａが形成されている。また下側
の開放領域３ｃの角隅部つまり凹所１１の左下角隅部に
は、セルの積層方向に開口する水素ガス排出通路１３ｂ
が形成されている。
すると、セパレータ３の中央領域は、凹所１１とされ、
この凹所１１に含まれる活性化領域３ａに、上下に延び
る畝１２を横方向に等間隔に数多く形成することによ
り、前述した水素ガス用溝８ａが形成されている。凹所
１１は、活性化領域３ａの上方或いは下方に拡大された
開放領域３ｂ、３ｃを有し、開放領域３ｂ、３ｃの壁面
つまり凹所１１の上壁面１１ａと下壁面１１ｂとは傾斜
面で構成されている。上側の開放領域３ｂの角隅部つま
り凹所１１の右上角隅部には、セルの積層方向に開口す
る水素ガス供給通路１３ａが形成されている。また下側
の開放領域３ｃの角隅部つまり凹所１１の左下角隅部に
は、セルの積層方向に開口する水素ガス排出通路１３ｂ
が形成されている。
【００２４】図４において、破線は、セパレータ３の裏
面側に形成された凹所１１を示すもので、この裏面側に
おいても数多くの畝により溝を形成する点については正
面側と同様であるが、この畝は、横方向に延びて、横溝
（図示せず）が形成されている。これに対応して、裏面
側の凹所１１には、同図から明らかなように、活性化領
域から右方或いは左方に拡大された開放領域３ｄ、３ｅ
を有し、開放領域３ｄ、３ｅの壁面つまり凹所１１の左
壁面１１ｃと右壁面１１ｄとは、傾斜面で構成されてい
る。左側の開放領域３ｄの角隅部つまり凹所１１の左上
角隅部には、セルの積層方向に開口する酸素ガス供給通
路１４ａが形成されている。また右側の開放領域３ｅの
角隅部つまり凹所１１の右下角隅部には、セルの積層方
向に開口する酸素ガス排出通路１４ｂが形成されてい
る。
面側に形成された凹所１１を示すもので、この裏面側に
おいても数多くの畝により溝を形成する点については正
面側と同様であるが、この畝は、横方向に延びて、横溝
（図示せず）が形成されている。これに対応して、裏面
側の凹所１１には、同図から明らかなように、活性化領
域から右方或いは左方に拡大された開放領域３ｄ、３ｅ
を有し、開放領域３ｄ、３ｅの壁面つまり凹所１１の左
壁面１１ｃと右壁面１１ｄとは、傾斜面で構成されてい
る。左側の開放領域３ｄの角隅部つまり凹所１１の左上
角隅部には、セルの積層方向に開口する酸素ガス供給通
路１４ａが形成されている。また右側の開放領域３ｅの
角隅部つまり凹所１１の右下角隅部には、セルの積層方
向に開口する酸素ガス排出通路１４ｂが形成されてい
る。
【００２５】セパレータ３には、また、セルの積層方向
に開口する一対の冷却水通路１５が形成され、冷却水供
給通路１５ａは、酸素ガス供給通路１４ａに隣接してそ
の右斜め上に配置され、冷却水排出通路１５ｂは、酸素
ガス供給通路１４ｂに隣接してその左斜め下に配置され
ている。このような流体通路１３、１４、１５の配置に
より、燃料電池１を流体端プレート１６側から見たとき
に、各流体通路１３、１４、１５の配置関係は図２に示
すようになる。
に開口する一対の冷却水通路１５が形成され、冷却水供
給通路１５ａは、酸素ガス供給通路１４ａに隣接してそ
の右斜め上に配置され、冷却水排出通路１５ｂは、酸素
ガス供給通路１４ｂに隣接してその左斜め下に配置され
ている。このような流体通路１３、１４、１５の配置に
より、燃料電池１を流体端プレート１６側から見たとき
に、各流体通路１３、１４、１５の配置関係は図２に示
すようになる。
【００２６】以上の構成において、セパレータ３の正面
側を例に説明すると、水素ガス供給通路１３ａから凹所
１１に流入した水素ガスは、略三角形状の上側開放領域
３ｂで案内されて活性化領域３ａの幅全体に拡散され、
活性化領域３ａの全面を満遍無く行き渡って発電に供さ
れたのち、残部の水素ガスは略三角形状の下側開放領域
３ｃで集合されて、水素ガス供給通路１３ａとは対角線
上反対側に位置する水素ガス排出通路１３ｂに入る。ま
た、活性化領域３ａを通過する際に、水素ガスは、並列
に数多く並んだ溝８ａを通ることから、水素ガスの流動
抵抗は小さなものになる。同様に、冷却水通路１５ａ、
１５ｂについても、セパレータ３のほぼ対角線上に配置
してあるため、冷却水は、局部的に偏在することなくセ
パレータ３の全面にわたってほぼ均一に通って、セパレ
ータ３の温度調節を行う。
側を例に説明すると、水素ガス供給通路１３ａから凹所
１１に流入した水素ガスは、略三角形状の上側開放領域
３ｂで案内されて活性化領域３ａの幅全体に拡散され、
活性化領域３ａの全面を満遍無く行き渡って発電に供さ
れたのち、残部の水素ガスは略三角形状の下側開放領域
３ｃで集合されて、水素ガス供給通路１３ａとは対角線
上反対側に位置する水素ガス排出通路１３ｂに入る。ま
た、活性化領域３ａを通過する際に、水素ガスは、並列
に数多く並んだ溝８ａを通ることから、水素ガスの流動
抵抗は小さなものになる。同様に、冷却水通路１５ａ、
１５ｂについても、セパレータ３のほぼ対角線上に配置
してあるため、冷却水は、局部的に偏在することなくセ
パレータ３の全面にわたってほぼ均一に通って、セパレ
ータ３の温度調節を行う。
【００２７】一方の面に水素ガス用溝８ａを有し、他方
の面に酸素ガス用溝８ｂを有するセパレータ３に関し、
このセパレータ３は、図５に示すように、厚さ方向に３
つの層１７、１８、１９を積層した３層構造を有し、端
面は例えばテフロンコーティングによって形成されたシ
ール材２０で覆われている。ここに、集電面として薄膜
電極組立体４と接する第１層１７および第３層１９は高
密度グラファイトからなり、また、これら第１層１７お
よび第３層１９には、水素ガス用溝８ａあるいは酸素ガ
ス用溝８ｂが形成されている。他方、中心層を構成する
第２層１８は、非晶質カーボンで形成するのが好まし
く、他に、適当な金属材料例えばNbで形成してもよい。
上述のセパレータ３に適する各種材料の代表的な特性を
以下に示す。
の面に酸素ガス用溝８ｂを有するセパレータ３に関し、
このセパレータ３は、図５に示すように、厚さ方向に３
つの層１７、１８、１９を積層した３層構造を有し、端
面は例えばテフロンコーティングによって形成されたシ
ール材２０で覆われている。ここに、集電面として薄膜
電極組立体４と接する第１層１７および第３層１９は高
密度グラファイトからなり、また、これら第１層１７お
よび第３層１９には、水素ガス用溝８ａあるいは酸素ガ
ス用溝８ｂが形成されている。他方、中心層を構成する
第２層１８は、非晶質カーボンで形成するのが好まし
く、他に、適当な金属材料例えばNbで形成してもよい。
上述のセパレータ３に適する各種材料の代表的な特性を
以下に示す。
【００２８】 電気比抵抗 耐水素脆性 ガス不透過性 強度 (μΩcm) (kgf/mm2) 高密度 400〜 極めて良好 やや不良 1〜5 グラファイト 900 非晶質 1200〜 極めて良好 極めて良好 〜16 カーボン 3900 Nb 12.5 極めて良好 良好 28
【００２９】この表から明らかなように、中心層１８に
採用した非晶質カーボンは、高密度グラファイトに比べ
て、ガス不透過性および強度に優れている。また、表面
層１７、１９に採用した高密度グラファイトは、非晶カ
ーボンに比べて、導電性に優れている（電気比抵抗が小
さい）。このことから、中心層１８を非晶質カーボンで
形成し、表面層１７、１９を高密度グラファイトで形成
したセパレータ３は、これを薄膜化したとしても、セパ
レータに対して一般的に求められる３つの機能、つま
り、第一にガス流路の隔壁としての機能、第二に燃料電
池の構造体としての機能、第三に集電体としての機能を
全て満足したものとなる。尚、一方の面にガス流路を有
し、他方の面に冷却水流路を有するセパレータに対して
も、上述のような３層構造を適用してもよい。
採用した非晶質カーボンは、高密度グラファイトに比べ
て、ガス不透過性および強度に優れている。また、表面
層１７、１９に採用した高密度グラファイトは、非晶カ
ーボンに比べて、導電性に優れている（電気比抵抗が小
さい）。このことから、中心層１８を非晶質カーボンで
形成し、表面層１７、１９を高密度グラファイトで形成
したセパレータ３は、これを薄膜化したとしても、セパ
レータに対して一般的に求められる３つの機能、つま
り、第一にガス流路の隔壁としての機能、第二に燃料電
池の構造体としての機能、第三に集電体としての機能を
全て満足したものとなる。尚、一方の面にガス流路を有
し、他方の面に冷却水流路を有するセパレータに対して
も、上述のような３層構造を適用してもよい。
【００３０】図６は、図５に示す３層構造のセパレータ
３の変形例を示す。この変形例では、表面層１７、１９
が、夫々、接触層２２と基底層２３との２層構造とさ
れ、中心層１８側の基底層２３は高密度グラファイトで
形成され、薄膜電極組立体４と接する接触層２２は多孔
質カーボンで形成されている。このように、薄膜電極組
立体４と接する接触層２２を導電性多孔材料で形成する
ことにより、反応ガスは、この接触層２２の内部からも
薄膜電極組立体４に供給されることになり、したがって
薄膜電極組立体４のうち現実的には使用されない領域
（従来のセパレータにあっては薄膜電極組立体と直接接
触している箇所）を有効に利用することができる。尚、
このように接触層２２を導電性多孔材料で形成すること
は、３層構造のセパレータ３に限定的されるものではな
く、例えば１つの材料で形成した従来のセパレータに対
しても適用できることは明らかである。
３の変形例を示す。この変形例では、表面層１７、１９
が、夫々、接触層２２と基底層２３との２層構造とさ
れ、中心層１８側の基底層２３は高密度グラファイトで
形成され、薄膜電極組立体４と接する接触層２２は多孔
質カーボンで形成されている。このように、薄膜電極組
立体４と接する接触層２２を導電性多孔材料で形成する
ことにより、反応ガスは、この接触層２２の内部からも
薄膜電極組立体４に供給されることになり、したがって
薄膜電極組立体４のうち現実的には使用されない領域
（従来のセパレータにあっては薄膜電極組立体と直接接
触している箇所）を有効に利用することができる。尚、
このように接触層２２を導電性多孔材料で形成すること
は、３層構造のセパレータ３に限定的されるものではな
く、例えば１つの材料で形成した従来のセパレータに対
しても適用できることは明らかである。
【００３１】図７は、反応ガス通路および冷却水通路を
内部に備えた燃料電池１（図４）を前提として、これら
通路回りのシール性を高めるようにした構造を示すもの
である。すなわち、燃料電池１は、隣接したセパレータ
３と３とで、薄膜電極組立体４の他にその回りに配置し
たガスケット２５を挟み込んで、反応ガスあるいは冷却
水の漏れを防止するようになっているが、セパレータ３
に形成した凹所１１を通路１３、１４、１５回りまで拡
大した場合には、セパレータ３それ自体でガスケット２
５を支持することが困難になり、このためガスケット２
５で得られるシール性が損なわれる恐れがあるため、こ
のガスケット２５に対する支持を確実なものにして、反
応ガス通路１３、１４あるいは冷却水通路１５回りのシ
ール性を高めるようにしたものである。
内部に備えた燃料電池１（図４）を前提として、これら
通路回りのシール性を高めるようにした構造を示すもの
である。すなわち、燃料電池１は、隣接したセパレータ
３と３とで、薄膜電極組立体４の他にその回りに配置し
たガスケット２５を挟み込んで、反応ガスあるいは冷却
水の漏れを防止するようになっているが、セパレータ３
に形成した凹所１１を通路１３、１４、１５回りまで拡
大した場合には、セパレータ３それ自体でガスケット２
５を支持することが困難になり、このためガスケット２
５で得られるシール性が損なわれる恐れがあるため、こ
のガスケット２５に対する支持を確実なものにして、反
応ガス通路１３、１４あるいは冷却水通路１５回りのシ
ール性を高めるようにしたものである。
【００３２】図７は、反応ガス通路を代表して水素ガス
供給通路１３ａの部分を拡大して示すものであり、同図
に示すように、水素ガス供給通路１３ａの回りには、リ
ング状支持部材２６が配設されている。リング状支持部
材２６は、図８に抽出して示すように、通路１３ａの径
と同一の内径を有し、また凹所１１の深さとほぼ同一の
厚さ寸法を有する。このリング状支持部材２６は、内部
を流体が通過することのできる多孔性材料によって作ら
れている。リング状支持部材２６に適した多孔性材料と
しては、非圧縮性であることが望ましく、例えば発泡体
金属が適する。また、リング状支持部材２６は、Ni-Cr
合金のように耐蝕性に優れた材料で形成するのが望まし
い。
供給通路１３ａの部分を拡大して示すものであり、同図
に示すように、水素ガス供給通路１３ａの回りには、リ
ング状支持部材２６が配設されている。リング状支持部
材２６は、図８に抽出して示すように、通路１３ａの径
と同一の内径を有し、また凹所１１の深さとほぼ同一の
厚さ寸法を有する。このリング状支持部材２６は、内部
を流体が通過することのできる多孔性材料によって作ら
れている。リング状支持部材２６に適した多孔性材料と
しては、非圧縮性であることが望ましく、例えば発泡体
金属が適する。また、リング状支持部材２６は、Ni-Cr
合金のように耐蝕性に優れた材料で形成するのが望まし
い。
【００３３】図９は、リング状支持部材２６の変形例を
示すもので、同図に示すリング状部材２６は、横方向に
開口した複数の連通孔２６ａを有し、この連通孔２６ａ
によって、通路１３ａを通過するガスを凹所１１内へ案
内する分岐通路が確保されている。したがって、この変
形例のリング状支持部材２６（連通孔２６ａを備えた支
持部材）にあっては、必ずしも多孔性材料で形成する必
要はない。
示すもので、同図に示すリング状部材２６は、横方向に
開口した複数の連通孔２６ａを有し、この連通孔２６ａ
によって、通路１３ａを通過するガスを凹所１１内へ案
内する分岐通路が確保されている。したがって、この変
形例のリング状支持部材２６（連通孔２６ａを備えた支
持部材）にあっては、必ずしも多孔性材料で形成する必
要はない。
【００３４】上述したリング状支持部材２６を配設する
ことにより、ガスケット２５は、凹所１１部分において
も、このリング状支持部材２６によって支持されること
になるため、ガスケット２５によるシール性を確実なも
のにすることができる。これらリング状支持部材２６
は、水素ガスあるいは酸素ガス用の通路に限定されるも
のではなく、冷却水用通路に対しても適用できるもので
ある。冷却水用通路に適用するにあたっては、特に、孔
２６ａを備えたリング状支持部材２６（図９）が好まし
い。
ことにより、ガスケット２５は、凹所１１部分において
も、このリング状支持部材２６によって支持されること
になるため、ガスケット２５によるシール性を確実なも
のにすることができる。これらリング状支持部材２６
は、水素ガスあるいは酸素ガス用の通路に限定されるも
のではなく、冷却水用通路に対しても適用できるもので
ある。冷却水用通路に適用するにあたっては、特に、孔
２６ａを備えたリング状支持部材２６（図９）が好まし
い。
【００３５】図１０は、ガスケット２５によるシール性
を確実なものにする他の実施例を示すものである。本実
施例は、３層構造のセパレータ３（図５、図６参照）の
場合に好適なものであり、説明の都合上、図５に示す要
素と同一の要素には同一の参照符号を付してその説明を
省略する。また、図１０は、反応ガス通路を代表して水
素ガス供給通路１３ａの部分を拡大して示すものであ
る。
を確実なものにする他の実施例を示すものである。本実
施例は、３層構造のセパレータ３（図５、図６参照）の
場合に好適なものであり、説明の都合上、図５に示す要
素と同一の要素には同一の参照符号を付してその説明を
省略する。また、図１０は、反応ガス通路を代表して水
素ガス供給通路１３ａの部分を拡大して示すものであ
る。
【００３６】同図に示すように、水素ガス供給通路１３
ａの回りには、表面層１７に凹所１１が設けられておら
ず、その代わりに中心層１８の一部、より具体的には中
心層１８の通路１３ａ用孔の回りの一部が切り欠かれ
て、この切欠部１８ａによって、通路１３ａから溝８ａ
に至る分岐通路２８の一部が形成されている。この実施
例によれば、ガスケット２５は、セパレータ３それ自体
によって支持されることになるため、先に説明したリン
グ状支持部材２６を設けたのとほぼ同様に、ガスケット
２５によるシール性を確実なものにすることができる。
ａの回りには、表面層１７に凹所１１が設けられておら
ず、その代わりに中心層１８の一部、より具体的には中
心層１８の通路１３ａ用孔の回りの一部が切り欠かれ
て、この切欠部１８ａによって、通路１３ａから溝８ａ
に至る分岐通路２８の一部が形成されている。この実施
例によれば、ガスケット２５は、セパレータ３それ自体
によって支持されることになるため、先に説明したリン
グ状支持部材２６を設けたのとほぼ同様に、ガスケット
２５によるシール性を確実なものにすることができる。
【００３７】このような構造のセパレータ３は、水素ガ
スあるいは酸素ガス用の通路１３、１４に限定されるも
のではなく、冷却水用通路１５に対しても適用できるも
のである。尚、表面層１７には、前述した凹所１１およ
び畝１２によって活性化領域３ａが形成され、また開放
領域３ｂ、３ｃを有する点に関しては、図４に示す実施
例と同じである。
スあるいは酸素ガス用の通路１３、１４に限定されるも
のではなく、冷却水用通路１５に対しても適用できるも
のである。尚、表面層１７には、前述した凹所１１およ
び畝１２によって活性化領域３ａが形成され、また開放
領域３ｂ、３ｃを有する点に関しては、図４に示す実施
例と同じである。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、燃料電池の体積出力密度を向上することがで
き、小型化あるいは高出力化という自動車用燃料電池に
要求される要請に応じることができる。
によれば、燃料電池の体積出力密度を向上することがで
き、小型化あるいは高出力化という自動車用燃料電池に
要求される要請に応じることができる。
【図１】固体高分子電解質型燃料電池の側面図。
【図２】図１の燃料電池を矢印II側から見た正面図であ
り、内部マニホールド型燃料電池における流体通路の配
置を示す図。
り、内部マニホールド型燃料電池における流体通路の配
置を示す図。
【図３】固体高分子電解質型燃料電池の内部構造を模式
的に示す図。
的に示す図。
【図４】固体高分子電解質型燃料電池に組み込まれたセ
パレータの正面図。
パレータの正面図。
【図５】３層構造にしたセパレータの断面図。
【図６】図５に示すセパレータの変形例として、図５の
矢印VI部分を拡大して示し、またセパレータにおける触
媒との接触部位を多孔質カーボンで形成した例を示す
図。
矢印VI部分を拡大して示し、またセパレータにおける触
媒との接触部位を多孔質カーボンで形成した例を示す
図。
【図７】隣接するセパレータ間に挟まれたガスケットを
リング状支持部材で支持する例を示す要部拡大図。
リング状支持部材で支持する例を示す要部拡大図。
【図８】図７に図示したリング状支持部材を抽出して示
す斜視図。
す斜視図。
【図９】変形例としてのリング状支持部材の斜視図。
【図１０】隣接するセパレータ間に挟まれたガスケット
の支持構造として、セパレータを３層構造で形成し、中
間層に分岐通路を形成した例を示す要部拡大断面図。
の支持構造として、セパレータを３層構造で形成し、中
間層に分岐通路を形成した例を示す要部拡大断面図。
１ 固体高分子電解質燃料電池 ２ 単セル ３ セパレータ ４ 薄膜電極組立体 ５ 電解質層 ６ 触媒層 １３ａ 反応ガス通路のひとつである水素ガス供給通路 １７、１９ セパレータの表面層 １８ セパレータの中心層 １８ａ 分岐通路の一部を構成する中心層に形成した切
欠部 ２２ 多孔質カーボンで形成された接触層 ２６ リング状支持部材 ２６ａ リング状支持部材に形成した連通孔
欠部 ２２ 多孔質カーボンで形成された接触層 ２６ リング状支持部材 ２６ａ リング状支持部材に形成した連通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桐木 義博 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 電解質層およびその両面に配置された触
媒層を両側からセパレータで挟み込んだ単セルを数多く
積層したスタックからなる燃料電池において、 前記セパレータが、中心層と、その両側に各々位置する
表面層との３層構造で構成され、 前記中心層は非晶質カーボン又はガス不透過性金属で形
成され、 前記表面層は高密度グラファイトで形成されている、こ
とを特徴とする燃料電池スタック構造。 - 【請求項２】 電解質層およびその両面に配置された触
媒層を両側からセパレータで挟み込んだ単セルを数多く
積層したスタックからなる燃料電池において、 前記セパレータは、その前記触媒層と直接接触する部分
が多孔質カーボンで形成されている、ことを特徴とする
燃料電池スタック構造。 - 【請求項３】 電解質層およびその両面に配置された触
媒層からなる薄膜電極組立体および該薄膜電極組立体の
回りに配置されたガスケットを両側からセパレータで挟
み込んだ単セルを数多く積層したスタックからなる燃料
電池において、 前記燃料電池は、その内部にセルの積層方向に延びる反
応ガス通路を有し、 前記セパレータには、その前記薄膜電極組立体に隣接す
る活性化領域と前記反応ガス通路との間を連通し且つ該
反応ガス通路の回りに延びる凹所からなる分岐通路が形
成され、 前記凹所には、前記分岐通路の深さとほぼ同一の厚さ寸
法を有するリング状支持部材が設けられ、 該リング状部材は、多孔性材料で形成され又は横方向に
開口する連通孔が形成されている、ことを特徴とする燃
料電池スタック構造。 - 【請求項４】 電解質層およびその両面に配置された触
媒層からなる薄膜電極組立体および該薄膜電極組立体の
回りに配置されたガスケットを両側からセパレータで挟
み込んだ単セルを数多く積層したスタックからなる燃料
電池において、 前記燃料電池は、その内部にセルの積層方向に延びる反
応ガス通路を有し、 前記セパレータには、その前記薄膜電極組立体に隣接す
る活性化領域と前記反応ガス通路との間を連通する分岐
通路が設けられ、 前記セパレータは、中心層と、その両側に各々位置する
表面層との３層構造で構成されて、前記分岐通路は、そ
の前記反応ガス通路側の部分が前記中心層に形成されて
いる、ことを特徴とする燃料電池スタック構造。
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|---|---|---|---|
| JP05796394A JP3378079B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 燃料電池 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05796394A JP3378079B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 燃料電池 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272731A true JPH07272731A (ja) | 1995-10-20 |
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| JP05796394A Expired - Fee Related JP3378079B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3378079B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999019927A1 (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-22 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Separator for low temperature type fuel cell and method of production thereof |
| JP2000133282A (ja) * | 1998-10-21 | 2000-05-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池用セパレータ |
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| JP2008078111A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-04-03 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池装置 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP05796394A patent/JP3378079B2/ja not_active Expired - Fee Related
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