JPH07296829A - 支持膜型固体電解質燃料電池 - Google Patents
支持膜型固体電解質燃料電池Info
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- JPH07296829A JPH07296829A JP6089292A JP8929294A JPH07296829A JP H07296829 A JPH07296829 A JP H07296829A JP 6089292 A JP6089292 A JP 6089292A JP 8929294 A JP8929294 A JP 8929294A JP H07296829 A JPH07296829 A JP H07296829A
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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】 製作が容易で、コストが低廉で、精度が高
く、性能の良い、内部マニホールド方式の支持膜型固体
電解質型燃料電池を提供すること。 【構成】 空気極６の空気流通路６ｃを有する導電性多
孔質酸化物板の空気極空気流通路の反対側の面に固体電
解質層５を形成し該固体電解質層の上に燃料極４を配置
してなる支持膜型平板状単電池３と、隣接する単電池同
士を電気的に直列に接続しかつ各単電池に燃料ガスと酸
化剤ガスとを分配するセパレータ１とを交互に積層して
構成され、セパレータの片面に単電池の燃料極面へ燃料
ガスを流すためのガス流通路４ｃを備え且つその反対面
に単電池を嵌入するための窪み１ｅを備え、窪みがセパ
レータの一方の端面から反対側の端面に貫通する平面底
部を有し、窪みの中に単電池をその空気極の空気流通路
６ｃを窪みの平面底部に対面させて嵌入し、単電池の固
体電解質層の周縁部とセパレータの間にスペーサ７を介
在した。
く、性能の良い、内部マニホールド方式の支持膜型固体
電解質型燃料電池を提供すること。 【構成】 空気極６の空気流通路６ｃを有する導電性多
孔質酸化物板の空気極空気流通路の反対側の面に固体電
解質層５を形成し該固体電解質層の上に燃料極４を配置
してなる支持膜型平板状単電池３と、隣接する単電池同
士を電気的に直列に接続しかつ各単電池に燃料ガスと酸
化剤ガスとを分配するセパレータ１とを交互に積層して
構成され、セパレータの片面に単電池の燃料極面へ燃料
ガスを流すためのガス流通路４ｃを備え且つその反対面
に単電池を嵌入するための窪み１ｅを備え、窪みがセパ
レータの一方の端面から反対側の端面に貫通する平面底
部を有し、窪みの中に単電池をその空気極の空気流通路
６ｃを窪みの平面底部に対面させて嵌入し、単電池の固
体電解質層の周縁部とセパレータの間にスペーサ７を介
在した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は支持膜型固体電解質燃料
電池に関する。
電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、酸素と水素をそれぞれ、酸化剤お
よび燃料として、燃料が本来持っている化学エネルギー
を直接電気エネルギーに変換する燃料電池が、省資源、
環境保護などの観点から注目されている。その中でも、
イットリアなどをドープしたジルコニアを単電池の電解
質層として用い、耐熱性金属や導電性酸化物をセパレー
タとして用いた固体電解質燃料電池は、作動温度が高
く、発電効率が高く、高温の廃熱の利用により総合効率
が高いので、研究開発が進んでいる。
よび燃料として、燃料が本来持っている化学エネルギー
を直接電気エネルギーに変換する燃料電池が、省資源、
環境保護などの観点から注目されている。その中でも、
イットリアなどをドープしたジルコニアを単電池の電解
質層として用い、耐熱性金属や導電性酸化物をセパレー
タとして用いた固体電解質燃料電池は、作動温度が高
く、発電効率が高く、高温の廃熱の利用により総合効率
が高いので、研究開発が進んでいる。
【０００３】支持膜型固体電解質燃料電池は支持膜型平
板状単電池と、隣接する単電池同志を電気的に直列に接
続しかつ各単電池に燃料ガスと酸化剤ガスとを分配する
セパレータとを交互に積層して複層のスタックとして構
成されたものである。支持膜型平板状単電池は先ず空気
極が多孔質導電性酸化物の板で作られ、この上に固体電
解質層としてＹＳＺ（イットリアなどをドープしたジル
コニア焼結体）が気相法、液相法などによりコーティン
グされ、さらに、固体電解質層の上に燃料極としてＮｉ
／ＹＳＺサーメットがスクリーン印刷などによりコーテ
ィングされたものである。
板状単電池と、隣接する単電池同志を電気的に直列に接
続しかつ各単電池に燃料ガスと酸化剤ガスとを分配する
セパレータとを交互に積層して複層のスタックとして構
成されたものである。支持膜型平板状単電池は先ず空気
極が多孔質導電性酸化物の板で作られ、この上に固体電
解質層としてＹＳＺ（イットリアなどをドープしたジル
コニア焼結体）が気相法、液相法などによりコーティン
グされ、さらに、固体電解質層の上に燃料極としてＮｉ
／ＹＳＺサーメットがスクリーン印刷などによりコーテ
ィングされたものである。
【０００４】内部マニホールド型固体電解質燃料電池は
セパレータが酸化剤および燃料の各ガスの給排気、分配
および電気的接続の機能を兼ね備える一体型の構造であ
る。そのため、セパレータの四隅にガスの給排気の孔す
なわち貫通孔が開けられ、この孔から単電池の電極面に
ガスが給排気され、さらに、電極面の隅々にガスを均等
に分配するため、および、隣あう電池を直列に接続する
ため電極またはセパレータの面に複数本のガス流通溝が
形成されている。
セパレータが酸化剤および燃料の各ガスの給排気、分配
および電気的接続の機能を兼ね備える一体型の構造であ
る。そのため、セパレータの四隅にガスの給排気の孔す
なわち貫通孔が開けられ、この孔から単電池の電極面に
ガスが給排気され、さらに、電極面の隅々にガスを均等
に分配するため、および、隣あう電池を直列に接続する
ため電極またはセパレータの面に複数本のガス流通溝が
形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５従来の内部マニホ
ールド方式の固体電解質型燃料電池に使用されているセ
パレータの斜視図である。
ールド方式の固体電解質型燃料電池に使用されているセ
パレータの斜視図である。
【０００６】セパレータ１１は単電池の燃料極と空気極
にそれぞれ使用される燃料ガスと酸化剤ガスを分離して
クロスリークを防止する作用と、単電池同士を電気的に
直列に接続する作用を有する。セパレータ１１は矩形状
をなし、その上面の両端の肉圧部１１ｄに対角線方向に
２個の燃料ガスの給排気孔１１ａとしての貫通孔が開け
られ、両端の肉圧部１１ｄは隆起状縁部１１ｈで接続さ
れ、中間部に窪み１１ｅを形成している。この窪み１１
ｅの中に平板状単電池が嵌め込まれる。窪み１１ｅの中
に対角線方向に２個の酸化剤ガスたとえば空気の給排気
孔１１ｂとしての貫通孔が開けられている。セパレータ
１の下面（図５において）の両端の肉圧部１１ｄに対角
線方向に上述の２個の空気給排気孔１１ｂが開けられ、
中央部は窪み（図示せず）となり、この中に上述の２個
の燃料ガスの給排気孔１１ａが開けられている。また、
図示されていないが、下面の窪みの中に複数列の燃料ガ
ス流通路と突起が形成されている。
にそれぞれ使用される燃料ガスと酸化剤ガスを分離して
クロスリークを防止する作用と、単電池同士を電気的に
直列に接続する作用を有する。セパレータ１１は矩形状
をなし、その上面の両端の肉圧部１１ｄに対角線方向に
２個の燃料ガスの給排気孔１１ａとしての貫通孔が開け
られ、両端の肉圧部１１ｄは隆起状縁部１１ｈで接続さ
れ、中間部に窪み１１ｅを形成している。この窪み１１
ｅの中に平板状単電池が嵌め込まれる。窪み１１ｅの中
に対角線方向に２個の酸化剤ガスたとえば空気の給排気
孔１１ｂとしての貫通孔が開けられている。セパレータ
１の下面（図５において）の両端の肉圧部１１ｄに対角
線方向に上述の２個の空気給排気孔１１ｂが開けられ、
中央部は窪み（図示せず）となり、この中に上述の２個
の燃料ガスの給排気孔１１ａが開けられている。また、
図示されていないが、下面の窪みの中に複数列の燃料ガ
ス流通路と突起が形成されている。
【０００７】このような従来のセパレータには次のよう
な欠点が存在する。 （１）セパレータ１１に設けた窪み１１ｅは図５に示す
ように周囲全体が盛り上がっている。この窪み１１ｅの
底面を精密に機械切削するには時間のかかるミーリング
加工（フライス加工）によらなければならない。さら
に、その後の研削加工も困難または不可能である。その
結果、窪み１１ｅの底面の精度を上げることができな
い。この面精度が悪いと、単電池の下面が窪み１１ｅの
底面に密着せず両者間の接触が悪くなり、燃料電池の接
触抵抗すなわち内部抵抗が増大し電池性能が低下する。
また、ミーリング加工とそれに続く研磨仕上げに多大の
時間を要し、製造コストが増大し、多量生産ができな
い。 （２）単電池とセパレータとを交互に積層し加圧して複
層のスタック（積層電池）に組み立てる際、セパレータ
の周縁部はスペーサを介して次のセパレータと重なりシ
ール面となる。同時にセパレータの中央部は単電池と面
接触するようになっている。この際、積層荷重すなわち
加圧力は主として周縁部のシール面に作用するが、単電
池にはあまり作用せず加圧力が小さくなる。この原因は
前述のポケット部１１ｅ（その深さ）の加工精度の不良
と、周縁部の気密性重視のためである。加圧力が小さい
と、燃料電池の接触抵抗すなわち内部抵抗が増大してそ
の性能が低下する。
な欠点が存在する。 （１）セパレータ１１に設けた窪み１１ｅは図５に示す
ように周囲全体が盛り上がっている。この窪み１１ｅの
底面を精密に機械切削するには時間のかかるミーリング
加工（フライス加工）によらなければならない。さら
に、その後の研削加工も困難または不可能である。その
結果、窪み１１ｅの底面の精度を上げることができな
い。この面精度が悪いと、単電池の下面が窪み１１ｅの
底面に密着せず両者間の接触が悪くなり、燃料電池の接
触抵抗すなわち内部抵抗が増大し電池性能が低下する。
また、ミーリング加工とそれに続く研磨仕上げに多大の
時間を要し、製造コストが増大し、多量生産ができな
い。 （２）単電池とセパレータとを交互に積層し加圧して複
層のスタック（積層電池）に組み立てる際、セパレータ
の周縁部はスペーサを介して次のセパレータと重なりシ
ール面となる。同時にセパレータの中央部は単電池と面
接触するようになっている。この際、積層荷重すなわち
加圧力は主として周縁部のシール面に作用するが、単電
池にはあまり作用せず加圧力が小さくなる。この原因は
前述のポケット部１１ｅ（その深さ）の加工精度の不良
と、周縁部の気密性重視のためである。加圧力が小さい
と、燃料電池の接触抵抗すなわち内部抵抗が増大してそ
の性能が低下する。
【０００８】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、製作が容易で、コストが低廉で、精度が高く、性能
の良い、内部マニホールド方式の支持膜型固体電解質型
燃料電池を提供することを目的とする。
で、製作が容易で、コストが低廉で、精度が高く、性能
の良い、内部マニホールド方式の支持膜型固体電解質型
燃料電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は空気極の空気流通路を有する導電性多孔質
酸化物板の空気極空気流通路の反対側の面に固体電解質
層を形成し該固体電解質層の上に燃料極を配置してなる
支持膜型平板状単電池と、隣接する単電池同士を電気的
に直列に接続しかつ各単電池に燃料ガスと酸化剤ガスと
を分配するセパレータとを交互に積層して構成される支
持膜型固体電解質燃料電池において、前記セパレータの
片面に単電池の燃料極面へ燃料ガスを流すためのガス流
通路を備え且つその反対面に単電池を嵌入するための窪
みを備え、該窪みがセパレータの一方の端面から反対側
の端面に貫通する平面底部を有し、該窪みの中に単電池
をその空気極の空気流通路を前記窪みの平面底部に対面
させて嵌入し、単電池の固体電解質層の周縁部とセパレ
ータの間にスペーサを介在したことを特徴とする。
め、本発明は空気極の空気流通路を有する導電性多孔質
酸化物板の空気極空気流通路の反対側の面に固体電解質
層を形成し該固体電解質層の上に燃料極を配置してなる
支持膜型平板状単電池と、隣接する単電池同士を電気的
に直列に接続しかつ各単電池に燃料ガスと酸化剤ガスと
を分配するセパレータとを交互に積層して構成される支
持膜型固体電解質燃料電池において、前記セパレータの
片面に単電池の燃料極面へ燃料ガスを流すためのガス流
通路を備え且つその反対面に単電池を嵌入するための窪
みを備え、該窪みがセパレータの一方の端面から反対側
の端面に貫通する平面底部を有し、該窪みの中に単電池
をその空気極の空気流通路を前記窪みの平面底部に対面
させて嵌入し、単電池の固体電解質層の周縁部とセパレ
ータの間にスペーサを介在したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】セパレータに設けた単電池を嵌入するための窪
みが、セパレータの一方の端面から反対側の端面に貫通
する平面底部を有する構造にしたので、この窪みを型削
り盤により切削しかつ研削盤により研磨できるようにな
り、その結果平面の仕上がり精度を向上させ、電池の接
触抵抗を低下させる。また、荷重が導電性酸化物板とセ
パレータ本体部との接触面に伝わり易くするためセルの
内部抵抗が小さくなる。
みが、セパレータの一方の端面から反対側の端面に貫通
する平面底部を有する構造にしたので、この窪みを型削
り盤により切削しかつ研削盤により研磨できるようにな
り、その結果平面の仕上がり精度を向上させ、電池の接
触抵抗を低下させる。また、荷重が導電性酸化物板とセ
パレータ本体部との接触面に伝わり易くするためセルの
内部抵抗が小さくなる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は本発明の支持膜型固体電解質燃料電
池の分解斜視図、図４は本発明の支持膜型固体電解質燃
料電池の断面図である。
池の分解斜視図、図４は本発明の支持膜型固体電解質燃
料電池の断面図である。
【００１３】セパレータ１は単電池の燃料極と空気極に
それぞれ使用される燃料ガスと酸化剤ガスを分離してク
ロスリークを防止する作用と、単電池同士を電気的に直
列に接続する作用を有する。セパレータ１は導電性酸化
物例えばストロンチウムドープランタンクロマイトを加
圧成型し空気中で焼成して得た焼結体である。また、セ
パレータをＮｉまたはＮｉ基合金等の金属板で造る場
合、その機械的強度が大きくかつ緻密となりガスの漏洩
問題が生ぜず、耐熱性が高く高温度でも安定であり、酸
素との親和性が低いため界面抵抗が小さく、水素の透過
性が高く、酸化物層との界面での酸化を妨げ、また熱応
力に強くなる。
それぞれ使用される燃料ガスと酸化剤ガスを分離してク
ロスリークを防止する作用と、単電池同士を電気的に直
列に接続する作用を有する。セパレータ１は導電性酸化
物例えばストロンチウムドープランタンクロマイトを加
圧成型し空気中で焼成して得た焼結体である。また、セ
パレータをＮｉまたはＮｉ基合金等の金属板で造る場
合、その機械的強度が大きくかつ緻密となりガスの漏洩
問題が生ぜず、耐熱性が高く高温度でも安定であり、酸
素との親和性が低いため界面抵抗が小さく、水素の透過
性が高く、酸化物層との界面での酸化を妨げ、また熱応
力に強くなる。
【００１４】図１に示すように、セパレータ１は矩形状
をなし、その上面（図１において）の両端の肉圧部１ｄ
に対角線方向に２個の燃料ガスの給排気孔１ａとしての
貫通孔が開けられ、中間部に窪み１ｅが形成され、この
窪み１ｅの中に対角線方向に２個の酸化剤ガスたとえば
空気の給排気孔１ｂとしての貫通孔が開けられている。
をなし、その上面（図１において）の両端の肉圧部１ｄ
に対角線方向に２個の燃料ガスの給排気孔１ａとしての
貫通孔が開けられ、中間部に窪み１ｅが形成され、この
窪み１ｅの中に対角線方向に２個の酸化剤ガスたとえば
空気の給排気孔１ｂとしての貫通孔が開けられている。
【００１５】前記窪み１ｅは、図１に示すように、セパ
レータ１の一方の端面１ｇから反対側の端面１ｇに貫通
する扁平面であり縁が存在しない。従来は上述したよう
に周囲全体が隆起している凹みであった（図５参照）。
縁が存在しないことは工作上非常に重要なことであり、
刃物が工作物の加工面上を往復動するとき加工面の前後
に刃物転換のための空間を持つ必要がある。そうするこ
とにより、窪み１ｅを端から端まで形削り盤により切削
し、さらに研削盤により平面研磨仕上げすることが可能
となり、平面の精度を向上させることができる。セパレ
ータ１は単電池３の空気極６の突起６ｂに接触し、単電
池と単電池を電気的に直列に接続する作用を有するもの
であるから、精密仕上げされた両面を密着させることに
より、燃料電池の接触抵抗すなわち内部抵抗を減少させ
ることができる。
レータ１の一方の端面１ｇから反対側の端面１ｇに貫通
する扁平面であり縁が存在しない。従来は上述したよう
に周囲全体が隆起している凹みであった（図５参照）。
縁が存在しないことは工作上非常に重要なことであり、
刃物が工作物の加工面上を往復動するとき加工面の前後
に刃物転換のための空間を持つ必要がある。そうするこ
とにより、窪み１ｅを端から端まで形削り盤により切削
し、さらに研削盤により平面研磨仕上げすることが可能
となり、平面の精度を向上させることができる。セパレ
ータ１は単電池３の空気極６の突起６ｂに接触し、単電
池と単電池を電気的に直列に接続する作用を有するもの
であるから、精密仕上げされた両面を密着させることに
より、燃料電池の接触抵抗すなわち内部抵抗を減少させ
ることができる。
【００１６】図２は本発明の支持膜型固体電解質燃料電
池に使用するセパレータの底面図である。
池に使用するセパレータの底面図である。
【００１７】図２に示すように、セパレータ１の下面
（図１において）の両端の肉圧部１ｄに対角線方向に、
上述の２個の空気給排気孔１ｂがあけられ、中央部は両
側の側縁部１ｇおよび窪み１ｆとなり、この窪み１ｆの
中に上述の２個の燃料ガスの給排気孔１ａがあけられて
いる。また、この窪み１ｆの中に複数列の燃料ガス流通
路４ｃとしての溝と、突起１ｂが施されている。突起４
ｂの頂面は肉圧部１ｄと同一平面上にある。燃料ガス流
通路４ｃと突起４ｂは単電池３の燃料極４面の隅々に燃
料ガスを均等に分配し且つ隣あう単電池３を直列に接続
する。なお、突起４ｂの頂面は金属メッシュ２を介して
燃料極４の面に接触するようになっている。セパレータ
１の下面の肉圧部１ｄと側縁部１ｇはスペーサ７に重な
るシール面となる。
（図１において）の両端の肉圧部１ｄに対角線方向に、
上述の２個の空気給排気孔１ｂがあけられ、中央部は両
側の側縁部１ｇおよび窪み１ｆとなり、この窪み１ｆの
中に上述の２個の燃料ガスの給排気孔１ａがあけられて
いる。また、この窪み１ｆの中に複数列の燃料ガス流通
路４ｃとしての溝と、突起１ｂが施されている。突起４
ｂの頂面は肉圧部１ｄと同一平面上にある。燃料ガス流
通路４ｃと突起４ｂは単電池３の燃料極４面の隅々に燃
料ガスを均等に分配し且つ隣あう単電池３を直列に接続
する。なお、突起４ｂの頂面は金属メッシュ２を介して
燃料極４の面に接触するようになっている。セパレータ
１の下面の肉圧部１ｄと側縁部１ｇはスペーサ７に重な
るシール面となる。
【００１８】図１および図４において、単電池３は先ず
基板としての空気極６が多孔質導電性酸化物の板で作ら
れ、この上に固体電解質層５としてＹＳＺ（イットリア
などをドープしたジルコニア焼結体）が気相法、液相法
などによりコーティングされ、さらに、固体電解質層５
の上に燃料極４としてＮｉ／ＹＳＺサーメットがスクリ
ーン印刷などによりコーティングされた支持膜型であ
る。空気極６の下面に複数列の空気流通路６ｃとしての
溝と、突起６ｂが形成されている。これらは空気極６の
極面の隅々に空気を均等に分配するため、および、隣あ
う単電池３を直列に接続するものである。空気極６の上
面と下面の周縁部がシール面となる。図１に示すよう
に、単電池３はセパレータ１の上面に形成されている窪
み１ｅの中に嵌め込まれる。このとき、窪み１ｅの中で
単電池３の空気極６の空気流通路６ｃがセパレータ１に
対面接触するように嵌入される。
基板としての空気極６が多孔質導電性酸化物の板で作ら
れ、この上に固体電解質層５としてＹＳＺ（イットリア
などをドープしたジルコニア焼結体）が気相法、液相法
などによりコーティングされ、さらに、固体電解質層５
の上に燃料極４としてＮｉ／ＹＳＺサーメットがスクリ
ーン印刷などによりコーティングされた支持膜型であ
る。空気極６の下面に複数列の空気流通路６ｃとしての
溝と、突起６ｂが形成されている。これらは空気極６の
極面の隅々に空気を均等に分配するため、および、隣あ
う単電池３を直列に接続するものである。空気極６の上
面と下面の周縁部がシール面となる。図１に示すよう
に、単電池３はセパレータ１の上面に形成されている窪
み１ｅの中に嵌め込まれる。このとき、窪み１ｅの中で
単電池３の空気極６の空気流通路６ｃがセパレータ１に
対面接触するように嵌入される。
【００１９】図３は本発明の支持膜型固体電解質燃料電
池に使用するスペーサの平面図である。
池に使用するスペーサの平面図である。
【００２０】スペーサ７はジルコニアで造られ、厚みが
数百ミクロンである。中央部にほぼ四角形の孔７ｃが開
けられ、かつ、一つの対角線上の２隅に燃料ガス給排気
孔７ａが開けられ、別の対角線上の２隅に空気給排気孔
７ｂが開けられている。孔７ｃは単電池３の固体電解質
層５の面積よりやや広く、また孔７ａ、７ｂはセパレー
タ１の給排気孔１ａ、１ｂの大きさ、配置と同一であ
る。スペーサ７の表面と裏面の周縁部はセパレータ１お
よび（または）単電池３の空気極６と重なるシール面と
なる。
数百ミクロンである。中央部にほぼ四角形の孔７ｃが開
けられ、かつ、一つの対角線上の２隅に燃料ガス給排気
孔７ａが開けられ、別の対角線上の２隅に空気給排気孔
７ｂが開けられている。孔７ｃは単電池３の固体電解質
層５の面積よりやや広く、また孔７ａ、７ｂはセパレー
タ１の給排気孔１ａ、１ｂの大きさ、配置と同一であ
る。スペーサ７の表面と裏面の周縁部はセパレータ１お
よび（または）単電池３の空気極６と重なるシール面と
なる。
【００２１】上述の構成要素を次のように組み立てて本
発明の固体電解質燃料電池を完成する。 （１）セパレータ１の窪み１ｅの中に単電池３を嵌入す
る。このとき、単電池３の空気流通路６ｃが窪み１ｅに
対面するように配置する。 （２）セパレータ１および単電池３の固体電解質層５の
シール面上にスペーサ７を載せる。 （３）必要に応じ、金属メッシュまたはフェルト２を単
電池３の燃料極４の上面にかぶせる。 （４）スペーサ７の上に別のセパレータ１を載せる。 （５）このような順序で、複数個のセパレータ１、単電
池３およびスペーサ７を積層し、荷重を掛け締め付けて
スタックに構成する。このとき、金属メッシュ２は弾力
的に圧縮され、上記構成部材の電気的接触は良好とな
り、電池性能が向上する。
発明の固体電解質燃料電池を完成する。 （１）セパレータ１の窪み１ｅの中に単電池３を嵌入す
る。このとき、単電池３の空気流通路６ｃが窪み１ｅに
対面するように配置する。 （２）セパレータ１および単電池３の固体電解質層５の
シール面上にスペーサ７を載せる。 （３）必要に応じ、金属メッシュまたはフェルト２を単
電池３の燃料極４の上面にかぶせる。 （４）スペーサ７の上に別のセパレータ１を載せる。 （５）このような順序で、複数個のセパレータ１、単電
池３およびスペーサ７を積層し、荷重を掛け締め付けて
スタックに構成する。このとき、金属メッシュ２は弾力
的に圧縮され、上記構成部材の電気的接触は良好とな
り、電池性能が向上する。
【００２２】耐熱性金属製セパレータ１を使用して燃料
電池を組立てる場合、このセパレータ１が空気などの酸
化剤ガスで酸化されるのを防ぐため、セパレータ１と単
電池３の空気極６の間に導電性酸化物の板を挿入しても
よい。
電池を組立てる場合、このセパレータ１が空気などの酸
化剤ガスで酸化されるのを防ぐため、セパレータ１と単
電池３の空気極６の間に導電性酸化物の板を挿入しても
よい。
【００２３】このようにして構成された固体電解質燃料
電池に、燃料ガスと酸化剤ガスを供給すれば、図２にお
いて、一方の燃料ガス給排気孔１ａから流入した燃料ガ
スは燃料ガス流通路４ｃを流れ反対側の燃料ガス給排気
孔１ａから排出される。また、図１において、一方の空
気給排気孔１ｂから流入した空気等の酸化剤ガスは空気
流通路６ｃを流れ反対側の空気給排気孔１ｂから排出さ
れる。このようにして両ガスは各単電池３の両電極４、
６面上をくまなく流れ、電池反応が起こり、スタックの
上下間に電力が効率的に発生される。
電池に、燃料ガスと酸化剤ガスを供給すれば、図２にお
いて、一方の燃料ガス給排気孔１ａから流入した燃料ガ
スは燃料ガス流通路４ｃを流れ反対側の燃料ガス給排気
孔１ａから排出される。また、図１において、一方の空
気給排気孔１ｂから流入した空気等の酸化剤ガスは空気
流通路６ｃを流れ反対側の空気給排気孔１ｂから排出さ
れる。このようにして両ガスは各単電池３の両電極４、
６面上をくまなく流れ、電池反応が起こり、スタックの
上下間に電力が効率的に発生される。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればセ
パレータの片面に単電池を入れるための窪みを形成し、
該窪みの底面をセパレータの一方の端面から反対側の端
面に貫通する平面にしたので、次のような優れた効果が
得られる。 （１）窪み１ｅを端から端まで形削り盤により切削し、
さらに研削盤により平面研磨仕上げすることが可能とな
り、その結果、単電池の空気極との接触面の精度を向上
できると共に、セパレータの多量生産が可能となった。 （２）燃料電池の組立てに際し、単電池とセパレータの
圧縮加重を接触面全体に均一にして且つ増大できるよう
になった。 （３）単電池とセパレータが良好な面接触をなし、かつ
両者の接触圧力が増大するので、燃料電池の内部抵抗が
減少し、電池性能が向上する。
パレータの片面に単電池を入れるための窪みを形成し、
該窪みの底面をセパレータの一方の端面から反対側の端
面に貫通する平面にしたので、次のような優れた効果が
得られる。 （１）窪み１ｅを端から端まで形削り盤により切削し、
さらに研削盤により平面研磨仕上げすることが可能とな
り、その結果、単電池の空気極との接触面の精度を向上
できると共に、セパレータの多量生産が可能となった。 （２）燃料電池の組立てに際し、単電池とセパレータの
圧縮加重を接触面全体に均一にして且つ増大できるよう
になった。 （３）単電池とセパレータが良好な面接触をなし、かつ
両者の接触圧力が増大するので、燃料電池の内部抵抗が
減少し、電池性能が向上する。
【図１】本発明の支持膜型固体電解質燃料電池の分解斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明の支持膜型固体電解質燃料電池に使用す
るセパレータの底面図である。
るセパレータの底面図である。
【図３】本発明の支持膜型固体電解質燃料電池に使用す
るスペーサの平面図である。
るスペーサの平面図である。
【図４】本発明の支持膜型固体電解質燃料電池の断面図
である。
である。
【図５】従来の内部マニホールド方式の固体電解質型燃
料電池に使用されているセパレータの斜視図である。
料電池に使用されているセパレータの斜視図である。
１ セパレータ １ａ 燃料ガス給排気孔 １ｂ 空気給排気孔 １ｅ 窪み １ｇ 端面 ２ 金属メッシュ ３ 単電池 ４ 燃料極 ４ｂ 突起 ４ｃ 燃料ガス流通路 ５ 固体電解質層 ６ 空気極 ６ｂ 突起 ６ｃ 空気流通路 ７ スペーサ ７ａ 燃料ガス給排気孔 ７ｂ 空気給排気孔 ７ｃ 孔
Claims (1)
- 【請求項１】 空気極の空気流通路を有する導電性多孔
質酸化物板の空気極空気流通路の反対側の面に固体電解
質層を形成し該固体電解質層の上に燃料極を配置してな
る支持膜型平板状単電池と、隣接する単電池同士を電気
的に直列に接続しかつ各単電池に燃料ガスと酸化剤ガス
とを分配するセパレータとを交互に積層して構成される
支持膜型固体電解質燃料電池において、前記セパレータ
の片面に単電池の燃料極面へ燃料ガスを流すためのガス
流通路を備え且つその反対面に単電池を嵌入するための
窪みを備え、該窪みがセパレータの一方の端面から反対
側の端面に貫通する平面底部を有し、該窪みの中に単電
池をその空気極の空気流通路を前記窪みの平面底部に対
面させて嵌入し、単電池の固体電解質層の周縁部とセパ
レータの間にスペーサを介在したことを特徴とする支持
膜型固体電解質燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089292A JPH07296829A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 支持膜型固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089292A JPH07296829A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 支持膜型固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07296829A true JPH07296829A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=13966620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6089292A Withdrawn JPH07296829A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 支持膜型固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07296829A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002270200A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 固体電解質型燃料電池のガスセパレータおよびその部材並びにこれを用いたスタックユニットおよび固体電解質型燃料電池スタック |
| JP2006066094A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Toyota Motor Corp | 燃料電池セパレータ |
| JP2019179757A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 大阪瓦斯株式会社 | 金属板、電気化学素子、電気化学モジュール、電気化学装置、エネルギーシステム、固体酸化物形燃料電池、および金属板の製造方法 |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP6089292A patent/JPH07296829A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002270200A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 固体電解質型燃料電池のガスセパレータおよびその部材並びにこれを用いたスタックユニットおよび固体電解質型燃料電池スタック |
| JP2006066094A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Toyota Motor Corp | 燃料電池セパレータ |
| JP2019179757A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 大阪瓦斯株式会社 | 金属板、電気化学素子、電気化学モジュール、電気化学装置、エネルギーシステム、固体酸化物形燃料電池、および金属板の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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