JPH07320768A - 燃料電池セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セルスタック - Google Patents
燃料電池セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セルスタックInfo
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- JPH07320768A JPH07320768A JP6131087A JP13108794A JPH07320768A JP H07320768 A JPH07320768 A JP H07320768A JP 6131087 A JP6131087 A JP 6131087A JP 13108794 A JP13108794 A JP 13108794A JP H07320768 A JPH07320768 A JP H07320768A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セルスタック内で水蒸気が凝結した場合にも
ガス供給通路が閉塞せず、全てのセルに反応ガスを供給
することができ、しかも反応当量に極めて近いガス流量
でも安定したセルスタックの運転を可能にする燃料電池
セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セルスタック
を提供する。 【構成】 アノード極側を流れるガス及びカソード極を
流れるガスの少なくとも一方のガスを、各セルのガス供
給通路を直列に接続して各セルに分配することを特徴と
する燃料電池セルスタック。アノード極側を流れるガス
の導入口とカソード極側を流れるガスの導入口がセルス
タックの相対する側に設けられ、アノード極側を流れる
ガスの導入口とカソード極側を流れるガスの排出口及び
アノード極側を流れるガスの排出口とカソード極側を流
れるガスの導入口がセルスタックの同じ側に設けられて
いることを特徴とする燃料電池セルスタック。
ガス供給通路が閉塞せず、全てのセルに反応ガスを供給
することができ、しかも反応当量に極めて近いガス流量
でも安定したセルスタックの運転を可能にする燃料電池
セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セルスタック
を提供する。 【構成】 アノード極側を流れるガス及びカソード極を
流れるガスの少なくとも一方のガスを、各セルのガス供
給通路を直列に接続して各セルに分配することを特徴と
する燃料電池セルスタック。アノード極側を流れるガス
の導入口とカソード極側を流れるガスの導入口がセルス
タックの相対する側に設けられ、アノード極側を流れる
ガスの導入口とカソード極側を流れるガスの排出口及び
アノード極側を流れるガスの排出口とカソード極側を流
れるガスの導入口がセルスタックの同じ側に設けられて
いることを特徴とする燃料電池セルスタック。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高分子電解質膜を用い
た燃料電池セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セ
ルスタックに関する。
た燃料電池セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セ
ルスタックに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料電池セルスタックのガス分配
方法には、内部マニホールド方式と外部マニホールド方
式があり、いずれの方式も図５に示すようにマニホール
ド１より各セルのセパレータープレート２に並列に分配
されていた。図６ではセパレータープレート２の上面に
Ｏ2 ガスが流れているが、この場合セパレータープレー
ト２の下面にはＨ2 ガスが流れ、Ｈ2 ガスはＯ2 ガスと
同様にマニホールド１′より各セパレータープレート２
に並列に分配されていた。ところで、この燃料電池セル
スタックに於いて、通常Ｈ2 ガスはバブラーなどの加湿
器によって加湿されるが、セルスタック運転開始時など
に、セル温度が加湿器の温度より低い場合、加湿Ｈ2 ガ
スはセル温度での飽和水蒸気量より多い水分を含み、余
剰分がセルスタック内で水滴として凝結するというアノ
ード極側の問題点がある。また、高電流密度でセルスタ
ックを運転する際に、カソード極では反応生成物である
多量の水蒸気が発生し、セルスタック内で水滴として凝
結する。特にＯ2ガスは、セルスタック温度より低い温
度でセルスタック内に導入されるケースが一般的で、こ
の際、カソード極は冷却により水滴が生じ易い。このよ
うにしてアノード極側及びカソード極側で生じた水滴
は、ガス供給通路を閉塞し、セル電圧を低下することと
なる。通常、上記問題を回避するために、反応に必要な
当量より過剰な流量のガスを流し、流速をかせぐことが
行なわれるが、発電効率が低く、セルスタックの運転が
不安定となる。
方法には、内部マニホールド方式と外部マニホールド方
式があり、いずれの方式も図５に示すようにマニホール
ド１より各セルのセパレータープレート２に並列に分配
されていた。図６ではセパレータープレート２の上面に
Ｏ2 ガスが流れているが、この場合セパレータープレー
ト２の下面にはＨ2 ガスが流れ、Ｈ2 ガスはＯ2 ガスと
同様にマニホールド１′より各セパレータープレート２
に並列に分配されていた。ところで、この燃料電池セル
スタックに於いて、通常Ｈ2 ガスはバブラーなどの加湿
器によって加湿されるが、セルスタック運転開始時など
に、セル温度が加湿器の温度より低い場合、加湿Ｈ2 ガ
スはセル温度での飽和水蒸気量より多い水分を含み、余
剰分がセルスタック内で水滴として凝結するというアノ
ード極側の問題点がある。また、高電流密度でセルスタ
ックを運転する際に、カソード極では反応生成物である
多量の水蒸気が発生し、セルスタック内で水滴として凝
結する。特にＯ2ガスは、セルスタック温度より低い温
度でセルスタック内に導入されるケースが一般的で、こ
の際、カソード極は冷却により水滴が生じ易い。このよ
うにしてアノード極側及びカソード極側で生じた水滴
は、ガス供給通路を閉塞し、セル電圧を低下することと
なる。通常、上記問題を回避するために、反応に必要な
当量より過剰な流量のガスを流し、流速をかせぐことが
行なわれるが、発電効率が低く、セルスタックの運転が
不安定となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、セル
スタック内で水蒸気が凝結した場合にもガス供給通路が
閉塞せず、全てのセルに反応ガスを供給することがで
き、しかも反応当量に極めて近いガス流量でも安定した
セルスタックの運転を可能にする燃料電池セルスタック
のガス分配方法及び燃料電池セルスタックを提供しよう
とするものである。
スタック内で水蒸気が凝結した場合にもガス供給通路が
閉塞せず、全てのセルに反応ガスを供給することがで
き、しかも反応当量に極めて近いガス流量でも安定した
セルスタックの運転を可能にする燃料電池セルスタック
のガス分配方法及び燃料電池セルスタックを提供しよう
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の燃料電池セルスタックは、アノード極側を流
れるガス及びカソード極側を流れるガスの少なくとも一
方のガスを、各セルのガス供給通路を直列に接続して各
セルに分配する構造であることを特徴とするものであ
る。さらに本発明の燃料電池セルスタックは、アノード
極側を流れるガスの導入口とカソード極側を流れるガス
の導入口がセルスタックの相対する側に設けられ、アノ
ード極側を流れるガスの導入口とカソード極側を流れる
ガスの排出口及びアノード極側を流れるガスの排出口と
カソード極側を流れるガスの導入口がセルスタックの同
じ側に設けられていることを特徴とするものである。本
発明の燃料電池セルスタックは、高分子イオン交換膜を
挟んでアノード電極及びカソード電極を内側に配したシ
ール材シートが配され、さらにその外面にガス供給通路
を有する導電性プレートが配され、これらにアノードガ
ス用のマニホールド穴及びカソードガス用のマニホール
ド穴が直角に２個所形成され、これが交互に 180度異な
る向きに複数積層されてなるものである。上記各１枚の
導電性プレートに於けるガス供給通路は一本溝で形成し
ても良く、１枚の導電プレート面内のガスの閉塞を防ぐ
ことが可能である。本発明の複数の燃料電池セルスタッ
クのガス分配方法は、上記の燃料電池セルスタックを２
個以上用いて、各セルスタックに並列にガスを供給する
ことを特徴とするものである。
の本発明の燃料電池セルスタックは、アノード極側を流
れるガス及びカソード極側を流れるガスの少なくとも一
方のガスを、各セルのガス供給通路を直列に接続して各
セルに分配する構造であることを特徴とするものであ
る。さらに本発明の燃料電池セルスタックは、アノード
極側を流れるガスの導入口とカソード極側を流れるガス
の導入口がセルスタックの相対する側に設けられ、アノ
ード極側を流れるガスの導入口とカソード極側を流れる
ガスの排出口及びアノード極側を流れるガスの排出口と
カソード極側を流れるガスの導入口がセルスタックの同
じ側に設けられていることを特徴とするものである。本
発明の燃料電池セルスタックは、高分子イオン交換膜を
挟んでアノード電極及びカソード電極を内側に配したシ
ール材シートが配され、さらにその外面にガス供給通路
を有する導電性プレートが配され、これらにアノードガ
ス用のマニホールド穴及びカソードガス用のマニホール
ド穴が直角に２個所形成され、これが交互に 180度異な
る向きに複数積層されてなるものである。上記各１枚の
導電性プレートに於けるガス供給通路は一本溝で形成し
ても良く、１枚の導電プレート面内のガスの閉塞を防ぐ
ことが可能である。本発明の複数の燃料電池セルスタッ
クのガス分配方法は、上記の燃料電池セルスタックを２
個以上用いて、各セルスタックに並列にガスを供給する
ことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】前記請求項１の本発明による燃料電池セルスタ
ックは、各セルのガス供給通路を直列に接続してガスを
分配するので、セルスタック内で水蒸気が凝結した場合
にもガスと共に排出され、ガス供給通路が閉塞せず、全
てのセルに反応ガスを供給することができて、発電効率
を高めることができる。前記本発明による請求項１の燃
料電池スタックにガスを導入する１つの方法としては、
アノード極側を流れるガスの導入口とカソード側を流れ
るガスの導入口がセルスタックの同じ側面に設けられ、
アノード極側とカソード極側を流れるガスの排出口がセ
ルスタックの同じ側面でかつ、導入口の反対側に設けら
れているものである。このガス導入方法でセルスタック
を縦置にして、ガスを上方より導入し、下方より排出し
た場合に、セルスタック内の凝結水を円滑に排出するこ
とができて好ましい反面、導入ガスはセルスタック内で
加熱されるため、排出口に近いセルの温度が高くなり、
電圧の低下を招くものであった。この場合、空冷あるい
は水冷などの冷却を行えば問題を低減できるものである
が、冷却しない場合にも一定の安定出力を取り出す事も
また求められており、前記請求項２の本発明の燃料電池
セルスタックによればアノードガス及びカソードガスを
相対向する向きに導入、排出できるので、アノードガス
の排出口付近で高温となったアノードガスがセルを加熱
するが、室温で導入されたカソードガスがこれを冷却す
ることとなる。従って、セルごとの温度分布が均一化さ
れ、安定した出力が得られる。さらに、前記請求項３の
本発明の燃料電池セルスタックによれば、アノード極側
を流れるガス及びカソード極側を流れるガスを、各セル
のガス供給通路を直列に接続して各セルに分配できると
共に、アノード極側を流れるガスとカソード極側を流れ
るガスが直交することとなり、発電効率が高くなる。ま
た、高分子イオン交換膜、シール材シート、ガス供給溝
を有する導電性プレートの各セルスタック構成部材のう
ち少なくとも１つの構成部材に、アノードガス用のマニ
ホールド穴及びカソードガス用のマニホールド穴が直角
に２個形成されており、他の構成部材には従来通り、対
称となる位置にさらに２個のマニホールド穴が形成され
ていても良い。さらにセルの導電性プレート面に於ける
ガス供給通路を一本溝で形成してかつ各セルのガス供給
通路を直列に接続させた場合は、水蒸気の凝結を除去で
きて、一層発電効率が高くなる。また、多数のセルに直
列にガス分配すると、高電流値で運転した際、排出口付
近の温度が高くなり過ぎ、反応生成物である水の濃度も
過大となるが、これらの問題は本発明による複数の燃料
電池セルスタックのガス分配方法のように直列にガス分
配する複数の燃料電池セルスタックに、並列にガスを供
給することにより、解決される。さらに、セルスタック
台数を一台とする際には、直列にガス分配される請求項
１のセルスタックを１ブロックとして複数ブロックを同
一セルスタック中に締結し、各ブロックに並列にガスが
分配される様に、配管するか、各ブロックに外付けの外
部マニホールドを付設しても好ましい。この場合各ブロ
ックのガス導入及び排出口はカーボンの導電性エンドプ
レートの側面に設けられることが好ましい。また、導電
性エンドプレートはガス供給通路を有する導電性エンド
プレートはガス供給通路を有する導電性プレートと共用
しても良く、部品点数を減らせるので好ましい。
ックは、各セルのガス供給通路を直列に接続してガスを
分配するので、セルスタック内で水蒸気が凝結した場合
にもガスと共に排出され、ガス供給通路が閉塞せず、全
てのセルに反応ガスを供給することができて、発電効率
を高めることができる。前記本発明による請求項１の燃
料電池スタックにガスを導入する１つの方法としては、
アノード極側を流れるガスの導入口とカソード側を流れ
るガスの導入口がセルスタックの同じ側面に設けられ、
アノード極側とカソード極側を流れるガスの排出口がセ
ルスタックの同じ側面でかつ、導入口の反対側に設けら
れているものである。このガス導入方法でセルスタック
を縦置にして、ガスを上方より導入し、下方より排出し
た場合に、セルスタック内の凝結水を円滑に排出するこ
とができて好ましい反面、導入ガスはセルスタック内で
加熱されるため、排出口に近いセルの温度が高くなり、
電圧の低下を招くものであった。この場合、空冷あるい
は水冷などの冷却を行えば問題を低減できるものである
が、冷却しない場合にも一定の安定出力を取り出す事も
また求められており、前記請求項２の本発明の燃料電池
セルスタックによればアノードガス及びカソードガスを
相対向する向きに導入、排出できるので、アノードガス
の排出口付近で高温となったアノードガスがセルを加熱
するが、室温で導入されたカソードガスがこれを冷却す
ることとなる。従って、セルごとの温度分布が均一化さ
れ、安定した出力が得られる。さらに、前記請求項３の
本発明の燃料電池セルスタックによれば、アノード極側
を流れるガス及びカソード極側を流れるガスを、各セル
のガス供給通路を直列に接続して各セルに分配できると
共に、アノード極側を流れるガスとカソード極側を流れ
るガスが直交することとなり、発電効率が高くなる。ま
た、高分子イオン交換膜、シール材シート、ガス供給溝
を有する導電性プレートの各セルスタック構成部材のう
ち少なくとも１つの構成部材に、アノードガス用のマニ
ホールド穴及びカソードガス用のマニホールド穴が直角
に２個形成されており、他の構成部材には従来通り、対
称となる位置にさらに２個のマニホールド穴が形成され
ていても良い。さらにセルの導電性プレート面に於ける
ガス供給通路を一本溝で形成してかつ各セルのガス供給
通路を直列に接続させた場合は、水蒸気の凝結を除去で
きて、一層発電効率が高くなる。また、多数のセルに直
列にガス分配すると、高電流値で運転した際、排出口付
近の温度が高くなり過ぎ、反応生成物である水の濃度も
過大となるが、これらの問題は本発明による複数の燃料
電池セルスタックのガス分配方法のように直列にガス分
配する複数の燃料電池セルスタックに、並列にガスを供
給することにより、解決される。さらに、セルスタック
台数を一台とする際には、直列にガス分配される請求項
１のセルスタックを１ブロックとして複数ブロックを同
一セルスタック中に締結し、各ブロックに並列にガスが
分配される様に、配管するか、各ブロックに外付けの外
部マニホールドを付設しても好ましい。この場合各ブロ
ックのガス導入及び排出口はカーボンの導電性エンドプ
レートの側面に設けられることが好ましい。また、導電
性エンドプレートはガス供給通路を有する導電性エンド
プレートはガス供給通路を有する導電性プレートと共用
しても良く、部品点数を減らせるので好ましい。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例と従来例について説明する。
先ず一実施例について説明すると、Ｐｔ担持触媒と市販
の高分子電解質分散溶液を用いて触媒電極を撥水化カー
ボンペーパー上に形成し、アノード電極及びカソード電
極とした。そして、図１に示すようにこれらのアノード
電極10、カソード電極11で高分子電解質膜12を挾み、有
効面積25cm2 のシングルセルを得た。このシングルセル
と、カソードガス用及びアノードガス用の２つの内部マ
ニホールド13、14を有するカーボンプレート15とシリコ
ンゴム製の、パッキン16を用いて５セルスタックを積層
した。そして図２に示すようにこのセルスタックの片側
にはＯ2 ガス導入口20及びＨ2 ガス導入口21を備えたセ
ルスタック締結用ステンレスプレート18を設置し、他方
に図示しないＯ2 ガス、Ｈ2 ガスの導出口を備えたセル
スタック締結用ステンレスプレート19を設置して締結す
ることにより燃料電池21を作成した。この燃料電池22に
Ｈ2 及びＯ2 ガスを１ｌ／min 流し、セル温度を80℃、
加湿バブラーの温度を90℃に調節し、分極特性を測定し
た処、図２のグラフに示す様な分極特性を得た。この
際、Ｈ2 及びＯ2 ガスは上方でセルスタック締結用ステ
ンレスプレート18の端に設けたガス導入口20、21より導
入し、下方のセルスタック締結用ステンレスプレート19
の端に設けたガス排出口より排出した。また、トータル
電流10Ａで各セルの温度を測定した処、下端のセルの温
度が高く、約20℃の温度差が生じた。他の実施例では、
Ｈ2 ガスを上方より導入し、Ｏ2 ガスを下方より導入し
た処、中間のセル温度が高かったが、温度差は５℃であ
った。また、トータル出力に大きな差は見られなかった
が、各セル間でのばらつきは前記実施例に比べ少なかっ
た。次に従来例について説明すると、前記実施例と同様
にＰｔ担持触媒と市販の高分子電解分散溶液を用いて触
媒電極を撥水化カーボンペーパー上に形成し、アノード
電極及びカソード電極とした。そして図４に示すように
これらのアノード電極10′、カソード電極11′で高分子
電解膜12′を挾み、有効面積25cm2 のシングルセルを得
た。このシングルセルと、カソードガス及びアノードガ
スの導入及び排出用の内部マニホールド13′、14′を有
するカーボン製のバイポーラプレート15′とシリコンゴ
ム製のパッキン16′を用いて並列ガス分配方式の５セル
スタックを積層した。このセルスタックにＨ2 及びＯ2
ガスを実施例の５倍のガス流量、５ｌ／min 流し、セル
温度を80℃、加湿バブラーの温度を90℃に調節し、分極
特性を測定した。この際、実施例と同様にＨ2 及びＯ2
ガスは、上方でセルスタック締結用ステンレスプレート
の端に設けたガス導入口より導入し、下方のセルスタッ
ク締結用ステンレスプレートの端に設けたガス排出口よ
り排出した。また、トータル電流10Ａで各セルの温度を
測定した処、両端のセル温度が中間のセル温度より低
く、約７℃の温度差があった。また、本実施例のセルス
タックの分極特性図２と従来例のセルスタックの分極特
性図４を比較すると、実施例ではガス流量が従来例の５
分の１であるにもかかわらず、トータル電圧の低下が少
なく、ガス利用率も極めて高いことが明らかである。
先ず一実施例について説明すると、Ｐｔ担持触媒と市販
の高分子電解質分散溶液を用いて触媒電極を撥水化カー
ボンペーパー上に形成し、アノード電極及びカソード電
極とした。そして、図１に示すようにこれらのアノード
電極10、カソード電極11で高分子電解質膜12を挾み、有
効面積25cm2 のシングルセルを得た。このシングルセル
と、カソードガス用及びアノードガス用の２つの内部マ
ニホールド13、14を有するカーボンプレート15とシリコ
ンゴム製の、パッキン16を用いて５セルスタックを積層
した。そして図２に示すようにこのセルスタックの片側
にはＯ2 ガス導入口20及びＨ2 ガス導入口21を備えたセ
ルスタック締結用ステンレスプレート18を設置し、他方
に図示しないＯ2 ガス、Ｈ2 ガスの導出口を備えたセル
スタック締結用ステンレスプレート19を設置して締結す
ることにより燃料電池21を作成した。この燃料電池22に
Ｈ2 及びＯ2 ガスを１ｌ／min 流し、セル温度を80℃、
加湿バブラーの温度を90℃に調節し、分極特性を測定し
た処、図２のグラフに示す様な分極特性を得た。この
際、Ｈ2 及びＯ2 ガスは上方でセルスタック締結用ステ
ンレスプレート18の端に設けたガス導入口20、21より導
入し、下方のセルスタック締結用ステンレスプレート19
の端に設けたガス排出口より排出した。また、トータル
電流10Ａで各セルの温度を測定した処、下端のセルの温
度が高く、約20℃の温度差が生じた。他の実施例では、
Ｈ2 ガスを上方より導入し、Ｏ2 ガスを下方より導入し
た処、中間のセル温度が高かったが、温度差は５℃であ
った。また、トータル出力に大きな差は見られなかった
が、各セル間でのばらつきは前記実施例に比べ少なかっ
た。次に従来例について説明すると、前記実施例と同様
にＰｔ担持触媒と市販の高分子電解分散溶液を用いて触
媒電極を撥水化カーボンペーパー上に形成し、アノード
電極及びカソード電極とした。そして図４に示すように
これらのアノード電極10′、カソード電極11′で高分子
電解膜12′を挾み、有効面積25cm2 のシングルセルを得
た。このシングルセルと、カソードガス及びアノードガ
スの導入及び排出用の内部マニホールド13′、14′を有
するカーボン製のバイポーラプレート15′とシリコンゴ
ム製のパッキン16′を用いて並列ガス分配方式の５セル
スタックを積層した。このセルスタックにＨ2 及びＯ2
ガスを実施例の５倍のガス流量、５ｌ／min 流し、セル
温度を80℃、加湿バブラーの温度を90℃に調節し、分極
特性を測定した。この際、実施例と同様にＨ2 及びＯ2
ガスは、上方でセルスタック締結用ステンレスプレート
の端に設けたガス導入口より導入し、下方のセルスタッ
ク締結用ステンレスプレートの端に設けたガス排出口よ
り排出した。また、トータル電流10Ａで各セルの温度を
測定した処、両端のセル温度が中間のセル温度より低
く、約７℃の温度差があった。また、本実施例のセルス
タックの分極特性図２と従来例のセルスタックの分極特
性図４を比較すると、実施例ではガス流量が従来例の５
分の１であるにもかかわらず、トータル電圧の低下が少
なく、ガス利用率も極めて高いことが明らかである。
【０００７】
【発明の効果】以上の説明で分かるように本発明の燃料
電池セルスタックは、各セルのガス供給通路に対し、直
列にガスを分配するので、セルスタック内で水蒸気が凝
結した場合でもガスと共に排出されるので、ガス供給通
路が閉塞せず、全てのセルに反応ガスを供給することが
できて、ガス利用率を高めることができる。また、本発
明の燃料電池セルスタックの１つによれば、上記ガス分
配方法を有効、確実に実施できると共に、セル毎の温度
分布が均一化され、安定した出力を得ることができる。
さらに、本発明の燃料電池セルスタックの他の１つによ
れば、各ガスを各セルのガス供給通路に対して直列に分
配できると共に各ガスが直交して流れることになるの
で、発電効率が高くなる。特に各セルの導電性プレート
に於けるガス供給通路が一本溝である場合は、水蒸気の
凝結水を確実に除去できて、一層発電効率が高くなる。
また、直列にガス分配する複数の燃料電池セルスタック
に、並列にガスを供給すると、高電流で運転してもガス
の排出口付近の温度は高くなることは無く、反応生成物
である水の濃度も過大になることが無い。
電池セルスタックは、各セルのガス供給通路に対し、直
列にガスを分配するので、セルスタック内で水蒸気が凝
結した場合でもガスと共に排出されるので、ガス供給通
路が閉塞せず、全てのセルに反応ガスを供給することが
できて、ガス利用率を高めることができる。また、本発
明の燃料電池セルスタックの１つによれば、上記ガス分
配方法を有効、確実に実施できると共に、セル毎の温度
分布が均一化され、安定した出力を得ることができる。
さらに、本発明の燃料電池セルスタックの他の１つによ
れば、各ガスを各セルのガス供給通路に対して直列に分
配できると共に各ガスが直交して流れることになるの
で、発電効率が高くなる。特に各セルの導電性プレート
に於けるガス供給通路が一本溝である場合は、水蒸気の
凝結水を確実に除去できて、一層発電効率が高くなる。
また、直列にガス分配する複数の燃料電池セルスタック
に、並列にガスを供給すると、高電流で運転してもガス
の排出口付近の温度は高くなることは無く、反応生成物
である水の濃度も過大になることが無い。
【図１】本発明の燃料電池セルスタック組の一実施例を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明のセルスタックによる燃料電池の１実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】図１の燃料電池セルスタック組のセル特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】従来の燃料電池セルスタック組を示す図であ
る。
る。
【図５】図３の燃料電池セルスタック組のセル特性を示
す図である。
す図である。
【図６】従来の燃料電池セルスタックのガス分配方法を
示す図である。
示す図である。
10 アノード電極 11 カソード電極 12 高分子電解質膜 13 内部マニホールド 14 内部マニホールド 15 カーボンプレート 16 パッキン 17 セルスタック 18 セルスタック締結用ステンレスプレート 19 セルスタック締結用ステンレスプレート 20 セルスタック締結用ステンレスプレートのＯ2 ガス
導入口 21 セルスタック締結用ステンレスプレートのＨ2 ガス
導入口 22 燃料電池
導入口 21 セルスタック締結用ステンレスプレートのＨ2 ガス
導入口 22 燃料電池
Claims (5)
- 【請求項１】 アノード極側を流れるガス及びカソード
極側を流れるガスの少なくとも一方のガスを、各セルの
ガス供給通路を直列に接続して各セルに分配する構造で
あることを特徴とする燃料電池セルスタック。 - 【請求項２】 アノード極側を流れるガスの導入口とカ
ソード極側を流れるガスの導入口がセルスタックの相対
する側に設けられ、アノード極側を流れるガスの導入口
とカソード極側を流れるガスの排出口及びアノード極側
を流れるガスの排出口とカソード極側を流れるガスの導
入口がセルスタックの同じ側に設けられていることを特
徴とする請求項１の燃料電池セルスタック。 - 【請求項３】 高分子イオン交換膜を挟んでアノード電
極及びカソード電極を内側に配したシール材シートが配
され、さらにその外面にガス供給通路を有する導電性プ
レートが配され、これらにアノードガス用のマニホール
ド穴及びカソードガス用のマニホールド穴が直角に２個
形成され、これらが交互に 180度異なる向きに複数積層
されてなることを特徴とする請求項１又は２の燃料電池
セルスタック。 - 【請求項４】 １枚のガス供給通路を有する導電性プレ
ートに於けるガス供給通路が一本溝であることを特徴と
する請求項１、２又は３の燃料電池セルスタック。 - 【請求項５】 請求項１、２、３及び４の内、いずれか
に記載の燃料電池セルスタックを２個以上用いて、各セ
ルスタックに並列にガスを供給することを特徴とする複
数の燃料電池セルスタックのガス分配方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131087A JPH07320768A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 燃料電池セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セルスタック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131087A JPH07320768A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 燃料電池セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セルスタック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320768A true JPH07320768A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=15049680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6131087A Pending JPH07320768A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 燃料電池セルスタックのガス分配方法及び燃料電池セルスタック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07320768A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-05-20 JP JP6131087A patent/JPH07320768A/ja active Pending
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