JPH07326373A - 燃料電池装置 - Google Patents
燃料電池装置Info
- Publication number
- JPH07326373A JPH07326373A JP6118837A JP11883794A JPH07326373A JP H07326373 A JPH07326373 A JP H07326373A JP 6118837 A JP6118837 A JP 6118837A JP 11883794 A JP11883794 A JP 11883794A JP H07326373 A JPH07326373 A JP H07326373A
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- Japan
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- fuel
- air
- separator
- hole
- side electrode
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- Pending
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- 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】 空気と燃料との混合を防止するシール部材の
シール性能を向上させることを目的とする。 【構成】 セパレータ１２は、空気極側電極１５への空
気の供給及び燃料極側電極１４への燃料の供給をする導
電性の第１セパレータ１６と、燃料電池１１を挟持する
とともに燃料及び空気の流通を遮断する導電性の第２セ
パレータ１７と、第１貫通孔に夫々対応する第２貫通孔
２７を形成したスペーサ１８とから成り、燃料供給溝４
４、空気供給溝４５、燃料排出溝４６及び空気排出溝４
７は、スペーサ１８と第２セパレータ１７との間に形成
されたことである。
シール性能を向上させることを目的とする。 【構成】 セパレータ１２は、空気極側電極１５への空
気の供給及び燃料極側電極１４への燃料の供給をする導
電性の第１セパレータ１６と、燃料電池１１を挟持する
とともに燃料及び空気の流通を遮断する導電性の第２セ
パレータ１７と、第１貫通孔に夫々対応する第２貫通孔
２７を形成したスペーサ１８とから成り、燃料供給溝４
４、空気供給溝４５、燃料排出溝４６及び空気排出溝４
７は、スペーサ１８と第２セパレータ１７との間に形成
されたことである。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池装置に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来技術としては、実開平５−
６６８７５号公報に記載されるようなものが知られてい
る。これは、イオン交換膜と、イオン交換膜の一方面に
固着された空気側電極及びイオン交換膜の他方面に固着
された燃料極側電極を備えた燃料電池と、イオン交換膜
の周縁部をガスケットを介して挟持するとともに燃料電
池を挟持し、両端に燃料供給孔、空気供給孔、燃料排出
孔及び空気排出孔を備えたセパレータとを備えたもので
あった。セパレータの両端には、燃料供給孔、空気供給
孔、燃料排出孔及び空気排出孔が形成されており、これ
らの各供給孔、各排出孔に夫々対向するようにイオン交
換膜及びガスケットには複数の貫通孔が形成されてい
た。
６６８７５号公報に記載されるようなものが知られてい
る。これは、イオン交換膜と、イオン交換膜の一方面に
固着された空気側電極及びイオン交換膜の他方面に固着
された燃料極側電極を備えた燃料電池と、イオン交換膜
の周縁部をガスケットを介して挟持するとともに燃料電
池を挟持し、両端に燃料供給孔、空気供給孔、燃料排出
孔及び空気排出孔を備えたセパレータとを備えたもので
あった。セパレータの両端には、燃料供給孔、空気供給
孔、燃料排出孔及び空気排出孔が形成されており、これ
らの各供給孔、各排出孔に夫々対向するようにイオン交
換膜及びガスケットには複数の貫通孔が形成されてい
た。
【０００３】セパレータの表面には、セパレータの燃料
供給孔及び燃料極側電極に連通する燃料供給溝並びにセ
パレータの燃料排出孔及び燃料極側電極に連通する燃料
排出溝が形成されており、これらの燃料供給溝及び排出
溝が形成された表面に対向する裏面には溝が形成されて
いなかった。又、セパレータの表面に対向していない裏
面には、セパレータの空気供給孔及び空気極側電極に連
通する空気供給溝並びにセパレータの空気排出孔及び空
気極側電極に連通する空気排出溝が形成されており、こ
れらの空気供給溝及び空気溝が形成された表面に対向す
る裏面には溝が形成されていなかった。
供給孔及び燃料極側電極に連通する燃料供給溝並びにセ
パレータの燃料排出孔及び燃料極側電極に連通する燃料
排出溝が形成されており、これらの燃料供給溝及び排出
溝が形成された表面に対向する裏面には溝が形成されて
いなかった。又、セパレータの表面に対向していない裏
面には、セパレータの空気供給孔及び空気極側電極に連
通する空気供給溝並びにセパレータの空気排出孔及び空
気極側電極に連通する空気排出溝が形成されており、こ
れらの空気供給溝及び空気溝が形成された表面に対向す
る裏面には溝が形成されていなかった。
【０００４】このため、イオン交換膜及びガスケットは
２つのセパレータとの間に配置されて一方側のセパレー
タの溝が形成された面と他方側のセパレータの溝が形成
されていない面とにより挟持されることになる。従っ
て、一方側のセパレータの溝部では面圧が確保されず、
他方側のセパレータの溝が形成されていない面との他方
側に位置するガスケットとの間にクリアランスが発生す
る恐れがある。その結果、セパレータに形成された各供
給孔又は各排出孔と他方側に位置する電極との間で空気
と燃料とが混合する危険性がある。これを解決するため
に、上記した従来技術は、ガスケットとセパレータの溝
が形成された面との間に保護板を介在させ、面圧を確保
したものである。
２つのセパレータとの間に配置されて一方側のセパレー
タの溝が形成された面と他方側のセパレータの溝が形成
されていない面とにより挟持されることになる。従っ
て、一方側のセパレータの溝部では面圧が確保されず、
他方側のセパレータの溝が形成されていない面との他方
側に位置するガスケットとの間にクリアランスが発生す
る恐れがある。その結果、セパレータに形成された各供
給孔又は各排出孔と他方側に位置する電極との間で空気
と燃料とが混合する危険性がある。これを解決するため
に、上記した従来技術は、ガスケットとセパレータの溝
が形成された面との間に保護板を介在させ、面圧を確保
したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、燃料電池を積層して圧接すると、セパレータと保護
板の端部とのつなぎ目によって、面圧が均等に確保され
ず、これにより、クリアランスが生じてしまう。このク
リアランスによって、ガスケットのシール性能が低下し
てしまう。このため、セパレータに形成された各供給孔
又は各排出孔と他方側に位置する電極との間で空気と燃
料とが混合する危険性があり、燃料電池の機能が果たさ
れなくなる。又、溝を形成する代わりにセパレータに流
通路を形成することが考えられるが、十分な厚さがない
セパレータに形成することは非常に困難であり、又、流
通路を形成するためにセパレータが厚くるといった問題
が生じてしまう。
は、燃料電池を積層して圧接すると、セパレータと保護
板の端部とのつなぎ目によって、面圧が均等に確保され
ず、これにより、クリアランスが生じてしまう。このク
リアランスによって、ガスケットのシール性能が低下し
てしまう。このため、セパレータに形成された各供給孔
又は各排出孔と他方側に位置する電極との間で空気と燃
料とが混合する危険性があり、燃料電池の機能が果たさ
れなくなる。又、溝を形成する代わりにセパレータに流
通路を形成することが考えられるが、十分な厚さがない
セパレータに形成することは非常に困難であり、又、流
通路を形成するためにセパレータが厚くるといった問題
が生じてしまう。
【０００６】本発明は、空気と燃料との混合を防止する
シール部材のシール性能を向上させることを課題とす
る。
シール部材のシール性能を向上させることを課題とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために請求項１の発明において講じた手段は、セパレー
タは、空気極側電極への供給及び燃料極側電極への燃料
の供給をする導電性の多孔性部材と、燃料電池を挟持す
るとともに燃料及び空気の流通を遮断する導電性の緻密
性部材と、第１貫通孔に夫々対応する第２貫通孔を形成
したスペーサとから成り、燃料供給溝、空気供給溝、燃
料排出溝及び空気排出溝は、スペーサと緻密性部材との
間に形成されたことである。
ために請求項１の発明において講じた手段は、セパレー
タは、空気極側電極への供給及び燃料極側電極への燃料
の供給をする導電性の多孔性部材と、燃料電池を挟持す
るとともに燃料及び空気の流通を遮断する導電性の緻密
性部材と、第１貫通孔に夫々対応する第２貫通孔を形成
したスペーサとから成り、燃料供給溝、空気供給溝、燃
料排出溝及び空気排出溝は、スペーサと緻密性部材との
間に形成されたことである。
【０００８】上記した課題を解決するために請求項２の
発明において講じた手段は、セパレータは、空気極側電
極への空気の供給及び燃料極側電極への燃料の供給をす
る導電性の多孔性部材と、燃料電池を挟持するとともに
燃料及び空気の流通を遮断する導電性の緻密性部材とか
ら成り、多孔性部材には、燃料供給孔、空気供給孔、燃
料排出孔及び空気排出孔に夫々対応するように第２貫通
孔が形成されたことである。
発明において講じた手段は、セパレータは、空気極側電
極への空気の供給及び燃料極側電極への燃料の供給をす
る導電性の多孔性部材と、燃料電池を挟持するとともに
燃料及び空気の流通を遮断する導電性の緻密性部材とか
ら成り、多孔性部材には、燃料供給孔、空気供給孔、燃
料排出孔及び空気排出孔に夫々対応するように第２貫通
孔が形成されたことである。
【０００９】
【作用】上記した請求項１の発明の燃料電池装置によれ
ば、燃料供給孔から燃料極側電極に水素が供給される
と、水素は燃料極側電極にて電子を遊離して水素イオン
となる。この水素イオンはイオン交換膜を介して空気極
電極に移動する。又、空気極側電極に供給される空気中
の酸素が燃料極側電極にて生成した水素イオンと反応し
て水が生成する。ここで、燃料極側電極で遊離した電子
がセパレータを介して別の空気極側電極に移動すること
により電気が発生する。そして、セパレータを空気極側
電極へ空気の供給及び燃料極側電極に燃料の供給を夫々
行う導電性の多孔性部材と、空気及び燃料の流通を遮断
する導電性の緻密性部材と、燃料供給孔、空気供給孔、
燃料排出孔及び空気供給孔に夫々対応する第２貫通孔を
形成したスペーサとに分割したことによって、緻密性部
材と多孔性部材との間に燃料供給溝、空気供給溝、燃料
排出溝及び空気排出溝を形成することができ、これによ
り、２つのセパレータがガスケットを挟持する面が平面
になり、ガスケットとセパレータとの間の面圧が均一と
なる。従って、ガスケットとセパレータとの間にクリア
ランスが発生する恐れがなくなる。よって、セパレータ
の水素供給孔又は水素排出孔に存在する水素が空気極側
電極へ進入することを防止できるとともに、セパレータ
の空気供給孔又は空気排出孔に存在する空気が燃料極側
電極へ進入することを防止できる。従って、空気と燃料
とが混合するのを確実に防止でき、燃料電池の耐久性及
び信頼性が向上する。又、スペーサは、溝を形成するだ
けなので、樹脂等の安価な材料で成形することができ
る。
ば、燃料供給孔から燃料極側電極に水素が供給される
と、水素は燃料極側電極にて電子を遊離して水素イオン
となる。この水素イオンはイオン交換膜を介して空気極
電極に移動する。又、空気極側電極に供給される空気中
の酸素が燃料極側電極にて生成した水素イオンと反応し
て水が生成する。ここで、燃料極側電極で遊離した電子
がセパレータを介して別の空気極側電極に移動すること
により電気が発生する。そして、セパレータを空気極側
電極へ空気の供給及び燃料極側電極に燃料の供給を夫々
行う導電性の多孔性部材と、空気及び燃料の流通を遮断
する導電性の緻密性部材と、燃料供給孔、空気供給孔、
燃料排出孔及び空気供給孔に夫々対応する第２貫通孔を
形成したスペーサとに分割したことによって、緻密性部
材と多孔性部材との間に燃料供給溝、空気供給溝、燃料
排出溝及び空気排出溝を形成することができ、これによ
り、２つのセパレータがガスケットを挟持する面が平面
になり、ガスケットとセパレータとの間の面圧が均一と
なる。従って、ガスケットとセパレータとの間にクリア
ランスが発生する恐れがなくなる。よって、セパレータ
の水素供給孔又は水素排出孔に存在する水素が空気極側
電極へ進入することを防止できるとともに、セパレータ
の空気供給孔又は空気排出孔に存在する空気が燃料極側
電極へ進入することを防止できる。従って、空気と燃料
とが混合するのを確実に防止でき、燃料電池の耐久性及
び信頼性が向上する。又、スペーサは、溝を形成するだ
けなので、樹脂等の安価な材料で成形することができ
る。
【００１０】上記した請求項２の発明の燃料電池装置に
よれば、セパレータを空気極側電極へ空気の供給及び燃
料極側電極に燃料の供給を夫々行う導電性の多孔性部材
と、空気及び燃料の流通を遮断する導電性の緻密性部材
とに分割したことと、多孔性部材に燃料供給孔、空気供
給孔、燃料排出孔及び空気排出孔に夫々対応するように
第２貫通孔を形成したことで、多孔性部材と緻密性部材
との間に溝を形成する必要がなくなり、これにより、２
つのセパレータがガスケットを挟持する面が平面にな
り、ガスケットとセパレータとの間の面圧が均一とな
る。従って、ガスケットとセパレータとの間にクリアラ
ンスが発生する恐れがなくなる。よって、セパレータの
水素供給孔又は水素排出孔に存在する水素が空気極側電
極へ進入することを防止できるとともに、セパレータの
空気供給孔又は空気排出孔に存在する空気が燃料極側電
極へ進入することを防止できる。従って、空気と燃料と
が混合するのを確実に防止でき、燃料電池の耐久性及び
信頼性が向上する。又、多孔性部材を有したことで、燃
料供給溝、空気供給溝、燃料排出溝及び空気排出溝を必
要としないので、形成が簡素化される。
よれば、セパレータを空気極側電極へ空気の供給及び燃
料極側電極に燃料の供給を夫々行う導電性の多孔性部材
と、空気及び燃料の流通を遮断する導電性の緻密性部材
とに分割したことと、多孔性部材に燃料供給孔、空気供
給孔、燃料排出孔及び空気排出孔に夫々対応するように
第２貫通孔を形成したことで、多孔性部材と緻密性部材
との間に溝を形成する必要がなくなり、これにより、２
つのセパレータがガスケットを挟持する面が平面にな
り、ガスケットとセパレータとの間の面圧が均一とな
る。従って、ガスケットとセパレータとの間にクリアラ
ンスが発生する恐れがなくなる。よって、セパレータの
水素供給孔又は水素排出孔に存在する水素が空気極側電
極へ進入することを防止できるとともに、セパレータの
空気供給孔又は空気排出孔に存在する空気が燃料極側電
極へ進入することを防止できる。従って、空気と燃料と
が混合するのを確実に防止でき、燃料電池の耐久性及び
信頼性が向上する。又、多孔性部材を有したことで、燃
料供給溝、空気供給溝、燃料排出溝及び空気排出溝を必
要としないので、形成が簡素化される。
【００１１】
【実施例】本発明の第１実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【００１２】図１は、本実施例に係る燃料電池装置１０
の構成図であり、図２は、Ａ−Ａ断面図であり、図３
は、Ｂ−Ｂ断面図である。
の構成図であり、図２は、Ａ−Ａ断面図であり、図３
は、Ｂ−Ｂ断面図である。
【００１３】図１に示されるように、本実施例に係る燃
料電池装置１０は、後述する燃料電池１１をセパレータ
１２により挟持したものである。図２に示されるよう
に、燃料電池１１は、イオン交換膜１３と、イオン交換
膜１３の周縁部を除く一方側表面に固着された燃料極側
電極１４と、イオン交換膜１３の周縁部を除く他方側表
面に固着された空気極側電極１５とから構成されてい
る。燃料極側電極１４には、燃料となる水素が供給され
るようになっており、空気極側電極１５には、空気が供
給されるようになっており、両極１４、１５での化学反
応により電気を発生するようになっている。
料電池装置１０は、後述する燃料電池１１をセパレータ
１２により挟持したものである。図２に示されるよう
に、燃料電池１１は、イオン交換膜１３と、イオン交換
膜１３の周縁部を除く一方側表面に固着された燃料極側
電極１４と、イオン交換膜１３の周縁部を除く他方側表
面に固着された空気極側電極１５とから構成されてい
る。燃料極側電極１４には、燃料となる水素が供給され
るようになっており、空気極側電極１５には、空気が供
給されるようになっており、両極１４、１５での化学反
応により電気を発生するようになっている。
【００１４】セパレータ１２は、通気性に優れた多孔性
カーボン等からなる第１セパレータ（多孔性部材）１６
と、通気性に乏しい鉄板又は緻密性カーボン等からなる
第２セパレータ（緻密性部材）１７と、樹脂成形等によ
り形成されたスペーサ１８とから形成されている。又、
図２に示されるように、第１セパレータ１６の一方側表
面（図２下側）１６ａには、空気極側電極１５が接触し
ており、他方側表面１６ｂには、第２セパレータ１７が
配設されている。そして、第１セパレータ１６の周縁部
には、スペーサ１８が配設されている。そして、イオン
交換膜１３の周縁部にエチレンプロピレンゴム、フッ素
等のゴム又はテフロン等の比較的硬質の高分子材料から
なるガスケット１９、２０を介して２つの第２セパレー
タ１７により挟持されている。又、図２上側に配設され
る第１セパレータ１６には、燃料極側電極１４が接触し
ており、空気極側電極１５に対向するように第１セパレ
ータ１６及び第２セパレータ１７が配設されている。
又、多孔性の第１セパレータ１６によって、空気極側電
極１５には空気が供給され、燃料極側電極１４には水素
が供給される。又、図４に示されるように、スペーサ１
８は、夫々の供給孔及び排出孔に対応する貫通孔（第２
貫通孔）２７が形成されており、この貫通孔２７から夫
々の燃料極電極１４又は空気極側電極１５に連通する燃
料供給溝４４及び空気供給溝４５が形成され、又、燃料
極電極１４又は空気極側電極１５から貫通孔２７に連通
する燃料排出溝４６及び空気排出溝４７が形成されてい
る。又、セパレータ２７に使用される材質は、特に限定
されることなく、強度が確保される樹脂等が好ましい。
カーボン等からなる第１セパレータ（多孔性部材）１６
と、通気性に乏しい鉄板又は緻密性カーボン等からなる
第２セパレータ（緻密性部材）１７と、樹脂成形等によ
り形成されたスペーサ１８とから形成されている。又、
図２に示されるように、第１セパレータ１６の一方側表
面（図２下側）１６ａには、空気極側電極１５が接触し
ており、他方側表面１６ｂには、第２セパレータ１７が
配設されている。そして、第１セパレータ１６の周縁部
には、スペーサ１８が配設されている。そして、イオン
交換膜１３の周縁部にエチレンプロピレンゴム、フッ素
等のゴム又はテフロン等の比較的硬質の高分子材料から
なるガスケット１９、２０を介して２つの第２セパレー
タ１７により挟持されている。又、図２上側に配設され
る第１セパレータ１６には、燃料極側電極１４が接触し
ており、空気極側電極１５に対向するように第１セパレ
ータ１６及び第２セパレータ１７が配設されている。
又、多孔性の第１セパレータ１６によって、空気極側電
極１５には空気が供給され、燃料極側電極１４には水素
が供給される。又、図４に示されるように、スペーサ１
８は、夫々の供給孔及び排出孔に対応する貫通孔（第２
貫通孔）２７が形成されており、この貫通孔２７から夫
々の燃料極電極１４又は空気極側電極１５に連通する燃
料供給溝４４及び空気供給溝４５が形成され、又、燃料
極電極１４又は空気極側電極１５から貫通孔２７に連通
する燃料排出溝４６及び空気排出溝４７が形成されてい
る。又、セパレータ２７に使用される材質は、特に限定
されることなく、強度が確保される樹脂等が好ましい。
【００１５】セパレータ１２の図３左端部には、空気供
給孔２１及び冷却水供給孔２２が形成されており、それ
らに対応するようにイオン交換膜１３の図示左端部にも
夫々図示しない貫通孔（第１貫通孔）が形成されてい
る。又、セパレータ１２の図３右端部には、空気排出孔
２３及び冷却水排出孔２４が形成されており、それらに
対応するようにイオン交換膜１３の図示右端部に夫々図
示しない貫通孔（第１貫通孔）が形成されている。又、
セパレータ１２の図３上端部には、水素供給孔（燃料供
給孔）２５が形成されており、これに対応するようにイ
オン交換膜１３にも、夫々貫通孔が形成されている。
又、セパレータ１２の図３下端部には、水素排出孔（燃
料排出孔）２６が形成されており、これに対応するよう
にイオン交換膜１３にも夫々貫通孔が形成されている。
給孔２１及び冷却水供給孔２２が形成されており、それ
らに対応するようにイオン交換膜１３の図示左端部にも
夫々図示しない貫通孔（第１貫通孔）が形成されてい
る。又、セパレータ１２の図３右端部には、空気排出孔
２３及び冷却水排出孔２４が形成されており、それらに
対応するようにイオン交換膜１３の図示右端部に夫々図
示しない貫通孔（第１貫通孔）が形成されている。又、
セパレータ１２の図３上端部には、水素供給孔（燃料供
給孔）２５が形成されており、これに対応するようにイ
オン交換膜１３にも、夫々貫通孔が形成されている。
又、セパレータ１２の図３下端部には、水素排出孔（燃
料排出孔）２６が形成されており、これに対応するよう
にイオン交換膜１３にも夫々貫通孔が形成されている。
【００１６】図７は、ガスケット１９の平面図及び図８
は、ガスケット２０の平面図を示す。図に示されるよう
に、ガスケット１９は、燃料極側電極１４側をシールす
るものであり、ガスケット１９には、空気供給孔２１、
空気排出孔２３、冷却水供給孔２２及び冷却水排出孔２
４に夫々対応するように貫通孔３０、３１、３２、３３
が形成されており、又、水素供給孔２５及び水素排出孔
２６に夫々対応するように貫通孔３４、３５が形成され
ている。ガスケット１９は、貫通孔３０、３１、３２、
３３を区画するようにシール部が形成されており、又、
イオン交換膜１３に密着される面には、突起が一体成形
されており、密着性能を更に向上している。又、ガスケ
ット２０は、空気極側電極１５側をシールするものであ
り、ガスケット２０には、冷却水供給孔２２及び冷却水
排出孔２３に夫々対応するように、貫通孔４０、４１が
形成されており、又、水素供給孔２５及び水素排出孔２
６に夫々対応するように貫通孔４２、４３が形成されて
いる。ガスケット２０は、貫通孔４２、４３を区画する
ようにシール部が形成されており、イオン交換膜１３に
密着される面には、突起が一体成形されており、密着性
能を更に向上している。又、ガスケット２０は、空気供
給孔２１及び空気排出孔２３に対応する貫通孔が形成さ
れてないが、これは、図２にも示されるように、空気供
給孔２１から供給される空気が、燃料極側電極１４に漏
れなければよいのであり、燃料極側電極１４への進入
は、ガスケット１９によりシールされるため、ガスケッ
ト２０に空気供給孔２１及び空気排出孔２３に対応する
シール部を設ける必要ない。
は、ガスケット２０の平面図を示す。図に示されるよう
に、ガスケット１９は、燃料極側電極１４側をシールす
るものであり、ガスケット１９には、空気供給孔２１、
空気排出孔２３、冷却水供給孔２２及び冷却水排出孔２
４に夫々対応するように貫通孔３０、３１、３２、３３
が形成されており、又、水素供給孔２５及び水素排出孔
２６に夫々対応するように貫通孔３４、３５が形成され
ている。ガスケット１９は、貫通孔３０、３１、３２、
３３を区画するようにシール部が形成されており、又、
イオン交換膜１３に密着される面には、突起が一体成形
されており、密着性能を更に向上している。又、ガスケ
ット２０は、空気極側電極１５側をシールするものであ
り、ガスケット２０には、冷却水供給孔２２及び冷却水
排出孔２３に夫々対応するように、貫通孔４０、４１が
形成されており、又、水素供給孔２５及び水素排出孔２
６に夫々対応するように貫通孔４２、４３が形成されて
いる。ガスケット２０は、貫通孔４２、４３を区画する
ようにシール部が形成されており、イオン交換膜１３に
密着される面には、突起が一体成形されており、密着性
能を更に向上している。又、ガスケット２０は、空気供
給孔２１及び空気排出孔２３に対応する貫通孔が形成さ
れてないが、これは、図２にも示されるように、空気供
給孔２１から供給される空気が、燃料極側電極１４に漏
れなければよいのであり、燃料極側電極１４への進入
は、ガスケット１９によりシールされるため、ガスケッ
ト２０に空気供給孔２１及び空気排出孔２３に対応する
シール部を設ける必要ない。
【００１７】水素供給孔２５に導入された水素は、水素
供給溝４４を介して第１セパレータ１６内に供給され
る。そして、第１セパレータ１６から燃料極側電極１４
に供給される。燃料極側電極１４にて水素が電子を遊離
して水素イオンとなる。この水素イオンはイオン交換膜
１３を介して空気極側電極１５に移動する。一方、空気
供給孔２１に導入された空気は空気供給溝４５を介して
第１セパレータ１６内に供給される。そして、第１セパ
レータ１６から空気極側電極１５に供給される。
供給溝４４を介して第１セパレータ１６内に供給され
る。そして、第１セパレータ１６から燃料極側電極１４
に供給される。燃料極側電極１４にて水素が電子を遊離
して水素イオンとなる。この水素イオンはイオン交換膜
１３を介して空気極側電極１５に移動する。一方、空気
供給孔２１に導入された空気は空気供給溝４５を介して
第１セパレータ１６内に供給される。そして、第１セパ
レータ１６から空気極側電極１５に供給される。
【００１８】空気極側電極１５にて空気中の酸素が燃料
極側電極１４にて生成した水素イオンと反応して水が生
成する。ここで、燃料極側電極１４で遊離した電子が第
２セパレータ１７を介して別の空気極側電極１５側に移
動することにより電気が発生する。燃料極側電極１４に
て未使用の水素は、水素排出溝４６を介して水素排出孔
２６から排出される。又、空気極側電極１５にて未使用
の空気は、空気排出溝４７を介して空気排出孔２３から
排出される。
極側電極１４にて生成した水素イオンと反応して水が生
成する。ここで、燃料極側電極１４で遊離した電子が第
２セパレータ１７を介して別の空気極側電極１５側に移
動することにより電気が発生する。燃料極側電極１４に
て未使用の水素は、水素排出溝４６を介して水素排出孔
２６から排出される。又、空気極側電極１５にて未使用
の空気は、空気排出溝４７を介して空気排出孔２３から
排出される。
【００１９】上記した第１実施例は、水素供給溝４４、
空気供給溝４５、水素排出溝４６及び空気排出溝４６を
第１セパレータ１６と第２セパレータ１７との間に形成
したので、２つのセパレータ１２のガスケット１９、２
０を挟持する面は平面になり、ガスケット１９、２０と
セパレータ１２との間の面圧が確保される。従って、ガ
スケット１９、２０とセパレータ１２との間にクリアラ
ンスが発生する恐れがなくなる。これにより、セパレー
タ１２の水素供給孔２５又は水素排出孔２６に存在する
水素が空気極側電極１５に侵入することがなくなると共
に、セパレータ１２の空気供給孔２１又は空気排出孔２
３に存在する空気が燃料極側電極１４に侵入することは
なくなる。従って、空気と燃料とが混合するのが確実に
防止でき、燃料電池１１の耐久性及び信頼性が向上す
る。又、スペーサ１８は、多孔性及び緻密性を必要とし
ないため、軽量で且つ加工が容易な樹脂等により成形す
ることができる。
空気供給溝４５、水素排出溝４６及び空気排出溝４６を
第１セパレータ１６と第２セパレータ１７との間に形成
したので、２つのセパレータ１２のガスケット１９、２
０を挟持する面は平面になり、ガスケット１９、２０と
セパレータ１２との間の面圧が確保される。従って、ガ
スケット１９、２０とセパレータ１２との間にクリアラ
ンスが発生する恐れがなくなる。これにより、セパレー
タ１２の水素供給孔２５又は水素排出孔２６に存在する
水素が空気極側電極１５に侵入することがなくなると共
に、セパレータ１２の空気供給孔２１又は空気排出孔２
３に存在する空気が燃料極側電極１４に侵入することは
なくなる。従って、空気と燃料とが混合するのが確実に
防止でき、燃料電池１１の耐久性及び信頼性が向上す
る。又、スペーサ１８は、多孔性及び緻密性を必要とし
ないため、軽量で且つ加工が容易な樹脂等により成形す
ることができる。
【００２０】次に第２実施例について説明する。
【００２１】第２実施例では、第１セパレータ及びスペ
ーサ以外は第１実施例で示した構成と同様なので説明を
省略する。また、符号については、第１セパレータ及び
スペーサ以外は第１実施例に示す符号と同じとする。
ーサ以外は第１実施例で示した構成と同様なので説明を
省略する。また、符号については、第１セパレータ及び
スペーサ以外は第１実施例に示す符号と同じとする。
【００２２】図５及び図６に示されるように、第１セパ
レータとスペーサとが通気性に優れた多孔性カーボン等
によって一体成形されており、これが第１セパレータ５
０とされている。又、空気極側電極１５に配設される第
１セパレータ５０の図示左端部には、空気供給孔２１に
対応する貫通孔５１が形成されており、又、図示右端部
には、空気排出孔２３に対応する貫通孔５２が形成され
ている。そして、冷却水供給孔２２及び冷却水排出孔２
４に対応する貫通孔は、第１セパレータ５０には形成さ
れてないため、図示しないスペーサによって貫通孔が形
成されている。
レータとスペーサとが通気性に優れた多孔性カーボン等
によって一体成形されており、これが第１セパレータ５
０とされている。又、空気極側電極１５に配設される第
１セパレータ５０の図示左端部には、空気供給孔２１に
対応する貫通孔５１が形成されており、又、図示右端部
には、空気排出孔２３に対応する貫通孔５２が形成され
ている。そして、冷却水供給孔２２及び冷却水排出孔２
４に対応する貫通孔は、第１セパレータ５０には形成さ
れてないため、図示しないスペーサによって貫通孔が形
成されている。
【００２３】又、燃料極側電極１４に配設される第１セ
パレータ５０の図示上端部には、水素供給孔２５に対応
する貫通孔５３が形成されており、又、図示下端部に
は、水素排出孔２６に対応する貫通孔５４が形成されて
いる。そして、第１セパレータ５０は、多孔性部材であ
ることから、燃料供給溝、空気供給溝、燃料排出溝及び
空気排出溝を必要としない。
パレータ５０の図示上端部には、水素供給孔２５に対応
する貫通孔５３が形成されており、又、図示下端部に
は、水素排出孔２６に対応する貫通孔５４が形成されて
いる。そして、第１セパレータ５０は、多孔性部材であ
ることから、燃料供給溝、空気供給溝、燃料排出溝及び
空気排出溝を必要としない。
【００２４】上記した第２実施例では、水素供給溝、空
気供給溝、水素排出溝及び空気排出溝を必要としていな
いために、２つのセパレータ１２のガスケット１９、２
０を挟持する面は平面になり、ガスケット１９、２０と
セパレータ１２との間の面圧が確保される。従って、ガ
スケット１９、２０とセパレータ１２との間にクリアラ
ンスが発生する恐れがなくなる。これにより、セパレー
タ１２の水素供給孔２５又は水素排出孔２６に存在する
水素が空気極側電極１５に侵入することがなくなると共
に、セパレータ１２の空気供給孔２１又は空気排出孔２
３に存在する空気が燃料極側電極１４に侵入することは
なくなる。従って、空気と燃料とが混合するのが確実に
防止でき、燃料電池１１の耐久性及び信頼性が向上す
る。又、スペーサと第１セパレータとを一体的に成形し
たことによって、部品点数を減少させることができ、
又、溝を形成する必要がないため、容易に加工すること
ができる。
気供給溝、水素排出溝及び空気排出溝を必要としていな
いために、２つのセパレータ１２のガスケット１９、２
０を挟持する面は平面になり、ガスケット１９、２０と
セパレータ１２との間の面圧が確保される。従って、ガ
スケット１９、２０とセパレータ１２との間にクリアラ
ンスが発生する恐れがなくなる。これにより、セパレー
タ１２の水素供給孔２５又は水素排出孔２６に存在する
水素が空気極側電極１５に侵入することがなくなると共
に、セパレータ１２の空気供給孔２１又は空気排出孔２
３に存在する空気が燃料極側電極１４に侵入することは
なくなる。従って、空気と燃料とが混合するのが確実に
防止でき、燃料電池１１の耐久性及び信頼性が向上す
る。又、スペーサと第１セパレータとを一体的に成形し
たことによって、部品点数を減少させることができ、
又、溝を形成する必要がないため、容易に加工すること
ができる。
【００２５】又、上記した第１実施例に示した第１セパ
レータ１６及びスペーサ１８の別実施例としては、燃料
極側電極１４又は空気極側電極１５に配設される第１セ
パレータ１６において、イオン交換膜１３に対向する面
に複数の溝が形成される場合又は、第２セパレータ１７
に対向する面に複数の溝が形成される場合等が考えら
れ、こうした溝を形成した場合は、空気及び燃料の流れ
が均一化するといった効果を得ることができる。このと
き、燃料供給溝、空気供給溝、燃料排出溝及び空気排出
溝がスペーサ１８と第２セパレータ１７との間に形成さ
れることが条件とされ、これにより、ガスケット１９、
２０のシール性が確保される。
レータ１６及びスペーサ１８の別実施例としては、燃料
極側電極１４又は空気極側電極１５に配設される第１セ
パレータ１６において、イオン交換膜１３に対向する面
に複数の溝が形成される場合又は、第２セパレータ１７
に対向する面に複数の溝が形成される場合等が考えら
れ、こうした溝を形成した場合は、空気及び燃料の流れ
が均一化するといった効果を得ることができる。このと
き、燃料供給溝、空気供給溝、燃料排出溝及び空気排出
溝がスペーサ１８と第２セパレータ１７との間に形成さ
れることが条件とされ、これにより、ガスケット１９、
２０のシール性が確保される。
【００２６】
【発明の効果】上記した請求項１の燃料電池装置によれ
ば、セパレータを空気極側電極に空気を供給及び燃料極
側電極に燃料の供給を夫々行う導電性の多孔性部材と、
空気及び燃料の流通を遮断する導電性の緻密性部材と、
燃料供給孔、空気供給孔、燃料排出孔及び空気供給孔に
夫々対応する第２貫通孔を形成したスペーサとに分割し
たことによって、緻密性部材と多孔性部材との間に燃料
供給溝、空気供給溝、燃料排出溝及び空気排出溝を形成
することができ、これにより、２つのセパレータがガス
ケットを挟持する面が平面になり、ガスケットとセパレ
ータとの間の面圧が均一となる。従って、ガスケットと
セパレータとの間にクリアランスが発生する恐れがなく
なる。よって、セパレータの水素供給孔又は水素排出孔
に存在する水素が空気極側電極へ進入することを防止で
きるとともに、セパレータの空気供給孔又は空気排出孔
に存在する空気が燃料極側電極へ進入することを防止で
きる。従って、空気と燃料とが混合するのを確実に防止
でき、燃料電池の耐久性及び信頼性が向上する。又、ス
ペーサは、溝を形成するだけなので、樹脂等の安価な材
料で成形することができ、又、緻密性部材を導電性材料
で形成されることから、コストを低減することができ
る。
ば、セパレータを空気極側電極に空気を供給及び燃料極
側電極に燃料の供給を夫々行う導電性の多孔性部材と、
空気及び燃料の流通を遮断する導電性の緻密性部材と、
燃料供給孔、空気供給孔、燃料排出孔及び空気供給孔に
夫々対応する第２貫通孔を形成したスペーサとに分割し
たことによって、緻密性部材と多孔性部材との間に燃料
供給溝、空気供給溝、燃料排出溝及び空気排出溝を形成
することができ、これにより、２つのセパレータがガス
ケットを挟持する面が平面になり、ガスケットとセパレ
ータとの間の面圧が均一となる。従って、ガスケットと
セパレータとの間にクリアランスが発生する恐れがなく
なる。よって、セパレータの水素供給孔又は水素排出孔
に存在する水素が空気極側電極へ進入することを防止で
きるとともに、セパレータの空気供給孔又は空気排出孔
に存在する空気が燃料極側電極へ進入することを防止で
きる。従って、空気と燃料とが混合するのを確実に防止
でき、燃料電池の耐久性及び信頼性が向上する。又、ス
ペーサは、溝を形成するだけなので、樹脂等の安価な材
料で成形することができ、又、緻密性部材を導電性材料
で形成されることから、コストを低減することができ
る。
【００２７】上記した請求項２の燃料電池装置によれ
ば、セパレータを空気極側電極へ空気の供給及び燃料極
側電極に燃料の供給を夫々行う導電性の多孔性部材と、
空気及び燃料の流通を遮断する導電性の緻密性部材とに
分割したことと、多孔性部材に燃料供給孔、空気供給
孔、燃料排出孔及び空気排出孔に夫々対応するように第
２貫通孔を形成したことで、多孔性部材と緻密性部材と
の間に溝を形成する必要がなくなり、これにより、２つ
のセパレータがガスケットを挟持する面が平面になり、
ガスケットとセパレータとの間の面圧が均一となる。従
って、ガスケットとセパレータとの間にクリアランスが
発生する恐れがなくなる。よって、セパレータの水素供
給孔又は水素排出孔に存在する水素が空気極側電極へ進
入することを防止できるとともに、セパレータの空気供
給孔又は空気排出孔に存在する空気が燃料極側電極へ進
入することを防止できる。従って、空気と燃料とが混合
するのを確実に防止でき、燃料電池の耐久性及び信頼性
が向上する。又、多孔性部材を有したことで、燃料供給
溝、空気供給溝、燃料排出溝及び空気排出溝を必要とし
ないので容易に加工することができ、且つ、部品点数が
削減することから、コストを低減することができる。
ば、セパレータを空気極側電極へ空気の供給及び燃料極
側電極に燃料の供給を夫々行う導電性の多孔性部材と、
空気及び燃料の流通を遮断する導電性の緻密性部材とに
分割したことと、多孔性部材に燃料供給孔、空気供給
孔、燃料排出孔及び空気排出孔に夫々対応するように第
２貫通孔を形成したことで、多孔性部材と緻密性部材と
の間に溝を形成する必要がなくなり、これにより、２つ
のセパレータがガスケットを挟持する面が平面になり、
ガスケットとセパレータとの間の面圧が均一となる。従
って、ガスケットとセパレータとの間にクリアランスが
発生する恐れがなくなる。よって、セパレータの水素供
給孔又は水素排出孔に存在する水素が空気極側電極へ進
入することを防止できるとともに、セパレータの空気供
給孔又は空気排出孔に存在する空気が燃料極側電極へ進
入することを防止できる。従って、空気と燃料とが混合
するのを確実に防止でき、燃料電池の耐久性及び信頼性
が向上する。又、多孔性部材を有したことで、燃料供給
溝、空気供給溝、燃料排出溝及び空気排出溝を必要とし
ないので容易に加工することができ、且つ、部品点数が
削減することから、コストを低減することができる。
【図１】本発明の第１及び第２実施例に係る燃料電池装
置の構成図を示す。
置の構成図を示す。
【図２】第１実施例の図１のＡ−Ａ断面図を示す。
【図３】本発明の第１実施例に係るセパレータの平面図
を示す。
を示す。
【図４】本発明の第１実施例に係るスペーサの斜視図を
示す。
示す。
【図５】第２実施例の図１のＡ−Ａ断面図を示す。
【図６】本発明の第２実施例に係るセパレータの平面図
を示す。
を示す。
【図７】本発明の第１及び第２実施例に係るガスケット
の平面図を示す。
の平面図を示す。
【図８】本発明の第１及び第２実施例に係るガスケット
の平面図を示す。
の平面図を示す。
１２・・・セパレータ １３・・・イオン交換膜 １４・・・燃料極側電極 １５・・・空気極側電極 １６・・・第１セパレータ（多孔性部材） １７・・・第２セパレータ（緻密性部材） １８・・・スペーサ １９、２０・・・ガスケット ２２・・・空気供給孔 ２３・・・空気排出孔 ２５・・・燃料供給孔 ２６・・・燃料排出孔 ２７・・・貫通孔（第２貫通孔） ４４・・・燃料供給溝 ４５・・・空気供給溝 ４６・・・燃料排出溝 ４７・・・空気排出溝
Claims (2)
- 【請求項１】 イオン交換膜と、前記イオン交換膜の一
方面に固着された空気極側電極及び前記イオン交換膜の
他方側の面に固着された燃料極側電極を備えた燃料電池
と、 前記イオン交換膜の周縁部をガスケットを介して挟持す
るとともに前記燃料電池を挟持し、両端に燃料供給孔、
空気供給孔、燃料排出孔及び空気排出孔を備えたセパレ
ータと、 前記燃料供給孔及び前記燃料極側電極に連通する燃料供
給溝と、 前記空気供給孔及び前記空気極側電極に連通する空気供
給溝と、 前記燃料排出孔及び前記燃料極側電極に連通する燃料排
出溝と、 前記空気供給孔及び前記空気極側電極に連通する空気排
出溝とを備え、 前記イオン交換膜及び前記ガスケットには、前記燃料供
給孔、前記空気供給孔、前記燃料排出孔及び前記空気排
出孔に夫々対応するように第１貫通孔が形成された燃料
電池装置において、 前記セパレータは、前記空気極側電極への供給及び前記
燃料極側電極への燃料の供給をする導電性の多孔性部材
と、前記燃料電池を挟持するとともに燃料及び空気の流
通を遮断する導電性の緻密性部材と、前記第１貫通孔に
夫々対応する第２貫通孔を形成したスペーサとから成
り、前記燃料供給溝、前記空気供給溝、前記燃料排出溝
及び前記空気排出溝は、前記スペーサと前記緻密性部材
との間に形成されたことを特徴とした燃料電池装置。 - 【請求項２】 イオン交換膜と、前記イオン交換膜の一
方面に固着された空気極側電極及び前記イオン交換膜の
他方側の面に固着された燃料極側電極を備えた燃料電池
と、 前記イオン交換膜の周縁部をガスケットを介して挟持す
るとともに前記燃料電池を挟持し、両端に燃料供給孔、
空気供給孔、燃料排出孔及び空気排出孔を備えたセパレ
ータと、 前記イオン交換膜及び前記ガスケットには、前記燃料供
給孔、前記空気供給孔、前記燃料排出孔及び前記空気排
出孔に夫々対応するように第１貫通孔が形成された燃料
電池装置において、 前記セパレータは、前記空気極側電極への空気の供給及
び前記燃料極側電極への燃料の供給をする導電性の多孔
性部材と、前記燃料電池を挟持するとともに燃料及び空
気の流通を遮断する導電性の緻密性部材とから成り、前
記多孔性部材には、前記燃料供給孔、前記空気供給孔、
前記燃料排出孔及び前記空気排出孔に夫々対応するよう
に第２貫通孔が形成されたことを特徴とした燃料電池装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6118837A JPH07326373A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 燃料電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6118837A JPH07326373A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 燃料電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326373A true JPH07326373A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=14746389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6118837A Pending JPH07326373A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 燃料電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07326373A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086203A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006202672A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Hitachi Ltd | 固体高分子形燃料電池 |
| KR100766155B1 (ko) * | 2006-09-27 | 2007-10-10 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 차량의 스택 오염을 방지하는 가스켓 구조 |
| JP2008084703A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| US7625648B2 (en) | 2006-08-22 | 2009-12-01 | Praxair Technology, Inc. | Electrochemical cell assembly |
| JP2011014310A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Nok Corp | 燃料電池 |
| US8247128B2 (en) | 2006-01-31 | 2012-08-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| JP2013125614A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| US8557465B2 (en) | 2007-02-09 | 2013-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell including a liquid discharge mechanism |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP6118837A patent/JPH07326373A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086203A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006202672A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Hitachi Ltd | 固体高分子形燃料電池 |
| JP4523431B2 (ja) * | 2005-01-24 | 2010-08-11 | 株式会社日立製作所 | 固体高分子形燃料電池 |
| US8247128B2 (en) | 2006-01-31 | 2012-08-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| US7625648B2 (en) | 2006-08-22 | 2009-12-01 | Praxair Technology, Inc. | Electrochemical cell assembly |
| KR100766155B1 (ko) * | 2006-09-27 | 2007-10-10 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 차량의 스택 오염을 방지하는 가스켓 구조 |
| JP2008084703A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| US8557465B2 (en) | 2007-02-09 | 2013-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell including a liquid discharge mechanism |
| JP2011014310A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Nok Corp | 燃料電池 |
| JP2013125614A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
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