JPH0855631A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPH0855631A JPH0855631A JP6210792A JP21079294A JPH0855631A JP H0855631 A JPH0855631 A JP H0855631A JP 6210792 A JP6210792 A JP 6210792A JP 21079294 A JP21079294 A JP 21079294A JP H0855631 A JPH0855631 A JP H0855631A
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- Japan
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- holder
- stack
- fuel cell
- end separator
- separator
- 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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-
- 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
布の均一化を図る。 【構成】 燃料電池スタック1の最上段と最下段にある
エンドセパレータ9と上部ホルダー2と下部ホルダー3
との間にスペーサコルゲート15を設置する。スペーサ
コルゲート15は、内部を空気が流通できるようにして
あると共に所要の高さとしてあって、上記エンドセパレ
ータ9と上部ホルダー2との間、及びエンドセパレータ
9と下部ホルダー3との間に空間を設ける。エンドセパ
レータ9のエンドプレート10とスペーサコルゲート1
5とを接触させ、電気が流れるようにする。エンドセパ
レータ9からホルダー2,3への熱伝導をスペーサコル
ゲート15で遮るようにする。
Description
ギーを直接電気エネルギーに変換させるエネルギー部門
で用いる燃料電池に関するものである。
型燃料電池は、電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質に
しみ込ませてなるタイル(電解質板)をカソード(酸素
極)とアノード(燃料極)の両電極で両面から挟み、カ
ソード側に酸化ガスを供給すると共にアノード側に燃料
ガスを供給することによりカソード側とアノード側で各
々反応を行わせて発電を行わせるようにしたものを1セ
ルとし、各セルをセパレータを介し多層に積層してスタ
ックとするようにしてある。
とに電池性能が良好に維持されることが必要であり、電
極反応部においてカソード及びアノードの各電極とタイ
ルとセパレータとが一様な圧力分布で接触しているこ
と、内部マニホールド型の燃料電池にあっては、周辺部
のウエットシール部のシール性が維持されていること、
運転中におけるスタックの高さ変化に対して追従性があ
ること、等が要求されるため、燃料電池全体を一定の締
付力で均一に締め付けることが必要である。
く、セルを多層に積層してなる燃料電池スタック1を上
下のホルダー2,3で挟んで下部ボルスタ6上に載置さ
せ、更に、上部ホルダー2上に金属製ベローズ又はクッ
ション4を介在させて上部ボルスタ5を載置し、上下の
ボルスタ5,6同士を締付ロッド7及びナット8で締め
付けて、燃料電池スタック1に締付力を付与させるよう
にした構成のものがある。
を積層して所定の締付力をスタックに与えるようにして
ある燃料電池では、スタックの最上段と最下段、すなわ
ち、上部ホルダー2の下面部と下部ホルダー3の上面部
に接するスタック1の最上段と最下段には、エンドセパ
レータ9が用いられている。
うに、エンドプレート10の片面にマスクプレート11
を配して、該マスクプレート11の周縁部をエンドプレ
ート10に接合し、且つエンドプレート10とマスクプ
レート11との間にガス通路形成用のコルゲート12を
介在させた構成としてあり、コルゲート12に接してパ
ンチプレート13を配してマスクプレート11の内側に
アノード(又はカソード)を位置させるようにしてあ
る。14はタイルである。
タ9と上下のホルダー2,3とは、 両者間からのガスリークを防止する、 両者間に電気を流す接点を設ける、ために、エンドセ
パレータ9のエンドプレート10の周縁部を上下のホル
ダー2,3に直接溶接した構成としてある。
ート10とホルダー2,3とが直接溶接してある従来の
燃料電池では、スタックの最上段と最下段に位置するセ
ルと上下のホルダー2,3との間には、温度差がありス
タック側からホルダー側への熱の伝導があって、ホルダ
ーが変形するおそれがあり、又、通常、エンドセパレー
タ9のエンドプレート10とホルダー2,3は材質の違
うものが用いられることがあって、両者間に熱膨張差が
あり、燃料電池を常温状態から運転を開始して600℃
〜700℃まで昇温されたときスタックとホルダーの接
する部分が高温になって来るため、比熱の違いによる昇
温速度の違い、材料の熱膨張差によりエンドセパレータ
9のエンドプレート10とホルダー2,3との間に熱膨
張差が生じ、エンドプレート10はホルダー2,3の伸
びに引張られることにより座屈し、次に、運転停止等で
常温に戻されたときにエンドプレート10は収縮できな
くて撓むように変形することになり、このエンドセパレ
ータ9の変形に伴いスタック1の締付圧分布に不均一化
が生じ、接触抵抗の増大、シール性の低下の問題があ
る。更に、上記ホルダー2,3にはヒータを取り付けて
加熱するようにしてあって、エンドセパレータ反応部の
中心付近の温度を計測するために熱電対を設置しなけれ
ばならないため、エンドセパレータ9やホルダー2,3
への加工が不可欠で加工の手間がかかる問題がある。
上下のホルダーへの熱の伝導を抑えると共に、熱膨張差
によるエンドセパレータの変形を防止し、更に、温度測
定用熱電対の設置に伴うホルダーへの加工の手間を不要
にできるようにしようとするものである。
決するために、燃料電池スタックを上下のホルダーで挾
持した状態で所定の締付力を燃料電池スタックに与える
ようにしてあり、且つ上記ホルダーと接する部分の燃料
電池スタックのエンド部にエンドセパレータが用いられ
ている燃料電池における上記エンドセパレータとホルダ
ーとの間に、スペーサコルゲートを設置してなる構成と
する。
部スタックに分割して中間ホルダーを挟んで積層するよ
うにしたものでは、中間ホルダーの上面部側と下面部側
にあるエンドセパレータと中間ホルダーとの間に、各々
スペーサコルゲートを設置した構成とする。
コルゲートを介在させると、エンドセパレータの部分と
ホルダーに温度差があっても、スペーサコルゲートは断
熱作用をするので、ホルダーへの熱伝導が抑えられてエ
ンドセパレータとホルダー間の熱的干渉を緩和できる。
又、エンドセパレータがホルダーの伸びにより引張られ
ることがなくて変形をなくすことができる。更に、温度
測定用熱電対をスペーサコルゲートに設置するようにす
れば、エンドセパレータやホルダーへの設置のための加
工手間を不要にできる。
する。
すもので、図4に示した場合と同様に、タイルをカソー
ドとアノードの両電極で挾持してなるセルを多数段に積
層して燃料電池スタック1としたものを、上下のホルダ
ー2と3で挾持させて下部ボルスタ6上に載置させ、上
部ホルダー2上には金属製ベローズ又はクッション4を
介して上部ボルスタ5を載置して、上下のボルスタ5,
6を締付ロッド7及びナット8にて締め付けるようにし
てある燃料電池において、上記スタック1の最上段と最
下段に用いられる各エンドセパレータ9のエンドプレー
ト10と上部ホルダー2の下面及び下部ホルダー3の上
面との間に、図2に一例を示す如く、内部を空気が流通
するようにし且つ所要高さとしてスペーサとして機能す
るように成形してなるスペーサコルゲート15を設置し
て、該スペーサコルゲート15とエンドセパレータ9の
エンドプレート10及びホルダー2,3とを接触させ、
電気接点とするようにする。
間及び下部ホルダー3とエンドセパレータ9との間に、
それぞれスペーサコルゲート15を介在させることによ
り、材質の異なるエンドセパレータ9のエンドプレート
10と上下の各ホルダー2,3との溶接接合の必要性が
なくなるので、燃料電池の運転を開始して高温になって
来てもエンドセパレータ9とホルダー2,3との熱膨張
差に伴うエンドセパレータ9の変形を防止して締付圧分
布の均一化を図ることができ、又、エンドセパレータ9
とホルダー2,3との間の温度差が生じても、スペーサ
コルゲート15内を空気が流通できることから、エンド
セパレータ9とホルダー2,3間の熱的干渉を緩和させ
ることができる。
心付近温度を計測するために熱電対を設置する場合も、
スペーサコルゲート15を利用して設置することが可能
となるため、熱電対設置のためにホルダー2,3を加工
する手間を不要にすることができることになる。
ので、燃料電池スタック1を、上部スタック1aと下部
スタック1bに分割して中間ホルダー16を挟んで上下
に積層し、該中間ホルダー16を脚17で支持して、上
部スタック1a上には上部ホルダー2、ベローズ又はク
ッション4を介して上部ボルスタ5を配置して締付ロッ
ド7及びナット8にて締め付けるようにし、又、下部ス
タック1bの下側には、下部ホルダー3、ベローズ又は
クッション4、下部ボルスタ6の順に配置して、締付ロ
ッド7及びナット8にて締め付けるようにした構成の燃
料電池に適用したもので、図1に示す第一実施例の場合
のほかに、上部スタック1aの最下段と中間ホルダー1
6の上面部との間のエンドセパレータ9と、下部ホルダ
ー3の最上段と中間ホルダー16の下面部との間のエン
ドセパレータ9を、直接中間ホルダー16に溶接するこ
となく、各エンドセパレータ9のエンドプレート10と
中間ホルダー16との間に、図1(ロ)に示した場合と
同様のスペーサコルゲート15を設置したものである。
1bと上下のホルダー2,3との接触部及び上下のスタ
ック1a,1bと中間ホルダー16との接触部における
エンドセパレータ9と上下のホルダー2,3及び中間ホ
ルダー16との間に、それぞれスペーサコルゲート15
が介在させてあるため、エンドセパレータ9の熱的変形
を防止して締付圧分布の均一化が図れると共に、エンド
セパレータ9とホルダー2,3及び中間ホルダー16と
の間の熱的干渉を緩和させることができる。
されるものではなく、たとえば、燃料電池スタックを中
間ホルダー16を挟んで上下に積層するようにし、且つ
中間ホルダー16を脚17で支持するようにしたものに
代えて、中間ホルダー16に固定した締付ロッド7の下
端を支持材に支持させて、該締付ロッド7で中間ホルダ
ー16を支持するようにしたものでもよいこと、その他
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得る
ことは勿論である。
れば、燃料電池スタックの最上段と最下段に配置される
エンドセパレータと上下のホルダーとの間、及び中間ホ
ルダーを挟んで上下に配して積層させた上部及び下部ス
タックの中間ホルダー側に配したエンドセパレータと中
間ホルダーとの間に、内部を空気が流通するようにし且
つ所要の高さとして空間を設けることができるようにす
るためのスペーサコルゲートを設け、且つ該スペーサコ
ルゲートと上記エンドセパレータのエンドプレートとを
全周にわたり溶接して接合するようにした構成としてあ
るので、燃料電池が運転されて高温になってもホルダー
に比して熱膨張量の少ないエンドセパレータの変形を防
止できて、スタックの締付圧分布の均一化の促進が図れ
ると共に、エンドセパレータと上下ホルダー及び中間ホ
ルダー間の熱的干渉緩和を図ることができ、更に、計測
用熱電対設置のための加工手間を不要にできる、等の優
れた効果を奏し得る。
側面図、(ロ)は(イ)のA部の拡大断面図である。
る。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 燃料電池スタックを上下のホルダーで挾
持して所定の締付力を付与するようにしてある燃料電池
における上記燃料電池スタックの最上段に配置されてい
るエンドセパレータと上部ホルダーとの間、及び燃料電
池スタックの最下段に配置されているエンドセパレータ
と下部ホルダーとの間に、それぞれ内部を空気が流通で
きるようにし且つ所要の高さとしたスペーサコルゲート
を設置してなることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項2】 燃料電池スタックを上部スタックと下部
スタックに分割して、中間ホルダーを挟んで上下に積層
し、且つ上記上部スタック上には上部ホルダーを、又、
下部スタックの下面には下部ホルダーを配置して、上記
中間ホルダーに固定した締付ロッドと該ロッドに螺合し
たナットにより上部スタック及び下部スタックに所定の
締付力を付与するようにしてある燃料電池における上記
上部スタックの最上段に配置されているエンドセパレー
タと上部ホルダーとの間、上部スタックの最下段に配置
されているエンドセパレータと中間ホルダーとの間、下
部スタックの最上段に配置されているエンドセパレータ
と中間ホルダーとの間、及び下部ホルダーの最下段に配
置されているエンドセパレータと下部ホルダーとの間
に、それぞれ内部を空気が流通できるようにし且つ所要
の高さとしたスペーサコルゲートを設置してなることを
特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6210792A JPH0855631A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6210792A JPH0855631A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 燃料電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0855631A true JPH0855631A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16595214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6210792A Pending JPH0855631A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0855631A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6159629A (en) * | 1998-12-17 | 2000-12-12 | Ballard Power Systems Inc. | Volume effecient layered manifold assembly for electrochemical fuel cell stacks |
WO2003094275A1 (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-13 | General Motors Corporation | Method and apparatus for providing a uniform fuel cell stack structure |
JP2005524214A (ja) * | 2002-04-30 | 2005-08-11 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 均等な燃料電池スタック構造を提供すための方法及び装置 |
JP2007311081A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック並びにその製造方法 |
US7344797B2 (en) | 2002-04-30 | 2008-03-18 | General Motors Corporation | Compact fuel cell stack structure |
-
1994
- 1994-08-12 JP JP6210792A patent/JPH0855631A/ja active Pending
Cited By (7)
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CN100362685C (zh) * | 2002-04-30 | 2008-01-16 | 通用汽车公司 | 用于提供均匀的燃料电池堆栈结构的方法和装置 |
US7344797B2 (en) | 2002-04-30 | 2008-03-18 | General Motors Corporation | Compact fuel cell stack structure |
JP2007311081A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタック並びにその製造方法 |
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