JPH09259904A - 燃料電池 - Google Patents
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- JPH09259904A JPH09259904A JP8063022A JP6302296A JPH09259904A JP H09259904 A JPH09259904 A JP H09259904A JP 8063022 A JP8063022 A JP 8063022A JP 6302296 A JP6302296 A JP 6302296A JP H09259904 A JPH09259904 A JP H09259904A
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- cathode
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- H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
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- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
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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
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 部品数の削減や小型化、コストダウンを通じ
て生産性をあげるため、セパレータをプレスにより成形
する際にもアノードガスの流速が反応部で最適となるよ
うにする。 【解決手段】 アノード２２とカソード２３の２枚の平
板状の電極と、これらの電極の間に挾持された平板状の
電解質板２１とからなる複数のセル３１と、複数のセル
３１間に挾持されたセパレータ２８を備えた燃料電池に
おいて、セパレータ２８を凹凸が連続する波形状に形成
してセパレータ２８に、アノード２２側に向いて開口し
たアノードガス流路２９とカソード２３側に向いて開口
したカソードガス流路３０を設け、アノードガス流路２
９内にセラミックス製の粒状体３６を収納する。
て生産性をあげるため、セパレータをプレスにより成形
する際にもアノードガスの流速が反応部で最適となるよ
うにする。 【解決手段】 アノード２２とカソード２３の２枚の平
板状の電極と、これらの電極の間に挾持された平板状の
電解質板２１とからなる複数のセル３１と、複数のセル
３１間に挾持されたセパレータ２８を備えた燃料電池に
おいて、セパレータ２８を凹凸が連続する波形状に形成
してセパレータ２８に、アノード２２側に向いて開口し
たアノードガス流路２９とカソード２３側に向いて開口
したカソードガス流路３０を設け、アノードガス流路２
９内にセラミックス製の粒状体３６を収納する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セパレータをプレ
スにより成形した際にカソードガスの流速はもとよりア
ノードガスの流速をも発電に対し最適にし得るようにし
た溶融炭酸塩型の燃料電池に関するものである。
スにより成形した際にカソードガスの流速はもとよりア
ノードガスの流速をも発電に対し最適にし得るようにし
た溶融炭酸塩型の燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃料の有する化学エネルギーを電
気エネルギーに直接変換する溶融炭酸塩型の燃料電池が
種々検討されている。
気エネルギーに直接変換する溶融炭酸塩型の燃料電池が
種々検討されている。
【０００３】而して、斯かる溶融炭酸塩型の燃料電池
は、図１０に示すごとく、電解質として溶融炭酸塩を多
孔質物質に染み込ませた薄い平板矩形状の電解質板（タ
イル）１をアノード（燃料極）２とカソード（酸素極）
３という平板矩形状の電極で挟んで形成されたセル４を
備えている。しかし、単一のセル４では０．８Ｖ程度と
電圧が低いため、実用上は導電性のコルゲート材からな
るセパレータ５を介しセル４を多数段に積層し、電池と
して用いている。
は、図１０に示すごとく、電解質として溶融炭酸塩を多
孔質物質に染み込ませた薄い平板矩形状の電解質板（タ
イル）１をアノード（燃料極）２とカソード（酸素極）
３という平板矩形状の電極で挟んで形成されたセル４を
備えている。しかし、単一のセル４では０．８Ｖ程度と
電圧が低いため、実用上は導電性のコルゲート材からな
るセパレータ５を介しセル４を多数段に積層し、電池と
して用いている。
【０００４】而して、従来の燃料電池のうち、内部マニ
ホールド型セパレータを用いたものの一例の詳細は図５
〜図９に示されている。
ホールド型セパレータを用いたものの一例の詳細は図５
〜図９に示されている。
【０００５】すなわち、図５に平面図で示すセパレータ
５は、図６の断面図に示すごとく上下へ所要の間隔を置
いてアノードマスクプレート６とカソードマスクプレー
ト７とを備えると共にアノードマスクプレート６とカソ
ードマスクプレート７との間には、平板状のセンタープ
レート１４が介在しており、平面的に見てアノードマス
クプレート６とカソードマスクプレート７の中央部分に
設けた矩形状のアノード用開口６ａ、カソード用開口７
ａには、アノード２及びカソード３が嵌め込まれている
（図５、６参照）。
５は、図６の断面図に示すごとく上下へ所要の間隔を置
いてアノードマスクプレート６とカソードマスクプレー
ト７とを備えると共にアノードマスクプレート６とカソ
ードマスクプレート７との間には、平板状のセンタープ
レート１４が介在しており、平面的に見てアノードマス
クプレート６とカソードマスクプレート７の中央部分に
設けた矩形状のアノード用開口６ａ、カソード用開口７
ａには、アノード２及びカソード３が嵌め込まれている
（図５、６参照）。
【０００６】又、図５、７、８に示すごとく、セパレー
タ５の前縁部側（図５においては上部側）には、アノー
ドガス入側開口８とカソードガス入側開口９がセパレー
タ５及び電解質板１を上下に貫通するよう設けられ、図
５に示すごとく、セパレータ５の後縁部側（図５におい
ては下部側）には、アノードガス出側開口１０とカソー
ドガス出側開口１１がセパレータ５及び電解質板１を上
下に貫通するよう設けられている。
タ５の前縁部側（図５においては上部側）には、アノー
ドガス入側開口８とカソードガス入側開口９がセパレー
タ５及び電解質板１を上下に貫通するよう設けられ、図
５に示すごとく、セパレータ５の後縁部側（図５におい
ては下部側）には、アノードガス出側開口１０とカソー
ドガス出側開口１１がセパレータ５及び電解質板１を上
下に貫通するよう設けられている。
【０００７】図６に示すように、アノードマスクプレー
ト６及びアノード２と、センタープレート１４との間の
空間には、可撓性のアノードガス用コルゲート材１２が
収納され、センタープレート１４と、カソードマスクプ
レート７及びカソード３との間の空間には、可撓性のカ
ソードガス用コルゲート材１３が収納されている。
ト６及びアノード２と、センタープレート１４との間の
空間には、可撓性のアノードガス用コルゲート材１２が
収納され、センタープレート１４と、カソードマスクプ
レート７及びカソード３との間の空間には、可撓性のカ
ソードガス用コルゲート材１３が収納されている。
【０００８】アノードガス用コルゲート材１２及びカソ
ードガス用コルゲート材１３は、何れも連続して凹凸状
に折り曲げられて矩形波形状の複数の細長い流路を有し
ている。
ードガス用コルゲート材１３は、何れも連続して凹凸状
に折り曲げられて矩形波形状の複数の細長い流路を有し
ている。
【０００９】又アノードガス用コルゲート材１２の下面
は、アノードマスクプレート６及びアノード２の上面に
密着し、アノードガス用コルゲート材１２の上面は、セ
ンタープレート１４及びカソード２の下面に密着してい
る。
は、アノードマスクプレート６及びアノード２の上面に
密着し、アノードガス用コルゲート材１２の上面は、セ
ンタープレート１４及びカソード２の下面に密着してい
る。
【００１０】更に、カソードガス用コルゲート材１３の
下面はセンタープレート１４の上面に密着し、カソード
ガス用コルゲート材１３の上面は、カソードマスクプレ
ート７及びカソード３の下面に密着している。
下面はセンタープレート１４の上面に密着し、カソード
ガス用コルゲート材１３の上面は、カソードマスクプレ
ート７及びカソード３の下面に密着している。
【００１１】アノードガス用コルゲート材１２の流路の
１個所当りの断面積が、カソードガス用コルゲート材１
３の１個所当りの流路の断面積よりも小さいのは、アノ
ードガスＡＧの単位時間当りの流量は、カソードガスＣ
Ｇの単位時間当りの流量よりも少いからであり、アノー
ドガスＡＧ、カソードガスＣＧの流れ方向は、図５、
７、８の矢印方向である。
１個所当りの断面積が、カソードガス用コルゲート材１
３の１個所当りの流路の断面積よりも小さいのは、アノ
ードガスＡＧの単位時間当りの流量は、カソードガスＣ
Ｇの単位時間当りの流量よりも少いからであり、アノー
ドガスＡＧ、カソードガスＣＧの流れ方向は、図５、
７、８の矢印方向である。
【００１２】図６、９に示すようにセパレータ５の外周
部では、センタープレート１４及びアノードマスクプレ
ート６並にカソードマスクプレート７が気密に接続され
て、センタープレート１４によりアノードガスＡＧとカ
ソードガスＣＧの混合を防止し得るようになっている。
部では、センタープレート１４及びアノードマスクプレ
ート６並にカソードマスクプレート７が気密に接続され
て、センタープレート１４によりアノードガスＡＧとカ
ソードガスＣＧの混合を防止し得るようになっている。
【００１３】而して、アノードマスクプレート６、カソ
ードマスクプレート７、アノードガス用コルゲート材１
２、カソードガス用コルゲート材１３、センタープレー
ト１４によりセパレータ５が形成されている。
ードマスクプレート７、アノードガス用コルゲート材１
２、カソードガス用コルゲート材１３、センタープレー
ト１４によりセパレータ５が形成されている。
【００１４】又、図７に示すごとく、アノードガス入側
開口８の部分では、センタープレート１４は上方へ折曲
げられてカソードマスクプレート７の下面に接続され、
これによりアノードガスＡＧがカソードガス用コルゲー
ト材１３側の流路へ流入しないようになっており、図８
に示すごとく、カソードガス入側開口９の部分では、セ
ンタープレート１４は下方へ折曲げられてアノードマス
クプレート６の上面に接続され、カソードガスＣＧがア
ノードガス用コルゲート材１２側の流路へ流入しないよ
うになっている。
開口８の部分では、センタープレート１４は上方へ折曲
げられてカソードマスクプレート７の下面に接続され、
これによりアノードガスＡＧがカソードガス用コルゲー
ト材１３側の流路へ流入しないようになっており、図８
に示すごとく、カソードガス入側開口９の部分では、セ
ンタープレート１４は下方へ折曲げられてアノードマス
クプレート６の上面に接続され、カソードガスＣＧがア
ノードガス用コルゲート材１２側の流路へ流入しないよ
うになっている。
【００１５】アノードガス出側開口１０及びカソードガ
ス出側開口１１も入側開口８，９と同一の構造になって
いる。
ス出側開口１１も入側開口８，９と同一の構造になって
いる。
【００１６】アノードガス入側開口８から導入されたア
ノードガスＡＧは各セル４ごとに分配されてアノードガ
ス用コルゲート材１２の流路を通り（図７参照）、アノ
ードガス出側開口１０へ集合し、流れる。
ノードガスＡＧは各セル４ごとに分配されてアノードガ
ス用コルゲート材１２の流路を通り（図７参照）、アノ
ードガス出側開口１０へ集合し、流れる。
【００１７】カソードガス入側開口９へ導入されたカソ
ードガスＣＧは、各セル４ごとに分配されてカソードガ
ス用コルゲート材１３の流路を通り（図８参照）、カソ
ードガス出側開口１１へ集合し、流れる。
ードガスＣＧは、各セル４ごとに分配されてカソードガ
ス用コルゲート材１３の流路を通り（図８参照）、カソ
ードガス出側開口１１へ集合し、流れる。
【００１８】而して、アノードガスＡＧはアノード２と
接触し、カソードガスＣＧはカソード３と接触すること
により所定の化学反応が発生し、発電が行われる。
接触し、カソードガスＣＧはカソード３と接触すること
により所定の化学反応が発生し、発電が行われる。
【００１９】前述の燃料電池は、アノードガスＡＧ及び
カソードガスＣＧのための流路を構成するためにアノー
ドガス用コルゲート材１２とカソードガス用コルゲート
材１３が必要になり、従って、部品の数が多くなってコ
ストアップを招来すると共に全体が大型化し、生産性が
悪いという問題がある。
カソードガスＣＧのための流路を構成するためにアノー
ドガス用コルゲート材１２とカソードガス用コルゲート
材１３が必要になり、従って、部品の数が多くなってコ
ストアップを招来すると共に全体が大型化し、生産性が
悪いという問題がある。
【００２０】そこで、近年、アノードガスの流路とカソ
ードガスの流路に２種類のコルゲート材を使用せず、交
互に逆方向へ凹凸状に折曲げた断面略波形状のセパレー
タをプレスにより形成し、セパレータの一方側の断面流
路をカソードガスの流路とし、他方側の断面流路をアノ
ードガスの流路とすることにより、部品数を減少させて
コストダウンを図ると共に全体を小型化し、生産性を向
上させることが種々検討されている。
ードガスの流路に２種類のコルゲート材を使用せず、交
互に逆方向へ凹凸状に折曲げた断面略波形状のセパレー
タをプレスにより形成し、セパレータの一方側の断面流
路をカソードガスの流路とし、他方側の断面流路をアノ
ードガスの流路とすることにより、部品数を減少させて
コストダウンを図ると共に全体を小型化し、生産性を向
上させることが種々検討されている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】セパレータをプレスに
より成形する場合、凹凸形状の寸法は略同じにしない
と、プレス型が複雑となり、コストダウンを図るという
点で好ましくない。このためセパレータの凹凸部の断面
積は何れも略同じになるようにプレスしているのが現状
である。
より成形する場合、凹凸形状の寸法は略同じにしない
と、プレス型が複雑となり、コストダウンを図るという
点で好ましくない。このためセパレータの凹凸部の断面
積は何れも略同じになるようにプレスしているのが現状
である。
【００２２】ところが、カソードガスの単位時間当りの
流量は、アノードガスの単位時間当りの流量よりも多量
であるため、セパレータの凹凸部の断面積はカソードガ
スの流速が反応にとって最適値となるよう、決定されて
いる。
流量は、アノードガスの単位時間当りの流量よりも多量
であるため、セパレータの凹凸部の断面積はカソードガ
スの流速が反応にとって最適値となるよう、決定されて
いる。
【００２３】このため、凹凸部の断面積は、アノードガ
スの流路としては大きすぎ、その結果、アノードガスの
流速は最適値に比較して遅すぎ、アノードガスの流速の
最適化は困難であるという問題がある。
スの流路としては大きすぎ、その結果、アノードガスの
流速は最適値に比較して遅すぎ、アノードガスの流速の
最適化は困難であるという問題がある。
【００２４】本発明は前述の実情に鑑み、部品数の削減
や小型化、コストダウンを通じて生産性を上げるためセ
パレータをプレスにより成形する際にもアノードガスの
流速が、反応部で最適値となるようにすることを目的と
してなしたものである。
や小型化、コストダウンを通じて生産性を上げるためセ
パレータをプレスにより成形する際にもアノードガスの
流速が、反応部で最適値となるようにすることを目的と
してなしたものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明は、アノードとカ
ソードの２枚の平板状の電極と、該電極間に挾持された
平板状の電解質板とを有する複数のセルと、該複数のセ
ル間に挾持されたセパレータとを備えた燃料電池におい
て、前記セパレータを凹凸が連続する波形状に形成して
前記セパレータに、前記アノード側に向いて開口したア
ノードガス流路とカソード側に向いて開口したカソード
ガス流路を設け、前記アノードガス流路内に該アノード
ガス流路の縦断面積を狭くする物体を収納したものであ
る。
ソードの２枚の平板状の電極と、該電極間に挾持された
平板状の電解質板とを有する複数のセルと、該複数のセ
ル間に挾持されたセパレータとを備えた燃料電池におい
て、前記セパレータを凹凸が連続する波形状に形成して
前記セパレータに、前記アノード側に向いて開口したア
ノードガス流路とカソード側に向いて開口したカソード
ガス流路を設け、前記アノードガス流路内に該アノード
ガス流路の縦断面積を狭くする物体を収納したものであ
る。
【００２６】本発明では、アノードガス流路の縦断面積
を狭くする物体をセラミックス製の粒状体やアノードガ
ス流路に沿って延在するセラミックス製の棒状体とする
ことができる。
を狭くする物体をセラミックス製の粒状体やアノードガ
ス流路に沿って延在するセラミックス製の棒状体とする
ことができる。
【００２７】又本発明では、アノードとセパレータとの
間にアノードパンチプレートを介在させ、カソードとセ
パレータとの間にカソードパンチプレートを介在させる
こともできる。
間にアノードパンチプレートを介在させ、カソードとセ
パレータとの間にカソードパンチプレートを介在させる
こともできる。
【００２８】本発明によれば、セパレータを２種類のコ
ルゲート材により構成せず、１種類のプレス材により形
成した場合にも、カソードガスの流速のみならず、アノ
ードガスの流速も発電にとっての最適値とすることがで
きるため、余分な部品が不要となって全体の小型化を図
ることができ、その結果、コストダウンや生産性の向上
を図ることができる。
ルゲート材により構成せず、１種類のプレス材により形
成した場合にも、カソードガスの流速のみならず、アノ
ードガスの流速も発電にとっての最適値とすることがで
きるため、余分な部品が不要となって全体の小型化を図
ることができ、その結果、コストダウンや生産性の向上
を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図４により説明する。
〜図４により説明する。
【００３０】２１は従来と同様の構成の平板矩形状の電
解質板であり、電解質板２１の下面には、電解質板２１
よりも小さく、且つ電解質板２１の下面に密着するよ
う、平板状のアノード２２が配設され、電解質板２１の
上面には、アノード２２と略同一大きさの平板状のカソ
ード２３が、電解質板２１の上面に密着するよう配設さ
れている。
解質板であり、電解質板２１の下面には、電解質板２１
よりも小さく、且つ電解質板２１の下面に密着するよ
う、平板状のアノード２２が配設され、電解質板２１の
上面には、アノード２２と略同一大きさの平板状のカソ
ード２３が、電解質板２１の上面に密着するよう配設さ
れている。
【００３１】アノード２２の下面には、平面形状がアノ
ード２２と略同寸法で板厚方向に貫通する多数の孔を有
するアノードパンチプレート２４が当接し、カソード２
３の上面には、平面形状がカソード２３と略同寸法で板
厚方向に貫通する多数の孔を有するカソードパンチプレ
ート２５が当接している。
ード２２と略同寸法で板厚方向に貫通する多数の孔を有
するアノードパンチプレート２４が当接し、カソード２
３の上面には、平面形状がカソード２３と略同寸法で板
厚方向に貫通する多数の孔を有するカソードパンチプレ
ート２５が当接している。
【００３２】平面形状が平板状で中央部にアノード用開
口２６ａを有する額縁状のアノードマスクプレート２６
における前記アノード用開口２６ａには、前記アノード
２２及びアノードパンチプレート２４が嵌め込まれ、平
面形状が平板状で中央部にカソード用開口２７ａを有す
る額縁状のカソードマスクプレート２７における前記カ
ソード用開口２７ａには、前記カソード２３及びカソー
ドパンチプレート２５が嵌め込まれている。
口２６ａを有する額縁状のアノードマスクプレート２６
における前記アノード用開口２６ａには、前記アノード
２２及びアノードパンチプレート２４が嵌め込まれ、平
面形状が平板状で中央部にカソード用開口２７ａを有す
る額縁状のカソードマスクプレート２７における前記カ
ソード用開口２７ａには、前記カソード２３及びカソー
ドパンチプレート２５が嵌め込まれている。
【００３３】アノードパンチプレート２４とカソードパ
ンチプレート２５との間には、平面寸法がアノード２２
及びカソード２３の平面寸法よりも若干大きいセパレー
タ２８が挟まれている。而して、セパレータ２８は図２
に示すごとく交互に凹凸を繰り返す波形状のプレス製
で、その上面はアノードパンチプレート２４及びアノー
ドマスクプレート２６の下面に密着し、その下面はカソ
ードパンチプレート２５及びカソードマスクプレート２
７の上面に密着している。
ンチプレート２５との間には、平面寸法がアノード２２
及びカソード２３の平面寸法よりも若干大きいセパレー
タ２８が挟まれている。而して、セパレータ２８は図２
に示すごとく交互に凹凸を繰り返す波形状のプレス製
で、その上面はアノードパンチプレート２４及びアノー
ドマスクプレート２６の下面に密着し、その下面はカソ
ードパンチプレート２５及びカソードマスクプレート２
７の上面に密着している。
【００３４】図２において、セパレータ２８の凹部は上
方のアノードパンチプレート２４側に向け開口してセパ
レータ２８にアノードガス流路２９が形成され、セパレ
ータ２８の凸部は下方のカソードパンチプレート２５側
に向け開口してセパレータ２８にカソードガス流路３０
が形成されている。
方のアノードパンチプレート２４側に向け開口してセパ
レータ２８にアノードガス流路２９が形成され、セパレ
ータ２８の凸部は下方のカソードパンチプレート２５側
に向け開口してセパレータ２８にカソードガス流路３０
が形成されている。
【００３５】而して、アノードガス流路２９、カソード
ガス流路３０は平面的に見て図１の上方から下方へ延在
し、アノードガスＡＧ、カソードガスＣＧは図１、３、
４の矢印方向へ流れるようになっており、図２において
は紙面に対して直交する方向へ流れるようになってい
る。
ガス流路３０は平面的に見て図１の上方から下方へ延在
し、アノードガスＡＧ、カソードガスＣＧは図１、３、
４の矢印方向へ流れるようになっており、図２において
は紙面に対して直交する方向へ流れるようになってい
る。
【００３６】又、前記セパレータ２８の外周縁部に形成
されたシール部２８ａはアノードマスクプレート２６の
下面外周縁部とカソードマスクプレート２７の上面外周
縁部に密着しアノードガスＡＧ、カソードガスＣＧは外
部に漏洩しないようになっている（図３参照）。
されたシール部２８ａはアノードマスクプレート２６の
下面外周縁部とカソードマスクプレート２７の上面外周
縁部に密着しアノードガスＡＧ、カソードガスＣＧは外
部に漏洩しないようになっている（図３参照）。
【００３７】更に、カソードパンチプレート２５、カソ
ード２３、電解質板２１、アノード２２、アノードパン
チプレート２４により１単位のセル３１が構成され、複
数のセル３１が積層され、締結されて燃料電池のスタッ
クが形成されている。
ード２３、電解質板２１、アノード２２、アノードパン
チプレート２４により１単位のセル３１が構成され、複
数のセル３１が積層され、締結されて燃料電池のスタッ
クが形成されている。
【００３８】各セル３１の外周縁部一端側（図１の上
方）には、図３に示すごとく、セパレータ２８、カソー
ドマスクプレート２７、電解質板２１、アノードマスク
プレート２６を上下に貫通し、下方から上方へ向けてア
ノードガスＡＧが流れるアノードガス入側開口３２が設
けられ、各セル３１の外周縁部他端側（図１の下方）に
は、図３に示すごとく、セパレータ２８、カソードマス
クプレート２７、電解質板２１、アノードマスクプレー
ト２６を上下に貫通し、上方から下方へ向けてアノード
ガスＡＧが流れるアノードガス出側開口３３が設けられ
ている。
方）には、図３に示すごとく、セパレータ２８、カソー
ドマスクプレート２７、電解質板２１、アノードマスク
プレート２６を上下に貫通し、下方から上方へ向けてア
ノードガスＡＧが流れるアノードガス入側開口３２が設
けられ、各セル３１の外周縁部他端側（図１の下方）に
は、図３に示すごとく、セパレータ２８、カソードマス
クプレート２７、電解質板２１、アノードマスクプレー
ト２６を上下に貫通し、上方から下方へ向けてアノード
ガスＡＧが流れるアノードガス出側開口３３が設けられ
ている。
【００３９】而して、アノードガス入側開口３２を流れ
るアノードガスＡＧは各セル３１で分配されてアノード
ガス流路２９へ流入し、アノードガス流路２９を通った
後、アノードガス出側開口３３へ流出するようになって
いる。
るアノードガスＡＧは各セル３１で分配されてアノード
ガス流路２９へ流入し、アノードガス流路２９を通った
後、アノードガス出側開口３３へ流出するようになって
いる。
【００４０】なお、この場合、セパレータ２８に設ける
アノードガス入側開口３２、アノードガス出側開口３３
は、多数の小径状の開口となっている。
アノードガス入側開口３２、アノードガス出側開口３３
は、多数の小径状の開口となっている。
【００４１】各セル３１の外周縁部一端側（図１の上
方）には、図４に示すごとく、セパレータ２８、カソー
ドマスクプレート２７、電解質板２１、アノードマスク
プレート２６を上下に貫通し、下方から上方へ向けてカ
ソードガスＣＧが流れるカソードガス入側開口３４が設
けられ、各セル３１の外周縁部他端側（図１の下方）に
は、図４に示すごとく、セパレータ２８、カソードマス
クプレート２７、電解質板２１、アノードマスクプレー
ト２６を上下に貫通し、上方から下方へ向けてアノード
ガスＡＧが流れるカソードガス出側開口３５が設けられ
ている。
方）には、図４に示すごとく、セパレータ２８、カソー
ドマスクプレート２７、電解質板２１、アノードマスク
プレート２６を上下に貫通し、下方から上方へ向けてカ
ソードガスＣＧが流れるカソードガス入側開口３４が設
けられ、各セル３１の外周縁部他端側（図１の下方）に
は、図４に示すごとく、セパレータ２８、カソードマス
クプレート２７、電解質板２１、アノードマスクプレー
ト２６を上下に貫通し、上方から下方へ向けてアノード
ガスＡＧが流れるカソードガス出側開口３５が設けられ
ている。
【００４２】而して、カソードガス入側開口３４を流れ
るカソードガスＣＧは、各セル３１で分配されてカソー
ドガス流路３０へ流入し、カソードガス流路３０を通っ
た後、カソードガス出側開口３５へ流出するようになっ
ている。
るカソードガスＣＧは、各セル３１で分配されてカソー
ドガス流路３０へ流入し、カソードガス流路３０を通っ
た後、カソードガス出側開口３５へ流出するようになっ
ている。
【００４３】アノードガス流路２９内には、図２、３に
示すごとく、アノードガス入側開口３２とアノードガス
出側開口３３との間に位置するよう、セラミックス製の
粒状体３６が充填されている。これは、アノードガス流
路２９の開口断面積を狭くし、アノードガス流路２９を
流れるアノードガスＡＧの流速が反応にとって最適値と
なるように速く（１〜２ｍ／ｓｅｃ．）するためであ
る。又、粒状体３６の大きさは、セパレータ２８に設け
たアノードガス入側開口３２、アノードガス出側開口３
３よりも若干大きくする。更に、セラミックス製の粒状
体３６のかわりにアノードガス入側開口３２とアノード
ガス出側開口３３との間に位置するよう、アノードガス
流路２９にセラミックス製の小径の棒状体を束にして収
納するようにしても良い。
示すごとく、アノードガス入側開口３２とアノードガス
出側開口３３との間に位置するよう、セラミックス製の
粒状体３６が充填されている。これは、アノードガス流
路２９の開口断面積を狭くし、アノードガス流路２９を
流れるアノードガスＡＧの流速が反応にとって最適値と
なるように速く（１〜２ｍ／ｓｅｃ．）するためであ
る。又、粒状体３６の大きさは、セパレータ２８に設け
たアノードガス入側開口３２、アノードガス出側開口３
３よりも若干大きくする。更に、セラミックス製の粒状
体３６のかわりにアノードガス入側開口３２とアノード
ガス出側開口３３との間に位置するよう、アノードガス
流路２９にセラミックス製の小径の棒状体を束にして収
納するようにしても良い。
【００４４】次に、本発明の実施の形態における作動に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００４５】最下端のセル３１のアノードガス入側開口
３２に導入されたアノードガスＡＧは上昇しつつ各セル
３１ごとにアノードガス流路２９へ分配され、アノード
ガス流路２９を流れつつアノードパンチプレート２４の
孔からアノード２２に接続して所定の化学反応が生じ、
最下端のセル３１のカソードガス入側開口３４に導入さ
れたカソードガスＣＧは上昇しつつ各セル３１ごとにカ
ソードガス流路３０へ分配され、カソードガス流路３０
を流れつつカソードパンチプレート２５の孔からカソー
ド２３に接続して所定の化学反応が生じる。而して、そ
の結果、発電が行われる。発電の仕組みは、従来の溶融
炭酸塩型燃料電池と同じで公知であるため、説明は省略
する。
３２に導入されたアノードガスＡＧは上昇しつつ各セル
３１ごとにアノードガス流路２９へ分配され、アノード
ガス流路２９を流れつつアノードパンチプレート２４の
孔からアノード２２に接続して所定の化学反応が生じ、
最下端のセル３１のカソードガス入側開口３４に導入さ
れたカソードガスＣＧは上昇しつつ各セル３１ごとにカ
ソードガス流路３０へ分配され、カソードガス流路３０
を流れつつカソードパンチプレート２５の孔からカソー
ド２３に接続して所定の化学反応が生じる。而して、そ
の結果、発電が行われる。発電の仕組みは、従来の溶融
炭酸塩型燃料電池と同じで公知であるため、説明は省略
する。
【００４６】アノードガス流路２９を通過したアノード
ガスＡＧは、アノードガス出側開口３３へ流出して下方
へ流れ、カソードガス流路３０を通過したカソードガス
ＣＧはカソードガス出側開口３５へ流出して下方へ流れ
る。
ガスＡＧは、アノードガス出側開口３３へ流出して下方
へ流れ、カソードガス流路３０を通過したカソードガス
ＣＧはカソードガス出側開口３５へ流出して下方へ流れ
る。
【００４７】カソードガス流路３０を流れるカソードガ
スＣＧの流速は、セパレータ２８をプレスする際のカソ
ードガス流路３０の断面積によって発電のための最適値
にすることができる。
スＣＧの流速は、セパレータ２８をプレスする際のカソ
ードガス流路３０の断面積によって発電のための最適値
にすることができる。
【００４８】又、アノードガス流路２９内には粒状体３
６を充填することにより、アノードガスＡＧが流れる断
面積を狭くすることができ、その結果、アノードガスＡ
Ｇの流速が所定の値（１〜２ｍ／ｓｅｃ．）に上昇して
発電のために必要な最適値となる。
６を充填することにより、アノードガスＡＧが流れる断
面積を狭くすることができ、その結果、アノードガスＡ
Ｇの流速が所定の値（１〜２ｍ／ｓｅｃ．）に上昇して
発電のために必要な最適値となる。
【００４９】又、粒状体３６はセパレータ２８のアノー
ドガス入側開口３２よりも大きいため、下方へ落下する
虞れはない。
ドガス入側開口３２よりも大きいため、下方へ落下する
虞れはない。
【００５０】なお、本発明は上述の実施の形態例に限定
されるものではなく、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。
されるものではなく、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。
【００５１】
【発明の効果】本発明の燃料電池によれば、請求項１〜
４の何れにおいてもセパレータを２種類のコルゲート材
により構成せず１種類のプレス材により形成した場合に
も、カソードガスの流速のみならず、アノードガスの流
速も発電にとっての最適値とすることができるため、余
分な部品が不要となって装置全体の小型化を図ることが
でき、その結果、コストダウンや生産性の向上を図るこ
とができ、又、請求項４の場合には、前記効果に加えて
アノード及びカソードの保持を確実に行うことができ
る、等種々の優れた効果を奏し得る。
４の何れにおいてもセパレータを２種類のコルゲート材
により構成せず１種類のプレス材により形成した場合に
も、カソードガスの流速のみならず、アノードガスの流
速も発電にとっての最適値とすることができるため、余
分な部品が不要となって装置全体の小型化を図ることが
でき、その結果、コストダウンや生産性の向上を図るこ
とができ、又、請求項４の場合には、前記効果に加えて
アノード及びカソードの保持を確実に行うことができ
る、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明の燃料電池の実施の形態の一例を示し、
カソードの部分から見た平面図である。
カソードの部分から見た平面図である。
【図２】図１の燃料電池の縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。
【図５】従来の燃料電池の一例を示し、カソードの部分
から見た平面図である。
から見た平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。
【図７】図５の燃料電池におけるアノードガス用入側開
口の部分の縦断面図である。
口の部分の縦断面図である。
【図８】図５の燃料電池におけるカソードガス用入側開
口の部分の縦断面図である。
口の部分の縦断面図である。
【図９】図５の燃料電池のセムを複数積重ねた状態を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図１０】溶融炭酸塩型燃料電池の一般的な模式的構成
図である。
図である。
２１ 電解質板 ２２ アノード ２３ カソード ２４ アノードパンチプレート ２５ カソードパンチプレート ２８ セパレータ ２９ アノードガス流路 ３０ カソードガス流路 ３１ セル ３６ 粒状体（物体）
Claims (4)
- 【請求項１】 アノードとカソードの２枚の平板状の電
極と、該電極間に挾持された平板状の電解質板とを有す
る複数のセルと、該複数のセル間に挾持されたセパレー
タとを備えた燃料電池において、前記セパレータを凹凸
が連続する波形状に形成して前記セパレータに、前記ア
ノード側に向いて開口したアノードガス流路とカソード
側に向いて開口したカソードガス流路を設け、前記アノ
ードガス流路内に該アノードガス流路の縦断面積を狭く
する物体を収納したことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】 アノードガス流路の縦断面積を狭くする
物体をセラミックス製の粒状体とした請求項１に記載の
燃料電池。 - 【請求項３】 アノードガス流路の縦断面積を狭くする
物体をアノードガス流路に沿って延在するセラミックス
製の棒状体とした請求項１に記載の燃料電池。 - 【請求項４】 アノードとセパレータとの間にアノード
パンチプレートを介在させ、カソードとセパレータとの
間にカソードパンチプレートを介在させた請求項１、２
又は３に記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063022A JPH09259904A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063022A JPH09259904A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259904A true JPH09259904A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13217289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8063022A Pending JPH09259904A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09259904A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999060649A1 (de) * | 1998-05-18 | 1999-11-25 | Firma Carl Freudenberg | Brennstoffzelle |
| JP2005509260A (ja) * | 2001-11-07 | 2005-04-07 | インテリジェント エナジー リミテッド | 燃料電池の流れ場プレート |
| JP2006127770A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2006294596A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池用スタック |
| WO2010018656A1 (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-18 | パナソニック株式会社 | 燃料電池セパレータおよび燃料電池 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP8063022A patent/JPH09259904A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999060649A1 (de) * | 1998-05-18 | 1999-11-25 | Firma Carl Freudenberg | Brennstoffzelle |
| JP2005509260A (ja) * | 2001-11-07 | 2005-04-07 | インテリジェント エナジー リミテッド | 燃料電池の流れ場プレート |
| JP4700910B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2011-06-15 | インテリジェント エナジー リミテッド | 燃料電池の流れ場プレート |
| US8304139B2 (en) | 2001-11-07 | 2012-11-06 | Intelligent Energy Limited | Fuel cell fluid flow field plates |
| JP2006127770A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2006294596A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池用スタック |
| WO2010018656A1 (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-18 | パナソニック株式会社 | 燃料電池セパレータおよび燃料電池 |
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