JPH10302814A - 固体高分子型燃料電池 - Google Patents
固体高分子型燃料電池Info
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- JPH10302814A JPH10302814A JP9144435A JP14443597A JPH10302814A JP H10302814 A JPH10302814 A JP H10302814A JP 9144435 A JP9144435 A JP 9144435A JP 14443597 A JP14443597 A JP 14443597A JP H10302814 A JPH10302814 A JP H10302814A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】固体高分子電解質膜の両側に電極を接合した接
合体とセパレータとの接触抵抗が小さく、単セルの出力
電圧の大きな固体高分子型燃料電池を得る。 【解決手段】単セル１は、固体高分子電解質膜２の両側
に電極３ａ、３ｂを接合した接合体４と、接合体４を挟
持し、かつ電極３ａ、３ｂと対面して反応ガス通路８
ａ、８ｂを画成するセパレータ５ａ、５ｂとを備える。
両セパレータ５ａ、５ｂには互いに噛み合うように凹凸
７ａ、７ｂを形成し、接合体４を反応ガス通路８ａ、８
ｂに押し込んで接合体４を凹凸状に変形させる。この
際、電極３ａ、３ｂを弾性を有するカーボン製板状体よ
り形成し、かつ両セパレータ５ａ、５ｂを所定の凹凸形
状を有するプレス板より形成する。
合体とセパレータとの接触抵抗が小さく、単セルの出力
電圧の大きな固体高分子型燃料電池を得る。 【解決手段】単セル１は、固体高分子電解質膜２の両側
に電極３ａ、３ｂを接合した接合体４と、接合体４を挟
持し、かつ電極３ａ、３ｂと対面して反応ガス通路８
ａ、８ｂを画成するセパレータ５ａ、５ｂとを備える。
両セパレータ５ａ、５ｂには互いに噛み合うように凹凸
７ａ、７ｂを形成し、接合体４を反応ガス通路８ａ、８
ｂに押し込んで接合体４を凹凸状に変形させる。この
際、電極３ａ、３ｂを弾性を有するカーボン製板状体よ
り形成し、かつ両セパレータ５ａ、５ｂを所定の凹凸形
状を有するプレス板より形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型燃料
電池に関するものである。
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体高分子型燃料電池として、固
体高分子電解質膜の両側にカーボンクロス製の電極を接
合した接合体と、該接合体を挟持し、かつ該電極と対面
して反応ガス通路を画成する集電性を有する一対のセパ
レータとを備え、相互に対向配置される該セパレータに
は凹凸が形成され、該両セパレータの凹凸が互いに噛み
合うように形成されると共に、該接合体を該反応ガス通
路に押し込んで該接合体を凹凸状に変形させたものが知
られている（特開平７−３３５２３４号公報）。
体高分子電解質膜の両側にカーボンクロス製の電極を接
合した接合体と、該接合体を挟持し、かつ該電極と対面
して反応ガス通路を画成する集電性を有する一対のセパ
レータとを備え、相互に対向配置される該セパレータに
は凹凸が形成され、該両セパレータの凹凸が互いに噛み
合うように形成されると共に、該接合体を該反応ガス通
路に押し込んで該接合体を凹凸状に変形させたものが知
られている（特開平７−３３５２３４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の固体高分子
型燃料電池は、柔軟性を有するカーボンクロス製の電極
をセパレータの凹凸形状に沿って変形させ、該電極と該
セパレータとの接触面積を増大させることにより、該電
極と該セパレータとの接触抵抗を小さくして出力電圧の
増大を図ったものであるが、柔軟性を有するカーボンク
ロス製の電極を使用しているので、該電極と該セパレー
タとの間の接触面圧が小さいため、該電極と該セパレー
タとの接触抵抗が大きくなり、固体高分子型燃料電池の
出力電圧を増大させることが困難であるという問題点を
有する。そこで、本発明は、上記問題点を解消するため
になされたものであり、電極とセパレータとの間の接触
抵抗が小さく出力電圧の大きい固体高分子型燃料電池を
提供することを課題とする。
型燃料電池は、柔軟性を有するカーボンクロス製の電極
をセパレータの凹凸形状に沿って変形させ、該電極と該
セパレータとの接触面積を増大させることにより、該電
極と該セパレータとの接触抵抗を小さくして出力電圧の
増大を図ったものであるが、柔軟性を有するカーボンク
ロス製の電極を使用しているので、該電極と該セパレー
タとの間の接触面圧が小さいため、該電極と該セパレー
タとの接触抵抗が大きくなり、固体高分子型燃料電池の
出力電圧を増大させることが困難であるという問題点を
有する。そこで、本発明は、上記問題点を解消するため
になされたものであり、電極とセパレータとの間の接触
抵抗が小さく出力電圧の大きい固体高分子型燃料電池を
提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、固体高分子電解質膜の両側に電極を接合した接合体
と、該接合体を挟持し、かつ該電極と対面して反応ガス
通路を画成する集電性を有する一対のセパレータとを備
え、相互に対向配置される該両セパレータには凹凸が形
成され、該両セパレータの凹凸が互いに噛み合うように
形成されると共に、該接合体を該反応ガス通路に押し込
んで該接合体を凹凸状に変形させた固体高分子型燃料電
池において、該電極を弾性を有するカーボン製板状体よ
り形成し、かつ該両セパレータを所定の凹凸形状を有す
るプレス板より形成したことを特徴とする。請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載の発明の固体高分子型燃
料電池において、相互に対向配置される該両セパレータ
の周縁部に該両セパレータ間の距離を規制するスペーサ
を介設したことを特徴とする。
は、固体高分子電解質膜の両側に電極を接合した接合体
と、該接合体を挟持し、かつ該電極と対面して反応ガス
通路を画成する集電性を有する一対のセパレータとを備
え、相互に対向配置される該両セパレータには凹凸が形
成され、該両セパレータの凹凸が互いに噛み合うように
形成されると共に、該接合体を該反応ガス通路に押し込
んで該接合体を凹凸状に変形させた固体高分子型燃料電
池において、該電極を弾性を有するカーボン製板状体よ
り形成し、かつ該両セパレータを所定の凹凸形状を有す
るプレス板より形成したことを特徴とする。請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載の発明の固体高分子型燃
料電池において、相互に対向配置される該両セパレータ
の周縁部に該両セパレータ間の距離を規制するスペーサ
を介設したことを特徴とする。
【０００５】請求項１に記載の発明では、電極をカーボ
ン製板状体により形成するので、該電極と該セパレータ
との接触面積を大きく保ちつつ、該電極と該セパレータ
との間の接触面圧を大きくすることができるため、該電
極と該セパレータとの間の接触抵抗が小さくなり、固体
高分子型燃料電池の出力電圧が増大する。請求項２に記
載の発明では、スペーサにより相互に対向配置される一
対セパレータ間の距離を規制するため、接合体を容易に
所定の凹凸状態に変形させることができる。
ン製板状体により形成するので、該電極と該セパレータ
との接触面積を大きく保ちつつ、該電極と該セパレータ
との間の接触面圧を大きくすることができるため、該電
極と該セパレータとの間の接触抵抗が小さくなり、固体
高分子型燃料電池の出力電圧が増大する。請求項２に記
載の発明では、スペーサにより相互に対向配置される一
対セパレータ間の距離を規制するため、接合体を容易に
所定の凹凸状態に変形させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】相互に対向配置される該両セパレ
ータに形成される凹凸は、互いに噛み合うことができる
ように形成されていればよく、互いに噛み合うことので
きる深さの大小は問わない。カーボン製板状体は、カー
ボン短繊維を集合させてマット状に形成したものでもよ
く、黒鉛を固めて板状に形成したものでもよい。スペー
サは、セパレータと別体に形成してもよく、一体に形成
してもよい。
ータに形成される凹凸は、互いに噛み合うことができる
ように形成されていればよく、互いに噛み合うことので
きる深さの大小は問わない。カーボン製板状体は、カー
ボン短繊維を集合させてマット状に形成したものでもよ
く、黒鉛を固めて板状に形成したものでもよい。スペー
サは、セパレータと別体に形成してもよく、一体に形成
してもよい。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１〜２に基
づいて説明する。図１に本実施例の固体高分子型燃料電
池の発電単位となる単セル１の平面図を示し、図２に図
１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図を示す。単セル１は、固
体高分子電解質膜２の両側に電極３ａ、３ｂが接合され
てなる接合体４と、接合体４を挟持するセパレータ５
ａ、５ｂと、接合体４とセパレータ５ａ、５ｂとの間を
シールするシール部材６ａ、６ｂと、セパレータ５ａ、
５ｂ間の距離を規制する絶縁性のスペーサ９とから形成
されている。
づいて説明する。図１に本実施例の固体高分子型燃料電
池の発電単位となる単セル１の平面図を示し、図２に図
１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図を示す。単セル１は、固
体高分子電解質膜２の両側に電極３ａ、３ｂが接合され
てなる接合体４と、接合体４を挟持するセパレータ５
ａ、５ｂと、接合体４とセパレータ５ａ、５ｂとの間を
シールするシール部材６ａ、６ｂと、セパレータ５ａ、
５ｂ間の距離を規制する絶縁性のスペーサ９とから形成
されている。
【０００８】セパレータ５ａ、５ｂは、ステンレス鋼板
（ＳＵＳ３０４）をプレス成形して凹凸７ａ、７ｂを形
成したものであり、凹凸７ａと凹凸７ｂとが互いに噛み
合うように配設され、接合体４がセパレータ５ａ、５ｂ
の凹凸７ａ、７ｂにより挟持されている。セパレータ５
ａ、５ｂと接合体４との間に形成された反応ガス通路８
ａ、８ｂに面した接合体４部位が、反応ガス通路８ａ、
８ｂ側に押し込まれ、接合体４が凹凸状に変形してい
る。なお、接合体４の電極３ａ、３ｂは、短繊維状の炭
素繊維が集合して形成された弾性を有するカーボン製板
状体（東レ（株）製電極基材ＴＧＰ−Ｈ−０６０）より
形成され、該カーボン製板状体の固体高分子電解質膜２
側表面には触媒を担持したカーボンブラックよりなる触
媒層が形成されている。
（ＳＵＳ３０４）をプレス成形して凹凸７ａ、７ｂを形
成したものであり、凹凸７ａと凹凸７ｂとが互いに噛み
合うように配設され、接合体４がセパレータ５ａ、５ｂ
の凹凸７ａ、７ｂにより挟持されている。セパレータ５
ａ、５ｂと接合体４との間に形成された反応ガス通路８
ａ、８ｂに面した接合体４部位が、反応ガス通路８ａ、
８ｂ側に押し込まれ、接合体４が凹凸状に変形してい
る。なお、接合体４の電極３ａ、３ｂは、短繊維状の炭
素繊維が集合して形成された弾性を有するカーボン製板
状体（東レ（株）製電極基材ＴＧＰ−Ｈ−０６０）より
形成され、該カーボン製板状体の固体高分子電解質膜２
側表面には触媒を担持したカーボンブラックよりなる触
媒層が形成されている。
【０００９】シール部材６ａ、６ｂは、絶縁性ゴムによ
り形成され、接合体４の電極３ａ、３ｂと、電極３ａ、
３ｂの周縁から外方に突出した固体高分子電解質膜２と
を挟持し、反応ガス通路８ａと反応ガス通路８ｂとの間
を絶縁すると同時に、反応ガス通路８ａ、８ｂと外部空
間１０との間を絶縁している。スペーサ９は、セパレー
タ５ａ、５ｂの外周に沿うように形成された筒状体であ
り、高さＨは、接合体４を反応ガス通路８ａ、８ｂ側に
押し込むことなく接合体４にセパレータ５ａ、５ｂを当
接させた際のセパレータ５ａ、５ｂ間の距離より小さく
形成されている。接合体４を挟持する際のセパレータ５
ａ、５ｂ間の距離がスペーサ９により規制され、接合体
４の変形量が規制される。
り形成され、接合体４の電極３ａ、３ｂと、電極３ａ、
３ｂの周縁から外方に突出した固体高分子電解質膜２と
を挟持し、反応ガス通路８ａと反応ガス通路８ｂとの間
を絶縁すると同時に、反応ガス通路８ａ、８ｂと外部空
間１０との間を絶縁している。スペーサ９は、セパレー
タ５ａ、５ｂの外周に沿うように形成された筒状体であ
り、高さＨは、接合体４を反応ガス通路８ａ、８ｂ側に
押し込むことなく接合体４にセパレータ５ａ、５ｂを当
接させた際のセパレータ５ａ、５ｂ間の距離より小さく
形成されている。接合体４を挟持する際のセパレータ５
ａ、５ｂ間の距離がスペーサ９により規制され、接合体
４の変形量が規制される。
【００１０】上記構造の単セル１では、接合体４を形成
する電極３ａ、３ｂが弾性を有するため、接合体４がセ
パレータ５ａ、５ｂにより挟持されて接合体４が凹凸状
に変形する際、接合体４とセパレータ５ａ、５ｂとの接
触面積が大きくなると共に、接合体４とセパレータ５
ａ、５ｂとの接触面圧が高くなる。そのため、接合体４
とセパレータ５ａ、５ｂとの間の接触抵抗が低下して出
力電圧が増大する。
する電極３ａ、３ｂが弾性を有するため、接合体４がセ
パレータ５ａ、５ｂにより挟持されて接合体４が凹凸状
に変形する際、接合体４とセパレータ５ａ、５ｂとの接
触面積が大きくなると共に、接合体４とセパレータ５
ａ、５ｂとの接触面圧が高くなる。そのため、接合体４
とセパレータ５ａ、５ｂとの間の接触抵抗が低下して出
力電圧が増大する。
【００１１】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、固体高
分子電解質膜の両側に電極を接合した接合体と、該接合
体を挟持し、かつ該電極と対面して反応ガス通路を画成
する集電性を有するセパレータとを備え、相互に対向配
置される該両セパレータには凹凸が形成され、該両セパ
レータの凹凸が互いに噛み合うように形成されると共
に、該接合体を該反応ガス通路に押し込んで該接合体を
凹凸状に変形させた固体高分子型燃料電池において、該
電極を弾性を有するカーボン製板状体より形成し、かつ
該両セパレータを所定の凹凸形状を有するプレス板より
形成したので、接合体とセパレータとの接触面積を大き
く保ちつつ、接触面圧を大きくすることができるため、
接合体とセパレータとの接触抵抗が低下して固体高分子
型燃料電池の出力電圧が増大する。請求項２に記載の発
明によれば、相互に対向配置されるセパレータの周縁部
に該両セパレータ間の距離を規制するスペーサを介設し
たので、接合体の変形量を容易に調整することが可能と
なり、固体高分子型燃料電池の組み立てが容易になる。
分子電解質膜の両側に電極を接合した接合体と、該接合
体を挟持し、かつ該電極と対面して反応ガス通路を画成
する集電性を有するセパレータとを備え、相互に対向配
置される該両セパレータには凹凸が形成され、該両セパ
レータの凹凸が互いに噛み合うように形成されると共
に、該接合体を該反応ガス通路に押し込んで該接合体を
凹凸状に変形させた固体高分子型燃料電池において、該
電極を弾性を有するカーボン製板状体より形成し、かつ
該両セパレータを所定の凹凸形状を有するプレス板より
形成したので、接合体とセパレータとの接触面積を大き
く保ちつつ、接触面圧を大きくすることができるため、
接合体とセパレータとの接触抵抗が低下して固体高分子
型燃料電池の出力電圧が増大する。請求項２に記載の発
明によれば、相互に対向配置されるセパレータの周縁部
に該両セパレータ間の距離を規制するスペーサを介設し
たので、接合体の変形量を容易に調整することが可能と
なり、固体高分子型燃料電池の組み立てが容易になる。
【図１】本発明の実施例である固体高分子型燃料電池の
平面図である。
平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
２ 固体高分子電解質膜 ３ａ 電極 ３ｂ 電極 ４ 接合体 ５ａ セパレータ ５ｂ セパレータ ７ａ 凹凸 ７ｂ 凹凸 ８ａ 反応ガス通路 ８ｂ 反応ガス通路 ９ スペーサ
Claims (2)
- 【請求項１】固体高分子電解質膜の両側に電極を接合し
た接合体と、 該接合体を挟持し、かつ該電極と対面して反応ガス通路
を画成する集電性を有する一対のセパレータとを備え、 相互に対向配置される該両セパレータには凹凸が形成さ
れ、該両セパレータの凹凸が互いに噛み合うように形成
されると共に、該接合体を該反応ガス通路に押し込んで
該接合体を凹凸状に変形させた固体高分子型燃料電池に
おいて、 該電極を弾性を有するカーボン製板状体より形成し、か
つ該両セパレータを所定の凹凸形状を有するプレス板よ
り形成したことを特徴とする固体高分子型燃料電池。 - 【請求項２】請求項１記載の固体高分子型燃料電池にお
いて、 相互に対向配置される該両セパレータの周縁部に該両セ
パレータ間の距離を規制するスペーサを介設したことを
特徴とする固体高分子型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144435A JPH10302814A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 固体高分子型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144435A JPH10302814A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 固体高分子型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10302814A true JPH10302814A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=15362146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9144435A Pending JPH10302814A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 固体高分子型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10302814A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017048A1 (fr) * | 1999-09-01 | 2001-03-08 | Nok Corporation | Cellule electrochimique |
| WO2002039530A1 (fr) * | 2000-11-10 | 2002-05-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Separateur a presse pour pile a combustible |
| JP2004165125A (ja) * | 2002-01-25 | 2004-06-10 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のシール構造 |
| EP1265303A4 (en) * | 2000-03-07 | 2007-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | POLYMER ELECTROLY FUEL CELL AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
| US7498096B2 (en) | 2002-01-25 | 2009-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Seal arrangement for fuel cells |
| JP2013125614A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP9144435A patent/JPH10302814A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017048A1 (fr) * | 1999-09-01 | 2001-03-08 | Nok Corporation | Cellule electrochimique |
| US6720103B1 (en) | 1999-09-01 | 2004-04-13 | Nok Corporation | Fuel cell |
| JP4147773B2 (ja) * | 1999-09-01 | 2008-09-10 | Ｎｏｋ株式会社 | 燃料電池 |
| EP1265303A4 (en) * | 2000-03-07 | 2007-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | POLYMER ELECTROLY FUEL CELL AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
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| US6953636B2 (en) | 2000-11-10 | 2005-10-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Press separator for fuel cell made of stainless steel press formed in contiguous corrugations |
| JP2004165125A (ja) * | 2002-01-25 | 2004-06-10 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のシール構造 |
| US7498096B2 (en) | 2002-01-25 | 2009-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Seal arrangement for fuel cells |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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