JPH10509841A - 電気化学燃料電池スタックのための端部マニホールド組立物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 端部マニホールド組立物が、電気化学燃料電池に出入りする反応剤及び冷却剤の流れを案内し、導入し且つ収容する。この組立物は複数のマニホールドプレートかな成る。それぞれの燃料電池は、電池に取り付けられた単一のマニホールドプレートまたは少なくとも二つのマニホールドプレートを有する。それぞれのマニホールドプレートが、流体を収容するためにプレートに形成された少なくとも一つのマニホールド開口部と、このマニホールド開口部とマニホールドプレートが取り付けられる燃料電池との間の流体連絡を生じさせるために、プレートに形成された少なくとも一つのチャネルと、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 電気化学燃料電池スタックのための端部マニホールド組立物発明の分野 本発明は電気化学燃料電池に関する。さらに特定すると、本発明は電気化学燃 料電池スタックの側部に取り付けた端部マニホールドプレートの組立物に関する 。端部マニホールド組立物がこのスタック周囲に沿う反応剤及び冷却剤の流れと を案内し、且つ個々の燃料電池に出入りする反応剤及び冷却剤の流れとを選択的 に導入し且つ取り出す。発明の背景 電気化学燃料電池は、燃料及び酸化剤を電気及び反応生成物に変換する。固体 高分子の電気化学燃料電池は膜電極組立物（”ＭＥＡ”）を一般的に使用し、膜 電極組立物は、多孔質で電気的に伝導性のシート材料であり典型的には炭素ファ イバー紙で形成された二つの電極の間に配置される固体高分子電解質またはイオ ン交換膜から成る。このＭＥＡは、所望の電気化学反応を誘起させるために、典 型的には微細に粉砕されたプラチナの形状で、それぞれの膜／電極界面に触媒層 を収容する。この電極は電気的に接続され、電極間の電子を外部負荷に伝達する ための通路となる。 正極では、燃料が多孔質電極材料を浸透しかつ触媒層で反応して、膜を貫通し て負極に移動する陽イオンを形成する。負極では、酸素含有ガス供給物が触媒層 で反応し陰イオンを形成する。負極で形成された陰イオンは陽イオンと反応して 反応生成物を形成する。 燃料として水素、及び酸化剤として酸素含有空気を使用する電気 化学燃料電池において、 正極での触媒作用反応は、燃料供給物から水素陽イオ ン（陽子）を生成する。イオン交換膜は正極から負極へと水素イオンの移動を促 進させる。水素イオンを伝達することに加えて、この膜は水素含有燃料流れを酸 素含有酸化剤流れから分離する。負極においては、酸素が触媒層で反応して陰イ オンを形成する。負極で形成された陰イオンは、膜を横切って反応生成物である 水を形成する水素イオンと反応する。水素／酸素燃料電池の正極と負極との反応 は次の式で示される。 正極反応： Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^- 負極反応： （１／２）Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｈ₂Ｏ 典型的な燃料電池においては、ＭＥＡは二つの導電性プレートの間に配置され 、それぞれのプレートはプレートに彫られたり或いは刻まれた少なくとも一つの 流路を有する。これらの燃料流フィールドプレートは一般的にグラファイトから 形成される。流路は、燃料及び酸化剤を、それぞれの電極へと、すなわち、燃料 側の正極及び酸化剤側の負極へと導く。単一電池配列においては、燃料流フィー ルドプレートが、それぞれ正極側及び負極側に設けられる。このプレートは、集 電体としての役目を負い、電極の支持をし、それぞれの正極及び負極表面に向か う燃料及び酸化剤のための通路チャネルを与え、且つ、電池が作用する際に形成 される水を除去するためのチャネルを与える。 二つまたはそれ以上の燃料電池を、一般的には直列に、時には並列に接続でき 、組立物の全出力を増加させることができる。直列配列においては、所定のプレ ートの一側部が一つの電池の正極板として役立ち、このプレートのもう一つの側 部が隣の電池の負極板として役立つ。この直列接続多重燃料電池配列は燃料電池 スタックと呼ばれ、連結棒及び端板によってその相互組立状態に保持することが できる。典型的には、スタックは、燃料（実質的に純水素、メタノールリフォー メートまたは天然ガスリフォーメート）と酸化剤（実質的に純酸素または酸素含 有空気）とを正極と負極との流フィールドチャネルに導入するマニホールドと入 口ポートを有する。また、このスタックは、冷却剤流体、一般的には水を、スタ ック内の内側チャネルに導入し、燃料電池内の水素と酸素の発熱反応によって発 生した熱を吸収する。また一般的にスタックは、連れ込まれた水分をそれぞれ担 持した未反応の燃料及び酸化剤ガスのための排出マニホールド及び出口ポート、 ならびに、スタックから出ていく冷却水のための排出マニホールド及び出口ポー トを有する。スタックの同一端部に少なくとも入口と出口のポートを配置するこ とは一般的に便利である。 固体高分子イオン交換膜を使用した慣用の電気化学燃料電池スタックにおいて 、個々の燃料電池に出入りする反応剤及び生成物を案内するためのマニホールド は、反応剤流フィールドプレートの内側に形成されるマニホールド開口部または 送り穴を直列に配列にして形成される。例えば、Watkins 等の米国特許第５，１ ０８，８４９号は図４と添付された明細書に開示され、反応剤流体流フィールド プレートは、そのコーナーに形成された複数の開口部を有し、流体供給開口部及 び及び流体排出開口部を有する。Watkins の流フィールドプレートに形成された それぞれのチャネルは、流体供給開口部に直接接続された入口終端部と、流体排 出開口部に直接接続された出口終端部とを備える。このチャネルは、反応ガス流 れを、供給開口部から燃料電池の電気化学的に活性な領域の中央部へと案内する 。多重流体流フィールドプレートがスタックに配置される場合は、流体供給開口 部及び排出開口部は隣のプレートの対応開口部と整列され、スタックの広かり全 体にわたって反応剤流体流れを案内する ためのマニホールドを形成する。 別の形式の慣用の燃料電池スタック、主として、流体電解質を使用するこれら においては、個々の燃料電池に出入りする反応剤及び生成物を案内するためのマ ニホールドは、電池プレートを取り囲むフレームに位置する。例えば、米国特許 第３，２７８，３３６号においては、その上部と下部の縁部分に形成された開口 を有するフレームは、反応剤ガスと電解質を電極に導入し、かつ反応剤ガスと電 解質を電極から放出する。 Erickson の米国特許第３，６１５，８３８号、Warszawski の米国特許第３， ８１４，６３１、Bellows の米国特許第４，３４６，１５０、Alfenaar の米国 特許第４，４０３，０１８、Romanowski の米国特許第４，７４３，５１８、及 びOkada の米国特許第４，９４３，４９５は、慣用の燃料電池スタックの別の例 を開示し、個々の燃料電池に出入りする反応剤及び生成物を案内するためのスタ ック内のマニホールドは、電池プレートを取り囲むフレームに位置する。フレー ムマニホールド構造物は、次の固有の欠点を有する。（１）フレームマニホール ド構造物は、燃料電池スタックの全体の体積を増加させ、（２）フレームマニホ ールド構造物は、製造及び／または成形するのに一般的に高価であり、（３）フ レームマニホールド構造物は、互いから、燃料電池の電気化学的活性範囲から、 及び外部環境から反応剤及び電解質の流れを分離するのに、複雑で潜在的に不十 分な密閉形式を使用し、且つ、（４）フレームマニホールド構造物は、燃料電池 自体及びバスプレートのような付属構造物のような、内側スタック構成要素まで のアクセスを妨げる。発明の概要 改良された端部マニホールド組立物は複数の燃料電池からなる電 気化学燃料電池スタックを備える。この組立物は複数のマニホールドプレートを 含んでなる。燃料電池のそれぞれは電池に取り付けられた少なくとも二つのマニ ホールドプレートを有する。それぞれのマニホールドプレートは、流体を収容す るためにプレートに形成された少なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且 つマニホールド開口部とそれぞれのマニホールドプレートが取り付けられる燃料 電池との間に、流体連絡を生じさせるためにプレートに形成されたチャネルを有 する。 第１の好ましい実施態様においては、少なくとも二つのマニホールドプレート が、一対のマニホールドプレートになる。この実施態様において、燃料電池のそ れぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ対のマニホールドプレートのそれぞ れが燃料電池のそれぞれの互いに反対側側部に好ましく配置される。燃料電池の それぞれは横断面が最も好ましくは実質的に四辺形である。 第２の好ましい実施態様においては、燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に 矩形であり、かつ少なくとも二つのマニホールドプレートが３個のマニホールド プレートであり、それぞれが燃料電池の異なる側部に配置される。燃料電池のそ れぞれは横断面が最も好ましくは実質的に四辺形である。 第３の好ましい実施態様においては、燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に 矩形であり、かつ少なくとも二つのマニホールドプレートが４個のマニホールド プレートであり、それぞれが燃料電池の異なる側部に配置される。燃料電池のそ れぞれは横断面が最も好ましくは実質的に四辺形である。 好ましい端部マニホールド組立物において、マニホールドプレートのそれぞれ が少なくとも一つのチャネルのそれぞぞれの中に取り付けられたチューブを有す る。チューブは、マニホールドプレート から、マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池へと延在する。チューブ は金属が好ましい。 好ましい端部マニホールド組立物において、少なくとも一つのチャネルが、マ ニホールド開口部と、マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池との間に 流体連絡を生じさせるために複数の間隔を有するチャネルを含む。チャネルがそ れぞれのマニホールドプレートを貫通し実質的に平行に好ましく延在する。チャ ネルがマニホールドプレートのそれぞれを貫通して実質的に同一距離に延在する ように、少なくとも一つのマニホールド開口部が好ましく形成される。 好ましい端部マニホールド組立物において、マニホールドプレートのそれぞれ がこのプレートの一表面に形成された凹み部分を有する。この凹み部分が少なく とも一つのマニホールド開口部を実質的に取り囲み、かつノッチ部分がそれらの 反向表面から延び、それによってノッチ部分が隣のマニホールドプレートの凹み 部分へと延在する。隣のマニホールドプレートのノッチ部分がシールガスケット を圧縮するように、シールガスケットが凹み部分内に好ましく配置される。 好ましい端部マニホールド組立物において、マニホールドプレートが電気的絶 縁材料から形成される。 複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックのための端部マニホー ルド組立物の第４の好ましい実施態様において、組立物は少なくとも二つのマニ ホールドプレートを有し、且つ、個々の燃料電池は、燃料電池に取り付けられた 単一のマニホールドプレートを有する。マニホールドプレートが、燃料を収容す るためにプレートに形成された少なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且 つマニホールド開口部とマニホールドプレートが取り付けられる燃 料電池との間に流体連絡を生じさせるために、マニホールドプレートに形成され た少なくとも一つのチャネルを有する。マニホールドプレートは、マニホールド プレートが取り付けられる燃料電池を完全に取り囲まない。燃料電池のそれぞれ は横断面が好ましい多角形である。 改良された電気化学燃料電池スタックは、複数の燃料電池を含んでなる。それ ぞれの燃料電池は、電池に取り付けられた単一のマニホールドプレートまたは少 なくとも二つのマニホールドプレートを有する。それぞれのマニホールドプレー トは、燃料を収容するためにプレートに形成された少なくとも一つのマニホール ド開口部を有し、且つマニホールド開口部とマニホールドプレートのそれぞれが 取り付けられる燃料電池との間に流体連絡を生じさせるために、マニホールドプ レートに形成された少なくとも一つのチャネルを有する。図面の簡単な説明 図１は、各々のスタックを集合させた端部マニホールド組立物を備える電気化 学燃料電池スタック配列の側部の立面図である。 図２は、図１に示した電気化学燃料電池スタック配列を下向きに見たときの上 面図である。 図３は、図１及び図２に示した電気化学燃料電池スタック配列の一つのスタッ クの一部分の側部断面図である。 図４は、一対の端部マニホールドプレートを有する流体流フィールドプレート の斜視図である。 図５は、図４に組み立てた形状を示した一対の端部マニホールドプレートを有 する流体流フィールドプレートの分解図である。 図６は、図４と図５に示された一対の端部マニホールドプレート の一方の頂部表面の平面図である。 図７は、図６に示された端部マニホールドプレートの底面の平面図である。 図８は、図６と図７に示された端部マニホールドプレートの底面の側面図であ る。 図９は、図６から図８に示された端部マニホールドプレートの斜視図であり、 マニホールド開口部と、マニホールドプレートを取り付ける流体流フィールドプ レートの流チャネルと、の間に流体連絡を生じさせるチャネルを示すために断面 とした。 図１０は、図９に示される断面に沿った側部断面図である。 図１１は、図７に示される端部マニホールドプレートの凹み部分に順応するシ ールガスケットの平面図である。 図１２は、一方の側部に沿ってフィールドプレーに取り付けられた単一の端部 マニホールドプレートを有する流体流フィールドプレートの斜視図である。 図１３は、図１２に組み立てた形状を示し、一方の側部に沿ってフィールドプ レーに取り付けられた単一の端部マニホールドプレートを有する流体流フィール ドプレートの分解図である。 図１４は、二方の側部に沿ってフィールドプレーに取り付けられた単一の端部 マニホールドプレートに有する流体流フィールドプレートの斜視図である。 図１５は、三方の側部に沿ってフィールドプレーに取り付けられた単一の端部 マニホールドプレートに有する流体流フィールドプレートの斜視図である。 図１６は、一対の端部マニホールドプレートを有する流体流フィールドプレー トの斜視図であり、各端部マニホールドプレートは反応剤または冷却剤の流れ流 通させるための単一の内側マニホールド 開口部を有し、マニホールドプレートに取り付けられる燃料電池へと連絡する。 図１７は、図１６に組み立てた形状を示した一対の端部マニホールドプレート を有する流体流フィールドプレートの分解図である。 図１８は、三方の側部に取り付けられた３個の非連続の端部マニホールドプレ ートに有する流体流フィールドプレートの斜視図である。 図１９は、図１８に組み立てた形状を示した３個の非連続の端部マニホールド プレートを有する流体流フィールドプレートの分解図である。 図２０は、四方の側部に取り付けられた４個の非連続の端部マニホールドプレ ートに有する流体流フィールドプレートの斜視図である。 図２１は、図２０に組み立てた形状を示した４個の非連続の端部マニホールド プレートを有する流体流フィールドプレートの分解図である。好ましい実施態様の詳細な説明 図１に戻り、電気化学燃料電池スタック配列１０は、４個の燃料電池スタック を有し、図１にはスタック１２ａ及び１２ｂの２個を図示する。各スタックは、 １個の燃料電池１４として図１に示す個々の燃料電池の複数から順に構成される 。燃料電池スタック１０は、Watkins 等の米国特許第５，２００，２７８号（図 １〜６及び添付明細書）により充分に記載され、この引用をもってこの記載は本 説明に織り込まれるものとする。スタック配列１０を形成する形式の燃料電池の 好ましい反応剤供給及び制御装置が、Merritt 等の米 国特許第５，３６６，８２１号に記載され、この記載もこの引用によって本説明 に織り込まれるものとする。 図１に示されるように、流入する反応剤（好ましくは水素含有燃料流れ及び酸 素含有酸化剤流れ）及び冷却剤の流れとが、外側入口マニホールド１６、１８、 ２０によってスタック配列１０に向けられる。流入する反応剤及び冷却剤の流れ とのそれぞれが、複数の入口マニホールド導管によって個々のスタックに順次向 けられる。反応剤流れを外側入口マニホールド１６からスタック１２ａに向ける ための入口マニホールド導管は、入口マニホールド導管１６ａとして図１に示す 。 さらに図１に示されるように、流出する反応剤及び冷却剤の流れが、複数の出 口マニホールド導管によって個々のスタックから向けられる。反応剤流れをスタ ック１２ａから外側出口マニホールド２２に向けるための出口マニホールド導管 は、マニホールド導管２２ａとして図１に示す。流出する反応剤及び冷却剤の流 れとのそれぞれが、スタック配列１０から外側出口マニホールド２２、２４、２ ６に向けられる。 図２はスタック配列１０の上面図であり、４個の各燃料電池スタック１２ａ、 １２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、並びに流入する反応剤及び冷却剤の流れをスタック配 列１０に向けるための外側入口マニホールド１６、１８、２０を示す。入口マニ ホールド導管１６ａは、反応剤流れを外側入口マニホールド１６からスタック１ ２ａに向ける。 図３は、図１及び図２に示した燃料電池スタック配列１０の一つのスタックの 一部分の側部断面図である。図３に示されるように、多数の個別の燃料電池１４ が、バスプレート１０２、１０４間に一連に積層される。スタックは、実質的に 平坦でありかつブランク（ 溝無し、すなわち、流チャネルがそれに刻まれていない）であるブランクの主表 面１０６ａ、１０６ｂを有するブランク板を含む。ブランク板１０６の底表面１ ０６ｂは、底部バスプレート１０４の近接してその上方に位置する。 各負極板１０８は、少なくとも一つ好ましくは複数の酸化剤流チャネルが形成 された頂部表面１０８ａを有する（図３に示さず）。また、負極板１０８は、少 なくとも一つの冷却剤流チャネルが形成された底主表面１０８ｂを有する（図３ に示さず）。表面１０８ｂは、ブランク板１０６の頂部表面１０６ａと向き合う ので、表面１０６ａと１０８ｂは冷却ジャケットを形成するために協動する。冷 却ジャケットを通って案内された冷却剤流体は、スタックの周囲構成部品の温度 を制御する。 さらに図３に示されるように、スタックは、複数の膜電極組立物（複数のＭＥ Ａ）１１０を含み、それぞれは好ましくは固体高分子イオン交換膜より構成され 、イオン交換膜は負極板１０８の表面１０８ａ向き合う負極と、図３において上 向きに向き合う正極との間に挟み込まれる。表面１０８ａはＭＥＡ１１０の負極 と協動し、酸化剤流れをＭＥＡ１１０の表面をるように指向させる。スタック内 の負極は方向づけされるので、負極で電気化学反応によって生じた水をは負極板 １０８の表面１０８ａに形成されたチャネルを通って流れる酸化剤流れへと重力 によって下方に付勢されるようになっている。 各正極板１１２は、少なくとも一つ好ましくは複数の燃料流チャネルが形成さ れた底表面１１２ｂを備える（図３に示さず）。表面１１２ｂは、ＭＥＡ１１０ の正極と協動し、燃料流れをＭＥＡ１１０の表面を横切るように指向させる。ま た、正極板１１２は実質的に平面及びブランクである頂部主表面１１２ａを有す る（溝無し、 すなわち、流チャネルがそれに刻まれていない）。正極板１１２の表面１１２ａ は次に隣の板１０８の底表面１０８ｂと向き合うため、表面１１２ａと１０８ｂ が協動し冷却ジャケットを形成する。 負極板１０８、ＭＥＡ１１０及び正極１１２を含んでなる燃料電池１４の上記 構成は、図３の底から頂部まで延びて積層が行われるように繰り返される。終端 電池板１１４はスタックの最上部の正極板１１２に近接してその上方に位置する 。終端電池板１１４は、少なくとも一つの冷却剤流チャネルを形成する底主表面 １１４ｂを有する（図３に示さず）。表面１１４ｂは最上部の正極板１１２の頂 部表面１１２ａと向き合うので、表面１１２ａと１１４ｂは冷却ジャケットを形 成するため協動する。終端電池板１１４の頂部表面１１４ｂは、実質的に平面で かつブランクである（溝無し、すなわち、流チャネルがそれに刻まれていない） 。終端電池板１１４の頂部表面１１４ａは、頂部バスプレートに近接してその真 下に位置する。 積層した端部マニホールドプレートの第１の組立物は、その一部が端部マニホ ールドプレート１２０として図３に示され、燃料電池１４の外側周辺に付設され る。端部マニホールドプレート１２０の第１の組立物は、流入反応剤及び冷却剤 を燃料電池の外側周囲に沿って指向させ、反応剤及び冷却剤を燃料電池の適切な 部分に導入する。すなわち、水素含有燃料流れを燃料流チャネルを有する正極板 の表面へと、酸素含有酸化剤流れを酸化剤流チャネルを有する負極板の表面へと 、そして冷却剤流れを冷却剤流チャネルを有する負極板の表面へと導入する。 各々の端部マニホールドプレート１２０は、反応剤及び冷却剤の流れを案内す る内側マニホールド開口部と、内側マニホールド開口部の間を流体連絡を生じさ せるためのチャネルと、マニホールドプ レートが取り付けられる燃料電池を有する。各々の端部マニホールド１２０は、 図３に示すようにそれらの上側表面に形成された凹み部分１２０ａを有する。凹 み部分１２０ａは、それぞれのマニホールド開口部を実質的に取り囲む。ノッチ 部分１２０ｂが、端部マニホールドプレート１２０の対向表面から延び出ている 。組み立てられたときに、このノッチ部分１２０ｂは、隣のマニホールドプレー トの凹み部分１２０ａへと延びだされる。シールガスケット１２２が、各々の端 部マニホールドプレート１２０の凹み部分１２０ａ内に配置されるので、隣接マ ニホールドプレート１２０のノッチ部分１２０ｂがシールガスケット１２２を圧 縮する。 マニホールドプレートは、絶縁性を有する熱硬化性または熱可塑性材料のよう な成形可能な絶縁材料から好ましく作られる。ノッチ部分のノッチ角度は、好ま しくは約３０度から６０度の間であるので、ノッチ部分と隣のガスケットの均一 な密閉状態を組み立てられたときにおいて得ることができる。 第２の端部マニホールド組立物は、実質的に第１の端部マニホールドプレート １２０と同様であり、それぞれの燃料電池１４の反対側に取り付けられる。第２ の端部マニホールドプレートの組立物は、燃料電池の適切な部分、すなわち、正 極板の燃料流チャネル及び負極板の冷却剤流チャネルから流出する反応剤及び冷 却剤の流れを受け入れる。 それぞれが組立図及び分解図である図４及び５は、負極板１０８及びこれに取 り付けられた一対の端部マニホールドプレート１２０、１２０’を示す。端部マ ニホールドプレート１２０、１２０’は実質的に同一の構成であるが、以下に説 明するように、一方が流入してきた反応剤及び冷却剤の流れを燃料電池の適切な 部分に案内かつ導入して、他方は燃料電池の適切な部分から流入してきた反応剤 及び冷却剤の流れを受け入れかつ案内する。 図４と５は４個の冷却剤流チャネル１６２を形成した負極板１０８の表面１０ ８ｂを示す。冷却剤流チャネル１６２は、連続して曲がりくねり実質的に平行パ ターンで、板１０８に形成された冷却剤入口開口部１５４及び冷却剤出口開口部 １５８の間に延在する。表面１０８ｂの対応する窪みに取り付けられたガスケッ ト１６１は、負極板１０８に形成された入口開口部と出口開口部との周囲を取り 囲み、かつ、負極板１０８の表面１０８ｂ上の冷却流区域を取り囲む。負極板１ ０８の下側は、４個の酸化剤流チャネル（図４と５に図示せず）を備え、また、 このチャネルは、連続して曲がりくねり実質的に平行パターンで、負極板１０８ に形成された酸化剤入口開口部及び酸化剤出口開口部の間を延びる。負極板１０ ８は隣の正極板と協動するように設計される（図４と５には示さないが、正極板 １１０として図３と付随する説明に記載する）。隣の正極板は、表面１０８ｂと 向き合うブランク表面と２本の燃料チャネルを有する反向表面を備え、このチャ ネルは、連続して曲がりくねり実質的に平行パターンで、開口部１５２に整列す る燃料入口開口部と負極板１０８に形成された開口部１５６に整列する燃料出口 開口部との間に延在する。 端部マニホールドプレート１２０は、図４と５に示されるようにこのプレート に形成された燃料マニホールド開口部１３２と、冷却剤マニホールド開口部１３ ４と、酸化剤マニホールド開口部１３６とを有する。このプレート１２０のノッ チ部分１２０ｂが、酸化剤マニホールド開口部１３６の周囲を取り囲み、隣の端 部マニホールドプレートの凹み部分に配置されたシールガスケットを圧縮して負 極板１０８及び外部雰囲気から開口部１３６を分離する。また、配列開口部１３ ８は、端部マニホールドプレート１２０に形成される 。 図５に示されるようにプレート１２０に形成された２本のチャネル１７２が、 燃料マニホールド開口部１３２及び負極板１０８の燃料出口開口部１５２の間に 流体連絡を生じさせる。好ましくは金属さらに好ましくはステンレス鋼で形成さ れたチューブ１４２は、２本の燃料チャネル１７２内に取り付けられる。組み立 てられたとき、このチューブ１４２はプレート１２０から負極板１０８へと延在 する。 さらに図５に示すように、プレート１２０に形成された４本のチャネル１７４ は、冷却剤マニホールド開口部１３４と、負極板１０８の冷却剤入口開口部１５ ４との間に流体連絡を与える。好ましくは金属さらに好ましくはステンレス鋼で 形成されたチューブ１４４は、４本の冷却剤チャネル１７４内に取り付けられる 。組み立てられたとき、このチューブ１４４はプレート１２０から負極板１０８ へと延在する。同様に、プレート１２０に形成された４本のチャネル１７６は、 酸化剤マニホールド開口部１３６と、板１０８の下側側部の酸化剤入口開口部１ ５４（図４と５に図示せず）との間に流体連絡を与える。好ましくは金属さらに 好ましくはステンレス鋼で形成されたチューブ１４６は、４本の酸化剤チャネル １７６内に取り付けられる。組み立てられたとき、このチューブ１４６はプレー ト１２０から負極板１０８へと延在する。 図４と５に示すように、端部マニホールドプレート１２０’は、端部マニホー ルドプレート１２０が設けられる反対側側部の陰極板１０８に取り付けられる。 端部マニホールドプレート１２０’は、プレート１２０’内に形成された燃料マ ニホールド開口部１３２’冷却剤マニホールド開口部１３４’及び酸化剤マニホ ールド開口部１３６’を有する。このプレート１２０’のノッチ部分１２０ｂ’ が、酸化剤マニホールド開口部１３６’の周囲を取り囲み、隣の端部マニホール ドプレートの凹み部分に配置されたシールガスケットを圧縮して負極板１０８及 び外部雰囲気から開口部１３６’を分離する。また、配列開口部１３８’は、端 部マニホールドプレート１２０’に形成される。 図５に示されるように、プレート１２０に形成された２本のチャネル１７２’ が、燃料マニホールド開口部１３２’及び負極板１０８の燃料出口開口部１５６ の間に流体連絡を与える。好ましくは金属さらに好ましくはステンレス鋼で形成 されたチューブ１４２’は、２本の燃料チャネル１７２’内に取り付けられる。 組み立てられたとき、このチューブ１４２’は、図５に示されるように、プレー ト１２０’から負極板１０８内のチャネル１８６へと延在する。 プレート１２０’に形成された４本のチャネル１７４’は、冷却剤マニホール ド開口部１３４’と、負極板１０８の冷却剤出口開口部１５８との間に流体連絡 を与える。好ましくは金属さらに好ましくはステンレス鋼で形成されたチューブ １４４’は、４本の冷却剤チャネル１７４’内に取り付けられる。組み立てられ たとき、このチューブ１４４’はプレート１２０から負極板１８４へと延在する 。同様に、プレート１２０に形成された４本のチャネル１７６’は、酸化剤マニ ホールド開口部１３６’と、板１０８の下側側部の酸化剤出口開口部（図４と５ に図示せず）との間に流体連絡を与える。好ましくは金属さらに好ましくはステ ンレス鋼で形成されたチューブ１４６’は、４本の酸化剤チャネル１７６’内に 取り付けられる。組み立てられたとき、このチューブ１４６’はプレート１２０ ’から負極板１０８へと延在する。 端部マニホールドプレート１２０、１２０’は、負極板１０８の反対側端部に 接着剤で好ましく取り付けられが、他の取り付け方法 でも同様に使用することができる。接着剤は、負極板１０８の接合端部と、端部 マニホールドプレート１２０、１２０’のそれぞれに好ましく塗布される。接着 剤は、チューブとそれが取り付けられるチャネルとの間の領域に、例えば、チュ ーブ１４２’とチャネル１７２’との間の領域及びチューブ１４２’とチャネル １８６との間の領域に、好ましく塗布される。好ましい接着剤は、高強度と有利 な高温特性を有する間隙充填嫌気性接着剤であり、例えば市販のＬＯＣＯＴＩＴ Ｅエポキシ化合物のようなものである。チャネル内のチューブの存在は、仕上が り部品の堅さを増加することによって、端部マニホールドプレートと、隣の負極 板との間の接着接合の構造特性を高める。 図６は、図４と５に図示された端部マニホールドプレート１２０の頂部表面を 示し、ノッチ部分１２０ｂ、燃料マニホールド開口部１３２、冷却剤マニホール ド開口部１３４、酸化剤マニホールド開口部１３６、及び配列開口部１３８を有 する。 図７は、図６に図示された端部マニホールドプレート１２０の底表面を示し、 シールガスケット順応させるための凹み部分１２０ａ、燃料マニホールド開口部 １３２、冷却剤マニホールド開口部１３４、酸化剤マニホールド開口部１３６、 及び配列開口部１３８を有する。穴埋めリッジ１２１が凹み部分１２０ａの周囲 に好ましく形成され、組み立てたときに端部マニホールドプレート１２０が隣の 端部マニホールドプレートから適切な間隙を有する。 図８は、負極板に向かい合う端部マニホールドプレートの端部を示し、ノッチ 部分１２０ｂ、穴埋めリッジ１２１、燃料チャネル１７２、冷却剤チャネル１７ ４、及び酸化剤チャネル１７６を有する。 図９は、図６〜８に図示された端部マニホールドプレート１２０ を示し、酸化剤マニホールド開口部１３６と、負極板１０８内のチャネル１８２ を介して隣の負極板１０８の酸化剤流チャネル１５２と、の間に流体連絡を与え るためのチャネル１７６を示すために断面とした。また、図９は、負極板１０８ に対する燃料チャネルを有する正極板１１２と、端部マニホールドプレート１２ ０との組立関係を示す。 図１０は、図９に示される断面に沿った端部マニホールドプレート１２０の側 部断面図であり、凹み部分１２０ａ、ノッチ部分１２０ｂ、穴埋めリッジ１２１ 、酸化剤マニホールド開口部１３６、及びチャネル１７６を有する。 図１１は、図７に示される端部マニホールドプレート１２０の凹み部分１２０ ａに順応するシールガスケット１２２を示す。シールガスケットは、適切な堅い 材料で作られ、例えば、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥの商品名でＭＯＮＳＡＮＴＯから 市販されるネオプレンラバーである。 図１２と１３は、一方の側部に沿って取り付けられた単一の端部マニホールド プレート２１２を有する流体流フィールドプレート２１０を示す。端部マニホー ルドプレート２１２は、隣の燃料電池スタックに導入されかつ排出される反応剤 及び冷却剤の流れを案内するために、そのプレートに形成された内側端部マニホ ールド開口部２１４を有する。端部マニホールドプレート２１２は、マニホール ド開口部２１４と、流れフィールドプレート２１０内の流チャネル２１６との間 に流体連絡を与えるために、そのプレートに形成されたチャネル２１５を有する 。 図１４は、二方の側部に沿ってフィールドプレートに取り付けられた単一の端 部マニホールドプレート２２２を有する流体流フィールドプレート２２０を示す 。端部マニホールドプレート２２０は、 隣の燃料電池スタックに導入されかつ排出される反応剤及び冷却剤の流れを案内 するために、このプレートに形成された内側マニホールド開口部２２４を有する 。端部マニホールドプレート２２２は、マニホールド開口部２２４と、流れフィ ールドプレート２２０内の流チャネル２２６との間に流体連絡を与えるために、 そのプレートに形成されたチャネル２２５を有する。 図１５は、三方の側部に沿ってフィールドプレートに取り付けられた単一の端 部マニホールドプレート２３２を有する流体流フィールドプレート２３０を示す 。端部マニホールドプレート２３２は、隣の燃料電池スタックに導入されかつ排 出される反応剤及び冷却剤の流れを案内するために、このプレートに形成された 内側マニホールド開口部２３４を有する。端部マニホールドプレート２３２は、 マニホールド開口部２３４と、流れフィールドプレート２３０内の流チャネル２ ３６との間に流体連絡を与えるために、そのブレートに形成されたチャネル２３ ５を有する。 図１６と１７は、フィールドプレートに取り付けられた一対の端部マニホール ドプレート２４２ａ、２４２ｂ、を有する流体流フィールドプレート２４０を示 す。各々の端部マニホールドプレート２４２ａ、２４２ｂは、反応剤及び冷却剤 の流れを案内するために、そのプレートに形成されたそれぞれ単一の内側端部マ ニホールド開口部２４４ａ、２４４ｂを有する。端部マニホールドプレート２４ ２ａ、２４２ｂは、マニホールド開口部２４４ａ、２４４ｂと、流れフィールド プレート２４０内の流チャネル２４６との間に流体連絡を与えるために、そのプ レートに形成されたチャネル２４５ａ、２４５ｂを有する。 図１８と１９は、フィールドプレートに取り付けられた３つの非連続の端部マ ニホールドプレート２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃを 有する流体流フィールドプレート２５０を示す。各々の端部マニホールドプレー ト２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃは、隣の燃料電池スタックに導入されかつ排出 される反応剤及び冷却剤の流れを案内するために、そのプレートに形成された一 対の内側端部マニホールド開口部２５４ａ、２５４ｂ、２５４ｃを有する。個々 の端部マニホールドプレート２５２は、マニホールド開口部２５４ａ、２５４ｂ 、２５４ｃと、流れフィールドプレート２５０内の流チャネル２５６との間に流 体連絡を与えるために、そのプレートに形成されたチャネル２５５ａ、２５５ｂ 、２５５ｃを有する。 図２０と２１は、４つの側部に沿ってフィールドプレートに取り付けられた４ つの非連続の端部マニホールドプレート２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ、２６２ ｄを有する流体流フィールドプレート２６０を示す。各々の端部マニホールドプ レート２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ、２６２ｄは、隣の燃料電池スタックに導 入されかつ排出される反応剤及び冷却剤の流れを案内するために、そのプレート に形成された一対の内側端部マニホールド開口部２６４ａ、２６４ｂ、２６４ｃ 、２６４ｄを有する。個々の端部マニホールドプレート２６２は、マニホールド 開口部２６５ａ、２６５ｂ、２６５ｃ、２６５ｄと、流れフィールドプレート２ ６０内の流チャネル２６６との間に流体連絡を与えるために、そのプレートに形 成されたチャネル２６５ａ、２６５ｂ、２６５ｃ、２６５ｄを有する。 この明細書において、用語”横断面”は、燃料電池の流体流フィールドプレー トの主表面の一つに平行な方向を意味する。 端部マニホールド組立物において、燃料電池は横断面が多角形であり、核燃料 電池は電池に取り付けられた少なくとも二つの端部マニホールドプレート有し、 燃料電池の一つまたはそれ以上の側部が、電池に取り付けられた複数の端部マニ ホールドプレートを有する ことができる。また、各端部マニホールドプレートは、側部全長まで広げること ができる。 本発明の端部マニホールドの利点は次のとおりである。 （１）本発明の端部マニホールド組立物は、燃料電池スタックの全ての側部数 より少なく取り付けるときに、慣用のフレームマニホールドより小さな体積を占 めるので、内側マニホールド開口部または送り穴に関する正極板、負極板及びＭ ＥＡに関わる面積の削減を避けられる。 （２）本発明の端部マニホールドプレートは簡単で廉価であり、慣用の成形技 術を使用して製造する。 （３）本発明の端部マニホールド組立物は、有効で圧縮力のある密閉技術すな わち制御した圧縮を使用し、即ち、ノッチ部分と穴埋めリッジを使用して隣の端 部マニホールドプレートの凹み部分内にシールガスケットを配置するので、反応 剤及び冷却剤の流れが互いに分離され、燃料電池の電気化学的活性区域と外部環 境から分離される。且つ （４）燃料電池の側部数の全部より少なく取り付けた本発明の端部マニホール ド組立物は、燃料電池自体及びバスプレートのような付属構造物のような内側ス タック構成物へのアクセスを与える。 本発明の特別な構成要素、実施態様及び応用を示しかつ説明したので、当然そ れに限定されるものではなく、特に上記技術を考慮して当業者が改良可能である ことは理解できる。したがって、添付された特許請求の範囲を考慮して、本発明 の要旨と分野内でこれらの特徴を合体させて改良をすることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１１月２９日 【補正内容】 明細書 好ましい端部マニホールド組立物において、少なくとも一つのチャネルが、マ ニホールド開口部と、マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池との間に 流体連絡を生じさせるために複数の間隔を有するチャネルを含む。チャネルがそ れぞれのマニホールドプレートを貫通し実質的に平行に好ましく延在する。チャ ネルがマニホールドプレートのそれぞれを貫通して実質的に同一距離に延在する ように、少なくとも一つのマニホールド開口部が好ましく形成される。 好ましい端部マニホールド組立物において、マニホールドプレートのそれぞれ がこのプレートの一表面に形成された凹み部分を有する。この凹み部分が少なく とも一つのマニホールド開口部を実質的に取り囲み、かつノッチ部分がそれらの 反向表面から延び、それによってノッチ部分が隣のマニホールドプレートの凹み 部分へと延在する。隣のマニホールドプレートのノッチ部分がシールガスケット を圧縮するように、シールガスケットが凹み部分内に好ましく配置される。 好ましい端部マニホールド組立物において、マニホールドプレートが電気的絶 縁材料から形成される。 複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックのための端部マニホー ルド組立物の代わりの好ましい実施態様において、組立物は少なくとも二つのマ ニホールドプレートを有し、且つ、個々の燃料電池は、燃料電池に取り付けられ た単一のマニホールドプレートを有する。マニホールドプレートが、燃料を収容 するためにプレートに形成された少なくとも一つのマニホールド開口部を有し、 且つマニホールド開口部とマニホールドプレートが取り付けられる燃料電池との 間に流体連絡を生じさせるために、マニホールドプレートに形成された少なくと も一つのチャネルを有する。マニホール ドプレートは、マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池を完全に取り囲 まない。燃料電池のそれぞれは横断面が好ましい多角形である。 接着剤は、チューブとそれらが取り付けられるチャネルとの間の領域に、例えば 、チューブ１４２’とチャネル１７２’との間の領域及びチューブ１４２’とチ ャネル１８６との間の領域に、好ましく塗布される。好ましい接着剤は、高強度 と有利な高温特性を有する間隙充填嫌気性接着剤であり、例えば市販のＬＯＣＯ ＴＩＴＥ社のエポキシ化合物のようなものである。チャネル内のチューブの存在 は、仕上がり部品の堅さを増加することによって、端部マニホールドプレートと 、隣の負極板との間の接着接合の構造特性を高める。 図６は、図４と５に図示された端部マニホールドプレート１２０の頂部表面を 示し、ノッチ部分１２０ｂ、燃料マニホールド開口部１３２、冷却剤マニホール ド開口部１３４、酸化剤マニホールド開口部１３６、及び配列開口部１３８を有 する。 図７は、図６に図示された端部マニホールドプレート１２０の底表面を示し、 シールガスケット順応させるための凹み部分１２０ａ、燃料マニホールド開口部 １３２、冷却剤マニホールド開口部１３４、酸化剤マニホールド開口部１３６、 及び配列開口部１３８を有する。穴埋めリッジ１２１が凹み部分１２０ａの周囲 に好ましく形成され、組み立てたときに端部マニホールドプレート１２０が隣の 端部マニホールドプレートから適切な間隙を有する。 図８は、負極板に向かい合う端部マニホールドプレートの端部を示し、ノッチ 部分１２０ｂ、穴埋めリッジ１２１、燃料チャネル１７２、冷却剤チャネル１７ ４、及び酸化剤チャネル１７６を有する。 図９は、図６〜８に図示された端部マニホールドプレート１２０を示し、酸化 剤マニホールド開口部１３６と、負極板１０８内のチャネル１８２を介して隣の 負極板１０８の酸化剤流チャネル１５２と、の間に流体連絡を与えるためのチャ ネル１７６を示すために断 面とした。また、図９は、負極板１０８に対する燃料チャネルを有する正極板１ １２と、端部マニホールドプレート１２０との組立関係を示す。 図１０は、図９に示される断面に沿った端部マニホールドプレート１２０の側 部断面図であり、凹み部分１２０ａ、ノッチ部分１２０ｂ、穴埋めリッジ１２１ 酸化剤マニホールド開口部１３６、及びチャネル１７６を有する。 図１１は、図７に示される端部マニホールドプレート１２０の凹み部分１２０ ａに順応するシールガスケット１２２を示す。シールガスケットは、適切な堅い 材料で作られ、例えば、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥの商品名でＭＯＮＳＡＮＴＯ社か ら市販されるネオプレンラバーである。 図１２と１３は、一方の側部に沿って取り付けられた単一の端部マニホールド プレート２１２を有する流体流フィールドプレート２１０を示す。端部マニホー ルドプレート２１２は、隣の燃料電池スタックに導入されかつ排出される反応剤 及び冷却剤の流れを案内するために、そのプレートに形成された内側端部マニホ ールド開口部２１４を有する。端部マニホールドプレート２１２は、マニホール ド開口部２１４と、流れフィールドプレート２１０内の流チャネル２１６との間 に流体連絡を与えるために、そのプレートに形成されたチャネル２１５を有する 。 図１４は、二方の側部に沿ってフィールドプレートに取り付けられた単一の端 部マニホールドプレート２２２を有する流体流フィールドプレート２２０を示す 。端部マニホールドプレート２２０は、隣の燃料電池スタックに導入されかつ排 出される反応剤及び冷却剤の流れを案内するために、このプレートに形成された 内側マニホールド開口部２２４を有する。 請求の範囲 １２．前記チャネルがそれぞれの前記マニホールドプレートを貫通し実質的に 平行に延在する請求項１１記載の端部マニホールド組立物。 １３．前記チャネルが前記マニホールドプレートのそれぞれを貫通して実質的 に同一距離に延在するように、前記少なくとも一つのマニホールド開口部が形成 される請求項１２記載の端部マニホールド組立物。 １４．前記マニホールドプレートのそれぞれがこのプレートの一表面に形成さ れた凹み部分を有し、 前記凹み部分が前記少なくとも一つのマニホールド開口部を実質的に取り囲み 、且つ ノッチ部分がそれらの反向表面から延び、それによって前記ノッチ部分が隣の マニホールドプレートの凹み部分へと延在する、 請求項１記載の端部マニホールド組立物。 １５．隣のマニホールドプレートのノッチ部分がシールガスケットを圧縮する ように、前記凹み部分内に配置された前記シールガスケットをさらに含んでなる 請求項１４記載の端部マニホールド組立物。 １６．前記マニホールドプレートが電気的絶縁材料から形成される請求項１記 載の端部マニホールド組立物。 １７．複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックのための端部マ ニホールド組立物であって、 前記組立物は複数のマニホールドプレートを有し、 前記燃料電池に取り付けられた単一のマニホールドプレートを有する個々の前 記燃料電池を含んで成り、 前記マニホールドプレートが、燃料を収容するためにプレートに形成された少 なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且つ前記 マニホールド開口部と前記マニホールドプレートが取り付けられる前記燃料電池 との間に流体連絡を生じさせるためにマニホールドに形成された少なくとも一つ のチャネルを有し、且つ 前記マニホールドプレートは、前記マニホールドプレートが取り付けられる燃 料電池を完全に取り囲まない、 電気化学燃料電池スタックのための端部マニホールド組立物。 【手続補正書】 【提出日】１９９７年６月３０日 【補正内容】 請求の範囲 １．複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックであって、 個々の前記燃料電池が前記燃料電池に取り付けられた少なくとも二つの端部マ ニホールドプレートを有する、且つ 前記端部マニホールドプレートが、燃料を収容するためにプレートに形成され た少なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且つ前記マニホールド開口部と 前記端部マニホールドプレートのそれぞれが取り付けられる前記燃料電池との間 に流体連絡を生じさせるために、プレートに形成された少なくとも一つのチャネ ルを有する、電気化学燃料電池スタック。 ２．前記少なくとも二つの端部マニホールドプレートが一対の端部マニホール ドプレートである請求項１記載の燃料電池スタック。 ３．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記対の端 部 マニホールドプレートのそれぞれが、前記燃料電池のそれぞれの互いに反対側 部に配置される請求項２記載の燃料電池スタック。 ４．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記少なく とも二つの端部マニホールドプレートが３個の端部マニホールドプレートであり 、それぞれが前記燃料電池のそれぞれの異なる側部に配置される請求項１記載の 燃料電池スタック。 ５．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記少なく とも二つの端部マニホールドプレートが４個の端部マニホールドプレートであり 、それぞれが前記燃料電池のそれぞれの異なる側部に配置される請求項１記載の 燃料電池スタック。 ６．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に四辺形である請求項１記載の 燃料電池スタック。 ７．前記端部マニホールドプレートのそれぞれが前記少なくとも一つのチャネ ルのそれぞぞれの中に取り付けられたチューブを有し、前記チューブは前記端部 マニホールドプレートから前記端部マニホールドプレートが取り付けられる燃料 電池へと延在する請求項１記載の燃料電池スタック。 ８．前記チューブが金属である請求項７記載の燃料電池スタック。 ９．前記少なくとも一つのチャネルが、前記マニホールド開口部と、前記端部 マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池との間に流体連絡を生じさせる ために複数の間隔を有するチャネルを含む請求項１記載の燃料電池スタック。 １０．前記チャネルが前記端部マニホールドプレートの前記それぞれを貫通し 実質的に平行に延在する請求項９記載の燃料電池スタック。 １１．前記チャネルが前記端部マニホールドプレートの前記それぞれを貫通し て実質的に同一距離に延在するように、前記少なくとも一つのマニホールド開口 部が形成される請求項１０記載の燃料電池スタック。 １２．前記端部マニホールドプレートのそれぞれがこのプレートの一表面に形 成された凹み部分を有し、 前記凹み部分が前記少なくとも一つの端部マニホールド開口部を実質的に取り 囲み、かつ ノッチ部分がそれらの反向表面から延び、それによって前記ノッチ部分が隣の端部 マニホールドプレートの凹み部分へと延在する、請求項１記載の燃料電池ス タック。 １３．隣の端部マニホールドプレートのノッチ部分がシールガスケットを圧縮 するように前記凹み部分内に配置された前記シールガスケットをさらに含んでな る請求項１２記載の燃料電池スタック。 １４．前記端部マニホールドプレートが電気的絶縁材料から形成される請求項１ 記載の燃料電池スタック。 １５．複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックであって、 個々の前記燃料電池は、前記燃料電池に取り付けられた単一の端部マニホール ドプレートを有し、 前記端部マニホールドプレートが、燃料を収容するためにプレートに形成され た少なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且つ前記マニホールド開口部と 前記端部マニホールドプレートが取り付けられる前記燃料電池との間に流体連絡 を生じさせるために、プレートに形成された少なくとも一つのチャネルを有し、 且つ 前記端部マニホールドプレートは、前記端部マニホールドプレートが取り付け られる燃料電池を完全に取り囲まない、 電気化学燃料電池スタック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケンナ，ジョン，ティー. カナダ国，ブリティッシュ コロンビア ブイ７エル １ブイ２，ノース バンクー バー，イースト キース ロード ＃201 −170 (72)発明者 ラムジ，シラツ，エヌ. カナダ国，ブリティッシュ コロンビア ブイ３エヌ ４エル９，バーナビー，ギル ドウッド ドライブ 302−9185 (72)発明者 ジェームス，グレゴリー，エー. カナダ国，ブリティッシュ コロンビア ブイ６ジェイ １ケー３，バンクーバー, ヨーク ストリート ＃203−2366

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックのための端部マニ ホールド組立物であって、 前記組立物は複数のマニホールドプレートを有し、 個々の前記燃料電池は、前記燃料電池に取り付けられた少なくとも２つのマニ ホールドプレートを有し、 前記マニホールドプレートのそれぞれが、燃料を収容するためにプレートに形 成された少なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且つ前記マニホールド開 口部と前記マニホールドプレートの各々が、取り付けられる前記燃料電池との間 に流体連絡を生じさせるために、プレートに形成された少なくとも一つのチャネ ルを有する、 電気化学燃料電池スタックのための端部マニホールド組立物。 ２．前記少なくとも二つのマニホールドプレートが、一対のマニホールドプレ ートである請求項１記載の端部マニホールド組立物。 ３．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記対のマ ニホールドプレートのそれぞれが前記燃料電池のそれぞれの互いに反対側部に配 置される請求項２記載の端部マニホールド組立物。 ４．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に四辺形である請求項３記載の 端部マニホールド組立物。 ５．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記少なく とも二つのマニホールドプレートが三つのマニホールドプレートであり、それぞ れが前記燃料電池の異なる側部に配置される請求項１記載の端部マニホールド組 立物。 ６．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に四辺形である請求項５記載の 端部マニホールド組立物。 ７．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記少なく とも二つのマニホールドプレートが４個のマニホールドプレートであり、それぞ れが前記燃料電池の異なる側部に配置される請求項１記載の端部マニホールド組 立物。 ８．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に四辺形である請求項７記載の 端部マニホールド組立物。 ９．前記マニホールドプレートのそれぞれが前記少なくとも一つのチャネルの それぞぞれの中に取り付けられたチューブを有し、前記チューブは前記マニホー ルドプレートから前記マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池へと延在 する請求項１記載の端部マニホールド組立物。 １０．前記チューブが金属である請求項９記載の端部マニホールド組立物。 １１．前記少なくとも一つのチャネルが、前記マニホールド開口部と、前記マ ニホールドプレートが取り付けられる燃料電池との間に流体連絡を生じさせるた めに複数の間隔を有するチャネルを含む請求項１記載の端部マニホールド組立物 。 １２．前記チャネルかそれぞれの前記マニホールドプレートを貫通し実質的に 平行に延在する請求項１１記載の端部マニホールド組立物。 １３．前記チャネルが前記マニホールドプレートのそれぞれを貫通して実質的 に同一距離に延在するように、前記少なくとも一つのマニホールド開口部が形成 される請求項１２記載の端部マニホールド組立物。 １４．前記マニホールドプレートのそれぞれがこのプレートの一 表面に形成された凹み部分を有し、 前記凹み部分が前記少なくとも一つのマニホールド開口部を実質的に取り囲み 、且つ ノッチ部分がそれらの反向表面から延び、それによって前記ノッチ部分が隣の マニホールドプレートの凹み部分へと延在する、 請求項１記載の端部マニホールド組立物。 １５．隣のマニホールドプレートのノッチ部分がシールガスケットを圧縮する ように、前記凹み部分内に配置された前記シールガスケットをさらに含んでなる 請求項１４記載の端部マニホールド組立物。 １６．前記マニホールドプレートが電気的絶縁材料から形成される請求項１記 載の端部マニホールド組立物。 １７．複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックのための端部マ ニホールド組立物であって、 前記組立物は少なくとも二つのマニホールドプレートを有し、 前記燃料電池に取り付けられた単一のマニホールドプレートを有する個々の前 記燃料電池を含んで成り、 前記マニホールドプレートが、燃料を収容するためにプレートに形成された少 なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且つ前記マニホールド開口部と前記 マニホールドプレートが取り付けられる前記燃料電池との間に流体連絡を生じさ せるためにマニホールドに形成された少なくとも一つのチャネルを有し、且つ 前記マニホールドプレートは、前記マニホールドプレートが取り付けられる燃 料電池を完全に取り囲まない、 電気化学燃料電池スタックのための端部マニホールド組立物。 １８．前記燃料電池のそれぞれは横断面か多角形である請求項１７記載の端部 マニホールド組立物。 １９．前記マニホールドプレートが前記少なくとも一つのチャネルのそれぞぞ れの中に取り付けられたチューブを有し、前記チューブは前記マニホールドプレ ートから前記マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池へと延在する請求 項１７記載の端部マニホールド組立物。 ２０．前記チューブが金属である請求項１９記載の端部マニホールド組立物。 ２１．前記少なくとも一つのチャネルが、前記マニホールド開口部と、前記マ ニホールドが取り付けられる燃料電池との間に流体連絡を生じさせるために複数 の間隔を有するチャネルを含む請求項１７記載の端部マニホールド組立物。 ２２．前記チャネルが前記マニホールドプレートを貫通し実質的に平行に延在 する請求項２１記載の端部マニホールド組立物。 ２３．前記チャネルが前記マニホールドプレートを貫通して実質的に同一距離 に延在するように、前記少なくとも一つのマニホールド開口部が形成される請求 項２２記載の端部マニホールド組立物。 ２４．前記マニホールドプレートがこのプレートの一表面に形成された凹み部 分を有し、 前記凹み部分が前記少なくとも一つのマニホールド開口部を実質的に取り囲み 、かつ ノッチ部分がそれらの反向表面から延び、それによって前記ノッチ部分が隣の マニホールドプレートの凹み部分へと延在する、 請求項１記載の端部マニホールド組立物。 ２５．隣のマニホールドプレートのノッチ部分がシールガスケットを圧縮する ように前記凹み部分内に配置された前記シールガスケットをさらに含んでなる請 求項２４記載の端部マニホールド組立物 。 ２６．前記マニホールドプレートが電気的絶縁材料から形成される請求項１７ 記載の端部マニホールド組立物。 ２７．複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックであって、 個々の前記燃料電池が前記燃料電池に取り付けられた少なくとも二つのマニホ ールドプレートを有する、且つ 前記マニホールドプレートが、燃料を収容するためにプレートに形成された少 なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且つ前記マニホールド開口部と前記 マニホールドプレートのそれぞれが取り付けられる前記燃料電池との間に流体連 絡を生じさせるために、プレートに形成された少なくとも一つのチャネルを有す る、 電気化学燃料電池スタック。 ２８．前記少なくとも二つのマニホールドプレートか一対のマニホールドプレ ートである請求項２７記載の燃料電池スタック。 ２９．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記対の マニホールドプレートのそれぞれが、前記燃料電池のそれぞれの互いに反対側部 に配置される請求項２８記載の燃料電池スタック。 ３０．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に四辺形である請求項２９記 載の燃料電池スタック。 ３１．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記少な くとも二つのマニホールドプレートが３個のマニホールドプレートであり、それ ぞれが前記燃料電池のそれぞれの異なる側部に配置される請求項２７記載の燃料 電池スタック。 ３２．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に四辺形である請求項３１記 載の燃料電池スタック。 ３３．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に矩形であり、かつ前記少な くとも二つのマニホールドプレートが４個のマニホールドプレートであり、それ ぞれが前記燃料電池のそれぞれの異なる側部に配置される請求項２７記載の燃料 電池スタック。 ３４．前記燃料電池のそれぞれは横断面が実質的に四辺形である請求項３３記 載の燃料電池スタック。 ３５．前記マニホールドプレートのそれぞれが前記少なくとも一つのチャネル のそれぞぞれの中に取り付けられたチューブを有し、前記チューブは前記マニホ ールドプレートから前記マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池へと延 在する請求項２７記載の燃料電池スタック。 ３６．前記チューブが金属である請求項３５記載の燃料電池スタック。 ３７．前記少なくとも一つのチャネルが、前記マニホールド開口部と、前記マ ニホールドプレートが取り付けられる燃料電池との間に流体連絡を生じさせるた めに複数の間隔を有するチャネルを含む請求項２７記載の燃料電池スタック。 ３８．前記チャネルが前記マニホールドプレートの前記それぞれを貫通し実質 的に平行に延在する請求項３７記載の燃料電池スタック。 ３９．前記チャネルが前記マニホールドプレートの前記それぞれを貫通して実 質的に同一距離に延在するように、前記少なくとも一つのマニホールド開口部が 形成される請求項３８記載の燃料電池スタック。 ４０．前記マニホールドプレートのそれぞれがこのプレートの一表面に形成さ れた凹み部分を有し、 前記凹み部分が前記少なくとも一つのマニホールド開口部を実質 的に取り囲み、かつ ノッチ部分がそれらの反向表面から延び、それによって前記ノッチ部分が隣の マニホールドプレートの凹み部分へと延在する、 請求項２７記載の燃料電池スタック。 ４１．隣のマニホールドプレートのノッチ部分がシールガスケットを圧縮する ように前記凹み部分内に配置された前記シールガスケットをさらに含んでなる請 求項４０記載の燃料電池スタック。 ４２．前記マニホールドプレートが電気的絶縁材料から形成される請求項２７ 記載の燃料電池スタック。 ４３．複数の燃料電池を含んでなる電気化学燃料電池スタックであって、 個々の前記燃料電池は、前記燃料電池に取り付けられた単一のマニホールドプ レートを有し、 前記マニホールドプレートが、燃料を収容するためにプレートに形成された少 なくとも一つのマニホールド開口部を有し、且つ前記マニホールド開口部と前記 マニホールドプレートが取り付けられる前記燃料電池との間に流体連絡を生じさ せるために、プレートに形成された少なくとも一つのチャネルを有し、且つ 前記マニホールドプレートは、前記マニホールドプレートが取り付けられる燃 料電池を完全に取り囲まない、 電気化学燃料電池スタック。 ４４．前記燃料電池のそれぞれは横断面が多角形である請求項４３記載の燃料 電池スタック。 ４５．前記マニホールドプレートが前記少なくとも一つのチャネルのそれぞぞ れの中に取り付けられたチューブを有し、前記チューブは前記マニホールドプレ ートから前記マニホールドプレートが取り付けられる燃料電池へと延在する請求 項４３記載の燃料電池スタ ック。 ４６．前記チューブが金属である請求項４５記載の燃料電池スタック。 ４７．前記少なくとも一つのチャネルが、前記マニホールド開口部と、前記マ ニホールドプレートが取り付けられる燃料電池との間に流体連絡を生じさせるた めに複数の間隔を有するチャネルを含む請求項４３記載の燃料電池スタック。 ４８．前記チャネルが前記マニホールドプレートを貫通し実質的に平行に延在 する請求項４７記載の燃料電池スタック。 ４９．前記チャネルが前記マニホールドプレートを貫通して実質的に同一距離 に延在するように、前記少なくとも一つのマニホールド開口部が形成される請求 項４８記載の燃料電池スタック。 ５０．前記マニホールドプレートがこのプレートの一表面に形成された凹み部 分を有し、 前記凹み部分が前記少なくとも一つのマニホールド開口部を実質的に取り囲み 、かつ ノッチ部分がそれらの反向表面から延び、それによって前記ノッチ部分が隣の マニホールドプレートの凹み部分へと延在する、 請求項４３記載の燃料電池スタック。 ５１．隣のマニホールドプレートのノッチ部分が、シールガスケットを圧縮す るように前記凹み部分内に配置された前記シールガスケットをさらに含んでなる 請求項５０記載の燃料電池スタック。 ５２．前記マニホールドプレートが電気的絶縁材料から形成される請求項４３ 記載の燃料電池スタック。