JPH1074530A - 燃料電池及び燃料電池用セパレータ - Google Patents
燃料電池及び燃料電池用セパレータInfo
- Publication number
- JPH1074530A JPH1074530A JP8231126A JP23112696A JPH1074530A JP H1074530 A JPH1074530 A JP H1074530A JP 8231126 A JP8231126 A JP 8231126A JP 23112696 A JP23112696 A JP 23112696A JP H1074530 A JPH1074530 A JP H1074530A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- separator
- fuel cell
- passage
- outer frame
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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】
【課題】活物質を含む流体に対して耐リーク性を向上さ
せるのに有利に燃料電池及び燃料電池用セパレータを提
供する。 【解決手段】セパレータ２は、集電性をもつセパレータ
本体２０と、セパレータ本体２０の外縁部に高分子材料
を基材として被覆された外枠部２２とで形成されてい
る。外枠部２２には、厚み方向に貫通し活物質を含む流
体が流れる活物質通過孔５１と連通路４１とが形成され
ている。連通路４１に宛てがわれた通路形成板７１を高
分子材料の被覆膜２２ｋで一体に包み込んだ状態で、外
枠部２２は構成されている。被覆膜２２ｋにより、活物
質通過孔５１の外縁領域ＯP の高さ位置と内縁領域ＩP
の高さ位置とが等応して略面一状態にされている。
せるのに有利に燃料電池及び燃料電池用セパレータを提
供する。 【解決手段】セパレータ２は、集電性をもつセパレータ
本体２０と、セパレータ本体２０の外縁部に高分子材料
を基材として被覆された外枠部２２とで形成されてい
る。外枠部２２には、厚み方向に貫通し活物質を含む流
体が流れる活物質通過孔５１と連通路４１とが形成され
ている。連通路４１に宛てがわれた通路形成板７１を高
分子材料の被覆膜２２ｋで一体に包み込んだ状態で、外
枠部２２は構成されている。被覆膜２２ｋにより、活物
質通過孔５１の外縁領域ＯP の高さ位置と内縁領域ＩP
の高さ位置とが等応して略面一状態にされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体高分子電解質膜
を備えた燃料電池及び燃料電池用セパレータに関する。
を備えた燃料電池及び燃料電池用セパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、水素ガス等の燃料ガスを活物質と
して用いて電気エネルギを取り出す燃料電池の開発が盛
んに進められている。燃料電池では、図７に示すように
単位電池２００、セパレータ３００が厚み方向に複数個
並設されている。単位電池２００は、正極及び負極を構
成する一対の電極１００と、一対の電極１００に挟装さ
れたイオンが透過する固体高分子電解質膜１０２とから
なる。
して用いて電気エネルギを取り出す燃料電池の開発が盛
んに進められている。燃料電池では、図７に示すように
単位電池２００、セパレータ３００が厚み方向に複数個
並設されている。単位電池２００は、正極及び負極を構
成する一対の電極１００と、一対の電極１００に挟装さ
れたイオンが透過する固体高分子電解質膜１０２とから
なる。
【０００３】セパレータ３００は、正極に対面する正極
室３０１と、負極に対面する負極室３０２とを区画す
る。負極室３０２に、負極活物質を含む流体（例えば水
素含有ガス）が供給されると共に、正極室３０１に、正
極活物質を含む流体（例えば空気）が供給される。負極
で生成されたプロトンは水の介在のもと固体高分子電解
質膜１０２を移動して正極に向かうと共に、放出された
電子が外部電気回路を経て正極に移動し、正極上で正極
活物質を含む流体中の酸素と反応し、水を生成し、燃料
電池外へ排出される。このとき、外部回路を流通した電
子の流れが直流の電気エネルギとして利用できる。
室３０１と、負極に対面する負極室３０２とを区画す
る。負極室３０２に、負極活物質を含む流体（例えば水
素含有ガス）が供給されると共に、正極室３０１に、正
極活物質を含む流体（例えば空気）が供給される。負極
で生成されたプロトンは水の介在のもと固体高分子電解
質膜１０２を移動して正極に向かうと共に、放出された
電子が外部電気回路を経て正極に移動し、正極上で正極
活物質を含む流体中の酸素と反応し、水を生成し、燃料
電池外へ排出される。このとき、外部回路を流通した電
子の流れが直流の電気エネルギとして利用できる。
【０００４】セパレータ３００は、活物質を含む流体を
仕切る機能と、電極１００に対して集電する機能とを有
する。よってセパレータ３００は、導電率が良好な緻密
質カーボン、ステンレス鋼等の導電材料で形成されてい
る。以上が燃料電池の基本構成である。ところで上記し
た燃料電池で使用されるセパレータ３００では、図示は
しないが、厚み方向に貫通し活物質を含む流体が供給さ
れる活物質通過孔が形成されている。そして図８に示す
ように、活物質通過孔と正極室とをつなぐ連通路４００
に別体の通路形成板４０２を宛てがい、弾性に富むガス
ケット４０４をその通路形成板４０２に宛てがい、厚み
方向にガスケット４０４を締め付けてシールする方式の
ものが提供されている（実開平５−６６８７５号公
報）。
仕切る機能と、電極１００に対して集電する機能とを有
する。よってセパレータ３００は、導電率が良好な緻密
質カーボン、ステンレス鋼等の導電材料で形成されてい
る。以上が燃料電池の基本構成である。ところで上記し
た燃料電池で使用されるセパレータ３００では、図示は
しないが、厚み方向に貫通し活物質を含む流体が供給さ
れる活物質通過孔が形成されている。そして図８に示す
ように、活物質通過孔と正極室とをつなぐ連通路４００
に別体の通路形成板４０２を宛てがい、弾性に富むガス
ケット４０４をその通路形成板４０２に宛てがい、厚み
方向にガスケット４０４を締め付けてシールする方式の
ものが提供されている（実開平５−６６８７５号公
報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
構造では、図８から理解できるように、公差等の影響
で、セパレータ３００と通路形成板４０２の端面との間
に嵌合隙間Ａが生成され易い。更にセパレータ３００と
通路形成板４０２の表面との間に厚み方向の段差Ｂが生
成され易い。この場合シール性が低下し、耐リーク性が
低下する。
構造では、図８から理解できるように、公差等の影響
で、セパレータ３００と通路形成板４０２の端面との間
に嵌合隙間Ａが生成され易い。更にセパレータ３００と
通路形成板４０２の表面との間に厚み方向の段差Ｂが生
成され易い。この場合シール性が低下し、耐リーク性が
低下する。
【０００６】殊に、段差Ｂの影響を受ける領域Ｋａでは
面圧が不足しがちであり、ガスケット４０４の締め代の
不足が誘発され易く、シール性が低下し、活物質を含む
流体に対して耐リーク性が低下する傾向となる。本発明
は上記した実情に鑑みなされたものであり、活物質を含
む流体に対して耐リーク性を向上させるのに有利な燃料
電池及び燃料電池用セパレータを提供することにある。
面圧が不足しがちであり、ガスケット４０４の締め代の
不足が誘発され易く、シール性が低下し、活物質を含む
流体に対して耐リーク性が低下する傾向となる。本発明
は上記した実情に鑑みなされたものであり、活物質を含
む流体に対して耐リーク性を向上させるのに有利な燃料
電池及び燃料電池用セパレータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る燃料電池
は、正極及び負極を構成する一対の電極と、一対の電極
に挟装された固体高分子電解質膜とからなり所定間隔隔
てて厚み方向に複数個並設された単位電池と、単位電池
間を仕切り、正極及び負極にそれぞれ対面すると共に活
物質を含む流体が流れる電極室を区画するセパレータと
を具備し、セパレータは、電極に対して集電性をもつセ
パレータ本体と、セパレータ本体の外縁部に高分子材料
を基材として被覆され、厚み方向に貫通し活物質を含む
流体が流れる活物質通過孔と電極室及び活物質通過孔の
境界領域に設けられ両者を連通する連通路とをもつ外枠
部とを備えた燃料電池において、セパレータの外枠部
は、連通路に宛てがわれた通路形成板を高分子材料の被
覆膜で一体に包み込んだ状態で構成され、被覆膜によ
り、活物質通過孔の外縁領域の高さ位置と内縁領域の高
さ位置とが等応して略面一状態に設定されていることを
特徴とするものである。
は、正極及び負極を構成する一対の電極と、一対の電極
に挟装された固体高分子電解質膜とからなり所定間隔隔
てて厚み方向に複数個並設された単位電池と、単位電池
間を仕切り、正極及び負極にそれぞれ対面すると共に活
物質を含む流体が流れる電極室を区画するセパレータと
を具備し、セパレータは、電極に対して集電性をもつセ
パレータ本体と、セパレータ本体の外縁部に高分子材料
を基材として被覆され、厚み方向に貫通し活物質を含む
流体が流れる活物質通過孔と電極室及び活物質通過孔の
境界領域に設けられ両者を連通する連通路とをもつ外枠
部とを備えた燃料電池において、セパレータの外枠部
は、連通路に宛てがわれた通路形成板を高分子材料の被
覆膜で一体に包み込んだ状態で構成され、被覆膜によ
り、活物質通過孔の外縁領域の高さ位置と内縁領域の高
さ位置とが等応して略面一状態に設定されていることを
特徴とするものである。
【０００８】請求項２に係る燃料電池用セパレータは、
単位電池間を仕切り、正極及び負極にそれぞれ対面する
と共に活物質を含む流体が流れる電極室を区画すると共
に集電性をもつセパレータ本体と、セパレータ本体の外
縁部に高分子材料を基材として被覆され、厚み方向に貫
通し活物質を含む流体が流れる活物質通過孔と電極室及
び活物質通過孔の境界領域に設けられ両者を連通する連
通路とをもつ外枠部とを備えた燃料電池用セパレータに
おいて、外枠部は、連通路に宛てがわれた通路形成板を
高分子材料の被覆膜で一体に包み込んだ状態で構成さ
れ、被覆膜により、活物質通過孔の外縁領域の高さ位置
と内縁領域の高さ位置とが等応して略面一状態に設定さ
れていることを特徴とするものである。
単位電池間を仕切り、正極及び負極にそれぞれ対面する
と共に活物質を含む流体が流れる電極室を区画すると共
に集電性をもつセパレータ本体と、セパレータ本体の外
縁部に高分子材料を基材として被覆され、厚み方向に貫
通し活物質を含む流体が流れる活物質通過孔と電極室及
び活物質通過孔の境界領域に設けられ両者を連通する連
通路とをもつ外枠部とを備えた燃料電池用セパレータに
おいて、外枠部は、連通路に宛てがわれた通路形成板を
高分子材料の被覆膜で一体に包み込んだ状態で構成さ
れ、被覆膜により、活物質通過孔の外縁領域の高さ位置
と内縁領域の高さ位置とが等応して略面一状態に設定さ
れていることを特徴とするものである。
【０００９】請求項１、請求項２において、外枠部は、
連通路に宛てがわれた通路形成板を高分子材料の被覆膜
で一体に包み込んだ状態で構成されている。そして外枠
に形成されている活物質通過孔においては、被覆膜によ
り、活物質通過孔の外縁領域の高さ位置と、内縁領域の
高さ位置とが等応して略面一状態にされている。よって
単位電池と共に複数のセパレータが厚み方向に積層され
るように燃料電池が組付けられる際にも、活物質通過孔
の外縁領域における面圧と、活物質通過孔の内縁領域に
おける面圧との間のバラツキが低減する。
連通路に宛てがわれた通路形成板を高分子材料の被覆膜
で一体に包み込んだ状態で構成されている。そして外枠
に形成されている活物質通過孔においては、被覆膜によ
り、活物質通過孔の外縁領域の高さ位置と、内縁領域の
高さ位置とが等応して略面一状態にされている。よって
単位電池と共に複数のセパレータが厚み方向に積層され
るように燃料電池が組付けられる際にも、活物質通過孔
の外縁領域における面圧と、活物質通過孔の内縁領域に
おける面圧との間のバラツキが低減する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
説明する。図１は燃料電池に設けられたセパレータの平
面図を示す。図２は燃料電池の要部の断面を示し、図１
のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面に相当する。図５のＶ−Ｖ線
に沿う断面に相当する。
説明する。図１は燃料電池に設けられたセパレータの平
面図を示す。図２は燃料電池の要部の断面を示し、図１
のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面に相当する。図５のＶ−Ｖ線
に沿う断面に相当する。
【００１１】図２に示すように、単位電池１は、正極及
び負極を構成する一対の電極１０と、一対の電極１０に
挟装されたプロトン透過性をもつフィルム状の高分子型
の固体固体高分子電解質膜１２とからなる。単位電池１
は、厚み方向に複数個並設されている。但し、図２では
並設されている一部のみ図示する。セパレータ２は、金
属例えばステンレス鋼製のセパレータ本体２０と、セパ
レータ本体２０の外縁部に一体的に被覆された高分子材
料、具体的にはゴム材料を基材とする外枠部２２とで構
成されている。セパレータ本体２０には、プレス成形に
より多数個の凹凸からなる膨出成形部２０ｃが形成され
ている。これにより図２に示すように、単位電池１の正
極に直接対面する電極室としての正極室３０が形成され
ている。また、単位電池１の負極に直接対面する電極室
としての負極室３３が形成されている。
び負極を構成する一対の電極１０と、一対の電極１０に
挟装されたプロトン透過性をもつフィルム状の高分子型
の固体固体高分子電解質膜１２とからなる。単位電池１
は、厚み方向に複数個並設されている。但し、図２では
並設されている一部のみ図示する。セパレータ２は、金
属例えばステンレス鋼製のセパレータ本体２０と、セパ
レータ本体２０の外縁部に一体的に被覆された高分子材
料、具体的にはゴム材料を基材とする外枠部２２とで構
成されている。セパレータ本体２０には、プレス成形に
より多数個の凹凸からなる膨出成形部２０ｃが形成され
ている。これにより図２に示すように、単位電池１の正
極に直接対面する電極室としての正極室３０が形成され
ている。また、単位電池１の負極に直接対面する電極室
としての負極室３３が形成されている。
【００１２】正極室３０には、正極活物質を含む流体で
ある空気が送給される。負極室３３には、負極活物質を
含む流体である燃料ガス（例えば水素含有ガス）が送給
される。図１に示すように、外枠部２２の隅部には、燃
料ガス入口孔５１、燃料ガス出口孔５２が外枠部２２の
厚み方向に貫通して形成されている。燃料ガス入口孔５
１につながる溝状の複数個の第１連通路４１が形成され
ている。図２、図３に示すように、第１連通路４１を介
して、燃料ガス入口孔５１と負極室３３とは連通してい
る。
ある空気が送給される。負極室３３には、負極活物質を
含む流体である燃料ガス（例えば水素含有ガス）が送給
される。図１に示すように、外枠部２２の隅部には、燃
料ガス入口孔５１、燃料ガス出口孔５２が外枠部２２の
厚み方向に貫通して形成されている。燃料ガス入口孔５
１につながる溝状の複数個の第１連通路４１が形成され
ている。図２、図３に示すように、第１連通路４１を介
して、燃料ガス入口孔５１と負極室３３とは連通してい
る。
【００１３】また図１に示すように、燃料ガス出口孔５
２につながる溝状の複数個の第２連通路４２が形成され
ている。第２連通路４２を介して、燃料ガス出口孔５２
と負極室３３とは連通している。更に外枠部２２には、
空気入口孔５３、空気出口孔５４が形成されている。空
気入口孔５３につながる溝状の複数個の第３連通路４３
が形成されている。第３連通路４３を介して、空気入口
孔５３と正極室３０は連通する。また空気出口孔５４に
つながる溝状の複数個の第４連通路４４が形成されてい
る。第４連通路４４を介して、空気出口孔５４と正極室
３０とは連通している。
２につながる溝状の複数個の第２連通路４２が形成され
ている。第２連通路４２を介して、燃料ガス出口孔５２
と負極室３３とは連通している。更に外枠部２２には、
空気入口孔５３、空気出口孔５４が形成されている。空
気入口孔５３につながる溝状の複数個の第３連通路４３
が形成されている。第３連通路４３を介して、空気入口
孔５３と正極室３０は連通する。また空気出口孔５４に
つながる溝状の複数個の第４連通路４４が形成されてい
る。第４連通路４４を介して、空気出口孔５４と正極室
３０とは連通している。
【００１４】燃料ガス入口孔５１、燃料ガス出口孔５２
は、それぞれ活物質通過孔として機能する。更に外枠部
２２の隅部には、位置決め用の孔５７Ａ、冷却水通路５
７Ｂが形成されている。外枠部２２には、外枠部２２を
一周するようにシール性を高めるためのシール突起５８
が一体的に形成されている。更に本実施態様では燃料ガ
ス入口孔５１、燃料ガス出口孔５２、空気入口孔５３、
空気出口孔５４及び冷却水通路５７Ｂの周りにも、それ
ぞれシール突起５８が１周している。
は、それぞれ活物質通過孔として機能する。更に外枠部
２２の隅部には、位置決め用の孔５７Ａ、冷却水通路５
７Ｂが形成されている。外枠部２２には、外枠部２２を
一周するようにシール性を高めるためのシール突起５８
が一体的に形成されている。更に本実施態様では燃料ガ
ス入口孔５１、燃料ガス出口孔５２、空気入口孔５３、
空気出口孔５４及び冷却水通路５７Ｂの周りにも、それ
ぞれシール突起５８が１周している。
【００１５】さて本実施態様では、剛体材料である金属
材料で形成された薄肉状をなす第１通路形成板７１（図
１において斜線で示す領域に相当）が用いられている。
そして図５に示すように、第１連通路４１を区画するセ
パレータ本体２０の頂部２０ｘに第１通路形成板７１が
宛てがわれた状態で、高分子材料の薄膜状をなす被覆膜
２２ｋで第１通路形成板７１が型成形により一体に包み
込まれている。
材料で形成された薄肉状をなす第１通路形成板７１（図
１において斜線で示す領域に相当）が用いられている。
そして図５に示すように、第１連通路４１を区画するセ
パレータ本体２０の頂部２０ｘに第１通路形成板７１が
宛てがわれた状態で、高分子材料の薄膜状をなす被覆膜
２２ｋで第１通路形成板７１が型成形により一体に包み
込まれている。
【００１６】従って図３から理解できるよう、外枠部２
２において、燃料ガス入口孔５１の外縁領域ＯP のシー
ル突起５８の頂部の高さ位置と、内縁領域ＩP のシール
突起５８の頂部の高さ位置とが等応しており、略面一状
態とされている。更に、燃料ガス入口孔５１の外縁領域
ＯP の高さ位置と、内縁領域ＩP の高さ位置とが等応し
ており、略面一状態とされている。
２において、燃料ガス入口孔５１の外縁領域ＯP のシー
ル突起５８の頂部の高さ位置と、内縁領域ＩP のシール
突起５８の頂部の高さ位置とが等応しており、略面一状
態とされている。更に、燃料ガス入口孔５１の外縁領域
ＯP の高さ位置と、内縁領域ＩP の高さ位置とが等応し
ており、略面一状態とされている。
【００１７】また外枠部２２に形成されている第２連通
路４２についても、第１連通路４１の場合と同様のシー
ル構造とされている。即ち、第２連通路４２に宛てがわ
れた金属製の薄肉状をなす第２通路形成板７２（図１に
おいて斜線で示す領域に相当）は、高分子材料の被覆膜
２２ｋで型成形により一体に包み込まれている。従っ
て、燃料ガス出口孔５２の外縁領域ＯR の高さ位置と内
縁領域ＩR の高さ位置とが等応して略面一状態とされて
いる。
路４２についても、第１連通路４１の場合と同様のシー
ル構造とされている。即ち、第２連通路４２に宛てがわ
れた金属製の薄肉状をなす第２通路形成板７２（図１に
おいて斜線で示す領域に相当）は、高分子材料の被覆膜
２２ｋで型成形により一体に包み込まれている。従っ
て、燃料ガス出口孔５２の外縁領域ＯR の高さ位置と内
縁領域ＩR の高さ位置とが等応して略面一状態とされて
いる。
【００１８】なお本実施態様によれば、外枠部２２の主
体を構成する外枠部本体を形成した後に、外枠部本体に
通路形成板７１、７２を積層し、その後に、シール突起
５８を含む被覆膜２２ｋを、成形型を用いて型成形で一
体化する形態でも良いし、或いは、セパレータ本体２
０、通路形成板７１、７２を成形型のキャビティの所定
部位に配置した状態で、キャビティに未加硫のゴム原液
を注入し、その後加硫し、これにより被覆膜２２ｋが一
体化された外枠部２２を成形する形態としても良い。
体を構成する外枠部本体を形成した後に、外枠部本体に
通路形成板７１、７２を積層し、その後に、シール突起
５８を含む被覆膜２２ｋを、成形型を用いて型成形で一
体化する形態でも良いし、或いは、セパレータ本体２
０、通路形成板７１、７２を成形型のキャビティの所定
部位に配置した状態で、キャビティに未加硫のゴム原液
を注入し、その後加硫し、これにより被覆膜２２ｋが一
体化された外枠部２２を成形する形態としても良い。
【００１９】以上説明した本実施態様によれば、図２〜
図５から理解できるように、燃料ガス出口孔５２の周囲
の高さ位置が等応し、略面一状態となる。この結果、燃
料ガス出口孔５２の外縁領域ＯR の高さ位置と内縁領域
ＩR の高さ位置とが等応して略面一状態とされている。
そのため、単位電池１と共に複数のセパレータ２が厚み
方向に積層されるように燃料電池が組付けられる際にお
いて、燃料ガス入口孔５１の外縁領域ＯP における面圧
と、燃料ガス入口孔５１の内縁領域ＩP における面圧と
の間のバラツキが低減または回避される。故に燃料ガス
入口孔５１付近のシール性が向上し、燃料ガス入口孔５
１付近の耐ガスリーク性が向上する。
図５から理解できるように、燃料ガス出口孔５２の周囲
の高さ位置が等応し、略面一状態となる。この結果、燃
料ガス出口孔５２の外縁領域ＯR の高さ位置と内縁領域
ＩR の高さ位置とが等応して略面一状態とされている。
そのため、単位電池１と共に複数のセパレータ２が厚み
方向に積層されるように燃料電池が組付けられる際にお
いて、燃料ガス入口孔５１の外縁領域ＯP における面圧
と、燃料ガス入口孔５１の内縁領域ＩP における面圧と
の間のバラツキが低減または回避される。故に燃料ガス
入口孔５１付近のシール性が向上し、燃料ガス入口孔５
１付近の耐ガスリーク性が向上する。
【００２０】本実施態様によれば、燃料ガス入口孔５１
ばかりか、燃料ガス出口孔５２も同様の構造とされてい
る。従って、燃料ガス出口孔５２の周囲の高さ位置が等
応し、略面一状態となる。そのため燃料ガス出口孔５２
の外縁領域ＯR における面圧と、燃料ガス出口孔５２の
内縁領域ＩR における面圧との間のバラツキが低減また
は回避または回避される。故に、セパレータ２の燃料ガ
ス出口孔５２付近のシール性のバラツキが低減される。
故に、燃料ガス入口孔５１ばかりか、燃料ガス出口孔５
２付近の耐ガスリーク性も向上する。
ばかりか、燃料ガス出口孔５２も同様の構造とされてい
る。従って、燃料ガス出口孔５２の周囲の高さ位置が等
応し、略面一状態となる。そのため燃料ガス出口孔５２
の外縁領域ＯR における面圧と、燃料ガス出口孔５２の
内縁領域ＩR における面圧との間のバラツキが低減また
は回避または回避される。故に、セパレータ２の燃料ガ
ス出口孔５２付近のシール性のバラツキが低減される。
故に、燃料ガス入口孔５１ばかりか、燃料ガス出口孔５
２付近の耐ガスリーク性も向上する。
【００２１】（他の実施態様）図６は他の実施態様を示
す。この実施態様も前記した実施態様と基本的には同様
であり、同一の機能を奏する部位には同一の符号を付す
る。この実施態様においても、第１連通路４１を区画す
るセパレータ本体２０の頂部２０ｘに金属製の薄肉状を
なす第１通路形成板７１が宛てがわれた状態で、薄膜状
をなすゴム材料の被覆膜２２ｋで第１通路形成板７１が
型成形により一体に包み込まれ、面一化されている。
す。この実施態様も前記した実施態様と基本的には同様
であり、同一の機能を奏する部位には同一の符号を付す
る。この実施態様においても、第１連通路４１を区画す
るセパレータ本体２０の頂部２０ｘに金属製の薄肉状を
なす第１通路形成板７１が宛てがわれた状態で、薄膜状
をなすゴム材料の被覆膜２２ｋで第１通路形成板７１が
型成形により一体に包み込まれ、面一化されている。
【００２２】以上の実施態様においては、燃料ガス入口
孔５１、燃料ガス出口孔５２、空気入口孔５３、空気出
口孔５４等の周縁にシール突起５８を一重に形成した
が、シール突起５８は、二重あるいは三重に形成しても
良い。
孔５１、燃料ガス出口孔５２、空気入口孔５３、空気出
口孔５４等の周縁にシール突起５８を一重に形成した
が、シール突起５８は、二重あるいは三重に形成しても
良い。
【００２３】
【発明の効果】請求項１によれば、単位電池と共に複数
のセパレータが厚み方向に積層されるように燃料電池が
組付けられる際に、活物質通過孔の外縁領域における面
圧と、活物質通過孔の内縁領域における面圧との間のバ
ラツキが低減または回避される。従って、活物質を含む
流体が送給される活物質通過孔付近のシール性が向上
し、活物質を含む流体に対する耐リーク性が向上する。
のセパレータが厚み方向に積層されるように燃料電池が
組付けられる際に、活物質通過孔の外縁領域における面
圧と、活物質通過孔の内縁領域における面圧との間のバ
ラツキが低減または回避される。従って、活物質を含む
流体が送給される活物質通過孔付近のシール性が向上
し、活物質を含む流体に対する耐リーク性が向上する。
【図１】セパレータを含む燃料電池の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図２の要部の拡大図である。
【図４】燃料ガス入口孔付近の断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】他の実施態様に係る断面図である。
【図７】燃料電池の基本構成を説明するための構成図で
ある。
ある。
【図８】従来技術に係る連通路付近の断面図である。
図中、１は単位電池、１０は電極、１２は固体高分子電
解質膜、２はセパレータ、２０はセパレータ本体、２２
は外枠部、２２ｋは被覆膜、３０は正極室（電極室）、
３３は負極室（電極室）、５１は燃料ガス入口孔（活物
質通過孔）、５２は燃料ガス出口孔（活物質通過孔）、
７１、７２は通路形成板を示す。
解質膜、２はセパレータ、２０はセパレータ本体、２２
は外枠部、２２ｋは被覆膜、３０は正極室（電極室）、
３３は負極室（電極室）、５１は燃料ガス入口孔（活物
質通過孔）、５２は燃料ガス出口孔（活物質通過孔）、
７１、７２は通路形成板を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】正極及び負極を構成する一対の電極と、一
対の前記電極に挟装された固体高分子電解質膜とからな
り厚み方向に所定間隔隔てて複数個並設された単位電池
と、 前記単位電池間を仕切り、正極及び負極にそれぞれ対面
すると共に活物質を含む流体が流れる電極室を区画する
セパレータとを具備し、 前記セパレータは、 電極に対して集電性をもつセパレータ本体と、 前記セパレータ本体の外縁部に高分子材料を基材として
被覆され、厚み方向に貫通し活物質を含む流体が流れる
活物質通過孔と前記電極室及び前記活物質通過孔の境界
領域に設けられ両者を連通する連通路とをもつ外枠部と
を備えた燃料電池において、 前記セパレータの外枠部は、前記連通路に宛てがわれた
通路形成板を高分子材料の被覆膜で一体に包み込んだ状
態で構成され、 前記被覆膜により、前記活物質通過孔の外縁領域の高さ
位置と内縁領域の高さ位置とが等応して略面一状態に設
定されていることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】単位電池間を仕切り、正極及び負極にそれ
ぞれ対面すると共に活物質を含む流体が流れる電極室を
区画すると共に集電性をもつセパレータ本体と、 前記セパレータ本体の外縁部に高分子材料を基材として
被覆され、厚み方向に貫通し活物質を含む流体が流れる
活物質通過孔と前記電極室及び前記活物質通過孔の境界
領域に設けられ両者を連通する連通路とをもつ外枠部と
を備えた燃料電池用セパレータにおいて、 前記外枠部は、 前記連通路に宛てがわれた通路形成板を高分子材料の被
覆膜で一体に包み込んだ状態で構成され、前記被覆膜に
より、前記活物質通過孔の外縁領域の高さ位置と内縁領
域の高さ位置とが等応して略面一状態に設定されている
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23112696A JP3660437B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23112696A JP3660437B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1074530A true JPH1074530A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3660437B2 JP3660437B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=16918699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23112696A Expired - Fee Related JP3660437B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3660437B2 (ja) |
Cited By (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11354142A (ja) * | 1998-06-11 | 1999-12-24 | Toshiba Corp | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| EP1284512A2 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-19 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Bipolar plate for a fuel cell |
| JP2003086203A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2003100322A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2003123798A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-25 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のシール構造 |
| WO2004006371A1 (ja) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| JP2004095565A (ja) * | 2003-12-25 | 2004-03-25 | Nok Corp | 積層型燃料電池用ガスケット |
| JP2004146384A (ja) * | 1999-07-26 | 2004-05-20 | Tigers Polymer Corp | 燃料電池のシール構造 |
| EP1441403A2 (en) * | 2002-12-10 | 2004-07-28 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Gastight gasket assembly for gas channels of fuel cell stack |
| US6794079B2 (en) | 2001-06-18 | 2004-09-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| JP2004303723A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質型燃料電池 |
| JP2004335179A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2005038826A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Asia Pacific Fuel Cell Technology Ltd | 燃料電池極板の流場構造 |
| US6866959B2 (en) | 2001-12-26 | 2005-03-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| WO2005038970A1 (ja) * | 2003-10-22 | 2005-04-28 | Nok Corporation | 燃料電池用セパレータ及び固体高分子型燃料電池 |
| JP2005267868A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006024404A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2006032008A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006040790A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Tokai Rubber Ind Ltd | 固体高分子型燃料電池用セパレータおよびそれを用いた固体高分子型燃料電池用セル |
| US7014939B2 (en) | 2001-01-30 | 2006-03-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell and fuel cell stack |
| JP2006092773A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
| JP2006120655A (ja) * | 2006-02-01 | 2006-05-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| WO2006054399A1 (ja) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池のセパレータ |
| JP2006147468A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| US7118819B2 (en) | 2002-06-17 | 2006-10-10 | Utc Fuel Cells Llc | Coolant mixture separator assembly for use in a polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell power plant |
| JP2007012300A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2007200751A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Nok Corp | 燃料電池用セパレータ |
| JP2007242511A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2008097899A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Nok Corp | 燃料電池用ガスケット |
| JP2008192366A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| EP1469103A3 (en) * | 1999-05-10 | 2008-09-24 | Ineos Enterprises Limited | Gaskets for use with electrode structures |
| US7524573B2 (en) | 2004-02-23 | 2009-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel cell having inner and outer periphery seal members |
| US7674550B2 (en) | 2003-05-08 | 2010-03-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| JP2010092876A (ja) * | 2003-03-14 | 2010-04-22 | Panasonic Corp | 高分子電解質型燃料電池 |
| US7704625B2 (en) | 2003-05-01 | 2010-04-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| US8283085B2 (en) | 2001-12-26 | 2012-10-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell and separator thereof |
| JP2012234797A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP23112696A patent/JP3660437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11354142A (ja) * | 1998-06-11 | 1999-12-24 | Toshiba Corp | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| EP1469103A3 (en) * | 1999-05-10 | 2008-09-24 | Ineos Enterprises Limited | Gaskets for use with electrode structures |
| JP2004146384A (ja) * | 1999-07-26 | 2004-05-20 | Tigers Polymer Corp | 燃料電池のシール構造 |
| DE10262309B4 (de) * | 2001-01-30 | 2012-11-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Brennstoffzelle |
| US8097379B2 (en) | 2001-01-30 | 2012-01-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack with insulating members |
| US7014939B2 (en) | 2001-01-30 | 2006-03-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell and fuel cell stack |
| US8637204B2 (en) | 2001-01-30 | 2014-01-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell and fuel cell stack |
| DE10203174B4 (de) * | 2001-01-30 | 2009-03-19 | Honda Giken Kogyo K.K. | Brennstoffzelle und Brennstoffzellenstapel |
| US6794079B2 (en) | 2001-06-18 | 2004-09-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| EP1284512A3 (en) * | 2001-08-16 | 2006-11-08 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Bipolar plate for a fuel cell |
| EP1284512A2 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-19 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Bipolar plate for a fuel cell |
| JP2003086203A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2003100322A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2003123798A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-25 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のシール構造 |
| US7632597B2 (en) | 2001-12-26 | 2009-12-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell and separator thereof |
| US6866959B2 (en) | 2001-12-26 | 2005-03-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| US8283085B2 (en) | 2001-12-26 | 2012-10-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell and separator thereof |
| US7118819B2 (en) | 2002-06-17 | 2006-10-10 | Utc Fuel Cells Llc | Coolant mixture separator assembly for use in a polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell power plant |
| WO2004006371A1 (ja) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| CN100385722C (zh) * | 2002-07-03 | 2008-04-30 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池隔板及其制造方法 |
| EP1441403A2 (en) * | 2002-12-10 | 2004-07-28 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Gastight gasket assembly for gas channels of fuel cell stack |
| EP1441403A3 (en) * | 2002-12-10 | 2007-02-14 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Gastight gasket assembly for gas channels of fuel cell stack |
| JP2010092876A (ja) * | 2003-03-14 | 2010-04-22 | Panasonic Corp | 高分子電解質型燃料電池 |
| JP2004303723A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質型燃料電池 |
| JP2004335179A (ja) * | 2003-05-01 | 2004-11-25 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| US7704625B2 (en) | 2003-05-01 | 2010-04-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| US8268507B2 (en) | 2003-05-01 | 2012-09-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| US7968249B2 (en) | 2003-05-01 | 2011-06-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| US7674550B2 (en) | 2003-05-08 | 2010-03-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| JP2005038826A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Asia Pacific Fuel Cell Technology Ltd | 燃料電池極板の流場構造 |
| WO2005038970A1 (ja) * | 2003-10-22 | 2005-04-28 | Nok Corporation | 燃料電池用セパレータ及び固体高分子型燃料電池 |
| US8278005B2 (en) | 2003-10-22 | 2012-10-02 | Nok Corporation | Separator for fuel cell and solid polymer type fuel cell |
| JP2004095565A (ja) * | 2003-12-25 | 2004-03-25 | Nok Corp | 積層型燃料電池用ガスケット |
| US7524573B2 (en) | 2004-02-23 | 2009-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel cell having inner and outer periphery seal members |
| JP2005267868A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006024404A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2006032008A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006040790A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Tokai Rubber Ind Ltd | 固体高分子型燃料電池用セパレータおよびそれを用いた固体高分子型燃料電池用セル |
| JP4482413B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2010-06-16 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
| JP2006092773A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
| WO2006054399A1 (ja) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池のセパレータ |
| JP4551746B2 (ja) * | 2004-11-24 | 2010-09-29 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
| JP2006147468A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池スタック |
| JP2007012300A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2007200751A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Nok Corp | 燃料電池用セパレータ |
| JP2006120655A (ja) * | 2006-02-01 | 2006-05-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| JP4569483B2 (ja) * | 2006-02-01 | 2010-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータ |
| JP2007242511A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2008097899A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Nok Corp | 燃料電池用ガスケット |
| JP2008192366A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2012234797A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-29 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3660437B2 (ja) | 2005-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3660437B2 (ja) | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ | |
| US6423439B1 (en) | Membrane electrode assembly for an electrochemical fuel cell | |
| US7608355B2 (en) | Seal structure of a fuel cell | |
| US8039162B2 (en) | Unit cell for solid polymer electrolyte fuel cell | |
| US9225032B2 (en) | Fuel cell | |
| JP2014182967A (ja) | 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体 | |
| JP2007329125A (ja) | 改善された燃料電池設計のためのシール支持用の拡散媒体 | |
| CA2442436A1 (en) | Fuel cell | |
| WO2007105096A1 (en) | Fuel cell and method for producing the same | |
| JP5482991B2 (ja) | 燃料電池の密封構造 | |
| JP2011040359A (ja) | 燃料電池用ガス拡散層一体型ガスケット | |
| JP4193015B2 (ja) | 燃料電池用ガスケット | |
| JP4128844B2 (ja) | 高分子電解質型燃料電池用複合セパレータ板およびそれを用いた高分子電解質型燃料電池 | |
| JPH10241709A (ja) | 固体高分子膜型燃料電池及び固体高分子膜型燃料電池用セパレータ | |
| JP2004014446A (ja) | 燃料電池 | |
| JP4214027B2 (ja) | 燃料電池 | |
| US11424466B2 (en) | Membrane electrode unit with a seal arrangement, fuel cell, and fuel cell stack | |
| JP5143336B2 (ja) | 高分子電解質型燃料電池 | |
| JP2002075396A (ja) | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 | |
| JP5816141B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
| JP4439646B2 (ja) | 導電性セパレータ、高分子電解質型燃料電池および高分子電解質型燃料電池の製造方法 | |
| JP4340413B2 (ja) | 高分子電解質型燃料電池 | |
| JP4134615B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JPH08180888A (ja) | 燃料電池スタックおよび燃料電池スタック用電極接合体ならびにその製造方法 | |
| JP2004335179A (ja) | 燃料電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050304 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050317 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |