JPH1092447A - 積層形燃料電池 - Google Patents
積層形燃料電池Info
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- JPH1092447A JPH1092447A JP9199909A JP19990997A JPH1092447A JP H1092447 A JPH1092447 A JP H1092447A JP 9199909 A JP9199909 A JP 9199909A JP 19990997 A JP19990997 A JP 19990997A JP H1092447 A JPH1092447 A JP H1092447A
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- separator
- cathode
- gas passage
- fuel gas
- fuel cell
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
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- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、積層高さを低くするとともに、組
立工程を簡単にし、また圧力損失を少なくしつつ、直接
形内部改質方式を採用できるようにすることを目的とす
るものである。 【解決手段】 一枚板からなるセパレータ17に凸形絞
り加工を施して酸化剤ガス流路18を形成し、またセパ
レータ17の燃料ガス流路19側に形成された凹部に改
質触媒を充填した。
立工程を簡単にし、また圧力損失を少なくしつつ、直接
形内部改質方式を採用できるようにすることを目的とす
るものである。 【解決手段】 一枚板からなるセパレータ17に凸形絞
り加工を施して酸化剤ガス流路18を形成し、またセパ
レータ17の燃料ガス流路19側に形成された凹部に改
質触媒を充填した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の単電池を
セパレータを介して積層した積層形燃料電池に関し、特
にセパレータの改良に関するものである。
セパレータを介して積層した積層形燃料電池に関し、特
にセパレータの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は例えば特開昭63−136471
号公報等に示されたものと同種の従来の積層形燃料電池
のセパレータの一例を示す斜視図であり、図において、
1は平板状のセパレータ板、2はセパレータ板1の上面
に設けられた第1の波形板、3は第1の波形板2によっ
て形成された燃料ガス流路、4はセパレータ板1の下面
に設けられた第2の波形板、5は第2の波形板4によっ
て形成され燃料ガス流路3に対して直角方向へ向いた酸
化剤ガス流路である。
号公報等に示されたものと同種の従来の積層形燃料電池
のセパレータの一例を示す斜視図であり、図において、
1は平板状のセパレータ板、2はセパレータ板1の上面
に設けられた第1の波形板、3は第1の波形板2によっ
て形成された燃料ガス流路、4はセパレータ板1の下面
に設けられた第2の波形板、5は第2の波形板4によっ
て形成され燃料ガス流路3に対して直角方向へ向いた酸
化剤ガス流路である。
【0003】また、積層形燃料電池は、複数の単電池
(図示せず)が上記のようなセパレータを介して積層さ
れてなっており、各単電池は、電解質マトリックス(図
示せず)を燃料電極(図示せず)と酸化剤電極(図示せ
ず)とで挟んでなっている。このため、第1の波形板2
の上には燃料電極が、第2の波形板4の下には酸化剤電
極がそれぞれ来るようになっている。
(図示せず)が上記のようなセパレータを介して積層さ
れてなっており、各単電池は、電解質マトリックス(図
示せず)を燃料電極(図示せず)と酸化剤電極(図示せ
ず)とで挟んでなっている。このため、第1の波形板2
の上には燃料電極が、第2の波形板4の下には酸化剤電
極がそれぞれ来るようになっている。
【0004】上記のように構成された従来の積層形燃料
電池においては、燃料ガスが燃料ガス流路3を燃料電極
に接しながら流れ、酸化剤ガスが酸化剤ガス流路5を酸
化剤電極に接しながら流れる。これによって、各単電池
で電池反応が起こり、発電が行われる。
電池においては、燃料ガスが燃料ガス流路3を燃料電極
に接しながら流れ、酸化剤ガスが酸化剤ガス流路5を酸
化剤電極に接しながら流れる。これによって、各単電池
で電池反応が起こり、発電が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の積層形燃料電池においては、セパレータとして
セパレータ板1と第1及び第2の波形板2,4とを用い
ていたので、これら第1及び第2の波形板2,4をセパ
レータ板1に取り付ける部分が必要であり、このためそ
れぞれの板厚分だけ必要以上に高くなってしまい、これ
を多数積層するため、全体の積層高さが高くなってしま
い、コンパクト性に欠けるという問題点があった。ま
た、セパレータ板1と第1及び第2の波形板2,4との
間の電気的な接触抵抗を低減させるために、この部分を
溶接により接合する必要があり、組立工程が複雑にな
り、手間がかかるという問題点もあった。
た従来の積層形燃料電池においては、セパレータとして
セパレータ板1と第1及び第2の波形板2,4とを用い
ていたので、これら第1及び第2の波形板2,4をセパ
レータ板1に取り付ける部分が必要であり、このためそ
れぞれの板厚分だけ必要以上に高くなってしまい、これ
を多数積層するため、全体の積層高さが高くなってしま
い、コンパクト性に欠けるという問題点があった。ま
た、セパレータ板1と第1及び第2の波形板2,4との
間の電気的な接触抵抗を低減させるために、この部分を
溶接により接合する必要があり、組立工程が複雑にな
り、手間がかかるという問題点もあった。
【0006】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、積層高さを低
くでき、これにより全体をコンパクトにでき、また組立
工程が簡単で手間がかからない積層形燃料電池を得るこ
とを目的とする。
ることを課題としてなされたものであり、積層高さを低
くでき、これにより全体をコンパクトにでき、また組立
工程が簡単で手間がかからない積層形燃料電池を得るこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る積
層形燃料電池は、セパレータに酸化剤ガス流路側へ向け
て凸形絞り加工が施されており、かつ凸形絞り加工によ
り形成されたセパレータの燃料ガス流路側の凹部に、原
燃料ガスを燃料ガスに改質するための改質触媒が充填さ
れているものである。
層形燃料電池は、セパレータに酸化剤ガス流路側へ向け
て凸形絞り加工が施されており、かつ凸形絞り加工によ
り形成されたセパレータの燃料ガス流路側の凹部に、原
燃料ガスを燃料ガスに改質するための改質触媒が充填さ
れているものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による積
層形燃料電池を示す酸化剤ガス入口側から見た要部断面
図、図2は図1のセパレータを示す斜視図である。
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による積
層形燃料電池を示す酸化剤ガス入口側から見た要部断面
図、図2は図1のセパレータを示す斜視図である。
【0009】図において、11は電解質マトリックス、
12は電解質マトリックス11の下面に設けられたカソ
ード電極、13は電解質マトリックス11の上面に設け
られたアノード電極、14はカソード電極12の下面に
設けられた金属板からなるカソード集電板であり、この
カソード集電板14には多数の孔が形成されている。1
5はアノード電極13の上面に設けられた金属板からな
るアノード集電板であり、このアノード集電板15には
多数の孔が形成されている。16は電解質マトリックス
11,カソード電極12,アノード電極13,カソード
集電板14及びアノード集電板15からなる単電池であ
り、このような積層形燃料電池では複数個の単電池16
が積層されている。
12は電解質マトリックス11の下面に設けられたカソ
ード電極、13は電解質マトリックス11の上面に設け
られたアノード電極、14はカソード電極12の下面に
設けられた金属板からなるカソード集電板であり、この
カソード集電板14には多数の孔が形成されている。1
5はアノード電極13の上面に設けられた金属板からな
るアノード集電板であり、このアノード集電板15には
多数の孔が形成されている。16は電解質マトリックス
11,カソード電極12,アノード電極13,カソード
集電板14及びアノード集電板15からなる単電池であ
り、このような積層形燃料電池では複数個の単電池16
が積層されている。
【0010】17は積層された各単電池16の間に介在
するセパレータであり、このセパレータ17には、カソ
ード集電板14に接するカソード用凸部17aと、アノ
ード集電板15に接するアノード用凸部17bとが、そ
れぞれ平板にプレス加工、即ち凸形絞り加工をすること
により形成されている。17cはセパレータ17の互い
に向かい合う縁部に折り曲げ加工して断面コ字状に形成
されたガスシール部である。
するセパレータであり、このセパレータ17には、カソ
ード集電板14に接するカソード用凸部17aと、アノ
ード集電板15に接するアノード用凸部17bとが、そ
れぞれ平板にプレス加工、即ち凸形絞り加工をすること
により形成されている。17cはセパレータ17の互い
に向かい合う縁部に折り曲げ加工して断面コ字状に形成
されたガスシール部である。
【0011】18はカソード集電板14とセパレータ1
7との間に酸化剤ガスが図の矢印Aの方向へ流れるよう
に形成された酸化剤ガス流路、19はアノード集電板1
5とセパレータ17との間に燃料ガスが図の矢印Bの方
向へ流れるように形成された燃料ガス流路であり、これ
らの酸化剤ガス流路18と燃料ガス流路19とはセパレ
ータ18を挟んで互いに直交する方向へ向いている。ま
た、カソード用凸部17a及びアノード用凸部17b
は、それぞれ燃料ガス又は酸化剤ガスの流れ方向へ長い
直方体状に交互に形成されている。20はガスシール部
17cの角部の内側に設けられたスペーサである。
7との間に酸化剤ガスが図の矢印Aの方向へ流れるよう
に形成された酸化剤ガス流路、19はアノード集電板1
5とセパレータ17との間に燃料ガスが図の矢印Bの方
向へ流れるように形成された燃料ガス流路であり、これ
らの酸化剤ガス流路18と燃料ガス流路19とはセパレ
ータ18を挟んで互いに直交する方向へ向いている。ま
た、カソード用凸部17a及びアノード用凸部17b
は、それぞれ燃料ガス又は酸化剤ガスの流れ方向へ長い
直方体状に交互に形成されている。20はガスシール部
17cの角部の内側に設けられたスペーサである。
【0012】また、この積層形燃料電池は、図1のよう
にセパレータ17を介して、単電池16を所定の数だけ
積層し、所定の面圧で上下から加圧して構成される。
にセパレータ17を介して、単電池16を所定の数だけ
積層し、所定の面圧で上下から加圧して構成される。
【0013】上記のように構成された積層形燃料電池に
おいては、酸化剤ガス流路18に酸化剤ガスを、燃料ガ
ス流路19に燃料ガスを、それぞれ側面から流すことに
より、発電が行われる。
おいては、酸化剤ガス流路18に酸化剤ガスを、燃料ガ
ス流路19に燃料ガスを、それぞれ側面から流すことに
より、発電が行われる。
【0014】また、セパレータ17は、平板をプレス加
工して形成されるので、電気的な接触抵抗の問題もな
く、製作が簡単である。
工して形成されるので、電気的な接触抵抗の問題もな
く、製作が簡単である。
【0015】さらに、従来必要だった波形板とセパレー
タ板との接合部がないので、セパレータ17の厚さを必
要最小限にすることができ、全体の積層高さを従来より
低くできる。
タ板との接合部がないので、セパレータ17の厚さを必
要最小限にすることができ、全体の積層高さを従来より
低くできる。
【0016】さらにまた、カソード用凸部17a相互の
間隔及びアノード用凸部17c相互の間隔は、従来の波
形板の波のピッチよりも広くなるが、金属板からなるカ
ソード集電板14及びアノード集電板15を介している
ので、各集電板14,15と各電極12,13との間の
面圧は均一になる。また、従来の波形板に比べ、セパレ
ータ17と各電極12,13との接触面積は小さくなる
が、電気的な問題はなく、従来同様の電池特性を得るこ
とができる。
間隔及びアノード用凸部17c相互の間隔は、従来の波
形板の波のピッチよりも広くなるが、金属板からなるカ
ソード集電板14及びアノード集電板15を介している
ので、各集電板14,15と各電極12,13との間の
面圧は均一になる。また、従来の波形板に比べ、セパレ
ータ17と各電極12,13との接触面積は小さくなる
が、電気的な問題はなく、従来同様の電池特性を得るこ
とができる。
【0017】なお、上記の例で示したものは、天然ガス
などを予め改質して、水素,炭酸ガスなどに変換したも
のを燃料ガスとして供給する外部改質方式の積層形燃料
電池であるが、例えばカソード用凸部17aの裏側の凹
部に内部改質触媒を充填することにより、直接形内部改
質形方式の積層形燃料電池にもこの発明が適用できる。
この場合、触媒が流路を妨げないため、ガスの流れに対
する圧力損失を少なくすることができる。
などを予め改質して、水素,炭酸ガスなどに変換したも
のを燃料ガスとして供給する外部改質方式の積層形燃料
電池であるが、例えばカソード用凸部17aの裏側の凹
部に内部改質触媒を充填することにより、直接形内部改
質形方式の積層形燃料電池にもこの発明が適用できる。
この場合、触媒が流路を妨げないため、ガスの流れに対
する圧力損失を少なくすることができる。
【0018】実施の形態2.また、上記実施の形態1で
はガスシール部17cを折り曲げ加工して形成したが、
ガスシール部17cを図3のような形状とすれば、プレ
ス加工をすることもでき、ガスシール部17cをカソー
ド用凸部17aのプレスと同時に形成できるため製作工
程が簡略化できる。
はガスシール部17cを折り曲げ加工して形成したが、
ガスシール部17cを図3のような形状とすれば、プレ
ス加工をすることもでき、ガスシール部17cをカソー
ド用凸部17aのプレスと同時に形成できるため製作工
程が簡略化できる。
【0019】さらに、上記の例では直方体状に突出した
カソード用凸部17a及びアノード用凸部17bを示し
たが、酸化剤ガス流路及び燃料ガス流路を形成できれば
凸部は他の形状であってもよい。
カソード用凸部17a及びアノード用凸部17bを示し
たが、酸化剤ガス流路及び燃料ガス流路を形成できれば
凸部は他の形状であってもよい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明の
積層形燃料電池は、一枚板からなるセパレータに凸形絞
り加工を施して酸化剤ガス流路を形成したので、セパレ
ータの製作を簡単にすることができるとともに、部品点
数を削減することができ、これによりコストを低減する
ことができ、またセパレータの厚さを必要最小限にする
ことができ、これにより全体の積層高さを低くすること
ができ、しかもセパレータの燃料ガス流路側に形成され
た凹部に改質触媒を充填するようにしたので、燃料ガス
の流れを妨げることなく、即ち圧力損失を少なくしつ
つ、直接形内部改質方式を採用できるなどの効果を奏す
る。
積層形燃料電池は、一枚板からなるセパレータに凸形絞
り加工を施して酸化剤ガス流路を形成したので、セパレ
ータの製作を簡単にすることができるとともに、部品点
数を削減することができ、これによりコストを低減する
ことができ、またセパレータの厚さを必要最小限にする
ことができ、これにより全体の積層高さを低くすること
ができ、しかもセパレータの燃料ガス流路側に形成され
た凹部に改質触媒を充填するようにしたので、燃料ガス
の流れを妨げることなく、即ち圧力損失を少なくしつ
つ、直接形内部改質方式を採用できるなどの効果を奏す
る。
【図1】 この発明の実施の形態1による積層形燃料電
池を示す酸化剤ガス入口側から見た要部断面図である。
池を示す酸化剤ガス入口側から見た要部断面図である。
【図2】 図1のセパレータを示す斜視図である。
【図3】 この発明の実施の形態2によるセパレータを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図4】 従来の積層形燃料電池のセパレータの一例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
16 単電池、17 セパレータ、17a カソード用
凸部、17b アノード用凸部、18 酸化剤ガス流
路、19 燃料ガス流路。
凸部、17b アノード用凸部、18 酸化剤ガス流
路、19 燃料ガス流路。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の単電池が一枚板からなるセパレー
タを介して積層されており、上記セパレータの一方の面
に酸化剤ガス流路が、他方の面に燃料ガス流路がそれぞ
れ形成されている積層形燃料電池において、上記セパレ
ータには上記酸化剤ガス流路側へ向けて凸形絞り加工が
施されており、かつ上記凸形絞り加工により形成された
上記セパレータの上記燃料ガス流路側の凹部には、原燃
料ガスを燃料ガスに改質するための改質触媒が充填され
ていることを特徴とする積層形燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9199909A JPH1092447A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 積層形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9199909A JPH1092447A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 積層形燃料電池 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63239749A Division JP2708500B2 (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 積層形燃料電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1092447A true JPH1092447A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=16415629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9199909A Pending JPH1092447A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 積層形燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1092447A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR100424195B1 (ko) * | 2001-11-19 | 2004-03-24 | 한국과학기술연구원 | 이방향성 슬롯판을 이용한 연료전지 분리판 |
WO2005045971A1 (ja) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Nitta Corporation | セパレータおよびセパレータの製造方法 |
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EP2168190A1 (en) * | 2007-05-10 | 2010-03-31 | Fuelcell Energy, Inc. | Fuel cell assembly and method of making same |
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US9876236B2 (en) | 2011-09-21 | 2018-01-23 | Intelligent Energy Limited | Fuel cell separator plates |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP9199909A patent/JPH1092447A/ja active Pending
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