JPS58161269A - 積層形燃料電池 - Google Patents
積層形燃料電池Info
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- JPS58161269A JPS58161269A JP57045088A JP4508882A JPS58161269A JP S58161269 A JPS58161269 A JP S58161269A JP 57045088 A JP57045088 A JP 57045088A JP 4508882 A JP4508882 A JP 4508882A JP S58161269 A JPS58161269 A JP S58161269A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は積層形燃料電池のガス分離板又は電極に関す
るものである。
るものである。
従来この種のガス分離板としては第１図、第２図に示す
ものがあった。第１図、第２図はそれぞれ燃料側と酸化
剤側の平面図である。なお平面の凹凸部の凸部について
は斜線を付してその部分を示すｄ以下の各図においても
同様とする。端板の場合には第１図、第２図のいずれか
の溝を設け、両溝板の場合には第１図と第２図の溝を表
裏に設ける。
ものがあった。第１図、第２図はそれぞれ燃料側と酸化
剤側の平面図である。なお平面の凹凸部の凸部について
は斜線を付してその部分を示すｄ以下の各図においても
同様とする。端板の場合には第１図、第２図のいずれか
の溝を設け、両溝板の場合には第１図と第２図の溝を表
裏に設ける。
第１図において、（１）は燃料流路、（２）は外部リザ
ーバ、（８ａ）、（８ｂ）、（８ｃ）、（８ｄ）は電解
質補給に用いる供給孔である。（４）は燃料流路の流入
流路、（５）は流出流路である。第２図において、（６
）は酸化剤流路、（８ａ）、（８ｂ）、（８ｃ）、（８
ｄ）は電解質補給に用いる上記供給孔で、表面から裏面
に貫通している。
ーバ、（８ａ）、（８ｂ）、（８ｃ）、（８ｄ）は電解
質補給に用いる供給孔である。（４）は燃料流路の流入
流路、（５）は流出流路である。第２図において、（６
）は酸化剤流路、（８ａ）、（８ｂ）、（８ｃ）、（８
ｄ）は電解質補給に用いる上記供給孔で、表面から裏面
に貫通している。
燃料流路と酸化剤流路はそれぞれ直交する方向に設けら
れている。（７）は酸化剤流路の流入流路、（８）は流
出流路である。なお積層はガス分離板とガス分離板との
間に電解質を含浸させた非導電性の多孔質部材と、これ
を挾む通気性および溌水性を有する燃料電極と酸化剤電
極を挿入することにより行なわれる。
れている。（７）は酸化剤流路の流入流路、（８）は流
出流路である。なお積層はガス分離板とガス分離板との
間に電解質を含浸させた非導電性の多孔質部材と、これ
を挾む通気性および溌水性を有する燃料電極と酸化剤電
極を挿入することにより行なわれる。
次に動作について説明する。反応ガス流路（１）。
（６）に供給された反応ガスは多孔質の電極を拡散し、
電解質を含浸させた非導電性の多孔質部材との界面でイ
オン化し、双方のイオンが反応して化合物を生成する。
電解質を含浸させた非導電性の多孔質部材との界面でイ
オン化し、双方のイオンが反応して化合物を生成する。
燃料が水素の場合には水が生成され、双方の電極間に電
流が生じる。電流は電極と凸部（９）の電気的接触によ
りガス分離板を通して外部回路に流れる。また電解質は
生成物である水による希釈や燃料電池の熱サイクルなど
により膨張・収縮する。外部リザーバ（２）はこの影響
を緩和するものである。また長期間の運転では電解質が
蒸発消失するので、外部リザーバを通して多孔質部材に
電解質を補給することも行なわれており、供給孔（８ａ
）、（８ｂ）、（８ｃ）、（８ｄ）はこのためのもので
ある。
流が生じる。電流は電極と凸部（９）の電気的接触によ
りガス分離板を通して外部回路に流れる。また電解質は
生成物である水による希釈や燃料電池の熱サイクルなど
により膨張・収縮する。外部リザーバ（２）はこの影響
を緩和するものである。また長期間の運転では電解質が
蒸発消失するので、外部リザーバを通して多孔質部材に
電解質を補給することも行なわれており、供給孔（８ａ
）、（８ｂ）、（８ｃ）、（８ｄ）はこのためのもので
ある。
従来のガス分離板は以上のように構成されおりリザーバ
は周辺部に限られていた。したがって大形の電極では中
央部での電解質の膨張・収縮の緩和が困難になるという
欠点があった。さらに燃料流路の出・入口と酸化剤流路
の出・入口がガス分離板の４辺部に分散しており、集中
化できない欠点があった。
は周辺部に限られていた。したがって大形の電極では中
央部での電解質の膨張・収縮の緩和が困難になるという
欠点があった。さらに燃料流路の出・入口と酸化剤流路
の出・入口がガス分離板の４辺部に分散しており、集中
化できない欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたものでΩ形の流路とΩ形流路の凹部にリザ
ーバを形成して従来の両欠点を一挙に解消しようとする
ものである。
めになされたものでΩ形の流路とΩ形流路の凹部にリザ
ーバを形成して従来の両欠点を一挙に解消しようとする
ものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第３
図、第４図はこの発明のガス分離板のそれぞれ燃料側と
酸化剤側の平面図であり、その位置関係を示すために、
ガス分離板を同面から投影したとして表わしている。第
８図において、（１）は燃料流路で（４）はその流入流
路、（５）はその流出流路、（２ａ）、（２ｂ）はそれ
ぞれＴ字状およびＵ字状の外部リザーバで、これらでガ
ス分離板の４辺部に外部リザーバが設けられる。（８ａ
）、（８ｂ）・・・（８ｆ）は電解質補給に用いる供給
孔、ＯＱは反応ガスの流量を均一化するための迂回流路
である。また、第４図において、（６）は酸化剤流路、
（７）はその流入流路、（８）はその流出流路、（８ａ
）、（８ｂ）・・・（８ｆ）は電解質補給に用いる供給
孔（７）である。
図、第４図はこの発明のガス分離板のそれぞれ燃料側と
酸化剤側の平面図であり、その位置関係を示すために、
ガス分離板を同面から投影したとして表わしている。第
８図において、（１）は燃料流路で（４）はその流入流
路、（５）はその流出流路、（２ａ）、（２ｂ）はそれ
ぞれＴ字状およびＵ字状の外部リザーバで、これらでガ
ス分離板の４辺部に外部リザーバが設けられる。（８ａ
）、（８ｂ）・・・（８ｆ）は電解質補給に用いる供給
孔、ＯＱは反応ガスの流量を均一化するための迂回流路
である。また、第４図において、（６）は酸化剤流路、
（７）はその流入流路、（８）はその流出流路、（８ａ
）、（８ｂ）・・・（８ｆ）は電解質補給に用いる供給
孔（７）である。
燃料流路の流入流路（４）の入口と酸化剤流路の流出流
路（８）の出口は同辺部に存在するが、その位置は辺部
の中央で分けてそれぞれ左側部と右側部にある。又燃料
流路の流出流路（５）の出口と、酸化剤流路の流入流路
（７）の入口は同辺部に存在し、その位置は、辺部の中
央で分けてそれぞれ左側部と右側部にある。燃料流路（
１）は−面から投影して略Ω形になっており、かつΩ形
流路の凹部にＴ字状のリザーバ（２ａ）の一部が位置し
ている。又酸化剤流路（６）は上記−面から投影して略
び形になっている。
路（８）の出口は同辺部に存在するが、その位置は辺部
の中央で分けてそれぞれ左側部と右側部にある。又燃料
流路の流出流路（５）の出口と、酸化剤流路の流入流路
（７）の入口は同辺部に存在し、その位置は、辺部の中
央で分けてそれぞれ左側部と右側部にある。燃料流路（
１）は−面から投影して略Ω形になっており、かつΩ形
流路の凹部にＴ字状のリザーバ（２ａ）の一部が位置し
ている。又酸化剤流路（６）は上記−面から投影して略
び形になっている。
次に動作について説明する。反応ガス流路に供給された
反応ガスは、多孔質の電極に拡散し、電解質を含浸させ
た非導電性の多孔質部材との界面でイオン化し、双方の
イオンが反応して化合物が生成する。燃料が水素の場合
には水が生成されるが、電解質の生成水による希釈や燃
料電池の熱サイクルなどによる膨張・収縮はＴ字状およ
びＵ字状に設けられた外部リザーバにより緩和される。
反応ガスは、多孔質の電極に拡散し、電解質を含浸させ
た非導電性の多孔質部材との界面でイオン化し、双方の
イオンが反応して化合物が生成する。燃料が水素の場合
には水が生成されるが、電解質の生成水による希釈や燃
料電池の熱サイクルなどによる膨張・収縮はＴ字状およ
びＵ字状に設けられた外部リザーバにより緩和される。
特にＴ字状の外部リザーバの一部が中央部に延びている
ので、電極の中央部における電解質量の調節が可能とな
った。一方、双方のｆｉＬ極間に生じた電流は電極と凸
部（９）の電気的接触によりガス分離板を通じて外部回
路に流れるが、電極に対して面圧のかかる部分は、従来
の場合凸部の約５０バーセントすなわち全面積の約２５
パーセントであったのに対して、この場合には凸部の約
７５パーセントすなわち全面積の約３＆ｚｆ−セントで
電気的接触は大きく改善されている。また外部リザーバ
（２ａ ）、（２ｂ ）を通しての電解質の補給につい
ても中央部を含めて均一に、かつすみやかに行なうこと
ができる。
ので、電極の中央部における電解質量の調節が可能とな
った。一方、双方のｆｉＬ極間に生じた電流は電極と凸
部（９）の電気的接触によりガス分離板を通じて外部回
路に流れるが、電極に対して面圧のかかる部分は、従来
の場合凸部の約５０バーセントすなわち全面積の約２５
パーセントであったのに対して、この場合には凸部の約
７５パーセントすなわち全面積の約３＆ｚｆ−セントで
電気的接触は大きく改善されている。また外部リザーバ
（２ａ ）、（２ｂ ）を通しての電解質の補給につい
ても中央部を含めて均一に、かつすみやかに行なうこと
ができる。
なお供給孔も６個に増やして電解質の補給がよりすみや
かに行なわれるようにしている。
かに行なわれるようにしている。
又第８図、第４図から判るように反応ガスすなわち燃料
流路と酸化剤流路の出・入口がガス分離板の２辺部に集
中しているので、これらの流路に接続するマニホールド
は、従来の４辺部に対して２辺部に集中させることがで
き、余った辺部を冷却水のマニホールドの配置として利
用できる。
流路と酸化剤流路の出・入口がガス分離板の２辺部に集
中しているので、これらの流路に接続するマニホールド
は、従来の４辺部に対して２辺部に集中させることがで
き、余った辺部を冷却水のマニホールドの配置として利
用できる。
なお、上記実施例では外部リザーバを燃料側に設けたも
のを示したが、酸化剤電極側に設けてもよい。また、反
応ガス流路は第５図に示したように、コーナ部を流線形
にし、流れをスムーズにすることもできる。反応ガスの
流れを均一化するための迂回流路は、実施例では４カ所
設けたものを示したが、必要に応じて増減してもよい。
のを示したが、酸化剤電極側に設けてもよい。また、反
応ガス流路は第５図に示したように、コーナ部を流線形
にし、流れをスムーズにすることもできる。反応ガスの
流れを均一化するための迂回流路は、実施例では４カ所
設けたものを示したが、必要に応じて増減してもよい。
また、燃料入口と燃料出口はそれぞれ逆にしてもよい。
又酸化剤入口と酸化剤出口は、それぞれ逆であってもよ
い。
い。
又、外部リザーバは多角形のガス分離板、通常は四角形
の、燃料流路又は酸化剤流路の流入流路又は流出流路と
平行な２辺部と、辺部から延びた中央部とに設けること
が望ましい。設けられた外部リザーバは適当な形状で互
に分離されていてもよいが、分離された外部リザーバ毎
に電解質の供給孔を設けておく方が望ましい。
の、燃料流路又は酸化剤流路の流入流路又は流出流路と
平行な２辺部と、辺部から延びた中央部とに設けること
が望ましい。設けられた外部リザーバは適当な形状で互
に分離されていてもよいが、分離された外部リザーバ毎
に電解質の供給孔を設けておく方が望ましい。
又上記ではリザーバと燃料又は酸化剤流路をガス分離板
に設けたが、ガス分離板に対向する燃料電極又は酸化剤
電極の面に設けても同様な効果が期待される。
に設けたが、ガス分離板に対向する燃料電極又は酸化剤
電極の面に設けても同様な効果が期待される。
以上説明したように、この発明は、燃料電極又は酸化剤
電極の一方の電極とガス分離板の対向面に、−面から投
影して略Ω形になるような、燃料又は酸化剤の一方の流
路を形成し、かつ上記Ω形流路の凹部に電解質のリザー
バを形成すると共に、燃料電極又は酸化剤電極の他方の
電極とガス分離板の対向面に、上記−面から投影して略
Ｕ形になるような燃料又は酸化剤の他方の流路を形成し
たので、電極の中央部での電解質の膨張・収縮を緩和で
きると共に、燃料流路の出・入口と酸化剤流路の出・入
口がガス分離板又は電極の２辺部に集中できる。
電極の一方の電極とガス分離板の対向面に、−面から投
影して略Ω形になるような、燃料又は酸化剤の一方の流
路を形成し、かつ上記Ω形流路の凹部に電解質のリザー
バを形成すると共に、燃料電極又は酸化剤電極の他方の
電極とガス分離板の対向面に、上記−面から投影して略
Ｕ形になるような燃料又は酸化剤の他方の流路を形成し
たので、電極の中央部での電解質の膨張・収縮を緩和で
きると共に、燃料流路の出・入口と酸化剤流路の出・入
口がガス分離板又は電極の２辺部に集中できる。
第１図は従来のガス分離板の燃料側の平面図、第２図は
従来のガス分離板の酸化剤側の平面図、第８図はこの発
明の一実施例によるガス分離板の燃料側の平面図、第４
図はこの発明の一実施例によるガス分離板の酸化剤側の
平面図、第５図はこの発明の他実施例によるガス分離板
の燃料側の平面図である。 図中、（１）は燃料流路、（２）、（２ａ）、（２ｂ）
は外部リザーバ、（８ａ）、（８ｂ）、−、（８ｆ）は
電解質補給用供給孔、（４）は燃料流路の流入流路、（
５）は流出流路、（６）は酸化剤流路、（７）は酸化剤
流路の流入流路、（８）は流出流路、（９）は電極との
接触部、０４は迂回流路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 葛野信− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 手続補正書（自発） ２、発明の名称 積層形燃料電池 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲および発明の詳細な説明の欄 ６、 補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲の欄を別紙のとおり訂正
する。 （２）明細書の第４頁第１２行の「凹部に」を「凸部に
」と訂正する。 （３）同第５頁第１５行の「凹部に」を「凸部に」と訂
正する。 ７、 添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面 １通以 上 （２） の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の梢特許請
求の範囲 （１）燃料電極、電解質マトリックス、酸化剤電極、及
びガス分離板を順次複数個積層する積層形燃料電池にお
いて、燃料電極又は酸化剤電極の一方の電極とガス分離
板の対向面に、−面から投影して略Ω形になるような、
燃料又は酸化剤の一方〇流路を形成し、かつ上記Ω形流
路の凸部に電解質のリザーバを形成すると共に、燃料電
極又は酸化剤電極の他方の電極とガス分離板の対向面に
、上記−面から投影して略Ω形になるような燃料又は酸
化剤の他方の流路を形成したことを特徴とする積層形燃
料電池。 （２）電極とカス分離板の対向面における、燃料流路又
は酸化剤流路の流入流路と平行な２辺部に電解質のリザ
ーバを形成した特許請求の範囲第１項記載の積層形燃料
電池。 （３）電極とガス分離板の対向面における４辺部に電解
質のリザーバを形成した特許請求の範囲第１項記載の積
層形燃料電池。
従来のガス分離板の酸化剤側の平面図、第８図はこの発
明の一実施例によるガス分離板の燃料側の平面図、第４
図はこの発明の一実施例によるガス分離板の酸化剤側の
平面図、第５図はこの発明の他実施例によるガス分離板
の燃料側の平面図である。 図中、（１）は燃料流路、（２）、（２ａ）、（２ｂ）
は外部リザーバ、（８ａ）、（８ｂ）、−、（８ｆ）は
電解質補給用供給孔、（４）は燃料流路の流入流路、（
５）は流出流路、（６）は酸化剤流路、（７）は酸化剤
流路の流入流路、（８）は流出流路、（９）は電極との
接触部、０４は迂回流路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 葛野信− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 手続補正書（自発） ２、発明の名称 積層形燃料電池 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲および発明の詳細な説明の欄 ６、 補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲の欄を別紙のとおり訂正
する。 （２）明細書の第４頁第１２行の「凹部に」を「凸部に
」と訂正する。 （３）同第５頁第１５行の「凹部に」を「凸部に」と訂
正する。 ７、 添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面 １通以 上 （２） の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の梢特許請
求の範囲 （１）燃料電極、電解質マトリックス、酸化剤電極、及
びガス分離板を順次複数個積層する積層形燃料電池にお
いて、燃料電極又は酸化剤電極の一方の電極とガス分離
板の対向面に、−面から投影して略Ω形になるような、
燃料又は酸化剤の一方〇流路を形成し、かつ上記Ω形流
路の凸部に電解質のリザーバを形成すると共に、燃料電
極又は酸化剤電極の他方の電極とガス分離板の対向面に
、上記−面から投影して略Ω形になるような燃料又は酸
化剤の他方の流路を形成したことを特徴とする積層形燃
料電池。 （２）電極とカス分離板の対向面における、燃料流路又
は酸化剤流路の流入流路と平行な２辺部に電解質のリザ
ーバを形成した特許請求の範囲第１項記載の積層形燃料
電池。 （３）電極とガス分離板の対向面における４辺部に電解
質のリザーバを形成した特許請求の範囲第１項記載の積
層形燃料電池。
Claims (3)
- （１）燃料電極、電解質マトリックス、酸化剤電極、及
びガス分離板を順次複数個積層する積層形燃料電池にお
いて、燃料電極又は酸化剤電極の一方の電極とガス分離
板の対向面に、−面から投影して略Ω形になるような、
燃料又は酸化剤の一方の流路を形成し、かつ上記Ω″形
形路路凹部に電解質のリザーバを形成すると共に、燃料
電極又は酸化剤電極の他方の電極とガス分離板の対向面
に、上記−面から投影して略σ形になるような燃料又は
酸化剤の他方の流路を形成したことを特徴とする積層形
燃料電池。 - （２）電極とガス分離板の対向面における、燃料流路又
は酸化剤流路の流入流路と平行な２辺部に電解質のリザ
ーバを形成した特許請求の範囲第１項記載の積層形燃料
電池。 - （３）電極とガス分離板の対向面における４辺部に電解
質のリザーバを形成した特許請求の範囲第１項記載の積
層形燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045088A JPS58161269A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 積層形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045088A JPS58161269A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 積層形燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161269A true JPS58161269A (ja) | 1983-09-24 |
| JPH0227784B2 JPH0227784B2 (ja) | 1990-06-19 |
Family
ID=12709560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57045088A Granted JPS58161269A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 積層形燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161269A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
1982
- 1982-03-19 JP JP57045088A patent/JPS58161269A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000002272A3 (en) * | 1998-07-01 | 2000-04-13 | British Gas Plc | Fuel cell separator plate providing interconnection of serpentine reactant gas flowpaths in fuel cell stacks |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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