JPS58161270A - 積層形燃料電池 - Google Patents

積層形燃料電池

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JPS58161270A
JPS58161270A JP57045090A JP4509082A JPS58161270A JP S58161270 A JPS58161270 A JP S58161270A JP 57045090 A JP57045090 A JP 57045090A JP 4509082 A JP4509082 A JP 4509082A JP S58161270 A JPS58161270 A JP S58161270A
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fuel
shaped
oxidizer
sides
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Kenro Mitsuta
憲朗 光田
Yoichi Mizumoto
水本 洋一
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、積層形燃料電池に関し、特に分割した電極
とそれに対するガス分離板に関するものである。
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
剤側のガス分離板の平面図である、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。以下の
各図においても同様とする。第1図において(1)は燃
料流路、(2)は燃料側の電極との接触部分、(3)は
−pJl質袖給機構(以後外部リザーバと呼ぶ。なお通
常、ガス分111ik板に設けtこものは外部リザーバ
と呼ばれ、lI#r&に設けるも17) i、t 内部
リザーバと呼はれる。) (4a)、(4b)、(4c
)。
(4d)は電解質補給に用いる供給孔である。まtコ第
2図において(5)は酸化剤流路、(6)は酸化剤側の
電極との接触部分、(4a)、(4b)、(4c)、(
4d)は電解質補給に用いる供給孔である。なお燃料の
流路(1)と酸化剤の流路(5)はそれぞれ−交する方
向に設けられている。なお(7)は外部リザーバを設け
ることのできる箇所であり、外部リザーバ(3)は燃料
側には設けないで酸化剤側に設けることもある。相層形
燃料m池はガス分離板とカス分離板との間に電解質を含
浸させtこ非導電性の多孔質部材と、これを挾む通気性
および撥水性を有する燃料(11および酸化剤側の電極
を挿入し、これを多数個積tvシr:構造である。この
際ガス分離板としては端板と両溝板のいずれかを用いる
が、端板の場合には第1図。
第2図のいずれかの構造を片面に設け、両溝板の場合に
は第1図、第2図の構造を表裏に設ける。
第8図はガス分離板に対して、燃料および酸化剤を補給
するマニホールドの取シ付ける位置を示した平面図であ
る。第8図において(8)は燃料入口側のマニホールド
、(9)は燃料出口側のマニホールド、00は酸化剤入
口側のマニホールド、0])は酸化剤出口側のマニホー
ルド、Q4は燃料側のガス分離板の流路である。
次に動作について説明する。燃料流、路(1)および酸
化剤流路(5)に供給され1こ燃料および酸化剤は、多
孔質の電極を拡散し、隨#質を含浸させγこ非導電性の
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。直流は電極とガス分
離板の接触によシ、ガス分離板を通じて外部回路に流れ
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・収縮するか、外部リザー
バ(3)によシこの影響は緩和される。ま1こ長期間の
運転では電解質が蒸発消失するので供給孔(4a)、(
4b)。
(4c ) 、 (4d )から外部リザーバ(3)を
通じて多孔質部材に電解質を補給する。燃料電池は積層
しtコ後マニホールドを取り付けて運転される。燃料は
燃料入口側のマニホールド(8)から燃料流路(1)に
入シ、電池内で消費されTコ後、残りのガスは燃料出口
側のマニホールド(9)を通って外部に出る。一方酸化
剤は酸化剤入口側のマニホールドαQから酸化剤流路(
5)に入り、電池内で消費された後、残シのガスは酸化
剤出口側のマニホールドQυを通って外部に出る。
従来の燃料電極及び酸化剤電極はガス分離板のはゾ全面
に及ぶ面積の電極であるので、大形の電極になると、不
均一応力か加わって割れやすく、大容量化の障害となっ
ていtコ。
この発明は、上記の問題を解消しようとするもので、燃
料電極及び酸化剤電極を分割し、しかもガス分離板には
ガス分離板の両面中間に帯状の電極接続部を形成し、か
つ帯状の電極を対称に両側を同形状にして電極の不均一
応力を緩和し、大容量化を達成するものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第4
図、第5図はこの発明に用いるガス分離板のそれぞれ燃
料側と酸化剤側の平面図である。
第4図において、(1)は燃料流路、(2)は燃料電極
との接触部分で、斜線をもって示すように、カス分離板
の凹凸面の凸部である。@はガス分離板の中間に設けら
れ1こ帯状の第1電極接続部で、この接続部を対称にそ
の両側が同形状に形成される。燃料流路(1)は第1電
極接続部の両側においてそれぞれ略Ω形に形成され略Ω
形の四部が第1電極接続部側にそれぞれなるように向合
って形成される。
(7)は外部リザーバを形成し得る箇所で、第1電極接
続部に平行な2辺部と、この2辺部から社長した部分と
、さらに略Ω形の凹部にそれぞれ形成される。破線でそ
の配置位置を示すα→はガス分離板に当接する2つの分
離しy:健料電極で、ガス分離板のはゾ全面に当接され
、第1電極接続部で間隔をあけて配置され、両燃料電極
は第1電極接続部で機械的に接続される。燃料5lta
liα◆の周囲及び両燃料電極間はガスケットで取シ囲
まれる。第5図において、(5)は酸化剤流路、(6)
は酸化剤vIM、極との接触部分で、ガス分離板の凹凸
面の凸部である。
aoはガス分離板の第4図の中間位置と同中間位置に設
けられた帯状の第2電極接続部で、この接続部を対称に
その両側か向杉状に形成される。酸化剤流路(5)は第
2電極接続部の両側において、それぞれ略Ω形に形成さ
れ陥Ω形の凸部が第2電極接続部側にそれぞれなるよう
に形成される。Qeは外部リザーバで、第2電極接続部
に平行な2辺部と、この2辺部からそれぞれ略Ω形の凹
部に延長されtコ部分と、さらに第2電極接続部からこ
れに垂直な辺部に延長され13部分に形成される。破線
でその配置位置を示す0ηはガス分離板に当接する2つ
に分離した酸化剤電極で、ガス分離板のはゾ全面に当接
され、第2電極接続部で間隔をあけて配置され、両酸化
剤電極は第1電極接続部で機械的に接続される。酸化剤
電極aηの周囲はガスケットで取シ囲まれる。なお外部
リザーバαQは酸化剤側に設けずに燃料側のガス分離板
に設けてもよく、第6図に燃料側に外部リザーバ(至)
を設けた場合の平面図を示し1こ。第7図はこの発明に
用いるガス分hiに対してマニホールドの取シ付ける位
置を示し1こ平面図である。第7図においてO呻は燃料
入ロオヨヒ酸化剤出口側のマニホールド、翰は燃料出口
および酸化剤入口側のマニホールド、Qυは酸化剤出口
側、(イ)は酸化剤入口側、(ハ)は燃料入口側、(ハ
)は燃料出口側である、なお積層はカス分離板の約半分
の面積の2組の燃料側おまび酸化剤側の電極をガス分離
板とガス分離板の間に挿入し、第1゜第2の電極接続部
(至)Qeで接続することによシ行なう。
次に動作について説明する。第4図、第5図において燃
料は燃料流路(1)の入口および出口付近では第1電極
接続部(至)に近く中央付近では遠くを流れ、酸化剤は
酸化剤流路(5)の入口および出口付近では第・2電極
接続部αQに遠く、中央付近では近くを流れるが、各々
の流路の長さはほぼ同じである。
第5図、第6図において、外部リザーバαQ、(ト)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
による電解質の膨張−収縮による形番を緩和するための
ものであり、特に、略Ω形流路(1) (5)の凹部に
設け1こ外部リザーバOQ(ハ)は、ガス分離板の面積
を大きくしても、分割しy、=燃料電極(14)又は酸
化刑電t!!lIqηの中央付近における電解質量の調
節が容易でしかもすみやかに行うことができる。外部リ
ザーバ01011に接触する電極の面には親水性を持r
、=せ、電解質が非導電性の多孔質部材と外部リザーバ
QIG(ハ)を行ききできるようにする。また長期間の
運転では電解質が蒸発消失するので、供給孔(4a)、
(4b)、(4c)、(4d)により外部リザーバαf
19を通じて多孔質部材に電解質を補給する。燃料電池
は積層した後、燃料入口および酸化剤出口側のマニホー
ルドθ転および燃料出口および酸化剤入口側のマニホー
ルド翰を取シ付けて運転する(第7図)。酸化剤は酸化
剤入口側に)から酸化剤の流路(5)に入シ、電池内で
消費された後桟シのガスは酸化剤出口側ぐυを通って外
部に出る。一方燃料は燃料入口側(ハ)から燃料の流路
(]、)に入り、電池内で消費されtこ後、残シのカス
は燃料出口側(ハ)を通って外部に出る。第7図から分
るようにマニホールドH(ホ)の配置はガス分離板の2
辺部だけでおるので、他の2辺部を他の用途、例えば冷
却の配置等に利用できる。
なお、上記実施例では電極接続部に外部リザーバを設け
ないものを示し1こか、電極接続部に外部リザーバを設
けてもよい。マTこ上記実施例では各々の流路が独立し
ているものを示しTコか、第8図のように流路の変曲点
に迂回流路(ハ)を設けてもよくさらに第9図のように
流路の鮒曲点に)を流線形にしてもよい。
以上のようにこの発明は、燃料電極及び酸化剤電@Aを
分割シフ、シかもガス分角W板にはその画面中間に帯状
の電極接続部を形成し、かつ帯状の電極を対称に両側を
同形吠にして、分割しfコ燃料蹴極及び酸化剤電極の機
械的接続を電極接続部で行うように、(−でいるので、
電油が大形化しても電極の一つの大きさは、分割した後
の大きさで、小さくなりあり、そのTこめ、電極の不均
一応力を緩和でき、電極の亀裂の発生を少なくできるの
で、電池の大容量化を達成するのに有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の燃料側のガス分離板の平面図、第2図は
従来の酸化剤側のガス分離板の平面図、第8図は従来の
ガス分IIに対してマニホールドの取り付ける位置を示
しtコ平面図、第4図はこの発明の一実施例に用いる燃
料側のガス分離板の平面図、第6゛図はこの発明の一実
施例に用いる酸化剤側のガス分離板の平面図、第6図は
この発明の他の¥施例に用いる燃料側のガス分離板の平
面図、第7図はこの発明の一実施例に用いるガス分離板
ニ対シてマニホールドの取り付ける位置を示し1こ平面
図、第8図はこの発明の他の実施例に用いる酸化剤側の
ガス分離板の平面図、第9図はこの発明の他の実施例に
用いる燃料側のガス分離板の平面図である。 (1)・・・燃料流路、(4a)〜(4d)・・・電解
室の供給孔、(5)・・・酸化剤流路、(1,1・・・
第1の電極接続部、α◆・・・燃料電極、QQ・・・第
2電擺接続部、OQ・・・外部リザーバ、aη・・・酸
化剤電極である。 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5図 第6図 第7図 第8図 ヒ 第9図 手続補正書(自発) 571028 昭和  年  月  ]ヨ 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吋名 称(601)   三菱電機株式会社代表者
片山仁八部 4、代理人 住 所     東京都千代田区丸の内二丁目2番3号
5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 明細書の第10頁第18行〜第14行の1小さくなりあ
り、」を「小さくなり、」と訂正する。 以  上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、分割した燃料電極及び酸化剤電極、基板の一面の
    中間に上記基板に当接する分割した燃料電極を接続する
    帯状の第1電極接続部を設け、上記基板の他面の中間位
    置に、上記基板に当接する分割しTコ酸化剤電極を接続
    する帯状の第2電極接続部を設け、上記帯状の電極接続
    部を対称にその両側を同形状に形成したガス分離板を備
    えた積層形燃料電池。
  2. (2)基板の一面の帯状の第1電極接続部の両側に、燃
    料又は酸化剤の一方の略Ω形流路をその凹部が上記第1
    電極接続部側になるように形成すると共に、上記基板の
    他面の帯状の第2電極接続部の両側に、燃料又は酸化剤
    の他方の略Ω形流路をその凸部が上記第2電極接続部側
    になるように形成しtコ特許請求の範囲第1項記載の積
    層形燃料電池。
  3. (3)基板の略Ω形流路の凹部に外部リザ−バを形成し
    た特許請求の範囲第2項記載の積層形燃料電池。
  4. (4)基板の帯状の電極接続部に平行な2辺部に外部リ
    ザーバを形成した特許請求の範囲第2項又は第8項記載
    の積層形燃料璽池。
JP57045090A 1982-03-19 1982-03-19 積層形燃料電池 Granted JPS58161270A (ja)

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