JPS5996668A - 燃料電池用双極性隔離板 - Google Patents
燃料電池用双極性隔離板Info
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- JPS5996668A JPS5996668A JP57206214A JP20621482A JPS5996668A JP S5996668 A JPS5996668 A JP S5996668A JP 57206214 A JP57206214 A JP 57206214A JP 20621482 A JP20621482 A JP 20621482A JP S5996668 A JPS5996668 A JP S5996668A
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- JP
- Japan
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- separator
- gas
- bipolar
- bipolar separator
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-
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- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/244—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes with matrix-supported molten electrolyte
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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】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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池等の高温燃料電池に組
込１れる双極性隔離板の改良に関する。
込１れる双極性隔離板の改良に関する。
従来、水素のように酸化され易いガスと、酸素のように
酸化力のあるガスとを電気化学反応プロセスを１′て反
応さぜることによシ直流部力を得るようにした燃料量１
池が広く知られている。
酸化力のあるガスとを電気化学反応プロセスを１′て反
応さぜることによシ直流部力を得るようにした燃料量１
池が広く知られている。
この燃料電池は、使用する電解質によってりん酸型、溶
融炭酸塩型、固体電解質型等に大別される。
融炭酸塩型、固体電解質型等に大別される。
ところで、上記のような燃料電池のうち、溶融炭酸塩２
！！□の燃料電池は、６５０℃近辺の温度で動作させる
ようにしたもので、その主髪部は通乾、第１図に示すよ
うに構成されている。すなわち、炭酸リチウム、炭酸カ
リウム等の炭酸塩電解質と、リチウムアルミネート等の
セラミック系保持制とを平板状に一体化してなる電解質
層１０両面に上記ｔ％質層１の縦横寸法に比較して一方
の寸法だけが狭く形成されたニッケル合金系のガス拡散
極２ａ、２ｂを互いに直交するように当てがって単位電
池３を構成し、この単位電池を複数個、相互間に双極性
隔離板４を介在させて積層した積層体Ｘに構成されてい
る。
！！□の燃料電池は、６５０℃近辺の温度で動作させる
ようにしたもので、その主髪部は通乾、第１図に示すよ
うに構成されている。すなわち、炭酸リチウム、炭酸カ
リウム等の炭酸塩電解質と、リチウムアルミネート等の
セラミック系保持制とを平板状に一体化してなる電解質
層１０両面に上記ｔ％質層１の縦横寸法に比較して一方
の寸法だけが狭く形成されたニッケル合金系のガス拡散
極２ａ、２ｂを互いに直交するように当てがって単位電
池３を構成し、この単位電池を複数個、相互間に双極性
隔離板４を介在させて積層した積層体Ｘに構成されてい
る。
各双極性隔離板４−１前記電解脣層１の縦横寸法と等し
い縦横寸法にステンレス鋼で形成された隔離板本体５と
、この隔離板本体５の両面にそれぞれ形成され図中太矢
印Ｐで示す如く燃料ガスを通流させるための通路Ａを構
成する複数の溝６および図中太矢印Ｑで示す如く酸化剤
ガスを通流させるだめの通路Ｂを構成する上記溝６とは
直交する複数の洛７とで構成されている。各港６．７は
、隔離板本体５０両側部Ｃ１Ｄを除いた中央部分に平行
に形成されておシ、これら溝６，７が設りられている部
分の両側には前述したガス拡散種の両側縁を係止する係
止用段部８ａ、８ｂが形成されている。すなわち、ガス
拡散種２ａ、２ｂは、第２図に示すように一方の面が電
解質層１に接触し、他方の面が上述した係止用段部８ａ
＋８ｂおよび溝６（７）を構成する凸部に接触した状態
で位置保持される大きさに形成されている。そして、隔
離板本体５の前記溝６，７の設けられていない両側部Ｃ
１Ｄを使ってガスシールするようにしている。
い縦横寸法にステンレス鋼で形成された隔離板本体５と
、この隔離板本体５の両面にそれぞれ形成され図中太矢
印Ｐで示す如く燃料ガスを通流させるための通路Ａを構
成する複数の溝６および図中太矢印Ｑで示す如く酸化剤
ガスを通流させるだめの通路Ｂを構成する上記溝６とは
直交する複数の洛７とで構成されている。各港６．７は
、隔離板本体５０両側部Ｃ１Ｄを除いた中央部分に平行
に形成されておシ、これら溝６，７が設りられている部
分の両側には前述したガス拡散種の両側縁を係止する係
止用段部８ａ、８ｂが形成されている。すなわち、ガス
拡散種２ａ、２ｂは、第２図に示すように一方の面が電
解質層１に接触し、他方の面が上述した係止用段部８ａ
＋８ｂおよび溝６（７）を構成する凸部に接触した状態
で位置保持される大きさに形成されている。そして、隔
離板本体５の前記溝６，７の設けられていない両側部Ｃ
１Ｄを使ってガスシールするようにしている。
しかしながら、上記のように主要部か構成される燃料電
池に組込せれた従来の双極性隔離板４にあっては、ステ
ンレス鋼板に単に切削加工あるいは放電加工によって溝
６，７を設けた構成を採用しているので、単位面積当シ
の重分が重く、燃料省、池全体を大重量化させるばかシ
カＮ柔軟性に欠け、ガス拡散種や電解質層に存在する凹
凸を吸収すること力・できす、この結果、ガス拡散種と
の間の電子的接触を良好に保持できない問題かあった。
池に組込せれた従来の双極性隔離板４にあっては、ステ
ンレス鋼板に単に切削加工あるいは放電加工によって溝
６，７を設けた構成を採用しているので、単位面積当シ
の重分が重く、燃料省、池全体を大重量化させるばかシ
カＮ柔軟性に欠け、ガス拡散種や電解質層に存在する凹
凸を吸収すること力・できす、この結果、ガス拡散種と
の間の電子的接触を良好に保持できない問題かあった。
すなわち、双極性隔離板には、単位面和尚シの重量が軽
いこと、ガス拡散種との接触を良好に保持でき電気抵抗
が小さいこと、ガス拡散種および電解質層に存在する凹
凸を吸収して隔順ト板、ガス拡散種および電解質層間に
良好珍接触状態を形成し得ること、ガス通路の圧力損失
を十分小さくできること、大型化が容易であること、耐
食性に富んでいることなどの条件を満すことが望まれる
。しかし、従来の双極性隔離板にあっては、上述した理
由で上記要望の全てを満すことができないものであった
。
いこと、ガス拡散種との接触を良好に保持でき電気抵抗
が小さいこと、ガス拡散種および電解質層に存在する凹
凸を吸収して隔順ト板、ガス拡散種および電解質層間に
良好珍接触状態を形成し得ること、ガス通路の圧力損失
を十分小さくできること、大型化が容易であること、耐
食性に富んでいることなどの条件を満すことが望まれる
。しかし、従来の双極性隔離板にあっては、上述した理
由で上記要望の全てを満すことができないものであった
。
本発Ｆ！ＦＪは、このような事情に鑑みてなさ力□たも
ので、その目的とするところは、上述した要望のほぼ全
部を満足させ得る燃料電池用双極性隔離板を提供するこ
とにある。
ので、その目的とするところは、上述した要望のほぼ全
部を満足させ得る燃料電池用双極性隔離板を提供するこ
とにある。
本発明に係る双極性隔離板は、両面に横断面が凹状をな
すガス通路を備えた金属材製の隔踊板本体と、この隔離
板本体の上記各ガス通路にそれぞれ装湛された多孔率６
５〜９８％の海綿金属板とで構成されている。ｆ々わち
、従来の溝形成部分が上述した多孔率を有する海綿金属
板に置き代えられているのである。
すガス通路を備えた金属材製の隔踊板本体と、この隔離
板本体の上記各ガス通路にそれぞれ装湛された多孔率６
５〜９８％の海綿金属板とで構成されている。ｆ々わち
、従来の溝形成部分が上述した多孔率を有する海綿金属
板に置き代えられているのである。
上述した多孔率の海綿金属板は単位体積当シの重量が非
常に軽い。したがって、双極性隔離板全体の重量を従来
のものに較べて大幅に軽量化できる。また、上述した多
孔率を備えている故にガス通流時の圧力損失も十分小さ
くできる。
常に軽い。したがって、双極性隔離板全体の重量を従来
のものに較べて大幅に軽量化できる。また、上述した多
孔率を備えている故にガス通流時の圧力損失も十分小さ
くできる。
また、上述した多孔率の海綿金属板は、たとえば金属粉
末の多孔質焼結体などとは違って十分に弾力性に富んで
いる。したがって、局部的な変形によってガス拡散種や
電解質層に存在する凹凸を吸収することができ、双極性
隔離板本体と海綿金Ｍ板との間、海綿金属板とガス拡散
種との間あ・よびガス′Ｆ１都極と定角１１との間の接
触性をそれぞれ向上θせることかでき、この結果、霜、
池抵抗の低ｖ、：化に寄与できる。壕だ、従来の溝形成
７部分を海綿金か板に飯代えているので、製作時に細か
い溝加工作業等を省なう必要がなく、したがって、大型
のものでも容易に、かつ安価に製造でき、結局、前述し
た要望のはは全部を満すものが得られる。
末の多孔質焼結体などとは違って十分に弾力性に富んで
いる。したがって、局部的な変形によってガス拡散種や
電解質層に存在する凹凸を吸収することができ、双極性
隔離板本体と海綿金Ｍ板との間、海綿金属板とガス拡散
種との間あ・よびガス′Ｆ１都極と定角１１との間の接
触性をそれぞれ向上θせることかでき、この結果、霜、
池抵抗の低ｖ、：化に寄与できる。壕だ、従来の溝形成
７部分を海綿金か板に飯代えているので、製作時に細か
い溝加工作業等を省なう必要がなく、したがって、大型
のものでも容易に、かつ安価に製造でき、結局、前述し
た要望のはは全部を満すものが得られる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第３図は、本発明の一実施例に係る双極性隔離板を組込
んだ溶融炭酸塩型燃料電池の主要部隔離板本体１５け、
電解質層１の縦横寸法と等しい縦横寸法に形成された薄
い（たとえは厚さ２ ｍｍ ）ステンレス鋼製の板体１
７と、この板体１７の一方の面の平行する両辺部にそれ
ぞれろう付けされ、それぞれの間に上記一方の面を底壁
内面として図中太矢印Ｑで示すように酸化剤ガスを通流
させるだめの横断面が凹状の通路Ａを構成するステンレ
ス銅製の、いわゆる側壁部月１８ ａ 、 １８ ｂと
、板体１７の他方の面で、かつ上記側壁部材１８ｈ、１
８ｂに刻して直交する両辺部にそれぞれろう伺けされ、
それぞれの間に上記他方の面を底壁内面として図中太矢
印Ｐで示すように燃オーガスを通流させるための横断面
が凹状の通路Ｂをわ）成するステンレス＠製の、いわゆ
る側壁部材１９ａ、１９ｂとで構成されている。
んだ溶融炭酸塩型燃料電池の主要部隔離板本体１５け、
電解質層１の縦横寸法と等しい縦横寸法に形成された薄
い（たとえは厚さ２ ｍｍ ）ステンレス鋼製の板体１
７と、この板体１７の一方の面の平行する両辺部にそれ
ぞれろう付けされ、それぞれの間に上記一方の面を底壁
内面として図中太矢印Ｑで示すように酸化剤ガスを通流
させるだめの横断面が凹状の通路Ａを構成するステンレ
ス銅製の、いわゆる側壁部月１８ ａ 、 １８ ｂと
、板体１７の他方の面で、かつ上記側壁部材１８ｈ、１
８ｂに刻して直交する両辺部にそれぞれろう伺けされ、
それぞれの間に上記他方の面を底壁内面として図中太矢
印Ｐで示すように燃オーガスを通流させるための横断面
が凹状の通路Ｂをわ）成するステンレス＠製の、いわゆ
る側壁部材１９ａ、１９ｂとで構成されている。
そして、側壁部材１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂの内
側縁部には前述した力゛ス拡散ｉｌ夕２ａ、２ｂの両側
部を係止するための係止用段部２θａ、２０ｂがそれぞ
れ形成されている。
側縁部には前述した力゛ス拡散ｉｌ夕２ａ、２ｂの両側
部を係止するための係止用段部２θａ、２０ｂがそれぞ
れ形成されている。
一方、前記海綿金属板１６ａ、１６ｂは、たとえはニッ
ケル・クロム合金で、多孔率がたとえば′９８％のもの
であり、隔離板本体１５の両面に形成された凹状のガス
通路Ａ、Ｂを埋めるよう、′に装着されている。そして
、その厚みは、板材１７の表面から係止用段部２０ａ、
２０ｂまでの高さよシ若干厚く形成場れている。なお、
上記海綿金属板１６ａ、１６ｂは、たとえは発泡樹脂の
骨格に石こうを注入して硬化させた後、加熱して樹脂を
除去し、この除去によって形成された海綿状の格子孔を
もつ型に溶けた金属を流し込み、その後に石こうを除去
することによって形成されたものである。
ケル・クロム合金で、多孔率がたとえば′９８％のもの
であり、隔離板本体１５の両面に形成された凹状のガス
通路Ａ、Ｂを埋めるよう、′に装着されている。そして
、その厚みは、板材１７の表面から係止用段部２０ａ、
２０ｂまでの高さよシ若干厚く形成場れている。なお、
上記海綿金属板１６ａ、１６ｂは、たとえは発泡樹脂の
骨格に石こうを注入して硬化させた後、加熱して樹脂を
除去し、この除去によって形成された海綿状の格子孔を
もつ型に溶けた金属を流し込み、その後に石こうを除去
することによって形成されたものである。
実験によると、上記のような双極性隔離板構成であると
、従来のものと同一寸法に形成した条件で、単位面積当
シの重量を２．７５’／ｍから１．６９．７−へと減少
させることができ、また、製造時間も２０時間から５時
間へと減少させ得ることが確認された。また、海綿金属
板１６ａ。
、従来のものと同一寸法に形成した条件で、単位面積当
シの重量を２．７５’／ｍから１．６９．７−へと減少
させることができ、また、製造時間も２０時間から５時
間へと減少させ得ることが確認された。また、海綿金属
板１６ａ。
１６ｂの弾性によって接触性が向上し、燃料電池の内部
抵抗が従来の２．１５０ｄに対して１．６゜Ωｄと減少
させ得ることも確認された。さらに、通路Ａ、Ｂの圧力
損失も従来の２１隨Ａｇに対し１２１１Ａｇ と減少さ
せ得ることが確認された。したがって、上記構成であれ
は、双極性隔離板への方向に沿う溝（たとえば幅１．５
ｇｍ、深さ１隨）をたとえば１隨間隔で複数設けてもよ
い。このようにすると、圧力損失をさらに小芒くするこ
とができる。なお、上記溝の形成は、機械加工によって
設けてもよいガへ海綿金属板の骨格となる発泡樹脂を形
成する賠に、汲によって設けてもよい。捷た、海綿金属
板の多孔率は、少なくも６５％ｔｊ上であることが望ま
しい。
抵抗が従来の２．１５０ｄに対して１．６゜Ωｄと減少
させ得ることも確認された。さらに、通路Ａ、Ｂの圧力
損失も従来の２１隨Ａｇに対し１２１１Ａｇ と減少さ
せ得ることが確認された。したがって、上記構成であれ
は、双極性隔離板への方向に沿う溝（たとえば幅１．５
ｇｍ、深さ１隨）をたとえば１隨間隔で複数設けてもよ
い。このようにすると、圧力損失をさらに小芒くするこ
とができる。なお、上記溝の形成は、機械加工によって
設けてもよいガへ海綿金属板の骨格となる発泡樹脂を形
成する賠に、汲によって設けてもよい。捷た、海綿金属
板の多孔率は、少なくも６５％ｔｊ上であることが望ま
しい。
第１図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池における主要部の
分解ｆ＋視図、第２図は同主吸部の局部的側面図、第３
図は本発明の一実施例に係る双極性菌に；・板を組込ん
だ溶融炭酸塩型燃料電池における主要部の分解４＋視図
である。 ３・・・単位電池、１４・・・双極性隔離板、１５・・
・隔Ｎ１［板本体、１６ ａ 、 １６ ｂ−海綿金片
１板、Ａ、Ｂ・・・ガス通路。 出願人 工業技術院長 石板誠− 第１図 第２ 図
分解ｆ＋視図、第２図は同主吸部の局部的側面図、第３
図は本発明の一実施例に係る双極性菌に；・板を組込ん
だ溶融炭酸塩型燃料電池における主要部の分解４＋視図
である。 ３・・・単位電池、１４・・・双極性隔離板、１５・・
・隔Ｎ１［板本体、１６ ａ 、 １６ ｂ−海綿金片
１板、Ａ、Ｂ・・・ガス通路。 出願人 工業技術院長 石板誠− 第１図 第２ 図
Claims (2)
- （１） 両面に燃料ガス通路および酸化剤ガス通路を
有し、一対のガス拡散極間に電解質層を介在させてなる
単位燃料電池間に介挿される燃料電池用双極性隔離板に
おいて、両面に横断面が凹状をなす前記ガス通路を有し
た金属材製の隔離板本体と、この隔離板本体の前記各ガ
ス通路内に装着された多孔率６５〜９８％の海綿金属板
とを具備してなることを特徴とする燃料λ五用双極性隔
離板。 - （２）前記海綿金属板幅は、前記ガス拡散棉ｕ紅接触す
る面に前記ガスの流れ方向に沿う溝参畳数有したもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料
電池用双極性隔離板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206214A JPS5996668A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 燃料電池用双極性隔離板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206214A JPS5996668A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 燃料電池用双極性隔離板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5996668A true JPS5996668A (ja) | 1984-06-04 |
| JPH0218552B2 JPH0218552B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=16519651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57206214A Granted JPS5996668A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 燃料電池用双極性隔離板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5996668A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0418964U (ja) * | 1990-06-05 | 1992-02-18 | ||
| JPH04121662U (ja) * | 1991-04-19 | 1992-10-30 | 三洋電機株式会社 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| WO2000008703A1 (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-17 | Institute Of Gas Technology | Alternative electrode supports and gas distributors for molten carbonate fuel cell applications |
| WO2003044889A1 (en) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Kuk Il Inntot Ltd. | Metal structure plate for fuel cell |
| EP1317011A2 (en) | 2001-11-30 | 2003-06-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Unit cell for solid electrolyte type fuel cell and related manufacturing method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54164231A (en) * | 1978-06-16 | 1979-12-27 | Sanyo Electric Co | Fuel battery |
| JPS58131664A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
-
1982
- 1982-11-26 JP JP57206214A patent/JPS5996668A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54164231A (en) * | 1978-06-16 | 1979-12-27 | Sanyo Electric Co | Fuel battery |
| JPS58131664A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
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| JPH0418964U (ja) * | 1990-06-05 | 1992-02-18 | ||
| JPH04121662U (ja) * | 1991-04-19 | 1992-10-30 | 三洋電機株式会社 | 溶融炭酸塩燃料電池 |
| WO2000008703A1 (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-17 | Institute Of Gas Technology | Alternative electrode supports and gas distributors for molten carbonate fuel cell applications |
| US6379833B1 (en) | 1998-08-07 | 2002-04-30 | Institute Of Gas Technology | Alternative electrode supports and gas distributors for molten carbonate fuel cell applications |
| WO2003044889A1 (en) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Kuk Il Inntot Ltd. | Metal structure plate for fuel cell |
| EP1317011A2 (en) | 2001-11-30 | 2003-06-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Unit cell for solid electrolyte type fuel cell and related manufacturing method |
| EP1317011A3 (en) * | 2001-11-30 | 2009-07-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Unit cell for solid electrolyte type fuel cell and related manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218552B2 (ja) | 1990-04-25 |
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