JPS6025162A - 燃料電池 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は燃料電池に係り、特にインターコネクターと素
電池の槓層構迅を改良した燃料電池に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 燃料［池に、リブ溝付きインターコネクターと素電池と
か交互に積層されて形成される。

第１図１−１燃料市゛、池の概略構造図を示す。錦付き
インターコネクター１．２の間ｒ′：、累電池３が各各
介在されている０素電池３は炭素繊維板３ａ、３ｍに活
性炭で白金が相持される触媒層（図示省略）が付与され
、この炭素轍維板間Ｃ二電解質のりん酸を保持する炭化
ｉＪい素を主成分とするマトリックス３ｂが介挿され構
成されている。尚、インターコネクター１１−は燃料ガ
ス（例えば水素ガス）あるいけ酸化剤ガス（例えば空気
）の流通口を形成するリプ溝５，６が互に直交する方向
に設けられている。ところで、素電池３の材質はそれほ
ど堅固なものでかいため長期間の運転Ｃ二よって端部が
リプ溝中落ち込み水素ガスや空気の流入口なせばめ、ガ
スの供給を不均一にし、燃料電池の発電効率を低下させ
る。この対策として素電池３とインターコネクター１，
２のリプ溝５．６を設けた面間のリブ溝の軸方向と直交
する対向端部周辺？−薄い金属板で形成した保獲板７を
配置する試みが行なわれている。この保賎板７は各々の
エツジシール８と相対する形で素電池とインターコネク
ター間Ｓ＝配置される。

従来から保睦板としては、耐りん酸性、耐熱性を考慮し
てステンレス、タンタルなどの材質が使用されている。

本発明者らは、保詐板に用いられる各柚材料の耐りん酸
性、耐熱性を調べたところステンレスは２３０℃１０５
％りん１・１＆′に接触させるだけですぐに表面の）９
１１食か起り　１．／：触しているりん酸がＲ：色に変
化する。５０〜１００μのステン１／ス板を１０５　％
りん酸に浸けたところ２３０℃では数時間で完全に溶解
してしまった。をｒ〕１１　ｊｌｌｌｉりん酸の金属と
して希有金属であるクンタル板を調べた。厚さ５０μで
２３０℃１０５％りん酸中′Ｃ１００１１放１ｉｆｔ　
ｔ、　ｆｃ、　ｏ　りん酸カらとり出して調べたとこ７
〕形状１−ハ、全く変化は認められない。しかし、酷し
い、脆化な起しており、手で曲けると／’、ｔす（・；
ｉ、ろに崩Ｊ’してしま９ことがわがった。タンタルイ
ルｌ：Ｉ　リん酸には溶解しないが、長時間の接触でル
！−化を起１７．素井り池端部の保睡板としての強度が
なくスｒす、ｔｒ、、ｌａｔ変化による伸び縮みあるい
け振動などにより２１！　２図に示す様に崩れ鵡ち、つ
いＣユにＩ’−ｆンターコネクターのリブ溝を閉塞して
しまりことが゛ｉ川用月し〃二。

［発明の［］的］ 本発明は上＋ｅ点に鑑みなされたもので、保膜板の材質
を改自し、４譜１ｉ！７性を向上させ′ｆｃ燃利′亀池
を提供することを目的とする。

［発明の概要］ かかる目的を達成するため、ガス流通路を形成するリブ
溝を設けたインターコネクターと素電池を交互に積層し
た燃料電池（二おいて、前記素電池の前記インターコネ
クターのリブ溝を設けた面間の前記リブ溝の軸方向と直
交する対向端部周辺≦二特定組成の非晶質合金で形成し
た保祿板を配置したことを特徴とする。

［発明の実施例］ 本発明者等は而１りん酸性及び耐脆化性の材料を検討し
たところ以下にかす特定組成の非晶質合金が良好である
ことを究明した。

［実例１］ 本発明ｇユ係る非晶質合金は液体急冷法により製造した
。その成分系としては以下の式で示される。

（ＴＩ）ｔｏｏ−ａ−ｇｂ（Ｍ、ｏ）ａ（Ｎｂ）ｂ（Ｚ
ｒ）ｂ但し １６≦ａ ４≦ｂ ａ：ｂ＝４二１ 上記限定理由は次の；＋＋１りである。

ＭＯはｉｎ＋・Ｉりん酸性には必須の元素であり、Ｍｏ
は、１６％以下でし１丁その効果が低減するためである
。Ｎｂ。

Ｚｒは、〜１０との松合添加により耐りん酸性をより向
上させるものである。各々４％以下では、急檄ｉ−制り
ん酸性が低下し、ｊｒｌ、Ｍｏを主体とする合金におい
てＶｊ−必４の５ｅ素である。尚、Ｎｏに対して、Ｎｂ
、　Ｚｒね°各々号の関係が最適でありこの関係により
優れ７’Ｃ簡１りんｒｉ！Ｐ　（’ｊ効釆を示すためで
ある。

［実例２］ 以下の式で示もれる成分系でよいことも究明しｆｃ０ （”）ｌｏｏ−ｓａ−ｂ（”）ａ（Ｎｂ）ｇ（Ｚｒ）ｂ
但し ７≦ａ ２８≦ｂ ａ：ｌ〕＝ｌ：４ 上ｉ６限定理由は以下の通りである。

ＭＯは、耐食性を向−卜させる元素でありｓ　Ｍｏは７
％以下で口その効果が少ない故である。Ｎｂ、　Ｚｒは
〜１０との複合添力１目−より耐食性をより向上させる
ものである。しかしながら、Ｎｂ７％、　Ｚｒ　２８係
以下では耐食性が低減するためである。又、Ｚｒは、脆
化性との関係でＭｏ、　Ｎｂ　ｌ二対し４倍量が最適で
ある故である。

実例１．２ｉｎ示した成分系は、耐食性を特に必要とす
る場合は実例１の成分系を、耐脆化を特直二必要とする
場合は実例２の成分系を使うことが望ましい。

［実施例］ 第１図（二示した未電池３とインターコネクター１．２
のりプ港５．６を設けた面間のリブ溝５゜６の軸方向と
直交する対向端部周辺に前記成分系を有する非晶質合金
で形成した保護板７を１４置する０ 他の構成は第１図と同様である。

第３図に示す様に、本発明（ユ係る保論板を用いた燃料
電池では、リブ溝を閉塞することなく、長時間ζ二わた
って保役効果がある。保護板は１枚あるい１−を複数枚
積層板、いずれを用いても良い。又本発明Ｆ、１、タン
タルよりも耐脆化性、　ｍｌりん酸性にすぐｆ’してお
りｈ；、　Ｊｉｌｔ間安定した性能を維持することがで
き、究枠的Ｃ−れＹ経済的にも有利である。

［発明の効宋Ｘ１ 以−に説明ｔ７たに　ｊ）　ｌ二、本発明によれば％素
電池端部の保ゆが充分となり、長期間安定した性能を有
する燃料電池が（４）らＪする。

４、図面のｆｆｆ　Ｉｐ、　Ｉ（説明 第１図は燃料゛１）１曲のル：第１略構ηｆを説明する
図、第２図は従来の燃料軍／ＩＩ！、の要部断面図、第
３回目本発明の一火ノハ１１例１−係る態別電池の要部
断面図である。

１．２・・・インク・−コネクター　３・・・未電池５
．６・・・リブ溝　７・・・保蝕板 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｌｊスθＩＦ、　３ｉ’Ｅｉ路を形成するリブ溝を
   設けたインターコネクターと、＋：電池を交互Ｃ二積層
   した燃料電池において、酎Ｉ　Ｐｄｌ：素電池と前ＭＬ
   インターコネクターのリブ溝を設けた…１間のｐｉｔ＋
   　ｉ己すブ溝の軸方向と直交する対向端部周辺に、非晶
   質合金 （Ｔ’）ｌｏｏ−ａ−Ｂｂ（Ｍｏ）ａ（Ｎｂ）ｂ（Ｚｒ
   ）ｂ但し　１６≦ａ ４　≦；１） ａ：ｂ　＝４：１ で形成したイ〉゛ヌ板を配置１ノしたことを特徴とする
   燃料電池０ ２、　ガス流通路を形ｌ或するリブ溝を設けたインター
   コネクターと素電、池を交互（ユｌ＊層した燃料電池に
   おいて、前ｉ１シ素電池と前記インターコネクターのリ
   ブ溝を設けた１ｆｉｉ　１ｌｆｌの前記リブ溝の軸方向
   とｒＭ交する対向端部周辺に非晶質合金 （ＴＩ）ｌｏｏ−２ａ−ｂ（Ｍｏ）Ｂ（Ｎｂ）ａ（Ｚｒ
   ）ｂ但し　７≦ａ ２８≦ｂ ａ：ｂ＝ｌ：４ で形成した保瞳板を配置に１．たど−とを特徴とする燃
   料電池。