JPS6068562A - 積層形燃料電池 - Google Patents
積層形燃料電池Info
- Publication number
- JPS6068562A JPS6068562A JP58175399A JP17539983A JPS6068562A JP S6068562 A JPS6068562 A JP S6068562A JP 58175399 A JP58175399 A JP 58175399A JP 17539983 A JP17539983 A JP 17539983A JP S6068562 A JPS6068562 A JP S6068562A
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- JP
- Japan
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- cooling
- air
- manifold
- plate
- cooling air
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
- H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Fuel Cell (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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】
〔元側の技術分野〕
この発明は積層形燃料祇池に関し、特に冷却板の冷却能
力の均一化に関するものである。
力の均一化に関するものである。
従来仁の種の装置としてオl因に示すものがあった。
図において、(l)は燃料電極と酸化剤電極間に電解質
マトリックス全介在した単電池すなわちユニットセル、
(2)はユニットセル山に隣1要して設けられたガス分
離板すなわちセパレータ赦(2)に設けられ、燃料電極
または酸化剤電極に対設するi6 ガス流路、(4)は
ユニットセル(1)とセパレータ敏(2(の数個毎に挿
入された冷却板、(5)は冷却板(4)に設けられ牟冷
却流体通路すなわちこの例でIriを気通路であシ、ユ
ニットセルil+、セパレータ板(2)、冷却板(4)
を積層して積層体i61が構成されている。(7)は積
層体16+の側聞に:A密に夜けられ、反応ガス流路(
3)の開口部を覆うマニホールドAであり、18)ld
f 二ホールドA i7) Vc対1rJJL/て同
様に設けられたマニホールドBである・マニホールドA
、 B (7) 、、 t81は共に2つのylH(
7aJ。
マトリックス全介在した単電池すなわちユニットセル、
(2)はユニットセル山に隣1要して設けられたガス分
離板すなわちセパレータ赦(2)に設けられ、燃料電極
または酸化剤電極に対設するi6 ガス流路、(4)は
ユニットセル(1)とセパレータ敏(2(の数個毎に挿
入された冷却板、(5)は冷却板(4)に設けられ牟冷
却流体通路すなわちこの例でIriを気通路であシ、ユ
ニットセルil+、セパレータ板(2)、冷却板(4)
を積層して積層体i61が構成されている。(7)は積
層体16+の側聞に:A密に夜けられ、反応ガス流路(
3)の開口部を覆うマニホールドAであり、18)ld
f 二ホールドA i7) Vc対1rJJL/て同
様に設けられたマニホールドBである・マニホールドA
、 B (7) 、、 t81は共に2つのylH(
7aJ。
(7a) オLヒ(8a) 、 (8b)に仕切られて
いる。
いる。
次に動作について説明する。マニホールドA(7)の−
万の空間(7a)に供給された燃料ガスは、Z競流路構
造となっている反応カス流路(3)全通って反対側のマ
ニホールドB(8)の−万の空間(8a)に痒する。同
様に、マニホールドA(7)の他方の空間(7b)に供
給された酸化剤ガスはマニホールドB(8)の北方の全
問(8’bJに達する。つまり、燃料および酸化剤ガス
はセパレータ板(2)の表裏ケ互いに又差しなから肘用
を一方向に流れることになる。この靜、これら燃料およ
び酸化41IカスV′:iセパレータdt21に接して
設けられたユニットセル山において公知の一気化学的反
応を生じ亀力を発生する。通常の狽m形燃料電池におい
ては、この喝気化学的反応に伴って兄煕がりり、この燕
全亦去する必要かりる。このためic、a加俸(6)の
奴セル毎すなわちユニットセルil+とセパレータ抜t
21の叡個毎にQ却仮+41’i伸入し、づ呻望気用マ
ニホールド(図示せず)k介して醋呻截(4)に鍵けら
れた金気通路(5)にq却飽気ゲ低胎する。位動空気は
を気膓路(5)内を積層体(6)の−万の50面力・ら
これと対向する他方の画面へと流れ、その脈、−池ηλ
ら莞主する熊イ除云し、金気自身の温度が上昇す◇。
万の空間(7a)に供給された燃料ガスは、Z競流路構
造となっている反応カス流路(3)全通って反対側のマ
ニホールドB(8)の−万の空間(8a)に痒する。同
様に、マニホールドA(7)の他方の空間(7b)に供
給された酸化剤ガスはマニホールドB(8)の北方の全
問(8’bJに達する。つまり、燃料および酸化剤ガス
はセパレータ板(2)の表裏ケ互いに又差しなから肘用
を一方向に流れることになる。この靜、これら燃料およ
び酸化41IカスV′:iセパレータdt21に接して
設けられたユニットセル山において公知の一気化学的反
応を生じ亀力を発生する。通常の狽m形燃料電池におい
ては、この喝気化学的反応に伴って兄煕がりり、この燕
全亦去する必要かりる。このためic、a加俸(6)の
奴セル毎すなわちユニットセルil+とセパレータ抜t
21の叡個毎にQ却仮+41’i伸入し、づ呻望気用マ
ニホールド(図示せず)k介して醋呻截(4)に鍵けら
れた金気通路(5)にq却飽気ゲ低胎する。位動空気は
を気膓路(5)内を積層体(6)の−万の50面力・ら
これと対向する他方の画面へと流れ、その脈、−池ηλ
ら莞主する熊イ除云し、金気自身の温度が上昇す◇。
従来の積層ノビ燃料亀池は以上のように構成されている
ので、冷却亜気はその流n方向に温度が上昇するために
厄池内に温度分布を生じ、電池の借頓性?低下させるな
どの入点があった。
ので、冷却亜気はその流n方向に温度が上昇するために
厄池内に温度分布を生じ、電池の借頓性?低下させるな
どの入点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点紫除去する7
ヒめになされたもので、Q動板の冷却流体通路を積層方
向に2段以上で、かつ冷却流体通+6を積層方向に投影
した時に上記2攻以上のうちのある段と別の段とで重な
るように設け、上記ある段に冷却流体を供給し、リター
ンさせて上記別の段に流通させるようにすることVCよ
り、(池内の温度分希全勾−化することのできる種層)
杉燃料成を也(il−提供することを目的としている。
ヒめになされたもので、Q動板の冷却流体通路を積層方
向に2段以上で、かつ冷却流体通+6を積層方向に投影
した時に上記2攻以上のうちのある段と別の段とで重な
るように設け、上記ある段に冷却流体を供給し、リター
ンさせて上記別の段に流通させるようにすることVCよ
り、(池内の温度分希全勾−化することのできる種層)
杉燃料成を也(il−提供することを目的としている。
以下、この発明の一夫厖1ylIτ図tもとに説明する
。
。
第2図はこの発明の一実施例による積層形燃料電池と冷
却空気用マニホールドの一部を切欠いて示す斜視図であ
る。
却空気用マニホールドの一部を切欠いて示す斜視図であ
る。
区において l1la)は冷却板(4]の上部に設けら
れた生気通路A、(llblは冷却板(4)の下部lこ
没けられた金気通路B、(l々は積層体・6)の側面に
気密に蛍して設けられ%望気通11sA(lla)およ
び金気通路B(llb)i覆う冷却空気用マニホールド
であり、仕切板+131によって空気通路A (’ ”
al ト’e”A IJJifx B < l l
b) ノ開ロ部K jJj心する2つの全問(12a
) 、 (12b)i形成している。Q蜀は積層体(6
)の側面に気密に接し、冷却空気用マニホールド021
vc対回して設けられた冷却金気用リターンマニホール
ドである。
れた生気通路A、(llblは冷却板(4)の下部lこ
没けられた金気通路B、(l々は積層体・6)の側面に
気密に蛍して設けられ%望気通11sA(lla)およ
び金気通路B(llb)i覆う冷却空気用マニホールド
であり、仕切板+131によって空気通路A (’ ”
al ト’e”A IJJifx B < l l
b) ノ開ロ部K jJj心する2つの全問(12a
) 、 (12b)i形成している。Q蜀は積層体(6
)の側面に気密に接し、冷却空気用マニホールド021
vc対回して設けられた冷却金気用リターンマニホール
ドである。
また、第8図は第2図に示すこの発明の一惠施例に保わ
る冷却板の金気通路を積層方向に投影して示す平面図で
あり、空気通路A(lla)と金気通路B(llblと
は一部で重なっている。
る冷却板の金気通路を積層方向に投影して示す平面図で
あり、空気通路A(lla)と金気通路B(llblと
は一部で重なっている。
次に動作について説明する。燃料および酸化剤ガスがそ
れぞ几マニホールドA、Bの一方の空間(7a) 、
(8b)に供給されz型流路構造の反応ガス流路(3)
を通って反対側のマニホールFB、Aの他方の空間(8
a J 、 (71))にmfる。
れぞ几マニホールドA、Bの一方の空間(7a) 、
(8b)に供給されz型流路構造の反応ガス流路(3)
を通って反対側のマニホールFB、Aの他方の空間(8
a J 、 (71))にmfる。
この際、燃料および酸化剤ガスはセパレーク板121
VC(妾して1役けられたユニットセル(1)において
公用の一気化学的反応を生じ、電力を発生することは従
来のものと同様である。亀池における発熱f!:除去す
るために積層体(6)の数セル毎に冷却板+41 fr
: 8人し、上段の空気道113A (1,la )
ノ囲ロ部に連通する墾気冷却用マニホールド望間(12
a )に冷却空気を供給する。冷却を気v′i空気通路
A (1la)を通り、積層体(6)を貫通して市却璧
気用リターンマニホールドHVC逆fる。
VC(妾して1役けられたユニットセル(1)において
公用の一気化学的反応を生じ、電力を発生することは従
来のものと同様である。亀池における発熱f!:除去す
るために積層体(6)の数セル毎に冷却板+41 fr
: 8人し、上段の空気道113A (1,la )
ノ囲ロ部に連通する墾気冷却用マニホールド望間(12
a )に冷却空気を供給する。冷却を気v′i空気通路
A (1la)を通り、積層体(6)を貫通して市却璧
気用リターンマニホールドHVC逆fる。
ソL7て、Q却空気用リターンマニホールド+141に
対して開口している下段の空気通路B (itb )に
入り、反対方向に流れ、耐却企気用マニホールドを聞(
igb)に達する。この過程において、電池の発熱は冷
却板(4)を通じて冷却を気に云えられ、空気の温良?
上昇させる。
対して開口している下段の空気通路B (itb )に
入り、反対方向に流れ、耐却企気用マニホールドを聞(
igb)に達する。この過程において、電池の発熱は冷
却板(4)を通じて冷却を気に云えられ、空気の温良?
上昇させる。
冷却板+4+の冷却能力は、冷却板(4)の−万の面に
おいては冷却空気の入口部が局、く、ド諷すなわらリタ
ーンマニホールドt+< xv vc流れるに便って空
気の己度が上昇し、バクする◇また、もう−万のu、j
vcおいては逆にリターンマニホールド紳1jl!I
か冷却]hじ力〃・高く下流すなわち出口部にDiすれ
るI/Cviって減少し、づ却敬(4]金体としては曲
内に2いてjv太]1肥力が巧−1しする。
おいては冷却空気の入口部が局、く、ド諷すなわらリタ
ーンマニホールドt+< xv vc流れるに便って空
気の己度が上昇し、バクする◇また、もう−万のu、j
vcおいては逆にリターンマニホールド紳1jl!I
か冷却]hじ力〃・高く下流すなわち出口部にDiすれ
るI/Cviって減少し、づ却敬(4]金体としては曲
内に2いてjv太]1肥力が巧−1しする。
・デ2、上cici jT 1iIJL例でu’t A
通路(l la ) +(11b ) t 2 段+
rkけ、谷墾気通路(iia ) 、(llb )がぞ
nぞれ冷却望見用マニホールドθ4から冷却を光用リタ
ーンマニホールド114)VC向かつて放射状に広がる
ように楕成しにものについて示したか、放射状でぽなく
、成心カス流路(31の場合と同体VCZ産U1シ路構
造としても上記実施例と11様の幼呆盆発する。
通路(l la ) +(11b ) t 2 段+
rkけ、谷墾気通路(iia ) 、(llb )がぞ
nぞれ冷却望見用マニホールドθ4から冷却を光用リタ
ーンマニホールド114)VC向かつて放射状に広がる
ように楕成しにものについて示したか、放射状でぽなく
、成心カス流路(31の場合と同体VCZ産U1シ路構
造としても上記実施例と11様の幼呆盆発する。
また、空気通路?′f、2ぽ以上りnばよく、例えは7
4図に冷却板の肩囲を拡大して示すように空気通路l(
:4段設け、冷却空気τ空気通路A(lla)に供給し
、順に空気通路B (llb ) 、 C(llc)。
4図に冷却板の肩囲を拡大して示すように空気通路l(
:4段設け、冷却空気τ空気通路A(lla)に供給し
、順に空気通路B (llb ) 、 C(llc)。
p (1la)と流通させてもよい。
lた、上記実施例ではセパレータ板(2)に戊ルさガス
流路(3)が1反けられている燃料電池にこの発明を適
用した獅合について示したが、ユニットセル山に反応ガ
ス流路が設けら几ている錦Pl−屈池にもこの発明全適
用でさることは言う壕でもない。
流路(3)が1反けられている燃料電池にこの発明を適
用した獅合について示したが、ユニットセル山に反応ガ
ス流路が設けら几ている錦Pl−屈池にもこの発明全適
用でさることは言う壕でもない。
また、上記実施例ではQ動流体として企気全用いた場合
について示したが、水など他の(庇体であってもよく、
上記実施例と同様の効果で奏する。
について示したが、水など他の(庇体であってもよく、
上記実施例と同様の効果で奏する。
以上のように、この発明によれは、冷却板の冷却流体通
路と積層方向に2段以上で、かつ耐却流体d路を積層方
向に投影した時に上記2段以上のうちのある段と別の段
とで嵐なるように設け、上記ある段に冷却流体を供給し
、リターンきせて上記側の段に流通させるようにしたの
で、上記冷却板の冷却能力が凹円において均一化し、そ
の結果、電池内の温度分布の均一化が図nる効果がある
。
路と積層方向に2段以上で、かつ耐却流体d路を積層方
向に投影した時に上記2段以上のうちのある段と別の段
とで嵐なるように設け、上記ある段に冷却流体を供給し
、リターンきせて上記側の段に流通させるようにしたの
で、上記冷却板の冷却能力が凹円において均一化し、そ
の結果、電池内の温度分布の均一化が図nる効果がある
。
4、 図面の刃車な底−月
第1図は従来の偵ノ曽形燃P+電池を冷却空気用マニホ
ールド全駅外して示す斜視図、第2図はこの先例の一ズ
施例による緘層形燃料砿池を冷却室気相マニホールドの
一部を9J欠いて示す斜視図、第3図は第2図に示すこ
の発明の一実施例に係わる冷却板の上気通路全積層方向
に投影してボす干問図、第4図はこの発明の他の実施例
VC俤わる冷却板の端面を拡大して示す側面図である。
ールド全駅外して示す斜視図、第2図はこの先例の一ズ
施例による緘層形燃料砿池を冷却室気相マニホールドの
一部を9J欠いて示す斜視図、第3図は第2図に示すこ
の発明の一実施例に係わる冷却板の上気通路全積層方向
に投影してボす干問図、第4図はこの発明の他の実施例
VC俤わる冷却板の端面を拡大して示す側面図である。
図vC2いて、山は単電池、(21はガス分離板、(3
〕は渦PFお・よび該化荊ガス流路、14)け冷却板、
+51. (ZlaJ 、’(11bJ 、 (11c
J 、 (lid )は乍却流体丁lわち冷却壁気逍路
、+61は積層体、(711L8+は反応カス用マニホ
ールド、Q′4は冷却空気用マニホールド、 tl司は
仕切板、に)は冷却空気用リターンマニホールドである
。
〕は渦PFお・よび該化荊ガス流路、14)け冷却板、
+51. (ZlaJ 、’(11bJ 、 (11c
J 、 (lid )は乍却流体丁lわち冷却壁気逍路
、+61は積層体、(711L8+は反応カス用マニホ
ールド、Q′4は冷却空気用マニホールド、 tl司は
仕切板、に)は冷却空気用リターンマニホールドである
。
なお、図中同一符号は同一またはや目当部分を下すもの
とする。
とする。
第2図
第3図
第4図
!t−11許庁長宮殿
1 事件の表示 特願昭58−175899 号2、発
明の名称 積層形燃料電池 3 補正をする者 代表者片山仁へ部 1代理人 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 (1)明細書をつぎのとおり訂正する。
明の名称 積層形燃料電池 3 補正をする者 代表者片山仁へ部 1代理人 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 (1)明細書をつぎのとおり訂正する。
Claims (1)
- 燃料電極と酸化剤電極間に電解質マトリックス全介在し
た単電池、および上記燃料電極に対設する燃料ガス流路
と上記酸化剤電極に対設する酸化剤ガス流路と全分離す
るガス分離板’kX互に積層して槙層体金構成し、この
積層体の単電池とガス分離板の数個毎に冷却流体通路を
有する冷却板を挿入する$層形燃料電池において、上記
冷却板の冷却流体通路全積層方向に2段以上で、かつ冷
却流体通路を憤層方向に投影した時に上記2J1上のう
ちのある段と別の段とで重なるように設け、上記ある段
に冷却流体を供給し、リターンさせて上記別の段に流通
させるようにしたこと全特徴とする積層形燃料゛電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58175399A JPS6068562A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 積層形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58175399A JPS6068562A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 積層形燃料電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6068562A true JPS6068562A (ja) | 1985-04-19 |
Family
ID=15995410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58175399A Pending JPS6068562A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 積層形燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6068562A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002075833A3 (de) * | 2001-03-17 | 2003-10-09 | Bayerische Motoren Werke Ag | Brennstoffzelle mit integriertem wärmetauscher |
JP2006253047A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池 |
JP2008053197A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-03-06 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
EP1845580A4 (en) * | 2005-01-14 | 2009-01-21 | Mitsubishi Materials Corp | SOLID OXIDE TYPE FUEL CELL |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58175399A patent/JPS6068562A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002075833A3 (de) * | 2001-03-17 | 2003-10-09 | Bayerische Motoren Werke Ag | Brennstoffzelle mit integriertem wärmetauscher |
US7226682B2 (en) | 2001-03-17 | 2007-06-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fuel cell with integrated heat exchanger |
EP1845580A4 (en) * | 2005-01-14 | 2009-01-21 | Mitsubishi Materials Corp | SOLID OXIDE TYPE FUEL CELL |
JP2006253047A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池 |
JP2008053197A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-03-06 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
US8603692B2 (en) | 2006-07-26 | 2013-12-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack |
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