JPS6160548B2 - - Google Patents
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- JPS6160548B2 JPS6160548B2 JP56212287A JP21228781A JPS6160548B2 JP S6160548 B2 JPS6160548 B2 JP S6160548B2 JP 56212287 A JP56212287 A JP 56212287A JP 21228781 A JP21228781 A JP 21228781A JP S6160548 B2 JPS6160548 B2 JP S6160548B2
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Classifications
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は燃料電池に係り、特に分離板による
酸化剤供給構成に関するものである。
酸化剤供給構成に関するものである。
燃料電池は、水素を含む燃料や酸素あるいは空
気などの酸化剤などの反応物を当技術分野におい
て公知の電気化学反応によつて直流電力に変換す
るものである。燃料電池の単電池の取り出し得る
電圧は通常1V以下であり、実用的電圧を得るた
めには単電池を積層しなければならない。また、
燃料電池は、反応物を供給するための流路を提供
する分離板の間に挾まれている。電気化学反応に
より廃熱が発生する。この熱の除去を調節すれば
燃料電池は所要の動作温度に維持される。燃料電
池の効率は動作温度が高くなるほど大きくなるの
で、動作温度を材料の許容しうる限度内でできる
だけ高く、かつ安定して維持することが必要にな
る。
気などの酸化剤などの反応物を当技術分野におい
て公知の電気化学反応によつて直流電力に変換す
るものである。燃料電池の単電池の取り出し得る
電圧は通常1V以下であり、実用的電圧を得るた
めには単電池を積層しなければならない。また、
燃料電池は、反応物を供給するための流路を提供
する分離板の間に挾まれている。電気化学反応に
より廃熱が発生する。この熱の除去を調節すれば
燃料電池は所要の動作温度に維持される。燃料電
池の効率は動作温度が高くなるほど大きくなるの
で、動作温度を材料の許容しうる限度内でできる
だけ高く、かつ安定して維持することが必要にな
る。
従来、燃料電池からの廃熱除去のためには、空
気、または冷却板を用いる熱交換器を、２枚に分
割した分離板の間にはさむ形で設置することが多
い。また酸化剤に空気を用いる場合には、電気化
学的に定まる所要空気量よりも多量の空気を酸化
剤供給口を介して供給することによつて、酸化剤
の供給と廃熱の除去を同時に行なう方法が提案さ
れている。この種の燃料電池として第１図、第２
図に示されるものがあつた。図において、１は分
離板、２は単電池であり、燃料電極、マトリツク
ス、酸化剤電極から構成され、隣り合う分離板
１，１の間に配置される。分離板１の両面には酸
化剤供給溝１１および燃料供給溝１２が設けられ
ている。これらの溝は、通常直交して設けられ
る。第１図のようなものを複数個積層し、各燃料
供給溝１２に通じる燃料側マニホールドカバー
４，４で囲まれるマニホールド４ａと、各酸化剤
供給溝１１に通じる酸化剤側マニホールドカバー
５，５で囲まれるマニホールド５ａを分離板１の
４辺方向に設けたのが第２図の装置である。次に
この燃料電池の動作を説明する。酸化剤である空
気はマニホールド５ａから酸化剤供給溝１１に供
給される。一方燃料ガスはマニホールド４ａから
燃料供給溝１２に供給される。このため、酸化剤
である空気と燃料とは、単電池２を介して反応
し、生成された水蒸気は、空気に含まれて出口側
のマニホールド５ａを介して排出される。この場
合、空気は電気化学反応に伴なう発熱によつて温
度が上昇する。燃料ガスの量は、空気の量に比べ
て１桁程度少なく設定されるので、発熱による分
離板１および単電池２の温度分布は空気側の熱伝
達特性によつてほぼ決まり、空気の流れ方向に入
口側のマニホールド５ａ側で温度が低く、出口側
のマニホールド５ａ側で温度が高くなる温度分布
となる。
気、または冷却板を用いる熱交換器を、２枚に分
割した分離板の間にはさむ形で設置することが多
い。また酸化剤に空気を用いる場合には、電気化
学的に定まる所要空気量よりも多量の空気を酸化
剤供給口を介して供給することによつて、酸化剤
の供給と廃熱の除去を同時に行なう方法が提案さ
れている。この種の燃料電池として第１図、第２
図に示されるものがあつた。図において、１は分
離板、２は単電池であり、燃料電極、マトリツク
ス、酸化剤電極から構成され、隣り合う分離板
１，１の間に配置される。分離板１の両面には酸
化剤供給溝１１および燃料供給溝１２が設けられ
ている。これらの溝は、通常直交して設けられ
る。第１図のようなものを複数個積層し、各燃料
供給溝１２に通じる燃料側マニホールドカバー
４，４で囲まれるマニホールド４ａと、各酸化剤
供給溝１１に通じる酸化剤側マニホールドカバー
５，５で囲まれるマニホールド５ａを分離板１の
４辺方向に設けたのが第２図の装置である。次に
この燃料電池の動作を説明する。酸化剤である空
気はマニホールド５ａから酸化剤供給溝１１に供
給される。一方燃料ガスはマニホールド４ａから
燃料供給溝１２に供給される。このため、酸化剤
である空気と燃料とは、単電池２を介して反応
し、生成された水蒸気は、空気に含まれて出口側
のマニホールド５ａを介して排出される。この場
合、空気は電気化学反応に伴なう発熱によつて温
度が上昇する。燃料ガスの量は、空気の量に比べ
て１桁程度少なく設定されるので、発熱による分
離板１および単電池２の温度分布は空気側の熱伝
達特性によつてほぼ決まり、空気の流れ方向に入
口側のマニホールド５ａ側で温度が低く、出口側
のマニホールド５ａ側で温度が高くなる温度分布
となる。
従来の燃料電池は以上のように構成されていた
ので、単電池の温度の冷却のために酸化剤供給溝
に多量の空気を供給するので、空気供給のための
補機動力が多くなるという欠点があつた。
ので、単電池の温度の冷却のために酸化剤供給溝
に多量の空気を供給するので、空気供給のための
補機動力が多くなるという欠点があつた。
この発明は以上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、隣接する２つの単
電池板に対する酸化剤の流れが互いに逆方向の流
れを含むようにして単電池板の温度分布を均一化
し、電池全体にわたる発電効率が向上された燃料
電池の提供を目的としている。
去するためになされたもので、隣接する２つの単
電池板に対する酸化剤の流れが互いに逆方向の流
れを含むようにして単電池板の温度分布を均一化
し、電池全体にわたる発電効率が向上された燃料
電池の提供を目的としている。
以下この発明の一実施例を図によつて説明す
る。第３図、第４図において、２１は分離板Ａ、
２２には分離板Ｂであり、それぞれ片面に複数の
燃料供給溝１２が設けられている。分離板Ａ ２
１および分離板Ｂ ２２の燃料供給溝１２と反対
側の面には、それぞれ酸化剤供給溝２３と、この
端部に連通する分配溝２４が設けられる。分離板
Ａ ２１の分配溝２４には、複数の分配溝入口２
５が、分離板Ｂ ２２の分配溝２４には複数の分
配溝出口２６が、各分配溝２４を供給溝２３の延
長方向で２分する中心線に対しその両側に位置し
て並ぶように設けられている。分配溝入口２５が
設けられた分離板Ａ ２１と分配溝出口２６が設
けられた分離板Ｂ ２２とは交互に単電池板２を
挾んで積層されている。積層された分離板は、燃
料供給溝１２の延長方向の両端には、燃料側マニ
ホールドカバー４で囲まれて燃料供給溝１２に通
じるマニホールド４ａが形成されるとともに、酸
化剤供給溝２３の延長方向の両側にはマニホール
ドカバーＡ ３１とマニホールドカバーＢ ３３
とが設けられる。マニホールドカバーＡ ３１の
内部は仕切板３２によつてプレナムａ ３６とプ
レナムｂ ３７とに分離されており、マニホール
ドカバーＢ ３３内にはプレナムｃ ３８が形成
される。プレナムａ ３６を形成する側のマニホ
ールドカバーＡ ３１には酸化剤入口３４が設け
られ、これは積層されて一枚置きに存在する分離
板Ａ ２１の分配溝入口２５に連通しており、ま
たプレナムｂ ３７を形成する側のマニホールド
カバーＢ ３１には酸化剤排出口３５が設けられ
これは積層されて一枚置きに存在する分離板Ｂ
２２の分配溝出口２６に連通している。なおマニ
ホールドカバー３３には出入口はなく密閉されて
いる。以上のような構成において、配化剤である
空気はマニホールドカバーＡ ３１に設けられた
酸化剤供給口３４からプレナムａ ３６に入り、
分離板Ａ ２１の側面に設けられた分配溝入口２
５から分配溝２４に入り、各々の酸化剤供給溝２
３へ均等化されて供給される。酸化剤供給溝２３
に供給された空気は、分離板Ａ ２１と分離板Ｂ
２２とに挾まれた単電池板２を介して燃料ガス
と反応し水蒸気を生成し、かつ反応熱によつて、
温度が上昇し、プレナムｃ ３８に入る。プレナ
ムｃ ３８で流れ方向が変わり、別の分離板の酸
化剤供給溝２３を通り、上記の反応を継続しなが
ら分配溝２４に至り、分配溝出口２６からプレナ
ムｂ ３７に達し、酸化剤排出口３５から排出さ
れる。以上の過程において、空気は分離板Ａ ２
１、分離板Ｂ ２２ごとに酸化剤供給溝２３を逆
の方向に流れることとなるので分離板Ａ ２１、
分離板Ｂ ２２、単電池２を介した積層方向の熱
移動によつて分離板２１，２２および単電池に生
じる温度分布が均一化し、特に酸化剤供給溝２３
の延長方向に見た温度差が極めて小さくなり、電
池全体としての発電効率を向上できる。
る。第３図、第４図において、２１は分離板Ａ、
２２には分離板Ｂであり、それぞれ片面に複数の
燃料供給溝１２が設けられている。分離板Ａ ２
１および分離板Ｂ ２２の燃料供給溝１２と反対
側の面には、それぞれ酸化剤供給溝２３と、この
端部に連通する分配溝２４が設けられる。分離板
Ａ ２１の分配溝２４には、複数の分配溝入口２
５が、分離板Ｂ ２２の分配溝２４には複数の分
配溝出口２６が、各分配溝２４を供給溝２３の延
長方向で２分する中心線に対しその両側に位置し
て並ぶように設けられている。分配溝入口２５が
設けられた分離板Ａ ２１と分配溝出口２６が設
けられた分離板Ｂ ２２とは交互に単電池板２を
挾んで積層されている。積層された分離板は、燃
料供給溝１２の延長方向の両端には、燃料側マニ
ホールドカバー４で囲まれて燃料供給溝１２に通
じるマニホールド４ａが形成されるとともに、酸
化剤供給溝２３の延長方向の両側にはマニホール
ドカバーＡ ３１とマニホールドカバーＢ ３３
とが設けられる。マニホールドカバーＡ ３１の
内部は仕切板３２によつてプレナムａ ３６とプ
レナムｂ ３７とに分離されており、マニホール
ドカバーＢ ３３内にはプレナムｃ ３８が形成
される。プレナムａ ３６を形成する側のマニホ
ールドカバーＡ ３１には酸化剤入口３４が設け
られ、これは積層されて一枚置きに存在する分離
板Ａ ２１の分配溝入口２５に連通しており、ま
たプレナムｂ ３７を形成する側のマニホールド
カバーＢ ３１には酸化剤排出口３５が設けられ
これは積層されて一枚置きに存在する分離板Ｂ
２２の分配溝出口２６に連通している。なおマニ
ホールドカバー３３には出入口はなく密閉されて
いる。以上のような構成において、配化剤である
空気はマニホールドカバーＡ ３１に設けられた
酸化剤供給口３４からプレナムａ ３６に入り、
分離板Ａ ２１の側面に設けられた分配溝入口２
５から分配溝２４に入り、各々の酸化剤供給溝２
３へ均等化されて供給される。酸化剤供給溝２３
に供給された空気は、分離板Ａ ２１と分離板Ｂ
２２とに挾まれた単電池板２を介して燃料ガス
と反応し水蒸気を生成し、かつ反応熱によつて、
温度が上昇し、プレナムｃ ３８に入る。プレナ
ムｃ ３８で流れ方向が変わり、別の分離板の酸
化剤供給溝２３を通り、上記の反応を継続しなが
ら分配溝２４に至り、分配溝出口２６からプレナ
ムｂ ３７に達し、酸化剤排出口３５から排出さ
れる。以上の過程において、空気は分離板Ａ ２
１、分離板Ｂ ２２ごとに酸化剤供給溝２３を逆
の方向に流れることとなるので分離板Ａ ２１、
分離板Ｂ ２２、単電池２を介した積層方向の熱
移動によつて分離板２１，２２および単電池に生
じる温度分布が均一化し、特に酸化剤供給溝２３
の延長方向に見た温度差が極めて小さくなり、電
池全体としての発電効率を向上できる。
以上述べたように、この発明によれば、燃料電
池において、隣接する少なくとも２つの単電池板
に対する酸化剤の流れが互いに逆方向の流れを含
むように構成しているので、酸化剤の流れ方向で
の単電池板の温度分布を均一化することができ、
単電池の反応温度を電池全体にわたつて材料の許
容温度近くに維持できることになり、発電効率を
向上できる効果がある。
池において、隣接する少なくとも２つの単電池板
に対する酸化剤の流れが互いに逆方向の流れを含
むように構成しているので、酸化剤の流れ方向で
の単電池板の温度分布を均一化することができ、
単電池の反応温度を電池全体にわたつて材料の許
容温度近くに維持できることになり、発電効率を
向上できる効果がある。
第１図は従来例を示す要部斜視図、第２図は従
来例の分離板積層方向からの断面図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す要部斜視図、第４図は第
３図の分離板の積層方向からの断面図である。 図において２は単電池板、２１，２２は分離板
を示す。なお、図中同一符号は同一、又は相当部
分を示す。
来例の分離板積層方向からの断面図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す要部斜視図、第４図は第
３図の分離板の積層方向からの断面図である。 図において２は単電池板、２１，２２は分離板
を示す。なお、図中同一符号は同一、又は相当部
分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の単電池板と、各単電池板の上下に配置
され酸化剤供給溝、燃料供給溝をそれぞれ上面、
下面に有する第１および第２の分離板と、これら
単電池板並びに第１および第２の分離板が積層さ
れたものの側面に配置されたマニホールドとを備
えた燃料電池であつて、第１の分離板には酸化剤
供給溝の入口側全面に亘つて連通する入口側分配
溝が設けられ、第２の分離板には酸化剤供給溝の
出口側全面に亘つて連通する出口側分配溝が設け
られ、酸化剤供給溝方向に設けられた上記マニホ
ールドの一方はその内部が仕切られ、この仕切ら
れた各マニホールドはそれぞれ上記入口側分配
溝、上記出口側分配溝の一部と連通しており、上
記酸化剤供給溝方向に設けられた上記マニホール
ドの他方は、この側面のほぼ全面に亘る単一の連
通空間を形成しており、第１の分離板と第２の分
離板とでは酸化剤の流れ方向が互いに逆であるこ
とを特徴とする燃料電池。 ２ 分離板は導電性材料で形成されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56212287A JPS58112263A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56212287A JPS58112263A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58112263A JPS58112263A (ja) | 1983-07-04 |
| JPS6160548B2 true JPS6160548B2 (ja) | 1986-12-22 |
Family
ID=16620095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56212287A Granted JPS58112263A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58112263A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6071069U (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-20 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池のガス分離板 |
| JPS60101380U (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-10 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池のガス分離板 |
| US9086737B2 (en) | 2006-06-15 | 2015-07-21 | Apple Inc. | Dynamically controlled keyboard |
| US8067701B2 (en) | 2008-01-07 | 2011-11-29 | Apple Inc. | I/O connectors with extendable faraday cage |
| US8110744B2 (en) | 2008-08-19 | 2012-02-07 | Apple Inc. | Flexible shielded cable |
| US8654524B2 (en) | 2009-08-17 | 2014-02-18 | Apple Inc. | Housing as an I/O device |
| US8441790B2 (en) | 2009-08-17 | 2013-05-14 | Apple Inc. | Electronic device housing as acoustic input device |
| US9756927B2 (en) | 2011-11-30 | 2017-09-12 | Apple Inc. | Mounting system for portable electronic device |
| US8904052B2 (en) | 2011-12-23 | 2014-12-02 | Apple Inc. | Combined input port |
| US9563239B2 (en) | 2012-09-10 | 2017-02-07 | Apple Inc. | Internal computer assembly features and methods |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51134842A (en) * | 1975-05-02 | 1976-11-22 | United Technologies Corp | Method of supplying reactant gas to stacked fuel battery and device therefor |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP56212287A patent/JPS58112263A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51134842A (en) * | 1975-05-02 | 1976-11-22 | United Technologies Corp | Method of supplying reactant gas to stacked fuel battery and device therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58112263A (ja) | 1983-07-04 |
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