JPS6210867A - 燃料電池用セパレ−タ - Google Patents
燃料電池用セパレ−タInfo
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- JPS6210867A JPS6210867A JP60148878A JP14887885A JPS6210867A JP S6210867 A JPS6210867 A JP S6210867A JP 60148878 A JP60148878 A JP 60148878A JP 14887885 A JP14887885 A JP 14887885A JP S6210867 A JPS6210867 A JP S6210867A
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- JP
- Japan
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- separator
- grooves
- supply
- fuel
- fluid
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- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
- 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
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/026—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant characterised by grooves, e.g. their pitch or depth
-
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-
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal 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
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池にお
いてカソード側とアノード側とを仕切るために用いるセ
パレータに関するものである。
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池にお
いてカソード側とアノード側とを仕切るために用いるセ
パレータに関するものである。
［従来の技術］
現在までに提案されている溶融炭酸塩型の燃料電池とし
ては、たとえば、第６図に示す如く、タイル（電解質板
）ａをカソードｂとアノードＣの両電極で両面から挟み
、カソードｂ側に作動流体としてＣＯ２を含んだ空気ｄ
を供給すると共に、アノードＣ側に作動流体としてＨ２
等の燃料ｅを供給することによりカソードｂとアノード
Ｃとの間で発生する電位差により発電が行われるように
したユニットを、セパレータｆを介して多層に積層させ
、適当な締付力で固定させるようにした構成のものがあ
る。
ては、たとえば、第６図に示す如く、タイル（電解質板
）ａをカソードｂとアノードＣの両電極で両面から挟み
、カソードｂ側に作動流体としてＣＯ２を含んだ空気ｄ
を供給すると共に、アノードＣ側に作動流体としてＨ２
等の燃料ｅを供給することによりカソードｂとアノード
Ｃとの間で発生する電位差により発電が行われるように
したユニットを、セパレータｆを介して多層に積層させ
、適当な締付力で固定させるようにした構成のものがあ
る。
、上記燃料電池に用いられているセパレータｆとしては
、第７図に一例を示す如く、周辺部の一側に空気ｄの供
給流路ｈ１燃利ｅの供給流路ｉを開口させると共に、周
辺部の他側に空気排出流路ｊ、燃料排出流路ｋを形成し
、かかる周辺部を除く内部に凹凸ｇを形成さけたものが
通常であり、空気ｄ及び燃料ｅをレバレータ両面に沿い
流すよ・うにするため、アノード側流路スペー４ノ！及
びカソード側流路…がセパレータｆの周辺部両面に重ね
合わされて使用されるＪ、うにしである。
、第７図に一例を示す如く、周辺部の一側に空気ｄの供
給流路ｈ１燃利ｅの供給流路ｉを開口させると共に、周
辺部の他側に空気排出流路ｊ、燃料排出流路ｋを形成し
、かかる周辺部を除く内部に凹凸ｇを形成さけたものが
通常であり、空気ｄ及び燃料ｅをレバレータ両面に沿い
流すよ・うにするため、アノード側流路スペー４ノ！及
びカソード側流路…がセパレータｆの周辺部両面に重ね
合わされて使用されるＪ、うにしである。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、セパレータの両面に凹凸や突起で形成される
溝が連続したものである場合、この溝か何等かの理由で
詰ると、空気又は燃料の流れが阻害されることになり、
そのセパレータは使用できないことになる。
溝が連続したものである場合、この溝か何等かの理由で
詰ると、空気又は燃料の流れが阻害されることになり、
そのセパレータは使用できないことになる。
そこで、本発明は、溝の１個所が詰っていても作動流体
が支障なく流れるようにすると共に、前記したアノード
側流路スペー１ノーとカソード側流路スペーサを用いる
ことなく供給流路から↑ｊ１出流路へ作動流体を均一に
流すことができるようにしようとするものである。
が支障なく流れるようにすると共に、前記したアノード
側流路スペー１ノーとカソード側流路スペーサを用いる
ことなく供給流路から↑ｊ１出流路へ作動流体を均一に
流すことができるようにしようとするものである。
［問題点を解決するだめの手段］
本発明は、周辺部の一側に空気及び燃料の供給流路を、
又、他側にこれらのＪＪＩ出流路をぞれぞれ有するセパ
レータにおいて、周辺部を除く表裏両面の電極どの接触
部に、作動流体の流れ方向に多数の凸部か千鳥足状とな
るよう凹凸を設けると共に、燃料の供給流路及び排出流
路を表面又は裏面の凹凸による渦形成部に向けて末広が
りとなるような扇形の溝にて連絡し、月っ空気の供給流
路及び排出流路を裏面又は表面の凹凸による溝形成部に
向けて末広がりと′／、【る扇形の溝にて連絡し、表面
と裏面とで責なる作動流体が別々に流されるようにする
。
又、他側にこれらのＪＪＩ出流路をぞれぞれ有するセパ
レータにおいて、周辺部を除く表裏両面の電極どの接触
部に、作動流体の流れ方向に多数の凸部か千鳥足状とな
るよう凹凸を設けると共に、燃料の供給流路及び排出流
路を表面又は裏面の凹凸による渦形成部に向けて末広が
りとなるような扇形の溝にて連絡し、月っ空気の供給流
路及び排出流路を裏面又は表面の凹凸による溝形成部に
向けて末広がりと′／、【る扇形の溝にて連絡し、表面
と裏面とで責なる作動流体が別々に流されるようにする
。
［作 用］
作動流体ごとに表面と裏面を別々に流ｌ！るように各流
体の供給流路から供給される流体か電極との接触部の溝
形成部を全域にわたり均一に流れる末広がり状の溝か供
給流路及び排出流路と溝形成部との間に設けであるので
、名供給流路に導かれた流体はそれぞれの末広がり状の
渦で拡散されて溝形成部に導かれ、該溝形成部で加工さ
れた溝を均一に流れることになる。渦形成部は、多数の
凸部が不連続で且つ千鳥足状に設けであるため、流体の
流れが不規則となり１個所の溝が詰ったとしても支障な
く排出側へ流れる。
体の供給流路から供給される流体か電極との接触部の溝
形成部を全域にわたり均一に流れる末広がり状の溝か供
給流路及び排出流路と溝形成部との間に設けであるので
、名供給流路に導かれた流体はそれぞれの末広がり状の
渦で拡散されて溝形成部に導かれ、該溝形成部で加工さ
れた溝を均一に流れることになる。渦形成部は、多数の
凸部が不連続で且つ千鳥足状に設けであるため、流体の
流れが不規則となり１個所の溝が詰ったとしても支障な
く排出側へ流れる。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図及び第２図は本発明のセパレータの一例を示し、
第４図及び第５図は実施例を示している。
第４図及び第５図は実施例を示している。
第１図は本発明のセパレータの表面を示す一例であり、
第２図は本発明のセパレータの裏面を示す一例であり、
周辺部の一側に作動流体としての空気の供給流路１と燃
料の供給流路２を適宜の間隔で交ｎに目通して設けると
共に、周辺部の他側に空気の排出流路３と燃料の排出流
路４を同様に適宜の間隔で交互に貫通して設け、且つ周
辺部を除く内部にお【プる表面及び裏面に、たとえば、
機械加工、又はプレス加工等で多数の凹凸５を形成し、
該凹凸５部分の各凸部５ａは第３図に拡大して示す如く
、不連続で月つ作動流体の供給側から排出側に向Ｌ−Ｊ
て千鳥足状となるようにし、四部５ｂで形成される溝が
、作動流体の供給側から排出側に向りで屈曲しているＪ
：うにする。表面は、燃料の供給流路２からの燃料が凹
凸５部全域を通り排出流路４へ流される □よう
にするため、各供給流路２の凹凸５部側を末広がり状と
なる扇形の溝６を形成し、該溝６に斜め方向に延びる多
数の凹凸７を段りて凹凸５部における四部５ｂに対応さ
けた凹溝７８を形成し、同じく、排出流路４の凹凸５部
側にも各排出流路から凹凸５部に向けて末広がり状とな
るよう扇形の溝６を形成して、多数の凹溝７ａを形成し
、各供給流路２を出た燃料が末広がりに沿った多数の凹
溝７ａで規制され“Ｃ拡散された後、内部の凹凸５部へ
導かれ該凹凸５部から溝６内の多数の凹溝７８で流れが
規制されて排出流路４に導かれるようにする。裏側には
、空気の供給流路１と排出流路３に、前記表面の場合と
同様に末広がり状の溝６を形成して斜め方向に延び−〇
− る多数の凹溝７８を形成する。
第２図は本発明のセパレータの裏面を示す一例であり、
周辺部の一側に作動流体としての空気の供給流路１と燃
料の供給流路２を適宜の間隔で交ｎに目通して設けると
共に、周辺部の他側に空気の排出流路３と燃料の排出流
路４を同様に適宜の間隔で交互に貫通して設け、且つ周
辺部を除く内部にお【プる表面及び裏面に、たとえば、
機械加工、又はプレス加工等で多数の凹凸５を形成し、
該凹凸５部分の各凸部５ａは第３図に拡大して示す如く
、不連続で月つ作動流体の供給側から排出側に向Ｌ−Ｊ
て千鳥足状となるようにし、四部５ｂで形成される溝が
、作動流体の供給側から排出側に向りで屈曲しているＪ
：うにする。表面は、燃料の供給流路２からの燃料が凹
凸５部全域を通り排出流路４へ流される □よう
にするため、各供給流路２の凹凸５部側を末広がり状と
なる扇形の溝６を形成し、該溝６に斜め方向に延びる多
数の凹凸７を段りて凹凸５部における四部５ｂに対応さ
けた凹溝７８を形成し、同じく、排出流路４の凹凸５部
側にも各排出流路から凹凸５部に向けて末広がり状とな
るよう扇形の溝６を形成して、多数の凹溝７ａを形成し
、各供給流路２を出た燃料が末広がりに沿った多数の凹
溝７ａで規制され“Ｃ拡散された後、内部の凹凸５部へ
導かれ該凹凸５部から溝６内の多数の凹溝７８で流れが
規制されて排出流路４に導かれるようにする。裏側には
、空気の供給流路１と排出流路３に、前記表面の場合と
同様に末広がり状の溝６を形成して斜め方向に延び−〇
− る多数の凹溝７８を形成する。
本発明のセパレータにお【ノる表裏両面に形成された中
央部分の凹凸５部と、末広がり状の溝６内の凹凸７部の
厚みは、周辺部の厚みと同じであり、凹凸部の深さによ
って凹溝の深さが決められ、燃料電池として絹み立てら
れた際、空気又は燃料は各凹溝に治って供給側から排出
側へ規制されて均一に流れざることになる。
央部分の凹凸５部と、末広がり状の溝６内の凹凸７部の
厚みは、周辺部の厚みと同じであり、凹凸部の深さによ
って凹溝の深さが決められ、燃料電池として絹み立てら
れた際、空気又は燃料は各凹溝に治って供給側から排出
側へ規制されて均一に流れざることになる。
本発明のセパレータを用いて積層形燃別電池を組み立て
るとき（は、第６図の場合と同様にタイル８をカソード
９とアノード１０とで挾んで・なる燃料電池ユニツ］・
を、本発明のセパレータを介して多層に積み車ね、外周
部を所定の締付力で締め付けることによって一体化され
た燃ｉ；１電池が第４図に示す如く組み立てられる。こ
の場合、本発明のセパレータ■は、前記したように、外
周部分の厚さと、凹凸５部及び末広がり溝６部の厚さが
同じとなっており、又、カッ−１９及びアノード１０の
各電極は、本発明のセパレータ■の内部の凹凸５部分と
同じ大きさであるため、第４図に示す如く燃料電池を組
み立てるとき、カソード９及びアノード１０をタイル８
に強く押し付けてしまうことになる。そのため、本発明
のセパレータＩを用いるときは、第４図及び第５図に示
す如く、本発明のセパレータ■と同じ大きさのプレート
の周辺部のみ残して内部を電極の大きさ分切り取り、且
つ空気及び燃料の各供給流路１，２と排出流路３，４を
備えてなるホルダー１１と１２をタイル８との間に介在
させるようにする。これにより本発明のセパレータＩの
表面とタイル８との間にホルダー１１が、又、裏面とタ
イル８との間に別のホルダー１２が介在され、これらホ
ルダー１１．１２がスペーサとして機能するので、カソ
ード９、アノード１０の各電極がタイル８に強い力で押
し付けられるようなことはない。第１図、第２図及び第
５図中、１３は組立時の基準となる切欠、１４はタイル
８への炭酸塩補給用ポート、１５は電圧端子である。
るとき（は、第６図の場合と同様にタイル８をカソード
９とアノード１０とで挾んで・なる燃料電池ユニツ］・
を、本発明のセパレータを介して多層に積み車ね、外周
部を所定の締付力で締め付けることによって一体化され
た燃ｉ；１電池が第４図に示す如く組み立てられる。こ
の場合、本発明のセパレータ■は、前記したように、外
周部分の厚さと、凹凸５部及び末広がり溝６部の厚さが
同じとなっており、又、カッ−１９及びアノード１０の
各電極は、本発明のセパレータ■の内部の凹凸５部分と
同じ大きさであるため、第４図に示す如く燃料電池を組
み立てるとき、カソード９及びアノード１０をタイル８
に強く押し付けてしまうことになる。そのため、本発明
のセパレータＩを用いるときは、第４図及び第５図に示
す如く、本発明のセパレータ■と同じ大きさのプレート
の周辺部のみ残して内部を電極の大きさ分切り取り、且
つ空気及び燃料の各供給流路１，２と排出流路３，４を
備えてなるホルダー１１と１２をタイル８との間に介在
させるようにする。これにより本発明のセパレータＩの
表面とタイル８との間にホルダー１１が、又、裏面とタ
イル８との間に別のホルダー１２が介在され、これらホ
ルダー１１．１２がスペーサとして機能するので、カソ
ード９、アノード１０の各電極がタイル８に強い力で押
し付けられるようなことはない。第１図、第２図及び第
５図中、１３は組立時の基準となる切欠、１４はタイル
８への炭酸塩補給用ポート、１５は電圧端子である。
なお、本発明のセパレータは、図示した構成のもののみ
に限定されるものではなく、たとえば、第１図及び第２
図において空気と燃料の供給流路１と２及び排出流路３
と４ごとに別々に末広がり状の扇形面６を設Ｃｊ、これ
らの溝６内に多数の凹溝７ａを加工した場合を示したが
、扇形の溝６のみとして凹溝７ａの加工を施さない構成
としてもよい。
に限定されるものではなく、たとえば、第１図及び第２
図において空気と燃料の供給流路１と２及び排出流路３
と４ごとに別々に末広がり状の扇形面６を設Ｃｊ、これ
らの溝６内に多数の凹溝７ａを加工した場合を示したが
、扇形の溝６のみとして凹溝７ａの加工を施さない構成
としてもよい。
［発明の効果］
以上述べた如く本発明のセパレータによれば、表裏両面
に凸部が千鳥足状に散在するように凹凸を設けて溝加工
を施こし、１つ表面と裏面とでは異なる作動流体ごとに
別々に作動流体の供給流路と排出流路が上記溝加工部分
に通じるような溝を、上記流路から溝加工部分に向けて
末広がりとなる扇形に形成し、異なる作動流体が表面と
裏面とで別々に供給側から排出側へ規制されて流れるよ
うにしであるので、電極と接触する部分の凹凸部による
溝加工部には各供給流路からの流体が拡散されて導かれ
て流体の流配を均一にでき、且つ電極と接触する部分の
潜はジグザグとなるようにしであることから、１個＝
９ − 所の溝が詰まっても支障を来たすことがないと共に流体
の流れを當に均一化することができる。
に凸部が千鳥足状に散在するように凹凸を設けて溝加工
を施こし、１つ表面と裏面とでは異なる作動流体ごとに
別々に作動流体の供給流路と排出流路が上記溝加工部分
に通じるような溝を、上記流路から溝加工部分に向けて
末広がりとなる扇形に形成し、異なる作動流体が表面と
裏面とで別々に供給側から排出側へ規制されて流れるよ
うにしであるので、電極と接触する部分の凹凸部による
溝加工部には各供給流路からの流体が拡散されて導かれ
て流体の流配を均一にでき、且つ電極と接触する部分の
潜はジグザグとなるようにしであることから、１個＝
９ − 所の溝が詰まっても支障を来たすことがないと共に流体
の流れを當に均一化することができる。
又、流体の供給流路や排出流路に通ずる扇形の溝に、多
数の溝を加工しておけば、流体の拡散がより均一に行わ
れると共に、その部分に薄い板を載せても溝内に垂れ込
むようなことが皆無となる。
数の溝を加工しておけば、流体の拡散がより均一に行わ
れると共に、その部分に薄い板を載せても溝内に垂れ込
むようなことが皆無となる。
第１図は本発明のセパレータの表面を示す一例図、第２
図は本発明のセパレータの裏面を示す一例図、第３図は
第２図の■部の拡大図、第４図は本発明のセパレータを
用いて組み立てた積層燃料電池の概要を示す切断側面図
、第５図は第３図のように燃料電池を組み立てる際に本
発明のセパレータとその両面に重ねるホルダーを分離さ
せた状態を示す図、第６図は従来の燃料電池の断面図、
第７図は最近考えられているセパレータの両面にスペー
サを重ね合わｌてなる内部マニホールド型セパレータを
分離した状態を示す斜視図である。 １は空気供給流路、？【：１燃利供給流路、３１は空気
排出流路、４は燃料排出流路、５は凹凸、５ａは凸部、
５ｂは凹部、６は扇形の溝、？ａｌ；：Ｉ：凹渦、８は
タイル、９（９１カソード、１０はアノードを示す。
図は本発明のセパレータの裏面を示す一例図、第３図は
第２図の■部の拡大図、第４図は本発明のセパレータを
用いて組み立てた積層燃料電池の概要を示す切断側面図
、第５図は第３図のように燃料電池を組み立てる際に本
発明のセパレータとその両面に重ねるホルダーを分離さ
せた状態を示す図、第６図は従来の燃料電池の断面図、
第７図は最近考えられているセパレータの両面にスペー
サを重ね合わｌてなる内部マニホールド型セパレータを
分離した状態を示す斜視図である。 １は空気供給流路、？【：１燃利供給流路、３１は空気
排出流路、４は燃料排出流路、５は凹凸、５ａは凸部、
５ｂは凹部、６は扇形の溝、？ａｌ；：Ｉ：凹渦、８は
タイル、９（９１カソード、１０はアノードを示す。
Claims (1)
- １）周辺部の一側に異なる流体の供給流路を複数個ずつ
設けると共に他側に異なる流体の排出流路を複数個ずつ
設け、カソードとアノードの各電極間に位置させて用い
るようにしたセパレータにおいて、上記電極と当接する
部分の表裏両面に、凸部が断続的に散在するよう凹凸を
形成して屈曲した溝を施こし、且つ上記各供給流路から
排出流路への流体の流れを規制させるための溝を異なる
流体ごとに表裏別々に供給流路及び排出流路から内側へ
向け末広がりとなる扇形として設けたことを特徴とする
燃料電池のセパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60148878A JPS6210867A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 燃料電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60148878A JPS6210867A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 燃料電池用セパレ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6210867A true JPS6210867A (ja) | 1987-01-19 |
Family
ID=15462739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60148878A Pending JPS6210867A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 燃料電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6210867A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6463272A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-09 | Hitachi Ltd | Fuel cell construction |
| JP2003077497A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-14 | Nippon Soken Inc | 燃料電池用セパレータ |
| WO2002097908A3 (de) * | 2001-05-31 | 2003-10-16 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Interkonnektor für eine brennstoffzelle |
| WO2006064661A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell separator |
| JP2006527906A (ja) * | 2003-06-18 | 2006-12-07 | ザ・モーガン・クルーシブル・カンパニー・ピーエルシー | フローフィールドプレートジオメトリ |
| JP2007200642A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Aisin Takaoka Ltd | 燃料電池セパレータ及び燃料電池スタック |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1985
- 1985-07-05 JP JP60148878A patent/JPS6210867A/ja active Pending
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