JPS62150667A - 内部マニホ−ルド型燃料電池 - Google Patents
内部マニホ−ルド型燃料電池Info
- Publication number
- JPS62150667A JPS62150667A JP60290604A JP29060485A JPS62150667A JP S62150667 A JPS62150667 A JP S62150667A JP 60290604 A JP60290604 A JP 60290604A JP 29060485 A JP29060485 A JP 29060485A JP S62150667 A JPS62150667 A JP S62150667A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal manifold
- guide
- fuel cell
- type fuel
- manifold type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
-
- 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
- H01M8/2404—Processes or apparatus for grouping fuel cells
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は内部マニホールド型燃料電池に係り、特に反応
ガスが良好に流れる内部マニホールドの形式に好適な電
池積層治具を具備する内部マニホールド型燃料電池に関
する。
ガスが良好に流れる内部マニホールドの形式に好適な電
池積層治具を具備する内部マニホールド型燃料電池に関
する。
内部マニホールド型の燃料電池では、複数の単位電池を
積層している。この時内部マニホールド部は、ガス流れ
用穴を四辺に設けた電が質板、及びセパレータを順次積
層することにより形成される。このために、電解質板及
びセパレータ等の積層時にずれを生じ、マニホールド内
壁に凹凸が生ずる虞れがある。このために、各単位電池
へ反応ガスが十分均一に分配されないことがあり、電池
性能に悪影響を与えることがある。そこで、単位電池と
セパレータとの間に位置決め用係止部を設け、かかる位
置決め用係止部に位置決め用部材をはさみ込むことによ
り電池の積層ずれを防止する従来例が存在する（例えば
特開昭５９−７５５７８号）。
積層している。この時内部マニホールド部は、ガス流れ
用穴を四辺に設けた電が質板、及びセパレータを順次積
層することにより形成される。このために、電解質板及
びセパレータ等の積層時にずれを生じ、マニホールド内
壁に凹凸が生ずる虞れがある。このために、各単位電池
へ反応ガスが十分均一に分配されないことがあり、電池
性能に悪影響を与えることがある。そこで、単位電池と
セパレータとの間に位置決め用係止部を設け、かかる位
置決め用係止部に位置決め用部材をはさみ込むことによ
り電池の積層ずれを防止する従来例が存在する（例えば
特開昭５９−７５５７８号）。
しかし、この従来例を内部マニホールド型電池に応用し
た場合、電解質板に、マニホールド用穴以外に位置決め
用部材を貫通させるための穴を新たに設けなければなら
ない、このため電解質板の有効面積が損なわれ、かつ電
池性能が低下する虞れがある。また、各単位電池ごとに
位置決め用部材を設けそいかなければならないため、実
際上マニホールド内壁に凹凸がないように単位電池を積
層することは困難であった。
た場合、電解質板に、マニホールド用穴以外に位置決め
用部材を貫通させるための穴を新たに設けなければなら
ない、このため電解質板の有効面積が損なわれ、かつ電
池性能が低下する虞れがある。また、各単位電池ごとに
位置決め用部材を設けそいかなければならないため、実
際上マニホールド内壁に凹凸がないように単位電池を積
層することは困難であった。
本発明は電池性能を低下することなく、がっマニホール
ド内壁に凹凸がないように単位電池及びセパレータを積
層した内部マニホールド型燃料電池を提供することにあ
る。
ド内壁に凹凸がないように単位電池及びセパレータを積
層した内部マニホールド型燃料電池を提供することにあ
る。
上記目的を達成するために本発明は、電解質板を挟持し
て相対向配置されたアノード及びカソードからなる単位
電池をセパレータを介して複数個積層して電池スタック
を構成し、かつ単位電池に反応ガスを供給するためのガ
ス流路が電池スタック内部に設けられている内部マニホ
ールド型燃料電池において、反応ガス流路内に、電池ス
タックを貫通し、かつ反応ガス流路の流路壁と密着する
ガイドが設けられ、このガイドを介して反応ガスが各単
位電池に供給されていることを特徴とする内部マニホー
ルド型燃料電池である。
て相対向配置されたアノード及びカソードからなる単位
電池をセパレータを介して複数個積層して電池スタック
を構成し、かつ単位電池に反応ガスを供給するためのガ
ス流路が電池スタック内部に設けられている内部マニホ
ールド型燃料電池において、反応ガス流路内に、電池ス
タックを貫通し、かつ反応ガス流路の流路壁と密着する
ガイドが設けられ、このガイドを介して反応ガスが各単
位電池に供給されていることを特徴とする内部マニホー
ルド型燃料電池である。
上記本発明によればガイドを内部マニホールド部材とし
て用いているために、とのガイドを介して単位電池及び
セパレータを順次積層することができる。よって、積層
ずれが生じる虞れが少なく。
て用いているために、とのガイドを介して単位電池及び
セパレータを順次積層することができる。よって、積層
ずれが生じる虞れが少なく。
凹凸がない内壁をもつ内部マニホールドを完成すること
ができる。
ができる。
また、内部マニホールド用穴にガイドが貫通されている
ために、電解質板を別にガイド貫通用穴を設けることを
要しない、このために、電解質板の有効面積が損われる
ことがない。
ために、電解質板を別にガイド貫通用穴を設けることを
要しない、このために、電解質板の有効面積が損われる
ことがない。
次に１本発明にかかる内部マニホールド型燃料電池の実
施例を添付図面に基づいて説明する。
施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図はその一実施例を示す分解斜視図であり、第２図
は単位電池及びセパレータ積層後のガス流れを示す断面
図である。
は単位電池及びセパレータ積層後のガス流れを示す断面
図である。
図において、電解質板３及びセパレータ２の反応ガス（
燃料ガス及び配化剤ガス）流れ用縦穴４゜５を積層する
ことにより形成される内部マニホールドには、電池スタ
ックを貫通するようなコの字型のガイド１が設けられて
いる。このガイド１は例えばセラミックスで構成するこ
とができる。
燃料ガス及び配化剤ガス）流れ用縦穴４゜５を積層する
ことにより形成される内部マニホールドには、電池スタ
ックを貫通するようなコの字型のガイド１が設けられて
いる。このガイド１は例えばセラミックスで構成するこ
とができる。
電池スタックを上下から固定する端板の反応ガス流通用
縦穴には段つき部を設け、ガイド１がかかる端板の反応
ガス流通用縦穴に落ち込み、端板のガス入口孔及び出口
孔を閉塞しない様になっている。
縦穴には段つき部を設け、ガイド１がかかる端板の反応
ガス流通用縦穴に落ち込み、端板のガス入口孔及び出口
孔を閉塞しない様になっている。
次に、ガイド１を用いて単位電池及びセパレータを積層
し、電池スタックを完成する場合について説明する。
し、電池スタックを完成する場合について説明する。
まず端板の反応ガス流通用縦穴にガイド１を立てる。こ
の時ガイド１はまだ自身で立っていることができないた
め、端板にねじ込みのボルト等を立てておき、これをガ
イド１を立てるための支柱として利用する。この時ガイ
ド１が不安定であれば、テープ等でガイド１を支柱に仮
止めする。次にこのガイド１を通して、順次電解質板５
とセパレータ２を積層してゆく。この際、電解質板３の
内部マニホールド用穴５をセパレータ２の内部マニホー
ルド用穴より少し大きくしておく事で、電解質３を破損
する事なく積層して電池スタックを完成することができ
る。
の時ガイド１はまだ自身で立っていることができないた
め、端板にねじ込みのボルト等を立てておき、これをガ
イド１を立てるための支柱として利用する。この時ガイ
ド１が不安定であれば、テープ等でガイド１を支柱に仮
止めする。次にこのガイド１を通して、順次電解質板５
とセパレータ２を積層してゆく。この際、電解質板３の
内部マニホールド用穴５をセパレータ２の内部マニホー
ルド用穴より少し大きくしておく事で、電解質３を破損
する事なく積層して電池スタックを完成することができ
る。
ガイドの大きさは、セパレータ２の内部マニホールド穴
４よりやや小さく、ガイド１の背面１１および側面１２
は内部マニホールド穴４内壁とほぼ密着する状態となっ
ている。こうすることで、内部マニホールド内壁に凹凸
が生ずるのを防ぐことができる。
４よりやや小さく、ガイド１の背面１１および側面１２
は内部マニホールド穴４内壁とほぼ密着する状態となっ
ている。こうすることで、内部マニホールド内壁に凹凸
が生ずるのを防ぐことができる。
次に、上端板を残して電解質板３およびセパレータ２を
積層し電池スタックを構成した状態で。
積層し電池スタックを構成した状態で。
支柱用のボルト及び仮止めをはずす、これに上端板を載
せて最終的に、燃料電池を完成することができる。
せて最終的に、燃料電池を完成することができる。
以上のようにして、単位電池及びセパレータを積層する
ことにより、内部マニホールド内壁の凹凸の形成を防ぐ
ことができる′。
ことにより、内部マニホールド内壁の凹凸の形成を防ぐ
ことができる′。
次に、電池作動時の反応ガス流れを第２図に基づいて説
明する。
明する。
端板２１のガス入口より入った反応ガスは、内部マニホ
ールドを通り、ガイド１の解放面から各セルに分配され
る。次に、反応ガスはセパレータ２のガス流路溝８の間
を通る。この時電極６で電池反応が行なわれる。電池反
応後のガスは、未反応のガスと伴にセパレータ２を通過
し、出口側内部マニホールドに達し、端板のガス出口よ
り排出 −される、なお、６は電極板を示し、７は集電
板を示す・ 本実施例では、内部マニホールドにコの字形のガイドを
設けた事により、ガイド１で覆われた部分は上端板から
下端板まで貫通した、なめらかな １セラミツクスの壁
面を持つ、この為、反応ガスが内部マニホールド内をス
ムーズに流れる効果がある。
ールドを通り、ガイド１の解放面から各セルに分配され
る。次に、反応ガスはセパレータ２のガス流路溝８の間
を通る。この時電極６で電池反応が行なわれる。電池反
応後のガスは、未反応のガスと伴にセパレータ２を通過
し、出口側内部マニホールドに達し、端板のガス出口よ
り排出 −される、なお、６は電極板を示し、７は集電
板を示す・ 本実施例では、内部マニホールドにコの字形のガイドを
設けた事により、ガイド１で覆われた部分は上端板から
下端板まで貫通した、なめらかな １セラミツクスの壁
面を持つ、この為、反応ガスが内部マニホールド内をス
ムーズに流れる効果がある。
また、ガイド１のサイズをガス用縦穴４，５のサイズに
接近させている事により、マニホールド内の電池外方向
の壁面をガイドで覆う事で、電池外部へのガスリークを
低減することが可能となる。
接近させている事により、マニホールド内の電池外方向
の壁面をガイドで覆う事で、電池外部へのガスリークを
低減することが可能となる。
この他に、ガイド１に十分な強度をもたせる事で、電池
運転時のセルスタックの耐震性を向上させる事ができる
。
運転時のセルスタックの耐震性を向上させる事ができる
。
次に本発明の他の実施例を第３図に示す。第３図はその
分解斜視図である。
分解斜視図である。
本実施例では、第１図のガイド１をコの字形のセラミッ
クス等で構成するのではなく、完全な管状とし、反応ガ
ス流れ方向の面に適当な間隔で孔１０をあけている。こ
の他は第１図で説明したことと同様である。
クス等で構成するのではなく、完全な管状とし、反応ガ
ス流れ方向の面に適当な間隔で孔１０をあけている。こ
の他は第１図で説明したことと同様である。
本実施例では孔１０の径の大きさ及び孔１０が設けられ
るピッチを管１の上下及び左右方向で変えることにより
、各セルへ流通される反応ガス量を制御することが可能
となる。一般に、電池スタックの中央部付近が高温にな
り、電池反応が盛んに進行すると考えられるので、この
ような時、電池スタックのガス入口面の中央部付近で孔
１０の径を小さくするか、または孔１０の設けられるピ
ッチを大きくし孔１０をまばらに存在させることにより
、かかる中央部で反応ガス流量をしぼり、電池全体を均
一に運転することが可能となる。
るピッチを管１の上下及び左右方向で変えることにより
、各セルへ流通される反応ガス量を制御することが可能
となる。一般に、電池スタックの中央部付近が高温にな
り、電池反応が盛んに進行すると考えられるので、この
ような時、電池スタックのガス入口面の中央部付近で孔
１０の径を小さくするか、または孔１０の設けられるピ
ッチを大きくし孔１０をまばらに存在させることにより
、かかる中央部で反応ガス流量をしぼり、電池全体を均
一に運転することが可能となる。
一ルド型燃料電池によれば、内部マニホールド用縦穴に
電池スタックを貫通するガイドが設けられているために
、内部マニホールド内壁に確実に凹凸が生ずることなく
電池スタックを構成することできる。よって、反応ガス
の供給が円滑になり電池性能が向上する。
電池スタックを貫通するガイドが設けられているために
、内部マニホールド内壁に確実に凹凸が生ずることなく
電池スタックを構成することできる。よって、反応ガス
の供給が円滑になり電池性能が向上する。
また、ガイドに順次電解質板等を貫通させていけば良い
ため、電池スタックの構成が迅速、かつ容易になる。
ため、電池スタックの構成が迅速、かつ容易になる。
゛ さらに、内部マニホールド穴にガイドが設けられて
いるために、別にガイドが貫通する穴を電解質板に設け
ることがない。よって、電解質板の有効面積が損なわれ
ることないために、電池性能を良好に保つことができる
。
いるために、別にガイドが貫通する穴を電解質板に設け
ることがない。よって、電解質板の有効面積が損なわれ
ることないために、電池性能を良好に保つことができる
。
第１図は本発明の一実施例を示す分解斜視図、第２図は
第１図の内部マニホールド型燃料電池の反応ガス流れを
示す断面図、第３図は本発明の他の一実施例を示す分解
斜視図である。 １、、、−Ｈ，／ば ２・・・セパレーター ３・・・
電解質板、４゜５・・・内部マニホールド用縦穴、６・
・・電極、１０・・・ガイドのガス流れ孔。
第１図の内部マニホールド型燃料電池の反応ガス流れを
示す断面図、第３図は本発明の他の一実施例を示す分解
斜視図である。 １、、、−Ｈ，／ば ２・・・セパレーター ３・・・
電解質板、４゜５・・・内部マニホールド用縦穴、６・
・・電極、１０・・・ガイドのガス流れ孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電解質板を挟持して相対向配置されたアノード及び
カソードからなる単位電池をセパレータを介して複数個
積層して電池スタックを構成し、かつ前記各単位電池に
反応ガスを供給するためのガス流路が前記電池スタック
内部に設けられている内部マニホールド型燃料電池にお
いて、前記反応ガス流路内に、前記電池スタックを貫通
し、かつ当該反応ガス流路の流路壁と密着するガイドが
設けられ、当該ガイドを介して反応ガスが前記各単位電
池に供給されていることを特徴とする内部マニホールド
型燃料電池。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記ガイドはコの
字状の断面を有する部材で構成され、当該ガイドの解放
面が電池スタック内の単位電池側に設けられていること
を特徴とする内部マニホールド型燃料電池。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記ガイドは複数
の孔を有するパイプであり、当該孔から単位電池に反応
ガスが供給されていることを特徴とする内部マニホール
ド型燃料電池。 ４、特許請求の範囲第３項において、上記孔の径が電池
スタックの中央部付近で大きいことを特徴とする内部マ
ニホールド型燃料電池。 ５、特許請求の範囲第３項において、上記孔の設けられ
ているピッチが、電池スタックの中央部付近で大きいこ
とを特徴とする内部マニホールド型燃料電池。 ６、特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか一項
において、上記ガイドがセラミックスで構成されている
ことを特徴とする内部マニホールド型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290604A JPS62150667A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 内部マニホ−ルド型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290604A JPS62150667A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 内部マニホ−ルド型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62150667A true JPS62150667A (ja) | 1987-07-04 |
Family
ID=17758151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290604A Pending JPS62150667A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 内部マニホ−ルド型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62150667A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5532073A (en) * | 1993-11-29 | 1996-07-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel cell |
| JP2003077498A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-14 | Nippon Soken Inc | 燃料電池 |
| JP2006519468A (ja) * | 2003-02-27 | 2006-08-24 | プロトネクス テクノロジー コーポレーション | 外部にマニホルドされた膜に基づく電気化学的セルスタック |
| WO2007061075A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 固体高分子型燃料電池 |
| JP2009123680A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池スタック |
| DE102016225444A1 (de) * | 2016-12-19 | 2018-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Verbesserte Medienverteilung in Brennstoffzellenstacks |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP60290604A patent/JPS62150667A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5532073A (en) * | 1993-11-29 | 1996-07-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel cell |
| JP2003077498A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-14 | Nippon Soken Inc | 燃料電池 |
| JP2006519468A (ja) * | 2003-02-27 | 2006-08-24 | プロトネクス テクノロジー コーポレーション | 外部にマニホルドされた膜に基づく電気化学的セルスタック |
| WO2007061075A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 固体高分子型燃料電池 |
| KR101226122B1 (ko) | 2005-11-25 | 2013-01-25 | 파나소닉 주식회사 | 고체 고분자형 연료 전지 |
| JP2009123680A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池スタック |
| DE102016225444A1 (de) * | 2016-12-19 | 2018-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Verbesserte Medienverteilung in Brennstoffzellenstacks |
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