JPS62193065A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPS62193065A JPS62193065A JP61035667A JP3566786A JPS62193065A JP S62193065 A JPS62193065 A JP S62193065A JP 61035667 A JP61035667 A JP 61035667A JP 3566786 A JP3566786 A JP 3566786A JP S62193065 A JPS62193065 A JP S62193065A
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- Japan
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- packing material
- seal
- electrode
- fuel cell
- separation plate
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Links
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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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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
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〕
この発明は燃料電池に関し、特に電極のパッキング材に
よるシール部分とガス分離板との間のシール性の改善に
関するものである。
よるシール部分とガス分離板との間のシール性の改善に
関するものである。
従来この種の燃料電池としては第４図に示すものがあっ
た。これは特開昭５９−１８４４６６号公報や特開昭５
８−１６６６６８号公報などに示されたものである。図
において、（１）はガス分離板、（２）は反応ガス流路
、（３）は燃料および酸化剤電極、（４）は燃料および
酸化剤電極（３）の触媒層、（５）は電解質マ） ＩＪ
ラックスある。（６）は電ｉ （３）周辺のウェットシ
ールを発揮する部分で電解液が充填されている。電極（
３）は炭素繊維から成る基材で形成されており、（７）
は他の電極（３）周縁に配置されたパッキング材である
。
た。これは特開昭５９−１８４４６６号公報や特開昭５
８−１６６６６８号公報などに示されたものである。図
において、（１）はガス分離板、（２）は反応ガス流路
、（３）は燃料および酸化剤電極、（４）は燃料および
酸化剤電極（３）の触媒層、（５）は電解質マ） ＩＪ
ラックスある。（６）は電ｉ （３）周辺のウェットシ
ールを発揮する部分で電解液が充填されている。電極（
３）は炭素繊維から成る基材で形成されており、（７）
は他の電極（３）周縁に配置されたパッキング材である
。
パッキング材としてはフッソ系の樹脂や７ツソ系のゴム
が多く使用されている。
が多く使用されている。
第４図では、一方の電極（３）にウェットシール（６）
を適用し、他方にはパッキング材（７）によるシール方
法を適用した場合を示したが、両電極（３）ともパッキ
ング材（７）によるシール方法を適用する場合もある。
を適用し、他方にはパッキング材（７）によるシール方
法を適用した場合を示したが、両電極（３）ともパッキ
ング材（７）によるシール方法を適用する場合もある。
一般に、燃料電池においては、ガス分離板（１）。
燃料電極（３）、電解質マトリックス（５）、および酸
化側電極（３）を積層したものをｌセルとし、これを複
数個（多くの場合数百個）積層して４ ｋｇＱｍ −２
程度の面圧をかけて運転される。また、数セル毎に冷却
機能をも有するガス分離板が用いられるが、この図では
省略した。
化側電極（３）を積層したものをｌセルとし、これを複
数個（多くの場合数百個）積層して４ ｋｇＱｍ −２
程度の面圧をかけて運転される。また、数セル毎に冷却
機能をも有するガス分離板が用いられるが、この図では
省略した。
次にシール部分（６） 、 （７）の作用について説明
する。
する。
ウェットシール（６）においては、充填されている電解
液による液膜により反応ガスの外部への洩れを防いでい
る。一方パッキング材（７）によるシールにおいては、
パッキング材（７）の弾力のためパッキング材（７）と
ガス分離板（１）とが密着することにより、反応ガスが
外部へ洩れるのを防いでいる。従って、セルの組立時に
は、電極（３）の厚さよりもパッキング材（７）の厚さ
を多少厚くしている。第５図はセルの組立時の様子を示
す断面図である。パッキング材（７）によるシールはウ
ェットシール（６）に比べて、より確実なガスシール性
が期待できる。
液による液膜により反応ガスの外部への洩れを防いでい
る。一方パッキング材（７）によるシールにおいては、
パッキング材（７）の弾力のためパッキング材（７）と
ガス分離板（１）とが密着することにより、反応ガスが
外部へ洩れるのを防いでいる。従って、セルの組立時に
は、電極（３）の厚さよりもパッキング材（７）の厚さ
を多少厚くしている。第５図はセルの組立時の様子を示
す断面図である。パッキング材（７）によるシールはウ
ェットシール（６）に比べて、より確実なガスシール性
が期待できる。
しかし、積層した後、面圧をかけた際に第６図に示すよ
うに、パッキング材のはみ出し部分（７ａ）を生じてし
まう。第７図は第６図の電極とパッキング材を示す平面
図であるが、パッキング材のけみ出し部分（７＆）は積
層体（数百セル積層１−た後の集合体）に反応ガス供給
機構であるマニホールドを取り付ける際に障害になる。
うに、パッキング材のはみ出し部分（７ａ）を生じてし
まう。第７図は第６図の電極とパッキング材を示す平面
図であるが、パッキング材のけみ出し部分（７＆）は積
層体（数百セル積層１−た後の集合体）に反応ガス供給
機構であるマニホールドを取り付ける際に障害になる。
また、血圧をかけた際にパッキング材（７）がずれるこ
とにより、パッキング材（７）と電極（３）との接合部
（９］Ｋ隙間を生じたり、電極（３）を破壊したりする
恐れがあった。さらに、パッキング材（７）の厚みに多
少なりとも鋏差があると、パッキング材（７）にかかる
血圧と電極（３）にかかる面圧の比率が異なり、セルの
面内や積層したセル間で接触抵抗が異なる為に面内やセ
ル間で出力電圧がばらついてしまうが、パッキング材（
７）の厚みを一定に保つ、あるいは電極（３）とパッキ
ング材（７）との厚みの差を一定に保つことは非常に難
しく、部品精度や組立精度への要求からコストが非常に
高くなるなどの問題点があった。
とにより、パッキング材（７）と電極（３）との接合部
（９］Ｋ隙間を生じたり、電極（３）を破壊したりする
恐れがあった。さらに、パッキング材（７）の厚みに多
少なりとも鋏差があると、パッキング材（７）にかかる
血圧と電極（３）にかかる面圧の比率が異なり、セルの
面内や積層したセル間で接触抵抗が異なる為に面内やセ
ル間で出力電圧がばらついてしまうが、パッキング材（
７）の厚みを一定に保つ、あるいは電極（３）とパッキ
ング材（７）との厚みの差を一定に保つことは非常に難
しく、部品精度や組立精度への要求からコストが非常に
高くなるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、パツキンシールのクッション性とガスシール
性の良さを損うことなく、パッキング材（７）のはみ出
しやパッキング材（７）と電極（３）のずれや接合部で
の隙間（９）が生じるのを防止できる燃料電池を得るこ
とを目的とする。
たもので、パツキンシールのクッション性とガスシール
性の良さを損うことなく、パッキング材（７）のはみ出
しやパッキング材（７）と電極（３）のずれや接合部で
の隙間（９）が生じるのを防止できる燃料電池を得るこ
とを目的とする。
この発明に係る燃料電池は、パッキング材によるガスシ
ール部に当接するガス分離板部分に凹部を設けたもので
ある。
ール部に当接するガス分離板部分に凹部を設けたもので
ある。
この発明における凹部は、余分なパッキング材のけみ出
し部分となり、パッキング材の外周部へのはみ出しを防
ぐと共に、パッキング材を位置的に強固に固定してその
ずれを防止する。また、パッキング材のはみ出しを凹部
で吸収する為、パッキング材の厚みの要求精度はゆるや
かになりコストが低減される。
し部分となり、パッキング材の外周部へのはみ出しを防
ぐと共に、パッキング材を位置的に強固に固定してその
ずれを防止する。また、パッキング材のはみ出しを凹部
で吸収する為、パッキング材の厚みの要求精度はゆるや
かになりコストが低減される。
以下、この発明の一実施例について図をもとに説明する
。第１図において、αＯはガス分離板（１）に設けた凹
部であり、この例では複数個のくほみすなわちディンプ
ルによって形成されている０デインプルは例えば直径３
ｍｍ、深さ１．５ ｍｍで数ｍｍ間隔で設けられている
。第２図は第１図の電極とパッキング材を示す平面図で
ある。第１図に示すこの発明の一実施例による燃料電池
と第４図に示す従来の燃料電池については、ガス分離板
（１）にディンプルによる凹部αＯを設ける以外の条件
は同一にして比較試験を行なった所、従来の燃料電池は
４Ｋｇ／ ２０面圧でパッキング材（７）が大きく外周
部に０ｍ はみ出したのに対して、凹部αＯを設けたこの発明の一
実施例による燃料電池の場合は、８Ｋｇ／。ｍ２の面圧
下でもパッキング材（７）の外周部へのはみ出しはほと
んど見られなかった０分解後、ディンプル（１０の形が
パッキング材（７）にくっきりとついていたことから、
第１図に示すように、パッキング材（７）のはみ出し部
分Ｉがディンプル（ｌｆ）に吸収されたと思われる。デ
ィンプル（１０内の空気は、パッキング材（７）が侵入
してくると圧力が高くなり、パッキング材（７）を押し
戻そうとするが、血圧の方が力が大きいのでパッキング
材（７）がディンプルＧＯ内にはみ出す。また、このデ
ィンプルａＯ内の空気０がパツキング材（７）のクッシ
ョン性を増す効果もある。
。第１図において、αＯはガス分離板（１）に設けた凹
部であり、この例では複数個のくほみすなわちディンプ
ルによって形成されている０デインプルは例えば直径３
ｍｍ、深さ１．５ ｍｍで数ｍｍ間隔で設けられている
。第２図は第１図の電極とパッキング材を示す平面図で
ある。第１図に示すこの発明の一実施例による燃料電池
と第４図に示す従来の燃料電池については、ガス分離板
（１）にディンプルによる凹部αＯを設ける以外の条件
は同一にして比較試験を行なった所、従来の燃料電池は
４Ｋｇ／ ２０面圧でパッキング材（７）が大きく外周
部に０ｍ はみ出したのに対して、凹部αＯを設けたこの発明の一
実施例による燃料電池の場合は、８Ｋｇ／。ｍ２の面圧
下でもパッキング材（７）の外周部へのはみ出しはほと
んど見られなかった０分解後、ディンプル（１０の形が
パッキング材（７）にくっきりとついていたことから、
第１図に示すように、パッキング材（７）のはみ出し部
分Ｉがディンプル（ｌｆ）に吸収されたと思われる。デ
ィンプル（１０内の空気は、パッキング材（７）が侵入
してくると圧力が高くなり、パッキング材（７）を押し
戻そうとするが、血圧の方が力が大きいのでパッキング
材（７）がディンプルＧＯ内にはみ出す。また、このデ
ィンプルａＯ内の空気０がパツキング材（７）のクッシ
ョン性を増す効果もある。
さらに種々の厚さのパッキング材（７）を用いて同様の
試験を行なった所、電極（３）の厚さに比べてパッキン
グ材（７）が従来よりも厚くても、パッキング材（７）
の外周部へのはみ出しけ見られず、パッキング材（７）
の厚さ精度についてもゆるやかになる効果が確認された
〇 また、初期に設定した位置からのパッキング材（７）の
ずれは、第１図に示す実施例の場合、全く見られなかっ
た。
試験を行なった所、電極（３）の厚さに比べてパッキン
グ材（７）が従来よりも厚くても、パッキング材（７）
の外周部へのはみ出しけ見られず、パッキング材（７）
の厚さ精度についてもゆるやかになる効果が確認された
〇 また、初期に設定した位置からのパッキング材（７）の
ずれは、第１図に示す実施例の場合、全く見られなかっ
た。
第３図はこの発明の他の実施例の要部を示す平面図であ
る。この例では凹部ａＧは２本の溝によって形成されて
おり、−例として溝の幅はｌ ｍｍ 。
る。この例では凹部ａＧは２本の溝によって形成されて
おり、−例として溝の幅はｌ ｍｍ 。
深さはｌ ｍｍ 、間隔はパッキング材（７）の幅がだ
いたい２ｃｍ位であるので端から５ｍｍ 、溝同士の間
隔が１ｃｍ位である。また、溝の断面の形状は山形１矩
形など加工性の問題で何れでもよい０この例のように凹
部ａＯを溝で形成すると、上記実施例と同様の効果に加
えて、さらにガスシール性が従来のものより良くなると
いう効果が得られた。
いたい２ｃｍ位であるので端から５ｍｍ 、溝同士の間
隔が１ｃｍ位である。また、溝の断面の形状は山形１矩
形など加工性の問題で何れでもよい０この例のように凹
部ａＯを溝で形成すると、上記実施例と同様の効果に加
えて、さらにガスシール性が従来のものより良くなると
いう効果が得られた。
なお、この発明はリン酸型やアルカリ型などの燃料電池
に適用できる。
に適用できる。
以上のように、この発明によれば、パッキング材による
ガスシール部に当接するガス分離板部分に凹部を設けた
ので、パツキンシールのクッション性とガスシール性の
良さを損うことなく、パッキング材の電極外周部へのは
み出しやパッキング材と電極のずれや接合部で隙間が生
じるのを防止できる効果がある。
ガスシール部に当接するガス分離板部分に凹部を設けた
ので、パツキンシールのクッション性とガスシール性の
良さを損うことなく、パッキング材の電極外周部へのは
み出しやパッキング材と電極のずれや接合部で隙間が生
じるのを防止できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池を示す側面
断面図、第２図は第１図の電極とパッキング材を示す平
面図、第３図はこの発明の他の実施例による燃料電池の
主要部を示す平面図、第４図は従来の燃料電池を示す側
面断面図、第５図は第４図の組み立て断面図、第６図は
第４図の燃料電池におけるパッキング材のはみ出し状態
を示す断面図、第７図は第６図の電極とガス分離板を示
す平面図である。 図において、（１）はガス分離板、（２）は反応ガス流
路、（３）は電極、（４）Ｆｉ触媒層、（５）は電解質
マトリックス、（６）はウェットシール部、（７）はパ
ッキング材、（９）は電極とパッキング材との接合部、
α０は凹部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。
断面図、第２図は第１図の電極とパッキング材を示す平
面図、第３図はこの発明の他の実施例による燃料電池の
主要部を示す平面図、第４図は従来の燃料電池を示す側
面断面図、第５図は第４図の組み立て断面図、第６図は
第４図の燃料電池におけるパッキング材のはみ出し状態
を示す断面図、第７図は第６図の電極とガス分離板を示
す平面図である。 図において、（１）はガス分離板、（２）は反応ガス流
路、（３）は電極、（４）Ｆｉ触媒層、（５）は電解質
マトリックス、（６）はウェットシール部、（７）はパ
ッキング材、（９）は電極とパッキング材との接合部、
α０は凹部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。
Claims (3)
- （１）電解質マトリックスを介在して対向する燃料電極
および酸化剤電極を有する単電池とガス分離板とを交互
に積層して構成され、上記電極周縁部の少なくとも一部
にパッキング材によるガスシール部を備える燃料電池に
おいて、上記ガスシール部に当接する上記ガス分離板部
分に凹部を設けたことを特徴とする燃料電池。 - （２）凹部は複数個のくぼみによつて形成されている特
許請求の範囲第１項記載の燃料電池。 - （３）凹部は１本以上の溝によつて形成されている特許
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 |
|---|---|---|---|
| JP61035667A JPS62193065A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61035667A JPS62193065A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62193065A true JPS62193065A (ja) | 1987-08-24 |
Family
ID=12448224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61035667A Pending JPS62193065A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62193065A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62243258A (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-23 | Yamaha Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JPH0566875U (ja) * | 1991-12-18 | 1993-09-03 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池マニホールド板 |
| JPH0566876U (ja) * | 1991-12-18 | 1993-09-03 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池セパレータ |
| WO2002061869A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a carburant electrolytique de haut polymere et ensemble joint a film electrolytique destine a la pile a carburant |
| JP2002313372A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池用セパレータ |
| JP2007059330A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 固体高分子形燃料電池 |
| KR100724471B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2007-06-04 | 주식회사 엘지이아이 | 연료전지 스택의 실링장치 |
| JP2008084732A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池セパレータ |
| WO2008050884A1 (fr) * | 2006-10-24 | 2008-05-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pile à combustible |
| US7569298B2 (en) | 2001-06-08 | 2009-08-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator seal structure for a fuel cell |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP61035667A patent/JPS62193065A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07123048B2 (ja) * | 1986-04-16 | 1995-12-25 | ヤマハ発動機株式会社 | 燃料電池 |
| JPH0566875U (ja) * | 1991-12-18 | 1993-09-03 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池マニホールド板 |
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| US6840969B2 (en) | 2001-01-31 | 2005-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High polymer electrolyte fuel cell and electrolyte film-gasket assembly for the fuel cell |
| WO2002061869A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a carburant electrolytique de haut polymere et ensemble joint a film electrolytique destine a la pile a carburant |
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