JPS62243261A - 燃料電池のマニホルド構造 - Google Patents
燃料電池のマニホルド構造Info
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- JPS62243261A JPS62243261A JP61085886A JP8588686A JPS62243261A JP S62243261 A JPS62243261 A JP S62243261A JP 61085886 A JP61085886 A JP 61085886A JP 8588686 A JP8588686 A JP 8588686A JP S62243261 A JPS62243261 A JP S62243261A
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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
-
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- 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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は燃料電池のマニホルド構造に関するものである
。
。
（従来技術〕
一般に燃料電池は、陽極板と陰極板の間にリン酸等の電
解液を含浸した電解質マトリックスを挟んで構成した電
池セルを複数層に積層すると共に、この積層体の四つの
側面にそれぞれマニホルドを取り付け、互いに対向する
一方の組のマニホルドから水素を陰極板側に対し給排す
ると共に、これと直交する関係の他方の組のマニホルド
から空気（酸素）を陽極板側に対し給排して水素と酸素
を反応させ、水と電気エネルギを発生させる発電機構に
なっている。
解液を含浸した電解質マトリックスを挟んで構成した電
池セルを複数層に積層すると共に、この積層体の四つの
側面にそれぞれマニホルドを取り付け、互いに対向する
一方の組のマニホルドから水素を陰極板側に対し給排す
ると共に、これと直交する関係の他方の組のマニホルド
から空気（酸素）を陽極板側に対し給排して水素と酸素
を反応させ、水と電気エネルギを発生させる発電機構に
なっている。
従来、上記マニホルドは鋼から構成されており、ポリテ
トラフルオロエチレンなどの絶縁性および耐蝕性を存す
る材料のガスケットを介して電池セルの積層体側面に取
り付けられていた。
トラフルオロエチレンなどの絶縁性および耐蝕性を存す
る材料のガスケットを介して電池セルの積層体側面に取
り付けられていた。
しかし、鋼製のマニホルドは燃料電池全体を重量化する
ため、特に可搬しやすくすることを目的にする燃料電池
では不利にならざるを得なかった。また、燃料電池は上
記光、電反応を行うとき発熱し２００℃を越す高温にな
るため、上述のような高分子材料からなるガスケットは
熱変形して反りを発生し、これによって絶縁性やシール
性を低下させてしまうという問題もあった。
ため、特に可搬しやすくすることを目的にする燃料電池
では不利にならざるを得なかった。また、燃料電池は上
記光、電反応を行うとき発熱し２００℃を越す高温にな
るため、上述のような高分子材料からなるガスケットは
熱変形して反りを発生し、これによって絶縁性やシール
性を低下させてしまうという問題もあった。
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、軽量化
を可能にすると共に、上記ガスケットを省略するか、ま
たは設ける場合であっても薄肉化を可能にし、熱変形に
よるシール性低下等の影響をなくすようにした燃料電池
のマニホルド構造を提供することにある。
を可能にすると共に、上記ガスケットを省略するか、ま
たは設ける場合であっても薄肉化を可能にし、熱変形に
よるシール性低下等の影響をなくすようにした燃料電池
のマニホルド構造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、複数の電池セル
を積層し、この積層体の側面に燃料ガスを給排するマニ
ホルドと空気を給排するマニホルドをそれぞれ取り付け
た燃料電池において、前記各マニホルドをアルミニウム
合金で形成すると共に、このマニホルドの少なくとも前
記積層体に対向する側の面をα型アルミナで被覆したこ
とを特徴とするものである。
を積層し、この積層体の側面に燃料ガスを給排するマニ
ホルドと空気を給排するマニホルドをそれぞれ取り付け
た燃料電池において、前記各マニホルドをアルミニウム
合金で形成すると共に、このマニホルドの少なくとも前
記積層体に対向する側の面をα型アルミナで被覆したこ
とを特徴とするものである。
第２図において、１は電池セルであり、陽極板２と陰極
板３との間に、リン酸等の電解液を含浸した板状の電解
質マトリックス４を挟むことにより構成されている。こ
のような電池セルｌは複数個のものがセパレータ５を介
して多段に積層されて積層体１０を構成し、この積層体
ｌＯの両端にそれぞれ集電板６．６を配置し、さらにポ
リテトラフルオロエチレン、弗素系ゴム等の高分子材料
からなる絶縁板７，７を介してアルミニウム合金製の端
板８．８を当て、その状態で第１図に示すような締付板
１１と締付ロッド１２によって一体に固定されるように
なっている。上記集電板６には電気を取り出すための集
電端子６ａが設けられ、この集電端子６ａは、上述のよ
うに締付固定されるとき、絶縁板７および端板８に設け
た孔７ａ、１３ａを貫通して外側に突出するようになっ
ている。
板３との間に、リン酸等の電解液を含浸した板状の電解
質マトリックス４を挟むことにより構成されている。こ
のような電池セルｌは複数個のものがセパレータ５を介
して多段に積層されて積層体１０を構成し、この積層体
ｌＯの両端にそれぞれ集電板６．６を配置し、さらにポ
リテトラフルオロエチレン、弗素系ゴム等の高分子材料
からなる絶縁板７，７を介してアルミニウム合金製の端
板８．８を当て、その状態で第１図に示すような締付板
１１と締付ロッド１２によって一体に固定されるように
なっている。上記集電板６には電気を取り出すための集
電端子６ａが設けられ、この集電端子６ａは、上述のよ
うに締付固定されるとき、絶縁板７および端板８に設け
た孔７ａ、１３ａを貫通して外側に突出するようになっ
ている。
第１図に示すように、端板８．８に挟まれて締付固定さ
れた積層体１０の四つの側面には、それぞれテトラフル
オロエチレン等の高分子材料からなるガスケット１３を
介し、互いに対向する一方の組の面にはアルミニウム合
金製のマニホルド１４．１４が、またこれと直゛交する
関係の他方の組の面には同じくアルミニウム合金製のマ
ニホルド１４′、１４′がそれぞれ取り付けられている
。このうちマニホルド１４．１４には空気（酸素）が積
層体ｌＯを貫通するように給排され、またマニホルド１
４°、１４゜には同じく水素が積層体ｌＯを貫通するよ
うに給排されるようになっている。
れた積層体１０の四つの側面には、それぞれテトラフル
オロエチレン等の高分子材料からなるガスケット１３を
介し、互いに対向する一方の組の面にはアルミニウム合
金製のマニホルド１４．１４が、またこれと直゛交する
関係の他方の組の面には同じくアルミニウム合金製のマ
ニホルド１４′、１４′がそれぞれ取り付けられている
。このうちマニホルド１４．１４には空気（酸素）が積
層体ｌＯを貫通するように給排され、またマニホルド１
４°、１４゜には同じく水素が積層体ｌＯを貫通するよ
うに給排されるようになっている。
このように空気を給徘するマニホルド１４と水素を給排
するマニホルド１４°の少なくとも積層体１０に対面す
る側の面は、それぞれ加熱処理によってＴ型からα型に
転移させられたα型アルミナが被覆された構造になって
いる。勿論、α型アルミナはマニホルド１４．１４’
の全表面を被覆するようにしていてもよい。
するマニホルド１４°の少なくとも積層体１０に対面す
る側の面は、それぞれ加熱処理によってＴ型からα型に
転移させられたα型アルミナが被覆された構造になって
いる。勿論、α型アルミナはマニホルド１４．１４’
の全表面を被覆するようにしていてもよい。
上記積層体１０中のセパレータ５は、陽極板２に対面す
る側に多数の案内溝５ ａ 、 −−−−−−−５ａを
有し、また陰極板３に対面する側には多数の案内溝５ｂ
、−・−−−−−・５ｂを有し、これら案内溝５ａと５
ｂとは互いに交差する関係になっている。
る側に多数の案内溝５ ａ 、 −−−−−−−５ａを
有し、また陰極板３に対面する側には多数の案内溝５ｂ
、−・−−−−−・５ｂを有し、これら案内溝５ａと５
ｂとは互いに交差する関係になっている。
ただし、このうち最外側に配置したセパレータは、片面
だけに案内溝５ａまたは５ｂを有し、また途中の数個所
に配置したセパレータは、中間部に水、空気等の冷却流
体を流す通路９を設けた構成になっている。
だけに案内溝５ａまたは５ｂを有し、また途中の数個所
に配置したセパレータは、中間部に水、空気等の冷却流
体を流す通路９を設けた構成になっている。
陽極板２側に対面する案内溝５ａには上述のようにマニ
ホルド１４から供給された空気（酸素）が通過し、また
陰極板３に対面する案内溝５ｂにはマニホルド１４゛か
ら供給された水素が通過する。それぞれに供給されたガ
スは電解質マトリックス４の電解液によって分解され、
酸素は陽極板２から電子をとりだして酸素イオンになり
、また水素は陰極板３に電子を放出して水素イオンにな
り、この両イオンが結合して水になる反応を行い、水と
電気エネルギとを発生するようになっている。
ホルド１４から供給された空気（酸素）が通過し、また
陰極板３に対面する案内溝５ｂにはマニホルド１４゛か
ら供給された水素が通過する。それぞれに供給されたガ
スは電解質マトリックス４の電解液によって分解され、
酸素は陽極板２から電子をとりだして酸素イオンになり
、また水素は陰極板３に電子を放出して水素イオンにな
り、この両イオンが結合して水になる反応を行い、水と
電気エネルギとを発生するようになっている。
さて、上述した燃料電池において、マニホルド１４．１
４’ はアルミニウム合金によって製作されているため
、従来の鋼からなるものに比べて著しく軽量化すること
ができる。また、その表面に施されたα型アルミナの皮
膜は、非晶質のＴ型アルミナと違って極めて高い絶縁性
、耐熱性、耐蝕性を有している。例えば、絶縁破壊電圧
は最高約１０００Ｖにもなり、また許容温度は約５００
℃で、かつ表面温度は１２００℃までの耐熱性がある。
４’ はアルミニウム合金によって製作されているため
、従来の鋼からなるものに比べて著しく軽量化すること
ができる。また、その表面に施されたα型アルミナの皮
膜は、非晶質のＴ型アルミナと違って極めて高い絶縁性
、耐熱性、耐蝕性を有している。例えば、絶縁破壊電圧
は最高約１０００Ｖにもなり、また許容温度は約５００
℃で、かつ表面温度は１２００℃までの耐熱性がある。
また、高温のリン酸に対して極めて高い耐蝕性を有して
いる。
いる。
したがって、マニホルド１４．１４°の少なくとも積層
体ｌＯに対面する面は、上述のような高い絶縁性や耐熱
性を有することになり、そのため燃料電池の発電容量等
の条件によっては、ガスケット１３を省略しても積層体
１０や端板８との間の絶縁性に何等支障を生じないよう
に４゜することができる、また、上記実施例のようにガ
スケット１３を設ける場合であっても、それを著しく薄
肉化することができるため、軽量化を図ることができ、
かつ高温による熱変形が生じても応力は小さく、シール
性に影響を与えるようなことはなくなる。
体ｌＯに対面する面は、上述のような高い絶縁性や耐熱
性を有することになり、そのため燃料電池の発電容量等
の条件によっては、ガスケット１３を省略しても積層体
１０や端板８との間の絶縁性に何等支障を生じないよう
に４゜することができる、また、上記実施例のようにガ
スケット１３を設ける場合であっても、それを著しく薄
肉化することができるため、軽量化を図ることができ、
かつ高温による熱変形が生じても応力は小さく、シール
性に影響を与えるようなことはなくなる。
上述したように本発明は、電池セルの積層体の側面に取
り付けたマニホルドをアルミニウム合金で形成している
ため、著しく軽量化することができる。しかも、このマ
ニホルドの少なくとも上記積層体に対面する側の面をα
型アルミナで被覆したので、このα型アルミナが有する
高い絶縁性、耐熱性等の特性により、マニホルドと積層
体等との間に設ける絶縁用ガスケットを省略したり、あ
るいは絶縁用ガスケットを設ける場合であっても薄肉化
を可能にし、それによって一層の軽量化を図ったり、熱
変形によるシール性低下等の影響をなくすことができる
。
り付けたマニホルドをアルミニウム合金で形成している
ため、著しく軽量化することができる。しかも、このマ
ニホルドの少なくとも上記積層体に対面する側の面をα
型アルミナで被覆したので、このα型アルミナが有する
高い絶縁性、耐熱性等の特性により、マニホルドと積層
体等との間に設ける絶縁用ガスケットを省略したり、あ
るいは絶縁用ガスケットを設ける場合であっても薄肉化
を可能にし、それによって一層の軽量化を図ったり、熱
変形によるシール性低下等の影響をなくすことができる
。
第１図は本発明の実施例からなる燃料電池を、マニホル
ドの一部を離脱した状態で示す斜視図、第２図は同燃料
電池の電池セル積層体を締付固定する前の分解状態で示
す斜視図である。 １・・・電池セル、 ８・・・端板、 １０・・・積
層体、１１・・・締付板、 １２・・・締付ロッド、
１３・・・ガスケット、 １４，１４°・・・マニホ
ルド。
ドの一部を離脱した状態で示す斜視図、第２図は同燃料
電池の電池セル積層体を締付固定する前の分解状態で示
す斜視図である。 １・・・電池セル、 ８・・・端板、 １０・・・積
層体、１１・・・締付板、 １２・・・締付ロッド、
１３・・・ガスケット、 １４，１４°・・・マニホ
ルド。
Claims (1)
- 複数の電池セルを積層し、この積層体の側面に燃料ガス
を給徘するマニホルドと空気を給排するマニホルドとを
それぞれ取り付けた燃料電池において、前記各マニホル
ドをアルミニウム合金で構成すると共に、このマニホル
ドの少なくとも前記積層体に対向する側の面をα型アル
ミナで被覆したことを特徴とする燃料電池のマニホルド
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61085886A JPS62243261A (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | 燃料電池のマニホルド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61085886A JPS62243261A (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | 燃料電池のマニホルド構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62243261A true JPS62243261A (ja) | 1987-10-23 |
Family
ID=13871390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61085886A Pending JPS62243261A (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | 燃料電池のマニホルド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62243261A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10283803B2 (en) | 2014-03-28 | 2019-05-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack |
-
1986
- 1986-04-16 JP JP61085886A patent/JPS62243261A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10283803B2 (en) | 2014-03-28 | 2019-05-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack |
| US11276872B2 (en) | 2014-03-28 | 2022-03-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack |
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