JPS62296373A - 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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- JPS62296373A JPS62296373A JP61139203A JP13920386A JPS62296373A JP S62296373 A JPS62296373 A JP S62296373A JP 61139203 A JP61139203 A JP 61139203A JP 13920386 A JP13920386 A JP 13920386A JP S62296373 A JPS62296373 A JP S62296373A
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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
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- 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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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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】
３、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
。
。
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有す
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有す
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
記発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
記発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。
（発明の目的）
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、上記ガスケントを省略するか、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、上記ガスケントを省略するか、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
体に対向する面をα型アルミナで被覆すると共に、さら
にその表面を弗素系樹脂等の耐熱耐蝕性樹脂で被覆した
ことを特徴とするものである。
、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
体に対向する面をα型アルミナで被覆すると共に、さら
にその表面を弗素系樹脂等の耐熱耐蝕性樹脂で被覆した
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を挟んで構成されている。このような
電池セル１の複数個がセパレータ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１０の両端にそ
れぞれ集電板６．６を配置し、さらに弗素系樹脂等の高
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と締付ロフト１２によって一体に固定され
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
？ａ、８ａ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を挟んで構成されている。このような
電池セル１の複数個がセパレータ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１０の両端にそ
れぞれ集電板６．６を配置し、さらに弗素系樹脂等の高
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と締付ロフト１２によって一体に固定され
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
？ａ、８ａ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の間に締付固定された
積層体１０の四つの側面には、それぞれ弗素樹脂等の高
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１
４．１４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。
積層体１０の四つの側面には、それぞれ弗素樹脂等の高
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１
４．１４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１０を貫通するように給排され、またマニホルド１４
’、１４’ には同じく水素が積層体１０を貫通するよ
うに給排されるようにしである。
体１０を貫通するように給排され、またマニホルド１４
’、１４’ には同じく水素が積層体１０を貫通するよ
うに給排されるようにしである。
このように空気を給排するマニホルド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
する面は、それぞれα型アルミナで被覆され、さらにそ
の表面をポリテトラフルオロエチレン等の弗素系樹脂、
ポリオルガノシロキサン等のシリコーン系樹脂等のよう
な耐熱耐蝕性樹脂の皮膜で被覆されている。勿論、これ
らα型アルミナの皮膜と耐熱耐蝕性樹脂の皮膜とはマニ
ホルド１４．１４’ の全表面を被覆するようにしても
よい。α型アルミナの皮膜はアルミニウム材を加熱処理
するとき、その表面部がγ型アルミナから転移して形成
されるもので、第３図に示すように、そのα型アルミナ
の皮膜２０には一般に多数のピンホール２１が形成され
、かつそのピンホール２１付近では皮膜２０が薄くなっ
ている。上述した耐熱耐蝕性樹脂の皮膜２２は、このピ
ンホール２１を埋めるようにα型アルミナの皮膜２００
表面を覆うようにしている。この耐熱耐蝕性樹脂の皮膜
２２は、耐熱耐蝕性樹脂からなる塗料を含浸固着させた
のち、その膜面を焼成することにより完全なものにする
ことができる。
するマニホルド１４゛ の少なくとも積層体１０に対面
する面は、それぞれα型アルミナで被覆され、さらにそ
の表面をポリテトラフルオロエチレン等の弗素系樹脂、
ポリオルガノシロキサン等のシリコーン系樹脂等のよう
な耐熱耐蝕性樹脂の皮膜で被覆されている。勿論、これ
らα型アルミナの皮膜と耐熱耐蝕性樹脂の皮膜とはマニ
ホルド１４．１４’ の全表面を被覆するようにしても
よい。α型アルミナの皮膜はアルミニウム材を加熱処理
するとき、その表面部がγ型アルミナから転移して形成
されるもので、第３図に示すように、そのα型アルミナ
の皮膜２０には一般に多数のピンホール２１が形成され
、かつそのピンホール２１付近では皮膜２０が薄くなっ
ている。上述した耐熱耐蝕性樹脂の皮膜２２は、このピ
ンホール２１を埋めるようにα型アルミナの皮膜２００
表面を覆うようにしている。この耐熱耐蝕性樹脂の皮膜
２２は、耐熱耐蝕性樹脂からなる塗料を含浸固着させた
のち、その膜面を焼成することにより完全なものにする
ことができる。
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５ａ、・−・・−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５ｂ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５ａ、・−・・−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５ｂ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の電解液を介して反応し、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の電解液を介して反応し、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。
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γ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１
０００Ｖ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。
質のγ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１
０００Ｖ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。
このような高い耐蝕性は、ピンホールの部分では皮膜が
薄いため十分ではなくなるが、この発明ではその表面を
耐熱耐蝕性樹脂の皮膜によって覆うことにより完全なも
のにしている。当然、この樹脂皮膜は、これを単独で覆
う場合よりも著しく薄いもので差し支えない。
薄いため十分ではなくなるが、この発明ではその表面を
耐熱耐蝕性樹脂の皮膜によって覆うことにより完全なも
のにしている。当然、この樹脂皮膜は、これを単独で覆
う場合よりも著しく薄いもので差し支えない。
したがって、上述した燃料電池は、マニホルド１４．１
４’ の少なくとも積層体１０に対面する面は、上述の
ような高い絶縁性や耐熱性や耐蝕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Ｆｉ８との間
の絶縁性に同等支障を生じないようにすることができる
。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。
４’ の少なくとも積層体１０に対面する面は、上述の
ような高い絶縁性や耐熱性や耐蝕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Ｆｉ８との間
の絶縁性に同等支障を生じないようにすることができる
。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面をα型ア
ルミナで被覆すると共に、その上をさらに弗素系樹脂等
の耐熱耐蝕性樹脂の皮膜で覆ったので、α型アルミナが
有する高い絶縁性、耐熱性等の特性を得ることは勿論、
そのα型アルミナ皮膜のピンホール部分における耐蝕性
の弱い部分も耐熱耐蝕性樹脂で被覆されることにより完
全にされることになる。したがって、それによってマニ
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する。したがって、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面をα型ア
ルミナで被覆すると共に、その上をさらに弗素系樹脂等
の耐熱耐蝕性樹脂の皮膜で覆ったので、α型アルミナが
有する高い絶縁性、耐熱性等の特性を得ることは勿論、
そのα型アルミナ皮膜のピンホール部分における耐蝕性
の弱い部分も耐熱耐蝕性樹脂で被覆されることにより完
全にされることになる。したがって、それによってマニ
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する。したがって、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、第３図はα型アルミナおよび耐熱耐蝕性樹脂
皮膜の形成部分を示す要部断面図である。 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、２０・・・α型アルミナの皮膜、 ２２・
・・耐熱耐蝕性樹脂の皮膜。
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、第３図はα型アルミナおよび耐熱耐蝕性樹脂
皮膜の形成部分を示す要部断面図である。 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、２０・・・α型アルミナの皮膜、 ２２・
・・耐熱耐蝕性樹脂の皮膜。
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
を給排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面をα型アルミナ
で被覆すると共に、さらにその表面を弗素系樹脂等の耐
熱耐蝕性樹脂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 |
|---|---|---|---|
| JP61139203A JPS62296373A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 燃料電池のマニホルド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61139203A JPS62296373A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 燃料電池のマニホルド構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62296373A true JPS62296373A (ja) | 1987-12-23 |
Family
ID=15239951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61139203A Pending JPS62296373A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 燃料電池のマニホルド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62296373A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06176789A (ja) * | 1992-12-04 | 1994-06-24 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| EP1601038A1 (en) * | 2001-02-02 | 2005-11-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Integrated piping plate with two or more plates with grooves, the grooves having a corrosion-proof layer |
| KR100812105B1 (ko) | 2006-08-28 | 2008-03-12 | 한국과학기술연구원 | 파괴저항성이 높은 평판형 고체산화물 연료전지 스택용복합 밀봉재 및 그 제조방법 |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP61139203A patent/JPS62296373A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06176789A (ja) * | 1992-12-04 | 1994-06-24 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
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