JPS6255873A - 燃料電池 - Google Patents
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- JPS6255873A JPS6255873A JP60195546A JP19554685A JPS6255873A JP S6255873 A JPS6255873 A JP S6255873A JP 60195546 A JP60195546 A JP 60195546A JP 19554685 A JP19554685 A JP 19554685A JP S6255873 A JPS6255873 A JP S6255873A
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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
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- 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
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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
- 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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- Sustainable Energy (AREA)
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- 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】
［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関
するもので、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池
、固体電解質を用いた燃料電池、その他酸化ガスと燃料
ガスによって発電を行う燃料電池の・すべての型式に適
用できるものである。
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池に関
するもので、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池
、固体電解質を用いた燃料電池、その他酸化ガスと燃料
ガスによって発電を行う燃料電池の・すべての型式に適
用できるものである。
［従来の技術］
燃料電池は、電解質板を酸素極と燃料極とにより両面か
ら挟み、各電極に酸化ガスと燃料ガスを供給することに
より酸素極と燃料極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、セパレータを介して
複数層に積層させた構成としである。
ら挟み、各電極に酸化ガスと燃料ガスを供給することに
より酸素極と燃料極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、セパレータを介して
複数層に積層させた構成としである。
従来、かかる燃料電池において、電解質板を挟んで酸素
極側に供給する酸化ガスと燃料極側に供給する燃料ガス
の流れ形式によって、直交流型、対向流型、並行流型の
燃料電池に分けられていた。
極側に供給する酸化ガスと燃料極側に供給する燃料ガス
の流れ形式によって、直交流型、対向流型、並行流型の
燃料電池に分けられていた。
直交流型燃料電池は、第３図に示す如く、電解質板１を
上下両面から酸素極２と燃料極３とにより挾んでなるユ
ニットを、セパレータ４を介して積層させた構成におい
て、各層の酸素極２側に供給する酸化ガスＯＧが同一方
向となるよう各セパレータ４の下面のガス通路５を形成
させると共に、該ガス通路５の一端側となる周辺部の一
側に図示しない酸化ガス供給流路孔と他側に図示しない
酸化ガス排出流路孔とをそれぞれ設け、又、各層の燃料
極３側に供給する燃料ガスＦＧが、上記酸化ガスＯＧの
流れ方向と直交する方向へ流れるように、各セパレータ
４の上面のガス通路６を形成させると共に、該ガス通路
６の一端側となる周辺部の一側に図示しない燃料ガス供
給流路孔と他側に図示しない燃料ガス排出流路孔とをそ
れぞれ設けた構成としてあり、常に酸化ガスと燃料ガス
が直交して流れるようにしである。
上下両面から酸素極２と燃料極３とにより挾んでなるユ
ニットを、セパレータ４を介して積層させた構成におい
て、各層の酸素極２側に供給する酸化ガスＯＧが同一方
向となるよう各セパレータ４の下面のガス通路５を形成
させると共に、該ガス通路５の一端側となる周辺部の一
側に図示しない酸化ガス供給流路孔と他側に図示しない
酸化ガス排出流路孔とをそれぞれ設け、又、各層の燃料
極３側に供給する燃料ガスＦＧが、上記酸化ガスＯＧの
流れ方向と直交する方向へ流れるように、各セパレータ
４の上面のガス通路６を形成させると共に、該ガス通路
６の一端側となる周辺部の一側に図示しない燃料ガス供
給流路孔と他側に図示しない燃料ガス排出流路孔とをそ
れぞれ設けた構成としてあり、常に酸化ガスと燃料ガス
が直交して流れるようにしである。
対向流型燃料電池は、第４図に示す如く、酸素極２側に
供給される酸化ガスＯＧと燃料極３側に供給される燃料
ガスＦＧとが電解質板１を挟んで対向して流されるよう
に、セパレータ４の上下両面に同一方向のガス通路６と
５を形成し、 ・且つ周辺部の一側に図示しない酸化ガ
ス供給流路孔と燃料ガス排出流路孔を、又、他側に図示
しない酸化ガス排出流路孔と燃料ガス供給流路孔をそれ
ぞれ交互に設け、酸化ガスＯＧと燃料ガスＦＧが各層で
対向して流れるようにしである。
供給される酸化ガスＯＧと燃料極３側に供給される燃料
ガスＦＧとが電解質板１を挟んで対向して流されるよう
に、セパレータ４の上下両面に同一方向のガス通路６と
５を形成し、 ・且つ周辺部の一側に図示しない酸化ガ
ス供給流路孔と燃料ガス排出流路孔を、又、他側に図示
しない酸化ガス排出流路孔と燃料ガス供給流路孔をそれ
ぞれ交互に設け、酸化ガスＯＧと燃料ガスＦＧが各層で
対向して流れるようにしである。
並行流型燃料電池は、第５図に示す如く、酸素極２側に
供給される酸化ガスＯＧと燃料極３側に供給される燃料
ガスＦＧが電解質板１を挟んで同一方向に並行して流れ
るように、セパレータ４を第４図の場合と同様に形成す
ると共に、周辺部の一側に図示しない酸化ガス供給流路
孔及び燃料ガス供給流路孔を、又、他側に図示しない酸
化ガス排出流路孔及び燃料ガス排出流路孔をそれぞれ設
け、酸化ガスＯＧと燃料ガス「Ｇが各層で同二方向に並
行して流れるようにしである。
供給される酸化ガスＯＧと燃料極３側に供給される燃料
ガスＦＧが電解質板１を挟んで同一方向に並行して流れ
るように、セパレータ４を第４図の場合と同様に形成す
ると共に、周辺部の一側に図示しない酸化ガス供給流路
孔及び燃料ガス供給流路孔を、又、他側に図示しない酸
化ガス排出流路孔及び燃料ガス排出流路孔をそれぞれ設
け、酸化ガスＯＧと燃料ガス「Ｇが各層で同二方向に並
行して流れるようにしである。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、直交流型燃料電池の場合は、電解質板１の平
面内に、例えば第６図（Ａ）に示す如き温度の分布があ
ると共に、第６図（Ｂ）に示す如き電流密度の分布があ
る。これは、直交流であるため、燃料ガスＦＧの入口で
酸化ガスＯＧの出口付近（第６図の８部）で大きな温度
勾配があり、これに伴なって電流密度も酸化ガス出口部
で最大値をもつ分布となるからである。このように、直
交流型では、酸化ガスと燃料ガスの組成比を電解質板の
全平面で均一にできず、これに伴ない電解質板の温度分
布の均一化ができず、発電密度の均一化ができず、燃料
電池としての性能、寿命、信頼性、等（欠ける問題があ
る。
面内に、例えば第６図（Ａ）に示す如き温度の分布があ
ると共に、第６図（Ｂ）に示す如き電流密度の分布があ
る。これは、直交流であるため、燃料ガスＦＧの入口で
酸化ガスＯＧの出口付近（第６図の８部）で大きな温度
勾配があり、これに伴なって電流密度も酸化ガス出口部
で最大値をもつ分布となるからである。このように、直
交流型では、酸化ガスと燃料ガスの組成比を電解質板の
全平面で均一にできず、これに伴ない電解質板の温度分
布の均一化ができず、発電密度の均一化ができず、燃料
電池としての性能、寿命、信頼性、等（欠ける問題があ
る。
対向流型燃料電池の場合は、例えば第７図に示す如く、
酸化ガスＯＧと燃料ガスＦＧはセパレータ４を介して熱
交換を行うために熱容量の小さい側の燃料ガス入口付近
で最大値をもつ温度分布、電流密度分布を示す。これは
燃料ガスＦＧが電解質板１のみでなく酸化ガスＯＧから
も加熱されるために、その入口付近で急激な温度勾配を
もって昇温されるからである。この最大温度を低下する
ために熱伝達率の制御、酸化ガスもしくは燃料ガス流量
の増加が考えられるが、燃料電池の構造上、効率上困難
である。
酸化ガスＯＧと燃料ガスＦＧはセパレータ４を介して熱
交換を行うために熱容量の小さい側の燃料ガス入口付近
で最大値をもつ温度分布、電流密度分布を示す。これは
燃料ガスＦＧが電解質板１のみでなく酸化ガスＯＧから
も加熱されるために、その入口付近で急激な温度勾配を
もって昇温されるからである。この最大温度を低下する
ために熱伝達率の制御、酸化ガスもしくは燃料ガス流量
の増加が考えられるが、燃料電池の構造上、効率上困難
である。
又、並行流型のものでは、例えば第８図に示す如く、セ
パレータ４を介して酸化ガスと燃料ガスとの熱交換によ
って両ガスの温度差はほとんどなく、流れ方向に進むに
従って電解質板１からの発熱によって電解質板（電極も
ほぼ同一温度）、酸化ガス、燃料ガス及びセパレータの
各温度（セパレータの温度は第８図に示してないが、酸
化ガス、燃料ガス温度曲線と電解質板の温度曲線の中間
に位置する温度）は、一様に増加する。又、電流密度は
図示の曲線の分布となるが、反面、酸化ガスと燃料ガス
の組成比を電解質板全面で均一化することが困難で高い
電池性能が得られない。
パレータ４を介して酸化ガスと燃料ガスとの熱交換によ
って両ガスの温度差はほとんどなく、流れ方向に進むに
従って電解質板１からの発熱によって電解質板（電極も
ほぼ同一温度）、酸化ガス、燃料ガス及びセパレータの
各温度（セパレータの温度は第８図に示してないが、酸
化ガス、燃料ガス温度曲線と電解質板の温度曲線の中間
に位置する温度）は、一様に増加する。又、電流密度は
図示の曲線の分布となるが、反面、酸化ガスと燃料ガス
の組成比を電解質板全面で均一化することが困難で高い
電池性能が得られない。
そこで、本発明者は、種々研究を重ねた結果、燃料電池
性能を決める因子として、電解質板の温度と、該電解質
板を挟んで流れる燃料ガス、酸化ガスの組成比があるこ
とに着目し、酸化ガスと燃料ガスの流れ形式を変えるこ
とによって電解質板全面をその最適な温度に均一化し、
且つ燃料ガスと酸化ガスの組成比を電解質板の全平面で
均一化した高い電池性能が得られるようにしようとする
ものである。
性能を決める因子として、電解質板の温度と、該電解質
板を挟んで流れる燃料ガス、酸化ガスの組成比があるこ
とに着目し、酸化ガスと燃料ガスの流れ形式を変えるこ
とによって電解質板全面をその最適な温度に均一化し、
且つ燃料ガスと酸化ガスの組成比を電解質板の全平面で
均一化した高い電池性能が得られるようにしようとする
ものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、電解質板の両面を酸素極と燃料極で挟み、酸
素極側に酸化ガスを供給し且つ燃料極側に燃料ガスを供
給するようにしたユニットを、セパレータを介して積層
させた燃料電池において、電解質板を挟んで流れる燃料
ガスと酸化ガスが対向流となるように１つのユニットを
仕切るセパレータの酸素極側の面と他のセパレータの燃
料極側の面に同一方向へ延びるガス通路を形成すると共
に、周辺部−側に酸化ガス供給流路孔及び燃料ガス排出
流路孔を、又、他側に酸化ガ又排出流路孔及び燃料ガス
供給流路孔をそれぞれ設け、且つ上記セパレータを挟ん
で流れる酸化ガスと燃料ガスは並行流となる流れ形式が
とられるようにした構成とする。
素極側に酸化ガスを供給し且つ燃料極側に燃料ガスを供
給するようにしたユニットを、セパレータを介して積層
させた燃料電池において、電解質板を挟んで流れる燃料
ガスと酸化ガスが対向流となるように１つのユニットを
仕切るセパレータの酸素極側の面と他のセパレータの燃
料極側の面に同一方向へ延びるガス通路を形成すると共
に、周辺部−側に酸化ガス供給流路孔及び燃料ガス排出
流路孔を、又、他側に酸化ガ又排出流路孔及び燃料ガス
供給流路孔をそれぞれ設け、且つ上記セパレータを挟ん
で流れる酸化ガスと燃料ガスは並行流となる流れ形式が
とられるようにした構成とする。
［作 用］
電解質板を挟んで流れる酸化ガスと燃料ガスは対向流と
して流されるので、酸化ガスと燃料ガスの組成比を電解
質板の全平面で均一に保つ′ことができ、電解質板の全
面をその最高性能で利用できて高い電流密度が得られる
。又、セパレータを挟んで流れる酸化ガスと燃料ガスは
対向流以外の流れ形式であるため、電解質板の温度分布
を平坦化でき、燃料電池の性能を高めることができる。
して流されるので、酸化ガスと燃料ガスの組成比を電解
質板の全平面で均一に保つ′ことができ、電解質板の全
面をその最高性能で利用できて高い電流密度が得られる
。又、セパレータを挟んで流れる酸化ガスと燃料ガスは
対向流以外の流れ形式であるため、電解質板の温度分布
を平坦化でき、燃料電池の性能を高めることができる。
［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図は本発明の一実施例を示すもので、セパレータ４
で仕切られた燃料電池ユニットでは、電解質板１の上下
両面を挟んでいる酸素極２側と燃料極３側に供給する酸
化ガスｏｅ−ｉと燃料ガスＦＧ−１の流れが対向流とな
るようにし、且つセパレータ４を挟んで流れる一方のユ
ニット側の酸化ガス０Ｇ−１又は０Ｇ−２と他方のユニ
ット側の燃料ガスＦＧ−２又はＦＧ−１が互に並行流と
なるようにするため、各段のセパレータ４は上下両面と
も同じ方向に延びるガス通路６．５を凹凸によって形成
し、該セパレータ４及び電解質板１の上記ガス通路５，
６方向の周辺部−側と他側に、図示してないが酸化ガス
の流路孔と燃料ガスの流路孔とをそれぞれ適宜の間隔で
設け、酸化ガス０Ｇ−１は、酸素極２の一端側から他端
側へ流されてセパレータ４及び電解質板１の周辺部の流
路孔を通り、又、隣接する他の段の酸素極２側に入る酸
化ガス０Ｇ−２は、酸素極２の他端側から一端側へと流
れる。一方、燃料ガスＦＧ−１は燃料極３の他端側から
一端側へ流されてセパレータ４及び電解質板１の周辺部
の流通孔を通り、又、隣接する他の段の燃料極３側に入
る燃料ガス「Ｇ−２は、燃料極３の一端側から他端側へ
と流されるように、酸化ガスの供給側及び排出側の流路
孔を各段の酸素極２側に開口させ、燃料ガスの供給側及
び排出側の流路孔を各段の燃料極３側に開口させる。
で仕切られた燃料電池ユニットでは、電解質板１の上下
両面を挟んでいる酸素極２側と燃料極３側に供給する酸
化ガスｏｅ−ｉと燃料ガスＦＧ−１の流れが対向流とな
るようにし、且つセパレータ４を挟んで流れる一方のユ
ニット側の酸化ガス０Ｇ−１又は０Ｇ−２と他方のユニ
ット側の燃料ガスＦＧ−２又はＦＧ−１が互に並行流と
なるようにするため、各段のセパレータ４は上下両面と
も同じ方向に延びるガス通路６．５を凹凸によって形成
し、該セパレータ４及び電解質板１の上記ガス通路５，
６方向の周辺部−側と他側に、図示してないが酸化ガス
の流路孔と燃料ガスの流路孔とをそれぞれ適宜の間隔で
設け、酸化ガス０Ｇ−１は、酸素極２の一端側から他端
側へ流されてセパレータ４及び電解質板１の周辺部の流
路孔を通り、又、隣接する他の段の酸素極２側に入る酸
化ガス０Ｇ−２は、酸素極２の他端側から一端側へと流
れる。一方、燃料ガスＦＧ−１は燃料極３の他端側から
一端側へ流されてセパレータ４及び電解質板１の周辺部
の流通孔を通り、又、隣接する他の段の燃料極３側に入
る燃料ガス「Ｇ−２は、燃料極３の一端側から他端側へ
と流されるように、酸化ガスの供給側及び排出側の流路
孔を各段の酸素極２側に開口させ、燃料ガスの供給側及
び排出側の流路孔を各段の燃料極３側に開口させる。
燃料電池の運転に際して１つの電解質板１を挟むように
酸化ガス０Ｇ−１及び燃料ガスＦＧ−１を供給すると、
１つの電解質板１を挟むように設置された酸素極２と燃
料極３の各電極面上を酸化ガス０Ｇ−１と燃料ガスＦＧ
−１が流れるが、この電解質板１を挟んで流れる酸化ガ
ス０Ｇ−１と燃料ガスＦＧ−１は対向流形式で流される
。次いで、上記酸化ガス０Ｇ−１及び燃料ガスＦＧ−１
はセパレータ４を介して隣りの燃料電池ユニットの酸素
極２と燃料極３の各電極面上に酸化ガス０Ｇ−２、燃料
ガスＦＧ−２として供給され、順次隣接する各段ごとに
同様に供給されるが、セパレータ１を挟んで隣りのユニ
ットを流れる酸化ガス０Ｇ−１又は０Ｇ−２と燃料ガス
ＦＧ−２又はＦＧ−１は図示のように同一方向に流れる
並行流形式で流される。これにより、電解質板１の両面
では酸化ガスと燃料ガスとが対向流となることから、燃
料ガスと酸化ガスの組成比を電解質板１の全平面で均一
化させることができ、又、セパレータ４を挟んで酸化ガ
ス０Ｇ−１又は０Ｇ−２及び燃料ガスＦＧ−２又はＦＧ
−１が並行流となるので電解質板１全面を最適な温度に
均一化させることができる。このように、第１図の実施
例では、対向流の特長と並行流の特長を同時に得られて
第２図に示す如き温度分布、電流密度分布となる。すな
わち、１つのセパレータ４を挟んで流れる酸化ガス０Ｇ
−２と燃料ガスＦＧ−１は入口部ａから曲線Ｉで示す如
く一様に昇温される。これは第９図の並行流形式の場合
と同様である。一方、隣接する他のセパレータ４を挟ん
で流れる酸化ガス０Ｇ−１と燃料ガスＦＧ−２は、排出
側から入口部すに向けて曲線■で示す如く逆に流れ方向
距離Ｘにつれて一様に降温して行く。電解質板１の温度
は、電解質板１を挟んで流れる酸化ガス０Ｇ−１と燃料
ガスＦＧ−１の温度が対向して流れるので、両ガスの平
均温度に近くなり、はぼ平坦な温度分布を得ることがで
きる。
酸化ガス０Ｇ−１及び燃料ガスＦＧ−１を供給すると、
１つの電解質板１を挟むように設置された酸素極２と燃
料極３の各電極面上を酸化ガス０Ｇ−１と燃料ガスＦＧ
−１が流れるが、この電解質板１を挟んで流れる酸化ガ
ス０Ｇ−１と燃料ガスＦＧ−１は対向流形式で流される
。次いで、上記酸化ガス０Ｇ−１及び燃料ガスＦＧ−１
はセパレータ４を介して隣りの燃料電池ユニットの酸素
極２と燃料極３の各電極面上に酸化ガス０Ｇ−２、燃料
ガスＦＧ−２として供給され、順次隣接する各段ごとに
同様に供給されるが、セパレータ１を挟んで隣りのユニ
ットを流れる酸化ガス０Ｇ−１又は０Ｇ−２と燃料ガス
ＦＧ−２又はＦＧ−１は図示のように同一方向に流れる
並行流形式で流される。これにより、電解質板１の両面
では酸化ガスと燃料ガスとが対向流となることから、燃
料ガスと酸化ガスの組成比を電解質板１の全平面で均一
化させることができ、又、セパレータ４を挟んで酸化ガ
ス０Ｇ−１又は０Ｇ−２及び燃料ガスＦＧ−２又はＦＧ
−１が並行流となるので電解質板１全面を最適な温度に
均一化させることができる。このように、第１図の実施
例では、対向流の特長と並行流の特長を同時に得られて
第２図に示す如き温度分布、電流密度分布となる。すな
わち、１つのセパレータ４を挟んで流れる酸化ガス０Ｇ
−２と燃料ガスＦＧ−１は入口部ａから曲線Ｉで示す如
く一様に昇温される。これは第９図の並行流形式の場合
と同様である。一方、隣接する他のセパレータ４を挟ん
で流れる酸化ガス０Ｇ−１と燃料ガスＦＧ−２は、排出
側から入口部すに向けて曲線■で示す如く逆に流れ方向
距離Ｘにつれて一様に降温して行く。電解質板１の温度
は、電解質板１を挟んで流れる酸化ガス０Ｇ−１と燃料
ガスＦＧ−１の温度が対向して流れるので、両ガスの平
均温度に近くなり、はぼ平坦な温度分布を得ることがで
きる。
電流密度は、曲線■で示す如く、電解質板１の温度が均
一であり、且つガス組成比がほぼ均一であることからほ
とんど電解質板温度と同一の平坦化された分布となる。
一であり、且つガス組成比がほぼ均一であることからほ
とんど電解質板温度と同一の平坦化された分布となる。
本発明においては、酸化ガス０Ｇ−１，０Ｇ−２、燃料
ガスＦＧ−１，ＦＧ−２の入口温度を適当に選ぶことで
電解質板１の全面がその最適作動温度に維持されるので
、全面での発電量が高い値に維持できる。又、電解質板
１、酸素極２、燃料極３及びセパレータ４が第２図に示
す如く全面でほぼ均一温度となり、熱応力が発生しにく
く耐久性のある電池が得られる。
ガスＦＧ−１，ＦＧ−２の入口温度を適当に選ぶことで
電解質板１の全面がその最適作動温度に維持されるので
、全面での発電量が高い値に維持できる。又、電解質板
１、酸素極２、燃料極３及びセパレータ４が第２図に示
す如く全面でほぼ均一温度となり、熱応力が発生しにく
く耐久性のある電池が得られる。
［発明の効果］
以上述べた如く、本発明の燃料電池によれば、次の如き
優れた効果を奏し得る。
優れた効果を奏し得る。
（Ｄ 電解質板がその全面で最適温度に均一化され、
且つ燃料ガスと酸化ガスの組成比を均一に保つことがで
きるので、電解質板の全面をその最高性能で利用でき、
高い電流密度が得られて燃料電池の高性能化が図れる。
且つ燃料ガスと酸化ガスの組成比を均一に保つことがで
きるので、電解質板の全面をその最高性能で利用でき、
高い電流密度が得られて燃料電池の高性能化が図れる。
０）電解質板から生ずる反応熱の除去に対して燃料ガス
と酸化ガスの流量を反応に必要な最小流」に抑えること
ができるので、動力を小ざくでき高効率化が図れる。
と酸化ガスの流量を反応に必要な最小流」に抑えること
ができるので、動力を小ざくでき高効率化が図れる。
（資）電流密度が均一であるため、電解質板の損耗が局
部的に大きくならず、電池の長寿命化が図れる。
部的に大きくならず、電池の長寿命化が図れる。
（へ）電池を構成する電解質板、電極、セパレータの温
度分布が小さいため熱応力が発生しにくいと共に、ホッ
トスポットが電解質板に生しにくいため、電解質板の破
損等が起こりにくく、電池の性能の安定性、信頼性が高
い。
度分布が小さいため熱応力が発生しにくいと共に、ホッ
トスポットが電解質板に生しにくいため、電解質板の破
損等が起こりにくく、電池の性能の安定性、信頼性が高
い。
（Ｖ） 燃料ガスと酸化ガスの利用率は、電解質板の
電流分布の適正化と電解質板の冷却性能の両者によって
決定されるが、本発明では、後者の冷却性能に関する制
約条件がほとんどなくなるので、電流密度分布に対して
のみ考慮すればよく、その選択の自由度が広くなる。
電流分布の適正化と電解質板の冷却性能の両者によって
決定されるが、本発明では、後者の冷却性能に関する制
約条件がほとんどなくなるので、電流密度分布に対して
のみ考慮すればよく、その選択の自由度が広くなる。
したがって、部分負荷運転時にその対応が極めて容易に
なる。
なる。
第１図は本発明の燃料電池の一実施例を示す斜視図、第
２図は第１図におけるガス流れ形式の場合の温度、電流
密度の分布を示す図、第３図乃至第５図はいずれも従来
の燃料電池の異なるガス流れ形式を示す斜視図、第６図
（Ａ）は第３図の場合の温度分布を、第６図（Ｂ）は第
３図の場合の電流密度分布を示す図、第７図は第４−の
場合の温度、電流密度の分布を示す図、第８図は第５図
の場合の温度、電流密度の分布を示す図である。 １は電解質板、２は酸素極、３は燃料極、４はセパレー
タ、５，６はガス通路、ＯＧ、 ０Ｇ−１，０Ｇ−２は
酸化ガス、ＦＧ、 ＦＧ−１，ＦＧ−２は燃料ガスを示
す。
２図は第１図におけるガス流れ形式の場合の温度、電流
密度の分布を示す図、第３図乃至第５図はいずれも従来
の燃料電池の異なるガス流れ形式を示す斜視図、第６図
（Ａ）は第３図の場合の温度分布を、第６図（Ｂ）は第
３図の場合の電流密度分布を示す図、第７図は第４−の
場合の温度、電流密度の分布を示す図、第８図は第５図
の場合の温度、電流密度の分布を示す図である。 １は電解質板、２は酸素極、３は燃料極、４はセパレー
タ、５，６はガス通路、ＯＧ、 ０Ｇ−１，０Ｇ−２は
酸化ガス、ＦＧ、 ＦＧ−１，ＦＧ−２は燃料ガスを示
す。
Claims (1)
- １）電解質板の両面を酸素極と燃料極で挟むように構成
された単セルの酸素極側に酸化ガスを、又、燃料極側に
燃料ガスを流すようにしたユニットを、セパレータを介
して積層させた燃料電池において、上記単セルを挟んで
流れる酸化ガスと燃料ガスとは対向流となり、且つセパ
レータを挟んで流れる酸化ガスと燃料ガスとは並行流と
なるようにしたことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60195546A JPS6255873A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60195546A JPS6255873A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255873A true JPS6255873A (ja) | 1987-03-11 |
Family
ID=16342896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60195546A Pending JPS6255873A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6255873A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0845519A (ja) * | 1995-07-04 | 1996-02-16 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| CN1072102C (zh) * | 1996-10-17 | 2001-10-03 | 戴姆勒－奔驰公司 | 把自粘保护膜贴于车体的方法和装置 |
| WO2008071138A1 (de) * | 2006-12-11 | 2008-06-19 | Staxera Gmbh | Kathodenluftführung in einem brennstoffzellenstapel |
| JP2012532429A (ja) * | 2009-07-06 | 2012-12-13 | トプサー・フューエル・セル・アクチエゼルスカベット | 燃料電池スタック又は電解質セルスタックにおける組み合わされたフローパターン |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP60195546A patent/JPS6255873A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0845519A (ja) * | 1995-07-04 | 1996-02-16 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| CN1072102C (zh) * | 1996-10-17 | 2001-10-03 | 戴姆勒－奔驰公司 | 把自粘保护膜贴于车体的方法和装置 |
| WO2008071138A1 (de) * | 2006-12-11 | 2008-06-19 | Staxera Gmbh | Kathodenluftführung in einem brennstoffzellenstapel |
| EP1936724A1 (de) * | 2006-12-11 | 2008-06-25 | Staxera GmbH | Kathodenluftführung in einem Brennstoffzellenstapel |
| JP2012532429A (ja) * | 2009-07-06 | 2012-12-13 | トプサー・フューエル・セル・アクチエゼルスカベット | 燃料電池スタック又は電解質セルスタックにおける組み合わされたフローパターン |
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