JPS63241869A - 燃料電池用セパレ−タ - Google Patents
燃料電池用セパレ−タInfo
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- JPS63241869A JPS63241869A JP62074514A JP7451487A JPS63241869A JP S63241869 A JPS63241869 A JP S63241869A JP 62074514 A JP62074514 A JP 62074514A JP 7451487 A JP7451487 A JP 7451487A JP S63241869 A JPS63241869 A JP S63241869A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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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。
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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のセ
ルを積層するときに仕切りとして用いるセパレータに関
するものである。
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池のセ
ルを積層するときに仕切りとして用いるセパレータに関
するものである。
［従来の技術］
現在までに提案されている燃料電池のうち、溶融炭酸塩
型の燃料電池として、たとえば、第５図に示す如く、電
解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込ませたタイ
ル（電解質板）１を、カソード（酸素極）２とアノード
（燃料極）３の両電極で両面から挾み、カソード２側に
酸化ガスＯＧを供給すると共にアノード３側に燃料ガス
ＦＧを供給することによりカソード２とアノード３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も
のを１セル■とし、各セル■をセパレータ４を介して多
層に積層させ、全体を適当な締付力で締め付けて固定さ
せるようにしたものがある。そのうち、内部マニホール
ド型のものにおっては、図示の如く、タイル１とセパレ
ータ４の周辺部の一側に酸化ガスの供給用流路孔５と燃
料ガスの供給用流路孔６を設けると共に、周辺部の他側
に酸化ガスの排出用流路孔γと燃料ガスの排出用流路孔
８を設け、上記酸化ガスと燃料ガスの各供給用流路孔５
と６を通して供給される酸化ガスＯＧと燃料ガスＦＧが
セパレータ４を挾んでカソード２側とアノード３側へ供
給されるようにしである。
型の燃料電池として、たとえば、第５図に示す如く、電
解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込ませたタイ
ル（電解質板）１を、カソード（酸素極）２とアノード
（燃料極）３の両電極で両面から挾み、カソード２側に
酸化ガスＯＧを供給すると共にアノード３側に燃料ガス
ＦＧを供給することによりカソード２とアノード３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も
のを１セル■とし、各セル■をセパレータ４を介して多
層に積層させ、全体を適当な締付力で締め付けて固定さ
せるようにしたものがある。そのうち、内部マニホール
ド型のものにおっては、図示の如く、タイル１とセパレ
ータ４の周辺部の一側に酸化ガスの供給用流路孔５と燃
料ガスの供給用流路孔６を設けると共に、周辺部の他側
に酸化ガスの排出用流路孔γと燃料ガスの排出用流路孔
８を設け、上記酸化ガスと燃料ガスの各供給用流路孔５
と６を通して供給される酸化ガスＯＧと燃料ガスＦＧが
セパレータ４を挾んでカソード２側とアノード３側へ供
給さ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、従来の燃料電池を積層してスタックとすると
きに用いられているセパレータ４は、片面に燃料ガスを
、他面に酸化ガスをそれぞれ流すようにするために、両
面にガス通路を凹凸によって形成し、且つ、燃料ガスと
酸化ガスを表裏両面で別々に流すように片面では燃料ガ
ス給排用流路孔とガス通路とが連通し、又、他面では酸
化ガス給排用流路孔とガス通路とが連通ずるようにしで
あるが、積層したときの周辺部のシールが不充分である
と、供給用流路孔側や排出用流路孔側で酸化ガスと燃料
ガスが内部リークして接触する事態が生じる。上記内部
リークで両ガスが接触すると、内部で部分燃焼するか、
爆発のおそれがある。
きに用いられているセパレータ４は、片面に燃料ガスを
、他面に酸化ガスをそれぞれ流すようにするために、両
面にガス通路を凹凸によって形成し、且つ、燃料ガスと
酸化ガスを表裏両面で別々に流すように片面では燃料ガ
ス給排用流路孔とガス通路とが連通し、又、他面では酸
化ガス給排用流路孔とガス通路とが連通ずるようにしで
あるが、積層したときの周辺部のシールが不充分である
と、供給用流路孔側や排出用流路孔側で酸化ガスと燃料
ガスが内部リークして接触する事態が生じる。上記内部
リークで両ガスが接触すると、内部で部分燃焼するか、
爆発のおそれがある。
そこで、本発明は、一方のガスが内部リークしたとき他
方のガスと接触させないように外部へ導くようにして内
部リークによる部分燃焼、タイルの割れ等を防止し、電
池性能を高く維持することができるようにしようとする
ものである。
方のガスと接触させないように外部へ導くようにして内
部リークによる部分燃焼、タイルの割れ等を防止し、電
池性能を高く維持することができ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、上記目的を達成するために、周辺部の一側と
他側に酸化ガスと燃料ガスの各供給用流路孔と排出用流
路孔を設け、且つ表裏両面に別々のガス通路を形成し、
片面のガス通路と燃料ガスの給排用流路孔とを連通させ
ると共に他面のガス通路と酸化ガスの給排用流路孔とを
連通させた燃料電池用セパレータにおいて、周辺部の一
側と他側における酸化ガスと燃料ガスの流路孔の間にガ
スが通過し得る溝を備え、該溝を外部まで導設した構成
とする。
他側に酸化ガスと燃料ガスの各供給用流路孔と排出用流
路孔を設け、且つ表裏両面に別々のガス通路を形成し、
片面のガス通路と燃料ガスの給排用流路孔とを連通させ
ると共に他面のガス通路と酸化ガスの給排用流路孔とを
連通させた燃料電池用セパレータにおいて、周辺部の一
側と他側における酸化ガスと燃料ガスの流路孔の間にガ
スが通過し得る溝を備え、該溝を外部まで導設した構成
とする。
［作 用］
燃料ガス又は酸化ガスの一方が内部リークすると、外部
へ通じる溝内を通過して外部へ流れるため、両ガスが直
接混合する内部リークを防ぐことができる。これにより
内部リークによる部分燃焼のおそれがなくなる。
へ通じる溝内を通過して外部へ流れるため、両ガスが直
接混合する内部リークを防ぐことができる。これにより
内部リークによる部分燃焼のおそれがなくなる。
［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図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、全
面をコルゲート状にし且つ周辺部の一側に酸化ガスの供
給用流路孔５と燃料ガスの供給用流路孔６とを設けると
共に周辺部の他側に酸化ガスの排出用流路孔７と燃料ガ
スの排出用流路孔８とを設け、更に、中央部分と上記給
排用流路孔側部分にガスを均一に流すための通路９，１
０を表裏に形成している１枚のコルゲート板１１と、該
コルゲート板１１と同じ大きざとして周辺部の一側と他
側に酸化ガスと燃料ガスの各給排用流路孔５，７と６，
８をコルゲート板１１のそれに対応させて設けると共に
中央部に電極の大きさ分の切抜部１３を形成したマスク
としての２枚の枠板１２ａと１２ｂとを備え、上記コル
ゲート板１１の両面を上記枠板１２ａと１２ｂで挾み、
両者間の必要個所を充填物１４により閉塞させてシール
する。すなわら、燃料ガスの供給用流路孔６を流れる燃
料ガス［Ｇがコルゲート板１１の片面（表面）を、又、
酸化ガスの供給用流路孔５を流れる酸化ガスＯＧがコル
ゲート板１１の他面（裏面）をそれぞれ流されるように
するため、コルゲート板１１の片面では、燃料ガスの給
排用流路孔６と８のみが連通ずるようにしてその他の部
分の周辺部分に充填物１４を施こし、コルゲート板１１
と枠板１２ａとを気密に接合するようにし、コルゲート
板１１の他面では、酸化ガスの給排用流路孔５と７のみ
が連通ずるようにしてその他の部分の周辺部分を充填物
１４にて閉塞してシールするようにする。更に、上記２
枚の枠板１２ａと１２ｂの各周辺部の酸化ガスの給排用
流路孔５゜７と燃料ガスの給排用流路孔６，８との間に
、本発明の特徴をなすガス通過用の溝を内部リーク防止
溝１５として設け、該溝１５を枠板１２ａ、 １２ｂの
各外辺部まで延長させて、内部リークしたガスが他のガ
スと接触することなく内部リーク防止溝１５を経由して
外部へ流出されるようにする。
面をコルゲート状にし且つ周辺部の一側に酸化ガスの供
給用流路孔５と燃料ガスの供給用流路孔６とを設けると
共に周辺部の他側に酸化ガスの排出用流路孔７と燃料ガ
スの排出用流路孔８とを設け、更に、中央部分と上記給
排用流路孔側部分にガスを均一に流すための通路９，１
０を表裏に形成している１枚のコルゲート板１１と、該
コルゲート板１１と同じ大きざとして周辺部の一側と他
側に酸化ガスと燃料ガスの各給排用流路孔５，７と６，
８をコルゲート板１１のそれに対応させて設けると共に
中央部に電極の大きさ分の切抜部１３を形成したマスク
としての２枚の枠板１２ａと１２ｂとを備え、上記コル
ゲート板１１の両面を上記枠板１２ａと１２ｂで挾み、
両者間の必要個所を充填物１４により閉塞させてシール
する。すなわら、燃料ガスの供給用流路孔６を流れる燃
料ガス［Ｇがコルゲート板１１の片面（表面）を、又、
酸化ガスの供給用流路孔５を流れる酸化ガスＯＧがコル
ゲート板１１の他面（裏面）をそれぞれ流されるように
するため、コルゲート板１１の片面では、燃料ガスの給
排用流路孔６と８のみが連通ずるようにしてその他の部
分の周辺部分に充填物１４を施こし、コルゲート板１１
と枠板１２ａとを気密に接合するようにし、コルゲート
板１１の他面では、酸化ガスの給排用流路孔５と７のみ
が連通ずるようにしてその他の部分の周辺部分を充填物
１４にて閉塞してシールするようにする。更に、上記２
枚の枠板１２ａと１２ｂの各周辺部の酸化ガスの給排用
流路孔５゜７と燃料ガスの給排用流路孔６，８との間に
、本発明の特徴をなすガス通過用の溝を内部リーク防止
溝１５として設け、該溝１５を枠板１２ａ、 １２ｂの
各外辺部まで延長させて、内部リークしたガスが他のガ
スと接触することなく内部リーク防止溝１５を経由して
外部へ流出されるようにする。
上記コルゲート板１１と２枚の枠板ｔ２ａ、 １２ｂと
の重合部の接合に用いる充！眞材１４としては、耐熱シ
ールセメント、ジルコニア（ＺｒｚＯ３）に炭酸塩を含
浸させたもの、その他高温でも充填部から溶出しないで
保持できるようなものを使用する。
の重合部の接合に用いる充！眞材１４としては、耐熱シ
ールセメント、ジルコニア（ＺｒｚＯ３）に炭酸塩を含
浸させたもの、その他高温でも充填部から溶出しないで
保持できるようなものを使用する。
本発明のセパレータを用いて燃料電池スタックを組み立
てるときは、第５図に示した場合と同様にタイル１をカ
ソード２とアノード３で挾んでなる燃料電池の１セルを
、本発明の内部リーク防止溝１５付きのセパレータを介
して多層に積層し、全体を所定の締付力で締め付けて一
体化させる。
てるときは、第５図に示した場合と同様にタイル１をカ
ソード２とアノード３で挾んでなる燃料電池の１セルを
、本発明の内部リーク防止溝１５付きのセパレータを介
して多層に積層し、全体を所定の締付力で締め付けて一
体化させる。
酸化ガス供給用流路孔５に酸化ガスを流し、燃料ガス供
給用流路孔６に燃料ガスを流すと、各段のセルごとに燃
料ガスＦＧは供給用流路孔６からコルゲート板１１と枠
板１２ａとの重合部の隙間１６（第２図■、第４図参照
）を通ってコルゲート板１１中央部へ横方向の通路９を
経てコルゲートによるガス通路へ均一に導かれ、中央部
の通路９や排出用流路孔８側の通路９より排出用流路孔
８に導かれ、ここから排出される。一方、酸化ガスＯＧ
は供給用流路孔５からコルゲート板１１と枠板１２ｂと
の重合部の隙間１７（第２図に）、第４図参照）を通っ
てコルゲート板１１の裏面に導かれ、コルゲート板１１
に形成された横方向に延びる通路１０により均一に分配
されながら反対側の排出用流路孔７を経て排出される。
給用流路孔６に燃料ガスを流すと、各段のセルごとに燃
料ガスＦＧは供給用流路孔６からコルゲート板１１と枠
板１２ａとの重合部の隙間１６（第２図■、第４図参照
）を通ってコルゲート板１１中央部へ横方向の通路９を
経てコルゲートによるガス通路へ均一に導かれ、中央部
の通路９や排出用流路孔８側の通路９より排出用流路孔
８に導かれ、ここから排出される。一方、酸化ガスＯＧ
は供給用流路孔５からコルゲート板１１と枠板１２ｂと
の重合部の隙間１７（第２図に）、第４図参照）を通っ
てコルゲート板１１の裏面に導かれ、コルゲート板１１
に形成された横方向に延びる通路１０により均一に分配
されながら反対側の排出用流路孔７を経て排出される。
酸化ガスと燃料ガスが上記のように各段ごとにコルゲー
ト板１１の両面を別々に流される際に、周辺部の充填材
１４によるシール部から酸化ガスと燃料ガスの一方がリ
ークして電池内で両ガスが混合することになると、部分
燃焼等を生じるおそれがあるが、本発明のセパレータで
は、酸化ガス、燃料ガスの一方が内部リークして他のガ
スと混合しようとしても、リークしたガスは内部リーク
防止溝１５内に入り、該溝１５に沿って外部へ流し、外
部で燃焼させる。これにより電池内で両ガスが直接接触
し混合するような内部リークを防止することができる。
ト板１１の両面を別々に流される際に、周辺部の充填材
１４によるシール部から酸化ガスと燃料ガスの一方がリ
ークして電池内で両ガスが混合することになると、部分
燃焼等を生じるおそれがあるが、本発明のセパレータで
は、酸化ガス、燃料ガスの一方が内部リークして他のガ
スと混合しようとしても、リークしたガスは内部リーク
防止溝１５内に入り、該溝１５に沿って外部へ流し、外
部で燃焼させる。これにより電池内で両ガスが直接接触
し混合するような内部リークを防止することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
たとえば、枠板１２ａ、 １２ｂの各周辺部に設けた溝
１５により酸化ガスと燃料ガスの各内部マニホールド部
を分割して別体とした場合を示したが、別体にしないで
凹溝を設けた構成としてもよく、又、酸化ガスと燃料ガ
スが並流となるようにした場合を示したが、セパレータ
を挾んで対向流となるようにしてもよく、更に、セパレ
ータとしては図示のコルゲート板１１と枠板１２ａ、１
２ｂを組み合わせ、周辺部の必要個所を、充填物１４を
用いてウェットシール部とした場合に代えて、一枚のプ
レートをプレス成形したり、エツチングの如き金属表面
加工により成形したりしたものでもよく、その池水発明
の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得ること
は勿論である。
たとえば、枠板１２ａ、 １２ｂの各周辺部に設けた溝
１５により酸化ガスと燃料ガスの各内部マニホールド部
を分割して別体とした場合を示したが、別体にしないで
凹溝を設けた構成としてもよく、又、酸化ガスと燃料ガ
スが並流となるようにした場合を示したが、セパレータ
を挾んで対向流となるようにしてもよく、更に、セパレ
ータとしては図示のコルゲート板１１と枠板１２ａ、１
２ｂを組み合わせ、周辺部の必要個所を、充填物１４を
用いてウェットシール部とした場合に代えて、一枚のプ
レートをプレス成形したり、エツチングの如き金属表面
加工により成形したりしたものでもよく、その池水発明
の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得ること
は勿論である。
［発明の効果］
以上述べた如く、本発明の燃料電池用セパレータによれ
ば、周辺部の一側と他側に酸化ガス、燃料ガスの給排用
流路孔を有し、該酸化ガスと燃料ガスの各給排用流路孔
の間に、いずれか一方のガスがリークして他のガスと混
合するのを防止するための溝を設け、該溝をセパレータ
の外部へ導いて、内部リークしたガスを外部へ流出させ
るようにしておるので、電池内で酸化ガスと燃料ガスが
直接混合するような内部リークを防止することができ、
内部リークによる部分燃焼を防止できると共にタイルの
割れ等も防止でき、電池性能を高く維持することができ
る、という優れた効果を奏し得る。
ば、周辺部の一側と他側に酸化ガス、燃料ガスの給排用
流路孔を有し、該酸化ガスと燃料ガスの各給排用流路孔
の間に、いずれか一方のガスがリークして他のガスと混
合するのを防止するための溝を設け、該溝をセパレータ
の外部へ導いて、内部リークしたガスを外部へ流出させ
るようにしておるので、電池内で酸化ガスと燃料ガスが
直接混合するような内部リークを防止することができ、
内部リークによる部分燃焼を防止できると共にタイルの
割れ等も防止でき、電池性能を高く維持することができ
る、という優れた効果を奏し得る。
第１図は本発明のセパレータの一例を示す平面図、第２
図■は第１図の斜視図、第２図■は第２図に）の■部の
拡大図、第３図は第１図のセパレータを分離して示す斜
視図、第４図は第２図に）のＩＶ−ＩＶ矢視図、第５図
は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例を示す断面図であ
る。 １・・・タイル、２・・・カソード、３・・・アノード
、４・・・セパレータ、５・・・酸化ガス供給用流路孔
、６・・・燃料ガス供給用流路孔、７・・・酸化ガス排
出用流路孔、８・・・燃料ガス排出用流路孔、１１・・
・コルゲート板、１２ａ、 １２ｂ・・・枠板、１４・
・・充填物、１５・・・内部リーク防止溝、１６．１７
・・・隙間。
図■は第１図の斜視図、第２図■は第２図に）の■部の
拡大図、第３図は第１図のセパレータを分離して示す斜
視図、第４図は第２図に）のＩＶ−ＩＶ矢視図、第５図
は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例を示す断面図であ
る。 １・・・タイル、２・・・カソード、３・・・アノード
、４・・・セパレータ、５・・・酸化ガス供給用流路孔
、６・・・燃料ガス供給用流路孔、７・・・酸化ガス排
出用流路孔、８・・・燃料ガス排出用流路孔、１１・・
・コルゲート板、１２ａ、 １２ｂ・・・枠板、１４・
・・充填物、１５・・・内部リーク防止溝、１６．１７
・・・隙間。
Claims (1)
- １）周辺部の一側と他側に酸化ガスと燃料ガスの各供給
用流路孔と排出用流路孔を設け、且つ表裏両面に別々の
ガス通路を形成し、片面のガス通路と燃料ガスの給排用
流路孔とを連通させると共に他面のガス通路と酸化ガス
の給排用流路孔とを連通させた燃料電池用セパレータに
おいて、周辺部の一側と他側における酸化ガスと燃料ガ
スの流路孔の間にガスが通過し得る溝を設け、該溝を外
部まで導設したことを特徴とする燃料電池用セパレータ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074514A JP2569540B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 燃料電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074514A JP2569540B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 燃料電池用セパレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241869A true JPS63241869A (ja) | 1988-10-07 |
| JP2569540B2 JP2569540B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=13549517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62074514A Expired - Lifetime JP2569540B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 燃料電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569540B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5045413A (en) * | 1989-05-03 | 1991-09-03 | Institute Of Gas Technology | Fully internal mainfolded fuel cell stack |
| US5077148A (en) * | 1989-05-03 | 1991-12-31 | Institute Of Gas Technology | Fully internal manifolded and internal reformed fuel cell stack |
| GR900100646A (el) * | 1990-04-10 | 1992-07-30 | Inst Gas Technology | Συστοιχία ηλεκτρικών στοιχείων καυσίμου πλήρως εσωτερικώς εφοδιασμένη με συλλέκτες. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4913637A (ja) * | 1972-03-24 | 1974-02-06 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62074514A patent/JP2569540B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4913637A (ja) * | 1972-03-24 | 1974-02-06 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5045413A (en) * | 1989-05-03 | 1991-09-03 | Institute Of Gas Technology | Fully internal mainfolded fuel cell stack |
| US5077148A (en) * | 1989-05-03 | 1991-12-31 | Institute Of Gas Technology | Fully internal manifolded and internal reformed fuel cell stack |
| GR900100646A (el) * | 1990-04-10 | 1992-07-30 | Inst Gas Technology | Συστοιχία ηλεκτρικών στοιχείων καυσίμου πλήρως εσωτερικώς εφοδιασμένη με συλλέκτες. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2569540B2 (ja) | 1997-01-08 |
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