RU2005135161A - Батарея топливных элементов, система топливных элементов и способ изготовления батареи топливных элементов - Google Patents

Батарея топливных элементов, система топливных элементов и способ изготовления батареи топливных элементов Download PDF

Info

Publication number
RU2005135161A
RU2005135161A RU2005135161/09A RU2005135161A RU2005135161A RU 2005135161 A RU2005135161 A RU 2005135161A RU 2005135161/09 A RU2005135161/09 A RU 2005135161/09A RU 2005135161 A RU2005135161 A RU 2005135161A RU 2005135161 A RU2005135161 A RU 2005135161A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel cell
battery according
cell battery
separator
metal
Prior art date
Application number
RU2005135161/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2296393C2 (ru
Inventor
Ютака ТАНО (JP)
Ютака ТАНО
Кенджи КИМУРА (JP)
Кенджи КИМУРА
Хиромичи САТО (JP)
Хиромичи САТО
Койчи НУМАТА (JP)
Койчи НУМАТА
Наоки ИТО (JP)
Наоки ИТО
Original Assignee
Тойота Джидоша Кабушики Кайша (Jp)
Тойота Джидоша Кабушики Кайша
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тойота Джидоша Кабушики Кайша (Jp), Тойота Джидоша Кабушики Кайша filed Critical Тойота Джидоша Кабушики Кайша (Jp)
Publication of RU2005135161A publication Critical patent/RU2005135161A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2296393C2 publication Critical patent/RU2296393C2/ru

Links

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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/124—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
    • 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
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
    • 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
    • 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
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Claims (18)

1. Батарея топливных элементов, которая содержит слоистую структуру из множества единичных топливных элементов, причем каждый единичный топливный элемент содержит электролитную мембрану, имеющую корпусную деталь, образованную из плотного пропускающего водород материала, и плотный неорганический слой электролита, образованный по меньшей мере на одной наружной поверхности корпусной детали; топливный электрод, который расположен на одной наружной поверхности электролитной мембраны и к которому подводят содержащий водород топливный газ; и кислородный электрод, который расположен на другой наружной поверхности электролитной мембраны и к которому подводят содержащий кислород окисляющий газ.
2. Батарея топливных элементов по п.1, которая дополнительно содержит сепаратор, который вставлен между каждой парой смежных единичных топливных элементов; и прокладку, которая находится в контакте с сепаратором и образует канал для подачи окисляющего газа к кислородному электроду, причем указанный канал содержит проводящий элемент, который имеет отверстие канала и служит для накопления мощности на кислородном электроде.
3. Батарея топливных элементов по п.2, в которой проводящий элемент представляет собой металлический элемент, выполненный с возможностью упругого деформирования при приложении внешней силы, в направлении образования слоистой структуры множества единичных топливных элементов.
4. Батарея топливных элементов по п.3, в которой металлический элемент представляет собой тонкую металлическую пластину.
5. Батарея топливных элементов по п.4, в которой металлическая пластина является рифленой.
6. Батарея топливных элементов по п.3, в которой металлический элемент представляет собой тонкую металлическую проволоку.
7. Батарея топливных элементов по п.6, в которой металлический элемент представляет собой металлическую губку, полученную при помощи переплетения и спутывания тонких металлических проволок.
8. Батарея топливных элементов по одному из пп.3-7, в которой проводящий элемент представляет собой металлический элемент с поверхностью, обработанной для того, чтобы иметь противоокислительные свойства.
9. Батарея топливных элементов по одному из пп.2-7, в которой прокладка изготовлена из изоляционного материала.
10. Батарея топливных элементов по п.1, которая дополнительно содержит сепаратор, который вставлен между каждой парой смежных единичных топливных элементов, причем сепаратор выступает наружу из электролитной мембраны и изготовлен из материала, имеющего высокую теплопроводность, что позволяет использовать выступ в качестве излучающего ребра.
11. Батарея топливных элементов по п.10, которая дополнительно содержит изоляционный кожух, который закрывает сверху указанную батарею топливных элементов; и канал для охлаждающей среды, который предусмотрен в кожухе и служит для пропускания охлаждающей среды в выступ сепаратора.
12. Батарея топливных элементов по п.1, в которой корпусная деталь содержит пропускающий водород материал, заделанный в перфорированную пластину, которая изготовлена из металлического материала, который отличается от пропускающего водород материала.
13. Батарея топливных элементов по п.1, в которой корпусная деталь изготовлена из смеси пропускающего водород материала и нержавеющей стали.
14. Батарея топливных элементов по п.1, в которой корпусная деталь изготовлена из смеси пропускающего водород материала и меди.
15. Батарея топливных элементов по п.1, в которой слой электролита изготовлен из керамического материала.
16. Батарея топливных элементов по п.15, в которой слой электролита изготовлен из твердого оксидного материала.
17. Система топливных элементов, содержащая батарею топливных элементов по п.10, причем указанная система топливных элементов содержит трубопровод для подачи охлаждающей среды к выступу сепаратора; и модуль переключения с охлаждения на нагревание, который переключается с подачи охлаждающей среды через трубопровод для подачи охлаждающей среды, на подачу теплоносителя.
18. Способ изготовления батареи топливных элементов, который включает в себя следующие операции:
(a) использование металлического сепаратора для последовательного соединения пары смежных единичных топливных элементов;
(b) соединение корпусной детали, изготовленной из плотного пропускающего водород материала, с металлическим сепаратором;
(c) образование плотного неорганического слоя электролита по меньшей мере на одной наружной поверхности корпусной детали;
(d) соединение другого металлического сепаратора, который имеет полярность, отличающуюся от полярности металлического сепаратора, соединенного с корпусной деталью в указанной операции (а), с другой наружной поверхностью слоя электролита, так чтобы завершить образование одного единичного топливного элемента;
(e) повторение операций (а)-(d) для образования множества единичных топливных элементов и слоистой структуры из множества единичных топливных элементов; и
(f) зажимание слоистой структуры из множества единичных топливных элементов при помощи зажима.
RU2005135161/09A 2003-07-31 2004-07-27 Батарея топливных элементов, система топливных элементов и способ изготовления батареи топливных элементов RU2296393C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-204734 2003-07-31
JP2003204734 2003-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005135161A true RU2005135161A (ru) 2006-03-27
RU2296393C2 RU2296393C2 (ru) 2007-03-27

Family

ID=34113653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005135161/09A RU2296393C2 (ru) 2003-07-31 2004-07-27 Батарея топливных элементов, система топливных элементов и способ изготовления батареи топливных элементов

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20060040156A1 (ru)
EP (1) EP1650825A4 (ru)
JP (1) JPWO2005013405A1 (ru)
KR (1) KR100729974B1 (ru)
CN (1) CN100395913C (ru)
AU (1) AU2004301860B2 (ru)
BR (1) BRPI0413111A (ru)
CA (1) CA2525072A1 (ru)
RU (1) RU2296393C2 (ru)
WO (1) WO2005013405A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4929720B2 (ja) * 2006-01-10 2012-05-09 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP2008231516A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Toyota Motor Corp 金属酸化物薄膜、コンデンサ、水素分離膜−電解質膜接合体および燃料電池の製造方法
JP5162937B2 (ja) * 2007-03-29 2013-03-13 ソニー株式会社 燃料電池
US20100123993A1 (en) * 2008-02-13 2010-05-20 Herzel Laor Atomic layer deposition process for manufacture of battery electrodes, capacitors, resistors, and catalyzers
WO2009142994A1 (en) * 2008-05-21 2009-11-26 Ballard Power Systems Inc. Composite bipolar separator plate for air cooled fuel cell
JP6024373B2 (ja) 2012-10-12 2016-11-16 住友電気工業株式会社 燃料電池およびその操業方法
EP3308421A1 (en) * 2015-06-15 2018-04-18 LG Fuel Cell Systems Inc. Fuel cell system including dense oxygen barrier layer
JP6625754B2 (ja) * 2016-08-02 2019-12-25 Nok株式会社 ガスケット
JP7236675B2 (ja) * 2018-08-01 2023-03-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体酸化物形燃料電池セル、及び電気化学セル
CN109950593A (zh) * 2019-04-04 2019-06-28 武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司 一种基于模块化设计的燃料电池堆及其制作方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51131473A (en) * 1975-05-12 1976-11-15 Masao Okubo A process for manufacturing hydrogen permeable film
DE3149155A1 (de) * 1981-12-11 1983-06-23 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von wasserstoff aus gasgemischen durch diffusion durch eine nichtporoese wand
JPS6155870A (ja) * 1984-08-27 1986-03-20 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 液体燃料電池
JPS6386270A (ja) * 1986-09-29 1988-04-16 Hitachi Ltd 積層構造型燃料電池
US5013414A (en) * 1989-04-19 1991-05-07 The Dow Chemical Company Electrode structure for an electrolytic cell and electrolytic process used therein
US5393325A (en) * 1990-08-10 1995-02-28 Bend Research, Inc. Composite hydrogen separation metal membrane
JPH0644981A (ja) * 1991-01-31 1994-02-18 Tonen Corp 平板状固体電解質型燃料電池
JPH04345762A (ja) * 1991-05-24 1992-12-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ガス分離膜式燃料電池
JPH05101836A (ja) * 1991-10-09 1993-04-23 Osaka Gas Co Ltd 固体電解質型燃料電池
US5298342A (en) * 1992-10-20 1994-03-29 M-C Power Corporation Fuel cell crossover arrestor and pressure seal
JPH10228916A (ja) * 1997-02-14 1998-08-25 Osaka Gas Co Ltd 燃料電池
JPH10162842A (ja) * 1996-11-29 1998-06-19 Matsushita Electric Works Ltd 固体高分子型燃料電池用セパレータ、及びこれを用いた固体高分子型燃料電池スタック
JPH10294117A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池
DK0902493T3 (da) * 1997-09-11 2001-02-05 Sulzer Hexis Ag Elektrokemisk aktivt element til en fast oxid-brændselscelle
JPH11312530A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Aisin Seiki Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池
JP2000012048A (ja) * 1998-06-18 2000-01-14 Toyota Motor Corp 燃料電池用ガスセパレータと該燃料電池用セパレータを用いた燃料電池、並びに燃料電池用ガスセパレータの製造方法
CA2352443C (en) * 2000-07-07 2005-12-27 Nippon Steel Corporation Separators for solid polymer fuel cells and method for producing same, and solid polymer fuel cells
AU7139801A (en) * 2000-07-31 2002-02-13 Nuvant Systems Llc Hydrogen permeable membrane for use in fuel cells, and partial reformate fuel cell system having reforming catalysts in the anode fuel cell compartment
JP3584879B2 (ja) * 2000-12-28 2004-11-04 株式会社豊田中央研究所 膜電極接合体及びこれを用いた燃料電池
CA2436009A1 (en) * 2001-01-26 2002-08-01 Toray Industries, Inc. Polymer electrolyte membrane, a method of rproducing thereof and a polymer electrolyte type fuel cell using the same
JP5131629B2 (ja) * 2001-08-13 2013-01-30 日産自動車株式会社 固体電解質型燃料電池の製造方法
JP4910966B2 (ja) * 2002-08-28 2012-04-04 トヨタ自動車株式会社 中温域で作動可能な燃料電池
JP4079016B2 (ja) * 2002-08-28 2008-04-23 トヨタ自動車株式会社 中温域で作動可能な燃料電池
JP2005019041A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Chiba Inst Of Technology 固体電解質層と水素透過性金属膜を用いた電池、燃料電池及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2005013405A1 (ja) 2006-09-28
CN1809945A (zh) 2006-07-26
WO2005013405A1 (ja) 2005-02-10
CN100395913C (zh) 2008-06-18
AU2004301860B2 (en) 2006-12-21
AU2004301860A1 (en) 2005-02-10
KR100729974B1 (ko) 2007-06-20
EP1650825A4 (en) 2008-08-06
US20060040156A1 (en) 2006-02-23
CA2525072A1 (en) 2005-02-10
BRPI0413111A (pt) 2006-10-31
RU2296393C2 (ru) 2007-03-27
KR20060010816A (ko) 2006-02-02
EP1650825A1 (en) 2006-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6444346B1 (en) Fuel cells stack
CA2446540C (en) Fuel cell stack with electrically conductive corrugated heat insulation plate
EP3016193A1 (en) Solid oxide fuel cell stack
US7169496B2 (en) Fuel Cell
CA2550965C (en) Solid oxide fuel cell having channel member forming plurality of fuel gas supply channels
RU2005135161A (ru) Батарея топливных элементов, система топливных элементов и способ изготовления батареи топливных элементов
KR100429685B1 (ko) 소형 고분자 전해질 연료전지용 다공성 가스분배판, 및 이를 포함하여 제조된 분리판
CA2700901C (en) Fuel cell stack with thermally insulating non-power-generating cells
WO2007026955A2 (ja) 燃料電池
US6656621B2 (en) Fuel cell stack
JP2008522382A (ja) 燃料電池装置アセンブリおよびフレームの作成方法
JP2007200710A (ja) 固体酸化物形燃料電池スタック
CN1276537C (zh) 具有气体通道的固体氧化物燃料电池
US8377605B2 (en) Solid oxide fuel cell
KR100649737B1 (ko) 박판 다층 형 수소 연료전지
JP4461949B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池
JP2002343407A (ja) 燃料電池のディストリビュータ構造
US20030072989A1 (en) Molten carbonate fuel cell
JP5315400B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池スタック
KR100488723B1 (ko) 요철구조의 기체유로를 갖는 연료 전지용 분리판
JP2005276670A (ja) 燃料電池スタック
JP2007200703A (ja) 固体酸化物形燃料電池
KR100531822B1 (ko) 연료전지의 공기 공급 장치
JP2006172967A (ja) 燃料電池スタック
JP3140248U (ja) 燃料電池の陰極チャネル板

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150728