JP3149716B2 - 固体高分子電解質型燃料電池 - Google Patents
固体高分子電解質型燃料電池Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は固体高分子電解質型燃
料電池の構造に係り、特にスタックの積層および冷却の
構造に関する。
料電池の構造に係り、特にスタックの積層および冷却の
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池は固体高分
子電解質膜の二つの主面にそれぞれ電極であるアノード
とカソードを配して形成される。アノードまたはカソー
ドの各電極は電極基材上に電極触媒層を配している。固
体高分子電解質膜（固体高分子膜と略称する）はスルホ
ン酸基を持つポリスチレン系の陽イオン交換膜をカチオ
ン導電性膜として使用したもの、フロロカーボンスルホ
ン酸とポリビニリデンフロライドの混合膜、あるいはフ
ロロカーボンマトリックスにトリフロロエチレンをグラ
フト化したものなどが知られているが最近ではパーフロ
ロカーボンスルホン酸膜を用いて燃料電池の長寿命化を
図ったものが知られるに至った。
子電解質膜の二つの主面にそれぞれ電極であるアノード
とカソードを配して形成される。アノードまたはカソー
ドの各電極は電極基材上に電極触媒層を配している。固
体高分子電解質膜（固体高分子膜と略称する）はスルホ
ン酸基を持つポリスチレン系の陽イオン交換膜をカチオ
ン導電性膜として使用したもの、フロロカーボンスルホ
ン酸とポリビニリデンフロライドの混合膜、あるいはフ
ロロカーボンマトリックスにトリフロロエチレンをグラ
フト化したものなどが知られているが最近ではパーフロ
ロカーボンスルホン酸膜を用いて燃料電池の長寿命化を
図ったものが知られるに至った。
【０００３】固体高分子電解質膜は分子中にプロトン
（水素イオン）交換基を有し、飽和に含水させることに
より常温で２０Ω・ｃｍ以下の比抵抗を示しプロトン導
電性電解質として機能する。飽和含水量は温度によって
可逆的に変化する。電極基材は多孔質体で燃料電池の反
応ガス供給手段または反応ガス排出手段および集電体と
して機能する。アノード（燃料極）またはカソード（空
気極）の電極においては三相界面が形成され電気化学反
応が起こる。
（水素イオン）交換基を有し、飽和に含水させることに
より常温で２０Ω・ｃｍ以下の比抵抗を示しプロトン導
電性電解質として機能する。飽和含水量は温度によって
可逆的に変化する。電極基材は多孔質体で燃料電池の反
応ガス供給手段または反応ガス排出手段および集電体と
して機能する。アノード（燃料極）またはカソード（空
気極）の電極においては三相界面が形成され電気化学反
応が起こる。
【０００４】アノードでは（１）式の反応が起こる。 Ｈ2 ＝２Ｈ+ ＋２ｅ （１） カソードでは（２）式の反応が起こる。 １／２Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ＝Ｈ2 Ｏ （２） つまりアノードにおいては系の外部より供給された水素
がプロトンと電子を生成する。生成したプロトンはイオ
ン交換膜中をカソードに向かって移動し電子は外部回路
を通ってカソードに移動する。一方カソードにおいては
系の外部より供給された酸素とイオン交換膜中をアノー
ドより移動してきたプロトンと外部回路より移動してき
た電子が反応し、水を生成する。
がプロトンと電子を生成する。生成したプロトンはイオ
ン交換膜中をカソードに向かって移動し電子は外部回路
を通ってカソードに移動する。一方カソードにおいては
系の外部より供給された酸素とイオン交換膜中をアノー
ドより移動してきたプロトンと外部回路より移動してき
た電子が反応し、水を生成する。
【０００５】図４は従来の固体高分子電解質型燃料電池
の単セルを示す断面図である。アノード１Ｂおよびカソ
ード１Ｃは厚さ１００μｍの固体高分子電解質膜１Ａの
両主面に接して積層され固体高分子膜／電極集合体１を
構成する。電極の厚さは３００μｍである。電極は前述
のように電極基材上に電極触媒層を配して構成されるが
この電極触媒層は一般に微小な粒子状の白金触媒と水に
対する撥水性を有するフッ素樹脂から構成されており、
三相界面と反応ガスの効率的な拡散を維持するための細
孔が十分形成される。電極基材は前記触媒層を支持す
る。
の単セルを示す断面図である。アノード１Ｂおよびカソ
ード１Ｃは厚さ１００μｍの固体高分子電解質膜１Ａの
両主面に接して積層され固体高分子膜／電極集合体１を
構成する。電極の厚さは３００μｍである。電極は前述
のように電極基材上に電極触媒層を配して構成されるが
この電極触媒層は一般に微小な粒子状の白金触媒と水に
対する撥水性を有するフッ素樹脂から構成されており、
三相界面と反応ガスの効率的な拡散を維持するための細
孔が十分形成される。電極基材は前記触媒層を支持す
る。
【０００６】電極の配置された固体高分子電解質膜１Ａ
の外側には反応ガスを外部から導いてアノード１Ｂまた
はカソード１Ｃに供給する一対の例えばカーボンからな
るセパレータ２Ａ，２Ｂが設けられる。セパレータ２
Ａ，２Ｂはその主面に反応ガスを導く燃料ガス室３Ａま
たは酸化剤ガス室３Ｂを備えるガス不透過性板である。
燃料ガス室３Ａまたは酸化剤ガス室３Ｂの寸法は深さ１
ｍｍ，幅員１ｍｍである。セパレータ２Ａ，２Ｂには燃
料ガス供給孔３１、酸化剤ガス供給孔３２、燃料ガス排
出孔３４、酸化剤ガス排出孔３５が設けられる。固体高
分子膜／電極集合体１はセパレータ２Ａと２Ｂによりガ
スシール５を介して挟まれ固体高分子膜／電極集合体１
を構成する。ガスシール５は切り込み３３を備え、固体
高分子膜／電極集合体１への燃料ガスと酸化剤ガスの選
択的な供給、排出を行う。
の外側には反応ガスを外部から導いてアノード１Ｂまた
はカソード１Ｃに供給する一対の例えばカーボンからな
るセパレータ２Ａ，２Ｂが設けられる。セパレータ２
Ａ，２Ｂはその主面に反応ガスを導く燃料ガス室３Ａま
たは酸化剤ガス室３Ｂを備えるガス不透過性板である。
燃料ガス室３Ａまたは酸化剤ガス室３Ｂの寸法は深さ１
ｍｍ，幅員１ｍｍである。セパレータ２Ａ，２Ｂには燃
料ガス供給孔３１、酸化剤ガス供給孔３２、燃料ガス排
出孔３４、酸化剤ガス排出孔３５が設けられる。固体高
分子膜／電極集合体１はセパレータ２Ａと２Ｂによりガ
スシール５を介して挟まれ固体高分子膜／電極集合体１
を構成する。ガスシール５は切り込み３３を備え、固体
高分子膜／電極集合体１への燃料ガスと酸化剤ガスの選
択的な供給、排出を行う。
【０００７】図５は従来の締結板を示す斜視図である。
締結板１０は金属からなる中実板であり締結ボルトが間
挿する貫通孔１６と反応ガス供給孔１４と反応ガス排出
孔１５を備える。反応ガス供給孔１４はシール溝１４Ａ
と図示しないガス配管の取り付けネジ１４Ｂを備える。
反応ガス排出孔１５はシール溝１５Ａと図示しないガス
配管の取り付けネジ１５Ｂを備える。
締結板１０は金属からなる中実板であり締結ボルトが間
挿する貫通孔１６と反応ガス供給孔１４と反応ガス排出
孔１５を備える。反応ガス供給孔１４はシール溝１４Ａ
と図示しないガス配管の取り付けネジ１４Ｂを備える。
反応ガス排出孔１５はシール溝１５Ａと図示しないガス
配管の取り付けネジ１５Ｂを備える。
【０００８】図６は従来の固体高分子電解質型燃料電池
を示す斜視図である。単セル６は複数個が積層されて単
セル集合体となり、集電板８は上記単セル集合体の電流
を取り出す。電気絶縁板９は単セル集合体と締結板１０
を絶縁する。電池集合体は締結板１０と締結ボルト１
１，締結具１３，皿バネ１２を用い組み立てられる。単
セル６内では反応ガスは鉛直方向に流れる。
を示す斜視図である。単セル６は複数個が積層されて単
セル集合体となり、集電板８は上記単セル集合体の電流
を取り出す。電気絶縁板９は単セル集合体と締結板１０
を絶縁する。電池集合体は締結板１０と締結ボルト１
１，締結具１３，皿バネ１２を用い組み立てられる。単
セル６内では反応ガスは鉛直方向に流れる。
【０００９】固体高分子電解質型燃料電池の運転温度は
固体高分子電解質膜の電気抵抗を小さくして発電効率を
高めるために通常５０ないし１００℃の温度で運転され
る。この単セルの発生する電圧は１Ｖ以下であるので、
実用上は電圧を高めるために前記単セルを複数個直列に
積層してスタックとして使用される。燃料電池では、一
般に発生電力にほぼ相当する熱量を熱として発生し、こ
の熱により単セルを多数積層したスタックにおいてはス
タック内に温度の分布が生じる。そこでスタックでは、
冷却板を内蔵してスタックの温度を単セルの面方向，積
層方向にできるだけ均一になるようにする。ここで一般
に冷却媒体としては水、空気等が用いられる。冷却板は
冷却媒体を供給することで余剰熱を除去して冷却をす
る。
固体高分子電解質膜の電気抵抗を小さくして発電効率を
高めるために通常５０ないし１００℃の温度で運転され
る。この単セルの発生する電圧は１Ｖ以下であるので、
実用上は電圧を高めるために前記単セルを複数個直列に
積層してスタックとして使用される。燃料電池では、一
般に発生電力にほぼ相当する熱量を熱として発生し、こ
の熱により単セルを多数積層したスタックにおいてはス
タック内に温度の分布が生じる。そこでスタックでは、
冷却板を内蔵してスタックの温度を単セルの面方向，積
層方向にできるだけ均一になるようにする。ここで一般
に冷却媒体としては水、空気等が用いられる。冷却板は
冷却媒体を供給することで余剰熱を除去して冷却をす
る。
【００１０】前述のとおり固体高分子電解質型燃料電池
では、固体高分子電解質膜１Ａを飽和に含水させること
により膜の比抵抗が小さくなり、膜はプロトン導電性電
解質として機能する。したがって、固体高分子電解質型
燃料電池の発電効率を高く維持するためには、膜の含水
状態を飽和状態に維持することが必要である。膜の乾燥
を防いで発電効率を維持するために、反応ガスには水蒸
気が添加され、膜からガスへの水の蒸発が抑えられる。
では、固体高分子電解質膜１Ａを飽和に含水させること
により膜の比抵抗が小さくなり、膜はプロトン導電性電
解質として機能する。したがって、固体高分子電解質型
燃料電池の発電効率を高く維持するためには、膜の含水
状態を飽和状態に維持することが必要である。膜の乾燥
を防いで発電効率を維持するために、反応ガスには水蒸
気が添加され、膜からガスへの水の蒸発が抑えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の固体高分子電解質型燃料電池にあっては締結板
は最も重量の大きな構成部材であり、固体高分子電解質
型燃料電池全体の重量の約３０ないし５０％を占める。
今後発電面積が拡大し単セル積層枚数が増加するにつれ
て締結板の重量は一層増大することが予想される。締結
板の重量が大きいと固体高分子電解質型燃料電池の組み
立て作業が困難となり、製品輸送の効率も低下する。
な従来の固体高分子電解質型燃料電池にあっては締結板
は最も重量の大きな構成部材であり、固体高分子電解質
型燃料電池全体の重量の約３０ないし５０％を占める。
今後発電面積が拡大し単セル積層枚数が増加するにつれ
て締結板の重量は一層増大することが予想される。締結
板の重量が大きいと固体高分子電解質型燃料電池の組み
立て作業が困難となり、製品輸送の効率も低下する。
【００１２】また締結板は固体高分子電解質型燃料電池
の放熱体として作用し、締結板と接する単セルの温度が
低下し締結板と接する単セルの発電効率が低下する。さ
らに従来の締結板にあっては締結板を貫通する反応ガス
供給孔１４，反応ガス排出孔１５内を反応ガスが通流す
る際に反応ガスが冷却され反応ガス供給孔１４，反応ガ
ス排出孔１５内に水滴が発生し反応ガスの流れを悪く
し、結果として固体高分子電解質型燃料電池の発電効率
を下げるという問題があった。
の放熱体として作用し、締結板と接する単セルの温度が
低下し締結板と接する単セルの発電効率が低下する。さ
らに従来の締結板にあっては締結板を貫通する反応ガス
供給孔１４，反応ガス排出孔１５内を反応ガスが通流す
る際に反応ガスが冷却され反応ガス供給孔１４，反応ガ
ス排出孔１５内に水滴が発生し反応ガスの流れを悪く
し、結果として固体高分子電解質型燃料電池の発電効率
を下げるという問題があった。
【００１３】この発明は上述の点に鑑みてなされ、その
目的は締結板の軽量化と放熱性の低下を図ることにより
製造容易で特性に優れる固体高分子電解質型燃料電池を
提供することにある。
目的は締結板の軽量化と放熱性の低下を図ることにより
製造容易で特性に優れる固体高分子電解質型燃料電池を
提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば固体高分子電解質膜とその両面に配設された電極
からなる固体高分子膜／電極集合体を反応ガス供給孔と
反応ガス排出孔を備えた二つのセパレータで挟んで単セ
ルを構成し、該単セルの複数個を二つの締結板の間にお
いて積層し締結ボルトを介して締結してスタックを形成
し、前記スタックに締結板を介して燃料ガスと酸化剤ガ
スの反応ガスを供給する固体高分子電解質型燃料電池に
おいて、締結板はハニカム板の両主面に板状パッキング
を介して端板を固定してなり、ここにハニカム板はハニ
カム体をフレームに支持したものであり、板状パッキン
グと端板はそれぞれ相互に連通するガス通流孔と支持孔
を備え、板状パッキングは端板によりハニカム体の主面
に圧接されるとともに板状パッキングのガス通流孔がハ
ニカム体の中空部と連通するとすることにより達成され
る。
よれば固体高分子電解質膜とその両面に配設された電極
からなる固体高分子膜／電極集合体を反応ガス供給孔と
反応ガス排出孔を備えた二つのセパレータで挟んで単セ
ルを構成し、該単セルの複数個を二つの締結板の間にお
いて積層し締結ボルトを介して締結してスタックを形成
し、前記スタックに締結板を介して燃料ガスと酸化剤ガ
スの反応ガスを供給する固体高分子電解質型燃料電池に
おいて、締結板はハニカム板の両主面に板状パッキング
を介して端板を固定してなり、ここにハニカム板はハニ
カム体をフレームに支持したものであり、板状パッキン
グと端板はそれぞれ相互に連通するガス通流孔と支持孔
を備え、板状パッキングは端板によりハニカム体の主面
に圧接されるとともに板状パッキングのガス通流孔がハ
ニカム体の中空部と連通するとすることにより達成され
る。
【００１５】上述の発明において、一方端に前記端板に
係止される係止部を有する中空円筒形状のフィッティン
グが一方の端板の支持孔から他方の端板の支持孔へと挿
入され、前記フィッティングの反係止部側の端部にガス
配管が取り付けられる様構成することが有効である。ま
たフィッティングはフッ素樹脂で構成することが有効で
ある。
係止される係止部を有する中空円筒形状のフィッティン
グが一方の端板の支持孔から他方の端板の支持孔へと挿
入され、前記フィッティングの反係止部側の端部にガス
配管が取り付けられる様構成することが有効である。ま
たフィッティングはフッ素樹脂で構成することが有効で
ある。
【００１６】
【作用】ハニカム体の中空部は締結板の軽量化と機械的
な補強の効果を持つとともにガス通流の働きを持つ。締
結板にハニカム体を使用するとハニカム体は薄肉ででき
ているから熱伝導性が低い上に空気による保温性が加わ
って放熱性の低い締結板が得られる。
な補強の効果を持つとともにガス通流の働きを持つ。締
結板にハニカム体を使用するとハニカム体は薄肉ででき
ているから熱伝導性が低い上に空気による保温性が加わ
って放熱性の低い締結板が得られる。
【００１７】フィッティングを用いて反応ガスを通流さ
せると、フィッティングは熱伝導率が低いので反応ガス
が直接ハニカム体の内部を通流する場合に比較して締結
板により冷却される度合が一層少なくなる。フッ素樹脂
は熱伝導率が小さくフィッティングに好適に用いられ
る。
せると、フィッティングは熱伝導率が低いので反応ガス
が直接ハニカム体の内部を通流する場合に比較して締結
板により冷却される度合が一層少なくなる。フッ素樹脂
は熱伝導率が小さくフィッティングに好適に用いられ
る。
【００１８】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基いて説明す
る。 実施例１ 図１はこの発明の実施例に係る固体高分子電解質型燃料
電池の締結板を示す分解斜視図である。
る。 実施例１ 図１はこの発明の実施例に係る固体高分子電解質型燃料
電池の締結板を示す分解斜視図である。
【００１９】アルミニウム製のハニカム体１７Ｂが同じ
くアルミニウム製のフレーム１７Ａに溶接により支持さ
れハニカム板１７となる。ハニカム体１７Ｂはアルミニ
ウム製の六角パイプを所定の長さに切断し、得られた中
空六角柱を並列的に接着して製造される。接着により得
られたハニカム体１７Ｂの主面はフレーム１７Ａの開口
面と同一平面上にある。板状パッキング１８はエチレン
プロピレン共重合体またはニトリルゴム製の板材であ
り、ガス通流孔１８Ａが四個と貫通孔１８Ｂが六個穿設
されている。端板１９はアルミニウム製であり、貫通孔
１９Ｂが六個と支持孔１９Ａが四個穿設されている。端
板１９の貫通孔１９Ｂと端板２０の貫通孔２０Ｂには締
結ボルトが間挿する。支持孔１９Ａは座ぐり穴である。
端板２０はアルミニウム製であり、貫通孔２０Ｂが六個
と支持孔２０Ａが四個穿設されている。フィッティング
２２はその一端に支持孔１９Ａの座ぐり穴に係止される
係止部を有し、この係止部にシール溝２４が形成されて
おり、また他端にはテーパネジが設けてある。フィッテ
ィング２２はフッ素樹脂製であり、端板１９の支持孔１
９Ａから始まり板状パッキング１８のガス通流孔１８Ａ
と、ハニカム板１７のハニカム体１７Ｂを構成する中空
六角柱の中空部を間挿し、端板２０の支持孔２０Ａに終
わる。四個の支持孔１９Ａはそれぞれ燃料ガス供給孔と
酸化剤ガス供給孔と燃料ガス排出孔と酸化剤ガス排出孔
に対応している。
くアルミニウム製のフレーム１７Ａに溶接により支持さ
れハニカム板１７となる。ハニカム体１７Ｂはアルミニ
ウム製の六角パイプを所定の長さに切断し、得られた中
空六角柱を並列的に接着して製造される。接着により得
られたハニカム体１７Ｂの主面はフレーム１７Ａの開口
面と同一平面上にある。板状パッキング１８はエチレン
プロピレン共重合体またはニトリルゴム製の板材であ
り、ガス通流孔１８Ａが四個と貫通孔１８Ｂが六個穿設
されている。端板１９はアルミニウム製であり、貫通孔
１９Ｂが六個と支持孔１９Ａが四個穿設されている。端
板１９の貫通孔１９Ｂと端板２０の貫通孔２０Ｂには締
結ボルトが間挿する。支持孔１９Ａは座ぐり穴である。
端板２０はアルミニウム製であり、貫通孔２０Ｂが六個
と支持孔２０Ａが四個穿設されている。フィッティング
２２はその一端に支持孔１９Ａの座ぐり穴に係止される
係止部を有し、この係止部にシール溝２４が形成されて
おり、また他端にはテーパネジが設けてある。フィッテ
ィング２２はフッ素樹脂製であり、端板１９の支持孔１
９Ａから始まり板状パッキング１８のガス通流孔１８Ａ
と、ハニカム板１７のハニカム体１７Ｂを構成する中空
六角柱の中空部を間挿し、端板２０の支持孔２０Ａに終
わる。四個の支持孔１９Ａはそれぞれ燃料ガス供給孔と
酸化剤ガス供給孔と燃料ガス排出孔と酸化剤ガス排出孔
に対応している。
【００２０】端板１９，２０と板状パッキング１８とハ
ニカム板１７はエチレンプロピレン共重合体系またはニ
トリルゴム系接着剤を介して接合される。テーパネジは
図示しないガス配管を接続する。シール溝２４は図示し
ないパッキングがはめ込まれ単セル６に押しつけられ
る。図２はこの発明の実施例に係る固体高分子電解質型
燃料電池を示す斜視図である。
ニカム板１７はエチレンプロピレン共重合体系またはニ
トリルゴム系接着剤を介して接合される。テーパネジは
図示しないガス配管を接続する。シール溝２４は図示し
ないパッキングがはめ込まれ単セル６に押しつけられ
る。図２はこの発明の実施例に係る固体高分子電解質型
燃料電池を示す斜視図である。
【００２１】単セル６の複数個を積層し、単セル６の積
層方向の両側を集電板８の一対と電気絶縁板９の一対を
用いて順次挟持し、フィッティング２２，２３を締結板
２１の支持孔１９Ａに装着し、締結板２１の一対により
締結ボルト１１、締結具１３、皿バネ１２を介して、単
セル６と集電板８と電気絶縁板９の積層体を締結する。
層方向の両側を集電板８の一対と電気絶縁板９の一対を
用いて順次挟持し、フィッティング２２，２３を締結板
２１の支持孔１９Ａに装着し、締結板２１の一対により
締結ボルト１１、締結具１３、皿バネ１２を介して、単
セル６と集電板８と電気絶縁板９の積層体を締結する。
【００２２】集電板８と電気絶縁板９にはそれぞれ締結
板２１の四個の支持孔１９Ａ，２０Ａと連通する貫通孔
があり、これらは単セル６の燃料ガス供給孔，酸化剤ガ
ス供給孔，燃料ガス排出孔，酸化剤ガス排出孔にそれぞ
れ連通する。締結板２１はハニカム板１７を用いている
ために軽量であり、燃料電池組み立てや燃料電池の輸送
の効率を高める。
板２１の四個の支持孔１９Ａ，２０Ａと連通する貫通孔
があり、これらは単セル６の燃料ガス供給孔，酸化剤ガ
ス供給孔，燃料ガス排出孔，酸化剤ガス排出孔にそれぞ
れ連通する。締結板２１はハニカム板１７を用いている
ために軽量であり、燃料電池組み立てや燃料電池の輸送
の効率を高める。
【００２３】また締結板２１はハニカム板１７を用いて
いるために熱伝導率が低いから締結板は放熱体として機
能することがなく、締結板２１と接する単セルが締結板
により冷却されることがないので締結板２１と接する単
セルは温度低下を起こさず締結板と接する単セルの発電
効率が良好である。反応ガスがフッ素樹脂製のフィッテ
ィング２２，２３を通流する際に、フッ素樹脂は熱伝導
率が低いために、反応ガスは締結板により冷却すること
が少なく、従って締結板に水滴が溜まって締結板２１と
接する単セルが水滴により閉塞するということがない。
これは締結板２１と接する単セルに反応ガスが充分に供
給されることを意味する。 実施例２ 図３はこの発明の異なる実施例に係る固体高分子電解質
型燃料電池の締結板を示す斜視図である。
いるために熱伝導率が低いから締結板は放熱体として機
能することがなく、締結板２１と接する単セルが締結板
により冷却されることがないので締結板２１と接する単
セルは温度低下を起こさず締結板と接する単セルの発電
効率が良好である。反応ガスがフッ素樹脂製のフィッテ
ィング２２，２３を通流する際に、フッ素樹脂は熱伝導
率が低いために、反応ガスは締結板により冷却すること
が少なく、従って締結板に水滴が溜まって締結板２１と
接する単セルが水滴により閉塞するということがない。
これは締結板２１と接する単セルに反応ガスが充分に供
給されることを意味する。 実施例２ 図３はこの発明の異なる実施例に係る固体高分子電解質
型燃料電池の締結板を示す斜視図である。
【００２４】締結板２１にはフィッティングは装着され
ない。反応ガスは直接的にハニカム体１７Ｂの中空六角
柱と端板１９，２０の支持孔１９Ａ，２０Ｂの内部を流
れる。端板１９にはシール溝２４Ａが設けられており、
シール溝２４Ａが単セル６に圧接される。端板２０の支
持孔２０Ａには図示しないガス配管取り付けネジが設け
られる。
ない。反応ガスは直接的にハニカム体１７Ｂの中空六角
柱と端板１９，２０の支持孔１９Ａ，２０Ｂの内部を流
れる。端板１９にはシール溝２４Ａが設けられており、
シール溝２４Ａが単セル６に圧接される。端板２０の支
持孔２０Ａには図示しないガス配管取り付けネジが設け
られる。
【００２５】上述の実施例においてはハニカム体の中空
部は六角柱型としたが、これに限定されるものではなく
八角柱型等の中空の孔部を有していれば良い。
部は六角柱型としたが、これに限定されるものではなく
八角柱型等の中空の孔部を有していれば良い。
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば締結板の内部がハニカ
ム構造となっているので、締結板の軽量化が達成され固
体高分子電解質型燃料電池の製造や運搬が容易になる。
また締結板の放熱性が低下するために締結板に接する単
セルに水滴が流れたり締結板に接する単セル温度が低下
するようなことがなく特性に優れる固体高分子電解質型
燃料電池が得られる。
ム構造となっているので、締結板の軽量化が達成され固
体高分子電解質型燃料電池の製造や運搬が容易になる。
また締結板の放熱性が低下するために締結板に接する単
セルに水滴が流れたり締結板に接する単セル温度が低下
するようなことがなく特性に優れる固体高分子電解質型
燃料電池が得られる。
【００２７】さらに締結板にフッ素樹脂製のフィッティ
ングを装着すると反応ガスの締結板による冷却が一層低
減する効果が得られる。
ングを装着すると反応ガスの締結板による冷却が一層低
減する効果が得られる。
【図１】この発明の実施例に係る固体高分子電解質型燃
料電池の締結板を示す分解斜視図
料電池の締結板を示す分解斜視図
【図２】この発明の実施例に係る固体高分子電解質型燃
料電池を示す斜視図
料電池を示す斜視図
【図３】この発明の異なる実施例に係る固体高分子電解
質型燃料電池の締結板を示す斜視図
質型燃料電池の締結板を示す斜視図
【図４】従来の固体高分子電解質型燃料電池の単セルを
示す断面図
示す断面図
【図５】従来の締結板を示す斜視図
【図６】従来の固体高分子電解質型燃料電池を示す斜視
図
図
１ 固体高分子膜／電極集合体 １Ａ 固体高分子膜 １Ｂ アノード １Ｃ カソード ２Ａ セパレータ ２Ｂ セパレータ ３Ａ 燃料ガス室 ３Ｂ 酸化剤ガス室 ６ 単セル ８ 集電板 ９ 電気絶縁板 １０ 締結板 １１ 締結ボルト １２ 皿バネ １３ 締結具 １４ 反応ガス供給孔 １４Ａ シール溝 １４Ｂ 取り付けネジ １５ 反応ガス排出孔 １５Ａ シール溝 １５Ｂ 取り付けネジ １６ 貫通孔 １７ ハニカム板 １７Ａ フレーム １７Ｂ ハニカム体 １８ 状板パッキング １８Ｂ ガス通流孔 １９ 端板 １９Ａ 支持孔 １９Ｂ 貫通孔 ２０ 端板 ２０Ａ 支持孔 ２０Ｂ 貫通孔 ２１ 締結板 ２２ フィッティング ２３ フィッティング ２４ シール溝 ２４Ａ シール溝
Claims (3)
- 【請求項１】固体高分子電解質膜とその両面に配設され
た電極からなる固体高分子膜／電極集合体を反応ガス供
給孔と反応ガス排出孔を備えた二つのセパレータで挟ん
で単セルを構成し、該単セルの複数個を二つの締結板の
間において積層し締結ボルトを介して締結してスタック
を形成し、前記スタックに締結板を介して燃料ガスと酸
化剤ガスの反応ガスを供給する固体高分子電解質型燃料
電池において、締結板はハニカム板の両主面に板状パッ
キングを介して端板を固定してなり、ここにハニカム板
はハニカム体をフレームに支持したものであり、板状パ
ッキングと端板はそれぞれ相互に連通するガス通流孔と
支持孔を備え、板状パッキングは端板によりハニカム体
の主面に圧接されるとともに板状パッキングのガス通流
孔がハニカム体の中空部と連通するものであることを特
徴とする固体高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項２】請求項１に記載の燃料電池において、一方
端に前記端板に係止される係止部を有する中空円筒形状
のフィッティングが一方の端板の支持孔から他方の端板
の支持孔へと挿入され、前記フィッティングの反係止部
側の端部にガス配管が取り付けられることを特徴とする
固体高分子電解質形燃料電池。 - 【請求項３】請求項２に記載の燃料電池において、フィ
ッティングはフッ素樹脂であることを特徴とする固体高
分子電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00785995A JP3149716B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00785995A JP3149716B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203553A JPH08203553A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3149716B2 true JP3149716B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=11677383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00785995A Expired - Fee Related JP3149716B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149716B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9269969B2 (en) | 2011-12-21 | 2016-02-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack |
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|---|---|---|---|---|
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| DE10392584B4 (de) * | 2002-04-30 | 2021-05-12 | General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware) | Elektrochemischer Brennstoffzellenstapel |
| WO2006049019A1 (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 高分子電解質形燃料電池 |
| WO2006049018A1 (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 高分子電解質形燃料電池 |
| JP4727972B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2011-07-20 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
| JP5177964B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2013-04-10 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池スタック |
| EP2333890B1 (en) | 2009-03-17 | 2014-04-30 | Panasonic Corporation | Fuel cell stack |
| JP6008202B2 (ja) * | 2013-05-29 | 2016-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
| KR101870508B1 (ko) * | 2016-06-03 | 2018-07-24 | (주) 세라컴 | 배터리 팩 |
| CN109393688A (zh) * | 2017-08-16 | 2019-03-01 | 张跃 | 一种箱包结构 |
| CN110380096B (zh) * | 2018-04-12 | 2024-03-19 | 武汉众宇动力系统科技有限公司 | 燃料电池堆装置和配置方法 |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP00785995A patent/JP3149716B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9269969B2 (en) | 2011-12-21 | 2016-02-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08203553A (ja) | 1996-08-09 |
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