JPH01169877A - 燃料電池のシール構造 - Google Patents
燃料電池のシール構造Info
- Publication number
- JPH01169877A JPH01169877A JP62329140A JP32914087A JPH01169877A JP H01169877 A JPH01169877 A JP H01169877A JP 62329140 A JP62329140 A JP 62329140A JP 32914087 A JP32914087 A JP 32914087A JP H01169877 A JPH01169877 A JP H01169877A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cooling plate
- separator
- separators
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
- H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
-
- 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
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- 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、単電池とセパレータとを交互に複数段積重ね
てなる電池積層体間に、セパレータに挾持されて複数個
の液体冷却用パイプを有する冷却板を挿入して構成した
燃料電池における前記冷却板とセパレータとの間のガス
シール構造に関する。
てなる電池積層体間に、セパレータに挾持されて複数個
の液体冷却用パイプを有する冷却板を挿入して構成した
燃料電池における前記冷却板とセパレータとの間のガス
シール構造に関する。
燃料電池の電池積層体は単電池とセパレータとを交互に
積層して形成されている。この単電池はリブを付けた燃
料極、空気極及びそれらの間に挾まれたマトリ、クスと
よりなるいわゆるリブ付電極方式が知られている。第３
図はリブ付電極方式の燃料電池積層体の分解斜視図であ
り、図において８はマトリ、クスであり、これを挾持し
て燃料電極基材と触媒層とよりなる燃料極７と空気電極
基材と触媒層とよりなる空気極９とが配されている。そ
してリブを設けることにより燃料極ダクトこは触媒層に
燃料ガスを供給するダクトが複数条形成され、一方空気
電極基材には触媒層に空気を供給するダクトが前記燃料
極ダクトと直交して複数条形成されている。電池積層体
は上記単′α池とガス不透過性（ガスタイトとも云う）
の材質で作られたセパレータとを交互に積層して形成さ
れる。
積層して形成されている。この単電池はリブを付けた燃
料極、空気極及びそれらの間に挾まれたマトリ、クスと
よりなるいわゆるリブ付電極方式が知られている。第３
図はリブ付電極方式の燃料電池積層体の分解斜視図であ
り、図において８はマトリ、クスであり、これを挾持し
て燃料電極基材と触媒層とよりなる燃料極７と空気電極
基材と触媒層とよりなる空気極９とが配されている。そ
してリブを設けることにより燃料極ダクトこは触媒層に
燃料ガスを供給するダクトが複数条形成され、一方空気
電極基材には触媒層に空気を供給するダクトが前記燃料
極ダクトと直交して複数条形成されている。電池積層体
は上記単′α池とガス不透過性（ガスタイトとも云う）
の材質で作られたセパレータとを交互に積層して形成さ
れる。
しかるに燃料電池の容量の増大とともに、上記単電池の
数が多数になり、運転時に内部に蓄積される発生熱を外
部に取り出すため、上記８８５体の間ｉこ例えば水冷用
のパイプを埋込んだ冷却板を挿入する。８ｇ３図の中央
部にこの構成を示し、二つのセパレータ３の間に水冷用
パイプ５を埋込んだ冷却板４が配されている。
数が多数になり、運転時に内部に蓄積される発生熱を外
部に取り出すため、上記８８５体の間ｉこ例えば水冷用
のパイプを埋込んだ冷却板を挿入する。８ｇ３図の中央
部にこの構成を示し、二つのセパレータ３の間に水冷用
パイプ５を埋込んだ冷却板４が配されている。
前記のように構成された電池積層体は、第３図に図示さ
れていないマニホールドより直交して燃料と空気が供給
されて電気化学反応を起こさせて電気を発生させる。第
２図は水冷用パイプ５を埋込んだ冷却板４と上・下のセ
パレータ３との構成を示す断面図で、水冷用パイプ５を
埋込んだ冷却板４はガスタイトでない材質で作られてい
るために、直交して入ってくる燃料ガスと空気が混合し
ないように相対する両端を四ツ、化エチレン樹脂（ポリ
テトラフロロエチレン、以下ＰＴＦＥと称す）のフィル
ム２でＵ字形状に覆い、フィルム２とこれに接する上下
のセパレータ３との間にＰＴＦＥシールテープ６を挿入
してセパレータ３と冷却板４との間のシール構造とする
ものが知られている。
れていないマニホールドより直交して燃料と空気が供給
されて電気化学反応を起こさせて電気を発生させる。第
２図は水冷用パイプ５を埋込んだ冷却板４と上・下のセ
パレータ３との構成を示す断面図で、水冷用パイプ５を
埋込んだ冷却板４はガスタイトでない材質で作られてい
るために、直交して入ってくる燃料ガスと空気が混合し
ないように相対する両端を四ツ、化エチレン樹脂（ポリ
テトラフロロエチレン、以下ＰＴＦＥと称す）のフィル
ム２でＵ字形状に覆い、フィルム２とこれに接する上下
のセパレータ３との間にＰＴＦＥシールテープ６を挿入
してセパレータ３と冷却板４との間のシール構造とする
ものが知られている。
第２図に示したように、シール材としてＰＴＦＥシール
テープ６を使用したものでは、燃料電池の運転開始の際
の運転温度までの昇温時に、冷却用パイプ５を刑込んだ
冷却板４の熱膨張と、これに接するセパレータ３の熱膨
張に差が生じて、シール材として使用したＰＴＦＥシー
ルテープ６は滑りにくい特性のために、熱膨張係数が大
である冷却板４によりセパレータ３が引張りの力を受け
て、セパレータが破損することがあった。この破損によ
り、水素り、チに改質されている燃料ガスと酸化剤ガス
である空気が混合し、直接爆発的に反応を起こして、電
池積層体の破損につながることもあった。本発明は、前
述のような点に鑑み、前記セパレータが破損することの
ないようなシール構造とすることにより、安全に運転で
きる燃料電池を提供することを目的とする。
テープ６を使用したものでは、燃料電池の運転開始の際
の運転温度までの昇温時に、冷却用パイプ５を刑込んだ
冷却板４の熱膨張と、これに接するセパレータ３の熱膨
張に差が生じて、シール材として使用したＰＴＦＥシー
ルテープ６は滑りにくい特性のために、熱膨張係数が大
である冷却板４によりセパレータ３が引張りの力を受け
て、セパレータが破損することがあった。この破損によ
り、水素り、チに改質されている燃料ガスと酸化剤ガス
である空気が混合し、直接爆発的に反応を起こして、電
池積層体の破損につながることもあった。本発明は、前
述のような点に鑑み、前記セパレータが破損することの
ないようなシール構造とすることにより、安全に運転で
きる燃料電池を提供することを目的とする。
ル
〔問題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、この発明によれば、単電
池とセパレータとを交互に複数段積み重ねてなる電池積
層体間に、セパレータζこ挾持されて複数個の冷加用パ
イプを有する複数個の冷却板を挿入して構成した燃料電
池において、前記冷却板の両端部を四ツ、化エチレン樹
脂のフィルムでＵ字形状に覆い、このフィルムとこれに
接するセパレータとの間に膨張黒鉛シートを挿入すると
する。
池とセパレータとを交互に複数段積み重ねてなる電池積
層体間に、セパレータζこ挾持されて複数個の冷加用パ
イプを有する複数個の冷却板を挿入して構成した燃料電
池において、前記冷却板の両端部を四ツ、化エチレン樹
脂のフィルムでＵ字形状に覆い、このフィルムとこれに
接するセパレータとの間に膨張黒鉛シートを挿入すると
する。
本発明にしたがい、冷却用パイプを埋込んだ冷却板を有
する′ｆＩＬ池積層体において、前記冷却板の両端部を
ＰＴＦＥのフィルムでＵ字形状に覆い、このフィルムと
これに接するセパレータとの間にシール材として膨張黒
鉛シートを挿入し、このシール材の有する高い潤滑性に
より、燃料電池運転開始後定常運転までの、昇温時に生
じる熱膨張の大きい冷却板から熱膨張の小さいセパレー
タへの引張力を吸収して、セパレータの破損を防ぐ。
する′ｆＩＬ池積層体において、前記冷却板の両端部を
ＰＴＦＥのフィルムでＵ字形状に覆い、このフィルムと
これに接するセパレータとの間にシール材として膨張黒
鉛シートを挿入し、このシール材の有する高い潤滑性に
より、燃料電池運転開始後定常運転までの、昇温時に生
じる熱膨張の大きい冷却板から熱膨張の小さいセパレー
タへの引張力を吸収して、セパレータの破損を防ぐ。
以下この発明を実施例に基づいて説明する。
本発明の実施例を示す第１図は、第２図と同様に上・下
のセパレータ３に挾持された水冷用パイプ５を埋込んだ
冷却板４の構成を示す断面図である。この冷却板がｍ層
してなる電池積層体の側面より直交して入ってくる燃料
ガスと空気が、ガスタイトでない材質で作られている冷
却板内で混合しないように、冷却板の両端はＰＴＦＥフ
ィルム２で覆われていてガス不透過性を有する構造にな
っている。このＰＴＦＥフィルム２を保持するために、
上下のセパレータ３と接する端部に、本発明になる潤滑
性の高い膨張黒鉛シート１のシール材を使用する。
のセパレータ３に挾持された水冷用パイプ５を埋込んだ
冷却板４の構成を示す断面図である。この冷却板がｍ層
してなる電池積層体の側面より直交して入ってくる燃料
ガスと空気が、ガスタイトでない材質で作られている冷
却板内で混合しないように、冷却板の両端はＰＴＦＥフ
ィルム２で覆われていてガス不透過性を有する構造にな
っている。このＰＴＦＥフィルム２を保持するために、
上下のセパレータ３と接する端部に、本発明になる潤滑
性の高い膨張黒鉛シート１のシール材を使用する。
この本発明によるシール材の採用により、燃料電池の運
転開始時、電池積層体の温度が、約５０’Ｃから運転温
度の約１３０℃に昇温する場合ζこ生じる熱膨張の大き
い冷却板４が、熱膨張の小さいセパレータ３を引張る力
を、膨張黒鉛シート１の滑りで吸収し、気密性を保持す
るものである。
転開始時、電池積層体の温度が、約５０’Ｃから運転温
度の約１３０℃に昇温する場合ζこ生じる熱膨張の大き
い冷却板４が、熱膨張の小さいセパレータ３を引張る力
を、膨張黒鉛シート１の滑りで吸収し、気密性を保持す
るものである。
本発明によれば、燃料電池の運転起動時及び運転停止に
よるヒートサイクルにおける電池積層体内の冷却板とそ
れに接するセパレータの熱膨張係数の違いによって、セ
パレータにかかる張力を本発明になるシール材の滑りに
よって吸収することが可能であるので、セパレート板の
破損かもたらす、燃料ガスと空気の混合による爆発的反
応の危険を回避できて、安全運転出来る効果がある。
よるヒートサイクルにおける電池積層体内の冷却板とそ
れに接するセパレータの熱膨張係数の違いによって、セ
パレータにかかる張力を本発明になるシール材の滑りに
よって吸収することが可能であるので、セパレート板の
破損かもたらす、燃料ガスと空気の混合による爆発的反
応の危険を回避できて、安全運転出来る効果がある。
第１図はこの発明の詳細な説明するための冷却板とセパ
レータ部分の断面図、第２図は従来の冷却板とセパレー
タ部分の断面図、第３図は燃料電池積層体の説明をする
ための分解斜視図である。 １・・・膨張黒鉛シート、２・・・ＰＴＦＥフィルム、
３・・・セパレータ、４・・・冷却板、５・・・冷却パ
イプ、６・・・ＰＴＦＷシールテープ、７・・・燃料極
、８・・・マトリ、クス、９・・・空気極。 ；＋仰不反 第１ 四 弔Ｚ 図
レータ部分の断面図、第２図は従来の冷却板とセパレー
タ部分の断面図、第３図は燃料電池積層体の説明をする
ための分解斜視図である。 １・・・膨張黒鉛シート、２・・・ＰＴＦＥフィルム、
３・・・セパレータ、４・・・冷却板、５・・・冷却パ
イプ、６・・・ＰＴＦＷシールテープ、７・・・燃料極
、８・・・マトリ、クス、９・・・空気極。 ；＋仰不反 第１ 四 弔Ｚ 図
Claims (1)
- １）単電池とセパレータとを交互に複数段積み重ねてな
る電池積層体間に、セパレータに挾持されて複数個の冷
却用パイプを有する複数個の冷却板を挿入して構成した
燃料電池において、前記冷却板の両端部を四フッ化エチ
レン樹脂のフィルムでＵ字形状に覆い、このフィルムと
これに接するセパレータとの間に膨張黒鉛シートを挿入
したことを特徴とする燃料電池のシール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62329140A JPH01169877A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 燃料電池のシール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62329140A JPH01169877A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 燃料電池のシール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169877A true JPH01169877A (ja) | 1989-07-05 |
Family
ID=18218081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62329140A Pending JPH01169877A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 燃料電池のシール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01169877A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0683536A1 (en) * | 1994-05-20 | 1995-11-22 | International Fuel Cells Corporation | Coolant plate assembly for a fuel cell stack |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62329140A patent/JPH01169877A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0683536A1 (en) * | 1994-05-20 | 1995-11-22 | International Fuel Cells Corporation | Coolant plate assembly for a fuel cell stack |
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