JPH0227784B2 - - Google Patents
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- JPH0227784B2 JPH0227784B2 JP57045088A JP4508882A JPH0227784B2 JP H0227784 B2 JPH0227784 B2 JP H0227784B2 JP 57045088 A JP57045088 A JP 57045088A JP 4508882 A JP4508882 A JP 4508882A JP H0227784 B2 JPH0227784 B2 JP H0227784B2
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- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は積層形燃料電池のガス分離板又は電
極に関するものである。
極に関するものである。
従来この種のガス分離板としては第１図、第２
図に示すものがあつた。第１図、第２図はそれぞ
れ燃料側と酸化剤側の平面図である。なお平面の
凹凸部の凸部については斜線を付してその部分を
示す。以下の各図においても同様とする。端板の
場合には第１図、第２図のいずれかの溝を設け、
両溝板の場合には第１図と第２図の溝を表裏に設
ける。
図に示すものがあつた。第１図、第２図はそれぞ
れ燃料側と酸化剤側の平面図である。なお平面の
凹凸部の凸部については斜線を付してその部分を
示す。以下の各図においても同様とする。端板の
場合には第１図、第２図のいずれかの溝を設け、
両溝板の場合には第１図と第２図の溝を表裏に設
ける。
第１図において、１は燃料流路、２は外部リザ
ーバ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは電解質補給に用
いる供給孔である。４は燃料流路の流入流路、５
は流出流路である。第２図において、６は酸化剤
流路、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは電解質補給に用
いる上記供給孔で、表面から裏面に貫通してい
る。
ーバ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは電解質補給に用
いる供給孔である。４は燃料流路の流入流路、５
は流出流路である。第２図において、６は酸化剤
流路、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは電解質補給に用
いる上記供給孔で、表面から裏面に貫通してい
る。
燃料流路と酸化剤流路はそれぞれ直交する方向
に設けられている。７は酸化剤流路の流入流路、
８は流出流路である。なお積層はガス分離板とガ
ス分離板との間に電解質を含浸させた非導電性の
多孔質部材と、これを挾む通気性および撥水性を
有する燃料電極と酸化剤電極を挿入することによ
り行なわれる。
に設けられている。７は酸化剤流路の流入流路、
８は流出流路である。なお積層はガス分離板とガ
ス分離板との間に電解質を含浸させた非導電性の
多孔質部材と、これを挾む通気性および撥水性を
有する燃料電極と酸化剤電極を挿入することによ
り行なわれる。
次に動作について説明する。反応ガス流路１，
６に供給された反応ガスは多孔質の電極を拡散
し、電解質を含浸させた非導電性の多孔質部材と
の界面でイオン化し、双方のイオンが反応して化
合物を生成する。燃料が水素の場合には水が生成
され、双方の電極に電流が生じる。電流は電極と
凸部９の電気的接触によりガス分離板を通して外
部回路に流れる。また電解質は生成物である水に
よる希釈や燃料電池の熱サイクルなどにより膨
脹・収縮する。外部リザーバ２はこの影響を緩和
するものである。また長期間の運転では電解質が
蒸発消失するので、外部リザーバを通して多孔質
部材に電解質を補給することも行なわれており、
供給孔３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄはこのためのもの
である。
６に供給された反応ガスは多孔質の電極を拡散
し、電解質を含浸させた非導電性の多孔質部材と
の界面でイオン化し、双方のイオンが反応して化
合物を生成する。燃料が水素の場合には水が生成
され、双方の電極に電流が生じる。電流は電極と
凸部９の電気的接触によりガス分離板を通して外
部回路に流れる。また電解質は生成物である水に
よる希釈や燃料電池の熱サイクルなどにより膨
脹・収縮する。外部リザーバ２はこの影響を緩和
するものである。また長期間の運転では電解質が
蒸発消失するので、外部リザーバを通して多孔質
部材に電解質を補給することも行なわれており、
供給孔３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄはこのためのもの
である。
従来のガス分離板は以上のように構成されおり
リザーバは周辺部に限られていた。したがつて大
形の電極では中央部での電解質の膨脹・収縮の緩
和が困難になるという欠点があつた。さらに燃料
流路の出入口と酸化剤流路の出・入口がガス分離
板の４辺部に分散しており、集中化できない欠点
があつた。
リザーバは周辺部に限られていた。したがつて大
形の電極では中央部での電解質の膨脹・収縮の緩
和が困難になるという欠点があつた。さらに燃料
流路の出入口と酸化剤流路の出・入口がガス分離
板の４辺部に分散しており、集中化できない欠点
があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたものでΩ形の流路とΩ形流
路の凹部にリザーバを形成して従来の両欠点を一
挙に解消しようとするものである。
去するためになされたものでΩ形の流路とΩ形流
路の凹部にリザーバを形成して従来の両欠点を一
挙に解消しようとするものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第３図、第４図はこの発明のガス分離板をそ
れぞれ燃料側と酸化剤側の平面図であり、その位
置関係を示すために、ガス分離板を同面から投影
したとして表わしている。第３図において、１は
燃料流路で４はその流入流路、５はその流出流
路、２ａ，２ｂはそれぞれＴ字状およびＵ字状の
外部リザーバで、これらでガス分離板の４辺部に
外部リザーバが設けられる。３ａ，３ｂ…３ｆは
電解質補給に用いる供給孔、１０は反応ガスの流
量を均一化するための迂回流路である。また、第
４図において、６は酸化剤流路、７はその流入流
路、８はその流出流路、３ａ，３ｂ…３ｆは電解
質補給に用いる供給孔７である。
る。第３図、第４図はこの発明のガス分離板をそ
れぞれ燃料側と酸化剤側の平面図であり、その位
置関係を示すために、ガス分離板を同面から投影
したとして表わしている。第３図において、１は
燃料流路で４はその流入流路、５はその流出流
路、２ａ，２ｂはそれぞれＴ字状およびＵ字状の
外部リザーバで、これらでガス分離板の４辺部に
外部リザーバが設けられる。３ａ，３ｂ…３ｆは
電解質補給に用いる供給孔、１０は反応ガスの流
量を均一化するための迂回流路である。また、第
４図において、６は酸化剤流路、７はその流入流
路、８はその流出流路、３ａ，３ｂ…３ｆは電解
質補給に用いる供給孔７である。
燃料流路の流入流路４の入口と酸化剤流路の流
出流路８の出口は同辺部に存在するが、その位置
は辺部の中央で分けてそれぞれ左側部と右側部に
ある。又燃料流路の流出流路５の出口と、酸化剤
流路の流入流路７の入口は同辺部に存在し、その
位置は、辺部の中央で分けてそれぞれ左側部と右
側部にある。燃料流路１は一面から投影して略Ω
形になつており、かつΩ形流路の凹部にＴ字状の
リザーバリ２ａの一部が位置している。又酸化剤
流路６は上記一面から投影して略形になつてい
る。
出流路８の出口は同辺部に存在するが、その位置
は辺部の中央で分けてそれぞれ左側部と右側部に
ある。又燃料流路の流出流路５の出口と、酸化剤
流路の流入流路７の入口は同辺部に存在し、その
位置は、辺部の中央で分けてそれぞれ左側部と右
側部にある。燃料流路１は一面から投影して略Ω
形になつており、かつΩ形流路の凹部にＴ字状の
リザーバリ２ａの一部が位置している。又酸化剤
流路６は上記一面から投影して略形になつてい
る。
次に動作について説明する。反応ガス流路に供
給された反応ガスは、多孔質の電極に拡散し、電
解質を含浸させた非導電性の多孔質部材との界面
でイオン化し、双方のイオンが反応して化合物が
生成する。燃料が水素の場合には水が生成される
が、電解質の生成水による希釈や燃料電池の熱サ
イクルなどによる膨脹・収縮はＴ字状およびＵ字
状に設けられた外部リザーバにより緩和される。
特にＴ字状の外部リザーバの一部が中央部に延び
ているので、電極の中央部における電解質量の調
節が可能となつた。一方、双方の電極間に生じた
電流は電極と凸部９の電気的接触によりガス分離
板を通じて外部回路に流れるが、電極に対して面
圧のかかる部分は、従来の場合凸部の約50パーセ
ントすなわち全面積の約25パーセントであつたの
に対して、この場合には凸部の幕約75パーセント
すなわち全面積の約38パーセントで電気的接触は
大きく改善されている。また外部リザーバ２ａ，
２ｂを通しての電解質の補給についても中央部を
含めて均一に、かつすみやかに行なうことができ
る。なお供給孔も６個に増やして電解質の補給が
よりすみやかに行なわれるようにしている。
給された反応ガスは、多孔質の電極に拡散し、電
解質を含浸させた非導電性の多孔質部材との界面
でイオン化し、双方のイオンが反応して化合物が
生成する。燃料が水素の場合には水が生成される
が、電解質の生成水による希釈や燃料電池の熱サ
イクルなどによる膨脹・収縮はＴ字状およびＵ字
状に設けられた外部リザーバにより緩和される。
特にＴ字状の外部リザーバの一部が中央部に延び
ているので、電極の中央部における電解質量の調
節が可能となつた。一方、双方の電極間に生じた
電流は電極と凸部９の電気的接触によりガス分離
板を通じて外部回路に流れるが、電極に対して面
圧のかかる部分は、従来の場合凸部の約50パーセ
ントすなわち全面積の約25パーセントであつたの
に対して、この場合には凸部の幕約75パーセント
すなわち全面積の約38パーセントで電気的接触は
大きく改善されている。また外部リザーバ２ａ，
２ｂを通しての電解質の補給についても中央部を
含めて均一に、かつすみやかに行なうことができ
る。なお供給孔も６個に増やして電解質の補給が
よりすみやかに行なわれるようにしている。
又第３図、第４図から判るように反応ガスすな
わち燃料流路と酸化剤流路の出・入口がガス分離
板の２辺部に集中しているので、これらの流路に
接続するマニホールドは、従来の４辺部に対して
２辺部に集中させることができ、余つた辺部を冷
却水のマニホールドの配置として利用できる。
わち燃料流路と酸化剤流路の出・入口がガス分離
板の２辺部に集中しているので、これらの流路に
接続するマニホールドは、従来の４辺部に対して
２辺部に集中させることができ、余つた辺部を冷
却水のマニホールドの配置として利用できる。
なお、上記実施例では外部リザーバを燃料側に
設けたものを示したが、酸化剤電極側に設けても
よい。また、反応ガス流路は第５図に示したよう
に、コーナ部を流線形にし、流れをスムーズにす
ることもできる。反応ガスの流れを均一化するた
めの迂回流路は、実施例では４カ所設けたものを
示したが、必要に応じて増減してもよい。また、
燃料入口と燃料出口はそれぞれ逆にしてもよい。、
又酸化剤入口と酸化剤出口は、それぞれ逆であつ
てもよい。
設けたものを示したが、酸化剤電極側に設けても
よい。また、反応ガス流路は第５図に示したよう
に、コーナ部を流線形にし、流れをスムーズにす
ることもできる。反応ガスの流れを均一化するた
めの迂回流路は、実施例では４カ所設けたものを
示したが、必要に応じて増減してもよい。また、
燃料入口と燃料出口はそれぞれ逆にしてもよい。、
又酸化剤入口と酸化剤出口は、それぞれ逆であつ
てもよい。
又、外部リザーバは多角形のガス分離板、通常
は四角形の、燃料流路又は酸化剤流路の流入流路
又は流出流路と平行な２辺部と、辺部から延びた
中央部とに設けることが望ましい。設けられた外
部リザーバは適当な形状で互に分離されていても
よいが、分離された外部リザーバ毎に電解質の供
給孔を設けておく方が望ましい。
は四角形の、燃料流路又は酸化剤流路の流入流路
又は流出流路と平行な２辺部と、辺部から延びた
中央部とに設けることが望ましい。設けられた外
部リザーバは適当な形状で互に分離されていても
よいが、分離された外部リザーバ毎に電解質の供
給孔を設けておく方が望ましい。
又上記ではリザーバと燃料又は酸化剤流路をガ
ス分離板に設けたが、ガス分離板に対向する燃料
電極又は酸化剤電極の面に設けても同様な効果が
期待される。
ス分離板に設けたが、ガス分離板に対向する燃料
電極又は酸化剤電極の面に設けても同様な効果が
期待される。
以上説明したように、この発明は、燃料電極又
は酸化剤電極の一方の電極とガス分離板の対向面
に、一面から投影して略Ω形になるような、燃料
又は酸化剤の一方の流路を形成し、かつ上記Ω形
流路の凹部に電解質のリザーバを形成すると共
に、燃料電極又は酸化剤電極の他方の電極とガス
分離板の対向面に、上記一面から投影して略形
になるような燃料又は酸化剤の他方の流路を形成
したので、電極の中央部での電解質の膨脹・収縮
を緩和できると共に、燃料流路の出・入口と酸化
剤流路の出・入口がガス分離板又は電極の２辺部
に集中できる。
は酸化剤電極の一方の電極とガス分離板の対向面
に、一面から投影して略Ω形になるような、燃料
又は酸化剤の一方の流路を形成し、かつ上記Ω形
流路の凹部に電解質のリザーバを形成すると共
に、燃料電極又は酸化剤電極の他方の電極とガス
分離板の対向面に、上記一面から投影して略形
になるような燃料又は酸化剤の他方の流路を形成
したので、電極の中央部での電解質の膨脹・収縮
を緩和できると共に、燃料流路の出・入口と酸化
剤流路の出・入口がガス分離板又は電極の２辺部
に集中できる。
第１図は従来のガス分離板の燃料側の平面図、
第２図は従来のガス分離板の酸化剤側の平面図、
第３図はこの発明の一実施例によるガス分離板の
燃料側の平面図、第４図はこの発明の一実施例に
よるガス分離板の酸化剤側の平面図、第５図はこ
の発明の他実施例によるガス分離板の燃料側の平
面図である。 図中、１は燃料流路、２，２ａ，２ｂは外部リ
ザーバ、３ａ，３ｂ，…，３ｆは電解質補給用供
給孔、４は燃料流路の流入流路、５は流出流路、
６は酸化剤流路、７は酸化剤流路の流入流路、８
は流出流路、９は電極との接触部、１０は迂回流
路である。なお、図中、同一符号は同一、又は相
当部分を示す。
第２図は従来のガス分離板の酸化剤側の平面図、
第３図はこの発明の一実施例によるガス分離板の
燃料側の平面図、第４図はこの発明の一実施例に
よるガス分離板の酸化剤側の平面図、第５図はこ
の発明の他実施例によるガス分離板の燃料側の平
面図である。 図中、１は燃料流路、２，２ａ，２ｂは外部リ
ザーバ、３ａ，３ｂ，…，３ｆは電解質補給用供
給孔、４は燃料流路の流入流路、５は流出流路、
６は酸化剤流路、７は酸化剤流路の流入流路、８
は流出流路、９は電極との接触部、１０は迂回流
路である。なお、図中、同一符号は同一、又は相
当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料電極、電解質マトリツクス、酸化剤電
極、及びガス分離板を順次複数個積層する積層形
燃料電池において、燃料電極又は酸化剤電極の一
方の電極とガス分離板の対向面に、一面から投影
して略Ω形になるような、燃料又は酸化剤の一方
の流路を形成し、かつ上記Ω形流路の凹部に電解
質のリザーバを形成すると共に、燃料電極又は酸
化剤電極の他方の電極とガス分離板の対向面に、
上記一面から投影して略形になるような燃料又
は酸化剤の他方の流路を形成したことを特徴とす
る積層形燃料電池。 ２ ルザーバに電解質の供給孔を設けた特許請求
の範囲第１項記載の積層形燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045088A JPS58161269A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 積層形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045088A JPS58161269A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 積層形燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161269A JPS58161269A (ja) | 1983-09-24 |
| JPH0227784B2 true JPH0227784B2 (ja) | 1990-06-19 |
Family
ID=12709560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57045088A Granted JPS58161269A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 積層形燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161269A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012512509A (ja) * | 2009-01-26 | 2012-05-31 | スタクセラ・ゲーエムベーハー | 燃料電池スタック用の繰り返しユニット |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9814121D0 (en) * | 1998-07-01 | 1998-08-26 | British Gas Plc | Separator plate for the use in a fuel cell stack |
| US7524575B2 (en) | 2004-06-07 | 2009-04-28 | Hyteon Inc. | Flow field plate for use in fuel cells |
-
1982
- 1982-03-19 JP JP57045088A patent/JPS58161269A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012512509A (ja) * | 2009-01-26 | 2012-05-31 | スタクセラ・ゲーエムベーハー | 燃料電池スタック用の繰り返しユニット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58161269A (ja) | 1983-09-24 |
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