JPH0290470A - 積層形燃料電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、複数の単電池をセパレータを介して積層し
た積層形燃料電池に関し、特にセパレータの改良に関す
るものである。

［従来の技術］ 第４図は例えば特開昭６１１３６４７１号公報等に示さ
れたものと同種の従来の積層形燃料電池のセパレータの
一例を示す斜視図であり、図において（１）は平板状の
セパレータ板、（２）はセパレータ板（１）の上面に設
けられた第１の波形板、（３）は第１の波形板（２）に
よって形成された燃料ガス流路、（４）はセパレータ板
（１）の下面に設けられた第２の波形板、（５）は第２
の波形板（４）によって形成され燃料ガス流路（３）に
対して直角方向へ向いた酸化剤カス流路である。

また、積層形燃料電池は、複数の単電池（図示せず）が
上記のようなセパレータを介して積層されてなっており
、各単電池は、電解質マトリックス（図示せず）を燃料
型ｍ＜図示せず）と酸化剤電極（図示せず）とで挟んで
なっている。このため、第１の波形板（２）の上には燃
料電極が、第２の波形板（４）の下には酸化剤電極がそ
れぞれ来るようになっている。

上記のように構成された従来の積層形燃料電池において
は、燃料ガスが燃料ガス流路（３）を燃料電極に接しな
がら流れ、酸化剤ガスが酸化剤カス流路（５）を酸化剤
電極に接しながら流れる。

これによって、各単電池で電池反応が起こり、発電が行
われる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成された従来の積層形燃料電池において
は、セパレータとしてセパレータ板（１）と第１及び第
２の波形板（２）、（４）とを用いていたのて、これら
第１及び第２の波形板（２）（４）をセパレータ板（１
）に取り付ける部分が必要てあり、このためそれぞれの
板厚分だけ必要以上に高くなってしまい、これを多数積
層するため、全体の積層高さが高くなってしまい、コン
パクト性に欠けるという問題点があった。また、セパレ
ータ板く１）と第１及び第２の波形板（２）。

（４）との間の電気的な接触抵抗を低減させるために、
この部分を溶接により接合する必要があり、組立工程が
複雑になり、手間がかかるという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたちのて、積層高さを低くでき、これにより全体をコ
ンパクトにてき、また組立工程か簡単て手間がかからな
い積層形燃料電池を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る積層形燃料電池は、セパレータを一枚板
で構成するとともに、このセパレータの両面に接する各
単電池との間に、互いに交差する方向へ向いたカス流路
をそれぞれ形成するように、セパレータの両面に複数の
凸部を形成したものである。

［作用］ この発明のセパレータは、両面に突出した凸部によって
、その両面に接する各単電池のそれぞれとの間に、互い
に交差する方向へ向いたガス流路をそれぞれ形成する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による積層形燃料電池を示
す酸化剤ガス入口側からみた要部断面図、第２図は第１
図のセパレータを示す斜視図である。

図において、（１１）は電解質マトリックス、（１２）
は電解質マトリックス（１１）の下面に設けられなカソ
ード電極、（１３）は電解質マトリックス（１１）の上
面に設けられたアノード電極、り１４）はカソード電極
（１２）の下面に設けられた金属板からなるカソード集
電板であり、このカソード集電板（１４）には多数の孔
が形成されている。（１５）はアノード電極（１３）の
上面に設けられた金属板からなるアノード集電板てあり
、このアノード集電板（１５）には多数の孔が形成され
ている。（１６）は電解質マトリックス（１１）　、カ
ソード電極（１２）アノード電極（１３）　、カソード
集電板（１４）及びアノード集電板（１５）からなる単
電池であり、このような積層形燃料電池ては複数個の単
電池（１６）が積層されている。

（１７）は積層された各単電池り１６）の間に介在する
セパレータであり、このセパレータ（１７）には、カソ
ード集電板（１４）に接するカソード用凸部（１７ａ）
と、アノード集電板（１５）に接するアノード用凸部（
１７ｂ）とが、それぞれ平板にプレス加工をすることに
より形成されている。（１７ｃ）はセパレータ（１７）
の互いに向かい合う縁部に折り曲げ加工して断面コ字状
に形成されたガスシール部である。

（１８）はカソード集電板（１４）とセパレータ（１７
）との間に酸化剤ガスが図の矢印Ａの方向へ流れるよう
に形成された酸化剤ガス流路、（１９）はアノード集電
板（１５）とセパレータ（１７）との間に燃料ガスが図
の矢印Ｂの方向へ流れるように形成された燃料ガス流路
であり、これらの酸化剤ガス流路（１８）と燃料ガス流
路（１９）とはセパレータ（１８）を挟んで互いに直交
する方向へ向いている。また、カソード用凸部（１７ａ
）及びアノード用凸部（１７ｂ）は、それぞれ燃料ガス
又は酸化剤ガスの流れ方向へ長い直方体状に交互に形成
されている。（２０）はガスシール部（１７ｃ）の角部
の内側に設けられたスペーサである。

また、この積層形燃料電池は、第１図のようにセパレー
タ（１７）を介して、単電池（１６）を所定の数だけ積
層し、所定の面圧で上下から加圧して構成される。

上記のように構成された積層形燃料電池においては、酸
化剤カス流路（１８）に酸化剤ガスを、燃料ガス流路（
１９）に燃料カスを、それぞれ側面から流すことにより
、発電が行われる。

また、セパレータ（１７）は、平板をプレス加工して形
成されるので、電気的な接触抵抗の問題もなく、製作が
簡単である。

さらに、従来必要だった波形板とセパレータ板との接ぎ
部がないので、セパレータ＜１７）の厚さを必要最小限
にすることがてき、全体の積層高さを従来より低くてき
る。

さらにまた、カソード用凸部（１７ａ）相互の間隔及び
アノード用凸部（１７ｃ）相互の間隔は、従来の波形板
の波のピッチよりも広くなるが、金属板からなるカソー
ド集電板（１４）及びアノード集電板（１５）を介して
いるので、各集電板（１４）　、（１５）と各電極（１
２）　、（１３）との間の面圧は均一になる。

また、従来の波形板に比べ、セパレータ（１７）と各電
極（１，２＞　、（１３）との接触面積は小さくなるが
、電気的な問題はなく、従来同様の電池特性を得ること
ができる。

なお、上記実施例で示したものは、天然ガスなどを予め
改質して、水素、炭酸ガスなどに変換したものを燃料ガ
スとして供給する外部改質方式の積層形燃料電池である
が、例えばカソード用凸部（１７ａ）の裏側の凹部に内
部改質触媒を充填することにより、直接形内部改質形方
式の積層形燃料電池にもこの発明が適用できる。この場
合、触媒が流路を妨げないため、ガスの流れに対する圧
力損失を少なくすることができる。

また、上記実施例ではガスシール部（１７ｃ）を折り曲
げ加工して形成したが、ガスシール部（１７ｃ）を第３
図のような形状とすれば、プレス加工をすることもでき
、ガスシール部（１７ｃ）をカソード用凸部（１７ａ）
のプレスと同時に形成できるため製作工程が簡略化でき
る。

さらに、上記実施例ては直方体状に突出したカソード用
凸部（１７ａ）及びアノード用凸部（１７ｂ）を示した
が、酸化剤ガス流路及び燃料ガス流路を形成できれば凸
部は他の形状であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の積層形燃料電池は、セ
パレータが一枚板からなるため、電気的な接触抵抗等の
問題もなく、セパレータの製作が簡単であるとともに、
全体の組立工程も簡単で手間がかからす、また部品点数
が減少し、コストを低減させることもできるなどの効果
がある。また、従来必要だった波形板とセパレータ板と
の接合部がないので、セパレータの厚さを必要最小限に
することがてき、これにより全体の積層高さを低くでき
、全体をコンパクト化することができるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による積層形燃料電池を示
す酸化剤ガス入口側からみた要部断面図、第２図は第１
図のセパレータを示す斜視図、第３図はこの発明の他の
実施例によるセパレータを示す斜視図、第４図は従来の
積層形燃料電池のセパレータの一例を示す斜視図である
。 図において、（１６）は単電池、（１７）はセパレータ
、（１７ａ）はカソード用凸部、（１７ｂ）はアノード
用凸部、（１８〉は酸化剤ガス流路、（１９）は燃料ガ
ス流路である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の単電池をセパレータを介して積層した積層形燃料
   電池において、前記セパレータは、一枚板からなってお
   り、かつ一方の面に接する単電池との間と、他方の面に
   接する単電池との間とに、互いに交差する方向へ向いた
   ガス流路をそれぞれ形成するように、両面にそれぞれ突
   出した複数の凸部を有することを特徴とする積層形燃料
   電池。