JPH0381973A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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JPH0381973A
JPH0381973A JP2035316A JP3531690A JPH0381973A JP H0381973 A JPH0381973 A JP H0381973A JP 2035316 A JP2035316 A JP 2035316A JP 3531690 A JP3531690 A JP 3531690A JP H0381973 A JPH0381973 A JP H0381973A
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JP
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semi
conductive plates
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electro
cell
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JP2035316A
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English (en)
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Noriyuki Nakajima
中島 憲之
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H01M8/04074Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
    • HELECTRICITY
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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、電解質を保持するマトリックスを含む単電
池の積層体からなり複数の単電池ごとに積層された冷却
板を有する燃料電池、ことに劣化単電池が生じたとき、
そのバイパス電流通路を容易に形成できる燃料電池に関
する。
〔従来の技術〕
第4図は従来構造を示すセルスタックの概略側面図であ
り、セルスタックlOは単電池1の積層体からなり、例
えば電解質としてのりん酸を保持したマトリックス2を
挟んでリブ付き電極基材に電極触媒層を担持した酸化剤
電極3および燃料電極4を配した単電池1とガス不透過
性のセパレート板5とを交互に積み重ね、かつ複数単電
池ごとに冷却板6を介装するとともに、積層方向両端部
に集電板7.wA緑根板8および締付板9を配し、上下
一対の締付板9間に締付荷重を加えることにより、一種
化されたセルスタック10が形成される。
なお、冷却板間に積層された複数の単電池のPANAロ
ック11をここではセミブロックと呼ぶこととする。
このように構成されたセルスタック1oの側面には図示
しないマニホールドが取り付けられ、単電池lとセパレ
ート板5との間に画成された酸化剤通路3A、および燃
料電極4側に画成された燃料ガス通路にそれぞれ酸化剤
ガスおよび燃料ガスを供給して発電運転が行われる。
ところで、発電運転中のセルスタック10を構成する多
数の単電池のうち1個でも寿命や損傷などによる劣化が
発生すると、セルスタック全体としての電気出力が低下
するのみならず、その時の運転条件によって劣化単電池
にいわゆる電位の逆転現象が生じ、電池として動作する
領域を逸脱して電気分解を起こす、この状態になると燃
料電極4側で酸素が、また酸化剤電極側で水素が発生す
るために酸素と水素が直接反応する極めて危険な状態に
なる。このような事態を防ぐ手段として第4図に示すよ
うに、劣化単電池1Aの端面に導電材からなる短絡部材
16を取付ねじ17によって一対の電極3および4の電
極基材にねじ止めして短絡回路15を形成した燃料電池
が知られている (実公昭63−31484号公報参照
) 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の短絡部構造はガス透過性を有するカーボン板から
なる電極基材と取付ねじ17との接触面、および取付ね
じ17の締付力によって生ずる電極基材の端面と短絡部
材16の接触面とを導電接触面として短絡回路15を形
成するものであるが、電極基材の厚みが薄くかつその剛
性が低いために、十分な締付力および導電接触面積を得
ることが困難である。したがって、導電接触面の接触抵
抗が高く、この接触面を介してスタック10全体の発電
電流が流れた場合には短絡回路15における電位降下が
大きくなり、この電位降下が劣化単電池IAに逆向きに
加わるので、劣化単電池の電位の逆転現象を十分に回避
できないという問題がある。電位の逆転現象を十分回避
できないままに発電運転を継続すると、りん酸の電気分
解やカーボン材料の腐食により損傷単位電池が著しく損
傷するとともに、酸素と水素の直接反応によって局部過
熱を生ずるので、発電運転を継続できないという欠点が
ある。
この発明の目的は、劣化単電池が発生した際、セルスタ
ックを分解せずに劣化単電池をう回するバイパス電流通
路を容易に形成して劣化単電池の分解反応を防止できる
燃料電池を得ることにある。
〔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、セミブロックと、冷却
板と、一対の導電板と、電気絶縁シートとを有し、 セミブロックは単電池を複数個積層したものであり、 冷却板は電気絶縁シートを介して一対の導電板にサンド
ウィンチされるものであり、 一対の導電板はセミブロックと交互に積層され、セミブ
ロックの電流を他のセミブロックに伝えるものであり各
導電板の端部に設けられた導電接続部を介して相互に直
接的に接続され、あるいはその一方の導電板が接続導体
を用いて地対の導電板の片割れの関係にある導電板と間
接的に接続されるものであるとすることにより達成され
る。
〔作用〕
上記手段において、冷却板を挟む金属板からなる一対の
導電板を冷却板の一方の面との間に絶縁シートを介在さ
せてあらかじめセルスタックに積層しておき、常時1よ
一対の導電板を冷却板の側方で相互に導電接続して電流
通路を形成して、劣化単電池を含まない状態ではセルス
タックの発電性能に何等の影響を及ぼすことなく冷却板
をう回する電気抵抗の低い電流通路を発電電流が流れる
燃料電池が得られる。また、劣化単電池が生じた場合に
は、これを含む全5ブロツクを挟む各一対の導電板の導
電接続を解除し、セミブロックを電気絶縁シートを介し
て挟む2枚の導電板を導電接続し、セミブロックとは電
気的に絶縁された電気抵抗の低いバイパス電流通路を形
成したことにより、セルスタックの発電電流は電気絶縁
シートによって劣化単電池を含むセミブロックへの流入
が阻止されてバイパス電路を大きな電位降下を生ずるこ
となく流れるので、劣化単電池の電位の逆転現象を完全
に阻止することができる。さらに、バイパス電流通路を
電流通路の接続替えだけで容易に形成できるので、補修
作業を省力化、省時間化する機能が得られる。
〔実施例〕
以下この発明を実施例に基づいて説明する。
第1図はこの発明の実施例を示す劣化単電池を含まない
燃料電池の概略側面図、第2図は第1図における要部を
分解して示す拡大図、第3図は劣化単電池を含む燃料電
池への通用例を示す実施例装置の概略側面図であり、従
来装置と同じ部分には同一参照符号を用いることにより
詳細な説明を省略する。第1図および第2図において、
健全な単電池のみからなるセミブロック11を挟む冷却
板6^、6B等の一方の面にはポリイ果ドフィルム等の
耐熱性を有する電気絶縁シート22を介して一方の導電
板23Aが、また冷却板の他方の面に接して導電板23
Bがセルスタック20の組立時にあらかじめ積層される
。導電板23A 、 23Bは例えば防食処理された銅
板等の金属板からなり、その両端部は冷却板の側方に引
き出され、ボルト、ナツト等の締付部材24によって締
め付けられ、一対の導電板23A。
23Bの端部が互いに導電結合した接触抵抗の低い導電
接続部25を形成する。
このように構成された電流通路21を各冷却板ごとに備
えたセルスタック20の一対の集電板7.7が外部負荷
回路に接続され、セルスタック20が負荷電流を供給す
る発電運転時には、セルスタックの発電電流(負荷電流
)はセパレート板5を介して単電池1に全面接触した導
を板例えば23Bに集電され、導電接触面積の広い導電
接続部25を介して導電板23Aから再び単電池に分布
して流れるので、電気抵抗の低い電流通路21を容易に
得ることができる。
一方セルスタック20に劣化単電池1Aが発生した場合
には第3図に示すように、劣化単電池1Aを含むセミブ
ロックIIAの両側に配された電流通路21^、21B
の締付ボルト24を取り外し、電流通路21A側の導電
板23Aと、電流通路21B側の導電板23Bとを接続
導体32を介して締付部材24を用いて導電接続する。
この状態では冷却板6Aおよび2枚の導電板を含むセミ
ブロックIIAはその両側が2枚の電気絶縁シー)22
A、22Bによって隣接セミブロックと電気的に絶縁さ
れてセミブロックIIAが電気的に開放状態(負荷状態
)になり、このセミブロックとは電気絶縁シート22A
 、 22Bによって電気的に絶縁されたバイパス電流
通路31か2枚の導を板23A、 23Bおよび接続導
体32によって形成され、電流通路21と同様に低い電
気抵抗が得られる。
このように111威された実施例燃料電池の発電運転に
おいては、発電電流は電気抵抗の低いバイパス電流通路
31を通って流れ、かつセミブロックLIAが2枚の絶
縁シートによってセルスタック20から電気的に絶縁さ
れているので、セミブロックIIAに発電電流が流入し
たり、バイパス電流通路31の電位降下がセミブロック
IIAに印加されることを完全に回避することが可能に
なり、したがって劣化単電池の電位の逆転現象をほぼ完
全に防止し、逆転現象に基づく特性劣化や反応ガスの直
接反応などの悪影響を回避することができる。また、セ
ルスタック20が発電運転中にはセミブロック11^に
も反応ガスが供給されて起電反応を起こすので、セミブ
ロックIIAに含まれる単電池は電圧を発生するが、電
気絶縁シー) 22A、22Bによって開放状態となっ
ているので短絡電流は発生しない、なお、各単電池の反
応ガス通路をシーリング材によってガス遮断し、単電池
の起電反応を抑制すれば、発生電圧を低減することがで
きる。
このように実施例燃料電池では、あらかじめ積層された
金属製の導電板の端部をセルスタックの側方で接続替え
するだけの簡単な作業で、劣化単電池を含むセミブロッ
クをう回するバイパス電流通路を容易かつ強固に形成で
きるので、劣化単電池の発生に際してセルスタックを分
解して劣化単電池を新しい単電池に交換するなどの大が
かりな補修を必要とせず、したがって燃料電池の休止期
間を大幅に短縮できるとともに、劣化単電池の電位の逆
転現象が阻止されることにより補修後の継続運転を安全
かつ長時間安定して行うことができる。
〔発明の効果〕
この発明は前述のように、冷却板を一方の面倒に電気絶
縁シートを介在させて挟む金属製の一対の導電板をセル
スタックにあらかじめ積層しておき、単電池がすべて正
常時には一対の導電板をその端部で着脱可能に導電接続
して電流通路を形成し、劣化単電池が発生した場合には
これを含むセミブロックの両側に配された2対の電流通
路を切り離し、上記セミブロックとは電気的に絶縁され
たバイパス電流通路を形成するよう構成した。その結果
、劣化単電池を含むセミブロックがセルスタックおよび
バイパス電流通路と電気的に絶縁されてセルスタックの
発電電流が電気抵抗の低いバイパス電流通路を流れるの
で、従来技術で問題となった短絡回路の接触抵抗が高い
ために劣化単電池に発電電流の一部が流れ、かつ短絡回
路の降下電圧が加わることによって劣化単電池の電位が
逆転するという現象をほぼ完全に回避することが可能と
なるので、逆転現象に起因する電池構成材料の電気分解
や燃料ガスと酸化剤の直接反応危険性が排除され、かつ
これらに基づく単電池の特性劣化も阻止され、したがっ
て劣化単電池を取り除くことなく安定な発電運転を長時
間安定して継続できる燃料電池を提供することができる
。また、あらかしめ積層された導電板の接続替えだけで
導電性および機械的に優れたバイパス電流通路を形成で
きるので、補修を省力化し、休止期間を短縮できる利点
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を劣化単電池を含まない燃料
電池に適用した状態を示す概略側面図、第2図は第1図
の要部を分解して示す拡大図、第3図はこの発明の実施
例を劣化単電池を含む燃料電池に適用した状態を示す概
略側面図、第4図は従来構造を示す概略側面図である。 1:単電池、IA:劣化単電池、2:マトリックス、3
.4:電極、5:セパレート板、6,6A、6B  :
冷却板、10,20:セルスタック、11. IIA 
 :セミプロック、15:短絡回路、21:電流通路、
22.22A。 22B:電気絶縁シート、23A、23B  :導電板
、25:導電接続部、31:バイパス電流通路、32:
接続4第1団 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)セミブロックと、冷却板と、一対の導電板と、電気
    絶縁シートとを有し、 セミブロックは単電池を複数個積層したものであり、 冷却板は電気絶縁シートを介して一対の導電板にサンド
    ウイッチされるものであり、 一対の導電板はセミブロックと交互に積層され、セミブ
    ロックの電流を他のセミブロツクに伝えるものであり各
    導電板の端部に設けられた導電接続部を介して相互に直
    接的に接続され、あるいはその一方の導電板が接続導体
    を用いて他対の導電板の片割れの関係にある導電板と間
    接的に接続されるものであることを特徴とする燃料電池
JP2035316A 1989-05-11 1990-02-16 燃料電池 Pending JPH0381973A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-118301 1989-05-11
JP11830189 1989-05-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0381973A true JPH0381973A (ja) 1991-04-08

Family

ID=14733291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2035316A Pending JPH0381973A (ja) 1989-05-11 1990-02-16 燃料電池

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JP (1) JPH0381973A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6656621B2 (en) 2000-05-24 2003-12-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell stack
JP2012204473A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Otowa Denki Kogyo Kk バリスタ装置およびその製造方法

Cited By (3)

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