JPH0421988B2 - - Google Patents
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- JPH0421988B2 JPH0421988B2 JP58119304A JP11930483A JPH0421988B2 JP H0421988 B2 JPH0421988 B2 JP H0421988B2 JP 58119304 A JP58119304 A JP 58119304A JP 11930483 A JP11930483 A JP 11930483A JP H0421988 B2 JPH0421988 B2 JP H0421988B2
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- electrode
- gas
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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
- H01M8/02—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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明はマトリツクス型燃料電池特にそのシ
ール構造に関する。
ール構造に関する。
燃料電池は、電気化学的反応を利用して燃料の
もつ化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換
する高効率発電を指向するエネルギー変換装置と
してよく知られているところである。また頭記し
たマトリツクス型燃料電池の基本をなす単電池
は、例えばりん酸を電解質とする電解質を含浸さ
せたマトリツクスと、このマトリツクスを挾んで
その両側に配した一対の多孔質電極とからなり、
これらの電極を通じて一方からは燃料ガス（一般
には水素ガスが使われる）を、他方から酸化ガス
（一般には空気が使われる）を供給し、両電極よ
り直接電気エネルギーを取出すように構成されて
いる。この場合に上記の単電池で得られる出力は
1V以下であり、実用電源として所要の出力を得
るには、単電池を必要数だけ直、並列に組合わせ
て燃料電池本体としてのセルスタツクを構成して
いる。
もつ化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換
する高効率発電を指向するエネルギー変換装置と
してよく知られているところである。また頭記し
たマトリツクス型燃料電池の基本をなす単電池
は、例えばりん酸を電解質とする電解質を含浸さ
せたマトリツクスと、このマトリツクスを挾んで
その両側に配した一対の多孔質電極とからなり、
これらの電極を通じて一方からは燃料ガス（一般
には水素ガスが使われる）を、他方から酸化ガス
（一般には空気が使われる）を供給し、両電極よ
り直接電気エネルギーを取出すように構成されて
いる。この場合に上記の単電池で得られる出力は
1V以下であり、実用電源として所要の出力を得
るには、単電池を必要数だけ直、並列に組合わせ
て燃料電池本体としてのセルスタツクを構成して
いる。
一方、上記電池本体を正常に作動させるために
は、各単電池ごとに均一に反応ガスを供給する必
要があり、このための具体的な構造としては、次
記のようなリブ付電極形と、リブ付セパレータ形
のものが開発されている。第１図および第２図は
これらの各タイプの１セル分の電池構造を示した
ものであり、図中１が電解質を含浸保持するマト
リツクス、２が燃料電極、３が空気電極である。
第１図に示したリブ付電極形では、ガス透過性の
ある多孔質のカーボン板で作られたリブ付き電極
基材４，５の板面にそれぞれ前記の燃料電極２、
空気電極３を成層し、マトリツクス１を挾んで電
極基材４，５を重ね合わせて単電池６を構成して
いる。そして電極基材４，５のリブの間の溝通路
へ矢印のように外部から燃料ガス、空気を流して
電極２，３へ反応ガスを供給する。またかかるリ
ブ付電極形では、積層し合う単電池の相互間で燃
料ガスと空気との混合を防ぎ、かつ単電池の相互
を電気的に接続する役目果すために、ガス不透過
性の導電材で作られたセパレート板７が隣接し合
う単電池の間に介挿されている。これに対し、第
２図に示すリブ付セパレータ形は、バイポーラプ
レートと呼ばれ、両面に互に直交し合う反応ガス
通路溝を有するガス不透過性のカーボン板で作ら
れたリブ付セパレータ８を用い、マトリツクス
と、カーボンペーパ等のガス透過性の電極基材に
電極を成層した燃料電極および空気電極とからな
る単電池６の組立体を両側からサンドイツチ状に
挾んで１セル分を構成している。かかる燃料電池
では、燃料と空気との混触、並びに電解質の洩れ
を防ぐために、単電池ごとにその周縁部にシール
が施されている。
は、各単電池ごとに均一に反応ガスを供給する必
要があり、このための具体的な構造としては、次
記のようなリブ付電極形と、リブ付セパレータ形
のものが開発されている。第１図および第２図は
これらの各タイプの１セル分の電池構造を示した
ものであり、図中１が電解質を含浸保持するマト
リツクス、２が燃料電極、３が空気電極である。
第１図に示したリブ付電極形では、ガス透過性の
ある多孔質のカーボン板で作られたリブ付き電極
基材４，５の板面にそれぞれ前記の燃料電極２、
空気電極３を成層し、マトリツクス１を挾んで電
極基材４，５を重ね合わせて単電池６を構成して
いる。そして電極基材４，５のリブの間の溝通路
へ矢印のように外部から燃料ガス、空気を流して
電極２，３へ反応ガスを供給する。またかかるリ
ブ付電極形では、積層し合う単電池の相互間で燃
料ガスと空気との混合を防ぎ、かつ単電池の相互
を電気的に接続する役目果すために、ガス不透過
性の導電材で作られたセパレート板７が隣接し合
う単電池の間に介挿されている。これに対し、第
２図に示すリブ付セパレータ形は、バイポーラプ
レートと呼ばれ、両面に互に直交し合う反応ガス
通路溝を有するガス不透過性のカーボン板で作ら
れたリブ付セパレータ８を用い、マトリツクス
と、カーボンペーパ等のガス透過性の電極基材に
電極を成層した燃料電極および空気電極とからな
る単電池６の組立体を両側からサンドイツチ状に
挾んで１セル分を構成している。かかる燃料電池
では、燃料と空気との混触、並びに電解質の洩れ
を防ぐために、単電池ごとにその周縁部にシール
が施されている。
次に前記したリブ付電極形単電池を例にしてセ
パレート板と組合わせて積層したセルスタツクの
従来のシール構造を第３図に示す。セルスタツク
は単電池６とセパレート板７とを交互に積層し、
さらにその上下両端に端板９を配した上で全体を
一体に締付けて組立構成されている。かかるセル
スタツクに対し燃料および空気の反応ガスを供給
するために、セルスタツクの周側面にパツキンを
介してマニホールド１０が配置されている。な
お、図示のマニホールド１０は燃料マニホールド
を示し、紙面と直角方向の前後端面には図示され
てない空気マニホールドが配備されている。マニ
ホールド１０を通じて外部から送られて来た燃料
ガスは矢印のように燃料電極基材４のリブ間に画
成された燃料通路１１を流れ、多孔質の電極基材
の中を拡散して燃料電極４の触媒層へ供給され
る。なお符号１２は空気電極側の空気通路を示し
ている。この場合に隣接し合う単電池の相互間で
は、セパレート板７が燃料通路１１と空気通路１
２との間を隔離し、また単電池内部の重なり面域
では電解質を含浸保持したマトリツクス１が燃料
と空気の混触を阻止している。一方、先記のよう
に各電極基材４，５は反応ガスのガス拡散供給機
能を持つようにガス透過性のある多孔質材で作ら
れており、かつ図示のように燃料通路１１と空気
通路１２とが互に直交し合つているために、この
ままでは電極基材４，５について反応ガス通路と
平行な左右端面を通じてガスリークが生じ、燃料
と空気の混触が生じる。またマトリツクス１の周
縁部からも電解質の洩れが生じる。これを防ぐ手
段として従来では図示のように燃料電極およびマ
トリツクスを含めた空気電極側の周縁部にそれぞ
れシールを施して前記したガスリークおよび電解
質の洩れを防ぐようにしている。このシール構造
として、従来は例えばフツ素樹脂系のコート材で
電極の周縁部を被覆してシール被膜１３を形成し
ているが、この方法では電極基材の表面が多孔質
であるために、コート材が電極基材の基質内に浸
透してしまうなど、シール被膜の形成には困難を
伴う。しかもこのようにして形成されたシール被
膜も長期使用の間には、電極基材に浸透したコー
ト材の溶媒および電池の反応ガス等にさらされて
変質劣化し、ついにはシール被膜にブローホール
が生じてシール機能が喪失する恐れが十分ある。
さらに加えて上記従来方式のシール構造では、シ
ール被膜の厚さを均一にすることが技術的に困難
であり、シール被膜が厚過ぎると電極とマトリツ
クスの密着が不十分となつて電池の出力特性が低
下し、逆に薄過ぎる場合には、シール被膜強度が
小さくなり耐差圧性が低下するなど、そのシール
性に十分な信頼性が得られない難点がある。また
電極基材の端面のシール被膜の厚さが不揃いであ
ると、セルスタツク組立体の周面が凹凸になつて
第２図で述べたマニホールド１０が完全に密着で
きず、この部分のシールが不完全になる不具合を
招く。
パレート板と組合わせて積層したセルスタツクの
従来のシール構造を第３図に示す。セルスタツク
は単電池６とセパレート板７とを交互に積層し、
さらにその上下両端に端板９を配した上で全体を
一体に締付けて組立構成されている。かかるセル
スタツクに対し燃料および空気の反応ガスを供給
するために、セルスタツクの周側面にパツキンを
介してマニホールド１０が配置されている。な
お、図示のマニホールド１０は燃料マニホールド
を示し、紙面と直角方向の前後端面には図示され
てない空気マニホールドが配備されている。マニ
ホールド１０を通じて外部から送られて来た燃料
ガスは矢印のように燃料電極基材４のリブ間に画
成された燃料通路１１を流れ、多孔質の電極基材
の中を拡散して燃料電極４の触媒層へ供給され
る。なお符号１２は空気電極側の空気通路を示し
ている。この場合に隣接し合う単電池の相互間で
は、セパレート板７が燃料通路１１と空気通路１
２との間を隔離し、また単電池内部の重なり面域
では電解質を含浸保持したマトリツクス１が燃料
と空気の混触を阻止している。一方、先記のよう
に各電極基材４，５は反応ガスのガス拡散供給機
能を持つようにガス透過性のある多孔質材で作ら
れており、かつ図示のように燃料通路１１と空気
通路１２とが互に直交し合つているために、この
ままでは電極基材４，５について反応ガス通路と
平行な左右端面を通じてガスリークが生じ、燃料
と空気の混触が生じる。またマトリツクス１の周
縁部からも電解質の洩れが生じる。これを防ぐ手
段として従来では図示のように燃料電極およびマ
トリツクスを含めた空気電極側の周縁部にそれぞ
れシールを施して前記したガスリークおよび電解
質の洩れを防ぐようにしている。このシール構造
として、従来は例えばフツ素樹脂系のコート材で
電極の周縁部を被覆してシール被膜１３を形成し
ているが、この方法では電極基材の表面が多孔質
であるために、コート材が電極基材の基質内に浸
透してしまうなど、シール被膜の形成には困難を
伴う。しかもこのようにして形成されたシール被
膜も長期使用の間には、電極基材に浸透したコー
ト材の溶媒および電池の反応ガス等にさらされて
変質劣化し、ついにはシール被膜にブローホール
が生じてシール機能が喪失する恐れが十分ある。
さらに加えて上記従来方式のシール構造では、シ
ール被膜の厚さを均一にすることが技術的に困難
であり、シール被膜が厚過ぎると電極とマトリツ
クスの密着が不十分となつて電池の出力特性が低
下し、逆に薄過ぎる場合には、シール被膜強度が
小さくなり耐差圧性が低下するなど、そのシール
性に十分な信頼性が得られない難点がある。また
電極基材の端面のシール被膜の厚さが不揃いであ
ると、セルスタツク組立体の周面が凹凸になつて
第２図で述べたマニホールド１０が完全に密着で
きず、この部分のシールが不完全になる不具合を
招く。
この発明は上記の点にかんがみなされたもので
あり、従来構造の欠点を除去して信頼性の高いシ
ール性能が得られ、しかも製作、組立も容易な燃
料電池のシール構造を提供することを目的とす
る。
あり、従来構造の欠点を除去して信頼性の高いシ
ール性能が得られ、しかも製作、組立も容易な燃
料電池のシール構造を提供することを目的とす
る。
上記目的を達成するために、第１の発明によれ
ば、燃料電極および空気電極と、電解質を含浸保
持するマトリツクスとを要素体としてなる単電池
をガス不透過性のセパレート板を介して積層し、
かつ電極基材あるいはセパレート板に形成された
それぞれ互いに直交する燃料ガスおよび空気の反
応ガス通路を通じて各電極へ反応ガスを供給する
燃料電池において、前記セパレート板はその上面
および下面の側縁の板面より起立してそれぞれ互
いに直交して形成された肉厚リブ状の隔壁部を備
え、該隔壁部は前記単電池の空気電極および燃料
電極の両サイドをカバーするようにそれぞれ空気
通路および燃料ガス通路に平行な左右両側面に沿
つてその外側に形成されてなり、額縁状の電気絶
縁性シートシールを備え、該シートシールはその
外周寸法が前記隔壁部の外周寸法とほぼ同一であ
りその内周寸法が大きくともマトリツクスの外周
寸法より小さく形成されてなり、前記額縁状シー
ルシートの内周域が前記単電池の一方の電極とマ
トリツクスとの間に介挿され外周域が前記隔壁部
の積層面に介挿されて、燃料ガス側と空気側との
間をガスシールしてなるものとし、第２の発明に
よれば、燃料電極および空気電極と、電解質を含
浸保持するマトリツクスとを要素体としてなる単
電池をガス不透過性のセパレート板を介して積層
し、かつ電極基材あるいはセパレート板に形成さ
れたそれぞれ互い直交する燃料ガスおよび空気の
反応ガス通路を通じて各電極へ反応ガスを供給す
るようにしてなり、かつセパレート板の周端部に
電池内部の反応ガス通路と連通して上下方向に貫
通するマニホールド孔を開口し、このマニホール
ド孔を通じて単電池へ反応ガスの供給を行うよう
にした燃料電池において、前記セパレート板はそ
の上面および下面の側縁の板面より起立してそれ
ぞれ互いに直交して形成された肉厚リブ状の隔壁
部を備え、該隔壁部は前記単電池の空気電極およ
び燃料電極の両サイドをカバーするようにそれぞ
れ空気通路および燃料ガス通路に平行な左右両側
面に沿つてその外側に形成されてなり、額縁状の
電気絶縁性シートシールを備え、該シートシール
はその外周寸法が前記隔壁部の外周寸法とほぼ同
一でありその内周寸法が大きくともマトリツクス
の外周寸法より小さく形成されてなり、前記額縁
状シールシートの内周域が前記単電池の一方の電
極とマトリツクスとの間に介挿され外周域が前記
隔壁部の積層面に介挿されて、燃料ガス側と空気
側との間をガスシールしてなり、かつ前記隔壁部
および額縁状シールシートはそれぞれ前記マニホ
ールド孔に対応する孔を備えてなるようにしたも
のである。
ば、燃料電極および空気電極と、電解質を含浸保
持するマトリツクスとを要素体としてなる単電池
をガス不透過性のセパレート板を介して積層し、
かつ電極基材あるいはセパレート板に形成された
それぞれ互いに直交する燃料ガスおよび空気の反
応ガス通路を通じて各電極へ反応ガスを供給する
燃料電池において、前記セパレート板はその上面
および下面の側縁の板面より起立してそれぞれ互
いに直交して形成された肉厚リブ状の隔壁部を備
え、該隔壁部は前記単電池の空気電極および燃料
電極の両サイドをカバーするようにそれぞれ空気
通路および燃料ガス通路に平行な左右両側面に沿
つてその外側に形成されてなり、額縁状の電気絶
縁性シートシールを備え、該シートシールはその
外周寸法が前記隔壁部の外周寸法とほぼ同一であ
りその内周寸法が大きくともマトリツクスの外周
寸法より小さく形成されてなり、前記額縁状シー
ルシートの内周域が前記単電池の一方の電極とマ
トリツクスとの間に介挿され外周域が前記隔壁部
の積層面に介挿されて、燃料ガス側と空気側との
間をガスシールしてなるものとし、第２の発明に
よれば、燃料電極および空気電極と、電解質を含
浸保持するマトリツクスとを要素体としてなる単
電池をガス不透過性のセパレート板を介して積層
し、かつ電極基材あるいはセパレート板に形成さ
れたそれぞれ互い直交する燃料ガスおよび空気の
反応ガス通路を通じて各電極へ反応ガスを供給す
るようにしてなり、かつセパレート板の周端部に
電池内部の反応ガス通路と連通して上下方向に貫
通するマニホールド孔を開口し、このマニホール
ド孔を通じて単電池へ反応ガスの供給を行うよう
にした燃料電池において、前記セパレート板はそ
の上面および下面の側縁の板面より起立してそれ
ぞれ互いに直交して形成された肉厚リブ状の隔壁
部を備え、該隔壁部は前記単電池の空気電極およ
び燃料電極の両サイドをカバーするようにそれぞ
れ空気通路および燃料ガス通路に平行な左右両側
面に沿つてその外側に形成されてなり、額縁状の
電気絶縁性シートシールを備え、該シートシール
はその外周寸法が前記隔壁部の外周寸法とほぼ同
一でありその内周寸法が大きくともマトリツクス
の外周寸法より小さく形成されてなり、前記額縁
状シールシートの内周域が前記単電池の一方の電
極とマトリツクスとの間に介挿され外周域が前記
隔壁部の積層面に介挿されて、燃料ガス側と空気
側との間をガスシールしてなり、かつ前記隔壁部
および額縁状シールシートはそれぞれ前記マニホ
ールド孔に対応する孔を備えてなるようにしたも
のである。
第４図および第５図はこの発明の一実施例を示
すものであり、まずセパレート板７の上面および
下面側の側縁には互に向きを90度変えてそれぞれ
２条の肉厚なリブ状の隔壁部１４，１５が板面よ
り起立して形成されている。このうち上面側の隔
壁部１４は空気電極基材５の両サイドをカバーす
るように空気通路１２と平行な左右両側面に沿つ
てその外側に形成され、かつその膨出高さ寸法は
電極基材を含む空気電極とマトリツクスとの積層
体厚さと同じもしくは僅かに低く定めてある。も
う一方の下面側の隔壁部１５は、前記の隔壁部１
４と90度向きを変えて、燃料電極基材４の両サイ
ドをカバーするようにその側面に沿つて形成され
ている。その膨出高さ寸法は電極基材を含む燃料
電極の厚さ寸法に合わせて定めてある。更に単電
池内にはマトリツクス１とこれに対面する燃料電
極２との間に、符号１６で示す額縁形状のシート
シールが介挿挾着されている。このシートシール
は後述のように燃料ガスと空気との混触を阻止す
るシール機能と併せて電気絶縁機能をもたせたも
ので、フツ素ゴムあるいはポリテトラフルオロエ
チレンの単一材料で作られたシート、あるいはフ
ツ素ゴムシートとポリテトラフルオロエチレンシ
ートの複合材料のシート、もしくは前記材料を薄
い金属シートの面にコーテイングしたシートとし
て作られたものが用いられる。そしてこの額縁形
状のシートシール１６は第４図に明示されている
ように、一方においてその内周域がマトリツクス
１の上面周縁部に当接し、かつ外周域がセパレー
ト板７の隔壁部１４の上面に密着するように両者
にまたがつて配置され、この上面に当接する燃料
電極基材４ないしは１段上のセパレート板の下面
側の隔壁部１５との間で挾持されている。
すものであり、まずセパレート板７の上面および
下面側の側縁には互に向きを90度変えてそれぞれ
２条の肉厚なリブ状の隔壁部１４，１５が板面よ
り起立して形成されている。このうち上面側の隔
壁部１４は空気電極基材５の両サイドをカバーす
るように空気通路１２と平行な左右両側面に沿つ
てその外側に形成され、かつその膨出高さ寸法は
電極基材を含む空気電極とマトリツクスとの積層
体厚さと同じもしくは僅かに低く定めてある。も
う一方の下面側の隔壁部１５は、前記の隔壁部１
４と90度向きを変えて、燃料電極基材４の両サイ
ドをカバーするようにその側面に沿つて形成され
ている。その膨出高さ寸法は電極基材を含む燃料
電極の厚さ寸法に合わせて定めてある。更に単電
池内にはマトリツクス１とこれに対面する燃料電
極２との間に、符号１６で示す額縁形状のシート
シールが介挿挾着されている。このシートシール
は後述のように燃料ガスと空気との混触を阻止す
るシール機能と併せて電気絶縁機能をもたせたも
ので、フツ素ゴムあるいはポリテトラフルオロエ
チレンの単一材料で作られたシート、あるいはフ
ツ素ゴムシートとポリテトラフルオロエチレンシ
ートの複合材料のシート、もしくは前記材料を薄
い金属シートの面にコーテイングしたシートとし
て作られたものが用いられる。そしてこの額縁形
状のシートシール１６は第４図に明示されている
ように、一方においてその内周域がマトリツクス
１の上面周縁部に当接し、かつ外周域がセパレー
ト板７の隔壁部１４の上面に密着するように両者
にまたがつて配置され、この上面に当接する燃料
電極基材４ないしは１段上のセパレート板の下面
側の隔壁部１５との間で挾持されている。
さて、上記のようにシートシール１６を互に対
向し合う電極間の周縁部とガス不透過性のセパレ
ート板７の隔壁部１４，１５にまたがつて介挿挾
着させた構造によれば、第５図のように空気電極
の空気通路と平行な左右側面は、セパレート板７
の隔壁部１４とシートシール１６とによつてマニ
ホールド１０内の燃料ガス空間並びに燃料電極基
材４との間が完全に隔離される。また同様に燃料
電極基材４の燃料毒路と平行な左右両側面も、セ
パレート板の隔離１５とシートシール１６とによ
つて空気側の雰囲気と完全に隔離され、これによ
つて燃料ガスと空気と混触が確実に防止され、併
せてセパレート板の隔壁部１４，１５の電気的絶
縁も行われる。しかも前記のように作られたシー
トシール１６は、従来のように電極基材の表面に
直接コーテイングして被膜を形成したものと較べ
て、ブローホール発生の恐れがなく、かつ耐差圧
性も高く、厚さも均一である。更にこのシートシ
ール１６は、電極基材と隔壁のわずかな〓間を介
して一方の電極基材の側面から他方の電極へ流れ
るガスを遮断するという効果を有する。したがつ
て信頼の高いシール機能が得られるし、単電池内
での電極の密着状態も均一となるので電池の出力
特性を損うこともない。更にセルスタツクの周側
面にはシールが露呈せず、かつセパレート板の外
周面は機械加工も可能であることから、従来のよ
うな周面の不揃い問題が解消し、マニホールドと
の間のシール性を十分高めることができる。しか
もかかるシートシール１６は安価に製作、入手で
き、かつセル内の組込みも多くの工数を要さずに
簡単に実施できる。
向し合う電極間の周縁部とガス不透過性のセパレ
ート板７の隔壁部１４，１５にまたがつて介挿挾
着させた構造によれば、第５図のように空気電極
の空気通路と平行な左右側面は、セパレート板７
の隔壁部１４とシートシール１６とによつてマニ
ホールド１０内の燃料ガス空間並びに燃料電極基
材４との間が完全に隔離される。また同様に燃料
電極基材４の燃料毒路と平行な左右両側面も、セ
パレート板の隔離１５とシートシール１６とによ
つて空気側の雰囲気と完全に隔離され、これによ
つて燃料ガスと空気と混触が確実に防止され、併
せてセパレート板の隔壁部１４，１５の電気的絶
縁も行われる。しかも前記のように作られたシー
トシール１６は、従来のように電極基材の表面に
直接コーテイングして被膜を形成したものと較べ
て、ブローホール発生の恐れがなく、かつ耐差圧
性も高く、厚さも均一である。更にこのシートシ
ール１６は、電極基材と隔壁のわずかな〓間を介
して一方の電極基材の側面から他方の電極へ流れ
るガスを遮断するという効果を有する。したがつ
て信頼の高いシール機能が得られるし、単電池内
での電極の密着状態も均一となるので電池の出力
特性を損うこともない。更にセルスタツクの周側
面にはシールが露呈せず、かつセパレート板の外
周面は機械加工も可能であることから、従来のよ
うな周面の不揃い問題が解消し、マニホールドと
の間のシール性を十分高めることができる。しか
もかかるシートシール１６は安価に製作、入手で
き、かつセル内の組込みも多くの工数を要さずに
簡単に実施できる。
第６図は先に示した実施例の応用実施例を示す
ものであり、特許請求の範囲第４項の発明に対応
する実施例を示す。この実施例では燃料ガスを各
単電池に均等配分するための燃料マニホールド
が、ガスシール性等を考慮してセルスタツクの内
部で上下に貫通する孔として構成されている。す
なわち、図示のように燃料電極基材４の前後端に
は、先の実施例で述べたセパレート板７を延長し
て燃料マニホールド部１７が形成され、この部分
に燃料電極基材４の燃料通路１１と連通し合う上
下方向に貫通したマニホールド孔１８があけてあ
る。更に前記のマニホールド孔１８に対応してシ
ートシール１６の両端部分にも切欠き窓１９が開
口されており、このシートシール１６を介して上
下に重なり合うセパレート板７のマニホールド部
１７の積層面のシールと電気絶縁を行つている。
ものであり、特許請求の範囲第４項の発明に対応
する実施例を示す。この実施例では燃料ガスを各
単電池に均等配分するための燃料マニホールド
が、ガスシール性等を考慮してセルスタツクの内
部で上下に貫通する孔として構成されている。す
なわち、図示のように燃料電極基材４の前後端に
は、先の実施例で述べたセパレート板７を延長し
て燃料マニホールド部１７が形成され、この部分
に燃料電極基材４の燃料通路１１と連通し合う上
下方向に貫通したマニホールド孔１８があけてあ
る。更に前記のマニホールド孔１８に対応してシ
ートシール１６の両端部分にも切欠き窓１９が開
口されており、このシートシール１６を介して上
下に重なり合うセパレート板７のマニホールド部
１７の積層面のシールと電気絶縁を行つている。
上記した各実施例はいずれも第１図に述べたリ
ブ付電極形を対象とした実施例を示したものであ
るが、第２図に示したリブ付セパレート形の燃料
電池についても同様に実施できる。第７図および
第８図は第６図に対応するリブ付セパレータ形燃
料電池の実施例を示すものであり、互に直交する
燃料通路１１および空気通路１２を両面に画成し
たリブ付セパレート板８の側縁には先の実施例と
同様に隔壁部１４，１５が膨出形成されており、
左右の隔壁部１４の間にはガス透過性の電極基材
を含む空気電極３とマトリツクス１との積層体
が、また隔壁部１５の間にはガス透過性の電極基
材を含む燃料電極２がはまり込み、さらに各単電
池ごとにセパレート板８と単電池６との間にまた
がるように額縁形状のシートシール１６が介挿さ
れている。この実施例も先に示した各実施例と同
等なシール効果を奏することができる。
ブ付電極形を対象とした実施例を示したものであ
るが、第２図に示したリブ付セパレート形の燃料
電池についても同様に実施できる。第７図および
第８図は第６図に対応するリブ付セパレータ形燃
料電池の実施例を示すものであり、互に直交する
燃料通路１１および空気通路１２を両面に画成し
たリブ付セパレート板８の側縁には先の実施例と
同様に隔壁部１４，１５が膨出形成されており、
左右の隔壁部１４の間にはガス透過性の電極基材
を含む空気電極３とマトリツクス１との積層体
が、また隔壁部１５の間にはガス透過性の電極基
材を含む燃料電極２がはまり込み、さらに各単電
池ごとにセパレート板８と単電池６との間にまた
がるように額縁形状のシートシール１６が介挿さ
れている。この実施例も先に示した各実施例と同
等なシール効果を奏することができる。
以上述べたようにこの発明によれば、セパレー
ト板の側縁に電極基材の端面を側方からカバーす
る隔壁部を起立形成するとともに、この隔壁部に
またがつて単電池内の燃料電極と空気電極との間
に額縁形状のシートシールを介挿挾着したことに
より、多孔性電極基材の周縁部での燃料と空気と
の混触を確実に阻止し、しかも耐久性、耐差圧性
にも優れた信頼性の高いシール構造を得ることが
できる。
ト板の側縁に電極基材の端面を側方からカバーす
る隔壁部を起立形成するとともに、この隔壁部に
またがつて単電池内の燃料電極と空気電極との間
に額縁形状のシートシールを介挿挾着したことに
より、多孔性電極基材の周縁部での燃料と空気と
の混触を確実に阻止し、しかも耐久性、耐差圧性
にも優れた信頼性の高いシール構造を得ることが
できる。
第１図および第２図はそれぞれリブ付電極形お
よびリブ付セパレータ形単電池の分解斜視図、第
３図は従来における燃料電池のシール構造を示す
構成断面図、第４図および第５図はそれぞれこの
発明の一実施例の構成を示す分解斜視図および一
部の組立断面図、第６図および第７図はこの発明
応用実施例の構成分解斜視図、第８図は第７図の
部分断面図である。 １……マトリツクス、４……燃料電極基材、５
……空気電極基材、６……単電池、７，８……セ
パレート板、１１……燃料通路、１２……空気通
路、１４，１５……隔壁部、１６……シートシー
ル、１７……マニホールド部、１８……マニホー
ルド孔。
よびリブ付セパレータ形単電池の分解斜視図、第
３図は従来における燃料電池のシール構造を示す
構成断面図、第４図および第５図はそれぞれこの
発明の一実施例の構成を示す分解斜視図および一
部の組立断面図、第６図および第７図はこの発明
応用実施例の構成分解斜視図、第８図は第７図の
部分断面図である。 １……マトリツクス、４……燃料電極基材、５
……空気電極基材、６……単電池、７，８……セ
パレート板、１１……燃料通路、１２……空気通
路、１４，１５……隔壁部、１６……シートシー
ル、１７……マニホールド部、１８……マニホー
ルド孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料電極および空気電極と、電解質を含浸保
持するマトリツクスとを要素体としてなる単電池
をガス不透過性のセパレート板を介して積層し、
かつ電極基材あるいはセパレート板に形成された
それぞれ互いに直交する燃料ガスおよび空気の反
応ガス通路を通じて各電極へ反応ガスを供給する
燃料電池において、前記セパレート板はその上面
および下面の側縁の板面より起立してそれぞれ互
いに直交して形成された肉厚リブ状の隔壁部を備
え、該隔壁部は前記単電池の空気電極および燃料
電極の両サイドをカバーするようにそれぞれ空気
通路および燃料ガス通路に平行な左右両側面に沿
つてその外側に形成されてなり、額縁状の電気絶
縁性シートシールを備え、該シートシールはその
外周寸法が前記隔壁部の外周寸法とほぼ同一であ
りその内周寸法が大きくともマトリツクスの外周
寸法より小さく形成されてなり、前記額縁状シー
ルシートの内周域が前記単電池の一方の電極とマ
トリツクスとの間に介挿され外周域が前記隔壁部
の積層面に介挿されて、燃料ガス側と空気側との
間をガスシールしてなることを特徴とする燃料電
池。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の燃料電池にお
いて、シートシールがフツ素ゴムまたはポリテト
ラフルオロエチレンの単一材料、あるいはフツ素
ゴムとポリテトラフルオロエチレンとの複合材料
で作られたシートであることを特徴とする燃料電
池。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の燃料電池にお
いて、シートシールが金属シート上にフツ素ゴム
またはポリテトラフルオロエチレンの単一材料、
あるいはフツ素ゴムとポリテトラフルオロエチレ
ンとの複合材料をコーテイングしたシートである
ことを特徴とする燃料電池。 ４ 燃料電極および空気電極と、電解質を含浸保
持するマトリツクスとを要素体としてなる単電池
をガス不透過性のセパレート板を介して積層し、
かつ電極基材あるいはセパレート板に形成された
それぞれ互いに直交する燃料ガスおよび空気の反
応ガス通路を通じて各電極へ反応ガスを供給する
ようにしてなり、かつセパレート板の周端部に電
池内部の反応ガス通路と連通して上下方向に貫通
するマニホールド孔を開口し、このマニホールド
孔を通じて単電池へ反応ガスの供給を行うように
した燃料電池において、前記セパレート板はその
上面および下面の側縁の板面より起立してそれぞ
れ互いに直交して形成された肉厚リブ状の隔壁部
を備え、該隔壁部は前記単電池の空気電極および
燃料電極の両サイドをカバーするようにそれぞれ
空気通路および燃料ガス通路に平行な左右両側面
に沿つてその外側に形成されてなり、額縁状の電
気絶縁性シートシールを備え、該シートシールは
その外周寸法が前記隔壁部の外周寸法とほぼ同一
でありその内周寸法が大きくともマトリツクスの
外周寸法より小さく形成されてなり、前記額縁状
シールシートの内周域が前記単電池の一方の電極
とマトリツクスとの間に介挿され外周域が前記隔
壁部の積層面に介挿されて、燃料ガス側と空気側
との間をガスシールしてなり、かつ前記隔壁部お
よび額縁状シールシートはそれぞれ前記マニホー
ルド孔に対応する孔を備えてなることを特徴とす
る燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119304A JPS6010565A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119304A JPS6010565A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010565A JPS6010565A (ja) | 1985-01-19 |
| JPH0421988B2 true JPH0421988B2 (ja) | 1992-04-14 |
Family
ID=14758105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58119304A Granted JPS6010565A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010565A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61216252A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-25 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS61243660A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS61279069A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池の構成方法 |
| JPS6240170A (ja) * | 1985-08-14 | 1987-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池のシ−ル構造 |
| JPS63112768U (ja) * | 1987-01-16 | 1988-07-20 | ||
| US5178968A (en) * | 1991-03-18 | 1993-01-12 | International Fuel Cells Corporation | Extruded fuel cell stack shunt current prevention arrangement |
| DE50213646D1 (de) * | 2002-01-31 | 2009-08-13 | Sfc Smart Fuel Cell Ag | Dichtrahmen für Brennstoffzellenstacks |
| US7927758B2 (en) * | 2006-01-11 | 2011-04-19 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Gasket being capable of measuring voltage and fuel cell system having the same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144369Y2 (ja) * | 1981-03-02 | 1986-12-13 | ||
| JPS5844762A (ja) * | 1981-04-24 | 1983-03-15 | Nec Corp | 高電圧相補形ｍｏｓインバ−タアレイの集積構造 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58119304A patent/JPS6010565A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6010565A (ja) | 1985-01-19 |
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