JPH0516144B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0516144B2 JPH0516144B2 JP60212462A JP21246285A JPH0516144B2 JP H0516144 B2 JPH0516144 B2 JP H0516144B2 JP 60212462 A JP60212462 A JP 60212462A JP 21246285 A JP21246285 A JP 21246285A JP H0516144 B2 JPH0516144 B2 JP H0516144B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- electrode
- separator
- fuel cell
- gas
- Prior art date
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池に関するものである。
従来、燃料電池の電極端部におけるガス漏れに
よる燃料ガスと酸化剤ガスとの混合を防ぐための
電極端部シールの技術としては、特開昭58−
44672号公報、特開昭59−68171号公報、特開昭59
−46767号公報、特開昭60−10564号公報、特開昭
60−10565号公報、特開昭59−205164号公報、特
開昭59−207563号公報、特開昭60−66号公報など
がある。
よる燃料ガスと酸化剤ガスとの混合を防ぐための
電極端部シールの技術としては、特開昭58−
44672号公報、特開昭59−68171号公報、特開昭59
−46767号公報、特開昭60−10564号公報、特開昭
60−10565号公報、特開昭59−205164号公報、特
開昭59−207563号公報、特開昭60−66号公報など
がある。
このうち例えば特開昭59−207563号公報では、
電極端部を貫通するガス漏れに対しては有効であ
るが、電極端部とセパレータとの界面を通るガス
漏れに対しては電極表面が十分に平滑でない場合
は別途対策が必要である。また、例えば特開昭60
−10564号公報や特開昭60−10565号公報では、電
極端部を貫通するガス漏れと、電極端部とセパレ
ータとの界面を通るガス漏れとの両方に対して有
効であるが、セパレータの形状が複雑になる。
電極端部を貫通するガス漏れに対しては有効であ
るが、電極端部とセパレータとの界面を通るガス
漏れに対しては電極表面が十分に平滑でない場合
は別途対策が必要である。また、例えば特開昭60
−10564号公報や特開昭60−10565号公報では、電
極端部を貫通するガス漏れと、電極端部とセパレ
ータとの界面を通るガス漏れとの両方に対して有
効であるが、セパレータの形状が複雑になる。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
電極端部とセパレータとの界面からのガス漏れを
防止して電極端部の十分な気密性を容易に得るこ
とを可能とした燃料電池を提供することを目的と
するものである。
電極端部とセパレータとの界面からのガス漏れを
防止して電極端部の十分な気密性を容易に得るこ
とを可能とした燃料電池を提供することを目的と
するものである。
すなわち本発明は、対向配置され、かつガス流
路を有する一対のガス拡散電極と、このガス拡散
電極に積層されたセパレータとを備え、前記電極
の端部には端部を貫通してガスが漏洩するのを防
止する端部シールが設けられている燃料電池にお
いて、前記電極の少なくとも一方の電極の端部に
前記ガス流路と平行に、かつ前記セパレータ側に
開口した溝を設けると共に、前記溝内にも前記端
部シールを位置させるかあるいは少なくとも前記
溝内壁部分を緻密カーボン材で構成し、さらに前
記溝内に多孔質化した樹脂材に液体を含浸させた
シール材を充填することにより、前記液体が前記
溝に吸収されない構造としたものであり、それに
より前記電極端部と前記セパレータとの界面から
ガスが漏洩するのを長期にわたり防止できるよう
になる。
路を有する一対のガス拡散電極と、このガス拡散
電極に積層されたセパレータとを備え、前記電極
の端部には端部を貫通してガスが漏洩するのを防
止する端部シールが設けられている燃料電池にお
いて、前記電極の少なくとも一方の電極の端部に
前記ガス流路と平行に、かつ前記セパレータ側に
開口した溝を設けると共に、前記溝内にも前記端
部シールを位置させるかあるいは少なくとも前記
溝内壁部分を緻密カーボン材で構成し、さらに前
記溝内に多孔質化した樹脂材に液体を含浸させた
シール材を充填することにより、前記液体が前記
溝に吸収されない構造としたものであり、それに
より前記電極端部と前記セパレータとの界面から
ガスが漏洩するのを長期にわたり防止できるよう
になる。
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明
する。第１図には本発明の一実施例が示されてい
る。同図に示されているように燃料電池はガス流
路１ａを有するガス拡散電極（１対のうちの１方
のみを図示した、以下電極と称す）１、この電極
１に積層されたセパレータ２等を備えている。そ
して電極端部１ｂには端部を貫通してガスが漏洩
するのを防止する端部シールすなわち端部１ｂを
覆つて樹脂膜３が設けられている（他方の電極に
ついても同様である）。このように構成された燃
料電池で本実施例では一対の電極の少なくとも一
方の電極１の端部１ｂにガス流路１ａと平行に、
かつセパレータ２側に開口した溝１ｃを設けると
共に、この溝１ｃにも前記端部シールの樹脂膜３
を位置させ、さらに前記溝内１ｃに多孔質化した
樹脂材に液体を含浸させたシール材４を充填する
ことにより、前記液体が前記溝に吸収されない構
造とし、それにより電極端部１ｂとセパレータ２
との界面（接触面）３ａからガスが漏洩するのを
防止するようにした。このようにすることにより
一対の電極の少なくとも一方の電極１の端部１ｂ
にはガス流路１ａと平行に、かつセパレータ２側
に開口した溝１ｃが設けられると共に、この溝１
ｃには前記シール材４が充填されてセパレータ２
と電極端部１ｂとの界面３ａからガスの漏洩する
のが長期にわたり防止できるようになつて、電極
端部１ｂの十分な気密性が長期にわたりかつ容易
に得られるようになり、電極端部１ｂとセパレー
タ２との界面からガス漏れを防止して電極端部１
ｂの十分な気密性を容易に得ることを可能とした
燃料電池を得ることができる。
する。第１図には本発明の一実施例が示されてい
る。同図に示されているように燃料電池はガス流
路１ａを有するガス拡散電極（１対のうちの１方
のみを図示した、以下電極と称す）１、この電極
１に積層されたセパレータ２等を備えている。そ
して電極端部１ｂには端部を貫通してガスが漏洩
するのを防止する端部シールすなわち端部１ｂを
覆つて樹脂膜３が設けられている（他方の電極に
ついても同様である）。このように構成された燃
料電池で本実施例では一対の電極の少なくとも一
方の電極１の端部１ｂにガス流路１ａと平行に、
かつセパレータ２側に開口した溝１ｃを設けると
共に、この溝１ｃにも前記端部シールの樹脂膜３
を位置させ、さらに前記溝内１ｃに多孔質化した
樹脂材に液体を含浸させたシール材４を充填する
ことにより、前記液体が前記溝に吸収されない構
造とし、それにより電極端部１ｂとセパレータ２
との界面（接触面）３ａからガスが漏洩するのを
防止するようにした。このようにすることにより
一対の電極の少なくとも一方の電極１の端部１ｂ
にはガス流路１ａと平行に、かつセパレータ２側
に開口した溝１ｃが設けられると共に、この溝１
ｃには前記シール材４が充填されてセパレータ２
と電極端部１ｂとの界面３ａからガスの漏洩する
のが長期にわたり防止できるようになつて、電極
端部１ｂの十分な気密性が長期にわたりかつ容易
に得られるようになり、電極端部１ｂとセパレー
タ２との界面からガス漏れを防止して電極端部１
ｂの十分な気密性を容易に得ることを可能とした
燃料電池を得ることができる。
すなわち電極端部１ｂにガス流路１ａと平行
で、かつセパレータ２側に開口して溝１ｃを設
け、この溝１ｃにも前記端部シールの樹脂膜３を
位置させると共に耐食、可撓、気密性等に優れた
多孔質化した樹脂材に液体を含浸させたシール材
４を充填し、それによりその液体が溝１ｃに吸収
されない構造とした。このようにすることにより
このシール材４は電極１に積み重ねられているガ
ス透過性の小さいセパレータ２と電極１とを所定
の圧力で締め付けた場合に、電極１およびセパレ
ータ２の微小な寸法上の凹凸を吸収するようにな
ると共に液体がセパレータ２と電極端部１ｂとの
非常に狭い間隙にも浸透し、十分な気密性を発揮
するようになり、電極端部１ｂとセパレータ２と
の界面から反応ガスの漏れ込み、漏れ出しを防止
することができる。
で、かつセパレータ２側に開口して溝１ｃを設
け、この溝１ｃにも前記端部シールの樹脂膜３を
位置させると共に耐食、可撓、気密性等に優れた
多孔質化した樹脂材に液体を含浸させたシール材
４を充填し、それによりその液体が溝１ｃに吸収
されない構造とした。このようにすることにより
このシール材４は電極１に積み重ねられているガ
ス透過性の小さいセパレータ２と電極１とを所定
の圧力で締め付けた場合に、電極１およびセパレ
ータ２の微小な寸法上の凹凸を吸収するようにな
ると共に液体がセパレータ２と電極端部１ｂとの
非常に狭い間隙にも浸透し、十分な気密性を発揮
するようになり、電極端部１ｂとセパレータ２と
の界面から反応ガスの漏れ込み、漏れ出しを防止
することができる。
多孔質化した樹脂材の形状は無荷重の状態では
溝１ｃより若干厚みを大きくして溝１ｃより突出
するようにしておけば、所定の荷重をかれること
によつて圧縮され、電極端部１ｂとセパレータ２
との微小な寸法上の凹凸を吸収し、十分なシール
性を保持するようになる。この場合に電極１とセ
パレータ２とが密着するようにすることが望まし
い。
溝１ｃより若干厚みを大きくして溝１ｃより突出
するようにしておけば、所定の荷重をかれること
によつて圧縮され、電極端部１ｂとセパレータ２
との微小な寸法上の凹凸を吸収し、十分なシール
性を保持するようになる。この場合に電極１とセ
パレータ２とが密着するようにすることが望まし
い。
また、多孔質化した樹脂材としては、例えは多
孔質化したふつ素樹脂が好ましく、また含浸させ
る液体は燃料電池の運転雰囲気に対して耐久性の
ある液体を用いる。このようにすることにより締
付け時に液シールの効果により気密性を更に向上
させることが可能となる。
孔質化したふつ素樹脂が好ましく、また含浸させ
る液体は燃料電池の運転雰囲気に対して耐久性の
ある液体を用いる。このようにすることにより締
付け時に液シールの効果により気密性を更に向上
させることが可能となる。
なおまた本実施例では溝１ｃに沿つて設けてあ
る端部シールの樹脂膜３上にシール材４を充填し
ている。それにより多孔質化した樹脂材に含浸さ
れた液体は、共に液体に対して不浸透性である樹
脂膜３とセパレータ２とで囲まれた空間内に維持
されることとなり、浸透等により経時的に亡失す
ることがない。それにより、長期間にわたるガス
の漏洩防止が保証される。因みに樹脂膜３には例
えばリン酸型燃料電池のような200℃前後の高温
で、酸雰囲気にも耐え得る耐熱、耐薬品性に優れ
た例えば四ふつ化エチレン・パーフロロアルコキ
シエチレン共重合樹脂（PFA）のフイルム等、
燃料電池の運転雰囲気に合わせたものが使用して
ある。
る端部シールの樹脂膜３上にシール材４を充填し
ている。それにより多孔質化した樹脂材に含浸さ
れた液体は、共に液体に対して不浸透性である樹
脂膜３とセパレータ２とで囲まれた空間内に維持
されることとなり、浸透等により経時的に亡失す
ることがない。それにより、長期間にわたるガス
の漏洩防止が保証される。因みに樹脂膜３には例
えばリン酸型燃料電池のような200℃前後の高温
で、酸雰囲気にも耐え得る耐熱、耐薬品性に優れ
た例えば四ふつ化エチレン・パーフロロアルコキ
シエチレン共重合樹脂（PFA）のフイルム等、
燃料電池の運転雰囲気に合わせたものが使用して
ある。
第２図には本発明の更に他の実施例が示されて
いる。これは端部シールとして電極端部１b0を、
多孔質な電極１に接着材層５を介して一体に接合
した緻密カーボン材６で形成してある場合であ
る。この場合にも電極端部１b0に設けた溝１ｃに
シール材４を充填することにより、前述の場合と
同様な作用効果を奏することができる。
いる。これは端部シールとして電極端部１b0を、
多孔質な電極１に接着材層５を介して一体に接合
した緻密カーボン材６で形成してある場合であ
る。この場合にも電極端部１b0に設けた溝１ｃに
シール材４を充填することにより、前述の場合と
同様な作用効果を奏することができる。
上述のように本発明は電極端部とセパレータと
の界面からのガス漏れを防止して電極端部の十分
な気密性を容易に得ることができるようになつ
て、電極端部とセパレータとの界面からのガス漏
れを長期間にわたり防止して電極端部の十分な気
密性を容易に得ることを可能とした燃料電池を得
ることができる。
の界面からのガス漏れを防止して電極端部の十分
な気密性を容易に得ることができるようになつ
て、電極端部とセパレータとの界面からのガス漏
れを長期間にわたり防止して電極端部の十分な気
密性を容易に得ることを可能とした燃料電池を得
ることができる。
第３図は本願発明の燃料電池と従来形式の燃料
電池におけるガスリーク試験の結果を示す図であ
り、そのリークコンダクタンスの経時変化を示し
ている。なお、図において、及びは本願発明
による燃料電池の場合であり、はセパレータ側
に開口した溝内にも端部シール（樹脂膜）を位置
させかつ前記溝内に多孔質化した樹脂材に液体を
含浸させたシール材を充填したもの、は前記溝
内壁部分を緻密化したカーボン材で構成しさらに
前記溝内に多孔質化した樹脂材に液体を含浸させ
たシール材を充填したもの、についての経時変化
を示している。及びは従来例による燃料電池
の場合であり、はセパレータ側に開口した溝内
に樹脂膜相当体を位置させずに多孔質化した樹脂
材に液体を含浸させたシール材を充填したもの、
は前記開口した溝内に樹脂膜相当体を位置させ
ずにSiC粉末にリン酸を混練した混練物を充填し
たもの、についての経時変化を示している。
電池におけるガスリーク試験の結果を示す図であ
り、そのリークコンダクタンスの経時変化を示し
ている。なお、図において、及びは本願発明
による燃料電池の場合であり、はセパレータ側
に開口した溝内にも端部シール（樹脂膜）を位置
させかつ前記溝内に多孔質化した樹脂材に液体を
含浸させたシール材を充填したもの、は前記溝
内壁部分を緻密化したカーボン材で構成しさらに
前記溝内に多孔質化した樹脂材に液体を含浸させ
たシール材を充填したもの、についての経時変化
を示している。及びは従来例による燃料電池
の場合であり、はセパレータ側に開口した溝内
に樹脂膜相当体を位置させずに多孔質化した樹脂
材に液体を含浸させたシール材を充填したもの、
は前記開口した溝内に樹脂膜相当体を位置させ
ずにSiC粉末にリン酸を混練した混練物を充填し
たもの、についての経時変化を示している。
図から明らかなように、従来の端部シール手段
による場合と比較して本願発明による端部シール
手段を用いた燃料電池にあつては、多孔質化した
樹脂材に含浸した液体の電極基材等への移動を阻
止できるので長時間にわたりガスの漏洩が防止で
きることがわかる。
による場合と比較して本願発明による端部シール
手段を用いた燃料電池にあつては、多孔質化した
樹脂材に含浸した液体の電極基材等への移動を阻
止できるので長時間にわたりガスの漏洩が防止で
きることがわかる。
第１図及び第２図は本発明の燃料電池のそれぞ
れ異なる実施例を示すガス拡散電極の電極端部周
りの縦断面図である。第３図は本願発明の燃料電
池と従来形式の燃料電池におけるガスリーク試験
の結果を示す図である。 １……電極（ガス拡散電極）、１ａ……ガス流
路、１ｂ，１b0……電極端部、１ｃ……溝、２…
…セパレータ、３……樹脂膜（端部シール）、３
ａ……電極とセパレータとの界面、４……シール
材、５……接着材層、６……緻密カーボン材（端
部シール）。
れ異なる実施例を示すガス拡散電極の電極端部周
りの縦断面図である。第３図は本願発明の燃料電
池と従来形式の燃料電池におけるガスリーク試験
の結果を示す図である。 １……電極（ガス拡散電極）、１ａ……ガス流
路、１ｂ，１b0……電極端部、１ｃ……溝、２…
…セパレータ、３……樹脂膜（端部シール）、３
ａ……電極とセパレータとの界面、４……シール
材、５……接着材層、６……緻密カーボン材（端
部シール）。
Claims (1)
- １ 対向配置され、かつガス流路を有する一対の
ガス拡散電極と、このガス拡散電極に積層された
セパレータとを備え、前記電極の端部には端部を
貫通してガスが漏洩するのを防止する端部シール
が設けられている燃料電池において、前記電極の
少なくとも一方の電極の端部に前記ガス流路と平
行に、かつ前記セパレータ側に開口した溝を設け
ると共に、前記溝内にも前記端部シールを位置さ
せるかあるいは少なくとも前記溝内壁部分を緻密
カーボン材で構成し、さらに前記溝内に多孔質化
した樹脂材に液体を含浸させたシール材を充填す
ることにより、前記液体が前記溝に吸収されない
構造となつていることを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212462A JPS6273574A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212462A JPS6273574A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273574A JPS6273574A (ja) | 1987-04-04 |
| JPH0516144B2 true JPH0516144B2 (ja) | 1993-03-03 |
Family
ID=16623034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60212462A Granted JPS6273574A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6273574A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59154772A (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-03 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS6098266U (ja) * | 1983-12-13 | 1985-07-04 | 株式会社 富士電機総合研究所 | りん酸形燃料電池 |
| JPS61114476A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-06-02 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS6266577A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-26 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60212462A patent/JPS6273574A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6273574A (ja) | 1987-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |