JPH0817451A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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JPH0817451A
JPH0817451A JP6147488A JP14748894A JPH0817451A JP H0817451 A JPH0817451 A JP H0817451A JP 6147488 A JP6147488 A JP 6147488A JP 14748894 A JP14748894 A JP 14748894A JP H0817451 A JPH0817451 A JP H0817451A
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oxygen
cell
electrode
solid electrolyte
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JP6147488A
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Koji Nishida
宏二 西田
Daisuke Yamada
大介 山田
Hiroshi Matsutani
拓 松谷
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高電圧を得るのに有利な高分子膜型燃料電池を
提供すること。 【構成】イオン伝導性を有するシート状の固形電解質で
ある高分子膜２の表面に５個のカーボン系の燃料極３を
並設し、高分子膜２の裏面に５個のカーボン系の酸素極
４を並設した構造のセル１を多数個厚み方向に積層す
る。各燃料極３はそれぞれ酸素極４に直列に電気接続さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン伝導性を有する固
形電解質を備えた燃料電池に関する。本発明は例えば高
分子膜型燃料電池に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】従来技術について、水素を燃料とした高
分子膜型燃料電池を例にとって説明する。高分子膜型燃
料電池の原理を図１６に示す。高分子膜型燃料電池は、
図１６に示す様に、イオン伝導性を有する固形電解質と
して機能するシート状の高分子膜１００と、高分子膜１
００の表面に積層された燃料極１０２と、高分子膜１０
０の裏面に積層された酸素極１０４とを備えている。こ
れの発電原理は次の様である。即ち、燃料極１０２に
は、負極活物質となる燃料としての水素が供給され、酸
素極１０４には、正極活物質となる酸素が供給される。
そして燃料極１０２では、Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅの反応が
生じる。その反応で生じた水素イオンＨ+ は高分子膜１
００を通過して酸素極１０４に到り、その反応で生じた
電子ｅは接続線１０６を介して酸素極１０４に到り、従
って酸素極１０４では２Ｈ+ ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ→ Ｈ
2 Ｏの反応が生じる。この様にして高分子膜型燃料電池
は電子ｅを生じて電流を生成するので、電池として機能
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる高分子膜型燃料
電池などの燃料電池ではセルの電圧は小さいため、多く
のセル（例えば５００個）を積層して直列に電気接続し
て高電圧を得ているのが実情である。しかしセルの積層
個数が極めて多くなると、サイズの大型化や重量の過大
化を招来すると共に、内部の水素の供給構造、酸素の供
給構造、シール構造等も複雑化する傾向となる。従っ
て、必ずしも充分な燃料電池は得られていない。
【０００４】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
である。請求項１の課題は、１個のシート状の固体電解
質の表面に燃料極を並設するとともに裏面に酸素極を並
設し、それぞれの極を直列に電気接続する方式を採用す
ることにより、高電圧を得るのに有利な燃料電池を提供
することにある。請求項２の課題は、酸素極同志、燃料
極同志といった同極同志を対向配置する方式を採用する
ことにより、酸素や燃料の供給構造の容易化に有利であ
り、更に、互いに隣設するセル間におけるセパレータ等
が損傷した場合であっても、互いに隣設するセルにおけ
る異極同志（酸素極と燃料極）との間の過誤導通を回避
でき、所要の電池性能を得るのに有利な燃料電池を提供
することにある。
【０００５】請求項３の課題は、冷却媒体による圧力を
利用する方式を採用することにより、酸素極及び燃料極
の少なくとも一方と集電体との間における接触電気抵抗
を低減するのに有利な燃料電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】各請求項の燃料電池は、
表面に複数個の燃料極を配置すると共に裏面に複数個の
酸素極を配置した構造のイオン伝導性を有するシート状
の固形電解質を採用したことを共通主要部とするもので
ある。 請求項１の燃料電池は、イオン伝導性を有するシート
状の固形電解質と、固形電解質の表面に少なくとも２個
並設され負極活物質となる燃料が供給される燃料極と、
固形電解質の裏面に少なくとも２個並設され正極活物質
となる酸素が供給される酸素極とで構成され、固形電解
質の表面側の各燃料極は、固形電解質の裏面側の酸素極
に直列に電気接続されていることを特徴とするものであ
る。
【０００７】請求項２の燃料電池は、多数個のセルを
積層して構成され、該セルは、イオン伝導性を有するシ
ート状の固形電解質と、固形電解質の表面に少なくとも
２個並設され負極活物質となる燃料が供給される燃料極
と、固形電解質の裏面に少なくとも２個並設され正極活
物質となる酸素が供給され、燃料極に電気接続された酸
素極とで構成され、一のセルの酸素極は、一のセルと一
方向に隣設するセルの酸素極に酸素供給通路を挟んで対
向配置されており、一のセルの燃料極は、他方向に隣設
するセルの燃料極に燃料供給通路を挟んで対向配置され
ていることを特徴とするものである。
【０００８】請求項３の燃料電池は、イオン伝導性を
有するシート状の固形電解質と、固形電解質の表面に少
なくとも２個並設され負極活物質となる燃料が供給され
る燃料極と、固形電解質の裏面に少なくとも２個並設さ
れ正極活物質となる酸素が供給され、燃料極に電気接続
された酸素極と固形電解質と背向する側に位置して酸素
極及び燃料極の少なくとも一方に積層された集電体と集
電体に積層され、冷却媒体が流れる冷却通路を備え、冷
却通路内の冷却媒体の圧力により集電体を該一方に向け
て付勢する冷却体とで構成されていることを特徴とする
ものである。
【０００９】
【作用及び発明の効果】請求項１では、シート状の固形
電解質の表面側の各燃料極は、その固形電解質の裏面側
の各酸素極にそれぞれ直列に電気接続されているもので
ある。従って一個のシート状の固形電解質において数多
くの電池を構成することができる。この様に構成された
電池はそれぞれ直列に電気接続されているので、一個の
シート状の固形電解質において生成する電圧を高くでき
る。従って高電圧の燃料電池を得るのに有利である。こ
の様に高電圧化しつつも燃料電池のサイズの小型化及び
重量軽減にも有利である。
【００１０】請求項２では、互いに隣設する各セルの酸
素極同志は酸素供給通路を挟んで対向配置されている。
また互いに隣設する各セルの燃料極同志は燃料供給通路
を挟んで対向配置されている。従って燃料電池の厚み方
向の薄型化を図りつつ酸素供給通路の厚み、燃料供給通
路の厚みを確保するのに有利である。よって酸素や燃料
の供給構造の容易化に有利である。更に、互いに隣設す
るセル間に介在するセパレータが損傷した場合であって
も、隣設するセル間における異極（酸素極と燃料極）の
間の過誤導通を防止できる。よって燃料電池の所要性能
を確保するのに有利である。
【００１１】請求項３では、冷却通路内の冷却媒体の圧
力により、酸素極及び燃料極の少なくとも一方に向けて
集電体を付勢するので、該一方と集電体との境界領域に
おける密着性及び接合性を高めることができる。従っ
て、該一方と集電体との間における接触電気抵抗の低減
に有利である。よって集電体による集電性の確保に有利
であり、高電圧の燃料電池を得るのに適する。更に集電
体に積層した冷却体の冷却通路を冷却媒体が流れるの
で、燃料電池の内部における冷却性能を向上させるのに
有利である。
【００１２】
【実施例】以下、燃料を水素とする高分子膜型燃料電池
に本発明を適用した実施例について説明する。図１〜図
３において、高分子膜型燃料電池を構成するセル１につ
いて説明する。セル１は、水素イオンＨ+ を通過させる
固形電解質としての薄肉シート状の高分子膜２を備えて
いる。高分子膜２は例えば陽イオン交換樹脂膜（ＳＰ
Ｅ）で形成できる。図１に示す様にシート状の高分子膜
２の表面２ａには５個の燃料極３が接合されて並設され
ている。燃料極３は、負極活物質となる燃料としての水
素が供給されるものであり、負極として機能する。
【００１３】シート状の高分子膜２の裏面２ｂには５個
の酸素極４が接合されて並設されている。酸素極４は、
正極活物質となる酸素を含む空気が供給されるものであ
り、正極として機能する。酸素極４及び燃料極３はそれ
ぞれカーボン系電極である。図４は互いに積層するセル
１Ａ、１Ｂ、１Ｃを分解した状態の要部を示す。また図
６はセル１Ａ、１Ｂ等を積層した構造の要部を模式的に
示す。
【００１４】図６に示す様にセル１Ａに並設された５個
の各燃料極３には、高分子膜２と背向する側に位置し
て、集電体としての燃料極集電板５（５Ａ、５Ｂ、５
Ｃ、５Ｄ、５Ｅ）がそれぞれ積層されている。更に図６
に示す様にセル１ａの５個の各酸素極４には、高分子膜
２と背向する側に位置して、集電体としての酸素極集電
板６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ）がそれぞれ積層
されている。なお燃料極集電板５及び酸素極集電板６は
四角形状をなしており、銅製である。
【００１５】本実施例では、セル１Ａにおいて、高分子
膜２の表面側の５個の各燃料極３は、高分子膜２の裏面
側の５個の酸素極４にそれぞれ直列に電気接続されてい
るのを特徴とする。他のセル１についても同様に直列に
電気接続されている。直列に電気接続されている形態の
要部を図４に示す。先ず図４の右側に示すセル１Ａの電
気接続について説明する。セル１Ａにおいては、その燃
料極集電板５Ａはセル１Ａの酸素極集電板６Ｂに導線６
０ａにより電気接続されている。セル１Ａの燃料極集電
板５Ｂはセル１Ａの酸素極集電板６Ｃに導線６０ｂによ
り電気接続されている。セル１Ａの燃料極集電板５Ｃは
セル１Ａの酸素極集電板６Ｄに導線６０ｃにより電気接
続されている。セル１Ａの燃料極集電板５Ｄはセル１Ａ
の酸素極集電板６Ｅに導線６０ｄにより電気接続されて
いる。
【００１６】この様にセル１Ａにおいて異極同志は互い
に直列に電気接続されている。次に、図４の中央に示す
セル１Ｂにおける電気接続ついて説明する。セル１Ｂに
おいては、その燃料極集電板５Ｆは、セル１Ｂに隣設す
るセル１Ａの酸素極集電板６Ａに導線６１ｘにより電気
接続されている。セル１Ｂの燃料極集電板５Ｇはセル１
Ｂの酸素極集電板６Ｆに導線６１ａにより電気接続され
ている。セル１Ｂの燃料極集電板５Ｈはセル１Ｂの酸素
極集電板６Ｇに導線６１ｂにより電気接続されている。
セル１Ｂの燃料極集電板５Ｉはセル１Ｂの酸素極集電板
６Ｈに導線６１ｃにより電気接続されている。セル１Ｂ
の燃料極集電板５Ｊはセル１Ｂの酸素極集電板６Ｉに導
線６１ｄにより電気接続されている。
【００１７】この様にセル１Ｂにおいても異極同志は互
いに直列に電気接続されている。図４の左側に示すセル
１Ｃについても同様に燃料極集電板５Ｋ、５Ｌ、５Ｍ、
５Ｎは、セル１Ｃの酸素極集電板６Ｋ、６Ｌ、６Ｍ、６
Ｎ、６Ｐに導線６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを介し
てそれぞれ直列に電気接続されている。そして、セル１
Ｃの燃料極集電板５Ｐは、セル１Ｃに隣設するセル１Ｂ
の酸素極集電板６Ｊに導線６１ｙにより電気接続されて
いる。
【００１８】この様にセル１Ｃにおいても異極同志は互
いに直列に電気接続されている。なお図４から理解でき
る様に各燃料極集電板５の長さ方向の端には突片５ｒが
形成され、同様に、酸素極集電板６の長さ方向の端にも
突片６ｒが形成され、かかる突片５ｒ、突片５ｒを利用
して各導線が接続されているものである。この様な接続
形態により各セル１間の高分子膜２の表面側の各燃料極
３の燃料極集電板５は、それぞれ高分子膜２の裏面側の
酸素極４の酸素極集電板６に直列に電気接続されてい
る。
【００１９】この様に本実施例では、図４から理解でき
る様に、セル１の構成要素であるシート状の１個の高分
子膜２においては、シート状の高分子膜２が１個であっ
ても、５組の電池が形成されていることになる。従って
１個の高分子膜２で生成可能な電圧を高電圧化できる。
よって高分子膜型燃料電池の高電圧化に有利である効果
が得られる。
【００２０】図５は電気接続形態を模式的に示す。図５
において燃料電池全体の負極はＰ１で示され、取り出し
側の燃料極３及び燃料極集電板５を利用して構成されて
いる。また図５において燃料電池全体の正極はＰ２で示
され、取り出し側の酸素極４及び酸素極集電板６を利用
して構成されている。本実施例では、上記した構成のセ
ル１をその厚み方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に多数個積
層して構成されている。積層するセル１の数は適宜選択
できるが、例えば数１０個、数百個にできる。図５は、
理解容易化のためにセル１を所定数積層して図示したも
のである。この様にセル１を多数個積層化すれば、高分
子膜型燃料電池の高電圧化に一層有利である。小型であ
っても例えば数百ボルトあるいはそれ以上の高電圧化の
達成も可能である。
【００２１】さて本実施例では図６に示す様に各セル１
の間には樹脂製のセパレータ８が配置されている。セパ
レータ８は互いに異極である燃料極３と酸素極４とを分
離するためのものである。更にセパレータ８により燃料
供給通路８０及び酸素供給通路８２が形成されている。
燃料供給通路８０は外部の燃料供給源（水素ガス供給
源）に連通する。酸素供給通路８２は外部の酸素供給源
つまり外気に連通する。
【００２２】更なる特徴について説明する。本実施例で
は図７に示す様に、互いに隣設するセル１の酸素極４同
志は、酸素供給通路８２を挟んで対向配置されている。
更に図７に示す様に、互いに隣設するセル１の燃料極３
同志は、燃料供給通路８０を挟んで対向配置されてい
る。換言すれば本実施例では、セル１の積層方向におい
て酸素供給通路８２の両側に、同極同志つまり酸素極４
同志が配置されている。またセル１の積層方向において
燃料供給通路８０の両側に、同極同志つまり燃料極３同
志が配置されている。
【００２３】この様に同極同志を対向配置する構成を採
用すれば、本実施例にかかる高分子膜型燃料電池の厚み
の薄型化を図りつつ酸素供給通路８２の厚みを確保で
き、従って、酸素供給通路８２による酸素つまり空気の
供給構造の容易化を図り得る。同様に本実施例にかかる
高分子膜型燃料電池の厚みの薄型化を図りつつ燃料供給
通路８０の厚みを確保でき、従って、燃料供給通路８０
による燃料つまり水素の供給構造の容易化を達成でき
る。また酸素極４側での反応により生成された水の排出
にも有利であり、電池性能の確保に有利である。
【００２４】ところで、従来より提供されているセル多
数積層方式を採用した高分子膜型燃料電池では、隣設す
るセルにおいては、異極同志（酸素極と燃料極）がセパ
レータを挟んで対向配置している構造が採用されてい
る。この場合には、予想外の事情等により、セパレータ
が損傷して亀裂が発生した場合には、互いに隣設するセ
ルの異極同志（酸素極と燃料極）とが過誤導通するおそ
れがある。この場合には高分子膜型燃料電池の性能確保
に支障を来す。又、異極同志がセパレータを挟んで対向
配置している構造では、そのセパレータ内に燃料供給通
路及び酸素供給通路を形成する必要があることから、セ
パレータが損傷した場合には前記２つの通路内の水素及
び酸素が混合する恐れがある。その結果、酸素と水素と
が反応して燃焼するおそれがある。
【００２５】この点本実施例では、図７から理解できる
様に、互いに隣設するセル１の酸素極４同志、すなわち
同極同志は酸素供給通路８２を挟んで対向配置されてい
る。また、互いに隣設するセル１の燃料極３同志、すな
わち同極同志は燃料供給通路８０を挟んで対向配置され
ている。従って、万一、セパレータ８が損傷したとして
も、互いに隣設するセル１の異極同志（酸素極４と燃料
極３）とが過誤導通するおそれを回避できるので、燃料
電池の所要電圧を確保するのに有利である。又、同極同
志がセパレータ８を挟んで対向配置しているので、その
セパレータ８内には燃料供給通路８２及び酸素供給通路
８０の何れか一方のみを形成するだけで良いことから、
セパレータ８が損傷しても、水素及び酸素が混合する恐
れはなく、酸素と水素とが反応して燃焼する危険性はな
い。
【００２６】ところで上記した構成の本実施例によれ
ば、図１から図３から理解できる様に、高分子膜２に５
個の燃料極３及び酸素極４が配置されて高電圧化されて
いるものの、各セル１におけるシール領域は高分子膜２
の周囲（図１及び図２にハッチングで示す領域Ｎ）にす
ればよいものである。このシール領域は、従来の高分子
膜型燃料電池のシール領域に相当する。従って本実施例
によれば高分子膜型燃料電池の高電圧化しつつも、その
内部におけるシール構造の複雑化を回避するのに有利で
ある。
【００２７】更に本実施例では図７に示す様に薄肉状の
樹脂シート８３が積層されている。樹脂シート８３は主
に寸法変動吸収の役割を果たす。また本実施例では図９
に示す様に燃料極集電板５のうち燃料極３に対向する面
側には、溝５２および突部５３が形成されている。溝５
２には、燃料供給通路８０から水素が供給され、この溝
５２内の水素が活物質となる。
【００２８】同様に、酸素極集電板６のうち酸素極４に
対向する面側にも、溝６２および突部６３が形成されて
いる。溝６２には、酸素供給通路８２から酸素が供給さ
れ、この溝６２内の酸素が活物質となる。なお図６及び
図７においては溝５２、６２、突部６３、６３は略記さ
れている。ここで高分子膜２、燃料極３、酸素極４、燃
料極集電板５及び酸素極集電板６は、ホットプレス等の
圧着処理により圧着され一体化され、セル１を構成する
ものである。この圧着処理の際に、銅製の燃料極集電板
５の突部５３はカーボン系の燃料極３に食い込み易くな
り、これにより両者間の接触面積、接触度及び一体性が
確保され、両者間の接触電気抵抗の低減、ひいては燃料
極集電板５における集電性の向上に有利である。
【００２９】同様に圧着処理の際に、酸素極集電板６の
突部６３は酸素極４に食い込み易くなり、同様に両者間
の接触面積、接触度及び一体性が確保され、両者間の接
触電気抵抗の低減、ひいては酸素極集電板６における集
電性の向上に有利である。更に本実施例によれば図１０
に示す冷却体８５が積層されている。各冷却体８５は、
本実施例の高分子膜型燃料電池に内蔵されている給水管
８６及び排水管８７に連通している。図８に示す様に冷
却体８５は、２枚の樹脂シートを積層、溶着してその間
に冷却通路８５ａを形成することにより構成されてい
る。冷却体８５は各セル１ごとに配置されている。
【００３０】なお冷却体８５は図６及び図７においては
ハッチングで略記されているが、実際には図８に示す様
に冷却媒体としての冷却水を通過し得る様に通路状とな
っているものである。冷却体８５の各冷却通路８５ａに
冷却水が供給されると、冷却通路８５ａの圧力が増大し
（適宜選択できるが、例えば１．５〜３ｋｇ／ｃ
ｍ2 ）、燃料極集電板５が燃料極３側や酸素極４側に向
けて付勢される。燃料極集電板５と燃料極３との接合性
が確保され、従って燃料極集電板５と燃料極３との間の
接触電気抵抗が低減される効果を期待でき、集電性確保
に有利である。
【００３１】ここで、冷却通路８５ａをもつ冷却体８５
はセル１ごとに配置されていることから、各セル１ごと
に接触電気抵抗低減効果、集電性向上効果を期待でき
る。更に冷却体８５はセル１ごとに配置されていること
から、高分子膜型燃料電池の内部における冷却性能も向
上できる。本実施例では、冷却体８５は燃料極集電板５
の近傍に配置しても良いし、酸素極集電板６の近傍に配
置してもよい。
【００３２】（適用例）図１１及び図１２は試作した高
分子膜型燃料電池の概観を示す。多数個のセパーレータ
８及びセル１がその厚み方向に積層されている。積層し
た状態で燃料電池の周縁部が多数の締結具９２ａ、９２
ｂにより強固に締結されている。なお図１２において９
５ｍは酸素つまり空気を供給する管体であり、９５ｎは
水素を供給する管体であり、９５ｐは水素を排出する管
体である。又、８６ｘは給水管８６の出口、８６ｙは給
水管８６の入口である。尚、水素を排出する管体９５ｐ
の隣には、酸素を排出する管体（図示せず）が設けられ
ている。
【００３３】図１５に示す様に各セパレータ８の一辺部
８ｗ側には締結孔８５が厚み方向に貫通して形成されて
いる。締結孔８５は大径孔８５ａと小径孔８５ｂと円錐
面８５ｃとを備えている。図１３及び図１４に示す金属
製の螺合部材９３は締結孔８５に個別に装入される。図
１３及び図１４に示す様に螺合部材９３は、大径体９３
ａと小径体９３ｂと円錐面９３ｃと中央連結孔９３ｆと
縦溝９３ｅとを備えている。大径体９３ａは締結孔８５
の大径孔８５ａに相応し、スパナ等の工具で回転可能と
するため平行部９３ｂａを備えている。縦溝９３ｅは大
径体９３ａの端面９３ｄに形成されている。小径体９３
ｂは締結孔８５の小径孔８５ｂに相応し、円錐面９３ｃ
は締結孔８５の円錐面８５ｃに相応している。大径体９
３ａの中央連結孔９３ｆの内周壁には雌螺子部９３ｉが
形成され、小径体９３ｂの外周壁には雄螺子部９３ｋが
形成されている。雄螺子部９３ｋと雌螺子部９３ｉは互
いに螺合可能である。
【００３４】そして図１５から理解できる様に各セパレ
ータ８の締結孔８５に螺合部材９３をそれぞれ装入する
ともに、螺合部材９３の雄螺子部９３ｋと雌螺子部９３
ｉとを螺合し、これにより各セパレータ８は積層方向に
連結されており、以て高分子膜型燃料電池が構成されて
いる。ここで図１１において高分子膜型燃料電池の積層
方向の一端側からセパレータ８を外すにあたっては、全
ての締結具９２を外し、一端側のプレッシャープレート
９１ｘを外し、セパレータ８を順に外す。また積層方向
の他端側からセパレータ８を外すにあたっては全ての締
結具９２を外し、他端側のプレッシャープレート９１ｙ
を外し、セパレータ８を順に外すものである。
【００３５】図１５はセパレータ８の積層構造の一部を
記載したものであり、セパレータ８Ｓ、８Ｔ、８Ｕ、更
には螺合部材９３Ｓ、９３Ｔ、９３Ｕが示されている。
図１５において積層されている各セパレータ８は、矢印
Ａ１方向から外したり、矢印Ａ２方向から外したりでき
ることが、保守管理上好ましい。これは本例では可能で
ある。図１５を参照して説明すると、セパレータ８Ｓを
矢印Ａ１方向に外す。すると螺合部材９３Ｓが露出する
ので、螺合部材９３Ｓの平行部９３ｂａにスパナ等の工
具等を宛てがい、螺合部材９３をその周方向に回転さ
せ、これにより螺合部材９３Ｓをセパレータ８Ｔの螺合
部材９３Ｔから離脱させる。その後にセパレータ８Ｔを
矢印Ａ１方向に外せば、螺合部材９３Ｔが露出するの
で、前述同様に螺合部材９３Ｔをその周方向に回転させ
て螺合部材９３Ｕから離脱させる。この様にして螺合部
材９３Ｓ→９３Ｔ→９３Ｕを順次離脱させ、セパレータ
８を一方向から外す。
【００３６】また図１５において逆方向から外すにあた
っては、螺合部材９３Ｕの縦溝９３ｅにドライバ等の工
具を差し込んでセパレータ８Ｕの螺合部材９３Ｕをその
周方向に回転させ、螺合部材９３Ｕを外す。その後セパ
レータ８Ｕを矢印Ａ２方向に外す。次に前述同様にセパ
レータ８Ｔの螺合部材９３Ｔの縦溝９３ｅにドライバ等
の工具を差し込んで螺合部材９３Ｔをその周方向に回転
させ螺合部材９３Ｓから離脱させる。その後セパレータ
８Ｔを矢印Ａ２方向に外す。次に螺合部材９３Ｓの縦溝
９３ｅにドライバ等の工具を差し込んでセパレータ８Ｓ
の螺合部材９３ｓをその周方向に回転させ、螺合部材９
３Ｓを外す。その後セパレータ８Ｓを矢印Ａ２方向に外
す。この様にして螺合部材９３Ｕ→９３Ｔ→９３Ｓを順
次離脱させ、セパレータ８を他方向から外す。
【００３７】この様にすれば、高分子膜型燃料電池の積
層方向における一端側からセパレータ８を外すことも、
他端側からセパレータ８を外すことも可能となる。燃料
電池の保守管理に有利である。 （他の例）上記した例では、高分子膜２の表面には５個
の燃料極３が並設され、高分子膜２の裏面には５個の酸
素極４が並設されている。しかし燃料極３や酸素極４の
数はこれに限定されるものではなく、燃料電池の種類等
に応じて適宜選択でき、例えば３個、４個、６個〜１０
個あるいはそれ以上と選択でき、要するに２個以上並設
する形態であればよい。勿論、高分子膜２に並設されて
いる燃料極３及び酸素極４は直列に電気接続されるもの
である。
【００３８】本実施例では固形電解質として高分子膜２
を採用しているが、これに限定されず適宜選択でき、燃
料電池において通常利用されている固体電解質を本発明
の固形電解質として採用できる。また本実施例では燃料
として水素を採用しているが、これに限定されず、適宜
選択でき、場合によっては燃料としてＣＯを採用する燃
料電池に適用することもできる。
【００３９】その他本発明は上記しかつ図面に示した実
施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない
範囲内で必要に応じて適宜選択できるものである。 （付記）上記した実施例から次の技術的思想も把握でき
る。 イオン伝導性を有する固形電解質と、固形電解質の表
面側に配置され負極活物質となる燃料が供給される燃料
極と、固形電解質の裏面側に配置され正極活物質となる
酸素が供給され燃料極に電気接続された酸素極とを備え
た適数個のセルを厚み方向に積層して構成され、互いに
隣設するセルの酸素極同志は、酸素供給通路を挟んで対
向配置されており、互いに隣設するセルの燃料極同志
は、燃料供給通路を挟んで対向配置されていることを特
徴とする燃料電池。 イオン伝導性を有するシート状の固形電解質と、固形
電解質の表面側に配置され負極活物質となる燃料が供給
される燃料極と、固形電解質の裏面側に配置され正極活
物質となる酸素が供給され、燃料極に電気接続された酸
素極と固形電解質と背向する側に位置して酸素極及び燃
料極の少なくとも一方に積層された集電体と集電体に積
層され、冷却媒体が流れる冷却通路を備え、冷却通路内
の冷却媒体の圧力により集電体を該一方に向けて付勢
し、両者間の接触電気抵抗を低減し得る冷却体とで構成
されていることを特徴とする燃料電池。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料極を配置した状態の高分子膜の平面図であ
る。
【図２】酸素極を配置した状態の高分子膜の裏面図であ
る。
【図３】燃料極及び酸素極を配置した状態の高分子膜の
断面図である。
【図４】直列に電気接続した形態を示す要部の概略斜視
図である。
【図５】直列に電気接続した形態を示す構成図である。
【図６】要部を模式的に示す断面図である。
【図７】要部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図８】冷却通路の要部の断面図である。
【図９】集電板と燃料極と接合構造を模式的に示す断面
図である。
【図１０】冷却体の配水構造を模式的に示す構成図であ
る。
【図１１】高分子膜型燃料電池の側面図である。
【図１２】高分子膜型燃料電池の正面図である。
【図１３】螺合部材の側面図である。
【図１４】螺合部材の正面図である。
【図１５】セパレータを螺合部材を介して連結する構造
を示す断面図である。
【図１６】従来技術を説明する電池の原理図である。
【符号の説明】
図中、１はセル、２は高分子膜（固形電解質）、３は燃
料極、４は酸素極、５は燃料極集電板（集電体）、６は
酸素極集電板（集電体）、８０は燃料供給通路、８２は
酸素供給通路、８５は冷却体、８５ａは冷却通路を示
す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】イオン伝導性を有するシート状の固形電解
    質と、 該固形電解質の表面に少なくとも２個並設され負極活物
    質となる燃料が供給される燃料極と、 該固形電解質の裏面に少なくとも２個並設され正極活物
    質となる酸素が供給される酸素極とで構成され、 該固形電解質の表面側の各該燃料極は、該固形電解質の
    裏面側の該酸素極に直列に電気接続されていることを特
    徴とする燃料電池。
  2. 【請求項２】多数個のセルを積層して構成され、各該セ
    ルは、 イオン伝導性を有するシート状の固形電解質と、 該固形電解質の表面に少なくとも２個並設され負極活物
    質となる燃料が供給される燃料極と、 該固形電解質の裏面に少なくとも２個並設され正極活物
    質となる酸素が供給され、該燃料極に電気接続された酸
    素極とで構成され、 一のセルの酸素極は、一のセルと一方向に隣設するセル
    の酸素極に酸素供給通路を挟んで対向配置されており、
    一のセルの燃料極は、他の方向に隣設するセルの燃料極
    に燃料供給通路を挟んで対向配置されていることを特徴
    とする燃料電池。
  3. 【請求項３】イオン伝導性を有するシート状の固形電解
    質と、 該固形電解質の表面に少なくとも２個並設され負極活物
    質となる燃料が供給される燃料極と、 該固形電解質の裏面に少なくとも２個並設され正極活物
    質となる酸素が供給され、該燃料極に電気接続された酸
    素極と、 該固形電解質と背向する側に位置して該酸素極及び該燃
    料極の少なくとも一方に積層された集電体と、 該集電体に積層され、冷却媒体が流れる冷却通路を備
    え、該冷却通路内の冷却媒体の圧力により該集電体を該
    一方に向けて付勢する冷却体とで構成されていることを
    特徴とする燃料電池。
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