JPH0822837A - 固体高分子電解質型燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】不良燃料電池セルの交換に要する作業時間の短
縮と、反応ガスのガス漏れの発生度を低減することが可
能な固体高分子電解質型燃料電池を提供する。 【構成】固体高分子電解質型燃料電池は、複数の単電池
３、加圧装置４を備えた複数の個別積層体２を用いてい
る。単電池３は、従来例に対し燃料電池セル７よりも大
きい面方向寸法を持つ、炭素板製のセパレータ３１Ａ，
３１Ｂを用いることが異なる。加圧装置４は、個別積層
体２の両外側面部に設置され，セパレータ３１Ａ，３１
Ｂと同一の面方向外形寸法を有し，その内部に冷却水を
通流させる冷却路４１２が形成されている１対の炭素板
製の当接板４１，４１と、両当接板４１，４１に跨がっ
て装着される複数のねじ４２１，ねじ４２１に嵌め合わ
されるナット４２２，ねじ４２１に嵌め込まれて装着さ
れ安定した加圧力を与えるための皿ばね４２３を有する
加圧体４２を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固体高分子電解質型
燃料電池に係わり、燃料電池セルの交換等が容易となる
ように改良されたその構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池として、これに使用される電解
質の種類により、固体高分子電解質型，りん酸型，溶融
炭酸塩型，固体酸化物型などの各種の燃料電池が知られ
ている。このうち、固体高分子電解質型燃料電池は、分
子中にプロトン（水素イオン）交換基を有する高分子樹
脂膜を飽和に含水させると，低い抵抗率を示してプロト
ン導電性電解質として機能することを利用した燃料電池
である。

【０００３】図４は、従来例の固体高分子電解質燃料電
池が備える単電池を展開した状態で模式的に示した側面
断面図である。図４において、７は、電解質層７Ｃと、
燃料電極（アノード極でもある。）７Ａと、酸化剤電極
（カソード極でもある。）７Ｂとで構成されている燃料
電池セルである。電解質層７Ｃとしては、パ−フルオロ
スルホン酸樹脂膜（例えば、米国のデュポン社製、商品
名ナフィオン膜）が最近は良く知られるようになってき
ており、このパ−フルオロスルホン酸樹脂膜は、飽和に
含水させることにより常温で２０〔Ω・ｃｍ〕以下の抵
抗率を示して良好なプロトン導電性電解質として機能す
る膜である。また、電解質層（以降、ＰＥ膜と略称する
ことがある。）７Ｃは、電極膜７Ａ，７Ｂの面方向の外
形寸法よりも大きい面方向の外形寸法を持つものであ
り、したがって、電極膜７Ａ，７Ｂの周辺部には、ＰＥ
膜７Ｃの端部との間にＰＥ膜７Ｃの露出面が存在するこ
とになる。

【０００４】燃料電極７Ａは、ＰＥ膜７Ｃの一方の主面
に密接して積層されて、燃料ガス（例えば、水素あるい
は水素を高濃度に含んだガスである。）の供給を受ける
電極である。また，酸化剤電極７Ｂは、ＰＥ膜７Ｃの他
方の主面に密接して積層されて、酸化剤ガス（例えば、
空気である。）の供給を受ける電極である。燃料電極７
Ａの外側面側が，燃料電池セル７の一方の側面７ａであ
り、酸化剤電極７Ｂの外側面側が，燃料電池セル７の他
方の側面７ｂである。燃料電極７Ａおよび酸化剤電極７
Ｂは、共に触媒活物質を含むそれぞれの触媒層と、この
触媒層を支持すると共に反応ガス（以降、燃料ガスと酸
化剤ガスを総称してこのように言うことが有る。）を供
給および排出するとともに集電体としての機能を有する
多孔質の電極基材とからなり、前記触媒層をＰＥ膜７Ｃ
の両主面にホットプレスにより密着されるのが一般であ
る。

【０００５】また、６１Ａは、ガスを透過せず，しかも
良好な熱伝導性と良好な電気伝導性を備えた材料（例え
ば炭素板である。）を用いて製作され、燃料電池セル７
の一方の側面７ａ側に配設されて，その片面に図示しな
い燃料ガスを通流させると共に，未消費の水素を含む燃
料ガスを排出するための同一の間隔により複数個設けら
れた凹状の溝（ガス流通用溝）６１１Ａと、このガス流
通溝６１１Ａ間に介在する凸状の隔壁６１２Ａとが、互
いに交互に形成されているセパレータである。６１Ｂ
は、燃料電池セル７の他方の側面７ｂ側に配設されて，
その片面に図示しない酸化剤ガスを通流させるととも
に，未消費の酸素を含む酸化剤ガスを排出するための同
一の間隔により複数個設けられた凹状の溝（ガス流通用
溝）６１１Ｂと、このガス流通溝６１１Ｂ間に介在する
凸状の隔壁６１２Ｂとが、互いに交互に形成されてお
り、セパレータ６１Ａと同様の材料で製作されたセパレ
ータである。なお、凸状の隔壁６１２Ａ，６１２Ｂの頂
部は、それぞれ、セパレータ６１Ａ，６１Ｂの側面６１
Ａａ，６１Ｂａと同一面になるように形成されている。
セパレータ６１Ａは、この側面６１Ａａを燃料電池セル
７の側面７ａに密接させて、また、セパレータ６１Ｂ
は、この側面６１Ｂａを燃料電池セル７の側面７ｂに密
接させて、それぞれ燃料電池セル７を挟むようにして配
設される。

【０００６】さらに、７１は、セパレータ６１Ａ，６１
Ｂのガス流通溝６１１Ａ，６１１Ｂ中を通流する反応ガ
スが、通流路外に漏れ出るのを防止する役目を負う弾性
材製のガスシール体（例えば、Ｏリングである。）であ
り、それぞれのセパレータ６１Ａ，６１Ｂの周縁部と、
燃料電池セル７のＰＥ膜７Ｃが露出した前記の周縁部と
の間の空所に配置されている。

【０００７】１個の燃料電池セル７が発生する電圧は、
１〔Ｖ〕程度以下と低い値であるので、前記した構成を
持つ単電池６の複数個を、各燃料電池セル７と，これに
介挿されるセパレータ６１Ａ，６１Ｂを介して、互いに
直列接続した燃料電池セル集積体として構成し、電圧を
高めて実用に供されるのが一般である。図５は、従来の
固体高分子電解質型燃料電池の一例を模式的に示した構
成図で、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその上面
図である。なお、図５中には、図４で付した符号につい
ては、代表的な符号のみを記した。図５において、９
は、互いに直列積層された複数の単電池６と、この単電
池６の直列積層体を，その両端末に位置するセパレータ
６１Ａ，６１Ｂの外側面側から加圧する加圧装置８とを
備えた固体高分子電解質型燃料電池（以降、燃料電池ス
タックと略称することがある。）である。加圧装置８
は、単電池６の直列積層体の両端末に位置するセパレー
タ６１Ａおよびセパレータ６１Ｂのそれぞれの外側面に
当接される当接体８１Ａおよび当接体８１Ｂと、両当接
体８１Ａ，８１Ｂに，単電池６の直列積層体の両端末に
位置するセパレータ６１Ａ，６１Ｂの外側面側から適正
な加圧力を与える加圧体８２とを有している。

【０００８】当接体８１Ａは、単電池６の直列積層体の
一方の端末に位置するセパレータ６１Ａの外側面に直接
当接される導電材製の集電板８１１Ａと、燃料電池スタ
ック９の一方の最外端部に装着される金属板製の締付板
８１２Ａと、単電池６群および集電板８１１Ａを，加圧
体８２および締付板８１２Ａから電気的に絶縁するため
の電気絶縁材製の電気絶縁板８１３Ａを備えている。当
接体８１Ｂは、単電池６の直列積層体の他方の端末に位
置するセパレータ６１Ｂの外側面に直接当接される導電
材製の集電板８１１Ｂと、燃料電池スタック９の他方の
最外端部に装着される金属板製の締付板８１２Ｂと、単
電池６群および集電板８１１Ｂを，加圧体８２および締
付板８１２Ｂから電気的に絶縁するための電気絶縁材製
の電気絶縁板８１３Ｂを備えている。また、加圧体８２
は、それぞれの締付板８１２Ａ，８１２Ｂに跨がって装
着される六角ボルト等の複数のねじ８２１と、それぞれ
のねじ８２１に嵌め合わされる六角ナット等のナット８
２２と、例えばねじ８２１に嵌め込まれて装着され，そ
れぞれの締付板８１２Ａ，８１２Ｂに安定した加圧力を
与えるための皿ばね等であるばね体８２３を備えてい
る。

【０００９】このように構成された燃料電池スタック９
において、それぞれのセパレータ６１Ａ，６１Ｂは、ガ
ス流通溝６１１Ａ，６１１Ｂ中を通流する反応ガスの流
れ方向が、図５（ａ）中に矢印で示したごとく、その供
給側を重力方向に対して上側に、その排出側を重力方向
に対して下側になるように配置されている。燃料電池セ
ル７においては、よく知られている固体高分子電解質型
燃料電池の持つ発電機能によって直流電気の発電を行う
際に、発電する電力とほぼ同等量の損失が発生すること
は避けられないものである。この損失による熱を積極的
に除去するために、燃料電池セル集積体に冷却体を装着
した燃料電池スタックも知られている。図６は、冷却体
を装着した従来例の固体高分子電解質型燃料電池の構成
を模式的に示したその側面図である。図６において、図
５に示した従来例による固体高分子電解質型燃料電池と
同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。な
お、図６においては、単電池は簡略化して図示をしてい
る。なおまた、図６中には、図４，図５で付した符号に
ついては、代表的な符号のみを記した。

【００１０】図６において、９Ａは、図５に示した従来
例による固体高分子電解質型燃料電池９に対して、複数
の単電池６を積層する毎に冷却体８３を介挿するように
した固体高分子電解質型燃料電池である。冷却体８３に
は、熱を除去するための図示しない水，空気等の冷却用
媒体を通流させて、燃料電池セル７を適温（固体高分子
電解質型燃料電池においては、５０〔℃〕から１００
〔℃〕程度の温度条件で運転されるのが一般である。）
に保持する。したがって、図６に示した構成の燃料電池
スタック９Ａにおいては、図５に示した従来例による燃
料電池スタック９の場合と同様に、それぞれの単電池６
が備えるセパレータは、ガス流通用溝によって反応ガス
の通流路を確保すると共に、燃料電池セルで発電された
直流電気を凸状の隔壁等を介して集電板８１１Ａ，８１
１Ｂに伝達する役目を果たしている。燃料電池スタック
９Ａの備える単電池６が備えるセパレータは、これに加
えて、燃料電池セルで発生した熱を、凸状の隔壁等を介
して冷却体８３に伝達する役目も果たしていることにな
る。

【００１１】従って、燃料電池スタック９Ａでは、燃料
電池セル７から集電板８１１Ａ，８１１Ｂおよび冷却体
８３に至る間の電気抵抗，熱抵抗の値を小さく抑えるこ
とが、燃料電池の特性を向上することになるので、各接
触部における電気抵抗および熱抵抗の低減を図るため
に、ほぼ一定の圧力が加わるようするばね体８２３を備
えた加圧装置８により加圧されているのである。一般に
この加圧力は、燃料電池セル７の見掛けの表面積あたり
で、５〔kg/cm²〕内外程度である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る固体高分子電解質型燃料電池９，９Ａにおいては、数
十個（１０〜５０個であることが多い。）あるいはそれ
以上の個数の単電池６を積層しており、所要の電圧値を
持つ直流電気を発生して、直流発電の機能を十分に発揮
するのであるが、次のような問題が有る。すなわち、 単電池６に与える加圧力は、加圧装置８が備える１対
の締付板である締付板８１２Ａ，８１２Ｂを介して加え
られるので、発電性能が低下等の不良の燃料電池セル７
を交換する場合には、まず加圧体８２を取り外し、そう
して、燃料電池セル集積体を不良の燃料電池セル７まで
分解する必要が有る。不良の燃料電池セル７が良品の燃
料電池セル７に交換されると、分解時とは逆の順序で、
全数の単電池６の積層作業と加圧装置８の組み込み作業
が行われ、加圧装置８によって所定の値の加圧力で加圧
することで、固体高分子電解質型燃料電池９，９Ａの再
組み立てを行う必要が有る。すなわち、不良の燃料電池
セル７の交換に、極めて長い作業時間を要している。ま
た、 前記項による不良の燃料電池セル７の交換等の燃料
電池スタック９，９Ａの分解時には、単電池６がそれぞ
れ備える全てのガスシール体７１を加圧する加圧力もい
ったんは零になる。加圧力が零になったガスシール体７
１は、燃料電池スタック９Ａの再組立時に、加圧体８２
によって再度加圧されることになる。しかし、それぞれ
の単電池６のガスシール体７１には弾性材が用いられて
いることにより、燃料電池スタック９Ａの運転によって
ガスシール体７１が変形することが有り得るものであ
る。ガスシール体７１に大きな変形を生じている場合に
は、加圧装置８によって再度加圧力を加えたとしても、
ガスシール体７１が電解質層７Ｃを加圧する加圧力は、
分解前の燃料電池スタック９，９Ａで得られていた加圧
力よりも低下することが起こり得るのである。このため
に、燃料電池スタック９，９Ａでは、再組立後に、反応
ガスに対するシール性能が低下するということが発生し
ている。

【００１３】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、不良燃料電池セル
の交換に要する作業時間を短縮すると共に、反応ガスの
ガス漏れの発生度を低減することが可能な固体高分子電
解質型燃料電池を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、 １）燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて直流電力
を発電する複数の燃料電池セルと、それぞれの燃料電池
セルの両面に配置されて，燃料電池セルに燃料ガスまた
は酸化剤ガスを供給するための複数個のガス流通溝を有
するセパレータと、前記の複数の燃料電池セルと複数の
セパレータとの直列積層体をこの直列積層体の両端末に
位置するセパレータの外側面側から加圧する加圧装置と
を備え、それぞれの燃料電池セルは、固体高分子電解質
膜でなる電解質層と、この電解質層の二つの主面のそれ
ぞれに密着して配置された電極とを有するものであり、
それぞれのセパレータは、燃料電池セルが持つ電極と接
する側の側面に、複数個のガス流通用溝を有し、セパレ
ータの燃料電池セルと接する側のそれぞれの側面の周縁
部分には，燃料ガスまたは酸化剤ガスのガス流通路の外
部への漏れ出しを防止するガスシール体を有するもので
あり、加圧装置は、直列積層体の両端末に位置するセパ
レータのそれぞれの外側面に当接される当接体と、両当
接体に直列積層体の両端末に位置するセパレータの外側
面側から加圧するための加圧力を与える加圧体とを有す
るものである、固体高分子電解質型燃料電池において、
燃料電池セルとセパレータとの直列積層体は、複数の燃
料電池セルと複数のセパレータとが直列積層された個別
積層体の複数が互いに直列に積層されてなり、それぞれ
の個別積層体は、この個別積層体の両端末に位置するセ
パレータの外側面側から加圧する加圧装置を備え、個別
積層体が備えるこの加圧装置は、個別積層体の両端末に
位置するセパレータのそれぞれの外側面に当接される当
接体と、両当接体に個別積層体の両端末に位置するセパ
レータの外側面側から加圧する加圧力を与えるための加
圧体とを有してなる構成とすること、または、 ２）前記１項に記載の手段において、個別積層体が備え
る当接体は、燃料電池セルから発生した熱を除去する冷
却用媒体を通流させるための冷却路を一体に備える構成
とすること、により達成される。

【００１５】

【作用】この発明においては、固体高分子電解質型燃料
電池において、 燃料電池セルとセパレータとの直列積層体を、複数の
燃料電池セルと複数のセパレータとが直列積層された個
別積層体の複数が互いに直列に積層されてなり、それぞ
れの個別積層体は、この個別積層体の両端末に位置する
セパレータの外側面側から加圧する加圧装置を備え、個
別積層体が備えるこの加圧装置は、個別積層体の両端末
に位置するセパレータのそれぞれの外側面に当接される
当接体と、両当接体に個別積層体の両端末に位置するセ
パレータの外側面側から加圧する加圧力を与えるための
加圧体とを有してなる構成とすることにより、不良の燃
料電池セルの交換に際して、加圧体を取り外すことは従
来技術の固体高分子電解質型燃料電池と同様であるが、
燃料電池セル集積体から不良の燃料電池セルを取り出す
作業においては、燃料電池セル集積体の全てを分解する
のでは無く、不良の燃料電池セルが含まれている個別積
層体のみを分解すればよいことになる。この該当する個
別積層体の分解は、この個別積層体の加圧装置が持つ加
圧体をまず取り外し、そうして、個別積層体を不良の燃
料電池セル７まで分解することで行われる。不良の燃料
電池セルが良品の燃料電池セルに交換されると、分解時
とは逆の順序で、個別積層体の積層と加圧とが行われ
る。続いて、固体高分子電解質型燃料電池全体に対する
全ての個別積層体の組み込みと、加圧の作業とが行われ
て、固体高分子電解質型燃料電池の再組み立てが完了す
る。すなわち、不良燃料電池セルの交換時の、不良燃料
電池セルまでの分解作業を、個別積層体のみに限定する
ことが可能となる。

【００１６】前記項において、個別積層体が備える
当接体を、燃料電池セルから発生した熱を除去する冷却
用媒体を通流させるための冷却路を一体に備える構成と
することにより、個別積層体が備える当接体は、その冷
却路に冷却用媒体を通流させることで、冷却体の機能を
兼ねさせることが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は、この発明の一実施例による固体高
分子電解質型燃料電池が備える個別積層体を模式的に示
す一部破断したその側面図である。図２は、図１に示す
個別積層体を用いた固体高分子電解質型燃料電池を模式
的に示すその側面図であり、図３は、図２に示す固体高
分子電解質型燃料電池の組み立て途中の状態を模式的に
示す一部破断したその側面図である。図１〜図３におい
て、図４，図５に示した従来例による固体高分子電解質
型燃料電池と同一部分には同じ符号を付し、その説明を
省略する。なお、図１〜図３中には、図４，図５で付し
た符号については、代表的な符号のみを記した。また、
図２，図３中には、図１で付した符号については、代表
的な符号のみを記した。

【００１８】図１，図２において、１は、図５に示した
従来例による固体高分子電解質型燃料電池９に対して、
単電池６の直列積層体に替えて複数の個別積層体２を用
いるようにした固体高分子電解質型燃料電池（以降、燃
料電池スタックと略称することがある。）である。個別
積層体２は、図１に示した事例では、互いに直列積層さ
れた３個の単電池３と、この単電池３の直列積層体を，
その両端末に位置するセパレータ３１Ａ，３１Ｂの外側
面側から加圧する加圧装置４とを備えている。

【００１９】単電池３は、図４に示した従来例による単
電池６に対して、セパレータ６１Ａおよびセパレータ６
１Ｂに替えて、それぞれ、セパレータ３１Ａおよびセパ
レータ３１Ｂを用いるようにしたものである。セパレー
タ３１Ａ，３１Ｂは、セパレータ６１Ａ，６１Ｂに対し
て、燃料電池セル７の面方向の外形寸法よりも大きい面
方向の外形寸法を持ち、しかも、燃料電池セル７の面方
向の外形寸法の外側となる部位に，複数の貫通穴３２を
備えていることが異なっている。

【００２０】加圧装置４は、単電池３の直列積層体の両
端末に位置するセパレータ３１Ａおよびセパレータ３１
Ｂのそれぞれの外側面に当接される当接体として、１対
の当接板４１，４１と、この両当接板４１，４１に，単
電池３の直列積層体の両端末に位置するセパレータ３１
Ａ，３１Ｂの外側面側から適正な加圧力を与える加圧体
４２とを有している。

【００２１】それぞれの当接板４１は、単電池３の直列
積層体の一方の端末に位置するセパレータ３１Ａおよび
セパレータ３１Ｂの外側面に直接当接されるものであ
り、セパレータ３１Ａ，３１Ｂの材料と同等の材料が用
いられると共に、セパレータ３１Ａ，３１Ｂと同一の面
方向の外形寸法を有している。それぞれの当接板４１に
は、セパレータ３１Ａ，３１Ｂが備える貫通穴３２に対
向する部位に、穴４１１が形成されていると共に、その
内部には、図示しない水，空気等の冷却用媒体を通流さ
せるための冷却路４１２が形成されている。前記の穴４
１１は、貫通穴と、この貫通穴と同心の座ぐり穴とで構
成されている。また、加圧体４２は、それぞれの当接板
４１，４１に跨がって、それぞれの穴４１１において装
着される複数のねじ４２１と、それぞれのねじ４２１に
嵌め合わされるナット４２２と、ねじ４２１に嵌め込ま
れて装着され，それぞれの当接板４１，４１に安定した
加圧力を与えるための皿ばね等であるばね体４２３を備
えている。

【００２２】この加圧体４２によって与えられる加圧力
の値は、燃料電池セル７から当接板４１に至る間の電気
抵抗，熱抵抗の値を小さい値に抑えるために、各接触部
における電気抵抗および熱抵抗の値の低減が可能な値に
設定されている。また、燃料電池スタック１における、
隣接される個別積層体２の相互間、および、個別積層体
２と集電板８１１Ａまたは集電板８１１Ｂとの間の、電
気抵抗，熱抵抗の値を小さい値に抑えるために、加圧装
置８によって常に一定の圧力で加圧されることは、従来
例の燃料電池スタック９，９Ａの場合と同様である。

【００２３】さらに、燃料電池スタック１の組み立て
は、まず所要の個数の個別積層体２が準備され、この個
別積層体２が、図３中に例示したごとく、順次，加圧装
置８を介して積層され、所定の個数の個別積層体２が積
層されると、加圧装置８によって所要の値の加圧力で加
圧されて、燃料電池スタック１の組み立て作業が完了す
ることになる。また、個別積層体２の組み立ては、まず
所要の個数の単電池３が準備され、この単電池３が，順
次，加圧装置４によって積層され、所定の個数の単電池
３が積層されると、加圧装置４によって所要の値の加圧
力で加圧されて、個別積層体２の組み立て作業が完了す
ることになる。

【００２４】図１〜図３に示す実施例では、前記の構成
としたことにより、不良となった燃料電池セル７の交換
に際しては、まず、加圧装置８が備える加圧体８２の持
つナット８２２を緩めて、少なくとも当接体８１Ａの位
置を，当接体８１Ｂとの間隔が拡がるようにずらし、不
良となった燃料電池セル７が含まれている個別積層体２
だけを、燃料電池スタック１から取り出す。続いて、こ
の取り出された個別積層体２が有する加圧装置４が備え
る加圧体４２の持つナット４２２を取り外して、単電池
３の直列積層体を分解して、不良の燃料電池セル７を良
品の燃料電池セル７に交換することになる。そうして，
良品の燃料電池セル７に交換したところで、単電池３の
直列積層体の積層と加圧とが行われて、個別積層体２が
再組み立てされる。

【００２５】また、前記の構成を備える各個別積層体２
は、少数の燃料電池セル７を同数のセパレータ３１Ａ，
３１Ｂと共に積層した，個別の燃料電池スタックとして
取り扱うことが可能である。従って、不良の燃料電池セ
ル７の交換の際に、予め用意されていた良品の燃料電池
セル７だけが用いられている交換用の個別積層体２に置
き換えることも可能である。この場合には、不良の燃料
電池セル７の良品の燃料電池セル７えの交換は、別途，
随時に行うことでよいものであり、不良の燃料電池セル
７の緊急の交換が必要となる場合には有効である。

【００２６】不良の燃料電池セル７が良品の燃料電池セ
ル７に交換された後の，燃料電池スタック１の再組立作
業は、前記した分解時とは逆の順序で行われる。すなわ
ち、燃料電池スタック１の不良の燃料電池セル７を持つ
個別積層体２を取り出したことで生じた空所に、全て良
品の燃料電池セル７を持つ個別積層体２が組み込まれ
る。そうして、加圧装置８が備える加圧体８２の持つナ
ット８２２が締め込まれて所要の加圧力値に設定され
て、燃料電池スタック１の再組み立てが完了する。

【００２７】このように、この発明による燃料電池スタ
ック１においては、不良となった燃料電池セル７の交換
に際して、不良の燃料電池セル７までの分解作業を、不
良の燃料電池セル７を持つ個別積層体２のみの限定する
ことが可能となる。これにより、不良の燃料電池セル７
の交換に要する作業時間を、短縮することが可能とな
り、かつ、分解されるガスシール体７１の個数を、不良
の燃料電池セル７が組み込まれている個別積層体２が持
つガスシール体７１のみに限定することが可能となるの
である。

【００２８】また、燃料電池スタック１の個別積層体２
が備えるそれぞれの当接板４１は、冷却路４１２を備え
ているので、従来例の燃料電池スタック９Ａが持つ冷却
体８３と同等の冷却機能を有している。従って、燃料電
池スタック１に、燃料電池セル７を冷却するための冷却
用の装置を設置する必要が有る場合には、燃料電池セル
７を冷却する機能の一部または全部を当接板４１によっ
て分担することが可能である。

【００２９】実施例における今までの説明では、燃料電
池スタック１の加圧装置４が備える当接板４１には、冷
却路４１２が形成されているとしてきたが、これに限定
されるものではなく、例えば、燃料電池スタック１に冷
却体を設置するまでの冷却能を持たせる必要が無い場合
には、当接板４１には、冷却路４１２を形成しなくても
よいものである。

【００３０】

【発明の効果】この発明においては、前述の構成とした
ことにより、次記する効果が有る。すなわち、 不良の燃料電池セルの交換に際しての不良燃料電池セ
ルまでの分解作業を、不良の燃料電池セルが組み込まれ
ている個別積層体のみに限定することが可能となる。ま
た、交換用の個別積層体を準備しておいて，これと交換
することも可能である。これにより、不良の燃料電池セ
ルの交換に要する作業時間を短縮することが可能とな
る。また、 不良の燃料電池セルの交換に際して分解されるガスシ
ール体の個数を、不良の燃料電池セルが組み込まれてい
る個別積層体が持つガスシール体のみに限定することが
可能となり、分解，および，再組立の対象となるガスシ
ール体の個数が減少される。これにより、燃料電池スタ
ックの再組立時に、ガスシール体によって電解質層を加
圧する加圧力が低下することの発生頻度を低減すること
が可能となり、反応ガスに対するシール性能に関する信
頼性を向上することが可能となるのである。さらにま
た、 前記，項において、個別積層体が備える当接体
を、燃料電池セルから発生した熱を除去する冷却用媒体
を通流させるための冷却路を一体に備える構成とするこ
とにより、燃料電池スタックと必要とする冷却能の一部
または全部を、この当接板によって分担することが可能
となるので、燃料電池スタックの構成が簡素化されると
共に、その製造原価を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による固体高分子電解質型
燃料電池が備える個別積層体を模式的に示す一部破断し
たその側面図

【図２】図１に示す個別積層体を用いた固体高分子電解
質型燃料電池を模式的に示すその側面図

【図３】図２に示す固体高分子電解質型燃料電池の組み
立て途中の状態を模式的に示す一部破断したその側面図

【図４】従来例の固体高分子電解質燃料電池が備える単
電池を展開した状態で模式的に示した側面断面図

【図５】従来の固体高分子電解質型燃料電池の一例を模
式的に示した構成図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）は
その上面図

【図６】冷却体を装着した従来例の固体高分子電解質型
燃料電池の構成を模式的に示したその側面図

【符号の説明】

１ 固体高分子電解質型燃料電池（燃料電池スタッ
ク） ２ 個別積層体 ３ 単電池 ３１Ａ セパレータ ３１Ｂ セパレータ ４ 加圧装置 ４１ 当接板 ４１２ 冷却路 ４２ 加圧体 ４２１ ねじ ４２２ ナット ４２３ ばね体（皿ばね） ７ 燃料電池セル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて
   直流電力を発電する複数の燃料電池セルと、それぞれの
   燃料電池セルの両面に配置されて，燃料電池セルに燃料
   ガスまたは酸化剤ガスを供給するための複数個のガス流
   通溝を有するセパレータと、前記の複数の燃料電池セル
   と複数のセパレータとの直列積層体を，この直列積層体
   の両端末に位置するセパレータの外側面側から加圧する
   加圧装置とを備え、 それぞれの燃料電池セルは、固体高分子電解質膜でなる
   電解質層と、この電解質層の二つの主面のそれぞれに密
   着して配置された電極とを有するものであり、 それぞれのセパレータは、燃料電池セルが持つ電極と接
   する側の側面に、複数個のガス流通用溝を有し、セパレ
   ータの燃料電池セルと接する側のそれぞれの側面の周縁
   部分には，燃料ガスまたは酸化剤ガスのガス流通路の外
   部への漏れ出しを防止するガスシール体を有するもので
   あり、 加圧装置は、直列積層体の両端末に位置するセパレータ
   のそれぞれの外側面に当接される当接体と、両当接体に
   直列積層体の両端末に位置するセパレータの外側面側か
   ら加圧するための加圧力を与える加圧体とを有するもの
   である、固体高分子電解質型燃料電池において、 燃料電池セルとセパレータとの直列積層体は、複数の燃
   料電池セルと複数のセパレータとが直列積層された個別
   積層体の複数が互いに直列に積層されてなり、それぞれ
   の個別積層体は、この個別積層体の両端末に位置するセ
   パレータの外側面側から加圧する加圧装置を備え、個別
   積層体が備えるこの加圧装置は、個別積層体の両端末に
   位置するセパレータのそれぞれの外側面に当接される当
   接体と、両当接体に個別積層体の両端末に位置するセパ
   レータの外側面側から加圧する加圧力を与えるための加
   圧体とを有してなることを特徴とする固体高分子電解質
   型燃料電池。
2. 【請求項２】請求項１に記載の固体高分子電解質型燃料
   電池において、 個別積層体が備える当接体は、燃料電池セルから発生し
   た熱を除去する冷却用媒体を通流させるための冷却路を
   一体に備えることを特徴とする固体高分子電解質型燃料
   電池。