JPH097615A - 燃料電池用ガスプレート、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法 - Google Patents
燃料電池用ガスプレート、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法Info
- Publication number
- JPH097615A JPH097615A JP7180824A JP18082495A JPH097615A JP H097615 A JPH097615 A JP H097615A JP 7180824 A JP7180824 A JP 7180824A JP 18082495 A JP18082495 A JP 18082495A JP H097615 A JPH097615 A JP H097615A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- groove
- fuel cell
- plate
- gas passage
- Prior art date
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- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極面積を大きくした場合でも、ガスの供給
が電極全体に行きわたり、電極全体が有効に利用でき
て、セル特性を向上させることのできる燃料電池用ガス
プレート、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法を提
供する。 【構成】 表裏両面中央部のガス通路溝を、平行に多数
回往復して連なる１本のガス通路溝とし、このガス通路
溝の溝幅を 0.5〜10mm、溝深さを 0.1〜 3.0mm、往復す
る溝のピッチを 1.0〜20.0mm、溝の全長を0.05〜 100ｍ
とした燃料電池用ガスプレート。このガスプレートを用
い、電極、冷却プレートと適宜積層して組み立てた燃料
電池。この燃料電池へガスを供給するに於いて、ガスプ
レートのガス通路溝に対し、圧力５kg/cm2以下で且つ流
量 0.1〜50l/min でガスを供給する燃料電池へのガス供
給方法。
が電極全体に行きわたり、電極全体が有効に利用でき
て、セル特性を向上させることのできる燃料電池用ガス
プレート、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法を提
供する。 【構成】 表裏両面中央部のガス通路溝を、平行に多数
回往復して連なる１本のガス通路溝とし、このガス通路
溝の溝幅を 0.5〜10mm、溝深さを 0.1〜 3.0mm、往復す
る溝のピッチを 1.0〜20.0mm、溝の全長を0.05〜 100ｍ
とした燃料電池用ガスプレート。このガスプレートを用
い、電極、冷却プレートと適宜積層して組み立てた燃料
電池。この燃料電池へガスを供給するに於いて、ガスプ
レートのガス通路溝に対し、圧力５kg/cm2以下で且つ流
量 0.1〜50l/min でガスを供給する燃料電池へのガス供
給方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池用ガスプレー
ト、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法に関する。
ト、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４、図５に示すように従来の燃料電池
用ガスプレート１は、表裏両面にガス通路溝２、２′が
相対向する入口マニホールド３、３′と出口マニホール
ド４、４′と直交してこの間に多数平行に配設されてい
て、ガス流の方向は一方向である。この為、上記ガスプ
レート１を用いて組み立てた図６の燃料電池17ではガス
通路溝２、２′の入口付近と出口付近では、ガス拡散多
孔質よりなる電極に供給されるガス量及びガス濃度が均
一とならず、入口側でガスが多く、出口側で少ない。そ
の結果、電極全面が使用されず、セル特性が低下した。
特に電極面積が大きい場合には、ガス通路溝２、２′の
入口側と出口側とで、ガス量とガス濃度の差が著しく大
きくなり、セル特性が大幅に低下した。また、ガス流量
によりガスが多く流れるガス流路溝２、２′と少なく流
れるガス流路溝２、２′とが発生した。この為、ガスプ
レート１の面でガスの濃度分布、圧力分布が生じ、セル
特性に悪影響を及ぼしていた。
用ガスプレート１は、表裏両面にガス通路溝２、２′が
相対向する入口マニホールド３、３′と出口マニホール
ド４、４′と直交してこの間に多数平行に配設されてい
て、ガス流の方向は一方向である。この為、上記ガスプ
レート１を用いて組み立てた図６の燃料電池17ではガス
通路溝２、２′の入口付近と出口付近では、ガス拡散多
孔質よりなる電極に供給されるガス量及びガス濃度が均
一とならず、入口側でガスが多く、出口側で少ない。そ
の結果、電極全面が使用されず、セル特性が低下した。
特に電極面積が大きい場合には、ガス通路溝２、２′の
入口側と出口側とで、ガス量とガス濃度の差が著しく大
きくなり、セル特性が大幅に低下した。また、ガス流量
によりガスが多く流れるガス流路溝２、２′と少なく流
れるガス流路溝２、２′とが発生した。この為、ガスプ
レート１の面でガスの濃度分布、圧力分布が生じ、セル
特性に悪影響を及ぼしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、電極
面積を大きくした場合でも、ガスの供給が電極全体に均
一に行きわたり、電極全体が有効に利用できて、セル特
性を向上させることのできる燃料電池用ガスプレート、
燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法を提供しようと
するものである。
面積を大きくした場合でも、ガスの供給が電極全体に均
一に行きわたり、電極全体が有効に利用できて、セル特
性を向上させることのできる燃料電池用ガスプレート、
燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法を提供しようと
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の燃料電池用ガスプレートは、表裏両面中央部
のガス通路溝を平行に多数回往復して連なる一本のガス
通路溝とし、このガス通路溝の溝幅を 0.5〜10mm、溝深
さを 0.1〜 3.0mm、往復する溝のピッチを 1.0〜20.0m
m、溝の全長を0.05〜 100ｍとしたことを特徴とするも
のである。
の本発明の燃料電池用ガスプレートは、表裏両面中央部
のガス通路溝を平行に多数回往復して連なる一本のガス
通路溝とし、このガス通路溝の溝幅を 0.5〜10mm、溝深
さを 0.1〜 3.0mm、往復する溝のピッチを 1.0〜20.0m
m、溝の全長を0.05〜 100ｍとしたことを特徴とするも
のである。
【０００５】本発明の燃料電池は、上記構成のガスプレ
ートを用い、電極、冷却プレートと適宜積層して組み立
てたものである。本発明の燃料電池へのガス供給方法
は、上記構成のガスプレートを用い、電極、冷却プレー
トと適宜積層して組み立てた燃料電池へガスを供給する
に於いて、ガスプレート１枚の１本のガス通路溝に対
し、圧力５kg/cm2以下で且つ流量 0.1〜50l/min でガス
を供給することを特徴とするものである。
ートを用い、電極、冷却プレートと適宜積層して組み立
てたものである。本発明の燃料電池へのガス供給方法
は、上記構成のガスプレートを用い、電極、冷却プレー
トと適宜積層して組み立てた燃料電池へガスを供給する
に於いて、ガスプレート１枚の１本のガス通路溝に対
し、圧力５kg/cm2以下で且つ流量 0.1〜50l/min でガス
を供給することを特徴とするものである。
【０００６】前述の本発明の燃料電池用ガスプレートに
於いて、ガス通路溝の溝幅を 0.5〜10mmとした理由は、
0.5mmよりも狭くなると、圧力損失が高くなり、ガスが
流れにくくなり、10mmよりも広すぎると、集電、導電の
為の接触面積が少なくなり、抵抗が高くなって不利にな
るからである。また、溝深さを 0.1〜 3.0mmとした理由
は、 0.1mmよりも浅くなると、圧力損失が高くなり、ガ
スが流れにくくなり、3.0mmよりも深くなると、それに
応じてガスプレートの板厚が溝深さの 2.5〜３倍必要と
することから板厚が著しく厚くなり、これに伴い、電気
抵抗も大きくなって不利になるからである。さらに、往
復する溝のピッチを 1.0〜20.0mmとした理由は、溝幅に
対し山幅を狭くするためで、山幅が広いと、電極、カー
ボンペーパーとの接触面積が大きくなって抵抗値は低く
なるが、山部の中央部へガスが拡散していくことが難し
くなり、且つガスが流れる溝幅合計が小さくなって、ガ
スが流れにくくなり、逆に溝幅に対し山幅が極端に狭い
と、溝幅合計が大きくなり、ガスが流れ易くなるが、電
極、カーボンペーパーとの接触面積が小さくなって、抵
抗値が高くなる。しかし、 1.0〜20.0mmのピッチでは、
上記不都合が解消される。
於いて、ガス通路溝の溝幅を 0.5〜10mmとした理由は、
0.5mmよりも狭くなると、圧力損失が高くなり、ガスが
流れにくくなり、10mmよりも広すぎると、集電、導電の
為の接触面積が少なくなり、抵抗が高くなって不利にな
るからである。また、溝深さを 0.1〜 3.0mmとした理由
は、 0.1mmよりも浅くなると、圧力損失が高くなり、ガ
スが流れにくくなり、3.0mmよりも深くなると、それに
応じてガスプレートの板厚が溝深さの 2.5〜３倍必要と
することから板厚が著しく厚くなり、これに伴い、電気
抵抗も大きくなって不利になるからである。さらに、往
復する溝のピッチを 1.0〜20.0mmとした理由は、溝幅に
対し山幅を狭くするためで、山幅が広いと、電極、カー
ボンペーパーとの接触面積が大きくなって抵抗値は低く
なるが、山部の中央部へガスが拡散していくことが難し
くなり、且つガスが流れる溝幅合計が小さくなって、ガ
スが流れにくくなり、逆に溝幅に対し山幅が極端に狭い
と、溝幅合計が大きくなり、ガスが流れ易くなるが、電
極、カーボンペーパーとの接触面積が小さくなって、抵
抗値が高くなる。しかし、 1.0〜20.0mmのピッチでは、
上記不都合が解消される。
【０００７】前述の燃料電池へのガス供給方法に於い
て、ガスプレートのガス通路溝に対し、圧力５kg/cm2以
下でガスを供給する理由は、圧力５kg/cm2を超えると、
スタックのシール方法、耐圧の見直しが必要となり、コ
ストアップが避けられなくなるからである。
て、ガスプレートのガス通路溝に対し、圧力５kg/cm2以
下でガスを供給する理由は、圧力５kg/cm2を超えると、
スタックのシール方法、耐圧の見直しが必要となり、コ
ストアップが避けられなくなるからである。
【０００８】また、ガスプレート１枚の１本のガス通路
溝に対し、流量 0.1〜50l/min でガスを供給する理由
は、 0.1l/min 未満では流量が少なくて、溝の全長にわ
たって電極全体にガスを行きわたらせるのが難しくな
り、50l/min を超えると、ガスの利用率が悪くなり、無
駄になる。
溝に対し、流量 0.1〜50l/min でガスを供給する理由
は、 0.1l/min 未満では流量が少なくて、溝の全長にわ
たって電極全体にガスを行きわたらせるのが難しくな
り、50l/min を超えると、ガスの利用率が悪くなり、無
駄になる。
【０００９】
【作用】前記のように構成された本発明の燃料電池用ガ
スプレートによれば、一本のガス通路溝の全長にわたっ
てガスを均等に流すことができるので、このガスプレー
トを用いて組み立てた本発明の燃料電池では電極面積を
大きくした場合でも電極全体にガスを均一に行きわたら
せることができて、電極全体を有効に利用できるので、
セル特性が向上する。また、前記のような本発明の燃料
電池へのガス供給方法によれば、効率良くガスを供給す
ることができて、ガスの利用率が向上し、セル特性が一
層向上する。
スプレートによれば、一本のガス通路溝の全長にわたっ
てガスを均等に流すことができるので、このガスプレー
トを用いて組み立てた本発明の燃料電池では電極面積を
大きくした場合でも電極全体にガスを均一に行きわたら
せることができて、電極全体を有効に利用できるので、
セル特性が向上する。また、前記のような本発明の燃料
電池へのガス供給方法によれば、効率良くガスを供給す
ることができて、ガスの利用率が向上し、セル特性が一
層向上する。
【００１０】
【実施例】本発明の燃料電池用ガスプレートの一実施例
と従来例の燃料電池用ガスプレートについて説明する。
先ず、実施例について説明すると、図１に示すように厚
さ 3.0mm、一辺 120mmの方形のガスプレート10の表面中
央部に横向き平行に多数回、本例の場合 8.5回往復して
連なる１本のＨ2 ガスのガス通路溝11を設けて、その両
端に入口マニホールド12、出口マニホールド13を設けて
ある。ガス通路溝11は、溝幅が 2.0mm、溝深さが 1.0m
m、往復する溝のピッチが 3.0mm、溝の全長が１ｍであ
る。また、図２に示すようにガスプレート10の裏面中央
部に、縦向き平行に 8.5回往復して連なる１本のＯ2 ガ
スのガス通路11′を設けて、その両端に入口マニホール
ド12′、出口マニホールド13′を設けてある。ガス通路
溝11′は、前記ガス通路溝11と同一寸法である。
と従来例の燃料電池用ガスプレートについて説明する。
先ず、実施例について説明すると、図１に示すように厚
さ 3.0mm、一辺 120mmの方形のガスプレート10の表面中
央部に横向き平行に多数回、本例の場合 8.5回往復して
連なる１本のＨ2 ガスのガス通路溝11を設けて、その両
端に入口マニホールド12、出口マニホールド13を設けて
ある。ガス通路溝11は、溝幅が 2.0mm、溝深さが 1.0m
m、往復する溝のピッチが 3.0mm、溝の全長が１ｍであ
る。また、図２に示すようにガスプレート10の裏面中央
部に、縦向き平行に 8.5回往復して連なる１本のＯ2 ガ
スのガス通路11′を設けて、その両端に入口マニホール
ド12′、出口マニホールド13′を設けてある。ガス通路
溝11′は、前記ガス通路溝11と同一寸法である。
【００１１】次に従来例について説明すると、図４に示
すように厚さ 4.0mm、一辺 120mmの方形のガスプレート
１の表面中央部に、Ｈ2 ガスのガス通路溝２が左右の相
対向する入口マニホールド３と出口マニホールド４と直
交してこの間に17本配設されている。このガス通路溝２
は、溝幅が 2.0mm、溝深さが 1.0mm、溝のピッチが3.0m
m、各溝の長さが夫々50.0mmである。また、図５に示す
ようにガスプレート１の裏面中央部に、Ｏ2 ガスのガス
通路溝２′が上下の相対向する入口マニホールド３′と
出口マニホールド４′と直交して17本配設されている。
このガス通路溝２′は、前記ガス通路溝２と同一寸法で
ある。
すように厚さ 4.0mm、一辺 120mmの方形のガスプレート
１の表面中央部に、Ｈ2 ガスのガス通路溝２が左右の相
対向する入口マニホールド３と出口マニホールド４と直
交してこの間に17本配設されている。このガス通路溝２
は、溝幅が 2.0mm、溝深さが 1.0mm、溝のピッチが3.0m
m、各溝の長さが夫々50.0mmである。また、図５に示す
ようにガスプレート１の裏面中央部に、Ｏ2 ガスのガス
通路溝２′が上下の相対向する入口マニホールド３′と
出口マニホールド４′と直交して17本配設されている。
このガス通路溝２′は、前記ガス通路溝２と同一寸法で
ある。
【００１２】然してこれら実施例及び従来例の燃料電池
用ガスプレートを用い図３、６に示すように４層の燃料
電池16、17を組み立て、この燃料電池16、17のガスプレ
ート10、１のガス通路溝11、２にＨ2 ガスを圧力 0.1kg
/cm2、流量１l/min で供給した。
用ガスプレートを用い図３、６に示すように４層の燃料
電池16、17を組み立て、この燃料電池16、17のガスプレ
ート10、１のガス通路溝11、２にＨ2 ガスを圧力 0.1kg
/cm2、流量１l/min で供給した。
【００１３】その結果、実施例ではガスプレート10のガ
ス通路溝11に於けるガス圧力を測定した処、全長にわた
って均一で、平行する各溝にはガスが均等に流れ、電極
全体にガスを行きわたらせることができ、ガス流量を多
くしても同様であった。
ス通路溝11に於けるガス圧力を測定した処、全長にわた
って均一で、平行する各溝にはガスが均等に流れ、電極
全体にガスを行きわたらせることができ、ガス流量を多
くしても同様であった。
【００１４】然るに、従来例ではガスプレート１のガス
通路溝２に於けるガスの流れを確認した処、各溝のうち
でガスが流れているのは４本のみで、他の13本はガスが
流れていなかった。ガス流量を３l/min 以上に上げた
処、ようやく各溝にガスが流れるようになった。
通路溝２に於けるガスの流れを確認した処、各溝のうち
でガスが流れているのは４本のみで、他の13本はガスが
流れていなかった。ガス流量を３l/min 以上に上げた
処、ようやく各溝にガスが流れるようになった。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の燃料電
池用ガスプレートによれば、１本のガス通路溝の全長に
わたってガスを均等に流すことができるので、このガス
プレートを用いて組み立てた本発明の燃料電池では、電
極面積を大きくした場合でも、電極全体に均一にガスを
行きわたらせることができ、電極全体を有効に利用でき
るので、セル特性が向上する。また、本発明の燃料電池
へのガス供給方法によれば、効率良くガスを供給するこ
とができて、ガスの利用率が向上し、セル特性が一層向
上する。
池用ガスプレートによれば、１本のガス通路溝の全長に
わたってガスを均等に流すことができるので、このガス
プレートを用いて組み立てた本発明の燃料電池では、電
極面積を大きくした場合でも、電極全体に均一にガスを
行きわたらせることができ、電極全体を有効に利用でき
るので、セル特性が向上する。また、本発明の燃料電池
へのガス供給方法によれば、効率良くガスを供給するこ
とができて、ガスの利用率が向上し、セル特性が一層向
上する。
【図１】本発明の燃料電池用ガスプレートの表面を示す
図である。
図である。
【図２】図１の燃料電池用ガスプレートの裏面を示す図
である。
である。
【図３】図１のガスプレートを用いて組み立てた本発明
の燃料電池を示す図である。
の燃料電池を示す図である。
【図４】従来の燃料電池用ガスプレートの表面を示す図
である。
である。
【図５】図４の燃料電池用ガスプレートの裏面を示す図
である。
である。
【図６】図４のガスプレートを用いて組み立てた従来の
燃料電池を示す図である。
燃料電池を示す図である。
10 ガスプレート 11、11′ ガス通路溝 12、12′ 入口マニホールド 13、13′ 出口マニホールド 16、17 燃料電池
Claims (3)
- 【請求項１】 燃料電池用ガスプレートに於いて、表裏
両面中央部のガス通路溝を、平行に多数回往復して連な
る一本のガス通路溝とし、このガス通路溝の溝幅を 0.5
〜10mm、溝深さを 0.1〜 3.0mm、往復する溝のピッチを
1.0〜20.0mm、溝の全長を0.05〜 100ｍとしたことを特
徴とする燃料電池用ガスプレート。 - 【請求項２】 表裏両面中央部のガス通路溝を、平行に
多数回往復して連なる一本のガス通路溝とし、このガス
通路溝の溝幅を 0.5〜10.0mm、溝深さを 0.1〜 3.0mm、
往復する溝のピッチを 1.0〜20.0mm、溝の全長を0.05〜
100ｍとしたガスプレートを用い、電極、冷却プレート
と適宜積層して組み立てたことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項３】 表裏両面中央部のガス通路溝を、平行に
多数回往復して連なる一本のガス通路溝とし、このガス
通路溝の溝幅を 0.5〜10mm、溝深さを 0.1〜3.0mm、往
復する溝のピッチを 1.0〜20.0mmとし、溝の全長を0.05
〜 100ｍとしたガスプレートを用い、電極、冷却プレー
トと適宜積層して組み立てた燃料電池にガスを供給する
に於いて、前記ガスプレート１枚の１本のガス通路溝に
対し、圧力５kg/cm2以下で且つ流量 0.1〜50l/min でガ
スを供給することを特徴とする燃料電池へのガス供給方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180824A JPH097615A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 燃料電池用ガスプレート、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180824A JPH097615A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 燃料電池用ガスプレート、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097615A true JPH097615A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=16090003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180824A Pending JPH097615A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 燃料電池用ガスプレート、燃料電池及び燃料電池へのガス供給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH097615A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000041260A3 (en) * | 1998-12-30 | 2000-11-30 | Ballard Power Systems | Fuel cell fluid flow field plate and methods of making fuel cell flow field plates |
| WO2001041231A3 (de) * | 1999-12-03 | 2002-01-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Strom- und gasverteilerstruktur für elektrochemische zelle |
| CN1330029C (zh) * | 2004-02-25 | 2007-08-01 | 三星Sdi株式会社 | 燃料电池系统及其中使用的电池堆 |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP7180824A patent/JPH097615A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000041260A3 (en) * | 1998-12-30 | 2000-11-30 | Ballard Power Systems | Fuel cell fluid flow field plate and methods of making fuel cell flow field plates |
| WO2001041231A3 (de) * | 1999-12-03 | 2002-01-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Strom- und gasverteilerstruktur für elektrochemische zelle |
| DE19958405B4 (de) * | 1999-12-03 | 2006-08-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Elektrochemische Zelle |
| CN1330029C (zh) * | 2004-02-25 | 2007-08-01 | 三星Sdi株式会社 | 燃料电池系统及其中使用的电池堆 |
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