JPH1032012A - リン酸型燃料電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単セルの面内での燃料ガス中の水素量、空気中
の酸素量の分布を改良し、長期にわたり安定して運転で
きるものとする。 【解決手段】リン酸を含むマトリックス４を、並列に配
した複数の空気通流溝３を備えた空気電極基材２ｂと空
気電極触媒層２ａとからなる空気電極２、および空気通
流溝３と直交して並列に配した複数の燃料ガス通流溝６
Ａを備えた燃料電極基材５ｂと燃料電極触媒層５ａとリ
ザーバプレート５ｃとからなる燃料電極３で挟持して単
セル１を構成し、セパレート板７と交互に積層して燃料
電池積層体を構成するものにおいて、複数の燃料ガス通
流溝６Ａを、流路の幅が略同一で、流路の深さが空気の
入口側ほど深く出口側ほど浅い複数の通流溝より構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リン酸型燃料電
池の燃料電池積層体の構造およびその製造方法に係わ
り、特に反応ガスの通流路の構成およびその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】リン酸型燃料電池においては、リン酸を
含んだマトリックスを燃料電極と空気電極とで挟んで単
セルを構成し、この単セルをガス不透過性材料よりなる
セパレート板と交互に積層して燃料電池積層体を形成
し、燃料電極に燃料ガスを、また空気電極に空気を供給
して、発電が行われる。

【０００３】図１１は、従来より用いられているリン酸
型燃料電池の単セルの基本構成図で、左上の図は積層方
向より見た平面図、右上の図は空気出口側より見た側面
図、下の図は燃料ガス入口側より見た側面図である。図
に見られるように、方形平板状の単セル１は、リン酸を
含んだマトリックス４と、これを挟んで配された空気電
極２と燃料電極５よりなり、ガス不透過性材料よりなる
セパレート板７を介装して気密を保持して交互に積層す
ることにより燃料電池積層体が形成される。空気電極２
は、空気電極触媒層２ａとこれを支持する多孔質体から
なるリブ付きの空気電極基材２ｂからなり、燃料電極５
は、燃料電極触媒層５ａとこれを支持する多孔質体から
なるリブ付きの燃料電極基材５ｂ、並びに補給用のリン
酸を保持する多孔質体からなるリザーバプレート５ｃよ
り構成されている。また、空気電極基材２ｂには、一方
の側面から相対する側面へと連通する複数の並列に配さ
れた同一断面形状をもつ空気通流溝３が備えられてお
り、燃料電極基材５ｂには、空気通流溝３の通流方向と
直交する方向に連通する複数の並列に配された同一断面
形状をもつ燃料ガス通流溝６が備えられている。

【０００４】したがって、本構成の燃料電池積層体の側
面より複数の空気通流溝３へ空気を、また複数の燃料ガ
ス通流溝６へ燃料ガスを分流して供給すると、それぞれ
空気電極基材２ｂおよび燃料電極基材５ｂ中を透過して
空気電極触媒層２ａ、燃料電極触媒層５ａへと到達し、
電気化学反応が生じて、外部に電気エネルギーが取り出
されることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の発電反応は、空
気中の酸素と燃料ガス中の水素が反応して水と電子を生
成する反応である。したがって、空気通流溝３へ送られ
た空気は面内で酸素を消費して排出されるので、入口部
に比べ出口部の酸素濃度が低くなる。また同様に燃料ガ
ス通流溝６へ送られた燃料ガスも面内で水素を消費する
ので出口部の水素濃度は大幅に低下する。さらに、空気
通流溝３へ送られた空気の酸素消費量は自身の酸素濃度
のみならず燃料ガスの水素量によって変化し、水素量が
多い部分では消費量が大きくなり、水素量の少ない部分
では酸素消費量も少なくなる。同様に、燃料ガス通流溝
６へ送られた燃料ガスの水素消費量も、酸素量の多い部
分では消費量が大きくなり、酸素量の少ない部分では水
素消費量も少なくなる。

【０００６】したがって、図１１のごとく複数の空気通
流溝３へ空気を分流して供給し、複数の燃料ガス通流溝
６へ燃料ガスを分流して供給する構成においては、それ
ぞれの空気通流溝３へ供給される空気中の酸素量が同一
であるにもかかわらず、燃料ガスの上流側に配された空
気通流溝３の入口近傍で多量に酸素が消費されるので、
下流側の酸素濃度が大幅に低下し酸素量が不足し、カー
ボン材よりなる構成部材が腐食する危険性が生じる。同
様に、空気の上流側に配された燃料ガス通流溝６におい
ても入口近傍で多量に酸素が消費されるので、下流側の
水素濃度が大幅に低下し水素量が不足し、構成部材が腐
食する事態が生じ、安定した運転を持続することが困難
となる。

【０００７】本発明の目的は、上記のごとき従来技術の
難点を解消し、通流する燃料ガス中の水素量、あるいは
通流する空気中の酸素量の分布を改良して、長期にわた
り安定して運転できるリン酸型燃料電池の構成、および
その製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、リン酸を含んだマトリックス
とこれを挟持する燃料電極と空気電極を備えた方形平板
状の単セルを、ガス不透過性のセパレート板を介装し、
複数層積層して燃料電池積層体を構成し、燃料電極ある
いはセパレート板に側面より相対する側面へと連通して
並列に設けられた複数の燃料ガス通流路に燃料ガスを通
流し、空気電極あるいはセパレート板に側面より相対す
る側面へと前記燃料ガス通流路に直交して連通して並列
に設けられた複数の空気通流路に空気を通流して、電気
化学反応により発電するリン酸型燃料電池において、 （１）上記の複数の燃料ガス通流路を、流路の幅が略同
一で、流路の深さが空気入口側ほど深く、空気出口側ほ
ど浅い複数の通流路より構成するか、あるいは上記の複
数の空気通流路を、流路の幅が略同一で、流路の深さが
燃料ガス入口側ほど深く、燃料ガス出口側ほど浅い通流
路より構成することとする。

【０００９】（２）あるいは、上記の複数の燃料ガス通
流路を、流路の幅が略同一で、流路の深さが空気入口側
ほど深く、空気出口側ほど浅い複数の通流路より構成
し、かつ、上記の複数の空気通流路を、流路の幅が略同
一で、流路の深さが燃料ガス入口側ほど深く、燃料ガス
出口側ほど浅い通流路より構成することとする。 （３）また（１）のリン酸型燃料電池で、複数の燃料ガ
ス通流路を、流路の幅が略同一で、流路の深さが空気入
口側ほど深く、空気出口側ほど浅い複数の通流路より構
成したものにおいて、燃料ガス通流路を備えた構成部材
を、空気入口側ほど厚く、空気出口側ほど薄い部材より
形成し、かつ空気通流路を備えた構成部材を、空気入口
側ほど薄く、空気出口側ほど厚い部材より形成し、かつ
二つの構成部材の厚みの和が面内で略同一となるよう形
成することとする。

【００１０】（４）また（１）のリン酸型燃料電池で、
複数の空気通流路が、流路の幅が略同一で、流路の深さ
が燃料ガス入口側ほど深く、燃料ガス出口側ほど浅い通
流路よりなるものにおいて、空気通流路を備えた構成部
材を、燃料ガス入口側ほど厚く、燃料ガス出口側ほど薄
い部材より形成し、かつ燃料ガス通流路を備えた構成部
材を、燃料ガス入口側ほど薄く、燃料ガス出口側ほど厚
い部材より形成し、かつ二つの構成部材の厚みの和が面
内で略同一となるよう形成することとする。

【００１１】（５）上記の（１）〜（４）のリン酸型燃
料電池において、異なった深さを有する複数の通流路よ
りなる燃料ガス通流路、あるいは空気通流路が、類似の
流路断面形状を備え、かつ複数の通流路の最深部がいず
れも同一平面上に位置するよう形成することとする。 （６）上記の（５）のごとく構成したリン酸型燃料電池
において、異なった深さを有する複数の通流路よりなる
燃料ガス通流路、あるいは空気通流路を、多連の回転刃
を備えた加工機を用い、回転刃の回転軸中心と被加工部
材を搭載するワークテーブルの上面との角度を所定値に
設定し、回転刃を平衡移動させて加工して、形成するこ
ととする。

【００１２】上記の（１）のごとくとすれば、複数の燃
料ガス通流路を、流路の幅が略同一で、流路の深さが空
気入口側ほど深く、空気出口側ほど浅い複数の通流路よ
り構成したものにおいては、空気入口側の燃料ガス通流
路の流路断面積が空気出口側の燃料ガス通流路の流路断
面積より大きくなり、この流路断面積に比例して、燃料
ガス中の水素の消費量が相対的に多量となる空気入口側
の燃料ガス通流路に相対的に多量の燃料ガス、したがっ
て相対的に多量の水素が供給されるので、従来のごとく
下流側で水素量が不足する事態は回避され、構成部材の
腐食が防止される。

【００１３】また、複数の空気通流路を、流路の幅が略
同一で、流路の深さが燃料ガス入口側ほど深く、燃料ガ
ス出口側ほど浅い通流路より構成したものにおいては、
同等に、空気中の酸素の消費量が相対的に多量となる燃
料ガス入口側の空気通流路に相対的に多量の空気、した
がって相対的に多量の酸素が供給されるので、従来のご
とく下流側で酸素量が不足する事態は回避され、構成部
材の腐食が防止されることとなる。

【００１４】また、上記の（２）のごとくとすれば、燃
料ガス通流路の下流側での水素量の不足、ならびに空気
通流路の下流側での酸素量の不足が回避され、構成部材
の腐食が防止されることとなる。また、上記の（３）の
ごとくとすれば、燃料ガス通流路の下流側での水素量の
不足が回避され、構成部材の腐食が防止されるばかりで
なく、燃料電極の構成部材に燃料ガス通流路を形成した
ものにあっても、残肉の肉厚をほぼ一定にすることがで
きるので、本構成部材中のガス拡散を面内で均一にする
ことができる。また上記の（４）のごとくとすれば、空
気通流路の下流側での酸素量の不足が回避され、構成部
材の腐食が防止されるばかりでなく、空気電極の構成部
材に空気通流路を形成したものにあっても、構成部材中
のガス拡散を面内で均一にすることができる。

【００１５】さらに、上記の（５）のごとくとすれば、
例えば上記の（６）のごとき方法を用いることにより、
容易に加工できることとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。 ＜第１実施例＞図１は、本発明のリン酸型燃料電池の第
１実施例を示す単セルの基本構成図である。図１１に示
した従来例と同じく、左上の図は積層方向より見た平面
図、右上の図は空気出口側より見た側面図、下の図は燃
料ガス入口側より見た側面図である。

【００１７】本実施例の従来例との差異は、燃料電極５
の燃料電極触媒層５ａを支持する燃料電極基材５ｂに形
成された複数の燃料ガス通流溝６Ａの構成にある。従来
例においては同一流路幅と同一深さを備えた複数の燃料
ガス通流溝６より構成されていたのに対して、本実施例
では、同一流路幅を備え、空気出口側より空気入口側に
行くに従い溝の深さが深くなる複数の燃料ガス通流溝６
Ａより構成されている。本構成では、空気出口側より空
気入口側に行くに従い流路断面積が増大するので、空気
入口側に近い燃料ガス通流溝６Ａほど多量の燃料ガスが
通流することとなる。したがって、空気入口側に近い燃
料ガス通流溝６Ａの上流側で多量の水素が消費されて
も、下流側の燃料ガスには十分な水素が含まれることと
なるので、水素の不足によって構成部材が腐食する危険
性はない。また、空気出口側に近い燃料ガス通流溝６Ａ
に通流する燃料ガスは従来例に比べて減少するが、空気
出口側では空気に含まれる酸素量も少なく、したがって
水素の消費量も少ないので、水素の不足による構成部材
の腐食を生じるおそれはない。

【００１８】なお、複数の空気通流溝を、同一流路幅を
備え、燃料ガス出口側より燃料ガス入口側に行くに従い
溝の深さが深くなる複数のガス通流溝より構成すること
とすれば、従来例で見られた燃料ガス入口側の空気通流
溝の下流側での酸素不足が回避されることは、上記の第
１実施例より容易に類推されるので、図示しての説明は
省略する。

【００１９】＜第２実施例＞図２は、本発明のリン酸型
燃料電池の第２実施例を示す単セルの基本構成図であ
る。本実施例の特徴は、燃料電極基材５ｂに形成された
複数の燃料ガス通流溝６Ａが、第１実施例と同様に、同
一流路幅を備え、空気出口側より空気入口側に行くに従
い溝の深さが深くなる複数のガス通流溝より構成され、
さらに、空気電極２の空気電極基材２ｂに備えられた空
気通流溝３Ａが、同一流路幅を備え、燃料ガス出口側よ
り燃料ガス入口側に行くに従い溝の深さが深くなる複数
のガス通流溝より構成されている点にある。

【００２０】本構成では、第１実施例と同様に空気入口
側の燃料ガス通流溝６Ａの下流側の燃料ガスにも十分な
水素が含まれ、燃料ガス入口側の空気通流溝の下流側の
空気にも十分な酸素が含まれることとなるので、構成部
材の腐食が効果的に防止されることとなる。 ＜第３実施例＞図３は、本発明のリン酸型燃料電池の第
３実施例を示す単セルの基本構成図である。

【００２１】本実施例の特徴は、空気電極２が空気電極
触媒層２ａ、空気電極基材２ｄおよび溝形成用のリブを
備えたリザーバプレート２ｅよりなり、燃料電極５が燃
料電極触媒層５ａ、燃料電極基材５ｄおよび溝形成用の
リブを備えたリザーバプレート５ｅよりなるものにおい
て、リザーバプレート２ｅに、同一流路幅を備え、燃料
ガス出口側より燃料ガス入口側に行くに従い溝の深さが
深くなる複数の空気通流溝３Ａが備えられ、リザーバプ
レート５ｅに、同一流路幅を備え、空気出口側より空気
入口側に行くに従い溝の深さが深くなる複数の燃料ガス
通流溝６Ａが備えられている点にある。

【００２２】本構成においても、第２実施例と同様に、
空気入口側の燃料ガス通流溝６Ａの下流側の燃料ガスに
も十分な水素が含まれ、燃料ガス入口側の空気通流溝３
Ａの下流側の空気にも十分な酸素が含まれることとな
る。 ＜第４実施例＞図４は、本発明のリン酸型燃料電池の第
４実施例を示す単セルの基本構成図である。

【００２３】本実施例の特徴は、一方の主面に空気通流
溝３Ａを形成するリブを備え、もう一方の主面に燃料ガ
ス通流溝６Ａを形成するリブを備えたセパレート板７Ａ
と単セル１を交互に積層して構成するものにおいて、空
気通流溝３Ａを、同一流路幅を備え、燃料ガス出口側よ
り燃料ガス入口側に行くに従い溝の深さが深くなる複数
の空気通流溝より構成し、複数の燃料ガス通流溝６Ａ、
同一流路幅を備え、空気出口側より空気入口側に行くに
従い溝の深さが深くなる複数の燃料ガス通流溝より構成
した点にある。

【００２４】本構成においても、第２実施例、第３実施
例と同様に、空気入口側の燃料ガス通流溝６Ａの下流側
の燃料ガスにも十分な水素が含まれ、燃料ガス入口側の
空気通流溝３Ａの下流側の空気にも十分な酸素が含まれ
ることとなる。 ＜第５実施例＞図５は、本発明のリン酸型燃料電池の第
５実施例を示す単セルの基本構成図である。

【００２５】本実施例の特徴は、第１実施例と類似の基
本構成よりなる単セル１において、同一流路幅を備え、
空気出口側より空気入口側に行くに従い溝の深さが深く
なる複数の燃料ガス通流溝６Ａを備えた燃料電極基材５
ｂの厚さを、空気入口側ほど厚く、空気出口側ほど薄く
形成し、空気通流路３を備えた空気電極基材２ｂの厚さ
を、空気入口側ほど薄く、空気出口側ほど厚く形成し、
かつ燃料電極基材５ｂと空気電極基材２ｂの厚さの和が
面内で同一となるよう形成した点にある。

【００２６】本構成においては、第１実施例と同様に空
気入口側の燃料ガス通流溝６Ａの下流側の燃料ガスにも
十分な水素が含まれ、腐食の恐れが無いばかりでなく、
深さの異なる複数の燃料ガス通流溝６Ａを備えても、燃
料電極基材５ｂの残肉の厚さがほぼ均一に形成されてい
るので、燃料ガス中の水素はほぼ均一に拡散して燃料電
極触媒層５ａに達することとなるので、電池反応の面内
での均一性を侵す恐れが無い。また、燃料電極基材５ｂ
と空気電極基材２ｂの厚みの和が面内で同一となるよう
形成されているので、単セル１の厚さも面内で均一とな
る。

【００２７】＜第６実施例＞図６は、本発明のリン酸型
燃料電池の第６実施例を示す単セルの基本構成図であ
る。本実施例の特徴は、第３実施例と類似の基本構成よ
りなる単セル１において、同一流路幅を備え、空気出口
側より空気入口側に行くに従い溝の深さが深くなる複数
の燃料ガス通流溝６Ａを備えたリザーバプレート５ｅの
厚さを、空気入口側ほど厚く、空気出口側ほど薄く形成
し、空気通流路３を備えたリザーバプレート２ｅの厚さ
を、空気入口側ほど薄く、空気出口側ほど厚く形成し、
かつリザーバプレート５ｅとリザーバプレート２ｅの厚
さの和が面内で同一となるよう形成した点にある。

【００２８】本構成においては、第３実施例と同様に空
気入口側の燃料ガス通流溝６Ａの下流側の燃料ガスにも
十分な水素が含まれ、腐食の恐れが無いばかりでなく、
相対的に発電量が多く、したがってリン酸の飛散量が多
い空気入口側ほどリザーバプレート５ｅの単位長さ当た
りの体積が大きくなり、相対的に多量のリン酸を保持す
ることができるので、効果的にリン酸が補給できること
となる。また、リザーバプレート５ｅとリザーバプレー
ト２ｅの厚さの和が面内で同一となるよう形成されてい
るので、単セル１の厚さも面内で均一となる。

【００２９】＜第７実施例＞図７は、本発明のリン酸型
燃料電池の第７実施例を示す単セルの基本構成図であ
る。本実施例の特徴は、第５実施例と類似の基本構成よ
りなる単セル１において、空気電極基材２ｂに備えられ
た空気通流溝３Ｂが、空気入口側で溝の深さが浅く、空
気出口側で深さの深い通流溝となるよう構成されている
点にある。したがって、本構成においては、第５実施例
と同様の特徴を持つとともに、空気電極基材２ｂにおい
ても残肉の厚さが面内で均一となるので、空気中の酸素
はほぼ均一に拡散して空気電極触媒層２ａに達すること
となり、電池反応の面内での均一性が保持されることと
なる。また、空気通流溝３Ｂの流路断面積が下流側で大
きくなり通流される空気の流速が下がるので、上流側で
飛散して空気に混入したリン酸の捕収が相対的に容易と
なる。

【００３０】＜第８実施例＞図８は、本発明のリン酸型
燃料電池の第８実施例を示す単セルの基本構成図であ
る。本実施例の特徴は、第６実施例と類似の基本構成よ
りなる単セル１において、リザーバプレート２ｅに備え
られた空気通流溝３Ｂが、空気入口側で溝の深さが浅
く、空気出口側で深さの深い通流溝となるよう構成され
ている点にある。したがって、本構成においては、第６
実施例と同様の特徴を持つとともに、上流側で飛散して
空気に混入したリン酸の捕収が相対的に容易となる。

【００３１】なお、上記の第５実施例〜第８実施例で
は、燃料電極２を構成する燃料電極基材５ｂあるいはリ
ザーバプレート５ｅに備えた燃料ガス通流溝６Ａの流路
の溝の深さを空気出口側より空気入口側に行くに従い深
く形成したものについて例示したが、燃料ガス通流溝６
Ａをセパレート板に備える構造においても、同様の効果
が得られることは容易に理解される。

【００３２】また、空気電極を構成する空気電極基材や
リザーバプレート、あるいはセパレート板に備えた空気
通流溝を、流路の幅が略同一で、流路の深さが燃料ガス
入口側ほど深く、燃料ガス出口側ほど浅い通流溝とし、
この空気通流溝を備えた構成部材を、燃料ガス入口側ほ
ど厚く燃料ガス出口側ほど薄く形成し、さらに燃料ガス
通流溝を備えた構成部材を、燃料ガス入口側ほど薄く燃
料ガス出口側ほど厚い部材より形成して、二つの構成部
材の厚みの和が面内で略同一となるよう形成することと
しても、上述の第５実施例〜第８実施例と類似の効果が
得られることは図示するまでもなく容易に類推されるの
で、図示しての説明は省略する。

【００３３】＜第９実施例＞図９は、本発明のリン酸型
燃料電池の第９実施例における単セルの構成部材に形成
されたガス通流溝の形状を示す断面図である。本図は、
燃料電極または空気電極の電極基材やリザーバプレー
ト、あるいはセパレート板等の構成部材１０に、溝の深
さを一様に変化させて形成した複数のガス通流溝の代表
例を、３種類例示したものである。これらのガス通流溝
の特徴は、流路の溝端部の断面形状が同一形状をなし、
かつ、複数のガス通流溝１１Ａ（あるいは１１Ｂ、１１
Ｃ）の最深部が同一平面、すなわち溝最深部平面１２上
に位置するよう形成されていることにある。図の（ａ）
は流路の溝端部が角形の断面形状をなすガス通流溝１１
Ａを、（ｂ）はＵ字型の断面形状をなすガス通流溝１１
Ｂを、また（ｃ）は角度の開いたＵ字型の断面形状をな
すガス通流溝１１Ｃを形成したもので、いずれにおいて
もガス通流溝の最深部が溝最深部平面１２上に位置して
いる。

【００３４】図１０は、図９のごとく溝の深さが一様に
変化するガス通流溝の加工方法を示す概念図である。本
図は、多連の回転刃を備えた加工機を用いて、角溝の最
深部が位置する溝最深部平面１２が角度αで一様に変化
するガス通流溝１１を構成部材１０に形成する場合を示
すもので、回転させて溝加工を行う溝加工刃物１４の刃
物加工回転軸１５に対して、ワークテーブル１３を角度
α傾斜させ、その上に溝加工を行う構成部材１０を組み
込んだのち、溝加工刃物１４により溝を加工し、溝加工
刃物１４を刃物加工回転軸１５に沿って平行移動させて
順次溝を加工することによりガス通流溝１１が形成され
る。したがって、本方法を用いれば、図９に示したごと
きガス通流溝を極めて容易に加工することができ、この
ようなガス通流溝を備えた単セルも作業性良く製造する
ことができる。

【００３５】

【発明の効果】上述のごとく、本発明によれば、リン酸
型燃料電池を、 （１）請求項１あるいは２に記載のごとく構成すること
としたので、通流する燃料ガス中の水素量、あるいは通
流する空気中の酸素量の分布が改良され、長期にわたり
安定して運転できるリン酸型燃料電池が得られることと
なった。

【００３６】（２）さらに請求項３あるいは４に記載の
ごとく構成することとすれば、構成部材に深さの異なる
燃料ガス通流路を形成したものにあっても、電池反応の
面内での均一性が保持され、また、リン酸が効果的に補
給でき、あるいは飛散したリン酸の捕収が容易となるの
で、より好適である。 （３）さらに請求項５に記載のごとく構成することとす
れば、例えば請求項６に記載のごとき製造方法により、
極めて容易に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリン酸型燃料電池の第１実施例を示す
単セルの基本構成図

【図２】本発明のリン酸型燃料電池の第２実施例を示す
単セルの基本構成図

【図３】本発明のリン酸型燃料電池の第３実施例を示す
単セルの基本構成図

【図４】本発明のリン酸型燃料電池の第４実施例を示す
単セルの基本構成図

【図５】本発明のリン酸型燃料電池の第５実施例を示す
単セルの基本構成図

【図６】本発明のリン酸型燃料電池の第６実施例を示す
単セルの基本構成図

【図７】本発明のリン酸型燃料電池の第７実施例を示す
単セルの基本構成図

【図８】本発明のリン酸型燃料電池の第８実施例を示す
単セルの基本構成図

【図９】本発明のリン酸型燃料電池の第９実施例におけ
る単セルの構成部材に形成されたガス通流溝の形状を示
す断面図

【図１０】図９のごとき形状のガス通流溝の加工方法を
示す概念図

【図１１】従来より用いられているリン酸型燃料電池の
単セルの基本構成図

【符号の説明】

１ 単セル ２ 空気電極 ２ａ 空気電極触媒層 ２ｂ 空気電極基材 ２ｄ 空気電極基材 ２ｅ リザーバプレート ３ 空気通流溝 ３Ａ 空気通流溝 ３Ｂ 空気通流溝 ４ マトリックス ５ 燃料電極 ５ａ 燃料電極触媒層 ５ｂ 燃料電極基材 ５ｃ リザーバプレート ５ｄ 燃料電極基材 ５ｅ リザーバプレート ６ 燃料ガス通流溝 ６Ａ 燃料ガス通流溝 ７ セパレート板 ７Ａ セパレート板 １０ 構成部材 １１ ガス通流溝 １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ ガス通流溝 １２ 溝最深部平面 １３ ワークテーブル １４ 溝加工刃物 １５ 刃物加工回転軸

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リン酸を含んだマトリックスとこれを挟持
   する燃料電極と空気電極を備えた方形平板状の単セル
   を、ガス不透過性のセパレート板を介装し、複数層積層
   して燃料電池積層体を構成し、燃料電極あるいはセパレ
   ート板に側面より相対する側面へと連通して並列に設け
   られた複数の燃料ガス通流路に燃料ガスを通流し、空気
   電極あるいはセパレート板に側面より相対する側面へと
   前記燃料ガス通流路に直交して連通して並列に設けられ
   た複数の空気通流路に空気を通流して、電気化学反応に
   より発電するリン酸型燃料電池において、 前記の複数の燃料ガス通流路が、流路の幅が略同一で、
   流路の深さが空気入口側ほど深く、空気出口側ほど浅い
   複数の通流路よりなるか、あるいは前記の複数の空気通
   流路が、流路の幅が略同一で、流路の深さが燃料ガス入
   口側ほど深く、燃料ガス出口側ほど浅い通流路よりなる
   ことを特徴とするリン酸型燃料電池。
2. 【請求項２】リン酸を含んだマトリックスとこれを挟持
   する燃料電極と空気電極を備えた方形平板状の単セル
   を、ガス不透過性のセパレート板を介装し、複数層積層
   して燃料電池積層体を構成し、燃料電極あるいはセパレ
   ート板に側面より相対する側面へと連通して並列に設け
   られた複数の燃料ガス通流路に燃料ガスを通流し、空気
   電極あるいはセパレート板に側面より相対する側面へと
   前記燃料ガス通流路に直交して連通して並列に設けられ
   た複数の空気通流路に空気を通流して、電気化学反応に
   より発電するリン酸型燃料電池において、 前記の複数の燃料ガス通流路が、流路の幅が略同一で、
   流路の深さが空気入口側ほど深く、空気出口側ほど浅い
   複数の通流路よりなり、かつ、前記の複数の空気通流路
   が、流路の幅が略同一で、流路の深さが燃料ガス入口側
   ほど深く、燃料ガス出口側ほど浅い通流路よりなること
   を特徴とするリン酸型燃料電池。
3. 【請求項３】請求項１に記載のリン酸型燃料電池で、複
   数の燃料ガス通流路が、流路の幅が略同一で、流路の深
   さが空気入口側ほど深く、空気出口側ほど浅い複数の通
   流路よりなるものにおいて、 燃料ガス通流路を備えた構成部材が、空気入口側ほど厚
   く、空気出口側ほど薄い部材より形成され、かつ空気通
   流路を備えた構成部材が、空気入口側ほど薄く、空気出
   口側ほど厚い部材より形成され、かつ二つの構成部材の
   厚みの和が面内で略同一となるよう形成されていること
   を特徴とするリン酸型燃料電池。
4. 【請求項４】請求項１に記載のリン酸型燃料電池で、複
   数の空気通流路が、流路の幅が略同一で、流路の深さが
   燃料ガス入口側ほど深く、燃料ガス出口側ほど浅い通流
   路よりなるものにおいて、 空気通流路を備えた構成部材が、燃料ガス入口側ほど厚
   く、燃料ガス出口側ほど薄い部材より形成され、かつ燃
   料ガス通流路を備えた構成部材が、燃料ガス入口側ほど
   薄く、燃料ガス出口側ほど厚い部材より形成され、かつ
   二つの構成部材の厚みの和が面内で略同一となるよう形
   成されていることを特徴とするリン酸型燃料電池。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４に記載のリン酸
   型燃料電池において、異なった深さを有する複数の通流
   路よりなる燃料ガス通流路、あるいは空気通流路が、類
   似の流路断面形状を備え、かつ複数の通流路の最深部が
   いずれも同一平面上に位置するよう形成されてなること
   を特徴とするリン酸型燃料電池。
6. 【請求項６】請求項５に記載のリン酸型燃料電池の製造
   方法で、異なった深さを有する複数の通流路よりなる燃
   料ガス通流路、あるいは空気通流路を、多連の回転刃を
   備えた加工機を用い、回転刃の回転軸中心と被加工部材
   を搭載するワークテーブルの上面との角度を所定値に設
   定し、回転刃を平衡移動させて加工して、形成すること
   を特徴とするリン酸型燃料電池の製造方法。