JPS58112268A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS58112268A JPS58112268A JP56214323A JP21432381A JPS58112268A JP S58112268 A JPS58112268 A JP S58112268A JP 56214323 A JP56214323 A JP 56214323A JP 21432381 A JP21432381 A JP 21432381A JP S58112268 A JPS58112268 A JP S58112268A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adhesive
- rubber
- electrolyte
- fuel cell
- fluorine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- 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
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は新規な燃料電池、より詳しくは；−ナー及び周
囲を気密シール材料で良好に密封した燃料電池に関する
。
囲を気密シール材料で良好に密封した燃料電池に関する
。
周知のように、燃料電池は水素、−酸化炭素。
炭化水素などの燃料を活物質とする負極たる燃料極と、
酸素又は空気を活物質とする正極たる酸化剤極と苛性カ
リやリン酸等の電解質とからなっており、これら燃料電
池はその種類に応じて或は室温で、或は高温で作動する
。
酸素又は空気を活物質とする正極たる酸化剤極と苛性カ
リやリン酸等の電解質とからなっており、これら燃料電
池はその種類に応じて或は室温で、或は高温で作動する
。
たとえばリン酸を電解質としｉｖｏ〜コ００℃の高温で
作動する燃料電池は過常第１図の如く構成される。この
図において（１）は前記の如き燃料極、電解質、酸化剤
極からなる素電池を示し、この素電池ｌは間にグラファ
イト等を主成分とするインターコネクタコを介在させて
交互に積層する。このインターコネクタコは両面に＃加
工を施して反応ガス供給を容易にしであるが、このイン
ターコネクタコは数個に７個の割合で冷却媒体が循環す
るパイプＪを埋めこんだ冷却パイプ付インターコネクタ
ダにより置換されている。
作動する燃料電池は過常第１図の如く構成される。この
図において（１）は前記の如き燃料極、電解質、酸化剤
極からなる素電池を示し、この素電池ｌは間にグラファ
イト等を主成分とするインターコネクタコを介在させて
交互に積層する。このインターコネクタコは両面に＃加
工を施して反応ガス供給を容易にしであるが、このイン
ターコネクタコは数個に７個の割合で冷却媒体が循環す
るパイプＪを埋めこんだ冷却パイプ付インターコネクタ
ダにより置換されている。
このようＫして形成された積層体ｊの周囲には第２図に
示すようにマニホルド基が装着されて、反応ガニの供給
、排出を可能にするとともに、燃料ガスと酸化剤ガスの
隔離を可能にしている。
示すようにマニホルド基が装着されて、反応ガニの供給
、排出を可能にするとともに、燃料ガスと酸化剤ガスの
隔離を可能にしている。
而して前記素電池！及びインターコネクター又はダなど
の要素の寸法に誤差が生ずるのは避けがたく、又これら
要素を積層するとき積み上げ誤差が生ずるのも避は難く
、その結果第３図の如く、積層体のコーナー及び周囲に
段差が生ずるに至る。
の要素の寸法に誤差が生ずるのは避けがたく、又これら
要素を積層するとき積み上げ誤差が生ずるのも避は難く
、その結果第３図の如く、積層体のコーナー及び周囲に
段差が生ずるに至る。
マニホルドにはガスケットが装着されているが、これの
みでは前記の如き段差の故に積層体とマニホルドの気密
が不十分であり、そのため従来ガスケットと積層体の間
に、気密性で弾力性のあるシールゴム接着剤７を塗布し
て更に気密化が図られていた。
みでは前記の如き段差の故に積層体とマニホルドの気密
が不十分であり、そのため従来ガスケットと積層体の間
に、気密性で弾力性のあるシールゴム接着剤７を塗布し
て更に気密化が図られていた。
リン酸を電解質とする燃料電池においては９５〜１００
ｅ４のリン酸を用いて／デ０〜２００ ’Ｃの高温で
作動するため、前記シールゴム接着剤は前記の如き電解
質即ちリン酸と高い温度に耐えねばならず、またかかる
耐電解質性、耐熱性とともに気密性、柔軟性、接着性が
要求される。
ｅ４のリン酸を用いて／デ０〜２００ ’Ｃの高温で
作動するため、前記シールゴム接着剤は前記の如き電解
質即ちリン酸と高い温度に耐えねばならず、またかかる
耐電解質性、耐熱性とともに気密性、柔軟性、接着性が
要求される。
従来この種の接着剤としては主としてシリコーンゴムと
ニトリルゴム系の接着剤が用いられてぃたが、かかる接
着剤をシール材料とじ【用いた燃料電池を長時間（１ｏ
ｏｏ時間以上）高温（１１０℃以上）で起電反応を行な
わせた結果次のような問題点が見出された。
ニトリルゴム系の接着剤が用いられてぃたが、かかる接
着剤をシール材料とじ【用いた燃料電池を長時間（１ｏ
ｏｏ時間以上）高温（１１０℃以上）で起電反応を行な
わせた結果次のような問題点が見出された。
ｌ〕 シリコーンゴム接着剤を用いた場合素電池に接触
した部位でその接着剤の灰化、欠落が見られ、シール性
が低下していた。即ちシリコーンゴム接着剤は耐熱性、
ゴム弾性に秀れているが、耐リン酸性即ち耐電解質性が
秀れていないことが判明した。
した部位でその接着剤の灰化、欠落が見られ、シール性
が低下していた。即ちシリコーンゴム接着剤は耐熱性、
ゴム弾性に秀れているが、耐リン酸性即ち耐電解質性が
秀れていないことが判明した。
Ｊ）ニトリルゴム系接着剤を用いた場合マニホルドの締
め付けが緩み、シール性の低下が観察された。これは高
温の雰囲気にさらされたためにゴム弾性を失い、塑性変
形したことによりマニホルドの締め付は面圧が低下した
ことによると考えられる。
め付けが緩み、シール性の低下が観察された。これは高
温の雰囲気にさらされたためにゴム弾性を失い、塑性変
形したことによりマニホルドの締め付は面圧が低下した
ことによると考えられる。
このよさに従来用いられていたシリコーンゴム系接着剤
とニトリルゴム系接着剤は耐リン酸性、耐熱性が不十分
であり、そのためリン酸を電解質とし高温で動作する燃
料電池のシール材料とじては良好に利用することができ
なかった。
とニトリルゴム系接着剤は耐リン酸性、耐熱性が不十分
であり、そのためリン酸を電解質とし高温で動作する燃
料電池のシール材料とじては良好に利用することができ
なかった。
かくて本発明は上述のような問題点を解決して、耐電解
質性、耐熱性にまた更に気密性、柔軟性、接着性にすぐ
れたシール材料により積層体のコーナー、周囲を密封さ
せた燃料電池を提供することを目的とするものである。
質性、耐熱性にまた更に気密性、柔軟性、接着性にすぐ
れたシール材料により積層体のコーナー、周囲を密封さ
せた燃料電池を提供することを目的とするものである。
本発明者の研究、実験によれば、前記シール材料として
はフッ素ゴム系接着剤又はフッ素ゴム系接着剤と耐リン
酸性、耐熱性増量剤との混合物が適尚であることが見出
された。
はフッ素ゴム系接着剤又はフッ素ゴム系接着剤と耐リン
酸性、耐熱性増量剤との混合物が適尚であることが見出
された。
よって本発明は、燃料極、電解質と酸化剤極とを有する
素電池と、インターコネクターを交互に積層して積層体
を形成し、その周囲にマニホルドを装着してなる燃料電
池において、前記積層体のコーナー及び周囲をフッ素系
ゴム接着剤又は前記接着剤と耐電解質性、耐熱性の増量
剤の混合物で密封したことを特徴とする燃料電池を提供
するものである。
素電池と、インターコネクターを交互に積層して積層体
を形成し、その周囲にマニホルドを装着してなる燃料電
池において、前記積層体のコーナー及び周囲をフッ素系
ゴム接着剤又は前記接着剤と耐電解質性、耐熱性の増量
剤の混合物で密封したことを特徴とする燃料電池を提供
するものである。
本発明について更に説明すれば、従来ポリフルオ冒エチ
レン、ポリフルオロエチレンプロピレン、ポリフロルフ
ルオロエチレン轡のフッ素樹脂は耐熱性、耐薬品性等の
各種熱的、化学的性質のすぐれた材料としてよく知られ
ていたが、近年この種のゴム系接着剤が開発されて耐熱
性、耐薬品性を要千る部位への薄いコーテイング材とし
て使用されている０本発明ではこのようなフッ素系ゴム
接着剤を素電池とインターコネクタの積層体のコーナー
、周囲のシール材料として用いるのであり、これによる
ときは任意の電解質、任意の作動温度で作動する燃料電
池、特にリン酸を電解質とし、１１０〜１００℃の高温
で作動する燃料電池において長期間使用してもそのシー
ル材料の灰化、脆化等の性能の劣化は見られず、従って
耐熱性、耐電解性、そして気密性、柔軟性、接着性に優
れていることが判明したのである。
レン、ポリフルオロエチレンプロピレン、ポリフロルフ
ルオロエチレン轡のフッ素樹脂は耐熱性、耐薬品性等の
各種熱的、化学的性質のすぐれた材料としてよく知られ
ていたが、近年この種のゴム系接着剤が開発されて耐熱
性、耐薬品性を要千る部位への薄いコーテイング材とし
て使用されている０本発明ではこのようなフッ素系ゴム
接着剤を素電池とインターコネクタの積層体のコーナー
、周囲のシール材料として用いるのであり、これによる
ときは任意の電解質、任意の作動温度で作動する燃料電
池、特にリン酸を電解質とし、１１０〜１００℃の高温
で作動する燃料電池において長期間使用してもそのシー
ル材料の灰化、脆化等の性能の劣化は見られず、従って
耐熱性、耐電解性、そして気密性、柔軟性、接着性に優
れていることが判明したのである。
使用に崗りては通常、Ｘ）〜６０重量パーセントの溶媒
に希釈されているフッ素ゴム系接着剤を前記積層体のコ
ーナー周凹輯の接着部位に塗布し、室温又は加熱した状
態で溶媒を蒸発させゴム化させる。
に希釈されているフッ素ゴム系接着剤を前記積層体のコ
ーナー周凹輯の接着部位に塗布し、室温又は加熱した状
態で溶媒を蒸発させゴム化させる。
−回の塗布でえられる塗膜の厚さは精々ａ、／−０，コ
ｎであるので厚く塗布したい場合は何度も重ねて塗布し
、その都度溶媒を蒸発させ、これを繰返すことが必要で
ある。
ｎであるので厚く塗布したい場合は何度も重ねて塗布し
、その都度溶媒を蒸発させ、これを繰返すことが必要で
ある。
このような厚い塗膜が套装とされる場合、本発明では上
記の如きフッ素ゴム系接着剤と増量剤との混合物が用い
られる。この増量剤としては耐熱性、耐電解質性特に耐
リン酸性にすぐれたものであり、例えば炭化ケイ素（８
１Ｃ） 、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、ポリテト
ラフルオロエチレン等各種無機又は有機物質の粉末が用
いられる。この増量剤はフッ素ゴムのゴム弾性を喪失し
ない範囲の責、例えばフッ素ゴム固形分／’！−ｍ１部
に対してｌ−ダ重量部添加、混練して用いられる。この
ようなフッ素ゴムと増量剤との混合物によれば２〜３回
の塗布で厚い塗膜を得ることができる。こ□ の混合物の塗膜−も勿論燃料電池の積層体のシール材料
としてその作動環境下に長時間使用しても灰化、脆化等
化ずることなく耐熱性、耐電解性そして気密性、柔−性
、接着性にすぐれたものである。
記の如きフッ素ゴム系接着剤と増量剤との混合物が用い
られる。この増量剤としては耐熱性、耐電解質性特に耐
リン酸性にすぐれたものであり、例えば炭化ケイ素（８
１Ｃ） 、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、ポリテト
ラフルオロエチレン等各種無機又は有機物質の粉末が用
いられる。この増量剤はフッ素ゴムのゴム弾性を喪失し
ない範囲の責、例えばフッ素ゴム固形分／’！−ｍ１部
に対してｌ−ダ重量部添加、混練して用いられる。この
ようなフッ素ゴムと増量剤との混合物によれば２〜３回
の塗布で厚い塗膜を得ることができる。こ□ の混合物の塗膜−も勿論燃料電池の積層体のシール材料
としてその作動環境下に長時間使用しても灰化、脆化等
化ずることなく耐熱性、耐電解性そして気密性、柔−性
、接着性にすぐれたものである。
かくて本発明にはフッ素ゴム系接着−ｊのみが密剤する
場合の外にフッ素ゴム系接着剤と耐熱性、耐電解質性の
増量剤との混合物で密封する場合も含まれる。
場合の外にフッ素ゴム系接着剤と耐熱性、耐電解質性の
増量剤との混合物で密封する場合も含まれる。
本発明にて用いられるシール材料と従来用いられていた
シール材料について比較試験を行なった結果を次に示す
。
シール材料について比較試験を行なった結果を次に示す
。
（試料ｌ）
グラファイシを主成分とする３国四方、厚さ！腸のイン
ターコネクタに凸巾！閣、凹巾コ■、深さ１■の溝加工
を施し、これに溝部が完全に見えなくなるまでフッ素ゴ
ム系接着剤（日産理工株式会社製 常温硬化フッ素ゴム
）を何度も塗布乾燥した。
ターコネクタに凸巾！閣、凹巾コ■、深さ１■の溝加工
を施し、これに溝部が完全に見えなくなるまでフッ素ゴ
ム系接着剤（日産理工株式会社製 常温硬化フッ素ゴム
）を何度も塗布乾燥した。
（試料Ｊ）
（試料／）作製の時と同一の溝形状のインター冨ネクタ
に、同一のフッ素ゴム系接着削り重量部に炭化ケイ−１
０重量部を添加、混練してえられた混合物を（試料ｌ）
と同様に塗布した。この試料では一回の塗布で所望の厚
さの塗膜が得られた。
に、同一のフッ素ゴム系接着削り重量部に炭化ケイ−１
０重量部を添加、混練してえられた混合物を（試料ｌ）
と同様に塗布した。この試料では一回の塗布で所望の厚
さの塗膜が得られた。
（試料Ｊ）
比較のため試料／、コと同じインターコネクタに同じ量
のシリコーンゴム接着剤（東芝シリコーン株式会社製
接着シール材： （Ｔ！ｉｌｃ 、７７ｔ７Ｒ？ｖ）を
塗布して試料３とした。
のシリコーンゴム接着剤（東芝シリコーン株式会社製
接着シール材： （Ｔ！ｉｌｃ 、７７ｔ７Ｒ？ｖ）を
塗布して試料３とした。
上記試料７〜Ｊをｉｖｏ℃、りＳチリン酸溶液中に浸漬
し、１００、−〇〇 、 ！？００時間経過後の各試料
の膨潤、剥離、溶解の有無について観察した。その結果
は次の表のとおりであった。
し、１００、−〇〇 、 ！？００時間経過後の各試料
の膨潤、剥離、溶解の有無について観察した。その結果
は次の表のとおりであった。
一；殆ど変化なし
＋：わずかに認められる
十十：をｉっきり認められる
＋＋＋：非常にはっきり認められる
この表より明らかなように、本発明の試料では高温（７
１０℃）、高濃度（９５ｓ）のリン酸にｉｏｏ。
１０℃）、高濃度（９５ｓ）のリン酸にｉｏｏ。
２００ 、１００時間曝されても性状の変化は認められ
なかりた。これに対して比較に用いたシリコーン系接着
剤の場合は１００時間では変化がみられなかったがａＯ
Ｏ時間では変化が認められ、３００時間でははりきりと
変化が認められた。尚この表には示されていないが、本
発明の試料では、ゴム弾性についても殆ど変化は見受け
られなかった。
なかりた。これに対して比較に用いたシリコーン系接着
剤の場合は１００時間では変化がみられなかったがａＯ
Ｏ時間では変化が認められ、３００時間でははりきりと
変化が認められた。尚この表には示されていないが、本
発明の試料では、ゴム弾性についても殆ど変化は見受け
られなかった。
かく【、本発明のよ５に、素電池とイン“ターコネクタ
を交互に積重ねて形成された積層体のコーナー、周囲に
フッ素ゴム系接着剤、又はこの接着剤に耐熱性、耐電解
質性の増量剤との混合物をシール材料として用いるとき
は、高温、高濃度の電解質で長寿命の燃料電池を得るこ
とができるのであり、本発明は斯の種燃料電池として誠
に有効なものを提供するものである。
を交互に積重ねて形成された積層体のコーナー、周囲に
フッ素ゴム系接着剤、又はこの接着剤に耐熱性、耐電解
質性の増量剤との混合物をシール材料として用いるとき
は、高温、高濃度の電解質で長寿命の燃料電池を得るこ
とができるのであり、本発明は斯の種燃料電池として誠
に有効なものを提供するものである。
第１図は本発明に係る燃料電池の積層体を分解し曵示す
説明図、第２図は同種ｌ一体とマニホルドの構成を示す
説明図、第３図は同積層体の積層状態を拡大して示す説
明図である。 ｌ・・・素電池、コ、４！・・・インターコネクタ、Ｊ
−・パイプ、！・・・積層体、６・−・マニホルド、７
・・・接着剤。 出願人代理人 猪 股 清 第１図
説明図、第２図は同種ｌ一体とマニホルドの構成を示す
説明図、第３図は同積層体の積層状態を拡大して示す説
明図である。 ｌ・・・素電池、コ、４！・・・インターコネクタ、Ｊ
−・パイプ、！・・・積層体、６・−・マニホルド、７
・・・接着剤。 出願人代理人 猪 股 清 第１図
Claims (1)
- 燃料極、電解質、酸化剤極を有する素電池とインターコ
ネクタを交互に積層して積層体を形成し、その周囲にマ
ニホルドを装着してなる燃料電池において、前記積層体
のコーナー及び周囲をフッ素ゴム系接着剤、又は前記接
着剤と耐電解質性、耐熱性の増量剤の混合物で密封した
ことを特徴とする、燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56214323A JPS58112268A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56214323A JPS58112268A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58112268A true JPS58112268A (ja) | 1983-07-04 |
Family
ID=16653849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56214323A Pending JPS58112268A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58112268A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014767A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池のマニホルド取付用シ−ル材の製法 |
| JPS617572A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-14 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 燃料電池 |
-
1981
- 1981-12-26 JP JP56214323A patent/JPS58112268A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014767A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池のマニホルド取付用シ−ル材の製法 |
| JPS617572A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-14 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 燃料電池 |
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