JPS60249259A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS60249259A JPS60249259A JP59106749A JP10674984A JPS60249259A JP S60249259 A JPS60249259 A JP S60249259A JP 59106749 A JP59106749 A JP 59106749A JP 10674984 A JP10674984 A JP 10674984A JP S60249259 A JPS60249259 A JP S60249259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- elastic sheet
- fuel cell
- flow path
- gas
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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〕
この発明は燃料電池、特に電極周縁部のシール構造に関
するものである。
するものである。
従来この種の燃料電池として第１図および第２図に示す
ものがあった。第１図は燃料電池の単位セルを示す分解
斜視図、第２図はその組立断面図である。図において、
ｉｌｌは酸化剤電極、（２１は燃料電極、（３１は両電
極１１１ 、１２１間に介在し、例えばリン酸などの電
解質を保持する電解質マトリックスであり、これら酸化
剤電極（１１，燃料電極（２）、および電解質マトリッ
クス（３１で単電池を構成している。
ものがあった。第１図は燃料電池の単位セルを示す分解
斜視図、第２図はその組立断面図である。図において、
ｉｌｌは酸化剤電極、（２１は燃料電極、（３１は両電
極１１１ 、１２１間に介在し、例えばリン酸などの電
解質を保持する電解質マトリックスであり、これら酸化
剤電極（１１，燃料電極（２）、および電解質マトリッ
クス（３１で単電池を構成している。
（４）はガス分離板、１５１ 、 ＋６１はガス分離板
（４）の酸化剤電極１１Ｈｆよび燃料電極（２）にそれ
ぞれ対向する面に複数の溝にて形成した凹凸状ガス流路
部であり、（５）は酸化剤流路、（６）は燃料流路とな
る。（７）は酸化剤電極【１）の周縁部でかつ電解質マ
）ＩＪソックス３１とガス分離板（４）の間に設けた層
間シール用の弾性体シートである。
（４）の酸化剤電極１１Ｈｆよび燃料電極（２）にそれ
ぞれ対向する面に複数の溝にて形成した凹凸状ガス流路
部であり、（５）は酸化剤流路、（６）は燃料流路とな
る。（７）は酸化剤電極【１）の周縁部でかつ電解質マ
）ＩＪソックス３１とガス分離板（４）の間に設けた層
間シール用の弾性体シートである。
次に動作について説明する。この種の燃料電池は燃料（
例えば水素）と酸化剤（例えば酸素）を電気化学的に反
応させて電気を取り出す。すなわちガス分離板（４）の
両面に多数形成された酸化剤流路（５）および燃料流路
（６）にそれぞれ酸化剤および燃料を供給し、電解質マ
トリックス（３）を挾持する酸化剤電極１１１と燃料電
極（２１で電気化学的な反応をさせて電気を取り出す。
例えば水素）と酸化剤（例えば酸素）を電気化学的に反
応させて電気を取り出す。すなわちガス分離板（４）の
両面に多数形成された酸化剤流路（５）および燃料流路
（６）にそれぞれ酸化剤および燃料を供給し、電解質マ
トリックス（３）を挾持する酸化剤電極１１１と燃料電
極（２１で電気化学的な反応をさせて電気を取り出す。
この際、それぞれの電極１１１ 、１２１およびガス分
離板（４１の積層間において、供給される酸化剤ａよび
燃料ガスが漏れた場合、ガスの利用率が低下し電池特性
が低下したり、それぞれのガスが混合すること（二よつ
、て、種々な併置を生じる。このため気密構造（ニする
必要があることから、酸化剤電極（１１周縁部でかつ電
解質マ） ＩＪラックス３１とガス分離板（４）との間
にシール用の弾性体シート（７）が挿入されている。こ
の弾性体シート（７）としては、弾力性と耐熱性および
耐酸性を有するフッ素ゴムなどが用いられている。また
、この例では燃料電極（２１は充填物などにより電極基
材自身にシール処理されているものを用いている。
離板（４１の積層間において、供給される酸化剤ａよび
燃料ガスが漏れた場合、ガスの利用率が低下し電池特性
が低下したり、それぞれのガスが混合すること（二よつ
、て、種々な併置を生じる。このため気密構造（ニする
必要があることから、酸化剤電極（１１周縁部でかつ電
解質マ） ＩＪラックス３１とガス分離板（４）との間
にシール用の弾性体シート（７）が挿入されている。こ
の弾性体シート（７）としては、弾力性と耐熱性および
耐酸性を有するフッ素ゴムなどが用いられている。また
、この例では燃料電極（２１は充填物などにより電極基
材自身にシール処理されているものを用いている。
従来の燃料電池は以上のように構成されているので、電
池に積層方向の面圧を加えた場合、弾性体シート（７：
が酸化剤流路（５１（ただし燃料電極（２１周縁部が弾
性体シート（７）でシールされている場合は燃料流路（
６））に食出してガス流路（５１断面積の全体的な減少
あるいはガス流路（５）断面積の不均一化が生じてガス
流量分布が不均一になるなどの欠点があった。
池に積層方向の面圧を加えた場合、弾性体シート（７：
が酸化剤流路（５１（ただし燃料電極（２１周縁部が弾
性体シート（７）でシールされている場合は燃料流路（
６））に食出してガス流路（５１断面積の全体的な減少
あるいはガス流路（５）断面積の不均一化が生じてガス
流量分布が不均一になるなどの欠点があった。
上記欠点は、ガス分離板（４）の厚さを薄形化する程ガ
ス流路断面積も小さくしなければならないので、その影
響が大きくなる。
ス流路断面積も小さくしなければならないので、その影
響が大きくなる。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、電極の周縁部でかつ凹凸状ガス流
路部と対向させて弾性体シートとこの弾性体シー）Ｃお
ける上記凹凸状ガス流路部と対向する面に重ね合せた補
強板をフッ素樹脂系のフィルムで被覆したシールパツキ
ンを装着すること（二より、上記凹凸状ガス流路部への
上記シールパツキンの食出しによる流路断面積の減少あ
るいはガス流量分布の不均一化を防止することを目的と
している。
めになされたもので、電極の周縁部でかつ凹凸状ガス流
路部と対向させて弾性体シートとこの弾性体シー）Ｃお
ける上記凹凸状ガス流路部と対向する面に重ね合せた補
強板をフッ素樹脂系のフィルムで被覆したシールパツキ
ンを装着すること（二より、上記凹凸状ガス流路部への
上記シールパツキンの食出しによる流路断面積の減少あ
るいはガス流量分布の不均一化を防止することを目的と
している。
以下、この発明の一実施例を図をもとじ説明する。第３
図はこの発明の一実施例に係わるシールパツキンを一部
破断して示す斜視図であり、第４図はそのＩＶ−ＩＶ線
断面図である。図において、（７）は従来例と同様の弾
性体シート、（８）は補強板、＋９１ツ素樹脂系のフィ
ルム（９１で被覆してシールパツキンα１を形成してい
る。この例では、２枚のフィルム（９）を上下から被せ
て両端部（９Ａ）を熱圧着接合している。このように形
成されたシールパツキンｆｉｌは、例えば酸化剤電極ｉ
ｌ＋の周縁部に、酸化剤流路（５）と補強板（８）とが
対向するように装着されている。
図はこの発明の一実施例に係わるシールパツキンを一部
破断して示す斜視図であり、第４図はそのＩＶ−ＩＶ線
断面図である。図において、（７）は従来例と同様の弾
性体シート、（８）は補強板、＋９１ツ素樹脂系のフィ
ルム（９１で被覆してシールパツキンα１を形成してい
る。この例では、２枚のフィルム（９）を上下から被せ
て両端部（９Ａ）を熱圧着接合している。このように形
成されたシールパツキンｆｉｌは、例えば酸化剤電極ｉ
ｌ＋の周縁部に、酸化剤流路（５）と補強板（８）とが
対向するように装着されている。
補強板（８１としては、剛性がありかつ耐熱、耐酸性に
優れた材料、例えばオーステナイト系などのステンレス
鋼板（ＳＵＳ３０４．８ＵＳ３１６など）が望ましく、
また、その板厚は凹凸状ガス流路部＋５１、（６）への
食出し変形の防止に対しては厚い方が良いが、弾性体シ
ート（７）の弾性によるシール効果を生かす（シールパ
ツキン（ＩＩ全全体厚さは電極（１）または（２）の厚
さに電池積層方向の締め付圧に対するシールパツキン（
ＩＩの圧縮分を加えたものである。）ためにはおのずか
ら制限が生ずる。試験、評価の結果、締め付圧が４ Ｋ
ｙ ／ （−Ｉｌｌの場合、この弾性体シート（７）の
板厚は３０〜２００ｐｍ程度が適当と思われる。
優れた材料、例えばオーステナイト系などのステンレス
鋼板（ＳＵＳ３０４．８ＵＳ３１６など）が望ましく、
また、その板厚は凹凸状ガス流路部＋５１、（６）への
食出し変形の防止に対しては厚い方が良いが、弾性体シ
ート（７）の弾性によるシール効果を生かす（シールパ
ツキン（ＩＩ全全体厚さは電極（１）または（２）の厚
さに電池積層方向の締め付圧に対するシールパツキン（
ＩＩの圧縮分を加えたものである。）ためにはおのずか
ら制限が生ずる。試験、評価の結果、締め付圧が４ Ｋ
ｙ ／ （−Ｉｌｌの場合、この弾性体シート（７）の
板厚は３０〜２００ｐｍ程度が適当と思われる。
またフィルム（９）としては、耐熱、耐酸性が要求され
ることからフッ素樹脂（例えば４フツ化エチレン樹脂、
４フッ化エチレン−パーフロロアルキシビニルエーテル
共重合樹脂など）が適し、その厚さは試験、評価の結果
から１０〜１００ ｆｉｍ程度が適当と思われる。
ることからフッ素樹脂（例えば４フツ化エチレン樹脂、
４フッ化エチレン−パーフロロアルキシビニルエーテル
共重合樹脂など）が適し、その厚さは試験、評価の結果
から１０〜１００ ｆｉｍ程度が適当と思われる。
また弾性体シート（７）としては、弾性を有する他に、
耐熱性に優れしかも圧縮永久ひずみが小さくなければな
らないが、フッ素樹脂系のフィルム１９１で密閉被覆さ
れるため耐酸性は要求されない。従ってその材料として
は、例えばフッ素ゴムやシリコンゴムなどが適当であり
、耐熱性および耐圧縮永久ひずみの点ではシリコンゴム
の方が優れている。
耐熱性に優れしかも圧縮永久ひずみが小さくなければな
らないが、フッ素樹脂系のフィルム１９１で密閉被覆さ
れるため耐酸性は要求されない。従ってその材料として
は、例えばフッ素ゴムやシリコンゴムなどが適当であり
、耐熱性および耐圧縮永久ひずみの点ではシリコンゴム
の方が優れている。
なお、耐熱性とは燃料電池使用温度における耐熱性であ
り、例えばリン酸型燃料電池の場合は２００°Ｃ前後と
思われる。
り、例えばリン酸型燃料電池の場合は２００°Ｃ前後と
思われる。
次に動作について説明する。燃料電池に積層方向の面圧
を加えた場合、弾性体シート（７）と酸化剤流路（５１
の間に補強板＋８１が介在するので、弾性体シーＨ７１
が酸化剤流路１５１に食出すことによる流路断面積の減
少あるいはガス流量分布の不均一などの悪影響を防止す
ることができ、しかもフッ素樹脂系のフィルム１９＋で
被覆されているので、耐酸性１：も優れ、長期間のシー
ル性能を維持することができる。
を加えた場合、弾性体シート（７）と酸化剤流路（５１
の間に補強板＋８１が介在するので、弾性体シーＨ７１
が酸化剤流路１５１に食出すことによる流路断面積の減
少あるいはガス流量分布の不均一などの悪影響を防止す
ることができ、しかもフッ素樹脂系のフィルム１９＋で
被覆されているので、耐酸性１：も優れ、長期間のシー
ル性能を維持することができる。
なお、上記実施例ではこの発明の一実施例に係わるシー
ルパツキンａαを酸化剤電極（１）の周縁部に装着した
場合について説明したが、燃料電極（２）の周縁部に装
着してもよく、さらに燃料および酸化剤両電極１１１．
＋２１の周縁部に装着してもよい。
ルパツキンａαを酸化剤電極（１）の周縁部に装着した
場合について説明したが、燃料電極（２）の周縁部に装
着してもよく、さらに燃料および酸化剤両電極１１１．
＋２１の周縁部に装着してもよい。
また、上記実施例では凹凸状ガス流路部＋５１ 、１６
１がガス分離板（４）に設けられている場合について説
明したが、凹凸状ガス流路部が電極１１１．＋２１に設
けられている燃料電池にもこの発明が適用できることは
言うまでもない。
１がガス分離板（４）に設けられている場合について説
明したが、凹凸状ガス流路部が電極１１１．＋２１に設
けられている燃料電池にもこの発明が適用できることは
言うまでもない。
以上のようにこの発明によれば、周縁部でかつ凹凸状ガ
ス流路と対向させて、弾性体シートとこの弾性体シート
における上記凹凸状ガス流路部と対向する面に重ね合せ
た補強板をフッ素樹脂系のフィルムで被覆したシールパ
ツキンを装着したので、上記凹凸状ガス流路部への上記
シールパツキンの食出しによる流路断面積の減少あるい
はガス流量分布の不均一化を防止することができる効果
がある。
ス流路と対向させて、弾性体シートとこの弾性体シート
における上記凹凸状ガス流路部と対向する面に重ね合せ
た補強板をフッ素樹脂系のフィルムで被覆したシールパ
ツキンを装着したので、上記凹凸状ガス流路部への上記
シールパツキンの食出しによる流路断面積の減少あるい
はガス流量分布の不均一化を防止することができる効果
がある。
第１図は従来の燃料電池の単位セルを示す分解斜視図、
第２図は第１図に示す燃料電池の組立断面図、第３図は
この発明の一実施例に係わるシールパツキンを一部破断
して示す斜視図、第４図は第３図に示すシールパツキン
のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図において、（１１は酸化剤電極、（２）は燃料電極、
（３）は電解質マトリックス、（４）はガス分離板、１
５１゜１６１は凹凸状ガス流路部、（７）は弾性体シー
） 、１Ｂ＋は補強板、（９；はフッ素樹脂系のフィル
ム、 Ｑ（１はシールパツキンである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。 代理人 大岩増雄 第１図 を 第２図 ｓｚ
第２図は第１図に示す燃料電池の組立断面図、第３図は
この発明の一実施例に係わるシールパツキンを一部破断
して示す斜視図、第４図は第３図に示すシールパツキン
のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図において、（１１は酸化剤電極、（２）は燃料電極、
（３）は電解質マトリックス、（４）はガス分離板、１
５１゜１６１は凹凸状ガス流路部、（７）は弾性体シー
） 、１Ｂ＋は補強板、（９；はフッ素樹脂系のフィル
ム、 Ｑ（１はシールパツキンである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。 代理人 大岩増雄 第１図 を 第２図 ｓｚ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｉｌｌ電解質マトリックスを介在して対向する酸化剤電
極および燃料電極を有する単電池、ガス分離板、並びに
上記電極とガス分離板との間で両者の何れか一方の面に
複数の溝にて形成した凹凸状ガス流路部を備え、上記単
電池とガス分離板を交互に積層する燃料電池において、
上記電極の周縁部でかつ上記凹凸状ガス流路部と対向さ
せて、弾性体シートとこの弾性体シート（二おける上記
凹凸状ガス流路部と対向する面に重ね合せた補強板をフ
ッ素樹脂系のフィルムで被覆したシールパツキンを装着
したことを特徴とする燃料電池。 （２）弾性体シートはシリコンゴムまたはフッ素ゴムか
ら成る特許請求の範囲第１項記載の燃料電池。 （３１補強板はオーステナイト系ステンレス鋼から成る
特許請求の範囲第１項または第２項記載の燃料電池。 （４）フッ素樹脂系のフィルムは４フツ化エチレン樹脂
および４フッ化エチレン−パーフロロアルキシビニルエ
ーテル共重合樹脂の少なくとも一方より成る特許請求の
範囲第１項ないし第３項の何れかに記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106749A JPS60249259A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106749A JPS60249259A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249259A true JPS60249259A (ja) | 1985-12-09 |
Family
ID=14441559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59106749A Pending JPS60249259A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60249259A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63974A (ja) * | 1986-06-18 | 1988-01-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JP2007273098A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用ガスシール部品及びその製造方法 |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP59106749A patent/JPS60249259A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63974A (ja) * | 1986-06-18 | 1988-01-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JP2007273098A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用ガスシール部品及びその製造方法 |
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