JPH07263013A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPH07263013A JPH07263013A JP6076474A JP7647494A JPH07263013A JP H07263013 A JPH07263013 A JP H07263013A JP 6076474 A JP6076474 A JP 6076474A JP 7647494 A JP7647494 A JP 7647494A JP H07263013 A JPH07263013 A JP H07263013A
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- JP
- Japan
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- fuel cell
- plates
- plate
- separator
- interposed
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- Pending
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-
- 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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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンドプレートとしてのセパレータ板と集電
板との間のガスシールと導電性を共に良好にし得る燃料
電池を提供する。 【構成】 集合電池の両端のセパレータ板１と集電板３
とを、内部マニホールド４、５を囲むＯリング６及び可
撓性若しくは流動性を有する導電材７、８を介在させて
圧接したことにより、Ｏリングを両板間に弾性的に介在
させる一方、可撓性若しくは流動性を有する導電材によ
って両板の凹凸を埋め、かつ両板間に充填される。
板との間のガスシールと導電性を共に良好にし得る燃料
電池を提供する。 【構成】 集合電池の両端のセパレータ板１と集電板３
とを、内部マニホールド４、５を囲むＯリング６及び可
撓性若しくは流動性を有する導電材７、８を介在させて
圧接したことにより、Ｏリングを両板間に弾性的に介在
させる一方、可撓性若しくは流動性を有する導電材によ
って両板の凹凸を埋め、かつ両板間に充填される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内部マニホールドを有
する集合電池からなる燃料電池に関する。
する集合電池からなる燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の燃料電池は、例えば図５
〜図７に示すように、高分子電解質膜31を介在させた空
気電極（陽極）32と燃料電極（陰極）33とを、両面に方
向が90度異なる多数のガス供給溝を34、35を有するセパ
レータ板（バイポーラ板）36により挟持し、かつ空気や
燃料ガスを供給する内部マニホールド37、38を設けて単
電池（セル）39とし、この単電池39を直列に複数個積み
重ねた集合電池その両端のセパレータ板36との間に集電
板40を介在させた連結プレート41により締め付けボルト
42を介して締め付けて構成されている。なお、両電極は
32、33はそれぞれ適当な触媒を担持させた多孔質のもの
であり、又、集合電池の両端のセパレータ板36は、片面
のみにガス供給溝34、35を有するエンドプレートとされ
ており、更に、集電板40は、金めっき付きの銅板からな
るものである。図６、図７において、42、43は内部マニ
ホールド37を囲んで高分子電解質膜31とセパレータ板36
との間、セパレータ板36と集電板40との間に介装された
Ｏリングである。
〜図７に示すように、高分子電解質膜31を介在させた空
気電極（陽極）32と燃料電極（陰極）33とを、両面に方
向が90度異なる多数のガス供給溝を34、35を有するセパ
レータ板（バイポーラ板）36により挟持し、かつ空気や
燃料ガスを供給する内部マニホールド37、38を設けて単
電池（セル）39とし、この単電池39を直列に複数個積み
重ねた集合電池その両端のセパレータ板36との間に集電
板40を介在させた連結プレート41により締め付けボルト
42を介して締め付けて構成されている。なお、両電極は
32、33はそれぞれ適当な触媒を担持させた多孔質のもの
であり、又、集合電池の両端のセパレータ板36は、片面
のみにガス供給溝34、35を有するエンドプレートとされ
ており、更に、集電板40は、金めっき付きの銅板からな
るものである。図６、図７において、42、43は内部マニ
ホールド37を囲んで高分子電解質膜31とセパレータ板36
との間、セパレータ板36と集電板40との間に介装された
Ｏリングである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料電池では、エンドプレート及び集電板の表面が凹凸
があるので、両者の接触が不十分となってガス漏れと電
圧降下を生じる不具合がある。又、集合電極を燃料電池
として組み込んだ後においても、使用時の発熱による熱
膨脹若しくは熱収縮のため、同様な不具合を生ずる。そ
こで、本発明は、エンドプレートと集電板との間のガス
シールと導電性を共に良好とし得る燃料電池の提供を目
的とする。
燃料電池では、エンドプレート及び集電板の表面が凹凸
があるので、両者の接触が不十分となってガス漏れと電
圧降下を生じる不具合がある。又、集合電極を燃料電池
として組み込んだ後においても、使用時の発熱による熱
膨脹若しくは熱収縮のため、同様な不具合を生ずる。そ
こで、本発明は、エンドプレートと集電板との間のガス
シールと導電性を共に良好とし得る燃料電池の提供を目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の燃料電池は、電解質膜を介在させた
空気電極と燃料電極とをガス供給溝を有するセパレータ
板により挟持し、かつ内部マニホールドを設けて単電池
とし、この単電池を積み重ねた集合電池がその両端のセ
パレータ板との間に集電板を介在させた締結プレートに
より締め付けボルトを介して締め付けられている燃料電
池において、前記両端のセパレータ板と集電板とを、内
部マニホールドを囲むＯリング及び可撓性若しくは流動
性を有する導電材を介在させて圧接したことを特徴とす
る。前記可撓性を有する導電材は、カーボンペーパーで
あることが好ましい。前記流動性を有する導電材は、導
電性ペーストであることが好ましい。又、第２の燃料電
池は、電解質膜を介在させた空気電極と燃料電極とをガ
ス供給溝を有するセパレータ板により挟持し、かつ内部
マニホールドを設けて単電池とし、この単電池を積み重
ねた集合電池がその両端のセパレータ板との間に集電板
を介在させた締結プレートにより締め付けボルトを介し
て締め付けられている燃料電池において、前記両端のセ
パレータ板と集電板とを弾力性を有する接着剤を空隙に
練り込んでカーボンペーパーを介在させて接合したこと
を特徴とする。前記カーボンペーパーは、厚さ10〜 500
μｍのカーボン不織布であり好ましくは 100μｍ程度の
ものが良い。
め、本発明の第１の燃料電池は、電解質膜を介在させた
空気電極と燃料電極とをガス供給溝を有するセパレータ
板により挟持し、かつ内部マニホールドを設けて単電池
とし、この単電池を積み重ねた集合電池がその両端のセ
パレータ板との間に集電板を介在させた締結プレートに
より締め付けボルトを介して締め付けられている燃料電
池において、前記両端のセパレータ板と集電板とを、内
部マニホールドを囲むＯリング及び可撓性若しくは流動
性を有する導電材を介在させて圧接したことを特徴とす
る。前記可撓性を有する導電材は、カーボンペーパーで
あることが好ましい。前記流動性を有する導電材は、導
電性ペーストであることが好ましい。又、第２の燃料電
池は、電解質膜を介在させた空気電極と燃料電極とをガ
ス供給溝を有するセパレータ板により挟持し、かつ内部
マニホールドを設けて単電池とし、この単電池を積み重
ねた集合電池がその両端のセパレータ板との間に集電板
を介在させた締結プレートにより締め付けボルトを介し
て締め付けられている燃料電池において、前記両端のセ
パレータ板と集電板とを弾力性を有する接着剤を空隙に
練り込んでカーボンペーパーを介在させて接合したこと
を特徴とする。前記カーボンペーパーは、厚さ10〜 500
μｍのカーボン不織布であり好ましくは 100μｍ程度の
ものが良い。
【０００５】
【作用】本発明の第１燃料電池においては、Ｏリングが
セパレータ板と集電板の間に弾性的に介在される一方、
可撓性若しく流動性を有する導電材が、セパレータ板と
集電板の凹凸を埋め、かつ両板の間に充填される。又、
第２の燃料電池においては、弾力性を有する接着剤によ
ってセパレータ板と集電板とが弾性的に接合され、かつ
両板間にカーボンペーパーが介在される。
セパレータ板と集電板の間に弾性的に介在される一方、
可撓性若しく流動性を有する導電材が、セパレータ板と
集電板の凹凸を埋め、かつ両板の間に充填される。又、
第２の燃料電池においては、弾力性を有する接着剤によ
ってセパレータ板と集電板とが弾性的に接合され、かつ
両板間にカーボンペーパーが介在される。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の燃料電池の第１実施例の要
部を示す断面図である。図中１は片面に空気又は燃料ガ
スを供給する多数のガス供給溝２を形成したカーボンか
らなるセパレータ板であり、このセパレータ板１は、図
示はしないが、高分子電解質膜を介在させた空気電極
（陽極）と燃料電池（陰極）とを、両面に空気及び燃料
ガス（水素）を供給する多数のガス供給溝を90度方向を
異ならせて形成した集電体兼単電池直列直結用の一対の
セパレータ板（バイポーラ板）により挟持し、かつ各ガ
ス供給溝に空気又は燃料ガスを供給する内部マニホール
ドを設けて単電池（セル）とし、この単電池を直列に積
み重ねて構成される集合電池（スタック）のエンドプレ
ートとして用いられるものである。３は銅板（厚さ３m
m）に金めっき（厚さ 0.5μｍ) を施してなる集電板
で、上記集合電池の両端に配設され、図示しない締結プ
レートにより締め付けボルトにより集合電池と共に締結
される燃料電池の一部を構成する。そして、エンドプレ
ートとしてセパレータ板１と集電板３との間には、集合
電極の内部マニホールドと連通させて集電板３に設けた
内部マニホールド４、５を囲むフッ素ゴムからなるＯリ
ング６及び可撓性の導電材であるカーボンペーパー（厚
さ 100μｍのカーボン不織布）７が圧接されて介在され
ている。
て説明する。図１は本発明の燃料電池の第１実施例の要
部を示す断面図である。図中１は片面に空気又は燃料ガ
スを供給する多数のガス供給溝２を形成したカーボンか
らなるセパレータ板であり、このセパレータ板１は、図
示はしないが、高分子電解質膜を介在させた空気電極
（陽極）と燃料電池（陰極）とを、両面に空気及び燃料
ガス（水素）を供給する多数のガス供給溝を90度方向を
異ならせて形成した集電体兼単電池直列直結用の一対の
セパレータ板（バイポーラ板）により挟持し、かつ各ガ
ス供給溝に空気又は燃料ガスを供給する内部マニホール
ドを設けて単電池（セル）とし、この単電池を直列に積
み重ねて構成される集合電池（スタック）のエンドプレ
ートとして用いられるものである。３は銅板（厚さ３m
m）に金めっき（厚さ 0.5μｍ) を施してなる集電板
で、上記集合電池の両端に配設され、図示しない締結プ
レートにより締め付けボルトにより集合電池と共に締結
される燃料電池の一部を構成する。そして、エンドプレ
ートとしてセパレータ板１と集電板３との間には、集合
電極の内部マニホールドと連通させて集電板３に設けた
内部マニホールド４、５を囲むフッ素ゴムからなるＯリ
ング６及び可撓性の導電材であるカーボンペーパー（厚
さ 100μｍのカーボン不織布）７が圧接されて介在され
ている。
【０００７】図２は本発明の燃料電池の第２実施例の要
部を示す断面図であるなお、以下の説明において、図１
と同一の構成部材等には同一の符号を付してその説明を
省略する。すなわち、この燃料電池においては、カーボ
ンペーパー７の代わりに、流動性の導電材である導電性
ペースト（カーボン粒子をアクリル系樹脂に分散させた
もの）８及びＯリング６が、セパレータ板１と集電板３
との間に圧接されて介在されている。
部を示す断面図であるなお、以下の説明において、図１
と同一の構成部材等には同一の符号を付してその説明を
省略する。すなわち、この燃料電池においては、カーボ
ンペーパー７の代わりに、流動性の導電材である導電性
ペースト（カーボン粒子をアクリル系樹脂に分散させた
もの）８及びＯリング６が、セパレータ板１と集電板３
との間に圧接されて介在されている。
【０００８】図３は本発明の燃料電池の第３実施例の要
部を示す断面図である。なお、以下の説明において、図
１と同一の構成部材等には同一の符号を付してその説明
を省略する。すなわち、この燃料電池においては、セパ
レータ板１と集電板３とを、弾力性を有する接着剤、例
えば高剥離強度を有した二液弾性接着剤を空隙に塗り込
んだ、厚さ 100μｍのカーボン不織布からなるカーボン
ペーパー９のみを介在させて弾性的に接合したものであ
る。セパレータ板１と集電板３の接合は、両者を25kgf/
cm2 で加圧して硬化するまで80℃の温度下に放置して行
なう。
部を示す断面図である。なお、以下の説明において、図
１と同一の構成部材等には同一の符号を付してその説明
を省略する。すなわち、この燃料電池においては、セパ
レータ板１と集電板３とを、弾力性を有する接着剤、例
えば高剥離強度を有した二液弾性接着剤を空隙に塗り込
んだ、厚さ 100μｍのカーボン不織布からなるカーボン
ペーパー９のみを介在させて弾性的に接合したものであ
る。セパレータ板１と集電板３の接合は、両者を25kgf/
cm2 で加圧して硬化するまで80℃の温度下に放置して行
なう。
【０００９】ここで、上記各実施例の接触抵抗及び耐圧
と締結圧力の関係は、従来のもののそれを併記した図４
に示すようになった。図４において曲線Ａ、Ｂ、Ｃは実
施例１、２、３の接触抵抗、又曲線Ｄは従来のものの接
触抵抗を示し、曲線Ｅは各実施例及び従来のもののＯリ
ングの耐圧を示す。又、各実施例は、いずれも４kgf/cm
2 の耐圧でガスリークがなかった。
と締結圧力の関係は、従来のもののそれを併記した図４
に示すようになった。図４において曲線Ａ、Ｂ、Ｃは実
施例１、２、３の接触抵抗、又曲線Ｄは従来のものの接
触抵抗を示し、曲線Ｅは各実施例及び従来のもののＯリ
ングの耐圧を示す。又、各実施例は、いずれも４kgf/cm
2 の耐圧でガスリークがなかった。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の燃
料電池によれば、Ｏリングがセパレータ板と集電板との
間に弾性的に介在される一方、可撓性若しくは、流動性
を有する導電材がセパレータ板と集電板の凹凸を埋め、
かつ両板の間に充填されるので、エンドプレートとして
のセパレータ板と集電板との間のガスシールと導電性を
共に良好にすることができる。又、第２の燃料電池によ
れば、弾性力を有する接着剤によってセパレータ板と集
電板とが弾性的に接合され、かつ両板間にカーボンペー
パーが介在されるので、上記のものと同様の効果が得ら
れると共に、熱膨脹若しくは熱収縮があってもその影響
を受けることがない。
料電池によれば、Ｏリングがセパレータ板と集電板との
間に弾性的に介在される一方、可撓性若しくは、流動性
を有する導電材がセパレータ板と集電板の凹凸を埋め、
かつ両板の間に充填されるので、エンドプレートとして
のセパレータ板と集電板との間のガスシールと導電性を
共に良好にすることができる。又、第２の燃料電池によ
れば、弾性力を有する接着剤によってセパレータ板と集
電板とが弾性的に接合され、かつ両板間にカーボンペー
パーが介在されるので、上記のものと同様の効果が得ら
れると共に、熱膨脹若しくは熱収縮があってもその影響
を受けることがない。
【図１】本発明の燃料電池の第１実施例の要部を示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の燃料電池の第２実施例の要部を示す断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の燃料電池の第３実施例の要部を示す断
面図である。
面図である。
【図４】本発明の燃料電池の各実施例の作用を示す説明
図である。
図である。
【図５】従来の燃料電池の側面図である。
【図６】従来の燃料電池における単電池の断面図であ
る。
る。
【図７】従来の燃料電池の要部の断面図である。
１ セパレータ板（エンドプレート） ３ 集電板 ４ 内部マニホールド ５ 内部マニホールド ６ Ｏリング ７ カーボンペーパー ８ 導電性ペースト ９ カーボンペーパー
Claims (5)
- 【請求項１】 電解質膜を介在させた空気電極と燃料電
極とをガス供給溝を有するセパレータ板により挟持し、
かつ内部マニホールドを設けて単電池とし、この単電池
を積み重ねた集合電池がその両端のセパレータ板との間
に集電板を介在させた締結プレートにより締め付けボル
トを介して締め付けられている燃料電池において、前記
両端のセパレータ板と集電板とを、内部マニホールドを
囲むＯリング及び可撓性若しくは流動性を有する導電材
を介在させて圧接したことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】 前記可撓性を有する導電材が、カーボン
ペーパーであることを特徴とする請求項１記載の燃料電
池。 - 【請求項３】 前記流動性を有する導電材が、導電性ペ
ーストであることを特徴とする請求項１記載の燃料電
池。 - 【請求項４】 電解質膜を介在させた空気電極と燃料電
池とをガス供給溝を有するセパレータ板により挟持し、
かつ内部マニホールドを設けて単電池とし、この単電池
を積み重ねた集合電池がその両端のセパレータ板との間
に集電板を介在させた締結プレートにより締め付けボル
トを介して締め付けられている燃料電池において、前記
両端のセパレータ板と集電板とを、弾力性を有する接着
剤を空隙に練り込んだカーボンペーパーを介在させて接
合したことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項５】 前記カーボンペーパーが、厚さ10〜 500
μｍのカーボン不織布であることを特徴とする請求項２
又は４記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6076474A JPH07263013A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6076474A JPH07263013A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263013A true JPH07263013A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=13606187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6076474A Pending JPH07263013A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07263013A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000182639A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Toyota Motor Corp | シール部材およびこれを用いた燃料電池 |
| JP2002529890A (ja) * | 1998-10-30 | 2002-09-10 | インターナショナル フュエル セルズ，エルエルシー | Ｐｅｍ型燃料電池のための改良された膜電極組立体 |
| JP2002533869A (ja) * | 1998-08-10 | 2002-10-08 | セラニーズ・ヴェンチャーズ・ゲーエムベーハー | 改良した長期間性能を有するｐｅｍ燃料電池、ｐｅｍ燃料電池の操作方法およびｐｅｍ燃料電池蓄電池 |
| KR100405479B1 (ko) * | 2001-07-03 | 2003-11-14 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 스택의 엔드 플레이트 |
| JP2006324141A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Toyota Motor Corp | 接着体および燃料電池 |
| KR100813246B1 (ko) * | 2006-10-12 | 2008-03-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실링 구조가 개선된 스택을 구비한 연료전지 |
| US8076041B2 (en) | 2005-11-16 | 2011-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| CN114864981A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-05 | 上海电气集团股份有限公司 | 燃料电池 |
-
1994
- 1994-03-23 JP JP6076474A patent/JPH07263013A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002533869A (ja) * | 1998-08-10 | 2002-10-08 | セラニーズ・ヴェンチャーズ・ゲーエムベーハー | 改良した長期間性能を有するｐｅｍ燃料電池、ｐｅｍ燃料電池の操作方法およびｐｅｍ燃料電池蓄電池 |
| JP2002529890A (ja) * | 1998-10-30 | 2002-09-10 | インターナショナル フュエル セルズ，エルエルシー | Ｐｅｍ型燃料電池のための改良された膜電極組立体 |
| JP2000182639A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Toyota Motor Corp | シール部材およびこれを用いた燃料電池 |
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| JP2006324141A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Toyota Motor Corp | 接着体および燃料電池 |
| US8076041B2 (en) | 2005-11-16 | 2011-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| KR100813246B1 (ko) * | 2006-10-12 | 2008-03-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실링 구조가 개선된 스택을 구비한 연료전지 |
| CN114864981A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-05 | 上海电气集团股份有限公司 | 燃料电池 |
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