JPH1021944A - 固体高分子電解質型燃料電池 - Google Patents
固体高分子電解質型燃料電池Info
- Publication number
- JPH1021944A JPH1021944A JP8170937A JP17093796A JPH1021944A JP H1021944 A JPH1021944 A JP H1021944A JP 8170937 A JP8170937 A JP 8170937A JP 17093796 A JP17093796 A JP 17093796A JP H1021944 A JPH1021944 A JP H1021944A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas flow
- gas
- separator
- solid polymer
- polymer electrolyte
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】セパレータのガス通流溝を流れる反応ガスの濃
度がほぼ均一に保持され、セルの発電特性が低下するこ
となく安定して運転できるものとする。 【解決手段】固体高分子電解質膜からなる電解質層１の
両主面に、それぞれ電極基材３に触媒層２を積層してな
る電極９を配し、さらにその両外面に、内面に複数の並
列に配したガス通流溝６Ａを備えたセパレータ４Ａを配
して形成される単電池を用いるものにおいて、セパレー
タ４Ａに、ガス通流溝６Ａに突出し、かつガスの通流方
向と直交する方向に延びる複数の突出部５をガスの通流
方向に分散して配置する。
度がほぼ均一に保持され、セルの発電特性が低下するこ
となく安定して運転できるものとする。 【解決手段】固体高分子電解質膜からなる電解質層１の
両主面に、それぞれ電極基材３に触媒層２を積層してな
る電極９を配し、さらにその両外面に、内面に複数の並
列に配したガス通流溝６Ａを備えたセパレータ４Ａを配
して形成される単電池を用いるものにおいて、セパレー
タ４Ａに、ガス通流溝６Ａに突出し、かつガスの通流方
向と直交する方向に延びる複数の突出部５をガスの通流
方向に分散して配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子電解質
膜を電解質層として用いる固体高分子電解質型燃料電池
に係わり、特に電極部への反応ガスの拡散を良好にする
ガス通流溝の構成に関する。
膜を電解質層として用いる固体高分子電解質型燃料電池
に係わり、特に電極部への反応ガスの拡散を良好にする
ガス通流溝の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池は固体高分
子電解質膜を電解質層とし、その両主面にアノードとカ
ソードを配して形成される。アノード、カソードの各電
極は、いずれも電極基材上に電極触媒層を配して構成さ
れる。固体高分子電解質膜には、スルホン酸基を持つポ
リスチレン系の陽イオン交換膜をカチオン導電性膜とし
て使用したもの、フロロカーボンスルホン酸とポリビニ
リデンフロライドの混合膜、フロロカーボンマトリック
スにトリフロロエチレンをグラフト化したもの、あるい
はパーフルオロスルホン酸樹脂膜などが用いられる。
子電解質膜を電解質層とし、その両主面にアノードとカ
ソードを配して形成される。アノード、カソードの各電
極は、いずれも電極基材上に電極触媒層を配して構成さ
れる。固体高分子電解質膜には、スルホン酸基を持つポ
リスチレン系の陽イオン交換膜をカチオン導電性膜とし
て使用したもの、フロロカーボンスルホン酸とポリビニ
リデンフロライドの混合膜、フロロカーボンマトリック
スにトリフロロエチレンをグラフト化したもの、あるい
はパーフルオロスルホン酸樹脂膜などが用いられる。
【０００３】固体高分子電解質膜は、分子中にプロトン
（水素イオン）交換基を有し、飽和に含水させることに
より常温で 20 Ωcm以下の比抵抗を示し、プロトン導電
性電解質として機能する。電極基材は多孔質体で反応ガ
スの供給、排出手段および集電体として機能する。アノ
ードおよびカソードの各電極においては、気相、液相、
固相の三相界面が形成され、次式のごとき電気化学反応
が生じる。
（水素イオン）交換基を有し、飽和に含水させることに
より常温で 20 Ωcm以下の比抵抗を示し、プロトン導電
性電解質として機能する。電極基材は多孔質体で反応ガ
スの供給、排出手段および集電体として機能する。アノ
ードおよびカソードの各電極においては、気相、液相、
固相の三相界面が形成され、次式のごとき電気化学反応
が生じる。
【０００４】
【化１】 アノード ； Ｈ2 → ２Ｈ+ ＋２ｅ- カソード ； (1/2)Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ- → Ｈ2 Ｏ すなわち、アノードにおいて系の外部から供給されたＨ
2 ガスからプロトンと電子が生成され、プロトンはイオ
ン交換膜中をカソードに向かって移動し、電子は外部回
路を経てカソードへ移動する。カソードにおいては、系
の外部から供給されたＯ2 とイオン交換膜中を移動して
きたプロトンおよび外部回路を経て移動してきた電子が
反応してＨ2 Ｏを生成する。
2 ガスからプロトンと電子が生成され、プロトンはイオ
ン交換膜中をカソードに向かって移動し、電子は外部回
路を経てカソードへ移動する。カソードにおいては、系
の外部から供給されたＯ2 とイオン交換膜中を移動して
きたプロトンおよび外部回路を経て移動してきた電子が
反応してＨ2 Ｏを生成する。
【０００５】図３は、従来より用いられている固体高分
子電解質型燃料電池の単電池の基本構造図で、（ａ）は
反応ガスの通流方向からみた断面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｚ−Ｚにおける断面図である。図３（ａ）に見られるよ
うに、固体高分子電解質膜よりなる平板状の電解質層１
の両主面に、多孔質の導電性材料からなる電極基材３に
触媒層２を積層してなる方形状の電極９がホットプレス
によって熱圧着されている。このように両面に電極９を
配した電解質層１は、さらにその外面に配したガス不透
過性の導電性材料よりなる一組のセパレータ４によって
挟持され、ガスケット８を介装して気密に固定されてい
る。セパレータ４には、それぞれ内面側に反応ガスを通
流させるための複数のガス通流溝６が並列に配されてお
り、アノード側のガス通流溝６には燃料ガスが、またカ
ソード側のガス通流溝６には酸化剤ガスが通流される。
またセパレータ４の外面には、単電池の温度を所定温度
に維持するために流す冷却水用の複数の冷却水通流溝１
０が備えられている。
子電解質型燃料電池の単電池の基本構造図で、（ａ）は
反応ガスの通流方向からみた断面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｚ−Ｚにおける断面図である。図３（ａ）に見られるよ
うに、固体高分子電解質膜よりなる平板状の電解質層１
の両主面に、多孔質の導電性材料からなる電極基材３に
触媒層２を積層してなる方形状の電極９がホットプレス
によって熱圧着されている。このように両面に電極９を
配した電解質層１は、さらにその外面に配したガス不透
過性の導電性材料よりなる一組のセパレータ４によって
挟持され、ガスケット８を介装して気密に固定されてい
る。セパレータ４には、それぞれ内面側に反応ガスを通
流させるための複数のガス通流溝６が並列に配されてお
り、アノード側のガス通流溝６には燃料ガスが、またカ
ソード側のガス通流溝６には酸化剤ガスが通流される。
またセパレータ４の外面には、単電池の温度を所定温度
に維持するために流す冷却水用の複数の冷却水通流溝１
０が備えられている。
【０００６】ガス通流溝６の両端には、図３（ｂ）に示
したように、ガス入口マニホールド１１とガス出口マニ
ホールド１２が連結されている。ガス入口マニホールド
１１に供給された燃料ガスあるいは酸化剤ガスは、複数
のガス通流溝６に分流して並列に流れ、その一部は多孔
質の電極基材３を透過、拡散して触媒層２へと達し、電
気化学反応に寄与する。電気化学反応に寄与しなかった
残余のガスはガス出口マニホールド１２で合流し、外部
へと排出される。
したように、ガス入口マニホールド１１とガス出口マニ
ホールド１２が連結されている。ガス入口マニホールド
１１に供給された燃料ガスあるいは酸化剤ガスは、複数
のガス通流溝６に分流して並列に流れ、その一部は多孔
質の電極基材３を透過、拡散して触媒層２へと達し、電
気化学反応に寄与する。電気化学反応に寄与しなかった
残余のガスはガス出口マニホールド１２で合流し、外部
へと排出される。
【０００７】なお、冷却水通流溝１０を流れる冷却水
は、冷却水入口マニホールド１３より供給して冷却水出
口マニホールド１４より排出するよう構成されている。
また、電気化学反応により生じた電子は導電性材料から
なる電極基材３により集電され、電極基材３に導電接続
される一組のセパレータ４の間にセル電圧が得られるこ
ととなる。
は、冷却水入口マニホールド１３より供給して冷却水出
口マニホールド１４より排出するよう構成されている。
また、電気化学反応により生じた電子は導電性材料から
なる電極基材３により集電され、電極基材３に導電接続
される一組のセパレータ４の間にセル電圧が得られるこ
ととなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、従来の
固体高分子電解質型燃料電池においては、単電池を構成
するセパレータ４に、各電極９に面して複数のガス通流
溝６を並列に配設し、これらのガス通流溝６に反応ガス
を通流することによって、反応ガスを各電極９の触媒層
２へと透過、拡散させ、電気化学反応を生じさせる方式
を用いている。
固体高分子電解質型燃料電池においては、単電池を構成
するセパレータ４に、各電極９に面して複数のガス通流
溝６を並列に配設し、これらのガス通流溝６に反応ガス
を通流することによって、反応ガスを各電極９の触媒層
２へと透過、拡散させ、電気化学反応を生じさせる方式
を用いている。
【０００９】しかしながら従来の構成においては、図４
（ｂ）に見られるように、ガス通流溝６が同一断面形状
をもつ直管として構成されているので、通常、ガス通流
溝６を流れる反応ガスは層流状に流れることとなる。し
たがって、ガス通流溝６の電極９に接する部分を流れる
反応ガスは電気化学反応に寄与する成分、すなわち燃料
ガスにおいては水素、酸化剤ガスにおいては酸素、を多
量に消費し、電極９より隔たった部分を流れる反応ガス
ではこれらの消費は微量となるので、特に下流領域にお
いて、流路断面でこれらの成分の濃度勾配が生じ、濃度
が不均一となることとなる。
（ｂ）に見られるように、ガス通流溝６が同一断面形状
をもつ直管として構成されているので、通常、ガス通流
溝６を流れる反応ガスは層流状に流れることとなる。し
たがって、ガス通流溝６の電極９に接する部分を流れる
反応ガスは電気化学反応に寄与する成分、すなわち燃料
ガスにおいては水素、酸化剤ガスにおいては酸素、を多
量に消費し、電極９より隔たった部分を流れる反応ガス
ではこれらの消費は微量となるので、特に下流領域にお
いて、流路断面でこれらの成分の濃度勾配が生じ、濃度
が不均一となることとなる。
【００１０】すなわち、従来の固体高分子電解質型燃料
電池では、このようにガス通流溝６を流れる反応ガス中
の電気化学反応に寄与する成分の濃度の不均一が生じ
て、単位時間、単位面積当たりの上記成分の拡散移動量
が低下し、発電量が低下するという難点があった。本発
明は、上記のごとき従来技術の難点を考慮してなされた
もので、その目的は、セパレータに配設されたガス通流
溝を流れる反応ガスの濃度分布が流路断面でほぼ均一に
保持され、セルの発電特性が低下することなく安定して
運転される固体高分子電解質型燃料電池を提供すること
にある。
電池では、このようにガス通流溝６を流れる反応ガス中
の電気化学反応に寄与する成分の濃度の不均一が生じ
て、単位時間、単位面積当たりの上記成分の拡散移動量
が低下し、発電量が低下するという難点があった。本発
明は、上記のごとき従来技術の難点を考慮してなされた
もので、その目的は、セパレータに配設されたガス通流
溝を流れる反応ガスの濃度分布が流路断面でほぼ均一に
保持され、セルの発電特性が低下することなく安定して
運転される固体高分子電解質型燃料電池を提供すること
にある。
【００１１】
【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、固体高分子電解質膜からなる
電解質層の両主面にアノードとカソードを配し、さらに
その両外面に、内面側に複数の並列に配設されたガス通
流溝を備えるセパレータを配して形成される単電池を用
いて構成され、アノードに面して設けられたセパレータ
のガス通流溝に燃料ガスを通流し、カソードに面して設
けられたセパレータのガス通流溝に酸化剤ガスを通流し
て電気化学反応により発電する固体高分子電解質型燃料
電池において、 （１）上記のセパレータに、ガス通流溝中に突出し、か
つガスの通流方向と直交する方向に延びる複数の突出部
を、ガスの通流方向に分散配置して備えることとする。
めに、本発明においては、固体高分子電解質膜からなる
電解質層の両主面にアノードとカソードを配し、さらに
その両外面に、内面側に複数の並列に配設されたガス通
流溝を備えるセパレータを配して形成される単電池を用
いて構成され、アノードに面して設けられたセパレータ
のガス通流溝に燃料ガスを通流し、カソードに面して設
けられたセパレータのガス通流溝に酸化剤ガスを通流し
て電気化学反応により発電する固体高分子電解質型燃料
電池において、 （１）上記のセパレータに、ガス通流溝中に突出し、か
つガスの通流方向と直交する方向に延びる複数の突出部
を、ガスの通流方向に分散配置して備えることとする。
【００１２】（２）あるいは、上記のセパレータのガス
通流溝中に、多孔質のメッシュ材を充填することとす
る。 上記の（１）のごとくとすれば、ガス通流溝を流れる燃
料ガスあるいは酸化剤ガスの通流は、ガス通流溝中に突
出し通流方向と直交する方向に延びる複数の突出部によ
って妨げられ、通流方向のみならず、これと直交する方
向にも流れることとなる。したがって、アノードあるい
はカソードに接して流れるガスとアノードあるいはカソ
ードより隔たって流れるガスとの間に混合が生じて、ガ
スの濃度の均一化が行われる。また、この突出部をガス
の通流方向に分散配置して備えれば、上流から下流に至
る各段階でガスの濃度が均一化されるので、セルの発電
特性の低下が回避され、安定して運転できることとな
る。
通流溝中に、多孔質のメッシュ材を充填することとす
る。 上記の（１）のごとくとすれば、ガス通流溝を流れる燃
料ガスあるいは酸化剤ガスの通流は、ガス通流溝中に突
出し通流方向と直交する方向に延びる複数の突出部によ
って妨げられ、通流方向のみならず、これと直交する方
向にも流れることとなる。したがって、アノードあるい
はカソードに接して流れるガスとアノードあるいはカソ
ードより隔たって流れるガスとの間に混合が生じて、ガ
スの濃度の均一化が行われる。また、この突出部をガス
の通流方向に分散配置して備えれば、上流から下流に至
る各段階でガスの濃度が均一化されるので、セルの発電
特性の低下が回避され、安定して運転できることとな
る。
【００１３】また、上記の（２）のごとくとしても、ガ
ス通流溝を流れる燃料ガスあるいは酸化剤ガスは多孔質
のメッシュ材の中を流れることとなるので、（１）の場
合と同様に、アノードあるいはカソードに接して流れる
ガスとアノードあるいはカソードより隔たって流れるガ
スとの間に混合が生じて、ガスの濃度の均一化が行われ
る。特に多孔質のメッシュ材をガス通流溝の全長に渡っ
て充填すれば、上流から下流に至る各段階でガスの濃度
が均一化されるので、セルの発電特性の低下が回避さ
れ、安定して運転できることとなる。
ス通流溝を流れる燃料ガスあるいは酸化剤ガスは多孔質
のメッシュ材の中を流れることとなるので、（１）の場
合と同様に、アノードあるいはカソードに接して流れる
ガスとアノードあるいはカソードより隔たって流れるガ
スとの間に混合が生じて、ガスの濃度の均一化が行われ
る。特に多孔質のメッシュ材をガス通流溝の全長に渡っ
て充填すれば、上流から下流に至る各段階でガスの濃度
が均一化されるので、セルの発電特性の低下が回避さ
れ、安定して運転できることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による固体高分子
電解質型燃料電池の第１の実施例の単電池の基本構造図
で、（ａ）は反応ガスの通流方向からみた断面図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘにおける断面図である。図にお
いて、図３に示した従来例の構成と同一機能を有する構
成部品には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
本図に示した第１の実施例の従来例との差異は、サセプ
タ４Ａのガス通流溝６Ａに突出部５が備えられているこ
とにある。すなわち、本実施例では、ガス通流溝６Ａの
それぞれに、図１（ａ）に見られるようにガスの通流方
向と直交する方向の全長に渡って延びる複数の突出部５
が、図１（ｂ）に見られるようにガスの通流方向に分散
配置して備えられている。したがって、本実施例の構成
の単電池においては、ガス入口マニホールド１１に供給
されガス通流溝６Ａを通流する反応ガスは、突出部５に
よって流れの方向が変化し、ガス通流方向のみならずこ
れと直交する電極方向の流れの方向成分を持つこととな
り、また突出部５の背面では渦流を生じることとなる。
したがって、電極基材３に接する部分を流れる反応ガス
と、電極基材３より隔たって流れる反応ガスとの混合が
起こり、反応ガスに含まれる電気化学反応に寄与する成
分、すなわち燃料ガスにおいては水素、酸化剤ガスにお
いては酸素、の濃度の均一化が行われ、効果的に消費さ
れることとなる。
電解質型燃料電池の第１の実施例の単電池の基本構造図
で、（ａ）は反応ガスの通流方向からみた断面図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘにおける断面図である。図にお
いて、図３に示した従来例の構成と同一機能を有する構
成部品には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
本図に示した第１の実施例の従来例との差異は、サセプ
タ４Ａのガス通流溝６Ａに突出部５が備えられているこ
とにある。すなわち、本実施例では、ガス通流溝６Ａの
それぞれに、図１（ａ）に見られるようにガスの通流方
向と直交する方向の全長に渡って延びる複数の突出部５
が、図１（ｂ）に見られるようにガスの通流方向に分散
配置して備えられている。したがって、本実施例の構成
の単電池においては、ガス入口マニホールド１１に供給
されガス通流溝６Ａを通流する反応ガスは、突出部５に
よって流れの方向が変化し、ガス通流方向のみならずこ
れと直交する電極方向の流れの方向成分を持つこととな
り、また突出部５の背面では渦流を生じることとなる。
したがって、電極基材３に接する部分を流れる反応ガス
と、電極基材３より隔たって流れる反応ガスとの混合が
起こり、反応ガスに含まれる電気化学反応に寄与する成
分、すなわち燃料ガスにおいては水素、酸化剤ガスにお
いては酸素、の濃度の均一化が行われ、効果的に消費さ
れることとなる。
【００１５】図２は、本発明による固体高分子電解質型
燃料電池の第２の実施例の単電池の基本構造図で、
（ａ）は反応ガスの通流方向からみた断面図、（ｂ）は
（ａ）のＹ−Ｙにおける断面図である。本実施例の特徴
は、サセプタ４Ｂのガス通流溝６Ｂに多孔質のメッシュ
材７が充填されていることにある。なお、図２（ｂ）に
見られるガス通流溝６Ｂへの微小な突出部５Ａは、ガス
通流溝６Ｂに充填されたメッシュ材７の移動を抑制する
機能を果たすものである。本実施例の構成の単電池にお
いては、通流する反応ガスがメッシュ材７に衝突して流
れの方向が変化するので、第１の実施例と同様に、電極
基材３に接する部分を流れる反応ガスと、電極基材３よ
り隔たって流れる反応ガスとの混合が起こり、反応ガス
に含まれる電気化学反応に寄与する成分、すなわち燃料
ガスにおいては水素、酸化剤ガスにおいては酸素、の濃
度の均一化が行われ、効果的に消費されることとなる。
燃料電池の第２の実施例の単電池の基本構造図で、
（ａ）は反応ガスの通流方向からみた断面図、（ｂ）は
（ａ）のＹ−Ｙにおける断面図である。本実施例の特徴
は、サセプタ４Ｂのガス通流溝６Ｂに多孔質のメッシュ
材７が充填されていることにある。なお、図２（ｂ）に
見られるガス通流溝６Ｂへの微小な突出部５Ａは、ガス
通流溝６Ｂに充填されたメッシュ材７の移動を抑制する
機能を果たすものである。本実施例の構成の単電池にお
いては、通流する反応ガスがメッシュ材７に衝突して流
れの方向が変化するので、第１の実施例と同様に、電極
基材３に接する部分を流れる反応ガスと、電極基材３よ
り隔たって流れる反応ガスとの混合が起こり、反応ガス
に含まれる電気化学反応に寄与する成分、すなわち燃料
ガスにおいては水素、酸化剤ガスにおいては酸素、の濃
度の均一化が行われ、効果的に消費されることとなる。
【００１６】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、固体高
分子電解質膜からなる電解質層の両主面にアノードとカ
ソードを配し、さらにその両外面に、内面側に複数の並
列に配設されたガス通流溝を備えるセパレータを配して
形成される単電池を用いて構成され、アノードに面して
設けられたセパレータのガス通流溝に燃料ガスを通流
し、カソードに面して設けられたセパレータのガス通流
溝に酸化剤ガスを通流して電気化学反応により発電する
固体高分子電解質型燃料電池において、 （１）上記のセパレータに、ガス通流溝中に突出し、か
つガスの通流方向と直交する方向に延びる複数の突出部
を、ガスの通流方向に分散配置して備えることとしたの
で、セパレータに配設されたガス通流溝を流れる反応ガ
スの濃度分布が流路断面でほぼ均一に保持されることと
なり、セルの発電特性が低下することなく安定して運転
される固体高分子電解質型燃料電池が得られることとな
った。
分子電解質膜からなる電解質層の両主面にアノードとカ
ソードを配し、さらにその両外面に、内面側に複数の並
列に配設されたガス通流溝を備えるセパレータを配して
形成される単電池を用いて構成され、アノードに面して
設けられたセパレータのガス通流溝に燃料ガスを通流
し、カソードに面して設けられたセパレータのガス通流
溝に酸化剤ガスを通流して電気化学反応により発電する
固体高分子電解質型燃料電池において、 （１）上記のセパレータに、ガス通流溝中に突出し、か
つガスの通流方向と直交する方向に延びる複数の突出部
を、ガスの通流方向に分散配置して備えることとしたの
で、セパレータに配設されたガス通流溝を流れる反応ガ
スの濃度分布が流路断面でほぼ均一に保持されることと
なり、セルの発電特性が低下することなく安定して運転
される固体高分子電解質型燃料電池が得られることとな
った。
【００１７】（２）また、セパレータのガス通流溝中
に、多孔質のメッシュ材を充填することとすれば、ガス
通流溝を流れる反応ガスの濃度分布が流路断面でほぼ均
一に保持されることとなるので、セルの発電特性が低下
することなく安定して運転される固体高分子電解質型燃
料電池として好適である。
に、多孔質のメッシュ材を充填することとすれば、ガス
通流溝を流れる反応ガスの濃度分布が流路断面でほぼ均
一に保持されることとなるので、セルの発電特性が低下
することなく安定して運転される固体高分子電解質型燃
料電池として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体高分子電解質型燃料電池の第
１の実施例の単電池の基本構造図で、（ａ）は反応ガス
の通流方向からみた断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘに
おける断面図
１の実施例の単電池の基本構造図で、（ａ）は反応ガス
の通流方向からみた断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘに
おける断面図
【図２】本発明による固体高分子電解質型燃料電池の第
２の実施例の単電池の基本構造図で、（ａ）は反応ガス
の通流方向からみた断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙに
おける断面図
２の実施例の単電池の基本構造図で、（ａ）は反応ガス
の通流方向からみた断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙに
おける断面図
【図３】従来の固体高分子電解質型燃料電池の単電池の
基本構造図で、（ａ）は反応ガスの通流方向からみた断
面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚにおける断面図
基本構造図で、（ａ）は反応ガスの通流方向からみた断
面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚにおける断面図
１ 電解質層 ２ 触媒層 ３ 電極基材 ４ セパレータ ４Ａ セパレータ ４Ｂ セパレータ ５ 突出部 ５Ａ 突出部 ６ ガス通流溝 ６Ａ ガス通流溝 ６Ｂ ガス通流溝 ７ メッシュ材 ８ ガスケット ９ 電極 １０ 冷却水通流溝 １１ ガス入口マニホールド １２ ガス出口マニホールド １３ 冷却水入口マニホールド １４ 冷却水出口マニホールド
Claims (2)
- 【請求項１】固体高分子電解質膜からなる電解質層の両
主面にアノードとカソードを配し、さらにその両外面
に、内面側に複数の並列に配設されたガス通流溝を備え
るセパレータを配して形成される単電池を用いて構成さ
れ、アノードに面して設けられたセパレータのガス通流
溝に燃料ガスを通流し、カソードに面して設けられたセ
パレータのガス通流溝に酸化剤ガスを通流して電気化学
反応により発電する固体高分子電解質型燃料電池におい
て、 前記セパレータが、ガス通流溝中に突出し、ガスの通流
方向と直交する方向に延びる複数の突出部を、ガスの通
流方向に分散配置して備えてなることを特徴とする固体
高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項２】固体高分子電解質膜からなる電解質層の両
主面にアノードとカソードを配し、さらにその両外面
に、内面側に複数の並列に配設されたガス通流溝を備え
るセパレータを配して形成される単電池を用いて構成さ
れ、アノードに面して設けられたセパレータのガス通流
溝に燃料ガスを通流し、カソードに面して設けられたセ
パレータのガス通流溝に酸化剤ガスを通流して電気化学
反応により発電する固体高分子電解質型燃料電池におい
て、 前記セパレータのガス通流溝中に、多孔質のメッシュ材
が充填されてなることを特徴とする固体高分子電解質型
燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8170937A JPH1021944A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8170937A JPH1021944A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1021944A true JPH1021944A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15914142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8170937A Pending JPH1021944A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1021944A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000215902A (ja) * | 1999-01-27 | 2000-08-04 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用ガスセパレ―タおよび燃料電池、並びに燃料電池用ガスセパレ―タの製造方法 |
| JP2005251699A (ja) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
| JP2006127770A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2007227130A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2009048997A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-03-05 | Ngk Insulators Ltd | 反応装置 |
| JP2012099333A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Hitachi Ltd | 燃料電池用セパレータ及びこれを用いた燃料電池 |
| WO2014123148A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃料電池 |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP8170937A patent/JPH1021944A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000215902A (ja) * | 1999-01-27 | 2000-08-04 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用ガスセパレ―タおよび燃料電池、並びに燃料電池用ガスセパレ―タの製造方法 |
| JP2005251699A (ja) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
| JP2006127770A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2007227130A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2009048997A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-03-05 | Ngk Insulators Ltd | 反応装置 |
| JP2012099333A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Hitachi Ltd | 燃料電池用セパレータ及びこれを用いた燃料電池 |
| WO2014123148A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃料電池 |
| CN104981932A (zh) * | 2013-02-07 | 2015-10-14 | 日本特殊陶业株式会社 | 燃料电池 |
| EP2955778A4 (en) * | 2013-02-07 | 2016-08-24 | Ngk Spark Plug Co | FUEL CELL |
| JPWO2014123148A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2017-02-02 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃料電池 |
| CN104981932B (zh) * | 2013-02-07 | 2017-10-13 | 日本特殊陶业株式会社 | 燃料电池 |
| US10069162B2 (en) | 2013-02-07 | 2018-09-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Fuel cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5922485A (en) | Solid polymer electrolyte fuel cell | |
| US7867666B2 (en) | Fuel cell with triangular buffers for reactant gas and coolant | |
| JP4129289B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| JP2002260709A (ja) | 固体高分子型セルアセンブリ、燃料電池スタックおよび燃料電池の運転方法 | |
| JP2003178775A (ja) | 燃料電池 | |
| US20050186459A1 (en) | Fuel cell | |
| JPH10284095A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| WO2010084745A1 (ja) | 燃料電池 | |
| US7638227B2 (en) | Fuel cell having stack structure | |
| EP2330668B1 (en) | Polymer electrolyte fuel cell and fuel cell stack provided with same | |
| JP2001126746A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| JPH11135133A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| JP2004247289A (ja) | 燃料電池及びその運転方法 | |
| JPH05251097A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| EP1995812A1 (en) | Fuel cell system | |
| JPH1021944A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| US20040157111A1 (en) | Fuel cell | |
| US7745062B2 (en) | Fuel cell having coolant inlet and outlet buffers on a first and second side | |
| JP3942578B2 (ja) | 燃料電池 | |
| US20040038103A1 (en) | Solid polymer electrolyte fuel cell assembly | |
| JP2002100380A (ja) | 燃料電池および燃料電池スタック | |
| JP2003338299A (ja) | 燃料電池 | |
| JP4727910B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2003282099A (ja) | 高分子電解質型燃料電池 | |
| JPH09161821A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 |