[go: up one dir, main page]

JP2003282099A - Polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

Polymer electrolyte fuel cell

Info

Publication number
JP2003282099A
JP2003282099A JP2002086623A JP2002086623A JP2003282099A JP 2003282099 A JP2003282099 A JP 2003282099A JP 2002086623 A JP2002086623 A JP 2002086623A JP 2002086623 A JP2002086623 A JP 2002086623A JP 2003282099 A JP2003282099 A JP 2003282099A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manifold
gas
sub
gas flow
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.)
Granted
Application number
JP2002086623A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4340417B2 (en
Inventor
Shinsuke Takeguchi
伸介 竹口
Kazuhito Hado
一仁 羽藤
Hiroki Kusakabe
弘樹 日下部
Hideo Obara
英夫 小原
Susumu Kobayashi
晋 小林
Nobunori Hase
伸啓 長谷
Kiichi Shibata
礎一 柴田
Hisaaki Gyoten
久朗 行天
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2002086623A priority Critical patent/JP4340417B2/en
Publication of JP2003282099A publication Critical patent/JP2003282099A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4340417B2 publication Critical patent/JP4340417B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 従来のセパレータ形状では電極面内でガス供
給が不均一になってしまい、電池性能の低下や安定性が
確保できないという問題があった。 【解決手段】 セパレータ11板のガス流路17の一部
に、断面積を増加させたサブマニホールド18a、19
bを形成する。これによって、ガス供給の均一化を図
り、電極面内での発電分布をなくし、燃料電池の安定性
と高効率化が可能となる。
(57) [Summary] (Problem corrected) [PROBLEMS] In a conventional separator shape, gas supply becomes uneven in an electrode surface, and there has been a problem that battery performance is deteriorated and stability cannot be ensured. SOLUTION: Sub-manifolds 18a, 19 having an increased cross-sectional area are provided in a part of a gas passage 17 of a separator 11 plate.
b is formed. As a result, the gas supply is made uniform, the distribution of power generation in the electrode plane is eliminated, and the stability and efficiency of the fuel cell can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポータブル電源、
電気自動車用電源、家庭用コージェネレーションシステ
ム等に使用される固体高分子電解質を用いた燃料電池に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a portable power source,
The present invention relates to a fuel cell using a solid polymer electrolyte used in a power source for electric vehicles, a cogeneration system for home use and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体高分子電解質を用いた燃料電池は、
水素を含有する燃料ガスと、空気など酸素を含有する酸
化剤ガスとを、電気化学的に反応させることで、電力と
熱とを同時に発生させるものである。この燃料電池は、
基本的には、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解
質膜、および電解質膜の両面に配置された一対の電極か
らなる。電極は、白金族金属触媒を担持したカーボン粉
末を主成分とする触媒層、およびこの触媒層の外面に形
成された、通気性と電子導電性を併せ持つガス拡散層か
ら構成される。供給する燃料ガスおよび酸化剤ガスが外
にリークしたり、二種類の反応ガスが互いに混合したり
しないように、電極の周囲には、高分子電解質膜を挟ん
でガスシール材やガスケットが配置される。このシール
材やガスケットは、電極及び高分子電解質膜と一体化し
てあらかじめ組み立てられる。これを、MEA(電解質
膜−電極接合体)と呼ぶ。MEAの外側には、これを機
械的に固定するとともに、隣接するMEAを互いに電気
的に直列に接続するための導電性のセパレータ板が配置
される。セパレータ板のMEAと接触する部分には、電
極面に反応ガスを供給するとともに、生成水や余剰ガス
を運び去るためのガス流路が形成される。ガス流路は、
セパレータ板と別に設けることもできるが、セパレータ
板の表面に溝を設けてガス流路とするのが一般的であ
る。
2. Description of the Related Art A fuel cell using a solid polymer electrolyte is
The fuel gas containing hydrogen and the oxidant gas containing oxygen such as air are reacted electrochemically to generate electric power and heat at the same time. This fuel cell
Basically, it consists of a polymer electrolyte membrane that selectively transports hydrogen ions, and a pair of electrodes arranged on both sides of the electrolyte membrane. The electrode is composed of a catalyst layer mainly composed of carbon powder carrying a platinum group metal catalyst, and a gas diffusion layer formed on the outer surface of the catalyst layer and having both air permeability and electronic conductivity. In order to prevent the supplied fuel gas and oxidant gas from leaking out and the two types of reaction gas from mixing with each other, a gas sealant or gasket is placed around the electrode with a polymer electrolyte membrane sandwiched between them. It The sealing material and the gasket are integrally assembled with the electrode and the polymer electrolyte membrane in advance. This is called MEA (electrolyte membrane-electrode assembly). A conductive separator plate for mechanically fixing the MEA and electrically connecting adjacent MEAs to each other in series is arranged on the outer side of the MEA. A gas flow path for supplying the reaction gas to the electrode surface and carrying away the generated water and the surplus gas is formed in a portion of the separator plate that is in contact with the MEA. The gas flow path is
Although it can be provided separately from the separator plate, it is general to provide a groove on the surface of the separator plate to form a gas flow path.

【0003】セパレータ板のガス流路に燃料ガスまたは
酸化剤ガスを供給するためには、燃料ガスまたは酸化剤
ガスを供給する配管を、使用するセパレータ板の枚数に
分岐し、その分岐先を直接セパレータ板の溝に連結する
配管治具が必要となる。この治具をマニホールドと呼
び、上記のような燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給配管
を直接溝に連結するタイプを外部マニホールドと呼ぶ。
このマニホールドには、構造をより簡単にした内部マニ
ホールドと呼ぶ形式のものがある。内部マニホールドと
は、ガス流路を形成したセパレータ板に、貫通した孔を
設け、ガス流路の出入口をこの孔に連結し、この孔から
直接反応ガスを供給するものである。これらのMEAと
セパレータ板を交互に重ねて10〜200セル積層し、
その積層体を、集電板と絶縁板を介して端板で挟み、両
端板を締結ロッドで締め付けるのが一般的な積層電池の
構造である。
In order to supply the fuel gas or the oxidant gas to the gas passage of the separator plate, the pipe for supplying the fuel gas or the oxidant gas is branched according to the number of separator plates to be used, and the branch destination is directly connected. A piping jig connected to the groove of the separator plate is required. This jig is called a manifold, and the type in which the fuel gas or oxidant gas supply pipe is directly connected to the groove is called an external manifold.
There is a type of this manifold called an internal manifold having a simpler structure. The internal manifold is one in which a through hole is provided in a separator plate having a gas flow path, the inlet and outlet of the gas flow path are connected to this hole, and the reaction gas is directly supplied from this hole. These MEAs and separator plates are alternately stacked to form 10 to 200 cells,
The structure of a general laminated battery is that the laminated body is sandwiched between end plates via a current collecting plate and an insulating plate, and both end plates are fastened with fastening rods.

【0004】導電性セパレータ板とMEAとを積層した
燃料電池の代表的な構造を図14に示す。高分子電解質
膜2、並びにこれを挟むアノード3およびカソード4か
らなるMEA5がセパレータ板1と交互に積層されてい
る。アノードおよびカソードは、電解質膜に接する触媒
層と、セパレータ板に接するガス拡散層から構成され
る。セパレータ板1は、アノード3に燃料ガスを供給
し、排出するためのガス流路6と、カソード4に酸化剤
ガスを供給し、排出するためのガス流路7とを有する。
セパレータ板1をカソード面側から見た正面図を図15
に示す。図でXで表す一点鎖線で囲まれた領域が電極に
接する。セパレータ板1には、酸化剤ガスの入り口側マ
ニホールド孔8a、出口側マニホールド孔8b、および
燃料ガスの入り口側マニホールド孔9a、出口側マニホ
ールド孔9bが設けられている。酸化剤ガスの流路7
は、マニホールド孔8aと8bとをつなぐ4本の並行す
る溝により形成されている。
A typical structure of a fuel cell in which a conductive separator plate and an MEA are laminated is shown in FIG. The polymer electrolyte membrane 2 and the MEA 5 composed of the anode 3 and the cathode 4 sandwiching the polymer electrolyte membrane 2 are alternately laminated with the separator plate 1. The anode and the cathode are composed of a catalyst layer in contact with the electrolyte membrane and a gas diffusion layer in contact with the separator plate. The separator plate 1 has a gas channel 6 for supplying and discharging the fuel gas to the anode 3, and a gas channel 7 for supplying and discharging the oxidant gas to the cathode 4.
FIG. 15 is a front view of the separator plate 1 viewed from the cathode side.
Shown in. The region surrounded by the alternate long and short dash line indicated by X in the figure is in contact with the electrode. The separator plate 1 is provided with an inlet side manifold hole 8a for the oxidizing gas, an outlet side manifold hole 8b, an inlet side manifold hole 9a for the fuel gas, and an outlet side manifold hole 9b. Oxidant gas flow path 7
Are formed by four parallel grooves connecting the manifold holes 8a and 8b.

【0005】このような構成の燃料電池において、発電
中の反応ガスはすべてセパレータ板表面に形成されたガ
ス流路を流れるのではなく、MEAの最外部に位置する
多孔質体のガス拡散層の中にもガスは流通する。この流
れを伏流と呼ぶ。電池性能を安定して高く維持するため
には、ガス流路におけるガスの流れと伏流のバランスを
電極面積全体にわたって均一化させることが重要であ
る。この伏流は、ガス拡散層の多孔度や厚さ、そこを流
れるガス圧力によって、その流れ方が決まる。したがっ
て、それらのばらつきによって、電極面内でガス供給に
富んでいる部分と、不足している部分とが生じていた。
そのため、電極面内で発電量の異なる部分が発生し、発
電の集中する部分では電流密度が上昇するために電池電
圧が低下するという問題があった。また、反応ガスを高
加湿状態にして電池に供給すると、ガス供給が多くない
ガス流路で凝縮水や生成水が溜まってしまい、より発電
量分布が生じるという問題があった。
In the fuel cell having such a structure, all the reaction gas during power generation does not flow through the gas passage formed on the surface of the separator plate, but the gas diffusion layer of the porous body located at the outermost portion of the MEA. Gas also flows inside. This flow is called underflow. In order to maintain stable and high battery performance, it is important to make the balance of gas flow and underflow in the gas flow path uniform over the entire electrode area. The flow direction of this underflow depends on the porosity and thickness of the gas diffusion layer and the gas pressure flowing through it. Therefore, due to these variations, there were portions where the gas supply was rich and portions where the gas supply was insufficient within the electrode surface.
Therefore, there is a problem that a portion where the amount of power generation differs is generated in the electrode surface, and the current density increases in the portion where the power generation concentrates, so that the battery voltage decreases. Further, when the reaction gas is supplied to the battery in a highly humidified state, there is a problem that condensed water or generated water is accumulated in the gas flow passage where the gas supply is not so large, which causes more power generation amount distribution.

【0006】これらの問題は、図15に示されるよう
に、ガス流路7が蛇行形状の場合に特に顕著である。そ
して、図15にYで表す、ハッチングが施されている領
域で伏流が多くなり、この領域に発電が集中していた。
したがって、その領域以外のマニホールド孔8aおよび
8bの両方から遠い領域では、反応ガスが不足すること
となる。そのため、特に高加湿状態の反応ガスを用いた
場合、この領域に水が蓄積される。また、ガス流路が直
線部とターン部からなる蛇行形状の場合、一つの流路に
おける直線部の往路と復路に注目すると、その入口側と
出口側におけるガス圧力差は、ターン部におけるそれよ
り高いため、その一つの流路の往路と復路内においても
ガス拡散層を流れる伏流量が異なることとなる。
These problems are particularly remarkable when the gas passage 7 has a meandering shape as shown in FIG. Further, in the hatched area indicated by Y in FIG. 15, there is a large amount of underflow and the power generation is concentrated in this area.
Therefore, the reaction gas is deficient in a region far from both the manifold holes 8a and 8b other than the region. Therefore, water is accumulated in this region, especially when a highly humidified reaction gas is used. Also, when the gas flow path is a meandering shape consisting of a straight part and a turn part, paying attention to the forward path and the return path of the straight part in one flow path, the gas pressure difference between the inlet side and the outlet side is greater than that at the turn part. Since the flow rate is high, the base flow rate flowing through the gas diffusion layer is different even in the forward and return paths of the one flow path.

【0007】ガス流路が複数の溝で構成される場合、ガ
ス入り口側からガス流路へのガス分配を均一に制御する
のは困難である。上流側ではガス供給量が下流側に対し
て相対的に多いため、発電の性能差は生じない。しか
し、下流側では上・中流側でガスが消費され、ガスの絶
対量が減少するため、初期の分配量により大きな影響を
受ける。つまり、ガス分配の悪い下流側では、ガス供給
不足により、電池性能が低下する。さらに、燃料の枯渇
になってしまうと、電極内のカーボンが溶出することに
よって電池性能の劣化を促進するという問題が生じる。
When the gas passage is composed of a plurality of grooves, it is difficult to uniformly control the gas distribution from the gas inlet side to the gas passage. Since the gas supply amount on the upstream side is relatively large on the downstream side, there is no difference in power generation performance. However, on the downstream side, the gas is consumed on the upper / middle stream side, and the absolute amount of gas decreases, so it is greatly affected by the initial distribution amount. That is, on the downstream side where gas distribution is poor, the battery performance deteriorates due to insufficient gas supply. Further, when the fuel is exhausted, there is a problem that carbon in the electrode is eluted to promote deterioration of cell performance.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題を解決し、電極面内のガス流路内の流れと伏流と
の割合の均一化を図り、安定したガス供給を実現できる
セパレータ板を提供する。本発明は、そのようなセパレ
ータ板を備えた高分子電解質型燃料電池を提供すること
を目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above problems and makes the ratio of the flow and the underflow in the gas flow path in the electrode surface uniform and realizes stable gas supply. Provide a separator plate. It is an object of the present invention to provide a polymer electrolyte fuel cell provided with such a separator plate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、ガス流路の入り口側および出口側に、
断面積を増加させて、その空間内のガス圧力を一定に保
つためのサブマニホールドを形成する。このサブマニホ
ールドによって、電極面内のガス供給の不均一性を解消
して発電分布をなくし、安定した電池性能を確保する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an inlet side and an outlet side of a gas flow passage.
The cross-sectional area is increased to form a sub-manifold for keeping the gas pressure in the space constant. This sub-manifold eliminates non-uniformity of gas supply in the electrode surface, eliminates power generation distribution, and secures stable battery performance.

【0010】本発明は、長期にわたる燃料電池の運転中
の性能低下は、電極のガス拡散層内に徐々に蓄積され、
偏在する凝縮水や生成水によって、ガス拡散層内のガス
流れが狭い領域に限定され、他の部分は発電能力が低下
することによるものであるという観点に立って、凝縮水
や生成水が蓄積、偏在しにくい電池構造とするために、
ガス拡散層内のガス流れに着目した。本発明は、セパレ
ータ板のガス流路が蛇行形状に形成された場合に特に有
効であり、ガス流路の一部にガス流路方向の単位長さ当
たりの容積を増加させたサブマニホールドを形成するこ
とによって、反応ガスを均一に電極に供給し、燃料電池
の安定した運転を可能にすることを見いだしたことに基
づいている。
According to the present invention, long-term deterioration of performance of a fuel cell is gradually accumulated in the gas diffusion layer of the electrode,
Condensed water and generated water accumulate from the viewpoint that the unevenly distributed condensed water and generated water limit the gas flow in the gas diffusion layer to a narrow region and the other part is due to the decrease in power generation capacity. In order to make the battery structure less likely to be unevenly distributed,
Focusing on the gas flow in the gas diffusion layer. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly effective when the gas passage of the separator plate is formed in a meandering shape, and forms a sub-manifold in which a volume per unit length in the gas passage direction is increased in a part of the gas passage. It is based on the finding that the reaction gas can be supplied to the electrode uniformly by doing so to enable stable operation of the fuel cell.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明は、水素イオン伝導性高分
子電解質膜、前記水素イオン伝導性高分子電解質膜を挟
むカソード及びアノード、前記カソードに酸化剤ガスを
供給・排出するガス流路を有するカソード側導電性セパ
レータ板、並びに前記アノードに燃料ガスを供給・排出
するガス流路を有するアノード側導電性セパレータ板を
具備し、前記カソード側導電性セパレータ板及びアノー
ド側導電性セパレータ板の少なくとも一方が、前記ガス
流路の入り口側および出口側に、前記電極に垂直な断面
積を増加させたサブマニホールドを有する高分子電解質
型燃料電池に関する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention provides a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane, a cathode and an anode sandwiching the hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane, and a gas flow path for supplying and discharging an oxidant gas to the cathode. A cathode-side conductive separator plate having, and an anode-side conductive separator plate having a gas flow path for supplying and discharging a fuel gas to and from the anode, and at least the cathode-side conductive separator plate and the anode-side conductive separator plate. One is a polymer electrolyte fuel cell having sub-manifolds having an increased cross-sectional area perpendicular to the electrodes on the inlet side and the outlet side of the gas flow channel.

【0012】本発明の好ましい実施の形態において、前
記ガス流路は、ほぼ平行に延びる直線部およびターン部
からなる蛇行形状を有し、前記サブマニホールドが、前
記ガス流路の直線部にほぼ平行に伸びている。この場
合、前記サブマニホールドは、方形の電極の一辺に沿っ
てほぼその全長にわたる長さを有することが好ましい。
前記サブマニホールドは、前記ガス流路の入り口側およ
び/または前記ガス流路の出口側にあることが好まし
い。前記セパレータ板は、前記ガス流路にガスを供給・
排出する入り口側マニホールド孔および出口側マニホー
ルド孔を具備し、入り口側のサブマニホールドの前記入
り口側マニホールド孔との連結部または出口側のサブマ
ニホールドの前記出口側マニホールド孔との連結部にお
いて、サブマニホールドの溝深さが最も深くなっている
のが好ましい。
In a preferred embodiment of the present invention, the gas flow passage has a meandering shape consisting of a straight portion and a turn portion extending substantially in parallel, and the sub-manifold is substantially parallel to the straight portion of the gas flow passage. Is growing. In this case, it is preferable that the sub-manifold has a length that extends substantially along the entire length of one side of the rectangular electrode.
The sub-manifold is preferably on the inlet side of the gas flow channel and / or on the outlet side of the gas flow channel. The separator plate supplies gas to the gas flow path.
An inlet-side manifold hole for discharging and an outlet-side manifold hole, and a sub-manifold at a connecting portion of the inlet-side sub-manifold with the inlet-side manifold hole or a connecting portion of the outlet-side sub-manifold with the outlet-side manifold hole It is preferable that the groove depth is the deepest.

【0013】本発明の他の好ましい実施の形態におい
て、前記セパレータ板は、前記ガス流路にガスを供給・
排出する入り口側マニホールド孔および出口側マニホー
ルド孔を具備し、前記入り口側マニホールド孔または出
口側マニホールド孔が前記サブマニホールドの機能を備
えている。さらに、前記ガス流路の中間部にサブマニホ
ールドを有することが好ましい。前記サブマニホールド
がガスの入り口側よりガス出口側に多く配置されるのが
好ましい。前記サブマニホールドの断面積は、前記ガス
流路の断面積の1.2倍以上3.0倍以下であるのが好
ましい。
In another preferred embodiment of the present invention, the separator plate supplies gas to the gas passage.
It has an inlet side manifold hole and an outlet side manifold hole for discharging, and the inlet side manifold hole or the outlet side manifold hole has the function of the sub-manifold. Furthermore, it is preferable to have a sub-manifold in the middle part of the gas flow path. It is preferable that the sub-manifolds are arranged more on the gas outlet side than on the gas inlet side. The cross-sectional area of the sub-manifold is preferably 1.2 times or more and 3.0 times or less than the cross-sectional area of the gas flow path.

【0014】前記セパレータ板は、前記ガス流路にガス
を供給・排出する入り口側マニホールド孔および出口側
マニホールド孔を具備し、前記マニホールド孔の断面積
1と前記サブマニホールドの断面積S2の関係が、S1
/100<S2<S1/25を満足するのが好ましい。
The separator plate has an inlet-side manifold hole and an outlet-side manifold hole for supplying and discharging gas to and from the gas passage, and has a sectional area S 1 of the manifold hole and a sectional area S 2 of the sub-manifold. Relationship is S 1
/ 100 <preferable to satisfy S 2 <S 1/25.

【0015】本発明のさらに他の好ましい実施の形態に
おいて、ガス入り口側および出口側に互いに平行に延び
た入り口側サブマニホールドおよび出口側サブマニホー
ルド、並びに両サブマニホールドを連絡する複数のガス
流路を具備し、各ガス流路が蛇行形状を有し、かつ各ガ
ス流路で囲われる領域がそれぞれ独立している。前記の
各ガス流路は、前記サブマニホールドに対して傾斜した
直線部と直線部を繋ぐターン部からなる蛇行形状である
のが好ましい。以下、本発明の実施の形態を図面を参照
しながら説明する。
In still another preferred embodiment of the present invention, an inlet side sub-manifold and an outlet side sub-manifold extending in parallel to each other on the gas inlet side and the outlet side, and a plurality of gas flow paths connecting the both sub-manifolds are provided. Each gas flow path has a meandering shape, and the regions surrounded by each gas flow path are independent of each other. It is preferable that each of the gas flow paths has a meandering shape including a straight line portion that is inclined with respect to the sub-manifold and a turn portion that connects the straight line portion. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0016】実施の形態1 本実施の形態のセパレータ板を図1に示す。セパレータ
板11は、例えば等方性黒鉛板を機械加工により形成し
たもので、酸化剤ガスの入り口側マニホールド孔12a
および出口側マニホールド孔12b、燃料ガスの入り口
側マニホールド孔13aおよび出口側マニホールド孔1
3b、並びにマニホールド孔12aと12bを連絡する
ガス流路17を有する。ガス流路17は、並行する4本
の溝で構成されている。そして、ガス流路17のマニホ
ールド孔12aおよび12bと繋がる部分は、サブマニ
ホールド18aおよび18bを形成している。サブマニ
ホールド18aおよび18bは、ガス流路17を形成す
る溝に比べて、電極面に垂直な断面積を大きくしてあ
る。図示の例では、サブマニホールド18aおよび18
bの幅がガス流路17の溝の幅より大きい。溝の幅を大
きくする代わりに溝の深さを大きくしても良いし、溝の
幅及び深さをともに大きくしても良い。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a separator plate of this embodiment. The separator plate 11 is, for example, an isotropic graphite plate formed by machining, and has an oxidant gas inlet side manifold hole 12a.
And outlet side manifold hole 12b, fuel gas inlet side manifold hole 13a and outlet side manifold hole 1
3b and a gas flow path 17 connecting the manifold holes 12a and 12b. The gas flow path 17 is composed of four parallel grooves. The portions of the gas passage 17 that are connected to the manifold holes 12a and 12b form sub-manifolds 18a and 18b. The sub-manifolds 18a and 18b have a larger sectional area perpendicular to the electrode surface than the groove forming the gas flow path 17. In the illustrated example, the sub-manifolds 18a and 18
The width of b is larger than the width of the groove of the gas passage 17. Instead of increasing the width of the groove, the depth of the groove may be increased, or both the width and the depth of the groove may be increased.

【0017】図の一点鎖線15で囲まれた部分がカソー
ドに接する部分である。ここに示す電極は長方形であ
り、サブマニホールド18aおよび18bは、それぞれ
電極の短辺側に対応する位置に、電極の長手方向に沿っ
て伸びている。ここに示したガス流路17は、電極の長
手方向に沿って伸びる直線部とこれにほぼ垂直なターン
部とからなっている。セパレータ板11は、一方の面に
酸化剤ガスの流路17を、他方の面に流路17と同様の
燃料ガスの流路をそれぞれ有し、カソード側セパレータ
板とアノード側セパレータ板を兼ねている。図1の裏面
の燃料ガスの流路においても、表側と同様にサブマニホ
ールドを有している。
The portion surrounded by the alternate long and short dash line 15 in the figure is the portion in contact with the cathode. The electrodes shown here are rectangular, and the sub-manifolds 18a and 18b extend along the longitudinal direction of the electrodes at positions corresponding to the short sides of the electrodes. The gas flow path 17 shown here is composed of a straight line portion extending along the longitudinal direction of the electrode and a turn portion substantially perpendicular to the straight line portion. The separator plate 11 has a flow path 17 for oxidant gas on one surface and a flow path for fuel gas similar to the flow path 17 on the other surface, and serves as both a cathode side separator plate and an anode side separator plate. There is. The fuel gas passage on the back side of FIG. 1 also has a sub-manifold as in the front side.

【0018】上記のように、本実施の形態のセパレータ
板11は、電極の長手方向に沿って延びる直線状の往路
と復路からなる蛇行状のガス流路17を有し、その入り
口側および出口側には、電極のほぼ全長に沿う長さを有
する、断面積の大きなサブマニホールド18aおよび1
8bを有する。これらサブマニホールドにおいて、ガス
圧力は等圧になるので、電極面内のガス流路17内の流
れと電極のガス拡散層を流れる伏流との割合が均一化さ
れ、安定したガス供給を実現できる。
As described above, the separator plate 11 of the present embodiment has the meandering gas flow path 17 consisting of a straight outward path and a return path extending along the longitudinal direction of the electrode, and its inlet side and outlet side. On the side, sub-manifolds 18a and 1a having a large cross section having a length along substantially the entire length of the electrode
8b. In these sub-manifolds, the gas pressure is equalized, so that the ratio of the flow in the gas flow path 17 in the electrode surface to the underflow flowing in the gas diffusion layer of the electrode is made uniform, and stable gas supply can be realized.

【0019】図2は、図1の変形例を示す。セパレータ
板21は、ガス流路27の入り口側および出口側にサブ
マニホールド28aおよび28bを有する。これらのサ
ブマニホールドは、一点鎖線25で示す電極触媒層の外
側に設けられている。ただし、電極のガス拡散層の部分
は、サブマニホールド28aおよび28bを覆う大きさ
を有する。サブマニホールド28aおよび28bとマニ
ホールド孔12aおよび12bを繋ぐ部分29aおよび
29bは、4本の溝で構成されている。このように、サ
ブマニホールドが電極の外側に配置されていても効果は
変わらない。
FIG. 2 shows a modification of FIG. The separator plate 21 has sub-manifolds 28 a and 28 b on the inlet side and the outlet side of the gas flow path 27. These sub-manifolds are provided on the outer side of the electrode catalyst layer indicated by the chain line 25. However, the gas diffusion layer portion of the electrode has a size that covers the sub-manifolds 28a and 28b. Portions 29a and 29b connecting the sub-manifolds 28a and 28b and the manifold holes 12a and 12b are composed of four grooves. In this way, the effect does not change even if the sub-manifold is arranged outside the electrodes.

【0020】実施の形態2 本実施の形態のセパレータ板を図3に示す。実施の形態
1では、ガス流路17の入り口側および出口側にのみサ
ブマニホールドを設けたが、ここに示すセパレータ板3
1は、ガス流路17の中程にさらにサブマニホールド1
8cを有する。サブマニホールド18cは、その始端が
ガス流路17の上流側に接続され、終端がガス流路の下
流側に接続されている。ガス流路17の中間部にサブマ
ニホールドを形成すると、電極のガス拡散層内の伏流の
均一化を図ることができる。また、ガスの利用率が高く
なると、ガス流量の減少により下流側でガス分配の影響
を受けやすい。ガス流路の中間部にサブマニホールドを
有すると、入り口側サブマニホールドから分配されたガ
スが出口側サブマニホールドに辿り着くまでに、中間の
サブマニホールドに一度集約され、ガスの再分配が行わ
れる。そのため、下流側でのガス不足の危険性を回避す
ることができる。図4のセパレータ板41は、ガス流路
の中間部に、2個のサブマニホールド18cおよび18
dを設けた例である。ガス流路の中間部に複数のサブマ
ニホールドを設置する場合は、下流側にその設置割合を
大きくするのが好ましい。
Embodiment 2 FIG. 3 shows a separator plate of this embodiment. In the first embodiment, the sub-manifold is provided only on the inlet side and the outlet side of the gas flow path 17, but the separator plate 3 shown here is provided.
1 is a sub-manifold 1 in the middle of the gas flow path 17.
8c. The sub-manifold 18c has its starting end connected to the upstream side of the gas flow path 17 and its ending end connected to the downstream side of the gas flow path. By forming a sub-manifold in the middle portion of the gas flow path 17, it is possible to make uniform the underflow in the gas diffusion layer of the electrode. In addition, when the gas utilization rate increases, the gas flow rate decreases, so that the gas distribution is likely to be affected downstream. When the sub-manifold is provided in the middle portion of the gas flow path, the gas distributed from the inlet-side sub-manifold is once gathered in the intermediate sub-manifold by the time it reaches the outlet-side sub-manifold, and the gas is redistributed. Therefore, the risk of gas shortage on the downstream side can be avoided. The separator plate 41 of FIG. 4 has two sub-manifolds 18c and 18 in the middle of the gas flow path.
This is an example in which d is provided. When a plurality of sub-manifolds are installed in the middle part of the gas flow passage, it is preferable to increase the installation ratio on the downstream side.

【0021】実施の形態3 本実施の形態のセパレータ板を図5に示す。このセパレ
ータ板51は、入り口側および出口側のサブマニホール
ド58aおよび58bの幅を先の実施の形態のものより
大きくした例である。サブマニホールドを構成する溝の
幅を大きくすると、セパレータ板の加重を電極に加える
ことができなくなる。そこで、サブマニホールド内に、
複数のリブ59を設けた。
Embodiment 3 FIG. 5 shows a separator plate of this embodiment. This separator plate 51 is an example in which the width of the inlet-side and outlet-side submanifolds 58a and 58b is made larger than that of the previous embodiment. When the width of the groove forming the sub-manifold is increased, the weight of the separator plate cannot be applied to the electrode. So in the sub-manifold,
A plurality of ribs 59 are provided.

【0022】実施の形態4 本実施の形態のセパレータ板を図6に示す。このセパレ
ータ板61は、電極の短辺側に設けた入り口側サブマニ
ホールド68aと出口側サブマニホールド68bとを3
本のガス流路67で連絡している。先の実施の形態にお
いては、各ガス流路が、電極の長手方向に沿って延びる
往路と復路からなり、往路および復路においてそれぞれ
並行する形態である。セパレータ板61では、各ガス流
路67のカバーする領域がほぼ独立した形態をとってい
る。図6では、ガス流路67は、サブマニホールドに対
して傾斜したジグザグ形状である。図7は変形例を示
す。このセパレータ板71は、サブマニホールド78a
と78bとを3本のガス流路77で連絡している。各ガ
ス流路77は、往路と復路がサブマニホールドと平行で
ある。
Embodiment 4 FIG. 6 shows a separator plate of this embodiment. The separator plate 61 includes an inlet side sub-manifold 68a and an outlet side sub-manifold 68b provided on the short side of the electrode.
The books are connected by a gas flow path 67. In the above-described embodiment, each gas flow path is composed of a forward path and a return path extending along the longitudinal direction of the electrode, and the forward path and the return path are parallel to each other. In the separator plate 61, the area covered by each gas flow path 67 is substantially independent. In FIG. 6, the gas flow path 67 has a zigzag shape inclined with respect to the sub-manifold. FIG. 7 shows a modification. The separator plate 71 includes a sub manifold 78a.
And 78b are connected by three gas flow paths 77. Each gas flow path 77 has an outward path and a return path parallel to the sub-manifold.

【0023】電極のガス拡散層内の伏流をより均一にさ
せるために、ガス流路を複数本形成し、それぞれ独立し
た流路域に設計する場合、それぞれのガス流路を直線状
にするのが容易である。しかし、そうすると、電極の短
手方向に対する長手方向の比をある程度確保しないとガ
ス流路での圧力損失を得ることは難しい。そこで、各ガ
ス流路を蛇行形状にすることによって、電極が正方形に
近い形であっても所定の圧力損失を確保することが可能
となる。このように、蛇行したガス流路を複数本形成
し、ガス流路で囲われた領域をそれぞれ独立させること
によって、蛇行部分の往路と復路の長さが短くなり、両
流路間の伏流の差を極力低減することができる。その
際、ガス流路を、図6に示すように、サブマニホールド
に対して傾斜した直線部と直線部を繋ぐターン部からな
る蛇行形状にすると、往路と復路によって挟まれたガス
拡散層での伏流量を均一にすることが可能となる。
In the case where a plurality of gas flow paths are formed and each flow path is designed to have an independent flow path area in order to make the underflow in the gas diffusion layer of the electrode more uniform, each gas flow path should be linear. Is easy. However, in that case, it is difficult to obtain the pressure loss in the gas flow path unless the ratio of the longitudinal direction to the lateral direction of the electrode is secured to some extent. Therefore, by forming each gas flow path in a meandering shape, it is possible to secure a predetermined pressure loss even if the electrode has a shape close to a square. Thus, by forming a plurality of meandering gas flow paths and making the areas surrounded by the gas flow paths independent of each other, the length of the forward path and the return path of the meandering part is shortened, and The difference can be reduced as much as possible. At that time, as shown in FIG. 6, when the gas flow path is formed in a meandering shape composed of a straight line portion inclined with respect to the sub-manifold and a turn portion connecting the straight line portions, the gas diffusion layer sandwiched by the forward and return paths is formed. It is possible to make the yield flow uniform.

【0024】実施の形態5 本実施の形態のセパレータ板を図8に示す。このセパレ
ータ板81は、電極の対向する2辺に対応させて酸化剤
ガスの入り口側マニホールド孔82aおよび82bを設
け、マニホールド孔82aの図右側の端部からマニホー
ルド孔82bの左側端部を並行する4本のガス流路87
で連絡している。83aは燃料ガスの入り口側マニホー
ルド孔、83bは出口側マニホールド孔を表す。このセ
パレータ板は、冷却水の入り口側マニホールド孔84a
および出口側マニホールド孔84bを有する。本実施の
形態では、入り口側マニホールド孔82aおよび出口側
マニホールド孔82bがサブマニホールドを兼用してい
る。入り口側マニホールド孔82aおよび出口側マニホ
ールド孔82bは、各セルに連続しているから、電極の
ガス拡散層は、これのマニホールド孔の壁面の露出し、
そこに伏流が出入りする。入り口側マニホールド孔およ
び出口側マニホールド孔の形状に制限がない場合は、本
実施の形態のようにすることによって、より単純にサブ
マニホールドの効果を利用することが可能となる。
Embodiment 5 FIG. 8 shows a separator plate of this embodiment. The separator plate 81 is provided with oxidant gas inlet side manifold holes 82a and 82b corresponding to the two opposite sides of the electrode, and the manifold hole 82a has a right end portion in the drawing and a left end portion of the manifold hole 82b arranged in parallel. Four gas channels 87
I am in touch with. Reference numeral 83a denotes a fuel gas inlet side manifold hole, and 83b denotes an outlet side manifold hole. This separator plate is provided with a cooling water inlet side manifold hole 84a.
And an outlet side manifold hole 84b. In the present embodiment, the inlet-side manifold hole 82a and the outlet-side manifold hole 82b also serve as sub-manifolds. Since the inlet-side manifold hole 82a and the outlet-side manifold hole 82b are continuous with each cell, the gas diffusion layer of the electrode exposes the wall surface of the manifold hole,
Underground flows in and out of there. When the shapes of the inlet side manifold hole and the outlet side manifold hole are not limited, the effect of the sub-manifold can be more simply utilized by adopting the present embodiment.

【0025】実施の形態6 本実施の形態のセパレータ板を図9に示す。このセパレ
ータ板91は、酸化剤ガスの入り口側マニホールド孔9
2aおよび出口側マニホールド孔92b、燃料ガスの入
り口側マニホールド孔93aおよび出口側マニホールド
孔93b、並びに冷却水の入り口側マニホールド孔94
aおよび出口側マニホールド孔94bを有する。マニホ
ールド孔92aおよびマニホールド孔92bは、サブマ
ニホールド98aおよび98b、両サブマニホールドを
連絡する4本の並行する蛇行形状のガス流路97により
連絡されている。
Embodiment 6 FIG. 9 shows a separator plate of this embodiment. This separator plate 91 has a manifold hole 9 on the inlet side of the oxidant gas.
2a and outlet side manifold hole 92b, fuel gas inlet side manifold hole 93a and outlet side manifold hole 93b, and cooling water inlet side manifold hole 94.
a and an outlet side manifold hole 94b. The manifold hole 92a and the manifold hole 92b are connected by the sub-manifolds 98a and 98b, and four parallel meandering gas flow paths 97 connecting the both sub-manifolds.

【0026】実施の形態7 本実施の形態のセパレータ板を図10に示す。このセパ
レータ板101は、酸化剤ガスの入り口側マニホールド
孔102aおよび出口側マニホールド孔102b、燃料
ガスの入り口側マニホールド孔103aおよび出口側マ
ニホールド孔103b、並びに冷却水の入り口側マニホ
ールド孔104aおよび出口側マニホールド孔104b
を有する。マニホールド孔102aおよびマニホールド
孔102bは、サブマニホールド108aおよび108
b、両サブマニホールドを連絡する4本の並行する蛇行
形状のガス流路107により連絡されている。この例で
は、ガス流路107の中間部にサブマニホールド108
cを有する。
Embodiment 7 FIG. 10 shows a separator plate of this embodiment. The separator plate 101 includes an oxidant gas inlet side manifold hole 102a and an outlet side manifold hole 102b, a fuel gas inlet side manifold hole 103a and an outlet side manifold hole 103b, and a cooling water inlet side manifold hole 104a and an outlet side manifold. Hole 104b
Have. The manifold hole 102a and the manifold hole 102b are the sub-manifolds 108a and 108.
b, they are connected by four parallel meandering gas flow paths 107 that connect both sub-manifolds. In this example, the sub-manifold 108 is provided in the middle of the gas flow path 107.
have c.

【0027】実施の形態1〜5では、一方の面に酸化剤
ガスの流路を有し、他方の面に燃料ガスの流路を有する
セパレータ板、すなわちカソード側セパレータ板とアノ
ード側セパレータ板を兼ねるものについて説明した。そ
して、ガス流路およびサブマニホールドは、酸化剤ガス
側について示した。しかし、燃料ガス側にも同様に適用
できることは明らかである。また、冷却水のマニホール
ド孔を有するセパレータ板にも適用できることはいうま
でもない。以上においては、セパレータ板にマニホール
ド孔を設けた内部マニホールドタイプについて説明した
が、本発明は外部マニホールドタイプにも同様に適用す
ることができる。
In the first to fifth embodiments, a separator plate having a flow path for oxidant gas on one surface and a flow path for fuel gas on the other surface, that is, a cathode side separator plate and an anode side separator plate is used. I explained what I could combine. The gas flow path and the sub-manifold are shown on the oxidant gas side. However, it is obvious that the same can be applied to the fuel gas side. Further, it goes without saying that the invention can also be applied to a separator plate having cooling water manifold holes. Although the internal manifold type in which the manifold plate is provided with the manifold holes has been described above, the present invention can be similarly applied to the external manifold type.

【0028】[0028]

【実施例】実施例1 アセチレンブラック系カ−ボン粉末に、平均粒径約30
Åの白金粒子を25重量%担持して電極触媒とした。こ
の触媒粉末をイソプロピルアルコールに分散させた。ま
た、パーフルオロカーボンスルホン酸の粉末をエチルア
ルコールに分散させた。これら2種の分散液を混合して
電極用ペーストを得た。一方、厚さ300μmのカーボ
ンペーパーをポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
の水性ディスパージョンに浸し、乾燥処理を行うことで
撥水性のガス拡散層を得た。このガス拡散層の片面に前
記電極用ペーストを塗布・乾燥することで触媒層を形成
した。上記のようにして作製した一対の電極で、触媒層
を内側にして、高分子電解質膜を挟み、110℃の温度
で30秒間ホットプレスすることにより、電解質膜−電
極接合体(MEA)を作製した。ここでは高分子電解質
膜として、パーフルオロカーボンスルホン酸を50μm
の厚さに薄膜化したもの(デュポン社製ナフィオン)を
用いた。ガス拡散層としては、上述のカーボンペーパー
の他にも、可撓性を有する素材としてカーボン繊維を織
ったカーボンクロス、カーボン繊維とカーボン粉末を混
合し、有機バインダーを加えて成型したカーボンフェル
トなどを用いることもできる。
Example 1 An acetylene black carbon powder having an average particle size of about 30
25% by weight of platinum particles of Å was carried to prepare an electrode catalyst. This catalyst powder was dispersed in isopropyl alcohol. Further, a powder of perfluorocarbon sulfonic acid was dispersed in ethyl alcohol. These two kinds of dispersion liquids were mixed to obtain an electrode paste. On the other hand, carbon paper with a thickness of 300 μm is made of polytetrafluoroethylene (PTFE).
A water-repellent gas diffusion layer was obtained by immersing in a water-based dispersion of 1. and drying treatment. A catalyst layer was formed by applying and drying the electrode paste on one surface of the gas diffusion layer. The electrolyte membrane-electrode assembly (MEA) is produced by sandwiching the polymer electrolyte membrane with the catalyst layer inside with the pair of electrodes produced as described above, and hot pressing at a temperature of 110 ° C. for 30 seconds. did. Here, as the polymer electrolyte membrane, perfluorocarbon sulfonic acid is 50 μm.
A thin film (Nafion manufactured by DuPont) was used. As the gas diffusion layer, in addition to the above-mentioned carbon paper, carbon cloth woven of carbon fibers as a flexible material, carbon felt mixed with carbon fibers and carbon powder and added with an organic binder, and the like. It can also be used.

【0029】導電性セパレータ板は、厚さ3mmの等方
性黒鉛板を機械加工によって、図1に示すようなガス流
路を形成した。ガス流路17は、幅0.7mm、深さ
0.3mmの並行する4本の溝で構成した。サブマニホ
ールド18aおよび18bは、入り口側マニホールド1
2aおよび出口側マニホールド12bに直接繋がる部分
に設けた。サブマニホールドは、溝幅が1.2mm、深
さを1.2mmとした。したがって、ガス流路17に対
するサブマニホールドの断面積比は約1.7倍であり、
1.2倍以上3.0倍以下という条件を満足している。
また、マニホールド孔12aの断面積S1が100mm2
であるため、サブマニホールドの断面積をS2とする
と、S1/100<S2<S1/25を満足している。
As the conductive separator plate, a gas flow path as shown in FIG. 1 was formed by machining an isotropic graphite plate having a thickness of 3 mm. The gas flow path 17 was composed of four parallel grooves having a width of 0.7 mm and a depth of 0.3 mm. The sub-manifolds 18a and 18b are the inlet side manifold 1
2a and the outlet side manifold 12b. The sub-manifold had a groove width of 1.2 mm and a depth of 1.2 mm. Therefore, the cross-sectional area ratio of the sub-manifold to the gas flow path 17 is about 1.7 times,
The condition of 1.2 times or more and 3.0 times or less is satisfied.
In addition, the sectional area S 1 of the manifold hole 12a is 100 mm 2
Because it is, and the cross-sectional area of the sub-manifold and S 2, which satisfies the S 1/100 <S 2 < S 1/25.

【0030】上記の導電性セパレータ板とMEAとを交
互に積層して50セルが直列に接続されたセル積層体を
組み立てた。このセル積層体を集電板と絶縁板を介して
ステンレス鋼製の端板で挟み、両端板を締結ロッドで、
10kgf/cm2の圧力で締結した。比較例の電池
は、図15のようにマニホールド8aから8bに至る全
領域を本実施例のガス流路17と同様の構成とした他は
すべて本実施例の条件と同一とした。これら本実施例と
比較例の電池を、85℃に保持し、アノード側に83℃
の露点となるよう加湿・加温した燃料ガスを、カソード
側に78℃の露点となるように加湿・加温した空気をそ
れぞれ供給した。そして酸素利用率30%、燃料利用率
70%で電流−電圧特性を調べた。その結果を図11に
示す。また、電流密度0.3A/cm2において連続発
電試験を行った。その結果を図12に示す。
The above conductive separator plate and MEA were alternately laminated to assemble a cell laminated body in which 50 cells were connected in series. This cell stack is sandwiched between stainless steel end plates via a current collector and an insulating plate, and both end plates are fastened with fastening rods.
Fastening was performed at a pressure of 10 kgf / cm 2 . The battery of the comparative example has the same conditions as those of the present embodiment except that the entire region from the manifolds 8a to 8b has the same configuration as that of the gas passage 17 of the present embodiment as shown in FIG. The batteries of these examples and comparative examples were held at 85 ° C., and the anode side was kept at 83 ° C.
The fuel gas was humidified and heated so as to have a dew point of 1, and the air humidified and heated so as to have a dew point of 78 ° C. was supplied to the cathode side. Then, the current-voltage characteristics were examined at an oxygen utilization rate of 30% and a fuel utilization rate of 70%. The result is shown in FIG. A continuous power generation test was conducted at a current density of 0.3 A / cm 2 . The result is shown in FIG.

【0031】図11において、本実施例の電池は、低電
流密度の領域では、その優位性は少しだけしか見られな
いが、高電流密度ではサブマニホールドを有する効果が
現れ、より良好な電池性能を示した。これは次のように
考えられる。高電流密度領域では、反応ガスの拡散性が
電池性能を最も支配するものであり、電極面全体におい
て均一なガス供給が必要となる。電極のガス拡散層内を
ガスが流れる伏流は、ガス圧力に支配される。本実施例
の電池では、サブマニホールドによって、電極面のガス
入り口側および出口側において、ガス圧力が等圧となる
領域が広範囲にわたって確保されている。このため、伏
流が電極面全体においてより均一に生じ、均一なガス供
給が可能になっている。低電流密度領域では、あまりそ
の違いが現れなかったのは、ガス入り口側および出口側
の領域で律速になるのは拡散律速ではなく、反応律速に
よるためである。比較例の電池では、本実施例のサブマ
ニホールドに相当するガス流路内でガス圧力が異なる。
つまり、入り口側マニホールド孔に近い部分において圧
力が最も高く、出口側マニホールドに近い部分で圧力が
最も低くなる。このため、図15のようにガスの流れが
マニホールド8aと8bを結ぶ線付近に集中し、その線
から遠くに位置する電極部ではガス不足に陥って発電分
布が生じてしまう。特に、ガス拡散律速である高電流密
度において、電池性能が劣るのである。
In FIG. 11, the battery of this example shows only a small advantage in the low current density region, but at a high current density, the effect of having a sub-manifold appears, resulting in better battery performance. showed that. This is considered as follows. In the high current density region, the diffusivity of the reaction gas dominates the battery performance most, and it is necessary to supply the gas uniformly over the entire electrode surface. The underflow flow of gas in the gas diffusion layer of the electrode is governed by the gas pressure. In the battery of the present embodiment, the sub-manifold secures a wide range of regions where the gas pressure becomes equal on the gas inlet side and the gas outlet side of the electrode surface. For this reason, the underflow occurs more uniformly over the entire electrode surface, and a uniform gas supply is possible. The reason why the difference did not appear in the low current density region was that the rate-determining in the gas inlet side and the gas-outlet side was not due to diffusion rate control but due to reaction rate control. In the battery of the comparative example, the gas pressure is different in the gas passage corresponding to the sub-manifold of this embodiment.
That is, the pressure is highest in the portion close to the inlet side manifold hole, and the pressure is lowest in the portion close to the outlet side manifold. Therefore, as shown in FIG. 15, the gas flow is concentrated near the line connecting the manifolds 8a and 8b, and gas shortage occurs in the electrode portion located far from the line, and power generation distribution occurs. In particular, the battery performance is inferior at a high current density that is gas diffusion limited.

【0032】図12の連続発電試験の初期では、ほとん
ど差は見られない。しかし、時間の経過とともに比較例
の電池ではガス不足になっている電極部分において、電
極に用いられているカーボン粉末や触媒近傍の被覆樹脂
の溶出など不可逆的な劣化が発生している。これによ
り、初期から比較的ガス供給が富んでいた部分に、より
発電が集中して電流密度が上昇するため、時間の経過と
ともに電池性能が低下している。それに対して、本実施
例の電池では、電極面全体への安定したガス供給によっ
て、比較例のようなガス不足による劣化を防いでいるた
め、2000時間経過しても電池電圧が初期と同等の値
を維持している。以上のようにセパレータ板のガス流路
にサブマニホールドを設けることによって、電極面全体
へのガス供給が均一に行え、電池性能を向上できること
が確認された。
At the initial stage of the continuous power generation test of FIG. 12, there is almost no difference. However, with the passage of time, irreversible deterioration such as elution of carbon powder used in the electrode and coating resin in the vicinity of the catalyst occurred in the electrode portion where gas was insufficient in the comparative battery. As a result, the power generation is concentrated more in the portion where the gas supply is relatively rich from the initial stage, and the current density increases, so that the battery performance deteriorates over time. On the other hand, in the battery of the present example, stable gas supply to the entire electrode surface prevents deterioration due to gas shortage as in the comparative example, so that the battery voltage is equal to the initial value even after 2000 hours. The value is maintained. As described above, it was confirmed that by providing the sub-manifold in the gas flow path of the separator plate, the gas can be uniformly supplied to the entire electrode surface and the battery performance can be improved.

【0033】実施例2 本実施例では、図3のように、実施例1のサブマニホー
ルド18aおよび18bに加えて、ガス流路17の中間
部にさらにサブマニホールド18cを形成した。その他
は実施例1と同じ条件で電池を作製した。本実施例の電
池と実施例1の電池を85℃に保持し、アノード側に8
3℃の露点となるよう加湿・加温した燃料ガスを、カソ
ード側に78℃の露点となるように加湿・加温した空気
をそれぞれ供給した。そして、電流密度0.3A/cm
2、燃料利用率70%とし、酸素利用率を種々変えて試
験を行った。その結果を図13に示す。図13の結果か
ら、酸素利用率が高い領域では、本実施例の電池の方が
電圧低下を招くことなく安定した電池性能を維持してい
ることが分かる。これは実施例1の電池にさらにサブマ
ニホールド18c設けたことにより、ガス拡散層内の伏
流の均一化が図れたことによる。酸素利用率が高くなる
と、ガス流量の減少により下流側でガス分配の影響を受
けやすい。中間部にサブマニホールドを形成すること
で、マニホールド孔12aから分配されたガスがマニホ
ールド孔12bに辿り着くまでに一度集約され、ガスの
再分配がされる。これにより、下流側でのガス不足の危
険性が回避されたのである。
Example 2 In this example, as shown in FIG. 3, in addition to the sub-manifolds 18a and 18b of Example 1, a sub-manifold 18c was further formed in the middle portion of the gas flow path 17. A battery was produced under the same conditions as in Example 1 except for the above. The battery of this example and the battery of Example 1 were held at 85 ° C.
Fuel gas humidified and heated to have a dew point of 3 ° C was supplied, and air humidified and heated to have a dew point of 78 ° C was supplied to the cathode side. And current density of 0.3 A / cm
2. The fuel utilization rate was set to 70%, and the oxygen utilization rate was variously changed for the test. The result is shown in FIG. From the results of FIG. 13, it can be seen that in the region where the oxygen utilization rate is high, the battery of this example maintains stable battery performance without causing a voltage drop. This is because the sub-manifold 18c was further provided in the battery of Example 1 so that the underflow in the gas diffusion layer could be made uniform. When the oxygen utilization rate is high, the gas flow rate is decreased, so that the gas distribution is easily affected on the downstream side. By forming the sub-manifold in the middle portion, the gas distributed from the manifold hole 12a is once collected before reaching the manifold hole 12b, and the gas is redistributed. This avoids the risk of gas shortage on the downstream side.

【0034】また、酸素利用率が高くなると、ガス流量
に対する生成水の割合が高くなり、凝縮水や生成水によ
ってガス流路が閉塞する可能性がより高くなる。同時に
ガス流路をガスが通る際の圧力損失が低下し、ガス流路
に水が閉塞すると、その水を除いて元に戻す復元力が低
下する。そして、閉塞した地点以降のガス流路にはガス
の供給ができなくなる。ガス流路の中間部にサブマニホ
ールドがあると、ガスの再分配によってその閉塞した地
点の下流にもガス供給が可能になり、ガス流路の閉塞に
よる電池性能への影響を最低限に抑えるという効果が得
られる。上記と同様にして、酸素利用率を一定にし、水
素利用率を変えて試験を行った結果、酸素利用率と同様
に、高い利用率にすればするほど本実施例の電池は安定
した電池性能を維持できることが確認された。また、ア
ノードガスとして都市ガスを改質したガスを想定して水
素80%、二酸化炭素20%の混合ガスにすると、その
影響は顕著であった。ガス流路の中間部に設置するサブ
マニホールドの数が複数になる場合は、図4に示すよう
に、下流側の設置割合を大きくすることが効果的である
ことが確認された。
Further, when the oxygen utilization rate becomes higher, the ratio of the generated water to the gas flow rate becomes higher, and the condensed water and the generated water are more likely to block the gas flow path. At the same time, the pressure loss when the gas passes through the gas passage decreases, and when water is blocked in the gas passage, the restoring force for removing the water and returning it to the original state decreases. Then, the gas cannot be supplied to the gas flow path after the closed point. If there is a sub-manifold in the middle of the gas flow path, gas can be redistributed so that gas can be supplied to the downstream side of the closed point, and the effect on the battery performance due to the blockage of the gas flow path can be minimized. The effect is obtained. In the same manner as above, as a result of conducting a test with the oxygen utilization rate kept constant and the hydrogen utilization rate varied, as with the oxygen utilization rate, the higher the utilization rate, the more stable the battery performance of this example. It was confirmed that When a gas obtained by reforming city gas was assumed as the anode gas and a mixed gas of 80% hydrogen and 20% carbon dioxide was used, the effect was remarkable. When the number of sub-manifolds installed in the middle part of the gas flow path is plural, it has been confirmed that increasing the installation ratio on the downstream side is effective, as shown in FIG.

【0035】実施例3 本実施例では、実施例1の電池において、サブマニホー
ルドの溝幅を図5に示すように、大きくした場合につい
て検証した。サブマニホールド58aおよび58bの幅
を2.8mm、溝深さを0.8mmとして、電池を作製
した。このサブマニホールドの電極面に垂直な断面積
は、ガス流路17の約2.7倍である。ここで、溝幅が
広くなると電極面に加重を加えることができなくなるた
め、図5に示すように、サブマニホールド内にリブ59
を設けた。この電池を実施例1と同じ条件で電流−電圧
特性を調べた。その結果、実施例1と同等の性能を示し
た。したがって、溝幅の広いサブマニホールドを形成す
る場合には、溝内部にリブを設置することが有効である
ことが確認された。
Example 3 In this example, the case of increasing the groove width of the sub-manifold in the battery of Example 1 as shown in FIG. 5 was verified. A battery was manufactured with the sub-manifolds 58a and 58b having a width of 2.8 mm and a groove depth of 0.8 mm. The cross-sectional area perpendicular to the electrode surface of this sub-manifold is about 2.7 times that of the gas passage 17. Here, if the groove width becomes wide, it becomes impossible to apply a weight to the electrode surface, so that as shown in FIG.
Was set up. The current-voltage characteristics of this battery were examined under the same conditions as in Example 1. As a result, the same performance as that of Example 1 was exhibited. Therefore, it was confirmed that it is effective to install the rib inside the groove when forming the sub-manifold having a wide groove width.

【0036】また、サブマニホールド58a、58bの
断面積が、ガス流路17の1.2倍以上3.0倍以下の
範囲において、サブマニホールドの効果が認められた。
同様に、マニホールド孔12aあるいは12bの断面積
1、サブマニホールド58aまたは58bの断面積を
2としたとき、S1/100<S2<S1/25において
効果が認められた。
Further, the effect of the sub-manifold was recognized when the cross-sectional area of the sub-manifolds 58a and 58b was 1.2 times or more and 3.0 times or less that of the gas passage 17.
Similarly, the cross-sectional area S 1 of the manifold holes 12a or 12b, when the cross-sectional area of the sub-manifold 58a or 58b was S 2, the effect was observed in the S 1/100 <S 2 < S 1/25.

【0037】実施例4 本実施例では2種類の電池を製作した。実施例1におけ
るサブマニホールド18aのマニホールド孔12aとの
連結部、およびサブマニホールド18bのマニホールド
孔12bとの連結部の溝深さを、サブマニホールドの中
で最も深くなるように加工した電池と、サブマニホール
ド内で最も浅くなるようにした電池とである。これらの
電池について、カソード側に供給する加湿空気の露点を
種々変えて試験をした。その結果、サブマニホールドの
マニホールド孔との連結部で溝深さの浅い電池は、溝深
さの深い電池に比べてより低い露点で電池性能が低下し
た。それは連結部の溝深さが浅いため、水分量が多くな
るとガスの出口側で凝縮水や生成水の排出が困難にな
り、サブマニホールド内に凝縮水や生成水が滞留し、そ
のため、サブマニホールドの機能が失われたためであ
る。一方、連結部の溝深さを深くした電池では、凝縮水
や生成水の排出がスムーズに行えるため、供給ガスが高
い加湿状態でも電池性能が低下することはなかった。本
実施例では、カソード側のサブマニホールドについて説
明したが、アノード側のサブマニホールドにも同様の傾
向が見られた。以上から、サブマニホールドのマニホー
ルド孔との連結部の溝深さは、サブマニホールド内の他
の部分と同じかあるいはより深くすることが好ましい。
Example 4 In this example, two types of batteries were manufactured. In the sub-manifold 18a according to the first embodiment, the groove depth of the connection portion with the manifold hole 12a and the connection portion with the manifold hole 12b of the sub-manifold 18b is processed to be the deepest in the sub-manifold, The battery is designed to be the shallowest in the manifold. These batteries were tested by changing the dew point of humidified air supplied to the cathode side. As a result, the battery having a shallow groove depth at the connecting portion with the manifold hole of the sub-manifold has a lower dew point than the battery having a deep groove depth, resulting in lower battery performance. Since the groove depth of the connecting part is shallow, it becomes difficult to discharge the condensed water or generated water at the gas outlet side when the amount of water increases, and the condensed water or generated water accumulates in the sub-manifold. This is because the function of is lost. On the other hand, in the battery in which the groove depth of the connecting portion is deep, the condensed water and the generated water can be discharged smoothly, so that the battery performance does not deteriorate even in a humidified state where the supply gas is high. In this embodiment, the sub-manifold on the cathode side has been described, but the same tendency is observed for the sub-manifold on the anode side. From the above, it is preferable that the groove depth of the connecting portion with the manifold hole of the sub-manifold be the same as or deeper than the other portions in the sub-manifold.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、サブマニホールド内で
一時的にガス圧力を均一にさせ、これによって高効率で
安定した性能を示す燃料電池を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell exhibiting a highly efficient and stable performance by temporarily making the gas pressure uniform in the sub-manifold.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の燃料電池のセパレータ板の
カソード側の正面図である。
FIG. 1 is a front view of a cathode side of a separator plate of a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例のセパレータ板のカソード
側の正面図である。
FIG. 2 is a front view of a cathode side of a separator plate according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明のさらに他の実施例のセパレータ板のカ
ソード側の正面図である。
FIG. 3 is a front view of a cathode side of a separator plate according to still another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例のセパレータ板のカソード側の
正面図である。
FIG. 4 is a front view of the cathode side of the separator plate according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例のセパレータ板のカソード
側の正面図である。
FIG. 5 is a front view of a cathode side of a separator plate according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例のセパレータ板のカソード
側の正面図である。
FIG. 6 is a front view of a cathode side of a separator plate according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明のさらに他の実施例のセパレータ板のカ
ソード側の正面図である。
FIG. 7 is a front view of a cathode side of a separator plate according to still another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例のセパレータ板のカソード
側の正面図である。
FIG. 8 is a front view of a cathode side of a separator plate according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明のさらに他の実施例のセパレータ板のカ
ソード側の正面図である。
FIG. 9 is a front view of a cathode side of a separator plate according to still another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例のセパレータ板のカソード側
の正面図である。
FIG. 10 is a front view of the cathode side of the separator plate according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例および比較例の燃料電池の電
流−電圧特性を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing current-voltage characteristics of fuel cells of Examples and Comparative Examples of the present invention.

【図12】本発明の実施例の燃料電池の連続発電試験に
おける電圧の変化を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing changes in voltage in a continuous power generation test of a fuel cell according to an example of the present invention.

【図13】本発明の実施例および比較例の燃料電池の酸
素利用率と電圧との関係を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between oxygen utilization rate and voltage of fuel cells of Examples and Comparative Examples of the present invention.

【図14】代表的な燃料電池の要部の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part of a typical fuel cell.

【図15】従来の燃料電池のセパレータ板のカソード側
の正面図である。
FIG. 15 is a front view of a cathode side of a separator plate of a conventional fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 導電性セパレータ板 12a 酸化剤ガスの入り口側マニホールド孔 12b 酸化剤ガスの出口側マニホールド孔 13a 燃料ガスの入り口側マニホールド孔 13b 燃料ガスの出口側マニホールド孔 17 ガス流路 18a、18b サブマニホールド 11 Conductive separator plate 12a Oxidizing gas inlet manifold hole 12b Oxidant gas outlet side manifold hole 13a Fuel gas inlet side manifold hole 13b Fuel gas outlet side manifold hole 17 gas flow path 18a, 18b Sub-manifold

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年3月27日(2002.3.2
7)
[Submission date] March 27, 2002 (2002.3.2)
7)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図11[Name of item to be corrected] Figure 11

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図11】 FIG. 11

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図12[Name of item to be corrected] Fig. 12

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図12】 [Fig. 12]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下部 弘樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小原 英夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小林 晋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 長谷 伸啓 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 柴田 礎一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 行天 久朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA06 CC03 CC08 HH02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroki Kusakabe             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Hideo Ohara             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Shin Kobayashi             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Nobuhiro Hase             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor, Hajime Shibata             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Kuro Gyoten             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 5H026 AA06 CC03 CC08 HH02

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水素イオン伝導性高分子電解質膜、前記
水素イオン伝導性高分子電解質膜を挟むカソード及びア
ノード、前記カソードに酸化剤ガスを供給・排出するガ
ス流路を有するカソード側導電性セパレータ板、並びに
前記アノードに燃料ガスを供給・排出するガス流路を有
するアノード側導電性セパレータ板を具備し、前記カソ
ード側導電性セパレータ板及びアノード側導電性セパレ
ータ板の少なくとも一方が、前記ガス流路の入り口側お
よび出口側に、前記電極に垂直な断面積を増加させたサ
ブマニホールドを有することを特徴とする高分子電解質
型燃料電池。
1. A cathode-side conductive separator having a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane, a cathode and an anode sandwiching the hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane, and a gas flow path for supplying and discharging an oxidant gas to the cathode. A plate and an anode-side conductive separator plate having a gas flow path for supplying and discharging a fuel gas to and from the anode, and at least one of the cathode-side conductive separator plate and the anode-side conductive separator plate is the gas flow. A polymer electrolyte fuel cell, comprising sub-manifolds having an increased cross-sectional area perpendicular to the electrodes on the inlet side and the outlet side of the passage.
【請求項2】 前記ガス流路が、ほぼ平行に延びる直線
部およびターン部からなる蛇行形状を有し、前記サブマ
ニホールドが、前記ガス流路の直線部にほぼ平行に伸び
ている請求項1記載の高分子電解質型燃料電池。
2. The gas flow path has a meandering shape consisting of a straight portion and a turn portion that extend substantially in parallel, and the sub-manifold extends substantially parallel to the straight portion of the gas flow passage. The polymer electrolyte fuel cell described.
【請求項3】 前記サブマニホールドが、前記ガス流路
の入り口側にある請求項1または2記載の高分子電解質
型燃料電池。
3. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the sub-manifold is located on the inlet side of the gas flow path.
【請求項4】 前記サブマニホールドが、前記ガス流路
の出口側にある請求項1または2記載の高分子電解質型
燃料電池。
4. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the sub-manifold is located on the outlet side of the gas flow path.
【請求項5】 前記セパレータ板が、前記ガス流路にガ
スを供給・排出する入り口側マニホールド孔および出口
側マニホールド孔を具備し、入り口側のサブマニホール
ドの前記入り口側マニホールド孔との連結部または出口
側のサブマニホールドの前記出口側マニホールド孔との
連結部において、サブマニホールドの溝深さが最も深く
なっている請求項1記載の高分子電解質型燃料電池。
5. The separator plate is provided with an inlet-side manifold hole and an outlet-side manifold hole for supplying / discharging gas to / from the gas flow path, and a connecting portion of the inlet-side sub-manifold with the inlet-side manifold hole or The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein a groove depth of the sub-manifold is the deepest at a connecting portion of the outlet-side sub-manifold with the outlet-side manifold hole.
【請求項6】 前記セパレータ板が、前記ガス流路にガ
スを供給・排出する入り口側マニホールド孔および出口
側マニホールド孔を具備し、前記入り口側マニホールド
孔または出口側マニホールド孔が前記サブマニホールド
の機能を備えた請求項1記載の高分子電解質型燃料電
池。
6. The separator plate comprises an inlet side manifold hole and an outlet side manifold hole for supplying / discharging gas to / from the gas flow path, and the inlet side manifold hole or the outlet side manifold hole functions as the sub-manifold. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, further comprising:
【請求項7】 さらに前記ガス流路の中間部にサブマニ
ホールドを有する請求項1記載の高分子電解質型燃料電
池。
7. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, further comprising a sub-manifold in an intermediate portion of the gas flow path.
【請求項8】 前記サブマニホールドがガスの入り口側
よりガス出口側に多く配置される請求項7記載の高分子
電解質型燃料電池。
8. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 7, wherein the sub-manifold is arranged more on the gas outlet side than on the gas inlet side.
【請求項9】 前記サブマニホールドの断面積が、前記
ガス流路の断面積の1.2倍以上3.0倍以下である請
求項1記載の高分子電解質型燃料電池。
9. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the cross-sectional area of the sub-manifold is 1.2 times or more and 3.0 times or less the cross-sectional area of the gas flow path.
【請求項10】 前記セパレータ板が、前記ガス流路に
ガスを供給・排出する入り口側マニホールド孔および出
口側マニホールド孔を具備し、前記マニホールド孔の断
面積S1と前記サブマニホールドの断面積S2の関係が、
1/100<S2<S1/25を満足する請求項1記載
の高分子電解質型燃料電池。
10. The separator plate is provided with an inlet-side manifold hole and an outlet-side manifold hole for supplying / discharging gas to / from the gas passage, and the sectional area S 1 of the manifold hole and the sectional area S of the sub-manifold. The relationship of 2
S 1/100 <S 2 <polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein satisfying the S 1/25.
【請求項11】 ガス入り口側および出口側に互いに平
行に延びた入り口側サブマニホールドおよび出口側サブ
マニホールド、並びに両サブマニホールドを連絡する複
数のガス流路を具備し、各ガス流路が蛇行形状を有し、
かつ各ガス流路で囲われる領域がそれぞれ独立している
請求項1記載の高分子電解質型燃料電池。
11. An inlet side sub-manifold and an outlet side sub-manifold extending in parallel to each other on the gas inlet side and the outlet side, and a plurality of gas flow channels connecting the both sub-manifolds, each gas flow channel having a meandering shape. Have
The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the regions surrounded by the gas flow paths are independent of each other.
【請求項12】 前記各ガス流路が、前記サブマニホー
ルドに対して傾斜した直線部と直線部を繋ぐターン部か
らなる蛇行形状を有する請求項11記載の高分子電解質
型燃料電池。
12. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 11, wherein each of the gas flow paths has a meandering shape composed of a linear portion inclined with respect to the sub-manifold and a turn portion connecting the linear portions.
JP2002086623A 2002-03-26 2002-03-26 Polymer electrolyte fuel cell Expired - Fee Related JP4340417B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002086623A JP4340417B2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Polymer electrolyte fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002086623A JP4340417B2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Polymer electrolyte fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003282099A true JP2003282099A (en) 2003-10-03
JP4340417B2 JP4340417B2 (en) 2009-10-07

Family

ID=29233160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002086623A Expired - Fee Related JP4340417B2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Polymer electrolyte fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4340417B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005203301A (en) * 2004-01-19 2005-07-28 Honda Motor Co Ltd Fuel cell and fuel cell stack
JP2006156398A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Samsung Sdi Co Ltd Bipolar plate and direct liquid fuel cell stack
JP2008117736A (en) * 2006-11-08 2008-05-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Flat fuel cell
WO2010100872A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-10 パナソニック株式会社 Separator for fuel cell, and fuel cell comprising same
JP2013114843A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Honda Motor Co Ltd Fuel cell
US8568941B2 (en) 2009-03-04 2013-10-29 Panasonic Corporation Fuel cell separator and fuel cell including same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005203301A (en) * 2004-01-19 2005-07-28 Honda Motor Co Ltd Fuel cell and fuel cell stack
JP2006156398A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Samsung Sdi Co Ltd Bipolar plate and direct liquid fuel cell stack
US8119306B2 (en) 2004-11-29 2012-02-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Bipolar plate and direct liquid feed fuel cell stack
JP2008117736A (en) * 2006-11-08 2008-05-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Flat fuel cell
WO2010100872A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-10 パナソニック株式会社 Separator for fuel cell, and fuel cell comprising same
JP4875223B2 (en) * 2009-03-04 2012-02-15 パナソニック株式会社 Fuel cell separator and fuel cell comprising the same
US8568941B2 (en) 2009-03-04 2013-10-29 Panasonic Corporation Fuel cell separator and fuel cell including same
JP2013114843A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Honda Motor Co Ltd Fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP4340417B2 (en) 2009-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7479341B2 (en) Fuel cell, separator plate for a fuel cell, and method of operation of a fuel cell
KR100549683B1 (en) Solid polymer fuel cell assembly, fuel cell stack, and reaction gas supply method of fuel cell
JP4923319B2 (en) Fuel cell
US6303245B1 (en) Fuel cell channeled distribution of hydration water
US7390586B2 (en) Fuel cell stacks of alternating polarity membrane electrode assemblies
CN103053057B (en) Fuel cell
JPWO2007148761A1 (en) Fuel cell
JP2002260709A (en) Solid polymer cell assembly, fuel cell stack, and method of operating fuel cell
US20120178010A1 (en) Fuel cell stack with asymmetric diffusion media on anode and cathode
JP4585737B2 (en) Fuel cell
CN100585927C (en) The fuel cell
US20040086775A1 (en) Fuel cell having a variable gas diffusion layer
US20040214057A1 (en) Air cooled fuel cell module
JP2004146303A (en) Fuel cell
US7638227B2 (en) Fuel cell having stack structure
EP1677378B1 (en) Fuel cell and fuel cell stack
JP5006506B2 (en) Fuel cell and operation method thereof
KR100543483B1 (en) Fuel cell
US20060054221A1 (en) Bipolar plate channel structure with knobs for the improvement of water management in particular on the cathode side of a fuel cell
JP5541291B2 (en) Fuel cell and vehicle equipped with fuel cell
JP4340417B2 (en) Polymer electrolyte fuel cell
JP4572252B2 (en) Fuel cell stack
JP2001135326A (en) Solid polymer electrolyte fuel cell and stack
JP2004087190A (en) Solid polymer cell assembly
US20040151971A1 (en) PEM fuel cell with flow-field having a branched midsection

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060928

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080313

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090611

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090706

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130710

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees