固体高分子型燃料電池
【課題】固体高分子型燃料電池の導電性セパレータ板の分解を容易にする。
【解決手段】固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体１１と、電極電解質膜接合体１１を挟持する複数種類の導電性セパレータ板１２，１４，１６より成る単位電池を複数積層した構成で、導電性セパレータ板１２，１４，１６の角部に四角形状の切り欠きを施し、切り欠きにコイン状の冶工具を入れひねることで、導電性セパレータ板を容易に分解することができる。
【解決手段】固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体１１と、電極電解質膜接合体１１を挟持する複数種類の導電性セパレータ板１２，１４，１６より成る単位電池を複数積層した構成で、導電性セパレータ板１２，１４，１６の角部に四角形状の切り欠きを施し、切り欠きにコイン状の冶工具を入れひねることで、導電性セパレータ板を容易に分解することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポータブル電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネシステム等に使用する高分子電解質を用いた燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の固体高分子型燃料電池は、小型軽量で出力密度が高く、しかも構造が簡単なことから注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された従来の固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図を示したものである。図３に示すように、電極電解質膜接合体１と、アノード側導電性セパレータ板２と、燃料ガスを供給排出するための流通溝３と、カソード側導電性セパレータ板４と、酸化ガスを供給排出するための流通溝５と、冷却水側導電性セパレータ板６から構成され、アノード側導電性セパレータ板２、電極電解質膜接合体１、カソード側導電性セパレータ板４、冷却水側導電性セパレータ板６は積層し、部品同士が密着シールされている。
【特許文献１】特開２０００−２９４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、アノード側導電性セパレータ板２、電極電解質膜接合体１、カソード側導電性セパレータ板４、冷却水側導電性セパレータ板６を積層し、部品同士を密着シールされているため、一部の電極電解質膜接合体１に不具合等が生じた場合，容易に分解することができず、部分的に部品を交換することが容易にできないという課題や、廃棄の際の分解が容易にできないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、アノード側導電性セパレータ板２とカソード側導電性セパレータ板４と冷却水側導電性セパレータ板６とを容易に分解できることを可能とした固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板を有する単位電池を複数積層し、前記導電性セパレータ板の外周部の一部に切り欠きを設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池とするものであり、これによって、密着シールされた導電性セパレータ板を容易に分解することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の固体高分子型燃料電池は、密着シールされた導電性セパレータ板の分離することが容易になるので、部分的な部品の交換を容易にし、また、廃棄の際の分解も容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板を有する単位電池を複数積層し、前記導電性セパレータ板の外周部の一部に切り欠きを設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池とすることにより、切り欠き部分にコイン状の冶工具やのみなどの工具を差し込むことで、前期導電性セパレータ板を容易に分解できるようになり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導電性セパレータ板の角部に四角形状の切り欠きを設けたことにより、切り欠き部分にコイン状の冶工具で前記導電性セパレータ板を容易に分解できるようになり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導電性セパレータ板の外周部中央近傍前記導電性セパレータ板の上面側を二等辺三角形の一辺とする二等辺三角形状の断面をもつ切り欠きを設けたことにより、切り欠き部分にのみなどの工具を差し込むことで、前期導電性セパレータ板を容易に分解できるようになり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図を示すものである。本発明の固体高分子型燃料電池はこの単位電池を複数積層したものである。
【００１３】
図１において、電極電解質膜接合体１１は高分子電解質膜の両面に白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反応層とこの触媒反応層の外面に燃料ガスである水素ガスや酸化ガスである酸素や空気の通気性と電子導電性を併せ持つ拡散層より形成される。アノード側導電性セパレータ板１２は燃料ガスを供給排出するための流通溝１３を有し、カソード側導電性セパレータ板１４は酸化ガスを供給排出するための流通溝１５を有し、冷却水側導電性セパレータ板１６は冷却水が流動するための流通溝１７を有する。
【００１４】
電極電解質膜接合体１１は、アノード側導電性セパレータ板１２とカソード側導電性セパレータ板１４と冷却水側導電性セパレータ板１６で挟持され単位電池を形成する。また、電極電解質膜接合体１１、アノード側導電性セパレータ板１２、カソード側導電性セパレータ板１４、冷却水側導電性セパレータ板１６には、燃料ガス、酸化ガス、冷却水の供給用の孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃと排出用の孔１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを構成している。
【００１５】
以上のように構成された固体高分子型燃料電池について、以下その動作、作用を説明する。
【００１６】
まず、電極電解質膜接合体１１の一方の面に燃料ガス、他の面に酸化ガスが流れることで、電気化学反応により、電気が発生する。電気化学反応により発生した熱は冷却水により冷却され、電極電解質膜接合体１１の温度を一定に保つことができる。
【００１７】
以上のように、本実施の形態においては、これら単位電池を１０〜２００セル積層した後、集電板と絶縁板を介し、端板でこれを挟み、締結ボルトで両端から固定する構造とすることにより、アノード側導電性セパレータ板１２、電極電解質膜接合体１１、カソード側導電性セパレータ板１４、冷却水側導電性セパレータ板１６は部品同士が密着シールされる。アノード側導電性セパレータ板１２の角部１８と、カソード側導電性セパレータ板１４の角部１９、冷却水側導電性セパレータ板１６の角部２０にコインの厚み程の四角形状の切り欠きを設け、切り欠きにコイン状の冶工具を入れねじることにより、テコの原理によって容易に必要な導電性セパレータ板を分解することが可能になり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【００１８】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図を示すものである。
【００１９】
実施の形態１と同様の構成であるが、図２において、アノード側導電性セパレータ板１２、カソード側導電性セパレータ板１４、冷却水側導電性セパレータ板１６の切り欠きの位置を導電性セパレータ板１２，１４，１６の外周部中央近傍で導電性セパレータ板１２，１４，１６の上面側を二等辺三角形の一辺とする二等辺三角形状の断面をもつ切り欠き２１，２２，２３を設けたことにより、のみなどの工具を差し込むことで、容易に必要な導電性セパレータ板を分解することが可能になり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明にかかる固体高分子型燃料電池は、ポータブル電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネシステム等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態２における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図
【図３】従来の固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図
【符号の説明】
【００２２】
１１ 電極電解質膜接合体
１２ アノード側導電性セパレータ板
１４ カソード側導電性セパレータ板
１６ 冷却水側導電性セパレータ板
１８，１９，２０，２１，２２，２３ 切り欠き
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポータブル電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネシステム等に使用する高分子電解質を用いた燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の固体高分子型燃料電池は、小型軽量で出力密度が高く、しかも構造が簡単なことから注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された従来の固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図を示したものである。図３に示すように、電極電解質膜接合体１と、アノード側導電性セパレータ板２と、燃料ガスを供給排出するための流通溝３と、カソード側導電性セパレータ板４と、酸化ガスを供給排出するための流通溝５と、冷却水側導電性セパレータ板６から構成され、アノード側導電性セパレータ板２、電極電解質膜接合体１、カソード側導電性セパレータ板４、冷却水側導電性セパレータ板６は積層し、部品同士が密着シールされている。
【特許文献１】特開２０００−２９４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、アノード側導電性セパレータ板２、電極電解質膜接合体１、カソード側導電性セパレータ板４、冷却水側導電性セパレータ板６を積層し、部品同士を密着シールされているため、一部の電極電解質膜接合体１に不具合等が生じた場合，容易に分解することができず、部分的に部品を交換することが容易にできないという課題や、廃棄の際の分解が容易にできないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、アノード側導電性セパレータ板２とカソード側導電性セパレータ板４と冷却水側導電性セパレータ板６とを容易に分解できることを可能とした固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板を有する単位電池を複数積層し、前記導電性セパレータ板の外周部の一部に切り欠きを設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池とするものであり、これによって、密着シールされた導電性セパレータ板を容易に分解することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の固体高分子型燃料電池は、密着シールされた導電性セパレータ板の分離することが容易になるので、部分的な部品の交換を容易にし、また、廃棄の際の分解も容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板を有する単位電池を複数積層し、前記導電性セパレータ板の外周部の一部に切り欠きを設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池とすることにより、切り欠き部分にコイン状の冶工具やのみなどの工具を差し込むことで、前期導電性セパレータ板を容易に分解できるようになり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導電性セパレータ板の角部に四角形状の切り欠きを設けたことにより、切り欠き部分にコイン状の冶工具で前記導電性セパレータ板を容易に分解できるようになり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導電性セパレータ板の外周部中央近傍前記導電性セパレータ板の上面側を二等辺三角形の一辺とする二等辺三角形状の断面をもつ切り欠きを設けたことにより、切り欠き部分にのみなどの工具を差し込むことで、前期導電性セパレータ板を容易に分解できるようになり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図を示すものである。本発明の固体高分子型燃料電池はこの単位電池を複数積層したものである。
【００１３】
図１において、電極電解質膜接合体１１は高分子電解質膜の両面に白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反応層とこの触媒反応層の外面に燃料ガスである水素ガスや酸化ガスである酸素や空気の通気性と電子導電性を併せ持つ拡散層より形成される。アノード側導電性セパレータ板１２は燃料ガスを供給排出するための流通溝１３を有し、カソード側導電性セパレータ板１４は酸化ガスを供給排出するための流通溝１５を有し、冷却水側導電性セパレータ板１６は冷却水が流動するための流通溝１７を有する。
【００１４】
電極電解質膜接合体１１は、アノード側導電性セパレータ板１２とカソード側導電性セパレータ板１４と冷却水側導電性セパレータ板１６で挟持され単位電池を形成する。また、電極電解質膜接合体１１、アノード側導電性セパレータ板１２、カソード側導電性セパレータ板１４、冷却水側導電性セパレータ板１６には、燃料ガス、酸化ガス、冷却水の供給用の孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃと排出用の孔１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを構成している。
【００１５】
以上のように構成された固体高分子型燃料電池について、以下その動作、作用を説明する。
【００１６】
まず、電極電解質膜接合体１１の一方の面に燃料ガス、他の面に酸化ガスが流れることで、電気化学反応により、電気が発生する。電気化学反応により発生した熱は冷却水により冷却され、電極電解質膜接合体１１の温度を一定に保つことができる。
【００１７】
以上のように、本実施の形態においては、これら単位電池を１０〜２００セル積層した後、集電板と絶縁板を介し、端板でこれを挟み、締結ボルトで両端から固定する構造とすることにより、アノード側導電性セパレータ板１２、電極電解質膜接合体１１、カソード側導電性セパレータ板１４、冷却水側導電性セパレータ板１６は部品同士が密着シールされる。アノード側導電性セパレータ板１２の角部１８と、カソード側導電性セパレータ板１４の角部１９、冷却水側導電性セパレータ板１６の角部２０にコインの厚み程の四角形状の切り欠きを設け、切り欠きにコイン状の冶工具を入れねじることにより、テコの原理によって容易に必要な導電性セパレータ板を分解することが可能になり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【００１８】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図を示すものである。
【００１９】
実施の形態１と同様の構成であるが、図２において、アノード側導電性セパレータ板１２、カソード側導電性セパレータ板１４、冷却水側導電性セパレータ板１６の切り欠きの位置を導電性セパレータ板１２，１４，１６の外周部中央近傍で導電性セパレータ板１２，１４，１６の上面側を二等辺三角形の一辺とする二等辺三角形状の断面をもつ切り欠き２１，２２，２３を設けたことにより、のみなどの工具を差し込むことで、容易に必要な導電性セパレータ板を分解することが可能になり、部分的な部品交換や廃棄の際の分解を容易にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明にかかる固体高分子型燃料電池は、ポータブル電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネシステム等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態２における固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図
【図３】従来の固体高分子型燃料電池の単位電池構成分解斜視図
【符号の説明】
【００２２】
１１ 電極電解質膜接合体
１２ アノード側導電性セパレータ板
１４ カソード側導電性セパレータ板
１６ 冷却水側導電性セパレータ板
１８，１９，２０，２１，２２，２３ 切り欠き
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板を有する単位電池を複数積層し、前記導電性セパレータ板の外周部の一部に切り欠きを設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項２】
前記導電性セパレータ板の角部に四角形状の切り欠きを設けたことを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項３】
前記導電性セパレータ板の外周部中央近傍前記導電性セパレータ板の上面側を二等辺三角形の一辺とする二等辺三角形状の断面をもつ切り欠きを設けたことを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項１】
固体高分子膜の両面に触媒層を含む一対の電極をそれぞれ配置してなる電極電解質膜接合体を挟持する複数種類の導電性セパレータ板を有する単位電池を複数積層し、前記導電性セパレータ板の外周部の一部に切り欠きを設けたことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項２】
前記導電性セパレータ板の角部に四角形状の切り欠きを設けたことを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項３】
前記導電性セパレータ板の外周部中央近傍前記導電性セパレータ板の上面側を二等辺三角形の一辺とする二等辺三角形状の断面をもつ切り欠きを設けたことを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−３２３９８３（Ｐ２００７−３２３９８３Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５３４０８（Ｐ２００６−１５３４０８）
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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