JP2829184B2 - 燃料電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料電池全般に関するが
特に電池の周囲での橋絡電流を防止する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池には既に多数の構造が知られて
いるがその大多数はセルを積層する構造を有している。
良く知られているようにこれらのセルはアノード、カソ
ード及びそれらの中間又はその内に存在する電解質又は
他のイオン伝導又はイオン交換媒体を含んでいる。水素
又は他のガスがアノード、酸素又はそれを含む空気がカ
ソードに供給されると個々のセル内で電気化学的反応が
発生し、反応生成物としての水を生じ付随的にアノード
とカソードの間に電位差を生ずる。この電位差を他のセ
ルに生じた分と合わせて外部の回路又は装置に電力を供
給すべく利用する。

【０００３】常にではないがしばしば燃料と酸化剤を供
給する媒体は電解質を挟んで対向する電極板の裏表の領
域に供給される。このような場合少なくとも反応有効面
に於いてはガス状の供給媒体が供給された面から電解質
の存在する通常は触媒で加速される目的の電気化学的反
応の生ずる面へ少なくとも反応ガスを通過させるための
多孔質な構造を有する。燃料電池の個々のセルはそれら
の中間に置かれた通常は電気の良導体でかつでき得る限
り液体と気体の不浸透性の材料でできた分離板により分
離される。

【０００４】特に酸性の電解質を用いる燃料電池では運
転にともない電解質の一部が失われることが経験されて
いる。主にこの理由のため個々のセルは当初の運転には
過剰であるが電解質の減少にもかかわらず長期間、例え
ば４万時間の、運転にも十分な量の電解質で満たされて
いる。この過剰な電解質は通常アノード、カソード電極
板を構成する又は電極板に付属する片側ないしは両側の
板状の多孔質な構造物に蓄えられ、このような構造物は
時に電解質保持板と呼ばれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】個々のセルから失われ
る電解質量を最小限にとどめる各種の方法が採用されて
いる。そのような方法の１つは電解質がセルから逃げ得
る全ての通路をシールすることである。これは単に燃料
電池を構成するアノード、カソード、分離等の隣接する
部材間をシールするのみならず、しばしばアノード、カ
ソード自体の周辺領域の空孔をも充填する。しかしなが
ら全てのこの様な予防策にもかかわらず電解質の一部は
なお燃料電池の外周に達することが発見された。すると
通常分離板は電解質に濡れる材料で出来ていることから
この散逸した電解質は分離板の外周を濡らす。このこと
は２つの不都合な結果をもたらす。ひとつは燃料電池の
運転にともない電解質の燃料電池内の移動をもたらす。
より正確には液体の電解質を用いており分離板によって
相互に分離されたセルを積み重ねた燃料電池に於いて当
初は極めて均一に分布する電解質が電池の有効運転期間
中に電池の一端の電解質量が相当に増え、他端で相当に
減少し、その中間では徐々に変化することが発見され
た。これは究極的には一端に位置するセル又はセル群に
電解質の氾濫を生じ、電池の他端に位置するセル又はセ
ル群に乾燥を生じさせる。この両者とも影響されたセル
の特性を損じかつ早すぎる劣化やさらには破壊を導く恐
れがある点で同じ程度に望ましくない。

【０００６】前述した不都合のもう一つは分離版の外周
表面に存在する電解質は相対的に電気抵抗の低い道を作
り出し、このことによって橋絡電流がその表面を流れる
ことを可能にして燃料電池の外周に腐食を生じせしめる
か或いは生じやすくする。

【０００７】極めて当然ながら当初は前述した電解質の
移動は電池内に存在する電気力によって駆動される電解
質が完全無欠ではない分離板内の通路を経由して電池の
一端から他端へ移動すると考えられた。しかしながら最
近になって分離板が高度に又は完全に電解質不浸透性で
あっても、さらには当初電解質が分離板に達しない構造
においても電解質の移動が生ずることが見い出された。
従って電解質は前述した電気力によって分離板の外周を
経由して次々に隣り合うセルの間を移動することが結論
されかつ観測によって確認された。

【０００８】いわゆる一体化分離板を採用している燃料
電池構造に於いてもこの問題と無縁では有り得ない。既
に知られているように一体化分離板とは隣接する適切な
電解質保持板又は電極板を分離板と積み重ねて固定した
分離の構造でこの電極板は電池の組立時にはそれぞれ別
のセルの一部となる。しばしばそうであるように電解質
不浸透性でかつ電解質に濡れないシート状の材料を分離
板と隣接する電解質保持板又は電極板との間に挿入して
積み重ね熱と圧力を加えることでこのシート状材料を電
解質保持板の空孔に十分に浸透させ接触面での存在を除
去することで、分離板と電解質保持板の間に良好な電気
伝導性を得ると共に電解質が分離板の表面に到達できな
くした構造ですらこの問題は存在する。このように一体
化分離板に於いて分離板と電解質保持板の界面に完全な
シールが存在する場合に於いてすら電解質の一部はなお
それぞれのセルの外周部に到達し分離板の外表面に移動
しこれを濡らし得る。

【０００９】従って本発明の目的は従来の不都合を解決
することにある。より詳細には本発明の目的は液体の電
解質を保持しそれぞれの間を分離板で仕切った個々のセ
ルを積み重ねた燃料電池に於いてこれらの問題を生じな
い構造を提供するものである。

【００１０】本発明の他の目的はセルとセルの間の電解
質の移動を防止し橋絡電流による周辺部の腐食を防止す
る燃料電池の構造を提供するものである。

【００１１】更に本発明の他の目的は前述した構成の燃
料電池に於いて比較的簡単で製造が安価でかつ運転に信
頼性のおける電解質の移動防止構造を設計することであ
る。

【００１２】本発明に付随する目的の一つは前述した電
解質の移動防止構造を有する燃料電池を製造するのに適
したプロセスを工夫することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述した目的とこれから
述べる目的を実現する本発明の一つの特徴は複数のセル
を積み重ねる燃料電池に使用する一体化分離板にある。
一体化分離板は１枚の多孔質板状のアノード１枚とこれ
と隣接するセルの多孔質板状のカソード電極板１枚を含
む。１枚の分離板を両電極板の間に置き両者を仕切る。
電解質に濡れない当初はシート状の材料を分離板と隣接
する電極板との間に挿入し、その大部分を電極板の空孔
に浸透させて電極板と一体化し一体化分離板を形成す
る。電解質に濡れない材料をそれぞれの境界面から突き
出し、一体化分離板中の分離板の外周面を流れる橋絡電
流を阻止する完全な周囲状の障壁を成形する。

【００１４】本発明の他の面は複数のセルを積み重ねて
構成する燃料電池に使用する一体化分離板の製造方法を
提供する。この製造方法は１枚の多孔質板状のアノード
１枚とこれと隣接するセルの多孔質板状のカソード電極
板１枚の中間に両者を仕切る１枚の分離板を置き、各境
界面に電解質に濡れないシート状の材料を１枚挟んで組
立てることを含む。更に電極板と分離板を一度に一体化
し、一体化分離板中の分離板の外周面を流れる橋絡電流
を阻止するほぼ完全な周囲状の障壁を成形する方法を含
む。

【００１５】当初はシート状の電解質に濡れない材料の
大半を分離板と隣接する電極板の空孔に浸透させ残りを
それぞれの境界面から突き出しその場所に障壁を成形す
る方法を含む。

【００１６】具体的には本目的を達成するために本発明
は、互いに対向する多孔質の板状の一対のアノード電極
板とカソード電極板を有し少なくともその中間に液体の
電解質を有する複数の単位電池を互いに積重ねた燃料電
池であって、前記各々の一対のアノード電極板およびカ
ソード電極板のそれぞれにガス状の燃料と酸素を供給す
る手段と、隣接する前記単位電池の各々の連続する電極
板の間に挿入され、単位電池の区切りとする各々が外周
面を有する複数の分離板と、前記分離板を前記連続する
電極板と一体化して一体化分離板とする手段であって、
前記分離板と電極板の境界面に当初はシート状である電
解質に濡れない材料を配し究極的にはこの材料の大部分
が隣接する電極板の空孔に内蔵される手段と、前記連続
する電極板の間に一体化分離板中の分離板の外周面上を
流れる橋絡電流を妨げる手段であって、それぞれの境界
面に電解質に濡れない前記材料を十分に突出して形成し
た周状の障壁を含む手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】また、前記障壁はそれぞれの境界面に隣接
する分離板の少なくとも外周面上に電解質に濡れない前
記材料でできた層によって構成されていることを特徴と
することが好適である。

【００１８】また、前記障壁はそれぞれの境界面に存在
する一体化分離板の外周面より突出した前述した電解質
に濡れない前記材料の玉状の縁によって構成されている
ことを特徴とすることが好適である。

【００１９】また、少なくとも一つの前記分離板と電極
板がその境界面に受け皿となるくぼみをなす傾斜した縁
を有し、前記障壁の少なくとも一部がこのくぼみに形成
されていることを特徴とすることが好適である。

【００２０】また、複数の単位電池を互いに積重ねた燃
料電池に使用される一体化分離板であって、多孔質の板
状のアノード電極板と隣接する単位電池に属する多孔質
の板状のカソード電極板と、前記単位電池の隣接する電
極板の中間に挿入して単位電池を区切る外周面を持つ一
枚の分離板と、この分離板を前記隣接する電極板と一体
化して一体化分離板とする手段であって、前記分離板と
電極板の境界面に当初はシート状である電解質に濡れな
い材料を配し究極的にはこの材料の大部分が隣接する電
極板の空孔に内蔵される手段と、前記連続する電極板の
間に一体化分離板中の分離板の外周面上を流れる橋絡電
流を妨げる手段であって、それぞれの境界面に電解質に
濡れない前記材料を十分に突出して形成した周状の障壁
を含む手段とを備えることを特徴とする。

【００２１】また、前記障壁はそれぞれの境界面に隣接
する分離板の少なくとも外周面上に電解質に濡れない前
記材料でできた層によって構成されていることを特徴と
することが好適である。

【００２２】また、前記障壁はそれぞれの境界面に存在
する一体化分離板の外周面より突出した前述した電解質
に濡れない前記材料の玉状の縁によって構成されている
ことを特徴とすることが好適である。

【００２３】また、少なくとも一つの前記分離板と電極
板がその境界面に受け皿となるくぼみをなす傾斜した縁
を有し、前記障壁の少なくとも一部がこのくぼみに形成
されていることを特徴とすることが好適である。

【００２４】また、一体化分離板の製造方法は、複数の
単位電池を互いに積重ねた燃料電池に使用される一体化
分離板の製造方法であって、多孔質板状のアノード電極
板一枚と、隣接する単位電池に属する多孔質板状のカソ
ード電極板一枚と、電極板の中間に挿入して単位電池を
区切る外周面を持つ分離板一枚と、それぞれの境界面の
置かれる電解質に濡れない材料でできたシートとを組立
てる行程と、この分離板を前記隣接する電極板と一体化
して一体化分離板とすると同時に、連続する電極板の間
に一体化分離板中の分離板の外周面上を流れる橋絡電流
を妨げるための十分に周状の障壁を形成する行程であっ
て、前記境界面に置かれた電解質に濡れない材料の大部
分が隣接する電極板の空孔に内蔵され、残りが境界面か
ら突出てそこに障壁を形成する行程とを備えることを特
徴とする。

【００２５】また、境界面から突出た電解質に濡れない
材料を分離板の外周面を完全に覆う層として形成する工
程を備えることを特徴とすることが好適である。

【００２６】また、一体化と障壁の形成を同時に行う行
程は対向する等しい圧力を境界面にほぼ垂直に加える工
程を有することを特徴とすることが好適である。

【００２７】また、前記圧力は５０psi から４００psi
であることを特徴とすることが好適である。

【００２８】また、少なくとも前記加圧する行程の期間
中電解質に濡れない材料を溶融状態に保つ温度に一体化
分離板を保持する工程を有することを特徴とすることが
好適である。

【００２９】また、前記電解質に濡れない材料はフッ化
エチレンプロピレンであり、前記温度は約６２０°Ｆで
あることを特徴とすることが好適である。

【００３０】

【実施例】図１に於いて１０は燃料電池を示しておりそ
の構造は既知のためここでの詳細説明は必要なく次の点
を説明すれば十分である。即ちこの燃料電池には互いに
区別されない複数の燃料電池セル１１がそれぞれを分離
する分離板１２と共に積層されている。

【００３１】個々の燃料電池セル１１にはその基本部品
としてアノード電極板１３、カソード電極板１４とこの
両電極板１３と１４の間に位置する電解質組織１５を含
んでいる。ここに図示された燃料電池構造では電解質組
織１５は多孔質な電解質保持マトリックスのような固体
板で構成されているが、この図に示される燃料電池セル
１１の詳細は本発明の理解のためと構造と運転の原理を
説明するためのものであって実際の構造は図の通りでな
いこともあることを指摘する必要がある。例えば普通電
極板１３や電極板１４と電解質組織１５の間に位置する
触媒層は独立した板やシートもしくは電極板１３や１４
又は電解質組織１５の片側もしくは両側に形成された層
としても構成し得るがこの図では省略されている。更に
電極板１３と１４の電解質組織１５を挟んで対向する領
域にはガス状の燃料（例えば水素）をアノード電極板１
３に供給する通路溝１６と酸素（単独又は空気の成分と
して）をカソード電極板１４に供給する通路溝１７が存
在するように図示されている。後述する理由で電極板１
３と１４は当初電解質が入り込み、保持され、又は流れ
るよう全体に多孔質であるのが普通である。

【００３２】図１は燃料電池１０の様々な部品を電池組
立て前の状態であるかのように引き離して示しているが
電極板１３と分離板１２の間にシート１８が、電極板１
４と分離板１２の間にシート１９がそれぞれ置かれてい
る。このシート１８とシート１９の材料は燃料電池１０
の組立て後の最終的な形態又は状態に置いて電解質の化
学的腐食に対して高度に安定であり又この電解質の不浸
透性であるので電解質がそれぞれの分離板１２に浸透す
るのを防ぐ。好都合なことにこの材料は電解質に濡れな
い。フッ化エチレンプロピレンやこれと同様なハロゲン
化炭化水素ポリマーがこの目的に最も適していると考え
られる。

【００３３】本発明を具備する燃料電池１０を製作する
過程ではしばしば一体化分離板と称される一体化された
構造物２０が燃料電池１０の組立てに先立って成形され
る。この一体化分離板２０には分離板１２本体に加えて
１個の燃料電池セルに属するアノード電極板１３と組立
て後これに隣接する他の燃料電池セルに属するカソード
電極板１４が含まれる。一体化分離板２０はそれを構成
する部品１２から１４と１８及び１９を図１に示す順序
と方向で正しく配列して積み重ね、圧力と熱または熱だ
けを加えることによって一体化される。この工程の途中
でシート１８と１９は分離板１２とそれぞれ電極板１３
と１４の間で挟圧されシートの厚さと電極板の空孔度で
決定される所定の深さまで電極板１３と１４の空孔中に
圧入される。しかしながら空孔が閉塞されるのは分離板
１２の近傍の比較的小さな割合だけであり電極板１３と
１４の残りの大部分は閉塞されず、従って電解質を受け
入れることができる。

【００３４】又このシート材料は分離板１２に固着しそ
れによって分離板１２と電極板１３と１４を接着する。
この工程の完了時には通常は高い電気抵抗を示すシート
材料が電気的接触部分から排除されるため分離板１２と
電極板１３の間及び分離板１２と電極板１４の間には燃
料電池１０が正常に作動するために必要な良好な電気的
接触が得られる。

【００３５】燃料電池１０が組立てられた状態では電解
質組織１５に電気化学的反応に十分な量の電解質が含ま
れることが期待される。この電気化学的反応では個々の
燃料電池セル１１内部で燃料と空気が反応して水を生成
し、付随してアノード電極板１３とカソード電極板１４
の間に電位の差を生ずる。燃料電池１０内の連続する燃
料電池セル１１間の電気的接続を確保するために分離板
１２は電気良導体であると共に少なくとも隣接する電極
板１３と１４の間は例えばシート１８と１９の材料の存
在によってできるだけガスと液体の不浸透性である必要
がある。これは単にガス状の燃料や酸素が通過して高度
に可燃性の混合ガスを生ずるのを防ぐためのみならず前
述した電位の差によって駆動され又は増進された燃料電
池セル１１間の電解質の移動を阻止するためである。

【００３６】すべての電解質逸失を防ぐ予防的手段にも
かかわらず燃料電池１０の運転中に電解質の一部は燃料
電池１０の外周部や他のガス状の媒体に接触する領域に
到達しこの媒体中に蒸発して失われることが経験されて
いる。これらの逸失を補充しそして長時間の運転を可能
とするために現在では当初電解質組織１５に必要な量以
上の電解質を個々の燃料電池セル１１に注入するのが通
例となっている。この必要量以上の電解質は通例電極板
１３と１４の少なくとも一方に収容され電極板１３と１
４は補充用電解質の貯蔵体となる。ここから燃料電池の
寿命期間の間に失われる電解質を補充するため徐々に電
解質組織１５へ電解質が汲み出される。

【００３７】前述した電解質のセルからセルへの移動は
燃料電池とその運転に有害であるばかりか以下の様に破
壊的な影響を持つと結論された。電解質の移動により究
極的には燃料電池１０の一方の端部に位置する燃料電池
セル１１は乾いてしまい他の端部に位置する燃料電池セ
ル１１は電解質が氾濫する。この現象は分離板１２が前
述した方法によって電解質を全く浸透させない処置を施
した燃料電池にも発生する。このような不可解な電解質
の移動は電解質の一部が燃料電池セル１１の普通にシー
ルされた境界面を経由して又は電極板１３又は１４や他
の燃料電池セル１１を構成する部材の空孔を経由して周
囲の外表面に達しそこから隣接する分離板１２の端面に
毛細管現象によりつぎつぎと移動する事実によって説明
される。ひとたび分離板１２の端面の一部又は前面に境
界面１８と１９を経由した連続的な電解質の通路が形成
されると隣接する燃料電池セル１１の間を電気的に橋絡
し、ここを流れる橋絡電流が燃料電池セル１１を構成す
る部材、特に分離板１２の端面に腐食を発生せしめるか
又は発生に寄与する。

【００３８】以上の認識に基き本発明では一体化分離板
２０の全周囲にわたって分離板１２と電極板１３又は１
４との境界面の少なくとも１ケ所に十分に突出した電解
質に濡れない材質でできた少なくとも１個の障壁２１を
設ける。しかし現在では分離板１２と電極板１３及び１
４との境界面の双方に障壁２１を設けることが好まし
い。

【００３９】この場合は図１にも示されているように前
述した加圧操作に先立ちシート１８と１９を分離板１２
と、即ち電極板１３及び１４と同じ面積にしておく。す
ると加圧操作の間にこのシート状材料は最も抵抗の少な
い方向へ流れようとする性質により境界面から十分に突
出し前述した障壁２１を一体化分離板２０の周囲に形成
する。しかしながらこのシート状材料を分離板１２と又
は電極板１３及び１４と正確に同じ面積にしておく必要
はない。当初は分離板１２の周囲より突出していてもあ
るいは内側にあっても加圧操作後に十分な量のシート状
材料が境界面の端部に十分な大きさと面積を持った障壁
２１が成形されていることが確認できれば良い。そうす
れば突出した障壁２１の材質が電解質に濡れない性質の
ため燃料電池１０を組立てた状態に於いて電解質が燃料
電池セル１１から隣接するセルへと次々に移動する通路
を中断し、電解質の移動を完全に妨げる。同時に電解質
の漏出を妨げることで前述した橋絡電流が流れる電気的
橋絡の形成とそれに付随する有害な腐食の発生を防止す
る。電解質が隣接する又は連続する燃料電池セル１１か
ら分離板１２の外周へと浸み出すのを完全に妨げるには
障壁２１が分離板１２の４辺全部に存在せねばならない
のは理の当然である。障壁２１は電解質が常時流れる、
より好ましくは断続的に流れるのをも妨げ得る面積、流
れの方向からみての幅を持たねばならない事も自明であ
る。

【００４０】図２は周状の連続した電解質に濡れない障
壁２１が本発明の通り形成され得る方法の一例を示して
いる。この場合障壁２１は分離板１２のそれぞれの外周
面を覆った層として、望ましくは一体化分離板２０の形
成時に、しかし必ず燃料電池１０の組立て前に、形成さ
れる。障壁２１を２箇所に形成するには一体化分離板２
０を構成する部品である電極板１３、シート１８、分離
板１２、シート１９、電極板１４を正しい順序と方向で
支え板２２の上に積み重ね、一体化分離板２０として組
合わされた部品の４辺にそれぞれレール２３を配置す
る。そしてレール２３各々を矢印で示されているように
一体化分離板２０の側面に対して決められた力で押し、
更に矢印で示されているように上側の電極板１４にも適
当な方法で圧力をかける。この圧力は一体化分離板２０
として組合わされた部品２０がある温度にあるときシー
ト１８，１９の材料が電極板１３，１４それぞれの細孔
に予定の深さで流れこませるだけでなく電極板１３，１
４と分離板１２のそれぞれの境界面から押し出されるに
十分な圧力である。他に行き場のないこの押し出された
材料は分離板１２の外面そして、もしくは電極板１３，
１４それぞれとレール２３との間にできる境界面にレー
ル２３によって流れを変えられて入り込み外周に電解質
に濡れない比較的薄い層もしくは被膜を形成する。この
層が一体化分離板の製造工程もしくは加圧操作の完了後
に障壁２１を構成する。

【００４１】上記の操作はシート１８，１９の材料が前
述のような挙動を確実になす条件下で行われなければな
らない。Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ社からＦＥＰテフロンと
して市販されているフッ化エチレンプロピレンをシート
の材料として選択した場合０．００５インチ厚さのシー
トを使用し、シートの材料が溶融状態となる温度約６２
０°Ｆで上側電極板１４に対し５０から４００PSI の範
囲の圧力で均一に掛かるように加圧することが有効であ
る。

【００４２】レール２３は一体化分離板として組合わさ
れた部品２０に対して１〜２PSI の範囲の圧力で均一に
加圧される。この圧力はネジもしくは比較的降伏し易い
同様の部品によりもしくはバネか他の弾性体によってレ
ール２３に与えられる。

【００４３】本発明によればレール２３は黒鉛で作られ
る。しかしながら上記の加圧操作の終了後に一体化分離
板２０からレール２３の離れを容易にもしくは可能にす
るためには、押し出される材料との親和性が無いかあっ
ても低い離型材の層２５を少くとも一体化分離板に面し
ている面に形成させてレール２３を置く。この離型材と
してはＥ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ社からカプトンとして市販
されているポリイミド材が一般的に用いられる。押し出
されるシート材は離型材に付着しないので加圧操作後に
レール２３を一体化分離板２０から障壁２１を壊さずに
もしくは損傷させること無く容易に取り去ることができ
る。

【００４４】上述の方法によって得られた障壁２１を有
する一体化分離板２０を染色浸透試験した結果障壁層２
１が一体化分離板２０の運搬などで損傷を受けていなけ
れば、分離板１２の外周を越えてのセルからセルへの電
解質の移動に対して完全な障壁を構成することが確認さ
れた。

【００４５】障壁２１は必ずしも一体化分離板２０の分
離板１２そして、もしくは電極板１３と１４それぞれの
外周面で層もしくは被膜の形態である必要はなく、むし
ろ押し出されたシート材の玉状の縁もしくは同様な形態
で構成され得ることが経験上知られている。この場合一
体化分離板２０に十分に周状な一か所もしくは複数個の
障壁２１を形成するための装置を図３に示す。この図で
は各々の部品の番号は前述の実施例と同じである。

【００４６】前述の方法と同様かもしくは同じ条件下で
行われる加圧操作中図示されているように一体化分離板
２０はその一番大きな面と平行ではなく直角方向に伸展
する保持具２３によって拘束される。保持具２３と部品
２０の接触面積を最小とし、従って前述の押し出された
シート材料との干渉を最小限にとどめるため、保持具２
３の部品２０に面する面は丸みを帯びているのが良い。
保持具もしくは保持ピン２３のうち部品２０の２辺は
（図３の下辺と右辺）固定で良いが、他の保持ピン２３
は両方向矢印の方向に可動で、加圧操作の間部品２０に
押し付けられる。各々の境界面から押し出されたシート
材料は保持ピン２３の位置の非常に限定された部分を除
いて拘束されていないので、押し出された後は図４に示
すように玉状の縁を形成る。このようにして形成された
障壁２１は電解質が流れる通路の方向に対して十分な有
効幅を有し、又電解質に濡れない材質のため電解質や橋
絡電流が流れるのを妨げる。

【００４７】障壁２１の欠陥が電解質や橋絡電流が流れ
るのを妨げる機能に重大な影響を与えぬよう保持ピン２
３は燃料電池１０の一体化分離板２０がガスマニホルド
とシールされる場所と同じ所に位置するのが良い。

【００４８】もしその方が有利な場合は前述の機能をは
たす一か所もしくは複数個の障壁２１が一体化分離板２
０の外周面より突き出ている必要はない。この場合でも
図３の装置を加圧操作に用いることができる。しかしな
がらこの場合は図５に示すように電極板１３と１４のそ
して又は分離板１２の４辺の端部を斜めに削りおとし、
電解質に濡れないシート材料が押し出された後自由に拡
がって障壁２１を形成するくぼみを作る。

【００４９】本発明では燃料電池装置とそれに用いられ
る一体化分離板のある特定の構成について図示・説明し
たが本発明の保護範囲はこの例に限定されず添付の請求
項によって決定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を備えた一体化分離板を製造するのに必
要な部品を含む燃料電池の各部分を簡略化した展開図。

【図２】図１に示した部品から一体化分離板を製造する
のに必要な装置と本発明を備えた一体化分離板を含む立
面図。

【図３】図１に示した部品から一体化分離板を製造する
のに必要な改良した装置と本発明を備えた一体化分離板
を含む平面図。

【図４】図３に示した改良した装置で製造した一体化分
離板の部分拡大図。

【図５】図４とほぼ同じだが僅かに改良した一体化分離
板の図。

【符号の説明】

１０ 燃料電池 １１ 単位電池 １２ 分離板 １３ アノード電極板 １４ カソード電極板 １５ 電解質組織

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の単位電池を互いに積重ねた燃料電池
   に使用される一体化分離板の製造方法であって、 多孔質板状のアノード電極板一枚と、隣接する単位電池
   に属する多孔質板状のカソード電極板一枚と、これら電
   極板の中間に挿入して単位電池を区切る外周面を持つ分
   離板一枚と、前記アノード電極板と前記分離板との境界
   面と前記カソード電極板と前記分離板との境界面とのそ
   れぞれの境界面に置かれる電解質に濡れない材料ででき
   たシートとを組立てる行程と、 この分離板を前記隣接する電極板と一体化して一体化分
   離板とすると同時に、隣接する電極板の間に一体化分離
   板中の分離板の外周面上を流れる橋絡電流を妨げるため
   の周状の障壁を形成する行程であって、前記境界面に置
   かれた電解質に濡れない材料の大部分が隣接する電極板
   の空孔に内蔵され、残りが前記境界面から突出てそこに
   前記障壁を形成する行程と、 を備えることを特徴とする一体化分離板の製造方法。
2. 【請求項２】複数の単位電池を互いに積重ねた燃料電池
   に使用される一体化分離板の製造方法であって、 多孔質板状のアノード電極板一枚と、隣接する単位電池
   に属する多孔質板状のカソード電極板一枚と、これら電
   極板の中間に挿入して単位電池を区切る外周面を持つ分
   離板一枚と、前記アノード電極板と前記分離板との境界
   面と前記カソード電極板と前記分離板との境界面とのそ
   れぞれの境界面に置かれる電解質に濡れない材料ででき
   た前記境界面の全面を覆うシートとを組立てる行程と、 この分離板を前記隣接する電極板と一体化して一体化分
   離板とすると同時に、隣接する電極板の間に一体化分離
   板中の分離板の外周面上を流れる橋絡電流を妨げるため
   の周状であって前記一体化分離板の積層方向にも突出し
   た障壁を形成する行程であって、前記境界面に置かれた
   電解質に濡れない材料の大部分が隣接する電極板の空孔
   に内蔵され、残りが前記境界面から突出てそこに前記障
   壁を形成する行程と、 を備えることを特徴とする一体化分離板の製造方法。
3. 【請求項３】複数の単位電池を互いに積重ねた燃料電池
   に使用される一体化分離板であって、 請求項２に記載の方法によって製造された一体化分離
   板。
4. 【請求項４】互いに対向する多孔質の板状の一対のアノ
   ード電極板とカソード電極板を有し少なくともその中間
   に液体の電解質を有する複数の単位電池を互いに積み重
   ねた燃料電池であって、 請求項２に記載の方法によって製造された一体化分離板
   と、 前記各々の一対のアノード電極板およびカソード電極板
   のそれぞれにガス状の燃料と酸素を供給する手段と、 を備えることを特徴とする燃料電池。