(57)【要約】  燃料電池スタックアセンブリのための位置合せ機構が、位置合せポストおよび位置合せ開口または位置合せ凹部を組入れる。スタックの燃料電池アセンブリは、第１および第２のフローフィールドプレート、ならびに活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含んでもよい。位置合せ開口が、ＭＥＡならびに第１および第２のフローフィールドプレートの各々に画定される。第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡが軸方向に整列すると、それぞれの位置合せ開口はＭＥＡの非活性領域内に位置する。位置合せポストが、位置合せ開口内で受けられるために構成される。位置合せポストの各々は、位置合せ開口の内面の形状と形状が異なる外面を有する。位置合せ開口の内面は、複数の別々のプレス嵌め位置において位置合せポストの外面と接触する。
2007510279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックアセンブリであって、
複数の燃料電池アセンブリであって、前記燃料電池アセンブリの各々が、
第１のフローフィールドプレート、
第２のフローフィールドプレート、および
前記第１のフローフィールドプレートと前記第２のフローフィールドプレートとの間に設けられ、かつ活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含む、複数の燃料電池アセンブリと、
前記ＭＥＡ、前記第１のフローフィールドプレート、および前記第２のフローフィールドプレートの各々に画定された複数の位置合せ開口であって、前記第１および第２のフローフィールドプレートならびに前記ＭＥＡが前記スタックアセンブリ内に軸方向に整列されると、前記それぞれの位置合せ開口が前記ＭＥＡの非活性領域内に位置し、前記位置合せ開口が内面を有する、複数の位置合せ開口と、
前記複数の位置合せ開口内で受けられるために構成された複数の位置合せポストであって、前記位置合せポストの各々が、前記位置合せ開口の内面の形状と形状が異なる外面を有し、前記位置合せ開口の内面が、複数の別々のプレス嵌め位置において前記位置合せポストの外面と接触する、複数の位置合せポストとを含む燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項２】
燃料電池スタックアセンブリであって、
複数の燃料電池アセンブリであって、前記燃料電池アセンブリの各々が、
第１のフローフィールドプレート、
第２のフローフィールドプレート、および
前記第１のフローフィールドプレートと前記第２のフローフィールドプレートとの間に設けられ、かつ活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含む、複数の燃料電池アセンブリと、
前記ＭＥＡ、前記第１のフローフィールドプレート、および前記第２のフローフィールドプレートの各々に画定された複数の位置合せ開口であって、前記第１および第２のフローフィールドプレートならびに前記ＭＥＡが前記スタックアセンブリ内に軸方向に整列されると、前記それぞれの位置合せ開口が前記ＭＥＡの非活性領域内に位置する、複数の位置合せ開口と、
前記複数の位置合せ開口内で受けられるために構成された複数の位置合せポストであって、前記位置合せポストの各々が、個別の燃料電池アセンブリの高さより大きいが、前記燃料電池スタックアセンブリを画定する前記複数の燃料電池アセンブリの総高さより小さい長さを有する、複数の位置合せポストとを含む燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項３】
燃料電池スタックアセンブリであって、
複数の燃料電池アセンブリであって、前記燃料電池アセンブリの各々が、
第１のフローフィールドプレート、
第２のフローフィールドプレート、および
前記第１のフローフィールドプレートと前記第２のフローフィールドプレートとの間に設けられ、かつ活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含む、複数の燃料電池アセンブリと、
前記ＭＥＡ、前記第１のフローフィールドプレート、および前記第２のフローフィールドプレートの各々に画定された複数の位置合せ開口であって、前記第１および第２のフローフィールドプレートならびに前記ＭＥＡが前記スタックアセンブリ内に軸方向に整列されると、前記それぞれの位置合せ開口が前記ＭＥＡの非活性領域内に位置する、複数の位置合せ開口と、
前記複数の位置合せ開口内で受けられるために構成された複数の位置合せポストであって、前記第１のフローフィールドプレートの位置合せ開口の少なくともいくつかが、２つの位置合せポストを受けるように構成され、前記第２のフローフィールドプレートの位置合せ開口の少なくともいくつかが、１つの位置合せポストを受けるように構成される、複数の位置合せポストとを含む燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項４】
燃料電池スタックアセンブリに組入れるための燃料電池サブアセンブリであって、
フローフィールドプレートと、
前記フローフィールドプレートに隣接して位置決めされ、かつ活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）と、
前記フローフィールドプレートおよび前記ＭＥＡの各々に画定された複数の位置合せ開口であって、前記フローフィールドプレートおよび前記ＭＥＡが軸方向に整列すると、前記それぞれの位置合せ開口が前記ＭＥＡの非活性領域内に位置し、前記位置合せ開口が内面を有する、複数の位置合せ開口と、
前記複数の位置合せ開口内で受けられるために構成された複数の位置合せポストであって、前記位置合せポストの各々が、前記位置合せ開口の内面の形状と形状が異なる外面を有し、前記位置合せ開口の内面が、複数の別々のプレス嵌め位置において前記位置合せポストの外面と接触する、複数の位置合せポストとを含む燃料電池サブアセンブリ。
【請求項５】
燃料電池スタックアセンブリであって、
複数の燃料電池アセンブリであって、前記燃料電池アセンブリの各々が、
第１のフローフィールドプレート、
第２のフローフィールドプレート、および
前記第１のフローフィールドプレートと前記第２のフローフィールドプレートとの間に設けられ、かつ活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含む、複数の燃料電池アセンブリと、
各ＭＥＡに画定された複数の位置合せ開口と、
前記第１および第２のフローフィールドプレートの各々の第１の表面に成形された複数の位置合せ凹部と、
前記第１および第２のフローフィールドプレートの各々の第２の表面に成形された複数の位置合せポストであって、前記第１および第２のフローフィールドプレートならびに前記ＭＥＡが前記スタックアセンブリ内に軸方向に整列されると、前記それぞれの位置合せ開口、位置合せ凹部、および位置合せポストが、前記ＭＥＡの非活性領域内に位置し、前記第１のフローフィールドプレートの位置合せポストが、それぞれ、前記ＭＥＡの位置合せ開口を通って、第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せ凹部内に延在し、前記第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せポストが、前記第１の燃料電池アセンブリに隣接して位置決めされた第２の燃料電池アセンブリの第１のフローフィールドプレートの位置合せ凹部内に延在する、複数の位置合せポストとを含む燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項６】
燃料電池スタックアセンブリを形成する方法であって、
第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を提供する工程であって、複数の位置合せ開口が、前記ＭＥＡ、前記第１のフローフィールドプレート、および前記第２のフローフィールドプレートの各々に画定される工程と、
前記第１および第２のフローフィールドプレートならびに前記ＭＥＡを、前記それぞれの位置合せ開口が軸方向に整列するように整列させる工程であって、前記位置合せ開口が内面を有する工程と、
前記位置合せ開口の内面の形状と形状が異なる外面を有する複数の位置合せポストを提供する工程と、
前記位置合せ開口の内面が、複数の別々のプレス嵌め位置において前記位置合せポストの外面と接触するように、前記複数の位置合せポストを前記複数の位置合せ開口に挿入する工程とを含む方法。
【請求項７】
燃料電池スタックアセンブリを形成する方法であって、
各々が、第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含む、複数の燃料電池アセンブリを提供する工程であって、複数の位置合せ開口が、前記ＭＥＡ、前記第１のフローフィールドプレート、および前記第２のフローフィールドプレートの各々に画定される工程と、
前記第１および第２のフローフィールドプレートならびに前記ＭＥＡを、前記それぞれの位置合せ開口が軸方向に整列するように整列させる工程と、
各々が、個別の燃料電池アセンブリの高さを超える長さを有する、複数の位置合せポストを提供する工程と、
前記位置合せポストの各々が、前記燃料電池スタックアセンブリを画定する前記燃料電池アセンブリのいくらかを通って延在するが、すべてを通って延在しないように、前記複数の位置合せポストを前記複数の位置合せ開口に挿入する工程とを含む方法。
【請求項８】
燃料電池スタックアセンブリを形成する方法であって、
各々が、第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含む、複数の燃料電池アセンブリを提供する工程であって、複数の位置合せ開口が、前記ＭＥＡ、前記第１のフローフィールドプレート、および前記第２のフローフィールドプレートの各々に画定される工程と、
前記第１および第２のフローフィールドプレートならびに前記ＭＥＡを、前記それぞれの位置合せ開口が軸方向に整列するように整列させる工程と、
複数の位置合せポストを提供する工程と、
前記第１のフローフィールドプレートの位置合せ開口の少なくともいくつかが、２つの位置合せポストを受け、前記第２のフローフィールドプレートの位置合せ開口の少なくともいくつかが、１つの位置合せポストを受けるように、前記複数の位置合せポストを前記複数の位置合せ開口に挿入する工程とを含む方法。
【請求項９】
燃料電池スタックアセンブリを形成する方法であって、
各々が、第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含む、複数の燃料電池アセンブリを提供する工程であって、複数の位置合せ開口が各ＭＥＡに画定され、複数の位置合せ凹部が前記第１および第２のフローフィールドプレートの各々の第１の表面に成形され、複数の位置合せポストが前記第１および第２のフローフィールドプレートの各々の第２の表面に成形される工程と、
前記第１および第２のフローフィールドプレートならびに前記ＭＥＡを、前記位置合せ開口、前記位置合せポスト、および前記位置合せ凹部が、軸方向に整列するように整列させる工程と、
前記燃料電池スタックアセンブリの第１および第２の燃料電池アセンブリを、前記第１のフローフィールドプレートの位置合せポストが、それぞれ、前記ＭＥＡの位置合せ開口を通って、前記第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せ凹部内に延在し、前記第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せポストが、前記第１の燃料電池アセンブリに隣接して位置決めされた前記第２の燃料電池アセンブリの第１のフローフィールドプレートの位置合せ凹部内に延在するように配列する工程とを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に燃料電池に関し、より詳細には、燃料電池スタック内に燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な燃料電池システムは、１つ以上の燃料電池が電力を発生する電力セクションを含む。燃料電池は、水素および酸素を水に変換し、そのプロセスにおいて電気および熱を発生するエネルギー変換デバイスである。各燃料電池ユニットは、中心にプロトン交換部材を含んでもよく、ガス拡散層がプロトン交換部材の両側にある。アノード層およびカソード層は、それぞれ、ガス拡散層の外側に位置決めされる。
【０００３】
１つの燃料電池における反応は、典型的には１ボルト未満を発生する。複数の燃料電池を積重ね、直列に電気的に接続して、所望の電圧を達成してもよい。電流が、燃料電池スタックから集められ、負荷を駆動するために使用される。燃料電池を使用して、自動車からラップトップコンピュータまで、さまざまな用途のために電力を供給してもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池電力システムの有効性は、個別の燃料電池内の、およびスタックの隣接した燃料電池の間のさまざまな接触およびシーリング界面の一体性に、部分的に、大きく依存する。そのような接触およびシーリング界面は、スタックの燃料電池内および燃料電池間の、燃料、冷却剤、および流出物の輸送と関連するものを含む。燃料電池スタック内の燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリの適切な位置整列が、燃料電池システムの効率的な動作を確実にするために重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、燃料電池スタックアセンブリのための位置合せ機構に関する。一実施形態によれば、燃料電池スタックアセンブリが、各々が、第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および第１のフローフィールドプレートと第２のフローフィールドプレートとの間に設けられ、かつ活性領域を有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）を含む、いくつかの燃料電池アセンブリを含む。位置合せ開口が、ＭＥＡ、第１のフローフィールドプレート、および第２のフローフィールドプレートの各々に画定される。第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡがスタックアセンブリ内に軸方向に整列されると、それぞれの位置合せ開口はＭＥＡの非活性領域内に位置する。位置合せポストが、位置合せ開口内で受けられるために構成される。位置合せポストの各々は、位置合せ開口の内面の形状と形状が異なる外面を有する。位置合せ開口の内面は、複数の別々のプレス嵌め位置において位置合せポストの外面と接触する。
【０００６】
別の実施形態によれば、燃料電池スタックアセンブリが、各々が、第１および第２のフローフィールドプレート、ならびに第１のフローフィールドプレートと第２のフローフィールドプレートとの間に設けられ、かつ活性領域を有するＭＥＡを含む、いくつかの燃料電池アセンブリを含む。位置合せ開口が、ＭＥＡ、第１のフローフィールドプレート、および第２のフローフィールドプレートの各々に画定される。第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡがスタックアセンブリ内に軸方向に整列されると、それぞれの位置合せ開口はＭＥＡの非活性領域内に位置する。位置合せポストが、位置合せ開口内で受けられるために構成される。位置合せポストの各々は、個別の燃料電池アセンブリの高さより大きいが、燃料電池スタックアセンブリを画定する複数の燃料電池アセンブリの総高さより小さい長さを有する。
【０００７】
さらなる実施形態によれば、燃料電池スタックアセンブリが、各々が、第１および第２のフローフィールドプレート、ならびに第１のフローフィールドプレートと第２のフローフィールドプレートとの間に設けられ、かつ活性領域を有するＭＥＡを含む、いくつかの燃料電池アセンブリを含む。位置合せ開口が、ＭＥＡ、第１のフローフィールドプレート、および第２のフローフィールドプレートの各々に画定される。第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡがスタックアセンブリ内に軸方向に整列されると、それぞれの位置合せ開口はＭＥＡの非活性領域内に位置する。位置合せポストが、位置合せ開口内で受けられるために構成される。第１のフローフィールドプレートの位置合せ開口の少なくともいくつかが、２つの位置合せポストを受けるように構成され、第２のフローフィールドプレートの位置合せ開口の少なくともいくつかが、１つの位置合せポストを受けるように構成される。
【０００８】
別の実施形態によれば、燃料電池スタックアセンブリに組入れるための燃料電池サブアセンブリが、フローフィールドプレートと、フローフィールドプレートに隣接して位置決めされ、かつ活性領域を有するＭＥＡとを含む。位置合せ開口が、フローフィールドプレートおよびＭＥＡの各々に画定される。フローフィールドプレートおよびＭＥＡが軸方向に整列すると、それぞれの位置合せ開口がＭＥＡの非活性領域内に位置する。位置合せポストが、位置合せ開口内で受けられるために構成される。位置合せポストの各々は、位置合せ開口の内面の形状と形状が異なる外面を有する。位置合せ開口の内面は、複数の別々のプレス嵌め位置において位置合せポストの外面と接触する。
【０００９】
さらなる実施形態において、燃料電池スタックアセンブリが、各々が、第１および第２のフローフィールドプレート、ならびに第１のフローフィールドプレートと第２のフローフィールドプレートとの間に設けられ、かつ活性領域を有するＭＥＡを含む、いくつかの燃料電池アセンブリを含む。位置合せ開口が各ＭＥＡに画定される。位置合せ凹部が、第１および第２のフローフィールドプレートの各々の第１の表面に成形される。位置合せポストが、第１および第２のフローフィールドプレートの各々の第２の表面に成形される。第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡがスタックアセンブリ内に軸方向に整列されると、それぞれの位置合せ開口、位置合せ凹部、および位置合せポストは、ＭＥＡの非活性領域内に位置する。第１のフローフィールドプレートの位置合せポストは、それぞれ、ＭＥＡの位置合せ開口を通って、第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せ凹部内に延在し、第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せポストは、第１の燃料電池アセンブリに隣接して位置決めされた第２の燃料電池アセンブリの第１のフローフィールドプレートの位置合せ凹部内に延在する。
【００１０】
本発明の別の実施形態によれば、燃料電池スタックアセンブリを形成する方法が、第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および活性領域を有するＭＥＡを提供する工程を含む。位置合せ開口が、ＭＥＡ、第１のフローフィールドプレート、および第２のフローフィールドプレートの各々に画定される。この方法は、第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡを、それぞれの位置合せ開口が軸方向に整列するように整列させる工程をさらに含む。各々が、位置合せ開口の内面の形状と形状が異なる外面を有する、位置合せポストを提供する。位置合せ開口の内面が、複数の別々のプレス嵌め位置において位置合せポストの外面と接触するように、位置合せポストを位置合せ開口に挿入する。
【００１１】
さらなる実施形態において、燃料電池スタックアセンブリを形成する方法が、各々が、第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および活性領域を有するＭＥＡを含む、複数の燃料電池アセンブリを提供する工程を含む。位置合せ開口が、ＭＥＡ、第１のフローフィールドプレート、および第２のフローフィールドプレートの各々に画定される。第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡを、それぞれの位置合せ開口が軸方向に整列するように整列させる。各々が、個別の燃料電池アセンブリの高さを超える長さを有する、位置合せポストを提供する。この方法は、位置合せポストの各々が、燃料電池スタックアセンブリを画定する燃料電池アセンブリのいくらかを通って延在するが、すべてを通って延在しないように、複数の位置合せポストを複数の位置合せ開口に挿入する工程をさらに含む。
【００１２】
さらなる実施形態によれば、燃料電池スタックアセンブリを形成する方法が、各々が、第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および活性領域を有するＭＥＡを含む、いくつかの燃料電池アセンブリを提供する工程を含む。位置合せ開口が、ＭＥＡ、第１のフローフィールドプレート、および第２のフローフィールドプレートの各々に画定される。第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡを、それぞれの位置合せ開口が軸方向に整列するように整列させる。位置合せポストを提供する。この方法は、第１のフローフィールドプレートの位置合せ開口の少なくともいくつかが、２つの位置合せポストを受け、第２のフローフィールドプレートの位置合せ開口の少なくともいくつかが、１つの位置合せポストを受けるように、複数の位置合せポストを複数の位置合せ開口に挿入する工程をさらに含む。
【００１３】
別の実施形態によれば、燃料電池スタックアセンブリを形成する方法が、各々が、第１のフローフィールドプレート、第２のフローフィールドプレート、および活性領域を有するＭＥＡを含む、いくつかの燃料電池アセンブリを提供する工程を含む。位置合せ開口が各ＭＥＡに画定され、いくつかの位置合せ凹部が、第１および第２のフローフィールドプレートの各々の第１の表面に成形される。いくつかの位置合せポストが、第１および第２のフローフィールドプレートの各々の第２の表面に成形される。第１および第２のフローフィールドプレートならびにＭＥＡを、位置合せ開口、位置合せポスト、および位置合せ凹部が、軸方向に整列するように整列させる。この方法は、燃料電池スタックアセンブリの第１および第２の燃料電池アセンブリを、第１のフローフィールドプレートの位置合せポストが、それぞれ、ＭＥＡの位置合せ開口を通って、第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せ凹部内に延在し、第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せポストが、第１の燃料電池アセンブリに隣接して位置決めされた第２の燃料電池アセンブリの第１のフローフィールドプレートの位置合せ凹部内に延在するように配列する工程をさらに含む。
【００１４】
さらなる実施形態によれば、位置合せ開口を、ＭＥＡの非活性領域内以外の位置でＭＥＡに画定してもよい。一般に、位置合せ開口および位置合せポストは、ＭＥＡ上のどこでも位置してもよいが、好ましくは、ＭＥＡの非活性領域内に位置する。一般に望ましくないが、１つ以上の位置合せ開口、位置合せ凹部、および／または位置合せポストが、ＭＥＡの活性領域、またはそうでなければＭＥＡの活性領域内に含めることができる領域内に位置してもよい。
【００１５】
本発明の上記概要は、本発明の各実施形態またはあらゆる実現を説明することが意図されていない。本発明のより完全な理解とともに、利点および達成が、添付の図面と関連して、次の詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって、明らかになり、理解されるであろう。
【００１６】
本発明は、さまざまな修正例および代替形態が可能であるが、その特定のものが、図面に例として示されており、詳細に説明される。しかし、その意図は、本発明を、説明される特定の実施形態に限定することではないことが理解されるべきである。それどころか、その意図は、特許請求の範囲によって規定されるような本発明の範囲内である修正例、均等物、および代替例をすべて網羅することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
例示された実施形態の次の説明において、本明細書の一部を形成し、本発明を実施してもよいさまざまな実施形態が例示として示されている添付の図面を参照する。これらの実施形態を用いてもよく、また、本発明の範囲から逸脱することなく、構造変更を行ってもよいことが理解されるべきである。
【００１８】
本発明は、燃料電池スタック内の燃料電池アセンブリ整列に備える位置合せ機構を組入れる燃料電池アセンブリに関する。本発明の実施形態は、個別の燃料電池内の構成要素の電池内整列に備える位置合せ方法、および、さらに、燃料電池スタックの燃料電池間の電池間整列に関する。位置合せを、また、エンドプレートでの電池位置合せに適用してもよい。本発明による位置合せ方法を組入れることは、有利に、電池内整列および電池間整列のための別個の位置合せ機構の必要をなくすことなどによって、燃料電池／燃料電池スタック構成要素整列を簡単にする。
【００１９】
一実施形態によれば、燃料電池スタックの各燃料電池アセンブリは、フローフィールドプレートの対と、それらの間に配置された膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）とを含む。位置合せ開口が、スタックの各燃料電池アセンブリのフローフィールドプレートおよびＭＥＡに設けられる。ＭＥＡに設けられた位置合せ開口は、ＭＥＡの非活性位置に位置する。位置合せポストは、いくつかの別々のプレス嵌め位置において位置合せ開口の内面と接触するように構成される。２つ以上の別々の位置における位置合せ開口と位置合せポストとの間のプレス嵌め接触界面を達成するために、位置合せポストの外面は、位置合せ開口の内面と異なる形状を有する。個別の燃料電池アセンブリのフローフィールドプレートおよびＭＥＡの位置合せ開口内の位置合せポストの設置は、対のフローフィールドプレートに対するＭＥＡの電池間整列をもたらす。
【００２０】
燃料スタック内の電池から電池への整列も、本発明の位置合せ機構の使用によって達成される。１つの方法によれば、第１の燃料電池アセンブリの燃料電池構成要素の電池内整列に備える位置合せポストは、また、隣接して位置決めされた第２の燃料電池のための位置合せ機構として役立つ。１つの構成において、位置合せポストは、第１の燃料電池アセンブリから突出し、第２の燃料電池アセンブリの対応する位置合せ開口と係合するように構成される。第２の燃料電池アセンブリの燃料電池構成要素の電池内整列をもたらす第２の電池アセンブリの位置合せポストは、第３の燃料電池アセンブリの対応する位置合せ開口と係合するように構成される。この位置合せ方法を、燃料電池スタックを画定する任意の数の燃料電池アセンブリのために用いてもよい。
【００２１】
別の構成において、位置合せポストを、燃料電池スタックの、２つ、３つ、またはそれより多い燃料電池アセンブリのための電池内および電池間位置合せをもたらすように構成してもよい。たとえば、１組の位置合せポストを使用して、燃料電池スタックのすべての燃料電池アセンブリのための電池内および電池間位置合せをもたらしてもよい。さらなる例として、２つ、３つ、またはそれより多い組の位置合せポストを使用して、多数の電池アセンブリ（ＭＣＡ）と呼ばれる燃料電池アセンブリの対応する組のための電池内および電池間位置合せをもたらしてもよい。第１の組の位置合せポストを、２つまたは３つの燃料電池アセンブリ（ＭＣＡ）のための電池内および電池間位置合せをもたらすように構成してもよく、第２の組の位置合せポストを、付加的な２つまたは３つの燃料電池アセンブリ（ＭＣＡ）のための電池内および電池間位置合せをもたらすように構成してもよい。この例示的な例における２組の燃料電池アセンブリまたはＭＣＡを、第１のＭＣＡの位置合せポストが第２のＭＣＡの対応する位置合せ開口と位置合せするように、組立てて燃料電池スタックを形成してもよい。
【００２２】
別の構成によれば、位置合せポストを、燃料電池サブアセンブリ間の位置合せをもたらすように構成してもよい。１つの構成において、第１の燃料電池サブアセンブリを、第１のフローフィールドプレートと、第１のＭＥＡとを含み、第１の組の位置合せポスト（たとえば、２つの位置合せポスト）が、第１のフローフィールドプレートおよび第１のＭＥＡの対応する位置合せ開口内に位置決めされるように画定してもよい。第２の燃料電池サブアセンブリを、第２のフローフィールドプレートと、第２のＭＥＡとを含み、第２の組の位置合せポストが、第２のフローフィールドプレートおよび第２のＭＥＡの対応する位置合せ開口内に位置決めされるように画定してもよい。この例示的な例における第２のフローフィールドプレートはバイポーラ構成を有してもよく、第２のフローフィールドプレートの第１の表面が、第１の燃料電池サブアセンブリの第１のＭＥＡに隣接して位置することができ、第２のフローフィールドプレートの第２の表面が、第２の燃料電池サブアセンブリの第２のＭＥＡに隣接して位置する。
【００２３】
第１の組の位置合せポストは、第１のフローフィールドプレートおよび第１のＭＥＡのための位置合せをもたらし、第２の組の位置合せポストは、第２のフローフィールドプレートおよび第２のＭＥＡのための位置合せをもたらす。第１の組の位置合せポストは、第２の燃料電池サブアセンブリの位置合せ開口と係合するように構成される。第２の組の位置合せポストは、第３の燃料電池サブアセンブリの位置合せ開口と係合するように構成してもよい。任意の望ましい数の燃料電池アセンブリの燃料電池スタックを画定するために、任意の数の燃料電池サブアセンブリを構成し組立ててもよいことを理解することができる。燃料電池スタックの端部を画定するフローフィールドプレートが、典型的には、モノポーラフローフィールドプレートとして構成されることが認められる。
【００２４】
別の実施形態によれば、位置合せポストおよび位置合せ凹部は、フローフィールドプレートに直接成形される。第１のフローフィールドプレートの位置合せポストは、第１の燃料電池アセンブリの第１のＭＥＡに設けられた位置合せ開口と整列し、これらを通る。位置合せポストは、第２のフローフィールドプレートの位置合せ凹部によって受けられる。第２のフローフィールドプレートの位置合せポストは、第２の燃料電池アセンブリを燃料電池スタックに加えるための、視覚的に認知できる位置決めおよび極性（すなわち、アノード側対カソード側）識別特徴を提供する。第１の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せポストは、第２の燃料電池アセンブリの第１のフローフィールドプレートの位置合せ凹部と整列し、これらの中に入る。
【００２５】
第１のフローフィールドプレートの位置合せポストは、第２の燃料電池アセンブリの第２のＭＥＡに設けられた位置合せ開口と整列し、これらを通る。位置合せポストは、第２の燃料電池アセンブリの第２のフローフィールドプレートの位置合せ凹部によって受けられる。燃料電池スタックの所望の構成によって、フローフィールドプレートをモノポーラプレートまたはバイポーラプレートとして構成してもよい。成形された位置合せポストは、位置合せ凹部の形状と同じまたは異なった形状を有して、それぞれ、それらの間の連続または不連続プレス嵌め接触界面に備えてもよい。この実施形態による成形された位置合せポストおよび位置合せ凹部は、燃料電池スタックの燃料電池アセンブリおよびサブアセンブリの電池内および電池間位置合せに備える。
【００２６】
本発明による燃料電池位置合せ方法は、アノードおよびカソードフローフィールドプレートの容易に見分けられる識別に備え、これは、燃料電池スタック内の燃料電池アセンブリの適切な組立てを促進する。突出する位置合せポストの存在は、位置合せ凹部または位置合せ開口の存在から容易に見分けられる。採用される特定の識別慣行によっては、各燃料電池アセンブリのアノードプレートまたはカソードプレートを、位置合せポストの存在によって識別してもよい。アノードプレートおよびカソードプレートの他方を、開口／凹部の存在によって識別してもよい。したがって、燃料電池構成要素の位置決め、整列、および識別を、本発明の原理と一致する位置合せ方法を用いることによって促進してもよい。
【００２７】
本発明の位置合せ方法を、さまざまなタイプ、構成、および技術の燃料電池アセンブリおよびスタックに組入れてもよい。典型的な燃料電池が図１ａに示されている。燃料電池は、水素燃料と空気からの酸素とを結合して、電気、熱、および水を発生する電気化学デバイスである。燃料電池は、燃焼を利用せず、したがって、燃料電池は、たとえあるとしても、有害な流出物をほとんど発生しない。燃料電池は、水素燃料および酸素を電気に直接変換し、かつ、たとえば内部燃焼発電機よりはるかに高い効率で動作させることができる。
【００２８】
図１ａに示された燃料電池１０は、アノード１４に隣接した第１の流体輸送層（ＦＴＬ）１２を含む。電解質膜１６がアノード１４に隣接している。カソード１８が電解質膜１６に隣接して位置し、第２の流体輸送層１９がカソード１８に隣接して位置する。動作中、水素燃料が、燃料電池１０のアノード部分に導入され、第１の流体輸送層１２を通り、アノード１４の上を通る。アノード１４において、水素燃料は、水素イオン（Ｈ+）と電子（ｅ-）とに分離される。
【００２９】
電解質膜１６は、水素イオンまたはプロトンのみが、電解質膜１６を通って、燃料電池１０のカソード部分に進むことを可能にする。電子は、電解質膜１６を通ることができず、代わりに、電流の形態で外部電気回路を通って流れる。この電流は、電気モータなどの電気負荷１７に電力供給することができるか、充電式バッテリなどのエネルギー蓄積デバイスに向けることができる。
【００３０】
酸素は、第２の流体輸送層１９を介して、燃料電池１０のカソード側に流入する。酸素がカソード１８の上を通るとき、酸素、プロトン、および電子は、結合して、水および熱を発生する。
【００３１】
図１ａに示されたような個別の燃料電池を、以下で説明されるように、ユニット化燃料電池アセンブリとしてパッケージングすることができる。ユニット化電池アセンブリ（ＵＣＡ）とここで呼ばれるユニット化燃料電池アセンブリを、いくつかの他のＵＣＡと組合せて、燃料電池スタックを形成することができる。ＵＣＡを直列に電気的に接続してもよく、スタック内のＵＣＡの数はスタックの総電圧を定め、各電池の活性表面積は総電流を定める。所与の燃料電池スタックによって発生される総電力は、総スタック電圧に総電流を乗じることによって定めることができる。
【００３２】
いくつかの異なった燃料電池技術を用いて、本発明の原理に従うＵＣＡを構成することができる。たとえば、本発明のＵＣＡパッケージング方法を用いて、プロトン交換膜（ＰＥＭ）燃料電池アセンブリを構成することができる。ＰＥＭ燃料電池は、比較的低温（約１７５°Ｆ／８０℃）で動作し、高電力密度を有し、電力要求のシフトに応じるためにそれらの出力を迅速に変えることができ、たとえば自動車におけるような、迅速な始動が必要とされる用途によく適している。
【００３３】
ＰＥＭ燃料電池に使用されるプロトン交換膜は、典型的には、水素イオンを通す薄いプラスチックシートである。膜は、典型的には、活性触媒である高度に分散した金属粒子または金属合金粒子（たとえば、白金または白金／ルテニウム）で両側にコーティングされる。使用される電解質は、典型的には、固体ペルフルオロ化スルホン酸ポリマーである。固体電解質の使用は、腐食問題および管理問題を低減するので、有利である。
【００３４】
水素は、燃料電池のアノード側に供給され、そこで、触媒は、水素原子が、電子を放出し、水素イオン（プロトン）になることを促進する。電子は、利用することができる電流の形態で移動し、酸素が導入された燃料電池のカソード側に戻る。同時に、プロトンは、膜を通ってカソードに拡散し、そこで、水素イオンは、酸素と再結合され反応して、水を発生する。
【００３５】
膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）は、水素燃料電池などのＰＥＭ燃料電池の中心要素である。上で説明されたように、典型的なＭＥＡは、固体電解質として機能するポリマー電解質膜（ＰＥＭ）（イオン伝導性膜（ＩＣＭ）としても知られている）を含む。
【００３６】
ＰＥＭの１つの面はアノード電極層と接触し、反対側の面はカソード電極層と接触する。各電極層は、典型的には白金金属を含む電気化学触媒を含む。流体輸送層（ＦＴＬ）は、アノード電極材料およびカソード電極材料への、ならびにアノード電極材料およびカソード電極材料からのガス輸送を促進し、かつ、電流を導く。
【００３７】
典型的なＰＥＭ燃料電池において、プロトンが、水素酸化によってアノードで形成され、カソードに輸送されて酸素と反応し、電流が、電極を接続する外部回路内で流れることを可能にする。ＦＴＬは、また、ガス拡散層（ＧＤＬ）またはディフューザ／集電体（ＤＣＣ）と呼んでもよい。アノード電極層およびカソード電極層は、完成されたＭＥＡ内でＰＥＭとＦＴＬとの間に配置される限り、製造の間、ＰＥＭに塗布してもＦＴＬに塗布してもよい。
【００３８】
任意の適切なＰＥＭを本発明の実施に使用してもよい。ＰＥＭは、典型的には厚さが５０μｍ未満、より典型的には４０μｍ未満、より典型的には３０μｍ未満、最も典型的には約２５μｍである。ＰＥＭは、典型的には、ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）（登録商標）（デラウェア州ウィルミントンのデュポン・ケミカルズ（ＤｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ  ＤＥ））およびフレミオン（Ｆｌｅｍｉｏｎ）（登録商標）（日本、東京の旭硝子株式会社（Ａｓａｈｉ  Ｇｌａｓｓ  Ｃｏ．  Ｌｔｄ．，  Ｔｏｋｙｏ，  Ｊａｐａｎ））などの酸官能性フルオロポリマーであるポリマー電解質から構成される。本発明に有用なポリマー電解質は、典型的には、好ましくはテトラフルオロエチレンと１つ以上のフッ素化酸官能性コモノマーとのコポリマーである。
【００３９】
典型的には、ポリマー電解質はスルホネート官能基を有する。最も典型的には、ポリマー電解質はナフィオン（登録商標）である。ポリマー電解質は、典型的には酸当量が１２００以下、より典型的には１１００、最も典型的には約１０００である。
【００４０】
任意の適切なＦＴＬを本発明の実施に使用してもよい。典型的には、ＦＴＬは、炭素繊維を含むシート材料から構成される。ＦＴＬは、典型的には、織布および不織布炭素繊維構造から選択される炭素繊維構造である。本発明の実施に有用であろう炭素繊維構造としては、東レ（Ｔｏｒａｙ）カーボン紙、スペクトラカーブ（ＳｐｅｃｔｒａＣａｒｂ）カーボン紙、ＡＦＮ不織布カーボンクロス、ゾルテック（Ｚｏｌｔｅｋ）カーボンクロスなどを挙げてもよい。ＦＴＬは、炭素粒子コーティング、親水性化（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｚｉｎｇ）処理、およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）でのコーティングなどの疎水性化（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｚｉｎｇ）処理を含めて、さまざまな材料でコーティングまたは含浸させてもよい。
【００４１】
任意の適切な触媒を本発明の実施に使用してもよい。典型的には、炭素担持触媒粒子が使用される。典型的な炭素担持触媒粒子は、５０〜９０重量％の炭素および１０〜５０重量％の触媒金属であり、触媒金属は、典型的には、カソード用のＰｔと、アノード用の２：１の重量比のＰｔおよびＲｕとを含む。触媒は、典型的には、触媒インクの形態でＰＥＭまたはＦＴＬに塗布される。触媒インクは、典型的には、ＰＥＭを構成するポリマー電解質材料と同じであっても同じでなくてもよいポリマー電解質材料を含む。
【００４２】
触媒インクは、典型的には、ポリマー電解質の分散液中の触媒粒子の分散液を含む。インクは、典型的には５〜３０％の固形分（すなわち、ポリマーおよび触媒）、より典型的には１０〜２０％の固形分を含有する。電解質分散液は、典型的には水性分散液であり、これは、アルコール、グリセリンおよびエチレングリコールなどの多価アルコール、またはＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）およびジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの他の溶媒をさらに含有してもよい。水、アルコール、および多価アルコール含有量は、インクのレオロジー特性を変更するように調整してもよい。インクは、典型的には、０〜５０％のアルコールおよび０〜２０％の多価アルコールを含有する。さらに、インクは適切な分散剤０〜２％を含有してもよい。インクは、典型的には、熱とともに撹拌し、その後、コーティング可能なコンシステンシーに希釈することによって製造される。
【００４３】
触媒は、ハンドブラッシング、ノッチバーコーティング、流体ベアリング（ｆｌｕｉｄ  ｂｅａｒｉｎｇ）ダイコーティング、巻線ロッドコーティング、流体ベアリングコーティング、スロット供給ナイフコーティング、３ロールコーティング、またはデカール転写を含む、手動方法および機械方法の両方を含む任意の適切な手段によって、ＰＥＭまたはＦＴＬに塗布してもよい。コーティングは、１回の塗布または複数回の塗布で行ってもよい。
【００４４】
ダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）は、ポリマー膜を電解質として使用する点で、ＰＥＭ電池と同様である。しかし、ＤＭＦＣにおいて、アノード触媒自体が、液体メタノール燃料から水素を引き、燃料改質装置の必要をなくす。ＤＭＦＣは、典型的には、１２０〜１９０°Ｆ／４９〜８８℃の間の温度で動作する。ダイレクトメタノール燃料電池は、本発明の原理に従うＵＣＡパッケージングを行うことができる。
【００４５】
ここで図１ｂを参照すると、ＰＥＭ燃料電池技術に従って実現されたＵＣＡの実施形態が示されている。図１ｂに示されているように、ＵＣＡ２０の膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）２５は、５の構成要素層を含む。ＰＥＭ層２２が、たとえば拡散集電体（ＤＣＣ）またはガス拡散層（ＧＤＬ）などの、１対の流体輸送層２４および２６の間に挟まれる。アノード３０が、第１のＦＴＬ２４と膜２２との間に位置し、カソード３２が、膜２２と第２のＦＴＬ２６との間に位置する。
【００４６】
１つの構成において、ＰＥＭ層２２が、一方の表面上にアノード触媒コーティング３０を含み、他方の表面上にカソード触媒コーティング３２を含むように製造される。この構造は、しばしば、触媒コーティング膜またはＣＣＭと呼ばれる。別の構成によれば、第１のＦＴＬ２４および第２のＦＴＬ２６は、それぞれ、アノード触媒コーティング３０およびカソード触媒コーティング３２を含むように製造される。さらに別の構成において、アノード触媒コーティング３０を、第１のＦＴＬ２４上に部分的に配置し、かつＰＥＭ２２の一方の表面上に部分的に配置することができ、カソード触媒コーティング３２を、第２のＦＴＬ２６上に部分的に配置し、かつＰＥＭ２２の他方の表面上に部分的に配置することができる。
【００４７】
ＦＴＬ２４、２６は、典型的には、炭素繊維紙または不織布材料もしくは織布から製造される。製品構造によっては、ＦＴＬ２４、２６は、一方の側に炭素粒子コーティングを有することができる。上で説明されたようなＦＴＬ２４、２６は、触媒コーティングを含むか除くように製造することができる。
【００４８】
図１ｂに示された特定の実施形態において、ＭＥＡ２５は、第１のエッジシールシステム３４と第２のエッジシールシステム３６との間に挟まれて示されている。フローフィールドプレート４０および４２が、それぞれ、第１のエッジシールシステム３４および第２のエッジシールシステム３６に隣接している。フローフィールドプレート４０、４２の各々は、水素および酸素供給燃料が通るガスフローチャネル４３およびポートのフィールドを含む。図１ｂに示された構成において、フローフィールドプレート４０、４２は、間に１つのＭＥＡ２５が挟まれたモノポーラフローフィールドプレートとして構成される。このおよび他の実施形態のフローフィールドは、２００１年９月１７日に出願された同時係属中の出願０９／９５４，６０１号明細書に開示されたような低横流（ｌｏｗ  ｌａｔｅｒａｌ  ｆｌｕｘ）フローフィールドであってもよい。
【００４９】
エッジシールシステム３４、３６は、さまざまな流体（気体／液体）輸送および反応領域を、互いに汚染することから、かつＵＣＡ２０から不適切に出ることから隔離するために、ＵＣＡパッケージ内の必要なシーリングを提供し、さらに、フローフィールドプレート４０とフローフィールドプレート４２との間の電気絶縁およびハードストップ圧縮制御に備えてもよい。ここで使用されるような「ハードストップ」という用語は、一般に、動作圧力および動作温度下で厚さが著しく変わらない、ほぼまたは実質的に非圧縮性の材料を指す。より詳細には、「ハードストップ」という用語は、一定の厚さまたは歪みにおいてＭＥＡの圧縮を止める、膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）内の実質的に非圧縮性の部材または層を指す。ここで呼ばれるような「ハードストップ」は、イオン伝導膜層、触媒層、またはガス拡散層を意味することが意図されない。
【００５０】
１つの構成において、エッジシールシステム３４、３６は、エラストマー材料から形成されたガスケットシステムを含む。他の構成において、以下で説明されるように、さまざまな選択された材料の、１つ、２つ、またはそれより多い層を使用して、ＵＣＡ２０内の必要なシーリングを提供することができる。他の構成は、その場で形成されたシールシステムを使用する。
【００５１】
図１ｃは、１つ以上のバイポーラフローフィールドプレート５６の使用によって多数のＭＥＡ２５を組入れるＵＣＡ５０を示す。図１ｃに示された構成において、ＵＣＡ５０は、２つのＭＥＡ２５ａおよび２５ｂと、１つのバイポーラフローフィールドプレート５６とを組入れる。ＭＥＡ２５ａは、ＦＴＬ６６ａとＦＴＬ６４ａとの間に挟まれたカソード６２ａ／膜６１ａ／アノード６０ａ層構造を含む。ＦＴＬ６６ａは、モノポーラフローフィールドプレートとして構成されるフローフィールドエンドプレート５２に隣接して位置する。ＦＴＬ６４ａは、バイポーラフローフィールドプレート５６の第１のフローフィールド表面５６ａに隣接して位置する。
【００５２】
同様に、ＭＥＢ２５ｂは、ＦＴＬ６６ｂとＦＴＬ６４ｂとの間に挟まれたカソード６２ｂ／膜６１ｂ／アノード６０ｂ層構造を含む。ＦＴＬ６４ｂは、モノポーラフローフィールドプレートとして構成されるフローフィールドエンドプレート５４に隣接して位置する。ＦＴＬ６６ｂは、バイポーラフローフィールドプレート５６の第２のフローフィールド表面５６ｂに隣接して位置する。Ｎ数のＭＥＡ２５およびＮ−１のバイポーラフローフィールドプレート５６を、１つのＵＣＡ５０に組入れることができることが理解されるであろう。しかし、一般に、１つまたは２つのＭＥＡ５６（Ｎ＝１、バイポーラプレート＝０、またはＮ＝２、バイポーラプレート＝１）を組入れるＵＣＡ５０が、より効率的な熱管理に好ましいと考えられる。
【００５３】
図１ｂおよび図１ｃに示されたＵＣＡ構成は、本発明に関連する使用のために実現することができる２つの特定の機構を表す。これらの２つの機構は、例示のためにのみ提供され、本発明の範囲内になる可能な構成をすべて表すことが意図されない。むしろ、図１ｂおよび図１ｃは、本発明の原理に従ってパッケージングされたユニット化燃料電池アセンブリに選択的に組入れることができるさまざまな構成要素を示すことが意図される。
【００５４】
さらなる例として、さまざまなシーリング方法を用いて、１対のモノポーラフローフィールドプレートの間に配置された１つのＭＥＡを含むＵＣＡの必要なシーリングを提供することができ、また、多数のＭＥＡと、１対のモノポーラフローフィールドプレートと、１つ以上のバイポーラフローフィールドプレートとを含むＵＣＡをシールすることができる。たとえば、モノポーラ構造またはバイポーラ構造を有するＵＣＡを、平坦な固体シリコーンガスケットなどのその場で形成された固体ガスケットを組入れるように構成することができる。
【００５５】
特定の実施形態において、ＵＣＡは、シーリングガスケットを含むことに加えて、ハードストップ機構を組入れることができる。ハードストップは、組込むか、ＵＣＡの内部に配置するか、モノポーラおよび／またはバイポーラフローフィールドプレートに一体化することができる。フローフィールドプレート上に設けられた微細複製パターンおよび余分なガスケット材料のトラップチャネルなどの他の特徴を、ＵＣＡに組入れることができる。ハードストップをＵＣＡパッケージングに組入れることは、有利に、製造の間（たとえば、プレス力）および使用の間（たとえば、外部スタック圧力システム）にＭＥＡに加えられる圧縮力の量を制限する。たとえば、ＵＣＡハードストップの高さを計算して、ＵＣＡ構成の間、３０％などの指定量のＭＥＡ圧縮をもたらすことができ、そのような圧縮は、ハードストップによって指定量に制限される。ハードストップをフローフィールドプレートに組入れることは、また、２つのフローフィールドプレートのための位置合せの助けとして働くことができる。したがって、本発明の燃料電池アセンブリは、特定のＵＣＡ構成に限定されない。
【００５６】
図２において、本発明による位置合せ機構の実施形態が示されている。図２に示された位置合せ機構は、燃料電池スタック内の電池間および電池内位置合せに備える位置合せポストおよび位置合せ開口を使用する。図２は、第１のフローフィールドプレート２０２、第２のフローフィールドプレート２０６、およびそれらの間に位置決めされたＭＥＡ２０４を示す。位置合せ開口２１０が、第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４の周囲コーナに設けられる。一般に、位置合せ開口２１０は、ＭＥＡ２０４の活性領域が位置合せ機構によって衝突されないように、第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４上に配置される。図２において、２つのそのような位置合せ開口２１０が示されている。２つを超える位置合せ開口２１０を設けてもよく、位置合せ開口２１０を、周囲コーナ以外に、第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４の周縁に沿った位置に設けてもよいことが理解される。
【００５７】
図２は、さらに、第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４に設けられた位置合せ開口２１０を通るような寸法にされた位置合せポスト２１２を示す。以下で詳細に説明されるように、位置合せポスト２１２は、いくつかの別々のプレス嵌め位置で位置合せ開口２１０と係合するように構成される。２つ以上の別々のプレス嵌め位置において位置合せポストと位置合せ開口２１２、２１０との間の接触界面を設けることは、適合するジオメトリを有するピンおよび穴を使用する従来のプレス嵌め機構（すなわち、連続した円周／周囲接触界面）に対する他の利点のうち、増加された設置容易さ（たとえば、より小さいポスト／開口挿入力）および低減された製造公差要件に備える。
【００５８】
位置合せポスト２１２がそれぞれの位置合せ開口２１０に挿入されると、第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４は精密整列し、これは、燃料電池スタックの燃料電池アセンブリ内および燃料電池アセンブリ間の適切なシーリングを確実にするために必要である。各燃料電池アセンブリ内の燃料電池構成要素の適切な整列は、燃料電池システムの効率的な動作を確実にするために重要である。
【００５９】
図３は、燃料電池スタック内の隣接して位置決めされた燃料電池アセンブリの間としての電池間整列を示す。図３は、本発明の位置合せ方法を用いて整列される第１のＵＣＡ２０１および第２のＵＣＡ２０３を示す。ＵＣＡ２０１、２０３の各々は、１対のフローフィールドプレート２０２、２０６の間に配置されたＭＥＡ２０４を有するように示されている。第１のＵＣＡ２０１内の電池内構成要素整列は、第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４の各々に設けられた位置合せ開口２１０を通る位置合せポスト２１２の挿入によって達成される。適切に挿入されると、位置合せポスト２１２は第２のフローフィールドプレート２０６の表面から突出する。突出する位置合せポスト２１２は、プレート極性（たとえば、アノード側またはカソード側）の識別、および燃料電池スタックに加えられるべき次のＵＣＡまたはＵＣＡ構成要素の位置決めを促進するための容易に認知できる特徴を提供する。
【００６０】
図３に示された例示的な例において、ＵＣＡ２０１の第２のフローフィールドプレート２０６から突出する位置合せポスト２１２が、第１のフローフィールドプレート第２のＵＣＡ２０３の位置合せ開口２１０と整列するように、ＵＣＡ２０３の第１のフローフィールドプレート２０２はＵＣＡ２０１の上に位置決めされる。この構成において、第２のＵＣＡ２０３が第１のＵＣＡ２０１と係合すると、位置合せポスト２１２は第２のＵＣＡ２０３の位置合せ開口２１０内に突出するが、これらを通って突出しない。第１のＵＣＡ２０１の位置合せポスト２１２の、第２のＵＣＡ２０３の位置合せ開口２０１内への突出は、第１のＵＣＡ２０１および第２のＵＣＡ２０３の間の電池間位置合せおよび整列に備える。
【００６１】
図４は、点線で示された図３のコーナ部分の分解概略図である。図４は、２つの位置合せポスト２１２、２１４とともに、整列された、接する配向のＵＣＡ２０１および２０３を示す。第１の位置合せポスト２１２は、ＵＣＡ２０１の第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４の位置合せ開口２１０を通って示されている。第１の位置合せポスト２１２の一部が、ＵＣＡ２０１の第２のフローフィールドプレート２０６から突出する。ＵＣＡ２０３の第１のフロープレート２０２は、ＵＣＡ２０１の第１の位置合せポスト２１２の一部がＵＣＡ２０３の位置合せ開口２１０の一部（ＵＣＡ２０１について部分２１６として示された）内に突出するように、ＵＣＡ２０１上に位置決めされる。
【００６２】
第２の位置合せポスト２１４は、ＵＣＡ２０３の第１のフローフィールドプレート２０２の位置合せ開口２１０の残りの部分に挿入される。ＭＥＡ２０４および第２のフローフィールドプレート２０６の位置合せ開口２１０は、第２の位置合せポスト２１４と整列される。適切に設置されると、ＭＥＡ２０４は第１のフローフィールドプレート２０２と接触し、第２のフローフィールドプレート２０６はＭＥＡ２０４と接触して、第２のＵＣＡ２０３を画定する。第２の位置合せポスト２１４の一部が、ＵＣＡ２０３の第２のフローフィールドプレート２０６から突出する。第２の位置合せポスト２１４の突出部分を、別のＵＣＡ（図示せず）の第１のフローフィールドプレートの位置合せ開口、または電池スタックアセンブリのエンドプレート（図示せず）に設けられた凹部によって受けてもよい。
【００６３】
図５は、２つ以上のＵＣＡ２０１、２０３の構成要素に設けられた、軸方向に整列された位置合せ開口２１０が、１つの位置合せポスト２１２を受けてもよい別の位置合せ機構の概略図を示す。図５に示された構成において、１つの位置合せポスト２１２が、２つのＵＣＡ２０１、２０３の位置合せ開口２１０内に設置されて示されている。位置合せポスト２１２の一部がＵＣＡ２０３から突出する。位置合せポスト２１２のこの突出部分を別の対のＵＣＡ（図示せず）構成要素に設けられた位置合せ開口によって受けてもよい。位置合せポスト２１２の長さを、任意の数の燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリの間の電池内および電池間位置合せをもたらすように選択してもよいことが理解されるであろう。位置合せポスト２１２の長さが同じであってもよいし、所与の燃料電池スタックアセンブリに対して変わってもよいことがさらに理解されるであろう。
【００６４】
本発明の位置合せ方法を用いて、燃料電池サブアセンブリ内および燃料電池サブアセンブリ間の整列をもたらしてもよい。この方法に関連して、燃料電池サブアセンブリは、ＵＣＡを画定する構成要素のサブセットを表す。たとえば、および図６の概略図を参照して、位置合せ機構が、１つのフローフィールドプレート２０５およびＭＥＡ２０４によって画定された燃料電池サブアセンブリに関連して示されている。図６は、各々がフローフィールドプレート２０５とＭＥＡ２０４とを含む第１のＵＣＡサブアセンブリ２０１および第２のＵＣＡサブアセンブリ２０３を示す。示されているように、フローフィールドプレート２０５は、上部フローフィールドプレート２０９および下部フローフィールドプレート２０５が１つのプレート構造に組入れられたバイポーラ構成を有する。
【００６５】
ＵＣＡサブアセンブリ２０１の位置合せポスト２１２は、フローフィールドプレート２０５およびＭＥＡ２０４の位置合せ開口２１０内に設置されて、ＵＣＡサブアセンブリ２０１のこれらの構成要素の電池内整列をもたらす。ＵＣＡサブアセンブリ２０３は、位置合せポスト２１２の突出部分がＵＣＡサブアセンブリ２１０のフローフィールドプレート２０５の部分２１６によって受けられるように、ＵＣＡサブアセンブリ２０１上に位置決めされる。第２の位置合せポスト２１４の突出部分を、別のＵＣＡサブアセンブリ（図示せず）のフローフィールドプレート２０５の位置合せ開口２１０、または電池スタックアセンブリのエンドプレート（図示せず）に設けられた凹部によって受けてもよい。
【００６６】
先に説明されたように、位置合せポストおよび対応する位置合せ開口は、いくつかの別々のプレス嵌め位置で嵌合係合するように構成される。別々のプレス嵌め係合位置を有する接触界面を、位置合せポストのジオメトリと異なるジオメトリを有する位置合せ開口の使用によって達成してもよい。位置合せ開口と位置合せポストとの間のこの適合しない幾何学的関係は、従来のプレス嵌め機構に対する、接触界面の設計の向上された柔軟性、低減されたポスト／開口挿入力による増加された設置容易さ、およびより低い製造公差要件に備える。
【００６７】
一般的に言うと、本発明の位置合せ機構は、位置合せポストを受けるように実現された位置合せ開口の形状と異なる形状を有する位置合せポストの使用によって達成される。より詳細には、位置合せポストの各々は、位置合せ開口の内面の形状と形状が異なる外面を有する。接触表面プロファイルのこの差は、いくつかの別々のプレス嵌め位置を有する接触界面に備える。
【００６８】
１つの構成において、位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面のうちの少なくとも１つの形状が、たとえば、凸曲線形状を画定してもよい。位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面のうちの少なくとも１つの形状が、また、２つ以上の凹状部分または突出部分を含む略曲線形状を画定してもよい。別の構成において、位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面のうちの少なくとも１つの形状が、円形または楕円形形状を画定してもよい。たとえば、位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面の一方の形状が円を画定してもよく、位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面の他方の形状が楕円を画定してもよい。
【００６９】
位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面のうちの少なくとも１つの形状が多角形を画定してもよい。たとえば、位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面の一方の形状が第１の多角形を画定してもよく、位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面の他方の形状が第２の多角形を画定してもよい。さらなる例として、位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面の一方の形状が多角形を画定してもよく、位置合せ開口の内面および位置合せポストの外面の他方の形状が円または楕円を画定してもよい。位置合せ開口の内面の形状は、また、三角形を画定してもよく、位置合せポストの外面は円を画定してもよい。他の例示的な位置合せポスト構成としては、テーパ形状または楔形状を有するものが挙げられる。
【００７０】
１つの特定の構成において、位置合せ開口の内面の形状は円を画定してもよく、位置合せポストは、いくつかの突出部がコア部材から外方に突出するコア部材を画定してもよい。位置合せポストは、中実コア部材または中空コア部材を含むことができる。たとえば、位置合せポストは、中空外側部材と、中実コア部材とを含んでもよく、中空外側部材は、中実コア部材を受けるように構成される。
【００７１】
別の方法において、位置合せポストは、圧縮性中空外側部材と、中実コア部材とを含む。中実コア部材は、中空外側部材の内径より大きい外径を有する。中実コア部材が中空外側部材内に位置決めされると、中実コア部材は中空外側部材を圧縮可能に変形する。
【００７２】
図７〜１４は、上で説明されたような、位置合せポストと位置合せ開口との間の別々のプレス嵌め係合位置を有する接触界面に備えるさまざまな位置合せ機構を示す。これらの構成が非限定的な例示的な目的のためにのみ与えられ、位置合せポストと位置合せ開口との間の別々のプレス嵌め接触位置に備える、無数の他の形状、サイズ、および係合構成が企図されることが理解される。
【００７３】
図７および図８は、三角形形状を有する位置合せ開口２１０、および円形形状を有する位置合せポスト２１２によって画定された位置合せ機構を示す。この位置合せ機構は、位置合せ開口２１０と位置合せポスト２１２との間の３つの別々のプレス嵌め位置に備える。図７において、位置合せポスト２１２は中空であり、これは、位置合せ開口２１０内の位置合せポスト２１２のより大きい圧縮に備える。中空位置合せポスト２１２の使用は、また、低減された製造公差要件に備える。１つの特定の構成において、ＵＣＡ内およびＵＣＡ間の位置整列を向上させるために、中実またはそうでなければ剛性の部材を、図７の中空位置合せポスト２１２に挿入してもよい。
【００７４】
図９〜１４は、さまざまな構成を有するさまざまな位置合せ機構を示す。図９は、円形断面を有する位置合せ開口２１０、および三角形断面を有する位置合せポスト２１２によって画定された位置合せ機構を示す。図１０および図１１は、円形断面を有する位置合せ開口２１０、および星形断面を有する位置合せポスト２１２を示す。図１０の位置合せポスト２１２は中実であり、図１１の位置合せポスト２１２は中空である。図１２は、円形断面を有する位置合せ開口２１０、および楕円形断面を有する位置合せポスト２１２を示す。図１３は、楕円形断面を有する位置合せ開口２１０、および円形断面を有する位置合せポスト２１２を示す。図１４は、正方形断面を有する位置合せ開口２１０、および十字形断面を有する位置合せポスト２１２を示す。
【００７５】
ここで図１５〜１７を参照すると、２つのＵＣＡ２０１、２０３の間に画定された位置合せ機構の実施形態が示されている。この実施形態において、第１のＵＣＡ２０１および第２のＵＣＡ２０３は、各々、三角形の位置合せ開口２１０を組入れる。各位置合せ開口２１０は、開口２１０の入口部分および出口部分のリードイン２３０を含むように示されている。リードイン２３０は、間に接触領域２３２が画定される、開口２１０の入口部分および出口部分における傾斜領域として示されている。この構成において、リードイン２３０はチャンファリードインである。接触領域２３２は、位置合せポスト２１２と係合するような寸法にされる。この構成において、位置合せポスト２１２は、コア部分と、リブ部分２２０とを含む。リブ２２０は、好ましくは、位置合せポスト２１２が位置合せ開口２１０に挿入されると圧縮するように、コンプライアントである。リブ２２０は、好ましくは、位置合せポスト２１２が位置合せ開口２１０内に設置されると、２つ以上のリブ２２０が接触領域２３２と接触するように隔置される。
【００７６】
図１８および図１９は、本発明の位置合せ機構の別の実施形態を示す。この機構において、第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４に設けられた位置合せ開口２１０は、中空位置合せインサート２４０と位置合せポスト２１２とを含む多部品位置合せポスト機構を受けるような寸法にされる。位置合せインサート２４０は、位置合せ開口２１０の断面形状と異なる断面形状を有する。
【００７７】
１つの組立て方法によれば、第１のフローフィールドプレート２０２および第２のフローフィールドプレート２０６ならびにＭＥＡ２０４の位置合せ開口２１０を軸方向に整列させ、位置合せインサート２４０をそれぞれの位置合せ開口２１０内に前進させる。位置合せポスト２１２を位置合せインサート２４０に挿入し、これは、位置合せインサート２４０を位置合せ開口２１０の内壁に対して圧縮する。図１９は、４の位置合せインサート２４０およびポスト２１２の、対応する位置合せ開口２１０内の設置を示す。示されているように、位置合せポスト２１２の各々は、第２のフローフィールドプレート２０６から突出し、隣接して位置決めされたＵＣＡの位置合せインサート２４０によって受けてもよい。位置合せポスト２１２のみが、第２のフローフィールドプレート２０６から突出して示されているが、位置合せポスト２１２を除いてまたは位置合せポスト２１２に加えて、位置合せインサート２４０を、第２のフローフィールドプレート２０６から突出するように構成することが望ましいであろう。
【００７８】
図２０〜２２は、本発明による位置合せ方法の別の実施形態を示す。図２２は、図２０および図２１の位置合せ機構のより詳細な概略図である。この実施形態によれば、位置合せ機構はフローフィールドプレートに成形される。この実施形態による成形された位置合せポストおよび位置合せ凹部は、燃料電池スタックの燃料電池アセンブリおよびサブアセンブリの電池内および電池間位置合せに備える。成形された位置合せ機構の使用は、燃料電池構成要素組立ての間に位置合せポストを対応する位置合せ開口に挿入する二次的な組立てプロセスを不要にする。
【００７９】
図２０〜２２に示されているように、位置合せポスト３１２および位置合せ凹部３１６は、フローフィールドプレート３０２、３０６に直接成形される。第１のフローフィールドプレート３０２ａの位置合せポスト３１２は、ＵＣＡ３０１のＭＥＡ３０４ａに設けられた位置合せ開口３１０（図２１および図２２に示された）と整列し、これらを通る。第１のフローフィールドプレート３０２ａの位置合せポスト３１２は、ＵＣＡ３０１の第２のフローフィールドプレート３０６ａの位置合せ凹部３１６によって受けられる。第２のフローフィールドプレート３０６ａの位置合せポスト３１２は、ＵＣＡ３０１から突出し、別のＵＣＡ、たとえばＵＣＡ３０３を、ＵＣＡ３０１を含む燃料電池スタックに加えるための、視覚的に認知できる位置決めおよび極性識別特徴を提供する。
【００８０】
ＵＣＡ３０３の第２のフローフィールドプレート３０６ａの位置合せ凹部３１６が、ＵＣＡ３０１から突出する位置合せポスト３１２を受けるように、ＵＣＡ３０３の第１のフローフィールドプレート３０２ｂを移動させてＵＣＡ３０１の第２のフローフィールドプレート３０６ａと接触させる。第１のフローフィールドプレート３０２ｂの位置合せポスト３１２は、ＵＣＡ３０３のＭＥＡ３０４ｂに設けられた位置合せ開口３１０（図２１および図２２に示された）と整列し、これらを通る。第１のフローフィールドプレート３０２ｂの位置合せポスト３１２は、ＵＣＡ３０３の第２のフローフィールドプレート３０６ｂの位置合せ凹部３１６によって受けられる。第２のフローフィールドプレート３０６ｂの位置合せポスト３１２は、ＵＣＡ３０３から突出し、別のＵＣＡ（図示せず）を、ＵＣＡ３０１とＵＣＡ３０３とを含む燃料電池スタックに加えるための、視覚的に認知できる位置決めおよび極性識別特徴を提供する。
【００８１】
図２３〜２６は、ここで説明されるような位置合せ機構を有する燃料電池アセンブリを組入れてもよい、さまざまな発電用燃料電池システムを示す。図２３に示された燃料電池システム１０００は、ここでの実施形態によって示されるような燃料電池アセンブリを使用してもよい多くの可能なシステムの１つを示す。
【００８２】
燃料電池システム１０００は、燃料処理装置１００４と、電力セクション１００６と、電力調整装置１００８とを含む。燃料改質装置を含む燃料処理装置１００４は、天然ガスなどの源燃料を受け、源燃料を処理して水素リッチ燃料を発生する。水素リッチ燃料は電力セクション１００６に供給される。電力セクション１００６内で、水素リッチ燃料は、電力セクション９０６に収容された燃料電池スタックのＵＣＡのスタックに導入される。空気の供給も電力セクション１００６に提供され、これは、燃料電池のスタックのための酸素源を提供する。
【００８３】
電力セクション１００６の燃料電池スタックは、ＤＣ電力、使用可能な熱、およびきれいな水を発生する。再生システムにおいて、副産物熱のいくらかまたはすべてを使用して蒸気を発生することができ、蒸気は、燃料処理装置１００４によって、そのさまざまな処理機能を行うために使用することができる。電力セクション１００６によって発生されたＤＣ電力は、電力調整装置１００８に送られ、これは、その後の使用のためＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。ＡＣ電力変換が、ＤＣ出力電力を提供するシステムに含まれる必要はないことが理解される。
【００８４】
図２４は、燃料供給ユニット１１０５と、燃料電池電力セクション１１０６と、電力調整装置１１０８とを含む燃料電池電力供給１１００を示す。燃料供給ユニット１１０５は、燃料電池電力セクション１１０６に供給される水素燃料を収容する溜めを含む。電力セクション１１０６内で、水素燃料は、空気または酸素とともに、電力セクション１１０６内に収容された燃料電池スタックのＵＣＡに導入される。
【００８５】
燃料電池電力供給システム１１００の電力セクション１１０６は、ＤＣ電力、使用可能な熱、およびきれいな水を発生する。電力セクション１１０６によって発生されたＤＣ電力は、望ましい場合、ＡＣ電力への変換のため、電力調整装置１００８に送ってもよい。図２４に示された燃料電池電力供給システム１１００を、たとえば、定置式または携帯用ＡＣ発電機またはＤＣ発電機として実現してもよい。
【００８６】
図２５に示された実現例において、燃料電池システムが、燃料電池電力供給によって発生された電力を使用して、電力を提供して、コンピュータを動作させる。図２５と関連して説明されるように、燃料電池電力供給システムは、燃料供給ユニット１２０５と、燃料電池電力セクション１２０６とを含む。燃料供給ユニット１２０５は、水素燃料を燃料電池電力セクション１２０６に提供する。電力セクション１２０６の燃料電池スタックは、デスクトップまたはラップトップコンピュータなどのコンピュータ１２１０を動作させるために使用される電力を発生する。
【００８７】
図２６に示された別の実現例において、燃料電池電力供給からの電力を使用して、自動車１３１０を動作させる。この構成において、燃料供給ユニット１３０５が、水素燃料を燃料電池電力セクション１３０６に供給する。電力セクション１３０６の燃料電池スタックは、自動車の駆動機構１３１０に結合されたモータ１３０８を動作させるために使用される電力を発生する。
【００８８】
本発明のさまざまな実施形態の先の説明は、例示および説明のために提示された。余すところがないこと、または本発明を開示された厳密な形式に限定することは意図されていない。上記教示に鑑み、多くの修正および変更が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ、特許請求の範囲によって限定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１ａ】燃料電池およびその構成層の図である。
【図１ｂ】本発明の実施形態による、モノポーラ構成を有するユニット化電池アセンブリを示す。
【図１ｃ】本発明の実施形態による、モノポーラ／バイポーラ構成を有するユニット化電池アセンブリを示す。
【図２】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図３】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図４】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図５】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図６】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図７】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口のさまざまな例示的な構成を示す。
【図８】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口のさまざまな例示的な構成を示す。
【図９】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口のさまざまな例示的な構成を示す。
【図１０】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口のさまざまな例示的な構成を示す。
【図１１】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口のさまざまな例示的な構成を示す。
【図１２】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口のさまざまな例示的な構成を示す。
【図１３】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口のさまざまな例示的な構成を示す。
【図１４】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口のさまざまな例示的な構成を示す。
【図１５】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図１６】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図１７】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポストおよび位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図１８】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポスト、位置合せインサート、および位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図１９】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための位置合せポスト、位置合せインサート、および位置合せ開口を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図２０】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための、フローフィールドプレートに成形された位置合せポストおよび位置合せ凹部を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図２１】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための、フローフィールドプレートに成形された位置合せポストおよび位置合せ凹部を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図２２】本発明による、燃料電池構成要素および燃料電池アセンブリを整列させるための、フローフィールドプレートに成形された位置合せポストおよび位置合せ凹部を組入れる位置合せ機構の実施形態を示す。
【図２３】本発明の位置合せ機構を使用する１つ以上の燃料電池スタックを使用してもよい燃料電池システムを示す。
【図２４】本発明の位置合せ機構を使用する１つ以上の燃料電池スタックを使用してもよい燃料電池システムを示す。
【図２５】本発明の位置合せ機構を使用する１つ以上の燃料電池スタックを使用してもよい燃料電池システムを示す。
【図２６】本発明の位置合せ機構を使用する１つ以上の燃料電池スタックを使用してもよい燃料電池システムを示す。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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2007510279.tif 000032
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