(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料電池を含むセルスタックアセンブリと、
セルスタックアセンブリの外部の少なくとも一部分の周りに巻き付けられた水蒸気バリアテープと、を備え、
水蒸気バリアテープは、複数のベント穴を含み、これらのベント穴は、ガスが通り抜けるのを可能とするように設けられ、かつ水蒸気をセルスタックアセンブリ内に保持するように充分に小さいことを特徴とする燃料電池装置。
【請求項２】
セルスタックアセンブリは、２つの端部と、これらの端部の間に延びる少なくとも１つの外部側面と、を有し、
水蒸気バリアテープは、前記少なくとも１つの外部側面の周りに巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項３】
水蒸気バリアテープは、前記少なくとも１つの外部側面の全体の周りに巻き付けられていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの外部側面は、４つの側面を含み、
水蒸気バリアテープは、前記４つの側面のそれぞれを覆っていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池装置。
【請求項５】
水蒸気バリアテープは、疎水性であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項６】
水蒸気バリアテープは、ポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項７】
水蒸気バリアテープは、少なくとも一方の面に接着剤を備え、
前記接着剤がセルスタックアセンブリの外部と接触していることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項８】
前記接着剤がアクリル接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池装置。
【請求項９】
水蒸気バリアテープは、複数のセグメントを含み、
各々の前記セグメントが隣接するセグメントに少なくとも部分的に重なっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項１０】
燃料セルスタックアセンブリ内の水分を管理する方法であって、
セルスタックアセンブリ内に水分を保持するように、セルスタックアセンブリの外部の少なくとも一部分を水蒸気バリアテープで覆うことと、
ガスが、水蒸気バリアテープに設けられた複数のベント穴を通って、セルスタックアセンブリから離れる方向で水蒸気バリアテープを通り抜けるのを可能にすることを含み、
前記複数のベント穴は、水蒸気をセルスタックアセンブリ内に保持するように充分に小さいことを特徴とする方法。
【請求項１１】
セルスタックアセンブリは、２つの端部と、これらの端部の間に延びる少なくとも１つの外部側面と、を有し、
水蒸気バリアテープを前記少なくとも１つの外部側面の周りに巻き付けることを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
水蒸気バリアテープを前記少なくとも１つの外部側面の全体の周りに巻き付けることを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの側面が、４つの側面を含み、
前記４つの側面をそれぞれ水蒸気バリアテープで覆うことを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
水蒸気バリアテープは、疎水性であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
水蒸気バリアテープは、ポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
水蒸気バリアテープをセルスタックアセンブリの外部に接着することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
水蒸気バリアテープは、少なくとも一方の面にアクリル接着剤を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
水蒸気バリアテープをセルスタックアセンブリの周りに巻き付け、
巻き付けられた水蒸気バリアテープの各々のセグメントに、隣接する巻き付けられたセグメントを少なくとも部分的に重ねることを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の燃料電池を含むセルスタックアセンブリを備える燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、発電のための電気化学反応を促進する。多くの燃料電池の構成は、燃料電池の作動時に湿潤状態に保たれる多孔質プレートを含む。アイドル状態では、これらのプレートは、プレートの外側面を水蒸気が通過するに従って水分を失うおそれがある。燃料電池アセンブリからの水分の喪失は、水輸送プレートなどの構成要素の乾燥につながりうる。燃料電池アセンブリ内の異なる流体の流れが互いに確実に密封されるように、このような構成要素内に水分を保持することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
燃料電池の構成要素において適切な水分を保持する方法の１つは、これらの構成要素を加湿すること、つまりシステム内に水を導入することである。このような方法は効果的であり得るが、追加のステップを要するとともに、システム内に追加の水を導入することを要し、典型的になんらかのポンプ動作を要する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
例示的な燃料電池装置は、複数の燃料電池を含むセルスタックアセンブリを備える。蒸気バリアテープが、セルスタックアセンブリの外部の少なくとも一部分の周りに巻き付けられる。
【０００５】
燃料セルスタックアセンブリ内の水分を管理する方法は、セルスタックアセンブリ内に水分を保持するように、セルスタックアセンブリの外部の少なくとも一部分を蒸気バリアテープで覆うことを含む。
【０００６】
開示された例の種々の特徴および利点は、以下の詳細な説明によって当業者に明らかになる。詳細な説明に伴う図面は、以下に簡単に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例に従って設計された例示的な燃料電池装置の説明図である。
【図２】図１の例の選択された特徴部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、セルスタックアセンブリ（ＣＳＡ）２０を含む燃料電池装置を示している。複数の独立した燃料電池ユニット２２が、周知のように互いに隣接して配置されている。端部キャップ２４が、燃料電池ユニット２２を所望の配列に保持するのを容易にする。この例では、ＣＳＡ２０を一体に保持するために連結ロッド２６が設けられている。
【０００９】
ＣＳＡ２０の外部の少なくとも一部分が、ＣＳＡ２０内に水分を保持するために蒸気バリアテープ３０で覆われている。この例では、蒸気バリアテープ３０は、燃料電池ユニット２２の外面に巻き付けられている。図示の例では、蒸気バリアテープ３０は、ＣＳＡ２０の全長にわたって燃料電池ユニット２２の外面全体を覆っている。
【００１０】
図示の例では、ＣＳＡ２０は、４つの外部側面を備える全体として矩形の形状を有する。この例では、４つの全ての側面が蒸気バリアテープ３０で覆われている。他のセルスタックアセンブリは、異なる形状を有しうる。図示のテープ３０などの蒸気バリアテープを使用することによる特徴の１つは、種々の外部形状を有する燃料電池を覆うことができることである。
【００１１】
図示の例では、蒸気バリアテープ３０は、ＣＳＡ２０の外部側面に巻き付けられている。図示の例では、蒸気バリアテープ３０の幅は、ＣＳＡ２０の全幅や全長よりも狭い。従って、ＣＳＡ２０の所望の部分にわたって水分を調節するために、蒸気バリアテープ３０の複数のストリップまたはセグメントがＣＳＡ２０に配置される。図２に最もよく示されているように、蒸気バリアテープ３０の隣接するセグメントまたはストリップは、蒸気バリアテープ３０の各々のセグメントが隣接するセグメントに少なくとも部分的に重なるように互いに対して配置された端部３４，３６を有する。この重なりにより、ＣＳＡ２０の全長にわたって適切な蒸気バリアシールが確実に得られる。
【００１２】
蒸気バリアテープ３０は、疎水性で水分を吸収しない。一例では、蒸気バリアテープ３０は、ポリテトラフルオロエチレンを含む。
【００１３】
いくつかの例で使用される蒸気バリアテープは、ＣＳＡ２０の外部に接着固定されるように感圧性接着剤を備える。一例は、アクリル接着剤を備える。当業者であれば、ＣＳＡの特定の形状および材料組成に対してどのような接着剤が効果的であるかが上記の説明から分かるであろう。
【００１４】
図２に最もよく示されているように、例示的な蒸気バリアテープ３０は、ＣＳＡ２０から離れる方向へのガスの移動を可能にする複数のベント穴または貫通孔４０を含む。例えば、ＣＳＡがアイドル状態であると仮定すると、水素や酸素などのガスが、蒸気バリアテープ３０を通り抜けてＣＳＡ２０から漏れ出ることが可能となる。燃料電池の作動時には、ベント穴４０を通してガスは漏れない。穴または貫通孔４０は、ＣＳＡ２０がアイドル状態でも水蒸気がＣＳＡ内に保持されるよう充分に小さい。
【００１５】
図示の例示的な構成は、比較的安価である。蒸気バリアテープ３０を配置するのに特別な工具やプロセスが不要である。蒸気バリアテープ３０は、材料の適切な選択により、ＣＳＡ内に水分をどのように保持するかという課題に対する環境に優しい解決法を提供する。
【００１６】
開示された例の他の特徴は、蒸気バリアテープ３０の一部が損傷した場合に、簡単に修理または交換が可能であるということである。このような修理は、特別な設備なしで現場で行うことができる。
【００１７】
図示の例は、燃料電池を損なうことなく、燃料電池の表面をぬらすこともない。加えて、図示の例示的な構成は、異なる寸法や形状のＣＳＡに対して容易に形成および調整が可能である。
【００１８】
また、図示の例では、所望の水分管理効果を実現するために、特定のテープ形状や配置パターンを用いてＣＳＡ２０を選択的に覆うことができる。
【００１９】
上述の説明は、例示的なものであり、限定的なものではない。開示された例の当業者に明らかな変形や改良は、必ずしも本発明の本質から逸脱しない。本発明に与えられる法的保護の範囲は、以下の請求項の検討によってのみ判断できる。
【図１】
0006370303.tif 000002
【図２】
0006370303.tif 000003