(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス及びオキシダントガスが供給される燃料電池と共に用いられる２極分離器であって、
それぞれ燃料ガス及びオキシダントガスと共存できる第１表面及び第２表面を表裏に有する板であって、中央領域と、互いに前記中央領域の反対側にある第１側辺及び第２側辺から広がり、互いに反対側にある第１溝状くぼみ及び第２溝状くぼみと、互いに前記中央領域の反対側にある第３側辺及び第４側辺から広がり、互いに反対側にある第３溝状くぼみ及び第４溝状くぼみとを有し、前記板の前記第１表面は、前記中央領域における一方の表面の範囲及び前記第１、第２、第３及び第４溝状くぼみの内表面の範囲を定め、前記板の前記第２表面は、前記中央領域における前記一方の表面の反対面となる、前記中央領域における他方の表面の範囲及び前記第１、第２、第３及び第４溝状くぼみの外表面の範囲を定め、前記中央領域は、前記第３側辺及び第４側辺において、第３溝状くぼみ及び第４溝状くぼみが中央領域の前記一方の表面に対向しかつ接触するように曲げられた板から成る２極分離器。
【請求項２】
前記第１表面がニッケルを含み、前記第２表面がステンレス鋼を含む、請求項１の２極分離器。
【請求項３】
１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域が貫通穴を有する、請求項１の２極分離器。
【請求項４】
１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域は、前記貫通穴を通して電解質を浸透させることによって電解質を散布させるようにした、請求項３の２極分離器。
【請求項５】
１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域内に配置される電解質をさらに含む、請求項４の２極分離器。
【請求項６】
前記１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域の各々に配置される多孔性セラミックベッドであって、前記電解質を含みかつ前記ベッドが配置される溝状くぼみに電解質を保持する多孔性セラミックベッドをさらに含む、請求項５の２極分離器。
【請求項７】
前記第１及び第２溝状くぼみ領域内に受承されるようになっており、各々がチャンネル手段を有する第１スペーサ要素及び第２スペーサ要素を含む、請求項３の２極分離器。
【請求項８】
１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域は、前記貫通穴を通して電解質を浸透させることによって電解質を吸収するようにした、請求項３の２極分離器。
【請求項９】
電解質を吸収するようにした前記１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域内に配置された電解質吸収材料をさらに含む、請求項８の２極分離器。
【請求項１０】
前記電解質吸収材料はセラミックである、請求項９の２極分離器。
【請求項１１】
前記セラミックはγ-LiAlO2又はAl2O3のいずれかである、請求項１０の２極分離器。
【請求項１２】
前記板は矩形であり、
前記中央領域は矩形であり、
前記第１及び第２溝状くぼみ領域は、互いに前記矩形中央領域の反対側となる第１対上にあり、
前記第３及び第４溝状くぼみ領域は、互いに前記矩形中央領域の反対側となる第２対上にある、請求項１の２極分離器。
【請求項１３】
燃料ガス及びオキシダントガスが供給される燃料電池組立体であって、
少なくとも第１の２極分離器は、各２極分離器が、
それぞれ燃料ガス及びオキシダントガスと共存できる第１表面及び第２表面を表裏に有する板であって、中央領域と、互いに前記中央領域の反対側にある第１側辺及び第２側辺から広がり、互いに反対側にある第１溝状くぼみ及び第２溝状くぼみと、互いに前記中央領域の反対側にある第３側辺及び第４側辺から広がり、互いに反対側にある第３溝状くぼみ及び第４溝状くぼみとを有し、前記板の前記第１表面が、前記中央領域における一方の表面の範囲及び前記第１、第２、第３及び第４溝状くぼみの内表面の範囲を定め、前記板の前記第２表面が、前記中央領域における前記一方の表面の反対面となる前記中央領域における他方の表面の範囲及び前記第１、第２、第３及び第４溝状くぼみの外表面の範囲を定め、前記中央領域が、前記第３側辺及び第４側辺において、第３溝状くぼみ及び第４溝状くぼみが中央領域の前記一方の表面に対向しかつ接触するように曲げられる板と、
前記第１の２極分離器の前記板における、前記第３溝状くぼみ領域と第４溝状くぼみ領域との間で、前記第１溝状くぼみ領域の端部及び第２溝状くぼみ領域の端部まで広がるアノード要素であって、前記第１の２極分離器の前記板における前記第１表面に対向し、前記アノード要素に対する燃料ガスを受け入れるチャンネルを定めるアノード要素とから成る燃料電池組立体。
【請求項１４】
前記アノード要素に接触し、前記第１の２極分離器の前記板における前記第１溝状くぼみ領域の端部と第２溝状くぼみ領域の端部まで、及び前記第１の２極分離器の前記板における第３側辺及び第４側辺まで広がる電解質要素と、
前記電解質要素に接触するカソード要素であって、前記第１溝状くぼみ領域と第２溝状くぼみ領域との間及び前記第１の２極分離器の前記板における前記第３側辺及び第４側辺まで広がるカソード要素とをさらに含む、請求項１３の燃料電池組立体。
【請求項１５】
前記第１の２極分離器の前記板における前記第１表面がニッケルを含み、前記第２表面がステンレス鋼を含む、請求項１４の燃料電池組立体。
【請求項１６】
前記第１の２極分離器の前記板における１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域が貫通穴を有する、請求項１４の燃料電池組立体。
【請求項１７】
前記第１の２極分離器の前記板における１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域が、前記貫通穴を通して電解質を浸透させることによって電解質を散布させるようにした、請求項１６の燃料電池組立体。
【請求項１８】
前記第１の２極分離器の前記板における前記１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域内に配置される電解質をさらに含む、請求項１７の燃料電池組立体。
【請求項１９】
前記１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域の各々に配置される多孔性セラミックベッドであって、前記電解質を含みかつ前記ベッドが配置される溝状くぼみに電解質を保持する多孔性セラミックベッドをさらに含む、請求項１８の燃料電池組立体。
【請求項２０】
前記アノード要素は、前記第１の２極分離器の前記板における前記中央領域の前記第１側辺と第２側辺との間に広がる第１部分と、前記第１の２極分離器の前記板における前記第１溝状くぼみ及び第２溝状くぼみ領域に接触しかつその中に受承される第１及び第２スペーサ部分とをさらに含み、前記第１部分及び前記第１スペーサ部分及び第２スペーサ部分が互いに同一平面をなす、請求項１６の燃料電池組立体。
【請求項２１】
前記第１の２極分離器の前記板における１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域は、前記貫通穴を通して電解質を浸透させることによって電解質を吸収するようにした、請求項１６の燃料電池組立体。
【請求項２２】
電解質を吸収するようにした前記１以上の前記第１及び第２溝状くぼみ領域内に配置された電解質吸収材料をさらに含む、請求項２１の燃料電池組立体。
【請求項２３】
前記電解質吸収材料がセラミックである、請求項２２の燃料電池組立体。
【請求項２４】
前記セラミックがγ-LiAlO2又はAl2O3のいずれかである、請求項２３の燃料電池組立体。
【請求項２５】
前記第１の２極分離器の前記板が矩形であり、
前記第１の２極分離器の前記中央領域が矩形であり、
前記第１及び第２溝状くぼみ領域が、互いに前記矩形中央領域の反対側となる第１対の側辺にあり、
前記第３及び第４溝状くぼみ領域が、互いに前記矩形中央領域の反対側となる第２対の側辺にある、請求項１４の燃料電池組立体。
【請求項２６】
前記アノード要素は、アノード電極及び前記アノード電極に取付けられるアノードチャンネル手段を含み、該アノード電極が前記電解質要素と接触し、前記アノードチャンネル手段が前記第１の２極分離器の前記第１表面に接触し、かつ、燃料ガスを受承するチャンネルを定め、
前記カソード要素はカソード電極及び前記カソード電極に取付けられるカソードチャンネル手段を含み、該カソード電極が前記電解質要素と接触する、請求項１４の燃料電池組立体。
【請求項２７】
第２の２極分離器が前記カソード要素に隣接し、前記第２の２極分離器の第２表面が該カソードチャンネル手段に接触し、かつ、オキシダントガスを受承するチャンネルを定める、請求項２６の燃料電池組立体。
【請求項２８】
前記アノードチャンネル手段がアノード集電装置を含み、前記カソードチャンネル手段がカソード集電装置を含む、請求項２７の燃料電池組立体。
【請求項２９】
前記アノード要素及びアノードチャンネル手段が、第１部分と第１及び第２スペーサ部分とに区分され、前記第１部分が前記第１の２極分離器の前記板における中央領域に接触し、前記第１部分と第１スペーサ部分及び第２スペーサ部分が前記第１の２極分離器の前記板における第２溝状くぼみに接触すると共にそれに受承される、請求項２７の燃料電池組立体。
【請求項３０】
前記第１部分と第１及び第２スペーサ部分が互いに同一平面をなすと共に２極分離板におけるアノード区画の中央領域をなす、請求項２７の燃料電池組立体。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、燃料電池組立体に関し、特にこのような組立体で用いる改良された２極分離器に関する。
典型的な燃料電池組立体では、燃料電池堆積体を形成するために燃料電池単体が次々と積み重ねられる。各燃料電池単体は、陰極（アノード）及び陽極（カソード）構成要素間に挟まれた電解質要素を含む。陰極及び陽極要素がまた、アノード及びカソード電極並びに波状のアノード及びカソード集電装置を含む。陰極要素の一面が電解質要素に接触し、同時に他面が陰極集電装置に接触する。同様に、陽極要素の一面が電解質要素に接触し、同時に他面が陽極集電装置に接触する。
次いで、第１及び第２分離板がそれぞれ陰極及び陽極集電装置に接触する。２極特性である分離板は、オキシダント（酸化体）ガスと共存できる陽極面及び燃料ガスと共存できる陰極面を有する。このように第１分離板は、その陰極面が陰極要素の陰極集電装置に接触するように位置付けられる。第２分離板がまた、その陽極面が陽極要素の陽極集電装置に接触するように位置付けられる。第１及び第２分離板は、隣接のものと共に陰極及び陽極集電装置と、陰極及び陽極ガスチャンネルとを形成する。これらのチャンネルが、燃料電池単体によって化学的に電気に変換されるそれぞれの燃料及びオキシダントガスを受取る。第１及び第２の２極分離器が燃料電池単体を完成させる一方で、各々が燃料電池堆積体内の前後の燃料電池単体に対する２極分離器として作動する。従って、第１分離板の場合には、その陽極面が前の燃料電池単体の陽極要素の陽極集電装置に接触するであろう。第２分離板の場合には、その陰極面が前の燃料電池単体の陰極要素の陰極集電装置に接触するであろう。
これまで用いられている２極分離器の１形式では、分離器は１面にニッケルクラッド（被覆）されたステンレス鋼板から成る。分離板のステンレス鋼表面は、オキシダントガスと共存できる面であり、一方ニッケル被覆面は燃料ガスと共存できる面である。この分離板は概して高価な複雑な曲げ処理を要し、板の４面の各々を別々に曲げることが必要である。
ニッケル面を上向けることで、互いに反対側にある第１及び第２側辺が上方かつ四方に曲げられ、それらが２つのレールを形成し、各レールのステンレス鋼表面が外向きになるようにされる。これらのレールは、電解質要素と共に湿式シール（密閉体）を形成し、その結果、陰極要素から燃料ガスが漏れるのを防止する。形成されるステンレス鋼シールは、電解質マトリックスに接触するこれらの面が過度に腐食するのを防止するアルミ化層で覆われる。同様に湿式シールは、陽極区画のステンレス鋼表面が燃料ガスによって接触されるのも防止する。さらに、外気環境がこれらのレールに悪影響を及ぼすことはない。その理由は、レールのアルミ化されたステンレス鋼表面がオキシダントガスと共存できるからである。
分離板の第３及び第４側辺は、下方かつ四方に曲げられてさらに２つのレールを形成し、レールのニッケル被覆面が外向きに、即ち、露出するようにされる。これらのレールもまた電解質要素と共に湿式シールを形成する。同シールは、オキシダントガスがオキシダント要素からもれるのを防止すると共に陰極区画のニッケル表面がオキシダントガスに接触するのを防止する。しかし、レールが陽極要素内のオキシダントガスから保護される一方で、レールのニッケル表面は依然として外気環境にさらされる。これが許されるなら、空気中のオキシダントガスはニッケル被覆を酸化かつ腐触させるであろう。アルミ化層でニッケル表面を直接被覆することは、燃料電池作業中に剥離する不安定なアルミ処理ニッケル化合物が形成されるために不首尾であることが証明されている。
従って、これを避けるためにニッケル被覆がレール表面から除去されて下に横たわる電解質オキシダント相溶性ステンレス鋼を露出させ、その後電解質腐蝕保護のためにステンレス鋼がアルミ化するようにされる。しかし、ニッケル被覆に用いられる除去処理は、高価な上に概して環境に有害である。通常用いられる処理は化学エッチングである。
理解できるように、隔離板からニッケル被覆を除去して２極板を曲げる上記手順は、各隔離板、従って、各燃料電池の総合費用を増大させる。従って、これらの手順を低減又は除去することは燃料電池製造にとって極めて有利である。燃料電池単体で遭遇する他の難点は、電解質損失、不良配分である。これは、特に多数の単体が１堆積体内に配列される場合に発生する。作動中燃料電池単体は、蒸発、腐蝕生成物との反応及び概して堆積体の正（カソード）端から負（アノード）端への広がり、即ち、移動により電解質の損失を被る。このような電解質の移動は、堆積体の正端付近の単体で電解質が「飢え」、負端付近のもので過剰電解質が「溢れ」ることに帰着し得る。両状態共に燃料電池（及び堆積体）性能の低下に帰着し、極端な場合には有効作動寿命の短縮に帰着する。
概して単電池電解質は、積重ね組立て前の燃料電池単体の電極細穴容積の一方又は双方に蓄積される。これで、電池電解質量が電極細穴容積によって収容し得るものに制限される。典型的な電池設計に基づく電解質モデル研究では、この量は４０，０００時間の燃料電池作動に対して不十分であると予測している。若干の電解質が陽極側の波状集電装置内に蓄積できるが、これは堆積調節間のオキシダントガス流に対する抵抗の増加に帰着し、それがまた電池及びマニホールドの高背圧に帰着する。もし過剰電解質が活性要素によって吸い上げられないなら、波状材料の加速された腐蝕が生じ得る。従って、電解質損失を被る電池に対する電解質の「貯蔵所」又は燃料電池作動間に電解質を得る電池に対する電解質吸収物質からなる「吸込み（シンク）」のいずれかを与え得る要素を各燃料電池単体内に設けることが非常に望ましい。
従って、本発明の目的は、上記欠点を克服する燃料電池単体用の２極分離器を提供することである。
本発明のさらなる目的は、耐蝕性があると同時に製造上簡単な２極分離器を提供することである。
本発明のさらなる目的は、燃料電池堆積体内で電解質管理を助長する２極分離器を提供することである。
発明の概要
本発明の原理により上記及び他の目的は、それぞれ燃料ガス及びオキシダントガスと共存できる第１表面及び第２表面を表裏に有する板から形成される２極分離器によって実現される。板は、中央領域と、互いに中央領域と反対側にある第１側辺及び第２側辺から広がって互いに反対側にある第１溝状くぼみ領域及び第２溝状くぼみと、互いに中央領域と反対側にある第３側辺及び第４側辺から広がって互いに反対側にある第３溝状くぼみ領域及び第４溝状くぼみとから形成される。中央領域が、第３及び第４側辺区域において第３及び第４溝状くぼみが中央領域に対向しかつ接するように、折り曲げられる。分離器の第１表面が、中央領域の第１表面の範囲及び溝状くぼみの内表面の範囲を定める。同様に、分離器の第２表面が、中央領域の第２反対面の範囲及び溝状くぼみの外表面の範囲を定める。
２極分離器のこの構成のために、分離器は打抜き又は引抜きによって単一曲げ操作で形成できる。さらに、分離器のレールは、環境外気にさらされる表面領域が第２表面で構成される、オキシダントガスと共存できる溝状くぼみによって形成される。従って、分離器の材料を除去する処理は不要である。このように総合的により簡単でより安価な２極分離器が結果的に得られる。
本発明のさらなる面において、２極分離器の第１及び第２溝状くぼみは電解質の散布又は吸収が可能になるようにされる。特に、これらの溝状くぼみには開口が設けられ、開口を通して電解質が散布のために供給されるか若しくは吸収のために受け入れられる。過剰の電解質が累積する電池単体に対しては電解質吸収物質が第１及び第２溝状くぼみ内に配置され得る。過剰の電解質はこのように溝状くぼみ内の開口を通してくぼみ内容物にしみこみ吸収される。一方、電解質が枯渇する電池単体に対しては、過剰電解質が溝状くぼみ内に配置され、電池単体内の電解質が減少するにつれて開口を通して内側からしみだされる。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記及びその他の特徴並びに他の面は添付図と共に以下の詳細な説明を読むことにより一層明らかとなるであろう。
図１Ａ及び１Ｂは、本発明の原理による２極分離器を示す。
図２は、図１Ａ及び１Ｂの２極分離器を形成する段階を示す流れ図である。
図３は、図１Ａ及び１Ｂに示す２極分離器を用いた燃料電池単体の形成を示す。
詳細な説明
図１Ａ及び１Ｂは、本発明の原理による２極分離器１を示す。図示の通り、分離器１は、第１及び第２表面２Ａ及び２Ｂを有する板２から成る。第１表面は燃料ガス（例えば、水素）環境と共存でき、第２表面はオキシダントガス環境と共存できる。典型的に板２は、ステンレス鋼で形成可能である。ステンレス鋼は、オキシダントガスと共存でき、ニッケルのようなもので積層、あるいは、被覆を施される。被覆は、燃料ガスと共存でき、第１表面を形成する。
図から分かる通り、板２は互いに反対側にある第１及び第２側辺３Ａ及び３Ｂ並びに互いに反対側にある第３及び第４側辺３Ｃ及び３Ｄを有する。互いに反対側にある各側辺から広がるのは溝くぼみ、即ち、ボックス状区域である。従って、互いに反対側にある溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂはそれぞれ側辺３Ａ及び３Ｂから広がり、互いに反対側にある溝状くぼみ４Ｃ及び４Ｄはそれぞれ側辺３Ｃ及び３Ｄから広がる。分離器１の燃料ガスと共存できる表面２Ａは、このように中央領域における一方の面の範囲及び溝状くぼみ４Ａ−４Ｄの内表面の範囲を定める。同様に、分離器１のオキシダントガスと共存できる表面２Ｂは、このように中央領域における他方の面の範囲及び溝状くぼみ４Ａ−４Ｄの外表面の範囲を定める。
図１Ｂに示す通り、溝状くぼみ４Ｃ及び４Ｄはまた中央領域３の側辺３Ｃ及び３Ｄの折曲げ線５Ａ及び５Ｂに沿って中央領域をおおいかつその回りに曲げられる。従って、完成された分離器１のこれらの溝状くぼみは、側辺３Ｃ及び３Ｄにおいて中央領域３に対向しかつ接触する。
２極分離器１のこの構成で、溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂはレールを形成する。このレールは、分離器が燃料電池単体内で用いられる時陽極要素のための湿式シールに帰着する。溝状くぼみ４Ｃ及び４Ｄはまた燃料電池単体の陰極要素のためのレールを形成し、それが湿式シールに帰着する。さらに、分離器形成の方法のために外気環境にさらされるレールの全表面は第２表面、即ち、スレンレス鋼部分なのでオキシダントガスと共存できる。その結果、分離器からニッケル被覆を除去することを要せずに湿式シール領域の耐蝕性が維持される。
図１Ａ及び１Ｂの分離器板は、簡単な打抜き又は引抜き操作により、限られた曲げ操作と組み合わせるか又は曲げ操作後に製造することができる。曲げは中央領域３の側辺３Ｃ及び３Ｄについてのみ必要なので、板は２方向のみ長くしておけば良い。さらに、レールの全露出面がオキシダントと共存できる材料製なのでこれを達成するためにレールをさらに処理する必要はない。図２は、分離器板を形成する処理段階を示す。第１段階では、先ず未加工金属片の寸法を合わせる。次いで寸法を合わせた金属片が打抜き及び曲げ工程に運ばれ、そこで溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂ並びに溝状くぼみ４Ｃ及び４Ｄが形成され、所定位置に折曲げられる。これに続き、隣接溝状くぼみの隅継ぎ目が溶接され、次いで露出レール面がアルミ化され、オキシダントと共存できる面に追加の耐蝕性が与えられるようにされる。これで板の処理が完了する。
図３は、図１Ａ及び１Ｂに示すような上部及び下部２極板から成る燃料電池単体１０を示す。燃料電池単体は、陽電極１１Ａから成る陽極要素１１及び陽電極の一方の面に接触する表面を有する陽極集電流装置１１Ｂをさらに含む。陽極要素１１は、上部２極分離器１の中央領域３の長さ及び幅をおおって広がる。特に、要素の縦端部は溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂに接触し、横端部は中央領域３の側辺３Ｃ及び３Ｄにおよぶ。陽極要素１１の高さは、陽極要素１１及び溝状くぼみが同一平面を形成するように溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂの高さと等しい。電解質マトリックス、即ち、タイル１２は、この面全体に接触し、それをおおって広がる。陰電極１３Ａで形成される陰極要素１３及び波状陰極集電流装置１３Ｂがマトリックス要素１２に続く。陰電極１３Ａの一方の面がマトリックス１２に接触し、一方他方の面が陰極集電流装置１３Ｂの一方の面に接触してこれを支持する。陰極集電流装置１３Ｂの他方の面は下部分離器板１の中央領域３上に支えられる。
陰極要素１３は、下部分離器板１の溝状くぼみ４Ｃ及び４Ｄ間を横に広がると共に同板の中央領域の端部３Ａ及び３Ｂまで縦に広がる。スペーサ要素１４及び１５が後者の溝状くぼみ内にはめ込まれ、分離器板１の中央領域３と同一平面をなすようにされる。
スペーサ要素１４及び１５は、純ニッケル又はインコネルシート材料製の分離器部分１４Ａ及び１５Ａ並びに集電流装置部分１４Ｂ及び１５Ｂを含む。要素１４Ｂ及び１５Ｂは、溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂの深さを収容するのに十分な高さを有する。
陰極要素１３は、分離器板の中央領域３と、スペーサ要素１４及び１５の平坦面１４Ａ及び１５Ａとの結合によって形成される平坦面上に位置する。陰極要素１３の陰電極１３Ａは、電解質マトリック１２の下部面を据えるための平坦面を与える。理解できるように、上部分離器板の溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂと、下部分離器板の溝状くぼみ４Ｃ及び４Ｄとはレールとして作動し、これらのレールの表面はマトリックス１２と共に湿式シールを形成する。これらの湿式シールはまた、陰極及び陽極要素と分離器板とによって形成されるガス室からオキシダント及び燃料ガスが漏れるのを妨げ、燃料電池単体からのガスの交差及び流出を防止するようにさせる。さらに、レールの露出面はすべてオキシダントと共存できる材料、即ち、アルミ化ステンレス鋼で形成されるので、環境内の空気による酸化及び腐蝕に対して非常な耐性がある。
本発明のさらなる面によると、本発明の２極分離器は燃料電池単体の電解質管理を促進するためにさらに改変される。これは図３に示され、そこでは、上部及び下部２極分離器１の溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂは、単体の電解質マトリックス１２からの電解質の吸収又は電解質マトリックス１２への散布のいずれかが可能になるようにされる。従って、図３では各分離器１の溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂは、貫通穴６を具備し、貫通穴６を介してマトリックス１２に対して電解質がしみ出されるか又はマトリックス１２からしみ出されることができるような手段を提供する。
もし電池単体１０がある燃料電池堆積状態にならんとし、そこでは、即ち、堆積体の正（カソード）側において単体の電解質が欠乏するなら、溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂは電解質で満たすことができる。この様な場合には、溝状くぼみは燃料電池単体１０の貯蔵所として作動し、電池単体のマトリックス内の電解質が消耗されるにつれて開口６を通して電解質がしみ出す。溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂを満たすのに用いられる電解質は粉末、粒状又はペースト状でよい。さらに、単体の全寿命を通して求められる電解質を電池単体１０に供給するようにさせるために、それは処与の細穴構造の多孔性セラミックベッド（陶磁器床）に含ませ得る。このセラミック材料の細穴構造をマトリックス１２のものより僅かに大きくすることによって、それが最も必要とされる湿式シール領域において開口６を通して電解質がマトリックス内に引き込まれる。これは、過剰電解質に対して敏感に作動し得る陰極又は陽極要素に悪影響を及ぼすことなく行われ、燃料電池作動に要する完全な細穴容積充填を維持するようにされる。
この様に、電解質を要しない堆積作動開始時に電解質を過剰供給しておくことで燃料電池単体１０を溢れさせることなく、必要な時にマトリックス１２に対して電解質が放出される。典型的なデザインに基づけば、全電池電解質の５乃至８％を追加量を追加することで、４０，０００時間の作動量がこの方法で貯蔵し得ることが計算されている。あるいは、燃料電池単体１０が燃料電池堆積状態において、そこでは、即ち、堆積体の負（アノード）側においてそれが電解質で溢れるなら、溝状くぼみ４Ａ及び４Ｂは、過剰電解質に対するシンクとして作動させるためにセラミックのような電解質吸収材料の多孔性部材で満たすことができる。典型的なセラミックはγ-LiAlO2又はAl2O3でよい。
多孔性セラミック部材の細穴構造を電解質のものより僅かに大きくすることによって、マトリックス１２内の過剰電解質は開口６を通してセラミック部材の細穴表面面中にしみ込まれるであろう。部材はこの様に過剰電解質に対してシンクとして作動し、電極の溢れを防止し、その結果生じる性能劣化を防止する。
すべての場合において上記配列は、本発明の適用例を表す多くの可能な特定的実施形態を単に例示するに過ぎないことが理解される。本発明の原理により、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく多くの他の変形配列が容易に考案され得ることは明らかである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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