CN103053057B - 燃料电池 - Google Patents
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Abstract
燃料电池（10）的阳极隔板（30）形成：相互平行地排列而在（MEA20）流过燃料气体的多个气体流路（45）；向多个气体流路（45）供给燃料气体的供给流路（42）；从多个气体流路（45）回收燃料气体的回收流路（48），多个气体流路（45）包括将供给流路（42）与回收流路（48）之间连通的气体流路（45a）和供给流路（42）侧被堵塞了的气体流路（45b）。
Description
技术领域
本发明涉及使用反应气体进行电化学发电的燃料电池，特别是涉及在燃料电池内部流过反应气体的气体流路。
背景技术
作为燃料电池，已知有交替层叠在电解质膜两面接合了电极层而得到的多个膜电极接合体（Membrane Electrode Assembly，以下，也称为“MEA”）和将这些膜电极接合体的彼此之间隔离的隔板，利用隔板在MEA的电极面形成流过反应气体的气体流路的燃料电池。
以往，为了利用气体流路的形状提高燃料电池的发电效率，人们提出了将与反应气体的供给侧连通的供给流路和与反应气体的回收侧连通的回收流路以分别设为梳状且相互啮合的方式分离而形成的燃料电池（例如，专利文献1）。
专利文献1：日本特开2005－85626号公报
发明内容
但是，在相互啮合的梳状流路构造中，随着发电而在供给流路内产生的生成水向堵塞梳状供给流路的前端的区域移动而滞留，该滞留的生成水阻碍反应气体对MEA的供给，因此，具有发电性能降低的问题。
本发明鉴于上述课题，目的在于提供一种提高燃料电池的发电性能的技术。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而作出的，可以作为以下的方式或适用例而实现。
（适用例1）适用例1的燃料电池是一种燃料电池，具备：在电解质膜两面接合电极层而得到的膜电极接合体；多个气体流路，在所述膜电极接合体的至少一侧的面上相互并排排列，从反应气体的供给侧朝向回收侧向所述膜电极接合体通流所述反应气体，所述多个气体流路包括：第一气体流路，是将所述供给侧与所述回收侧之间连通的气体流路；第二气体流路，是所述供给侧被堵塞了的气体流路。根据适用例1的燃料电池，能够使反应气体从第一气体流路的供给侧潜入膜电极接合体而向第二气体流路移动，并且抑制第一气体流路的回收侧的生成水的滞留。由此，在多个气体流路中的供给侧，能够提高向膜电极接合体扩散反应气体的气体扩散性能，在多个气体流路中的回收侧，能够抑制生成水的滞留引起的气体扩散性能的降低。其结果，能够提高燃料电池的发电性能。
（适用例2）在适用例1的燃料电池中，可以是，所述多个气体流路设于所述膜电极接合体的阳极侧，以与所述膜电极接合体的阴极侧的氧化气体的流动相对的方向向所述阳极侧通流燃料气体。根据适用例2的燃料电池，通过在阳极侧使燃料气体从第一气体流路的供给侧潜入膜电极接合体而向第二气体流路移动，能够在阴极侧的下游使用比较多的水分加湿燃料气体。
（适用例3）在适用例1或适用例2的燃料电池中，可以是，所述膜电极接合体包括扩散层，使流过所述多个气体流路的反应气体向所述电极层扩散，所述扩散层的所述回收侧的作为反应气体透过的程度的透气度大于所述扩散层的所述供给侧。根据适用例3的燃料电池，能够提高多个气体流路中的回收侧的气体扩散性能。
在适用例3的燃料电池中，所述扩散层的所述回收侧的微孔层厚度也可以小于所述扩散层的所述供给侧。由此，能够容易地实现回收侧比供给侧透气度更大的扩散层。
在适用例3的燃料电池中，所述扩散层也可以包括设于所述供给侧的第一扩散层和设于所述回收侧且透气度比所述第一扩散层大的第二扩散层。由此，能够更容易地实现回收侧比供给侧透气度更大的扩散层。
在适用例3的燃料电池中，所述扩散层的所述回收侧的厚度方向的压缩应力也可以小于所述扩散层的所述供给侧。由此，能够更容易地实现回收侧比供给侧透气度更大的扩散层。
（适用例4）适用例1～适用例3中任一项的燃料电池中，可以是，还具备：从所述多个气体流路回收反应气体的回收流路；突出部，突出设于所述回收流路，使从所述第一气体流路流出的反应气体产生比从所述第二气体流路流出的反应气体更大的压力损失。根据适用例4的燃料电池，通过使第一气体流路的回收侧的压力与第二气体流路的回收侧的压力相比增大，能够使反应气体从第一气体流路的回收侧潜入膜电极接合体而向第二气体流路流动。由此，能够提高多个气体流路的回收侧的气体扩散性能。
（适用例5）适用例1～适用例4中任一项的燃料电池中，可以是，交替排列所述第一气体流路及所述第二气体流路而构成所述多个气体流路。根据适用例5的燃料电池，在多个气体流路中，能够均匀地实现供给侧的气体扩散性能的提高和回收侧的生成水的滞留抑制。
（适用例6）适用例1～适用例54中任一项的燃料电池中，可以是，所述多个气体流路还包括第三气体流路，该第三气体流路是所述回收侧被堵塞了的气体流路。根据适用例6的燃料电池，能够使反应气体从第三气体流路的回收侧潜入膜电极接合体而向第二气体流路移动。由此，能够提高多个气体流路的回收侧的气体扩散性能。
（适用例7）在适用例6的燃料电池中，可以是，以所述第一气体流路、所述第二气体流路、所述第三气体流路、所述第二气体流路的顺序反复排列而构成所述多个气体流路。根据适用例7的燃料电池，在多个气体流路中，能够均匀地实现供给侧及回收侧的气体扩散性能的提高和回收侧的生成水的滞留抑制。
本发明的方式不限于燃料电池，例如，还可以适用于利用燃料电池的电力而行驶的车辆、供给燃料电池的电力的发电系统、燃料电池的制造方法等各种方式。另外，本发明丝毫不受上述的方式限定，当然可以在不脱离本发明宗旨的范围内以各种各样的方式实施。
附图说明
图1是表示燃料电池的构成的说明图；
图2是表示阳极隔板的详细构成的说明图；
图3是表示第一实施例的气体流路的特性的说明图；
图4是表示第二实施例的阳极隔板的详细构成的说明图；
图5是表示第二实施例的气体流路的特性的说明图；
图6是表示第三实施例的气体流路及阳极扩散层的特性的说明图；
图7是表示第四实施例的阳极隔板的详细构成的说明图；
图8是表示第四实施例的气体流路的特性的说明图；
图9是表示第四实施例的第一变形例的阳极隔板的详细构成的说明图；
图10是第四实施例的第二变形例的阳极隔板的详细构成的说明图。
具体实施方式
为了使以上说明的本发明的构成及作用更明确，以下对适用了本发明的燃料电池进行说明。
A.第一实施例：
图1是表示燃料电池10的构成的说明图。燃料电池10使用反应气体进行电化学发电。在本实施例中，燃料电池10为固体高分子型燃料电池，将含有氢的燃料气体及含有氧的氧化气体作为反应气体使用。在本实施例中，燃料电池10中使用的燃料气体为贮存于贮存罐的氢气，但在其它实施方式中，也可以是贮存于氢吸藏合金的氢气，也可以是将碳化氢系燃料改质而得到的氢气。在本实施例中，燃料电池10中使用的氧化气体是从大气摄入的空气。
燃料电池10具备进行从反应气体直接取出电的电化学反应的多个单电池15，这些多个单电池15相互层叠。燃料电池10的单电池15具备：膜电极接合体（MEA）20、阳极隔板30和阴极隔板50。MEA20夹持于阳极隔板30和阴极隔板50之间。
燃料电池10的MEA20具备电解质膜210、阳极电极230和阴极电极250。MEA20的阳极电极230包含阳极催化剂层231和阳极扩散层235，MEA20的阴极电极250包含阴极催化剂层251和阴极扩散层255。在电解质膜210的一面依次层叠阳极催化剂层231、阳极扩散层235而接合有阳极电极230。在电解质膜210的另一面依次层叠阴极催化剂层251、阴极扩散层255而接合有阴极电极250。
MEA20的电解质膜210是具有质子传导性的质子传导体，在本实施例中，是使用了离聚物树脂的全氟磺酸离子交换膜。MEA20的阳极催化剂层231及阴极催化剂层251由具有气体透过性、导电性且担载促进氢和氧的电化学反应的催化剂（例如，铂、铂合金）的材料形成，在本实施例中，由担载铂系催化剂的碳载体形成。MEA20的阳极扩散层235及阴极扩散层255由具有气体透过性、导电性的材料形成，例如，可以作为由碳制的多孔体的碳布或碳纸形成。在本实施例中，阳极扩散层235及阴极扩散层255中的作为反应气体透过的程度的透气度在整个面中是大致均匀的。
燃料电池10的阳极隔板30具有在MEA20的阳极扩散层235的面上流过燃料气体的多个气体流路45，燃料电池10的阴极隔板50具有在MEA20的阴极扩散层255的面上流过氧化气体的多个气体流路65。阳极隔板30及阴极隔板50具有供在MEA20中生成的电集电所需的足够的导电性，并且具有供在MEA20流过反应气体所需的足够的持久性、耐热性及气体不透过性。在本实施例中，阳极隔板30及阴极隔板50由碳树脂形成，但在其它实施方式中，也可以由不锈钢、钛、钛合金、导电性陶瓷形成。在本实施例中，分别构成阳极隔板30和阴极隔板50，但在其它实施方式中，也可以一体构成阳极隔板30和阴极隔板50。
图2是表示阳极隔板30的详细构成的说明图。图2中图示了从MEA20侧观察到的阳极隔板30的形状。阳极隔板30具备：外壁部310、孔部311～316、多个突出部322、多个隔壁部350、多个堵塞部352和多个突出部382。阳极隔板30的外壁部310、隔壁部350、堵塞部352是与MEA20的阳极扩散层235抵接的部位。作为由这些部位区划的流路，阳极隔板30形成供给流路42、多个气体流路45和回收流路48。在本实施例中，从MEA20侧观察到的阳极隔板30的形状是长方形。在图2中，为了容易识别由阳极隔板30形成的各种流路的形状，对外壁部310、突出部322、隔壁部350、堵塞部352及突出部382加了影线。
阳极隔板30的孔部311～316形成贯通阳极隔板30的孔。孔部311、孔部312、孔部313沿着长方形的阳极隔板30的一短边依次设置，孔部314、孔部315、孔部316沿着长方形的阳极隔板30的另一短边依次设置。在本实施例中，孔部311构成向燃料电池10的多个单电池15的各个供给用的燃料气体流过的流路的一部分，孔部316构成从燃料电池10的多个单电池15的各个回收的燃料气体流过的流路的一部分。在本实施例中，孔部314构成向燃料电池10的多个单电池15的各个供给用的氧化气体流过的流路的一部分，孔部313构成从燃料电池10的多个单电池15的各个回收的氧化气体流过的流路的一部分。在本实施例中，孔部312构成向燃料电池10的多个单电池15的各个供给用的冷却水流过的流路的一部分，孔部315构成从燃料电池10的多个单电池15的各个回收的冷却水流过的流路的一部分。
在本实施例中，阳极隔板30和阴极隔板50为相同零件，与阳极隔板30的孔部316对应的阴极隔板50的部位构成向燃料电池10的多个单电池15的各个供给用的氧化气体流过的流路的一部分，与阳极隔板30的孔部311对应的阴极隔板50的部位构成从燃料电池10的多个单电池15的各个回收的氧化气体流过的流路的一部分。在本实施例中，阳极隔板30的多个气体流路45中的燃料气体的流动成为隔着MEA20而与阴极隔板50的多个气体流路65中的氧化气体的流动相对的方向。
阳极隔板30的外壁部310以使MEA20中与进行发电的部位对应的发电区域40与孔部311及孔部316连通的状态围绕该发电区域40。阳极隔板30的多个隔壁部350沿与长方形阳极隔板30的长边平行的方向作为筋状凸条而在发电区域40延伸，相互分开而以等间隔设置，在外壁部310与隔壁部350之间及隔壁部350彼此之间形成有多个气体流路45。在本实施例中，发电区域40是位于阳极隔板30中央的矩形的区域。在发电区域40，从孔部311侧向孔部316侧依次形成有供给流路42、多个气体流路45、回收流路48。
阳极隔板30的供给流路42沿着矩形发电区域40中的孔部311侧的一边形成，将从孔部311供给的燃料气体向多个气体流路45的各个分配而供给，且使燃料气体向MEA20的阳极扩散层235扩散。在本实施例中，为了调节燃料气体的流动，多个突出部322以相互分开的状态向MEA20突出设于供给流路42。
阳极隔板30的回收流路48沿着矩形发电区域40中的孔部316侧的一边形成，将从多个气体流路45回收的燃料气体向孔部316排出，且使燃料气体向MEA20的阳极扩散层235扩散。在本实施例中，为了调节燃料气体的流动，多个突出部382以相互分开的状态向MEA20突出设于回收流路48。
阳极隔板30的多个气体流路45形成于矩形发电区域40中的供给流路42与回收流路48之间，燃料气体从供给流路42侧的上游部Su流向回收流路48侧的下游部Sd，且使燃料气体向MEA20的阳极扩散层235扩散。多个气体流路45包含作为将供给流路42与回收流路48之间连通的第一气体流路的气体流路45a和作为供给流路42侧被堵塞部352堵塞了的第二气体流路的气体流路45b。另外，在本实施例的说明中，在区分气体流路45a和气体流路45b的情况下，使用符号“45a”、“45b”表示气体流路，在统称气体流路45a、45b的情况下，使用符号“45”表示气体流路。
在本实施例中，气体流路45的流路截面面积从上游部Su到下游部Sd大致相同。在本实施例中，交替排列气体流路45a及气体流路45b而构成多个气体流路45，但在其它实施方式中，也可以将气体流路45a及气体流路45b的至少一方连续排列两个以上。在本实施例中，隔壁部350及堵塞部352与外壁部310一起一体形成，但在其它实施方式中，也可以将隔壁部350及堵塞部352的至少一方作为不同部件而形成。在本实施例中，在隔壁部350中的供给流路42侧的端部设有堵塞部352，但不限于此，只要至少比隔壁部350的中央更靠供给流路42侧即可。
在图2中，使用白箭头图示流过发电区域40的燃料气体的流动，使用黑色箭头图示穿过隔壁部350而向气体流路45b流入的燃料气体的流动。气体流路45a从供给流路42连通到回收流路48，因此，随着发电而在气体流路45a内产生的生成水不会滞留在气体流路45a内，而向回收流路48排出。在气体流路45b的供给流路42侧，利用堵塞部352隔断燃料气体的流动，因此，燃料气体从气体流路45a，通过MEA20的阳极扩散层235，穿过隔壁部350，流入气体流路45b。
图3是表示第一实施例的气体流路45的特性的说明图。在图3中，将气体流路45中的从上游部Su到下游部Sd的位置设定为横轴，将燃料气体的压力及流量设定为纵轴，图示了气体流路45中的压力分布及流路间流量分布。图3的压力分布（连通）表示气体流路45a中流动的燃料气体的压力分布。图3的压力分布（上游堵塞）表示气体流路45b中流动的燃料气体的压力分布。图3的流路间流量分布表示从气体流路45a向气体流路45b穿过而移动的燃料气体的流量。
如图3所示，在上游部Su，气体流路45a的压力比上游部Su被堵塞了的气体流路45b的压力大。气体流路45a及气体流路45b的压力随着朝向下游部Sd，双方的压力差缩小且降低，在下游部Sd成为相同压力。从气体流路45a向气体流路45b的流路间流量分布根据气体流路45a与气体流路45b之间的压力差，从上游部Su向下游部Sd逐渐降低。
根据以上说明的第一实施例的燃料电池10，能够使反应气体从气体流路45a的供给流路42侧潜入MEA20而向气体流路45b移动，并且抑制气体流路45a的回收流路48侧的生成水的滞留。由此，在多个气体流路45中的供给流路42侧，能够提高向MEA20扩散反应气体的气体扩散性能，在多个气体流路45中的回收流路48侧，能够抑制生成水的滞留引起的气体扩散性能的降低。其结果，能够提高燃料电池10的发电性能。
另外，交替排列气体流路45a及气体流路45b而构成多个气体流路45，因此，在多个气体流路45中，能够均匀地实现供给流路42侧的气体扩散性能的提高和回收流路48侧的生成水的滞留抑制。
另外，多个气体流路45以与MEA20的阴极侧的氧化气体的流动相对的方向向MEA20的阳极侧通流燃料气体，因此，通过在阳极侧使燃料气体从气体流路45a的供给流路42侧经由阳极扩散层235而向气体流路45b移动，能够在阴极侧的下游使用比较多的水分加湿燃料气体。
B.第二实施例：
第二实施例的燃料电池10除了阳极隔板30中的多个气体流路45的构成不同这一点之外，与第一实施例相同。图4是表示第二实施例的阳极隔板30的详细构成的说明图。在图4中，与图2一样，图示了从MEA20侧观察到的阳极隔板30的形状。第二实施例的阳极隔板30除了具备区划多个气体流路45的一部分的堵塞部354这一点之外，与第一实施例相同。阳极隔板30的堵塞部354与堵塞部352一样，是与MEA20的阳极扩散层235抵接的部位。
第二实施例的气体流路45除具备作为将供给流路42与回收流路48之间连通的第一气体流路的气体流路45a和作为供给流路42侧被堵塞部352堵塞了的第二气体流路的气体流路45b以外，还具备作为回收流路48侧被堵塞部354堵塞了的第三气体流路的气体流路45c。另外，在本实施例的说明中，在区分气体流路45a、气体流路45b及气体流路45c各个的情况下，使用符号“45a”、“45b”、“45c”表示气体流路，在统称气体流路45a、45b、45c的情况下，使用符号“45”表示气体流路。
在本实施例中，气体流路45的流路截面面积从上游部Su到下游部Sd大致相同。在本实施例中，以气体流路45a、气体流路45b、气体流路45c、气体流路45b的顺序反复排列而构成多个气体流路45，但在其它实施方式中，也可以将气体流路45a、气体流路45b及气体流路45c的至少一个连续排列两个以上，也可以替换顺序。在本实施例中，隔壁部350、堵塞部352、堵塞部354与外壁部310一起一体形成，但在其它实施方式中，也可以将隔壁部350、堵塞部352及堵塞部354的至少一个作为不同部件而形成。在本实施例中，在隔壁部350中的回收流路48侧的端部设有堵塞部354，但不限于此，只要至少比隔壁部350中央更靠回收流路48侧即可。
图4中使用白箭头图示了流过发电区域40的燃料气体的流动，使用黑色箭头图示了穿过隔壁部350而向气体流路45b及气体流路45c流入的燃料气体的流动。气体流路45a从供给流路42向回收流路48连通，因此，随着发电而在气体流路45a内产生的生成水不会滞留在气体流路45a内，而向回收流路48排出。在气体流路45b的供给流路42侧，利用堵塞部352隔断燃料气体的流动，因此，燃料气体从气体流路45a通过MEA20的阳极扩散层235，穿过隔壁部350而流入气体流路45b。在气体流路45c的回收流路48侧，利用堵塞部354隔断燃料气体的流动，因此，在气体流路45c的回收流路48侧，与气体流路45a的回收流路48侧相比更多的燃料气体穿过隔壁部350，向气体流路45b流入。
图5是表示第二实施例的气体流路45的特性的说明图。在图5中，将气体流路45中的从上游部Su到下游部Sd的位置设定为横轴，将燃料气体的压力及流量设定为纵轴，图示了气体流路45中的压力分布及流路间流量分布。图5的压力分布（连通）表示气体流路45a中流动的燃料气体的压力分布。图5的压力分布（上游堵塞）表示气体流路45b中流动的燃料气体的压力分布。图5的压力分布（下游堵塞）表示气体流路45c中流动的燃料气体的压力分布。图5的流路间流量分布表示从气体流路45a及气体流路45c向气体流路45b穿过而移动的燃料气体的流量。
如图5所示，气体流路45a的压力在上游部Su比上游部Su被堵塞了的气体流路45b的压力更大。气体流路45a及气体流路45b的压力随着朝向下游部Sd，双方的压力差缩小且降低，在下游部Sd成为相同压力。下游部Sd被堵塞了的气体流路45c的压力在上游部Su为与气体流路45a相同的压力，但随着朝向下游部Sd，与气体流路45a的压力差扩大且降低，在下游部Sd成为比气体流路45a及气体流路45b更大的压力。就向气体流路45b的流路间流量分布而言，由于在下游部Sd侧在气体流路45b与气体流路45c之间存在压力差，因此，与第一实施例的流路间流量分布比较，在下游部Sd侧增加。
根据以上说明的第二实施例的燃料电池10，与第一实施例一样，在多个气体流路45中的供给流路42侧，能够提高向MEA20扩散反应气体的气体扩散性能，在多个气体流路45中的回收流路48侧，能够抑制生成水的滞留引起的气体扩散性能的降低。另外，与第一实施例比较，能够提高多个气体流路45中的回收流路48侧的气体扩散性能。
另外，以气体流路45a、气体流路45b、气体流路45c、气体流路45b的顺序反复排列而构成了多个气体流路45，因此，在多个气体流路45中，能够均匀地实现供给流路42侧及回收流路48侧的气体扩散性能的提高和回收流路48侧的生成水的滞留抑制。
Ｃ.第三实施例：
第三实施例的燃料电池10除了MEA20的阳极扩散层235的透气度特性不同这一点之外，与第一实施例相同。在第一实施例中，阳极扩散层235的透气度在整个面是大致均匀的，但在第三实施例中，与回收流路48对应的一侧比与阳极隔板30的供给流路42对应的一侧更大。
在本实施例中，通过使在阳极扩散层235形成以防水性树脂及导电性材料为主要成分的微孔层的厚度在回收流路48侧比供给流路42侧更小，实现回收流路48侧比供给流路42侧透气度更大的阳极扩散层235。在其它实施方式中，通过将透气度不同的多个扩散层部件按照透气度从小到大的顺序从供给流路42侧向回收流路48侧配置而构成阳极扩散层235，也可以实现回收流路48侧比供给流路42侧透气度更大的阳极扩散层235。另外，在其它实施方式中，通过使阳极扩散层235及阳极隔板30的至少一方的厚度在回收流路48侧比供给流路42侧更小，使阳极扩散层235的回收流路48侧的厚度方向的压缩应力小于供给流路42侧，也可以实现回收流路48侧比供给流路42侧透气度更大的阳极扩散层235。
图6是表示第三实施例的气体流路45及阳极扩散层235的特性的说明图。在图6中，将气体流路45中的从上游部Su到下游部Sd的位置设定为横轴，将燃料气体的压力及流量、以及透气度设定为纵轴，图示了气体流路45中的压力分布及流路间流量分布以及扩散层透气度分布。图6的压力分布（连通）表示气体流路45a中流动的燃料气体的压力分布。图6的压力分布（上游堵塞）表示气体流路45b中流动的燃料气体的压力分布。图6的扩散层透气度分布表示阳极扩散层235的透气度分布。图6的流路间流量分布表示从气体流路45a向气体流路45b穿过而移动的燃料气体的流量。如图6所示，气体流路45a及气体流路45b的压力分布的趋势与第一实施例相同，但阳极扩散层235的透气度随着从上游部Su向下游部Sd而变大，因此，向气体流路45b的流路间流量分布与第一实施例的流路间流量分布比较，在下游部Sd侧增加。
根据以上说明的第三实施例的燃料电池10，与第一实施例一样，在多个气体流路45中的供给流路42侧，能够提高向MEA20扩散反应气体的气体扩散性能，在多个气体流路45中的回收流路48侧，能够抑制生成水的滞留引起的气体扩散性能的降低。另外，与第一实施例比较，能够提高多个气体流路45中的回收流路48侧的气体扩散性能。
D.第四实施例：
第四实施例的燃料电池10除了阳极隔板30中的回收流路48的构成不同这一点之外，与第一实施例相同。图7是表示第四实施例的阳极隔板30的详细构成的说明图。在图7中，与图2一样，图示了从MEA20侧观察到的阳极隔板30的形状。第四实施例的阳极隔板30除了具备向回收流路48突出设置的突出部384这一点之外，与第一实施例一样。阳极隔板30的突出部384使从气体流路45a流出的燃料气体产生比从气体流路45b流出的燃料气体更大的压力损失。在本实施例中，突出部384配置于回收流路48中的气体流路45a的延长线上，是比突出部382更大的椭圆柱状，其长轴方向与气体流路45a的流动方向正交，长轴方向的大小比气体流路45a的宽度更大。
在图7中，使用白箭头图示了流过发电区域40的燃料气体的流动，使用黑色箭头图示了穿过隔壁部350向气体流路45b及气体流路45c流入的燃料气体的流动。气体流路45a从供给流路42向回收流路48连通，因此，随着发电而在气体流路45a内产生的生成水不会滞留在气体流路45a内，而向回收流路48排出。在气体流路45b的供给流路42侧，利用堵塞部352隔断燃料气体的流动，因此，燃料气体从气体流路45a通过MEA20的阳极扩散层235，穿过隔壁部350，流入气体流路45b。
图8是表示第四实施例的气体流路45的特性的说明图。在图8中，将气体流路45中的从上游部Su到下游部Sd的位置设定为横轴，将燃料气体的压力及流量设定为纵轴，图示了气体流路45中的压力分布及流路间流量分布。图8的压力分布（连通）表示气体流路45a中流动的燃料气体的压力分布。图8的压力分布（上游堵塞）表示气体流路45b中流动的燃料气体的压力分布。图8的流路间流量分布表示从气体流路45a向气体流路45b穿过而移动的燃料气体的流量。
如图8所示，气体流路45a的压力在上游部Su比上游部Su被堵塞了的气体流路45b的压力更大。气体流路45a及气体流路45b的压力随着朝向下游部Sd，双方的压力差缩小且降低。在第三实施例中，利用突出设置于回收流路48的突出部384，使气体流路45a的回收流路48侧的压力比气体流路45b的压力更大，因此，从气体流路45a向气体流路45b的流路间流量分布与第一实施例的流路间流量分布比较，在下游部Sd侧增加。
图9是表示第四实施例的第一变形例的阳极隔板30的详细构成的说明图。第一变形例的阳极隔板30除了突出部384的形状不同这一点之外，与图7的阳极隔板30相同。第一变形例的突出部384配置于回收流路48中的气体流路45a的延长线上，是将与气体流路45a的流动方向正交的壁面的两端向气体流路45b分别折弯的形状，与图7的突出部384一样，使从气体流路45a流出的燃料气体产生比从气体流路45b流出的燃料气体更大的压力损失。
图10是表示第四实施例的第二变形例的阳极隔板30的详细构成的说明图。第二变形例的阳极隔板30除了突出部384的形状不同这一点之外，与图7的阳极隔板30一样。第二变形例的突出部384配置于回收流路48中的气体流路45a的延长线上，是将“L”字状的壁面的顶点朝向气体流路45a的形状，与图7的突出部384一样，使从气体流路45a流出的燃料气体产生比从气体流路45b流出的燃料气体更大的压力损失。
根据以上说明的第四实施例的燃料电池10，与第一实施例一样，在多个气体流路45中的供给流路42侧，能够提高向MEA20扩散反应气体的气体扩散性能，在多个气体流路45中的回收流路48侧，能够抑制生成水的滞留引起的气体扩散性能的降低。另外，与第一实施例比较，能够提高多个气体流路45中的回收流路48侧的气体扩散性能。
E.其它实施方式：
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明丝毫不受这样的实施方式所限定，当然可以在不脱离本发明宗旨的范围内以各种各样的方式实施。例如，在具备回收流路48侧被堵塞了的气体流路45c的第二实施例的燃料电池10中也可以适用第三实施例的阳极扩散层235，也可以适用第四实施例的突出部384。
另外，在上述的实施例中，阴极隔板50是与阳极隔板30相同的零件，双方的流路构成相同，但在其它实施方式中，阴极隔板50的流路构造也可以是相互啮合的梳状流路构成，也可以是由多孔体形成的流路构成，也可以是不堵塞而相互平行地排列的流路构成。另外，也可以在上述实施例的多个气体流路45与供给流路42之间设置相互啮合的梳状气体流路。
Claims (8)
1.一种燃料电池，具备：
在电解质膜的两面接合电极层而得到的膜电极接合体；
多个气体流路，在所述膜电极接合体的至少一侧的面上相互并排排列，从反应气体的供给侧朝向回收侧向所述膜电极接合体通流所述反应气体；
供给流路，向所述多个气体流路供给所述反应气体；以及
回收流路，从所述多个气体流路回收所述反应气体，
所述膜电极接合体包括扩散层，使流过所述多个气体流路的反应气体向所述电极层扩散，
所述多个气体流路包括：
第一气体流路，是从所述供给流路至所述回收流路以大致相同的流路截面面积连通的气体流路；以及
第二气体流路，是通过所述供给流路侧被堵塞而隔断所述反应气体从所述供给侧的流动、并且连通于所述回收流路的气体流路。
2.如权利要求1所述的燃料电池，其中，
所述多个气体流路设于所述膜电极接合体的阳极侧，以与所述膜电极接合体的阴极侧的氧化气体的流动相对的方向向所述阳极侧通流燃料气体。
3.如权利要求1所述的燃料电池，其中，
所述扩散层的所述回收侧的透气度大于所述扩散层的所述供给侧的透气度，其中，所述透气度是反应气体透过的程度。
4.如权利要求2所述的燃料电池，其中，
所述扩散层的所述回收侧的透气度大于所述扩散层的所述供给侧的透气度，其中，所述透气度是反应气体透过的程度。
5.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其中，
还具备突出部，该突出部突出设于所述回收流路，使从所述第一气体流路流出的反应气体产生比从所述第二气体流路流出的反应气体更大的压力损失。
6.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其中，
交替排列所述第一气体流路及所述第二气体流路而构成所述多个气体流路。
7.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其中，
所述多个气体流路还包括第三气体流路，该第三气体流路是所述回收侧被堵塞了的气体流路。
8.如权利要求7所述的燃料电池，其中，
以所述第一气体流路、所述第二气体流路、所述第三气体流路、所述第二气体流路的顺序反复排列而构成所述多个气体流路。
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