CN105051958A - 燃料电池 - Google Patents

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Abstract

燃料电池具备：膜电极接合体，在阳极电极与阴极电极之间接合电解质膜而成；流路形成构件，形成与阳极电极和阴极电极中的一方的电极相邻的流路，该流路使反应气体向一方的电极流动；及板状构件，由隔断反应气体的材质构成，层叠于一方的电极的流路侧的表面的一部分，与流路相邻。板状构件在如下的部位具有使反应气体透过的结构即气体透过结构：在将板状构件向一方的电极层叠的方向上存在阳极电极和阴极电极的部位。

Description

燃料电池
技术领域
本发明涉及燃料电池。
背景技术
作为燃料电池，已知有具备在两个电极(阳极电极及阴极电极)之间接合电解质膜而成的膜电极接合体(MEA：MembraneElectrodeAssembly)的结构。在这样的燃料电池中，提出了将由隔断反应气体(燃料气体及氧化气体)的材质构成的板状构件(屏蔽件、密封板)层叠在MEA的电极的表面的一部分上的方案(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-123949号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的燃料电池中，由于向层叠有板状构件的电极的部位的反应气体的供给被抑制，所以存在与该部位相邻的电解质膜发生缩减(膜缩减)的课题。例如，在阴极电极的一部分上层叠有板状构件的MEA中，在向阴极电极的氧化气体的供给由板状构件局部地抑制的状态下向位于其相反侧的阳极电极充分供给燃料气体的情况下，在层叠有板状构件的阴极电极的部位，由于过氧化氢而氧浓度下降，因此阴极电极的电极电位局部下降。由此，在层叠有板状构件的阴极电极的部位，发电中的过氧化氢的产生量相比其他的部位增多，因此使电解质膜劣化的羟基自由基(OH自由基)的产生量也增多。其结果是，与层叠有板状构件的阴极电极的部位相邻的电解质膜发生膜缩减。而且，在向阳极电极的燃料气体的供给由板状构件抑制的状态下向位于其相反侧的阴极电极充分地供给氧化气体的情况下，也会发生电解质膜的膜缩减。
因此，在向MEA局部层叠板状构件的燃料电池中，期望一种能够提高耐久性的技术。此外，在燃料电池中，期望发电性能的提高、低成本化、省资源化、制造的容易化、使用容易度的提高等。
用于解决课题的手段
本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，可以作为以下的方式来实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池。该燃料电池具备：膜电极接合体，在阳极电极与阴极电极之间接合电解质膜而成；流路形成构件，形成与所述阳极电极和所述阴极电极中的一方的电极相邻的流路，该流路使反应气体向所述一方的电极流动；及板状构件，由隔断所述反应气体的材质构成，层叠于所述一方的电极的所述流路侧的表面的一部分，与所述流路相邻，所述板状构件在如下的部位具有使所述反应气体透过的结构即气体透过结构：在将所述板状构件向所述一方的电极层叠的方向上存在所述阳极电极和所述阴极电极的部位。根据该方式，能够通过气体透过结构向一方的电极的层叠有板状构件的部分供给反应气体。因此，能够防止以由板状构件导致的反应气体的供给不足为起因的电解质膜的膜缩减。其结果是，能够提高燃料电池的耐久性。
(2)在上述方式的燃料电池中，可以的是，所述阳极电极和所述阴极电极中的第一电极的周缘位于比所述阳极电极和所述阴极电极中的不同于所述第一电极的第二电极的周缘靠内侧处。根据该方式，能够提高阳极电极的周缘的大小与阴极电极的周缘的大小不同的燃料电池的耐久性。
(3)上述方式的燃料电池可以还具备密封构件，该密封构件与所述膜电极接合体及所述板状构件一体地成形，对所述膜电极接合体的外周进行密封。根据该方式，能够提高具备密封构件的燃料电池的耐久性。
(4)在上述方式的燃料电池中，可以的是，所述流路形成构件包括多孔体，该多孔体形成连续气孔作为所述流路，与所述一方的电极及所述板状构件相邻。根据该方式，能够提高具备多孔体的燃料电池的耐久性。
(5)在上述方式的燃料电池中，可以的是，所述气体透过结构是形成狭缝、贯通孔、网眼、连续气孔中的至少一种的结构。根据该方式，能够容易地实现气体透过结构。
(6)上述方式的燃料电池可以还具备：导入口，向所述流路导入所述反应气体；及导出口，从所述流路导出所述反应气体，所述板状构件与如下的区域中的至少一方的区域相邻：所述流路中的与所述导入口相连的区域和所述流路中的与所述导出口相连的区域。根据该方式，通过板状构件能够防止流路的闭塞引起的反应气体的流量下降，并通过气体透过结构能够防止以由板状构件导致的反应气体的供给不足为起因的电解质膜的膜缩减。
(7)在上述方式的燃料电池中，可以的是，所述阳极电极包括：阳极催化剂层，层叠于所述电解质膜；及阳极扩散层，层叠于所述阳极催化剂层，所述阴极电极包括：阴极催化剂层，层叠于所述电解质膜；及阴极扩散层，层叠于所述阴极催化剂层。根据该方式，能够提高具有包括催化剂层和扩散层的电极结构的燃料电池的耐久性。
(8)在上述方式的燃料电池中，所述板状构件可以是比对所述膜电极接合体的外周进行密封的密封构件的内侧的端部向内侧突出的构件。根据该方式，能够提高板状构件比密闭构件向内侧突出的燃料电池的耐久性。
(9)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池。该燃料电池具备：膜电极接合体，在阳极电极与阴极电极之间接合电解质膜而成；密封构件，与所述膜电极接合体一体地成形，对所述膜电极接合体的外周进行密封；阳极隔离构件，层叠于所述阳极电极，形成使燃料气体向所述阳极电极流动的阳极流路，并且将所述膜电极接合体的阳极侧与外部隔离；第一导入口，向所述阳极流路导入所述燃料气体；第一导出口，从所述阳极流路导出所述燃料气体；多孔体，层叠于所述阴极电极，形成连续气孔作为使氧化气体向所述阴极电极流动的阴极流路；阴极隔离构件，层叠于所述多孔体，将所述膜电极接合体的阴极侧与外部隔离；第二导入口，向所述阴极流路导入所述氧化气体；第二导出口，从所述阴极流路导出所述氧化气体；第一板状构件，由隔断所述燃料气体的材质构成，从所述密封构件的所述阳极流路侧的表面的一部分到所述阳极电极的所述阳极流路侧的表面的一部分层叠所述第一板状构件，所述第一板状构件与所述阳极流路中的与所述第一导入口相连的区域相邻；第二板状构件，由隔断所述燃料气体的材质构成，从所述密封构件的所述阳极流路侧的表面的一部分到所述阳极电极的所述阳极流路侧的表面的一部分层叠所述第二板状构件，所述第二板状构件与所述阳极流路中的与所述第一导出口相连的区域相邻；第三板状构件，由隔断所述氧化气体的材质构成，从所述密封构件的所述阴极流路侧的表面的一部分到所述阴极电极的所述阴极流路侧的表面的一部分层叠所述第三板状构件，所述第三板状构件与所述阴极流路中的与所述第二导入口相连的区域相邻；及第四板状构件，由隔断所述氧化气体的材质构成，从所述密封构件的所述阴极流路侧的表面的一部分到所述阴极电极的所述阴极流路侧的表面的一部分层叠所述第四板状构件，所述第四板状构件与所述阴极流路中的与所述第二导出口相连的区域相邻，所述第一及第二板状构件在如下的部位具有使所述燃料气体透过的结构：在将所述第一及第二板状构件向所述阳极电极层叠的方向上存在所述阳极电极和所述阴极电极的部位，所述第三及第四板状构件在如下的部位具有使所述氧化气体透过的结构：在将所述第三及第四板状构件向所述阳极电极层叠的方向上存在所述阳极电极和所述阴极电极的部位。根据该方式，能够防止以由第一至第四板状构件引起的反应气体的供给不足为起因的电解质膜的膜缩减。其结果是，能够提高燃料电池的耐久性。
本发明也可以通过燃料电池以外的各种方式来实现。例如，本发明可以通过利用燃料电池的电力进行行驶的车辆、供给燃料电池的电力的发电系统、燃料电池的制造方法等方式来实现。
附图说明
图1是表示燃料电池的结构的说明图。
图2是表示燃料电池的截面结构的说明图。
图3是表示第二实施方式的燃料电池的截面结构的说明图。
图4是表示第三实施方式的燃料电池的截面结构的说明图。
图5是表示第四实施方式的燃料电池的截面结构的说明图。
图6是表示第五实施方式的燃料电池的截面结构的说明图。
具体实施方式
A.第一实施方式
图1是表示燃料电池10的结构的说明图。图2是表示燃料电池10的截面结构的说明图。在图2的下段，图示了从图1的向视F2-F2观察到的燃料电池10的截面结构。在图2的上段，图示了从图2的向视A-A观察到的燃料电池10的截面结构。
燃料电池10是使用反应气体而电化学性地发电的装置。在本实施例中，燃料电池10是固体高分子型的燃料电池。在本实施方式中，燃料电池10使用含氢的燃料气体和含氧的氧化气体作为反应气体。燃料电池10具备层叠的多个单电池20。单电池20是实现从反应气体直接取得电力的电化学反应的单电池。
在图1中图示了相互正交的XYZ轴。图1的XYZ轴中的X轴是沿着单电池20的长度方向的轴。沿着X轴的X轴方向中的+X轴方向是从纸面左朝向纸面右的方向，-X轴方向是与+X轴方向相对的方向。Y轴是沿着单电池20的宽度方向的轴。沿着Y轴的Y轴方向中的+Y轴方向是从纸面下朝向纸面上的方向，-Y轴方向是与+Y轴方向相对的方向。Z轴方向是沿着层叠单电池20的层叠方向的轴。沿着Z轴的Z轴方向中的+Z轴方向是从纸面里侧朝向纸面跟前的方向，-Z轴方向是与+Z轴方向相对的方向。
单电池20具备燃料气体导入口21、燃料气体导出口22、氧化气体导入口23、氧化气体导出口24、冷却水导入口25、冷却水导出口26。单电池20的燃料气体导入口21是向单电池20的内部导入燃料气体的第一导入口。单电池20的燃料气体导出口22是从单电池20的内部导出燃料气体的第一导出口。单电池20的氧化气体导入口23是向单电池20的内部导入氧化气体的第二导入口。单电池20的氧化气体导出口24是从单电池20的内部导出氧化气体的第二导出口。单电池20的冷却水导入口25是向单电池20的内部导入冷却水的第三导入口。单电池20的冷却水导出口26是从单电池20的内部导出冷却水的第三导出口。
燃料电池10的单电池20具备膜电极接合体(MEA)30、板状构件710、720、730、740、密封构件780、阳极隔离构件810、阴极隔离构件860、多孔体880。MEA30夹持在阳极隔离构件810与阴极隔离构件860之间。在本实施方式中，在MEA30与阴极隔离构件860之间夹持多孔体880。
单电池20的MEA30是具备电解质膜40、阳极电极50、阴极电极60，且在阳极电极50与阴极电极60之间接合电解质膜40而成的接合体。在本实施方式中，MEA30与板状构件710、720、730、740一起与密封构件780一体地接合。
在本实施方式中，在MEA30的+X轴方向侧，以从+Y轴方向侧朝向-Y轴方向侧的顺序，设有氧化气体导入口23、冷却水导入口25、燃料气体导出口22。在本实施方式中，在MEA30的-X轴方向侧，以从+Y轴方向侧朝向-Y轴方向侧的顺序，设有燃料气体导入口21、冷却水导出口26、氧化气体导出口24。
MEA30的电解质膜40是具有质子传导性的膜状的质子传导体。在本实施方式中，电解质膜40是使用离聚物树脂的全氟磺酸离子交换膜。在本实施方式中，电解质膜40是呈沿XY平面扩展的矩形形状的膜。在本实施方式中，在电解质膜40的-Z轴方向侧接合阳极电极50，在电解质膜40的+Z轴方向侧接合阴极电极60。
MEA30的阳极电极50包括阳极催化剂层510和阳极扩散层530。在电解质膜40的-Z轴方向侧层叠阳极催化剂层510，在阳极催化剂层510的-Z轴方向侧进一步层叠阳极扩散层530。
MEA30的阴极电极60包括阴极催化剂层610和阴极扩散层630。在电解质膜40的+Z轴方向侧层叠阴极催化剂层610，在阴极催化剂层610的+Z轴方向侧进一步层叠阴极扩散层630。
阳极催化剂层510及阴极催化剂层610是由具有气体透过性及导电性的材质构成，且载持有促进氢与氧的电化学反应的催化剂(例如，铂、铂合金)的层。在本实施方式中，阳极催化剂层510及阴极催化剂层610是载持有铂系催化剂的碳载体。
阳极扩散层530及阴极扩散层630是由具有气体透过性及导电性的材质构成的层。在本实施方式中，阳极扩散层530及阴极扩散层630是由碳构成的多孔体(例如，碳布或碳纸)。
在本实施方式中，阳极电极50是呈与电解质膜40相同的矩形形状的电极，阴极电极60是呈比电解质膜40小一圈的矩形形状的电极。在本实施方式中，阴极电极60的周缘637位于比阳极电极50的周缘537靠内侧处。
单电池20的阳极隔离构件810是将MEA30的阳极侧(-Z轴方向侧)与外部隔离的隔板。阳极隔离构件810的材质相对于通过MEA30产生的电力的集电而具有充分的导电性，并且相对于向MEA30的反应气体的供给而具有充分的耐久性、耐热性及气体不透过性。在本实施方式中，阳极隔离构件810的材质是碳树脂。
在本实施方式中，阳极隔离构件810也是形成使燃料气体流向阳极电极50的阳极流路820的流路形成构件，层叠于阳极电极50。在其他实施方式中，在阳极隔离构件810与阳极电极50之间可以设置形成连续气孔作为阳极流路的多孔体。
单电池20的阴极隔离构件860是将MEA30的阴极侧(+Z轴方向侧)与外部隔离的隔板。阴极隔离构件860的材质相对于通过MEA30产生的电力的集电而具有充分的导电性，并且相对于向MEA30的反应气体的供给而具有充分的耐久性、耐热性及气体不透过性。在本实施方式中，阴极隔离构件860的材质为碳树脂。在本实施方式中，阴极隔离构件860层叠于多孔体880的+Z轴方向侧。
单电池20的多孔体880是层叠于阴极电极60，形成连续气孔作为使氧化气体流向阴极电极60的阴极流路870的流路形成构件。多孔体880由具有导电性的材质构成。在本实施方式中，多孔体880是膨胀金属。
单电池20的密封构件780成形为将MEA30包围于中央的形状，是对MEA30的外周(包括周缘537及周缘637的侧面)进行密闭的密封构件。密封构件780由具有弹性及电绝缘性的树脂材料(例如，硅橡胶、丁基橡胶、氟橡胶)构成。在本实施方式中，密封构件780通过对MEA30注塑成形树脂材料而形成，且与MEA30及板状构件710、720、730、740一体地成形。
单电池20的板状构件710、720、730、740也被称为密封板及密封片，是由隔断燃料气体的材质(例如，铝、不锈钢等金属、陶瓷、树脂、碳、玻璃等)构成的板。板状构件710、720、730、740是比密封构件780的内侧的端部788向内侧突出的构件。在本实施方式中，板状构件710、720、730、740与MEA30一起与密封构件780一体地接合。
单电池20的板状构件710是与阳极流路820中的与燃料气体导入口21相连的区域AnIN相邻的第一板状构件。板状构件710从密封构件780的-Z轴方向侧的表面781的一部分层叠到阳极电极50的-Z轴方向侧的表面531的一部分。板状构件710防止阳极流路820的区域AnIN被密封构件780闭塞。板状构件710在部位CP1具有使燃料气体透过的气体透过结构715，该部位CP1为在将板状构件710层叠于阳极电极50的方向(+Z轴方向)上存在阳极电极50和阴极电极60的部位。
单电池20的板状构件720是与阳极流路820中的与燃料气体导出口22相连的区域AnOUT相邻的第二板状构件。板状构件720从密封构件780的-Z轴方向侧的表面781的一部分层叠到阳极电极50的-Z轴方向侧的表面531的一部分。板状构件720防止阳极流路820的区域AnOUT被密封构件780闭塞。板状构件720在部位CP2具有使燃料气体透过的气体透过结构745，该部位CP2为在将板状构件720层叠于阳极电极50的方向(+Z轴方向)上存在阳极电极50和阴极电极60的部位。
单电池20的板状构件730是与阴极流路870中的与氧化气体导入口23相连的区域CaIN相邻的第三板状构件。板状构件730从密封构件780的+Z轴方向侧的表面782的一部分层叠到阴极电极60的+Z轴方向侧的表面631的一部分。板状构件730防止阴极流路870的区域CaIN被密封构件780闭塞。板状构件730在部位CP3具有使氧化气体透过的气体透过结构735，该部位CP3为在将板状构件730层叠于阴极电极60的方向(-Z轴方向)上存在阳极电极50和阴极电极60的部位。
单电池20的板状构件740是与阴极流路870中的与氧化气体导出口24相连的区域CaOUT相邻的第四板状构件。板状构件740从密封构件780的+Z轴方向侧的表面782的一部分层叠到阴极电极60的+Z轴方向侧的表面631的一部分。板状构件740防止阴极流路870的区域CaOUT被密封构件780闭塞。板状构件740在部位CP4具有使氧化气体透过的气体透过结构725，该部位CP4为在将板状构件740层叠于阴极电极60的方向(-Z轴方向)上存在阳极电极50和阴极电极60的部位。
如图2所示，气体透过结构735是形成狭缝(细的间隙)的结构。在本实施方式中，气体透过结构735形成两端闭塞的多个狭缝。在其他实施方式中，气体透过结构735可以形成一端敞开且呈梳齿状排列的多个狭缝。在本实施方式中，气体透过结构715、725、745是与气体透过结构735同样的结构。
根据以上说明的第一实施方式，通过气体透过结构715、725能够向阳极电极50中的层叠板状构件710、720的部位供给燃料气体，并且通过气体透过结构735、745能够向阴极电极60中的层叠板状构件730、740的部位供给氧化气体。因此，能够防止以由板状构件710、720、730、740引起的反应气体的供给不足为起因的电解质膜40的膜缩减。其结果是，能够提高燃料电池10的耐久性。
另外，能够提高阳极电极50的周缘537的大小与阴极电极60的周缘637的大小不同的燃料电池10的耐久性。而且，能够提高具备密封构件780的燃料电池10的耐久性。而且，能够提高具备多孔体880的燃料电池10的耐久性。
另外，气体透过结构715、725、735、745是形成狭缝的结构，因此能够容易实现气体透过结构715、725、735、745。而且，通过板状构件710、720能够防止以由密封构件780引起的阳极流路820的闭塞为起因的燃料气体的流量下降，并且通过气体透过结构715、725能够防止以由板状构件710、720引起的燃料气体的供给不足为起因的电解质膜40的膜缩减。而且，通过板状构件730、740能够防止以由密封构件780引起的阴极流路870的闭塞为起因的氧化气体的流量下降，并且通过气体透过结构735、745能够防止以由板状构件730、740引起的氧化气体的供给不足为起因的电解质膜40的膜缩减。
另外，能够提高具有包括阳极催化剂层510、阳极扩散层530、阴极催化剂层610、阴极扩散层630的电极结构的燃料电池10的耐久性。而且，能够提高板状构件710、720、730、740比密封构件780的周缘637向内侧突出的燃料电池10的耐久性。
B.第二实施方式
图3是表示第二实施方式的燃料电池10B的截面结构的说明图。在图3的下段，图示了从相当于图1的向视F2-F2的向视F3-F3观察到的燃料电池10B的截面结构。在图2的上段，图示了从图3的向视B-B观察到的燃料电池10B的截面结构。
第二实施方式的燃料电池10B除了板状构件的气体透过结构不同的点之外，与第一实施方式的燃料电池10相同。在第二实施方式中，板状构件730取代气体透过结构735而在部位CP3具有气体透过结构735B。气体透过结构735B是形成贯通孔的结构。在本实施方式中，气体透过结构735B形成2列相互错开地排列的多个贯通孔。在其他实施方式中，可以形成1列排列的多个贯通孔，也可以形成3列以上排列的多个贯通孔，还可以形成不规则地排列的多个贯通孔。在本实施方式中，关于板状构件710、720、740，也与板状构件730同样地具有与气体透过结构735B相同的结构。
根据以上说明的第二实施方式，与第一实施方式一样能够提高燃料电池10B的耐久性。
C.第三实施方式
图4是表示第三实施方式的燃料电池10C的截面结构的说明图。在图4的下段，图示了从相当于图1的向视F2-F2的向视F4-F4观察到的燃料电池10C的截面结构。在图4的上段，图示了从图4的向视C-C观察到的燃料电池10C的截面结构。
第三实施方式的燃料电池10C除了板状构件的气体透过结构不同的点之外，与第一实施方式的燃料电池10相同。在第三实施方式中，板状构件730取代气体透过结构735，而在部位CP3具有气体透过结构735C。气体透过结构735C是形成网眼(网眼)的结构。在本实施方式中，关于板状构件710、720、740，也与板状构件730同样地具有与气体透过结构735C相同的结构。
根据以上说明的第三实施方式，与第一实施方式一样能够提高燃料电池10C的耐久性。
D.第四实施方式
图5是表示第四实施方式的燃料电池10D的截面结构的说明图。在图5的下段，图示了从相当于图1的向视F2-F2的向视F5-F5观察到的燃料电池10D的截面结构。在图5的上段，图示了从图5的向视D-D观察到的燃料电池10D的截面结构。
第四实施方式的燃料电池10D除了板状构件的气体透过结构不同的点之外，与第一实施方式的燃料电池10相同。在第四实施方式中，板状构件730取代气体透过结构735而在部位CP3具有气体透过结构735D。气体透过结构735D是形成连续气孔的多孔体。在本实施方式中，气体透过结构735D是膨胀金属。在其他实施方式中，气体透过结构735D可以是发泡烧结体。在本实施方式中，关于板状构件710、720、740，也与板状构件730同样地具有与气体透过结构735D相同的结构。
根据以上说明的第四实施方式，与第一实施方式一样能够提高燃料电池10D的耐久性。
E.第五实施方式
图6是表示第五实施方式的燃料电池10E的截面结构的说明图。在图6的下段，图示了从相当于图1的向视F2-F2的向视F6-F6观察到的燃料电池10E的截面结构。在图6的上段，图示了从图6的向视E-E观察到的燃料电池10E的截面结构。
第五实施方式的燃料电池10E除了阳极侧的结构不同的点之外，与第一实施方式的燃料电池10相同。燃料电池10E取代阴极隔离构件860及多孔体880而具备阴极隔离构件860E。
阴极隔离构件860E除了是形成使氧化气体流向阴极电极60的阴极流路870E的流路形成构件的点、层叠于阴极电极60的点之外，与第一实施方式的阴极隔离构件860相同。在本实施方式中，阴极隔离构件860E是与阳极隔离构件810相同的形状。
根据以上说明的第五实施方式，与第一实施方式一样能够提高燃料电池10E的耐久性。
F.其他的实施方式
本发明并不局限于上述的实施方式或实施例、变形例，在不脱离其宗旨的范围内能够以各种结构来实现。例如，发明内容一栏记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征为了解决上述的课题的一部分或全部，或者为了实现上述的效果的一部分或全部，可适当进行调换、组合。而且，该技术特征只要在本说明书中不是作为必须的技术特征而说明，就可以适当删除。
在燃料电池10只要设置板状构件710、720、730、740中的至少1个板状构件即可。在MEA30的任意的部位层叠的板状构件也可以适用上述的气体透过结构。可以将形成上述的阳极流路的结构适用于阴极流路，也可以将形成上述的阴极流路的结构适用于阳极流路。
阴极电极60的周缘637可以位于比阳极电极50的周缘537靠外侧处。阴极电极60的周缘637可以是与阳极电极50的周缘537相同的大小。
阳极隔离构件810及阴极隔离构件860的材质可以是不锈钢、钛、钛合金、导电性陶瓷中的至少1个。阳极隔离构件810及阴极隔离构件860不局限于分别构成的形态，在相邻的两个单电池20中，一方的单电池20的阳极隔离构件810与另一方的单电池20的阴极隔离构件860可以一体构成。
标号说明
10…燃料电池
10B…燃料电池
10C…燃料电池
10D…燃料电池
10E…燃料电池
20…单电池
21…燃料气体导入口
22…燃料气体导出口
23…氧化气体导入口
24…氧化气体导出口
25…冷却水导入口
26…冷却水导出口
30…膜电极接合体(MEA)
40…电解质膜
50…阳极电极
60…阴极电极
510…阳极催化剂层
530…阳极扩散层
531…表面
537…周缘
610…阴极催化剂层
630…阴极扩散层
631…表面
637…周缘
710…板状构件
715…气体透过结构
720…板状构件
725…气体透过结构
730…板状构件
735…气体透过结构
735B…气体透过结构
735C…气体透过结构
735D…气体透过结构
740…板状构件
745…气体透过结构
780…密封构件
781…表面
782…表面
788…端部
810…阳极隔离构件
820…阳极流路
860…阴极隔离构件
860E…阴极隔离构件
870…阴极流路
870E…阴极流路
880…多孔体

Claims (9)

1.一种燃料电池，具备：
膜电极接合体，在阳极电极与阴极电极之间接合电解质膜而成；
流路形成构件，形成与所述阳极电极和所述阴极电极中的一方的电极相邻的流路，该流路使反应气体向所述一方的电极流动；及
板状构件，由隔断所述反应气体的材质构成，层叠于所述一方的电极的所述流路侧的表面的一部分，与所述流路相邻，
所述板状构件在如下的部位具有使所述反应气体透过的结构即气体透过结构：在将所述板状构件向所述一方的电极层叠的方向上存在所述阳极电极和所述阴极电极的部位。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，
所述阳极电极和所述阴极电极中的第一电极的周缘位于比所述阳极电极和所述阴极电极中的不同于所述第一电极的第二电极的周缘靠内侧处。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池，其中，
所述燃料电池还具备密封构件，该密封构件与所述膜电极接合体及所述板状构件一体地成形，对所述膜电极接合体的外周进行密封。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池，其中，
所述流路形成构件包括多孔体，该多孔体形成连续气孔作为所述流路，与所述一方的电极及所述板状构件相邻。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其中，
所述气体透过结构是形成狭缝、贯通孔、网眼、连续气孔中的至少一种的结构。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的燃料电池，其中，
所述燃料电池还具备：
导入口，向所述流路导入所述反应气体；及
导出口，从所述流路导出所述反应气体，
所述板状构件与如下的区域中的至少一方的区域相邻：所述流路中的与所述导入口相连的区域和所述流路中的与所述导出口相连的区域。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的燃料电池，其中，
所述阳极电极包括：
阳极催化剂层，层叠于所述电解质膜；及
阳极扩散层，层叠于所述阳极催化剂层，
所述阴极电极包括：
阴极催化剂层，层叠于所述电解质膜；及
阴极扩散层，层叠于所述阴极催化剂层。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的燃料电池，其中，
所述板状构件是比对所述膜电极接合体的外周进行密封的密封构件的内侧的端部向内侧突出的构件。
9.一种燃料电池，具备：
膜电极接合体，在阳极电极与阴极电极之间接合电解质膜而成；
密封构件，与所述膜电极接合体一体地成形，对所述膜电极接合体的外周进行密封；
阳极隔离构件，层叠于所述阳极电极，形成使燃料气体向所述阳极电极流动的阳极流路，并且将所述膜电极接合体的阳极侧与外部隔离；
第一导入口，向所述阳极流路导入所述燃料气体；
第一导出口，从所述阳极流路导出所述燃料气体；
多孔体，层叠于所述阴极电极，形成连续气孔作为使氧化气体向所述阴极电极流动的阴极流路；
阴极隔离构件，层叠于所述多孔体，将所述膜电极接合体的阴极侧与外部隔离；
第二导入口，向所述阴极流路导入所述氧化气体；
第二导出口，从所述阴极流路导出所述氧化气体；
第一板状构件，由隔断所述燃料气体的材质构成，从所述密封构件的所述阳极流路侧的表面的一部分到所述阳极电极的所述阳极流路侧的表面的一部分层叠所述第一板状构件，所述第一板状构件与所述阳极流路中的与所述第一导入口相连的区域相邻；
第二板状构件，由隔断所述燃料气体的材质构成，从所述密封构件的所述阳极流路侧的表面的一部分到所述阳极电极的所述阳极流路侧的表面的一部分层叠所述第二板状构件，所述第二板状构件与所述阳极流路中的与所述第一导出口相连的区域相邻；
第三板状构件，由隔断所述氧化气体的材质构成，从所述密封构件的所述阴极流路侧的表面的一部分到所述阴极电极的所述阴极流路侧的表面的一部分层叠所述第三板状构件，所述第三板状构件与所述阴极流路中的与所述第二导入口相连的区域相邻；及
第四板状构件，由隔断所述氧化气体的材质构成，从所述密封构件的所述阴极流路侧的表面的一部分到所述阴极电极的所述阴极流路侧的表面的一部分层叠所述第四板状构件，所述第四板状构件与所述阴极流路中的与所述第二导出口相连的区域相邻，
所述第一及第二板状构件在如下的部位具有使所述燃料气体透过的结构：在将所述第一及第二板状构件向所述阳极电极层叠的方向上存在所述阳极电极和所述阴极电极的部位，
所述第三及第四板状构件在如下的部位具有使所述氧化气体透过的结构：在将所述第三及第四板状构件向所述阳极电极层叠的方向上存在所述阳极电极和所述阴极电极的部位。
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