CN110034309A - 燃料电池和燃料电池堆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及燃料电池和燃料电池堆。在构成燃料电池堆(10)的燃料电池(12)的第一金属隔板(30)设置的氧化剂气体排出连通孔(34b)包括上侧氧化剂气体排出连通孔(34b1)和下侧氧化剂气体排出连通孔(34b2)。第一金属隔板(30)构成为，位于上侧氧化剂气体排出连通孔(34b1)与下侧氧化剂气体排出连通孔(34b2)的中央位置的中点(P1)位于比氧化剂气体流路(48)的重力方向的中心(P2)靠下方的位置。

Description

燃料电池和燃料电池堆
技术领域
本发明涉及一种具备在电解质膜的两侧配设电极而成的电解质膜-电极结构体和在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设的隔板的燃料电池和燃料电池堆。
背景技术
一般来说，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜形成的固体高分子电解质膜。燃料电池具备电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体(MEA)在固体高分子电解质膜的一方的面配设了阳极电极，在所述固体高分子电解质膜的另一方的面配设了阴极电极。
由隔板(双极性板)夹持电解质膜-电极结构体来构成燃料电池。将燃料电池层叠规定的数量来作为例如车载用燃料电池堆使用。
这种燃料电池堆具备分别在燃料电池(发电单电池)的层叠方向贯通设置的反应气体供给连通孔(燃料气体供给连通孔和氧化剂气体供给连通孔)和反应气体排出连通孔(燃料气体排出连通孔和氧化剂气体排出连通孔)。反应气体供给连通孔和反应气体排出连通孔与沿着电极面供给反应气体的反应气体流路(燃料气体流路和氧化剂气体流路)连通。
另外，如日本特开2015-60732号公报所记载的那样，存在如下情况：在燃料电池发电时，在阴极电极侧产生因反应所生成的生成水，另一方面，在阳极电极侧生成水逆扩散(日文：逆拡散)。因而，存在如下问题：在反应气体流路的下部滞留了生成水，妨碍氧化剂气体、燃料气体的流动，发生因所述氧化剂气体、所述燃料气体的供给不足引起的发电性能的降低。
发明内容
本发明是考虑这样的问题而完成的，其目的在于提供一种不使燃料电池大型化而能够抑制在反应气体流路的下部滞留生成水，能够抑制发电性能降低的燃料电池和燃料电池堆。
为了达到上述目的，本发明所涉及的燃料电池具备：电解质膜-电极结构体，其是在电解质膜的两侧配设电极而形成的；以及隔板，其配设于所述电解质膜-电极结构体的两侧，所述燃料电池的特征在于，在所述隔板设置：反应气体流路，其使反应气体沿着电极面在水平方向流通；反应气体供给连通孔，其与所述反应气体流路的水平方向的一端连通，使所述反应气体在所述电解质膜-电极结构体与所述隔板的层叠方向流通；以及反应气体排出连通孔，其与所述反应气体流路的水平方向的另一端连通，使所述反应气体在所述层叠方向流通，其中，所述反应气体排出连通孔包括上侧反应气体排出连通孔和位于所述上侧反应气体排出连通孔的下方的下侧反应气体排出连通孔，所述隔板构成为，位于所述上侧反应气体排出连通孔与所述下侧反应气体排出连通孔的中央位置的中点位于比所述反应气体流路的重力方向的中心靠下方的位置。
在上述的燃料电池中，优选的是，所述反应气体流路具有在水平方向延伸并且在重力方向排列的多个反应气体流路槽，构成所述下侧反应气体排出连通孔的底面的至少一部分位于比构成位于最下方的所述反应气体流路槽的底面靠下方的位置。
在上述的燃料电池中，优选的是，构成所述下侧反应气体排出连通孔的所述底面整体位于比构成位于最下方的所述反应气体流路槽的底面靠下方的位置。
在上述的燃料电池中，优选的是，构成所述下侧反应气体排出连通孔的上表面位于比构成位于最下方的所述反应气体流路槽的底面靠上方的位置。
在上述的燃料电池中，优选的是，构成所述下侧反应气体排出连通孔的所述底面相对于水平方向倾斜。
在上述的燃料电池中，优选的是，所述隔板构成为位于所述上侧反应气体排出连通孔的下端与所述下侧反应气体排出连通孔的上端的中央位置的中点位于比所述反应气体流路的重力方向的中心靠下方的位置。
本发明所涉及的燃料电池堆的特征在于，具备将上述的所述燃料电池层叠而成的层叠体。
在上述的燃料电池堆中，优选的是，设置有连结流路，该连结流路将所述上侧反应气体排出连通孔的同所述反应气体的流通方向相反侧的端部与所述下侧反应气体排出连通孔的同所述反应气体的流通方向相反侧的端部相互连结。
在上述的燃料电池堆中，优选的是，设置有泄放口，该泄放口与所述连结流路连通来使所述连结流路内的生成水排出到外部。
在上述的燃料电池堆中，优选的是，所述泄放口位于比所述下侧反应气体排出连通孔靠下方的位置。
在本发明的燃料电池和燃料电池堆中，隔板构成为位于上侧反应气体排出连通孔与下侧反应气体排出连通孔的中央位置的中点位于比反应气体流路的重力方向的中心靠下方的位置。
因此，相比于位于上侧反应气体排出连通孔与下侧反应气体排出连通孔的中央位置的中点位于与反应气体流路的重力方向的中心相同的高度位置的情况，能够不使上侧反应气体排出连通孔与下侧反应气体排出连通孔的间隔变宽而且使下侧反应气体排出连通孔位于下方的位置。由此，能够使反应气体流路的生成水顺利地排出到下侧反应气体排出连通孔。因此，能够不使燃料电池大型化而且抑制在反应气体流路的下部滞留生成水。
另外，由于能够使反应气体流路的反应气体从下侧反应气体排出连通孔和上侧反应气体排出连通孔双方排出，因此能够使反应气体流路顺利地流通反应气体。因此，能够抑制因反应气体的供给不足引起的发电性能的降低。
参照附图所作的对以下的实施方式进行的说明，容易理解所述目的、特征以及优点。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的燃料电池堆的立体图。
图2是燃料电池的分解立体图。
图3是从氧化剂气体流路侧观察到的第一金属隔板的结构说明图。
图4是从燃料气体流路侧观察到的第二金属隔板的结构说明图。
图5是燃料电池堆的包括多个氧化剂气体排出连通孔的面上的示意性的剖视图。
图6是燃料电池堆的包括多个燃料气体排出连通孔的面上的示意性的剖视图。
图7是形成有变形例所涉及的连通孔的第一金属隔板的结构说明图。
图8是形成有变形例所涉及的连通孔的第二金属隔板的结构说明图。
图9是形成有其它变形例所涉及的连通孔的第一金属隔板的结构说明图。
图10是形成有其它变形例所涉及的连通孔的第二金属隔板的结构说明图。
具体实施方式
下面，关于本发明所涉及的燃料电池和燃料电池堆例举优选的实施方式，参照附图进行说明。
如图1所示，本发明的一个实施方式所涉及的燃料电池堆10具备将多个燃料电池12(发电单电池)在水平方向(箭头符号A方向)或者重力方向(箭头符号C方向)上层叠而成的层叠体14。燃料电池堆10例如搭载于未图示的燃料电池电动汽车等燃料电池车辆。
在层叠体14的层叠方向(箭头符号A方向)一端，朝向外侧依次配设端子板(电力取出板)16a、绝缘件18a以及端板20a。在层叠体14的层叠方向另一端，朝向外侧依次配设端子板16b、绝缘件18b以及端板20b。一方绝缘件18a配置于层叠体14与一方端板20a之间。另一方绝缘件18b配置于层叠体14与另一方端板20b之间。绝缘件18a、18b由绝缘性材料、例如聚碳酸酯(PC)、酚醛树脂等形成。
端板20a、20b具有横长(也可以是纵长)的长方形状，并且在各边之间配置连结杆24。各连结杆24的两端被固定于端板20a、20b的内表面，对多个层叠的燃料电池12施加层叠方向(箭头符号A方向)的紧固载荷。此外也可以是，燃料电池堆10构成为，具备将端板20a、20b设为端板的筐体，在该筐体内收容层叠体14。
如图2所示，第一金属隔板30和第二金属隔板32夹持带树脂框的MEA 28来形成燃料电池12。第一金属隔板30和第二金属隔板32例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者在其金属表面实施了用于防腐蚀的表面处理而成的金属薄板的截面冲压成型为波形来构成的。第一金属隔板30与第二金属隔板32通过对外周进行焊接、钎焊、铆接等而接合为一体，构成接合隔板33。
带树脂框的MEA 28具备电解质膜-电极结构体28a(以下称为“MEA 28a”)以及与MEA 28a的外周部接合并且围绕该外周部的树脂框构件46。MEA 28a具有电解质膜40、设置于电解质膜40的一方的面的阳极电极42(第一电极)以及设置于电解质膜40的另一方的面的阴极电极44(第二电极)。
电解质膜40例如是固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是含有水分的全氟磺酸的薄膜。电解质膜40被阳极电极42和阴极电极44夹持。电解质膜40除了能够使用氟系电解质之外，还能够使用HC(碳化氢)系电解质。
虽未详细图示，但阳极电极42具有与电解质膜40的一方的面接合的第一电极催化剂层和层叠于该第一电极催化剂层的第一气体扩散层。阴极电极44具有与电解质膜40的另一方的面接合的第二电极催化剂层和层叠于该第二电极催化剂层的第二气体扩散层。
在燃料电池12的长边方向即箭头符号B方向(图2中的水平方向)的一端缘部，在层叠方向延伸地设置一个氧化剂气体供给连通孔34a(反应气体供给连通孔)、多个冷却介质排出连通孔36b以及多个(例如本实施方式那样为两个)燃料气体排出连通孔38b(反应气体排出连通孔)。氧化剂气体供给连通孔34a、多个冷却介质排出连通孔36b以及多个燃料气体排出连通孔38b分别在层叠方向贯通层叠体14、绝缘件18a以及端板20a(也可以贯通端子板16a)。
这些连通孔在上下方向大致等间隔地排列设置。燃料气体排出连通孔38b排出作为一方反应气体的燃料气体、例如含氢气体。氧化剂气体供给连通孔34a供给作为另一方反应气体的氧化剂气体、例如含氧气体。冷却介质排出连通孔36b排出冷却介质。
氧化剂气体供给连通孔34a配置于在上下方向分离配置的两个冷却介质排出连通孔36b之间。多个燃料气体排出连通孔38b具有上侧燃料气体排出连通孔38b1(上侧反应气体排出连通孔)和下侧燃料气体排出连通孔38b2(下侧反应气体排出连通孔)。上侧燃料气体排出连通孔38b1配置在上侧的冷却介质排出连通孔36b的上方。下侧燃料气体排出连通孔38b2配置在下侧的冷却介质排出连通孔36b的下方。也就是说，下侧燃料气体排出连通孔38b2位于上侧燃料气体排出连通孔38b1的下方。
在燃料电池12的箭头符号B方向的另一端缘部，在层叠方向相同连通孔相互连通地设置一个燃料气体供给连通孔38a(反应气体供给连通孔)、多个冷却介质供给连通孔36a以及多个(例如本实施方式那样为两个)氧化剂气体排出连通孔34b(反应气体排出连通孔)。燃料气体供给连通孔38a、多个冷却介质供给连通孔36a以及多个氧化剂气体排出连通孔34b分别在层叠方向贯通层叠体14、绝缘件18a以及端板20a(也可以贯通端子板16a)。
这些连通孔在上下方向大致等间隔地排列设置。燃料气体供给连通孔38a供给燃料气体。冷却介质供给连通孔36a供给冷却介质。氧化剂气体排出连通孔34b排出氧化剂气体。
燃料气体供给连通孔38a配置于在上下方向分离配置的两个冷却介质供给连通孔36a之间。多个氧化剂气体排出连通孔34b具有上侧氧化剂气体排出连通孔34b1(上侧反应气体排出连通孔)和下侧氧化剂气体排出连通孔34b2(下侧反应气体排出连通孔)。上侧氧化剂气体排出连通孔34b1配置在上侧的冷却介质供给连通孔36a的上方。下侧氧化剂气体排出连通孔34b2配置在下侧的冷却介质供给连通孔36a的下方。也就是说，下侧氧化剂气体排出连通孔34b2位于上侧氧化剂气体排出连通孔34b1的下方。
氧化剂气体供给连通孔34a、多个氧化剂气体排出连通孔34b、燃料气体供给连通孔38a以及多个燃料气体排出连通孔38b的配置不限定于本实施方式。只要根据所要求的规格适当地设定即可。在从箭头符号A方向俯视观察时，氧化剂气体供给连通孔34a、上侧氧化剂气体排出连通孔34b1、下侧氧化剂气体排出连通孔34b2、冷却介质供给连通孔36a、冷却介质排出连通孔36b、燃料气体供给连通孔38a、上侧燃料气体排出连通孔38b1以及下侧燃料气体排出连通孔38b2分别形成为四边形(在图2～图4中，为正方形)。
如图1所示，氧化剂气体供给连通孔34a、冷却介质供给连通孔36a以及燃料气体供给连通孔38a分别与设置于端板20a的入口35a、37a、39a连通。另外，上侧氧化剂气体排出连通孔34b1、下侧氧化剂气体排出连通孔34b2、冷却介质排出连通孔36b、上侧燃料气体排出连通孔38b1以及下侧燃料气体排出连通孔38b2分别与设置于端板20a的出口35b1、35b2、37b、39b1、39b2连通。
如图2所示，在树脂框构件46的箭头符号B方向的一端缘部设置一个氧化剂气体供给连通孔34a、多个冷却介质排出连通孔36b以及多个(例如本实施方式那样为两个)燃料气体排出连通孔38b。在树脂框构件46的箭头符号B方向的另一端缘部设置一个燃料气体供给连通孔38a、多个冷却介质供给连通孔36a以及多个(例如本实施方式那样为两个)氧化剂气体排出连通孔34b。
也可以是，不使用树脂框构件46，而使电解质膜40向外侧突出。另外，在向外侧突出的电解质膜40的两侧设置框形状的膜。
如图3所示，在第一金属隔板30的朝向带树脂框的MEA 28的面30a设置使氧化剂气体沿着电极面在箭头符号B方向(水平方向)上流通的氧化剂气体流路48(反应气体流路)。氧化剂气体流路48的箭头符号B方向的一端与氧化剂气体供给连通孔34a可流通流体地连通，氧化剂气体流路48的箭头符号B方向的另一端与氧化剂气体排出连通孔34b可流通流体地连通。氧化剂气体流路48在箭头符号B方向延伸并且在箭头符号C方向(重力方向)排列的多条凸部48a之间具有直线状(或者波状)的氧化剂气体流路槽48b(反应气体流路槽)。
在氧化剂气体供给连通孔34a与氧化剂气体流路48之间，通过冲压成型设置具有多个压花部的入口缓冲部50a。在氧化剂气体排出连通孔34b与氧化剂气体流路48之间，通过冲压成型设置具有多个压花部的出口缓冲部50b。
在第一金属隔板30的面30a，通过冲压成型来朝向带树脂框的MEA 28鼓出成形多个金属凸起密封件。也可以是，代替该金属凸起密封件，而设置由弹性材料形成的凸状弹性密封件。多个金属凸起密封件具有外侧凸起部52a、内侧凸起部52b以及多个连通孔凸起部52c。外侧凸起部52a围绕在面30a的外周缘部。内侧凸起部52b围绕在氧化剂气体流路48、氧化剂气体供给连通孔34a以及氧化剂气体排出连通孔34b的外周并且使它们连通。
多个连通孔凸起部52c分别围绕燃料气体供给连通孔38a、燃料气体排出连通孔38b、冷却介质供给连通孔36a以及冷却介质排出连通孔36b。此外，外侧凸起部52a根据需要进行设置即可，也能够设为不需要外侧凸起部52a。
如图4所示，在第二金属隔板32的朝向带树脂框的MEA 28的面32a设置使燃料气体沿着电极面在箭头符号B方向(水平方向)流通的燃料气体流路58(反应气体流路)。燃料气体流路58的箭头符号B方向的一端与燃料气体供给连通孔38a可流通流体地连通，燃料气体流路58的箭头符号B方向的另一端与燃料气体排出连通孔38b可流通流体地连通。燃料气体流路58在箭头符号B方向延伸并且在箭头符号C方向(重力方向)排列的多条凸部58a之间具有直线状(或者波状)的燃料气体流路槽58b(反应气体流路槽)。
在燃料气体供给连通孔38a与燃料气体流路58之间，通过冲压成型设置具有多个压花部的入口缓冲部60a。在燃料气体排出连通孔38b与燃料气体流路58之间，通过冲压成型设置具有多个压花部的出口缓冲部60b。
在第二金属隔板32的面32a，通过冲压成型来朝向带树脂框的MEA 28鼓出成形多个金属凸起密封件。也可以是，代替该金属凸起密封件，而设置由弹性材料形成的凸状弹性密封件。多个金属凸起密封件具有外侧凸起部62a、内侧凸起部62b以及多个连通孔凸起部62c。外侧凸起部62a围绕在面32a的外周缘部。内侧凸起部62b比外侧凸起部62a靠内侧，围绕在燃料气体流路58、燃料气体供给连通孔38a以及燃料气体排出连通孔38b的外周并且使它们连通。
多个连通孔凸起部62c分别围绕氧化剂气体供给连通孔34a、氧化剂气体排出连通孔34b、冷却介质供给连通孔36a以及冷却介质排出连通孔36b。此外，外侧凸起部62a根据需要进行设置即可，也能够设为不需要外侧凸起部62a。
如图3所示，第一金属隔板30构成为位于上侧氧化剂气体排出连通孔34b1的下端与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的上端的中央(距双方相等的距离)位置的中点P1位于比氧化剂气体流路48的宽度方向(作为重力方向的箭头符号C方向)的中心P2靠下方的位置。换言之，通过中点P1的第一水平线L1位于比通过中心P2的第二水平线L2靠下方的位置。第一水平线L1通过燃料气体供给连通孔38a的中心P3。
中点P1也可以是位于上侧氧化剂气体排出连通孔34b1的图心(日文：図心)(中心)与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的图心(中心)的中央(距双方相等的距离)位置的点。优选的是，上侧氧化剂气体排出连通孔34b1与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2为彼此相同的形状。
下侧氧化剂气体排出连通孔34b2被设置为，构成下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的底面41整体位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠下方的位置。此外，该底面49由内侧凸起部52b的上表面形成。但是，底面49也可以由位于最下方的凸部48a的上表面构成。下侧氧化剂气体排出连通孔34b2被设置为，构成下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的上表面43整体位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠上方的位置。也就是说，构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49在重力方向(箭头符号C方向)位于构成下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的底面41与上表面43之间。
如图4所示，第二金属隔板32构成为，位于上侧燃料气体排出连通孔38b1的下端与下侧燃料气体排出连通孔38b2的上端的中央(距双方相等的距离)位置的中点P4位于比燃料气体流路58的宽度方向(作为重力方向的箭头符号C方向)的中心P5靠下方的位置。换言之，通过中点P4的第三水平线L3位于比通过中心P5的第四水平线L4靠下方的位置。第三水平线L3通过氧化剂气体供给连通孔34a的中心P6。
中点P4也可以是位于上侧燃料气体排出连通孔38b1的图心(中心)与下侧燃料气体排出连通孔38b2的图心(中心)的中央(距双方相等的距离)位置的点。优选的是，上侧燃料气体排出连通孔38b1与下侧燃料气体排出连通孔38b2为彼此相同的形状。
下侧燃料气体排出连通孔38b2被设置为，构成下侧燃料气体排出连通孔38b2的底面51整体位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠下方的位置。此外，该底面59由内侧凸起部62b的上表面形成。但是，底面59也可以由位于最下方的凸部58a的上表面构成。下侧燃料气体排出连通孔38b2被设置为，构成下侧燃料气体排出连通孔38b2的上表面53整体位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠上方的位置。也就是说，构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59在重力方向(箭头符号C方向)位于构成下侧燃料气体排出连通孔38b2的底面51与上表面53之间。
如图2所示，在通过焊接或者钎焊而相互接合的第一金属隔板30的面30b与第二金属隔板32的面32b之间，形成与冷却介质供给连通孔36a和冷却介质排出连通孔36b可流通流体地连通的冷却介质流路66。形成有氧化剂气体流路48的第一金属隔板30的背面形状与形成有燃料气体流路58的第二金属隔板32的背面形状相互重合来形成冷却介质流路66。
如图5所示，上侧氧化剂气体排出连通孔34b1与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2在与出口35b1、35b2相反侧的端部(内侧端部)处经由第一连结流路70而被相互连结。即，第一连结流路70将上侧氧化剂气体排出连通孔34b1的同氧化剂气体的流通方向相反侧的端部与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的同氧化剂气体的流通方向相反侧的端部相互连结。此外，在图5中，为了容易理解，省略了燃料气体供给连通孔38a和冷却介质供给连通孔36a(图2)的图示。在本实施方式中，第一连结流路70设置于绝缘件18b。
具体来说，第一连结流路70在绝缘件18b内沿上下方向延伸。第一连结流路70具有：第一上侧连通孔连接部70a，其与上侧氧化剂气体排出连通孔34b1邻接；第一下侧连通孔连接部70b，其与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2邻接；以及第一中间部70c，其将第一上侧连通孔连接部70a与第一下侧连通孔连接部70b相连。
也可以是，与本实施方式不同，第一连结流路70设置于端子板16b或者端板20b。或者也可以是，第一连结流路70设置于在绝缘件18b和端板20b的外部设置的连结流路构件。
在燃料电池堆10中设置有用于排出在燃料电池堆10运转时(发电时)在燃料电池堆10内的阴极侧产生的生成水W的第一泄放口72。在第一泄放口72的外周设置有密封件72a(参照图2)。第一泄放口72在层叠方向(箭头符号A方向)上贯通形成，并且与第一连结流路70连通。
在燃料电池堆10中设置有使第一连结流路70与第一泄放口72可流通流体地连通的第一中继流路74。第一中继流路74具有与第一泄放口72邻接的第一泄放口连接部74a。在本实施方式中，第一中继流路74设置于绝缘件18b。此外，优选的是，在第一连结流路70设置于端板20b的情况下，第一中继流路74也设置于端板20b。也可以是，第一连结流路70和第一中继流路74分别设置于绝缘件18b和端板20b。
如图3所示，第一泄放口72相对于下侧氧化剂气体排出连通孔34b2配置在与层叠方向正交的水平方向(箭头符号B方向)内侧。如图5所示，第一中继流路74与第一连结流路70的最下部相连，并且从第一连结流路70朝向第一泄放口72向下方延伸。第一泄放口72位于比下侧氧化剂气体排出连通孔34b2靠下方的位置。
如图6所示，上侧燃料气体排出连通孔38b1与下侧燃料气体排出连通孔38b2在与出口39b1、39b2相反侧的端部(内侧端部)处经由第二连结流路80而被相互连结。即，第二连结流路80将上侧燃料气体排出连通孔38b1的同燃料气体的流通方向相反侧的端部与下侧燃料气体排出连通孔38b2的同燃料气体的流通方向相反侧的端部相互连结。此外，在图6中，为了容易理解，省略了氧化剂气体供给连通孔34a和冷却介质排出连通孔36b(图2)的图示。在本实施方式中，第二连结流路80设置于绝缘件18b。
具体来说，第二连结流路80在绝缘件18b内沿上下方向延伸。第二连结流路80具有：第二上侧连通孔连接部80a，其与上侧燃料气体排出连通孔38b1邻接；第二下侧连通孔连接部80b，其与下侧燃料气体排出连通孔38b2邻接；以及第二中间部80c，其将第二上侧连通孔连接部80a与第二下侧连通孔连接部80b相连。
也可以是，与本实施方式不同，第二连结流路80设置于端子板16b或者端板20b。或者也可以是，第二连结流路80设置于在绝缘件18b和端板20b的外部设置的连结流路构件。
在燃料电池堆10中设置有用于排出在燃料电池堆10运转时(发电时)在燃料电池堆10内的阳极侧产生的生成水W的第二泄放口82。在第二泄放口82的外周设置有密封件82a(参照图2)。第二泄放口82在层叠方向(箭头符号A方向)上贯通形成，并且与第二连结流路80连通。
在燃料电池堆10中设置有使第二连结流路80与第二泄放口82可流通流体地连通的第二中继流路84。第二中继流路84具有与第二泄放口82邻接的第二泄放口连接部84a。在本实施方式中，第二中继流路84设置于绝缘件18b。此外，优选的是，在第二连结流路80设置于端板20b的情况下，第二中继流路84也设置于端板20b。也可以是，第二连结流路80和第二中继流路84分别设置于绝缘件18b和端板20b。
如图4所示，第二泄放口82相对于下侧燃料气体排出连通孔38b2配置在与层叠方向正交的水平方向(箭头符号B方向)内侧。如图6所示，第二中继流路84与第二连结流路80的最下部相连，并且从第二连结流路80朝向第二泄放口82向下方延伸。第二泄放口82位于比下侧燃料气体排出连通孔38b2靠下方的位置。
此外，第一连结流路70和第二连结流路80可以仅设置某一方。第一泄放口72和第二泄放口82也可以仅设置某一方。
下面，对像这样构成的燃料电池堆10的动作进行说明。
首先，如图1所示，向端板20a的氧化剂气体供给连通孔34a(入口35a)供给含氧气体等氧化剂气体、例如空气。向端板20a的燃料气体供给连通孔38a(入口39a)供给含氢气体等燃料气体。向端板20a的冷却介质供给连通孔36a(入口37a)供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。
如图2和图3所示，氧化剂气体从氧化剂气体供给连通孔34a被导入到第一金属隔板30的氧化剂气体流路48。氧化剂气体沿着氧化剂气体流路48向箭头符号B方向移动，被供给到MEA 28a的阴极电极44。
另一方面，如图2和图4所示，燃料气体从燃料气体供给连通孔38a被导入到第二金属隔板32的燃料气体流路58。燃料气体沿着燃料气体流路58向箭头符号B方向移动，被供给到MEA 28a的阳极电极42。
因而，在各MEA 28a中，供给到阴极电极44的氧化剂气体和供给到阳极电极42的燃料气体在第二电极催化剂层和第一电极催化剂层内因电化学反应被消耗，来进行发电。
接着，供给到阴极电极44并被消耗了的氧化剂气体分开流入到上侧氧化剂气体排出连通孔34b1和下侧氧化剂气体排出连通孔34b2，向箭头符号A方向排出。同样地，供给到阳极电极42并被消耗了的燃料气体分开流入到上侧燃料气体排出连通孔38b1和下侧燃料气体排出连通孔38b2，向箭头符号A方向排出。
另外，供给到冷却介质供给连通孔36a的冷却介质如图2所示那样被导入到在第一金属隔板30与第二金属隔板32之间形成的冷却介质流路66之后，向箭头符号B方向流通。该冷却介质将MEA 28a冷却之后，从冷却介质排出连通孔36b被排出。
在该情况下，本实施方式所涉及的燃料电池堆10起到下面的效果。
在燃料电池堆10中，第一金属隔板30构成为，位于上侧氧化剂气体排出连通孔34b1和下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的中央位置的中点P1位于比氧化剂气体流路48的重力方向的中心P2靠下方的位置(参照图3)。
因此，相比于位于上侧氧化剂气体排出连通孔34b1与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的中央位置的中点P1位于与氧化剂气体流路48的重力方向的中心P2相同高度的位置的情况，能够不扩大上侧氧化剂气体排出连通孔34b1与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的间隔而使下侧氧化剂气体排出连通孔34b2位于下方。由此，能够使氧化剂气体流路48内的生成水W顺利地排出到下侧氧化剂气体排出连通孔34b2。
第二金属隔板32构成为，位于上侧燃料气体排出连通孔38b1和下侧燃料气体排出连通孔38b2的中央位置的中点P4位于比燃料气体流路58的重力方向的中心P5靠下方的位置(参照图4)。
因此，相比于位于上侧燃料气体排出连通孔38b1与下侧燃料气体排出连通孔38b2的中央位置的中点P4位于与燃料气体流路58的重力方向的中心P5相同高度的位置的情况，能够不使上侧燃料气体排出连通孔38b1与下侧燃料气体排出连通孔38b2的间隔宽而使下侧燃料气体排出连通孔38b2位于下方。由此，能够使燃料气体流路58内的生成水W顺利地从下侧燃料气体排出连通孔38b2排出。
因而，能够不使燃料电池12大型化而抑制在氧化剂气体流路48的下部和燃料气体流路58的下部滞留生成水W。
氧化剂气体流路48的氧化剂气体从上侧氧化剂气体排出连通孔34b1和下侧氧化剂气体排出连通孔34b2双方排出。燃料气体流路58的燃料气体从上侧燃料气体排出连通孔38b1和下侧燃料气体排出连通孔38b2双方排出。由此，能够使氧化剂气体顺利地在氧化剂气体流路48中流通，并且能够使燃料气体顺利地在燃料气体流路58中流通。因此，能够抑制因氧化剂气体和燃料气体的供给不足引起的发电性能的降低。
构成下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的底面41整体位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠下方的位置。由此，由于能够在下侧氧化剂气体排出连通孔34b2内储存生成水W，因此能够抑制生成水W从下侧氧化剂气体排出连通孔34b2溢出(倒流)到氧化剂气体流路48内。因此，能够进一步抑制生成水W滞留在氧化剂气体流路48的下部。
构成下侧燃料气体排出连通孔38b2的底面51整体位于比位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠下方的位置。由此，由于能够在下侧燃料气体排出连通孔38b2内储存生成水W，因此能够抑制生成水W从下侧燃料气体排出连通孔38b2溢出(倒流)到燃料气体流路58内。因此，能够进一步抑制生成水W滞留在燃料气体流路58的下部。
构成下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的上表面43位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠上方的位置。另外，构成下侧燃料气体排出连通孔38b2的上表面53位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠上方的位置。由此，能够抑制燃料电池12大型化。
在燃料电池堆10的绝缘件18b上设置有第一连结流路70，该第一连结流路70将上侧氧化剂气体排出连通孔34b1的同氧化剂气体的流通方向相反侧的端部与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的同氧化剂气体的流通方向相反侧的端部相互连结。另外，在燃料电池堆10的绝缘件18b设置有第二连结流路80，该第二连结流路80将上侧燃料气体排出连通孔38b1的同燃料气体的流通方向相反侧的端部与下侧燃料气体排出连通孔38b2的同燃料气体的流通方向相反侧的端部相互连结。
如图5所示，容易残留在上侧氧化剂气体排出连通孔34b1中的与氧化剂气体的流通方向相反侧的端部的生成水W能经由第一连结流路70流动到下侧氧化剂气体排出连通孔34b2并被排出到外部。另外，如图6所示，容易残留在上侧燃料气体排出连通孔38b1中的与燃料气体的流通方向相反侧的端部的生成水W能经由第二连结流路80流动到下侧燃料气体排出连通孔38b2并被排出到外部。
因而，根据燃料电池堆10，能够减少或消除在上侧氧化剂气体排出连通孔34b1的端部和上侧燃料气体排出连通孔38b1的端部滞留的生成水W(滞留水)的量。由此，能够进一步提高燃料电池堆10的发电性能的降低。
在燃料电池堆10中设置有用于将生成水W排出到外部的第一泄放口72和第二泄放口82。而且，第一泄放口72与第一连结流路70连通，第二泄放口82与第二连结流路80连通。由此，由于经由第一泄放口72和第二泄放口82来促进生成水W的排出，因此能够更有效地减少滞留水，或者能够防止产生滞留水。
第一泄放口72位于比下侧氧化剂气体排出连通孔34b2靠下方的位置。第二泄放口82位于比下侧燃料气体排出连通孔38b2靠下方的位置。由此，能够经由第一泄放口72和第二泄放口82有效地排出生成水W。
如图7和图8所示，也可以在燃料电池堆10中设置从层叠方向(箭头符号A方向)俯视观察时大致为正六边形状的多个连通孔(氧化剂气体供给连通孔134a、氧化剂气体排出连通孔134b、冷却介质供给连通孔136a、冷却介质排出连通孔136b、燃料气体供给连通孔138a以及燃料气体排出连通孔138b)。此外，连通孔凸起部52c、62c形成为与连通孔对应的形状。
如图7所示，氧化剂气体排出连通孔134b具有上侧氧化剂气体排出连通孔134b1和下侧氧化剂气体排出连通孔134b2。分别有六边形的顶点位于下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的上端和下端。构成下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的底面102、104位于下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的下侧顶点A1的左右两侧，构成下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的上表面106、108位于下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的上侧顶点A2的左右两侧。底面102、104以及上表面106、108分别相对于水平方向(箭头符号B方向)倾斜。
下侧氧化剂气体排出连通孔134b2被设置为，构成下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的底面102、104整体位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠下方的位置。下侧氧化剂气体排出连通孔134b2被设置为，构成下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的上表面106、108位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠上方的位置。位于上侧氧化剂气体排出连通孔134b1的下端与下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的上端的中央(距两方相等的距离)位置的中点P7位于比中心P2靠下方的位置。通过中点P7的第五水平线L5通过燃料气体供给连通孔138a的中心P8。
中点P7也可以是位于上侧氧化剂气体排出连通孔134b1的图心(中心)与下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的图心(中心)的中央(距两方相等的距离)位置的点。
如图8所示，燃料气体排出连通孔138b具有上侧燃料气体排出连通孔138b1和下侧燃料气体排出连通孔138b2。分别有六边形的顶点位于下侧燃料气体排出连通孔138b2的上端和下端。构成下侧燃料气体排出连通孔138b2的底面110、112位于下侧燃料气体排出连通孔138b2的下侧顶点A3的左右两侧，构成下侧燃料气体排出连通孔138b2的上表面114、116位于下侧燃料气体排出连通孔138b2的上侧顶点A4的左右两侧。底面110、112以及上表面114、116分别相对于水平方向(箭头符号B方向)倾斜。
下侧燃料气体排出连通孔138b2被设置为，构成下侧燃料气体排出连通孔138b2的底面110、112整体位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠下方的位置。下侧燃料气体排出连通孔138b2被设置为，构成下侧燃料气体排出连通孔138b2的上表面114、116位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠上方的位置。位于上侧燃料气体排出连通孔138b1的下端与下侧燃料气体排出连通孔138b2的上端的中央(距两方相等的距离)位置的中点P9位于比中心P5靠下方的位置。通过中点P9的第六水平线L6通过氧化剂气体供给连通孔134a的中心P10。
中点P9也可以是位于上侧燃料气体排出连通孔138b1的图心(中心)与下侧燃料气体排出连通孔138b2的图心(中心)的中央(距两方相等的距离)位置的点。
构成下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的底面102、104相对于水平方向倾斜。因此，能够抑制燃料电池堆10大型化，并且能够使构成下侧氧化剂气体排出连通孔134b2的底面102、104位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠下方的位置。而且，构成下侧燃料气体排出连通孔138b2的底面110、112相对于水平方向倾斜。因此，能够抑制燃料电池堆10大型化，并且能够使构成下侧燃料气体排出连通孔138b2的底面110、112位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠下方的位置。
如图9和图10所示，也可以在燃料电池堆10中设置从层叠方向(箭头符号A方向)俯视观察时为在水平方向延伸的六边形状的多个连通孔(氧化剂气体供给连通孔234a、氧化剂气体排出连通孔234b、冷却介质供给连通孔236a、冷却介质排出连通孔236b、燃料气体供给连通孔238a以及燃料气体排出连通孔238b)。此外，连通孔凸起部52c、62c形成为与连通孔对应的形状。
如图9所示，氧化剂气体排出连通孔234b具有上侧氧化剂气体排出连通孔234b1和下侧氧化剂气体排出连通孔234b2。下侧氧化剂气体排出连通孔234b2中的在下侧顶点A5的外侧(与氧化剂气体流路48相反的一侧)邻接的底面118与下侧氧化剂气体排出连通孔234b2中的在下侧顶点A5的内侧(氧化剂气体流路48侧)邻接的底面120相比在水平方向长。下侧氧化剂气体排出连通孔234b2中的在上侧顶点A6的外侧邻接的上表面122与下侧氧化剂气体排出连通孔234b2中的在上侧顶点A6的内侧邻接的上表面124相比在水平方向长。底面118、120以及上表面122、124分别相对于水平方向(箭头符号B方向)倾斜。
下侧氧化剂气体排出连通孔234b2被设置为，构成下侧氧化剂气体排出连通孔234b2的底面118、120整体位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠下方的位置。下侧氧化剂气体排出连通孔234b2被设置为，构成下侧氧化剂气体排出连通孔234b2的上表面122、124位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠上方的位置。位于上侧氧化剂气体排出连通孔234b1的下端与下侧氧化剂气体排出连通孔234b2的上端的中央(距两方相等的距离)位置的中点P11位于比中心P2靠下方的位置。通过中点P11的第七水平线L7通过燃料气体供给连通孔238a的形状的图心P12。
中点P11也可以是位于上侧氧化剂气体排出连通孔234b1的图心与下侧氧化剂气体排出连通孔234b2的图心的中央(距两方相等的距离)位置的点。
如图10所示，燃料气体排出连通孔238b具有上侧燃料气体排出连通孔238b1和下侧燃料气体排出连通孔238b2。下侧燃料气体排出连通孔238b2中的在下侧顶点A7的外侧(与燃料气体流路58相反的一侧)邻接的底面126与下侧燃料气体排出连通孔238b2中的在下侧顶点A7的内侧(燃料气体流路58侧)邻接的底面128相比在水平方向长。下侧燃料气体排出连通孔238b2中的在上侧顶点A8的外侧邻接的上表面130与下侧燃料气体排出连通孔238b2中的在上侧顶点A8的内侧邻接的上表面132相比在水平方向长。底面126、128以及上表面130、132分别相对于水平方向(箭头符号B方向)倾斜。
下侧燃料气体排出连通孔238b2被设置为，构成下侧燃料气体排出连通孔238b2的底面126、128整体位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠下方的位置。下侧燃料气体排出连通孔238b2被设置为，构成下侧燃料气体排出连通孔238b2的上表面130、132位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠上方的位置。位于上侧燃料气体排出连通孔238b1的下端与下侧燃料气体排出连通孔238b2的上端的中央(距两方相等的距离)位置的中点P13位于比中心P5靠下方的位置。通过中点P13的第八水平线L8通过氧化剂气体供给连通孔234a的图心P14。
中点P13也可以是位于上侧燃料气体排出连通孔238b1的图心(中心)与下侧燃料气体排出连通孔238b2的图心(中心)的中央(距两方相等的距离)位置的点。
图9和图10所示的连通孔起到与图7和图8所示的连通孔同样的效果。
下侧氧化剂气体排出连通孔34b2、134b2、234b2以及下侧燃料气体排出连通孔38b2、138b2、238b2的形状、大小、配置能够任意地设定。在该情况下，优选的是，下侧氧化剂气体排出连通孔34b2、134b2、234b2构成为，构成下侧氧化剂气体排出连通孔34b2、134b2、234b2的底面41、102、104、118、120中的至少一部分位于比构成位于最下方的氧化剂气体流路槽48b的底面49靠下方的位置。这是因为氧化剂气体流路48内的生成水W因重力而容易流通到下侧氧化剂气体排出连通孔34b2、134b2、234b2。
另外，优选的是，下侧燃料气体排出连通孔38b2、138b2、238b2构成为，构成下侧燃料气体排出连通孔38b2、138b2、238b2的底面51、110、112、126、128中的至少一部分位于比构成位于最下方的燃料气体流路槽58b的底面59靠下方的位置。这是因为燃料气体流路58内的生成水W因重力而容易流通到下侧燃料气体排出连通孔38b2、138b2、238b2。
在本实施方式中，采用了构成在两个金属隔板之间夹持电解质膜-电极结构体而构成的单电池单元并且在各单电池单元之间形成冷却介质流路的所谓的各单电池冷却构造。与此相对，例如也可以构成如下的单电池单元：具备三个以上的金属隔板和两个以上的电解质膜-电极结构体，将金属隔板与电解质膜-电极结构体交替地层叠。此时，构成在各单电池单元之间形成冷却介质流路的所谓的间隔减少冷却构造。
或者，也可以设置第一连结流路70和第二连结流路80，但不设置第一泄放口72和第二泄放口82。即使在没有第一泄放口72和第二泄放口82的情况下，生成水W也经由第一连结流路70从上侧氧化剂气体排出连通孔34b1、134b1、234b1向下侧氧化剂气体排出连通孔34b2、134b2、234b2流动，并且经由第二连结流路80从上侧燃料气体排出连通孔38b1、138b1、238b1向下侧燃料气体排出连通孔38b2、138b2、238b2流动。由此，与不设置第一连结流路70和第二连结流路80的情况相比，能够进一步减少上侧氧化剂气体排出连通孔34b1、134b1、234b1以及上侧燃料气体排出连通孔38b1、138b1、238b1的内侧端部处的滞留水的产生量。也可以不设置第一泄放口72和第二泄放口82，而将生成水W从各排出连通孔的内侧端部直接排出到外部。
本发明所涉及的燃料电池和燃料电池堆不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的要旨的情况下，当然能够采用各种各样的结构。

Claims (10)

1.一种燃料电池，具备：电解质膜-电极结构体，其是在电解质膜的两侧配设电极而构成的；以及隔板，其配设在所述电解质膜-电极结构体的两侧，所述燃料电池的特征在于，
在所述隔板设置：
反应气体流路，其使反应气体沿着电极面在水平方向流通；
反应气体供给连通孔，其与所述反应气体流路的水平方向的一端连通，使所述反应气体在所述电解质膜-电极结构体与所述隔板的层叠方向流通；以及
反应气体排出连通孔，其与所述反应气体流路的水平方向的另一端连通，使所述反应气体在所述层叠方向流通，
所述反应气体排出连通孔包括：
上侧反应气体排出连通孔；以及
下侧反应气体排出连通孔，其位于所述上侧反应气体排出连通孔的下方，
所述隔板构成为，位于所述上侧反应气体排出连通孔与所述下侧反应气体排出连通孔的中央位置的中点位于比所述反应气体流路的重力方向的中心靠下方的位置。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，
所述反应气体流路具有在水平方向延伸并且在重力方向排列的多个反应气体流路槽，
构成所述下侧反应气体排出连通孔的底面的至少一部分位于比构成位于最下方的所述反应气体流路槽的底面靠下方的位置。
3.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，
构成所述下侧反应气体排出连通孔的所述底面整体位于比构成位于最下方的所述反应气体流路槽的底面靠下方的位置。
4.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，
构成所述下侧反应气体排出连通孔的上表面位于比构成位于最下方的所述反应气体流路槽的底面靠上方的位置。
5.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，
构成所述下侧反应气体排出连通孔的所述底面相对于水平方向倾斜。
6.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，
所述隔板构成为，位于所述上侧反应气体排出连通孔的下端与所述下侧反应气体排出连通孔的上端的中央位置的中点位于比所述反应气体流路的重力方向的中心靠下方的位置。
7.一种燃料电池堆，具备将多个根据权利要求1～6中的任一项所述的所述燃料电池层叠而成的层叠体。
8.根据权利要求7所述的燃料电池堆，其特征在于，
设置有连结流路，该连结流路将所述上侧反应气体排出连通孔的同所述反应气体的流通方向相反侧的端部与所述下侧反应气体排出连通孔的同所述反应气体的流通方向相反侧的端部相互连结。
9.根据权利要求8所述的燃料电池堆，其特征在于，
设置有泄放口，该泄放口与所述连结流路连通来使所述连结流路内的生成水排出到外部。
10.根据权利要求9所述的燃料电池堆，其特征在于，
所述泄放口位于比所述下侧反应气体排出连通孔靠下方的位置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6661816B1 (ja) 2019-06-28 2020-03-11 株式会社キングパッケージ テープ
JP7451377B2 (ja) * 2020-10-28 2024-03-18 本田技研工業株式会社 燃料電池及び燃料電池スタック
JP2023004040A (ja) 2021-06-25 2023-01-17 トヨタ紡織株式会社 燃料電池スタック

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001250568A (ja) * 2000-03-03 2001-09-14 Toyota Motor Corp 固体高分子型燃料電池の集電板
US20040229100A1 (en) * 1999-10-19 2004-11-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell stack
CN1925199A (zh) * 2005-08-29 2007-03-07 大同股份有限公司 燃料电池系统
JP2007220570A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池発電セル
CN101087024A (zh) * 2006-06-10 2007-12-12 上海神力科技有限公司 一种不易堵水的燃料电池导流极板
CN102593485A (zh) * 2011-01-12 2012-07-18 本田技研工业株式会社 燃料电池
JP2016046217A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 本田技研工業株式会社 燃料電池
CN106887596A (zh) * 2015-12-12 2017-06-23 中国科学院大连化学物理研究所 一种有利于排水的燃料电池双极板
CN107507993A (zh) * 2017-07-31 2017-12-22 武汉科利尔新材料有限公司 质子交换膜燃料电池金属双极板
CN107534179A (zh) * 2015-05-13 2018-01-02 日产自动车株式会社 燃料电池堆

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006108027A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP2008300096A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP5031792B2 (ja) * 2009-04-28 2012-09-26 本田技研工業株式会社 燃料電池
CA2900459C (en) * 2013-02-07 2018-07-10 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Fuel cell providing uniform fuel gas pressure distribution in a power generation region
JP6104113B2 (ja) 2013-09-19 2017-03-29 本田技研工業株式会社 燃料電池

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040229100A1 (en) * 1999-10-19 2004-11-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell stack
JP2001250568A (ja) * 2000-03-03 2001-09-14 Toyota Motor Corp 固体高分子型燃料電池の集電板
CN1925199A (zh) * 2005-08-29 2007-03-07 大同股份有限公司 燃料电池系统
JP2007220570A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池発電セル
CN101087024A (zh) * 2006-06-10 2007-12-12 上海神力科技有限公司 一种不易堵水的燃料电池导流极板
CN102593485A (zh) * 2011-01-12 2012-07-18 本田技研工业株式会社 燃料电池
JP2016046217A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 本田技研工業株式会社 燃料電池
CN107534179A (zh) * 2015-05-13 2018-01-02 日产自动车株式会社 燃料电池堆
CN106887596A (zh) * 2015-12-12 2017-06-23 中国科学院大连化学物理研究所 一种有利于排水的燃料电池双极板
CN107507993A (zh) * 2017-07-31 2017-12-22 武汉科利尔新材料有限公司 质子交换膜燃料电池金属双极板

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