CN110649278A - 燃料电池用隔板和燃料电池堆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及燃料电池用隔板和燃料电池堆。在构成接合隔板(33)即燃料电池用隔板的第一金属隔板(30)的连通孔凸起部(53a)设置将氧化剂气体流路(48)与氧化剂气体入口连通孔(34a)连通的切口部(80)。在切口部(80),与第一金属隔板(30)一体地设置有在氧化剂气体入口连通孔(34a)与氧化剂气体流路(48)之间延伸的流路形成凸部(82)。在流路形成凸部(82)的两侧形成将氧化剂气体流路(48)与氧化剂气体入口连通孔(34a)连通的连结流路(84)。
Description
技术领域
本公开涉及燃料电池用隔板和燃料电池堆。
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阳极电极,在所述固体高分子电解质膜的另一方的面配设阴极电极。利用隔板(双极性板)夹持电解质膜-电极结构体来构成发电单电池(单位燃料电池)。通过层叠仅规定数量的发电单电池,例如作为车载用燃料电池堆来使用。
在发电单电池中,在MEA与一方的隔板之间,作为一方的反应气体流路形成燃料气体流路,在MEA与另一方的隔板之间,作为另一方的反应气体流路形成氧化剂气体流路。另外,在发电单电池中,沿着层叠方向形成多个反应气体连通孔。
在发电单电池中,存在使用金属隔板作为隔板的情况。例如,在日本特表2006-504872号公报中,公开了在金属隔板通过冲压成型来形成凸形状的凸起密封件作为密封部。在包围反应气体连通孔的凸起密封件,设置使反应气体连通孔与反应气体流路连通的流路。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是与上述的以往技术关连做出的,目的在于提供能够在反应气体连通孔与反应气体流路之间使反应气体顺畅地流通的燃料电池用隔板和燃料电池堆。
本发明的第一方式涉及燃料电池用隔板,其由两个金属隔板接合构成,所述金属隔板具有向作为反应面侧的一方的面侧突出形成的凸起构造,在所述金属隔板的所述一方的面形成用于流动作为燃料气体或者氧化剂气体的反应气体的反应气体流路,在隔板厚度方向贯通形成与所述反应气体流路连通的反应气体连通孔,所述凸起构造具有在所述反应气体连通孔的外周围绕的连通孔凸起部,所述燃料电池用隔板中,在一方的所述金属隔板的所述连通孔凸起部设置将所述反应气体流路与所述反应气体连通孔连通的切口部,在所述切口部,与一方的所述金属隔板一体地设置有在所述反应气体连通孔与所述反应气体流路之间延伸的流路形成凸部,在所述流路形成凸部的两侧形成将所述反应气体流路与所述反应气体连通孔连通的连结流路,从隔板厚度方向观察时,另一方的所述金属隔板的所述连通孔凸起部具有沿着与所述流路形成凸部交叉的方向延伸的部分。
本发明的第二方式涉及燃料电池堆,具备本发明的第一方式的燃料电池用隔板以及电解质膜-电极结构体,其中,多个所述燃料电池用隔板与多个所述电解质膜-电极结构体交替地层叠。
根据本发明,在将一方的金属隔板的连通孔凸起部的一部分切口而成的切口部,设置有在反应气体连通孔与反应气体流路之间延伸的流路形成凸部,并在流路形成凸部的两侧形成连结流路。因此,能够在反应气体连通孔与反应气体流路之间使反应气体顺畅地流通。
参照附图来说明以下的实施方式,从而能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是发电单电池的分解立体图。
图2是沿着图1中的II-II线的发电单电池的主要部分剖视图。
图3是从第一金属隔板侧观察到的接合隔板的俯视图。
图4是从第一金属隔板侧观察到的接合隔板的部分放大俯视图。
图5是沿着图4中的V-V线的发电单电池的剖视图。
图6是沿着图4中的VI-VI线的发电单电池的剖视图。
图7是从第二金属隔板侧观察到的接合隔板的俯视图。
具体实施方式
以下,例举优选的实施方式并参照附图来说明本发明涉及的燃料电池用隔板和燃料电池堆。
图1所示的构成单位燃料电池的发电单电池12具备在外周设置树脂膜46而成的带树脂膜的MEA 28、在带树脂膜的MEA 28的一方的面侧(箭头符号A1方向侧)配置的第一金属隔板30以及在带树脂膜的MEA 28的另一方的面侧(箭头符号A2方向侧)配置的第二金属隔板32。例如在箭头符号A方向(水平方向)或者箭头符号C方向(重力方向)层叠多个发电单电池12,并且施加层叠方向的紧固载荷(压缩载荷),来构成燃料电池堆10。燃料电池堆10例如作为车载用燃料电池堆被搭载于燃料电池电动汽车(未图示)。
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进行冲压成型为波形而构成的。彼此相邻的发电单电池中的一方的发电单电池12的第一金属隔板30与另一方的发电单电池12的第二金属隔板32接合为一体来构成接合隔板33。接合隔板33是燃料电池用隔板的一个方式。
在发电单电池12的长边方向即水平方向的一端缘部(箭头符号B1方向侧的一端缘部),沿着层叠方向(箭头符号A方向)相互连通地设置有氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b。氧化剂气体入口连通孔34a是反应气体连通孔和反应气体入口连通孔的一个方式。燃料气体出口连通孔38b是反应气体连通孔和反应气体出口连通孔的一个方式。
氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b在铅垂方向(箭头符号C方向)排列设置。氧化剂气体入口连通孔34a供给氧化剂气体、例如含氧气体。冷却介质入口连通孔36a供给冷却介质、例如水。燃料气体出口连通孔38b排出燃料气体、例如含氢气体。
在发电单电池12的长边方向另一端缘部(箭头符号B2方向侧的另一端缘部),沿着层叠方向相互连通地设置燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b。燃料气体入口连通孔38a是反应气体连通孔和反应气体入口连通孔的一个方式。氧化剂气体出口连通孔34b是反应气体连通孔和反应气体出口连通孔的一个方式。
燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b在铅垂方向排列设置。燃料气体入口连通孔38a供给燃料气体。冷却介质出口连通孔36b排出冷却介质。氧化剂气体出口连通孔34b排出氧化剂气体。氧化剂气体入口连通孔34a和氧化剂气体出口连通孔34b以及燃料气体入口连通孔38a和燃料气体出口连通孔38b的配置不限定于本实施方式,根据所需要的规格来适当设定即可。
如图2所示,带树脂膜的MEA 28具备电解质膜-电极结构体28a、以及在电解质膜-电极结构体28a的外周部设置的框形状的树脂膜46。电解质膜-电极结构体28a具有电解质膜40、以及夹持电解质膜40的阳极电极42和阴极电极44。
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除了使用氟系电解质以外,还能够使用HC(碳化氢)系电解质。
阴极电极44具有与电解质膜40的一方的面接合的第一电极催化剂层44a、以及与第一电极催化剂层44a层叠的第一气体扩散层44b。阳极电极42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42a、以及与第二电极催化剂层42a层叠的第二气体扩散层42b。
树脂膜46的内周端面与电解质膜40的外周端面接近、重叠或者抵接。如图1所示,在树脂膜46的箭头符号B1方向侧的端缘部设置氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b。在树脂膜46的箭头符号B2方向侧的端缘部设置燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b。
树脂膜46例如由PPS(聚苯硫醚)、PPA(聚邻苯二甲酰胺)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、LCP(液晶聚合物)、PVDF(聚偏氟乙烯)、硅树脂、氟树脂、或者m-PPE(改性聚苯醚树脂)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或者改性聚烯烃构成。此外也可以是,不使用树脂膜46,而使电解质膜40向外方突出。另外,也可以是,在向外方突出的电解质膜40的两侧设置框形状的膜。
如图3所示,在第一金属隔板30的朝向带树脂膜的MEA 28的面30a(以下称为“表面30a”)例如设置沿着箭头符号B方向延伸的氧化剂气体流路48。
氧化剂气体流路48与氧化剂气体入口连通孔34a和氧化剂气体出口连通孔34b可流通流体地连通。氧化剂气体流路48在沿着箭头符号B方向延伸的多条凸部48a之间具有直线状流路槽48b。也可以是,代替多个直线状流路槽48b而设置多个波状流路槽。
在第一金属隔板30的表面30a,在氧化剂气体入口连通孔34a与氧化剂气体流路48之间,设置入口缓冲部50A,该入口缓冲部50A具有多个由沿着箭头符号C方向排列的多个压花部50a形成的压花列。另外,在第一金属隔板30的表面30a,在氧化剂气体出口连通孔34b与氧化剂气体流路48之间,设置出口缓冲部50B,该出口缓冲部50B具有多个由多个压花部50b形成的压花列。压花部50a、50b朝向带树脂膜的MEA 28突出。
而且,在第一金属隔板30的与氧化剂气体流路48相反侧的面30b,在入口缓冲部50A的上述压花列之间设置由沿着箭头符号C方向排列的多个压花部67a形成的压花列,并且在出口缓冲部50B的上述压花列之间设置由沿着箭头符号C方向排列的多个压花部67b形成的压花列。压花部67a、67b朝向与带树脂膜的MEA 28相反侧突出。压花部67a、67b构成制冷剂面侧的缓冲部。
在第一金属隔板30的表面30a,通过冲压成型使第一密封线51(凸起构造)朝向带树脂膜的MEA 28(图1)鼓出成形。如图2所示,通过印刷或者涂布等将树脂件56固定在第一密封线51的凸部前端面。树脂件56例如使用聚酯纤维。树脂件56也可以设置在树脂膜46侧。树脂件56并不是不可缺少的,也可以没有。
如图3所示,第一密封线51具有:凸起密封件51a(以下称为“内侧凸起部51a”),其将氧化剂气体流路48、入口缓冲部50A以及出口缓冲部50B包围;凸起密封件52(以下称为“外侧凸起部52”),其设置在比内侧凸起部51a靠外侧并且沿着第一金属隔板30的外周延伸;以及多个凸起密封件53(以下称为“连通孔凸起部53”),其将多个连通孔(氧化剂气体入口连通孔34a等)个别地包围。
外侧凸起部52从第一金属隔板30的表面30a朝向带树脂膜的MEA 28突出并且围绕该表面30a的外周缘部。凸起密封件51a、52、53是与树脂膜46紧密接合、因层叠方向的紧固力而弹性变形、将与树脂膜46之间气密并且液密地密封的密封构造。
多个连通孔凸起部53从第一金属隔板30的表面30a朝向带树脂膜的MEA28突出,并且分别独立地围绕在氧化剂气体入口连通孔34a、氧化剂气体出口连通孔34b、燃料气体入口连通孔38a、燃料气体出口连通孔38b、冷却介质入口连通孔36a以及冷却介质出口连通孔36b的周围。
以下,将多个连通孔凸起部53中的、包围氧化剂气体入口连通孔34a的连通孔凸起部记载为“连通孔凸起部53a”,将包围氧化剂气体出口连通孔34b的连通孔凸起部记载为“连通孔凸起部53b”。
在将氧化剂气体入口连通孔34a包围的连通孔凸起部53a的靠氧化剂气体流路48侧的边部设置切口部80,该切口部80将连通孔凸起部53a的一部分切口来将氧化剂气体入口连通孔34a与氧化剂气体流路48连通。如图4所示,在切口部80,与第一金属隔板30一体地设置有在氧化剂气体入口连通孔34a与氧化剂气体流路48之间延伸的多个流路形成凸部82。具体来说,多个流路形成凸部82通过冲压成型来朝向带树脂膜的MEA 28(图1)鼓出成形。多个流路形成凸部82相互平行地延伸。也可以是,仅设置一个流路形成凸部82。
在多个流路形成凸部82之间形成将氧化剂气体入口连通孔34a与氧化剂气体流路48连通的连结流路84。在流路形成凸部82的两侧设置连结流路84。在位于多个流路形成凸部82中的两端位置的流路形成凸部82e与连通孔凸起部53a的两端部之间也形成连结流路84。
多个流路形成凸部82各自的宽度W2(与流路形成凸部82的延伸方向正交的方向的尺寸)与连通孔凸起部53a的宽度W1(与连通孔凸起部53a的延伸方向正交的方向的尺寸)相同。流路形成凸部82的宽度W2可以比连通孔凸起部53a的宽度W1小,也可以比连通孔凸起部53a的宽度W1大。多个流路形成凸部82的延伸长度比连通孔凸起部53a的宽度W1大。多个流路形成凸部82从切口部80朝向反应气体流路侧(氧化剂气体流路48侧)以及反应气体连通孔侧(氧化剂气体入口连通孔34a侧)延伸。
从隔板厚度方向观察时,多个流路形成凸部82沿着相对于第二金属隔板32的后述的连通孔凸起部63c交叉(正交)的方向延伸。
如图5和图6所示,在多个流路形成凸部82各自的顶部设置树脂件88。树脂件88的厚度以及材质与在连通孔凸起部53a(第一密封线51)的顶部设置的树脂件54相同。
如图6所示,流路形成凸部82的(从底板部30s的)突出高度与连通孔凸起部53a的(从底板部30s的)突出高度相同。在本实施方式中,流路形成凸部82的侧壁部82s相对于隔板厚度方向(箭头符号A方向)倾斜。因此,流路形成凸部82的沿着隔板厚度方向的截面形状形成为梯形。而且,也可以是,流路形成凸部82的沿着隔板厚度方向的截面形状形成为矩形。
在图3中,在将氧化剂气体出口连通孔34b包围的连通孔凸起部53b的靠氧化剂气体流路48侧的边部设置切口部90,该切口部90将连通孔凸起部53b的一部分切口来将氧化剂气体出口连通孔34b与氧化剂气体流路48连通。在切口部90,与第一金属隔板30一体地设置有在氧化剂气体出口连通孔34b与氧化剂气体流路48之间延伸的多个流路形成凸部92。也可以是,仅设置一个流路形成凸部92。
在多个流路形成凸部92之间,形成将氧化剂气体出口连通孔34b与氧化剂气体流路48连通的连结流路94。在流路形成凸部92的两侧设置连结流路94。在氧化剂气体出口连通孔34b侧设置的连通孔凸起部53b、多个流路形成凸部92以及连结流路94分别与在氧化剂气体入口连通孔34a侧设置的连通孔凸起部53a、多个流路形成凸部82以及连结流路84同样地构成,因此省略详细说明。
第一金属隔板30中的将燃料气体入口连通孔38a包围的连通孔凸起部53c,隔着树脂膜46来与后述的第二金属隔板32的连通孔凸起部63a相向。第一金属隔板30中的将燃料气体出口连通孔38b包围的连通孔凸起部53d隔着树脂膜46来与后述的第二金属隔板32的连通孔凸起部63b相向。
如图3所示,构成接合隔板33的第一金属隔板30与第二金属隔板32借助激光焊线33a~33e相互接合。激光焊线33a~33e是将第一金属隔板30、第二金属隔板32彼此接合的接合部的一个方式。激光焊线33a是将氧化剂气体入口连通孔34a、连通孔凸起部53a以及多个流路形成凸部82包围来形成的。激光焊线33b是将燃料气体出口连通孔38b和连通孔凸起部53d包围来形成的。
激光焊线33c是将燃料气体入口连通孔38a和连通孔凸起部53c包围来形成的。激光焊线33d是将氧化剂气体出口连通孔34b、连通孔凸起部53b以及多个流路形成凸部92包围来形成的。激光焊线33e是将氧化剂气体流路48、氧化剂气体入口连通孔34a、氧化剂气体出口连通孔34b、燃料气体入口连通孔38a、燃料气体出口连通孔38b、冷却介质入口连通孔36a以及冷却介质出口连通孔36b包围并且围绕接合隔板33的外周部来形成的。
而且,也可以是,代替激光焊接,第一金属隔板30与第二金属隔板32通过钎焊来接合。
如图1所示,在第二金属隔板32的朝向带树脂膜的MEA 28的面32a(以下称为“表面32a”),例如形成沿着箭头符号B方向延伸的燃料气体流路58。
如图7所示,燃料气体流路58与燃料气体入口连通孔38a以及燃料气体出口连通孔38b可流通流体地连通。燃料气体流路58在沿着箭头符号B方向延伸的多条凸部58a之间具有直线状流路槽58b。也可以是,代替多个直线状流路槽58b,而设置多个波状流路槽。
在第二金属隔板32的表面32a,在燃料气体入口连通孔38a与燃料气体流路58之间设置入口缓冲部60A,该入口缓冲部60A具有多个由沿着箭头符号C方向排列的多个压花部60a形成的压花列。另外,在第二金属隔板32的表面32a,在燃料气体出口连通孔38b与燃料气体流路58之间设置出口缓冲部60B,该出口缓冲部60B具有多个由多个压花部60b形成的压花列。压花部60a、60b朝向带树脂膜的MEA 28突出。
而且,在第二金属隔板32的与燃料气体流路58相反侧的面32b,在入口缓冲部60A的上述压花列之间设置由沿着箭头符号C方向排列的多个压花部69a形成的压花列,并且在出口缓冲部60B的上述压花列之间设置由沿着箭头符号C方向排列的多个压花部69b形成的压花列。压花部69a、69b朝向与带树脂膜的MEA 28相反的侧突出。压花部69a、69b构成制冷剂面侧的缓冲部。
在第二金属隔板32的表面32a,通过冲压成型使第二密封线61(凸起构造)朝向带树脂膜的MEA 28鼓出成形。
如图2所示,通过印刷或者涂布等将树脂件56固定在第二密封线61的凸部前端面。树脂件56例如使用聚酯纤维。树脂件56也可以设置在树脂膜46侧。树脂件56并不是不可缺少的,也可以没有。
如图7所示,第二密封线61具有:凸起密封件(以下称为“内侧凸起部61a”),其将燃料气体流路58、入口缓冲部60A以及出口缓冲部60B包围;凸起密封件(以下称为“外侧凸起部62”),其设置在比内侧凸起部61a靠外侧并且沿着第二金属隔板32的外周延伸;以及多个凸起密封件(以下称为“连通孔凸起部63”),其将多个连通孔(燃料气体入口连通孔38a等)个别地包围。外侧凸起部62从第二金属隔板32的表面32a突出并且围绕在该表面32a的外周缘部。
多个连通孔凸起部63从第二金属隔板32的表面32a突出,并且分别独立地围绕在氧化剂气体入口连通孔34a、氧化剂气体出口连通孔34b、燃料气体入口连通孔38a、燃料气体出口连通孔38b、冷却介质入口连通孔36a以及冷却介质出口连通孔36b的周围。
在将燃料气体入口连通孔38a包围的连通孔凸起部63a的靠燃料气体流路58侧的边部设置切口部100,该切口部100将连通孔凸起部63a的一部分切口来将燃料气体入口连通孔38a与燃料气体流路58连通。在切口部100,与第二金属隔板32一体地设置有在燃料气体入口连通孔38a与燃料气体流路58之间延伸的多个流路形成凸部102。在多个流路形成凸部102之间形成将燃料气体入口连通孔38a与燃料气体流路58连通的连结流路104。也可以是,仅设置一个流路形成凸部102,在流路形成凸部102的两侧设置连结流路104。
在将燃料气体出口连通孔38b包围的连通孔凸起部63b的靠燃料气体流路58侧的边部设置切口部110,该切口部110将连通孔凸起部63b的一部分切口来将燃料气体出口连通孔38b与燃料气体流路58连通。在切口部110,与第二金属隔板32一体地设置有在燃料气体出口连通孔38b与燃料气体流路58之间延伸的多个流路形成凸部112。在多个流路形成凸部112之间形成将燃料气体出口连通孔38b与燃料气体流路58连通的连结流路114。也可以是,仅设置一个流路形成凸部112,在流路形成凸部112的两侧设置连结流路114。
在第二金属隔板32的燃料气体入口连通孔38a侧设置的连通孔凸起部63a、多个流路形成凸部102以及连结流路104分别与在第一金属隔板30的氧化剂气体入口连通孔34a侧设置的连通孔凸起部53a、多个流路形成凸部82以及连结流路84(图4)同样地构成,因此省略这些的详细说明。另外,在第二金属隔板32的燃料气体出口连通孔38b侧设置的连通孔凸起部63b、多个流路形成凸部112以及连结流路114分别与在第一金属隔板30的氧化剂气体入口连通孔34a侧设置的连通孔凸起部53a、多个流路形成凸部82以及连结流路84(图4)同样地构成,因此省略详细说明。
第二金属隔板32中的将氧化剂气体入口连通孔34a包围的连通孔凸起部63c隔着树脂膜46来与第一金属隔板30的连通孔凸起部53a(图3)相向。如图4所示,从隔板厚度方向观察时,第二金属隔板32的连通孔凸起部63c具有沿着与在第一金属隔板30设置的多个流路形成凸部82交叉的方向延伸的部分。在图7中,第二金属隔板32中的将氧化剂气体出口连通孔34b包围的连通孔凸起部63d隔着树脂膜46来与第一金属隔板30的连通孔凸起部53b(图3)相向。
如图1所示,在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,形成与冷却介质入口连通孔36a和冷却介质出口连通孔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的背面形状重合来形成冷却介质流路66。
这样构成的发电单电池12以如下方式进行动作。
首先,如图1所示,向氧化剂气体入口连通孔34a供给含氧气体等氧化剂气体、例如空气。向燃料气体入口连通孔38a供给含氢气体等燃料气体。向冷却介质入口连通孔36a供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。
如图3和图5所示,氧化剂气体从氧化剂气体入口连通孔34a经由在多个流路形成凸部82之间形成的连结流路84被导入至第一金属隔板30的氧化剂气体流路48。而且,如图1所示,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,被供给至电解质膜-电极结构体28a的阴极电极44。
另一方面,如图7所示,燃料气体从燃料气体入口连通孔38a经由在多个流路形成凸部102之间形成的连结流路104被导入至第二金属隔板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,被供给至电解质膜-电极结构体28a的阳极电极42。
因此,在各个电解质膜-电极结构体28a中,被供给至阴极电极44的氧化剂气体与被供给至阳极电极42的燃料气体在第一电极催化剂层44a和第二电极催化剂层42a内因电化学反应被消耗,来进行发电。
然后,被供给至阴极电极44并被消耗的氧化剂气体从氧化剂气体流路48经由在多个流路形成凸部92之间形成的连结流路94向氧化剂气体出口连通孔34b流动,并沿着氧化剂气体出口连通孔34b向箭头符号A方向被排出。同样地,被供给至阳极电极42并被消耗的燃料气体从燃料气体流路58经由在多个流路形成凸部112之间形成的连结流路114(图7)向燃料气体出口连通孔38b流动,并沿着燃料气体出口连通孔38b向箭头符号A方向被排出。
另外,被供给至冷却介质入口连通孔36a的冷却介质,在被导入至在第一金属隔板30与第二金属隔板32之间形成的冷却介质流路66之后,沿着箭头符号B方向流通。该冷却介质在将电解质膜-电极结构体28a冷却之后,从冷却介质出口连通孔36b被排出。
该情况下,本实施方式实现以下的效果。
根据接合隔板33和燃料电池堆10,在将一方的金属隔板的连通孔凸起部的一部分切口的切口部,设置有在反应气体连通孔与反应气体流路之间延伸的流路形成凸部,并在流路形成凸部的两侧形成连结流路。因此,能够在反应气体连通孔与反应气体流路之间使反应气体顺畅地流通。即,与作为将反应气体连通孔与反应气体流路连通的流路,在连通孔凸起部设置与连通孔凸起部交叉的通道构造,在一方的金属隔板的里侧与表侧之间使反应气体流通的结构相比较,根据本实施方式的结构,由于反应气体仅通过金属隔板的表侧,因此没有流路的弯曲部(台阶部)(或者流路的弯曲部小)。因此,反应气体能够顺畅地在连结流路流动。
具体来讲,在将第一金属隔板30的连通孔凸起部53a、53b的一部分切口的切口部80、90,设置有在氧化剂气体入口连通孔34a以及氧化剂气体出口连通孔34b与氧化剂气体流路48之间延伸的流路形成凸部82、92,并在流路形成凸部82、92的两侧形成连结流路84、94。因此,能够在氧化剂气体入口连通孔34a以及氧化剂气体出口连通孔34b与氧化剂气体流路48之间使氧化剂气体顺畅地流通。
另外,在将第二金属隔板32的连通孔凸起部63a、63b的一部分切口的切口部100、110,设置有在燃料气体入口连通孔38a以及燃料气体出口连通孔38b与燃料气体流路58之间延伸的流路形成凸部102、112,并在流路形成凸部102、112的两侧形成连结流路104、114。因此,能够在燃料气体入口连通孔38a以及燃料气体出口连通孔38b与燃料气体流路58之间使燃料气体顺畅地流通。
流路形成凸部82、92、102、112的突出高度与连通孔凸起部53a、53b、63a、63b的突出高度相同。根据该结构,在切口部80、90、100、110,也能够适当地支承被夹持于燃料电池堆10中的燃料电池用隔板(接合隔板33)间的构件(树脂膜46)。
本发明不限定于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种的改变。
Claims (14)
1.一种燃料电池用隔板,其由两个金属隔板(30、32)接合构成,所述金属隔板(30、32)具有向作为反应面侧的一方的面侧突出而形成的凸起构造,在所述金属隔板的所述一方的面形成用于流动作为燃料气体或者氧化剂气体的反应气体的反应气体流路,在隔板厚度方向贯通形成与所述反应气体流路连通的反应气体连通孔,所述凸起构造具有在所述反应气体连通孔的外周围绕的连通孔凸起部(53、63),所述燃料电池用隔板中,
在一方的所述金属隔板的所述连通孔凸起部设置将所述反应气体流路与所述反应气体连通孔连通的切口部(80、90、100、110),在所述切口部,与一方的所述金属隔板一体地设置有在所述反应气体连通孔与所述反应气体流路之间延伸的流路形成凸部(82、92、102、112),在所述流路形成凸部的两侧形成将所述反应气体流路与所述反应气体连通孔连通的连结流路(84、94、104、114),
从隔板厚度方向观察时,另一方的所述金属隔板的所述连通孔凸起部具有沿着与所述流路形成凸部交叉的方向延伸的部分。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
所述流路形成凸部的突出高度与所述连通孔凸起部的突出高度相同。
3.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
所述流路形成凸部的宽度与所述连通孔凸起部的宽度相同。
4.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
在所述流路形成凸部的顶部设置树脂件(88)。
5.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
设置接合部,所述接合部将所述连通孔凸起部以及所述流路形成凸部包围,并将两个所述金属隔板彼此接合。
6.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
在两个所述金属隔板之间形成用于流动冷却介质的冷却介质流路(66)。
7.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
所述流路形成凸部的延伸长度比所述连通孔凸起部的宽度大。
8.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
所述流路形成凸部从所述切口部朝向所述反应气体流路侧以及所述反应气体连通孔侧突出。
9.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
从隔板厚度方向观察时,所述流路形成凸部沿着相对于另一方的所述金属隔板的所述连通孔凸起部正交的方向延伸。
10.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
所述连结流路分别设置在供给所述反应气体的反应气体入口连通孔与所述反应气体流路之间、以及排出所述反应气体的反应气体出口连通孔与所述反应气体流路之间。
11.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
设置有多个所述流路形成凸部。
12.根据权利要求11所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
多个所述流路形成凸部相互平行地延伸。
13.根据权利要求11所述的燃料电池用隔板,其特征在于,
在位于多个所述流路形成凸部中的两端的位置的流路形成凸部、与所述连通孔凸起部的两端部之间,也形成有所述连结流路。
14.一种燃料电池堆,具备:
根据权利要求1或者2所述的燃料电池用隔板;以及
电解质膜-电极结构体,
其中,多个所述燃料电池用隔板与多个所述电解质膜-电极结构体交替地层叠。
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