CN114497657B - 燃料电池及燃料电池堆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃料电池及燃料电池堆。燃料电池(12)具有：阳极排出连通孔(38b)，其连通于燃料气体流路(58)的水平方向一端，使燃料气体沿电解质膜‑电极结构体(28a)与隔板(30、32)的层叠方向排出；以及阴极排出连通孔(34b)，其连通于氧化剂气体流路(48)的水平方向另一端，使氧化剂气体沿层叠方向排出，在燃料电池(12)及燃料电池堆(10)中，将最下侧的阴极排出连通孔(34b2)的底部(68a)设置在比最下侧的阳极排出连通孔(38b2)的底部(70a)靠下方。
Description
技术领域
本发明涉及在电解质膜-电极结构体的两侧具有隔板的燃料电池及燃料电池堆。
背景技术
一般来讲，固体高分子型燃料电池具有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)。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具有阳极电极。另外，电解质膜-电极结构体(MEA)在固体高分子电解质膜的另一方的面具有阴极电极。
燃料电池(发电单电池)具有上述电解质膜-电极结构体被隔板(双极性板)夹持而成的构造。燃料电池被层叠既定的个数，由此作为例如车载用燃料电池堆被使用。
这种燃料电池堆具备反应气体供给连通孔(阳极供给连通孔和阴极供给连通孔)以及反应气体排出连通孔(阳极排出连通孔和阴极排出连通孔)。上述这些连通孔沿层叠方向贯通于层叠而成的多个燃料电池。反应气体供给连通孔和反应气体排出连通孔连通于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)。
如专利文献1所记载，在燃料电池发电时，因燃料气体与氧化剂气体之间的反应会产生生成水。生成水通过反应气体流路流入反应气体排出连通孔。专利文献1中指出下述问题：当生成水滞留于反应气体排出连通孔时，反应气体的流动被阻碍，发电性能下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-121562号公报
发明内容
在将燃料电池堆搭载于车辆等的情况下，还设想发电过程中燃料电池堆倾斜的情形。然而，关于以往的燃料电池堆而言，存在根据其倾斜方向而生成水滞留于反应气体排出连通孔的风险。
为此，本发明的目的在于，提供即使在倾斜的情况下仍然能够使生成水不滞留地排出的燃料电池及燃料电池堆。
本发明的一观点在于，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置阳极电极和阴极电极而形成的；隔板，其配设在所述电解质膜-电极结构体的两面；燃料气体流路，其形成在所述电解质膜-电极结构体的所述阳极电极与一方的所述隔板之间，使燃料气体沿水平方向流通；以及氧化剂气体流路，其形成在所述电解质膜-电极结构体的所述阴极电极与另一方的所述隔板之间，使氧化剂气体沿所述水平方向流通，所述电解质膜-电极结构体与所述隔板的层叠方向沿着所述水平方向，在所述燃料电池中，在所述燃料电池的与所述层叠方向正交的所述水平方向的一端的下部形成阳极排出连通孔，该阳极排出连通孔连通于所述燃料气体流路，使所述燃料气体沿所述电解质膜-电极结构体与所述隔板的所述层叠方向排出，在所述燃料电池的与所述层叠方向正交的所述水平方向的另一端的下部形成阴极排出连通孔，该阴极排出连通孔连通于所述氧化剂气体流路，使所述氧化剂气体沿所述层叠方向排出，所述阴极排出连通孔的底部设置在比所述阳极排出连通孔的底部靠下方。
另一观点在于，一种燃料电池堆，在所述燃料电池堆中，具备多个上述观点的燃料电池层叠而成的层叠体。
根据上述观点的燃料电池及燃料电池堆，即使在倾斜的情况下也能够使生成水不滞留地排出。
参照附图来说明以下的实施方式，基于对该实施方式的说明，能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是本发明的实施方式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是燃料电池堆的一端高于另一端的方向而倾斜的状态的示意图。
图6是以燃料电池堆的另一端高于一端的方式倾斜的状态的示意图。
具体实施方式
在以下的说明中，将燃料电池堆10搭载于车辆等时配置中的铅垂方向上侧称为“上侧或者上方”，将铅垂方向下侧称为“下侧或者下方”。
如图1所示，实施方式涉及的燃料电池堆10具备多个燃料电池12(发电单电池)在水平方向(箭头符号A方向)层叠而成的层叠体14。燃料电池堆10例如被搭载于未图示的燃料电池电动汽车或者运输设备。
在层叠体14的层叠方向(箭头符号A方向)一端，朝向外方依次重叠地配置接线板16a(电力取出板)、绝缘件18a和端面板20a。在层叠体14的层叠方向另一端，朝向外方依次重叠地配置接线板16b、绝缘件18b和端面板20b。一方的绝缘件18a配置在层叠体14与一方的端面板20a之间。另一方的绝缘件18b配置在层叠体14与另一方的端面板20b之间。绝缘件18a、18b例如由聚碳酸酯或者酚醛树脂这样的绝缘性材料形成。
端面板20a、20b形成为横长(或者纵长)的长方形形状。在端面板20a、20b的各边配置连结杆24。各连结杆24的两端被固定在端面板20a、20b的内表面。各连结杆24在层叠的多个燃料电池12的层叠方向(箭头符号A方向)施加紧固载荷。而且，燃料电池堆10也可以具备以端面板20a、20b作为端板的壳体。该情况下，该壳体在内部收容层叠体14。
如图2所示，燃料电池12具有第一金属隔板30和第二金属隔板32夹持带树脂框的MEA 28而成的构造。第一金属隔板30和第二金属隔板32是将例如钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者对上述板的金属表面实施用于防腐蚀的表面处理而成的薄金属板的截面冲压成型为波形状来形成的。第一金属隔板30和第二金属隔板32构成接合隔板33。在接合隔板33中，第一金属隔板30和第二金属隔板32通过焊接、钎焊、嵌塞(日文：かしめ)等将外周部接合为一体。
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”)以及以将MEA 28a的外周部包围的方式设置的树脂框构件46。树脂框构件46接合于MEA 28a。MEA 28a具有：电解质膜40；在电解质膜40的一方的面(也称为阳极面)设置的阳极电极42；以及在电解质膜40的另一方的面(也称为阴极面)设置的阴极电极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除了可以是氟系电解质膜之外，也可以是HC(烃)类电解质膜。
虽未详细图示，阳极电极42具有：与电解质膜40的一方的面接合的阳极电极催化剂层；以及层叠于该阳极电极催化剂层的阳极扩散层。阴极电极44具有：与电解质膜40的另一方的面接合的阴极电极催化剂层；以及层叠于该阴极电极层的阴极扩散层。
燃料电池12在长边方向即箭头符号B方向(图2中为水平方向)的一端部具有一个阴极供给连通孔34a、多个(例如，两个)冷却介质排出连通孔36b以及多个(例如，两个)阳极排出连通孔38b。上述这些连通孔分别沿层叠方向延伸。阴极供给连通孔34a、多个冷却介质排出连通孔36b以及多个阳极排出连通孔38b将层叠体14、绝缘件18a和端面板20a(参照图1)沿层叠方向贯通。而且，阴极供给连通孔34a、多个冷却介质排出连通孔36b以及多个阳极排出连通孔38b也可以贯通接线板16a。
上述这些连通孔在上下方向以大致等间隔排列。阳极排出连通孔38b将作为一方的反应气体的燃料气体排出。燃料气体并没有特别限定，例如为含有水分的氢气(含氢气体)。阴极供给连通孔34a供给作为另一方的反应气体的氧化剂气体。氧化剂气体并没有特别限定，例如为含有水分的空气等含氧气体。冷却介质排出连通孔36b排出冷却介质。在上下方向分离地配置两个冷却介质排出连通孔36b。
阴极供给连通孔34a配置在冷却介质排出连通孔36b之间。多个阳极排出连通孔38b具有上侧阳极排出连通孔38b1和下侧阳极排出连通孔38b2。上侧阳极排出连通孔38b1配置在上侧的冷却介质排出连通孔36b的上方。下侧阳极排出连通孔38b2配置在下侧的冷却介质排出连通孔36b的下方。即，下侧阳极排出连通孔38b2成为最下端的阳极排出连通孔38b。
燃料电池12在箭头符号B方向的另一端部具有一个阳极供给连通孔38a、多个(例如，两个)冷却介质供给连通孔36a以及多个(例如，两个)阴极排出连通孔34b。上述这些连通孔分别沿层叠方向延伸。阳极供给连通孔38a、多个冷却介质供给连通孔36a以及多个阴极排出连通孔34b将层叠体14、绝缘件18a和端面板20a沿层叠方向贯通。阳极供给连通孔38a、多个冷却介质供给连通孔36a以及多个阴极排出连通孔34b也可以贯通接线板16a。
如图3和图4所示，上述这些连通孔在上下方向以大致等间隔排列。阳极供给连通孔38a供给燃料气体。冷却介质供给连通孔36a供给冷却介质。在上下方向分离地配置两个冷却介质供给连通孔36a。阴极排出连通孔34b排出氧化剂气体。
阳极供给连通孔38a配置在两个冷却介质供给连通孔36a之间。多个阴极排出连通孔34b具有上侧阴极排出连通孔34b1和下侧阴极排出连通孔34b2。上侧阴极排出连通孔34b1配置在上侧的冷却介质供给连通孔36a的上方。下侧阴极排出连通孔34b2配置在下侧的冷却介质供给连通孔36a的下方。本实施方式中，下侧阴极排出连通孔34b2成为最下端的阴极排出连通孔34b。
阴极供给连通孔34a、多个阴极排出连通孔34b、阳极供给连通孔38a以及多个阳极排出连通孔38b的配置并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。阴极供给连通孔34a、上侧阴极排出连通孔34b1、冷却介质供给连通孔36a、冷却介质排出连通孔36b、阳极供给连通孔38a和上侧阳极排出连通孔38b1可以为从箭头符号A方向俯视观察时呈四边形形状或者其它多边形形状。
如图6所示，下侧阴极排出连通孔34b2的形状为通过将变形了的四边形(平行四边形)的角部切掉而成的七边形。下侧阴极排出连通孔34b2的形状在第一金属隔板30和第二金属隔板32中为同一形状。下侧阴极排出连通孔34b2在下端具有与水平方向(箭头符号B方向)平行且呈直线状的底部68a。在底部68a的两侧部形成有以朝向上方斜向扩展的方式倾斜的倾斜部68b、68c。通道部64形成在倾斜部68b的上方。通道部64使下侧阴极排出连通孔34b2与氧化剂气体流路48连通。而且，通道部64还设置于其他连通孔34a、38a、34b1、38b1。在下侧阴极排出连通孔34b2中，从底部68a至通道部64的下端为止的范围为与氧化剂气体一起排出的水能够暂时滞留的留水部34b3。如果在留水部34b3的范围内，就能够贮留滞留水而不会使滞留水通过通道部64逆流到发电面。留水部34b3中的滞留水最终通过泄水孔72被排出。即，留水部34b3使滞留水暂时滞留。下侧阴极排出连通孔34b2的底部68a附近的截面面积越大，则留水部34b3的容积越增大。为了扩大留水部34b3的容积，底部68a成为直线状的边。
如图5所示，下侧阳极排出连通孔38b2具有六边形形状。下侧阳极排出连通孔38b2的下端具有由弯曲部形成的底部70a。下侧阳极排出连通孔38b2在底部70a的两侧部具有以朝向上方斜向扩展的方式倾斜的倾斜部70b、70c。在第二金属隔板32中，下侧阳极排出连通孔38b2具有通道部64。通道部64配置在倾斜部70b的上方。通道部64使下侧阳极排出连通孔38b2与燃料气体流路58连通。通道部64也被称为桥部。本实施方式中，下侧阳极排出连通孔38b2具有留水部38b3。留水部38b3占据从底部70a至下侧阳极排出连通孔38b2的通道部64(桥部)的下端为止的范围。泄水孔82使留水部38b3中的滞留水排出。
下侧阴极排出连通孔34b2和下侧阳极排出连通孔38b2兼用作为因燃料电池12的发电面的化学反应而产生的水的排出路径。为了使水排出而不会逆流到发电面，下侧阴极排出连通孔34b2中的下侧的一部分比燃料电池12的发电面的最下端部更向下方突出。即，下侧阴极排出连通孔34b2比氧化剂气体流路48或者燃料气体流路58更向下方突出。另外，下侧阳极排出连通孔38b2的下侧的一部分比燃料电池12的发电面的最下端部更向下方突出。
还有，如图3所示，在本实施方式中，构成下侧阴极排出连通孔34b2的下端部的底部68a的位置B1位于比构成下侧阳极排出连通孔38b2的下端部的底部70a的位置B2更靠下方的位置。因而，下侧阴极排出连通孔34b2的留水部34b3(图3)的容积大于下侧阳极排出连通孔38b2的留水部38b3(图4)的容积。
如图1所示，阴极供给连通孔34a、冷却介质供给连通孔36a和阳极供给连通孔38a分别连通于端面板20a的入口35a、37a、39a。另外，上侧阴极排出连通孔34b1、下侧阴极排出连通孔34b2、冷却介质排出连通孔36b、上侧阳极排出连通孔38b1和下侧阳极排出连通孔38b2分别连通于端面板20a的出口35b1、35b2、37b、39b1、39b2。
如图2所示，树脂框构件46在箭头符号B方向的一端部具有一个阴极供给连通孔34a、多个冷却介质排出连通孔36b以及多个阳极排出连通孔38b。树脂框构件46例如具有两个冷却介质排出连通孔36b和两个阳极排出连通孔38b。树脂框构件46在箭头符号B方向的另一端部具有一个阳极供给连通孔38a、多个冷却介质供给连通孔36a以及多个阴极排出连通孔34b。树脂框构件46例如具有两个冷却介质供给连通孔36a和两个阴极排出连通孔34b。
带树脂框的MEA 28也可以没有树脂框构件46。也可以是，电解质膜40向带树脂框的MEA 28的外方突出，来代替树脂框构件46。另外，也可以是，带树脂框的MEA 28在电解质膜40的向外方突出的部分的厚度方向两侧具有框形状的膜。
如图3所示，第一金属隔板30在朝向带树脂框的MEA 28的面30a具有氧化剂气体流路48。氧化剂气体流路48使氧化剂气体朝向电极面沿箭头符号B方向(水平方向)流通。氧化剂气体流路48的箭头符号B方向的一端以可流通流体的方式连通于阴极供给连通孔34a。氧化剂气体流路48的箭头符号B方向的另一端以可流通流体的方式连通于阴极排出连通孔34b。氧化剂气体流路48具有多个凸部48a以及多个氧化剂气体流路槽48b。各凸部48a沿箭头符号B方向呈直线状或者波状延伸。多个凸部48a在箭头符号C方向(重力方向)排列。氧化剂气体流路槽48b配置在多个凸部48a之间。氧化剂气体流路槽48b具有直线状或者波状。
第一金属隔板30在阴极供给连通孔34a与氧化剂气体流路48之间具有入口缓冲部50a。入口缓冲部50a具有通过冲压成型形成的多个压花部。第一金属隔板30在阴极排出连通孔34b与氧化剂气体流路48之间具有出口缓冲部50b。出口缓冲部50b具有通过冲压成型形成的多个压花部。
第一金属隔板30在面30a具有多个金属凸起密封件。金属凸起密封件是通过冲压成型形成的。多个金属凸起密封件从面30a朝向带树脂框的MEA 28鼓出。第一金属隔板30也可以具有由弹性材料形成的凸状弹性密封件，来代替金属凸起密封件。多个金属凸起密封件具有外周凸起部52a和多个连通孔凸起部52b。外周凸起部52a在面30a上将氧化剂气体流路48、阴极供给连通孔34a和阴极排出连通孔34b包围。金属凸起密封件使氧化剂气体流路48、阴极供给连通孔34a和阴极排出连通孔34b连通。
多个连通孔凸起部52b各自将阳极供给连通孔38a、阳极排出连通孔38b、冷却介质供给连通孔36a和冷却介质排出连通孔36b包围。而且，根据需要，也可以是，第一金属隔板30还具有外侧凸起密封件。外侧凸起密封件设置于面30a的外周部。
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具有燃料气体流路58。燃料气体流路58是使燃料气体沿着电极面在箭头符号B方向(水平方向)流通的流路。燃料气体流路58的箭头符号B方向的另一端以可流通流体的方式连通于阳极供给连通孔38a。另外，燃料气体流路58的箭头符号B方向的一端以可流通流体的方式连通于阳极排出连通孔38b。燃料气体流路58具有多个沿箭头符号B方向延伸的凸部58a。多个凸部58a在箭头符号C方向(重力方向)排列。另外，燃料气体流路58在凸部58a之间具有直线状或者波状的燃料气体流路槽58b。
第二金属隔板32在阳极供给连通孔38a与燃料气体流路58之间具有入口缓冲部60a。入口缓冲部60a具有通过冲压成型形成的多个压花部。第二金属隔板32在阳极排出连通孔38b与燃料气体流路58之间具有出口缓冲部60b。出口缓冲部60b具有通过冲压成型形成的多个压花部。
第二金属隔板32在面32a具有多个金属凸起密封件。金属凸起密封件是通过冲压成型形成的。多个金属凸起密封件从面32a朝向带树脂框的MEA 28鼓出。第二金属隔板32也可以具有由弹性材料形成的凸状弹性密封件，来代替金属凸起密封件。多个金属凸起密封件具有外周凸起部62a和多个连通孔凸起部62b。外周凸起部62a将燃料气体流路58、阳极供给连通孔38a和阳极排出连通孔38b包围。外周凸起部62a使燃料气体流路58、阳极供给连通孔38a和阳极排出连通孔38b连通。
多个连通孔凸起部62b各自将阴极供给连通孔34a、阴极排出连通孔34b、冷却介质供给连通孔36a和冷却介质排出连通孔36b包围。而且，也可以是，第二金属隔板32还具有外侧凸起部。外侧凸起部在比外周凸起部62a更靠外侧，沿着面32a的外周部延伸。
如图2所示，第一金属隔板30和第二金属隔板32通过焊接或者钎焊相互接合。冷却介质流路66形成在第一金属隔板30的面30b与第二金属隔板32的面32b之间。冷却介质流路66以可流通流体的方式连通于冷却介质供给连通孔36a和冷却介质排出连通孔36b。冷却介质流路66是第一金属隔板30的氧化剂气体流路48的背面形状与第二金属隔板32的燃料气体流路58的背面形状重合而形成的。
图3中的上侧阴极排出连通孔34b1与下侧阴极排出连通孔34b2在层叠方向上与图示平面不同的位置处相互连结。上侧阴极排出连通孔34b1和下侧阴极排出连通孔34b2与泄水孔72相连通。流入阴极排出连通孔34b的生成水从泄水孔72被排出。另外，上侧阳极排出连通孔38b1与下侧阳极排出连通孔38b2在图4所示的面的进深侧相互连结。上侧阳极排出连通孔38b1和下侧阳极排出连通孔38b2与泄水孔82相连通。流入阳极排出连通孔38b的生成水从泄水孔82被排出。
以下，说明以如上方式构成的燃料电池堆10的动作。
如图1所示，氧化剂气体被供给到端面板20a的阴极供给连通孔34a。另外，燃料气体被供给到端面板20a的阳极供给连通孔38a。纯水、乙二醇或者油等冷却介质被供给到端面板20a的冷却介质供给连通孔36a。
如图2和图3所示，氧化剂气体从阴极供给连通孔34a流入第一金属隔板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在箭头符号B方向移动，被供给到MEA28a的阴极电极44。
另一方面，如图2和图4所示，燃料气体从阳极供给连通孔38a流入第二金属隔板32的燃料气体流路58。燃料气体沿着燃料气体流路58在箭头符号B方向移动，被供给到MEA28a的阳极电极42。
因而，在各MEA 28a中，被供给到阴极电极44的氧化剂气体通过在阴极电极催化剂层的电化学反应被消耗。另外，被供给到阳极电极42的燃料气体通过在阳极电极催化剂层内的电化学反应被消耗。通过上述这些电化学反应进行发电。即，在阳极电极催化剂层，氢离子是通过从燃料气体中的氢中夺取电子而产生的。该氢离子在电解质膜40中传导并移动到阴极侧。然后，氢离子在阴极电极催化剂层与氧化剂气体中的氧反应，产生生成水。这样，电化学反应在阴极侧产生生成水。所产生的生成水的一部分通过电解质膜40移动到阳极侧。
然后，在阴极电极44未被消耗的氧化剂气体分开流入上侧阴极排出连通孔34b1和下侧阴极排出连通孔34b2。氧化剂气体通过上侧阴极排出连通孔34b1和下侧阴极排出连通孔34b2，沿箭头符号A方向被排出。大部分生成水随着氧化剂气体的流动，在氧化剂气体流路48中沿箭头符号B方向移动。并且，生成水通过出口缓冲部50b，流入上侧阴极排出连通孔34b1和下侧阴极排出连通孔34b2。氧化剂气体中凝结而成的生成水因重力的作用向下侧汇集，因此主要通过下侧阴极排出连通孔34b2被排出。
另一方面，如图2和图4所示，被供给到阳极电极42且未被消耗的燃料气体分开流入上侧阳极排出连通孔38b1和下侧阳极排出连通孔38b2。燃料气体通过上侧阳极排出连通孔38b1和下侧阳极排出连通孔38b2，沿箭头符号A方向被排出。一部分生成水随着燃料气体的流动在燃料气体流路58中沿箭头符号B方向移动。并且，一部分生成水通过出口缓冲部60b流向上侧阳极排出连通孔38b1和下侧阳极排出连通孔38b2。燃料气体中凝结而成的生成水因重力的作用向下侧汇集，因此主要通过下侧阳极排出连通孔38b2被排出。
下侧阳极排出连通孔38b2的下端部比燃料气体流路58的最下部更向下方突出。由此，即使如图5所示那样，燃料电池堆10以下侧阳极排出连通孔38b2高于下侧阴极排出连通孔34b2的方式倾斜，也能够抑制生成水从下侧阳极排出连通孔38b2向燃料气体流路58逆流。
另外，如图6所示，下侧阴极排出连通孔34b2的底部68a比氧化剂气体流路48的最下部更向下方突出。下侧阴极排出连通孔34b2可能滞留更多的生成水。该下侧阴极排出连通孔34b2的底部68a的位置B1位于比下侧阳极排出连通孔38b2的底部70a的位置B2靠下方的位置。由此，燃料电池堆10即使在以下侧阴极排出连通孔34b2高于下侧阳极排出连通孔38b2的方式倾斜的情况下，也能够抑制生成水从下侧阴极排出连通孔34b2向氧化剂气体流路48逆流。
另外，下侧阴极排出连通孔34b2的下端部具有由沿水平方向延伸的呈直线状的边形成的底部68a以及在该底部68a的两侧部形成的倾斜部68b、68c。该下侧阴极排出连通孔34b2的下部具有大的截面面积，因此能够流动更多的滞留水。
本实施方式的燃料电池12及燃料电池堆10实现以下效果。
本实施方式的燃料电池12具有：电解质膜-电极结构体28a，其是在电解质膜40的两侧配置阳极电极42和阴极电极44而形成的；隔板(第一金属隔板30和第二金属隔板32)，其配设在电解质膜-电极结构体28a的两面；燃料气体流路58，其形成在电解质膜-电极结构体28a的阳极电极42与隔板之间，使燃料气体沿水平方向流通；氧化剂气体流路48，其形成在电解质膜-电极结构体28a的阴极电极44与隔板之间，使氧化剂气体沿水平方向流通；阳极排出连通孔38b，其连通于燃料气体流路58的水平方向的一端，使燃料气体沿电解质膜-电极结构体28a与隔板的层叠方向排出；以及阴极排出连通孔34b，其连通于氧化剂气体流路48的水平方向的另一端，使氧化剂气体沿层叠方向排出，将最下侧的阴极排出连通孔34b的底部68a设置为比最下侧的阳极排出连通孔38b的底部70a靠下方。
上述燃料电池12中，将大部分生成水排出的、最下侧的阴极排出连通孔34b的底部68a配置得比最下侧的阳极排出连通孔38b的底部70a靠下方。由此，即使在燃料电池12倾斜的情况下，也能够防止生成水从阴极排出连通孔34b向氧化剂气体流路48逆流。其结果是，在燃料电池12中，能够防止生成水堵塞氧化剂气体流路48的现象。
基于上述燃料电池12，也可以是，阳极排出连通孔38b和阴极排出连通孔34b形成为多边形形状，并且，在与构成底部68a、70a的顶点或者边相邻接的两侧部具有以向斜上方扩展的方式倾斜的倾斜部68b、68c、70b、70c。根据该燃料电池12，即使在燃料电池12倾斜的情况下，也能够抑制生成水逆流。
基于上述燃料电池12，也可以是，还具有：以包围阴极排出连通孔34b周围的方式设置的连通孔凸起部52b；以及贯通连通孔凸起部52b并使阴极排出连通孔34b与氧化剂气体流路48连通的通道部64，通道部64配置得比倾斜部68b靠上方。根据该燃料电池12，通道部64配置得比生成水滞留的部位靠上方。其结果是，燃料电池12能防止通道部64被生成水的液滴堵塞。
基于上述燃料电池12，也可以是，阴极排出连通孔34b的底部68a由直线状的边构成。由此，阴极排出连通孔34b的底部68a附近的流路截面增大，阴极排出连通孔34b能够在内部保持更多的生成水。
基于上述燃料电池12，也可以是，阴极排出连通孔34b的底部68a以及阳极排出连通孔38b的底部70a形成于比发电面的下端部靠下方。
本实施方式的燃料电池堆10具备多个燃料电池12层叠而成的层叠体14。根据该燃料电池堆10，即使在倾斜的情况下，也能够使生成水不滞留地排出。
上述内容中，列举了优选的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
Claims (3)
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置阳极电极和阴极电极而形成的；
隔板，其配设在所述电解质膜-电极结构体的两面；
燃料气体流路，其形成在所述电解质膜-电极结构体的所述阳极电极与一方的所述隔板之间，使燃料气体沿水平方向流通；以及
氧化剂气体流路，其形成在所述电解质膜-电极结构体的所述阴极电极与另一方的所述隔板之间，使氧化剂气体沿所述水平方向流通，
所述电解质膜-电极结构体与所述隔板的层叠方向沿着所述水平方向，在所述燃料电池中，
在所述燃料电池的与所述层叠方向正交的所述水平方向的一端的下部形成阳极排出连通孔，该阳极排出连通孔连通于所述燃料气体流路，使所述燃料气体沿所述电解质膜-电极结构体与所述隔板的所述层叠方向排出，
在所述燃料电池的与所述层叠方向正交的所述水平方向的另一端的下部形成阴极排出连通孔，该阴极排出连通孔连通于所述氧化剂气体流路，使所述氧化剂气体沿所述层叠方向排出，
所述阴极排出连通孔的底部设置在比所述阳极排出连通孔的底部靠下方，
所述阴极排出连通孔形成为多边形形状，并且所述阴极排出连通孔的所述底部的下端由与所述水平方向平行的直线状的边构成，并且在所述边的两侧部具有以向斜上方扩展的方式倾斜的倾斜部，
还具有：以包围所述阴极排出连通孔周围的方式设置的连通孔凸起部；以及贯通所述连通孔凸起部并使所述阴极排出连通孔与所述氧化剂气体流路连通的通道部，
所述通道部配置得比所述倾斜部靠上方。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，
所述阴极排出连通孔的所述底部以及所述阳极排出连通孔的所述底部形成于比发电面的下端部靠下方。
3.一种燃料电池堆，
具备多个根据权利要求1所述的燃料电池层叠而成的层叠体。
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