CN115719819A - 用于燃料电池的分隔件 - Google Patents

Abstract

一种用于燃料电池的分隔件，其包括接触表面。槽通路并排配置在接触表面中。槽通路包括在配置方向上彼此相邻的第一槽通路和第二槽通路。接触表面包括位于第一槽通路和第二槽通路之间的肋。肋包括至少一个宽区段。第一槽通路包括与所述至少一个宽区段相邻的至少一个第一邻接区段。第二槽通路包括与所述至少一个宽区段相邻的至少一个第二邻接区段。第一邻接区段的通流截面积小于第二邻接区段的通流截面积。

Description

用于燃料电池的分隔件

技术领域

本公开涉及一种用于燃料电池的分隔件。

背景技术

日本特开2018-78020号公报公开了一种用于燃料电池堆的单电池。该单电池包括膜电极组件(以下称为MEA)、第一分隔件和第二分隔件。第一分隔件和第二分隔件将MEA保持在它们之间。

MEA包括涂有催化剂的膜(以下称为CCM)和气体扩散层(以下称为GDL)。CCM包括电解质膜和催化剂层。气体扩散层分别设置在CCM的相反两侧上。

第一分隔件包括用于氧化气体的第一槽通路和用于冷却介质的冷却槽通路。第一槽通路均以直线延伸并且形成在第一分隔件的面向MEA的表面中。第一分隔件的一侧的第一槽通路的凸凹形状与第一分隔件的相反侧的冷却槽通路的凹凸形状彼此吻合。

第二分隔件包括用于燃料气体的第二槽通路和用于冷却介质的冷却槽通路。第二槽通路均具有波纹形状并且形成在第二分隔件的面向MEA的表面中。第二分隔件的一侧的第二槽通路的凸凹形状与第二分隔件的相反侧的冷却槽通路的凹凸形状彼此吻合。每个第二槽通路的振幅被设定为：第二槽通路与第一分隔件中的第一槽通路的背侧上的凸部重叠，该第一分隔件面向第二分隔件。

该类型的单电池使得氧化气体在流动穿过第一分隔件的第一槽通路的同时逐渐渗透到与第一分隔件相邻的GDL中。该类型的单电池还使得燃料气体在流动穿过第二分隔件的第二槽通路的同时逐渐渗透到与第二分隔件相邻的GDL中。通过已经渗透到GDL中的氧化气体和燃料气体之间的电化学反应在CCM中产生电力。

当这种单电池堆叠时，一个单电池中的第二槽通路的凸部和另外的电池中的第一槽通路的背侧的凸部在相对大的面积上相互接触。这改善了相邻分隔件的接触结构的稳定性，从而改善了单电池的接触结构的稳定性。

希望在这种单电池中，燃料气体有效地渗透到GDL的更宽广的区域中以提高发电效率。

这种目的不仅适用于具有用于燃料气体的槽通路的分隔件，而且也适用于具有用于氧化气体的槽通路的分隔件。

发明内容

本公开的目的在于提供一种用于燃料电池的分隔件，其使得反应气体有效地渗透到气体扩散层中的宽广区域中。

在一个总体方面中，提供了一种用于燃料电池的分隔件。分隔件包括被构造为与燃料电池的发电单元接触的接触表面。供反应气体流动穿过的槽通路并排配置在接触表面上。将槽通路并排配置的方向定义为配置方向。槽通路包括第一槽通路和第二槽通路，第一槽通路和第二槽通路在接触表面的平面方向上以波纹形状延伸并且在配置方向上彼此相邻。接触表面包括位于第一槽通路和第二槽通路之间并接触发电单元的肋。肋包括至少一个宽区段，该宽区段的沿配置方向的宽度大于肋的其他区段的沿配置方向的宽度。第一槽通路包括与所述至少一个宽区段邻接的至少一个第一邻接区段。第二槽通路包括与所述至少一个宽区段邻接的至少一个第二邻接区段。第一邻接区段的通流截面积(cross-sectional flow area)小于第二邻接区段的通流截面积。

从以下详细描述、附图和方案，其他特征和方面将变得明显。

附图说明

图1是根据一个实施方式的包括用于燃料电池的分隔件的用于燃料电池的单电池的分解立体图。

图2是根据实施方式的分隔件的平面图，图示了供燃料气体流动穿过的槽通路。

图3是沿着图2的线3-3截取的截面图。

图4是沿着图2的线4-4截取的截面图。

图5是沿着图2的线5-5截取的截面图。

图6是图2所示的分隔件的放大平面图，图示了第一槽通路的第一邻接区段。

图7是沿着图6的线7-7截取的截面图。

图8是沿着图6的线8-8截取的截面图。

图9是图示从图2所示的分隔件的槽通路渗透到气体扩散层中的燃料气体的流的截面图。

图10是图示从图2所示的分隔件的槽通路渗透到气体扩散层中的燃料气体的流的截面图。

图11是示出了根据变型方案的槽通路的截面图。

在整个附图和详细描述中，相同的附图标记指代相同的要素。附图可能不是按比例绘制的，并且为了清楚、说明和方便起见，附图中要素的相对尺寸、比例和描绘可能被夸大。

具体实施方式

本说明书提供了对所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。所描述的方法、设备和/或系统的变型方案和等效方案对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。操作的顺序是示例性的，并且可以按照本领域普通技术人员显而易见的方式改变，但必须以特定次序发生的操作除外。可以省略对本领域普通技术人员公知的功能和结构的描述。

示例性实施方式可以具有不同的形式，并且不限于所描述的实施例。然而，所描述的实施例是彻底和完整的，并且将本公开的全部范围传达给本领域普通技术人员。

在本说明书中，“A和B中的至少一个”应理解为“仅A、仅B、或A和B两者”。

现在将参照图1至图10描述根据一个实施方式的用于燃料电池的分隔件30。

<燃料电池堆的单电池的整体构造>

如图1所示，用于燃料电池堆的单电池包括膜电极组件10(以下称为MEA10)，支撑MEA 10的框架构件20，和两个分隔件30、40，该两个分隔件30、40将MEA 10和框架构件20保持在它们之间。

单电池整体为矩形板。

在以下描述中，分隔件30、包括MEA 10和框架构件20的层、以及分隔件40所堆叠的方向将被称为第一方向X。

单电池的与第一方向X正交的纵向方向将被称为第二方向Y。

此外，与第一方向X和第二方向Y两者正交的方向将被称为第三方向Z。

单电池具有用于将反应气体或冷却介质引入单电池的入口孔91、93、95和用于将单电池中的反应气体和冷却介质排放到外部的出口孔92、94、96。在本实施方式中，入口孔91和出口孔92是燃料气体流动穿过的孔。入口孔93和出口孔94是冷却介质流动穿过的孔。入口孔95和出口孔96是氧化剂气体流动穿过的孔。燃料气体是氢气。冷却介质是水。氧化剂气体是空气。

入口孔91、93、95和出口孔92、94、96在平面图中均具有在第二方向Y上长的矩形形状，并且在第一方向X上延伸穿过单电池。入口孔91和出口孔94、96位于单电池的第二方向Y上的一侧(图1中左-右方向上的左侧)。入口孔91和出口孔94、96在第三方向Z上并排配置，同时彼此间隔开。出口孔92和入口孔93、95位于第二方向Y上的另一侧(图1中的右侧)。出口孔92和入口孔93、95在第三方向Z上并排配置，同时彼此间隔开。

<MEA 10>

如图1所示，MEA 10具有在第二方向Y上长的矩形形状。

MEA 10包括固体聚合物电解质膜(未示出；以下称为电解质膜)和分别设置在电解质膜的相反的表面上的电极11A、11B。在本实施方式中，与电解质膜(未图示)的第一方向X上的一侧(图1的上-下方向上的上侧)结合的电极是阴极11A。此外，与电解质膜的第一方向X上的另一侧(图1中的下侧)结合的电极是阳极11B。

电极11A、11B均包括结合至电解质膜的催化剂层(未示出)和结合至催化剂层的气体扩散层12(以下称为GDL 12)。

MEA 10对应于根据本公开的燃料电池的发电单元。

<框架构件20>

如图1所示，框架构件20具有在第二方向Y上长的矩形形状。

框架构件20由例如硬塑料制成。

框架构件20包括通孔21、22、23、24、25、26，它们分别是孔91、92、93、94、95、96的一部分。

框架构件20在中央包括开口27，该开口27具有在第二方向Y上长的矩形形状。MEA10从第一方向X上的一侧(如在图1中观察的上侧)结合至开口27的边缘。

<分隔件30>

如图1所示，分隔件30是在第二方向Y上长的矩形板。

例如通过压制由钛或不锈钢制成的金属构件形成分隔件30。

分隔件30设置在MEA 10的设置有阳极11B的那侧。分隔件30包括第一表面30A和位于与第一表面30A相反一侧的第二表面30B。第一表面30A包括接触表面30a，其接触MEA 10(参见图2)。

分隔件30包括通孔31、32、33、34、35、36，它们分别是孔91、92、93、94、95、96的一部分。在第三方向Z上，通孔31、34、36设置在与框架构件20的通孔21、24、26对应的位置处。此外，在第三方向Z上，通孔32、33、35设置在与框架构件20的通孔22、23、25对应的位置处。

分隔件30包括供燃料气体流动穿过的槽通路37和供冷却介质流动穿过的槽通路38。图1以简化的方式示出了分隔件30中包括槽通路37的区段的外边缘和分隔件30中包括槽通路38的区段的外边缘。

<槽通路37、38>

如图2所示，槽通路37将通孔31和通孔32彼此连接，并且设置在第一表面30A中。在本实施方式中，有六个槽通路37，它们在第三方向Z上并排配置，同时彼此间隔开。也就是说，六个槽通路37彼此独立。

在以下的说明中，槽通路37中的燃料气体的流动方向上的上游部分和下游部分将分别被简称为上游部分和下游部分。流动方向的上游侧对应于第二方向Y上的一侧(图2中左-右方向的左侧)。此外，流动方向的下游侧对应于第二方向Y上的另一侧(图2中的右侧)。

每个槽通路37的宽度沿延伸方向在整个槽通路37上是恒定的。槽通路37具有相同的宽度。

六个槽通路37包括三个第一槽通路71和三个第二槽通路72。第一槽通路71和第二槽通路72在第三方向Z上交替。

每个第一槽通路71均包括波纹区段73。波纹区段73设置在接触表面30a中并且在接触表面30a的平面方向上以波纹形状延伸。在本实施方式中，每个波纹区段73均具有正弦波的形状，该正弦波的波长λ和振幅A沿延伸方向在整个波纹区段73上是恒定的。每个波纹区段73的波数均是三个。

每个第二槽通路72均包括波纹区段74。波纹区段74设置在接触表面30a中并且在接触表面30a的平面方向上以波纹形状延伸。在本实施方式中，波纹区段74具有与波纹区段73相同的波形。

如图3至图5所示，槽通路71、72包括形成在分隔件30的第一表面30A中的凹部51。作为凸部的肋52设置在沿第三方向Z彼此相邻的凹部51之间。肋52的突出的端部与和分隔件30邻接的MEA 10的GDL 12接触(参见图9和图10)。

如图2所示，每个肋52均在波纹区段73和波纹区段74之间包括宽区段52a。每个宽区段52a均具有沿第三方向Z的宽度W，该宽度W大于波纹区段73和波纹区段74之间的其他区段的沿第三方向Z的宽度。每个肋52均在肋52的延伸方向上的三个位置处包括宽区段52a。在本实施方式中，宽区段52a均位于波纹区段73和波纹区段74的分别包括顶点V1和顶点V2的部分之间。

如图2至图5所示，每个第一槽通路71的波纹区段73均包括第三邻接区段77和两个第一邻接区段75，这两个第一邻接区段75在第三方向Z上与宽区段52a邻接。第一邻接区段75和第三邻接区段77在波纹区段73的延伸方向上交替。也就是说，单个第三邻接区段77位于第一邻接区段75之间(参见图2)。

如图6至图8所示，每个凹部51的包括第一邻接区段75的部分的深度D3均小于凹部51在第一槽通路71的除了邻接区段75、77之外的部分(以下称为常规区段71a)处的深度D1(D3<D1)。也就是说，第一邻接区段75的通流截面积小于常规区段71a的通流截面积。在本实施方式中，每个常规区段71a的深度D1、即通流截面积沿延伸方向在整个常规区段71a上是恒定的。

第一邻接区段75包括深度D3朝向上游侧增加的上游侧渐变区段75a和深度D3朝向下游侧增加的下游侧渐变区段75c。

此外，第一邻接区段75包括位于上游侧渐变区段75a和下游侧渐变区段75c之间的中间区段75b。中间区段75b的深度D3沿延伸方向在整个中间区段75b上是恒定的。中间区段75b的深度D3是每个第一邻接区段75的深度D3的最小值。

在每个第一槽通路71中，凹部51包括分别形成第一邻接区段75的多个部分。如图3和图5所示，第一槽通路71被构造为：这些部分的深度D3的最小值在任意第一邻接区段75中小于上游侧的其他第一邻接区段75的深度D3的最小值。也就是说，第一槽通路71被构造为：任意第一邻接区段75中的通流截面积的最小值小于上游侧的其他第一邻接区段75的通流截面积的最小值。

如图4所示，每个凹部51的包括第三邻接区段77的部分的深度与凹部51的包括常规区段71a的深度D1相同。也就是说，第三邻接区段77的通流截面积与常规区段71a的通流截面积相同。

如图2至图5所示，每个第二槽通路72的波纹区段74均包括第四邻接区段78和两个第二邻接区段76，这两个第二邻接区段76在第三方向Z上与宽区段52a邻接。第二邻接区段76和第四邻接区段78在波纹区段74的延伸方向上交替。也就是说，单个第四邻接区段78位于第二邻接区段76之间(参见图2)。

每个凹部51的包括第二邻接区段76的部分的深度均与第二槽通路72的除了邻接区段76、78之外的部分(以下称为常规区段72a)的深度D2相同。也就是说，第二邻接区段76的通流截面积与常规区段72a的通流截面积相同。在本实施方式中，每个常规区段72a的深度D2、即通流截面积沿延伸方向在整个常规区段72a上是恒定的。

深度D2与深度D1相同(D2＝D1，参见图9)。也就是说，常规区段72a和第二邻接区段76的通流截面积与第一槽通路71的常规区段71a和第三邻接区段77的通流截面积相同。

此外，深度D3小于深度D2(D3<D2，参见图3和图5)。也就是说，第一邻接区段75的通流截面积小于第二邻接区段76的通流截面积。

每个凹部51的包括第四邻接区段78的部分的深度D4小于凹部51在常规区段72a处的深度D2(D4<D2)。也就是说，第四邻接区段78的通流截面积小于常规区段72a的通流截面积。在本实施方式中，深度D4小于深度D1(D4＜D1，参见图4)。也就是说，第四邻接区段78的通流截面积小于第三邻接区段77的通流截面积。

如图2所示，槽通路37包括外侧槽通路37A，其位于第三方向Z上的最外侧位置处。外侧槽通路37A包括在第三方向Z上位于接触表面30a的外边缘外侧的区段。

如图1所示，槽通路38将通孔33和通孔34彼此连接。槽通路38设置在第二表面30B中。在槽通路38中，冷却介质以与流动穿过槽通路37的燃料气体的流动方向相反的方向流动。

如图3至图5所示，槽通路38包括波纹区段38a。波纹区段38a设置在与接触表面30a相反一侧的表面30b上，并且在表面30b的平面方向上以波纹形状延伸。波纹区段38a包括形成在分隔件30的第二表面30B中的凹部61。作为凸部的肋62设置在凹部61之间。肋62的背侧均是包括每个槽通路37的波纹区段73、74的凹部51。同样地，肋52的背侧均是包括每个槽通路38的波纹区段38a的凹部61。也就是说，槽通路38中的波纹区段38a的凸凹形状与槽通路37中的波纹区段73、74的凹凸形状彼此吻合。

<分隔件40>

如图1所示，分隔件40为在第二方向Y上长的矩形板。

例如通过压制由钛或不锈钢制成的金属构件形成分隔件40。

分隔件40设置在MEA 10的设置有阴极11A的那侧。分隔件40包括第一表面40A和位于与第一表面40A相反一侧的第二表面40B。第一表面40A包括接触表面，其接触MEA 10。

分隔件40包括通孔41、42、43、44、45、46，它们分别是孔91、92、93、94、95、96的一部分。在第三方向Z上，通孔41、44、46设置在与框架构件20的通孔21、24、26对应的位置处。此外，在第三方向Z上，通孔42、43、45设置在与框架构件20的通孔22、23、25对应的位置处。

如图1所示，分隔件40包括供氧化剂气体流动穿过的槽通路47和供冷却介质流动穿过的槽通路48。图1以简化的方式示出了分隔件40中包括槽通路47的部分的外边缘和分隔件40中包括槽通路48的部分的外边缘。

槽通路47将通孔45和通孔46彼此连接。在槽通路47中，氧化剂气体以与流动穿过槽通路37的燃料气体的流动方向相反的方向流动。

槽通路48将通孔43和通孔44彼此连接。在槽通路48中，冷却介质以与流动通过槽通路47的氧化剂气体的流动方向相同的方向流动。

现在将描述本实施方式的操作。

图9和10中的箭头表示从槽通路37渗透到GDL 12中的燃料气体的流动。

如图9所示，在流动穿过分隔件30的槽通路37的过程中，燃料气体逐渐渗透到与分隔件30邻接的MEA 10中。更具体地，燃料气体渗透到MEA 10的GDL 12中。

此外，参照图10，每个槽通路37的具有小通流截面积的部分与大通流截面积的部分相比具有较大的流动穿过该部分的燃料气体的压力损失。

本实施方式的构造在第一槽通路71的第一邻接区段75和第二槽通路72的第二邻接区段76之间产生燃料气体的压力损失差。因此，流动穿过压力损失大于第二邻接区段76的第一邻接区段75的一些燃料气体渗透到GDL 12中并且流向压力损失小于第一邻接区段75的第二邻接区段76。

虽然未图示，但在第一槽通路71的第三邻接区段77和第二槽通路72的第四邻接区段78之间存在燃料气体的压力损失差。因此，流动穿过压力损失大于第三邻接区段77的第四邻接区段78的一些燃料气体渗透到GDL 12中并且流向压力损失小于第四邻接区段78的第三邻接区段77。

本实施方式具有以下优点。

(1)槽通路37包括在第三方向Z上彼此相邻的第一槽通路71和第二槽通路72。第一槽通路71和第二槽通路72包括波纹区段73、74，波纹区段73、74在接触表面30a的平面方向上以波纹形状延伸。接触表面30a包括肋52，该肋52位于第一槽通路71和第二槽通路72之间并且接触MEA 10的GDL 12。在波纹区段73和波纹区段74之间，每个肋52均包括宽区段52a，宽区段52a的沿第三方向Z的宽度W大于其他区段的沿第三方向Z的宽度。第一槽通路71的波纹区段73包括与宽区段52a邻接的第一邻接区段75。第二槽通路72的波纹区段74包括与宽区段52a邻接的第二邻接区段76。第一邻接区段75的通流截面积小于第二邻接区段76的通流截面积。

以上述方式操作该构造。在GDL 12的与宽区段52a接触的部分中，槽通路71、72之间的距离大于其他部分，使得在这些部分中燃料气体趋于不足。如上所述的本实施方式的操作使得燃料气体渗透到这些部分中。

因此，燃料气体有效地渗透到GDL 12的更宽广区域中。

(2)第一邻接区段75包括通流截面积朝向上游侧增大的上游侧渐变区段75a、通流截面积朝向下游侧增大的下游侧渐变区段75c、以及位于上游侧渐变区段75a与下游侧渐变区段75c之间的中间区段75b。中间区段75b的通流截面积沿延伸方向在整个中间区段75b上是恒定的。

利用该构造，第一槽通路71中的位于第一邻接区段75的上游侧的部分通过上游侧渐变区段75a与中间区段75b连接。此外，第一槽通路71中的位于第一邻接区段75的下游侧的部分通过下游侧渐变区段75c与中间区段75b连接。当燃料气体流入第一邻接区段75或流出第一邻接区段75时，这制约了燃料气体的压力损失突然增加。因此，本实施方式制约了流动穿过第一邻接区段75的燃料气体的流速下降，同时增加了第一邻接区段75中的压力损失。

(3)每个肋52均在肋52的延伸方向上的多个位置处包括宽区段52a。每个第一槽通路71的波纹区段73均包括多个第一邻接区段75。每个第二槽通路72的波纹区段74均包括多个第二邻接区段76。每个第一邻接区段75的通流截面积均小于与第一邻接区段75邻接的第二邻接区段76的通流截面积，对应的宽区段52a位于第一邻接区段75和第二邻接区段76之间。

该构造在燃料气体的流动方向上的多个位置处实现了项目(1)的操作优势。因此，燃料气体有效地渗透到GDL 12的更宽广的区域中。

(4)在凹部51中，任意第一邻接区段75的通流截面积的最小值小于上游侧的其他第一邻接区段75的通流截面积的最小值。

在该构造的凹部51中，任意第一邻接区段75中的燃料气体的压力损失大于上游侧的其他第一邻接区段75中的燃料气体的压力损失。因此，越向下游侧去越加促进燃料气体向GDL 12中的渗透，在该下游侧，流入第一槽通路71中的燃料气体的流量减少。因此，该构造有效地限制了渗透到GDL 12中的燃料气体的量的减少。

(5)每个第一槽通路71的波纹区段73均包括与对应的宽区段52a邻接的第三邻接区段77。每个第二槽通路72的波纹区段74均包括第四邻接区段78，该第四邻接区段78在第三方向Z上与第三邻接区段77邻接，对应的宽区段52a位于第三邻接区段77和第四邻接区段78之间。第四邻接区段78的通流截面积小于第三邻接区段77的通流截面积。

例如，如果第一邻接区段75和第二邻接区段76分别与宽区段52a邻接，则可能出现以下问题。流动穿过每个第一槽通路71的燃料气体将沿延伸方向在整个第一槽通路71上经由GDL 12流入第二槽通路72中。这将减少在第一槽通路71中的燃料气体的流的下游部分中渗透到GDL 12中的燃料气体的量。这可能减少下游部分的发电量。

在这点上，上述构造使得流动穿过第四邻接区段78的燃料气体经由GDL 12流到第三邻接区段77。这制约了从槽通路渗透到GDL 12中的燃料气体的流被集中在第一槽通路71中。因此，该构造限制了在每个第一槽通路71的下游部分中渗透到GDL 12中的燃料气体的量的减少。

(6)第一邻接区段75和第三邻接区段77在波纹区段73的延伸方向上交替。第二邻接区段76和第四邻接区段78在波纹区段74的延伸方向上交替。

利用该构造，沿燃料气体的流动方向从第一槽通路71渗透到GDL 12中的燃料气体的量与从第二槽通路72渗透到GDL 12中的燃料气体的量相等。因此，该构造限制了在每个槽通路37的下游部分中渗透到GDL 12中的燃料气体的量的减少。

(7)第一槽通路71和第二槽通路72彼此独立。

例如，如果第一槽通路71和第二槽通路72彼此连接，则流动穿过槽通路71、72的燃料气体的动态压力将在连接部分处相等。因此，难以通过使第一槽通路71和第二槽通路72之间产生通流截面积差来调节燃料气体的压力损失。

在这点上，在上述构造中第一槽通路71和第二槽通路72彼此独立。因此，容易调节第一槽通路71和第二槽通路72中的燃料气体的压力损失。

(8)槽通路37包括第一槽通路71和第二槽通路72。第一槽通路71和第二槽通路72在第三方向Z上交替。

该构造在所有槽通路37中实现了项目(1)的操作优势。因此，燃料气体有效地渗透到GDL 12的更宽广的区域中。

(9)槽通路37包括外侧槽通路37A，其位于第三方向Z上的最外侧位置处。外侧槽通路37A包括在第三方向Z上位于接触表面30a的外边缘外侧的区段。

不存在在第三方向Z上位于外侧槽通路37A的外侧的槽通路37。因此，如果整个外侧槽通路37A在第三方向Z上位于接触表面30a的内侧，则难以通过使用上述燃料气体的压力损失差使得燃料气体渗透到GDL 12的位于外侧槽通路37A的外侧的区段中。这将降低发电效率。

在这点上，上述构造减小了GDL 12的位于外侧槽通路37A的外侧的区段的比率(ratio)。这使得燃料气体渗透到GDL 12的更宽广的区域中。因此改善了发电效率。

<变型方案>

上述实施方式可以如下地变型。上述实施方式和以下变型方案可以组合，只要组合的变型方案在技术上保持彼此一致即可。

入口孔91、93、95和出口孔92、94、96的形状不限于如上述实施方式中的平面图中的矩形形状。例如，入口孔91、93、95和出口孔92、94、96的形状在平面图中可以是正方形或体育场形(stadium-shaped)。

穿过孔91、92、93、94、95、96的反应气体的流不限于上述实施方式中描述的那些。例如，孔96可以用作氧化剂气体的入口孔，并且孔95可以用作氧化剂气体的出口孔。相应地，孔94可以用作冷却介质的入口孔，并且孔93可以用作冷却介质的出口孔。也就是说，流动穿过槽通路47的氧化剂气体和流动穿过槽通路38、48的冷却介质可以沿与流动穿过槽通路37的燃料气体相同的方向流动。

槽通路37的数量不限于在上述实施方式中描述的六个，而是可以少于或多于六个。

槽通路37并不一定需要如上述实施方式中所描述的那样构造成外侧槽通路37A包括在第三方向Z上位于接触表面30a的外边缘外侧的区段。例如，外侧槽通路37A可以在第三方向Z上位于与接触表面30a的外边缘的相同位置处或位于接触表面30a的外边缘的内侧。

槽通路37不一定包括多个第一槽通路71和多个第二槽通路72。例如，只要槽通路37包括彼此相邻的至少一个第一槽通路71和至少一个第二槽通路72，槽通路37就可以包括不同于第一槽通路71或第二槽通路72的附加的槽通路。

第一槽通路71和第二槽通路72不一定需要如上述实施方式中描述的那样彼此独立。例如，第一槽通路71和第二槽通路72可以通过沿第三方向Z延伸的另外的槽通路彼此连接。

第一槽通路71不必如上述实施方式那样构造成第一邻接区段75和第三邻接区段77交替。相反，可以改变邻接区段75、77的配置。例如，第一槽通路71可以构造成第一邻接区段75串联配置。在这种情况下，如果第二邻接区段76位于第二槽通路72中与第一邻接区段75对应的位置处即可。

第三邻接区段77的数量不限于如上述实施方式中描述的一个，而是可以多于一个。第四邻接区段78的数量可以相应地改变。此外，可以省略第三邻接区段77和第四邻接区段78。在这种情况下，第一邻接区段75和第二邻接区段76可以设置成与各个宽区段52a对应的。

在凹部51中，任意第一邻接区段75的通流截面积的最小值不必如上述实施方式中那样小于上游侧的其他第一邻接区段75的通流截面积的最小值。例如，在凹部51中，任意第一邻接区段75的通流截面积的最小值也可以大于上游侧的其他第一邻接区段75的通流截面积的最小值。

可以从第一邻接区段75中省略下游侧渐变区段75c。在这种情况下，第一槽通路71的位于第一邻接区段75下游侧的部分可以直接联接至中间区段75b。

可以从第一邻接区段75中省略上游侧渐变区段75a。在这种情况下，第一槽通路71的位于第一邻接区段75的上游侧的部分可以直接联接至中间区段75b。

当第一邻接区段75的通流截面积小于第二邻接区段76的通流截面积时，可以以如下方式改变第一邻接区段75。如图11所示，凹部51的包括第一邻接区段75的部分的宽度W1可以小于凹部51的包括第二邻接区段76的部分的宽度W2(W1＜W2)。在这种情况下，第一邻接区段75的深度D3可以与第一槽通路71的其他部分的深度D1以及第二槽通路72的深度D2相同(D3＝D1、D2，参见图11)。替选地，深度D3可以小于深度D1、D2(D3＜D1、D2)。

第一槽通路71和第二槽通路72不一定需要构造成常规区段71a和常规区段72a的通流截面积如上述实施方式中描述的那样沿延伸方向在整个常规区段71a、72a上是恒定的。例如，常规区段71a、72a中的一者可以在延伸方向上具有减小了通流截面积的中间部分。替选地，常规区段71a、72a两者都可以在延伸方向上具有减小了通流截面积的中间部分。在这种情况下，常规区段71a的减小了通流截面积的部分和常规区段72a的减小了通流截面积的部分在第三方向Z上彼此不相邻。

该构造在第一槽通路71的常规区段71a和第二槽通路72的常规区段72a之间产生了燃料气体的显著的压力损失差。因此，流动穿过常规区段71a和常规区段72a中的具有较大压力损失的一者的一些燃料气体渗透到GDL 12中并且流向常规区段71a和常规区段72a中的具有较小压力损失的一者。因此，燃料气体渗透到GDL 12的更宽广的区域中。

第一槽通路71不限于上述实施方式中描述的第一槽通路，其每个第一邻接区段75的通流截面积均小于与第一邻接区段75邻接的第二邻接区段76的通流截面积，对应的宽区段52a位于它们之间。也就是说，只要第一邻接区段75中包括如下的一个第一邻接区段75就可以对第一槽通路71进行变型：该第一邻接区段75的通流截面积小于与该第一邻接区段75邻接的第二邻接区段76的通流截面积，并且宽区段52a位于该第一邻接区段75和该第二邻接区段76之间。

第一槽通路71和第二槽通路72的形状不限于上述实施方式中的那些形状，而是可以改变的。例如，只要位于第一槽通路71与第二槽通路72之间的肋52在燃料气体的流动方向上包括至少一个宽区段52a，就可以改变波纹区段73、74的波长λ、振幅A以及波数。在这种情况下，宽区段52a不一定需要位于上述实施方式中的波纹区段73、74的包括顶点V1和顶点V2的部分之间。

根据本公开的用于燃料电池的分隔件不限于如上述实施方式中那样结合到MEA10的对应于阳极11B的那侧的分隔件30，而是可以应用在分隔件40中，该分隔件40结合到对应于阴极11A的那侧。

分隔件30、40不一定需要通过压制金属构件来形成，而是可以通过切割或蚀刻来形成。

用于分隔件30、40的材料不限于钛或不锈钢，而可以是铝或碳。

在不脱离权利要求及其等效方案的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行形式和细节上的各种改变。这些实施例仅是为了描述，而不是出于限制目的。每个实施例中对特征的描述被认为可适用于其他实施例中的类似特征或方面。如果以不同的次序执行顺序，和/或如果描述的系统、架构、装置或电路中的部件以不同的方式组合，和/或由其他部件或其等效方案进行替换或补充，也可以实现合适的结果。本公开的范围不是由详细的描述限定的，而是由权利要求及其等效方案限定的。权利要求范围内的所有变型方案及其等效方案都包括在本公开中。

Claims (9)

1.一种用于燃料电池的分隔件，所述分隔件包括被构造为与所述燃料电池的发电单元接触的接触表面，供反应气体流动穿过的槽通路并排配置在所述接触表面上，其中，

将所述槽通路并排配置的方向定义为配置方向，

所述槽通路包括第一槽通路和第二槽通路，所述第一槽通路和所述第二槽通路在所述接触表面的平面方向上以波纹形状延伸并且在所述配置方向上彼此相邻，

所述接触表面包括位于所述第一槽通路和所述第二槽通路之间并接触所述发电单元的肋，

所述肋包括至少一个宽区段，所述宽区段的沿所述配置方向的宽度大于所述肋的其他区段的沿所述配置方向的宽度，

所述第一槽通路包括与所述至少一个宽区段邻接的至少一个第一邻接区段，

所述第二槽通路包括与所述至少一个宽区段邻接的至少一个第二邻接区段，以及

所述第一邻接区段的通流截面积小于所述第二邻接区段的通流截面积。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的分隔件，其特征在于，

每个槽通路中的反应气体的流动方向上的上游侧和下游侧分别被定义为上游侧和下游侧，以及

所述第一邻接区段包括：

通流截面积朝向所述上游侧增加的上游侧渐变区段；

通流截面积朝向所述下游侧增加的下游侧渐变区段；和

位于所述上游侧渐变区段和所述下游侧渐变区段之间的中间区段，

所述中间区段的通流截面积在所述流动方向上是恒定的。

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池的分隔件，其特征在于，

所述肋的所述至少一个宽区段包括多个宽区段，

所述第一槽通路的所述至少一个第一邻接区段包括分别与所述多个宽区段邻接的多个第一邻接区段，

所述第二槽通路的所述至少一个第二邻接区段包括分别与所述多个宽区段邻接的多个第二邻接区段，以及

每个所述第一邻接区段的通流截面积均小于与所述第一邻接区段邻接的对应的所述第二邻接区段的通流截面积，所述多个宽区段中的一个宽区段位于所述第一邻接区段和所述第二邻接区段之间。

4.根据权利要求3所述的用于燃料电池的分隔件，其特征在于，所述第一邻接区段中的任意第一邻接区段的通流截面积的最小值小于每个槽通路中的反应气体的流动方向上的上游侧的其他第一邻接区段的通流截面积的最小值。

5.根据权利要求1所述的用于燃料电池的分隔件，其特征在于，

所述肋的所述至少一个宽区段包括多个宽区段，

所述第一槽通路包括与对应的所述宽区段邻接的第三邻接区段，

所述第二槽通路包括第四邻接区段，所述第四邻接区段在所述配置方向上与所述第三邻接区段邻接，对应的所述宽区段位于所述第三邻接区段和所述第四邻接区段之间，以及

所述第四邻接区段的通流截面积小于所述第三邻接区段的通流截面积。

6.根据权利要求5所述的用于燃料电池的分隔件，其特征在于，

所述第一邻接区段和所述第三邻接区段在每个槽通路中的反应气体的流动方向上交替，并且

所述第二邻接区段和所述第四邻接区段在所述流动方向上交替。

7.根据权利要求1所述的用于燃料电池的分隔件，其特征在于，所述第一槽通路和所述第二槽通路彼此独立。

8.根据权利要求1所述的用于燃料电池的分隔件，其特征在于，

所述第一槽通路是多个第一槽通路中的一个第一槽通路，

所述第二槽通路是多个第二槽通路中的一个第二槽通路，并且

多个所述第一槽通路和多个所述第二槽通路在所述配置方向上交替。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于燃料电池的分隔件，其特征在于，外侧槽通路、即位于所述配置方向上的最外侧位置处的所述槽通路包括在所述配置方向上位于与所述接触表面的外边缘相同的位置或位于所述接触表面的外边缘的外侧的区段。

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