JP2000123848A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JP2000123848A
JP2000123848A JP29726198A JP29726198A JP2000123848A JP 2000123848 A JP2000123848 A JP 2000123848A JP 29726198 A JP29726198 A JP 29726198A JP 29726198 A JP29726198 A JP 29726198A JP 2000123848 A JP2000123848 A JP 2000123848A
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JP
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fuel cell
gas
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separator
water
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Withdrawn
Application number
JP29726198A
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Japanese (ja)
Inventor
Yosuke Fujii
Takafumi Okamoto
Shuji Sato
Manabu Tanaka
Akio Yamamoto
修二 佐藤
晃生 山本
隆文 岡本
学 田中
洋介 藤井
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
本田技研工業株式会社
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the clogging of a gas flow passage by smoothly and properly removing moisture in the gas flow passage.
SOLUTION: This fuel cell is equipped with a first separator and a second separator 14 and 16 for clamping a unit fuel cell 12, and drainage grooves 44a to 44c continuing from a gas inlet to a gas outlet are formed on a bottom wall 42a for constituting first and second flow passages 38 and 46. According to this construction, clogging with water in the first or the second flow passage 38 or 46 can be avoided and the unit fuel cell 12 can stably generate power, thereby effectively improving the function of the whole of a fuel cell.
COPYRIGHT: (C)2000,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、単位燃料電池セルを第1および第2セパレータで挟持して構成された燃料電池に関する。 The present invention relates to relates to a fuel cell which is configured to hold the fuel cell unit in the first and second separators.

【0002】 [0002]

【従来の技術】例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜(陽イオン交換膜)からなる電解質とこの電解質の両側にそれぞれ配置されるアノード側電極およびカソード側電極とからなる単位燃料電池セルを、セパレータによって挟持することにより燃料電池スタックとして構成されている。 BACKGROUND ART For example, a solid polymer electrolyte fuel cell unit comprising an anode electrode and a cathode electrode respectively disposed on both sides of the electrolyte and the electrolyte is a polymer ion exchange membrane (cation exchange membrane) the fuel cell is configured as a fuel cell stack by sandwiched between separators.

【0003】この種の燃料電池において、アノード側電極に供給された燃料ガス、例えば、水素ガスは、触媒電極上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質を介してカソード側電極側へと移動する。 [0003] In the fuel cell of this type, the fuel gas supplied to the anode, for example, hydrogen gas is hydrogenated ionized on the catalyst electrode, to the cathode side electrode side through a suitably humidified electrolyte migration to. その間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。 Electrons generated in the meantime through an external circuit, is utilized as DC electric energy. カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、酸素ガスあるいは空気が供給されているために、このカソード側電極において、前記水素イオン、前記電子および酸素が反応して水が生成される。 The cathode, the oxidant gas, for example, for oxygen gas or air is supplied, in the cathode, the hydrogen ions, the electrons and oxygen to produce water.

【0004】ところで、高分子イオン交換膜からなる電解質は、イオン透過性を保持するために十分に加湿させておく必要がある。 Meanwhile, the electrolyte is a polymer ion exchange membrane, it is necessary to sufficiently humidify to retain ion permeability. このため、一般的には、燃料電池の外部に設けられているガス加湿装置を用いて酸化剤ガスと燃料ガスとを加湿し、これらを水蒸気として燃料電池に送ることにより、電解質を加湿するように構成されている。 Therefore, in general, using a gas humidifier that is provided outside of the fuel cell to humidify an oxidant gas and fuel gas, by sending to the fuel cell them as water vapor, so as to humidify the electrolyte It is configured.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体高分子型燃料電池は、作動温度が比較的低温(〜100 [SUMMARY OF THE INVENTION However, a polymer electrolyte fuel cell, the operating temperature is relatively low (100
℃)であるため、加湿用に供給された水分の中、電解質に吸収されなかった水分や、反応によって生成された水分が、液体(水)の状態で存在することがある。 Because it is ° C.), in the fed to the humidifier water, moisture and which is not absorbed by the electrolyte, water produced by the reaction, may be present in a liquid state (water). この水は、ガス拡散層のガス通路を閉塞してしまい、反応ガスである燃料ガスおよび酸化剤ガスの電極触媒層への拡散性が低下し、セル性能が著しく悪くなるという問題が指摘されている。 This water will then close the gas passage of the gas diffusion layer, reduces the fuel gas and the diffusion of the electrode catalyst layer of the oxidant gas is a reactive gas, cell performance is pointed out a problem that significantly deteriorated there.

【0006】そこで、例えば、特開平8−130025 [0006] Thus, for example, JP-A-8-130025
号公報に開示されているように、電解質層と、この電解質層を挟持して発電層を形成する電極と、この発電層を挟持して前記電極とで燃料の流路(ガス流路)を形成する流路形成部材とを備えており、この流路形成部材が、 As disclosed in JP, an electrolyte layer, and an electrode to form a power generation layer by sandwiching the electrolyte layer, the fuel flow path (gas channel) between the electrode and sandwich the power generating layer and a flow path forming member for forming, the flow path forming member,
前記流路を形成する面にカーボンにより形成された短繊維を複数植立してなる燃料電池が知られている。 Fuel cell in which a plurality planting short fibers formed of carbon are known to a surface forming the channel. この燃料電池では、ガス流路に生成される水がカーボン短繊維に引き寄せられた後、このカーボン短繊維の表面から気化して前記ガス流路から排出される、としている。 The fuel battery, after water produced in the gas flow path is attracted to the carbon short fibers, and the is discharged from the gas flow path is vaporized from the surface of the short carbon fibers.

【0007】ところが、ガス流路には比較的多量の水が生成され易く、カーボン短繊維がこのカーボン短繊維の表面から気化し得る以上の水を含んでしまう。 [0007] However, likely a relatively large amount of water is produced in the gas flow path, short carbon fibers will contain more water that can be vaporized from the surface of the short carbon fibers. その際、 that time,
ガス流路には複数のカーボン短繊維が植立されており、 The gas flow path are planted a plurality of short carbon fibers,
このカーボン短繊維によって水の円滑な流れが阻止されてしまい、排水性が著しく悪いという問題が指摘されている。 The short carbon fibers will have smooth flow of water is prevented by a problem that is remarkably bad drainage has been pointed out.

【0008】本発明はこの種の問題を解決するものであり、ガス流路内の水分を円滑かつ確実に除去することができ、前記ガス流路が閉塞されることを有効に阻止することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。 [0008] The present invention has been made to solve this kind of problem, it can be smoothly and reliably remove the moisture in the gas flow path, the gas flow path is effectively prevented from being closed and to provide a fuel cell capable.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料電池では、第1セパレータがアノード側電極に燃料ガスを供給する第1流路を有するとともに、第2セパレータがカソード側電極に酸化剤ガスを供給する第2流路を有し、少なくとも前記第1または第2流路を形成する壁面には、 In the fuel cell according to the present invention, in order to solve the problems], together with the first separator having a first flow path for supplying fuel gas to the anode, the second separator the oxygen-containing gas to the cathode a second flow path for supplying, to the wall surface for forming at least the first or second flow path,
ガス入口側からガス出口側に連続する排水用溝部が設けられている。 Groove for waste water continuously from the gas inlet side to the gas outlet side. 従って、第1または第2流路に生成された水が、排水用溝部に沿ってガス出口側に円滑に移動し、 Therefore, water produced in the first or second flow path, smoothly moves to the gas outlet side along the groove drainage,
この第1または第2流路の閉塞を回避して有効な排水性を確保することができる。 It is possible to ensure an effective drainage while avoiding occlusion of the first or second passage. 特に、排水用溝部がガス入口側からガス出口側に連続しており、第1または第2流路に生成された水がこの排水用溝部に沿って円滑かつ確実に前記ガス出口側に排出される。 In particular, the grooves for drainage are contiguous from the gas inlet side to the gas outlet side, the water generated in the first or second flow path is discharged smoothly and reliably the gas outlet side along the groove for this waste water that.

【0010】また、排水用溝部は、毛管現象によって水の除去を行うためにその深さおよびその幅寸法が設定されている。 Further, the grooves for drainage, its depth and its width in order to remove the water is set by capillary action. これにより、第1または第2流路を閉塞した、あるいは閉塞しかけた水が、第1または第2セパレータの外部に排出される。 Thus, closing the first or the second flow path, or water was about to be closed is discharged to the outside of the first or second separator. しかも、第1および第2流路の壁面、すなわち、底壁面、側壁面または上壁面に付着している水は、毛管現象によって確実に分散されて第1 Moreover, the wall surface of the first and second flow paths, i.e., the bottom wall, water adhering to the side wall surface or upper wall, first is securely distributed by capillarity 1
または第2流路外に排出される。 Or it is discharged to the outside of the second passage.

【0011】さらに、第1または第2流路は、ガス入口側からガス出口側に独立して連続する複数本に設定されるとともに、排水用溝部は、それぞれの前記第1または第2流路を形成する各壁面に、前記ガス入口側から前記ガス出口側に独立して連続する少なくとも1本に設定されている。 Furthermore, the first or second flow path, while being set to a plurality of successive independent of the gas inlet side to the gas outlet side, grooves for drainage, each of the first or second flow path each wall surface forming a is set to at least one contiguous independently from the gas inlet side to the gas outlet side. 従って、燃料ガスや酸化剤ガスに含まれる水分の凝縮水や反応生成水は、それぞれ複数の排水用溝部に沿って第1または第2セパレータの外部に排出され、 Therefore, condensed water and the reaction product water moisture contained in the fuel gas and oxidant gas are respectively discharged in the first or outside of the second separator along the groove a plurality of drainage,
第1または第2流路が水によって閉塞されることを確実に阻止することができる。 It can be the first or second passage is reliably prevented from being blocked by water.

【0012】 [0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池10の要部分解斜視説明図であり、図2 Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION is an exploded perspective view showing main components of a fuel cell 10 according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2
は、前記燃料電池10の一部断面説明図である。 Is a partial cross sectional view of the fuel cell 10.

【0013】燃料電池10は、単位燃料電池セル12 [0013] The fuel cell 10, the fuel cell unit 12
と、この単位燃料電池セル12を挟持する第1および第2セパレータ14、16とを備え、必要に応じてこれらが複数組だけ積層されて燃料電池スタックを構成している。 When, and first and second separators 14, 16 sandwiching the fuel cell unit 12, and if necessary are stacked they only plural sets constitute a fuel cell stack. 単位燃料電池セル12は、固体高分子電解質膜18 Fuel cell unit 12, the solid polymer electrolyte membrane 18
と、この電解質膜18を挟んで配設されるアノード側電極20およびカソード側電極22とを有する。 If, and an anode electrode 20 and cathode electrode 22 are disposed to sandwich the electrolyte membrane 18.

【0014】単位燃料電池セル12の両側には、第1および第2ガスケット24、26が設けられ、前記第1ガスケット24は、アノード側電極20を収納するための大きな開口部28を有する一方、前記第2ガスケット2 [0014] On both sides of the fuel cell unit 12, first and second gaskets 24, 26 are provided, the first gasket 24, while having a large opening 28 for accommodating the anode electrode 20, said second gasket 2
6は、カソード側電極22を収納するための大きな開口部30を有する。 6 has a large opening 30 for accommodating the cathode electrode 22. 単位燃料電池セル12と第1および第2ガスケット24、26とが、第1および第2セパレータ14、16によって挟持される。 A fuel cell unit 12 and the first and second gaskets 24, 26 are clamped by the first and second separators 14, 16.

【0015】第1および第2セパレータ14、16の上部側には、燃料ガス供給孔部32a、酸化剤ガス供給孔部34aおよび冷却水供給孔部36aが形成されるとともに、前記第1および第2セパレータ14、16の下部側には、燃料ガス排出孔部32b、酸化剤ガス排出孔部34bおよび冷却水排出孔部36bが形成される。 [0015] upper side of the first and second separators 14 and 16, the fuel gas supply holes 32a, with an oxidant gas supply holes 34a and the cooling water supply holes 36a are formed, the first and second the lower side of the second separators 14 and 16, the fuel gas discharge holes 32b, the oxidant gas discharge holes 34b and the cooling water discharge holes 36b are formed. 電解質膜18と第1および第2ガスケット24、26とには、同様に上部側に燃料ガス供給孔部32a、酸化剤ガス供給孔部34a、冷却水供給孔部36aが形成される一方、その下部側に燃料ガス排出孔部32b、酸化剤ガス排出ガス34bおよび冷却水排出孔部36bが形成されている。 While the electrolyte membrane 18 and the first and second gaskets 24 and 26, likewise the fuel gas supply holes 32a in the upper side, the oxidant gas supply holes 34a, the cooling water supply holes 36a are formed, the fuel gas discharge hole portion 32b on the lower side, the oxidant gas exhaust gas 34b and the cooling water discharge holes 36b are formed.

【0016】第1セパレータ14の面14aには、アノード側電極20に燃料ガスである水素ガスを供給するための第1流路38が形成される。 [0016] On a surface 14a of the first separator 14, the first flow path 38 for supplying hydrogen gas as the fuel gas to the anode 20 is formed. 図3に示すように、第1流路38は、第1セパレータ14の上部側に設けられた燃料ガス供給孔部32aに連通するとともに、前記第1セパレータ14の下部側に設けられた燃料ガス排出孔部32bに連通する。 As shown in FIG. 3, the first flow path 38 is in communication with the fuel gas supply hole 32a provided on the upper side of the first separator 14, the fuel gas which is provided on the lower side of the first separator 14 communicating with the discharge holes 32b.

【0017】第1流路38は、例えば、それぞれ4本の独立した流路溝40a〜40dを有している。 The first flow path 38, for example, a separate flow channel 40a~40d each present 4. 各流路溝40a〜40dは、燃料ガス供給孔部32aから重力方向(矢印A方向)に一旦延在した後に反重力方向に延在するように上下方向に蛇行しながら、図3中、左側から右側(矢印B方向)に設けられ、それぞれ燃料ガス排出孔部32bに連通している。 Each flow channel 40a~40d, after once extending from the fuel gas supply holes 32a in the gravity direction (arrow A direction) while meandering in the vertical direction so as to extend in the opposite direction to gravity, in FIG. 3, the left provided on the right side (direction of arrow B) from communicates with each fuel gas discharge holes 32b. 図2に示すように、流路溝40a〜40dは、それぞれ第1セパレータ14の面1 As shown in FIG. 2, the passage grooves 40a~40d, the surface 1 of the first separator 14, respectively
4a側に底壁面42a、側壁面42bおよび上壁面42 Bottom wall surface 42a in 4a side, the side wall surface 42b and the upper wall surface 42
cを設けることにより形成されており、この底壁面42 It is formed by providing a c, the bottom wall 42
aに、例えば、4本の排水用溝部44a〜44cが形成される。 In a, for example, four drainage groove 44a~44c is formed.

【0018】溝部44a〜44cは、ガス入口側である燃料ガス供給孔部32aからガス出口側である燃料ガス排出孔部32bに連続して設けられるとともに、開口断面V字状に設定されている。 The groove 44a~44c, together continuously provided to the fuel gas discharge hole portion 32b is a gas exit side from the fuel gas supply holes 32a is a gas inlet side, is set to open the V-shaped cross section . 溝部44a〜44cは、毛管現象により水の除去を行うために深さDおよび幅寸法Hが設定されている。 Groove 44a~44c, the depth D and width H in order to remove the water is set by capillarity. 本実施形態では、深さDが1μm In the present embodiment, the depth D is 1μm
〜0.5μmの範囲内に設定される一方、この幅寸法H While it is in the range of ~0.5Myuemu, the width H
が1μm〜0.5μmの範囲内に設定されている。 There has been in the range of 1Myuemu~0.5Myuemu. 溝部44a〜44cには、水の排出をより有効に行うために親水性処理が施されている。 The grooves 44a-44c, the hydrophilic treatment is applied in order to perform the water discharge more effectively.

【0019】図4に示すように、第2セパレータ16の面16aには、カソード側電極22に酸化剤ガスである空気(または酸素ガス)を供給するための第2流路46 As shown in FIG. 4, on the surface 16a of the second separator 16, the cathode 22 is an oxidant gas air (or oxygen gas) the second flow path 46 for supplying
が形成される。 There is formed. この第2流路46は、第1流路38と同様に、4本の流路溝48a〜48dを有する。 The second flow path 46, like the first flow path 38, has four flow channels 48a to 48d. 流路溝4 The channel groove 4
8a〜48dは、図4中、上下方向に蛇行しながら左側から右側(矢印B方向)に設けられており、その両端部がガス入口側である酸化剤ガス供給孔部34aとガス出口側である酸化剤ガス排出孔部34bとに連続している。 8a~48d is, in FIG. 4, at the left while meandering in the vertical direction right (direction of arrow B) is provided on its both ends a gas inlet side oxidant gas supply holes 34a and the gas outlet side It is continuous in the certain oxidant gas discharge holes 34b.

【0020】図2に示すように、第2セパレータ16には、流路溝48a〜48dを形成する底壁面42aに排出用溝部44a〜44cが形成されている。 As shown in FIG. 2, the second separator 16, the discharge groove 44a~44c is formed in the bottom wall 42a to form the channel grooves 48a to 48d. 第1および第2セパレータ14、16のそれぞれの面14b、16 Each face 14b of the first and second separators 14, 16, 16
b側には、冷却水供給孔部36aと冷却水排出孔部36 The b side, the cooling water discharged cooling water supply holes 36a hole 36
bとを連通する冷却水流路50が形成されている。 Cooling water flow path 50 that communicates the b is formed.

【0021】このように形成される第1の実施形態に係る燃料電池10の動作について、以下に説明する。 [0021] Operation of the fuel cell 10 according to the first embodiment thus formed will be described below.

【0022】第1セパレータ14の上部側に設けられた燃料ガス供給孔部32aから第1流路38に燃料ガスとして、例えば、水素ガスが供給されるとともに、第2セパレータ16の上部側に設けられた酸化剤ガス供給孔部34aから第2流路46に酸化剤ガス、例えば、空気(または酸素ガス)が供給される。 [0022] As the fuel gas from the first fuel gas supply holes 32a provided on the upper side of the separator 14 to the first flow path 38, for example, with hydrogen gas is supplied, it is provided on the upper side of the second separator 16 oxidizing gas from the oxidizing gas supply hole 34a to the second flow path 46 which is, for example, air (or oxygen gas) is supplied. 第1流路38に供給された水素ガスは、それぞれ独立して設けられている流路溝40a〜40dに導入され、上下方向に蛇行するように矢印B方向に移動しながら単位燃料電池セル12のアノード側電極20に供給される。 Hydrogen gas supplied to the first flow path 38 are each independently introduced into the flow channel 40a~40d provided, the fuel cell unit while moving in the arrow B direction so as to meander up and down 12 It is the supplied to the anode 20. 一方、第2流路46 On the other hand, the second flow path 46
に導入された空気は、同様にそれぞれ独立して設けられている流路溝48a〜48dに沿って上下方向に蛇行しながら矢印B方向に移動し、単位燃料電池セル12を構成するカソード側電極22に供給される。 Cathode air introduced is to move in the arrow B direction while meandering in the vertical direction along the flow path groove 48a~48d provided independently Similarly respectively, constituting the fuel cell unit 12 to It is supplied to the 22.

【0023】ここで、第1流路38に供給される水素ガスには、予め加湿用の水蒸気が含まれている。 [0023] Here, the hydrogen gas supplied to the first flow path 38 includes a water vapor for premoistened. このため、水蒸気中には、電解質膜18に吸収されずに凝縮して水の状態で存在する場合があり、この水が第1流路3 Therefore, the water vapor, may condense without being absorbed by the electrolyte membrane 18 is present in the form of water, the water is the first flow path 3
8を構成する各流路溝40a〜40d内に滞留し易く、 Easily retained in the respective flow channel 40a~40d constituting the 8,
前記流路溝40a〜40dに沿って水素ガスが流れにくく、または、流れなくなるおそれがある。 Hydrogen gas is difficult to flow along the flow path groove 40 a to 40 d, or it may not flow.

【0024】そこで、第1の実施形態では、流路溝40 [0024] Therefore, in the first embodiment, the channel groove 40
a〜40dを形成する底壁面42aに毛管現象が発生し得る深さDおよび幅寸法Hに設定された溝部44a〜4 Groove capillarity the bottom wall surface 42a is set to the depth D and width H which may occur to form a a~40d 44a~4
4cが設けられ、この溝部44a〜44cが燃料ガス供給孔部32aから燃料ガス排出孔部32bに連続している。 4c is provided and continuously from the groove portion 44a~44c fuel gas supply hole 32a to the fuel gas discharge holes 32b. 従って、流路溝40a〜40d内に存在する水が毛管現象によって溝部44a〜44cに確実に分散され、 Accordingly, water present in the channel groove 40a~40d is reliably dispersed in grooves 44a~44c by capillarity,
さらに前記溝部44a〜44cを流れる水素ガスの流速によってガス出口側である燃料ガス排出孔部32bに円滑に排水することができる。 It can be smoothly drained to the fuel gas discharge holes 32b are further gas outlet side by the flow rate of the hydrogen gas flowing through the grooves 44a-44c.

【0025】これにより、流路溝40a〜40dが水により閉塞しかけたり、あるいは、閉塞したりすることがない。 [0025] In this way, or about to occlude the channel groove 40a~40d is by water, or, is not able to or blockage. このため、第1流路38に沿って均等なガス分配が安定的に継続され、全ての単位燃料電池セル12を安定して発電させることができ、燃料電池10全体の性能の向上が容易に図られるという効果が得られる。 Therefore, along the first flow path 38 continues even gas distribution is stably, all the fuel cell unit 12 can be stably generating, easy improvement of the fuel cell 10 overall performance an effect that is achieved can be obtained.

【0026】しかも、溝部44a〜44cには、親水性処理が施されており、流路溝40a〜40d内に生成された水の排出処理が一層有効に遂行可能になる。 [0026] Moreover, the groove 44a-44c, the hydrophilic treatment has been performed, processing for discharging water generated in the channel groove 40a~40d is possible more effectively performed. また、 Also,
溝部44a〜44cを水素ガスの流れ方向に向かって下方向に傾斜させるように設定すれば、排水作業が一層円滑に遂行されるという利点がある。 By setting the groove 44a~44c so as to tilt downward toward the flow direction of the hydrogen gas, there is an advantage that is more smoothly performed drainage work.

【0027】一方、第2流路46では、空気中に含まれる水蒸気の凝縮や反応生成水を含む水が存在し易い。 On the other hand, in the second flow path 46, likely there is water containing condensation and reaction product water vapor contained in the air. その際、第2流路46を構成する各流路溝48a〜48d At that time, the flow channel 48a~48d constituting the second flow path 46
には、溝部44a〜44cが形成されており、毛管現象によって水の分散が円滑に行われて、第1の流路38と同様の効果が得られる。 In is formed with grooves 44a-44c, the dispersion of the water is smoothly performed by capillarity, the same effect as the first flow path 38 is obtained. なお、溝部44a〜44cを、 In addition, a groove 44a~44c,
少なくとも第1流路38または第2流路46の一方に設けるようにしてもよい。 At least may be provided to one of the first flow path 38 or the second passage 46.

【0028】図5は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池を構成する第1セパレータ60の一部断面説明図である。 [0028] FIG. 5 is a partial cross sectional view of the first separator 60 of a fuel cell according to a second embodiment of the present invention. この第1セパレータ60は、燃料ガス、例えば、水素ガスを供給するための第1流路62を設けており、この第1流路62を形成する上壁面64に5本の独立した排出用溝部66が形成される。 The first separator 60 has a fuel gas, for example, provided with a first passage 62 for supplying the hydrogen gas discharge groove which is independent of the upper wall surface 64 into five to form the first flow path 62 66 is formed. 各溝部66は、溝部44a〜44cと同様に、毛管現象により水の除去を行うために深さDおよび幅寸法Hが設定されている。 Each groove 66, similarly to the groove portions 44a-44c, the depth D and width H in order to remove the water is set by capillarity.

【0029】このように構成される第1セパレータ60 [0029] The first separator 60 configured as described above
では、第1流路62に供給される水素ガス中の水蒸気が凝結して生成された水が、毛管現象によって各溝部66 In the water vapor in the hydrogen gas supplied to the first flow path 62 is generated by condensation is the grooves by capillary action 66
に確実に分散されて前記第1セパレータ60の外部に円滑に排出される。 Is smoothly discharged to the outside of the first separator 60 is securely distributed. これにより、第1流路62が水により閉塞しかけたり、あるいは、閉塞したりすることがない等、第1の実施形態と同様の効果が得られる。 Accordingly, or about to the first flow path 62 is closed by the water, or the like not be or obstruction, the same effect as the first embodiment is obtained.

【0030】図6は、本発明の第3の実施形態に係る燃料電池を構成する第1セパレータ70の一部断面説明図である。 FIG. 6 is a partial cross sectional view of the first separator 70 of a fuel cell according to a third embodiment of the present invention. この第1セパレータ70には、水素ガスを供給するための第1流路72が設けられるとともに、この第1流路72を形成する底壁面74a、側壁面74bおよび上壁面74cには、それぞれ5本の独立した排水用溝部76が形成される。 The first separator 70, the first flow path 72 for supplying the hydrogen gas is provided, the bottom wall surface 74a which forms the first flow path 72, the side wall surface 74b and the upper wall 74c, respectively 5 separate drainage groove 76 of the book is formed. 各溝部76は、溝部44a〜44 Each groove 76, groove 44a~44
cと同様に毛管現象により水の除去を行うために、その深さDおよびその幅寸法Hが設定されている。 In order to remove the water by c as well as capillary action, the depth D and the width dimension H is set.

【0031】このように構成される第1セパレータ70 [0031] The first separator 70 configured as described above
では、第1流路72に供給される水素ガス中の水蒸気が凝縮して水が生成される際、底壁面74a、側壁面74 So when the water is generated by the water vapor in the hydrogen gas supplied to the first flow path 72 is condensed, a bottom wall 74a, side wall surface 74
bおよび上壁面74cにそれぞれ形成されている各溝部76にこの水が確実に分散される。 The water is reliably dispersed in respective grooves 76 formed respectively on b and the upper wall surface 74c. これにより、第1流路72に水が滞留することがなく、燃料電池の発電性能を有効に向上することができる等、第1および第2実施形態と同様の効果が得られる。 This prevents the the first flow path 72 water stagnates, etc. can be effectively improve the power generation performance of the fuel cell, the same effect as the first and second embodiments can be obtained.

【0032】図7は、本発明の第4の実施形態に係る燃料電池を構成する第1セパレータ80の一部断面説明図であり、図8は、本発明の第5の実施形態に係る燃料電池を構成する第1セパレータ90の一部断面説明図である。 [0032] FIG. 7 is a partial cross sectional view of the first separator 80 of a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 8, the fuel according to the fifth embodiment of the present invention it is a partial cross sectional view of the first separator 90 constituting the battery.

【0033】第1セパレータ80、90は、それぞれ第1流路82、92を設けており、この第1流路82、9 The first separator 80 and 90 is provided with a first flow path 82, 92 respectively, the first flow path 82,9
2を構成する底壁面84、94には、5本の独立した排水用溝部86、96が形成されている。 The bottom wall surface 84, 94 constituting the two, five separate drainage groove 86, 96 is formed. 各溝部86は、 Each groove portion 86,
開口断面半円状を有しており、各溝部96は開口断面短形状を有している。 Has an opening semicircular cross section, the grooves 96 has an opening cross-section short shape.

【0034】従って、第4および第5の実施形態では、 [0034] Thus, in the fourth and fifth embodiments,
それぞれの溝部86、96の深さDおよび幅寸法Hを設定することにより、毛管現象が惹起され、有効な排水効果を有する等、第1乃至第3の実施形態と同様の効果が得られる。 By setting the depth D and width H of each groove 86, 96, capillary action is caused, etc. having effective drainage effect, the same effect as the first to third embodiments can be obtained.

【0035】なお、第2乃至第5の実施形態では、酸化剤ガスを供給するための第2セパレータの説明を省略しているが、第1セパレータ60、70、80および90 [0035] In the second to fifth embodiments, although not described in the second separator for supplying an oxidant gas, the first separator 60, 70, 80 and 90
と同様に構成すれば、同様の効果が得られることになる。 If the same configuration as that, so that the same effect can be obtained.

【0036】 [0036]

【発明の効果】本発明に係る燃料電池では、少なくとも第1または第2流路を形成する壁面にガス入口側からガス出口側に連続する排水用溝部が設けられ、この第1または第2流路に発生する水が前記排水用溝部を介して円滑かつ確実に排出される。 In the fuel cell according to the present invention, grooves for waste water continuously from the gas inlet side to the gas outlet side is provided on the wall surface for forming at least a first or second flow path, the first or second stream water generated in the road is smoothly and reliably discharged through the groove for the drainage. これにより、第1または第2 Thus, the first or second
流路の水による閉塞を回避し、単位燃料電池セルを安定して発電させることができ、燃料電池全体の性能を有効に向上させることが可能になる。 To avoid blockage by water flow path, the fuel cell unit can be stabilized to power generation, it is possible to effectively improve the performance of the entire fuel cell.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。 1 is an exploded perspective view showing main components of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記燃料電池の一部断面説明図である。 2 is a partial cross sectional view of the fuel cell.

【図3】前記燃料電池を構成する第1セパレータの正面説明図である。 3 is a front view showing a first separator of the fuel cell.

【図4】前記燃料電池を構成する第2セパレータの正面説明図である。 4 is a front view showing a second separator of the fuel cell.

【図5】本発明の第2の実施形態に係る燃料電池を構成する第1セパレータの一部断面説明図である。 5 is a partial cross sectional view of a first separator of a fuel cell according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態に係る燃料電池を構成する第1セパレータの一部断面説明図である。 6 is a partial cross sectional view of a first separator of a fuel cell according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施形態に係る燃料電池を構成する第1セパレータの一部断面説明図である。 7 is a partial cross sectional view of a first separator of a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施形態に係る燃料電池を構成する第1セパレータの一部断面説明図である。 8 is a partial cross sectional view of a first separator of a fuel cell according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10…燃料電池 12…単位燃料電池セル 14、16、60、70、80、90…セパレータ 18…電解質膜 20…アノード側電極 22…カソード側電極 24、26…ガスケット 32a…燃料ガス供給孔部 32b…燃料ガス排出孔部 34a…酸化剤ガス供給孔部 34b…酸化剤ガス排出孔部 36a…冷却水供給孔部 36b…冷却水排出孔部 38、46、62、72、82、92…流路 40a〜40d、48a〜48d…流路溝 42a、74a、84、94…底壁面 42b、74b…側壁面 42c、64、74c 10: fuel cell 12 ... unit cell 14,16,60,70,80,90 ... separator 18 ... electrolyte membrane 20: anode side electrode 22 ... cathode-side electrodes 24 and 26 ... gasket 32a: fuel gas supply hole 32b ... fuel gas discharge holes 34a ... oxidant gas supply holes 34b ... oxidant gas discharge holes 36a ... cooling water supply holes 36b ... cooling water discharge holes 38,46,62,72,82,92 ... passage 40a~40d, 48a~48d ... the channel grooves 42a, 74a, 84,94 ... bottom wall surface 42b, 74b ... the side wall surface 42c, 64,74c
…上壁面 44a〜44c、66、76、86、96…溝部 ... upper wall surface 44a~44c, 66,76,86,96 ... groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 学 埼玉県和光市中央1−4−1 株式会社本 田技術研究所内 (72)発明者 山本 晃生 埼玉県和光市中央1−4−1 株式会社本 田技術研究所内 (72)発明者 藤井 洋介 埼玉県和光市中央1−4−1 株式会社本 田技術研究所内 Fターム(参考) 5H026 AA02 AA06 CC03 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Manabu Tanaka Wako, Saitama center 1-4-1 Co., Ltd. this field intra-technology Research Institute (72) inventor Akio Yamamoto, Wako, Saitama center 1-4-1 Co., Ltd. this field intra-technology Research Institute (72) inventor Yosuke Fujii Wako, Saitama center 1-4-1 Co., Ltd. this field Institute of technology in the F-term (reference) 5H026 AA02 AA06 CC03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】電解質をアノード側電極とカソード側電極で挟んで構成される単位燃料電池セルと、前記単位燃料電池セルを挟持する第1および第2セパレータとを備え、 前記第1セパレータは、前記アノード側電極に燃料ガスを供給する第1流路を有するとともに、 前記第2セパレータは、前記カソード側電極に酸化剤ガスを供給する第2流路を有し、 少なくとも前記第1または第2流路を形成する壁面には、ガス入口側からガス出口側に連続する排水用溝部が設けられることを特徴とする燃料電池。 A unit cell configured to claim 1 electrolyte is sandwiched between anode electrode and a cathode electrode, and first and second separators sandwiching the fuel cell unit, said first separator, has a first flow path for supplying a fuel gas to the anode electrode, the second separator has a second flow path for supplying an oxidant gas to the cathode, at least the first or second the wall surface forming the flow path, the fuel cell, wherein a groove for waste water continuously from the gas inlet side to the gas outlet side is provided.
  2. 【請求項2】請求項1記載の燃料電池において、前記排水用溝部は、毛管現象により水の除去を行うために深さおよび幅寸法が設定されることを特徴とする燃料電池。 2. A fuel cell according to claim 1, wherein the groove for draining a fuel cell, characterized in that the depth and width in order to remove the water by capillarity is set.
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の燃料電池において、前記第1または第2流路は、前記ガス入口側から前記ガス出口側に独立して連続する複数本に設定されるとともに、 前記排水用溝部は、それぞれの前記第1または第2流路を形成する各壁面に、前記ガス入口側から前記ガス出口側に独立して連続する少なくとも1本に設定されることを特徴とする燃料電池。 3. A fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the first or second flow path, while being set to a plurality of successive independent on the gas outlet side from the gas inlet side, the groove for drainage, the respective wall surfaces forming each of the first or second flow path, characterized in that it is set to at least one contiguous independently from the gas inlet side to the gas outlet side fuel battery.
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