JP2004047155A

JP2004047155A - 燃料電池

Info

Publication number: JP2004047155A
Application number: JP2002199824A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mouri; 毛里　昌弘; Yosuke Fujii; 藤井　洋介
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】所望の電極面積を維持して容易に小型化するとともに、排水性を確実に向上させることを可能にする。
【解決手段】燃料電池１０は、電解質膜・電極接合体４６と、前記電解質膜・電極接合体４６を挟持する第１および第２セパレータ４８、５０とを備える。電解質膜・電極接合体４６と第１および第２セパレータ４８、５０は、略円錐面形状に構成されるとともに、前記電解質膜・電極接合体４６の外周部と中心部との間には、酸化剤ガスおよび燃料ガスを直線状に流通させる酸化剤ガス流路７４および燃料ガス流路８４が形成される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質の両面に一対の電極を配設した電解質・電極接合体が、一組のセパレータで挟持される燃料電池に関する。
【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）からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極およびカソード側電極を対設した電解質（電解質膜）・電極接合体を、セパレータによって挟持することにより構成されている。この種の燃料電池は、通常、電解質・電極接合体およびセパレータを所定数だけ積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
こ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、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）は、触媒電極上で水素がイオン化され、電解質を介してカソード側電極側へと移動する。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。なお、カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されているために、このカソード側電極において、水素イオン、電子および酸素が反応して水が生成される。
【０００４】
ところで、上記の燃料電池において、例えば、セパレータ面積に対する反応面積の比率を高めるとともに、多数の燃料電池を積層した場合でも、積層した各燃料電池に略均等にプロセスガスを流すことを目的とする円筒形燃料電池が知られている（特開平８−１４８１７８号公報参照）。
【０００５】
この円筒形燃料電池は、図６に示すように、電解質板をアノードとカソードとにより挟持した複数のドーナツ状のセル１と、各セル１を間に挟持した複数の円形セパレータ２とを備えている。
【０００６】
セル１および円形セパレータ２は、容器３内に収容されるとともに、この容器３と前記セル１および前記円形セパレータ２の外周との間には、カソードガス４の外部マニホールド５が形成されている。外部マニホールド５は、円形セパレータ２間の隙間からカソード側を通って中心マニホールド６に連通している。
【０００７】
円形セパレータ２は、カソードガス用の中心マニホールド６の周りに複数のアノードガス用供給マニホールド７を設けるとともに、この円形セパレータ２の外周縁部には、複数のアノードガス用排出マニホールド８が形成されている。
【０００８】
このような構成において、容器３内の外部マニホールド５から円形セパレータ２間の隙間を通って、各カソードにカソードガス４が供給される一方、供給マニホールド７から前記円形セパレータ２間の隙間を通って、各アノードにアノードガス９が供給される。このため、各セル１では、反応による発電が行われ、反応後のカソードガス４が中心マニホールド６から外部に排出される一方、反応後のアノードガス９が排出マニホールド８から外部に排出される。
【０００９】
この場合、カソードガス用の内部マニホールドが中心マニホールド６のみであり、円形セパレータ２の外周部には、カソードガス用の内部マニホールドがない。これにより、ガス量の多いカソードガス用の内部マニホールドに要する面積を半減させることができ、セパレータ面積に対する反応面積の比率を高めることができる、としている。
【００１０】
さらに、セル１および円形セパレータ２の外側をカソードガスの外部マニホールド５として利用することができ、多数のセル１を積層した場合にも、各セル１に略均等にプロセスガスを流すことが可能になる、としている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、高出力化を図るために電極面積を拡大しようとすると、セル１および円形セパレータ２の直径方向の寸法が相当に拡大してしまい、燃料電池全体が大型化するという問題がある。また、固体高分子型燃料電池において、図６に示すような構造を採用すると、発電面を水平方向に設置する際に、円形セパレータ２とセル１間の反応ガス流路に生成水が滞留し易く、この生成水が結露するおそれがある。これにより、燃料電池に電圧降下現象が発生し易く、所望の高出力化を図ることができないという問題が指摘されている。
【００１２】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、所望の電極面積を維持して容易に小型化するとともに、排水性を確実に向上させることが可能な燃料電池を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る燃料電池では、電解質・電極接合体および一組のセパレータが、略円錐面形状、所謂、すり鉢状に構成されるとともに、前記セパレータには、前記電解質・電極接合体の外周部と中心部との間で反応ガスを直線状に流通させるための反応ガス流路が形成されている。
【００１４】
このため、電解質・電極接合体およびセパレータが平面状に構成される場合に比べ、同一の外形寸法で電極面積を有効に拡大することができる。これにより、小型化および高出力化を同時に図ることが可能になる。しかも、反応ガス流路が電解質・電極接合体の外周部と中心部との間ですり鉢状に傾斜するため、生成水の排出性能を確実に向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る燃料電池では、反応ガス流路が、電解質・電極接合体の外周部から中心部に向かって反応ガスである燃料ガスおよび酸化剤ガスを流通させる放射状流路を構成している。従って、燃料電池の中心部側を保温するとともに、この中心部側での温度上昇を図ることができ、結露を良好に防止して所望の発電性能を維持することが可能になる。
【００１６】
しかも、反応ガス流路が放射状流路を構成しているため、前記反応ガス流路の断面積が下流に行くに従って連続的に減少する。このため、反応ガス流路の折り返しや流路本数の減少がなく、局所的な発電環境の違いによる影響、例えば、冷却媒体の熱引き量の違いによる異常加熱や乱流の発生等を抑制することが可能になる。
【００１７】
さらに、本発明の請求項３に係る燃料電池では、反応ガス流路に連通する複数の反応ガス供給連通孔および反応ガス排出連通孔を備え、前記反応ガス供給連通孔および前記反応ガス排出連通孔が、それぞれ電解質・電極接合体の外周部および中心部に対応する円周上に等間隔ずつ離間して配置されている。これにより、反応ガス用の内部マニホールドが構成されて、燃料電池全体の小型化が容易に図られるとともに、中心部側での結露が確実に阻止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池１０を組み込む燃料電池スタック１２の概略構成を示す要部分解斜視説明図である。
【００１９】
燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池１０を鉛直方向（矢印Ａ方向）に積層した積層体１４を備える。積層体１４の下部には、銅製ターミナルプレート１６と樹脂被覆エンドプレート１８とが配置される一方、前記積層体１４の上部には、銅製ターミナルプレート２０とケーブル端子２２とが配置され、これらがケーシング２４内に収容される。
【００２０】
ケーシング２４は、有底の円筒形状に構成されており、底部に排出ドレン２６が設けられる。ケーシング２４の側周部には、酸化剤ガス入口マニホールド２８ａ、燃料ガス入口マニホールド３０ａおよび冷却媒体入口マニホールド３２ａが、同様に周方向に配列して設けられるとともに、酸化剤ガス出口マニホールド２８ｂ、燃料ガス出口マニホールド３０ｂおよび冷却媒体出口マニホールド３２ｂが周方向に配列して設けられる。ケーシング２４の側周部には、軸方向に配列してケーブル端子用窓部３４ａ、３４ｂが設けられる。
【００２１】
ケーシング２４の開放端部には、雌ねじ部３６が形成されるとともに、前記ケーシング２４内には、中心位置に対応して固定用ねじ軸３８が立設される。このねじ軸３８には、ナット部材４０が螺合する一方、雌ねじ部３６には、蓋部材４２の端部に形成された雄ねじ部４４が螺合する。
【００２２】
図２に示すように、燃料電池１０は、電解質膜・電極接合体４６と、例えば、金属板材で形成されて前記電解質膜・電極接合体４６を挟持する第１および第２セパレータ４８、５０とを備える。電解質膜・電極接合体４６と第１および第２セパレータ４８、５０とは、略円錐面形状、所謂、すり鉢状に構成される。図３に示すように、電解質膜・電極接合体４６と第１および第２セパレータ４８、５０とは、水平線に対して角度θ°だけ傾斜しており、この角度θ°は、好ましくは、５゜〜７０゜の範囲内に設定される。
【００２３】
電解質膜・電極接合体４６は、図２に示すように、２分割されており、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸されてなる固体高分子電解質膜５２と、該固体高分子電解質膜５２を挟持するアノード側電極５４およびカソード側電極５６とを備える（図３参照）。
【００２４】
アノード側電極５４およびカソード側電極５６は、カーボンペーパー等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されてなる電極触媒層とをそれぞれ有する。電極触媒層は、互いに固体高分子電解質膜５２を介装して対向するように、前記固体高分子電解質膜５２の両面に接合されている。
【００２５】
電解質膜・電極接合体４６の周囲および接合端部には、樹脂カラー５８ａ、５８ｂが装着される。樹脂カラー５８ａ、５８ｂには、位置決め用ガイドピン６０が所定の位置にかつ両面（または片面）に突出して設けられている。
【００２６】
第１および第２セパレータ４８、５０の外周部には、平坦部６２、６４が設けられており、この平坦部６２、６４には、ガイド用スリット６２ａ、６４ａが所定の数だけ形成される。第１および第２セパレータ４８、５０の外周部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための２つの酸化剤ガス供給連通孔６６ａが、互いに直径方向に対向して設けられる。
【００２７】
第１および第２セパレータ４８、５０の外周部には、それぞれの酸化剤ガス供給連通孔６６ａと９０°ずつ離間しかつ互いに直径方向に対向して燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための２つの燃料ガス供給連通孔６８ａが設けられる。第１および第２セパレータ４８、５０の外周部には、それぞれの燃料ガス供給連通孔６８ａを挟んで合計４つの冷却媒体供給連通孔７０ａが設けられる。
【００２８】
第１および第２セパレータ４８、５０の中心部には、軸孔７２が設けられており、この軸孔７２と同心的にかつ略等角度間隔ずつ離間して４つの酸化剤ガス排出連通孔６６ｂが形成される。酸化剤ガス排出連通孔６６ｂ間には、それぞれ互いに対角位置に対応して２つの燃料ガス排出連通孔６８ｂと冷却媒体排出連通孔７０ｂとが設けられる。第１セパレータ４８の電解質膜・電極接合体４６に対向する面（内周面側）４８ａには、前記電解質膜・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって酸化剤ガスを直線状に流通させる酸化剤ガス流路（反応ガス流路）７４が形成される。
【００２９】
この酸化剤ガス流路７４は、電解質・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって流路断面積が連続的に減少する放射状流路を構成している。酸化剤ガス流路７４の下流側には、バッファ部７６が設けられる。このバッファ部７６は、例えば、エンボス加工により構成されており、反応後の酸化剤ガスを酸化剤ガス排出連通孔６６ｂに分配して送り出す機能を有している。酸化剤ガス流路７４の上流側は、それぞれディフューザ部７８を介して酸化剤ガス供給連通孔６６ａに連通する。
【００３０】
第１セパレータ４８の外周部には、酸化剤ガス供給連通孔６６ａをディフューザ部７８から酸化剤ガス流路７４に連通させる一方、燃料ガス供給連通孔６８ａおよび冷却媒体供給連通孔７０ａを前記酸化剤ガス流路７４から遮断するために外側シール８０が取り付けられる。第１セパレータ４８の中心部には、酸化剤ガス流路７４を酸化剤ガス排出連通孔６６ｂにのみ連通するために、内側シール８２が取り付けられる。第１セパレータ４８には、電解質膜・電極接合体４６に設けられているガイドピン６０を嵌合するための凹部８３が所定の位置にかつ所定の数だけ設けられている。
【００３１】
図４に示すように、第２セパレータ５０の電解質膜・電極接合体４６に対向する面（外周面）側には、前記電解質膜・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって燃料ガスを直線状に流通させる燃料ガス流路（反応ガス流路）８４が形成される。この燃料ガス流路８４は、電解質・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって流路断面積が連続的に減少する放射状流路を構成している。燃料ガス流路８４の下流側は、バッファ部８６を介して燃料ガス排出連通孔６８ｂに連通する一方、この燃料ガス流路８４の上流側は、それぞれディフューザ部８８を介して燃料ガス供給連通孔６８ａに連通する。
【００３２】
第１セパレータ４８には、燃料ガス供給連通孔６８ａのみを燃料ガス流路８４に連通するための外側シール９０と、燃料ガス排出連通孔６８ｂのみを前記直線状燃料ガス流路８４に連通するための内側シール９２とが取り付けられる。第２セパレータ５０には、電解質膜・電極接合体４６に取り付けられたガイドピン６０が嵌合するための凹部８３が形成されている。
【００３３】
図２に示すように、第２セパレータ５０の他方の面（内周面）側には、電解質膜・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって冷却媒体を直線状に流通させる冷却媒体流路９４が設けられる。この冷却媒体流路９４は、電解質・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって流路断面積が連続的に減少する放射状流路を構成している。冷却媒体流路９４の下流側は、バッファ部９６を介して冷却媒体排出連通孔７０ｂに連通する一方、この冷却媒体流路９４の上流側は、それぞれディフューザ部９８を介して冷却媒体供給連通孔７０ａに連通する。
【００３４】
第２セパレータ５０には、冷却媒体供給連通孔７０ａのみを冷却媒体流路９４に連通するための外側シール１００と、冷却媒体排出連通孔７０ｂのみを前記冷却媒体流路９４に連通するための内側シール１０２とが取り付けられる。
【００３５】
このように構成される燃料電池１０は、図１に示すように、矢印Ａ方向に積層されて積層体１４が得られる。この積層体１４の下部側にターミナルプレート１６およびエンドプレート１８が積層されるとともに、前記積層体１４の上部側にターミナルプレート２０およびケーブル端子２２が積層された状態で、ケーシング２４内に収容される。さらに、各燃料電池１０の軸孔７２にねじ軸３８が一体的に挿入され、このねじ軸３８の上端部にナット部材４０が螺合される。そして、蓋部材４２の雄ねじ部４４がケーシング２４の雌ねじ部３６に螺合されることにより、前記蓋部材４２が前記ケーシング２４に装着され、積層体１４が該ケーシング２４内に所定の締め付け力で保持される。
【００３６】
その際、ケーシング２４に設けられている酸化剤ガス入口マニホールド２８ａ、燃料ガス入口マニホールド３０ａおよび冷却媒体入口マニホールド３２ａは、積層体１４を構成する各燃料電池１０の酸化剤ガス供給連通孔６６ａ、燃料ガス供給連通孔６８ａおよび冷却媒体供給連通孔７０ａに連通する。一方、ケーシング２４に設けられている酸化剤ガス出口マニホールド２８ｂ、燃料ガス出口マニホールド３０ｂおよび冷却媒体出口マニホールド３２ｂは、各燃料電池１０の酸化剤ガス排出連通孔６６ｂ、燃料ガス排出連通孔６８ｂおよび冷却媒体排出連通孔７０ｂに連通する。
【００３７】
燃料電池１０で反応により生成される生成水は、排出ドレン２６に送られる。この排出ドレン２６は、第１電磁弁１０４および第２電磁弁１０６と、前記第１および第２電磁弁１０４、１０６間に配置される液溜まり部１０８とを備えている。
【００３８】
ケーシング２４内には、図５に模式的に示すように、酸化剤ガス入口マニホールド２８ａから導入される低加湿の酸化剤ガスを、反応後の加湿された酸化剤ガス（以下、オフガスともいう）により加湿するための第１加湿器１１０と、燃料ガス入口マニホールド３０ａから導入される低加湿の燃料ガスを、前記加湿された酸化剤ガスにより加湿するための第２加湿器１１２とが装着される。
【００３９】
第１および第２加湿器１１０、１１２は、例えば、中空糸膜モジュールを備えており、水透過性の中空糸膜に供給されたオフガスに含まれる水分が凝縮され、この凝縮された水分が毛管現象により吸い出されて前記中空糸膜を透過し、低加湿の酸化剤ガスおよび低加湿の燃料ガスを加湿するように構成されている。
【００４０】
このように構成される燃料電池スタック１２の動作について、本実施形態に係る燃料電池１０との関連で以下に説明する。
【００４１】
まず、図１に示すように、ケーシング２４に設けられている酸化剤ガス入口マニホールド２８ａ、燃料ガス入口マニホールド３０ａおよび冷却媒体入口マニホールド３２ａに、それぞれ水素含有ガス等の燃料ガス、酸素含有ガス等の酸化剤ガスおよび純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が導入される。酸化剤ガスは、第１加湿器１１０に導入されてオフガス中の水分により加湿された後、各燃料電池１０に供給される一方、燃料ガスは、第２加湿器１１２に導入されてオフガス中の水分により加湿された後、前記燃料電池１０に供給される（図５参照）。
【００４２】
燃料電池１０では、図２に示すように、２つの燃料ガス供給連通孔６８ａに燃料ガスが供給されるとともに、２つの酸化剤ガス供給連通孔６６ａに酸化剤ガスが供給される。さらに、４つの冷却媒体供給連通孔７０ａに冷却媒体が供給される。
【００４３】
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔６６ａからディフューザ部７８を介して第１セパレータ４８の酸化剤ガス流路７４に導入され、電解質膜・電極接合体４６を構成するカソード側電極５６に沿って中心側に直線状に移動する。一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔６８ａからディフューザ部８８を介して第２セパレータ５０の燃料ガス流路８４に導入され（図４参照）、電解質膜・電極接合体４６を構成するアノード側電極５４に沿って中心側に直線状に移動する。
【００４４】
従って、各電解質膜・電極接合体４６では、カソード側電極５６に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極５４に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
【００４５】
次いで、カソード側電極５６に供給されて消費された酸化剤ガスは、バッファ部７６から酸化剤ガス排出連通孔６６ｂに導入された後、矢印Ａ方向に沿って排出される。同様に、アノード側電極５４に供給されて消費された燃料ガスは、バッファ部８６から燃料ガス排出連通孔６８ｂに導入され、矢印Ａ方向に沿って排出される（図４参照）。
【００４６】
また、冷却媒体供給連通孔７０ａに供給された冷却媒体は、図２に示すように、第２セパレータ５０の冷却媒体流路９４に導入された後、中心側に向かって流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極接合体４６を冷却した後、冷却媒体排出連通孔７０ｂから排出される。
【００４７】
この場合、本実施形態では、電解質膜・電極接合体４６と第１および第２セパレータ４８、５０とが、略円錐面形状、所謂、すり鉢状に構成されている（図２参照）。このため、電解質膜・電極接合体４６が平面状に構成されるものに比べ、同一の外形寸法で電極面積を有効に拡大することができる。これにより、燃料電池１０全体の小型化および高出力化を同時に図ることが可能になるという効果が得られる。
【００４８】
しかも、第１および第２セパレータ４８、５０には、電解質膜・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって酸化剤ガスおよび燃料ガスを直線状に流通させる酸化剤ガス流路７４および燃料ガス流路８４が形成されている。従って、酸化剤ガス流路７４および燃料ガス流路８４は、電解質・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって鉛直方向に傾斜しており、生成水が重力によってこの中心部側に円滑に流動し、生成水の排出性能を確実に向上させることができるという利点が得られる。
【００４９】
なお、第１および第２セパレータ４８、５０では、ディフューザ部７８、８８を大きくするとともに、酸化剤ガス流路７４および燃料ガス流路８４の流路長を短く設定することができ、圧損の低減が容易に遂行可能となる。
【００５０】
さらに、酸化剤ガス流路７４および燃料ガス流路８４は、電解質・電極接合体４６の外周部から中心部に向かって酸化剤ガスおよび燃料ガスを流通させる放射状流路を構成している。このため、酸化剤ガス流路７４および燃料ガス流路８４は、流路断面積が下流に行くに従って連続的に減少する。これにより、反応ガス流路の折り返しや流路本数の減少がなく、局所的な発電環境の違いによる影響、例えば、冷却媒体の熱引き量の違いによる異常加熱や乱流の発生等を抑制することができ、良好な発電性能を確実に維持することが可能になる。
【００５１】
しかも、酸化剤ガス排出連通孔６６ｂおよび燃料ガス排出連通孔６８ｂは、電解質膜・電極接合体４６の中心部に設けられている。従って、燃料電池１０の中心部側を有効に保温するとともに、温度上昇を図ることができ、結露を有効に防止して所望の発電性能を維持することが可能になる。
【００５２】
さらにまた、燃料電池スタック１２を車載用として使用すると、車両の振動、重力さらに酸化剤ガスおよび燃料ガスの流れによって、生成水を確実に排出することができ、排水性能の向上が容易に図られるという利点がある。その他、寒冷地での運転停止時において、生成水が凍結することによる酸化剤ガス流路７４および燃料ガス流路８４の閉塞を防止するとともに、車体振動によるずれの低減や、酸化剤ガス排出連通孔６６ｂおよび燃料ガス排出連通孔６８ｂ内での滞留水による電流パスの発生を抑止し、腐食の抑制を図ることができる。
【００５３】
また、電解質膜・電極接合体４６が２分割に構成されており、外周部および接合端部に樹脂カラー５８ａ、５８ｂが装着されている。このため、電解質膜・電極接合体４６を容易かつ確実にすり鉢状に構成することができ、組み立て性能の向上を図ることができる。その際、樹脂カラー５８ａ、５８ｂにガイドピン６０が設けられる一方、第１および第２セパレータ４８、５０には、前記ガイドピン６０に対応して凹部８３が設けられている。従って、燃料電池１０の組み立て作業性が大幅に向上するという効果がある。
【００５４】
一方、第１および第２セパレータ４８、５０の平坦部６２、６４には、スリット６２ａ、６４ａが形成されている。このため、ケーシング２４に設けられた図示しないガイドに、スリット６２ａ、６４ａを合わせて積層体１４を前記ケーシング２４内に収容することにより、燃料電池スタック１２の組み立て作業性が向上する。
【００５５】
さらに、燃料電池スタック１２では、排出ドレン２６が設けられている。従って、余分な水は、排出ドレン２６を介して間欠的にケーシング２４から排出することができる（図１および図５参照）。具体的には、第１電磁弁１０４を開放して余剰な生成水を一旦液溜まり部１０８に貯留した後、この第１電磁弁１０４を閉塞する一方、第１電磁弁１０６を開放して前記液溜まり部１０８内の水を外部に排出する。これにより、圧力変動を少なく抑えることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明に係る燃料電池では、電解質・電極接合体およびセパレータが、略円錐面形状、所謂、すり鉢状に構成されるとともに、前記電解質・電極接合体の外周部と中心部との間には、反応ガスを直線状に流通させるための反応ガス流路が形成されている。このため、電解質・電極接合体およびセパレータが平面状に構成される場合に比べ、同一の外形寸法で電極面積を有効に拡大することができる。これにより、小型化および高出力化を同時に図ることが可能になる。しかも、反応ガス流路が電解質・電極接合体の外周部と中心部との間ですり鉢状に傾斜するため、生成水の排出性能を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池を組み込む燃料電池スタックの概略構成を示す要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池の分解斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池の断面説明図である。
【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。
【図５】前記燃料電池スタックを構成するケーシングの一部構成の模式図である。
【図６】従来技術に係る燃料電池の斜視説明図である。
【符号の説明】
１０…燃料電池　　　　　　　　　　１２…燃料電池スタック
１４…積層体　　　　　　　　　　　２４…ケーシング
４６…電解質膜・電極接合体　　　　４８、５０…セパレータ
５２…固体高分子電解質膜　　　　　５４…アノード側電極
５６…カソード側電極　　　　　　　５８ａ、５８ｂ…樹脂カラー
６０…ガイドピン　　　　　　　　　６６ａ…酸化剤ガス供給連通孔
６６ｂ…酸化剤ガス排出連通孔　　　６８ａ…燃料ガス供給連通孔
６８ｂ…燃料ガス排出連通孔　　　　７０ａ…冷却媒体供給連通孔
７０ｂ…冷却媒体排出連通孔　　　　７４…酸化剤ガス流路
８０、９０、１００…外側シール　　８２、９２、１０２…内側シール
８４…燃料ガス流路　　　　　　　　９４…冷却媒体流路

Claims

電解質の両面に一対の電極を配設した電解質・電極接合体が、一組のセパレータで挟持される燃料電池であって、
前記電解質・電極接合体および前記セパレータは、略円錐面形状に構成されるとともに、
前記セパレータには、前記電解質・電極接合体の外周部と中心部との間で反応ガスを直線状に流通させるための反応ガス流路が形成されることを特徴とする燃料電池。
請求項１記載の燃料電池において、前記反応ガス流路は、前記電解質・電極接合体の外周部から前記中心部に向かって前記反応ガスである燃料ガスおよび酸化剤ガスを流通させる放射状流路を構成することを特徴とする燃料電池。
請求項１または２記載の燃料電池において、前記状反応ガス流路に連通する複数の反応ガス供給連通孔および反応ガス排出連通孔を備え、
前記反応ガス供給連通孔および前記反応ガス排出連通孔は、それぞれ前記電解質・電極接合体の外周部および前記中心部に対応する円周上に等間隔ずつ離間して配置されることを特徴とする燃料電池。