JP2004071415A

JP2004071415A - Manifold structure for fuel cell, and fuel cell

Info

Publication number: JP2004071415A
Application number: JP2002230711A
Authority: JP
Inventors: Tadahira Okamoto; 岡本　匡平; Shuho Ri; 李　洲鵬; Kunihito Arai; 荒井　邦仁
Original assignee: Materials & Energy Res Inst To; Nippei Toyama Corp; Materials and Energy Research Institute Tokyo MERIT Ltd
Current assignee: Materials & Energy Res Inst To; Nippei Toyama Corp; Materials and Energy Research Institute Tokyo MERIT Ltd
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-03-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manifold structure for a fuel cell capable of effectively discharging, from respective separators, products produced in a fuel electrode and an oxidizer electrode of a unit fuel cell, and to provide a fuel cell provided with the manifold structure for a fuel cell. SOLUTION: This fuel cell 10 is so structured as to catch a fuel cell stack 20 by a pair of end plates 22A and 22B by interlaying electrode plates 21, 21. In each of the end plates 22A and 22B, a fuel feed passage 25 for feeding a fuel from the outside of the fuel cell 10, a fuel discharge passage 26 for discharging the products and the fuel from the separators 40, an oxidizer feed passage 27 for feeding an oxidizer from the outside of the fuel cell 10, and an oxidizer discharge passage 28 for discharging the products and the oxidizer from the separators 40 are formed. To the respective separators 40 included in the stack 20, inner tubes (the manifold structure) 30 communicating with and connected to the respective passages 25-28 are attached. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に係り、特に、燃料及び酸化剤を供給又は排出するマニホールド構造が内部に設けられた内部マニホールド型のマニホールド構造を備え、液体燃料を各単位セルの燃料極に直接供給するように構成された燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、発電技術の分野では、燃料と酸化剤との化学反応による化学反応エネルギーを電気化学エネルギーとして直接的に取り出す装置である燃料電池の開発が活発になっている。燃料電池は、外部より供給される水素を含有する燃料と、酸素を含有する酸化剤とを触媒作用によって反応させて発電を行うものである。この燃料電池は、従来の他の発電システムと比較して、（１）発電効率（エネルギー変換効率）が高く、生成されるエネルギーに対する二酸化炭素の排出量が少ない、（２）内燃機関のように大気汚染の原因となるＮＯｘやＳＯｘを排出しない、（３）内燃機関と比較して振動や騒音などが少ない、等の利点を有している。
【０００３】
前記燃料電池には、電解質の種類により様々なタイプのものがあるが、最近では、電解質として導電性の固体高分子膜を用いる高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ）の開発が進められている。この高分子電解質形燃料電池は、高出力密度を具現化でき、また、小型軽量化を可能にするため、コジェネレーションシステムや自動車等の動力源への適用が期待されている。
【０００４】
以下、図９及び図１０を参照して、従来の燃料電池を説明する。参照する図面において、図９は、従来の一例の高分子電解質形燃料電池に含まれる単位燃料電池セル（以下、単に「単位セル」という）５０の構成を分解して示す斜視図である。また、図１０は、図９に示す単位セル５０を、ガスケット６０及びセパレータ７０を介して複数個積層させて構成される燃料電池スタック８０を示す斜視図である。
【０００５】
図９に示すように、高分子電解質形燃料電池の単位セル５０は、水素イオンを選択的に通過させる電解質膜５１の両側の反応面５１ａ，５１ｂに、触媒層である燃料極５２，酸化剤極５３をそれぞれ形成し、膜・電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　Ａｓｓｅｍｂｌｙ）として構成されており、単位セル５０の両側の面には、ガスケット６０を介して、複数の単位セル５０を電気的に直列接続するための導電性材料から形成されるセパレータ７０がそれぞれ配置されている。このセパレータ７０は、各単位セル５０に燃料及び酸化剤を供給又は排出する役割を兼ねており、単位セル５０の燃料極５２側の表面には外部から供給された燃料を燃料極５２に供給するための溝状の燃料供給流路７１が形成されており、単位セル５０の酸化剤極５３側の表面には外部から供給された酸化剤を酸化剤極５３に供給するための溝状の酸化剤供給流路（図示せず）が形成されている。
【０００６】
以上のように構成された単位セル５０は、外部から供給された燃料を燃料極５２でイオン化し、燃料極５２で生じた電子を外部に接続された回路を通して酸化剤極５３に受け渡すことにより発電を行う。燃料極５２でイオン化された水素イオンは、電解質膜５１を通過して酸化剤極５３に到達し、酸化剤極５３で酸素と反応して水を生成する。
【０００７】
そして、図１０に示すように、一対のエンドプレート８１，８１間に、膜・電極接合体（ＭＥＡ）である単位セル５０を、ガスケット６０及びセパレータ７０を介して交互に積層することによって、燃料電池スタック８０が構成される。このように、複数個の単位セル５０を直列に接続することにより、高い出力（電圧）を得ることができる。
【０００８】
ここでは、図１０のように構成された燃料電池スタック８０の各セパレータ７０に燃料及び酸化剤を供給又は排出する流路を有する構造をマニホールド構造という。このマニホールド構造には、前記流路を各単位セル５０、ガスケット６０及びセパレータ７０を貫通するように形成した内部マニホールド型と、各セパレータ７０の側面に箱状の流路を取り付けた外部マニホールド型とがある。なお、例えば、燃料にメタノール（ＣＨ_３ＯＨ）を用いる場合は、メタノールを燃料電池スタック８０の外部に設けた図示しない改質器において水素リッチなガスに改質した後に、この水素リッチなガスを、前記マニホールド構造からセパレータ７０を介して各単位セル５０に供給している。
【０００９】
図１１は、内部マニホールド型のマニホールド構造９０の構造を分解して示す斜視図である。図１１に示すように、内部マニホールド型のマニホールド構造９０は、単位セル５０、ガスケット６０及びセパレータ７０の周縁部に、燃料供給孔９１、酸化剤供給孔９２、燃料排出孔９３及び酸化剤排出孔９４がそれぞれ設けられており、単位セル５０とセパレータ７０を、ガスケット６０を介して積層した際に、前記燃料供給孔９１、酸化剤供給孔９２、燃料排出孔９３及び酸化剤排出孔９４で、燃料供給通路９５、酸化剤供給通路９６、燃料排出通路９７及び酸化剤排出通路９８をそれぞれ形成している。
【００１０】
そして、発電時には、燃料は燃料供給通路９５から各セパレータ７０に分配して供給され、酸化剤は酸化剤供給通路９６から各セパレータ７０に分配して供給される。また、燃料極５２で発生した生成物及び各セパレータ７０に過剰に供給された燃料は、燃料排出通路９７から集合されて排出され、酸化剤極５３で発生した生成物及び各セパレータ７０に過剰に供給された酸化剤は、酸化剤排出通路９８から集合させて排出される。
【００１１】
そして、近年では、燃料を前記改質器で水素に改質することなく、メタノール、エタノール、水素化ホウ素錯化合物等の液体燃料を、各単位セルの燃料極に直接供給するように構成した燃料電池の開発が進められている。このように構成された燃料電池（以下、「ダイレクト形燃料電池」という）は、前記改質器を必要としないため、（１）エネルギー変換効率を高めることができる、（２）この燃料電池を用いた装置全体の小型化を図ることができる、等の利点を有している。
【００１２】
このダイレクト形燃料電池は、燃料を液体で燃料極に直接供給すること以外は、前記従来の一例の高分子電解質形燃料電池とほぼ同様に構成することができる。例えば、燃料に、水素化ホウ素錯化合物である水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）を用いる場合は、燃料極では、外部から燃料として水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）が溶解した水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液が供給されると、下記の式（１）に示すように、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）とが触媒作用により反応して、酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）、水（Ｈ_２Ｏ）、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）、電子（ｅ⁻）が生成する。燃料極で生成したナトリウムイオン（Ｎａ^＋）は、電解質膜を透過して酸化剤極に移動し、電子は外部に接続された回路を通して酸化剤極に受け渡される。
【００１３】
ＮａＢＨ_４＋８ＮａＯＨ→ＮａＢＯ_２＋６Ｈ_２Ｏ＋８Ｎａ^＋＋８ｅ⁻……（１）
【００１４】
そして、酸化剤極では、下記の式（２）に示すように、外部に接続された回路を通して電子が受け渡され、外部から酸化剤として供給された酸素（Ｏ_２）及び水（Ｈ_２Ｏ）と、燃料極から移動してきたナトリウムイオン（Ｎａ^＋）とが触媒作用により反応して水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成する。
【００１５】
２Ｏ_２＋４Ｈ_２Ｏ＋８Ｎａ^＋＋８ｅ⁻→８ＮａＯＨ……（２）
【００１６】
したがって、ダイレクト形燃料電池の全体の反応としては、下記の式（３）に示すように、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）が酸素（Ｏ_２）と反応して、酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）が生成する反応が生じる。
【００１７】
ＮａＢＨ_４＋２Ｏ_２→ＮａＢＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ……（３）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したようなダイレクト形燃料電池では、例えば、燃料に水素化ホウ素錯化合物である水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）を用いた場合は、燃料極で酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）が発生するため、その酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）が燃料極の機能を阻害し、出力電圧が低下するという問題があった。特に、マニホールド構造を前記内部マニホールド型とする場合は、単位セルの燃料極で発生した酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）が各セパレータの内部に滞留すると燃料電池の出力電圧が低下しやすくなる。
【００１９】
前記問題点を解決するために、本発明は、内部マニホールド型のマニホールド構造を備え、液体燃料を各単位セルの燃料極に直接供給するように構成された燃料電池において、各セパレータから燃料極及び酸化剤極で発生した生成物をより効果的に排出することができる燃料電池を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の燃料電池は、セパレータを介して複数個積層させた単位燃料電池セルを、一対のエンドプレートで挟持して構成される燃料電池であって、前記エンドプレートの挟持面には、外部から燃料が供給される燃料供給通路、外部から酸化剤が供給される酸化剤供給通路、燃料電池から生成物と燃料を排出する燃料排出通路及び燃料電池から生成物と酸化剤を排出する酸化剤排出通路が形成され、前記セパレータにおける前記単位燃料電池セルの燃料極側の表面には、前記燃料供給通路及び前記燃料排出通路にそれぞれ連通して接続される燃料供給管及び燃料排出管が取り付けられ、前記セパレータにおける前記単位燃料電池セルの酸化剤極側の表面には、前記酸化剤供給通路及び前記酸化剤排出通路にそれぞれ連通して接続される酸化剤供給管及び酸化剤排出管が取り付けられ、前記燃料供給管及び前記燃料排出管によって前記セパレータ毎に燃料の供給と、生成物及び燃料の排出を行い、前記酸化剤供給管及び前記酸化剤排出管によって前記セパレータ毎に酸化剤の供給と、生成物及び酸化剤の排出を行うように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１に記載の燃料電池によれば、セパレータにおける単位燃料電池セルの燃料極側の表面に取り付けられた燃料供給管及び燃料排出管によって、セパレータ毎に燃料の供給と、生成物及び燃料の排出を行うことができる。また、セパレータにおける単位燃料電池セルの酸化剤極側の表面に取り付けられた酸化剤供給管及び酸化剤排出管によって、セパレータ毎に酸化剤の供給と、生成物及び酸化剤の排出を行うことができる。
【００２２】
また、請求項２に記載の燃料電池は、請求項１に記載の燃料電池において、前記燃料供給管、前記燃料排出管、前記酸化剤供給管及び前記酸化剤排出管の一端には、その一部が前記各供給排出管の内部に形成された供給排出孔と連続するように切欠された鍔部が形成されており、前記セパレータの表面には、前記鍔部の形状に形成された嵌合溝が、前記セパレータの表面に形成される燃料供給流路又は酸化剤供給流路と連続して形成されており、前記鍔部を前記嵌合溝に嵌合させることによって前記各供給排出管を前記セパレータの表面に取り付けることを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載の燃料電池によれば、各供給排出管の鍔部を、セパレータの嵌合溝に嵌合させることによって、供給排出管をセパレータの表面に取り付けることができる。したがって、セパレータの表面への各供給排出管の取り付けが容易になる。
【００２４】
また、請求項３に記載の燃料電池は、請求項２に記載の燃料電池において、前記嵌合溝には、前記セパレータの一方の表面側に取り付けられた前記各供給排出管の本体部を前記セパレータの他方の表面側に挿通させるための挿通孔が形成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の燃料電池によれば、セパレータ毎に、一方の側から燃料の供給と、生成物及び燃料の排出を行うことができる。また、セパレータ毎に、一方の側から酸化剤の供給と、生成物及び酸化剤の排出を行うことができる。したがって、セパレータへの燃料及び酸化剤の供給と、生成物、燃料及び酸化剤の排出を、１つのエンドプレートによって行うことができるので、燃料電池の小型化を実現することができる。
【００２６】
また、請求項４に記載の燃料電池は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記嵌合溝は、他のセパレータの嵌合溝と位置が重ならないように、セパレータ毎に互いに位置をずらして形成されており、前記セパレータの表面には、他のセパレータに取り付けられた前記各供給排出管の本体部を貫通させるための貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項４に記載の燃料電池によれば、セパレータの表面に形成された貫通孔によって、他のセパレータに取り付けられた各供給排出管の本体部を貫通させることができる。したがって、各セパレータに各供給排出管が取り付けられた状態で複数のセパレータを積層させて単位燃料電池セルを構成することができるので、燃料電池の小型化を実現することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態では、各単位セルの燃料極に直接供給される液体燃料に、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）が溶解した水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液（以下、単に「水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液」という）を用いる場合を想定している。液体燃料に水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液を用いる場合は、［従来の技術］の欄で説明したように、各単位セルの燃料極では酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）と水が生成し、酸化剤極では水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が生成する。
【００２９】
まず、本発明に係る燃料電池１０の構成を、図１〜図３を参照しながら説明する。参照する図面において、図１は、本発明に係る燃料電池１０の構成を分解して示す斜視図である。また、図２は、本発明に係る燃料電池１０の外観を示す斜視図である。また、図３は、本発明に係る燃料電池１０に含まれる燃料電池セル２０の構成を分解して示す斜視図である。なお、図３では、２個のセパレータ４０Ａ，４０Ｂ間に配置された単位セル５０及びガスケット２３，２３を図示している。
【００３０】
図１及び図２に示すように、本発明に係る燃料電池１０は、燃料電池セル２０を、電極板２１，２１を介して、一対のエンドプレート２２Ａ，２２Ｂで挟持するように構成されている。そして、燃料電池セル２０は、単位セル５０をガスケット２３（図３参照）及びセパレータ４０を介して複数個積層させて構成されている。また、図３に示すように、この燃料電池セル２０に含まれる各セパレータ４０の表面には、複数のインナーチューブ３０Ａ〜３０Ｄが取り付けられている。なお、単位セル５０の各部の構成は、［従来の技術］の欄で説明した従来の燃料電池の単位セル５０と同様とすることができるので、ここではその説明を省略する。
【００３１】
エンドプレート２２Ａ，２２Ｂには、燃料電池１０の外部から燃料（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）が供給される燃料供給通路２５、セパレータ４０から生成物及び燃料が排出される燃料排出通路２６、燃料電池１０の外部から酸化剤（酸素、水）が供給される酸化剤供給通路２７、セパレータ４０から生成物及び酸化剤が排出される酸化剤排出通路２８がそれぞれ５つづつ形成されている。なお、図１及び図２では、各通路２６〜２８における燃料電池１０の外部側に継手を取り付けた状態を示している。
【００３２】
本実施の形態では、燃料電池セル２０は、１０個の単位セル５０と、１１個のセパレータ４０を含んで構成されており、エンドプレート２２Ａ側に配置された５個のセパレータ４０にはエンドプレート２２Ａに形成された各通路２６〜２８によって燃料又は酸化剤の供給又は排出が行われ、エンドプレート２２Ｂ側に配置される５個のセパレータ４０にはエンドプレート２２Ｂに形成された各通路２６〜２８によって燃料又は酸化剤の供給又は排出が行われる。また、エンドプレート２２Ａとエンドプレート２２Ｂの中間に配置されたセパレータ４０には、一方のエンドプレート２２によって燃料の供給又は排出が行われ、他方のエンドプレート２２によって酸化剤の供給又は排出が行われる。
【００３３】
インナーチューブ３０は、［特許請求の範囲］の欄における各供給排出管（燃料供給管、燃料排出管、酸化剤供給管、酸化剤排出管）に相当する。インナーチューブ３０は、発電時に、エンドプレート２２に形成された燃料供給通路２５又は酸化剤供給通路２７（図１参照）から各セパレータ４０に燃料（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）又は酸化剤（酸素、水）を供給するためのものである。また、インナーチューブ３０は、発電時に、各セパレータ４０から単位セル５０の燃料極５２（図３参照）で生成した生成物（酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）、水）、単位セル５０の酸化剤極５３（図３参照）で生成した生成物（水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ））及びセパレータ４０に過剰に供給された燃料又は酸化剤をエンドプレート２２に形成された燃料排出通路２６又は酸化剤排出通路２８（図１参照）に排出するためのものである。
【００３４】
また、燃料電池セル２０をエンドプレート２２Ａ，２２Ｂで挟持する際は、燃料電池セル２０に含まれる単位セル５０、セパレータ４０及びガスケット２３は、それぞれの４隅に形成された貫通孔５０ａ、４０ａ、２３ａ（図３参照）に挿通されるボルト２４（図２参照）によって、エンドプレート２２Ａ，２２Ｂに適当な面圧で締め付けて固定される。
【００３５】
なお、詳細については後述するが、燃料電池セル２０は、複数の種類のセパレータ４０を備えて構成されており、セパレータ４０に取り付けられるインナーチューブ３０の種類、セパレータ４０に取り付けられるインナーチューブ３０の数及びインナーチューブ３０がセパレータ４０に取り付けられる位置は、セパレータ４０の種類によってそれぞれ異なる。
【００３６】
次に、本発明に係る燃料電池１０に含まれるインナーチューブ３０の構成を、図４及び図５を参照しながら説明する。参照する図面において、図４は、本発明に係る燃料電池１０に含まれるインナーチューブ３０の外観を示す斜視図であり、（ａ）は本体部３１の先端３１ａ側から見た図であり、（ｂ）は本体部３１の後端３１ｂ側から見た図である。また、図５は、インナーチューブ３０の鍔部３３とセパレータ４０の嵌合溝４３との嵌合を説明するための斜視図である。なお、図５では、インナーチューブ３０を、セパレータ４０における単位セルの燃料極側の表面４０ｂに取り付ける場合を示している。
【００３７】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、インナーチューブ３０の本体部３１は円筒状に形成されており、本体部３１の内部には、セパレータ４０に燃料（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）又は酸化剤（酸素、水）を供給又は排出するための供給排出孔３２が形成されている。そして、本体部３１の後端３１ｂには、インナーチューブ３０をセパレータ４０に取り付けるための鍔部３３が形成されている。
【００３８】
また、鍔部３３の一部には、供給排出孔３２と連続するように切欠された切欠部３４が形成されており、図５に示すように、鍔部３３をセパレータ４０の嵌合溝４３に嵌合させてインナーチューブ３０をセパレータ４０に取り付けた際は、インナーチューブ３０の供給排出孔３２は切欠部３４によってセパレータ４０の燃料供給流路４１又は酸化剤供給流路４２に連通される。なお、鍔部３３は接着等により嵌合溝４３に固定される。
【００３９】
また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、鍔部３３の切欠部３４と反対側の側部３５は平坦状に形成されており、鍔部３３をセパレータ４０の嵌合溝４３に嵌合させた際は（図５参照）、その平坦状に形成された側部３５が嵌合溝４３の平坦状に形成された側部４３ａと係合することによって嵌合溝４３におけるインナーチューブ３０の鍔部３３の向き、即ち、切欠部３４の向きを決める。
【００４０】
なお、インナーチューブ３０の本体部３１の長さＬは、そのインナーチューブ３０が取り付けられるセパレータ４０の種類によってそれぞれ異なり、エンドプレート２２に形成された各通路（燃料供給通路２５、酸化剤供給通路２７、燃料排出通路２６、酸化剤排出通路２８（図１参照））と接続することができる長さにそれぞれ設定されている。
【００４１】
また、セパレータ４０に取り付けられるインナーチューブ３０の数はセパレータ４０の種類によってそれぞれ異なり、最も外側、即ち、最もエンドプレート２２Ａ，２２Ｂ（図１参照）の側に配置されるセパレータ４０には、インナーチューブ３０は２つ取り付けられ、他のセパレータ４０には、インナーチューブ３０は４つ取り付けられる。
【００４２】
次に、本発明に係る燃料電池１０に含まれるセパレータ４０の構成を、図６を参照しながら説明する。参照する図面において、図６は、本発明に係る燃料電池１０に含まれるセパレータ４０の外観を示す斜視図であり、（ａ）は単位セルの燃料極側から見た図であり、（ｂ）は単位セルの酸化剤極側から見た図である。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、セパレータ４０における単位セルの燃料極側の表面４０ｂには、インナーチューブ３０の供給排出孔３２（図４（ａ），（ｂ）参照）から供給された燃料（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）を、セパレータ４０の表面４０ｂ上に分散させて流す溝状の細長い燃料供給流路４１が形成されている。この燃料供給流路４１は、連続してコの字状に折り曲げた形状に形成されており、燃料供給流路４１上を流れる燃料を、単位セル５０の燃料極５２（図３参照）に接触させて供給している。
【００４４】
また、図６（ｂ）に示すように、セパレータ４０における単位セルの酸化剤極側の表面４０ｃには、インナーチューブ３０の供給排出孔３２（図４（ａ），（ｂ）参照）から供給された酸化剤（酸素、水）を、セパレータ４０の表面４０ｃ上に分散させて流す溝状の細長い酸化剤供給流路４２が形成されている。この酸化剤供給流路４２は、前記した燃料供給流路４１と同様に、連続してコの字状に折り曲げた形状に形成されており、酸化剤供給流路４２上を流れる酸化剤を、単位セル５０の酸化剤極５３（図３参照）に接触させて供給している。
【００４５】
なお、表面４０ｂに形成される燃料供給流路４１（図６（ａ）参照）と、表面４０ｃに形成される酸化剤供給流路４２（図６（ｂ）参照）は、互いに直交する方向に形成されている。また、燃料電池セル２０の最も外側、即ち、最もエンドプレート２２Ａ，２２Ｂ（図１参照）の側に配置されるセパレータ４０では、エンドプレート２２Ａ，２２Ｂ側の面には燃料供給流路４１又は酸化剤供給流路４２は形成されない。
【００４６】
そして、図６（ａ），（ｂ）に示すように、セパレータ４０の表面４０ｂ及び表面４０ｃの周縁部には、インナーチューブ３０の鍔部３３（図４（ａ），（ｂ）参照）が嵌合される嵌合溝４３が複数形成されている。図６（ａ），（ｂ）に示すセパレータ４０では、単位セルの燃料極側の表面４０ｂに嵌合溝４３Ａ，４３Ｂが形成されており、単位セルの酸化剤極側の表面４０ｃに嵌合溝４３Ｃ，４３Ｄが形成されている。
【００４７】
嵌合溝４３Ａ〜４３Ｄは、インナーチューブ３０の鍔部３３（図４参照）の形状に形成されており、表面４０ｂでは、嵌合溝４３Ａは燃料供給流路４１の始端４１ａと連続して形成されており、嵌合溝４３Ｂは燃料供給流路４１の終端４１ｂと連続して形成されている。また、表面４０ｃでは、嵌合溝４３Ｃは酸化剤供給流路４２の始端４２ａと連続して形成されており、嵌合溝４３Ｄは酸化剤供給流路４２の終端４２ｂと連続して形成されている。また、嵌合溝４３Ｃ，４３Ｄには、インナーチューブ３０の本体部３１（図４参照）を表面４０ｂ側に挿通させるための挿通孔４３ｂが形成されている。
【００４８】
なお、嵌合溝４３の数及び形成される位置は、セパレータ４０の種類によってそれぞれ異なる。具体的には、そのセパレータ４０にインナーチューブ３０が４つ取り付けられる場合は、嵌合溝４３は、表面４０ｂ及び表面４０ｃの周縁部に２つづつ形成される。また、そのセパレータ４０にインナーチューブ３０が２つ取り付けられる場合は、嵌合溝４３は、表面４０ｂ又は表面４０ｃの周縁部に２つ形成される。また、嵌合溝４３は、他のセパレータ４０における嵌合溝４３と位置が重ならないように、セパレータ４０毎に互いに位置を適宜ずらして形成される。
【００４９】
また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、セパレータ４０の四方の周縁部には、他のセパレータ４０に取り付けられたインナーチューブ３０の本体部３１を貫通させるための貫通孔４４が複数形成されている。図６（ａ），（ｂ）に示すセパレータ４０では、貫通孔４４は、セパレータ４０の幅方向（図中の左右方向）に５つづつ、高さ方向（図中の上下方向）に４つづつの計１８個が形成されている。なお、貫通孔４４が形成される位置は、セパレータ４０の種類に応じて適宜設定される。また、貫通孔４４は、他のセパレータ４０に取り付けられるインナーチューブ３０の数だけ設けられる。
【００５０】
次に、図４に示すインナーチューブ３０を図６に示すセパレータ４０に取り付けた状態を、図７を参照しながら説明する。参照する図面において、図７は、インナーチューブ３０をセパレータ４０に取り付けた状態を示す斜視図であり、（ａ）は単位セルの燃料極側から見た図であり、（ｂ）は単位セルの酸化剤極側から見た図である。
【００５１】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、インナーチューブ３０Ａ〜３０Ｄは、それぞれの鍔部３３をセパレータ４０の表面４０ｂ及び表面４０ｃに形成された嵌合溝４３Ａ〜４３Ｄに嵌合させることによってセパレータ４０に取り付けられる。なお、インナーチューブ３０Ｃ，３０Ｄを、表面４０ｃに形成された嵌合溝４３Ｃ，４３Ｄに取り付ける際は、インナーチューブ３０の本体部３１（図４（ａ），（ｂ）参照）を嵌合溝４３Ｃ，４３Ｄに形成された挿通孔４３ｂ，４３ｂに挿通させてから、鍔部３３を嵌合溝４３Ｃ，４３Ｄに嵌合させる。
【００５２】
次に、インナーチューブ３０によってセパレータ４０に燃料又は酸化剤を供給又は排出する方法を、図８を参照しながら説明する。参照する図面において、図８は、セパレータ４０Ａ，４０Ｂにインナーチューブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを取り付けた状態を模式的に示す断面図である。なお、図８は、単位セル５０の燃料極側５０ａに配置されるセパレータ４０Ｂと、単位セル５０の酸化剤極側５０ｂに配置されるセパレータ４０Ａに、燃料又は酸化剤を供給又は排出する状態を示したものである。また、図８では、単位セル５０の燃料極側５０ａ及び酸化剤極側５０ｂに配置されるガスケット２３，２３（図３参照）の表示は省略している。
【００５３】
図８に示すように、セパレータ４０Ｂにおける単位セル５０の燃料極側５０ａの表面４０ｂには、燃料供給用のインナーチューブ３０Ａと、燃料排出用のインナーチューブ３０Ｂが取り付けられている。また、セパレータ４０Ａにおける単位セル５０の酸化剤極側５０ｂの表面４０ｃには、酸化剤供給用のインナーチューブ３０Ｃと、酸化剤排出用のインナーチューブ３０Ｄが取り付けられている。なお、図８では、図示していないが、インナーチューブ３０Ａ〜３０Ｄの本体部３１の先端３１ａ（図４参照）は、エンドプレート２２に形成された燃料供給通路２５、燃料排出通路２６、酸化剤供給通路２７、酸化剤排出通路２８（図１参照）にそれぞれ接続されている。
【００５４】
セパレータ４０Ｂに燃料（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）を供給する際は、セパレータ４０Ｂの表面４０ｂに取り付けられたインナーチューブ３０Ａによって、燃料がエンドプレート２２に形成された燃料供給通路２５（図１参照）からセパレータ４０Ｂの表面４０ｂに形成された燃料供給流路４１に供給される。そして、単位セル５０の燃料極５２（図３参照）で生成された生成物（酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）、水）と、燃料供給流路４１に過剰に供給された燃料は、セパレータ４０Ｂの表面４０ｂに取り付けられたインナーチューブ３０Ｂによって、燃料供給流路４１からエンドプレート２２に形成された燃料排出通路２６（図１参照）に排出される。
【００５５】
また、セパレータ４０Ａに酸化剤（酸素、水）を供給する際は、セパレータ４０Ａの表面４０ｃに取り付けられたインナーチューブ３０Ｃによって、酸化剤がエンドプレート２２に形成された酸化剤供給通路２７（図１参照）からセパレータ４０Ａの表面４０ｃに形成された酸化剤供給流路４２に供給される。そして、単位セル５０の酸化剤極５３（図３参照）で生成された生成物（水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ））と、酸化剤供給流路４２に過剰に供給された酸化剤は、セパレータ４０Ａの表面４０ｃに取り付けられたインナーチューブ３０Ｄによって、酸化剤供給流路４２からエンドプレート２２に形成された酸化剤排出通路２８（図１参照）に排出される。
【００５６】
以上のようにして、インナーチューブ３０Ａ，３０Ｃによって、セパレータ４０Ａ，４０Ｂに燃料又酸化剤を供給することができる。また、インナーチューブ３０Ｂ，３０Ｄによって、セパレータ４０Ａ，４０Ｂから単位セル５０の燃料極５２（図３参照）及び酸化剤極５３（図３参照）で生成された生成物と、セパレータ４０Ａ，４０Ｂに過剰に供給された燃料又は酸化剤を排出することができる。
【００５７】
次に、以上のように構成された燃料電池１０の動作について、主に図８を参照して説明する。なお、ここでは、一例として、図８に示すセパレータ４０Ａ，４０Ｂ間に配置された単位セル５０で発電が行われる場合について説明するが、他のセパレータ４０間に位置された単位セル５０で発電が行われる場合についても、図８の場合と同様である。
【００５８】
まず、発電時には、エンドプレート２２に形成された燃料供給通路２５（図１参照）からインナーチューブ３０Ａの供給排出孔３２に、燃料（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）が供給される。また、エンドプレート２２に形成された酸化剤供給通路２７（図１参照）から、インナーチューブ３０Ｃの供給排出孔３２に、酸化剤（酸素、水）が供給される。
【００５９】
続いて、インナーチューブ３０Ａの供給排出孔３２に供給された燃料は、供給排出孔３２からセパレータ４０Ｂの燃料供給流路４１に供給される。また、インナーチューブ３０Ｃの供給排出孔３２に供給された酸化剤は、供給排出孔３２からセパレータ４０Ａの酸化剤供給流路４２に供給される。
【００６０】
セパレータ４０Ｂの燃料供給流路４１から単位セル５０の燃料極５２（図３参照）に燃料として水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）が溶解した水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）が供給されると、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）とが触媒作用により反応して、酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）、水、ナトリウムイオン、電子が生成する。燃料極５２（図３参照）で生成したナトリウムイオンは、電解質膜５１（図１３参照）を透過して酸化剤極に移動し、電子は外部に接続された回路（図示せず）を通して酸化剤極５３（図３参照）に受け渡される。
【００６１】
また、単位セル５０の酸化剤極５３（図３参照）では、セパレータ４０から酸化剤として供給された酸素及び水と、燃料極５２（図３参照）から移動してきたナトリウムイオンとが触媒作用により反応して水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成する。
【００６２】
そして、単位セル５０の燃料極５２で生成された生成物（酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）、水）と、燃料極５２に過剰に供給された燃料（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）は、セパレータ４０Ｂの燃料供給流路４１から、インナーチューブ３０Ｂの供給排出孔３２を通ってエンドプレート２２に形成された燃料排出通路２６（図１参照）に排出される。
【００６３】
また、単位セル５０の酸化剤極５３（図３参照）で生成された生成物（水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ））と、酸化剤極５３に過剰に供給された酸化剤（酸素、水）は、セパレータ４０Ａの酸化剤供給流路４２から、インナーチューブ３０Ｄの供給排出孔３２を通ってエンドプレート２２に形成された酸化剤排出通路２８に排出される。
【００６４】
以上のようにして、本発明に係る燃料電池１０によれば、発電時に、燃料電池セル２０に含まれるセパレータ４０毎に、燃料（水素化ホウ素ナトリウム含有水溶液）及び酸化剤（酸素、水）を供給することができる。また、セパレータ４０毎に、単位セル５０の燃料極５２（図３参照）及び酸化剤極（図３参照）で生成された生成物（酸化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＯ_２）、水、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ））と、セパレータ４０の燃料供給流路４１又は酸化剤供給流路４２に過剰に供給された燃料又は酸化剤を排出することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて、種々の変形が可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、内部マニホールド型のマニホールド構造を備え、液体燃料を燃料極に直接供給するように構成された燃料電池において、各セパレータから燃料極及び酸化剤極で発生した生成物をより効果的に排出することができる燃料電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池１０の構成を分解して示す斜視図である。
【図２】本発明に係る燃料電池１０の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る燃料電池１０に含まれる燃料電池セル２０の構成を分解して示す斜視図である。
【図４】本発明に係る燃料電池１０に含まれるインナーチューブ３０の外観を示す斜視図であり、（ａ）は本体部３１の先端３１ａ側から見た図であり、（ｂ）は本体部３１の後端３１ｂ側から見た図である。
【図５】インナーチューブ３０の鍔部３３とセパレータ４０の嵌合溝４３との嵌合を説明するための斜視図である。
【図６】本発明に係る燃料電池１０に含まれるセパレータ４０の外観を示す斜視図であり、（ａ）は単位セルの燃料極側から見た図であり、（ｂ）は単位セルの酸化剤極側から見た図である。
【図７】インナーチューブ３０をセパレータ４０に取り付けた状態を示す斜視図であり、（ａ）は単位セルの燃料極側から見た図であり、（ｂ）は単位セルの酸化剤極側から見た図である。
【図８】セパレータ４０Ａ，４０Ｂにインナーチューブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを取り付けた状態を模式的に示す断面図である。
【図９】従来の一例の高分子電解質形燃料電池に含まれる単位燃料電池セル（単位セル）５０の構成を分解して示す斜視図である。
【図１０】単位セル５０を、ガスケット６０及びセパレータ７０を介して複数個積層させて構成される燃料電池スタック８０を示す斜視図である。
【図１１】内部マニホールド型のマニホールド構造９０の構造を分解して示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　　燃料電池
２０　　燃料電池スタック
２１　　電極板
２２Ａ，２２Ｂ　　エンドプレート
２５　　燃料供給通路
２６　　燃料排出通路
２７　　酸化剤供給通路
２８　　酸化剤排出通路
３０　　インナーチューブ
４０　　セパレータ
５０　　単位燃料電池セル（単位セル）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to an internal manifold type manifold structure in which a manifold structure for supplying or discharging a fuel and an oxidant is provided, and a liquid fuel is directly supplied to a fuel electrode of each unit cell. And a fuel cell configured as described above.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of power generation technology, the development of fuel cells, which are devices for directly extracting chemical reaction energy due to a chemical reaction between a fuel and an oxidant as electrochemical energy, has been active. 2. Description of the Related Art A fuel cell generates power by causing a fuel containing hydrogen supplied from the outside to react with an oxidant containing oxygen by a catalytic action. This fuel cell has (1) a higher power generation efficiency (energy conversion efficiency) and a smaller amount of carbon dioxide emission with respect to generated energy as compared with other conventional power generation systems, and (2) an internal combustion engine. It has the advantages of not emitting NOx and SOx that cause air pollution, and (3) less vibration and noise as compared to internal combustion engines.
[0003]
There are various types of fuel cells depending on the type of electrolyte. Recently, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) using a conductive solid polymer membrane as an electrolyte has been developed. Is underway. The polymer electrolyte fuel cell is expected to be applied to a power source such as a cogeneration system or a car in order to realize a high output density and to be small and light.
[0004]
Hereinafter, a conventional fuel cell will be described with reference to FIGS. In the drawings to be referred to, FIG. 9 is an exploded perspective view showing a configuration of a unit fuel cell (hereinafter simply referred to as a “unit cell”) 50 included in a conventional polymer electrolyte fuel cell. FIG. 10 is a perspective view showing a fuel cell stack 80 formed by stacking a plurality of unit cells 50 shown in FIG. 9 via a gasket 60 and a separator 70.
[0005]
As shown in FIG. 9, a unit cell 50 of a polymer electrolyte fuel cell includes a fuel electrode 52, which is a catalyst layer, and an oxidant on reaction surfaces 51a, 51b on both sides of an electrolyte membrane 51 for selectively passing hydrogen ions. Each of the electrodes 53 is formed as a membrane / electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly), and a plurality of unit cells 50 are electrically connected via gaskets 60 to both sides of the unit cell 50. Separators 70 formed of a conductive material for series connection are arranged. The separator 70 also serves to supply or discharge the fuel and the oxidant to and from each unit cell 50, and supplies the externally supplied fuel to the fuel electrode 52 on the surface of the unit cell 50 on the fuel electrode 52 side. And a groove-shaped fuel supply channel 71 for supplying oxidant supplied from the outside to the oxidant electrode 53 on the surface of the unit cell 50 on the oxidant electrode 53 side. An agent supply channel (not shown) is formed.
[0006]
The unit cell 50 configured as described above ionizes the fuel supplied from the outside at the fuel electrode 52 and transfers the electrons generated at the fuel electrode 52 to the oxidant electrode 53 through a circuit connected to the outside. Generate electricity. The hydrogen ions ionized at the fuel electrode 52 pass through the electrolyte membrane 51 and reach the oxidant electrode 53, and react with oxygen at the oxidant electrode 53 to generate water.
[0007]
Then, as shown in FIG. 10, unit cells 50, which are membrane-electrode assemblies (MEAs), are alternately stacked between a pair of end plates 81, 81 via a gasket 60 and a separator 70. The battery stack 80 is configured. Thus, a high output (voltage) can be obtained by connecting a plurality of unit cells 50 in series.
[0008]
Here, a structure having a flow path for supplying or discharging the fuel and the oxidant to or from each separator 70 of the fuel cell stack 80 configured as shown in FIG. 10 is referred to as a manifold structure. This manifold structure includes an internal manifold type in which the flow path is formed so as to pass through each unit cell 50, the gasket 60, and the separator 70, and an external manifold type in which a box-shaped flow path is attached to a side surface of each separator 70. There is. In addition, for example, methanol (CH ₃ When OH) is used, methanol is reformed into a hydrogen-rich gas in a reformer (not shown) provided outside the fuel cell stack 80, and the hydrogen-rich gas is separated from the manifold structure via the separator 70. It is supplied to each unit cell 50.
[0009]
FIG. 11 is an exploded perspective view showing the structure of an internal manifold type manifold structure 90. As shown in FIG. 11, the manifold structure 90 of the internal manifold type has a fuel supply hole 91, an oxidant supply hole 92, a fuel discharge hole 93, and an oxidant discharge hole formed in the periphery of the unit cell 50, the gasket 60 and the separator 70. When the unit cell 50 and the separator 70 are stacked via the gasket 60, the fuel supply hole 91, the oxidant supply hole 92, the fuel discharge hole 93, and the oxidant discharge hole 94 A fuel supply passage 95, an oxidant supply passage 96, a fuel discharge passage 97, and an oxidant discharge passage 98 are formed, respectively.
[0010]
At the time of power generation, the fuel is distributed and supplied from the fuel supply passage 95 to each separator 70, and the oxidant is distributed and supplied from the oxidant supply passage 96 to each separator 70. Further, the product generated at the fuel electrode 52 and the fuel excessively supplied to each of the separators 70 are collected and discharged from the fuel discharge passage 97, and excessively discharged to the product generated at the oxidant electrode 53 and to each of the separators 70. The supplied oxidant is collected and discharged from the oxidant discharge passage 98.
[0011]
Recently, liquid fuels such as methanol, ethanol, and borohydride complex compounds are directly supplied to the fuel electrode of each unit cell without reforming the fuel into hydrogen in the reformer. Battery development is underway. Since the fuel cell configured as described above (hereinafter, referred to as “direct fuel cell”) does not require the reformer, (1) energy conversion efficiency can be increased. (2) This has the advantage that the size of the entire apparatus used can be reduced.
[0012]
This direct fuel cell can be configured in substantially the same manner as the above-mentioned conventional polymer electrolyte fuel cell, except that the fuel is supplied directly to the fuel electrode as a liquid. For example, as a fuel, sodium borohydride (NaBH ₄ )), At the fuel electrode, sodium borohydride (NaBH ₄ ) Is supplied, an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) is supplied as shown in the following formula (1). ₄ ) And sodium hydroxide (NaOH) react by catalysis to produce sodium borooxide (NaBO). ₂ ), Water (H ₂ O), sodium ion (Na ⁺ ), Electron (e ⁻ ) Is generated. Sodium ions (Na ⁺ ) Passes through the electrolyte membrane and moves to the oxidant electrode, and electrons are transferred to the oxidant electrode through a circuit connected to the outside.
[0013]
NaBH ₄ + 8NaOH → NaBO ₂ + 6H ₂ O + 8Na ⁺ + 8e ⁻ ...... (1)
[0014]
Then, at the oxidant electrode, as shown in the following equation (2), electrons are transferred through a circuit connected to the outside, and oxygen (O ₂ ) And water (H ₂ O) and sodium ions (Na ⁺ ) Reacts catalytically to produce sodium hydroxide (NaOH).
[0015]
2O ₂ + 4H ₂ O + 8Na ⁺ + 8e ⁻ → 8NaOH ... (2)
[0016]
Therefore, as a whole reaction of the direct fuel cell, as shown in the following equation (3), sodium borohydride (NaBH ₄ ) Is oxygen (O ₂ ) To react with sodium borooxide (NaBO) ₂ ) And water (H ₂ O) is produced.
[0017]
NaBH ₄ + 2O ₂ → NaBO ₂ + 2H ₂ O …… (3)
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the direct fuel cell as described above, for example, sodium borohydride (NaBH ₄ ), Sodium borooxide (NaBO) is used at the fuel electrode. ₂ ) Is generated, the sodium borooxide (NaBO) ₂ ) Hinders the function of the fuel electrode, resulting in a problem that the output voltage decreases. In particular, when the manifold structure is the internal manifold type, sodium borooxide (NaBO) generated at the fuel electrode of the unit cell is used. ₂ ) Stays inside each separator, the output voltage of the fuel cell tends to decrease.
[0019]
In order to solve the above problems, the present invention provides a fuel cell including an internal manifold type manifold structure, which is configured to supply liquid fuel directly to the fuel electrode of each unit cell. It is an object of the present invention to provide a fuel cell capable of more effectively discharging products generated at an oxidant electrode.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The fuel cell according to claim 1, wherein a plurality of unit fuel cells stacked with a separator interposed therebetween are sandwiched between a pair of end plates. A fuel supply passage through which fuel is supplied from outside, an oxidant supply passage through which oxidant is supplied from outside, a fuel discharge passage through which products and fuel are discharged from the fuel cell, and a product and oxidant through the fuel cell An oxidant discharge passage is formed, and a fuel supply pipe and a fuel discharge pipe connected to and connected to the fuel supply passage and the fuel discharge passage, respectively, are provided on the surface of the separator on the fuel electrode side of the unit fuel cell. Attached and connected to the oxidant supply passage and the oxidant discharge passage on a surface of the separator on the oxidant electrode side of the unit fuel cell, respectively. An oxidant supply pipe and an oxidant discharge pipe are attached, and the fuel supply pipe and the fuel discharge pipe supply fuel to each of the separators and discharge products and fuel. The discharge pipe is configured to supply the oxidizing agent to each of the separators and discharge the product and the oxidizing agent.
[0021]
According to the fuel cell of the first aspect, the fuel supply pipe and the fuel discharge pipe attached to the fuel electrode side surface of the unit fuel cell in the separator supply the fuel for each separator and supply the product and the fuel. Discharge can be performed. Further, the oxidant supply pipe and the oxidant discharge pipe attached to the oxidant electrode side surface of the unit fuel cell of the separator can supply the oxidant and discharge the product and the oxidant for each separator. it can.
[0022]
The fuel cell according to claim 2 is the fuel cell according to claim 1, wherein one end of each of the fuel supply pipe, the fuel discharge pipe, the oxidant supply pipe, and the oxidant discharge pipe has one end. A flange portion is formed so that a portion thereof is continuous with a supply / discharge hole formed inside each of the supply / discharge pipes, and a fitting formed in a shape of the flange portion on a surface of the separator. A groove is formed continuously with a fuel supply flow path or an oxidant supply flow path formed on the surface of the separator, and the supply / discharge pipe is formed by fitting the flange portion into the fitting groove. It is characterized by being attached to the surface of the separator.
[0023]
According to the fuel cell of the second aspect, the supply / discharge pipe can be attached to the surface of the separator by fitting the flange of each supply / discharge pipe into the fitting groove of the separator. Therefore, attachment of each supply / discharge pipe to the surface of the separator becomes easy.
[0024]
In the fuel cell according to the third aspect, in the fuel cell according to the second aspect, the main body of each of the supply / discharge pipes attached to one surface side of the separator may be provided in the fitting groove. An insertion hole for insertion is formed on the other surface side of the separator.
[0025]
According to the fuel cell of the third aspect, it is possible to supply fuel and discharge products and fuel from one side for each separator. Further, for each separator, the supply of the oxidant and the discharge of the product and the oxidant can be performed from one side. Therefore, the supply of the fuel and the oxidant to the separator and the discharge of the product, the fuel and the oxidant can be performed by one end plate, so that the fuel cell can be downsized.
[0026]
According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell according to any one of the first to third aspects, the fitting groove does not overlap with the fitting groove of another separator. The separators are formed so as to be shifted from each other, and a through hole is formed on the surface of the separator so as to penetrate the main body of each of the supply / discharge pipes attached to another separator. It is characterized by.
[0027]
According to the fuel cell of the fourth aspect, the main body of each supply / discharge pipe attached to another separator can be penetrated by the through hole formed in the surface of the separator. Accordingly, a unit fuel cell can be formed by stacking a plurality of separators in a state in which each supply / discharge pipe is attached to each separator, so that the size of the fuel cell can be reduced.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the present embodiment, the liquid fuel directly supplied to the fuel electrode of each unit cell includes sodium borohydride (NaBH ₄ It is assumed that an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) (hereinafter simply referred to as “aqueous solution containing sodium borohydride”) is used. When an aqueous solution containing sodium borohydride is used as a liquid fuel, as described in the section of [Prior Art], sodium borooxide (NaBO) is used at the fuel electrode of each unit cell. ₂ ) And water, and sodium hydroxide (NaOH) is generated at the oxidant electrode.
[0029]
First, the configuration of the fuel cell 10 according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the drawings to be referred to, FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a fuel cell 10 according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the fuel cell 10 according to the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a fuel cell 20 included in the fuel cell 10 according to the present invention. FIG. 3 illustrates the unit cell 50 and the gaskets 23 disposed between the two separators 40A and 40B.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 2, a fuel cell 10 according to the present invention is configured such that a fuel cell 20 is sandwiched between a pair of end plates 22A and 22B via electrode plates 21 and 21. . The fuel cell 20 is configured by laminating a plurality of unit cells 50 via the gasket 23 (see FIG. 3) and the separator 40. As shown in FIG. 3, a plurality of inner tubes 30A to 30D are attached to the surface of each separator 40 included in the fuel cell 20. Since the configuration of each unit of the unit cell 50 can be the same as that of the unit cell 50 of the conventional fuel cell described in the section of [Prior Art], the description is omitted here.
[0031]
A fuel supply passage 25 through which fuel (aqueous sodium borohydride-containing solution) is supplied from outside the fuel cell 10, a fuel discharge passage 26 through which products and fuel are discharged from the separator 40, a fuel cell, An oxidizing agent supply passage 27 to which an oxidizing agent (oxygen and water) is supplied from the outside of the apparatus 10 and five oxidizing agent discharge passages 28 through which a product and an oxidizing agent are discharged from the separator 40 are formed. FIGS. 1 and 2 show a state where a joint is attached to the outside of the fuel cell 10 in each of the passages 26 to 28.
[0032]
In the present embodiment, the fuel cell 20 includes ten unit cells 50 and eleven separators 40, and the five separators 40 disposed on the end plate 22A side include the end plate The supply or discharge of fuel or oxidant is performed by the passages 26 to 28 formed in the end plate 22B, and the five separators 40 arranged on the end plate 22B side are connected to the passages 26 to 28 formed in the end plate 22B. Supply or discharge of fuel or oxidant. Further, the supply or discharge of fuel is performed by one end plate 22 and the supply or discharge of oxidant is performed by the other end plate 22 to the separator 40 disposed between the end plates 22A and 22B. .
[0033]
The inner tube 30 corresponds to each supply / discharge pipe (fuel supply pipe, fuel discharge pipe, oxidant supply pipe, oxidant discharge pipe) in the column of [Claims]. At the time of power generation, the inner tube 30 supplies fuel (aqueous sodium borohydride-containing solution) or oxidant (oxygen, oxygen, etc.) to each separator 40 from the fuel supply passage 25 or the oxidant supply passage 27 (see FIG. 1) formed in the end plate 22. Water). In addition, the inner tube 30 is provided with a product (sodium borooxide (NaBO) generated from each separator 40 at the fuel electrode 52 of the unit cell 50 (see FIG. 3) during power generation. ₂ ), Water), the product (sodium hydroxide (NaOH)) generated at the oxidant electrode 53 (see FIG. 3) of the unit cell 50, and the fuel or oxidant excessively supplied to the separator 40 are formed on the end plate 22. It is for discharging to the fuel discharge passage 26 or the oxidant discharge passage 28 (see FIG. 1).
[0034]
When the fuel cell 20 is sandwiched between the end plates 22A and 22B, the unit cell 50, the separator 40, and the gasket 23 included in the fuel cell 20 have through holes 50a, 40a formed at four corners thereof. The bolts 24 (see FIG. 2) inserted into the end plates 23a (see FIG. 3) are fastened and fixed to the end plates 22A and 22B with an appropriate surface pressure.
[0035]
Although details will be described later, the fuel cell 20 is configured to include a plurality of types of separators 40, and the types of the inner tubes 30 attached to the separators 40 and the number of the inner tubes 30 attached to the separators 40 The position where the inner tube 30 is attached to the separator 40 differs depending on the type of the separator 40.
[0036]
Next, the configuration of the inner tube 30 included in the fuel cell 10 according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the drawings to be referred to, FIG. 4 is a perspective view showing an appearance of an inner tube 30 included in the fuel cell 10 according to the present invention, and FIG. FIG. 3B is a view as seen from the rear end 31 b side of the main body 31. FIG. 5 is a perspective view for explaining the fitting between the flange 33 of the inner tube 30 and the fitting groove 43 of the separator 40. FIG. 5 shows a case where the inner tube 30 is attached to the surface 40 b of the separator 40 on the fuel electrode side of the unit cell.
[0037]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the main body 31 of the inner tube 30 is formed in a cylindrical shape, and the fuel (sodium borohydride-containing aqueous solution) is provided inside the main body 31 on the separator 40. Alternatively, a supply / discharge hole 32 for supplying or discharging an oxidant (oxygen or water) is formed. A flange 33 for attaching the inner tube 30 to the separator 40 is formed at the rear end 31b of the main body 31.
[0038]
In addition, a notch 34 cut out so as to be continuous with the supply / discharge hole 32 is formed in a part of the flange 33, and as shown in FIG. When the inner tube 30 is attached to the separator 40 by fitting to the separator 40, the supply / discharge hole 32 of the inner tube 30 is communicated with the fuel supply channel 41 or the oxidant supply channel 42 of the separator 40 by the notch 34. Note that the flange 33 is fixed to the fitting groove 43 by bonding or the like.
[0039]
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, a side portion 35 of the flange portion 33 opposite to the cutout portion 34 is formed in a flat shape, and the flange portion 33 is connected to the fitting groove 43 of the separator 40. (See FIG. 5), the flat portion 35 engages with the flat portion 43a of the fitting groove 43 so that the inner portion of the fitting groove 43 is formed. The direction of the flange 33 of the tube 30, that is, the direction of the notch 34 is determined.
[0040]
The length L of the main body 31 of the inner tube 30 differs depending on the type of the separator 40 to which the inner tube 30 is attached, and each of the passages (the fuel supply passage 25, the oxidant supply passage 27) formed in the end plate 22. , The fuel discharge passage 26 and the oxidant discharge passage 28 (see FIG. 1).
[0041]
The number of the inner tubes 30 attached to the separator 40 differs depending on the type of the separator 40, and the outermost, that is, the inner tube 30 provided on the end plate 22A, 22B (see FIG. 1) side is the inner tube. Two of the inner tubes 30 are attached to the other separator 40.
[0042]
Next, the configuration of the separator 40 included in the fuel cell 10 according to the present invention will be described with reference to FIG. In the drawings to be referred to, FIG. 6 is a perspective view showing an appearance of a separator 40 included in the fuel cell 10 according to the present invention, (a) is a view as seen from a fuel electrode side of a unit cell, and (b) FIG. 3 is a view of the unit cell viewed from the oxidant electrode side.
[0043]
As shown in FIG. 6A, the fuel 40 supplied from the supply / discharge holes 32 of the inner tube 30 (see FIGS. 4A and 4B) is provided on the surface 40 b of the separator 40 on the fuel electrode side of the unit cell. An elongated fuel supply channel 41 having a groove shape is formed in which the (sodium borohydride-containing aqueous solution) is dispersed and flown on the surface 40b of the separator 40. The fuel supply channel 41 is formed in a shape that is continuously bent in a U-shape, and the fuel flowing on the fuel supply channel 41 contacts the fuel electrode 52 (see FIG. 3) of the unit cell 50. Let it be supplied.
[0044]
Also, as shown in FIG. 6B, the surface 40c of the separator 40 on the oxidant electrode side of the unit cell is supplied from the supply / discharge hole 32 of the inner tube 30 (see FIGS. 4A and 4B). A groove-like elongated oxidizing agent supply channel 42 is formed in which the oxidizing agent (oxygen and water) is dispersed and flown on the surface 40c of the separator 40. The oxidant supply channel 42 is formed in a shape that is continuously bent in a U-shape like the fuel supply channel 41 described above, and the oxidant flowing on the oxidant supply channel 42 is The oxidant is supplied in contact with the oxidant electrode 53 of the unit cell 50 (see FIG. 3).
[0045]
The fuel supply passage 41 (see FIG. 6A) formed on the front surface 40b and the oxidant supply passage 42 (see FIG. 6B) formed on the front surface 40c are perpendicular to each other. Is formed. Further, in the separator 40 disposed on the outermost side of the fuel cell 20, that is, on the side of the end plates 22A and 22B (see FIG. 1), the fuel supply passage 41 or the oxidizing surface is provided on the surface on the side of the end plates 22A and 22B. The agent supply channel 42 is not formed.
[0046]
As shown in FIGS. 6A and 6B, a flange 33 of the inner tube 30 (see FIGS. 4A and 4B) is provided on the periphery of the surface 40 b and the surface 40 c of the separator 40. A plurality of fitting grooves 43 to be fitted are formed. In the separator 40 shown in FIGS. 6A and 6B, fitting grooves 43A and 43B are formed on the surface 40b on the fuel electrode side of the unit cell, and fitted on the surface 40c on the oxidant electrode side of the unit cell. Grooves 43C and 43D are formed.
[0047]
The fitting grooves 43A to 43D are formed in the shape of the flange 33 (see FIG. 4) of the inner tube 30. On the surface 40b, the fitting groove 43A is formed continuously with the start end 41a of the fuel supply flow path 41. The fitting groove 43B is formed continuously with the terminal end 41b of the fuel supply channel 41. On the surface 40c, the fitting groove 43C is formed continuously with the starting end 42a of the oxidizing agent supply channel 42, and the fitting groove 43D is formed continuously with the terminal end 42b of the oxidizing agent supply channel 42. I have. In the fitting grooves 43C and 43D, insertion holes 43b for inserting the main body 31 (see FIG. 4) of the inner tube 30 into the front surface 40b side are formed.
[0048]
The number of the fitting grooves 43 and the positions where the fitting grooves 43 are formed differ depending on the type of the separator 40. Specifically, when four inner tubes 30 are attached to the separator 40, two fitting grooves 43 are formed on the periphery of the surface 40b and the surface 40c. When two inner tubes 30 are attached to the separator 40, two fitting grooves 43 are formed on the peripheral edge of the surface 40b or the surface 40c. Further, the fitting groove 43 is formed so as to be appropriately shifted from each other for each separator 40 so that the position does not overlap with the fitting groove 43 in another separator 40.
[0049]
Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, through holes 44 for penetrating the main body 31 of the inner tube 30 attached to the other separator 40 are formed on the four peripheral edges of the separator 40. A plurality is formed. In the separator 40 shown in FIGS. 6A and 6B, five through holes 44 are provided in the width direction of the separator 40 (horizontal direction in the figure) and four in the height direction (vertical direction in the figure). A total of 18 pieces are formed. Note that the position where the through hole 44 is formed is appropriately set according to the type of the separator 40. Further, the through holes 44 are provided by the number of the inner tubes 30 attached to the other separators 40.
[0050]
Next, a state where the inner tube 30 shown in FIG. 4 is attached to the separator 40 shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. In the drawings to be referred to, FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the inner tube 30 is attached to the separator 40, (a) is a view as seen from the fuel electrode side of the unit cell, and (b) is a view of the unit cell. It is the figure seen from the oxidant electrode side.
[0051]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the inner tubes 30 A to 30 D fit the respective flange portions 33 into fitting grooves 43 A to 43 D formed on the front surface 40 b and the front surface 40 c of the separator 40. To the separator 40. When attaching the inner tubes 30C and 30D to the fitting grooves 43C and 43D formed on the front surface 40c, the main body 31 of the inner tube 30 (see FIGS. 4A and 4B) is fitted to the fitting groove 43C. , 43D, and then the flange 33 is fitted into the fitting grooves 43C, 43D.
[0052]
Next, a method of supplying or discharging a fuel or an oxidant to or from the separator 40 by the inner tube 30 will be described with reference to FIG. In the drawings to be referred to, FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a state in which inner tubes 30A, 30B, 30C, and 30D are attached to separators 40A and 40B. FIG. 8 shows a state in which fuel or oxidant is supplied or discharged to a separator 40B disposed on the fuel electrode side 50a of the unit cell 50 and a separator 40A disposed on the oxidant electrode side 50b of the unit cell 50. It is shown. 8, the illustration of the gaskets 23, 23 (see FIG. 3) arranged on the fuel electrode side 50a and the oxidant electrode side 50b of the unit cell 50 is omitted.
[0053]
As shown in FIG. 8, an inner tube 30A for supplying fuel and an inner tube 30B for discharging fuel are attached to the surface 40b of the separator 40B on the fuel electrode side 50a of the unit cell 50. Further, an inner tube 30C for supplying the oxidant and an inner tube 30D for discharging the oxidant are attached to the surface 40c of the separator 40A on the oxidant electrode side 50b of the unit cell 50. Although not shown in FIG. 8, the tip 31 a (see FIG. 4) of the main body 31 of the inner tubes 30 A to 30 D is connected to the fuel supply passage 25, the fuel discharge passage 26, and the oxidant formed in the end plate 22. The supply passage 27 is connected to the oxidant discharge passage 28 (see FIG. 1).
[0054]
When fuel (aqueous sodium borohydride-containing solution) is supplied to the separator 40B, the fuel is formed in the end plate 22 by the inner tube 30A attached to the surface 40b of the separator 40B. Is supplied to the fuel supply channel 41 formed on the surface 40b of the separator 40B. The product (sodium borooxide (NaBO) generated at the fuel electrode 52 of the unit cell 50 (see FIG. 3) ₂ ), Water) and the fuel excessively supplied to the fuel supply passage 41, the fuel discharge passage formed in the end plate 22 from the fuel supply passage 41 by the inner tube 30B attached to the surface 40b of the separator 40B. 26 (see FIG. 1).
[0055]
When supplying an oxidant (oxygen, water) to the separator 40A, the inner tube 30C attached to the surface 40c of the separator 40A allows the oxidant to be formed in the end plate 22 through the oxidant supply passage 27 (FIG. 1). ) Is supplied to the oxidizing agent supply channel 42 formed on the surface 40c of the separator 40A. The product (sodium hydroxide (NaOH)) generated at the oxidant electrode 53 (see FIG. 3) of the unit cell 50 and the oxidant excessively supplied to the oxidant supply flow path 42 are separated by the separator 40A. The inner tube 30 D attached to the front surface 40 c discharges the oxidant from the oxidant supply channel 42 to the oxidant discharge passage 28 (see FIG. 1) formed in the end plate 22.
[0056]
As described above, the fuel or the oxidant can be supplied to the separators 40A and 40B by the inner tubes 30A and 30C. In addition, the inner tubes 30B and 30D allow the separators 40A and 40B to generate excessive amounts of the products generated at the fuel electrode 52 (see FIG. 3) and the oxidizer electrode 53 (see FIG. 3) of the unit cell 50 and the separators 40A and 40B. The fuel or oxidant supplied to the fuel cell can be discharged.
[0057]
Next, the operation of the fuel cell 10 configured as described above will be described mainly with reference to FIG. Here, as an example, a case in which power generation is performed in the unit cell 50 arranged between the separators 40A and 40B shown in FIG. 8 will be described. However, power generation is performed in the unit cell 50 positioned between the other separators 40. The same applies to the case of FIG.
[0058]
First, at the time of power generation, fuel (aqueous solution containing sodium borohydride) is supplied from the fuel supply passage 25 (see FIG. 1) formed in the end plate 22 to the supply / discharge hole 32 of the inner tube 30A. Further, an oxidizing agent (oxygen and water) is supplied from the oxidizing agent supply passage 27 (see FIG. 1) formed in the end plate 22 to the supply / discharge hole 32 of the inner tube 30C.
[0059]
Subsequently, the fuel supplied to the supply / discharge hole 32 of the inner tube 30A is supplied from the supply / discharge hole 32 to the fuel supply channel 41 of the separator 40B. Further, the oxidant supplied to the supply / discharge hole 32 of the inner tube 30C is supplied from the supply / discharge hole 32 to the oxidant supply flow path 42 of the separator 40A.
[0060]
As a fuel, sodium borohydride (NaBH) is supplied from the fuel supply channel 41 of the separator 40B to the fuel electrode 52 (see FIG. 3) of the unit cell 50. ₄ ) Is dissolved in aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution (aqueous solution containing sodium borohydride), and sodium borohydride (NaBH ₄ ) And sodium hydroxide (NaOH) react by catalysis to produce sodium borooxide (NaBO). ₂ ), Water, sodium ions and electrons are generated. The sodium ions generated at the fuel electrode 52 (see FIG. 3) pass through the electrolyte membrane 51 (see FIG. 13) and move to the oxidant electrode, and the electrons pass through a circuit (not shown) connected to the outside. It is passed to the pole 53 (see FIG. 3).
[0061]
In the oxidant electrode 53 (see FIG. 3) of the unit cell 50, oxygen and water supplied as an oxidant from the separator 40 and sodium ions transferred from the fuel electrode 52 (see FIG. 3) are catalyzed. Reacts to produce sodium hydroxide (NaOH).
[0062]
The product (sodium borooxide (NaBO) generated at the fuel electrode 52 of the unit cell 50 ₂ ), Water) and the fuel (aqueous solution containing sodium borohydride) excessively supplied to the fuel electrode 52 flows from the fuel supply passage 41 of the separator 40B through the supply / discharge hole 32 of the inner tube 30B to the end plate 22. The fuel is discharged to a fuel discharge passage 26 (see FIG. 1) formed in the fuel cell.
[0063]
The product (sodium hydroxide (NaOH)) generated at the oxidant electrode 53 (see FIG. 3) of the unit cell 50 and the oxidant (oxygen and water) excessively supplied to the oxidant electrode 53 are: The gas is discharged from the oxidizing agent supply passage 42 of the separator 40A to the oxidizing agent discharge passage 28 formed in the end plate 22 through the supply and discharge hole 32 of the inner tube 30D.
[0064]
As described above, according to the fuel cell 10 of the present invention, at the time of power generation, the fuel (sodium borohydride-containing aqueous solution) and the oxidant (oxygen, water) are supplied to each separator 40 included in the fuel cell 20. Can be supplied. Further, for each separator 40, a product (sodium borooxide (NaBO) (NaBO) generated at the fuel electrode 52 (see FIG. 3) and the oxidant electrode (see FIG. 3) of the unit cell 50 is provided. ₂ ), Water, sodium hydroxide (NaOH)), and the fuel or oxidant excessively supplied to the fuel supply channel 41 or the oxidant supply channel 42 of the separator 40 can be discharged.
[0065]
As described above, the embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to only such embodiments, and various modifications are possible as long as they are based on the technical idea of the present invention.
[0066]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in a fuel cell including an internal manifold type manifold structure and configured to directly supply liquid fuel to the fuel electrode, the fuel electrode and the oxidizer It is possible to provide a fuel cell capable of more effectively discharging products generated at the poles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a fuel cell 10 according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a fuel cell 10 according to the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a fuel cell 20 included in the fuel cell 10 according to the present invention.
FIGS. 4A and 4B are perspective views showing the outer appearance of an inner tube 30 included in the fuel cell 10 according to the present invention, wherein FIG. 4A is a view as seen from a tip 31a side of a main body 31, and FIG. FIG. 31 is a view as viewed from the rear end 31b side of FIG.
FIG. 5 is a perspective view for explaining fitting between a flange portion 33 of an inner tube 30 and a fitting groove 43 of a separator 40.
FIGS. 6A and 6B are perspective views showing the appearance of a separator 40 included in the fuel cell 10 according to the present invention, wherein FIG. 6A is a view as seen from the fuel electrode side of a unit cell, and FIG. It is the figure seen from the drug electrode side.
FIGS. 7A and 7B are perspective views showing a state in which an inner tube 30 is attached to a separator 40, where FIG. 7A is a view as seen from a fuel electrode side of a unit cell, and FIG. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a state in which inner tubes 30A, 30B, 30C, and 30D are attached to separators 40A and 40B.
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a configuration of a unit fuel cell (unit cell) 50 included in a conventional polymer electrolyte fuel cell.
FIG. 10 is a perspective view showing a fuel cell stack 80 configured by stacking a plurality of unit cells 50 via a gasket 60 and a separator 70.
11 is an exploded perspective view showing the structure of an internal manifold type manifold structure 90. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Fuel cell
20 Fuel cell stack
21 Electrode plate
22A, 22B End plate
25 Fuel supply passage
26 Fuel discharge passage
27 Oxidant supply passage
28 Oxidant discharge passage
30 Inner tube
40 separator
50 unit fuel cell (unit cell)

Claims

A fuel cell configured by sandwiching a plurality of unit fuel cells stacked via a separator between a pair of end plates,
A fuel supply passage to which fuel is supplied from the outside, an oxidant supply passage to which an oxidant is supplied from the outside, a fuel discharge passage for discharging products and fuel from the fuel cell, and a fuel supply passage to the holding surface of the end plate. An oxidant discharge passage for discharging the product and the oxidant is formed,
A fuel supply pipe and a fuel discharge pipe connected to and connected to the fuel supply path and the fuel discharge path, respectively, are attached to a surface of the separator on the fuel electrode side of the unit fuel cell,
An oxidant supply pipe and an oxidant discharge pipe connected to and connected to the oxidant supply passage and the oxidant discharge passage, respectively, are attached to a surface of the separator on the oxidant electrode side of the unit fuel cell,
The fuel supply pipe and the fuel discharge pipe supply the fuel for each separator, and discharge the products and fuel, the oxidant supply pipe and the oxidant discharge pipe supply the oxidant for each separator, A fuel cell configured to discharge a product and an oxidant.

One end of the fuel supply pipe, the fuel discharge pipe, the oxidant supply pipe, and one end of the oxidant discharge pipe are notched so that a part thereof is continuous with a supply / discharge hole formed inside each of the supply / discharge pipes. A flange formed on the surface of the separator, a fitting groove formed in the shape of the flange, a fuel supply channel or an oxidant supply channel formed on the surface of the separator. 2. The fuel cell according to claim 1, wherein each of the supply / discharge pipes is formed continuously, and each of the supply / discharge pipes is attached to a surface of the separator by fitting the flange into the fitting groove. 3.

In the fitting groove, an insertion hole for inserting the main body of each of the supply and discharge pipes attached to one surface side of the separator to the other surface side of the separator is formed. The fuel cell according to claim 2, wherein

The fitting groove is formed so as to be shifted from each other for each separator so that the fitting groove and the fitting groove of the other separator do not overlap with each other. The fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein a through-hole for penetrating the main body of the supply / discharge pipe is formed.