JP2005152691A

JP2005152691A - 流体導通構造体および燃料電池

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Publication number: JP2005152691A
Application number: JP2003390829A
Authority: JP
Inventors: Fuminobu Tezuka; 史展手塚; Hirosuke Sato; 裕輔佐藤; Masahiro Kuwata; 正弘桑田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】流体導通構造体および燃料電池の隣接する流路の間の気密を保つ。
【解決手段】底部及び側壁部に第１の触媒が担持されている凹部２を有する第１の板状部材１は、凹部２に嵌合する凸部４が設けられている第２の板状部材３と、溝２の底部と凸部４との間の凸部４の先端部に、流体が通過可能となる様な流路が形成される様に接合される。この様な流体導通構造体は、凹部２の側壁と凸部４の側壁が面接触しているので、変形が生じてもリーク流が形成されることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は内部に流体が通過可能な空間を有する流体導通構造体および燃料電池に関する。

従来の流体導通構造体には様々な構造を有するものがある。

従来の流体導通構造体（特許文献１）は、微小基板を半導体製造工程などで使用される工程を用いて溝形状の反応流路を形成し、閉止基板を接合して反応流路を形成していた。具体的にはシリコン等の微小基板を、フォトエッチング技術を用いて溝形状にエッチングして、溝内面にＣＶＤ等により触媒を形成する。この後、溝を形成した面にガラス等の閉止基板を例えば接着剤などを用いて接合し、反応流路を形成する。

また、接着剤などの接合手段を用いずに、ボルト等を用いて簡便な構造の流体導通構造体（特許文献２）も提案されている。この特許文献２記載の技術は、片面に燃焼触媒、もう一方の面に改質触媒がコーティングされた金属製薄板と、流路を有するスペーサーを交互に何重にも積層し、ボルト、ナットにより締め付ける構造である。この様な流体導通構造体は、部品点数が少い上、接着や溶接などの時間や手間のかかる接合工程を必要とせず低コストで実現できる。また、積層の層数を調整することで流体導通構造体の能力（特許文献２においては水素発生能力）が調整可能で、流体導通構造体の能力の調整が簡便にできる。
特開２００３−８８７５４公報（図１）特開２００３−８９５０２公報（図１）

しかし、これらの従来の流体導通構造体は、溝形状の流路が形成された平面を有する部材と、平面を有するもう一方の部材を組み合わせ、２つの平面の接合面または接触面にて流路の気密を保持している。この従来の流体導通構造体は、例えば、ボルト、ナットの締め付けによる変形や、接合後の温度変化による熱変形によってどちらか一方の平面の平面度が悪化、もしくは両方の平面の平面度が悪化し、流路が隣接する部分で気密が保たれない可能性がある。ボルト、ナットの締付け部や接合部の近傍は、締付けや接合の強度が十分であれば、気密を確保することができる。しかし、締付け部や接合部から離れた場所では、２つの平面の間に隙間ができてしまって、流路が隣接する部分でリーク流を形成してしまうおそれがある。

一方、リーク流を防止するために、溶着、接着といった接合手段を用いて両方の平面そのものを接合する方法もある。しかし、例えばアルミニウム同士の溶着温度は約７００℃と非常に温度の高い加工工程が必要となり、使用できる材料が限られてしまう。例えば、白金やルテニウム等の触媒を用いた流体導通構造体の場合、３５０℃を超えてしまうと触媒がシンターリング等により劣化、失活するため対応できない。また、例えば高温接着剤による接合も、内部に含まれているセラミクス等の粒状物質の粒径のばらつきにより、気密性を完全に確保することが困難である。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、隣接する流路の間の気密を保つこ
とができる流体導通構造体および燃料電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の流体導通構造体は、表面に互いに隣接する部分を有する凹部が設けられた第１の板状部材と、前記凹部に嵌合する凸部を有し、嵌合時に前記凹部の側壁の少なくとも一部と前記凸部の側壁の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記凹部の底部と前記凸部との間に流体が通過可能な空間が形成される第２の板状部材と、
前記空間と外部を連通する開口部とを有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の流体導通構造体は、表面に互いに隣接する部分を有する複数の第１の凹部が設けられた第１の板状部材と、前記第１の凹部に嵌合する複数の第１の凸部を有し、嵌合時に前記第１の凹部の側壁の少なくとも一部と前記第１の凸部の側壁の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記第１の凹部の底部と前記第１の凸部との間、および隣接する前記第１の凹部の間に形成される第２の凸部と隣接する前記第１の凸部の間に形成される第２の凹部の底部との間にそれぞれ流体が通過可能な空間が形成される第２の板状部材と、前記空間と外部を連通する開口部とを有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の流体導通構造体は、互いに隣接する部分を有する凹部が設けられた板状部材と、前記凹部に圧入されることにより、前記凹部の側壁の少なくとも一部と表面の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記凹部の底部との間に流体が通過可能な空間が形成されるワイヤー状部材と、前記空間の両端に形成され、外部と連通する開口部とを有することを特徴とする。

ならびに、上記目的を達成するために、本発明の燃料電池は、発電の原料となる燃料を貯蔵する燃料タンクと、表面に互いに隣接する部分を有する凹部が設けられた第１の板状部材と、表面に前記凹部に嵌合する凸部が設けられ、嵌合時に前記凹部の側壁の少なくとも一部と前記凸部の側壁の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記凹部の底部と前記凸部との間に流体が通過可能な空間が形成される第２の板状部材と、前記空間の一端に形成された前記燃料の供給口と、前記空間の他端に形成された改質された燃料の排出口とを有する改質器と、前記改質器によって改質された燃料が、供給されることによって電気エネルギーを発生する燃料電池セルと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、隣接する流路の間の気密を保つことができる流体導通構造体および燃料電池を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１乃至図４に本発明による第１の実施の形態にかかる流体導通構造体を示す。

例えばステンレス材（ＳＵＳ３１６Ｌ等）からなる第１の板状部材１は、図３（ａ）に示す様に、第１の板状部材１の一方の辺から他方の辺に向かって順次折り返ししたジグザグ状（サーペンタイン形状）や、図３（ｂ）に示す様に、第１の板状部材１の一方の辺から他方の辺に向かって、複数の平行部分を有する平行流路状の凹部２を有している。凹部２は、例えば機械加工や化学的なエッチング法などによって加工されるとともに、凹部２の内壁面には第１の触媒層が設けられている。

また、例えばステンレス材（ＳＵＳ３１６Ｌ等）からなる第２の板状部材３には凹部２に嵌合する凸部４が設けられている。これらの凹部２と凸部４とを嵌合させたとき、凹部２の側壁と凸部４の側壁は、面接触している。また、凸部４の頂部には凹部２と嵌合させたとき流路を形成するための溝５が設けられている。このような第１の板状部材１と第２の板状部材３とを嵌合させ、凹部２と凸部４とを嵌合することにより、図２に示すように、凹部２の底部と凸部４に設けられた溝５の内壁面との間に、流体が通過可能となる様に、凸部４の頂部に空間（流路６）が形成される。

溝５の内壁面には、第２の触媒層が設けられている。流路６は、図３に示すように両端２箇所が開口されており、一方の開口部は流体の入り口７、他方の開口部は流体の出口８である。第１の板状部材１と第２の板状部材３は、例えばボルト、ナット（図示せず）などからなる接合手段により接合される。

この様な流体導通構造体は、流路６を通過する流体が入り口７より供給され、流路６を通過し、出口８より排出される。このとき、ボルト、ナットの締め付けによる変形や、接合後の温度変化による熱変形などの変形が生じても、凹部２の側壁と凸部４の側壁は、面接触が維持され隙間が生じることがない。よって、凹部２の側壁の一部と凸部４の側壁の一部の接触面で流体がシールされ、凹部２が隣接する部分にてリーク流が形成されにくくなる。また、流体導通構造体の組立工程において溶着などの高温プロセスを必要としないため、触媒へのダメージがほとんどない。

なお、本実施の形態では第１の板状部材１と第２の板状部材３との接合に、ボルト、ナットからなる接合手段を例に取ったが、図５に示すように、かしめ部９にて第１の板状部材１と第２の板状部材３をかしめて接合してもよい。
（第２の実施の形態）
図６及び図７に本発明による第２の実施の形態にかかる流体導通構造体の断面を示す。

例えばアルミニウム（Ａ５０５２等）からなる第１の板状部材１１は複数の凹部１２を有している。凹部１２の側壁は底部側が広く、第１の板状部材１１の表面側が狭くなるテーパー形状（例えば１５°）を有している。また、例えばアルミニウム（Ａ５０５２等）からなる第２の板状部材１３には凹部１２に嵌合する複数の凸部１４を有している。凸部１４の側面は、凸部１４の側壁が凹部１２の側壁と面接触するように、凸部先端側の幅が広く、根元部の幅が狭くなるテーパー形状（例えば１５°）を有している。なお、凸部１４の頂部には、流路１６を形成するための溝１５が設けられている。

このような第１の板状部材１１と第２の板状部材１３とを、図６（ｂ）に示す様に平面方向よりスライドさることにより凹部１２と凸部１４を嵌合し、凸部１４の側壁と凹部１２の側壁が密着した状態で組み合わされる。その結果、図７に示すように、凹部１２の底部と凸部１４に設けられた溝１５の内壁面との間に、流体が通過可能となる様に、凸部１４の先端部に空間（流路１６）が形成される。流路１６は、両端が外部に連通して開口されており、第１の実施の形態と同様に流体の入り口（図示せず）、流体の出口（図示せず）が設けられている。

この様な流体導通構造体は、流路１６が隣接する部分にてリーク流が形成されることがないばかりでなく、第１の板状部材１１と第２の板状部材１３を接合するとき、ボルトやナットといった接合手段にて締め付ける必要なく、組み立てが容易にできる。また、流路１６を流体が通過するとき、流体の圧力によって流路１６の内壁に圧力が加わる。この圧力によって、第１の板状部材１１のテーパー部分１７と第２の板状部材１３のテーパー部分１８には、互いに押し付けられる力が加わり、流体の圧力が高くなるほどリーク流が形成されにくくなる。
（第３の実施の形態）
図８及び図９に本発明による第３の実施の形態にかかる流体導通構造体の断面を示す。なお、第２の実施の形態と同一部分については同一符号で示し、その詳細な説明を省略する。

第１の板状部材２１には複数の凹部１２（第１の凹部）が設けられている。凹部１２の側壁は底部側が広く、第１の板状部材２１の表面側が狭くなるテーパー形状を有している。また、隣接する凹部１２の間に形成される凸部２３（第２の凸部）は第２の板状部材１３の凸部１４（第１の凸部）間に形成される凹部２４（第２の凹部）と嵌合するようになっており、凸部２３の頂部には、流路を形成するための第１の溝２２を有している。第１の溝２２は凹部１２と平行に配置され、その深さは凹部１２よりも浅く加工されている。第２の板状部材１３には凹部１２に嵌合する複数の凸部１４を有している。凸部１４の側面は、嵌合時に凸部１４の側壁が凹部１２の側壁と面接触するように、凸部先端側の幅が広く、根元部の幅が狭くなるテーパー形状を有している。また、凸部１４の頂部には、流路を形成するための第２の溝２５が設けられている。第２の溝２５は凹部２４と平行に配置され、その深さは凹部２４よりも浅く加工されている。

このような第１の板状部材２１と第２の板状部材１３とを、テーパー部をスライドさせて組み合わせ、凹部１２と凸部１４を嵌合し接合することにより、凸部１４の側壁と凹部１２の側壁が密着した状態で組み合わされる。凸部２３に設けられた第１の溝２２は、第１の板状部材２１と第２の板状部材１３が接合された際、第２の板状部材１３の凸部１４間に形成された凹部２４の底部との間に、流体が通過可能となる流路２６が形成されるように設けられている。また、凸部１４に設けられた第２の溝２５は、第１の板状部材２１と第２の板状部材１３が接合された際、第１の板状部材２１の凹部１２の底部との間に、流体が通過可能となる流路２７が形成されるように設けられている。第１の溝２２からなる流路２６および第２の溝２５からなる流路２７は両端が外部に連通して開口されており、流体の入り口（図示せず）、出口（図示せず）が設けられている。

この様な流体導通構造体は２種類の流路（溝２５からなる流路２７と溝２２からなる流路２６）を有するので、２種類の流体に対して２種類の空間を個別に使用することができる。例えば溝２５からなる流路２７には流体導通構造体の内部で反応熱を発生する流体、溝２２からなる流路２６には冷却冷媒、をそれぞれ流すことができる。
（第４の実施の形態）
図１０及び図１１に本発明による第４の実施の形態にかかる流体導通構造体の断面を示す。

例えばアルミニウム（Ａ５０５２等）からなる第１の板状部材３１は凹部３２（例えば幅０．５ｍｍ、深さ１ｍｍ、溝ピッチ１ｍｍ）を有している。例えば、展性のよいアルミニウム（Ａ１０５０等）からなるアルミニウムワイヤ３３は凹部３２の幅に対して約１１０〜１３０％の加工前の直径（例えば直径０．６ｍｍ）を有している。アルミニウムワイヤ３３はアルミニウムワイヤ３３と凹部３２の底部との間に空間３４が形成される様に凹部３２に圧入され、表面を平面に加工されている。

この様な流体導通構造体は、凹部３２の側壁の一部と凹部３２に圧入されたアルミニウムワイヤ３３の表面の一部とが面接触しているので、リーク流が形成されにくくなる。また、前述の実施の形態に比較して、凸部が加工された第２の板状部材が不要で、流体導通構造体の加工が容易となり、加工性や材料費の軽減を図ることができる。
（第５の実施の形態）
図１２、図１３、図１４に本発明による第５の実施の形態にかかる燃料電池を示す。

燃料タンク４１には例えばジメチルエーテル（ＣＨ₃ＯＣＨ₃）などの燃料が貯蔵されている。また、水タンク４２には水（Ｈ₂Ｏ）が貯蔵されている。改質器４３は、燃料タンク４１から送られた燃料を、水タンク４２から送られた水によって加湿された触媒を用いて、水素（Ｈ₂）に改質する。この時、二酸化炭素（ＣＯ₂）や一酸化炭素（ＣＯ）なども副生成物として生成される。

改質器４３にて改質して得られた水素（Ｈ₂）と一酸化炭素（ＣＯ）は半透膜ユニット４７へ送られる。半透膜ユニット４７は、混合された状態の水素（Ｈ₂）と一酸化炭素（ＣＯ）を分離する。改質、分離して得られた一酸化炭素（ＣＯ）は、燃焼器４４にて触媒燃焼され、二酸化炭素（ＣＯ₂）となって燃料電池外部へ放出される。

一方改質、分離して得られた水素（Ｈ₂）は、燃料電池スタック４５へ送られ、大気より供給された酸素（Ｏ₂）と共に発電に使用される。発電の結果、水素（Ｈ₂）と酸素（Ｏ₂）は化合され、燃料電池スタック４５から水（Ｈ₂Ｏ）と発電に使用されなかった空気の残りが排出される。燃料電池スタック４５から排出された水（Ｈ₂Ｏ）は、燃料電池スタック４５から排出された時点では温度が高く、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）も多く含まれている。そこで、コンデンサー４６にて気体から液体へ水蒸気（Ｈ₂Ｏ）を凝縮させて、液体となった水（Ｈ₂Ｏ）を水タンク４２へ送り、貯蔵する。

次に改質器４３の構造について図１３および図１４を参照しながら説明する。

４枚の第１の板状部材５１、５１、５１、５１は、サーペンタイン形状の凹部５２をその片面に有している。一方、２枚の第２の板状部材５４、５４の両面には、第１の板状部材５１、５１、５１、５１の凹部５２に嵌合する凸部５５を有しており、この凸部５５の頂部には溝５６が設けられている。これら第１の板状部材５１、５１、５１、５１および第２の板状部材５４、５４を嵌合させた時、凹部５２の側壁と凸部５５の側壁は、面接触するとともに、凸部５５の頂部に設けられた溝５６と凹部５２の底面との間に流路が形成される。溝５６の内壁面には燃料を水素（Ｈ₂）への改質を促進させるための金属の触媒層が設けられている。そしてこれらの板状部材を第１の板状部材５１、第２の板状部材５４、第１の板状部材５１の組み合わせを１つのユニットとして、第１の板状部材５１、第２の板状部材５４、および第１の板状部材５１の順に積層し、ボルト、ナット（図示せず）などからなる接合手段にて接合することにより、図１４の示すような改質器４３が形成される。すなわち、第１の板状部材５１、第２の板状部材５４は、凹部５２と凸部５５が嵌合し、凹部５２の底部と凸部５５に設けられた溝５６の底部によって燃料が通過可能な流路が形成される様に重ね合わされる。各流路は、両端が開口されており（図示せず）、一方の開口部は燃料入り口、他方の開口部は水素（Ｈ₂）及び一酸化炭素（ＣＯ）の出口となり、各燃料入り口は燃料タンク４１および水タンク４２に、各水素（Ｈ₂）及び一酸化炭素（ＣＯ）の出口は半透膜ユニット４７に接続される。

この様にしてできた燃料電池は、凹部５２と凸部５５が嵌合しているため、凹部５２の側壁と凸部５５の側壁とが面接触しており、この接触面で液体がシールされ、凹部５２が隣接する部分にてリーク流が形成されにくい。これは、改質器４３の効率の向上につながり、燃料電池の小型化、高性能化が可能となる。また、改質器４３の組立工程においてろう付けなどの高温プロセスを必要としないため、金属触媒へのダメージがほとんどなく、高い改質効率を安定的に実現できる。

なお、本実施の形態では、４枚の板状部材５１を用いているが、４枚の板状部材５１のうち、２枚の第２の板状部材５４、５４の間に設けられた２枚の板状部材５１、５１を一体化しても構わない。

次に、本発明による各実施の形態において用いられる材料の実施例について、第１の実施の形態を例にとって説明する。

第１の板状部材１にはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、第２の板状部材３には表面が陽極酸化処理されたＡ１０５０（Ａｌ）を用いる。溝５の内壁には触媒である白金の触媒層が設けられている。

第１の板状部材１のアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の熱伝導率が低く、一方第２の板状部材３のＡ１０５０（Ａｌ）は熱伝導率が高い。この様な流体導通構造体は、第２の板状部材３をヒータにて加熱した場合、第２の板状部材３の熱伝導率が高いため、温度の面内ばらつきが少なく均一に加熱可能となる。また、第１の板状部材１の熱伝導率が低いので断熱効果があり、加熱効率がよい。さらに、第１の板状部材１と第２の板状部材３の表面は、どちらもアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）なので、酸化還元電位の差は生じない。よって電気的な腐食を防止できる。

第１の板状部材１には高温耐熱ガラス、例えばパイレックス（Ｒ）（ＣＯＲＮＩＮＧ社の登録商標）など、第２の板状部材３にはチタニア（ＴｉＯ₂）を用いる。溝５の内壁には白金の触媒層が設けられている。

この様な流体導通構造体は、チタニアの光学的な活性を有する性質を利用して、例えばＶＯＣ（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄ）など有機系有害物質の分解などの光反応を行うことができる。

第１の板状部材１には二酸化珪素（ＳｉＯ₂）、第２の板状部材３にはＰＴＦＥ（四弗化エチレン樹脂）を用いる。

この様な流体導通構造体は、一方の表面が二酸化珪素（ＳｉＯ₂）のシラノール基による親水性、他方の表面がＰＴＦＥの有する構造により撥水性を示す。このとき溝５に２種類の流体、例えば分析用の試薬と分析対象を通過させた場合、第１の板状部材１の表面状態と第２の板状部材３の表面状態に差がないときは、流体の流れは栓流となり、２種類の流体の混合はあまり進まない。しかし、本実施例の様に、第１の板状部材１の表面状態と第２の板状部材３の表面状態に差が大きい場合、流体の流れが乱流化されて２種類の流体は混合される。よって、非常に微小の量の２種類の流体を均一に混合することが可能である。

なお、本発明は上述したような各実施例および各実施の形態に限定されるものではなく、形状や材質、構成を変更してもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で変更して実施することができる。例えば図１５に示すように、第３の実施の形態（図８、図９）における溝２５および溝２２をあらかじめ加工しておくことにより流路を形成するかわりに、第１の板状部材２１と第２の板状部材１３の凹部の底部と凸部の頂部との間隔を利用して流路６１、６２を形成してもかまわない。また、第５の実施の形態では、改質器４３の内部構造について説明したが、燃料電池スタック４５の内部構造について同様の構造を用いても構わない。

本発明による第１の実施の形態を示す分解部分断面図本発明による第１の実施の形態を示す部分断面図本発明による第１の実施の形態を示す分解部分平面図本発明による第１の実施の形態を示す断面図本発明による第１の実施の形態の変形例を示す断面図本発明による第２の実施の形態を示す分解部分断面図本発明による第２の実施の形態を示す部分断面図本発明による第３の実施の形態を示す分解部分断面図本発明による第３の実施の形態を示す部分断面図本発明による第４の実施の形態を示す分解部分断面図本発明による第４の実施の形態を示す部分断面図本発明による第５の実施の形態を示すブロック図本発明による第５の実施の形態を示す分解部分断面図本発明による第５の実施の形態を示す部分断面図本発明による第３の実施の形態の変形例を示す部分断面図

符号の説明

１、１１、２１、３１、５１第１の板状部材
２、１２、２４、３２、５２凹部
３、１３、５４第２の板状部材
４、１４、２３、５５凸部
５、１５、２２、２５、５６溝
７入り口
８出口
９かしめ部
１７第１の板状部材１１のテーパー部分
１８第２の板状部材１３のテーパー部分
３３アルミニウムワイヤ
４１燃料タンク
４２水タンク
４３改質器
４４燃焼器
４５燃料電池スタック
４６コンデンサー
４７半透膜ユニット
６、１６、２６、２７、３４、６１、６２流路

Claims

表面に凹部が形成され、前記凹部の少なくとも一部が相互に隣接するように設けられた第１の板状部材と、
前記凹部に嵌合する凸部を有し、前記凸部は、嵌合時に前記凹部の側壁の少なくとも一部と前記凸部の側壁の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記凹部の底部と前記凸部との間に流体が通過可能な空間が形成されるように設けられた第２の板状部材と、
前記空間と外部を連通する開口部と
を有することを特徴とする流体導通構造体。
前記第１の板状部材は、前記凹部の側壁がテーパー状に形成され、前記第２の板状部材は、嵌合時に前記凸部の側壁の少なくとも一部が、前記凹部の側壁の少なくとも一部と面接触が可能な角度のテーパー状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の流体導通構造体。
前記凸部の頂部に、溝を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体導通構造体。
表面に複数の第１の凹部が形成され、前記第１の凹部の少なくとも一部が相互に隣接するように設けられると共に、隣接する前記第１の凹部の間に第２の凸部が設けられた第１の板状部材と、
前記第１の凹部と嵌合する複数の第１の凸部が設けられると共に、隣接する前記第１の凸部の間に前記第２の凸部と嵌合する第２の凹部が設けられた第２の板状部材と、
前記空間と外部を連通する開口部とを有し、
前記第１の凸部と前記第１の凹部および前記第２の凸部と前記第２の凹部の嵌合時に、前記第１の凹部の側壁の少なくとも一部と前記第１の凸部の側壁の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記第１の凹部の底部と前記第１の凸部との間、および第２の凹部の底部と第２の凸部との間にそれぞれ流体が通過可能な空間が形成されることを特徴とする流体導通構造体。
前記第１の板状部材は、前記第１の凹部の側壁がテーパー状に形成され、前記第２の板状部材は、嵌合時に前記第１の凸部の側壁の少なくとも一部が、前記第１の凹部の側壁の少なくとも一部と、面接触が可能な角度のテーパー状に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の流体導通構造体。
前記第１の凸部の頂部に、溝を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の流体導通構造体。
前記第２の凸部の頂部に、溝を有することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の流体導通構造体。
表面に凹部が形成され、前記凹部の少なくとも一部が相互に隣接するように設けられた板状部材と、
前記凹部に圧入されることにより、前記凹部の側壁の少なくとも一部と表面の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記凹部の底部との間に流体が通過可能な空間が形成されるワイヤー状部材と、
前記空間と外部を連通する開口部と
を有することを特徴とする流体導通構造体。
発電の原料となる燃料を貯蔵する燃料タンクと、
前記燃料を改質するための改質器と、
前記改質器によって改質された前記燃料が供給されることによって電気エネルギーを発生する燃料電池セルとを有する燃料電池において、
前記改質器は、
表面に凹部が形成され、前記凹部の少なくとも一部が相互に隣接するように設けられた第１の板状部材と、
表面に前記凹部に嵌合する凸部が設けられ、前記凸部は、嵌合時に前記凹部の側壁の少なくとも一部と前記凸部の側壁の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記凹部の底部と前記凸部との間に流体が通過可能な空間が形成されるように設けられた第２の板状部材と
、
前記空間に形成された前記燃料の供給口と、
前記空間に形成された改質された前記燃料の排出口と、
を有することを特徴とする燃料電池。
前記改質器は、前記第２の板状部材の裏面にも凸部を有し、
前記第２の板状部材の裏面の凸部に嵌合する凹部を有し、嵌合時に前記第２の板状部材の裏面の凸部に嵌合する凹部の側壁の少なくとも一部と第２の凹部に嵌合する凸部の側壁の少なくとも一部分が面接触すると共に、前記第２の板状部材の裏面の凸部と前記第２の板状部材の裏面の凸部に嵌合する凹部の底部との間に流体が通過可能な空間が形成される第３の板状部材をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の燃料電池。
前記改質器は、前記第１の板状部材と第２の板状部材が嵌合し、第２の板状部材と第３の板状部材が嵌合した改質器のユニットが、複数積層されていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池。
前記空間の内壁面の少なくとも一部に触媒層を有することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の燃料電池。
前記触媒層が、複数の触媒からなることを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池。