JP2006309989A - Fuel cell stack, fuel cell therewith, and separator for fuel cell and fuel cell mounting vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、膜−電極接合体と、当該膜−電極接合体の両側に配設されたセパレータと、を備えた単セルを複数積層してなる燃料電池スタック及びこの燃料電池スタックを備えた燃料電池、及び燃料電池用セパレータ並びに燃料電池搭載車に関する。 The present invention relates to a fuel cell stack formed by laminating a plurality of single cells each including a membrane-electrode assembly and separators disposed on both sides of the membrane-electrode assembly, and a fuel including the fuel cell stack The present invention relates to a battery, a fuel cell separator, and a fuel cell vehicle.
従来から、一般的な固体高分子型燃料電池は、イオン交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一方の面に配置された触媒層及び拡散層からなるアノード電極(燃料極)及び前記電解質膜の他方の面に配置された触媒層及び拡散層からなるカソード電極(酸化剤極)と、からなる膜−電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly、以下、単に「MEA」という)と、このMEAの両側に各々配設されたセパレータと、を備えた単セルを構成し、この単セルを複数積層して燃料電池スタックとしている。 Conventionally, a general polymer electrolyte fuel cell includes an electrolyte membrane composed of an ion exchange membrane, an anode electrode (fuel electrode) composed of a catalyst layer and a diffusion layer disposed on one surface of the electrolyte membrane, and the electrolyte membrane. A cathode electrode (oxidant electrode) composed of a catalyst layer and a diffusion layer disposed on the other surface of the electrode, a membrane-electrode assembly (MEA: hereinafter referred to simply as “MEA”), and this MEA And a separator disposed on each side of the fuel cell stack. A plurality of single cells are stacked to form a fuel cell stack.
このような構成を有する燃料電池スタックとして、例えば、表面にジグザグ状または複数の平行な凹溝からなる流体流路を有すると共に、当該流体流路と裏腹の位置における裏面に凸状が形成された一対の金属セパレータを、MEAの両側に各々配設して単セルを構成し、この金属セパレータを隣接させて積層してなる燃料電池スタックがある。(例えば、特許文献1参照)。 As a fuel cell stack having such a configuration, for example, the surface has a fluid flow path formed of a zigzag shape or a plurality of parallel concave grooves, and a convex shape is formed on the back surface at a position opposite to the fluid flow path. There is a fuel cell stack in which a pair of metal separators are disposed on both sides of the MEA to form a single cell, and the metal separators are stacked adjacent to each other. (For example, refer to Patent Document 1).
ここで、このような燃料電池スタックを備えた燃料電池を、例えば、自動車等の車両に搭載した場合、例えば、外部から受ける振動等によって、前記燃料電池スタックに、セル積層体を横方向(セル積層方向と交差する方向)にずらそうとする力が作用することがある。このため、前記燃料電池スタックでは、積層された単セルに横ずれが生じることを防止するための種々の手段が採用されている。この手段としては、例えば、セルの外周部を固定したり、セル積層体に強い圧縮荷重をかける等が挙げられる。
しかしながら、前述した特許文献1〜5に記載された従来技術では、積層した単セルに横ずれが生じることを防止するという課題については論じられておらず、その発想すら記載されていない。
However, in the conventional techniques described in
また、積層された単セルに横ずれが生じることを防止するため、セルの外周部を固定する従来技術は、燃料電池スタックの体格(サイズ)が大きくなると共に、部品点数が増加してしまう。一方、セル積層体に強い圧縮荷重をかけることで、積層した単セルに横ずれが生じることを防止する従来技術では、前記荷重によりMEAの耐久性が低下する虞がある。また、横ずれ防止のための摩擦力を確保する必要もある。 Further, in order to prevent lateral displacement in the stacked single cells, the conventional technique for fixing the outer periphery of the cells increases the size (size) of the fuel cell stack and increases the number of parts. On the other hand, in the related art that prevents a lateral displacement from occurring in the stacked single cells by applying a strong compressive load to the cell stack, the durability of the MEA may be reduced by the load. In addition, it is necessary to secure a frictional force for preventing lateral slippage.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、MEAの耐久性を維持できることは勿論のこと、体格が大きくなったり、部品点数を増加させることなく、積層された単セルに横ずれが生じることを防止することが可能な燃料電池スタック、この燃料電池スタックを備えた燃料電池、及び燃料電池用セパレータ、並びに燃料電池搭載車を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to maintain the durability of the MEA, as well as to increase the physique and to increase the number of parts without causing lateral shift in the stacked single cells. It is an object of the present invention to provide a fuel cell stack that can be prevented from occurring, a fuel cell including the fuel cell stack, a fuel cell separator, and a fuel cell vehicle.
この目的を達成するため、本発明は、電解質膜の一方の面にアノード電極が配設され、他方の面にカソード電極が配設されてなるMEAと、当該MEAの両側に配設されたセパレータと、を備えた単セルを複数積層してなる燃料電池スタックであって、前記単セルの積層により隣接して配置されたセパレータ同士の接触面に、互いに係合する係合部を各々設けてなる燃料電池スタックを提供するものである。 To achieve this object, the present invention provides an MEA in which an anode electrode is disposed on one surface of an electrolyte membrane and a cathode electrode is disposed on the other surface, and separators disposed on both sides of the MEA. And a plurality of unit cells, each of which is provided with an engaging portion that engages with each other on contact surfaces of separators arranged adjacent to each other by stacking the unit cells. A fuel cell stack is provided.
この構成を備えた燃料電池スタックは、隣接して配置されたセパレータ同士の接触面に形成された係合部同士を係合させた状態で、各々の単セルを積層することができるため、積層された単セルに横ずれが生じることを防止することができる。より具体的には、隣接するセパレータ間の積層方向に交差する方向へのずれが生じることを抑制する(妨げる)ことができる。したがって、従来のように、積層された単セルの横ずれを防止するために、MEAに強い圧縮加重をかける必要がなく、MEAの耐久性に悪影響を及ぼすこともない。また、燃料電池スタックの体格が大きくなったり、部品点数が増加することもない。 In the fuel cell stack having this configuration, each single cell can be stacked in a state where the engaging portions formed on the contact surfaces of the separators arranged adjacent to each other are engaged. It is possible to prevent a lateral shift from occurring in the formed single cell. More specifically, it is possible to suppress (prevent) the occurrence of a shift in the direction intersecting the stacking direction between adjacent separators. Therefore, unlike the prior art, in order to prevent lateral displacement of the stacked single cells, it is not necessary to apply a strong compressive load to the MEA, and the durability of the MEA is not adversely affected. Further, the size of the fuel cell stack does not increase and the number of parts does not increase.
また、本発明にかかる燃料電池スタックでは、前記セパレータ同士の接触面は、発電部に対応する領域と、マニホールド形成部及び縁部を有する非発電部に対応する領域と、を含み、前記係合部は、当該発電部に対応する領域及び前記縁部に対応する領域の少なくとも一方に設けることができる。 In the fuel cell stack according to the present invention, the contact surface between the separators includes a region corresponding to the power generation unit, and a region corresponding to the non-power generation unit having a manifold forming portion and an edge, and the engagement The part can be provided in at least one of a region corresponding to the power generation unit and a region corresponding to the edge.
そしてまた、本発明にかかる燃料電池スタックでは、前記隣接した一方のセパレータの接触面に形成された係合部を、凸状を備えた係合凸部から構成し、他方のセパレータの接触面に形成された係合部を、当該係合凸部が係合する凹状を備えた係合凹部から構成することができる。 Further, in the fuel cell stack according to the present invention, the engaging portion formed on the contact surface of the one adjacent separator is constituted by an engaging convex portion having a convex shape, and the contact surface of the other separator is formed on the contact surface. The formed engaging portion can be constituted by an engaging concave portion having a concave shape with which the engaging convex portion is engaged.
さらにまた、前記セパレータは、凹凸形状を有し、当該凹凸形状の凸状部分の内側が流体流路となり、前記セパレータ同士の接触面は、当該凸状部分の外側頂面からなるよう構成することもできる。 Furthermore, the separator has a concavo-convex shape, the inside of the convex portion of the concavo-convex shape serves as a fluid flow path, and the contact surface between the separators is constituted by the outer top surface of the convex portion. You can also.
また、本発明にかかる燃料電池スタックでは、前記係合凸部によって、前記セパレータの凸状部分の内側に凹状空間を形成することもできる。ここで、前記凸状部分の内側が流体流路となる構成の場合、この流体流路(凸状部分の内側)に凹状空間を形成することで、当該流体流路の断面積を増加させることができる。このため、前記利点に加え、流体流路内で生じる圧力損失を小さくすることができる。また、隣接するセパレータ間の接触面が凹面あるいは凸面であるため、当該セパレータ間の接触面が平面状である場合と比べ、当該接触面積が大きくなるため、前記セパレータ間の接触抵抗が低減する。このため、発電効率がさらに向上する。さらにまた、前記凹状空間に生成水を通過させるようにすることで、流体が流通するための流路を確保することができ、より一層流体流路内で生じる圧力損失を小さくすることができる。 In the fuel cell stack according to the present invention, a concave space can be formed inside the convex portion of the separator by the engaging convex portion. Here, in the case where the inside of the convex portion is a fluid flow path, by forming a concave space in the fluid flow path (inside the convex portion), the cross-sectional area of the fluid flow path is increased. Can do. For this reason, in addition to the advantages described above, the pressure loss generated in the fluid flow path can be reduced. Moreover, since the contact surface between adjacent separators is a concave surface or a convex surface, since the said contact area becomes large compared with the case where the contact surface between the said separator is planar shape, the contact resistance between the said separators reduces. For this reason, the power generation efficiency is further improved. Furthermore, by allowing the generated water to pass through the concave space, it is possible to secure a flow path for the fluid to flow, and to further reduce the pressure loss generated in the fluid flow path.
そしてまた、前記セパレータの凸状部分の内側(流体流路)に前記凹状空間を形成してなる構成の場合、この凹状空間が形成された流体流路に酸化剤ガスを流通させることがより好適である。 Further, in the case of the configuration in which the concave space is formed inside the convex portion of the separator (fluid flow path), it is more preferable to circulate oxidant gas through the fluid flow path in which the concave space is formed. It is.
また、本発明は、前述した燃料電池スタックを備えてなる燃料電池を提供するものである。この燃料電池は、MEAに強い圧縮加重をかけることなく、積層された単セルに横ずれが生じることを防止することができるため、MEAの耐久性を維持することができる。また、体格が大きくなったり、部品点数が増加することもない。 The present invention also provides a fuel cell comprising the fuel cell stack described above. This fuel cell can prevent the lateral displacement of the stacked single cells without applying a strong compressive load to the MEA, so that the durability of the MEA can be maintained. Also, the physique does not increase and the number of parts does not increase.
なお、本発明では、セパレータがMEAに積層された際に、外側となる面(MEAに接触する面とは反対側の面)から見て、突出している場合を「凸」とし、窪んでいる場合を「凹」として説明している。 In the present invention, when the separator is laminated on the MEA, the protrusion is defined as “convex” when viewed from the outer surface (the surface opposite to the surface in contact with the MEA), and is depressed. The case is described as “concave”.
そしてまた、本発明は、燃料電池に組み込まれる燃料電池用セパレータであって、積層された際に、隣接するセパレータとの接触面に、当該隣接するセパレータと係合する係合部が形成されてなる燃料電池用セパレータを提供するものである。 Further, the present invention is a fuel cell separator incorporated in a fuel cell, and when stacked, an engaging portion that engages with the adjacent separator is formed on a contact surface with the adjacent separator. A separator for a fuel cell is provided.
この構成を備えた燃料電池用セパレータは、隣接するセパレータとの接触面に、当該隣接するセパレータと係合する係合部が形成されているため、この係合部同士を係合させた状態で積層することができる。したがって、積層された際に、横ずれ(隣接するセパレータ間の積層方向に交差する方向へのずれ)が生じることを抑制する(妨げる)ことができる。 In the separator for a fuel cell having this configuration, since the engagement portion that engages with the adjacent separator is formed on the contact surface with the adjacent separator, the engagement portions are engaged with each other. Can be stacked. Therefore, it is possible to suppress (prevent) the occurrence of lateral shift (shift in the direction intersecting the stacking direction between adjacent separators) when stacked.
なお、前記セパレータの接触面は、前記積層方向に対して略垂直な面とすることができる。 The contact surface of the separator can be a surface that is substantially perpendicular to the stacking direction.
また、本発明は、前述した本発明にかかる燃料電池を搭載してなる燃料電池搭載車であって、前記燃料電池スタックの単セル積層方向が、車両の前後方向対し交差する方向となるよう前記燃料電池を搭載してなる燃料電池搭載車を提供するものである。 Further, the present invention is a vehicle equipped with a fuel cell according to the present invention described above, wherein the single cell stacking direction of the fuel cell stack is a direction intersecting with the front-rear direction of the vehicle. A fuel cell vehicle equipped with a fuel cell is provided.
ここで、通常、車等では、例えば、車両の発進時や制動時等に車両前後方向に慣性力が働くため、これに搭載された燃料電池の単セルの積層方向が、車両の前後方向対し交差する方向であると、この慣性力により単セルに横方向のずれ(前記積層方向に交差する方向へのずれ)が生じる。しかしながら、本発明にかかる燃料電池搭載車は、前記単セルの積層方向が、車両の前後方向対し交差する方向であっても、前記燃料電池の単セル同士(セパレータ同士)が、前記係合部によって係合しているため、前記積層方向に交差する方向へのずれが生じることを防止することができる。 Here, usually, in a car or the like, for example, an inertial force acts in the vehicle front-rear direction when the vehicle starts or brakes, so the stacking direction of the single cells of the fuel cell mounted on the vehicle is relative to the vehicle front-rear direction. When the direction intersects, the inertial force causes a lateral shift (shift in the direction intersecting the stacking direction) in the single cell. However, in the fuel cell vehicle according to the present invention, even if the stacking direction of the single cells is a direction intersecting the front-rear direction of the vehicle, the single cells (separators) of the fuel cells are Therefore, it is possible to prevent the shift in the direction intersecting the stacking direction.
前記単セルの積層方向は、特に限定されるものではないが、前記車両前後方向に対し略直交する方向となるように搭載することもできる。この車両前後方向に対し略直交する方向には、地面に対し略垂直であり且つ車両の前後方向対し略直交する方向と、地面に対し略水平であり且つ車両の前後方向対し略直交する方向がある。 The stacking direction of the single cells is not particularly limited, but can be mounted so as to be in a direction substantially orthogonal to the vehicle front-rear direction. The direction substantially orthogonal to the vehicle front-rear direction includes a direction substantially perpendicular to the ground and substantially orthogonal to the vehicle front-rear direction, and a direction substantially horizontal to the ground and substantially orthogonal to the vehicle front-rear direction. is there.
本発明にかかる燃料電池スタック、この燃料電池スタックを備えた燃料電池、及び燃料電池用セパレータ、並びに燃料電池搭載車は、隣接して配置されたセパレータ同士の接触面に形成された係合部同士を係合させた状態で、各々の単セルを積層することができるため、積層された単セルに横ずれが生じることを防止することができる。このため、MEAに強い圧縮加重をかけて前記横ずれの発生を防止する必要がなく、MEAの耐久性を維持することができる。また、燃料電池スタックの体格が大きくなったり、部品点数が増加することもない。この結果、信頼性が向上すると共に、高性能でコンパクトな燃料電池スタック、燃料電池、及び燃料電池用セパレータ、並びに燃料電池搭載車を提供することができる。 A fuel cell stack according to the present invention, a fuel cell including the fuel cell stack, a fuel cell separator, and a fuel cell vehicle are provided with engagement portions formed on contact surfaces of separators arranged adjacent to each other. Since each single cell can be laminated in a state where the two are engaged, it is possible to prevent lateral displacement of the laminated single cells. For this reason, it is not necessary to apply a strong compression load to the MEA to prevent the occurrence of the lateral shift, and the durability of the MEA can be maintained. Further, the size of the fuel cell stack does not increase and the number of parts does not increase. As a result, the reliability is improved, and a high-performance and compact fuel cell stack, a fuel cell, a fuel cell separator, and a fuel cell vehicle can be provided.
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる燃料電池スタック及び燃料電池について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。 Next, a fuel cell stack and a fuel cell according to preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below is the illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to these embodiment. Therefore, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
図1は、本実施の形態にかかる燃料電池スタックを備えた燃料電池において、セル積層方向を上下方向とした姿勢での全体概略図、図2は、本実施の形態にかかる燃料電池スタックの構成要素である単セルの一部を拡大して示す断面図、図3は、図2に示す単セルを複数積層した状態の一部を示す断面図である。 FIG. 1 is an overall schematic view of a fuel cell including the fuel cell stack according to the present embodiment in a posture in which the cell stacking direction is the vertical direction, and FIG. 2 is a configuration of the fuel cell stack according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged part of a single cell as an element, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of a state in which a plurality of single cells shown in FIG. 2 are stacked.
なお、本実施の形態で説明する燃料電池は、固体高分子電解質型燃料電池であり、例えば、燃料電池自動車等に搭載することができるが、自動車以外に用いられてもよいことは勿論である。 The fuel cell described in the present embodiment is a solid polymer electrolyte fuel cell, and can be mounted on, for example, a fuel cell vehicle, but may be used other than the vehicle. .
図1〜図3に示すように、本実施の形態にかかる燃料電池1は、イオン交換膜からなる電解質膜11と、この電解質膜11の一面に配置されたアノード電極14(燃料極)と、電解質膜11の他面に配置されたカソード電極17(酸化剤極)と、からなるMEA10(膜−電極接合体)と、このMEA10を挟んでアノード電極14側に配設されたセパレータ18と、MEA10を挟んでカソード電極17側に配設されたセパレータ19と、を重ねて構成された単セル15を備えている。そして、この単セル15を1層以上積層してモジュール9を構成し(図示例では、1セルで1モジュールを構成している)、このモジュール9を積層してモジュール群とし、モジュール群のセル積層方向両端に、ターミナル20、インシュレータ21、エンドプレート22を配置して燃料電池スタック23を構成し、燃料電池スタック23をセル積層方向に締め付けて燃料電池スタック23の外側でセル積層方向に延びる締結部材24(たとえば、テンションプレート、スルーボルトなど)とボルト25またはナットで固定したものからなる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
MEA10を挟んでアノード電極14側に配設されたセパレータ18は、特に図2に拡大して示すように、凸状部分31Aと凹状部分32Aとが交互に且つ並列に複数配設された凹凸形状を備えており、凸状部分31Aの内側が流体流路33Aとなっている。この流体流路33Aには、燃料ガス(本実施の形態では水素)が流通し、MEA10に燃料ガスを供給するようになっている。
The
セパレータ18及び19は、例えば、金属を基材とする導通体であり、互いに隣接するセルに供給される異種流体の混合を防ぐ役割を果たす。
The
セパレータ18の凸状部分31Aの外側頂面34Aには、凹状の係合凹部35が形成されており、この係合凹部35は、流体流路33A内では凸状となって存在している。この係合凹部35は、流体流路33Aを流通する燃料ガスの流れ方向に沿って形成されている。そして、この係合凹部35には、後に詳述するセパレータ19の外側頂面34Bに形成された係合凸部37が嵌合するようになっている。そして、外側頂面34A及び外側頂面34Bの接触面は、単セルの積層方向に対して略垂直な面となっている。すなわち、隣接するセパレータ同士の接触面は、単セルの積層方向に対して略垂直な面となっている。
A concave engagement
MEA10を挟んでカソード電極17側に配設されたセパレータ19は、特に図2に拡大して示すように、凸状部分31Bと凹状部分32Bとが交互に且つ並列に複数配設された凹凸形状を備えており、凸状部分31Bの内側が流体流路33Bとなっている。この流体流路33Bには、酸化剤ガス(本実施の形態では空気)が流通し、MEA10に酸化剤ガスを供給するようになっている。
The
セパレータ19の凸状部分31Bの外側頂面34Bには、凸状の係合凸部37が形成されており、この係合凸部37によって、流体流路33B内に凹状空間38が形成されている。この係合凸部37は、流体流路33Bを流通する酸化剤ガスの流れ方向に沿って形成されており、前述した係合凹部35に嵌合するようになっている。なお、後に詳述するが、凹状空間38には、生成水が流れる流路とすることができる。
A convex engagement
単セル15を積層する際は、先ず、最初の単セル15のセパレータ18に、次の単セル15のセパレータ19を重ね合わせるが、この時、最初の単セル15の係合凹部35に、次の単セル15の係合凸部37を嵌合させる。このようにすることで、最初の単セル15と、この単セル15に積層された次の単セル15は、係合凹部35と係合凸部37との係合により、互いに横ずれ、すなわち、隣接するセパレータ間の積層方向に交差する方向へのずれが生じることを抑制する(妨げる)ことができる。このようにして、図3に示すように複数の単セル15を積層し、燃料電池スタック23を形成する。
When stacking the
なお、複数の単セル15を積層することにより、単セル15と、この単セル15に隣接した単セル15との間に形成される空間40(図3参照)は、冷却水流路となる。
Note that, by stacking a plurality of
本実施の形態にかかる燃料電池1では、流体流路33Aに燃料ガス(水素)が供給され、流体流路33Bに酸化剤ガス(空気)が供給されると、
アノード電極側では、 H2→2H++2e-
カソード電極側では、 (1/2)O2+2H++2e-→H2O
燃料電池全体としては、 H2+(1/2)O2→H2O
の電池反応が起こる。
In the
On the anode electrode side, H 2 → 2H + + 2e −
On the cathode side, (1/2) O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O
As a whole fuel cell, H 2 + (1/2) O 2 → H 2 O
The battery reaction occurs.
この電池反応により、カソード電極17側で生じた生成水は、流体流路33B内に形成された凹状空間38を通って外部に排出される。したがって、生成水が、酸化剤ガスの流通を邪魔することがなく、酸化剤ガスの流路を確保することができ、流体流路33B内で生じる圧力損失を小さくすることができる共に、生成水の排出性を向上することができる。
By this battery reaction, the generated water generated on the
また、凹状空間38の存在によって、流体流路33Bの断面積(容積)が、大きくなるため、流体流路33B内で生じる圧力損失をより一層小さくすることができる。そしてまた、隣接するセパレータ間の接触面が凹面あるいは凸面であるため、当該セパレータ間の接触面が平面状である場合と比べ、当該接触面積が大きくなるため、前記セパレータ間の接触抵抗が低減する。
Moreover, since the cross-sectional area (volume) of the
なお、本発明にかかる燃料電池1は、車両の前後方向対し交差する方向となるように車両に搭載され、図示しない燃料電池搭載車が提供される。この燃料電池搭載車では、搭載された燃料電池1の構成要素である単セル15同士(セパレータ同士)が、係合凹部35と係合凸部37とによって互いに係合した状態となっている。このため、単セル15の積層方向が、車両の前後方向対し交差する方向となるように前記車両に搭載した際に、例えば、車両の発進時や制動時等に車両前後方向に慣性力が働いても、この慣性力により、単セル15が前記積層方向に交差する方向へずれることがない。したがって、本発明にかかる燃料電池1は、車両の前後方向対し交差する方向となるように車両に搭載することができる。
The
単セル15の積層方向は、特に限定されるものではないが、前記車両前後方向に対し略直交する方向となるように搭載することもできる。この車両前後方向に対し略直交する方向には、地面に対し略垂直であり且つ車両の前後方向対し略直交する方向と、地面に対し略水平であり且つ車両の前後方向対し略直交する方向がある。
The stacking direction of the
また、燃料電池1は、単セル15の積層方向が、前記車両前後方向に対し略平行となるように前記車両に搭載してもよい。
The
なお、本実施の形態では、凹凸形状を備えたセパレータ18及び19を適用した場合について説明したが、これに限らず、セパレータは、MEA10に積層された際に、MEA10とは反対側となる面が、平面(フラット)形状のものを適用してもよい。この場合、係合凹部35及び係合凸部37は、セパレータ同士の接触面のうち、任意の場所に形成することができる。例えば、発電部に対応する任意の場所であってもよく、非発電部に対応する任意の場所であってもよい。さらに好適には、係合凹部35及び係合凸部37は、発電部に対応する任意の場所や、マニホールド形成部を除く非発電部に対応する任意の場所に設けることができる。また、流体流路に対応する外側面に形成してもよい。
In the present embodiment, the case where the
そしてまた、本実施の形態では、流体流路33A及び33Bの形状を、MEA10側が広く、MEA10から離れた側が狭い、断面略台形状とした場合について説明したが、これに限らず、流体流路33A及び33Bの形状は、例えば、断面略矩形等、所望により決定することができる。また、本実施の形態では、流体流路33A及び33Bがストレート流路である場合について説明したが、これに限らず、サーペンタイン流路が形成されていてもよい。
In the present embodiment, the shape of the
また、本実施の形態では、係合凸部37を形成することで流体流路33B内に凹状空間38を形成した場合について説明したが、これに限らず、係合凸部37は、例えば、図4に示すように、セパレータ19と一体的に成型された凸状部から構成してもよく、また、図5に示すように、セパレータ19にリブ等の凸状となる部材を後付けしてもよい。
In the present embodiment, the case where the
さらにまた、本実施の形態では、係合凹部35を形成することで、流体流路33Aに凸状部が存在している場合について説明したが、これに限らず、例えば、凸状部分31Aの外側頂面34Aの厚さを確保して、係合凹部35が流体流路33A内に突出しないようにすることもできる。
Furthermore, in the present embodiment, the case where the convex portion exists in the
そしてまた、本実施の形態では、係合部として、係合凹部35及び係合凸部37を形成した場合について説明したが、これに限らず、係合部の形状は、隣接した単セル15同士を係合可能な形状であれば、特に限定するものではない。また、係合凹部35及び係合凸部37の設置数は、任意に決定することができる。
In the present embodiment, the case where the engaging
1…燃料電池、11…電解質膜、14…アノード電極、15…単セル、17…カソード電極、18、19…セパレータ、23…燃料電池スタック、31A、31B…凸状部分、32A、32B…凹状部分、33A、33B…流体流路、34A、34B…外側頂面、35…係合凹部、37…係合凸部、38…凹状空間
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記単セルの積層により隣接して配置されたセパレータ同士の接触面に、互いに係合する係合部を各々設けてなる燃料電池スタック。 A membrane-electrode assembly in which an anode electrode is disposed on one surface of an electrolyte membrane and a cathode electrode is disposed on the other surface, and separators disposed on both sides of the membrane-electrode assembly. A fuel cell stack comprising a plurality of stacked single cells,
A fuel cell stack in which engagement portions that engage with each other are provided on contact surfaces of separators that are arranged adjacent to each other by stacking the single cells.
積層された際に、隣接するセパレータとの接触面に、当該隣接するセパレータと係合する係合部が形成されてなる燃料電池用セパレータ。 A separator for a fuel cell incorporated in a fuel cell,
A separator for a fuel cell, wherein an engagement portion that engages with an adjacent separator is formed on a contact surface with the adjacent separator when stacked.
前記燃料電池スタックの単セル積層方向が、車両の前後方向対し交差する方向となるよう前記燃料電池を搭載してなる燃料電池搭載車。
A fuel cell vehicle equipped with the fuel cell according to claim 7,
A fuel cell-equipped vehicle on which the fuel cell is mounted so that the unit cell stacking direction of the fuel cell stack intersects with the vehicle front-rear direction.
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US20160064766A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack |
CN111082088A (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-28 | 本田技研工业株式会社 | Fuel cell stack |
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- 2005-04-26 JP JP2005128626A patent/JP2006309989A/en active Pending
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US10651495B2 (en) | 2014-08-29 | 2020-05-12 | Toyota Shatai Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack |
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