JP2008103216A - 燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セパレータ28は、電解質・電極接合体26を挟持する複数の第1及び第2挟持部40、64と、前記第1及び第2挟持部40、64に連結され、燃料ガス供給通路74が形成される複数の第1橋架部38、62と、前記第1橋架部38、62に一体に連結され、燃料ガス供給連通孔30が積層方向に形成される第1及び第2燃料ガス供給部36、60とを備える。燃料ガス供給通路74には、燃料ガスを各電解質・電極接合体26に均等に分配するために、前記燃料ガス供給通路74全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構75が設けられる。
【選択図】図3
Description
12…燃料電池スタック 20…電解質
22…カソード電極 24…アノード電極
26…電解質・電極接合体
28、162、172、184…セパレータ
30…燃料ガス供給連通孔
32、34、164、166、174、176…プレート
36、60、186、196…燃料ガス供給部
38、42、62、66、188、198…橋架部
40、64、190…挟持部 44、68…筐体部
46…燃料ガス通路 48、168…突起部
52…燃料ガス供給孔 54…酸化剤ガス供給連通孔
56…酸化剤ガス供給部 74…燃料ガス供給通路
75、220…圧損発生機構 75a、220a…断面圧損発生部
75b、220b…通路方向圧損発生部 76…充填室
78…酸化剤ガス供給通路 80…酸化剤ガス供給孔
84、167…フェルト部材 86…酸化剤ガス通路
88…排ガス通路 90、92、202…絶縁シール
94a、94b…エンドプレート 112…支持プレート
114、116、118…荷重付与部 194…通路部材
200…メッシュ部材 210a、210b…エンドプレート
Claims (11)
- 電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくとも前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又は前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、
複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部と、
を備え、
前記反応ガス供給通路には、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けら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、前記圧損発生機構は、前記反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも前記反応ガス供給通路の開口断面積Aを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、
前記反応ガス供給通路の長さLを前記開口断面積Aの代表長さDに対して、D/L≦0.1の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。 - 電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくとも前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又は前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、
複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部と、
を備え、
前記反応ガス供給通路には、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられることを特徴とする燃料電池。 - 請求項3記載の燃料電池において、前記圧損発生機構は、前記反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも前記反応ガス供給通路の開口断面積Aを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、
前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失が発生する長さLを前記開口断面積Aの代表長さDに対して、D/L≦0.1の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の燃料電池において、前記挟持部は、前記反応ガス供給部を中心にして等角度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。
- 請求項5記載の燃料電池において、前記挟持部は、前記反応ガス供給部を中心にして同心円上に配置されることを特徴とする燃料電池。
- 請求項5又は6記載の燃料電池において、前記橋架部は、前記挟持部に対応し且つ前記反応ガス供給部を中心にして等角度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。
- 電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池を備え、前記燃料電池が複数積層される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくとも前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又は前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、
複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部と、
を備え、
前記反応ガス供給通路には、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスをセパレータ面方向及びセパレータ積層方向の各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられることを特徴とする燃料電池。 - 請求項8記載の燃料電池において、前記圧損発生機構は、前記反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも前記反応ガス供給通路の開口断面積Aを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、
前記反応ガス供給通路の長さLを前記開口断面積Aの代表長さDに対して、D/L≦0.1の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。 - 電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池を備え、前記燃料電池が複数積層される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくとも前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又は前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、
複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部と、
を備え、
前記反応ガス供給通路には、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスをセパレータ面方向及びセパレータ積層方向の各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられることを特徴とする燃料電池。 - 請求項10記載の燃料電池において、前記圧損発生機構は、前記反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも前記反応ガス供給通路の開口断面積Aを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、
前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失が発生する長さLを前記開口断面積Aの代表長さDに対して、D/L≦0.1の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
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