JP2008181783A - Fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層され、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の反応ガス流れ方向に交差し且つ前記電極面に沿う方向に冷却媒体を供給する冷却媒体流路が形成される燃料電池に関する。 In the present invention, an electrolyte membrane / electrode structure provided with a pair of electrodes on both sides of an electrolyte membrane and a separator are stacked, and a reaction gas flow path for supplying a reaction gas along the electrode surface is formed. The present invention relates to a fuel cell in which a cooling medium flow path is formed that supplies a cooling medium in a direction that intersects a reaction gas flow direction of the reaction gas flow path and that extends along the electrode surface.
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。 For example, a polymer electrolyte fuel cell has a power generation cell in which an electrolyte membrane / electrode structure in which an anode side electrode and a cathode side electrode are arranged on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is sandwiched by separators. I have. This type of fuel cell is normally used as a fuel cell stack by stacking a predetermined number of power generation cells.
上記の燃料電池では、セパレータの面内に、アノード側電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路(反応ガス流路)と、カソード側電極に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路(反応ガス流路)とが設けられている。さらに、セパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が前記セパレータの面方向に沿って設けられている。 In the above fuel cell, a fuel gas channel (reaction gas channel) for flowing fuel gas to the anode side electrode and an oxidant gas channel for flowing oxidant gas to the cathode side electrode in the plane of the separator (Reactive gas flow path) is provided. Furthermore, between the separators, a cooling medium flow path for flowing the cooling medium is provided along the surface direction of the separator.
ところで、カソード側電極では、発電反応により生成水が生じており、この生成水は、酸化剤ガス流路に沿って下流側に移動するとともに、凝縮して水滴となり易い。このため、酸化剤ガス流路の下流(出口)には、凝縮水が滞留し易く、前記酸化剤ガス流路が閉塞されるとともに、電解質膜の劣化が促進されるおそれがある。 By the way, in the cathode side electrode, generated water is generated by the power generation reaction, and this generated water moves to the downstream side along the oxidant gas flow path and is easily condensed to form water droplets. For this reason, the condensed water tends to stay downstream (exit) of the oxidant gas flow path, the oxidant gas flow path may be blocked, and deterioration of the electrolyte membrane may be promoted.
そこで、例えば、特許文献1に開示されている燃料電池が知られている。この燃料電池は、図9に示すように、単電池間に冷却板1が介装されており、前記冷却板1には、冷却水用の2系統の流路2a、2bが形成されている。一方の流路2aには、第1の温度T1の温調水W1が流され、他方の流路2bには、第1の温度T1より低い第2の温度T2の温調水W2が流されている。
Thus, for example, a fuel cell disclosed in Patent Document 1 is known. In this fuel cell, as shown in FIG. 9, a cooling plate 1 is interposed between the single cells, and the cooling plate 1 is formed with two
具体的には、流路2aに第1の循環流路3が接続されるとともに、流路2bに第2の循環流路4が接続されている。循環流路3、4には、それぞれファン5a、5bを備えたラジエータ6a、6bと、循環ポンプ7a、7bとが設けられている。循環ポンプ7a、7bは、電子制御ユニット8に接続されている。
Specifically, the first circulation channel 3 is connected to the
そこで、電子制御ユニット8を介して循環ポンプ7a、7bが駆動制御されることにより、流路2aには、第1温度T1の調温水W1が流れる一方、流路2bには、第2温度T2の温調水W2が流れる、としている。これにより、カソードガス流れに沿った温度勾配が得られ、発電面内のガスの相対温度や生成水の凝縮状態を均一化させ、発電を安定化させている。
Accordingly, the
しかしながら、上記の特許文献1では、各流路2a、2bに循環流路3、4が接続されるとともに、前記循環流路3、4には、ファン5a、5bを備えたラジエータ6a、6bと、循環ポンプ7a、7bとが設けられている。これにより、システム全体が大型化するとともに、部品数の増加によるコストの高騰が惹起されるという問題が指摘されている。
However, in Patent Document 1, circulation channels 3 and 4 are connected to the
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、発電面内のガスの相対温度や生成水の凝縮状態を均一化するとともに、システム効率を良好に向上させることが可能な燃料電池を提供することを目的とする。 The present invention solves this type of problem, and with a simple and economical configuration, the relative temperature of the gas in the power generation surface and the condensed state of the generated water are made uniform, and the system efficiency is improved satisfactorily. An object of the present invention is to provide a fuel cell capable of satisfying the requirements.
本発明は、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層され、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の反応ガス流れ方向に交差し且つ前記電極面に沿う方向に冷却媒体を供給する冷却媒体流路が形成される燃料電池に関するものである。 In the present invention, an electrolyte membrane / electrode structure provided with a pair of electrodes on both sides of an electrolyte membrane and a separator are stacked, and a reaction gas flow path for supplying a reaction gas along the electrode surface is formed. The present invention relates to a fuel cell in which a cooling medium flow path is formed that supplies a cooling medium in a direction that intersects a reaction gas flow direction of the reaction gas flow path and extends along the electrode surface.
冷却媒体流路は、電解質膜・電極構造体及びセパレータの積層方向に延在する複数の冷却媒体供給連通孔及び複数の冷却媒体排出連通孔に連通するとともに、燃料電池の内部には、前記複数の冷却媒体供給連通孔又は前記複数の冷却媒体排出連通孔の少なくとも1つに対応して冷却媒体流量調整機構が配設されている。 The cooling medium flow path communicates with the plurality of cooling medium supply communication holes and the plurality of cooling medium discharge communication holes extending in the stacking direction of the electrolyte membrane / electrode structure and the separator, and the fuel cell includes the plurality of cooling medium supply communication holes. A cooling medium flow rate adjusting mechanism is disposed corresponding to at least one of the cooling medium supply communication holes or the plurality of cooling medium discharge communication holes.
また、電解質膜・電極構造体及びセパレータの積層方向両端には、一対のエンドプレートが配設されるとともに、少なくとも一方の前記エンドプレートの内部には、冷却媒体流量調整機構が一体に配設されることが好ましい。さらに、冷却媒体流量調整機構は、バタフライバルブを備えることが好ましい。 In addition, a pair of end plates are disposed at both ends of the electrolyte membrane / electrode structure and the separator in the stacking direction, and a cooling medium flow rate adjusting mechanism is integrally disposed within at least one of the end plates. It is preferable. Furthermore, the cooling medium flow rate adjustment mechanism preferably includes a butterfly valve.
本発明によれば、反応ガス流路の反応ガス流れ方向と冷却媒体流路の冷却媒体流れ方向とが交差する構成において、前記反応ガス流れ方向に沿って冷却媒体の流量分布を調整することができ、電極面内の温度分布を任意に設定することが可能になる。従って、例えば、生成水量が多くなり易い反応ガス出口(反応ガス流れ方向下流)側の電極面温度を他の部分に比べて高温に設定することにより、発電面内のガスの相対温度や生成水の凝縮状態を均一化することが可能になる。 According to the present invention, in the configuration in which the reaction gas flow direction in the reaction gas flow path intersects the cooling medium flow direction in the cooling medium flow path, the flow rate distribution of the cooling medium can be adjusted along the reaction gas flow direction. It is possible to arbitrarily set the temperature distribution in the electrode surface. Therefore, for example, by setting the electrode surface temperature on the reaction gas outlet (downstream in the reaction gas flow direction) side where the amount of generated water is likely to be higher than that of other portions, the relative temperature of the gas in the power generation surface and the generated water It is possible to make the condensed state of the water uniform.
これにより、簡単且つ経済的な構成で、燃料電池の発電性能を長期間にわたって良好に維持することができ、システム効率を有効に向上させることが可能になる。 As a result, the power generation performance of the fuel cell can be satisfactorily maintained over a long period of time with a simple and economical configuration, and the system efficiency can be effectively improved.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池10の概略斜視説明図であり、図2は、前記燃料電池10の要部分解概略斜視図である。
FIG. 1 is an explanatory schematic perspective view of a
燃料電池10は、電解質膜・電極構造体12と、前記電解質膜・電極構造体12を挟持する第1セパレータ14及び第2セパレータ16とを有する単位セル18備え、前記単位セル18が矢印A方向に積層されて構成される。第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、金属セパレータ又はカーボンセパレータにより構成される。
The
図1に示すように、単位セル18の積層方向両端には、ターミナルプレート20a、20b、絶縁プレート22a、22b及びエンドプレート24a、24bが外方に向かって配設される。燃料電池10は、例えば、長方形状に構成されるエンドプレート24a、24bを端板として含む箱状ケーシング(図示せず)により一体的に保持され、あるいは、矢印A方向に延在する複数のタイロッド(図示せず)により一体的に締め付け保持される。
As shown in FIG. 1,
図2に示すように、第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、縦長形状を有するとともに、長辺が重力方向(矢印C方向)に向かい且つ短辺が水平方向(矢印B方向)に向かうように構成される。
As shown in FIG. 2, the
単位セル18の長辺方向の上端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔26a、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔28aが設けられる。
The upper edge of the long side direction of the
単位セル18の長辺方向の下端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔28b、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔26bが設けられる。
At the lower edge of the long side direction of the
単位セル18の短辺方向(矢印B方向)の一端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための上下2つの冷却媒体供給連通孔30a、32aが設けられるとともに、前記単位セル18の短辺方向の他端縁部には、前記冷却媒体を排出するための上下2つの冷却媒体排出連通孔30b、32bが設けられる。
At one edge of the
電解質膜・電極構造体12は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜34と、前記固体高分子電解質膜34を挟持するカソード側電極36及びアノード側電極38とを備える。
The electrolyte membrane /
カソード側電極36及びアノード側電極38は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層(図示せず)と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成される電極触媒層(図示せず)とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜34の両面に形成される。
The
第1セパレータ14の電解質膜・電極構造体12に向かう面14aには、酸化剤ガス供給連通孔26aと酸化剤ガス排出連通孔26bとを連通する酸化剤ガス流路(反応ガス流路)40が形成される。酸化剤ガス流路40は、矢印C方向に延在する複数の直線状流路溝40aを有する。
An oxidant gas flow path (reactive gas flow path) 40 communicating the oxidant gas
第2セパレータ16の電解質膜・電極構造体12に向かう面16aには、燃料ガス供給連通孔28aと燃料ガス排出連通孔28bとを連通する燃料ガス流路(反応ガス流路)42が形成される。燃料ガス流路42は、矢印C方向に延在する複数の直線状流路溝42aを有する。
A fuel gas flow path (reactive gas flow path) 42 that connects the fuel gas
第2セパレータ16の面16bと、第1セパレータ14の面14bとの間には、冷却媒体供給連通孔30a、32aと冷却媒体排出連通孔30b、32bとに連通する冷却媒体流路44が形成される。冷却媒体流路44は、矢印B方向に延在する複数の直線状流路溝44aを有する。なお、冷却媒体流路44は、矢印C方向の略中間高さ位置で、仕切り壁44bにより上下に仕切られていてもよい。
Between the
電解質膜・電極構造体12と第1セパレータ14及び第2セパレータ16との間、並びに前記第1セパレータ14と前記第2セパレータ16との間には、図示しないが、シール部材が配設される。
Although not shown, a sealing member is disposed between the electrolyte membrane /
図1に示すように、エンドプレート24aには、酸化剤ガス供給連通孔26aに連通する酸化剤ガス入口マニホールド46a、燃料ガス供給連通孔28aに連通する燃料ガス入口マニホールド48a、酸化剤ガス排出連通孔26bに連通する酸化剤ガス出口マニホールド46b、及び燃料ガス排出連通孔28bに連通する燃料ガス出口マニホールド48bが、上下両端縁部に設けられる。
As shown in FIG. 1, the
エンドプレート24aの左右両端縁部には、冷却媒体供給連通孔30a、32aに一体に連通する冷却媒体入口マニホールド50aと、冷却媒体排出連通孔30b、32bに一体に連通する冷却媒体出口マニホールド50bとが設けられる。
A cooling
酸化剤ガス入口マニホールド46a、燃料ガス入口マニホールド48a、酸化剤ガス出口マニホールド46b、燃料ガス出口マニホールド48b、冷却媒体入口マニホールド50a及び冷却媒体出口マニホールド50bは、樹脂材で形成されており、それぞれ管路52a、54a、52b、54b、56a及び56bを一体に設けている。
The oxidant
エンドプレート24aには、冷却媒体供給連通孔30a、32a及び冷却媒体排出連通孔30b、32bの少なくとも1つ、例えば、前記冷却媒体供給連通孔32aに対応して冷却媒体流量調整機構60が配設される。図3及び図4に示すように、冷却媒体流量調整機構60は、冷却媒体入口マニホールド50aにユニットとして装着される。
The
冷却媒体流量調整機構60は、バタフライバルブ62を備えており、このバタフライバルブ62の軸部64は、ユニット壁部65に回転自在に支持される。軸部64の一方の端部には、形状記憶合金製のばね部材66aが取り付けられ、他方の端部には、一般材料のばね部材66bが取り付けられる。
The cooling medium flow
ばね部材66a、66bは、冷却媒体の温度が設定温度よりも低い際には、冷却媒体供給連通孔32aに供給される冷却媒体流量を削減するための閉塞側開度位置、例えば、第1開度位置P1にバタフライバルブ62を配置可能である。一方、冷却媒体の温度が設定温度以上である際には、冷却媒体供給連通孔32aに供給される冷却媒体流れ量を増加する開放側開度位置、例えば、第2開度位置(全開)P2にバタフライバルブ62を配置可能である。
When the temperature of the cooling medium is lower than the set temperature, the
このように構成される燃料電池10の動作について、以下に説明する。
The operation of the
先ず、図1に示すように、燃料電池10では、酸化剤ガス入口マニホールド46aに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口マニホールド48aに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口マニホールド50aに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。
First, as shown in FIG. 1, in the
図2に示すように、酸化剤ガスは、各単位セル18を構成する酸化剤ガス供給連通孔26aから第1セパレータ14の酸化剤ガス流路40に導入され、電解質膜・電極構造体12のカソード側電極36に沿って鉛直下方向に移動する。
As shown in FIG. 2, the oxidant gas is introduced into the oxidant
一方、燃料ガスは、各単位セル18を構成する燃料ガス供給連通孔28aから第2セパレータ16の燃料ガス流路42に導入され、電解質膜・電極構造体12のアノード側電極38に沿って鉛直下方向に移動する。
On the other hand, the fuel gas is introduced into the fuel
上記のように、各電解質膜・電極構造体12では、カソード側電極36に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極38に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
As described above, in each electrolyte membrane /
次いで、カソード側電極36に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔26bから酸化剤ガス出口マニホールド46bに排出される(図1参照)。同様に、アノード側電極38に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔28bから燃料ガス出口マニホールド48bに排出される。
Next, the oxidant gas supplied and consumed to the
また、冷却媒体は、冷却媒体入口マニホールド50a内で冷却媒体供給連通孔30a、32aに分流された後、図2に示すように、第1及び第2セパレータ14、16間の冷却媒体流路44に導入される。冷却媒体は、矢印B方向(水平方向)に沿って流動し、電解質膜・電極構造体12を冷却した後、冷却媒体排出連通孔30b、32bから冷却媒体出口マニホールド50bに排出される。
Further, after the cooling medium is divided into the cooling medium
この場合、第1の実施形態では、エンドプレート24a内に、冷却媒体供給連通孔32aに対応して冷却媒体流量調整機構60が収容されている。そして、冷却媒体流量調整機構60を構成するバタフライバルブ62は、軸部64に取り付けられている形状記憶合金製のばね部材66aと一般材料のばね部材66bとの温度に応じた回転力のバランスにより、第1開度位置P1と第2開度位置P2とに位置調整可能である(図4参照)。
In this case, in the first embodiment, the coolant flow
そこで、燃料電池10の発電出力が小さいときには、この燃料電池10に循環供給される冷却媒体の温度が低温となっている。このため、冷却媒体の温度によって、バタフライバルブ62は、第1開度位置P1に配置されている。従って、図5に示すように、冷却媒体供給連通孔30aから冷却媒体流路44の上部側に供給される冷却媒体流量に対して、冷却媒体供給連通孔32aから前記冷却媒体流路44の下部側に供給される冷却媒体流量が減少されている。
Therefore, when the power generation output of the
その際、酸化剤ガス及び燃料ガスは、鉛直上方向から下方向に向かって流動しており、燃料電池10の発電出力が小さいため、酸化剤ガス及び燃料ガスの流速が低くなって、各単位セル18の下部側にフラッディングが惹起し易い。
At that time, the oxidant gas and the fuel gas are flowing from the vertically upward direction to the downward direction, and the power generation output of the
ここで、冷却媒体流路44の下部側に対応する酸化剤ガス排出連通孔26b及び燃料ガス排出連通孔28bの近傍では、冷却媒体流量が減少しているため、発電面の温度が上昇し易い。これにより、特に、酸化剤ガス流路40の出口側で生成水の凝縮量を減少させることができ、フラッディングを防止することが可能になる。
Here, in the vicinity of the oxidant gas
また、燃料電池10の暖機運転時には、各単位セル18自体の温度が低く、生成水の凝縮が惹起され易い上に、循環する冷却媒体の温度が低くなっている。従って、上記と同様に、バタフライバルブ62が第1開度位置P1に配置されることにより、冷却媒体流路44の下部側に供給される冷却媒体流量を減少させることができ、特に酸化剤ガス流路40の出口側でフラッディングが発生することを有効に阻止することが可能になる。
Further, during the warm-up operation of the
これにより、第1の実施形態では、簡単且つ経済的な構成で、特に酸化剤ガス流路40に凝縮水が滞留することもなく、燃料電池10の発電性能を長期間に渡って良好に維持することができ、システム効率を有効に向上させることが可能になるという効果が得られる。
As a result, in the first embodiment, the power generation performance of the
なお、循環する冷却媒体温度が設定温度よりも高くなると、バタフライバルブ62は、ばね部材66a、66bを介して第2開度位置P2に配置される。このため、冷却媒体流路44は、冷却に十分な冷却媒体流量を維持することができ、燃料電池10全体を良好に冷却することが可能になる。
When the circulating coolant temperature becomes higher than the set temperature, the
なお、第1の実施形態では、冷却媒体供給連通孔32aにのみバタフライバルブ62を取り付けているが、これに限定されるものではない。例えば、冷却媒体供給連通孔30a側にも図示しないバタフライバルブを取り付けて、冷却媒体流路44の上部側から下部側に供給される冷却媒体流量を段階的に調整することもできる。また、冷却媒体供給連通孔32aに代えて、冷却媒体排出連通孔32bにバタフライバルブ(図示せず)を装着してもよい。
In the first embodiment, the
さらにまた、第1の実施形態では、2つの冷却媒体供給連通孔30a、32aを設けているが、3つ以上の冷却媒体供給連通孔を設け、少なくとも最下部に位置する冷却媒体供給連通孔にバタフライバルブ62を取り付けてもよい。なお、以下に説明する第2の実施形態においても、同様である。
Furthermore, in the first embodiment, the two cooling medium
図6は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池80のシステム説明図である。なお、第1の実施形態に係る燃料電池10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is a system explanatory diagram of a
燃料電池80を構成するエンドプレート(又は該エンドプレートに隣接する他のプレート)82には、冷却媒体供給連通孔32aに対応して冷却媒体流量調整機構84が配設される。
A cooling medium flow
この冷却媒体流量調整機構84は、バタフライバルブ62と、前記バタフライバルブ62を所望の開度位置に位置調整可能な回転駆動源、例えば、サーボモータ86とを備える。サーボモータ86は、制御部88によって駆動制御されるとともに、この制御部88は、燃料電池80の運転制御を行う。
The cooling medium flow
制御部88には、例えば、冷却媒体排出連通孔32bから排出される冷却媒体の温度を検出する温度センサ90からの温度情報が入力されるとともに、前記制御部88は、燃料電池80の出力電圧及び出力電流に基づいて発電出力を算出する機能を有する。
For example, temperature information from a
このように構成される第2の実施形態では、例えば、温度センサ90により検出される冷却媒体温度に基づいて、バタフライバルブ62の開度が調整される。具体的には、図7に示すように、冷却媒体温度が低い場合には、バタフライバルブ62の開度が全閉に近似する第1開度に調整されることにより、冷却媒体供給連通孔32aから冷却媒体流路44に供給される冷却媒体流量が大幅に削減される。
In the second embodiment configured as described above, for example, the opening degree of the
そして、冷却媒体の温度が上昇するのに伴って、バタフライバルブ62の開度が、第2開度から全開まで調整されることにより、冷却媒体流路44に供給される冷却媒体流量が増量調整される。
Then, as the temperature of the cooling medium rises, the opening degree of the
これにより、生成水の凝縮を阻止するとともに、セル温度を精度よく調整することができ、燃料電池80の発電性能を長期間にわたって良好に維持することが可能になる等、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
Thereby, while preventing condensation of generated water, the cell temperature can be adjusted with high accuracy, and the power generation performance of the
また、第2の実施形態では、図8に示すように、燃料電池80の発電出力に応じて、バタフライバルブ62の開度調整を行うこともできる。すなわち、燃料電池80の発電出力が小さいときには、ガス流速が低くなり、フラッディングが発生し易い。
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, the opening degree of the
従って、発電出力が低い際には、バタフライバルブ62の開度を第1開度に調整することにより、冷却媒体流路44の下部側に供給される冷却媒体流量を減少させることができ、フラッディングを有効に阻止することが可能になる。これにより、燃料電池80の発電出力に基づいて、バタフライバルブ62の開度調整を行うことによって、上記と同様の効果が得られる。
Therefore, when the power generation output is low, the flow rate of the cooling medium supplied to the lower side of the cooling
なお、第2の実施形態では、バタフライバルブ62を回転駆動制御するために、サーボモータ86を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、ステッピィングモータを用いてもよい。また、冷却媒体温度により開度調整を行う際には、例えば、バイメタルや熱膨張体(サーモワックス)、形状記憶合金等を用いることもできる。
In the second embodiment, the
10、80…燃料電池 12…電解質膜・電極構造体
14、16…セパレータ 18…単位セル
24a、24b、82…エンドプレート
26a…酸化剤ガス供給連通孔 26b…酸化剤ガス排出連通孔
28a…燃料ガス供給連通孔 28b…燃料ガス排出連通孔
30a、32a…冷却媒体供給連通孔 30b、32b…冷却媒体排出連通孔
34…固体高分子電解質膜 36…カソード側電極
38…アノード側電極 40…酸化剤ガス流路
42…燃料ガス流路 44…冷却媒体流路
46a…酸化剤ガス入口マニホールド 46b…酸化剤ガス出口マニホールド
48a…燃料ガス入口マニホールド 48b…燃料ガス出口マニホールド
50a…冷却媒体入口マニホールド 50b…冷却媒体出口マニホールド
60、84…冷却媒体流量調整機構 62…バタフライバルブ
66a、66b…ばね部材 86…サーボモータ
88…制御部 90…温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記冷却媒体流路は、前記電解質膜・電極構造体及び前記セパレータの積層方向に延在する複数の冷却媒体供給連通孔及び複数の冷却媒体排出連通孔に連通するとともに、
前記燃料電池の内部には、前記複数の冷却媒体供給連通孔又は前記複数の冷却媒体排出連通孔の少なくとも1つに対応して冷却媒体流量調整機構が配設されることを特徴とする燃料電池。 An electrolyte membrane / electrode structure provided with a pair of electrodes on both sides of the electrolyte membrane, and a separator are stacked, and a reaction gas passage for supplying a reaction gas along the electrode surface is formed, and the reaction gas passage A cooling medium flow path that crosses the reactive gas flow direction and supplies the cooling medium in a direction along the electrode surface,
The cooling medium flow path communicates with a plurality of cooling medium supply communication holes and a plurality of cooling medium discharge communication holes extending in the stacking direction of the electrolyte membrane / electrode structure and the separator,
The fuel cell is characterized in that a cooling medium flow rate adjusting mechanism is disposed inside the fuel cell corresponding to at least one of the plurality of cooling medium supply communication holes or the plurality of cooling medium discharge communication holes. .
少なくとも一方の前記エンドプレートの内部には、前記冷却媒体流量調整機構が一体に配設されることを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 1, wherein a pair of end plates are disposed at both ends of the electrolyte membrane / electrode structure and the separator in the stacking direction,
The fuel cell, wherein the cooling medium flow rate adjusting mechanism is integrally disposed in at least one of the end plates.
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