JP2009009773A - Fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解質膜の両側に夫々電極触媒層を設けた電解質膜・電極構造体と、セパレータとを、導電性多孔体を介在させて積層する燃料電池に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell in which an electrolyte membrane / electrode structure provided with an electrode catalyst layer on each side of an electrolyte membrane and a separator are laminated with a conductive porous body interposed therebetween.
従来から反応ガス流路を確実に形成すると共に小型化を図るために、導電性の多孔体を反応ガス流路部とする燃料電池が提案されている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell using a conductive porous body as a reactive gas flow path portion has been proposed in order to reliably form a reactive gas flow path and reduce the size (see Patent Document 1).
これは、電解質膜・電極構造体を構成するアノード側電極およびカソード側電極にガス拡散層を設けるものであり、このガス拡散層を、接触抵抗の低減や面内反応分布均一化のために導電性のあるステンレス等の金属材料製の発泡体で形成し、この発泡体内に反応ガス流路を形成するための樹脂製流路壁を含浸して反応ガス流路部を形成し、平板状の金属製セパレータを積層することにより、燃料電池を構成している。
ところで、上記従来例のように、導電性の多孔体を反応ガス流路部に用い、平板状のセパレータと組合せて積層する場合、燃料電池の電気化学反応により発生する反応熱を冷却する冷却媒体は、平板状のセパレータに挟まれる空間に流通させる構成となる。この場合、燃料電池に使用されるアノードガスおよびカソードガスである反応ガス2流体と冷却水等の冷却媒体1流体の計3流体に対して、セル積層方向の平面空間領域を夫々確保する必要があり、これらの流体を圧力損失が少なく且つ均一に流すためには、各流体夫々の平面空間に積層方向の高さを確保しなければならないため、セルピッチが大きくなる。 By the way, a cooling medium that cools reaction heat generated by an electrochemical reaction of a fuel cell when a conductive porous body is used for a reaction gas flow path and stacked in combination with a flat separator as in the conventional example. Is configured to circulate in a space sandwiched between flat separators. In this case, it is necessary to secure a planar space region in the cell stacking direction for a total of three fluids, ie, two reaction gas fluids that are anode gas and cathode gas used in the fuel cell and one cooling medium fluid such as cooling water. In order to allow these fluids to flow uniformly with little pressure loss, the height in the stacking direction must be ensured in the planar space of each fluid, and the cell pitch becomes large.
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、セルピッチを増加させることなく冷却媒体の流路を確保するに好適な燃料電池を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell suitable for securing a cooling medium flow path without increasing the cell pitch.
本発明は、電解質・電極構造体の少なくとも一方の電極触媒層に接触させて配置される平坦な面を備えると共に、他方の面には凹凸溝形状を備えて、一方の反応ガスを一方の電極触媒層に供給する導電性多孔体と、前記導電性多孔体に相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記導電性多孔体に積層される導電性流体遮蔽板と、を備える燃料電池であり、前記導電性流体遮蔽板の前記凹凸溝形状により前記導電性多孔体との接触面の反対側に形成される凹部を、冷却媒体の流路の一部または他方の反応ガスを他方の電極触媒層へ供給する流路の一部とするようにした。 The present invention has a flat surface disposed in contact with at least one electrode catalyst layer of an electrolyte / electrode structure, and has a concave and convex groove shape on the other surface so that one reaction gas is supplied to one electrode. A fuel cell comprising: a conductive porous body to be supplied to the catalyst layer; and a conductive fluid shielding plate having a concave and convex groove shape that is in contact with the conductive porous body and laminated on the conductive porous body, The concave portion formed on the opposite side of the contact surface with the conductive porous body due to the shape of the concave and convex grooves of the conductive fluid shielding plate, a part of the flow path of the cooling medium or the other reactive gas as the other electrode catalyst layer It was made to be a part of the flow path supplied to.
したがって、本発明では、電解質・電極構造体の少なくとも一方の電極触媒層に接触させて配置される背面側に凹凸溝形状を備えて、一方の反応ガスを一方の電極触媒層に供給する導電性多孔体に、相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記導電性多孔体に積層される導電性流体遮蔽板を備え、前記導電性流体遮蔽板の前記凹凸溝形状により前記導電性多孔体との接触面の反対側に形成される凹部を、冷却媒体の流路の一部または他方の反応ガスを他方の電極触媒層へ供給する流路の一部とするようにした。このため、積層方向の一断面において、ガス流通部分と冷媒の流通部分がその断面積を分け合い、セルピッチを増大させることなく、また、新たな部品を追加することなく冷媒流路を確保することができる。 Therefore, in the present invention, the conductivity is provided with a concave and convex groove shape on the back side arranged in contact with at least one electrode catalyst layer of the electrolyte / electrode structure, and supplies one reaction gas to one electrode catalyst layer. The porous body is provided with a conductive fluid shielding plate that has a concave and convex groove shape that is in contact with each other and is laminated on the conductive porous body, and the conductive fluid shielding plate and the conductive porous body are formed by the concave and convex groove shape of the conductive fluid shielding plate. The concave portion formed on the opposite side of the contact surface is a part of the flow path of the cooling medium or a part of the flow path for supplying the other reaction gas to the other electrode catalyst layer. For this reason, in one cross section in the stacking direction, the gas flow part and the refrigerant flow part share the cross-sectional area, and the refrigerant flow path can be secured without increasing the cell pitch and without adding new parts. it can.
以下、本発明の燃料電池を各実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the fuel cell of the present invention will be described based on each embodiment.
(第1実施形態)
図1〜図9は本発明を適用した第1実施形態の燃料電池の第1実施例を示し、図1は燃料電池セルを積層して構成する燃料電池スタックの斜視図、図2は燃料電池セルの分解斜視図、図3および図4は各セパレータの表面(A)および裏面(B)の形状を示す説明図、図5は同じく燃料電池セルの積層状態を示す斜視図、図6および図7は燃料電池セルの各断面を示す断面図、図8は燃料電池セルの断面状態の説明図、図9は反応ガス通路とセル電圧との関係を示す特性図である。
(First embodiment)
1 to 9 show a first example of a fuel cell according to a first embodiment to which the present invention is applied. FIG. 1 is a perspective view of a fuel cell stack formed by stacking fuel cells. FIG. 2 is a fuel cell. FIG. 3 and FIG. 4 are explanatory diagrams showing the shapes of the front surface (A) and the back surface (B) of each separator, FIG. 5 is a perspective view showing the stacked state of the fuel cells, FIG. 6 and FIG. 7 is a cross-sectional view showing each cross section of the fuel cell, FIG. 8 is an explanatory diagram of the cross-sectional state of the fuel cell, and FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the reaction gas passage and the cell voltage.
図1において、燃料電池セルを積層して構成する燃料電池スタック1は、複数の燃料電池セル2を積層した積層端の外側に、集電板3および絶縁層4、さらにその外側に、エンドプレート5をこの順に積層配置して構成している。前記両エンドプレート5同士は各四隅においてテンションプレート6が架け渡され、これらテンションプレート6の端部が各々エンドプレート5にボルト6Aにより固定されることにより、燃料電池セル2の積層方向に所定の圧縮力(締結荷重)を加えるようにしている。
In FIG. 1, a
前記燃料電池セル2は、図2に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜7A及びこれを両面から挟んだ一対の電極触媒層7Bからなる膜・電極接合体7(以下では「MEA」という)と、このMEA7の電極触媒層7Bに積層して導電性を備えるガス拡散層としての多孔体10A,10Bを夫々介在させて、その外側から挟持する一対のセパレータ8,9と、で構成している。一対のセパレータ8,9は、例えば、ステンレス等の金属材料を基材とする導電体で形成される。
As shown in FIG. 2, the
前記一対のセパレータ8,9の一方を構成するアノードセパレータ8は、後述するように、MEA7と隣接して積層される板面にMEA7の対応する電極触媒層7Bに水素ガス(H2)等のアノードガス(以下では「燃料ガス」という)を供給するための燃料ガス流路8Aを備え、背面に燃料電池冷却用の冷却媒体(冷却水等であり、以下では「冷媒」という)を流すための冷媒流路8Bを備える。
As will be described later, the
また、他方を構成するカソードセパレータ9は、後述するように、MEA7と隣接して積層される板面(図中の背面側)にMEA7の対応する電極触媒層7Bに空気(O2)等のカソードガス(以下では「酸化剤ガス」という)を供給するための酸化剤ガス流路9Aを備えると共に、MEA7と対面しない側(図中の正面側)に、隣接して積層される隣の燃料電池セル2におけるアノードセパレータ8の背面側との間に燃料電池冷却用の冷媒を流すための冷媒流路9Bを備える。
The
各多孔体10A,10Bにより拡散されて各電極触媒層7Bに供給された酸化剤ガス及び,燃料ガスは、燃料電池セル2のMEA7内において電気化学反応を生じさせて起電力を発生させる。また、前記電気化学反応は発熱反応であり、前記アノードセパレータ8およびカソードセパレータ9のMEA7と対面しない側に設けた冷媒流路8B,9Bに燃料電池冷却用の冷媒(以下では「冷却水」ともいう)を流すことにより冷却する。
The oxidant gas and the fuel gas diffused by the
また、前記各燃料電池セル2を構成するMEA7、アノードセパレータ8およびカソードセパレータ9には、前記(燃料ガス用および酸化剤ガス用)ガス流路8A,9Aおよび冷媒流路8B,9Bの入口および出口に夫々独立して連通するマニホールド形成用の貫通穴11A〜13Aが形成されている。図は入口マニホールド用の貫通穴のみを記載しているが、出口マニホールド用の貫通穴も図示しない反対側の端部に備える。また、燃料電池スタック1を構成する集電板3および絶縁層4、および一方に配置したエンドプレート5にも、図示しないが同様に、前記(燃料ガス用および酸化剤ガス用)ガス流路8A,9Aおよび冷媒流路8B,9Bの入口および出口に夫々独立して連通するマニホールド形成用の貫通穴が形成されている。
Further, the
そして、これらが、燃料電池スタック1として積層された際には、これら貫通穴11A〜13A(および出口マニホールド用の貫通穴)が重ね合わせられて、燃料ガス流通用の入口マニホールド11(および出口マニホールド)、酸化剤ガス流通用の入口マニホールド13(および出口マニホールド)、及び冷媒の入口マニホールド12(および出口マニホールド)がセル積層方向に貫通形成される。これら入口マニホールド11〜13(および出口マニホールド)は各セパレータ9,10およびMEA7に貫通穴11A〜13A(および出口マニホールド用の貫通穴)を設けてこれを積層した際に入口マニホールド11〜13(および出口マニホールド)とする内部マニホールド方式であり、以下では内部マニホールド方式を適応した例について説明する。
And when these are laminated | stacked as the
前記一方のエンドプレート5には、前記各入口マニホールド11〜13(および出口マニホールド)の開放端に連ねて、図1に示すように、夫々導入管11C〜13Cおよび排出管14C〜16Cが配置され、これらの導入管11C〜13Cを通じて対応する入口マニホールド11〜13に燃料ガス(燃料ガス)、酸化剤ガスおよび冷媒を導入し、各出口マニホールドから対応する排出管14C〜16Cを通じて燃料電池セル2で反応に消費されなかった燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷媒を排出するようにしている。
As shown in FIG. 1,
前記アノードセパレータ8は、図3に示すように、MEA7に対面する板面(図3(A)参照)には、MEA7の対応する電極触媒層7Bに多孔体10Aを介して水素ガス等の燃料ガスを供給するための、凹凸溝により形成した燃料ガス流路8Aを備える。前記燃料ガス流路8Aは、板幅方向に拡がって形成された平面部分よりなる配流部20を介して燃料ガスの入口マニホールド11に連通し、燃料ガスは入口マニホールド11の貫通穴11Aから配流部20により板幅方向に分配されて各燃料ガス流路8Aに流入する。
As shown in FIG. 3, the
各燃料ガス流路8Aの下流は、図示しないが、板幅方向に拡がって形成された平面部分よりなる集流部を介して出口マニホールドに連通し、電気化学反応に消費されなかった燃料ガスは燃料ガス流路8Aから集流部により集められて出口マニホールドに排出される。
Although not shown in the drawing, the fuel gas that has not been consumed in the electrochemical reaction is communicated to the outlet manifold via a current collecting portion composed of a flat portion extending in the plate width direction. It is collected from the fuel
前記凹凸溝により形成した燃料ガス流路8Aと平面部分により形成した配流部20および集流部は、燃料電池セルとして積層方向に積層したときに、MEA7とは接触しない深さの凹凸溝および平面部分により形成している。また、アノードセパレータ8のMEA7に対面する板面(図3の(A)側)には、酸化剤ガスマニホールド13および冷媒の入口マニホールド12の貫通穴12A,13Aを夫々取り囲むと共に、燃料ガスマニホールド11の貫通穴11A、配流部20、燃料ガス流路8A、図示しない集流部および出口マニホールドの貫通穴を取り囲んで、燃料ガスのシールを行う線状シール21を設けている。
The
また、アノードセパレータ8のMEA7と対面しない背面側(図3(B)参照)には、前記燃料ガス流路8Aの形成のために設けた凹凸溝により背面側に形成された、燃料電池冷却用の冷媒を流すための、冷媒流路8Bを備える。前記冷媒流路8Bは、板幅方向に拡がって形成された平面部分(表面側に形成された前記配流部20を構成する平面部分の背面側)よりなる配流部30を介して冷媒の入口マニホールド12に連通する。冷媒は入口マニホールド12の貫通穴12Aから配流部30により板幅方向に分配されて各冷媒流路8B(9B)に流入する。各冷媒流路8B(9B)の下流は、図示しないが、板幅方向に拡がって形成された平面部分よりなる集流部を介して出口マニホールドに連通し、冷媒流路8B(9B)を通過した冷媒は集流部により集められて出口マニホールドに排出される。
Further, on the back side (see FIG. 3 (B)) of the
前記凹凸溝により形成した冷媒流路8Bは、燃料電池セルとして積層したときに、後述するカソードセパレータ9の凹凸溝により形成した冷媒流路9Bの縁部分が共に接触する凹凸溝としている。また、アノードセパレータ8のMEA7に対面しない板面(図3の(B)側)には、燃料ガスマニホールド11および酸化剤ガスマニホールド13の貫通穴11A,13Aを夫々取り囲むと共に、冷媒の入口マニホールド12、配流部30、冷媒流路8B、図示しない集流部および出口マニホールドの貫通穴を取り囲んで、冷媒のシールを行う線状シール31が設けられている。
The
前記カソードセパレータ9は、図4に示すように、MEA7に対面する板面(図4(B)参照)には、MEA7の対応する電極触媒層7Bに多孔体10Bを介して空気等の酸化剤ガスを供給するための、凹凸溝により形成した酸化剤ガス流路9Aを備える。前記酸化剤ガス流路9Aは、板幅方向に拡がって形成された平面部分よりなる配流部40を介して酸化剤ガスの入口マニホールド13に連通し、酸化剤ガスは入口マニホールド13の貫通穴13Aから配流部40により板幅方向に分配されて各酸化剤ガス流路9Aに流入する。
As shown in FIG. 4, the
各酸化剤ガス流路9Aの下流は、図示しないが、板幅方向に拡がって形成された平面部分よりなる集流部を介して出口マニホールドに連通し、電気化学反応に消費されなかった酸化剤ガスは酸化剤ガス流路9Aから集流部により集められて出口マニホールドに排出される。
Although not shown, downstream of each oxidant
前記凹凸溝により形成した酸化剤ガス流路9Aと平面部分により形成した配流部40および集流部は、燃料電池セルとして積層方向に積層したときに、MEA7とは接触しない深さの凹凸溝および平面部分により形成している。また、カソードセパレータ9のMEA7に対面する板面(図4の(B)側)には、燃料ガスマニホールド11および冷媒の入口マニホールド12の貫通穴11A,12Aを夫々取り囲むと共に、酸化剤ガスマニホールド13の貫通穴13A、配流部40、酸化剤ガス流路9A、図示しない集流部および出口マニホールドの貫通穴を取り囲んで、酸化剤ガスのシールを行う線状シール41を設けている。
The
また、カソードセパレータ9のMEA7と対面しない背面側(図4(A)参照)には、前記酸化剤ガス流路9Aの形成のために設けた、凹凸溝により背面側に形成された燃料電池冷却用の冷媒を流すための、冷媒流路9Bを備える。前記冷媒流路9Bは、板幅方向に拡がって形成された平面部分(表面側に形成された前記配流部40を構成する平面部分の背面側)よりなる配流部50を介して冷媒の入口マニホールド12に連通する。冷媒は入口マニホールド12の貫通穴12Aから配流部50により板幅方向に分配されて各冷媒流路9B(8B)に流入する。各冷媒流路9B(8B)の下流は、図示しないが、板幅方向に拡がって形成された平面部分よりなる集流部を介して出口マニホールドに連通し、冷媒流路9B(8B)を通過した冷媒は集流部により集められて出口マニホールドに排出される。
Further, on the back side of the
前記凹凸溝により形成した冷媒流路9Bは、燃料電池セルとして積層方向に積層したときに、前述のアノードセパレータ8の凹凸溝により形成した冷媒流路8Bの縁部分が共に接触する凹凸溝としている。また、カソードセパレータ9のMEA7に対面しない板面(図4の(A)側)には、アノードセパレータ8の背面に設ける線状シール31に代えて、燃料ガスマニホールド11および酸化剤ガスマニホールド13の貫通穴11A,13Aを夫々取り囲むと共に、冷媒の入口マニホールド12の貫通穴12A、配流部50、冷媒流路9B、図示しない集流部および出口マニホールドの貫通穴を取り囲んで、冷媒のシールを行う線状シール51を設けるようにしてもよい。
The
また、前記カソードセパレータ9には、冷媒の入口マニホールド12の貫通穴12Aに一端が連なり、他端が重ね合わされるアノードセパレータ8の背面に設けた冷媒の配流部30と重なる領域まで達する複数(図では3本)の凸溝が、カソードセパレータ9の背面側(図4(A)側)から表面側(図4(B)側)に向けて隆起させて設けられている。この凸溝内の空間は、アノードセパレータ8と背面同士を重ね合わした際には、冷媒の入口マニホールド12Aとアノードセパレータ8の冷媒の配流部30とを連通させる冷媒の導入通路52を構成する。なお、図示しないが、冷媒の出口マニホールド側にもアノードセパレータと重ね合わした際に出口マニホールドとアノードセパレータの背面に設けた冷媒の集流部とを連通させる冷媒の排出通路が同様の構成により形成される。
In addition, the
前記凸溝の高さは、カソードセパレータ9がMEA7と積層された際にMEA7の表面に接触する程度の高さ、即ち、カソードセパレータ9のアノードセパレータ8と背面同士を接触させて接合される面とMEA7表面との間の間隔(本例では、積層荷重が加えられた状態の線状シール41の厚さ)程度に設定される。なお、前記凸溝はカソードセパレータ9の表面側(図4(B)参照)に複数の凸溝として形成される、しかし、この表面側においては冷媒の入口マニホールド12と複数の凸溝とは、線状シール41により取り囲まれて酸化剤ガスの入口マニホールド13、配流部40、燃料ガスの入口マニホールド11等と分離するようシールされている。なお、図示しないが、冷媒の出口マニホールド側の冷媒の排出通路および線状シール41も同様の構成により形成される。
The height of the convex groove is such that the
前記アノードセパレータ8とMEA7との間に配置されるガス拡散層としての多孔体10Aは、導電性材料の多孔材により形成され、図5に示すように、アノードセパレータ8と対向する側において凹凸形状60Aを備え、MEA7と対向する側において略平らな平面形状60Bを備える。前記凹凸形状60Aは、アノードセパレータ8の燃料ガス流路8Aを形成する凹凸形状と対応した形状を形成されている。積層時には、アノードセパレータ8の燃料ガス流路部8Aと多孔体10Aの凹凸形状60Aとが互いに嵌り合い、多孔体10Aはアノードセパレータ8に全面で接触する。また、多孔体10AはMEA7に対して、積層時に略平らな平面形状60Bで接触し、多孔体10AはMEA7に対して全面で接触する。
A
また、前記カソードセパレータ9とMEA7との間に配置されるガス拡散層としての多孔体10Bにおいても、導電性材料の多孔材により形成され、カソードセパレータ9と対向する側において凹凸形状61Aを備え、MEA7と対向する側において略平らな平面形状61Bを備える。前記凹凸形状61Aは、カソードセパレータ9の酸化剤ガス流路9Aを形成する凹凸形状と対応した形状を形成されている。積層時には、カソードセパレータ9の酸化剤ガス流路9Aと多孔体10Bの凹凸形状61Aとが互いに嵌り合い、多孔体10Bはカソードセパレータ9に全面で接触する。また、多孔体10BはMEA7に対して、積層時に略平らな平面形状61Bで接触し、多孔体10BはMEA7に対して全面で接触する。
In addition, the
前記アノードセパレータ8とカソードセパレータ9とは、多孔体10Aおよび10Bが積層される側とは反対側の図6に示す側面同士を接触させて積層される。そして、積層されたセパレータ8,9に多孔体10A,10BおよびMEA7を順次積層すると、図7に示すように、積層される。図7では、隣接して積層される図8のセパレータ8,9を基準として、そのO−O、P−P、Q−Q、R−Rの各横断面を夫々示している。また、図7では、中央部に互いに隣接する燃料電池セルのセパレータ8,9を配置し、両端に燃料電池セルのMEA7を配置したものについて図示し、これらのセパレータ8,9のいずれかの接触面に設ける線状シール31,51の図示を省略している。
The
図7において、隣接して積層されたセパレータ8,9間には、断面O−Oに示すように、冷媒の入口マニホールド12に通じた、カソードセパレータ9側の複数の凸溝による導入通路52が形成され、断面P−Pに示すように、導入通路52はアノードセパレータ8の背面の配流部30とカソードセパレータ9の背面とで形成した幅方向に拡がった空間に連通している。そして、前記の幅方向に拡がった空間は、断面Q−Qに示すように、カソードセパレータ9の背面に設けた配流部50により積層方向にも拡大され、断面R−Rに示すように、両セパレータ8,9の背面に形成された凹凸溝による冷媒流路8B(9B)に連通させて構成される。
In FIG. 7, between the
したがって、入口マニホールド12より供給された冷媒は、断面O−Oに示す導入通路52から、先ず断面P−Pで示すアノードセパレータ8の配流部30とカソードセパレータ9の背面とで形成した幅方向に拡がった空間に流入して幅方向に分配され、次いで両セパレータ8,9の配流部30,50により積層方向に拡がる。そして、断面R−Rに示す両セパレータ8,9間に形成した冷媒流路8B(9B)に流入することとなる。
Accordingly, the refrigerant supplied from the
各冷媒流路8B(9B)に流入した冷媒は各セパレータ8,9および多孔体10A,10Bを介して伝達された反応熱を吸収して燃料電池セルの反応面を冷却し、各冷媒流路8B(9B)から、断面Q−Qおよび断面P−Pと同様に形成された図示しない集流部に流入し、断面O−Oと同様に形成された図示しない排出通路を介して出口マニホールドに至り、燃料電池スタック1の外に排出される。
The refrigerant flowing into each
一方、入口マニホールド11に供給された燃料ガスは、入口マニホールド11から断面P−P(および断面Q−Q)の配流部20に供給され、配流部20で幅方向に拡がり、断面R−Rで示すアノードセパレータ8の燃料ガス流路8AとMEA7との間の空間に流入し、この空間に配置された多孔体10Aにより拡散されてMEA7の電極触媒層7Bに供給され、MEA7の他方の面の電極触媒層7Bに供給される酸化剤ガスと電気化学反応する。反応に消費されなかった燃料ガスは多孔体10Aの他方の端部より図示しない集流部により集流されて出口マニホールドに至り燃料電池スタック1外に排出され、再循環されて入口マニホールド11に供給される。
On the other hand, the fuel gas supplied to the
また、入口マニホールド13に供給された酸化剤ガスは、入口マニホールド13から断面Q−Qの配流部40に供給され、配流部40で幅方向に拡がり、断面R−Rで示すカソードセパレータ9の酸化剤ガス流路9AとMEA7との間の空間に流入し、この空間に配置された多孔体10Bにより拡散されてMEA7の他方の電極触媒層7Bに供給され、MEA7の他方の面の電極触媒層7Bに供給される燃料ガスと電気化学反応する。反応に消費されなかった酸化剤ガスは多孔体10Bの他方の端部より図示しない集流部により集流されて出口マニホールドに至り燃料電池スタック1外に排出される。
The oxidant gas supplied to the
ところで、アノードセパレータ8に設ける凹凸溝による燃料ガス流路8Aおよび酸化剤ガス流路9Aの溝幅寸法C、背面の冷媒流路の溝幅寸法A、および、凹凸溝の高さ寸法Bの設定方法について説明する。図8は、アノードセパレータ8の凹凸溝による燃料ガス流路8Aの溝幅寸法Cおよび背面の冷媒流路の溝幅寸法A、および、その凹凸溝の深さ寸法Bと凹凸溝の凸部〜MEA7間の導電性多孔体の厚さ寸法Dの関係を示した図である。
By the way, the setting of the groove width dimension C of the fuel
図8において、先ず、アノードセパレータ8とカソードセパレータ9との間に形成される冷媒流路8A(9B)において、冷媒の圧力損失の観点から、冷媒流路8A(9B)の必要断面積を決定し、燃料ガス流路8Aの溝幅寸法Cおよび背面の冷媒流路8B(9B)の溝幅寸法Aおよび凹凸溝の高さ寸法Bの各寸法を決定する。
In FIG. 8, first, in the
なお、前記冷媒流路の溝幅寸法Aを固定し、供給する燃料ガスの流量を一定とした場合には、凹凸溝の凸部〜MEA7間の導電性多孔体10Aの厚さ寸法Dと燃料電池セルで発生可能なセル電圧の関係は、図9の特性となる。即ち、凹凸溝の凸部〜MEA7間の導電性多孔体10Aの厚さ寸法Dが減少するに連れて、凹凸溝の凸部と積層時に重なるMEA7の電極触媒層7Bの領域への反応ガスとしての燃料ガスの供給が減少するため、電極触媒層の面内における燃料ガスの供給量の分布にムラが生じやすくなり、セル電圧が全体として低下する。
In addition, when the groove width dimension A of the refrigerant flow path is fixed and the flow rate of the supplied fuel gas is constant, the thickness dimension D of the conductive
そして、燃料電池スタック1として個々の燃料電池セル2での発電を必要とするセル電圧以上の性能が確保される凹凸溝の凸部〜MEA7間の導電性多孔体10Aの厚さ寸法Dの最低寸法を決定する。即ち、本実施形態では、冷媒流路8A(9B)の流量確保の観点から冷媒流路8B(9B)の溝幅寸法A(および高さ寸法B)を決定し、次に、凹凸溝の凸部〜MEA7間の導電性多孔体の厚さ寸法Dを決定するが、これらの寸法は、燃料ガスが電極触媒層の全面に十分に供給可能であればよい。
And as the
上記した構成の燃料電池においては、燃料ガス流路8A若しくは酸化剤ガス流路9Aの少なくとも一方のガス流路に導電性の多孔体10A若しくは10Bを用いる場合に、多孔体10A,10Bの電極触媒層7Bと接する面とは反対側に多孔体10A,10Bの厚さ以下の凹凸溝を施し、その凹凸溝に対応する凹凸形状を有したガス遮蔽板としてのセパレータ8または9が配置され、セパレータ8または9の凹凸溝の裏側には別の流体としての冷媒が流れる。したがって、積層方向の一断面において、ガス流通部分と冷媒の流通部分がその断面積を分け合い、セルピッチを増大させることなく、また、新たな部品を追加することなく冷媒流路8B(9B)を確保することができる。
In the fuel cell configured as described above, when the conductive
なお、上記した実施形態では、カソードセパレータ9として、アノードセパレータ8と同様の、概直線形状の凹凸を有するものについて説明している。しかし、その形状は特に限定されず、燃料電池セル2を積層した際に、アノードセパレータ8とカソードセパレータ9により挟まれる空間に冷媒が流れる空間が入口マニホールド12から出口マニホールドに亘り形成されていればよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態において、アノードセパレータ8の背面部分に流す流体として、冷媒を流すものについて説明した。しかし、図示はしないが、他方の反応ガスとしての酸化剤ガスを他方の電極触媒層7Bへ供給する酸化剤ガス流路9Aの一部とするようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, what flows a refrigerant | coolant was demonstrated as a fluid flowed to the back surface part of the
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。 In the present embodiment, the following effects can be achieved.
(ア)電解質・電極構造体としてのMEA7の少なくとも一方の電極触媒層7Bに接触させて配置される平坦な面を備えると共に、他方の面には凹凸溝形状60Aを備えて、一方の反応ガスを一方の電極触媒層7Bに供給する導電性多孔体10Aと、前記導電性多孔体10Aに相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記導電性多孔体10Aに積層される導電性流体遮蔽板としてのセパレータ8と、を備える燃料電池であり、前記セパレータ8の前記凹凸溝形状により前記導電性多孔体10Aとの接触面の反対側に形成される凹部を、冷却媒体の流路(8B)の一部または他方の反応ガスを他方の電極触媒層7Bへ供給する流路(9A)の一部とするようにした。このため、積層方向の一断面において、ガス流通部分と冷媒の流通部分がその断面積を分け合い、セルピッチを増大させることなく、また、スペーサ等の新たな部品を追加することなく冷媒流路8Bを確保することができる。
(A) While having a flat surface arranged in contact with at least one
(イ)電解質膜7Aに一対の電極触媒層7Bで挟んで構成する電解質・電極構造体としてのMEA7と、前記MEA7の一方の電極触媒層7Bに接触させて配置される平坦な面60Bを備えると共に、他方の面には凹凸溝形状60Aを備えて、一方の反応ガスを一方の電極触媒層7Bに供給する第1の導電性多孔体10Aと、前記第1の導電性多孔体10Aに相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記第1の導電性多孔体10Aに積層される第1の導電性流体遮蔽板としてのアノードセパレータ8と、前記MEA7の他方の電極触媒層7Bに接触させて配置される平坦な面61Bを備えると共に、他方の面には凹凸溝形状61Aを備えて、他方の反応ガスを他方の電極触媒層7Bに供給する第2の導電性多孔体10Bと、前記第2の導電性多孔体10Bに相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記第2の導電性多孔体10Bに積層される第2の導電性流体遮蔽板ととしてのカソードセパレータ9と、を備え、前記アノードセパレータ8とカソードセパレータ9の前記凹凸溝形状により前記導電性多孔体10A,10Bとの接触面の反対側に形成される凹部同士により、冷却媒体の流路8B(9B)とすることにより、燃料ガスと酸化剤ガスとのガス流路と冷媒流体の流路8B(9B)とを、ガス流通部分と冷媒の流通部分がその断面積を分け合い、セルピッチを増大させることなく、また、新たな部品を追加することなく冷媒流路8Bを確保することができる。
(A) An
(第2実施形態)
図10,11は、本発明を適用した燃料電池の第2実施形態を示し、図10は燃料電池セルの分解斜視図、図11は同じく燃料電池セルの積層状態を示す斜視図である。本実施形態においては、カソードセパレータとMEAとの間のみに導電性多孔体を配置し、アノードセパレータとMEAとの間には多孔体を配置しない構成を第1実施形態に追加したものである。なお、第1実施形態と同一装置・部材には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
(Second Embodiment)
10 and 11 show a second embodiment of the fuel cell to which the present invention is applied, FIG. 10 is an exploded perspective view of the fuel cell, and FIG. 11 is a perspective view showing the stacked state of the fuel cell. In this embodiment, a configuration in which a conductive porous body is disposed only between the cathode separator and the MEA and no porous body is disposed between the anode separator and the MEA is added to the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same apparatus and member as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted or simplified.
図10において、 カソードセパレータ9のMEA7側には、第1実施形態と同様に、凹凸溝を備える酸化剤ガス流路9Aに、凹凸形状61Aが嵌り合って導電性の多孔体10Bが設置され、多孔体10Bはカソードセパレータ9に全面で接触する。また、多孔体10BはMEA7に対して、積層時に略平らな平面形状61Bで接触し、多孔体10BはMEA7に対して全面で接触する。
In FIG. 10, on the
また、アノードセパレータ8のMEA7側には、第1実施形態のように多孔体10Aが介在されることなく、燃料ガス流路8Aが直接MEA7に対面する構成とし、このアノードセパレータ8の燃料ガス流路8Aを構成する凹凸溝の凸部の先端をMEA7に接触する構成としている。
Further, the
本実施形態は、導電性の多孔体10Bが設置されるカソードセパレータ9側を酸化剤ガス流路9Aとし、アノードセパレータ8がMEA7に直接対面し接触する側を燃料ガス流路8Aとしている。これはアノードセパレータ8とMEA7との間に供給する反応ガスとして、ガスの拡散性が高く、流体圧力損失が小さい燃料ガス(H2)を供給することで、燃料ガス流路8A(および冷媒流路8B)の凹凸溝の高さをより低く設定できる。なお、凹凸溝の高さをより低くすることは、アノードセパレータ8側の冷媒流路8Bの流路断面積が小さくなることを意味する。
In the present embodiment, the side of the
一方、カソードセパレータ9側では、アノードセパレータ8側で削減した冷媒流路8Bの断面積を補完するためにも、酸化剤ガス流路9Aおよび冷媒流路9Bを構成する凹凸溝の高さを高くしており、相対的に拡散性の低い酸化剤ガスであっても、MEA7との間に導電性の多孔体10Bが設置されているため、対向する電極触媒層の面積全域に十分なガスの供給が可能となる。
On the other hand, on the
したがって、本実施形態においては、アノードセパレータ8とMEA7との間に導電性の多孔体を設けることなく、両者を直接接触させることで、セルピッチをより一層低減可能である。
Therefore, in this embodiment, the cell pitch can be further reduced by directly contacting the
なお、上記した実施形態においては、アノードセパレータ8のMEA7と対面する凹凸溝は、第1実施形態のアノードセパレータ8と同様の、直線状の凹凸形状となっている。しかし、その形状に特に限定されるものでなく、燃料電池セル2として積層した際にカソードセパレータ9とアノードセパレータ8により挟まれる空間に冷媒が流れる空間が形成されていればよい。
In the above-described embodiment, the concavo-convex groove facing the
本実施形態においては、第1実施形態における効果(ア)に加えて以下に記載した効果を奏することができる。 In the present embodiment, in addition to the effect (a) in the first embodiment, the following effects can be achieved.
(ウ)電解質・電極構造体としてのMEA7の酸化剤極の電極触媒層7Bに接触させて配置される平坦な面61Bを備えると共に、他方の面には凹凸溝形状61Aを備えて、酸化剤ガスを酸化剤極の電極触媒層7Bに供給する導電性多孔体10Bと、前記導電性多孔体10Bに相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記導電性多孔体10Bに積層される第1の導電性流体遮蔽板としてのカソードセパレータ9と、前記MEA7の燃料極の電極触媒層7Bに燃料ガスを供給する流路を形成する凹凸溝形状を備え且つ凹凸溝形状の凸部をMEA7の燃料極の電極触媒層7Bに接触させて配置される第2の導電性流体遮蔽板ととしてのアノードセパレータ8と、を備え、前記第1,2のセパレータ8,9の前記凹凸溝形状により裏面に形成される凹部同士により、冷却媒体の流路8B(9B)を形成することにより、片側にのみ導電性の多孔体10Bを設置する場合においても、アノードセパレータ8がMEA7に接している側(多孔体が無い方)を、拡散性が良く、流体圧損が小さい燃料ガス流路8Aにして、導電性の多孔体を設けることなく、両者を直接接触させることで、セルピッチをより一層低減可能である。
(C) A
(第3実施形態)
図12〜図16は、本発明を適用した燃料電池の第3実施形態を示し、図12は燃料電池セルの分解斜視図、図13はカソードセパレータの表面(A)および裏面(B)の形状を示す説明図、図14は同じく燃料電池セルの積層状態を示す斜視図、図15および図16は燃料電池セルの各断面を示す説明図である。本実施形態においては、カソードセパレータの酸化剤ガス流路を平面状に形成した構成を第1実施形態に追加したものである。なお、第1実施形態と同一装置・部材には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
(Third embodiment)
12 to 16 show a third embodiment of the fuel cell to which the present invention is applied, FIG. 12 is an exploded perspective view of the fuel cell, and FIG. 13 is the shape of the front surface (A) and the back surface (B) of the cathode separator. FIG. 14 is a perspective view showing the stacked state of the fuel cells, and FIGS. 15 and 16 are explanatory views showing cross sections of the fuel cells. In the present embodiment, a configuration in which the oxidant gas flow path of the cathode separator is formed in a planar shape is added to the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same apparatus and member as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted or simplified.
図12および図13において、本実施形態のカソードセパレータ9は、酸化剤ガス流路9Aおよびその背面に構成する冷媒流路9Bを、凹凸溝でなく、平面状に形成している。また、酸化剤ガスの配流部40および背面に形成する冷媒の配流部50も、前記酸化剤ガス流路9Aおよびその背面に構成する冷媒流路9Bに連ねて同一平面状に形成している。従って、カソードセパレータ9には、切起こしにより複数(図では3本)の凸溝がカソードセパレータ9の背面側(図13(A)側)から表面側(図13(B)側)に向けて隆起させて設けられ、この凸溝内の空間を、冷媒の入口マニホールド12とアノードセパレータ8の冷媒の配流部30とを連通させる冷媒の導入通路52のみが平面状部分から突出させて設けられている。その他のカソードセパレータ9の構成は第1実施形態と同様に構成している。
12 and 13, in the
また、カソードセパレータ9とMEA7との間に介在させて積層する導電性の多孔体10Bは、図14に示すように、カソードセパレータ9と対向する側において略平らな平面形状62Aを備え、MEA7と対向する側において略平らな平面形状62Bを備える。その他の、アノードセパレータ8、導電性の多孔体10A、および、MEA7の構成は、第1実施形態と同様に構成している。
Further, as shown in FIG. 14, the conductive
前記アノードセパレータ8とカソードセパレータ9とは、多孔体10Aおよび10Bが積層される側とは反対側の図15に示す側面(背面)同士を接触させて積層される。そして、積層されたセパレータ8,9に多孔体10A,10BおよびMEA7を順次積層すると、図16に示すように、積層される。図16では、隣接して積層される図15のセパレータ8,9を基準として、そのO−O、P−P、Q−Q、R−Rの各横断面を夫々示している。また、図16では、中央部に互いに隣接する燃料電池セル2のセパレータ8,9を配置し、両端に燃料電池セル2のMEA7を配置したものについて図示し、これらのセパレータ8,9のいずれかの接触面に設ける線状シール31,51の図示を省略している。
The
図16において、隣接して積層されたセパレータ8,9間には、断面O−Oに示すように、冷媒の入口マニホールド12に通じた、カソードセパレータ9側の複数の凸溝による導入通路52が形成され、断面P−Pに示すように、導入通路52はアノードセパレータ8の背面の配流部30とカソードセパレータ9の背面とで形成した幅方向に拡がった空間に連通している。そして、前記の幅方向に拡がった空間は、断面Q−Qに示すように、カソードセパレータ9の背面に設けた配流部50によっても積層方向にも拡大されることなく、断面R−Rに示すように、アノードセパレータ8の背面に形成された凹凸溝による冷媒流路8B(9B)に連通させて構成される。
In FIG. 16, between the
したがって、入口マニホールド12より供給された冷媒は、断面O−Oに示す導入通路52から、先ず断面P−Pおよび断面Q−Qで示すアノードセパレータ8の配流部30とカソードセパレータ9の背面とで形成した幅方向に拡がった空間に流入して幅方向に分配され、次いで断面R−Rに示す両セパレータ8,9間に形成した冷媒流路8B(9B)に流入することとなる。
Accordingly, the refrigerant supplied from the
一方、入口マニホールド11に供給された燃料ガスは、入口マニホールド11から断面P−P(および断面Q−Q)の配流部20に供給され、配流部20で幅方向に拡がり、断面R−Rで示すアノードセパレータ8の燃料ガス流路8AとMEA7との間の空間に流入し、この空間に配置された多孔体10Aにより拡散されてMEA7の電極触媒層7Bに供給され、MEA7の他方の面の電極触媒層7Bに供給される酸化剤ガスと電気化学反応する。
On the other hand, the fuel gas supplied to the
また、入口マニホールド13に供給された酸化剤ガスは、入口マニホールド13から断面Q−Qの配流部40に供給され、配流部40で幅方向に拡がり、断面R−Rで示すカソードセパレータ9の酸化剤ガス流路9AとMEA7との間の空間に流入し、この空間に配置された多孔体10Bにより拡散されてMEA7の他方の電極触媒層7Bに供給され、MEA7の他方の面の電極触媒層7Bに供給される燃料ガスと電気化学反応する。
The oxidant gas supplied to the
以上の構成の燃料電池では、概ね平らな平面の多孔体10Bを有する、カソードセパレータ9とMEA7との間の空間側に酸化剤ガス流路9Aとし、凹凸溝を有する多孔体10Aを備え、アノードセパレータ8とMEA7との間の空間側に燃料ガス流路8Aとしている。即ち、一方のセパレータ(9)を概ね平らな平面に構成することで、凹凸溝の加工を必要とせず、セパレータ(9)の肉厚を片方薄くでき、当該セパレータ(9)をより一層MEA7に接近させて配置することができ、セルピッチをその分だけ低減できる。
The fuel cell having the above-described configuration includes the
また、片側のセパレータ(9)が平らな平面であることから、もう一方のセパレータ(8)の凹凸部位の冷媒流路8Bの断面積を確保するために、冷媒流路8Bの凹凸溝の幅Aと深さBが決定されるため、セルピッチの低減のためには、当該セパレータ(8)の凹凸溝の凸部〜MEA7間の導電性多孔体10Aの厚さ寸法Dをできるだけ小さく取りたい。この場合には、相対的に拡散性が高く、流体圧力損失が小さい燃料ガス(H2)を凹凸溝による燃料ガス流路8Aを備えたアノードセパレータ8とMEA7との間に供給することで、酸化剤ガスを供給する場合に比べて、セパレータ(8)の凹凸溝の凸部〜MEA7間の導電性多孔体10Aの厚さ寸法Dをより小さく設定することができる。
In addition, since the separator (9) on one side is a flat plane, the width of the concave and convex grooves of the
即ち、本実施形態では、両電極触媒層7Bに多孔体10A,10Bが積層して設置され、一方の多孔体10Aは凹凸形状60Aによりセパレータ(8)と接触し、他方の多孔体10Bには平板形状62Aによりセパレータ(9)と接触しているが、凹凸形状を備える一方の多孔体10Aの側に流体圧損の低い燃料ガスを流すことで、冷媒流路8Bの断面積を確保しつつ多孔体10Aの厚さを小さくすることができ、セルピッチを低減できる。
That is, in this embodiment, the
本実施形態においては、第1実施形態における効果(ア)に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。 In the present embodiment, in addition to the effect (a) in the first embodiment, the following effects can be achieved.
(エ)電解質・電極構造体としてのMEA7の燃料極の電極触媒層7Bに接触させて配置される平坦な面60Bを備えると共に、他方の面には凹凸溝形状60Aを備えて、燃料ガスを燃料極の電極触媒層7Bに供給する第1の導電性多孔体10Aと、前記第1の導電性多孔体10Aに相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記導電性多孔体10Aに積層される第1の導電性流体遮蔽板としてのアノードセパレータ8と、前記MEA7の酸化剤極の電極触媒層7Bに接触させて配置される平坦な面62Bと他方にも平坦な面62Aとを備えて、酸化剤ガスを酸化剤極の電極触媒層7Bに供給する第2の導電性多孔体10Bと、前記第2の導電性多孔体10Bに相互に接触して積層される第2の導電性流体遮蔽板としてのカソードセパレータ9と、を備え、前記アノードセパレータ8とカソードセパレータ9の背面同士を接触させて、前記アノードセパレータ8の凹凸溝形状により前記第1の導電性多孔体10Aとの接触面の反対側に形成される凹部により、冷却媒体の流路8B(9B)を形成することにより、凹凸形状を備える一方の多孔体10Aの側に流体圧損の低い燃料ガスを流すことで、冷媒流路8Bの断面積を確保しつつ多孔体10Aの厚さを小さくすることができ、セルピッチを低減できる。
(D) A
1 燃料電池スタック
2 燃料電池セル
3 集電板
4 絶縁層
5 エンドプレート
6 テンションプレート
7 膜・電極接合体、MEA
8、9 セパレータ
8A、9A ガス流路
8B、9B 冷媒流路
10A、10B 多孔体
11〜13 入口マニホールド
DESCRIPTION OF
8, 9
Claims (4)
前記電解質・電極構造体の少なくとも一方の電極触媒層に接触させて配置される平坦な面を備えると共に、他方の面には凹凸溝形状を備えて、一方の反応ガスを一方の電極触媒層に供給する導電性多孔体と、
前記導電性多孔体に相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記導電性多孔体に積層される導電性流体遮蔽板と、を備え、
前記導電性流体遮蔽板の前記凹凸溝形状により前記導電性多孔体との接触面の反対側に形成される凹部を、冷却媒体の流路の一部または他方の反応ガスを他方の電極触媒層へ供給する流路の一部とすることを特徴とする燃料電池。 An electrolyte / electrode structure comprising an electrolyte membrane sandwiched between a pair of electrode catalyst layers;
It has a flat surface arranged in contact with at least one electrode catalyst layer of the electrolyte / electrode structure, and has an uneven groove shape on the other surface, and one reaction gas is supplied to one electrode catalyst layer. A conductive porous material to be supplied;
A conductive fluid shielding plate having a concave and convex groove shape contacting each other with the conductive porous body and laminated on the conductive porous body;
The concave portion formed on the opposite side of the contact surface with the conductive porous body due to the shape of the concave and convex grooves of the conductive fluid shielding plate, a part of the flow path of the cooling medium or the other reactive gas as the other electrode catalyst layer A fuel cell, characterized in that the fuel cell is a part of a flow path to be supplied to
前記第2の導電性多孔体に相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記第2の導電性多孔体に積層される第2の導電性流体遮蔽板と、を備え、
前記第1,2の導電性流体遮蔽板の前記凹凸溝形状により前記導電性多孔体との接触面の反対側に形成される凹部同士により、冷却媒体の流路を形成することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。 Provided with a flat surface arranged in contact with the other electrode catalyst layer of the electrolyte / electrode structure, the other surface has an uneven groove shape, and the other reaction gas is supplied to the other electrode catalyst layer. A second conductive porous body,
A second conductive fluid shielding plate that is laminated on the second conductive porous body with a concave and convex groove shape that contacts the second conductive porous body,
A cooling medium flow path is formed by recesses formed on the opposite side of the contact surface with the conductive porous body by the concave and convex groove shapes of the first and second conductive fluid shielding plates. The fuel cell according to claim 1.
前記導電性多孔体に相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記導電性多孔体に積層される第1の導電性流体遮蔽板と、
前記電解質・電極構造体の燃料極の電極触媒層に燃料ガスを供給する流路を形成する凹凸溝形状を備え且つ凹凸溝形状の凸部を電解質・電極構造体の燃料極の電極触媒層に接触させて配置される第2の導電性流体遮蔽板と、を備え、
前記第1,2の導電性流体遮蔽板の前記凹凸溝形状により裏面に形成される凹部同士により、冷却媒体の流路を形成することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。 The electrolyte / electrode structure has a flat surface arranged in contact with the electrode catalyst layer of the oxidant electrode, and the other surface has a concave and convex groove shape, and oxidant gas is supplied to the electrode catalyst of the oxidant electrode. A conductive porous material to be supplied to the layer;
A first conductive fluid shielding plate that has a concave and convex groove shape that contacts the conductive porous body and is laminated on the conductive porous body;
An uneven groove shape for forming a flow path for supplying fuel gas to the electrode catalyst layer of the fuel electrode of the electrolyte / electrode structure is provided, and the uneven portion of the uneven groove shape is used as the electrode catalyst layer of the fuel electrode of the electrolyte / electrode structure. A second conductive fluid shielding plate disposed in contact with, and
2. The fuel cell according to claim 1, wherein a flow path for a cooling medium is formed by recesses formed on the back surface of the first and second conductive fluid shielding plates by the shape of the concave and convex grooves.
前記第1の導電性多孔体に相互に接触する凹凸溝形状を備えて前記第1の導電性多孔体に積層される第1の導電性流体遮蔽板と、
前記電解質・電極構造体の酸化剤極の電極触媒層に接触させて配置される平坦な面と他方にも平坦な面とを備えて、酸化剤ガスを酸化剤極の電極触媒層に供給する第2の導電性多孔体と、
前記第2の導電性多孔体に相互に接触して積層される第2の導電性流体遮蔽板と、を備え、
前記第1,2の導電性流体遮蔽板の背面同士を接触させて、前記第1の導電性遮蔽板の凹凸溝形状により前記第1の導電性多孔体との接触面の反対側に形成される凹部により、冷却媒体の流路を形成することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。 Provided with a flat surface arranged in contact with the electrode catalyst layer of the fuel electrode of the electrolyte / electrode structure, and provided with an uneven groove shape on the other surface to supply fuel gas to the electrode catalyst layer of the fuel electrode A first conductive porous body,
A first conductive fluid shielding plate that is laminated on the first conductive porous body and has a concave and convex groove shape that contacts the first conductive porous body;
A flat surface arranged in contact with the electrode catalyst layer of the oxidant electrode of the electrolyte / electrode structure and a flat surface on the other side are provided, and an oxidant gas is supplied to the electrode catalyst layer of the oxidant electrode. A second conductive porous body;
A second conductive fluid shielding plate stacked on and in contact with the second conductive porous body,
The back surfaces of the first and second conductive fluid shielding plates are brought into contact with each other, and are formed on the opposite side of the contact surface with the first conductive porous body due to the concave and convex groove shape of the first conductive shielding plate. The fuel cell according to claim 1, wherein a flow path for the cooling medium is formed by the concave portion.
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