JP2010097757A - Fuel cell, and fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池および燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell and a fuel cell system.
燃料電池は、一般的には水素および酸素を燃料として電気エネルギを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れており、また高いエネルギ効率を実現できることから、今後のエネルギ供給システムとして広く開発が進められてきている。 A fuel cell is a device that generally obtains electric energy using hydrogen and oxygen as fuel. Since this fuel cell is excellent in terms of the environment and can realize high energy efficiency, it has been widely developed as a future energy supply system.
燃料電池は、例えば、プロトン伝導性を有する電解質膜を含む膜−電極接合体を有する。このような燃料電池においては、カソード側の電極に酸素を含むカソードガスが供給され、アノード側の電極に水素を含むアノードガスが供給される。それにより、発電が行われる。カソードガスおよびアノードガスを総称して反応ガスと称することがある。 The fuel cell has, for example, a membrane-electrode assembly including an electrolyte membrane having proton conductivity. In such a fuel cell, a cathode gas containing oxygen is supplied to the cathode side electrode, and an anode gas containing hydrogen is supplied to the anode side electrode. Thereby, power generation is performed. Cathode gas and anode gas may be collectively referred to as reaction gas.
特許文献1には、集電体が電極の内部に埋設された膜−電極接合体を備え、集電体の面方向の先から電力を取り出すことができる燃料電池が開示されている。 Patent Document 1 discloses a fuel cell that includes a membrane-electrode assembly in which a current collector is embedded in an electrode, and that can extract electric power from the end in the surface direction of the current collector.
特許文献1の燃料電池においては、膜−電極接合体の出力電流量が面内において分布することがある。この場合、集電体の外周部に設けられたターミナルの位置に応じて集電ロスが生じるおそれがある。 In the fuel cell of Patent Document 1, the output current amount of the membrane-electrode assembly may be distributed in the plane. In this case, current collection loss may occur depending on the position of the terminal provided on the outer peripheral portion of the current collector.
本発明は、良好な集電効率を実現できる燃料電池および燃料電池システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the fuel cell and fuel cell system which can implement | achieve favorable current collection efficiency.
本発明に係る燃料電池は、膜−電極接合体と、膜−電極接合体の電極面に沿ってまたは少なくとも一部が電極内に埋設されて配置され、導電性およびガス透過性を有し、膜−電極接合体における発電電流を取り出すためのターミナルが外周部の少なくとも一部に設けられた集電体と、集電体の膜−電極接合体と反対側に設けられ、膜−電極接合体へ反応ガスを供給するためのガス流路が形成されたガス流路部材と、を備え、ターミナルは、ガス流路方向において、ガス流路の出口よりも入口側に配置されていることを特徴とするものである。 The fuel cell according to the present invention has a membrane-electrode assembly and an electrode surface of the membrane-electrode assembly, or at least a part of the membrane-electrode assembly is embedded in the electrode, and has conductivity and gas permeability. A current collector provided with a terminal for taking out a generated current in the membrane-electrode assembly at least at a part of the outer peripheral portion; and a membrane-electrode assembly provided on a side of the current collector opposite to the membrane-electrode assembly And a gas flow path member in which a gas flow path for supplying a reaction gas is formed, and the terminal is disposed closer to the inlet side than the outlet of the gas flow path in the gas flow path direction. It is what.
本発明に係る燃料電池によれば、膜−電極接合体の出力電流量の多い側にターミナルを配置することができる。それにより、集電ロスが少なくなる。その結果、良好な集電効率を実現することができる。 According to the fuel cell of the present invention, the terminal can be arranged on the side of the membrane-electrode assembly where the amount of output current is large. Thereby, current collection loss is reduced. As a result, good current collection efficiency can be realized.
上記構成において、反応ガスは、カソードガスであってもよい。この場合、カソードガスとしてエアを用いた場合に、膜−電極接合体の出力電流量の多い側にターミナルが配置される。上記構成において、ガス流路部材は、集電体に沿って設けられたセパレータであり、ガス流路は、セパレータの集電体側の面に設けられた溝であってもよい。 In the above configuration, the reaction gas may be a cathode gas. In this case, when air is used as the cathode gas, the terminal is disposed on the side of the membrane-electrode assembly where the amount of output current is large. In the above configuration, the gas flow path member may be a separator provided along the current collector, and the gas flow path may be a groove provided on a surface of the separator on the current collector side.
上記構成において、ガス流路には、入口から集電体の少なくとも一部の外周部に沿って形成された外周部流路が設けられ、ターミナルは、外周部流路に沿って伸びるように配置されていてもよい。この場合、出力電流量が比較的多い領域からの集電効率が向上する。 In the above configuration, the gas channel is provided with an outer peripheral channel formed along the outer peripheral part of at least a part of the current collector from the inlet, and the terminal is arranged to extend along the outer peripheral channel. May be. In this case, the current collection efficiency from a region where the amount of output current is relatively large is improved.
上記構成において、集電体の断面積は、ガス流路方向において、ガス流路の入口側から出口側にかけて徐々にまたは段階的に小さくなっていてもよい。この構成によれば、膜−電極接合体の出力電流量の小さい領域において集電体の断面積を小さくすることができる。それにより、所定の集電効率を確保しつつ、燃料電池の軽量化を図ることができる。 In the above configuration, the cross-sectional area of the current collector may be gradually or stepwise reduced from the inlet side to the outlet side of the gas channel in the gas channel direction. According to this configuration, the cross-sectional area of the current collector can be reduced in a region where the output current amount of the membrane-electrode assembly is small. As a result, the fuel cell can be reduced in weight while ensuring a predetermined current collection efficiency.
本発明に係る燃料電池システムは、膜−電極接合体と、膜−電極接合体の電極面に沿ってまたは少なくとも一部が電極内に埋設されて配置され導電性およびガス透過性を有し膜−電極接合体における発電電流を取り出すためのターミナルが外周部の少なくとも一部に設けられた集電体と、を備える燃料電池と、膜−電極接合体において出力電流がターミナルに向かって徐々にまたは段階的に高くなるように出力電流を分布させる分布手段と、を備えることを特徴とするものである。 A fuel cell system according to the present invention includes a membrane-electrode assembly, and a membrane having conductivity and gas permeability that is disposed along or at least partially embedded in the electrode along the electrode surface of the membrane-electrode assembly. A fuel cell comprising: a current collector provided with a terminal for taking out a generated current in the electrode assembly at least at a part of the outer periphery; and an output current in the membrane-electrode assembly gradually or gradually toward the terminal Distribution means for distributing the output current so as to increase stepwise.
本発明に係る燃料電池システムによれば、分布手段により、膜−電極接合体のターミナルに近い側の出力電流量が多くなる。それにより、良好な集電効率を実現することができる。 According to the fuel cell system of the present invention, the amount of output current on the side close to the terminal of the membrane-electrode assembly is increased by the distribution means. Thereby, good current collection efficiency can be realized.
上記構成において、分布手段は、燃料電池において集電体の膜−電極接合体と反対側に設けられ膜−電極接合体へ反応ガスを供給するためのガス流路が形成されたガス流路部材と、ガス流路に反応ガスを供給する供給手段と、を備え、供給手段は、ガス流路のターミナルに遠い側に比較して近い側において反応ガスの供給量を多くまたは背圧を高く調整してもよい。この構成によれば、分布手段は、膜−電極接合体のターミナルに近い側の出力電流量を多くすることができる。 In the above configuration, the distribution means is a gas flow path member provided on the opposite side of the current collector to the membrane-electrode assembly in the fuel cell and having a gas flow path for supplying a reaction gas to the membrane-electrode assembly And a supply means for supplying the reaction gas to the gas flow path, and the supply means adjusts the supply amount of the reaction gas larger or the back pressure is higher on the side closer to the terminal of the gas flow path than the side far from the terminal. May be. According to this configuration, the distribution means can increase the amount of output current on the side close to the terminal of the membrane-electrode assembly.
上記構成において、供給手段は、反応ガスの流量または濃度を調整することによって、反応ガスの供給量を調整してもよい。上記構成において、反応ガスは、カソードガスであってもよい。上記構成において、ガス流路部材は、集電体に沿って設けられたセパレータであり、ガス流路は、セパレータの集電体側に設けられた溝であってもよい。 In the above configuration, the supply unit may adjust the supply amount of the reaction gas by adjusting the flow rate or concentration of the reaction gas. In the above configuration, the reaction gas may be a cathode gas. In the above configuration, the gas flow path member may be a separator provided along the current collector, and the gas flow path may be a groove provided on the current collector side of the separator.
上記構成において、集電体の断面積は、ガス流路方向において、ガス流路の入口側から出口側にかけて徐々にまたは段階的に小さくなっていてもよい。この構成によれば、膜−電極接合体の出力電流量の小さい領域において集電体の断面積を小さくすることができる。それにより、燃料電池の軽量化を図ることができる。 In the above configuration, the cross-sectional area of the current collector may be gradually or stepwise reduced from the inlet side to the outlet side of the gas channel in the gas channel direction. According to this configuration, the cross-sectional area of the current collector can be reduced in a region where the output current amount of the membrane-electrode assembly is small. Thereby, weight reduction of a fuel cell can be achieved.
本発明によれば、良好な集電効率を実現できる燃料電池および燃料電池システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell and fuel cell system which can implement | achieve favorable current collection efficiency can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
本発明の実施例1に係る燃料電池システム200について説明する。図1(a)は、燃料電池システム200の斜視図である。図1(b)は、後述するカソード集電体30の平面図である。図2は、後述する燃料電池10の側視図である。図3は、後述するカソードセパレータ50の斜視図である。図1(a)、図1(b)、図2および図3を参照しつつ、燃料電池システム200について説明する。まず図1(a)を参照して、燃料電池システム200は、燃料電池10と、酸素を含むカソードガスを燃料電池10に供給するカソードガス供給手段100と、水素を含むアノードガスを燃料電池10に供給するアノードガス供給手段110と、を備える。
A
図1(a)、図1(b)および図2を参照して、燃料電池10は、膜−電極接合体20と、集電体(カソード集電体30およびアノード集電体40)と、セパレータ(カソードセパレータ50およびアノードセパレータ60)と、を備える。膜−電極接合体20は、電解質膜21と、触媒層(カソード触媒層22およびアノード触媒層23)と、を備える。電解質膜21としては、例えばプロトン伝導性を有する固体高分子電解質を用いることができる。
Referring to FIGS. 1A, 1B, and 2, a
カソード触媒層22およびアノード触媒層23は、電解質膜21を挟持するように配置されている。カソード触媒層22およびアノード触媒層23は、触媒を含有する導電性材料からなる。カソード触媒層22の触媒は、プロトンと酸素との反応を促進させる。アノード触媒層23の触媒は、水素のプロトン化を促進させる。例えば、カソード触媒層22およびアノード触媒層23は、白金担持カーボン等を含む。
The
カソード集電体30は、カソード触媒層22の電解質膜21と反対側の面に沿って配置されている。アノード集電体40は、アノード触媒層23の電解質膜21と反対側の面に沿って配置されている。カソード集電体30およびアノード集電体40は、導電性および反応ガス透過性を有している。カソード集電体30およびアノード集電体40として、例えば、金属メッシュ、エキスパンドメタル、金属発泡焼結体、カーボンファイバー等を用いることができる。
The cathode
また、カソード集電体30の外周部の少なくとも一部には、膜−電極接合体20における発電電流を取り出すためのターミナル31およびターミナル32が設けられている。図1(b)で詳細に示されているように、本実施例において、ターミナルとは、集電体において膜−電極接合体20が配置されていない外周部分のことをいう。したがって、本実施例においては、ターミナル31は、カソード集電体30の膜−電極接合体20に接する部分よりも外周側にある部分のうち一方の領域である。ターミナル32は、カソード集電体30の膜−電極接合体20に接する部分よりも外周側にある部分のうち、ターミナル31とは反対側の領域である。なお、これらのターミナルは、後述するカソード側の外周部流路71に沿って伸びるように配置されている。
Further, a terminal 31 and a terminal 32 for taking out the generated current in the membrane-
アノード集電体40の外周部の少なくとも一部には、膜−電極接合体20における発電電流を取り出すためのターミナル41およびターミナル42が設けられている。本実施例においてアノード集電体40の形状は図1(b)と同様であるため、アノード集電体40の説明は省略する。
A terminal 41 and a terminal 42 for taking out the generated current in the membrane-
なお、カソード集電体30のターミナル31およびターミナル32とアノード集電体40のターミナル41およびターミナル42とは、補機等の負荷(図示せず)と電気的に接続されている。カソード集電体30、アノード集電体40および負荷は、電気回路を構成している。
The
図2および図3を参照して、カソードセパレータ50は、カソード集電体30のカソード触媒層22と反対側に配置されている。アノードセパレータ60は、アノード集電体40のアノード触媒層23と反対側に配置されている。カソードセパレータ50のカソード集電体30側の面には、カソードガスが流動するためのカソードガス流路が、溝によって形成されている。アノードセパレータ60のアノード集電体40側の面には、アノードガスが流動するためのアノードガス流路が、溝によって形成されている。すなわち、本実施例において、カソードセパレータ50およびアノードセパレータ60は、ガス流路部材としての機能を有する。
2 and 3, the
カソードガス流路は、カソードセパレータ50の外周部に沿って形成された外周部流路71と、外周部流路71よりも内周部側に形成された内周部流路72と、を有する。外周部流路71の一端はカソードガス用入口73を有し、他端は折り返して内周部流路72に接続されている。内周部流路72の一端は外周部流路71に接続され、他端はカソードガス用出口74を有する。カソードガスは、カソードガス用入口73から流入し、外周部流路71および内周部流路72を流動して、カソードガス用出口74から排出される。
The cathode gas channel has an outer
アノードガス流路もカソードガス流路と同様に、外周部流路と内周部流路とを有する。アノードガスは、アノードガス用入口83から流入し、外周部流路および内周部流路を流動して、アノードガス用出口84から排出される。
Similar to the cathode gas channel, the anode gas channel also has an outer peripheral channel and an inner peripheral channel. The anode gas flows in from the
なお、集電体を介して膜−電極接合体20の出力電流を取り出すことができることから、カソードセパレータ50およびアノードセパレータ60は導電性を有していなくてもよい。したがって、カソードセパレータ50およびアノードセパレータ60の材料に対する制約は抑制されている。本実施例において、カソードセパレータ50およびアノードセパレータ60の材質は、特に限定されず、例えば樹脂、金属等が用いられる。樹脂は金属に比較して燃料電池10を軽量化および低コスト化できる点で好ましい。
In addition, since the output current of the membrane-
燃料電池10は、以下のように動作する。図1(a)を参照して、アノードガス供給手段110は、アノードガスをアノードガス用入口83に供給する。図2を参照して、供給されたアノードガスは、アノードガス流路を流動しつつアノード集電体40を透過する。アノード集電体40を透過したアノードガスは、アノード触媒層23に到達する。アノード触媒層23において、アノードガス中の水素はプロトンと電子とに分離される。プロトンは、電解質膜21を伝導して、カソード触媒層22に到達する。電子は、アノード集電体40のターミナル41およびターミナル42によって集電されて外部に取り出された後に、カソード集電体30に到達する。
The
図1(a)を参照して、カソードガス供給手段100は、カソードガスをカソードガス用入口73に供給する。図2および図3を参照して、供給されたカソードガスは、カソードガス流路を流動しつつカソード集電体30を透過する。カソード集電体30を透過したカソードガスは、カソード触媒層22に到達する。カソード触媒層22においては、カソードガス中の酸素と電解質膜21を伝導したプロトンとターミナル31およびターミナル32からの電子とから水が生成される。反応後のアノードガスおよびカソードガスはそれぞれ、アノードガス用出口84およびカソードガス用出口74から排出される。以上のように、燃料電池10は動作する。
Referring to FIG. 1A, the cathode gas supply means 100 supplies the cathode gas to the
ここで、膜−電極接合体20の面内において出力電流量に分布が生じることがある。例えば、カソードガスの酸素分圧は、発電時の化学反応で酸素が消費されることに伴って低下する。それにより、カソードガスの上流側に比較して下流側において出力電流量が低下する。なお、アノードガスについても、カソードガスと同様の現象が生じうる。本実施例においては、カソードガスとしてエアを用い、アノードガスとして純水素を用いるとする。この場合、膜−電極接合体20における出力電流分布は、カソードガス中の酸素分圧に依存する。したがって、膜−電極接合体20の出力電流量は、カソードガスの上流側において多くなり、カソードガスの下流側において少なくなる。
Here, a distribution may occur in the amount of output current in the plane of the membrane-
本実施例に係る燃料電池システム200においては、各集電体の各ターミナルは、カソードガス流路方向においてガス流路の出口よりも入口側に配置されている。この場合、集電体の電気抵抗による集電ロスが少ない。したがって、集電効率を向上させることができる。また、各ターミナルは、出力電流量の多い各外周流路に沿って伸びるように形成されていることから、より良好な集電効率を実現することができる。
In the
なお、本実施例において、カソード集電体30およびアノード集電体40は、膜−電極接合体20の電極面に沿って配置されているが、これに限られない。カソード集電体30およびアノード集電体40は、少なくとも一部が膜−電極接合体20の電極内に埋設されていてもよい。
In the present embodiment, the cathode
(変形例1)
実施例1において、カソードセパレータ50はカソードガス用のガス流路部材としての機能を有していたが、これに限られない。燃料電池10は、カソードセパレータ50とは別に、カソードガス用のガス流路部材を有していてもよい。図4は、実施例1の変形例1に係るカソードセパレータ50aおよびカソードガス流路部材90の斜視図である。図4に示すように、板状のカソードセパレータ50aの膜−電極接合体20側の面にカソードガス流路部材90が配置されていてもよい。なお、アノード側のセパレータも図4と同様の構成を有していてもよい。
(Modification 1)
In the first embodiment, the
(変形例2)
カソード集電体30の断面積は、膜−電極接合体20の発電電流量の分布に応じて異なっていてもよい。図5は、本変形例に係るカソード集電体30bの平面図である。まず、カソード集電体30bを、カソードガスの流動方向に沿って複数の領域に分類する。本実施例においては、4つの領域に分類する。4つの領域をそれぞれ、ターミナル31側からターミナル32順に領域300、領域310、領域320および領域330とする。次いで、これら各々の領域の断面積を膜−電極接合体20の出力電流量の分布に対応するように設定した。表1は、カソード集電体30bの断面積の一例を示す。なお、表1の各値は、相対比である。
(Modification 2)
The cross-sectional area of the cathode
カソードガスの酸素分圧は上流側から下流側にかけて減少することから、膜−電極接合体20の出力電流量も上流側から下流側にかけて減少する。例えば、領域300〜領域330を流れる出力電流量が相対比で、20,5,5,20になるとする。これに応じて、領域300〜領域330の断面積を、相対比でそれぞれ20,5,5,20とする。すなわち、本変形例に係るカソード集電体30の断面積を、カソードガスの入口側から出口側にかけて段階的に小さくする。この場合、領域300〜領域330の重量は、相対比でそれぞれ20,5,5,20となる。その結果、カソード集電体30の総重量は50となる。
Since the oxygen partial pressure of the cathode gas decreases from the upstream side to the downstream side, the output current amount of the membrane-
これに比較して、膜−電極接合体20の出力電流量の最大値を実現する領域300または領域330の電流20に対応させて領域300〜領域330の断面積を全て20とすると、カソード集電体の総重量は80となる。したがって、本変形例に係るカソード集電体30を用いることによって燃料電池10の軽量化を実現することができる。なお、出力電流量の少ない領域の集電体の断面積を小さくしても、集電効率低下は抑制される。
In comparison with this, if all the cross-sectional areas of the
なお、アノード集電体40も、出力電流量の多い領域では大きい断面積を有し、出力電流量の少ない領域では小さい断面積を有していてもよい。本実施例においては、アノード集電体40の断面積を、カソードガス入口側からカソードガス出口側にかけて段階的に小さくしてもよい。この場合においても、所定の集電効率を確保しつつ、アノード集電体40の軽量化を図ることができる。
The anode
なお、集電体の断面積は、集電体が金属メッシュまたはエキスパンドメタルの場合には、例えば金属線の線径を調整することによって変化させることができる。集電体が金属発泡体の場合には、例えば気孔率を調整することによって、集電体の断面積を変化させることができる。集電体がカーボンクロスの場合には、例えばカーボン線の線径を調整することによって、集電体の断面積を変化させることができる。 When the current collector is a metal mesh or expanded metal, the cross-sectional area of the current collector can be changed, for example, by adjusting the wire diameter of the metal wire. When the current collector is a metal foam, the cross-sectional area of the current collector can be changed, for example, by adjusting the porosity. When the current collector is a carbon cloth, the cross-sectional area of the current collector can be changed by adjusting the diameter of the carbon wire, for example.
以上のように、本変形例に係る燃料電池10によれば、集電体の所定の集電効率を確保しつつ、集電体の軽量化を図ることができる。それにより、燃料電池10の軽量化を実現することができる。
As described above, according to the
続いて本発明の実施例2に係る燃料電池システム200cについて説明する。図6は、燃料電池システム200cの斜視図である。燃料電池システム200cは、燃料電池10の代わりに燃料電池10cを備える点と、カソードガス供給手段100の代わりにカソードガス供給手段100cを備える点と、において燃料電池システム200と異なる。
Next, a
燃料電池10cは、カソードセパレータ50およびアノードセパレータ60の代わりに、カソードセパレータ50cおよびアノードセパレータ60cを備える点において燃料電池10と異なる。カソードセパレータ50cおよびアノードセパレータ60cは、それぞれカソードガス流路およびアノードガス流路の構造がカソードセパレータ50およびアノードセパレータ60と異なる。
The
図7は、カソードセパレータ50cの斜視図である。カソードセパレータ50cのカソードガス流路は、外周部流路71と内周部流路72とがカソードセパレータ50cの面内において接続されていない点において、カソードセパレータ50のカソードガス流路と異なる。カソードセパレータ50cのカソードガス流路においては、外周部流路71および内周部流路72のそれぞれの一方端にカソードガス用入口73が形成され、他方端にカソードガス用出口74が形成されている。なお、アノードセパレータ60cのアノードガス流路は、図7と同様の構成を有しているため、説明は省略する。
FIG. 7 is a perspective view of the
カソードガス供給手段100cは、外周部流路71に対して内周部流路72に比較して高い酸素濃度のカソードガスを供給する。この場合、カソードガス流路のターミナルに近い側の酸素分圧は、ターミナルから遠い側の酸素分圧に比較して高くなる。すなわち、ガス流路のターミナルに遠い側に比較して近い側において酸素の供給量が多くなる。したがって、膜−電極接合体20の面内において、出力電流はターミナルに向かって段階的に高くなっている。
The cathode gas supply means 100 c supplies a cathode gas having a higher oxygen concentration to the outer
本実施例に係る燃料電池システム200cによれば、ターミナルに近い側の出力電流量が多くなることから、良好な集電効率を実現することができる。
According to the
(変形例1)
カソードガス供給手段100cは、内周部流路72に比較して外周部流路71に供給するカソードガス流量を多くしてもよい。この場合においても、膜−電極接合体20のターミナルに近い側の出力電流量が多くなることから、良好な集電効率を実現することができる。
(Modification 1)
The cathode
なお、カソードガス供給手段100cは、内周部流路72に比較して外周部流路71に供給するカソードガスの背圧を高くしてもよい。この場合においても、膜−電極接合体20のターミナルに近い側の出力電流量が多くなる。
The cathode
なお、アノードガスの供給量または背圧を調整することによって、膜−電極接合体20においてターミナルに向かって出力電流が多くなるようにしてもよい。
Note that the output current may increase toward the terminal in the membrane-
10 燃料電池
20 膜−電極接合体
21 電解質膜
22 カソード触媒層
23 アノード触媒層
30 カソード集電体
31,32 ターミナル
40 アノード集電体
41,42 ターミナル
50 カソードセパレータ
60 アノードセパレータ
71 外周部流路
72 内周部流路
73 カソードガス用入口
74 カソードガス用出口
83 アノードガス用入口
84 アノードガス用出口
90 カソードガス流路部材
100 カソードガス供給手段
110 アノードガス供給手段
200 燃料電池システム
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記膜−電極接合体の電極面に沿ってまたは少なくとも一部が前記電極内に埋設されて配置され、導電性およびガス透過性を有し、前記膜−電極接合体における発電電流を取り出すためのターミナルが外周部の少なくとも一部に設けられた集電体と、
前記集電体の前記膜−電極接合体と反対側に設けられ、前記膜−電極接合体へ反応ガスを供給するためのガス流路が形成されたガス流路部材と、を備え、
前記ターミナルは、前記ガス流路方向において、前記ガス流路の出口よりも入口側に配置されていることを特徴とする燃料電池。 A membrane-electrode assembly;
Along the electrode surface of the membrane-electrode assembly, or at least a part of the membrane-electrode assembly is embedded in the electrode, has conductivity and gas permeability, and takes out the generated current in the membrane-electrode assembly. A current collector provided with a terminal on at least a part of the outer periphery;
A gas flow path member provided on the opposite side of the current collector from the membrane-electrode assembly and having a gas flow path for supplying a reaction gas to the membrane-electrode assembly,
The fuel cell according to claim 1, wherein the terminal is disposed closer to an inlet side than an outlet of the gas channel in the gas channel direction.
前記ガス流路は、前記セパレータの前記集電体側の面に設けられた溝であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料電池。 The gas flow path member is a separator provided along the current collector;
The fuel cell according to claim 1, wherein the gas flow path is a groove provided on a surface of the separator on the side of the current collector.
前記ターミナルは、前記外周部流路に沿って伸びるように配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池。 The gas channel is provided with an outer peripheral channel formed along the outer peripheral part of at least a part of the current collector from the inlet,
The fuel cell according to claim 1, wherein the terminal is disposed so as to extend along the outer peripheral flow path.
前記膜−電極接合体において出力電流が前記ターミナルに向かって徐々にまたは段階的に高くなるように前記出力電流を分布させる分布手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。 Membrane-electrode assembly and power generation in the membrane-electrode assembly having conductivity and gas permeability arranged along or at least partially embedded in the electrode along the electrode surface of the membrane-electrode assembly A current collector provided with a terminal for taking out an electric current at least at a part of the outer periphery; and a fuel cell,
A fuel cell system comprising: distribution means for distributing the output current so that the output current increases gradually or stepwise toward the terminal in the membrane-electrode assembly.
前記供給手段は、前記ガス流路の前記ターミナルに遠い側に比較して近い側において前記反応ガスの供給量を多くまたは背圧を高く調整することを特徴とする請求項6記載の燃料電池システム。 In the fuel cell, the distribution means is provided on the opposite side of the current collector from the membrane-electrode assembly, and a gas flow channel is formed in which a gas flow channel for supplying a reaction gas to the membrane-electrode assembly is formed. A member and supply means for supplying the reaction gas to the gas flow path,
The fuel cell system according to claim 6, wherein the supply unit adjusts the supply amount of the reaction gas to be larger or the back pressure to be higher on a side closer to the terminal of the gas flow path than a side far from the terminal. .
前記ガス流路は、前記セパレータの前記集電体側に設けられた溝であることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の燃料電池システム。 The gas flow path member is a separator provided along the current collector;
The fuel cell system according to any one of claims 7 to 9, wherein the gas flow path is a groove provided on the current collector side of the separator.
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JP2008266268A JP2010097757A (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Fuel cell, and fuel cell system |
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JP2019145225A (en) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Fuel cell system and aging method of stack used therefor |
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2008
- 2008-10-15 JP JP2008266268A patent/JP2010097757A/en active Pending
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