JP2011154909A

JP2011154909A - 燃料電池スタック

Info

Publication number: JP2011154909A
Application number: JP2010015903A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tanaka; 広行田中; Shigetoshi Sugita; 成利杉田; Kentaro Ishida; 堅太郎石田; Keisuke Ando; 敬祐安藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: US9083017B2; CN102136592A; US20110183227A1; JP5485727B2

Abstract

【課題】簡単な構成で、単位セル間の液絡の発生を可及的に阻止することを可能にする。
【解決手段】燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が電極面を水平方向に向けて重力方向に積層される。発電セル１２を構成する第１金属セパレータ２４には、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂと酸化剤ガス流路３６とに連通する連結流路４８ｂを形成する出口側ブリッジ部４６ｂが設けられる。出口側ブリッジ部４６ｂは、結露水の繋がりを遮断するために、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ側の端部に、幅方向に突出して連結流路４８ｂ内に配置される突起部５０ｂを一体成形する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、反応ガスを前記金属セパレータの面方向に流す反応ガス流路と、前記反応ガスを積層方向に流通させる反応ガス供給連通孔及び反応ガス排出連通孔とが形成される発電セルを備え、複数の前記発電セルが重力方向に積層される燃料電池スタックに関する。

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（電解質）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（電解質・電極構造体）（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した単位セルを備えている。

この種の燃料電池は、通常、車載用として使用される際、所望の発電力を得るために、所定数（例えば、数十〜数百）の単位セルを積層した燃料電池スタックとして使用されている。その際、燃料電池スタックは、一般的に、セパレータの面内に発電面に沿って反応ガスを流す反応ガス流路と、前記反応ガス流路に連通し、単位セルの積層方向に貫通する反応ガス連通孔とを設ける、所謂、内部マニホールドを採用している。

この種の内部マニホールド型燃料電池スタックでは、特に出口側マニホールド（反応ガス排出連通孔）近傍に、発電反応により生成された生成水が滞留するおそれがある。そこで、フラッディングによる不安定動作を回避するために、例えば、特許文献１に開示されている固体高分子電解質型燃料電池が知られている。

上記の特許文献１は、ガス導入マニホールド孔、ガス排出マニホールド孔及びガス流路溝部を有し、前記ガス導入マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガス導入口及び前記ガス排出マニホールド孔と前記ガス流路溝部を連結するガス排出口を備えたガスマニホールド一体型セパレータを有する固体高分子電解質型燃料電池に関するものである。

この燃料電池は、ガス導入口、ガス排出口の少なくとも一方のガス流路溝部の少なくともガスマニホールド孔側の幅が広がっているガスマニホールド一体型セパレータで、固体高分子電解質と電極の接合体を挟んで積層したことを特徴としている。

これにより、ガス流路溝部とガスマニホールド孔の接続部のガスの流体抵抗を下げることができるので、ガスの流体抵抗が低くなる一方、前記ガス流路溝部でガス中の水分の一部が凝縮しても、ガス排出口から前記ガスマニホールド孔への凝縮水の排出が容易にできる、としている。

特許第４０６２７９７号公報

上記の特許文献１では、ガス排出口のガスマニホールド孔側の幅が広がっているため、前記ガス排出口から前記ガスマニホールド孔に凝縮水が連なって排出されてしまう。従って、積層されている単位セル間で液絡が惹起し、特にセパレータとして金属セパレータが使用される場合、電位差により前記金属セパレータ表面に腐食電流が発生し易い。

このため、金属セパレータの腐食により溶出される金属イオンを介して電解質膜の機能が低下するとともに、前記腐食による前記金属セパレータの薄肉化（穴あき）が生じてガス遮断機能が低下するという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、単位セル間の液絡の発生を可及的に阻止することが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。

本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、反応ガスを前記金属セパレータの面方向に流す反応ガス流路と、前記反応ガスを積層方向に流通させる反応ガス供給連通孔及び反応ガス排出連通孔とが形成される発電セルを備え、複数の前記発電セルが電極面を水平方向に向けて重力方向に積層される燃料電池スタックに関するものである。

燃料電池スタックは、少なくとも反応ガス排出連通孔と反応ガス流路とを繋ぐ連結流路を形成するブリッジ部を設けるとともに、前記ブリッジ部には、結露水の繋がりを遮断するためのガイド形状部が形成されている。

また、ガイド形状部は、ブリッジ部の反応ガス排出連通孔側の端部に設けられ、幅方向に突出して連結流路内に配置される突起部であることが好ましい。

さらに、ガイド形状部は、ブリッジ部の反応ガス排出連通孔側の端部に設けられ、前記反応ガス排出連通孔内に突出して配置される膨出部であることが好ましい。

さらにまた、ガイド形状部は、ブリッジ部の反応ガス排出連通孔側の端面に設けられる凹部であることが好ましい。

また、ブリッジ部は、ゴム材又は樹脂材で形成されるとともに、ガイド形状部は、前記ブリッジ部と一体に成形されることが好ましい。

さらに、金属セパレータにシール部材が一体成形されるとともに、ガイド形状部は、前記シール部材で一体成形されることが好ましい。

本発明によれば、少なくとも反応ガス排出連通孔と反応ガス流路とを繋ぐ連結流路を形成するブリッジ部に、ガイド形状部が形成されている。このため、連結流路に沿って流通する結露水は、ガイド形状部の作用下に、連続性（繋がり）が遮断される。従って、簡単な構成で、単位セル間の液絡の発生を可及的に阻止することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの概略斜視説明図である。前記燃料電池スタックを構成する発電セルの分解斜視説明図である。前記燃料電池スタックの、図２中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。前記燃料電池スタックを構成する第１金属セパレータの正面説明図である。前記燃料電池スタックを構成する第２金属セパレータの正面説明図である。前記第１金属セパレータに設けられる出口側バッファ部の斜視説明図である。前記出口側バッファ部の変形形状の斜視説明図である。前記出口側バッファ部の別の変形形状の斜視説明図である。本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部の斜視説明図である。本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部の斜視説明図である。本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部の斜視説明図である。本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部の斜視説明図である。本発明の第６の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部の斜視説明図である。本発明の第７の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部の斜視説明図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、複数の発電セル（単位セル）１２が、電極面を水平方向に向けて重力方向（矢印Ａ方向）に積層された積層体１４を設ける。積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）の一端（上端）には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８ａ及びエンドプレート２０ａが上方に向かって配設される。積層体１４の積層方向の他端（下端）には、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁プレート１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが下方に向かって配設される。

エンドプレート２０ａ、２０ｂには、複数の連結バー２１の両端が固定されており、前記エンドプレート２０ａ、２０ｂ間には、積層方向に締め付け荷重が付与される。なお、エンドプレート２０ａ、２０ｂ間に、図示しないタイロッドを介して積層方向に締め付け荷重を付与してもよく、また、ボックス状のケーシングを介して積層方向に締め付け荷重を付与してもよい。

図２及び図３に示すように、各発電セル１２は、電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）２２と、前記電解質膜・電極構造体２２を挟持する第１金属セパレータ２４及び第２金属セパレータ２６とを備える。

第１金属セパレータ２４及び第２金属セパレータ２６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した縦長形状の金属板により構成される。第１及び第２金属セパレータ２４、２６は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波板状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。

図２に示すように、発電セル１２の矢印Ｂ方向（水平方向）の一端縁部には、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（反応ガス供給連通孔）２８ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔３０ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔（反応ガス排出連通孔）３２ｂが設けられる。

発電セル１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔（反応ガス供給連通孔）３２ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔３０ｂ、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（反応ガス排出連通孔）２８ｂが設けられる。

図４に示すように、第１金属セパレータ２４の電解質膜・電極構造体２２側の面２４ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する酸化剤ガス流路３６が設けられる。酸化剤ガス流路３６は、酸化剤ガス供給連通孔２８ａ及び酸化剤ガス排出連通孔２８ｂに連通する。第１金属セパレータ２４の面２４ａとは反対の面２４ｂには、冷却媒体流路３８が形成される。冷却媒体流路３８は、冷却媒体供給連通孔３０ａ及び冷却媒体排出連通孔３０ｂに連通する。

第２金属セパレータ２６の電解質膜・電極構造体２２側の面２６ａには、図５に示すように、燃料ガス供給連通孔３２ａと燃料ガス排出連通孔３２ｂとに連通し、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路４０が形成される。第２金属セパレータ２６の面２６ａとは反対の面２６ｂには、第１金属セパレータ２４の面２４ｂと重なり合うことにより、冷却媒体供給連通孔３０ａと冷却媒体排出連通孔３０ｂとに連通する冷却媒体流路３８が形成される（図２参照）。

第１金属セパレータ２４は、金属薄板上に第１シール部材４２が一体に射出成形されるとともに、第２金属セパレータ２６は、金属薄板上に第２シール部材４４が一体に射出成形される。

第１及び第２シール部材４２、４４は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材を使用する。

図４に示すように、第１シール部材４２は、第１金属セパレータ２４の面２４ａ側において、酸化剤ガス供給連通孔２８ａ及び酸化剤ガス排出連通孔２８ｂを酸化剤ガス流路３６に連通する。第１シール部材４２には、酸化剤ガス供給連通孔２８ａと酸化剤ガス排出連通孔２８ｂとにそれぞれ近接して、入口側ブリッジ部４６ａと出口側ブリッジ部４６ｂとが一体に成形される。

入口側ブリッジ部４６ａは、酸化剤ガス供給連通孔２８ａと酸化剤ガス流路３６とを繋ぐ複数の連結流路４８ａを形成する一方、出口側ブリッジ部４６ｂは、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂと前記酸化剤ガス流路３６とを繋ぐ複数の連結流路４８ｂを形成する。

入口側ブリッジ部４６ａには、結露水の繋がりを遮断するためのガイド形状部として、前記入口側ブリッジ部４６ａの酸化剤ガス供給連通孔２８ａ側の端部に設けられ、幅方向（矢印Ｃ方向）両側に突出して連結流路４８ａ内に配置される突起部５０ａが形成される。出口側ブリッジ部４６ｂには、同様に結露水の繋がりを遮断するためのガイド形状部が形成される。このガイド形状部は、出口側ブリッジ部４６ｂの酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ側の端部に設けられ、幅方向両側に突出して連結流路４８ｂ内に配置される突起部５０ｂである。

突起部５０ａ、５０ｂは、それぞれ入口側ブリッジ部４６ａ及び出口側ブリッジ部４６ｂに一体成形されるとともに、前記入口側ブリッジ部４６ａ及び前記出口側ブリッジ部４６ｂは、第１シール部材４２に一体成形される。図６に示すように、突起部５０ｂは、出口側ブリッジ部４６ｂと同一高さを有し、平面視略Ｔ字状を有する。なお、突起部５０ａは、上記の突起部５０ｂと同様である。

第２シール部材４４は、図５に示すように、第２金属セパレータ２６の面２６ａ側において、燃料ガス供給連通孔３２ａ及び燃料ガス排出連通孔３２ｂと燃料ガス流路４０とを連通する。第２シール部材４４には、燃料ガス供給連通孔３２ａと燃料ガス排出連通孔３２ｂとにそれぞれ近接して、入口側ブリッジ部５２ａと出口側ブリッジ部５２ｂが一体に成形される。

入口側ブリッジ部５２ａは、燃料ガス供給連通孔３２ａと燃料ガス流路４０とを繋ぐ連結流路５４ａを形成する一方、出口側ブリッジ部５２ｂは、燃料ガス排出連通孔３２ｂと前記燃料ガス流路４０とを繋ぐ連結流路５４ｂを形成する。入口側ブリッジ部５２ａには、結露水の繋がりを遮断するためのガイド形状部として、燃料ガス供給連通孔３２ａ側の端部に幅方向両側に突出して突起部５６ａが一体成形される。出口側ブリッジ部５２ｂには、ガイド形状部として、燃料ガス排出連通孔３２ｂ側の端部に幅方向両側に突出して突起部５６ｂが一体成形される。突起部５６ａ、５６ｂは、上記の突起部５０ａ、５０ｂと同様であり、その詳細な説明は省略する。

図２及び図３に示すように、電解質膜・電極構造体２２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（電解質）６０と、前記固体高分子電解質膜６０を挟持するカソード側電極６２及びアノード側電極６４とを備える。

カソード側電極６２及びアノード側電極６４は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、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されることにより形成される電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜６０の両面に形成されている。

図１に示すように、エンドプレート２０ｂには、図示しないが、酸化剤ガス供給連通孔２８ａ、冷却媒体供給連通孔３０ａ、燃料ガス排出連通孔３２ｂ、燃料ガス供給連通孔３２ａ、冷却媒体排出連通孔３０ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔２８ｂに連通するマニホールド部材が設けられる。

このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図１に示すように、エンドプレート２０ｂのマニホールド部材を介して、酸化剤ガス供給連通孔２８ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔３２ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔３０ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。

このため、酸化剤ガスは、図２に示すように、酸化剤ガス供給連通孔２８ａから第１金属セパレータ２４に設けられた酸化剤ガス流路３６に導入される。これにより、酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路３６を矢印Ｂ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体２２を構成するカソード側電極６２に供給される。

一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔３２ａから第２金属セパレータ２６に設けられている燃料ガス流路４０に導入される。燃料ガス流路４０に導入された燃料ガスは、矢印Ｂ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体２２を構成するアノード側電極６４に供給される。

従って、電解質膜・電極構造体２２では、カソード側電極６２に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極６４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。

次いで、カソード側電極６２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２８ｂに排出される。一方、アノード側電極６４に供給されて消費された使用済みの燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔３２ｂにされる。また、冷却媒体は、冷却媒体供給連通孔３０ａから冷却媒体流路３８に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流動する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体２２を冷却した後、冷却媒体排出連通孔３０ｂに排出される。

ところで、酸化剤ガス流路３６では、酸化剤ガス供給連通孔２８ａから送られる酸化剤ガスが発電反応により使用されるとともに、水が生成されている。この生成水は、使用済みの酸化剤ガスとともに、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂに排出されている。

この場合、第１の実施形態では、図４及び図６に示すように、酸化剤ガス流路３６と酸化剤ガス排出連通孔２８ｂとの間に、複数の連結流路４８ｂを形成する出口側ブリッジ部４６ｂが設けられている。そして、出口側ブリッジ部４６ｂには、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ側の端部に、幅方向両側に突出して連結流路４８ｂ内に配置される突起部５０ｂが一体成形されている。

このため、未反応の酸化剤ガスに伴って各連結流路４８ｂを移動する生成水（結露水）は、前記連結流路４８ｂ内に突出する突起部５０ｂに阻止されて、連続性（繋がり）が遮断される。従って、簡単な構成で、発電セル１２間に液洛が発生することを可及的に阻止することが可能になる。

これにより、特に第１金属セパレータ２４及び第２金属セパレータ２６には、電位差による腐食電流が発生することがなく、薄肉化によるガス遮断機能の低下を良好に阻止することができる。このため、各発電セル１２を長期間にわたって効率的且つ良好に発電反応に使用することが可能になるという効果が得られる。

一方、第２金属セパレータ２６には、図５に示すように、燃料ガス流路４０と燃料ガス排出連通孔３２ｂとの間に出口側ブリッジ部５２ｂが設けられるとともに、前記出口側ブリッジ部５２ｂの端部には、突起部５６ｂが一体成形されている。

従って、燃料ガス流路４０に発生する凝縮水は、連結流路５４ｂに導入された後、突起部５６ｂに阻止されて連続性が良好に遮断される。これにより、上記の出口側ブリッジ部４６ｂと同様の効果が得られる。

なお、出口側ブリッジ部４６ｂに一体成形される突起部５０ｂは、前記出口側ブリッジ部４６ｂと同一の高さに設定されているが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、出口側ブリッジ部４６ｂの高さの略半分の高さを有する突起部７０を、前記出口側ブリッジ部４６ｂに一体成形してもよい。また、図８に示すように、出口側ブリッジ部４６ｂの端部に、正面視略台形状（又は、三角形状）の突起部７２を一体成形してもよい。以下に示す各実施形態においても、同様である。

図９は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部８０の斜視説明図である。

なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック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。また、以下に説明する第３の実施形態以降においても同様に、その詳細な説明は省略する。

さらに、第１金属セパレータ２４の酸化剤ガス排出連通孔２８ｂと酸化剤ガス流路３６との間に構成されている出口側ブリッジ部８０のみについて、以下に説明する。酸化剤ガスの入口側ブリッジ部、燃料ガスの出口側ブリッジ部、及び燃料ガスの入口側ブリッジ部は、必要に応じて同様に構成されており、その説明は省略する。

出口側ブリッジ部８０は、連結流路４８ｂを形成するとともに、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ側の端部には、前記酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ内に距離Ｌだけ突出して配置される膨出部８２が一体成形される。

このため、第２の実施形態では、連結流路４８ｂの距離が長尺化されるとともに、膨出部８２が酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ内に突出している。従って、水滴が膨出部８２の先端から直接落下するため、凝縮水の連続性が容易に且つ確実に遮断され、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部９０の斜視説明図である。

出口側ブリッジ部９０は、連結流路４８ｂ側に突出する突起部５０ｂと、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ内に突出する膨出部８２とを一体成形している。従って、この第３の実施形態は、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。

図１１は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部１００の斜視説明図である。

出口側ブリッジ部１００は、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ側の端面１００ａに、ガイド形状部として凹部１０２が設けられる。この凹部１０２は、連結流路４８ｂに沿って移動する結露水が滞留することにより、この結露水の連続性を遮断する機能を有している。従って、第４の実施形態は、上記の第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。

図１２は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部１１０の斜視説明図である。

出口側ブリッジ部１１０は、酸化剤ガス排出連通孔２８ｂ内に所定の距離Ｌだけ突出する膨出部８２を一体成形するとともに、前記膨出部８２の先端面８２ａには、凹部１０２が形成される。膨出部８２及び凹部１０２により、ガイド形状部が構成される。

図１３は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部１２０の斜視説明図である。

出口側ブリッジ部１２０は、突起部５０ｂと、前記突起部５０ｂの先端面に形成される凹部１０２とを一体成形し、これによりガイド形状部が構成される。

図１４は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する出口側ブリッジ部１３０の斜視説明図である。

出口側ブリッジ部１３０は、突起部５０ｂ、膨出部８２及び凹部１０２が一体成形されて、ガイド形状部を構成している。従って、上記の第６及び第７の実施形態では、上述した第１〜第５の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、上記の第１〜第７の実施形態では、ゴム製ブリッジ部を構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、樹脂製ブリッジ部をシール部材とは個別に構成し、この樹脂製ブリッジ部にガイド形状部を一体成形してもよい。また、膨出部８２は、積層される第２金属セパレータ２４毎に、積層方向に位置をずらして（オフセットして）設けることにより、凝縮水の連続性を一層確実に回避することができる。

１０…燃料電池スタック１２…発電セル
１４…積層体１６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ…絶縁プレート２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２２…電解質膜・電極構造体２４、２６…金属セパレータ
２８ａ…酸化剤ガス供給連通孔２８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
３０ａ…冷却媒体供給連通孔３０ｂ…冷却媒体排出連通孔
３２ａ…燃料ガス供給連通孔３２ｂ…燃料ガス排出連通孔
３６…酸化剤ガス流路３８…冷却媒体流路
４０…燃料ガス流路４２、４４…シール部材
４６ａ、５２ａ…入口側ブリッジ部
４６ｂ、５２ｂ、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０…出口側ブリッジ部
４８ａ、４８ｂ、５４ａ、５４ｂ…連結流路
５０ａ、５０ｂ、５６ａ、５６ｂ、７０、７２…突起部
６０…固体高分子電解質膜６２…カソード側電極
６４…アノード側電極８２…膨出部
１０２…凹部

Claims

電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、反応ガスを前記金属セパレータの面方向に流す反応ガス流路と、前記反応ガスを積層方向に流通させる反応ガス供給連通孔及び反応ガス排出連通孔とが形成される発電セルを備え、複数の前記発電セルが電極面を水平方向に向けて重力方向に積層される燃料電池スタックであって、
少なくとも前記反応ガス排出連通孔と前記反応ガス流路とを繋ぐ連結流路を形成するブリッジ部が設けられるとともに、
前記ブリッジ部には、結露水の繋がりを遮断するためのガイド形状部が形成されることを特徴とする燃料電池スタック。
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記ガイド形状部は、前記ブリッジ部の前記反応ガス排出連通孔側の端部に設けられ、幅方向に突出して前記連結流路内に配置される突起部であることを特徴とする燃料電池スタック。
請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、前記ガイド形状部は、前記ブリッジ部の前記反応ガス排出連通孔側の端部に設けられ、前記反応ガス排出連通孔内に突出して配置される膨出部であることを特徴とする燃料電池スタック。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記ガイド形状部は、前記ブリッジ部の前記反応ガス排出連通孔側の端面に設けられる凹部であることを特徴とする燃料電池スタック。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記ブリッジ部は、ゴム材又は樹脂材で形成されるとともに、
前記ガイド形状部は、前記ブリッジ部と一体に成形されることを特徴とする燃料電池スタック。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記金属セパレータにシール部材が一体成形されるとともに、
前記ガイド形状部は、前記シール部材で一体成形されることを特徴とする燃料電池スタック。