JP2015079565A - Fuel cell stack - Google Patents

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秀忠 小嶋
Hidetada Kojima
秀忠 小嶋
秀晴 内藤
Hideharu Naito
秀晴 内藤
成志 好永
Seishi Yoshinaga
成志 好永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deterioration due to heat as much as possible, by preventing occurrence of a heat spot reliably, on the downstream side of an H flow type cooling medium flow path.SOLUTION: In a fuel cell stack 10, a plurality of fuel cells 12 are stacked. Between a first separator 24 and a third separator 30, which constitute respective fuel cells 12 and are adjacent to each other, a cooling medium flow path 52 is formed. In a second cooling medium flow path 52B that is a part of the cooling medium flow path 52, a plurality of corrugated flow path grooves 52b are provided between corrugated protrusions 52a. The flow path width of a corrugated flow path grooves 52bm on the central side in the flow path width direction is set wider than the corrugated flow path grooves 52b on both sides in the flow path width direction.

Description

本発明は、電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックに関する。   The present invention relates to a fuel cell stack having a fuel cell in which an electrolyte membrane / electrode structure provided with electrodes on both sides of an electrolyte membrane and a separator are stacked, and a plurality of the fuel cells are stacked.

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一方の面側にアノード電極が、他方の面側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体(MEA)を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持された発電セルが構成されている。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、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池電気車両に組み込まれている。   For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure in which an anode electrode is disposed on one side of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane and a cathode electrode is disposed on the other surface side ( MEA). The electrolyte membrane / electrode structure constitutes a power generation cell sandwiched between separators. A fuel cell is usually incorporated in a fuel cell electric vehicle as an in-vehicle fuel cell stack, for example, by stacking a predetermined number of power generation cells.

燃料電池では、セパレータの面内に、アノード電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード電極に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。一方、互いに隣接するセパレータ間には、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 fuel cell, a fuel gas channel for flowing fuel gas to the anode electrode and an oxidant gas channel for flowing oxidant gas to the cathode electrode are provided in the plane of the separator. On the other hand, between the separators adjacent to each other, a cooling medium flow path for flowing the cooling medium is provided along the surface direction of the separator.

燃料電池では、積層方向に貫通して燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔と、酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔とが設けられた、所謂、内部マニホールド型燃料電池が採用されている。燃料ガス連通孔は、燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔を有し、酸化剤ガス連通孔は、酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔を有し、冷却媒体連通孔は、冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔を有している。   In the fuel cell, a so-called fuel gas communication hole through which fuel gas flows through the stacking direction, an oxidant gas communication hole through which oxidant gas flows, and a cooling medium communication hole through which a cooling medium flows are provided. Internal manifold type fuel cell is adopted. The fuel gas communication hole has a fuel gas inlet communication hole and a fuel gas outlet communication hole, the oxidant gas communication hole has an oxidant gas inlet communication hole and an oxidant gas outlet communication hole, and the cooling medium communication hole has The cooling medium inlet communication hole and the cooling medium outlet communication hole are provided.

この種の内部マニホールド型燃料電池としては、例えば、特許文献1に開示されている燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックでは、セパレータの互いに対向する一方の2辺に、積層方向に貫通し、それぞれ各辺に振り分けられて冷却媒体を流すための一対の冷却媒体入口連通孔及び一対の冷却媒体出口連通孔が設けられている。   As this type of internal manifold type fuel cell, for example, a fuel cell stack disclosed in Patent Document 1 is known. In this fuel cell stack, a pair of cooling medium inlet communication holes and a pair of cooling medium outlet communication holes are formed in one side of the separator facing each other in the stacking direction and are distributed to the respective sides to flow the cooling medium. A hole is provided.

上記の構成では、上下又は左右一対の冷却媒体入口連通孔から冷却媒体流路に冷却媒体が互いに近接する方向に供給された後、前記冷却媒体は、前記冷却媒体流路に沿って水平方向又は鉛直方向に流通している。冷却媒体は、さらに上下方向又は左右方向に互いに離間する方向に分散された後、一対の冷却媒体出口連通孔に排出されている。この冷却媒体流路構成を、以下、Hフロー型冷却媒体流路ともいう。   In the above configuration, after the cooling medium is supplied from the pair of upper and lower or left and right cooling medium inlet communication holes to the cooling medium flow path in the direction close to each other, the cooling medium is horizontally or along the cooling medium flow path. It circulates in the vertical direction. The cooling medium is further dispersed in a direction away from each other in the vertical direction or the horizontal direction, and then discharged to the pair of cooling medium outlet communication holes. Hereinafter, this cooling medium flow path configuration is also referred to as an H flow type cooling medium flow path.

上記のように、Hフロー型冷却媒体流路では、一対の冷却媒体入口連通孔及び一対の冷却媒体出口連通孔が、それぞれ振り分けて設けられている。このため、Hフロー型冷却媒体流路全域に対して冷却媒体を均一且つ確実に供給することができる。従って、発電領域全体にわたって湿度環境を均一化することが可能になり、効率的な発電が良好に遂行される、としている。   As described above, in the H flow type cooling medium flow path, the pair of cooling medium inlet communication holes and the pair of cooling medium outlet communication holes are provided separately. For this reason, a cooling medium can be uniformly and reliably supplied with respect to the whole H flow type cooling medium flow path. Therefore, it is possible to make the humidity environment uniform over the entire power generation region, and efficient power generation is performed well.

再公表WO2010/082589号Republished WO2010 / 082589

上記の特許文献1では、例えば、図9に示すセパレータ1を備えている。セパレータ1には、一対の冷却媒体入口連通孔2a、2aと一対の冷却媒体出口連通孔2b、2bとが積層方向に貫通形成されている。セパレータ1の面内には、冷却媒体流路3が形成され、前記冷却媒体流路3は、矢印h方向(例えば、水平方向)に延在している。   In said patent document 1, the separator 1 shown in FIG. 9 is provided, for example. The separator 1 is formed with a pair of cooling medium inlet communication holes 2a, 2a and a pair of cooling medium outlet communication holes 2b, 2b penetrating in the stacking direction. A cooling medium flow path 3 is formed in the plane of the separator 1, and the cooling medium flow path 3 extends in the direction of an arrow h (for example, a horizontal direction).

冷却媒体流路3の入口側には、一対の冷却媒体入口連通孔2a、2aが入口連結路4a、4aを介して連通している。冷却媒体流路3の出口側には、一対の冷却媒体出口連通孔2b、2bが出口連結路4b、4bを介して連通している。   A pair of cooling medium inlet communication holes 2a, 2a communicate with the inlet side of the cooling medium flow path 3 via the inlet connection paths 4a, 4a. A pair of cooling medium outlet communication holes 2b, 2b communicate with the outlet side of the cooling medium flow path 3 via outlet connection paths 4b, 4b.

ところで、セパレータ1において、一対の冷却媒体入口連通孔2a、2aから冷却媒体流路3に供給される冷却媒体は、前記冷却媒体流路3の幅方向中央部側の流量が、該冷却媒体流路3の幅方向両側の流量よりも少なくなり易い。このため、特に冷却媒体流路3の幅方向中央部の下流側には、冷却媒体が流れ難くなり、冷却性が低下して、周辺よりも温度が高い、所謂、ヒートスポット5が一定の位置に発生するおそれがある。これにより、電解質膜・電極構造体が熱により劣化し易く、耐久性が低下するという問題がある。   Meanwhile, in the separator 1, the cooling medium supplied to the cooling medium flow path 3 from the pair of cooling medium inlet communication holes 2 a and 2 a has a flow rate at the center in the width direction of the cooling medium flow path 3. It tends to be less than the flow rate on both sides in the width direction of the path 3. For this reason, the so-called heat spot 5 where the cooling medium is difficult to flow, the cooling performance is lowered, and the temperature is higher than the surroundings, in particular, at the downstream side of the central portion in the width direction of the cooling medium flow path 3 is a certain position May occur. Thereby, there exists a problem that electrolyte membrane and an electrode structure are easy to deteriorate with a heat | fever, and durability falls.

本発明は、この種の問題を解決するものであり、Hフロー型冷却媒体流路の下流側にヒートスポットが発生することを確実に阻止し、熱による劣化を可及的に抑制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。   The present invention solves this type of problem and reliably prevents heat spots from being generated on the downstream side of the H flow type cooling medium flow path, and suppresses heat degradation as much as possible. An object is to provide a possible fuel cell stack.

本発明に係る燃料電池スタックは、電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体と長方形状のセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されている。互いに隣接するセパレータ間には、セパレータ面の長尺方向に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が形成され、前記冷却媒体流路の入口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体入口連通孔が設けられている。一方、冷却媒体流路の出口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体出口連通孔が設けられている。   A fuel cell stack according to the present invention includes a fuel cell in which an electrolyte membrane / electrode structure provided with electrodes on both sides of an electrolyte membrane and a rectangular separator are stacked, and a plurality of the fuel cells are stacked. . Between the separators adjacent to each other, there is formed a cooling medium flow path through which the cooling medium flows along the longitudinal direction of the separator surface, and the cooling medium flow path is formed on the inlet side of the cooling medium flow path. A pair of cooling medium inlet communication holes are provided across the direction. On the other hand, a pair of cooling medium outlet communication holes are provided on the outlet side of the cooling medium flow path so as to sandwich the cooling medium flow path in the flow path width direction.

燃料電池スタックでは、少なくとも一方のセパレータには、互いに接触する他方のセパレータ側に突出して複数の凸部が形成され、前記凸部間に設けられる複数本の流路溝により冷却媒体流路が構成されている。そして、流路幅方向中央側に配置される流路溝の流路幅は、流路幅方向両端側に配置される前記流路溝の流路幅よりも幅広に設定されている。   In the fuel cell stack, at least one separator is formed with a plurality of protrusions protruding toward the other separator in contact with each other, and a cooling medium flow path is constituted by a plurality of flow path grooves provided between the protrusions. Has been. The channel width of the channel groove arranged on the center side in the channel width direction is set wider than the channel width of the channel groove arranged on both ends in the channel width direction.

また、この燃料電池スタックでは、セパレータは、金属セパレータで構成されることが好ましい。冷却媒体流路の裏面側には、燃料ガス又は酸化剤ガスをセパレータ面に沿って流通させる反応ガス流路が、該冷却媒体流路の裏面形状として形成されることが好ましい。   In this fuel cell stack, the separator is preferably composed of a metal separator. It is preferable that a reaction gas flow channel for allowing the fuel gas or the oxidant gas to flow along the separator surface is formed on the back surface side of the cooling medium flow channel as the back surface shape of the cooling medium flow channel.

本発明によれば、冷却媒体流路を構成する複数本の流路溝において、流路幅方向中央側に配置される前記流路溝の流路幅は、流路幅方向両端側に配置される流路溝の流路幅よりも幅広に設定されている。このため、流路幅方向中央側に配置される流路溝を流通する冷却媒体の流量は、他の流路溝を流通する冷却媒体の流量よりも増量されている。従って、Hフロー型冷却媒体流路の幅方向中央部の下流側にヒートスポットが発生することを確実に阻止し、熱による劣化を可及的に抑制することが可能になる。   According to the present invention, in the plurality of flow channel grooves constituting the cooling medium flow channel, the flow channel width of the flow channel groove disposed on the center side in the flow channel width direction is disposed on both ends of the flow channel width direction. It is set wider than the channel width of the channel groove. For this reason, the flow rate of the cooling medium flowing through the flow channel disposed on the center side in the flow channel width direction is larger than the flow rate of the cooling medium flowing through the other flow channel grooves. Therefore, it is possible to reliably prevent the heat spot from being generated on the downstream side of the center portion in the width direction of the H flow type cooling medium flow path, and to suppress deterioration due to heat as much as possible.

本発明の第1の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。1 is an exploded perspective view of a main part of a fuel cell constituting a fuel cell stack according to a first embodiment of the present invention. 前記燃料電池スタックの、図1中、II−II線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the fuel cell stack taken along line II-II in FIG. 1. 前記燃料電池スタックの、図1中、III−III線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell stack taken along line III-III in FIG. 1. 前記燃料電池を構成する第2セパレータの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the 2nd separator which comprises the said fuel cell. 前記燃料電池を構成する第3セパレータの一方の面の説明図である。It is explanatory drawing of one surface of the 3rd separator which comprises the said fuel cell. 前記第3セパレータの他方の面の説明図である。It is explanatory drawing of the other surface of the said 3rd separator. 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燃料電池の要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory drawing of the fuel cell which comprises the fuel cell stack which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 前記燃料電池スタックの、図7中、VIII−VIII線断面図である。It is the VIII-VIII sectional view taken on the line of the said fuel cell stack in FIG. 特許文献1の燃料電池スタックを構成するセパレータの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the separator which comprises the fuel cell stack of patent document 1. FIG.

図1〜図3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、例えば、図示しない燃料電池電気自動車に搭載される。燃料電池スタック10は、複数の燃料電池12が電極面を立位姿勢にして水平方向(矢印A方向)に積層される。なお、複数の燃料電池12を重力方向(矢印C方向)に積層して燃料電池スタック10を構成してもよい。   As shown in FIGS. 1 to 3, the fuel cell stack 10 according to the first embodiment of the present invention is mounted on, for example, a fuel cell electric vehicle (not shown). In the fuel cell stack 10, a plurality of fuel cells 12 are stacked in the horizontal direction (arrow A direction) with the electrode surface in an upright posture. Note that the fuel cell stack 10 may be configured by stacking a plurality of fuel cells 12 in the direction of gravity (arrow C direction).

燃料電池12は、第1セパレータ24、第1電解質膜・電極構造体(MEA)26a、第2セパレータ28、第2電解質膜・電極構造体(MEA)26b及び第3セパレータ30を有する。   The fuel cell 12 includes a first separator 24, a first electrolyte membrane / electrode structure (MEA) 26 a, a second separator 28, a second electrolyte membrane / electrode structure (MEA) 26 b, and a third separator 30.

第1セパレータ24、第2セパレータ28及び第3セパレータ30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セパレータ24、第2セパレータ28及び第3セパレータ30は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形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。第1セパレータ24、第2セパレータ28及び第3セパレータ30は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータにより構成してもよい。   The first separator 24, the second separator 28, and the third separator 30 are constituted by, for example, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plated steel plate, or a vertically long metal plate that has been subjected to anticorrosion surface treatment on its metal surface. Is done. The first separator 24, the second separator 28, and the third separator 30 have a rectangular planar shape, and are formed into a concavo-convex shape by pressing a metal thin plate into a wave shape. The first separator 24, the second separator 28, and the third separator 30 may be constituted by, for example, a carbon separator instead of the metal separator.

第1電解質膜・電極構造体26a及び第2電解質膜・電極構造体26b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32を備える。固体高分子電解質膜32は、アノード電極34及びカソード電極36に挟持される。アノード電極34は、カソード電極36よりも小さな平面寸法を有する段差MEA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、アノード電極34は、カソード電極36よりも大きな平面寸法を有してもよく、又は、前記カソード電極36と同一の平面寸法を有してもよい。   The first electrolyte membrane / electrode structure 26a and the second electrolyte membrane / electrode structure 26b include, for example, a solid polymer electrolyte membrane 32 in which a thin film of perfluorosulfonic acid is impregnated with water. The solid polymer electrolyte membrane 32 is sandwiched between the anode electrode 34 and the cathode electrode 36. The anode electrode 34 constitutes a step MEA having a smaller planar dimension than the cathode electrode 36, but is not limited to this. For example, the anode electrode 34 may have a larger planar dimension than the cathode electrode 36, or may have the same planar dimension as the cathode electrode 36.

アノード電極34及びカソード電極36は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層(図示せず)と、電極触媒層(図示せず)とを有する。電極触媒層は、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子がガス拡散層の表面に一様に塗布される。電極触媒層は、例えば、固体高分子電解質膜32の両面に形成される。   The anode electrode 34 and the cathode electrode 36 have a gas diffusion layer (not shown) made of carbon paper or the like, and an electrode catalyst layer (not shown). In the electrode catalyst layer, porous carbon particles having a platinum alloy supported thereon are uniformly applied to the surface of the gas diffusion layer. The electrode catalyst layer is formed on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 32, for example.

燃料電池12の長辺方向(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、酸化剤ガス入口連通孔38a及び燃料ガス出口連通孔40bが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔38aは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。燃料ガス出口連通孔40bは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。   An oxidant gas inlet communication hole 38a and a fuel gas outlet communication hole 40b are provided at one edge of the long side direction (arrow B direction) of the fuel cell 12 so as to communicate with each other in the arrow A direction. The oxidant gas inlet communication hole 38a supplies an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas. The fuel gas outlet communication hole 40b discharges fuel gas, for example, hydrogen-containing gas.

燃料電池12の長辺方向(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入口連通孔40a及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔38bが設けられる。   The other end edge of the fuel cell 12 in the long side direction (arrow B direction) communicates with each other in the arrow A direction to discharge the fuel gas inlet communication hole 40a for supplying fuel gas and the oxidant gas. The oxidant gas outlet communication hole 38b is provided.

燃料電池12の互いに対向する長辺の両端縁部一方には、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一対の冷却媒体入口連通孔42aが設けられる。燃料電池12の互いに対向する長辺の両端縁部他方には、冷却媒体を排出するための一対の冷却媒体出口連通孔42bが設けられる。   A pair of cooling medium inlet communication holes 42a for supplying a cooling medium is provided on one end of both ends of the long side of the fuel cell 12 which are opposed to each other in the direction of arrow A. A pair of cooling medium outlet communication holes 42b for discharging the cooling medium is provided on the other end of both ends of the long side of the fuel cell 12 facing each other.

各冷却媒体入口連通孔42a、42aは、酸化剤ガス入口連通孔38a及び燃料ガス出口連通孔40bに近接し、且つそれぞれ矢印C方向両側の各長辺に振り分けられる。各冷却媒体出口連通孔42b、42bは、酸化剤ガス出口連通孔38b及び燃料ガス入口連通孔40aにそれぞれ近接し、且つそれぞれ矢印C方向両側の各長辺に振り分けられる。   The cooling medium inlet communication holes 42a and 42a are distributed to the long sides on both sides in the direction of arrow C, close to the oxidant gas inlet communication hole 38a and the fuel gas outlet communication hole 40b. The cooling medium outlet communication holes 42b and 42b are respectively arranged close to the oxidant gas outlet communication hole 38b and the fuel gas inlet communication hole 40a and distributed to the long sides on both sides in the direction of arrow C.

第1セパレータ24の第1電解質膜・電極構造体26aに向かう面24aには、燃料ガス入口連通孔40aと燃料ガス出口連通孔40bとを連通する波形状(又は直線状)の第1燃料ガス流路44が形成される。第1燃料ガス流路44は、面24a側に突出する複数の波状凸部44aを有し、各波状凸部44a間毎に1本の波状流路溝44bが形成されることにより、複数本の前記波状流路溝44bが矢印C方向に配列して設けられる。   The surface 24a of the first separator 24 facing the first electrolyte membrane / electrode structure 26a has a wave-shaped (or linear) first fuel gas that communicates the fuel gas inlet communication hole 40a and the fuel gas outlet communication hole 40b. A flow path 44 is formed. The first fuel gas channel 44 has a plurality of wavy convex portions 44a protruding toward the surface 24a, and a plurality of wavy flow channel grooves 44b are formed between each wavy convex portion 44a. The wavy flow channel grooves 44b are arranged in the direction of arrow C.

第1燃料ガス流路44は、矢印B方向に延在し、その入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部46a及び出口バッファ部46bが設けられる。面24aには、燃料ガス入口連通孔40aと入口バッファ部46aとを連通する複数の供給連結路48a、及び燃料ガス出口連通孔40bと出口バッファ部46bとを連通する複数の排出連結路48bが形成される。供給連結路48a及び排出連結路48bには、ブリッジ部として蓋体50a、50bが配置される。   The first fuel gas channel 44 extends in the direction of arrow B, and an inlet buffer portion 46a and an outlet buffer portion 46b each having a plurality of embosses are provided in the vicinity of the inlet and the outlet thereof. The surface 24a has a plurality of supply connection passages 48a for communicating the fuel gas inlet communication hole 40a and the inlet buffer portion 46a, and a plurality of discharge connection passages 48b for communicating the fuel gas outlet communication hole 40b and the outlet buffer portion 46b. It is formed. Lids 50a and 50b are disposed as bridge portions on the supply connection path 48a and the discharge connection path 48b.

第1セパレータ24の面24bには、冷却媒体入口連通孔42aと冷却媒体出口連通孔42bとを連通する冷却媒体流路52の一部である第1冷却媒体流路52Aが形成される。第1冷却媒体流路52Aの裏面形状は、第1燃料ガス流路44の形状である。第1冷却媒体流路52Aは、矢印B方向に沿って延在する。   A first cooling medium flow path 52A, which is a part of the cooling medium flow path 52 that connects the cooling medium inlet communication hole 42a and the cooling medium outlet communication hole 42b, is formed on the surface 24b of the first separator 24. The back surface shape of the first coolant flow path 52 </ b> A is the shape of the first fuel gas flow path 44. First cooling medium flow path 52A extends along the direction of arrow B.

図4に示すように、第2セパレータ28の第1電解質膜・電極構造体26aに向かう面28aには、酸化剤ガス入口連通孔38aと酸化剤ガス出口連通孔38bとを連通する波形状(又は直線状)の第1酸化剤ガス流路54が形成される。第1酸化剤ガス流路54は、面28a側に突出する複数の波状凸部54aを有し、前記波状凸部54a間に複数本の波状流路溝54bが設けられる。   As shown in FIG. 4, the surface 28 a of the second separator 28 facing the first electrolyte membrane / electrode structure 26 a has a wave shape that connects the oxidant gas inlet communication hole 38 a and the oxidant gas outlet communication hole 38 b ( Alternatively, a linear first oxidant gas flow path 54 is formed. The first oxidant gas flow channel 54 has a plurality of wavy convex portions 54a protruding toward the surface 28a, and a plurality of wavy flow channel grooves 54b are provided between the wavy convex portions 54a.

第1酸化剤ガス流路54の入口近傍及び出口近傍には、入口バッファ部56a及び出口バッファ部56bが設けられる。面28aには、酸化剤ガス入口連通孔38aと入口バッファ部56aとを連通する複数の供給連結路58a、及び酸化剤ガス出口連通孔38bと出口バッファ部56bとを連通する複数の排出連結路58bが形成される。   An inlet buffer portion 56a and an outlet buffer portion 56b are provided near the inlet and the outlet of the first oxidant gas flow channel 54. The surface 28a has a plurality of supply connection passages 58a communicating the oxidant gas inlet communication hole 38a and the inlet buffer portion 56a, and a plurality of discharge connection passages communicating the oxidant gas outlet communication hole 38b and the outlet buffer portion 56b. 58b is formed.

図1に示すように、第2セパレータ28の第2電解質膜・電極構造体26bに向かう面28bには、燃料ガス入口連通孔40aと燃料ガス出口連通孔40bとを連通する波形状(又は直線状)の第2燃料ガス流路60が形成される。第2燃料ガス流路60は、面28b側に突出する複数の波状凸部60aを有し、前記波状凸部60a間に複数本の波状流路溝60bが設けられる。第2燃料ガス流路60の裏面形状は、第1酸化剤ガス流路54の形状である。   As shown in FIG. 1, the surface 28b of the second separator 28 facing the second electrolyte membrane / electrode structure 26b has a wave shape (or a straight line) that connects the fuel gas inlet communication hole 40a and the fuel gas outlet communication hole 40b. Shaped second fuel gas flow path 60 is formed. The second fuel gas flow channel 60 has a plurality of wavy convex portions 60a protruding toward the surface 28b, and a plurality of wavy flow channel grooves 60b are provided between the wavy convex portions 60a. The back surface shape of the second fuel gas channel 60 is the shape of the first oxidant gas channel 54.

第2燃料ガス流路60は、矢印B方向に延在し、その入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部62a及び出口バッファ部62bが設けられる。面28bには、燃料ガス入口連通孔40aと入口バッファ部62aとを連通する複数の供給連結路64a、及び燃料ガス出口連通孔40bと出口バッファ部62bとを連通する複数の排出連結路64bとが形成される。供給連結路64a及び排出連結路64bには、ブリッジ部として蓋体66a、66bが配置される。   The second fuel gas flow channel 60 extends in the direction of arrow B, and an inlet buffer portion 62a and an outlet buffer portion 62b each having a plurality of embosses are provided in the vicinity of the inlet and the vicinity of the outlet. The surface 28b has a plurality of supply connection passages 64a communicating the fuel gas inlet communication hole 40a and the inlet buffer portion 62a, and a plurality of discharge connection passages 64b communicating the fuel gas outlet communication hole 40b and the outlet buffer portion 62b. Is formed. Lids 66a and 66b are disposed as bridge portions in the supply connection path 64a and the discharge connection path 64b.

図5に示すように、第3セパレータ30の第2電解質膜・電極構造体26bに向かう面30aには、酸化剤ガス入口連通孔38aと酸化剤ガス出口連通孔38bとを連通する波形状(又は直線状)の第2酸化剤ガス流路68が形成される。第2酸化剤ガス流路68は、面30a側に突出する複数の波状凸部68aを有し、前記波状凸部68a間に複数本の波状流路溝68bが設けられる。流路幅方向(矢印C方向)中央側に配置される波状凸部68amは、流路幅方向両端側(及び中央側以外の全て)に配置される波状凸部68aよりも幅広に設定される。   As shown in FIG. 5, the surface 30a of the third separator 30 facing the second electrolyte membrane / electrode structure 26b has a wave shape that communicates the oxidant gas inlet communication hole 38a and the oxidant gas outlet communication hole 38b ( Alternatively, a second oxidant gas flow path 68 having a linear shape is formed. The second oxidant gas flow path 68 has a plurality of wavy convex portions 68a protruding to the surface 30a side, and a plurality of wavy flow channel grooves 68b are provided between the wavy convex portions 68a. The wavy convex portion 68am disposed on the center side in the flow path width direction (arrow C direction) is set wider than the wavy convex portion 68a disposed on both ends in the flow width direction (and all other than the central side). .

第2酸化剤ガス流路68の入口近傍及び出口近傍には、入口バッファ部70a及び出口バッファ部70bが設けられる。面30aには、酸化剤ガス入口連通孔38aと入口バッファ部70aとを連通する複数の供給連結路72a、及び酸化剤ガス出口連通孔38bと出口バッファ部70bとを連通する複数の排出連結路72bとが形成される。   In the vicinity of the inlet and the outlet of the second oxidant gas flow path 68, an inlet buffer part 70a and an outlet buffer part 70b are provided. The surface 30a has a plurality of supply connection passages 72a communicating the oxidant gas inlet communication hole 38a and the inlet buffer portion 70a, and a plurality of discharge connection passages communicating the oxidant gas outlet communication hole 38b and the outlet buffer portion 70b. 72b.

図6に示すように、第3セパレータ30の面30bには、冷却媒体流路52の一部である第2冷却媒体流路52Bが形成される。第2冷却媒体流路52Bは、面30b側に突出する複数の波状凸部52aを有し、前記波状凸部52a間に複数本の波状流路溝52bが設けられる。第2冷却媒体流路52Bは、第2酸化剤ガス流路68が形成された第3セパレータ30の裏面形状として構成され、波状凸部52aは、波状流路溝68bの裏面形状であり、波状流路溝52bは、波状凸部68aの裏面形状である。   As shown in FIG. 6, a second cooling medium flow path 52 </ b> B that is a part of the cooling medium flow path 52 is formed on the surface 30 b of the third separator 30. The second cooling medium flow channel 52B has a plurality of wavy convex portions 52a protruding toward the surface 30b, and a plurality of wavy flow channel grooves 52b are provided between the wavy convex portions 52a. The second cooling medium flow path 52B is configured as the back surface shape of the third separator 30 in which the second oxidant gas flow path 68 is formed, and the wavy convex portion 52a is the back surface shape of the wavy flow channel groove 68b. The channel groove 52b has a back surface shape of the wavy convex portion 68a.

第2冷却媒体流路52Bでは、流路幅方向中央側に配置される波状流路溝52bmの流路幅t1は、流路幅方向両端側に配置される波状流路溝52b(中央側以外の他の波状流路溝52bを含む)の流路幅t2よりも幅広に設定される(t1>t2)。なお、波状流路溝52bmは、1本に限定されず、複数本設けてもよい。   In the second cooling medium flow channel 52B, the flow channel width t1 of the wavy flow channel groove 52bm disposed on the central side in the flow channel width direction is the wavy flow channel groove 52b (other than the central side) disposed on both ends in the flow channel width direction. Is set wider than the channel width t2 of other wave-like channel grooves 52b (t1> t2). The wavy flow channel groove 52bm is not limited to one, and a plurality of wavy flow channel grooves 52bm may be provided.

冷却媒体流路52の入口側には、前記冷却媒体流路52を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体入口連通孔42aが設けられる。冷却媒体流路52の出口側には、前記冷却媒体流路52を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体出口連通孔42bが設けられる。   A pair of cooling medium inlet communication holes 42 a are provided on the inlet side of the cooling medium flow path 52 with the cooling medium flow path 52 sandwiched in the flow path width direction. On the outlet side of the cooling medium flow path 52, a pair of cooling medium outlet communication holes 42b are provided with the cooling medium flow path 52 sandwiched in the flow path width direction.

面30bには、冷却媒体入口連通孔42aと冷却媒体流路52の入口側とを連通する供給連結路74aが設けられる。供給連結路74aは、燃料ガス出口連通孔40b寄りに設けられる。面30bには、冷却媒体出口連通孔42bと冷却媒体流路52の出口側とを連通する排出連結路74bが設けられる。排出連結路74bは、酸化剤ガス出口連通孔38b寄りに設けられる。   The surface 30 b is provided with a supply connection path 74 a that communicates the cooling medium inlet communication hole 42 a with the inlet side of the cooling medium flow path 52. The supply connection path 74a is provided near the fuel gas outlet communication hole 40b. The surface 30 b is provided with a discharge connection path 74 b that communicates the cooling medium outlet communication hole 42 b with the outlet side of the cooling medium flow path 52. The discharge connection path 74b is provided near the oxidant gas outlet communication hole 38b.

図1に示すように、第1セパレータ24の面24a、24bには、この第1セパレータ24の外周端縁部を周回して第1シール部材76が一体成形される。第2セパレータ28の面28a、28bには、この第2セパレータ28の外周端縁部を周回して第2シール部材78が一体成形される。第3セパレータ30の面30a、30bには、この第3セパレータ30の外周端縁部を周回して第3シール部材80が一体成形される。   As shown in FIG. 1, a first seal member 76 is integrally formed on the surfaces 24 a and 24 b of the first separator 24 around the outer peripheral edge of the first separator 24. A second seal member 78 is integrally formed on the surfaces 28 a and 28 b of the second separator 28 around the outer peripheral edge of the second separator 28. A third seal member 80 is integrally formed on the surfaces 30 a and 30 b of the third separator 30 around the outer peripheral edge of the third separator 30.

第1シール部材76、第2シール部材78及び第3シール部材80としては、例えば、EPDM、NBR、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、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等の弾性を有するシール部材が用いられる。   Examples of the first seal member 76, the second seal member 78, and the third seal member 80 include EPDM, NBR, fluororubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene, or acrylic rubber. A sealing member having elasticity such as a sealing material, a cushioning material, or a packing material is used.

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。   The operation of the fuel cell stack 10 configured as described above will be described below.

図1に示すように、酸化剤ガス入口連通孔38aには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔40aには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、一対の冷却媒体入口連通孔42a、42aには、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。   As shown in FIG. 1, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied to the oxidant gas inlet communication hole 38a, and a fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied to the fuel gas inlet communication hole 40a. The Further, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied to the pair of cooling medium inlet communication holes 42a and 42a.

酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔38aから第2セパレータ28の第1酸化剤ガス流路54及び第3セパレータ30の第2酸化剤ガス流路68に導入される。酸化剤ガスは、第1酸化剤ガス流路54に沿って矢印B方向(水平方向)に移動し、第1電解質膜・電極構造体26aのカソード電極36に供給される。さらに、残余の酸化剤ガスは、第2酸化剤ガス流路68に沿って矢印B方向に移動し、第2電解質膜・電極構造体26bのカソード電極36に供給される。   The oxidant gas is introduced into the first oxidant gas flow path 54 of the second separator 28 and the second oxidant gas flow path 68 of the third separator 30 from the oxidant gas inlet communication hole 38a. The oxidant gas moves in the arrow B direction (horizontal direction) along the first oxidant gas flow path 54 and is supplied to the cathode electrode 36 of the first electrolyte membrane / electrode structure 26a. Further, the remaining oxidant gas moves in the direction of arrow B along the second oxidant gas flow path 68 and is supplied to the cathode electrode 36 of the second electrolyte membrane / electrode structure 26b.

一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔40aから第1セパレータ24の第1燃料ガス流路44に沿って水平方向(矢印B方向)に移動し、第1電解質膜・電極構造体26aのアノード電極34に供給される。また、残余の燃料ガスは、第2セパレータ28の第2燃料ガス流路60に沿って矢印B方向に移動し、第2電解質膜・電極構造体26bのアノード電極34に供給される。   On the other hand, the fuel gas moves in the horizontal direction (in the direction of arrow B) along the first fuel gas flow path 44 of the first separator 24 from the fuel gas inlet communication hole 40a, and the anode of the first electrolyte membrane / electrode structure 26a. It is supplied to the electrode 34. The remaining fuel gas moves in the direction of arrow B along the second fuel gas channel 60 of the second separator 28 and is supplied to the anode electrode 34 of the second electrolyte membrane / electrode structure 26b.

従って、第1電解質膜・電極構造体26a及び第2電解質膜・電極構造体26bでは、カソード電極36に供給される酸化剤ガスと、アノード電極34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て発電が行われる。   Therefore, in the first electrolyte membrane / electrode structure 26a and the second electrolyte membrane / electrode structure 26b, the oxidant gas supplied to the cathode electrode 36 and the fuel gas supplied to the anode electrode 34 are converted into the electrode catalyst layer. Power is generated by being consumed by electrochemical reaction.

次いで、第1電解質膜・電極構造体26a及び第2電解質膜・電極構造体26bの各カソード電極36に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔38bに沿って矢印A方向に流通する。第1電解質膜・電極構造体26aのアノード電極34に供給されて消費された燃料ガス、及び第2電解質膜・電極構造体26bのアノード電極34に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔40bに沿って矢印A方向に流通する。   Next, the oxidant gas supplied and consumed to the cathode electrodes 36 of the first electrolyte membrane / electrode structure 26a and the second electrolyte membrane / electrode structure 26b is moved along the oxidant gas outlet communication hole 38b by the arrow A. Circulate in the direction. The fuel gas supplied and consumed by the anode electrode 34 of the first electrolyte membrane / electrode structure 26a and the fuel gas supplied and consumed by the anode electrode 34 of the second electrolyte membrane / electrode structure 26b are fuel gas. It flows in the direction of arrow A along the outlet communication hole 40b.

一方、上下一対の冷却媒体入口連通孔42aに供給された冷却媒体は、一方の燃料電池12を構成する第1セパレータ24と、他方の燃料電池12を構成する第3セパレータ30との間に形成された冷却媒体流路52に導入される。   On the other hand, the cooling medium supplied to the pair of upper and lower cooling medium inlet communication holes 42 a is formed between the first separator 24 constituting one fuel cell 12 and the third separator 30 constituting the other fuel cell 12. The cooling medium flow path 52 is introduced.

各冷却媒体入口連通孔42a、42aから冷却媒体流路52に供給される冷却媒体は、一旦矢印C方向(重力方向)内方に沿って流動する。冷却媒体は、さらに矢印B方向(水平方向)に移動して第1電解質膜・電極構造体26a及び第2電解質膜・電極構造体26bを冷却する。この冷却媒体は、矢印C方向外方に移動した後、一対の冷却媒体出口連通孔42b、42bに排出される。所謂、Hフロー型冷却媒体流路である。   The cooling medium supplied to the cooling medium flow path 52 from each cooling medium inlet communication hole 42a, 42a once flows along the direction of arrow C (the direction of gravity). The cooling medium further moves in the direction of arrow B (horizontal direction) to cool the first electrolyte membrane / electrode structure 26a and the second electrolyte membrane / electrode structure 26b. This cooling medium moves outward in the direction of arrow C, and is then discharged into the pair of cooling medium outlet communication holes 42b and 42b. This is a so-called H flow type coolant flow path.

この場合、第1の実施形態では、図3及び図6に示すように、第2冷却媒体流路52Bは、複数の波状凸部52a間に複数本の波状流路溝52bを設けている。そして、流路幅方向中央側に配置される波状流路溝52bmの流路幅t1は、流路幅方向両端側を含む他の全ての波状流路溝52bの流路幅t2よりも広く設定されている。このため、波状流路溝52bmを流通する冷却媒体の流量は、他の全ての波状流路溝52bを流通する冷却媒体の流量よりも多くなっている。   In this case, in the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 6, the second cooling medium flow path 52 </ b> B is provided with a plurality of wavy flow channel grooves 52 b between the plurality of wavy convex portions 52 a. And the channel width t1 of the wavy channel groove 52bm arranged on the center side in the channel width direction is set wider than the channel width t2 of all other wavy channel grooves 52b including both ends of the channel width direction. Has been. For this reason, the flow rate of the cooling medium flowing through the wavy flow channel groove 52bm is larger than the flow rate of the cooling medium flowing through all other wavy flow channel grooves 52b.

従って、Hフロー型冷却媒体流路52の幅方向中央部の下流側にヒートスポットが発生することを確実に阻止し、熱による劣化を可及的に抑制することが可能になる。これにより、熱による第1電解質膜・電極構造体26a及び第2電解質膜・電極構造体26bの劣化を可及的に抑制することができるという効果が得られる。   Accordingly, it is possible to reliably prevent the heat spot from being generated on the downstream side of the center portion in the width direction of the H flow type cooling medium flow path 52, and to suppress deterioration due to heat as much as possible. Thereby, the effect that deterioration of the 1st electrolyte membrane and electrode structure 26a and the 2nd electrolyte membrane and electrode structure 26b by heat | fever can be suppressed as much as possible is acquired.

なお、第1の実施形態では、燃料電池12は、3枚のセパレータと2枚のMEAとで構成され、前記燃料電池12内に冷却媒体流路が設けられない、所謂、間引き冷却構造を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、2枚のセパレータ間に1枚のMEAを挟持する、所謂、各セル冷却型燃料電池を用いることができる。また、以下に説明する第2の実施形態においても、同様である。   In the first embodiment, the fuel cell 12 is composed of three separators and two MEAs, and employs a so-called thinning cooling structure in which no cooling medium flow path is provided in the fuel cell 12. However, the present invention is not limited to this. For example, so-called cell-cooled fuel cells in which one MEA is sandwiched between two separators can be used. The same applies to the second embodiment described below.

図7及び図8に示すように、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池スタック90は、複数の燃料電池92が立位姿勢で水平方向に積層される。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。   As shown in FIGS. 7 and 8, in the fuel cell stack 90 according to the second embodiment of the present invention, a plurality of fuel cells 92 are stacked in the horizontal direction in a standing posture. The same components as those of the fuel cell stack 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

燃料電池92は、第1セパレータ94、第1電解質膜・電極構造体26a、第2セパレータ28、第2電解質膜・電極構造体26b及び第3セパレータ30を有する。第1セパレータ94は、第1電解質膜・電極構造体26aに向かう面94aに、第1燃料ガス流路44を設ける。第1燃料ガス流路44は、面94a側に突出する複数の波状凸部44aを有し、前記波状凸部44a間に複数本の波状流路溝44bが設けられる。   The fuel cell 92 includes a first separator 94, a first electrolyte membrane / electrode structure 26 a, a second separator 28, a second electrolyte membrane / electrode structure 26 b, and a third separator 30. The first separator 94 is provided with a first fuel gas flow path 44 on a surface 94a facing the first electrolyte membrane / electrode structure 26a. The first fuel gas channel 44 has a plurality of wavy convex portions 44a protruding toward the surface 94a, and a plurality of wavy flow channel grooves 44b are provided between the wavy convex portions 44a.

流路幅方向(矢印C方向)中央側に配置される波状凸部44amは、流路幅方向両端側に配置される波状凸部44aよりも幅広に設定される。第1燃料ガス流路44の裏面形状である第1冷却媒体流路52Aでは、図8に示すように、波状凸部44amの裏面形状(波状流路溝)が波状流路溝52bmと積層方向に重なり合う。このため、冷却媒体流路52の流路幅方向中央側に配置される波状流路溝52bmは、他の部位に配置される波状流路溝52bに比べて流路断面積が一層拡大する。   The wavy convex portions 44am arranged on the center side in the flow channel width direction (arrow C direction) are set wider than the wavy convex portions 44a arranged on both ends of the flow channel width direction. In the first coolant flow path 52A, which is the back surface shape of the first fuel gas flow path 44, as shown in FIG. 8, the back surface shape (the wavy flow path groove) of the wavy convex portion 44am is in the stacking direction with the wavy flow path groove 52bm. Overlap. For this reason, the cross-sectional area of the wavy flow channel groove 52bm disposed on the center side in the flow width direction of the cooling medium flow channel 52 is larger than that of the wavy flow channel groove 52b disposed in the other part.

これにより、第2の実施形態では、Hフロー型冷却媒体流路52の幅方向中央部の下流側にヒートスポットが発生することを一層確実に阻止することができる。従って、熱による第1電解質膜・電極構造体26a及び第2電解質膜・電極構造体26bの劣化を可及的に抑制することが可能になる等、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。   Thereby, in 2nd Embodiment, it can prevent more reliably that a heat spot generate | occur | produces in the downstream of the width direction center part of the H flow type cooling-medium flow path 52. FIG. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the first electrolyte membrane / electrode structure 26a and the second electrolyte membrane / electrode structure 26b due to heat as much as possible, and the same effects as those of the first embodiment described above. Is obtained.

10、90…燃料電池スタック 12、92…燃料電池
24、28、30、94…セパレータ 26a、26b…電解質膜・電極構造体
32…固体高分子電解質膜 34…アノード電極
36…カソード電極 38a…酸化剤ガス入口連通孔
38b…酸化剤ガス出口連通孔 40a…燃料ガス入口連通孔
40b…燃料ガス出口連通孔 42a…冷却媒体入口連通孔
42b…冷却媒体出口連通孔 44、60…燃料ガス流路
44a、44am、52a、54a、60a、68a、68am…波状凸部
44b、52b、52bm、54b、60b、68b…波状流路溝
52、52A、52B…冷却媒体流路 54、68…酸化剤ガス流路
76、78、80…シール部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 90 ... Fuel cell stack 12, 92 ... Fuel cell 24, 28, 30, 94 ... Separator 26a, 26b ... Electrolyte membrane and electrode structure 32 ... Solid polymer electrolyte membrane 34 ... Anode electrode 36 ... Cathode electrode 38a ... Oxidation Agent gas inlet communication hole 38b ... Oxidant gas outlet communication hole 40a ... Fuel gas inlet communication hole 40b ... Fuel gas outlet communication hole 42a ... Cooling medium inlet communication hole 42b ... Cooling medium outlet communication hole 44, 60 ... Fuel gas flow path 44a , 44am, 52a, 54a, 60a, 68a, 68am ... Wave-like convex portions 44b, 52b, 52bm, 54b, 60b, 68b ... Wave-like channel grooves 52, 52A, 52B ... Cooling medium channel 54, 68 ... Oxidant gas flow Road 76, 78, 80 ... seal member

Claims (2)

電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体と長方形状のセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されるとともに、互いに隣接する前記セパレータ間には、セパレータ面の長尺方向に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が形成され、前記冷却媒体流路の入口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体入口連通孔が設けられ、且つ、前記冷却媒体流路の出口側には、前記冷却媒体流路を前記流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体出口連通孔が設けられる燃料電池スタックであって、
少なくとも一方の前記セパレータには、互いに接触する他方の前記セパレータ側に突出して複数の凸部が形成され、前記凸部間に設けられる複数本の流路溝により前記冷却媒体流路が構成されるとともに、
流路幅方向中央側に配置される前記流路溝の流路幅は、流路幅方向両端側に配置される前記流路溝の流路幅よりも幅広に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
A fuel cell in which an electrolyte membrane / electrode structure provided with electrodes on both sides of an electrolyte membrane and a rectangular separator are stacked, and a plurality of the fuel cells are stacked, and between the adjacent separators A cooling medium flow path for circulating the cooling medium along the longitudinal direction of the separator surface is formed, and a pair of cooling medium is sandwiched in the flow path width direction on the inlet side of the cooling medium flow path. In the fuel cell stack, a medium inlet communication hole is provided, and a pair of cooling medium outlet communication holes are provided on the outlet side of the cooling medium flow path so as to sandwich the cooling medium flow path in the flow width direction. And
At least one of the separators is formed with a plurality of convex portions projecting toward the other separator side in contact with each other, and the cooling medium flow path is constituted by a plurality of flow path grooves provided between the convex parts. With
The channel width of the channel groove arranged on the center side in the channel width direction is set wider than the channel width of the channel groove arranged on both ends of the channel width direction. Fuel cell stack.
請求項1記載の燃料電池スタックにおいて、前記セパレータは、金属セパレータで構成されるとともに、
前記冷却媒体流路の裏面側には、燃料ガス又は酸化剤ガスをセパレータ面に沿って流通させる反応ガス流路が、該冷却媒体流路の裏面形状として形成されることを特徴とする燃料電池スタック。
The fuel cell stack according to claim 1, wherein the separator is formed of a metal separator,
A reaction gas channel for allowing a fuel gas or an oxidant gas to flow along the separator surface is formed on the back side of the cooling medium channel as a back surface shape of the cooling medium channel. stack.
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