JP2016219337A

JP2016219337A - 燃料電池スタック

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Publication number: JP2016219337A
Application number: JP2015105143A
Authority: JP
Inventors: 秀忠小嶋; Hidetada Kojima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2035-05-25
Also published as: JP6606351B2

Abstract

【課題】端部発電セルからの放熱を可及的に抑制するとともに、スタック内部の過昇温を阻止することができ、所望の発電性能を確実に維持することを可能にする。
【解決手段】燃料電池スタック１０は、積層体１２Ｍの積層方向両側に、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂ、絶縁部材１８ａ、１８ｂ及びエンドプレート２０ａ、２０ｂを配設する。積層体１２Ｍとターミナルプレート１６ａ、１６ｂとの間には、導電性断熱部材１４ａ、１４ｂが配設される。氷点下起動時のスタック内部の温度ばらつきと、定格電流時の前記スタック内部の温度ばらつきとが、同一となるように、導電性断熱部材１４ａ、１４ｂの電圧降下の値が設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体の積層方向両側には、ターミナルプレート、絶縁部材及びエンドプレートが配設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固体高分子電解質膜を採用している。燃料電池は、固体高分子電解質膜の両面に、それぞれ電極触媒（電極触媒層）及び多孔質カーボン（ガス拡散層）を有するアノード電極とカソード電極とを配設した電解質膜・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（バイポーラ板）によって挟持されることにより、発電セルを構成している。

通常、発電セルを所定の数だけ積層した積層体を備えるとともに、前記積層体の積層方向両側には、ターミナルプレート、絶縁プレート及びエンドプレートが配設されて、燃料電池スタックを構成している。この燃料電池スタックは、例えば、燃料電池電気自動車に搭載される車載用燃料電池スタックとして使用されている。

燃料電池スタックでは、外部への放熱により他の発電セルに比べて温度低下が惹起され易い発電セルが存在している。例えば、積層方向端部に配置されている発電セル（以下、端部発電セルともいう）は、この発電セルに隣接するターミナルプレートやエンドプレート等からの放熱が多く、上記の温度低下が顕著になっている。

特に、低温環境下では、放熱量が大きくなり、低温での発電性能及び起動性が低下するおそれがある。また、端部発電セルの面内が放熱により結露すると、凝縮水の発生による発電性能の低下が惹起され、膜劣化等のスタック耐久性の低下が懸念される。

そこで、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、セル積層体の端部に断熱性ダミーセルが配置されている。従って、ダミーセルが高断熱性となり、端部ダミーセルを通しての熱の持ち出しが抑制され、低温からの燃料電池起動性が向上する、としている。

特許第４８９４３１１号公報

通常、燃料電池スタックは、高負荷状態で運転が継続されると、すなわち、定格電流で継続運転されると、端部発電セルと接触している端部構成部材が過昇温し易い。このため、端部セパレータやＭＥＡ等が熱により損傷するおそれがある。しかしながら、上記の特許文献１では、端部構成部材の過昇温を抑制することができないという問題がある。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、端部発電セルからの放熱を可及的に抑制するとともに、スタック内部の過昇温を阻止することができ、所望の発電性能を確実に維持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。

本発明に係る燃料電池スタックは、電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備えている。複数の発電セルが積層される積層体の積層方向両側には、ターミナルプレート、絶縁部材及びエンドプレートが配設されている。

燃料電池スタックは、積層体とターミナルプレートとの間に配置される端部構成部材を備えている。そして、氷点下起動時のスタック内部の温度ばらつきと、定格電流時の前記スタック内部の温度ばらつきとが、同一となるように、端部構成部材の電圧降下の値が設定されている。

また、端部構成部材は、カーボン部材と金属製波板部材とを積層するとともに、少なくとも前記カーボン部材又は前記金属製波板部材の枚数を調整することにより、電圧降下の値が設定されることが好ましい。枚数が多い程、電圧降下が大きくなる。

さらに、端部構成部材は、カーボン部材と金属製波板部材とを積層するとともに、前記カーボン部材の厚さを調整することにより、電圧降下の値が設定されることが好ましい。厚さが厚い程、電圧降下が大きくなる。

さらにまた、端部構成部材は、カーボン部材と金属製波板部材とを積層するとともに、前記カーボン部材と前記金属製波板部材との接触面積を調整することにより、電圧降下の値が設定されることが好ましい。接触面積が小さい程、電圧降下が大きくなる。

本発明によれば、氷点下起動時のスタック内部の温度ばらつきと、定格電流時の前記スタック内部の温度ばらつきとが、同一となっている。このため、氷点下起動時に、積層体の端部に配置されている端部発電セルからの放熱を可及的に抑制することができ、所望の発電性能を確実に維持することが可能になる。

しかも、定格電流時には、スタック内部が過昇温されることがなく、端部発電セルを構成するＭＥＡや端部セパレータ等が熱により損傷することを可及的に抑制することができる。

これにより、端部発電セルからの放熱を可及的に抑制するとともに、スタック内部の過昇温を阻止することができ、所望の発電性能を確実に維持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分解概略斜視図である。前記燃料電池スタックの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。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。氷点下起動時の中央発電セルの温度及び端部発電セルの温度と経過時間との説明図である。前記燃料電池スタックのＩ−Ｖ特性の説明図である。定格電流時における前記燃料電池スタックの内部温度の説明図である。氷点下起動時及び定格電流時の電圧降下量と温度差との関係図である。本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの一端側の断面説明図である。

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１２が、水平方向（矢印Ａ方向）又は垂直方向（矢印Ｃ方向）に積層された積層体１２Ｍを備える。

積層体１２Ｍの積層方向（矢印Ａ方向）一端には、導電性断熱部材（端部構成部材）１４ａ、ターミナルプレート１６ａ、絶縁部材１８ａ及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される。積層体１２Ｍの積層方向他端には、導電性断熱部材（端部構成部材）１４ｂ、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁部材１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される（図１及び図２参照）。

燃料電池スタック１０は、例えば、長方形に構成されるエンドプレート２０ａ、２０ｂを端板として含む箱状ケーシング（図示せず）により一体的に保持される。なお、燃料電池スタック１０は、例えば、矢印Ａ方向に延在する複数のタイロッド（図示せず）により一体的に締め付け保持されてもよい。

発電セル１２は、図２及び図３に示すように、第１金属セパレータ２２、第１電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）（ＭＥＡ）２４ａ、第２金属セパレータ２６、第２電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）２４ｂ及び第３金属セパレータ２８を設ける。第１金属セパレータ２２、第２金属セパレータ２６及び第３金属セパレータ２８は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板等の縦長形状の断面凹凸に成形された金属板により構成されるが、カーボンセパレータを用いてもよい。なお、発電セルは、ＭＥＡを第１セパレータと第２セパレータとの間に挟持して構成してもよい。

図２に示すように、第１電解質膜・電極構造体２４ａ及び第２電解質膜・電極構造体２４ｂ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３０を備える。固体高分子電解質膜３０は、アノード電極３２及びカソード電極３４により挟持される。アノード電極３２は、カソード電極３４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、これとは逆に、前記カソード電極３４よりも大きな平面寸法を有することもできる。

アノード電極３２及びカソード電極３４は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜３０の両面に形成される。

図３に示すように、発電セル１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の上端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔３６ａ及び燃料ガス入口連通孔３８ａが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３６ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。燃料ガス入口連通孔３８ａは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給する。

発電セル１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出する燃料ガス出口連通孔３８ｂ及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔３６ｂが設けられる。なお、燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス出口連通孔３８ｂとを入れ替えて構成してもよい。

発電セル１２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の両端縁部上部側には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給する一対の冷却媒体入口連通孔４０ａが設けられる。発電セル１２の短辺方向の両端縁部下部側には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を排出する一対の冷却媒体出口連通孔４０ｂが設けられる。

第１金属セパレータ２２の第１電解質膜・電極構造体２４ａに向かう面２２ａには、燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス出口連通孔３８ｂとを連通する第１燃料ガス流路４２が形成される。

燃料ガス入口連通孔３８ａと第１燃料ガス流路４２とは、複数の入口連結流路４３ａを介して連通する一方、燃料ガス出口連通孔３８ｂと前記第１燃料ガス流路４２とは、複数の出口連結流路４３ｂを介して連通する。入口連結流路４３ａは、蓋体４５ａにより覆われるとともに、出口連結流路４３ｂは、蓋体４５ｂにより覆われる。第１金属セパレータ２２の面２２ｂには、一対の冷却媒体入口連通孔４０ａと一対の冷却媒体出口連通孔４０ｂとを連通する冷却媒体流路４４の一部が形成される。

第２金属セパレータ２６の第１電解質膜・電極構造体２４ａに向かう面２６ａには、酸化剤ガス入口連通孔３６ａと酸化剤ガス出口連通孔３６ｂとを連通する第１酸化剤ガス流路４６が形成される。

第２金属セパレータ２６の第２電解質膜・電極構造体２４ｂに向かう面２６ｂには、燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス出口連通孔３８ｂとを連通する第２燃料ガス流路４８が形成される。燃料ガス入口連通孔３８ａと第２燃料ガス流路４８とは、複数の入口連結流路４７ａを介して連通する一方、燃料ガス出口連通孔３８ｂと前記第２燃料ガス流路４８とは、複数の出口連結流路４７ｂを介して連通する。入口連結流路４７ａは、蓋体４９ａにより覆われるとともに、出口連結流路４７ｂは、蓋体４９ｂにより覆われる。

第３金属セパレータ２８の第２電解質膜・電極構造体２４ｂに向かう面２８ａには、酸化剤ガス入口連通孔３６ａと酸化剤ガス出口連通孔３６ｂとを連通する第２酸化剤ガス流路５０が形成される。第３金属セパレータ２８の面２８ｂには、冷却媒体流路４４の一部が形成される。

第１金属セパレータ２２の面２２ａ、２２ｂには、この第１金属セパレータ２２の外周端縁部を周回して第１シール部材５２が一体成形される。第２金属セパレータ２６の面２６ａ、２６ｂには、この第２金属セパレータ２６の外周端縁部を周回して第２シール部材５４が一体成形される。第３金属セパレータ２８の面２８ａ、２８ｂには、この第３金属セパレータ２８の外周端縁部を周回して第３シール部材５６が一体成形される。

第１シール部材５２、第２シール部材５４及び第３シール部材５６には、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。

図１に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂは、長方形を有し、後述する絶縁部材１８ａ、１８ｂの凹部６２ａ、６２ｂに収容可能な外径寸法に設定される。ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの面内中央から離間した位置（面内中央でもよい）には、積層方向外方に延在する端子部５８ａ、５８ｂが設けられる。

絶縁部材１８ａ、１８ｂは、絶縁性材料、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やフェノール樹脂等で形成されている。絶縁部材１８ａのターミナルプレート１６ａに対向する面には、中央部に矩形状の凹部６２ａが設けられる。凹部６２ａには、ターミナルプレート１６ａの端子部５８ａが挿入される孔部６４ａが連通する。絶縁部材１８ａには、凹部６２ａの外方に位置して酸化剤ガス入口連通孔３６ａ、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ、燃料ガス入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが形成される。

絶縁部材１８ｂのターミナルプレート１６ｂに対向する面には、中央部に矩形状の凹部６２ｂが設けられる。凹部６２ｂには、ターミナルプレート１６ｂの端子部５８ｂが挿入される孔部６４ｂが連通する。絶縁部材１８ｂには、凹部６２ｂの外方に位置して一対の冷却媒体入口連通孔４０ａ及び一対の冷却媒体出口連通孔４０ｂが形成される。

エンドプレート２０ａには、酸化剤ガス入口連通孔３６ａ、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ、燃料ガス入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが形成される。エンドプレート２０ｂには、一対の冷却媒体入口連通孔４０ａ及び一対の冷却媒体出口連通孔４０ｂが形成される。

図１及び図２に示すように、絶縁部材１８ｂの凹部６２ｂには、ターミナルプレート１６ｂ及び導電性断熱部材１４ｂが収容される。導電性断熱部材１４ｂは、後述する電圧降下の値を設定するため、例えば、それぞれ材質の異なる少なくとも１枚のカーボン部材と１枚の金属製波板部材を備える。第１の実施形態では、２枚のカーボン部材６６ａ、６６ｂと１枚のステンレス製波板部材６８とを備える。凹部６２ｂには、ターミナルプレート１６ｂ側からカーボン部材６６ａ、波板部材６８及びカーボン部材６６ｂの順に積層される。

図１に示すように、絶縁部材１８ａの凹部６２ａには、ターミナルプレート１６ａ及び導電性断熱部材１４ａが収容される。導電性断熱部材１４ａは、上記の導電性断熱部材１４ｂと同様に、２枚のカーボン部材６６ａ、６６ｂと１枚のステンレス製波板部材６８とを備えており、その詳細な説明は省略する。

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、酸素含有ガス等の酸化剤ガスは、エンドプレート２０ａの酸化剤ガス入口連通孔３６ａに供給される。水素含有ガス等の燃料ガスは、エンドプレート２０ａの燃料ガス入口連通孔３８ａに供給される。一方、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体は、エンドプレート２０ｂの一対の冷却媒体入口連通孔４０ａに供給される。

酸化剤ガスは、図３に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３６ａから第２金属セパレータ２６の第１酸化剤ガス流路４６及び第３金属セパレータ２８の第２酸化剤ガス流路５０に導入される。酸化剤ガスは、矢印Ｃ方向に移動して第１電解質膜・電極構造体２４ａ及び第２電解質膜・電極構造体２４ｂの各カソード電極３４に供給される。

一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３８ａから第１金属セパレータ２２の第１燃料ガス流路４２及び第２金属セパレータ２６の第２燃料ガス流路４８に導入される。燃料ガスは、第１燃料ガス流路４２及び第２燃料ガス流路４８に沿って矢印Ｃ方向に移動し、第１電解質膜・電極構造体２４ａ及び第２電解質膜・電極構造体２４ｂの各アノード電極３２に供給される。

従って、第１電解質膜・電極構造体２４ａ及び第２電解質膜・電極構造体２４ｂでは、各カソード電極３４に供給される酸化剤ガスと、各アノード電極３２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。

次いで、カソード電極３４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３６ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、アノード電極３２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３８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。

また、図３に示すように、各冷却媒体入口連通孔４０ａに供給された冷却媒体は、互いに隣接する第１金属セパレータ２２と第３金属セパレータ２８との間の冷却媒体流路４４に導入される。冷却媒体は、先ず、互いに近接するように、矢印Ｂ方向に流通した後矢印Ｃ方向（セパレータ長辺方向）に流通して第１電解質膜・電極構造体２４ａ及び第２電解質膜・電極構造体２４ｂを冷却する。さらに、冷却媒体は、互いに離間するように、矢印Ｂ方向に流通して各冷却媒体出口連通孔４０ｂから排出される。

この場合、第１の実施形態では、氷点下起動時のスタック内部の温度ばらつきと、定格電流時の前記スタック内部の温度ばらつきとが、同一となるように、導電性断熱部材１４ａ、１４ｂの電圧降下の値が設定されている。

具体的には、燃料電池スタック１０の氷点下起動時（例えば、−２０℃〜−３０℃程度）には、図４に示すように、中央の発電セル１２に比べて、端部発電セル１２_endの温度が低温になり易い。中央の発電セル１２と端部発電セル１２_endとは、時間の経過に伴って互いに一定の温度差（温度ばらつき）ΔＴ１を有して昇温されている。従って、端部発電セル１２_endの発電性能を維持するために、温度差ΔＴ１を一定の値に保つ必要がある。

一方、燃料電池スタック１０では、図５に示すように、Ｉ−Ｖ（電流電圧）特性を有している。燃料電池スタック１０は、電圧が急に降下し始める直前で、高電流が確実に継続される電流、すなわち、定格電流により運転される。その際、図６に示すように、中央側ＭＥＡ（例えば、第１電解質膜・電極構造体２４ａ）の温度に比べて、端部ＭＥＡ（端部発電セル１２_endの第１電解質膜・電極構造体２４ａ）の温度が高くなり易い。

さらに、導電性断熱部材１４ａ、１４ｂの内部では、ピーク温度になり易く、次いで、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂまで一気に温度低下が惹起された後、エンドプレート２０ａ、２０ｂに向かって降温されている。

中央側ＭＥＡの温度とピーク温度との間には、温度差（温度ばらつき）ΔＴ２が発生している。このため、端部発電セル１２_endの発電性能を維持するために、温度差ΔＴ２を可及的に小さくする必要がある。なお、温度差ΔＴ２は、中央側ＭＥＡの温度と端部ＭＥＡの温度との差であってもよい。

次に、図７には、燃料電池スタック１０において、氷点下起動時の温度差ΔＴ１と導電性断熱部材電圧降下量との関係、及び定格電流時の温度差ΔＴ２と電圧降下量との関係が示されている。氷点下起動時では、電圧降下量の増加に伴って温度差ΔＴ１が大きく変動（勾配が急）する一方、定格電流時では、電圧降下量の増加に伴って温度差ΔＴ２は、前記温度差ΔＴ１よりも小さな変動量で変動する。

そこで、氷点下起動時の温度差ΔＴ１と、定格電流時の温度差ΔＴ２とが、略同一になる導電性断熱部材１４ａ、１４ｂの電圧降下量が設定される。具体的には、導電性断熱部材１４ａ、１４ｂの電圧降下量は、２００ｍＶ〜２２５ｍＶの範囲内に設定される。

第１の実施形態では、導電性断熱部材１４ａ、１４ｂは、２枚のカーボン部材６６ａ、６６ｂと１枚のステンレス製波板部材６８とを備えることにより、所定の電圧降下量（２００ｍＶ〜２２５ｍＶ）を得るように構成されている。枚数が多い程、電圧降下が大きくなるからである。このため、氷点下起動時に、積層体１２Ｍの端部に配置されている端部発電セル１２_endからの放熱を可及的に抑制することができ、所望の発電性能を確実に維持することが可能になる。

しかも、定格電流時には、燃料電池スタック１０の内部が過昇温されることがない。従って、端部発電セル１２_endを構成する第１電解質膜・電極構造体２４ａ（ＭＥＡ）や第１金属セパレータ２２（端部セパレータ）等が熱により損傷することを可及的に抑制することができる。

これにより、端部発電セル１２_endからの放熱を可及的に抑制するとともに、燃料電池スタック１０の内部の過昇温を阻止することが可能になり、所望の発電性能を確実に維持することができるという効果が得られる。

図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック８０の一端側の断面説明図である。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。

燃料電池スタック８０は、導電性断熱部材（端部構成部材）８２を備える。導電性断熱部材８２は、絶縁部材１８ｂの凹部６２ｂに収容されるとともに、図示しないが、絶縁部材１８ａの凹部６２ａにも収容される。

導電性断熱部材８２は、１枚のカーボン部材８４と１枚のステンレス製波板部材６８とを備える。氷点下起動時のスタック内部の温度ばらつきと、定格電流時の前記スタック内部の温度ばらつきとが、同一となるように、導電性断熱部材８２の電圧降下の値が設定されている。具体的には、第２の実施形態では、カーボン部材８４の厚さｔを調整することにより、電圧降下の値（電圧降下量が、２００ｍＶ〜２２５ｍＶの範囲内）が設定されている。厚さｔが厚くなる程、電圧降下が大きくなるからである。

このように、第２の実施形態では、カーボン部材８４の厚さｔを調整することにより、電圧降下の値が設定されている。このため、端部発電セル１２_endからの放熱を可及的に抑制するとともに、燃料電池スタック８０の内部の過昇温を阻止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。

なお、第２の実施形態に代えて、カーボン部材８４とステンレス製波板部材６８との接触面積を調整することにより、電圧降下の値を設定してもよい（本発明の第３の実施形態）。接触面積が小さくなる程、電圧降下が大きくなるからである。従って、第３の実施形態では、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。

１０、８０…燃料電池スタック１２…発電セル
１２_end…端部発電セル１２Ｍ…積層体
１４ａ、１４ｂ、８２…導電性断熱部材
１８ａ、１８ｂ…絶縁部材２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２２、２６、２８…金属セパレータ２４ａ、２４ｂ…電解質膜・電極構造体
３０…固体高分子電解質膜３２…アノード電極
３４…カソード電極３６ａ…酸化剤ガス入口連通孔
３６ｂ…酸化剤ガス出口連通孔３８ａ…燃料ガス入口連通孔
３８ｂ…燃料ガス出口連通孔４０ａ…冷却媒体入口連通孔
４０ｂ…冷却媒体出口連通孔４２、４８…燃料ガス流路
４４…冷却媒体流路４６、５０…酸化剤ガス流路
５２、５４、５６…シール部材６２ａ、６２ｂ…凹部
６６ａ、６６ｂ、８４…カーボン部材６８…波板部材

Claims

電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体の積層方向両側には、ターミナルプレート、絶縁部材及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックであって、
前記積層体と前記ターミナルプレートとの間に配置される端部構成部材を備えるとともに、
氷点下起動時のスタック内部の温度ばらつきと、定格電流時の前記スタック内部の温度ばらつきとが、同一となるように、前記端部構成部材の電圧降下の値が設定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、前記端部構成部材は、カーボン部材と金属製波板部材とを積層するとともに、
少なくとも前記カーボン部材又は前記金属製波板部材の枚数を調整することにより、前記電圧降下の値が設定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、前記端部構成部材は、カーボン部材と金属製波板部材とを積層するとともに、
前記カーボン部材の厚さを調整することにより、前記電圧降下の値が設定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、前記端部構成部材は、カーボン部材と金属製波板部材とを積層するとともに、
前記カーボン部材と前記金属製波板部材との接触面積を調整することにより、前記電圧降下の値が設定されることを特徴とする燃料電池スタック。