JP2021012852A - Separator for fuel cell - Google Patents
Separator for fuel cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021012852A JP2021012852A JP2019127559A JP2019127559A JP2021012852A JP 2021012852 A JP2021012852 A JP 2021012852A JP 2019127559 A JP2019127559 A JP 2019127559A JP 2019127559 A JP2019127559 A JP 2019127559A JP 2021012852 A JP2021012852 A JP 2021012852A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- flow path
- fuel cell
- gas flow
- ribs
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本開示は、燃料電池用セパレータに関する。 The present disclosure relates to a fuel cell separator.
燃料電池に用いられるセパレータは、各燃料電池において隣接するガス拡散層に反応ガスを供給し、また、ガス拡散層から排出されるオフガスを燃料電池の外部へと排出する機能を有する。セパレータにおける反応ガスおよびオフガスの発電面に対する接触面積を大きくして発電性能を向上させるために、セパレータの表面に波形状のリブが複数条並んでセパレータとガス拡散層との間に複数のガス流路が形成されることがある(特許文献1参照)。ガス拡散層においてガス流路に面している部分には、ガス流路から直接的に反応ガスが供給され、また、オフガスが直接的にガス流路に排出される。他方、ガス拡散層においてガス流路に面していない部分(以下、「ガス流路非対面部」と呼ぶ)は、セパレータの表面に接しているため、かかるガス流路非対面部には、ガス拡散層においてガス流路に面している部分から反応ガスが拡散されて供給される。また、ガス流路非対面部に排出されたオフガスは、ガス拡散層内を拡散してガス流路に面している部分から燃料電池の外部へと排出される。 The separator used in the fuel cell has a function of supplying a reaction gas to an adjacent gas diffusion layer in each fuel cell and discharging off-gas discharged from the gas diffusion layer to the outside of the fuel cell. In order to increase the contact area of the reaction gas and off-gas in the separator with respect to the power generation surface and improve the power generation performance, a plurality of corrugated ribs are lined up on the surface of the separator and a plurality of gas flows between the separator and the gas diffusion layer. Roads may be formed (see Patent Document 1). The reaction gas is directly supplied from the gas flow path to the portion of the gas diffusion layer facing the gas flow path, and the off-gas is directly discharged to the gas flow path. On the other hand, since the portion of the gas diffusion layer that does not face the gas flow path (hereinafter referred to as "gas flow path non-face-to-face portion") is in contact with the surface of the separator, the gas flow path non-face-to-face portion may be included. The reaction gas is diffused and supplied from the portion of the gas diffusion layer facing the gas flow path. Further, the off-gas discharged to the non-facing portion of the gas flow path diffuses in the gas diffusion layer and is discharged to the outside of the fuel cell from the portion facing the gas flow path.
上述のように波形状のガス流路が設けられる構成では、発電面上に流れるガスの巨視的な流れ方向と交差する交差方向のセパレータ端部に最も近いガス流路(以下、「最端ガス流路」と呼ぶ)に対して、さらにセパレータ端部側にはガス流路は存在しない。このため、最端ガス流路よりもセパレータ端部側に存在するガス流路非対面部では、最端ガス流路からのみ反応ガスが供給され、また、最端ガス流路からのみオフガスを排出することになる。このような構成においては、最端ガス流路の波形状の形状に起因して、最端ガス流路よりもセパレータ端部側に存在するガス流路非対面部においてガス流路までの距離が場所によって大きく異なることとなる。このため、排水性やガス拡散性の面内における相違が生じ、面内発電の均一性低下を招くおそれがある。したがって、セパレータとガス拡散層との間に波形状のガス流路が設けられる構成において、面内における発電の均一性低下を抑制可能な技術が望まれる。 In the configuration in which the wave-shaped gas flow path is provided as described above, the gas flow path closest to the separator end in the intersecting direction intersecting the macroscopic flow direction of the gas flowing on the power generation surface (hereinafter, "endmost gas"). There is no gas flow path on the separator end side, as opposed to the "flow path"). Therefore, in the gas flow path non-facing portion existing on the separator end side of the end gas flow path, the reaction gas is supplied only from the end gas flow path, and the off gas is discharged only from the end gas flow path. Will be done. In such a configuration, due to the wavy shape of the terminal gas flow path, the distance to the gas flow path in the gas flow path non-facing portion existing on the separator end side of the terminal gas flow path is increased. It will vary greatly depending on the location. For this reason, in-plane differences in drainage and gas diffusivity may occur, leading to a decrease in the uniformity of in-plane power generation. Therefore, in a configuration in which a wave-shaped gas flow path is provided between the separator and the gas diffusion layer, a technique capable of suppressing a decrease in in-plane power generation uniformity is desired.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be realized in the following forms.
本開示の一形態によれば、燃料電池に用いられる燃料電池用セパレータが提供される。この燃料電池用セパレータは、燃料電池に供給される反応ガスを、前記燃料電池の内部に導入するための反応ガス流入口と、前記燃料電池の外部へとオフガスを排出するためのオフガス排出口と、前記反応ガス流入口と前記オフガス排出口とを結ぶ複数のガス流路を形成するための波形状の複数条のリブと、を備え、各リブは、前記燃料電池に用いられるガス拡散層と対面側が開口した凹状の断面形状を有し、前記ガス拡散層から離れる方向に突出しつつ、前記燃料電池用セパレータにおける前記反応ガス流入口側から前記オフガス排出口側に向かう流路方向に沿って蛇行して延設され、前記複数条のリブのうち、前記流路方向と交差する交差方向における前記燃料電池用セパレータの端部に最も近いリブである最端リブを除く他の複数のリブの前記波形状の振幅は、互いに等しく、前記最端リブの前記波形状の振幅は、前記他の複数のリブの前記波形状の振幅よりも小さい。 According to one form of the present disclosure, a fuel cell separator used in a fuel cell is provided. The fuel cell separator includes a reaction gas inlet for introducing the reaction gas supplied to the fuel cell into the fuel cell, and an off-gas discharge port for discharging the off-gas to the outside of the fuel cell. The ribs are provided with a plurality of wavy ribs for forming a plurality of gas flow paths connecting the reaction gas inlet and the off-gas outlet, and each rib is provided with a gas diffusion layer used in the fuel cell. It has a concave cross-sectional shape with the facing side open, and while projecting in the direction away from the gas diffusion layer, it meanders along the flow path direction from the reaction gas inflow port side to the off gas discharge port side in the fuel cell separator. Of the plurality of ribs, the ribs of the other plurality of ribs except the end rib, which is the rib closest to the end of the fuel cell separator in the crossing direction intersecting the flow path direction. The wave-shaped amplitudes are equal to each other, and the wave-shaped amplitude of the endmost rib is smaller than the wave-shaped amplitude of the other plurality of ribs.
この形態の燃料電池用セパレータによれば、最端リブの波形状の振幅が、他の複数のリブの波形状の振幅よりも小さく構成されている。このため、最端ガス流路よりも交差方向端部側に存在するガス流路非対面部におけるガス流路までの距離が場所によって大きく異なることが抑制される。したがって、排水性やガス拡散性の面内における相違が生じるのが抑えられ、面内発電の均一性低下を抑制できる。 According to the fuel cell separator of this form, the wave-shaped amplitude of the endmost rib is smaller than the wave-shaped amplitude of the other plurality of ribs. Therefore, it is suppressed that the distance to the gas flow path in the non-face-to-face portion of the gas flow path existing on the end side in the crossing direction with respect to the end end gas flow path varies greatly depending on the location. Therefore, it is possible to suppress in-plane differences in drainage and gas diffusivity, and to suppress a decrease in uniformity of in-plane power generation.
A.第1実施形態:
図1は、本開示の一実施形態としての燃料電池用セパレータを適用した燃料電池100の概略構成を示す斜視図である。図2は、燃料電池100を構成する単位セル20の概略構成を示す分解斜視図である。図1では、相互に直交するX軸、Y軸およびZ軸が表されている。本実施形態において、+X方向および−X方向をX軸方向と呼ぶ。同様に、+Y方向および−Y方向をY軸方向と呼び、+Z方向および−Z方向をZ軸方向と呼ぶ。後述する他の図面におけるX軸、Y軸およびZ軸は、図1のX軸、Y軸およびZ軸に対応する。
A. First Embodiment:
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
燃料電池100は、Z軸方向に積層した多数の単位セル20(以下、「燃料電池スタック20S」と呼ぶ)を備える。各単位セル20は、反応ガスとして、水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガスと、の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。燃料ガスとしては、例えば、水素ガスを用いてもよい。また、酸化ガスとしては、例えば、空気を用いてもよい。燃料電池スタック20Sは、図示しない一対のエンドプレートにより積層方向すなわちZ軸方向に挟持され、積層方向に延びる図示しない締結部材により所定の荷重が加えられた状態で締結されて、図示しない燃料電池ケースに収容されている。
The
図1に示すように、燃料電池100の内部には、積層方向に沿って複数のマニホールドが形成されている。具体的には、酸化ガス供給マニホールド121、カソードオフガス排出マニホールド122、燃料ガス供給マニホールド171、アノードオフガス排出マニホールド172、冷却水供給マニホールド161、冷却水排出マニホールド162が形成されている。酸化ガス供給マニホールド121は、各単位セル20に、酸化ガスを導く。カソードオフガス排出マニホールド122は、各単位セル20から排出されるカソードオフガスを、燃料電池100の外部へと導く。燃料ガス供給マニホールド171は、各単位セル20に、燃料ガスを導く。アノードオフガス排出マニホールド172は、各単位セル20から排出されるアノードオフガスを、燃料電池100の外部へと導く。冷却水供給マニホールド161は、各単位セル20に、冷却水を導く。冷却水排出マニホールド162は、各単位セル20から排出される冷却水を、燃料電池100の外部へと導く。
As shown in FIG. 1, a plurality of manifolds are formed inside the
図2に示すように、単位セル20は、膜電極ガス拡散層接合体18と、樹脂フレーム82と、膜電極ガス拡散層接合体18および樹脂フレーム82を挟持する一対の燃料電池用セパレータ80、81とを備える。本実施形態では、燃料電池用セパレータ80、81を、単に「セパレータ80、81」とも呼ぶ。また、膜電極ガス拡散層接合体18を、説明の便宜上、MEGA(Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly)18とも呼ぶ。
As shown in FIG. 2, the
MEGA18は、電解質膜の両面に電極を配置した膜電極接合体(MEA)のアノード側およびカソード側のそれぞれの表面上に、ガス透過性および電子伝導性を有するガス拡散層が配置された構成を有する。燃料ガスおよび酸化ガスの供給時にガスを十分に拡散可能であれば、ガス拡散層は備えられなくてもよい。これとは逆に、ガス拡散性を向上させるために、ガス拡散層とは別に、多孔質体からなる層を追加して設けてもよい。MEGAは、例えば、MEA(Membrane Electrode Assembly)を一対のガス拡散層で挟み、プレス接合することにより得られる。 MEGA18 has a configuration in which a gas diffusion layer having gas permeability and electron conductivity is arranged on each surface of an anode side and a cathode side of a membrane electrode assembly (MEA) in which electrodes are arranged on both sides of an electrolyte membrane. Have. A gas diffusion layer may not be provided as long as the gas can be sufficiently diffused when the fuel gas and the oxide gas are supplied. On the contrary, in order to improve the gas diffusivity, a layer made of a porous body may be additionally provided in addition to the gas diffusion layer. MEGA can be obtained, for example, by sandwiching MEA (Membrane Electrode Assembly) between a pair of gas diffusion layers and press-bonding them.
樹脂フレーム82は、熱可塑性樹脂を用いて枠状に成形され、その中央の開口部にMEGA18を保持する。樹脂フレーム82は、例えば、官能基の導入により接着性が付与された変成ポリプロピレン等の変成ポリオレフィン(例えば、三井化学株式会社製のアドマー;アドマーは登録商標)を用いて形成されてもよい。樹脂フレーム82は、セパレータ80、81と接することにより、アノード側のガス流路およびカソード側のガス流路のガスシール性を確保する。
The
セパレータ80、81は、隣接するMEGA18のガス拡散層に反応ガスを供給し、また、ガス拡散層から排出されるオフガスを燃料電池100の外部へと排出する役割を担う。セパレータ80、81は、MEGA18内のガス拡散層に接するように樹脂フレーム82に密着される。セパレータ80は、アノード側のガス拡散層との間にガス流路を形成し、セパレータ81は、ガス拡散層との間にガス流路を形成する。セパレータ80、81は、ガス透過性および電子伝導性を有する薄板状の部材によって形成されている。例えば、セパレータ80、81は、発泡金属や金属メッシュなどの金属製部材、あるいは、カーボンクロスやカーボンペーパなどのカーボン製部材により形成してもよい。
The
セパレータ80、81および樹脂フレーム82には、上述した燃料電池100の内部に配置された各マニホールドを形成するための開口が、X軸方向の縁部に形成されている。具体的には、セパレータ80、81および樹脂フレーム82には、それぞれ、酸化ガス供給マニホールド121を形成する酸化ガス流入口12aと、カソードオフガス排出マニホールド122を形成するカソードオフガス排出口12bと、燃料ガス供給マニホールド171を形成する燃料ガス流入口17aと、アノードオフガス排出マニホールド172を形成するアノードオフガス排出口17bと、冷却水供給マニホールド161を形成する冷却水流入口16aと、冷却水排出マニホールド162を形成する冷却水排出口16bとが形成されている。各開口の形成位置は、セパレータ80、81および樹脂フレーム82において互いに一致する。これにより、セパレータ80、81および樹脂フレーム82が積層され、また、各単位セル20が積層されることにより、燃料電池100内部に上述の各マニホールドが形成される。
The
図3は、セパレータ80を−Z方向に見た平面図である。セパレータ80においてMEGA18および樹脂フレーム82と対向する面(以下、「発電対向面」と呼ぶ)において、MEGA18の−Z方向の面(以下、「発電面」と呼ぶ)と対向する部分には、発電面の平面視形状とほぼ同じ平面視形状を有する矩形の凹部88が設けられている。また、セパレータ80の発電対向面には、ガス流入分配部89aと、ガス排出集約部89bと、波形状の6条のリブ83a〜83fが形成されている。
FIG. 3 is a plan view of the
ガス流入分配部89aは、燃料ガス流入口17aに供給される燃料ガスを、6つのリブ83a〜83fに分配する。ガス流入分配部89aは、6つの直線状のリブにより構成されている。各リブは、樹脂フレーム82と対面する側が開口した凹状の断面形状を有し、燃料ガス流入口17aから6条のリブ83a〜83fのうちの1つまで直線状に延設されている。したがって、単位セル20が組み付けられた状態において、ガス流入分配部89aと樹脂フレーム82との間には、燃料ガス流入口17aから6条のリブ83a〜83f(後述のガス流路84a〜84f)まで延設される直線状のガス流路が形成される。
The gas
ガス排出集約部89bは、6条のリブ83a〜83f(後述のガス流路84a〜84f)から排出されるアノードオフガスを集約してアノードオフガス排出口17bへと導く。ガス排出集約部89bは、上述のガス流入分配部89aと同様に、6つの直線状のリブにより構成されている。各リブは、樹脂フレーム82と対面する側が開口した凹状の断面形状を有し、6条のリブ83a〜83fのうちの1つからアノードオフガス排出口17bまで直線状に延設されている。したがって、単位セル20が組み付けられた状態において、ガス排出集約部89bと樹脂フレーム82との間には、6条のリブ83a〜83f(後述のガス流路84a〜84f)からアノードオフガス排出口17bまで延設される直線状のガス流路が形成される。
The gas
6つのリブ83a〜83fは、MEGA18のガス拡散層と対面する側が開口した凹状の断面形状を有し、ガス拡散層から離れる方向(−Z方向)に突出しつつ、燃料ガス流入口17a側からアノードオフガス排出口17b側に向かう方向(以下、「流路方向」と呼ぶ)に沿って蛇行して延設されている。「燃料ガス流入口17a側」とは、本実施形態では、燃料電池用セパレータ80を−Z方向に平面視したときにX軸方向に沿って燃料ガス流入口17aが形成されている側、つまり、中央よりも+X方向側であることを意味する。また、「アノードオフガス排出口17b側」とは、本実施形態では、燃料電池用セパレータ80を−Z方向に平面視したときにX軸方向に沿ってアノードオフガス排出口17bが形成されている側、つまり、中央よりも−X方向側であることを意味する。また、上述の「流路方向」とは、X軸方向と平行な方向を意味する。本実施形態では、6つのリブ83a〜83fの幅、換言すると、リブ内を通るガスの流れ方向を直行する方向の寸法は、流路方向のいずれの位置においても均一である。また、本実施形態では、6つのリブ83a〜83fの幅は、互いに等しい。
The six
図3に示すように、6つのリブ83a〜83fが燃料電池用セパレータ80において発電対向面に形成されていることにより、単位セル20が組み付けられた状態において、発電面には、Y軸方向に並んで蛇行する複数の波形状のガス流路が形成される。具体的には、リブ83aと発電面との間にガス流路84aが形成される。同様に、リブ83bと発電面との間にガス流路84bが、リブ83cと発電面との間にガス流路84cが、リブ83dと発電面との間にガス流路84dが、リブ83eと発電面との間にガス流路84eが、リブ83fと発電面との間にガス流路84fが、それぞれ形成される。これら6つのガス流路84a〜84fは、いずれもガス流入分配部89aおよびガス排出集約部89bを介して、燃料ガス流入口17aとアノードオフガス排出口17bとを結ぶ。6つのガス流路84a〜84fは、燃料ガス流入口17aから供給される燃料ガスを、MEGA18へと供給すると共に、MEGA18から排出されるアノードオフガスをアノードオフガス排出口17bへと導く。上述のように、6つのリブ83a〜83fが波形に蛇行して形成されていることにより、6つのガス流路84a〜84fも波形に蛇行して形成されることとなる。これにより、反応ガスおよびオフガスの発電面に対する接触面積が直線状のガス流路に比べて大きくなり、発電性能が向上される。
As shown in FIG. 3, since the six
図3に示すように、6つのリブ83a〜83fは、流路方向と直交するY軸方向(以下、「交差方向」とも呼ぶ)に見て、波形状の凸状部の位置が互いに一致するように、交差方向に並んで、等間隔で配置されている。各リブ83a〜83fにおける波形状の振幅、すなわち、Y軸方向の寸法は、流路方向の全体に亘って一定である。すなわち、リブ83cを例に挙げると、+X方向の端部(すなわちガス流入分配部89aとの接続部)から−X方向の端部(すなわちガス排出集約部89bとの接続部)に至るまで、リブ83cの波形状の振幅は一定である。ただし、本実施形態においては、6つのリブ83a〜83fのうち、セパレータ80の交差方向の端部、すなわち、+Y方向の端部および−Y方向の端部に最も近い2つのリブ83a、83f(以下、「最端リブ83a、83f」とも呼ぶ)の波形状の振幅は、最端リブ83a、83fを除く他の4つのリブ83b〜83eの波形状の振幅に比べて小さい。なお、本実施形態において、4つのリブ83b〜83eの波形状の振幅は互いに等しい。また、2つの最端リブ83a、83fの波形状の振幅は互いに等しい。ここで、本実施形態において、各リブ83a〜83fにおける波形状の振幅とは、各リブ83a〜83fにおいて+X方向の端部から−X方向の端部に至るまで幅方向(Y軸方向)の中央位置をつないだ仮想的な波形の曲線の振幅を意味する。
As shown in FIG. 3, the six
図4は、アノード側ガス拡散層の部分領域Ar10を拡大して示す平面図である。部分領域Ar10は、図3に示すセパレータ80の部分領域Ar1と対面するMEGA18におけるアノード側ガス拡散層の領域である。図4に示すように、MEGA18において部分領域Ar10には、3つのガス流路対面部181a〜181cと、3つのガス流路非対面部182a〜182cが含まれている。
FIG. 4 is an enlarged plan view showing a partial region Ar10 of the anode-side gas diffusion layer. The partial region Ar10 is a region of the anode-side gas diffusion layer in
ガス流路対面部181aは、リブ83aと対面し、ガス流路84aに面する。同様に、ガス流路対面部181bは、リブ83bと対面し、ガス流路84bに面する。また、ガス流路対面部181cは、リブ83cと対面し、ガス流路84cに面する。これら3つのガス流路対面部181a〜181cには、ガス流路84a〜84cから直接的に燃料ガスが供給される。また、3つのガス流路対面部181a〜181cからは、オフガスが直接的にガス流路84a〜84cに排出される。
The gas flow
ガス流路非対面部182aは、ガス流路に面していない。具体的には、ガス流路非対面部182aの+Y方向の端部は、MEGA18の+Y方向の端部18Eに相当し、−Y方向の端部は、ガス流路対面部181aに接している。また、ガス流路非対面部182bは、ガス流路対面部181aとガス流路対面部181bとにY軸方向に挟まれており、ガス流路に面していない。同様に、ガス流路非対面部182cは、ガス流路対面部181bとガス流路対面部181cとにY軸方向に挟まれており、ガス流路に面していない。これら3つのガス流路非対面部182a〜182cは、セパレータ80の発電対向面においてリブ83a〜83fが形成されていない部分に接している。
The gas flow path
ガス流路非対面部182bには、隣接する2つのガス流路84a、84bから2つのガス流路対面部181a、181bを介して間接的に燃料ガスが供給される。また、ガス流路非対面部182bから排出されるアノードオフガスは、隣接する2つのガス流路対面部181a、181bを介して間接的に2つのガス流路84a、84bに排出される。同様に、ガス流路非対面部182cには、隣接する2つのガス流路84b、84cから2つのガス流路対面部181b、181cを介して間接的に燃料ガスが供給される。また、ガス流路非対面部182cから排出されるアノードオフガスは、隣接する2つのガス流路対面部181b、181cを介して間接的に2つのガス流路84b、84cに排出される。
Fuel gas is indirectly supplied to the gas flow path non-face-to-
他方、ガス流路非対面部182aよりも+Y方向にはリブは存在せず、したがってガス流路は存在しない。このため、ガス流路非対面部182aには、隣接する1つのガス流路84aから1つのガス流路対面部181aを介して間接的に燃料ガスが供給される。また、ガス流路非対面部182aから排出されるアノードオフガスは、隣接する1つのガス流路対面部181aを介して間接的に1つのガス流路84aに排出される。
On the other hand, there are no ribs in the + Y direction with respect to the gas flow path
ここで、ガス流路非対面部182c内の2つの位置P11、P12におけるガス流路からの距離を検討する。ガス流路84bから位置P11までの距離L111と、ガス流路84cから位置P11までの距離L112との合計距離と、ガス流路84bから位置P12までの距離L121と、ガス流路84cから位置P12までの距離L122との合計距離とは、互いにほぼ等しい。これは、上述のように、ガス流路非対面部182cを挟む2つのガス流路84b、84cを形成するリブ83b、83cの凸状部のX軸方向の位置が一致し、且つ、波形状の振幅が互いに等しいからである。このような関係は、図4に例示した2つの位置P11、P12に限らず、他の任意の2つの位置においても成立する。したがって、ガス流路非対面部182cにおけるガス拡散性および排水性は、面内においてほぼ均一である。
Here, the distances from the gas flow path at the two positions P11 and P12 in the gas flow path non-face-to-
他方、ガス流路非対面部182a内の2つの位置P1、P2におけるガス流路からの距離を検討する。上述のように、ガス流路非対面部182aには、ガス流路84aからのみ燃料ガスは供給される。そして、ガス流路84aから位置P1までの距離L1と、ガス流路84aから位置P2までの距離L2とは互いに異なっている。より具体的には、距離L1は、距離L2よりも大きい。なお、2つの位置P1、P2のY軸方向に沿った位置は互いに等しい。このようなガス流路からの距離の相違は、ガス流路非対面部182aの−Y方向の端部は波形状であるのに対して、+Y方向の端部は直線状であることに起因する。このようなガス流路からの距離の相違に起因して、位置P2では、位置P1に比べてより多くの燃料ガスの供給を受け得る。また、位置P2では、位置P1に比べてより多くのアノードオフガスを排出し得る。しかし、本実施形態では、リブ83aの波形状の振幅をリブ83b、83cの波形状の振幅に比べて小さく構成すること、換言すれば、リブ83aの波形状の曲線(カーブ)を、リブ83b、83cの波形状の曲線(カーブ)より緩やかになっていることにより、距離L1とL2との差異が小さく抑えられている。
On the other hand, the distances from the gas flow path at the two positions P1 and P2 in the gas flow path
図5は、比較例のセパレータを用いた単セルにおけるアノード側ガス拡散層の部分領域を拡大して示す平面図である。部分領域Ar20は、比較例のMEGAのアノード側ガス拡散層の領域であり、図4に示す部分領域Ar10とほぼ同じ位置の領域である。 FIG. 5 is an enlarged plan view showing a partial region of the anode-side gas diffusion layer in a single cell using the separator of the comparative example. The partial region Ar20 is a region of the anode-side gas diffusion layer of MEGA of Comparative Example, and is a region at substantially the same position as the partial region Ar10 shown in FIG.
比較例のセパレータでは、最端リブの波形状の振幅は、他のリブの波形状の振幅と等しい点において、第1実施形態のセパレータ80、81と異なる。図5では、最端リブに面するガス流路対面部181gを実線で示し、第1実施形態の最端リブであるリブ83aに面するガス流路対面部181aを破線で示している。ガス流路対面部181gと端部18Eとで挟まれたガス流路非対面部182gにおいて示す、2つの位置P21、P22は、MEGAにおける相対的な位置が、図4に示すガス流路非対面部182a内の2つの位置P1、P2と同じ位置である。図5に示すように、ガス流路84a(ガス流路対面部181g)から位置P21までの距離L21は、上述した図4に示す距離L1よりも大きい。他方、ガス流路84a(ガス流路対面部181g)から位置P22までの距離L22は、上述した図4に示す距離L2よりも小さい。したがって、距離L21と距離L22との差異は大きい。したがって、比較例においては、ガス流路非対面部182gにおけるガス拡散性および排水性は、場所によって大きく異なることとなり、面内の発電均一性および排水均一性が低い。これに対して、第1実施形態の燃料電池用セパレータ80を用いた燃料電池100では、ガス流路非対面部182aにおけるガス流路84aからの距離の面内での相違(不均一さ)が低減されており、面内の発電均一性および排水均一性の低下が抑制されている。なお、このような効果は、ガス流路非対面部182aに限らず、ガス流路84fと面するガス流路対面部と、MEGA18の−Y方向の端部とでY軸方向に挟まれたガス流路非対面部においても奏する。
The separator of the comparative example is different from the
セパレータ81の構成は、上述のセパレータ80の構成とほぼ同じである。すなわち、カソード側のセパレータ81にもガス流入分配部、6つのリブおよびガス排出集約部が設けられている。このため、上述したセパレータ80の構造に起因する効果、すなわち、最端ガス流路からの距離の面内における相違(不均一さ)が低減されており、面内の発電均一性および排水均一性の低下が抑制されている。なお、その他、セパレータ81の詳細構成の説明は省略する。
The configuration of the
上述のセパレータ80における燃料ガス流入口17aおよびセパレータ81における酸化ガス流入口12aは、本開示における反応ガス流入口に対応する。また、セパレータ80におけるアノードオフガス排出口17bおよびセパレータ81におけるカソードオフガス排出口12bは、本開示におけるオフガス排出口に対応する。
The
以上説明した第1実施形態の燃料電池用セパレータ80、81によれば、燃料電池100に用いられる燃料電池用セパレータ80、81が提供される。この燃料電池用セパレータ80、81は、燃料電池100に供給される反応ガスを、燃料電池100の内部に導入するための反応ガス流入口に相当する燃料ガス流入口17aおよび酸化ガス流入口12aと、燃料電池100の外部へとオフガスを排出するためのオフガス排出口に相当するアノードオフガス排出口17bおよびカソードオフガス排出口12bと、反応ガス流入口とオフガス排出口とを結ぶ複数のガス流路を形成するための波形状の複数条のリブ83a〜83fと、を備え、各リブは、燃料電池100に用いられるガス拡散層と対面側が開口した凹状の断面形状を有し、ガス拡散層から離れる方向に突出しつつ、燃料電池用セパレータ80、81における反応ガス流入口側からオフガス排出口側に向かう流路方向に沿って蛇行して延設され、複数条のリブ83a〜83fのうち、流路方向と交差する交差方向における燃料電池用セパレータ80、81の端部に最も近いリブである最端リブ83a、83fを除く他の複数のリブ83b、83c、83d、83eの波形状の振幅は、互いに等しく、最端リブ83a、83fの波形状の振幅は、他の複数のリブ83b、83c、83d、83eの波形状の振幅よりも小さい。このため、最端ガス流路よりも交差方向端部側に存在するガス流路非対面部182aにおけるガス流路84aまでの距離が場所によって大きく異なることが抑制される。したがって、排水性やガス拡散性の面内における相違が生じるのが抑えられ、面内発電の均一性低下を抑制できる。
According to the
B.第2実施形態:
第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aは、発電面の交差方向に形成される複数条のリブの波形状の振幅が、交差方向の中央部から端部側に向けて、段階的に小さくなっている、という点で、第1実施形態の燃料電池用セパレータ80と異なる。また、第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aは、リブの幅、換言すると、リブ内を通るガスの流れ方向と直交する方向の寸法は、各リブにおいてX軸方向に見たときに、均一ではない、という点で、第1実施形態の燃料電池用セパレータ80と異なる。これら以外の第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aの構成は、第1実施形態の燃料電池用セパレータ80と同一であるので、同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
B. Second embodiment:
In the
図6は、第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aを−Z方向に見た平面図である。セパレータ80aの発電対向面には、波形状の6条のリブ43a〜43fが形成されている。本実施形態においては、6つのリブ43a〜43fのうち、セパレータ80aの交差方向の中央部に形成されるリブ43c、43dの波形状の振幅が最も大きい。交差方向端部に近づくにつれて、リブの波形状の振幅は段階的に小さくなり、最端リブ43a、43fの波形状の振幅が最も小さくなる。なお、本実施形態において、2つの最端リブ43a、43fの波形状の振幅は互いに等しい。このため、第2実施形態におけるセパレータ80aにおいても、最端ガス流路よりも交差方向端部側に存在するガス流路非対面部におけるガス流路までの距離が場所によって大きく異なることが抑制される。
FIG. 6 is a plan view of the
図7は、比較例の燃料電池用セパレータのガス流路部R30a、R30bと、ガス拡散層G30との関係を表す説明図である。図7における左側は、図3および図6と同様に交差方向端部側(図3におけるAr1と同様の位置)のリブの波形から形成される流路部を表している。また、図7における右側は、セパレータを交差方向に切断したときの断面図を模式的に表している。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the gas flow path portions R30a and R30b of the fuel cell separator of the comparative example and the gas diffusion layer G30. The left side in FIG. 7 represents a flow path portion formed from the waveform of the rib on the end side in the crossing direction (the same position as Ar1 in FIG. 3) as in FIGS. 3 and 6. Further, the right side in FIG. 7 schematically shows a cross-sectional view when the separator is cut in the intersecting direction.
比較例の燃料電池用セパレータにおけるリブの波形状の振幅は、交差方向中央部から端部側に向けて段階的に振幅が小さくなる構造である。また、比較例の燃料電池用セパレータにおけるリブの波形状によって形成される流路部分の交差方向の幅は、流路方向に見て一定である。 The wave-shaped amplitude of the ribs in the fuel cell separator of the comparative example has a structure in which the amplitude gradually decreases from the central portion in the crossing direction toward the end portion side. Further, the width of the flow path portion formed by the wave shape of the ribs in the fuel cell separator of the comparative example in the intersecting direction is constant when viewed in the flow path direction.
図7における左側に表されるように、ガス流路部R30aは、ガス流路部R30bよりも端部側に形成され、ガス流路部R30bよりもガス流路部R30aの方が、緩やかなカーブとなっている。また、流路部R30a、R30bは、いずれも流路方向(X軸方向)の全体に亘って、流路幅は一定である。具体的には、流路部R30aの流路幅は、X軸方向の全体に亘って、流路幅L30aとなる。流路部R30bの流路幅は、X軸方向の全体に亘って、流路幅L30bとなる。 As shown on the left side in FIG. 7, the gas flow path portion R30a is formed on the end side of the gas flow path portion R30b, and the gas flow path portion R30a is gentler than the gas flow path portion R30b. It is a curve. Further, the flow path widths of the flow path portions R30a and R30b are constant over the entire flow path direction (X-axis direction). Specifically, the flow path width of the flow path portion R30a is the flow path width L30a over the entire X-axis direction. The flow path width of the flow path portion R30b is the flow path width L30b over the entire X-axis direction.
図7に示すように、ガス流路部R30aとガス流路部R30bとに挟まれたガス流路非対面部のうち、セパレータにおける発電面中央部側に凸状の部分に対応するガス拡散層(以下、「GDL」と呼ぶ)当接面G301の交差方向の幅L301は、ガス流路部R30aとガス流路部R30bとに挟まれたガス流路非対面部のうち、セパレータにおける発電面端部側に凸状の部分に対応するGDL当接面G302の交差方向の幅L302よりも大きい。 As shown in FIG. 7, of the gas flow path non-facing portions sandwiched between the gas flow path portion R30a and the gas flow path portion R30b, the gas diffusion layer corresponding to the portion of the separator that is convex toward the center of the power generation surface. The width L301 in the intersecting direction of the contact surface G301 (hereinafter referred to as “GDL”) is the power generation surface of the separator among the gas flow path non-facing portions sandwiched between the gas flow path portion R30a and the gas flow path portion R30b. It is larger than the width L302 in the intersecting direction of the GDL contact surface G302 corresponding to the portion convex toward the end side.
このため、比較例では、ガス流路非対面部におけるガス流路までの距離が場所によって大きく異なることとなる。具体的には、GDL当接面G301のうちのいずれかの場所から、ガス流路部R30aおよびR30bまでの距離の合計と、GDL当接面G302のうちのいずれかの場所から、ガス流路部R30aおよびR30bまでの距離の合計は、場所によって、互いに大きく異なる。このため、比較例のセパレータにおける流路方向に見て、ガス流路非対面部の場所によって、GDLへのガス拡散性およびGDLからの排水性の発電面内における不均一を招く可能性がある。 Therefore, in the comparative example, the distance to the gas flow path in the non-face-to-face portion of the gas flow path varies greatly depending on the location. Specifically, the total distance from any of the GDL contact surfaces G301 to the gas flow paths R30a and R30b and the gas flow path from any of the GDL contact surfaces G302. The total distance to parts R30a and R30b varies greatly from place to place. Therefore, when viewed in the direction of the flow path in the separator of the comparative example, the location of the non-face-to-face portion of the gas flow path may cause non-uniformity in the power generation surface of gas diffusivity to GDL and drainage from GDL. ..
上記比較例に対し、第2実施形態におけるセパレータ80aでは、各リブにおける幅を調整することにより、GDLへのガス拡散性およびGDLからの排水性の面内の不均一を抑制している。以下、図8、図9を用いて詳しく説明する。
In contrast to the above comparative example, in the
図8は、第2実施形態のセパレータの交差方向の端部側のガス流路を拡大して模式的に示す平面図である。図8では、後述するガス流路R1〜R3および凹部88の外縁に挟まれた3つのガス流路非対面部のそれぞれについて、交差方向中央部側(図8では−Y方向)に凸状となる凸状部と、交差方向端部側(図8では+Y方向)に凸状となる凸状部とを、説明の便宜上、異なるハッチングで表している。 FIG. 8 is a plan view schematically showing an enlarged gas flow path on the end side of the separator of the second embodiment in the intersecting direction. In FIG. 8, each of the three gas flow paths non-facing portions sandwiched between the gas flow paths R1 to R3 and the outer edge of the recess 88, which will be described later, is convex toward the central portion in the crossing direction (-Y direction in FIG. 8). The convex portion and the convex portion having a convex shape in the crossing direction end side (+ Y direction in FIG. 8) are represented by different hatches for convenience of explanation.
本実施形態においては、ガス流路R1〜R3を形成する各リブ43a〜43cは、交差方向の幅が一定ではない。具体的には、各リブ43a〜43cにおいて、−Y方向に凸状である凸状部の交差方向(Y方向)の幅は、リブが+Y方向に凸状である凸状部の交差方向の幅よりも大きい。また、各リブ43a〜43cにおける交差方向中央部側(図8では−Y方向)に凸状となる凸状部では、X軸方向の位置が同じ位置において、交差方向端部側の曲面状の側面であってX軸方向に沿って延びる側面(以下、「端部側側面」と呼ぶ)の振幅は、交差方向中央部側の曲面状の側面であってX軸方向に沿って延びる側面(以下、「中央部側側面」と呼ぶ)の振幅に比べて小さい。これに対して、各リブ43a〜43cにおける交差方向端部側(図8では+Y方向)に凸状となる凸状部では、X軸方向の位置が同じ位置において、端部側側面の振幅と中央部側側面の振幅とはほぼ等しい。このような各リブ43a〜43cの幅や、各リブ43a〜43cにおける曲面状の側面の振幅の程度は、後の図9において、幅L501と幅L502とがほぼ同じになるように定められている。
In the present embodiment, the widths of the
流路幅はリブの形状に依存する。すなわち、交差方向のリブの幅が大きければ、交差方向の流路幅も大きくなるし、交差方向のリブの幅が小さければ、交差方向の流路幅も小さくなる。上述のように、各リブ43a〜43cにおいて、交差方向中央部側に凸状である凸状部の交差方向の幅が交差方向端部側に凸状である凸状部の交差方向の幅よりも大きく、また、交差方向中央部側に凸状の凸状部では、X軸方向の位置が同じ位置において、端部側面の振幅が中央部側面の振幅に比べて小さく、また、交差方向端部側に凸状の凸状部では、X軸方向の位置が同じ位置において、端部側面の振幅と中央部側面の振幅とがほぼ等しいことによって、本実施形態では、図8に示すように、最端リブによって形成される流路R1と、セパレータにおける凹部88の外縁(+Y方向側の端部)とによって形成される領域のうち、−Y方向の凸状部S1の面積と、+Y方向の凸状部T1の面積との差は、リブの幅が交差方向に一定の構成に比べて小さく構成されている。同様に、流路R1と流路R2とで挟まれるガス流路非対応部のうち、−Y方向の凸状部S2の面積と、+Y方向の凸状部T2の面積との差は、リブの幅が交差方向に一定の構成に比べて小さく構成されている。また、流路R2と流路R3とで挟まれるガス流路非対応部のうち、−Y方向の凸状部S3の面積と、+Y方向の凸状部T3の面積との差は、リブの幅が交差方向に一定の構成に比べて小さく構成されている。このような構成により、ガス流路非対面部の場所によって、GDLへのガス拡散性の面内の相違が低減される。
The flow path width depends on the shape of the rib. That is, if the width of the rib in the crossing direction is large, the flow path width in the crossing direction is also large, and if the width of the rib in the crossing direction is small, the flow path width in the crossing direction is also small. As described above, in each of the
図9は、第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aのガス流路部44a、44bと、ガス拡散層G50との関係を表す説明図である。図9は、比較例の図7に対応する図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the gas
上述のように、第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aにおけるリブの波形状の振幅は、交差方向中央部から端部側に向けて段階的に振幅が小さくなる構造である。また、ガス流路44a、44bにおいて、それぞれ、交差方向中央部側に凸状である凸状部の交差方向の幅が交差方向端部側に凸状である凸状部の交差方向の幅よりも大きく、また、交差方向中央部側に凸状の凸状部では、X軸方向の位置が同じ位置において、端部側面の振幅が中央部側面の振幅に比べて小さく、また、交差方向端部側に凸状の凸状部では、X軸方向の位置が同じ位置において、端部側面の振幅と中央部側面の振幅とがほぼ等しい。このような構成により、2つのガス流路部44a、44bにおける交差方向中央部側に凸状である凸状部によって挟まれるガス流路非対面部の交差方向の幅L501は、交差方向端部側に凸状である凸状部によって挟まれるガス流路非対面部の交差方向の幅L502とほぼ同じである。
As described above, the amplitude of the wave shape of the ribs in the
このため、第2実施形態では、ガス流路非対面部におけるガス流路までの距離が場所によって大きく異ならない。具体的には、例えば、GDL当接面G501のうちのいずれかの場所から、ガス流路部44a1および44b1までの距離の合計と、GDL当接面G502のうちのいずれかの場所から、ガス流路部44a2および44b2までの距離の合計は、場所によって大きく異ならない。このため、第2実施形態のセパレータ80aでは、ガス流路非対面部の場所によって、GDLへのガス拡散性およびGDLからの排水性の発電面内における相違を招くことが抑制されている。
Therefore, in the second embodiment, the distance to the gas flow path in the non-facing portion of the gas flow path does not differ greatly depending on the location. Specifically, for example, the total distance from any of the GDL contact surfaces G501 to the gas flow paths 44a1 and 44b1 and the gas from any of the GDL contact surfaces G502. The total distance to the flow paths 44a2 and 44b2 does not vary significantly from place to place. Therefore, in the
以上説明した第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aによれば、第1実施形態のセパレータ80と同様な効果を有する。加えて、各リブ43a〜43fが、ガス非対面部の交差方向の幅が流路方向(X軸方向)の全体に亘ってほぼ一定となるように構成されているため、ガス流路非対面部におけるガス流路までの距離が場所によって大きく異ならない。したがって、第2実施形態のセパレータ80aでは、ガス流路非対面部の場所によって、GDLへのガス拡散性およびGDLからの排水性の発電面内における相違を招くことが抑制され、面内発電の均一性低下を抑制できる。
According to the
C.他の実施形態:
(C1)上記第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aにおけるリブの波形状の振幅は、交差方向中央部から端部側に向けて段階的に振幅が小さくなる構造である。また、交差方向中央部側に凸状である凸状部の交差方向の幅が交差方向端部側に凸状である凸状部の交差方向の幅よりも大きく、また、交差方向中央部側に凸状の凸状部では、X軸方向の位置が同じ位置において、端部側面の振幅が中央部側面の振幅に比べて小さく、また、交差方向端部側に凸状の凸状部では、X軸方向の位置が同じ位置において、端部側面の振幅と中央部側面の振幅とがほぼ等しい。これに対して、リブの形状は、流路間の幅、すなわち、流路に挟まれたガス流路非対面部の交差方向の幅が一定となるような任意の形状であってもよい。
C. Other embodiments:
(C1) The amplitude of the wave shape of the ribs in the
(C2)上記実施形態では、セパレータにおける各リブは、交差方向に並んで、等間隔で配置されているとしたが、等間隔で配置されていなくてもよい。 (C2) In the above embodiment, the ribs in the separator are arranged in the intersecting direction at equal intervals, but they may not be arranged at equal intervals.
(C3)上記実施形態では、セパレータにおけるリブの数は6本としたが、本数は4本以上の任意の数であってもよい。 (C3) In the above embodiment, the number of ribs in the separator is 6, but the number may be any number of 4 or more.
(C4)上記第2実施形態の燃料電池用セパレータ80aにおいて、X軸方向の流路の波形の1周期は一定であるとしていたが、一定でなくてもよい。具体的には、図8において、流路のR1〜R3の1周期であるX軸方向の長さは一定としていたが、一定でなくてもよい。
(C4) In the
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be realized by various configurations within a range not deviating from the gist thereof. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the column of the outline of the invention are for solving a part or all of the above-mentioned problems, or a part of the above-mentioned effects. Or, in order to achieve all of them, it is possible to replace or combine them as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.
12a…酸化ガス流入口、12b…カソードオフガス排出口、16a…冷却水流入口、16b…冷却水排出口、17a…燃料ガス流入口、17b…アノードオフガス排出口、18…膜電極ガス拡散層接合体、18E…端部、20…単位セル、20S…燃料電池スタック、44a, 44a1, 44a2…ガス流路部、80, 80a, 81…セパレータ、82…樹脂フレーム、43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f, 83a, 83b, 83c, 83d, 83e, 83f…リブ、44a, 44b, 44c, 44d, 44e, 44f, 84a, 84b, 84c, 84d, 84e, 84f…ガス流路、88…凹部、89a…ガス流入分配部、89b…ガス排出集約部、100…燃料電池、121…酸化ガス供給マニホールド、122…カソードオフガス排出マニホールド、161…冷却水供給マニホールド、162…冷却水排出マニホールド、171…燃料ガス供給マニホールド、172…アノードオフガス排出マニホールド、181a, 181b, 181c, 181g…ガス流路対面部、182a, 182b, 182c, 182g…ガス流路非対面部、Ar1, Ar10, Ar20…部分領域、G30, G50…ガス拡散層、G301, G302, G501, G502…GDL当接面、L1, L111, L112, L121, L122, L2, L21, L22…距離、L301, L302, L501, L502…幅、L30a, L30b…流路幅、P1, P11, P12, P2, P21, P22…位置、R1, R2, R3…流路、R30a, R30b…流路部、S1, S2, S3, T1, T2, T3…凸状部 12a ... Oxidation gas inlet, 12b ... Cathode off gas outlet, 16a ... Cooling water inlet, 16b ... Cooling water outlet, 17a ... Fuel gas inlet, 17b ... Anode off gas outlet, 18 ... Membrane electrode gas diffusion layer junction , 18E ... end, 20 ... unit cell, 20S ... fuel cell stack, 44a, 44a1, 44a2 ... gas flow path, 80, 80a, 81 ... separator, 82 ... resin frame, 43a, 43b, 43c, 43d, 43e , 43f, 83a, 83b, 83c, 83d, 83e, 83f ... Rib, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e, 44f, 84a, 84b, 84c, 84d, 84e, 84f ... Gas flow path, 88 ... Recess, 89a ... Gas inflow distribution unit, 89b ... Gas discharge aggregation unit, 100 ... Fuel cell, 121 ... Oxidation gas supply manifold, 122 ... Cathode off gas discharge manifold, 161 ... Cooling water supply manifold, 162 ... Cooling water discharge manifold, 171 ... Fuel gas Supply manifold, 172 ... Anode off gas discharge manifold, 181a, 181b, 181c, 181g ... Gas flow path facing portion, 182a, 182b, 182c, 182g ... Gas flow path non-facing portion, Ar1, Ar10, Ar20 ... Partial region, G30, G50 ... Gas diffusion layer, G301, G302, G501, G502 ... GDL contact surface, L1, L111, L112, L121, L122, L2, L21, L22 ... Distance, L301, L302, L501, L502 ... Width, L30a, L30b ... Flow path width, P1, P11, P12, P2, P21, P22 ... Position, R1, R2, R3 ... Flow path, R30a, R30b ... Flow path, S1, S2, S3, T1, T2, T3 ... Convex Department
Claims (1)
前記燃料電池に供給される反応ガスを、前記燃料電池の内部に導入するための反応ガス流入口と、
前記燃料電池の外部へとオフガスを排出するためのオフガス排出口と、
前記反応ガス流入口と前記オフガス排出口とを結ぶ複数のガス流路を形成するための波形状の複数条のリブと、
を備え、
各リブは、前記燃料電池に用いられるガス拡散層と対面側が開口した凹状の断面形状を有し、前記ガス拡散層から離れる方向に突出しつつ、前記燃料電池用セパレータにおける前記反応ガス流入口側から前記オフガス排出口側に向かう流路方向に沿って蛇行して延設され、
前記複数条のリブのうち、前記流路方向と交差する交差方向における前記燃料電池用セパレータの端部に最も近いリブである最端リブを除く他の複数のリブの前記波形状の振幅は、互いに等しく、
前記最端リブの前記波形状の振幅は、前記他の複数のリブの前記波形状の振幅よりも小さい、
燃料電池用セパレータ。 A fuel cell separator used in fuel cells.
A reaction gas inlet for introducing the reaction gas supplied to the fuel cell into the inside of the fuel cell, and
An off-gas discharge port for discharging off-gas to the outside of the fuel cell,
A wave-shaped plurality of ribs for forming a plurality of gas flow paths connecting the reaction gas inlet and the off-gas outlet,
With
Each rib has a concave cross-sectional shape with an opening on the side facing the gas diffusion layer used in the fuel cell, and while projecting in a direction away from the gas diffusion layer, from the reaction gas inflow port side of the fuel cell separator. It is extended in a meandering manner along the flow path direction toward the off-gas discharge port side.
Among the plurality of ribs, the wave-shaped amplitudes of the plurality of ribs other than the end rib, which is the rib closest to the end of the fuel cell separator in the crossing direction intersecting the flow path direction, are Equal to each other
The wavy amplitude of the farthest rib is smaller than the wavy amplitude of the other plurality of ribs.
Separator for fuel cells.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019127559A JP2021012852A (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Separator for fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019127559A JP2021012852A (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Separator for fuel cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021012852A true JP2021012852A (en) | 2021-02-04 |
Family
ID=74227780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019127559A Pending JP2021012852A (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Separator for fuel cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021012852A (en) |
-
2019
- 2019-07-09 JP JP2019127559A patent/JP2021012852A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10026975B2 (en) | Fuel cell | |
JP2002260710A (en) | Solid polymer cell assembly, fuel cell stack and supply method of reactive gas for fuel cell | |
KR20160136588A (en) | Bipolar plate for fuel cell | |
JP2008171615A (en) | Sealing-integrated membrane electrode assembly | |
KR101886492B1 (en) | Fuel cell stack and fuel cell stack manufacturing method | |
US8268503B2 (en) | Fuel cell stack | |
JP2015225709A (en) | Separator for fuel cell and fuel cell | |
US9590255B2 (en) | Fuel cell including separator with elliptical shaped embossed portions in gas inlet and outlet portions | |
JP7021551B2 (en) | Fuel cell stack | |
JP5082467B2 (en) | Fuel cell and separator constituting fuel cell | |
KR102173663B1 (en) | Fuel cell | |
JP5082313B2 (en) | Fuel cell separator structure | |
JP2001250568A (en) | Collector panel for solid polymer fuel cell | |
JP2021012852A (en) | Separator for fuel cell | |
JP2005347107A (en) | Redox flow battery cell and redox flow battery | |
JP2008293835A (en) | Fuel cell | |
JP2019216002A (en) | Fuel cell and fuel cell stack | |
JP6440101B2 (en) | Fuel cell module | |
WO2021199500A1 (en) | Fuel cell separator | |
JP2010049920A (en) | Fuel cell | |
JP4572252B2 (en) | Fuel cell stack | |
WO2021014677A1 (en) | Fuel cell stack | |
JP2014103034A (en) | Fuel cell stack | |
JP2020107397A (en) | Fuel battery cell | |
JP2022151929A (en) | Electrolyte membrane/electrode structure with power generation cell and resin frame |