JP2023168101A - fuel cell stack - Google Patents
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Abstract
Description
本願は燃料電池スタックに関する。 TECHNICAL FIELD This application relates to fuel cell stacks.
燃料電池スタックは燃料ガス及び酸化剤ガスとの電気化学反応によって電気エネルギーを取り出す発電装置であり、複数の単セルを積層して形成される。単セルは、電解質膜の両面に１対の触媒層及びガス拡散層が配置された膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｇａｓｓ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、ＭＥＧＡの両面を挟持する１対のセパレータとから形成されている。 A fuel cell stack is a power generation device that extracts electrical energy through an electrochemical reaction with a fuel gas and an oxidant gas, and is formed by stacking a plurality of single cells. A single cell consists of a membrane electrode gas diffusion assembly (MEGA) in which a pair of catalyst layers and a gas diffusion layer are arranged on both sides of an electrolyte membrane, and a pair of separators that sandwich both sides of the MEGA. It is formed from.
セパレータは反応ガス（燃料ガス又は酸化剤ガス）を面方向に流通させる流路と、反応ガスを単セルの積層方向に流通させる反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔を有している。そして、複数の単セルを反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔が連通するように配置することにより、燃料電池スタックにおいて、反応ガスを内部に供給するための反応ガス入口マニホールドと、反応ガスを排出するための反応ガス出口マニホールドとを形成している。 The separator has a flow path through which the reaction gas (fuel gas or oxidant gas) flows in the planar direction, and reaction gas supply holes and reaction gas discharge holes through which the reaction gas flows in the stacking direction of the unit cells. By arranging multiple single cells so that the reactive gas supply holes and reactive gas exhaust holes communicate with each other, in the fuel cell stack, there is a reactive gas inlet manifold for supplying the reactive gas to the inside, and a reactive gas inlet manifold for discharging the reactive gas. A reaction gas outlet manifold is formed.
ここで、単セルにおいて、燃料ガスはアノード側に流通し、酸化剤ガスはカソード側に流通する必要がある。そのため、一方の電極側を流通する反応ガスが他方の電極側に漏れることを防止する必要がある。そこで、単セルは、ガスバリア性を有する樹脂シートを１対のセパレータ間に配置し、樹脂シートで１対のセパレータ同士を接着することにより、上記の問題を防止している。 Here, in a single cell, the fuel gas needs to flow to the anode side, and the oxidant gas needs to flow to the cathode side. Therefore, it is necessary to prevent the reaction gas flowing through one electrode from leaking to the other electrode. Therefore, in the single cell, a resin sheet having gas barrier properties is placed between a pair of separators, and the pair of separators are bonded together using the resin sheet, thereby preventing the above problem.
樹脂シートはガスバリア性を有するコア層とコア層の両面に配置される接着層とを有しており、セパレータの反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔に対応する位置にそれぞれ貫通孔が設けられている。 The resin sheet has a core layer having gas barrier properties and an adhesive layer disposed on both sides of the core layer, and through holes are provided at positions corresponding to the reaction gas supply holes and reaction gas discharge holes of the separator. There is.
このような燃料電池スタックの構造は例えば特許文献１に記載されている。特許文献１は、樹脂シートのマニホールド排水淵部に貫通孔を設け、貫通孔を介して発電により生成する液水の排出を促進する燃料電池スタックを開示している。 The structure of such a fuel cell stack is described in, for example, Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a fuel cell stack in which a through hole is provided in a manifold drainage basin portion of a resin sheet, and discharge of liquid water generated by power generation is promoted through the through hole.
セパレータは応反応ガス孔（反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔）の周辺部にトルネード構造を有する場合がある。トルネード構造は、反応ガス孔の周囲を仕切る隔壁と、隔壁の周囲を囲むトルネード部とを有し、トルネード部は反応ガス流路と接続しており、隔壁は反応ガス孔とトルネード部とを接続する複数の貫通孔を有している。そして、反応ガスは貫通孔を介してトルネード部と反応ガス孔との間を流通することができる。 The separator may have a tornado structure around the reaction gas holes (reaction gas supply holes and reaction gas discharge holes). The tornado structure has a partition wall that partitions the periphery of the reaction gas hole, and a tornado section that surrounds the periphery of the partition wall, the tornado section is connected to the reaction gas flow path, and the partition wall connects the reaction gas hole and the tornado section. It has a plurality of through holes. The reaction gas can flow between the tornado section and the reaction gas hole via the through hole.
このように、セパレータがトルネード構造を有することにより、貫通孔を介した複数の反応ガスの流通経路を設けることができるため、例えばフラッディングにより１つの流通経路が閉塞されたとしても、その他の流通経路に反応ガスを流通させることができ、フラディングによる発電効率の低下を抑制することができる。 As described above, since the separator has a tornado structure, it is possible to provide a plurality of flow paths for the reaction gas through the through holes, so even if one flow path is blocked due to flooding, for example, the other flow paths can be The reactant gas can be circulated through the reactor, and a decrease in power generation efficiency due to flooding can be suppressed.
一方で、このようなトルネード構造を有することにより、燃料電池スタックの製造時において、燃料電池スタックを組み立てる際の熱により、内圧が上昇し、樹脂シートがトルネード構造を閉塞する問題がある。 On the other hand, by having such a tornado structure, there is a problem that during manufacturing of the fuel cell stack, the internal pressure increases due to the heat generated when assembling the fuel cell stack, and the resin sheet closes the tornado structure.
そこで、本開示の主な目的は、トルネード構造の閉塞を抑制することができる燃料電池スタックを提供することである。 Therefore, the main objective of the present disclosure is to provide a fuel cell stack that can suppress blockage of the tornado structure.
本開示は上記課題を解決するための一つの態様として、膜電極ガス拡散層接合体と、膜電極ガス拡散層接合体を挟持する１対のセパレータと、１対のセパレータの間、且つ、膜電極ガス拡散層接合体の周囲に配置されセパレータ同士を接着させる枠状の樹脂シートと、を備える単セルを複数積層した燃料電池スタックであって、セパレータは、反応ガスをセパレータの面方向に流す反応ガス流路と、反応ガスを単セルの積層方向に流通させるための反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔とを有し、樹脂シートは、膜電極ガス拡散層接合体を収容する開口部と、樹脂シート反応ガス供給孔及び樹脂シート反応ガス排出孔とを有し、燃料電池スタックは、反応ガス供給孔及び樹脂シート反応ガス供給孔が連通するように配置されることにより形成された反応ガス供給マニホールド、並びに、反応ガス排出孔及び樹脂シート反応ガス排出孔が連通するように配置されることにより形成された反応ガス排出マニホールドを有し、一方のセパレータにおいて、反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔の少なくとも一方にトルネード構造が設けられており、トルネード構造は、反応ガス供給孔又は反応ガス排出孔の周囲を仕切る隔壁と、隔壁の周囲を囲み、反応ガスの流通が可能なトルネード部と、を有し、トルネード部は反応ガス流路と連通しており、隔壁は反応ガス供給孔又は反応ガス排出孔とトルネード部とを接続する複数の貫通孔を有しており、樹脂シートの樹脂シート反応ガス供給孔及び樹脂シート反応ガス排出孔のうち少なくとも一方は切り込みを有しており、切り込みは貫通孔に対応する位置に設けられている、燃料電池スタックを提供する。 The present disclosure provides, as one aspect for solving the above problems, a membrane electrode gas diffusion layer assembly, a pair of separators sandwiching the membrane electrode gas diffusion layer assembly, and a membrane electrode gas diffusion layer assembly between the pair of separators and a membrane electrode gas diffusion layer assembly. A fuel cell stack in which a plurality of single cells are laminated, including a frame-shaped resin sheet placed around an electrode gas diffusion layer assembly and bonding separators to each other, the separators allowing reactive gas to flow in the direction of the surface of the separators. The resin sheet has a reaction gas flow path, a reaction gas supply hole and a reaction gas discharge hole for flowing the reaction gas in the stacking direction of the single cells, and the resin sheet has an opening for accommodating the membrane electrode gas diffusion layer assembly. , a resin sheet reaction gas supply hole and a resin sheet reaction gas discharge hole, and the fuel cell stack has a reaction gas supply hole formed by arranging the reaction gas supply hole and the resin sheet reaction gas supply hole so as to communicate with each other. It has a supply manifold, and a reaction gas discharge manifold formed by arranging the reaction gas discharge hole and the resin sheet reaction gas discharge hole so as to communicate with each other, and in one separator, the reaction gas supply hole and the reaction gas discharge hole A tornado structure is provided in at least one of the holes, and the tornado structure includes a partition wall that partitions around the reaction gas supply hole or the reaction gas discharge hole, and a tornado part that surrounds the partition wall and allows flow of the reaction gas. The tornado part communicates with the reaction gas flow path, the partition wall has a plurality of through holes connecting the reaction gas supply hole or the reaction gas discharge hole and the tornado part, and the resin sheet of the resin sheet A fuel cell stack is provided in which at least one of the reaction gas supply hole and the resin sheet reaction gas discharge hole has a notch, and the notch is provided at a position corresponding to the through hole.
本開示の燃料電池スタックは、トルネード構造の閉塞を抑制することができる。 The fuel cell stack of the present disclosure can suppress blockage of a tornado structure.
［燃料電池スタック］
本開示の燃料電池スタックについて、一実施形態である燃料電池スタック１００を用いて説明する。図１に燃料電池スタック１００の斜視図を示した。図２に単セル５０の分解斜視図を示した。
[Fuel cell stack]
A fuel cell stack of the present disclosure will be described using a fuel cell stack 100 that is one embodiment. FIG. 1 shows a perspective view of a fuel cell stack 100. FIG. 2 shows an exploded perspective view of the single cell 50.
図１に示した通り、燃料電池スタック１００は、単セル５０が複数積層されて形成されている。燃料電池スタック１００において、セル５０の積層数は特に限定されないが、典型的には２～２００である。燃料電池スタック１００は、積層方向の両端にエンドプレートを備えていてもよい。燃料電池スタック１００は、隣接する単セル５０の間にガスケットを配置してもよい。ガスケットの材料は、例えばシリコーンゴム等が挙げられる。 As shown in FIG. 1, the fuel cell stack 100 is formed by stacking a plurality of single cells 50. In the fuel cell stack 100, the number of stacked cells 50 is not particularly limited, but is typically 2 to 200. The fuel cell stack 100 may include end plates at both ends in the stacking direction. In the fuel cell stack 100, a gasket may be arranged between adjacent single cells 50. Examples of the gasket material include silicone rubber.
＜単セル５０＞
図２に示した通り、単セル５０は、膜電極ガス拡散層接合体１０（以下、「ＭＥＧＡ１０」ということがある。）と、膜電極ガス拡散層接合体１０を挟持する１対のセパレータ（アノード側セパレータ２０ａ、カソード側セパレータ２０ｂ）と、１対のセパレータの間、且つ、膜電極ガス拡散層接合体１０の周囲に配置され、１対のセパレータ同士を接着させる枠状の樹脂シート３０と、を備えている。
<Single cell 50>
As shown in FIG. 2, the single cell 50 includes a membrane electrode gas diffusion layer assembly 10 (hereinafter sometimes referred to as "MEGA 10") and a pair of separators (hereinafter referred to as "MEGA 10") that sandwich the membrane electrode gas diffusion layer assembly 10. an anode-side separator 20a, a cathode-side separator 20b), a frame-shaped resin sheet 30 that is arranged between the pair of separators and around the membrane electrode gas diffusion layer assembly 10, and adheres the pair of separators to each other. , is equipped with.
（膜電極ガス拡散層接合体）
ＭＥＧＡ１０は、アノードに燃料ガスが供給され、カソードに酸化剤ガスが供給されることにより生じる電気化学反応により、電気エネルギーを取り出す発電装置である。燃料ガスとは、水素や改質ガス等である。酸化剤ガスとは、酸素や空気等である。
(Membrane electrode gas diffusion layer assembly)
MEGA 10 is a power generation device that extracts electrical energy through an electrochemical reaction that occurs when fuel gas is supplied to the anode and oxidant gas is supplied to the cathode. The fuel gas is hydrogen, reformed gas, or the like. The oxidant gas is oxygen, air, or the like.
ＭＥＧＡ１０は電解質膜の両面にそれぞれ触媒層（アノード触媒層、カソード触媒層）及びガス拡散層（アノードガス拡散層、カソードガス拡散層）が形成されたものである。アノード触媒層及びアノードガス拡散層がアノードとして機能し、カソード触媒層及びカソードガス拡散層がカソードとして機能する。 MEGA 10 has catalyst layers (anode catalyst layer, cathode catalyst layer) and gas diffusion layers (anode gas diffusion layer, cathode gas diffusion layer) formed on both sides of an electrolyte membrane. The anode catalyst layer and the anode gas diffusion layer function as an anode, and the cathode catalyst layer and the cathode gas diffusion layer function as a cathode.
電解質膜としては、例えばフッ素系樹脂等の固体高分子型電解質膜が挙げられる。触媒層は、電気化学反応を促進する触媒金属、プロトン伝導性を有する電解質、及び、電子伝導性を有するカーボン粒子等を備えていてもよい。触媒金属としては、例えば、白金（Ｐｔ）、及び、Ｐｔと他の金属とから成る合金（例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したＰｔ合金）等を用いることができる。ガス拡散層は、ガス透過性を有する導電性部材等であればよい。導電性部材としては、例えば、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、及び、発泡金属などの金属多孔質体等が挙げられる。 Examples of the electrolyte membrane include solid polymer electrolyte membranes made of fluororesin and the like. The catalyst layer may include a catalyst metal that promotes an electrochemical reaction, an electrolyte that has proton conductivity, carbon particles that have electron conductivity, and the like. As the catalyst metal, for example, platinum (Pt) and an alloy of Pt and another metal (for example, a Pt alloy mixed with cobalt, nickel, etc.) can be used. The gas diffusion layer may be any conductive member or the like that has gas permeability. Examples of the conductive member include carbon porous bodies such as carbon cloth and carbon paper, and metal porous bodies such as metal mesh and foamed metal.
＜セパレータ＞
セパレータはアノード側セパレータ２０ａ及びカソード側セパレータ２０ｂを有している。単セル５０において、１対のセパレータはＭＥＧＡ１０を挟持している。１対のセパレータはいずれも、ＭＥＧＡ１０と接する面に反応ガスの流路である溝が形成されており、反応ガスをＭＥＧＡ１０に供給可能な構造を有している。また、１対のセパレータは導電性を有し、ＭＥＧＡ１０により発電された電気を集電する集電体としての機能を有する。
<Separator>
The separator has an anode side separator 20a and a cathode side separator 20b. In the single cell 50, a pair of separators sandwich the MEGA 10. Each of the pair of separators has a groove that is a flow path for the reaction gas formed on the surface in contact with the MEGA 10, and has a structure that allows the reaction gas to be supplied to the MEGA 10. Further, the pair of separators have conductivity and function as a current collector that collects electricity generated by the MEGA 10.
セパレータは反応ガスを面方向に流通させる流路（反応ガス流路）と、反応ガスを単セル５０の積層方向に流通させる反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔を有している。反応ガス流路とセパレータ側反応ガスマニホールドとは連通しており、反応ガスが流通可能なように構成されている。また、セパレータは、冷媒を単セル５０の積層方向に流通させる冷媒供給孔及び冷媒排出孔を有している。ここで、反応ガスとは、燃料ガスと酸化剤ガスとを合わせた概念である。冷媒とは冷却水又は冷却空気等である。 The separator has a flow path (reaction gas flow path) that allows the reaction gas to flow in the planar direction, and a reaction gas supply hole and a reaction gas discharge hole that allow the reaction gas to flow in the stacking direction of the unit cells 50. The reaction gas flow path and the separator side reaction gas manifold are in communication with each other, and are configured to allow the reaction gas to flow therethrough. Further, the separator has a refrigerant supply hole and a refrigerant discharge hole through which the refrigerant flows in the stacking direction of the unit cells 50. Here, the term "reactive gas" refers to a combination of fuel gas and oxidizing gas. The refrigerant is cooling water, cooling air, or the like.
図３にアノード側セパレータ２０ａのＭＥＧＡ１０と接する面を積層方向から観察した概略図を示した。また、図４にカソード側セパレータ２０ｂのＭＥＧＡ１０と接する面を積層方向から観察した概略図を示した。 FIG. 3 shows a schematic view of the surface of the anode side separator 20a in contact with the MEGA 10, observed from the stacking direction. Further, FIG. 4 shows a schematic view of the surface of the cathode side separator 20b in contact with the MEGA 10, observed from the stacking direction.
反応ガス流路はセパレータのうちＭＥＧＡ１０と接する面に設けられている。反応ガスは反応ガス流路を通り、ＭＥＧＡ１０とセパレータとの間を流通する。これにより、ＭＥＧＡ１０において電気化学反応が生じる。アノード側セパレータ２０ａには燃料ガス流路２１ａが設けられており、カソード側セパレータ２０ｂには酸化剤ガス流路２１ｂが設けられている。 The reaction gas flow path is provided on the surface of the separator that is in contact with the MEGA 10. The reaction gas passes through the reaction gas flow path and flows between the MEGA 10 and the separator. This causes an electrochemical reaction in the MEGA 10. The anode side separator 20a is provided with a fuel gas flow path 21a, and the cathode side separator 20b is provided with an oxidant gas flow path 21b.
反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔は反応ガスが積層方向に流通する貫通孔であり、反応ガスが外部から供給される方向に流通する方を反応ガス供給孔とし、反応ガスが外部に排出される方向に流通する方を反応ガス排出孔とする。反応ガス供給孔は、燃料ガスが流通する燃料ガス供給孔と、酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス供給孔とを有する。反応ガス排出孔は、燃料ガスが流通する燃料ガス排出孔と、酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス排出孔とを有する。 The reactive gas supply hole and the reactive gas discharge hole are through holes through which the reactive gas flows in the stacking direction, and the side through which the reactive gas flows in the direction in which the reactive gas is supplied from the outside is defined as the reactive gas supply hole, and the reactive gas is discharged to the outside. The side that flows in the direction of the reaction gas is designated as the reaction gas exhaust hole. The reactive gas supply hole has a fuel gas supply hole through which the fuel gas flows, and an oxidant gas supply hole through which the oxidant gas flows. The reaction gas discharge hole has a fuel gas discharge hole through which the fuel gas flows, and an oxidant gas discharge hole through which the oxidant gas flows.
これらの反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔は、アノード側セパレータ２０ａ及びカソード側セパレータ２０ｂのいずれにも形成されている。図３に示した通り、アノード側セパレータ２０ａは燃料ガス供給孔２２ａ、燃料ガス排出孔２３ａ、酸化剤ガス供給孔２４ａ、及び酸化剤ガス排出孔２５ａを有する。図４に示した通り、カソード側セパレータ２０ｂは燃料ガス供給孔２２ｂ、燃料ガス排出孔２３ｂ、酸化剤ガス供給孔２４ｂ、及び酸化剤ガス排出孔２５ｂを有する。 These reaction gas supply holes and reaction gas discharge holes are formed in both the anode side separator 20a and the cathode side separator 20b. As shown in FIG. 3, the anode side separator 20a has a fuel gas supply hole 22a, a fuel gas discharge hole 23a, an oxidant gas supply hole 24a, and an oxidant gas discharge hole 25a. As shown in FIG. 4, the cathode side separator 20b has a fuel gas supply hole 22b, a fuel gas discharge hole 23b, an oxidant gas supply hole 24b, and an oxidant gas discharge hole 25b.
冷媒流路は、セパレータのうちＭＥＧＡ１０と接する面とは反対の面、すなわち、反応ガス流路が設けられていない側の面に設けられる。一例として、図２にアノード側セパレータ２０ａに設けられた冷媒流路３１ｃを示した。図示していないが、カソード側セパレータ２０ｂも冷媒流路を有している。冷媒は冷媒流路を通り、隣接する単セル５０間を流通する。これにより、発電等により温度が上昇した単セル５０を冷却することができる。 The coolant flow path is provided on the surface of the separator opposite to the surface in contact with the MEGA 10, that is, on the side where the reaction gas flow path is not provided. As an example, FIG. 2 shows a refrigerant flow path 31c provided in the anode side separator 20a. Although not shown, the cathode side separator 20b also has a refrigerant flow path. The refrigerant passes through the refrigerant flow path and flows between adjacent unit cells 50. Thereby, the single cell 50 whose temperature has increased due to power generation or the like can be cooled.
冷媒供給孔及び冷媒排出孔は冷媒が流通する貫通孔であり、冷媒が外部から供給される方向に流通する方を冷媒供給孔とし、冷媒が外部に排出される方向に流通する方を冷媒排出孔とする。これらの冷媒供給孔及び冷媒排出孔は、アノード側セパレータ２０ａ及びカソード側セパレータ２０ｂのいずれにも形成されている。図３に示した通り、アノード側セパレータ２０ａは冷媒供給孔２６ａ及び冷媒排出孔２７ａを有する。図４に示した通り、カソード側セパレータ２０ｂは冷媒供給孔２６ｂ及び冷媒排出孔２７ｂを有する。 The refrigerant supply hole and the refrigerant discharge hole are through holes through which the refrigerant flows.The refrigerant supply hole is the one through which the refrigerant flows in the direction in which the refrigerant is supplied from the outside, and the refrigerant discharge hole is the one through which the refrigerant flows in the direction in which the refrigerant is discharged to the outside. Make it a hole. These refrigerant supply holes and refrigerant discharge holes are formed in both the anode side separator 20a and the cathode side separator 20b. As shown in FIG. 3, the anode side separator 20a has a refrigerant supply hole 26a and a refrigerant discharge hole 27a. As shown in FIG. 4, the cathode side separator 20b has a refrigerant supply hole 26b and a refrigerant discharge hole 27b.
セパレータはガス不透過の導電性部材から構成される。導電性部材としては、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンや、プレス成形した金属（例えば、鉄、アルミニウム、チタン及び、ステンレス等）の板等が挙げられる。 The separator is made of a gas-impermeable electrically conductive member. Examples of the conductive member include dense carbon that is made gas-impermeable by compressing carbon, a press-formed metal plate (eg, iron, aluminum, titanium, stainless steel, etc.), and the like.
＜樹脂シート＞
樹脂シート３０は１対のセパレータの間、且つ、膜電極ガス拡散層接合体１０の周囲に配置され、１対のセパレータ同士を接着させる枠状の部材である。樹脂シート３０、ＭＥＧＡ１０に供給される反応ガスのクロスリークや発電要素の触媒層同士の電気的な短絡を防止するための部材である。図５に樹脂シート３０を積層方向から観察した概略図を示した。
<Resin sheet>
The resin sheet 30 is a frame-shaped member that is arranged between the pair of separators and around the membrane electrode gas diffusion layer assembly 10 and adheres the pair of separators to each other. The resin sheet 30 is a member for preventing cross leakage of the reaction gas supplied to the MEGA 10 and electrical short circuit between the catalyst layers of the power generation elements. FIG. 5 shows a schematic diagram of the resin sheet 30 observed from the stacking direction.
樹脂シート３０は、ＭＥＧＡ１０を収納する開口部３１と、反応ガスが流通する樹脂シート反応ガス供給孔及び樹脂シート反応ガス排出孔とを有する。また、樹脂シート３０は、冷媒が流通する樹脂シート冷媒供給孔３６及び樹脂シート冷媒排出孔３７を有してもよい。 The resin sheet 30 has an opening 31 that accommodates the MEGA 10, and resin sheet reaction gas supply holes and resin sheet reaction gas discharge holes through which the reaction gas flows. Further, the resin sheet 30 may have a resin sheet refrigerant supply hole 36 and a resin sheet refrigerant discharge hole 37 through which the refrigerant flows.
開口部３１はＭＥＧＡ１０を収納するための貫通孔であり、ＭＥＧＡ１０の周囲を囲うように形成されている。開口部３１の大きさはＭＥＧＡ１０の大きさに合わせて適宜設定する。 The opening 31 is a through hole for accommodating the MEGA 10, and is formed to surround the MEGA 10. The size of the opening 31 is appropriately set according to the size of the MEGA 10.
樹脂シート反応ガス供給孔及び樹脂シート反応ガス排出孔は、反応ガスが積層方向に流通する貫通孔である。燃料ガスが外部から供給される方向に流通する方を樹脂シート反応ガス供給孔とし、酸化剤ガスが外部に排出される方向に流通する方を樹脂シート反応ガス排出孔とする。図５に示したとおり、樹脂シート３０は、樹脂シート燃料ガス供給孔３２、樹脂シート燃料ガス排出孔３３、樹脂シート酸化剤ガス供給孔３４、及び樹脂シート酸化剤ガス排出孔３５を有している。 The resin sheet reaction gas supply hole and the resin sheet reaction gas discharge hole are through holes through which the reaction gas flows in the stacking direction. The hole through which the fuel gas flows in the direction in which it is supplied from the outside is referred to as a resin sheet reaction gas supply hole, and the hole through which the oxidant gas flows in the direction in which it is discharged to the outside is referred to as a resin sheet reaction gas discharge hole. As shown in FIG. 5, the resin sheet 30 has a resin sheet fuel gas supply hole 32, a resin sheet fuel gas discharge hole 33, a resin sheet oxidant gas supply hole 34, and a resin sheet oxidant gas discharge hole 35. There is.
樹脂シート冷媒供給孔３６及び樹脂シート冷媒排出孔３７は、冷媒が積層方向に流通する貫通孔である。冷媒が外部から供給される方向に流通する方を樹脂シート冷媒供給孔３６とし、冷媒が外部に排出される方向に流通する方を樹脂シート冷媒排出孔３７とする。 The resin sheet refrigerant supply hole 36 and the resin sheet refrigerant discharge hole 37 are through holes through which the refrigerant flows in the stacking direction. The one through which the refrigerant flows in the direction in which the refrigerant is supplied from the outside is referred to as the resin sheet refrigerant supply hole 36, and the one through which the refrigerant flows in the direction in which the refrigerant is discharged to the outside is referred to as the resin sheet refrigerant discharge hole 37.
樹脂シート３０は、樹脂シートはガスバリア性を有するコア層と、コア層の両面に配置される接着層とを有する。 The resin sheet 30 has a core layer having gas barrier properties and adhesive layers disposed on both sides of the core layer.
コア層はガスシール性及び絶縁性を有する部材であればよく、燃料電池の製造工程での熱圧着時の温度条件下でも構造が変化しない樹脂により形成されていてもよい。コア層の材料は特に限定されず、公知の樹脂を用いることができる。例えば、コア層はポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニルエーテル系樹脂から選択される少なくとも１種の樹脂を含んでいてもよい。また、コア層は上記樹脂のうち、軟化温度が１４０℃以上の樹脂を５０重量％以上含有してもよい。軟化温度が１４０℃以上の樹脂とは、例えばポリフェニルエーテル系樹脂である。 The core layer may be any member that has gas sealing properties and insulation properties, and may be formed of a resin whose structure does not change even under the temperature conditions during thermocompression bonding in the fuel cell manufacturing process. The material of the core layer is not particularly limited, and known resins can be used. For example, the core layer may contain at least one resin selected from polyolefin resins, polystyrene resins, polyamide resins, and polyphenyl ether resins. Moreover, the core layer may contain 50% by weight or more of a resin having a softening temperature of 140° C. or higher among the above resins. The resin having a softening temperature of 140° C. or higher is, for example, a polyphenyl ether resin.
コア層の厚さは、ガスシール性及び絶縁性を担保する観点から、５μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってもよく、セル厚さを低減する観点から、１００μｍ以下であってもよく、９０μｍ以下であってもよい。 The thickness of the core layer may be 5 μm or more, 30 μm or more from the viewpoint of ensuring gas sealing properties and insulation properties, and may be 100 μm or less from the viewpoint of reducing the cell thickness. It may be 90 μm or less.
接着層は、樹脂シート３０を介して、１対のセパレータ同士を接着する部材である。接着層は、セパレータと接触する部分にのみ設けられていてもよい。通常、接着層は樹脂シート３０の外枠に沿って設けられている。 The adhesive layer is a member that adheres a pair of separators to each other via the resin sheet 30. The adhesive layer may be provided only in the portion that contacts the separator. Usually, the adhesive layer is provided along the outer frame of the resin sheet 30.
接着層は、樹脂シート３０とセパレータとを接着してシール性を確保するために、他の物質との接着性が高く、熱圧着時の温度条件下で軟化し、樹脂シート３０よりも粘度及び融点が低い性質を有していてもよい。具体的には接着層は、ポリエステル系及び変性オレフィン系等の熱可塑性樹脂であってもよく、変性エポキシ樹脂である熱硬化性樹脂であってもよい。例えば、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、エポキシ変性ポリエチレン、エポキシ変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレン、及び、酸変性ポリプロピレン等であってもよい。 In order to adhere the resin sheet 30 and the separator to ensure sealing properties, the adhesive layer has high adhesiveness to other substances, softens under the temperature conditions during thermocompression bonding, and has a higher viscosity and lower viscosity than the resin sheet 30. It may have a property of having a low melting point. Specifically, the adhesive layer may be made of thermoplastic resin such as polyester-based or modified olefin-based resin, or may be made of thermosetting resin such as modified epoxy resin. For example, maleic anhydride-modified polyethylene, maleic anhydride-modified polypropylene, epoxy-modified polyethylene, epoxy-modified polypropylene, acid-modified polyethylene, acid-modified polypropylene, etc. may be used.
接着層の厚さは、接着性を担保する観点から、５μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってもよく、セル厚さを低減する観点から、１００μｍ以下であってもよく、４０μｍ以下であってもよい。 The thickness of the adhesive layer may be 5 μm or more, or 30 μm or more, from the viewpoint of ensuring adhesiveness, and may be 100 μm or less, or 40 μm or less, from the viewpoint of reducing the cell thickness. It may be.
＜マニホールド＞
燃料電池スタック１００は、反応ガス供給孔及び樹脂シート反応ガス供給孔が連通するように配置されることにより形成された反応ガス供給マニホールド、及び、反応ガス排出孔及び樹脂シート反応ガス排出孔が連通するように配置されることにより形成された反応ガス排出マニホールドを有する。図１に示した通り、反応ガス供給マニホールドは燃料ガス供給マニホールド１０２及び酸化剤ガス供給マニホールド１０４を有する。反応ガス排出マニホールドは燃料ガス排出マニホールド１０３及び酸化剤ガス排出マニホールド１０５を有する。
<Manifold>
The fuel cell stack 100 includes a reactive gas supply manifold formed by arranging reactive gas supply holes and resin sheet reactive gas supply holes so that they communicate with each other, and a reactive gas exhaust hole and a resin sheet reactive gas exhaust hole that communicate with each other. It has a reaction gas exhaust manifold formed by being arranged so as to. As shown in FIG. 1, the reaction gas supply manifold includes a fuel gas supply manifold 102 and an oxidant gas supply manifold 104. The reaction gas exhaust manifold includes a fuel gas exhaust manifold 103 and an oxidant gas exhaust manifold 105.
燃料ガス供給マニホールド１０２は燃料ガス供給孔２２ａ、２２ｂ及び樹脂シート燃料ガス供給孔３２が連通するように配置されることにより形成されている。燃料ガス排出マニホールド１０３は燃料ガス排出孔２３ａ、２３ｂ及び樹脂シート燃料ガス排出孔３３が連通するように配置されることにより形成されている。酸化剤ガス供給マニホールド１０４は酸化剤ガス供給孔２４ａ、２４ｂ及び樹脂シート酸化剤ガス供給孔３４が連通するように配置されることにより形成されている。酸化剤ガス排出マニホールド１０４は酸化剤ガス排出孔２４ａ、２４ｂ及び樹脂シート酸化剤ガス排出孔３４が連通するように配置されることにより形成されている。 The fuel gas supply manifold 102 is formed by arranging the fuel gas supply holes 22a, 22b and the resin sheet fuel gas supply hole 32 so as to communicate with each other. The fuel gas exhaust manifold 103 is formed by arranging the fuel gas exhaust holes 23a, 23b and the resin sheet fuel gas exhaust hole 33 so as to communicate with each other. The oxidant gas supply manifold 104 is formed by arranging the oxidant gas supply holes 24a, 24b and the resin sheet oxidant gas supply hole 34 so as to communicate with each other. The oxidant gas discharge manifold 104 is formed by arranging the oxidant gas discharge holes 24a, 24b and the resin sheet oxidant gas discharge hole 34 so as to communicate with each other.
また、燃料電池スタック１００は、冷媒供給孔２６ａ、２６ｂ及び樹脂シート冷媒供給孔３６が連通するように配置されることにより形成された冷媒供給マニホールド１０６、並びに、冷媒排出孔２７ａ、２７ｂ及び樹脂シート冷媒排出孔３７が連通するように配置されることにより形成された冷媒排出マニホールド１０７を有していてもよい。 Further, the fuel cell stack 100 includes a refrigerant supply manifold 106 formed by arranging the refrigerant supply holes 26a, 26b and the resin sheet refrigerant supply hole 36 so as to communicate with each other, and the refrigerant discharge holes 27a, 27b and the resin sheet. It may have a refrigerant discharge manifold 107 formed by disposing the refrigerant discharge holes 37 so as to communicate with each other.
これらのマニホールドに反応ガス又は冷媒が流通することにより、各単セル５０に反応ガス又は冷媒を供給することができる。 By flowing the reaction gas or refrigerant through these manifolds, the reaction gas or refrigerant can be supplied to each unit cell 50.
＜トルネード構造＞ <Tornado structure>
図６に一例として、アノード側セパレータ２０ａ（上述の一方のセパレータ）の燃料ガス排出孔２３ａにトルネード構造４０が設けられている場合の、単セル５０の燃料ガス供給マニホールドを積層方向から観察した拡大図を示した。なお、図６では、アノード側セパレータ２０の内部構造を便宜的に透過して、実線で示している。また、図７に図６のＶＩＩ－ＶＩＩで切断した断面図、図８に図６のＶＩＩＩ―ＶＩＩＩで切断した断面図を示した。 As an example, FIG. 6 shows an enlarged view of the fuel gas supply manifold of the single cell 50 when the tornado structure 40 is provided in the fuel gas discharge hole 23a of the anode side separator 20a (one separator described above) from the stacking direction. A diagram was shown. In addition, in FIG. 6, the internal structure of the anode side separator 20 is transparent and shown by a solid line for convenience. Further, FIG. 7 shows a sectional view taken along VII-VII in FIG. 6, and FIG. 8 shows a sectional view taken along VIII-VIII in FIG.
図６～図８に示したように、アノード側セパレータ２０ａの燃料ガス排出孔２３ａにトルネード構造４０が設けられている。トルネード構造４０は、燃料ガス排出孔２３ａの周囲を仕切る隔壁４１と、隔壁４１の外側の周囲を囲み、燃料ガスの流通が可能なトルネード部４２と、を有している。また、隔壁４１は燃料ガス排出孔２３ａとトルネード部４２とを接続する複数の貫通孔４３を有している。 As shown in FIGS. 6 to 8, a tornado structure 40 is provided in the fuel gas discharge hole 23a of the anode side separator 20a. The tornado structure 40 includes a partition wall 41 that partitions around the fuel gas discharge hole 23a, and a tornado section 42 that surrounds the outside of the partition wall 41 and allows fuel gas to flow therethrough. Further, the partition wall 41 has a plurality of through holes 43 that connect the fuel gas discharge hole 23a and the tornado portion 42.
隔壁４１は燃料ガス排出孔２３ａの周囲を仕切り、燃料ガスが周囲に漏れないようにする部材である。一方で、隔壁４１は複数の貫通孔４３を有しており、貫通孔４３を介して、燃料ガスは燃料ガス排出孔２３ａとトルネード部４２との間を流通する。 The partition wall 41 is a member that partitions the periphery of the fuel gas discharge hole 23a to prevent fuel gas from leaking to the surrounding area. On the other hand, the partition wall 41 has a plurality of through holes 43, and the fuel gas flows between the fuel gas discharge hole 23a and the tornado section 42 via the through holes 43.
貫通孔４３の配置位置は特に限定されず、いずれの位置に設けられていてもよい。貫通孔を複数設けることにより、フラッディングにより１つの流通経路が閉塞されたとしても、他の流通経路を確保することができるためである。図６では、隔壁４１の燃料ガス流路２１ａ側及びこれとは反対側にそれぞれ複数の貫通孔４３が配置されている。 The arrangement position of the through hole 43 is not particularly limited, and it may be provided at any position. This is because by providing a plurality of through holes, even if one distribution route is blocked due to flooding, other distribution routes can be secured. In FIG. 6, a plurality of through holes 43 are arranged on the fuel gas flow path 21a side of the partition wall 41 and on the opposite side thereof.
トルネード部４２は反応ガス流路２１ａと連通しており、燃料ガスが流通可能である。従って、反応ガスは、図６の矢印で示したように、燃料ガス排出孔２３ａから貫通孔４３を介してトルネード部４２に流れ、トルネード部４２を流通して燃料ガス流路２１ａに到達する。ここで、トルネード部４２の燃料ガス流路２１ａ側を除く外側の周囲に隔壁（不図示）が設けられており、トルネード部４２に燃料ガスが流通しやすいように工夫されていてもよい。 The tornado portion 42 communicates with the reaction gas flow path 21a, and fuel gas can flow therethrough. Therefore, as shown by the arrow in FIG. 6, the reaction gas flows from the fuel gas discharge hole 23a to the tornado section 42 via the through hole 43, passes through the tornado section 42, and reaches the fuel gas passage 21a. Here, a partition wall (not shown) may be provided around the outside of the tornado section 42 except for the fuel gas flow path 21a side, so that the fuel gas can easily flow through the tornado section 42.
アノード側セパレータ２０ａはトルネード構造４０を有する場合、対となるカソード側セパレータ２０ｂ（上述の他方のセパレータ）は、樹脂シート３０を挟んで、アノード側セパレータ２０ａのトルネード部４２に対応する位置に空間４４を形成している（図７、図８参照）。空間４４はアノード側セパレータ２０ａのトルネード部４２に対応する位置であって、カソード側セパレータ２０ｂと樹脂シート３０とに囲まれることにより形成される。具体的には、空間４４は底部４４ａと、底部４４ａから立設する側壁４４ｂ、４４ｃと、樹脂シート３０とに囲まれることにより形成された空間である。通常、側壁４４ｂ、４４ｃの端部４４ｄ、４４ｅと樹脂シート３０とが接着しているため、空間４４は閉塞している。図７、図８では、側壁４４ｂ、４４ｃの端部４４ｄ、４４ｅと樹脂シート３０とが接着している部分をシールライン４５ａ、４５ｂとして表した。 When the anode separator 20a has a tornado structure 40, the paired cathode separator 20b (the other separator described above) has a space 44 at a position corresponding to the tornado portion 42 of the anode separator 20a with the resin sheet 30 in between. (See Figures 7 and 8). The space 44 is located at a position corresponding to the tornado portion 42 of the anode side separator 20a, and is formed by being surrounded by the cathode side separator 20b and the resin sheet 30. Specifically, the space 44 is a space formed by being surrounded by a bottom portion 44a, side walls 44b and 44c standing from the bottom portion 44a, and the resin sheet 30. Normally, the end portions 44d and 44e of the side walls 44b and 44c are bonded to the resin sheet 30, so the space 44 is closed. In FIGS. 7 and 8, the portions where the ends 44d and 44e of the side walls 44b and 44c and the resin sheet 30 are bonded are shown as seal lines 45a and 45b.
上述した通り、通常、空間４４は閉塞されているため、単セル５０の製造時において、単セル５０を組み立てる際の熱により、空間４４の内圧が上昇し、樹脂シート３０がトルネード構造を閉塞する問題がある。図９に樹脂シート３０がトルネード部４２を閉塞した場合の断面図を示した。このように、樹脂シート３０が熱により変形すると、トルネード部４２が閉塞してしまい、燃料ガスの流通を妨げてしまう。 As described above, since the space 44 is normally closed, during the manufacture of the single cell 50, the internal pressure of the space 44 increases due to the heat generated when the single cell 50 is assembled, and the resin sheet 30 closes the tornado structure. There's a problem. FIG. 9 shows a cross-sectional view when the resin sheet 30 closes the tornado portion 42. As described above, when the resin sheet 30 is deformed by heat, the tornado portion 42 is closed and the flow of fuel gas is obstructed.
そこで、樹脂シート３０は、このような問題を抑制するために、当該空間４４の内圧を低減するために、所定の切り込みを有している。 Therefore, the resin sheet 30 has predetermined cuts in order to reduce the internal pressure in the space 44 in order to suppress such a problem.
（樹脂シートの切れ込み）
図１０に、図６のＸ－Ｘで切断した断面図を示した。図１１に樹脂シート３０の樹脂シート燃料ガス排出孔３３の拡大図を示した。図１１に示したように、樹脂シート３０の燃料ガス排出孔３３は切り込み３３ａを有している。切り込み３３ａの数は１つでもよく、複数でもよい。図１１では、樹脂シート３０が２つの切り込み３３ａを有する形態を示している。また、図１０に示したように、切り込み３３ａは貫通孔に対応する位置に設けられている。切り込み３３ａは貫通孔に対応する位置に設けられていればよいが、内圧低減効果を向上させる観点から、トルネード部４２まで到達していてもよい。このように、樹脂シート３０が所定の切り込み３３ａを有することにより、空間４４と外部とが通じるため、空間４４の内圧を低減することが可能である。
(Notch in resin sheet)
FIG. 10 shows a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 6. FIG. 11 shows an enlarged view of the resin sheet fuel gas discharge holes 33 of the resin sheet 30. As shown in FIG. 11, the fuel gas discharge hole 33 of the resin sheet 30 has a notch 33a. The number of cuts 33a may be one or more. FIG. 11 shows a configuration in which the resin sheet 30 has two cuts 33a. Further, as shown in FIG. 10, the notch 33a is provided at a position corresponding to the through hole. The cut 33a may be provided at a position corresponding to the through hole, but may reach the tornado portion 42 from the viewpoint of improving the internal pressure reduction effect. In this way, since the resin sheet 30 has the predetermined cut 33a, the space 44 communicates with the outside, so that the internal pressure of the space 44 can be reduced.
（補足）
上記では、アノード側セパレータ２０ａにトルネード構造が設けられている例を示したが、本開示はこれに限定されない。トルネード構造はカソード側セパレータ２０ｂに設けられていてもよい。また、上記では、燃料ガス排出孔にトルネード構造が設けられている例を示したが、本開示はこれに限定されない。トルネード構造は、燃料ガス供給孔に設けられていてもよく、酸化剤ガス供給孔に設けられていてもよく、酸化剤ガス排出孔に設けられていてもよい。フラディングによる問題をより抑制する観点から、トルネード構造は反応ガス排出孔（燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔）に設けられていてもよい。
(supplement)
Although the example in which the anode side separator 20a is provided with a tornado structure has been described above, the present disclosure is not limited thereto. The tornado structure may be provided on the cathode side separator 20b. Moreover, although the example in which the fuel gas discharge hole is provided with a tornado structure is shown above, the present disclosure is not limited thereto. The tornado structure may be provided at the fuel gas supply hole, the oxidant gas supply hole, or the oxidant gas discharge hole. From the viewpoint of further suppressing problems caused by flooding, the tornado structure may be provided at the reaction gas exhaust hole (fuel gas exhaust hole, oxidant gas exhaust hole).
従って、本開示においては、１対のセパレータのうち一方のセパレータにおいて、反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔の少なくとも一方にトルネード構造が設けられており、トルネード構造は、反応ガス供給孔又は反応ガス排出孔の周囲を仕切る隔壁と、隔壁の周囲を囲み、反応ガスの流通が可能なトルネード部と、を有し、トルネード部は反応ガス流路と接続しており、隔壁は反応ガス供給孔又は反応ガス排出孔とトルネード部とを接続する複数の貫通孔を有しており、樹脂シートの樹脂シート反応ガス供給孔及び樹脂シート反応ガス排出孔のうち少なくとも一方は切り込みを有しており、切り込みは貫通孔に対応する位置に設けられている。 Therefore, in the present disclosure, in one separator of a pair of separators, at least one of the reaction gas supply hole and the reaction gas discharge hole is provided with a tornado structure, and the tornado structure is provided with the reaction gas supply hole or the reaction gas discharge hole. It has a partition wall that partitions the periphery of the discharge hole, and a tornado part that surrounds the partition wall and allows the reaction gas to flow.The tornado part is connected to the reaction gas flow path, and the partition wall is connected to the reaction gas supply hole or It has a plurality of through holes connecting the reactive gas exhaust hole and the tornado part, and at least one of the resin sheet reactive gas supply hole and the resin sheet reactive gas exhaust hole of the resin sheet has a notch. is provided at a position corresponding to the through hole.
以上、本開示の燃料電池スタックについて、一実施形態を用いて説明した。本開示の燃料電池スタックは、樹脂シートが所定の切り込みを有しているため、トルネード構造の閉塞を抑制することができる。 The fuel cell stack of the present disclosure has been described above using one embodiment. In the fuel cell stack of the present disclosure, since the resin sheet has predetermined cuts, blockage of the tornado structure can be suppressed.
１０ 発電要素
２０ａ アノード側セパレータ
２０ｂ カソード側セパレータ
２１ａ 燃料ガス流路
２１ｂ 酸化剤ガス流路
２１ｃ 冷媒流路
２２ａ、２２ｂ 燃料ガス供給孔
２３ａ、２３ｂ 燃料ガス排出孔
２４ａ、２４ｂ 酸化剤ガス供給孔
２５ａ、２５ｂ 酸化剤ガス排出孔
２６ａ、２６ｂ 冷媒供給孔
２７ａ、２７ｂ 冷媒排出孔
３０ 樹脂シート
３１ 開口部
３２ 樹脂シート燃料ガス供給孔
３３ 樹脂シート燃料ガス排出孔
３３ａ 切り込み
３４ 樹脂シート酸化剤ガス供給孔
３５ 樹脂シート酸化剤ガス排出孔
３６ 樹脂シート冷媒供給孔
３７ 樹脂シート冷媒排出孔
４０ トルネード構造
４１ 隔壁
４２ トルネード部
４３ 貫通孔
４４ 空間
４４ａ 底部
４４ｂ、４４ｃ 側壁
４４ｄ、４４ｅ 端部
４５ａ、４５ｂ シールライン
５０ 単セル
１００ 燃料電池スタック
１０２ 燃料ガス供給マニホールド
１０３ 燃料ガス排出マニホールド
１０４ 酸化剤ガス供給マニホールド
１０５ 酸化剤ガス排出マニホールド
１０６ 冷媒供給マニホールド
１０７ 冷媒排出マニホールド
10 Power generation element 20a Anode side separator 20b Cathode side separator 21a Fuel gas passage 21b Oxidizing gas passage 21c Refrigerant passage 22a, 22b Fuel gas supply holes 23a, 23b Fuel gas discharge holes 24a, 24b Oxidizing gas supply hole 25a, 25b Oxidizing gas discharge holes 26a, 26b Refrigerant supply holes 27a, 27b Refrigerant discharge hole 30 Resin sheet 31 Opening 32 Resin sheet fuel gas supply hole 33 Resin sheet fuel gas discharge hole 33a Notch 34 Resin sheet oxidizing gas supply hole 35 Resin Sheet oxidant gas discharge hole 36 Resin sheet coolant supply hole 37 Resin sheet coolant discharge hole 40 Tornado structure 41 Partition wall 42 Tornado part 43 Through hole 44 Space 44a Bottom 44b, 44c Side wall 44d, 44e End 45a, 45b Seal line 50 Single cell 100 Fuel cell stack 102 Fuel gas supply manifold 103 Fuel gas discharge manifold 104 Oxidant gas supply manifold 105 Oxidant gas discharge manifold 106 Refrigerant supply manifold 107 Refrigerant discharge manifold
Claims (1)
前記セパレータは、反応ガスを前記セパレータの面方向に流す反応ガス流路と、前記反応ガスを前記単セルの積層方向に流通させるための反応ガス供給孔及び反応ガス排出孔とを有し、
前記樹脂シートは、前記膜電極ガス拡散層接合体を収容する開口部と、樹脂シート反応ガス供給孔及び樹脂シート反応ガス排出孔とを有し、
前記燃料電池スタックは、前記反応ガス供給孔及び前記樹脂シート反応ガス供給孔が連通するように配置されることにより形成された反応ガス供給マニホールド、並びに、前記反応ガス排出孔及び前記樹脂シート反応ガス排出孔が連通するように配置されることにより形成された反応ガス排出マニホールドを有し、
一方の前記セパレータにおいて、前記反応ガス供給孔及び前記反応ガス排出孔の少なくとも一方にトルネード構造が設けられており、
前記トルネード構造は、前記反応ガス供給孔又は前記反応ガス排出孔の周囲を仕切る隔壁と、前記隔壁の周囲を囲み、反応ガスの流通が可能なトルネード部と、を有し、
前記トルネード部は前記反応ガス流路と連通しており、
前記隔壁は前記反応ガス供給孔又は前記反応ガス排出孔と前記トルネード部とを接続する複数の貫通孔を有しており、
前記樹脂シートの前記樹脂シート反応ガス供給孔及び前記樹脂シート反応ガス排出孔のうち少なくとも一方は切り込みを有しており、
前記切り込みは前記貫通孔に対応する位置に設けられている、
燃料電池スタック。 a membrane electrode gas diffusion layer assembly, a pair of separators sandwiching the membrane electrode gas diffusion layer assembly, and a membrane electrode gas diffusion layer assembly disposed between the pair of separators and around the membrane electrode gas diffusion layer assembly; A fuel cell stack in which a plurality of single cells are laminated, comprising a frame-shaped resin sheet for bonding separators together,
The separator has a reaction gas flow path that allows the reaction gas to flow in the surface direction of the separator, and a reaction gas supply hole and a reaction gas discharge hole that allow the reaction gas to flow in the stacking direction of the single cells,
The resin sheet has an opening that accommodates the membrane electrode gas diffusion layer assembly, a resin sheet reaction gas supply hole, and a resin sheet reaction gas discharge hole,
The fuel cell stack includes a reactive gas supply manifold formed by arranging the reactive gas supply hole and the resin sheet reactive gas supply hole so as to communicate with each other, and a reactive gas supply manifold formed by disposing the reactive gas supply hole and the resin sheet reactive gas supply hole, and the reactive gas exhaust hole and the resin sheet reactive gas It has a reaction gas exhaust manifold formed by disposing exhaust holes in communication with each other,
In one of the separators, at least one of the reaction gas supply hole and the reaction gas discharge hole is provided with a tornado structure,
The tornado structure includes a partition wall that partitions the periphery of the reaction gas supply hole or the reaction gas discharge hole, and a tornado part that surrounds the partition wall and allows flow of the reaction gas,
The tornado portion communicates with the reaction gas flow path,
The partition wall has a plurality of through holes connecting the reaction gas supply hole or the reaction gas discharge hole and the tornado part,
At least one of the resin sheet reaction gas supply hole and the resin sheet reaction gas discharge hole of the resin sheet has a notch,
The notch is provided at a position corresponding to the through hole,
fuel cell stack.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022079753A JP2023168101A (en) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | fuel cell stack |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022079753A JP2023168101A (en) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | fuel cell stack |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023168101A true JP2023168101A (en) | 2023-11-24 |
Family
ID=88838392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022079753A Pending JP2023168101A (en) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | fuel cell stack |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023168101A (en) |
-
2022
- 2022-05-13 JP JP2022079753A patent/JP2023168101A/en active Pending
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