JP3429661B2 - Polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

Polymer electrolyte fuel cell

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JP3429661B2
JP3429661B2 JP03152598A JP3152598A JP3429661B2 JP 3429661 B2 JP3429661 B2 JP 3429661B2 JP 03152598 A JP03152598 A JP 03152598A JP 3152598 A JP3152598 A JP 3152598A JP 3429661 B2 JP3429661 B2 JP 3429661B2
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gas
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電気化学的な反
応を利用して発電する例えば電気自動車等で使用される
固体高分子型燃料電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell used in, for example, an electric vehicle or the like, which uses an electrochemical reaction to generate electric power.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、一対の電極が電解質を介し
て対峙されてなり、燃料を一方の電極(アノード)に供
給し、酸化剤を他方の電極(カソード)に供給して、燃
料の酸化を電池内で電気化学的に反応させることにより
化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置で
ある。この燃料電池には、電解質によりいくつかの型が
あるが、近年高出力が得られる燃料電池として、電解質
に固体高分子電解質膜を用いた固体高分子型燃料電池が
注目されている。この固体高分子型燃料電池において
は、アノードに燃料としての水素ガスを供給し、カソー
ドに酸化剤としての酸素ガスを供給し、外部回路により
電流を取り出すとき、アノードでは式(1)の反応が生
じ、カソードでは式(2)の反応が生じる。 H2→2H++2e- ・・・式(1) 2H++2e-+1/2O2→H2O ・・・式(2)
2. Description of the Related Art In a fuel cell, a pair of electrodes are opposed to each other through an electrolyte, and a fuel is supplied to one electrode (anode) and an oxidant is supplied to the other electrode (cathode) so that the fuel It is a device that directly converts chemical energy into electrical energy by electrochemically reacting oxidation in a battery. There are several types of this fuel cell depending on the electrolyte, but in recent years, a polymer electrolyte fuel cell using a solid polymer electrolyte membrane as an electrolyte has been attracting attention as a fuel cell that can obtain high output. In this polymer electrolyte fuel cell, when hydrogen gas as a fuel is supplied to the anode and oxygen gas as an oxidant is supplied to the cathode and current is taken out by an external circuit, the reaction of the formula (1) occurs at the anode. And the reaction of formula (2) occurs at the cathode. H 2 → 2H + + 2e - ··· formula (1) 2H + + 2e - + 1 / 2O 2 → H 2 O ··· formula (2)

【0003】このとき、アノード上で水素がプロトンと
なり、水を伴って固体高分子電解質膜中をカソードまで
移動し、カソードで酸素と反応して水を生じる。従っ
て、このような固体高分子型燃料電池の運転には、反応
ガスの供給と排出、電流の取り出しが必要となる。特
に、固体高分子型燃料電池では、固体高分子電解質膜が
水の含有量にほぼ比例してイオン伝導性を発揮し、その
水の含有量が気相中の相対湿度に比例するので、供給ガ
スを十分に加湿する必要がある。一方、運転温度が水の
沸点以下であることから、カソードで発生した水は、液
滴となり電極へのガスの拡散を阻害する恐れがあるの
で、カソードでは、加湿とともに、水の排出も必要とな
る。
At this time, hydrogen becomes a proton on the anode, moves along with water in the solid polymer electrolyte membrane to the cathode, and reacts with oxygen at the cathode to generate water. Therefore, in order to operate such a polymer electrolyte fuel cell, it is necessary to supply and discharge a reaction gas and take out an electric current. Particularly in solid polymer fuel cells, the solid polymer electrolyte membrane exhibits ionic conductivity almost in proportion to the content of water, and the content of water is proportional to the relative humidity in the gas phase. It is necessary to sufficiently humidify the gas. On the other hand, since the operating temperature is lower than the boiling point of water, the water generated at the cathode may become droplets and impede the diffusion of gas to the electrode. Become.

【0004】そこで、上述したような固体高分子型燃料
電池に必要な条件を満たすために、数々の工夫が試みら
れていた。まず、水の供給方法としては、特開平6−3
38338号公報(従来例1)に記載されているよう
に、ガスの流路に隣接して水の流路を設け、水の流路か
ら直接水を供給する方法が提案されている。図10は従
来例1の固体高分子型燃料電池におけるガス流路を示す
断面図である。図10において、カソード3とアノード
4とがプロトン導電性に固体高分子電解質膜からなる電
解質体5を介して対峙するように配設されて単電池10
が構成されている。そして、水が通るように多孔質カー
ボン材料からなるガスセパレータ板1、2が単電池10
を介して対峙するように配設されている。ガスセパレー
タ板1には、カソード3に酸化剤ガスである例えば酸素
ガスを供給する酸化剤ガス流路11が溝状に形成されて
いる。また、ガスセパレータ板2には、アノード4に燃
料ガスである例えば水素ガスを供給する燃料ガス流路1
2が溝状に形成されている。さらに、それぞれ水流路1
3、14を有するセパレータ板6、7がガスセパレータ
板1、2の外側に配設されている。
Therefore, in order to satisfy the conditions required for the polymer electrolyte fuel cell as described above, various attempts have been made. First, as a water supply method, Japanese Patent Laid-Open No. 6-3
As described in Japanese Patent No. 38338 (conventional example 1), a method has been proposed in which a water channel is provided adjacent to a gas channel and water is directly supplied from the water channel. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a gas flow path in the polymer electrolyte fuel cell of Conventional Example 1. In FIG. 10, the cathode 3 and the anode 4 are arranged so as to face each other via the electrolyte body 5 made of a solid polymer electrolyte membrane in a proton conductive manner, and the unit cell 10 is provided.
Is configured. The gas separator plates 1 and 2 made of a porous carbon material allow the water to pass through and the unit cell 10
Are arranged so as to face each other. On the gas separator plate 1, an oxidant gas flow channel 11 for supplying an oxidant gas such as oxygen gas to the cathode 3 is formed in a groove shape. Further, in the gas separator plate 2, a fuel gas channel 1 for supplying a fuel gas such as hydrogen gas to the anode 4 is provided.
2 is formed in a groove shape. Furthermore, each water channel 1
Separator plates 6, 7 having 3, 14 are arranged outside the gas separator plates 1, 2.

【0005】ここで、従来例1の固体高分子型燃料電池
の動作について説明する。酸素ガスが酸化剤ガス流路1
1に供給され、水素ガスが燃料ガス流路12に供給され
る。このとき、カソード3とアノード4とを電気的に外
部で接続すると、カソード3側では式(1)の反応が生
じ、アノード4側では式(2)の反応が生じる。この反
応が成立するためには、電解質体5に水分が含まれてい
ることが必要であるが、水流路13、14を流れる水が
ガスセパレータ板1、2中を浸透してカソード3および
アノード4を経て電解質体5に到達することで、電解質
体5の湿潤維持を図っている。
The operation of the polymer electrolyte fuel cell of Conventional Example 1 will be described below. Oxygen gas is the oxidant gas flow path 1
1, and hydrogen gas is supplied to the fuel gas passage 12. At this time, when the cathode 3 and the anode 4 are electrically connected externally, the reaction of the formula (1) occurs on the cathode 3 side and the reaction of the formula (2) occurs on the anode 4 side. In order for this reaction to be established, it is necessary that the electrolyte body 5 contains water. However, the water flowing through the water flow paths 13 and 14 permeates the gas separator plates 1 and 2 and the cathode 3 and the anode. By reaching 4 through 4, the electrolyte body 5 is kept wet.

【0006】他の水の供給方法としては、特開平3−1
82052号公報(従来例2)に記載されている水の供
給方法がある。この従来例2の固体高分子型燃料電池で
は、図11に示されるように、疎水性のガス拡散層8を
アノード4とガスセパレータ板2との間に介挿し、この
ガス拡散層8に拡散層を貫通する親水性部分9を複数分
散配置し、それぞれの親水性部分9に直接水が接するよ
うにガスセパレータ板2の一部に連通路15を点在させ
ている。そして、水流路14を流れる水が連通路15、
親水性部分9およびアノード4を通って電解質体5に到
達することで、電解質体5の湿潤維持を図っている。さ
らに他の水の供給方法としては、特開平7−14597
号公報(従来例3)に記載されているように、ガス中に
計量した水の微滴を噴射する水の供給方法が提案されて
いる。
As another water supply method, Japanese Patent Laid-Open No. 3-1
There is a water supply method described in Japanese Patent No. 82052 (conventional example 2). In the polymer electrolyte fuel cell of Conventional Example 2, as shown in FIG. 11, a hydrophobic gas diffusion layer 8 is inserted between the anode 4 and the gas separator plate 2 and diffused in the gas diffusion layer 8. A plurality of hydrophilic portions 9 penetrating the layer are arranged in a dispersed manner, and communication passages 15 are scattered in a part of the gas separator plate 2 so that water directly contacts the respective hydrophilic portions 9. Then, the water flowing through the water flow passage 14 is connected to the communication passage 15,
By reaching the electrolyte body 5 through the hydrophilic portion 9 and the anode 4, the electrolyte body 5 is kept wet. Still another water supply method is disclosed in JP-A-7-14597.
As described in Japanese Patent Publication (Prior Art 3), there is proposed a water supply method in which minute water droplets are jetted into a gas.

【0007】一方、カソード3での水の排出方法に関し
ては、特開平3−205763号公報(従来例4)に記
載されているように、ガス流路形状を工夫して水を排出
しようとする試みが提案されている。図12は従来例4
の固体高分子型燃料電池におけるガスセパレータ板を示
す上面図である。図12において、ガスセパレータ板1
の主表面20のカソード3を支持する電極支持部分21
には、酸化剤ガス流路11が蛇腹状に形成されている。
そして、流体を供給する流体供給口22がガスセパレー
タ板1の電極支持部分21を外れた位置に形成され、流
体を排出する流体排出口25がガスセパレータ板1の電
極支持部分21を外れた位置に形成されている。さら
に、流体入口23が流体供給口22と酸化剤ガス流路1
1の一端とを連通するようにガスセパレータ板1の主表
面20に形成され、流体出口24が流体排出口25と酸
化剤ガス流路11の他端とを連通するようにガスセパレ
ータ板1の主表面20に形成されている。そして、酸化
剤ガス流路11を蛇腹状に形成することによりガスセパ
レータ板1の縦横寸法より長くし、ガス流速を増加させ
て境膜を薄くすることにより、反応に必要なガスの拡散
を促進するとともに、カソード3で発生した水を効率よ
く排出させている。なお、ガスセパレータ板2も同様に
構成されている。
On the other hand, regarding the method of discharging water at the cathode 3, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-205763 (Prior Art 4), the shape of the gas flow path is devised to discharge water. Attempts have been proposed. FIG. 12 shows Conventional Example 4
FIG. 3 is a top view showing a gas separator plate in the polymer electrolyte fuel cell of FIG. In FIG. 12, the gas separator plate 1
Electrode supporting portion 21 supporting the cathode 3 on the main surface 20 of the
The oxidant gas flow channel 11 is formed in a bellows shape.
A fluid supply port 22 for supplying a fluid is formed at a position outside the electrode supporting portion 21 of the gas separator plate 1, and a fluid discharge port 25 for discharging a fluid is outside the electrode supporting portion 21 of the gas separator plate 1. Is formed in. Further, the fluid inlet 23 is connected to the fluid supply port 22 and the oxidant gas flow path 1
1 is formed on the main surface 20 of the gas separator plate 1 so as to communicate with one end of the gas separator plate 1, and the fluid outlet 24 of the gas separator plate 1 is communicated with the fluid discharge port 25 and the other end of the oxidant gas flow channel 11. Formed on main surface 20. By forming the oxidant gas flow channel 11 in a bellows shape, the gas separator plate 1 is made longer than the vertical and horizontal dimensions, and the gas flow velocity is increased to thin the boundary film, thereby promoting the diffusion of gas required for the reaction. In addition, the water generated at the cathode 3 is efficiently discharged. The gas separator plate 2 has the same structure.

【0008】ここで、従来例4の固体高分子型燃料電池
の動作について説明する。ガスセパレータ板1の流体供
給口22から供給された酸素ガスは、流体入口23を通
って酸化剤ガス流路11に導かれ、カソード3に供給さ
れる。一方、水を含んだ水素ガスは、酸素ガスと同様
に、燃料ガス流路12に導かれ、アノード4に供給され
る。カソード3とアノード4とが電気的に外部で接続さ
れているので、カソード3側では式(2)の反応が生
じ、酸化剤ガス流路11を通って未反応ガスが流体出口
24より流体排出口25に排出される。このとき、未反
応ガスの流速が速いため、液体の水も同時に排出され
る。
The operation of the polymer electrolyte fuel cell of Conventional Example 4 will now be described. The oxygen gas supplied from the fluid supply port 22 of the gas separator plate 1 is guided to the oxidant gas flow path 11 through the fluid inlet 23 and supplied to the cathode 3. On the other hand, the hydrogen gas containing water is guided to the fuel gas flow path 12 and supplied to the anode 4 similarly to the oxygen gas. Since the cathode 3 and the anode 4 are electrically connected to the outside, the reaction of the formula (2) occurs on the cathode 3 side, and the unreacted gas is discharged from the fluid outlet 24 through the oxidant gas flow path 11. It is discharged to the outlet 25. At this time, since the flow velocity of the unreacted gas is high, liquid water is also discharged at the same time.

【0009】また、特開平8−138692号公報(従
来例5)に記載されているように、ガスの流路表面を親
水性にし、さらに流路方向を鉛直下方に傾斜させて、重
力を利用して水を排出させる水の排出方法が提案されて
いる。
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-138692 (Prior Art 5), the flow passage surface of gas is made hydrophilic, and the flow passage direction is inclined vertically downward to utilize gravity. A method of discharging water has been proposed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例1、2
の場合においては、水を供給するために余分な動力を消
費するという課題や、積層体の積層数に応じて余分な流
体配管を設置する必要があり、装置の小型・軽量化が図
られないとともに最適な水分量の調整が困難となるとい
う課題もあった。さらに、燃料ガスに水を与えると、ア
ノード4からカソード3へ移動する水の量が増加するの
で、カソード3での水の排出はさらに困難となるという
課題もあった。また、従来例3の場合では、水分量を軽
量することで総量としては最適な水分を付与することが
できるが、セル内のガス流路の上流に多量の水分を与え
るためにガスの流通が不十分になったり、逆に下流側で
は水が不足して抵抗が上昇して特性が低下するという課
題があった。また、従来例4の場合では、ガス流路を蛇
腹状とすることで特性は高くなるが、複雑なか加工を必
要とし、コストが高くなるという課題があった。また、
従来例5の場合では、ガス流路の端部での水切れが悪く
なり、一定以上のガス流速をつけなければ水が溜まって
しまうが、電池平面を単純に横切る複数の並行流路とな
るため、ガスの流速が落ちて端部の水の量によって流路
間の流量分布に偏りが生じる恐れがあるという課題があ
った。
However, the conventional examples 1 and 2
In the case of, the problem of consuming extra power for supplying water and the need to install extra fluid pipes in accordance with the number of laminated layers cannot reduce the size and weight of the device. At the same time, there is a problem that it becomes difficult to adjust the optimum amount of water. Furthermore, when water is supplied to the fuel gas, the amount of water that moves from the anode 4 to the cathode 3 increases, so that it is more difficult to discharge water at the cathode 3. Further, in the case of Conventional Example 3, the optimum amount of water can be given as a total amount by reducing the amount of water, but the flow of gas is reduced because a large amount of water is given upstream of the gas flow path in the cell. There is a problem that the characteristics become insufficient, or conversely, water becomes insufficient on the downstream side, resistance increases and the characteristics deteriorate. Further, in the case of Conventional Example 4, the characteristics are improved by forming the gas flow path in a bellows shape, but there is a problem that complicated processing is required and cost is increased. Also,
In the case of the conventional example 5, the water drainage at the end of the gas flow path becomes worse, and water accumulates unless a gas flow velocity above a certain level is applied, but since it becomes a plurality of parallel flow paths that simply cross the cell plane. However, there is a problem in that the flow velocity of the gas decreases and the flow rate distribution between the flow paths may be biased depending on the amount of water at the end.

【0011】さらに、燃料として取り扱いの容易な液体
燃料を用いる場合、例えばメタノールを用いる場合で
は、改質器で水と反応させて式(3)の反応により水素
を発生させ、水素を製造しながら発電することがある。
その場合、式(4)に示されるシフト反応により一酸化
炭素が副生成物として発生する。この発生した一酸化炭
素は固体高分子型燃料電池の電極に被毒を起こさせ、特
性の低下をもたらすので、選択酸化等の処理により数1
0ppmレベルの濃度に低減してから固体高分子型燃料
電池に供給している。 CH3OH+H2O→3H2+CO2 ・・・式(3) H2+CO2⇔H2O+CO ・・・式(4) しかし、固体高分子型燃料電池内では、反応の進行に伴
って水素が消費されるので、ガス流路の下流では、一酸
化炭素濃度が増大して被毒が進行し、電流が上流側に偏
り、全体としての特性が低下する。
Further, when a liquid fuel that is easy to handle is used as the fuel, for example, when methanol is used, it is reacted with water in the reformer to generate hydrogen by the reaction of the formula (3), and hydrogen is produced. May generate electricity.
In that case, carbon monoxide is generated as a by-product due to the shift reaction represented by the formula (4). The generated carbon monoxide poisons the electrodes of the polymer electrolyte fuel cell and causes deterioration of the characteristics.
It is supplied to a polymer electrolyte fuel cell after being reduced to a concentration of 0 ppm. CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2・ ・ ・ Equation (3) H 2 + CO 2 ⇔ H 2 O + CO ・ ・ ・ Equation (4) However, in the polymer electrolyte fuel cell, hydrogen is produced as the reaction progresses. Therefore, in the downstream of the gas flow path, the concentration of carbon monoxide increases, poisoning proceeds, the current is biased to the upstream side, and the overall characteristics deteriorate.

【0012】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、小型軽量で多量生産が可能な高
電圧・高出力の固体高分子型燃料電池を得ることを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a high voltage / high output solid polymer electrolyte fuel cell which is small in size, light in weight and can be mass-produced.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明に係る固体高分
子型燃料電池は、ガス拡散性電子伝導性を有する電
極を固体高分子電解質膜の両面に配した単電池と、酸化
剤ガス流路が設けられたガス流路板と、燃料ガス流路が
設けられたガス流路板とを複数積層してなる積層体を備
えた固体高分子型燃料電池において、上記酸化剤ガス流
路が設けられたガス流路板および上記燃料ガス流路が設
けられたガス流路板の少なくともいずれかのガス流路板
には、 複数の溝と、 上記複数の溝が共通に連通するガス
供給口とガス排出口とで構成される一の分割ガス流路が
設けられ、 かつ、上記ガス流路板には、上記分割ガス流
路が複数具備され、 上記一の分割ガス流路のガス排出口
、上記ガス流路板に設けられた他の分割ガス流路のガ
ス供給口とが、上記ガス流路板外の流路を介して直列に
接続され、上記酸化剤ガス流路および上記燃料ガス流路
の少なくとも一方のガス流路を形成しているものであ
る。また、上記酸化剤ガス流路および上記燃料ガス流路
のガスの流れ方向がガス流路板上で重力に対し全て順方
向となるように構成されているものである。
Means for Solving the Problems A solid polymer electrolyte fuel cell according to the present invention includes a unit cell arranged an electrode having a gas diffusion property and electronic conductivity to the surfaces of the solid polymer electrolyte membrane, oxide
Containing gas flow passage is provided with gas flow channel plate and a fuel gas flow passage is provided <br/> gas flow channel plate in the solid polymer fuel cell comprising a laminated body formed by laminating multiple , The above oxidant gas flow
Gas passage plate provided with a passage and the fuel gas passage
At least one of the stripped gas channel plates
The gas in which a plurality of grooves, said plurality of grooves commonly communicating
One split gas flow path consisting of a supply port and a gas exhaust port
The divided gas flow is provided in the gas flow path plate.
Road is more equipped, gas outlet of the divided gas flow passage of the one and, the gas supply port of the other divided gas flow passage provided in the gas flow channel plate and is, the gas flow passage plate outside the flow path Connected in series via the oxidant gas flow path and the fuel gas flow path
Of at least one of the gas passages is formed . Further, the oxidant gas flow channel and the fuel gas flow channel
Gas flow direction is one that is configured to be all forward against the force of gravity on the gas flow channel plate.

【0014】また、ガスの湿度を調整する湿度調整手段
が上記共通流路に設けられているものである。
Humidity adjusting means for adjusting the humidity of the gas is provided in the common flow path.

【0015】また、上記湿度調整手段は、酸化剤ガスと
燃料ガスとの間で水分の受け渡しを行わせて、酸化剤ガ
スおよび燃料ガスの湿度を調整するものである。
The humidity adjusting means adjusts the humidity of the oxidant gas and the fuel gas by transferring moisture between the oxidant gas and the fuel gas.

【0016】また、CO除去手段が上記共通流路に設け
られ、燃料ガス中のCO濃度を低減できるように構成さ
れているものである。
Further, a CO removing means is provided in the common flow path so as to reduce the CO concentration in the fuel gas.

【0017】また、上記CO除去手段は、ガス拡散性で
電子伝導性を有する電極を水分透過性の固体高分子電解
質膜の両面に配し、開閉器により両電極間を周期的に短
絡させるようにした電気化学デバイスと、該電気化学デ
バイスの両電極部にそれぞれガスを供給するガス流路と
を備え、上記電気化学デバイスの一方の電極部に上記酸
化剤ガス流路から排出された酸化剤ガスを流し、他方の
電極部に燃料ガスを流して酸化剤ガスと燃料ガスとの間
で水分の受け渡しを行わせると同時に、上記開閉器によ
り上記電気化学デバイスの両電極間を周期的にパルス状
に短絡させて燃料ガス中のCOを選択的に酸化除去させ
るものである。
Further, in the CO removing means, electrodes having gas diffusivity and electron conductivity are arranged on both sides of the water-permeable solid polymer electrolyte membrane, and the electrodes are periodically short-circuited by a switch. And an oxidizer discharged from the oxidant gas flow path to one electrode part of the electrochemical device. Gas is flowed, and fuel gas is flown to the other electrode part to transfer water between the oxidant gas and the fuel gas, and at the same time, the switch periodically pulses between both electrodes of the electrochemical device. In this way, the carbon dioxide in the fuel gas is selectively oxidized and removed by short-circuiting in a fixed manner.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1に係る固
体高分子型燃料電池に適用されるセパレータ板を示す平
面図である。図1において、酸化剤ガス流路31が、ガ
ス流路板としての硬質なカーボン製のセパレータ板30
の一方の表面のカソード3と接触する領域(ガス流路
部)に、第1、第2および第3分割ガス流路31a、3
1b、31cに3分割されて設けられている。第1分割
ガス流路31aは、例えば幅28mm、長さ170mm
の領域の中に、幅1.2mm、深さ1mmの溝が20本
等間隔に形成されて構成されている。この流路は全て直
線で構成している。第2および第3分割ガス流路31
b、31cも同様に構成されている。そして、このセパ
レータ板30を単電池と重ねあわせることにより、第
1、第2および第3分割ガス流路31a、31b、31
cの3つの分割ガス流路を合わせて、150mm角の酸
化剤ガス流路31を構成している。空気供給口33a、
33b、33cが、互いに分離されて第1、第2および
第3分割ガス流路31a、31b、31cの一端にそれ
ぞれ連結するようにセパレータ板30に穿設されてい
る。また、空気排出口34a、34b、34cが、互い
に分離されて第1、第2および第3分割ガス流路31
a、31b、31cの他端にそれぞれ連結するようにセ
パレータ板30に穿設されている。燃料供給口37a、
37b、37cが、互いに分離されてセパレータ板30
の第1分割ガス流路31a側の1辺の縁部に穿設されて
いる。また、燃料供給口38a、38b、38cが、互
いに分離されてセパレータ板30の第3分割ガス流路3
1c側の1辺の縁部に穿設されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1. 1 is a plan view showing a separator plate applied to a polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the oxidant gas flow channel 31 is a separator plate 30 made of hard carbon as a gas flow channel plate.
The first, second, and third divided gas flow passages 31a, 3a, 3
It is divided into three parts 1b and 31c. The first divided gas flow path 31a has a width of 28 mm and a length of 170 mm, for example.
In this region, 20 grooves having a width of 1.2 mm and a depth of 1 mm are formed at equal intervals. All the flow paths are straight lines. Second and third split gas flow paths 31
b and 31c are similarly configured. Then, by stacking this separator plate 30 on the unit cells, the first, second and third divided gas flow paths 31a, 31b, 31 are formed.
The 150 mm square oxidant gas flow channel 31 is configured by combining the three divided gas flow channels c. Air supply port 33a,
33b and 33c are formed in the separator plate 30 so as to be separated from each other and connected to one ends of the first, second and third divided gas flow paths 31a, 31b and 31c, respectively. In addition, the air discharge ports 34a, 34b, 34c are separated from each other so that the first, second and third divided gas flow paths 31 are formed.
The separator plate 30 is perforated so as to be connected to the other ends of a, 31b, and 31c, respectively. Fuel supply port 37a,
37b and 37c are separated from each other to separate the separator plate 30.
Is formed at the edge of one side on the side of the first divided gas flow path 31a. Further, the fuel supply ports 38 a, 38 b, 38 c are separated from each other so that the third divided gas flow path 3 of the separator plate 30 is separated.
It is provided at the edge of one side on the 1c side.

【0019】燃料ガス流路32が、セパレータ板30の
他方の表面のアノード4と接触する領域(ガス流路部)
に、酸化剤ガス流路31と直交するように、かつ、第
1、第2および第3分割ガス流路32a、32b、32
cに3分割されて設けられている。そして、第1、第2
および第3分割ガス流路32a、32b、32cの一端
がそれぞれ燃料供給口37a、37b、37cに連結さ
れ、他端がそれぞれ燃料排出口38a、38b、38c
に連結されている。そして、第1分割ガス流路32a
は、例えば幅28mm、長さ170mmの領域の中に、
幅1.2mm、深さ1mmの溝が20本等間隔に形成さ
れて構成されている。この流路は全て直線で構成してい
る。第2および第3分割ガス流路32b、32cも同様
に構成されている。そして、このセパレータ板30を単
電池と重ねあわせることにより、第1、第2および第3
分割ガス流路32a、32b、32cの3つの分割ガス
流路を合わせて、150mm角の燃料ガス流路32を構
成している。また、冷却水供給口39が、空気排出口3
4a、34b、34cが設けられた辺と燃料排出口38
a、38b、38cが設けられた辺との角部に穿設さ
れ、冷却水排出口40が、空気供給口33a、33b、
33cが設けられた辺と燃料供給口37a、37b、3
7cが設けられた辺との角部に穿設されている。そし
て、このセパレータ板30は、冷却水排出口40が上
に、冷却水供給口39が下にくるように配置され、酸化
剤ガス流路31は水平面に対して45度の傾斜をもつ。
このとき、燃料ガス流路32は酸化剤ガス流路31と直
交し、同様に水平面に対して45度の傾斜をもつ。
A region where the fuel gas passage 32 contacts the anode 4 on the other surface of the separator plate 30 (gas passage portion)
In addition, the first, second and third divided gas flow passages 32a, 32b, 32 are arranged so as to be orthogonal to the oxidant gas flow passage 31.
It is provided by being divided into three parts. And the first and second
And one ends of the third divided gas flow paths 32a, 32b, 32c are connected to the fuel supply ports 37a, 37b, 37c, respectively, and the other ends are respectively connected to the fuel discharge ports 38a, 38b, 38c.
Are linked to. Then, the first divided gas flow channel 32a
Is, for example, in a region with a width of 28 mm and a length of 170 mm,
Twenty grooves having a width of 1.2 mm and a depth of 1 mm are formed at equal intervals. All the flow paths are straight lines. The second and third divided gas flow passages 32b and 32c are similarly configured. Then, by stacking this separator plate 30 on the unit cell, the first, second and third cells are formed.
The 150 mm square fuel gas flow channel 32 is configured by combining the three divided gas flow channels 32 a, 32 b, and 32 c. In addition, the cooling water supply port 39 is the air discharge port 3
4a, 34b, 34c and the side and the fuel outlet 38
a, 38b, and 38c are provided at the corners of the sides where the a, 38b, and 38c are provided, and the cooling water discharge port 40 is provided with the air supply ports 33a and 33b.
The side provided with 33c and the fuel supply ports 37a, 37b, 3
7c is provided at the corner with the side where the 7c is provided. The separator plate 30 is arranged such that the cooling water discharge port 40 is on the upper side and the cooling water supply port 39 is on the lower side, and the oxidant gas flow channel 31 has an inclination of 45 degrees with respect to the horizontal plane.
At this time, the fuel gas flow channel 32 is orthogonal to the oxidant gas flow channel 31, and similarly has an inclination of 45 degrees with respect to the horizontal plane.

【0020】図2および図3はこの実施の形態1に係る
固体高分子型燃料電池における空気の流れを模式的に示
す図であり、図2では、複数の単電池10、セパレータ
30、冷却板や集電板等の記載を省略し、1枚のセパレ
ータ板30に集約して記載している。ポリカーボネート
製の絶縁板44のセパレータ板30に接する面には、セ
パレータ板30の空気排出口34bと空気供給口33c
とを直線的に連通する単電池外の共通流路47が設けら
れている。また、絶縁板44のセパレータ板30に接し
ない面には、絶縁板44に穿設された貫通孔を介してセ
パレータ板30の燃料排出口38bと燃料供給口37c
とを直線的に連通する単電池外の共通流路49が設けら
れている。さらに、絶縁板44には、セパレータ板30
の空気供給口33a、燃料供給口37a、冷却水供給口
39および冷却水排出口40と対向する位置に貫通孔4
4a、44b、44c、44dが穿設されている。一
方、ポリカーボネート製の絶縁板45のセパレータ板3
0に接する面には、セパレータ板30の空気排出口34
aと空気供給口33bとを直線的に連通する単電池外の
共通流路46が設けられている。また、絶縁板45のセ
パレータ板30に接しない面には、絶縁板45に穿設さ
れた貫通孔を介してセパレータ板30の燃料排出口38
aと燃料供給口37bとを直線的に連通する単電池外の
共通流路48が設けられている。さらに、絶縁板45に
は、セパレータ板30の空気排出口34c、燃料排出口
38c、冷却水供給口39および冷却水排出口40と対
向する位置に貫通孔45a、45b、45c、45dが
穿設されている。チタン製の押え板42には、セパレー
タ板30の空気供給口33a、燃料供給口37a、冷却
水供給口39および冷却水排出口40と対向する位置に
貫通孔42a、42b、42c、42dが穿設されてい
る。また、チタン製の押え板43には、セパレータ板3
0の空気排出口34c、燃料排出口38c、冷却水供給
口39および冷却水排出口40と対向する位置に貫通孔
43a、43b、43c、43dが穿設されている。
2 and 3 are diagrams schematically showing the air flow in the polymer electrolyte fuel cell according to the first embodiment. In FIG. 2, a plurality of unit cells 10, separators 30, cooling plates are shown. The description of a collector plate, a current collector plate, etc. is omitted, and they are collectively shown in one separator plate 30. On the surface of the polycarbonate insulating plate 44 that contacts the separator plate 30, the air discharge port 34b and the air supply port 33c of the separator plate 30 are provided.
A common channel 47 outside the unit cell that linearly communicates with and is provided. Further, on the surface of the insulating plate 44 that does not contact the separator plate 30, the fuel discharge port 38b and the fuel supply port 37c of the separator plate 30 are inserted through the through holes formed in the insulating plate 44.
A common channel 49 outside the unit cell that linearly communicates with and is provided. Further, the insulating plate 44 includes the separator plate 30.
Of the through hole 4 at a position facing the air supply port 33a, the fuel supply port 37a, the cooling water supply port 39, and the cooling water discharge port 40 of
4a, 44b, 44c and 44d are provided. On the other hand, the separator plate 3 of the insulating plate 45 made of polycarbonate
The air outlet 34 of the separator plate 30 is provided on the surface in contact with 0.
A common flow path 46 outside the unit cell is provided that linearly connects a with the air supply port 33b. In addition, on the surface of the insulating plate 45 that does not contact the separator plate 30, the fuel discharge port 38 of the separator plate 30 is inserted through a through hole formed in the insulating plate 45.
A common channel 48 outside the unit cell is provided which linearly connects the fuel supply port 37a with the fuel supply port 37b. Further, the insulating plate 45 is provided with through holes 45a, 45b, 45c, 45d at positions facing the air discharge port 34c, the fuel discharge port 38c, the cooling water supply port 39 and the cooling water discharge port 40 of the separator plate 30. Has been done. Through holes 42a, 42b, 42c, 42d are formed in the titanium holding plate 42 at positions facing the air supply port 33a, the fuel supply port 37a, the cooling water supply port 39 and the cooling water discharge port 40 of the separator plate 30. It is set up. In addition, the separator plate 3 is attached to the titanium holding plate 43.
Through holes 43a, 43b, 43c, 43d are formed at positions facing the zero air discharge port 34c, the fuel discharge port 38c, the cooling water supply port 39, and the cooling water discharge port 40.

【0021】この実施の形態1に係る固体高分子型燃料
電池の積層体41は、カソード3とアノード4とがプロ
トン導電性の固体高分子電解質膜5を介して対峙するよ
うに配設されて構成された単電池10とセパレータ板3
0とを交互に複数重ね合わせて積層し、電流取り出し用
の集電板(図示せず)を介して絶縁板44、45をその
両端に配し、さらに押え板42、43を絶縁板44、4
5の外側に配した後、押え板42、43間を締着一体化
して構成されている。そして、この積層体41は、20
枚の単電池10がセパレータ板30を介して積層されて
構成され、単電池10およびセパレータ板30の積層方
向を水平として、冷却水排出口40が上に、冷却水供給
口39が下にくるように配置されている。なお、一端に
配されるセパレータ板30の絶縁板44と接する面は、
燃料ガス流路32が設けられず、平坦面に形成され、他
端に配されるセパレータ板30の絶縁板45と接する面
は、燃料ガス流路32は設けられず、平坦面に形成され
ている。また、図示していないが冷却板も適当な間隔で
介装されている。
The solid polymer electrolyte fuel cell stack 41 according to the first embodiment is arranged so that the cathode 3 and the anode 4 face each other with the proton conductive solid polymer electrolyte membrane 5 interposed therebetween. Unit cell 10 and separator plate 3 configured
0 and a plurality of layers are alternately stacked and laminated, and insulating plates 44 and 45 are arranged at both ends thereof via a current collecting plate (not shown) for current extraction. Four
5, the pressing plates 42 and 43 are fastened and integrated with each other. Then, this laminated body 41 has 20
The single cells 10 are stacked with the separator plate 30 interposed therebetween, and the cooling water discharge port 40 is on the upper side and the cooling water supply port 39 is on the lower side with the stacking direction of the single cells 10 and the separator plate 30 being horizontal. Are arranged as follows. The surface of the separator plate 30 arranged at one end in contact with the insulating plate 44 is
The fuel gas flow channel 32 is not provided and is formed on a flat surface, and the surface of the separator plate 30 arranged at the other end that is in contact with the insulating plate 45 is not provided with the fuel gas flow channel 32 and is formed on a flat surface. There is. Although not shown, cooling plates are also provided at appropriate intervals.

【0022】このように構成された積層体41において
は、第1分割ガス流路31a、32aの排出側と第2分
割ガス流路31b、32bの供給側とが単電池外の共通
流路46、48で連通され、第2分割ガス流路31b、
32bの排出側と第3分割ガス流路31c、32cの供
給側とが単電池外の共通流路47、49で連通され、第
1、第2および第3分割ガス流路31a〜31c、32
a〜32cがそれぞれ直列に接続されて酸化剤ガスとし
ての空気と燃料ガスとしての水素のガス流路を構成して
いる。そして、積層体41の積層方法が水平となり、か
つ、酸化剤ガス流路31の第1、第2および第3分割ガ
ス流路31a〜31cと燃料ガス流路32の第1、第2
および第3分割ガス流路32a〜32cとを流れるガス
の流れ方向が重力方向に対して全て45度の角度を有し
て互いに直交するように構成されている。
In the laminated body 41 constructed in this way, the discharge side of the first divided gas passages 31a, 32a and the supply side of the second divided gas passages 31b, 32b are the common passages 46 outside the unit cell. , 48, and the second split gas flow path 31b,
The discharge side of 32b and the supply side of the third divided gas passages 31c, 32c are communicated with each other through common passages 47, 49 outside the unit cell, and the first, second and third divided gas passages 31a to 31c, 32 are provided.
a to 32c are respectively connected in series to form a gas flow path of air as an oxidant gas and hydrogen as a fuel gas. The stacking method of the stacked body 41 is horizontal, and the first, second and third divided gas channels 31a to 31c of the oxidant gas channel 31 and the first and second of the fuel gas channel 32 are the same.
Also, the flow directions of the gas flowing through the third divided gas flow paths 32a to 32c are all orthogonal to each other at an angle of 45 degrees with respect to the gravity direction.

【0023】つぎに、動作について説明する。酸化剤ガ
スとしての空気は、加湿されて押え板42および絶縁板
44の貫通孔42a、44aを介して積層体41に供給
される。そして、空気は、各セパレータ板30の空気供
給口33aに導かれ、各第1分割ガス流路31aを通っ
て空気排出口34aに至る。各セパレータ板30の空気
排出口34aに到達した空気は、絶縁板45に設けられ
た単電池外の共通流路46を通って各セパレータ板30
の空気供給口33bに導かれ、各第2分割ガス流路31
bを通って空気排出口34bに至る。そして、各セパレ
ータ板30の空気排出口34bに到達した空気は、絶縁
板44に設けられた単電池外の共通通路47を通って各
セパレータ板30の空気供給口33cに導かれ、各第3
分割ガス流路31cを通って空気排出口34cに至る。
その後、各セパレータ板30の空気排出口34cに到達
した空気は、絶縁板45および押え板43の貫通孔45
a、43aを介して積層体41から排出される。一方、
燃料ガスとしての水素は、加湿されて押え板42および
絶縁板44の貫通孔42b、44bを介して積層体41
に供給される。そして、水素は、各セパレータ板30の
水素供給口37aに導かれ、各第1分割ガス流路32a
を通って水素排出口38aに至る。各セパレータ板30
の水素排出口38aに到達した水素は、絶縁板45に設
けられた単電池外の共通流路48を通って各セパレータ
板30の水素供給口37bに導かれ、各第2分割ガス流
路32bを通って水素排出口38bに至る。そして、各
セパレータ板30の水素排出口38bに到達した水素
は、絶縁板44に設けられた単電池外の共通通路49を
通って各セパレータ板30の水素供給口37cに導か
れ、各第3分割ガス流路32cを通って水素排出口38
cに至る。その後、各セパレータ板30の水素排出口3
8cに到達した水素は、絶縁板45および押え板43の
貫通孔45b、43bを介して積層体41から排出され
る。また、冷却水は、押え板42および絶縁板44の貫
通孔42c、44cを介して各セパレータ板30の冷却
水供給口39に供給され、各冷却板内を流通して単電池
10を冷却した後、各セパレータ板30の冷却水排出口
40から絶縁板45および押え板43の貫通孔45d、
43dを介して積層体41外に排出されるようになって
いる。
Next, the operation will be described. Air as the oxidant gas is humidified and supplied to the laminated body 41 through the through holes 42a and 44a of the holding plate 42 and the insulating plate 44. Then, the air is guided to the air supply port 33a of each separator plate 30, passes through each first divided gas flow path 31a, and reaches the air discharge port 34a. The air that has reached the air discharge port 34a of each separator plate 30 passes through the common flow path 46 outside the unit cell provided in the insulating plate 45, and each separator plate 30
Of the second divided gas flow path 31
It reaches the air discharge port 34b through b. Then, the air that has reached the air discharge port 34b of each separator plate 30 is guided to the air supply port 33c of each separator plate 30 through the common passage 47 outside the unit cell provided in the insulating plate 44, and each third air.
It reaches the air discharge port 34c through the divided gas passage 31c.
After that, the air that has reached the air outlet 34 c of each separator plate 30 passes through the through holes 45 of the insulating plate 45 and the holding plate 43.
It is discharged from the laminated body 41 via a and 43a. on the other hand,
Hydrogen as a fuel gas is humidified, and then passes through the through holes 42b and 44b of the holding plate 42 and the insulating plate 44, and the laminated body 41 is formed.
Is supplied to. Then, the hydrogen is introduced into the hydrogen supply port 37a of each separator plate 30, and each first divided gas flow channel 32a.
To reach the hydrogen discharge port 38a. Each separator plate 30
Of the hydrogen that has reached the hydrogen discharge port 38a of each separator plate 30 is guided to the hydrogen supply port 37b of each separator plate 30 through the common flow path 48 outside the unit cell provided in the insulating plate 45, and each second split gas flow path 32b. To reach the hydrogen discharge port 38b. Then, the hydrogen that has reached the hydrogen discharge port 38b of each separator plate 30 is guided to the hydrogen supply port 37c of each separator plate 30 through the common passage 49 provided outside the unit cell provided in the insulating plate 44, and then the third hydrogen. Hydrogen discharge port 38 through the divided gas flow path 32c
to c. After that, the hydrogen discharge port 3 of each separator plate 30
The hydrogen that has reached 8c is discharged from the laminated body 41 through the insulating plate 45 and the through holes 45b and 43b of the holding plate 43. Further, the cooling water is supplied to the cooling water supply port 39 of each separator plate 30 through the through holes 42c and 44c of the holding plate 42 and the insulating plate 44, and flows through each cooling plate to cool the unit cell 10. After that, from the cooling water discharge port 40 of each separator plate 30 to the insulating plate 45 and the through hole 45d of the holding plate 43,
It is configured to be discharged to the outside of the laminated body 41 via 43d.

【0024】ここで、積層体41に空気を100l/m
in、水素を26l/min供給して集電板(図示せ
ず)から110Aの電流を取り出すと、スタックは約1
3Vの出力電圧を示した。そして、式(1)、(2)の
燃料電池反応により単電池10当たり0.6g/min
の水が発生し、そのほとんどがカソード側、即ち酸化剤
ガス流路31に水滴となって出てくる。このとき、単電
池10の電極と接触するガス流路部分、即ち酸化剤ガス
流路31の第1、第2および第3分割ガス流路31a、
31b、31cと燃料ガス流路32の第1、第2および
第3分割ガス流路32a、32b、32cでは、空気の
流速は約3.7m/s、水素の流速は1.2m/sとな
り、45度の傾斜により重力とあいまって水滴は単電池
外に排出され、13Vの出力電圧を一定に保持すること
ができた。即ち、各第1分割ガス流路32aに出てきた
水滴は、空気排出口34a内を流れて共通流路46に導
かれる。このとき、共通流路46では、流れ方向が水平
に対し約30度で重力に対して逆方向となるので、水は
共通流路46の入り口部分に溜まる。同様に、各第2分
割ガス流路32bに出てきた水滴は、空気排出口34b
内を流れて共通流路47に導かれ、共通流路47の入り
口部分に溜まる。そこで、例えば共通流路46、47の
入り口部分と外部とを連通するように絶縁板44、45
および押え板42、43に排出口を設け、該排出口を栓
で塞口するようにし、該栓を適宜外して、溜まった水を
間欠的に排出することにより、流路の流通性を維持する
ことができる。なお、各第3分割ガス流路32cに出て
きた水滴や空気の流れによって共通流路46、47を介
して第3分割ガス流路32cに流入してきた水滴は、第
3分割ガス流路32cの傾斜および空気の流れによって
貫通孔45a、43aを通って積層体41の外部に排出
される。
Here, the laminated body 41 is filled with 100 l / m of air.
In, when hydrogen of 26 l / min is supplied and a current of 110 A is taken out from a current collector (not shown), the stack becomes about 1
An output voltage of 3V was shown. Then, by the fuel cell reaction of the formulas (1) and (2), 0.6 g / min per unit cell 10
Water is generated, and most of it is discharged as water droplets on the cathode side, that is, the oxidant gas flow path 31. At this time, a gas flow path portion in contact with the electrode of the unit cell 10, that is, the first, second and third divided gas flow paths 31a of the oxidant gas flow path 31,
In 31b and 31c and the first, second and third divided gas passages 32a, 32b and 32c of the fuel gas passage 32, the flow velocity of air is about 3.7 m / s and the flow velocity of hydrogen is 1.2 m / s. Due to the inclination of 45 degrees, the water droplets were discharged to the outside of the unit cell due to the gravity, and the output voltage of 13 V could be kept constant. That is, the water droplets flowing out to each of the first divided gas flow channels 32a flow in the air discharge port 34a and are guided to the common flow channel 46. At this time, in the common flow path 46, the flow direction is approximately 30 degrees with respect to the horizontal and is opposite to gravity, so that water collects at the inlet of the common flow path 46. Similarly, the water droplets that have come out to each of the second divided gas flow paths 32b are not discharged to the air outlet 34b.
It flows through the inside, is guided to the common flow path 47, and accumulates at the entrance of the common flow path 47. Therefore, for example, the insulating plates 44 and 45 are arranged so that the inlet portions of the common flow paths 46 and 47 and the outside are communicated with each other.
Also, the pressurizing plates 42, 43 are provided with discharge ports, the discharge ports are closed with a plug, the plug is appropriately removed, and the accumulated water is discharged intermittently to maintain the flowability of the flow path. can do. In addition, the water droplets flowing into the third divided gas passage 32c through the common passages 46 and 47 by the flow of the water droplets or the air flowing out to the respective third divided gas passages 32c are the third divided gas passage 32c. Is discharged to the outside of the laminated body 41 through the through holes 45a and 43a due to the inclination of and the air flow.

【0025】このように、この実施の形態1によれば、
酸化剤ガス流路31および燃料ガス流路32を構成する
第1、第2および第3分割ガス流路31a〜31c、3
2a〜32cが、単電池外の共通流路46、47、4
8、49により、それぞれ直列に接続されて空気と水素
のガス流路を構成している。そして、酸化剤ガス流路3
1の第1、第2および第3分割ガス流路31a〜31c
と燃料ガス流路32の第1、第2および第3分割ガス流
路32a〜32cとを流れるガス流れ方向が重力方向に
対して全て45度の角度を有して互いに直交するように
なっている。そこで、上述のガス流路構造を採用するこ
とより、ガス流路に生じた水滴が重力の力とガス流速と
により迅速に電池外に排出され、効率の高い発電ができ
る。そして、特別な水滴の排出機構を設ける必要がない
ので、装置の小型・軽量化が図られる。また、上述のガ
ス流路構造を採用することにより、ガス流路の流通性が
維持されてガス流路間の流量分布が一様となるので、安
定した特性を保持することができる。
As described above, according to the first embodiment,
The first, second and third divided gas flow passages 31a to 31c, 3 forming the oxidant gas flow passage 31 and the fuel gas flow passage 32, respectively.
2a to 32c are common flow paths 46, 47, 4 outside the unit cell.
8 and 49 are respectively connected in series to form a gas flow path for air and hydrogen. Then, the oxidant gas flow path 3
1st 1st, 2nd and 3rd division | segmentation gas flow paths 31a-31c
And the gas flow directions of the first, second and third divided gas flow paths 32a to 32c of the fuel gas flow path 32 are all orthogonal to each other at an angle of 45 degrees with respect to the gravity direction. There is. Therefore, by adopting the above-described gas flow channel structure, water droplets generated in the gas flow channel are quickly discharged to the outside of the battery by the force of gravity and the gas flow velocity, and highly efficient power generation can be performed. Further, since it is not necessary to provide a special water drop discharging mechanism, the size and weight of the device can be reduced. Further, by adopting the above-described gas flow channel structure, the flowability of the gas flow channel is maintained and the flow rate distribution between the gas flow channels becomes uniform, so that stable characteristics can be maintained.

【0026】この実施の形態1では、硬質なカーボン材
を切削加工してセパレート板30を作製しているが、こ
のセパレート板30は流路が単純な直線のみで構成され
ているので、膨張黒鉛をプレス成形したり、金属材料を
プレス成形したり、あるいは連続プレスにより直線流路
をもった板を貼り合わせて作製でき、低コスト化が図ら
れる。なお、ガス、水の供排出口を形成するセパレータ
板30の辺縁部分は、バイトン等のエラストマーで構成
することもできる。また、ポリカーボネート製の絶縁板
44、45も切削加工や一般的なプレス成形により作製
でき、低コスト化が図られる。
In the first embodiment, the separate plate 30 is manufactured by cutting a hard carbon material. However, since the separate plate 30 has a flow path composed of only simple straight lines, expanded graphite is used. Can be manufactured by press molding, press-molding a metal material, or by laminating plates having a straight flow path by continuous pressing, thereby reducing the cost. The peripheral portion of the separator plate 30 forming the supply / discharge ports for gas and water may be made of an elastomer such as Viton. Further, the insulating plates 44, 45 made of polycarbonate can also be manufactured by cutting work or general press molding, and the cost can be reduced.

【0027】なお、上記実施の形態1では、燃料ガスと
して水素を用いるものとしているが、燃料ガスに不純物
である二酸化炭素を水素の3分の1添加した場合でも、
燃料ガスの流通が各流路で一様に分布しており、安定し
た特性を保持することができた。また、上記実施の形態
1による積層体41を酸化剤ガス流路31を流れる空気
の流れ方向が水平となるように配置したところ、水滴の
一部が単電池10内の残留し、特性が不安定となり、3
0分後にはスタック電圧が約11Vに低下する結果が得
られた。そこで、上記実施の形態1では、積層体41が
その積層方向を水平として配置するものとしているが、
積層体41は必ずしも積層方向を水平として配置する必
要はなく、酸化剤ガス流路31および燃料ガス流路32
を流れるガスの流れ方向が重力に対して傾斜していれ
ば、積層体41は積層方向を水平に対して傾斜させるよ
うに配置してもよい。
Although hydrogen is used as the fuel gas in the first embodiment, even if carbon dioxide, which is an impurity, is added to the fuel gas by one third of hydrogen,
The flow of fuel gas was uniformly distributed in each flow path, and stable characteristics could be maintained. Further, when the laminated body 41 according to the first embodiment is arranged so that the flow direction of the air flowing through the oxidant gas flow path 31 is horizontal, some water droplets remain inside the unit cell 10 and the characteristics are poor. Becomes stable and 3
The result was that the stack voltage dropped to about 11V after 0 minutes. Therefore, in the first embodiment, the laminated body 41 is arranged with its laminating direction horizontal.
The stacked body 41 does not necessarily need to be arranged with the stacking direction horizontal, and the oxidant gas flow path 31 and the fuel gas flow path 32
If the flow direction of the gas flowing through is inclined with respect to gravity, the laminated body 41 may be arranged so that the laminated direction is inclined with respect to the horizontal.

【0028】また、上記実施の形態1では、酸化剤ガス
流路31および燃料ガス流路32の両流路を分割構成
し、かつ、酸化剤ガス側および燃料ガス側の分割ガス流
路をそれぞれ直列に接続するものとしているが、絶縁板
および押え板の共通流路形状を変更し、酸化剤ガス側お
よび燃料ガス側の一方の分割ガス流路を直列に接続し、
他方の分割ガス流路にはガスを並列に流すようにした場
合でも、出力電圧の低下が極めて少なく抑えられる結果
が得られた。さらに、絶縁板および押え板の共通流路形
状を変更し、酸化剤ガス側および燃料ガス側の分割ガス
流路に、空気と水素とをそれぞれ並列に流すようにした
ところ、水素の流速は約0.3m/sと低下し、24時
間後には12Vの特性が低下した。さらに、燃料ガス側
に二酸化炭素を水素の3分の1添加したところ、10分
でマイナスの電圧を示す電池が続出し、7Vにまで特性
が低下した。
Further, in the above-described first embodiment, both the oxidant gas flow channel 31 and the fuel gas flow channel 32 are divided, and the oxidant gas side and the fuel gas side divided gas flow channels are respectively formed. Although it is supposed to connect in series, the common flow path shape of the insulating plate and the pressing plate is changed, and one of the divided gas flow paths on the oxidant gas side and the fuel gas side is connected in series,
Even when the gas was made to flow in parallel in the other divided gas flow path, the result that the decrease in the output voltage was suppressed to an extremely small amount was obtained. Furthermore, the shape of the common flow path of the insulating plate and the holding plate was changed, and air and hydrogen were made to flow in parallel in the divided gas flow paths on the oxidant gas side and the fuel gas side, respectively. It decreased to 0.3 m / s, and the characteristic of 12 V decreased after 24 hours. Furthermore, when carbon dioxide was added to the fuel gas side at a rate of 1/3 of hydrogen, cells showing a negative voltage continued for 10 minutes, and the characteristics deteriorated to 7V.

【0029】実施の形態2.この実施の形態2では、上
記実施の形態1の構成に加えて、燃料ガスおよび酸化剤
ガス用の加湿部を積層体41内部に設け、水供給手段を
有する多孔質の加湿層を共通流路48、49に設け、さ
らに脱水層を共通流路46、47に設けるものとしてい
る。なお、加湿層および脱水層は湿度調整手段を構成し
ている。ここで、図4はこの実施の形態2による積層体
41における燃料ガスおよび酸化剤ガスの流れを示して
いる。なお、図4には、説明を分かりやすくするため
に、燃料ガスおよび酸化剤ガスの流れを本来セパレート
板30の表裏にあるガス流路を分けて示している。
Embodiment 2. In the second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a humidifying portion for fuel gas and oxidant gas is provided inside the laminated body 41, and a porous humidifying layer having a water supply means is provided in the common channel. 48 and 49, and a dehydration layer is provided in the common flow paths 46 and 47. The humidifying layer and the dehydrating layer constitute humidity adjusting means. Here, FIG. 4 shows flows of the fuel gas and the oxidant gas in the laminated body 41 according to the second embodiment. It should be noted that in FIG. 4, the flow paths of the fuel gas and the oxidant gas are separately shown in the gas passages originally provided on the front and back sides of the separate plate 30 for the sake of easy understanding.

【0030】つぎに、この実施の形態2の動作について
説明する。この固体高分子型燃料電池の運転温度は70
℃としている。まず、燃料ガスとしての水素は、加湿部
で加湿温度(露点)65℃に加湿され、第1分割ガス流
路32aに供給され、露点が55℃に低下して第1分割
ガス流路32aから排出される。第1分割ガス流路32
aから排出された水素は、共通流路48で加湿層を通過
することにより加湿され、露点65℃に調整されて第2
分割ガス流路32bに供給される。そして、水素は、第
2分割ガス流路32bを流通することにより、露点が5
5℃に低下して第2分割ガス流路32bから排出され
る。第2分割ガス流路32bから排出された水素は、共
通流路49で加湿層を通過することにより加湿され、露
点65℃に調整されて第3分割ガス流路32cに供給さ
れる。一方、酸化剤ガスとしての空気は、加湿部で加湿
温度(露点)60℃に加湿され、第1分割ガス流路31
aに供給され、液滴分をガス換算すると露点が75℃に
増大して第1分割ガス流路31aから排出される。露点
の上がった空気は、共通流路46で脱水層を通過するこ
とにより脱水され、露点60℃に調整されて第2分割ガ
ス流路31bに供給される。そして、空気は、第2分割
ガス流路31bを流通することにより、露点が75℃に
増大して第2分割ガス流路31bから排出される。第2
分割ガス流路31bから排出された空気は、共通流路4
7で脱水層を通過することにより脱水され、露点75℃
に調整されて第3分割ガス流路31cに供給される。
Next, the operation of the second embodiment will be described. The operating temperature of this polymer electrolyte fuel cell is 70
℃. First, hydrogen as a fuel gas is humidified to a humidification temperature (dew point) of 65 ° C. in a humidification part and supplied to the first divided gas flow channel 32a, and the dew point is lowered to 55 ° C. to flow from the first divided gas flow channel 32a. Is discharged. First split gas channel 32
The hydrogen discharged from a is humidified by passing through the humidification layer in the common flow channel 48 and adjusted to a dew point of 65 ° C.
It is supplied to the divided gas channel 32b. Then, the hydrogen has a dew point of 5 by flowing through the second divided gas flow channel 32b.
The temperature drops to 5 ° C. and is discharged from the second divided gas flow channel 32b. The hydrogen discharged from the second divided gas passage 32b is humidified by passing through the humidification layer in the common passage 49, adjusted to have a dew point of 65 ° C., and supplied to the third divided gas passage 32c. On the other hand, the air as the oxidant gas is humidified to a humidification temperature (dew point) of 60 ° C. in the humidification section, and the first divided gas flow passage 31
When the liquid droplets are supplied to a and converted into gas, the dew point increases to 75 ° C. and is discharged from the first divided gas flow channel 31a. The air having the increased dew point is dehydrated by passing through the dehydration layer in the common channel 46, adjusted to have a dew point of 60 ° C., and supplied to the second divided gas channel 31b. Then, the air flows through the second divided gas flow passage 31b to increase the dew point to 75 ° C. and is discharged from the second divided gas flow passage 31b. Second
The air discharged from the divided gas flow passage 31b is supplied to the common flow passage 4
It is dehydrated by passing through the dehydration layer at 7, and the dew point is 75 ° C.
And is supplied to the third divided gas passage 31c.

【0031】この実施の形態2による固体高分子型燃料
電池を、上記実施の形態1と同じガス供給量で同じ電流
値で運転したところ、スタック電圧が13.5Vに向上
し、さらに酸化剤ガス流路31内での水分量が減ったの
で500時間の運転を行っても特性の低下がなかった。
このように、この実施の形態2によれば、ガス流路の上
流から下流にかけての湿度の分布が一様となり、特性が
向上され、効率の高い発電ができる。
When the polymer electrolyte fuel cell according to the second embodiment is operated at the same gas supply amount and the same current value as in the first embodiment, the stack voltage is improved to 13.5 V, and the oxidant gas is further increased. Since the amount of water in the flow path 31 was reduced, the characteristics did not deteriorate even after 500 hours of operation.
As described above, according to the second embodiment, the distribution of humidity from the upstream to the downstream of the gas flow path becomes uniform, the characteristics are improved, and highly efficient power generation can be performed.

【0032】実施の形態3.この実施の形態3では、上
記実施の形態1の構成に加えて、図5に示されるよう
に、酸化剤ガス用の加湿部を積層体41内部に設け、第
1分割ガス流路31aの空気排出側と第1分割ガス流路
32aの水素供給側との間に第1水交換部50aを設
け、第2分割ガス流路31bの空気排出側と第2分割ガ
ス流路32bの水素供給側との間に第2水交換部50b
を設け、第3分割ガス流路31cの空気排出側と第3分
割ガス流路32cの水素供給側との間に第3水交換部5
0cを設けるものとしている。これらの第1、第2およ
び第3水交換部50a、50b、50cは湿度調整手段
を構成している。なお、図5においても、この実施の形
態3による積層体41における燃料ガスおよび酸化剤ガ
スの流れを本来セパレート板30の表裏にあるガス流路
を分けて示している。ここで、第1、第2および第3水
交換部50a、50b、50cは、空気と水素との間で
水分の受け渡しを行うものである。第2水交換部50b
を例にとれば、図6に示されるように、水を透過させガ
スを透過させない機能膜51を挟んで共通流路47と共
通流路48とを形成して構成され、空気および水素を共
通流路47、48に対向流れ的に流し、空気中に含まれ
る水分を機能膜51を介して水素側に移動させ、空気の
脱水と水素の加湿を行わせるものである。なお、第1お
よび第3水交換部50a、50cも同様に構成される。
Embodiment 3. In the third embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, as shown in FIG. 5, a humidifying portion for the oxidant gas is provided inside the laminated body 41 and the air in the first divided gas flow passage 31a is provided. A first water exchange unit 50a is provided between the discharge side and the hydrogen supply side of the first divided gas flow passage 32a, and the air discharge side of the second divided gas flow passage 31b and the hydrogen supply side of the second divided gas flow passage 32b. Between the second water exchange section 50b
Is provided, and the third water exchange unit 5 is provided between the air discharge side of the third divided gas passage 31c and the hydrogen supply side of the third divided gas passage 32c.
0c is set. These first, second and third water exchange parts 50a, 50b and 50c constitute humidity adjusting means. Note that, also in FIG. 5, the flow of the fuel gas and the oxidant gas in the laminated body 41 according to the third embodiment is shown by dividing the gas passages originally on the front and back of the separate plate 30. Here, the 1st, 2nd and 3rd water exchange parts 50a, 50b, and 50c exchange water between air and hydrogen. Second water exchange section 50b
For example, as shown in FIG. 6, the common flow channel 47 and the common flow channel 48 are formed so as to sandwich the functional film 51 that allows water to pass therethrough and does not allow gas to pass therethrough. The water is allowed to flow countercurrently through the flow paths 47 and 48, and the moisture contained in the air is moved to the hydrogen side through the functional film 51 to dehydrate the air and humidify the hydrogen. The first and third water exchange parts 50a and 50c are also configured in the same manner.

【0033】つぎに、この実施の形態3の動作について
説明する。この固体高分子型燃料電池の運転温度は70
℃としている。まず、酸化剤ガスとしての空気は、加湿
部で加湿温度(露点)60℃に加湿され、第1分割ガス
流路31aに供給され、露点が75℃に増大して第1分
割ガス流路31aから排出されて第1水交換部50aに
供給される。この第1水交換部50aに乾燥した燃料ガ
スとしての水素が供給されると、空気中の余分な水分が
機能膜51を介して水素側に移動し、空気は脱水され、
水素は加湿される。つまり、図7に示されるように、空
気は、第1水交換部50aを流通しつつ露点が低下し、
露点60℃となって第1水交換部50aから排出され、
一方水素は、第1水交換部50aを流通しつつ露点が上
昇し、露点65℃となって第1水交換部50aから排出
される。同様に、第1水交換部50aで露点65℃に調
整された水素は、第1分割ガス流路32aに供給され、
露点が55℃に低下して第1分割ガス流路32aから第
2水交換部50bに供給される。そして、水素は、第2
水交換部50bで第2分割ガス流路31bから排出され
た空気との間で水分の受け渡しが行われ、露点65℃に
調整された後第2分割ガス流路32bに供給される。さ
らに、第2分割ガス流路32bに供給された水素は、露
点が55℃に低下して第2分割ガス流路32bから第3
水交換部50cに供給される。そして、水素は、第3水
交換部50cで第3分割ガス流路31cから供給された
空気との間で水分の受け渡しが行われ、露点65℃に調
整された後第3分割ガス流路32cに供給される。一
方、第1水交換部50aで露点60℃に調整された空気
は、第2分割ガス流路31bに供給され、露点が75℃
に増大して第2分割ガス流路31bから第2水交換部5
0bに供給される。そこで空気は、第2水交換部50b
で第1分割ガス流路32aから排出された水素との間で
水分の受け渡しが行われ、露点60℃に調整された後、
第3分割ガス流路31cに供給される。さらに、第3分
割ガス流路31cに供給された空気は、露点が75℃に
増大して第3分割ガス流路31cから第3水交換部50
cに供給される。そして、空気は、第3水交換部50c
で第2分割ガス流路32bから供給された水素との間で
水分の受け渡しが行われ、露点60℃に調整されて積層
体41外に排出される。
Next, the operation of the third embodiment will be described. The operating temperature of this polymer electrolyte fuel cell is 70
℃. First, the air as the oxidant gas is humidified to a humidification temperature (dew point) of 60 ° C. in the humidifying section and supplied to the first divided gas passage 31a, and the dew point is increased to 75 ° C. to increase the first divided gas passage 31a. And is supplied to the first water exchange unit 50a. When hydrogen as a dry fuel gas is supplied to the first water exchange unit 50a, excess water in the air moves to the hydrogen side through the functional film 51, and the air is dehydrated.
Hydrogen is humidified. That is, as shown in FIG. 7, the air has a low dew point while flowing through the first water exchange unit 50a,
The dew point becomes 60 ° C. and is discharged from the first water exchange section 50a,
On the other hand, hydrogen has a dew point of 65 ° C. while flowing through the first water exchange unit 50a and is discharged from the first water exchange unit 50a. Similarly, hydrogen whose dew point is adjusted to 65 ° C. in the first water exchange unit 50a is supplied to the first split gas flow channel 32a,
The dew point is lowered to 55 ° C. and is supplied from the first divided gas flow channel 32a to the second water exchange section 50b. And hydrogen is the second
Water is exchanged with the air discharged from the second split gas passage 31b in the water exchange unit 50b, and the moisture is adjusted to a dew point of 65 ° C. and then supplied to the second split gas passage 32b. Further, the hydrogen supplied to the second divided gas flow passage 32b has a dew point lowered to 55 ° C., and the hydrogen is supplied to the third divided gas flow passage 32b from the third divided gas flow passage 32b.
It is supplied to the water exchange unit 50c. Then, in the third water exchanging section 50c, hydrogen exchanges moisture with the air supplied from the third divided gas passage 31c, and the dew point is adjusted to 65 ° C., and then the third divided gas passage 32c. Is supplied to. On the other hand, the air whose dew point is adjusted to 60 ° C by the first water exchange unit 50a is supplied to the second divided gas flow passage 31b, and the dew point is 75 ° C.
From the second split gas flow path 31b to the second water exchange section 5
0b is supplied. Therefore, the air is the second water exchange section 50b.
After moisture is exchanged with the hydrogen discharged from the first divided gas flow channel 32a, and the dew point is adjusted to 60 ° C.,
It is supplied to the third divided gas passage 31c. Further, the air supplied to the third divided gas passage 31c has a dew point increased to 75 ° C., and the air is supplied from the third divided gas passage 31c to the third water exchange unit 50.
is supplied to c. Then, the air is the third water exchange unit 50c.
At this time, moisture is exchanged with hydrogen supplied from the second divided gas flow channel 32b, the dew point is adjusted to 60 ° C., and the moisture is discharged to the outside of the laminated body 41.

【0034】この実施の形態3による固体高分子型燃料
電池を、上記実施の形態1と同じガス供給量で同じ電流
値で運転したところ、各分割区間での電流分布が一様と
なり、スタック電圧が13.5Vに向上し、さらに酸化
剤ガス流路31内での水分量が減ったので500時間の
運転を行っても特性の低下がなかった。その上、加湿の
ための動力を低減することができたので、5%も効率を
向上させることができた。
When the polymer electrolyte fuel cell according to the third embodiment is operated at the same gas supply amount and the same current value as in the first embodiment, the current distribution in each divided section becomes uniform, and the stack voltage is increased. Was increased to 13.5 V and the amount of water in the oxidant gas flow channel 31 was reduced, so that the characteristics were not deteriorated even after 500 hours of operation. Moreover, since the power for humidification could be reduced, the efficiency could be improved by 5%.

【0035】なお、第1、第2および第3水交換部50
a、50b、50cにおいて、空気は露点が60℃に、
水素は露点が65℃に湿度調整されるが、余分な水滴は
水交換部の空気側の流路内に残る。この場合、例えば、
空気側の流路の重力方向の最下部に水溜めを設け、この
水溜めに溜まった水を間欠的に水抜きすることで、流路
の閉塞を防止できる。
Incidentally, the first, second and third water exchange parts 50.
In a, 50b and 50c, the dew point of air is 60 ° C,
Although the dew point of hydrogen is adjusted to 65 ° C., excess water drops remain in the flow path on the air side of the water exchange section. In this case, for example,
It is possible to prevent clogging of the flow channel by providing a water reservoir at the lowermost part of the flow channel on the air side in the gravity direction and intermittently draining the water accumulated in the water reservoir.

【0036】実施の形態4.この実施の形態4では、第
1、第2および第3水交換部50a、50b、50cに
代えて、第1、第2および第3水交換CO除去器60
a、60b、60cを用いる点を除いて、上記実施の形
態3と同様に構成されている。即ち、図8に示されるよ
うに、酸化剤ガス用の加湿部を積層体41内部に設け、
第1分割ガス流路31aの空気排出側と第1分割ガス流
路32aの水素供給側との間に第1水交換CO除去器6
0aを設け、第2分割ガス流路31bの空気排出側と第
2分割ガス流路32bの水素供給側との間に第2水交換
CO除去器60bを設け、第3分割ガス流路31cの空
気排出側と第3分割ガス流路32cの水素供給側との間
に第3水交換CO除去器60cを設けている。これらの
第1、第2および第3水交換CO除去器50a、50
b、50cはCO除去手段を構成している。なお、図8
においても、この実施の形態4による積層体41におけ
る燃料ガスおよび酸化剤ガスの流れを本来セパレート板
30の表裏にあるガス流路を分けて示している。ここ
で、第1、第2および第3水交換CO除去器60a、6
0b、60cは、水素中に含まれるCOを除去するとと
もに、空気と水素との間で水分の受け渡しを行うもので
ある。第2水交換CO除去器60bを例にとれば、図9
に示されるように、白金担持触媒からなる電極62とP
tRu合金担持触媒からなる電極63とが固体高分子電
解質膜であるナフィオン115(デュポン社の登録商
標)等のイオン交換膜61の両面に形成され、開閉器と
してのトランジスタスイッチ64が両電極間を短絡でき
るように接続されてなる電気化学デバイスを有し、この
電気化学デバイスを挟んで共通流路47と共通流路48
とを形成して構成されている。なお、第1および第3水
交換CO除去器60a、60cも同様に構成される。
Fourth Embodiment In this Embodiment 4, it replaces with the 1st, 2nd, and 3rd water exchange parts 50a, 50b, 50c, and the 1st, 2nd, and 3rd water exchange CO remover 60.
The configuration is similar to that of the third embodiment except that a, 60b, and 60c are used. That is, as shown in FIG. 8, a humidifying portion for the oxidant gas is provided inside the laminated body 41,
The first water exchange CO remover 6 is provided between the air discharge side of the first divided gas passage 31a and the hydrogen supply side of the first divided gas passage 32a.
0a is provided, a second water exchange CO remover 60b is provided between the air discharge side of the second divided gas passage 31b and the hydrogen supply side of the second divided gas passage 32b, and the second divided gas passage 31c is provided. A third water exchange CO remover 60c is provided between the air discharge side and the hydrogen supply side of the third divided gas passage 32c. These first, second and third water exchange CO removers 50a, 50
b and 50c constitute CO removing means. Note that FIG.
In FIG. 8 also, the flow of the fuel gas and the oxidant gas in the laminated body 41 according to the fourth embodiment is shown separately for the gas flow passages originally on the front and back sides of the separate plate 30. Here, the first, second and third water exchange CO removers 60a, 6
0b and 60c remove CO contained in hydrogen and transfer water between air and hydrogen. Taking the second water exchange CO remover 60b as an example, FIG.
As shown in FIG.
An electrode 63 composed of a tRu alloy-supported catalyst is formed on both sides of an ion exchange membrane 61 such as Nafion 115 (registered trademark of DuPont) which is a solid polymer electrolyte membrane, and a transistor switch 64 as a switch connects between both electrodes. It has an electrochemical device connected so that it can be short-circuited, and a common flow channel 47 and a common flow channel 48 sandwich this electrochemical device.
And are formed. Note that the first and third water exchange CO removers 60a and 60c are similarly configured.

【0037】つぎに、この実施の形態4の動作を説明す
る。この固体高分子型燃料電池の運転温度は80℃とし
ている。まず、酸化剤ガスとしての空気は、加湿部で加
湿温度(露点)70℃に加湿され、第1分割ガス流路3
1aに供給され、露点が82℃に増大して第1分割ガス
流路31aから排出されて第1水交換CO除去器60a
に供給される。この第1水交換CO除去器60aに燃料
ガスとしてのメタノールを改質した改質ガス(水素65
%、二酸化炭素22%、窒素17%、一酸化炭素100
ppm、露点55℃)が供給されると、空気中の余分な
水分がイオン交換膜61を介して燃料ガス側に移動し、
空気は露点70℃に減少され、燃料ガスは露点75℃に
増加される。このとき、トランジスタスイッチ64を
0.5秒周期で2ms間短絡すると、電極62上では式
(2)に示すカソード反応が生じ、電極63上では吸着
したCOが燃料ガス中の水素により優先して式(5)に
示す反応により酸化されて除去される。 H2O+CO→2H++CO2 ・・・式(5) これにより、燃料ガスの組成は、CO濃度が30ppm
に低減されて単電池10の第1分割ガス流路32aに供
給される。そして、第1分割ガス流路32aから排出さ
れた燃料ガスは、水素が消費されて、組成が(水素52
%、二酸化炭素28%、窒素20%、一酸化炭素80p
pm、露点55℃)と変化し、第2水交換CO除去器6
0bに供給される。第2水交換CO除去器60bに供給
された燃料ガスは、そこで第2分割ガス流路31bから
排出された空気と水分の受け渡しを行って露点が75℃
に増加され、さらにCOが除去されてCO濃度が30p
pmに低減され、第2分割ガス流路32bに供給され
る。ついで、第2分割ガス流路32bから排出された燃
料ガスは、水素が消費されて、二酸化炭素および一酸化
炭素が増加され、露点が55℃となって、第3水交換C
O除去器60cに供給される。第3水交換CO除去器6
0cに供給された燃料ガスは、そこで第3分割ガス流路
31cから排出された空気と水分の受け渡しを行って露
点が75℃に増加され、さらにCOが除去されてCO濃
度が30ppmに低減され、第3分割ガス流路32cに
供給される。一方、空気は、第1、第2および第3分割
ガス流路31a、31b、31cで露点が82に増加さ
れ、第1、第2および第3水交換CO除去器60a、6
0b、60cで燃料ガスとの間で水の受け渡しを行って
露点が70℃に低減されて流通する。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. The operating temperature of this polymer electrolyte fuel cell is 80 ° C. First, the air as the oxidant gas is humidified to a humidification temperature (dew point) of 70 ° C. in the humidification section, and the first divided gas flow path 3
1a, the dew point is increased to 82 ° C., the dew point is discharged from the first split gas passage 31a, and the first water exchange CO remover 60a
Is supplied to. A reformed gas obtained by reforming methanol as a fuel gas (hydrogen 65
%, Carbon dioxide 22%, nitrogen 17%, carbon monoxide 100
ppm, dew point 55 ° C.), excess water in the air moves to the fuel gas side through the ion exchange membrane 61,
Air is reduced to 70 ° C dew point and fuel gas is increased to 75 ° C dew point. At this time, if the transistor switch 64 is short-circuited for 2 ms at a cycle of 0.5 seconds, the cathode reaction shown in the formula (2) occurs on the electrode 62, and the adsorbed CO is preferentially given to hydrogen in the fuel gas on the electrode 63. It is oxidized and removed by the reaction shown in formula (5). H 2 O + CO → 2H + + CO 2 Equation (5) As a result, the composition of the fuel gas has a CO concentration of 30 ppm.
And is supplied to the first divided gas passage 32a of the unit cell 10. The fuel gas discharged from the first divided gas flow channel 32a consumes hydrogen and has a composition of (hydrogen 52
%, Carbon dioxide 28%, nitrogen 20%, carbon monoxide 80p
pm, dew point 55 ° C), and the second water exchange CO remover 6
0b is supplied. The fuel gas supplied to the second water exchange CO remover 60b transfers the air and moisture discharged from the second divided gas flow passage 31b there to have a dew point of 75 ° C.
CO is further removed and CO is removed to reduce CO concentration to 30p
It is reduced to pm and supplied to the second divided gas flow channel 32b. Next, in the fuel gas discharged from the second divided gas flow channel 32b, hydrogen is consumed, carbon dioxide and carbon monoxide are increased, the dew point becomes 55 ° C., and the third water exchange C
It is supplied to the O remover 60c. Third water exchange CO remover 6
The fuel gas supplied to 0c transfers the air and moisture discharged from the third divided gas passage 31c there to increase the dew point to 75 ° C, and further removes CO to reduce the CO concentration to 30ppm. , And is supplied to the third divided gas flow channel 32c. On the other hand, the air has a dew point increased to 82 in the first, second and third divided gas flow paths 31a, 31b, 31c, and the first, second and third water exchange CO removers 60a, 6 are provided.
Water is passed between the fuel gas and the fuel gas at 0b and 60c, and the dew point is reduced to 70 ° C and the water flows.

【0038】この実施の形態4による固体高分子型燃料
電池を、上記実施の形態1と同じガス供給量で同じ電流
値で運転したところ、COを含有する燃料ガスを用いた
にも拘わらず、スタック電圧は12.5Vを示した。な
お、トランジスタスイッチ64によりパルス状の短絡を
行わなかった場合は、第1、第2および第3分割ガス流
路32a、32b、32cの入り口におけるCO濃度
は、それぞれ100ppm、130ppm、160pp
mと増大し、スタック電圧は11Vと燃料ガスとして水
素を供給した場合に比べて大きく低下する結果が得られ
た。
When the polymer electrolyte fuel cell according to the fourth embodiment was operated at the same gas supply amount and the same current value as in the first embodiment, despite using the fuel gas containing CO, The stack voltage was 12.5V. When the pulse-like short circuit is not performed by the transistor switch 64, the CO concentrations at the inlets of the first, second and third divided gas flow channels 32a, 32b, 32c are 100 ppm, 130 ppm and 160 pp, respectively.
As a result, the stack voltage was increased to 11 V and the stack voltage was 11 V, which was much lower than that when hydrogen was supplied as the fuel gas.

【0039】なお、この実施の形態4では、水分の受け
渡しと同時に電気化学デバイスの電極間のパルス状の短
絡によるCOの酸化により燃料ガス中のCO除去を行わ
せるものとしているが、水分の受け渡しを伴わない場合
でもよく、またCOの除去に燃料ガスに微量の酸素を吹
き込む方法を採用することも可能である。
In the fourth embodiment, CO is removed from the fuel gas by the oxidation of CO due to the pulse-like short circuit between the electrodes of the electrochemical device at the same time as the transfer of moisture. It is also possible to use a method in which a small amount of oxygen is blown into the fuel gas to remove CO.

【0040】なお、上記各実施の形態では、酸化剤ガス
流路31および燃料ガス流路32がそれぞれ3つの分割
ガス流路で構成され、互いに直交するものとしている
が、分割ガス流路が直列に接続され、かつ、ガス流路を
流れるガスの流れが重力に対して全て順方向であれば、
ガス流路の分割数や酸化剤ガス流路と燃料ガス流路との
関係は上記各実施の形態の構成に限定されるものではな
い。
In each of the above embodiments, the oxidant gas passage 31 and the fuel gas passage 32 are each composed of three divided gas passages and are orthogonal to each other, but the divided gas passages are connected in series. And if the flow of gas flowing through the gas flow path is all forward with respect to gravity,
The number of divisions of the gas flow path and the relationship between the oxidant gas flow path and the fuel gas flow path are not limited to the configurations of the above-described embodiments.

【0041】[0041]

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is constituted as described above, it has the following effects.

【0042】この発明によれば、ガス拡散性電子伝導
を有する電極を固体高分子電解質膜の両面に配した
単電池と、酸化剤ガス流路が設けられたガス流路板と、
燃料ガス流路が設けられたガス流路板とを複数積層して
なる積層体を備えた固体高分子型燃料電池において、
記酸化剤ガス流路が設けられたガス流路板および上記燃
料ガス流路が設けられたガス流路板の少なくともいずれ
かのガス流路板には、 複数の溝と、 上記複数の溝が共通
に連通するガス供給口とガス排出口とで構成される一の
分割ガス流路が設けられ、 かつ、上記ガス流路板には、
上記分割ガス流路が複数具備され、 上記一の分割ガス流
のガス排出口と、上記ガス流路板に設けられた他の分
割ガス流路のガス供給口とが、上記ガス流路板外の流路
を介して直列に接続され、上記酸化剤ガス流路および上
記燃料ガス流路の少なくとも一方のガス流路を形成して
いるので、小型軽量で、大量生産が可能な高電圧・高出
力の固体高分子型燃料電池が得られる。また、上記酸化
剤ガス流路および上記燃料ガス流路のガスの流れ方向が
ガス流路板上で重力に対し全て順方向となるように構成
されているので、排水用の特別な流体配管を設けること
なく、ガス流路に生じた水滴が重力の力とガス流速とに
より迅速に電池外に排出され、効率の高い発電が可能と
なる。
[0042] According to the present invention, the unit cells arranged an electrode having a gas diffusion property and electronic conductivity to the surfaces of the solid polymer electrolyte membrane, and a gas flow path plate oxidizing gas channel is provided,
A fuel gas passage is provided a gas flow channel plate in the solid polymer fuel cell comprising a laminated body formed by laminating multiple, upper
A gas flow channel plate provided with an oxidant gas flow channel and the fuel
At least one of gas flow path plates provided with a raw gas flow path
The plurality of grooves and the above-mentioned plurality of grooves are common to the gas flow path plate.
Of a gas supply port and a gas discharge port that communicate with
A divided gas channel is provided, and the gas channel plate,
A plurality of the divided gas flow paths are provided, and the one divided gas flow is provided.
And a gas outlet of the road, the gas supply port of the other divided gas flow passage provided in the gas flow channel plate and is, the gas flow passage plate outside the flow path
Connected in series via the above-mentioned oxidant gas flow path and above
Form at least one of the fuel gas flow channels
As a result, it is possible to obtain a high-voltage, high-power polymer electrolyte fuel cell that is compact and lightweight and can be mass-produced. Also, the flow direction of the gas of the oxidant gas flow path and the fuel gas channel
Since all against gravity on the gas flow channel plate are configured such that the forward direction, without providing a special fluid piping for drainage, water droplets generated in the gas flow path and the power and gas flow rate of gravity Will be quickly discharged to the outside of the battery, enabling highly efficient power generation.

【0043】また、ガスの湿度を調整する湿度調整手段
が上記共通流路に設けられているので、ガスの上流から
下流にかけての湿度の分布が一様となり、特性の向上が
図られ、効率の高い発電が可能となる。
Further, since the humidity adjusting means for adjusting the humidity of the gas is provided in the common flow path, the distribution of the humidity from the upstream to the downstream of the gas becomes uniform, the characteristics are improved, and the efficiency is improved. High power generation is possible.

【0044】また、上記湿度調整手段は、酸化剤ガスと
燃料ガスとの間で水分の受け渡しを行わせて、酸化剤ガ
スおよび燃料ガスの湿度を調整するので、反応ガスの湿
度調整に余分な動力が要らず、効率よく発電が行える。
Further, since the humidity adjusting means adjusts the humidity of the oxidizing gas and the fuel gas by transferring moisture between the oxidizing gas and the fuel gas, it is unnecessary to adjust the humidity of the reaction gas. Power is not required and efficient power generation is possible.

【0045】また、CO除去手段が上記共通流路に設け
られ、燃料ガス中のCO濃度を低減できるように構成さ
れているので、燃料ガス中のCOを多段階に除去でき、
電流の分布が一様となり、高い効率で発電できる。
Further, since the CO removing means is provided in the common flow path and configured to reduce the CO concentration in the fuel gas, CO in the fuel gas can be removed in multiple stages,
The current distribution is uniform, and power can be generated with high efficiency.

【0046】また、上記CO除去手段は、ガス拡散性で
電子伝導性を有する電極を水分透過性の固体高分子電解
質膜の両面に配し、開閉器により両電極間を周期的に短
絡させるようにした電気化学デバイスと、該電気化学デ
バイスの両電極部にそれぞれガスを供給するガス流路と
を備え、上記電気化学デバイスの一方の電極部に上記酸
化剤ガス流路から排出された酸化剤ガスを流し、他方の
電極部に燃料ガスを流して酸化剤ガスと燃料ガスとの間
で水分の受け渡しを行わせると同時に、上記開閉器によ
り上記電気化学デバイスの両電極間を周期的にパルス状
に短絡させて燃料ガス中のCOを選択的に酸化除去させ
るので、酸化剤ガスは水分が減少し、燃料ガスは湿度が
高くなって最適の水分条件となり、高い特性が得られる
とともに、燃料ガス中のCO濃度が減少してさらに高い
特性が得られる。
Further, in the CO removing means, electrodes having gas diffusivity and electron conductivity are arranged on both surfaces of the water-permeable solid polymer electrolyte membrane, and the electrodes are periodically short-circuited by a switch. And an oxidizer discharged from the oxidant gas flow path to one electrode part of the electrochemical device. Gas is flowed, and fuel gas is flown to the other electrode part to transfer water between the oxidant gas and the fuel gas, and at the same time, the switch periodically pulses between both electrodes of the electrochemical device. Since the CO in the fuel gas is selectively oxidized and removed by short-circuiting in a circular shape, the oxidant gas has a reduced water content, and the fuel gas has a higher humidity and has an optimum water content condition. Moth Higher characteristics are obtained CO concentration in decreases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に係る固体高分子型
燃料電池に適用されるセパレータ板を示す平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view showing a separator plate applied to a polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 この実施の形態1に係る固体高分子型燃料電
池における空気の流れを模式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an air flow in the polymer electrolyte fuel cell according to the first embodiment.

【図3】 この実施の形態1に係る固体高分子型燃料電
池における空気の流れを模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an air flow in the polymer electrolyte fuel cell according to the first embodiment.

【図4】 この実施の形態2に係る固体高分子型燃料電
池における空気と燃料の流れを模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing flows of air and fuel in the polymer electrolyte fuel cell according to the second embodiment.

【図5】 この実施の形態3に係る固体高分子型燃料電
池における空気と燃料の流れを模式的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing flows of air and fuel in the polymer electrolyte fuel cell according to the third embodiment.

【図6】 この実施の形態3に係る固体高分子型燃料電
池に適用される水交換器の構造を模式的に示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a water exchanger applied to the polymer electrolyte fuel cell according to the third embodiment.

【図7】 この実施の形態3に係る固体高分子型燃料電
池に適用される水交換器内での空気と燃料ガスとの露点
の変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing changes in dew points of air and fuel gas in a water exchanger applied to the polymer electrolyte fuel cell according to the third embodiment.

【図8】 この実施の形態4に係る固体高分子型燃料電
池における空気と燃料の流れを模式的に示す図である。
FIG. 8 is a diagram schematically showing flows of air and fuel in the polymer electrolyte fuel cell according to the fourth embodiment.

【図9】 この実施の形態4に係る固体高分子型燃料電
池に適用される水交換CO除去器の構造を模式的に示す
断面図である。
FIG. 9 is a sectional view schematically showing the structure of a water exchange CO remover applied to the polymer electrolyte fuel cell according to the fourth embodiment.

【図10】 従来例1の固体高分子型燃料電池における
ガス流路を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a gas channel in a polymer electrolyte fuel cell of Conventional Example 1.

【図11】 従来例2の固体高分子型燃料電池における
ガス流路を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a gas channel in a polymer electrolyte fuel cell of Conventional Example 2.

【図12】 従来例4の固体高分子型燃料電池における
ガスセパレータ板を示す上面図である。
FIG. 12 is a top view showing a gas separator plate in a polymer electrolyte fuel cell of Conventional Example 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 カソード(電極)、4 アノード(電極)、5 固
体高分子電解質膜、10 単電池、30 セパレータ板
(ガス流路板)、31 酸化剤ガス流路、31a 第1
分割ガス流路、31b 第2分割ガス流路、31c 第
3分割ガス流路、32 燃料ガス流路、32a 第1分
割ガス流路、32b 第2分割ガス流路、32c 第3
分割ガス流路、41 積層体、46、47、48、49
共通流路、50a 第1水交換器(湿度調整手段)、
50b 第2水交換器(湿度調整手段)、50c 第3
水交換器(湿度調整手段)、60a 第1水交換CO除
去器(CO除去手段)、60b 第2水交換CO除去器
(CO除去手段)、60c第3水交換CO除去器(CO
除去手段)、61 イオン交換膜(固体高分子電解質
膜、電気化学デバイス)、62、63 電極(電気化学
デバイス)、64トランジスタスイッチ(開閉器、電気
化学デバイス)。
3 cathode (electrode), 4 anode (electrode), 5 solid polymer electrolyte membrane, 10 unit cell, 30 separator plate (gas channel plate), 31 oxidant gas channel, 31a 1st
Split gas channel, 31b second split gas channel, 31c third split gas channel, 32 fuel gas channel, 32a first split gas channel, 32b second split gas channel, 32c third
Split gas channel, 41 laminated body, 46, 47, 48, 49
Common channel, 50a first water exchanger (humidity adjusting means),
50b second water exchanger (humidity adjusting means), 50c third
Water exchanger (humidity adjusting means), 60a first water exchange CO remover (CO removing means), 60b second water exchange CO remover (CO removing means), 60c third water exchange CO remover (CO
Removal means), 61 ion exchange membranes (solid polymer electrolyte membranes, electrochemical devices), 62, 63 electrodes (electrochemical devices), 64 transistor switches (switches, electrochemical devices).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−50819(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/00 - 8/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-50819 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/00-8/24

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガス拡散性と電子伝導性とを有する電極
を固体高分子電解質膜の両面に配した単電池と、酸化剤
ガス流路が設けられたガス流路板と、燃料ガス流路が設
けられたガス流路板とを複数積層してなる積層体を備え
た固体高分子型燃料電池において、 上記酸化剤ガス流路が設けられたガス流路板および上記
燃料ガス流路が設けられたガス流路板の少なくともいず
れかのガス流路板には、 複数の溝と、 上記複数の溝が共通に連通するガス供給口とガス排出口
とで構成される一の分割ガス流路が設けられ、 かつ、上記ガス流路板には、上記分割ガス流路が複数具
備され、 上記一の分割ガス流路のガス排出口と、上記ガス流路板
に設けられた他の分割ガス流路のガス供給口とが、上記
ガス流路板外の流路を介して直列に接続され、上記酸化
剤ガス流路および上記燃料ガス流路の少なくとも一方の
ガス流路を形成していることを特徴とする固体高分子型
燃料電池。
1. A unit cell in which electrodes having gas diffusibility and electron conductivity are arranged on both sides of a solid polymer electrolyte membrane, a gas channel plate provided with an oxidant gas channel, and a fuel gas channel. In a polymer electrolyte fuel cell comprising a laminated body formed by laminating a plurality of gas flow channel plates provided with, a gas flow channel plate provided with the oxidant gas flow channel and the fuel gas flow channel provided with At least one of the gas flow path plates is provided with a plurality of grooves, and one divided gas flow path including a gas supply port and a gas exhaust port through which the plurality of grooves are commonly communicated. Is provided, and the gas flow path plate is provided with a plurality of the divided gas flow paths, and the gas outlet of the one divided gas flow path and another divided gas provided on the gas flow path plate are provided. The gas supply port of the flow path is connected in series via the flow path outside the gas flow path plate, the acid Polymer electrolyte fuel cell characterized by forming at least one gas passage containing gas flow and the fuel gas flow passage.
【請求項2】 複数の分割ガス流路において、酸化剤ガ
ス流路が設けられたガス流路板および燃料ガス流路が設
けられたガス流路板の少なくともいずれかのガス流路板
の複数の溝は直線状に形成され、酸化剤ガス流路および
燃料ガス流路の少なくとも一方のガスの流れ方向が、上
記ガス流路板上で同一方向であり、上記ガス流路板外の
流路のガスの流れ方向と異なるように構成されているこ
とを特徴とする請求項1記載の固体高分子型燃料電池。
2. A plurality of gas flow channel plates, at least one of a gas flow channel plate having an oxidant gas flow channel and a gas flow channel plate having a fuel gas flow channel, in a plurality of divided gas flow channels. The grooves are linearly formed, and the flow direction of the gas of at least one of the oxidant gas flow channel and the fuel gas flow channel is the same direction on the gas flow channel plate, and the flow channel outside the gas flow channel plate is The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the solid polymer fuel cell is configured to be different from the gas flow direction.
【請求項3】 酸化剤ガス流路および燃料ガス流路のガ
スの流れ方向が、ガス流路板上で重力に対し全て順方向
となるように構成されていることを特徴とする請求項2
記載の固定高分子型燃料電池。
3. The oxidant gas flow channel and the fuel gas flow channel are configured such that the gas flow directions are all forward with respect to gravity on the gas flow channel plate.
The fixed polymer fuel cell described.
【請求項4】 加湿あるいは脱水して、酸化剤ガスおよ
び燃料ガスの少なくとも一方のガスの湿度を調整する湿
度調整手段が、酸化剤ガス流路が設けられたガス流路板
および燃料ガス流路が設けられたガス流路板の少なくと
もいずれかのガス流路板外に設けられていることを特徴
とする請求項1記載の固体高分子型燃料電池。
4. A gas flow channel plate provided with an oxidant gas flow channel and a fuel gas flow channel, wherein humidity adjusting means for adjusting the humidity of at least one of the oxidant gas and the fuel gas by humidifying or dehydrating. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the solid polymer electrolyte fuel cell is provided outside at least one of the gas flow path plates provided with.
【請求項5】 湿度調整手段は、酸化剤ガスと燃料ガス
との間で水分の受け渡しを行わせて、酸化剤ガスおよび
燃料ガスの湿度を調整するものであることを特徴とする
請求項4記載の固体高分子型燃料電池。
5. The humidity adjusting means adjusts the humidity of the oxidant gas and the fuel gas by transferring moisture between the oxidant gas and the fuel gas. The polymer electrolyte fuel cell described.
【請求項6】 CO除去手段が酸化剤ガス流路が設けら
れたガス流路板および燃料ガス流路が設けられたガス流
路板の少なくともいずれかのガス流路板外に設けられ、
燃料ガス中のCO濃度を低減できるように構成されてい
ることを特徴とする請求項1記載の固体高分子型燃料電
池。
6. The CO removing means is provided outside at least one of the gas flow channel plate provided with the oxidant gas flow channel and the gas flow channel plate provided with the fuel gas flow channel,
2. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the CO concentration in the fuel gas is reduced.
【請求項7】 CO除去手段は、ガス拡散性と電子伝導
性とを有する電極を水分透過性の固体高分子電解質膜の
両面に配し、開閉器により両電極間を周期的に短絡させ
るようにした電気化学デバイスと、該電気化学デバイス
の両電極部にそれぞれガスを供給するガス流路とを備
え、 上記電気化学デバイスの一方の電極部に酸化剤ガス流路
から排出された酸化剤ガスを流し、他方の電極部に燃料
ガスを流して酸化剤ガスと燃料ガスとの間で水分の受け
渡しを行わせると同時に、上記開閉器により上記電気化
学デバイスの両電極間を周期的にパルス状に短絡させて
上記燃料ガス中のCOを選択的に酸化除去させることを
特徴とする請求項6記載の固体高分子型燃料電池。
7. The CO removing means arranges electrodes having gas diffusivity and electron conductivity on both sides of a water-permeable solid polymer electrolyte membrane, and periodically shorts both electrodes by a switch. And a gas flow path for supplying gas to both electrode parts of the electrochemical device, and the oxidant gas discharged from the oxidant gas flow path to one electrode part of the electrochemical device. And a fuel gas is passed through the other electrode portion to transfer moisture between the oxidant gas and the fuel gas, and at the same time, the switch is periodically pulsed between both electrodes of the electrochemical device. 7. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 6, wherein the carbon dioxide in the fuel gas is selectively oxidized and removed by short-circuiting with the fuel cell.
【請求項8】 複数の溝と上記複数の溝が共通に連通す
るガス供給口とガス排出口とで構成される分割ガス流路
が複数設けられたガス流路板が、複数積層され、上記複
数積層されたガス流路板の外側には流路を備えた絶縁板
が設けられ、上記複数積層されたガス流路板の上記ガス
排出口と、上記ガス供給口とが、複数積層されたガス流
路板のガスを集合させ、さらに、上記絶縁板の流路を介
して直列に接続されていることを特徴とする請求項1記
載の固体高分子型燃料電池。
8. A plurality of gas flow path plates, each having a plurality of divided gas flow paths, each gas flow path having a plurality of grooves and a gas supply port and a gas discharge port through which the plurality of grooves communicate with each other, are stacked, An insulating plate having a flow path is provided on the outer side of the plurality of stacked gas flow path plates, and the gas discharge port and the gas supply port of the plurality of stacked gas flow path plates are stacked in plurality. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the gas in the gas flow path plate is collected and further connected in series via the flow path in the insulating plate.
【請求項9】 酸化剤ガス流路が設けられたガス流路板
と燃料ガス流路が設けられたガス流路板とが一のガス流
路板であって、上記一のガス流路板の一面に酸化剤ガス
流路が設けられ、他面に燃料ガス流路が設けられ、上記
一のガス流路板を交互に複数積層して積層体を構成する
ことを特徴とする請求項1記載の固体高分子型燃料電
池。
9. A oxidant gas flow gas flow path is provided passage plate and the gas flow the fuel gas channel is provided passage plate and the one gas flow channel plates, the one of the gas flow channel plate An oxidant gas flow channel is provided on one surface and a fuel gas flow channel is provided on the other surface, and a plurality of the one gas flow channel plates are alternately laminated to form a laminate. The polymer electrolyte fuel cell described.
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