JP3491066B2 - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JP3491066B2
JP3491066B2 JP20824695A JP20824695A JP3491066B2 JP 3491066 B2 JP3491066 B2 JP 3491066B2 JP 20824695 A JP20824695 A JP 20824695A JP 20824695 A JP20824695 A JP 20824695A JP 3491066 B2 JP3491066 B2 JP 3491066B2
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JP
Japan
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passage
cell
outlet
inlet
exchange membrane
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裕 水野
富男 安間
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Yamaha Motor Co Ltd
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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、セルにより反応
ガスの水素と酸素とを反応させて水を生成し、その際に
電気を発生させる燃料電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell in which hydrogen and oxygen, which are reaction gases, are reacted with each other by a cell to generate water, and electricity is generated at that time.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池システムとして、例えば加熱器
によって蒸発器を加熱し、この蒸発器で気化した原料を
触媒層に供給するようにした改質装置により、原料を改
質して水素を製造し、得られた水素を燃料電池に供給し
て発電を行うものがある。この燃料電池には、セパレー
タを組みにして複数積層して組み付けたセルのセルスタ
ックを備え、セルは、イオン交換膜、正の触媒電極及び
負の触媒電極を有し、イオン交換膜の外周部をセパレー
タの間に挟んで保持され、セルにより反応ガスの水素と
酸素とを反応させて水を生成し、その際に電気を発生さ
せている。
2. Description of the Related Art As a fuel cell system, for example, a reformer that heats an evaporator by a heater and supplies the vaporized raw material to the catalyst layer to reform the raw material to produce hydrogen. Then, the hydrogen obtained is supplied to a fuel cell to generate electricity. This fuel cell is equipped with a cell stack of cells assembled by stacking a plurality of separators. The cell has an ion exchange membrane, a positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode, and the outer peripheral portion of the ion exchange membrane. Are sandwiched between separators, and hydrogen is reacted with oxygen in the reaction gas by the cell to generate water, and electricity is generated at that time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このようなイオン交換
膜型燃料電池のセルスタックにおいては、時間の経過と
ともに、加湿用の水蒸気、水、生成水などがガス通路に
詰ったり、イオン交換膜が水により変形してガス通路を
塞いだりすることがあった。そのために、反応ガスの供
給が充分でない、各セル毎の反応ガスの供給量が均一で
ないなどの問題が発生する虞れがあった。
In such a cell stack of an ion-exchange membrane fuel cell, with time, steam for humidification, water, produced water, etc. may become clogged in the gas passage, or the ion-exchange membrane may not be formed. It was sometimes deformed by water to block the gas passage. Therefore, problems such as insufficient supply of the reaction gas and uneven supply of the reaction gas in each cell may occur.

【0004】また、イオン交換膜型燃料電池のセルスタ
ックにおいて、セルを構成するセパレータを板状の材料
を多層接着して作製する場合、接着剤がガス通路にはみ
出してガス通路を塞ぐことがあった。特に、セルスタッ
クのガス通路の出入口から発電部への連通する部分のト
ンネル通路は断面積が小さく接着剤のはみ出しの影響を
受けやすかった。また、接着時熱処理を伴う加圧を行う
ので、イオン交換膜は接着面方向に横ズレを起しやす
く、位置が正確に定り難かった。そのために、反応ガス
の供給が充分でない、各セル毎の供給量が均一でないな
どの問題があった。また、接着剤のはみ出しを考慮し
て、ガス通路幅などを大きく設定すると、小型化が困難
であった。
Further, in a cell stack of an ion exchange membrane fuel cell, when the separators constituting the cells are produced by laminating a plate-shaped material in multiple layers, the adhesive may overflow into the gas passage and block the gas passage. It was In particular, the tunnel passage in the part communicating from the inlet / outlet of the gas passage of the cell stack to the power generation portion had a small cross-sectional area and was easily affected by the protrusion of the adhesive. Further, since pressure is applied along with heat treatment during bonding, the ion exchange membrane is apt to cause lateral displacement in the bonding surface direction, making it difficult to accurately determine the position. Therefore, there are problems that the supply of the reaction gas is not sufficient and the supply amount of each cell is not uniform. Further, if the gas passage width and the like are set to be large in consideration of the protrusion of the adhesive, it is difficult to reduce the size.

【0005】また、イオン交換膜型燃料電池のセルスタ
ックでは、発電による生成水に加えて加湿蒸気の凝縮水
がセルスタックの出口側に次第に溜り、出口通路を塞い
でしまう虞れがあった。
In addition, in the cell stack of the ion exchange membrane fuel cell, in addition to the water generated by power generation, condensed water of the humidified steam may gradually accumulate on the outlet side of the cell stack, blocking the outlet passage.

【0006】さらに、イオン交換膜型燃料電池のセルス
タックにおいては、製造上の通路面積の誤差、及びイオ
ン交換膜の変形、水詰りなどによる運転中の通路閉塞な
どにより、各セル毎のガス供給量が均一でないという問
題があった。
Further, in the cell stack of the ion exchange membrane fuel cell, gas is supplied to each cell due to an error in a passage area in manufacturing, passage deformation during operation due to deformation of the ion exchange membrane, water clogging and the like. There was a problem that the amount was not uniform.

【0007】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、反応ガスのガス通路の流れを所定流量に維持し、
反応ガスの供給を円滑に行なうことが可能で、セルの信
頼性が向上し、且つ性能維持が容易である燃料電池を提
供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above points, and maintains the flow rate of the reaction gas in the gas passage at a predetermined flow rate.
An object of the present invention is to provide a fuel cell capable of smoothly supplying a reaction gas, improving cell reliability, and easily maintaining performance .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、請求項1記載の発明は、複数の
セパレータを組みにしてガス遮断板を介して複数積層し
て組み付けたセルのセルスタックを備え、前記セルは、
イオン交換膜と、このイオン交換膜の両側に配置される
正の触媒電極及び負の触媒電極と、前記正の触媒電極及
び前記負の触媒電極の側に配置されるポーラスガイド体
を有し、前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータ
の間に挟んで保持され、前記セルにより反応ガスの水素
と酸素とを反応させて水を生成し、その際に電気を発生
させる燃料電池において、前記セルスタックの一方側に
は水素の入口部が設けられ、他方側には水素の出口部が
設けられ、 前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むよう
に前記セパレータの間にガスケットが設けられ、 前記入
口部には、前記セルの積層方向に入口通路が形成され、
この入口通路から複数の入口側トンネル通路が前記ガス
ケットの下方を通って前記セルの分配通路に連通し、こ
の分配通路からガス通路に連通し、 前記出口部には、前
記セルの積層方向に出口通路が形成され、この出口通路
に連通された複数の出口側トンネル通路が前記ガスケッ
トの下方を通って前記セルの集合通路に連通し、この集
合通路は前記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セ
パレータと前記セルとの間に形成され、 前記イオン交換
膜の前記分配通路に対応する部分に、前記イオン交換膜
が延びて変形することを防止する補強部材を設けたこと
を特徴としている。このように、分配通路がセパレータ
とセルとの間に形成され、イオン交換膜の分配通路に対
応する部分に、イオン交換膜が延びて変形することを防
止する補強部材を設け、イオン交換膜の変形を防止する
ことで、反応ガスの分配通路の流れを所定流量に維持す
ることで、特別な装置や制御を不要で、時間の経過とと
もに、加湿用の水蒸気、水、生成水などがガス通路に詰
ったり、イオン交換膜が水により変形して分配通路を塞
いだりすることがないようにし、低コストで反応ガスの
供給が充分であり、各セル毎の反応ガスの供給量を均一
にして性能を容易に維持することができる。
In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the object, the invention according to claim 1 uses a plurality of separators as a set to laminate a plurality of gas-shielding plates. And a cell stack of the assembled cells, wherein the cell is
An ion exchange membrane , a positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode arranged on both sides of the ion exchange membrane, and the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode.
And a porous guide body disposed on the negative catalyst electrode side.
Has bets, fuel the outer periphery of the ion exchange membrane is held sandwiched between the separators, by reacting hydrogen in the reaction gas and oxygen to produce water by the cell, to generate electricity at that time In the battery, on one side of the cell stack
Has an inlet for hydrogen and an outlet for hydrogen on the other side.
Provided to surround the inlet and outlet
Gasket is provided between the separator, the entering
An inlet passage is formed in the mouth portion in the stacking direction of the cells,
From this inlet passage, a plurality of inlet side tunnel passages are connected to the gas
Through the lower part of the ket to the distribution passage of the cell,
Communicating from the distribution passage to the gas passage, said outlet portion, before
An outlet passage is formed in the stacking direction of the cells.
A plurality of outlet side tunnel passages connected to the
Through the lower part of the
The joint passage communicates with the gas passage, and the distribution passage has the passage.
The ion exchange formed between the parator and the cell
The ion exchange membrane is provided at a portion of the membrane corresponding to the distribution passage.
It is characterized in that a reinforcing member is provided to prevent the elastic member from extending and deforming . In this way, the distribution passage
Formed between the ion exchange membrane and the cell,
It is possible to prevent the ion exchange membrane from
Provide a reinforcing member to prevent deformation of the ion exchange membrane
Therefore, by maintaining the flow rate of the reaction gas in the distribution passage at a predetermined flow rate, no special device or control is required, and steam for humidification, water, generated water, etc. may be clogged in the gas passage over time, The ion exchange membrane will not be deformed by water and will not block the distribution passage, and the supply of the reaction gas will be sufficient at low cost, and the supply amount of the reaction gas for each cell will be uniform to facilitate the performance. Can be maintained.

【0009】請求項2記載の発明は、複数のセパレータ
を組みにしてガス遮断板を介して複数積層して組み付け
たセルのセルスタックを備え、前記セルは、イオン交換
膜と、このイオン交換膜の両側に配置される正の触媒電
極及び負の触媒電極と、前記正の触媒電極及び前記負の
触媒電極の側に配置されるポーラスガイド体とを有し、
前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを
反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料
電池において、 前記セルスタックの一方側には水素の入
口部が設けられ、他方側には水素の出口部が設けられ、
前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、
前記セルの積層方向に入口通路が形成され、この入口通
路から複数の入口側トンネル通路が前記ガスケットの下
方を通って前記セルの分配通路に連通し、この分配通路
からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積
層方向に出口通路が形成され、この出口通路に連通され
た複数の出口側トンネル通路が前記ガスケットの下方を
通って前記セルの集合通路に連通し、この集合通路は前
記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと
前記セルとの間に形成され、 前記分配通路の前記イオン
交換膜に対応する部分に、前記イオン交換膜が前記分配
通路に入り込むことを規制するスペーサを設けたことを
特徴としている。このように、分配通路がセパレータと
セルとの間に形成され、分配通路のイオン交換膜に対応
する部分に、イオン交換膜が分配通路に入り込むことを
規制するスペーサを設け、イオン交換膜の変形を防止す
ることで、反応ガスの分配通路の流れを所定流量に維持
することで、特別な装置や制御を不要で、低コストで反
応ガスの供給が充分であり、各セル毎の反応ガスの供給
量を均一にして性能を容易に維持することができる。
The invention according to claim 2 is a plurality of separators.
Assembled by assembling by stacking multiple gas barrier plates
A cell stack of different cells, the cells being ion exchanged
The membrane and the positive catalytic charge located on either side of this ion exchange membrane.
A pole and a negative catalyst electrode, the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode
And a porous guide body arranged on the side of the catalyst electrode,
The outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators.
And the reaction gas hydrogen and oxygen are retained by the cell.
Fuel that reacts to produce water and generates electricity at that time
In a battery, one side of the cell stack is filled with hydrogen.
A mouth is provided, and a hydrogen outlet is provided on the other side,
The separator is provided so as to surround the inlet and the outlet.
A gasket is provided between the vibrators, and at the inlet,
An inlet passage is formed in the stacking direction of the cells.
Multiple entrance side tunnel passages under the gasket
Communicating with the distribution passage of the cell through
From communicating with the gas passage, the outlet section is the product of the cell
An outlet passage is formed in the layer direction and communicates with this outlet passage.
A plurality of exit side tunnel passages are provided below the gasket.
Through to the collecting passage of the cell,
Communicating with the gas passage, the distribution passage and the separator
Formed between the cells and the ions in the distribution passage
The ion exchange membrane is distributed to the portion corresponding to the exchange membrane.
It is characterized in that a spacer for restricting entry into the passage is provided . In this way, the distribution passage and the separator
Formed between the cell and the ion exchange membrane of the distribution passage
The part where the ion exchange membrane enters the distribution passage
By providing a spacer to control and preventing the deformation of the ion exchange membrane, the flow of the reaction gas distribution passage is maintained at a predetermined flow rate, so that no special device or control is required, and the reaction gas can be supplied at low cost. This is sufficient, and the amount of reaction gas supplied to each cell can be made uniform to easily maintain the performance.

【0010】 請求項3記載の発明は、複数のセパレー
タを組みにしてガス遮断板を介して複数積層して組み付
けたセルのセルスタックを備え、前記セルは、イオン交
換膜と、このイオン交換膜の両側に配置される正の触媒
電極及び負の触媒電極と、前記正の触媒電極及び前記負
の触媒電極の側に配置されるポーラスガイド体とを有
し、前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に
挟んで保持され、前記セルにより反応ガスの水素と酸素
とを反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる
燃料電池において、前記セルスタックの一方側には水素
の入口部が設けられ、他方側には水素の出口部が設けら
れ、前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記
セパレータの間にガスケットが設けられ、前記入口部に
は、前記セルの積層方向に入口通路が形成され、この入
口通路から複数の入口側トンネル通路が前記ガスケット
の下方を通って前記セルの分配通路に連通し、この分配
通路からガス通路に連通し、前記出口部には、前記セル
の積層方向に出口通路が形成され、この出口通路に連通
された複数の出口側トンネル通路が前記ガスケットの下
方を通って前記セルの集合通路に連通し、この集合通路
は前記ガス通路と連通し、前記分配通路が前記セパレー
タと前記セルとの間に形成され、前記イオン交換膜が対
向する前記分配通路において、前記セパレータの水素の
流れ接触部又は前記セルを構成する前記ポーラスガイド
の水素の流れ接触部の少なくとも一方の角をカットし
てカット部を設けたことを特徴としている。このよう
に、分配通路がセパレータとセルとの間に形成され、イ
オン交換膜が対向する分配通路において、セパレータの
水素の流れ接触部又はセルを構成するポーラスガイド体
の水素の流れ接触部の少なくとも一方の角をカットして
カット部を設け、このカット部によりイオン交換膜の変
形を許容し、反応ガスの分配通路の流れを所定流量に維
持することで、特別な装置や制御を不要で、低コストで
反応ガスの供給が充分であり、各セル毎の反応ガスの供
給量を均一にして性能を容易に維持することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a cell stack of cells in which a plurality of separators are assembled and laminated by interposing a gas blocking plate, and the cell stack includes an ion exchange membrane and the ion exchange membrane. A positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode arranged on both sides of, and a porous guide body arranged on the side of the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode, the outer peripheral portion of the ion exchange membrane is The fuel cell is sandwiched between the separators, and hydrogen is generated by reacting hydrogen and oxygen of the reaction gas by the cells, and electricity is generated at that time. An inlet portion is provided, an outlet portion for hydrogen is provided on the other side, and a gasket is provided between the separators so as to surround the inlet portion and the outlet portion. Stacking method An inlet passage is formed in the direction from which a plurality of inlet side tunnel passages pass under the gasket and communicate with the distribution passages of the cells, the distribution passages communicate with the gas passages, and the outlet portion has An outlet passage is formed in the stacking direction of the cells, and a plurality of outlet-side tunnel passages communicating with the outlet passages pass under the gasket and communicate with the collecting passages of the cells. The distribution passage is formed between the separator and the cell in communication with the separator, and in the distribution passage facing the ion exchange membrane, the hydrogen flow contact portion of the separator or the porous guide forming the cell.
At least one corner of the hydrogen flow contact portion of the body is cut to provide a cut portion. In this way, the distribution passage is formed between the separator and the cell, and in the distribution passage where the ion exchange membrane faces, the hydrogen flow of the porous guide body forming the hydrogen flow contact portion of the separator or the cell. By cutting at least one corner of the contact part to provide a cut part, the cut part allows the ion exchange membrane to be deformed and maintains the flow of the reaction gas in the distribution passage at a predetermined flow rate. Is unnecessary, the supply of the reaction gas is sufficient at a low cost, and the supply amount of the reaction gas for each cell can be made uniform to easily maintain the performance.

【0011】請求項4記載の発明は、複数のセパレータ
を組みにしてガス遮断板を介して複数積層して組み付け
たセルのセルスタックを備え、前記セルは、イオン交換
膜と、このイオン交換膜の両側に配置される正の触媒電
極及び負の触媒電極と、前記正の触媒電極及び前記負の
触媒電極の側に配置されるポーラスガイド体とを有し、
前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを
反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料
電池において、 前記セルスタックの一方側には水素の入
口部が設けられ、他方側には水素の出口部が設けられ、
前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、
前記セルの積層方向に入口通路が形成され、この入口通
路から複数の入口側トンネル通路が前記ガスケットの下
方を通って前記セルの分配通路に連通し、この分配通路
からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積
層方向に出口通路が形成され、この出口通路に連通され
た複数の出口側トンネル通路が前記ガスケットの下方を
通って前記セルの集合通路に連通し、この集合通路は前
記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと
前記セルとの間に形成され、 前記イオン交換膜の前記分
配通路に対向する部分に、撥水化処理を施したことを特
徴としている。このように、分配通路がセパレータとセ
ルとの間に形成され、イオン交換膜の分配通路に対向す
る部分に、撥水化処理を施したことで、イオン交換膜が
延びて変形してイオン交換膜が延びて分配通路を塞ぐこ
とが防止され、反応ガスが分配通路を円滑に流れ、反応
ガスの分配通路の流れを所定流量に維持することがで
き、イオン交換膜は分配通路に対応する部分に撥水化処
理を施せばよく、簡単な構造である。
The invention according to claim 4 is a plurality of separators.
Assembled by assembling by stacking multiple gas barrier plates
A cell stack of different cells, the cells being ion exchanged
The membrane and the positive catalytic charge located on either side of this ion exchange membrane.
A pole and a negative catalyst electrode, the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode
And a porous guide body arranged on the side of the catalyst electrode,
The outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators.
And the reaction gas hydrogen and oxygen are retained by the cell.
Fuel that reacts to produce water and generates electricity at that time
In a battery, one side of the cell stack is filled with hydrogen.
A mouth is provided, and a hydrogen outlet is provided on the other side,
The separator is provided so as to surround the inlet and the outlet.
A gasket is provided between the vibrators, and at the inlet,
An inlet passage is formed in the stacking direction of the cells.
Multiple entrance side tunnel passages under the gasket
Communicating with the distribution passage of the cell through
From communicating with the gas passage, the outlet section is the product of the cell
An outlet passage is formed in the layer direction and communicates with this outlet passage.
A plurality of exit side tunnel passages are provided below the gasket.
Through to the collecting passage of the cell,
Communicating with the gas passage, the distribution passage and the separator
Formed between the cell and the portion of the ion exchange membrane.
The feature is that the portion facing the distribution passage is subjected to a water repellent treatment . In this way, the distribution passages are
Formed between the ion exchange membrane and the
The ion-exchange membrane can be
It extends and deforms, and the ion exchange membrane extends and blocks the distribution passage.
And the reaction gas smoothly flows through the distribution passage
It is possible to maintain the flow rate of the gas distribution passage at a predetermined flow rate.
The ion exchange membrane is treated to be water repellent at the part corresponding to the distribution passage.
It has a reasonable structure and a simple structure.

【0012】請求項5記載の発明は、複数のセパレータ
を組みにしてガス遮断板を介して複数積層して組み付け
たセルのセルスタックを備え、前記セルは、イオン交換
膜と、このイオン交換膜の両側に配置される正の触媒電
極及び負の触媒電極と、前記正の触媒電極及び前記負の
触媒電極の側に配置されるポーラスガイド体とを有し、
前記イオン交換膜の外周部を前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを
反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料
電池において、 前記セルスタックの一方側には水素の入
口部が設けられ、他方側には水素の出口部が設けられ、
前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、
前記セルの積層方向に入口通路が形成され、この入口通
路から複数の入口側トンネル通路が前記ガスケットの下
方を通って前記セルの分配通路に連通し、この分配通路
からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積
層方向に出口通路が形成され、この出口通路に連通され
た複数の出口側トンネル通路が前記ガスケットの下方を
通って前記セルの集合通路に連通し、この集合通路は前
記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと
前記セルとの間に形成され、 前記セパレータと前記セル
は前記ガス遮断板と接着剤により組み付けられ、前記セ
パレータと前記セルと前記ガス遮断板の少なくともいず
れかの前記分配通路側に前記接着剤のはみ出しを規制す
る空間を設けたことを特徴としている。このように、分
配通路がセパレータとセルとの間に形成され、セパレー
タとセルはガス遮断板と接着剤により組み付けられ、セ
パレータとセルとガス遮断板の少なくともいずれかの分
配通路側に接着剤のはみ出しを規制する空間を設け、
ルを構成するセパレータを板状の材料を多層接着して作
製する場合、接着剤が分配通路側にはみ出して分配通路
を塞ぐことが防止され、接着剤がはみ出しても、反応ガ
スの流量が確保でき、セルの信頼性が向上し、性能維持
が容易である。
The invention according to claim 5 is a plurality of separators.
Assembled by assembling by stacking multiple gas barrier plates
A cell stack of different cells, the cells being ion exchanged
The membrane and the positive catalytic charge located on either side of this ion exchange membrane.
A pole and a negative catalyst electrode, the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode
And a porous guide body arranged on the side of the catalyst electrode,
The outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators.
And the reaction gas hydrogen and oxygen are retained by the cell.
Fuel that reacts to produce water and generates electricity at that time
In a battery, one side of the cell stack is filled with hydrogen.
A mouth is provided, and a hydrogen outlet is provided on the other side,
The separator is provided so as to surround the inlet and the outlet.
A gasket is provided between the vibrators, and at the inlet,
An inlet passage is formed in the stacking direction of the cells.
Multiple entrance side tunnel passages under the gasket
Communicating with the distribution passage of the cell through
From communicating with the gas passage, the outlet section is the product of the cell
An outlet passage is formed in the layer direction and communicates with this outlet passage.
A plurality of exit side tunnel passages are provided below the gasket.
Through to the collecting passage of the cell,
Communicating with the gas passage, the distribution passage and the separator
Formed between the cell and the separator and the cell
Is attached to the gas barrier plate with an adhesive,
At least one of the pallet, the cell, and the gas blocking plate
Restrict the protrusion of the adhesive on the side of the distribution passage.
It is characterized by the provision of a space . Like this, min
A passage is formed between the separator and the cell,
The cell and cell are assembled with a gas barrier plate and adhesive,
At least one of the palletizer, cell, and gas barrier plate
A space for restricting protrusion of the adhesive provided on the distribution passage side, the case of producing by multilayer bonding the plate-like material separator of the cell, a distribution passage <br/> adhesive protrudes the distribution passage side The blocking is prevented, the flow rate of the reaction gas can be secured even if the adhesive is extruded, the reliability of the cell is improved, and the performance is easily maintained.

【0013】請求項6記載の発明は、複数のセパレータ
を組みにしてガス遮断板を介して複数積層して組み付け
たセルのセルスタックを備え、前記セルは、イオン交換
膜と、このイオン交換膜の両側に配置される正の触媒電
極及び負の触媒電極と、前記正の触媒電極及び前記負の
触媒電極の側に配置されるポーラスガイド体とを有し、
前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを
反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる燃料
電池において、 前記セルスタックの一方側には水素の入
口部が設けられ、他方側には水素の出口部が設けられ、
前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、
前記セルの積層方向に入口通路が形成され、この入口通
路から複数の入口側トンネル通路が前記ガスケットの下
方を通って前記セルの分配通路に連通し、この分配通路
からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積
層方向に出口通路が形成され、この出口通路に連通され
た複数の出口側トンネル通路が前記ガスケットの下方を
通って前記セルの集合通路に連通し、この集合通路は前
記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと
前記セルとの間に形成され、 前記セパレータと前記セル
は、接着剤を介して前記ガス遮断板により組み付けら
れ、前記ガス遮断板の前記分配通路に対向する部分に、
前記分配通路より広幅に凹部を形成し、この凹部にスペ
ーサが嵌合されており、 前記スペーサの両側に接着剤の
はみ出しを規制する凹部の空間を設けたことを特徴とし
ている。このように、分配通路がセパレータとセルとの
間に形成され、セパレータとセルは、接着剤を介してガ
ス遮断板により組み付けられ、ガス遮断板の分配通路に
対向する部分に、分配通路より広幅に凹部を形成し、こ
の凹部にスペーサが嵌合 されており、スペーサの両側に
接着剤のはみ出しを規制する凹部の空間を設けたこと
で、セルを構成するセパレータを板状の材料を多層接着
して作製する場合、接着剤が分配通路側にはみ出して分
配通路を塞ぐことが防止され、接着剤がはみ出しても、
反応ガスの流量が確保でき、セルの信頼性が向上し、性
能維持が容易である。
The invention according to claim 6 is a plurality of separators.
Assembled by assembling by stacking multiple gas barrier plates
A cell stack of different cells, the cells being ion exchanged
The membrane and the positive catalytic charge located on either side of this ion exchange membrane.
A pole and a negative catalyst electrode, the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode
And a porous guide body arranged on the side of the catalyst electrode,
The outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators.
And the reaction gas hydrogen and oxygen are retained by the cell.
Fuel that reacts to produce water and generates electricity at that time
In a battery, one side of the cell stack is filled with hydrogen.
A mouth is provided, and a hydrogen outlet is provided on the other side,
The separator is provided so as to surround the inlet and the outlet.
A gasket is provided between the vibrators, and at the inlet,
An inlet passage is formed in the stacking direction of the cells.
Multiple entrance side tunnel passages under the gasket
Communicating with the distribution passage of the cell through
From communicating with the gas passage, the outlet section is the product of the cell
An outlet passage is formed in the layer direction and communicates with this outlet passage.
A plurality of exit side tunnel passages are provided below the gasket.
Through to the collecting passage of the cell,
Communicating with the gas passage, the distribution passage and the separator
Formed between the cell and the separator and the cell
Is assembled by the gas barrier plate via adhesive.
The portion of the gas blocking plate facing the distribution passage,
A recess is formed wider than the distribution passage, and a space is formed in this recess.
The spacers are fitted and adhesive is applied to both sides of the spacer.
It is characterized by the provision of a concave space for restricting protrusion.
ing. In this way, the distribution passages between the separator and the cells
Formed between them, the separator and cells are
Is installed by the gas blocking plate, and is installed in the distribution passage of the gas blocking plate.
A recess is formed wider in the facing part than the distribution passage, and
The recess spacer are fitted, on both sides of the spacer
Providing a space for the recess that controls the protrusion of the adhesive
In this way, the separators that compose the cells are laminated in multiple layers with plate-shaped materials.
In the case of making the
Prevents blockage of the passage, even if the adhesive sticks out,
The flow rate of the reaction gas can be secured, the reliability of the cell is improved, and
Noh maintenance is easy.

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明の燃料電池の実施
例を図面に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the fuel cell of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】まず、図1乃至図4は燃料電池の実施例を
示し、図1は燃料電池の正面図、図2は図1のII-II線
に沿う断面図、図3は図1のX-X線及びY-Y線に沿ウ断面
図、図4は燃料電池のガス通路部の拡大図である。
First, FIGS. 1 to 4 show an embodiment of a fuel cell, FIG. 1 is a front view of the fuel cell, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is XX of FIG. 4 and FIG. 4 is an enlarged view of the gas passage portion of the fuel cell.

【0020】燃料電池1は、組付軸2により組み付けら
れたセルスタック3を備えている。セルスタック3はセ
パレータ4a,4bを組みにして複数積層して組み付け
て構成され、セパレータ4aとセパレータ4bとの間に
ガス遮断板4dが設けられている。セパレータ4bに
は、ガス遮断板4dとの間にトンネル通路15bが形成
され、さらにトンネル通路15bから反応ガスの水素が
セル6に供給される。セル6は、セパレータ4a,4b
の間に備えられている。セル6の電極基材は、イオン交
換膜7、正の触媒電極8及び負の触媒電極9から構成さ
れている。イオン交換膜7の外周部7aは、ガスケット
40,41の間に挟んで保持され、イオン交換膜7の一
方面には正の触媒電極8を有し、他方面に負の触媒電極
9を有しており、セル6により反応ガスの水素と酸素と
を反応させて水を生成し、その際に電気を発生させる。
The fuel cell 1 has a cell stack 3 assembled by an assembly shaft 2. The cell stack 3 is configured by stacking a plurality of separators 4a and 4b and assembling them, and a gas blocking plate 4d is provided between the separators 4a and 4b. A tunnel passage 15b is formed between the separator 4b and the gas blocking plate 4d, and hydrogen as a reaction gas is supplied to the cell 6 through the tunnel passage 15b. The cell 6 includes separators 4a and 4b.
It is equipped between. The electrode base material of the cell 6 is composed of an ion exchange membrane 7, a positive catalyst electrode 8 and a negative catalyst electrode 9. The outer peripheral portion 7a of the ion exchange membrane 7 is sandwiched and held between the gaskets 40 and 41, and has a positive catalyst electrode 8 on one surface of the ion exchange membrane 7 and a negative catalyst electrode 9 on the other surface. Therefore, the cell 6 reacts hydrogen and oxygen of the reaction gas to generate water, and at that time, generates electricity.

【0021】セル6の正の触媒電極8の外側には、ポー
ラスガイド体10を接触させて配置され、負の触媒電極
9の外側にもポーラスガイド体11を接触させて配置さ
れている。ポーラスガイド体10,11は多孔質なポー
ラス部材で成形されており、それぞれ一面側には等間隔
に溝10a,11aが形成されている。ポーラスガイド
体10は溝10aが形成された側を正の触媒電極8と接
触させ、ポーラスガイド体11は溝11aをポーラスガ
イド体10の溝10aと直交する方向に向けて配置され
ている。ポーラスガイド体10の溝10aと正の触媒電
極8との間に連通するガス通路12が設けられ、ポーラ
スガイド体11の溝11aと負の触媒電極9との間に連
通するガス通路13が設けられている。
A porous guide body 10 is arranged in contact with the outside of the positive catalyst electrode 8 of the cell 6, and a porous guide body 11 is arranged in contact with the outside of the negative catalyst electrode 9 as well. The porous guide bodies 10 and 11 are formed of a porous porous member, and grooves 10a and 11a are formed on one surface side at equal intervals. The porous guide body 10 contacts the positive catalyst electrode 8 on the side where the groove 10a is formed, and the porous guide body 11 is arranged with the groove 11a oriented in a direction orthogonal to the groove 10a of the porous guide body 10. A gas passage 12 communicating between the groove 10a of the porous guide body 10 and the positive catalyst electrode 8 is provided, and a gas passage 13 communicating between the groove 11a of the porous guide body 11 and the negative catalyst electrode 9 is provided. Has been.

【0022】セルスタック3には、セル6が角度α傾斜
させて配置され、セル6の周囲を囲むガスケット14が
設けられ、ガスケット14によりセル6をシールしてい
る。セルスタック3の左側上方には水素の入口部15が
設けられ、右側下方には水素の出口部16が設けられ、
入口部15及び出口部16の周囲を囲むようにセパレー
タ4a,4bとの間にガスケット17,18が設けら
れ、入口部15及び出口部16をシールしている。入口
部15には、セル6の積層方向に入口通路15aが形成
され、この入口通路15aから4個のトンネル通路15
bがガスケット14の下方を通ってセル6の分配通路1
5cに連通し、分配通路15cからガス通路13に連通
している。出口部16には、セル6の積層方向に出口通
路16aが形成され、この出口通路16aに連通された
4個のトンネル通路16bはガスケット14の下方を通
ってセル6の集合通路16cに連通し、集合通路16c
はガス通路13と連通している。
In the cell stack 3, the cells 6 are arranged with an inclination of an angle α, and a gasket 14 surrounding the cells 6 is provided. The gaskets 14 seal the cells 6. A hydrogen inlet 15 is provided on the upper left side of the cell stack 3, and a hydrogen outlet 16 is provided on the lower right side of the cell stack 3.
Gaskets 17 and 18 are provided between the separators 4a and 4b so as to surround the inlet 15 and the outlet 16 to seal the inlet 15 and the outlet 16. An inlet passage 15a is formed in the inlet portion 15 in the stacking direction of the cells 6, and four tunnel passages 15a are formed from the inlet passage 15a.
b passes under the gasket 14 and the distribution passage 1 of the cell 6
5c, and the distribution passage 15c communicates with the gas passage 13. An outlet passage 16a is formed in the outlet portion 16 in the stacking direction of the cells 6, and the four tunnel passages 16b communicating with the outlet passage 16a communicate with the collecting passage 16c of the cell 6 through the lower portion of the gasket 14. , Collecting passage 16c
Communicate with the gas passage 13.

【0023】セルスタック3の上方右側には酸素の入口
部19が設けられ、下方左側には酸素の出口部20が設
けられ、入口部19及び出口部20の周囲を囲むように
セパレータ4a,4bの間にガスケット21,22が設
けられ、入口部19及び出口部20をシールしている。
入口部19には、セル6の積層方向に入口通路19aが
形成され、この入口通路19aから4個のトンネル通路
19bがガスケット14の下方を通ってセル6の分配通
路19cに連通し、分配通路19cからガス通路12に
連通している。出口部20には、セル6の積層方向に出
口通路20aが形成され、この出口通路20aに連通さ
れた4個のトンネル通路20bはガスケット14の下方
を通ってセル6の集合通路20cに連通し、集合通路2
0cはガス通路12と連通している。
An oxygen inlet 19 is provided on the upper right side of the cell stack 3, and an oxygen outlet 20 is provided on the lower left side of the cell stack 3. The separators 4a, 4b surround the inlet 19 and the outlet 20. Gaskets 21 and 22 are provided between them to seal the inlet portion 19 and the outlet portion 20.
An inlet passage 19a is formed in the inlet portion 19 in the stacking direction of the cells 6, and from this inlet passage 19a, four tunnel passages 19b communicate with the distribution passages 19c of the cells 6 through the lower portion of the gasket 14 to form the distribution passages. 19c communicates with the gas passage 12. An outlet passage 20a is formed in the outlet portion 20 in the stacking direction of the cells 6, and the four tunnel passages 20b communicating with the outlet passage 20a communicate with the collecting passages 20c of the cells 6 passing under the gasket 14. , Meeting passage 2
0c communicates with the gas passage 12.

【0024】また、ガス遮断板4dの図2での下面であ
るポーラスガイド体10との接触部には水通路23が形
成されている。水通路23の一方23aは、ガスケット
14の下方を通るトンネル通路24aを介して水素の入
口部15の近傍で上側に設けられた排出部24に連通さ
れ、他方23bはガスケット14の下方を通るトンネル
通路25aを介して水素の出口部16の近傍で下側に設
けられた供給部25に連通されている。排出部24及び
供給部25の周囲を囲むようにセパレータ4a,4bの
間にガスケット26a,27aが設けられ、排出部24
及び供給部25をシールしている。
A water passage 23 is formed at the contact portion of the gas blocking plate 4d, which is the lower surface in FIG. 2, with the porous guide body 10. One side 23a of the water passage 23 is communicated with a discharge portion 24 provided on the upper side in the vicinity of the hydrogen inlet portion 15 via a tunnel passage 24a passing below the gasket 14, and the other 23b is a tunnel passing below the gasket 14. It is connected to a supply unit 25 provided on the lower side in the vicinity of the hydrogen outlet 16 via a passage 25a. Gaskets 26a and 27a are provided between the separators 4a and 4b so as to surround the discharge unit 24 and the supply unit 25, respectively.
And the supply part 25 is sealed.

【0025】また、セパレータ4bの図2での上面であ
るポーラスガイド体10との接触部には、水通路28が
形成されている。水通路28の一方28aはガスケット
14の下方を通るトンネル通路29aを介して酸素の入
口部19の近傍で右側に設けられた排出部29に連通さ
れ、他方28bはガスケット14の下方を通るトンネル
通路30aを介して酸素の出口部20の近傍で左側に設
けられた供給部30に連通されている。排出部29及び
供給部30の周囲を囲むようにセパレータ4a,4bの
間にガスケット26b,27bが設けられ、排出部29
及び供給部30をシールしている。
A water passage 28 is formed in the contact portion of the separator 4b, which is the upper surface in FIG. 2, with the porous guide body 10. One side 28a of the water passage 28 is communicated with a discharge portion 29 provided on the right side in the vicinity of the oxygen inlet portion 19 through a tunnel passage 29a passing below the gasket 14, and the other 28b is a tunnel passage passing below the gasket 14. It is connected to a supply unit 30 provided on the left side in the vicinity of the oxygen outlet unit 20 via 30a. Gaskets 26b and 27b are provided between the separators 4a and 4b so as to surround the discharge unit 29 and the supply unit 30, respectively.
Also, the supply unit 30 is sealed.

【0026】従って、セルスタック3の水素の入口部1
5から加温、加湿した水素を供給すると、この水分を含
む水素は入口通路15aからトンネル通路15bを通っ
てセル6の分配通路15cに導かれ、分配通路15cか
らガス通路13を流れる。一方、酸素の入口部19から
加温、加湿した酸素を供給すると、この水分を含む酸素
は入口通路19aからトンネル通路19bを通ってセル
6の分配通路19cに連通し、分配通路19cからガス
通路12を流れる。
Therefore, the hydrogen inlet portion 1 of the cell stack 3
When heated and humidified hydrogen is supplied from 5, hydrogen containing water is introduced from the inlet passage 15a to the distribution passage 15c of the cell 6 through the tunnel passage 15b, and flows from the distribution passage 15c to the gas passage 13. On the other hand, when heated and humidified oxygen is supplied from the oxygen inlet portion 19, the oxygen containing water communicates with the distribution passage 19c of the cell 6 through the inlet passage 19a, the tunnel passage 19b, and the distribution passage 19c. Flowing through 12.

【0027】このとき、セル6により反応ガスの水素と
酸素の電気化学的な反応により水を生成し、その際の自
由エネルギーの変化を電気エネルギーとして取り出す発
電が行われる。セル6は、セパレータ4bを介して隣接
したセル6と直列に接続され、発生した電力はセルスタ
ック3の両端部に設けられた不図示の集電部より取り出
される。
At this time, water is generated by the cell 6 by the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen in the reaction gas, and the change in free energy at that time is taken out as electric energy to generate electricity. The cell 6 is connected in series with the adjacent cell 6 via the separator 4b, and the generated electric power is taken out from a current collector (not shown) provided at both ends of the cell stack 3.

【0028】主として水素と水はセル6の集合通路16
cに集められ、トンネル通路16bを通って出口通路1
6aに導かれて出口部16から排出される。主として酸
素と水はセル6の集合通路20cに集められ、トンネル
通路20bを通って出口通路20aに導かれて出口部2
0から排出される。
Mainly hydrogen and water are used for the collecting passage 16 of the cell 6.
c, exit passage 1 through tunnel passage 16b
6a to be discharged from the outlet portion 16. Mainly oxygen and water are collected in the collecting passage 20c of the cell 6, are guided to the outlet passage 20a through the tunnel passage 20b, and are guided to the outlet portion 2
Emitted from 0.

【0029】セル6による水素と酸素の電気化学的な反
応は、一方では酸素と水がポーラスガイド体10、正の
触媒電極8を通り、イオン交換膜7の表面に供給され、
他方では水素と水がポーラスガイド体11、負の触媒電
極9を通り、イオン交換膜7の表面に供給され、この正
の触媒電極8とイオン交換膜7の界面及び負の触媒電極
9とイオン交換膜7の界面で行われる。イオン交換膜7
は、含水率により伸びが大きく変化するので、イオン交
換膜7の加湿レベルを常に適正に保ってイオン交換膜7
の伸びを一定に保ち、界面を安定に保つことが必要であ
る。
On the other hand, in the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen by the cell 6, oxygen and water are supplied to the surface of the ion exchange membrane 7 through the porous guide body 10 and the positive catalyst electrode 8.
On the other hand, hydrogen and water are supplied to the surface of the ion exchange membrane 7 through the porous guide body 11 and the negative catalyst electrode 9, and the interface between the positive catalyst electrode 8 and the ion exchange membrane 7 and the negative catalyst electrode 9 and the ions are supplied. It is performed at the interface of the exchange membrane 7. Ion exchange membrane 7
Since the elongation greatly changes depending on the water content, the ion exchange membrane 7 should always be kept at a proper humidification level.
It is necessary to keep the elongation at constant and keep the interface stable.

【0030】このセル6による反応ガスの水素と酸素の
電気化学的な反応で電気が発生し、その際に水が生成さ
れるが、このセル6内部の相対湿度による伸びだけでは
なく、内部に発生する凝縮水、生成水、供給過剰水など
の過剰水が、イオン交換膜7に直接接触するとさらに伸
び、セル6の性能が劣化するが、セル6の両側の触媒電
極8,9にポーラスガイド体10,11を接触させて配
置しており、セル6内部に発生する凝縮水、生成水、供
給過剰水などの過剰水をポーラスガイド体10,11に
より吸収して除去することができる。
Electricity is generated by the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen in the reaction gas by the cell 6, and water is generated at that time, but not only the expansion due to the relative humidity inside the cell 6 When excess water such as generated condensed water, generated water, and excess supply water comes into direct contact with the ion exchange membrane 7, the water further extends and the performance of the cell 6 deteriorates. However, the porous guide is provided to the catalyst electrodes 8 and 9 on both sides of the cell 6. The bodies 10 and 11 are disposed in contact with each other, and excess water such as condensed water, generated water, and excess supply water generated inside the cell 6 can be absorbed and removed by the porous guide bodies 10 and 11.

【0031】このため、イオン交換膜7の伸びを防止で
き、セル6の性能を長期間、高効率に保つことができ、
また反応ガスの拡散性低下を防止している。このよう
に、特別な装置を使用しないで過剰水を除去することが
でき、簡単、低価格、コンパクト及び軽量な装置とする
ことができる。ポーラスガイド体10,11によりガス
通路12,13を形成することで、水を供給する時にポ
ーラスガイド体10,11により吸収されて一部はガス
通路12,13に拡散し、一部は直接触媒電極8,9へ
移動することにより加湿を効果的に行なうとともに、過
剰水が発生した場合、これを吸収して不足時に供給する
ダンパー効果があり、適量の加湿が可能である。
Therefore, the elongation of the ion exchange membrane 7 can be prevented, the performance of the cell 6 can be maintained at a high efficiency for a long time,
It also prevents the diffusivity of the reaction gas from decreasing. Thus, excess water can be removed without using a special device, and the device can be simple, low-priced, compact and lightweight. By forming the gas passages 12 and 13 by the porous guide bodies 10 and 11, when water is supplied, they are absorbed by the porous guide bodies 10 and 11, partly diffuses into the gas passages 12 and 13, and partly directly catalyze. Humidification is effectively performed by moving to the electrodes 8 and 9, and when excessive water is generated, it has a damper effect of absorbing the excessive water and supplying it when insufficient, so that an appropriate amount of humidification is possible.

【0032】この燃料電池1には、図2及び図4に示す
ように、酸素の反応ガスのガス通路の流れを所定流量に
維持するための手段Aが設けられ、図4はイオン交換膜
7が変形した状態を示している。なお、水素の反応ガス
のガス通路も同様に構成されるので酸素の反応ガスのガ
ス通路について説明する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the fuel cell 1 is provided with means A for maintaining the flow rate of the oxygen reaction gas in the gas passage at a predetermined flow rate. Shows a deformed state. Since the gas passage of the hydrogen reaction gas is similarly configured, the gas passage of the oxygen reaction gas will be described.

【0033】所定流量に維持するための手段Aは、イオ
ン交換膜7の変形を許容する構造であり、セパレータ4
bの反応ガスの流れ接触部4b1とポーラスガイド体1
1の接触部11eの角をカットし、図4に示すようにイ
オン交換膜7が延びてガス通路の分配通路15cに入り
込むことがあっても、カット部90,91を通って反応
ガスが流れるため、反応ガスの分配通路15cの流れを
所定流量に維持することができる。このように、反応ガ
スの分配通路15cの流れを所定流量に維持すること
で、時間の経過とともに、加湿用の水蒸気、水、生成水
などがガス通路に詰ったり、イオン交換膜7が水により
変形してガス通路を塞いだりすることがないようにし、
反応ガスの供給が充分であり、各セル6毎の反応ガスの
供給量を均一にして性能を容易に維持することができ
る。しかも、セパレータ4bの反応ガスの流れ接触部4
b1,11eの角をカットする簡単な構造であり、特別
な装置や制御を不要で、低コストで軽量、コンパクトで
あり、車両に搭載される燃料電池等に移動用に好適であ
る。
The means A for maintaining the predetermined flow rate has a structure that allows the ion exchange membrane 7 to be deformed, and the separator 4
b reaction gas flow contact part 4b1 and porous guide body 1
Even if the corner of the contact portion 11e of No. 1 is cut and the ion exchange membrane 7 extends and enters the distribution passage 15c of the gas passage as shown in FIG. 4, the reaction gas flows through the cut portions 90 and 91. Therefore, the flow of the reaction gas in the distribution passage 15c can be maintained at a predetermined flow rate. In this way, by maintaining the flow rate of the reaction gas in the distribution passage 15c at a predetermined flow rate, with time, steam for humidification, water, generated water, or the like is clogged in the gas passage, or the ion exchange membrane 7 is blocked by water. Do not deform and block the gas passage,
The supply of the reaction gas is sufficient, and the amount of the reaction gas supplied to each cell 6 can be made uniform to easily maintain the performance. In addition, the reaction gas flow contact portion 4 of the separator 4b
It has a simple structure that cuts the corners of b1 and 11e, does not require a special device or control, is low cost, lightweight, and compact, and is suitable for transportation to a fuel cell or the like mounted in a vehicle.

【0034】 図5は燃料電池の参考例を示すガス通路
部の拡大図である。この参考例では、所定流量に維持す
るための手段Aは、イオン交換膜7の変形を許容する構
造であり、イオン交換膜7が反応ガスと接触するセパレ
ータ4bのガス通路の分配通路15cは、分配通路15
cの幅Lが深さWより小さく設定されている。このよう
に、セパレータ4bのガス通路の分配通路15cは、幅
Lが深さWより小さく設定されているため、イオン交換
膜7が延びても分配通路15cの底まで延びて塞ぐこと
が防止できる。従って、反応ガスがガス通路の分配通路
15cを円滑に流れ、反応ガスのガス通路の流れを所定
流量に維持することができ、しかもセパレータ4bのガ
ス通路の分配通路15cの幅Lを深さWより小さく設定
する簡単な構造である。
FIG. 5 is an enlarged view of a gas passage portion showing a reference example of a fuel cell. In this reference example, the means A for maintaining the predetermined flow rate has a structure that allows the ion exchange membrane 7 to be deformed, and the distribution passage 15c of the gas passage of the separator 4b in which the ion exchange membrane 7 comes into contact with the reaction gas is Distribution passage 15
The width L of c is set smaller than the depth W. As described above, since the width L of the gas distribution passage 15c of the separator 4b is set to be smaller than the depth W, even if the ion exchange membrane 7 extends, it can be prevented from extending to the bottom of the distribution passage 15c. . Therefore, the reaction gas can smoothly flow through the distribution passage 15c of the gas passage, and the flow of the reaction gas through the gas passage can be maintained at a predetermined flow rate. Further, the width L of the distribution passage 15c of the gas passage of the separator 4b can be reduced to the depth W. It is a simple structure that can be set smaller.

【0035】図6は燃料電池のさらに他の実施例を示す
ガス通路部の拡大図である。この実施例でも、所定流量
に維持するための手段Aは、イオン交換膜7の変形を防
止する構造であり、イオン交換膜7のガス通路の分配通
路15cに対応する部分7bに、補強部材43を設けて
いる。この補強部材43は、例えばテフロン樹脂シート
を接着剤で固着した構造であり、イオン交換膜7が延び
て変形することを防止している。従って、イオン交換膜
7が延びてガス通路の分配通路15cを塞ぐことが防止
され、反応ガスがガス通路を円滑に流れ、反応ガスのガ
ス通路の流れを所定流量に維持することができる。しか
も、イオン交換膜7はガス通路の分配通路15cに対応
する部分7bを補強部材43により補強すればよく、簡
単な構造である。
FIG. 6 is an enlarged view of a gas passage portion showing still another embodiment of the fuel cell. Also in this embodiment, the means A for maintaining the predetermined flow rate has a structure for preventing the deformation of the ion exchange membrane 7, and the reinforcing member 43 is provided at the portion 7b of the ion exchange membrane 7 corresponding to the distribution passage 15c of the gas passage. Is provided. The reinforcing member 43 has a structure in which, for example, a Teflon resin sheet is fixed with an adhesive, and prevents the ion exchange membrane 7 from extending and deforming. Therefore, the ion exchange membrane 7 is prevented from extending to block the distribution passage 15c of the gas passage, the reaction gas smoothly flows in the gas passage, and the flow of the reaction gas in the gas passage can be maintained at a predetermined flow rate. Moreover, the ion exchange membrane 7 has a simple structure as long as the portion 7b of the gas passage corresponding to the distribution passage 15c is reinforced by the reinforcing member 43.

【0036】図7及び図8は燃料電池の他の実施例を示
し、図7は燃料電池のガス通路部の拡大図、図8はスペ
ーサの他の実施例を示す図である。この実施例でも、所
定流量に維持するための手段Aは、イオン交換膜7の変
形を防止する構造であり、ガス通路の分配通路15cに
スペーサ44を設けて塞ぎ、このスペーサ44でイオン
交換膜7が分配通路15cに入り込むことを規制してい
る。スペーサ44は、例えばテフロン樹脂板、金網、多
孔質シート等で形成され、テフロン樹脂板ではイオン交
換膜7と反応ガスとを遮断するが、金網、多孔質シート
等を用いると、イオン交換膜7を加湿可能である。
7 and 8 show another embodiment of the fuel cell, FIG. 7 is an enlarged view of the gas passage portion of the fuel cell, and FIG. 8 is a view showing another embodiment of the spacer. Also in this embodiment, the means A for maintaining the predetermined flow rate has a structure that prevents the ion exchange membrane 7 from being deformed. The spacer 44 is provided in the distribution passage 15c of the gas passage to close the ion exchange membrane, and the spacer 44 is used to close the ion exchange membrane. 7 is restricted from entering the distribution passage 15c. The spacer 44 is formed of, for example, a Teflon resin plate, a wire mesh, a porous sheet, or the like. The Teflon resin plate blocks the ion exchange membrane 7 and the reaction gas. However, when the wire mesh, the porous sheet, or the like is used, the ion exchange membrane 7 is used. Can be humidified.

【0037】また、スペーサ44は、金網、多孔質部材
を用いる場合、図8(a)に示すように断面門形、図8
(b)に示すように断面方形、図8(c)に示すように
断面バネ形に形成することができる。
When a wire net or a porous member is used for the spacer 44, the spacer 44 has a cross-sectional gate shape as shown in FIG.
It can be formed to have a rectangular cross section as shown in FIG. 8B and a spring cross section as shown in FIG. 8C.

【0038】このように、スペーサ44は、イオン交換
膜7が変形してガス通路の分配通路15cに入り込むこ
とを防止するため、反応ガスがガス通路を円滑に流れ、
反応ガスのガス通路の流れを所定流量に維持することが
でき、しかもセパレータ4bのガス通路の分配通路15
cを塞ぐだけの簡単な構造である。
In this way, the spacer 44 prevents the ion exchange membrane 7 from being deformed and entering the distribution passage 15c of the gas passage, so that the reaction gas smoothly flows through the gas passage,
The flow of the reaction gas in the gas passage can be maintained at a predetermined flow rate, and further, the distribution passage 15 of the gas passage of the separator 4b can be maintained.
It is a simple structure that only closes c.

【0039】図9は燃料電池のさらに他の実施例を示す
ガス通路部の拡大図である。この実施例では、所定流量
に維持するための手段Aは、イオン交換膜7のガス通路
の分配通路15cに対応する部分7bに、撥水化処理4
5を施している。この撥水化処理45は、例えばテフロ
ン樹脂液を散布して塗布し、これを乾燥したものであ
り、イオン交換膜7が延びて変形することを防止してい
る。従って、イオン交換膜7が延びてガス通路の分配通
路15cを塞ぐことが防止され、反応ガスがガス通路を
円滑に流れ、反応ガスのガス通路の流れを所定流量に維
持することができる。しかも、イオン交換膜7はガス通
路の分配通路15cに対応する部分7bに撥水化処理4
5を施すればよく、簡単な構造である。
FIG. 9 is an enlarged view of a gas passage portion showing still another embodiment of the fuel cell. In this embodiment, the means A for maintaining the predetermined flow rate is the water repellent treatment 4 in the portion 7b of the ion exchange membrane 7 corresponding to the distribution passage 15c of the gas passage.
5 is given. This water-repellent treatment 45 is, for example, a Teflon resin liquid which is sprayed, applied, and dried to prevent the ion exchange membrane 7 from extending and deforming. Therefore, the ion exchange membrane 7 is prevented from extending to block the distribution passage 15c of the gas passage, the reaction gas smoothly flows in the gas passage, and the flow of the reaction gas in the gas passage can be maintained at a predetermined flow rate. Moreover, the ion-exchange membrane 7 is provided on the portion 7b of the gas passage corresponding to the distribution passage 15c with the water-repellent treatment 4.
5 is sufficient, which is a simple structure.

【0040】図10及び図11は燃料電池の他の実施例
を示し、図10は燃料電池のガス通路部の拡大図、図1
1は横ズレ防止構造の他の実施例を示す図である。この
実施例の所定流量に維持するための手段Aは、セパレー
タ4bとポーラスガイド体11の反応ガスのガス通路の
分配通路15c側の角部に接着剤46のはみ出しを規制
する空間47を設けた構造である。このように、反応ガ
スのガス通路の分配通路15c側に接着剤46のはみ出
しを規制する空間47を設けた構造であり、ガス遮断板
4dとセパレータ4a,4bを多層接着して作製する場
合、接着剤46がはみ出しても、空間47から分配通路
15cにはみ出しすことがなく、接着剤46がガス通路
の分配通路15cにはみ出してガス通路を塞ぐことが、
空間47を設ける加工が簡単な構造で防止され、反応ガ
スの流量が確保でき、セル6の信頼性向上し、性能維持
が容易である。特別な装置や制御を不要で、低コストで
軽量、コンパクトであり、車両に搭載される燃料電池等
に移動用に好適である。
FIGS. 10 and 11 show another embodiment of the fuel cell, and FIG. 10 is an enlarged view of the gas passage portion of the fuel cell, FIG.
FIG. 1 is a diagram showing another embodiment of the lateral displacement prevention structure. The means A for maintaining the predetermined flow rate in this embodiment is provided with a space 47 for restricting the protrusion of the adhesive 46 at the corner of the gas passage of the reaction gas of the separator 4b and the porous guide body 11 on the side of the distribution passage 15c. It is a structure. As described above, in the structure in which the space 47 for restricting the protrusion of the adhesive 46 is provided on the side of the distribution passage 15c of the gas passage of the reaction gas, when the gas blocking plate 4d and the separators 4a and 4b are laminated and produced, Even if the adhesive 46 protrudes, the adhesive 46 does not protrude from the space 47 into the distribution passage 15c, and the adhesive 46 may protrude into the distribution passage 15c of the gas passage to block the gas passage.
The processing for providing the space 47 is prevented by a simple structure, the flow rate of the reaction gas can be secured, the reliability of the cell 6 is improved, and the performance is easily maintained. It does not require any special device or control, is low cost, lightweight and compact, and is suitable for transportation to a fuel cell or the like mounted in a vehicle.

【0041】また、反応ガスのガス通路の分配通路15
c側に接着剤46のはみ出しを規制する空間47を設け
る他の実施例を、図11に示す。
The distribution passage 15 for the reaction gas is also provided.
FIG. 11 shows another embodiment in which a space 47 for restricting the protrusion of the adhesive 46 is provided on the c side.

【0042】図11(a)はセパレータ4bとポーラス
ガイド体11の反応ガスのガス通路の分配通路15c側
に、接着剤46のはみ出しを規制する凹部の空間47を
設けたもので、図10の実施例と同様に加工が簡単であ
る。
FIG. 11A shows a concave space 47 for restricting the protrusion of the adhesive 46 on the distribution passage 15c side of the gas passage of the reaction gas between the separator 4b and the porous guide body 11. Processing is simple as in the embodiment.

【0043】図11(b)はガス遮断板4d側に分配通
路15cより広幅の凹部4d1を形成し、セパレータ4
bとポーラスガイド体11の反応ガスのガス通路の分配
通路15c側に、接着剤46のはみ出しを規制する凹部
の空間47を設けたもので広い通路面積が確保される。
In FIG. 11B, a recess 4d1 wider than the distribution passage 15c is formed on the gas blocking plate 4d side, and the separator 4 is formed.
A wide passage area is ensured by providing a concave space 47 for restricting the protrusion of the adhesive 46 on the distribution passage 15c side of the gas passage of the reaction gas of b and the porous guide body 11.

【0044】図11(c)はガス遮断板4d側に分配通
路15c近傍に接着剤46のはみ出しを規制する凹部の
空間47を設けたもので、分配通路15c側に特別の加
工を施さないため通路面積の管理が容易である。
In FIG. 11 (c), a space 47, which is a concave portion for restricting the protrusion of the adhesive 46, is provided near the distribution passage 15c on the gas blocking plate 4d side, and no special processing is performed on the distribution passage 15c side. It is easy to manage the passage area.

【0045】図11(d)はガス遮断板4dの分配通路
15cに対向する部分に凸部4d2を設け、この凸部4
d2の両側に接着剤46のはみ出しを規制する凹部の空
間47を設けたもので、分配通路15c側に特別の加工
を施さないため通路面積の管理が容易である。また、凸
部4d2が分配通路15c側に入り込んでおり、所定流
量に維持するための手段Aが、セパレータ4b及びポー
ラスガイド体11の横ズレを規制する構造である。この
ように、セパレータ4b及びポーラスガイド体11の横
ズレを規制することで、イオン交換膜7の位置が正確に
定め、特別な装置や制御を不要で、低コストで反応ガス
の供給が充分であり、各セル毎の反応ガスの供給量を均
一にして性能を容易に維持することができる。
In FIG. 11D, a convex portion 4d2 is provided in a portion of the gas blocking plate 4d facing the distribution passage 15c.
Spaces 47 are provided on both sides of d2 to control the protrusion of the adhesive 46. Since no special processing is performed on the distribution passage 15c side, the passage area can be easily managed. Further, the convex portion 4d2 enters the distribution passage 15c side, and the means A for maintaining the predetermined flow rate has a structure that restricts the lateral displacement of the separator 4b and the porous guide body 11. In this way, by regulating the lateral displacement of the separator 4b and the porous guide body 11, the position of the ion exchange membrane 7 is accurately determined, no special device or control is required, and the supply of the reaction gas is sufficient at a low cost. Therefore, the supply amount of the reaction gas for each cell can be made uniform to easily maintain the performance.

【0046】図11(e)はガス遮断板4dの分配通路
15cに対向する部分に、分配通路15cより広幅に凹
部4d3を形成し、この凹部4d3にスペーサ48が嵌
合されており、スペーサ48の両側に接着剤46のはみ
出しを規制する凹部の空間47を設けたもので、分配通
路15c側に特別の加工を施さないため通路面積の管理
が容易である。また、スペーサ48が分配通路15c側
に入り込んでおり、所定流量に維持するための手段A
が、セパレータ4b及びポーラスガイド体11の横ズレ
を規制する構造である。
In FIG. 11 (e), a recess 4d3 having a width wider than that of the distribution passage 15c is formed in a portion of the gas blocking plate 4d facing the distribution passage 15c, and a spacer 48 is fitted in the recess 4d3. Since the concave spaces 47 for restricting the protrusion of the adhesive 46 are provided on both sides of the above, the passage area can be easily managed because no special processing is performed on the distribution passage 15c side. Further, the spacer 48 has entered the distribution passage 15c side, and means A for maintaining a predetermined flow rate is provided.
Is a structure that regulates the lateral displacement of the separator 4b and the porous guide body 11.

【0047】[0047]

【0048】[0048]

【0049】[0049]

【0050】[0050]

【0051】[0051]

【0052】[0052]

【0053】[0053]

【0054】[0054]

【0055】[0055]

【0056】[0056]

【0057】[0057]

【0058】[0058]

【発明の効果】前記したように、請求項1記載の発明
は、分配通路がセパレータとセルとの間に形成され、イ
オン交換膜の分配通路に対応する部分に、イオン交換膜
が延びて変形することを防止する補強部材を設け、イオ
ン交換膜の変形を防止することで、反応ガスの分配通路
の流れを所定流量に維持することで、特別な装置や制御
を不要で、時間の経過とともに、加湿用の水蒸気、水、
生成水などがガス通路に詰ったり、イオン交換膜が水に
より変形して分配通路を塞いだりすることがないように
し、低コストで反応ガスの供給が充分であり、各セル毎
の反応ガスの供給量を均一にして性能を容易に維持する
ことができる。
As described above, according to the invention of claim 1, the distribution passage is formed between the separator and the cell.
The ion exchange membrane is located at the part corresponding to the distribution passage of the on-exchange membrane.
A reinforcing member is provided to prevent the
By preventing deformation of the ion exchange membrane, the flow of the reaction gas in the distribution passage is maintained at a predetermined flow rate, so that special equipment or control can be performed.
No need for water vapor for humidification, water,
It prevents the generated water from clogging the gas passages and prevents the ion exchange membrane from being deformed by water to block the distribution passages, and the supply of the reaction gas is sufficient at a low cost. The supply amount can be made uniform and the performance can be easily maintained.

【0059】請求項2記載の発明は、分配通路がセパレ
ータとセルとの間に形成され、分配通路のイオン交換膜
に対応する部分に、イオン交換膜が分配通路に入り込む
ことを規制するスペーサを設け、イオン交換膜の変形を
防止することで、反応ガスの分配通路の流れを所定流量
に維持することで、特別な装置や制御を不要で、低コス
トで反応ガスの供給が充分であり、各セル毎の反応ガス
の供給量を均一にして性能を容易に維持することができ
る。
According to a second aspect of the invention, the distribution passage is separated.
Formed between the cell and the cell, the ion exchange membrane of the distribution passage
The ion exchange membrane enters the distribution passage in the area corresponding to
A spacer that regulates this is provided to prevent the ion exchange membrane from being deformed, so that the flow of the reaction gas in the distribution passage is maintained at a predetermined flow rate. The supply is sufficient, and the amount of the reaction gas supplied to each cell can be made uniform to easily maintain the performance.

【0060】 請求項3記載の発明は、分配通路がセパ
レータとセルとの間に形成され、イオン交換膜が対向す
る分配通路において、セパレータの水素の流れ接触部又
はセルを構成する前記ポーラスガイド体の水素の流れ接
触部の少なくとも一方の角をカットしてカット部を設
け、このカット部によりイオン交換膜の変形を許容し、
反応ガスの分配通路の流れを所定流量に維持すること
で、特別な装置や制御を不要で、低コストで反応ガスの
供給が充分であり、各セル毎の反応ガスの供給量を均一
にして性能を容易に維持することができる。
In the invention according to claim 3, a distribution passage is formed between the separator and the cell, and in the distribution passage where the ion exchange membrane faces each other, the porous guide body constituting the hydrogen flow contact portion of the separator or the cell. A cut portion is provided by cutting at least one corner of the hydrogen flow contact portion of, and the cut portion allows deformation of the ion exchange membrane,
By maintaining the flow rate of the reaction gas distribution passage at a predetermined flow rate, no special equipment or control is required, the supply of the reaction gas is sufficient at low cost, and the supply amount of the reaction gas in each cell is made uniform. Performance can be easily maintained.

【0061】請求項4記載の発明は、分配通路がセパレ
ータとセルとの間に形成され、イオン交換膜の分配通路
に対向する部分に、撥水化処理を施したことで、イオン
交換膜が延びて変形してイオン交換膜が延びて分配通路
を塞ぐことが防止され、反応ガスが分配通路を円滑に流
れ、反応ガスの分配通路の流れを所定流量に維持するこ
とができ、イオン交換膜は分配通路に対応する部分に撥
水化処理を施せばよく、簡単な構造である。
According to a fourth aspect of the invention, the distribution passage is separated.
Formed between the cell and the cell, the distribution passage of the ion exchange membrane
By applying water repellent treatment to the part facing the
The exchange membrane extends and deforms, and the ion exchange membrane extends and distributes
Is blocked, and the reaction gas smoothly flows through the distribution passage.
To maintain the flow rate of the reaction gas in the distribution passage at a specified flow rate.
And the ion exchange membrane is repelled at the part corresponding to the distribution passage.
It has a simple structure as long as it is hydrated.

【0062】請求項5記載の発明は、分配通路がセパレ
ータとセルとの間に形成され、セパレータとセルはガス
遮断板と接着剤により組み付けられ、セパレータとセル
とガス遮断板の少なくともいずれかの分配通路側に接着
剤のはみ出しを規制する空間を設け、セルを構成するセ
パレータを板状の材料を多層接着して作製する場合、接
着剤が分配通路側にはみ出して分配通路を塞ぐことが防
止され、接着剤がはみ出しても、反応ガスの流量が確保
でき、セルの信頼性が向上し、性能維持が容易である。
According to a fifth aspect of the invention, the distribution passage is separated.
Formed between the separator and the cell
Assembled with the blocking plate and adhesive, separator and cell
And at least one of the gas barrier plates are attached to the distribution passage side.
Provided a space for restricting protrusion of the agent, when prepared by multi-layer bonding the plate-like material separator of the cell, the adhesive is prevented from blocking the dispensing passage protrudes distribution passage side, adhesive Even if it protrudes, the flow rate of the reaction gas can be secured, the reliability of the cell is improved, and the performance can be easily maintained.

【0063】請求項6記載の発明は、分配通路がセパレ
ータとセルとの間に形成され、セパレータとセルは、接
着剤を介してガス遮断板により組み付けられ、ガス遮断
板の分配通路に対向する部分に、分配通路より広幅に凹
部を形成し、この凹部にスペーサが嵌合されており、ス
ペーサの両側に接着剤のはみ出しを規制する凹部の空間
を設けたことで、セルを構成するセパレータを板状の材
料を多層接着して作製する場合、接着剤が分配通路側に
はみ出して分配通路を塞ぐことが防止され、接着剤がは
み出しても、反応ガスの流量が確保でき、セルの信頼性
が向上し、性能維持が容易である。
In the invention according to claim 6, the distribution passage is separated.
Formed between the separator and the cell, and the separator and the cell
Assembled by a gas blocking plate via adhesive, gas blocking
Wider than the distribution passage in the part of the plate facing the distribution passage.
Part is formed, and a spacer is fitted in this recess.
Recessed space on both sides of the pacer to prevent the adhesive from protruding
By providing the
When making a multi-layered adhesive, the adhesive should be
Prevents the adhesive from sticking out and blocking the distribution passage
Even if it protrudes, the flow rate of the reaction gas can be secured, and the reliability of the cell is high.
Is improved and performance is easily maintained.

【0064】[0064]

【0065】[0065]

【0066】[0066]

【0067】[0067]

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

【図1】燃料電池の正面図である。FIG. 1 is a front view of a fuel cell.

【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

【図3】図1のX−X線及びY−Y線に沿う断面図であ
る。
3 is a cross-sectional view taken along line XX and YY of FIG.

【図4】燃料電池のガス通路部の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a gas passage portion of a fuel cell.

【図5】燃料電池の参考例を示すガス通路部の拡大図で
ある。
FIG. 5 is an enlarged view of a gas passage portion showing a reference example of a fuel cell.

【図6】燃料電池のさらに他の実施例を示すガス通路部
の拡大図である。
FIG. 6 is an enlarged view of a gas passage portion showing still another embodiment of the fuel cell.

【図7】燃料電池の他の実施例を示すガス通路部の拡大
図である。
FIG. 7 is an enlarged view of a gas passage portion showing another embodiment of the fuel cell.

【図8】スペーサの他の実施例を示す図である。FIG. 8 is a view showing another embodiment of the spacer.

【図9】燃料電池のさらに他の実施例を示すガス通路部
の拡大図である。
FIG. 9 is an enlarged view of a gas passage portion showing still another embodiment of the fuel cell.

【図10】燃料電池の他の実施例を示すガス通路部の拡
大図である。
FIG. 10 is an enlarged view of a gas passage portion showing another embodiment of the fuel cell.

【図11】横ズレ防止構造の他の実施例を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the lateral displacement prevention structure.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/02 H01M 8/06 H01M 8/10 H01M 8/24 Front page continued (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/02 H01M 8/06 H01M 8/10 H01M 8/24

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のセパレータを組みにしてガス遮断板
を介して複数積層して組み付けたセルのセルスタックを
備え、 前記セルは、イオン交換膜と、このイオン交換膜の両側
に配置される正の触媒電極及び負の触媒電極と、前記正
の触媒電極及び前記負の触媒電極の側に配置されるポー
ラスガイド体とを有し、 前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを反応させて水
を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池におい
て、 前記セルスタックの一方側には水素の入口部が設けら
れ、他方側には水素の出口部が設けられ、 前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、前記セルの積層方向に入口通路が形成
され、この入口通路から複数の入口側トンネル通路が前
記ガスケットの下方を通って前記セルの分配通路に連通
し、この分配通路からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積層方向に出口通路が形成
され、この出口通路に連通された複数の出口側トンネル
通路が前記ガスケットの下方を通って前記セルの集合通
路に連通し、この集合通路は前記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと前記セルとの間に形成
され、 前記イオン交換膜の前記分配通路に対応する部分に、前
記イオン交換膜が延びて変形することを防止する補強部
材を設けたことを特徴とする燃料電池。
1. A cell stack comprising a plurality of separators assembled together by laminating a plurality of separators via gas blocking plates, wherein the cells are arranged on an ion exchange membrane and on both sides of the ion exchange membrane. It has a positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode, and a porous guide body arranged on the side of the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode, and the outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators. In a fuel cell in which hydrogen is generated by reacting hydrogen and oxygen of a reaction gas by the cell, and water is generated at that time, an inlet part of hydrogen is provided on one side of the cell stack, A hydrogen outlet is provided on the other side, and a gasket is provided between the separators so as to surround the inlet and the outlet, and the inlet has an inlet passage in the stacking direction of the cells. Formation From this inlet passage, a plurality of inlet side tunnel passages communicate with the distribution passages of the cells through the lower part of the gasket, and from the distribution passages to the gas passages, the outlet portion has a stacking direction of the cells. An outlet passage is formed in the outlet passage, and a plurality of outlet-side tunnel passages communicated with the outlet passage communicate with the collecting passage of the cell through the lower portion of the gasket, and the collecting passage communicates with the gas passage, A passage is formed between the separator and the cell, and a reinforcing member is provided at a portion of the ion exchange membrane corresponding to the distribution passage to prevent the ion exchange membrane from extending and deforming. Fuel cell to do.
【請求項2】複数のセパレータを組みにしてガス遮断板
を介して複数積層して組み付けたセルのセルスタックを
備え、 前記セルは、イオン交換膜と、このイオン交換膜の両側
に配置される正の触媒電極及び負の触媒電極と、前記正
の触媒電極及び前記負の触媒電極の側に配置されるポー
ラスガイド体とを有し、 前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを反応させて水
を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池におい
て、 前記セルスタックの一方側には水素の入口部が設けら
れ、他方側には水素の出口部が設けられ、 前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、前記セルの積層方向に入口通路が形成
され、この入口通路から複数の入口側トンネル通路が前
記ガスケットの下方を通って前記セルの分配通路に連通
し、この分配通路からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積層方向に出口通路が形成
され、この出口通路に連通された複数の出口側トンネル
通路が前記ガスケットの下方を通って前記セルの集合通
路に連通し、この集合通路は前記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと前記セルとの間に形成
され、 前記分配通路の前記イオン交換膜に対応する部分に、前
記イオン交換膜が前記分配通路に入り込むことを規制す
るスペーサを設けたことを特徴とする燃料電池。
2. A cell stack comprising a plurality of separators assembled by laminating a plurality of separators via gas blocking plates, wherein the cells are arranged on an ion exchange membrane and on both sides of the ion exchange membrane. It has a positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode, and a porous guide body arranged on the side of the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode, and the outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators. In a fuel cell in which hydrogen is generated by reacting hydrogen and oxygen of a reaction gas by the cell, and water is generated at that time, an inlet part of hydrogen is provided on one side of the cell stack, A hydrogen outlet is provided on the other side, and a gasket is provided between the separators so as to surround the inlet and the outlet, and the inlet has an inlet passage in the stacking direction of the cells. Formation From this inlet passage, a plurality of inlet side tunnel passages communicate with the distribution passages of the cells through the lower part of the gasket, and from the distribution passages to the gas passages, the outlet portion has a stacking direction of the cells. An outlet passage is formed in the outlet passage, and a plurality of outlet-side tunnel passages communicated with the outlet passage communicate with the collecting passage of the cell through the lower portion of the gasket, and the collecting passage communicates with the gas passage, A passage is formed between the separator and the cell, and a spacer for restricting the ion exchange membrane from entering the distribution passage is provided in a portion of the distribution passage corresponding to the ion exchange membrane. Fuel cell to do.
【請求項3】複数のセパレータを組みにしてガス遮断板
を介して複数積層して組み付けたセルのセルスタックを
備え、 前記セルは、イオン交換膜と、このイオン交換膜の両側
に配置される正の触媒電極及び負の触媒電極と、前記正
の触媒電極及び前記負の触媒電極の側に配置されるポー
ラスガイド体とを有し、 前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを反応させて水
を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池におい
て、 前記セルスタックの一方側には水素の入口部が設けら
れ、他方側には水素の出口部が設けられ、 前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、前記セルの積層方向に入口通路が形成
され、この入口通路から複数の入口側トンネル通路が前
記ガスケットの下方を通って前記セルの分配通路に連通
し、この分配通路からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積層方向に出口通路が形成
され、この出口通路に連通された複数の出口側トンネル
通路が前記ガスケットの下方を通って前記セルの集合通
路に連通し、この集合通路は前記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと前記セルとの間に形成
され、 前記イオン交換膜が対向する前記分配通路において、前
記セパレータの水素の流れ接触部又は前記セルを構成す
る前記ポーラスガイド体の水素の流れ接触部の少なくと
も一方の角をカットしてカット部を設けたことを特徴と
する燃料電池。
3. A cell stack comprising a plurality of separators assembled by laminating a plurality of separators via gas blocking plates, wherein the cells are disposed on an ion exchange membrane and on both sides of the ion exchange membrane. It has a positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode, and a porous guide body arranged on the side of the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode, and the outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators. In a fuel cell in which hydrogen is generated by reacting hydrogen and oxygen of a reaction gas by the cell, and water is generated at that time, an inlet part of hydrogen is provided on one side of the cell stack, A hydrogen outlet is provided on the other side, and a gasket is provided between the separators so as to surround the inlet and the outlet, and the inlet has an inlet passage in the stacking direction of the cells. Formation From this inlet passage, a plurality of inlet side tunnel passages communicate with the distribution passages of the cells through the lower part of the gasket, and from the distribution passages to the gas passages, the outlet portion has a stacking direction of the cells. An outlet passage is formed in the outlet passage, and a plurality of outlet-side tunnel passages communicated with the outlet passage communicate with the collecting passage of the cell through the lower portion of the gasket, and the collecting passage communicates with the gas passage, A passage is formed between the separator and the cell, and constitutes a hydrogen flow contact portion of the separator or the cell in the distribution passage where the ion exchange membrane faces each other .
A fuel cell characterized in that at least one corner of the hydrogen flow contact portion of the porous guide body is cut to provide a cut portion.
【請求項4】複数のセパレータを組みにしてガス遮断板
を介して複数積層して組み付けたセルのセルスタックを
備え、 前記セルは、イオン交換膜と、このイオン交換膜の両側
に配置される正の触媒電極及び負の触媒電極と、前記正
の触媒電極及び前記負の触媒電極の側に配置されるポー
ラスガイド体とを有し、 前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを反応させて水
を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池におい
て、 前記セルスタックの一方側には水素の入口部が設けら
れ、他方側には水素の出口部が設けられ、 前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、前記セルの積層方向に入口通路が形成
され、この入口通路から複数の入口側トンネル通路が前
記ガスケットの下方を通って前記セルの分配通路に連通
し、この分配通路からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積層方向に出口通路が形成
され、この出口通路に連通された複数の出口側トンネル
通路が前記ガスケットの下方を通って前記セルの集合通
路に連通し、この集合通路は前記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと前記セルとの間に形成
され、 前記イオン交換膜の前記分配通路に対向する部分に、撥
水化処理を施したことを特徴とする燃料電池。
4. A cell stack comprising a plurality of separators assembled by laminating a plurality of separators via gas blocking plates, the cells being arranged on both sides of the ion exchange membrane. It has a positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode, and a porous guide body arranged on the side of the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode, and the outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators. In a fuel cell in which hydrogen is generated by reacting hydrogen and oxygen of a reaction gas by the cell, and water is generated at that time, an inlet part of hydrogen is provided on one side of the cell stack, A hydrogen outlet is provided on the other side, and a gasket is provided between the separators so as to surround the inlet and the outlet, and the inlet has an inlet passage in the stacking direction of the cells. Formation From this inlet passage, a plurality of inlet side tunnel passages communicate with the distribution passages of the cells through the lower part of the gasket, and from the distribution passages to the gas passages, the outlet portion has a stacking direction of the cells. An outlet passage is formed in the outlet passage, and a plurality of outlet-side tunnel passages communicated with the outlet passage communicate with the collecting passage of the cell through the lower portion of the gasket, and the collecting passage communicates with the gas passage, A fuel cell is characterized in that a passage is formed between the separator and the cell, and a portion of the ion exchange membrane facing the distribution passage is subjected to a water repellent treatment.
【請求項5】複数のセパレータを組みにしてガス遮断板
を介して複数積層して組み付けたセルのセルスタックを
備え、 前記セルは、イオン交換膜と、このイオン交換膜の両側
に配置される正の触媒電極及び負の触媒電極と、前記正
の触媒電極及び前記負の触媒電極の側に配置されるポー
ラスガイド体とを有し、 前記イオン交換膜の外周部を前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを反応させて水
を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池におい
て、 前記セルスタックの一方側には水素の入口部が設けら
れ、他方側には水素の出口部が設けられ、 前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、前記セルの積層方向に入口通路が形成
され、この入口通路から複数の入口側トンネル通路が前
記ガスケットの下方を通って前記セルの分配通路に連通
し、この分配通路からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積層方向に出口通路が形成
され、この出口通路に連通された複数の出口側トンネル
通路が前記ガスケットの下方を通って前記セルの集合通
路に連通し、この集合通路は前記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと前記セルとの間に形成
され、 前記セパレータと前記セルは前記ガス遮断板と接着剤に
より組み付けられ、前記セパレータと前記セルと前記ガ
ス遮断板の少なくともいずれかの前記分配通路側に前記
接着剤のはみ出しを規制する空間を設けたことを特徴と
する燃料電池。
5. A cell stack comprising a plurality of separators assembled together by laminating a plurality of separators via gas blocking plates, wherein the cells are arranged on an ion exchange membrane and on both sides of the ion exchange membrane. It has a positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode, and a porous guide body arranged on the side of the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode, and the outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators. In a fuel cell in which hydrogen is generated by reacting hydrogen and oxygen of a reaction gas by the cell, and water is generated at that time, an inlet part of hydrogen is provided on one side of the cell stack, A hydrogen outlet is provided on the other side, and a gasket is provided between the separators so as to surround the inlet and the outlet, and the inlet has an inlet passage in the stacking direction of the cells. Formation From this inlet passage, a plurality of inlet side tunnel passages communicate with the distribution passages of the cells through the lower part of the gasket, and from the distribution passages to the gas passages, the outlet portion has a stacking direction of the cells. An outlet passage is formed in the outlet passage, and a plurality of outlet-side tunnel passages communicated with the outlet passage communicate with the collecting passage of the cell through the lower portion of the gasket, and the collecting passage communicates with the gas passage, A passage is formed between the separator and the cell, the separator and the cell are assembled with the gas blocking plate and an adhesive, and the separator, the cell, and at least one of the gas blocking plate have a distribution passage side. A fuel cell characterized in that a space for restricting the protrusion of the adhesive is provided in the fuel cell.
【請求項6】複数のセパレータを組みにしてガス遮断板
を介して複数積層して組み付けたセルのセルスタックを
備え、 前記セルは、イオン交換膜と、このイオン交換膜の両側
に配置される正の触媒電極及び負の触媒電極と、前記正
の触媒電極及び前記負の触媒電極の側に配置されるポー
ラスガイド体とを有し、 前記イオン交換膜の外周部は前記セパレータの間に挟ん
で保持され、 前記セルにより反応ガスの水素と酸素とを反応させて水
を生成し、その際に電気を発生させる燃料電池におい
て、 前記セルスタックの一方側には水素の入口部が設けら
れ、他方側には水素の出口部が設けられ、 前記入口部及び前記出口部の周囲を囲むように前記セパ
レータの間にガスケットが設けられ、 前記入口部には、前記セルの積層方向に入口通路が形成
され、この入口通路から複数の入口側トンネル通路が前
記ガスケットの下方を通って前記セルの分配通路に連通
し、この分配通路からガス通路に連通し、 前記出口部には、前記セルの積層方向に出口通路が形成
され、この出口通路に連通された複数の出口側トンネル
通路が前記ガスケットの下方を通って前記セルの集合通
路に連通し、この集合通路は前記ガス通路と連通し、 前記分配通路が前記セパレータと前記セルとの間に形成
され、 前記セパレータと前記セルは、接着剤を介して前記ガス
遮断板により組み付けられ、 前記ガス遮断板の前記分配通路に対向する部分に、前記
分配通路より広幅に凹部を形成し、この凹部にスペーサ
が嵌合されており、 前記スペーサの両側に接着剤のはみ出しを規制する凹部
の空間を設けたことを特徴とする燃料電池。
6. A cell stack comprising a plurality of separators assembled by laminating a plurality of separators via a gas blocking plate, the cell stack being provided with an ion exchange membrane and both sides of the ion exchange membrane. It has a positive catalyst electrode and a negative catalyst electrode, and a porous guide body arranged on the side of the positive catalyst electrode and the negative catalyst electrode, and the outer peripheral portion of the ion exchange membrane is sandwiched between the separators. In a fuel cell in which hydrogen is generated by reacting hydrogen and oxygen of a reaction gas by the cell, and water is generated at that time, an inlet part of hydrogen is provided on one side of the cell stack, A hydrogen outlet is provided on the other side, and a gasket is provided between the separators so as to surround the inlet and the outlet, and the inlet has an inlet passage in the stacking direction of the cells. Formation From this inlet passage, a plurality of inlet side tunnel passages communicate with the distribution passages of the cells through the lower part of the gasket, and from the distribution passages to the gas passages, the outlet portion has a stacking direction of the cells. An outlet passage is formed in the outlet passage, and a plurality of outlet-side tunnel passages communicated with the outlet passage communicate with the collecting passage of the cell through the lower portion of the gasket, and the collecting passage communicates with the gas passage, A passage is formed between the separator and the cell, the separator and the cell are assembled by the gas barrier plate via an adhesive, and the gas barrier plate is provided at a portion of the gas barrier plate that faces the distribution passage. A recess is formed to be wider than the passage, a spacer is fitted in the recess, and a space for the recess is provided on both sides of the spacer to restrict the protrusion of the adhesive. Fuel cell.
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