JP3946202B2 - Fuel cell stack - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池スタックに関する。より具体的には、本発明はセルの温度の適正化が図られた燃料電池スタックに関する。 The present invention relates to a fuel cell stack. More specifically, the present invention relates to a fuel cell stack in which the cell temperature is optimized.
一般に、固体高分子形燃料電池スタックは、固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを接合して膜電極接合体(以下、「MEA」と表記する)を構成し、このMEAのアノードに対向して燃料流路を設けたアノード側プレートと、MEAのカソードに対向して酸化剤流路を設けたカソード側プレートとで挟んでセルを構成し、さらに、このセル間に冷却プレートを介在させて複数積層することにより積層体を形成し、この積層体の両端に端板を添えて締め付けることにより構成される。 Generally, a polymer electrolyte fuel cell stack comprises a membrane electrode assembly (hereinafter referred to as “MEA”) by joining an anode to one surface of a solid polymer membrane and a cathode to the other surface. A cell is constituted by sandwiching an anode side plate provided with a fuel flow path facing the anode of the MEA and a cathode side plate provided with an oxidant flow path facing the cathode of the MEA. A laminate is formed by laminating a plurality of layers with a cooling plate interposed therebetween, and end plates are attached to both ends of the laminate and tightened.
固体高分子形燃料電池スタックは、アノード側プレートに改質ガス等の燃料ガスを流通させるとともに、カソード側プレートに空気等の酸化剤ガスを流通させ、電解質膜を介して電気化学反応を生じさせることにより直流電力を発電する。電気化学反応は発熱反応であるため、冷却プレートに冷却水を流通させて各セルを冷却することにより、固体高分子形燃料電池スタックの正常な運転温度(たとえば、約70〜80[℃])の維持が図られている。 In the polymer electrolyte fuel cell stack, fuel gas such as reformed gas is circulated through the anode side plate, and oxidant gas such as air is circulated through the cathode side plate to cause an electrochemical reaction through the electrolyte membrane. To generate DC power. Since the electrochemical reaction is an exothermic reaction, the normal operating temperature of the polymer electrolyte fuel cell stack (for example, about 70 to 80 [° C.]) is obtained by circulating cooling water through the cooling plate to cool each cell. Is maintained.
固体高分子形燃料電池スタックにおいて、端板に隣接する両端部のセルは外気の影響を受けやすい。このため、両端部のセルは他の部分のセルに比べて温度が低くなる。セルの温度が低下すると、アノード側プレートまたはカソード側プレートの流路を流れる反応ガス中の水蒸気が流路内で凝縮する。水蒸気が凝縮してできた凝縮水は、反応ガスの流れを阻害し、電池性能の低下を引き起こす。 In the polymer electrolyte fuel cell stack, the cells at both ends adjacent to the end plate are easily affected by outside air. For this reason, the temperature of the cells at both ends is lower than that of the other cells. When the temperature of the cell decreases, water vapor in the reaction gas flowing through the flow path of the anode side plate or the cathode side plate condenses in the flow path. Condensed water formed by condensing water vapor obstructs the flow of the reaction gas and causes deterioration in battery performance.
このような現状を踏まえて、固体高分子形燃料電池スタックにおいて両端部のセルの温度低下を抑制する技術が望まれている。この種の技術としては、たとえば、両端の端板に冷却水を流すための流路を設け、運転温度に近い温度に昇温され、発電後に排出される冷却水を端板全面に設けられた流路に流して両端部のセルを加温する技術が知られている(たとえば、特許文献1)。
一般に、セルは冷却プレートを内の冷却水の流通により温度分布が生じる。すなわち、冷却プレートに供給されたばかりの冷却水は、効率的にセルを冷却するが、冷却プレートを流れるにつれて冷却水の温度は上昇し、セルの冷却効果が薄れる。このため、冷却水の流れ方向に沿って、セルに温度勾配が生じる。なお、「冷却水の流れ方向」とは、冷却プレートに設けられた冷却水流路の経路に沿った方向そのものではなく、冷却水流路の入口から出口に向かう方向を指す。 Generally, the temperature distribution of the cell is caused by the flow of cooling water inside the cooling plate. That is, the cooling water just supplied to the cooling plate cools the cell efficiently, but the temperature of the cooling water rises as it flows through the cooling plate, and the cooling effect of the cell is diminished. For this reason, a temperature gradient is generated in the cell along the flow direction of the cooling water. The “cooling water flow direction” refers to the direction from the inlet to the outlet of the cooling water channel, not the direction itself along the path of the cooling water channel provided in the cooling plate.
しかしながら、従来のように、発電後に排出される冷却水を端板全面に設けられた流路に流してしまうと、両端部のセルが均等に加温されてしまう。これにより、両端部のセルと他の部分のセルとで、温度分布に差異が生じ、両端部のセルと他の部分のセルとで、凝縮水が生じる部分が異なるため、固体高分子形燃料電池が発生する電圧が不安定となり、固体高分子形燃料電池を安定的に動作させることが困難になる。また、従来の端板は熱伝導性が等法的であるため、熱が端板全体に均等に伝導する。このため、中央部のセルの温度が所定の勾配を呈することとは異なり、端板の温度は一様な分布を呈していた。このことも、両端部のセルと他の部分のセルとで、温度分布に差異が生じる要因の一つとなっていた。 However, if the cooling water discharged after power generation is caused to flow through the flow path provided on the entire end plate as in the prior art, the cells at both ends are evenly heated. As a result, there is a difference in temperature distribution between the cells at both ends and the cells at other portions, and the portions where condensed water is generated are different between the cells at both ends and the other portions. The voltage generated by the battery becomes unstable, and it becomes difficult to stably operate the polymer electrolyte fuel cell. In addition, since the conventional end plate has the same thermal conductivity, heat is conducted uniformly throughout the end plate. For this reason, the temperature of the end plate had a uniform distribution, unlike the temperature of the cell in the center portion having a predetermined gradient. This is also one of the factors that cause a difference in temperature distribution between cells at both ends and cells at other portions.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池を安定的に動作させるために、両端部のセルを適度に加温することができる燃料電池スタックの提供にある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a fuel cell stack capable of appropriately heating cells at both ends in order to stably operate the fuel cell.
本発明のある態様は、電解質膜と前記電解質膜の一方の面に設けられたアノードと前記電解質膜の他方の面に設けられたカソードとを有する膜電極接合体と、前記アノードに対向する燃料流路を有するアノード側プレートと、前記カソードに対向する酸化剤流路を有するカソード側プレートとを有するセルと、前記セルを冷却する熱媒体が流れる熱媒体流路が設けられた冷却プレートとを複数積層した積層体と、集電板および絶縁板を介して前記積層体の両端に設けられ、前記積層体を締め付ける端板と、を備える燃料電池スタックであって、前記集電板、前記絶縁板および前記端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、前記熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向の熱伝達量が、前記熱媒体の流れ方向と垂直方向の熱伝達量より小さいことを特徴とする。 An embodiment of the present invention includes a membrane electrode assembly having an electrolyte membrane, an anode provided on one surface of the electrolyte membrane, and a cathode provided on the other surface of the electrolyte membrane, and a fuel facing the anode A cell having an anode side plate having a flow path, a cathode side plate having an oxidant flow path facing the cathode, and a cooling plate provided with a heat medium flow path through which a heat medium for cooling the cell flows. A fuel cell stack comprising a plurality of laminated bodies, and end plates provided at both ends of the laminated body via current collector plates and insulating plates, and tightening the laminated body, wherein the current collector plates, the insulation In at least one stack end member of the plate and the end plate, the heat transfer amount in the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path is greater than the heat transfer amount in the direction perpendicular to the flow direction of the heat medium. Characterized in that again.
これによれば、集電板、絶縁板および端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向の熱伝導性が低下するため、スタック端部材においてセルの温度分布に応じた温度分布が保たれ、スタック端部のセルの温度分布が他の部分のセルの温度分布に近似したものになる。これにより、スタック両端部のセルにおいて生じる凝縮水の量が低減して、セル内の反応ガス流路の閉塞が抑制される、各セル内におい凝縮水が生じる部分が均一化するため、各セルで発生する電圧のばらつきが抑制され、燃料電池を安定的に動作させることができる。 According to this, in the stack end member of at least one of the current collector plate, the insulating plate, and the end plate, the thermal conductivity in the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path is reduced. The temperature distribution according to the temperature distribution is maintained, and the temperature distribution of the cell at the stack end is approximated to the temperature distribution of the cells at other portions. As a result, the amount of condensed water generated in the cells at both ends of the stack is reduced, and the clogging of the reaction gas flow paths in the cells is suppressed. Variation of the voltage generated in the above is suppressed, and the fuel cell can be operated stably.
本発明の他の態様は、電解質膜と前記電解質膜の一方の面に設けられたアノードと前記電解質膜の他方の面に設けられたカソードとを有する膜電極接合体と、前記アノードに対向する燃料流路を有するアノード側プレートと、前記カソードに対向する酸化剤流路を有するカソード側プレートとを有するセルと、前記セルを冷却する熱媒体が流れる熱媒体流路が設けられた冷却プレートとを複数積層した積層体と、集電板および絶縁板を介して前記積層体の両端に設けられ、前記積層体を締め付ける端板と、を備える燃料電池スタックであって、前記集電板、前記絶縁板および前記端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、前記熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向と垂直方向に複数の切り込みが設けられたことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a membrane electrode assembly having an electrolyte membrane, an anode provided on one surface of the electrolyte membrane, and a cathode provided on the other surface of the electrolyte membrane, and facing the anode. A cell having an anode side plate having a fuel flow path, a cathode side plate having an oxidant flow path facing the cathode, and a cooling plate provided with a heat medium flow path through which a heat medium for cooling the cell flows; A fuel cell stack comprising: a laminate in which a plurality of layers are laminated; and an end plate that is provided at both ends of the laminate via a current collector plate and an insulating plate and fastens the laminate, wherein the current collector plate, In at least one stack end member of the insulating plate and the end plate, a plurality of cuts are provided in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path.
これによれば、集電板、絶縁板および端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向の熱伝導性がスタック端部材に設けられた切り込みにより阻害されるため、スタック端部材においてセルの温度分布に応じた温度分布が保たれ、スタック端部のセルの温度分布が他の部分のセルの温度分布に近似したものになる。これにより、スタック両端部のセルにおいて生じる凝縮水の量が低減して、セル内の反応ガス流路の閉塞が抑制される、各セル内におい凝縮水が生じる部分が均一化するため、各セルで発生する電圧のばらつきが抑制され、燃料電池を安定的に動作させることができる。 According to this, in the stack end member of at least one of the current collector plate, the insulating plate, and the end plate, the heat conductivity in the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path is hindered by the notch provided in the stack end member. Therefore, the temperature distribution corresponding to the temperature distribution of the cell is maintained in the stack end member, and the temperature distribution of the cell at the stack end is approximated to the temperature distribution of the cells in other portions. As a result, the amount of condensed water generated in the cells at both ends of the stack is reduced, and the clogging of the reaction gas flow paths in the cells is suppressed. Variation of the voltage generated in the above is suppressed, and the fuel cell can be operated stably.
本発明のさらに他の態様は、電解質膜と前記電解質膜の一方の面に設けられたアノードと前記電解質膜の他方の面に設けられたカソードとを有する膜電極接合体と、前記アノードに対向する燃料流路を有するアノード側プレートと、前記カソードに対向する酸化剤流路を有するカソード側プレートとを有するセルと、前記セルを冷却する熱媒体が流れる熱媒体流路が設けられた冷却プレートとを複数積層した積層体と、集電板および絶縁板を介して前記積層体の両端に設けられ、前記積層体を締め付ける端板と、を備える燃料電池スタックであって、前記集電板、前記絶縁板および前記端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、前記熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向に沿って複数の穴が設けられたことを特徴とする。 Still another embodiment of the present invention provides a membrane electrode assembly having an electrolyte membrane, an anode provided on one surface of the electrolyte membrane, and a cathode provided on the other surface of the electrolyte membrane, and facing the anode A cooling plate provided with a cell having an anode side plate having a fuel flow path, a cathode side plate having an oxidant flow path facing the cathode, and a heat medium flow path through which a heat medium for cooling the cell flows A stack comprising a plurality of stacked layers, and end plates that are provided at both ends of the stacked body via current collector plates and insulating plates and fasten the stacked body, the current collector plate, The stack end member of at least one of the insulating plate and the end plate is provided with a plurality of holes along the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path.
これによれば、集電板、絶縁板および端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向の熱伝導性がスタック端部材に設けられた穴により阻害されるため、スタック端部材においてセルの温度分布に応じた温度分布が保たれ、スタック端部のセルの温度分布が他の部分のセルの温度分布に近似したものになる。これにより、スタック両端部のセルにおいて生じる凝縮水の量が低減して、セル内の反応ガス流路の閉塞が抑制される、各セル内におい凝縮水が生じる部分が均一化するため、各セルで発生する電圧のばらつきが抑制され、燃料電池を安定的に動作させることができる。 According to this, in the stack end member of at least one of the current collector plate, the insulating plate, and the end plate, the heat conductivity in the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path is inhibited by the hole provided in the stack end member. Therefore, the temperature distribution corresponding to the temperature distribution of the cell is maintained in the stack end member, and the temperature distribution of the cell at the stack end is approximated to the temperature distribution of the cells in other portions. As a result, the amount of condensed water generated in the cells at both ends of the stack is reduced, and the clogging of the reaction gas flow paths in the cells is suppressed. Variation of the voltage generated in the above is suppressed, and the fuel cell can be operated stably.
本発明のさらに他の態様は、電解質膜と前記電解質膜の一方の面に設けられたアノードと前記電解質膜の他方の面に設けられたカソードとを有する膜電極接合体と、前記アノードに対向する燃料流路を有するアノード側プレートと、前記カソードに対向する酸化剤流路を有するカソード側プレートとを有するセルと、前記セルを冷却する熱媒体が流れる熱媒体流路が設けられた冷却プレートとを複数積層した積層体と、集電板および絶縁板を介して前記積層体の両端に設けられ、前記積層体を締め付ける端板と、を備える燃料電池スタックであって、前記集電板、前記絶縁板および前記端板のうち少なくとも一つのスタック端部材が、前記熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向に沿って複数に分割されていることを特徴とする。 Still another embodiment of the present invention provides a membrane electrode assembly having an electrolyte membrane, an anode provided on one surface of the electrolyte membrane, and a cathode provided on the other surface of the electrolyte membrane, and facing the anode A cooling plate provided with a cell having an anode side plate having a fuel flow path, a cathode side plate having an oxidant flow path facing the cathode, and a heat medium flow path through which a heat medium for cooling the cell flows A stack comprising a plurality of stacked layers, and end plates that are provided at both ends of the stacked body via current collector plates and insulating plates and fasten the stacked body, the current collector plate, At least one stack end member of the insulating plate and the end plate is divided into a plurality along the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path.
これによれば、集電板、絶縁板および端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向の熱伝導性が分割されたスタック端部材間で阻害されるため、スタック端部材においてセルの温度分布に応じた温度分布が保たれ、スタック端部のセルの温度分布が他の部分のセルの温度分布に近似したものになる。これにより、スタック両端部のセルにおいて生じる凝縮水の量が低減して、セル内の反応ガス流路の閉塞が抑制される、各セル内におい凝縮水が生じる部分が均一化するため、各セルで発生する電圧のばらつきが抑制され、燃料電池を安定的に動作させることができる。
さらに、上記態様において、前記燃料流路、前記酸化剤流路および前記熱媒体流路がそれぞれ複数の直線状の流路で構成され、前記燃料流路を流れる燃料と前記酸化剤流路を流れる酸化剤とが上方から下方へ流れる並行流をなし、前記熱媒体流路を流れる熱媒体が前記燃料および前記酸化剤に対して並行流または対向流をなしてもよい。燃料流路、酸化剤流路および熱媒体流路が蛇行している場合は、部分的に不規則な温度分布が生じるが、上記構成によれば、各流路に沿った連続的な温度分布が形成されるため燃料電池スタックの安定性を改善することができる。
According to this, in at least one stack end member among the current collector plate, the insulating plate, and the end plate, the thermal conductivity in the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path is hindered between the divided stack end members. Therefore, the temperature distribution corresponding to the temperature distribution of the cell is maintained in the stack end member, and the temperature distribution of the cell at the stack end is approximated to the temperature distribution of the cells in other portions. As a result, the amount of condensed water generated in the cells at both ends of the stack is reduced, and the clogging of the reaction gas flow paths in the cells is suppressed. Variation of the voltage generated in the above is suppressed, and the fuel cell can be operated stably.
Further, in the above aspect, each of the fuel flow path, the oxidant flow path, and the heat medium flow path is configured by a plurality of linear flow paths, and flows through the fuel flow path and the oxidant flow path. The oxidant may form a parallel flow that flows downward from above, and the heat medium that flows through the heat medium flow path may form a parallel flow or a counterflow with respect to the fuel and the oxidant. When the fuel flow path, the oxidant flow path, and the heat medium flow path meander, a partially irregular temperature distribution occurs, but according to the above configuration, the continuous temperature distribution along each flow path Therefore, the stability of the fuel cell stack can be improved.
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。 A combination of the above-described elements as appropriate can also be included in the scope of the invention for which patent protection is sought by this patent application.
本発明の装置によれば、燃料電池を安定的に動作させることができる。 According to the apparatus of the present invention, the fuel cell can be stably operated.
(実施例1)
図1は、実施例1に係る固体高分子形燃料電池スタック10の構成を示す概略図である。固体高分子形燃料電池スタック10は、複数のセル20およびセル20の間に介在する冷却プレート30が積層した積層体40、ならびに積層体40の両端から集電板50及び絶縁板60を介して積層体40を締め付ける端板70,80を備える。
Example 1
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a polymer electrolyte
セル20は、MEA22、MEA22のアノードに対向して燃料流路を設けたアノード側プレート24、およびMEA22のカソードに対向して酸化剤流路を設けたカソード側プレート26を有する。
The
冷却プレート30は、熱媒体として用いられる冷却水が流れる冷却水流路32を有する。積層体40の両端に位置する冷却プレート30の冷却水流路32の出口付近には、冷却水流路32から後述する冷却水排出用マニホールド44に流れ込む冷却水の流量を調節する流量制御素子34が設けられている。流量制御素子34については後述する。
The
なお、冷却水流路32は、アノード側プレート24および/またはカソード側プレート26のMEA22と反対側に設けることも可能である。この場合には、アノード側プレート24および/またはカソード側プレート26が冷却プレート30を兼ねる。また、一枚のプレートの一方の面に燃料流路、他方の面に酸化剤流路を設けた、いわゆるバイポーラプレートを部分的に用いた場合も本発明に含まれる。
The cooling
積層体40の下部には、セル20の積層方向に連通する冷却水供給用マニホールド42が設けられている。また、積層体40の上部には、セル20の積層方向に連通する冷却水排出用マニホールド44が設けられている。
A cooling
図2は、端板70の構成を示す概略図である。端板70は、冷却水供給口71、スタック端部流路72、流量制御素子73、冷却水排出口74、冷却水入口75、燃料入口76、燃料出口77、酸化剤入口78および酸化剤出口79を有する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
冷却水供給口71は、冷却水排出用マニホールド44と連通し、冷却水供給口71を経由して冷却水排出用マニホールド44からスタック端部流路72に運転温度に近い温度に昇温した冷却水が流れ込む。スタック端部流路72は、端板70に設けられた凹溝状の上に閉塞プレート81を取り付けることによりトンネル状に形成される。閉塞プレート81は、熱伝導性の良好な材料で形成することが望ましい。スタック端部流路72は、セル20の高温領域に対応して、端板70の上部領域に略連続S字形の経路に形成されている。
The cooling
流量制御素子73は、スタック端部流路72の冷却水排出口74付近に設けられ、スタック端部流路72に流れ込む冷却水の流量を調節して、スタック端部流路72内の冷却水の水温を所定温度に維持する。流量制御素子73は、たとえば、スタック端部流路72を流通して熱交換した後の冷却水の温度に応じて変形する感温式流量制御素子で構成され、スタック端部流路72内の冷却水の温度に応じて開閉する弁の機能を有する。感温式流量制御素子の具体例としては、バイメタル、形状記憶合金、サーモロイドなどが挙げられる。なお、感温式流量制御素子を用いる以外に、冷却水の水温、端板70の温度、または両端部のセル20の温度を検出する温度センサおよび開閉駆動が制御可能なバルブを設け、温度センサで検出されたスタック端部流路72内の冷却水の水温に応じて、バルブの開閉を制御してもよい。この場合、バルブの位置は、スタック端部流路72の付近でもよい。
The flow
図3(A)は、バイメタルを流量制御素子73に用いた場合の構成を示し、図3(B)は、図3(A)のA−A線上の断面図を示す。流量制御素子73は、スタック端部流路72を流通して熱交換した後の冷却水の温度を感知してスタック端部流路72内を流れる冷却水の流量を調節する。具体的には、流量制御素子73は、冷却水の温度が所定の温度のときに、所定流量が流れるような基準状態にあるが、冷却水の温度が所定の温度以上の場合には、基準状態から図3(B)の矢印Hの方向へ変形し、スタック端部流路72の断面積を小さくしてスタック端部流路72を流れる冷却水の流量を減少させる。また、冷却水の温度が所定の温度以下の場合には、基準状態から図3(B)の矢印Lの方向へ変形し、スタック端部流路72の断面積を大きくしてスタック端部流路72を流れる冷却水の流量を増加させる。
3A shows a configuration in the case where a bimetal is used for the flow
これによれば、固体高分子形燃料電池スタック10の出力が変動して、セル20の温度が変動した場合に、スタック端部流路72内の冷却水の水温を一定に保つことにより、両端部のセル20の温度分布を一定に保つことができ、固体高分子形燃料電池スタック10の動作を安定化することができる。
According to this, when the output of the polymer electrolyte
冷却水排出口74は、スタック端部流路72の出口部分に連通し、スタック端部流路72を流れた冷却水を排出する。冷却水入口75は、冷却水供給用マニホールド42に連通する。燃料入口76、燃料出口77、酸化剤入口78および酸化剤出口79については後述する。
The cooling
なお、冷却水供給口71は、固体高分子形燃料電池スタック10の外部へも連通しており、スタック端部流路72に流れ込まない余分な冷却水を排出することができる。
The cooling
他方の端板80の構成も端板70と基本構成は同様であるが、冷却水入口75、燃料入口76、燃料出口77、酸化剤入口78および酸化剤出口79は設けられていない。
The basic configuration of the
(反応ガスの流れ)
改質ガス等の燃料ガスは、燃料入口76から供給され、固体高分子形燃料電池スタック10の積層方向に連通して設けられた燃料供給用マニホールド(図示せず)を通って、各セル20に分配供給される。各セル20に供給された燃料ガスは、燃料流路を流通する。一方、空気等の酸化剤ガスは、酸化剤入口78から供給され、固体高分子形燃料電池スタック10の積層方向に連通して設けられた酸化剤ガス供給用マニホールド(図示せず)を通って、各セル20に分配供給される。各セル20に供給された酸化剤ガスは、酸化剤流路を流通する。
(Reactive gas flow)
A fuel gas such as a reformed gas is supplied from the
燃料ガスおよび酸化剤ガスが流通する各セル20では、電解質膜を介して電気化学反応が生じることにより発電が行われる。各セル20から排出される未反応の燃料ガスは、固体高分子形燃料電池スタック10の積層方向に連通して設けられた燃料排出マニホールド(図示せず)で合流し、燃料排出マニホールドを通って燃料出口77から外部に排出される。燃料出口77から排出された未反応燃料ガスは、図示しない燃料改質装置の改質器バーナに導入されて燃焼するのが一般的である。
In each
発電後に各セル20から排出される未反応の酸化剤ガスは、固体高分子形燃料電池スタック10の積層方向に連通して設けられた酸化剤排出マニホールド(図示せず)で合流し、酸化剤排出マニホールドを通って酸化剤出口79から外部に排出される。
The unreacted oxidant gas discharged from each
(冷却水の流れ)
冷却水は、冷却水入口75から供給され、固体高分子形燃料電池スタック10の積層方向に連通して設けられた冷却水供給用マニホールド42を通って各冷却水流路32に分配供給される。各冷却水流路32を流通する冷却水は、各セル20を冷却することにより、各セル20を適正運転温度(たとえば、約70〜80[℃])に保持する。
(Cooling water flow)
The cooling water is supplied from the cooling
冷却水流路32から排出される冷却水は、各セル20で発生する反応熱により昇温されて温度が約72〜75[℃]になる。温度が上昇した冷却水は、冷却水排出用マニホールド44内に流入する。なお、冷却水排出用マニホールド44の固体高分子形燃料電池スタック10の積層方向中央部付近に、仕切り(図示せず)を設け、仕切りを境として昇温された冷却水を2方向に分けてもよい。
The cooling water discharged from the cooling
なお、積層体40の両端に位置する冷却水流路32の出口付近に設けられた流量制御素子34は、端板70に設けられた流量制御素子73と基本的な構成は同様である。ただし、流量制御素子34は、端部に位置する冷却水流路32を流通した冷却水の温度が所定の温度のときに、所定流量が流れるような基準状態にあるが、冷却水流路32を流通した冷却水の温度が所定の温度以上の場合には、端部の冷却水流路32の断面積を大きくして端部の冷却水流路32を流れる冷却水の流量を増加させる。また、冷却水の温度が所定の温度以下の場合には、端部の冷却水流路32の断面積を小さくして端部の冷却水流路32を流れる冷却水の流量を減少させる。
The flow
これによれば、固体高分子形燃料電池スタック10の出力が変動して、セル20の温度が変動した場合に、端部の冷却水流路32内の冷却水の水温を一定に保つことにより、両端部のセル20の温度分布を一定に保つことができ、固体高分子形燃料電池スタック10の動作を安定化することができる。
According to this, when the output of the polymer electrolyte
冷却水排出用マニホールド44内を端板70の方へ流通する冷却水は、端板70の冷却水供給口71からスタック端部流路72に流入し、端板70の上方部から下方部へ向けて蛇行しながら流れる。スタック端部流路72内の昇温された冷却水の流れによって、閉塞プレート81、集電板50及び絶縁板60を介して、端板70に隣接する端部のセル20を加温することができる。しかも、スタック端部流路72は、セル20の高温領域に対応して端板70の上部領域にその経路を有し、スタック端部流路72を流れる冷却水は、スタック端部流路72の下流に行くにしたがって徐々に温度が低下する。このため、端板70側端部のセル20の高温領域が効率よく加温されるとともに、端板70側端部のセル20と他の部分のセル20の温度分布を近似させることができる。
Cooling water flowing through the cooling
一方、冷却水排出用マニホールド44内を端板80の方へ流通する冷却水は、端板70の冷却水供給口71からスタック端部流路72に流入し、端板70の上方部から下方部へ向けて蛇行しながら流れる。スタック端部流路72内の昇温された冷却水の流れによって、閉塞プレート81、集電板50及び絶縁板60を介して、端板80に隣接する端部のセル20を加温することができる。しかも、スタック端部流路72は、セル20の高温領域に対応して端板80の上部領域にその経路を有し、スタック端部流路72を流れる冷却水は、スタック端部流路72の下流に行くにしたがって徐々に温度が低下する。このため、端板80側端部のセル20の高温領域が効率よく加温されるとともに、端板80側端部のセル20と他の部分のセル20の温度分布を近似させることができる。
On the other hand, the cooling water flowing through the cooling
両端部のセル20の高温領域が加温される結果として、両端部のセル20で生じる凝縮水の量が低減するとともに、両端部のセル20の温度分布が他の部分のセル20の温度分布に近づくため、各セル20内で凝縮水が生じる箇所がほぼ一致し、各セル20の発電効率を均等に向上させることができる。
なお、固体高分子形燃料電池スタック10を動作させるときに各セル20の温度分布を適正化する観点から、燃料流路、酸化剤流路および冷却水流路32が、それぞれ複数の直線状の流路で構成され、燃料流路を流れる燃料ガスと酸化剤流路を流れる酸化剤ガスが上方から下方へ流れる並行流であり、冷却水流路32を流れる冷却水が燃料ガスおよび酸化剤ガスと並行流または対向流であることが望ましく、冷却水流路32を流れる冷却水が燃料ガスおよび酸化剤ガスと対向流、すなわち、冷却水が下方から上方へ流通することがより望ましい。これによれば流路に沿った連続的な温度分布が形成されるため固体高分子形燃料電池スタック10の安定性を改善することができる。
As a result of heating the high temperature region of the
From the viewpoint of optimizing the temperature distribution of each
(比較例1)
図4は、上記実施例1と比較するために構成した比較例1に係る固体高分子形燃料電池スタック10Aを示す。固体高分子形燃料電池スタック10Aの基本的な構成は、実施例1の固体高分子形燃料電池スタック10と同様であるので、同一部材に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。固体高分子形燃料電池スタック10Aでは、両端部の冷却水流路32に流量制御素子34が設けられておらず、さらに端板70A、80Aに設けられた水流路の形態が実施例1とは相違する。すなわち、端板70Aと端板80Aとはほぼ同じ構成であるから端板70Aについて説明すると、図5に示すように、スタック端部流路72Aが端板70Aのほぼ全面にわたり略連続S字形に形成されている点、流量制御素子73が設けられておらず、冷却水供給口71から供給される全ての冷却水がスタック端部流路72Aに流入するという点で比較例1は実施例1と異なる。
(Comparative Example 1)
FIG. 4 shows a polymer electrolyte
比較例1においては、発電後に各セル20から排出される昇温後の冷却水は、冷却水排出用マニホールド44Aを通ってからスタック端部流路72Aに流れ込み、その上方部から下方部に向けて蛇行しながら流れ、下端部に設けられた冷却水排出口74Aから外部に排出される。
In Comparative Example 1, the cooling water after the temperature rise discharged from each
比較例1では、スタック端部流路72Aが端板70Aのほぼ全面にわたり設けられており、さらに、冷却水供給口71から供給される全ての冷却水が無制限にスタック端部流路72Aに流入するため、端板70Aに温度分布が生じず一定の温度になるとともに、固体高分子形燃料電池スタックの出力が変動すると、それにともなって端板70Aの温度が変動してしまう。
In Comparative Example 1, the
(比較例2)
図6は、上記実施例1と比較するために構成した比較例2に係る固体高分子形燃料電池スタック10Bを示す。固体高分子形燃料電池スタック10Bの基本的な構成は、実施例1の固体高分子形燃料電池スタック10と同様であるので、同一部材に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。固体高分子形燃料電池スタック10Bの端板70B、80Bは水流路を有しない点で、実施例1の固体高分子形燃料電池スタック10とは著しく相違する。ただし、端板70Bに冷却水排出用マニホールド44に連通する冷却水排出口74Bが設けられている。
(Comparative Example 2)
FIG. 6 shows a polymer electrolyte fuel cell stack 10B according to Comparative Example 2 configured for comparison with Example 1 described above. Since the basic configuration of the polymer electrolyte fuel cell stack 10B is the same as that of the polymer electrolyte
比較例2では、発電後に各セル20から排出される昇温された冷却水は、冷却水排出用マニホールド44を通って、端板70Bの冷却水排出口74Bから外部に排水される。したがって、昇温後の冷却水を用いた両端部のセル20の加温は行われない。
In the comparative example 2, the heated cooling water discharged from each
(実施例および比較例の評価)
実施例1、比較例1および比較例2の3種類の固体高分子形燃料電池スタック(セル数65個)を作製し、発電中における各セルの温度分布の測定実験を行った。図7は、セルの温度分布測定の実験結果を示す。各セルの温度は、セル最下部、セル中央部およびセル最上部にて測定された。図7に示すように、実施例1は、セル最下部の温度T10、セル中央部の温度T12、セル最上部の温度T14ともに、両端セルと他のセルとに差異が生じず、各セルの温度分布が極めて近似することが確認された。
(Evaluation of Examples and Comparative Examples)
Three types of polymer electrolyte fuel cell stacks (65 cells) of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were produced, and a temperature distribution measurement experiment of each cell during power generation was performed. FIG. 7 shows the experimental results of cell temperature distribution measurement. The temperature of each cell was measured at the cell bottom, cell center and cell top. As shown in FIG. 7, in Example 1, the temperature T10 at the bottom of the cell, the temperature T12 at the center of the cell, and the temperature T14 at the top of the cell are not different from each other cell and other cells. It was confirmed that the temperature distribution was very close.
これに対して、比較例2では、両端セルにおいて他のセルよりセル最下部の温度T20、セル中央部の温度T22、セル最上部の温度T24ともに低下しており、特に、セル最上部の温度T24の両端セルにおける温度低下が顕著であった。 On the other hand, in Comparative Example 2, the temperature T20 at the bottom of the cell, the temperature T22 at the center of the cell, and the temperature T24 at the top of the cell are lower than the other cells in both end cells. The temperature drop in both end cells of T24 was significant.
比較例1では、両端セルにおける温度低下が温度T30、セル中央部の温度T32、セル最上部の温度T34ともに比較例2に比べると改善されてはいるが、両端セルと他の部分のセルの温度分布は依然として異なっていることが確認された。 In Comparative Example 1, the temperature drop at both end cells is improved compared to Comparative Example 2 in terms of temperature T30, cell center temperature T32, and cell topmost temperature T34, but both end cells and other portions of the cell are not. It was confirmed that the temperature distribution was still different.
以上の実験結果から、実施例1の固体高分子形燃料電池スタックは、セルの高温領域に対応する端板70および端板80の一部に、温度が制御された昇温後の冷却水を流すことにより、各セルの温度分布を近似させることができることがわかった。
From the above experimental results, in the polymer electrolyte fuel cell stack of Example 1, the temperature-controlled cooling water was applied to part of the
なお、固体高分子形燃料電池スタックの端板70、80におけるスタック端部流路72の経路は、実施例1の形態に限られない。以下で説明する実施例2および実施例3は、端板70、80のスタック端部流路72の構成が異なる他は、実施例1と基本的な構成は同様であるため、同一部材に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
In addition, the path | route of the stack edge
(実施例2)
図8は、実施例2に係る固体高分子形燃料電池スタックの端板70Cの構成を示す概略図である。実施例2の端板70Cにおけるスタック端部流路72Cは、セル20の高温領域に対応して端板70Cの上部領域に略連続S字形に設けられている点では、実施例1と共通する。ただし、実施例2のスタック端部流路72Cは、端板70Cの上部に位置するほど、断面積が大きい。これにより、スタック端部のセル20の上部がより効果的にスタック端部流路72Cを流れる冷却水によって加温されるので、スタック端部のセル20の温度分布を他の部分のセル20の温度分布により近づけることができる。
(Example 2)
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of an
(実施例3)
図9は、実施例3に係る固体高分子形燃料電池スタックの端板70Dの構成を示す概略図である。実施例3の端板70Dにおけるスタック端部流路72Dは、セル20の高温領域に対応して端板70Dの上部領域に略連続S字形に設けられている点では、実施例1と共通する。ただし、実施例3のスタック端部流路72Dは、端板70Dの上部に位置するほど、折り返された経路間の間隔が密になっている。これにより、スタック端部のセル20の上部がより効果的にスタック端部流路72Cを流れる冷却水によって加温されるので、スタック端部のセル20の温度分布を他の部分のセル20の温度分布により近づけることができる。
(Example 3)
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of an
なお、実施例1−3に示したスタック端部流路は端板70、80に形成されているが、端板70、80のみならず、集電板50または絶縁板60に形成されてもよく、さらには、端板70、80が絶縁板60を兼ねる構成に形成されてもよい。たとえば、端板70、80及び絶縁板60の両者に溝を形成し、端板70、80と絶縁板60をそれぞれ張り合わせることにより、スタック端部流路を形成することが可能である。
In addition, although the stack edge part flow path shown in Example 1-3 is formed in the
以上説明した実施例1−3は、セルの反応熱で温度が上昇した冷却水を利用してスタック端部のセルに適度な温度分布を与える形態である。次に、実施例1−3とは異なる形態で、スタック両端のセルの温度分布を適正化する構成について説明する。 Example 1-3 demonstrated above is a form which gives moderate temperature distribution to the cell of a stack | stuck edge part using the cooling water which temperature rose with the reaction heat of the cell. Next, a configuration for optimizing the temperature distribution of the cells at both ends of the stack in a form different from that of Example 1-3 will be described.
(実施例4)
図10は、実施例4に係る固体高分子形燃料電池スタック10Eの構成を示す。固体高分子形燃料電池スタック10Eの基本的な構成は、実施例1の固体高分子形燃料電池スタック10と同様であるので、同一部材に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。端板70Eと端板80Eとはほぼ同じ構成であるため、以下では端板70Eについて説明する。ただし、固体高分子形燃料電池スタック10Eには、端板70Eに冷却水排出用マニホールド44に連通する冷却水排出口74Eが設けられている。
Example 4
FIG. 10 shows a configuration of a polymer electrolyte fuel cell stack 10E according to the fourth embodiment. Since the basic configuration of the polymer electrolyte fuel cell stack 10E is the same as that of the polymer electrolyte
図11は、実施例4に係る固体高分子形燃料電池スタックの端板70Eの構成を示す概略図である。端板70Eは、矢印Tで示すセル20内の冷却水の流れの方向に対して垂直方向に複数の切り込み90が設けられている。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of an
切り込み90により、端板70Eの矢印T方向への熱の伝導が阻害され、セル20内の冷却水ガスの流れの方向の熱伝達量がセル20内の冷却水の流れの方向に垂直方向の熱伝達量に比べて低くなる。このため、端板70Eの上部と下部との間で温度差が保たれ、端板70Eに集電板50及び絶縁板60を介して隣接するセル20の上部の温度低下が抑制され、スタック端部のセル20の温度分布が他の部分のセル20の温度分布に近似したものになる。
The
実施例4では、端板70Eの横方向の一方の辺から複数の切り込み90が入れられているが、端板70Eの横方向の両方の辺から、互い違いに複数の切り込み90を入れてもよい。
In the fourth embodiment, a plurality of
なお、固体高分子形燃料電池スタックの端板70Eの熱伝達量を冷却水の流れの方向とその垂直方向とで差をつける形態は、実施例4の構成に限られない。以下で説明する実施例5および実施例6は、端板70E、80Eの構成が異なる他は、実施例4と基本的な構成は同様であるため、同一部材に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
In addition, the form which makes the heat transfer amount of the
(実施例5)
図12は、実施例5に係る固体高分子形燃料電池スタックの端板70Fの構成を示す。端板70Fは、矢印Tで示す冷却水流路32内の冷却水の流れの方向に沿って複数の穴92が設けられている。穴92の形状は、上記冷却水の流れの方向に対して垂直方向に長手方向が向いていることが望ましい。
(Example 5)
FIG. 12 shows the configuration of the
穴92により、端板70Fの矢印T方向への熱の伝導が阻害され、セル20内の反応ガスの流れの方向の熱伝達量が冷却水流路32内の冷却水の流れの方向に垂直方向の熱伝達量に比べて低くなる。このため、端板70Fの上部と下部との間で温度差が保たれ、端板70Fに集電板50及び絶縁板60を介して隣接するセル20の上部の温度低下が抑制され、スタック端部のセル20の温度分布が他の部分のセル20の温度分布に近似したものになる。
The
(実施例6)
図13は、実施例6に係る固体高分子形燃料電池スタックの端板70Gの構成を示す。端板70Gは、矢印Tで示す冷却水流路32内の冷却水の流れの方向に対して複数に分割されている。端板70Gが上記冷却水の流れの方向に対して複数に分割されている結果、分割された端板70G間での熱伝導が著しく阻害され、冷却水流路32内の冷却水の流れの方向の熱伝達量が冷却水流路32内の冷却水の流れの方向に垂直方向の熱伝達量に比べて低くなる。このため、端板70Gの上部と下部との間で温度差が保たれ、端板70Gに集電板50及び絶縁板60を介して隣接するセル20の上部の温度低下が抑制され、スタック端部のセル20の温度分布が他の部分のセル20の温度分布に近似したものになる。
(Example 6)
FIG. 13 shows a configuration of an
なお、端板70Gを複数に分割した場合には、端板70Gの分割部分ごとに、ロッド等で固体高分子形燃料電池スタック全体を締め付ける。
When the
なお、実施例4−6に示した端板の板形状は、端板のみならず、集電板50または絶縁板60にも適用可能であり、さらには、端板70、80が絶縁板60を兼ねる構成にも適用可能である。このようないずれの構成によっても、集電板50または絶縁板60の冷却水流路32内の冷却水の流れの方向の熱伝導を阻害し、集電板50または絶縁板60の冷却水流路32内の冷却水の流れの方向の熱伝達量を冷却水流路32内の冷却水の流れの方向に垂直方向の熱伝達量に比べて低くすることができる。このため、集電板50または絶縁板60の上部と下部との間で温度差が保たれ、スタック端部のセル20の上部の温度低下が抑制され、スタック端部のセル20の温度分布が他の部分のセル20の温度分布に近似したものになる。
The plate shape of the end plate shown in Example 4-6 is applicable not only to the end plate but also to the
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。また、上記実施例1−3のいずれかの形態と上記実施例4−6のいずれかの形態とを組み合わせることにより、スタック端部のセル20の温度分布とそれ以外の部分のセル20の温度分布により近くすることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art. The form can also be included in the scope of the present invention. Further, by combining any one of the embodiments 1-3 and any one of the embodiments 4-6, the temperature distribution of the
(実施例7)
たとえば、図14は、実施例7に係る固体高分子形燃料電池スタックの端板70Hの構成を示す。実施例7に係る固体高分子形燃料電池スタックは実施例1と基本構成が共通する。実施例7では、端板70Hに、セル20の高温領域に対応して、その上部領域に略連続S字形の経路に形成されてたスタック端部流路72Hが設けられたことに加えて、その下部領域に矢印Tで示す冷却水流路32内の冷却水の流れの方向に沿って複数の穴92Hが設けられている。
(Example 7)
For example, FIG. 14 shows the structure of the
これによれば、端板70Hの上部領域をセル20の高温領域に対応して適度に加温するとともに、端板70Hの下部領域では、セル20内の冷却水の流れの方向に下部になるにつれて温度が低くなるような温度勾配が生じるため、スタック端部のセル20の温度分布とそれ以外の部分のセル20の温度分布により近くすることができる。
According to this, the upper region of the
また、上記各実施例では、スタック端部流路が端板に形成された溝により構成されているが、スタック端部流路を端板の外側に設けてもよい。この場合、保温の観点から、スタック端部流路を断熱材で被覆することが好適である。 In each of the above embodiments, the stack end channel is formed by a groove formed in the end plate. However, the stack end channel may be provided outside the end plate. In this case, from the viewpoint of heat retention, it is preferable to cover the stack end channel with a heat insulating material.
10 固体高分子形燃料電池スタック、20 セル、22 MEA、24 アノード側プレート、26 カソード側プレート、30 冷却プレート、40 積層体、42 冷却水供給用マニホールド、44 冷却水排出用マニホールド、50 集電板、60 絶縁板、70,80 端板、71 冷却水供給口、72 スタック端部流路、73 流量制御素子、74、冷却水排出口、76 燃料入口、77 燃料出口、78 酸化剤入口、79 酸化剤出口。 10 Polymer Polymer Fuel Cell Stack, 20 Cells, 22 MEA, 24 Anode Side Plate, 26 Cathode Side Plate, 30 Cooling Plate, 40 Laminate, 42 Cooling Water Supply Manifold, 44 Cooling Water Discharge Manifold, 50 Current Collector Plate, 60 insulating plate, 70, 80 end plate, 71 cooling water supply port, 72 stack end channel, 73 flow control element, 74, cooling water discharge port, 76 fuel inlet, 77 fuel outlet, 78 oxidant inlet, 79 Oxidant outlet.
Claims (3)
集電板および絶縁板を介して前記積層体の両端に設けられ、前記積層体を締め付ける端板と、
を備え、前記積層体を構成する前記アノード側プレートの前記燃料流路における燃料流れ方向、前記カソード側プレートの前記酸化剤流路における酸化剤流れ方向、および前記冷却プレートの前記熱媒体流路における熱媒体流れ方向が同一の方向である燃料電池スタックであって、
前記集電板、前記絶縁板および前記端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、前記熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向と垂直方向に複数の切り込みが設けられたことを特徴とする燃料電池スタック。 A membrane electrode assembly having an electrolyte membrane, an anode provided on one surface of the electrolyte membrane, and a cathode provided on the other surface of the electrolyte membrane, and an anode side plate having a fuel flow channel facing the anode A laminate in which a plurality of cells including a cathode plate having an oxidant flow path facing the cathode and a cooling plate provided with a heat medium flow path through which a heat medium for cooling the cell is provided;
An end plate that is provided at both ends of the laminate through a current collector plate and an insulating plate, and clamps the laminate;
A fuel flow direction in the fuel flow path of the anode side plate constituting the laminate, an oxidant flow direction in the oxidant flow path of the cathode side plate, and a heat medium flow path of the cooling plate A fuel cell stack in which the heat medium flow direction is the same direction,
The stack end member of at least one of the current collector plate, the insulating plate, and the end plate is provided with a plurality of cuts in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path. Fuel cell stack.
集電板および絶縁板を介して前記積層体の両端に設けられ、前記積層体を締め付ける端板と、
を備え、前記積層体を構成する前記アノード側プレートの前記燃料流路における燃料流れ方向、前記カソード側プレートの前記酸化剤流路における酸化剤流れ方向、および前記冷却プレートの前記熱媒体流路における熱媒体流れ方向が同一の方向である燃料電池スタックであって、
前記集電板、前記絶縁板および前記端板のうち少なくとも一つのスタック端部材において、前記熱媒体流路を流れる熱媒体の流れ方向に沿った複数の穴が設けられたことを特徴とする燃料電池スタック。
A membrane electrode assembly having an electrolyte membrane, an anode provided on one surface of the electrolyte membrane, and a cathode provided on the other surface of the electrolyte membrane, and an anode side plate having a fuel flow channel facing the anode A laminate in which a plurality of cells including a cathode plate having an oxidant flow path facing the cathode and a cooling plate provided with a heat medium flow path through which a heat medium for cooling the cell is provided;
An end plate that is provided at both ends of the laminate through a current collector plate and an insulating plate, and clamps the laminate;
In the provided fuel flow direction in the fuel flow path of the anode-side plate constituting the laminated body, the oxidant flow direction in the oxidant flow path and the heat medium flow path of the cooling plate of the cathode-side plate A fuel cell stack in which the heat medium flow direction is the same direction,
The collector plate, said at least one stack end member of the insulating plate and the end plate, fuel, wherein a plurality of holes along the flow direction of the heat medium flowing through the heat medium flow path is provided Battery stack.
前記燃料流路を流れる燃料と前記酸化剤流路を流れる酸化剤とが上方から下方へ流れる並行流をなし、前記熱媒体流路を流れる熱媒体が前記燃料および前記酸化剤に対して並行流または対向流をなすことを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池スタック。 Each of the fuel flow path, the oxidant flow path, and the heat medium flow path is composed of a plurality of linear flow paths,
The fuel flowing through the fuel flow channel and the oxidant flowing through the oxidant flow channel form a parallel flow that flows downward from above, and the heat medium flowing through the heat medium flow channel flows in parallel to the fuel and the oxidant. or fuel cell stack according to claim 1 or 2, characterized in that forming the counterflow.
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