JP4151314B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に関し、とくにそのセパレータ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体高分子電解質型燃料電池は、イオン交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置された触媒層および拡散層からなる電極（アノード、燃料極）および電解質膜の他面に配置された触媒層および拡散層からなる電極（カソード、空気極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）と、アノード、カソードに燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための流体通路または冷却媒体を流すための流路を形成するセパレータとからセルを構成し、少なくとも１つのセルの積層体からモジュールを構成し、モジュールを積層してモジュール群（１セルモジュールの場合はセル群）とし、モジュール群（１セルモジュールの場合はセル群）のセル積層方向両端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを配置してスタックを構成し、スタックをスタックの外側でセル積層体積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート）にて締め付け、固定したものからなる。
固体高分子電解質型燃料電池では、アノード側では、水素を水素イオンと電子にする反応が行われ、水素イオンは電解質膜中をカソード側に移動し、カソード側では酸素と水素イオンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる）から水を生成する反応が行われる。
アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ-
カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ
燃料電池ではジュール熱が生じるとともにカソードでの水生成反応では熱が出るので、セパレータには、各セル毎にあるいは複数個（たとえば、２個）のセル毎に、冷却媒体（通常は冷却水）が流れる流路が形成されており、燃料電池を冷却している。
国際公開番号ＷＯ９６／３７９２０公報は、ＭＥＡをセパレータで挟んで構成したセルを複数積層した燃料電池において、セパレータを第１の部材と燃料電池発電部対応部に中抜き穴をもつ第２の部材とに分割形成し、第１の部材の燃料電池発電部対応部にガス流路部を形成し、第１の部材と第２の部材にガス流路部に対してオフセットしたマニホルド部を形成した燃料電池を開示している（上記公報の図１１）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の燃料電池のように、ガス流路部よりオフセットしたマニホルド部からガス流路部に反応ガスを供給する場合、ガス流路部に均一なガスの供給をすることができなくなる。その結果、ガスの供給が不足する部位では高い燃料電池出力を得ることができなくなり、効率的な運転をすることができなくなる。
本発明の目的は、マニホルド部がガス流路部よりオフセットしているにかかわらず、マニホルド部からガス流路部に均一に反応ガスを供給することができる燃料電池を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） ＭＥＡをセパレータで挟んで構成したセルを複数積層した燃料電池において、前記セパレータを金属材からなる第１の部材と燃料電池発電部対応部に中抜き穴をもち樹脂材からなる第２の部材とに分割形成し、前記第１の部材の燃料電池発電部対応部にガス流路部を形成し、前記第１の部材と前記第２の部材の前記燃料電池発電部対応部を挟んで対向する対向部位に前記ガス流路部に対して前記対向部を結ぶ方向と直交する方向にオフセットしたマニホルド部を形成し、前記第２の部材に前記マニホルド部と前記ガス流路部とを連通するガス流路連通部を形成し、該ガス流路連通部に、ガスの流れの方向を前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに前記ガス流路部との間のガスの流入・流出を前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化させるガス整流部を形成し、該ガス整流部が、第２の部材に形成され前記ガス流路連通部内に突出する第１の突起を含み、前記第２の部材の、前記ガス流路連通部のうちガス整流部よりもマニホルド部側の部分に、セパレータの前記第１の部材側に突出して頂面がセパレータの前記第１の部材に当接し、セルが積層されてセル積層方向に締め付けられた時にセパレータの前記第１の部材が前記第２の部材側に寄ることを防止する第２の突起を形成したことを特徴とする燃料電池。
（２） 前記第２の部材の、接着剤を塗布する部分と塗布しない部分との境界に、該第２の部材と該第２の部材に隣り合う第１の部材との間をシール・接着する接着剤の保持堰を設けた（１）記載の燃料電池。
（３） 前記第２の部材のガス出側のガス流路連通部の前記ガス整流部の前記第２の突起よりマニホルド部側に、流路抵抗部を形成した（１）記載の燃料電池。
（４） 前記第２の部材のガス整流部と中抜き穴の縁部との間の間隔を所定値以上に確保した（１）記載の燃料電池。
（５） 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる部分を有する（１）記載の燃料電池。
（６） 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びており、前記ガス整流部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びている（１）記載の燃料電池。
（７） 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びており、前記ガス整流部の前記第１の突起は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる少なくとも１本の突条を該突条の長手方向に分断して形成されている（１）記載の燃料電池。
【０００５】
上記（１）〜（７）の燃料電池では、第２の部材にマニホルド部とガス流路部とを連通するガス流路連通部を形成し、ガス流路連通部にガス整流部を形成し、該ガス整流部を、第２の部材に形成されガス流路連通部内に突出する複数の第１の突起から形成したので、マニホルド部からガス流路連通部に流入したガスをガス整流部で対向部を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化してガス流路部に流出させることができ、マニホルド部がガス流路部に対してオフセットしているにかかわらず、ガス流路部に均一にガスを供給することができる。
上記（１）の燃料電池では、第２の部材は樹脂で形成されているので、第２の部材にガスマニホルドのシール部形状や構造の複雑なガス流路連通部を容易に形成することができ、容易に、燃料ガスと酸化ガス（空気）と冷却水を分離することができる。
上記（１）の燃料電池では、第２の部材に、第２の突起を形成したので、第１の部材が第２の部材側に設計値以上に接近してガス流路高さを狭めることを防止することができ、ガス流路の高さを確保することができる。
上記（２）の燃料電池では、第２の部材に、該第２の部材と該第２の部材に隣り合う第１の部材との間をシール・接着する接着剤の保持堰を設けたので、接着剤のシール部からのはみ出しを防止することができる。
上記（３）の燃料電池では、第２の部材のガス出側のガス流路連通部のガス整流部よりマニホルド部側に、流路抵抗部を形成したので、ガス流路部への出入り口の圧力差が少なくなり、ガスのガス流路部への分配がより均一になる。
上記（４）の燃料電池では、第２の部材のガス整流部と中抜き穴の縁部との間の間隔を所定値以上に確保したので、ガス整流部からガス流路部のガス流路へのガスの短絡通り抜けを防止することができる。
上記（５）〜（７）の燃料電池では、ガス流路連通部、ガス整流部が対向部を結ぶ方向と直交する方向に延び、ガス整流部が対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる少なくとも１本の突条を分断して形成した複数の突起を含むので、容易にガスの流れを対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の燃料電池を図１〜図８を参照して、説明する。
本発明の燃料電池は固体高分子電解質型燃料電池１０である。本発明の燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
固体高分子電解質型燃料電池１０は、図１、図２、図３に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜１１とこの電解質膜１１の一面に配置された触媒層１２および拡散層１３からなる電極１４（アノード、燃料極）および電解質膜１１の他面に配置された触媒層１５および拡散層１６からなる電極１７（カソード、空気極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）と、電極１４、１７に燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための反応ガス通路２７、２８および燃料電池冷却用の冷媒（通常、冷却水）が流れる冷媒流路（冷却水流路ともいう）２６を形成するセパレータ１８とを重ねてセルを形成し、該セルを１層以上積層してモジュール１９を構成し（図示例では、１セルで１モジュールを構成している）、モジュール１９を積層してモジュール群とし、モジュール群のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置してスタック２３を構成し、スタック２３をセル積層方向に締め付けスタック２３の外側でセル積層方向に延びる締結部材２４（たとえば、テンションプレート、スルーボルトなど）とボルト２５またはナットで固定したものからなる。
【０００７】
冷却水流路２６はセル毎に、または複数のセル毎に、設けられる。
触媒層１２、１５は白金（Ｐｔ）を含むカーボン（Ｃ）からなる。拡散層１３、１６はＣからなる。
セパレータ１８は、第１の部材１８Ａ、１８Ｂと燃料電池発電部対応部２９（燃料電池の発電部に対応する部分）に中抜き穴をもつフレーム状の第２の部材１８Ｃ、１８Ｄとに分割形成されている。
第１の部材１８Ａ、第２の部材１８Ｃは、ＭＥＡの燃料極側に配置されている部材であり、第１の部材１８Ａは燃料ガスと冷却水とを区画している。第１の部材１８Ｂ、第２の部材１８Ｄは、ＭＥＡの空気極側に配置されている部材であり、第１の部材１８Ｂは、酸化ガスと冷却水とを区画している。
第１の部材１８Ａ、１８Ｂは金属製で、以下、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂともいう。第２の部材１８Ｃ、１８Ｄは樹脂製で、以下、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄともいう。
メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂは、不透過性で、金属からなり、たとえば金属板（たとえば、ステンレス板）に導電性金属をメッキ（たとえば、ニッケルメッキ）したものからなる。メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂは、隣接するセル間の導電通路を構成している。
【０００８】
図３に示すように、ＭＥＡはセパレータ１８で挟まれる。セパレータ１８でＭＥＡを挟む際、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄをメタルセパレータ１８Ａ、１８ＢのＭＥＡ側にそれぞれ配して、メタルセパレータ１８Ａ、樹脂フレーム１８Ｃ、ＭＥＡ、樹脂フレーム１８Ｄ、メタルセパレータ１８Ｂの順に積層する。
燃料電池発電部対応部２９は、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄが中抜きされているので、メタルセパレータ１８Ａ、ＭＥＡ、メタルセパレータ１８Ｂの順で積層されており、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄの部分は、メタルセパレータ１８Ａ、樹脂フレーム１８Ｃ、樹脂フレーム１８Ｄ、メタルセパレータ１８Ｂの順で積層されている。セパレータ１８の燃料電池発電部対応部２９の両側部は互いに対向する対向部３０、３１を構成する。
【０００９】
図８に示すように、メタルセパレータ１８Ａの燃料電池発電部対応部２９のＭＥＡ側の面には燃料ガス流路２７が形成されたガス流路部が形成されており、ＭＥＡ側と反対側の面には冷却水流路２６が形成されている。同様に、メタルセパレータ１８Ｂの燃料電池発電部対応部のＭＥＡ側の面には酸化ガス流路２８が形成されたガス流路部が形成されており、ＭＥＡ側と反対側の面には冷却水流路２６が形成されている。
燃料ガス流路２７と酸化ガス流路２８とは、ＭＥＡを挟んで互いに対応している。
メタルセパレータ１８Ａの燃料電池発電部対応部のＭＥＡ側と反対側の面の冷却水流路２６と、メタルセパレータ１８Ｂの燃料電池発電部対応部のＭＥＡ側と反対側の面の冷却水流路２６とは、セル積層方向に隔てられることなく、連通している。
【００１０】
メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂのガス流路部では、図４に示すように、ガス流路を燃料電池発電部対応部２９を挟んで対向する一対の対向部３０、３１間方向に屈曲させることにより、流路が長くなるようにしてあり、これによって、ＭＥＡに同じ量の反応ガスを供給する場合のガス流速が増し、燃料電池出力が上がるとともに、生成水がガス流路２７、２８に溜まりにくくしてある。
燃料ガス流路２７は、セパレータの燃料電池発電部対応部を挟んで対向する一対の対向部３０、３１の間で２回以上Ｕターンして一対の対向部３０、３１にわたって延び、奇数個の平行直線部２７ａと前記奇数−１個の偶数個のＵターン部２７ｂとを有する。同様に、酸化ガス流路２８は、セパレータの燃料電池発電部対応部を挟んで対向する一対の対向部３０、３１の間で２回以上Ｕターンして一対の対向部３０、３１にわたって延び、奇数個の平行直線部２８ａと前記奇数−１個の偶数個のＵターン部２８ｂとを有する。
燃料ガス流路２７は、複数個、並列に形成されており、酸化ガス流路２８も、複数個、並列に形成されている。
セパレータ１８の裏面に形成される冷却水流路２６は、一対の対向部３０、３１にわたって直線状に延びＵターン部をもたない。
【００１１】
また、セパレータ１８の燃料電池発電部対応部２９の燃料ガス流路２７への燃料ガス入口２７ｃと燃料ガス出口２７ｄとはセパレータの燃料電池発電部対応部２９を挟んで互いに反対側に位置している。同様に、セパレータ１８の燃料電池発電部対応部２９の酸化ガス流路２８への酸化ガス入口２８ｃと酸化ガス出口２８ｄとはセパレータの燃料電池発電部対応部２９を挟んで互いに反対側に位置している。
また、セパレータ１８の燃料電池発電部対応部２９の燃料ガス流路２７への燃料ガス入口２７ｃと酸化ガス流路２８への酸化ガス入口２８ｃとは、セパレータの燃料電池発電部対応部２９を挟んで互いに反対側に位置している。
【００１２】
図５に示すように、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂと樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄの、燃料電池発電部対応部２９を挟んで対向する対向部３０、３１には、マニホルド部が形成されている。マニホルド部には、冷却水マニホルド３２、燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４が形成されている。
燃料電池発電部対応部２９を挟んで互いに対向する対向部３０、３１の一方３０には、入り側の冷却水マニホルド３２ａ、出側の燃料ガスマニホルド３３ｂ、入り側の空気マニホルド３４ａが設けられ、他方３１には、出側の冷却水マニホルド３２ｂ、入り側の燃料ガスマニホルド３３ａ、出側の空気マニホルド３４ｂが設けられる。
燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４は、ガス流路２７、２８が位置するガス流路部に対して、対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向にオフセットしている。すなわち、燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４の中心位置は、ガス流路部の対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向の中心位置に対して、対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向にずれている。
【００１３】
図５に示すように、樹脂マニホルド１８Ｃ、１８Ｄには、マニホルド部とガス流路部とを連通するガス流路連通部３７が形成されている。ガス流路連通部３７は対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に延びている。ガス流路連通部３７には、ガスの流れの方向をいったん対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに、ガス流路部との間のガスの流入・流出を対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に均一化させるガス整流部３５、３６が形成されている。ガス整流部３５、３６は対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に延びている。ガス整流部３５が入り側のガスマニホルドから流入するガスをガス流路部の全幅に均一に拡げてガス流路部へ流出させ、ガス整流部３６がガス流路部から流入するガスをガスマニホルド長に縮小してガスマニホルドへ流出させる。
各ガス整流部３５、３６は同じまたは類似の構造を有する。各ガス整流部３５、３６は、対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に延びる１つ以上（図示例では２つ）の突条を該突条の長手方向（対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向）に等間隔に分断して形成された多数の突起からなる。ガスがガス整流部３５、３６を通る時に、ガス流れがいったん突条の長手方向に向けられ、多数の突起間の等間隔の多数の隙間からガス流路部に流入、流出することにより、ガス流路部との間のガスの流入・流出が対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に均一化される。
【００１４】
樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄには、セル積層方向に、隣り合う部材（メタルセパレータまたは樹脂フレーム）との間をシールして、冷却水マニホルド３２、燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４を、互いからシールするために、接着材が塗布されたシール部３８（図５で斜線を施した部分）が形成されている。 セル間は、隣り合うメタルセパレータ間にゴムシール（図４で２点鎖線４３で示した部分）を配して、冷却水マニホルド３２、燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４を、互いからシールする。
図６、図７に示すように、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄには、シール部３８を形成するための接着剤を塗布する部分と塗布しない部分との境界に、シール用接着剤のはみ出しを防止する堰３９（接着剤塗布部を非塗布部より低くした段差部）が形成されており、該堰３９は接着剤の非塗布部への垂れ込み、はみ出しを防止している。
【００１５】
図５〜図７に示されているように、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄには、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂ側に突出する、ガス流路高さ確保のための、突起４０が形成されている。突起４０はガス整流部とマニホルド部との間に一列に多数並べて形成されている。
突起４０は、セルが積層されてセル積層方向に締め付けられた時、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂが樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄに寄るのを防止して、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂと樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄ間のガス流路の高さを正規の高さに維持する。
【００１６】
樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄには、燃料電池発電部対応部２９を挟んで対向する対向部３０、３１に設けられたガス流路連通部３７に、流路抵抗部４１、４２が形成されている。流路抵抗部４１がガス入り側で、流路抵抗部４２がガス出側に対応する。ガス出側の流路抵抗部４２は、ガス入り側の流路抵抗部４１よりも、流れ抵抗が大とされている。ガス入り側の流路抵抗部４１の抵抗は、設けられなくてもよい。流路抵抗部は流路に突出された多数の突起からなり、突起間の間を流れるガス流に抵抗を付与する。
流路抵抗部４１、４２を形成すると、ガス流路連通部３７と燃料電池発電部対応部２９のガス流路部との間のガスの出入り口の圧力差が少なくなり、ガスのガス流路部への分配がより均一になる。
【００１７】
樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄのガス整流部３５、３６と中抜き穴の縁部との間の間隔Ｃは、ガス整流部３５、３６と中抜き穴間にガスの短絡通り抜けが起こらない間隔以上に、設定されている。
これによって、ガス整流部３５、３６と燃料電池発電部対応部２９のガス流路との間のガスのやりとりが、ガス整流部３５、３６の全長にわたって、均一化される。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１〜７の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）にマニホルド部とガス流路部とを連通するガス流路連通部を形成し、ガス流路連通部にガス整流部を形成し、該ガス整流部を、第２の部材に形成されガス流路連通部内に突出する複数の第１の突起から形成したので、マニホルド部からガス流路連通部に流入したガスをガス整流部で対向部を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化してガス流路部に流出させることができ、マニホルド部がガス流路部に対してオフセットしているにかかわらず、ガス流路部に均一にガスを供給することができる。
請求項１の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）が樹脂で形成されているので、第２の部材（樹脂フレーム）にガスマニホルドのシール部形状や構造の複雑なガス流路連通部を容易に形成することができ、容易に、燃料ガスと酸化ガス（空気）と冷却水を分離することができる。
請求項１の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）に、第２の突起を形成したので、第１の部材（メタルセパレータ）が第２の部材（樹脂フレーム）側に設計値以上に接近してガス流路高さを狭めることを防止することができ、ガス流路の高さを確保することができる。
請求項２の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）に、該第２の部材と該第２の部材に隣り合う第１の部材との間をシール・接着する接着剤の保持堰を設けたので、接着剤のシール部からのはみ出しを防止することができる。
請求項３の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）のガス出側のガス流路連通部のガス整流部よりマニホルド部側に、流路抵抗部を形成したので、ガス流路部への出入り口の圧力差が少なくなり、ガスのガス流路部への分配をより均一にすることができる。
請求項４の燃料電池によれば、第２の部材のガス整流部と中抜き穴の縁部との間の間隔を所定値以上に確保したので、ガス整流部からガス流路部のガス流路へのガスの短絡通り抜けを防止することができ、ガスのガス流路部への分配をより均一にすることができる。
請求項５〜７の燃料電池によれば、ガス流路連通部、ガス整流部が対向部を結ぶ方向と直交する方向に延び、ガス整流部が対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる少なくとも１本の突条を分断して形成した複数の突起を含むので、容易にガスの流れを対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明実施例の燃料電池の、セル積層方向を上下方向とした姿勢での、全体概略図である。
【図２】 本発明実施例の燃料電池の電解質膜−電極アッセンブリの一部拡大断面図である。
【図３】 本発明実施例の燃料電池の、セル積層方向を上下方向とした姿勢での、単セルの分解斜視図である。
【図４】 本発明実施例の燃料電池の単セルの平面図である。
【図５】 本発明実施例のセパレータの樹脂フレームの平面図である。
【図６】 図４のＡ−Ａ断面図である。
【図７】 図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】 図４のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１０ （固体高分子電解質型）燃料電池
１１ 電解質膜
１２ 触媒層
１３ 拡散層
１４ 電極（アノード、燃料極）
１５ 触媒層
１６ 拡散層
１７ 電極（カソード、空気極）
１８ セパレータ
１８Ａ 第１の部材（燃料ガスと冷却水とを区画するメタルセパレータ）
１８Ｂ 第１の部材（酸化ガスと冷却水とを区画するメタルセパレータ）
１８Ｃ 第２の部材（樹脂フレーム）
１８Ｄ 第２の部材（樹脂フレーム）
１９ モジュール
２０ ターミナル
２１ インシュレータ
２２ エンドプレート
２３ スタック
２４ 締結部材（テンションプレート）
２５ ボルトまたはナット
２６ 冷媒流路（冷却水流路）
２７ 燃料ガス流路
２７ａ 燃料ガス流路の平行直線部
２７ｂ 燃料ガス流路のＵターン部
２７ｃ 燃料ガス入口
２７ｄ 燃料ガス出口
２８ 酸化ガス流路
２８ａ 酸化ガス流路の平行直線部
２８ｂ 酸化ガス流路のＵターン部
２８ｃ 酸化ガス入口
２８ｄ 酸化ガス出口
２９ 燃料電池発電部対応部
３０、３１ 対向部
３２ 冷却水マニホルド
３２ａ 入り側の冷却水マニホルド
３２ｂ 出側の冷却水マニホルド
３３ 燃料ガスマニホルド
３３ａ 入り側の燃料ガスマニホルド
３３ｂ 出側の燃料ガスマニホルド
３４ 空気マニホルド
３４ａ 入り側の空気マニホルド
３４ｂ 出側の空気マニホルド
３５ ガス整流部
３６ ガス整流部
３７ ガス流路連通部
３８ シール部
３９ 堰
４０ 突起
４１、４２ 流路抵抗部
４３ ゴムシール部
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に関し、とくにそのセパレータ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体高分子電解質型燃料電池は、イオン交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置された触媒層および拡散層からなる電極（アノード、燃料極）および電解質膜の他面に配置された触媒層および拡散層からなる電極（カソード、空気極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）と、アノード、カソードに燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための流体通路または冷却媒体を流すための流路を形成するセパレータとからセルを構成し、少なくとも１つのセルの積層体からモジュールを構成し、モジュールを積層してモジュール群（１セルモジュールの場合はセル群）とし、モジュール群（１セルモジュールの場合はセル群）のセル積層方向両端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを配置してスタックを構成し、スタックをスタックの外側でセル積層体積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート）にて締め付け、固定したものからなる。
固体高分子電解質型燃料電池では、アノード側では、水素を水素イオンと電子にする反応が行われ、水素イオンは電解質膜中をカソード側に移動し、カソード側では酸素と水素イオンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる）から水を生成する反応が行われる。
アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ-
カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ
燃料電池ではジュール熱が生じるとともにカソードでの水生成反応では熱が出るので、セパレータには、各セル毎にあるいは複数個（たとえば、２個）のセル毎に、冷却媒体（通常は冷却水）が流れる流路が形成されており、燃料電池を冷却している。
国際公開番号ＷＯ９６／３７９２０公報は、ＭＥＡをセパレータで挟んで構成したセルを複数積層した燃料電池において、セパレータを第１の部材と燃料電池発電部対応部に中抜き穴をもつ第２の部材とに分割形成し、第１の部材の燃料電池発電部対応部にガス流路部を形成し、第１の部材と第２の部材にガス流路部に対してオフセットしたマニホルド部を形成した燃料電池を開示している（上記公報の図１１）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の燃料電池のように、ガス流路部よりオフセットしたマニホルド部からガス流路部に反応ガスを供給する場合、ガス流路部に均一なガスの供給をすることができなくなる。その結果、ガスの供給が不足する部位では高い燃料電池出力を得ることができなくなり、効率的な運転をすることができなくなる。
本発明の目的は、マニホルド部がガス流路部よりオフセットしているにかかわらず、マニホルド部からガス流路部に均一に反応ガスを供給することができる燃料電池を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） ＭＥＡをセパレータで挟んで構成したセルを複数積層した燃料電池において、前記セパレータを金属材からなる第１の部材と燃料電池発電部対応部に中抜き穴をもち樹脂材からなる第２の部材とに分割形成し、前記第１の部材の燃料電池発電部対応部にガス流路部を形成し、前記第１の部材と前記第２の部材の前記燃料電池発電部対応部を挟んで対向する対向部位に前記ガス流路部に対して前記対向部を結ぶ方向と直交する方向にオフセットしたマニホルド部を形成し、前記第２の部材に前記マニホルド部と前記ガス流路部とを連通するガス流路連通部を形成し、該ガス流路連通部に、ガスの流れの方向を前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに前記ガス流路部との間のガスの流入・流出を前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化させるガス整流部を形成し、該ガス整流部が、第２の部材に形成され前記ガス流路連通部内に突出する第１の突起を含み、前記第２の部材の、前記ガス流路連通部のうちガス整流部よりもマニホルド部側の部分に、セパレータの前記第１の部材側に突出して頂面がセパレータの前記第１の部材に当接し、セルが積層されてセル積層方向に締め付けられた時にセパレータの前記第１の部材が前記第２の部材側に寄ることを防止する第２の突起を形成したことを特徴とする燃料電池。
（２） 前記第２の部材の、接着剤を塗布する部分と塗布しない部分との境界に、該第２の部材と該第２の部材に隣り合う第１の部材との間をシール・接着する接着剤の保持堰を設けた（１）記載の燃料電池。
（３） 前記第２の部材のガス出側のガス流路連通部の前記ガス整流部の前記第２の突起よりマニホルド部側に、流路抵抗部を形成した（１）記載の燃料電池。
（４） 前記第２の部材のガス整流部と中抜き穴の縁部との間の間隔を所定値以上に確保した（１）記載の燃料電池。
（５） 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる部分を有する（１）記載の燃料電池。
（６） 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びており、前記ガス整流部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びている（１）記載の燃料電池。
（７） 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びており、前記ガス整流部の前記第１の突起は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる少なくとも１本の突条を該突条の長手方向に分断して形成されている（１）記載の燃料電池。
【０００５】
上記（１）〜（７）の燃料電池では、第２の部材にマニホルド部とガス流路部とを連通するガス流路連通部を形成し、ガス流路連通部にガス整流部を形成し、該ガス整流部を、第２の部材に形成されガス流路連通部内に突出する複数の第１の突起から形成したので、マニホルド部からガス流路連通部に流入したガスをガス整流部で対向部を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化してガス流路部に流出させることができ、マニホルド部がガス流路部に対してオフセットしているにかかわらず、ガス流路部に均一にガスを供給することができる。
上記（１）の燃料電池では、第２の部材は樹脂で形成されているので、第２の部材にガスマニホルドのシール部形状や構造の複雑なガス流路連通部を容易に形成することができ、容易に、燃料ガスと酸化ガス（空気）と冷却水を分離することができる。
上記（１）の燃料電池では、第２の部材に、第２の突起を形成したので、第１の部材が第２の部材側に設計値以上に接近してガス流路高さを狭めることを防止することができ、ガス流路の高さを確保することができる。
上記（２）の燃料電池では、第２の部材に、該第２の部材と該第２の部材に隣り合う第１の部材との間をシール・接着する接着剤の保持堰を設けたので、接着剤のシール部からのはみ出しを防止することができる。
上記（３）の燃料電池では、第２の部材のガス出側のガス流路連通部のガス整流部よりマニホルド部側に、流路抵抗部を形成したので、ガス流路部への出入り口の圧力差が少なくなり、ガスのガス流路部への分配がより均一になる。
上記（４）の燃料電池では、第２の部材のガス整流部と中抜き穴の縁部との間の間隔を所定値以上に確保したので、ガス整流部からガス流路部のガス流路へのガスの短絡通り抜けを防止することができる。
上記（５）〜（７）の燃料電池では、ガス流路連通部、ガス整流部が対向部を結ぶ方向と直交する方向に延び、ガス整流部が対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる少なくとも１本の突条を分断して形成した複数の突起を含むので、容易にガスの流れを対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の燃料電池を図１〜図８を参照して、説明する。
本発明の燃料電池は固体高分子電解質型燃料電池１０である。本発明の燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
固体高分子電解質型燃料電池１０は、図１、図２、図３に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜１１とこの電解質膜１１の一面に配置された触媒層１２および拡散層１３からなる電極１４（アノード、燃料極）および電解質膜１１の他面に配置された触媒層１５および拡散層１６からなる電極１７（カソード、空気極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）と、電極１４、１７に燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための反応ガス通路２７、２８および燃料電池冷却用の冷媒（通常、冷却水）が流れる冷媒流路（冷却水流路ともいう）２６を形成するセパレータ１８とを重ねてセルを形成し、該セルを１層以上積層してモジュール１９を構成し（図示例では、１セルで１モジュールを構成している）、モジュール１９を積層してモジュール群とし、モジュール群のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置してスタック２３を構成し、スタック２３をセル積層方向に締め付けスタック２３の外側でセル積層方向に延びる締結部材２４（たとえば、テンションプレート、スルーボルトなど）とボルト２５またはナットで固定したものからなる。
【０００７】
冷却水流路２６はセル毎に、または複数のセル毎に、設けられる。
触媒層１２、１５は白金（Ｐｔ）を含むカーボン（Ｃ）からなる。拡散層１３、１６はＣからなる。
セパレータ１８は、第１の部材１８Ａ、１８Ｂと燃料電池発電部対応部２９（燃料電池の発電部に対応する部分）に中抜き穴をもつフレーム状の第２の部材１８Ｃ、１８Ｄとに分割形成されている。
第１の部材１８Ａ、第２の部材１８Ｃは、ＭＥＡの燃料極側に配置されている部材であり、第１の部材１８Ａは燃料ガスと冷却水とを区画している。第１の部材１８Ｂ、第２の部材１８Ｄは、ＭＥＡの空気極側に配置されている部材であり、第１の部材１８Ｂは、酸化ガスと冷却水とを区画している。
第１の部材１８Ａ、１８Ｂは金属製で、以下、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂともいう。第２の部材１８Ｃ、１８Ｄは樹脂製で、以下、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄともいう。
メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂは、不透過性で、金属からなり、たとえば金属板（たとえば、ステンレス板）に導電性金属をメッキ（たとえば、ニッケルメッキ）したものからなる。メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂは、隣接するセル間の導電通路を構成している。
【０００８】
図３に示すように、ＭＥＡはセパレータ１８で挟まれる。セパレータ１８でＭＥＡを挟む際、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄをメタルセパレータ１８Ａ、１８ＢのＭＥＡ側にそれぞれ配して、メタルセパレータ１８Ａ、樹脂フレーム１８Ｃ、ＭＥＡ、樹脂フレーム１８Ｄ、メタルセパレータ１８Ｂの順に積層する。
燃料電池発電部対応部２９は、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄが中抜きされているので、メタルセパレータ１８Ａ、ＭＥＡ、メタルセパレータ１８Ｂの順で積層されており、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄの部分は、メタルセパレータ１８Ａ、樹脂フレーム１８Ｃ、樹脂フレーム１８Ｄ、メタルセパレータ１８Ｂの順で積層されている。セパレータ１８の燃料電池発電部対応部２９の両側部は互いに対向する対向部３０、３１を構成する。
【０００９】
図８に示すように、メタルセパレータ１８Ａの燃料電池発電部対応部２９のＭＥＡ側の面には燃料ガス流路２７が形成されたガス流路部が形成されており、ＭＥＡ側と反対側の面には冷却水流路２６が形成されている。同様に、メタルセパレータ１８Ｂの燃料電池発電部対応部のＭＥＡ側の面には酸化ガス流路２８が形成されたガス流路部が形成されており、ＭＥＡ側と反対側の面には冷却水流路２６が形成されている。
燃料ガス流路２７と酸化ガス流路２８とは、ＭＥＡを挟んで互いに対応している。
メタルセパレータ１８Ａの燃料電池発電部対応部のＭＥＡ側と反対側の面の冷却水流路２６と、メタルセパレータ１８Ｂの燃料電池発電部対応部のＭＥＡ側と反対側の面の冷却水流路２６とは、セル積層方向に隔てられることなく、連通している。
【００１０】
メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂのガス流路部では、図４に示すように、ガス流路を燃料電池発電部対応部２９を挟んで対向する一対の対向部３０、３１間方向に屈曲させることにより、流路が長くなるようにしてあり、これによって、ＭＥＡに同じ量の反応ガスを供給する場合のガス流速が増し、燃料電池出力が上がるとともに、生成水がガス流路２７、２８に溜まりにくくしてある。
燃料ガス流路２７は、セパレータの燃料電池発電部対応部を挟んで対向する一対の対向部３０、３１の間で２回以上Ｕターンして一対の対向部３０、３１にわたって延び、奇数個の平行直線部２７ａと前記奇数−１個の偶数個のＵターン部２７ｂとを有する。同様に、酸化ガス流路２８は、セパレータの燃料電池発電部対応部を挟んで対向する一対の対向部３０、３１の間で２回以上Ｕターンして一対の対向部３０、３１にわたって延び、奇数個の平行直線部２８ａと前記奇数−１個の偶数個のＵターン部２８ｂとを有する。
燃料ガス流路２７は、複数個、並列に形成されており、酸化ガス流路２８も、複数個、並列に形成されている。
セパレータ１８の裏面に形成される冷却水流路２６は、一対の対向部３０、３１にわたって直線状に延びＵターン部をもたない。
【００１１】
また、セパレータ１８の燃料電池発電部対応部２９の燃料ガス流路２７への燃料ガス入口２７ｃと燃料ガス出口２７ｄとはセパレータの燃料電池発電部対応部２９を挟んで互いに反対側に位置している。同様に、セパレータ１８の燃料電池発電部対応部２９の酸化ガス流路２８への酸化ガス入口２８ｃと酸化ガス出口２８ｄとはセパレータの燃料電池発電部対応部２９を挟んで互いに反対側に位置している。
また、セパレータ１８の燃料電池発電部対応部２９の燃料ガス流路２７への燃料ガス入口２７ｃと酸化ガス流路２８への酸化ガス入口２８ｃとは、セパレータの燃料電池発電部対応部２９を挟んで互いに反対側に位置している。
【００１２】
図５に示すように、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂと樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄの、燃料電池発電部対応部２９を挟んで対向する対向部３０、３１には、マニホルド部が形成されている。マニホルド部には、冷却水マニホルド３２、燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４が形成されている。
燃料電池発電部対応部２９を挟んで互いに対向する対向部３０、３１の一方３０には、入り側の冷却水マニホルド３２ａ、出側の燃料ガスマニホルド３３ｂ、入り側の空気マニホルド３４ａが設けられ、他方３１には、出側の冷却水マニホルド３２ｂ、入り側の燃料ガスマニホルド３３ａ、出側の空気マニホルド３４ｂが設けられる。
燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４は、ガス流路２７、２８が位置するガス流路部に対して、対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向にオフセットしている。すなわち、燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４の中心位置は、ガス流路部の対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向の中心位置に対して、対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向にずれている。
【００１３】
図５に示すように、樹脂マニホルド１８Ｃ、１８Ｄには、マニホルド部とガス流路部とを連通するガス流路連通部３７が形成されている。ガス流路連通部３７は対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に延びている。ガス流路連通部３７には、ガスの流れの方向をいったん対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに、ガス流路部との間のガスの流入・流出を対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に均一化させるガス整流部３５、３６が形成されている。ガス整流部３５、３６は対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に延びている。ガス整流部３５が入り側のガスマニホルドから流入するガスをガス流路部の全幅に均一に拡げてガス流路部へ流出させ、ガス整流部３６がガス流路部から流入するガスをガスマニホルド長に縮小してガスマニホルドへ流出させる。
各ガス整流部３５、３６は同じまたは類似の構造を有する。各ガス整流部３５、３６は、対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に延びる１つ以上（図示例では２つ）の突条を該突条の長手方向（対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向）に等間隔に分断して形成された多数の突起からなる。ガスがガス整流部３５、３６を通る時に、ガス流れがいったん突条の長手方向に向けられ、多数の突起間の等間隔の多数の隙間からガス流路部に流入、流出することにより、ガス流路部との間のガスの流入・流出が対向部３０、３１を結ぶ方向と直交する方向に均一化される。
【００１４】
樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄには、セル積層方向に、隣り合う部材（メタルセパレータまたは樹脂フレーム）との間をシールして、冷却水マニホルド３２、燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４を、互いからシールするために、接着材が塗布されたシール部３８（図５で斜線を施した部分）が形成されている。 セル間は、隣り合うメタルセパレータ間にゴムシール（図４で２点鎖線４３で示した部分）を配して、冷却水マニホルド３２、燃料ガスマニホルド３３、空気マニホルド３４を、互いからシールする。
図６、図７に示すように、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄには、シール部３８を形成するための接着剤を塗布する部分と塗布しない部分との境界に、シール用接着剤のはみ出しを防止する堰３９（接着剤塗布部を非塗布部より低くした段差部）が形成されており、該堰３９は接着剤の非塗布部への垂れ込み、はみ出しを防止している。
【００１５】
図５〜図７に示されているように、樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄには、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂ側に突出する、ガス流路高さ確保のための、突起４０が形成されている。突起４０はガス整流部とマニホルド部との間に一列に多数並べて形成されている。
突起４０は、セルが積層されてセル積層方向に締め付けられた時、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂが樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄに寄るのを防止して、メタルセパレータ１８Ａ、１８Ｂと樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄ間のガス流路の高さを正規の高さに維持する。
【００１６】
樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄには、燃料電池発電部対応部２９を挟んで対向する対向部３０、３１に設けられたガス流路連通部３７に、流路抵抗部４１、４２が形成されている。流路抵抗部４１がガス入り側で、流路抵抗部４２がガス出側に対応する。ガス出側の流路抵抗部４２は、ガス入り側の流路抵抗部４１よりも、流れ抵抗が大とされている。ガス入り側の流路抵抗部４１の抵抗は、設けられなくてもよい。流路抵抗部は流路に突出された多数の突起からなり、突起間の間を流れるガス流に抵抗を付与する。
流路抵抗部４１、４２を形成すると、ガス流路連通部３７と燃料電池発電部対応部２９のガス流路部との間のガスの出入り口の圧力差が少なくなり、ガスのガス流路部への分配がより均一になる。
【００１７】
樹脂フレーム１８Ｃ、１８Ｄのガス整流部３５、３６と中抜き穴の縁部との間の間隔Ｃは、ガス整流部３５、３６と中抜き穴間にガスの短絡通り抜けが起こらない間隔以上に、設定されている。
これによって、ガス整流部３５、３６と燃料電池発電部対応部２９のガス流路との間のガスのやりとりが、ガス整流部３５、３６の全長にわたって、均一化される。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１〜７の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）にマニホルド部とガス流路部とを連通するガス流路連通部を形成し、ガス流路連通部にガス整流部を形成し、該ガス整流部を、第２の部材に形成されガス流路連通部内に突出する複数の第１の突起から形成したので、マニホルド部からガス流路連通部に流入したガスをガス整流部で対向部を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化してガス流路部に流出させることができ、マニホルド部がガス流路部に対してオフセットしているにかかわらず、ガス流路部に均一にガスを供給することができる。
請求項１の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）が樹脂で形成されているので、第２の部材（樹脂フレーム）にガスマニホルドのシール部形状や構造の複雑なガス流路連通部を容易に形成することができ、容易に、燃料ガスと酸化ガス（空気）と冷却水を分離することができる。
請求項１の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）に、第２の突起を形成したので、第１の部材（メタルセパレータ）が第２の部材（樹脂フレーム）側に設計値以上に接近してガス流路高さを狭めることを防止することができ、ガス流路の高さを確保することができる。
請求項２の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）に、該第２の部材と該第２の部材に隣り合う第１の部材との間をシール・接着する接着剤の保持堰を設けたので、接着剤のシール部からのはみ出しを防止することができる。
請求項３の燃料電池によれば、第２の部材（樹脂フレーム）のガス出側のガス流路連通部のガス整流部よりマニホルド部側に、流路抵抗部を形成したので、ガス流路部への出入り口の圧力差が少なくなり、ガスのガス流路部への分配をより均一にすることができる。
請求項４の燃料電池によれば、第２の部材のガス整流部と中抜き穴の縁部との間の間隔を所定値以上に確保したので、ガス整流部からガス流路部のガス流路へのガスの短絡通り抜けを防止することができ、ガスのガス流路部への分配をより均一にすることができる。
請求項５〜７の燃料電池によれば、ガス流路連通部、ガス整流部が対向部を結ぶ方向と直交する方向に延び、ガス整流部が対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる少なくとも１本の突条を分断して形成した複数の突起を含むので、容易にガスの流れを対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明実施例の燃料電池の、セル積層方向を上下方向とした姿勢での、全体概略図である。
【図２】 本発明実施例の燃料電池の電解質膜−電極アッセンブリの一部拡大断面図である。
【図３】 本発明実施例の燃料電池の、セル積層方向を上下方向とした姿勢での、単セルの分解斜視図である。
【図４】 本発明実施例の燃料電池の単セルの平面図である。
【図５】 本発明実施例のセパレータの樹脂フレームの平面図である。
【図６】 図４のＡ−Ａ断面図である。
【図７】 図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】 図４のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１０ （固体高分子電解質型）燃料電池
１１ 電解質膜
１２ 触媒層
１３ 拡散層
１４ 電極（アノード、燃料極）
１５ 触媒層
１６ 拡散層
１７ 電極（カソード、空気極）
１８ セパレータ
１８Ａ 第１の部材（燃料ガスと冷却水とを区画するメタルセパレータ）
１８Ｂ 第１の部材（酸化ガスと冷却水とを区画するメタルセパレータ）
１８Ｃ 第２の部材（樹脂フレーム）
１８Ｄ 第２の部材（樹脂フレーム）
１９ モジュール
２０ ターミナル
２１ インシュレータ
２２ エンドプレート
２３ スタック
２４ 締結部材（テンションプレート）
２５ ボルトまたはナット
２６ 冷媒流路（冷却水流路）
２７ 燃料ガス流路
２７ａ 燃料ガス流路の平行直線部
２７ｂ 燃料ガス流路のＵターン部
２７ｃ 燃料ガス入口
２７ｄ 燃料ガス出口
２８ 酸化ガス流路
２８ａ 酸化ガス流路の平行直線部
２８ｂ 酸化ガス流路のＵターン部
２８ｃ 酸化ガス入口
２８ｄ 酸化ガス出口
２９ 燃料電池発電部対応部
３０、３１ 対向部
３２ 冷却水マニホルド
３２ａ 入り側の冷却水マニホルド
３２ｂ 出側の冷却水マニホルド
３３ 燃料ガスマニホルド
３３ａ 入り側の燃料ガスマニホルド
３３ｂ 出側の燃料ガスマニホルド
３４ 空気マニホルド
３４ａ 入り側の空気マニホルド
３４ｂ 出側の空気マニホルド
３５ ガス整流部
３６ ガス整流部
３７ ガス流路連通部
３８ シール部
３９ 堰
４０ 突起
４１、４２ 流路抵抗部
４３ ゴムシール部
Claims (7)
- ＭＥＡをセパレータで挟んで構成したセルを複数積層した燃料電池において、前記セパレータを金属材からなる第１の部材と燃料電池発電部対応部に中抜き穴をもち樹脂材からなる第２の部材とに分割形成し、前記第１の部材の燃料電池発電部対応部にガス流路部を形成し、前記第１の部材と前記第２の部材の前記燃料電池発電部対応部を挟んで対向する対向部位に前記ガス流路部に対して前記対向部を結ぶ方向と直交する方向にオフセットしたマニホルド部を形成し、前記第２の部材に前記マニホルド部と前記ガス流路部とを連通するガス流路連通部を形成し、該ガス流路連通部に、ガスの流れの方向を前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に向けるとともに前記ガス流路部との間のガスの流入・流出を前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に均一化させるガス整流部を形成し、該ガス整流部が、第２の部材に形成され前記ガス流路連通部内に突出する第１の突起を含み、前記第２の部材の、前記ガス流路連通部のうちガス整流部よりもマニホルド部側の部分に、セパレータの前記第１の部材側に突出して頂面がセパレータの前記第１の部材に当接し、セルが積層されてセル積層方向に締め付けられた時にセパレータの前記第１の部材が前記第２の部材側に寄ることを防止する第２の突起を形成したことを特徴とする燃料電池。
- 前記第２の部材の、接着剤を塗布する部分と塗布しない部分との境界に、該第２の部材と該第２の部材に隣り合う第１の部材との間をシール・接着する接着剤の保持堰を設けた請求項１記載の燃料電池。
- 前記第２の部材のガス出側のガス流路連通部の前記ガス整流部の前記第２の突起よりマニホルド部側に、流路抵抗部を形成した請求項１記載の燃料電池。
- 前記第２の部材のガス整流部と中抜き穴の縁部との間の間隔を所定値以上に確保した請求項１記載の燃料電池。
- 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる部分を有する請求項１記載の燃料電池。
- 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びており、前記ガス整流部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びている請求項１記載の燃料電池。
- 前記ガス流路連通部は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びており、前記ガス整流部の前記第１の突起は前記対向部を結ぶ方向と直交する方向に延びる少なくとも１本の突条を該突条の長手方向に分断して形成されている請求項１記載の燃料電池。
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| JP4109569B2 (ja) * | 2003-05-01 | 2008-07-02 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
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| TWI363768B (en) * | 2003-09-12 | 2012-05-11 | Sumitomo Chemical Co | Polymeric complex compound and polymeric light emitting element using same |
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| JP4617661B2 (ja) * | 2003-11-13 | 2011-01-26 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
| US7687175B2 (en) * | 2004-05-03 | 2010-03-30 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Hybrid bipolar plate assembly and devices incorporating same |
| JP4815762B2 (ja) * | 2004-07-05 | 2011-11-16 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP4792213B2 (ja) * | 2004-07-29 | 2011-10-12 | 東海ゴム工業株式会社 | 固体高分子型燃料電池用セパレータおよびそれを用いた固体高分子型燃料電池用セル |
| JP4470652B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-06-02 | カシオ計算機株式会社 | 燃料電池 |
| JP4595476B2 (ja) * | 2004-10-04 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP4752253B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2011-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP4426429B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2010-03-03 | 株式会社日立製作所 | 燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
| JP2008525984A (ja) * | 2004-12-28 | 2008-07-17 | ユーティーシー パワー コーポレイション | 触媒化層含有ｍｅａシール構造 |
| JP4770191B2 (ja) * | 2005-02-10 | 2011-09-14 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| WO2006112402A1 (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池及び燃料電池積層体 |
| JP2007005222A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 燃料電池および燃料電池用セパレータ |
| JP4984459B2 (ja) | 2005-08-29 | 2012-07-25 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池および樹脂フレーム |
| JP4761255B2 (ja) | 2005-12-02 | 2011-08-31 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池と当該燃料電池用セパレータの接着構造 |
| JP4765594B2 (ja) * | 2005-12-08 | 2011-09-07 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| US20080289755A1 (en) * | 2006-01-17 | 2008-11-27 | Matthew Peter Burdzy | Bonded Fuel Cell Assembly and Methods and Systems for Producing the Same |
| CA2643588C (en) * | 2006-03-08 | 2011-04-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cell laminate and fuel cell provided with the same |
| JP5040127B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2012-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池および燃料電池スタック |
| JP4899546B2 (ja) | 2006-03-13 | 2012-03-21 | トヨタ自動車株式会社 | セパレータ、および、燃料電池 |
| JP2007250351A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
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| JP4962900B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2012-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池及びその製造方法 |
| JP5146899B2 (ja) * | 2006-10-24 | 2013-02-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP4930176B2 (ja) * | 2007-05-07 | 2012-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池、燃料電池用メタルセパレータ及び燃料電池の製造方法 |
| JP5306615B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2013-10-02 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
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| EP2325933B1 (en) * | 2008-09-18 | 2017-09-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell and fuel cell stack provided with same |
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| KR101141495B1 (ko) * | 2009-07-31 | 2012-05-03 | 현대하이스코 주식회사 | 돌출형 냉각수 가이드라인을 구비하는 연료전지 스택 |
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| JP5823933B2 (ja) * | 2012-08-02 | 2015-11-25 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料電池 |
| CA2889861C (en) * | 2012-11-21 | 2019-04-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel-cell single cell |
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| EP3297080B1 (en) * | 2015-05-13 | 2020-12-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack |
| FR3040549B1 (fr) * | 2015-08-26 | 2017-09-15 | Commissariat Energie Atomique | Empilement de cellules electrochimiques reparties en groupes distincts comportant un compartiment d’homogeneisation |
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