JP4639744B2 - Fuel cell - Google Patents

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    • Y02E60/50Fuel cells

Description

この発明は、燃料電池用ガス流路形成部材および燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell gas flow path forming member and a fuel cell.

燃料電池は、一般に、単セルの積層体として形成される。単セルは、表面に触媒層を形成した電解質層から成るMEA(Membrane Electrode Assembly)と、導電性を有するガス不透過な部材により形成されてMEAとの間で単セル内のガス流路を形成するセパレータと、を備えている。このような燃料電池では、通常、MEAとセパレータとの間にさらに、単セル内でのガスの流れを確保するための部材が配設される。このような単セル内でのガス流れを確保するための部材を設ける例として、金属板を加工して多数のフィンを有する形状に成形した部材を用いる構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。金属部材は、カーボン部材などの他種の導電性部材に比べて強度が優れているため、燃料電池内部で単セルの積層方向に押圧力が加えられても変形することが少なく、単セル内でガス流路となる空間を安定して確保することができる。さらに金属部材は、加工が容易であるという利点を有している。   A fuel cell is generally formed as a stack of single cells. A single cell is formed by an MEA (Membrane Electrode Assembly) composed of an electrolyte layer with a catalyst layer formed on the surface and a gas-impermeable member having conductivity, and forms a gas flow path in the single cell between the MEA. And a separator. In such a fuel cell, a member for ensuring a gas flow in the single cell is usually disposed between the MEA and the separator. As an example of providing a member for ensuring gas flow in such a single cell, a configuration using a member formed by processing a metal plate into a shape having a large number of fins is known (for example, Patent Documents). 1). Since the metal member is superior in strength to other types of conductive members such as carbon members, it is less likely to be deformed even when a pressing force is applied in the stacking direction of the single cells inside the fuel cell. Thus, a space serving as a gas flow path can be secured stably. Furthermore, the metal member has an advantage that it can be easily processed.

特開2003−282098号公報JP 2003-282098 A 特開2004−87318号公報JP 2004-87318 A 特開2002−367621号公報JP 2002-367621 A 特開2003−173789号公報JP 2003-173789 A

しかしながら、金属板を加工して多数のフィンを設けた部材を、単セル内のガス流路を形成する部材として用いる場合には、フィンの端部とMEAとの接触部では、ガスの拡散性が不十分となる可能性がある。すなわち、MEAの触媒層におけるフィン端部との接触部に対して、ガスが充分に供給されなくなる可能性がある。このような場合には、上記接触部において電気化学反応が充分に進行し難くなり、電池全体の発電効率の低下を引き起こす可能性がある。   However, when a member provided with a large number of fins by processing a metal plate is used as a member for forming a gas flow path in a single cell, the gas diffusibility is at the contact portion between the end of the fin and the MEA. May be insufficient. That is, there is a possibility that the gas is not sufficiently supplied to the contact portion of the MEA catalyst layer with the fin end. In such a case, it is difficult for the electrochemical reaction to proceed sufficiently in the contact portion, which may cause a reduction in power generation efficiency of the entire battery.

ここで、触媒層においてガス供給が不十分となる領域を減らすために、MEAと接触するフィンの端部をより小さく形成する構成も考えられる。しかしながらこのように接触部を小さくする場合には、流路を形成する部材とMEAとの間の集電が不十分となって、却って燃料電池の発電効率が抑えられる可能性がある。   Here, in order to reduce the region where the gas supply is insufficient in the catalyst layer, a configuration in which the end portion of the fin contacting the MEA is made smaller is also conceivable. However, when the contact portion is made small in this way, the current collection between the member forming the flow path and the MEA becomes insufficient, and the power generation efficiency of the fuel cell may be suppressed.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、金属製部材によってガス流路形成部材を形成する際に、発電性能を向上させることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to improve power generation performance when forming a gas flow path forming member using a metal member.

上記目的を達成するために、本発明の第1の燃料電池用ガス流路形成部材は、表面に触媒層を備える電解質層と共に積層して用いられ、電気化学反応に供されるガスの流路を形成する燃料電池用ガス流路形成部材であって、
凹凸形状を有すると共に、前記燃料電池用ガス流路形成部材を両側から挟持する所定の隣接部材を配設したときに、該隣接部材間において、前記燃料電池用ガス流路形成部材の表裏両面にわたって連通した空間を形成する凹凸部と、
少なくとも、前記燃料電池用ガス流路形成部材を燃料電池内に配設したときに前記電解質層と対向する面側において、前記凹凸部が前記隣接部材に接触する接触部となる領域に形成され、前記凹凸部の厚み方向にガスが流通可能になる細孔と、
を備え、
前記燃料電池用ガス流路形成部材は、金属製部材によって形成されることを要旨とする。
In order to achieve the above object, the first fuel cell gas flow path forming member of the present invention is used by laminating together with an electrolyte layer having a catalyst layer on the surface, and is used for an electrochemical reaction. A fuel cell gas flow path forming member for forming
When a predetermined adjacent member having an uneven shape and sandwiching the fuel cell gas flow path forming member from both sides is disposed, the front and back surfaces of the fuel cell gas flow path forming member are disposed between the adjacent members. Uneven portions forming a communicating space;
At least on the surface side facing the electrolyte layer when the fuel cell gas flow path forming member is disposed in the fuel cell, the uneven portion is formed in a region to be a contact portion that contacts the adjacent member, Pores through which gas can circulate in the thickness direction of the irregularities;
With
The gist of the fuel cell gas flow path forming member is formed of a metal member.

以上のように構成された本発明の第1の燃料電池用ガス流路形成部材によれば、この燃料電池用ガス流路形成部材を用いて燃料電池を組み立てる際に、上記細孔を有する面を触媒層側に配設することにより、触媒層におけるガスの給排効率を向上させ、燃料電池の性能を向上させることができる。また、本発明の第1の燃料電池用ガス流路形成部材を、上記細孔を有する面が触媒層側となるように配設することにより、触媒層における排水性を向上させ、燃料電池の性能を向上させることができる。   According to the first fuel cell gas flow path forming member of the present invention configured as described above, the surface having the pores when the fuel cell is assembled using the fuel cell gas flow path forming member. By disposing on the catalyst layer side, the gas supply / discharge efficiency in the catalyst layer can be improved, and the performance of the fuel cell can be improved. Further, by disposing the first fuel cell gas flow path forming member of the present invention so that the surface having the pores is on the catalyst layer side, drainage performance in the catalyst layer is improved, and the fuel cell Performance can be improved.

本発明の第1の燃料電池用ガス流路形成部材において、
前記凹凸形状は、前記電解質層と対向する面側における前記凹凸部と前記隣接部材との接触部となる領域の総面積が、他方の面側における前記凹凸部と前記隣接部材との接触部となる領域の総面積よりも大きくなる形状であることとしても良い。
In the first fuel cell gas flow path forming member of the present invention,
The concavo-convex shape is such that a total area of a region that becomes a contact portion between the concavo-convex portion and the adjacent member on the surface side facing the electrolyte layer is equal to a contact portion between the concavo-convex portion and the adjacent member on the other surface side. The shape may be larger than the total area of the region to be formed.

このような構成とすれば、この燃料電池用ガス流路形成部材を用いて燃料電池を組み立てる際に、上記接触部となる領域の総面積がより大きい側を触媒層側に配設することにより、燃料電池における集電性を向上させることができる。さらに、上記の向きに燃料電池用ガス流路形成部材を配設することにより、電解質層に掛かる圧力を電解質層全体に分散させることができるため、電解質層に局所的に強い圧力が印加されることがなく、燃料電池において電解質層の耐久性を向上させることができる。   With this configuration, when the fuel cell is assembled using the fuel cell gas flow path forming member, the side having the larger total area of the region to be the contact portion is disposed on the catalyst layer side. In addition, the current collecting property in the fuel cell can be improved. Furthermore, by disposing the fuel cell gas flow path forming member in the above-described direction, the pressure applied to the electrolyte layer can be dispersed throughout the electrolyte layer, so that a strong pressure is locally applied to the electrolyte layer. In the fuel cell, the durability of the electrolyte layer can be improved.

本発明の第1の燃料電池用ガス流路形成部材は、
金属製の板状部材に対して剪断加工を施すと共に、該剪断加工を施した剪断部近傍に対して前記板状部材の伸びおよび/または曲げを伴う加工を施すことによって、前記凹凸形状を形成したこととしても良い。
The first fuel cell gas flow path forming member of the present invention comprises:
Forming the concave-convex shape by subjecting a metal plate-like member to shearing and subjecting the vicinity of the sheared portion subjected to the shearing processing to elongation and / or bending of the plate-like member. It is also good to have done.

このような構成とすれば、簡便なプレス加工によって燃料電池用ガス流路形成部材を作製することが可能となり、燃料電池用ガス流路形成部材の製造工程を簡素化できる。   With such a configuration, it becomes possible to produce the fuel cell gas flow path forming member by simple press working, and the manufacturing process of the fuel cell gas flow path forming member can be simplified.

本発明の第2の燃料電池用ガス流路形成部材は、表面に触媒層を備える電解質層と共に積層して用いられ、電気化学反応に供されるガスの流路を形成する燃料電池用ガス流路形成部材であって、
凹凸形状を有すると共に、前記燃料電池用ガス流路形成部材を両側から挟持する所定の隣接部材を配設したときに、該隣接部材間において、前記燃料電池用ガス流路形成部材の表裏両面にわたって連通した空間を形成する凹凸部を備え、
前記燃料電池用ガス流路形成部材は、金属製の多孔質体によって形成されることを要旨とする。
The second fuel cell gas flow path forming member of the present invention is used by laminating with an electrolyte layer having a catalyst layer on the surface, and forms a flow path for a gas to be subjected to an electrochemical reaction. A road forming member,
When a predetermined adjacent member having an uneven shape and sandwiching the fuel cell gas flow path forming member from both sides is disposed, the front and back surfaces of the fuel cell gas flow path forming member are disposed between the adjacent members. It has a concavo-convex part that forms a communicating space,
The gist of the fuel cell gas flow path forming member is formed of a metal porous body.

以上のように構成された本発明の第2の燃料電池用ガス流路形成部材によれば、この燃料電池用ガス流路形成部材を用いて燃料電池を組み立てることにより、触媒層におけるガスの給排効率を向上させ、燃料電池の性能を向上させることができる。また、触媒層における排水性を向上させ、燃料電池の性能を向上させることができる。   According to the second fuel cell gas flow path forming member of the present invention configured as described above, by assembling a fuel cell using the fuel cell gas flow path forming member, the gas supply in the catalyst layer is performed. The exhaust efficiency can be improved and the performance of the fuel cell can be improved. Moreover, the drainage property in a catalyst layer can be improved and the performance of a fuel cell can be improved.

本発明の第2の燃料電池用ガス流路形成部材において、
前記凹凸形状は、前記燃料電池用ガス流路形成部材を燃料電池内に配設したときに前記電解質と対向する面側における前記凹凸部と前記隣接部材との接触部となる領域の総面積が、他方の面側における前記凹凸部と前記隣接部材との接触部となる領域の総面積よりも大きくなる形状であることとしても良い。
In the second fuel cell gas flow path forming member of the present invention,
The concavo-convex shape has a total area of a region that becomes a contact portion between the concavo-convex portion and the adjacent member on the surface facing the electrolyte when the fuel cell gas flow path forming member is disposed in the fuel cell. The shape may be larger than the total area of the region serving as the contact portion between the uneven portion and the adjacent member on the other surface side.

このような構成とすれば、この燃料電池用ガス流路形成部材を用いて燃料電池を組み立てる際に、上記接触部となる領域の総面積がより大きい側を触媒層側に配設することにより、燃料電池における集電性を向上させることができる。さらに、電解質層に掛かる圧力を電解質層全体に分散させることができるため、電解質層に局所的に強い圧力が印加されることがなく、燃料電池において電解質層の耐久性を向上させることができる。   With this configuration, when the fuel cell is assembled using the fuel cell gas flow path forming member, the side having the larger total area of the region to be the contact portion is disposed on the catalyst layer side. In addition, the current collecting property in the fuel cell can be improved. Furthermore, since the pressure applied to the electrolyte layer can be dispersed throughout the electrolyte layer, a strong pressure is not locally applied to the electrolyte layer, and the durability of the electrolyte layer in the fuel cell can be improved.

本発明の第1または第2の燃料電池用ガス流路形成部材において、
前記凹凸形状は、一列に並んだ複数の凸部から成る列を、該列同士が互いに平行となるように複数配設した形状であって、隣接する列の間では、該列に垂直な方向に対して前記凸部の位置が所定のずれを示すように、前記凸部が配設されていることとしても良い。
In the first or second fuel cell gas flow path forming member of the present invention,
The concavo-convex shape is a shape in which a plurality of rows composed of a plurality of convex portions arranged in a row are arranged so that the rows are parallel to each other, and between adjacent rows, a direction perpendicular to the rows The protrusions may be arranged so that the position of the protrusions shows a predetermined deviation.

このような構成とすれば、燃料電池用ガス流路形成部材が燃料電池内で形成するガス流路において、ガスを攪拌し、触媒層へのガス供給効率を向上させることができる。また、燃料電池用ガス流路形成部材が単セル内で形成するガス流路において、ガス分配の均一性を向上させることができる。   With such a configuration, it is possible to improve the gas supply efficiency to the catalyst layer by stirring the gas in the gas flow path formed in the fuel cell by the fuel cell gas flow path forming member. In addition, the uniformity of gas distribution can be improved in the gas flow path formed in the single cell by the fuel cell gas flow path forming member.

本発明の第1の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法は、表面に触媒層を備える電解質層と共に積層して用いられ、電気化学反応に供されるガスの流路を形成する燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法であって、
(a)金属製板状部材を用意する工程と、
(b)前記板状部材の所定の位置に、該板状部材を厚み方向に打ち抜くことによって、複数の細孔を形成する工程と、
(c)前記板状部材の所定の位置に、前記板状部材を貫通する2本の切れ込みから成る切れ込み部を複数形成する工程と、
(d)前記板状部材に形成した各々の前記切れ込み部の2本の切れ込み間の領域に対して成形加工を施して、前記板状部材の他の領域であって前記細孔を有する基板部に対して所定の高さを有する凸部を形成する工程と
を備えることを要旨とする。
The first fuel cell gas flow path forming member manufacturing method according to the present invention is used by laminating together with an electrolyte layer having a catalyst layer on the surface, and forms a flow path for a gas to be subjected to an electrochemical reaction. A method for producing a gas flow path forming member,
(A) preparing a metal plate member;
(B) forming a plurality of pores by punching the plate member in a thickness direction at a predetermined position of the plate member;
(C) forming a plurality of cut portions made of two cuts penetrating the plate member at a predetermined position of the plate member;
(D) Substrate part which is other area | regions of the said plate-shaped member, and has the said pore by performing a shaping | molding process with respect to the area | region between two notches of each said notch part formed in the said plate-shaped member And a step of forming a convex portion having a predetermined height.

本発明の第2の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法は、表面に触媒層を備える電解質層と共に積層して用いられ、電気化学反応に供されるガスの流路を形成する燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法であって、
(a)多孔質な金属製板状部材を用意する工程と、
(b)前記板状部材の所定の位置に、前記板状部材を貫通する複数の切れ込みを形成する工程と、
(c)前記板状部材において前記複数の切れ込みが形成された領域に対して成形加工を施して、前記切れ込みを介して前記板状部材の表裏両面にわたって連通した凹凸形状を有する凹凸部を形成する工程と
を備えることを要旨とする。
The second fuel cell gas flow path forming member manufacturing method of the present invention is used by laminating together with an electrolyte layer having a catalyst layer on the surface, and forms a flow path for a gas to be subjected to an electrochemical reaction. A method for producing a gas flow path forming member,
(A) preparing a porous metal plate-like member;
(B) forming a plurality of cuts penetrating the plate member at a predetermined position of the plate member;
(C) Forming the concavo-convex portion having a concavo-convex shape that is communicated over both the front and back surfaces of the plate-like member through the cuts, by forming the region where the plurality of cuts are formed in the plate-like member. The gist is to provide a process.

以上のように構成された本発明の第1および第2の燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法によれば、簡便なプレス加工によって燃料電池用ガス流路形成部材を作製することが可能となり、燃料電池用ガス流路形成部材の製造工程を簡素化できる。   According to the first and second fuel cell gas flow path forming members of the present invention configured as described above, the fuel cell gas flow path forming member can be produced by simple press working. Thus, the manufacturing process of the fuel cell gas flow path forming member can be simplified.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、燃料電池用ガス流路形成部材を備える燃料電池や、燃料電池用ガス流路形成部材の製造方法などの形態で実現することが可能である。   The present invention can be realized in various forms other than those described above. For example, the present invention can be realized in the form of a fuel cell including a fuel cell gas flow path forming member, a method of manufacturing a fuel cell gas flow path forming member, and the like. Is possible.

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.燃料電池の構成:
B.ガス流路形成部材の構造と作用:
C.第2実施例:
D.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Fuel cell configuration:
B. Structure and operation of gas flow path forming member:
C. Second embodiment:
D. Variations:

A.燃料電池の構成:
本発明の第1実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池であり、単セルを複数積層したスタック構造を有している。図1は、第1実施例の燃料電池を構成する単セル20の構成の概略を現わす断面模式図である。単セル20は、表面に触媒層(図示せず)を備える電解質層21と、電解質層21を両側から挟持してサンドイッチ構造を形成するガス拡散層22,23と、このサンドイッチ構造をさらに両側から挟持するガス流路形成部材25,26と、ガス流路形成部材25,26の外側に配設されたセパレータ27,28とを備えている。
A. Fuel cell configuration:
The fuel cell of the first embodiment of the present invention is a polymer electrolyte fuel cell and has a stack structure in which a plurality of single cells are stacked. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the configuration of a single cell 20 constituting the fuel cell of the first embodiment. The unit cell 20 includes an electrolyte layer 21 having a catalyst layer (not shown) on the surface, gas diffusion layers 22 and 23 that sandwich the electrolyte layer 21 from both sides to form a sandwich structure, and the sandwich structure further from both sides. Gas flow path forming members 25 and 26 to be sandwiched, and separators 27 and 28 disposed outside the gas flow path forming members 25 and 26 are provided.

電解質層21は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。本実施例では、ナフィオン膜(デュポン社製)を使用した。電解質層21上に形成される触媒層は、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金、あるいは白金と他の金属から成る合金を備えている。触媒層形成するには、例えば、白金または白金と他の金属からなる合金を担持したカーボン粉を作製し、この触媒を担持したカーボン粉を適当な有機溶剤に分散させ、電解質溶液(例えば、Aldrich Chemical社、Nafion Solution)を適量添加することで、ペーストを作製すればよい。このペーストを、電解質層21上にスクリーン印刷等の方法により塗布することで、触媒層を形成することができる。あるいは、上記触媒を担持したカーボン粉を含有するペーストを膜成形してシートを作製し、このシートを電解質層21上にプレスすることによって触媒層を形成したり、上記ペーストをガス拡散層22,23側に塗布することとしても良い。   The electrolyte layer 21 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material such as a fluorine resin, and exhibits good electrical conductivity in a wet state. In this example, a Nafion membrane (manufactured by DuPont) was used. The catalyst layer formed on the electrolyte layer 21 includes a catalyst that promotes an electrochemical reaction, such as platinum or an alloy made of platinum and other metals. In order to form the catalyst layer, for example, carbon powder carrying platinum or an alloy made of platinum and another metal is prepared, and the carbon powder carrying the catalyst is dispersed in an appropriate organic solvent, and an electrolyte solution (for example, Aldrich) is formed. A paste may be prepared by adding an appropriate amount of Chemical, Nafion Solution). By applying this paste onto the electrolyte layer 21 by a method such as screen printing, a catalyst layer can be formed. Alternatively, a sheet containing a carbon powder carrying the catalyst is formed into a sheet, and a sheet is formed on the electrolyte layer 21 by pressing the sheet, or the paste is used as a gas diffusion layer 22, It is good also as applying to 23 side.

ガス拡散層22,23は、ガス透過性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、発泡金属や金属メッシュなどの金属製部材や、カーボンクロスやカーボンペーパなどのカーボン製部材により形成することができる。このようなガス拡散層22,23は、電気化学反応に供されるガスを拡散させると共に、触媒層との間で集電を行なう。   The gas diffusion layers 22 and 23 are made of a member having gas permeability and electronic conductivity, and are formed of, for example, a metal member such as foam metal or metal mesh, or a carbon member such as carbon cloth or carbon paper. can do. Such gas diffusion layers 22 and 23 diffuse the gas used for the electrochemical reaction and collect current with the catalyst layer.

ガス流路形成部材25,26は、ガス拡散層とセパレータとの間に配設されて、両者の間にガス流路となる空間を形成する。ガス拡散層22とセパレータ27との間に配設されるガス流路形成部材25は、酸素を含有する酸化ガスが通過する単セル内酸化ガス流路を形成する。また、ガス拡散層23とセパレータ28との間に配設されるガス流路形成部材26は、水素を含有する燃料ガスが通過する単セル内燃料ガス流路を形成する。ここで、本実施例では、ガス流路形成部材25,26をチタンによって形成している。チタンは耐食性に優れた金属であり、強い還元雰囲気となる単セル内燃料ガス流路や強い酸化雰囲気となる単セル内酸化ガス流路を形成する部材の構成材料として望ましい。なお、耐久性が許容できる場合には、ステンレス鋼など他種の金属によりガス流路形成部材25,26を形成しても良い。あるいは、金属製板材を所定の形状に成型した後に、表面に貴金属層などの耐食層を設けることによってガス流路形成部材25,26を形成しても良い。ガス流路形成部材25,26の構造は、本発明の要部に対応するものであり、後に詳しく説明する。   The gas flow path forming members 25 and 26 are disposed between the gas diffusion layer and the separator, and form a space serving as a gas flow path between them. The gas flow path forming member 25 disposed between the gas diffusion layer 22 and the separator 27 forms an in-single cell oxidizing gas flow path through which an oxidizing gas containing oxygen passes. Further, the gas flow path forming member 26 disposed between the gas diffusion layer 23 and the separator 28 forms a fuel gas flow path in a single cell through which a fuel gas containing hydrogen passes. Here, in this embodiment, the gas flow path forming members 25 and 26 are made of titanium. Titanium is a metal with excellent corrosion resistance, and is desirable as a constituent material of a member that forms a fuel gas channel in a single cell that provides a strong reducing atmosphere and an oxidizing gas channel in a single cell that provides a strong oxidizing atmosphere. If the durability is acceptable, the gas flow path forming members 25 and 26 may be formed of other types of metals such as stainless steel. Alternatively, the gas flow path forming members 25 and 26 may be formed by forming a metal plate into a predetermined shape and then providing a corrosion-resistant layer such as a noble metal layer on the surface. The structure of the gas flow path forming members 25 and 26 corresponds to the main part of the present invention, and will be described in detail later.

セパレータ27,28は、電子伝導性を有する材料で形成されたガス不透過な部材であり、例えば、ステンレス鋼等の金属部材やカーボン部材によって形成することができる。本実施例のセパレータ27,28は、薄板状に形成されており、ガス流路形成部材25,26と接する面は、凹凸のない平坦面となっている。   The separators 27 and 28 are gas-impermeable members formed of a material having electron conductivity, and can be formed of, for example, a metal member such as stainless steel or a carbon member. The separators 27 and 28 of the present embodiment are formed in a thin plate shape, and the surfaces in contact with the gas flow path forming members 25 and 26 are flat surfaces with no unevenness.

なお、単セル20の外周部には、単セル内燃料ガス流路および単セル内酸化ガス流路におけるガスシール性を確保するために、ガスケット等のシール部材が配設されている。また、単セル20の外周部には、単セル20の積層方向と平行であって燃料ガスあるいは酸化ガスが流通する複数のガスマニホールドが設けられている(図示せず)。これら複数のガスマニホールドのうちの燃料ガス供給マニホールドを流れる燃料ガスは、各単セル20に分配され、電気化学反応に供されつつ各単セル内燃料ガス流路(ガス流路形成部材26およびガス拡散層23)内を通過し、その後、燃料ガス排出マニホールドに集合する。同様に、酸化ガス供給マニホールドを流れる酸化ガスは、各単セル20に分配され、電気化学反応に供されつつ各単セル内酸化ガス流路(ガス流路形成部材25およびガス拡散層22)内を通過し、その後、酸化ガス排出マニホールドに集合する。図1では、単セル内燃料ガス流路における燃料ガス(H2)と単セル内酸化ガス流路における酸化ガス(O2)とは並行に流れるように記載しているが、これらのガスの流れは、ガスマニホールドの配置によって、上記した並行の他、対向、直交など異なる向きに流れることとしても良い。 In addition, a sealing member such as a gasket is disposed on the outer peripheral portion of the single cell 20 in order to ensure gas sealing performance in the single-cell fuel gas flow path and the single-cell oxidizing gas flow path. In addition, a plurality of gas manifolds (not shown) are provided on the outer peripheral portion of the single cell 20 in parallel with the stacking direction of the single cells 20 and through which fuel gas or oxidizing gas flows. The fuel gas flowing through the fuel gas supply manifold among the plurality of gas manifolds is distributed to each single cell 20 and is subjected to an electrochemical reaction, and the fuel gas flow path in each single cell (the gas flow path forming member 26 and the gas). It passes through the diffusion layer 23) and then collects in the fuel gas discharge manifold. Similarly, the oxidant gas flowing through the oxidant gas supply manifold is distributed to each single cell 20 and is supplied to the electrochemical cell in each single cell while being subjected to an electrochemical reaction (in the gas channel forming member 25 and the gas diffusion layer 22). And then collect in the oxidizing gas discharge manifold. In FIG. 1, the fuel gas (H 2 ) in the single-cell fuel gas flow path and the oxidizing gas (O 2 ) in the single-cell oxidizing gas flow path are shown to flow in parallel. Depending on the arrangement of the gas manifold, the flow may flow in different directions such as facing and orthogonal, in addition to the above-described parallel.

燃料電池に供給される燃料ガスとしては、炭化水素系燃料を改質して得られる水素リッチガスを用いても良いし、純度の高い水素ガスを用いても良い。また、燃料電池に供給される酸化ガスとしては、例えば空気を用いることができる。   As the fuel gas supplied to the fuel cell, a hydrogen-rich gas obtained by reforming a hydrocarbon-based fuel may be used, or a high-purity hydrogen gas may be used. For example, air can be used as the oxidizing gas supplied to the fuel cell.

なお、図示は省略しているが、スタック構造の内部温度を調節するために、各単セル間に、あるいは所定数の単セルを積層する毎に、冷媒の通過する冷媒流路を設けても良い。冷媒流路は、例えば、隣り合う単セル間において、一方の単セルが備えるセパレータ27と、他方の単セルが備えるセパレータ28との間に設けることができる。   Although illustration is omitted, in order to adjust the internal temperature of the stack structure, a refrigerant flow path through which the refrigerant passes may be provided between the single cells or every time a predetermined number of single cells are stacked. good. For example, the refrigerant flow path can be provided between the separators 27 included in one unit cell and the separators 28 included in the other unit cell between adjacent unit cells.

B.ガス流路形成部材の構造と作用:
図2は、ガス流路形成部材25の構成の概要を表わす平面図であり、図3は、図2の3−3断面における断面図である。なお、ガス流路形成部材26もガス流路形成部材25と同様の構造を有しており、単セル20内に配設される向きが異なる(互いに対向する)だけであるため、以下、ガス流路形成部材25について説明する。
B. Structure and operation of gas flow path forming member:
FIG. 2 is a plan view showing an outline of the configuration of the gas flow path forming member 25, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 in FIG. The gas flow path forming member 26 has the same structure as that of the gas flow path forming member 25, and only the direction in which the gas flow path forming member 26 is disposed in the single cell 20 is different (opposing each other). The flow path forming member 25 will be described.

図2に示すように、ガス流路形成部材25は、平板状の基板部30と、基板部30から突出して設けられた複数の凸部32と、を備えている。基板部30には、規則的な配置で、基板部30を厚み方向に貫通する多数の細孔34が設けられている。基板部30と凸部32とによって形成される凹凸形状は、図2に示すように、凸部32が等間隔で一方向(図2のX方向)に複数並べられた列(図2において一例を列Lと示す)を、この列同士が互いに平行となるように複数配設した形状である。ここでは、隣接する列の間では、列に垂直な方向(図2におけるY方向)に対して凸部32の位置が所定のずれを示すように、複数の列が配設されている。また、凸部32は、その内部にもガスが流通可能な中空の凸状構造となっている。図4は、図2に示す領域Rの様子を拡大して示す斜視図である。   As shown in FIG. 2, the gas flow path forming member 25 includes a flat plate-like substrate portion 30 and a plurality of convex portions 32 provided so as to protrude from the substrate portion 30. The substrate part 30 is provided with a large number of pores 34 penetrating the substrate part 30 in the thickness direction in a regular arrangement. As shown in FIG. 2, the concavo-convex shape formed by the substrate portion 30 and the convex portion 32 is a row in which a plurality of convex portions 32 are arranged in one direction (X direction in FIG. 2) at equal intervals (an example in FIG. 2). Is shown in a row L), and a plurality of such rows are arranged in parallel to each other. Here, between adjacent rows, a plurality of rows are arranged so that the position of the convex portion 32 shows a predetermined shift with respect to a direction perpendicular to the row (Y direction in FIG. 2). The convex portion 32 has a hollow convex structure that allows gas to flow therethrough. FIG. 4 is an enlarged perspective view showing the state of the region R shown in FIG.

図4に示すように、凸部32は、全体として略直方体形状を有している。この略直方体形状における4つの側面のうち、対向する一組の側面を構成する側壁32wと、上記略直方体の上面32tとは、連続して形成されており、基板部30に対して一体に設けられている。また、上記略直方体形状における対向する他の側面は、開口部32pとなっている。なお、上記略直方体の下面は、基板部30において開口部32eとなっている。単セル20内部では、基板部30がガス拡散層22と当接し、各々の凸部32の上面32tがセパレータ27と当接する向きに、ガス流路形成部材25が配設される。   As shown in FIG. 4, the convex part 32 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole. Of the four side surfaces in the substantially rectangular parallelepiped shape, the side wall 32w constituting a pair of opposing side surfaces and the upper surface 32t of the substantially rectangular parallelepiped are formed continuously and provided integrally with the substrate unit 30. It has been. Moreover, the other side surface which opposes in the said substantially rectangular parallelepiped shape is the opening part 32p. Note that the lower surface of the substantially rectangular parallelepiped is an opening 32 e in the substrate portion 30. Inside the single cell 20, the gas flow path forming member 25 is disposed in such a direction that the substrate portion 30 contacts the gas diffusion layer 22 and the upper surface 32 t of each convex portion 32 contacts the separator 27.

本実施例のガス流路形成部材25は、1枚の金属製板状部材を一連のプレス加工によって所定の凹凸形状に成形することによって作製される。図5は、ガス流路形成部材25の製造工程を表わす説明図である。   The gas flow path forming member 25 of this embodiment is manufactured by forming a single metal plate-like member into a predetermined uneven shape by a series of press processes. FIG. 5 is an explanatory view showing a manufacturing process of the gas flow path forming member 25.

ガス流路形成部材25を製造する際には、まず、金属製板状部材を用意する(ステップS100)。本実施例では、チタン製の略長方形状の板状部材を用意している。この板状部材は、例えば、0.1mm〜0.2mmの厚さとすることができる。   When manufacturing the gas flow path forming member 25, first, a metal plate-like member is prepared (step S100). In this embodiment, a substantially rectangular plate-like member made of titanium is prepared. The plate-like member can have a thickness of 0.1 mm to 0.2 mm, for example.

次に、この板状部材の所定の位置に、穴抜き加工により細孔34を形成する(ステップS110)。板状部材に細孔34を形成した様子を図6に示す。本実施例の細孔34は、図6に示すように、凸部32を形成する位置を考慮した上で、すなわち凸部32が形成される位置を除いて、縦横規則的に配列するように設けられる。細孔34は、例えば、直径1mm以下の略円形とすることができる。   Next, the pores 34 are formed at predetermined positions of the plate-like member by punching (step S110). A state in which the pores 34 are formed in the plate-like member is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the pores 34 of the present embodiment are arranged vertically and horizontally in consideration of the position where the convex portion 32 is formed, that is, excluding the position where the convex portion 32 is formed. Provided. For example, the pores 34 may be substantially circular with a diameter of 1 mm or less.

また、ステップS110とは別に、上記板状部材において、剪断加工(直線的な切断加工)により切れ込み部36を形成する(ステップS120)。板状部材に対して、細孔34と共に切れ込み部36を形成した様子を図7に示す。切れ込み部36は、板状部材を貫通すると共に所定の長さを有する互いに略平行な2本の切れ込み37から成り、凸部32を形成すべき位置に対応する位置に設けられる。すなわち、板状部材において凸部32を形成したときに、開口部32eの対向する2つの辺であって、開口部32pの1辺を成す線分に対応する位置に、切れ込み37が形成される。この切れ込み37に対応する開口部32pにおける辺を、図4に辺32lとして示す。   In addition to step S110, the notch 36 is formed in the plate-shaped member by shearing (linear cutting) (step S120). FIG. 7 shows a state in which the cut portions 36 are formed together with the pores 34 in the plate-like member. The cut portion 36 includes two cuts 37 that pass through the plate member and have a predetermined length and are substantially parallel to each other, and is provided at a position corresponding to a position where the convex portion 32 is to be formed. That is, when the convex part 32 is formed in the plate-like member, the notch 37 is formed at a position corresponding to a line segment forming one side of the opening part 32p, which is the two opposing sides of the opening part 32e. . The side in the opening 32p corresponding to this notch 37 is shown as side 32l in FIG.

その後、張り出し成形により、凸部32を形成し(ステップS130)、ガス流路形成部材25を完成する。すなわち、この凸部32の形成は、板状部材において、既述した略平行な2本の切れ込み37間を張り出し成形により引き伸ばすことによって行なう。   Then, the convex part 32 is formed by overhang forming (step S130), and the gas flow path forming member 25 is completed. That is, the convex portion 32 is formed by stretching between the two substantially parallel cuts 37 described above in the plate-like member by stretch forming.

このようにして作製したガス流路形成部材25は、既述したように燃料電池内で単セル内酸化ガス流路を形成し、酸化ガスは、ガス流路形成部材25によってガス拡散層22とセパレータ27との間に形成される空間内を通過しつつ、ガス拡散層22内を拡散して触媒層に供給される。ここで、単セル内酸化ガス流路全体としては、酸化ガスは一定の方向(図1および図2参照)に向かって流れるが、実際の単セル内酸化ガス流路の内部では、酸化ガスは、凸部32によってガス流れ方向が種々の方向に乱される状態となる。より具体的には、酸化ガスは、凸部32の側壁32wに当接して向きを変更させられ、一部は開口部32pを介して凸部32内部に出入りする。   The gas flow path forming member 25 manufactured in this way forms an oxidizing gas flow path in the single cell in the fuel cell as described above, and the oxidizing gas is separated from the gas diffusion layer 22 by the gas flow path forming member 25. The gas diffused in the gas diffusion layer 22 while passing through the space formed between the separator 27 and supplied to the catalyst layer. Here, as a whole oxidant gas flow path in the single cell, the oxidant gas flows in a certain direction (see FIGS. 1 and 2), but in the actual oxidant gas flow path in the single cell, The gas flow direction is disturbed in various directions by the convex portion 32. More specifically, the oxidizing gas comes into contact with the side wall 32w of the convex portion 32 to change its direction, and a part thereof enters and exits the convex portion 32 through the opening 32p.

燃料電池が発電を行なう際には、単セル内酸化ガス流路と触媒層との間で、基板部30に設けた細孔34および開口部32eと、ガス拡散層22とを介して、酸化ガスが給排される。また、燃料電池が発電する際には、電気化学反応の進行に伴いカソード側の触媒層上で生成水が生じるが、本実施例では、ガス拡散層22と、基板部30に設けた細孔34および開口部32eとを介して、触媒層から単セル内酸化ガス流路へと生成水が排出される。なお、単セル内燃料ガス流路においても同様に、触媒層との間で燃料ガスの給排が行なわれる。   When the fuel cell performs power generation, oxidation is performed between the oxidizing gas flow path in the single cell and the catalyst layer via the pores 34 and the openings 32 e provided in the substrate portion 30 and the gas diffusion layer 22. Gas is supplied and discharged. In addition, when the fuel cell generates power, water is generated on the cathode catalyst layer as the electrochemical reaction proceeds. In this embodiment, the gas diffusion layer 22 and the pores provided in the substrate portion 30 are generated. The generated water is discharged from the catalyst layer to the oxidizing gas flow path in the single cell through 34 and the opening 32e. Similarly, fuel gas is supplied to and discharged from the catalyst layer in the fuel gas flow path in the single cell.

以上のように構成された本実施例の燃料電池によれば、ガス流路形成部材の基板部30において細孔34を設けているため、単セル内ガス流路と触媒層との間では、凸部32を設ける際に形成される開口部32eに加えて、さらに、細孔34を介してガスを給排することが可能となる。すなわち、基板部30に覆われた領域であっても、細孔34を介して、触媒層に対するガスの流通を確保することができる。したがって、単セル内ガス流路と触媒層との間でガスを給排する効率を向上させることができる。また、本実施例の燃料電池によれば、ガス流路形成部材の基板部30において細孔34を設けているため、凸部32を設ける際に形成される開口部32eに加えて、さらに細孔34を介して、カソード側の触媒層で生じた生成水を単セル内ガス流路側へと排出することが可能となる。したがって、生成水の排水効率を向上させることができる。このように、ガスの給排効率および生成水の排出効率を向上させることができることにより、本実施例の燃料電池によれば、発電効率を向上させることができる。   According to the fuel cell of the present embodiment configured as described above, since the pores 34 are provided in the substrate portion 30 of the gas flow path forming member, between the gas flow path in the single cell and the catalyst layer, In addition to the opening 32e formed when the convex portion 32 is provided, the gas can be further supplied and discharged through the pore 34. That is, even in the region covered with the substrate portion 30, the gas flow to the catalyst layer can be ensured through the pores 34. Therefore, the efficiency of supplying and discharging gas between the gas flow path in the single cell and the catalyst layer can be improved. Further, according to the fuel cell of the present embodiment, since the pores 34 are provided in the substrate part 30 of the gas flow path forming member, in addition to the opening part 32e formed when the convex part 32 is provided, the finer part 34 is further reduced. It is possible to discharge the generated water generated in the catalyst layer on the cathode side to the gas flow path side in the single cell through the hole 34. Therefore, the drainage efficiency of generated water can be improved. Thus, by improving the gas supply / discharge efficiency and the generated water discharge efficiency, according to the fuel cell of the present embodiment, the power generation efficiency can be improved.

なお、本発明の燃料電池では、上記のようにガスの給排効率を向上させる効果を、細孔34を設けることによって得ているため、ガスの給排効率を向上させるために、ガス流路形成部材とガス拡散層との接触部の面積を小さくする必要がない。すなわち、ガス拡散層との接触部の面積を充分に確保しつつガスの給排効率を向上させることができる。したがって、ガスの給排効率を向上させても、集電性が損なわれることがない。   In the fuel cell of the present invention, since the effect of improving the gas supply / discharge efficiency is obtained by providing the pores 34 as described above, the gas flow path is used to improve the gas supply / discharge efficiency. There is no need to reduce the area of the contact portion between the forming member and the gas diffusion layer. That is, the gas supply / discharge efficiency can be improved while sufficiently securing the area of the contact portion with the gas diffusion layer. Therefore, even if the gas supply / discharge efficiency is improved, the current collecting performance is not impaired.

特に、本実施例では、ガス拡散層との接触部となる領域(基板部30)の総面積が、セパレータとの接触部となる領域(凸部32の上面32t)の総面積よりも大きくなるようにガス流路形成部材を形成することにより、触媒層との間の集電性を向上する効果をより高めている。このようにガス拡散層との接触部をより大きくしても、基板部30に細孔34を設けることで触媒層へのガス拡散性を確保することができるため、ガス拡散効率と集電性とを両立させることができる。   In particular, in this embodiment, the total area of the region (substrate portion 30) that becomes the contact portion with the gas diffusion layer is larger than the total area of the region (the upper surface 32t of the convex portion 32) that becomes the contact portion with the separator. By forming the gas flow path forming member in this manner, the effect of improving the current collecting property with the catalyst layer is further enhanced. Thus, even if the contact portion with the gas diffusion layer is made larger, the gas diffusivity to the catalyst layer can be ensured by providing the pores 34 in the substrate portion 30. Can be made compatible.

ここで、ガス流路形成部材においてガス拡散層との接触部の面積をより大きくすることで集電性が向上するのは、ガス拡散層を介して、触媒層を表面に有する電解質層21のより広い領域に対して充分な面圧をかけることが可能となるためである。ガス流路形成部材とガス拡散層とが接していない領域では、ガス拡散層から電解質層21上の触媒層に対して充分な圧力がかからず、ガス拡散層と触媒層との間の接触面積を確保し難い領域が生じる可能性がある。しかしながら、ガス拡散部材とガス拡散層との接触面積を大きくすることで、触媒層全体において、ガス拡散層との間の接触面積を充分に確保することが可能となる。   Here, by increasing the area of the contact portion with the gas diffusion layer in the gas flow path forming member, the current collecting property is improved through the gas diffusion layer of the electrolyte layer 21 having the catalyst layer on the surface. This is because a sufficient surface pressure can be applied to a wider area. In a region where the gas flow path forming member and the gas diffusion layer are not in contact with each other, sufficient pressure is not applied from the gas diffusion layer to the catalyst layer on the electrolyte layer 21, and contact between the gas diffusion layer and the catalyst layer is not achieved. There is a possibility that a region where it is difficult to secure an area may be generated. However, by increasing the contact area between the gas diffusion member and the gas diffusion layer, it is possible to ensure a sufficient contact area between the gas diffusion layer and the entire catalyst layer.

なお、上記のように電解質層21上の触媒層に対してガス拡散層を介してかかる面圧を確保するには、電解質層21の両面に配設されるガス流路形成部材25および26の間で、凸部32が設けられる位置が重なっていることが望ましい。対向する基板部30によって電解質層21に対して両側から押圧力を加えることで、触媒層においてより充分な接触面積を確保可能となる。   In order to secure such a surface pressure through the gas diffusion layer with respect to the catalyst layer on the electrolyte layer 21 as described above, the gas flow path forming members 25 and 26 disposed on both surfaces of the electrolyte layer 21 are provided. It is desirable that the positions where the convex portions 32 are provided overlap each other. By applying a pressing force from both sides to the electrolyte layer 21 by the opposing substrate portion 30, it is possible to secure a more sufficient contact area in the catalyst layer.

さらに、上記のようにガス流路形成部材において、ガス拡散層との接触部の総面積をセパレータ側より大きくすることにより、電解質層21に掛かる圧力を面全体で分散させることができるため、電解質層21への局所的な強い圧力の印加を防止できる。これにより、燃料電池において電解質層21の耐久性を向上させることが可能となる。   Furthermore, in the gas flow path forming member as described above, the pressure applied to the electrolyte layer 21 can be dispersed over the entire surface by increasing the total area of the contact portion with the gas diffusion layer from the separator side. Application of strong local pressure to the layer 21 can be prevented. Thereby, it becomes possible to improve the durability of the electrolyte layer 21 in the fuel cell.

また、本実施例によれば、凹凸形状を有するガス流路形成部材によって形成される空間を単セル内ガス流路としているため、単セル内をガスが流通する際の圧力損失を小さくすることができる。例えば、単セル内ガス流路全体をカーボン製や金属製の多孔質体によって形成する場合に比べて、単セル内をガスが通過する際の圧力損失を極めて小さくすることが可能となる。圧力損失を小さくすることにより、燃料電池へとガスを供給するために消費するエネルギを削減し、燃料電池を備えるシステム全体の効率を向上させることができる。なお、本実施例のガス流路形成部材は、強度に優れた材料である金属により形成されているため、上記のように単セル内ガス流路となる空間を形成する凹凸形状に成形した場合にも、燃料電池内で積層方向に押圧力が加えられたときに充分な強度を保つことができる。   In addition, according to the present embodiment, the space formed by the gas flow path forming member having the concavo-convex shape is used as the gas flow path in the single cell, so that the pressure loss when the gas flows through the single cell is reduced. Can do. For example, the pressure loss when the gas passes through the single cell can be made extremely small as compared with the case where the entire gas flow path in the single cell is formed of a porous body made of carbon or metal. By reducing the pressure loss, the energy consumed to supply gas to the fuel cell can be reduced, and the efficiency of the entire system including the fuel cell can be improved. In addition, since the gas flow path forming member of the present embodiment is formed of a metal that is a material having excellent strength, when formed into an uneven shape that forms a space that becomes a gas flow path in a single cell as described above. In addition, sufficient strength can be maintained when a pressing force is applied in the stacking direction in the fuel cell.

また、本実施例ではガス流路形成部材が備える凹凸形状は、凸部32が等間隔で一方向に複数並べられた列を、列同士が平行となるように複数配設した形状、いわゆる千鳥状であるため、単セル内ガス流路を通過するガスを、効果的に攪拌することができる。これにより、ガス拡散層を介した触媒層へのガス供給効率を向上させることができると共に、単セル内ガス流路を形成する個々の面において、面全体におけるガス分配の均一性を向上させることができる。ガス分配の均一性が向上することにより、単セルにおける発電量が面全体でより均一となり、燃料電池の発電効率が向上する。   Further, in this embodiment, the concave and convex shape provided in the gas flow path forming member is a so-called staggered shape in which a plurality of rows in which convex portions 32 are arranged in one direction at equal intervals are arranged so that the rows are parallel to each other. Therefore, the gas passing through the gas flow path in the single cell can be effectively stirred. As a result, the gas supply efficiency to the catalyst layer through the gas diffusion layer can be improved, and the uniformity of gas distribution in the entire surface can be improved on each surface forming the gas flow path in the single cell. Can do. By improving the uniformity of gas distribution, the power generation amount in a single cell becomes more uniform over the entire surface, and the power generation efficiency of the fuel cell is improved.

なお、ガス流路形成部材に設ける細孔は、実施例とは異なる形状や大きさとしても良く、あるいは細孔の数を実施例とは異なる構成としても良い。細孔が大きいほど触媒層に対するガスの給排効率は向上するが、細孔の総面積が大きくなるほど、基板部30とガス拡散層との実質的な接触面積が小さくなるため、細孔を大型化したからといって必ずしも電池性能が向上するわけではない。したがって、細孔の大きさを単に大きくするよりも、小さな細孔を短い間隔で多数設けることにより、ガス給排効率と集電性との両立が可能となり、電池性能の向上を図ることができると考えられる。細孔径は、例えば0.1mm〜1.0mm程度とすることができ、細孔間の距離は、例えば0.25mm〜2.0mm程度とすることができる。   The pores provided in the gas flow path forming member may have a shape and size different from those in the embodiment, or the number of pores may be different from that in the embodiment. The larger the pores, the better the gas supply / exhaust efficiency with respect to the catalyst layer. However, the larger the total area of the pores, the smaller the substantial contact area between the substrate 30 and the gas diffusion layer. However, the battery performance does not always improve. Therefore, by providing a large number of small pores at short intervals rather than simply increasing the size of the pores, it is possible to achieve both gas supply / discharge efficiency and current collection performance, and to improve battery performance. it is conceivable that. The pore diameter can be, for example, about 0.1 mm to 1.0 mm, and the distance between the pores can be, for example, about 0.25 mm to 2.0 mm.

ここで、本実施例のガス流路形成部材では、凸部32には細孔34を形成していないが、細孔34(上面32tあるいは側壁32w)にも細孔34を設けることとしても良い。例えば、ステップS110の細孔形成工程において、金属製板状部材の全面に均等に細孔34を形成しても良い。この場合には、その後の工程で形成した凸部32において、上面32tあるいは側壁32wが細孔34を備えることとなる。   Here, in the gas flow path forming member of the present embodiment, the pores 34 are not formed in the convex portion 32, but the pores 34 (the upper surface 32t or the side wall 32w) may be provided with the pores 34. . For example, in the pore forming step in step S110, the pores 34 may be formed uniformly on the entire surface of the metal plate member. In this case, the upper surface 32t or the side wall 32w includes the pores 34 in the convex portion 32 formed in the subsequent process.

C.第2実施例:
既述した第1実施例では、金属製板状部材に対して、プレス加工によって細孔34および凸部32を形成することによってガス流路形成部材を作製したが、異なる構成としても良い。例えば、発泡金属から成る板状部材をプレス成形することによってガス流路形成部材を作製しても良い。このような構成を第2実施例として以下に説明する。
C. Second embodiment:
In the first embodiment described above, the gas flow path forming member is produced by forming the pores 34 and the convex portions 32 by pressing the metal plate-like member. However, a different configuration may be used. For example, the gas flow path forming member may be produced by press-molding a plate-like member made of foam metal. Such a configuration will be described below as a second embodiment.

発泡金属は、例えば、金属粉末と水溶性バインダと発泡剤とを混合して発泡させた後、これを乾燥・焼結することにより作製できる。そこで、第2実施例のガス流路形成部材を作製する際には、まず、図5のステップS100として、上記のような発泡金属から成る板状部材を用意する。その後、ステップS110の細孔形成工程を行なうことなく、ステップS120と同様に切れ込み部36の形成を行なう。そして、さらにステップS130と同様に張り出し成形により凸部32を形成して、ガス流路形成部材を完成する。このような第2実施例のガス流路形成部材は、第1実施例の燃料電池において、第1実施例のガス流路形成部材25,26に代えて用いることができる。   The foam metal can be produced, for example, by mixing metal powder, a water-soluble binder, and a foaming agent to foam and then drying and sintering the mixture. Therefore, when producing the gas flow path forming member of the second embodiment, first, a plate-like member made of the above foam metal is prepared as step S100 of FIG. Thereafter, the cut portion 36 is formed in the same manner as in step S120 without performing the pore forming step in step S110. And the convex part 32 is further formed by overhang forming similarly to step S130, and a gas flow path formation member is completed. Such a gas flow path forming member of the second embodiment can be used in place of the gas flow path forming members 25 and 26 of the first embodiment in the fuel cell of the first embodiment.

以上のように構成された第2実施例のガス流路形成部材においても、第1実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、ガス流路形成部材が多孔質な発泡金属で形成されるため、発泡金属が内部に備える細孔を介してガスが流通することができ、基板部30に覆われた領域であっても、触媒層に対するガスの給排を確保することができる。また、基板部30に覆われた領域であっても、触媒層から単セル内ガス流路への生成水の排水性を確保することができる。このとき、ガス流路形成部材とガス拡散層との間の接触面積を充分に確保することができるため、集電性が損なわれることもない。さらに、第1実施例と同様に、金属部材のプレス加工という簡便な工程により、ガス流路形成部材を作製することができる。また、所定の空間を形成可能な凹凸形状を有すると共に、強度に優れた金属材料から成る部材でガス流路形成部材を構成することにより、単セル内ガス流路における圧損を低減することができる。   In the gas flow path forming member of the second embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, since the gas flow path forming member is formed of a porous foam metal, the gas can flow through the pores provided in the foam metal, and even in a region covered with the substrate portion 30. In addition, it is possible to ensure gas supply / discharge of the catalyst layer. In addition, even in the region covered with the substrate part 30, the drainage of the generated water from the catalyst layer to the gas flow path in the single cell can be ensured. At this time, since the contact area between the gas flow path forming member and the gas diffusion layer can be sufficiently secured, the current collecting property is not impaired. Further, similarly to the first embodiment, the gas flow path forming member can be manufactured by a simple process of pressing the metal member. Further, by forming the gas flow path forming member with a member made of a metal material having an uneven shape capable of forming a predetermined space and having excellent strength, pressure loss in the gas flow path in the single cell can be reduced. .

なお、第2実施例と同様のガス流路形成部材を、プレス加工以外の方法により作製することも可能である。例えば、上記プレス加工による形状と同様の形状となるように作製した金型の中で、発泡金属の材料を焼結させることとしても良い。   In addition, it is also possible to produce the gas flow path forming member similar to the second embodiment by a method other than press working. For example, the metal foam material may be sintered in a mold produced so as to have the same shape as that obtained by the press working.

D.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

D1.変形例1(凹凸形状について):
ガス流路形成部材が有する凹凸形状は、図2および図3とは異なる形状としても良い。例えば、凸部32間の間隔はすべて等間隔である必要はなく、あるいは、凸部32の大きさは全部同じでなくても良い。凸部32の形状は、図4に示すように側壁32wおよび上面32tを有する略直方体形状でなくても良く、側壁および上面を連続した曲面によって形成して、波形の凹凸形状としても良い。単セル内ガス流路においてガスが直線的に流れるのを妨げるように凸部32が設けられていれば、面内でガス分配を均一化すると共に、ガスを攪拌して触媒層へのガス供給効率を向上させるという同様の効果を得ることができる。
D1. Modification 1 (Regarding the uneven shape):
The uneven shape of the gas flow path forming member may be different from those shown in FIGS. For example, the intervals between the convex portions 32 do not have to be all equal, or the sizes of the convex portions 32 do not have to be the same. The shape of the convex portion 32 does not have to be a substantially rectangular parallelepiped shape having the side wall 32w and the upper surface 32t as shown in FIG. 4, and the side wall and the upper surface may be formed by a continuous curved surface to form a corrugated uneven shape. If the convex portion 32 is provided so as to prevent the gas from flowing linearly in the gas flow path in the single cell, the gas distribution is made uniform in the surface and the gas is stirred to supply the gas to the catalyst layer. A similar effect of improving efficiency can be obtained.

また、実施例では、図2に示すように燃料電池用ガス流路形成部材の全面にわたってガス流路形成に関わる凹凸形状が形成されることとしたが、異なる形状としても良い。例えば、ガス流路形成部材は、その外周部において、ガスシールに関わる形状を有することとしても良い。燃料電池用ガス流路形成部材が、電池反応が進行する触媒層に対応する領域に、既述した凹凸形状を有する凹凸部を備えていればよい。   Further, in the embodiment, as shown in FIG. 2, the concavo-convex shape related to the gas flow path formation is formed over the entire surface of the fuel cell gas flow path forming member, but different shapes may be used. For example, the gas flow path forming member may have a shape related to the gas seal at the outer peripheral portion thereof. It is only necessary that the fuel cell gas flow path forming member has the concavo-convex portion having the concavo-convex shape described above in the region corresponding to the catalyst layer in which the cell reaction proceeds.

D2.変形例2(凹凸形状の形成方法について):
燃料電池用ガス流路形成部材が備える凹凸形状は、実施例のように基板部から一方向に張り出し成形を行なう方法以外の方法によって形成しても良い。例えば、基板部に実施例と同様の切れ込み部を形成し、基板部から両方向に張り出し成形を行なうこととしてもよい。この場合には、一方の方向に張り出し成形して形成した凸部はガス拡散層側と当接し、他方の方向に張り出し成形して形成した凸部はセパレータ側とと当接することとなる。あるいは、実施例と同様の切れ込み部を形成した後に、張り出し成形に代えて、あるいは張り出し成形に加えて、曲げ加工によって凹凸形状を形成することとしても良い。
D2. Modification Example 2 (Regarding Method for Forming Uneven Shape):
The concavo-convex shape provided in the fuel cell gas flow path forming member may be formed by a method other than the method of projecting in one direction from the substrate portion as in the embodiment. For example, a notch portion similar to that of the embodiment may be formed in the substrate portion, and overhanging may be performed from the substrate portion in both directions. In this case, the convex portion formed by extending in one direction is in contact with the gas diffusion layer side, and the convex portion formed by extending in the other direction is in contact with the separator side. Or after forming the notch part similar to an Example, it is good also as forming in an uneven | corrugated shape by bending instead of overhang forming or in addition to overhang forming.

いずれの場合にも、金属製板状部材に切れ込みを形成すると共に、この切れ込みが形成された領域に成形加工を施して、切れ込みを介して板状部材の表裏両面にわたって連通した凹凸形状を形成することで、同様の効果が得られる。なお、所定の空間を形成するための凹凸形状の形成方法としては、切れ込み形成を伴わない絞り加工等も考えられる。例えば、図6に示したように細孔を形成した板状部材に対して深絞り加工を施して、セパレータ27側に当接させるための凸部を形成する構成も可能である。   In any case, a notch is formed in the metal plate-shaped member, and a molding process is performed on the region where the notch is formed, thereby forming a concavo-convex shape that communicates with both the front and back surfaces of the plate-shaped member through the notch. Thus, the same effect can be obtained. In addition, as a method for forming the concavo-convex shape for forming the predetermined space, a drawing process or the like that is not accompanied by a notch formation may be considered. For example, as shown in FIG. 6, it is possible to perform a deep drawing process on the plate-like member in which the pores are formed so as to form a convex portion for contacting the separator 27 side.

D3.変形例3(製造工程について):
また、第1および第2実施例では、ガス流路形成部材において凹凸形状を形成する際に、最初に穴抜き加工により細孔34を形成し、その後に剪断加工により切れ込み部36を形成すると共に張り出し加工により凸部32を形成しているが、異なる順序で加工を行なっても良い。例えば、細孔34の形成よりも切れ込み部36の形成を先に行なっても良く、細孔の形成は凸部32の形成の後に行なっても良い。あるいは、複数の工程を同時に行なっても良い。
D3. Modification 3 (about manufacturing process):
Further, in the first and second embodiments, when forming the concavo-convex shape in the gas flow path forming member, the pores 34 are first formed by punching, and then the cut portions 36 are formed by shearing. Although the convex portion 32 is formed by the overhang processing, the processing may be performed in a different order. For example, the cut portions 36 may be formed before the formation of the pores 34, and the formation of the pores may be performed after the formation of the convex portions 32. Alternatively, a plurality of steps may be performed simultaneously.

D4.変形例4(部材の配置について):
第1および第2実施例では、ガス流路形成部材を両極側に配設しているが、いずれか一方の極側だけにガス流路形成部材を配設することとしても良い。この場合にも、ガス流路形成部材を設けた側において、既述した効果を得ることができる。いずれか一方の極側だけにガス流路形成部材を配設する場合には、特に、カソード側に配設することが望ましい。カソード側は発電時に生成水が生じ、ガス流路形成部材を設けることにより触媒層近傍からの排水効率を向上させることができるためである。また、酸化ガスとして空気を用いる場合には、通常は酸化ガスの流量の方が燃料ガスの流量よりも多くなるが、カソード側にガス流路形成部材を設けることにより、酸化ガス流路側の圧力損失を抑えることができて好ましい。なお、カソード側だけにガス流路形成部材を配設する場合には、アノード側は、例えばガス拡散層だけによって単セル内燃料ガス流路を形成すればよい。
D4. Modification 4 (Regarding the arrangement of members):
In the first and second embodiments, the gas flow path forming member is disposed on both pole sides, but the gas flow path forming member may be disposed only on one of the pole sides. Also in this case, the effects described above can be obtained on the side where the gas flow path forming member is provided. In the case where the gas flow path forming member is disposed only on one of the pole sides, it is particularly desirable that the gas flow path forming member is disposed on the cathode side. This is because generated water is generated on the cathode side during power generation, and drainage efficiency from the vicinity of the catalyst layer can be improved by providing a gas flow path forming member. When air is used as the oxidizing gas, the flow rate of the oxidizing gas is usually higher than the flow rate of the fuel gas. However, by providing a gas flow path forming member on the cathode side, the pressure on the oxidizing gas flow path side is increased. The loss can be suppressed, which is preferable. In the case where the gas flow path forming member is provided only on the cathode side, the fuel gas flow path in the single cell may be formed on the anode side only by the gas diffusion layer, for example.

また、第1および第2実施例では、ガス流路形成部材と触媒層との間にガス拡散層を設けたが、ガス拡散層を設けない構成とすることも可能である。ここで、ガス拡散層は、通常はガス流路形成部材よりも柔らかい(構成材料の硬度が低い、あるいは部材としての圧縮弾性率が高い)部材によって形成され、燃料電池における集電性を向上させるための部材である。すなわち、ガス拡散層は、触媒層との間で、ガス流路形成部材よりも接触面積をより大きく確保可能な部材であるため、触媒層とガス流路形成部材との間に配設されることで、集電性を向上させることができる。しかしながら、集電性が許容範囲であれば、ガス拡散層を設けることなく触媒層とガス流路形成部材とを直接接触させることとしても良い。   In the first and second embodiments, the gas diffusion layer is provided between the gas flow path forming member and the catalyst layer. However, the gas diffusion layer may not be provided. Here, the gas diffusion layer is usually formed of a member that is softer than the gas flow path forming member (the hardness of the constituent material is low or the compression elastic modulus as the member is high), and improves the current collecting property in the fuel cell. It is a member for. That is, since the gas diffusion layer is a member that can ensure a larger contact area with the catalyst layer than the gas flow path forming member, it is disposed between the catalyst layer and the gas flow path forming member. Thus, the current collecting property can be improved. However, if the current collecting property is in an allowable range, the catalyst layer and the gas flow path forming member may be brought into direct contact without providing a gas diffusion layer.

D5.変形例5(燃料電池の種類について):
第1および第2実施例では、ガス流路形成部材を固体高分子型燃料電池に設けているが、異なる種類の燃料電池に適用することも可能である。他種の燃料電池であっても、本発明のガス流路形成部材を設けて単セル内ガス流路を形成することによって、触媒層に対するガスの給排効率を向上させると共に、生成水が生じる極側では排水効率を向上させて、電池性能を高めるという同様の効果が得られる。
D5. Modification 5 (type of fuel cell):
In the first and second embodiments, the gas flow path forming member is provided in the polymer electrolyte fuel cell, but it can also be applied to different types of fuel cells. Even in other types of fuel cells, by providing the gas flow path forming member of the present invention to form the gas flow path in the single cell, the gas supply / discharge efficiency to the catalyst layer is improved and the generated water is generated. On the pole side, the same effect of improving drainage efficiency and improving battery performance can be obtained.

単セル20の構成の概略を現わす断面模式図である。2 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the configuration of a single cell 20. FIG. ガス流路形成部材25の構成の概要を表わす平面図である。3 is a plan view illustrating an outline of a configuration of a gas flow path forming member 25. FIG. 図2の3−3断面におけるガス流路形成部材25の断面図である。It is sectional drawing of the gas flow path formation member 25 in the 3-3 cross section of FIG. 図2に示す領域Rの様子を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the mode of the area | region R shown in FIG. ガス流路形成部材25の製造工程を表わす説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing process of the gas flow path forming member 25. 板状部材に細孔34を形成した様子を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing a mode that the pore 34 was formed in the plate-shaped member. 切れ込み部36を形成した様子を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing a mode that the notch part 36 was formed.

符号の説明Explanation of symbols

20…単セル
21…電解質層
22,23…ガス拡散層
25,26…ガス流路形成部材
27,28…セパレータ
30…基板部
32…凸部
32e…開口部
32l…辺
32p…開口部
32t…上面
32w…側壁
34…細孔
36…切れ込み部
20 ... Single cell 21 ... Electrolyte layer 22, 23 ... Gas diffusion layer 25, 26 ... Gas flow path forming member 27, 28 ... Separator 30 ... Substrate part 32 ... Convex part 32e ... Opening part 32l ... Side 32p ... Opening part 32t ... Upper surface 32w ... side wall 34 ... pore 36 ... notch

Claims (6)

燃料電池であって、
表面に触媒層を有する電解質層と、
前記電解質層と共に積層して用いられ、平坦な表面を有し、該平坦な表面において、単セル内の電気化学反応に供されるガス流路の流路壁の一部を成すセパレータと、
前記電解質層および前記セパレータとの間に配設され、一方の面側において前記セパレータの前記平坦な表面に接し、電気化学反応に供されるガスの流路を形成する金属製の燃料電池用ガス流路形成部材と
を備え
前記燃料電池用ガス流路形成部材は、
前記電解質層側の隣接部材と接する平板状の基板部と、
前記基板部に対して剪断加工を施すと共に、該剪断加工を施した剪断部近傍に対して前記基板部の伸びおよび/または曲げを伴う加工を施すことによって、前記基板部から突出して設けられた凸部であって、該凸部の上面が前記セパレータに接触する複数の凸部と、を備え、
前記複数の凸部は、一列に並んだ複数の前記凸部から成る列を、該列同士が互いに平行となるように複数配設した形状であって、隣接する列の間では、該列に垂直な方向に対して前記凸部の位置が所定のずれを示すように、前記凸部が配設されており、
前記基板部には、前記列内の隣接する凸部間、および、異なる前記列間で隣接する凸部間に、前記基板部を厚み方向に貫通する複数の細孔が設けられており、
前記燃料電池用ガス流路形成部材が形成する前記ガス流路では、前記凸部の側壁面に垂直な方向に前記ガスが流れる
燃料電池。
A fuel cell,
An electrolyte layer having a catalyst layer on the surface;
Used laminated together with the electrolyte layer has a flat surface and in said flat surface, and a separator which forms part of the passage wall of the flow channel of the gas supplied to the electrochemical reaction in the unit cells,
Metal fuel cell gas that is disposed between the electrolyte layer and the separator and that is in contact with the flat surface of the separator on one surface side to form a gas flow path for an electrochemical reaction A flow path forming member ;
Equipped with a,
The fuel cell gas flow path forming member comprises:
A flat substrate portion in contact with the adjacent member on the electrolyte layer side;
Together subjected to shearing to the substrate portion, by processing with elongation and / or bending of the substrate portion to shear the vicinity subjected to the shear processing, provided projected from the substrate portion A plurality of convex portions, wherein the upper surface of the convex portions is in contact with the separator ,
The plurality of convex portions have a shape in which a plurality of rows composed of the plurality of convex portions arranged in a row are arranged so that the rows are parallel to each other, and between adjacent rows, the rows are arranged in the rows. The convex portion is disposed so that the position of the convex portion shows a predetermined deviation with respect to a vertical direction,
The substrate portion is provided with a plurality of pores penetrating the substrate portion in the thickness direction between adjacent convex portions in the row and between adjacent convex portions between the different rows.
A fuel cell in which the gas flows in a direction perpendicular to a side wall surface of the convex portion in the gas flow channel formed by the fuel cell gas flow channel forming member .
請求項1記載の燃料電池であって、
前記燃料電池用ガス流路形成部材は、前記電解質層側の隣接部材接触する前記基板部の総面積が、前記セパレータに接触する前記凸部の上面の総面積よりも大きくなるように形成されている
燃料電池。
A fuel cells according to claim 1,
The fuel cell gas flow path forming member, the total area of the substrate portion in contact with adjacent members of said electrolyte layer side is formed to be larger than the total area of the upper surface of the convex portion in contact with the separator and fuel cells are.
燃料電池であって、
表面に触媒層を有する電解質層と、
前記電解質層と共に積層して用いられ、平坦な表面を有し、該平坦な表面において、単セル内の電気化学反応に供されるガス流路の流路壁の一部を成すセパレータと、
前記電解質層および前記セパレータとの間に配設され、一方の面側において前記セパレータの前記平坦な表面に接し、電気化学反応に供されるガスの流路を形成する、金属製の多孔質体によって形成される燃料電池用ガス流路形成部材と
を備え
前記燃料電池用ガス流路形成部材は、
前記電解質層側の隣接部材と接する平板状の基板部と、
前記基板部に対して剪断加工を施すと共に、該剪断加工を施した剪断部近傍に対して前記基板部の伸びおよび/または曲げを伴う加工を施すことによって、前記基板部から突出して設けられた凸部であって、該凸部の上面が前記セパレータに接触する複数の凸部と、を備え、
前記複数の凸部は、一列に並んだ複数の前記凸部から成る列を、該列同士が互いに平行となるように複数配設した形状であって、隣接する列の間では、該列に垂直な方向に対して前記凸部の位置が所定のずれを示すように、前記凸部が配設されており、
前記燃料電池用ガス流路形成部材が形成する前記ガス流路では、前記凸部の側壁面に垂直な方向に前記ガスが流れる
燃料電池。
A fuel cell,
An electrolyte layer having a catalyst layer on the surface;
Used laminated together with the electrolyte layer has a flat surface and in said flat surface, and a separator which forms part of the passage wall of the flow channel of the gas supplied to the electrochemical reaction in the unit cells,
A metallic porous body disposed between the electrolyte layer and the separator and in contact with the flat surface of the separator on one surface side to form a gas flow path for an electrochemical reaction A fuel cell gas flow path forming member formed by :
Equipped with a,
The fuel cell gas flow path forming member comprises:
A flat substrate portion in contact with the adjacent member on the electrolyte layer side;
Together subjected to shearing to the substrate portion, by processing with elongation and / or bending of the substrate portion to shear the vicinity subjected to the shear processing, provided projected from the substrate portion A plurality of convex portions, wherein the upper surface of the convex portions is in contact with the separator ,
The plurality of convex portions have a shape in which a plurality of rows composed of the plurality of convex portions arranged in a row are arranged so that the rows are parallel to each other, and between adjacent rows, the rows are arranged in the rows. The convex portion is disposed so that the position of the convex portion shows a predetermined deviation with respect to a vertical direction,
A fuel cell in which the gas flows in a direction perpendicular to a side wall surface of the convex portion in the gas flow channel formed by the fuel cell gas flow channel forming member .
請求項記載の燃料電池であって、
前記燃料電池用ガス流路形成部材は、前記電解質層側の隣接部材接触する前記基板部の総面積が、前記セパレータに接触する前記凸部の上面の総面積よりも大きくなるように形成されている
燃料電池。
A fuel cells according to claim 3,
The fuel cell gas flow path forming member, the total area of the substrate portion in contact with adjacent members of said electrolyte layer side is formed to be larger than the total area of the upper surface of the convex portion in contact with the separator and fuel cells are.
請求項1ないし4いずれか記載の燃料電池であって、
前記燃料電池用ガス流路形成部材と前記触媒層との間に、さらに、導電性多孔質体から成るガス拡散層を備える
燃料電池。
A fuel cell according to any one of claims 1 to 4 ,
A fuel cell further comprising a gas diffusion layer made of a conductive porous body between the fuel cell gas flow path forming member and the catalyst layer.
請求項1ないし5いずれか記載の燃料電池であって、A fuel cell according to any one of claims 1 to 5,
前記触媒層と、前記燃料電池用ガス流路形成部材と、前記セパレータとは、それぞれ、前記電解質層の双方の表面上に一対設けられており、  A pair of the catalyst layer, the fuel cell gas flow path forming member, and the separator are provided on both surfaces of the electrolyte layer, respectively.
一対の前記燃料電池用ガス流路形成部材は、前記電解質層側の隣接部材と接触する接触部同士、および、前記セパレータと接触する接触部同士が、前記電解質層および前記セパレータとの積層方向に平行な方向に、互いに重なるように設けられている  The pair of fuel cell gas flow path forming members are arranged such that contact portions that are in contact with adjacent members on the electrolyte layer side and contact portions that are in contact with the separator are in the stacking direction of the electrolyte layer and the separator. Provided to overlap each other in parallel directions
燃料電池。  Fuel cell.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4887639B2 (en) * 2005-03-11 2012-02-29 株式会社エクォス・リサーチ Separator unit and fuel cell stack
JP5019719B2 (en) * 2005-05-12 2012-09-05 株式会社エクォス・リサーチ Separator unit
JP5111810B2 (en) * 2006-08-15 2013-01-09 本田技研工業株式会社 Fuel cell
JP5125275B2 (en) 2007-02-05 2013-01-23 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell and vehicle equipped with fuel cell
US10186717B2 (en) 2013-10-24 2019-01-22 Hyundai Steel Company Metal separation plate for fuel cell stack and fuel cell stack having the same
JP6614070B2 (en) * 2016-09-02 2019-12-04 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell and fuel cell separator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0384867A (en) * 1989-08-28 1991-04-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Fuel cell
JPH05503606A (en) * 1989-11-24 1993-06-10 株式会社東芝 fuel cell current collector plate
JPH06267559A (en) * 1993-03-15 1994-09-22 Toshiba Corp Fuel cell
JPH0982344A (en) * 1995-09-11 1997-03-28 Yoyu Tansanengata Nenryo Denchi Hatsuden Syst Gijutsu Kenkyu Kumiai Fuel cell
JP2003163016A (en) * 2001-09-13 2003-06-06 Ngk Insulators Ltd Electrochemical equipment and conductive connector therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0384867A (en) * 1989-08-28 1991-04-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Fuel cell
JPH05503606A (en) * 1989-11-24 1993-06-10 株式会社東芝 fuel cell current collector plate
JPH06267559A (en) * 1993-03-15 1994-09-22 Toshiba Corp Fuel cell
JPH0982344A (en) * 1995-09-11 1997-03-28 Yoyu Tansanengata Nenryo Denchi Hatsuden Syst Gijutsu Kenkyu Kumiai Fuel cell
JP2003163016A (en) * 2001-09-13 2003-06-06 Ngk Insulators Ltd Electrochemical equipment and conductive connector therefor

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