JP4940543B2

JP4940543B2 - Fuel cell

Info

Publication number: JP4940543B2
Application number: JP2004345268A
Authority: JP
Inventors: 竜也川原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP2006156144A

Description

この発明は、燃料電池に関し、さらに詳しくは、燃料電池のセルの構造に関する。 The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a cell structure of a fuel cell.

従来より、電解質膜を利用した燃料電池が電源として開発されている。燃料電池の電解質膜は、イオンを透過させるために、湿らせておくことが望ましい。たとえば、特許文献１の燃料電池は、セパレータに加湿水の流路を設け、その流路溝と電解質膜を貫通孔でつなげて電解質膜に加湿水を供給し、電解質膜を加湿している。 Conventionally, a fuel cell using an electrolyte membrane has been developed as a power source. It is desirable that the electrolyte membrane of the fuel cell be moistened in order to transmit ions. For example, in the fuel cell of Patent Document 1, humidifier water channels are provided in a separator, the channel grooves and electrolyte membranes are connected by through holes, humidified water is supplied to the electrolyte membrane, and the electrolyte membrane is humidified.

特開平８−２８７９３４号公報JP-A-8-287934 特開平９−８２３４１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-82341 特開平２０００−３３１６９６号公報JP 2000-331696 A

しかし、そのような構成は、燃料電池の各セルに加湿水の流路を設ける必要があるため、構造が複雑となる。 However, such a configuration requires a humidified water flow path in each cell of the fuel cell, and the structure becomes complicated.

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を取り扱うためになされたものであり、簡易な構造で燃料電池の電解質膜を均質に加湿することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to deal with at least a part of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of uniformly humidifying an electrolyte membrane of a fuel cell with a simple structure.

上記目的を達成するために、本発明は、燃料電池において以下の構成を採用する。すなわち、この燃料電池は、表面に沿って設けられた第１のガス流路から酸化ガスが供給される第１の拡散層と、表面に沿って設けられた第２のガス流路から燃料ガスが供給される第２の拡散層と、第１と第２の拡散層の間に位置し、水素イオンを透過する電解質膜と、を備える。そして、第１と第２のガス流路のうち一方のガス流路の下流部分に、その一方のガス流路内を流れるガスから水を受け取って電解質膜に水を浸透させることができる水供給部を有する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration in a fuel cell. That is, the fuel cell includes a first diffusion layer to which an oxidizing gas is supplied from a first gas flow path provided along the surface, and a fuel gas from a second gas flow path provided along the surface. Is provided, and an electrolyte membrane that is located between the first and second diffusion layers and permeates hydrogen ions. A water supply capable of receiving water from the gas flowing in one of the gas flow paths and allowing the electrolyte membrane to permeate into the downstream portion of one of the first and second gas flow paths. Part.

このような態様とすれば、燃料電池内の一部において過剰となっている水をガスの流れを利用して集めて、水供給部を介して電解質膜に供給することができる。このため、簡易な構造で、燃料電池の電解質膜を均等に加湿することができる。なお、第１と第２のガス流路のうち他方のガス流路の下流部分にも、その他方のガス流路内を流れるガスから水を受け取って電解質膜に水を浸透させることができる水供給部を有する態様とすることもできる。 If it is set as such an aspect, the water which is excess in a part in a fuel cell can be collected using the flow of gas, and can be supplied to an electrolyte membrane via a water supply part. For this reason, the electrolyte membrane of the fuel cell can be uniformly humidified with a simple structure. In addition, water that can receive water from the gas flowing in the other gas flow path and also permeate the electrolyte membrane into the downstream portion of the other gas flow path among the first and second gas flow paths. It can also be set as the aspect which has a supply part.

なお、水供給部は、電解質膜の一部を含むことが好ましく、電解質膜の一部は、上記の一方のガス流路に対して露出されていることがこのましい。このような態様とすれば、水供給部を構成する電解質膜の露出部分を通じて、その一方のガス流路から水の供給を受け、電解質膜の他の部分に水を分配することができる。 In addition, it is preferable that a water supply part contains a part of electrolyte membrane, and it is preferable that a part of electrolyte membrane is exposed with respect to said one gas flow path. According to such an aspect, water can be supplied from one gas flow path through the exposed portion of the electrolyte membrane constituting the water supply unit, and water can be distributed to the other portion of the electrolyte membrane.

また、燃料電池は、上記一方のガス流路内を流れるガスによって運ばれる水の少なくとも一部を、電解質膜の上記一方のガス流路に対して露出されている一部に供給する整流部を、その一方のガス流路内に有することが好ましい。このような態様とすれば、効率的に、燃料電池内の過剰な水を水供給部に集めることができる。その結果、効率的に、電解質膜の他の部分に水を供給することができる。 Further, the fuel cell includes a rectifying unit that supplies at least a part of water carried by the gas flowing in the one gas flow path to a part of the electrolyte membrane exposed to the one gas flow path. It is preferable to have it in one of the gas flow paths. If it is set as such an aspect, the excess water in a fuel cell can be efficiently collected in a water supply part. As a result, water can be efficiently supplied to other portions of the electrolyte membrane.

なお、燃料電池は、上記一方のガス流路内において、その一方のガス流路内を流れるガスの少なくとも一部を水供給部に向かわせる整流部を有するような態様とすることができる。このような態様とすれば、その一方のガス流路内においてガスに運ばれる水が、水供給部を通過してしまう可能性を低減することができる。よって、効率的に、燃料電池内の過剰な水を水供給部に供給できる。 Note that the fuel cell may be configured to have a rectifying unit in the one gas flow path that directs at least a part of the gas flowing in the one gas flow path to the water supply unit. If it is set as such an aspect, possibility that the water conveyed by the gas in the one gas flow path will pass a water supply part can be reduced. Therefore, it is possible to efficiently supply excess water in the fuel cell to the water supply unit.

また、電解質膜の一部は、露出されている前記側とは逆の側の面において、第１と第２の拡散層のうち、その逆の側の拡散層と接合されていることが好ましい。このような態様とすれば、電解質膜が露出されている側とは逆の側の拡散層に、電解質膜から直接、水を伝えることができる。よって、電解質膜が両面においてガス流路に露出されている態様に比べて、逆の側の拡散層に効率的に水を伝えることができる。 Further, it is preferable that a part of the electrolyte membrane is bonded to the diffusion layer on the opposite side of the first and second diffusion layers on the surface opposite to the exposed side. . With such an embodiment, water can be directly transferred from the electrolyte membrane to the diffusion layer on the side opposite to the side where the electrolyte membrane is exposed. Therefore, compared with the aspect in which the electrolyte membrane is exposed to the gas flow path on both sides, water can be efficiently transmitted to the diffusion layer on the opposite side.

なお、一方のガス流路において水供給部が設けられている部分は、電解質膜を挟んで、第１と第２のガス流路のうち他方のガス流路における上流部分と、向かい合う位置にあることが好ましい。このような態様とすれば、上記一方のガス流路の下流部分において水供給部を通じて電解質膜に水が供給され、さらに、他方の極に浸透した水を、その他方の極において、他方のガス流路内を流れるガスを使って、上流から下流に向かって効率的に浸透させ分配することができる。 In addition, the part in which the water supply part is provided in one gas flow path exists in the position which opposes the upstream part in the other gas flow path among 1st and 2nd gas flow paths across the electrolyte membrane. It is preferable. According to such an aspect, water is supplied to the electrolyte membrane through the water supply unit in the downstream portion of the one gas flow path, and water that has permeated the other electrode is transferred to the other gas at the other electrode. Using the gas flowing in the flow path, it is possible to efficiently permeate and distribute from upstream to downstream.

また、燃料電池は、以下のような構成とすることもできる。すなわち、その燃料電池は、第１のガス流路の下流部分に、第１のガス流路内を流れるガスから水を受け取って電解質膜に水を浸透させることができる第１の水供給部を有し、第２のガス流路の下流部分に、第２のガス流路内を流れるガスから水を受け取って電解質膜に水を浸透させることができる第２の水供給部を有する。そして、第１のガス流路において第１の水供給部が設けられている部分は、電解質膜を挟んで、第２のガス流路における上流部分と向かい合う位置にあり、第２のガス流路において第２の水供給部が設けられている部分は、電解質膜を挟んで、第１のガス流路における上流部分と向かい合う位置にある。このような態様とすれば、二つの水供給部と、酸化ガス及び燃料ガスの流れを利用して、燃料電池内の水を、ガスの流れを利用して燃料電池全体に流通させることができる。 Further, the fuel cell can be configured as follows. That is, the fuel cell includes a first water supply unit that can receive water from a gas flowing in the first gas flow channel and allow water to permeate the electrolyte membrane in a downstream portion of the first gas flow channel. And a second water supply unit that receives water from the gas flowing in the second gas flow channel and allows water to permeate the electrolyte membrane at a downstream portion of the second gas flow channel. The portion where the first water supply unit is provided in the first gas flow channel is located at a position facing the upstream portion of the second gas flow channel with the electrolyte membrane interposed therebetween, and the second gas flow channel. The portion where the second water supply unit is provided is in a position facing the upstream portion of the first gas flow channel with the electrolyte membrane interposed therebetween. With such an aspect, the water in the fuel cell can be circulated throughout the fuel cell using the gas flow using the two water supply units and the flow of the oxidizing gas and the fuel gas. .

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、燃料電池システムの運転方法や、燃料電池システムを備える車両、船舶、自家発電システム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 an operation method of a fuel cell system, a vehicle including a fuel cell system, a ship, a private power generation system, or the like.

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．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例： Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
B. Second embodiment:
C. Variations:

Ａ．第１実施例：
図１は、第１実施例の燃料電池のＭＥＡ（membrance electrode assembly／膜・電極接合体）２３０の構成を示す説明図である。図１に示すように、燃料電池のＭＥＡ２３０は、電解質膜２３２と、その両側に配された水素極（陽極、アノード）２３４と、酸素極（陰極、カソード）２３６とを有している。さらに、水素極２３４と電解質膜２３２の間には、触媒層２３３が設けられる。また、酸素極２３６と電解質膜２３２の間にも、触媒層２３５が設けられる。 A. First embodiment:
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of a MEA (membrance electrode assembly) 230 of the fuel cell of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the MEA 230 of the fuel cell includes an electrolyte membrane 232, hydrogen electrodes (anode, anode) 234 and oxygen electrodes (cathode, cathode) 236 disposed on both sides thereof. Further, a catalyst layer 233 is provided between the hydrogen electrode 234 and the electrolyte membrane 232. A catalyst layer 235 is also provided between the oxygen electrode 236 and the electrolyte membrane 232.

電解質膜２３２は、水素イオンと水を透過しやすい素材で設けられた長方形の膜である。電解質膜２３２は、酸素を含む酸化ガスと、水素を含む燃料ガスとをほとんど透過しない。電解質膜２３２は、たとえば、パーフルオロスルホン酸膜とすることができる。 The electrolyte membrane 232 is a rectangular membrane provided with a material that easily transmits hydrogen ions and water. The electrolyte membrane 232 hardly transmits the oxidizing gas containing oxygen and the fuel gas containing hydrogen. The electrolyte membrane 232 can be, for example, a perfluorosulfonic acid membrane.

水素極２３４と酸素極２３６は、厚さ約２００μｍの長方形のカーボンペーパである。これらのカーボンペーパは、それぞれ酸化ガスと、燃料ガスとを透過することができる。水素極２３４と酸素極２３６は、それぞれ、酸化ガスを触媒層２３３に伝える拡散層、燃料ガスを触媒層２３５に伝える拡散層として機能する。これらのカーボンペーパは、撥水処理されている。このため、燃料電池の運転中に、カーボンペーパ内の空隙が水で埋まってしまう可能性が低い。 The hydrogen electrode 234 and the oxygen electrode 236 are rectangular carbon paper having a thickness of about 200 μm. These carbon papers can permeate oxidizing gas and fuel gas, respectively. The hydrogen electrode 234 and the oxygen electrode 236 function as a diffusion layer that transmits the oxidizing gas to the catalyst layer 233 and a diffusion layer that transmits the fuel gas to the catalyst layer 235, respectively. These carbon papers are water-repellent. For this reason, there is a low possibility that the voids in the carbon paper are filled with water during the operation of the fuel cell.

触媒層２３３，２３５は、カーボンブラックに重量比で５０％の白金を担持させて設けられた層である。触媒層２３３，２３５によって、水素極２３４および酸素極２３６における反応が促進される。 The catalyst layers 233 and 235 are layers provided by supporting 50% by weight of platinum on carbon black. The reaction at the hydrogen electrode 234 and the oxygen electrode 236 is promoted by the catalyst layers 233 and 235.

酸素極２３６と触媒層２３５には、図１に示すように、その長方形の一辺に沿って幅約２ｍｍの開口２３６ｏが二つ設けられている。二つの開口２３６ｏ，２３６ｏの間隔は、約５ｍｍである。これらの開口２３６ｏ，２３６ｏの内壁面Ｒ１，Ｒ１については、酸素極２３６を構成するカーボンペーパは、撥水処理されていない。これらの開口２３６ｏ，２３６ｏを通じて、電解質膜２３２は、水素極２３４および触媒層２３５に覆われずに露出される。 As shown in FIG. 1, the oxygen electrode 236 and the catalyst layer 235 are provided with two openings 236o having a width of about 2 mm along one side of the rectangle. The distance between the two openings 236o and 236o is about 5 mm. Regarding the inner wall surfaces R1 and R1 of the openings 236o and 236o, the carbon paper constituting the oxygen electrode 236 is not subjected to water repellent treatment. Through these openings 236o and 236o, the electrolyte membrane 232 is exposed without being covered with the hydrogen electrode 234 and the catalyst layer 235.

一方、水素極２３４の側においては、電解質膜２３２を挟んで酸素極２３６の開口２３６ｏ，２３６ｏと向かい合う部分には、図１に示すように、触媒層２３３が設けられていない部分である開口２３３ｏ，２３３ｏが設けられている。なお、水素極２３４は、開口２３３ｏ，２３３ｏに相当する部分、すなわち、電解質膜２３２を挟んで酸素極２３６の開口２３６ｏ，２３６ｏと向かい合う部分にも設けられている。その結果、開口２３３ｏ，２３３ｏにおいては、電解質膜２３２は、水素極２３４と直接、接合される。 On the other hand, on the side of the hydrogen electrode 234, the opening 233o, which is a portion where the catalyst layer 233 is not provided, as shown in FIG. , 233o. The hydrogen electrode 234 is also provided at a portion corresponding to the openings 233o and 233o, that is, a portion facing the openings 236o and 236o of the oxygen electrode 236 with the electrolyte membrane 232 interposed therebetween. As a result, the electrolyte membrane 232 is directly joined to the hydrogen electrode 234 in the openings 233o and 233o.

図２は、酸素極２３６と接合されるセパレータ２２０を、酸素極２３６と接合される側から見た平面図である。図中、ＭＥＡ２３０の電解質膜２３２が配される位置を破線で示す。セパレータ２２０は、カーボン製の長方形の板であり、中央部分に長辺に平行な複数の溝部２２１を有している。また、一つの短辺の近傍には、冷却水が流通する冷却水孔２５１、燃料ガスが流通する燃料ガス孔２５４、酸化ガスが流通する酸化ガス孔２５５が設けられている。そして、他方の短辺の近傍には、同様に、冷却水孔２５２、燃料ガス孔２５３、酸化ガス孔２５６が設けられている。 FIG. 2 is a plan view of the separator 220 joined to the oxygen electrode 236 as viewed from the side joined to the oxygen electrode 236. In the figure, the position where the electrolyte membrane 232 of the MEA 230 is disposed is indicated by a broken line. The separator 220 is a rectangular plate made of carbon, and has a plurality of grooves 221 parallel to the long side at the center. Further, near one short side, a cooling water hole 251 through which cooling water flows, a fuel gas hole 254 through which fuel gas flows, and an oxidizing gas hole 255 through which oxidizing gas flows are provided. In the vicinity of the other short side, similarly, a cooling water hole 252, a fuel gas hole 253, and an oxidizing gas hole 256 are provided.

さらに、セパレータ２２０の外周近傍の部分は、樹脂フレーム２７２で覆われている。図２で描かれている面では、樹脂フレーム２７２は、冷却水孔２５１，２５２、燃料ガス孔２５３，２５４の周りを囲っている。その結果、セパレータ２２０が、ＭＥＡ２３０を挟んで隣のセパレータ２１０（図２において示さず）と積層されたときには、冷却水と酸化ガスは、セパレータ２２０とセパレータ２１０の間から漏れ出すことがなく、セパレータ２２０とセパレータ２１０の間を通過する。なお、冷却水孔２５１，２５２、燃料ガス孔２５３，２５４の周りには、さらにパッキンを設けることが好ましい。 Further, a portion in the vicinity of the outer periphery of the separator 220 is covered with a resin frame 272. In the surface depicted in FIG. 2, the resin frame 272 surrounds the cooling water holes 251 and 252 and the fuel gas holes 253 and 254. As a result, when the separator 220 is laminated with the adjacent separator 210 (not shown in FIG. 2) with the MEA 230 interposed therebetween, the cooling water and the oxidizing gas do not leak from between the separator 220 and the separator 210, and the separator Passes between 220 and separator 210. It is preferable to further provide packing around the cooling water holes 251 and 252 and the fuel gas holes 253 and 254.

一方、図２に示すように、樹脂フレーム２７２は、酸化ガス孔２５５，２５６と溝部２２１とをいっしょに囲うように設けられている。その結果、図２に示された面内において、酸化ガス孔２５５から供給される酸化ガスは、複数の溝部２２１を通って酸化ガス孔２５６から排出される。その間、酸化ガスは、酸素極２３６と接触して反応する。 On the other hand, as shown in FIG. 2, the resin frame 272 is provided so as to surround the oxidizing gas holes 255 and 256 and the groove portion 221 together. As a result, the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas hole 255 is discharged from the oxidizing gas hole 256 through the plurality of grooves 221 in the plane shown in FIG. Meanwhile, the oxidizing gas reacts in contact with the oxygen electrode 236.

各溝部２２１内には、酸化ガス孔２５６が設けられている側の近傍に、整流板２６２，２６２が設けられている。整流板２６２，２６２は、溝部２２１を塞がない程度の高さを有するステンレス合金製の板である。整流板２６２，２６２は、溝部２２１の底部において、酸化ガス孔２５５の側に傾いた姿勢で設けられている。整流板２６２，２６２は、セパレータ２２０がＭＥＡ２３０と組み合わされたとき、それぞれ開口２３６ｏ，２３６ｏとほぼ向かい合う場所に設けられている。 In each groove portion 221, rectifying plates 262 and 262 are provided in the vicinity of the side where the oxidizing gas hole 256 is provided. The rectifying plates 262 and 262 are stainless steel plates having a height that does not block the groove 221. The rectifying plates 262 and 262 are provided in a posture inclined toward the oxidizing gas hole 255 at the bottom of the groove 221. The rectifying plates 262 and 262 are provided at locations almost opposite to the openings 236o and 236o, respectively, when the separator 220 is combined with the MEA 230.

図２においては示していないが、水素極２３４側に接合されるセパレータ２１０は、中央部分に、セパレータ２２０の溝部２２１と同様の溝部２１１を有している。そして、セパレータ２１０は、ＭＥＡ２３０の水素極２３４と接合される側の外周部分に、やはり樹脂フレームを有している。ただし、セパレータ２１０においては、冷却水孔２５１，２５２、燃料ガス孔２５３，２５４、酸化ガス孔２５５，２５６のうち、燃料ガス孔２５３，２５４が溝部２１１と流通するように溝部２１１とともに樹脂フレームによって囲われている。そして、冷却水孔２５１，２５２と酸化ガス孔２５５，２５６は、それぞれ独立して樹脂フレームによって囲われている。また、セパレータ２１０の溝部２１１には、整流板は設けられていない。他の点は、セパレータ２１０の構成は、セパレータ２２０の構成と同じである。 Although not shown in FIG. 2, the separator 210 joined to the hydrogen electrode 234 side has a groove 211 similar to the groove 221 of the separator 220 at the center. The separator 210 also has a resin frame on the outer peripheral portion of the MEA 230 on the side to be joined with the hydrogen electrode 234. However, in the separator 210, the fuel gas holes 253 and 254 out of the cooling water holes 251 and 252, the fuel gas holes 253 and 254, and the oxidant gas holes 255 and 256 are combined with the groove portion 211 by a resin frame so Surrounded. The cooling water holes 251 and 252 and the oxidizing gas holes 255 and 256 are each independently surrounded by a resin frame. Further, no rectifying plate is provided in the groove 211 of the separator 210. In other respects, the configuration of the separator 210 is the same as the configuration of the separator 220.

図３は、第１実施例の燃料電池のセル２００の断面図である。図３においては、各構成の厚みは拡大されて表示されており、実際の寸法を反映するものではない。第１実施例の燃料電池のセル２００は、ＭＥＡ２３０を、酸素極２３６側のセパレータ２２０と、水素極２３４側のセパレータ２１０とで挟んで構成される。図３において矢印Ｆｃｇで示すように、酸化ガスは、酸化ガス孔２５５から供給され、溝部２２１を通って、酸化ガス孔２５６から排出される。これら、酸化ガス孔２５５、溝部２２１、酸化ガス孔２５６が、広義の酸化ガス流路２２２を構成する。なお、本明細書では、狭義には、セパレータ２２０の溝部２２１で構成されるガス流路のみを酸化ガス流路２２２と呼ぶ。 FIG. 3 is a sectional view of the cell 200 of the fuel cell of the first embodiment. In FIG. 3, the thickness of each component is displayed in an enlarged manner, and does not reflect actual dimensions. The cell 200 of the fuel cell according to the first embodiment includes an MEA 230 sandwiched between a separator 220 on the oxygen electrode 236 side and a separator 210 on the hydrogen electrode 234 side. As indicated by an arrow Fcg in FIG. 3, the oxidizing gas is supplied from the oxidizing gas hole 255, passes through the groove portion 221, and is discharged from the oxidizing gas hole 256. These oxidant gas holes 255, the groove portions 221, and the oxidant gas holes 256 constitute an oxidant gas channel 222 in a broad sense. In the present specification, in a narrow sense, only the gas flow path constituted by the groove portion 221 of the separator 220 is referred to as an oxidizing gas flow path 222.

狭義の酸化ガス流路２２２の下流部には、開口２３６ｏ，２３６ｏが設けられている。なお、本明細書において、ガス流路の「下流部分」または「下流部」とは、ガス流路（たとえば、セパレータ２２０の溝部２２１で構成される狭義の酸化ガス流路２２２）の全流路のうち、下流側半分の範囲に含まれるいずれかの部分を指す。第１実施例では、開口２３６ｏ，２３６ｏは、具体的には、狭義の酸化ガス流路２２２の範囲のうち、下流の端から１／５以内の範囲内に設けられているものとする。 Openings 236 o and 236 o are provided in the downstream portion of the narrowly defined oxidizing gas flow path 222. In the present specification, the “downstream part” or “downstream part” of the gas flow path refers to the entire flow path of the gas flow path (for example, the narrowly defined oxidizing gas flow path 222 formed by the groove 221 of the separator 220). Among these, it refers to any part included in the range of the downstream half. In the first embodiment, specifically, the openings 236o and 236o are provided within a range within 1/5 of the downstream end in the narrow range of the oxidizing gas flow path 222.

酸化ガス流路２２２の下流部に設けられた構成、すなわち、開口２３６ｏ，２３６ｏ、および電解質膜２３２のうち表面が酸化ガス流路２２２に露出されている部分２３２ｅを、まとめて「水供給部２０２」と呼ぶ。この水供給部２０２の各構成は、狭義の酸化ガス流路２２２のうち、下流の端から１／３以内の範囲内に設けることが好ましく、下流の端から１／４以内の範囲内に設けることがさらに好ましい。 The configuration provided in the downstream portion of the oxidizing gas flow path 222, that is, the openings 236o and 236o and the portion 232e of the electrolyte membrane 232 whose surface is exposed to the oxidizing gas flow path 222 are collectively referred to as a “water supply section 202. " Each configuration of the water supply unit 202 is preferably provided within a range within １／ from the downstream end in the narrowly defined oxidizing gas flow path 222, and within a range within ¼ from the downstream end. More preferably.

一方、燃料ガスは、図３において示されていない燃料ガス孔２５３（図２参照）から供給され、図３において矢印Ｆａｇで示すように溝部２１１を通って、図３において示されていない燃料ガス孔２５４から排出される。すなわち、ＭＥＡ２３０を挟んで、燃料ガスと酸化ガスは逆向きに流れる（図１参照）。燃料ガス孔２５３、溝部２１１、燃料ガス孔２５４が、広義の燃料ガス流路２１２を構成する。なお、本明細書では、狭義には、溝部２１１で構成されるガス流路のみを燃料ガス流路２１２と呼ぶ。 On the other hand, the fuel gas is supplied from a fuel gas hole 253 (see FIG. 2) not shown in FIG. 3, passes through the groove 211 as shown by an arrow Fag in FIG. 3, and is not shown in FIG. It is discharged from the hole 254. That is, the fuel gas and the oxidizing gas flow in opposite directions across the MEA 230 (see FIG. 1). The fuel gas hole 253, the groove portion 211, and the fuel gas hole 254 constitute a broad fuel gas channel 212. In the present specification, in a narrow sense, only a gas flow path constituted by the groove 211 is referred to as a fuel gas flow path 212.

なお、図３においては示されていないが、図３のセル２００は複数積層され、セル２００、数個に対して１個の割合で冷却水用セパレータが積層される。冷却水は、その冷却水用セパレータに設けられた冷却水路を流通する。冷却水用セパレータの冷却水路は、積層時に、セパレータ２２０の溝部２２１、およびセパレータ２１０の溝部２１１と平行となるように設けられる。燃料電池の運転時における冷却水路内の冷却水の流通の向きは、溝部２２１内における酸化ガスの流通の向き（図３のＦｃｇ参照）と同じである。 Although not shown in FIG. 3, a plurality of cells 200 in FIG. 3 are stacked, and a cooling water separator is stacked at a ratio of one cell 200 to several cells 200. The cooling water flows through the cooling water channel provided in the cooling water separator. The cooling water channel of the cooling water separator is provided in parallel with the groove 221 of the separator 220 and the groove 211 of the separator 210 when stacked. The flow direction of the cooling water in the cooling water channel during the operation of the fuel cell is the same as the flow direction of the oxidizing gas in the groove 221 (see Fcg in FIG. 3).

燃料電池の発電時には、酸素極２３６側においては、電解質膜２３２を透過してきた水素イオンと、酸化ガス流路２２２から供給される酸化ガス中の酸素と、図示しない配線によって水素極２３４側から供給される電子と、の反応により、水が生成される。生成された水は、撥水処理された酸素極２３６上に、水滴Ｗｄとして付着する。この水滴Ｗｄは、酸化ガス流路２２２内の酸化ガスの流れＦｃｇによって、下流側に送られる。 During power generation of the fuel cell, on the oxygen electrode 236 side, hydrogen ions that have permeated through the electrolyte membrane 232, oxygen in the oxidizing gas supplied from the oxidizing gas flow path 222, and supply from the hydrogen electrode 234 side by wiring not shown. Reaction with the generated electrons produces water. The generated water adheres as water droplets Wd onto the oxygen electrode 236 that has been subjected to the water repellent treatment. The water droplets Wd are sent downstream by the oxidizing gas flow Fcg in the oxidizing gas channel 222.

なお、酸素極２３６において水が生成されるため、酸化ガスは、狭義の酸化ガス流路２２２内を流通する間に次第により多くの水を含む。このため、狭義の酸化ガス流路２２２の上流側においては、酸化ガスが含んでいる水の量は比較的少ない。酸化ガス流路２２２の上流側においては、下流側に比べて電解質膜２３２が乾燥しやすいといえる。一方、前述の冷却水用セパレータ内において冷却水が冷却水路内を流通する向きは、狭義の酸化ガス流路２２２内の酸化ガスの流通の向き（図３のＦｃｇ参照）と同じである。このため、酸化ガス流路２２２の上流側の温度は、下流側に比べて低い。このため、酸化ガス流路２２２の上流側においては、酸化ガスが含んでいる水の量は比較的少ないが、そのために電解質膜２３２が乾燥してしまう可能性は少ない。 Since water is generated at the oxygen electrode 236, the oxidizing gas gradually contains more water while flowing in the narrowly defined oxidizing gas channel 222. For this reason, on the upstream side of the narrowly defined oxidizing gas flow path 222, the amount of water contained in the oxidizing gas is relatively small. It can be said that the electrolyte membrane 232 is easier to dry on the upstream side of the oxidizing gas flow path 222 than on the downstream side. On the other hand, the direction in which the cooling water flows in the cooling water channel in the cooling water separator is the same as the direction of the oxidizing gas flow in the narrowly defined oxidizing gas channel 222 (see Fcg in FIG. 3). For this reason, the temperature on the upstream side of the oxidizing gas flow path 222 is lower than that on the downstream side. For this reason, although the amount of water contained in the oxidizing gas is relatively small on the upstream side of the oxidizing gas flow path 222, there is little possibility that the electrolyte membrane 232 is dried.

図３において矢印Ｆｃｇで示すように、酸化ガス流路２２２内の酸化ガスの流れＦｃｇは、開口２３６ｏとほぼ向かい合う位置にある整流板２６２によっていったん曲げられ、開口２３６ｏに向かう。その際、酸化ガスによって運ばれていた水滴Ｗｄは、撥水処理されていない開口２３６ｏの内壁面Ｒ１に付着し、また、露出されている電解質膜２３２ｅに付着する。そして、それらの水は、電解質膜２３２に供給される。整流板２６２，２６２によって、そのような酸化ガスの流れの流れの屈曲および開口２３６ｏ，２３６ｏへの水の供給が行われた後、酸化ガスは、矢印Ｆｃｇで示すように、酸化ガス孔２５６からセル２００外へ排出される。 As indicated by an arrow Fcg in FIG. 3, the oxidizing gas flow Fcg in the oxidizing gas channel 222 is once bent by the rectifying plate 262 located substantially opposite to the opening 236o and directed toward the opening 236o. At this time, the water droplet Wd carried by the oxidizing gas adheres to the inner wall surface R1 of the opening 236o that has not been subjected to the water repellent treatment, and also adheres to the exposed electrolyte membrane 232e. Such water is supplied to the electrolyte membrane 232. After the flow of the oxidizing gas is bent and the water is supplied to the openings 236o and 236o by the rectifying plates 262 and 262, the oxidizing gas flows from the oxidizing gas hole 256 as indicated by an arrow Fcg. It is discharged out of the cell 200.

第１実施例においては、酸素極２３６と触媒層２３５の開口２３６ｏ，２３６ｏは、酸素極２３６に沿って設けられた狭義の酸化ガス流路２２２の下流部分に設けられている。このため、酸素極２３６の様々な部分で生成された水は、効率的に開口２３６ｏ，２３６ｏに集められ、電解質膜２３２に運ばれる。 In the first embodiment, the oxygen electrode 236 and the openings 236o and 236o of the catalyst layer 235 are provided in the downstream portion of the narrowly defined oxidizing gas flow path 222 provided along the oxygen electrode 236. For this reason, water generated at various portions of the oxygen electrode 236 is efficiently collected in the openings 236 o and 236 o and transported to the electrolyte membrane 232.

整流板２６２は、セパレータ２２０の素材であるカーボンに比べて比熱が大きいステンレス合金で設けられている。このため、セル２００の温度が急速に上昇しても、整流板２６２の温度は、セパレータ２２０に比べて上昇するのが遅い。よって、セパレータ２２０や酸素極２３６の温度上昇によって熱せられ、酸化ガス流路２２２内で水蒸気となった水が、酸化ガスによって運ばれて、比較的低温の整流板２６２に接触すると、整流板２６２によって冷却され液化する。そして、液化した水は、整流板２６２に沿って流れる酸化ガスによって開口２３６ｏに飛ばされて、電解質膜２３２に供給される。 The rectifying plate 262 is made of a stainless alloy having a specific heat higher than that of carbon that is a material of the separator 220. For this reason, even if the temperature of the cell 200 rises rapidly, the temperature of the rectifying plate 262 is slower than that of the separator 220. Therefore, when the water heated by the temperature rise of the separator 220 and the oxygen electrode 236 and converted into water vapor in the oxidizing gas flow path 222 is carried by the oxidizing gas and comes into contact with the relatively low temperature rectifying plate 262, the rectifying plate 262 To cool and liquefy. The liquefied water is blown to the opening 236 o by the oxidizing gas flowing along the rectifying plate 262 and supplied to the electrolyte membrane 232.

電解質膜２３２に供給された水は、電解質膜２３２において拡散される。また、電解質膜２３２に供給された水の一部は、水素極２３４に伝えられる。そして、その水は、燃料ガス流路２１２内の燃料ガスの流れＦａｇによって、撥水処理された水素極２３４表面を水滴Ｗｄの形で、または水蒸気として、狭義の燃料ガス流路２１２の下流側に送られる。 The water supplied to the electrolyte membrane 232 is diffused in the electrolyte membrane 232. A part of the water supplied to the electrolyte membrane 232 is transmitted to the hydrogen electrode 234. Then, the water flows downstream of the narrowly defined fuel gas channel 212 in the form of water droplets Wd or water vapor on the surface of the hydrogen electrode 234 subjected to the water repellent treatment by the fuel gas flow Fag in the fuel gas channel 212. Sent to.

開口２３６ｏが設けられているのは、酸素極２３６に沿った狭義の酸化ガス流路２２２の下流部分である。一方、酸化ガス流路２２２内のガスの流れの向きと、水素極２３４に沿った狭義の燃料ガス流路２１２内のガスの流れの向きとは、逆である。すなわち、水素極２３４側においては、開口２３６ｏが設けられている位置は、燃料ガスの流れの上流部に当たる。このため、開口２３６ｏを介して水素極２３４側に浸透した水は、燃料ガス流路２１２内の燃料ガスの流れＦａｇによって、水素極２３４側において、効率的に全体に行き渡る。なお、本明細書において、ガス流路の「上流部分」または「上流部」とは、ガス流路（たとえば、セパレータ２１０の溝部２１１で構成される狭義の燃料ガス流路２２２）の全流路のうち、上流側半分の範囲に含まれるいずれかの部分を指す。 The opening 236 o is provided in the downstream portion of the narrowly defined oxidizing gas flow path 222 along the oxygen electrode 236. On the other hand, the direction of the gas flow in the oxidizing gas flow path 222 is opposite to the direction of the gas flow in the narrowly defined fuel gas flow path 212 along the hydrogen electrode 234. That is, on the hydrogen electrode 234 side, the position where the opening 236o is provided corresponds to the upstream portion of the fuel gas flow. For this reason, the water that has permeated the hydrogen electrode 234 side through the opening 236o is efficiently distributed throughout the hydrogen electrode 234 side by the fuel gas flow Fag in the fuel gas channel 212. In the present specification, the “upstream part” or “upstream part” of the gas flow path refers to the entire flow path of the gas flow path (for example, the narrowly defined fuel gas flow path 222 formed by the groove 211 of the separator 210). Among these, it refers to any part included in the range of the upstream half.

また、第１実施例においては、開口２３６ｏと整流板２６２は２組設けられている。このため、それらが一組だけ設けられている態様に比べて、より多くの水を水素極側２３４に送ることができる。 In the first embodiment, two sets of openings 236o and rectifying plates 262 are provided. For this reason, more water can be sent to the hydrogen electrode side 234 compared with the aspect in which only one set of them is provided.

また、電解質膜２３２を挟んで開口２３６ｏ，２３６ｏの逆側の部分には、触媒層２３３が設けられていない開口２３３ｏ，２３３ｏが設けられている。このため、電解質膜２３２にに浸透した水の一部は、触媒層２３３に阻まれることなく、効率的に水素極２３４に伝わる。 In addition, openings 233o and 233o in which the catalyst layer 233 is not provided are provided at portions opposite to the openings 236o and 236o with the electrolyte membrane 232 interposed therebetween. For this reason, part of the water that has permeated the electrolyte membrane 232 is efficiently transmitted to the hydrogen electrode 234 without being blocked by the catalyst layer 233.

さらに、電解質膜２３２の開口２３６ｏ，２３６ｏの逆側の部分は、燃料ガス流路２１２に対して露出されておらず、水素極２３４と接合され、水素極２３４で覆われている。このため、電解質膜が露出されている側とは逆の側の拡散層（水素極２３４）に、電解質膜２３２から直接、水を伝えることができる。よって、水素極２３４に効率的に水を伝えることができる。また、燃料電池の運転中に、水素極２３４側と酸素極２３６側で圧力差が生じた場合にも、電解質膜２３２が両面において露出されている態様に比べて、電解質膜２３２が破壊されてしまう可能性が低い。 Further, the portions of the electrolyte membrane 232 opposite to the openings 236 o and 236 o are not exposed to the fuel gas channel 212, are joined to the hydrogen electrode 234, and are covered with the hydrogen electrode 234. For this reason, water can be directly transmitted from the electrolyte membrane 232 to the diffusion layer (hydrogen electrode 234) on the side opposite to the side where the electrolyte membrane is exposed. Therefore, water can be efficiently transmitted to the hydrogen electrode 234. In addition, even when a pressure difference occurs between the hydrogen electrode 234 side and the oxygen electrode 236 side during the operation of the fuel cell, the electrolyte membrane 232 is destroyed as compared with the aspect in which the electrolyte membrane 232 is exposed on both surfaces. Is less likely.

図４は、燃料電池のセルの性能試験の結果を示すグラフである。横軸は電流密度であり、縦軸は電圧である。図中、Ｅ１は、燃料ガス、酸化ガスに加湿を行わずに、本実施例の燃料電池のセル２００の試験を行った結果を示すグラフである。そして、Ｅ２は、燃料ガス、酸化ガスに加湿を行って、過剰となった水は除去しつつ、本実施例の燃料電池のセル２００の試験を行った結果を示すグラフである。一方、Ｃ１は、燃料ガス、酸化ガスに加湿を行わずに、比較例のセルの試験を行った結果を示すグラフである。そして、Ｅ２は、燃料ガス、酸化ガスに加湿を行って、過剰な水を除去しつつ、比較例のセルの試験を行った結果を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing the results of a fuel cell performance test. The horizontal axis is current density, and the vertical axis is voltage. In the figure, E1 is a graph showing the result of testing the cell 200 of the fuel cell of this example without humidifying the fuel gas and the oxidizing gas. And E2 is a graph which shows the result of having performed the test of the cell 200 of the fuel cell of a present Example, humidifying fuel gas and oxidizing gas, and removing the excess water. On the other hand, C1 is a graph showing the result of testing the cell of the comparative example without humidifying the fuel gas and the oxidizing gas. And E2 is a graph which shows the result of having tested the cell of the comparative example, humidifying fuel gas and oxidizing gas, and removing excess water.

比較例の燃料電池のセルは、水供給部２０２の各構成を有していない（図３参照）。すなわち、比較例の燃料電池のセルは、酸素極２３６、触媒層２３５に、開口２３６ｏ，２３６ｏを有していない。また、セパレータ２２０には、整流板２６２，２６２が設けられていない。そして、触媒層２３３は、開口２３３ｏ，２３３ｏを有していない。さらに、酸素極２３６を構成するカーボンペーパは、全体が撥水処理されている。比較例のセルの他の点は、第１実施例のセル２００の構成と同じである。 The fuel cell of the comparative example does not have the components of the water supply unit 202 (see FIG. 3). That is, the fuel cell of the comparative example does not have the openings 236o and 236o in the oxygen electrode 236 and the catalyst layer 235. Further, the separator 220 is not provided with the rectifying plates 262 and 262. The catalyst layer 233 does not have the openings 233o and 233o. Further, the entire carbon paper constituting the oxygen electrode 236 is subjected to water repellent treatment. Other points of the cell of the comparative example are the same as the configuration of the cell 200 of the first embodiment.

図４のＥ２およびＣ２で示されているように、ガスの加湿および過剰な水の除去を行って発電を行った場合は、第１実施例のセル２００は、比較例のセルに対してわずかに発電性能が低い。これは、第１実施例のセル２００は、開口２３６ｏ，２３６ｏ等を設けたために、触媒層２３３，２３５および酸素極２３６の面積が比較例に比べて小さくなったためであると考えられる。 As shown by E2 and C2 in FIG. 4, when the power generation is performed by humidifying the gas and removing excess water, the cell 200 of the first example is slightly smaller than the cell of the comparative example. Power generation performance is low. This is considered to be because the area of the catalyst layers 233 and 235 and the oxygen electrode 236 is smaller than that of the comparative example because the cell 200 of the first embodiment is provided with the openings 236o and 236o.

しかし、供給するガスを解してセルに加湿を行うことなく発電を行った場合は（図４中のＥ１およびＣ１参照）、第１実施例のセル２００は、電流密度のすべての領域について、比較例のセルに対して十分高い発電性能を実現している。これは、比較例のセルにおいて、水が局所的に集中したため、（ｉ）酸素極２３６および水素極２３４の一部に水が集中して、その部分においてガスの流通が妨げられ、発電が妨げられた、（ｉｉ）電解質膜２３２の一部が乾燥して、水素イオンの透過が妨げられ、発電が妨げられた、ためであると考えられる。第１実施例のセル２００においては、水供給部２０２を設けたことにより、反応によって生成された水がセル２００全体に行き渡り、高い発電性能が維持されたものと考えられる。 However, when power generation is performed without dehumidifying the supplied gas and humidifying the cell (see E1 and C1 in FIG. 4), the cell 200 of the first embodiment is A sufficiently high power generation performance is realized for the cell of the comparative example. This is because water is concentrated locally in the cell of the comparative example. (I) Water concentrates on a part of the oxygen electrode 236 and the hydrogen electrode 234, and the gas flow is hindered in this part, thereby preventing power generation. It is considered that (ii) part of the electrolyte membrane 232 was dried, the permeation of hydrogen ions was hindered, and the power generation was hindered. In the cell 200 of the first embodiment, it is considered that by providing the water supply unit 202, the water generated by the reaction has spread throughout the cell 200 and high power generation performance is maintained.

酸化ガスおよび燃料ガスの加湿、およびセル内の過剰な水の除去には、エネルギーを必要とする。このため、燃料電池の運転の際にそのようなガスの加湿、および水の除去をおこなうと、燃料電池の効率が低下する。しかし、第１実施例の燃料電池によれば、簡易な構造によって、外部からの加湿を行わない状態で、燃料電池の電解質膜を加湿し、高い性能を実現することができる。すなわち、第１実施例の燃料電池によれば、発電効率の高い燃料電池を実現することができる。 Energy is required to humidify the oxidizing gas and fuel gas and to remove excess water in the cell. For this reason, if such gas humidification and water removal are performed during the operation of the fuel cell, the efficiency of the fuel cell decreases. However, according to the fuel cell of the first embodiment, it is possible to achieve high performance by humidifying the electrolyte membrane of the fuel cell with a simple structure without humidification from the outside. That is, according to the fuel cell of the first embodiment, a fuel cell with high power generation efficiency can be realized.

Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例の燃料電池のセル２００ａの断面図である。第２実施例の燃料電池のセル２００ａにおいては、水供給部２０４，２０６が、酸化ガス流路２２２の下流部と、燃料ガス流路２１２の下流部との両方に設けられている。そして、水供給部２０４，２０６の構造は、第１実施例の水供給部２０２とは異なっている。また、水供給部２０４，２０６に水を供給するための整流部２６４，２６６の構造も、第１実施例の整流板２６２とは異なっている。他の点は、第２実施例の燃料電池のセル２００と同じである。 B. Second embodiment:
FIG. 5 is a cross-sectional view of the fuel cell 200a of the second embodiment. In the fuel cell 200a of the second embodiment, the water supply units 204 and 206 are provided in both the downstream portion of the oxidizing gas passage 222 and the downstream portion of the fuel gas passage 212. And the structure of the water supply parts 204 and 206 is different from the water supply part 202 of the first embodiment. Further, the structures of the rectifying units 264 and 266 for supplying water to the water supply units 204 and 206 are also different from those of the rectifying plate 262 of the first embodiment. The other points are the same as those of the fuel cell 200 of the second embodiment.

水供給部２０４は、酸素極２３６ａの酸化ガス流路２２２の下流にあたる部分に、開口２３６ｏを一つだけ有している。開口２３６ｏの構成は、第１実施例の開口２３６ｏと同じである。狭義の燃料ガス流路２２２の下流の端から１／６以内の範囲に設けられている。また、開口２３６ｏの内壁面Ｒ３については、酸素極２３６ａを構成するカーボンペーパは、撥水処理されていない。また、水供給部２０４は、電解質膜２３２のうち表面が酸化ガス流路２１２に露出されている部分２３２ｅ１を有する。さらに、水素極２３４の側においては、電解質膜２３２を挟んで酸素極２３６の開口２３６ｏと向かい合う部分には、第１実施例と同様に、触媒層２３３の開口２３３ｏが設けられている。開口２３３ｏにおいては、撥水処理された水素極２３４ａが、直接、電解質膜２３２と接合されている。 The water supply unit 204 has only one opening 236o in a portion corresponding to the downstream side of the oxidizing gas flow path 222 of the oxygen electrode 236a. The configuration of the opening 236o is the same as the opening 236o of the first embodiment. It is provided within a range of 1/6 from the downstream end of the narrowly defined fuel gas passage 222. Further, regarding the inner wall surface R3 of the opening 236o, the carbon paper constituting the oxygen electrode 236a is not subjected to water repellent treatment. In addition, the water supply unit 204 includes a portion 232 e 1 whose surface is exposed to the oxidizing gas flow channel 212 of the electrolyte membrane 232. Further, on the hydrogen electrode 234 side, an opening 233o of the catalyst layer 233 is provided in a portion facing the opening 236o of the oxygen electrode 236 with the electrolyte membrane 232 interposed therebetween, as in the first embodiment. In the opening 233o, the water-repellent hydrogen electrode 234a is directly joined to the electrolyte membrane 232.

第２実施例においては、セパレータ２２０ａの酸化ガス流路２２２の下流にあたる部分に、整流部２６４が設けられている。整流部２６４は、セパレータ２２０ａの溝部２２１の底部において、ほぼ垂直な姿勢で設けられており、溝部２２１を塞ぐステンレス合金製の板である。整流部２６４には、微小な貫通孔２６４ｏが複数設けられている。酸化ガスは、その貫通孔２６４ｏを通ることが可能である。 In the second embodiment, a rectifying unit 264 is provided in a portion corresponding to the downstream side of the oxidizing gas flow path 222 of the separator 220a. The rectifying unit 264 is provided in a substantially vertical posture at the bottom of the groove 221 of the separator 220a, and is a stainless alloy plate that closes the groove 221. The rectifying unit 264 is provided with a plurality of minute through holes 264o. The oxidizing gas can pass through the through hole 264o.

水供給部２０６は、水素極２３４ａの燃料ガス流路２１２の下流部分に、開口２３４ｏを有している。具体的には、開口２３４ｏは、狭義の燃料ガス流路２１２の下流の端から１／６以内の範囲に設けられている。開口２３４ｏの構成は、開口２３６ｏと同じである。また、開口２３４ｏの内壁面Ｒ４については、水素極２３４ａを構成するカーボンペーパは、撥水処理されていない。また、水供給部２０６は、電解質膜２３２のうち表面が燃料ガス流路２１２に露出されている部分２３２ｅ２を有する。 The water supply unit 206 has an opening 234o in the downstream portion of the fuel gas channel 212 of the hydrogen electrode 234a. Specifically, the opening 234o is provided in a range within 1/6 from the downstream end of the narrowly defined fuel gas passage 212. The configuration of the opening 234o is the same as that of the opening 236o. Further, regarding the inner wall surface R4 of the opening 234o, the carbon paper constituting the hydrogen electrode 234a is not subjected to water repellent treatment. In addition, the water supply unit 206 includes a portion 232 e 2 whose surface is exposed to the fuel gas flow channel 212 of the electrolyte membrane 232.

酸素極２３６ａの側においては、電解質膜２３２を挟んで開口２３４ｏと向かい合う部分には、触媒層２３５ａが設けられていない部分である開口２３５ｏが設けられている。そして、開口２３５ｏにおいては、撥水処理された酸素極２３６ａが、直接、電解質膜２３２と接合されている。 On the oxygen electrode 236a side, an opening 235o that is a portion where the catalyst layer 235a is not provided is provided in a portion facing the opening 234o across the electrolyte membrane 232. In the opening 235o, the water-repellent oxygen electrode 236a is directly joined to the electrolyte membrane 232.

セパレータ２１０ａの燃料ガス流路２１２の下流にあたる部分には、整流部２６６が設けられている。整流部２６６の構成は、セパレータ２２０ａの整流部２６４の構成と同じである。 A rectifying unit 266 is provided in a portion of the separator 210a that is downstream of the fuel gas channel 212. The configuration of the rectifying unit 266 is the same as the configuration of the rectifying unit 264 of the separator 220a.

第２実施例においては、図５に示すように、水供給部２０４は、狭義の酸化ガス流路２２２の下流部分に設けられている。そして、水供給部２０６は、狭義の燃料ガス流路２１２の下流部分に設けられている。酸化ガス流路２２２内において水供給部２０４が設けられている部分は、電解質膜２３２を挟んで、燃料ガス流路２１２における上流部分と向かい合う位置にある。そして、燃料ガス流路２１２内において水供給部２０６が設けられている部分は、電解質膜２３２を挟んで、酸化ガス流路２２２における上流部分と向かい合う位置にある。 In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the water supply unit 204 is provided in the downstream portion of the narrowly defined oxidizing gas flow path 222. And the water supply part 206 is provided in the downstream part of the fuel gas flow path 212 in a narrow sense. The portion where the water supply unit 204 is provided in the oxidizing gas channel 222 is at a position facing the upstream portion of the fuel gas channel 212 with the electrolyte membrane 232 interposed therebetween. The portion where the water supply unit 206 is provided in the fuel gas channel 212 is located at a position facing the upstream portion of the oxidizing gas channel 222 with the electrolyte membrane 232 interposed therebetween.

このような態様としても、図５において矢印Ｆｃｇで示すように、酸化ガスは、酸化ガス孔２５５から供給され、溝部２２１を通って、酸化ガス孔２５６から排出される。そして、酸化ガスの流れＦｃｇは、整流部２６４によって一部が流通を妨げられ、開口２３６ｏに向かう。その際、酸化ガスによって運ばれていた水滴Ｗｄは、撥水処理されていない開口２３６ｏの内壁面Ｒ３に付着し、また、酸化ガス流路２２２に対して露出されている電解質膜２３２ｅに付着する。そして、その水は、電解質膜２３２、および水素極２３４に供給される。水が水蒸気として燃料ガス流路２１２内を運ばれた場合には、その一部が整流部２６４によって冷却され、液化されて、第１実施例と同様に電解質膜２３２に供給される。 Even in such an embodiment, as indicated by an arrow Fcg in FIG. 5, the oxidizing gas is supplied from the oxidizing gas hole 255, passes through the groove portion 221, and is discharged from the oxidizing gas hole 256. The flow of the oxidizing gas Fcg is partly prevented from flowing by the rectifying unit 264 and travels toward the opening 236o. At that time, the water droplet Wd carried by the oxidizing gas adheres to the inner wall surface R3 of the opening 236o that has not been subjected to the water repellent treatment, and also adheres to the electrolyte membrane 232e exposed to the oxidizing gas channel 222. . Then, the water is supplied to the electrolyte membrane 232 and the hydrogen electrode 234. When water is transported in the fuel gas channel 212 as water vapor, a part of the water is cooled by the rectifying unit 264, liquefied, and supplied to the electrolyte membrane 232 as in the first embodiment.

水素極２３４に供給された水は、撥水処理された水素極２３４表面に水滴Ｗｄの形で付着する。この水滴Ｗｄは、燃料ガス流路２１２内の燃料ガスの流れＦａｇによって、撥水処理された水素極２３４表面を、狭義の燃料ガス流路２１２の下流側に送られる。また、一部の水は、水蒸気として、燃料ガスの流れＦａｇによって、狭義の燃料ガス流路２１２の下流側に送られる。 The water supplied to the hydrogen electrode 234 adheres to the surface of the hydrogen electrode 234 that has been subjected to water repellent treatment in the form of water droplets Wd. The water droplet Wd is sent to the downstream side of the narrowly defined fuel gas channel 212 on the surface of the hydrogen electrode 234 subjected to the water repellent treatment by the fuel gas flow Fag in the fuel gas channel 212. Further, a part of the water is sent to the downstream side of the narrowly defined fuel gas passage 212 as the water vapor by the fuel gas flow Fag.

一方、燃料ガス流路２１２の下流側においては、燃料ガスの流れＦａｇは、整流部２６６によって一部が妨げられる。そして、水供給部２０４の場合と同様に、燃料ガスによって運ばれていた水滴Ｗｄは、撥水処理されていない開口２３４ｏの内壁面Ｒ４に付着し、燃料ガス流路２１２に対して露出されている電解質膜２３２に供給される。そして、その水は、電解質膜２３２、および酸素極２３６に供給される。 On the other hand, on the downstream side of the fuel gas flow path 212, a part of the fuel gas flow Fag is blocked by the rectifying unit 266. As in the case of the water supply unit 204, the water droplet Wd carried by the fuel gas adheres to the inner wall surface R4 of the opening 234o that has not been subjected to the water repellent treatment, and is exposed to the fuel gas flow path 212. The electrolyte membrane 232 is supplied. Then, the water is supplied to the electrolyte membrane 232 and the oxygen electrode 236.

第２実施例においては、燃料ガス流路２１２の下流側にも水供給部２０６が設けられている。このため、燃料ガス流路２１２において下流側に集められた水は、効率的に酸素極２３６の酸化ガス流路２２２上流側に伝えられる。よって、セル２００ａ内において、水が局所的に集中することがなく、循環されることとなり、電解質膜２３２は均等に保湿される。 In the second embodiment, a water supply unit 206 is also provided on the downstream side of the fuel gas passage 212. For this reason, the water collected downstream in the fuel gas channel 212 is efficiently transmitted to the upstream side of the oxidizing gas channel 222 of the oxygen electrode 236. Therefore, water does not concentrate locally in the cell 200a and is circulated, so that the electrolyte membrane 232 is evenly moisturized.

また、第２実施例の燃料電池においては、冷却水が酸化ガス流路２２２内の酸化ガスの流通方向と同じ向きに流通することから、酸化ガス流路２２２の上流側（すなわち、燃料ガス流路２１２の下流側）は、酸化ガス流路２２２の下流側（すなわち、燃料ガス流路２１２の上流側）にくらべて、温度が低くなる。よって、燃料ガス流路２１２の下流部においては、より水蒸気が液化しやすくなり、水素極２３４を構成するカーボンペーパーが液体の水で目詰まりしやすくなる。その結果、燃料ガスの流通が妨げられ、発電が阻害されてしまう可能性がある。しかし、第２実施例の燃料電池においては、液化した水は効率的に酸素極２３６側に送られる。このため、水素極２３４を構成するカーボンペーパーが液体の水で目詰まりし、発電が阻害される可能性が低い。 Further, in the fuel cell of the second embodiment, the cooling water flows in the same direction as the flow direction of the oxidizing gas in the oxidizing gas flow path 222, so that the upstream side of the oxidizing gas flow path 222 (that is, the fuel gas flow The temperature of the downstream side of the passage 212 is lower than that of the downstream side of the oxidizing gas passage 222 (that is, the upstream side of the fuel gas passage 212). Therefore, in the downstream portion of the fuel gas channel 212, the water vapor is more easily liquefied, and the carbon paper constituting the hydrogen electrode 234 is easily clogged with liquid water. As a result, the distribution of the fuel gas is hindered and power generation may be hindered. However, in the fuel cell of the second embodiment, the liquefied water is efficiently sent to the oxygen electrode 236 side. For this reason, it is unlikely that the carbon paper constituting the hydrogen electrode 234 is clogged with liquid water and power generation is hindered.

Ｃ．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。 C. 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.

Ｃ１．変形例１：
上記第１実施例では、水供給部を構成する開口２３６ｏ，２３６ｏは、狭義の酸化ガス流路２２２が設けられている範囲のうち、下流の端から１／５以内の範囲内に設けられていた。しかし、水供給部を構成する開口は、他の場所に設けることもできる。たとえば、狭義の酸化ガス流路２２２のうち、下流の端から１／３以内の範囲内に設けることができる。しかし、下流の端から１／４以内の範囲内に設けることが好ましく、下流の端から１／５以内の範囲内に設けることが好ましい。第２実施例における水素極２３４側の開口２３４ｏについても同様である。 C1. Modification 1:
In the first embodiment, the openings 236o and 236o constituting the water supply unit are provided in a range within 1/5 from the downstream end in the range in which the narrowly defined oxidizing gas passage 222 is provided. It was. However, the opening constituting the water supply unit can be provided at another location. For example, in the narrowly defined oxidizing gas flow path 222, it can be provided within a range of 1/3 from the downstream end. However, it is preferably provided within a range of ¼ from the downstream end, and preferably within a range of ５ from the downstream end. The same applies to the opening 234o on the hydrogen electrode 234 side in the second embodiment.

また、第１実施例においては、開口２３６ｏは二つ設けられ、第２実施例では、開口２３６ｏ，２３４ｏは一つずつ設けられていた。しかし、これらの各極に設けられる開口は、１個または２個に限られず、３個や４個など、３個以上としてもよい。開口の数を増やすことで、より効率的に水を相手極側に伝えることができる。そして、それらの開口の合計の面積に等しい一つの開口を設ける場合に比べて、開口によって電解質膜が損傷する可能性を小さくすることができる。 In the first embodiment, two openings 236o are provided. In the second embodiment, openings 236o and 234o are provided one by one. However, the number of openings provided in each of these poles is not limited to one or two, and may be three or more, such as three or four. By increasing the number of openings, water can be more efficiently transmitted to the other electrode side. And compared with the case where one opening equal to the total area of those opening is provided, possibility that an electrolyte membrane will be damaged by opening can be made small.

上記実施例においては、開口２３６ｏの幅は２ｍｍであった。しかし、開口の幅は２ｍｍ未満または２ｍｍより大きい寸法など、他の寸法とすることもできる。ただし、開口の幅は０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。 In the above embodiment, the width of the opening 236o was 2 mm. However, the width of the opening may be other dimensions, such as a dimension less than 2 mm or greater than 2 mm. However, the width of the opening is preferably 0.5 mm or more.

上記実施例においては、水供給部の一部を構成する電解質膜は、一方の面がガス流路に対して露出され、他方の面が拡散層としてのカーボンペーパ２３４，２３６に覆われていた。しかし、水供給部の一部を構成する電解質膜は、酸素極と水素極の両面において、ガス流路に対して露出されていてもよい。また、水供給部の一部を構成する電解質膜は、酸素極と水素極の両面において、拡散層または他の水を透過する構造に覆われていてもよい。すなわち、水供給部は、ガス流路の下流において、水を受け取って電解質膜に水を浸透させることができるように構成されていればよい。ただし、水供給部の一部を構成する電解質膜は、一方が、水を透過することができる他の構成で支持されていることが好ましい。 In the above embodiment, the electrolyte membrane constituting a part of the water supply unit has one surface exposed to the gas flow path and the other surface covered with carbon paper 234 and 236 as diffusion layers. . However, the electrolyte membrane constituting a part of the water supply unit may be exposed to the gas channel on both the oxygen electrode and the hydrogen electrode. In addition, the electrolyte membrane constituting a part of the water supply unit may be covered with a diffusion layer or other water permeable structure on both the oxygen electrode and the hydrogen electrode. That is, the water supply unit may be configured to receive water and allow water to permeate the electrolyte membrane downstream of the gas flow path. However, it is preferable that one of the electrolyte membranes constituting a part of the water supply unit is supported by another configuration capable of transmitting water.

上記実施例においては、開口２３６ｏ，２３４ｏの内壁面は、撥水処理がされていなかった。しかし、開口２３６ｏ，２３４ｏの内壁面が撥水処理されていても、開口２３６ｏ，２３４ｏを通じて、所定量の水が反対側の極に伝達される。ただし、開口２３６ｏ，２３４ｏの内壁部分が、撥水処理されていないことがより好ましい。 In the above embodiment, the inner wall surfaces of the openings 236o and 234o were not subjected to water repellent treatment. However, even if the inner wall surfaces of the openings 236o and 234o are water-repellent, a predetermined amount of water is transmitted to the opposite poles through the openings 236o and 234o. However, the inner wall portions of the openings 236o and 234o are more preferably not subjected to water repellent treatment.

Ｃ２．変形例２：
上記実施例においては、燃料ガスによって運ばれる水滴を電解質膜に供給する整流板２６２、整流部２６４，２６６は、ステンレス合金で設けられていた。しかし、整流部２６２は、ステンレス合金に限らず、他の素材で設けることもできる。ただし、セパレータ２２０よりも比熱が大きい素材で設けることが好ましい。 C2. Modification 2:
In the above-described embodiment, the rectifying plate 262 and the rectifying units 264 and 266 that supply water droplets carried by the fuel gas to the electrolyte membrane are made of a stainless alloy. However, the rectifying unit 262 is not limited to the stainless alloy, and can be provided by other materials. However, it is preferable to use a material having a specific heat larger than that of the separator 220.

また、上記第１実施例においては、整流部は、上流側に傾くように配された板状の構成であった。また、第２実施例においては、整流部は、貫通孔を有する板状の構成であった。しかし、整流部は他の態様とすることもできる。すなわち、整流部は、ガス流路内を流れるガスの少なくとも一部を水供給部に向かわせることができる構造であればよく、たとえば、溝部に設けられた凸部とすることができる。 Moreover, in the said 1st Example, the rectification | straightening part was the plate-shaped structure arrange | positioned so that it might incline to an upstream. Further, in the second embodiment, the rectifying unit has a plate-like configuration having a through hole. However, the rectifying unit can be in other modes. In other words, the rectifying unit may be a structure that can direct at least a part of the gas flowing in the gas flow channel toward the water supply unit, and may be, for example, a convex portion provided in the groove.

そして、上記各実施例では、整流部は、セパレータに設けられていたが、整流部は、酸素極または水素極に設けることもできる。たとえば、電解質膜が露出している穴の上流側または下流側に設けられた凸部とすることができる。 In each of the above embodiments, the rectifying unit is provided in the separator, but the rectifying unit may be provided in the oxygen electrode or the hydrogen electrode. For example, it can be a convex portion provided on the upstream side or downstream side of the hole where the electrolyte membrane is exposed.

Ｃ３．変形例３：
上記実施例においては、水を受け取って電解質膜に浸透させる水供給部は、ガス流路に対して露出された電解質膜を備えていた。しかし、水供給部は、そのような態様に限られず、他の態様とすることもできる。すなわち、水供給部は、水を浸透することができる樹脂など、他の素材で構成することができる。ただし、水供給部は、燃料ガスおよび酸化ガスを透過しない素材を使用して、酸素極と水素極との間で燃料ガスと酸化ガスが流通しないように構成することが好ましい。 C3. Modification 3:
In the above embodiment, the water supply unit that receives water and permeates the electrolyte membrane includes the electrolyte membrane exposed to the gas flow path. However, a water supply part is not restricted to such an aspect, It can also be set as another aspect. That is, the water supply unit can be made of other materials such as a resin that can penetrate water. However, it is preferable that the water supply unit is configured so that the fuel gas and the oxidizing gas do not flow between the oxygen electrode and the hydrogen electrode by using a material that does not transmit the fuel gas and the oxidizing gas.

Ｃ４．変形例４：
上記実施例の燃料電池は、狭義の酸化ガス流路２２２、および狭義の燃料ガス流路２１２が、水平面に対して垂直となるように配置し、水平方向に複数のセルを積層する態様とすることができる。そのような態様とすれば、各セルの運転条件をより均等に近づけることができる。すなわち、鉛直方向にセルを積層した場合には、重力によって、上方のセルと下方のセルとの間に、運転条件の差が生じる可能性がある。しかし、各セルを水平面に対して垂直に配し、複数のセルを水平方向に積層すれば、そのような可能性が少ない。 C4. Modification 4:
The fuel cell of the above embodiment is configured such that the narrowly defined oxidizing gas flow path 222 and the narrowly defined fuel gas flow path 212 are arranged so as to be perpendicular to the horizontal plane, and a plurality of cells are stacked in the horizontal direction. be able to. If it is set as such an aspect, the driving | running condition of each cell can be approximated more uniformly. That is, when cells are stacked in the vertical direction, a difference in operating conditions may occur between the upper cell and the lower cell due to gravity. However, if each cell is arranged perpendicular to the horizontal plane and a plurality of cells are stacked in the horizontal direction, such a possibility is small.

一方、燃料電池のセルを、狭義の酸化ガス流路２２２、および狭義の燃料ガス流路２１２が水平となるように、または斜めになるように配する場合には、酸素極が上側になり、水素極が下側となるように配することが好ましい。酸素極においては、発電時に水が生成される。よって、そのような態様とすれば、重力を利用して、酸素極で生成された水を、水供給部から下方の水素極に供給することができる。 On the other hand, when the fuel cell is arranged so that the narrowly defined oxidizing gas channel 222 and the narrowly defined fuel gas channel 212 are horizontal or oblique, the oxygen electrode is on the upper side, It is preferable to arrange so that the hydrogen electrode is on the lower side. At the oxygen electrode, water is generated during power generation. Therefore, if it is set as such an aspect, the water produced | generated by the oxygen electrode can be supplied to a lower hydrogen electrode from a water supply part using gravity.

ＭＥＡ（膜・電極接合体）２３０の構成を示す説明図。An explanatory view showing the composition of MEA (membrane electrode assembly) 230. セパレータ２２０を、酸素極２３６と接合される側から見た平面図。The top view which looked at the separator 220 from the side joined with the oxygen electrode 236. FIG. 燃料電池のセル２００の断面図。Sectional drawing of the cell 200 of a fuel cell. 燃料電池の性能試験の結果を示すグラフ。The graph which shows the result of the performance test of a fuel cell. 第２実施例の燃料電池のセル２００の断面図。Sectional drawing of the cell 200 of the fuel cell of 2nd Example.

Explanation of symbols

２００，２００ａ…セル
２０２，２０４，２０６…水供給部
２１０，２１０ａ，２２０，２２０ａ…セパレータ
２１１，２２１…溝部
２１２…燃料ガス流路
２２２…酸化ガス流路
２３０…ＭＥＡ（membrance electrode assembly／膜・電極接合体）
２３２…電解質膜
２３３，２３３ａ，２３５…触媒層
２３３ｏ…開口
２３４，２３４ａ…水素極
２３４ｏ…開口
２３５，２３５ａ…触媒層
２３６，２３６ａ…酸素極
２３６ｏ…開口
２５１，２５２…冷却水孔
２５３，２５４…燃料ガス孔
２５５，２５６…酸化ガス孔
２６２…整流板
２６４，２６６…整流部
２６４ｏ…貫通孔
２７２…樹脂フレーム
Ｆａｇ…燃料ガスの流れを示す矢印
Ｆｃｇ…酸化ガスの流れを示す矢印
Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４…開口の内壁面
Ｗｄ…水滴 200, 200a ... cell 202, 204, 206 ... water supply part 210, 210a, 220, 220a ... separator 211, 221 ... groove 212 ... fuel gas passage 222 ... oxidizing gas passage 230 ... MEA (membrance electrode assembly / membrane) Electrode assembly)
232 ... Electrolyte membrane 233, 233a, 235 ... Catalyst layer 233o ... Opening 234, 234a ... Hydrogen electrode 234o ... Opening 235, 235a ... Catalyst layer 236, 236a ... Oxygen electrode 236o ... Opening 251, 252 ... Cooling water hole 253, 254 ... Fuel gas holes 255, 256 ... Oxidation gas holes 262 ... Rectification plates 264, 266 ... Rectification part 264o ... Through holes 272 ... Resin frame Fag ... Arrows indicating the flow of fuel gas Fcg ... Arrows indicating the flow of oxidation gas R1, R3 R4 ... inner wall surface of the opening Wd ... water droplets

Claims

A first diffusion layer to which an oxidizing gas is supplied from a first gas flow path provided along the surface;
A second diffusion layer to which fuel gas is supplied from a second gas flow path provided along the surface;
An electrolyte membrane located between the first and second diffusion layers and permeable to hydrogen ions, and
Water capable of receiving water from the gas flowing in the one gas flow channel and infiltrating the water into the electrolyte membrane in a downstream portion of one gas flow channel of the first and second gas flow channels A fuel cell having a supply part ,
The water supply unit includes a part of the electrolyte membrane,
The portion of the electrolyte membrane is exposed to the one gas channel,
The fuel cell further includes:
A fuel cell, comprising: a rectifying unit for supplying at least a part of water carried by a gas flowing in the one gas channel to the part of the electrolyte membrane in the one gas channel.

A first diffusion layer to which an oxidizing gas is supplied from a first gas flow path provided along the surface;
A second diffusion layer to which fuel gas is supplied from a second gas flow path provided along the surface;
An electrolyte membrane located between the first and second diffusion layers and permeable to hydrogen ions, and
Water capable of receiving water from the gas flowing in the one gas flow channel and infiltrating the water into the electrolyte membrane in a downstream portion of one gas flow channel of the first and second gas flow channels A fuel cell having a supply part ,
The water supply unit includes a part of the electrolyte membrane,
The portion of the electrolyte membrane is exposed to the one gas channel,
The fuel cell, wherein the part of the electrolyte membrane is joined to the opposite diffusion layer of the first and second diffusion layers on a surface opposite to the exposed side.

The fuel cell according to claim 1 or 2 ,
The portion where the water supply unit is provided in the one gas flow channel is a position facing the upstream portion of the other gas flow channel between the first and second gas flow channels with the electrolyte membrane interposed therebetween. The fuel cell.

A first diffusion layer to which an oxidizing gas is supplied from a first gas flow path provided along the surface;
A second diffusion layer to which fuel gas is supplied from a second gas flow path provided along the surface;
An electrolyte membrane located between the first and second diffusion layers and permeable to hydrogen ions, and
In the downstream portion of the first gas flow path, there is a first water supply section that can receive water from the gas flowing in the first gas flow path and allow the water to permeate the electrolyte membrane,
A second water supply unit capable of receiving water from a gas flowing in the second gas flow channel and allowing the water to permeate the electrolyte membrane in a downstream portion of the second gas flow channel;
The portion where the first water supply unit is provided in the first gas channel is located at a position facing the upstream portion of the second gas channel across the electrolyte membrane,
It said second portion of said second water supply portion in the gas passage is provided, wherein the sandwiching an electrolyte membrane, a position facing the upstream portion of the first gas flow path, met the fuel cell And
Each of the first and second water supply units includes a part of the electrolyte membrane,
The part of the electrolyte membrane included in the first water supply unit is exposed to the first gas flow path;
The part of the electrolyte membrane included in the second water supply unit is exposed to the second gas flow path;
The fuel cell further includes:
At least a portion of the water carried by the gas flowing through the first gas flow path, the first rectifying unit is supplied to said portion of the first of the electrolyte membrane contained in the water supply, the first 1 possess the gas passage,
At least a portion of the water carried by the gas flowing through the second gas flow path, said second rectifier supplied to said portion of the second of the electrolyte membrane contained in the water supply, the first A fuel cell having two gas flow paths.

A first diffusion layer to which an oxidizing gas is supplied from a first gas flow path provided along the surface;
A second diffusion layer to which fuel gas is supplied from a second gas flow path provided along the surface;
An electrolyte membrane located between the first and second diffusion layers and permeable to hydrogen ions, and
In the downstream portion of the first gas flow path, there is a first water supply section that can receive water from the gas flowing in the first gas flow path and allow the water to permeate the electrolyte membrane,
A second water supply unit capable of receiving water from a gas flowing in the second gas flow channel and allowing the water to permeate the electrolyte membrane in a downstream portion of the second gas flow channel;
The portion where the first water supply unit is provided in the first gas channel is located at a position facing the upstream portion of the second gas channel across the electrolyte membrane,
It said second portion of said second water supply portion in the gas passage is provided, wherein the sandwiching an electrolyte membrane, a position facing the upstream portion of the first gas flow path, met the fuel cell And
Each of the first and second water supply units includes a part of the electrolyte membrane,
The part of the electrolyte membrane included in the first water supply unit is exposed to the first gas flow path;
The part of the electrolyte membrane included in the second water supply unit is exposed to the second gas flow path;
The part of the electrolyte membrane included in the first water supply unit is bonded to the second diffusion layer on a surface opposite to the exposed side ,
The fuel cell, wherein the part of the electrolyte membrane included in the second water supply unit is joined to the first diffusion layer on a surface opposite to the exposed side.