JP5051979B2 - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池 Download PDF

Info

Publication number
JP5051979B2
JP5051979B2 JP2005028604A JP2005028604A JP5051979B2 JP 5051979 B2 JP5051979 B2 JP 5051979B2 JP 2005028604 A JP2005028604 A JP 2005028604A JP 2005028604 A JP2005028604 A JP 2005028604A JP 5051979 B2 JP5051979 B2 JP 5051979B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
diffusion layer
discharge
gas
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005028604A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006216426A (ja
Inventor
優 角川
育康 加藤
誠治 佐野
▲隆▼ 梶原
博道 佐藤
文彦 乾
佳史 大田
祥 宇佐美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc, Toyota Motor Corp filed Critical Nippon Soken Inc
Priority to JP2005028604A priority Critical patent/JP5051979B2/ja
Publication of JP2006216426A publication Critical patent/JP2006216426A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5051979B2 publication Critical patent/JP5051979B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、所定の電解質膜の両面に、それぞれアノード、および、カソードを配置した積層体を、セパレータを介在させて、複数積層させたスタック構造を有する燃料電池に関するものである。
燃料電池には、所定の電解質膜の両面に、それぞれアノード、および、カソードを形成した積層体を、セパレータを介在させて、複数積層したスタック構造を有するタイプのものがある(以下、このスタック構造を有する燃料電池を「燃料電池スタック」と呼ぶ)。そして、従来、各セパレータの両面には、積層したときに、燃料ガスや、酸化剤ガスの流路を形成するための溝が設けられていた。
近年では、セパレータとして、平板のセパレータを用いる構成が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。この平板のセパレータでは、セパレータの内部に各流路が形成される。
図13は、平板のセパレータを用いた燃料電池スタックの概略構成の一例を示す断面図である。燃料電池スタックは、電解質膜1の一方の面に、アノード用触媒層1aと、アノード用拡散層2aとを、この順に積層させ、電解質膜1の他方の面に、カソード用触媒層1cと、カソード用拡散層2cとを、この順に積層させた積層体をフレームによって支持した電解質膜ユニット3を備えている。そして、この電解質膜ユニット3のカソード側の面には、平板のカソード側セパレータ4が積層されている。また、電解質膜ユニット3のアノード側の面には、平板のアノード側セパレータ5が積層されている。
図示するように、電解質膜ユニット3と、カソード側セパレータ4と、アノード側セパレータ5とには、それぞれ酸化剤ガスとしての空気を供給するための貫通孔3a、4a、5a、および、未消費の空気を排出するための貫通孔3b、4b、5bが設けられている。そして、カソード側セパレータ4には、貫通孔4aから分岐し、カソード用拡散層2cに、面に対して垂直な方向に空気を供給するための空気供給口4ciを有する空気供給用流路4cと、貫通孔4bから分岐し、カソード用拡散層2cから、面に対して垂直な方向に空気を排出するための空気排出口4doを有する空気排出用流路4dとが設けられている。空気供給口4ciから供給された空気は、カソード用拡散層2c内を拡散しながら流れ、空気排出口4doから排出される。なお、空気は、空気供給用のポンプを用いて加圧されて供給される。
また、図示は省略しているが、電解質膜ユニット3と、カソード側セパレータ4と、アノード側セパレータ5とには、燃料ガスとしての水素を供給するための貫通孔や、未消費の水素を排出するための貫通孔も設けられている。そして、アノード側セパレータ5には、アノード用拡散層2aに、面に対して垂直な方向に水素を供給するための水素供給口を有する水素供給用流路と、アノード用拡散層2aから、面に対して垂直な方向に水素を供給するための水素供給口を有する水素供給用流路とが設けられている。水素供給口から供給された水素は、アノード用拡散層2a内を拡散しながら流れ、水素排出口から排出される。なお、水素は、水素供給用のポンプを用いて加圧されて供給されたり、水素タンクから供給されたりする。
特開平10−121284号公報
ところで、上述した燃料電池スタックでは、アノード用拡散層2aや、カソード用拡散層2cとして、ガス拡散性を有するカーボンクロスや、カーボンペーパーが用いられる場合がある。そして、これらは、面に対して平行な方向にガスが流れやすくなるように作製されている。すなわち、これらは、面に対して垂直な方向の通気抵抗が、面に対して平行な方向の通気抵抗よりも高いという通気性についての異方性を有している。このような通気抵抗に異方性を有する材料を、上述した燃料電池スタックに適用する場合、通気抵抗が比較的高い、面に対して垂直な方向からガスが供給されるので、ガス供給時の圧力損失が大きかった。このような圧力損失は、ガス供給用のポンプの動力損失を増大させ、上述した燃料電池スタックを備えた燃料電池システムのエネルギ効率の低下を招いていた。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池スタックにおいて、ガスの供給時の圧力損失を低減させることによって、燃料電池システムのエネルギ効率を向上させることを目的とする。
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。
本発明の第1の燃料電池は、
所定の電解質膜の両面に、それぞれアノード、および、カソードを配置した積層体を、セパレータを介在させて、複数積層させたスタック構造を有する燃料電池であって、
前記セパレータは、
前記積層体の表面に対して垂直な方向に、所定のガスを供給するための供給口を有する供給用流路と、
前記積層体の表面に対して垂直な方向に、前記ガスを排出するための排出口を有する排出用流路と、を備え、
前記積層体は、
前記セパレータと当接する少なくとも一方の面に、前記ガスについて、面に対して平行な方向の通気抵抗よりも、面に対して垂直な方向の通気抵抗が高い拡散層を備えるとともに、
前記供給口に対向する位置に設けられ、前記拡散層の側面の少なくとも一部から、前記面に対して平行な方向に、前記ガスを供給するための供給部と、
前記排出口に対向する位置に設けられ、前記拡散層の側面の少なくとも一部から、前記面に対して平行な方向に、前記ガスを排出するための排出部と、
のうちの少なくとも一方を備えることを要旨とする。
こうすることによって、拡散層の通気抵抗が比較的低い側面の少なくとも一部から、積層体の面に対して平行な方向に、ガスの供給、または、排出を行うことができる。したがって、拡散層に、積層体の面に対して垂直な方向から、ガスの供給、または、排出を行うよりも、圧力損失を低減させることができる。この結果、燃料電池システムに、本発明の燃料電池を適用することによって、ガス供給用のポンプの動力損失を低減させ、燃料電池システムのエネルギ効率を向上させることができる。なお、積層体が、上記供給部と、上記排出部の双方を備えるようにすることによって、さらに、圧力損失を低減させることができる。
上記燃料電池において、
前記積層体は、
少なくとも前記カソード側に積層される前記セパレータと当接する面側に、前記拡散層を備えるとともに、
少なくとも前記カソード側の前記セパレータが有する前記供給口に対向する位置に設けられ、前記拡散層の側面の少なくとも一部から、前記面に対して平行な方向に、前記ガスを供給するための供給部と、
少なくとも前記カソード側の前記セパレータが有する前記排出口に対向する位置に設けられ、前記拡散層の側面の少なくとも一部から、前記面に対して平行な方向に、前記ガスを排出するための排出部と、
のうちの少なくとも一方を備えるようにしてもよい。
燃料電池において、燃料ガスとして水素を用い、酸化剤ガスとして空気を用いる場合、一般に、空気の流量は、水素の流量の3倍程度必要とされる。このため、上述した圧力損失は、アノード側よりも、カソード側の方が大きい。本発明では、積層体は、上記供給部、および、上記排出部のうちの少なくとも一方を、積層体の少なくともカソード側に備えることにより、圧力損失を効果的に低減させることができる。
本発明の燃料電池において、
前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、それぞれ前記供給口から前記拡散層の側面の少なくとも一部に前記ガスを導くための空隙、または、前記拡散層の側面の少なくとも一部から前記排出口に前記ガスを導くための空隙を備えるようにしてもよい。
こうすることによって、供給部、および、排出部の少なくとも一方において、ガスが流れる方向を容易に変換することができる。
なお、上記燃料電池において、
前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、前記空隙のみからなるようにしてもよい。
こうすることによって、拡散層の側面の少なくとも一部において、厚さ方向全体から、ガスを供給、または、排出することができるので、拡散層におけるガスの拡散の均一性を向上させることができる。
また、前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、前記空隙と、前記積層体の表面を被覆する被覆部材と、を備えるようにしてもよい。
電解質膜として、例えば、固体高分子膜を用いる場合、適切に発電を行うためには、電解質膜の湿潤状態を適正に保つことが要求される。本発明では、供給部、および、排出部の少なくとも一方は、被覆部材を備えるので、この部位において、上記積層体がガスに直接さらされることはない。したがって、電解質膜の乾燥を抑制することができる。なお、被覆部材としては、上記拡散層と同一の部材を用いるようにしてもよいし、他の部材を用いるようにしてもよい。
上記空隙を備える燃料電池において、
前記積層体は、前記電解質膜を挟んで前記空隙と対向する位置に、さらに、前記空隙とほぼ同一形状を有する空隙を備えるようにすることが好ましい。
通常、燃料電池スタックは、接触抵抗の増大を防止するために、積層方向に押圧力が加えられる。この場合、上記積層体の片方の面にのみ上記空隙を設けると、空隙を設けた部位において、積層体の両面にかかる押圧力のバランスが不均等になり、電解質膜が破損するおそれがある。本発明では、積層体の両面の電解質膜を挟んで対向する位置に、ほぼ同一形状を有する空隙を備えるので、上記押圧力のバランスを均等に保つことができる。したがって、電解質膜の破損を防止することができる。
本発明の第1の燃料電池において、
前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、少なくとも前記面に対して垂直な方向の通気抵抗が、前記拡散層よりも低い拡散部材を備えるようにしてもよい。
こうすることによって、供給部、および、排出部の少なくとも一方におけるガスの流れる方向を変換するとともに、拡散層におけるガスの拡散の均一性を向上させることができる。
また、本発明の第1の燃料電池において、
前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、前記スタック構造を積層方向に押圧したときに生じる変形を抑制するための補強部材を備えるようにすることが好ましい。
こうすることによって、スタック構造を積層方向に押圧したときに生じる変形を抑制することができる。
本発明の第1の燃料電池において、
前記供給口、および、前記排出口のうちの少なくとも一方は、複数設けられているとともに、前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、前記複数の供給口、または、前記複数の排出口に対応して、複数設けられており、
前記積層体は、前記複数の供給部間、および、前記複数の排出部間のうちの少なくとも一方に、前記スタック構造を積層方向に押圧したときに生じる変形を抑制するための補強部材を備えるようにすることが好ましい。
こうすることによって、供給口、および、排出口のうちの少なくとも一方が複数設けられている場合に、複数の供給口、および、複数の排出口におけるガスの供給、および、排出を妨げることなく、スタック構造を積層方向に押圧したときに生じる局所的な変形を抑制することができる。
上記燃料電池において、
さらに、前記複数の供給部、および、前記複数の排出部のうちの少なくとも一方は、少なくとも前記面に対して垂直な方向の通気抵抗が、前記拡散層よりも低い拡散部材を備えるようにしてもよい。
こうすることによって、拡散部材も補強部材として機能させることができるので、拡散部材を備えない場合と比較して、スタック構造を積層方向に押圧したときに生じる局所的な変形を、さらに抑制することができる。
上記補強部材を備える燃料電池において、
前記補強部材は、櫛形構造を有する部材であるものとしてもよい。
こうすることによって、複数箇所で上述した押圧力を支えることが可能な補強部材を一体的に成形することができる。本発明は、上述した供給口、および、排出口が複数設けられている場合に、櫛形構造の歯の部分を、複数の供給部間、および、複数の排出部間に配置するようにすることができるので、特に有効である。
また、上記補強部材を備える燃料電池において、
前記補強部材は、導電性を有する導電性部材であるものとしてもよい。
こうすることによって、積層体において発電された電気を出力するときの電気抵抗を減少することができる。
また、上記補強部材を備える燃料電池において、
前記補強部材は、ガス拡散性を有する拡散部材であるものとしてもよい。
こうすることによって、拡散層におけるガスの拡散の均一性を向上させることができる。
本発明の第2の燃料電池は、
所定の電解質膜の両面に、それぞれアノード、および、カソードを配置した積層体を、セパレータを介在させて、複数積層させたスタック構造を有する燃料電池であって、
前記セパレータは、
前記積層体の表面に対して垂直な方向に、所定のガスを供給するための供給口を有する供給用流路と、
前記積層体の表面に対して垂直な方向に、前記ガスを排出するための排出口を有する排出用流路と、を備え、
前記積層体は、
少なくとも前記カソード側に積層される前記セパレータと当接する面側に、前記ガスについて、面に対して平行な方向の通気抵抗よりも、面に対して垂直な方向の通気抵抗が高い第1の拡散層を備えるとともに、
前記セパレータと、前記第1の拡散層との間に、少なくとも前記面に対して垂直な方向の通気抵抗が、前記第1の拡散層よりも低い第2の拡散層を備えることを要旨とする。
本発明では、ガスの供給、または、排出は、第2の拡散層を介して行われる。そして、第2の拡散層は、積層体の面に対して垂直な方向の通気抵抗が、第1の拡散層よりも低い。したがって、第1の拡散層に、面に対して垂直な方向から、直接、ガスの供給、または、排出を行うよりも、圧力損失を低減させることができる。この結果、燃料電池システムに、本発明の燃料電池を適用することによって、ガス供給用のポンプの動力損失を低減させ、燃料電池システムのエネルギ効率を向上させることができる。
本発明は、上述した種々の特徴を必ずしも全て備えている必要はなく、その一部を省略したり、適宜、組み合わせたりして構成することができる。
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
A.燃料電池スタックの構成:
B.燃料電池モジュールの構成:
C.MEGAユニットの構成(第1実施例):
D.第1実施例の変形例:
E.第2実施例:
F.第3実施例:
G.第3実施例の変形例:
H.他の変形例:
A.燃料電池スタックの構成:
図1は、第1実施例の燃料電池スタック100の概略構成を示す側面図である。この燃料電池スタック100は、水素と酸素との電気化学反応によって発電する単セルを複数積層させたスタック構造を有する。各単セルは、概ね、プロトン伝導性を有する電解質膜を挟んで、アノードと、カソードとを配置した構成となっている(図示省略)。本実施例では、電解質膜として、固体高分子膜を用いるものとした。電解質として、固体酸化物等、他の電解質を用いるものとしてもよい。また、本実施例では、セパレータは、後述するように、3枚の平板にそれぞれ複数の貫通孔を設け、これらを重ね合わせて接合することによって、アノードに供給すべき燃料ガスとしての水素の流路や、カソードに供給すべき酸化剤ガスとしての空気の流路や、冷却水の流路が形成されている。単セルの積層数は、燃料電池スタック100に要求される出力に応じて任意に設定可能である。
燃料電池スタック100は、一端から、エンドプレート10、絶縁板20、集電板30、複数の燃料電池モジュール40、集電板50、絶縁板60、エンドプレート70の順に積層することによって構成されている。これらには、燃料電池スタック100内に、水素や、空気や、冷却水を流すための図示しない供給口や、排出口が設けられている。水素は、図示しない水素タンクから供給される。また、空気や、冷却水は、図示しないポンプによって加圧されて供給される。燃料電池モジュール40は、後述するように、セパレータ41と、電解質膜等を備えるMEGAユニット45とによって構成されている。この燃料電池モジュール40については、後述する。
なお、図示は省略しているが、燃料電池スタック100には、スタック構造のいずれかの箇所における接触抵抗の増加等による電池性能の低下を抑制するために、スタック構造の積層方向に、押圧力が加えられている。
エンドプレート10、70は、剛性を確保するため、鋼等の金属によって形成されている。絶縁板20、60は、ゴムや、樹脂等の絶縁性部材によって形成されている。集電板30、50は、緻密質カーボンや、銅板などのガス不透過な導電性部材によって形成されている。集電板30、50には、それぞれ図示しない出力端子が設けられており、燃料電池スタック100で発電した電力を出力可能となっている。
B.燃料電池モジュールの構成:
図2は、燃料電池モジュール40の構成部品の平面図である。先に説明したように、燃料電池モジュール40は、セパレータ41と、MEGAユニット45とによって構成されている。そして、セパレータ41は、それぞれ複数の貫通孔が設けられた3枚の平板、すなわち、カソード対向板42と、流路形成板43と、アノード対向板44とを、この順に重ね合わせ、ホットプレス接合することによって作製されている。本実施例では、カソード対向板42と、流路形成板43と、アノード対向板44とは、同一の四角形の形状を有するSUS製の平板を用いるものとした。カソード対向板42と、流路形成板43と、アノード対向板44として、他の金属製の平板を用いるものとしてもよい。
図2(a)は、MEGAユニット45のカソード側の面と当接するカソード対向板42の平面図である。図示するように、カソード対向板42は、空気供給用貫通孔422aと、複数の空気供給口422iと、複数の空気排出口422oと、空気排出用貫通孔422bと、水素供給用貫通孔424aと、水素排出用貫通孔424bと、冷却水供給用貫通孔426aと、冷却水排出用貫通孔426bとを備えている。本実施例では、空気供給用貫通孔422aと、空気排出用貫通孔422bと、水素供給用貫通孔424aと、水素排出用貫通孔424bと、冷却水供給用貫通孔426aと、冷却水排出用貫通孔426bとは、ほぼ矩形であり、複数の空気供給口422iと、複数の空気排出口422oとは、直径が同一の円形であるものとした。
図2(c)は、MEGAユニット45のアノード側の面と当接するアノード対向板44の平面図である。図示するように、アノード対向板44は、空気供給用貫通孔442aと、空気排出用貫通孔442bと、水素供給用貫通孔444aと、複数の水素供給口444iと、複数の水素排出口444oと、水素排出用貫通孔444bと、冷却水供給用貫通孔446aと、冷却水排出用貫通孔446bとを備えている。本実施例では、空気供給用貫通孔442aと、空気排出用貫通孔442bと、水素供給用貫通孔444aと、水素排出用貫通孔444bと、冷却水供給用貫通孔446aと、冷却水排出用貫通孔446bとは、ほぼ矩形であり、複数の水素供給口444iと、複数の水素排出口444oとは、直径が同一の円形であるものとした。
図2(b)は、流路形成板43の平面図である。図示するように、流路形成板43は、空気供給用貫通孔432aと、空気排出用貫通孔432bと、水素供給用貫通孔434aと、水素排出用貫通孔434bと、複数の冷却水流路形成用貫通孔436とを備えている。そして、空気供給用貫通孔432aには、空気供給用貫通孔432aからカソード対向板42の複数の空気供給口422iに、それぞれ空気を流すための複数の空気供給用流路形成部432cが設けられている。また、空気排出用貫通孔432bには、カソード対向板42の複数の空気排出口422oから空気排出用貫通孔432bに空気を流すための複数の空気排出用流路形成部432dが設けられている。また、水素供給用貫通孔434aには、水素供給用貫通孔434aからアノード対向板44の複数の水素供給口444iに、それぞれ水素を流すための複数の水素供給用流路形成部432eが設けられている。また、水素排出用貫通孔434bには、アノード対向板44の複数の水素排出口444oから水素排出用貫通孔434bに水素を流すための複数の水素排出用流路形成部432fが設けられている。
図2(d)は、MEGAユニット45のカソード側から見た平面図である。このMEGAユニット45は、後述するように、電解質膜の両面に、それぞれ触媒層と、拡散層とを、この順に積層させた積層体(MEGA)を、SUS製のフレームによって支持したものである。なお、図示は省略するが、フレームには、セパレータ41との積層時に、各ガスのガス漏れを防止するためのシール構造が一体的に形成されている。
図示するように、MEGAユニット45は、MEGA部451と、フレームに設けられた空気供給用貫通孔452aと、空気排出用貫通孔452bと、水素供給用貫通孔454aと、水素排出用貫通孔454bと、冷却水供給用貫通孔456aと、冷却水排出用貫通孔456bとを備えている。本実施例では、空気供給用貫通孔452aと、空気排出用貫通孔452bと、水素供給用貫通孔454aと、水素排出用貫通孔454bと、冷却水供給用貫通孔456aと、冷却水排出用貫通孔456bとは、ほぼ矩形であるものとした。
MEGA部451のカソード側には、MEGAユニット45とカソード対向板42とを積層させたときに、カソード対向板42の複数の空気供給口422iと対向する位置を含む領域Raと、カソード対向板42の複数の空気排出口422oと対向する位置を含む領域Rbとが設定されている。MEGAユニット45におけるカソード対向板42の複数の空気供給口422iと対向する各位置は、本発明における供給部に相当し、MEGAユニット45におけるカソード対向板42の複数の空気排出口422oと対向する各位置は、本発明における排出部に相当する。領域Ra、RbにおけるMEGAユニット45の構造については、後に詳述する。
図3は、セパレータ41の平面図である。ここでは、アノード対向板44側から見た平面図を示した。
図から分かるように、アノード対向板44と、流路形成板43と、カソード対向板42において、空気供給用貫通孔442aと、空気供給用貫通孔432aと、空気供給用貫通孔422aとは、それぞれ同じ位置に形成されている。また、空気排出用貫通孔442bと、空気排出用貫通孔432bと、空気排出用貫通孔422bも、それぞれ同じ位置に形成されている。また、水素供給用貫通孔444aと、水素供給用貫通孔434aと、水素供給用貫通孔424aも、それぞれ同じ位置に形成されている。また、水素排出用貫通孔444bと、水素排出用貫通孔434bと、水素排出用貫通孔424bも、それぞれ同じ位置に形成されている。
また、アノード対向板44と、カソード対向板42において、冷却水供給用貫通孔446aと、冷却水供給用貫通孔426aとは、それぞれ同じ位置に形成されている。また、冷却水排出用貫通孔446bと、冷却水排出用貫通孔426bも、それぞれ同じ位置に形成されている。
また、流路形成板43において、複数の冷却水流路形成用貫通孔436は、それぞれ、その一端が、アノード対向板44の冷却水供給用貫通孔446a、および、カソード対向板42の冷却水供給用貫通孔426aと重なるとともに、その他端が、アノード対向板44の冷却水排出用貫通孔446b、および、カソード対向板42の冷却水排出用貫通孔426bと重なるように形成されている。
また、流路形成板43における空気供給用流路形成部432c、空気排出用流路形成部432d、水素供給用流路形成部432e、水素排出用流路形成部432fの幅は、それぞれ、カソード対向板42の空気供給口422i、空気排出口422o、アノード対向板44の水素供給口444i、水素排出口444oの直径よりも大きく設定されている。こうすることによって、カソード対向板42と、流路形成板43と、アノード対向板44とを重ね合わせて接合したときに、これらがわずかにずれても、所望の経路で空気や水素を流すことができる。
C.第1実施例:
図4は、第1実施例のMEGAユニット45の構造を示す説明図である。図4(a)には、図3におけるA−A断面図を示し、図4(b)には、図3におけるB−B断面図を示した。
図示するように、MEGAユニット45は、電解質膜46の一方の面に、アノード用触媒層47aと、アノード用拡散層48aとを、この順に積層させ、電解質膜46の他方の面に、カソード用触媒層47cと、カソード用拡散層48cとを、この順に積層させた積層体を、フレームによって支持したものである。アノード用拡散層48aは、MEGAユニット45と、セパレータ41とを積層させたときに、セパレータ41のアノード対向板44と当接するように配置されている。また、カソード用拡散層48cは、MEGAユニット45と、セパレータ41とを積層させたときに、セパレータ41のカソード対向板42と当接するように配置されている。
本実施例では、アノード用拡散層48a、および、カソード用拡散層48cとして、ガス拡散性を有するカーボンクロスを用いるものとした。そして、このカーボンクロスは、表面に対して平行な方向にガスが流れやすくなるように作製されている。すなわち、アノード用拡散層48a、および、カソード用拡散層48cは、表面に対して垂直な方向の通気抵抗が、表面に対して平行な方向の通気抵抗よりも大きいという通気性についての異方性を有している。
図4(a)の図中に矢印で示したように、燃料電池モジュール40において、アノード対向板44の空気供給用貫通孔442aから供給された空気は、流路形成板43の空気供給用流路形成部432cを通り、カソード対向板42の空気供給口422iから、MEGAユニット45の表面に対して垂直な方向に供給される。カソード対向板42の空気供給口422iと対向するMEGAユニット45の領域Ra(図3参照)には、空隙49ciが設けられている。この空隙49ciによって、カソード対向板42の空気供給口422iから供給された空気の流れる向きを変換し、カソード用拡散層48cの側面から、比較的通気抵抗が低い、表面に対して平行な方向に供給することができる。したがって、空隙49ciを設けずに、カソード用拡散層48cの表面に対して垂直な方向から、空気の供給を行う場合と比較して、空気の供給時の圧力損失を低減することができる。
また、図4(b)に示すように、カソード対向板42の空気排出口422oと対向するMEGAユニット45の領域Rb(図3参照)にも、空隙49coが設けられている。この空隙49coによって、図中に矢印で示したように、カソード用拡散層48cの側面から、比較的通気抵抗が低い表面に対して平行な方向に、空気を排出することができる。したがって、空隙49coが設けずに、カソード用拡散層48cの表面に対して垂直な方向から、空気の排出を行う場合と比較して、空気の排出時の圧力損失を低減することができる。カソード用拡散層48cの側面から排出された空気は、空隙49coによって流れる向きが変換され、カソード対向板42の空気排出口422oから、MEGAユニット45の表面に対して垂直な方向に排出され、流路形成板43の空気排出用流路形成部432dを通って、アノード対向板44の空気排出用貫通孔442bから排出される。
なお、本実施例では、空隙49ci、および、空隙49coは、カソード用拡散層48cの厚さ方向全体に亘って形成されており、カソード用拡散層48cの側面全体から空気の供給、および、排出を行うことができる。したがって、カソード用拡散層48cにおける空気の拡散の均一性を向上させることができる。
また、本実施例では、空隙49ci、49coの図における上下方向の幅は、それぞれ空気供給口422i、空気排出口422oの直径よりも大きく設定されている。こうすることによって、セパレータ41と、MEGAユニット45とを積層させたときに、これらがわずかにずれても、所望の経路で空気を流すことが可能であり、空気の供給時、または、排出時の圧力損失の増大を抑制することができる。
また、本実施例では、図4(a)に示したように、図におけるアノード用触媒層47aの上端部、および、カソード用触媒層47cの上端部は、流路形成板43の冷却水流路形成用貫通孔436の最上端部端部とほぼ一致するように配置されている。また、図4(b)に示したように、アノード用触媒層47aの下端部、および、カソード用触媒層47cの下端部は、流路形成板43の冷却水流路形成用貫通孔436の最下端部とほぼ一致するように配置されている。こうすることによって、MEGAユニット45において、発電時に発熱するアノード用触媒層47a、および、カソード用触媒層47cが存在する領域を十分に冷却することができる。
以上説明した第1実施例のMEGAユニット45を用いた燃料電池スタック100によれば、MEGAユニット45に、空隙49ci、および、空隙49coが設けられているので、カソード用拡散層48cの通気抵抗が比較的低い側面から、表面に対して平行な方向に、空気の供給、または、排出を行うことができる。したがって、空隙49ci、および、空隙49coを設けずに、カソード用拡散層48cに、表面に対して垂直な方向から、空気の供給、または、排出を行うよりも、圧力損失を低減させることができる。この結果、燃料電池システムに、本実施例の燃料電池スタック100を適用することによって、空気供給用のポンプの動力損失を低減させ、燃料電池システムのエネルギ効率を向上させることができる。
D.第1実施例の変形例:
以下、第1実施例の変形例としてのMEGAユニットについて説明する。なお、以下では、第1実施例のMEGAユニット45と異なる点について説明し、共通する点については、説明を省略する。
D1.変形例1:
図5は、第1実施例の第1の変形例としてのMEGAユニット45Aの構造を示す説明図である。図示するように、本変形例のMEGAユニット45Aでは、MEGA部451の領域Ra、および、領域Rbに、それぞれ空隙49ci、および、空隙49coが設けられているとともに、各領域Ra、Rbにおける電解質膜46の表面に、拡散層49cid、および、拡散層49codが設けられている。本変形例では、拡散層49cid、および、拡散層49codとして、カソード用拡散層48cと同じカーボンクロスを用いるものとした。拡散層49cid、および、拡散層49codの代わりに、他の被覆部材を用いるようにしてもよい。
上記実施例では、電解質膜46として、固体高分子膜を用いているので、適切に発電を行うためには、電解質膜46の湿潤状態を適正に保つことが要求される。本変形例では、電解質膜46の表面が、拡散層49cid、および、拡散層49codによって被覆されているので、電解質膜46が空気に直接さらされることはない。したがって、電解質膜46の乾燥を抑制することができる。
D2.変形例2:
図6は、第1実施例の第2の変形例としてのMEGAユニット45Bの構造を示す説明図である。図示するように、本変形例のMEGAユニット45Bでは、MEGA部451の領域Ra、および、領域Rbに、それぞれ空隙49ci、および、空隙49coが設けられているとともに、電解質膜46を挟んで、空隙49ci、および、空隙49coと対向するアノード側の領域に、空隙49ci、および、空隙49coとそれぞれ同一形状を有する空隙49ai、および、空隙49aoが設けられている。
先に説明したように、燃料電池スタック100は、接触抵抗の増大を防止するために、積層方向に押圧力が加えられる。この場合、電解質膜46の片方の面にのみ空隙49ci、および、空隙49coを設けると、その部位において、電解質膜46の両面にかかる押圧力のバランスが不均等になり、電解質膜46が破損するおそれがある。本変形例では、MEGAユニット45Bは、カソード側に、空隙49ci、および、空隙49coを備えるとともに、アノード側に、空隙49ai、および、空隙49aoも備えているので、上述した押圧力のバランスを均等に保つことができる。したがって、電解質膜46の破損を防止することができる。
D3.変形例3:
図7は、第1実施例の第3の変形例としてのMEGAユニット45Cの構造を示す説明図である。本変形例のMEGAユニット45Cは、図から分かるように、先に説明した第1実施例の第1の変形例としてのMEGAユニット45Aの特徴と、第1実施例の第2の変形例としてのMEGAユニット45Bの特徴とを組み合わせたものである。すなわち、本変形例のMEGAユニット45Cでは、MEGA部451の領域Ra、および、領域Rbに、それぞれ空隙49ci、および、空隙49coが設けられているとともに、各領域Ra、Rbにおける電解質膜46の表面に、拡散層49cid、および、拡散層49codが設けられており、さらに、電解質膜46を挟んで、空隙49ci、および、空隙49coと対向するアノード側の領域に、空隙49ci、および、空隙49coとそれぞれ同一形状を有する空隙49ai、および、空隙49aoと、拡散層49aid、および、拡散層49aodが設けられている。こうすることによって、電解質膜46の乾燥を抑制するとともに、電解質膜46の破損を防止することができる。
D4.変形例4:
図8は、第1実施例の第4の変形例としてのMEGAユニット45Dの構造を示す説明図である。図示するように、本変形例のMEGAユニット45Dでは、MEGA部451の領域Ra、および、領域Rbに、空隙49ci、および、空隙49coの代わりに、ガス拡散性を有する拡散部材49cid2、および、拡散部材49cod2を備えている。本変形例では、拡散部材49cid2、および、拡散部材49cod2として、先に説明した通気抵抗についての異方性を有していない金属多孔体を用いるものとした。そして、拡散部材49cid2、および、拡散部材49cod2の通気抵抗は、カソード用拡散層48cの表面に対して垂直な方向の通気抵抗よりも低い。
拡散部材49cid2、および、拡散部材49cod2によっても、空気の流れる方向を変換し、カソード用拡散層48cの側面から、比較的通気抵抗が低い、表面に対して平行な方向に、空気の供給、および、排出を行うことができる。また、本変形例のMEGAユニット45Eは、第1実施例のMEGAユニット45のように、空隙49ciや、空隙49coを備えていないので、スタック構造を積層方向に押圧したときの電解質膜46の破損を防止することもできる。
E.第2実施例:
図9は、第2実施例のMEGAユニット45Eの構造を示す説明図である。図示するように、本実施例のMEGAユニット45Eのカソード側には、電解質膜46側から、第1の拡散層48c1と、第2の拡散層48c2とがこの順に積層されている。そして、第2の拡散層48c2は、MEGAユニット45Eと、セパレータ41とを積層させたときに、セパレータ41のカソード対向板42と当接するように配置されている。また、第1の拡散層48c1は、第1実施例のカソード用拡散層48cと同じカーボンクロスからなり、表面に対して垂直な方向の通気抵抗が、表面に平行な方向の通気抵抗よりも大きいという異方性を有している。一方、第2の拡散層48c2は、金属多孔体からなり、上述した通気性についての異方性を有していない。そして、第2の拡散層48c2の通気抵抗は、第1の拡散層48c1の表面に対して垂直な方向の通気抵抗よりも低い。したがって、第1の拡散層48c1に、面に対して垂直な方向から、直接、ガスの供給、または、排出を行うよりも、圧力損失を低減させることができる。なお、空気供給口422iから第2の拡散層48c2に、表面に対して垂直な方向に供給された空気は、表面に対して平行な方向に拡散しつつ流れ、この過程で、空気は、その濃度勾配によって、第2の拡散層48c2から第1の拡散層48c1に拡散する。
以上説明した第2実施例のMEGAユニット45Eを用いた燃料電池スタック100によっても、先に説明した圧力損失を低減させることができる。この結果、燃料電池システムに、本実施例のMEGAユニット45Eを用いた燃料電池スタック100を適用することによって、空気供給用のポンプの動力損失を低減させ、燃料電池システムのエネルギ効率を向上させることができる。また、第2実施例のMEGAユニット45Eは、第1実施例のMEGAユニット45のように、空隙49ciや、空隙49coを備えていないので、スタック構造を積層方向に押圧したときの電解質膜46の破損を防止することもできる。
F.第3実施例:
図10は、第3実施例のMEGAユニット45Fの構造を示す説明図である。図10(a)には、MEGAユニット45Fの平面図を示し、図10(b)には、図10(a)におけるC−C断面図を示した。
第3実施例のMEGAユニット45Fでは、MEGA部451の領域Ra、および、領域Rbに補強部材49が設けられている。この補強部材49は、スタック構造を積層方向に押圧したときに、その押圧力によって、MEGA部451の領域Ra、および、領域Rbにおいて、局所的な変形が生じることを抑制するためのものである。
本実施例では、補強部材49は、図示するように、櫛形構造を有している。そして、この櫛形構造の複数の歯の部分は、複数の空気供給口422iの間に対向する各位置、および、複数の空気排出口422oの間に対向する各位置に配置されている。また、櫛形構造の歯の間の部分複数の空隙は、複数の空気供給口422iに対向する各位置、および、複数の空気排出口422oに対向する各位置に配置されている。
なお、本実施例では、補強部材49として、ガス拡散性、および、導電性を有する金属多孔体を用いるものとした。補強部材49として、他の部材を用いるものとしてもよい。補強部材49として、ガス拡散性を有する部材を用いることによって、カソード用拡散層48cにおけるガスの拡散の均一性を向上させることができる。また、補強部材49として、導電性を有する部材を用いることによって、MEGAユニット45Fで発電された電気を出力するときの電気抵抗を低減することができる。
以上説明した第3実施例のMEGAユニット45Fによれば、先に説明した押圧力を、櫛形構造の補強部材49の複数の歯の部分によって、複数箇所で支えることができる。したがって、スタック構造を積層方向に押圧したときに生じるMEGAユニット45Fの局所的な変形を抑制することができる。また、補強部材49の歯の間の部分は、複数の空気供給口422i、および、複数の空気排出口422oに対応する位置に配置されているので、空気の供給、および、排出を妨げることもない。
G.第3実施例の変形例:
G1.変形例1
図11は、第3実施例の第1の変形例として補強部材49mの構造を示す説明図である。図11(a)には、補強部材49mの平面図を示し、図11(b)には、図11(a)におけるD−D断面図を示した。図示するように、本変形例の補強部材49mも、第3実施例の補強部材49と同様に、櫛形構造の部材を有している。ただし、本変形例の補強部材49mは、櫛形構造の歯の間の部分に、カソード用拡散層48cよりも、面に対して垂直な方向の通気抵抗が低い拡散部材49dを備えている。こうすることによって、拡散部材49dも補強材として機能させることができるので、MEGAユニット45Fの局所的な変形を、さらに抑制することができる。
G2.変形例2:
図12は、第3実施例の第2の変形例として補強部材49nの構造を示す説明図である。図12(a)には、補強部材49nの平面図を示し、図12(b)には、図12(a)におけるE−E断面図を示した。図示するように、本変形例の補強部材49nは、複数の部材からなる。そして、各部材は、上記第3実施例における補強部材49の櫛形構造の歯の位置に対応する位置に配置される。こうすることによっても、第3実施例の補強部材49と同様に、複数箇所で押圧力を支えることができ、スタック構造を積層方向に押圧したときに生じるMEGAユニット45Fの局所的な変形を抑制することができる。ただし、第3実施例における補強部材49によれば、補強部材49を一体的に形成することができるという利点がある。
H.他の変形例:
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
H1.変形例1:
上記第1実施例、および、第3実施例では、MEGAユニット45、および、MEGAユニット45Fに、本発明における供給部、および、排出部の両方を適用した場合について説明したが、供給部、および、排出部のうちのいずれか一方のみを適用するようにしてもよい。ただし、供給部、および、排出部の両方を適用した方が、先に説明した圧力損失を低減する効果が高い。
H2.変形例2:
上記第1実施例、および、第3実施例では、本発明における供給部、および、排出部を、MEGAユニット45、および、MEGAユニット45Fのカソード側にのみ適用した例を示したが、アノード側と、カソード側とのうちの少なくとも一方に適用するようにしてもよい。ただし、上述した供給部、および、排出部を、MEGAユニット45、および、MEGAユニット45Fのうちの少なくともカソード側に適用することによって、先に説明した圧力損失を効果的に低減することができる。これは、燃料電池において、燃料ガスとして水素を用い、酸化剤ガスとして空気を用いる場合、一般に、空気の流量は、水素の流量の3倍程度必要とされ、上述した圧力損失は、アノード側よりも、カソード側の方が大きいからである。
H3.変形例3:
上記実施例では、セパレータ41は、3枚の平板を重ね合わせて接合したものを用いるものとしたが、1枚の平板のセパレータの内部に、各流路を形成するようにしてもよい。ただし、上記実施例のように、3枚の平板を重ね合わせて接合することによってセパレータ41を作製するようにすれば、各平板の貫通孔は、比較的生産性の高い打ち抜き加工によって作製することができるので、セパレータ41の製造を容易にすることができる。
H4.変形例4:
上記実施例では、セパレータ41において、空気供給口422iと、空気排出口422oと、水素供給口444iと、水素排出口444oとは、複数設けられているものとしたが、これに限られない。例えば、矩形の空気供給口と、空気排出口と、水素供給口と、水素排出口とを、それぞれ1つずつ備えるようにしてもよい。
H5.変形例5:
上記実施例では、アノード用拡散層48a、および、カソード用拡散層48cとして、カーボンクロスを用いるものとしたが、これに限られない。アノード用拡散層48a、および、カソード用拡散層48cとして、先に説明した通気性についての異方性を有する他の部材を用いるようにしてもよい。
第1実施例の燃料電池スタック100の概略構成を示す側面図である。 燃料電池モジュール40の構成部品の平面図である。 セパレータ41の平面図である。 第1実施例のMEGAユニット45の構造を示す説明図である。 第1実施例の第1の変形例としてのMEGAユニット45Aの構造を示す説明図である。 第1実施例の第2の変形例としてのMEGAユニット45Bの構造を示す説明図である。 第1実施例の第3の変形例としてのMEGAユニット45Cの構造を示す説明図である。 第1実施例の第4の変形例としてのMEGAユニット45Dの構造を示す説明図である。 第2実施例のMEGAユニット45Eの構造を示す説明図である。 第3実施例のMEGAユニット45Fの構造を示す説明図である。 第3実施例の第1の変形例として補強部材49mの構造を示す説明図である。 第3実施例の第2の変形例として補強部材49nの構造を示す説明図である。 平板のセパレータを用いた燃料電池スタックの概略構成の一例を示す断面図である。
符号の説明
100...燃料電池スタック
10...エンドプレート
20...絶縁板
30...集電板
40...燃料電池モジュール
50...集電板
60...絶縁板
70...エンドプレート
41...セパレータ
42...カソード対向板
43...流路形成板
44...アノード対向板
45、45A〜45G...MEGAユニット
451...MEGA部
46...電解質膜
47a...アノード用触媒層
47c...カソード用触媒層
48a...アノード用拡散層
48c...カソード用拡散層
48c1...第1の拡散層
48c2...第2の拡散層
48cb...流路壁
49cid、49cod、49aid、49aod...拡散層
49cid2、49cod2、49d...拡散部材
49、49m、49n...補強部材
49ci、49co、49ai、49ao...空隙
422a、432a、442a、452a...空気供給用貫通孔
422b、432b、442b、452b...空気排出用貫通孔
422i...空気供給口
422o...空気排出口
424a、434a、444a、454a...水素供給用貫通孔
424b、434b、444b、454b...水素排出用貫通孔
426a、446a、456a...冷却水供給用貫通孔
426b、446b、456b...冷却水排出用貫通孔
432c...空気供給用流路形成部
432d...空気排出用流路形成部
432e...水素供給用流路形成部
432f...水素排出用流路形成部
436...冷却水流路形成用貫通孔
444i...水素供給口
444o...水素排出口

Claims (14)

  1. 所定の電解質膜の両面に、それぞれアノード、および、カソードを配置した積層体を、セパレータを介在させて、複数積層させたスタック構造を有する燃料電池であって、
    前記セパレータは、
    前記積層体の表面に対して垂直な方向に、所定のガスを供給するための供給口を前記積層体の表面と同一面上に有する供給用流路と、
    前記積層体の表面に対して垂直な方向に、前記ガスを排出するための排出口を前記積層体の表面と同一面上に有する排出用流路と、を備え、
    前記積層体は、
    前記セパレータと当接する少なくとも一方の面に、前記ガスについて、面に対して平行な方向の通気抵抗よりも、面に対して垂直な方向の通気抵抗が高い拡散層を備えるとともに、
    前記供給口に対向する位置に設けられ、前記供給口から供給された前記ガスの流れ方向を変換して、前記拡散層の側面の少なくとも一部から、前記面に対して平行な方向に、前記ガスを供給するための供給部と、
    前記排出口に対向する位置に設けられ、前記拡散層の側面の少なくとも一部から、前記面に対して平行な方向に排出された前記ガスの流れ方向を変換して前記排出口に前記ガスを排出するための排出部と、
    のうちの少なくとも一方を備える、
    燃料電池。
  2. 請求項1記載の燃料電池であって、
    前記積層体は、
    少なくとも前記カソード側に積層される前記セパレータと当接する面側に、前記拡散層を備えるとともに、
    少なくとも前記カソード側の前記セパレータが有する前記供給口に対向する位置に設けられ、前記少なくとも前記カソード側の前記セパレータが有する前記供給口から供給された前記ガスの流れ方向を変換して、前記拡散層の側面の少なくとも一部から、前記面に対して平行な方向に、前記ガスを供給するための供給部と、
    少なくとも前記カソード側の前記セパレータが有する前記排出口に対向する位置に設けられ、前記拡散層の側面の少なくとも一部から、前記面に対して平行な方向に排出された前記ガスの流れ方向を変換して前記少なくともカソード側の前記セパレータが有する前記排出口に前記ガスを排出するための排出部と、
    のうちの少なくとも一方を備える、
    燃料電池。
  3. 請求項1記載の燃料電池であって、
    前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、それぞれ前記供給口から前記拡散層の側面の少なくとも一部に前記ガスを導くための空隙、または、前記拡散層の側面の少なくとも一部から前記排出口に前記ガスを導くための空隙を備える、
    燃料電池。
  4. 請求項3記載の燃料電池であって、
    前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、前記空隙のみからなる、
    燃料電池。
  5. 請求項3記載の燃料電池であって、
    前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、前記空隙と、前記積層体の表面を被覆する被覆部材と、を備える、
    燃料電池。
  6. 請求項3記載の燃料電池であって、
    前記積層体は、前記電解質膜を挟んで前記空隙と対向する位置に、さらに、前記空隙とほぼ同一形状を有する空隙を備える、
    燃料電池。
  7. 請求項1記載の燃料電池であって、
    前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、少なくとも前記面に対して垂直な方向の通気抵抗が、前記拡散層よりも低い拡散部材を備える、
    燃料電池。
  8. 請求項1記載の燃料電池であって、
    前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、前記スタック構造を積層方向に押圧したときに生じる変形を抑制するための補強部材を備える、
    燃料電池。
  9. 請求項1記載の燃料電池であって、
    前記供給口、および、前記排出口のうちの少なくとも一方は、複数設けられているとともに、前記供給部、および、前記排出部のうちの少なくとも一方は、前記複数の供給口、または、前記複数の排出口に対応して、複数設けられており、
    前記積層体は、前記複数の供給部間、および、前記複数の排出部間のうちの少なくとも一方に、前記スタック構造を積層方向に押圧したときに生じる変形を抑制するための補強部材を備える、
    燃料電池。
  10. 請求項9記載の燃料電池であって、
    さらに、前記複数の供給部、および、前記複数の排出部のうちの少なくとも一方は、少なくとも前記面に対して垂直な方向の通気抵抗が、前記拡散層よりも低い拡散部材を備える、
    燃料電池。
  11. 請求項8または9記載の燃料電池であって、
    前記補強部材は、櫛形構造を有する部材である、
    燃料電池。
  12. 請求項8または9記載の燃料電池であって、
    前記補強部材は、導電性を有する導電性部材である、
    燃料電池。
  13. 請求項8または9記載の燃料電池であって、
    前記補強部材は、ガス拡散性を有する拡散部材である、
    燃料電池。
  14. 所定の電解質膜の両面に、それぞれアノード、および、カソードを配置した積層体を、セパレータを介在させて、複数積層させたスタック構造を有する燃料電池であって、
    前記セパレータは、
    前記積層体の表面に対して垂直な方向に、所定のガスを供給するための供給口を前記積層体の表面と同一面上に有する供給用流路と、
    前記積層体の表面に対して垂直な方向に、前記ガスを排出するための排出口を前記積層体の表面と同一面上に有する排出用流路と、を備え、
    前記積層体は、
    少なくとも前記カソード側に積層される前記セパレータと当接する面側に、前記ガスについて、面に対して平行な方向の通気抵抗よりも、面に対して垂直な方向の通気抵抗が高い第1の拡散層を備えるとともに、
    前記セパレータと、前記第1の拡散層との間に、少なくとも前記面に対して垂直な方向の通気抵抗が、前記第1の拡散層よりも低い第2の拡散層を備える、
    燃料電池。
JP2005028604A 2005-02-04 2005-02-04 燃料電池 Expired - Fee Related JP5051979B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005028604A JP5051979B2 (ja) 2005-02-04 2005-02-04 燃料電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005028604A JP5051979B2 (ja) 2005-02-04 2005-02-04 燃料電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006216426A JP2006216426A (ja) 2006-08-17
JP5051979B2 true JP5051979B2 (ja) 2012-10-17

Family

ID=36979456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005028604A Expired - Fee Related JP5051979B2 (ja) 2005-02-04 2005-02-04 燃料電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5051979B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007083838A1 (ja) * 2006-01-19 2007-07-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 燃料電池
JP4967394B2 (ja) * 2006-03-20 2012-07-04 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池のセル及びスタック
JP4725506B2 (ja) * 2006-12-18 2011-07-13 三菱マテリアル株式会社 流体透過特性評価装置
JP5223203B2 (ja) * 2007-01-31 2013-06-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP4665978B2 (ja) * 2008-03-10 2011-04-06 トヨタ自動車株式会社 燃料電池、および、燃料電池システム
JP5274149B2 (ja) * 2008-08-20 2013-08-28 キヤノン株式会社 燃料電池

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3954793B2 (ja) * 2000-12-04 2007-08-08 三洋電機株式会社 燃料電池用ガス拡散層およびその製法
JP4429571B2 (ja) * 2002-05-31 2010-03-10 本田技研工業株式会社 燃料電池のセパレータ
JP2004047214A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池
JP2004139835A (ja) * 2002-10-17 2004-05-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池
JP4887597B2 (ja) * 2003-07-11 2012-02-29 三菱マテリアル株式会社 固体高分子型燃料電池、ガス拡散層用部材およびその製造方法
JP4686961B2 (ja) * 2003-07-11 2011-05-25 三菱マテリアル株式会社 固体高分子型燃料電池、固体高分子型燃料電池用のガス拡散層用部材およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006216426A (ja) 2006-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4630529B2 (ja) 燃料電池システム
JP2007193971A (ja) 燃料電池
JP2007227377A (ja) 加湿が組み入れられた燃料電池
JP5051979B2 (ja) 燃料電池
JP5777892B2 (ja) 燃料電池
JP2007250297A (ja) 燃料電池
JP2007207586A (ja) 燃料電池
JP2007207707A (ja) 燃料電池
JP5286895B2 (ja) 単セルアセンブリ、および燃料電池
JP4899546B2 (ja) セパレータ、および、燃料電池
JP4876401B2 (ja) 燃料電池
JP5835554B2 (ja) 燃料電池用ガスケット
JP2007193970A (ja) 燃料電池
JP2009094046A (ja) 燃料電池
JP7115229B2 (ja) 燃料電池、燃料電池搭載装置、および燃料電池の製造方法
JP5756388B2 (ja) 燃料電池
JP2005293944A (ja) 燃料電池
JP2007250432A (ja) 燃料電池
JP5830403B2 (ja) 燃料電池用電解質膜・電極構造体
JP2008186736A (ja) 燃料電池スタック
JP2008293808A (ja) セパレータおよび燃料電池
JP5286896B2 (ja) 燃料電池の製造方法、燃料電池、および、セパレータ
JP2008159291A (ja) 燃料電池スタック
JP2011086519A (ja) 燃料電池スタック、および、セパレータ
JP6445398B2 (ja) 燃料電池スタック

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070612

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120703

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120724

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5051979

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees