JP5217284B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1は、本発明による燃料電池の外観を示す斜視図である。
図8は、本発明による燃料電池の第2実施形態を示す図である。
図9は、本発明による燃料電池の第3実施形態を示す図である。
図10は、本発明による燃料電池の第4実施形態を示す図である。
図11は、本発明による燃料電池の第5実施形態の特徴部分を拡大した図であり、図12(A)は図11のA−A断面図であり、図12(B)は図11のB−B断面図である。
10 単セル
11 膜電極接合体(MEA)
11a 電解質膜
11b カソード電極
11c アノード電極
12 カソード側補強材
12a カソード電極表出孔
12b 補強領域
12c 通水孔
13 アノード側補強材
13a アノード電極表出孔
13b 補強領域
13c 通水孔
14 カソードセパレータ(流路形成体)
14a 拡散流路
14b カソード反応流路
14c 集合流路
14d 整流部
15 アノードセパレータ(流路形成体)
15a 拡散流路
15b アノード反応流路
15c 集合流路
15d 整流部
Claims (9)
- 電解質膜と、その電解質膜の片面の一部の領域に形成されたカソード電極と、その電解質膜の反対面の一部の領域に形成されたアノード電極と、を含む膜電極接合体と、
前記膜電極接合体に積層され、膜電極接合体のカソード電極又はアノード電極を表出させるための電極表出孔が形成されるとともに、前記電解質膜に当接して電解質膜の強度を補強する補強材と、
前記補強材に積層され、ガス供給口から供給されたガスを反応流路へ導く拡散流路と、反応流路で反応したガスをガス排出口へ導く集合流路と、を有する流路形成体と、を有し、
前記補強材は、前記ガス供給口から前記ガス排出口へのガス流れ方向において前記電極表出孔よりも上流及び下流に設けられた補強領域にそれぞれ通水孔が形成される、
燃料電池。 - 前記補強領域は、前記拡散流路又は前記集合流路に対向するように形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。 - 前記流路形成体は、
カソード供給口から供給されたカソードガスをカソード反応流路へ導く拡散流路と、カソード反応流路で反応したカソードガスをカソード排出口へ導く集合流路と、を有するカソード流路形成体と、
アノード供給口から供給されたアノードガスをアノード反応流路へ導く拡散流路と、アノード反応流路で反応したアノードガスをアノード排出口へ導く集合流路と、を有するアノード流路形成体と、
を含み、
前記カソード流路形成体の拡散流路と前記アノード流路形成体の集合流路とが対峙し、
前記カソード流路形成体の集合流路と前記アノード流路形成体の拡散流路とが対峙し、
前記補強領域は、積層方向から透過して見たときに、前記カソード流路形成体の拡散流路と前記アノード流路形成体の集合流路とが重なる領域、又は、前記カソード流路形成体の集合流路と前記アノード流路形成体の拡散流路とが重なる領域、に形成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池。 - 前記拡散流路及び前記集合流路の少なくとも一方には、ガスの流れを整流する整流部が形成されており、
前記補強領域の通水孔は、前記整流部に重ならない位置に形成されている、
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の燃料電池。 - 前記補強材は、
カソード電極を表出させるためのカソード電極表出孔が形成されるとともに、前記電解質膜に当接して電解質膜の強度を補強し、カソード供給口からカソード排出口へのガス流れ方向においてそのカソード電極表出孔よりも上流及び下流に設けられた補強領域にそれぞれ通水孔が形成されたカソード側補強材と、
アノード電極を表出させるためのアノード電極表出孔が形成されるとともに、前記電解質膜に当接して電解質膜の強度を補強し、アノード供給口からアノード排出口へのガス流れ方向においてそのアノード電極表出孔よりも上流及び下流に設けられた補強領域にそれぞれ通水孔が形成されたアノード側補強材と、
を有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の燃料電池。 - 前記補強領域の通水孔に設けられ、水分を含有可能な保水材を有する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の燃料電池。 - 前記電解質膜は、前記補強材の補強領域が当接する領域の厚さが、前記カソード電極及び前記アノード電極が形成された領域の厚さよりも薄肉である、
ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の燃料電池。 - 前記反応流路は、サーペンタイン状であり、
前記ガス供給口と前記ガス排出口とが同方向に配置されるとともに、冷却水供給口も同方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の燃料電池。 - 電解質膜とカソード電極とアノード電極とを含む膜電極接合体と、ガス供給口から供給されたガスを反応流路へ導く拡散流路と、反応流路で反応したガスをガス排出口へ導く集合流路とを有する流路形成体と、を有する燃料電池の形成方法であって、
前記カソード電極を電解質膜の片面の一部の領域に形成し、
前記アノード電極を電解質膜の反対面の一部の領域に形成し、
膜電極接合体のカソード電極又はアノード電極を表出させるための電極表出孔が形成されるとともに、その電極表出孔よりも前記ガスのガス流れ方向上流及び下流に、前記電解質膜に当接して電解質膜の強度を補強する補強領域が形成されて、さらにその補強領域に通水孔が形成された補強材を、前記膜電極接合体と前記流路形成体との間に積層する、
ことを特徴とする燃料電池の形成方法。
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