JP5233184B2 - 燃料電池用セパレータ - Google Patents
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Description
燃料電池システムは、燃料が有する化学エネルギを直接電気エネルギに変換するシステムである。燃料電池システムは、固体高分子電解質膜(以下「電解質膜」という)をアノード電極(陽極)とカソード電極(陰極)とで挟み、アノード電極に水素を含有する燃料ガスを供給し、カソード電極に酸素を含有する酸化剤ガスを供給する。これにより、アノード電極及びカソード電極の電解質膜側の表面で生じる以下の電気化学反応を利用して、電極から電気エネルギを取り出す。
カソード反応:2H+ + 2e- + (1/2)O2→ H2O ・・・(2)
図1は、このような燃料電池システムとして、自動車などの移動車両に用いられる燃料電池スタック10の斜視図である。
次に、本発明の第2実施形態を、図7を参照して説明する。本実施形態は、連通路27の背面の冷却水流路51の断面積を拡大した点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
次に、本発明の第3実施形態を、図8を参照して説明する。本実施形態は、連通路27と隣り合うガス流路底面24bの高さを、ガス流路底面24aの高さよりも高くした点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
20 アノードセパレータ(燃料電池用セパレータ)
24 ガス流路(反応ガス流路)
24a ガス流路底面
25b リブ側面(ガス流路側壁)
25c リブ側面(連通路側壁)
26 冷却水流路(冷却水流路形成路)
27 連通路
27a 連通路底面
30 カソードセパレータ(燃料電池用セパレータ)
34 ガス流路(反応ガス流路)
35b リブ側面(ガス流路側壁)
35c リブ側面(連通路側壁)
36 冷却水流路(冷却水流路形成路)
37 連通路
37a 連通路底面
51 冷却水流路
Claims (8)
- 膜電極接合体への対向面に形成され、反応ガスが流れる複数の溝状の反応ガス流路と、
同じく前記膜電極接合体への対向面に形成され、隣り合う前記反応ガス流路同士を連通する連通路と、
前記膜電極接合体への対向面の背面に前記反応ガス流路と並列に形成され、冷却水流路の一部を構成する複数の溝状の冷却水流路形成路と、
を備え、
前記膜電極接合体から前記連通路の底面までの距離が、前記膜電極接合体から前記反応ガス流路の底面までの距離よりも短く、
前記反応ガス流路及び前記連通路の幅のうち広いほうの幅に基づいて、その幅が広くなるほど前記膜電極接合体から前記連通路の底面までの距離を長くした、
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。 - 一の前記燃料電池用セパレータの背面に形成された前記冷却水流路形成路と、他の前記燃料電池用セパレータの背面に形成された前記冷却水流路形成路とを、互いに向かい合わせることで形成される冷却水流路の断面積を、前記連通路を形成した部位の背面の冷却水流路の断面積と、前記連通路を形成した部位以外の背面の冷却水流路の断面積とで対比したときに、両断面積が同一となるように、前記連通路を形成した
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記反応ガス流路を流れるガスのガス流れ方向に対して鉛直方向の前記連通路の底面の幅は、前記反応ガス流路の幅よりも広く、その連通路を形成した部位の背面の冷却水流路の断面積と、その連通路を形成した部位以外の背面の冷却水流路の断面積とが同一である
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記膜電極接合体から前記連通路の底面までの距離は、前記膜電極接合体から前記反応ガス流路の底面までの空間の距離の半分以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記反応ガス流路の側壁は、一定の角度で傾斜したテーパ状である
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1つに記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記連通路の側壁は、一定の角度で傾斜したテーパ状である
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1つに記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記連通路は、前記反応ガス流路の流路後半に形成される
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれか1つに記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記冷却水流路を形成したときに、一の前記燃料電池用セパレータに形成された連通路の背面の冷却水流路形成路と、他の前記燃料電池用セパレータに形成された連通路の背面の冷却水流路形成路とが、対向しないように両連通路の位置を互いにずらして構成された
ことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1つに記載の燃料電池用セパレータを用いた燃料電池スタック。
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