JP5320927B2 - Fuel cell stack and fuel cell separator - Google Patents
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Description
本発明は燃料電池スタック及び燃料電池用セパレータに関する。 The present invention relates to a fuel cell stack and a fuel cell separator.
従来の燃料電池スタックとして、電解質膜側に突出して反応ガス流路を形成する第2突起部と、カソードセパレータ側に突出する第3突起部と、を有するアノードセパレータを備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。これにより、第3突起部とカソードセパレータを接触させて、熱膨張等による燃料電池スタックの積層方向に沿った変位を、その接触面を撓ませることで吸収していた。
しかしながら、従来の燃料電池スタックは、アノードセパレータとカソードセパレータとを面接触させていた。そのため、熱膨張等による燃料電池スタックの積層方向に沿った変位によってカソードセパレータがアノードセパレータから荷重を受けても、カソードセパレータに発生する曲げモーメントが小さく、変位の吸収量が小さいという問題点があった。 However, in the conventional fuel cell stack, the anode separator and the cathode separator are brought into surface contact. Therefore, even if the cathode separator receives a load from the anode separator due to displacement along the stacking direction of the fuel cell stack due to thermal expansion or the like, there is a problem that the bending moment generated in the cathode separator is small and the amount of displacement absorbed is small. It was.
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、熱膨張等による燃料電池スタックの積層方向に沿った変位の吸収量を大きくすることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object thereof is to increase the amount of displacement absorbed along the stacking direction of the fuel cell stack due to thermal expansion or the like.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。 The present invention solves the above problems by the following means.
本発明のある態様によれば、電解質膜と、電解質膜の表裏両面に設けられた電極と、電極のそれぞれの表面に設けられるセパレータと、を含む単セルを複数重ね合わせた燃料電池スタックにおいて、セパレータが、溝状の第1反応ガス流路を有する第1プレートと、底面部が第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有する第2プレートとを備え、第1反応ガス流路の底面が平らな燃料電池スタックが提供される。 According to an aspect of the present invention , in a fuel cell stack in which a plurality of unit cells including an electrolyte membrane, electrodes provided on both front and back surfaces of the electrolyte membrane, and separators provided on each surface of the electrode are stacked, A separator having a groove-shaped first reaction gas flow path; a bottom surface inclined at a constant angle toward a central portion of the first reaction gas flow path; And a second plate having a second reactive gas flow channel in line contact, and a fuel cell stack having a flat bottom surface of the first reactive gas flow channel is provided.
本発明によれば、隣接するセパレータを線接触させたので、セパレータに発生する曲げモーメントを大きくでき、熱膨張等による燃料電池スタックの積層方向に沿った変位の吸収量を大きくすることができる。 According to the present invention, since adjacent separators are brought into line contact, the bending moment generated in the separator can be increased, and the amount of displacement absorbed along the stacking direction of the fuel cell stack due to thermal expansion or the like can be increased.
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
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。
(First embodiment)
A fuel cell system is a system that directly converts chemical energy of fuel into electrical energy. In a fuel cell system, a solid polymer electrolyte membrane (hereinafter referred to as “electrolyte membrane”) is sandwiched between an anode electrode (anode) and a cathode electrode (cathode), a fuel gas containing hydrogen is supplied to the anode electrode, and the cathode electrode is supplied. An oxidant gas containing oxygen is supplied. Thus, electric energy is extracted from the electrodes by utilizing the following electrochemical reaction that occurs on the surface of the anode electrode and the cathode electrode on the electrolyte membrane side.
アノード電極 : 2H2→4H++4e- ・・・(1)
カソード電極 : 4H++4e-+O2→2H2O ・・・(2)
Anode electrode: 2H 2 → 4H + + 4e − (1)
Cathode electrode: 4H + + 4e − + O 2 → 2H 2 O (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。
FIG. 1 is a perspective view of a
燃料電池スタック10は、積層された複数の単セル1と、一対の集電板2a,2bと、一対の絶縁板3a,3bと、一対のエンドプレート4a,4bと、図示しない4本のテンションロッドに螺合するナット5とを有する。
The
単セル1は、起電力を生じる固体高分子型燃料電池の単位セルである。単セル1は、1ボルト程度の起電圧を生じる。単セル1の構成の詳細については後述する。 The single cell 1 is a unit cell of a polymer electrolyte fuel cell that generates an electromotive force. The single cell 1 generates an electromotive voltage of about 1 volt. Details of the configuration of the single cell 1 will be described later.
一対の集電板2a,2bは、積層された複数の単セル1の外側にそれぞれ配置される。集電板2a,2bは、ガス不透過性の導電性部材で形成され、例えば、緻密質カーボンによって形成される。集電板2a,2bは、上辺の一部に出力端子6を備える。燃料電池スタック10は、出力端子6によって、各単セル1で生じた電子e-を取り出して出力する。
The pair of
一対の絶縁板3a,3bは、集電板2a,2bの外側にそれぞれ配置される。絶縁板3a,3bは、絶縁性の部材で形成され、例えばゴムなどで形成される。
The pair of
一対のエンドプレート4a,4bは、絶縁板3a,3bの外側にそれぞれ配置される。エンドプレート4a,4bは、剛性を備える金属性の材料で形成され、例えば鋼などで形成される。
The pair of
一対のエンドプレート4a,4bのうち、一方のエンドプレート4aには、冷却水の入口孔41a及び出口孔41bと、アノードガスの入口孔42a及び出口孔42bと、カソードガスの入口孔43a及び出口孔43bとが形成される。なお、冷却水入口孔41a、アノードガス出口孔42b及びカソードガス入口孔43aは、エンドプレート4aの一端側(図中右側)に形成され、冷却水出口孔41b、アノードガス入口孔42a及びカソードガス出口孔43bは、他端側(図中左側)に形成される。
Of the pair of
ここで、アノードガス入口孔42aに燃料ガスとしての水素を供給する方法としては、例えば水素ガスを水素貯蔵装置から直接供給する方法又は水素を含有する燃料を改質して改質した水素含有ガスを供給する方法がある。なお、水素貯蔵装置としては、高圧ガスタンク、液化水素タンク、水素吸蔵合金タンク等がある。水素を含有する燃料としては、天然ガス、メタノール、ガソリン等が考えられる。また、カソードガス入口孔43aに供給する酸化剤ガスとしては、一般的に空気が利用される。
Here, as a method of supplying hydrogen as fuel gas to the anode
ナット5は、燃料電池スタック10の内部を貫通する図示しない4本のテンションロッドの両端部に形成された雄ねじ部に螺合する。テンションロッドにナット5を螺合締結することで、燃料電池スタック10を積層方向に締め付ける。テンションロッドは、剛性を備えた金属材料で形成され、例えば鋼などで形成される。テンションロッドの表面には絶縁処理が施され、単セル同士の電気短絡を防止している。
The
以下では、図2を参照して、単セル1の構成の詳細について説明する。 Hereinafter, the configuration of the single cell 1 will be described in detail with reference to FIG.
図2は、単セル1の断面の一部を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a part of a cross section of the single cell 1.
単セル1は、膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly;以下「MEA」という)11と、その表裏両面に設けられるセパレータ12と、を備える。
The single cell 1 includes a membrane electrode assembly (hereinafter referred to as “MEA”) 11 and
MEA11は、電解質膜11aと、アノード電極11bと、カソード電極11cとを有する。MEA11は、電解質膜11aの一方の面にアノード電極11bを有し、他方の面にカソード電極11cを有する。
The
電解質膜11aは、フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜である。電解質膜11aは、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。そのため、電解質膜11aの性能を引き出して発電効率を向上させるためには、電解質膜11aの水分状態を最適に保つ必要がある。そこで、本実施形態では、燃料電池スタック10に導入するアノードガスやカソードガスを加湿している。なお、電解質膜11aの水分状態を最適に保つための水には純水を用いる必要がある。これは不純物が混入した水を燃料電池スタック10に導入した場合には電解質膜11aに不純物が蓄積し、発電効率が低下するためである。
The
アノード電極11b及びカソード電極11cは、ガス拡散層、撥水層、及び触媒層から構成される。ガス拡散層は、充分なガス拡散性および導電性を有する部材によって形成され、例えば、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスで形成される。撥水層は、ポリエチレンフルオロエチレンと炭素材を含む層である。触媒層は、白金が担持されたカーボンブラック粒子から形成される。
The anode electrode 11b and the
セパレータ12は、アノードセパレータ20と、カソードセパレータ30と、を備える。
The
アノードセパレータ20及びカソードセパレータ30は、金属を材料としたセパレータである。アノードセパレータ20とカソードセパレータ30とは、それぞれ外縁にシール部21,31を有し、そのシール部同士を接着材により接着している。なお、接着するかわりに溶接してもよい。
The
アノードセパレータ20は、アノード電極側へ突出して、頂面22aがアノード電極11bと接する複数のリブ22を備える。このリブ間に形成される空間がアノードガス流路23となる。また、リブ22の裏側の空間が、発電により暖められた燃料電池スタック10を冷却する冷却水が流れる冷却水流路24となる。
The
カソードセパレータ30も同様に、カソード電極側へ突出して頂面32aがカソード電極11cと接する複数のリブ32を備え、リブ間にカソードガス流路33が形成され、リブ32の裏側に冷却水流路34が形成される。
Similarly, the
隣接するアノードセパレータ20とカソードセパレータ30とに設けられたそれぞれの冷却水流路24,34は、互いに向き合うように形成されており、この冷却水流路24,34によって1つの冷却水流路40が形成される。
The cooling
ここで、アノードガス流路23の底面部(以下「アノードガス流路底面部」という)23aは、カソードガス流路33の底面部(以下「カソードガス流路底面部」という)33aの中心へ向かって一定の角度で傾斜しており、断面が略三角形状となっている。一方で、カソードガス流路底面部33aは平坦である。これにより、アノードセパレータ20とカソードセパレータ30とを重ね合わせたときに、アノードガス流路底面部23aとカソードガス流路底面部33aとが線接触する。
Here, the bottom surface portion (hereinafter referred to as “anode gas flow path bottom surface portion”) 23 a of the anode
図3は、アノードガス流路底面部23aとカソードガス流路底面部33aとを線接触させたことによる作用効果について説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation and effect obtained by bringing the anode gas flow path
燃料電池スタックは、所定の荷重(スタッキング荷重)で複数の単セル1を締め付けている。そのため、カソードセパレータ30には、隣接するアノードセパレータ20からの力が作用する。一方で、アノードセパレータ20には、隣接するカソードセパレータ30からの反力が作用する。
In the fuel cell stack, a plurality of single cells 1 are fastened with a predetermined load (stacking load). Therefore, the force from the
しかしながら、運転中の電極反応によって発生する熱や、アノードガス及びカソードガスに含まれる加湿水によって、単セル1が膨張するので、スタッキング荷重とは逆向きの積層方向に沿った力が作用する。 However, since the unit cell 1 expands due to heat generated by the electrode reaction during operation and humidified water contained in the anode gas and the cathode gas, a force along the stacking direction opposite to the stacking load acts.
そうすると、所定のスタッキング荷重を確保できなくなり、燃料電池スタック10が積層方向に沿った方向に拡大変位してしまうおそれがある。
As a result, a predetermined stacking load cannot be secured, and the
そこで、従来は、燃料電池スタック10の端部に皿ばね等を設け、単セル1の膨張によって発生するスタッキング荷重とは逆向きの積層方向に沿った力を相殺し、燃料電池スタック10の変位を抑制していた。
Therefore, conventionally, a disc spring or the like is provided at the end of the
これに対して本実施形態では、アノードガス流路底面部23aとカソードガス流路底面部33aとを線接触させたので、カソードガス流路底面部33aを両端が単純支持された梁とみなすと、面接触させる場合と比較して、梁に作用する直角方向の荷重の大きさを大きくすることができる。
On the other hand, in this embodiment, since the anode gas flow channel
これにより、梁の曲げモーメントが大きくなるので、カソードガス流路底面部33aの撓みを大きくすることができる。また、反力の大きさも大きくなるので、アノードガス流路底面部23aの撓みも大きくすることができる。
Thereby, since the bending moment of the beam is increased, the deflection of the cathode gas flow path
このように、アノードガス流路底面部23a及びカソードガス流路底面部33aの撓みを大きくすることで、その撓みによって、単セル1の膨張によって発生するスタッキング荷重とは逆向きの積層方向に沿った力を相殺できる。したがって、皿ばね等が不要となるので、燃料電池スタック10の小型化を図ることができる。また、単セル1の熱膨張等による燃料電池スタック10の変位を抑制できる。
In this way, by increasing the deflection of the anode gas flow channel
以上説明した本実施形態によれば、アノードガス流路底面部23aを一定の角度で傾斜させて、断面を略三角形の形状にした。そして、単セル1を積層したときに、アノードガス流路底面部23aとカソードガス流路底面部33aとが線接触する構成とした。
According to the present embodiment described above, the anode gas flow path
これにより、アノードガス流路底面部23aとカソードガス流路底面部33aとを面接触させる場合と比較して、燃料電池スタック10に積層方向の力が加わったときにカソードガス流路底面部33aに作用する曲げモーメントを大きくすることができる。したがって、カソードガス流路底面部33aの撓みを大きくすることができる。そのため、熱膨張等によって単セル1が積層方向に変位したときに、カソードガス流路底面部33aの撓みによって吸収できる変位量を大きくすることができる。
As a result, the cathode gas flow channel
また、燃料電池スタック10は、所定の荷重(スタッキング荷重)で単セル1を締め付ける必要がある。そのため、従来は熱膨張等によって燃料電池スタック10が積層方向に変位したときのスタッキング荷重を確保するために、燃料電池スタック10の一端部に皿ばねなど弾性部材を設けていた。
Further, the
これに対し、本実施形態によれば、熱膨張等による燃料電池スタック10の積層方向の変位を、セパレータを撓ませることによって吸収できるので、従来のような皿ばねなどの弾性部材が不要となる。したがって、燃料電池スタック10を小型化できる。
On the other hand, according to this embodiment, since the displacement in the stacking direction of the
また、アノードガス流路底面部23aとカソードガス流路底面部33aとを線接触させているので、スタッキング荷重によって、その接触部位の変形が起きても、セパレータ間の接触面積が増加する方向にしか変化しない。つまり、セパレータ間の接触の仕方が線接触から面接触になる方向にしか変化せず、セパレータ間の接触抵抗が増加する方向にしか変化しない。したがって、単セル1のスタッキング時や、発電時のセル内面圧の変動があった時に、セパレータ20,30が幅方向にずれることがない。
In addition, since the anode gas flow path
また、アノードガス流路底面部23aを、カソードガス流路底面部33aの中心へ向かって一定の角度で傾斜させた。そのため、カソードガス流路底面部33aの中心部とアノードガス流路底面部23aとが線接触するので、カソードガス流路底面部33aに作用する曲げモーメントを最大にすることができる。
Further, the anode gas flow path
また、アノードガス流路底面部23aを、カソードガス流路底面部33aの中心へ向かって一定の角度で傾斜させるだけなので、アノードセパレータ20に対する曲げ加工が少ない。そのため、アノードセパレータ20に対する加工硬化の影響が少ない。したがって、アノードセパレータ20の撓みも大きくすることができる。
Further, since the anode gas flow path
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図4を参照して説明する。本実施形態は、カソードガス流路底面部33aの中央をカソード電極側に膨出させた点で第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。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the center of the cathode gas flow path
図4は、本実施形態による単セル1の断面の一部を示す図である。 FIG. 4 is a view showing a part of a cross section of the unit cell 1 according to the present embodiment.
図4に示すように、本実施形態では、カソードガス流路底面部33aの中央部がカソード電極側(図中下側)に一定の角度で傾斜し、膨出している。つまり、カソードガス流路底面部33aの背面が凹んでいるので、各セパレータ20,30を重ね合わせたときに、アノードガス流路底面部23aとカソードガス流路底面部33aとの接触部位が自然にカソードガス流路底面部33aの中央部へと移動する(セルフアライメント効果)。そのため、カソードガス流路底面部33aの中央部とアノードガス流路底面部23aとが線接触するので、カソードガス流路底面部33aに作用する曲げモーメントを最大にすることができる。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the central portion of the cathode gas flow path
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図5を参照して説明する。本実施形態は、カソードガス流路底面部33aの中央部の背面(アノードセパレータ20との接触面)に切り込みを入れた点で第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。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that a cut is made in the back surface (contact surface with the anode separator 20) of the central portion of the cathode gas flow path
図5は、本実施形態による単セル1の断面の一部を示す図である。 FIG. 5 is a view showing a part of a cross section of the unit cell 1 according to the present embodiment.
図5に示すように、本実施形態では、カソードガス流路底面部33aの中央部の背面に溝状の切り込み35を入れた。これにより、カソードガス流路底面部33aの剛性が低下するので、カソードガス流路底面部33aの撓みを一層大きくすることができる。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a groove-shaped
また、カソードセパレータ30の背面側に切り込み35を入れたので、その切り込み35にカソード電極11cでの反応によって生成した水が溜まることもなく、良好な排水性を確保できる。
Further, since the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を、図6を参照して説明する。本実施形態は、アノードセパレータ20の板厚を、カソードセパレータ30の板厚よりも薄くした点で第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。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the plate thickness of the
図6は、本実施形態による単セル1の断面の一部を示す図である。 FIG. 6 is a view showing a part of a cross section of the unit cell 1 according to the present embodiment.
図6に示すように、アノードセパレータ20の板厚を薄くすることで、アノードセパレータ20の断面二次モーメントを小さくすることができる。これにより、アノードガス流路底面部23aの撓みを大きくすることができる。したがって、単セル1の熱膨張等による燃料電池スタック10の積層方向の変位のうち、セパレータ20,30を撓ませることによって吸収できる量を増やすことができる。また、アノードセパレータ20の板厚を薄くすることで、単セル1を積層したときの燃料電池スタック全体の積層高さを小さくできる。
As shown in FIG. 6, by reducing the plate thickness of the
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態を、図7を参照して説明する。本実施形態は、アノードセパレータ20及びカソードセパレータ30のシール部21,31のシール方法を接着又は溶接から圧縮シールにした点で相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different in that the sealing method of the
図7は、本実施形態による単セル1の断面の一部を示す図である。 FIG. 7 is a view showing a part of a cross section of the unit cell 1 according to the present embodiment.
図7に示すように、本実施形態では、シール部同士をゴムなどの弾性部材41によって圧縮シールする。これにより、熱膨張等によってアノードセパレータ20及びカソードセパレータ30が撓んだときに、幅方向の変位も許容されるため、全体的な撓み量を増加させることができる。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the seal portions are compression-sealed by an
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
例えば、燃料電池スタック10に積層方向の力が加わったときに、カソードガス流路底面部33aに作用する曲げモーメントを大きくできるので、カソードガス流路33の流路幅を短くしても、カソードガス流路底面部33aの撓みを確保できる。そのため、アノードガス流路23、カソードガス流路33の流路幅を短くしてもよい。
For example, when a force in the stacking direction is applied to the
アノードガス流路23の流路幅を短くしたときに、アノードガス流路23と電極11bとの接触面積をアノードガス流路23の流路幅を短くする前と同等の面積に保つためには、アノードガス流路23の本数を増やす必要があり、したがってリブ22の幅も短くする必要がある。
In order to keep the contact area between the
ここで、リブ22の幅を短くすることができると、リブ22を介して隣り合うアノードガス流路23を流れる反応ガスのうち、リブ下のアノード電極11bのガス拡散層を通って隣り合うアノードガス流路23へと移動する反応ガスの割合が増加する。そのため、リブ下のアノード電極11bにも反応ガスを供給しやすくなるので、発電性能を向上させることができる。カソードガス流路33の流路幅を短くしたときも同様である。
Here, when the width of the
また、上記実施形態では、アノードセパレータ20のアノードガス流路底面部23aの略三角形の形状として、カソードセパレータ30と線接触させていた。しかしながら、カソードセパレータ30のカソードガス流路底面部33aを略三角形の形状として、アノードセパレータ20と線接触させても良い。
Further, in the above embodiment, the anode gas flow channel
1 単セル
10 燃料電池スタック
11a 電解質膜
11b アノード電極
11c カソード電極
12 セパレータ
20 アノードセパレータ(第2プレート)
21 圧縮シール部
23 アノードガス流路(第2反応ガス流路)
23a アノードガス流路底面部(底面部)
30 カソードセパレータ(第1プレート)
31 圧縮シール部
33 カソードガス流路(第1反応ガス流路)
33a カソードガス流路底面部(底面)
35 切り込み(切り込み部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
21
23a Anode gas channel bottom surface (bottom surface)
30 Cathode separator (first plate)
31
33a Cathode gas flow path bottom surface (bottom surface)
35 Cutting (cutting part)
Claims (16)
前記電解質膜の表裏両面に設けられた電極と、
前記電極のそれぞれの表面に設けられるセパレータと、
を含む単セルを複数重ね合わせた燃料電池スタックであって、
前記セパレータは、
溝状の第1反応ガス流路を有する第1プレートと、
底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有する第2プレートと、
を備え、
前記第1反応ガス流路の底面は、平らである、
ことを特徴とする燃料電池スタック。 An electrolyte membrane;
Electrodes provided on both front and back surfaces of the electrolyte membrane;
A separator provided on each surface of the electrode;
A fuel cell stack in which a plurality of single cells including
The separator is
A first plate having a groove-shaped first reaction gas flow path;
A second plate having a second reaction gas flow path whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow path and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow path;
With
A bottom surface of the first reaction gas channel is flat;
A fuel cell stack characterized by that.
前記電解質膜の表裏両面に設けられた電極と、
前記電極のそれぞれの表面に設けられるセパレータと、
を含む単セルを複数重ね合わせた燃料電池スタックであって、
前記セパレータは、
溝状の第1反応ガス流路を有する第1プレートと、
底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有する第2プレートと、
を備え、
前記第1反応ガス流路の底面は、前記第1反応ガス流路を流れる反応ガスが供給される電極側に向かって、中央部が膨出している、
ことを特徴とする燃料電池スタック。 An electrolyte membrane;
Electrodes provided on both front and back surfaces of the electrolyte membrane;
A separator provided on each surface of the electrode;
A fuel cell stack in which a plurality of single cells including
The separator is
A first plate having a groove-shaped first reaction gas flow path;
A second plate having a second reaction gas flow path whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow path and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow path;
With
The bottom surface of the first reactive gas flow channel is bulged at the center toward the electrode side to which the reactive gas flowing through the first reactive gas flow channel is supplied.
Fuel cell stack that be characterized in that.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池スタック。 The first plate has a groove-shaped cut portion that lowers the rigidity of the first plate at the center of the back surface of the first reaction gas channel.
The fuel cell stack according to claim 1 or 2 , wherein
前記電解質膜の表裏両面に設けられた電極と、
前記電極のそれぞれの表面に設けられるセパレータと、
を含む単セルを複数重ね合わせた燃料電池スタックであって、
前記セパレータは、
溝状の第1反応ガス流路を有する第1プレートと、
底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有する第2プレートと、
を備え、
前記第1プレートは、前記第1反応ガス流路の背面の中央部に、その第1プレートの剛性を下げる溝状の切り込み部を有する、
ことを特徴とする燃料電池スタック。 An electrolyte membrane;
Electrodes provided on both front and back surfaces of the electrolyte membrane;
A separator provided on each surface of the electrode;
A fuel cell stack in which a plurality of single cells including
The separator is
A first plate having a groove-shaped first reaction gas flow path;
A second plate having a second reaction gas flow path whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow path and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow path;
With
The first plate has a groove-shaped cut portion that lowers the rigidity of the first plate at the center of the back surface of the first reaction gas channel.
Fuel cell stack that be characterized in that.
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スタック。 The plate thickness of the second plate is thinner than the plate thickness of the first plate,
The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記電解質膜の表裏両面に設けられた電極と、
前記電極のそれぞれの表面に設けられるセパレータと、
を含む単セルを複数重ね合わせた燃料電池スタックであって、
前記セパレータは、
溝状の第1反応ガス流路を有する第1プレートと、
底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有する第2プレートと、
を備え、
前記第2プレートの板厚は、前記第1プレートの板厚よりも薄い、
ことを特徴とする燃料電池スタック。 An electrolyte membrane;
Electrodes provided on both front and back surfaces of the electrolyte membrane;
A separator provided on each surface of the electrode;
A fuel cell stack in which a plurality of single cells including
The separator is
A first plate having a groove-shaped first reaction gas flow path;
A second plate having a second reaction gas flow path whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow path and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow path;
With
The plate thickness of the second plate is thinner than the plate thickness of the first plate,
Fuel cell stack that be characterized in that.
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スタック。 The first plate and the second plate have compression seal portions that suppress gas leakage by elastic members at the outer edge portions,
The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 6, wherein:
前記電解質膜の表裏両面に設けられた電極と、Electrodes provided on both front and back surfaces of the electrolyte membrane;
前記電極のそれぞれの表面に設けられるセパレータと、A separator provided on each surface of the electrode;
を含む単セルを複数重ね合わせた燃料電池スタックであって、A fuel cell stack in which a plurality of single cells including
前記セパレータは、The separator is
溝状の第1反応ガス流路を有する第1プレートと、A first plate having a groove-shaped first reaction gas flow path;
底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有する第2プレートと、A second plate having a second reaction gas flow path whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow path and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow path;
を備え、With
前記第1プレート及び第2プレートは、外縁部に、弾性部材によってガス漏れを抑制する圧縮シール部を有する、The first plate and the second plate have compression seal portions that suppress gas leakage by elastic members at the outer edge portions,
ことを特徴とする燃料電池スタック。A fuel cell stack characterized by that.
前記第1プレートは、溝状の第1反応ガス流路を有し、The first plate has a groove-shaped first reaction gas flow path,
前記第2プレートは、底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有し、The second plate has a second reaction gas flow channel whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow channel and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow channel. And
前記第1反応ガス流路の底面は、平らである、A bottom surface of the first reaction gas channel is flat;
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。A fuel cell separator.
前記第1プレートは、溝状の第1反応ガス流路を有し、The first plate has a groove-shaped first reaction gas flow path,
前記第2プレートは、底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有し、The second plate has a second reaction gas flow channel whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow channel and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow channel. And
前記第1反応ガス流路の底面は、前記第1反応ガス流路を流れる反応ガスが供給される電極側に向かって、中央部が膨出している、The bottom surface of the first reactive gas flow channel is bulged at the center toward the electrode side to which the reactive gas flowing through the first reactive gas flow channel is supplied.
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。A fuel cell separator.
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の燃料電池用セパレータ。11. The fuel cell separator according to claim 9, wherein the fuel cell separator is a fuel cell separator.
前記第1プレートは、The first plate is
溝状の第1反応ガス流路と、A groove-shaped first reaction gas flow path;
前記第1反応ガス流路の背面の中央部に形成され、その第1プレートの剛性を下げる溝状の切り込み部と、A groove-shaped notch formed at the center of the back surface of the first reactive gas flow path to lower the rigidity of the first plate;
を含み、Including
前記第2プレートは、底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有する、The second plate has a second reaction gas channel whose bottom surface portion is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas channel and is in line contact with the back surface of the first reaction gas channel. ,
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。A fuel cell separator.
ことを特徴とする請求項9から請求項12までのいずれか1つに記載の燃料電池用セパレータ。The fuel cell separator according to any one of claims 9 to 12, wherein the separator is a fuel cell separator.
前記第1プレートは、溝状の第1反応ガス流路を有し、The first plate has a groove-shaped first reaction gas flow path,
前記第2プレートは、底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有し、The second plate has a second reaction gas flow channel whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow channel and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow channel. And
前記第2プレートの板厚は、前記第1プレートの板厚よりも薄い、The plate thickness of the second plate is thinner than the plate thickness of the first plate,
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。A fuel cell separator.
ことを特徴とする請求項9から請求項14までのいずれか1つに記載の燃料電池用セパレータ。The fuel cell separator according to any one of claims 9 to 14, wherein:
前記第1プレートは、溝状の第1反応ガス流路を有し、The first plate has a groove-shaped first reaction gas flow path,
前記第2プレートは、底面部が前記第1反応ガス流路の中央部へ向かって一定の角度で傾斜し、前記第1反応ガス流路の背面と線接触する第2反応ガス流路を有し、The second plate has a second reaction gas flow channel whose bottom surface is inclined at a constant angle toward the center of the first reaction gas flow channel and is in line contact with the back surface of the first reaction gas flow channel. And
前記第1プレート及び第2プレートは、外縁部に、弾性部材によってガス漏れを抑制する圧縮シール部を有する、The first plate and the second plate have compression seal portions that suppress gas leakage by elastic members at the outer edge portions,
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。A fuel cell separator.
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