JP5345200B2 - 燃料電池に用いるプレートアセンブリ及びそれを用いた燃料電池 - Google Patents
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Description
前記第一プレートは、第一流体を受け入れる第一流体入口と、前記第一流体を輸送する複数の第一流路と、前記第一流体を排出する第一流体出口とを有し、前記複数の第一流路は、ほぼ第一方向に延伸する第一反応表面と、第一冷却液を受け入れる第一冷却液入口と、前記第一冷却液を輸送する複数の第一冷却液流路と、前記第一冷却液を排出する第一冷却液出口とを有し、前記複数の第一冷却液流路は、ほぼ前記第一方向に延伸する第一冷却表面とを有し、外形がほぼ四角形状を有するプレートであり、
前記第二プレートは、第二流体を受け入れる第二流体入口と、前記第二流体を輸送する複数の第二流路と、前記第二流体を排出する第二流体出口とを有し、前記複数の第二流路は、ほぼ第二方向に延伸する第二反応表面と、第二冷却液を受け入れる第二冷却液入口と、前記第二冷却液を輸送する複数の第二冷却液流路と、前記第二冷却液を排出する第二冷却液出口とを有し、前記複数の第二冷却液流路は、ほぼ前記第二方向に延伸する第二冷却表面とを有し、外形がほぼ四角形状を有するプレートであり、
前記複数の第一流路、第二流路、第一冷却液流路、及び、第二冷却液流路の各々は、それぞれほぼ同一長さであることを特徴とする。
前記第一プレートは、第一流体を受け入れる第一流体入口と、前記第一流体を輸送する複数の第一流路と、前記第一流体を排出する第一流体出口とを有し、前記第一流路はほぼ第一方向に延伸する第一反応表面と、第一冷却液を受け入れる第一冷却液入口と、前記第一冷却液を輸送する複数の第二流路と、前記第一冷却液を排出する第一冷却液出口とを有し、前記第二流路は、ほぼ前記第一方向に延伸する第一冷却表面とを有し、
前記第二プレートは、第二流体を受け入れる第二流体入口と、前記第二流体を輸送する複数の第二流路と、前記第二流体を排出する第二流体出口とを有し、前記第二流路は、ほぼ第二方向に沿って延伸する第二反応表面と、第二冷却液を受け入れる第二冷却液入口と、前記第二冷却液を輸送する複数の第二冷却液流路と、前記第二冷却液を排出する第二冷却液出口とを有し、
前記第二冷却液流路は、ほぼ前記第二方向に延伸する第二冷却表面と前記複数の第一流路、第二流路、第一冷却液流路、及び、第二冷却液流路の各々は、それぞれほぼ同一長さであることを特徴とする。
401、402 プレート
403、404 流路
405 ガス拡散層
407 陽極觸媒層
408 陰極觸媒層
409 プロトン交換膜
410 膜/電極接合体
2 燃料電池
21 バッテリーコア
22、23 電極
24、25 保護カバー
50 燃料セル
100 第一プレート
111 第一冷却表面
112 第一反応表面
120 第一冷却液流路
121 第一端
122 第二端
130 第一流路
200 第二プレート
211 第二冷却表面
212 第二反応表面
220 第二冷却液流路
230 第二流路
300 膜/電極接合体
h11 第一流体入口
h12 第一流体出口
h21 第二流体入口
h22 第二流体出口
h31 第一冷却液入口
h32 第一冷却液出口
h41 第二冷却液入口
h42 第二冷却液出口
Z1 第一流路領域
Z11 第一側辺
Z12 第二側辺
Z13 第三側辺
Z14 第四側辺
Z2 第二流路領域
Z21 第一側辺
Z22 第二側辺
Z23 第三側辺
Z24 第四側辺
D1 第一方向
D2 水平方向
D3 第二方向
F1、F2、F3 流体の流動経路
C1、C2、C3 冷却液の流動経路
A1 角度
AX1 軸
Claims (14)
- 燃料電池であって、
膜/電極接合体と、
第一プレートと、
第二プレートと、
を含み、
前記第一プレートは、
第一流体を受け入れる第一流体入口と、前記第一流体を輸送する複数の第一流路と、前記第一流体を排出する第一流体出口とを有し、前記複数の第一流路は、ほぼ第一方向に延伸する第一反応表面と、
第一冷却液を受け入れる第一冷却液入口と、前記第一冷却液を輸送する複数の第一冷却液流路と、前記第一冷却液を排出する第一冷却液出口とを有し、前記複数の第一冷却液流路は、ほぼ前記第一方向に延伸する第一冷却表面とを有し、外形がほぼ四角形状を有するプレートであり、
前記第二プレートは、
第二流体を受け入れる第二流体入口と、前記第二流体を輸送する複数の第二流路と、前記第二流体を排出する第二流体出口とを有し、前記複数の第二流路は、ほぼ第二方向に延伸する第二反応表面と、
第二冷却液を受け入れる第二冷却液入口と、前記第二冷却液を輸送する複数の第二冷却液流路と、前記第二冷却液を排出する第二冷却液出口とを有し、前記複数の第二冷却液流路は、ほぼ前記第二方向に延伸する第二冷却表面とを有し、外形がほぼ四角形状を有するプレートであり、
前記複数の第一流路、第二流路、第一冷却液流路、及び、第二冷却液流路の各々は、それぞれほぼ同一長さであることを特徴とする燃料電池。 - 前記第一プレートの前記第一流体入口と前記第一冷却液出口は、それぞれ、前記第一プレートの第一側辺近くに位置し、
前記第一プレートの前記第一流体出口と前記第一冷却液入口は、それぞれ、前記第一プレートの第二側辺近くに位置し、
前記第二側辺は、前記第一側辺と対向する側にあることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。 - 前記第一プレートは、更に、
前記第二流体を受け入れる第二流体入口と、
前記第二冷却液を排出し、前記第二流体入口と共に、前記第一プレートの第三側辺近くに位置する第二冷却液出口と、
前記第二流体を排出する第二流体出口と、
前記第二冷却液を受け入れ、前記第二流体出口と共に、前記第一プレートの第四側辺近くに位置する第二冷却液入口とを有し、
前記第四側辺は、前記第三側辺と対向する側にあることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池。 - 前記第二プレートの前記第二流体入口と前記第二冷却液出口は、それぞれ、前記第二プレートの第三側辺の近くに位置し、
前記第二プレートの前記第二流体出口と前記第二冷却液入口は、それぞれ、前記第二プレートの第四側辺の近くに位置し、
前記第四側辺は、前記第三側辺と対向する側にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池。 - 前記第二プレートは、更に、
前記第一流体を受け入れる第一流体入口と、
前記第一冷却液を排出し、前記第一流体入口と共に、前記第二プレートの第一側辺近くに位置する第一冷却液出口と、
前記第一流体を排出する第一流体出口と、
前記第一冷却液を受け入れ、前記第一流体出口と共に、前記第二プレートの第二側辺近くに位置する第一冷却液入口とを有し、
前記第二側辺は、前記第一側辺と対向する側にあることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池。 - 前記第一方向と前記第二方向は、それぞれ、一方に対して30度〜150度の角度を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池。
- 前記第二方向は、前記第一方向にほぼ垂直であることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池。
- 前記第一流体及び第二流体は、それぞれ、酸化剤と燃料の一つを含み、前記第一冷却液及び第二冷却液は、それぞれ、冷却液を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料電池。
- 燃料電池に用いるプレートアセンブリであって、
第一プレートと第二プレートを含み、
前記第一プレートは、
第一流体を受け入れる第一流体入口と、前記第一流体を輸送する複数の第一流路と、前記第一流体を排出する第一流体出口とを有し、前記第一流路はほぼ第一方向に延伸する第一反応表面と、
第一冷却液を受け入れる第一冷却液入口と、前記第一冷却液を輸送する複数の第二流路と、前記第一冷却液を排出する第一冷却液出口とを有し、前記第二流路は、ほぼ前記第一方向に延伸する第一冷却表面とを含み、外形がほぼ四角形状を有するプレートであり、
前記第二プレートは、
第二流体を受け入れる第二流体入口と、前記第二流体を輸送する複数の第二流路と、前記第二流体を排出する第二流体出口とを有し、前記第二流路は、ほぼ第二方向に沿って延伸する第二反応表面と、
第二冷却液を受け入れる第二冷却液入口と、前記第二冷却液を輸送する複数の第二冷却液流路と、前記第二冷却液を排出する第二冷却液出口とを有し、前記第二冷却液流路は、ほぼ前記第二方向に延伸する第二冷却表面とを含み、外形がほぼ四角形状を有するプレートであり、
前記複数の第一流路、第二流路、第一冷却液流路、及び、第二冷却液流路の各々は、それぞれほぼ同一長さであることを特徴とするプレートアセンブリ。 - 前記第一方向と前記第二方向は、それぞれ、一方に対して30度〜150度の角度を有することを特徴とする請求項9に記載のプレートアセンブリ。
- 前記第二方向は、前記第一方向にほぼ垂直であることを特徴とする請求項10記載のプレートアセンブリ。
- 前記第一流体と前記第二流体は、それぞれ、酸化剤と燃料の一つを含み、前記第一冷却液と前記第二冷却液は、それぞれ、冷却液を含むことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載のプレートアセンブリ。
- 前記プレートアセンブリが燃料電池の第一燃料セル及び第二燃料セルを構成するように少なくとも二組有し、前記第一プレートは前記第一燃料セル内に位置し、前記第二プレートは前記第二燃料セル内に位置することを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載のプレートアセンブリ。
- 前記第一燃料セルの前記第一プレートの第一冷却表面と、前記第二燃料セルの前記第二プレートの第二冷却表面とが隣接して接触するように組み立てられる請求項13記載のプレートアセンブリ。
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