JP5434035B2 - 燃料電池のスタック構造 - Google Patents
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Description
(基本形態)
図1は、本発明による燃料電池の外観を示す図であり、図1(A)は斜視図、図1(B)は側面図である。
図2は、本発明による燃料電池のスタック構造に使用する単位モジュールの第1実施形態を示す断面拡大図である。
図3は、本発明による燃料電池のスタック構造に使用する単位モジュールの第2実施形態を示す断面拡大図である。
図4は、本発明による燃料電池のスタック構造に使用する単位モジュールの第3実施形態を示す断面拡大図である。
図5は、本発明による燃料電池のスタック構造に使用する単位モジュールの第4実施形態を示す断面拡大図である。
10 第1単セル(冷却側発熱単セル)
11 膜電極接合体(MEA)
111 電解質膜
112a アノード電極触媒層
112b カソード電極触媒層(発電電極)
113a アノードガス拡散層(アノードGDL)
113b カソードガス拡散層(カソードGDL)
20 第2単セル(裏側発熱単セル)
21 膜電極接合体(MEA)
211 電解質膜
212a アノード電極触媒層
212b カソード電極触媒層(発電電極)
213a アノードガス拡散層(アノードGDL)
213b カソードガス拡散層(カソードGDL)
30 第3単セル(裏側発熱単セル)
31 膜電極接合体(MEA)
311 電解質膜
312a アノード電極触媒層
312b カソード電極触媒層(発電電極)
313a アノードガス拡散層(アノードGDL)
313b カソードガス拡散層(カソードGDL)
40 冷却プレート
41 冷却水路
Claims (10)
- 冷却水路と、
前記冷却水路に重ねられ、電解質膜の表裏に形成された電極のうち前記冷却水路側の電極が触媒反応によって発熱する冷却側発熱単セルと、
前記冷却側発熱単セルとは反対側に前記冷却水路に重ねられ、電解質膜の表裏に形成された電極のうち前記冷却水路と反対側の電極が触媒反応によって発熱するとともに、膜電極接合体の厚さ方向における熱抵抗が、前記冷却側発熱単セルの膜電極接合体の厚さ方向における熱抵抗に比して小さい裏側発熱単セルと、
を含んだ単位モジュールが複数積層される燃料電池のスタック構造。 - 前記裏側発熱単セルは、発熱電極から前記冷却水路までの熱抵抗が、前記冷却側発熱単セルの発熱電極から前記冷却水路までの熱抵抗と同等である、
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池のスタック構造。 - 前記裏側発熱単セルの膜電極接合体の電解質膜は、前記冷却側発熱単セルの膜電極接合体の電解質膜に比して薄肉である、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の燃料電池のスタック構造。 - 前記裏側発熱単セルの電解質膜よりも前記冷却水路側の構成部品は、前記冷却側発熱単セルの電解質膜よりも前記冷却水路側の構成部品に比して薄肉である、
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の燃料電池のスタック構造。 - 前記単位モジュールは、前記裏側発熱単セルに重ねられ、電解質膜の表裏に形成された電極のうち前記冷却水路と反対側の電極が触媒反応によって発熱するとともに、膜電極接合体の厚さ方向における熱抵抗が、前記裏側発熱単セルの膜電極接合体の厚さ方向における熱抵抗に比して小さい追加裏側発熱単セルをさらに含む、
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のスタック構造。 - 前記裏側発熱単セル及び前記追加裏側発熱単セルの膜電極接合体の電解質膜は、前記冷却側発熱単セルの膜電極接合体の電解質膜に比して薄肉であり、かつ前記冷却水路から離れるほど薄肉である、
ことを特徴とする請求項5に記載の燃料電池のスタック構造。 - 前記裏側発熱単セル及び前記追加裏側発熱単セルの電解質膜よりも前記冷却水路側の構成部品は、前記冷却側発熱単セルの電解質膜よりも前記冷却水路側の構成部品に比して薄肉であり、かつ前記冷却水路から離れるほど薄肉である、
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の燃料電池のスタック構造。 - 前記冷却側発熱単セルの膜電極接合体は、マイクロポーラス層を含み、そのマイクロポーラス層によって熱抵抗が大きくされる、
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のスタック構造。 - すべての単セルの膜電極接合体の電解質膜を介したカソード電極触媒層からアノード電極触媒層への水移動特性が同等である、
ことを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の燃料電池のスタック構造。 - 前記単位モジュールに含まれる電極のうち前記触媒反応によって発熱する電極は、カソード電極である、
ことを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の燃料電池のスタック構造。
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