JP5463661B2 - 燃料電池スタック - Google Patents
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Description
燃料電池は電解質膜をアノード電極(燃料極)とカソード電極(酸化剤極)とによって挟み、アノード電極に水素を含有するアノードガス(燃料ガス)、カソード電極に酸素を含有するカソードガス(酸化剤ガス)を供給することによって発電する。アノード電極及びカソード電極の両電極において進行する電極反応は以下の通りである。
カソード電極 : 4H+ +4e- +O2 →2H2O …(2)
この(1)(2)の電極反応によって燃料電池は1ボルト程度の起電力を生じる。
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、切欠き100の形成場所を変更した点で、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、図8を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、切欠き100の形成場所を変更した点で、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。
次に、図9を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、切欠き100の形成場所を変更した点で、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。
次に、図10を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態は、アノードセパレータ20のアノードガス導入マニホールド42aに切欠きを形成した点で、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。
10 燃料電池スタック
12 電解質膜
13a アノード電極(電極)
13b カソード電極(電極)
14a 補強材
14b 補強材
20 アノードセパレータ(セパレータ)
20b 流路部(ガス流路)
21 ガス流路(ガス流路部)
22 ガス拡散部
24 ディフューザ
30 カソードセパレータ(セパレータ)
42a アノードガス導入マニホールド(マニホールド、アノードガスマニホールド)
42b アノードガス排出マニホールド(マニホールド、アノードガスマニホールド)
43a カソードガス導入マニホールド(マニホールド)
43b カソードガス排出マニホールド(マニホールド)
100 切欠き
Claims (10)
- 電解質膜と、
前記電解質膜の表裏両面に、電解質膜外縁部が露出するように設けられた電極と、
前記電解質膜外縁部に配置するように前記電解質膜の表裏両面に設けられた補強材と、
前記電極及び前記補強材に重ねられ、各電極に供給する反応ガスが流れる反応ガス流路を含むセパレータと、
を備えた単位セルを水平方向に立設して構成する燃料電池スタックであって、
前記反応ガス流路と連通するように前記単位セルの立設方向に形成され、その反応ガス流路と連通する外周部の一部に水平部を有するマニホールドを備え、
前記マニホールドの水平部は、前記反応ガス流路と前記単位セルの立設方向に対向するように、そのマニホールドを切り欠いて形成される、
ことを特徴とする燃料電池スタック。 - 前記水平部は、前記補強材の前記マニホールドに形成された切欠きの上辺部である
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。 - 前記反応ガス流路は、複数の溝上のガス流路部と、そのガス流路部と前記セパレータに設けられた前記マニホールドとの間に形成されたガス拡散部と、を含み、
前記切欠きは、前記セパレータが前記補強材に重ねられた状態のときに、前記ガス拡散部上に位置するように形成される
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池スタック。 - 前記水平部は、前記セパレータの前記マニホールドに形成された切欠きの上辺部である
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。 - 前記反応ガス流路は、複数の溝上のガス流路部と、そのガス流路部と前記セパレータに設けられた前記マニホールドとの間に形成されたガス拡散部と、を含み、
前記切欠きは、前記ガス拡散部に突出するように形成される
ことを特徴とする請求項4に記載の燃料電池スタック。 - 前記ガス拡散部は、前記マニホールドから供給・排出される反応ガスを拡散・収束させる複数のディフューザを備え、
前記切欠きは、前記セパレータが前記補強材に重ねられた状態のときに、隣接する前記ディフューザ間に形成される
ことを特徴とする請求項3又は5に記載の燃料電池スタック。 - 前記ガス拡散部は、前記マニホールドから供給・排出される反応ガスを拡散・収束させる複数のディフューザを備え、
前記切欠きは、前記セパレータが前記補強材に重ねられた状態のときに、前記マニホールドと前記ディフューザとの間に形成される
ことを特徴とする請求項3又は5に記載の燃料電池スタック。 - 前記マニホールドは、垂直方向下側に設けられる
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スタック。 - 前記マニホールドは、アノードガスが流れる前記反応ガス流路に連通するアノードガスマニホールドである
ことを特徴とする請求項1から8までのいずれか1つに記載の燃料電池スタック。 - 前記切欠きは、前記反応ガス流路と前記単位セルの立設方向に対向する面でのみ連通する、
ことを特徴とする請求項2から7までのいずれか1つに記載の燃料電池スタック。
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