JP7048394B2 - Fuel cell separator - Google Patents

Fuel cell separator Download PDF

Info

Publication number
JP7048394B2
JP7048394B2 JP2018073194A JP2018073194A JP7048394B2 JP 7048394 B2 JP7048394 B2 JP 7048394B2 JP 2018073194 A JP2018073194 A JP 2018073194A JP 2018073194 A JP2018073194 A JP 2018073194A JP 7048394 B2 JP7048394 B2 JP 7048394B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
outer edge
concave groove
fuel cell
convex portion
cell separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018073194A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019185948A (en
Inventor
英明 加藤
丈明 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018073194A priority Critical patent/JP7048394B2/en
Publication of JP2019185948A publication Critical patent/JP2019185948A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7048394B2 publication Critical patent/JP7048394B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、燃料電池セパレータに関する。 The present invention relates to a fuel cell separator.

並列して延びる複数の凹状溝を両面にそれぞれ備えた燃料電池セパレータがある。特許文献１に開示の燃料電池のアノード側セパレータは、当該アノード側セパレータの中央領域における凹溝部よりも外縁領域における凹溝部を備える。外縁領域における凹溝部が、中央領域における凹溝部と比較して低い。燃料電池において、アノード側セパレータの外縁領域における凹溝部は、中央領域における凹溝部と比較して、高い面圧を受ける傾向にある。そのため、上記したアノード側セパレータの構成によれば、面圧の減少を図ることができる。 There is a fuel cell separator having a plurality of concave grooves extending in parallel on both sides. The anode-side separator of the fuel cell disclosed in Patent Document 1 includes a concave-groove portion in an outer edge region rather than a concave-groove portion in the central region of the anode-side separator. The concave groove in the outer edge region is lower than the concave groove in the central region. In a fuel cell, the concave groove portion in the outer edge region of the anode side separator tends to receive a higher surface pressure than the concave groove portion in the central region. Therefore, according to the above-mentioned configuration of the anode side separator, the surface pressure can be reduced.

特開２０１５－０６９９６８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-0699668

燃料電池において、セパレータの外縁領域における凹溝部は、流路として利用され、燃料ガスや冷却水を導くことができる。しかし、このようなセパレータの外縁領域における凹溝部の高さが低いため、流路のガス拡散性や排水性が低下するおそれがあった。 In the fuel cell, the concave groove portion in the outer edge region of the separator is used as a flow path and can guide fuel gas and cooling water. However, since the height of the concave groove portion in the outer edge region of such a separator is low, there is a possibility that the gas diffusivity and drainage property of the flow path may be deteriorated.

本発明は、燃料電池セパレータの外縁領域における面圧の増大を抑えつつ、ガス拡散性及び排水性の低下を抑制するものとする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is intended to suppress a decrease in gas diffusivity and drainage property while suppressing an increase in surface pressure in the outer edge region of the fuel cell separator.

本発明に係る燃料電池セパレータは、
燃料電池において、膜電極接合体と対向して配置される燃料電池セパレータであって、
前記膜電極接合体と対向する対向面と、前記膜電極接合体と反対側に位置する外側表面とを備える板状部を備え、
前記対向面には、前記膜電極接合体の発電領域と対向する中央領域における中央凹溝部と、前記中央領域を囲む外縁領域における外縁凹溝部とが設けられ、
前記外側表面には、前記中央凹溝部に対応するように中央凸部と、前記外縁凹溝部に対応するように外縁凸部とが設けられ、
前記中央凸部と前記外縁凸部とは、凸方向において弾性変形し、
前記外縁凸部のバネ定数は、前記中央凸部のバネ定数と比較して小さい。 The fuel cell separator according to the present invention is
In a fuel cell, it is a fuel cell separator arranged so as to face the membrane electrode assembly.
A plate-like portion having a facing surface facing the membrane electrode assembly and an outer surface located on the opposite side of the membrane electrode assembly is provided.
The facing surface is provided with a central concave groove portion in the central region facing the power generation region of the membrane electrode assembly and an outer edge concave groove portion in the outer edge region surrounding the central region.
The outer surface is provided with a central convex portion corresponding to the central concave groove portion and an outer edge convex portion corresponding to the outer edge concave groove portion.
The central convex portion and the outer edge convex portion are elastically deformed in the convex direction.
The spring constant of the outer edge convex portion is smaller than the spring constant of the central convex portion.

このような構成によれば、外縁凸溝部の高さを低下させる必要が無いので、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制する。また、外縁凸部が中央凸部と比較して小さいバネ定数を有するので、燃料電池セパレータの外縁領域において、中央領域よりも高い面圧がかかっても、外縁凸部は、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域における面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体の座屈や電解質膜の損傷が生じ難い。 According to such a configuration, it is not necessary to reduce the height of the outer edge convex groove portion, so that it is possible to suppress the decrease in gas diffusibility and drainage property. Further, since the outer edge convex portion has a smaller spring constant than the central convex portion, the outer edge convex portion is greatly deformed even if a higher surface pressure than the central region is applied in the outer edge region of the fuel cell separator. It can follow flexibly. That is, the surface pressure in the outer edge region does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly and damage to the electrolyte membrane are unlikely to occur.

本発明は、燃料電池セパレータの外縁領域における面圧の増大を抑えつつ、ガス拡散性及び排水性の低下を抑制することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can suppress a decrease in gas diffusivity and drainage property while suppressing an increase in surface pressure in the outer edge region of the fuel cell separator.

実施の形態１に係る燃料電池セパレータを示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the fuel cell separator which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例１を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the modification 1 of the fuel cell separator which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例２を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the modification 2 of the fuel cell separator which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例３を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the modification 3 of the fuel cell separator which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例４を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the modification 4 of the fuel cell separator which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例５を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the modification 5 of the fuel cell separator which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係る燃料電池セパレータを示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the fuel cell separator which concerns on Embodiment 2. 実施の形態１に係る燃料電池セパレータの他の一具体例を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the other specific example of the fuel cell separator which concerns on Embodiment 1. FIG.

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in order to clarify the explanation, the following description and drawings are appropriately simplified.

（実施の形態１）
図１を参照して実施の形態１に係る燃料電池セパレータについて説明する。図１は、実施の形態１に係る燃料電池セパレータを示す模式断面図である。なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。 (Embodiment 1)
The fuel cell separator according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a fuel cell separator according to the first embodiment. As a matter of course, the right-handed xyz coordinates shown in FIG. 1 and other drawings are for convenience to explain the positional relationship of the components. Normally, the z-axis plus direction is vertically upward, and the xy plane is a horizontal plane, which is common between drawings.

図１に示すように、燃料電池セパレータ１０は、所定の方向（ここでは、ｙ軸方向）に延びる複数の凹状溝が対向面１０ａ、外側表面１０ｂにそれぞれ並列配置された板状部を備える。燃料電池セパレータ１０は、ガス遮断性、及び電子伝導性を有する材料を用いて形成することができ、例えば、カーボン材や、ステンレス鋼やチタン合金などの金属材料を用いて形成することができる。なお、対向面１０ａは、後述する燃料電池のユニットセル１００において、アノード側ガス拡散層２を挟んで、膜電極接合体３と対向する面である。 As shown in FIG. 1, the fuel cell separator 10 includes a plate-shaped portion in which a plurality of concave grooves extending in a predetermined direction (here, the y-axis direction) are arranged in parallel on the facing surface 10a and the outer surface 10b, respectively. The fuel cell separator 10 can be formed by using a material having gas blocking property and electron conductivity, and can be formed by using, for example, a carbon material or a metal material such as stainless steel or a titanium alloy. The facing surface 10a is a surface facing the membrane electrode assembly 3 with the anode-side gas diffusion layer 2 interposed therebetween in the unit cell 100 of the fuel cell described later.

図１に示す燃料電池セパレータ１０の一例は、凹溝部１１ａ、１２ａ、１３ａを対向面１０ａに備え、凹溝部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂと凸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅとを外側表面１０ｂに備える。 As an example of the fuel cell separator 10 shown in FIG. 1, the concave groove portions 11a, 12a, 13a are provided on the facing surface 10a, and the concave groove portions 11b, 12b, 13b and the convex portions 11e, 12e, 13e are provided on the outer surface 10b.

凸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅは、対向面１０ａにおける凹溝部１１ａ、１２ａ、１３ａにそれぞれ対応するように、外側表面１０ｂに位置する。言い換えると、凸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅは、それぞれ凹溝部１１ａ、１２ａ、１３ａの外側表面１０ｂ側に位置する。 The convex portions 11e, 12e, 13e are located on the outer surface 10b so as to correspond to the concave groove portions 11a, 12a, 13a on the facing surface 10a, respectively. In other words, the convex portions 11e, 12e, and 13e are located on the outer surface 10b side of the concave groove portions 11a, 12a, and 13a, respectively.

外側表面１０ｂにおいて、凸部１１ｅと凹溝部１１ｂとは、側壁部１１ｃを介して連なり、凹溝部１１ｂと凸部１２ｅとは、側壁部１１ｄを介して連なる。凸部１２ｅと凹溝部１２ｂとは、側壁部１２ｃを介して連なり、凹溝部１２ｂと凸部１３ｅとは、側壁部１２ｄを介して連なる。凸部１３ｅと凹溝部１３ｂとは、側壁部１３ｃを介して連なる。 On the outer surface 10b, the convex portion 11e and the concave groove portion 11b are connected via the side wall portion 11c, and the concave groove portion 11b and the convex portion 12e are connected via the side wall portion 11d. The convex portion 12e and the concave groove portion 12b are connected via the side wall portion 12c, and the concave groove portion 12b and the convex portion 13e are connected via the side wall portion 12d. The convex portion 13e and the concave groove portion 13b are connected to each other via the side wall portion 13c.

凸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅは、燃料電池セパレータ１０が面圧を受けると、面圧方向（ここでは、ｘ軸方向）に弾性変形し、それぞれ所定のバネ定数を有する。面圧方向は、凸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅの凸方向でもある。 When the fuel cell separator 10 receives a surface pressure, the convex portions 11e, 12e, and 13e are elastically deformed in the surface pressure direction (here, the x-axis direction), and each has a predetermined spring constant. The surface pressure direction is also the convex direction of the convex portions 11e, 12e, 13e.

凸部１３ｅのバネ定数が、凸部１２ｅ、１１ｅのバネ定数よりも小さい。具体的には、凹溝部１３ｂと側壁部１３ｃとの境界部は、曲率Ｒ１で曲がる。凸部１３ｅと側壁部１３ｃとの境界部は、曲率Ｒ３で曲がる。凹溝部１２ｂと側壁部１２ｃとの境界部は、曲率Ｒ２で曲がる。凸部１２ｅと側壁部１２ｃとの境界部は、曲率Ｒ４で曲がる。曲率Ｒ１は、曲率Ｒ２よりも大きく、曲率Ｒ３は、曲率Ｒ４よりも大きい。すなわち、凸部１３ｅのバネ定数が、凸部１２ｅのバネ定数よりも小さい。 The spring constant of the convex portions 13e is smaller than the spring constants of the convex portions 12e and 11e. Specifically, the boundary portion between the concave groove portion 13b and the side wall portion 13c bends with a curvature R1. The boundary between the convex portion 13e and the side wall portion 13c bends at the curvature R3. The boundary between the concave groove portion 12b and the side wall portion 12c bends at the curvature R2. The boundary between the convex portion 12e and the side wall portion 12c bends at the curvature R4. The curvature R1 is larger than the curvature R2, and the curvature R3 is larger than the curvature R4. That is, the spring constant of the convex portion 13e is smaller than the spring constant of the convex portion 12e.

また、他の境界部も上記した曲率で曲がるとよく、例えば、凹溝部１２ｂと側壁部１２ｄとの境界部は、曲率Ｒ１で曲がり、凸部１３ｅと側壁部１２ｄとの境界部は、曲率Ｒ３で曲がるとしてもよい。凹溝部１１ｂと側壁部１１ｃとの境界部と、凹溝部１１ｂと側壁部１１ｄとの境界部とは、曲率Ｒ２で曲がるとしてもよい。凸部１２ｅと側壁部１１ｄとの境界部と、凸部１１ｅと側壁部１１ｃとの境界部とは、曲率Ｒ４で曲がるとしてもよい。 Further, the other boundary portion may also be bent by the above-mentioned curvature. For example, the boundary portion between the concave groove portion 12b and the side wall portion 12d is bent by the curvature R1, and the boundary portion between the convex portion 13e and the side wall portion 12d is the curvature R3. You may turn at. The boundary portion between the concave groove portion 11b and the side wall portion 11c and the boundary portion between the concave groove portion 11b and the side wall portion 11d may be bent with a curvature R2. The boundary portion between the convex portion 12e and the side wall portion 11d and the boundary portion between the convex portion 11e and the side wall portion 11c may be bent with a curvature R4.

（燃料電池の構成）
次に、燃料電池セパレータ１０を備える燃料電池の一例について説明する。当該燃料電池は、積層した複数のユニットセル１００を備える。 (Fuel cell configuration)
Next, an example of a fuel cell including the fuel cell separator 10 will be described. The fuel cell includes a plurality of stacked unit cells 100.

ユニットセル１００は、燃料電池セパレータ１０と、アノード側ガス拡散層２と、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）３と、カソード側ガス拡散層４と、多孔体流路層５と、カソード側セパレータ６とを備え、この順に積層する。膜電極接合体３は、電解質膜と、電解質膜を挟み込む一対の触媒電極層とを備える。ユニットセル１００では、燃料電池セパレータ１０は、アソード側セパレータとして機能する。燃料電池セパレータ１０の対向面１０ａは、アノード側ガス拡散層２を挟んで、膜電極接合体３と対向し、外側表面１０ｂは、膜電極接合体３と反対側（ここでは、ｘ軸マイナス側）に位置する。なお、図１に示す多孔体流路層５の一例と、カソード側セパレータ６の一例とは、板状体である。 The unit cell 100 includes a fuel cell separator 10, an anode-side gas diffusion layer 2, a membrane electrode assembly (MEA) 3, a cathode-side gas diffusion layer 4, a porous flow path layer 5, and a cathode. A side separator 6 is provided, and the layers are laminated in this order. The membrane electrode assembly 3 includes an electrolyte membrane and a pair of catalyst electrode layers that sandwich the electrolyte membrane. In the unit cell 100, the fuel cell separator 10 functions as an anode-side separator. The facing surface 10a of the fuel cell separator 10 faces the membrane electrode assembly 3 with the anode side gas diffusion layer 2 interposed therebetween, and the outer surface 10b is on the opposite side of the membrane electrode assembly 3 (here, the x-axis minus side). ). An example of the porous flow path layer 5 and an example of the cathode side separator 6 shown in FIG. 1 are plate-shaped bodies.

ユニットセル１００の外縁領域１００ｂでは、シール部材７が設けられている。シール部材７は、適宜、アノード側ガス拡散層２と、膜電極接合体３と、カソード側ガス拡散層４と、多孔体流路層５と、カソード側セパレータ６とを接着させたり、燃料ガスをシールしたりする。シール部材７は、要求される希望に応じて、設置位置や材料を変更してもよい。 A seal member 7 is provided in the outer edge region 100b of the unit cell 100. The seal member 7 appropriately adheres the anode-side gas diffusion layer 2, the membrane electrode assembly 3, the cathode-side gas diffusion layer 4, the porous flow path layer 5, and the cathode-side separator 6 to each other, or fuel gas. Or seal. The installation position and material of the seal member 7 may be changed according to the required desire.

積層した複数のユニットセル１００は、互いに締結されており、具体的には、ユニットセル１００の外縁領域１００ｂが締結されている。外縁領域１００ｂは、中央領域１００ａを囲む。また、外縁領域１００ｂは、シール部材７が設けられている一方、中央領域１００ａは、シール部材７が設けられていない。これらによって、その外縁領域１００ｂに加わる面圧は、中央領域１００ａに加わる面圧と比較して、高いことがある。また、積層した複数のユニットセル１００のうち、隣接するユニットセル１００同士がある。一方のユニットセル１００の燃料電池セパレータ１０の外側表面１０ｂの凸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅは、他方のユニットセル１００のカソード側セパレータ６と接触している。 The plurality of stacked unit cells 100 are fastened to each other, and specifically, the outer edge region 100b of the unit cell 100 is fastened to each other. The outer edge region 100b surrounds the central region 100a. Further, the outer edge region 100b is provided with the seal member 7, while the central region 100a is not provided with the seal member 7. As a result, the surface pressure applied to the outer edge region 100b may be higher than the surface pressure applied to the central region 100a. Further, among the plurality of stacked unit cells 100, there are adjacent unit cells 100 to each other. The protrusions 11e, 12e, 13e of the outer surface 10b of the fuel cell separator 10 of one unit cell 100 are in contact with the cathode side separator 6 of the other unit cell 100.

ユニットセル１００は、水素タンク等の燃料ガス供給源に接続されており、燃料ガス供給源から燃料ガスを供給される。また、ユニットセル１００は、排出管に接続されており、排出管から発電において生じたガスや液体等を外部へ排出する。 The unit cell 100 is connected to a fuel gas supply source such as a hydrogen tank, and fuel gas is supplied from the fuel gas supply source. Further, the unit cell 100 is connected to a discharge pipe, and the gas, liquid, or the like generated in power generation is discharged from the discharge pipe to the outside.

凸部１３ｅがユニットセル１００の外縁領域１００ｂに位置し、凸部１１ｅ、１２ｅが中央領域１００ａに位置する。外縁領域１００ｂにおける凸部１３ｅが、中央領域１００ａにおける凸部１２ｅと比較して小さいバネ定数を有するので、外縁領域１００ｂにおいて、中央領域１００ａよりも高い面圧がかかっても、凸部１３ｅは、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域１００ｂにおける面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体３の座屈や膜電極接合体３の電解質膜の損傷が生じ難い。 The convex portion 13e is located in the outer edge region 100b of the unit cell 100, and the convex portions 11e and 12e are located in the central region 100a. Since the convex portion 13e in the outer edge region 100b has a smaller spring constant than the convex portion 12e in the central region 100a, the convex portion 13e has a smaller spring constant than the central region 100a even if a higher surface pressure is applied to the outer edge region 100b. It can be greatly deformed and can follow flexibly. That is, the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly 3 and damage to the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly 3 are unlikely to occur.

（燃料電池の動作例）
次に、上記した、燃料電池セパレータ１０を備える燃料電池の動作例について説明する。 (Example of fuel cell operation)
Next, an operation example of the fuel cell provided with the fuel cell separator 10 described above will be described.

まず、ユニットセル１００は、燃料ガスを供給されて、凹溝部１１ａ、１２ａ、１３ａに流す。ユニットセル１００の中央領域１００ａに対向する膜電極接合体３の発電領域では、燃料ガスを供給されて、酸化還元反応により発電する。ユニットセル１００の外縁領域１００ｂでは、燃料ガスは、シール部材７等によってシールされ、ユニットセル１００の外方へ流出することを防止する、又は抑制する。さらに、適宜、冷却流体を凹溝部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂに流し、ユニットセル１００を冷却する。なお、発電後に生じたガスや液体は、適宜、凹溝部１１ａ、１２ａ、１３ａ、多孔体流路層５に導かれ、ユニットセル１００の外部へ排出される。 First, the unit cell 100 is supplied with fuel gas and flows into the recessed grooves 11a, 12a, 13a. In the power generation region of the membrane electrode assembly 3 facing the central region 100a of the unit cell 100, fuel gas is supplied and power is generated by a redox reaction. In the outer edge region 100b of the unit cell 100, the fuel gas is sealed by a sealing member 7 or the like to prevent or suppress the outflow to the outside of the unit cell 100. Further, the cooling fluid is appropriately flowed through the concave groove portions 11b, 12b, 13b to cool the unit cell 100. The gas or liquid generated after the power generation is appropriately guided to the concave groove portions 11a, 12a, 13a and the porous body flow path layer 5, and is discharged to the outside of the unit cell 100.

ここで、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａと殆ど同じ大きさの面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部１３ａ、１３ｂは、中央領域１００ａにおける凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと同じ溝高さである。したがって、凹溝部１３ａ、１３ｂが凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂより高さを低下させる必要が無い。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Here, when the outer edge region 100b receives a surface pressure of almost the same magnitude as the central region 100a, the concave groove portions 13a and 13b in the outer edge region 100b are the same as the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b in the central region 100a. The groove height. Therefore, it is not necessary for the concave groove portions 13a and 13b to have a lower height than the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

また、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａよりも大きな面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部１３ａ、１３ｂは、この面圧の大きさに応じて、変形することができ、必要以上に高さを低下させない。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Further, when the outer edge region 100b receives a surface pressure larger than that of the central region 100a, the concave groove portions 13a and 13b in the outer edge region 100b can be deformed according to the magnitude of the surface pressure, which is more than necessary. Does not reduce the height. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

（変形例１）
次に、図２を参照して実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例１について説明する。図２は、実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例１を示す模式断面図である。実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例１は、凹溝部２３ａ、凸部２３ｅ、側壁部２２ｄ、２３ｃを除いて、実施の形態１に係る燃料電池セパレータと同じ構成を備える。異なる構成についてのみ説明する。 (Modification 1)
Next, a modification 1 of the fuel cell separator according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a modification 1 of the fuel cell separator according to the first embodiment. Modification 1 of the fuel cell separator according to the first embodiment has the same configuration as the fuel cell separator according to the first embodiment, except for the concave groove portion 23a, the convex portion 23e, the side wall portions 22d, and 23c. Only the different configurations will be described.

図２に示すように、燃料電池セパレータ２０は、凹溝部２３ａと、凸部２３ｅと、側壁部２２ｄ、２３ｃとを備える。凸部２３ｅは側壁部２２ｄを介して凹溝部１２ｂと連なり、側壁部２３ｃを介して凹溝部１３ｂと連なる。 As shown in FIG. 2, the fuel cell separator 20 includes a concave groove portion 23a, a convex portion 23e, and side wall portions 22d and 23c. The convex portion 23e is connected to the concave groove portion 12b via the side wall portion 22d, and is connected to the concave groove portion 13b via the side wall portion 23c.

凸部２３ｅは、凸部１２ｅ、１１ｅと同様に、燃料電池セパレータ２０が面圧を受けると、面圧方向（ここでは、ｘ軸方向）に弾性変形し、それぞれ所定のバネ定数を有する。面圧方向は、凸部２３ｅの凸方向でもある。 Similar to the convex portions 12e and 11e, the convex portion 23e elastically deforms in the surface pressure direction (here, the x-axis direction) when the fuel cell separator 20 receives a surface pressure, and each has a predetermined spring constant. The surface pressure direction is also the convex direction of the convex portion 23e.

凸部２３ｅのバネ定数が、凸部１２ｅ、１１ｅのバネ定数よりも小さい。具体的には、側壁部２２ｄ、２３ｃがバネ機構を備え、側壁部２２ｄ、２３ｃの長手方向に弾性変形する。側壁部２２ｄ、２３ｃのバネ機構は、例えば、蛇腹状に曲がる曲板状部であり、当該曲板状部は、ユニットセル１００の外方（ここでは、ｘ軸マイナス側）へ張り出す形状を有する。 The spring constant of the convex portions 23e is smaller than the spring constants of the convex portions 12e and 11e. Specifically, the side wall portions 22d and 23c are provided with a spring mechanism and elastically deform in the longitudinal direction of the side wall portions 22d and 23c. The spring mechanism of the side wall portions 22d and 23c is, for example, a curved plate-shaped portion that bends in a bellows shape, and the curved plate-shaped portion has a shape that projects outward (here, the x-axis minus side) of the unit cell 100. Have.

また、凸部２３ｅは、ユニットセル１００の外縁領域１００ｂに位置する。外縁領域１００ｂにおける凸部２３ｅが、中央領域１００ａにおける凸部１２ｅと比較して小さいバネ定数を有するので、外縁領域１００ｂにおいて、中央領域１００ａよりも高い面圧がかかっても、凸部２３ｅは、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域１００ｂにおける面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体の座屈や電解質膜の損傷が生じ難い。 Further, the convex portion 23e is located in the outer edge region 100b of the unit cell 100. Since the convex portion 23e in the outer edge region 100b has a smaller spring constant than the convex portion 12e in the central region 100a, the convex portion 23e has a smaller spring constant than the central region 100a even if a higher surface pressure is applied to the outer edge region 100b. It can be greatly deformed and can follow flexibly. That is, the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly and damage to the electrolyte membrane are unlikely to occur.

ここで、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａと殆ど同じ大きさの面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部２３ａ、１３ｂは、中央領域１００ａにおける凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと同じ溝高さである。したがって、凹溝部２３ａ、１３ｂが凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂより高さを低下させる必要が無い。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Here, when the outer edge region 100b receives a surface pressure of almost the same magnitude as the central region 100a, the concave groove portions 23a and 13b in the outer edge region 100b are the same as the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b in the central region 100a. The groove height. Therefore, it is not necessary for the concave groove portions 23a and 13b to have a lower height than the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

また、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａよりも大きな面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部２３ａ、１３ｂは、この面圧の大きさに応じて、変形することができ、必要以上に高さを低下させない。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Further, when the outer edge region 100b receives a surface pressure larger than that of the central region 100a, the concave groove portions 23a and 13b in the outer edge region 100b can be deformed according to the magnitude of the surface pressure, which is more than necessary. Does not reduce the height. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

（変形例２）
燃料電池セパレータ２０の一変形例として、図３に示す実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例２がある。燃料電池セパレータ３０は、側壁部３２ｄ、３３ｃを除いて、燃料電池セパレータ２０と同じ構成を有する。異なる構成についてのみ説明する。 (Modification 2)
As a modification of the fuel cell separator 20, there is a modification 2 of the fuel cell separator according to the first embodiment shown in FIG. The fuel cell separator 30 has the same configuration as the fuel cell separator 20 except for the side wall portions 32d and 33c. Only the different configurations will be described.

図３に示すように、燃料電池セパレータ３０は、側壁部３２ｄ、３３ｃとを備える。側壁部３２ｄ、３３ｃが、側壁部２２ｄ、２３ｃ（図２参照）と同様に、バネ機構を備え、側壁部３２ｄ、３３ｃの長手方向に弾性変形する。側壁部３２ｄ、３３ｃのバネ機構は、例えば、蛇腹状に曲がる曲板状部であり、当該曲板状部は、側壁部２２ｄ、２３ｃと異なり、ユニットセル１００の内側、アノード側ガス拡散層２側へ張り出す形状を有する。凸部２３ｅは、燃料電池セパレータ３０が面圧を受けると、面圧方向（ここでは、ｘ軸方向）に弾性変形し、それぞれ所定のバネ定数を有する。面圧方向は、凸部２３ｅの凸方向でもある。 As shown in FIG. 3, the fuel cell separator 30 includes side wall portions 32d and 33c. Similar to the side wall portions 22d and 23c (see FIG. 2), the side wall portions 32d and 33c are provided with a spring mechanism and elastically deform in the longitudinal direction of the side wall portions 32d and 33c. The spring mechanism of the side wall portions 32d and 33c is, for example, a curved plate-shaped portion that bends in a bellows shape, and the curved plate-shaped portion is different from the side wall portions 22d and 23c in that the gas diffusion layer 2 on the anode side inside the unit cell 100. It has a shape that overhangs to the side. When the fuel cell separator 30 receives surface pressure, the convex portion 23e is elastically deformed in the surface pressure direction (here, the x-axis direction), and each has a predetermined spring constant. The surface pressure direction is also the convex direction of the convex portion 23e.

よって、外縁領域１００ｂにおける凸部２３ｅが、中央領域１００ａにおける凸部１２ｅと比較して小さいバネ定数を有する。そのため、外縁領域１００ｂにおいて、中央領域１００ａよりも高い面圧がかかっても、凸部２３ｅは、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域１００ｂにおける面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体３の座屈や膜電極接合体３の電解質膜の損傷が生じ難い。 Therefore, the convex portion 23e in the outer edge region 100b has a smaller spring constant than the convex portion 12e in the central region 100a. Therefore, even if a surface pressure higher than that of the central region 100a is applied in the outer edge region 100b, the convex portion 23e is greatly deformed and can flexibly follow. That is, the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly 3 and damage to the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly 3 are unlikely to occur.

ここで、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａと殆ど同じ大きさの面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部２３ａ、１３ｂは、中央領域１００ａにおける凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと同じ溝高さである。したがって、凹溝部２３ａ、１３ｂが凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂより高さを低下させる必要が無い。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Here, when the outer edge region 100b receives a surface pressure of almost the same magnitude as the central region 100a, the concave groove portions 23a and 13b in the outer edge region 100b are the same as the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b in the central region 100a. The groove height. Therefore, it is not necessary for the concave groove portions 23a and 13b to have a lower height than the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

また、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａよりも大きな面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部２３ａ、１３ｂは、この面圧の大きさに応じて、変形することができ、必要以上に高さを低下させない。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Further, when the outer edge region 100b receives a surface pressure larger than that of the central region 100a, the concave groove portions 23a and 13b in the outer edge region 100b can be deformed according to the magnitude of the surface pressure, which is more than necessary. Does not reduce the height. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

（変形例３）
次に、図４を参照して実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例３について説明する。図４に示すように、実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例３を示す模式断面図である。実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例３は、凹溝部４３ａと、凹溝部４２ｂ、４３ｂと、凸部４３ｅと、側壁部４２ｄ、４３ｃとを除いて、実施の形態１に係る燃料電池セパレータ１０と同じ構成を備える。異なる構成についてのみ説明する。 (Modification 3)
Next, a modification 3 of the fuel cell separator according to the first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, it is a schematic cross-sectional view which shows the modification 3 of the fuel cell separator which concerns on Embodiment 1. FIG. The third modification of the fuel cell separator according to the first embodiment is the fuel cell according to the first embodiment, except for the concave groove portions 43a, the concave groove portions 42b and 43b, the convex portions 43e, and the side wall portions 42d and 43c. It has the same configuration as the separator 10. Only the different configurations will be described.

図４に示すように、燃料電池セパレータ４０は、凹溝部４３ａを対向面１０ａに備え、凹溝部４２ｂ、４３ｂ、及び凸部４３ｅを外側表面１０ｂに備える。 As shown in FIG. 4, the fuel cell separator 40 is provided with the concave groove portion 43a on the facing surface 10a, and the concave groove portions 42b, 43b, and the convex portion 43e on the outer surface 10b.

凸部４３ｅは、対向面１０ａにおける凹溝部４３ａにそれぞれ対応するように、外側表面１０ｂに位置する。言い換えると、凸部４３ｅは、それぞれ凹溝部４３ａの外側表面１０ｂ側に位置する。 The convex portion 43e is located on the outer surface 10b so as to correspond to the concave groove portion 43a on the facing surface 10a. In other words, the convex portions 43e are located on the outer surface 10b side of the concave groove portions 43a, respectively.

外側表面１０ｂにおいて、凸部１２ｅと凹溝部４２ｂとは、側壁部１２ｃを介して連なり、凹溝部４２ｂと凸部４３ｅとは、側壁部４２ｄを介して連なる。凸部４３ｅと凹溝部４３ｂとは、側壁部４３ｃを介して連なる。 On the outer surface 10b, the convex portion 12e and the concave groove portion 42b are connected via the side wall portion 12c, and the concave groove portion 42b and the convex portion 43e are connected via the side wall portion 42d. The convex portion 43e and the concave groove portion 43b are connected to each other via the side wall portion 43c.

凹溝部４２ｂ、４３ｂ、及び凸部４３ｅは、ユニットセル１００の外縁領域１００ｂに位置する。ユニットセル１００の外縁領域１００ｂにおける燃料電池セパレータ４０の厚みは、中央領域１００ａにおける燃料電池セパレータ４０の厚みと比較して小さい。具体的には、燃料電池セパレータ４０の厚みは、中央領域１００ａにおいて、少なくとも凸部１１ｅ（又は、凹溝部１１ａ）から凹溝部４２ｂの中途まで一定であるが、外縁領域１００ｂにおいて、凹溝部４２ｂの中途から凹溝部４３ｂの中途までにおいて小さい。つまり、凸部４３ｅ（又は凹溝部４３ａ）、凹溝部４２ｂの一部、凹溝部４３ｂの一部、及び側壁部４２ｄ、４３ｃは、凸部１１ｅ、１２ｅ（又は凹溝部１１ａ、１２ａ）、凹溝部１１ｂ、側壁部１１ｃ、１１ｄ、１２ｃと比較して薄い。そのため、凸部４３ｅは、凸部１２ｅと比較して小さいバネ定数を有する。凸部４３ｅは、凸部１２ｅ、１１ｅと同様に、燃料電池セパレータ４０が面圧を受けると、面圧方向（ここでは、ｘ軸方向）に弾性変形し、それぞれ所定のバネ定数を有する。面圧方向は、凸部４３ｅの凸方向でもある。 The concave groove portions 42b and 43b and the convex portion 43e are located in the outer edge region 100b of the unit cell 100. The thickness of the fuel cell separator 40 in the outer edge region 100b of the unit cell 100 is smaller than the thickness of the fuel cell separator 40 in the central region 100a. Specifically, the thickness of the fuel cell separator 40 is constant in the central region 100a from at least the convex portion 11e (or the concave groove portion 11a) to the middle of the concave groove portion 42b, but in the outer edge region 100b, the concave groove portion 42b. It is small from the middle to the middle of the concave groove portion 43b. That is, the convex portion 43e (or the concave groove portion 43a), a part of the concave groove portion 42b, a part of the concave groove portion 43b, and the side wall portions 42d and 43c are the convex portions 11e and 12e (or the concave groove portions 11a and 12a) and the concave groove portion. It is thinner than 11b and the side wall portions 11c, 11d and 12c. Therefore, the convex portion 43e has a smaller spring constant than the convex portion 12e. Similar to the convex portions 12e and 11e, the convex portion 43e elastically deforms in the surface pressure direction (here, the x-axis direction) when the fuel cell separator 40 receives a surface pressure, and each has a predetermined spring constant. The surface pressure direction is also the convex direction of the convex portion 43e.

よって、外縁領域１００ｂにおける凸部４３ｅが、中央領域１００ａにおける凸部１２ｅと比較して小さいバネ定数を有する。そのため、外縁領域１００ｂにおいて、中央領域１００ａよりも高い面圧がかかっても、凸部４３ｅは、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域１００ｂにおける面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体３の座屈や膜電極接合体３の電解質膜の損傷が生じ難い。 Therefore, the convex portion 43e in the outer edge region 100b has a smaller spring constant than the convex portion 12e in the central region 100a. Therefore, even if a surface pressure higher than that of the central region 100a is applied in the outer edge region 100b, the convex portion 43e is greatly deformed and can flexibly follow. That is, the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly 3 and damage to the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly 3 are unlikely to occur.

ここで、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａと殆ど同じ大きさの面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部４３ａ、４３ｂは、中央領域１００ａにおける凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、４２ｂと同じ溝高さである。したがって、凹溝部４３ａ、４３ｂが凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、４２ｂより高さを低下させる必要が無い。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Here, when the outer edge region 100b receives a surface pressure of almost the same magnitude as the central region 100a, the concave groove portions 43a and 43b in the outer edge region 100b are the same as the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 42b in the central region 100a. The groove height. Therefore, it is not necessary for the concave groove portions 43a and 43b to have a lower height than the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 42b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

また、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａよりも大きな面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部４３ａ、４３ｂは、この面圧の大きさに応じて、変形することができ、必要以上に高さを低下させない。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Further, when the outer edge region 100b receives a surface pressure larger than that of the central region 100a, the concave groove portions 43a and 43b in the outer edge region 100b can be deformed according to the magnitude of the surface pressure, which is more than necessary. Does not reduce the height. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

（変形例４）
次に、図５を参照して実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例４について説明する。実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例４は、凹溝部５３ａと、凸部５３ｅと、側壁部５２ｄ、５３ｃを除いて、図２に示す変形例１と同じ構成を備える。異なる構成についてのみ説明する。 (Modification example 4)
Next, a modification 4 of the fuel cell separator according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The modified example 4 of the fuel cell separator according to the first embodiment has the same configuration as the modified example 1 shown in FIG. 2, except for the concave groove portion 53a, the convex portion 53e, and the side wall portions 52d and 53c. Only the different configurations will be described.

図５に示すように、燃料電池セパレータ５０は、凹溝部５３ａと、凸部５３ｅと、側壁部５２ｄ、５３ｃを備える。凸部５３ｅは側壁部５２ｄを介して凹溝部１２ｂと連なり、側壁部５３ｃを介して凹溝部５３ｂと連なる。 As shown in FIG. 5, the fuel cell separator 50 includes a concave groove portion 53a, a convex portion 53e, and side wall portions 52d and 53c. The convex portion 53e is connected to the concave groove portion 12b via the side wall portion 52d, and is connected to the concave groove portion 53b via the side wall portion 53c.

凸部５３ｅは、凸部１２ｅ、１１ｅと同様に、燃料電池セパレータ５０が面圧を受けると、面圧方向（ここでは、ｘ軸方向）に弾性変形し、それぞれ所定のバネ定数を有する。面圧方向は、凸部５３ｅの凸方向でもある。凸部５３ｅのバネ定数が、凸部１２ｅ、１１ｅのバネ定数よりも小さい。具体的には、側壁部５２ｄ、５３ｃが、外側表面１０ｂにおいて開口するスリットを備え、側壁部５２ｄ、５３ｃの長手方向（ここでは、略ｘ軸方向に沿う方向）に弾性変形する。 Similar to the convex portions 12e and 11e, the convex portion 53e elastically deforms in the surface pressure direction (here, the x-axis direction) when the fuel cell separator 50 receives a surface pressure, and each has a predetermined spring constant. The surface pressure direction is also the convex direction of the convex portion 53e. The spring constant of the convex portions 53e is smaller than the spring constants of the convex portions 12e and 11e. Specifically, the side wall portions 52d and 53c are provided with slits that open on the outer surface 10b, and are elastically deformed in the longitudinal direction (here, in the direction along the substantially x-axis direction) of the side wall portions 52d and 53c.

凹溝部５３ａと、凸部５３ｅは、ユニットセル１００の外縁領域１００ｂに位置する。よって、外縁領域１００ｂにおける凸部５３ｅが、中央領域１００ａにおける凸部１２ｅと比較して小さいバネ定数を有するので、外縁領域１００ｂにおいて、中央領域１００ａよりも高い面圧がかかっても、凸部５３ｅは、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域１００ｂにおける面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体３の座屈や膜電極接合体３の電解質膜の損傷が生じ難い。 The concave groove portion 53a and the convex portion 53e are located in the outer edge region 100b of the unit cell 100. Therefore, since the convex portion 53e in the outer edge region 100b has a smaller spring constant than the convex portion 12e in the central region 100a, even if a surface pressure higher than that in the central region 100a is applied in the outer edge region 100b, the convex portion 53e Can be greatly deformed and can follow flexibly. That is, the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly 3 and damage to the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly 3 are unlikely to occur.

ここで、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａと殆ど同じ大きさの面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部５３ａ、５３ｂは、中央領域１００ａにおける凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと同じ溝高さである。したがって、凹溝部５３ａ、５３ｂが凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂより高さを低下させる必要が無い。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Here, when the outer edge region 100b receives a surface pressure of almost the same magnitude as the central region 100a, the concave groove portions 53a and 53b in the outer edge region 100b are the same as the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b in the central region 100a. The groove height. Therefore, it is not necessary for the concave groove portions 53a and 53b to have a lower height than the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

また、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａよりも大きな面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部５３ａ、５３ｂは、この面圧の大きさに応じて、変形することができ、必要以上に高さを低下させない。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Further, when the outer edge region 100b receives a surface pressure larger than that of the central region 100a, the concave groove portions 53a and 53b in the outer edge region 100b can be deformed according to the magnitude of the surface pressure, which is more than necessary. Does not reduce the height. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

（変形例５）
次に、図６を参照して実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例５について説明する。図６は、実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例５を示す模式断面図である。実施の形態１に係る燃料電池セパレータの変形例５は、凹溝部６３ａ、６３ｂと、凸部６３ｅと、側壁部６３ｃとを除いて、実施の形態１に係る燃料電池セパレータ１０と同じ構成を備える。異なる構成についてのみ説明する。 (Modification 5)
Next, a modification 5 of the fuel cell separator according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a modification 5 of the fuel cell separator according to the first embodiment. Modification 5 of the fuel cell separator according to the first embodiment has the same configuration as the fuel cell separator 10 according to the first embodiment, except for the concave groove portions 63a and 63b, the convex portions 63e, and the side wall portions 63c. .. Only the different configurations will be described.

図６に示すように、燃料電池セパレータ６０は、凹溝部６３ａ、凸部６３ｅを備える。凸部６３ｅは側壁部１２ｄを介して凹溝部１２ｂと連なり、側壁部６３ｃを介して凹溝部６３ｂと連なる。 As shown in FIG. 6, the fuel cell separator 60 includes a concave groove portion 63a and a convex portion 63e. The convex portion 63e is connected to the concave groove portion 12b via the side wall portion 12d, and is connected to the concave groove portion 63b via the side wall portion 63c.

凸部６３ｅは、凸部１２ｅ、１１ｅと同様に、燃料電池セパレータ６０が面圧を受けると、面圧方向（ここでは、ｘ軸方向）に弾性変形し、それぞれ所定のバネ定数を有する。面圧方向は、凸部６３ｅの凸方向でもある。凸部６３ｅのバネ定数が、凸部１２ｅ、１１ｅのバネ定数よりも小さい。具体的には、凸部６３ｅの幅Ｗｓは、凸部１２ｅの幅Ｗｔと比較して小さい。 Similar to the convex portions 12e and 11e, the convex portion 63e elastically deforms in the surface pressure direction (here, the x-axis direction) when the fuel cell separator 60 receives a surface pressure, and each has a predetermined spring constant. The surface pressure direction is also the convex direction of the convex portion 63e. The spring constant of the convex portions 63e is smaller than the spring constants of the convex portions 12e and 11e. Specifically, the width Ws of the convex portion 63e is smaller than the width Wt of the convex portion 12e.

凹溝部６３ａ、６３ｂと、凸部６３ｅとは、ユニットセル１００の外縁領域１００ｂに位置する。よって、外縁領域１００ｂにおける凸部６３ｅが、中央領域１００ａにおける凸部１２ｅと比較して小さいバネ定数を有するので、外縁領域１００ｂにおいて、中央領域１００ａよりも高い面圧がかかっても、凸部６３ｅは、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域１００ｂにおける面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体３の座屈や膜電極接合体３の電解質膜の損傷が生じ難い。 The concave groove portions 63a and 63b and the convex portion 63e are located in the outer edge region 100b of the unit cell 100. Therefore, since the convex portion 63e in the outer edge region 100b has a smaller spring constant than the convex portion 12e in the central region 100a, even if a surface pressure higher than that in the central region 100a is applied in the outer edge region 100b, the convex portion 63e Can be greatly deformed and can follow flexibly. That is, the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly 3 and damage to the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly 3 are unlikely to occur.

ここで、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａと殆ど同じ大きさの面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部６３ａ、６３ｂは、中央領域１００ａにおける凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと同じ溝高さである。したがって、凹溝部６３ａ、６３ｂが凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂより高さを低下させる必要が無いと考えられる。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制し得る。 Here, when the outer edge region 100b receives a surface pressure of almost the same magnitude as the central region 100a, the concave groove portions 63a and 63b in the outer edge region 100b are the same as the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b in the central region 100a. The groove height. Therefore, it is considered that the height of the concave groove portions 63a and 63b does not need to be lower than that of the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

また、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａよりも大きな面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部６３ａ、６３ｂは、この面圧の大きさに応じて、変形することができ、必要以上に高さを低下させない。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Further, when the outer edge region 100b receives a surface pressure larger than that of the central region 100a, the concave groove portions 63a and 63b in the outer edge region 100b can be deformed according to the magnitude of the surface pressure, which is more than necessary. Does not reduce the height. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

（実施の形態２）
次に、図７を参照して実施の形態２に係る燃料電池セパレータについて説明する。図７は、実施の形態２に係る燃料電池セパレータを示す模式断面図である。 (Embodiment 2)
Next, the fuel cell separator according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the fuel cell separator according to the second embodiment.

図７に示すように、燃料電池セパレータ７０は、所定の方向（ここでは、ｙ軸方向）に延びる複数の凹状溝が対向面７０ａ、外側表面７０ｂにそれぞれ並列配置された板状部を備える。燃料電池セパレータ７０は、ガス遮断性、及び電子伝導性を有し、部分焼入れ可能な材料を用いて形成することができ、例えば、ステンレス鋼などの金属材料を用いて形成することができる。なお、ユニットセル１００では、燃料電池セパレータ７０は、アソード側セパレータとして機能する。燃料電池セパレータ７０の対向面７０ａは、アノード側ガス拡散層２を挟んで、膜電極接合体３と対向し、外側表面７０ｂは、膜電極接合体３と反対側（ここでは、ｘ軸マイナス側）に位置する。 As shown in FIG. 7, the fuel cell separator 70 includes a plate-shaped portion in which a plurality of concave grooves extending in a predetermined direction (here, the y-axis direction) are arranged in parallel on the facing surface 70a and the outer surface 70b, respectively. The fuel cell separator 70 has gas blocking property and electron conductivity, and can be formed by using a partially hardenable material, and can be formed by using a metal material such as stainless steel, for example. In the unit cell 100, the fuel cell separator 70 functions as an anode-side separator. The facing surface 70a of the fuel cell separator 70 faces the membrane electrode assembly 3 with the anode side gas diffusion layer 2 interposed therebetween, and the outer surface 70b is on the opposite side of the membrane electrode assembly 3 (here, the x-axis minus side). ).

図７に示す燃料電池セパレータ７０の一例は、凹溝部７１ａ、７２ａ、７３ａを対向面７０ａに備え、凹溝部７１ｂ、７２ｂ、７３ｂと凸部７１ｅ、７２ｅ、７３ｅとを外側表面７０ｂに備える。 As an example of the fuel cell separator 70 shown in FIG. 7, the concave groove portions 71a, 72a, 73a are provided on the facing surface 70a, and the concave groove portions 71b, 72b, 73b and the convex portions 71e, 72e, 73e are provided on the outer surface 70b.

凸部７１ｅ、７２ｅ、７３ｅは、対向面７０ａにおける凹溝部７１ａ、７２ａ、７３ａにそれぞれ対応するように、外側表面７０ｂに位置する。言い換えると、凸部７１ｅ、７２ｅ、７３ｅは、それぞれ凹溝部７１ａ、７２ａ、７３ａの外側表面７０ｂ側に位置する。 The convex portions 71e, 72e, 73e are located on the outer surface 70b so as to correspond to the concave groove portions 71a, 72a, 73a on the facing surface 70a, respectively. In other words, the convex portions 71e, 72e, and 73e are located on the outer surface 70b side of the concave groove portions 71a, 72a, and 73a, respectively.

外側表面７０ｂにおいて、凸部７１ｅと凹溝部７１ｂとは、側壁部７１ｃを介して連なり、凹溝部７１ｂと凸部７２ｅとは、側壁部７１ｄを介して連なる。凸部７２ｅと凹溝部７２ｂとは、側壁部７２ｃを介して連なり、凹溝部７２ｂと凸部７３ｅとは、側壁部７２ｄを介して連なる。凸部７３ｅと凹溝部７３ｂとは、側壁部７３ｃを介して連なる。 On the outer surface 70b, the convex portion 71e and the concave groove portion 71b are connected via the side wall portion 71c, and the concave groove portion 71b and the convex portion 72e are connected via the side wall portion 71d. The convex portion 72e and the concave groove portion 72b are connected via the side wall portion 72c, and the concave groove portion 72b and the convex portion 73e are connected via the side wall portion 72d. The convex portion 73e and the concave groove portion 73b are connected to each other via the side wall portion 73c.

凸部７１ｅ、７２ｅ、７３ｅは、燃料電池セパレータ７０が面圧を受けると、面圧方向（ここでは、ｘ軸方向）に弾性変形し、それぞれ所定のバネ定数を有する。面圧方向は、凸部７１ｅ、７２ｅ、７３ｅの凸方向でもある。 When the fuel cell separator 70 receives a surface pressure, the convex portions 71e, 72e, and 73e are elastically deformed in the surface pressure direction (here, the x-axis direction), and each has a predetermined spring constant. The surface pressure direction is also the convex direction of the convex portions 71e, 72e, 73e.

凸部７３ｅのバネ定数が、凸部７２ｅ、７１ｅのバネ定数よりも小さい。具体的には、ユニットセル１００の外縁領域１００ｂは、部分的に焼入れ処理されている一方、中央領域１００ａは、焼入れ処理されてないままである。言い換えると、凹溝部７１ａ、７２ａと、凹溝部７１ｂ、７２ｂと、凸部７１ｅ、７２ｅとは、焼入れ処理されており、バネ定数が増加している。一方、凹溝部７３ａと、凹溝部７３ｂと、凸部７３ｅとは、焼入れ処理されておらず、バネ定数が変化してない。 The spring constant of the convex portions 73e is smaller than the spring constants of the convex portions 72e and 71e. Specifically, the outer edge region 100b of the unit cell 100 is partially quenched, while the central region 100a remains unquenched. In other words, the concave groove portions 71a and 72a, the concave groove portions 71b and 72b, and the convex portions 71e and 72e are quenched, and the spring constant is increased. On the other hand, the concave groove portion 73a, the concave groove portion 73b, and the convex portion 73e have not been quenched, and the spring constants have not changed.

凹溝部７１ａ、７２ａと、凹溝部７１ｂ、７２ｂと、凸部７１ｅ、７２ｅとは、ユニットセル１００の中央領域１００ａに位置し、凹溝部７３ａと、凹溝部７３ｂと、凸部７３ｅとは、外縁領域１００ｂに位置する。よって、外縁領域１００ｂにおける凸部７３ｅが、中央領域１００ａにおける凸部７２ｅと比較して小さいバネ定数を有するので、外縁領域１００ｂにおいて、中央領域１００ａよりも高い面圧がかかっても、凸部７３ｅは、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域１００ｂにおける面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体３の座屈や膜電極接合体３の電解質膜の損傷が生じ難い。 The concave groove portions 71a, 72a, the concave groove portions 71b, 72b, and the convex portions 71e, 72e are located in the central region 100a of the unit cell 100, and the concave groove portion 73a, the concave groove portion 73b, and the convex portion 73e are outer edges. Located in region 100b. Therefore, since the convex portion 73e in the outer edge region 100b has a smaller spring constant than the convex portion 72e in the central region 100a, even if a surface pressure higher than that in the central region 100a is applied in the outer edge region 100b, the convex portion 73e Can be greatly deformed and can follow flexibly. That is, the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly 3 and damage to the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly 3 are unlikely to occur.

ここで、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａと殆ど同じ大きさの面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部７３ａ、７３ｂは、中央領域１００ａにおける凹溝部７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂと同じ溝高さである。したがって、凹溝部７３ａ、７３ｂが凹溝部７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂより高さを低下させる必要が無い。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Here, when the outer edge region 100b receives a surface pressure of almost the same magnitude as the central region 100a, the concave groove portions 73a and 73b in the outer edge region 100b are the same as the concave groove portions 71a, 71b, 72a and 72b in the central region 100a. The groove height. Therefore, it is not necessary for the concave groove portions 73a and 73b to have a lower height than the concave groove portions 71a, 71b, 72a and 72b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記した実施の形態１に係る燃料電池セパレータ１０、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０は、ユニットセル１００においてアソード側セパレータとして利用されたが、カソード側セパレータとして利用してもよいし、アノード側セパレータ及びカソード側セパレータとして利用してもよい。例えば、図８に示すように、２枚の燃料電池セパレータ１０は、アノード側セパレータ（ここでは、ｘ軸方向マイナス側）及びカソード側セパレータ（ここでは、ｘ軸方向プラス側）としてそれぞれ利用してもよい。このような場合、アノード側セパレータ及びカソード側セパレータにおいて、凸部１３ｅがユニットセル１００の外縁領域１００ｂに位置し、凸部１１ｅ、１２ｅが中央領域１００ａに位置する。外縁領域１００ｂにおける凸部１３ｅが、中央領域１００ａにおける凸部１２ｅと比較して小さいバネ定数を有する。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, the fuel cell separators 10, 10, 20, 30, 40, 50, 60, and 70 according to the first embodiment described above are used as the anode side separator in the unit cell 100, but are used as the cathode side separator. Alternatively, it may be used as an anode side separator and a cathode side separator. For example, as shown in FIG. 8, the two fuel cell separators 10 are used as an anode side separator (here, the minus side in the x-axis direction) and a cathode side separator (here, the plus side in the x-axis direction), respectively. May be good. In such a case, in the anode side separator and the cathode side separator, the convex portion 13e is located in the outer edge region 100b of the unit cell 100, and the convex portions 11e and 12e are located in the central region 100a. The convex portion 13e in the outer edge region 100b has a smaller spring constant than the convex portion 12e in the central region 100a.

図８に示す燃料電池セパレータ１０を備える燃料電池の一例は、積層した複数のユニットセル１００を備える。積層した複数のユニットセル１００のうち、隣接するユニットセル１００同士がある。一方のユニットセル１００のアノード側の燃料電池セパレータ１０の外側表面１０ｂの凸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅは、他方のユニットセル１００のカソード側の燃料電池セパレータ１０の外側表面１０ｂの凸部１１ｅ、１２ｅ、１３ｅと、それぞれ突き合わして接触している。よって、外縁領域１００ｂにおいて、中央領域１００ａよりも高い面圧がかかっても、突き合わした凸部１３ｅ同士は、いずれも、大きく変形して、柔軟に追従することができる。すなわち、外縁領域１００ｂにおける面圧が過剰に増大しない。よって、膜電極接合体３の座屈や膜電極接合体３の電解質膜の損傷が生じ難い。また、図８に示す燃料電池セパレータ１０を備える燃料電池の一例は、凸部１３ｅ同士を突き合わしていることから、図１～図７に示す燃料電池セパレータ１０を備える燃料電池の一例と比較して、外縁領域１００ｂにおける面圧がさらに過剰に増大しないと考えられる。 An example of a fuel cell provided with the fuel cell separator 10 shown in FIG. 8 includes a plurality of stacked unit cells 100. Among the plurality of stacked unit cells 100, there are adjacent unit cells 100 to each other. The convex portions 11e, 12e, 13e of the outer surface 10b of the fuel cell separator 10 on the anode side of one unit cell 100 are the convex portions 11e, 12e, 12e of the outer surface 10b of the fuel cell separator 10 on the cathode side of the other unit cell 100. , 13e, respectively, but in contact with each other. Therefore, even if a surface pressure higher than that in the central region 100a is applied in the outer edge region 100b, the convex portions 13e that abut against each other are greatly deformed and can flexibly follow. That is, the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively. Therefore, buckling of the membrane electrode assembly 3 and damage to the electrolyte membrane of the membrane electrode assembly 3 are unlikely to occur. Further, since the example of the fuel cell provided with the fuel cell separator 10 shown in FIG. 8 has the convex portions 13e butted against each other, it is compared with the example of the fuel cell provided with the fuel cell separator 10 shown in FIGS. 1 to 7. Therefore, it is considered that the surface pressure in the outer edge region 100b does not increase excessively.

また、一方のユニットセル１００のアノード側の燃料電池セパレータ１０の外側表面１０ｂの凹溝部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは、他方のユニットセル１００のカソード側の燃料電池セパレータ１０の外側表面１０ｂの凹溝部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂと、それぞれ対向するよう配置される。図８に示す燃料電池セパレータ１０を備える燃料電池の一例が動作すると、適宜、冷却流体を凹溝部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂに流し、ユニットセル１００を冷却する。なお、発電後に生じたガスや液体は、適宜、凹溝部１１ａ、１２ａ、１３ａ、多孔体流路層５に導かれ、ユニットセル１００の外部へ排出される。図８に示す燃料電池セパレータ１０を備える燃料電池の一例は、図１～図７に示す燃料電池セパレータ１０を備える燃料電池の一例と比較して、冷却流体、発電後に生じたガスや液体等を流す流路断面積が大きいため、冷却能、ガス拡散性及び排水性に優れ得る。 Further, the concave groove portions 11b, 12b, 13b of the outer surface 10b of the fuel cell separator 10 on the anode side of one unit cell 100 are the concave groove portions 11b of the outer surface 10b of the fuel cell separator 10 on the cathode side of the other unit cell 100. , 12b, 13b, respectively, so as to face each other. When an example of a fuel cell provided with the fuel cell separator 10 shown in FIG. 8 operates, a cooling fluid is appropriately flowed through the recessed grooves 11b, 12b, 13b to cool the unit cell 100. The gas or liquid generated after the power generation is appropriately guided to the concave groove portions 11a, 12a, 13a and the porous body flow path layer 5, and is discharged to the outside of the unit cell 100. An example of a fuel cell provided with the fuel cell separator 10 shown in FIG. 8 has a cooling fluid, gas or liquid generated after power generation, etc., as compared with an example of a fuel cell provided with the fuel cell separator 10 shown in FIGS. 1 to 7. Since the cross-sectional area of the flow path is large, excellent cooling ability, gas diffusivity and drainage property can be obtained.

ここで、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａと殆ど同じ大きさの面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部１３ａ、１３ｂは、中央領域１００ａにおける凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと同じ溝高さである。したがって、凹溝部１３ａ、１３ｂが凹溝部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂより高さを低下させる必要が無い。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Here, when the outer edge region 100b receives a surface pressure of almost the same magnitude as the central region 100a, the concave groove portions 13a and 13b in the outer edge region 100b are the same as the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b in the central region 100a. The groove height. Therefore, it is not necessary for the concave groove portions 13a and 13b to have a lower height than the concave groove portions 11a, 11b, 12a and 12b. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

また、外縁領域１００ｂが、中央領域１００ａよりも大きな面圧を受けた場合、外縁領域１００ｂにおける凹溝部１３ａ、１３ｂは、この面圧の大きさに応じて、変形することができ、必要以上に高さを低下させない。よって、ガス拡散性及び排水性が低下することを抑制することができる。 Further, when the outer edge region 100b receives a surface pressure larger than that of the central region 100a, the concave groove portions 13a and 13b in the outer edge region 100b can be deformed according to the magnitude of the surface pressure, which is more than necessary. Does not reduce the height. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of gas diffusivity and drainage.

１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 燃料電池セパレータ
１０ａ、７０ａ 対向面 １０ｂ、７０ｂ 外側表面
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ （中央領域の）凹溝部
１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ、７１ｃ、７１ｄ、７２ｃ、７２ｄ （中央領域の）側壁部
１１ｅ、１２ｅ、７１ｅ、７２ｅ （中央領域の）凸部
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ、５３ａ、５３ｂ、６３ａ、６３ｂ、７３ａ、７３ｂ （外縁領域の）凹溝部
１３ｃ、２２ｄ、２３ｃ、３２ｄ、３３ｃ、４２ｄ、４３ｃ、５２ｄ、５３ｃ、６３ｃ、７２ｄ、７３ｃ （外縁領域の）側壁部
１３ｅ、２３ｅ、４３ｅ、５３ｅ、６３ｅ、７３ｅ （外縁領域の）凸部
Ｒ１、Ｒ３ 曲率 Ｒ２、Ｒ４ 曲率
Ｗｓ 幅 Ｗｔ 幅
１００ ユニットセル
１００ａ 中央領域 １００ｂ 外縁領域
２ アノード側ガス拡散層 ３ 膜電極接合体
４ カソード側ガス拡散層 ５ 多孔体流路層
６ カソード側セパレータ ７ シール部材 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 Fuel cell separators 10a, 70a Facing surfaces 10b, 70b Outer surfaces 11a, 11b, 12a, 12b, 71a, 71b, 72a, 72b Recessed grooves 11c (in the central region), 11d, 12c, 12d, 71c, 71d, 72c, 72d Side wall portions 11e, 12e, 71e, 72e (central region) Convex portions 13a, 13b, 23a, 42b, 43a, 43b, 53a, 53b, 63a, 63b, 73a, 73b (outer edge region) concave groove 13c, 22d, 23c, 32d, 33c, 42d, 43c, 52d, 53c, 63c, 72d, 73c (outer edge region) side wall 13e, 23e, 43e, 53e, 63e, 73e Convex parts R1, R3 Curvature R2, R4 Curvature Ws Width Wt Width 100 Unit cell 100a Central region 100b Outer edge region 2 Anode side gas diffusion layer 3 Membrane electrode assembly 4 Cathode side gas diffusion layer 5 Porous channel layer 6 Cathode side separator 7 Sealing member

Claims (3)

燃料電池において、膜電極接合体と対向して配置される燃料電池セパレータであって、
前記膜電極接合体と対向する対向面と、前記膜電極接合体と反対側に位置する外側表面とを備える板状部を備え、
前記対向面には、前記膜電極接合体の発電領域と対向する中央領域における中央凹溝部と、前記中央領域を囲む外縁領域における外縁凹溝部とが設けられ、
前記外側表面には、前記中央凹溝部に対応するように中央凸部と、前記外縁凹溝部に対応するように外縁凸部とが設けられ、
前記中央凸部と前記外縁凸部とは、凸方向において弾性変形し、
前記外縁凸部のバネ定数は、前記中央凸部のバネ定数と比較して小さく、
前記外縁領域における前記燃料電池セパレータの厚みは、前記中央領域における前記燃料電池セパレータの厚みと比較して小さい、
燃料電池セパレータ。 In a fuel cell, it is a fuel cell separator arranged so as to face the membrane electrode assembly.
A plate-like portion having a facing surface facing the membrane electrode assembly and an outer surface located on the opposite side of the membrane electrode assembly is provided.
The facing surface is provided with a central concave groove portion in the central region facing the power generation region of the membrane electrode assembly and an outer edge concave groove portion in the outer edge region surrounding the central region.
The outer surface is provided with a central convex portion corresponding to the central concave groove portion and an outer edge convex portion corresponding to the outer edge concave groove portion.
The central convex portion and the outer edge convex portion are elastically deformed in the convex direction.
The spring constant of the outer edge convex portion is smaller than the spring constant of the central convex portion.
The thickness of the fuel cell separator in the outer edge region is smaller than the thickness of the fuel cell separator in the central region.
Fuel cell separator. 燃料電池において、膜電極接合体と対向して配置される燃料電池セパレータであって、
前記膜電極接合体と対向する対向面と、前記膜電極接合体と反対側に位置する外側表面とを備える板状部を備え、
前記対向面には、前記膜電極接合体の発電領域と対向する中央領域における中央凹溝部と、前記中央領域を囲む外縁領域における外縁凹溝部とが設けられ、
前記外側表面には、前記中央凹溝部に対応するように中央凸部と、前記外縁凹溝部に対応するように外縁凸部と、第１の側壁部を介し前記外縁凸部と連なる第１の凹溝部と、第２の側壁部を介し前記外縁凸部と連なる第２の凹溝部とが設けられ、
前記中央凸部と前記外縁凸部とは、凸方向において弾性変形し、
前記外縁凸部のバネ定数は、前記中央凸部のバネ定数と比較して小さく、
前記第１及び前記第２の側壁部が、前記外側表面において開口するスリットを備える、
燃料電池セパレータ。 In a fuel cell, it is a fuel cell separator arranged so as to face the membrane electrode assembly.
A plate-like portion having a facing surface facing the membrane electrode assembly and an outer surface located on the opposite side of the membrane electrode assembly is provided.
The facing surface is provided with a central concave groove portion in the central region facing the power generation region of the membrane electrode assembly and an outer edge concave groove portion in the outer edge region surrounding the central region.
On the outer surface, a fovea centralis corresponding to the central concave groove portion, an outer edge convex portion corresponding to the outer edge concave groove portion, and a first outer edge convex portion connected to the outer edge convex portion via a first side wall portion. A concave groove portion and a second concave groove portion connected to the outer edge convex portion via the second side wall portion are provided.
The central convex portion and the outer edge convex portion are elastically deformed in the convex direction.
The spring constant of the outer edge convex portion is smaller than the spring constant of the central convex portion.
The first and second side walls are provided with slits that open on the outer surface.
Fuel cell separator. 燃料電池において、膜電極接合体と対向して配置される燃料電池セパレータであって、
前記膜電極接合体と対向する対向面と、前記膜電極接合体と反対側に位置する外側表面とを備える板状部を備え、
前記対向面には、前記膜電極接合体の発電領域と対向する中央領域における中央凹溝部と、前記中央領域を囲む外縁領域における外縁凹溝部とが設けられ、
前記外側表面には、前記中央凹溝部に対応するように中央凸部と、前記外縁凹溝部に対応するように外縁凸部とが設けられ、
前記中央凸部と前記外縁凸部とは、凸方向において弾性変形し、
前記外縁凸部のバネ定数は、前記中央凸部のバネ定数と比較して小さく、
前記外縁領域における前記燃料電池セパレータは焼き入れ処理されたものであり、前記中央領域における前記燃料電池セパレータは焼き入れ処理されなかった、
燃料電池セパレータ。 In a fuel cell, it is a fuel cell separator arranged so as to face the membrane electrode assembly.
A plate-like portion having a facing surface facing the membrane electrode assembly and an outer surface located on the opposite side of the membrane electrode assembly is provided.
The facing surface is provided with a central concave groove portion in the central region facing the power generation region of the membrane electrode assembly and an outer edge concave groove portion in the outer edge region surrounding the central region.
The outer surface is provided with a central convex portion corresponding to the central concave groove portion and an outer edge convex portion corresponding to the outer edge concave groove portion.
The central convex portion and the outer edge convex portion are elastically deformed in the convex direction.
The spring constant of the outer edge convex portion is smaller than the spring constant of the central convex portion.
The fuel cell separator in the outer edge region was quenched , and the fuel cell separator in the central region was not quenched.
Fuel cell separator.
JP2018073194A 2018-04-05 2018-04-05 Fuel cell separator Active JP7048394B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018073194A JP7048394B2 (en) 2018-04-05 2018-04-05 Fuel cell separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018073194A JP7048394B2 (en) 2018-04-05 2018-04-05 Fuel cell separator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019185948A JP2019185948A (en) 2019-10-24
JP7048394B2 true JP7048394B2 (en) 2022-04-05

Family

ID=68341679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018073194A Active JP7048394B2 (en) 2018-04-05 2018-04-05 Fuel cell separator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7048394B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014093212A (en) 2012-11-05 2014-05-19 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell and fuel cell stack
JP2016164854A (en) 2015-03-06 2016-09-08 トヨタ自動車株式会社 Fuel battery single cell and fuel cell stack
JP2016219166A (en) 2015-05-18 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014093212A (en) 2012-11-05 2014-05-19 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell and fuel cell stack
JP2016164854A (en) 2015-03-06 2016-09-08 トヨタ自動車株式会社 Fuel battery single cell and fuel cell stack
JP2016219166A (en) 2015-05-18 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019185948A (en) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109713344B (en) Power generation single cell
US20090081509A1 (en) Fuel cell
US8685586B2 (en) Fuel cell separator
JP6063303B2 (en) Fuel cell
JP4109570B2 (en) Fuel cell
JP2006269208A (en) Fuel cell and separator for the fuel cell
US20060083977A1 (en) Fuel cell
JP2009004230A (en) Fuel cell
JP2015514280A (en) Fuel cell stack
JP5790088B2 (en) Fuel cell
JP5365162B2 (en) Fuel cell
JP7048394B2 (en) Fuel cell separator
JP2006147466A (en) Fuel cell and separator for fuel cell
JP5112004B2 (en) Fuel cell
JP5180513B2 (en) Fuel cell
JP7212090B2 (en) Fuel cell
JP5248036B2 (en) Fuel cell
JP4505188B2 (en) Fuel cell
JP2007059330A (en) Solid polymer fuel cell
JP6666665B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells
JP2022022636A (en) Metal separator and fuel cell stack
JP2011044300A (en) Fuel cell
JP2011134559A (en) Solid polymer fuel cell
DK3050146T3 (en) FUEL CELL
JP5350948B2 (en) Fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210824

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220324

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7048394

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150