JPH08138696A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JPH08138696A
JPH08138696A JP6297847A JP29784794A JPH08138696A JP H08138696 A JPH08138696 A JP H08138696A JP 6297847 A JP6297847 A JP 6297847A JP 29784794 A JP29784794 A JP 29784794A JP H08138696 A JPH08138696 A JP H08138696A
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JP
Japan
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gas
gas flow
oxidizing gas
cathode
current collector
Prior art date
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Application number
JP6297847A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Mizuno
誠司 水野
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
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH08138696A publication Critical patent/JPH08138696A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/0265Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant the reactant or coolant channels having varying cross sections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065Solid electrolytes
    • H01M2300/0082Organic polymers
    • YGENERAL 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
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Abstract

PURPOSE: To achieve stabilization of large output by promoting drainage in a fuel cell. CONSTITUTION: An oxidized gas passing groove 18 formed on a collector 17 on a cathode 16 side is so formed that its depth may be gradually increased toward a gas discharging port 18b from a gas introducing port 18a. Accordingly, output can be prevented from being decreased caused by blockage of the gas passage caused by the accumulation of formed water since the formed water can be prevented from being accumulated in the oxidized gas passing groove 18 by discharging the formed water to be generated in the oxidized gas passing groove 18 by gravity. Since the contact area of the collector with the electrode is not reduced, the contact resistance between both sides can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池に係り、特
に、高分子電解質型燃料電池の電極に反応ガスを供給す
るガス通流溝に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a gas flow channel for supplying a reaction gas to electrodes of a polymer electrolyte fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】高分子電解質型燃料電池は、多種ある燃
料電池の中でも、高出力で常温始動可能であるととも
に、安全で安定した出力が得られる燃料電池として、電
気自動車に最適なクリーンエネルギーとして注目されて
いる。この高分子電解質型燃料電池の電解質は、陽イオ
ン交換樹脂膜を、カチオン導電性膜として使用するもの
で、この導電性膜は、分子中にプロトン(水素イオン)
交換基を有しており、これを飽和状態に含水させること
により、常温で20Ω・cm以下の比抵抗を示し、プロト
ン導電性電解質として機能する。
2. Description of the Related Art Among various types of fuel cells, a polymer electrolyte fuel cell is a fuel cell that can be started at room temperature with high output, and that provides safe and stable output. Attention has been paid. The electrolyte of this polymer electrolyte fuel cell uses a cation exchange resin membrane as a cation conductive membrane, and this conductive membrane contains protons (hydrogen ions) in the molecule.
It has an exchange group, and when it is saturated with water, it exhibits a specific resistance of 20 Ω · cm or less at room temperature and functions as a proton conductive electrolyte.

【0003】そして、前記高分子電解質膜の飽和含水量
は、温度によって可逆的に変化するが、燃料電池運転中
においては、高分子電解質膜からの蒸散を防止するため
に燃料ガス中および酸化ガス中に水蒸気の形で添加され
た加湿水と、カソード側における電気化学反応によって
生成される水とによって常に飽和状態が維持される。と
ころが、カソード側において生成される水が増加する
か、あるいは燃料ガスおよび酸化ガスが消費されて残留
ガス中の水蒸気が過飽和となって水が凝結するかして、
水の供給が過剰となると、この高分子電解質膜が水浸し
となり、所謂フラッディング状態となってガス接触面積
が減少し、更にはカソードへの酸素ガスの供給が阻害さ
れて、発生電圧が低下するという問題があった。
The saturated water content of the polymer electrolyte membrane reversibly changes depending on the temperature, but during operation of the fuel cell, in order to prevent evaporation from the polymer electrolyte membrane, the saturated water content in the fuel gas and the oxidizing gas is reduced. A saturated state is always maintained by the humidified water added in the form of water vapor and the water generated by the electrochemical reaction on the cathode side. However, the amount of water generated on the cathode side increases, or the fuel gas and the oxidizing gas are consumed and the water vapor in the residual gas becomes supersaturated and the water condenses.
If the supply of water becomes excessive, the polymer electrolyte membrane will be soaked in water, resulting in a so-called flooding state, the gas contact area will decrease, and further, the supply of oxygen gas to the cathode will be obstructed, and the generated voltage will decrease. There was a problem.

【0004】そこで従来より、ガス通流溝内への生成水
および凝結水等の滞留を防止する工夫がされてきた。例
えば図5ないし図7は、特開閉5−251097号公報
に記載されている従来の高分子電解質型燃料電池のカソ
ード側のガスセパレータ板1の平面図および断面図を示
すもので、この矩形に形成されたガスセパレータ板1の
一方の面に複数の酸化ガス通流溝2が、一定の深さでか
つ互いに平行に形成されている。そして、外部より供給
される空気等の酸化ガスは、導入用のマニホールド3か
らガスセパレータ板1に供給され、このセパレータ板1
の内部マニホールド4から複数形成された前記酸化ガス
通流溝2に分配供給される。さらに余剰分の酸化ガス
は、反対側の内部マニホールド5で集められて排出用マ
ニホールド6から装置外へ排出される。
Therefore, conventionally, various measures have been taken to prevent retention of generated water, condensed water, etc. in the gas flow grooves. For example, FIGS. 5 to 7 show a plan view and a sectional view of the gas separator plate 1 on the cathode side of the conventional polymer electrolyte fuel cell disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-251097, which has a rectangular shape. A plurality of oxidizing gas flow grooves 2 are formed on one surface of the formed gas separator plate 1 at a constant depth and in parallel with each other. Oxidizing gas such as air supplied from the outside is supplied from the introducing manifold 3 to the gas separator plate 1, and the separator plate 1
It is distributed and supplied from the internal manifold 4 to the plural oxidizing gas flow grooves 2. Further, the excess oxidizing gas is collected by the internal manifold 5 on the opposite side and discharged from the discharge manifold 6 to the outside of the apparatus.

【0005】そして、このガスセパレータ板1に形成さ
れた各酸化ガス通流溝2は、この各溝内に生じた生成水
が滞留し、閉塞するのを防止するために、下流側の溝幅
を広く形成している。すなわち、ガスセパレータ板1の
一方の面に、対向する2辺にそれぞれ沿って形成された
導入用のマニホールド3と排出用マニホールド6とを結
ぶように複数の酸化ガス通流溝2が形成されており、こ
れらの酸化ガス通流溝2は、そのほぼ中央から下流側の
排出用マニホールド6までの区間において、各溝間を隔
てている隔壁の部分が1本おきに取り払われて隣接する
2本の溝2,2を、その側部において連通させることに
よって、隔壁の幅だけ拡張して幅広溝2aが形成されて
いる(図6および図7参照)。そして、このように各酸
化ガス通流溝2の下流側の溝幅を拡張して幅広溝2aと
することによって、カソード側で生じる生成水等が酸化
ガス通流溝2内に滞留して閉塞するのを防止している。
Each of the oxidizing gas flow grooves 2 formed in the gas separator plate 1 has a groove width on the downstream side in order to prevent the generated water generated in each groove from being accumulated and blocked. Is widely formed. That is, a plurality of oxidizing gas flow grooves 2 are formed on one surface of the gas separator plate 1 so as to connect the introducing manifold 3 and the discharging manifold 6, which are formed along two opposite sides, respectively. These oxidizing gas flow grooves 2 are adjacent to each other in the section from the almost center thereof to the discharge manifold 6 on the downstream side, where every other partition wall portion separating the grooves is removed. By connecting the grooves 2 and 2 at the side portions thereof, the wide groove 2a is formed by expanding the width of the partition wall (see FIGS. 6 and 7). In this way, by expanding the groove width on the downstream side of each oxidizing gas passage groove 2 to form the wide groove 2a, generated water and the like generated on the cathode side stays in the oxidizing gas passage groove 2 and is blocked. To prevent it.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の高分子
電解質型燃料電池においては、酸化ガス通流溝2の下流
側(出口側)に幅広溝2aを形成して溝幅が拡張される
ようにしているため、ガスセパレータ板1が垂直に配設
されて、各酸化ガス通流溝2が上下方向に形成されてい
る場合には、生成水等が重力によって自然落下して排出
用マニホールド6内に流れ、酸化ガス通流溝2内への滞
留を防止することができる。しかし、ガスセパレータ板
1が水平に配設された場合には、各酸化ガス通流溝2内
の生成水等の排出用マニホールド6方向への自然流下は
期待できず、そのため下流側の溝幅が拡幅された分、生
成水等が滞留し難くなるが、酸化ガス通流溝2内の生成
水等を積極的に排水させることはできなかった。
In the above-mentioned conventional polymer electrolyte fuel cell, the groove width is expanded by forming the wide groove 2a on the downstream side (outlet side) of the oxidizing gas flow groove 2. Therefore, when the gas separator plate 1 is vertically arranged and each of the oxidizing gas flow grooves 2 is formed in the vertical direction, the generated water or the like naturally falls due to gravity and the discharge manifold 6 It is possible to prevent the stagnation in the oxidant gas flow groove 2 by flowing inward. However, when the gas separator plate 1 is horizontally arranged, it is not possible to expect natural flow of the generated water in each of the oxidizing gas flow grooves 2 toward the discharge manifold 6, and therefore the groove width on the downstream side. Although the generated water and the like are less likely to stay due to the wider width, the generated water and the like in the oxidizing gas flow groove 2 could not be actively drained.

【0007】また酸化ガス通流溝2を郭定している隔壁
は、集電部を兼ねているが、上述のようにその一部を取
り除くと、集電面積か減少し、抵抗が大きくなる不都合
がある。
Further, the partition wall defining the oxidizing gas flow groove 2 also serves as a current collecting portion. However, if a part of the partition wall is removed as described above, the current collecting area decreases and the resistance increases. There is inconvenience.

【0008】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、集電面積を減少させずに、各酸化ガス通流溝内の
生成水等を積極的に排出させて、生成水等の溝内滞留お
よび滞留水によるガス流路閉塞が防止される燃料電池を
提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the generated water or the like in each oxidizing gas flow groove is positively discharged to reduce the groove of the generated water or the like without reducing the current collecting area. An object of the present invention is to provide a fuel cell in which the gas passage is prevented from being blocked by internal retention and accumulated water.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段としてこの発明は、電解質膜を挟んでアノード
とカソードとを備えるとともに、前記アノード側と前記
カソード側とにガスセパレータを兼ねる集電体が設けら
れ、前記集電体の前記アノードに臨む面に燃料ガスが流
れる燃料ガス通流溝が、また前記集電体の前記カソード
に臨む面に酸化ガスが流れる酸化ガス通流溝がそれぞれ
形成され、前記電解質膜を介して前記燃料ガス中の水素
イオンと酸化ガス中の酸素とを反応させて起電力を得る
燃料電池において、前記酸化ガス通流溝が、そのガス導
入口からガス排出口に向けて、その深さが漸次深くなる
ように形成されていることを特徴としている。
As a means for solving the above problems, the present invention comprises an anode and a cathode with an electrolyte membrane sandwiched therebetween, and a collector which also serves as a gas separator on the anode side and the cathode side. A current collector is provided, and a fuel gas flow groove through which a fuel gas flows is provided on a surface of the current collector facing the anode, and an oxidizing gas flow groove through which an oxidizing gas flows is provided on a surface of the current collector facing the cathode. In each of the fuel cells that are formed to obtain an electromotive force by reacting hydrogen ions in the fuel gas with oxygen in the oxidizing gas through the electrolyte membrane, the oxidizing gas flow groove has a gas from its gas inlet port. It is characterized in that the depth is gradually increased toward the discharge port.

【0010】また前記酸化ガス通流溝は、上記の構成に
替えて、その電極反応領域内ではその深さが浅くかつほ
ぼ一定深さに形成されるとともに、この電極反応領域か
ら外れた部分では、ガス導入口あるいはガス排出口に向
けて、その深さが漸次深くなるように形成することがで
きる。
Further, the oxidizing gas flow groove is formed in the electrode reaction region in a shallow depth and a substantially constant depth in the electrode reaction region instead of the above-mentioned structure, and in the portion deviated from the electrode reaction region. The depth can be gradually increased toward the gas inlet or the gas outlet.

【0011】[0011]

【作用】上記のように、電解質膜のカソード側に配設さ
れたガスセパレータを兼ねる集電体の前記カソードに臨
む面に形成された酸化ガス通流溝を、そのガス導入口か
らガス排出口に向けて、その深さが漸次深くなるように
形成されているので、この酸化ガス通流溝による流路断
面積は下流側で広くなり、したがって酸化ガス通流溝内
で生じた生成水や凝結水等の余剰水に対する流動抵抗が
排出側で小さくなり、その結果、余剰水は酸化ガス通流
溝内に滞留することなく、積極的に排出される。特に、
水平に設置した場合には、酸化ガス通流溝は排出側が漸
次低くなって余剰水を自然流下させるように配設される
ため、酸化ガス通流溝内への生成水等の滞留が防止さ
れ、安定した発生電圧が保持される。また酸化ガス通流
溝の幅は広くならないことにより集電体の集電面積が減
少されず、したがって接触抵抗の増大が防止される。
As described above, the oxidizing gas flow groove formed on the surface of the current collector, which also functions as the gas separator disposed on the cathode side of the electrolyte membrane, facing the cathode, is provided with a gas inlet port and a gas outlet port. Since it is formed so that the depth thereof gradually becomes deeper, the cross-sectional area of the flow path due to the oxidizing gas flow groove becomes wider on the downstream side, and therefore the generated water generated in the oxidizing gas flow groove and The flow resistance to excess water such as condensed water is reduced on the discharge side, and as a result, the excess water is positively discharged without staying in the oxidizing gas flow channel. In particular,
When installed horizontally, the oxidizing gas flow groove is arranged so that the discharge side gradually lowers and the surplus water is allowed to flow down naturally, so that the generation water etc. is prevented from accumulating in the oxidizing gas flow groove. A stable generated voltage is maintained. Further, since the width of the oxidizing gas flow groove is not widened, the current collecting area of the current collector is not reduced, and thus the contact resistance is prevented from increasing.

【0012】また、酸化ガス通流溝を、カソードと対向
するその電極反応領域内ではその深さが浅くかつほぼ一
定の深さに形成するとともに、この電極反応領域から外
れた部分では、ガス導入口あるいはガス排出口に向け
て、その深さが漸次深くなるように形成すれば、電極反
応領域においては酸化ガス通流溝が浅く形成されている
ため、流路断面積は、ガス導入口側から徐々に狭くな
り、その結果、エジェクタとして機能してガス流速が速
められ、これによって酸化ガス密度が高まって反応が促
進されるとともに、ガス導入口方向への生成水の逆流が
防止される。また電極反応領域から下流側へ外れた部分
においては、底部が排出口側へ広がるようにそれぞれ傾
斜しているため、この酸化ガス通流溝内で生じた生成水
や凝結水等の余剰水は、排出口側へ積極的に排出され
て、反応領域への生成水等の滞留が防止され、安定した
発生電圧が保持される。またこの場合も、酸化ガス通流
溝の幅は広くならないことにより集電体の集電面積が減
少されず、したがって接触抵抗の増大が防止される。
Further, the oxidizing gas flow groove is formed so as to have a shallow depth and a substantially constant depth in the electrode reaction region facing the cathode, and the gas introduction is performed at a portion outside the electrode reaction region. If the depth is gradually increased toward the mouth or the gas outlet, the oxidizing gas flow groove is formed shallow in the electrode reaction region, so the flow passage cross-sectional area is Gradually becomes narrower, and as a result, it functions as an ejector to accelerate the gas flow rate, thereby increasing the oxidizing gas density to promote the reaction and prevent the backflow of the generated water toward the gas inlet. In addition, in the part deviated from the electrode reaction region to the downstream side, since the bottom part is inclined so as to spread toward the discharge port side, excess water such as generated water and condensed water generated in this oxidizing gas flow groove is The water is positively discharged to the discharge port side to prevent the generated water and the like from accumulating in the reaction region, and a stable generated voltage is maintained. Also in this case, since the width of the oxidizing gas flow groove is not widened, the current collecting area of the current collector is not reduced, and thus the contact resistance is prevented from increasing.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明を高分子電解質型燃料電池に
適用した実施例を図1ないし図4に基づいて説明する。
EXAMPLE An example in which the present invention is applied to a polymer electrolyte fuel cell will be described below with reference to FIGS.

【0014】図1は、この発明に係る高分子電解質型燃
料電池の第1実施例を示すもので、ほぼ水平に配設され
た高分子電解質膜11の上面には、触媒反応層12を介
してアノード(燃料電極)13が形成され、このアノー
ド13の上側には、ガス不透過性板に形成されたガスセ
パレータを兼ねるカーボン集電体14が、その下面を密
着させて設けられている。そして、アノード13側に面
したカーボン集電体14の下面には、燃料ガスとなる水
素ガス(H2 )を流通させる燃料ガス通流溝14aが、
深さ1mm、幅1mmで、1mm間隔に複数本形成されてい
る。
FIG. 1 shows a first embodiment of a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention, in which a catalyst reaction layer 12 is provided on the upper surface of a polymer electrolyte membrane 11 arranged substantially horizontally. An anode (fuel electrode) 13 is formed as a result, and a carbon current collector 14 formed on a gas impermeable plate and serving also as a gas separator is provided on the upper side of the anode 13 with its lower surface in close contact. Then, on the lower surface of the carbon current collector 14 facing the anode 13 side, a fuel gas flow groove 14a for flowing hydrogen gas (H 2 ) as a fuel gas,
The depth is 1 mm and the width is 1 mm, and a plurality of them are formed at 1 mm intervals.

【0015】また、前記高分子電解質膜11の下面に
は、触媒反応層15を介してカソード(酸素電極)16
が形成され、このカソード16の下側には、ガスセパレ
ータを兼ねる板状に形成されたカーボン集電子17が、
その上面を密着させて設けられている。そして、カソー
ド側に面したカーボン集電体17の上面には、酸化ガス
となる空気を流通させる酸化ガス通流溝18が、前記燃
料ガス通流溝14aの形成方向と直交する方向に複数本
形成され、図1において左端にガス導入口18aが、他
端にガス排出口18bが開口している。
A cathode (oxygen electrode) 16 is formed on the lower surface of the polymer electrolyte membrane 11 via a catalytic reaction layer 15.
Is formed. Below the cathode 16, a plate-shaped carbon current collector 17 also serving as a gas separator is formed.
The upper surface is closely attached. Then, on the upper surface of the carbon current collector 17 facing the cathode side, a plurality of oxidizing gas flow grooves 18 for circulating air serving as an oxidizing gas are provided in a direction orthogonal to the formation direction of the fuel gas flow grooves 14a. The gas inlet 18a is formed at the left end in FIG. 1 and the gas outlet 18b is opened at the other end.

【0016】そして、前記複数の酸化ガス通流溝18
は、幅1mmで1mm間隔に形成されるとともに、その深さ
は、電極面積10cm角内の場合に、ガス導入口18a側
の端部の深さが0.5mmで、ガス排出口18b側の端部
の深さが2.5mmとなるように、その底面18cがガス
排出口18b側が低くなるように傾斜させて形成されて
いる。なお、この酸化ガス通流溝18は、傾斜角1度以
上に形成すればよい。
The plurality of oxidizing gas flow grooves 18 are provided.
Are formed with a width of 1 mm and at intervals of 1 mm, and the depth is 0.5 mm at the end on the gas inlet 18a side and the depth on the gas outlet 18b side when the electrode area is within 10 cm square. The bottom surface 18c is formed so as to be inclined so that the depth of the end portion becomes 2.5 mm and the gas discharge port 18b side becomes lower. The oxidizing gas flow groove 18 may be formed with an inclination angle of 1 degree or more.

【0017】また、前記高分子電解質膜11としては、
膜厚130μmのフッ素系陽イオン交換膜を用い、この
表面に触媒反応層(例えばPt 20%担持カーボン0.
4mg/cm2 +陽イオン交換樹脂を担持カーボン比50
%)とガス拡散層(テフロン50%含有撥水処理カーボ
ン)を電極材であるカーボンクロス(厚さ0.3mm)に
塗り込んだ電極をホットプレス(120℃×100Kg/
cm2 )して製作したものが使用される。
Further, as the polymer electrolyte membrane 11,
A fluorine-based cation exchange membrane having a film thickness of 130 μm is used, and a catalytic reaction layer (for example, Pt 20% supported carbon 0.
Carrying 4 mg / cm 2 + cation exchange resin, carbon ratio 50
%) And gas diffusion layer (water-repellent treated carbon containing 50% Teflon) are applied to a carbon cloth (thickness 0.3 mm) as an electrode material by hot pressing (120 ° C. × 100 kg /
cm 2 ) is used.

【0018】また、図1において上側のカーボン集電体
14と、下側のカーボン集電体17とは同一の部材で、
図示してないが、上側のカーボン集電体14の上面に
は、複数の酸化ガス通流溝が、所定の傾斜で燃料ガス通
流溝14aと直交する方向に形成されている。また、下
側のカーボン集電体17の下面には、複数の燃料ガス通
流溝が、酸化ガス通流溝18と直交する方向に形成され
ている。
Further, in FIG. 1, the carbon collector 14 on the upper side and the carbon collector 17 on the lower side are the same member,
Although not shown, a plurality of oxidizing gas flow grooves are formed on the upper surface of the upper carbon current collector 14 at a predetermined inclination in a direction orthogonal to the fuel gas flow groove 14a. Further, a plurality of fuel gas flow grooves are formed on the lower surface of the lower carbon current collector 17 in a direction orthogonal to the oxidizing gas flow grooves 18.

【0019】以上のように構成される高分子電解質型燃
料電池は、単セルとして、同じ構成のものが上下方向に
複数積層され、かつ上下方向に隣接するアノード13側
のカーボン集電子14と、カソード16側のカーボン集
電子17とが当接して電気的に直列に接続されてスタッ
クが構成され、更には、複数のスタックが電気的に直列
または並列あるいは直並列に接続されることによって高
出力状態で使用される。なお、図1において符号19
は、高分子電解質膜11の四辺を挟持する張り枠、符号
20は、高分子電解質型燃料電池(単セル)を気密にシ
ールするシーリング剤である。
In the polymer electrolyte fuel cell constructed as described above, a plurality of single cells having the same structure are stacked in the vertical direction, and the carbon current collectors 14 on the anode 13 side which are vertically adjacent to each other, The carbon current collector 17 on the cathode 16 side is brought into contact with and electrically connected in series to form a stack, and further, a plurality of stacks are electrically connected in series, parallel or series-parallel to achieve high output. Used in the state. In FIG. 1, reference numeral 19
Is a tension frame that sandwiches the four sides of the polymer electrolyte membrane 11, and reference numeral 20 is a sealing agent that hermetically seals the polymer electrolyte fuel cell (single cell).

【0020】次に、上記のように構成されるこの実施例
の単セルの作用を説明すると、高分子電解質型燃料電池
のアノード13側の燃料ガス通流溝14aに水素ガス
(H2)が供給される。また高分子電解質膜11は、飽
和状態に含水させて比抵抗を常温で20Ω・cm以下のプ
ロトン導電性電解質として機能させるために、燃料ガス
通流溝14aを介して供給する水素ガス中、および酸化
ガス通流溝18を介して供給される空気中にそれぞれ水
蒸気を混入して、高分子電解質膜11からの水分の蒸発
を防いでいる。
Next, the operation of the unit cell of this embodiment configured as described above will be explained. Hydrogen gas (H 2 ) is introduced into the fuel gas flow groove 14a on the anode 13 side of the polymer electrolyte fuel cell. Supplied. Further, the polymer electrolyte membrane 11 is hydrated in a saturated state so as to function as a proton conductive electrolyte having a specific resistance of 20 Ω · cm or less at room temperature, in the hydrogen gas supplied through the fuel gas flow groove 14a, and Water vapor is mixed into the air supplied through the oxidizing gas flow groove 18 to prevent evaporation of water from the polymer electrolyte membrane 11.

【0021】そして、カソード16側の酸化ガス通流溝
18には酸素(O2 )を含む空気が供給されると、アノ
ード13側の触媒反応層12では、H2 =2H+ +2e
の反応が起き、またカソード16側の触媒反応層15
では、1/2O2 +2H+ +2e=H2 O の反応が起
こる。
When air containing oxygen (O 2 ) is supplied to the oxidizing gas flow groove 18 on the cathode 16 side, H 2 = 2H + + 2e in the catalytic reaction layer 12 on the anode 13 side.
Reaction occurs, and the catalytic reaction layer 15 on the cathode 16 side
Then, the reaction of 1 / 2O 2 + 2H + + 2e = H 2 O occurs.

【0022】すなわち、アノード13においては、燃料
ガス通流溝14aに流通する水素ガス(H2 )がプロト
ン(2H+ )と電子(2e)とを生成する。生成された
プロトンは、イオン交換膜である高分子電解質膜11中
をカソード16に向かって移動し、電子はアノード側の
カーボン集電子14から外部回路(図示せず)を通って
カソード16側のカーボン集電子17に移動する。
That is, in the anode 13, the hydrogen gas (H 2 ) flowing through the fuel gas flow groove 14a produces protons (2H + ) and electrons (2e). The generated protons move in the polymer electrolyte membrane 11 which is an ion exchange membrane toward the cathode 16, and the electrons pass from the carbon current collector 14 on the anode side through an external circuit (not shown) to the cathode 16 side. Move to the carbon current collector 17.

【0023】そして、カソード12においては、酸化ガ
ス通流溝18を流れる空気中の酸素と、高分子電解質膜
11中をアノード12から移動してきたプロトンと、外
部回路を介して移動してきた電子とが反応して水(H2
O)を生成する。
In the cathode 12, oxygen in the air flowing through the oxidizing gas flow groove 18, the protons moving from the anode 12 in the polymer electrolyte membrane 11 and the electrons moving through the external circuit. Reacts with water (H 2
O) is generated.

【0024】また、燃料ガス通流溝14aに供給された
水素ガスと、酸化ガス通流溝18に供給された空気と
は、それぞれ消費されることによって混合されている水
蒸気の割合が高くなって過飽和状態となり、燃料ガス通
流溝14aおよび酸化ガス通流溝18の出口側(酸化ガ
ス通流溝18においてはガス排出口18b付近)におい
て結露して凝結水が生じる。
The hydrogen gas supplied to the fuel gas flow groove 14a and the air supplied to the oxidizing gas flow groove 18 are consumed, so that the proportion of water vapor mixed increases. A supersaturated state occurs, and dew condensation occurs on the outlet side of the fuel gas flow groove 14a and the oxidizing gas flow groove 18 (in the vicinity of the gas discharge port 18b in the oxidizing gas flow groove 18) to generate condensed water.

【0025】その結果、酸化ガス通流溝18内において
は、酸化反応による生成水と加湿用の水蒸気の凝結水と
で大量の水が生じることとなるが、本実施例において
は、酸化ガス通流溝18がガス導入口18a側が浅く、
ガス排出口18b側が深く形成されているため、カソー
ド16側で生じた生成水が滞留することなく円滑に自然
流下するとともに、ガス排出口18b付近において生じ
た凝結水が加わっても、このガス排出口18b付近にお
いて溝が深く形成されてその流路断面積が拡大されてい
るため、溝の上部に余剰空気排出用の空間を確保でき
る。また流路断面積を拡大させるにあたって各集電体1
4,17と電極との接触面積を減少させることがないの
で、両者の間の接触抵抗を低減することができる。
As a result, in the oxidizing gas flow groove 18, a large amount of water is produced by the water produced by the oxidation reaction and the condensed water of the steam for humidification, but in the present embodiment, the oxidizing gas flow is generated. The flow groove 18 is shallow on the gas introduction port 18a side,
Since the gas discharge port 18b side is deeply formed, the generated water generated on the cathode 16 side smoothly flows down without retention, and even if condensed water generated near the gas discharge port 18b is added, this gas discharge Since the groove is formed deep in the vicinity of the outlet 18b and the cross-sectional area of the flow passage is enlarged, a space for discharging excess air can be secured in the upper part of the groove. In addition, each current collector 1 is used to expand the flow passage cross-sectional area.
Since the contact area between the electrodes 4 and 17 and the electrode is not reduced, the contact resistance between them can be reduced.

【0026】次に、この高分子電解質型燃料電池の両カ
ーボン集電体14,17間に計器を接続して電池性能の
評価を行ったところ、図3および図4に結果を示すよう
に、従来の高分子電解質型燃料電池の電流−電圧特性を
示す線図IIIよりこの第1実施例の電流−電圧特性を
示す線図Iが常に高い値を示すことから性能の向上が確
認でき、さらに生成水が多量に発生する高電流密度領域
で保持した場合の電圧安定性も向上することが確認でき
た。また、生成水等の排出性向上により、生成水等によ
る酸化ガス通流溝18の閉塞が防止されるため、これに
起因するガス拡散阻害による出力低下も防止できること
が確認できた。またガス拡散阻害による出力電圧の低下
に伴ってカソード16側への水素ガスの混入も防止する
ことができる。なお、図3は縦軸にセル電圧(V)を、
横軸に電流密度(A/cm2 )をそれぞれ取って示した線
図、また図4は縦軸にセル電圧(V)を、横軸に保持時
間(Hr )をそれぞれ取って示した線図である。
Next, when an instrument was connected between both carbon current collectors 14 and 17 of this polymer electrolyte fuel cell to evaluate the cell performance, the results are shown in FIGS. 3 and 4. From the line III showing the current-voltage characteristic of the conventional polymer electrolyte fuel cell, the line I showing the current-voltage characteristic of the first embodiment always shows a high value, so that the improvement of the performance can be confirmed. It was confirmed that the voltage stability was improved when the product was kept in a high current density region where a large amount of produced water was generated. Further, it was confirmed that the improvement of the dischargeability of the generated water and the like prevents the generation of the generated water and the like from blocking the oxidant gas flow groove 18. Therefore, it is possible to prevent the output reduction due to the gas diffusion inhibition resulting from this. It is also possible to prevent hydrogen gas from entering the cathode 16 side as the output voltage decreases due to gas diffusion inhibition. In FIG. 3, the vertical axis represents cell voltage (V),
A plot of current density (A / cm 2 ) on the abscissa, and a plot of cell voltage (V) on the ordinate and holding time (Hr) on the abscissa in FIG. 4. Is.

【0027】また図2は、本願発明に係る高分子電解質
型燃料電池の第2実施例を示すもので、前記第1実施例
と同一の構成部分には同一の符号を付してその詳細な説
明を省略し、以下図面に基づいて説明する。
FIG. 2 shows a second embodiment of the polymer electrolyte fuel cell according to the present invention. The same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and their detailed description will be omitted. Description will be omitted, and description will be given below with reference to the drawings.

【0028】この高分子電解質型燃料電池は、ほぼ水平
に配設された高分子電解質膜11の上面に、触媒反応層
12を介してアノード13が形成され、このアノード1
3の上側には、カーボン集電体24が設けられ、このカ
ーボン集電体24の下面には燃料ガス通流溝24aが、
深さ1mm、幅1mmで、1mm間隔に複数本形成され、この
燃料ガス通流溝24aには、水素ガス(H2 )が前記ア
ノード13に接触可能に流通する。
In this polymer electrolyte fuel cell, an anode 13 is formed on the upper surface of a polymer electrolyte membrane 11 arranged substantially horizontally with a catalytic reaction layer 12 interposed therebetween.
A carbon current collector 24 is provided on the upper side of 3, and a fuel gas flow groove 24a is provided on the lower surface of the carbon current collector 24.
A plurality of hydrogen gas (H 2 ) is formed at a depth of 1 mm and a width of 1 mm at intervals of 1 mm, and hydrogen gas (H 2 ) circulates in the fuel gas flow groove 24a so as to come into contact with the anode 13.

【0029】また、前記高分子電解質膜11の下面に
は、触媒反応層15を介してカソード16が形成され、
このカソード16の下側には、カーボン集電体27が設
けられ、このカーボン集電体27の上面には、酸化ガス
通流溝28が、前記燃料ガス通流溝24aと直交する方
向に複数本形成され、図1において左端にガス導入口2
8aが、他端にガス排出口28bがそれぞれ開口してい
る。
A cathode 16 is formed on the lower surface of the polymer electrolyte membrane 11 via a catalytic reaction layer 15.
A carbon current collector 27 is provided on the lower side of the cathode 16, and a plurality of oxidizing gas flow grooves 28 are formed on the upper surface of the carbon current collector 27 in a direction orthogonal to the fuel gas flow grooves 24a. This is formed and the gas inlet 2 is at the left end in FIG.
8a, and the gas discharge port 28b is opened at the other end.

【0030】そして、前記複数の酸化ガス通流溝28
は、幅1mmで1mm間隔に形成されるとともに、その深さ
を、中央のカソード16と対向する電極反応領域におい
ては、ガス流速を速く(好ましくは0.5m/sec 以
上)して電極(カソード16)に臨む部分における酸素
分圧の低下を抑制するために、電極反応領域の溝を浅く
形成して高性能を確保している。そして、この実施例に
おいては、電極面積10cm角の場合に、その溝深さは、
電極反応領域で0.5mm(電流密度0.5A/cm2での
理論流量×2の空気を流した場合の流速約1m/se
c)として、カソード16の電極端部からガス導入口2
8aまでの間に傾斜角3度の傾斜底面28dが形成さ
れ、同じく電極端部からガス排出口28bまでの間に、
傾斜角3度の傾斜底面28eが形成されている。
Then, the plurality of oxidizing gas flow grooves 28 are provided.
Are formed with a width of 1 mm at intervals of 1 mm, and the depth thereof is set to a high gas flow velocity (preferably 0.5 m / sec or more) in the electrode reaction region facing the central cathode 16, and the electrode (cathode is In order to suppress the decrease in oxygen partial pressure in the portion facing 16), the groove in the electrode reaction region is formed shallow to ensure high performance. In this embodiment, when the electrode area is 10 cm square, the groove depth is
0.5 mm in the electrode reaction area (flow rate approx. 1 m / se when theoretical flow rate x 2 at a current density of 0.5 A / cm 2)
As c), from the electrode end of the cathode 16 to the gas inlet 2
An inclined bottom surface 28d having an inclination angle of 3 degrees is formed up to 8a, and similarly between the electrode end portion and the gas discharge port 28b,
An inclined bottom surface 28e having an inclination angle of 3 degrees is formed.

【0031】そして、上記のように構成されるこの実施
例の高分子電解質型燃料電池は、前記第1実施例と同様
に、燃料ガス通流溝24aに水素ガスを、酸化ガス通流
溝28に空気をそれぞれ供給して運転される。そして、
カソード16側においては、電極反応領域における酸化
ガス通流溝28が、ガス導入口28a側より浅く形成さ
れてエジェクタとして機能し、ガス流速が速められて酸
素分圧の低下が防止されるため、反応効率が向上する。
また、酸化ガス通流溝28内で生じた水は、ガス導入口
28a側への逆流が、供給される空気の流れによって防
止されるとともに、ガス排出口28b側へは、傾斜底面
28eが形成されているため重力の作用によって自然流
下し、電極反応領域への生成水の滞留が防止される。ま
た、ガス排出口28b付近において凝結水が加わるが、
ガス排出口28b付近において溝が深く形成されてその
断面積が拡大されているため、溝の上部に余剰空気排出
用の空間を確保できる。したがって、生成水等によって
酸化ガス通流溝28が閉塞されることによってガスの拡
散が阻害されるのを防止することができる。なお、この
第2実施例においても各集電体24,27と電極13,
16との接触面積を充分確保することができる。
In the polymer electrolyte fuel cell of this embodiment having the above-described structure, hydrogen gas is supplied to the fuel gas flow groove 24a and the oxidizing gas flow groove 28 is formed, as in the first embodiment. It is operated by supplying air to each. And
On the cathode 16 side, the oxidizing gas flow groove 28 in the electrode reaction region is formed shallower than the gas introduction port 28a side to function as an ejector, and the gas flow velocity is accelerated to prevent a decrease in oxygen partial pressure. The reaction efficiency is improved.
In addition, the water generated in the oxidizing gas flow groove 28 is prevented from flowing back toward the gas inlet port 28a by the flow of the supplied air, and the inclined bottom surface 28e is formed toward the gas outlet port 28b. As a result, gravity flows down naturally, preventing retention of generated water in the electrode reaction region. Also, condensed water is added near the gas outlet 28b,
Since the groove is formed deep in the vicinity of the gas discharge port 28b and the cross-sectional area thereof is enlarged, a space for discharging excess air can be secured in the upper part of the groove. Therefore, it is possible to prevent the diffusion of the gas from being hindered by blocking the oxidizing gas flow groove 28 with the generated water or the like. In addition, also in the second embodiment, each current collector 24, 27 and electrode 13,
A sufficient contact area with 16 can be secured.

【0032】次に、この実施例の高分子電解質型燃料電
池の両カーボン集電体24,27間に計器を接続して前
記第1実施例の場合と同様にして電池性能の評価を行っ
たところ、図3および図4に示すような結果が得られ
た。すなわち、電流−電圧特性は前記第1実施例の場合
より向上し、さらに生成水が多量に発生する高電流密度
領域で保持した場合の電圧安定性も向上することが確認
できた。また、生成水等の排出性向上により、生成水等
による酸化ガス通流溝28の閉塞が防止されるため、こ
れに起因するガス拡散阻害による出力低下も防止できる
ことが確認できた。
Next, an instrument was connected between both carbon current collectors 24 and 27 of the polymer electrolyte fuel cell of this example, and the cell performance was evaluated in the same manner as in the case of the first example. However, the results shown in FIGS. 3 and 4 were obtained. That is, it was confirmed that the current-voltage characteristics were improved as compared with the case of the first embodiment, and the voltage stability was also improved when held in the high current density region where a large amount of produced water was generated. Further, it was confirmed that the improvement of the dischargeability of the generated water and the like prevents the generation of the generated water and the like from clogging the oxidizing gas flow groove 28, so that the output reduction due to the gas diffusion inhibition due to this can also be prevented.

【0033】なお、上記両実施例の場合には、複数の酸
化ガス通流溝18,28が直線状に形成されている場合
について説明したが、これらの溝を格子状に形成した場
合にも同様の作用効果を得ることができる。また、酸化
ガス通流溝18,28の溝内面に、親水処理あるいは撥
水処理を施せば、さらに排水性を向上することができ
る。
In both of the above embodiments, the case where the plurality of oxidizing gas flow grooves 18, 28 are formed in a linear shape has been described, but the case where these grooves are formed in a grid shape is also described. The same effect can be obtained. Further, if the inner surfaces of the oxidizing gas flow grooves 18, 28 are subjected to a hydrophilic treatment or a water repellent treatment, the drainage property can be further improved.

【0034】また、高分子電解質膜の他の例としては、
スルホン酸基を持つポリスチレン系の陽イオン交換樹脂
膜を、カチオン導電性膜として使用することのできるも
ので、例えばフロロカーボンスルホン酸とポリビニリデ
ンフロライドの混合膜、あるいはフロロカーボンマトリ
ックスにトリクロロエチレンをグラフト化したもの等が
適している。
As another example of the polymer electrolyte membrane,
Polystyrene cation exchange resin membrane with sulfonic acid group, which can be used as a cation conductive membrane, for example, a mixed membrane of fluorocarbon sulfonic acid and polyvinylidene fluoride, or trifluoroethylene grafted to a fluorocarbon matrix Things are suitable.

【0035】さらにこの発明は電解質膜が水平となるよ
うに設置する燃料電池に限らず、電解質膜が上下方向に
沿って配置される形式の燃料電池にも適用することがで
きる。
Further, the present invention is not limited to a fuel cell in which the electrolyte membrane is installed horizontally, but can be applied to a fuel cell of a type in which the electrolyte membrane is arranged vertically.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の燃料電池
は、カソード側のガスセパレータを兼ねる集電体のカソ
ードに臨む側に形成される酸化ガス通流溝が、この酸化
ガス通流溝のガス導入口側からガス排出口側に向けて漸
次深くなるように形成されているため、集電体と電極と
の接触面積を減少させずに酸化ガス通流溝の流路断面積
を拡大することができ、したがって酸化ガス通流溝内に
おいて生じた生成水等を滞留せずに積極的に排出させて
排水性に優れ、生成水等の滞留による酸化ガス通流溝の
閉塞を防止できる。特に水平設置するタイプの燃料電池
においては重力による排水を積極的に行わせることが可
能になるので、その効果が顕著になる。したがって、生
成水が多量に発生する高電流密度領域で連続運転した場
合にも生成水を効率よく排出できるため電圧も安定し、
安定した出力を継続的に得ることができる。
As described above, in the fuel cell of the present invention, the oxidizing gas passage groove formed on the side of the current collector also serving as the gas separator on the cathode side facing the cathode is the same as the oxidizing gas passage groove. Since the depth is gradually increased from the gas inlet side toward the gas outlet side, the flow passage cross-sectional area of the oxidizing gas flow groove is enlarged without reducing the contact area between the current collector and the electrode. Therefore, the generated water and the like generated in the oxidizing gas flow groove can be positively discharged without staying and the drainage is excellent, and the blocking of the oxidizing gas flow groove due to the retention of the generated water and the like can be prevented. Particularly in a horizontally installed type fuel cell, it becomes possible to positively perform drainage by gravity, so that the effect becomes remarkable. Therefore, even when continuously operating in a high current density region where a large amount of generated water is generated, the generated water can be efficiently discharged, so the voltage is stable,
A stable output can be continuously obtained.

【0037】また、前記酸化ガス通流溝の電極反応領域
を浅くかつ一定の深さに形成するとともに、電極反応領
域から外れた部分を、ガス導入口側およびガス排出口側
に向けて漸次深くなるようにそれぞれ形成すれば、酸化
ガス通流溝の電極反応領域におけるガス流速が速められ
るため、この領域の酸素分圧の低下を防止でき、反応効
率が向上するため、より高い電圧を安定的に得ることが
できる。
Further, the electrode reaction region of the oxidizing gas flow groove is formed to have a shallow and constant depth, and the portion deviated from the electrode reaction region is gradually deepened toward the gas introduction port side and the gas discharge port side. If each is formed so that the gas flow velocity in the electrode reaction region of the oxidizing gas flow groove is increased, the oxygen partial pressure in this region can be prevented from lowering and the reaction efficiency is improved, so that a higher voltage can be stabilized. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1実施例に係る高分子電解質型燃
料電池を示す断面側面図である。
FIG. 1 is a sectional side view showing a polymer electrolyte fuel cell according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2実施例に係る高分子電解質型燃
料電池を示す断面側面図である。
FIG. 2 is a sectional side view showing a polymer electrolyte fuel cell according to a second embodiment of the present invention.

【図3】第1実施例および第2実施例の高分子電解質型
燃料電池と、従来の高分子電解質型燃料電池との電流−
電圧特性を示す線図である。
FIG. 3 shows currents between the polymer electrolyte fuel cells of the first and second embodiments and the conventional polymer electrolyte fuel cell.
It is a diagram which shows a voltage characteristic.

【図4】第1実施例および第2実施例の高分子電解質型
燃料電池と、従来の高分子電解質型燃料電池との電圧と
保持時間との関係を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the voltage and the holding time of the polymer electrolyte fuel cells of the first and second embodiments and the conventional polymer electrolyte fuel cell.

【図5】従来の高分子電解質型燃料電池におけるガスセ
パレータ板の平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a gas separator plate in a conventional polymer electrolyte fuel cell.

【図6】図5のVI−VI線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5;

【図7】図5のVII−VII線断面図である。7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 高分子電解質膜 13 アノード 14 カーボン集電体 14a 燃料ガス通流溝 16 カソード 17 カーボン集電体 18 酸化ガス通流溝 18a ガス導入口 18b ガス排出口 18c 傾斜底面 24 カーボン集電体 24a 燃料ガス通流溝 27 カーボン集電体 28 酸化ガス通流溝 28a ガス導入口 28b ガス排出口 28c 水平底面 28d 傾斜底面 28e 傾斜底面 11 Polymer Electrolyte Membrane 13 Anode 14 Carbon Current Collector 14a Fuel Gas Flow Groove 16 Cathode 17 Carbon Current Collector 18 Oxidizing Gas Flow Channel 18a Gas Inlet 18b Gas Outlet 18c Sloping Bottom 24 Carbon Current Collector 24a Fuel Gas Flow groove 27 Carbon current collector 28 Oxidizing gas flow groove 28a Gas inlet port 28b Gas discharge port 28c Horizontal bottom surface 28d Sloping bottom surface 28e Sloping bottom surface

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解質膜を挟んでアノードとカソードと
を備えるとともに、前記アノード側と前記カソード側と
にガスセパレータを兼ねる集電体が設けられ、前記集電
体の前記アノードに臨む面に燃料ガスが流れる燃料ガス
通流溝が、また前記集電体の前記カソードに臨む面に酸
化ガスが流れる酸化ガス通流溝がそれぞれ形成され、前
記電解質膜を介して前記燃料ガス中の水素イオンと酸化
ガス中の酸素とを反応させて起電力を得る燃料電池にお
いて、 前記酸化ガス通流溝が、そのガス導入口からガス排出口
に向けて、その深さが漸次深くなるように形成されてい
ることを特徴とする燃料電池。
1. A current collector having an anode and a cathode with an electrolyte membrane sandwiched therebetween, and a current collector that also functions as a gas separator is provided on the anode side and the cathode side, and a fuel is provided on a surface of the current collector facing the anode. A fuel gas flow groove through which a gas flows, and an oxidizing gas flow groove through which an oxidizing gas flows is formed on the surface of the current collector facing the cathode, and hydrogen gas in the fuel gas and hydrogen ions in the fuel gas flow through the electrolyte membrane. In a fuel cell that obtains an electromotive force by reacting with oxygen in an oxidizing gas, the oxidizing gas flow groove is formed such that its depth gradually increases from the gas inlet to the gas outlet. Fuel cell characterized by being
【請求項2】 電解質膜を挟んでアノードとカソードと
を備えるとともに、前記アノード側と前記カソード側と
にガスセパレータを兼ねる集電体が設けられ、前記集電
体の前記アノードに臨む面に燃料ガスが流れる燃料ガス
通流溝が、また前記集電体の前記カソードに臨む面に酸
化ガスが流れる酸化ガス通流溝がそれぞれ形成され、前
記電解質膜を介して前記燃料ガス中の水素イオンと酸化
ガス中の酸素とを反応させて起電力を得る燃料電池にお
いて、 前記酸化ガス通流溝が、カソードと対向するその電極反
応領域内ではその深さが浅くかつほぼ一定深さに形成さ
れるとともに、この電極反応領域から外れた部分では、
ガス導入口あるいはガス排出口に向けて、その深さが漸
次深くなるように形成されていることを特徴とする燃料
電池。
2. An anode and a cathode are provided with an electrolyte membrane sandwiched therebetween, and a current collector also serving as a gas separator is provided on the anode side and the cathode side, and a fuel facing surface of the current collector faces the anode. A fuel gas flow groove through which a gas flows, and an oxidizing gas flow groove through which an oxidizing gas flows is formed on the surface of the current collector facing the cathode, and hydrogen gas in the fuel gas and hydrogen ions in the fuel gas flow through the electrolyte membrane. In a fuel cell for obtaining electromotive force by reacting with oxygen in oxidizing gas, the oxidizing gas flow groove is formed to have a shallow depth and a substantially constant depth in the electrode reaction region facing the cathode. In addition, in the part outside this electrode reaction area,
A fuel cell, characterized in that the fuel cell is formed so that the depth thereof gradually increases toward the gas inlet or the gas outlet.
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