JPH08315838A

JPH08315838A - 燃料電池用ガス加湿装置および燃料電池

Info

Publication number: JPH08315838A
Application number: JP7123970A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Okamoto; 隆文岡本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1996-11-29
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JP3553200B2

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料電池作動用のガスを常時一定の湿潤状態に
維持するとともに、簡単な構成からなる燃料電池用ガス
加湿装置および燃料電池を提供する。【構成】ガス加湿装置２６は、第１および第２多孔質体
７０、７２を備え、この第１および第２多孔質体７０、
７２の中央部に燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給するた
めの燃料ガス流路７４および酸化剤ガス流路８８が形成
され、この燃料ガス流路７４およびこの酸化剤ガス流路
８８の外周に放射状に複数の給水路７６が設けられる。
このため、燃料ガス流路７４および酸化剤ガス流路８８
に供給された燃料ガスおよび酸化剤ガスは、第１および
第２多孔質体７０、７２を透過する際に十分に加湿さ
れ、その直後に燃料電池構造体１８に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池を作動させる
ために使用されるガスを、その使用直前に加湿するため
のガス加湿装置および該ガス加湿装置が組み込まれた燃
料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、固体高分子電解質膜を挟んでア
ノード側電極とカソード側電極とを対設した燃料電池構
造体をセパレータによって挟持して複数積層することに
より構成された燃料電池が開発され、種々の用途に実用
化されつつある。

【０００３】この種の燃料電池は、例えば、メタノール
の水蒸気改質により生成された水素ガス（燃料ガス）を
アノード側電極に供給するとともに、酸化剤ガス（空
気）をカソード側電極に供給することにより、前記水素
ガスがイオン化して固体高分子電解質膜内を流れ、これ
により電気エネルギが得られるように構成されている。

【０００４】ところで、上記燃料電池では、有効な発電
機能を発揮させるために、固体高分子電解質膜およびイ
オン導電成分を常時一定の湿潤状態に維持する必要があ
る。このため、通常、燃料ガスを加湿して燃料電池に供
給する方式が採用されており、例えば、特開平３−２０
９７１号公報に開示されている調湿装置が知られてい
る。この調湿装置は、水蒸気を通過するガス拡散膜で原
料ガスの流路と燃料電池から流出する冷却水の流路とを
分離しており、前記燃料電池に供給される直前の原料ガ
スに対して調湿するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、ガス拡散膜を透過する水蒸気の量は一定
であるため、燃料電池構造体の負荷状態によって燃料ガ
スが増減する際に、この燃料ガスを常時一定の湿度に加
湿することは極めて困難なものとなってしまう。これに
よって、固体高分子電解質膜およびイオン導電成分を一
定の湿潤状態に維持することができないという問題が指
摘されている。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、燃料電池作動用ガスを常時一定の湿潤状態に維持
することができるとともに、簡単な構成からなる燃料電
池用ガス加湿装置および燃料電池を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、燃料電池を作動させるために使用され
るガスを、その使用直前に加湿するためのガス加湿装置
であって、内部に給水路が設けられた中空状多孔質体
と、前記ガスが前記多孔質体を内方から外方にまたは外
方から内方に透過して加湿ガスを発生させるべく、前記
ガスを流通させるためのガス流路と、を備えることを特
徴とする。

【０００８】さらに、本発明は、固体高分子電解質膜を
挟んでアノード側電極とカソード側電極を対設した燃料
電池構造体と、前記燃料電池構造体を挟持するセパレー
タと、前記燃料電池構造体および前記セパレータを一体
的に貫通するガス用連通路に配設されるガス加湿装置
と、を備え、前記ガス加湿装置は、内部にガス加湿用の
給水路が設けられた中空状多孔質体を有することを特徴
とする。

【０００９】

【作用】上記の燃料電池用ガス加湿装置では、中空状多
孔質体の内部に設けられた給水路を介してこの多孔質体
が湿潤状態にあるため、作動用ガスが前記多孔質体の内
方から外方に透過する際、または外方から内方に透過す
る際に十分に加湿される。従って、ガス量の増減に影響
されることがなく、使用直前のガスを一定の湿潤状態に
確実に維持することができる。

【００１０】さらに、上記の燃料電池では、多孔質体が
燃料電池構造体およびセパレータを一体的に貫通するガ
ス用連通路に配設されることにより、ガス加湿装置全体
が燃料電池内に収容されている。これによって、燃料電
池設備全体が容易に小型化されるとともに、ガスを反応
直前に所定の湿潤状態に加湿することが可能になる。

【００１１】

【実施例】本発明に係る燃料電池用ガス加湿装置および
燃料電池について実施例を挙げ、添付の図面を参照しな
がら以下詳細に説明する。

【００１２】図１および図２において、参照数字１０
は、本実施例に係る燃料電池を示す。この燃料電池１０
は、固体高分子電解質膜１２を挟んで空気極（カソード
側電極）１４と、水素極（アノード側電極）１６を対設
した燃料電池構造体１８と、３組の前記燃料電池構造体
１８を挟持するセパレータ２０と、該燃料電池構造体１
８および前記セパレータ２０を一体的に貫通する燃料ガ
ス用連通路２２および酸化剤ガス用連通路２４に配設さ
れるガス加湿装置２６とを備える。燃料電池構造体１８
とセパレータ２０とガス加湿装置２６とは、一対のエン
ドプレート２８ａ、２８ｂおよび４本のタイロッド２９
により一体的に固定される（図１参照）。

【００１３】図２に示すように、電解質膜１２の上部側
には、燃料ガス用連通路２２を構成する孔部１２ａと、
冷却水を通過させるための孔部１２ｂと、酸化剤ガス用
連通路２４を構成する孔部１２ｃとが設けられる一方、
電解質膜１２の下部側には、燃料ガスを通過させるため
の孔部１２ｄと、冷却水を通過させるための孔部１２ｅ
と、酸化剤ガスを通過させるための孔部１２ｆとが設け
られる。

【００１４】燃料電池構造体１８の両側には、第１ガス
ケット３０と第２ガスケット３２とが配設される。第１
ガスケット３０は、空気極１４を収容するための大きな
開口部３４を有し、第２ガスケット３２は、水素極１６
を収容するための大きな開口部３６を有する。第１およ
び第２ガスケット３０、３２は、燃料ガス用連通路２２
を構成する孔部３０ａ、３２ａと冷却水を通過させるた
めの孔部３０ｂ、３２ｂと酸化剤ガス用連通路２４を構
成する孔部３０ｃ、３２ｃとがそれぞれ上部側に設けら
れるとともに、燃料ガスを通過させるための孔部３０
ｄ、３２ｄと冷却水を通過させるための孔部３０ｅ、３
２ｅと酸化剤ガスを通過させるための孔部３０ｆ、３２
ｆとがそれぞれ下部側に設けられる。

【００１５】セパレータ２０は、空気極側第１セパレー
タ部４０と水素極側第２セパレータ部４２とこの第１お
よび第２セパレータ部４０、４２に挟持されるセパレー
タ本体４４とを備える。

【００１６】第１セパレータ部４０を構成する第１マニ
ホールド板４６は、矩形状の平板で構成され、その中央
部に大きな開口部４７を有する。第１マニホールド板４
６の上部側には、燃料ガス用連通路２２を構成する孔部
４６ａと冷却水用孔部４６ｂと酸化剤ガス用連通路２４
を構成する凹部４６ｃとが設けられる一方、その下部側
には、燃料ガス用孔部４６ｄと冷却水用孔部４６ｅと酸
化剤ガス用凹部４６ｆとが設けられ、互いに対角の位置
に設けられた凹部４６ｃと凹部４６ｆは、開口部４７を
介して連通状態にある。

【００１７】この第１マニホールド板４６の開口部４７
に酸化剤ガス用整流板４８が嵌合される。酸化剤ガス用
整流板４８は、第１マニホールド板４６と同一の厚さを
有しており、その一面は平坦でかつ他面に鉛直方向に延
在する複数の平行な溝４８ａが形成され、この溝４８ａ
により凹部４６ｃと凹部４６ｆが連通する。

【００１８】第１マニホールド板４６の一面に当接して
第１面圧発生板５０が配設される。第１面圧発生板５０
は、平板からなり、その上部側に燃料ガス用連通路２２
を構成する孔部５０ａと冷却水用孔部５０ｂと酸化剤ガ
ス用連通路２４を構成する孔部５０ｃとが設けられる一
方、その下部側に燃料ガス用孔部５０ｄと冷却水用孔部
５０ｅと酸化剤ガス用孔部５０ｆとが設けられる。

【００１９】第２セパレータ部４２は、上記第１セパレ
ータ部４０と同様に構成されており、第２マニホールド
板５２とこの第２マニホールド板５２の開口部５４に嵌
合する燃料ガス用整流板５６と前記第２マニホールド板
５２の一面に当接する第２面圧発生板５８とを備える。

【００２０】第２マニホールド板５２および第２面圧発
生板５８は、それぞれ上部側に燃料ガス用連通路２２を
構成する凹部５２ａ、孔部５８ａと冷却水用孔部５２
ｂ、５８ｂと酸化剤ガス用連通路２４を構成する孔部５
２ｃ、５８ｃとが設けられる一方、その下部側に燃料ガ
ス用凹部５２ｄ、孔部５８ｄと冷却水用孔部５２ｅ、５
８ｅと酸化剤ガス用孔部５２ｆ、５８ｆとが設けられ
る。

【００２１】第２マニホールド板５２の凹部５２ａと凹
部５２ｄは、開口部５４を介して連通する。この開口部
５４に燃料ガス用整流板５６が嵌合し、この燃料ガス用
整流板５６に鉛直方向に形成された複数本の平行な溝５
６ａを介して凹部５２ａと凹部５２ｄが互いに連通状態
にある。

【００２２】セパレータ本体４４は、比較的大きな開口
部５９を有する。このセパレータ本体４４の上部側に
は、燃料ガス用連通路２２を構成する孔部４４ａと冷却
水用凹部４４ｂと酸化剤ガス用連通路２４を構成する流
路４４ｃとが設けられるとともに、その下部側には、燃
料ガス用孔部４４ｄと冷却水用凹部４４ｅと酸化剤ガス
用孔部４４ｆとが設けられる。凹部４４ｂと凹部４４ｅ
は、開口部５９を介して連通しており、この開口部５９
に冷却水用整流板６０、６２が嵌合固定される。

【００２３】冷却水用整流板６０、６２を合わせた厚さ
はセパレータ本体４４の厚さと略同一である。この冷却
水用整流板６０、６２の互いの合わせ面側には、垂直方
向に延在する複数本の平行な溝６０ａ、６２ａが形成さ
れ、この溝６０ａ、６２ａによって形成される冷却水用
通路を介して凹部４４ｂ、４４ｅが連通状態にある。

【００２４】図１および図２に示すように、ガス加湿装
置２６は、燃料ガス用連通路２２に一体的に挿入される
第１多孔質体７０と、酸化剤ガス用連通路２４に一体的
に挿入される第２多孔質体７２とを備える。この第１お
よび第２多孔質体７０、７２は、多孔質炭素焼結体、セ
ラミックス、多孔質金属焼結体、多孔質ゴムまたは多孔
質樹脂で形成され、円筒状を有している。第１および第
２多孔質体７０、７２は、多孔質炭素焼結体で形成され
る際、水分の滴下を阻止するためにその気孔率が７０％
以下でかつ気孔径が４０μｍ以下の多孔性を有すること
が望ましい。

【００２５】なお、前記第１および第２多孔質体７０、
７２は、好適には、多孔質炭素焼結体、セラミックスま
たは多孔質金属焼結体の耐久性を向上させるために撥水
化処理を施したものであることが望ましい。

【００２６】この場合、第１および第２多孔質体７０、
７２は、所定濃度に調整したＰＴＦＥ（ポリテトラフル
オロエチレン）の分散液に浸漬した後、室温で乾燥さ
せ、次いで、３００〜３５０℃で焼成することにより、
撥水化処理が行われる。

【００２７】図３および図４に示すように、第１多孔質
体７０は、その中央部に燃料ガス流路７４が設けられる
とともに、この燃料ガス流路７４を周回するように複数
の給水路７６が放射状に形成される。第１多孔質体７０
の両端には第１および第２支持部材７８、８０が固定さ
れる。

【００２８】第１支持部材７８は、円板状を有してお
り、その中央部に燃料ガス流路７４に連通する経路８２
が設けられるとともに、その外周部に各給水路７６に連
通して前記給水路７６を通って燃料電池１０の外部に水
を排出する水導出経路８４が設けられる。第２支持部材
８０は、同様に、各給水路７６にガス加湿用の水を供給
するための水導入経路８６が設けられる。第１多孔質体
７０と燃料ガス用連通路２２との間には、燃料ガス流路
７４に供給され第１多孔質体７０を内方から外方に透過
することによって加湿された燃料ガスを通過させるため
に所定の間隙が形成されている。

【００２９】第２多孔質体７２は、図５に示すように、
その中央部に酸化剤ガス流路８８が設けられる他は上記
第１多孔質体７０と同様に構成されており、第１多孔質
体７０と同一の構成要素には同一の参照数字を付してそ
の詳細な説明を省略する。

【００３０】このように構成される燃料電池１０は、図
７に示すように、燃料電池システム１００に組み込まれ
る。この燃料電池システム１００は、メタノールタンク
１０２から供給されるメタノールを水蒸気改質する改質
器１０４と、この改質器１０４に水分を供給するととも
に燃料電池１０への冷却水の供給およびガス加湿装置２
６へ水を供給する水タンク１０６と、前記燃料電池１０
から排出される排出成分をガスと水分とに分離する第１
および第２気液分離器１０８、１１０と、前記ガス加湿
装置２６から排出される排出成分をガスと水分とに分離
するための第３および第４気液分離器１１２、１１４と
を備える。

【００３１】改質器１０４は、バーナー１１６を備えて
おり、この改質器１０４に水タンク１０６から第１ポン
プ１１８を介して水分が供給される。改質器１０４から
導出される水素ガス（燃料ガス）がガス加湿装置２６を
構成する第１多孔質体７０の燃料ガス流路７４に供給さ
れる。一方、第２多孔質体７２の酸化剤ガス流路８８に
は、ブロア１２０を介して空気（酸化剤ガス）が供給さ
れる。

【００３２】水タンク１０６には、燃料電池１０のセパ
レータ２０に冷却水を供給するための第２ポンプ１２２
と、第１および第２多孔質体７０、７２の水導入経路８
６から給水路７６に水を供給するための第３および第４
ポンプ１２４、１２６とが接続されている。

【００３３】第１気液分離器１０８は、燃料電池１０の
水素極１６側から排出される排出成分をガスと水分とに
分離し、この分離された水分を水タンク１０６に供給す
るとともに、この分離されたガスをバーナー１１６に導
入する。第２気液分離器１１０は、空気極１４側から排
出される排出成分をガスと水分とに分離し、この水分を
水タンク１０６に供給する一方、ガスを必要に応じてバ
ーナー１１６に供給する。

【００３４】第３および第４気液分離器１１２、１１４
は、それぞれ第１および第２多孔質体７０、７２の水導
出経路８４から排出される成分をガスと水分とに分離
し、この分離された水分を水タンク１０６に供給し、こ
の分離されたガスをそれぞれ燃料ガス流路７４、酸化剤
ガス流路８８に導入する。

【００３５】次に、燃料電池１０の動作について説明す
る。

【００３６】図７に示すように、メタノールタンク１０
２から改質器１０４にメタノールが供給されるとともに
水タンク１０６から第１ポンプ１１８を介してこの改質
器１０４に水分が供給され、バーナー１１６の加熱作用
下に前記メタノールの水蒸気改質が行われる。

【００３７】水蒸気改質によって改質器１０４から導出
された水素ガスは、ガス加湿装置２６を構成する第１多
孔質体７０の経路８２から燃料ガス流路７４に導入され
る。また、第１多孔質体７０の各給水路７６には、水タ
ンク１０６から第３ポンプ１２４を介して水が供給され
ている。このため、図３および図４に示すように、燃料
ガス流路７４に導入された水素ガスは、第１多孔質体７
０をその中央側から半径外方向に向かって透過し、加湿
された状態で燃料ガス用連通路２２に導出される。次い
で、この加湿された水素ガスは、各第２セパレータ部４
２で第２マニホールド板５２の凹部５２ａから燃料ガス
用整流板５６の溝５６ａを通って凹部５２ｄに至る。

【００３８】一方、第２多孔質体７２では、図５に示す
ように、ブロア１２０から供給された空気が酸化剤ガス
流路８８に導入されるとともに、第４ポンプ１２６の作
用下に水タンク１０６からこの第２多孔質体７２の給水
路７６に水が供給される。従って、酸化剤ガス流路８８
内の空気は、第２多孔質体７２を外方に向かって透過し
て加湿された後、酸化剤ガス用連通路２４に導出され
る。この加湿された酸化剤ガスは、各第１セパレータ部
４０の第１マニホールド板４６の凹部４６ｃから酸化剤
ガス用整流板４８の溝４８ａを通って凹部４６ｆに到達
する。

【００３９】さらに、水タンク１０６から第２ポンプ１
２２を介してセパレータ２０および燃料電池構造体１８
の下部側に冷却水が供給される。この冷却水は、セパレ
ータ２０を構成する各セパレータ本体４４の凹部４４ｅ
から冷却水用整流板６０、６２の溝６０ａ、６２ａ間を
上方に向かって通過し、凹部４４ｂに至る（図６参
照）。

【００４０】これによって、燃料電池構造体１８で水素
極１６側の水素ガスがイオン化して固体高分子電解質膜
１２内を空気極１４側に流れ、電気エネルギが得られる
とともに、セパレータ本体４４内を流れる冷却水によっ
て冷却される。

【００４１】この冷却水は、水タンク１０６に戻される
一方、燃料電池構造体１８から排出された排出成分（加
湿水、反応生成水）は、それぞれ第１および第２気液分
離器１０８、１１０でガスと水分とに分離され、この水
分が水タンク１０６に供給される。また、第１および第
２多孔質体７０、７２の給水路７６に供給された水は、
水導出経路８４から第３および第４気液分離器１１２、
１１４に排出されてガスと水分とに分離され、この水分
が水タンク１０６に供給されるとともに、このガスが作
動ガスとして再度前記第１および第２多孔質体７０、７
２に供給される。

【００４２】この場合、本実施例では、燃料電池１０を
構成する燃料電池構造体１８に加湿された燃料ガスおよ
び酸化剤ガスを供給するためにガス加湿装置２６を備え
ている。このガス加湿装置２６は、第１および第２多孔
質体７０、７２を有し、前記第１および第２多孔質体７
０、７２は、その中央部に燃料ガス流路７４および酸化
剤ガス流路８８を設けるとともに、これを囲むようにし
て複数の給水路７６が放射状に形成されている。従っ
て、燃料ガス流路７４および酸化剤ガス流路８８に供給
された燃料ガスおよび酸化剤ガスは、第１および第２多
孔質体７０、７２を内方から外方へと透過する際に確実
に加湿される。

【００４３】すなわち、第１および第２多孔質体７０、
７２の給水路７６に供給される水がこの第１および第２
多孔質体７０、７２全体に拡散するため、前記第１およ
び第２多孔質体７０、７２が所望の湿潤状態に維持され
ている。このため、燃料ガス流路７４および酸化剤ガス
流路８８に燃料ガスおよび酸化剤ガスが供給されると、
この燃料ガスおよび酸化剤ガスは、湿潤状態にある多孔
質部分を通過し、この多孔質部分に含有されている水を
含んで外部に導出される。

【００４４】これにより、特に、燃料電池構造体１８の
負荷状態の変化に起因して燃料ガスや酸化剤ガスが増減
する際にも、この燃料ガスやこの酸化剤ガスを所望の加
湿状態に確保することができ、固体高分子電解質膜１２
およびイオン導電成分を常時一定の湿潤状態に保持する
ことが可能になり、有効な発電機能を発揮させることが
できるという効果が得られる。

【００４５】さらにまた、本実施例では、ガス加湿装置
２６全体が燃料電池１０内に一体的に組み込まれてい
る。すなわち、燃料電池１０内を一体的に貫通する燃料
ガス用連通路２２に第１多孔質体７０が配設されるとと
もに、酸化剤ガス用連通路２４に第２多孔質体７２が配
設されている。これにより、燃料電池１０の外部に専用
加湿装置を配置する必要がなく、燃料電池システム１０
０全体の小型化が容易に遂行されるという利点が得られ
る。

【００４６】しかも、燃料ガスおよび酸化剤ガスは、燃
料ガス用連通路２２および酸化剤ガス用連通路２４で加
湿されるため、加湿直後に燃料電池構造体１８に供給さ
れる。従って、燃料電池構造体１８の湿潤状態を一層確
実に保持することができると同時に、燃料電池構造体１
８の負荷状態の急激な変化に追従できるガス加湿量の確
保が可能となる。なお、第１および第２多孔質体７０、
７２が多孔質炭素焼結体で形成される場合、その気孔率
が７０％以下でかつ気孔径が４０μｍ以下の多孔性を有
している。このため、給水路７６内の水が多孔質部分を
通過して滴下するおそれが少ない。

【００４７】なお、本実施例では、第１および第２多孔
質体７０、７２が、図４に示すように、中央に燃料ガス
流路７４および酸化剤ガス流路８８を有し、これを囲む
ようにして放射状に複数の給水路７６を設けているが、
これに限定されるものではなく、例えば、図８に示す多
孔質体１３０や図９に示す多孔質体１４０を用いること
ができる。

【００４８】多孔質体１３０は、図８に示すように、互
いに同心的に配置された内管部１３２と外管部１３４と
を備えた二重管構造を有しており、この内管部１３２内
に燃料ガスや酸化剤ガスが供給される一方、該内管部１
３２と前記外管部１３４の間に水が供給される。この多
孔質体１３０では、燃料ガスや酸化剤ガスが内管部１３
２を透過した後、この内管部１３２と外管部１３４の間
に供給されている水をバブリングして前記外管部１３４
を透過する。これにより、燃料ガスおよび酸化剤ガス
は、所望の加湿状態に確実に維持されることになる。

【００４９】さらにまた、図９に示す多孔質体１４０で
は、中央に燃料ガス流路（酸化剤ガス流路）１４２が形
成され、これを囲むように放射状の複数の給水路１４４
が設けられるとともに、前記燃料ガス流路１４２から多
孔質体１４０の外周方向に貫通する複数の細孔１４６が
設けられる。

【００５０】多孔質体１４０では、燃料ガス流路１４２
内に供給された燃料ガス（酸化剤ガス）は、この多孔質
体１４０の透過および細孔１４６の通過時に、各給水路
１４４から前記多孔質体１４０全体に拡散した水によっ
て加湿される。

【００５１】従って、第１および第２多孔質体７０、７
２に代替して多孔質体１３０または１４０を使用して
も、上記と同様の効果が得られることになる。

【００５２】

【発明の効果】本発明に係る燃料電池用ガス加湿装置で
は、中空状多孔質体がその内部に設けられた給水路を介
して湿潤状態にあるため、作動用ガスは、この多孔質体
を通過する際に十分に加湿される。このため、ガス量の
増減に影響されることがなく、使用直前のガスを一定の
湿潤状態に確実に維持することができる。

【００５３】さらに、本発明に係る燃料電池では、多孔
質体が燃料電池構造体およびセパレータを一体的に貫通
するガス用流路に配設されることにより、ガス加湿装置
全体が燃料電池内に収容されている。これによって、燃
料電池設備全体が容易に小型化されるとともに、ガスを
反応直前に所定の湿潤状態に加湿することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料電池の概略斜視説明図であ
る。

【図２】前記燃料電池の一部分解斜視説明図である。

【図３】図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】前記燃料電池を構成する多孔質体の正面説明図
である。

【図５】図１中、Ｖ−Ｖ線断面図である。

【図６】図１中、ＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図７】前記燃料電池を組み込む燃料電池システムの構
成図である。

【図８】別の実施例に係る多孔質体の正面説明図であ
る。

【図９】さらに別の実施例に係る多孔質体の正面説明図
である。

【符号の説明】

１０…燃料電池１２…固体高分子電
解質膜１４…空気極１６…水素極１８…燃料電池構造体２０…セパレータ２２…燃料ガス用連通路２４…酸化剤ガス用
連通路２６…ガス加湿装置７０、７２、１３
０、１４０…多孔質体７４…燃料ガス流路７６…給水路８８…酸化剤ガス流路１００…燃料電池シ
ステム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料電池を作動させるために使用されるガ
スを、その使用直前に加湿するためのガス加湿装置であ
って、内部に給水路が設けられた中空状多孔質体と、前記ガスが前記多孔質体を内方から外方にまたは外方か
ら内方に透過して加湿ガスを発生させるべく、前記ガス
を流通させるためのガス流路と、を備えることを特徴とする燃料電池用ガス加湿装置。
【請求項２】請求項１記載のガス加湿装置において、前
記多孔質体は、多孔質炭素焼結体、セラミックス、多孔
質金属焼結体、多孔質ゴムまたは多孔質樹脂で形成され
ることを特徴とする燃料電池用ガス加湿装置。
【請求項３】請求項２記載のガス加湿装置において、前
記多孔質炭素焼結体は、気孔率が７０％以下でかつ気孔
径が４０μｍ以下の多孔性を有することを特徴とする燃
料電池用ガス加湿装置。
【請求項４】請求項２記載のガス加湿装置において、前
記多孔質体は、撥水化処理を施した材料で形成されるこ
とを特徴とする燃料電池用ガス加湿装置。
【請求項５】固体高分子電解質膜を挟んでアノード側電
極とカソード側電極を対設した燃料電池構造体と、前記燃料電池構造体を挟持するセパレータと、前記燃料電池構造体および前記セパレータを一体的に貫
通するガス用連通路に配設されるガス加湿装置と、を備え、前記ガス加湿装置は、内部にガス加湿用の給水路が設け
られた中空状多孔質体を有することを特徴とする燃料電
池。
【請求項６】請求項５記載の燃料電池において、前記多
孔質体は、多孔質炭素焼結体、セラミックス、多孔質金
属焼結体、多孔質ゴムまたは多孔質樹脂で形成されるこ
とを特徴とする燃料電池。
【請求項７】請求項６記載の燃料電池において、前記多
孔質炭素焼結体は、気孔率が７０％以下でかつ気孔径が
４０μｍ以下の多孔性を有することを特徴とする燃料電
池。
【請求項８】請求項６記載の燃料電池において、前記多
孔質体は、撥水化処理を施した材料で形成されることを
特徴とする燃料電池。
【請求項９】請求項５記載の燃料電池において、前記多
孔質体は、前記燃料電池用冷却水を前記給水路に供給す
るための水経路を有することを特徴とする燃料電池。