JPH11204118A - Fuel cell separator and fuel cell - Google Patents

Fuel cell separator and fuel cell

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JPH11204118A
JPH11204118A JP10017959A JP1795998A JPH11204118A JP H11204118 A JPH11204118 A JP H11204118A JP 10017959 A JP10017959 A JP 10017959A JP 1795998 A JP1795998 A JP 1795998A JP H11204118 A JPH11204118 A JP H11204118A
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fuel cell
separator
flow path
water
gas flow
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Seiji Mizuno
誠司 水野
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply water for humidifying an electrolytic membrane at low cost and enhance energy efficiency of a fuel cell power generating system by providing a plurality of protrusions in a gas flow passage for gas supply on a separator, and forming a water reservoir part in its opened shape on an electrode side. SOLUTION: An electrolytic membrane is sandwiched between a pair of electrodes, a separator for forming a gas flow passage is provided in contact with this electrode. A plurality of protrusions 43 are protruded on a bottom face of this separator, a gap is used as a gas flow passage, and a horizontal side face 43a of the protrusions 43 vertically facing the vertical, downward flow of gas is used as a water reservoir part of a reaction generation water W of a fuel cell. Furthermore, the protrusions 43 are constituted by forming vertical, downward cavities as required, or can be formed into a V-bent shape. At this water reservoir part, a water absorptive resin is preferably arranged, and irregularities may be provided on a wall face. Thereby, the generated water W collected at the water reservoir part migrates to an electrolyte membrane via an electrode and is maintained in proper wetted state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電解質膜を挟持
する一対の電極に接触する燃料電池用セパレータと、燃
料電池用セパレータを備える燃料電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell separator in contact with a pair of electrodes sandwiching an electrolyte membrane, and a fuel cell including the fuel cell separator.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池の一つである固体高分子型燃料
電池では、次式(1)および(2)に示すように、アノ
ードでは水素ガスを水素イオンと電子にする反応が、カ
ソードでは酸素ガスと水素イオンおよび電子から水を生
成する反応が行なわれる。
2. Description of the Related Art In a polymer electrolyte fuel cell, which is one type of fuel cell, as shown in the following formulas (1) and (2), the reaction of converting hydrogen gas into hydrogen ions and electrons at the anode is performed at the cathode. A reaction for producing water from oxygen gas, hydrogen ions and electrons is performed.

【0003】 アノード反応(燃料極):H2→2H++2e- …(1) カソード反応(酸素極):2H++2e-+(1/2)O2→H2O …(2)Anode reaction (fuel electrode): H 2 → 2H + + 2e (1) Cathode reaction (oxygen electrode): 2H + + 2e + (1/2) O 2 → H 2 O (2)

【0004】アノードで発生した水素イオンは、水和状
態(H+・xH2O)となって電解質膜中をカソードに移
動する。このため、電解質膜のアノード側表面付近で
は、水が不足する状態となり、上述の反応を連続して行
なうには、この不足する水を補給する必要がある。固体
高分子型燃料電池に用いられる電解質膜は、湿潤状態で
良好な電気伝導性を有するが、含水率が低下すると、電
解質膜の電気抵抗が大きくなって電解質として十分に機
能しなくなり、場合によっては、電極反応を停止させて
しまう。
[0004] Hydrogen ions generated at the anode are hydrated (H + · xH 2 O) and move to the cathode through the electrolyte membrane. For this reason, in the vicinity of the anode-side surface of the electrolyte membrane, water becomes insufficient, and it is necessary to replenish the insufficient water in order to perform the above-mentioned reaction continuously. Electrolyte membranes used in polymer electrolyte fuel cells have good electrical conductivity in the wet state, but when the water content decreases, the electrical resistance of the electrolyte membrane increases and it does not function sufficiently as an electrolyte. Stops the electrode reaction.

【0005】この水の補給は、燃料ガスを加湿すること
により行なうのが一般的である。燃料ガスを加湿する装
置としては、燃料ガスをバブリングして加湿する加湿器
(バブラー)がよく知られており、この加湿器を用いて
燃料ガスを加湿することにより、電解質膜を湿潤させ
る。
[0005] The replenishment of the water is generally performed by humidifying the fuel gas. As a device for humidifying the fuel gas, a humidifier (bubbler) for bubbling and humidifying the fuel gas is well known. The humidifier is used to humidify the fuel gas to wet the electrolyte membrane.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記バ
ブラーは、電気ヒータで加熱しなければならず、相当の
エネルギを消費する。このため、燃料電池発電システム
として考えた場合、エネルギ効率が極めて悪いといった
問題があった。
However, the bubbler must be heated by an electric heater and consumes considerable energy. Therefore, when considered as a fuel cell power generation system, there is a problem that the energy efficiency is extremely low.

【0007】本発明は、こうした問題に鑑みてなされた
もので、電解質膜への水の補給に必要な消費エネルギを
削減することで、燃料電池発電システムのエネルギ効率
を高めることを目的としている。
The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to increase the energy efficiency of a fuel cell power generation system by reducing the energy consumption required for supplying water to an electrolyte membrane.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】こ
の発明の燃料電池用セパレータは、電解質膜を挟持する
一対の電極に接触し、前記電極側にガス供給用のガス流
路を有する燃料電池用セパレータにおいて、前記ガス流
路内に、水を保持するための水溜まり部を形成したこと
を要旨としている。
A fuel cell separator according to the present invention is in contact with a pair of electrodes sandwiching an electrolyte membrane and has a gas flow path for gas supply on the electrode side. The gist of the invention is that a water reservoir for holding water is formed in the gas flow path.

【0009】上記構成の燃料電池用セパレータ(以下、
基本構成の燃料電池用セパレータと呼ぶ)によれば、ガ
ス流路内の水分が水溜まり部に保持される。ガス流路内
の水分としては、もともとガス流路内に含まれる水分が
該当し、また、ガス流路が酸素含有ガスの流路であると
きには、酸素極で生成される水が該当する。水溜まり部
内には、これら水分が溜められる。水溜まり部内の水
は、ガスを適度に保湿して、電極表面を介して電解質膜
を湿潤する。このため、この燃料電池用セパレータを用
いた燃料電池では、バブラー等の特別な加湿器を用いな
くても、電解質膜を良好な湿潤状態に保つことができ
る。
The fuel cell separator having the above structure (hereinafter referred to as “separator”)
According to the basic configuration of the fuel cell separator), the water in the gas flow path is retained in the water reservoir. The moisture in the gas flow path originally corresponds to the moisture contained in the gas flow path, and when the gas flow path is a flow path of an oxygen-containing gas, the water generated in the oxygen electrode corresponds. These waters are stored in the water pool. The water in the water reservoir appropriately moisturizes the gas and wets the electrolyte membrane through the electrode surface. For this reason, in the fuel cell using the fuel cell separator, the electrolyte membrane can be kept in a good wet state without using a special humidifier such as a bubbler.

【0010】したがって、この燃料電池用セパレータを
用いた燃料電池は、加湿器を用いない分だけエネルギ効
率に優れている。
Therefore, the fuel cell using the fuel cell separator has excellent energy efficiency because no humidifier is used.

【0011】上記基本構成の燃料電池用セパレータにお
いて、前記水溜まり部が、前記電極側に開いた形状であ
る構成とすることができる。
[0011] In the fuel cell separator having the above-mentioned basic structure, the water reservoir may have a shape opened toward the electrode.

【0012】この構成の燃料電池用セパレータによれ
ば、燃料電池に組み付けたとき、水溜まり部が電極に連
通した状態となることから、電極で生成される水が水溜
まり部に溜まりやすい。
According to the fuel cell separator of this configuration, when assembled to the fuel cell, the water reservoir is in a state of communicating with the electrode, so that the water generated by the electrode tends to accumulate in the water reservoir.

【0013】上記基本構成の燃料電池用セパレータにお
いて、前記ガス流路は、流路底面から突出する複数の凸
部により形成されるとともに、該燃料電池用セパレータ
の燃料電池への組付け時に、前記ガス流路による前記ガ
スの流れの方向が鉛直下方となるように定められ、前記
水溜まり部は、前記凸部に、前記ガスの流れの方向に対
して、向き合い、かつ垂直となる面を形成して構成され
たものとすることができる。
[0013] In the fuel cell separator having the above basic configuration, the gas flow path is formed by a plurality of projections projecting from the flow path bottom surface, and the gas flow path is formed when the fuel cell separator is assembled to the fuel cell. The direction of the gas flow by the gas flow path is determined so as to be vertically downward, and the water pool portion, on the convex portion, faces the direction of the gas flow, and forms a surface that is perpendicular to the direction of the gas flow. It is possible to be constituted.

【0014】この構成の燃料電池用セパレータによれ
ば、前記凸部における所定の面は、鉛直下方のガスの流
れの方向に対して、向き合い、かつ垂直となっているこ
とから、水平となる。このため、ガス流路内の水は、そ
の水平な面上に表面張力を伴って保持される。この保持
された水は、ガスを適度に保湿して、電極表面を介して
電解質膜を湿潤する。
According to the fuel cell separator having this structure, the predetermined surface of the convex portion is horizontal because it is opposed to and perpendicular to the direction of the gas flow vertically below. For this reason, the water in the gas flow path is held on the horizontal surface with surface tension. The retained water appropriately moisturizes the gas and wets the electrolyte membrane through the electrode surface.

【0015】上記基本構成の燃料電池用セパレータにお
いて、前記ガス流路は、流路底面から突出する複数の凸
部により形成され、前記水溜り部は、前記凸部に、該燃
料電池用セパレータの燃料電池への組付け時に鉛直下方
となる深さを持つ窪みを形成して構成されたものとする
こともできる。
In the fuel cell separator having the above-mentioned basic structure, the gas flow path is formed by a plurality of projections projecting from the bottom of the flow path, and the pool is formed on the projection by the projection of the fuel cell separator. It may be configured such that a recess having a depth that is vertically downward is formed when the fuel cell is assembled.

【0016】この構成の燃料電池用セパレータによれ
ば、ガス流路内の水は凸部に形成された窪みに保持され
る。この保持された水は、ガスを適度に保湿して、電極
表面を介して電解質膜を湿潤する。
According to the fuel cell separator having this configuration, water in the gas flow path is held in the depression formed in the projection. The retained water appropriately moisturizes the gas and wets the electrolyte membrane through the electrode surface.

【0017】上記構成の燃料電池用セパレータにおい
て、前記凸部は、横長の直方体をV字状に折り曲げた形
状であり、前記水溜り部は、前記凸部の折り曲げた部分
により構成されたものとすることもできる。
In the fuel cell separator having the above-described structure, the convex portion is formed by bending a horizontally long rectangular parallelepiped into a V-shape, and the water pool portion is formed by a bent portion of the convex portion. You can also.

【0018】この構成の燃料電池用セパレータによれ
ば、ガス流路内の水はV字状に折り曲げた部分の内側部
分に保持される。この保持された水は、ガスを適度に保
湿して、電極表面を介して電解質膜を湿潤する。
According to the fuel cell separator having this structure, the water in the gas flow path is held inside the V-shaped bent portion. The retained water appropriately moisturizes the gas and wets the electrolyte membrane through the electrode surface.

【0019】上記基本構成の燃料電池用セパレータにお
いて、前記水溜まり部に吸水性の樹脂を設けた構成とす
ることも可能である。
In the fuel cell separator having the above-mentioned basic structure, it is possible to adopt a structure in which a water-absorbing resin is provided in the water reservoir.

【0020】この構成の燃料電池用セパレータによれ
ば、水溜まり部により多くの水を保持することが可能で
ある。このため、電解質膜のより一層の湿潤が可能とな
り、燃料電池をよりエネルギ効率に優れたものとするこ
とができる。
According to the fuel cell separator having this configuration, more water can be retained in the water pool. For this reason, the electrolyte membrane can be further wetted, and the fuel cell can be made more excellent in energy efficiency.

【0021】また、上記基本構成の燃料電池用セパレー
タにおいて、前記水溜まり部は、前記ガス流路の少なく
とも一つの壁面に凹凸を設けて構成されたものとするこ
とも可能である。
Further, in the fuel cell separator having the above-mentioned basic structure, the water reservoir may be formed by providing at least one wall surface of the gas flow channel with irregularities.

【0022】この構成の燃料電池用セパレータによれ
ば、凹凸を有する面にガス中の水分を保持することが可
能である。この保持された水は、ガスを適度に保湿し
て、電極表面を介して電解質膜を湿潤する。
According to the fuel cell separator having this structure, it is possible to retain the moisture in the gas on the surface having irregularities. The retained water appropriately moisturizes the gas and wets the electrolyte membrane through the electrode surface.

【0023】この発明の第1の燃料電池は、電解質膜を
一対の電極で挟持する接合体と、該接合体に接触し、前
記電極側にガス供給用のガス流路を有するセパレータと
を備える燃料電池において、前記セパレータは、前記電
極の面に対向する流路底面と、該流路底面から突出し
て、前記電極の面に達する複数の凸部とを備え、前記凸
部は、前記ガスの流れの方向が鉛直下方となるように配
列されるとともに、前記ガスの流れの方向に対して垂直
な上向きの面を備えたことを要旨としている。
The first fuel cell of the present invention comprises a joined body sandwiching an electrolyte membrane between a pair of electrodes, and a separator in contact with the joined body and having a gas flow path for gas supply on the electrode side. In the fuel cell, the separator includes a flow path bottom surface facing the surface of the electrode, and a plurality of protrusions protruding from the flow path bottom surface and reaching the surface of the electrode, wherein the protrusion is formed of the gas. The gist of the present invention is that the flow direction is arranged vertically downward, and an upward surface perpendicular to the gas flow direction is provided.

【0024】この構成の燃料電池によれば、セパレータ
における凸部の所定の面は、鉛直下方のガスの流れの方
向に対して垂直な上向きとなっていることから、水平と
なる。このため、ガス流路内の水は、その水平な面上に
表面張力を伴って保持される。この保持された水は、ガ
スを適度に保湿して、電極表面を介して電解質膜を湿潤
する。このため、この燃料電池では、バブラー等の特別
な加湿器を用いなくても、電解質膜を良好な湿潤状態に
保つことができる。
According to the fuel cell having this configuration, the predetermined surface of the convex portion of the separator is upward because it is vertically upward with respect to the direction of gas flow below vertically. For this reason, the water in the gas flow path is held on the horizontal surface with surface tension. The retained water appropriately moisturizes the gas and wets the electrolyte membrane through the electrode surface. Therefore, in this fuel cell, the electrolyte membrane can be kept in a good wet state without using a special humidifier such as a bubbler.

【0025】したがって、この燃料電池は、加湿器を用
いない分だけエネルギ効率に優れている。
Therefore, this fuel cell is excellent in energy efficiency because no humidifier is used.

【0026】この発明の第2の燃料電池は、電解質膜を
一対の電極で挟持する接合体と、該接合体に接触し、前
記一方の電極側に酸素含有ガス供給用のガス流路を有す
るセパレータとを備える燃料電池において、前記セパレ
ータは、前記電極の面に対向する流路底面と、該流路底
面から突出して、前記電極の面に達する複数の凸部とを
備え、前記凸部は、前記電極の面との接触部に設けら
れ、水を保持するための水溜まり部を備えることを要旨
としている。
A second fuel cell according to the present invention has a joined body in which an electrolyte membrane is sandwiched between a pair of electrodes, and a gas flow path for contacting the joined body and supplying an oxygen-containing gas on the one electrode side. In a fuel cell including a separator, the separator includes a flow path bottom surface facing the surface of the electrode, and a plurality of protrusions protruding from the flow path bottom surface and reaching the surface of the electrode, wherein the protrusion is The gist of the present invention is to provide a water reservoir provided at a contact portion with the surface of the electrode for holding water.

【0027】この構成の燃料電池によれば、酸素含有ガ
スが供給される電極側で生成された水が、凸部の電極の
面との接触部に設けられた水溜まり部に溜められる。こ
の水溜まり部内の水は、ガスを適度に保湿して、電極表
面を介して電解質膜を湿潤する。このため、この燃料電
池では、バブラー等の特別な加湿器を用いなくても、電
解質膜を良好な湿潤状態に保つことができる。
According to the fuel cell having this configuration, the water generated on the electrode side to which the oxygen-containing gas is supplied is stored in the water reservoir provided at the contact portion of the projection with the electrode surface. The water in the water reservoir appropriately moisturizes the gas and wets the electrolyte membrane via the electrode surface. Therefore, in this fuel cell, the electrolyte membrane can be kept in a good wet state without using a special humidifier such as a bubbler.

【0028】したがって、この燃料電池は、加湿器を用
いない分だけエネルギ効率に優れている。
Accordingly, this fuel cell is excellent in energy efficiency because no humidifier is used.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態を
実施例に基づき説明する。本発明の好適な第1実施例で
ある固体高分子型燃料電池(以下、単に燃料電池と呼
ぶ)10は、接合体としての単セル20を基本単位とし
ており、単セル20を積層したスタック構造を有してい
る。図1は、この単セル20の断面を模式的に表わす説
明図である。燃料電池10の単セル20は、電解質膜2
1と、アノード22およびカソード23と、セパレータ
24、25とから構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to further clarify the structure and operation of the present invention described above, embodiments of the present invention will be described below based on examples. A polymer electrolyte fuel cell (hereinafter, simply referred to as a fuel cell) 10 according to a first preferred embodiment of the present invention has a single cell 20 as a bonded body as a basic unit, and has a stack structure in which the single cells 20 are stacked. have. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a cross section of the single cell 20. As shown in FIG. The single cell 20 of the fuel cell 10 includes the electrolyte membrane 2
1, an anode 22 and a cathode 23, and separators 24 and 25.

【0030】アノード22およびカソード23は、電解
質膜21を両側から挟んでサンドイッチ構造を成すガス
拡散電極である。セパレータ24および25は、このサ
ンドイッチ構造をさらに両側から挟みつつ、アノード2
2およびカソード23との間に、燃料ガスおよび酸素含
有ガスの流路を形成する。アノード22とセパレータ2
4との間には燃料ガス流路24Pが形成されており、カ
ソード23とセパレータ25との間には酸素含有ガス流
路25Pが形成されている。
The anode 22 and the cathode 23 are gas diffusion electrodes having a sandwich structure sandwiching the electrolyte membrane 21 from both sides. The separators 24 and 25 sandwich the sandwich structure from both sides while further sandwiching the sandwich structure.
A flow path for the fuel gas and the oxygen-containing gas is formed between the fuel cell 2 and the cathode 23. Anode 22 and separator 2
4, a fuel gas flow path 24P is formed, and between the cathode 23 and the separator 25, an oxygen-containing gas flow path 25P is formed.

【0031】セパレータ24、25は、図1ではそれぞ
れ片面にのみ流路を形成しているが、実際にはその両面
に後述する凸部が形成されており、片面はアノード22
との間で燃料ガス流路24Pを形成し、他面は隣接する
単セルが備えるカソード23との間で酸素含有ガス流路
25Pを形成する。このように、セパレータ24、25
は、ガス拡散電極との間でガス流路を形成するととも
に、隣接する単セル間で燃料ガスと酸素含有ガスの流れ
を分離する役割を果たしている。もとより、単セル20
を積層してスタック構造を形成する際、スタック構造の
両端に位置する2枚のセパレータは、ガス拡散電極と接
する片面にだけ凸部が形成されている。
Although the separators 24 and 25 each have a flow path formed on only one side in FIG. 1, actually, a convex portion to be described later is formed on both sides thereof, and one side has an anode 22.
And a fuel gas flow path 24P is formed between them, and the other surface forms an oxygen-containing gas flow path 25P with the cathode 23 provided in the adjacent single cell. Thus, the separators 24, 25
Has a function of forming a gas flow path with the gas diffusion electrode and separating the flow of the fuel gas and the oxygen-containing gas between adjacent single cells. Of course, single cell 20
Are stacked to form a stack structure, the two separators located at both ends of the stack structure have protrusions formed only on one surface in contact with the gas diffusion electrode.

【0032】ここで、電解質膜21は、固体高分子材
料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導
性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性
を示す。本実施例では、ナフィオン膜(デュポン社製)
を使用した。電解質膜21の表面には、触媒としての白
金または白金と他の金属からなる合金が、塗布されてい
る。触媒を塗布する方法としては、白金または白金と他
の金属からなる合金を担持したカーボン粉を作製し、こ
の触媒を担持したカーボン粉を適当な有機溶剤に分散さ
せ、電解質溶液を適量添加してペースト化し、電解質膜
21上にスクリーン印刷するという方法をとる。
Here, the electrolyte membrane 21 is a proton-conductive ion-exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin, and shows good electric conductivity in a wet state. In this embodiment, a Nafion membrane (manufactured by DuPont) is used.
It was used. Platinum as a catalyst or an alloy composed of platinum and another metal is applied to the surface of the electrolyte membrane 21. As a method of applying the catalyst, a carbon powder supporting platinum or an alloy composed of platinum and another metal is prepared, the carbon powder supporting the catalyst is dispersed in an appropriate organic solvent, and an appropriate amount of an electrolyte solution is added. A method of forming a paste and performing screen printing on the electrolyte membrane 21 is employed.

【0033】なお、白金と他の金属からなる合金触媒と
しては、第1成分である白金と、第2成分であるルテニ
ウム、ニッケル、コバルト、インジウム、鉄、クロム、
マンガン等のうちの1種類あるいは2種類以上の成分と
の合金からなるものがある。
The alloy catalyst comprising platinum and another metal includes platinum as the first component and ruthenium, nickel, cobalt, indium, iron, chromium as the second component.
Some include alloys of one or more of manganese and the like.

【0034】アノード22およびカソード23は、共に
炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスにより形
成されている。なお、本実施例では、アノード22およ
びカソード23をカーボンクロスにより形成したが、炭
素繊維からなるカーボンペーパまたはカーボンフエルト
により形成する構成も好適である。
The anode 22 and the cathode 23 are both formed of carbon cloth woven with carbon fiber yarns. In the present embodiment, the anode 22 and the cathode 23 are formed of carbon cloth, but a configuration formed of carbon paper or carbon felt made of carbon fiber is also suitable.

【0035】上記電解質膜21とアノード22およびカ
ソード23とは、熱圧着により一体化される。すなわ
ち、白金などの触媒を塗布した電解質膜21をアノード
22およびカソード23で挟持し、120〜130℃に
加熱しながらこれらを圧着する。電解質膜21とアノー
ド22およびカソード23とを一体化する方法として
は、熱圧着による他に、接着による方法を用いてもよ
い。アノード22およびカソード23で電解質膜21を
挟持する際、各電極と電解質膜21との間をプロトン導
電性固体高分子溶液(例えば、Aldrich Che
mical社、Nafion Solution)を用
いて接合すれば、プロトン導電性固体高分子溶液が固化
する過程で接着剤として働き、各電極と電解質膜21と
が固着される。
The electrolyte membrane 21 and the anode 22 and the cathode 23 are integrated by thermocompression bonding. That is, the electrolyte membrane 21 coated with a catalyst such as platinum is sandwiched between the anode 22 and the cathode 23, and they are pressed together while being heated to 120 to 130 ° C. As a method of integrating the electrolyte membrane 21 with the anode 22 and the cathode 23, a method by adhesion may be used in addition to thermocompression bonding. When sandwiching the electrolyte membrane 21 between the anode 22 and the cathode 23, a proton conductive solid polymer solution (for example, Aldrich Chee) is formed between each electrode and the electrolyte membrane 21.
When bonding is performed using Nafion Solution (Micical Co., Ltd.), each electrode and the electrolyte membrane 21 are fixed to each other as an adhesive in the process of solidification of the proton conductive solid polymer solution.

【0036】セパレータ24、25は、ガス不透過の導
電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とし
た緻密質カーボンにより形成されている。セパレータ2
4、25はその両面に、既述したように、アノード22
の表面とで燃料ガス流路24Pを形成し、隣接する単セ
ルのカソード23の表面とで酸素含有ガス流路25Pを
形成する。
The separators 24 and 25 are formed of a gas-impermeable conductive member, for example, dense carbon which is made by compressing carbon to be gas-impermeable. Separator 2
4 and 25 have anodes 22 on both sides thereof, as described above.
And the surface of the cathode 23 of the adjacent single cell to form an oxygen-containing gas channel 25P.

【0037】こうしたセパレータ24,25の形状は次
のようなものである。セパレータ24,25は同一の形
状であることから、ここでは、酸素含有ガス流路25P
を形成するセパレータ25を例にあげて説明する。図2
は、セパレータ25の平面図である。図示するように、
セパレータ25は、4角形の板状部材として形成されて
おり、対向する2つの辺の縁付近には、長孔31,33
がそれぞれ設けられ、他の2つの辺の縁付近には、長孔
35,37がそれぞれ設けられている。
The shapes of the separators 24 and 25 are as follows. Since the separators 24 and 25 have the same shape, here, the oxygen-containing gas flow path 25P
Will be described by way of an example of the separator 25 that forms. FIG.
Is a plan view of the separator 25. FIG. As shown
The separator 25 is formed as a quadrangular plate-like member, and has slots 31 and 33 near the edges of two opposing sides.
Are provided, and elongated holes 35 and 37 are provided near the edges of the other two sides, respectively.

【0038】対角線に対向する長孔31,33は、積層
した際、燃料電池10を積層方向に貫通する2つの酸素
含有ガス給排流路を形成し、他の長孔35,37は、同
じく積層方向に貫通する2つの燃料ガス給排流路を形成
する。
The slots 31 and 33 facing the diagonal line form two oxygen-containing gas supply / discharge passages that penetrate the fuel cell 10 in the stacking direction when they are stacked. Two fuel gas supply / discharge passages penetrating in the stacking direction are formed.

【0039】セパレータ25のこれら長孔31,33,
35,37が設けられた外縁の平面部より内側には、該
平面部より一段下がった段差面41が形成されており、
この段差面41には、規則正しく格子状に配列された幅
2[mm]、長さ2[mm]、高さ1[mm]の直方体
の凸部43が複数等ピッチに形成されている。各凸部4
3は、長孔31から長孔33に至る方向Xに対してその
凸部43の上向きの側面43aが垂直となるように向き
が定められている。この凸部43と段差面41およびカ
ソード23の表面とで、複数方向に分散するガスの流路
を形成する。長孔31,33は、段差面41と同じ高さ
の面上にあり、上記ガスの流路に長孔31,33から酸
素含有ガスを送っている。これら酸素含有ガスの流路
が、図1で示した酸素含有ガス流路25Pに相当するこ
とになる。
The elongated holes 31, 33,
A step surface 41 which is one step lower than the plane portion is formed inside the plane portion of the outer edge provided with 35 and 37.
On the step surface 41, a plurality of rectangular parallelepiped convex portions 43 having a width of 2 [mm], a length of 2 [mm], and a height of 1 [mm] are regularly arranged. Each convex part 4
3 is oriented such that the upward side surface 43a of the projection 43 is perpendicular to the direction X from the long hole 31 to the long hole 33. The projection 43, the step surface 41, and the surface of the cathode 23 form a gas flow path dispersed in a plurality of directions. The long holes 31 and 33 are on the same height as the step surface 41, and the oxygen-containing gas is sent from the long holes 31 and 33 to the gas flow path. These oxygen-containing gas channels correspond to the oxygen-containing gas channel 25P shown in FIG.

【0040】また、セパレータ25の積層面の他方(図
2の裏面)にも、上記段差面41および凸部43と同一
形状の段差面および凸部(図示せず)が形成されてい
る。この段差面および凸部とアノード22の表面とで燃
料ガスの流路を形成する。この燃料ガスの流路には、上
記長孔35,37により形成される燃料ガス給排流路か
らの燃料ガスが供給または排出される。なお、こうした
燃料ガスの流路が図1で示した燃料ガス流路24Pに相
当することになる。
A step surface and a projection (not shown) having the same shape as the step surface 41 and the projection 43 are formed on the other of the laminated surfaces of the separator 25 (the back surface in FIG. 2). The step surface and the projection and the surface of the anode 22 form a fuel gas flow path. The fuel gas is supplied or discharged from the fuel gas supply / discharge passage formed by the slots 35 and 37 to the fuel gas passage. It should be noted that such a fuel gas flow path corresponds to the fuel gas flow path 24P shown in FIG.

【0041】上記構成のセパレータ25は、燃料電池へ
の組付け時には、段差面41が縦方向となるように配置
されるが、その向きは、長孔31が上側に長孔33が下
側に位置するように定める。従って、セパレータ25が
組付けられた燃料電池10においては、上側から下側、
すなわち鉛直下方に向けて酸素含有ガスが送られ、一
方、燃料ガスは、水平方向に向けて燃料ガスが送られ
る。
The separator 25 having the above structure is arranged such that the step surface 41 is vertical when the fuel cell is assembled, with the long hole 31 being on the upper side and the long hole 33 being on the lower side. Determined to be located. Therefore, in the fuel cell 10 to which the separator 25 is attached, from the upper side to the lower side,
That is, the oxygen-containing gas is sent vertically downward, while the fuel gas is sent horizontally in the fuel gas direction.

【0042】以上、燃料電池10の基本構造である単セ
ル20の構成について説明した。実際に燃料電池10と
して組み立てるときには、セパレータ24、アノード2
2、電解質膜21、カソード23、セパレータ25をこ
の順序で複数組積層し(本実施例では100組)、その
両端に緻密質カーボンや銅板などにより形成される集電
板(図示せず)を配置することによって、スタック構造
を構成する。
The configuration of the unit cell 20, which is the basic structure of the fuel cell 10, has been described above. When the fuel cell 10 is actually assembled, the separator 24, the anode 2
2. A plurality of sets of the electrolyte membrane 21, the cathode 23, and the separator 25 are laminated in this order (100 sets in this embodiment), and a current collector plate (not shown) formed of a dense carbon or copper plate is provided at both ends thereof. The arrangement forms a stack structure.

【0043】こうした構成の燃料電池10は、前述した
ようにして、水素を含む燃料ガスを燃料ガス流路24P
に、酸素を含む酸素含有ガスを酸素含有ガス流路25P
にそれぞれ流すことにより、アノード22とカソード2
3とで、前述した式(1)および(2)に示した電気化
学反応を行ない、化学エネルギを直接電気エネルギに変
換する。
As described above, the fuel cell 10 having the above-described configuration allows the fuel gas containing hydrogen to pass through the fuel gas passage 24P.
The oxygen-containing gas containing oxygen is supplied to the oxygen-containing gas flow path 25P.
To the anode 22 and the cathode 2
3 perform the electrochemical reaction shown in the above equations (1) and (2), and directly convert chemical energy into electric energy.

【0044】図3は、燃料電池10のセパレータ25に
おける酸素含有ガスの流れの方向と生成水の状態を模式
的に示す説明図である。この実施例の燃料電池10で
は、図示するように、セパレータ25によって鉛直下方
(図中、上から下)に酸素含有ガスが流されるが、その
酸素含有ガスの流れの方向に対して、セパレータ25に
形成される凸部43の任意の一側面43aが垂直な向き
となっている。すなわち、凸部43の一側面43aは、
水平方向となっている。酸素含有ガスが流されると、カ
ソード23では前述した式(2)に従うカソード反応に
より水が生成されるが、この実施例の燃料電池10で
は、その凸部43の水平な面に、生成水Wが適度に溜ま
る。
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the flow direction of the oxygen-containing gas in the separator 25 of the fuel cell 10 and the state of the generated water. In the fuel cell 10 of this embodiment, as shown in the figure, the oxygen-containing gas flows vertically downward (from the top to the bottom in the figure) by the separator 25, and the separator 25 moves in the direction of the flow of the oxygen-containing gas. The arbitrary side surface 43a of the convex portion 43 formed in the vertical direction is in a vertical direction. That is, one side surface 43a of the convex portion 43 is
It is horizontal. When the oxygen-containing gas is flowed, water is generated at the cathode 23 by the cathode reaction according to the above equation (2). In the fuel cell 10 of this embodiment, the generated water W Accumulates moderately.

【0045】図4は、酸素含有ガス流路25P付近の断
面を模式的に表わす説明図である。この図4からもわか
るように、酸素含有ガス流路25Pを形成する凸部43
の一側面43a上、即ち、酸素含有ガス流路25Pの凹
部内に、生成水Wが適度に溜まる。このカソード23の
表面付近に溜まった生成水Wは、酸素含有ガスを適度に
保湿して、カソード23から電解質膜21に移り、電解
質膜21を良好な湿潤状態に保つように働く。
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a cross section near the oxygen-containing gas flow path 25P. As can be seen from FIG. 4, the convex portion 43 forming the oxygen-containing gas flow path 25P is formed.
The generated water W appropriately accumulates on one side surface 43a, that is, in the concave portion of the oxygen-containing gas channel 25P. The generated water W accumulated near the surface of the cathode 23 appropriately moisturizes the oxygen-containing gas, moves from the cathode 23 to the electrolyte membrane 21, and works to keep the electrolyte membrane 21 in a favorable wet state.

【0046】したがって、この実施例の燃料電池10で
は、バブラー等の特別な加湿器を用いなくても、電解質
膜21を充分に湿潤状態に保つことができる。このた
め、燃料電池10は、加湿器を用いない分だけ消費エネ
ルギが少なくてすみ、また、スペースの容積も少なくて
すむ。すなわち、燃料電池10は、消費エネルギおよび
スペース容積の点で効率がよいといった効果を奏する。
Therefore, in the fuel cell 10 of this embodiment, the electrolyte membrane 21 can be kept sufficiently wet without using a special humidifier such as a bubbler. For this reason, the fuel cell 10 requires less energy consumption because the humidifier is not used, and requires less space. That is, the fuel cell 10 has an effect of being efficient in terms of energy consumption and space volume.

【0047】特に、この実施例では、セパレータ25に
おいて生成水Wを保持する部分、すなわち、凸部43の
側面43aが、カソード23に接した状態にあることか
ら、カソード23で生成される水を溜めやすいといった
効果も奏する。
In particular, in this embodiment, since the portion of the separator 25 that holds the generated water W, that is, the side surface 43a of the projection 43 is in contact with the cathode 23, the water generated at the cathode 23 is removed. It also has the effect of being easy to store.

【0048】第1実施例の燃料電池10と従来の燃料電
池との電池性能を比較したので、次に説明する。ここで
は、従来の燃料電池として、次のような構成のセパレー
タを備えたものとした。
The cell performance of the fuel cell 10 of the first embodiment is compared with that of a conventional fuel cell. Here, a conventional fuel cell was provided with a separator having the following configuration.

【0049】図5は、従来の分割リブ型のセパレータの
平面を模式的に表わす説明図である。図示するように、
この従来のセパレータは、酸素含有ガス流路を形成する
複数の直方体形状の凸部A1を鉛直下方に対して45度
だけ傾けて配列した構成であり、酸素含有ガスの流れ方
向は、鉛直下方に対して45度だけ傾斜した方向となっ
ている。
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a plane of a conventional split rib type separator. As shown
This conventional separator has a configuration in which a plurality of rectangular parallelepiped convex portions A1 forming an oxygen-containing gas flow path are arranged at an angle of 45 degrees with respect to the vertically downward direction, and the flow direction of the oxygen-containing gas is vertically downward. The direction is inclined by 45 degrees with respect to the direction.

【0050】図6は、第1実施例の燃料電池10と上記
従来の燃料電池についての電圧と電流密度との関係を示
すグラフである。図6中、曲線Aは燃料電池10につい
て電圧と電流密度との関係を示し、曲線Bは分割リブ型
のセパレータを備えた上記従来の燃料電池についての電
圧と電流密度との関係を示したものである。曲線Cは後
述する第2実施例の燃料電池についての電圧と電流密度
との関係を示すものであり、これについては後述する。
なお、この電圧−電流密度特性は、燃料電池に対して酸
素含有ガスとして乾燥した空気(湿度40〜50
[%])を供給したときのものである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between voltage and current density for the fuel cell 10 of the first embodiment and the conventional fuel cell. In FIG. 6, curve A shows the relationship between voltage and current density for fuel cell 10, and curve B shows the relationship between voltage and current density for the conventional fuel cell having a split rib separator. It is. A curve C shows the relationship between the voltage and the current density of the fuel cell of the second embodiment described later, which will be described later.
Note that this voltage-current density characteristic indicates that dry air (humidity 40 to 50) was used as an oxygen-containing gas for the fuel cell.
[%]).

【0051】図6に示すように、第1実施例の燃料電池
10は、分割リブ型のセパレータを用いた上記従来の燃
料電池に比較して、測定範囲の総ての電流密度に亘って
その特性が優れていた。特に、高電流密度領域(0.5
[A/cm2 ]以上)での電圧低下が小さく、ガス拡散
性の向上が認められた。
As shown in FIG. 6, the fuel cell 10 of the first embodiment has a wider range of current densities in the measurement range than the above-mentioned conventional fuel cell using a split rib type separator. The characteristics were excellent. In particular, in the high current density region (0.5
[A / cm 2 ] or more, the voltage drop was small, and improvement in gas diffusivity was observed.

【0052】第2実施例について次に説明する。この第
2実施例は、第1実施例の燃料電池10と比較してほぼ
同じ構成の固体高分子型燃料電池に関するもので、酸素
含有ガス側のセパレータに設けられる凸部の形状とその
配列だけが第1実施例と比べて相違する。
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment relates to a polymer electrolyte fuel cell having substantially the same configuration as the fuel cell 10 of the first embodiment. Only the shape and arrangement of the projections provided on the separator on the oxygen-containing gas side are described. Is different from the first embodiment.

【0053】図7は、この第2実施例で用いられるセパ
レータの平面を模式的に表わす説明図である。第1実施
例のセパレータ25に設けられた凸部43は、平面正方
形の柱体であるのに対して、この第2実施例で用いられ
るセパレータは、平面V字状の柱体である。セパレータ
には、こうした形状の凸部50が複数規則正しく配列さ
れている。各凸部50は、詳しくは次のようなものであ
る。凸部50は、幅2[mm]、長さ7[mm]、高さ
1[mm]の第1の直方体と幅2[mm]、長さ5[m
m]、高さ1[mm]の第2の直方体とを鍵状に組み合
わせたもので、水平方向に対する仰角θを45度とする
ことによりV字の形状となっている。また、複数の凸部
50の配列は、奇数行における凸部50と偶数行におけ
る凸部50とが同じ列上に並ぶのではなく、奇数行にお
ける隣接する凸部50の列の間に偶数行の凸部の列が位
置するものとなっている。なお、このセパレータは、第
1実施例と同様に、図中、上方向および下方向に酸素含
有ガスの供給口および排出口(図示せず)が設けられて
おり、燃料電池への組付け時には、酸素含有ガスが鉛直
下方に向けて流れる構成となっている。
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a plane of the separator used in the second embodiment. The protrusion 43 provided on the separator 25 of the first embodiment is a square column having a planar shape, whereas the separator used in the second embodiment is a column having a V-shaped plane. A plurality of convex portions 50 having such a shape are regularly arranged on the separator. Each projection 50 is as follows in detail. The protrusion 50 has a first rectangular parallelepiped having a width of 2 [mm], a length of 7 [mm], a height of 1 [mm], a width of 2 [mm], and a length of 5 [m].
m] and a second rectangular parallelepiped having a height of 1 [mm] in a key shape, and has a V-shape by setting the elevation angle θ with respect to the horizontal direction to 45 degrees. Further, the arrangement of the plurality of convex portions 50 is such that the convex portions 50 in the odd rows and the convex portions 50 in the even rows are not arranged on the same column, but the even rows are arranged between the columns of the adjacent convex portions 50 in the odd rows. Are arranged. The separator is provided with an oxygen-containing gas supply port and a discharge port (not shown) in the upward and downward directions in the drawing, as in the first embodiment, and is used when assembling to a fuel cell. In this configuration, the oxygen-containing gas flows vertically downward.

【0054】すなわち、この第2実施例のセパレータに
よれば、酸素含有ガスが鉛直下方に向けて流れるように
構成され、その上で、水平方向に対して45度の仰角を
持つV字状の凸部50を備える構成となっている。
That is, according to the separator of the second embodiment, the oxygen-containing gas is configured to flow vertically downward, and then the V-shaped gas having an elevation angle of 45 degrees with respect to the horizontal direction is formed. The configuration is provided with the convex portion 50.

【0055】こうした構成のセパレータによれば、燃料
電池が運転されると、カソード23側で生じた生成水
は、凸部50のV字状に折れ曲がった部分に適度に溜ま
る。この生成水は、酸素含有ガスを適度に保湿して、カ
ソード23から電解質膜21に移り、電解質膜21を良
好な湿潤状態に保つように働く。
According to the separator having such a configuration, when the fuel cell is operated, the generated water generated on the cathode 23 side appropriately accumulates in the V-shaped portion of the projection 50. The generated water appropriately moisturizes the oxygen-containing gas, moves from the cathode 23 to the electrolyte membrane 21, and acts to keep the electrolyte membrane 21 in a good wet state.

【0056】したがって、この第2実施例の燃料電池
は、第1実施例と同様に、加湿器を用いることなしに電
解質膜の加湿を行なうことができ、消費エネルギおよび
スペース容積の点で効率がよいといった効果を奏する。
Therefore, the fuel cell of the second embodiment can humidify the electrolyte membrane without using a humidifier, as in the first embodiment, and the efficiency is high in terms of energy consumption and space volume. It has the effect of being good.

【0057】また、この実施例では、セパレータにおい
て生成水Wを溜めるV字形状の凸部50が、カソードに
接した状態にあることから、カソードで生成される水を
溜めやすいといった効果も奏する。
Further, in this embodiment, since the V-shaped convex portion 50 for storing the generated water W in the separator is in contact with the cathode, there is also an effect that the water generated at the cathode can be easily stored.

【0058】なお、この第2実施例の燃料電池の電池性
能は、図6中の曲線Cに示した。図示するように、この
第2実施例の燃料電池は、前述した従来の燃料電池(曲
線A)はもとより、第1実施例の燃料電池(曲線B)と
比較しても、測定範囲の総ての電流密度に亘ってその特
性が優れていた。特に、高電流密度領域(0.5[A/
cm2 ]以上)での電圧低下が小さく、ガス拡散性の向
上が認められた。
The performance of the fuel cell of the second embodiment is shown by a curve C in FIG. As shown in the figure, the fuel cell of the second embodiment has all the measurement ranges compared with the fuel cell of the first embodiment (curve B) as well as the conventional fuel cell (curve A) described above. Over its current density. In particular, a high current density region (0.5 [A /
cm 2 ] or more, and the gas diffusibility was improved.

【0059】なお、この第2実施例では、V字形の凸部
を備えるのは酸素極(カソード)側のセパレータに限る
ものとしていたが、これに替えて、カソード側のセパレ
ータに加えて、燃料極(アノード)側のセパレータにつ
いても、カソード側のセパレータと同じV字型の凸部を
備える構成としてもよい。
In the second embodiment, the V-shaped convex portion is provided only on the separator on the oxygen electrode (cathode) side. The separator on the pole (anode) side may have the same V-shaped protrusion as the separator on the cathode side.

【0060】この構成によれば、燃料ガスにもともと含
まれる水分を凸部のV字形の部分で溜めることができ
る。このため、燃料ガスを加湿器を用いて加湿すること
を不要とし、あるいは加湿器の能力を低減することを可
能とする。したがって、こうした燃料電池によれば、消
費エネルギおよびスペース容積をより一層低減すること
ができるといった効果を奏する。
According to this configuration, the water originally contained in the fuel gas can be stored in the V-shaped portion of the projection. Therefore, it is not necessary to humidify the fuel gas using the humidifier, or it is possible to reduce the capacity of the humidifier. Therefore, according to such a fuel cell, there is an effect that energy consumption and space volume can be further reduced.

【0061】第3実施例について次に説明する。この第
3実施例は、第1実施例の燃料電池10と比較してセパ
レータの形状が相違し、その他の構成は同一のものであ
る。
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment differs from the fuel cell 10 of the first embodiment in the shape of the separator, and has the same other configuration.

【0062】図8は、この第3実施例で用いられるセパ
レータ60の平面図である。図示するように、セパレー
タ60は、4角形の板状部材として形成されており、中
央付近には2つの丸孔61,63がそれぞれ設けられ、
4隅の角付近には、丸孔65,66,67,68がそれ
ぞれ設けられている。
FIG. 8 is a plan view of the separator 60 used in the third embodiment. As shown in the figure, the separator 60 is formed as a rectangular plate-like member, and is provided with two round holes 61 and 63 near the center, respectively.
Round holes 65, 66, 67, and 68 are provided near the four corners, respectively.

【0063】中央付近にある一方の丸孔61は、積層し
た際、燃料電池を積層方向に貫通する酸素含有ガスの供
給流路を形成し、他方の丸孔63は、同じく積層方向に
貫通する燃料ガスの供給流路を形成する。また、4隅の
角にある丸孔のうちの対向する丸孔65,67は、積層
した際、燃料電池を積層方向に貫通する酸素含有ガスの
排出流路を形成し、他方の丸孔66,68は、同じく積
層方向に貫通する燃料ガスの排出流路を形成する。
One round hole 61 near the center forms a supply flow path for an oxygen-containing gas that passes through the fuel cell in the stacking direction when stacked, and the other round hole 63 similarly passes through in the stacking direction. A fuel gas supply channel is formed. Opposite round holes 65 and 67 among the round holes at the four corners form an oxygen-containing gas discharge passage that passes through the fuel cell in the stacking direction when stacked, and the other round hole 66. , 68 form a fuel gas discharge passage which also penetrates in the stacking direction.

【0064】セパレータ60の丸孔65,66,67,
68が設けられた外縁の内側の表面60aには、径の異
なる複数の円環状のリブ71,72,73,74,7
5,76(特許請求の範囲の凸部に対応)が同心円状に
形成されている。各リブ71〜76には、同心円の中心
に対して180度の位置にある2箇所のスリット71s
(72s,73s,74s,75s,76s)がそれぞ
れ設けられており、スリット71s〜76sの位置は、
中央から外側のリブに移行するにつれて交互に入れ替わ
る位置となっている。このスリット71s〜76sとセ
パレータ60の表面およびカソードの表面とで、酸素含
有ガスの供給通路を形成する。この酸素含有ガスの供給
通路には、上記丸孔61から酸素含有ガスが供給され、
丸孔65,67から酸素含有ガスが排出される。
The round holes 65, 66, 67,
A plurality of annular ribs 71, 72, 73, 74, 7 having different diameters are provided on the inner surface 60 a of the outer edge provided with 68.
5, 76 (corresponding to the protrusions in the claims) are formed concentrically. Each of the ribs 71 to 76 has two slits 71s located at a position 180 degrees from the center of the concentric circle.
(72s, 73s, 74s, 75s, 76s) are provided, and the positions of the slits 71s to 76s are
It is a position where the ribs alternate with each other as they move from the center to the outer ribs. The slits 71 s to 76 s, the surface of the separator 60, and the surface of the cathode form an oxygen-containing gas supply passage. The oxygen-containing gas supply passage is supplied with an oxygen-containing gas from the round hole 61,
The oxygen-containing gas is discharged from the round holes 65 and 67.

【0065】なお、セパレータ60の積層面の他方(図
2の裏面)にも、上記リブ71〜76と同一形状のリブ
(図示せず)が形成されている。このリブとセパレータ
60の裏面とアノード22の表面とで燃料ガスの流路を
形成する。この燃料ガスの流路には、上記丸孔63によ
り形成される燃料ガス給排流路からの燃料ガスが供給さ
れ、また、上記丸孔66,68により形成される燃料ガ
ス排出流路に燃料ガスが排出される。
A rib (not shown) having the same shape as the ribs 71 to 76 is formed on the other of the laminated surfaces of the separator 60 (the back surface in FIG. 2). The ribs, the back surface of the separator 60, and the front surface of the anode 22 form a fuel gas flow path. The fuel gas flow path is supplied with fuel gas from the fuel gas supply / discharge flow path formed by the round holes 63, and the fuel gas flows into the fuel gas discharge flow path formed by the round holes 66 and 68. Gas is exhausted.

【0066】上記構成のセパレータ60は、燃料電池へ
の組付け時には、セパレータ60の表面60aが縦方向
となるように配置される。したがって、このセパレータ
60が組付けられた燃料電池においては、酸素含有ガス
が、全体としては図中矢印に示すように、斜め右下と斜
め左上とに向けて送られる。
The separator 60 having the above structure is arranged such that the surface 60a of the separator 60 is in a vertical direction when assembled to a fuel cell. Therefore, in the fuel cell to which the separator 60 is attached, the oxygen-containing gas is sent toward the lower right and the upper left as a whole as shown by arrows in the figure.

【0067】こうした構成のセパレータ60を持つ燃料
電池では、カソード側で生成された水が、環状のリブ7
1〜76の最下点の内側付近に、適度に溜まる。この溜
まった生成水Wは、酸素含有ガスを適度に保湿して、カ
ソードから電解質膜に移り、電解質膜を良好な湿潤状態
に保つように働く。
In the fuel cell having the separator 60 having such a configuration, water generated on the cathode side is supplied to the annular rib 7.
It accumulates moderately near the lowermost points of 1 to 76. The accumulated water W keeps the oxygen-containing gas in an appropriate moisture level, moves from the cathode to the electrolyte membrane, and works to keep the electrolyte membrane in a good wet state.

【0068】したがって、この第3実施例の燃料電池
は、第1および第2実施例と同様に、加湿器を用いるこ
となしに電解質膜の加湿を行なうことができ、消費エネ
ルギおよびスペース容積の点で効率よく電解質膜の加湿
を行なうことができるといった効果を奏する。また、こ
の実施例では、生成水Wを貯えるリブ71〜76が円環
状となっていることから、燃料電池が回転されたときに
も、リブ71〜76の内側のいずれかの部分で生成水W
を貯えることができる。このため、可動性に優れている
といった副次的な効果も奏する。
Therefore, the fuel cell of the third embodiment can humidify the electrolyte membrane without using a humidifier, similarly to the first and second embodiments, and can save energy and space. Thus, the effect of efficiently humidifying the electrolyte membrane can be obtained. Further, in this embodiment, since the ribs 71 to 76 for storing the generated water W are annular, even when the fuel cell is rotated, the generated water W W
Can be stored. For this reason, a secondary effect such as excellent mobility is also exhibited.

【0069】また、この第3実施例でも、セパレータ2
5において生成水Wを溜める部分、すなわち、リブ71
〜76が、カソードに接した状態にあることから、カソ
ードで生成される水を溜めやすいといった効果も奏す
る。
In the third embodiment, the separator 2
5, a portion for storing the generated water W, that is, the rib 71
-76 are in contact with the cathode, so that there is an effect that water generated at the cathode is easily stored.

【0070】次に、上記第1ないし第3実施例の変形例
について次に説明する。図9は、第1実施例の変形例で
ある燃料電池の単セルの断面を模式的に表わす説明図で
ある。図示するように、この変形例の燃料電池の単セル
120は、第1実施例と同一の単セルの構成を備え、そ
の上で、カソード23側のセパレータ25において凸部
43により形成される酸素含有ガス流路25Pの内壁全
体に、吸水性樹脂REを塗布した構成である。
Next, modifications of the first to third embodiments will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing a cross section of a single cell of a fuel cell which is a modification of the first embodiment. As shown in the figure, the single cell 120 of the fuel cell of this modification has the same single cell configuration as that of the first embodiment, and furthermore, the oxygen formed by the projection 43 in the separator 25 on the cathode 23 side. This is a configuration in which the water-absorbing resin RE is applied to the entire inner wall of the contained gas flow path 25P.

【0071】ここで、吸水性樹脂は、架橋ポリアクリル
酸塩、ポリアクリロニトリル系、カルボキシメチルセル
ロース系の樹脂により形成されており、厚さ0.1[m
m]となっている。
Here, the water-absorbing resin is formed of a crosslinked polyacrylate, polyacrylonitrile-based or carboxymethylcellulose-based resin and has a thickness of 0.1 [m
m].

【0072】こうした構成の変形例によれば、第1実施
例と同じ作用によって、凸部43の上方の側面43a上
に、カソード23により発生した生成水Wを溜めること
ができるが、さらに、吸水性樹脂REによって、その生
成水Wの凸部43の側面43aへの吸着性を高めてい
る。さらにこの変形例においては、第1実施例において
生成水が溜まる部分である凸部43の上方の側面43a
だけに限らず、流路の内壁全体に吸水性樹脂REが塗布
されていることから、生成水Wを流路内でより高い能力
でもって保持することができる。したがって、電解質膜
21の加湿能力を一層向上することができる。
According to such a modification of the structure, the water W generated by the cathode 23 can be stored on the side surface 43a above the convex portion 43 by the same operation as in the first embodiment. The adsorptivity of the generated water W to the side surface 43a of the convex portion 43 is enhanced by the conductive resin RE. Further, in this modified example, a side surface 43a above the convex portion 43, which is a portion where the generated water is stored in the first embodiment.
Not only this, but the water absorbing resin RE is applied to the entire inner wall of the flow channel, so that the generated water W can be held with higher performance in the flow channel. Therefore, the humidifying ability of the electrolyte membrane 21 can be further improved.

【0073】なお、この変形例では、流路の内壁全体に
吸水性樹脂REを塗布する構成としたが、これに替え
て、第1実施例において生成水が溜まる部分である凸部
43の上方の側面43aだけに吸水性樹脂REを塗布す
る構成としてもよい。
In this modification, the water-absorbing resin RE is applied to the entire inner wall of the flow channel. Alternatively, the water-absorbing resin RE may be applied to the portion above the convex portion 43 where the generated water is stored in the first embodiment. It is also possible to adopt a configuration in which the water absorbent resin RE is applied only to the side surface 43a.

【0074】また、上記のような吸水性樹脂REを塗布
する構成を第2実施例または第3実施例に適用する構成
としてもよい。すなわち、V字形状の凸部のそのV字の
内側に吸水性樹脂を塗布したり、あるいは、円環状のリ
ブの内側に吸水性樹脂を塗布する構成としてもよい。
Further, the configuration for applying the water absorbing resin RE as described above may be applied to the second embodiment or the third embodiment. That is, the water-absorbent resin may be applied to the inside of the V-shape of the V-shaped protrusion, or the water-absorbent resin may be applied to the inside of the annular rib.

【0075】第4実施例について次に説明する。この第
4実施例は、第1実施例の燃料電池10と比較してほぼ
同じ構成の固体高分子型燃料電池に関するもので、セパ
レータの構成だけが相違する。
Next, a fourth embodiment will be described. The fourth embodiment relates to a polymer electrolyte fuel cell having substantially the same configuration as the fuel cell 10 of the first embodiment, and differs only in the configuration of the separator.

【0076】図10は、この第4実施例としての燃料電
池の単セル120の断面を模式的に表わす説明図であ
る。図示するように、この単セル120は、第1実施例
と同様に、電解質膜21をアノード22およびカソード
23で挟持したサンドイッチ構造を備え、その外側に、
燃料ガスおよび酸素含有ガスの流路を形成する、第1実
施例とは相違するセパレータ124,125を備える。
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing a cross section of a single cell 120 of a fuel cell according to the fourth embodiment. As shown in the drawing, this single cell 120 has a sandwich structure in which an electrolyte membrane 21 is sandwiched between an anode 22 and a cathode 23, as in the first embodiment.
There are provided separators 124 and 125 that form a flow path for the fuel gas and the oxygen-containing gas, which are different from those of the first embodiment.

【0077】燃料極(アノード)側のセパレータ124
は、先に図5を用いて説明した従来の分割リブ型のセパ
レータと同じ構成のものである。一方、酸素極(カソー
ド)側のセパレータ125は、上記従来の分割リブ型の
セパレータと同一の構成を備え、その上で、アノード2
2もしくはカソード23と接触する凸部143の上面部
分143aに窪み部150を備えたものである。凸部1
43は、幅2[mm]、長さ2[mm]、高さ1[m
m]の直方体形状をしており、窪み部150は、半径
0.4[mm]の半球形状をしている。
The separator 124 on the fuel electrode (anode) side
Has the same configuration as the conventional split rib type separator described above with reference to FIG. On the other hand, the separator 125 on the oxygen electrode (cathode) side has the same configuration as that of the above-described conventional split rib type separator, and further has the anode 2
2 or the concave portion 150 is provided on the upper surface portion 143a of the convex portion 143 which is in contact with the cathode 23. Convex part 1
43 is width 2 [mm], length 2 [mm], height 1 [m]
m], and the recess 150 has a hemispherical shape with a radius of 0.4 [mm].

【0078】こうした構成の燃料電池によれば、カソー
ド23側で生じた生成水は、窪み部150内に溜まる。
この生成水は、酸素含有ガスを適度に保湿して、カソー
ド23から電解質膜21に移り、電解質膜21を良好な
湿潤状態に保つ。
According to the fuel cell having such a configuration, the water generated on the cathode 23 side accumulates in the recess 150.
The generated water appropriately moisturizes the oxygen-containing gas, moves from the cathode 23 to the electrolyte membrane 21, and keeps the electrolyte membrane 21 in a good wet state.

【0079】したがって、この第4実施例の燃料電池
は、第1実施例と同様に、加湿器を用いることなしに電
解質膜の加湿を行なうことができ、消費エネルギおよび
スペース容積の点で効率よく電解質膜の加湿を行なうこ
とができるといった効果を奏する。
Therefore, the fuel cell according to the fourth embodiment can humidify the electrolyte membrane without using a humidifier, as in the first embodiment, and is efficient in terms of energy consumption and space volume. This has the effect that the electrolyte membrane can be humidified.

【0080】図11は、この第4実施例の燃料電池と従
来の燃料電池についての電圧と電流密度との関係を示す
グラフである。図中、曲線Aは第4実施例の燃料電池に
ついて電圧と電流密度との関係を示し、曲線Bは分割リ
ブ型のセパレータを備えた従来の燃料電池についての電
圧と電流密度との関係を示したものである。図示するよ
うに、この第4実施例の燃料電池は、従来の燃料電池に
比較して、測定範囲の総ての電流密度に亘ってその特性
が優れていた。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between voltage and current density for the fuel cell of the fourth embodiment and a conventional fuel cell. In the figure, curve A shows the relationship between voltage and current density for the fuel cell of the fourth embodiment, and curve B shows the relationship between voltage and current density for a conventional fuel cell provided with a split rib type separator. It is a thing. As shown in the figure, the fuel cell of the fourth embodiment was superior to the conventional fuel cell in the characteristics over the entire current density in the measurement range.

【0081】第5実施例について次に説明する。この第
5実施例は、第1実施例の燃料電池10と比較してほぼ
同じ構成の固体高分子型燃料電池に関するもので、セパ
レータの構成だけが相違する。
Next, a fifth embodiment will be described. The fifth embodiment relates to a polymer electrolyte fuel cell having substantially the same configuration as the fuel cell 10 of the first embodiment, and differs only in the configuration of the separator.

【0082】図12は、この第5実施例としての燃料電
池の単セル220の断面を模式的に表わす説明図であ
る。図示するように、この単セル220は、第1実施例
と同様に、電解質膜21をアノード22およびカソード
23で挟持したサンドイッチ構造を備え、その外側に第
1実施例とは形状の相違するセパレータ224,225
を備える。
FIG. 12 is an explanatory view schematically showing a cross section of a single cell 220 of the fuel cell according to the fifth embodiment. As shown in the drawing, this single cell 220 has a sandwich structure in which an electrolyte membrane 21 is sandwiched between an anode 22 and a cathode 23, similarly to the first embodiment, and a separator having a shape different from that of the first embodiment is provided outside thereof. 224,225
Is provided.

【0083】燃料極(アノード)側のセパレータ224
は、直線状の複数の流路溝を備えた、従来から知られて
いる、いわゆるストレートタイプのもので、図12にお
いて図面の表側から裏側へ延びる燃料ガス流路224P
が形成されている。酸素極(カソード)側のセパレータ
225は、セパレータ224と同じストレートタイプの
もので、図12において上から下へ延びる酸素含有ガス
流路225Pが形成されている。
The separator 224 on the fuel electrode (anode) side
Is a conventionally known so-called straight type having a plurality of linear flow grooves, and is a fuel gas flow path 224P extending from the front side to the rear side of the drawing in FIG.
Are formed. The separator 225 on the oxygen electrode (cathode) side is the same straight type as the separator 224, and has an oxygen-containing gas channel 225P extending from top to bottom in FIG.

【0084】図13は、セパレータ225の一部を破断
した斜視図である。図13からもわかるように、このセ
パレータ225は、直線上の流路溝から形成される酸素
含有ガス流路225Pを複数本備えており、各酸素含有
ガス流路225Pの流路底面225Paには、複数の凹
部227が流路方向に等間隔に設けられている。この構
成により、流路底面225Paは、凹凸を有する面とな
っている。
FIG. 13 is a perspective view in which a part of the separator 225 is cut away. As can be seen from FIG. 13, the separator 225 includes a plurality of oxygen-containing gas flow paths 225P formed from linear flow grooves, and the flow path bottom surface 225Pa of each oxygen-containing gas flow path 225P , A plurality of recesses 227 are provided at equal intervals in the flow channel direction. With this configuration, the channel bottom surface 225Pa is a surface having irregularities.

【0085】なお、図13においては、セパレータ22
5の裏面にセパレータ224が固着された構成となって
おり、この固着された部品は、隣接するサンドイッチ構
造(電解質膜21,アノードおよびカソード23)間に
組付けられる。
In FIG. 13, the separator 22
5, a separator 224 is fixed to the back surface, and the fixed component is assembled between adjacent sandwich structures (electrolyte membrane 21, anode and cathode 23).

【0086】こうした構成の燃料電池によれば、カソー
ド23側で生じた生成水W(図12)は、酸素含有ガス
流路225Pの流路底面225Paに形成された凹部2
27内に溜まる。この生成水Wは、酸素含有ガスを適度
に保湿して、カソード23から電解質膜21に移り、電
解質膜21を良好な湿潤状態に保つ。
According to the fuel cell having such a configuration, the generated water W (FIG. 12) generated on the cathode 23 side is formed in the concave portion 2 formed in the flow path bottom surface 225Pa of the oxygen-containing gas flow path 225P.
Collected in 27. The generated water W appropriately moisturizes the oxygen-containing gas, moves from the cathode 23 to the electrolyte membrane 21, and keeps the electrolyte membrane 21 in a good wet state.

【0087】したがって、この第5実施例の燃料電池
は、第1実施例と同様に、加湿器を用いることなしに電
解質膜の加湿を行なうことができ、消費エネルギおよび
スペース容積の点で効率よく電解質膜の加湿を行なうこ
とができるといった効果を奏する。
Therefore, the fuel cell of the fifth embodiment can humidify the electrolyte membrane without using a humidifier, similarly to the first embodiment, and can efficiently consume energy and space. This has the effect that the electrolyte membrane can be humidified.

【0088】なお、この第5実施例を用いて説明した流
路底面に凹凸を設けた構成は、上記ストレートタイプの
流路溝に限るものではなく、他の形状の流路に適用する
構成としてもよい。例えば、分割リブ型のタイプの流路
の底面に凹凸を設ける構成としてもよく、また、流路を
蛇行状に形成した、いわゆるサーペンタインタイプの流
路の底面に凹凸を設けた構成としてもよい。
The configuration in which the bottom surface of the flow channel is provided with irregularities described using the fifth embodiment is not limited to the above-described straight type flow channel groove, and may be applied to a flow channel having another shape. Good. For example, a configuration may be adopted in which unevenness is provided on the bottom surface of a split rib type flow path, or a configuration in which unevenness is provided on the bottom surface of a so-called serpentine type flow path where the flow path is formed in a meandering shape.

【0089】さらには、上記流路底面に凹凸を設けた構
成を第1ないし第3実施例に適用する構成としてもよ
い。すなわち、水平な面を備える複数の凸部により形成
される流路の底面に凹凸を設けた構成としてもよく、V
字形状の凸部により形成される流路の底面に凹凸を設け
た構成としてもよく、また、円環状のリブにより形成さ
れる流路の底面に凹凸を設けた構成としてもよい。
Further, the configuration in which the above-mentioned unevenness is provided on the bottom surface of the flow channel may be applied to the first to third embodiments. That is, a configuration may be employed in which the bottom surface of the flow path formed by a plurality of convex portions having a horizontal surface is provided with irregularities.
The configuration may be such that the bottom surface of the flow path formed by the letter-shaped projections is provided with irregularities, or the configuration is such that the bottom surface of the flow path formed by the annular ribs is provided with unevenness.

【0090】なお、こうした凹凸は、第5実施例のよう
に必ずしも規則正しい大きさや配列である必要はなく、
不規則な大きさや不規則な配列であってもよい。また、
こうした凹凸面に吸水性樹脂を塗布する構成としてもよ
い。なお、吸水性樹脂は、図9を用いて先に説明した例
と同一のものとする。
Note that these irregularities do not necessarily have to be regular in size and arrangement as in the fifth embodiment.
Irregular sizes and irregular arrays may be used. Also,
A configuration in which a water-absorbing resin is applied to such an uneven surface may be adopted. The water-absorbing resin is the same as the example described above with reference to FIG.

【0091】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。
The embodiment of the present invention has been described above.
The present invention is not limited to these embodiments at all, and it is a matter of course that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

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

【図1】本発明の第1実施例である燃料電池10を構成
する単セル20の構造を模式的に表わす断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a structure of a single cell 20 constituting a fuel cell 10 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】セパレータ25の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a separator 25.

【図3】セパレータ25における酸素含有ガスの流れの
方向と生成水Wの状態を模式的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a flow direction of an oxygen-containing gas and a state of generated water W in a separator 25.

【図4】酸素含有ガス流路25P付近の断面を模式的に
表わす説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a cross section near an oxygen-containing gas flow path 25P.

【図5】従来の分割リブ型のセパレータの平面を模式的
に表わす説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a plane of a conventional split rib type separator.

【図6】第1実施例の燃料電池10と従来の燃料電池に
ついての電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between voltage and current density for the fuel cell 10 of the first embodiment and a conventional fuel cell.

【図7】第2実施例で用いられるセパレータの平面を模
式的に表わす説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a plane of a separator used in a second embodiment.

【図8】第3実施例で用いられるセパレータ60の平面
図である。
FIG. 8 is a plan view of a separator 60 used in a third embodiment.

【図9】第1実施例の変形例である燃料電池の単セルの
断面を模式的に表わす説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing a cross section of a single cell of a fuel cell which is a modification of the first embodiment.

【図10】第4実施例としての燃料電池の単セル120
の断面を模式的に表わす説明図である。
FIG. 10 shows a single cell 120 of a fuel cell as a fourth embodiment.
It is explanatory drawing which represents the cross section of FIG.

【図11】第4実施例の燃料電池と従来の燃料電池につ
いての電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between voltage and current density for the fuel cell of the fourth embodiment and a conventional fuel cell.

【図12】第5実施例としての燃料電池の単セル220
の断面を模式的に表わす説明図である。
FIG. 12 shows a single cell 220 of a fuel cell as a fifth embodiment.
It is explanatory drawing which represents the cross section of FIG.

【図13】セパレータ225の一部を破断した斜視図で
ある。
FIG. 13 is a perspective view in which a part of a separator 225 is cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…固体高分子型燃料電池 20…単セル 21…電解質膜 22…アノード 23…カソード 24,25…セパレータ 24P…燃料ガス流路 25…カソード 25P…酸素含有ガス流路 31,33,35,37…長孔 41…段差面 43…凸部 43a…側面 50…凸部 60…セパレータ 60a…表面 61,63…丸孔 61,63,65,66,67,68…丸孔 71,72,73,74,75,76…リブ 71s〜76s…スリット 120…単セル 124,125…セパレータ 143…凸部 150…窪み部 220…単セル 224,225…セパレータ 224P…燃料ガス流路 225P…酸素含有ガス流路 225Pa…流路底面 227…凹部 RE…吸水性樹脂 W…生成水 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Solid polymer type fuel cell 20 ... Single cell 21 ... Electrolyte membrane 22 ... Anode 23 ... Cathode 24, 25 ... Separator 24P ... Fuel gas flow path 25 ... Cathode 25P ... Oxygen-containing gas flow path 31, 33, 35, 37 ... Elongated hole 41 ... Stepped surface 43 ... Protrusion 43a ... Side 50 ... Protrusion 60 ... Separator 60a ... Surface 61,63 ... Round hole 61,63,65,66,67,68 ... Round hole 71,72,73, 74, 75, 76: Ribs 71s to 76s: Slit 120: Single cell 124, 125: Separator 143: Convex part 150: Depressed part 220: Single cell 224, 225: Separator 224P: Fuel gas flow path 225P: Oxygen-containing gas flow Channel 225Pa Channel bottom 227 Concave part RE Water absorbent resin W Generated water

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解質膜を挟持する一対の電極に接触
し、前記電極側にガス供給用のガス流路を有する燃料電
池用セパレータにおいて、 前記ガス流路内に、 水を保持するための水溜まり部を形成したことを特徴と
する燃料電池用セパレータ。
1. A fuel cell separator having a pair of electrodes sandwiching an electrolyte membrane and having a gas flow path for gas supply on the electrode side, wherein a water reservoir for retaining water in the gas flow path. A separator for a fuel cell, wherein a part is formed.
【請求項2】 前記水溜まり部が、前記電極側に開いた
形状である請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
2. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the water reservoir has a shape open to the electrode.
【請求項3】 請求項1または2に記載の燃料電池用セ
パレータであって、前記ガス流路は、 流路底面から突出する複数の凸部により形成されるとと
もに、 該燃料電池用セパレータの燃料電池への組付け時に、前
記ガス流路による前記ガスの流れの方向が鉛直下方とな
るように定められ、 前記水溜まり部は、 前記凸部に、前記ガスの流れの方向に対して、向き合
い、かつ垂直となる面を形成して構成された、燃料電池
用セパレータ。
3. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the gas flow path is formed by a plurality of protrusions protruding from a flow path bottom surface, and the fuel of the fuel cell separator. At the time of assembling to a battery, the direction of the gas flow through the gas flow path is determined to be vertically downward, and the water pool portion faces the convex portion with respect to the direction of the gas flow, A fuel cell separator formed by forming a vertical surface.
【請求項4】 請求項1または2に記載の燃料電池用セ
パレータであって、前記ガス流路は、 流路底面から突出する複数の凸部により形成され、 前記水溜り部は、 前記凸部に、該燃料電池用セパレータの燃料電池への組
付け時に鉛直下方となる深さを持つ窪みを形成して構成
された、燃料電池用セパレータ。
4. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the gas flow path is formed by a plurality of protrusions protruding from a flow path bottom surface, and the water reservoir is formed by the protrusion. A separator having a depth that is vertically lower when the fuel cell separator is assembled to the fuel cell.
【請求項5】 請求項4に記載の燃料電池用セパレータ
であって、 前記凸部は、 横長の直方体をV字状に折り曲げた形状であり、 前記水溜り部は、 前記凸部の折り曲げた部分により構成された、燃料電池
用セパレータ。
5. The fuel cell separator according to claim 4, wherein the convex portion is formed by bending a horizontally long rectangular parallelepiped into a V-shape, and the water pool portion is formed by bending the convex portion. A fuel cell separator composed of parts.
【請求項6】 前記水溜まり部に吸水性の樹脂を設けた
請求項1ないし5の内のいずれかに記載の燃料電池用セ
パレータ。
6. The fuel cell separator according to claim 1, wherein a water-absorbing resin is provided in the water reservoir.
【請求項7】 請求項1に記載の燃料電池用セパレータ
であって、 前記水溜まり部は、 前記ガス流路の少なくとも一つの壁面に凹凸を設けて構
成された、燃料電池用セパレータ。
7. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the water reservoir is formed by providing irregularities on at least one wall surface of the gas flow path.
【請求項8】 電解質膜を一対の電極で挟持する接合体
と、 該接合体に接触し、前記電極側にガス供給用のガス流路
を有するセパレータとを備える燃料電池において、 前記セパレータは、 前記電極の面に対向する流路底面と、 該流路底面から突出して、前記電極の面に達する複数の
凸部とを備え、 前記凸部は、 前記ガスの流れの方向が鉛直下方となるように配列され
るとともに、 前記ガスの流れの方向に対して垂直な上向きの面を備え
た、 燃料電池。
8. A fuel cell comprising: a joined body sandwiching an electrolyte membrane between a pair of electrodes; and a separator in contact with the joined body and having a gas flow path for gas supply on the electrode side, wherein the separator comprises: A flow path bottom surface facing the electrode surface; and a plurality of protrusions protruding from the flow path bottom surface and reaching the electrode surface, wherein the flow direction of the gas is vertically downward. And a fuel cell having an upward surface perpendicular to the direction of flow of the gas.
【請求項9】 電解質膜を一対の電極で挟持する接合体
と、 該接合体に接触し、前記一方の電極側に酸素含有ガス供
給用のガス流路を有するセパレータとを備える燃料電池
において、 前記セパレータは、 前記電極の面に対向する流路底面と、 該流路底面から突出して、前記電極の面に達する複数の
凸部とを備え、 前記凸部は、 前記電極の面との接触部に設けられ、水を保持するため
の水溜まり部を備える燃料電池。
9. A fuel cell comprising: a joined body sandwiching an electrolyte membrane between a pair of electrodes; and a separator in contact with the joined body and having a gas flow path for supplying an oxygen-containing gas on the one electrode side. The separator includes a flow channel bottom surface facing the surface of the electrode, and a plurality of protrusions projecting from the flow channel bottom surface and reaching the surface of the electrode, wherein the protrusion is in contact with the surface of the electrode. A fuel cell provided with a water reservoir for retaining water.
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