JPWO2010100872A1 - 燃料電池用セパレータ及びそれを備える燃料電池 - Google Patents
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Abstract
Description
[燃料電池の構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る燃料電池の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、図1においては、一部を省略している。
図2は、図1に示す燃料電池100のカソードセパレータ10Bの概略構成を示す模式図である。
上述したように、本実施の形態1に係る燃料電池用セパレータであるカソードセパレータ10Bでは、カソード4Bの主面全域に面するように第1メインガス流路18が形成されており、カソード4B全体に充分な酸化剤ガスを供給することができる。
図4は、本発明の実施の形態2に係る燃料電池用セパレータの概略構成を示す模式図である。
図5は、本発明の実施の形態3に係る燃料電池用セパレータの概略構成を示す模式図である。
図6は、本発明の実施の形態4に係る燃料電池用セパレータの概略構成を示す模式図である。
図7は、本発明の実施の形態5に係る燃料電池用セパレータの概略構成を示す模式図である。
(実施の形態6)
図8は、本発明の実施の形態6に係る燃料電池用セパレータの概略構成を示す模式図である。
(実施の形態7)
図9は、本発明の実施の形態7に係る燃料電池用セパレータの概略構成を示す模式図である。
図10は、本発明の実施の形態8に係る燃料電池の第2セパレータの概略構成を示す模式図である。
図11乃至図13は、試験例1で用いたガス流路の概略構成を示す模式図である。
図14乃至図16は、試験例2で用いたガス流路の概略構成を示す模式図である。
図17及び図18は、参考例で用いたガス流路の概略構成を示す模式図である。
2A アノード触媒層
2B カソード触媒層
3A アノードガス拡散層
3B カソードガス拡散層
4A アノード
4B カソード
5 MEA(Membrane−Electrode−Assembly:電解質層−電極接合体)
6A ガスケット
6B ガスケット
7 燃料ガス流路
8 酸化剤ガス流路
9 冷却媒体流路
10A アノードセパレータ(第2セパレータ)
10B カソードセパレータ(第1セパレータ、燃料電池用セパレータ)
18 第1メインガス流路(溝)
18A 第1メインガス流路(溝)
18B 第1メインガス流路(溝)
18C 第1メインガス流路(溝)
18D 第1メインガス流路(溝)
28 第1サブガス流路(溝)
38 第2サブガス流路(溝)
48 第1リブ
51 酸化剤ガス供給マニホールド孔(第1ガスマニホールド孔)
52 酸化剤ガス排出マニホールド孔(第2ガスマニホールド孔)
53 燃料ガス供給マニホールド孔
54 燃料ガス排出マニホールド孔
58 第2リブ
68 第3サブガス流路
100 燃料電池
Claims (15)
- 板状の燃料電池用セパレータであって、
厚み方向に貫通し、反応ガスを供給する第1ガスマニホールド孔と、
厚み方向に貫通し、反応ガスを排出する第2ガスマニホールド孔と、
一方の主面に形成され、一端が前記第1ガスマニホールド孔に接続され、他端が前記第2ガスマニホールド孔に接続された1以上の溝状の第1メインガス流路と、
前記一方の主面に形成され、前記第1ガスマニホールド孔及び前記第2ガスマニホールド孔の少なくとも一方にその一端が接続された溝状の第1サブガス流路と、
前記一方の主面に形成され、一端が前記第1サブガス流路から分岐され、かつ、他端が閉鎖された溝状の第2サブガス流路と、を備える、燃料電池用セパレータ。 - 前記第1メインガス流路が屈曲するように形成されている、請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記第1メインガス流路はサーペンタイン状に形成されている、請求項2に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記第1メインガス流路によって挟まれるようにして形成された第1リブに前記第2サブガス流路が設けられている、請求項3に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記第1サブガス流路の断面積は、前記第1メインガス流路の断面積より小さい、請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記第1サブガス流路は、一端が前記第1ガスマニホールド孔に接続され、他端が前記第2ガスマニホールド孔に接続されている、請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記第1サブガス流路は、一端が前記第1ガスマニホールド孔に接続され、他端が閉鎖されている、請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記第1サブガス流路は、一端が閉鎖され、他端が前記第2ガスマニホールド孔に接続されている、請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
- 複数の前記第1メインガス流路が並走するように設けられ、
該複数の第1メインガス流路の間に形成された第2リブに溝状の第3サブガス流路が設けられている、請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記第3サブガス流路は、一端が前記第1ガスマニホールド孔又は前記第2ガスマニホールド孔に接続され、他端が閉鎖されている、請求項9に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記第2サブガス流路が、1以上設けられている、請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
- 厚み方向に貫通し、反応ガスを供給する第1ガスマニホールド孔と、厚み方向に貫通し、反応ガスを排出する第2ガスマニホールド孔と、一方の主面に形成され、一端が前記第1ガスマニホールド孔に接続され、他端が前記第2ガスマニホールド孔に接続された1以上の溝状の第1メインガス流路と、前記一方の主面に形成され、前記第1ガスマニホールド孔及び前記第2ガスマニホールド孔の少なくとも一方にその一端が接続された溝状の第1サブガス流路と、前記一方の主面に形成され、一端が前記第1サブガス流路から分岐され、かつ、他端が閉鎖された溝状の第2サブガス流路と、を備える、板状の第1セパレータと、
板状の第2セパレータと、
前記第1セパレータ及び前記第2セパレータの間に配置されている膜−電極接合体と、を備える、燃料電池。 - 前記第2セパレータの一方の主面には、溝状の第2メインガス流路が設けられ、
前記第1セパレータの厚み方向から見て、前記第2メインガス流路の少なくとも一部が、前記第1セパレータの第2サブガス流路と重なるように設けられている、請求項12に記載の燃料電池。 - 前記第2メインガス流路が屈曲するように形成されている、請求項12に記載の燃料電池。
- 前記第2メインガス流路はサーペンタイン状に形成されている、請求項14に記載の燃料電池。
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