WO2021131138A1 - 燃料電池用セパレータ - Google Patents

燃料電池用セパレータ Download PDF

Info

Publication number
WO2021131138A1
WO2021131138A1 PCT/JP2020/030433 JP2020030433W WO2021131138A1 WO 2021131138 A1 WO2021131138 A1 WO 2021131138A1 JP 2020030433 W JP2020030433 W JP 2020030433W WO 2021131138 A1 WO2021131138 A1 WO 2021131138A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
groove
power generation
separator
gas flow
flow path
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/030433
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
善記 篠崎
諭 二見
Original Assignee
トヨタ車体株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ車体株式会社 filed Critical トヨタ車体株式会社
Priority to KR1020227014183A priority Critical patent/KR20220075363A/ko
Priority to CN202080075339.1A priority patent/CN114667619A/zh
Priority to US17/776,910 priority patent/US20220407087A1/en
Priority to EP20905778.5A priority patent/EP4084160A1/en
Publication of WO2021131138A1 publication Critical patent/WO2021131138A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/026—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant characterised by grooves, e.g. their pitch or depth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/0263—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant having meandering or serpentine paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • This disclosure relates to a fuel cell separator.
  • a polymer electrolyte fuel cell has a stack having a plurality of stacked single cells.
  • the single cell includes a power generation unit having a membrane electrode assembly and a pair of metal separators in which a plurality of convex portions and concave portions are alternately formed and sandwiching the power generation unit.
  • a power generation unit having a membrane electrode assembly and a pair of metal separators in which a plurality of convex portions and concave portions are alternately formed and sandwiching the power generation unit.
  • a gas flow path for supplying fuel gas or oxidation gas is formed by being partitioned by the above-mentioned convex portions and concave portions. Fuel gas such as hydrogen and oxidation gas such as oxygen are supplied to each gas flow path. As a result, power is generated by the electrochemical reaction between the fuel gas and the oxidation gas in the membrane electrode junction.
  • the water generated by the above-mentioned electrochemical reaction flows into the gas flow path on the cathode side, that is, the gas flow path to which the oxidation gas is supplied.
  • generated water is discharged to the outside by the pressure of the oxidizing gas flowing through the gas flow path.
  • the gas flow path may be blocked by the produced water, or the pressure loss of the oxidizing gas may be excessively increased.
  • An object of the present disclosure is to provide a fuel cell separator capable of enhancing the discharge of generated water.
  • the fuel cell separator for achieving the above object is configured to come into contact with the power generation unit of the fuel cell.
  • the fuel cell separator is a plurality of ridges configured to extend in parallel with each other at intervals and to abut on the power generation unit, and each of the ridges abuts on the power generation unit. It includes a plurality of ridges having a contact surface, and a plurality of gas flow paths provided between the two ridges adjacent to each other so that a reaction gas can flow.
  • Each of the ridges has a downstream end and The contact surface of the ridge is provided with a first groove extending along the extending direction of the ridge.
  • the downstream end of the ridge is provided with a separation surface that is connected to the contact surface on the downstream side and is separated from the power generation unit.
  • a second groove connected to the first groove is provided on the separating surface.
  • the generated water generated by the power generation of the fuel cell flows into the first groove provided on the contact surface of the ridge that contacts the power generation unit and moves toward the downstream side. Then, the generated water that has reached the downstream end of the first groove flows into the second groove provided on the separation surface that is connected to the contact surface on the downstream side and is separated from the power generation unit, and heads toward the downstream side. Will move. Therefore, the dischargeability of the produced water can be improved.
  • the separation surface is preferably an inclined surface that is inclined so as to be separated from the power generation unit toward the downstream side.
  • the generated water flowing into the second groove can easily move toward the downstream side by utilizing the inclination of the inclined surface.
  • the generated water can be easily discharged smoothly, so that the dischargeability of the generated water can be further improved.
  • the plurality of ridges are provided in series at intervals from each other, and the second groove is provided on the separating surface of each of the ridges. ..
  • a plurality of ridges are provided in series at intervals from each other. Therefore, the gas flow paths adjacent to the two ridges are communicated with each other through the two ridges in series with each other. Thereby, the distributability of the reaction gas can be improved. Further, since the second groove is provided at the downstream end of each ridge, the generated water flowing into the first groove of each ridge is discharged toward the downstream side through the second groove. From the above, it is possible to achieve both improvement in the distributability of the reaction gas and improvement in the discharge property of the generated water.
  • the contact surface is provided with a third groove that communicates the first groove and the gas flow path portion.
  • a third groove that communicates the first groove and the gas flow path portion is provided on the contact surface. Therefore, a part of the generated water flowing from the power generation unit into the first groove flows toward the second groove, while the other part of the generated water flows toward the gas flow path through the third groove. As a result, the generated water that has flowed into the first groove from the power generation section flows toward the downstream side through both the second groove and the gas flow path section, so that the dischargeability of the generated water can be further improved. .. Further, by providing a plurality of routes for discharging the generated water in this way, it is possible to prevent the generated water from staying in a part of the separator.
  • the third groove is one of a plurality of third grooves provided on the contact surface, and the ratio of the third groove to the contact surface is upstream. It is preferably smaller on the downstream side than on the side.
  • the generated water in the power generation section flows from the upstream side to the downstream side in the gas flow path section, the generated water tends to stay in the downstream portion in the gas flow path section.
  • the ratio of the third groove to the contact surface is smaller on the downstream side than on the upstream side. Therefore, the amount of generated water flowing from the first groove to the gas flow path portion through the third groove is smaller on the downstream side than on the upstream side. As a result, the generated water on the upstream side in the first groove is more likely to be discharged toward the gas flow path portion through the third groove than flowing toward the downstream side in the first groove. Further, the generated water on the downstream side in the first groove is more likely to be discharged toward the downstream side through the second groove than being discharged toward the gas flow path portion through the third groove.
  • the generated water excessively stays on the downstream side of the gas flow path while suppressing the blockage of the first groove by the generated water due to the excessive flow of the generated water in the first groove. Can be suppressed.
  • the ratio of the third groove to the contact surface when the generated water in the first groove is discharged, the amount of the generated water discharged through the third groove and the discharge through the second groove are discharged. The amount of water produced can be adjusted. Therefore, the generated water can be efficiently discharged.
  • the dischargeability of generated water can be improved.
  • the fuel cell separator (hereinafter referred to as separator 20) of the present embodiment is used for the stack 100 of the polymer electrolyte fuel cell.
  • the separator 20 is a general term for the first separator 30 and the second separator 50, which will be described later.
  • the stack 100 has a structure including a plurality of stacked single cells 10.
  • the single cell 10 includes a power generation unit 11 sandwiched between a first separator 30 on the anode side and a second separator 50 on the cathode side.
  • the power generation unit 11 is composed of a membrane electrode assembly 12, an anode-side gas diffusion layer 15 and a cathode-side gas diffusion layer 16 that sandwich the membrane electrode assembly 12.
  • the anode-side gas diffusion layer 15 is provided between the membrane electrode assembly 12 and the first separator 30.
  • the cathode side gas diffusion layer 16 is provided between the membrane electrode assembly 12 and the second separator 50. Both the anode-side gas diffusion layer 15 and the cathode-side gas diffusion layer 16 are formed of carbon fibers.
  • the membrane electrode assembly 12 includes an electrolyte membrane 13 made of a solid polymer material having good proton conductivity in a wet state, and a pair of electrode catalyst layers 14 sandwiching the electrolyte membrane 13.
  • a catalyst such as platinum is supported on each electrode catalyst layer 14 in order to promote the electrochemical reaction of the reaction gas in the fuel cell.
  • the first separator 30 is formed by press-molding a metal plate material such as stainless steel, for example.
  • a distribution unit 40 for distributing the reaction gas to the entire power generation unit 11 is formed in a portion of the first separator 30 facing the power generation unit 11.
  • the distribution unit 40 is provided between a plurality of ridges 41 configured to extend in parallel with each other and abut on the power generation unit 11 and two ridges 41 adjacent to each other, and the reaction gas is generated. It has a plurality of gas flow paths 42 configured to flow.
  • Each ridge 41 is in contact with the anode-side gas diffusion layer 15.
  • the ridges 41 and the gas flow path 42 extend in a direction orthogonal to the paper surface of FIG.
  • the second separator 50 is formed by press-molding a metal plate material such as stainless steel, for example.
  • a distribution unit 60 for distributing the reaction gas to the entire power generation unit 11 is formed in a portion of the second separator 50 facing the power generation unit 11.
  • the distribution unit 60 is provided between a plurality of ridges 61 configured to extend in parallel with each other and abut on the power generation unit 11 and two ridges 61 adjacent to each other, and the reaction gas is generated. It has a plurality of gas flow path portions 62 configured to flow.
  • Each ridge 61 is in contact with the cathode side gas diffusion layer 16.
  • the ridges 61 and the gas flow path 62 extend in a direction orthogonal to the paper surface of FIG.
  • a fuel gas flow path through which fuel gas as a reaction gas flows is formed in a portion partitioned by the gas flow path portion 42 of the first separator 30 and the anode side gas diffusion layer 15.
  • An oxidation gas flow path through which an oxidation gas as a reaction gas flows is formed in a portion partitioned by the gas flow path portion 62 of the second separator 50 and the cathode side gas diffusion layer 16.
  • the fuel gas flowing through the fuel gas flow path is hydrogen
  • the oxidizing gas flowing through the oxidation gas flow path is air.
  • the bottom of the gas flow path portion 42 of the first separator 30 and the bottom of the gas flow path portion 62 of the second separator 50 adjacent to the first separator 30 are joined to each other by laser welding or the like.
  • a cooling water flow path through which cooling water flows is formed in a portion partitioned by the back surface of the ridge 41 of the first separator 30 and the back surface of the ridge 61 of the second separator 50.
  • power is generated by the electrochemical reaction between the fuel gas supplied to the fuel gas flow path and the oxidation gas supplied to the oxidation gas flow path in the power generation unit 11.
  • water hereinafter referred to as generated water
  • Such generated water moves downstream due to the pressure of the oxidizing gas flowing through the gas flow path portion 62 of the second separator 50 and is discharged to the outside through the oxidizing gas discharge manifold 53b described later.
  • the second separator 50 has a substantially rectangular plate shape having a long side and a short side.
  • the direction in which the long side of the second separator 50 extends is referred to as the longitudinal direction
  • the direction in which the short side extends and is orthogonal to the longitudinal direction is referred to as the width direction.
  • the right side and the left side in FIG. 2 are one side in the longitudinal direction, that is, the first side and the other side in the longitudinal direction, that is, the second side
  • the upper side and the lower side are one side in the width direction, that is, the first side and the lower side, respectively. It will be described as the other side in the width direction, that is, the second side.
  • the direction in which the ridges 61 of the second separator 50 extend is simply referred to as an extension direction
  • the direction in which the ridges 61 are lined up is simply referred to as an arrangement direction.
  • a fuel gas discharge manifold 51b, a cooling water discharge manifold 52b, and an oxide gas supply manifold 53a are formed in order from the first side in the width direction at the end of the second separator 50 on the first side in the longitudinal direction. Further, a fuel gas supply manifold 51a, a cooling water supply manifold 52a, and an oxide gas discharge manifold 53b are formed in order from the second side in the width direction at the end of the second separator 50 on the second side in the longitudinal direction. There is.
  • the fuel gas is supplied to the fuel gas flow path through the fuel gas supply manifold 51a and discharged from the fuel gas discharge manifold 51b.
  • the cooling water is supplied to the cooling water flow path through the cooling water supply manifold 52a and discharged from the cooling water discharge manifold 52b.
  • the oxidative gas is supplied to the oxidative gas flow path through the oxidative gas supply manifold 53a and discharged from the oxidative gas discharge manifold 53b.
  • the above-mentioned distribution unit 60 is provided at the center of the second separator 50.
  • the distribution unit 60 of the present embodiment is connected to the oxidation gas supply manifold 53a via the diffusion unit 54a and is connected to the oxidation gas discharge manifold 53b via the diffusion unit 54b.
  • the distribution section 60 extends along the longitudinal direction and is folded twice. Therefore, each ridge 61 and each gas flow path portion 62 extend along the longitudinal direction and are folded back twice.
  • the diffusion unit 54a diffuses the reaction gas toward the distribution unit 60, and the diffusion unit 54b diffuses the reaction gas toward the oxidation gas discharge manifold 53b.
  • the diffusion portions 54a and 54b are provided with a plurality of hemispherical protrusions protruding in the thickness direction of the second separator 50.
  • the upstream side and the downstream side are simply referred to with reference to the flow direction of the reaction gas flowing through the gas flow path portion 62 forming the oxidation gas flow path.
  • each of the manifolds 51a, 51b, 52a, 52b On the outer peripheral side of each of the manifolds 51a, 51b, 52a, 52b, a seal frame portion 55 that individually surrounds them is provided. Further, a seal frame portion 56 that collectively surrounds the oxidation gas supply manifold 53a, the diffusion portion 54a, the distribution portion 60, the diffusion portion 54b, and the oxidation gas discharge manifold 53b is provided on the outer peripheral side. Each of the seal frame portions 55 and 56 protrudes in the thickness direction of the second separator 50 and abuts on another adjacent single cell 10 to suppress leakage of the reaction gas.
  • the contact surface 63 configured to abut the power generation unit 11 in each ridge 61, more specifically to the cathode side gas diffusion layer 16, is in the extending direction.
  • a first groove 65 extending along the line is provided.
  • the first groove 65 of the present embodiment is provided over the entire extending direction. That is, the first groove 65 extends from the upstream end to the downstream end of the ridge 61.
  • each ridge 61 is provided with an inclined surface 64 as a separation surface which is connected to the contact surface 63 on the downstream side and is separated from the power generation unit 11.
  • the inclined surface 64 is inclined so as to be separated from the power generation unit 11 toward the downstream side.
  • the inclined surface 64 is inclined toward the side opposite to the power generation unit 11 toward the downstream side.
  • the inclined surface 64 is smoothly connected to the diffusion portion 54b.
  • the upstream end of each ridge 61 is provided with an inclined surface that is inclined so as to be separated from the power generation unit 11 toward the upstream side.
  • the inclined surface 64 is provided with a second groove 66 that is connected to the first groove 65 and extends toward the downstream side.
  • the second groove 66 is provided over the entire extending direction on the inclined surface 64.
  • the contact surface 63 is provided with a plurality of third grooves 67 that communicate the first groove 65 and the gas flow path portion 62. More specifically, two third grooves 67, which branch from the first groove 65 on both sides in the alignment direction and communicate with the gas flow path portions 62 on both sides, are provided at intervals in the extending direction. Each of the third grooves 67 extends orthogonally to the first groove 65 and is provided at the same position in the extending direction. The width and depth of the third groove 67 of the present embodiment are the same throughout the ridge 61.
  • the ratio of the third groove 67 to the contact surface 63 is smaller on the downstream side than on the upstream side.
  • FIG. 3 shows a portion on the upstream side of the ridge 61
  • FIG. 4 shows a downstream end portion of the ridge 61.
  • the number of the third grooves 67 in the predetermined range A shown by the alternate long and short dash line in FIGS. 3 and 4 is smaller on the downstream side than on the upstream side.
  • the number of the third grooves 67 is reduced on the downstream side than on the upstream side by making the distance between the third grooves 67 in the extending direction larger on the downstream side than on the upstream side. I have to.
  • the generated water generated by the power generation of the fuel cell flows into the first groove 65 provided on the contact surface 63 of the ridge 61 of the second separator 50 that comes into contact with the power generation unit 11, and moves toward the downstream side. .. Then, the generated water that has reached the downstream end of the first groove 65 flows into the second groove 66 provided on the inclined surface 64 connected to the contact surface 63, and is downstream side by utilizing the inclination of the inclined surface 64. It becomes easier to move smoothly toward.
  • a first groove 65 extending along the extending direction of the ridge 61 is provided on the contact surface 63 of the ridge 61 of the second separator 50 that comes into contact with the power generation unit 11.
  • an inclined surface 64 is provided which is connected to the downstream side with respect to the contact surface 63 and is inclined so as to be separated from the power generation unit 11 toward the downstream side.
  • the inclined surface 64 is provided with a second groove 66 connected to the first groove 65.
  • the drainage property of the generated water can be improved because the above-mentioned action is exhibited.
  • the contact surface 63 is provided with a third groove 67 that communicates the first groove 65 and the gas flow path portion 62.
  • the generated water flowing into the first groove 65 from the power generation unit 11 is provided.
  • a part flows toward the second groove 66, while another part of the generated water flows toward the gas flow path portion 62 through the third groove 67.
  • the generated water that has flowed into the first groove 65 from the power generation unit 11 flows toward the downstream side through both the second groove 66 and the gas flow path portion 62, so that the dischargeability of the generated water is further improved.
  • by providing a plurality of discharge paths for the generated water in this way it is possible to prevent the generated water from staying in a part of the second separator 50.
  • the ratio of the third groove 67 to the contact surface 63 is smaller on the downstream side than on the upstream side.
  • the generated water in the power generation unit 11 flows through the gas flow path portion 62 from the upstream side to the downstream side, the generated water tends to stay in the downstream portion of the gas flow path portion 62.
  • the ratio of the third groove 67 to the contact surface 63 is smaller on the downstream side than on the upstream side. Therefore, the amount of generated water flowing from the first groove 65 toward the gas flow path portion 62 through the third groove 67 is smaller on the downstream side than on the upstream side. As a result, the generated water on the upstream side in the first groove 65 is more likely to be discharged toward the gas flow path portion 62 through the third groove 67 than flowing toward the downstream side in the first groove 65. Further, the generated water on the downstream side in the first groove 65 is more likely to be discharged toward the downstream side through the second groove 66 than being discharged toward the gas flow path portion 62 through the third groove 67.
  • the generated water is excessive on the downstream side of the gas flow path portion 62. It can be suppressed from staying in.
  • the ratio of the third groove 67 to the contact surface 63 when the generated water in the first groove 65 is discharged, the amount of the generated water discharged through the third groove 67 and the first The amount of generated water discharged through the two grooves 66 can be adjusted. Therefore, the generated water can be efficiently discharged.
  • a plurality of ridges 161 may be provided in series at intervals from each other.
  • a second groove 66 is provided on the inclined surface 64 as a separating surface of each ridge 161.
  • the plurality of ridges 161 are provided in series at intervals from each other, a gas flow adjacent to the two ridges 161 through the two ridges 161 in series with each other.
  • Road portions 162 communicate with each other. Thereby, the distributability of the reaction gas can be improved.
  • the second groove 66 is provided at the downstream end of each ridge 161, the generated water flowing into the first groove 65 of each ridge 161 is discharged toward the downstream side through the second groove 66. To. From the above, it is possible to achieve both improvement in the distributability of the reaction gas and improvement in the discharge property of the generated water.
  • the third groove 67 on one side in the alignment direction and the third groove 67 on the other side in the alignment direction are provided at different positions in the extending direction. It may have been.
  • the inclined surface 64 can be omitted, and a ridge 361 provided with a separation surface 364 orthogonal to the power generation unit 11 can be adopted.
  • a second groove 366 extending orthogonal to the power generation unit 11 is formed on the separation surface 364.
  • the ratio of the third groove 67 to the contact surface 63 may gradually decrease from the upstream side to the downstream side, or may gradually decrease.
  • the ratio of the third groove 67 to the contact surface 63 may be the same over the entire flow direction of the reaction gas.
  • the width and depth of the third groove 67 of the present embodiment are the same throughout the ridge 61, but these can be changed as appropriate. For example, if the width and depth of the third groove 67 are made smaller on the downstream side than on the upstream side, an effect similar to the above-mentioned effect (3) can be obtained.
  • the third groove 67 is not limited to the one extending orthogonally to the first groove 65, and may extend at an arbitrary angle with respect to the first groove 65.
  • the third groove 67 extends at an angle with respect to the first groove 65 so as to be located on the downstream side toward the gas flow path portion 62 side, the case extends orthogonally to the first groove 65.
  • the formation range of the third groove 67 can be lengthened as compared with the above.
  • One of the two third grooves 67 can be omitted.
  • the third groove 67 can be omitted.
  • the plurality of first grooves 65 may be provided in the alignment direction on one contact surface 63. In this case, the first grooves 65 may join in the middle of the extending direction of the ridge 61.
  • a plurality of first grooves 65 may be provided in series on one contact surface 63 at intervals in the extending direction.
  • the second groove 66 communicates with the first groove 65 located on the most downstream side of each first groove 65.
  • the first groove 65 may extend so as to be inclined with respect to the extending direction.
  • the corners of the first groove 65, the second groove 66, and the third groove 67 may be at right angles or may be curved.
  • the first separator 30 may be provided with a first groove 65, a second groove 66, and a third groove 67. That is, the first separator 30 and the second separator 50 may have the same shape.
  • the separator 20 is not limited to that formed of a metal plate material, and may be formed of, for example, a material containing carbon.

Abstract

燃料電池用セパレータは、複数の突条と複数のガス流路部とを備える。突条の各々が発電部に当接するように構成された当接面を有する。ガス流路部の各々は、互いに隣り合う２つの突条の間に設けられる。ガス流路部を流れる反応ガスの流れ方向を基準に上流側と下流側とを参照する。突条の各々は、下流側端部を有する。突条における当接面には、突条の延在方向に沿って延びる第１溝が設けられている。突条の下流側端部には、当接面に対して下流側に連なるとともに発電部から離間する離間面が設けられている。離間面には、第１溝に連なる第２溝が設けられている。

Description

燃料電池用セパレータ
　本開示は、燃料電池用セパレータに関する。
　従来、固体高分子形燃料電池は、積層された複数の単セルを有するスタックを備えている。単セルは、膜電極接合体を有する発電部と、複数の凸部及び凹部が交互に形成され、発電部を挟持する一対の金属製のセパレータとを含む。例えば、特許文献１参照。
　単セルを構成する各セパレータと発電部との間には、上記凸部及び凹部により区画され、燃料ガスや酸化ガスを供給するガス流路が形成されている。各ガス流路に水素などの燃料ガス、及び酸素などの酸化ガスが供給される。これにより、膜電極接合体内における燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電が行われる。
特開２０１９－２０４６５９号公報
　ところで、上述した電気化学反応により生成された水（以下、生成水と称する）は、カソード側のガス流路、すなわち酸化ガスが供給されるガス流路に流入する。こうした生成水は、ガス流路を流れる酸化ガスの圧力によって外部に排出される。しかしながら、生成水の量が多くなった場合には、ガス流路が生成水により閉塞されたり、酸化ガスの圧力損失が過度に増大したりするおそれがある。
　本開示の目的は、生成水の排出性を高めることができる燃料電池用セパレータを提供することにある。
　上記目的を達成するための燃料電池用セパレータは、燃料電池の発電部に当接するように構成される。燃料電池用セパレータは、互いに間隔をおいて並列して延びるとともに前記発電部に当接するように構成された複数の突条であって、前記突条の各々が前記発電部に当接するように構成された当接面を有する、複数の突条と、互いに隣り合う２つの前記突条の間に設けられ、反応ガスが流れるように構成された複数のガス流路部と、を備える。前記ガス流路部を流れる反応ガスの流れ方向を基準に上流側と下流側とを参照するとき、
　前記突条の各々は、下流側端部を有し、
　前記突条における前記当接面には、前記突条の延在方向に沿って延びる第１溝が設けられている。前記突条の前記下流側端部には、前記当接面に対して下流側に連なるとともに前記発電部から離間する離間面が設けられている。前記離間面には、前記第１溝に連なる第２溝が設けられている。
　同構成によれば、燃料電池の発電に伴い発生する生成水は、発電部に当接する突条の当接面に設けられた第１溝に流入するとともに下流側に向かって移動する。そして、第１溝の下流側端部に到達した生成水は、当接面に対して下流側に連なるとともに発電部から離間する離間面に設けられた第２溝に流入するとともに下流側に向かって移動するようになる。したがって、生成水の排出性を高めることができる。
　上記燃料電池用セパレータにおいて、前記離間面は、下流側ほど前記発電部から離間するように傾斜する傾斜面であることが好ましい。
　同構成によれば、第２溝に流入した生成水が、傾斜面の傾斜を利用して下流側に向かって円滑に移動しやすくなる。これにより、生成水が円滑に排出されやすくなることから、生成水の排出性を一層高めることができる。
　上記燃料電池用セパレータにおいて、前記複数の突条が、互いに間隔をおいて直列して設けられており、前記第２溝が、前記突条の各々の前記離間面に設けられていることが好ましい。
　同構成によれば、複数の突条が互いに間隔をおいて直列して設けられている。そのため、互いに直列する２つの突条同士の間を通じて、これら２つの突条に隣接するガス流路部同士が連通される。これにより、反応ガスの分配性を向上させることができる。また、各突条の下流側端部に第２溝が設けられているため、各突条の第１溝に流入した生成水が第２溝を通じて下流側に向かって排出される。以上のことから、反応ガスの分配性の向上と、生成水の排出性の向上との両立を図ることができる。
　上記燃料電池用セパレータにおいて、前記当接面には、前記第１溝と前記ガス流路部とを連通する第３溝が設けられていることが好ましい。
　同構成によれば、第１溝とガス流路部とを連通する第３溝が当接面に設けられている。そのため、発電部から第１溝に流入した生成水の一部は第２溝に向かって流れる一方、生成水の他の一部は第３溝を通じてガス流路部に向かって流れるようになる。これにより、発電部から第１溝に流入した生成水は、第２溝とガス流路部との双方を通じて下流側に向かって流れるようになるため、生成水の排出性を一層高めることができる。また、このように生成水を排出するための複数の経路を設けることにより、生成水がセパレータの一部に滞留することを抑制できる。
　上記燃料電池用セパレータにおいて、前記第３溝は、前記当接面に設けられた複数の第３の溝のうちの１つであり、前記第３溝の前記当接面に占める割合は、上流側よりも下流側において小さいことが好ましい。
　発電部における生成水は、ガス流路部を上流側から下流側に向かって流れるため、ガス流路部における下流側の部分ほど生成水が滞留しやすくなる。
　上記構成によれば、第３溝の当接面に占める割合が上流側よりも下流側において小さい。このため、第３溝を通じて第１溝からガス流路部に向かって流れる生成水の量が、上流側よりも下流側において少なくなる。これにより、第１溝内における上流側の生成水については、第１溝内を下流側に向かって流れるよりも第３溝を通じてガス流路部に向かって排出されやすくなる。また、第１溝内における下流側の生成水については、第３溝を通じてガス流路部に向かって排出されるよりも、第２溝を通じて下流側に向かって排出されやすくなる。以上のことから、第１溝内に生成水が過度に流れることで第１溝内が生成水により閉塞されることを抑制しつつ、ガス流路部の下流側に生成水が過度に滞留することを抑制できる。このように、第３溝の当接面に占める割合を適宜変更することで、第１溝内の生成水を排出するにあたり、第３溝を通じて排出する生成水の量と、第２溝を通じて排出する生成水の量とを調節することができる。したがって、生成水を効率的に排出することができる。
　本開示に係る燃料電池用セパレータによれば、生成水の排出性を高めることができる。
燃料電池用セパレータの一実施形態について、当該セパレータを有する単セルを中心とした燃料電池スタックの断面図。 同実施形態の第２セパレータの平面図。 同実施形態の第２セパレータにおける突条の上流側の部分を示す斜視図。 同実施形態の第２セパレータにおける突条の下流側端部を示す斜視図。 第１変更例の第２セパレータの突条を示す斜視図。 第２変更例の第２セパレータの突条を示す斜視図。 第３変更例の第２セパレータの突条を示す斜視図。
　以下、図１～図４を参照して、燃料電池用セパレータの一実施形態について説明する。
　各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については実際と異なる場合がある。
　図１に示すように、本実施形態の燃料電池用セパレータ（以下、セパレータ２０と称する）は、固体高分子形燃料電池のスタック１００に用いられるものである。なお、セパレータ２０は、後述する第１セパレータ３０及び第２セパレータ５０の総称である。
　スタック１００は、積層された複数の単セル１０を備えた構造を有している。単セル１０は、アノード側の第１セパレータ３０と、カソード側の第２セパレータ５０とにより挟持された発電部１１を備えている。
　発電部１１は、膜電極接合体１２と、膜電極接合体１２を挟持するアノード側ガス拡散層１５及びカソード側ガス拡散層１６とにより構成されている。アノード側ガス拡散層１５は、膜電極接合体１２と第１セパレータ３０との間に設けられている。カソード側ガス拡散層１６は、膜電極接合体１２と第２セパレータ５０との間に設けられている。アノード側ガス拡散層１５及びカソード側ガス拡散層１６は、共に炭素繊維により形成されている。
　膜電極接合体１２は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有する固体高分子材料からなる電解質膜１３と、電解質膜１３を挟持する一対の電極触媒層１４とを備えている。各電極触媒層１４には、燃料電池における反応ガスの電気化学反応を促進するために、例えば白金などの触媒が担持されている。
　第１セパレータ３０は、例えば、ステンレス鋼などの金属板材をプレス成形することにより形成されている。第１セパレータ３０における発電部１１に対向する部分には、反応ガスを発電部１１の全体に分配する分配部４０が形成されている。分配部４０は、互いに間隔をおいて並列して延びるとともに発電部１１に当接するように構成された複数の突条４１と、互いに隣り合う２つの突条４１の間に設けられ、反応ガスが流れるように構成された複数のガス流路部４２とを有している。各突条４１は、アノード側ガス拡散層１５に当接している。なお、各突条４１及びガス流路部４２は、図１の紙面に直交する方向に延びている。
　第２セパレータ５０は、例えば、ステンレス鋼などの金属板材をプレス成形することにより形成されている。第２セパレータ５０における発電部１１に対向する部分には、反応ガスを発電部１１の全体に分配する分配部６０が形成されている。分配部６０は、互いに間隔をおいて並列して延びるとともに発電部１１に当接するように構成された複数の突条６１と、互いに隣り合う２つの突条６１の間に設けられ、反応ガスが流れるように構成された複数のガス流路部６２とを有している。各突条６１は、カソード側ガス拡散層１６に当接している。なお、各突条６１及びガス流路部６２は、図１の紙面に直交する方向に延びている。
　第１セパレータ３０のガス流路部４２とアノード側ガス拡散層１５とで区画される部分には、反応ガスとしての燃料ガスが流通する燃料ガス流路が形成されている。第２セパレータ５０のガス流路部６２とカソード側ガス拡散層１６とで区画される部分には、反応ガスとしての酸化ガスが流通する酸化ガス流路が形成されている。本実施形態において、燃料ガス流路を流通する燃料ガスは水素であり、酸化ガス流路を流通する酸化ガスは空気である。
　第１セパレータ３０におけるガス流路部４２の底部と、同第１セパレータ３０に隣り合う第２セパレータ５０のガス流路部６２の底部とは、レーザ溶接などにより互いに接合されている。第１セパレータ３０の突条４１の裏面と、第２セパレータ５０における突条６１の裏面とで区画される部分には、冷却水が流通する冷却水流路が形成されている。
　本実施形態のスタック１００においては、燃料ガス流路に供給された燃料ガスと、酸化ガス流路に供給された酸化ガスとが発電部１１において電気化学反応することにより発電が行われる。このとき、カソード側の電極触媒層１４及びカソード側ガス拡散層１６には、燃料ガスと酸化ガス、すなわち水素と酸素との電気化学反応により水（以下、生成水と称する）が生成される。こうした生成水は、第２セパレータ５０のガス流路部６２を流れる酸化ガスの圧力により下流側に移動して後述する酸化ガス排出マニホールド５３ｂを通じて外部に排出される。
　次に、第２セパレータ５０について詳細に説明する。
　図２に示すように、第２セパレータ５０は、長辺及び短辺を有する略長方形板状をなしている。
　以降において、第２セパレータ５０の長辺が延びる方向を長手方向と称し、短辺が延びる方向であって長手方向と直交する方向を幅方向と称する。また、図２における右側及び左側をそれぞれ長手方向の一方側、即ち第１側及び長手方向の他方側、即ち第２側とし、上側及び下側をそれぞれ幅方向の一方側、即ち第１側及び幅方向の他方側、即ち第２側として説明する。また、第２セパレータ５０の突条６１が延在する方向を単に延在方向と称し、突条６１が並ぶ方向を単に並び方向と称する。
　第２セパレータ５０における長手方向の第１側の端部には、燃料ガス排出マニホールド５１ｂ、冷却水排出マニホールド５２ｂ、及び酸化ガス供給マニホールド５３ａが、幅方向の第１側から順に形成されている。また、第２セパレータ５０における長手方向の第２側の端部には、燃料ガス供給マニホールド５１ａ、冷却水供給マニホールド５２ａ、及び酸化ガス排出マニホールド５３ｂが、幅方向の第２側から順に形成されている。
　燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールド５１ａを通じて上記燃料ガス流路に供給され、燃料ガス排出マニホールド５１ｂから排出される。冷却水は、冷却水供給マニホールド５２ａを通じて上記冷却水流路に供給され、冷却水排出マニホールド５２ｂから排出される。酸化ガスは、酸化ガス供給マニホールド５３ａを通じて上記酸化ガス流路に供給され、酸化ガス排出マニホールド５３ｂから排出される。
　第２セパレータ５０の中央部には、上述した分配部６０が設けられている。本実施形態の分配部６０は、拡散部５４ａを介して酸化ガス供給マニホールド５３ａに接続されるとともに、拡散部５４ｂを介して酸化ガス排出マニホールド５３ｂに接続されている。分配部６０は長手方向に沿って延びるとともに二度にわたって折り返されている。したがって、各突条６１及び各ガス流路部６２が、長手方向に沿って延びるとともに二度にわたって折り返されている。
　拡散部５４ａは分配部６０に向かう反応ガスを拡散させるものであり、拡散部５４ｂは酸化ガス排出マニホールド５３ｂに向かう反応ガスを拡散させるものである。拡散部５４ａ，５４ｂには、第２セパレータ５０の厚さ方向に突出した複数の半球状の突起が設けられている。
　以降において、酸化ガス流路を形成するガス流路部６２を流れる反応ガスの流れ方向を基準として単に上流側及び下流側を参照する。
　各マニホールド５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂの外周側には、これらを個別に取り囲むシール枠部５５が設けられている。また、酸化ガス供給マニホールド５３ａ、拡散部５４ａ、分配部６０、拡散部５４ｂ、及び酸化ガス排出マニホールド５３ｂの外周側には、これらを一括して取り囲むシール枠部５６が設けられている。各シール枠部５５，５６は、第２セパレータ５０の厚さ方向に突出しており、隣接する他の単セル１０に当接することで反応ガスの漏洩を抑制するものである。
　図３及び図４に示すように、各突条６１における発電部１１に当接する、より詳しくはカソード側ガス拡散層１６に当接するように構成された当接面６３には、延在方向に沿って延びる第１溝６５が設けられている。本実施形態の第１溝６５は、延在方向の全体にわたって設けられている。すなわち、第１溝６５は、突条６１の上流側端部から下流側端部まで延びている。
　図４に示すように、各突条６１の下流側端部には、当接面６３に対して下流側に連なるとともに発電部１１から離間する離間面としての傾斜面６４が設けられている。傾斜面６４は、下流側ほど発電部１１から離間するように傾斜している。換言すると、傾斜面６４は、下流側ほど発電部１１とは反対側に向かって傾斜している。傾斜面６４は、拡散部５４ｂに滑らかに連なっている。なお、図示は省略するが各突条６１の上流側端部には、上流側ほど発電部１１から離間するように傾斜する傾斜面が設けられている。
　傾斜面６４には、第１溝６５に連なるとともに下流側に向かって延びる第２溝６６が設けられている。第２溝６６は、傾斜面６４における延在方向の全体にわたって設けられている。
　当接面６３には、第１溝６５とガス流路部６２とを連通する複数の第３溝６７が設けられている。より詳しくは、第１溝６５から並び方向の両側に分岐するとともに同両側のガス流路部６２に連通する２つの第３溝６７が、延在方向に互いに間隔をおいて設けられている。第３溝６７の各々は、第１溝６５に対して直交して延びるとともに延在方向において同一の位置に設けられている。本実施形態の第３溝６７の幅及び深さは突条６１の全体にわたって同一である。
　図３及び図４に示すように、第３溝６７の当接面６３に占める割合は、上流側よりも下流側の方において小さい。ここで、図３は突条６１の上流側の部分を示しており、図４は突条６１の下流側端部を示している。より詳細には、図３及び図４に一点鎖線にて示す所定の範囲Ａにおける第３溝６７の数が、上流側よりも下流側において少ない。本実施形態では、延在方向における第３溝６７同士の間隔を上流側よりも下流側においてが大きくなるようにすることで、第３溝６７の数を上流側よりも下流側において少なくなるようにしている。
　本実施形態の作用について説明する。
　燃料電池の発電に伴い発生する生成水は、発電部１１に当接する第２セパレータ５０の突条６１の当接面６３に設けられた第１溝６５に流入するとともに下流側に向かって移動する。そして、第１溝６５の下流側端部に到達した生成水は、当接面６３に連なる傾斜面６４に設けられた第２溝６６に流入するとともに傾斜面６４の傾斜を利用して下流側に向かって円滑に移動しやすくなる。
　本実施形態の効果について説明する。
　（１）第２セパレータ５０の突条６１における発電部１１に当接する当接面６３には、突条６１の延在方向に沿って延びる第１溝６５が設けられている。突条６１の下流側端部には、当接面６３に対して下流側に連なるとともに下流側ほど発電部１１から離間するように傾斜する傾斜面６４が設けられている。傾斜面６４には、第１溝６５に連なる第２溝６６が設けられている。
　こうした構成によれば、上述した作用を奏することから、生成水の排水性を高めることができる。
　（２）当接面６３には、第１溝６５とガス流路部６２とを連通する第３溝６７が設けられている。
　こうした構成によれば、第１溝６５とガス流路部６２とを連通する第３溝６７が当接面６３に設けられているため、発電部１１から第１溝６５に流入した生成水の一部は第２溝６６に向かって流れる一方、生成水の他の一部は第３溝６７を通じてガス流路部６２に向かって流れるようになる。これにより、発電部１１から第１溝６５に流入した生成水は、第２溝６６とガス流路部６２との双方を通じて下流側に向かって流れるようになるため、生成水の排出性を一層高めることができる。また、このように生成水の排出経路を複数設けることにより、生成水が第２セパレータ５０の一部に滞留することを抑制できる。
　（３）第３溝６７の当接面６３に占める割合は、上流側よりも下流側において小さい。
　発電部１１における生成水は、ガス流路部６２を上流側から下流側に向かって流れるため、ガス流路部６２における下流側の部分ほど生成水が滞留しやすくなる。
　上記構成によれば、第３溝６７の当接面６３に占める割合が上流側よりも下流側において小さい。このため、第３溝６７を通じて第１溝６５からガス流路部６２に向かって流れる生成水の量が、上流側よりも下流側において少なくなる。これにより、第１溝６５内における上流側の生成水については、第１溝６５内を下流側に向かって流れるよりも第３溝６７を通じてガス流路部６２に向かって排出されやすくなる。また、第１溝６５内における下流側の生成水については、第３溝６７を通じてガス流路部６２に向かって排出されるよりも、第２溝６６を通じて下流側に向かって排出されやすくなる。以上のことから、第１溝６５内に生成水が過度に流れることで第１溝６５内が生成水により閉塞されることを抑制しつつ、ガス流路部６２の下流側に生成水が過度に滞留することを抑制できる。このように、第３溝６７の当接面６３に占める割合を適宜変更することで、第１溝６５内の生成水を排出するにあたり、第３溝６７を通じて排出する生成水の量と、第２溝６６を通じて排出する生成水の量とを調節することができる。したがって、生成水を効率的に排出することができる。
　＜変更例＞
　本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　なお、以下の図５～図７にそれぞれ示す第１変更例～第３変更例において、上記実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、対応する構成については、それぞれ「１００」、「２００」、「３００」を加算した符号を付すことにより、重複した説明を省略する。
　・図５に示すように、複数の突条１６１を互いに間隔をおいて直列して設けるようにしてもよい。各突条１６１の離間面としての傾斜面６４には、第２溝６６が設けられている。こうした構成によれば、複数の突条１６１が互いに間隔をおいて直列して設けられているため、互いに直列する２つの突条１６１同士の間を通じて、これら２つの突条１６１に隣接するガス流路部１６２同士が連通される。これにより、反応ガスの分配性を向上させることができる。また、各突条１６１の下流側端部に第２溝６６が設けられているため、各突条１６１の第１溝６５に流入した生成水が第２溝６６を通じて下流側に向かって排出される。以上のことから、反応ガスの分配性の向上と、生成水の排出性の向上との両立を図ることができる。
　・図６に示すように、一対の第３溝６７において、並び方向の一方側の第３溝６７と、並び方向の他方側の第３溝６７とが、延在方向において互いに異なる位置に設けられていてもよい。
　・図７に示すように、傾斜面６４を省略するとともに、発電部１１に直交する離間面３６４が設けられた突条３６１を採用することもできる。この場合、離間面３６４には、発電部１１に直交して延びる第２溝３６６が形成される。
　・第３溝６７の当接面６３に占める割合は、上流側から下流側に向かうほど徐々に小さくなっていてもよいし、段階的に小さくなっていてもよい。
　・第３溝６７の当接面６３に占める割合は、反応ガスの流れ方向の全体にわたって同一であってもよい。
　・本実施形態の第３溝６７の幅及び深さは突条６１の全体にわたって同一であったが、これらは適宜変更することができる。例えば、第３溝６７の幅及び深さを上流側よりも下流側の方が小さくなるようにすれば、上述した効果（３）に準じた効果を奏することができる。
　・第３溝６７は、第１溝６５に対して直交して延びるものに限定されず、第１溝６５に対して任意の角度にて交差して延びるものであってもよい。例えば、第３溝６７がガス流路部６２側に向かうほど下流側に位置するように第１溝６５に対して傾斜して延びる場合には、第１溝６５に対して直交して延びる場合に比べて第３溝６７の形成範囲を長くすることができる。
　・２つの第３溝６７の片方を省略することもできる。
　・第３溝６７を省略することもできる。
　・複数の第１溝６５は、１つの当接面６３において並び方向に設けられていてもよい。この場合、各第１溝６５は、突条６１の延在方向の途中において合流していてもよい。
　・１つの当接面６３において、複数の第１溝６５が延在方向に互いに間隔をおいて直列して設けられていてもよい。この場合、各第１溝６５のうち最も下流側に位置する第１溝６５に第２溝６６が連通される。
　・第１溝６５は、延在方向に対して傾斜して延びるものであってもよい。
　・第１溝６５、第２溝６６、及び第３溝６７の隅部は、直角をなすものであってもよいし湾曲していてもよい。
　・第１セパレータ３０に第１溝６５、第２溝６６、及び第３溝６７を設けることもできる。すなわち、第１セパレータ３０と第２セパレータ５０とは同一形状であってもよい。
　・セパレータ２０は、金属板材により形成されるものに限定されず、他に例えばカーボンを含む材料により形成されるものであってもよい。
　１１…発電部
　５０…第２セパレータ
　６１…突条
　６２…ガス流路部
　６３…当接面
　６４…傾斜面
　６５…第１溝
　６６…第２溝
　６７…第３溝

Claims (5)

  1. 　燃料電池の発電部に当接するように構成される燃料電池用セパレータであって、
    　互いに間隔をおいて並列して延びるとともに前記発電部に当接するように構成された複数の突条であって、前記突条の各々が前記発電部に当接するように構成された当接面を有する、複数の突条と、
    　互いに隣り合う２つの前記突条の間に設けられ、反応ガスが流れるように構成された複数のガス流路部と、を備え、
    　前記ガス流路部を流れる反応ガスの流れ方向を基準に上流側と下流側とを参照するとき、
    　前記突条の各々は、下流側端部を有し、
    　前記突条における前記当接面には、前記突条の延在方向に沿って延びる第１溝が設けられており、
    　前記突条の前記下流側端部には、前記当接面に対して下流側に連なるとともに前記発電部から離間する離間面が設けられており、
    　前記離間面には、前記第１溝に連なる第２溝が設けられている、
    　燃料電池用セパレータ。
  2. 　前記離間面は、下流側ほど前記発電部から離間するように傾斜する傾斜面である、
    　請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
  3. 　前記複数の突条が、互いに間隔をおいて直列して設けられており、
    　前記第２溝が、前記突条の各々の前記離間面に設けられている、
    　請求項１または請求項２に記載の燃料電池用セパレータ。
  4. 　前記当接面には、前記第１溝と前記ガス流路部とを連通する第３溝が設けられている、
    　請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。
  5. 　前記第３溝は、前記当接面に設けられた複数の第３の溝のうちの１つであり、
    　前記第３溝の前記当接面に占める割合は、上流側よりも下流側において小さい、
    　請求項４に記載の燃料電池用セパレータ。
PCT/JP2020/030433 2019-12-24 2020-08-07 燃料電池用セパレータ WO2021131138A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020227014183A KR20220075363A (ko) 2019-12-24 2020-08-07 연료 전지용 세퍼레이터
CN202080075339.1A CN114667619A (zh) 2019-12-24 2020-08-07 燃料电池用隔板
US17/776,910 US20220407087A1 (en) 2019-12-24 2020-08-07 Separator for fuel battery
EP20905778.5A EP4084160A1 (en) 2019-12-24 2020-08-07 Separator for fuel battery

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-232195 2019-12-24
JP2019232195A JP7192759B2 (ja) 2019-12-24 2019-12-24 燃料電池用セパレータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021131138A1 true WO2021131138A1 (ja) 2021-07-01

Family

ID=76541443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/030433 WO2021131138A1 (ja) 2019-12-24 2020-08-07 燃料電池用セパレータ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220407087A1 (ja)
EP (1) EP4084160A1 (ja)
JP (1) JP7192759B2 (ja)
KR (1) KR20220075363A (ja)
CN (1) CN114667619A (ja)
WO (1) WO2021131138A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002025586A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Nippon Steel Corp 固体高分子型燃料電池用セパレータ及び燃料電池
JP2009048775A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池
JP2011113806A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Toyota Boshoku Corp 燃料電池用セパレータ及びその製造方法
JP2019139929A (ja) * 2018-02-08 2019-08-22 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
JP2019204659A (ja) 2018-05-23 2019-11-28 トヨタ車体株式会社 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータの製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4410781B2 (ja) * 2005-08-05 2010-02-03 パナソニック株式会社 燃料電池用セパレータ及び燃料電池
JP2007115525A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池用セパレータおよび燃料電池
JP2010021025A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Toyota Motor Corp 燃料電池
EP2680354B1 (en) * 2011-02-21 2017-07-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell
KR101896880B1 (ko) * 2015-10-06 2018-09-07 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 연료 전지 스택

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002025586A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Nippon Steel Corp 固体高分子型燃料電池用セパレータ及び燃料電池
JP2009048775A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池
JP2011113806A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Toyota Boshoku Corp 燃料電池用セパレータ及びその製造方法
JP2019139929A (ja) * 2018-02-08 2019-08-22 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
JP2019204659A (ja) 2018-05-23 2019-11-28 トヨタ車体株式会社 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4084160A1 (en) 2022-11-02
KR20220075363A (ko) 2022-06-08
CN114667619A (zh) 2022-06-24
US20220407087A1 (en) 2022-12-22
JP2021099975A (ja) 2021-07-01
JP7192759B2 (ja) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100549683B1 (ko) 고체고분자형 연료전지 어셈블리, 연료전지스택, 및연료전지의 반응가스 공급방법
JP4344484B2 (ja) 固体高分子型セルアセンブリ
JP3700642B2 (ja) 燃料電池
JP2002260709A (ja) 固体高分子型セルアセンブリ、燃料電池スタックおよび燃料電池の運転方法
US9590255B2 (en) Fuel cell including separator with elliptical shaped embossed portions in gas inlet and outlet portions
JP4886668B2 (ja) 燃料電池
JP4228501B2 (ja) 固体高分子型燃料電池の集電板および固体高分子型燃料電池
JP5082313B2 (ja) 燃料電池のセパレータ構造
JP6551291B2 (ja) 燃料電池用ガス流路形成板および燃料電池スタック
WO2021131138A1 (ja) 燃料電池用セパレータ
WO2021014677A1 (ja) 燃料電池スタック
JP2009099262A (ja) 燃料電池
JP4572252B2 (ja) 燃料電池スタック
JP5123824B2 (ja) 燃料電池スタックおよび燃料電池スタックの運転方法
WO2021199500A1 (ja) 燃料電池用セパレータ
JP7176490B2 (ja) 燃料電池スタック
JP2020107397A (ja) 燃料電池セル
JP2012048995A (ja) 燃料電池
JP7070291B2 (ja) 燃料電池スタック
JP5265455B2 (ja) 燃料電池スタック
JP2017123249A (ja) 固体高分子形燃料電池用セパレータ
JP2020047518A (ja) 燃料電池
JP2022182065A (ja) 燃料電池用のセパレータ
JP2005079063A (ja) 燃料電池
JP2007128675A (ja) 燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20905778

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227014183

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020905778

Country of ref document: EP

Effective date: 20220725