[go: up one dir, main page]

CN102074716A - 燃料电池 - Google Patents

燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102074716A
CN102074716A CN2010105594328A CN201010559432A CN102074716A CN 102074716 A CN102074716 A CN 102074716A CN 2010105594328 A CN2010105594328 A CN 2010105594328A CN 201010559432 A CN201010559432 A CN 201010559432A CN 102074716 A CN102074716 A CN 102074716A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling medium
flow path
communication hole
coolant
fuel gas
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN2010105594328A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102074716B (zh
Inventor
须田惠介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN102074716A publication Critical patent/CN102074716A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102074716B publication Critical patent/CN102074716B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够通过简单的结构使发电面内整个区域的温度分布均匀化，且能够实现发电性能提高的燃料电池。燃料电池(10)具备电解质膜-电极结构体(12)、第一金属隔板(14)及第二金属隔板(16)。构成一方燃料电池的第一金属隔板(14)与构成另一方燃料电池的第二金属隔板(16)彼此相邻，在它们之间形成冷却介质流路(38)。冷却介质流路(38)具有将波状凸部(30a、34a)的背面侧的槽形状部(30b、34b)的重叠部位沿冷却介质的流动而连结的冷却介质倾斜流路组(56)。冷却介质倾斜流路组(56)具有下游与冷却介质流路(38)的下游端部中央(58)相连且上游经由连结通路(60)与冷却介质供给连通孔(22)相连的冷却介质倾斜流路(56a)。

Description

燃料电池
技术领域
本发明涉及一种燃料电池，该燃料电池层叠有在电解质的两侧设置了一对电极的电解质-电极结构体和金属隔板，并且在彼此相邻的所述金属隔板之间形成使冷却介质沿层叠方向流通的冷却介质流路。
背景技术
例如，固体高分子型燃料电池具备由一对隔板夹持电解质膜-电极结构体(MEA)的单位电池，其中所述电解质膜-电极结构体在由高分子离子交换膜形成的电解质膜的两侧分别配设了阳极侧电极及阴极侧电极。该种燃料电池通常通过层叠规定个数的单位电池，而作为车载用燃料电池堆使用。
在上述的燃料电池中，在一方的隔板的面内与阳极侧电极对置而设置有用于使燃料气体流动的燃料气体流路，并且在另一方的隔板的面内与阴极侧电极对置而设置有用于使氧化剂气体流动的氧化剂气体流路。另外，在构成各燃料电池且彼此相邻的隔板间，在电极范围内形成有用于使冷却介质流动的冷却介质流路。
作为隔板，尤其是从容易实现薄壁化出发，存在取代碳隔板而采用金属隔板的情况。此时，对薄板金属制的板实施冲压成形而形成波形状的流路槽。然后，通过将该流路槽选择成燃料气体流路或氧化剂气体流路而构成阳极侧隔板或阴极侧隔板。
另一方面，在彼此相邻的阳极侧隔板与阴极侧隔板之间，使燃料气体流路的背面形状与氧化剂气体流路的背面形状重叠而形成冷却介质流路。
作为此种燃料电池，已知有例如专利文献1所公开的燃料电池堆。如图7所示，该燃料电池堆具备单位电池1，并且所述单位电池1在膜电极结构体2的两面上配置有隔板3、4。
燃料气体供给口5a及氧化剂气体供给口6a沿层叠方向贯通而设置在单位电池1的长度方向上端部，并且，燃料气体排出口5b及氧化剂气体排出口6b沿层叠方向贯通而设置在所述单位电池1的长度方向下端部。四个冷却水供给口7a和冷却水排出口7b分别沿铅垂方向排列在单位电池1的宽度方向两端部。
在隔板3的与膜电极结构体2对置的面上形成有与燃料气体供给口5a和燃料气体排出口5b连通且沿长度方向延伸的波状的多个燃料气体流路8a。在隔板4的与膜电极结构体2对置的面上形成有与氧化剂气体供给口6a和氧化剂气体排出口6b连通且沿长度方向延伸的波状的多个氧化剂气体流路9a。
通过将单位电池1彼此层叠，在构成一方的单位电池1的隔板3与构成另一方的单位电池1的隔板4之间形成冷却水流路。该冷却水流路通过燃料气体流路8a的背面侧的槽形状8b和氧化剂气体流路9a的背面侧的槽形状9b重叠，容许冷却介质沿宽度方向(水平方向)流动并将冷却水供给口7a和冷却水排出口7b连通。
专利文献1：日本特开2007-141552号公报
然而，在燃料电池中，存在将冷却水的流动方向设定为与燃料气体的流动方向及氧化剂气体的流动方向大致同一方向的情况。例如，在单位电池1中，考虑有将冷却水排出口7b作为冷却水供给口7a，并在所述单位电池1的上部侧设置左右一对冷却水供给口7a、7a，而在该单位电池1的长度方向下端缘部设置左右一对冷却水排出口7b、7b的结构。
由于各槽形状8b、9b以波形状蜿蜒前进，因此在它们之间形成能够使冷却水沿水平方向及铅垂方向流通的流路。由此，能够构成所谓H流动，该H流动为：从左右一对冷却水供给口7a、7a相互对置地向宽度方向内方导入冷却水后，所述冷却水沿铅垂下方向移动，进而朝宽度方向外方移动，从而从一对冷却水排出口7b、7b排出。
然而，在冷却水流路中，冷却水在槽形状8b、9b相互重叠的部位合流后，流动方向容易变更。因此，如双点划线的箭头所示，冷却水相对于长度方向向斜内方倾斜流动。而且，在长度方向的中央部CP附近，来自左右的流动向碰撞而容易产生冷却水的弹回。由此，尤其是在冷却水流路的下端部中央产生难以供给冷却水的高温部位HS，从而存在发电面内的温度分布产生不均的问题。
发明内容
本发明用于解决此种问题，其目的在于提供一种能够通过简单的结构使发电面内整个区域的温度分布均匀化，且能够实现发电性能提高的燃料电池。
本发明涉及燃料电池，其层叠有在电解质的两侧设置有一对电极的电解质-电极结构体和长方形状的金属隔板，在所述金属隔板的长度方向一端部上形成有使使用前的燃料气体及氧化剂气体沿层叠方向流通的燃料气体供给连通孔及氧化剂气体供给连通孔，另一方面，在所述金属隔板的长度方向另一端部上形成有使使用后的所述燃料气体及所述氧化剂气体沿层叠方向流通的燃料气体排出连通孔及氧化剂气体排出连通孔，并且在所述金属隔板的宽度方向两端部形成有一对冷却介质供给连通孔和一对冷却介质排出连通孔，所述一对冷却介质供给连通孔接近所述燃料气体供给连通孔及所述氧化剂气体供给连通孔而使使用前的冷却介质沿层叠方向流通，所述一对冷却介质排出连通孔接近所述燃料气体排出连通孔及所述氧化剂气体排出连通孔而使使用后的所述冷却介质沿层叠方向流通。
该燃料电池中，在朝向一方的电极的金属隔板的面上设置有将燃料气体供给连通孔及燃料气体排出连通孔连通而沿长度方向延伸的波形状的燃料气体流路，在朝向另一方的电极的所述金属隔板的面上设置有将氧化剂气体供给连通孔及氧化剂气体排出连通孔连通而沿所述长度方向延伸的波形状的氧化剂气体流路。
并且，在彼此相邻的金属隔板之间，通过在燃料气体流路的背面侧形成的槽形状部和在氧化剂气体流路的背面侧形成的槽形状部形成使所述冷却介质流通的冷却介质流路。
并且，冷却介质流路具有将彼此对置的槽形状部的重叠部位沿相对于长度方向向内方倾斜的冷却介质的流动而连结的冷却介质倾斜流路组，所述冷却介质倾斜流路组具有下游与所述冷却介质流路的下游端部中央相连且上游与冷却介质供给连通孔相连的冷却介质倾斜流路。
另外，优选冷却介质流路具有如下的流动形状：将冷却介质从一对所述冷却介质供给连通孔彼此向宽度方向的内方导入后，使冷却介质沿长度方向流通，进而将所述冷却介质彼此向所述宽度方向的外方导出，而将所述冷却介质向一对所述冷却介质排出连通孔排出。
并且，优选槽形状部具有波形状，并且所述波形状的一方的倾斜方向与冷却介质倾斜流路的流动方向一致或平行。
发明效果
根据本发明，冷却介质倾斜流路的下游与冷却介质流路的下游端部中央相连而上游与冷却介质供给连通孔相连，并且冷却介质倾斜流路相对于长度方向向内方倾斜。因此，从冷却介质供给连通孔向冷却介质流路供给的冷却介质能够良好且充分地沿冷却介质倾斜流路向所述冷却介质流路的下游端部中央供给。
因此，尤其能够可靠地冷却发电面温度容易升高的冷却介质流路的下游端部中央。由此，能够通过简单的结构在发电面内整个区域使温度分布均匀化，从而能够容易实现发电性能的提高。
附图说明
图1是本发明的实施方式的燃料电池的主要部分分解立体说明图。
图2是所述燃料电池的图1中的II-II线剖视说明图。
图3是构成所述燃料电池的第二金属隔板的一方的正面的说明图。
图4是所述第二金属隔板的另一方的正面的说明图。
图5是构成所述燃料电池的冷却介质流路的主要部分立体说明图。
图6是所述冷却介质流路的主视说明图。
图7是专利文献1公开的燃料电池堆的主要部分分解立体说明图。
符号说明：
10  燃料电池
11  燃料电池堆
12  电解质膜-电极结构体
14、16  金属隔板
18a 氧化剂气体供给连通孔
18b 氧化剂气体排出连通孔
20a 燃料气体供给连通孔
20b 燃料气体排出连通孔
22a 冷却介质供给连通孔
22b 冷却介质排出连通孔
24  固体高分子电解质膜
26  阴极侧电极
28  阳极侧电极
30  氧化剂气体流路
30a、34a 波状凸部
30b、34b 槽形状部
34  燃料气体流路
38  冷却介质流路
42、44  密封部件
52a、52b、60  连结通路
54  重叠部位
56  冷却介质倾斜流路组
56a 冷却介质倾斜流路
58  下游端部中央
具体实施方式
如图1及图2所示，本发明的实施方式的燃料电池10沿箭头A方向层叠多个而构成燃料电池堆11。燃料电池10具备：电解质膜-电极结构体12、夹持所述电解质膜-电极结构体12的第一金属隔板14及第二金属隔板16。
第一金属隔板14及第二金属隔板16例如由钢板、不锈钢板、铝板、镀敷处理钢板或对其金属表面实施了防腐蚀用的表面处理的金属板形成。第一金属隔板14及第二金属隔板16的平面具有矩形形状，并且通过将金属制薄板冲压加工成波形状而成形为截面凹凸形状。
如图1所示，第一金属隔板14及第二金属隔板16具有纵长形状，并且构成为长边朝向重力方向(箭头C方向)且短边朝向水平方向(箭头B方向)(水平方向的层叠)。此外，也可以构成为长边朝向水平方向且短边朝向重力方向，而且，也可以构成为隔板面朝向水平方向(铅垂方向的层叠)。
在燃料电池10的长边方向(箭头C方向)的上端两角部附近设置有在箭头A方向上彼此连通的用于供给氧化剂气体例如含氧气体的氧化剂气体供给连通孔18a和用于供给燃料气体例如含氢气体的燃料气体供给连通孔20a。
在燃料电池10的长边方向的下端两角部附近设置有在箭头A方向上彼此连通的用于排出燃料气体的燃料气体排出连通孔20b和用于排出氧化剂气体的氧化剂气体排出连通孔18b。
在燃料电池10的短边方向(箭头B方向)的两端缘部上方设置有在箭头A方向上彼此连通的用于供给冷却介质的两个冷却介质供给连通孔22a，并且在燃料电池10的短边方向的两端缘部下方设置有用于排出所述冷却介质的两个冷却介质排出连通孔22b。
电解质膜-电极结构体12例如具备：水浸渍于全氟磺酸的薄膜的固体高分子电解质膜24、夹持所述固体高分子电解质膜24的阴极侧电极26及阳极侧电极28。
阴极侧电极26及阳极侧电极28具有由碳素纸等构成的气体扩散层(未图示)和将在表面担载有白金合金的多孔质碳粒子一样地涂敷于所述气体扩散层的表面上而形成的电极催化剂层(未图示)。电极催化剂层形成在固体高分子电解质膜24的两面。
在第一金属隔板14的朝向电解质膜-电极结构体12的面14a上形成有将氧化剂气体供给连通孔18a和氧化剂气体排出连通孔18b连通的氧化剂气体流路30。氧化剂气体流路30形成在沿箭头C方向延伸的多个波状凸部30a之间，并且在所述氧化剂气体流路30的入口附近及出口附近分别设置有多个具有压花的入口缓冲部32a及出口缓冲部32b。
如图3所示，在第二金属隔板16的朝向电解质膜-电极结构体12的面16a上形成有将燃料气体供给连通孔20a和燃料气体排出连通孔20b连通的燃料气体流路34。燃料气体流路34形成在沿箭头C方向延伸的多个波状凸部34a之间，并且在所述燃料气体流路34的入口附近及出口附近分别设置有多个具有压花的入口缓冲部36a及出口缓冲部36b。此外，波状凸部34a的数目能够根据运转条件等进行适当变更。
在第二金属隔板16的面16b与第一金属隔板14的面14b之间形成有与冷却介质供给连通孔22a、22a和冷却介质排出连通孔22b、22b连通的冷却介质流路38(参照图1及图4)。该冷却介质流路38使冷却介质绕电解质膜-电极结构体12的电极范围流通。
如图1及图5所示，冷却介质流路38通过使构成氧化剂气体流路30的波状凸部30a的背面形状即槽形状部30b与构成燃料气体流路34的波状凸部34a的背面形状即槽形状部34b互相重叠而形成。在冷却介质流路38的入口附近及出口附近分别设置有多个具有压花的入口缓冲部40a及出口缓冲部40b(参照图4)。
在第一金属隔板14的面14a、14b上，第一密封部件42绕该第一金属隔板14的外周端缘部而一体成形。在第二金属隔板16的面16a、16b上，第二密封部件44绕该第二金属隔板16的外周端缘部一体成形。作为第一密封部件42及第二密封部件44，例如使用EPDM、NBR、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、苯乙烯橡胶、氯丁二烯或丙烯酸橡胶等密封材料、缓冲材料、或填密材料之类的弹性部件。
如图1所示，在第一金属隔板14的面14a上，对第一密封部件42切口而形成将氧化剂气体供给连通孔18a和氧化剂气体流路30连通的多个连结通路46a。在面14a上，对第一密封部件42切口而形成将氧化剂气体排出连通孔18b和氧化剂气体流路30连通的多个连结通路46b。此外，连结通路46a、46b的数目能够根据运转条件等进行适当变更。
如图3所示，在第二金属隔板16的面16a上，对第二密封部件44切口而形成将燃料气体供给连通孔20a和燃料气体流路34连通的多个连结通路50a。在面16a上，对第二密封部件44切口而形成有将燃料气体排出连通孔20b和燃料气体流路34连通的多个连结通路50b。此外，连结通路50a、50b的数目能够根据运转条件等进行适当变更。
如图4所示，在第二金属隔板16的面16b上，对第二密封部件44切口而形成将一对冷却介质供给连通孔22a、22a和冷却介质流路38连通的多个连结通路52a。在面16b上，对第二密封部件44切口而形成将一对冷却介质排出连通孔22b、22b和冷却介质流路38连通的多个连结通路52b。此外，连结通路52a、52b的数目能够根据运转条件等进行适当变更。
如图4及图6所示，冷却介质流路38具有将彼此对置的槽形状部30b、34b的重叠部位54沿冷却介质的流动连结的冷却介质倾斜流路组56。冷却介质倾斜流路组56相对于长边方向(箭头C方向)向内方倾斜延伸。
如图4所示，冷却介质倾斜流路组56具有下游与冷却介质流路38的下游端部中央58相连且上游经由连结通路60与冷却介质供给连通孔22a相连的冷却介质倾斜流路56a。各连结通路60从连结通路52a向下方离开而形成在各冷却介质供给连通孔22a的下端缘部。
以下说明如此构成的燃料电池10的动作。
首先，如图1所示，含氧气体等氧化剂气体向氧化剂气体供给连通孔18a供给，并且含氢气体等燃料气体向燃料气体供给连通孔20a供给。此外，纯水或乙二醇、油等冷却介质向一对冷却介质供给连通孔22a供给。
因此，氧化剂气体从氧化剂气体供给连通孔18a被导入第一金属隔板14的氧化剂气体流路30。氧化剂气体沿氧化剂气体流路30向箭头C方向(重力方向)移动，向电解质膜-电极结构体12的阴极侧电极26供给。
另一方面，燃料气体从燃料气体供给连通孔20a向第二金属隔板16的燃料气体流路34供给。如图3所示，燃料气体沿燃料气体流路34向重力方向(箭头C方向)移动，向电解质膜-电极结构体12的阳极侧电极28供给(参照图1及图2)。
因此，在电解质膜-电极结构体12中，向阴极侧电极26供给的氧化剂气体和向阳极侧电极28供给的燃料气体在电极催化剂层内由于电化学反应而被消耗，从而进行发电。
接下来，向电解质膜-电极结构体12的阴极侧电极26供给而消耗的氧化剂气体沿氧化剂气体排出连通孔18b向箭头A方向排出。另一方面，向电解质膜-电极结构体12的阳极侧电极28供给而消耗的燃料气体沿燃料气体排出连通孔20b向箭头A方向排出。
另外，如图1所示，向一对冷却介质供给连通孔22a供给的冷却介质被导入到第一金属隔板14及第二金属隔板16之间的冷却介质流路38。如图4所示，冷却介质暂且向箭头B方向(水平方向)内方移动后，向箭头C方向(重力方向)移动而冷却电解质膜-电极结构体12。该冷却介质向箭头B方向外方移动后，被向一对冷却介质排出连通孔22b排出。
这种情况下，冷却介质流路38通过使波状凸部30a的背面形状即槽形状部30b与波状凸部34a的背面形状即槽形状部34b互相重叠而形成。因此，冷却介质流路38具有将槽形状部30b、34b的重叠部位54沿相对于长边方向向内方倾斜的冷却介质的流动而连结的冷却介质倾斜流路组56。
因此，如图4所示，从左右一对冷却介质供给连通孔22a、22a导入到冷却介质流路38中的冷却介质除了沿箭头C方向流通的部分之外，还具有沿冷却介质倾斜流路组56相对于长度方向向内方倾斜而流通的部分。
因此，在本实施方式中，在冷却介质供给连通孔22a的下端缘部形成连结通路60，并设置上游经由所述连结通路60与冷却介质供给连通孔22a相连而下游与冷却介质流路38的下游端部中央58相连的冷却介质倾斜流路56a。因此，尤其能够可靠地冷却位于氧化剂气体流路30及燃料气体流路34的下游侧且发电面温度容易升高的冷却介质流路38的下游端部中央58。而且，在左右的冷却介质倾斜流路56a中流动的冷却介质在下游端部中央58的附近碰撞而弹回，因此也能够将所述冷却介质向所述下游端部中央58供给。
由此，能够通过简单的结构在发电内整个区域使温度分布均匀化，从而能够得到实现燃料电池10的发电性能提高的效果。
此外，在本实施方式中，将与冷却介质供给连通孔22a连通的连结通路60设置成从多个连结通路52a向下方离开，但并不局限于此。例如，也可以通过将连结通路52a每隔规定间隔设置直到冷却介质供给连通孔22a的下端缘部，由此代替所述连结通路60使用。

Claims (3)

1.一种燃料电池，其层叠有在电解质的两侧设置有一对电极的电解质-电极结构体和长方形状的金属隔板，在所述金属隔板的长度方向一端部上形成有使使用前的燃料气体及氧化剂气体沿层叠方向流通的燃料气体供给连通孔及氧化剂气体供给连通孔，另一方面，在所述金属隔板的长度方向另一端部上形成有使使用后的所述燃料气体及所述氧化剂气体沿层叠方向流通的燃料气体排出连通孔及氧化剂气体排出连通孔，并且在所述金属隔板的宽度方向两端部形成有一对冷却介质供给连通孔和一对冷却介质排出连通孔，所述一对冷却介质供给连通孔接近所述燃料气体供给连通孔及所述氧化剂气体供给连通孔而使使用前的冷却介质沿层叠方向流通，所述一对冷却介质排出连通孔接近所述燃料气体排出连通孔及所述氧化剂气体排出连通孔而使使用后的所述冷却介质沿层叠方向流通，所述燃料电池的特征在于，
在朝向一方的所述电极的所述金属隔板的面上设置有将所述燃料气体供给连通孔及所述燃料气体排出连通孔连通而沿所述长度方向延伸的波形状的燃料气体流路，在朝向另一方的所述电极的所述金属隔板的面上设置有将所述氧化剂气体供给连通孔及所述氧化剂气体排出连通孔连通而沿所述长度方向延伸的波形状的氧化剂气体流路，在彼此相邻的所述金属隔板之间，通过在所述燃料气体流路的背面侧形成的槽形状部和在所述氧化剂气体流路的背面侧形成的槽形状部形成使所述冷却介质流通的冷却介质流路，并且，所述冷却介质流路具有将彼此对置的所述槽形状部的重叠部位沿相对于所述长度方向向内方倾斜的所述冷却介质的流动而连结的冷却介质倾斜流路组，所述冷却介质倾斜流路组具有下游与所述冷却介质流路的下游端部中央相连且上游与所述冷却介质供给连通孔相连的冷却介质倾斜流路。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，
所述冷却介质流路具有如下的流动形状：将所述冷却介质从一对所述冷却介质供给连通孔彼此向所述宽度方向的内方导入后，使所述冷却介质沿所述长度方向流通，进而将所述冷却介质彼此向所述宽度方向的外方导出，而将所述冷却介质向一对所述冷却介质排出连通孔排出。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池，其特征在于，
所述槽形状部具有波形状，并且所述波形状的一方的倾斜方向与所述冷却介质倾斜流路的流动方向一致或平行。
CN2010105594328A 2009-11-25 2010-11-23 燃料电池 Expired - Fee Related CN102074716B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009267488A JP5123279B2 (ja) 2009-11-25 2009-11-25 燃料電池
JP2009-267488 2009-11-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102074716A true CN102074716A (zh) 2011-05-25
CN102074716B CN102074716B (zh) 2013-06-05

Family

ID=44033146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105594328A Expired - Fee Related CN102074716B (zh) 2009-11-25 2010-11-23 燃料电池

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8722283B2 (zh)
JP (1) JP5123279B2 (zh)
CN (1) CN102074716B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105556721A (zh) * 2013-09-17 2016-05-04 本田技研工业株式会社 燃料电池堆
WO2019148338A1 (zh) * 2018-01-31 2019-08-08 上海旭济动力有限公司 燃料电池及其电池单元和电堆结构体
CN110690471A (zh) * 2018-07-06 2020-01-14 本田技研工业株式会社 燃料电池用隔板构件以及燃料电池堆
CN114072940A (zh) * 2019-07-19 2022-02-18 丰田车体株式会社 燃料电池堆
CN115117413A (zh) * 2021-03-19 2022-09-27 本田技研工业株式会社 燃料电池堆

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6211789B2 (ja) * 2012-06-18 2017-10-11 本田技研工業株式会社 燃料電池
US9350029B2 (en) * 2012-11-21 2016-05-24 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell stack
GB2530024A (en) * 2014-09-03 2016-03-16 Intelligent Energy Ltd Fuel cell plate
KR101724972B1 (ko) 2015-12-15 2017-04-10 현대자동차주식회사 연료전지 셀
FR3092203B1 (fr) * 2019-01-24 2021-01-01 Commissariat Energie Atomique Plaque bipolaire pour homogeneiser la temperature de liquide de refroidissement
FR3116660B1 (fr) * 2020-11-26 2022-11-11 Commissariat Energie Atomique Plaque bipolaire pour réacteur électrochimique

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010311A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の運転方法
JP2009016110A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータ
CN101453029A (zh) * 2007-12-05 2009-06-10 本田技研工业株式会社 燃料电池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3699070B2 (ja) * 2002-08-21 2005-09-28 本田技研工業株式会社 燃料電池およびその運転方法
JP4266338B2 (ja) * 2003-10-15 2009-05-20 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP4486357B2 (ja) * 2003-12-18 2010-06-23 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP4917755B2 (ja) * 2005-03-08 2012-04-18 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP4948823B2 (ja) * 2005-11-16 2012-06-06 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP5216240B2 (ja) * 2007-05-24 2013-06-19 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP5365162B2 (ja) * 2008-11-26 2013-12-11 日産自動車株式会社 燃料電池
US20110274999A1 (en) * 2009-01-16 2011-11-10 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell stack

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010311A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の運転方法
JP2009016110A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータ
CN101453029A (zh) * 2007-12-05 2009-06-10 本田技研工业株式会社 燃料电池

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105556721A (zh) * 2013-09-17 2016-05-04 本田技研工业株式会社 燃料电池堆
CN105556721B (zh) * 2013-09-17 2017-05-17 本田技研工业株式会社 燃料电池堆
CN107293767A (zh) * 2013-09-17 2017-10-24 本田技研工业株式会社 燃料电池堆
CN107293767B (zh) * 2013-09-17 2020-07-17 本田技研工业株式会社 燃料电池堆
WO2019148338A1 (zh) * 2018-01-31 2019-08-08 上海旭济动力有限公司 燃料电池及其电池单元和电堆结构体
CN110690471A (zh) * 2018-07-06 2020-01-14 本田技研工业株式会社 燃料电池用隔板构件以及燃料电池堆
CN110690471B (zh) * 2018-07-06 2022-07-12 本田技研工业株式会社 燃料电池用隔板构件以及燃料电池堆
CN114072940A (zh) * 2019-07-19 2022-02-18 丰田车体株式会社 燃料电池堆
CN114072940B (zh) * 2019-07-19 2023-11-21 丰田车体株式会社 燃料电池堆
CN115117413A (zh) * 2021-03-19 2022-09-27 本田技研工业株式会社 燃料电池堆

Also Published As

Publication number Publication date
US8722283B2 (en) 2014-05-13
CN102074716B (zh) 2013-06-05
US20110123887A1 (en) 2011-05-26
JP5123279B2 (ja) 2013-01-23
JP2011113725A (ja) 2011-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102074716A (zh) 燃料电池
CN101312250B (zh) 燃料电池
CN104022299B (zh) 燃料电池组
US9799898B2 (en) Fuel cell
CN102479965B (zh) 燃料电池
US8735015B2 (en) Fuel cell
US9214682B2 (en) Fuel cell
KR100869798B1 (ko) 연료 전지용 스택
CN103840189B (zh) 燃料电池堆
CN102270767A (zh) 燃料电池堆
CN104900894A (zh) 燃料电池的金属极板、燃料电池的金属双极板、燃料电池
CN102077402B (zh) 燃料电池堆
US8617756B2 (en) Fuel cell stack
CN102629692B (zh) 燃料电池
EP2023432B1 (en) Fuel cell
CN102057528B (zh) 燃料电池堆
CN102082281B (zh) 燃料电池
CN102035003A (zh) 固体高分子型燃料电池
JP5297990B2 (ja) 燃料電池
CN103427097B (zh) 燃料电池
JP2013196876A (ja) 燃料電池
CN102130353A (zh) 固体高分子型燃料电池
CN101073177A (zh) 燃料电池的配流特性的改善
JP5583824B2 (ja) 燃料電池
JP2014103024A (ja) 燃料電池スタック

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130605