JP2009080943A - Fuel cell separator and fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池用セパレータ及び燃料電池の技術に関する。 The present invention relates to a fuel cell separator and a fuel cell technology.
一般的に燃料電池は、電解質膜の両側を挟持する一対の電極(アノード極、カソード極)を含む膜−電極アッセンブリと、膜−電極アッセンブリの両側を挟持する一対の燃料電池用セパレータとを有する。アノード極は、アノード極触媒層及び拡散層、カソード極は、カソード極触媒層及び拡散層を有する。燃料電池の発電時には、アノード極に供給するアノードガスを水素ガス、カソード極に供給するカソードガスを酸素ガスとした場合、アノード極側では、水素イオン及び電子にする反応が行われ、水素イオンは電解質膜中を通りカソード極側に、電子は外部回路を通じてカソード極に到達する。一方、カソード極側では、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水分を生成する反応が行われ、エネルギを放出する。 Generally, a fuel cell has a membrane-electrode assembly including a pair of electrodes (anode electrode and cathode electrode) sandwiching both sides of an electrolyte membrane, and a pair of fuel cell separators sandwiching both sides of the membrane-electrode assembly. . The anode electrode has an anode electrode catalyst layer and a diffusion layer, and the cathode electrode has a cathode electrode catalyst layer and a diffusion layer. At the time of power generation of the fuel cell, when the anode gas supplied to the anode electrode is hydrogen gas, and the cathode gas supplied to the cathode electrode is oxygen gas, a reaction to form hydrogen ions and electrons is performed on the anode electrode side. The electrons reach the cathode electrode through an external circuit through the electrolyte membrane to the cathode electrode side. On the other hand, on the cathode side, hydrogen ions, electrons, and oxygen gas react to generate moisture, and energy is released.
図9は、従来の燃料電池用セパレータの構成を示す模式平面図である。図9に示すように、燃料電池用セパレータ50には、ガス流路52、アノードガス入口側マニホールド54a、アノードガス出口側マニホールド54b、カソードガス入口側マニホールド54c、カソードガス出口側マニホールド54dが形成されている。燃料電池用セパレータ50の一方の面に形成されたガス流路52は、アノードガス入口側マニホールド54a及びアノードガス出口側マニホールド54bに連通し、他方の面に形成された不図示のガス流路は、カソードガス入口側マニホールド54c、カソードガス出口側マニホールド54dに連通している。また、ガス流路52は、リブ56によって、複数に分割されている。
FIG. 9 is a schematic plan view showing a configuration of a conventional fuel cell separator. As shown in FIG. 9, the
各マニホールド(54a,54b,54c,54d)、ガス流路52は、電解質膜のイオン伝導性維持のために加湿された反応ガス(アノードガス、カソードガス)の通り道であるため、湿度が高く、結露等により水滴が発生し易い。通常、ガス流路52の流路幅は狭いため、ガス流路52の排水性が悪ければ水滴が滞留し、ガス流路52を閉塞させる、いわゆるフラッディングが発生する場合がある。特に、反応ガスが排出されるガス出口側マニホールド(54b,54d)近傍のガス流路52は、水滴により閉塞されやすい。このような状態になると、反応ガスの供給が妨げられ、燃料電池の電圧低下等が起こり、電池性能を低下させる場合がある。
Since each manifold (54a, 54b, 54c, 54d) and the
例えば、特許文献1には、電極に当接するリブと、リブの電極当接面にリブの高さより小さい深さを有する浅溝を形成することにより、燃料電池用セパレータのリブに接触する電極部分のフラッディングを低減させることができる燃料電池用セパレータが提案されている。
For example, in
また、燃料電池用セパレータの冷却液通路の構造強度を確保するためのものであるが、例えば、特許文献2には、冷却液通路の中間部に形成されている第1リブと、第1リブとは別個に冷却液通路の端部に島状に形成されている第2リブとを備える燃料電池用セパレータが提案されている。 Further, for securing the structural strength of the coolant passage of the fuel cell separator, for example, Patent Document 2 discloses a first rib formed at an intermediate portion of the coolant passage and a first rib. Separately, a fuel cell separator has been proposed that includes a second rib formed in an island shape at the end of the coolant passage.
しかし、特許文献1,2の燃料電池用セパレータでは、流路幅の狭いガス流路の排水性を向上させることは困難であり、ガス流路が水滴により閉塞される場合がある。
However, in the fuel cell separators of
そこで、本発明の目的は、ガス流路の排水性を向上させ、ガス流路が水滴により閉塞されることを抑制することができる燃料電池用セパレータ及び当該燃料電池用セパレータを備える燃料電池を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell separator that can improve the drainage of a gas channel and suppress the gas channel from being blocked by water droplets, and a fuel cell including the fuel cell separator. There is to do.
本発明は、ガス入口側マニホールド及びガス出口側マニホールドと、前記ガス入口側マニホールド及び前記ガス出口側マニホールドに連通するガス流路と、前記ガス流路を複数に分割するリブとが形成された燃料電池用セパレータであって、前記ガス出口側マニホールドに面するリブの端部は、前記リブの本体部より幅細に形成されている。 The present invention relates to a fuel in which a gas inlet manifold and a gas outlet manifold, a gas passage communicating with the gas inlet manifold and the gas outlet manifold, and a rib for dividing the gas passage into a plurality of parts are formed. In the battery separator, an end portion of a rib facing the gas outlet side manifold is formed to be narrower than a main body portion of the rib.
また、前記燃料電池用セパレータにおいて、少なくとも前記リブの端部は、前記ガス出口側マニホールドに向かうほど幅細に形成されていることが好ましい。 In the fuel cell separator, it is preferable that at least an end portion of the rib is formed so as to be narrower toward the gas outlet side manifold.
また、前記燃料電池用セパレータにおいて、前記リブは間欠形成されていることが好ましい。 In the fuel cell separator, the rib is preferably formed intermittently.
また、前記燃料電池用セパレータにおいて、前記リブの端部は、前記ガス出口側マニホールド内に突出することが好ましい。 In the fuel cell separator, it is preferable that an end portion of the rib protrudes into the gas outlet side manifold.
また、本発明は、ガス入口側マニホールド及びガス出口側マニホールドと、前記ガス入口側マニホールド及び前記ガス出口側マニホールドに連通するガス流路と、前記ガス流路を複数に分割するリブとが形成された燃料電池用セパレータであって、前記ガス出口側マニホールドに面するリブの端部は、前記ガス流路の幅を広げるように形成されている。 In the present invention, a gas inlet side manifold and a gas outlet side manifold, a gas flow path communicating with the gas inlet side manifold and the gas outlet side manifold, and a rib for dividing the gas flow path into a plurality of parts are formed. In the fuel cell separator, the end portion of the rib facing the gas outlet side manifold is formed so as to widen the width of the gas flow path.
また、本発明は、膜−電極アッセンブリを挟持する一対の燃料電池用セパレータを有する燃料電池であって、前記燃料電池用セパレータの少なくとも一方は、ガス入口側マニホールド及びガス出口側マニホールドと、前記ガス入口側マニホールド及び前記ガス出口側マニホールドに連通するガス流路と、前記ガス流路を複数に分割するリブとが形成され、前記ガス入口側マニホールドに面するリブの端部が、前記リブの本体部より幅細に形成されている。 The present invention also provides a fuel cell having a pair of fuel cell separators that sandwich a membrane-electrode assembly, wherein at least one of the fuel cell separators includes a gas inlet side manifold, a gas outlet side manifold, and the gas A gas flow path communicating with the inlet side manifold and the gas outlet side manifold and a rib dividing the gas flow path into a plurality of parts are formed, and an end of the rib facing the gas inlet side manifold is a main body of the rib. It is formed narrower than the part.
本発明によれば、入口側マニホールド及び出口側マニホールドと、ガス入口側マニホールド及びガス出口側マニホールドに連通するガス流路と、ガス流路を複数に分割するリブとが形成された燃料電池用セパレータにおいて、ガス出口側マニホールドに面するリブの端部は、リブの本体部より幅細に形成されていることにより、ガス流路の排水性を向上させ、ガス流路が水滴により閉塞されることを抑制することができる燃料電池用セパレータ及び当該燃料電池用セパレータを備える燃料電池を提供することができる。 According to the present invention, a separator for a fuel cell in which an inlet side manifold and an outlet side manifold, a gas flow path communicating with the gas inlet side manifold and the gas outlet side manifold, and a rib dividing the gas flow path into a plurality of parts are formed. The end of the rib facing the gas outlet side manifold is formed narrower than the main body of the rib, thereby improving the drainage of the gas flow path and closing the gas flow path with water droplets. It is possible to provide a fuel cell separator and a fuel cell including the fuel cell separator.
本発明の実施の形態について以下説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池の構成の一例を示す一部模式断面図である。図1に示すように、燃料電池1は、膜−電極アッセンブリ10、燃料電池用セパレータとしてのアノード極セパレータ12及びカソード極セパレータ14、シーリングプレート16を備える。図1に示すように、燃料電池1は、膜−電極アッセンブリ10を介して、アノード極セパレータ12、カソード極セパレータ14が配置されている。膜−電極アッセンブリ10は、電解質膜(不図示)を介してアノード極(不図示)及びカソード極(不図示)が配置されたものである。アノード極セパレータ12とカソード極セパレータ14とは、接着剤13により接着されている。
FIG. 1 is a partial schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
本実施形態に用いられるアノード極セパレータ12及びカソード極セパレータ14は、金属系セパレータ、カーボン系セパレータ等特に制限されるものではない。
The
図2(イ)は、本発明の実施形態に係るアノード極セパレータの構成の一例を示す模式平面図であり、図2(ロ)は、本発明の実施形態に係るカソード極セパレータの構成の一例を示す模式平面図である。 2A is a schematic plan view showing an example of the configuration of the anode separator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an example of the configuration of the cathode separator according to the embodiment of the present invention. It is a schematic plan view which shows.
図2(イ),(ロ)に示すように、燃料電池用セパレータ(アノード極セパレータ12、カソード極セパレータ14)には、アノードガス入口側マニホールド18、アノードガス出口側マニホールド20、カソードガス入口側マニホールド22、カソードガス出口側マニホールド24が形成されている。なお、各マニホールドの配置は、特に制限されるものではない。
2A and 2B, the fuel cell separator (
また、図2(イ)に示すように、アノード極セパレータ12には、ガス流路としてのアノードガス流路26が、アノードガス入口側マニホールド18、アノードガス出口側マニホールド20に連通するように形成されている。図2(ロ)に示すように、カソード極セパレータ14には、ガス流路としてのカソードガス流路28が、カソードガス入口側マニホールド22、カソードガス出口側マニホールド24に連通するように形成されている。アノードガス流路26及びカソードガス流路28はそれぞれ、リブ30により複数分割されている。
Further, as shown in FIG. 2A, the
図3は、図2(イ)の点線枠Rにおけるアノード極セパレータの一部拡大模式平面図である。図3に示すように、アノードガス出口側マニホールド20に面するリブ端部31aは、リブ本体部31bより幅細に形成されている。これにより、アノードガス出口側マニホールド20に面するアノードガス流路26の流路幅を広くすることができる。水滴は、反応ガスの流れに沿って排水されるため、反応ガスが排出されるガス出口側マニホールド(例えば、図2に示すアノードガス出口側マニホールド20、カソードガス出口側マニホールド24)付近で滞留し易い。そのため、リブ端部31aをリブ本体部31bより幅細にして、アノードガス流路26の流路幅を広くすることによって、水滴によるアノードガス流路26の閉塞を抑制することができる。また、リブ端部31aは、幅細に形成されているため、リブ端部31aの先端に水滴が保持され難く、アノードガス出口側マニホールド20に水滴を排水させ易い。
FIG. 3 is a partially enlarged schematic plan view of the anode electrode separator in the dotted frame R in FIG. As shown in FIG. 3, the
また、幅細に形成されているリブ端部31aの形状は、図3に示すような矩形状のものに限定されるものではない。図4(イ)〜(ハ)は、図2(イ)の点線枠Rにおけるアノード極セパレータの一部拡大模式平面図である。リブ端部31aは、リブ端部31aの先端に付着する水滴をマニホールドに排水させ易くすることができる点で、例えば、4(イ)〜(ハ)に示す錐状、台形状、円弧状等のように、アノードガス出口側マニホールド20に向かうほど幅細に形成されていることが好ましい。本実施形態では、図4(イ)〜(ハ)に示すように、リブ端部31aが、アノードガス出口側マニホールド20に向かうほど幅細に形成されていてもよいし、リブ30全体がアノードガス出口側マニホールドに向かうほど幅細に形成されていてもよい。
Further, the shape of the
また、本実施形態では、例示したアノードガス出口側マニホールド20に面するリブ端部31aに限定されるものではなく、カソードガス出口側マニホールド24に面するリブ端部も同様に、上記説明したリブ端部31aが形成されることが好ましい。すなわち、アノードガス出口側マニホールドに面するリブ端部、カソードガス出口側マニホールドに面するリブ端部のうち少なくとも一方に、上記説明したリブ端部31aが形成されていればよい。
In the present embodiment, the
次に、燃料電池用セパレータを流れる反応ガスの流れ及び発電時について説明する。 Next, the flow of reaction gas flowing through the fuel cell separator and the time of power generation will be described.
アノード極セパレータ12側では、加湿されたアノードガスが、図2(イ)に示すアノードガス入口側マニホールド18からアノードガス流路26に供給される。アノードガス流路26を流れるアノードガスは、図1に示す膜−電極アッセンブリ10に供給され、発電に利用される。そして、アノードガスは、図2に示すアノードガス流路26からアノードガス出口側マニホールド20を通り、アノード極セパレータ12の外部へ排出される。一方、カソード極セパレータ14側では、加湿されたカソードガスが、図2(ロ)に示すカソードガス入口側マニホールド22からカソードガス流路28に供給される。カソードガス流路28を流れるカソードガスは、図1に示す膜−電極アッセンブリ10に供給され、発電に利用される。そして、カソードガスは、図2に示すカソードガス流路28からカソードガス出口側マニホールド24を通り、カソード極セパレータ14の外部へ排出される。
On the
このように、各マニホールド、各反応ガス流路は、加湿された反応ガス(アノードガス、カソードガス)の通り道であり、反応ガスが流れるにつれて湿度が高くなって、結露等により水滴が発生し易くなる。また、カソード極側では発電により水が発生することによって、アノード極側では、カソード極で発生した水が電解質膜を移動することによっても、湿度が高くなる。 As described above, each manifold and each reaction gas flow path are passages for humidified reaction gas (anode gas, cathode gas), and the humidity increases as the reaction gas flows, so that water droplets are easily generated due to condensation or the like. Become. Further, the water is generated by power generation on the cathode electrode side, and the humidity is also increased on the anode electrode side due to the water generated on the cathode electrode moving through the electrolyte membrane.
図5(イ)は、一般的な燃料電池用セパレータのガス流路に発生した水滴の状態を示す燃料電池用セパレータの一部拡大模式平面図であり、図5(ロ),(ハ)は、本実施形態に係る燃料電池用セパレータのガス流路に発生した水滴の状態を示す燃料電池用セパレータの一部拡大模式平面図である。 FIG. 5 (a) is a partially enlarged schematic plan view of a fuel cell separator showing a state of water droplets generated in a gas flow path of a general fuel cell separator, and FIGS. FIG. 3 is a partially enlarged schematic plan view of a fuel cell separator showing a state of water droplets generated in a gas flow path of the fuel cell separator according to the present embodiment.
一般的な燃料電池用セパレータでは、図5(イ)に示すように、水滴32は、ガス流路34又はリブ36の先端に滞留し易い。しかし、図5(ロ)に示すように、本実施形態に係る燃料電池用セパレータでは、ガス出口側マニホールド20aに面するリブ端部31aは、リブ本体部31bより幅細に形成されているため、ガス出口側マニホールド20aに面するガス流路26aの流路幅を広くすることができ、ガス流路26aに水滴が滞留してもガス流路26aの閉塞を抑制することができる。また、リブ端部31aは、幅細に形成されているため、リブ端部31aの先端に水滴が保持され難く、ガス出口側マニホールド20aに水滴を排水させ易い。さらに図5(ハ)に示すように、リブ端部31aをガス出口側マニホールド20aに向かうほど幅細に形成することによって、リブ端部31aの先端に付着する水滴をガス出口側マニホールド20aに排水させ易くすることができる。
In a general fuel cell separator, as shown in FIG. 5A, the
本実施形態の燃料電池用セパレータは、排水性を向上させることができる点で、親水処理が施されたものであってもよい。親水処理は、カーボン系セパレータの場合、プラズマ処理、UV処理、フッ素と酸素との混合ガス処理等の公知の表面改質法等が挙げられる。また、金属系セパレータの親水処理は、例えば、親水材、親水性樹脂の溶液又はスラリーをダイコーター法、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スプレー法等の公知の塗布法が挙げられる。 The separator for a fuel cell of the present embodiment may be subjected to a hydrophilic treatment in that drainage can be improved. Examples of the hydrophilic treatment include, in the case of carbon separators, known surface modification methods such as plasma treatment, UV treatment, and mixed gas treatment of fluorine and oxygen. Examples of the hydrophilic treatment of the metal separator include known coating methods such as a die coater method, a screen printing method, a doctor blade method, and a spray method using a solution or slurry of a hydrophilic material or a hydrophilic resin.
図6は、本発明の他の実施形態に係るアノード極セパレータの一部拡大模式平面図である。図6に示すように、リブ30は間欠形成されていることが好ましい。リブ30は、図6に示すようにリブ本体部31bが間欠形成されているものであるが、リブ端部31a又はリブ端部31a及びリブ本体部31bの両方が間欠形成されているものであってもよい。また、カソード極側も同様に形成されることが好ましい。
FIG. 6 is a partially enlarged schematic plan view of an anode electrode separator according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the
通常、分割されているガス流路のうちの1つが水滴により閉塞された場合、閉塞されたガス流路内では反応ガスが流れ難くなる。しかし、本実施形態のようにリブ30が間欠形成されることにより、隣接するアノードガス流路26を連通する連通路40が形成されるため、アノードガス流路26の一部(例えば、アノードガス流路26のうちの1つ)が水滴により閉塞された場合でも、反応ガスは連通路40へ流れる。そのため、水滴によりガス流路の一部が閉塞されても、燃料電池の性能低下を抑制することができる。
Usually, when one of the divided gas flow paths is blocked by a water droplet, the reaction gas hardly flows in the closed gas flow path. However, since the
間欠形成されたリブ30の間欠部の長さ(図6に示すL)は、ガス流路に溜まる水の量を少なくすることができ、ガス流路を流れる反応ガスの流量が少ない場合でも、水滴が排水され易くすることができる点で、小さい方が好ましい。また、間欠部の数は、少なくとも1つ以上あればよい。
The length of the intermittent portion of the
図7は、本発明の他の実施形態に係るアノード極セパレータの一部拡大模式平面図である。図7に示すように、リブ本体部31bより幅細に形成したリブ端部31a(アノードガス出口側マニホールド20に面するリブ端部31aを例示)は、アノードガス出口側マニホールド20内に突出していることが好ましい。
FIG. 7 is a partially enlarged schematic plan view of an anode electrode separator according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, a
上記のように、リブ端部31aをアノードガス出口側マニホールド20内に突出させることによって、リブ端部31aに付着した水滴をアノードガス出口側マニホールド20へ容易に排水させることができる。これにより、アノードガス流路26の排水性を向上させ、アノードガス流路26の閉塞を抑制することができる。カソード極セパレータ14側も、リブ本体部より幅細に形成したリブ端部は、カソードガス出口側マニホールド24内に突出していることが好ましい。これにより、カソードガス流路28の排水性を向上させ、カソードガス流路28の閉塞を抑制することができる。
As described above, by causing the
図8は、本発明の他の実施形態に係るアノード極セパレータの一部拡大模式平面図である。図8に示すように、リブ30が間欠形成されている場合も、アノードガス出口側マニホールド20へ容易に排水させることができる点で、アノードガス出口側マニホールド20に面するリブ端部31aをアノードガス出口側マニホールド20内に突出させることが好ましい。カソード極セパレータ14側も同様に、間欠形成されているリブのリブ端部(カソードガス出口側マニホールド24に面するリブ端部)をカソードガス出口側マニホールド内に突出させることが好ましい。
FIG. 8 is a partially enlarged schematic plan view of an anode electrode separator according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, even when the
本実施形態に係る燃料電池の他の構成について説明する。 Another configuration of the fuel cell according to the present embodiment will be described.
膜−電極アッセンブリ10を構成するアノード極及びカソード極は、それぞれ、拡散層及び触媒層を有する。触媒層は、例えば、白金、ルテニウム等の金属触媒を担持したカーボンとパーフルオロスルホン酸系の電解質等とを混合して電解質膜上に成膜したものである。上記カーボンとしては、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック等が用いられる。拡散層は、反応ガスの拡散性が高い材料であれば特に制限されるものではない。例えば、カーボンクロス、カーボンペーパ等の多孔質カーボン材料等が挙げられる。
The anode electrode and the cathode electrode constituting the membrane-
本実施形態に用いられる電解質膜は、電子伝達性を有さずプロトン伝導性を有するものであれば特に制限されるものではない。例えば、パーフルオロスルホン酸系の樹脂膜、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜等が挙げられる。具体的にはナフィオン(登録商標)が挙げられる。 The electrolyte membrane used in the present embodiment is not particularly limited as long as it does not have electron transfer properties but has proton conductivity. For example, a perfluorosulfonic acid resin film, a copolymer film of a trifluorostyrene derivative, a polybenzimidazole film impregnated with phosphoric acid, an aromatic polyether ketone sulfonic acid film, and the like can be given. Specific examples include Nafion (registered trademark).
シーリングプレート16は、ガス流路を流れる反応ガスのガス漏れ防止、燃料電池用セパレータと隣接する部材との接着点等として機能するものである。シーリングプレート16を構成する材料としては、燃料電池の環境下で腐食し難いものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキシド等のエンプラ樹脂等の樹脂、ステンレス、チタン等の金属等を使用することができる。
The sealing
本実施形態の燃料電池は、上記説明した燃料電池を単位セルとして、複数積層した積層体であってもよい。また積層体の場合には、積層体を縦置きにして、燃料電池用セパレータのガス出口側マニホールドが重力方向下方になるように構成することが好ましい。これによって、ガス出口側マニホールドへ排出される反応ガスが重力方向下向きとなり、反応ガスに含まれる水が、幅細に形成されたリブに沿って、重力により滴下され易くなる。よって、ガス流路の水滴をガス出口側マニホールドに排出させ易くすることができる。 The fuel cell of this embodiment may be a stacked body in which a plurality of the above-described fuel cells are used as unit cells. Moreover, in the case of a laminated body, it is preferable that the laminated body is placed vertically so that the gas outlet side manifold of the fuel cell separator is positioned below the gravity direction. As a result, the reaction gas discharged to the gas outlet side manifold is directed downward in the gravity direction, and water contained in the reaction gas is easily dropped by gravity along the narrowly formed rib. Therefore, water droplets in the gas flow path can be easily discharged to the gas outlet side manifold.
以上のように、本実施形態に係る燃料電池は、ガス出口側マニホールドに面するリブ端部が、リブ本体部より幅細に形成されていること、特に少なくとも当該リブ端部がガス出口側マニホールドに向かうほど幅細に形成されていることにより、ガス流路の排水性を向上させ、ガス流路が水滴により閉塞されることを抑制することができる。また、リブが間欠形成されていることによって、隣接するガス流路を連通する連通路が形成されるため、ガス流路の一部が閉塞されても、反応ガスの流れが妨げられることを抑制することができる。さらに、リブ端部をガス出口側マニホールド内に突出させることによって、ガス流路の排水性を向上させ、ガス流路の閉塞を抑制することができる。 As described above, in the fuel cell according to the present embodiment, the rib end facing the gas outlet side manifold is formed narrower than the rib main body, in particular, at least the rib end is at the gas outlet side manifold. By being formed so narrow that it goes to, it can improve the drainage nature of a gas channel, and it can control that a gas channel is obstructed by a water drop. In addition, since the ribs are intermittently formed, a communication path that connects adjacent gas flow paths is formed, so that even if a part of the gas flow path is blocked, the reaction gas flow is prevented from being hindered. can do. Furthermore, by allowing the rib end portion to protrude into the gas outlet side manifold, it is possible to improve the drainage of the gas flow path and to suppress the blockage of the gas flow path.
上記本実施形態に係る燃料電池は、例えば、携帯電話、携帯用パソコン等のモバイル機器用小型電源、自動車用電源、家庭用電源等として使用することができる。 The fuel cell according to the present embodiment can be used as, for example, a small power source for mobile devices such as a mobile phone and a portable personal computer, a power source for automobiles, and a household power source.
1 燃料電池、10 膜−電極アッセンブリ、12 アノード極セパレータ、13 接着剤、14 カソード極セパレータ、16 シーリングプレート、18 アノードガス入口側マニホールド、20 アノードガス出口側マニホールド、20a ガス出口側マニホールド、22 カソードガス入口側マニホールド、24 カソードガス出口側マニホールド、26 アノードガス流路、26a ガス流路、28 カソードガス流路、30 リブ、31a リブ端部、31b リブ本体部、32 水滴、34 ガス流路、36 リブ、40 連通路、50 燃料電池用セパレータ、52 ガス流路、54a アノードガス入口側マニホールド、54b アノードガス出口側マニホールド、54c カソードガス入口側マニホールド、54d カソードガス出口側マニホールド、56 リブ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ガス出口側マニホールドに面するリブの端部は、前記リブの本体部より幅細に形成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。 A fuel cell separator having a gas inlet side manifold and a gas outlet side manifold, a gas flow path communicating with the gas inlet side manifold and the gas outlet side manifold, and a rib dividing the gas flow path into a plurality of parts. There,
A fuel cell separator, wherein an end of a rib facing the gas outlet side manifold is formed narrower than a main body of the rib.
前記ガス出口側マニホールドに面するリブの端部は、前記ガス流路の幅を広げるように形成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。 A fuel cell separator having a gas inlet side manifold and a gas outlet side manifold, a gas flow path communicating with the gas inlet side manifold and the gas outlet side manifold, and a rib dividing the gas flow path into a plurality of parts. There,
An end of a rib facing the gas outlet manifold is formed so as to widen the width of the gas flow path.
前記ガス出口側マニホールドに面するリブの端部は、前記リブの本体部より幅細に形成されていることを特徴とする燃料電池。 A fuel cell having a pair of fuel cell separators sandwiching a membrane-electrode assembly, wherein at least one of the fuel cell separators includes a gas inlet side manifold and a gas outlet side manifold, the gas inlet side manifold and the gas A gas flow path communicating with the outlet side manifold and a rib dividing the gas flow path into a plurality of parts are formed,
An end portion of a rib facing the gas outlet side manifold is formed narrower than a main body portion of the rib.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017041402A (en) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | トヨタ車体株式会社 | Gas flow path forming plate for fuel cell and fuel cell stack |
| JP2017059439A (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell module |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09504901A (en) * | 1993-09-24 | 1997-05-13 | バラード パワー システムズ インコーポレイティド | Fuel cell assembly with integral selective oxidizer |
| JPH1197041A (en) * | 1997-09-22 | 1999-04-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Polymer electrolyte fuel cell |
| JPH11176457A (en) * | 1997-12-09 | 1999-07-02 | Aqueous Reserch:Kk | Solid polymer electrolyte fuel cell |
| JP2001250568A (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Toyota Motor Corp | Current collector plate for polymer electrolyte fuel cells |
| JP2004247289A (en) * | 2003-01-20 | 2004-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fuel cell and its operation method |
| JP2005209526A (en) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Polymer electrolyte fuel cell |
| JP2008146850A (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Fuel cell |
-
2007
- 2007-09-25 JP JP2007247275A patent/JP2009080943A/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09504901A (en) * | 1993-09-24 | 1997-05-13 | バラード パワー システムズ インコーポレイティド | Fuel cell assembly with integral selective oxidizer |
| JPH1197041A (en) * | 1997-09-22 | 1999-04-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Polymer electrolyte fuel cell |
| JPH11176457A (en) * | 1997-12-09 | 1999-07-02 | Aqueous Reserch:Kk | Solid polymer electrolyte fuel cell |
| JP2001250568A (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Toyota Motor Corp | Current collector plate for polymer electrolyte fuel cells |
| JP2004247289A (en) * | 2003-01-20 | 2004-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fuel cell and its operation method |
| JP2005209526A (en) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Polymer electrolyte fuel cell |
| JP2008146850A (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Fuel cell |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017041402A (en) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | トヨタ車体株式会社 | Gas flow path forming plate for fuel cell and fuel cell stack |
| JP2017059439A (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell module |
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