[发明专利]燃料电池的配流特性的改善

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池的气体配流特性的改善技术。

背景技术

燃料电池通常通过层叠多个单体电池而构成。为了使层叠该单体电池时构成单体电池的各部件容易对位，并易于燃料电池的组装，有人提出了在分离器内部设置反应气体流路的燃料电池。例如，日本专利公开公报特开2002-151108号公报公开了如下的燃料电池：其向电极供应反应气体，并在反应气体流路的电极一侧设置用于从电极排出反应气体的气体连通孔。

然而，当通过所述的气体连通孔将反应气体供应给电极时，因在气体连通孔的下游一侧和非气体连通孔部分的下游一侧反应气体的流量不同，可能会使电极内的反应气体流量不均匀。

本发明就是为了解决所述现有问题而提出的，其目的在于使电极内的反应气体流量均匀化。

发明内容

为了至少完成所述目的的一部分，本发明的燃料电池，其特征在于，包括：分别具有电极和分离器的多个单体电池；以及分别连通所述多个单体电池的气体岐管；其中，所述分离器在其内部具备连通位于所述电极表面的气体通路和所述气体岐管的多个气体连通流路，所述多个气体连通流路分别具有至少一个在面对所述分离器的所述电极的表面一侧开口的气体连通孔，所述多个气体连通流路的多个气体连通孔包括：设置在与所述气体岐管相距第一距离的第一连通孔组；以及设置在大于所述第一距离的第二距离处的第二连通孔组。

根据这样的结构，通过在电极表面使反应气体相冲突而搅乱反应气体的流向，因此，可提高电极内的反应气体流量的均匀性。

而且，本发明可以多种方式实现，例如，可以以燃料电池、利用该燃料电池的燃料电池系统、利用该燃料电池系统的发电装置及安装该燃料电池系统的电动汽车等的方式实现。

附图说明

图1是表示构成燃料电池的燃料电池组100的构成的说明图；

图2是表示构成单体电池200的3块极板300、400、500的形状的示意图；

图3是表示第一实施例的燃料气体的流动状态的说明图；

图4是表示第一实施例的氧化气体的流动状态的说明图；

图5是表示第二实施例的氧化气体的流动状态的说明图；

图6是表示第三实施例的氧化气体的流动状态的说明图；

图7是表示第四实施例的氧化气体的流动状态的说明图。

具体实施方式

将本发明的具体实施方式基于实施例按以下的顺序进行说明。

A.第一实施例

B.第二实施例

C.第三实施例

D.第四实施例

E.变形例

A.第一实施例：

图1的(a)是表示作为本发明实施例的、构成燃料电池的燃料电池组100的结构的说明图。燃料电池组100通过层叠多个单体电池200而构成。在燃料电池组100中设置有：氧化气体供给岐管110；氧化气体排出岐管120；燃料气体供给岐管130；燃料气体排出岐管140；冷却水供给岐管150；及冷却水排出岐管160。

图1的(b)是表示单体电池200的结构的说明图。单体电池200具有：阳极侧极板300；阴极侧极板400；中性极板500；膜·电极接合体600；及密封部件210。

3块极板300、400、500是分别通过挤压成形而形成了各种形状的孔的平板。这些极板300、400、500均以不锈钢等具有不透气性和导电性的材料形成。3块极板300、400、500通过层叠构成分离燃料气体、氧化气体和冷却水的各自流路的分离器。

膜·电极接合体600具有：电解质膜620；阳极640；及阴极660。电解质膜620是以Nafion(杜邦公司的商标)等氟系树脂材料形成的、在湿润状态下具有良好导电性的离子交换膜。阳极640和阴极660是用碳布等具有气体扩散性和导电性的多孔材料形成的。在所述阳极640和所述阴极660上作为燃料电池反应的催化剂承载有铂或由铂和其它金属构成的合金。下文中，将阳极640和阴极660统一称为“电极”。

密封部件210是用硅橡胶等具有不透气性、弹性及耐热性的材料形成的。如虚线所示，在密封部件210的中心部分设置有用于配置膜·电极接合体600的孔。

在3块极板300、400、500和密封部件210上分别设置多个贯通孔(未图示)。这些贯通孔在层叠单体电池200并构成燃料电池组100时形成岐管110～160。下文中，将这些贯通孔称为“岐管孔”。