[发明专利]燃料电池和燃料电池用隔板

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池和燃料电池用隔板。特别涉及一种提高制冷剂对燃料电池的冷却效率的有效技术。

背景技术

例如，固体高分子电解质型的燃料电池通过将由膜-电极组件(MEA：薄膜电极组件)和隔板组成的电池叠置而构成。MEA包括由离子交换膜组成的电解质膜、由设置在该电解质膜一面上的催化剂层组成的电极(阳极)以及由设置在电解质膜另一面上的催化剂层组成的电极(阴极)。

图5～7显示的是夹持着MEA的隔板12a、12b。用于给排冷却水的歧管43、53矩阵状地贯通地形成在隔板12a、12b的端部上。而且面对MEA的电极的部分例如通过压制成形，在表里各面上形成了多个凸状筋13a。在这些筋13a之间形成了冷却水导入流路32a、冷却水主流路32和冷却水导出流路32b。

将多个通过将图中未示的MEA夹持在隔板12a、12b之间而构成的单格电池叠置，构成燃料电池组。此时，彼此毗邻的一个单格电池的隔板12a和另一个单格电池的隔板12b之间，划定形成冷却水主流路32以及与其进口侧和出口侧相连的冷却水导入流路32a、冷却水导出流路32b。流经这些流路32a、32、32b的冷却水如图6所示，或像特开2002-231274号公报或特开2003-157866号公报所公开那样，由位于两个隔板12a、12b之间的密封部件(密封垫)101c密封。

在燃料电池发电时，如图5和7所示，从进口侧歧管43供给的冷却水如箭头A所示流过流路32a、32、32b。冷却水对与MEA的发电区域(面对MEA的电极的区域)对应的部分(区域)进行冷却后，流入出口侧的歧管53内并被排出。

发明内容

在这样构成的燃料电池中，必须在隔板12a、12b的周缘部上设置用于粘贴密封部件101c的空间。即，除了在非压缩状态下的设置空间之外，还要预先将压缩状态下在隔板面方向的压缩数量计算在内，将密封部件101c固定在从歧管43、53朝隔板外周侧离开的位置上。

因而，在歧管43、53和密封部件101c的内侧界线之间产生多余的间隙S。如图5～7所示，蔓延到该间隙内的一部分冷却水沿着密封部件101c像箭头B所示那样流动。沿着箭头B的区域即与MEA发电区域非对应的部分(区域)不面对着发热的发电区域，是不需要冷却的区域，因而，因冷却水蔓延到该区域内，产生冷却效率下降的问题。

鉴于上述情况，提出本发明，本发明的目的是提供一种能够提高制冷剂的冷却效率的燃料电池和燃料电池用隔板。

本发明的要点在于，为了提高冷却效率，在隔板的制冷剂(冷却液)流路中，减少制冷剂向与MEA的发电区域不对应的区域的流动。即，与隔板的一面毗邻设置的MEA发电区域的周缘部对应地形成了制冷剂(冷却液)流路的周缘部。

例如在制冷剂(冷却液)流路的周缘部上设置密封部件的场合下，在比密封部更靠隔板面方向的内侧上，设置了对制冷剂向密封部件侧的流动进行限制的制冷剂限制部。

为了解决上述问题，本发明的燃料电池是这样一种燃料电池，其包括：在制冷剂流路形成面上具有制冷剂流路并且贯通地形成有将制冷剂供给到该制冷剂流路的歧管的隔板、叠置于该隔板的制冷剂流路形成面侧的叠层部件、介于所述隔板和叠层部件之间并对流过上述制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部，其中，在上述密封部中的设置于上述歧管附近的歧管附近部和上述歧管之间，设置有对从上述歧管供给到上述制冷剂流路形成面的制冷剂向上述歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。

根据这种结构，一部分制冷剂蔓延到密封部附近那样的无需进行冷却的区域即发电区域外的情形被限制。即，一边抑制流出歧管的制冷剂进入无需进行冷却的区域，一边将该制冷剂导入到各个制冷剂流路。

此外，本发明的燃料电池用隔板是这样一种燃料电池用隔板，在制冷剂流路形成面上具有制冷剂流路并且贯通地形成有将制冷剂供给到该制冷剂流路的歧管，在上述制冷剂流路形成面上设置了对从上述歧管供给的、流过上述制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部，其中，在上述密封部中的设置于上述歧管附近的歧管附近部和上述歧管之间，设置有对从上述歧管供给到上述制冷剂流路形成面的制冷剂向上述歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。

在这种结构的隔板作为燃料电池的一叠层部件与其它叠层部件一起被叠置而构成燃料电池时，则一部分制冷剂蔓延到密封部附近那样的无需进行冷却的区域即发电区域外的情形被限制。即，一边抑制流出歧管的制冷剂进入无需进行冷却的区域，一边将该制冷剂导入到各个制冷剂流路。