[发明专利]燃料电池和构成燃料电池的隔离体

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池以及构成燃料电池的隔离体。具体地，本发明涉 及反应气体的供给和排放。

背景技术

燃料电池例如固态聚合物燃料电池通过将反应气体(包含氢气的燃料 气体和包含氧气的氧化气体)供给到跨电解质隔膜而彼此面对的两个电极 (燃料电极和氧化电极)从而引起电化学反应，由此将物质的化学能直接 转换成电能。这种燃料电池的已知主要结构是所谓的叠置结构，其中包括 大致板状的电解质隔膜的层压部件与隔离体交替叠置并且在叠置方向上 固定在一起。

具有叠置结构的已知燃料电池引入具有基本垂直于厚度方向的内部 通道的隔离体(例如日本专利申请公开No.5-109415(JP-A-109415))。在 这种燃料电池中，隔离体的内部通道用来将反应气体供给到电极或从电极 排放反应气体。在这种隔离体中，通过叠置三个板状部件形成上述内部通 道。这种内部通道的一个端部与在厚度方向上穿透隔离体的反应气体管线 连通，并且内部通道的另一端部到达隔离体的面对电极的表面。经由这种 内部通道，反应气体在反应气体管线和电极之间传送。

然而，在上述现有技术中，沿着基本矩形的发电区域的四个侧边的相 对两个侧边来设置用于两种反应气体之一也就是氧化气体的内部通道，沿 着另外两个侧边设置用于另一反应气体也就是燃料气体的通道。因此，在 发电区域中，氧化气体和燃料气体在彼此相交并且都是电解质隔膜的平面 方向的方向上流动。这种反应气体的流动不一定提供良好的发电性能。因 而，期望实现提供更好发电性能的反应气体的流动。

发明内容

本发明的目的在于改善燃料电池的发电性能。

根据本发明的第一方面的燃料电池包括多个发电体和多个隔离体。每 个发电体具有第一电极和第二电极。每个隔离体具有：第一表面，其面对 发电体中的一个的第一电极；第二表面，其面对发电体中的另一个第二电 极；第一反应气体通道，其用于向面对第一表面的第一电极供给第一反应 气体或从面对第一表面的第一电极排放第一反应气体；以及第二反应气体 通道，其用于向面对第二表面的第二电极供给第二反应气体或从面对第二 表面的第二电极排放第二反应气体。第一反应气体通道在隔离体中延伸并 且在其端部处具有在第一表面中开口的开口部分。第二反应气体通道在隔 离体中延伸并且在其端部处具有在第二表面中开口的开口部分。当隔离体 与发电体叠置时，第一反应气体通道的开口部分的至少一部分和第二反应 气体通道的开口部分的至少一部分沿着面对发电体的发电区域的外围边 界的第一部分被布置在隔离体中。

根据按照第一方面的燃料电池，在每个隔离体中延伸使得供给或排放 第一反应气体的通道的开口部分和在每个隔离体中延伸使得供给或排放 第二反应气体的通道的开口部分都沿着发电区域的同一部分布置。结果， 可以使第一反应气体和第二反应气体在发电区域中彼此并行地流动。因 此，可以改善引入隔离体的燃料电池的发电性能，其中在该隔离体中具有 用于供给或排放反应气体的通道。

在按照第一方面的燃料电池中，第一反应气体通道可以是用于从第一 电极排放第一反应气体的第一反应气体排放通道，并且隔离体可以进一步 包括第一反应气体供给通道，该第一反应气体供给通道被设置用于向面对 第一表面的第一电极供给第一反应气体，并且在隔离体中延伸且在第一反 应气体供给通道的端部具有在第一表面中开口的开口部分，第一反应气体 排放通道的开口部分可以沿着第一部分布置，并且第一反应气体供给通道 的开口部分可以沿着与隔着发电区域第一部分相对定位的发电区域的外 围边界的第二部分布置。因此，第一反应气体从第二部分流向发电区域的 外围边界的第一部分，并且第二反应气体从第一部分流动或者流向第一部 分。由此，可以使第一反应气体和第二反应气体在发电区域中并行流动， 并且可以改善燃料电池的发电性能。