[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池。

背景技术

通过氢气和氧气之间的电化学反应来发电的燃料电池已经作为能 源引起关注。这种燃料电池通常具有膜电极组件(在下文中称作 “MEA”)，在该膜电极组件中，阳极形成在电解质膜的一个侧表面上， 而阴极形成在电解质膜的另一个侧表面上。在此燃料电池中，形成燃 料气体供给通道的通道形成构件布置在阳极上(参见日本专利申请公报 No.2004-6104(JP-A-2004-6104))。顺便提一句，通常使用的通道形成 构件是导电多孔体等。此外，阳极或阴极有时具有气体扩散层以及催 化剂层。

一般而言，在燃料电池中使用的氧化气体是空气、或空气和氧气 的混合气体等。在这种情况下，空气中的氮气等有时可能从阴极侧泄 漏到阳极侧。与此相关，存在从阴极侧泄漏的氮气等(在下文中也称作 泄漏气体)可能滞留在阳极侧上的燃料气体供给通道中的可能性。因此， 如果这种泄漏气体滞留在燃料气体供给通道中，则存在这种可能性： 燃料气体不能以分散的方式供给到阳极(阳极表面)，因此在阳极的一些 部分中可能局部发生缺乏燃料气体的供给，并可能抑制那些部分中的 发电。结果，存在燃料电池的发电效率整体可能下降的可能性。

特别地，阳极死端运行型(例如，在供给至燃料气体供给通道的基 本上全部量的燃料气体都被消耗在阳极上来发电的模式下运行)的燃料 电池可能遇到上述问题。此外，上述问题不限于泄漏气体滞留的情形， 还可以发生在其中已混合在燃料气体等中的除氢气之外的物质滞留的 情况下。

发明内容

本发明提供一种能够以分散的方式将燃料气体供给至阳极的燃料 电池技术。

为了解决前述任务中的至少一部分，已经完成了本发明，并且能 够以以下的形式或应用来实现本发明。

本发明的一方面涉及一种燃料电池，其包括：阳极形成层，所述 阳极形成层设置在电解质膜的一个表面的外侧上，并且所述阳极形成 层包括阳极；阴极，所述阴极设置在电解质膜的另一表面的外侧上； 分隔壁部，所述分隔壁部在阳极形成层中在该阳极形成层的厚度方向 上形成，并至少将阳极形成层的远离电解质膜的表面划分成多个块， 并抑制气体在所述块中的相邻块之间的移动；以及气体导入部，所述 气体导入部具有允许燃料气体通过的气体通过部，并经由该气体通过 部将燃料气体导入到由分隔壁部划分的块中。

根据如上所述地构造的燃料电池，燃料气体能够以分散的方式供 给至燃料电池中的阳极。

在前述方面的燃料电池中，所划分的块可以布置成使得一个块对 应于一个气体通过部。

此构造使得能够抑制诸如泄漏气体等的杂质局部滞留在块中。

在前述方面的燃料电池中，所划分的块可以形成为蜂巢的形状。 顺便提一句，当从阳极的厚度方向看时，所述块可以形成为具有蜂巢 的形状。

利用此构造，燃料电池可以容易地传播至每个块的角落。

前述方面的燃料电池还可以包括氧化气体通道形成部，该氧化气 体通道形成部设置在阴极的外侧上并形成用于在沿着阴极的表面的方 向上供给氧化气体的氧化气体供给通道。至于所划分的块，与在氧化 气体供给通道中流动的氧化气体的流动方向上的上游侧相对应的块具 有比与流动方向上的下游侧相对应的块小的体积。

利用此构造，大量的燃料气体能够供给至阳极的其中所产生的电 流量大的部分，并且因此能够提高燃料电池的发电效率。

前述方面的燃料电池还可以包括氧化气体通道形成部，该氧化气 体通道形成部设置在阴极的外侧上并形成用于在沿着阴极的表面的方 向上供给氧化气体的氧化气体供给通道。至于所划分的块，与在氧化 气体供给通道中流动的氧化气体的流动方向上的下游侧相对应的块具 有比与流动方向上的上游侧相对应的块大的透气性。

利用此构造，能够在阳极的与氧化气体的流动方向上的下游侧相 对应的部分中抑制所供给的燃料气体的量的减少。相应地，那部分中 的发电效率升高了，从而能够提高燃料电池的发电效率。

在前述方面的燃料电池中，分隔壁部可以形成为使得每个块均具 有拱顶形状，该拱顶形状的顶部在朝着阳极的外侧的方向、即面向离 开阳极的设置有电解质膜的一侧的方向。顺便提一句，该拱顶形状是 广泛地包括其截面逐渐减小或增大的形状。此外，这里的“拱顶形状” 不限于其顶部形成为圆形的形状。