[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及具有层积了多个单位单元的单元层积体的燃料电池。

背景技术

以往以来，一般的燃料电池的单位单元具备膜-电极接合体(MEA： Membrane Electrode Assembly，以下简称为“MEA”)，具有在该MEA 的两侧配设有隔板的结构，该MEA具有电解质膜、配置在该电解质膜的 一面的阳极电极(阴极)和配置在另一面的阴极电极(阳极)。而且，在 燃料电池中，层积多个该单位单元作为单元层积体，在该单元层积体的单 元层积方向两端配置有集电板(接线板)、绝缘体、压板和末端板等。

在这样的燃料电池中，存在配设在单元层积体的端部的单位单元(以 下称为“端部单元”)的温度比单元层积体的其他的单位单元的温度低这 样的情况。这是因为：端部单元受到来自接线板、绝缘体、压板和末端板 等的散热的影响，端部冷媒流路的冷媒的温度降低。特别地，已知：在配 设在单元层积体的总负极侧的端部的端部单元中，阳极侧的温度变得比阴 极侧的温度低。该温度降低有可能招致燃料电池的性能降低。

近年来，介绍了如下燃料电池：通过在比单元层积体的集电板靠单元 层积方向外侧配设绝热层(绝热虚设单元)，从而抑制从端部单元的散热， 并且提高集电效率。(例如参照专利文献1)。

另外，还介绍了如下燃料电池：具备在单元层积体的单元层积方向的 至少一方的端部与发电单元对应配设的虚设单元，至少在所述虚设单元内 或虚设单元之间形成绝热空间部，由此使虚设单元自身作为绝热层起作用。 (例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2006-332006号公报

专利文献2：日本特开2006-147502号公报

发明内容

专利文献1所记载的燃料电池具备配设了绝热层(绝热虚设单元)的 单元层积体，但是没有对构成所述绝热层的绝热件的物理特性(例如、导 热率等)进行研究。另外，专利文献2所记载的燃料电池组，单元层积体 的端部由具备绝热空间部(空气室)的虚设单元构成，但对空气以外的绝 热件没有记载，该以往技术也没有对绝热件的物理特性(例如、导热率等) 进行研究。因此，难以为了付与在燃料电池中所必需的绝热性而选择具有 最优的物理特性的绝热件。

本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供如下燃料电池： 通过配设配置了绝热件的绝热部，可以抑制燃料电池的内部和外部的热扩 散，矫正单元面内的温度分布的不均匀，抑制因温度降低所导致的燃料电 池性能的降低，并且，通过指定所述绝热件的物理特性，得到在燃料电池 中所必需的适当的绝热性，提高起动性。

为了达成该目的，本发明提供如下燃料电池：具有层积了多个单位单 元的单元层积体、和配设在该单元层积体的单元层积方向两侧的集电板， 该燃料电池具备绝热部，该绝热部具有绝热件和从单元层积方向两侧夹持 该绝热件的夹持板，由该夹持板夹持所述绝热件，该绝热件导热率为 0.1W/mK以下、且气孔率为70％以上。

具有该结构的燃料电池具备由夹持板夹持绝热件的单元层积方向两侧 而成的绝热部，因此能够抑制燃料电池的内部和外部的热扩散，能够矫正 单元面内的温度分布的不均匀，抑制因温度降低所导致的燃料电池性能的 降低。而且，所述绝热件具有导热率为0.1W/mK以下且气孔率为70％以 上的物理特性，因此能够得到在燃料电池中所必需的适当的绝热性，能够 提高燃料电池的起动性。

若所述绝热件的导热率超过0.1W/mK，则难以得到燃料电池中所必需 的适当的绝热性。另外，若所述绝热件的气孔率不足70％，则在导热率发 明容易产生不均。

作为本发明所涉及的燃料电池的一种实施方式，能够具备如下结构： 该燃料电池具有用于发电的发电单元和不用于发电的非发电单元，所述绝 热部被配设于该非发电单元。在该结构的情况下，所述非发电单元可以配 设在所述集电板的所述单元层积方向内侧。而且，在该结构的情况下，可 以在构成所述单元层积体的单位单元中将分别配设在该单元层积体的单元 层积方向两端的端部单元设为所述非发电单元。