[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，该燃料电池层叠有在电解质膜的两侧设置了一对电极的电解质膜-电极结构体和隔板，并沿所述隔板的长度方向设置燃料气体流路及氧化剂气体流路，并且在所述隔板的长度方向两端沿层叠方向贯通形成有燃料气体供给连通孔及燃料气体排出连通孔、氧化剂气体供给连通孔及氧化剂气体排出连通孔。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备由一对隔板夹持电解质膜-电极结构体(MEA)的单位电池，其中所述电解质膜-电极结构体在由高分子离子交换膜形成的电解质膜的两侧分别配设了阳极侧电极及阴极侧电极。燃料电池通常通过层叠规定个数的单位电池，而作为例如车载用燃料电池堆使用。

在上述的燃料电池中，在隔板的面内设置有与阳极侧电极对置的用于使燃料气体流动的燃料气体流路和与阴极侧电极对置的用于使氧化剂气体流动的氧化剂气体流路。而且，在隔板之间沿所述隔板的面方向设置有用于使冷却介质流动的冷却介质流路。

通常，在燃料电池中，存在有贯通于隔板的层叠方向的燃料气体供给连通孔、燃料气体排出连通孔、氧化剂气体供给连通孔、氧化剂气体排出连通孔、冷却介质供给连通孔及冷却介质排出连通孔设置在所述燃料电池内部的构成所谓内部分流器的情况。

在此种内部分流器型燃料电池中，难以均匀地向起电部(电极发电面)供给燃料气体或氧化剂气体即反应气体，有可能会降低发电性能。因此，例如，已知有专利文献1所公开的燃料电池。

如图10所示，该燃料电池具备隔板1，向该隔板1供给的气体沿气体流入部2、起电部流入部3、起电部、起电部流出部4及气体流出部5的顺序流动。在从气体流入部2至起电部流入部3的气体流路6上配置有梯形散热片组7a、7b及7c。

梯形散热片组7a、7b及7c分别将多个梯形散热片排列成锯齿状而构成，并对所述梯形散热片的排列方向进行各种选择。由此，起电部流入部3中的气体的压力大致恒定，因此流入所述起电部流入部3的气体流量大致均匀化。

专利文献1：日本特开平6-267559号公报

然而，在上述专利文献1中，在气体流路6上设置有将分别选择了排列方向的多个梯形散热片排列成锯齿状而构成的梯形散热片组7a、7b及7c，从而存在结构相当复杂且不经济的问题。而且，当气体通过梯形散热片组7a、7b及7c而从起电部流入部3向起电部供给时，存在压力损失增大的问题。

此外，为了使气体均匀分配，必须较大地设定气体流路6。因此，存在电极面相对于隔板面积的比例(面积利用率)减小、燃料电池堆整体大型化的问题。

发明内容

本发明用于解决此种问题，其目的在于提供一种能够通过简单的结构以同样的流量分布向各电极面内分配氧化剂气体及燃料气体，且能够良好地提高发电性能的燃料电池。

本发明涉及燃料电池，其层叠有在电解质膜的两侧设置了一对电极的电解质膜-电极结构体和隔板，并沿所述隔板的长度方向设置有使燃料气体沿一方的电极面直线状地流通的燃料气体流路及使氧化剂气体沿另一方的电极面直线状地流通的氧化剂气体流路，并且在所述隔板的长度方向两端，在所述燃料气体流路的两端对角位置沿层叠方向贯通形成有燃料气体供给连通孔及燃料气体排出连通孔，且在所述氧化剂气体流路的两端对角位置沿所述层叠方向贯通形成有氧化剂气体供给连通孔及氧化剂气体排出连通孔。

在燃料电池中，氧化剂气体流路设定为流路宽度方向中央部侧的流路宽度大于流路宽度方向两端部侧的流路宽度，另一方面，燃料气体流路设定为流路宽度方向中央部侧的流路宽度小于流路宽度方向两端部侧的流路宽度。

另外，在燃料电池中，氧化剂气体流路设定为流路宽度方向中央部侧的流路宽度大于流路宽度方向两端部侧的流路宽度，另一方面，燃料气体流路设定为流路宽度方向中央部侧的流路间隔大于流路宽度方向两端部侧的流路间隔。

此外，优选燃料电池具备将氧化剂气体流路和氧化剂气体供给连通孔连通的氧化剂气体导入部和将所述氧化剂气体流路和所述氧化剂气体排出连通孔连通的氧化剂气体导出部，所述氧化剂气体流路的流路宽度方向中央部为将所述氧化剂气体导入部的宽度尺寸向所述氧化剂气体流路的流动方向投影后的区域与将所述氧化剂气体导出部的宽度尺寸向所述氧化剂气体流路的流动方向投影后的区域之间的区域。

另外，在燃料电池中，优选在隔板的一方的面上形成有氧化剂气体流路，并且在所述隔板的另一方的面上形成有燃料气体流路。

发明效果