[发明专利]燃料电池模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多个燃料电池单元的燃料电池模组。

背景技术

燃料电池经由配置于结构体的外侧的集电器(例如，分离器)，将在结构体中产生的电能提取至外部，其中，所述结构体具有电解质及以夹持该电解质的方式而配置的一对电极(阳极以及阴极)。即使在燃料电池中，家庭用利用废能发电系统(cogeneration system)和汽车等中所使用的固体高分子型燃料电池(在下面，有时会称为“PEFC”)，也能够进行在低温区域中的运行。此外，PEFC体现出较高的能量变换效率，并且，由于起动时间较短且系统较小较轻，因此作为电动汽车和移动电话的动力源而受到关注。

PEFC的单电池具备电解质膜、至少具有催化剂层的阴极以及阳极，并且其理论电动势为1.23V。在PEFC中，分别向阳极供给含氢气体，向阴极供给含氧气体。被供给至阳极的氢在阳极的催化剂层(以下，称为“阳极催化剂层”)中所含有的催化剂上分解成质子和电子，且由氢所产生的质子通过阳极催化剂层以及电解质膜而到达至阴极的催化剂层(以下，称为“阴极催化剂层”)。另一方面，电子通过外部电路而到达阴极催化剂层，通过经由上述过程，从而能够提取电能。而且，通过到达了阴极催化剂层的质子以及电子与被供给至阴极催化剂层的氧进行反应，从而生成水。

作为与此类的燃料电池相关的技术，例如在专利文献1中公开有如下的燃料电池模组，即，层压多个燃料电池单元，并在层压的各个膜电极接合体以及多孔体的边缘形成被一体成型的密封垫，从而形成由多个燃料电池单元组成的一个层压体，通过层压多个层压体而构成了所述燃料电池模组。而且，在专利文献1中，公开了如下的结构，即，在燃料电池单元中形成有多个歧管，并在层压体的两端部上配置有分离器，且在邻接的层压体的各个分离器之间设置有围绕歧管的无接头状的第一密封材料。而且，在专利文献1中，还公开了如下的结构，即，在邻接的层压体的各个分离器的对置面上，且其歧管的周围处，在对应的位置上形成有无接头状的凹槽，并且在邻接的层压体彼此层压的姿态下，在通过双方的凹槽而形成的无接头状的空间内，收纳有第一密封部件的一部分或者全部。此外，在专利文献2中，公开了一种燃料电池，该燃料电池具有多个发电单元，而且在各个发电单元之间形成了流有制冷剂的制冷剂流道，其中，所述发电单元至少具有在电解质的两侧配置有一对电极的第一以及第二电解质/电极结构体，且依次层压有第一金属分离器、第一电解质/电极结构体、第二金属分离器、第二电解质/电极结构体以及第3金属分离器。此外，在专利文献3中，公开了一种燃料电池，其中，第一分离器具有小于第二分离器的外形尺寸，并且在第二分离器的外边缘部的、比第一分离器的外形端部更向外侧突出的位置上，沿层压方向贯穿有流体连通孔，所述流体连通孔至少包含燃料气体入口连通孔、燃料气体出口连通孔、氧化剂气体入口连通孔以及氧化剂气体出口连通孔。此外，在专利文献4中，公开了一种小型燃料电池用分离器，所述小型燃料电池用分离器设置有气体导入用的歧管，并且在电池侧的面上横跨电极面积而设置有，以短栅状贯穿设置的气体流道，在与电池侧的面相反的面上，以连接歧管和气体流道的方式而形成有气体导入用的气体槽，并且以包围气体流道以及气体槽的方式而形成有O型圈槽。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-80222号公报

专利文献2：日本特开2009-43665号公报

专利文献3：日本特开2007-324108号公报

专利文献4：日本特开2002-56859号公报

发明内容

本发明所要解决的课题

可以认为，如果在专利文献1所公开的技术中，作为第一密封部件而使用廉价且容易替换的O型圈，则能够提高维护时的作业效率等。一般而言，如果燃料电池模组的大小以及输出被特别规定，那么为了密封该燃料电池模组中所使用的流体而使用的O型圈的直径也会被特别规定。如现有技术这样，在使用了比用于配置所需直径的O型圈的凹部的深度更厚的分离器时，能够使用配置在形成于分离器上的槽中的、具有适当直径的O型圈来妥当地密封流体。但是，当随着单电池的薄型化而使用较薄的分离器时，在分离器上设置能够配置适当直径的O型圈的槽较为困难，因此有可能难以确保妥当的密封功能。即使将专利文献1所公开的技术和专利文献2至专利文献4所公开的技术组合在一起，也难以解决上述这种问题。

因此，本发明的课题为，提供一种燃料电池模组，其即使在单电池被薄型化的情况下，也能够容易地确保妥当的密封功能。

解决课题的方法