[发明专利]燃料电池堆

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池堆，其具备多个发电单元且在所述发电单元之间形成有冷却介质流路，该发电单元具有在电解质的两侧配设有一对电极的n个(n为偶数)电解质-电极结构体和与各电解质-电极结构体交替层叠的(n+1)个波板状隔板，且通过所述波板状隔板的各凸状部彼此沿层叠方向夹持所述电解质-电极结构体的两面，并且该发电单元中形成有使作为燃料气体或氧化剂气体中的任一种的反应气体沿电极面向所述波板状隔板的面方向流动的反应气体流路。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备通过一对隔板夹持电解质膜-电极结构体(MEA)的单位电池，该电解质膜-电极结构体(MEA)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和阴极侧电极。该种燃料电池通常通过层叠规定个数的单位电池而作为燃料电池堆使用。

在上述燃料电池中，在一方的隔板的面内与阳极侧电极对置而设置有用于使燃料气体流动的燃料气体流路，并且在另一方的隔板的面内与阴极侧电极对置而设置有用于使氧化剂气体流动的氧化剂气体流路。另外，在各燃料电池或多个燃料电池的每一个的相互相邻的隔板间，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。

此时，在使用金属隔板作为隔板时，若在阳极侧金属隔板的一面设置燃料气体流路用的凹部，则在所述阳极侧金属隔板的另一面形成所述凹部的背面形状即凸部。并且，若在阴极侧金属隔板的一面设置氧化剂气体流路用的凹部，则在所述阴极侧金属隔板的另一面形成所述凹部的背面形状即凸部。

例如，在专利文献1所公开的燃料电池堆中，如图5所示，第一发电单元1a和第二发电单元1b交替层叠，且在层叠方向两端配设有端板2a、2b。

第一发电单元1a具备第一金属隔板3a、第一MEA4a、第二金属隔板3b、第二MEA4b及第三金属隔板3c。第二发电单元1b具备第四金属隔板3d、第三MEA4c、第五金属隔板3e、第四MEA4d及第六金属隔板3f。

在第一金属隔板3a与第一MEA4a之间、第二金属隔板3b与第二MEA4b之间、第四金属隔板3d与第三MEA4c之间以及第五金属隔板3e与第四MEA4d之间分别形成有氧化剂气体流路5。

在第二金属隔板3b与第一MEA4a之间、第三金属隔板3c与第二MEA4b之间、第五金属隔板3e与第三MEA4c之间以及第六金属隔板3f与第四MEA4d之间分别形成有燃料气体流路6。

此外，在构成第一发电单元1a的第三金属隔板3c与构成第二发电单元1b的第四金属隔板3d之间形成有冷却水流路7。即，燃料电池堆采用在规定数目的单位电池间形成冷却水流路的所谓拉长间隔(日语原文：間引き)冷却结构。

专利文献1：日本特开2000-208153号公报

在上述的燃料电池堆中，准备凹凸形状的周期不同的两种第一发电单元1a及第二发电单元1b，并使所述第一发电单元1A和所述第二发电单元1b交替层叠。这是因为需要使构成第一发电单元1a的第三金属隔板3c的突起部和构成第二发电单元1b的第四金属隔板3d的突起部沿层叠方向相互接触。

然而，在此种结构中，各第一发电单元1a使用三张金属隔板(第一金属隔板3a～第三金属隔板3c)，且各第二发电单元1b使用三张金属隔板(第四金属隔板3d～第六金属隔板3f)。因此，必须制造六张形状不同的金属隔板(第一金属隔板3a～第六金属隔板3f)，从而存在模具数量增加而不经济的问题。

而且，在组装燃料电池堆时，必须将第一金属隔板3a～第六金属隔板3f按所希望的顺序层叠。由此，第一金属隔板3a～第六金属隔板3f的操作作业性相当复杂，且燃料电池堆的组装作业有可能无法有效完成。

发明内容

本发明用于解决此种问题，其目的在于提供一种燃料电池堆，其能够良好地削减波状板隔板的种类，能够以简单且经济的结构进行拉长间隔冷却。

本发明涉及一种燃料电池堆，其具备多个发电单元且在所述发电单元之间形成有冷却介质流路，该发电单元具有在电解质的两侧配设有一对电极的n个(n为偶数)电解质-电极结构体和与各电解质-电极结构体交替层叠的(n+1)个波板状隔板，且通过所述波板状隔板的各凸状部彼此沿层叠方向夹持所述电解质-电极结构体的两面，并且该发电单元中形成有使作为燃料气体或氧化剂气体中的任一种的反应气体沿电极面朝所述波板状隔板的面方向流动的反应气体流路。