[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。更详细而言，本发明涉及一种使氧输送阻力及电阻这两者降低且能够体现较高性能的燃料电池。

背景技术

以往，以提高燃料电池的扩散层的导电性，使性能提高为目的，对包括基底区域和金属制的气体扩散区域的燃料电池用扩散层进行了研究和开发，该基底区域包含碳而成且能够与燃料电池的电极邻接配置。具体而言，提出了如下的燃料电池用扩散层，即，在气体扩散区域和基底区域之间设置由与气体扩散区域和基底区域不同的材料形成的导电区域（参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-32628号公报

但是，即使是使用上述专利文献1中记载的燃料电池用扩散层的燃料电池，虽然提高了燃料电池用扩散层的导电性，但存在未预料氧输送阻力的提高，因此不能充分提高电池输出的情况。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于这种以往技术所存在的问题而完成的。而且，本发明的目的在于，提供一种使氧输送阻力及电阻这两者降低且能够体现较高性能的燃料电池。

用于解决问题的方案

本发明的发明人为了达成上述目的而反复专心研究。而且，其结果，发现通过使燃料电池的与气体扩散层相对的面上的作为气体通路的槽的占有面积比S_C（-）和气体扩散层的厚度t（μm）成预定的关系等，能够达成上述目的，进而完成本发明。

即，本发明的燃料电池包括：膜电极接合体；夹持膜电极接合体的一对气体扩散层；以及夹持膜电极接合体和一对气体扩散层的一对隔板。一对隔板各自在与气体扩散层相对的面上具有肋部，该肋部用于形成作为气体通路的槽。而且，与气体扩散层相对的面上的槽的占有面积比S_C（-）与气体扩散层的厚度t（μm）满足下述式（1）表示的关系，

0.9＞S_C≥55（t－103）²/1000000＋0.3…（1）。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的燃料电池的图，其中，（A）是概略地表示该燃料电池的剖视图，（B）是用于说明该燃料电池的隔板的特定部位的长度的定义的图。

图2是概略地表示图1的燃料电池的气体扩散层的其他例子的放大剖视图。

图3是表示图1的燃料电池的气体扩散层的另一其他例子的电导率的特性的图表。

图4是概略地表示本发明的第2实施方式的燃料电池的剖视图。

图5是概略地表示本发明的第3实施方式的燃料电池的剖视图。

图6是概略地表示本发明的第4实施方式的燃料电池的剖视图。

图7是表示本发明的第5实施方式的燃料电池的立体图。

图8是沿图7中的VIII-VIII线的截面的概略图。

图9是表示本发明的第6实施方式的燃料电池的立体图。

图10是沿图9中的X-X线的截面的概略图。

图11是说明本发明的第6实施方式的燃料电池中的肋部宽度W_Rcg及槽宽度W_Ccg的规定的做法的图。

图12是说明本发明的第6实施方式的燃料电池的其他例子中的肋部宽度W_Rcg及槽宽度W_Ccg的规定的做法的图。

图13是表示等氧输送阻力曲线的图表。

图14是表示氧输送阻力与以车辆额定电压将车辆额定电流的电压标准化后的值之间的关系的图表。

图15是表示气体通路的占有面积比S_C（-）与以在理想状态下的阻力标准化后的阻力（-）之间的关系的图表。

图16是表示W_C/（W_C＋W_R）（-）和与用于确保预定的电压所必须的氧输送阻力TR_req的差（S/m）之间的关系的图表。

图17是表示肋部宽度W_R（mm）与W_C/（W_C＋W_R）的上限（-）之间的关系的图表。