[发明专利]燃料电池堆和燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种由多个燃料电池层叠而构成的燃料电池堆和具有该燃料电池堆的燃料电池系统。

背景技术

燃料电池以电解质膜被阳极电极和阴极电极夹住的方式构成，使用含有被供给至阳极电极的氢的阳极气体和含有被供给至阴极电极的氧的阴极气体进行发电。在阳极电极和阴极电极这两个电极处进行的电化学反应如下所示。

阳极电极：2H₂→4H⁺+4e^—···(1)

阴极电极：4H⁺+4e^—+O₂→2H₂O···(2)

通过上述(1)(2)的电化学反应，燃料电池将产生1V(伏特)程度的电动势。

在将这样的燃料电池作为汽车用电源来使用的情况下，因为需求的电力较大，需要使用将数百枚燃料电池层叠而成的燃料电池堆。而且，构成用于向燃料电池堆供给阳极气体和阴极气体的燃料电池系统，从而获得用于驱动车辆的电力。

在JP2006-66131A中公开一种具有作为用于供阳极气体、阴极气体流动的通路的内部歧管的燃料电池堆。这些内部歧管通过将形成于燃料电池的通孔沿着燃料电池的层叠方向连接起来而构成为通路状。

发电时等生成的生成水流入用于使阳极气体和阴极气体排出到燃料电池堆外的排出侧的内部歧管。当生成水停留在排出侧的内部歧管内并返回反应面(活性区域)时，燃料电池堆的发电性能就降低。因此，优选排出侧的内部歧管为容易将生成水排出的结构。

发明内容

发明要解决的问题

然而，JP2006-66131A所记载的燃料电池堆存在如下问题：在被层叠的各燃料电池不能准确对位的情况下，由于在构成燃料电池堆时，在内部歧管的内侧形成有凹凸部分，导致生成水向层叠方向的流动受到凹凸部分的阻碍。

本发明是鉴于上述的问题点而做成的，目的在于提供一种能够提高内部歧管的向层叠方向的生成水的排出性能。

用于解决问题的方案

采用本发明的某个方式，在具有内部歧管的燃料电池堆中，提供一种具有以与内部歧管的内壁面接触的状态在层叠方向上延伸设置的延伸设置构件的燃料电池堆，其中，内部歧管通过将多个燃料电池层叠起来而在层叠方向上延伸设置，用于将在燃料电池中使用后的气体向外部排出。

参照添附的附图，对本发明的实施方式、本发明的优点进行以下详细的说明。

附图说明

图1是具有本发明的第1实施方式的燃料电池堆的燃料电池系统的结构示意图。

图2是说明燃料电池系统的阳极脉动运转的时序图。

图3是燃料电池堆的分解图。

图4A是膜电极接合体的主视图。

图4B是阳极分隔件的主视图。

图4C是阴极分隔件的主视图。

图5是膜电极接合体的排出侧的内部歧管附近的放大图。

图6是设置于燃料电池堆的内部歧管内的延伸设置构件的立体图。

图7是燃料电池堆的侧面示意图。

图8是第4实施方式的燃料电池堆所具有的延伸设置构件的纵剖视图。

图9是第5实施方式的燃料电池堆所具有的延伸设置构件的俯视图。

图10是第6实施方式的燃料电池堆所具有的延伸设置构件的纵剖视图。

图11A是表示延伸设置构件的内壁上表面的变形例的图。

图11B是表示延伸设置构件的内壁上表面的变形例的图。

图11C是表示延伸设置构件的内壁上表面的变形例的图。

图11D是表示延伸设置构件的内壁上表面的变形例的图。

图11E是表示延伸设置构件的内壁上表面的变形例的图。

图12是表示形成于延伸设置构件的内壁底面的突出部的变形例的图。

图13是第7实施方式的燃料电池堆所具有的延伸设置构件的纵剖视图。

图14是说明第7实施方式的燃料电池堆的效果的图。

图15是第8实施方式的燃料电池堆所具有的延伸设置构件和缓冲材料的纵剖视图。

图16是第9实施方式的燃料电池堆所具有的延伸设置构件和滑动构件的纵剖视图。

图17是具有第10实施方式的延伸设置构件的燃料电池堆的横剖示意图。

图18A是第10实施方式的燃料电池堆所具有的延伸设置构件的纵剖视图。