[发明专利]燃料电池和燃料电池系统

权利要求书

1.一种燃料电池，包括：

膜电极组件，在所述膜电极组件中，在电解质膜的两个表面上设置有电极催化剂层；

疏水层，所述疏水层被布置在所述膜电极组件的至少一个表面上；以及

分离器，所述分离器被布置在所述疏水层的与所述膜电极组件相对的表面上并且包括气体通道和与所述气体通道连接的排出歧管，其中，所述气体通道被配置成使供给至所述电极催化剂层的气体循环，所述燃料电池的特征在于：

所述气体通道包括排水抑制部和储水部，

在所述燃料电池安装在车辆上的状态下，所述排水抑制部被设置在所述气体通道中的、位于重力方向上的最下侧的最下部通道上，以便抑制液态水被排出至所述排出歧管，

所述储水部被设置在所述排水抑制部的上游，以使得液态水通过所述排水抑制部被储存在所述储水部中，以及

液态水连接部被设置在所述疏水层中，以便从电极催化剂层侧穿过所述疏水层到达分离器侧，使得液态水在所述电极催化剂层与所述储水部之间流动。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，

所述气体通道中的所述最下部通道包括在与重力方向交叉的方向上延伸的第一部分和从所述第一部分向上延伸并连接至所述排出歧管的第二部分，

所述第一部分用作所述储水部，以及

所述第二部分用作所述排水抑制部。

3.根据权利要求2所述的燃料电池，其中，

所述第一部分延伸至在所述排出歧管正下方的区域。

4.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，

所述排水抑制部是被设置在所述最下部通道的壁表面上的疏水膜。

5.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，

所述排水抑制部是被设置在所述最下部通道中的突出部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池，还包括：

气体扩散层，所述气体扩散层被设置在所述疏水层与所述分离器之间，其中，

所述液态水连接部被设置成从所述电极催化剂层侧穿过所述疏水层和所述气体扩散层到达所述分离器侧，以及

所述液态水连接部和所述储水部彼此接触。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池，其中，

所述气体通道在与重力方向交叉的方向上延伸并且包括沿重力方向的多个凹槽部，以及

所述多个凹槽部中的设置有所述储水部的凹槽部的截面面积大于其他凹槽部的截面面积。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池，其中，

所述储水部的体积为所述膜电极组件的最大含水量的20％或更高。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池，其中，

所述气体通道在与重力方向交叉的方向上延伸并且包括沿重力方向的多个凹槽部，以及

所述液态水连接部在重力方向上的长度比所述多个凹槽部中的与所述液态水连接部相对的一个凹槽部和与所述液态水连接部相对的所述凹槽部相邻的另一凹槽部之间的宽度大。

10.一种燃料电池系统，其特征在于包括：

根据权利要求1至9中任一项所述的燃料电池；以及

气体流量控制器，所述气体流量控制器被配置成对在所述气体通道中循环的气体的流量进行控制，其中，

当所述燃料电池被停止或激活时，所述气体流量控制器被配置成使气体在所述气体通道中以高于第一气体流量的第二气体流量进行循环，所述第一气体流量与基于所述燃料电池的所需输出而生成的电力量对应。

11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其中，

所述气体流量控制器被配置成在所述燃料电池的总操作时间或此前的操作时间为第一预定时间或更长时间的情况下使气体以所述第二气体流量进行循环，并且被配置成在所述总操作时间或所述此前的操作时间比所述第一预定时间短的情况下不使气体以所述第二气体流量进行循环。