[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种在将一对电极设置在电解质膜两侧的第一电解质膜-电极构造体以及第二电解质膜-电极构造体之间层叠隔板而成的燃料电池，其中，在所述隔板的一个面上形成有沿所述第一电解质膜-电极构造体的一个电极面供给一方反应气体的第一反应气体流路，并且，在所述隔板的另一面上形成有沿所述第二电解质膜-电极构造体的另一电极面供给另一方反应气体的第二反应气体流路。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备由隔板夹持电解质膜-电极构造体(MEA)的发电单元(单位单元)，所述电解质膜-电极构造体在由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜的两侧分别设有阳极侧电极以及阴极侧电极。在这种燃料电池中，当作为车载用使用时，通常层叠几十～几百个单位单元来构成燃料电池组。

在上述燃料电池中，由于向层叠的各发电单元的阳极侧电极以及阴极侧电极分别供给作为反应气体的燃料气体以及氧化剂气体，因此，多构成所谓的内部歧管。该内部歧管具有沿发电单元的层叠方向贯通设置的反应气体入口连通孔以及反应气体出口连通孔，上述反应气体入口连通孔以及上述反应气体出口连通孔分别与沿电极面供给反应气体的反应气体流路的入口侧以及出口侧连通。

该情况下，反应气体入口连通孔以及反应气体出口连通孔的开口面积比较小。因此，为了顺利地进行反应气体的流动，在反应气体入口连通孔以及反应气体出口连通孔附近需要有使上述反应气体分散的缓冲部。例如，如图8所示，在专利文献1公开的固体电解质燃料电池中具有隔板1。

在隔板1的四角形成有给排气孔2a、2a和给排气孔2b、2b，该给排气孔2a、2a和给排气孔2b、2b彼此位于对角线上，给排气孔2a、2a用于流通一方反应气体，给排气孔2b、2b用于流通另一方反应气体。在隔板1的一个面1a上，通过交替设置槽和突起而形成反应气体流路3a，在上述隔板1的另一面1b上同样地形成反应气体流路3b。

在面1a，给排气孔2a、2a和反应气体流路3a通过气体分配路(缓冲部)4a、4a连通，并且在上述气体分配路4a设有多个集电体5。在隔板1的面1b形成有连通给排气孔2b、2b和反应气体流路3b的气体分配路4b、4b，并且在上述气体分配路4b形成有多个集电体5。

专利文献1：日本特开平6-140056号公报

但是，在上述专利文献1中，与反应气体流路3a的宽度尺寸(箭头X方向)相比，给排气孔2a、2a的开口直径相当小。因此，存在无法经气体分配路4a、4a沿反应气体流路3a的宽度方向均匀供给反应气体的问题。

由此，在反应气体流路3a的发电区域容易产生反应气体流量变少的部位。因此，在低负载时，会引起不稳定的发电，而在高负载时，会发生因反应气体不足而导致的过大的浓度过电压，有可能无法获得所希望的发电性能。

发明内容

本发明解决上述问题，其目的在于提供一种能够从反应气体连通孔经缓冲部均匀且可靠地向反应气体流路整体供给反应气体，并能够以简单的结构保持良好的发电性能的燃料电池。

本发明涉及一种燃料电池，其是通过在将一对电极设置在电解质膜两侧的第一电解质膜-电极构造体以及第二电解质膜-电极构造体之间层叠隔板而成的，其中，在所述隔板的一个面上形成有沿所述第一电解质膜-电极构造体的一个电极面供给一方反应气体的第一反应气体流路，并且，在所述隔板的另一面上形成有沿所述第二电解质膜-电极构造体的另一电极面供给另一方反应气体的第二反应气体流路。

在该燃料电池中，在隔板的一端部设有使一方反应气体沿层叠方向流动的第一反应气体连通孔以及使另一方反应气体沿所述层叠方向流动的第二反应气体连通孔，并且，在所述隔板的一个面上设有连通所述第一反应气体连通孔和第一反应气体流路的第一缓冲部，在所述隔板的另一个面上设有连通所述第二反应气体连通孔和第二反应气体流路的第二缓冲部。

并且，第一缓冲部具有与第一反应气体连通孔相邻而使一方反应气体流通并在第二缓冲部侧限制另一方反应气体流通的第一专用缓冲区域，所述第二缓冲部具有与第二反应气体连通孔相邻而使所述另一方反应气体流通并在所述第一缓冲部侧限制所述一方反应气体流通的第二专用缓冲区域。

这里，第一缓冲部以及第二缓冲部具有使一方反应气体以及另一方反应气体分别流通的共通缓冲区域，第一专用缓冲区域以及第二专用缓冲区域的深度方向的尺寸被分别设定为比所述共通缓冲区域的深度方向的尺寸大。

另外，在该燃料电池中，优选第一缓冲部以及第二缓冲部具有三角形状。