[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔板和在电解质膜的两侧设有一对电极的电解质膜-电极结构体以立起姿态沿水平方向层叠的燃料电池。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备通过隔板夹持电解质膜-电极结构体而成的发电单元(单位单元)，该电解质膜-电极结构体在由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜的一方的面侧配设有阳极电极，且在另一方的面侧配设有阴极电极。在燃料电池中，通常层叠几十～几百的发电单元，例如作为车载用燃料电池组来使用。

在燃料电池中，由于向层叠的各发电单元的阳极电极和阴极电极分别供给作为反应气体的燃料气体和氧化剂气体，因此多数情况下构成所谓的内部歧管。

内部歧管具备沿发电单元的层叠方向贯通而设置的反应气体入口连通孔(燃料气体入口连通孔、氧化剂气体入口连通孔)及反应气体出口连通孔(燃料气体出口连通孔、氧化剂气体出口连通孔)。反应气体入口连通孔与沿着电极面供给反应气体的反应气体流路(燃料气体流路、氧化剂气体流路)的入口侧连通，反应气体出口连通孔与所述反应气体流路的出口侧连通。

在此，反应气体入口连通孔及反应气体出口连通孔和反应气体流路有时经由具有多个贯通孔的连结流路而连结，以使反应气体顺畅且均匀地流动。

例如，如日本特开2006-216491号公报(以下，称为现有技术)所公开的那样，阳极对置板(隔板)如图7所示具有燃料气体供给歧管形成部1a、燃料气体排出歧管形成部1b、氧化气体供给歧管形成部2a、氧化气体排出歧管形成部2b、冷却介质供给歧管形成部3a、冷却介质排出歧管形成部3b。

阳极对置板还具有在比燃料气体供给歧管形成部1a靠中央侧的位置并列形成多个的燃料气体供给孔4a、在比燃料气体排出歧管形成部1b靠中央侧的位置并列形成多个的燃料气体排出孔4b。

阳极对置板在构成燃料电池时与MEA对置的发电部具有凹凸形状。在阳极对置板上，与MEA对置的对置面上的燃料气体流路形成部5和其相反面上的冷却介质流路形成部6在上下方向上交替形成。

在上述的现有技术中，在阳极对置板的面上，为了对燃料气体、氧化剂气体及冷却介质进行密封而配置了密封构件(未图示)。在此，燃料气体供给孔4a和燃料气体排出孔4b在一方的面上经由密封构件与燃料气体供给歧管形成部1a和燃料气体排出歧管形成部1b连通，并且在另一方的面上经由密封构件与燃料气体流路形成部5连通。

此时，若在最下端的燃料气体供给孔4a及燃料气体排出孔4b与密封构件的下部之间存在间隙，则可能会在所述密封构件的下部滞留较大量的水。因此，为了使水流动，需要较大的压差，燃料气体流量发生变动而使发电稳定性下降。而且，若燃料气体供给孔4a侧的滞留水量多，则在燃料气体流量发生变化时向发电部吹出的水量增加，从而发电稳定性下降。而且，低温时滞留水容易冻结，可能会损伤燃料电池。

发明内容

本发明用于解决这种问题，其目的在于提供一种燃料电池，其通过简单且经济的结构就能够抑制在将反应气体流路和反应气体连通孔连通的连结流路的附近滞留水的情况，且能够提高发电稳定性。

本发明涉及一种燃料电池，该燃料电池中，隔板和在电解质膜的两侧设有一对电极的电解质膜-电极结构体以立起姿态沿水平方向层叠，并且在所述隔板上设有沿电极面供给反应气体的反应气体流路和使所述反应气体在所述电解质膜-电极结构体与所述隔板的层叠方向上流通的反应气体连通孔。

在该燃料电池中，设有将反应气体流路和反应气体连通孔连通的连结流路，并且所述连结流路具有将隔板贯通的多个贯通孔。

并且，在隔板的一方的面上设有环绕反应气体连通孔及贯通孔的第一流路密封部，且在所述隔板的另一方的面上设有环绕所述贯通孔及反应气体流路的第二流路密封部。贯通孔沿重力方向排列，最下端的贯通孔具有比与所述最下端的贯通孔的上方相邻的其他的贯通孔大的开口面积且设定成向下方延伸的开口形状。

根据本发明，在沿重力方向排列的多个贯通孔中，最下端的贯通孔具有比上方的其他的贯通孔大的开口面积且设定成向下方延伸的开口形状。因而，在最下端的贯通孔与第一流路密封部或第二流路密封部之间，能够使水滞留的空间尽可能地狭小化。而且，由于最下部的贯通孔的开口面积设定得大，所以排水性提高而使气体流量稳定化。

由此，通过简单且经济的结构就能够抑制在将反应气体流路和反应气体连通孔连通的连结流路的附近滞留水的情况，能够容易提高发电稳定性。

上述目的、特征及优点根据参照附图说明的以下的实施方式的说明而容易理解。

附图说明