[发明专利]燃料电池堆

说明书

燃料电池堆(10)具备第1发电组件(12a)以及第2发电组件(12b)。第1发电组件(12a)的波状的第1燃料气体流路(34)、和第2发电组件(12b)的波状的第1燃料气体流路(34(rev.))被设定为彼此不同的相位。并且，第1燃料气体流路(34、34(rev.))的端部构成从波形的振幅的幅度的中央部在波长方向上直线状延伸的直线流路槽。

本申请是国家申请号为“201480050815.9”，国际申请日为2014年9月17日，发明名称为“燃料电池堆”之申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及燃料电池堆，其具备层叠电解质膜/电极结构体和隔板的第1发电组件以及第2发电组件，层叠所述第1发电组件和所述第2发电组件，并在它们之间形成冷却介质流路。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备电解质膜/电极结构体(MEA)，其分别在由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜的一侧配设阳极电极，在所述固体高分子电解质膜的另一侧配设阴极电极。电解质膜/电极结构体通过被隔板夹持而构成发电电池单元(单位电池单元)。燃料电池通常层叠数十～数百的发电电池单元，例如作为车载用燃料电池堆使用。

在燃料电池中，有作为隔板采用薄板波形状的金属隔板的情况。在金属隔板中，在与阳极电极对置的面内，形成使燃料气体沿着所述阳极电极的电极面波状地流通的多个波状燃料气体流路。在与金属隔板的阴极电极对置的面内，形成使氧化剂气体沿着所述阴极电极的电极面波状地流通的多个波状氧化剂气体流路。

作为这种燃料电池，例如已知在特开2009-301996号公报公开的燃料电池堆。该燃料电池堆将第1发电组件和第2发电组件交替层叠，在它们之间形成冷却介质流路。各发电组件用金属隔板将阳极电极和阴极电极设于电解质的两侧的电解质/电极结构体夹持。并且在金属隔板设置对阳极电极提供燃料气体的波形状的燃料气体流路、和对阴极电极提供氧化剂气体的波形状的氧化剂气体流路。

在第1发电组件中，燃料气体流路和氧化剂气体流路将波形状的流路的相位设定为彼此相同的相位。另一方面，在第2发电组件中，燃料气体流路和氧化剂气体流路将波形状的流路的相位设定为彼此相同的相位且与第1发电组件不同的相位。

另外，例如在专利第3599280号公报所公开的燃料电池中，在金属隔板的与阳极电极对置的面内形成使燃料气体沿着所述阳极电极的电极面波状地流通的多个波状燃料气体流路。在金属隔板的与阴极电极对置的面内形成使氧化剂气体沿着所述阴极电极的电极面波状地流通的多个波状氧化剂气体流路。

并且在相邻的燃料电池间，各个波状反应气体流路(燃料气体流路以及氧化剂气体流路)的相位不同。由此，构成一方的燃料电池的金属隔板的波状反应气体流路的背面形状、和构成另一方的燃料电池的金属隔板的波状反应气体流路的背面形状重叠而形成冷却介质流路。

发明内容

然而在上述的特开2009-301996号公报中，例如构成第1发电组件的第1燃料气体流路、和构成第2发电组件的第2燃料气体流路被设定为彼此不同的相位(相反相位)。由此，与在燃料电池堆形成于层叠方向上的燃料气体连通孔(燃料气体入口连通孔或燃料气体出口连通孔)相邻而终结的第1燃料气体流路的端部、和第2燃料气体流路的端部在层叠方向上相互错开。

例如如图29所示那样，将第1燃料气体流路1a和第2燃料气体流路1b设定为相互相反相位。燃料气体入口连通孔2在层叠方向上贯通，从所述燃料气体入口连通孔2向第1燃料气体流路1a和第2燃料气体流路1b分别提供燃料气体3a和3b。

这时，第1燃料气体流路1a的端部和第2燃料气体流路1b的端部在层叠方向上不同的位置终结，即，分别从燃料气体入口连通孔2起具有不同状态(距离、姿态)地终结。因此，在第1燃料气体流路1a和第2燃料气体流路1b中，在燃料气体的流量分布和压力损失中产生差异，发电性能有可能会不同。