[发明专利]燃料电池单元用隔板的密封结构

说明书

本发明得到一种密封结构，其不产生大的紧固力就能够追随一对燃料电池单元用隔板之间的间隙的变动。夹着作为对象构件的电解质膜而面对的一对隔板(11、11A、11B)具有与电解质膜紧密接触而在与该电解质膜之间形成流体的流路的凸筋(14、14A、14B)。密封一对隔板(11、11A、11B)的密封部件使该一对隔板11(11A、11B)的凸筋(14、14A、14B)呈嵌套状地重合，并在相互面对的凸筋(14、14A、14B)彼此的侧壁(15、15A、15B)之间设有具有弹性的密封件(203)。在一对隔板(11、11A、11B)之间的间隙变动时，密封件(203)沿剪切方向变形。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池单元用隔板的密封结构。

背景技术

使反应气体进行电化学反应而发电的燃料电池正在迅速地普及。燃料电池由于发电效率高，且对环境的影响也小，所以作为优选的能源倍受注目。

燃料电池中的固体高分子型的燃料电池包括将多片燃料电池单元层叠而成的电池堆结构。每个燃料电池单元用一对隔板夹入膜电极接合体(MEA)。膜电极接合体是将电解质膜夹入于阳极电极(阳极)与阴极电极(阴极)之间而成的构造物，各个电极具有催化剂层与气体扩散层(GDL)的层叠结构。隔板与气体扩散层紧密接触，并在与气体扩散层之间形成氢和氧的流路。

这样的燃料电池单元利用形成于隔板的流路，向阳极电极供给氢，向阴极电极供给氧。由此通过与水的电解相逆的电化学反应进行发电。

如专利文献1的各图所示，膜电极接合体的电解质膜(文献1中，附图标记55)在端部被密封。作为密封部件，例如使用专利文献1所记载的那样的密封垫(密封垫主体21、31)。密封垫在与隔板的面正交的方向产生弹性变形，从而在一对隔板之间对膜电极接合体的电解质膜进行密封。这样的使用密封垫的密封结构发生某种程度的紧固力，因此适合对金属制的隔板使用。

作为将膜电极接合体的电解质膜密封的另一结构例，有时也使用粘合密封部件、粘接密封部件。这些密封部件不需要大的紧固力，因此也能够适用于碳制等那样的脆性的隔板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-143479号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

燃料电池由于发电而使温度上升，因此夹入有膜电极接合体的一对隔板之间的间隙容易变动。因此，粘合密封部件、粘接密封部件那样的硬度比较高的密封部件无法追随间隙的变动，可能产生从隔板剥离、在为脆性的隔板的情况下会产生隔板破坏等情况。

另一方面，在使用硬度比较低的橡胶状弹性材料的密封垫的情况下，如前所述紧固力强，不适合对脆性的隔板应用。

本发明追求不产生大的紧固力就能够追随一对燃料电池单元用隔板之间的间隙的变动的密封结构。

用于解决技术问题的方案

燃料电池用隔板的密封结构的一方式包括：一对隔板，所述一对隔板夹着对象部件而面对，并具有凸筋，所述凸筋与所述对象部件紧密接触而在与所述对象构件之间形成流体的流路；和密封部件，使所述一对隔板的凸筋呈嵌套状地重合，并在相互面对的所述凸筋彼此的侧壁之间设有具有弹性的密封件。

发明效果

能够实现不产生大的紧固力就能够追随一对隔板之间的间隙的变动的密封结构。

附图说明

图1是概念性地示出层叠多片燃料电池单元而成的电池堆结构的示意图。

图2是密封一对隔板之间的间隙的密封结构的垂直剖视图。

图3是示出一对隔板的凸筋间的间隙从规定的状态向扩大的方向变动时的比较例的密封结构的状况的垂直剖视图。