JP5265289B2 - Fuel cell stack - Google Patents
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Description
本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した複数の電解質・電極構造体と、各電解質・電極接合体と交互に積層されるセパレータとを有し、燃料ガス又は酸化剤ガスのいずれかである一方の反応ガスを前記セパレータの面方向に流す反応ガス流路と、前記反応ガスを積層方向に流通させる反応ガス連通孔とが形成される複数の発電ユニットを備え、前記発電ユニット間に冷却媒体流路を形成して積層される燃料電池スタックに関する。 The present invention includes a plurality of electrolyte / electrode structures in which a pair of electrodes are disposed on both sides of an electrolyte, and a separator that is alternately stacked with each electrolyte / electrode assembly. A plurality of power generation units, each having a reaction gas flow path for flowing one reaction gas in the surface direction of the separator and a reaction gas communication hole for flowing the reaction gas in the stacking direction. The present invention relates to a fuel cell stack that is stacked by forming a cooling medium flow path.
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体(MEA)を、一対のセパレータによって挟持した単位セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の単位セルを積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。 For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode side electrode and a cathode side electrode are disposed on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is provided by a pair of separators. The unit cell is sandwiched. This type of fuel cell is normally used as a fuel cell stack by stacking a predetermined number of unit cells.
上記の燃料電池では、一方のセパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路(反応ガス流路)が設けられるとともに、他方のセパレータの面内に、カソード側電極に対向して酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路(反応ガス流路)が設けられている。また、セパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が、前記セパレータの面方向に沿って設けられている。 In the above fuel cell, a fuel gas channel (reactive gas channel) for flowing fuel gas is provided in the surface of one separator so as to face the anode side electrode, and in the surface of the other separator, An oxidant gas flow path (reaction gas flow path) for flowing an oxidant gas is provided facing the cathode side electrode. Further, between the separators, a cooling medium flow path for flowing the cooling medium is provided along the surface direction of the separator.
ところで、燃料電池スタックでは、所定数の単位セル間に冷却媒体流路が形成される、所謂、間引き冷却構造を採用する場合がある。この種の間引き冷却構造を有する燃料電池は、例えば、図9に示す特許文献1に開示されているように、セパレータ1、セル2、セパレータ3、セル2及びセパレータ4が積層されている。
By the way, the fuel cell stack may adopt a so-called thinning cooling structure in which a cooling medium flow path is formed between a predetermined number of unit cells. In a fuel cell having this type of thinning cooling structure, for example, as disclosed in
セル2は、固体高分子電解質膜2aの両面に燃料極2b及び空気極2cが配設されている。セパレータ1と一方のセル2との間には、燃料ガス通路5aが形成され、セパレータ3と前記一方のセル2との間には、酸化剤ガス通路6aが形成されている。セパレータ3と他方のセル2との間には、燃料ガス通路5bが形成されるとともに、セパレータ4と前記他方のセル2との間には、酸化剤ガス通路6bが形成されている。互いに隣接するセパレータ1、4間には、冷却水通路7が形成されている。
In the
上記の燃料電池では、燃料ガス通路5aに隣接して冷却水通路7が設けられるとともに、酸化剤ガス通路6bに隣接して前記冷却水通路7が設けられている。一方、燃料ガス通路5b及び酸化剤ガス通路6aは、互いに隣接して設けられるとともに、冷却水通路7から離間している。
In the fuel cell, the cooling water passage 7 is provided adjacent to the
このため、燃料ガス通路5aは、燃料ガス通路5bよりも低温になり、酸化剤ガス通路6bは、酸化剤ガス通路6aよりも低温になっている。従って、燃料電池の発電時に生成される水は、温度の低い燃料ガス通路5a及び酸化剤ガス通路6bで結露し易い。これにより、燃料ガス通路5a及び酸化剤ガス通路6bでは、生成水によって燃料ガス及び酸化剤ガスの流れが阻害され、安定した発電が行われないという問題がある。
For this reason, the
本発明はこの種の間引き冷却構造の燃料電池において、簡単且つ経済的な構成で、反応ガス流路内の生成水を良好に排出することができ、安定した発電を確実に行うことが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。 The present invention is a fuel cell having such a thin-out cooling structure, and can easily discharge generated water in the reaction gas flow path with a simple and economical configuration, and can stably perform stable power generation. An object is to provide a fuel cell stack.
本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した複数の電解質・電極構造体と、各電解質・電極接合体と交互に積層されるセパレータとを有し、燃料ガスを前記セパレータの面方向に流す燃料ガス流路と、前記燃料ガスを積層方向に流通させる燃料ガス連通孔とが形成される複数の発電ユニットを備え、前記発電ユニット間に冷却媒体流路を形成して積層される燃料電池スタックに関するものである。 The present invention includes a plurality of electrolyte electrode structure is disposed a pair of electrodes on both sides of the electrolyte, and a separator are alternately stacked and the electrolyte electrode assemblies, the fuel gas side of the separator a fuel gas passage for flowing direction, with a plurality of power generating units and fuel gas passage for circulating the fuel gas in the stacking direction is formed, it is laminated to form a cooling medium flow path between the power generating unit The present invention relates to a fuel cell stack.
燃料電池スタックは、燃料ガス流路と燃料ガス連通孔とを連通する連通路部が設けられるとともに、冷却媒体流路に近接して配置される第1の連通路部の圧損は、前記冷却媒体流路から離間して配置される第2の連通路部の圧損よりも小さく設定されている。 The fuel cell stack is provided with a communication passage portion that communicates the fuel gas flow path and the fuel gas communication hole, and the pressure loss of the first communication passage portion that is disposed close to the cooling medium flow path is caused by the cooling medium. The pressure loss is set to be smaller than the pressure loss of the second communication path portion that is disposed away from the flow path.
また、連通路部は、セパレータを貫通する孔部を有し、第1の連通路部の第1の孔部は、第2の連通路部の第2の孔部よりも開口形状が大きく設定されることが好ましい。 Further, the communication passage portion includes a hole extending through the separator, the first hole of the first communication passage portion, the setting opening shape is larger than the second hole of the second communication passage portion It is preferred that
さらに、連通路部は、セパレータに設けられる連結路を有し、第1の連通路部の第1の連結路は、第2の連通路部の第2の連結路よりも少なくとも幅方向又は深さ方向の寸法が大きく設定されることが好ましい。 Furthermore, the communication path part has a connection path provided in the separator, and the first connection path of the first communication path part is at least in the width direction or deeper than the second connection path of the second communication path part . It is preferable that the vertical dimension is set large.
さらにまた、連通路部は、セパレータに設けられる連結路を有し、第1の連通路部の第1の連結路は、第2の連通路部の第2の連結路よりも断面積が大きく又は短尺に設定されることが好ましい。 Furthermore, the communication path part has a connection path provided in the separator, and the first connection path of the first communication path part has a larger cross-sectional area than the second connection path of the second communication path part . Or it is preferable to set to short length.
本発明によれば、冷却媒体流路に近接する第1の連通路部の圧損は、前記冷却媒体流路から離間する第2の連通路部の圧損よりも小さく設定されるため、前記第1の連通路部の流路抵抗が低減される。従って、燃料ガスは、第1の連通路部を流れ易くなり、低温側の燃料ガス流路内で結露した生成水を良好且つ確実に排出することができ、安定した発電を確実に行うことが可能になる。 According to the present invention, the pressure loss of the first communication path portion adjacent to the cooling medium flow path is set to be smaller than the pressure loss of the second communication path portion separated from the cooling medium flow path. The flow path resistance of the communication path portion is reduced. Therefore, the fuel gas can easily flow through the first communication passage portion, and the generated water condensed in the fuel gas flow path on the low temperature side can be discharged well and reliably, and stable power generation can be reliably performed. It becomes possible.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池スタック10を構成する発電ユニット12の要部分解斜視説明図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of a
燃料電池スタック10は、図2及び図3に示すように、複数の発電ユニット12を水平方向(矢印A方向)に沿って互いに積層して構成される。発電ユニット12は、第1セパレータ14、第1電解質膜・電極構造体(電解質・電極構造体)(MEA)16a、第2セパレータ18、第2電解質膜・電極構造体16b及び第3セパレータ20を設ける。なお、発電ユニット12は、3つ以上のMEA及び4枚以上のセパレータを含むことも可能である。その際、MEAとセパレータとは、交互に積層される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1セパレータ14、第2セパレータ18及び第3セパレータ20は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第1セパレータ14、第2セパレータ18及び第3セパレータ20は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有する。なお、第1セパレータ14、第2セパレータ18及び第3セパレータ20は、例えば、カーボンセパレータにより構成してもよい。
The
図1及び図2に示すように、第1電解質膜・電極構造体16aは、第2電解質膜・電極構造体16bよりも小さな表面積に設定される。第1及び第2電解質膜・電極構造体16a、16bは、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜22と、前記固体高分子電解質膜22を挟持するアノード側電極24及びカソード側電極26とを備える。アノード側電極24は、カソード側電極26よりも小さな表面積を有する、所謂、段差型MEAを構成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first electrolyte membrane /
アノード側電極24及びカソード側電極26は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層(図示せず)と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層(図示せず)とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜22の両面に形成される。
The
図1に示すように、発電ユニット12の長辺方向の(矢印C方向)上端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔30a、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔32aが設けられる。
As shown in FIG. 1, the upper end edge (in the direction of arrow C) in the long side direction of the
発電ユニット12の長辺方向の(矢印C方向)下端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔32b、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔30bが設けられる。
A lower end edge of the
発電ユニット12の短辺方向(矢印B方向)の一端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔34aが設けられるとともに、前記発電ユニット12の短辺方向の他端縁部には、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔34bが設けられる。
At one edge of the
第1セパレータ14の第1電解質膜・電極構造体16aに向かう面14aには、例えば、矢印C方向に延在する複数の溝部を有する第1燃料ガス流路(反応ガス流路)36が設けられる。第1燃料ガス流路36と燃料ガス入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔32bとは、第1連通路部38a、38bを介して連通する。
On the
図1及び図4に示すように、第1連通路部38aは、面14aとは反対の面14bに設けられて燃料ガス入口連通孔32aに連通する複数の連結路40aと、第1セパレータ14を積層方向に貫通して前記連結路40a及び第1燃料ガス流路36に連通する複数の貫通孔42aとを有する。第1連通路部38bは、同様に、面14bに設けられて燃料ガス出口連通孔32bに連通する複数の連結路40bと、第1セパレータ14を積層方向に貫通して前記連結路40b及び第1燃料ガス流路36に連通する複数の貫通孔42bとを有する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the first
第1セパレータ14の面14bには、冷却媒体入口連通孔34aと冷却媒体出口連通孔34bとを連通する冷却媒体流路44の一部が形成される。
A part of the cooling
図1に示すように、第2セパレータ18の第1電解質膜・電極構造体16aに向かう面18aには、酸化剤ガス入口連通孔30aと酸化剤ガス出口連通孔30bとを連通する第1酸化剤ガス流路46が形成される。第1酸化剤ガス流路46は、矢印C方向に延在する複数の溝部を有する。
As shown in FIG. 1, the
第2セパレータ18の第2電解質膜・電極構造体16bに向かう面18bには、例えば、矢印C方向に延在する複数の溝部を有する第2燃料ガス流路(反応ガス流路)48が設けられる。第2燃料ガス流路48と燃料ガス入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔32bとは、第2連通路部50a、50bを介して連通する。
On the
図1及び図5に示すように、第2連通路部50aは、面18aに設けられて燃料ガス入口連通孔32aに連通する複数の連結路52aと、第2セパレータ18を積層方向に貫通して前記連結路52a及び第2燃料ガス流路48に連通する複数の貫通孔54aとを有する。第2連通路部50bは、同様に、面18aに設けられて燃料ガス出口連通孔32bに連通する複数の連結路52bと、第2セパレータ18を積層方向に貫通して前記連結路52b及び第2燃料ガス流路48に連通する複数の貫通孔54bとを有する。
As shown in FIGS. 1 and 5, the second
第1連通路部38aの貫通孔42aは、第2連通路部50aの貫通孔54aよりも開口形状が大きく、すなわち、前記貫通孔42aの開口径D1は、前記貫通孔54aの開口径D2よりも大径に設定される(図2、図4及び図5参照)。同様に、第1連通路部38bの貫通孔42bは、第2連通路部50bの貫通孔54bよりも開口形状が大きく、すなわち、大径に設定される。
The through
図4及び図5に示すように、第1連通路部38aの連結路40aは、第2連通路部50aの連結路52aよりも幅方向の寸法が大きく設定される。第1連通路部38bの連結路40bは、第2連通路部50bの連結路52bよりも幅方向の寸法が大きく設定される。
As shown in FIG.4 and FIG.5, the dimension of the width direction of the
図1に示すように、第3セパレータ20の第2電解質膜・電極構造体16bに向かう面20aには、酸化剤ガス入口連通孔30aと酸化剤ガス出口連通孔30bとを連通する第2酸化剤ガス流路56が形成される。第2酸化剤ガス流路56は、矢印C方向に延在する複数の溝部を有する。第3セパレータ20の面20bには、冷却媒体流路44の一部が形成される。
As shown in FIG. 1, the second oxidation that connects the oxidant gas
図1、図2及び図4に示すように、第1セパレータ14の面14a、14bには、この第1セパレータ14の外周端縁部を周回して第1シール部材60が一体成形される。図1、図2及び図5に示すように、第2セパレータ18の面18a、18bには、この第2セパレータ18の外周端縁部を周回して第2シール部材62が一体成形されるとともに、第3セパレータ20の面20a、20bには、この第3セパレータ20の外周端縁部を周回して第3シール部材64が一体成形される(図1及び図2参照)。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
発電ユニット12同士が互いに積層されることにより、一方の発電ユニット12を構成する第1セパレータ14と、他方の発電ユニット12を構成する第3セパレータ20との間には、矢印B方向に延在する冷却媒体流路44が形成される(図1及び図3参照)。
When the
このように構成される燃料電池スタック10の動作について、以下に説明する。
The operation of the
先ず、図1に示すように、酸化剤ガス入口連通孔30aに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔32aに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔34aに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
First, as shown in FIG. 1, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied to the oxidant gas
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔30aから第2セパレータ18の第1酸化剤ガス流路46及び第3セパレータ20の第2酸化剤ガス流路56に導入される。この酸化剤ガスは、第1酸化剤ガス流路46に沿って矢印C方向(重力方向)に移動し、第1電解質膜・電極構造体16aのカソード側電極26に供給されるとともに、第2酸化剤ガス流路56に沿って矢印C方向に移動し、第2電解質膜・電極構造体16bのカソード側電極26に供給される。
Therefore, the oxidant gas is introduced from the oxidant gas
一方、燃料ガスは、図2及び図4に示すように、燃料ガス入口連通孔32aから第1セパレータ14の第1連通路部38aを構成する連結路40aに供給され、貫通孔42aを通って面14a側に移動する。このため、燃料ガスは、貫通孔42aに連通する第1燃料ガス流路36に沿って重力方向(矢印C方向)に移動し、第1電解質膜・電極構造体16aのアノード側電極24に供給される。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 4, the fuel gas is supplied from the fuel gas
また、燃料ガスは、図2及び図5に示すように、燃料ガス入口連通孔32aから第2セパレータ18の第2連通路部50aを構成する連結路52aに供給され、貫通孔54aを通って面18b側に移動する。従って、燃料ガスは、貫通孔54aに連通する第2燃料ガス流路48に沿って重力方向(矢印C方向)に移動し、第2電解質膜・電極構造体16bのアノード側電極24に供給される。
Further, as shown in FIGS. 2 and 5, the fuel gas is supplied from the fuel gas
これにより、第1及び第2電解質膜・電極構造体16a、16bでは、カソード側電極26に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極24に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
Thus, in the first and second electrolyte membrane /
次いで、第1及び第2電解質膜・電極構造体16a、16bの各カソード側電極26に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔30bに沿って矢印A方向に排出される。
Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the cathode-
第1電解質膜・電極構造体16aのアノード側電極24に供給されて消費された燃料ガスは、図4に示すように、第1連通路部38bを構成する貫通孔42bを通って第1セパレータ14の面14b側に導出される。面14b側に導出された燃料ガスは、連結路40bを通って燃料ガス出口連通孔32bに排出される。
As shown in FIG. 4, the fuel gas consumed by being supplied to the
また、第2電解質膜・電極構造体16bのアノード側電極24に供給されて消費された燃料ガスは、図5に示すように、第2連通路部50bを構成する貫通孔54bを通って第2セパレータ18の面18a側に導出される。面18a側に導出された燃料ガスは、連結路52bを通って燃料ガス出口連通孔32bに排出される。
Further, as shown in FIG. 5, the fuel gas consumed by being supplied to the anode-
一方、冷却媒体入口連通孔34aに供給された冷却媒体は、一方の発電ユニット12を構成する第1セパレータ14と、他方の発電ユニット12を構成する第3セパレータ20との間に形成された冷却媒体流路44に導入された後、矢印B方向に流通する。この冷却媒体は、第1及び第2電解質膜・電極構造体16a、16bを冷却した後、冷却媒体出口連通孔34bに排出される。
On the other hand, the cooling medium supplied to the cooling medium
この場合、第1の実施形態では、図3に示すように、第1燃料ガス流路36が、冷却媒体流路44に隣接する一方、第2燃料ガス流路48が、第1酸化剤ガス流路46に隣接し且つ前記冷却媒体流路44から離間している。これにより、第1燃料ガス流路36は、第2燃料ガス流路48よりも低温になり易い。
In this case, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the first
そこで、図4及び図5に示すように、第1連通路部38aの貫通孔42aは、第2連通路部50aの貫通孔54aよりも開口形状が大きく設定されるとともに、第1連通路部38bの貫通孔42bは、第2連通路部50bの貫通孔54bよりも開口形状が大きく設定されている。
Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the through
このため、冷却媒体流路44に近接する第1連通路部38a、38bの圧損は、前記冷却媒体流路44から離間する第2連通路部50a、50bの圧損よりも小さく設定される。従って、燃料ガスは、第1連通路部38a、38bを流れ易くなり、低温側の第1燃料ガス流路36内で結露した生成水を良好且つ確実に排出することができ、安定した発電を確実に行うことが可能になるという効果が得られる。
For this reason, the pressure loss of the first
また、第1連通路部38aの連結路40aは、第2連通路部50aの連結路52aよりも幅方向の寸法が大きく設定される一方、第1連通路部38bの連結路40bは、第2連通路部50bの連結路52bよりも幅方向の寸法が大きく設定されている。これにより、低温側の第1連通路部38a、38bの圧損は、高温側の第2連通路部50a、50bの圧損よりも小さく設定され、排水性の向上が容易に遂行可能になる。
The
図6は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池スタック70を構成する発電ユニット72の要部分解斜視説明図である。なお、第1の実施形態に係る燃料電池スタック10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is an exploded perspective view of a main part of the
発電ユニット72は、第1セパレータ74、第1電解質膜・電極構造体(電解質・電極構造体)76a、第2セパレータ78、第2電解質膜・電極構造体76b及び第3セパレータ80を設ける。
The
図6及び図7に示すように、第1セパレータ74の面14a側には、第1燃料ガス流路36が設けられるとともに、前記第1燃料ガス流路36と燃料ガス入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔32bとは、第1連通路部82a、82bを介して連通する。第1連通路部82a、82bは、面14aに設けられる複数の連結路84a、84bを有する。連結路84a、84bは、第1シール部材60と一体成形される突部間に形成される。
As shown in FIGS. 6 and 7, a first
図6及び図8に示すように、第2セパレータ78の面18b側には、第2燃料ガス流路48が設けられるとともに、前記第2燃料ガス流路48と燃料ガス入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔32bとは、第2連通路部86a、86bを介して連通する。第2連通路部86a、86bは、面18bに設けられる複数の連結路88a、88bを有する。連結路88a、88bは、第2シール部材62と一体成形される突部間に形成される。
As shown in FIGS. 6 and 8, a second
第1連通路部82aの連結路84aは、第2連通路部86aの連結路88aよりも幅方向の寸法が大きく、すなわち、前記連結路84aの幅寸法h1は、前記連結路88aの幅寸法h2よりも幅広に設定される。同様に、第1連通路部82bの連結路84bは、第2連通路部86bの連結路88bよりも幅方向の寸法が大きく設定される。
The
このように構成される第2の実施形態では、第1連通路部82aの連結路84aは、第2連通路部86aの連結路88aよりも幅方向の寸法が大きく設定されるとともに、第1連通路部82bの連結路84bは、第2連通路部86bの連結路88bよりも幅方向の寸法が大きく設定されている。
In the second embodiment configured as described above, the
これにより、冷却媒体流路44に近接する第1連通路部82a、82bの圧損は、前記冷却媒体流路44から離間する第2連通路部86a、86bの圧損よりも小さく設定される。従って、燃料ガスは、第1連通路部82a、82bを流れ易くなり、低温側の第1燃料ガス流路36内の生成水(特に、結露した生成水)を良好且つ確実に排出することができ、安定した発電を確実に行うことが可能になる等、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
Thereby, the pressure loss of the first
なお、第2の実施形態では、第1連通路部82a、82bの連結路84a、84bは、第2連通路部86a、86bの連結路88a、88bよりも幅方向の寸法が大きく設定されているが、これに限定されるものではない。例えば、第1連通路部82a、82bの連結路84a、84bは、第2連通路部86a、86bの連結路88a、88bよりも深さ方向の寸法が大きく設定されていてもよい。
In the second embodiment, the connecting
また、第1連通路部82a、82bの連結路84a、84bは、第2連通路部86a、86bの連結路88a、88bよりも断面積が大きく又は短尺に設定されていてもよい。
Moreover, the
10、70…燃料電池スタック 12…発電ユニット
14、18、20、74、78、80…セパレータ
16a、16b、76a、76b…電解質膜・電極構造体
22…固体高分子電解質膜 24…アノード側電極
26…カソード側電極 30a…酸化剤ガス入口連通孔
30b…酸化剤ガス出口連通孔 32a…燃料ガス入口連通孔
32b…燃料ガス出口連通孔 34a…冷却媒体入口連通孔
34b…冷却媒体出口連通孔 36、48…燃料ガス流路
38a、38b、50a、50b、82a、82b、86a、86b…連通路部
40a、40b、52a、52b、84a、84b、88a、88b…連結路
42a、42b、54a、54b…貫通孔
44…冷却媒体流路 46、56…酸化剤ガス流路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記燃料ガス流路と前記燃料ガス連通孔とを連通する連通路部が設けられるとともに、
前記冷却媒体流路に近接して配置される第1の連通路部の圧損は、前記冷却媒体流路から離間して配置される第2の連通路部の圧損よりも小さく設定されることを特徴とする燃料電池スタック。 Fuel and a plurality of electrolyte electrode structure is disposed a pair of electrodes on both sides of the electrolyte, and a separator are alternately stacked and the electrolyte electrode assemblies, flow of fuel gas in the direction of the face of the separator A fuel cell stack comprising a plurality of power generation units in which a gas flow path and a fuel gas communication hole for flowing the fuel gas in the stacking direction are formed, and a cooling medium flow path is formed between the power generation units and stacked. There,
A communication path portion that communicates the fuel gas flow path and the fuel gas communication hole is provided,
The pressure loss of the first communication passage portion arranged close to the cooling medium flow path is set to be smaller than the pressure loss of the second communication passage portion arranged apart from the cooling medium flow path. A fuel cell stack.
前記第1の連通路部の第1の孔部は、前記第2の連通路部の第2の孔部よりも開口形状が大きく設定されることを特徴とする燃料電池スタック。 2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the communication path portion has a hole portion that penetrates the separator,
The fuel cell stack, wherein the first hole portion of the first communication passage portion is set to have a larger opening shape than the second hole portion of the second communication passage portion.
前記第1の連通路部の第1の連結路は、前記第2の連通路部の第2の連結路よりも幅方向の寸法が大きく設定されるとともに、The first connection path of the first communication path portion is set to have a larger dimension in the width direction than the second connection path of the second communication path portion,
前記第1の連結路は、前記燃料ガス流路の裏面側で前記燃料ガス連通孔と前記第1の孔部とを連結する一方、While the first connection path connects the fuel gas communication hole and the first hole on the back side of the fuel gas flow path,
前記第2の連結路は、前記燃料ガス流路の裏面側で前記燃料ガス連通孔と前記第2の孔部とを連結することを特徴とする燃料電池スタック。The fuel cell stack, wherein the second connection path connects the fuel gas communication hole and the second hole on the back side of the fuel gas flow path.
前記第1の連通路部の第1の連結路は、前記第2の連通路部の第2の連結路よりも少なくとも幅方向又は深さ方向の寸法が大きく設定されることを特徴とする燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1 Symbol placement, the communicating passage portion has a connecting passage provided in the separator,
The fuel is characterized in that the first connecting path of the first communication path portion is set to have at least a width or depth dimension larger than that of the second connection path of the second communication path portion . Battery stack.
前記第1の連通路部の第1の連結路は、前記第2の連通路部の第2の連結路よりも断面積が大きく又は短尺に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1 Symbol placement, the communicating passage portion has a connecting passage provided in the separator,
The fuel cell stack, wherein the first connection path of the first communication path portion has a cross-sectional area larger or shorter than that of the second connection path of the second communication path portion.
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