[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及使用燃料气体及氧化气体(在本说明书中，将这些气体总称为“反应气体”)而电化学性地进行发电的燃料电池，尤其是涉及在燃料电池的内部中供反应气体流动的流路。

背景技术

作为燃料电池的结构，有将膜电极接合体(Membrane Electrode Assembly，以下，称为“MEA”)与隔板交替层叠的结构，该膜电极接合体在电解质膜上层叠有电极层而形成，该隔板形成有使反应气体向该MEA流动的流路。

以往，为了通过反应气体的流路形状来提高燃料电池的发电效率，而提出有将供给流路和排出流路分别形成为梳齿状并以相互啮合的方式分离形成的燃料电池，该供给流路使反应气体从气体供给口向MEA的电极面流动，该排出流路使废气从MEA的电极面向气体排出口流动(专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-16591号公报

发明内容

然而，在专利文献1的燃料电池中，由于排出流路在MEA的电极面的整个区域连通而延伸，因此MEA的水分和废气一起从MEA过度地排出，因而存在在干燥的环境下发电性能下降的问题。

本发明鉴于上述课题而做出，其目的在于提供一种能够提高干燥环境下的发电性能的燃料电池。

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而做出，可以作为以下的方式或适用例来实现。

(适用例1)适用例1的燃料电池使用反应气体而电化学性地进行发电，所述燃料电池的特征在于，具备：膜电极接合体，包含层叠电极层而形成的电解质膜；及隔板，形成有使反应气体向所述膜电极接合体流动的交替排列的第一流路及第二流路，所述第一流路的中央部被闭塞，所述第二流路的两端部被闭塞。

根据适用例1的燃料电池，对从第一流路的上游侧通过膜电极接合体而向第二流路流动的反应气体进行加湿，并对从第二流路的下游侧通过膜电极接合体向第一流路流动的反应气体进行除湿，从而能够抑制与废气一起从膜电极接合体排出的水分量。其结果是，能够提高干燥环境下的发电性能。

(适用例2)在适用例1的燃料电池中，也可以是，所述隔板包括：作为使燃料气体向所述膜电极接合体的阳极侧流动的流路形成有所述第一流路及所述第二流路的阳极隔板；及作为使氧化气体向所述膜电极接合体的阴极侧流动的流路形成有所述第一流路及所述第二流路的阴极隔板，所述阳极隔板中的所述燃料气体的流动方向与所述阴极隔板中的所述氧化气体的流动方向相对向。在适用例2的燃料电池中，由于燃料气体(阳极气体)和氧化气体(阴极气体)相对向流动，因此水分从被发电生成水加湿后的阴极气体向在阳极隔板中从第一流路的上游侧通过膜电极接合体向第二流路流动的阳极气体流动，并且水分从由于该水分移动而被加湿的阳极气体向在阴极隔板中从第一流路的上游侧通过膜电极接合体向第二流路流动的阴极气体流动，因此，能够抑制与废气一起从膜电极接合体排出的水分量。

(适用例3)在适用例2的燃料电池中，也可以是，所述阳极隔板及所述阴极隔板为同一部件。根据适用例3的燃料电池，能够简化燃料电池的部件结构。

本发明的方式并不局限于燃料电池，例如，也可以适用于利用燃料电池的电力行驶的车辆、供给燃料电池的电力的发电系统、燃料电池的制造方法等各种方式。而且，本发明并不受上述方式的任何限定，当然在不脱离本发明的宗旨的范围内能够以各种方式实施。

附图说明

图1是示意性地表示燃料电池的结构的说明图。

图2是表示燃料电池中的反应气体的主要的流动的说明图。

图3是表示实施例及比较例的单电池电压及单电池电阻的实验值的说明图。

图4是表示实施例及比较例的阴极排水量及移动水量的实验值的说明图。

具体实施方式

为了更加明确以上说明的本发明的结构及作用，以下，对适用本发明的燃料电池进行说明。

图1是示意性地表示燃料电池10的结构的说明图。燃料电池10通过从罐、改性器等气体供给部(未图示)供给的反应气体的电化学反应进行发电。在本实施例中，燃料电池10是固体高分子型的燃料电池。在本实施例中，在燃料电池10中使用的反应气体包括含氢的燃料气体和含氧的氧化气体。在燃料电池10中使用的燃料气体既可以是储存在氢罐或贮氢合金中的氢气，也可以是对烃系燃料进行改性而得到的氢气。燃料电池10中使用的氧化气体例如可以使用从外部气体取入的空气。