[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池，其层叠有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，并且在所述隔板上设有沿着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，另一方面，所述电解质膜-电极结构体在外周部设有树脂框构件。

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(MEA)而成的发电电池(单位电池)，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两侧分别配设有阳极电极及阴极电极。在燃料电池中，通常层叠几十～几百的发电电池，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电池的阳极电极及阴极电极分别供给作为反应气体的燃料气体及氧化剂气体，所以多数情况下构成所谓的内部歧管。

内部歧管具备沿发电电池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，另一方面，反应气体出口连通孔与所述反应气体流路的出口侧连通。

这种情况下，在反应气体入口连通孔及反应气体出口连通孔中，开口宽度尺寸设定为与反应气体流路的流路宽度尺寸相比非常小的尺寸。因此，为了使反应气体流路中的反应气体的流动均匀且顺畅地进行，在反应气体入口连通孔及反应气体出口连通孔的附近需要有将所述反应气体良好地分配的缓冲部。

因此，例如，在专利文献1所公开的燃料电池中，如图17所示，在阴极侧金属隔板1的一方的面1a上形成有与氧化剂气体入口连通孔2a和氧化剂气体出口连通孔2b连通的氧化剂气体流路3。在阴极侧金属隔板1的另一方的面1b上形成有作为氧化剂气体流路3的背面形状的冷却介质流路4。

在阴极侧金属隔板1上，设有从中间高度部5a、5b向氧化剂气体流路3侧突出而构成连续引导流路6a、6b的线状引导突起部7a、7b和从所述中间高度部5a、5b向冷却介质流路4侧突出而构成压花流路的压花部8a、8b。

由此，使用波板形状的阴极侧金属隔板1，能够提高氧化剂气体流路3侧的生成水的排出性，并且确保冷却介质流路4侧的冷却介质的分配性(日语：配流性)。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2010-282868号公报

【发明的概要】

【发明要解决的问题】

然而，在上述的阴极侧金属隔板1中，若在面1a上形成线状引导突起部7a、7b，则在相反侧的面1b上形成作为所述线状引导突起部7a、7b的背面形状的线状槽部。因此，存在若要使在金属隔板的一方的面侧流通的流体的流动顺畅，则无法使在另一方的面侧流通的流体顺畅地流通的问题。

发明内容

本发明用于解决这种问题，其目的在于提供一种通过简单且经济的结构能够使各反应气体沿着各反应气体流路顺畅且均匀地流通的燃料电池。

【用于解决问题的手段】

本发明涉及一种燃料电池，其层叠有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，并且在所述隔板上设有沿着电极面供给反应气体的反应气体流路、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，另一方面，所述电解质膜-电极结构体在外周部设有树脂框构件。

在该燃料电池中，在树脂框构件的一方的面上形成有位于发电区域外而与一方的反应气体流路连结的第一缓冲部，在所述树脂框构件的另一方的面上形成有位于发电区域外而与另一方的反应气体流路连结且与所述第一缓冲部独立地构成的第二缓冲部。

另外，在该燃料电池中，在隔板的角部设有作为反应气体连通孔的氧化剂气体入口连通孔、燃料气体入口连通孔、氧化剂气体出口连通孔及燃料气体出口连通孔，并且，作为第一缓冲部的氧化剂气体侧缓冲部具有从作为反应气体流路的氧化剂气体流路朝向所述氧化剂气体入口连通孔延伸的多条阴极侧入口引导流路、从所述氧化剂气体流路朝向所述氧化剂气体出口连通孔延伸的多条阴极侧出口引导流路。

另一方面，优选作为第二缓冲部的燃料气体侧缓冲部具有从作为反应气体流路的燃料气体流路朝向燃料气体入口连通孔延伸的多条阳极侧入口引导流路、从所述燃料气体流路朝向燃料气体出口连通孔延伸的多条阳极侧出口引导流路。