[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。

背景技术

燃料电池具有通过堆叠大量单电池而形成的堆叠体。堆叠体被固定并向其施加表面压力。包含在各单电池中的膜电极组件(MEA)强度相对较弱，位于膜电极组件两侧的对齐的肋防止由于肋的位移引起的损害。然而，没有被肋支承的区域(非接触面)具有低的表面压力(出现不均匀的表面压力)，且低的表面压力导致电阻增大的问题。

出于这个原因，通过其中通过将两侧的肋在位置上彼此偏移和通过扩大肋的接触面的宽度而使得至少一侧的肋的接触面存在于MEA的任意部分的结构，使得表面压力均匀(参见专利文献1)。在某些情况下，通过配置补强材料以改善刚性使表面压力均匀(参见专利文献2)。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开(JP-A)2000-315507

专利文献2：JP-A 2006-310104

发明内容

发明要解决的问题

然而，扩大的接触面宽度导致非接触面的尺寸减小，从而降低通过非接触面的气体扩散性的问题。

此外，补强材料的配置引起问题：单电池的厚度增加；因此燃料电池的尺寸变得更大。另一方面，当通过降低补强材料的厚度来抑制单电池厚度的增加时，表面压力的均匀性受到限制。

为了解决与现有技术有关的上述问题而进行了本发明。本发明的目的在于提供一种易于小型化、具有良好的气体扩散性、并且能使表面压力均匀的燃料电池。

用于解决问题的方案

用于实现上述目的的本发明是一种燃料电池，其包括：具有高分子电解质膜和配置在其中的催化剂层的膜电极组件；配置在膜电极组件的阳极侧的阳极隔板；配置在膜电极组件的阴极侧的阴极隔板；在膜电极组件和阳极隔板之间的气体流路空间中彼此平行配置的多个第一肋；在膜电极组件和阴极隔板之间的气体流路空间中彼此平行配置的多个第二肋；和由金属多孔基材制成并且配置在膜电极组件与第一肋和第二肋的至少之一之间的支承体。与膜电极组件或支承体接触的第一肋的接触面和第二肋的接触面在截面图中沿与气体流路方向垂直的方向彼此偏移。

附图说明

图1是用于描述根据第一实施方式的燃料电池的分解透视图。

图2是用于描述根据第一实施方式的电池结构的截面图。

图3是用于描述图2中示出的支承体的平面图。

图4是用于描述根据第二实施方式的燃料电池的截面图。

图5是用于描述图4中示出的肋的平面图。

图6是用于描述根据第三实施方式的燃料电池的截面图。

图7是用于描述根据第四实施方式的燃料电池的截面图。

图8是用于描述根据第五实施方式的燃料电池示意性结构的截面图。

图9是示出根据第五实施方式的燃料电池的截面说明图。

图10是示出一般的材料力学中两端支承梁的说明图。

图11是示出沿凸部宽度方向的位置与表面压力之间关系的图。

图12是示出凸部间距和支承体所需的弯曲强度之间关系的曲线图。

图13是示出用于结构分析的实验设备的说明图。

图14是示出第五实施方式的另一个例子的截面说明图。

图15是示出第五实施方式的另一个例子的截面说明图。

图16A和16B各自是图15中示出的燃料电池的凸部排列的平面图。

图17是示出第五实施方式的另一个例子的截面说明图。

图18A和18B各自是图17中示出的燃料电池的凸部排列的平面图。

图19是示出第五实施方式的又一个例子的截面说明图。

图20是示出第五个实施方式的再一个例子的平面图。

具体实施方式

以下，参照附图描述本发明的实施方式。

<第一实施方式>

图1是用于描述根据第一实施方式的燃料电池的分解透视图。