[发明专利]燃料电池组

说明书

本发明提供一种在层叠有多个具备隔板的单体电池的燃料电池组中，能够更低成本且不会导致生产性的恶化地防止位于燃料电池组的正侧的端部的1个或者1个以上的单体电池亦即端部单体电池所使用的隔板基材腐蚀(溶解)的燃料电池组。在层叠有多个具备隔板的单体电池的燃料电池组(100)中，位于燃料电池组的正侧的端部侧的端部单体电池(20)所使用的隔板基材、与端部单体电池(20)以外的单体电池(30)所使用的隔板基材为材质不同的金属材料，端部单体电池(20)所使用的隔板基材与端部单体电池(30)以外的单体电池所使用的隔板基材(例如，SUS)相比，成为耐腐蚀性较高的材料(例如，Ti)。

技术领域

本发明涉及燃料电池组。

背景技术

作为利于环境的动力源之一，大多使用燃料电池。例如，在固体高分子型燃料电池的情况下，燃料电池的主要的构成要素是由利用催化剂层夹持了电解质膜的两面的膜电极接合体(MEA)、配置于其两外侧的扩散层、以及从左右夹持其全体的一对隔板构成的单体电池，将多个上述单体电池在串联地电连接的状态下层叠，从而构成燃料电池组。

在燃料电池中，在发电时上述单体电池暴露于腐蚀环境。因此，在构成单体电池的上述隔板基材中，一般使用耐腐蚀性良好的SUS。但是，若在腐蚀环境中成为高电位(约1V以上)，则无法避免金属溶解。其理由是，在燃料电池组中，燃料电池用的冷却水以与全部的单体电池接触的方式流动，因此如后述那样形成等效电路。而且，在燃料电池组中，各单体电池以串联的方式配置，因此成为高电压，在位于燃料电池组的正侧的端部的多个单体电池中，流动有较大的腐蚀电流，从而成为高电位，结果是在构成隔板的基材(例如，SUS)产生腐蚀(溶解)。此外，在本发明中，“腐蚀”或者“溶解”是指金属材料离子化而溶出从而使得板厚减少的状态。

提出了用于防止这样的隔板基材的腐蚀(溶解)的手段，在专利文献1中记载了如下燃料电池组：在对具备同一种类的金属隔板的多个单单体电池进行层叠而形成的燃料电池组中，针对位于上述燃料电池组的正侧的端部的1个以上的单体电池的金属隔板，实施与上述单体电池以外的单体电池所使用的金属隔板相比耐腐蚀性相对变高的表面处理。作为使耐腐蚀性变高的表面处理，例示出了使用金或者银等贵金属的镀覆处理、厚膜较厚的镀覆处理，作为耐腐蚀性较低的表面处理，例示出了膜厚更薄的镀覆处理。

在专利文献2中，在层叠多个单电池而成的电池组的两端配置有一对接线板的方式的燃料电池组中，使朝向电池组供给或者排出反应气体、冷却水的流体通路与仅贯通负侧的接线板的入口端口以及出口端口连通。由于在正侧的接线板流动有氧化电流，所以构成为在上述流体通路中流动的冷却水或者反应气体的水分不与正侧的接线板接触，由此实现正侧的接线板的耐腐蚀性提高与低成本化。也公开了如下内容：在正侧的接线板与电池组之间配置用于阻隔水分透过的阻隔板。

另外，作为燃料电池组的一个方式，在专利文献3中记载了如下内容：使燃料电池组由进行发电的发电单体电池和不进行发电的虚设单体电池构成，将虚设单体电池配置于层叠的多个发电单体电池的端部。通过使用虚设单体电池，能够抑制单体电池层叠方向端部处的由溢流、污染引起的电压降低。

专利文献1：日本特开2005－293876号公报

专利文献2：日本特开2005－293874号公报

专利文献3：日本特开2015－69737号公报

在专利文献1所记载的燃料电池组中，针对位于燃料电池组的正侧的端部的端部单体电池的金属隔板，实施耐腐蚀性更高的表面处理(例如，使用金或者银等贵金属的镀覆处理、膜厚较厚的镀覆处理)，从而防止位于燃料电池组的正侧的端部的端部单体电池的金属隔板腐蚀(溶解)，由此能够实现燃料电池组的长寿命化。但是，为了有效地防止金属隔板的腐蚀，需要进行微米级的厚度的镀覆处理，除此之外针对构成端部单体电池的金属隔板，作为后期处理也实施使用了金或者银等贵金属的膜厚较厚的镀覆处理，这样在多数情况下恐怕会导致成本的增加与生产性的恶化。