燃料电池用气体流道形成板和燃料电池组制造技术

提供能够将气体流道部内的水快速地排出到水流道部的燃料电池用气体流道形成板和燃料电池组。气体流道形成板具有以在第1方向和与该第1方向交叉的第2方向上分别排列的方式配置的多个凸部。凸部向膜电极接合体突出。气体流道形成板具有气体流道部和水流道部。气体流道部由包含介于多个凸部中的相邻的凸部之间的部分的、气体流道形成板中的与膜电极接合体对应的一侧的部分构成。水流道部由包含凸部的内部的、气体流道形成板中的与平隔板对应的一侧的部分构成。气体流道形成板具有形成于凸部的侧壁并将该凸部的内外连通的开口部。开口部被配置为不会在将气体流道部夹在中间的状态下在与流过该气体流道部的气体的流动方向垂直的方向上面对面重叠。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池用气体流道形成板和燃料电池组
本专利技术涉及介于膜电极接合体与隔板之间进行设置并构成燃料电池的单格电池的分隔件的燃料电池用气体流道形成板以及层叠多个该单格电池而形成的燃料电池组。
技术介绍
例如固体高分子型燃料电池具备通过层叠多个单格电池而形成的燃料电池组。单格电池是通过将膜电极接合体夹入一对分隔件之间而构成。作为这种分隔件的一例，例如在日本特许第5560470号公报公开了具备平板状的隔板以及介于该隔板和上述膜电极接合体之间的气体流道形成板的分隔件。在该公报中，气体流道形成板具有规则地排列的多个凸部。凸部相对于膜电极接合体突出。该气体流道形成板中的与膜电极接合体对应的一侧的部分(包含夹在相邻的凸部之间的部分)作为气体流道来发挥功能。气体流道使供给到单格电池内部的气体(燃料气体和氧化剂气体)流通。气体流道形成板中的与隔板对应的一侧的部分(包含上述凸部的内部)作为水流道来发挥功能。水流道将发电时在单格电池的内部产生的水排出到单格电池的外部。在上述气体流道形成板的凸部，形成有将其内部(水流道)与外部(气体流道)连通的贯通孔。在这种燃料电池组中，膜电极接合体中的发电时产生的水，经由气体流道形成板的贯通孔而流入水流道。流入到水流道内的水，通过在该水流道的内部流动的气体的流动压力而被冲走，被排出到水流道的外部。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在上述燃料电池组中，气体流道内的水通过毛细管作用引入到贯通孔的内部并排出到水流道。因此，当假设气体流道形成板的凸部之间(气体流道)的水接触到这些凸部的贯通孔的双方时，该水被引入到双方的贯通孔内，该水的两端被拉伸。在这种状态下，从气体流道向水流道的排水容易受到干扰，水容易滞留在气体流道内。因此，气体流道的压力损失变大，存在导致燃料电池组的发电效率降低的问题。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供能够将气体流道部内的水快速地排出到水流道部的燃料电池用气体流道形成板和燃料电池组。用于解决课题的手段用于解决上述课题的燃料电池用气体流道形成板，其介于膜电极接合体与隔板之间进行设置并构成燃料电池的单格电池的分隔件。所述气体流道形成板具有多个凸部、气体流道部、水流道部以及开口部。所述多个凸部以分别在第1方向上和与该第1方向交叉的第2方向上排列的方式配置。所述凸部向所述膜电极接合体突出。所述气体流道部由包含介于所述多个凸部中的相邻的所述凸部之间的部分的、所述气体流道形成板中的与所述膜电极接合体对应的一侧的部分构成。所述水流道部由包含所述凸部的内部的、所述气体流道形成板中的与所述隔板对应的一侧的部分构成。所述开口部形成在所述凸部的侧壁并将该凸部的内外连通。所述开口部被配置为，在将所述气体流道部的介于所述多个凸部中的相邻的所述凸部之间的部分夹在中间的状态下，不会在与流过该部分的气体的流动方向垂直的方向上面对面重叠。用于解决上述课题的燃料电池用气体流道形成板，其介于膜电极接合体与隔板之间进行设置并构成燃料电池的单格电池的分隔件。所述气体流道形成板具有多个突条、气体流道部、水流道部以及多个开口部。所述多个突条隔开间隔排列。所述突条向所述膜电极接合体突出。所述气体流道部由包含介于所述多个突条中的相邻的所述突条之间的部分、所述气体流道形成板中的与所述膜电极接合体对应的一侧的部分构成。所述水流道部由包含所述突条的内部的、所述气体流道形成板中的与所述隔板对应的一侧的部分构成。所述开口部形成在所述突条的侧壁并将该突条的内外连通。所述多个开口部仅形成在相邻的所述突条的相对壁中的一个。用于解决上述课题的燃料电池组，层叠多个单格电池而构成。所述单格电池具备膜电极接合体以及一对分隔件，该膜电极接合体介于一对分隔件之间。所述一对分隔件中的至少一个具备隔板以及介于该该隔板与所述膜电极接合体之间的上述燃料电池用气体流道形成板。专利技术效果根据本专利技术，能够将气体流道部内的水快速地排出到水流道部。附图说明图1是示出气体流道形成板和燃料电池组的一实施方式的剖视图。图2A是气体流道形成板的俯视图。图2B是图2A的B箭头图。图2C是图2A的C箭头图。图2D是图2A的D箭头图。图3A是从气体流道形成板的斜上方观察的立体图。图3B是从气体流道形成板的斜下方观察的立体图。图4A是从气体流道形成板的斜上方观察的立体图。图4B是从气体流道形成板的斜下方观察的立体图。图5是示意地示出单格电池的剖面构造的剖视图。图6是示意地示出气体流道形成板的俯视图。图7是示意地示出比较例的单格电池的剖面构造的剖视图。图8是示意地示出比较例的气体流道形成板的俯视图。图9是示意地示出变形例的气体流道形成板的俯视图。图10是示意地示出变形例的气体流道形成板的俯视图。图11是示意地示出变形例的气体流道形成板的俯视图。图12是示意地示出变形例的气体流道形成板的俯视图。图13是示意地示出变形例的气体流道形成板的俯视图。图14是示意地示出变形例的气体流道形成板的俯视图。具体实施方式以下，对气体流道形成板和燃料电池组的一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的燃料电池组通过层叠多个单格电池10而构成。燃料电池组被内置于固体高分子型燃料电池。单格电池10具备均为四角形状的第1框架11和第2框架12。通过这些框架11、12夹持具有四角形状的片状的公知的膜电极接合体13的外缘。膜电极接合体13构成为多层构造，具有固体高分子电解质膜14、一对电极触媒层15、16以及一对气体扩散层17、18。固体高分子电解质膜14被夹在一对电极触媒层15、16之间。一对气体扩散层17、18分别覆盖电极触媒层15、16的外表面。膜电极接合体13被夹在第1分隔件20与第2分隔件30之间。第1分隔件20与膜电极接合体13的阴极侧(图1的下侧)的气体扩散层17抵接。第1分隔件20具备平板状的平隔板(flatseparate)21以及气体流道形成板22。气体流道形成板22介于平隔板21和膜电极接合体13之间。第2分隔件30与膜电极接合体13的阳极侧(图1的上侧)的气体扩散层18抵接。第2分隔件30具备平板状的平隔板31和气体流道形成板32。气体流道形成板32介于平隔板31和膜电极接合体13之间。平隔板21、31和气体流道形成板22、32分别通过金属板材而形成。在本实施方式中，平隔板21、31相当于隔板。在单格电池10的内部，供给通路41和排出通路42通过第1框架11和平隔板21而被划定。供给通路41从氧化剂气体供给源(省略图示)对后述的气体流道部27供给氧化剂气体。排出通路42将没有用于发电的氧化剂气体排出到气体流道部27的外部。另外，在单格电池10的内部，供给通路51和排出通路52通过第2框架12和平隔板31而被划定。供给通路51从燃料气体供给源(省略图示)对后述的气体流道部37供给燃料气体。排出通路52将没有用于发电的燃料气体排出到气体流道部37的外部。在图1中，第2分隔件30的气体流道形成板32具有相对于第1分隔件20的气体流道形成板22呈上下及左右反转的形状。因此以下，对于第2分隔件30的气体流道形成板32的各部分，附上在第1分隔件20的气体流道形成板22的各部分的附图标记“2*”分别加上“10”的附图标记“3*”，并且附上在各附图标记“2**”分别加上“100”的附图标记“3**本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池用气体流道形成板，其介于膜电极接合体与隔板之间进行设置并构成燃料电池的单格电池的分隔件，具有：多个凸部，以在第1方向和与该第1方向交叉的第2方向上分别排列的方式配置，所述凸部向所述膜电极接合体突出；气体流道部，由包含介于所述多个凸部中的相邻的所述凸部之间的部分的、所述气体流道形成板中的与所述膜电极接合体对应的一侧的部分构成；水流道部，由包含所述凸部的内部的、所述气体流道形成板中的与所述隔板对应的一侧的部分构成；以及开口部，形成于所述凸部的侧壁并将该凸部的内外连通，所述开口部被配置为，在将所述气体流道部的介于所述多个凸部中的相邻的所述凸部之间的部分夹在中间的状态下，不会在与流过该部分的气体的流动方向垂直的方向上面对面重叠。

【技术特征摘要】
2017.10.04 JP 2017-1943831.一种燃料电池用气体流道形成板，其介于膜电极接合体与隔板之间进行设置并构成燃料电池的单格电池的分隔件，具有：多个凸部，以在第1方向和与该第1方向交叉的第2方向上分别排列的方式配置，所述凸部向所述膜电极接合体突出；气体流道部，由包含介于所述多个凸部中的相邻的所述凸部之间的部分的、所述气体流道形成板中的与所述膜电极接合体对应的一侧的部分构成；水流道部，由包含所述凸部的内部的、所述气体流道形成板中的与所述隔板对应的一侧的部分构成；以及开口部，形成于所述凸部的侧壁并将该凸部的内外连通，所述开口部被配置为，在将所述气体流道部的介于所述多个凸部中的相邻的所述凸部之间的部分夹在中间的状态下，不会在与流过该部分的气体的流动方向垂直的方向上面对面重叠。2.根据权利要求1所述的燃料电池用气体流道形成板，其中，所述开口部仅形成在所述相邻的所述凸部的相对壁中的一个。3.根据权利要求1所述的燃料电池用气体流道形成板，其中，所述开口部由一个贯通孔构成。...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山裕天，筱崎善记，二见谕，
申请(专利权)人：丰田车体株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP