燃料电池,燃料电池用氧化剂流场板制造技术

本发明专利技术提供了一种通过对燃料电池的内部的水加以有效的利用，可以在燃料电池内部，对流过背对ＭＥＡ的背向流路的氧化剂气体及／或燃料进行增湿的燃料电池及燃料电池用氧化剂流场板。本发明专利技术之燃料电池由ＭＥＡ１和面对氧化剂电极设置的向氧化剂电极提供氧化剂气体的氧化剂流场板３，以及面对燃料电极设置的向燃料电极提供燃料的燃料流场板４所组成。氧化剂流场板３及燃料流场板４之中的至少一方应具有在ＭＥＡ１的背面形成的背向流路３１、４１，及在ＭＥＡ１的对面形成的并与背向流路３１、４１相连通的反应流路３２、４２。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池，燃料电池用氧化剂流场板
本专利技术是关于具有流场板的燃料电池及燃料电池用氧化剂流场板方面的技术。
技术介绍
近年来，随着环境保护问题及人们对节约能源等的需要，燃料电池日益受到世人的关注。一般而言，燃料电池就是指利用氧化剂及燃料进行发电的装置。从结构方面来看，燃料电池首先由膜·电极接合体(下面也称MEA)组成，膜·电极接合体由具有离子传导性的电解质膜以及在电解质膜的厚度方向的一侧安装的燃料电极和在电解质膜的厚度方向的另外一侧安装的氧化剂电极组成。另外，燃料电池具备向燃料电极供应燃料并形成燃料流路的燃料流场板，以及向氧化剂电极提供氧化剂气体形成氧化剂气体流路的氧化剂流场板。一般的情况下，为了防止气体泄露，氧化剂流场板及燃料流场板一般不采用多孔质材料，而是采用致密材料制作。依照前面所讲述的燃料电池的原理，具有离子传导性的电解质膜如果过度干燥，电解质膜的离子传导性就会下降。因此，必须设法控制电解质膜的过度干燥。按照前面所述，传统的燃料电池是在把氧化剂气体或者燃料提供给燃料电池之前，采用扩散器等的外部增湿装置主动地为氧化剂气体或者燃料实施增湿。另外，近年以来也开发出了采用微细孔多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池，包括：由具有离子传导性的电解质膜，及在该电解质膜的厚度方向的一侧设有的氧化剂电极，及在该电解质膜的厚度方向的另一侧设有的燃料电极所组成的膜.电极接合体；以及设置在上述氧化剂电极的对面，并向该氧化剂电极提供氧化剂 气体的氧化剂流场板；以及设置在上述燃料电极的对面，并向该燃料电极提供燃料的燃料流场板，其特征是上述氧化剂流场板以及上述燃料流场板之中的至少一方包括：具有在与上述膜.电极接合体相背的背面形成的背向流路；以及具有在与上述 膜.电极接合体相对的对面形成，并与上述背向流路相连通，且可让该背向流路中流有的氧...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-3-5 058975/20031.一种燃料电池，包括：由具有离子传导性的电解质膜，及在该电解质膜的厚度方向的一侧设有的氧化剂电极，及在该电解质膜的厚度方向的另一侧设有的燃料电极所组成的膜·电极接合体；以及设置在上述氧化剂电极的对面，并向该氧化剂电极提供氧化剂气体的氧化剂流场板；以及设置在上述燃料电极的对面，并向该燃料电极提供燃料的燃料流场板，其特征是上述氧化剂流场板以及上述燃料流场板之中的至少一方包括：具有在与上述膜·电极接合体相背的背面形成的背向流路；以及具有在与上述膜·电极接合体相对的对面形成，并与上述背向流路相连通，且可让该背向流路中流有的氧化剂气体或燃料流通的反应流路。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征是：在上述氧化剂流场板以及上述燃料流场板之中的至少一方，在燃料电池内部设置有，对上述流过背向流路的氧化剂气体或者燃料在燃料电池内进行增湿的增湿要素。3.根据权利要求3所述的燃料电池，其特征是：在上述增湿要素的构成中，上述氧化剂流场板及/或者燃料流场板之中的至少一部分具备在其厚度方向上形成的具有透过性的多孔质化结构。4.一种燃料电池，包括：由具有离子传导性的电解质膜，及在电解质膜的厚度方向的一侧设有的氧化剂电极，及在电解质膜的厚度方向的另一侧设有的燃料电极所组成的膜·电极接合体；-->以及设置在氧化剂电极的对面，并向氧化剂电极提供氧化剂气体的氧化剂流场板；以及设置在燃料电极的对面，并向燃料电极提供燃料的燃料流场板，其特征是氧化剂流场板及燃料流场板之中的至少一方包括：具有在与膜·电极接合体相背的背面形成的背向流路；以及在与膜·电极接合体相对的对面形成、并与背向流路相连通，且可让背向流路中流有的氧化剂气体或者燃料流通的反应流路；以及使背对流路的至少一部分与反应流路的至少一部相连通的多孔质部分，并且，通过多孔质部分的微细孔，上述背向流路中流有的氧化剂气体所含有的活性物质，或燃料所含有的活性物质可被补充进入反应流路。5.根据权利要求4所述的燃料电池，其特征是：上述中所言及的一部分是指上述氧化剂流场板以及/或燃料流场板的反应流路的下流领域。6.根据权利要求1～5项中的任意一项所述的燃料电池，其特征是：在上述氧化剂流场板以及/或燃料流场板上，背对于上述膜·电极接合体的一侧，设有可使冷却剂流动的冷却剂流场板，在上述增湿要素的构成中，使上述冷却剂流场板在其厚度方向上形成具有透过性的多孔质化结构，使冷却剂流场板中流有的冷却剂可向上述氧化剂流场板以及/或燃料流场板的上述背向流路内进行补充。7.根据权利要求1～6项中的任意一项所述的燃料电池，其特征是：上述氧化剂流场板的上述背向流路的下流领域，与上述氧化剂流场板的上述反应流路的上流领域构成上述氧化剂流场板的表里关系。-->8.根据权利要求1～7项中的任意一项所述的燃料电池，其特征是：上述氧化剂流场板以及/或燃料流场板具有亲水性。9.根据权利要求1～7项中的任意一项所述的燃料电池，其特征是：上述氧化剂流场板以及/或燃料流场板具有疏水性。10.根据权利要求1～9项中的任意一项所述的燃料电池，其特征是：上述反应流路的下流领域的氧化剂流场板的气孔率相对大于上述反应流路的上流领域的气孔率。11.根据权利要求1～10项中的任意一项所述的燃料电池，其特征是：从上述反应流路的下流领域到上述反应流路的上流领域，上述氧化剂流场板的微细孔径构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾一新，梶尾克宏，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]