本发明专利技术涉及燃料电池用隔板，为板状的燃料电池用隔板，具备反应气体供给用歧管孔（２１）、反应气体排出用歧管孔（２２）、沟槽状的第１反应气体流路（１３１）、一条以上的沟槽状的第２反应气体流路（１３２，１３３）；第１反应气体流路（１３１）具有第１部分（４１）和位于该第１部分（４１）的上游侧的第２部分（５１），从第１反应气体流路（１３１）的上游端连续的部分以及／或者从第１反应气体流路（１３１）的至少第１部分（４１）开始下游侧的部分的截面积被形成为比第２反应气体流路（１３２，１３３）的截面积小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池用隔板以及具备该隔板的燃料电池，特别涉及燃料电池用 隔板的构造。
技术介绍
高分子电解质型燃料电池(以下称之为PEFC)是通过使含有氢的燃料气体与 空气等含有氧的氧化剂气体发生电化学反应从而同时产生电力和热能的装置。PEFC的 单电池(cell)具有由高分子电解质膜以及一对气体扩散电极(阳极以及阴极)构成的 MEA (膜-电极组件Membrane-Electrode-Assembly)、垫圈以及导电性的板状隔板。而 且，一般通过层叠多个这样的单电池，并利用端板夹持被层叠的单电池的两端，利用联 结器具联结该端板和单电池而形成PEFC。然而，在隔板的主面上设置有形成用于提供并排出燃料气体或者氧化剂气体 (以下将这些气体称之为反应气体)的歧管的歧管孔(反应气体供给用歧管孔和反应气体 排出用歧管孔)，在与气体扩散电极相接触的主面上，反应气体流过的沟槽状的反应气体 流路被设置为与这些歧管孔相连通。这样，在反应气体流过该反应气体流路期间，反应气体被提供给MEA，并由于 电化学反应而在MEA的内部被消耗。为此，在反应气体流路的下游部，由于气体被消 耗，使得氢或者氧的浓度降低。其结果会导致在气体浓度较低的反应气体流路的下游部 区域发电量下降，从而在单电池面内形成对应于气体浓度的发电分布。对于这样的问题，已知的燃料电池是通过改善气体流路的形状而谋求在单电池 面内的气体浓度的均勻化，从而提高发电效率(例如参照专利文献1)。图9是表示专利 文献1所公开的燃料电池中的隔板主面的概略结构的模式示意图。如图9所示，在由专利文献1所公开的燃料电池的隔板200上，多条(在图9 中为三条)流体通道201 203 (反应气体流路)由上游端与入口(反应气体供给用歧管 孔)211相连通的大致L字形的上游部、下游端与出口(反应气体排出用歧管孔)212相连 通的下游部、连接上游部的下游端和下游部的上游端的中游部构成，作为整体被形成为 漩涡状。由此，由于在隔板200的特定部分上未形成流体通道的上游部或者下游部的集 中，因此能够使反应气体浓度在电极面内均勻。现有专利文献专利文献1:日本专利特开平10-284094号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而本专利技术人发现，从改善在多条流体通道中流过的反应气体的利用率的观点 出发，即使是专利文献1所公开的隔板200也还有改善的空间。本专利技术正是鉴于上述问题而悉心研究的结果，目的在于提供一种能够改善在反应气体流路中流过的反应气体的利用率的燃料电池用隔板以及具备该隔板的燃料电池。解决问题的手段本专利技术人等为了解决上述现有技术中的问题而反复进行了悉心研究，结果发现 了以下问题。S卩，发现了在上述专利文献1所公开的燃料电池的隔板200中，一部分流过流体 通道201 203的上游部的上游端附近部分的反应气体在与该上游部接近的下游部的上游 端附近部分发生短路，由此，在流体通道201 203中流动的反应气体中，产生了有无助 于反应而被排出的反应气体，因而降低了反应气体的利用率。具体而言，由于流体通道201 203被设置为与气体扩散电极的气体扩散层相邻 (以利用气体扩散层而覆盖隔板200的开放面(上表面)的方式)，因此一部分流过流体 通道201 203的反应气体流过气体扩散层(以下将在气体扩散层中流过的气体称作为潜 流气体)。为此，在三条流体通道201 203中，由于流过处于最下侧的流体通道201的 上游部的反应气体与流过流体通道201的下游部中与流体通道201的上游端部最为接近的 部分204的反应气体的压力差，使得一部分流过流体通道201的上游部的反应气体经由气 体扩散层流入到流体通道201的下游部(短路)。于是，流入到流体通道201的下游部的 反应气体原样流过下游部并从出口 212排出。为此，一部分流过流体通道201的反应气 体无助于反应而被排出，从而降低了反应气体的利用率。此外，在三条流体通道201 203中，由于流过处于最下侧的流体通道201的 上游部的反应气体发生短路，因此在流过剩下的两条流体通道202、203的上游部的反应 气体与流过流体通道201的上游部的反应气体之间产生压力差。由于该压力差，使得一 部分流过剩下的两条流体通道202、203的上游部的反应气体流入到流体通道201的上游 部。于是，一部分流入到流体通道201的上游部的气体在流体通道201的下游部发生短 路。为此，流过流体通道201 203的反应气体中无助于反应而被排出的反应气体量进 一步变大，从而进一步降低了反应气体的利用率。对于这样的问题，本专利技术人等通过采用以下所述的结构从而发现了对于实现上 述本专利技术的目的极为有效的方法，从而实现了本专利技术。S卩，本专利技术所涉及的燃料电池用隔板为板状燃料电池用隔板，具有在厚度方 向上贯通的反应气体供给用歧管孔、在厚度方向上贯通的反应气体排出用歧管孔、沟槽 状的第1反应气体流路、以及一条以上的沟槽状的第2反应气体流路，其中第1反应气体 流路被形成为至少在一个主面上其上游端连接于所述反应气体供给用歧管孔而其下游端 连接于所述反应气体排出用歧管孔且弯曲，第2反应气体流路被形成为至少其上游端连 接于所述反应气体供给用歧管孔且与所述第1反应气体流路并行地弯曲；所述第1反应气 体流路具有第1部分和位于该第1部分的上游侧的第2部分，所述第1部分在所述第1反 应气体流路中的所述第2部分与所述下游端之间的部分中最接近于所述上游端，所述第2 部分在所述第1反应气体流路中的所述上游端与所述第1部分之间的部分中最接近于所述 下游端；所述第1部分与所述上游端之间不存在所述第2反应气体流路，并且所述第2反 应气体流路介于所述第2部分与所述下游端之间；而且，所述第1反应气体流路的至少从 所述上游端连续的部分(以下称之为第1特定部分)的截面积、以及/或者所述第1反应 气体流路的至少从所述第1部分开始下游侧的部分(以下称之为第2特定部分)的截面积被形成为比所述一条以上的第2反应气体流路中至少一条反应气体流路(以下称之为特 定第2反应气体流路)的截面积小。根据这样的结构，由于流过第1反应气体流路的第1特定部分的反应气体流量较 小，因此从第1反应气体流路的上游部向下游部发生短路的反应气体的流量也较小。或 者，即使反应气体从第1反应气体流路的上游部向下游部(特别是第1部分)发生短路， 也会由于第1反应气体流路的第2特定部分的截面积较小，使得该第2特定部分的压力损 失瞬时增加。为此，流过第1氧化剂气体流路的上游部的氧化剂气体与流过第2特定部分 的氧化剂气体的压力差变小，从能够减少从上游部向下游部发生短路的氧化剂气体。为 此，能够减少流过第1反应气体流路的反应气体中无助于反应而被排出的反应气体，从 而改善反应气体的利用效率。此外，在本专利技术所涉及的燃料电池用隔板中，所述第1反应气体流路的所述第1 特定部分以及/或者所述第2特定部分的流路宽度可以被形成为比所述特定第2反应气体 流路的流路宽度小。此外，在本专利技术所涉及的燃料电池用隔板中，所述第1反应气体流路的所述第1 特定部分以及/或者所述第2特定部分的流路深度可以被形成为比所述特定第2反应气体 流路的流路深度浅。此外，在本专利技术所涉及的燃料电池用隔板中，所述第1反应气体流路的所述第1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池用隔板，其特征在于， 为板状燃料电池用隔板， 具有：在厚度方向上贯通的反应气体供给用歧管孔、在厚度方向上贯通的反应气体排出用歧管孔、沟槽状的第１反应气体流路、以及一条以上的沟槽状的第２反应气体流路，其中第１反应气体流路被形成为至少在一个主面上其上游端连接于所述反应气体供给用歧管孔而其下游端连接于所述反应气体排出用歧管孔且弯曲，第２反应气体流路被形成为至少其上游端连接于所述反应气体供给用歧管孔且与所述第１反应气体流路并行地弯曲， 所述第１反应气体流路具有第１部分和位于该第１部分的上游侧的第２部分，所述第１部分在所述第１反应气体流路中的所述第２部分与所述下游端之间的部分中最接近于所述上游端，所述第２部分在所述第１反应气体流路中的所述上游端与所述第１部分之间的部分中最接近于所述下游端， 所述第１部分与所述上游端之间不存在所述第２反应气体流路，并且所述第２反应气体流路介于所述第２部分与所述下游端之间， 而且，所述第１反应气体流路的至少从所述上游端连续的部分（以下称之为第１特定部分）的截面积、以及／或者所述第１反应气体流路的至少从所述第１部分开始下游侧的部分（以下称之为第２特定部分）的截面积被形成为：比所述一条以上的第２反应气体流路中至少一条反应气体流路（以下称之为特定第２反应气体流路）的截面积小。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：竹口伸介，辻庸一郎，中川贵嗣，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。