燃料电池（１００）具有包括阳极、电解质和阴极的发电部（２４）；设置在发电部的阳极侧和发电部的阴极侧的至少一侧上的多孔体流动通道（５０、６０）；设置在多孔体流动通道的与发电部相反的侧面上的隔离器（１０）；其中多孔体流动通道包括孔隙率高于多孔体流动通道的平均孔隙率的高孔隙率区域（５１、６１）和孔隙率低于多孔体流动通道的平均孔隙率的低孔隙率区域，其中高孔隙率区域通过低孔隙率区域与气体排放侧歧管（４１ｂ、４２ｂ）连通。
【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。相关技术的说明燃料电池是一般通过使用氢和氧作为燃料获得电能的装置。因为燃料电池在环境和增加的能效方面表现优异，所以正在努力地开发燃料电池作为未来的能量供给系统。例如，日本专利申请/^开No. 6-349508描述了一种将多孔体导电集电器电极设置在膜电极组合件(MEA)的两个表面上以作为气体流动通道和集电器的技术。根据该技术，可以使电流分布到膜电M合件。然而，利用日本专利申请^iHf No. 6-349508中描述的才支术，当多孔导电集电器电极内的一部分被液态水阻塞时，反应气体可能不能供给到电极，这可导致发电能力降低。
技术实现思路
本专利技术提供抑制发电性能降低的燃料电池。本专利技术的第一方面涉及燃料电池。该燃料电池包括发电部，所iOL电部包括阳极、电解质和阴极；多孑L体流动通道，所述多孑L体流动通道设置在所iOC电部的阳极侧和阴极侧的至少一个侧面上；和隔离器(隔板)，所述隔离器设置在所述多孔体流动通道的与所述发电部相反的侧面上。所述多孔体流动通道包括孔隙率高于所述多孔体流动通道的平均孔隙率的高孔隙率区域和孔隙率低于所述孔体流动通道的平均孔隙率的低孔隙率区域。所述高孔隙率区域通过所述低孔隙率区域与气体排放侧歧管连通。在根据本专利技术第一方面的燃料电池中，因为高孔隙率区域具有小的阻碍反应物气体流动的阻力，所以反应物气体容易流过所述高孔隙率区域。因此，反应物气体容易通过所述高孔隙率区域扩散穿过整个多孔体流动通道。能够经过高孔隙率区域排沈良电时所产生的水(发电所产生的水)。因此，能够抑制发电所产生的水累积。结果，可以抑制发电效率的降低。高孔隙率区域可以从气体供给侧延伸到气体排放侧。在该情况下，发电所产生的水一般倾向于累积在下游侧。因此，反应物气体难以扩散到下游侧。然而，根据本专利技术第一方面的燃料电池，即佳发电所产生的水累积在多孔体流动通道的下游侧，也促进气体到多孔体流动通道下游侧的扩散。因此，可以更有效地抑制发电效率的降低。高孔隙率区域可以连接到气体供给侧歧管。在该情况下，反应物气体易于通过该高孔隙率区域进行扩散。多孔体流动通道可以具有多个高孔隙率区域。在该情况下，促进了气体扩散。每个高孔隙率区域的长度可以不同。在该情况下，反应物气体可以容易地供给到整个发电部。件，i中多孑u^;动i道可以设置在发电部的至少阳极;二流;控制构件可以使来自阳极的排放气体的流动停止。在该情况下，控制阳极废气的流动提高了氢的消耗效率。尽管阳极废气的流动停止，但是促进了燃料气体在多孑L体流动通道中的扩散，由此增加了阳极废气流动停止时发电部发电的时间。因此，可以促进氬的消耗效率。流动控制构件可以是能够进行控制以使得气体流动停止的阀。燃料电池还可以具有检测燃料电池电压的电压检测单元，其中可以基于由电压检测单元检测的电压开关所述阀。部，其中多孔体流动通道可以设置在发电部的至少阳极侧。在该情况下，尽管抑制了阳极废气的流动，但是可以促进燃料气体在多孔体流动通道中的扩散，由此延长了阳极废气流动受到抑制时发电部可以发电的时间。从而提高了氢的消耗效率。此外，高孔隙率区域可以是空隙。在该情况下，容易形成高孔隙率区域。高孔隙率区域可以4_在多孔体流动通道的隔离器侧形成的切口或槽。隔离器可以具有板状形状。根据本专利技术，可以抑制燃料电池的发电性能降低。附图说明参照附图，从以下示例性实施方案的描述中，本专利技术的前述和其它特征和优点会变得明显，附图中类似的附图标记用于表示类似的要素/元件，其中图l是根据本专利技术第一实施方案的燃料电池的简化图2A~图2D是描述隔离器和具有隔离器和密封垫的MEA的细节的图3A和3B是描述多孔体流动通道的细节的图4A~图4F是显示示例性切口形状的图5是显示多孔体流动通道的另一实例的图；以及图6是显示设置有根据本专利技术第二实施方案的燃料电池的燃料电池系统的总体构造的示意图。具体实施例方式下面描述实施本专利技术的最佳模式。图1是显示根据本专利技术第一实施方案的燃料电池100的简化图。如图1所示，燃料电池100由多个具有密封垫的膜电极组合件(在下文称为MEA-垫组合件)20构成，该MEA-垫组合件20具有设置在一个表面上的多孔体流动通道50和设置在另一表面上的多孔体流动通道60,所述多个MEA-垫组合件之间插有隔离器10并层叠在一起。隔离器10具有板状形状，其中中心板12夹在与阴似目对的板ll和与阳^目对的板13之间。构成隔离器10的三块板可以通过例如热压接合。多孔体流动通道50、 60由多孔的导电材料制成。可以使用例如泡沫烧结的金属例如多孔不锈钢作为多孔体流动通道50、 60。多孔体流动通道50、60的平均孔隙率为例如约70%~85%，其中的平均孔径为例如50 pm到150pm,其厚度为约0.6mm。多孔体流动通道50作为用于氧化气体的流动通道，多孔体流动通道60作为用于燃料气体的流动通道。多孔体流动通道50、 60也作为集电器。多孔体流动通道50具有形成于其中的多个切口51,多孔体流动通道60具有形成于其中的多个切口 61。切口 51、 61的细节在下文描述。MEA-垫组合件20具有膜电极组合件(MEA) 21和密封垫22。 MEA21具有发电部24，其中催化剂层形成于具有质子导电性的电解质膜的两个表面上，气体扩散层23形成于发电部24的一个表面上，气体扩散层25形成于发电部24的另一表面上。气体扩散层23、 25可由多孔的导电材料例如碳纸制成。气体扩散层23将在多孔体流动通道50中流动的氧化气体扩散到发电部24中。气体扩散层25将在多孑L体流动通道60中流动的燃料气体扩散到发电部24中。因此，气体扩散层23、 25不同于多孑L体流动通道50、 60。在该实施方案中，MEA21的一侧的表面作为阴极，MEA21的另一侧的表面作为阳极。提供图2A~图2D用于描述隔离器10和MEA-垫20的细节。图2A是与阴似目对的板11的平面示意图，图2B是与阳^目对的板13的平面示意图，图2C是中心板12的平面示意图，图2D是MEA-垫组* 20的平面示意图。与阴^W目对的板11是矩形金属板。可以使用由例如钛、钬M、或不锈钢制成的板(其表面被^A以防止腐蚀)。与阴似目对的板11可以具有例如约0.15 mm的厚度。如图2A所示，与阴似目对的板ll的与MEA21相对的部分(在下文称为发电部X)是平坦的。在与阴JW目对的板II的外围上设置燃料气体供给歧管41a、燃料气体排放歧管41b、氧化气体供给歧管42a、氧化气体排放歧管42b、冷却剂供给歧管43a和冷却剂糸Mt歧管43b。此外，在与阴极相对的板11上形成多个氧化气体供给孔44a和多个氧化气体排放孔44b。前述歧管和孔在与阴^U目对的板11的厚度方向上穿过与阴^目对的板ll。与阳似目对的板13是形状和与阴^目对的板11基4^目同的矩形金属板，并且由和与阴^目对的板11类似的材料制成。与阳^U目对的板13具有例如0.15 mm的厚度。如图2B所示，与阳^目对的板13的发电部X是平坦的。和与阴拟目对的板11类似，在与阳拟目对的板13的外围上形成燃料气体供给歧管41a、燃料气体排放歧管41b、氧化气体供给歧管42a、氧化气体排放歧管42b、冷却剂供给歧管43a、和冷却剂排放歧管43b。同样，在与阳W目对的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池，包括： 发电部，所述发电部包括阳极、电解质和阴极； 多孔体流动通道，所述多孔体流动通道设置在所述发电部的阳极侧和阴极侧的至少一个侧面上； 隔离器，所述隔离器设置在所述多孔体流动通道的与所述发电部相反的侧面上； 其中 所述多孔体流动通道包括孔隙率高于所述多孔体流动通道的平均孔隙率的高孔隙率区域和孔隙率低于所述孔体流动通道的平均孔隙率的低孔隙率区域，其中 所述高孔隙率区域通过所述低孔隙率区域与气体排放侧歧管连通。
【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：柴田和则，
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]
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