燃料电池制造技术

燃料电池（10）的阳极隔板（30）形成：相互平行地排列而在（MEA20）流过燃料气体的多个气体流路（45）；向多个气体流路（45）供给燃料气体的供给流路（42）；从多个气体流路（45）回收燃料气体的回收流路（48），多个气体流路（45）包括将供给流路（42）与回收流路（48）之间连通的气体流路（45a）和供给流路（42）侧被堵塞了的气体流路（45b）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用反应气体进行电化学发电的燃料电池，特别是涉及在燃料电池内部流过反应气体的气体流路。
技术介绍
作为燃料电池，已知有交替层叠在电解质膜两面接合了电极层而得到的多个膜电极接合体(Membrane Electrode Assembly,以下，也称为“MEA”)和将这些膜电极接合体的彼此之间隔离的隔板，利用隔板在MEA的电极面形成流过反应气体的气体流路的燃料电池。以往，为了利用气体流路的形状提高燃料电池的发电效率，人们提出了将与反应气体的供给侧连通的供给流路和与反应气体的回收侧连通的回收流路以分别设为梳状且相互啮合的方式分离而形成的燃料电池(例如，专利文献I)。专利文献1:日本特开2005 - 85626号公报
技术实现思路
但是，在相互啮合的梳状流路构造中，随着发电而在供给流路内产生的生成水向堵塞梳状供给流路的前端的区域移动而滞留，该滞留的生成水阻碍反应气体对MEA的供给，因此，具有发电性能降低的问题。本专利技术鉴于上述课题，目的在于提供一种提高燃料电池的发电性能的技术。本专利技术是为了解决上述课题的至少一部分而作出的，可以作为以下的方式或适用例而实现。(适用例I)适用例I的燃料电池是一种燃料电池，具备在电解质膜两面接合电极层而得到的膜电极接合体；多个气体流路，在所述膜电极接合体的至少一侧的面上相互并排排列，从反应气体的供给侧朝向回收侧向所述膜电极接合体通流所述反应气体，所述多个气体流路包括第一气体流路，是将所述供给侧与所述回收侧之间连通的气体流路;第二气体流路，是所述供给侧被堵塞了的气体流路。根据适用例I的燃料电池，能够使反应气体从第一气体流路的供给侧潜入膜电极接合体而向第二气体流路移动，并且抑制第一气体流路的回收侧的生成水的滞留。由此，在多个气体流路中的供给侧，能够提高向膜电极接合体扩散反应气体的气体扩散性能，在多个气体流路中的回收侧，能够抑制生成水的滞留引起的气体扩散性能的降低。其结果，能够提高燃料电池的发电性能。(适用例2)在适用例I的燃料电池中，可以是，所述多个气体流路设于所述膜电极接合体的阳极侧，以与所述膜电极接合体的阴极侧的氧化气体的流动相对的方向向所述阳极侧通流燃料气体。根据适用例2的燃料电池，通过在阳极侧使燃料气体从第一气体流路的供给侧潜入膜电极接合体而向第二气体流路移动，能够在阴极侧的下游使用比较多的水分加湿燃料气体。(适用例3)在适用例I或适用例2的燃料电池中，可以是，所述膜电极接合体包括扩散层，使流过所述多个气体流路的反应气体向所述电极层扩散，所述扩散层的所述回收侧的作为反应气体透过的程度的透气度大于所述扩散层的所述供给侧。根据适用例3的燃料电池，能够提高多个气体流路中的回收侧的气体扩散性能。在适用例3的燃料电池中，所述扩散层的所述回收侧的微孔层厚度也可以小于所述扩散层的所述供给侧。由此，能够容易地实现回收侧比供给侧透气度更大的扩散层。在适用例3的燃料电池中，所述扩散层也可以包括设于所述供给侧的第一扩散层和设于所述回收侧且透气度比所述第一扩散层大的第二扩散层。由此，能够更容易地实现回收侧比供给侧透气度更大的扩散层。在适用例3的燃料电池中，所述扩散层的所述回收侧的厚度方向的压缩应力也可以小于所述扩散层的所述供给侧。由此，能够更容易地实现回收侧比供给侧透气度更大的扩散层。(适用例4)适用例I 适用例3中任ー项的燃料电池中，可以是，还具备从所述多个气体流路回收反应气体的回收流路；突出部，突出设于所述回收流路，使从所述第一气体流路流出的反应气体产生比从所述第二气体流路流出的反应气体更大的压カ损失。根据适用例4的燃料电池，通过使第一气体流路的回收侧的压カ与第二气体流路的回收侧的压力相比増大，能够使反应气体从第一气体流路的回收侧潜入膜电极接合体而向第二气体流路流动。由此，能够提高多个气体流路的回收侧的气体扩散性能。(适用例5)适用例I 适用例4中任ー项的燃料电池中，可以是，交替排列所述第ー气体流路及所述第二气体流路而构成所述多个气体流路。根据适用例5的燃料电池，在多个气体流路中，能够均匀地实现供给侧的气体扩散性能的提高和回收侧的生成水的滞留抑制。(适用例6)适用例I 适用例54中任ー项的燃料电池中，可以是，所述多个气体流路还包括第三气体流路，该第三气体流路是所述回收侧被堵塞了的气体流路。根据适用例6的燃料电池，能够使 反应气体从第三气体流路的回收侧潜入膜电极接合体而向第二气体流路移动。由此，能够提高多个气体流路的回收侧的气体扩散性能。(适用例7)在适用例6的燃料电池中，可以是，以所述第一气体流路、所述第二气体流路、所述第三气体流路、所述第二气体流路的顺序反复排列而构成所述多个气体流路。根据适用例7的燃料电池，在多个气体流路中，能够均匀地实现供给侧及回收侧的气体扩散性能的提高和回收侧的生成水的滞留抑制。本专利技术的方式不限于燃料电池，例如，还可以适用于利用燃料电池的电カ而行驶的车辆、供给燃料电池的电カ的发电系统、燃料电池的制造方法等各种方式。另外，本专利技术丝毫不受上述的方式限定，当然可以在不脱离本专利技术宗g的范围内以各种各样的方式实施。附图说明图1是表示燃料电池的构成的说明图；图2是表示阳极隔板的详细构成的说明图；图3是表示第一实施例的气体流路的特性的说明图；图4是表示第二实施例的阳极隔板的详细构成的说明图5是表示第二实施例的气体流路的特性的说明图；图6是表示第三实施例的气体流路及阳极扩散层的特性的说明图；图7是表示第四实施例的阳极隔板的详细构成的说明图；图8是表示第四实施例的气体流路的特性的说明图；图9是表示第四实施例的第一变形例的阳极隔板的详细构成的说明图；图10是第四实施例的第二变形例的阳极隔板的详细构成的说明图。具体实施方式为了使以上说明的本专利技术的构成及作用更明确，以下对适用了本专利技术的燃料电池进行说明。A.第一实施例图1是表示燃料电池10的构成的说明图。燃料电池10使用反应气体进行电化学发电。在本实施例中，燃料电池10为固体高分子型燃料电池，将含有氢的燃料气体及含有氧的氧化气体作为反应气体使用。在本实施例中，燃料电池10中使用的燃料气体为贮存于贮存罐的氢气，但在其它实施方式中，也可以是贮存于氢吸藏合金的氢气，也可以是将碳化氢系燃料改质而得到的氢气。在本实施例中，燃料电池10中使用的氧化气体是从大气摄入的空气。燃料电池10具备进行从反应气体直接取出电的电化学反应的多个单电池15，这些多个单电池15相互层叠。燃料电池10的单电池15具备膜电极接合体(MEA) 20、阳极隔板30和阴极隔板50。MEA20夹持于阳极隔板30和阴极隔板50之间。燃料电池10的MEA20具备电解质膜210、阳极电极230和阴极电极250。MEA20的阳极电极230包含阳极催化剂层231和阳极扩散层235，MEA20的阴极电极250包含阴极催化剂层251和阴极扩散层255。在电解质膜210的一面依次层叠阳极催化剂层231、阳极扩散层235而接合有阳极电极230。在电解质膜210的另一面依次层叠阴极催化剂层251、阴极扩散层255而接合有阴极电极250。MEA20的电解质膜210是具有质子传导性的质子传导体，在本实施例中，是使用了离聚物树脂的全氟磺酸离子交换膜。MEA20的阳极催化剂层231及阴极催化剂层251本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池，具备在电解质膜的两面接合电极层而得到的膜电极接合体；以及多个气体流路，在所述膜电极接合体的至少一侧的面上相互并排排列，从反应气体的供给侧朝向回收侧向所述膜电极接合体通流所述反应气体，所述多个气体流路包括第一气体流路，是将所述供给侧与所述回收侧之间连通的气体流路；以及第二气体流路，是所述供给侧被堵塞了的气体流路。2.如权利要求1所述的燃料电池，其中，所述多个气体流路设于所述膜电极接合体的阳极侧，以与所述膜电极接合体的阴极侧的氧化气体的流动相对的方向向所述阳极侧通流燃料气体。3.如权利要求1或2所述的燃料电池，其中，所述膜电极接合体包括扩散层，使流过所述多个气体流路的反应气体向所述电极层扩散，所述扩散层的所述回收侧的透气度大于所述扩散层的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹下直宏，滨田仁，伊藤雅之，井田敦巳，青野晴之，绀野周重，梶原隆，高村智之，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：