JP4872252B2 - Fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池に関し、特に燃料電池の発電性能の低下を抑制するための技術に関する。 The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a technique for suppressing a decrease in power generation performance of a fuel cell.
水素と酸素との電気化学反応を利用して発電する燃料電池が注目されている。燃料電池は、一般に、発電体とセパレータとが交互に積層された構成を有する。発電体は、例えば、電解質層の一方の表面にカソード電極層が配置され他方の表面にアノード電極層が配置されたMEA(Membrane Electrode Assembly、「膜・電極接合体」とも呼ぶ)と、MEAの両側に配置された多孔体層と、から構成される。一般に、カソード電極層およびアノード電極層(以下まとめて「電極層」と呼ぶ)と、多孔体層とは、内部において反応ガス(酸素を含む空気および水素を含む燃料ガス)を拡散させるために、内部空隙率の大きい多孔体によって構成される。なお、本明細書では、電極層と多孔体層とを、まとめて、「拡散層」とも呼ぶ。 A fuel cell that generates electricity using an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen has attracted attention. A fuel cell generally has a configuration in which power generators and separators are alternately stacked. For example, the power generation body includes an MEA (also referred to as a membrane electrode assembly) in which a cathode electrode layer is disposed on one surface of an electrolyte layer and an anode electrode layer is disposed on the other surface. And a porous body layer disposed on both sides. In general, a cathode electrode layer and an anode electrode layer (hereinafter collectively referred to as an “electrode layer”) and a porous layer are used to diffuse reaction gas (air containing oxygen and fuel gas containing hydrogen) inside. It is composed of a porous body having a large internal porosity. In the present specification, the electrode layer and the porous body layer are collectively referred to as a “diffusion layer”.
拡散層には、セパレータを介して、反応ガスが供給される。拡散層に供給された反応ガスは、拡散層内部で拡散され、電気化学反応に利用される。 A reactive gas is supplied to the diffusion layer via a separator. The reaction gas supplied to the diffusion layer is diffused inside the diffusion layer and used for the electrochemical reaction.
拡散層内部には、燃料電池における電気化学反応に伴って生成・凝縮された水(以下「凝縮水」と呼ぶ)が流入することがある。拡散層内部の凝縮水は、反応ガスの流れによって下流側へと運ばれ、拡散層の外部へと排出される。しかし、凝縮水が排出されず拡散層内部に滞留すると、拡散層内部における反応ガスの流通が阻害され、燃料電池の発電性能が低下するおそれがある。凝縮水は、反応ガスの流れによって運ばれるため、特に、反応ガスの下流側の拡散層の部分において、凝縮水の滞留による反応ガスの流通阻害が発生しやすい。 Water that has been generated and condensed due to an electrochemical reaction in the fuel cell (hereinafter referred to as “condensed water”) may flow into the diffusion layer. Condensed water inside the diffusion layer is transported to the downstream side by the flow of the reaction gas, and is discharged to the outside of the diffusion layer. However, if the condensed water is not discharged and stays inside the diffusion layer, the flow of the reaction gas inside the diffusion layer is hindered, and the power generation performance of the fuel cell may be reduced. Since the condensed water is carried by the flow of the reaction gas, the flow of the reaction gas is likely to be hindered due to the retention of the condensed water, particularly in the portion of the diffusion layer on the downstream side of the reaction gas.
このような反応ガスの流通阻害を抑制するために、拡散層内部の気孔の数を反応ガスの上流側の部分より下流側の部分ほど多くする技術が開示されている(例えば特許文献1)。 In order to suppress such a flow inhibition of the reaction gas, a technique is disclosed in which the number of pores inside the diffusion layer is increased from the upstream portion to the downstream portion of the reaction gas (for example, Patent Document 1).
しかし、上記従来技術では、拡散層内部において、下流側の部分の気孔の数が多いため、下流側の部分における反応ガスの流路抵抗が小さくなり、反応ガスの流速が減少する。そのため、凝縮水は、反応ガスの流れによって拡散層外部へと排出されにくくなり、拡散層内部に滞留しやすくなる。この結果、上記従来技術では、拡散層内における反応ガスの流通が阻害されやすくなり、燃料電池の発電性能が低下するおそれがある。 However, in the above prior art, since the number of pores in the downstream portion is large in the diffusion layer, the flow resistance of the reactive gas in the downstream portion is reduced, and the flow velocity of the reactive gas is reduced. Therefore, the condensed water is not easily discharged to the outside of the diffusion layer due to the flow of the reaction gas, and is likely to stay inside the diffusion layer. As a result, in the conventional technology, the flow of the reaction gas in the diffusion layer is likely to be hindered, and the power generation performance of the fuel cell may be reduced.
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池の発電性能の低下を抑制することを可能とする技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a technique that can suppress a decrease in power generation performance of a fuel cell.
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の燃料電池は、
電解質層と、
前記電解質層の両側に配置され、内部において反応ガスを流通させて前記電解質層に反応ガスを供給する拡散層と、
前記拡散層の両側に配置され、前記拡散層に反応ガスを供給するセパレータと、を備え、
前記セパレータは、前記拡散層に対向する表面が平坦形状であり、
前記拡散層は、少なくとも1つの層を含み、
前記拡散層の少なくとも1つの層は、反応ガスの流れの上流側に近い部分ほど、内部における反応ガスの流路抵抗が小さくなるように構成されている。
In order to solve at least a part of the above problems, a fuel cell of the present invention includes:
An electrolyte layer;
A diffusion layer disposed on both sides of the electrolyte layer, and supplying a reaction gas to the electrolyte layer by circulating a reaction gas inside;
A separator disposed on both sides of the diffusion layer and supplying a reaction gas to the diffusion layer,
The separator has a flat surface facing the diffusion layer,
The diffusion layer includes at least one layer;
At least one of the diffusion layers is configured such that the closer the upstream side of the flow of the reactive gas, the smaller the flow resistance of the reactive gas inside.
この燃料電池は、拡散層の少なくとも1つの層が、反応ガスの流れの上流側に近い部分ほど、内部における反応ガスの流路抵抗が小さくなるように構成されているため、反応ガスの流速が、上流側に近い部分ほど小さく、下流側に近い部分ほど大きくなる。そのため、凝縮水の滞留が発生しやすい下流側に近い部分において、反応ガスの流れによる凝縮水の排出が促進される。従って、この燃料電池では、発電性能の低下を抑制することができる。 This fuel cell is configured such that at least one of the diffusion layers is closer to the upstream side of the flow of the reaction gas, so that the flow resistance of the reaction gas in the interior becomes smaller. The portion closer to the upstream side is smaller and the portion closer to the downstream side is larger. Therefore, discharge of condensed water by the flow of the reaction gas is promoted in a portion near the downstream side where condensate water is likely to stay. Therefore, this fuel cell can suppress a decrease in power generation performance.
上記燃料電池において、前記拡散層の少なくとも1つの層は、前記反応ガスの流れの上流側に近い部分ほど、空隙率が大きいとしてもよい。 In the fuel cell, at least one of the diffusion layers may have a higher porosity in a portion closer to the upstream side of the flow of the reaction gas.
このようにすれば、拡散層の少なくとも1つの層を、反応ガスの流れの上流側に近い部分ほど、内部における反応ガスの流路抵抗が小さくなるように構成することができる。 In this way, at least one layer of the diffusion layer can be configured such that the flow resistance of the reaction gas inside becomes smaller as the portion is closer to the upstream side of the flow of the reaction gas.
また、上記燃料電池において、前記セパレータは、前記拡散層に対向する表面に、前記拡散層に反応ガスを供給するための供給口と、前記拡散層から反応ガスを排出するための排出口と、を有し、前記拡散層の少なくとも1つの層における反応ガスの流れの方向は、前記供給口に近い部分から前記排出口に近い部分へと向かう方向であるとしてもよい。 Further, in the fuel cell, the separator has a supply port for supplying a reaction gas to the diffusion layer on a surface facing the diffusion layer, and a discharge port for discharging the reaction gas from the diffusion layer. The flow direction of the reactive gas in at least one of the diffusion layers may be a direction from a portion close to the supply port to a portion close to the discharge port.
また、上記燃料電池において、前記拡散層は、ガス拡散層と多孔体層とから構成され、前記多孔体層は、前記セパレータ表面に接しており、前記拡散層の少なくとも1つの層は、前記多孔体層であるとしてもよい。 In the fuel cell, the diffusion layer includes a gas diffusion layer and a porous layer, the porous layer is in contact with the separator surface, and at least one of the diffusion layers is the porous layer. It may be a body layer.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、燃料電池、燃料電池システム、燃料電池車両、それらの製造方法等の態様で実現することができる。 In addition, this invention can be implement | achieved in various aspects, for example, can be implement | achieved in aspects, such as a fuel cell, a fuel cell system, a fuel cell vehicle, those manufacturing methods.
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.実施例:
B.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Example:
B. Variations:
A.実施例:
図1および図2は、本発明の実施例としての燃料電池100の断面構成を概略的に示す説明図である。図3は、本発明の実施例としての燃料電池100に用いられるセパレータ300の平面構成を概略的に示す説明図である。図4は、本発明の実施例としての燃料電池100に用いられる発電体200およびシート部400の平面構成を概略的に示す説明図である。図1(a)は、図3および図4における1−1切断面に沿った燃料電池100の断面構成を表しており、図2(a)は、図3および図4における2−2切断面に沿った燃料電池100の断面構成を表している。図1(b)は、図1(a)におけるX1部を拡大して表しており、図2(b)は、図2(a)におけるX2部を拡大して表している。図3は、図1および図2における下側から見たセパレータ300の平面を表している。図4は、図1および図2における下側から見た発電体200およびシート部400の平面を表している。図3において、二点鎖線で囲んだ領域PAは、発電体200(図1および図2参照)と接する領域を表している。
A. Example:
1 and 2 are explanatory views schematically showing a cross-sectional configuration of a
本実施例の燃料電池100は、図1および図2に示すように、発電体200とセパレータ300とが交互に積層された構成を有している。図1および図2では、燃料電池100に含まれる発電体200およびセパレータ300の内の一部(単セル)を抜き出して示しており、他の発電体200およびセパレータ300は図示を省略している。なお、本実施例の燃料電池100は、固体高分子型の燃料電池である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
発電体200は、図1(a)および図2(a)に示すように、MEA(Membrane Electrode Assembly、「膜・電極接合体」とも呼ぶ)210と、MEA210を両側から挟むように配置されたアノード側多孔体層220およびカソード側多孔体層230と、を有している。またMEA210は、図1(b)および図2(b)に示すように、イオン交換膜によって構成された電解質層212と、電解質層212を両側から挟むように配置されたアノード側ガス拡散電極層214およびカソード側ガス拡散電極層216と、を有している。本明細書では、アノード側多孔体層220とカソード側多孔体層230とを、まとめて、単に「多孔体層」とも呼ぶ。また、アノード側ガス拡散電極層214とカソード側ガス拡散電極層216とを、まとめて、単に「電極層」とも呼ぶ。また、本明細書では、多孔体層と電極層とを、まとめて、「拡散層」とも呼ぶ。
As shown in FIGS. 1 (a) and 2 (a), the
多孔体層(アノード側多孔体層220およびカソード側多孔体層230)と、電極層(アノード側ガス拡散電極層214およびカソード側ガス拡散電極層216)とは、内部空隙率が高く気体が内部を流通する際の圧力損失が小さい金属製多孔体やカーボン製多孔体を用いて構成されている。多孔体層の詳細構造については、後述する。
The porous body layer (the anode side
セパレータ300は、図1(b)および図2(b)に示すように、カソード側多孔体層230に対向するカソード対向プレート310と、アノード側多孔体層220に対向するアノード対向プレート330と、カソード対向プレート310およびアノード対向プレート330に狭持された中間プレート320と、を積層した3層構造を有している。セパレータ300を構成する3枚のプレート(カソード対向プレート310、アノード対向プレート330、中間プレート320)は、金属製の略四角形平面の薄板である。
As shown in FIG. 1B and FIG. 2B, the
セパレータ300には、図1および図3に示すように、酸化ガスとしての空気が流通する流路が形成されている。すなわち、セパレータ300は、空気供給路610(図1(a))を形成する貫通口342と、空気排出路620(図1(a))を形成する貫通口352と、空気を空気供給路610から内部へと導くための空気流路344と、空気を空気排出路620へと導くための空気流路354と、空気流路344および354とカソード側多孔体層230とをそれぞれ連通するためにカソード対向プレート310に形成された空気供給口346および空気排出口356と、を有している。図1において矢印で示したように、空気供給路610に供給された空気は、貫通口342、空気流路344、空気供給口346を経てカソード側多孔体層230内部に流入する。その後、空気は、カソード側多孔体層230内部を通過しつつ電気化学反応に利用され、利用されなかった空気は、空気排出口356、空気流路354、貫通口352を経て空気排出路620に排出される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
同様に、セパレータ300には、図2および図3に示すように、水素リッチな燃料ガスが流通する流路が形成されている。すなわち、セパレータ300は、燃料供給路630(図2(a))を形成する貫通口362と、燃料排出路640(図2(a))を形成する貫通口372と、燃料ガスを燃料供給路630から内部へと導くための燃料流路364と、燃料ガスを燃料排出路640へと導くための燃料流路374と、燃料流路364および374とアノード側多孔体層220とをそれぞれ連通するためにアノード対向プレート330に形成された燃料供給口366および燃料排出口376と、を有している。図2において矢印で示したように、燃料供給路630に供給された燃料ガスは、貫通口362、燃料流路364、燃料供給口366を経てアノード側多孔体層220内部に流入する。その後、燃料ガスは、アノード側多孔体層220内部を通過しつつ電気化学反応に利用され、利用されなかった燃料ガスは、燃料排出口376、燃料流路374、貫通口372を経て燃料排出路640に排出される。
Similarly, as shown in FIGS. 2 and 3, the
さらに、セパレータ300には、燃料電池100を冷却する冷却媒体が流通する流路が形成されている。すなわち、セパレータ300は、冷却媒体を供給する図示しない冷却媒体供給路を形成する貫通口382(図3)と、冷却媒体を排出する図示しない冷却媒体排出路を形成する貫通口392(図3)と、2つの貫通口382および392を連通する冷却媒体流路384(図3および図1(a))と、を有している。冷却媒体供給路に供給された冷却媒体は、貫通口382、冷却媒体流路384、貫通口392を経て、冷却媒体排出路に排出される。
Further, the
なお、上述したセパレータ300における空気、燃料ガス、冷却媒体が流通する流路の形成は、セパレータ300を構成する3枚のプレート(カソード対向プレート310、アノード対向プレート330、中間プレート320)に、所定の打ち抜き加工を施すことによって行われる。そのため、本実施例の燃料電池100では、セパレータ300の製造の容易化・低コスト化を図ることができる。
The formation of the flow path through which the air, fuel gas, and cooling medium flow in the
MEA210の周囲には、図1および図2に示すように、シート部400が設けられている。シート部400は、図4に示すように、上述の空気、燃料ガス、冷却媒体が流通する流路を形成するための複数の孔を有している。すなわち、シート部400は、空気供給路610(図1(a))を形成する空気供給路形成孔442と、空気排出路620(図1(a))を形成する空気排出路形成孔452と、燃料供給路630(図2(a))を形成する燃料供給路形成孔462と、燃料排出路640(図2(a))を形成する燃料排出路形成孔472と、冷却媒体供給路(図示せず)を形成する冷却媒体供給路形成孔482と、冷却媒体排出路(図示せず)を形成する冷却媒体排出路形成孔492と、を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
シート部400とセパレータ300との間には、図1および図2に示すように、シール部500が設けられている。本実施例では、シール部500は、例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム等の樹脂材料により形成される。シール部500は、セパレータ300とシート部400とに挟まれて圧縮されることにより、セパレータ300およびシート部400に密着し、シールを行う。シール部500は、アノード側多孔体層220およびカソード側多孔体層230に供給された反応ガス(空気および燃料ガス)の層方向に沿った漏洩を抑制すると共に、上述した各種流路(空気供給路610、空気排出路620、燃料供給路630、燃料排出路640、冷却媒体供給路、冷却媒体排出路)を形成するために、設けられる。そのため、シール部500は、図4に示すように、発電体200のアノード側多孔体層220の周囲を取り囲むと共に、シート部400に形成された各孔の周囲を取り囲むように配置されている。なお、図5には、シール部500として、シール部500のセパレータ300との当接部(シールライン)を示している。また、カソード側も同様に、シール部500が、発電体200のカソード側多孔体層230の周囲を取り囲むと共に、シート部400に形成された各孔の周囲を取り囲むように配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図5は、本実施例におけるカソード側多孔体層230の構造を示す説明図である。図5には、カソード側多孔体層230の平面における空気供給口346および空気排出口356に面する位置(図1および図4参照)を破線で示すと共に、カソード側多孔体層230内部における空気の流れ方向を矢印で示している。
FIG. 5 is an explanatory view showing the structure of the cathode-side
図5に示すように、本実施例のカソード側多孔体層230は、第1多孔体層231と、第2多孔体層232と、第3多孔体層233と、第4多孔体層234と、から構成されている。カソード側多孔体層230を構成する各多孔体層(第1多孔体層231、第2多孔体層232、第3多孔体層233、第4多孔体層234)は、それぞれ、空気の流れ方向に垂直な方向に伸びる帯状の矩形形状に形成されている。カソード側多孔体層230を構成する各多孔体層は、空気の流れ方向に沿って、第1多孔体層231、第2多孔体層232、第3多孔体層233、第4多孔体層234の順に配置されている。なお、空気供給口346は第1多孔体層231に面しており、空気排出口356は第4多孔体層234に面している。
As shown in FIG. 5, the cathode-side
カソード側多孔体層230を構成する各多孔体層は、それぞれ、異なる空隙率の多孔体によって構成されている。図5には、各多孔体層の内部に形成された空隙239の様子を、一部(Y1部、Y2部、Y3部、Y4部)を拡大して概念的に示している。図5に示すように、各多孔体層の空隙率は、第1多孔体層231が一番大きく、第2多孔体層232、第3多孔体層233、第4多孔体層234の順に小さくなっている。すなわち、空気の流れの上流側に近い多孔体層ほど、空隙率が大きくなっている。そのため、各多孔体層の内部の流路抵抗は、空気の流れの上流側に近い多孔体層ほど小さい。なお、図5では、多孔体層内部の空隙率を概念的に示すため、各空隙239を独立した空隙として示しているが、実際には、空隙239は他の空隙239と連通し、空気の流路を形成している。
Each porous body layer constituting the cathode side
本実施例におけるカソード側多孔体層230は、内部の流路抵抗が空気の流れの上流側に近い部分ほど小さくなるように構成されているため、カソード側多孔体層230内部を流通する空気の流速は、上流側に近い部分ほど小さく、下流側に近い部分ほど大きくなる。カソード側多孔体層230の下流側に近い部分では、凝縮水の滞留が発生しやすいが、本実施例のカソード側多孔体層230では、下流側に近い部分の空気の流速が大きいので、凝縮水の排出が促進される。その結果、凝縮水の滞留によるカソード側多孔体層230内部における空気の流通阻害を抑制することができる。従って、本実施例の燃料電池100では、発電性能の低下を抑制することができる。
The cathode-side
なお、本実施例の燃料電池100は、多孔体層に対向する表面が平坦形状であるセパレータ300を採用しているため、空気は、セパレータ300の空気供給口346(図1)からカソード側多孔体層230の上流側の部分(第1多孔体層231)に供給された後は、カソード側多孔体層230内部を拡散しつつ発電に供される。そのため、例えば、表面に空気の流路としての溝が形成されたセパレータを採用した場合と比較して、カソード側多孔体層230内部における凝縮水の滞留が発生しやすく、また、凝縮水の滞留による発電性能への影響も大きい。本実施例の燃料電池100では、このような多孔体層に対向する平面が平坦形状であるセパレータ300を採用した場合にも、凝縮水の滞留によるカソード側多孔体層230内部における空気の流通阻害を抑制することができ、発電性能の低下を抑制することができる。
In addition, since the
また、本実施例の燃料電池100では、空気の流れの上流側に近いカソード側多孔体層230の部分では、空気の流速を小さくすることができるため、空気流によるMEA210(図1)の乾燥を抑制することができ、MEA210の乾燥による電気抵抗の増加を抑制することができる。そのため、本実施例の燃料電池100では、燃料電池100の発電性能の低下を抑制することができる。
Further, in the
さらに、本実施例の燃料電池100では、カソード側多孔体層230内部の流路抵抗が空気の流れの上流側に近い部分ほど小さくなるように構成されているため、上流側に近い部分における空気の圧力の低下が小さい。そのため、カソード側多孔体層230内部の空気の圧力は比較的高く保たれ、飽和蒸気圧も高く保たれる。その結果、電気化学反応によって生成された水が凝縮しにくくなり、凝縮水の滞留によるカソード側多孔体層230内部における空気の流通阻害を抑制することができる。従って、本実施例の燃料電池100では、燃料電池100の発電性能の低下を抑制することができる。
Further, in the
B.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
B. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
B−1.変形例1:
上記実施例における、燃料電池100の構成は、あくまで一例であり、燃料電池100の構成を他の構成とすることもできる。例えば、上記実施例では、図5に示すように、カソード側多孔体層230を4つの多孔体層(第1多孔体層231、第2多孔体層232、第3多孔体層233、第4多孔体層234)によって構成しているが、カソード側多孔体層230を3つ以下の多孔体層によって構成したり、5つ以上の多孔体層によって構成したりしてもよい。また、カソード側多孔体層230は、かならずしも複数の多孔体層によって構成される必要は無く、流路抵抗が空気の流れの上流側に近い部分ほど小さくなるように構成されていれば、1つの多孔体層によって構成されてもよい。
B-1. Modification 1:
The configuration of the
また、上記実施例では、カソード側多孔体層230について、内部の流路抵抗が空気の流れの上流側に近い部分ほど小さくなるように構成されるとしているが、同様にして、カソード側ガス拡散電極層216についても、内部の流路抵抗が空気の流れの上流側に近い部分ほど小さくなるように構成されるとしてもよい。また、同様にして、アノード側多孔体層220およびアノード側ガス拡散電極層214についても、内部の流路抵抗が燃料ガスの流れの上流側に近い部分ほど小さくなるように構成されるとしてもよい。
In the above-described embodiment, the cathode-side
また、上記実施例では、各多孔体層と各電極層とを、金属多孔体やカーボン多孔体によって構成しているが、各多孔体層と各電極層とを、カーボンクロス等の他の材料によって構成してもよい。 Moreover, in the said Example, although each porous body layer and each electrode layer are comprised by the metal porous body and the carbon porous body, each porous body layer and each electrode layer are other materials, such as a carbon cloth. You may comprise by.
100...燃料電池
200...発電体
210...MEA
212...電解質層
214...アノード側ガス拡散電極層
216...カソード側ガス拡散電極層
220...アノード側多孔体層
230...カソード側多孔体層
231...第1多孔体層
232...第2多孔体層
233...第3多孔体層
234...第4多孔体層
239...空隙
300...セパレータ
310...カソード対向プレート
320...中間プレート
330...アノード対向プレート
342...貫通口
344...空気流路
346...空気供給口
352...貫通口
354...空気流路
356...空気排出口
362...貫通口
364...燃料流路
366...燃料供給口
372...貫通口
374...燃料流路
376...燃料排出口
382...貫通口
384...冷却媒体流路
392...貫通口
400...シート部
442...空気供給路形成孔
452...空気排出路形成孔
462...燃料供給路形成孔
472...燃料排出路形成孔
482...冷却媒体供給路形成孔
492...冷却媒体排出路形成孔
500...シール部
610...空気供給路
620...空気排出路
630...燃料供給路
640...燃料排出路
100 ...
212 ...
Claims (1)
電解質層と、
前記電解質層の両側に配置され、内部において反応ガスを流通させて前記電解質層に反応ガスを供給する拡散層と、
前記拡散層の両側に配置され、前記拡散層に反応ガスを供給するセパレータと、を備え、
前記拡散層は、ガス拡散層と多孔体層とから構成され、
前記多孔体層は、前記セパレータ表面に接しており、
前記セパレータは、前記多孔体層に対向する表面が平坦形状であり、前記多孔体層に対向する表面の端部付近に、前記多孔体層に反応ガスを供給するための供給口と、前記多孔体層から反応ガスを排出するための排出口と、を有し、
前記供給口から供給される反応ガスは前記多孔体層の前記セパレータに対向する表面から前記多孔体層内に流入し、前記多孔体層の前記セパレータに対向する表面から流出した反応ガスが前記排出口へと排出され、
前記多孔体層は、空隙率の異なる複数の多孔体から構成されており、前記供給口に近い部分から前記排出口に近い部分へと向かう方向に沿った上流側に近い部分ほど、空隙率が大きい多孔体が配置され、内部における反応ガスの流路抵抗が小さくなるように構成されている、燃料電池。 A fuel cell,
An electrolyte layer;
A diffusion layer disposed on both sides of the electrolyte layer, and supplying a reaction gas to the electrolyte layer by circulating a reaction gas inside;
A separator disposed on both sides of the diffusion layer and supplying a reaction gas to the diffusion layer ,
The diffusion layer is composed of a gas diffusion layer and a porous layer,
The porous body layer is in contact with the separator surface,
The separator surface facing the porous layer is flat shape, wherein in the vicinity of the end portion of the facing surface to the porous body layer, and a supply port for supplying a reaction gas to the porous body layer, wherein the porous An exhaust port for exhausting the reaction gas from the body layer,
The reaction gas supplied from the supply port flows into the porous body layer from the surface of the porous layer facing the separator, and the reaction gas flowing out from the surface of the porous layer facing the separator is exhausted. Discharged to the exit,
The porous layer is composed of a plurality of different porous body having porosity, as part close to the portion closer to the supply port on the upstream side in the direction towards the portion close to the outlet, porosity A fuel cell in which a large porous body is disposed and the flow resistance of a reaction gas inside is reduced.
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