(57)【要約】      （修正有）【課題】散熱性を高めることで、性能を高めた燃料電池を提供する。【解決手段】空気を通過させるための複数の第一陰極チャンネル２４４と燃料を通過させるための複数の第一陽極チャンネル２４３とを有する陰陽極整合チャンネルボード２４と、前記複数の第一陽極チャンネル２４３に接続される第一陽極電流コレクタ２３と、第一陰極電流コレクタ２１と、前記第一陽極電流コレクタ２３と前記第一陰極電流コレクタ２１との間に挟まれる第一膜電極接合体２２と、前記複数の第一陰極チャンネル２１に接続される第二陰極電流コレクタ２１’と、第二陽極電流コレクタ２２’と、前記第二陽極電流コレクタ２２’と前記第二陰極電流コレクタ２１’との間に挟まれる第二膜電極接合体２２’とを含み、前記複数の第一陰極チャンネル２４４と前記複数の第一陽極チャンネル２４３は、前記陰陽極整合チャンネルボード２４の相反する両側に設置されることを特徴とする燃料電池。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を通過させるための複数の第一陰極チャンネルと燃料を通過させるための複数の第一陽極チャンネルとを有する陰陽極整合チャンネルボードと、
前記複数の第一陽極チャンネルに接続される第一陽極電流コレクタと、
第一陰極電流コレクタと、
前記第一陽極電流コレクタと前記第一陰極電流コレクタとの間に挟まれる第一膜電極接合体と、
前記複数の第一陰極チャンネルに接続される第二陰極電流コレクタと、
第二陽極電流コレクタと、
前記第二陽極電流コレクタと前記第二陰極電流コレクタとの間に挟まれる第二膜電極接合体とを含み、
前記複数の第一陰極チャンネルと前記複数の第一陽極チャンネルは、前記陰陽極整合チャンネルボードの相反する両側に設置されることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記第一陰極電流コレクタに接する陰極プレスボードを更に含む請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記陰極プレスボードは、複数の第二陰極チャンネルを含み、前記第一陰極電流コレクタと接続し、空気を通過させる請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記第二陽極電流コレクタに接する陽極プレスボードを更に含む請求項１に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記陽極プレスボードは、複数の第二陽極チャンネルを含み、前記第二陽極電流コレクタと接続し、燃料を通過させる請求項４に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関するものであり、特に、散熱の好ましい、性能を高めることのできる燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照、図１は、従来の燃料電池モジュールの断面図である。従来の燃料電池モジュール１０は、陰極電流コレクタ１１、膜電極接合体１２（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ，ＭＥＡ）、陽極電流コレクタ１３、及び陽極チャンネルボード１４から積み重なる。
【０００３】
陽極チャンネルボード１４は、複数の平行リブ１４１を有し、リブ１４１との間にチャンネル１４３を形成し、燃料３１を通過させることができる。
【０００４】
陽極チャンネルボード１４の両側に各膜電極接合体１２を設置し、陰極電流コレクタ１１は、膜電極接合体１２の片側にぴったりと付き、陽極電流コレクタ１３は、膜電極接合体１２のもう一つの片側にぴったりと付く。陽極電流コレクタ１３は、同時に陽極チャンネルボード１４にぴったりと付く。
【０００５】
膜電極接合体１２は、燃料電池の核心部品であり、化学エネルギーを電気エネルギーに転換するのに用いられる。燃料電池の陽極端子から発生された電子は、負荷のため陽極電流コレクタ１３から外部導線に送信し、陰極電流コレクタ１１によって、電子を陰極に送信して還元する。
【０００６】
操作時、空気３２は、陰極電流コレクタ１１の外側から流れ、燃料電池モジュール１０に対して散熱を行う。しかしながら、燃料電池モジュール１０の中央に位置する陽極端子（陽極チャンネルボード１４と陽極電流コレクタ１３の付近）は、空気３２から遠く離れているため、散熱効果が比較的に悪い。
【０００７】
また、燃料電池が軽くて薄いと要求することから、すべての材料はいずれも高分子複合材料を使用し、長時間の操作後、陰極電流コレクタ１１は外向きに突起する現象がよく発見される。インピーダンスの上昇をもたらし、引いては、燃料電池の性能低下を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−０１０３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、燃料電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これに鑑みて、上述の問題を改善するために、本発明は、燃料電池の構造設計から着手する。
【００１１】
本発明の燃料電池は、陰陽極整合チャンネルボードと、第一陽極電流コレクタと、第一陰極電流コレクタと、第一膜電極接合体と、第二陰極電流コレクタと、第二陽極電流コレクタと、第二膜電極接合体とを含む。前記陰陽極整合チャンネルボードは、空気を通過させるための複数の第一陰極チャンネルと燃料を通過させるための複数の第一陽極チャンネルを含む。第一陰極チャンネルと第一陽極チャンネルは、陰陽極整合チャンネルボードの相反する両側に設置される。第一陽極電流コレクタは、第一陽極チャンネルに接続される。第一膜電極接合体は第一陽極電流コレクタと第一陰極電流コレクタとの間に挟まれる。第二陰極電流コレクタは、第一陰極チャンネルに接続される。第二膜電極接合体は第二陽極電流コレクタと第二陰極電流コレクタとの間に挟まれる。
【００１２】
この実施例において、燃料電池は、陰極プレスボードを更に含み、第一陰極電流コレクタを接する。
【００１３】
この実施例において、陰極プレスボードは、複数の第二陰極チャンネルを含み、第一陰極電流コレクタと接続し、空気を通過させる。
【００１４】
この実施例において、燃料電池は、陽極プレスボードを更に含み、第二陽極電流コレクタを接する。
【００１５】
この実施例において、陽極プレスボードは、複数の第二陽極チャンネルを含み、第二陽極電流コレクタと接続し、燃料を通過させる。
【００１６】
燃料電池モジュールの操作時、空気は、陰陽極整合チャンネルボードの第一陰極チャンネルから流れることができ、その位置が燃料電池の中央にあることから、散熱効果は、従来の燃料電池より良好なものとなる（空気は、単に外側から流れる）。
【００１７】
また、燃料電池の外側に陰極プレスボードと陽極プレスボードを設置し、第一陰極電流コレクタと第二陽極電流コレクタを効果的に抑えることができ、長時間の操作後に発生される突起現象を防止し、燃料電池のインピーダンスの上昇、性能低下を効果的に避けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の燃料電池によれば、長時間の操作後に発生される突凸起現象を防止し、燃料電池のインピーダンスの上昇、性能低下を効果的に避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の燃料電池モジュールの断面図である。
【図２】本発明の燃料電池に基づいた第一実施例の断面図である。
【図３Ａ】図２の陰陽極整合チャンネルボードの陽極面の状態を表している。
【図３Ｂ】図２の陰陽極整合チャンネルボードの陰極面の状態を表している。
【図４】本発明の燃料電池に基づいた第二実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【実施例】
【００２１】
図２を参照、図２は、本発明の燃料電池に基づいた第一実施例の断面図である。本実施例に示される燃料電池モジュール２０は、陰極プレスボード２５、第一陰極電流コレクタ２１、第一膜電極接合体２２（ＭＥＡ）、第一陽極電流コレクタ２３、陰陽極整合チャンネルボード２４、第二陰極電流コレクタ２１’、第二膜電極接合体２２’、第二陽極電流コレクタ２３’、及び陽極プレスボード２６が積み重ねられている。
【００２２】
陰陽極整合チャンネルボード２４の相反する二つの面は、それぞれ陽極面と陰極面である。図３Ａは、図２の陰陽極整合チャンネルボード２４の陽極面の状態を表している。陰陽極整合チャンネルボード２４の陽極面に複数の平行リブ２４１を設置し、リブ２４１との間に複数の第一陽極チャンネル２４３を形成し、燃料３１を通過させることができる。図３Ｂは、図２の陰陽極整合チャンネルボード２４の陰極面の状態を表している。陰陽極整合チャンネルボード２４の陰極面に複数の平行リブ２４２を設置し、リブ２４２との間に複数の第一陰極チャンネル２４４を形成し、空気３２を通過させることができる。
【００２３】
第一膜電極接合体２２と第二膜電極接合体２２’は、陰陽極整合チャンネルボード２４の相反する両側にそれぞれ設置される。
【００２４】
第一陰極電流コレクタ２１は、第一膜電極接合体２２の片側にぴったりと付き、第一陽極電流コレクタ２３は、第一膜電極接合体２２のもう一つの片側にぴったりと付く。第一陽極電流コレクタ２３は、同時に陰陽極整合チャンネルボード２４の陽極面にぴったりと付き、第一陽極チャンネル２４３に流れる燃料３１と互い接続する。
【００２５】
陰極プレスボード２５は、第一陰極電流コレクタ２１に接され、複数のリブ２５１を含み、複数のリブ２５１との間に第二陰極チャンネル２５２を形成し、第二陰極チャンネル２５２と第一陰極電流コレクタ２１は、互いに接続し、且つ空気３２を通過させる。
【００２６】
第二陰極電流コレクタ２１’は、第二膜電極接合体２２’の片側にぴったりと付き、第二陽極電流コレクタ２３’は、第二膜電極接合体２２’のもう一つの片側にぴったりと付く。第二陰極電流コレクタ２１’は、同時に陰陽極整合チャンネルボード２４の陰極面にぴったりと付き、第一陰極チャンネル２４４に流れる空気３２と互い接続する。
【００２７】
陽極プレスボード２６は、第二陽極電流コレクタ２３’に接され、複数のリブ２６１を含み、リブ２６１との間に第二陽極チャンネル２６２を形成し、第二陽極チャンネル２６２と第二陽極電流コレクタ２３’は、互いに接続し、且つ燃料３１を通過させる。
【００２８】
燃料電池モジュール２０の操作時、空気３２は、陰陽極整合チャンネルボード２４の第一陰極チャンネル２４４から流れることができ、その位置は、燃料電池モジュール２０の中央にあることから、散熱効果は、従来の燃料電池より良好なものとなる（空気は、単に外側から流れる）。
【００２９】
また、燃料電池モジュール２０の外側に陰極プレスボード２５と陽極プレスボード２６を設置することで、陰極プレスボード２５と陽極プレスボード２６は、長時間の操作後に第一陰極電流コレクタ２１と第二陽極電流コレクタ２３’に発生する突起現象を効果的に防止し、燃料電池モジュール２０のインピーダンスの上昇、性能低下を効果的に避けることができる。
【００３０】
図４を参照、図４は、本発明の燃料電池に基づいた第二実施例の断面図である。前の実施例と同じ部材は同じ符号で表示し、且つその説明を省略する。本実施例に示されるのは燃料電池スタック（ｓｔａｃｋ）２０’である。より多くの膜電極接合体２２”と陰陽極整合チャンネルボード２４’を積み重なることで、燃料電池の出力電圧を高めさせる。
【００３１】
陰陽極整合チャンネルボード２４’は、陽極面に複数の平行リブ２４１’を設置し、リブ２４１’との間に第二陽極チャンネル２４３’を形成し、燃料３１を通過させることができる。陰極面に複数の平行リブ２４２’を設置し、リブ２４２’との間に第二陰極チャンネル２４４’を形成し、空気３２を通過させることができる。
【００３２】
第三陰極電流コレクタ２１”は、第三膜電極接合体２２”の片側にぴったりと付き、第三陽極電流コレクタ２３”は、第三膜電極接合体２２”のもう一つの片側にぴったりと付く。第三陰極電流コレクタ２１”は、同時に陰陽極整合チャンネルボード２４’の陰極面にぴったりと付き、第一陰極チャンネル２４４’に流れる空気３２と互い接続する。
【００３３】
陽極プレスボード２６は、第三陽極電流コレクタ２３”に接され、燃料３１が第二陽極チャンネル２６２に流れる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００３５】
１０  燃料電池モジュール
１１  陰極電流コレクタ
１２  膜電極接合体
１３  陽極電流コレクタ
１４  陽極チャンネルボード
３１  燃料
３２  空気
１４１  リブ
１４３  チャンネル
２０  燃料電池モジュール
２０’  燃料電池スタック
２１  第一陰極電流コレクタ
２１’  第二陰極電流コレクタ
２１”  第三陰極電流コレクタ
２２  第一膜電極接合体
２２’  第二膜電極接合体
２２”  第三膜電極接合体
２３  第一陽極電流コレクタ
２３’  第二陽極電流コレクタ
２３”  第三陽極電流コレクタ
２４  陰陽極整合チャンネルボード
２４’  陰陽極整合チャンネルボード
２５  陰極プレスボード
２６  陽極プレスボード
３１  燃料
３２  空気
２４１  リブ
２４１’  リブ
２４２  リブ
２４２’  リブ
２４３  第一陽極チャンネル
２４３’  第二陽極チャンネル
２４４  第一陰極チャンネル
２４４’  第二陰極チャンネル
２５１  リブ
２５２  第二陰極チャンネル
２６１  リブ
２６２  第二陽極チャンネル
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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