(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と、その電解質膜の片面の一部の領域に形成されたカソード電極と、その電解質膜の反対面の一部の領域に形成されたアノード電極と、を含む膜電極接合体と、
前記膜電極接合体に積層され、膜電極接合体のカソード電極又はアノード電極を表出させるための電極表出孔が形成されるとともに、前記電解質膜に当接して電解質膜の強度を補強する補強材と、
前記補強材に積層され、ガス供給口から供給されたガスを反応流路へ導く拡散流路と、反応流路で反応したガスをガス排出口へ導く集合流路と、を有する流路形成体と、を有し、
前記補強材は、前記ガス供給口から前記ガス排出口へのガス流れ方向において前記電極表出孔よりも上流及び下流に設けられた補強領域にそれぞれ通水孔が形成される、
燃料電池。
【請求項２】
前記補強領域は、前記拡散流路又は前記集合流路に対向するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記流路形成体は、
カソード供給口から供給されたカソードガスをカソード反応流路へ導く拡散流路と、カソード反応流路で反応したカソードガスをカソード排出口へ導く集合流路と、を有するカソード流路形成体と、
アノード供給口から供給されたアノードガスをアノード反応流路へ導く拡散流路と、アノード反応流路で反応したアノードガスをアノード排出口へ導く集合流路と、を有するアノード流路形成体と、
を含み、
前記カソード流路形成体の拡散流路と前記アノード流路形成体の集合流路とが対峙し、
前記カソード流路形成体の集合流路と前記アノード流路形成体の拡散流路とが対峙し、
前記補強領域は、積層方向から透過して見たときに、前記カソード流路形成体の拡散流路と前記アノード流路形成体の集合流路とが重なる領域、又は、前記カソード流路形成体の集合流路と前記アノード流路形成体の拡散流路とが重なる領域、に形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記拡散流路及び前記集合流路の少なくとも一方には、ガスの流れを整流する整流部が形成されており、
前記補強領域の通水孔は、前記整流部に重ならない位置に形成されている、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記補強材は、
カソード電極を表出させるためのカソード電極表出孔が形成されるとともに、前記電解質膜に当接して電解質膜の強度を補強し、カソード供給口からカソード排出口へのガス流れ方向においてそのカソード電極表出孔よりも上流及び下流に設けられた補強領域にそれぞれ通水孔が形成されたカソード側補強材と、
アノード電極を表出させるためのアノード電極表出孔が形成されるとともに、前記電解質膜に当接して電解質膜の強度を補強し、アノード供給口からアノード排出口へのガス流れ方向においてそのアノード電極表出孔よりも上流及び下流に設けられた補強領域にそれぞれ通水孔が形成されたアノード側補強材と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記補強領域の通水孔に設けられ、水分を含有可能な保水材を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記電解質膜は、前記補強材の補強領域が当接する領域の厚さが、前記カソード電極及び前記アノード電極が形成された領域の厚さよりも薄肉である、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記反応流路は、サーペンタイン状であり、
前記ガス供給口と前記ガス排出口とが同方向に配置されるとともに、冷却水供給口も同方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項９】
電解質膜とカソード電極とアノード電極とを含む膜電極接合体と、ガス供給口から供給されたガスを反応流路へ導く拡散流路と、反応流路で反応したガスをガス排出口へ導く集合流路とを有する流路形成体と、を有する燃料電池の形成方法であって、
前記カソード電極を電解質膜の片面の一部の領域に形成し、
前記アノード電極を電解質膜の反対面の一部の領域に形成し、
膜電極接合体のカソード電極又はアノード電極を表出させるための電極表出孔が形成されるとともに、その電極表出孔よりも前記ガスのガス流れ方向上流及び下流に、前記電解質膜に当接して電解質膜の強度を補強する補強領域が形成されて、さらにその補強領域に通水孔が形成された補強材を、前記膜電極接合体と前記流路形成体との間に積層する、
ことを特徴とする燃料電池の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の発電部である電解質膜は、湿潤状態でイオン(プロトン)伝導性を示し良好な電池特性を発揮するので、電解質膜の水分状態を最適に保つ必要がある。そこで特許文献１では、触媒電極層が形成された電解質膜の外方の表裏にカーボン層で形成された加湿部を設けている。カソードガス(酸化剤ガス)が流れて電解質膜で生成された反応水は、カーボン層(加湿部)において水蒸気の濃度勾配によってカソードからアノードへ移動する。この移動した水分によってアノードガス(燃料ガス)が加湿される。そしてアノードガスがもう一方のカーボン層(加湿部)に達すると水蒸気の濃度勾配によって水分がアノードからカソードへ移動しカソードガスを加湿するのである。
【特許文献１】特開２００２−２５５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前述した従来の構造では、加湿部に剛性がなく、燃料電池の運転時のカソードガス及びアノードガスの差圧によって電解質膜が流路側に延びて流路を閉塞するおそれがあった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、電解質膜の水分状態を適切に維持できるとともに、燃料電池の運転時にカソードガス及びアノードガスの差圧が大きくても電解質膜が流路側に延びて流路を閉塞するおそれを低減できる燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、電解質膜(１１ａ)と、その電解質膜(１１ａ)の片面の一部の領域に形成されたカソード電極(１１ｂ)と、電解質膜(１１ａ)の反対面の一部の領域に形成されたアノード電極(１１ｃ)と、を含む膜電極接合体(１１)と、膜電極接合体(１１)に積層され、膜電極接合体(１１)のカソード電極又はアノード電極(１１ｂ，１１ｃ)を表出させるための電極表出孔(１２ａ，１３ａ)が形成されるとともに、電解質膜(１１ａ)に当接して電解質膜(１１ａ)の強度を補強する補強材（１２，１３）と、補強材（１２，１３）に積層され、ガス供給口（４２ａ，４１ａ）から供給されたガスを反応流路へ導く拡散流路と、反応流路で反応したガスをガス排出口（４２ｂ，４１ｂ）へ導く集合流路と、を有する流路形成体（１４，１５）と、を有し、補強材（１２，１３）は、ガス供給口（４２ａ，４１ａ）からガス排出口（４２ｂ，４１ｂ）へのガス流れ方向において電極表出孔(１２ａ，１３ａ)よりも上流及び下流に設けられた補強領域にそれぞれ通水孔が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、補強材の補強領域で電解質膜を補強する構造であるので、燃料電池の運転時にガス差圧が大きくても、電解質膜が流路側に延びて流路を閉塞してしまう可能性を低減できる。また補強領域には孔が形成されており、生成水を利用して反応ガスを加湿することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による燃料電池の外観を示す斜視図である。
【０００９】
燃料電池スタック１は、積層された複数の単セル１０と、集電プレート２０と、絶縁プレート３０と、エンドプレート４０と、４個のナット５０とを備える。
【００１０】
単セル１０は、燃料電池の単位セルである。各単セル１０は、１ボルト(Ｖ)程度の起電圧を生じる。各単セル１０の構成の詳細については後述する。
【００１１】
集電プレート２０は、積層された複数の単セル１０の外側にそれぞれ配置される。集電プレート２０は、ガス不透過性の導電性部材、たとえば緻密質カーボンで形成される。集電プレート２０は、上辺の一部に出力端子２１を備える。燃料電池スタック１は、出力端子２１によって、各単セル１０で生じた電子ｅ-を取り出して出力する。
【００１２】
絶縁プレート３０は、集電プレート２０の外側にそれぞれ配置される。絶縁プレート３０は、絶縁性の部材、たとえばゴムなどで形成される。
【００１３】
エンドプレート４０は、絶縁プレート３０の外側にそれぞれ配置される。エンドプレート４０は、剛性のある金属材料、たとえば鋼などで形成される。
【００１４】
一方のエンドプレート４０(図１では、左手前のエンドプレート４０)には、アノード供給口４１ａと、アノード排出口４１ｂと、カソード供給口４２ａと、カソード排出口４２ｂと、冷却水供給口４３ａと、冷却水排出口４３ｂとが設けられている。本実施形態では、カソード供給口４２ａ、冷却水供給口４３ａ及びアノード排出口４１ｂは図中右側に設けられている。またアノード供給口４１ａ、冷却水排出口４３ｂ及びカソード排出口４２ｂは図中左側に設けられている。
【００１５】
ナット５０は、エンドプレート４０の四隅付近にそれぞれ配置される。燃料電池スタック１は内部に貫通した孔(不図示)が形成されている。この貫通孔にはテンションロッド(不図示)が挿通される。テンションロッドは、剛性のある金属材料、たとえば鋼などで形成される。テンションロッドは、単セル１０同士の電気短絡を防止するため、表面には絶縁処理されている。このテンションロッドの両端に上述したナット５０が螺合する。ナット５０とテンションロッドとが燃料電池スタック１を積層方向に締め付ける。
【００１６】
アノード供給口４１ａにアノードガスとしての水素を供給する方法としては、例えば水素ガスを水素貯蔵装置から直接供給する方法又は水素を含有する燃料を改質して改質した水素含有ガスを供給する方法などがある。なお、水素貯蔵装置としては、高圧ガスタンク、液化水素タンク、水素吸蔵合金タンク等がある。水素を含有する燃料としては、天然ガス、メタノール、ガソリン等がある。また、カソード供給口４２ａに供給するカソードガスとしては、一般的に空気が利用される。
【００１７】
図２は、燃料電池の積層構造を示す側断面図であり、図２(Ａ)は燃料電池全体を示し、ガスの流れを説明し、図２(Ｂ)は単セルの拡大構造を示す。
【００１８】
図２(Ｂ)に示すように、単セル１０は、膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly；以下「ＭＥＡ」という)１１の両面にカソード側補強材１２とアノード側補強材１３とが配置されるとともにさらにその外側にカソードセパレータ１４とアノードセパレータ１５とが配置され、さらにアノードセパレータ１５の外側に冷却水流路１６が設けられて構成される。
【００１９】
カソードガスは、図２(Ａ)のアミ塗り矢印に示すように、カソード供給口４２ａから供給されて燃料電池内を通流する。そしてカソード排出口４２ｂから排出される。
【００２０】
冷却水は、図２(Ａ)の破線塗り矢印に示すように、冷却水供給口４３ａから供給されて燃料電池内を通流する。そして冷却水排出口４３ｂから排出される。
【００２１】
アノードガスは、図２(Ａ)の波塗り矢印に示すように、アノード供給口４１ａから供給される。そして燃料電池内を通流してアノード排出口４１ｂから排出される。
【００２２】
図３は、燃料電池の構成部品を示す平面図であり、図３(Ａ)はカソードセパレータ、図３(Ｂ)はカソード側補強材、図３(Ｃ)はＭＥＡ、図３(Ｄ)はアノード側補強材、図３(Ｅ)はアノードセパレータである。なお図３(Ｅ)はアノードセパレータの透過図でありアノード流路を破線で示した。
【００２３】
ＭＥＡ１１は、電解質膜１１ａと、カソード電極１１ｂと、アノード電極１１ｃと、を備える。
【００２４】
電解質膜１１ａは、フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜である。電解質膜１１ａは、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。そのため、電解質膜１１ａの性能を引き出して発電効率を向上させるには、電解質膜１１ａの水分状態を最適に保つ必要がある。そこで、本実施形態では、燃料電池スタック１０に導入するアノードガスやカソードガスを加湿している。具体的な加湿構造については後述する。なお、電解質膜１１ａの水分状態を最適に保つための水には純水を用いるとよい。これは不純物が混入した水を燃料電池スタック１０に供給しては、電解質膜１１ａに不純物が蓄積し発電効率が低下するからである。
【００２５】
カソード電極１１ｂは電解質膜１１ａの片面(図３(Ｃ)では裏面)に設けられ、アノード電極１１ｃは反対面(図３(Ｃ)では表面)に設けられる。カソード電極１１ｂ及びアノード電極１１ｃは、ガス拡散層(Gas Diffusion Layer；ＧＤＬ)と、撥水層と、触媒層と、で構成される。ガス拡散層(ＧＤＬ)は、充分なガス拡散性及び導電性を有する部材、たとえば炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスで形成される。撥水層は、たとえばポリエチレンフルオロエチレンと炭素材を含む層である。触媒層は、たとえば白金が担持されたカーボンブラック粒子で形成される。
【００２６】
カソード側補強材１２は、本実施形態ではＭＥＡ１１の下に重なる。カソード側補強材１２の中央には、カソード電極１１ｂを表出させるためのカソード電極表出孔１２ａが形成されている。カソード電極表出孔１２ａの両側には電解質膜１１ａに重なって電解質膜１１ａを補強する補強領域１２ｂが設けられている。カソード側補強材１２は、有機材料で形成される。
【００２７】
アノード側補強材１３は、本実施形態ではＭＥＡ１１の上に重なる。アノード側補強材１３の中央には、アノード電極１１ｃを表出させるためのアノード電極表出孔１３ａが形成されている。アノード電極表出孔１３ａの両側には電解質膜１１ａに重なって電解質膜１１ａを補強する補強領域１３ｂが設けられている。アノード側補強材１３は、有機材料で形成される。
【００２８】
カソードセパレータ１４は、本実施形態ではカソード側補強材１２の下側に重なる。すなわちこのカソードセパレータ１４にカソード側補強材１２が積層し、その上にＭＥＡ１１が積層し、その上にアノード側補強材１３が積層し、その上にアノードセパレータ１５が積層する。
【００２９】
カソードセパレータ１４の片面(図３(Ａ)の表面)には、拡散流路１４ａと、カソード反応流路１４ｂと、集合流路１４ｃと、が形成されている。拡散流路１４ａ及び集合流路１４ｃには整流部１４ｄが凸設されている。
【００３０】
カソード供給口４２ａから供給されたカソードガスは、拡散流路１４ａを流れて拡散し、カソード反応流路１４ｂを流れ、集合流路１４ｃを流れて集合し、カソード排出口４２ｂから排出される。
【００３１】
アノードセパレータ１５の片面(図３(Ｅ)の裏面)には、拡散流路１５ａと、アノード反応流路１５ｂと、集合流路１５ｃと、が形成されている。拡散流路１５ａ及び集合流路１５ｃには整流部１５ｄが凸設されている。
【００３２】
アノード供給口４１ａから供給されたアノードガスは、拡散流路１５ａを流れて拡散し、アノード反応流路１５ｂを流れ、集合流路１５ｃを流れて集合し、アノード排出口４１ｂから排出される。
【００３３】
図４は、カソード側補強材及びアノード側補強材の補強領域を示す拡大図である。
【００３４】
補強領域１２ｂ，１３ｂには、多数の通水孔１２ｃ，１３ｃが穿孔されている。図４には、８行×４列の円孔１２ｃ，１３ｃを例示した。
【００３５】
図５は、孔径の設定方法の説明図である。
【００３６】
加湿性能の点では、補強領域１２ｂ，１３ｂに穿孔されている通水孔の径ｒが大きいことが望ましい。その一方で孔径ｒが過大では電解質膜１１ａが破損するおそれがある。そこで電解質膜１１ａを破損しない範囲で孔径ｒをできる限り大きくすることが望ましい。図５下図に示すように孔径ｒを大きくすれば補強領域１２ｂ，１３ｂの面積が減少し、それにともなって応力が上昇する。電解質膜１１ａには次式(1)が成立する。
【００３７】
【数１】
0005217284.tif 000002
【００３８】
電解質膜の引っ張り強度の最大値σmax、膜厚ｔは、電解質膜１１ａの仕様で決まる。またアノードガスとカソードガスとの差圧ΔＰは、燃料電池の仕様で決まる。この式(１)によって孔径ｒの最大値が求まる。たとえば差圧が１０ＭＰａ(たとえば燃料電池起電時や停止時における極間差圧の最大値)、引っ張り強度が３０ＭＰａで膜厚が２５μｍの電解質膜を用いる場合、電解質膜が補強膜によって保持されていないとして自由端として式(１)を用いると、最大の孔径はｒ＝０．２５ｍｍであることが分かる。孔径ｒが０．２５ｍｍ以下であれば電解質膜１１ａが破損することはない。なお整流部幅(リブ幅)、隣接孔、補強膜の強度を考慮すると、さらに高精度で求めることができる。
【００３９】
図６は、単セルの構成部品を積層した状態を示す平面図であり、図６(Ａ)は、カソードセパレータにカソード側補強材を積層した状態を示し、図６(Ｂ)は、さらにＭＥＡ及びアノード側補強材を積層した状態を示す。
【００４０】
図６(Ａ)に示すように、カソードセパレータ１４にカソード側補強材１２を積層した状態では、カソードセパレータ１４のカソード反応流路１４ｂにカソード側補強材１２のカソード電極表出孔１２ａが重なり、カソード反応流路１４ｂが表出している。またカソードセパレータ１４の拡散流路１４ａ及び集合流路１４ｃにカソード側補強材１２の補強領域１２ｂが重なる。
【００４１】
そして図６(Ｂ)に示すように、さらにＭＥＡ１１及びアノード側補強材１３を積層した状態では、カソード側補強材１２のカソード電極表出孔１２ａを通して、カソードセパレータ１４のカソード反応流路１４ｂにＭＥＡ１１のカソード電極１１ｂが重なる。またカソード側補強材１２の補強領域１２ｂにはカソード電極１１ｂ及びアノード電極１１ｃが存在せず電解質膜１１ａが直接重なり、さらにその上にアノード側補強材１３の補強領域１３ｂが重なる。このように電解質膜１１ａが、カソード側補強材１２の補強領域１２ｂ及びアノード側補強材１３の補強領域１３ｂで挟持されて補強されることとなる。ＭＥＡ１１のアノード電極１１ｃは、アノード側補強材１３のアノード電極表出孔１３ａによって表出状態である。
【００４２】
図示を省略するが、さらにアノードセパレータ１５を重ねると、アノード側補強材１３の補強領域１３ｂにアノードセパレータ１５の拡散流路１５ａ及び集合流路１５ｃが重なる。
【００４３】
図７は単セルの断面図である。
【００４４】
カソードガスが、カソードガス流路１４ｂを流れると、反応水が生成するが、本実施形態の単セル１０は、上述のような構成になっているので、図７に示すように、この生成水が、カソード側補強材１２の補強領域１２ｂの通水孔１２ｃを介して電解質膜１１ａに到達して電解質膜１１ａを加湿する。そして電解質膜１１ａを透過した水分は、アノード側補強材１３の補強領域１３ｂの通水孔１３ｃを介してアノードセパレータ１５の拡散流路１５ａを流れるアノードガスを加湿し湿潤状態にする。これによりＭＥＡ１１の良好な発電反応が保たれる。
【００４５】
本実施形態によれば、カソード側補強材１２の補強領域１２ｂ及びアノード側補強材１３の補強領域１３ｂでＭＥＡ１１の電解質膜１１ａを挟持する構造であるので、燃料電池の運転時にカソードガス及びアノードガスの差圧が大きくても、電解質膜１１ａが流路側に延びて流路を閉塞してしまうことがない。
【００４６】
また本実施形態によれば、カソード側補強材１２の補強領域１２ｂは、カソードセパレータ１４の拡散流路１４ａ及び集合流路１４ｃが重なり、アノード側補強材１３の補強領域１３ｂは、アノードセパレータ１５の拡散流路１５ａ及び集合流路１５ｃが重なる。このため生成水は、反応流路１４ｂ，１５ｂよりも流路断面積が小さいところに集合して圧力が高められることとなる。そのため補強領域の孔から電解質膜１１ａに流れやすくなり反応ガスを加湿する性能を高められるのである。
【００４７】
（第２実施形態）
図８は、本発明による燃料電池の第２実施形態を示す図である。
【００４８】
第１実施形態の補強領域１２ｂ，１３ｂは、カソード電極表出孔１２ａ，アノード電極表出孔１３ｂの両側に矩形に形成したが、本実施形態の補強領域１２ｂ，１３ｂは、カソードセパレータ１４の拡散流路１４ａと、アノードセパレータ１５の集合流路１５ｃと、が重なる領域にのみ形成するようにした。
【００４９】
このようにしても、生成水は、カソード側補強材１２の補強領域１２ｂの通水孔１２ｃを介して電解質膜１１ａに到達して電解質膜１１ａを加湿するとともに、アノード側補強材１３の補強領域１３ｂの通水孔１３ｃを介してアノードセパレータ１５の拡散流路１５ａを流れるアノードガスを加湿し湿潤状態にする。これによりＭＥＡ１１の良好な発電反応が保たれる。
【００５０】
また補強領域１２ｂ，１３ｂの面積が第１実施形態に比べて小さいので、補強材１２，１３の補強性能が高くなる。
【００５１】
（第３実施形態）
図９は、本発明による燃料電池の第３実施形態を示す図である。
【００５２】
第１実施形態の電解質膜１１ａは、ほぼ一定厚であったが、本実施形態の電解質膜１１ａは、補強領域１２ｂ，１３ｂと重なる領域では厚さが薄くなっている。
【００５３】
このようにすれば、電解質膜中の水分移動距離が短くなるので、生成水が電解質膜１１ａを透過しやすくなり、アノードセパレータ１５の拡散流路１５ａを流れるアノードガスを加湿しやすくなる。
【００５４】
（第４実施形態）
図１０は、本発明による燃料電池の第４実施形態を示す図である。
【００５５】
本実施形態では、補強領域１２ｂの通水孔１２ｃは、整流部１４ｄに重ならない位置に形成されている。
【００５６】
補強領域１２ｂの通水孔１２ｃが、整流部１４ｄに重なったところでは、生成水が電解質膜側へ透過しにくい。その一方で補強領域１２ｂの通水孔１２ｃが存在すると、電解質膜１１ａに対する補強性能が低下する。そこで生成水の透過しやすいところにのみ孔を形成することで無用に補強性能を低下させないのである。
【００５７】
（第５実施形態）
図１１は、本発明による燃料電池の第５実施形態の特徴部分を拡大した図であり、図１２(Ａ)は図１１のＡ−Ａ断面図であり、図１２(Ｂ)は図１１のＢ−Ｂ断面図である。
【００５８】
カソードセパレータ１４及びアノードセパレータ１５が金属セパレータである場合は、ガス流路の裏面が冷却水流路になっている。このような構成であると、図１２(Ｂ)に示すように、３種の流体が流れるため集合流路１４ｃの流路断面積が小さく、フラッディングを生じる可能性がある。そこで本実施形態のように、補強領域１２ｂ，１３ｂを形成しておくことで、生成水が電解質膜１１ａを透過し、フラッディングを防止できるのである。
【００５９】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００６０】
上記説明においては、ガス流路はストレートタイプのものを例示して説明したが、たとえば、サーペンタイン(serpentine)タイプであってもよく、すなわちカソードガスの排出部とアノードガスの供給部とが近接するような構成であればよい。
【００６１】
そして図１３に示すように反応ガスの供給口及び排出口が同方向であって冷却水供給口側に集めた構造のサーペンタインタイプであれば、水分授受を行う加湿部(通水孔１２ｃ，１３ｃが形成されている領域)で効率よく加湿できるとともに、さらに加湿部において気化熱によって温度が下がるので燃料電池の冷却能力が向上し、さらに燃料電池から排出される冷却水は温度が上昇しているのでラジエータの冷却能力が向上するのである。
【００６２】
また通水孔１２ｃ，１３ｃに、水分を含有可能な保水材を配置すれば、燃料電池の運転停止直後の起動時でも保水材に蓄えられている水分で反応ガスを加湿できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明による燃料電池の外観を示す斜視図である。
【図２】燃料電池の積層構造を示す側断面図である。
【図３】燃料電池の構成部品を示す平面図である。
【図４】カソード側補強材及びアノード側補強材の補強領域を示す拡大図である。
【図５】孔径の設定方法の説明図である。
【図６】単セルの構成部品を積層した状態を示す平面図である。
【図７】単セルの断面図である。
【図８】本発明による燃料電池の第２実施形態を示す図である。
【図９】本発明による燃料電池の第３実施形態を示す図である。
【図１０】本発明による燃料電池の第４実施形態を示す図である。
【図１１】本発明による燃料電池の第５実施形態の特徴部分を拡大した図である。
【図１２】図１１の部分断面図である。
【図１３】反応ガス流路がサーペンタインタイプの場合を例示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  燃料電池スタック
１０  単セル
１１  膜電極接合体(ＭＥＡ)
１１ａ  電解質膜
１１ｂ  カソード電極
１１ｃ  アノード電極
１２  カソード側補強材
１２ａ  カソード電極表出孔
１２ｂ  補強領域
１２ｃ  通水孔
１３  アノード側補強材
１３ａ  アノード電極表出孔
１３ｂ  補強領域
１３ｃ  通水孔
１４  カソードセパレータ(流路形成体)
１４ａ  拡散流路
１４ｂ  カソード反応流路
１４ｃ  集合流路
１４ｄ  整流部
１５  アノードセパレータ(流路形成体)
１５ａ  拡散流路
１５ｂ  アノード反応流路
１５ｃ  集合流路
１５ｄ  整流部
【図４】
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【図５】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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