(57)【要約】反応剤を導入及び分配する少なくとも１つの分配構造部を有する電気化学構造体であって、複数の層から成る複合体として設計され、上記分配構造部は、平面内に導かれるとともに、平面に対して垂直な圧力負荷に制御式に抗して弾性である、電気化学構造体。
2006527903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池構造体（１４）、及び電解装置、又は電気化学圧縮機等の電気化学構造体であって、
複数の層（１０、１１、１２）から成る複合体として設計され、媒体を導入及び分配する少なくとも１つの分配構造部（１）を有し、
前記分配構造部（１）は、平面内に導かれるとともに、該平面に対して垂直な圧力負荷（Ｆ）に制御式に抗して弾性であることを特徴とする、電気化学構造体。
【請求項２】
前記分配構造部（１）は、前記複合体の空間的に構造化された層（９）により実現されることを特徴とする、請求項１に記載の電気化学構造体。
【請求項３】
前記層の前記複合体は表面圧（Ｆ）により形成されることを特徴とする、請求項２に記載の電気化学構造体。
【請求項４】
前記複合体の前記層は、締め付け要素により合わせて保持されることを特徴とする、請求項２又は３のいずれか一項に記載電気化学構造体。
【請求項５】
さらに、バイポーラプレート（１０）、好ましくは少なくとも１つの冷却プレート、及びシール要素（１３）は、前記複合体において互いに確実な係合状態にあり、前記分配構造部（１）は前記バイポーラプレート（１０）間に延在していることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項６】
前記分配構造部（１）は、該分配構造部（１）の入口から出口にかけてひと続きに延在していることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項７】
無負荷状態の前記分配構造部（１）は、台形状の断面（２、３）を有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項８】
無負荷状態の前記分配構造部（１）は、ほぼ放物線状の断面（２、３）を有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項９】
無負荷状態の前記分配構造部（１）は、ほぼオメガ形状の断面（２、３）を有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１０】
前記分配構造部（１）の弾性は特に、前記分配構造部（１）の断面の平面平行側（２）の変形性にあることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１１】
前記分配構造部（１）の弾性は特に、前記側壁（３）の変形性にあることを特徴とする、請求項１１ないし１０のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１２】
前記分配構造部（１）は、平面から島状に現れるパンチング状突起（punching-like projection：スタンプ状突起）により示されることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１３】
前記分配構造部（１）はチャネルで示されることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１４】
前記弾性は、材料厚を部分的にテーパ状にすることにより与えられることを特徴とする、請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１５】
前記分配構造部（１）は、該分配構造部（１）の行路（course：全長）において弾性が部分的に異なることを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１６】
前記分配構造部（１）は、グラファイト、グラファイト入りプラスチック、又は同じタイプの導電性プラスチックを使用することによって形成されることを特徴とする、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１７】
前記分配構造部（１）は、媒体密封プレート（９'、９''、９'''）として設計されることを特徴とする、先行する請求項（請求項１ないし１６）のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１８】
前記電気化学構造体の積層（laying：層化）の方向の前記プレート（９'、９''、９'''）のばね定数は、平方センチメートルあたり０．５〜５０ｋＮ／ｍｍであることを特徴とする、先行する請求項（請求項１ないし１７）のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項１９】
前記プレート（９'、９''、９'''）は、媒体分配するために２つの相補的な空間（ａ、ａ'）に分割されることを特徴とする、先行する請求項（請求項１ないし１８）のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【請求項２０】
前記相補的な空間（ａ、ａ'）は、少なくとも部分的に互いに隣合う前記積層の方向（ｚ）に対して垂直な平面（ｘ、ｙ）にあることを特徴とする、請求項１９に記載の電気化学構造体。
【請求項２１】
前記プレートは、冷却プレート（９'）又はバイポーラプレートの一部（９''、９'''）として設計されることを特徴とする、先行する請求項（請求項１ないし２０）のいずれか一項に記載の電気化学構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１のプリアンブルの特徴による、燃料電池構造体、電解装置、又は電気化学圧縮機等の電気化学構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
前述したタイプの電気化学構造体では、当該構造体の内部に反応剤又は冷却剤等の流体を導入することが必要である。以下では、本発明は、当該電気化学構造体を代表すべき燃料電池構造体の重要な例として示される。
【０００３】
本特許出願のコンテキストにおける燃料電池構造体は典型的に、一般的にＭＥＡ（膜電極接合体）の形態をした本来の燃料電池が間に配置されている、第１のバイポーラプレート及び第２のバイポーラプレートを有する。
【０００４】
燃料電池を作動させるのに必要な反応剤を燃料電池すなわちＭＥＡの表面に沿って均一に分配するために、チャネルとして設計される分配構造部を用いる場合が多い。さらに、チャネル状構造部又は部分的なスタンピング部を、反応剤又は冷却媒体の導入及び均一な分配の働きを成し得る分配構造部として用いることができる。これらは多くの場合、燃料電池バイポーラプレートに組み込まれている。
【０００５】
本質的に、バイポーラプレート、ＭＥＡ、及び考えられ得るさらなる層から成る構造体から積層として構成される燃料電池システムの一般的な一欠点は、これら層構成要素の寸法にわずかな偏差が既に存在するだけで、層構成要素間の十分な接触及び押圧を確実に保証することができないことである。
【０００６】
このような１つ又は複数の層から成る燃料電池構造体が、締め付け要素により合わせて保持される場合、押圧力はたいてい、二次元構造体それぞれに点状に導入されるため、その結果、不均一な力分配（配分）が各構造体の活性表面領域に一貫して生じることになる。
【０００７】
このことに起因して生じる不利な影響として、特に、燃料電池の電気的内部抵抗の増大、及び電力の著しい低減が見られる。
【０００８】
この欠点は、特に、技術水準から既知の燃料電池のシール概念と組み合わせると特に深刻となり、このため、シールが主要な強制閉鎖又は補助的な強制閉鎖に用いられることによって、製造プロセスに固有のシール公差により、１つ又は複数の燃料電池構造体の活性表面を不均一且つ部分的に不十分に押圧又は不十分にシールさせることになるが、この理由は、シール要素及び活性セル機能領域間の突っ張り力が、あまり厳密に分配されないためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、反応剤を導入及び分配する少なくとも１つの分配構造部を有する、燃料電池構造体、電解装置、又は電気化学圧縮機等の電気化学構造体を提供し、これによって、技術水準の上述の欠点を回避し、特に、十分且つ均一に分配された押圧を確実に付与することより、著しい損失を被ることなく高電流を保証する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この目的は、特許請求項１の電気化学構造体により達成される。
【００１１】
これにより、本発明による解決策は、特に以下の利点を有する。
【００１２】
本質的に或る平面にもたらされるとともに、この平面に対して垂直な圧力負荷に制御式に抗して弾性である分配構造部により、燃料電池構造体、電解装置、又は電気化学圧縮機等の電気化学構造体の活性表面内の層構成要素間に十分に且つ均一に分配された押圧力を生じさせるための設計ソリューションを達成し、ここでは、このソリューションは技術上、特にロバストであり、ユニバーサルであり、且つ費用をほとんど要さない。
【００１３】
分配構造部の弾性が部分的に制御式に得られるか、又は分配構造部が或る弾性を意図的に与えられることにより、ここで説明している技術効果は、特に有利に且つ目標通りに用いることができる。
【００１４】
これにより、分配構造部は、流体を導入するためにばね弾性境界壁で形成される。
【００１５】
層要素が一緒に接合されて電気化学構成体になる場合、層複合体内にあるばね弾性分配構造部は、少なくとも部分的に合わせて押圧される。これにより、これらのばね弾性要素が電気化学構造体内の弾性要素の機能を呈するため、電気化学構造体の層への押圧の均一な分配が保証され、これは電気化学構造体の全寿命にわたって保証される。その理由は、ここでも同様に、ばね弾性要素として作用するこれらの弾性分配構造部により、電気化学構造体の構成要素の沈下が相殺されるからである。したがって、これにより、燃料電池の機能を損なう場合が多い欠陥が軽減される。
【００１６】
ばね弾性要素としての機能は別として、かかるばね弾性分配構造部は、電気化学構造体の活性表面内に媒体を均一に分配する機能を呈する。このようにして、特徴を分けることにより、追加の設計費用がかからず、ひいては、製造が技術上単純となる。
【００１７】
本コンテキストにおける、また、本特許出願全体における媒体は、燃料電池を作動させるための反応剤、及び冷却剤、又は他の流体である。
【００１８】
本発明の有利な実施形態は、従属クレームにより実現可能であり、前述した電気化学構造体用の燃料電池の以下の実施例により簡潔に説明する。
【００１９】
本発明の有利な一実施形態は、ばね弾性分配構造部が、燃料電池構造体の層複合体中に、当該複合体内に部分的に構造化された層として配置されていることを想定している。これにより、ばね弾性「分配」層が単一片から成形されることができるため、分配構造部の製造が著しく単純化されるだけでなく、同時に、分配構造部が封止されていることにより燃料電池構造体の外層へ反応剤が制御されずに漏出することが防止されるという利点も達成されるとともに、燃料電池の活性表面への反応剤の供給が特に複雑でない方法で行われる。
【００２０】
ばね弾性分配構造部の効果の特定の利点は、層複合体が単純な積層によるだけでなく表面圧によっても形成される際に特に重要な役割を担うが、その理由は、本コンテキストでは特に、燃料電池構造体の活性表面内の圧力の均一な分配（これは電力の低減及び内部抵抗の増大を回避するためである）、及びシール要素と燃料電池の活性表面との間の押圧の均一な分配が、外部から作用する押圧力によって確定され、したがって、不均一な圧力分布が回避されるからである。
【００２１】
このことは、この表面圧が締め付け要素によって生じる場合に特にあてはまるが、その理由は、これらの締め付け要素が燃料電池構造体に力を点状に導入し、この力の点状の導入が、特にばね弾性構造部により均一な押圧に変換されるためである。
【００２２】
燃料電池構造体が有利には、分配構造部がその入口から出口にかけてひと続きに延在するように設計される場合、結果として設計労力を特に少なくするソリューションが得られ、このソリューションでは、複数の分配構造部がまとまった完全な分配面を形成することもできる。
【００２３】
本発明を以下に個々の図により説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
燃料電池構造体１４の図、及び実施形態例の後続の説明は、初めに説明した、電解装置又は電気化学圧縮機等の電気化学構造体の代表的な例として提供されている。
【００２５】
図１（ａ）は、図１（ｂ）に示す燃料電池構造体１４の構成を示す。層状に重なった複数の燃料電池構造体１４は、図１（ｃ）の端部プレート間に配置された燃料電池スタック１５の領域を形成する。電池構造体１４は、締め付け要素（例えば、締め付けボルト又は締め付けベルト）による表面圧によって合わせて保持される。
【００２６】
標準部品を有する燃料電池１１が図１（ａ）に見られ、この標準部品は、イオンを伝導することが可能なポリマー膜を含み、この標準部品の中央領域１１ａの両面には、触媒層が設けられている。さらに、燃料電池構造体１４内に２つのバイポーラプレート１０が設けられており、このバイポーラプレート１０間に燃料電池１１が配置されている。本発明によれば、燃料電池１１の活性表面１１ａに反応剤を導入及び分配するためのばね弾性チャネル９が、燃料電池の各バイポーラプレート内に示されており、この活性表面は黒色表面１１ａとして概略的に示されている。燃料電池構造体１４を組み立てた状態では、燃料電池の電気化学的に活性な領域は、シール要素１３の横方向の縁が実質的に限定されている、実質的に閉じた空間内に配置される。
【００２７】
本発明の一実施形態としてばね弾性分配構造部を示す、概略的に示された分配構造部９は、構造化された層として設計することができ、この構造化された層は、図２〜図７に断面が示されているとともに、図８によれば、燃料電池複合体１４のプレート１０に沿って蛇行路の（したがって、スタック方向６に対して垂直である）チャネルを形成する。これにより、分配構造部は、活性表面の蛇行状に開いた平面、及び２つ又は複数のチャネルとして蛇行状に延在する個々のチャネルとして設計することができる。さらに、分配構造部は、活性表面の平面に開いたパンチング部又はPfostchenとして設計することができるか、又は、チャネル状構造として、入口と出口を適切に直接接続するか又は１つ又は複数の分岐に接続する。
【００２８】
分配構造の材料の一部は、或る種の金属（例えばアルミニウム、チタン）等の低弾性材料から成っていてもよく、又は、導電性プラスチック、多孔質の導電性不織布又は織布、及び導電性セラミックスから成っていてもよい。これらの場合、所要の電気は弾性冷却プレートから供給される。
【００２９】
本コンテキストでは、図２は、ほぼ台形の断面を有するとともに、端面２（したがって、分配構造部の行路の平面に平行な表面）及び側壁３により一方の側に形成される、ばね弾性分配構造部１の空間的に示した断面を示す。このようにして、平面に平行な端面２、及び側壁３の方向へ反応剤が漏れることが防止され、形成されていない側の活性領域１１ａへ移すことが可能となる。
【００３０】
これにより、代替的又は同時に、媒体を移すための分配構造部として、中間の相補的な空間１'も用いてもよい。その場合、構造化された層のベース面の平面に沿った表面２'が、相補的な「端壁」２'を形成する。
【００３１】
したがって、この実施形態は特に、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されている燃料電池構造体から成る層複合体内の空間的に構造化された層として使用するために提供される。
【００３２】
圧力負荷Ｆが、構造化された層の平面に垂直に加えられる場合、特に、図２に示す例では、端面２が弧状に一緒に押圧され、端面２と側壁３との間の移行部の縁は湾曲形状となり、これによって、材料がばね弾性的に圧力負荷に対し隙間を空けることができる。したがって、この実施形態では、端面２及び側壁３は垂直な圧力負荷を加えるとばね弾性的に変形する。
【００３３】
前述した形態、及び構造化の他のすべての形態において、分配構造部を形成（成形）するプレート（例えば金属製）の材料厚が、局所的な剛化が冷間変形により達成され得るように部分的にテーパ状となっていることにより、弾性を得ることができる。
【００３４】
用途例に応じて、分配構造部の弾性は、０．１〜１５０Ｎ／ｍｍ２（用途例に応じて、好ましくは０．５〜１０Ｎ／ｍｍ２)の表面圧の領域において機能することが可能でなければならない。そのため、用いる材料は１０〜２５０ｋＮ／ｍｍ２の弾性率を有する。この弾性率に必要とされるばね定数は、平方センチメートルあたり０．１〜１００ｋＮ／ｍｍ、好ましくは、ｃｍ２あたり０．２〜１００ｋＮ／ｍｍ、特に好ましくは、ｃｍ２あたり０．５〜５０ｋＮ／ｍｍである。ここで、表面圧（面押し）は、ｚ方向（図１０を参照）に力を展開することによって行われ、ｃｍ２あたりに規定される表面は、ｘ−ｙ平面（例えば図９又は図１０の端面２、２'を参照、また、図１１も参照）に押圧面を画定する。図１１は、制御された電気バイポーラプレートのための規定行路、すなわち、図９又は図１０に示すように、金属製バイポーラプレートの表面圧にわたるばね定数の漸減行路を示し、ここでは、単一のばね定数がｘ−ｙ平面に対し設定された。
【００３５】
対照的に、図３は、締め付け要素により生じる、燃料電池構造体１５の層複合体の表面圧等による垂直な圧力負荷を用いて、側壁３のみがアコーディオンのようなばね弾性的に本質的に変形されるが、平面平行の端面２は本質的に変形しないままとなるように、分配構造部を形成する層２、３が空間的に構造化されている一実施形態を（よりわかりやすく示すために、誇張した図で）示す。これは、側壁３を蛇行状に予備成形することにより達成され、この側壁３は理想的には、分配構造部１の断面の垂直線に対して軸方向に対称である。
【００３６】
図４は、ここでも同様に、垂直な圧力負荷Ｆにより端面２及び側壁３が変形される、さらなる構造化形態を示す。ここでは、予備構造化は、放物線状又はガウスベル状の断面を想定している。したがって、圧力負荷により、ガウスベルの「最大領域」がそれに従って平坦になり、これにより、側壁３がより急勾配に起伏する。
【００３７】
図５は、圧力負荷により側壁３が本質的にばね弾性的に変形するが、端面２は本質的に変化しないままである、さらなる実施形態を示す。これは、分配構造部を形成する空間的に構造化された層の台形状の構造化により可能となるが、ここでは、図２に示すのとは対照的に、長い方の平行側が端面２を形成し、台形状の構造の短い方の仮想平行側が、構造化された層のベース面の平面に沿って延在している。台形側と平行側との間の角度は、圧力負荷Ｆにより小さくなる。
【００３８】
この変形は図６に示される。この場合、構造化された層の端面２、側壁３、及び底面間の縁遷移は、「オメガ形状」の断面ができるように丸く設計される。
【００３９】
図７は、図２に示されるものの変更された実施形態を示す。この場合、整形手順を適切に制御することにより、材料の弾性又は硬さを目標通りに設定することができるように構造の側面又は半径の材料の厚さを変える。材料特性の変更は、断面にわたって（構造部を横切って）、又は分配構造部に沿って、全体的又は部分的に行うことができる。したがって、弾性挙動又は剛性挙動の一致を、分配構造部全体にわたって実現することができる。
【００４０】
図８は、構造化された層の平面に沿った分配構造部１の蛇行路を示すが、構造化された層はより詳細には示されない。同心円Ｆは、燃料電池構造体１４の層複合体に締め付け要素により加えられる際に点状に加わる押圧力の行路を示す。したがって、これらの「水準線」により、空間的に異なるように圧力が分配される結果として分配構造部が様々な程度に押圧される様子が表され、そのばね弾性により、燃料電池構造体１４の層複合体において押圧の空間的に均一な分配が達成される。したがって、これらの同心円は、例えば、図３〜図７により説明される構造部により異なる弾性又は剛性を有する表面を囲む。したがって、弾性は、燃料電池スタックの機械的パラメータと一致し得る。断面Ａ−Ａは、外側に向かうにつれて剛性が低下することを示す（領域ｂは、領域ａ及びｃに比して高い剛性を有する）。
【００４１】
これにより、分配構造部の行路の平面に沿って、分配構造部に部分的に異なる弾性を与えることができ（例えば図８の断面Ａ−Ａに表される構造を組み込むことにより実現される）、弾性は、燃料電池平面の表面圧が小さい領域の弾性が高くなるようになっていることが理想的である。
【００４２】
したがって、一方では、バイポーラプレートからバイポーラプレートへの良好な電気接点を得ることができ、他方では、反応剤としての水素及び空気等の媒体又は同様に冷却媒体の均一な分配を得ることができる。均一な圧力分布により電気接点が改善されることにより、燃料電池のパワーも大きくなる。適切な設計により、密封機能部及び活性セル領域に目標通りに突っ張り力を分配して、表面圧が定着するとそれが寿命にわたって均一に維持されたままとなることを確実にすることが可能になる。
【００４３】
バイポーラプレート、したがって分配構造部が金属から成る燃料電池スタック構造体とは別に、弾性の分配構造部は、グラファイト、グラファイト入りプラスチック、又は導電性プラスチックから成る燃料電池スタックの種々の場所に層状に配置することができる。結果としてグラファイト、グラファイト入りプラスチック、又は同じタイプの導電性プラスチックを用いて形成されるこの分配構造部は、この場合、金属製の冷却分配構造部として用いられることが好ましいであろう。
【００４４】
燃料電池への適用とは別に、本明細書で説明される分配構造部は、同じタイプの電解装置又は電気化学圧縮機で用いられることも有利であり得る。
【００４５】
表１は、本発明による分配構造部の適用により、主に冷却媒体の搬送に関して、燃料電池の冷却層の内部抵抗Ｒがどの程度大幅に減少するかに関する概要を示す。
【表１】
2006527903.tif 000003
【００４６】
したがって、表１は、個々の冷却層又はセルで電圧差が指定される、燃料電池構造体の比較値を示す。これらの冷却層に関しては、冷却層は例えば図９に示すようなものである場合がある。この場合、弾性挙動を有するバイポーラプレートを用いると、冷却層における電圧降下は標準的な電池構成よりも著しく小さいため、あとは容易に５〜１０％の有用な電圧の増加を実現することができる。
【００４７】
したがって、本発明に従って設計される燃料電池構造体と、冷却領域でバイポーラプレートが互いに堅固に取り付けられている燃料電池構造体とに関して表１で指定されている値は、相対的に図１２で表される。
【００４８】
図９は、流体密封プレート９'として設計される本発明による分配構造部を示す。
【００４９】
ここで、「プレート」は、単層で整形されるプレートであると理解されることが好ましい。これらは、例えば、チャネル又は種々のタイプの突起を有する適当な構造を型押しされ得る、シートメタルのプレートであり得る。この層は「単層」として示されているが、例えばコーティングされてもよい。重要なのは、この場合、例えば、ｚ方向（図１０の下の座標系を参照）に大きく延びた重複部分を有して例えばアコーディオン形状に曲げられるプレートには、これがあてはまらないことである。ここで、図９に示すプレートは、端面２及び２'で境界要素ｂ及びｂ'それぞれと接する冷却層として設計される。プレート９'に関しては、例えば、相補的であり互いに媒体密封的である空間ａ、ａ'を含む、容易に保持されるバイポーラプレートである場合があり得る。これらの相補的な空間は、ｘ−ｙ平面で（したがって、電気化学構造体の積層方向に対して垂直に）互いに隣接して少なくとも部分的に配置されることが好ましい。しかしながら、同様に９'では、例えば、外層それぞれが（例えばグラファイト又はセラミック成分により）剛性である「複合」バイポーラプレートの内部に冷却層が例えば配置されることにより、冷却層によって変形性が確保される場合もあり得る。
【００５０】
バイポーラプレートのさらなる例を図１０に示す。このバイポーラプレートも同様に、端面２及び２''で隣接する要素ｂ及びｂ'それぞれと接する。この場合、バイポーラプレートは、２つのプレート、具体的にはプレート９''及び９'''で構成される。この場合、互いに隔てられた合計３つの媒体空間ａ、ａ'、ａ''がある。
【００５１】
前述の分配構造部又はプレートでは、これらが一方では媒体密封的に、さらにｚ方向に弾性変形可能、したがって電気化学構造体の積層方向に変形可能であるように設計されることが重要である。この場合、プレート又は構造部は、ｃｍ２あたり０．５〜５０ｋＮ／ｍｍのばね定数を有することが好ましい。
【００５２】
バイポーラプレートは、金属、好ましくはアルミニウム、チタン、鋼、及び／又はそれらの合金、特に好ましくはステンレス鋼、例えば１．４４０４、１．４４０１、１．４５３９から成り、０．０２ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．０３ｍｍ〜２ｍｍ、特に好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ、最も好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの材料厚を有する。この場合、例えば図９及び図１０に示すように、プレート「自体が」電気化学構造体の弾性補償を行い、さらに種々の媒体（冷却媒体又は反応媒体）を分離するのに適していることが特に有利である。この場合、例えば図９及び図１０に見られるように、平面ｂ及びｂ'それぞれの表面全体にわたって均一な押圧を達成するために、ｘ−ｙ平面の積層方向（ｚ方向）に対して垂直に様々なばね剛性を与えることができることが特に有利である。
【００５３】
本発明の主な利点は、例えば本発明による分配構造部／プレートを用いると、適切な押圧により構造体の全効率を高める明確な弾性を得ることができ、さらに、これらの構造部又はプレートによりガス分離及び均一なガス分配が確実になることにある。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】燃料電池構造体を示す図であり、（ａ）は分解図、（ｂ）は（ａ）に示した燃料電池構造体の組み立て状態の図、（ｃ）は（ｂ）に示した燃料電池構造体が互いに層状に重ねられている、複数の燃料電池構造体の燃料電池スタックを示す図である。
【図２】構造化された層として設計された可撓性反応剤分配構造部の一実施例の空間断面図である。
【図３】構造化された層として設計されたばね弾性分配構造の一変形形態を示す図である。
【図４】構造化された層として設計されたばね弾性分配構造の一変形形態を示す図である。
【図５】構造化された層として設計されたばね弾性分配構造の一変形形態を示す図である。
【図６】構造化された層として設計されたばね弾性分配構造の一変形形態を示す図である。
【図７】構造化された層として設計されたばね弾性分配構造の一変形形態を示す図である。
【図８】層複合体の平面に沿った、一設計例としての分配構造部の概略的な蛇行行路を示す図である。
【図９】冷却プレート又はバイポーラプレートとしての、本発明による層の一例である。
【図１０】冷却プレート又はバイポーラプレートとしての、本発明による層の一例である。
【図１１】ばね定数のグラフである。
【図１２】燃料電池の冷却層の内部抵抗Ｒを表すグラフである。
【図１】
2006527903.tif 000004
【図２】
2006527903.tif 000005
【図３】
2006527903.tif 000006
【図４】
2006527903.tif 000007
【図５】
2006527903.tif 000008
【図６】
2006527903.tif 000009
【図７】
2006527903.tif 000010
【図８】
2006527903.tif 000011
【図９】
2006527903.tif 000012
【図１０】
2006527903.tif 000013
【図１１】
2006527903.tif 000014
【図１２】
2006527903.tif 000015
【国際調査報告】
2006527903.tif 000016
2006527903.tif 000017
2006527903.tif 000018
2006527903.tif 000019
2006527903.tif 000020
2006527903.tif 000021