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公開番号2025014432
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116979
出願日2023-07-18
発明の名称燃料電池用セパレータ
出願人トヨタ車体株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/0258 20160101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池の性能を向上させることのできる燃料電池用セパレータを提供する。
【解決手段】第1部分50は、第1方向Xに延びる第1突条51および第1溝52を有する。第1突条51および第1溝52は第2方向Yに交互に並ぶ態様で配置される。第1突条51の突端は燃料電池の発電部に当接する。第2部分60は、第1方向Xに延びる第2突条61および第2溝62を有する。第2突条61および第2溝62は第2方向Yに交互に並ぶ態様で配置される。第2突条61の頂面は発電部に当接しない。各部分50,60は、第1方向Xに並んだ状態で一体形成される。複数の第1突条51の各々と複数の第2突条61の各々とが連結されて複数の突条部31をなす。複数の第1溝52の各々と複数の第2溝62の各々とが連結されて複数の溝部32をなす。各部分50,60の境界部分では、第1溝52の位置と第2溝62の位置とが第2方向Yにおいてずれている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池の発電部に当接する態様で設けられる燃料電池用セパレータであって、
複数の第１部分と複数の第２部分とを備え、
前記第１部分は、第１方向において延びる複数の第１突条および複数の第１溝を有し、前記第１突条および前記第１溝が前記第１方向と交差する第２方向において交互に並ぶ態様で配置されてなり、前記第１突条の突端が前記発電部に当接する態様で配置されてなり、
前記第２部分は、前記第１方向において延びる複数の第２突条および複数の第２溝を有し、前記第２突条および前記第２溝が前記第２方向において交互に並ぶ態様で配置されてなり、前記第２突条の突端が前記発電部に当接しない態様で配置されてなり、
前記第１部分および前記第２部分は、前記複数の第１突条の各々と前記複数の第２突条の各々とが連結されて複数の突条部をなすとともに前記複数の第１溝の各々と前記複数の第２溝の各々とが連結されて複数の溝部をなすように、前記第１方向において並んだ状態で一体に形成されており、
前記第１部分および前記第２部分の境界部分では、前記第１溝の位置と前記第２溝の位置とが前記第２方向において互いにずれた状態になっている、燃料電池用セパレータ。
続きを表示（約 83 文字）【請求項２】
前記第１部分および前記第２部分は、前記第１方向において交互に並ぶ態様で配置されている、
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セパレータに関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子形燃料電池は、膜電極接合体を有する発電部と、同発電部を挟持する一対の板状のセパレータとを含む単セルが複数積層されたスタックを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のセパレータは、交互に並ぶ態様で並列して延在する突条および溝を有する。そして、単セルを構成する各セパレータと発電部との間には、突条および溝により区画されて、反応ガスが流通するガス流路が形成されている。この単セルでは、発電部での発電に際して発生した水が上記ガス流路に流入する。そして、ガス流路に流入した水は、同ガス流路の内部を流れる反応ガスの流動圧力によって押し流されてガス流路の外部に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－４７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、単セルにおけるガス流路の内部において、前記水は断続的に流れる。そのため、ガス流路の各部における水の流量や流速にはばらつきが生じてしまう。これに起因して、ガス流路の一部においてガスが流れ難くなるなど、ガス流路の各部におけるガスの流れが不安定になる。したがって、単セルにおいて部分的に発電量の低下を招くことで、燃料電池の発電性能の低下を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための装置の各態様を記載する。
［態様１］燃料電池の発電部に当接する態様で設けられる燃料電池用セパレータであって、複数の第１部分と複数の第２部分とを備え、前記第１部分は、第１方向において延びる複数の第１突条および複数の第１溝を有し、前記第１突条および前記第１溝が前記第１方向と交差する第２方向において交互に並ぶ態様で配置されてなり、前記第１突条の突端が前記発電部に当接する態様で配置されてなり、前記第２部分は、前記第１方向において延びる複数の第２突条および複数の第２溝を有し、前記第２突条および前記第２溝が前記第２方向において交互に並ぶ態様で配置されてなり、前記第２突条の突端が前記発電部に当接しない態様で配置されてなり、前記第１部分および前記第２部分は、前記複数の第１突条の各々と前記複数の第２突条の各々とが連結されて複数の突条部をなすとともに前記複数の第１溝の各々と前記複数の第２溝の各々とが連結されて複数の溝部をなすように、前記第１方向において並んだ状態で一体に形成されており、前記第１部分および前記第２部分の境界部分では、前記第１溝の位置と前記第２溝の位置とが前記第２方向において互いにずれた状態になっている、燃料電池用セパレータ。
【０００７】
上記構成では、隣合う溝部同士が、第２突条の突端と発電部との隙間（以下、連通路）を介して互いに連通される。そして、この連通路を介して、隣合う溝部の間での反応ガスの流通が許容される。また上記構成では、各溝部における第１部分と第２部分との境界において、第１溝の位置と第２溝の位置とが第２方向にずれているため、各溝部および各突条部が、階段状に延設される。そのため、溝部を流れる反応ガスの一部は、階段状における段差部分に突き当たって方向を変えることで、上記連通路に進入するようになる。このようにして、連通路を流れる反応ガスの流れが生じるようになる。さらに上記構成では、その構造上、発電部での発電に際して発生した水は、第１突条の後面、すなわち連通路の内面に現れて広がるようになる。
【０００８】
上記構成によれば、発電部において発生して連通路の内面に現れる水を、同連通路を流れる反応ガスの流れによって溝部（詳しくは、その底）に押し流すことができる。そのため、上記水を、発電部から離れた部分、すなわち同発電部による発電の邪魔になり難い部分に速やかに移動させることができる。これにより、発電部における部分的な発電量の低下を抑えることができるため、燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【０００９】
しかも、隣合う溝部を連通する上記連通路が形成されるとともに、同連通路を流れる反応ガスの流れを生成することができる。そのため、連通路を有していないものと比較して、反応ガスを広い範囲にわたって拡散させることができる。これによっても、燃料電池の性能を向上させることができる。
【００１０】
［態様２］前記第１部分および前記第２部分は、前記第１方向において交互に並ぶ態様で配置されている、［態様１］に記載の燃料電池用セパレータ。
上記構成によれば、隣合う溝部の間で反応ガスを流通させる部分であって、発電部で発生する水を溝部の底に速やかに移動させるための部分である上記連通路を、燃料電池用セパレータの発電部側の面全体にバランス良く配置することができる。これにより、燃料電池の発電部と燃料電池用セパレータとの間の全体において、発電部における部分的な発電量の低下を好適に抑えるとともに、同反応ガスを広い範囲にわたって好適に拡散させることができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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