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公開番号2025059726
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170004
出願日2023-09-29
発明の名称燃料電池用セパレータおよび燃料電池スタック
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/0247 20160101AFI20250403BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池スタックに組み込まれるセパレータの撓みや変形を抑える。
【解決手段】燃料電池スタックのセパレータ3は、互いに接合され、内部に冷却媒体が流れる冷却流路PAwを形成するように構成された一対のプレートを備える。一対のプレートはそれぞれ、セパレータ3の貫通孔とセパレータ3の前方および後方のガス流路との連通を遮断するように突設されたビード部32,35と、ビード部32,35に交差して設けられ、貫通孔と冷却流路PAwとを連通する連通流路PA21を形成するように突設されたトンネル部52,54と、トンネル部52,54に連なって接続流路PA22を形成するリブ部55と、を有する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
電解質膜と電極との接合体を含む構造体と交互に積層され、前記構造体とともに燃料電池スタックを構成する燃料電池用セパレータであって、
互いに対向する内面と該内面の反対側の外面とをそれぞれ有し、冷却媒体の供給用流路および排出用流路を形成する連通孔がそれぞれ設けられるとともに、互いに接合され、一対の前記内面の間に冷却媒体が流れる冷却媒体流路を形成するように構成された金属製の一対のプレートを備え、
前記セパレータは、前記接合体に対向する第１領域と、前記連通孔の周囲の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間の第３領域と、を含み、
前記一対のプレートはそれぞれ、
前記第１領域に設けられ、前記接合体と前記外面との間の空間にガス流路を形成する凹凸状の第１流路形成部と、
前記第２領域に設けられ、前記連通孔と前記空間との連通を遮断するように前記構造体に向けて突出するシール部と、
前記シール部に交差して設けられ、前記連通孔と前記冷却媒体流路とを連通する連通流路を形成するように前記構造体に向けて突出するトンネル部と、
前記トンネル部に連なるように前記第３領域に設けられ、前記冷却媒体流路の一部である接続流路を形成する凹凸状の第２流路形成部と、を有することを特徴とする燃料電池用セパレータ。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池用セパレータにおいて、
前記第２流路形成部は、前記連通流路の延長線に沿って前記接続流路が延在するように設けられることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池用セパレータにおいて、
前記一対のプレートの前記第２流路形成部はそれぞれ、前記接続流路の側壁部を形成するように前記内面から突出し、互いに当接する凸部を有することを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の燃料電池用セパレータにおいて、
前記トンネル部は、前記連通流路が一端から他端にかけて略直線状に延在するように設けられることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池用セパレータにおいて、
前記第２流路形成部は、前記接続流路が前記連通流路に連なって略直線状に延在するように設けられることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
電解質膜と電極との接合体を含む複数の構造体と、
前記複数の構造体と交互に積層される、請求項１または２に記載の複数の燃料電池用セパレータと、を備えることを特徴とする燃料電池スタック。

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および燃料電池スタックに関する。
に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギの効率化に貢献する燃料電池に関する技術開発が行われている。この種の燃料電池は、電解質膜と電極との接合体を含む構造体と、セパレータとを、交互に積層して構成された燃料電池スタックを有するが、このような燃料電池スタックに組み込まれるセパレータとして、従来、一対の金属プレートを接合して構成されるとともに、一対の金属プレートの間に、冷却媒体が流れる冷却媒体流路が形成されたセパレータが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、セパレータに、冷却媒体流路を挟んで冷却媒体入口の連通孔と冷却媒体出口の連通孔とが設けられるとともに、これら連通孔の周囲にそれぞれメタルビードシールが設けられる。さらにセパレータに、これらメタルビードシールに交差してそれぞれトンネルが設けられ、トンネルを介して冷却媒体流路と連通孔とが連通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７０３８６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１記載のセパレータは、冷却媒体流路の中央領域とトンネルとの間の領域で、一対の金属プレートが略平板状に構成される。このため、一対の金属プレートの剛性が低く、セパレータに撓みや変形が生じやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、電解質膜と電極との接合体を含む構造体と交互に積層され、構造体とともに燃料電池スタックを構成する燃料電池用セパレータであり、互いに対向する内面とこれら内面の反対側の外面とをそれぞれ有し、冷却媒体の供給用流路および排出用流路を形成する連通孔がそれぞれ設けられるとともに、互いに接合され、一対の内面の間に冷却媒体が流れる冷却媒体流路を形成するように構成された金属製の一対のプレートを備える。セパレータは、接合体に対向する第１領域と、連通孔の周囲の第２領域と、第１領域と第２領域との間の第３領域と、を含む。一対のプレートはそれぞれ、第１領域に設けられ、接合体と外面との間の空間にガス流路を形成する凹凸状の第１流路形成部と、第２領域に設けられ、連通孔と空間との連通を遮断するように構造体に向けて突出するシール部と、シール部に交差して設けられ、連通孔と冷却媒体流路とを連通する連通流路を形成するように構造体に向けて突出するトンネル部と、トンネル部に連なって第３領域に設けられ、冷却媒体流路の一部である接続流路を形成する凹凸状の第２流路形成部と、を有する。
【０００７】
本発明の他の態様である燃料電池スタックは、電解質膜と電極との接合体を含む複数の構造体と、複数の構造体と交互に積層される、上述した複数の燃料電池用セパレータと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、セパレータの剛性が高まり、セパレータの撓みや変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの全体構成を概略的に示す斜視図。
図１のII-II線に沿った断面図。
図１の燃料電池スタックに含まれる電極アッセンブリの概略構成を示す斜視図。
本発明の実施形態に係る燃料電池用セパレータの後面図。
本発明の実施形態に係る燃料電池用セパレータの前面図。
図４Ａ，図４Ｂのセパレータの要部断面図。
図４ＡのＡ－Ａ線に沿った断面図。
図４ＢのＢ－Ｂ線に沿った断面図。
図４ＡのVII部拡大図。
図７のVIII-VIII線に沿った断面図。
図７のVII-VII線に沿った断面図。
図７の変形例を示す図。
図７の他の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１～図１１を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る燃料電池スタックは、燃料電池の主たる構成要素であり、燃料電池に含まれる。燃料電池は、例えば車両に搭載され、車両駆動用の電力を発生する。燃料電池は、航空機や船舶等の車両以外の移動体、ロボットの他、各種産業機械に搭載することもできる。
（【００１１】以降は省略されています）

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