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公開番号2025121079
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-19
出願番号2024016284
出願日2024-02-06
発明の名称燃料電池セル
出願人トヨタ紡織株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/0258 20160101AFI20250812BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】反応ガスを発電部全体に均一に供給することができる燃料電池セルを提供する。
【解決手段】燃料電池セル12は、発電部15と、発電部15を挟む一対のセパレータ17とを備える。セパレータ17における発電部15に対向する対向面26には、反応ガスが流れるガス流路27が設けられる。ガス流路27は、対向面26における発電部15と対応する領域に網目状に形成された網状部29と、網状部29における第1端部32に設けられて網状部29に反応ガスを流入させる流入部30と、網状部29における第2端部33に設けられて網状部29から反応ガスを流出させる流出部31と、網状部29の一部を構成するとともに網状部29における他の部分よりも反応ガスが流れる際の圧力損失が大きくなるように構成された抑制流路34とを有する。抑制流路34は、網状部29において流入部30と流出部31とを最短距離で接続するように配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
膜電極接合体を含む発電部と、前記発電部を挟む一対のセパレータとを備える燃料電池セルであって、
前記セパレータにおける前記発電部に対向する対向面には、反応ガスが流れるガス流路が設けられ、
前記ガス流路は、
前記対向面における前記発電部と対応する領域に網目状に形成された網状部と、
前記網状部における一方向の第１端部に設けられるとともに前記網状部に前記反応ガスを流入させる流入部と、
前記網状部における前記一方向の前記第１端部とは反対側の第２端部に設けられるとともに前記網状部から前記反応ガスを流出させる流出部と、
前記網状部の一部を構成するとともに前記網状部における他の部分よりも前記反応ガスが流れる際の圧力損失が大きくなるように構成された抑制流路と、
を有し、
前記抑制流路は、前記網状部において前記流入部と前記流出部とを最短距離で接続するように配置されていることを特徴とする燃料電池セル。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
膜電極接合体を含む発電部と、前記発電部を挟む一対のセパレータとを備える燃料電池セルであって、
前記セパレータにおける前記発電部に対向する対向面には、反応ガスが流れるガス流路が設けられ、
前記ガス流路は、
前記対向面における前記発電部と対応する領域に網目状に形成された網状部と、
前記網状部における一方向の第１端部に設けられるとともに前記網状部に前記反応ガスを流入させる流入部と、
前記網状部における前記一方向の前記第１端部とは反対側の第２端部に設けられるとともに前記網状部から前記反応ガスを流出させる流出部と、
前記網状部の一部を構成するとともに前記網状部における他の部分よりも前記反応ガスが流れる際の圧力損失が大きくなるように構成された抑制流路と、
を有し、
前記抑制流路は、前記網状部において前記流入部と前記流出部とを仕切るように配置されていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項３】
一対の前記セパレータは、互いに同一の構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池セル。
【請求項４】
前記セパレータは、矩形状をなしており、
前記網状部の網目は、多角形状をなすリブによって構成され、
前記リブは、前記セパレータの辺に対して傾斜するように延びていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池セル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池セルとして、例えば、特許文献１に示すものが知られている。こうした燃料電池セルは、枠部材によって支持された発電部が一対のセパレータによって挟持された構成になっている。各セパレータには、発電部に反応ガスを供給する溝流路が形成されている。各セパレータの溝流路は、波状に延在するとともに、複数の支流路と、上流側から下流側に向かって複数の支流路が合流する合流部を有した構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１８２０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような燃料電池セルにおいては、各セパレータの溝流路が上述のような構成になっているが、反応ガスを発電部全体に均一に供給する上では改善の余地を残すものとなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する燃料電池セルは、膜電極接合体を含む発電部と、前記発電部を挟む一対のセパレータとを備える燃料電池セルであって、前記セパレータにおける前記発電部に対向する対向面には、反応ガスが流れるガス流路が設けられ、前記ガス流路は、前記対向面における前記発電部と対応する領域に網目状に形成された網状部と、前記網状部における一方向の第１端部に設けられるとともに前記網状部に前記反応ガスを流入させる流入部と、前記網状部における前記一方向の前記第１端部とは反対側の第２端部に設けられるとともに前記網状部から前記反応ガスを流出させる流出部と、前記網状部の一部を構成するとともに前記網状部における他の部分よりも前記反応ガスが流れる際の圧力損失が大きくなるように構成された抑制流路と、を有し、前記抑制流路は、前記網状部において前記流入部と前記流出部とを最短距離で接続するように配置されていることを要旨とする。
【０００６】
通常、ガス流路の網状部では、反応ガスが主に流入部から流出部に向かって最短距離のルートで流れようとするので、反応ガスの流れに偏りが生じる。このため、網状部全体にわたって反応ガスを均一に流すことが困難である。この点、上記構成によれば、網状部における他の部分よりも反応ガスが流れる際の圧力損失が大きい抑制流路が、網状部において流入部と流出部とを最短距離で接続するように配置されている。このため、ガス流路の網状部における反応ガスの流れの偏りが解消されるので、網状部全体にわたって反応ガスを均一に流すことができる。したがって、反応ガスを発電部全体に均一に供給することができる。
【０００７】
上記課題を解決する燃料電池セルは、膜電極接合体を含む発電部と、前記発電部を挟む一対のセパレータとを備える燃料電池セルであって、前記セパレータにおける前記発電部に対向する対向面には、反応ガスが流れるガス流路が設けられ、前記ガス流路は、前記対向面における前記発電部と対応する領域に網目状に形成された網状部と、前記網状部における一方向の第１端部に設けられるとともに前記網状部に前記反応ガスを流入させる流入部と、前記網状部における前記一方向の前記第１端部とは反対側の第２端部に設けられるとともに前記網状部から前記反応ガスを流出させる流出部と、前記網状部の一部を構成するとともに前記網状部における他の部分よりも前記反応ガスが流れる際の圧力損失が大きくなるように構成された抑制流路と、を有し、前記抑制流路は、前記網状部において前記流入部と前記流出部とを仕切るように配置されていることを要旨とする。
【０００８】
通常、ガス流路の網状部では、反応ガスが主に流入部から流出部に向かって最短距離のルートで流れようとするので、反応ガスの流れに偏りが生じる。このため、網状部全体にわたって反応ガスを均一に流すことが困難である。この点、上記構成によれば、網状部における他の部分よりも反応ガスが流れる際の圧力損失が大きい抑制流路が、網状部において流入部と流出部とを仕切るように配置されている。このため、流入部から網状部に流入した反応ガスは、網状部における抑制流路よりも流入部側の部分全体を流れてから抑制流路を流れて網状部における抑制流路よりも流出部側の部分全体を流れた後、網状部から流出部へ流出する。したがって、ガス流路の網状部における反応ガスの流れの偏りが解消されるので、網状部全体にわたって反応ガスを均一に流すことができる。よって、反応ガスを発電部全体に均一に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態の燃料電池セルスタックを示す断面図である。
図１の燃料電池セルを示す分解斜視図である。
図１のセパレータのガス流路を示す平面図である。
リブの角度を示す平面図である。
一対のセパレータのガス流路同士の位置関係を示す平面図である。
変更例のセパレータのガス流路を示す平面図である。
別の変更例のセパレータのガス流路を示す平面図である。
さらに別の変更例のセパレータのガス流路を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、一実施形態を図面に従って説明する。
＜燃料電池セルスタック１１＞
図１に示すように、燃料電池セルスタック１１は、複数の板状の燃料電池セル１２が積層されることにより構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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