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公開番号2025127667
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024503
出願日2024-02-21
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 20160101AFI20250826BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ガス流路から発電部に反応ガスを効率的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と、リブ28とが設けられる。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X軸方向の一端部に接続されるとともに網状部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X軸方向の他端部に接続されるとともに網状部29から反応ガスを流出させる流出部31とを有する。網状部29の網目は、リブ28によって構成される。網目を構成するX軸方向に並ぶ複数のリブ28のX軸方向の長さは、流入部30側から流出部31側に向かって一つのリブ28毎に段階的に短くなっている。
【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と、前記ガス流路に隣接するリブとが設けられ、
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一端部に接続さ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一端部とは反対側の他端部に接続さ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を有し、
前記網状部の網目は、前記リブによって構成され、
前記網目を構成する前記一方向に並ぶ複数の前記リブの前記一方向の長さは、前記流入部側から前記流出部側に向かって少なくとも一つの前記リブ毎に段階的に長くまたは短くなっていることを特徴とする燃料電池セル。
続きを表示（約 140 文字）【請求項２】
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に記載の燃料電池セル。
【請求項３】
前記リブの前記一方向と直交する方向における幅は、２ｍｍ以下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。

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 2,100 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、反応ガスを発電部に効率的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と、前記ガス流路に隣接するリブとが設けられ、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一端部に接続さ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一端部とは反対側の他端部に接続さ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を有し、前記網状部の網目は、前記リブによって構成され、前記網目を構成する前記一方向に並ぶ複数の前記リブの前記一方向の長さは、前記流入部側から前記流出部側に向かって少なくとも一つの前記リブ毎に段階的に長くまたは短くなっていることを要旨とする。
【０００６】
上記構成によれば、ガス流路は、網目状に形成された網状部を有しているため、対向面における発電部と対応する領域に反応ガスが合流する多数の合流部を形成する。ガス流路において、合流部よりも下流側の反応ガスの圧力損失は、合流部よりも上流側の反応ガスの圧力損失よりも大きくなる。このため、ガス流路における複数の合流部の下流側の部分では、発電部に流れ込む反応ガスの量が合流部よりも上流側の部分に比べて増加する。加えて、一方向に並ぶ複数のリブの一方向の長さは、流入部側から流出部側に向かって少なくとも一つのリブ毎に段階的に長くまたは短くなっている。このため、一対のセパレータを一方向における一端部と他端部とが入れ替わるように互いに反転して配置した構成の燃料電池セルを複数積層した際に、積層方向で隣り合う２つの燃料電池セルにおける互いに接触するセパレータのガス流路同士及びリブ同士の位置が互いに一方向にずれる。したがって、積層方向で隣り合う２つの燃料電池セルにおける互いに接触するセパレータのガス流路及びリブを形成する凹凸同士が嵌合することを抑制できる。このため、セパレータの対向面の発電部に対する面圧がバランスよく安定して確保されるので、セパレータの対向面の発電部に対する密着性を高めることができる。したがって、ガス流路から発電部に反応ガスを効率的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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。
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。
変更例のセパレータのガス流路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。
変更例のセパレータのガス流路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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
＜燃料電池セル１２＞
図２に示すように、燃料電池セル１２は、例えば、矩形板状をなしている。すなわち、燃料電池セル１２は、互いに平行に延びる一対の長辺１３と、長辺１３に直交するとともに互いに平行に延びる一対の短辺１４とを有している。
【００１０】
以降において、燃料電池セル１２の厚さ方向と一致する積層方向Ｚを単に積層方向Ｚと称して説明する。また、長辺１３が延びる方向をＸ軸方向とし、短辺１４が延びる方向をＹ軸方向と称して説明する。積層方向Ｚ、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向は、互いに直交する方向である。
（【００１１】以降は省略されています）

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