專利名稱：燃料電池單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作燃料電池的發(fā)電元件的燃料電池單元(單個(gè)單元電池)，特別是涉及一種通過層疊多張而構(gòu)成燃料電池組(日文電池z > 'y ^)的燃料電池單元。
背景技術(shù)：
作為這種燃料電池單元，例如，具有專利文獻(xiàn)I所述的燃料電池單元。專利文獻(xiàn)I所述的燃料電池單元具有由燃料極和空氣極夾持電解質(zhì)膜而成的膜電極結(jié)構(gòu)體(MEA Membrane Electrode Assembly)、保持膜電極結(jié)構(gòu)體的周圍的樹脂框體以及夾著膜電極結(jié)構(gòu)體和樹脂框體的兩張隔板。燃料極和空氣極在各自的外側(cè)具有氣體擴(kuò)散層。并且，燃料電池單元在樹脂框體與兩隔板之間分別設(shè)有反應(yīng)用氣體的供給排出部和整流部，并且在樹脂框體的兩面設(shè)有與各隔板相接觸而維持氣流路高度的突起。由此，在燃料電池單元中，反應(yīng)用氣體(燃料氣體和氧化劑氣體)能夠流通至膜電極結(jié)構(gòu)體。隔板除了具有密封反應(yīng)用氣體的氣體密封功能以外，也可以用作集電體、外部端子。上述的燃料電池單元通過層疊多張而構(gòu)成燃料電池組。為了良好地維持組裝精度、氣體密封性以及導(dǎo)電性等，在構(gòu)成該燃料電池組時(shí)處于在層疊方向上加壓了的狀態(tài)。專利文獻(xiàn)I :日本特開2003 - 077499號公報(bào)但是，由于如上所述的以往的燃料電池單元為各隔板與膜電極結(jié)構(gòu)體及樹脂框體這兩者都接觸的結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)層疊該燃料電池單元并進(jìn)行加壓時(shí)，樹脂框體的突起與各隔板之間的接觸部分也受到加壓力，因此，產(chǎn)生有所謂的表面壓力流失，從而存在有因無法充分地確保膜電極結(jié)構(gòu)體與各隔板之間的接觸表面壓力、接觸電阻增大而導(dǎo)致電池性能降低這樣的問題。其原因在于，在燃料電池單元中，構(gòu)成電極的氣體擴(kuò)散層的厚度、接觸表面壓力導(dǎo)致被壓扁的壓扁的特性在制造上存在偏差。因此，在作為這樣的燃料電池單元的層疊體的燃料電池組中，在使樹脂框體的突起與兩側(cè)的隔板相接觸的情況下，難以使所有的燃料電池單元的膜電極結(jié)構(gòu)體與各隔板間的接觸表面壓力適當(dāng)(日文適正化)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是著眼于上述以往課題而完成的，其目的在于提供一種燃料電池單元，該燃料電池單元具有在周圍具有框體的膜電極結(jié)構(gòu)體和夾持框體以及膜電極結(jié)構(gòu)體的兩張隔板，在層疊多張?jiān)撊剂想姵貑卧鴺?gòu)成燃料電池組時(shí)，能夠良好地維持膜電極結(jié)構(gòu)體與隔板之間的接觸表面壓力、能夠防止接觸電阻增大。本發(fā)明的燃料電池單元具有在周圍具有框體的膜電極結(jié)構(gòu)體和夾持框體以及膜·電極結(jié)構(gòu)體的兩張隔板，并且在框體的緣部與各隔板的緣部彼此之間設(shè)有氣體密封件，該燃料電池單元具有供反應(yīng)用氣體在框體與各隔板之間流通的各擴(kuò)散部。并且，在燃料電池單元中，在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的任一側(cè)的擴(kuò)散部中，在框體和隔板的彼此相對的相對面中的至少一面上設(shè)有與對方相接觸的突起。而且，在燃料電池單元中，在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的另一側(cè)的擴(kuò)散部中，以分離開的方式設(shè)置框體與隔板，本發(fā)明的燃料電池單元以上述結(jié)構(gòu)作為用于解決以往課題的手段。另外，作為更優(yōu)選的實(shí)施方式，燃料電池單元的特征在于，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部中，上述突起設(shè)于框體或隔板。采用本發(fā)明的燃料電池單元，由于框體未被完全拘束，能夠向一側(cè)的擴(kuò)散部側(cè)移位，因此當(dāng)通過層疊多張燃料電池單元而構(gòu)成燃料電池組時(shí)，層疊方向的加壓力能夠有效地作用于膜電極結(jié)構(gòu)體與隔板之間，從而能夠良好地維持膜電極結(jié)構(gòu)體與隔板之間的接觸表面壓力，并且能夠防止接觸電阻增大，獲得良好的電池性能。


圖I是本發(fā)明的燃料電池單元的一實(shí)施方式中的、使燃料電池單元處于分解狀態(tài)而進(jìn)行說明的俯視圖。 圖2是燃料電池單元的俯視圖。圖3是說明層疊圖I所示的燃料電池單元而成的燃料電池組的圖，其中，圖3的(A)是分解立體圖，圖3的(B)是組裝后的立體圖。圖4是表示燃料電池單元的一實(shí)施方式的圖，是圖2的A — A剖視圖。圖5是表示燃料電池單元的另一實(shí)施方式的圖，是圖2A — A剖視圖。圖6是表示燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖，是圖2A — A剖視圖。圖7是表示燃料電池單元的再一實(shí)施方式的圖，是圖2A — A剖視圖。圖8是表示燃料電池系統(tǒng)的一例的說明圖。圖9是表示燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的一實(shí)施方式中的氣壓與負(fù)荷之間的關(guān)系的曲線圖。圖10是表示燃料電池系統(tǒng)另一例的說明圖。圖11是表示燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的另一實(shí)施方式的曲線圖，其中，圖11的
(A)是表示氣壓與時(shí)間之間的關(guān)系的曲線圖，圖11的(B)是表示氣壓與負(fù)荷之間的關(guān)系的曲線圖。圖12是說明本發(fā)明的燃料電池單元的又一實(shí)施方式的剖視圖。圖13是說明本發(fā)明的燃料電池單元的又一實(shí)施方式的剖視圖。圖14是表示燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖，是主要部分的剖視圖。圖15是表示燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖，是主要部分的剖視圖。圖16是表示燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖，圖16的(A)是主要部分的剖視圖，圖16的(B)是說明突起的形成的圖，是主要部分的分解狀態(tài)的剖視圖。圖17是表示燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖，圖17的(A)是主要部分的剖視圖，圖17的(B)是表示將彈性體設(shè)置于隔板的例子的圖，是主要部分的分解狀態(tài)的剖視圖，圖17的(C)是表示將彈性體設(shè)置于框體的例子的圖，是主要部分的分解狀態(tài)的剖視圖。圖18是表示燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖，圖18的(A)是主要部分的剖視圖，圖18的(B)是陽極側(cè)隔板的俯視圖。
具體實(shí)施方式
圖I 圖4是說明本發(fā)明的燃料電池單元的一實(shí)施方式的圖。圖I 圖3所示的燃料電池單元FC具有在周圍具有框體I的膜電極結(jié)構(gòu)體2和夾持框體I以及膜電極結(jié)構(gòu)體2的兩張隔板3、3?？蝮wI呈大致恒定厚度的薄板狀，其除去邊緣部以外的大部分的厚度比膜電極結(jié)構(gòu)體2的厚度薄。并且，在框體I與兩隔板3、3之間具有供反應(yīng)用氣體流通的流通區(qū)域(后述的擴(kuò)散部)。另外，為了易于制造，優(yōu)選框體I為樹脂制，隔板3為金屬制。膜電極結(jié)構(gòu)體2通常被稱作MEA(Membrane Electrode Assembly),如圖4中的放大圖所示，例如具有利用燃料極層(陽極)22和空氣極層(陰極)23夾持由固體高分子構(gòu)成 的電解質(zhì)層21的結(jié)構(gòu)。另外，圖示的膜電極結(jié)構(gòu)體2在燃料極層22和空氣極層23的表面分別層疊有由碳紙、多孔質(zhì)體等構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層24、25。并且，在膜電極結(jié)構(gòu)體2中，向燃料極層22供給作為一反應(yīng)用氣體的燃料氣體(氫氣)，并且向空氣極層23供給作為另一反應(yīng)用氣體的氧化劑氣體(空氣)，利用電氣化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行發(fā)電。另外，作為膜電極結(jié)構(gòu)體2，也包括省略了氣體擴(kuò)散層而由電解質(zhì)層21、燃料極層22以及空氣極層23構(gòu)成的膜電極結(jié)構(gòu)體?？蝮wI利用樹脂成形(例如注塑成形)與膜電極結(jié)構(gòu)體2 —體化，在該實(shí)施方式中，膜電極結(jié)構(gòu)體2位于中央并呈長方形狀。另外，框體I在兩端部以每一端部各排列有三個(gè)的方式排列有供給排出孔Hl H6，從各供給排出孔組至膜電極結(jié)構(gòu)體2的區(qū)域?yàn)榉磻?yīng)用氣體的流通區(qū)域。該框體I和兩隔板3、3皆為具有大致相同的縱橫尺寸的長方形狀。各隔板3都是以對不銹鋼等金屬板進(jìn)行沖壓成形而成的。各隔板3的與膜電極結(jié)構(gòu)體2相對應(yīng)的中央部分形成為在短邊方向的剖視中呈波形狀。該波形狀沿著如圖I所示的長邊方向連續(xù)。由此，對于各隔板3，在波形狀的與膜電極結(jié)構(gòu)體2相對應(yīng)的中央部分，各凸部分與膜電極結(jié)構(gòu)體2相接觸，并且波形狀的各凹部分為反應(yīng)用氣體的流路。另外，由于圖4是隔板3的波形狀的凹部分(氣體流路)處的截面，因此顯示為膜電極結(jié)構(gòu)體2與兩隔板3、3分離開，但是如上所述，膜電極結(jié)構(gòu)體2與各隔板3相互接觸。另外，各隔板3在兩端部具有與框體I的各供給排出孔Hl H6相同的供給排出孔Hl H6，從各供給排出孔組至截面波形狀的部分的區(qū)域?yàn)榉磻?yīng)用氣體的流通區(qū)域。上述的框體I、膜電極結(jié)構(gòu)體2以及兩隔板3、3重疊而構(gòu)成燃料電池單元FC。此時(shí)，特別如圖2所示，燃料電池單元FC在中央具有發(fā)電部G，該發(fā)電部G為膜電極結(jié)構(gòu)體2的區(qū)域。并且，在發(fā)電部G的兩側(cè)具有用于進(jìn)行反應(yīng)用氣體的供給以及排出的供給排出部M、M和從各供給排出部M至發(fā)電部G的反應(yīng)用氣體的流通區(qū)域、即擴(kuò)散部D、D0在此，作為反應(yīng)用氣體的流通區(qū)域的擴(kuò)散部D不僅形成在圖2中的電池兩端側(cè)，還分別形成在框體I與兩側(cè)的隔板3、3之間、即陽極側(cè)(Da)和陰極側(cè)(Dc)。在圖2的左側(cè)所示的一供給排出部M中，各供給排出孔Hl H3為氧化劑氣體供給用供給排出孔(H1)、冷卻流體供給用供給排出孔(H2)以及燃料氣體供給用供給排出孔(H3)，各供給排出孔Hl H3在層疊方向上形成各流路。另外，在圖2的右側(cè)所示的另一供給排出部M中，各供給排出孔H4 H6為燃料氣體排出用供給排出孔(H4)、冷卻流體排出用供給排出孔(H5)以及氧化劑氣體排出用供給排出孔(H6)，各供給排出孔H4 H6在層疊方向上形成各流路。另外，供給用與排出用的各供給排出孔的一部分或全部也可以為與上述位置關(guān)系相反的位置關(guān)系。
而且，如圖4所示，在燃料電池單元FC中，在框體I與隔板3之間，將氣體密封件Gs設(shè)置于隔板3的周緣部、供給排出孔Hl的周緣部。另外，在層疊了多張燃料電池單元FC的狀態(tài)下，相鄰的隔板3彼此之間也設(shè)有氣體密封件Gs。在該實(shí)施方式中，是使冷卻流體在相鄰的隔板3、3之間流通的結(jié)構(gòu)。另外，在隔板3具有集電體、外部端子的功能的情況下，在隔板3彼此之間設(shè)置有絕緣體。上述的氣體密封件Gs用于在各個(gè)層間氣密地分離燃料氣體、氧化劑氣體以及冷卻流體的各流通域，并且在供給排出孔Hl H6的周緣部的適當(dāng)?shù)牟课辉O(shè)置有開口，以使預(yù)定的流體能流入該各個(gè)層間。即，圖4表示氧化劑氣體供給用的供給排出孔H1，因此在陰極側(cè)(上側(cè))設(shè)有氣體密封件Gs的開口，并以氣體密封件Gs封閉陽極側(cè)(下側(cè))。將具有上述結(jié)構(gòu)的燃料電池單元FC層疊多張而構(gòu)成如圖3所示的燃料電池組FS。如圖3的(A)所示，在燃料電池組FS中，在燃料電池單元FC的層疊方向的一端部(在圖3中為右側(cè)端部)隔著集電板60A和隔尚件61設(shè)有端板62A,在另一端部隔著集電板60B設(shè)有端板62B。另外，在燃料電池組FS中，在位于燃料電池單元FC的長邊側(cè)的兩面(在·圖3中為上下表面)上設(shè)有組裝板(日文締結(jié)板)63A、63B，并且在位于燃料電池單元FC的短邊側(cè)的兩面上設(shè)有加強(qiáng)板64A、64B。并且，在燃料電池組FS中，利用螺栓65將各組裝板63A、63B和加強(qiáng)板64A、64B連結(jié)于兩端板62A、62B。這樣,燃料電池組FS形成為如圖3的(B)所不的外殼一體型結(jié)構(gòu)(日文> 一 7 —體型構(gòu)造)，通過在層疊方向上對各燃料電池單元FC進(jìn)行拘束、加壓而對各個(gè)燃料電池單元FC施加預(yù)定的接觸表面壓力，從而良好地維持氣體密封性、導(dǎo)電性等。在此，在燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)和陽極側(cè)的任一側(cè)的擴(kuò)散部中，在框體I和隔板3的彼此相對的相對面中的至少一面上設(shè)有與對方(日文相手側(cè))相接觸的突起5。并且，在陰極側(cè)和陽極側(cè)的另一側(cè)的擴(kuò)散部中，以分離開的方式配置框體I與隔板3。如圖4所示，在該實(shí)施方式的燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，在該框體I設(shè)有突起5，該突起5與作為框體I的對方(日文相手側(cè))的隔板3相接觸。并且，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，以分離開的方式配置框體I和與該框體I相對的隔板3。上述突起5為圓臺(tái)形狀，并一體成形于樹脂制的框體1，如圖I和圖2所示，上述突起5以預(yù)定的間隔配置。對于該突起5的形狀等并沒有特殊限定，只要不妨礙反應(yīng)用氣體的流通即可。另外，在該實(shí)施方式中，在框體I的陽極側(cè)的表面(在圖4中為下側(cè)的表面)上設(shè)有與突起5形狀類似的凸部6。該凸部6的突出量比上述突起5的突出量小，在凸部6與隔板3之間形成間隙，當(dāng)框體I與隔板3向相互靠近的方向移位時(shí)，凸部6與隔板3相抵接而阻止過大的移位。當(dāng)通過層疊多張具有上述結(jié)構(gòu)的燃料電池單元FC而構(gòu)成燃料電池組FS時(shí)，層疊方向的加壓力有效地作用于膜電極結(jié)構(gòu)體2與各隔板3、3之間。即，在燃料電池單元FC中，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，框體I與隔板3分離開。由此，層疊方向的加壓力僅作用于膜電極結(jié)構(gòu)體2與隔板3之間，能夠充分地確保膜電極結(jié)構(gòu)體與隔板3間的接觸表面壓力。另外，在燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，框體I的突起5與隔板3相接觸，但是在陽極側(cè)并沒有對框體I進(jìn)行拘束。由此，即使在層疊方向上進(jìn)行加壓，框體I也能夠向陽極側(cè)移位，因此膜電極結(jié)構(gòu)體與隔板3之間的接觸表面壓力不會(huì)大幅減少，能夠?qū)⒃摻佑|表面壓力保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。這樣，在燃料電池單元FC中，并沒有從兩面?zhèn)韧耆鼐惺蝮w1，而是能夠使框體I向一側(cè)的擴(kuò)散部(Da)側(cè)移位，因此，當(dāng)通過層疊多張燃料電池單元FC而構(gòu)成燃料電池組FS時(shí)，能夠良好地維持膜電極結(jié)構(gòu)體2與各隔板3、3之間的接觸表面壓力。由此，能夠防止接觸電阻增大，能夠獲得良好的電池性能。因而，對于作為燃料電池單元FC的層疊體的燃料電池組FS，能夠長期獲得效率良好的發(fā)電功能。而且，若如上述實(shí)施方式的燃料電池單元FC那樣形成為在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中將突起5設(shè)置于框體I的結(jié)構(gòu)，則在應(yīng)對反應(yīng)用氣體的流量不均勻方面是非常有效的。其原因在于，由于在燃料電池單元FC中，陰極側(cè)的氧化劑氣體含有較多的、氧以外的雜質(zhì)，因此發(fā)電所需的體積流量較大，當(dāng)使膜電極結(jié)構(gòu)體2的電氣化學(xué)反應(yīng)(電極反應(yīng))穩(wěn)定時(shí)，陰極側(cè)的氧化劑氣體的流量容易出現(xiàn)不均勻。 于是，如圖4所示，在燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，將與隔板3相接觸的突起5設(shè)置于框體1，相反地，在較難以引發(fā)燃料氣體的流量不均勻的陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，以分離開的方式配置框體I和隔板3。由此，在燃料電池單元FC中，即使在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中的氧化劑氣體的流量出現(xiàn)不均勻，也能夠利用突起5始終恒定地維持陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc的高度，從而能夠抑制壓力損失。這樣，在上述實(shí)施方式的燃料電池單元FC中，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)下述兩功能，即良好地維持膜電極結(jié)構(gòu)體2與兩隔板3、3間的接觸表面壓力、防止接觸電阻增大的功能和應(yīng)對反應(yīng)用氣體的流量不均勻的功能。另外，如在后述的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中所說明的那樣，應(yīng)對反應(yīng)用氣體的流量不均勻的功能通過提高框體I與隔板3分離開配置的擴(kuò)散部中的氣壓而能進(jìn)一步提聞效果。圖5 圖7是說明本發(fā)明的燃料電池單元的其他3個(gè)實(shí)施方式的圖。與上述實(shí)施方式相同的構(gòu)成部位標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略詳細(xì)的說明。在圖5所示的燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，將與框體I相接觸的突起15設(shè)置于隔板3，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，以分離開的方式配置框體I與隔板3。另夕卜，圖不的陽極側(cè)的隔板3具有突出量比突起15的突出量小的凸部16。該凸部16與上述實(shí)施方式中所說明的凸部相同，在其與框體I之間形成間隙，當(dāng)框體I與隔板3向相互靠近的方向移位時(shí)，凸部16與框體I相抵接來阻止過大的移位。圖6所示的燃料電池單元FC具有與圖4所示的實(shí)施方式的燃料電池單元FC相同的基本結(jié)構(gòu)，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，框體I具有無凸部(6)的平坦面。另外，圖7所示的燃料電池單元FC具有與圖5所示的實(shí)施方式的燃料電池單元FC相同的基本結(jié)構(gòu)，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，隔板3具有無凸部(16)的平坦面。上述的各燃料電池單元FC均能夠獲得與前面的實(shí)施方式相同的作用和效果，并且均通過層疊多張而構(gòu)成燃料電池組FS。另外，若如圖6和圖7所示的燃料電池單元FC那樣將框體I、隔板3設(shè)為平坦面，則能夠減輕陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da上的壓力損失，并且也能夠?qū)档涂蝮wI、隔板3的加工成本做出貢獻(xiàn)。圖8是說明具有燃料電池組FS的燃料電池系統(tǒng)的圖。燃料電池組FS是通過層疊多層如圖4 圖7所示的燃料電池單元FC并進(jìn)行加壓，并以維持該狀態(tài)的方式組裝而成的。圖示的燃料電池系統(tǒng)具有相對于燃料電池組FS進(jìn)行供給、排出的、氧化劑氣體的供給路徑31和排出路徑32、燃料氣體的供給路徑33和排出路徑34、冷卻流體的循環(huán)路徑35。在氧化劑氣體的供給路徑31上設(shè)有壓縮機(jī)等空氣供給單元36和對來自空氣供給單元36的供給氣體進(jìn)行加濕的加濕器37。另外，氧化劑氣體的排出路徑32將包含在排出空氣中的水蒸氣向加濕器37供給，在加濕器37的下游，通過背壓調(diào)整閥38向大氣開放。燃料氣體的供給路徑33從氫氣罐體39至燃料電池組FS為止，并在中途設(shè)有氫氣調(diào)整閥40。另外，燃料氣體的排出路徑34至水分離槽41為止。水分離槽41具有水量檢測用的液位傳感器42，并且具有用于將水向外部排出的排水閥43和將氮?dú)庀虼髿忾_放的氮?dú)馀艢忾y44。而且，圖示的燃料電池系統(tǒng)具有將燃料氣體的供給路徑33和水分離槽41連結(jié)起來的燃料氣體循環(huán)配管50。燃料氣體循環(huán)配管50在其中途具有循環(huán)泵51，并且借助噴射器(日文工七'夕夕)52連接于燃料氣體的供給路徑33的中途。即，該燃料電池系統(tǒng)是將自燃料電池組FS排出的排出燃料氣體(廢氣)中所包含的氫氣進(jìn)行再利用的燃料循環(huán)方式的系統(tǒng)，其利用燃料氣體循環(huán)配管50、循環(huán)泵51以及噴射器52強(qiáng)制地使在燃料電池組FS中未用于發(fā)電而被排出的剩余的氫氣返回燃料氣體的供給路徑33。在這樣的燃料循環(huán)方式的燃料電池系統(tǒng)中，通過并用如圖示例那樣的循環(huán)泵51和噴射器52，例如，能夠在噴射器52發(fā)揮不了作用的壓力區(qū)域通過使循環(huán)泵51運(yùn)轉(zhuǎn)來維持上述循環(huán)。另外，也能夠采用不設(shè)置循環(huán)泵51而僅設(shè)置噴射器52的結(jié)構(gòu)，利用該噴射器 52的作用強(qiáng)制地使從燃料電池組FS排出的剩余的氫氣返回燃料氣體供給路徑33。冷卻流體的循環(huán)路徑35使利用冷卻器45冷卻后的冷卻流體(冷卻水)循環(huán)，該冷卻流體的循環(huán)路徑35具有冷卻水循環(huán)泵46、繞過冷卻器45的旁路通道47以及將循環(huán)路徑35和旁路通道47連接起來的三通閥48。當(dāng)使上述燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，以使框體與隔板分離開配置的擴(kuò)散部的氣壓比框體與隔板利用突起相接觸的擴(kuò)散部的氣壓高的方式調(diào)整反應(yīng)用氣體的供給壓力，使燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在圖4 圖7所示的燃料電池單元FC中，以分離開的方式配置框體I與隔板3的是陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da。另外，利用突起5 (15)使框體I與隔板3相接觸的是陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc。由此，如圖9所示，在本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，以陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da的氣壓比陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc的氣壓高的方式調(diào)整反應(yīng)用氣體的供給壓力，使本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。采用上述的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，在燃料電池組FS的各燃料電池單元FC中，框體I被陰極側(cè)的突起5、15和陽極側(cè)的氣壓保持，從而防止了框體I的撓曲(隆起)。因而，即使如上述那樣反應(yīng)用氣體(特別是氧化劑氣體)的流量出現(xiàn)不均勻，也能夠防止框體I產(chǎn)生撓曲、或者低壓側(cè)的氣流路的壓力損失增大的情況，防患于未然。
并且，采用上述的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，由于在各個(gè)燃料電池單元FC中，良好地維持了膜電極結(jié)構(gòu)體2與兩隔板3、3間的接觸表面壓力，因此能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)下述功能，即通過維持接觸表面壓力來防止接觸電阻增大的功能和應(yīng)對反應(yīng)用氣體的流量不均勻的功能。另外，若如上述實(shí)施方式那樣采用提高陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da的氣壓的方法，則由于燃料氣體(氫氣)原本被加壓儲(chǔ)存于氫氣罐體39內(nèi)，因此也具有壓力控制較為容易這樣的優(yōu)點(diǎn)。在此，作為燃料電池系統(tǒng)的其他例子，列舉有圖10所示的燃料電池系統(tǒng)。圖示的燃料電池系統(tǒng)是不具有上述的圖8所示的系統(tǒng)中的燃料氣體循環(huán)配管(50)、循環(huán)泵(51)以及噴射器(52)的結(jié)構(gòu)。該燃料電池系統(tǒng)并未對包含氫氣的排出燃料氣體進(jìn)行循環(huán)使用，而是使燃料氣體的流通形成為從供給側(cè)向排出側(cè)這一個(gè)方向。這樣的系統(tǒng)被稱作封閉式陽極系統(tǒng)(日文7 ^ — K r , K > K V ^ r Λ)0該燃料電池系統(tǒng)也能夠獲得與上述的燃料循環(huán)方式的燃料電池系統(tǒng)相同的作用和效果。在上述的封閉式陽極系統(tǒng)中，在發(fā)電開始后，利用氫氣調(diào)壓閥40暫時(shí)停止燃料氣體(氫氣)的供給，由于發(fā)電繼續(xù)進(jìn)行而使燃料氣體的供給路徑33的壓力降低。然后，在供·給路徑33成為預(yù)定的壓力之后利用氫氣調(diào)壓閥40再次開始燃料氣體的供給，利用燃料氣體開始供給時(shí)的氣流將燃料電池單元FC內(nèi)的生成水向水分離槽41排出。即，如圖11的(A)所示，陽極側(cè)的氣壓在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生脈動(dòng)。在此，在本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，在陽極側(cè)的氣壓產(chǎn)生脈動(dòng)的情況下，如圖11的(B)所示，以陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da的上限壓力和下限壓力均比陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc的氣壓高的方式調(diào)整反應(yīng)用氣體的供給壓力，使本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。由此，能夠獲得與上述實(shí)施方式相同的作用和效果。圖12和圖13是說明本發(fā)明的燃料電池單元的另外兩個(gè)實(shí)施方式的圖。另外，與上述實(shí)施方式相同的構(gòu)成部位標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略詳細(xì)說明。另外，圖13是燃料氣體供給用的供給排出孔Hl的位置處的剖視圖。在圖12所示的燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，將突起5、15設(shè)置于彼此相對的框體I與隔板3這兩者，并且使框體I與隔板3這兩者的突起5、15相抵接。在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，以分離開的方式配置彼此相對的框體I與隔板3。像這樣，能夠在框體I和隔板3上均設(shè)置突起(5、15)。在該情況下，除了如圖示例那樣的使突起5、15彼此相抵接的結(jié)構(gòu)之外，也可以是交替配置框體I的突起5與隔板3的突起15、使框體I的突起5與隔板3相抵接、使隔板3的突起15與框體I相抵接的結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施方式的燃料電池單元FC中，也能夠獲得與上述的實(shí)施方式相同的作用和效果。在前面的各實(shí)施方式中將突起5、15設(shè)置于陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，相對于此，在圖13所示的燃料電池單元FC中，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，將與隔板3相接觸的突起5設(shè)置于框體I。并且，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，以分離開的方式配置框體I與隔板3。在該情況下，與上述各實(shí)施方式相同，能夠?qū)⑼黄鹪O(shè)置于框體I和隔板3中的至少一者。在上述的燃料電池單元FC中，也能夠獲得與前面的各實(shí)施方式相同的作用和效果。另外，在具有這樣的燃料電池單元FC的層疊體、即燃料電池組FS的燃料電池系統(tǒng)中，能夠以陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc的氣壓比陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da的氣壓高的方式調(diào)整反應(yīng)用氣體的供給壓力，使該燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
在此，在上述的燃料電池單元FC中，如上所述，各構(gòu)成零件存在有尺寸公差、制造上的誤差，并且膜電極結(jié)構(gòu)體2在厚度方向上的經(jīng)年移位等也存在有微小的差異。另外，在如上述圖10和圖11所示的封閉式陽極系統(tǒng)那樣陽極側(cè)的氣壓產(chǎn)生脈動(dòng)的情況下，在陰極側(cè)與陽極側(cè)產(chǎn)生氣壓差，該氣壓差易于導(dǎo)致彎曲應(yīng)力集中于框體I與膜電極結(jié)構(gòu)體2間的接合部。于是，如圖14所示，在燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的任一側(cè)的擴(kuò)散部D中，在框體I和隔板3的彼此相對的相對面中的至少一面上設(shè)置與對方相接觸的突起5，并且將對方與突起5的頂端粘接起來(附圖標(biāo)記Q)。并且，在另一側(cè)的擴(kuò)散部D中，以分離開的方式配置框體I與隔板3。在圖示例的燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)(在圖中為上側(cè))的擴(kuò)散部Dc中，將與隔板3相接觸的突起5設(shè)置于框體1，并且將隔板3與突起5的頂端粘接起來(附圖標(biāo)記Q)，在陽極側(cè)(在圖中為下側(cè))的擴(kuò)散部Da中，以分離開的方式配置框體I與隔板3。另外，陰極和陽極的位置也可以上下顛倒?！τ诟舭?與突起5之間的粘接，能夠在考慮雙方的材料(金屬與樹脂)的基礎(chǔ)上，使用對隔板3與突起5之間的粘接有效的眾所周知的粘接劑，除此以外，也可以采用超聲波熔接等適當(dāng)?shù)恼辰邮侄巍Ｔ搶?shí)施方式的突起5呈圓臺(tái)形狀，并一體成形于樹脂制的框體1，如圖I所示，該突起5以預(yù)定間隔配置。對于該突起5的形狀等并無特殊限定，只要不妨礙反應(yīng)用氣體的流通即可。另外，在該實(shí)施方式中，將與突起5形狀類似的凸部6設(shè)置于框體I的陽極側(cè)的面(在圖14中為下側(cè)的面)上。該凸部6的突出量比陰極側(cè)的突起5的突出量小，并在該凸部6與隔板3之間形成間隙，當(dāng)框體I與隔板3向相互靠近的方向移位時(shí)，凸部6與隔板3相抵接而阻止過大的移位。在具有上述結(jié)構(gòu)的燃料電池單元FC中，框體I與隔板3在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中分離開，因此在構(gòu)成燃料電池組FS時(shí)，層疊方向的加壓力主要作用于膜電極結(jié)構(gòu)體2與隔板3之間，從而能夠充分地確保膜電極結(jié)構(gòu)體2與隔板3之間的接觸表面壓力。另外，在燃料電池單元FC中，能夠利用陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中的框體I與隔板3之間的間隙吸收厚度方向的移位。即，在燃料電池單元FC中，即使存在各構(gòu)成零件的尺寸公差、制造上的偏差、膜電極結(jié)構(gòu)體2在厚度方向上的經(jīng)年移位，也能夠利用上述間隙將其吸收。由此，在將燃料電池單元FC構(gòu)成燃料電池組FS時(shí)，能夠抑制各個(gè)燃料電池單元中的接觸表面壓力、氣體流量等性能的偏差。而且，在燃料電池單元FC中，通過在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中將框體I的突起5的頂端與隔板3粘接起來，提高了具有框體I的膜電極結(jié)構(gòu)體2的耐久性。即，在燃料電池單元FC中，例如，在封閉式陽極系統(tǒng)中，即使陽極側(cè)的氣壓產(chǎn)生脈動(dòng)且在陰極側(cè)與陽極側(cè)之間產(chǎn)生有氣體的壓力差，框體I也會(huì)因粘接于隔板3的上述突起5而被保持于該隔板3，因此無論是陰極側(cè)和陽極側(cè)的哪一側(cè)的壓力高的情況都能夠抑制框體I移位。由此，在燃料電池單元FC中，能夠阻止彎曲應(yīng)力集中于框體I與膜電極結(jié)構(gòu)體2之間的接合部。這樣，在燃料電池單元FC中，能夠利用設(shè)在框體I與隔板3之間的間隙吸收厚度方向的移位，并且通過使突起5粘接于隔板3來保持框體1，因此能夠使構(gòu)成燃料電池組FS時(shí)的各燃料電池單元的性能適當(dāng)，同時(shí)能提高框體I與膜電極結(jié)構(gòu)體2之間的接合部的耐久性。圖15是說明本發(fā)明的燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖。在圖示的燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)(上側(cè))的擴(kuò)散部Dc中，將與作為對方的框體I相接觸的突起15設(shè)置于隔板3，并且將框體I與突起15的頂端粘接起來(Q)。突起15與上述實(shí)施方式的突起相同，以不妨礙反應(yīng)用氣體的流通的方式配置為隔開預(yù)定間隔。并且，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，以分離開的方式配置框體I與隔板3。上述的燃料電池單元FC也與前面的實(shí)施方式相同，能夠利用設(shè)在框體I與隔板3之間的間隙吸收厚度方向的移位，并且利用設(shè)置于隔板3的突起15來保持框體1，因此能夠使構(gòu)成燃料電池組FS時(shí)的各燃料電池單元的性能適當(dāng)，同時(shí)能提高框體I與膜電極結(jié)構(gòu)體2之間的接合部的耐久性。圖16是說明本發(fā)明的燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖。在圖16的(A)所示的 燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，在框體I和隔板3的彼此相對的相對面中的至少一面上設(shè)有與對方相接觸的突起5A，該突起5A是由設(shè)置于框體I與隔板3之間的粘接材料形成的。該突起5A也以不妨礙反應(yīng)用氣體的流通的方式配置為隔開預(yù)定間隔。另外，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，以分離開的方式配置框體I與隔板3。形成突起5A的粘接材料能夠從粘接力被特殊化的材料中選擇,例如能夠使用環(huán)氧類的材料。突起(粘接材料)5A也可以預(yù)先形成為預(yù)定形狀，但是更加優(yōu)選的是，如圖16的(B)所示，從粘接材料供給裝置的噴嘴N噴出粘接材料并涂敷于框體I。于是，突起(粘接材料)5A通過框體I與隔板3接合而與框體I和隔板3這兩者粘接，因此與將作為對方的隔板3與突起5A的頂端粘接起來的情況相同。另外，當(dāng)然也可以與圖示例相反，將突起5A設(shè)置(涂敷)于隔板3。上述的燃料電池單元FC也能夠獲得與前面的實(shí)施方式相同的效果，并且由于以粘接材料形成突起5A，因此能夠不設(shè)置框體I的突起、隔板3的突起，從而簡化形狀，另外，由于能夠在設(shè)置氣體密封件Gs (參照圖I)的工序中一并形成突起5A，因此能夠?qū)μ岣呱a(chǎn)效率、降低制造成本等做出貢獻(xiàn)。另外，在同一工序中形成氣體密封件Gs和突起5A的情況下，優(yōu)選使用適用于雙方的用途的材料，例如硅橡膠、氟橡膠以及聚烯烴橡膠等粘接劑。圖17是說明本發(fā)明的燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖。在圖17的(A)所示的燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的任一側(cè)的擴(kuò)散部D中，在框體I和隔板3的彼此相對的相對面中的至少一面上設(shè)有與對方相接觸的突起5，并且在另一側(cè)的擴(kuò)散部D中，將與框體I和隔板3相接觸的彈性體7設(shè)置于框體I與隔板3之間。該彈性體7與上述實(shí)施方式的突起相同，以不妨礙反應(yīng)用氣體的流通的方式配置為隔開預(yù)定間隔。具體地說，在燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，將與隔板3相接觸的突起5設(shè)置于框體1，并且在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，將與框體I和隔板3相接觸的彈性體7設(shè)置于框體I與隔板3之間。彈性體7能夠如圖17的(B)所示那樣設(shè)置于隔板3，或如圖17的(C)所示那樣設(shè)置于框體I。另外，彈性體7也可以預(yù)先形成為預(yù)定形狀，但是更加優(yōu)選的是，彈性體7由在溶融狀態(tài)下進(jìn)行涂敷并在固化后具有彈性的粘接材料形成。形成彈性體7的粘接材料，例如，能夠使用硅橡膠、氟橡膠、或聚烯烴橡膠等材料。該彈性體(粘接材料)7與前面的由粘接材料形成的突起(圖16中的附圖標(biāo)記5A)相同，也在涂敷于框體I或隔板3并固化后，通過框體I與隔板3接合,從而與對方相接觸。在圖14 圖16所示的實(shí)施方式中，利用陽極側(cè)的隔板3與框體I之間的間隙吸收厚度方向的移位，而在上述的燃料電池單元FC中，利用陽極側(cè)的彈性體7吸收厚度方向的移位。并且,在燃料電池單元FC中，利用框體I的突起5和彈性體7來保持框體I。由此，與前面的實(shí)施方式相同，能夠使構(gòu)成燃料電池組FS時(shí)的各燃料電池單元的性能適當(dāng)，同時(shí)能提高框體I與膜電極結(jié)構(gòu)體2之間的接合部的耐久性。
另外，在上述的燃料電池單元FC中，由于以固化后具有彈性的粘接材料形成彈性體7，因此能夠在設(shè)置氣體密封件Gs (參照圖I)的工序一并形成彈性體7，也能夠?qū)μ岣呱a(chǎn)效率、降低制造成本等做出貢獻(xiàn)。而且，在上述的燃料電池單元FC中，僅使突起5、彈性體7與對方相接觸就能夠獲得移位吸收功能、框體I的保持功能，因此粘接材料也可以是粘接強(qiáng)度較低的材料。因此，能夠簡化粘接面的表面處理或不進(jìn)行粘接面的表面處理，并且能夠采用廉價(jià)的粘接材料，能夠謀求進(jìn)一步降低制造成本。圖18是說明本發(fā)明的燃料電池單元的又一實(shí)施方式的圖。在圖18的(A)所示的燃料電池單元FC中，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部Dc中，將與隔板3相接觸的突起5設(shè)置于框體I，并且在陽極側(cè)的擴(kuò)散部Da中，將與框體I和隔板3這兩者相接觸的彈性體7設(shè)置于框體I與隔板3之間。并且，如在圖18的(B)中也有所表示，在該實(shí)施方式中，與圖14 圖16所示的實(shí)施方式相同，陽極側(cè)的框體I具有突出量比突起5的突出量小的多個(gè)凸部6，在圖示例的情況下，設(shè)有覆蓋兩個(gè)凸部6的彈性體7。如上所述，上述的彈性體7也可以預(yù)先形成為預(yù)定形狀，但是上述的彈性體7也可以由在溶融狀態(tài)下進(jìn)行涂敷并在固化后具有彈性的粘接材料形成。特別是在由粘接材料形成該彈性體7的情況下，以覆蓋多個(gè)凸部6的方式涂敷粘接劑并使該粘接劑固化而形成該彈性體7。由此，能夠確保粘接面積較大，并且彈性體7的對凸部6的粘連性良好，能夠獲得充分的粘接強(qiáng)度。另外，上述的彈性體7能夠針對I個(gè)凸部6形成或針對兩個(gè)以上的凸部6形成，但是優(yōu)選以不妨礙反應(yīng)用氣體的流通的方式選擇其大小、形狀。與前面的各實(shí)施方式一樣，上述的圖14 圖18所示的燃料電池單元FC能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)下述功能，即良好地維持膜電極結(jié)構(gòu)體2與兩隔板3、3之間的接觸表面壓力而防止接觸電阻增大的功能、應(yīng)對反應(yīng)用氣體的流量不均勻的功能。并且，能夠使構(gòu)成燃料電池組FS時(shí)的各燃料電池單元的性能適當(dāng)，同時(shí)還能提高框體I與膜電極結(jié)構(gòu)體2之間的接合部的耐久性。因而，在通過層疊多張上述的燃料電池單元FC而形成的燃料電池組FS中，能夠使各個(gè)燃料電池單元FC的發(fā)電性能、耐久性能均一化，能夠長期地進(jìn)行穩(wěn)定的發(fā)電。本發(fā)明的燃料電池單元的結(jié)構(gòu)并不限定于上述各實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠適當(dāng)變更各構(gòu)成部位的形狀、個(gè)數(shù)、材料等構(gòu)成細(xì)節(jié)。例如，在圖14 圖18所示的各實(shí)施方式中，圖示了在陰極側(cè)和陽極側(cè)中突起與彈性體的位置相互一致的例子，但是上述突起與彈性體的位置也可以在平面方向上錯(cuò)開。另外，也能夠?qū)⑸鲜龈鲗?shí)施方式的結(jié)構(gòu)彼此組合。
附圖標(biāo)記說明I、框體；2、膜電極結(jié)構(gòu)體；3、隔板；5、15、突起；5A、突起(由粘接材料構(gòu)成的突起)；
7、彈性體；Da、陽極側(cè)的擴(kuò)散部；Dc、陰 極側(cè)的擴(kuò)散部；FC、燃料電池單元；FS、燃料電池組。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池單元，其具有在周圍具有框體的膜電極結(jié)構(gòu)體和夾持框體以及膜電極結(jié)構(gòu)體的兩張隔板，并且在框體的緣部與各隔板的緣部彼此之間設(shè)有氣體密封件，該燃料電池單元具有供反應(yīng)用氣體在框體與各隔板之間流通的各擴(kuò)散部，其特征在于， 在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的任一側(cè)的擴(kuò)散部中，在框體和隔板的彼此相對的相對面中的至少一面上設(shè)有與對方相接觸的突起， 在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的另一側(cè)的擴(kuò)散部中，以分離開的方式設(shè)置框體與隔板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料電池單元，其特征在于， 在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的任一側(cè)的擴(kuò)散部中，在框體和隔板的彼此相對的相對面中的至少一面上設(shè)有與對方相接觸的突起，并且將突起的頂端與對方粘接起來。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池單元，其特征在于， 突起由設(shè)置于框體與隔板之間的粘接材料形成。
4.一種燃料電池單元，其具有在周圍具有框體的膜電極結(jié)構(gòu)體和夾持框體以及膜電極結(jié)構(gòu)體的兩張隔板，并且在框體的緣部與各隔板的緣部彼此之間設(shè)有氣體密封件，該燃料電池單元具有供反應(yīng)用氣體在框體與各隔板之間流通的各擴(kuò)散部，其特征在于， 在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的任一側(cè)的擴(kuò)散部中，在框體和隔板的彼此相對的相對面中的至少一面上設(shè)有與對方相接觸的突起， 在陰極側(cè)和陽極側(cè)中的另一側(cè)的擴(kuò)散部中，在框體與隔板之間設(shè)有與該框體和隔板相接觸的彈性體。
5.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池單元，其特征在于， 彈性體由在固化后具有彈性的粘接材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的燃料電池單元，其特征在于， 在陰極側(cè)的擴(kuò)散部中，上述突起設(shè)于框體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的燃料電池單元，其特征在于， 在陰極側(cè)的擴(kuò)散部中，上述突起設(shè)于隔板。
8.一種燃料電池組，其特征在于， 該燃料電池組通過層疊多張權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的燃料電池單元而成。
9.一種燃料電池組，其特征在于， 該燃料電池組通過層疊多張權(quán)利要求6或7所述的燃料電池單元而成。
10.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 該燃料電池系統(tǒng)具有權(quán)利要求8所述的燃料電池組。
11.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 該燃料電池系統(tǒng)具有權(quán)利要求9所述的燃料電池組。
12.一種燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 當(dāng)使權(quán)利要求10所述的燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以框體與隔板分離開配置的擴(kuò)散部的氣壓比框體與隔板因突起而相接觸的擴(kuò)散部的氣壓高的方式調(diào)整反應(yīng)用氣體的供給壓力，使上述燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
13.一種燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 當(dāng)使權(quán)利要求11所述的燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以陽極側(cè)的擴(kuò)散部的氣壓比陰極側(cè)的擴(kuò)散部的氣壓高的方式調(diào)整反應(yīng)用氣體的供給壓力，使上述燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃料電池單元。在具有在周圍具有框體的膜電極結(jié)構(gòu)體和夾持膜電極結(jié)構(gòu)體的兩張隔板的燃料電池單元中，當(dāng)使隔板與膜電極結(jié)構(gòu)體及框體這兩者相接觸時(shí)，使膜電極結(jié)構(gòu)體與隔板之間的接觸表面壓力減小而接觸電阻增大。本發(fā)明的燃料電池單元(FC)包括具有框體(1)的膜電極結(jié)構(gòu)體(2)和夾持膜電極結(jié)構(gòu)體(2)的兩張隔板(3、3)，并且在框體(1)的緣部與各隔板(3)的緣部彼此之間設(shè)有氣體密封件(Gs)，具有供反應(yīng)用氣體在框體(1)與各隔板(3)之間流通的擴(kuò)散部(Da、Dc)，在陰極側(cè)的擴(kuò)散部(Dc)中，在框體(1)上設(shè)有與隔板(3)相接觸的突起(5)，并且，在陽極側(cè)的擴(kuò)散部(Da)中，以分離開的方式設(shè)置框體(1)與隔板(3)，從而良好地維持了膜電極結(jié)構(gòu)體(2)與隔板(3)之間的接觸表面壓力，防止了接觸電阻的增大。
文檔編號H01M8/24GK102939678SQ201180029588
公開日2013年2月20日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者池添圭吾, 阿部光高, 屋隆了, 沼尾康弘 申請人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社