DE112006003413T5

DE112006003413T5 - Separator für Brennstoffzellen

Info

Publication number: DE112006003413T5
Application number: DE112006003413T
Authority: DE
Inventors: Sadao Toyota-shi Ikeda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2008-10-02
Also published as: WO2007069440A1; CA2633273A1; US8012645B2; CN101331633B; CA2633273C; JP5077620B2; US20090169964A1; JP2007165257A; CN101331633A

Abstract

Separator für eine Brennstoffzelle, der so ausgebildet ist, das er ein Reaktantengas oder Kühlwasser zirkulieren lässt, umfassend:
streifenförmige Fluidkanäle, die aus aneinander angrenzenden konvexen und konkaven Abschnitten gebildet sind, die auf der Oberfläche des Separators ausgebildet sind; und
einen Verteilungskanal, der ein Fluid, das in diese Fluidkanäle eingeführt werden soll, auf die Fluidkanäle verteilt,
wobei eine Position eines Endes des konvexen Abschnitts und eine Position eines Endes des konkaven Abschnitts, aus denen die Fluidkanäle bestehen, in Streifenrichtung des Fluidkanals versetzt sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Separator für eine Brennstoffzelle. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen Aufbau eines Separators, der eine MEA, in der Elektroden auf einander entgegengesetzten Seiten eines Elektrolyten vorgesehen sind, hält.
Beschreibung der einschlägig verwandten Technik
Als Separator, der auf eine Brennstoffzelle angewendet werden kann, ist ein Aufbau bekannt, der mit streifen- oder linienartigen Fluidkanälen versehen ist, die aus einer Vielzahl von konvexen und konkaven Abschnitten bestehen, die nebeneinander in Wellenform angeordnet sind, sowie mit einem Verteilungskanal zum Verteilen von Reaktantengas oder Kühlwasser, das in diese Fluidkanäle eingeführt werden soll (siehe z. B. Patentdokument 1).

[Patentdokument 1] japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2005-243651

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einem Separator, der solchermaßen aufgebaut ist, besteht jedoch das Problem, dass ein Differentialdruck (ein Druckverlust) insbesondere in der Nähe eines Grenzabschnitts zwischen einem Fluidkanal und einem Verteilungskanal groß ist. Wenn der Differentialdruck in der Nähe des Grenzabschnitts so groß ist, können Probleme im Hin blick auf eine erschwerte Sicherstellung einer Fluiddichtigkeit und einer Höhe eines Gaszufuhr- bzw. Gasförderdrucks (einer Zufuhrleistung) bestehen.
Um die Probleme zu lösen, ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines Separators einer Brennstoffzelle mit einem Aufbau, der in der Lage ist, einen Differentialdruck in einem Grenzabschnitt zwischen streifen- oder linienartigen Fluidkanälen, die aus einer Vielzahl von konvexen Abschnitten und konkaven Abschnitten bestehen, die nebeneinander in Wellenform angeordnet sind, und einem Verteilungskanal zum Verteilen von Reaktantengas oder Kühlwasser, das in diese Fluidkanäle eingeführt werden soll, zu verringern.
Um diese Probleme zu lösen, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung verschiedene Untersuchungen durchgeführt. In den Untersuchungen hat der Erfinder einen herkömmlichen Separatoraufbau betrachtet, genauer eine Struktur in der Nähe eines Grenzabschnitts zwischen den Fluidkanälen, die in Form von Streifen oder Linien ausgebildet sind, und dem Verteilungskanal, der so ausgebildet ist, dass er mit diesen Fluidkanälen in Kontakt steht, und der Erfinder hat eine Technik gefunden, die in der Lage ist, dieses Problem zu lösen.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Entdeckung durchgeführt, und ein Separator einer Brennstoffzelle, der so aufgebaut ist, dass er Reaktantengas oder Kühlwasser zirkulieren lässt, weist Folgendes auf: streifenartige Fluidkanäle, die aus einander benachbarten bzw. aneinander angrenzenden konvexen und konkaven Abschnitten bestehen, die auf der Oberfläche des Separators ausgebildet sind, und einen Verteilungskanal, der ein Fluid, das in die Fluidkanäle eingeführt werden soll, auf diese Fluidkanäle verteilt, wobei eine Position eines Anschlussendes bzw. Endes des konvexen Abschnitts und eine Position eines Anschlussendes bzw. Endes des konkaven Abschnitts, aus denen die Fluidkanäle bestehen, in Streifenrichtung des Fluidkanals versetzt sind.
Der Separator mit dem oben geschilderten Aufbau ist so aufgebaut, dass die Positon des Endes des konvexen Abschnitts (z. B. einer konvexen Rippe) sich von der des konkaven Abschnitts (z. B. einer konkaven Nut) unterscheidet, anders gesagt, so, dass eine sogenannte Phase eines vorderen Endes (oder eines hinteren Endes) des konvexen Abschnitts sich von derjenigen des vorderen Endes des konkaven Abschnitts unterscheidet. In diesem Fall kann eine Fläche eines Einführungsabschnitts in einen Gaskanal für das Reaktantengas, das beispielsweise vom Verteilungskanal zum Gaskanal strömt (oder eine Fläche eines Einführungsabschnitts in einen Kühlwasserkanal für das Kühlwasser, das vom Verteilungskanal zum Kühlwasserkanal strömt), vergrößert sein. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, wo die Enden der konvexen und konkaven Abschnitte, aus denen der Fluidkanal besteht, ohne jeglichen Phasenunterschied auf der gleichen Linie angeordnet sind, wie im herkömmlichen Beispiel, der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem Fluidkanal und dem Verteilungskanal (der Differentialdruck, der auf das Fluid ausgeübt wird, auch als Druckverlust bezeichnet) verringert werden. Daher kann die Fluiddichtigkeit im Fluidkanal leicht gewährleistet werden, und der Zufuhrdruck (die Zufuhrleistung) des Reaktantengases oder des Kühlwassers muss nicht erhöht werden, wie in einem herkömmlichen Aufbau.
Darüber hinaus ist im Separator der Brennstoffzelle ein Aufbau bevorzugt, bei dem das Ende des konkaven Abschnitts näher am Verteilungskanal positioniert ist als das Ende des konvexen Abschnitts. In diesem Fall ist an einer Oberfläche, an der die konkaven und konvexen Abschnitte vorgesehen sind, der Differentialdruck in Bezug auf das Fluid, das an der Oberfläche strömt, verringert, insbesondere in der Nähe des Grenzabschnitts zwischen dem Verteilungskanal und dem Fluidkanal.
Ferner ist es bevorzugt, dass der Separator der Brennstoffzelle solchermaßen aufgebaut ist, dass die vorderen und hinteren Oberflächen bzw. die Vorder- und Rückseiten einstückig ausgebildet sind. Wenn beispielsweise, wie oben beschrieben, das Ende des konkaven Abschnitts näher am Verteilungskanal positioniert ist als das Ende des konvexen Abschnitts, ist in diesem Fall die Rückseite mit einer umgekehrten Struktur an der hinteren Oberfläche versehen, d. h. das Ende des konvexen Abschnitts ist näher am Verteilungskanal angeordnet als das Ende des konkaven Abschnitts. Bei einem solchen Aufbau kann der Weg des Fluids, das durch die Vorderseite strömt, verschieden sein von dem des Fluids, das durch die Rückseite strömt, so dass Strömungsgeschwindigkeiten oder Strömungsraten der Fluide, die durch die Vorder- und Rückseiten strömen, von einem Separatoraufbau gesteuert werden können.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass der Verteilungskanal mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen ist. Diese Vorsprünge haben die Funktion, das Fluid (das Reaktantengas oder das Kühlwasser), das durch den Verteilungskanal strömt, gleichmäßiger auf die Fluidkanäle zu verteilen. Außerdem liegen Vorsprünge von übereinander liegenden Separatoren aneinander an, wodurch die Vorsprünge als gegenseitige Stützen dienen, so dass dieser Verteilungskanal nicht verformt wird.
Ferner kann der Verteilungskanal zu einem Fluidrückführungsabschnitt, einem Fluideinführungsabschnitt und einem Fluidausführungsabschnitt gehören.
Darüber hinaus kann es sich bei dem Separator der Brennstoffzelle um einen Metallseparator handeln.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1A ist eine Draufsicht auf einen Separator, der einen Beispielsaufbau des Separators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
1B ist eine Schnittdarstellung des Separators entlang der Linie B-B von 1A;
1C ist eine Schnittdarstellung des Separators entlang der Linie C-C von 1A;
2A ist eine Draufsicht, die eine vergrößerte Struktur um eine Verzweigungsleitung auf der Seite des Oxidierungsgaseinlasses im Separator von 1A zeigt;
2B ist eine Schnittdarstellung einer vergrößerten Struktur um eine Verzweigungsleitung auf der Seite des Oxidierungsgaseinlasses im Separator von 1C;
3A ist eine Draufsicht, die eine Struktur um die Enden einer konvexen Rippe und einer konkaven Nut in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3B ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von 3A;
3C ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von 3A und zeigt eine Querschnittsfläche eines Gas-Einlassabschnitts;
3D ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie D-D von 3A;
4 ist eine perspektivische Darstellung einer Struktur um die Enden der konvexen Rippe und der konkaven Nut in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5A ist eine Draufsicht auf eine Struktur um die Enden einer konvexen Rippe und einer konkaven Nut in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5B ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C von 5A;
6 ist eine Draufsicht auf eine Beispielsstruktur eines Separators in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Skizze, die eine Beispielsstruktur um eine Verzweigungsleitung auf der Seite eines Oxidationsgaseinlasses im Separator von 6 zeigt;
8 ist eine Draufsicht auf eine Beispielsstruktur eines Separators in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Skizze, die eine vergrößerte Struktur um eine Verzweigungsleitung auf der Seite eines Oxidationsgaseinlasses im Separator von 8 zeigt;
10 ist eine Schnittdarstellung einer Beispielsstruktur eines linearen Kanalabschnitts in einem Fall, wo eine MEA und ein Separator übereinandergeschichtet bzw. laminiert sind;
11 ist eine Schnittdarstellung einer Beispielsstruktur eines Verteilungskanalabschnitts in einem Fall, wo die MEA und der Separator übereinander geschichtet sind; und
12 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Einheitszelle einer Brennstoffzelle gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird eine bevorzugte Weise der Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen erläutern die vorliegende Erfindung, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Aus führungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weise modifiziert und implementiert werden.
1A bis 12 zeigen Ausführungsformen eines Separators einer Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser Separator hält eine Membranelektrodenanordnung (MEA) 30, in der Elektroden 32a, 32b auf einander entgegengesetzten Seiten eines Elektrolytfilms (eines Polymerelektrolytfilms) 31 vorgesehen sind, um eine Brennstoffzelle zu bilden, und weist einen Aufbau auf, der mit einem linearen Fluidkanal, der aus einem konvexen Abschnitt (einer konvexen Rippe) 21a, der eine lineare Rippe einschließt, und einem konkaven Abschnitt (einer konkaven Nut) 21b, der eine Nut einschließt, besteht und der ein Fluid liefert, sowie mit einem Verteilungskanal 12 versehen ist, der aus einer flachen Oberfläche besteht, die auf einer Höhe zwischen dem konvexen Abschnitt 21a und einem konkaven Abschnitt 21b angeordnet ist. Die folgenden Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass eine Position eines Endes des konvexen Abschnitts 21a von der eines Endes des konkaven Abschnitts 21b in Bezug auf eine Linie vertikal zu einer Strömungsrichtung des linearen Fluidkanals in einem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Fluidkanal und dem Verteilungskanal 12 im Separator 20 dieser Brennstoffzelle 1 verschieden ist.
In den folgenden Ausführungsformen wird zuerst eine Anordnung eines Stapels 3, der die Brennstoffzelle 1 bildet, skizziert, und dann wird ein Aufbau des Separators 20 ausführlich beschrieben (siehe 12 usw.). Es sei darauf hingewiesen, dass der Separator 20 der Brennstoffzelle 1, der in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wird, mit dem Fluidkanal eines geraden oder eines kurvigen Typs versehen ist, und dass ein Fluideinlass oder ein Fluidauslass dieser Fluidkanäle mit dem Verteilungskanal (einem Verteilungsabschnitt) 12 zum Verteilen eines Fluids auf eine Vielzahl von Fluidkanälen versehen ist.
12 skizziert eine Anordnung einer Zelle 2 der Brennstoffzelle 1 der vorliegenden Ausführungsform. Es sei darauf hingewiesen, dass die Brennstoffzelle 1, die durch Übereinanderschichten dieser Zellen 2 aufgebaut wird, als ein in einem Fahrzeug eingebautes Leistungserzeugungssystem für beispielsweise ein Brennstoffzellen/Hybrid-Fahrzeug (FCHV) verwendet werden kann, die Brennstoffzelle jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist und die Brennstoffzelle als Leistungserzeugungssystem oder dergleichen verwendet werden kann, das in einem selbstfahrenden Körper, wie irgendeiner Art von mobilem Körper (z. B. einem Schiff, einem Flugzeug oder dergleichen), oder in einem Roboter verwendet werden kann.
Die Zelle 2 besteht aus einer MEA 30 und einem Paar Separatoren (in 12 mit den Bezugszahlen 20a, 20b bezeichnet), zwischen denen die MEA 30 gehalten wird (siehe 12). Die MEA 30 und die Separatoren 20a, 20b sind im Wesentlichen in rechtwinklig plattenartiger Form ausgebildet. Darüber hinaus ist eine Außenform der MEA 30 etwas kleiner ausgebildet als Außenformen der Separatoren 20a, 20b. Ferner werden Abschnitte um die MEA 30 und die Separatoren 20a, 20b gemeinsam mit einem ersten Dichtelement 13a und einem zweiten Dichtelement 13b aus einem Formharz geformt.
Die MEA 30 besteht aus dem Polymerelektrolytfilm 31 (im Folgenden auch einfach als Elektrolytfilm 31 bezeichnet), der einen Ionentauscherfilm aus einem polymeren Material einschließt, und einem Paar Elektroden 32a, 32b (einer Anode und einer Kathode), die beide Oberflächen des Elektrolytfilms 31 halten. Unter diesen Komponenten ist der Elektrolytfilm 31 so ausgebildet, dass er etwas größer ist als die Elektroden 32a, 32b. Dieser Elektrolytfilm 31 wird beispielsweise mittels eines Warmpressverfahrens an die Elektroden 32a, 32b gebondet, und zwar so, dass ein Umfangsrandabschnitt 33 freigelassen wird.
Die Elektroden 32a, 32b, die Bestandteile der MEA 30 sind, bestehen beispielsweise aus porösem Kohlenstoffmaterial (einer Diffusionsschicht), das einen Katalysator, wie Platin, der an die Oberfläche des Materials gebunden ist, trägt. Ein Wasserstoffgas wird als Brenngas zu einer Elektrode (der Anode) 32a geliefert, und ein Oxidierungsgas, wie Luft oder ein Oxidierungsmittel, wird zu der anderen Elektrode (der Kathode) 32b geliefert. Diese beiden Arten von Gasen bewirken eine elektrochemische Reaktion in der MEA30, wodurch eine elektromotorische Kraft von der Brennstoffzelle 2 erhalten wird.
Die Separatoren 20a, 20b bestehen aus leitfähigem Material, das gasundurchlässig ist. Beispiele für das leitfähige Material schließen Kohlenstoff, ein hartes Harz mit Leitfähigkeit und ein Metall, wie Aluminium oder Edelstahl, ein. Eine Basis der Separatoren 20a, 20b der vorliegenden Erfindung ist aus einem Metallblech gebildet (Metallseparatoren) und Oberflächen dieser Basis auf den Seiten der Elektroden 32a, 32b sind mit Folien bzw. Schichten mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit versehen (z. B. mit Gold plattierte Elektroden).
Darüber hinaus sind beide Oberflächen der Separatoren 20a, 20b mit nutartigen Kanälen versehen, die aus einer Vielzahl von konkaven Abschnitten bestehen. In einem Fall, wo die Basis der Separatoren 20a, 20b der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise aus dem Metallblech besteht, können diese Kanäle durch Formpressen gebildet werden. Die auf diese Weise ausgebildeten nutartigen Kanäle bilden einen Gaskanal 34 für das Oxidierungsgas, einen Gaskanal 35 für das Wasserstoffgas und einen Kühlwasserkanal 36. Genauer wird eine Vielzahl von Gaskanälen 35 für das Wasserstoffgas an einer inneren Oberfläche bzw. Innenseite des Separators 20a auf der Seite der Elektrode 32a ausgebildet, und eine Vielzahl von Kühlwasserkanälen 36 wird auf einer Rückseite (einer Außenseite) des Separators ausgebildet (siehe 12). Auf ähnliche Weise wird eine Vielzahl von Gaskanälen 34 für das Oxidierungsgas an einer Innenseite des Separatos 20b auf der Seite der Elektrode 32b ausgebildet, und eine Vielzahl von Kühlwasserkanälen 36 wird an einer Rückseite (einer Außenseite) des Separatos ausgebildet (siehe 12). In der vorliegenden Ausführungsform sind diese Gaskanäle 34 und die Gaskanäle 35 in der Zelle 2 beispielsweise parallel zueinander ausgebildet. Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform in einem Fall, wo zwei Zellen 2, 2 angrenzend aneinander angeordnet sind, so dass die äußere Oberfläche des Separators 20a einer Zelle 2 an der äußeren Oberfläche des Separators 20b der angrenzenden Zelle 2 befestigt wird, die Kühlwasserkanäle der beiden Zellen vereinigt, um einen Kanal mit einem beispielsweise rechteckigen Querschnitt zu bilden (siehe 10, 12). Es sei darauf hingewiesen, dass ein Umfangsabschnitt zwischen dem Separator 20a und dem Separator 20b der benachbarten Zellen 2, 2 aus einem Formharz geformt wird.
Darüber hinaus sind um ein Ende des Separators 20a oder 20b in Längsrichtung (in der Nähe eines Endes, das, wenn man 12 betrachtet, links dargestellt ist) eine einlassseitige Oxidierungsgas-Verzweigungsleitung 15a, eine auslassseitige Wasserstoffgas-Verzweigungsleitung 16b und eine auslassseitige Kühlwasser-Verzweigungsleitung 17b (in 12 mit einem Symbol C bezeichnet) ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind diese Verzweigungsleitungen 15a, 16b und 17b beispielsweise aus im Wesentlichen rechtwinkligen oder trapezoiden Durchgangsöffnungen gebildet, die in den Separatoren 20a, 20b vorgesehen sind (siehe 6, 12). Ferner ist ein gegenüber liegenden Ende des Separators 20a oder 20b mit einer auslassseitigen Oxidierungsgas-Verzweigungsleitung 15b, einer einlassseitigen Wasserstoffgas-Verzweigungsleitung 16a und einer einlassseitigen Kühlwasser-Verzweigungsleitung 17a versehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind diese Verzweigungsleitungen 15b, 16a und 17a ebenfalls aus im Wesentlichen rechteckigen oder trapezoiden Durchgangsöffnungen gebildet (siehe 6, 12).
Unter den oben genannten Verzweigungsleitungen sind die Einlass-Verzweigungsleitung 16a und die Auslass-Verzweigungsleitung 16b für das Wasserstoffgas im Separator über einen Einlass-Verbindungskanal 61 und einen Auslass-Verbindungskanal 62, die jeweils in Nutform im Separator 20a ausgebildet sind, mit den Gaskanälen 35 für das Wasserstoffgas verbunden. Ebenso sind die Einlass-Verzweigungsleitung 15a und die Auslass-Verzweigungsleitung 15b für das Oxidierungsgas im Separator 20b über einen Einlass-Verbindungskanal 63 und einen Auslass-Verbindungskanal 64, die jeweils in nutartiger Form im Separator 20b ausgebildet sind, mit den Gaskanälen 34 für das Oxidierungsgas verbunden (siehe 12). Ferner sind die Einlass-Verzweigungsleitung 17a und die Auslass-Verzweigungsleitung 17b für das Kühlwasser im Separator 20a oder 20b über einen Einlass-Verbindungskanal 65 und einen Auslass-Verbindungskanal 66, die jeweils in nutartiger Form im Separator 20a bzw. 20b ausgebildet sind, mit den Kühlwasserkanälen 36 verbunden. Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau der Separatoren 20a, 20b werden das Oxidierungsgas, das Wasserstoffgas und das Kühlwasser zur Zelle 2 geliefert. Hier wird ein spezielles Beispiel beschrieben. Beispielsweise passiert das Wasserstoffgas den Verbindungskanal 61 von der Einlass-Verzweigungsleitung 16a des Separators, um in den Gaskanal 35 zu strömen, um für eine Leistungserzeugung der MEA 30 verwendet zu werden. Danach passiert das Wasserstoffgas den Verbindungskanal 62 und wird zur Auslass-Verzweigungsleitung 16b ausgeführt.
Sowohl das erste Dichtelement 13a als auch das zweite Dichtelement 13b sind Elemente von rahmenartiger Form und sind im Wesentlichen gleich geformt (siehe 12). Von diesen Elementen ist das erste Dichtelement 13a zwischen der MEA und dem Separator 20a vorgesehen, und genauer ist es zwischen dem Umfangsrandabschnitt 33 des Elektrolytfilms 31 und einem Abschnitt des Separators 20a um den Gaskanal 35 angeordnet. Das zweite Dichtelement 13 ist zwischen der MEA 30 und dem Separator 20b vorgesehen, und genauer ist es zwischen dem Umfangsrandabschnitt 33 des Elektrolytfilms 31 und einem Abschnitt des Separators 20b um den Gaskanal 34 vorgesehen.
Ferner ist ein rahmenartiges drittes Dichtelement 13c zwischen dem Separator 20b und dem Separator 20a von einander benachbarten Zellen 2, 2 vorgesehen (siehe 12). Das dritte Dichtelement 13c ist ein Element, das vorgesehen ist, um zwischen einem Abschnitt des Separators 20b um den Kühlwasserkanal 36 und einem Abschnitt des Separators 20a um den Kühlwasserkanal 36 angeordnet zu werden und dadurch eine Dichtung zwischen diesen Abschnitten zu bewirken. Übrigens sind in der Zelle 2 der vorliegenden Ausführungsformen unter den verschiedenen Kanälen (34 bis 36, 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b und 61 bis 66) der Fluide in den Separatoren 20a, 20b die Einlass-Verzweigungsleitungen 15a, 16a und 17a und die Auslass-Verzweigungsleitungen 15b, 16b und 17b verschiedener Fluide Kanäle, die außerhalb des ersten Dichtelements 13a, des zweiten Dichtelements 13b und des dritten Dichtelements 13c angeordnet sind (siehe 12).
Nun wird ein Aufbau des Separators der vorliegenden Ausführungsform (in der obigen Beschreibung mit den Bezugszahlen 20a, 20b bezeichnet, aber in der folgenden Beschreibung manchmal auch einfach mit der Bezugszahl 20 bezeichnet) ausführlich beschrieben (siehe 1A usw.). Der Separator 20 ist mit einem Fluidkanal vom geraden oder kurvigen Typ versehen, und Einlässe und Auslässe einer Vielzahl von Kanälen sind ferner mit Verteilungskanälen (Verteilungsabschnitten) 12 zum Verteilen des Fluids auf die Fluidkanäle versehen. Ein linearer Abschnitt (dieser wird in der vorliegenden Schrift auch als linearer Kanal bezeichnet) des Fluidkanals besteht aus einem linearen konvexen Abschnitt 21a und einem linearen konkaven Abschnitt 21b, und der Verteilungskanal 12 besteht aus einer flachen Oberfläche an einer Position, die tiefer ist als die des konvexen Abschnitts 21a und höher als die des konkaven Abschnitts 21b. In der vorliegenden Ausführungsform besteht der konvexe Abschnitt 21a beispielsweise aus einer Rippe, die vorstehend geformt ist (im Folgenden „konvexe Rippe" genannt und mit der Bezugszahl 21a bezeichnet), und der konkave Abschnitt 21b besteht aus einer Nut mit einer zurückgenommenen Form (im Folgenden „konkave Nut" genannt und mit der Bezugszahl 21b bezeichnet). Es sei darauf hingewiesen, dass ein Separator 20 so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt des Separators eine Wellenform aufweist. An einer Rückseite der konvexen Rippe 21a befindet sich die konkave Nut 21b, und an einer Rückseite der konkaven Nut 21b befindet sich die konvexe Rippe 21a, so dass vordere und hintere Oberflächen einstückig ausgebildet sind (siehe 10). Darüber hinaus ist das hierin genannte Fluid an der Oberfläche, wo die Separatoren 20 einander gegenüber liegen, beispielsweise das Kühlwasser, und das Fluid an der Oberfläche, wo der Separator 20 der MEA 30 gegenüber liegt, ist ein Reaktantengas, wie das Oxidierungsgas oder das Brenngas. Es sei darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Schrift beschrieben wird, dass der Gaskanal oder der Kühlwasserkanal 36, der aus der konvexen Rippe 21a und der konkaven Nut 21b besteht, linear ist, aber die hierin angegebene lineare Form ist nicht ausschließlich gerade. Kurz gesagt ist damit gemeint, dass die Vielzahl von Fluidkanälen so ausgebildet sind, dass sie aneinander grenzen, wodurch eine sogenannte Streifenform gebildet wird. Darüber hinaus ist der hierin genannte Gaskanal der Gaskanal 34 für das Oxidierungsgas oder der Gaskanal 35 für das Wasserstoffgas, d. h. ein Kanal für das Reaktantengas, und der Kanal ist in 2A und dergleichen mit der Bezugszahl 10 bezeichnet.
Ferner ist der oben genannte Separator 20 durch einen Aufbau gekennzeichnet, in dem eine Position eines Endes der konvexen Rippe 21 sich von der eines Endes der konkaven Nut 21b in Bezug auf eine zu einer Strömungsrichtung des linearen Kanals vertikale Linie in einem Grenzabschnitt zwischen diesen linearen Kanälen und dem Verteilungskanal 12 unterscheidet. Anders ausgedrückt, der Aufbau ist dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf eine Vielzahl von konvexen Abschnitten 21a und konkaven Abschnitten 21b, die wiederholt angrenzend aneinander ausgebildet sind, so dass sie den Gaskanal 10 bilden, Phasen der Enden der konvexen Abschnitte 21a und der Enden der konkaven Abschnitte 21b aufeinanderfolgend versetzt sind. Erste bis vierte Ausführungsformen eines solchen Aufbaus eines Separators 20 werden nachstehend beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Erstens zeigen 1A bis 1C einen Separator 20, der mit einem geraden Gaskanal 10 versehen ist. Wie oben beschrieben, sind Enden dieses Separators 20 mit Einlass-Verzweigungsleitungen 15a, 16a und 17a und Auslass-Verzweigungsleitungen 15b, 16b und 17b für verschiedene Fluide (ein Oxidierungsgas, ein Brenngas und Kühlwasser) versehen. Darüber hinaus sind beide Enden des Gaskanals 10 mit Verteilungskanälen 12 zum Verteilen eines Gases auf die Gaskanäle 10 versehen (siehe 1A, 2A usw.). Es sei darauf hingewiesen, dass ein Abschnitt, wo das Gas, das vom Gaskanal 10 ausgeführt wird, sich vereinigt, in der vorliegenden Ausführungsform auch als Verteilungskanal 12 bezeichnet wird. Das heißt, in diesem Fall verteilt der Verteilungskanal 12 das Gas im Wesentlichen nicht, sondern hat eine symmetrische Struktur, und das Gas kann in jede Richtung geliefert werden. Daher werden in der vorliegenden Ausführungsform beide Abschnitte der Einfachheit halber als „Verteilungskanäle" bezeichnet.
Dieser Verteilungskanal 12 ist mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 23a versehen, die beispielsweise während des Formpressens gebildet werden, und mit anderen Vorsprüngen 24a, die sich auf einer Seite erheben, die den Vorsprüngen 23a entgegengesetzt ist (siehe 1A, 2A usw.). Unter diesen Vorsprüngen stehen die Vorsprünge 23a auf der gleichen Seite (z. B. einer Vorderseite) wie die konvexen Rippen 21a vor und sind so ausgebildet, dass sie eine Höhe H1 aufweisen, die einer Höhe dieser konvexen Rippe 21a gleich ist (siehe 2A bis 2C). Dieser Vorsprung 23a stößt an die Oberfläche einer MEA 30, um eine Region für die Zufuhr von Gas zwischen der MEA 30 und dem Separator 20 sicherzustellen (siehe 11). Darüber hinaus stehen die Vorsprünge 24a auf der gleichen Seite (z. B. einer Rückseite) wie die Eintiefungsseite der konkaven Nuten 21b vor und sind so ausgebildet, dass sie eine Höhe H2 aufweisen, die einer Höhe der konvexen Rippe, die auf der Rückseite dieser konkaven Nut 21b ausgebildet ist, gleich ist, so dass Vorder- und Rückseiten einstückig ausgebildet sind (siehe 2A bis 2C). Dieser Vorsprung 24a stößt an den Vorsprung 24a des angrenzenden Separators 20, um ein Region (einen Kühlwasserkanal 36) für die Zufuhr des Kühlwassers zwischen den beiden Separatoren 20 sicherzustellen (siehe 11). Es sei darauf hingewiesen, dass es unter dem Gesichtspunkt, dass Regionen für die Zufuhr verschiedener Gase oder des Kühlwassers mit gleichmäßigen Intervallen gehalten werden, um eine konstante Strömungsfähigkeit zu erreichen, bevorzugt ist, diese Vorsprünge 23a, 24a mit gleichmäßigen Intervallen anzuordnen, wie in der vorliegenden Ausführungsform (siehe 1A usw.). Darüber hinaus sind Rückseiten der Vorsprünge 23a, 24a mit Gruben 23b bzw. 24b versehen, die zur gleichen Zeit beispielsweise während des Formpressens ausgebildet werden (siehe 11 usw.). Es sei darauf hingewiesen, dass Bezugszahlen 40, 41 in 11 jeweils Isolierelemente sind.
Die konvexe Rippe 21a und die konkave Nut 21b weisen einen Aufbau auf, in dem Positionen von Abschnitten als Enden sich in Rückwärts/Vorwärts-Richtung in einem Grenzabschnitt zwischen einem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 unterscheiden (siehe 4). Ein Beispiel für einen solchen Aufbau wird im Folgenden spezifisch beschrieben, wobei Längen von Abschnitten mit Symbolen bezeichnet werden.
Das heißt, im Separator 20 mit einer Gesamtlänge L0 in Längsrichtung und einer Gesamtbreite W0 ist in der vorliegenden Ausführungsform in einem Aufbau, in dem ein Ende der konkaven Nut 21b näher am Verteilungskanal 12 positioniert ist als ein Ende der konvexen Rippe 21a (siehe 1A bis 1C), eine Gesamtlänge der konvexen Rippe 21a L1, während eine Gesamtlänge der konkaven Nut 21b L2 länger ist als die Gesamtlänge der Rippe (L2 > L1). Hierbei sind die konvexe Rippe 21a und die konkave Nut 21b, die in der vorliegenden Ausführungsform dargestellt sind, im Hinblick auf die Mittellinie als Bezug symmetrisch ausgebildet, so dass schließlich die konkave Nut 21b an einem Ende des Separators 20 so ausgebildet ist, dass sie um SAX1 = (L2 – L1)/2 länger ist als der konvexe Abschnitt 21a (siehe 2A bis 3D).
Weiter wird eine Struktur um die Enden der konvexen Rippen 21a und der konkaven Nuten 21b in der vorliegenden Ausführungsform ausführlicher beschrieben (siehe 2A bis 4). Erstens ist der Endabschnitt der konvexen Rippe 21a mit einem schrägen Abschnitt (in 4 mit 25a bezeichnet) versehen, der in Längsrichtung eine Länge S3 aufweist (siehe 3A bis 4). Wie aus 3A bis 3D hervorgeht, schließt ein Gesamtlängenabschnitt der konvexen Rippe 21a mit der Länge L1 diesen schrägen Abschnitt 25a nicht ein. Darüber hinaus ist der Endabschnitt der konkaven Nut 22b mit einem schrägen Abschnitt versehen (in 3A, 3D mit 25b bezeichnet). Wie aus 3A usw. hervorgeht, ist dieser schräge Abschnitt 25b in einer Gesamtlänge der konkaven Nut 21b, die die Länge L2 aufweist, enthalten. Es sei darauf hingewiesen, dass das Symbol S2, das in 3D dargestellt ist, eine Länge ist, die durch Subtrahieren der Länge des schrägen Abschnitts 25b im Endabschnitt der konkaven Nut 21b von einer Differentiallänge (= SAX1 wie oben beschrieben) zwischen der Endposition der konkaven Nut 21b und der Endposition der konvexen Rippe 21a erhalten wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass außerdem eine Gesamtdicke des Separators 20 mit einem Symbol H0 bezeichnet ist (siehe 3B, 3D). Die Dicke H0 ist ein Wert (H0 = t0 + H1 + H2), der durch Addieren einer Plattendicke t0 eines Plattenmaterials, aus dem der Separator 20 besteht, der lichten Höhe H1 der oben genannten konvexen Rippe 21a und des Vorsprungs 23a und der lichten Höhe H2 der oben genannten rückseitigen konvexen Rippe 21a und des Vorsprungs 24a erhalten wird. Ferner ist ein Abstand zwischen der konvexen Rippe 21a und der angrenzenden konvexen Rippe 21a (oder ein Abstand zwischen der konkaven Nut 21b und der angrenzenden konkaven Nut 21b) mit einem Symbol Pm bezeichnet (siehe 3B).
Im Separator 20 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist eine Gesamtlänge L2 der konkaven Nut 21b länger eingestellt als eine Gesamtlänge L1 der konvexen Rippe 21a, wodurch ein Gaseinführungsabschnitt 13a ausgebildet wird (siehe 4). In einem solchen Fall wird ein Gas, das durch den Verteilungskanal 12 strömt, durch diesen Gaseinführungsabschnitt 13a leicht in den Gaskanal (den linearen Kanal) 10 eingeführt, so dass ein Differentialdruck (der Differentialdruck, der auf ein Fluid ausgeübt wird, und dieser kann als „Druckverlust" bezeichnet werden) in einem Grenzabschnitt zwischen dem Verteilungskanal 12 und dem linearen Kanal verringert wird. Außerdem zeigt der „Druckverlust" an, dass Energie, wie der Druck des Fluids, aufgrund einer Form des Fluidkanals, der Glätte der Oberfläche des Fluidkanals usw. verbraucht wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein erweiterter Abschnitt des Gaskanals 10, der in einem Ende der konkaven Nut 21b ausgebildet ist, nur der Einfachheit halber als Gas-Einführungsabschnitt 13a bezeichnet wird. In einem Fall, wo beispielsweise das Gas im Gaskanal 10 in umgekehrter Richtung strömt, wird das Gas vom Gas-Einführungsabschnitt 13a ausgeführt. In diesem Fall würde dieser Abschnitt genaugenommen als „Gasausführungsabschnitt" bezeichnet, je nach einer Strömungsrichtung des Gases. Kurz gesagt, gemäß dem Separator 20 der vorliegenden Ausführungsform kann der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 gesenkt und verringert werden, unabhängig davon, ob der Abschnitt der Einlassabschnitt oder der Auslassabschnitt für das Gas ist.
Darüber hinaus können die gasseitige lichte Höhe H1 und die kühlwasserseitige lichte Höhe H2 im Separator 20 mit dem oben beschriebenen Aufbau mit Bezug auf proportional verteilte Abmessungen des Reaktantengases und des Kühlwassers im Verteilungskanal 12 (d. h. Abmessungen in einem Fall, wo Mengen in einem Verhältnis proportional zu einer Bezugsmenge verteilt werden) auf verschiedene Werte gesetzt werden, aber in der vorliegenden Ausführungsform werden die Höhen so eingestellt, dass die folgende Beziehung zwischen den beiden Höhen erfüllt is (siehe 3B, 3D).
[Formel 1]

H1 > H2

Das heißt, der u. a. in 3B dargestellte Separator 20 ist so aufgebaut, dass die gasseitige lichte Höhe H1 größer ist als die kühlwasserseitige lichte Höhe H2. In diesem Fall kann der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 vorzugsweise gesenkt und weiter verringert werden.
Darüber hinaus wurde mit Bezug auf 2A bis 3D beschrieben, dass die konkave Nut 21b in einem Ende des Separators 20 so ausgebildet ist, dass sie um SAX1 = (L2 – L1)/2 länger ist als der konvexe Abschnitt 21a. Jedoch wird unter dem Gesichtspunkt, dass der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 weiter verringert wird, SAX1 vorzugsweise auf einen Wert gesetzt, der über einem konstanten Wert liegt. Ein Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist wie folgt.
[Formel 2]

SAX1 > 3·t0

Das heißt, eine Größe (eine Länge) SAX1 wird auf einen Wert gesetzt, der mindestens dreimal so groß ist wie die Plattendicke t0 des Separators 20, wodurch der Gaseinführungsabschnitt 13a mit mindestens einer vorgegebenen Länge (oder einer vor gegebenen Fläche) im Separator 20 mit der Plattendicke t0 sichergestellt wird. In einem solchen Fall kann der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 effektiv auf einen bestimmten Grad oder darunter gesenkt werden. Außerdem kann in einem Fall, wo eine Abmessung zwischen den gehaltenen MEAs 30 verkleinert ist, anders ausgedrückt, in einem Fall, wo die Gesamtdicke H0 des Separators 20 verringert ist, wenn SAX1 wie oben beschrieben eingestellt ist, der Separator 20 effektiv verkleinert werden, während gleichzeitig der Differentialdruck gesenkt wird.
Ferner ist die folgende Einstellung bevorzugt. Das heißt, eine Struktur erfüllt vorzugsweise die folgenden Beziehungen:
[Formel 3]

A2/A1 > 0,4;und

[Formel 4]

A3 > A2,wobei A3 eine Fläche eines Abschnitts (d. h. eines Abschnitts, der einen vertikalen Schnitt des Gas-Einlassabschnitts 13a darstellt) ist, der in 3D von einer Punkt/Strich-Linie dargestellt wird, A2 eine Fläche eines Abschnitts ist (d. h. eines Abschnitts, der eine Querschnittsfläche der konkaven Nut 22b zeigt), der in 3C von einer Punkt/Strich-Linie dargestellt wird, und A1 eine Fläche eines Abschnitts ist (d. h. eines Abschnitts, der einen Querschnitt des Gas-Einlassabschnitts 13a zeigt), der von einer Punkt/Strich-Linie in 3B dargestellt wird. In diesem Fall kann auf ähnliche Weise der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 auf einen bestimmten Grad oder darunter gesenkt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass auf die gleiche Weise wie oben beschrieben in diesem Fall die Ge samtlänge L2 der konkaven Nut 21b länger ist (L2 > L1) als die Gesamtlänge L1 der konvexen Rippe 21a.

Es sei darauf hingewiesen, dass eine Anordnung für die Verringerung des Differentialdrucks gemäß einem Beispiel beschrieben wurde, in dem das Oxidierungsgas oder das Brenngas in den Gaskanal 10 eingeführt wird, aber im Gegensatz dazu kann ein Aufbau für die Reduzierung des Differentialdrucks in einem Fall vorgesehen werden, wo das Kühlwasser vom Verteilungskanal 12 zum linearen Kanal geführt wird. Dieser Aufbau wird nachstehend als zweite Ausführungsform beschrieben.
<Zweite Ausführungsform>
5A bis 5C zeigen ein Beispiel für einen Aufbau zur Verringerung eines Differentialdrucks in einem Fall, wo Kühlwasser von einem Verteilungskanal 12 zu einem linearen Kanal geführt wird. Anders als im Separator, der u. a. in 3A dargestellt ist, erfüllt dieser Separator eine Beziehung L1 > L2. Das heißt, eine Gesamtlänge L2 einer konkaven Nut 21b ist kürzer als eine Gesamtlänge L1 einer konvexen Rippe 21a, und ein Ende der konvexen Rippe 21a ist näher am Verteilungskanal 12 angeordnet als ein Ende der konkaven Nut 21b (siehe 5A bis 5C). Hierbei sind die konvexe Rippe 21a und die konkave Nut 21b jeweils symmetrisch in Bezug auf Mittellinien ausgebildet, und somit ist schließlich die konvexe Rippe 11a an einem Ende des Separators 20 der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass sie um SBX1 = (L1 – L2)/2 länger ist als die konkave Nut 21b.
Weiter wird ein Aufbau um die Enden der konvexen Rippe 21a und der konkaven Nut 21b in der vorliegenden Ausführungsform ausführlicher beschrieben (siehe 5A usw.) Erstens ist ein Endabschnitt der konvexen Rippe 21a in Längsrichtung mit einem schrägen Abschnitt 25a, der eine Länge S4 aufweist, versehen (siehe 5A usw.). Wie u. a. aus 5A hervorgeht, schließt ein Gesamtlängenabschnitt der konvexen Rippe 21a, welche die Länge L1 aufweist, diesen schrägen Abschnitt 25a nicht ein. Darüber hinaus ist auch ein Endabschnitt der konkaven Nut 21b mit einem schrägen Abschnitt versehen (in 5A, 5C mit einem Symbol 25b bezeichnet). Wie u. a. aus 5A hervorgeht, ist dieser schräge Abschnitt 25b in der Gesamtlänge L2 der konkaven Nut 21b enthalten. Es sei darauf hingewiesen, dass das Symbol S5 in 5C eine Länge ist, die durch Addieren der Länge des schrägen Abschnitts 25b im Endabschnitt der konkaven Nut 21b zu einer Differentiallänge (= SAX1, oben beschrieben) zwischen einem Endabschnitt der konvexen Rippe 21a und einem Endabschnitt der konkaven Nut 21b erhalten wird.
Ferner weist der Separator 20 auf die gleiche Weise wie in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Gesamtdicke H0 auf (siehe 5B, 5C). Diese Dicke H0 ist ein Wert (H0 = t0 + H1 + H2), der durch Addieren einer Plattendicke t0 eines Plattenmaterials, aus dem der Separator 20 besteht, einer lichten Höhe H1 der oben genannten konvexen Rippe 21a und einer lichten Höhe H2 der konkaven Nut 21b auf der Seite einer hinteren Fläche erhalten wird. Ferner ist ein Abstand zwischen der konvexen Rippe 21a und der angrenzenden konvexen Rippe 21a (oder ein Abstand zwischen der konkaven Nut 21b und der angrenzenden konkaven Nut 21b) mit einem Symbol Pm bezeichnet (siehe 5B).
Der Separator 20 mit dem oben beschriebenen Aufbau weist den Vorteil auf, dass kein Gas-Einführungsabschnitt 13a mit einer breiten Einlassregion, gesehen von einer Seite, die mit einem Gaskanal 10 versehen ist, wie oben beschrieben ausgebildet ist, sondern eine umgekehrte Struktur vorgesehen ist, wie von der Oberfläche der Seite eines Kühlwasserkanals 36 aus betrachtet, das heißt, auf der Seite des Kühlwassers ist ein sogenannter Kühlwasser-Einlassabschnitt (in 5C mit dem Symbol 14a bezeichnet) auf die gleiche Weise ausgebildet wie der Gas-Einführungsabschnitt 13a der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Daher kann ein Differentialdruck in einem Grenzabschnitt zwischen einem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 auf der Seite des Kühlwassers gesenkt und verringert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die gasseitige lichte Höhe H1 und die kühlwasserseitige lichte Höhe H2 im Separator 20 mit dem oben beschriebenen Aufbau in Bezug auf proportional verteilte Abmessungen eines Gases und des Kühlwassers im Verteilungskanal 12 auf verschiedene Werte eingestellt werden können, aber in der vorliegenden Ausführungsform sind die Höhen so eingestellt, dass sie die folgende Beziehung zwischen den beiden Höhen erfüllen (siehe 5C).
[Formel 5]

H1 > H2

Das heißt, im Separator 20, der in 5C usw. dargestellt ist, ist die gasseitige lichte Höhe H1 größer als die kühlwasserseitige lichte Höhe H2. Als Folge davon kann der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 gesenkt und weiter reduziert werden.
Darüber hinaus ist die folgende Einstellung bevorzugt. Das heißt, eine Struktur erfüllt vorzugsweise die folgenden Beziehungen:
[Formel 6]

A5/A4 > 0,2;und

[Formel 7]

A6 > A5,wobei A6 eine Fläche eines Abschnitts ist (d. h. eines Abschnitts, der einen vertikalen Schnitt des Kühlwasser-Einlassabschnitts 14a zeigt), der von einer Punkt/Strich-Linie in 5C dargestellt wird, A5 eine Fläche eines Abschnitts ist (d. h. eines Abschnitts, der einen Querschnitt des Kühlwasser-Einführungsabschnitts 14a zeigt), der von einer Punkt/Strich-Linie in 5B dargestellt ist, und A4 eine Fläche eines Abschnitts (d. h. eines Abschnitts, der einen Querschnitt des Kühlwasserkanals 36 zeigt) ist, der von einer Zweipunkt/Strich-Linie in 5B dargestellt ist. In diesem Fall kann auf ähnliche Weise der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem linearen Kanal (dem Kühlwasserkanal 36) des Kühlwassers und dem Verteilungskanal 12 auf einen bestimmten Grad oder darunter gesenkt werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass in diesem Fall die Gesamtlänge L1 der konvexen Rippe 21a ebenso wie oben beschrieben länger ist als die Gesamtlänge L2 der konkaven Nut 21b.

Es sei darauf hingewiesen, dass in den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen ein Aufbau vorgesehen ist, in dem entweder die Gesamtlänge L1 der konvexen Rippe 21a oder die Gesamtlänge L2 der konkaven Nut 21b verlängert ist und die jeweils andere verkürzt ist (siehe 1A usw.), aber dies ist lediglich ein Beispiel, und ein Aufbau, bei dem eine Endposition der konvexen Rippe 21a sich von der der konkaven Nut 21b unterscheidet, ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es wird ein weiteres Beispiel beschrieben. In einem Aufbau kann zwar die Gesamtlänge L1 der konvexen Rippe 21 gleich der Gesamtlänge L2 der konkaven Nut 21b sein, aber eine Position (die konvexe Rippe 21a) kann relativ zur anderen Position (zur konkaven Nut 21b) in Kanalrichtung versetzt sein. In einem solchen Fall kann das eine Ende einer Vorderseite mit dem Gas-Einführungsabschnitt 13a versehen sein und das anderen Ende einer Rückseite kann mit dem Kühlwasser-Einlassabschnitt 14a versehen sein, so dass eine Strömungsrichtung des Gases (eines Oxidierungsgases oder eines Brenngases) und eine Strömungsrichtung des Kühlwassers in den Vorder- und Rückseiten variiert werden kann und die Differentialdrücke des Gases und des Kühlwassers gesenkt werden können.
<Dritte Ausführungsform>
Nun wird ein Fall beschrieben, wo die vorliegende Erfindung auf einen Separator 20 mit kurvigen Kanälen angewendet wird (siehe 6, 7).
6 und 7 zeigen ein Beispiel für einen kurvigen Separator 20, gesehen von der Seite eines Gaskanals (eines Oxidierungsgas- oder Brenngaskanals) 10 aus. Enden dieses Separators 20 sind wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen mit Einlass-Verzweigungsleitungen 15a, 16a und 17a und Auslass-Verzweigungsleitungen 15b, 16b und 17b für verschiedene Fluide (das Oxidierungsgas, das Brenngas und das Kühlwasser) versehen (siehe 6). Im Separator 20 der vorliegenden Ausführungsform sind Verteilerkanäle 12 für die Gase in der Nähe der Einlass-Verzweigungsleitungen 15a, 16a und 17a bzw. der Auslass-Verzweigungsleitungen 15b, 16b und 17b für verschiedene Fluide (das Oxidierungsgas, das Brenngas und das Kühlwasser) vorgesehen, und eine Vielzahl von geraden Gaskanälen 10 (und Kühlwasserkanälen 36), die aus einer Vielzahl von parallelen konvexen Rippen 21a und konkaven Nuten 21b bestehen, sind zwischen diesen Verteilungskanälen 12, die an diesen einander gegenüber liegenden Enden vorgesehen sind, vorgesehen (siehe 6). Im Verteilungskanal 12 sind Vorsprünge 23a, die in Richtung auf eine Oberfläche vorstehen, an der der Gaskanal 10 vorgesehen ist, und Gruben 24b, die an Rückseiten von Vorsprüngen 24a ausgebildet sind, die in Richtung auf eine Oberfläche, wo der Kühlwasserkanal 36 vorgesehen ist, vorstehen, abwechselnd angeordnet (siehe 6, 7). Darüber hinaus sind im Verteilungskanal 12 und im geraden Gaskanal 10 zwei Reihen von konvexen Gassperrabschnitten 18 parallel zu den Gaskanälen 10 zueinander versetzt vorgesehen, wodurch ein kurviger Kanal mit zwei Wendeabschnitten 19 ausgebildet wird (siehe 6). Ein konvexer Abschnitt 22a und ein konkaver Abschnitt 22b, die abwechselnd entlang eines Verlängerung des ausgebildeten rippenförmigen konvexen Gassperrabschnitts 18 in Richtung auf den Wendeabschnitt 19 ausgebildet sind, wodurch das Gas (das Oxidierungsgas oder das Brenngas) durch den konvexen Abschnitt 22a und einen Spalt zwischen den konvexen Abschnitten 22a oder einer Vielzahl von angeordneten konvexen Abschnitten 22a entlang der Verlängerungen strömt (siehe 6). Die Vielzahl der Gaskanäle 10 auf einer rückseitigen Oberfläche sind mit den Kühlwasserkanälen 36 versehen (wobei die Kühlwasserkanäle aus 6 und 7 weggelassen sind), und der Gaseinlass- und -auslass der Gaskanäle 10 und der Kühlwasseinlass und -auslass des Kühlwasserkanals 36 sind jeweils mit den Verteilungskanälen 12 versehen.
Auch bei einem solchen kurvigen Separator 20 weist gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Grenzabschnitt zwischen einem Gaskanal 10 (und dem Kühl wasserkanal 36) und dem Verteilungskanal 12 einen Aufbau auf, in dem eine Endposition des konvexen Abschnitts 21 zu der des konkaven Abschnitts 21b versetzt ist. Das heißt, die Position eines Endes der konvexen Rippe 21a unterscheidet sich von der des Endes der konkaven Nut 21b in Bezug auf eine Linie vertikal zu einer Strömungsrichtung eines Fluidkanals (des Gaskanals 10 und des Kühlwasserkanals 36) (siehe 7 usw.).
Hierbei weist die vorliegende Ausführungsform ebenso wie die erste Ausführungsform einen Aufbau auf, in dem eine Gesamtlänge (L2) der konkaven Nut 21b länger ist als eine Gesamtlänge (L1) der konvexen Rippe 21a. Darüber hinaus ist ein Gaseinlassabschnitt zur konkaven Nut 21b mit einem Gaseinführungsabschnitt 13a versehen, und ein Gas-Auslassabschnitt ist mit einem Gasausführungsabschnitt 13b versehen (siehe 7 usw.). In einem solchen Fall wird das Gas, das durch den Verteilungskanal 12 strömt, durch diesen Gaseinführungsabschnitt 13a leicht in den Gaskanal 10 eingeführt, so dass ein Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem Verteilungskanal 12 und dem Gaskanal 10 verringert wird. Darüber hinaus sind die Formen und Strukturen der konvexen Rippe 21a und der konkaven Nut 21b auf diese Weise mit sogenannten Phasen versehen, wodurch gestufte konkave und konvexe Abschnitte auf etwa die Hälfte reduziert sind, insbesondere in Anstiegsabschnitten (anders ausgedrückt, in Abschnitten um den Gaseinführungsabschnitt 13a und den Gasausführungsabschnitt 13b) der konvexen Rippe 21a und der konkaven Nut 21b. Infolgedessen ist eine Formbarkeit des Separatos auf die gleiche Weise verbessert wie in den obigen Ausführungsformen.
<Vierte Ausführungsform>
Es wurde ein Aufbau für den Fall beschrieben, dass der kurvige Separator 20 mit dem Einführungsabschnitt 13a für das Gas (das Wasserstoffgas oder das Brenngas) oder dem Gasausführungsabschnitt 13b versehen ist, aber der gleiche kurvige Separator 20 kann auch mit einem Kühlwassereinführungsabschnitt 14 usw. versehen sein. Das heißt, auf die gleiche Weise wie beispielsweise in der oben beschriebenen zweiten Ausfüh rungsform kann ein Aufbau vorgesehen sein, in dem eine Gesamtlänge L2 einer konkaven Nut 21b kürzer ist als eine Gesamtlänge L1 einer konvexen Rippe 21a, und ein Ende der konvexen Rippe 21a näher am Verteilungskanal 12 angeordnet ist als ein Ende der konkaven Nut 21b (siehe 8, 9). Dieser Separator 20 weist den Vorteil auf, dass, gesehen von einer Seite, wo ein Gaskanal 10 vorgesehen ist, kein Gaseinführungsabschnitt 13a, der eine große Einführungsregion aufweist, vorgesehen ist (siehe 9 usw.), sondern eine umgekehrte Struktur vorgesehen ist, wenn von einer Rückseite des Gaskanals 10 aus, d. h. von der Oberfläche eines Kühlwasserkanals 36 aus betrachtet. Das heißt, auf einer Kühlwasserseite ist ein Kühlwasser-Einführungsabschnitt (beispielsweise in 5C mit einem Symbol 24a bezeichnet) ausgebildet, ähnlich wie der Gaseinführungsabschnitt 13a, der in der obigen Ausführungsform beschrieben ist. Daher kann gemäß dem Separator 20, der solchermaßen aufgebaut ist, ein Differentialdruck in einem Grenzabschnitt zwischen einem linearen Kanal und einem Verteilungskanal 12 auf der Kühlwasserseite gesenkt und reduziert werden.
Was den Separator 20 betrifft, der Bestandteil der Brennstoffzelle 1 ist, so wurden verschiedene Ausführungsformen der Struktur, in der die Endposition der konvexen Rippe 21 zu der der angrenzenden konkaven Nut 21 versetzt ist, beschrieben. Gemäß dem oben beschriebenen Separator 20 wird in jeder Ausführungsform das Gas oder das Kühlwasser durch den Gaseinführungsabschnitt 13a oder den Kühlwassereinführungsabschnitt 14a leicht in den linearen Kanal eingeführt, so dass die Wirkung, dass der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem Verteilungskanal 12 und dem linearen Kanal verringert werden kann, erhalten wird.
Gemäß den oben beschriebenen Separatoren 20 wird außerdem nicht nur die Wirkung erzielt, dass der Differentialdruck sinkt, sondern auch die Wirkung, dass die Formbarkeit des Separators 20 verbessert wird. Das heißt, bei einer herkömmlichen Struktur fluchten die Endpositionen der konvexen Rippe und der konkaven Nut, so dass die gestuften konkaven und konvexen Abschnitte an den Endpositionen groß sind. Daher gelangt während des Formens nicht ausreichend Material an die Endposition, wodurch manchmal Knicke verschärft werden. Daher ist während des Formens große Ge nauigkeit erforderlich, und manchmal steigen die Kosten. Dagegen werden in der vorliegenden Ausführungsform mit dem Aufbau, in dem die Endposition versetzt ist, die gestuften konkaven und konvexen Abschnitte an den Endpositionen der konvexen Rippe 21a und der konkaven Nut 21b verkleinert, so dass das Material im Vergleich zum herkömmlichen Aufbau leicht hingelangt. Daher bestehen die Vorteile, dass kaum Knicke entstehen, und dass kaum Risse um die Endpositionen herum entstehen. Infolgedessen ist während des Formens, anders als beim herkömmlichen Aufbau, keine strenge Genauigkeit erforderlich, und eine Wirkung, dass die Formbarkeit des Separators 20 verbessert wird.
Eine solche Wirkung, dass die Formbarkeit verbessert wird, oder eine Wirkung aufgrund dieser Wirkung wird im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Das heißt, erstens weist ein Aufbau eines herkömmlichen Separators eine Vielzahl von Gasnuten auf, die jeweils einen flachen Umfangsabschnitt und ein Zentrum, das aus konkaven und konvexen Abschnitten besteht, aufweisen. An einem Nutende sind Schrägungswinkel der konkaven und konvexen Abschnitte so eingestellt, dass ein Unterschied zwischen einem stumpfen Winkel und einem spitzen Winkel alle zwei Nuten oder vier Nuten bewirkt wird. Während das Gas unter Nutzung eines Raums, der in einer weichen Steigung ausgebildet ist (einer stumpf geschrägten Oberfläche), in der Nut zurückströmt, wird ein Kurzschluss des Gases auf einer stromabwärtigen Seite verringert (siehe z. B. die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2002-2558 ). Darüber hinaus weist in einem Querschnitt des Gaskanals eine Außenfläche einen flachen Abschnitt auf und ein Krümmungsradius R eines gebogenen Abschnitts (im Folgenden als Stufe oder Stufenabschnitt bezeichnet) ist konstant. Darüber hinaus weist der gesamte obere oder unter Bodenabschnitt manchmal einen konstanten Krümmungsradius auf.
Außerdem ist es gemäß einem solchen Aufbau schwierig, eine Dichteigenschaft im Gasrückführungsabschnitt und im Umfangsabschnitt sicherzustellen, und es ist schwierig, ein Gasleck vollständig auszuschließen, so dass keine kontinuierlichen Nuten gebildet werden können. Alternativ kann keine Funktion wie die Dichteigenschaft gewährleistet werden, und manchmal wird eine gewünschte Leistung nicht erhalten. Beispielsweise ist in einem Fall, wo eine bemerkenswert dünne Platte mit einer Plattendicke von 0,1 mm gebildet wird, der Stufenradius (Stufen-R), auch wenn ein ein Stufen-R einer Form in Bezug auf den Stufenabschnitt eines Formartikels auf null gesetzt ist, aufgrund des Aussehens eines Formartikels mindestens doppelt so dick. Daher ist dieser Abschnitt verdünnt und weist einen spitzen Winkel auf. Infolgedessen ist es sehr schwierig, den Abschnitt mittels einer Dichtplatte vollständig abzudichten. Außerdem sind in einem Fall, wo Materialien von Elementen, die aneinander anliegen, verschieden sind, Wärmedehnungskoeffizienten verschieden. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn die Dichtplatte darüber hinaus verschlechtert wird, die Dichteigenschaft nicht gewährleistet werden kann. In einem solchen Fall hat das Gasleck des Gasrückführungsabschnitts oder dergleichen einen großen Einfluss, und bewirkt manchmal eine ungleichmäßige Leistungserzeugung.
Dagegen unterscheidet sich im Separatur 20 der vorliegenden Ausführungsform wie oben beschrieben die Phase des Endabschnitts der konvexen Rippe 21a von der des Endabschnitts der konkaven Nut 1b, so dass der gestufte Abschnitt klein ist und es zu keiner Unregelmäßigkeit kommt. Daher ist die Struktur im Vergleich zur herkömmlichen Struktur leicht zu formen. Gemäß dieser Struktur wird, anders als bei der herkömmlichen Struktur, verhindert, dass der Stufenabschnitt verdünnt wird und einen spitzen Winkel aufweist, so dass der Vorteil, dass der Aufbau eine ausgezeichnete Gasdichtungseigenschaft aufweist, gegeben ist. Daher besteht nur wenig Einfluss eines Gaslecks des Gasrückführungsabschnitts oder dergleichen, und die Erzeugung einer ungleichmäßigen Leistungserzeugung kann unterdrückt werden.
Zweitens beschreibt in der herkömmlichen Struktur das Gas an der sanften Steigung des Gasrückführungsabschnitts eine schnelle Kurve, wodurch der Differentialdruck steigt. Beispielsweise steigt im kurvigen Typ die Zahl der Kurven im Kanal, so dass der Differentialdruck des gesamten Kanals manchmal sehr hoch wird. Das heißt, im Gasrückftührungsabschnitt ist eine Strömungsgeschwindigkeit auf einer Innenspur seite hoch, und der Differentialdruck ist hoch, so dass ein Unterschied einer Gasströmungsrate um die Steigung herum hoch ist, und die Gasströmungsrate manchmal maximiert wird, insbesondere im Stufenabschnitt der Steigung. In diesem Fall wird die MEA durch den Differentialdruck bei dieser im Vergleich zu einem anderen Abschnitt hohen Geschwindigkeit geschädigt und hat manchmal eine schlechte Haltbarkeit. Darüber hinaus ist, wenn der Differentialdruck des gesamte Kanals sehr hoch ist, eine benötigte Zufuhrleistung oder mehr einer Gaszufuhreinheit nötig, so dass sogar ein Wirkungsgrad des gesamten Brennstoffzellensystems sinkt. Ferner ist in dem kurvigen Typ oder dergleichen ein kontinuierlicher Kanal, der im Wesentlichen eine einzige Erhebung aufweist, ausgebildet, wodurch Probleme entstehen, dass Wasser unter Bedingungen einer hohen Last steigt und dass in einem Fall, wo es zu einer Blockierung kommt, der Differentialdruck erhöht werden muss, um die Blockierung zu beseitigen. Daher ist manchmal eine Zufuhreinheit mit einer höheren Zufuhrleistung erforderlich.
Dagegen sind im Separator 20 der vorliegenden Ausführungsform die Phasen der Endpositionen der konvexen Rippe 21a und der konkaven Nut 21b verschieden, wie oben beschrieben. Infolgedessen kann insbesondere der Differentialdruck im Grenzabschnitt zwischen dem linearen Kanal und dem Verteilungskanal 12 verringert werden. Daher wird verhindert, dass der Differentialdruck des Gasrückführabschnitts oder des gesamten Kanals steigt, und schließlich wird, anders als bei der herkömmlichen Struktur, die MEA nicht geschädigt. Darüber hinaus kann die Gaszufuhreinheit mit einer Zufuhrleistung, die niedriger ist als diejenige des herkömmlichen Aufbaus, verwendet werden, so dass der Wirkungsgrad des gesamten Brennstoffzellensystems verbessert werden kann.
Drittens muss bei der herkömmlichen Struktur unter dem Gesichtspunkt, dass der Gaskurzschluss in der Steigung des Gasrückführungsabschnitts verhindert werden kann, die Steigung eine spitzwinklige Form aufweisen (eine Form wie eine rechtwinklige Form), die so wenig rund wie möglich ist, und außerdem ist eine Rückführungsform erforderlich. Tatsächlich wird jedoch ein Material eines Wurzelabschnitts der Steigung des Rückführungsabschnitts komprimiert, und Knicke und Verwindungen werden leicht aufgrund einer Spannung des Materials bewirkt, was zu dem Problem führt, dass ein Verdünnen und Brechen während des Formens und eine Formverzerrung nicht verhindert werden kann. Daher ist es in einem herkömmlichen Verfahren, wenn ein Nutabstand fein ist (z. B. etwa das Zehnfache eines Plattendrucks t von etwa 0,1 mm), aufgrund des Brechens und Verdünnens des Absatzabschnitts des konvexen Abschnitts, der Knicke des Wurzelabschnitts und dergleichen schwierig, ein Pressen durchzuführen.
Dagegen wird im Separator 20 der vorliegenden Ausführungsform wie oben beschrieben die Unregelmäßigkeit der Endpositionen der konvexen Rippe 21a und der konkaven Nut 21b verringert, wie oben beschrieben. Daher wird, anders als beim herkömmlichen Aufbau, das Material leicht zugeführt, es entstehen kaum Knicke, und es entstehen kaum Risse um die Endpositionen. Daher kann während des Formens die Entstehung der Verdünnung und des Bruchs, die Formverzerrung oder dergleichen verhindert werden. Darüber hinaus kann infolgedessen auch im kontinuierlichen Gaskanal wie in der herkömmlichen Struktur ein Formpressen mit einem feinen Nutabstand durchgeführt werden, und eine Wirkung, dass ein Freiheitsgrad der Nutform des Separators besser wird, wird erreicht.
Ferner ist viertens der Stufen-R des Gasrückführungsabschnitts manchmal kleiner als der des konvexen Abschnitts, um den Kurzschluss des Gases zu unterdrücken. In diesem Fall nimmt manchmal eine MEA-Halteabmessung zu (eine Breite während des Haltens der MEA). Wenn die Halteabmessung der MEA auf diese Weise zunimmt, kommt es zu einem Ablösen einer Diffusionsschicht der MEA, einem Abfall des Katalysators oder dergleichen, je nach einer Umgebung der Brennstoffzelle 1. Es besteht auch das Problem, dass die Leistung und die Haltbarkeit der MEA erheblich sinken.
Dagegen sind, wie oben beschrieben, im Separator 20 der vorliegenden Ausführungsform die Phasen der Endpositionen der konvexen Rippe 21a und der konkaven Nut 21b verschieden, und schließlich kann verhindert werden, dass die Position des Stufen-R des Gasrückführungsabschnitts gleich ist und dass die Halteabmessung zu groß wird. Infolgedessen kann die Halteabmessung der MEA minimiert werden, so dass eine Wirkung erreicht werden kann, dass die Haltbarkeit der MEA sich verschlechtert, verhindert wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass die obige Ausführungsform eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, aber dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist, und auf verschiedene Weise modifiziert und innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung implementiert werden kann. Beispielsweise sind in den obigen Ausführungsformen der Separator 20 eines solchen Typs, dass die vorderen und hinteren Oberflächen eine Einheit bilden, beschrieben, aber dies ist lediglich ein Beispiel für einen bevorzugten Aufbau, und die vorliegende Erfindung ist auch auf einen andern Aufbau anwendbar, d. h. auf einen Separator mit einem Aufbau, in dem die vorderen und hinteren Oberflächen eine Einheit bilden.
Darüber hinaus wurde in den obigen Ausführungsformen der Separator beschrieben, der aus Metall besteht (ein Metallseparator), aber ein Anwendungsziel der vorliegenden Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschrieben, und die vorliegende Erfindung ist auch auf beispielsweise andere Arten von Separatoren, wie einen Kohlenstoffseparator, anwendbar.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Differentialdruck in einem Grenzabschnitt zwischen einem streifenförmigen oder linearen Fluidkanal, der aus konvexen und konkaven Abschnitten gebildet ist, und einem Verteilungskanal zum Verteilen eines Reaktantengases oder von Kühlwasser, das in die Vielzahl von Fluidkanälen eingeführt werden soll, verringert werden.
Daher ist die vorliegende Erfindung in breitem Umfang auf einen Separator einer Brennstoffzelle, die auf diese Weise gefordert wird, anwendbar.
ZUSAMMENFASSUNG
SEPARATOR FÜR BRENNSTOFFZELLEN
Ein Differentialdruck in einem Grenzabschnitt zwischen einem streifenförmigen oder linearen Fluidkanal, der aus einer Vielzahl von konvexen und konkaven Abschnitten, die angrenzend aneinander wellenartig angeordnet sind, und einem Verteilungskanal zum Verteilen eines Reaktantengases oder von Kühlwasser, das in die Vielzahl von Fluidkanälen eingeführt werden soll, gebildet ist, ist gesenkt. In einem Aufbau eines Separators einer Brennstoffzelle mit einer Struktur, die streifenförmige Fluidkanäle, die aus aneinander angrenzenden konvexen und konkaven Abschnitten, die auf der Oberfläche des Separators ausgebildet sind, und einen Verteilungskanal einschließt, der ein Fluid, das in diese Fluidkanäle eingeführt werden soll, auf die Fluidkanäle verteilt, sind in einem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Fluidkanal und dem Verteilungskanal eine Position eines Endes des konvexen Abschnitts, der Bestandteil des Fluidkanals ist, und eine Position eines Endes des konkaven Abschnitts in Streifenrichtung des Fluidkanals versetzt. Es ist bevorzugt, dass das Ende des konkaven Abschnitts näher am Verteilungskanal angeordnet ist als das Ende des konvexen Abschnitts. Es ist auch bevorzugt, dass der Separator so aufgebaut ist, dass seine Vorder- und Rückseiten einstückig ausgebildet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-243651 [0002]
- JP 2002-2558 [0077]

Claims

Separator für eine Brennstoffzelle, der so ausgebildet ist, das er ein Reaktantengas oder Kühlwasser zirkulieren lässt, umfassend: streifenförmige Fluidkanäle, die aus aneinander angrenzenden konvexen und konkaven Abschnitten gebildet sind, die auf der Oberfläche des Separators ausgebildet sind; und einen Verteilungskanal, der ein Fluid, das in diese Fluidkanäle eingeführt werden soll, auf die Fluidkanäle verteilt, wobei eine Position eines Endes des konvexen Abschnitts und eine Position eines Endes des konkaven Abschnitts, aus denen die Fluidkanäle bestehen, in Streifenrichtung des Fluidkanals versetzt sind.
Separator für eine Brennstoffzelle nach Anspruch 1, wobei das Ende des konkaven Abschnitts näher am Verteilungskanal angeordnet ist als das Ende des konvexen Abschnitts.
Separator für eine Brennstoffzelle nach Anspruch 1 oder 2, der solchermaßen aufgebaut ist, dass seine Vorder- und Rückseiten einstückig ausgebildet sind.
Separator für eine Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verteilungskanal mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen ist.
Separator für eine Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verteilungskanal einer von einem Fluidrückführungsabschnitt, einem Fluideinführungsabschnitt oder einem Fluidausführungsabschnitt ist.
Separator für eine Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem es sich um einen Metallseparator handelt.