JP5011708B2 - Fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は燃料電池に関し、特に発電時に生成する水の排出技術に関する。   The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a technique for discharging water generated during power generation.

固体高分子電解質型燃料電池（以下、単に燃料電池と称する）は、イオン交換膜からなる電解質膜の表面に電極を有する膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly）を備える。ＭＥＡは、一方の面に、燃料ガス（水素）の反応する電極である燃料極（アノード電極）を、他方の面に、酸化ガス（酸素）の反応する電極である酸化極（カソード電極）を備える。   BACKGROUND ART A solid polymer electrolyte fuel cell (hereinafter simply referred to as a fuel cell) includes a membrane-electrode assembly (MEA) having an electrode on the surface of an electrolyte membrane made of an ion exchange membrane. The MEA has a fuel electrode (anode electrode) that reacts with fuel gas (hydrogen) on one side and an oxidation electrode (cathode electrode) that reacts with oxidizing gas (oxygen) on the other side. Prepare.

この種の燃料電池として、ＭＥＡと、ＭＥＡを表裏面より挟持、固定化する一対の樹脂フレームと、樹脂フレームにより挟持、固定化されたＭＥＡの表裏面に配置される一対のセパレータからなる構成が知られている。樹脂フレームは、ＭＥＡのカソード側に配置されるカソード側樹脂フレームと、ＭＥＡのアノード側に配置されるアノード側樹脂フレームからなり、セパレータは、カソード側に配置され、ＭＥＡに酸化ガスを供給するための酸化ガス流路を備えるカソード側セパレータと、アノード側に配置され、ＭＥＡに燃料ガスを供給するための燃料ガス流路を備えるアノード側セパレータからなる（特許文献１参照）。   As this type of fuel cell, there is a configuration comprising an MEA, a pair of resin frames that sandwich and fix the MEA from the front and back surfaces, and a pair of separators that are disposed on the front and back surfaces of the MEA that are sandwiched and fixed by the resin frames. Are known. The resin frame is composed of a cathode-side resin frame disposed on the cathode side of the MEA and an anode-side resin frame disposed on the anode side of the MEA, and the separator is disposed on the cathode side to supply an oxidizing gas to the MEA. The cathode side separator provided with the oxidizing gas flow path and the anode side separator provided on the anode side and provided with the fuel gas flow path for supplying fuel gas to the MEA (see Patent Document 1).

上記構成の燃料電池は、更に、外部より酸化ガスを燃料電池内へ供給するためのマニホールド（導入側）と、未反応の酸化ガス等を燃料電池外へ排出するためのマニホールド（排出側）とを備える。また、カソード側の樹脂フレームは、特に、マニホールド（導入側）から酸化ガスが供給される酸化ガス供給路と、マニホールド（排出側）へ未反応の酸化ガス等を排出する酸化ガス排出路とを備える。   The fuel cell having the above configuration further includes a manifold (introduction side) for supplying oxidizing gas into the fuel cell from the outside, and a manifold (exhaust side) for discharging unreacted oxidizing gas and the like out of the fuel cell. Is provided. The cathode-side resin frame has an oxidizing gas supply path through which an oxidizing gas is supplied from the manifold (introduction side) and an oxidizing gas discharge path through which unreacted oxidizing gas and the like are discharged to the manifold (exhaust side). Prepare.

マニホールド（導入側）から供給された酸化ガスは、まずカソード側の樹脂フレームの酸化ガス供給路を通過し、その後、カソード側のセパレータの酸化ガス流路を通過して、ＭＥＡのカソード電極へ供給される。供給された酸化ガスの多くは、カソード電極において、所定の化学反応により消費されるが、酸化ガスの一部が未反応のまま残存する。未反応の酸化ガスは、セパレータの酸化ガス流路から樹脂フレームの酸化ガス排出路を通り、マニホールド（排出側）から燃料電池の外部へ排出される。またカソード電極では、上記化学反応に伴い水が生成するため、その生成した水（生成水）も上記未反応の酸化ガスと同じ経路で燃料電池の外部へ排出される。生成水が燃料電池外部へ排出されないと、ガス流路内に滞留してしまい、ガス流路を塞いでしまう。すると、電極にガスが行き届かなくなり、燃料電池の発電効率が低下する等の問題が生じてしまう。   The oxidizing gas supplied from the manifold (introduction side) first passes through the oxidizing gas supply path of the cathode side resin frame, and then passes through the oxidizing gas flow path of the cathode side separator and is supplied to the cathode electrode of the MEA. Is done. Most of the supplied oxidizing gas is consumed by a predetermined chemical reaction at the cathode electrode, but a part of the oxidizing gas remains unreacted. Unreacted oxidizing gas passes from the oxidizing gas flow path of the separator through the oxidizing gas discharge path of the resin frame and is discharged from the manifold (discharge side) to the outside of the fuel cell. Further, since water is generated at the cathode electrode with the chemical reaction, the generated water (generated water) is also discharged outside the fuel cell through the same route as the unreacted oxidizing gas. If the generated water is not discharged to the outside of the fuel cell, it stays in the gas flow path and closes the gas flow path. As a result, gas does not reach the electrodes, causing problems such as a reduction in power generation efficiency of the fuel cell.

そこで上記特許文献１は、ガス流れ方向の下流側のガス流路の断面積を上流側の断面積よりも小さくすることにより、セパレータのガス流路に勾配を形成し、下流側のガス流路のガス流速を高く維持して、ガス流路内の生成水をガスにより吹き飛ばし、排出し易くする構成の燃料電池を開示する。上記構成によれば、セパレータのガス流路内の生成水を効率よく排出することができる。   In view of this, the above-mentioned Patent Document 1 forms a gradient in the gas flow path of the separator by making the cross-sectional area of the downstream gas flow path in the gas flow direction smaller than the cross-sectional area of the upstream side. A fuel cell having a configuration in which the generated gas flow rate is maintained high and the generated water in the gas flow path is blown off by the gas to be easily discharged is disclosed. According to the said structure, the produced water in the gas flow path of a separator can be discharged | emitted efficiently.

特開２００４−２４７１５４号公報JP 2004-247154 A

セパレータのガス流路内から排出された生成水は、樹脂フレーム上の流路を通り、マニホールド（排出側）へ排出されるが、樹脂フレーム（樹脂）は生成水（水）に対し、所定の撥水性を示すため、生成水が樹脂フレーム上で、いわゆる「濡れにくさ」を示し、固まりとなりやすい。その為、生成水が、樹脂フレーム上の流路（酸化ガス排出路）で滞留する場合があり問題であった。   The generated water discharged from the gas flow path of the separator passes through the flow path on the resin frame and is discharged to the manifold (discharge side). The resin frame (resin) has a predetermined amount with respect to the generated water (water). In order to exhibit water repellency, the generated water exhibits a so-called “hardness to wet” on the resin frame, and tends to clump. For this reason, the generated water may stay in the flow path (oxidation gas discharge path) on the resin frame, which is a problem.

本発明に係る燃料電池は、電解質膜と、電解質膜の表裏面に形成され、燃料ガスが供給されるアノード電極と、酸化ガスが供給されるカソード電極とを有するＭＥＡと、ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡを挟持する一対の樹脂フレームと、樹脂フレームにより挟持されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡのアノード電極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路、またはカソード電極に酸化ガスを供給するための酸化ガス流路を有するセパレータとを備え、樹脂フレームは、アノード電極およびカソード電極の少なくとも一方に燃料ガスまたは酸化ガスを供給し、アノード電極およびカソード電極の少なくとも一方から燃料ガスまたは酸化ガスを排出するガス流路を有し、酸化ガスを排出するガス流路である酸化ガス排出路には、溝が形成されており、当該溝の幅は、セパレータに加わる力によりセパレータが酸化ガス排出路側に変形することを抑制可能な所定間隔以下であり、少なくとも樹脂フレームの有する酸化ガス排出路の表面に排水処理を施したことを特徴とする。 The fuel cell according to the present invention includes an electrolyte membrane, an MEA formed on the front and back surfaces of the electrolyte membrane, having an anode electrode to which fuel gas is supplied, and a cathode electrode to which an oxidizing gas is supplied; A pair of resin frames disposed between and sandwiching the MEA, and a fuel gas passage disposed on the front and back surfaces of the MEA sandwiched between the resin frames and supplying fuel gas to the anode electrode of the MEA, or an oxidizing gas on the cathode electrode And a separator having an oxidizing gas flow path for supplying a fuel gas or an oxidizing gas to at least one of the anode electrode and the cathode electrode, and a fuel gas or an oxidizing gas from at least one of the anode electrode and the cathode electrode. has a gas flow path for discharging the oxidizing gas, the oxidizing gas discharge passage is a gas flow path for discharging the oxidizing gas, grooves form Are, the width of the groove is that less than a predetermined distance capable of suppressing the separator is deformed oxidizing gas discharge path side by the force applied to the separator, the wastewater treatment on the surface of the oxidizing gas discharging passage having the least resin frame It is characterized by that.

また本発明に係る燃料電池は、電解質膜と、電解質膜の表裏面に形成され、燃料ガスが供給されるアノード電極と、酸化ガスが供給されるカソード電極とを有するＭＥＡと、ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡを挟持する一対の樹脂フレームと、樹脂フレームにより挟持されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡのアノード電極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路、またはカソード電極に酸化ガスを供給するための酸化ガス流路を有するセパレータとを備え、一方の樹脂フレームは、セパレータに、酸化ガスを供給する酸化ガス供給路と、セパレータから排出されるガスを排出する酸化ガス排出路と、他方の樹脂フレームは、セパレータに、燃料ガスを供給する燃料ガス供給路と、セパレータから排出されるガスを排出する燃料ガス排出路とを有する燃料電池であって、酸化ガス排出路には、溝が形成されており、当該溝の幅は、セパレータに加わる力によりセパレータが酸化ガス排出路側に変形することを抑制可能な所定間隔以下であり、酸化ガス供給路および酸化ガス排出路に排水処理を施したことを特徴とする。 In addition, a fuel cell according to the present invention includes an electrolyte membrane, an MEA formed on the front and back surfaces of the electrolyte membrane, to which a fuel gas is supplied, and a cathode electrode to which an oxidizing gas is supplied; And a pair of resin frames sandwiching the MEA, and the fuel gas flow path for supplying fuel gas to the anode electrode of the MEA or the cathode electrode disposed on the front and back surfaces of the MEA sandwiched by the resin frame A separator having an oxidizing gas flow path for supplying gas, and one resin frame has an oxidizing gas supply path for supplying oxidizing gas to the separator, and an oxidizing gas discharge path for discharging gas discharged from the separator. And the other resin frame includes a fuel gas supply path for supplying fuel gas to the separator, and a fuel gas exhaust for discharging gas discharged from the separator. A fuel cell having a road, the oxidizing gas discharging passage, the groove is formed, the width of the groove is prescribed capable of suppressing the separator is deformed oxidizing gas discharge path side by the force exerted on the separator It is equal to or less than the interval, and the waste gas treatment is performed on the oxidizing gas supply path and the oxidizing gas discharge path.

上記燃料電池は、更に、燃料ガス供給路および燃料ガス排出路に排水処理を施すことが望ましい。   In the fuel cell, it is preferable that the fuel gas supply channel and the fuel gas discharge channel are subjected to waste water treatment.

また本発明に係る燃料電池は、電解質膜と、電解質膜の表裏面に形成され、燃料ガスが供給されるアノード電極と、酸化ガスが供給されるカソード電極とを有するＭＥＡと、ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡを挟持する一対の樹脂フレームと、樹脂フレームにより挟持されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡのアノード電極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路、またはカソード電極に酸化ガスを供給するための酸化ガス流路を有するセパレータとを備え、一方の樹脂フレームは、セパレータに、酸化ガスを供給する酸化ガス供給路と、セパレータから排出されるガスを排出する酸化ガス排出路と、他方の樹脂フレームは、セパレータに、燃料ガスを供給する燃料ガス供給路と、セパレータから排出されるガスを排出する燃料ガス排出路とを有する燃料電池であって、酸化ガス排出路には、溝が形成されており、当該溝の幅は、セパレータに加わる力によりセパレータが酸化ガス排出路側に変形することを抑制可能な所定間隔以下であり、酸化ガス排出路に排水処理を施したことを特徴とする。
In addition, a fuel cell according to the present invention includes an electrolyte membrane, an MEA formed on the front and back surfaces of the electrolyte membrane, to which a fuel gas is supplied, and a cathode electrode to which an oxidizing gas is supplied; And a pair of resin frames sandwiching the MEA, and the fuel gas flow path for supplying fuel gas to the anode electrode of the MEA or the cathode electrode disposed on the front and back surfaces of the MEA sandwiched by the resin frame A separator having an oxidizing gas flow path for supplying gas, and one resin frame has an oxidizing gas supply path for supplying oxidizing gas to the separator, and an oxidizing gas discharge path for discharging gas discharged from the separator. And the other resin frame includes a fuel gas supply path for supplying fuel gas to the separator, and a fuel gas exhaust for discharging gas discharged from the separator. A fuel cell having a road, the oxidizing gas discharging passage, the groove is formed, the width of the groove is prescribed capable of suppressing the separator is deformed oxidizing gas discharge path side by the force exerted on the separator It is equal to or less than the interval, and is characterized in that wastewater treatment is applied to the oxidizing gas discharge passage.

上記燃料電池において、排水処理は、水との接触角を１００度〜１８０度の範囲とする撥水処理であることが望ましい。   In the fuel cell, the waste water treatment is desirably a water repellent treatment in which a contact angle with water is in a range of 100 degrees to 180 degrees.

また上記燃料電池において、排水処理は、水との接触角を１０度〜８０度の範囲とする親水処理であることが望ましい。   In the fuel cell, the waste water treatment is desirably a hydrophilic treatment with a contact angle with water in the range of 10 degrees to 80 degrees.

また上記燃料電池において、排水処理は、水との接触角を１００度〜１８０の範囲とする撥水処理、または水との接触角を１０度〜８０度の範囲とする親水処理であることが望ましい。   In the fuel cell, the waste water treatment may be a water repellent treatment with a contact angle with water in the range of 100 to 180, or a hydrophilic treatment with a contact angle with water in the range of 10 to 80 degrees. desirable.

本発明によれば、カソード電極で生成した水を燃料電池の外部へ排出し易くなる。   According to the present invention, water generated at the cathode electrode can be easily discharged to the outside of the fuel cell.

以下、図面を用いて本発明に係る実施形態につき詳細に説明する。図１に示されるのは、本実施形態に係る燃料電池１０であり、かつカソード側セパレータ１６Ａの平面図である。図２に示されるのは図１に示される燃料電池１０の分解斜視図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a fuel cell 10 according to the present embodiment and a plan view of a cathode side separator 16A. 2 is an exploded perspective view of the fuel cell 10 shown in FIG.

燃料電池１０は、ＭＥＡ１２と、樹脂フレーム１４と、セパレータ１６を備える。なお説明の都合上、本実施形態に係る燃料電池１０は、いわゆる燃料電池単セルとして示されているが、通常、燃料電池１０は複数個積層され、燃料電池スタックとして用いられる。燃料電池１０は、外部から供給される酸化ガスを、燃料電池１０のカソード電極へ供給する供給側酸化ガスマニホールド２０と、未反応の酸化ガス等を燃料電池の外部へ排出する排出側酸化ガスマニホールド２１と、外部から供給される燃料ガスを燃料電池１０のアノード電極へ供給する供給側燃料ガスマニホールド２２と、未反応の燃料ガス等を燃料電池１０の外部へ排出する排出側燃料ガスマニホールド２３と、外部から水等の冷媒を燃料電池１０のカソード電極およびアノード電極へ供給する供給側冷媒マニホールド２４と、冷媒を燃料電池１０の外部へ排出する排出側冷媒マニホールド２５とを備える（図１および図２参照）。また燃料電池１０は、複数個積層する際、燃料電池１０同士の隙間を埋めるガスケット１８を備える。ガスケット１８は、通常、ゴム等の弾性部材からなる。   The fuel cell 10 includes an MEA 12, a resin frame 14, and a separator 16. For convenience of explanation, the fuel cell 10 according to the present embodiment is shown as a so-called fuel cell single cell, but a plurality of fuel cells 10 are usually stacked and used as a fuel cell stack. The fuel cell 10 includes a supply-side oxidizing gas manifold 20 that supplies oxidizing gas supplied from the outside to the cathode electrode of the fuel cell 10, and a discharge-side oxidizing gas manifold that discharges unreacted oxidizing gas and the like to the outside of the fuel cell. 21, a supply-side fuel gas manifold 22 that supplies fuel gas supplied from the outside to the anode electrode of the fuel cell 10, and a discharge-side fuel gas manifold 23 that discharges unreacted fuel gas and the like to the outside of the fuel cell 10. A supply-side refrigerant manifold 24 that supplies a refrigerant such as water from the outside to the cathode and anode electrodes of the fuel cell 10 and a discharge-side refrigerant manifold 25 that discharges the refrigerant to the outside of the fuel cell 10 are provided (FIGS. 1 and FIG. 1). 2). The fuel cell 10 also includes a gasket 18 that fills a gap between the fuel cells 10 when a plurality of fuel cells 10 are stacked. The gasket 18 is usually made of an elastic member such as rubber.

ＭＥＡ１２は、電解質膜３０と、電解質膜３０の表裏面に形成され、酸化ガスが供給されるカソード電極３１と、燃料ガスが供給されるアノード電極３２とを有する。図３は、図２に示されるＭＥＡ１２のＸ−Ｘ部分断面図である。ＭＥＡ１２のカソード電極３１およびアノード電極３２は、それぞれ触媒層３３、拡散層３４を有する。   The MEA 12 includes an electrolyte membrane 30, a cathode electrode 31 that is formed on the front and back surfaces of the electrolyte membrane 30, and is supplied with an oxidizing gas, and an anode electrode 32 that is supplied with a fuel gas. 3 is an XX partial cross-sectional view of the MEA 12 shown in FIG. The cathode electrode 31 and the anode electrode 32 of the MEA 12 have a catalyst layer 33 and a diffusion layer 34, respectively.

電解質膜３０は、固体高分子材料からなり、高分子鎖中にスルホン酸基等の電解質基を有する。電解質膜３０は、特定のイオンと強固に結合したり、陽イオンまたは陰イオンを選択的に透過する性質を有する。電解質膜３０としては、パーフルオロスルホン酸膜等のフッ素系電解質膜を使用することができる。触媒層３３は、白金、金、パラジウム、ルテニウム、イリジウム等の貴金属触媒を、カーボンで担持した触媒担持カーボンと、触媒担持カーボンを電解質膜と接着等する樹脂を含む。カーボンとしては、特に限定されるものではないが、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等が使用される。   The electrolyte membrane 30 is made of a solid polymer material, and has an electrolyte group such as a sulfonic acid group in the polymer chain. The electrolyte membrane 30 has a property of being firmly bonded to specific ions or selectively transmitting cations or anions. As the electrolyte membrane 30, a fluorine-based electrolyte membrane such as a perfluorosulfonic acid membrane can be used. The catalyst layer 33 includes a catalyst-supporting carbon in which a noble metal catalyst such as platinum, gold, palladium, ruthenium, and iridium is supported by carbon, and a resin that adheres the catalyst-supporting carbon to an electrolyte membrane. Although it does not specifically limit as carbon, Oil furnace black, channel black, thermal black, acetylene black, etc. are used.

触媒層３３に使用される樹脂としては、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）等のフッ素原子を含むポリマー、あるいはこれらの共重合体、これらのモノマー単位とエチレンやスチレン等の他のモノマーとの共重合体、さらには、これらのブレンド等を用いることができる。なお触媒層３３に用いられる樹脂は、これらのものに限られるものではない。拡散層３４は、一般に、ガスの通気性と電子伝導性を備える材料が用いられ、カーボンペーパー、カーボンクロス等が用いられる。   Examples of the resin used for the catalyst layer 33 include polymers containing fluorine atoms such as polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyhexafluoropropylene (FEP), copolymers thereof, and monomers thereof. Copolymers of units and other monomers such as ethylene and styrene, and blends thereof can be used. The resin used for the catalyst layer 33 is not limited to these. The diffusion layer 34 is generally made of a material having gas permeability and electronic conductivity, and carbon paper, carbon cloth, or the like is used.

ＭＥＡ１２は、表裏面に配置される一対の樹脂フレーム１４により挟持される。図２に示されるように、一対の樹脂フレーム１４は、ＭＥＡ１２のカソード側に配置されるカソード側樹脂フレーム１４Ａと、ＭＥＡ１２のアノード側に配置されるアノード側樹脂フレーム１４Ｂからなる。樹脂フレーム１４は、フェノール樹脂等の公知の熱硬化性樹脂、耐熱性に優れる熱可塑性樹脂等の公知の樹脂より製造される。樹脂フレーム１４は、フレーム部４０と開口部４１とからなる。樹脂フレーム１４のフレーム部４０によりＭＥＡ１２の周囲を固定し、開口部４１にＭＥＡ１２のカソード電極３１、アノード電極３２が配置される。樹脂フレーム１４のフレーム部４０の所定個所には、それぞれ供給側および排出側の酸化ガスマニホールド２０，２１、燃料ガスマニホールド２２，２３、冷媒マニホールド２４，２５がある。   The MEA 12 is sandwiched between a pair of resin frames 14 arranged on the front and back surfaces. As shown in FIG. 2, the pair of resin frames 14 includes a cathode side resin frame 14 </ b> A disposed on the cathode side of the MEA 12 and an anode side resin frame 14 </ b> B disposed on the anode side of the MEA 12. The resin frame 14 is manufactured from a known resin such as a known thermosetting resin such as a phenol resin or a thermoplastic resin excellent in heat resistance. The resin frame 14 includes a frame portion 40 and an opening portion 41. The periphery of the MEA 12 is fixed by the frame portion 40 of the resin frame 14, and the cathode electrode 31 and the anode electrode 32 of the MEA 12 are disposed in the opening 41. At predetermined positions of the frame portion 40 of the resin frame 14, there are oxidizing gas manifolds 20, 21 on the supply side, fuel gas manifolds 22, 23, and refrigerant manifolds 24, 25, respectively.

カソード側樹脂フレーム１４Ａは、カソード電極３１へ酸化ガスを供給し、カソード電極３１から未反応の酸化ガス等を排出するガス流路を備える。図２に示されるように、カソード側樹脂フレーム１４Ａにおいて、供給側酸化ガスマニホールド２０と接続し、供給側酸化ガスマニホールド２０から供給される酸化ガスをカソード電極３１へ供給する経路である酸化ガス供給路４２と、排出側酸化ガスマニホールド２１と接続し、排出側酸化ガスマニホールド２１へ未反応の酸化ガスや、カソード電極３１で生成した水等を排出する経路である酸化ガス排出路４３とを備える。酸化ガス供給路４２と、酸化ガス排出路４３は、複数の条溝からなり、各条溝を酸化ガス等が通過する。   The cathode side resin frame 14 </ b> A includes a gas flow path that supplies an oxidizing gas to the cathode electrode 31 and discharges an unreacted oxidizing gas and the like from the cathode electrode 31. As shown in FIG. 2, in the cathode side resin frame 14 </ b> A, the oxidizing gas supply is connected to the supply side oxidizing gas manifold 20 and is a path for supplying the oxidizing gas supplied from the supply side oxidizing gas manifold 20 to the cathode electrode 31. The passage 42 is connected to the exhaust side oxidizing gas manifold 21 and includes an oxidizing gas exhaust passage 43 that is a path for discharging unreacted oxidizing gas, water generated by the cathode electrode 31 and the like to the exhaust side oxidizing gas manifold 21. . The oxidizing gas supply path 42 and the oxidizing gas discharge path 43 are composed of a plurality of grooves, and an oxidizing gas or the like passes through each groove.

アノード側樹脂フレーム１４Ｂは、アノード電極３２へ燃料ガスを供給し、アノード電極３２から未反応の燃料ガス等を排出するガス流路を備える。図４に示されるように、アノード側樹脂フレーム１４Ｂにおいて、供給側燃料ガスマニホールド２２と接続し、供給側燃料ガスマニホールド２２から供給される燃料ガスをアノード電極３２へ供給する経路である燃料ガス供給路４４と、排出側燃料ガスマニホールド２３と接続し、排出側燃料ガスマニホールド２３へ未反応の燃料ガス等を排出する経路である燃料ガス排出路４５とを備える。燃料ガス供給路４４と、燃料ガス排出路４５は、複数の条溝からなり、各条溝を燃料ガス等が通過する。なお図４は、図２に示されるアノード側樹脂フレーム１４Ｂの裏面側を示したものである。   The anode side resin frame 14 </ b> B includes a gas flow path that supplies fuel gas to the anode electrode 32 and discharges unreacted fuel gas and the like from the anode electrode 32. As shown in FIG. 4, in the anode side resin frame 14 </ b> B, the fuel gas supply that is connected to the supply side fuel gas manifold 22 and supplies the fuel gas supplied from the supply side fuel gas manifold 22 to the anode electrode 32. A passage 44 and a fuel gas discharge passage 45 that is connected to the discharge-side fuel gas manifold 23 and discharges unreacted fuel gas and the like to the discharge-side fuel gas manifold 23 are provided. The fuel gas supply path 44 and the fuel gas discharge path 45 are composed of a plurality of grooves, and the fuel gas or the like passes through each groove. FIG. 4 shows the back side of the anode side resin frame 14B shown in FIG.

セパレータ１６は、図２に示されるように、ＭＥＡ１２の表裏面に配置された一対の樹脂フレーム１４（１４Ａ，１４Ｂ）の表裏面に配置される。セパレータ１６は、一対のセパレータ１６からなり、ＭＥＡ１２のカソード側に配置されるカソード側セパレータ１６Ａと、ＭＥＡ１２のアノード側に配置されるアノード側セパレータ１６Ｂからなる。カソード側およびアノード側セパレータ１６Ａ，１６Ｂは、それぞれ所定個所に、供給側および排出側の酸化ガスマニホールド２０，２１、燃料ガスマニホールド２２，２３、冷媒マニホールド２４，２５を備える。   As shown in FIG. 2, the separator 16 is disposed on the front and back surfaces of a pair of resin frames 14 (14 </ b> A and 14 </ b> B) disposed on the front and back surfaces of the MEA 12. The separator 16 includes a pair of separators 16 and includes a cathode side separator 16A disposed on the cathode side of the MEA 12 and an anode side separator 16B disposed on the anode side of the MEA 12. The cathode side and anode side separators 16A and 16B include supply side and discharge side oxidizing gas manifolds 20 and 21, fuel gas manifolds 22 and 23, and refrigerant manifolds 24 and 25, respectively, at predetermined locations.

カソード側セパレータ１６Ａは、一方の面に、水等の冷媒を通すための冷媒路５０を備え、他方の面にＭＥＡのカソード電極３１に酸化ガスを供給するための酸化ガス流路５１を備える。本実施形態において、冷媒路５０および酸化ガス流路５１は、複数の条溝からなる。図５は、図１および図２に示されるカソード側セパレータの裏面を示す。   The cathode-side separator 16A includes a refrigerant path 50 for passing a coolant such as water on one surface, and an oxidizing gas channel 51 for supplying an oxidizing gas to the cathode electrode 31 of the MEA on the other surface. In the present embodiment, the refrigerant passage 50 and the oxidizing gas passage 51 are composed of a plurality of grooves. FIG. 5 shows the back surface of the cathode-side separator shown in FIGS. 1 and 2.

アノード側セパレータ１６Ｂも同様に、一方の面に複数の条溝からなる冷媒路５０を備える。他方の面において、複数の条溝からなり、燃料ガスをＭＥＡ１２のアノード電極３２へ供給するための燃料ガス流路５２を備える（図２参照）。セパレータ１６は、例えば、アルミ、ステンレス等の公知の導電性材料からなる。本実施形態において、カソード側およびアノード側セパレータ１６Ａ，１６Ｂは、その一部がそれぞれＭＥＡ１２のカソード電極３１、アノード電極３２と当接し、ＭＥＡ１２から集電する集電部（図示せず）を形成する。   Similarly, the anode-side separator 16B includes a refrigerant path 50 formed of a plurality of grooves on one surface. On the other side, a fuel gas flow path 52 is provided which is composed of a plurality of grooves and supplies fuel gas to the anode electrode 32 of the MEA 12 (see FIG. 2). The separator 16 is made of a known conductive material such as aluminum or stainless steel. In the present embodiment, the cathode-side and anode-side separators 16A and 16B are in contact with the cathode electrode 31 and the anode electrode 32 of the MEA 12 respectively to form a current collector (not shown) that collects current from the MEA 12. .

以下、図２を用いて燃料電池１０に供給される酸化ガスの流れ等を説明する。酸化ガスは、燃料電池１０外部より、供給側酸化ガスマニホールド２０を通り（図２における矢印ａ参照）、各燃料電池１０（単セル）へ供給される。供給側酸化ガスマニホールド２０を通った酸化ガスは、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス供給路４２を通り、続いてカソード側セパレータ１６Ａの酸化ガス流路５１を通る。酸化ガスは、酸化ガス流路５１を通過しつつ、ＭＥＡ１２のカソード電極３１において所定の化学反応により消費される。なお所定の化学反応によりカソード電極３１において水が生成する。   Hereinafter, the flow of the oxidizing gas supplied to the fuel cell 10 will be described with reference to FIG. The oxidizing gas is supplied from the outside of the fuel cell 10 to each fuel cell 10 (single cell) through the supply-side oxidizing gas manifold 20 (see arrow a in FIG. 2). The oxidizing gas that has passed through the supply side oxidizing gas manifold 20 passes through the oxidizing gas supply path 42 of the cathode side resin frame 14A, and then passes through the oxidizing gas flow path 51 of the cathode side separator 16A. The oxidizing gas is consumed by a predetermined chemical reaction at the cathode electrode 31 of the MEA 12 while passing through the oxidizing gas channel 51. Water is generated at the cathode electrode 31 by a predetermined chemical reaction.

カソード電極３１において消費されなかった酸化ガスや、カソード電極３１で生成した水は、カソード側セパレータ１６Ａの酸化ガス流路５１を通り、続いて、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス排出路４３を通って（図２における矢印ｂ参照）、排出側酸化ガスマニホールド２１へ排出される。排出側酸化ガスマニホールド２１へ排出された酸化ガスや水等は、燃料電池１０の外部へ排出される（図２における矢印ｃ参照）。   The oxidizing gas not consumed at the cathode electrode 31 and the water generated at the cathode electrode 31 pass through the oxidizing gas passage 51 of the cathode side separator 16A, and then pass through the oxidizing gas discharge passage 43 of the cathode side resin frame 14A. (See arrow b in FIG. 2) and discharged to the discharge-side oxidizing gas manifold 21. The oxidizing gas, water, etc. discharged to the discharge side oxidizing gas manifold 21 are discharged to the outside of the fuel cell 10 (see arrow c in FIG. 2).

一方、燃料ガスは、燃料電池１０外部より供給され、供給側燃料ガスマニホールド２２を通り、各燃料電池１０（単セル）へ供給される。燃料ガスは、供給側燃料ガスマニホールド２２からアノード側樹脂フレーム１４Ｂの燃料ガス供給路４４を通り、アノード側セパレータ１６Ｂの燃料ガス流路５２へ供給される。燃料ガスは、アノード側セパレータ１６Ｂの燃料ガス流路５２を通過しつつ、消費される。消費されずに残った燃料ガスは、燃料ガス流路５２を通り、アノード側樹脂フレーム１４Ｂの燃料ガス排出路４５を通って、排出側燃料ガスマニホールド２３へ排出される。なお燃料ガスは、加湿された状態でアノード電極に供給されることが好ましい。   On the other hand, the fuel gas is supplied from the outside of the fuel cell 10, passes through the supply-side fuel gas manifold 22, and is supplied to each fuel cell 10 (single cell). The fuel gas is supplied from the supply side fuel gas manifold 22 through the fuel gas supply path 44 of the anode side resin frame 14B to the fuel gas flow path 52 of the anode side separator 16B. The fuel gas is consumed while passing through the fuel gas channel 52 of the anode separator 16B. The fuel gas remaining without being consumed passes through the fuel gas flow path 52, passes through the fuel gas discharge path 45 of the anode side resin frame 14 </ b> B, and is discharged to the discharge side fuel gas manifold 23. The fuel gas is preferably supplied to the anode electrode in a humidified state.

図６は、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス排出路４３を拡大して示した斜視図である。本実施形態において、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス排出路４３には、排水処理が施される。排水処理とは、水を排出し易くするための処理である。排水処理としては、例えば、撥水処理や親水処理がある。本実施形態に係る撥水処理とは、酸化ガス排出路の表面と水との接触角を１００度〜１８０とする処理のことである。一方、親水処理とは、酸化ガス排出路の表面と水との接触角を１０度〜８０度とする処理のことである。   FIG. 6 is an enlarged perspective view showing the oxidizing gas discharge passage 43 of the cathode side resin frame 14A. In the present embodiment, drainage treatment is performed on the oxidizing gas discharge passage 43 of the cathode side resin frame 14A. The drainage treatment is a treatment for facilitating the discharge of water. Examples of the waste water treatment include water repellent treatment and hydrophilic treatment. The water repellent treatment according to this embodiment is a treatment in which the contact angle between the surface of the oxidizing gas discharge path and water is 100 degrees to 180 degrees. On the other hand, the hydrophilic treatment is a treatment in which the contact angle between the surface of the oxidizing gas discharge path and water is 10 degrees to 80 degrees.

酸化ガス排出路４３表面に、撥水処理を施す方法としては、例えば、酸化ガス排出路４３の表面の粗面化、フッ素樹脂処理、有機薄膜処理等がある。酸化ガス排出路４３の表面を粗面化する方法としては、例えば、酸化ガス排出路４３の表面を微細加工する方法、樹脂フレーム１４を成型する金型の所定個所の表面を粗面化しておき、樹脂フレーム１４成型時に、酸化ガス排出路４３を粗面化する方法等がある。   Examples of a method of performing water repellency treatment on the surface of the oxidizing gas discharge passage 43 include roughening the surface of the oxidizing gas discharge passage 43, fluororesin treatment, and organic thin film treatment. As a method for roughening the surface of the oxidizing gas discharge passage 43, for example, a method for finely processing the surface of the oxidizing gas discharge passage 43, or a surface of a predetermined portion of a mold for molding the resin frame 14 is roughened. There is a method of roughening the oxidizing gas discharge path 43 when the resin frame 14 is molded.

酸化ガス排出路４３の表面に、撥水処理が施されていると、水はガスの流れに押され、酸化ガス排出路４３上を転がり易くなる。そのため、酸化ガス排出路４３から水が排出されやすくなり、酸化ガス排出路４３で水が滞留しないので、酸化ガスの流れが損なわれない。   When the surface of the oxidizing gas discharge path 43 is subjected to water repellent treatment, the water is pushed by the gas flow and easily rolls on the oxidizing gas discharge path 43. Therefore, water is easily discharged from the oxidizing gas discharge passage 43, and water does not stay in the oxidizing gas discharge passage 43, so that the flow of the oxidizing gas is not impaired.

酸化ガス排出路４３に親水処理を施す方法としては、グラフト処理、ショットブラスト、プラズマ処理、イオン注入法、光反応（酸化チタンの光による反応）等の方法がある。また樹脂フレーム１４の素材（樹脂）中に、界面活性剤を添加して行ってもよい。   As a method for performing hydrophilic treatment on the oxidizing gas discharge passage 43, there are methods such as grafting, shot blasting, plasma treatment, ion implantation, photoreaction (reaction of titanium oxide by light), and the like. Further, a surfactant may be added to the material (resin) of the resin frame 14.

樹脂フレーム１４の酸化ガス排出路４３に、親水処理が施されていると、水は酸化ガス排出路４３の表面に薄く広がりやすくなる。酸化ガス排出路４３の表面に広がった水は、酸化ガスの流れにより、排出側酸化ガスマニホールド２１へ排出される。なお、この場合、酸化ガス排出路４３は水によって塞がり難いため、酸化ガスの流れは確保される。   If the oxidizing gas discharge path 43 of the resin frame 14 is subjected to a hydrophilic treatment, water is likely to spread thinly on the surface of the oxidizing gas discharge path 43. The water spread on the surface of the oxidizing gas discharge passage 43 is discharged to the discharge side oxidizing gas manifold 21 by the flow of the oxidizing gas. In this case, since the oxidizing gas discharge passage 43 is difficult to be blocked by water, the flow of the oxidizing gas is ensured.

なお、本実施形態においては、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス排出路４３のみに排水処理を施したが、それ以外の場所に排水処理を施しても良い。例えば、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス供給路４２、供給側酸化ガスマニホールド２０、排出側酸化ガスマニホールド２１等や、アノード側樹脂フレーム１４Ｂの燃料ガス供給路４４、燃料ガス排出路４５、供給側燃料ガスマニホールド２２、排出側燃料ガスマニホールド２３等である。特に、酸化ガスは加湿された状態で供給される為、酸化ガス供給路４２にも排水処理を施すことは好ましい。またアノード側において、カソード電極で生成した精製水がアノード側に滲出する場合があり、このような生成水を排出するために、アノード側樹脂フレーム１４Ｂの燃料ガス排出路４５に排水処理を施すことが好ましい場合がある。また燃料ガスも加湿した状態が供給される場合があり、そのような場合には燃料ガス供給路４４に排水処理が施されてもよい。   In this embodiment, the waste water treatment is performed only on the oxidizing gas discharge path 43 of the cathode side resin frame 14A, but the waste water treatment may be performed on other places. For example, the oxidizing gas supply path 42, the supply side oxidizing gas manifold 20, the discharge side oxidizing gas manifold 21 and the like of the cathode side resin frame 14A, the fuel gas supply path 44, the fuel gas discharge path 45, and the supply side of the anode side resin frame 14B. The fuel gas manifold 22, the discharge side fuel gas manifold 23, and the like. In particular, since the oxidizing gas is supplied in a humidified state, it is preferable that the oxidizing gas supply path 42 is also subjected to wastewater treatment. Further, on the anode side, purified water generated at the cathode electrode may ooze out to the anode side, and in order to discharge such generated water, the fuel gas discharge path 45 of the anode-side resin frame 14B is subjected to drainage treatment. May be preferred. Further, the fuel gas may be supplied in a humidified state, and in such a case, the fuel gas supply path 44 may be subjected to waste water treatment.

なお排水処理を施す際、例えば、酸化ガス排出路４３には撥水処理を施し、酸化ガス供給路４２には親水処理を施す等、箇所によって排水処理の種類を変えて処理を行っても良い。また酸化ガス排出路４３に排水処理を施す場合、酸化ガス排出路４３の一部を親水処理を施し、その他の部分を撥水処理を施す等、同一の箇所においても種類の異なる排水処理を施しても良い。   When performing the wastewater treatment, for example, the oxidizing gas discharge passage 43 may be subjected to a water repellent treatment, and the oxidizing gas supply passage 42 may be subjected to a hydrophilic treatment. . When the oxidant gas discharge passage 43 is subjected to wastewater treatment, different types of wastewater treatment are also performed at the same location, for example, part of the oxidant gas discharge passage 43 is subjected to hydrophilic treatment and the other portion is subjected to water repellent treatment. May be.

本実施形態に係る燃料電池１０は、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス排出路４３の表面に排水処理が施されているため、酸化ガス排出路４３において水が溜まり、酸化ガスの流れを悪くすることがない。その為、酸化ガス排出路４３の経路（溝）の幅を、従来の酸化ガス排出路の経路（溝）の幅よりも狭くすることが可能となる。例えば、図７に示されるのは、図１に示される燃料電池１０のＡ−Ａ部分断面図であり、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス排出路４３の溝４６の幅Ｌ１は、図８に示される、排水処理の施されていない酸化ガス排出路４３’の溝４６’幅Ｌ２よりも狭くすることが出来る。ここで、図７に示される酸化ガス排出路４３の溝４６の深さｄと、図８に示される酸化ガス排出路４３’の溝４６’の深さｄとは同じであり、図７に示される酸化ガス排出路４３の経路（溝）の総断面積と、図８に示される酸化ガス排出路４３の経路（溝）の総断面積は同じものとする。図７において、一対の樹脂フレーム１４（１４Ａ，１４Ｂ）と、その外側に一対のセパレータ１６（１６Ａ，１６Ｂ）が配置されるが、カソード側セパレータ１４Ａの上には、ガスケット１８が配置されており、隣接する他の燃料電池の自重等がガスケット１８越しに燃料電池１０に加わる場合がある。その為、カソード側樹脂フレーム１４Ａの酸化ガス排出路４３の溝４６の幅が所定間隔よりも大きい場合、図８に示されるように、カソード側セパレータ１６Ａが酸化ガス排出路側４３’へ変形する場合があった。このような場合、酸化ガス排出路４３’の経路の断面積は狭くなり、酸化ガスの流れを妨げる原因となりかねない。しかし、本実施形態に係る燃料電池１０のように、酸化ガス排出路４３に排水処理が施されていると、酸化ガス排出路４３の経路（溝）４６の幅を、排水処理の施されていない酸化ガス排出路４３’の経路（溝）の幅よりも狭くすることができ、ひいては、上記のようなカソード側セパレータ１６Ａの変形をも抑制することが可能となる。 In the fuel cell 10 according to the present embodiment, since the waste gas treatment is performed on the surface of the oxidizing gas discharge path 43 of the cathode side resin frame 14A, water accumulates in the oxidizing gas discharge path 43 and the flow of the oxidizing gas is deteriorated. There is nothing. Therefore, the width of the path (groove) of the oxidizing gas discharge path 43 can be made narrower than the width of the path (groove) of the conventional oxidizing gas discharge path. For example, that shown in FIG. 7 is an A-A fragmentary sectional view of a fuel cell 10 shown in FIG. 1, the width L 1 of the groove 46 of the oxidizing gas discharge channel 43 of the cathode-side resin frame 14A is 8 indicated by can be smaller than the width L 2 'groove 46' oxidizing gas discharging passage 43 which was not subjected to wastewater treatment to. Here, the depth d of the groove 46 of the oxidizing gas discharge passage 43 shown in FIG. 7 is the same as the depth d of the groove 46 ′ of the oxidizing gas discharge passage 43 ′ shown in FIG. It is assumed that the total cross-sectional area of the path (groove) of the oxidizing gas discharge path 43 shown is the same as the total cross-sectional area of the path (groove) of the oxidizing gas discharge path 43 shown in FIG. In FIG. 7, a pair of resin frames 14 (14A, 14B) and a pair of separators 16 (16A, 16B) are arranged on the outside thereof, but a gasket 18 is arranged on the cathode side separator 14A. In some cases, the weight of another adjacent fuel cell is applied to the fuel cell 10 through the gasket 18. Therefore, when the width of the groove 46 of the oxidizing gas discharge path 43 of the cathode side resin frame 14A is larger than a predetermined interval, as shown in FIG. 8, the cathode side separator 16A is deformed to the oxidizing gas discharge path side 43 ′. was there. In such a case, the cross-sectional area of the oxidizing gas discharge passage 43 ′ becomes narrow, which may cause a flow of the oxidizing gas. However, as in the fuel cell 10 according to the present embodiment, when the oxidant gas discharge passage 43 is subjected to wastewater treatment, the width of the path (groove) 46 of the oxidant gas discharge passage 43 is set to be subjected to wastewater treatment. The width of the non-oxidizing gas discharge passage 43 ′ (groove) can be made narrower, and as a result, the deformation of the cathode side separator 16A as described above can be suppressed.

本発明の実施形態に係る燃料電池の平面図である。1 is a plan view of a fuel cell according to an embodiment of the present invention. 図１に示される燃料電池の分解斜視図であるFIG. 2 is an exploded perspective view of the fuel cell shown in FIG. 1. 図２に示されるＭＥＡのＸ−Ｘ部分断面図である。It is XX partial sectional drawing of MEA shown by FIG. アノード側樹脂フレームの平面図である。It is a top view of an anode side resin frame. カソード側セパレータの平面図である。It is a top view of a cathode side separator. カソード側樹脂フレームの酸化ガス排出路の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the oxidizing gas discharge path of a cathode side resin frame. 図１に示される燃料電池のＡ−Ａ部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the fuel cell shown in FIG. 図７に示される断面図に対応し、排水処理の施されていない酸化ガス供給路を備える燃料電池の部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a fuel cell that corresponds to the cross-sectional view shown in FIG. 7 and that includes an oxidizing gas supply path that has not been subjected to wastewater treatment.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 燃料電池、１２ ＭＥＡ、１４ 樹脂フレーム、１４Ａ カソード側樹脂フレーム、１４Ｂ アノード側樹脂フレーム、１６ セパレータ、１６Ａ カソード側セパレータ、１６Ｂ アノード側セパレータ、１８ ガスケット、２０ 供給側酸化ガスマニホールド、２１ 排出側酸化ガスマニホールド、２２ 供給側燃料ガスマニホールド、２３ 排出側燃料ガスマニホールド、２４ 供給側冷媒マニホールド、２５ 排出側冷媒マニホールド、３０ 電解質膜、３１ カソード電極、３２ アノード電極、３３ 触媒層、３４ 拡散層、４０ フレーム部、４１ 開口部、４２ 酸化ガス供給路、４３ 酸化ガス排出路、４４ 燃料ガス供給路、４５ 燃料ガス排出路、５０ 冷媒路、５１ 酸化ガス流路、５２ 燃料ガス流路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel cell, 12 MEA, 14 resin frame, 14A cathode side resin frame, 14B anode side resin frame, 16 separator, 16A cathode side separator, 16B anode side separator, 18 gasket, 20 supply side oxidizing gas manifold, 21 discharge side oxidation Gas manifold, 22 Supply side fuel gas manifold, 23 Discharge side fuel gas manifold, 24 Supply side refrigerant manifold, 25 Discharge side refrigerant manifold, 30 Electrolyte membrane, 31 Cathode electrode, 32 Anode electrode, 33 Catalyst layer, 34 Diffusion layer, 40 Frame part, 41 Opening part, 42 Oxidizing gas supply path, 43 Oxidizing gas discharge path, 44 Fuel gas supply path, 45 Fuel gas discharge path, 50 Refrigerant path, 51 Oxidizing gas flow path, 52 Fuel gas flow path.

Claims (7)

電解質膜と、電解質膜の表裏面に形成され、燃料ガスが供給されるアノード電極と、酸化ガスが供給されるカソード電極とを有するＭＥＡと、
ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡを挟持する一対の樹脂フレームと、
樹脂フレームにより挟持されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡのアノード電極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路、またはカソード電極に酸化ガスを供給するための酸化ガス流路を有するセパレータとを備え、
樹脂フレームは、アノード電極およびカソード電極の少なくとも一方に燃料ガスまたは酸化ガスを供給し、アノード電極およびカソード電極の少なくとも一方から燃料ガスまたは酸化ガスを排出するガス流路を有し、
酸化ガスを排出するガス流路である酸化ガス排出路には、溝が形成されており、
当該溝の幅は、セパレータに加わる力によりセパレータが酸化ガス排出路側に変形することを抑制可能な所定間隔以下であり、
少なくとも樹脂フレームの有する酸化ガス排出路の表面に排水処理を施したことを特徴とする燃料電池。 An MEA having an electrolyte membrane, an anode electrode formed on the front and back surfaces of the electrolyte membrane, to which a fuel gas is supplied, and a cathode electrode to which an oxidizing gas is supplied;
A pair of resin frames disposed on the front and back surfaces of the MEA and sandwiching the MEA;
A separator having a fuel gas flow path for supplying fuel gas to the anode electrode of the MEA, or an oxidizing gas flow path for supplying oxidizing gas to the cathode electrode, disposed on the front and back surfaces of the MEA sandwiched by the resin frame; With
The resin frame has a gas flow path for supplying a fuel gas or an oxidizing gas to at least one of the anode electrode and the cathode electrode and discharging the fuel gas or the oxidizing gas from at least one of the anode electrode and the cathode electrode,
A groove is formed in the oxidizing gas discharge path, which is a gas flow path for discharging the oxidizing gas,
The width of the groove is equal to or less than a predetermined interval at which the separator can be prevented from being deformed to the oxidizing gas discharge path side by a force applied to the separator,
A fuel cell, wherein at least a surface of an oxidizing gas discharge passage of the resin frame is subjected to a waste water treatment. 電解質膜と、電解質膜の表裏面に形成され、燃料ガスが供給されるアノード電極と、酸化ガスが供給されるカソード電極とを有するＭＥＡと、
ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡを挟持する一対の樹脂フレームと、
樹脂フレームにより挟持されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡのアノード電極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路、またはカソード電極に酸化ガスを供給するための酸化ガス流路を有するセパレータとを備え、
一方の樹脂フレームは、
セパレータに、酸化ガスを供給する酸化ガス供給路と、
セパレータから排出されるガスを排出する酸化ガス排出路と、
他方の樹脂フレームは、
セパレータに、燃料ガスを供給する燃料ガス供給路と、
セパレータから排出されるガスを排出する燃料ガス排出路とを有する燃料電池であって、
酸化ガス排出路には、溝が形成されており、
当該溝の幅は、セパレータに加わる力によりセパレータが酸化ガス排出路側に変形することを抑制可能な所定間隔以下であり、
酸化ガス供給路および酸化ガス排出路に排水処理を施したことを特徴とする燃料電池。 An MEA having an electrolyte membrane, an anode electrode formed on the front and back surfaces of the electrolyte membrane, to which a fuel gas is supplied, and a cathode electrode to which an oxidizing gas is supplied;
A pair of resin frames disposed on the front and back surfaces of the MEA and sandwiching the MEA;
A separator having a fuel gas flow path for supplying fuel gas to the anode electrode of the MEA, or an oxidizing gas flow path for supplying oxidizing gas to the cathode electrode, disposed on the front and back surfaces of the MEA sandwiched by the resin frame; With
One resin frame is
An oxidizing gas supply path for supplying an oxidizing gas to the separator;
An oxidizing gas discharge path for discharging the gas discharged from the separator;
The other resin frame is
A fuel gas supply path for supplying fuel gas to the separator;
A fuel cell having a fuel gas discharge path for discharging gas discharged from the separator,
A groove is formed in the oxidizing gas discharge path,
The width of the groove is equal to or less than a predetermined interval at which the separator can be prevented from being deformed to the oxidizing gas discharge path side by a force applied to the separator,
A fuel cell characterized in that waste water treatment is applied to an oxidizing gas supply path and an oxidizing gas discharge path. 請求項２記載の燃料電池であって、
更に、燃料ガス供給路および燃料ガス排出路に排水処理を施したことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 2, wherein
Further, a fuel cell characterized in that waste water treatment is applied to the fuel gas supply passage and the fuel gas discharge passage. 電解質膜と、電解質膜の表裏面に形成され、燃料ガスが供給されるアノード電極と、
酸化ガスが供給されるカソード電極とを有するＭＥＡと、
ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡを挟持する一対の樹脂フレームと、
樹脂フレームにより挟持されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡのアノード電極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路、またはカソード電極に酸化ガスを供給するための酸化ガス流路を有するセパレータとを備え、
一方の樹脂フレームは、
セパレータに、酸化ガスを供給する酸化ガス供給路と、
セパレータから排出されるガスを排出する酸化ガス排出路と、
他方の樹脂フレームは、
セパレータに、燃料ガスを供給する燃料ガス供給路と、
セパレータから排出されるガスを排出する燃料ガス排出路とを有する燃料電池であって、
酸化ガス排出路には、溝が形成されており、
当該溝の幅は、セパレータに加わる力によりセパレータが酸化ガス排出路側に変形することを抑制可能な所定間隔以下であり、
酸化ガス排出路に排水処理を施したことを特徴とする燃料電池。 An electrolyte membrane, an anode electrode formed on the front and back surfaces of the electrolyte membrane, and supplied with fuel gas;
An MEA having a cathode electrode supplied with an oxidizing gas;
A pair of resin frames disposed on the front and back surfaces of the MEA and sandwiching the MEA;
A separator having a fuel gas flow path for supplying fuel gas to the anode electrode of the MEA, or an oxidizing gas flow path for supplying oxidizing gas to the cathode electrode, disposed on the front and back surfaces of the MEA sandwiched by the resin frame; With
One resin frame is
An oxidizing gas supply path for supplying an oxidizing gas to the separator;
An oxidizing gas discharge path for discharging the gas discharged from the separator;
The other resin frame is
A fuel gas supply path for supplying fuel gas to the separator;
A fuel cell having a fuel gas discharge path for discharging gas discharged from the separator,
A groove is formed in the oxidizing gas discharge path,
The width of the groove is equal to or less than a predetermined interval at which the separator can be prevented from being deformed to the oxidizing gas discharge path side by a force applied to the separator,
A fuel cell characterized in that wastewater treatment is applied to an oxidizing gas discharge passage. 請求項１〜請求項４の何れか１項記載の燃料電池であって、
排水処理は、水との接触角を１００度〜１８０度の範囲とする撥水処理である燃料電池。 The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein
The drainage treatment is a fuel cell that is a water repellent treatment with a contact angle with water in the range of 100 to 180 degrees. 請求項１〜請求項４の何れか１項記載の燃料電池であって、
排水処理は、水との接触角を１０度〜８０度の範囲とする親水処理である燃料電池。 The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein
The wastewater treatment is a fuel cell that is a hydrophilic treatment in which the contact angle with water is in the range of 10 to 80 degrees. 請求項１〜請求項４の何れか１項記載の燃料電池であって、
排水処理は、水との接触角を１００度〜１８０の範囲とする撥水処理、または水との接触角を１０度〜８０度の範囲とする親水処理である燃料電池。 The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein
The drainage treatment is a fuel cell that is a water repellent treatment in which the contact angle with water is in the range of 100 to 180, or a hydrophilic treatment in which the contact angle with water is in the range of 10 to 80 degrees.
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