JP5668237B2 - Fuel cell and fuel cell device - Google Patents

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Description

本発明は燃料電池及び水素発生装置を備えた燃料電池装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell device including a fuel cell and a hydrogen generator.

燃料電池として、電解質膜の両面側にアノード触媒層及びカソード触媒層が設けられた固体高分子電解質膜を有し、固体高分子電解質膜の両面側に導電性繊維状部材から形成されたガス拡散層が設けられたものが知られている。ガス拡散層は、酸化剤や還元剤などの燃料の流通を阻害させずに拡散させるためのものであり、例えば、カーボン製の繊維などで構成されている。   Gas diffusion formed from a conductive fibrous member having a solid polymer electrolyte membrane provided with an anode catalyst layer and a cathode catalyst layer on both sides of the electrolyte membrane as a fuel cell, and on both sides of the solid polymer electrolyte membrane Those provided with layers are known. The gas diffusion layer is for diffusing without obstructing the flow of fuel such as an oxidant and a reducing agent, and is made of, for example, carbon fiber.

ガス拡散層に酸化剤や還元剤などの燃料を供給する態様によっては、燃料がガス拡散層内部に均等に拡散せず、発電面において出力のばらつきが生じ、効率的な発電を行うことが困難であるという問題が生じる。例えば、燃料をアノード触媒層の表面に沿って供給すると、アノード触媒層の全面を効率よく使用することができなくなり、発電量が低下してしまう。   Depending on the mode in which fuel such as oxidant and reducing agent is supplied to the gas diffusion layer, the fuel does not diffuse evenly inside the gas diffusion layer, causing variations in output on the power generation surface, making it difficult to perform efficient power generation The problem arises. For example, if fuel is supplied along the surface of the anode catalyst layer, the entire surface of the anode catalyst layer cannot be used efficiently, and the amount of power generation is reduced.

そこで、アノード触媒層の表面に燃料を吹き付けるように供給するアノード流体流路を設けた燃料電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。   In view of this, a fuel cell has been proposed in which an anode fluid flow path is provided to supply fuel to the surface of the anode catalyst layer (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献１に係る燃料電池においては、アノード触媒層の表面に吹き付けられた燃料が、アノード触媒層で反射し、アノード触媒層から離れる方向に拡散してしまい、発電量の向上が見込めない虞がある。   However, in the fuel cell according to Patent Document 1, the fuel sprayed on the surface of the anode catalyst layer is reflected by the anode catalyst layer and diffuses away from the anode catalyst layer, so that it is not possible to improve the power generation amount. There is a fear.

また、特許文献１に係る燃料電池は、ガス拡散層に滞留している不純ガス（発電停止時に電解質膜を介して混入した大気中の空気、特に不活性ガスである窒素。）を、ガス拡散層に供給された燃料で押し退けて排出するように構成されているが、その燃料がアノード触媒層から離れる方向に拡散すると、そのような不純ガスの排出が行われず、十分な発電量を得ることができない虞がある。   Further, the fuel cell according to Patent Document 1 diffuses an impure gas (air in the atmosphere mixed through an electrolyte membrane when power generation is stopped, particularly nitrogen which is an inert gas) staying in the gas diffusion layer. Although it is configured to be pushed away by the fuel supplied to the bed and discharged, if the fuel diffuses away from the anode catalyst layer, such impure gas is not discharged and sufficient power generation is obtained. There is a possibility of not being able to.

なお、燃料をアノード触媒層から離れる方向に拡散してしまう問題は、ガス拡散層が設けられていない燃料電池においても同様に存在する。   Note that the problem of diffusing the fuel away from the anode catalyst layer also exists in the fuel cell in which the gas diffusion layer is not provided.

国際公開第２０１０／０５０３７７号International Publication No. 2010/050377

本発明は、このような事情に鑑み、ガス拡散層内部に酸化剤や還元剤の燃料ガスや液体燃料などの流体を行き渡らせることで発電面の出力のばらつきを抑え、効率的に発電することができる燃料電池及び燃料電池装置を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention suppresses variations in the output of the power generation surface by spreading a fluid such as an oxidant or a reducing agent fuel gas or liquid fuel inside the gas diffusion layer, and efficiently generates power. It is an object of the present invention to provide a fuel cell and a fuel cell device capable of performing the above.

また、本発明は、ガス拡散層に滞留した不純ガスを確実に排出して、十分な発電量を得ることができる燃料電池及び燃料電池装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a fuel cell and a fuel cell device capable of reliably discharging the impure gas staying in the gas diffusion layer and obtaining a sufficient power generation amount.

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、電解質と、該電解質の両面にそれぞれ接する触媒層と、前記触媒層に向けて流体を供給する供給流路と、前記触媒層に向けて突出したノズルが設けられた流体供給部と、前記供給流路に設けられ、前記触媒層に向けて供給された流体を前記触媒層の面方向に拡散させる拡散手段とを備え、前記供給流路は、前記ノズルの先端部から前記流体を噴射するように構成され、前記拡散手段は、前記ノズルの先端部から前記触媒層の面方向に延設され、前記触媒層側に向けて先鋭化したテーパ形状を有する拡散板であることを特徴とする燃料電池にある。 A first aspect of the present invention that solves the above problems includes an electrolyte, a catalyst layer in contact with both surfaces of the electrolyte, a supply channel that supplies a fluid toward the catalyst layer, and a protrusion toward the catalyst layer. A fluid supply section provided with a nozzle, and diffusion means provided in the supply flow path for diffusing the fluid supplied toward the catalyst layer in the surface direction of the catalyst layer, The fluid is ejected from the tip of the nozzle, and the diffusing means extends from the tip of the nozzle in the surface direction of the catalyst layer and is tapered toward the catalyst layer. The fuel cell is a diffusion plate having a shape .

かかる第１の態様では、触媒層に供給された流体を、拡散手段により、触媒層に接触させながら当該触媒層の面方向に拡散させることができる。すなわち、触媒層に供給された流体が、触媒層で反射してしまい、触媒層から離れる方向に拡散してしまうことが防止され、流体を触媒層全体に亘って均一に供給することができる。これにより、触媒層の表面の全面を利用して発電させることができ、発電量が向上した燃料電池が提供される。
また、拡散手段として拡散板を用いることで、ノズルの先端部から供給された流体を触媒層の面方向により確実に拡散させることができる。
さらに、流体が面方向に拡散する際の流路抵抗は、供給流路から離れるほど小さくなる。したがって、供給流路から供給された流体を触媒層の面方向の外側に拡散させやすくなり、触媒層の全面に流体をより確実に行き渡らせることができる。 In the first aspect, the fluid supplied to the catalyst layer can be diffused in the surface direction of the catalyst layer by the diffusion means while being in contact with the catalyst layer. That is, the fluid supplied to the catalyst layer is prevented from reflecting off the catalyst layer and diffusing away from the catalyst layer, and the fluid can be supplied uniformly over the entire catalyst layer. As a result, power can be generated using the entire surface of the catalyst layer, and a fuel cell with improved power generation is provided.
In addition, by using a diffusion plate as the diffusion means, the fluid supplied from the tip of the nozzle can be reliably diffused in the surface direction of the catalyst layer.
Furthermore, the flow resistance when the fluid diffuses in the plane direction decreases as the distance from the supply flow path increases. Therefore, the fluid supplied from the supply flow path can be easily diffused to the outside in the surface direction of the catalyst layer, and the fluid can be more reliably distributed over the entire surface of the catalyst layer.

本発明の第２の態様は、電解質と、該電解質の両面にそれぞれ接する触媒層と、前記触媒層に向けて流体を供給する供給流路と、前記触媒層に向けて突出したノズルが設けられた流体供給部と、前記供給流路に設けられ、前記触媒層に向けて供給された流体を前記触媒層の面方向に拡散させる拡散手段とを備え、前記供給流路は、前記ノズルの先端部から前記流体を噴射するように構成され、前記拡散手段は、前記触媒層と前記供給流路との間に前記流体を拡散するガス拡散層を設け、前記ガス拡散層の前記供給流路側の空孔率を前記触媒層側の空孔率よりも低くすることにより構成されていることを特徴とする燃料電池にある。 According to a second aspect of the present invention, an electrolyte, a catalyst layer in contact with both surfaces of the electrolyte, a supply channel for supplying a fluid toward the catalyst layer, and a nozzle projecting toward the catalyst layer are provided. And a diffusing means that is provided in the supply channel and diffuses the fluid supplied toward the catalyst layer in the surface direction of the catalyst layer, and the supply channel has a tip of the nozzle The fluid is ejected from a portion, and the diffusion means provides a gas diffusion layer for diffusing the fluid between the catalyst layer and the supply channel, and the gas diffusion layer is disposed on the supply channel side. The fuel cell is characterized in that the porosity is lower than the porosity on the catalyst layer side .

かかる第２の態様では、ガス拡散層の供給流路側の空孔率が低い上層は、空孔率が低く、すなわち流路抵抗が高いので、上層側には拡散しにくい。したがって、流体は、触媒層から離れる方向に拡散しようとしても、当該上層により阻止され、ガス拡散層の面方向に拡散される。 In the second aspect, the upper layer having a low porosity on the supply flow path side of the gas diffusion layer has a low porosity, that is, has a high flow path resistance, so that it is difficult to diffuse to the upper layer side. Therefore, even if the fluid tries to diffuse away from the catalyst layer, the fluid is blocked by the upper layer and diffused in the surface direction of the gas diffusion layer.

本発明の第３の態様は、第１の態様に記載する燃料電池において、前記触媒層と前記供給流路との間に前記流体を拡散するガス拡散層が設けられ、前記ノズルの先端部及び前記拡散板は、前記ガス拡散層に接触していることを特徴とする燃料電池にある。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, a gas diffusion layer for diffusing the fluid is provided between the catalyst layer and the supply flow path, and the tip of the nozzle and In the fuel cell, the diffusion plate is in contact with the gas diffusion layer.

かかる第３の態様では、ガス拡散層により、流体を触媒層の面方向に拡散させることができ、かつ拡散板により流体が触媒層から離れる方向に拡散することを防止できる。また、当該流体によりガス拡散層に滞留している気体を排出することができる。 In the third aspect, the gas diffusion layer can diffuse the fluid in the surface direction of the catalyst layer, and the diffusion plate can prevent the fluid from diffusing in the direction away from the catalyst layer. Further, the gas staying in the gas diffusion layer can be discharged by the fluid.

本発明の第４の態様は、第３の態様に記載する燃料電池において、前記ガス拡散層は、前記ノズルの先端部に対向する領域から、当該ガス拡散層の面方向の外側に向けて空孔率が高くなっていることを特徴とする燃料電池にある。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the third aspect, the gas diffusion layer is emptied from a region facing the tip of the nozzle toward the outside in the surface direction of the gas diffusion layer. The fuel cell is characterized by a high porosity.

かかる第４の態様では、ガス拡散層において流体が面方向に拡散する際の流路抵抗は、供給流路から離れるほど小さくなる。したがって、供給流路から供給された流体をガス拡散層の面方向の外側に拡散させやすくなり、触媒層の全面に燃料をより確実に行き渡らせることができる。 In the fourth aspect, the flow path resistance when the fluid diffuses in the plane direction in the gas diffusion layer decreases as the distance from the supply flow path increases. Therefore, the fluid supplied from the supply channel can be easily diffused to the outside in the surface direction of the gas diffusion layer, and the fuel can be more reliably distributed over the entire surface of the catalyst layer.

本発明の第５の態様は、第２〜第４の何れか一つの態様に記載する燃料電池において、前記ガス拡散層に供給された流体により押し退けられた気体が収容される収容部が設けられていることを特徴とする燃料電池にある。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel cell according to any one of the second to fourth aspects, an accommodating portion is provided in which the gas displaced by the fluid supplied to the gas diffusion layer is accommodated. It is in the fuel cell characterized by having.

かかる第５の態様では、ガス拡散層に供給された流体により押し退けられた気体を収容部で収容することができる。これによりガス拡散層を流体リッチとすることができ、発電量を向上することができる。 In the fifth aspect, the gas pushed away by the fluid supplied to the gas diffusion layer can be accommodated in the accommodating portion. Thereby, the gas diffusion layer can be made fluid-rich, and the amount of power generation can be improved.

本発明の第６の態様は、第５の態様に記載する燃料電池において、前記収容部は、前記ガス拡散層に面した開口部を有し、当該開口部の開口面積は、前記供給流路の開口面積よりも大きいことを特徴とする燃料電池にある。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the fifth aspect, the accommodating portion has an opening facing the gas diffusion layer, and the opening area of the opening is equal to the supply flow path. The fuel cell has a larger opening area.

かかる第６の態様では、供給流路から噴射される流体の流速を速くすることができ、かつ、開口部を介して収容部に気体をより確実に収容することができる。 In the sixth aspect, the flow velocity of the fluid ejected from the supply flow path can be increased, and the gas can be more reliably accommodated in the accommodating portion via the opening.

本発明の第７の態様は、第６の態様に記載する燃料電池において、前記収容部のガス拡散層に面した開口部には、前記気体が収容部に収容される方向に開放する逆止弁が設けられていることを特徴とする燃料電池にある。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fuel cell according to the sixth aspect, the check that opens in the direction in which the gas is accommodated in the accommodating portion is provided in the opening facing the gas diffusion layer of the accommodating portion. A fuel cell is provided with a valve.

かかる第７の態様では、収容部に収容された気体がガス拡散層側に逆流することを防止できる。 In the seventh aspect, the gas accommodated in the accommodating portion can be prevented from flowing back to the gas diffusion layer side.

本発明の第８の態様は、第５〜第７の何れか一つの態様に記載する燃料電池において、前記収容部には、前記収容部に収容された気体を回収して収容する貯留手段が設けられていることを特徴とする燃料電池にある。 According to an eighth aspect of the present invention, in the fuel cell according to any one of the fifth to seventh aspects, the storage unit includes a storage unit that collects and stores the gas stored in the storage unit. A fuel cell is provided.

かかる第８の態様では、より多くの気体を収容部に収容できる。 In the eighth aspect, more gas can be accommodated in the accommodating portion.

本発明の第９の態様は、第８の態様に記載する燃料電池において、前記貯留手段は、中空部材であり、前記収容部は当該中空部材に連通していることを特徴とする燃料電池にある。 According to a ninth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the eighth aspect, the storage means is a hollow member, and the housing portion communicates with the hollow member. is there.

かかる第９の態様では、外部の貯留部に、より多くの気体を収容できる。 In the ninth aspect, more gas can be accommodated in the external reservoir.

本発明の第１０の態様は、第９の態様に記載する燃料電池において、前記流体供給部との間に、前記供給流路に供給される気体が貯留されるバッファ部を画成するバッファ形成部材と、前記バッファ部に配設され、前記流体供給部と前記バッファ形成部材とに挟持された支持部材とを備え、前記貯留手段は、中空部材であり、前記収容部は、前記バッファ形成部材、前記支持部材及び前記流体供給部に設けられた貫通孔を介して前記中空部材に連通していることを特徴とする燃料電池にある。 According to a tenth aspect of the present invention, in the fuel cell described in the ninth aspect, a buffer is formed that defines a buffer portion in which the gas supplied to the supply flow path is stored between the fluid supply portion and the fluid supply portion. And a support member disposed in the buffer portion and sandwiched between the fluid supply portion and the buffer forming member, the storage means is a hollow member, and the storage portion is the buffer forming member The fuel cell is characterized in that it communicates with the hollow member through a through hole provided in the support member and the fluid supply part.

かかる第１０の態様では、外部の貯留部に、より多くの気体を収容できると共に、燃料電池の強度を向上することができる。 In the tenth aspect, more gas can be accommodated in the external reservoir, and the strength of the fuel cell can be improved.

本発明の第１１の態様は、第１〜第１０の何れか一つの態様に記載する燃料電池と、前記流体である燃料を前記燃料電池に供給する燃料供給手段とを具備することを特徴とする燃料電池装置にある。 First one aspect of the present invention, by comprising a fuel cell as described in the first to any one aspect of the first 0, and fuel supply means for supplying fuel is the fluid to the fuel cell The fuel cell device is characterized.

かかる第１１の態様では、効率的に発電することができる燃料電池装置が提供される。 Such a first one aspect, the fuel cell device is provided which is capable of generating efficient.

本発明によれば、ガス拡散層内部に酸化剤や還元剤の燃料ガスや液体燃料などの流体を行き渡らせることで発電面の出力のばらつきを抑え、効率的に発電することができる燃料電池及び燃料電池装置が提供される。   According to the present invention, a fuel cell capable of efficiently generating power by suppressing variations in the output of the power generation surface by spreading a fluid such as an oxidant or a reducing agent fuel gas or liquid fuel inside the gas diffusion layer, and A fuel cell device is provided.

また、本発明によれば、ガス拡散層に滞留した不純ガスを確実に排出して、十分な発電量を得ることができる燃料電池及び燃料電池装置が提供される。   In addition, according to the present invention, there are provided a fuel cell and a fuel cell device capable of reliably discharging the impure gas staying in the gas diffusion layer and obtaining a sufficient power generation amount.

本発明の実施形態に係る燃料電池装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell device according to an embodiment of the present invention. 実施形態１に係る燃料電池の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a fuel cell according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る燃料電池の断面図である。1 is a cross-sectional view of a fuel cell according to Embodiment 1. FIG. アノード触媒層に供給される燃料の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the fuel supplied to an anode catalyst layer. 拡散板の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a diffuser plate. 供給流路の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a supply flow path. 実施形態２に係る燃料電池の分解斜視図である。6 is an exploded perspective view of a fuel cell according to Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係る燃料電池の断面図である。6 is a cross-sectional view of a fuel cell according to Embodiment 2. FIG. 拡散板の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a diffuser plate. 拡散板の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a diffuser plate. ガス拡散層の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a gas diffusion layer. 実施形態３に係る燃料電池の分解斜視図である。6 is an exploded perspective view of a fuel cell according to Embodiment 3. FIG. 実施形態３に係る燃料電池の断面図である。6 is a cross-sectional view of a fuel cell according to Embodiment 3. FIG. 実施形態４に係る燃料電池の分解斜視図である。6 is an exploded perspective view of a fuel cell according to Embodiment 4. FIG. 実施形態４に係る燃料電池の断面図である。6 is a cross-sectional view of a fuel cell according to Embodiment 4. FIG. 実施形態５に係る燃料電池の分解斜視図である。6 is an exploded perspective view of a fuel cell according to Embodiment 5. FIG. 実施形態５に係る燃料電池の断面図である。6 is a cross-sectional view of a fuel cell according to Embodiment 5. FIG. 実施形態６に係る燃料電池の断面図である。7 is a cross-sectional view of a fuel cell according to Embodiment 6. FIG.

〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、燃料電池装置１は、燃料電池２と、燃料供給手段３と、制御回路４とを備えている。 <Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the fuel cell device 1 includes a fuel cell 2, a fuel supply means 3, and a control circuit 4.

燃料供給手段３は、燃料電池２のアノード側に燃料（流体）を供給するものである。燃料としては水素が最適であり、具体的には、水素吸蔵合金や、水素を封入したボンベなどが挙げられる。また、燃料供給手段３は、水素を発生させるものであってもよく、例えば、水素発生物質と水素発生促進物質とを混合して水素を発生させる構成が挙げられる。水素発生物質としては、例えば水素化ホウ素ナトリウム、水素発生促進物質としては、例えば、リンゴ酸水溶液を用いることができる。また、燃料としてメタノールなどの溶液を供給してもよい。   The fuel supply means 3 supplies fuel (fluid) to the anode side of the fuel cell 2. Hydrogen is optimal as the fuel, and specific examples include hydrogen storage alloys and cylinders filled with hydrogen. Further, the fuel supply means 3 may generate hydrogen, and examples thereof include a configuration in which a hydrogen generating substance and a hydrogen generation promoting substance are mixed to generate hydrogen. As the hydrogen generating substance, for example, sodium borohydride can be used, and as the hydrogen generation promoting substance, for example, malic acid aqueous solution can be used. Moreover, you may supply solutions, such as methanol, as a fuel.

制御回路４は、燃料電池２の発電状況及び発電した電力の出力状況を制御するものであり、燃料電池装置１は、制御回路４を介して使用機器（図示せず）に接続される。   The control circuit 4 controls the power generation status of the fuel cell 2 and the output status of the generated power, and the fuel cell device 1 is connected to a device (not shown) via the control circuit 4.

ここで、燃料電池２について図２及び図３を参照して詳細に説明する。図２は、実施形態１に係る燃料電池の分解斜視図であり、図３は、実施形態１に係る燃料電池の断面図である。   Here, the fuel cell 2 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is an exploded perspective view of the fuel cell according to the first embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell according to the first embodiment.

図２及び図３に示すように、燃料電池２は、電解質として固体高分子電解質膜１１と、固体高分子電解質膜１１の両面側に設けられたアノード触媒層１２及びカソード触媒層１３とで構成された膜電極接合体１０（以下、ＭＥＡと言う）を具備する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel cell 2 includes a solid polymer electrolyte membrane 11 as an electrolyte, and an anode catalyst layer 12 and a cathode catalyst layer 13 provided on both sides of the solid polymer electrolyte membrane 11. The membrane electrode assembly 10 (hereinafter referred to as MEA) is provided.

ＭＥＡ１０の各面には、アノード部材２０とカソード部材３０とが設けられている。すなわち、ＭＥＡ１０は、アノード部材２０とカソード部材３０との間に挟持されている。   An anode member 20 and a cathode member 30 are provided on each surface of the MEA 10. That is, the MEA 10 is sandwiched between the anode member 20 and the cathode member 30.

カソード部材３０は、ＭＥＡ１０のカソード触媒層１３側に設けられた板状部材からなる。カソード部材３０には、カソード触媒層１３にカソード側の流体として酸化剤（酸素を含む空気）を供給するカソード流体流路３１が設けられている。このカソード流体流路３１は、本実施形態では、カソード部材３０のカソード触媒層１３側に開口する凹形状を有し、カソード流体流路３１の底面には、カソード流体流路３１内に空気を供給するためのカソード流体導入口３２が設けられている。カソード流体導入口３２の形状は、図２の形状に限定されず、膜電極接合体１０をアノード部材２０の方向に押さえ、外部の酸化剤（酸素を含む空気）を取り込む機能が備わっていれば良い。   The cathode member 30 is a plate-like member provided on the cathode catalyst layer 13 side of the MEA 10. The cathode member 30 is provided with a cathode fluid channel 31 for supplying an oxidant (air containing oxygen) as a cathode-side fluid to the cathode catalyst layer 13. In the present embodiment, the cathode fluid channel 31 has a concave shape that opens to the cathode catalyst layer 13 side of the cathode member 30, and air is introduced into the cathode fluid channel 31 on the bottom surface of the cathode fluid channel 31. A cathode fluid inlet 32 for supply is provided. The shape of the cathode fluid introduction port 32 is not limited to the shape shown in FIG. 2, as long as it has a function of holding the membrane electrode assembly 10 in the direction of the anode member 20 and taking in an external oxidizing agent (air containing oxygen). good.

アノード部材２０は、バッファ形成部材の一例であり、アノード触媒層１２側に開口する凹部が形成された板状部材から構成されている。アノード部材２０は、ＭＥＡ１０のアノード触媒層１２側に設けられ、当該凹部と後述する流体供給部５０とでバッファ部２１を画成する。また、アノード部材２０には、バッファ部２１の底面に厚さ方向に貫通して設けられたアノード流体導入口２２が設けられている。   The anode member 20 is an example of a buffer forming member, and is composed of a plate-like member in which a recess that opens to the anode catalyst layer 12 side is formed. The anode member 20 is provided on the anode catalyst layer 12 side of the MEA 10, and the buffer portion 21 is defined by the concave portion and a fluid supply portion 50 described later. Further, the anode member 20 is provided with an anode fluid introduction port 22 provided through the bottom surface of the buffer portion 21 in the thickness direction.

バッファ部２１は、アノード触媒層１２の表面積と同等の開口面積を有する。そして、バッファ部２１内には、アノード流体導入口２２を介して燃料が供給される。   The buffer unit 21 has an opening area equivalent to the surface area of the anode catalyst layer 12. Then, fuel is supplied into the buffer unit 21 through the anode fluid inlet 22.

また、アノード部材２０とＭＥＡ１０との間には、バッファ部２１内の燃料をアノード触媒層１２に供給する流体供給部５０とが設けられている。   In addition, a fluid supply unit 50 that supplies the fuel in the buffer unit 21 to the anode catalyst layer 12 is provided between the anode member 20 and the MEA 10.

流体供給部５０は、ＭＥＡ１０のアノード触媒層１２側に設けられた板状の基板部５６と、基板部５６からアノード触媒層１２に向けて突出したノズル５２とを備えている。基板部５６は、アノード部材２０の凹部を封止してバッファ部２１を画成している。また、ノズル５２には、ノズル５２の先端部から燃料を噴射するように構成された供給流路５１が設けられている。   The fluid supply unit 50 includes a plate-like substrate unit 56 provided on the anode catalyst layer 12 side of the MEA 10, and a nozzle 52 that protrudes from the substrate unit 56 toward the anode catalyst layer 12. The substrate portion 56 seals the concave portion of the anode member 20 to define the buffer portion 21. The nozzle 52 is provided with a supply channel 51 configured to inject fuel from the tip of the nozzle 52.

具体的には、ノズル５２は、基板部５６の面方向に延設された長尺の突起であり、供給流路５１は、ノズル５２の先端部に開口するように基板部５６及びノズル５２を貫通する貫通孔である。供給流路５１の開口形状は、溝状になっている。本実施形態では、流体供給部５０は、基板部５６に設けられた２本のノズル５２と、各ノズル５２に一つずつ設けられた供給流路５１とから構成されている。   Specifically, the nozzle 52 is a long protrusion extending in the surface direction of the substrate portion 56, and the supply flow path 51 is formed by connecting the substrate portion 56 and the nozzle 52 so as to open at the tip portion of the nozzle 52. It is a through hole that penetrates. The opening shape of the supply flow path 51 is a groove shape. In the present embodiment, the fluid supply unit 50 includes two nozzles 52 provided in the substrate unit 56 and supply channels 51 provided one for each nozzle 52.

さらに、ノズル５２には、拡散手段として、ノズル５２の先端部からアノード触媒層１２の面方向に延設された拡散板５３が設けられている。本実施形態では、拡散板５３は、平板状部材から構成され、ノズル５２の先端部（供給流路５１の開口部）及び拡散板５３の間は、アノード触媒層１２から若干の隙間を空けて配設されている。   Further, the nozzle 52 is provided with a diffusion plate 53 extending from the tip of the nozzle 52 in the surface direction of the anode catalyst layer 12 as a diffusion means. In the present embodiment, the diffusion plate 53 is formed of a flat plate member, and a slight gap is provided from the anode catalyst layer 12 between the tip end portion of the nozzle 52 (the opening portion of the supply channel 51) and the diffusion plate 53. It is arranged.

図４を用いて、アノード触媒層１２に供給される燃料について説明する。図示するように、供給流路５１に導入された燃料は、アノード触媒層１２に向けて噴射され、アノード触媒層１２と拡散板５３との隙間を通って面方向に拡散する。このとき、燃料がアノード触媒層１２に反射したとしても拡散板５３により押し戻され、アノード触媒層１２の表面に接触しながら面方向に拡散していく。すなわち、拡散板５３は、燃料をアノード触媒層１２に接触させながら面方向に案内する機能を果たす。   The fuel supplied to the anode catalyst layer 12 will be described with reference to FIG. As shown in the drawing, the fuel introduced into the supply channel 51 is injected toward the anode catalyst layer 12 and diffuses in the surface direction through the gap between the anode catalyst layer 12 and the diffusion plate 53. At this time, even if the fuel is reflected on the anode catalyst layer 12, it is pushed back by the diffusion plate 53 and diffuses in the surface direction while contacting the surface of the anode catalyst layer 12. That is, the diffusion plate 53 functions to guide the fuel in the surface direction while contacting the anode catalyst layer 12.

なお、アノード部材２０には、アノード触媒層１２と流体供給部５０の基板部５６とで画成された空間に連通する溝部２３が設けられており、アノード触媒層１２で反応しきれなかった燃料は、溝部２３を介して外部に排出されるようになっている。   The anode member 20 is provided with a groove portion 23 communicating with a space defined by the anode catalyst layer 12 and the substrate portion 56 of the fluid supply unit 50, and the fuel that could not be reacted in the anode catalyst layer 12. Is discharged to the outside through the groove 23.

以上に説明したように、本実施形態に係る燃料電池２は、バッファ部２１から供給流路５１を経てアノード触媒層１２に噴射された燃料を、拡散板５３により、アノード触媒層１２に接触させながらアノード触媒層１２の面方向に拡散させることができる。これにより、供給流路５１から供給された燃料が、アノード触媒層１２で反射してしまい、アノード触媒層１２から離れる方向に拡散してしまうことが防止され、燃料をアノード触媒層１２全体に亘って均一に供給することができる。これにより、アノード触媒層１２の表面の全面を利用して発電させることができ、発電量が向上した燃料電池２が提供される。   As described above, in the fuel cell 2 according to this embodiment, the fuel injected from the buffer unit 21 through the supply flow path 51 to the anode catalyst layer 12 is brought into contact with the anode catalyst layer 12 by the diffusion plate 53. However, it can be diffused in the surface direction of the anode catalyst layer 12. This prevents the fuel supplied from the supply flow path 51 from being reflected by the anode catalyst layer 12 and diffusing in a direction away from the anode catalyst layer 12, and the fuel is spread over the entire anode catalyst layer 12. Can be supplied uniformly. As a result, power can be generated using the entire surface of the anode catalyst layer 12, and the fuel cell 2 with improved power generation is provided.

なお、供給流路５１の圧力損失は、アノード流体導入口２２から各供給流路５１までの圧力損失よりも大きくなるように設けられている。具体的には、本実施形態では、バッファ部２１を複数の供給流路５１に共通して連通する大きさ（アノード触媒層１２の表面と同等の開口面積）で設け、供給流路５１の開口面積（断面積）をバッファ部２１の開口面積よりも大幅に小さくすることで、供給流路５１の圧力損失をバッファ部２１のアノード流体導入口２２から各供給流路５１までの圧力損失よりも大きくしている。このように供給流路５１の圧力損失を大きくすることで、バッファ部２１内に供給された燃料を、アノード触媒層１２の表面に向かって所望の圧力で噴射するように供給することができる。また、供給流路５１の大きさ（開口面積）や、数及び位置などは特に限定されない。   In addition, the pressure loss of the supply flow path 51 is provided so that it may become larger than the pressure loss from the anode fluid introduction port 22 to each supply flow path 51. Specifically, in the present embodiment, the buffer unit 21 is provided with a size (open area equivalent to the surface of the anode catalyst layer 12) that communicates with the plurality of supply channels 51 in common, and the openings of the supply channels 51 are provided. By making the area (cross-sectional area) significantly smaller than the opening area of the buffer section 21, the pressure loss of the supply flow path 51 is made smaller than the pressure loss from the anode fluid introduction port 22 of the buffer section 21 to each supply flow path 51. It is getting bigger. By increasing the pressure loss of the supply flow path 51 in this manner, the fuel supplied into the buffer unit 21 can be supplied so as to be injected at a desired pressure toward the surface of the anode catalyst layer 12. Further, the size (opening area), the number and the position of the supply channel 51 are not particularly limited.

また、拡散板５３の形状は、上述したように平板状部材に限定されない。図５に、拡散板５３の変形例を示す。同図に示すように、拡散板５３は、アノード触媒層１２に向けて先鋭化したテーパ形状を有している。このような形状の拡散板５３をノズル５２に設けることで、拡散板５３とアノード触媒層１２との隙間の高さは、供給流路５１側が低く、供給流路５１から離れるほど高くなる。このため、燃料が面方向に拡散する際の流路抵抗は、供給流路５１から離れるほど小さくなる。したがって、供給流路５１から供給された燃料をアノード触媒層１２の面方向の外側に拡散させやすくなり、アノード触媒層１２の全面に燃料をより確実に行き渡らせることができる。   Further, the shape of the diffusion plate 53 is not limited to the flat plate member as described above. FIG. 5 shows a modification of the diffusion plate 53. As shown in the figure, the diffusion plate 53 has a tapered shape sharpened toward the anode catalyst layer 12. By providing the diffusion plate 53 having such a shape in the nozzle 52, the height of the gap between the diffusion plate 53 and the anode catalyst layer 12 is low on the supply flow channel 51 side and becomes higher as the distance from the supply flow channel 51 increases. For this reason, the flow path resistance when the fuel diffuses in the surface direction decreases as the distance from the supply flow path 51 increases. Therefore, the fuel supplied from the supply flow path 51 can be easily diffused to the outside in the surface direction of the anode catalyst layer 12, and the fuel can be more reliably distributed over the entire surface of the anode catalyst layer 12.

また、供給流路５１の開口は溝状であったが、これに限定されない。図６は、供給流路の変形例を示す図である。同図に示すように、供給流路５１は、円形の開口を有する貫通孔であり、一つのノズル５２に複数の供給流路５１が設けられている。この場合においても、供給流路５１から供給された燃料を、拡散板５３により、アノード触媒層１２に接触させながら面方向に拡散させることができる。   Moreover, although the opening of the supply flow path 51 was groove-shaped, it is not limited to this. FIG. 6 is a diagram illustrating a modified example of the supply flow path. As shown in the figure, the supply flow path 51 is a through-hole having a circular opening, and a plurality of supply flow paths 51 are provided in one nozzle 52. Even in this case, the fuel supplied from the supply flow path 51 can be diffused in the plane direction while being in contact with the anode catalyst layer 12 by the diffusion plate 53.

〈実施形態２〉
実施形態１では、ノズル５２は、アノード触媒層１２から隙間ができるように配設されていたが、これに限らず、ノズル５２とアノード触媒層１２との間にガス拡散層が設けられていてもよい。 <Embodiment 2>
In the first embodiment, the nozzle 52 is disposed so as to have a gap from the anode catalyst layer 12. However, the present invention is not limited to this, and a gas diffusion layer is provided between the nozzle 52 and the anode catalyst layer 12. Also good.

図７及び図８を用いて、実施形態２に係る燃料電池について説明する。なお、実施形態１と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   A fuel cell according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図示するように、ＭＥＡ１０と流体供給部５０との間には、ガス拡散層４０が設けられている。   As illustrated, a gas diffusion layer 40 is provided between the MEA 10 and the fluid supply unit 50.

ガス拡散層（ＧＤＬ）４０は、流体供給部５０を介して供給された燃料を拡散し、アノード触媒層１２に供給するものである。具体的には、ガス拡散層４０は、燃料を透過可能な透過性を有する多孔質部材からなる。ガス拡散層４０としては、例えば、金属メッシュや、カーボンクロス、カーボンペーパー、カーボンフェルトなどの電気伝導性を有する多孔質構造を有するものを用いることができる。   The gas diffusion layer (GDL) 40 diffuses the fuel supplied via the fluid supply unit 50 and supplies it to the anode catalyst layer 12. Specifically, the gas diffusion layer 40 is made of a porous member having permeability that allows the fuel to pass therethrough. As the gas diffusion layer 40, for example, a metal mesh, carbon cloth, carbon paper, carbon felt, or the like having a porous structure having electrical conductivity can be used.

ガス拡散層４０の表面には、ノズル５２の先端部及び平板状の拡散板５３が接触しており、供給流路５１からガス拡散層４０に燃料が噴射されるようになっている。   The front end portion of the nozzle 52 and the flat diffusion plate 53 are in contact with the surface of the gas diffusion layer 40, and fuel is injected from the supply channel 51 to the gas diffusion layer 40.

供給流路５１に導入された燃料は、ガス拡散層４０に向けて噴射され、ガス拡散層４０の空孔を通って面方向に拡散する。このとき、燃料がアノード触媒層１２に反射することでアノード触媒層１２から離れる方向（アノード触媒層１２表面に垂直な方向）に導かれようとしても、拡散板５３により押し戻され、ガス拡散層４０の面方向に拡散していく。すなわち、拡散板５３は、燃料をアノード触媒層１２に接触させるようにガス拡散層４０の面方向に案内する機能を果たす。   The fuel introduced into the supply flow path 51 is injected toward the gas diffusion layer 40 and diffuses in the surface direction through the holes of the gas diffusion layer 40. At this time, even if the fuel is reflected by the anode catalyst layer 12 and is led in a direction away from the anode catalyst layer 12 (a direction perpendicular to the surface of the anode catalyst layer 12), the fuel is pushed back by the diffusion plate 53, and the gas diffusion layer 40 It spreads in the surface direction. That is, the diffusion plate 53 functions to guide the fuel in the surface direction of the gas diffusion layer 40 so as to contact the anode catalyst layer 12.

さらに、拡散板５３により、燃料がガス拡散層４０の面方向に確実に案内されるので、当該燃料でアノード触媒層１２の表面に存在する不純ガス（気体）を押し退けることができる。   Furthermore, since the fuel is reliably guided in the surface direction of the gas diffusion layer 40 by the diffusion plate 53, the impure gas (gas) present on the surface of the anode catalyst layer 12 can be pushed away by the fuel.

ちなみに、ガス拡散層４０内に不純ガスが混入していると、不純ガス（窒素）の分圧の上昇に伴い、アノード触媒層１２における燃料の分圧が低下し、発電するのに十分な燃料を供給することができず発電量が低下してしまう。   Incidentally, if an impurity gas is mixed in the gas diffusion layer 40, the partial pressure of the fuel in the anode catalyst layer 12 decreases as the partial pressure of the impurity gas (nitrogen) increases, and the fuel is sufficient for power generation. Cannot be supplied, resulting in a decrease in power generation.

しかしながら、本実施形態の燃料電池２では、拡散板５３により面方向に案内されて十分な圧力で供給された燃料により、ガス拡散層４０の不純ガスを押し退けるので、燃料をアノード触媒層１２の表面の全面に亘って均一に供給することができる。これにより、燃料電池２は、発電効率が向上し、特に初期電圧を高くすることができる。   However, in the fuel cell 2 of the present embodiment, the impure gas in the gas diffusion layer 40 is pushed away by the fuel guided in the plane direction by the diffusion plate 53 and supplied at a sufficient pressure, so that the fuel is removed from the surface of the anode catalyst layer 12. Can be supplied uniformly over the entire surface. Thereby, the fuel cell 2 can improve the power generation efficiency, and in particular, can increase the initial voltage.

ここで、実施形態１に説明したテーパ状の拡散板５３を、ガス拡散層４０を設けた燃料電池２に適用してもよい。図９に、拡散板の変形例を示す。同図に示すように、拡散板５３は、ＭＥＡ１０側に先鋭化したテーパ形状を有している。ノズル５２の先端部及び拡散板５３のテーパ面は、ガス拡散層４０に接触している。   Here, the tapered diffusion plate 53 described in the first embodiment may be applied to the fuel cell 2 provided with the gas diffusion layer 40. FIG. 9 shows a modification of the diffusion plate. As shown in the figure, the diffusion plate 53 has a tapered shape sharpened toward the MEA 10 side. The tip of the nozzle 52 and the tapered surface of the diffusion plate 53 are in contact with the gas diffusion layer 40.

また、ガス拡散層４０は、ノズル５２の先端部に対向する領域から、ガス拡散層４０の面方向の外側に向けて連続的に空孔率が高くなっている。ここで、空孔率とは、ガス拡散層４０の見かけの体積に対する空孔の割合をいう。空孔率の測定は、水銀圧入法などにより求めることができる。   Further, the gas diffusion layer 40 has a continuously high porosity from the region facing the tip of the nozzle 52 toward the outside in the surface direction of the gas diffusion layer 40. Here, the porosity means the ratio of the pores to the apparent volume of the gas diffusion layer 40. The measurement of the porosity can be obtained by a mercury intrusion method or the like.

このように空孔率の差があるため、燃料が面方向に拡散する際の流路抵抗は、供給流路５１から離れるほど小さくなる。したがって、供給流路５１から供給された燃料をガス拡散層４０の面方向の外側に拡散させやすくなり、アノード触媒層１２の全面に燃料をより確実に行き渡らせることができる。   Since there is a difference in porosity as described above, the flow resistance when the fuel diffuses in the surface direction decreases as the distance from the supply flow path 51 increases. Therefore, the fuel supplied from the supply flow path 51 can be easily diffused to the outside in the surface direction of the gas diffusion layer 40, and the fuel can be more reliably distributed over the entire surface of the anode catalyst layer 12.

さらに、ノズル５２の先端部に対向する領域は、他の領域よりも相対的に空孔率が低く、すなわち流路抵抗が高いため、ガス拡散層４０に拡散した燃料で押し退けられた不純ガスがノズル５２側に戻ってくることを防止することができる。これにより、ガス拡散層４０から不純ガスを確実に排出して、発電効率を向上することができる。ちなみに、ガス拡散層４０のノズル５２の先端部に対向する領域は、流路抵抗が高い領域となるが、当該部分には、供給流路５１から十分な圧力で燃料が供給されるので、燃料が当該領域を通過しない虞はない。   Furthermore, the area facing the tip of the nozzle 52 has a relatively lower porosity than the other areas, that is, the flow path resistance is high, so that the impure gas pushed away by the fuel diffused in the gas diffusion layer 40 is removed. Returning to the nozzle 52 side can be prevented. Thereby, the impure gas can be reliably discharged from the gas diffusion layer 40, and the power generation efficiency can be improved. Incidentally, the region of the gas diffusion layer 40 facing the tip portion of the nozzle 52 is a region having a high flow resistance, but fuel is supplied to the portion from the supply flow channel 51 with sufficient pressure. There is no fear that the gas does not pass through the region.

なお、上述したようなガス拡散層４０の空孔率の差は、平板状のガス拡散層４０を、テーパ形状を有する拡散板５３で押圧することで設けることができる。拡散板５３のテーパ部分がガス拡散層４０にめり込むことで、空孔が押し潰され、空孔率が低下した領域が形成される。もちろん、拡散板５３がガス拡散層４０を押圧する場合に限定されず、任意の部材で押圧することで空孔率の差を設けてもよいし、さらに、空孔率の差は、連続的である必要はなく、離散的でもよい。他に、空孔率の異なる多孔体を用意し、一つの多孔体の一部を切り抜き、その切り抜いた部位に空孔率の異なる多孔体をはめ込むようにして、空孔率の差があるガス拡散層４０を作製してもよい。   The difference in the porosity of the gas diffusion layer 40 as described above can be provided by pressing the flat gas diffusion layer 40 with a diffusion plate 53 having a tapered shape. When the taper portion of the diffusion plate 53 is recessed into the gas diffusion layer 40, the holes are crushed and a region where the porosity is lowered is formed. Of course, it is not limited to the case where the diffusion plate 53 presses the gas diffusion layer 40, and a difference in porosity may be provided by pressing with an arbitrary member. Further, the difference in porosity is continuous. It does not have to be and may be discrete. In addition, a porous body having a different porosity is prepared, a part of one porous body is cut out, and a porous body having a different porosity is inserted into the cut-out portion, so that there is a difference in porosity. The diffusion layer 40 may be produced.

また、図１０に示すように、拡散板５３自体がテーパ形状を有する必要はなく、平板状の拡散板５３に、テーパ部材５４を設けることで、全体としてテーパ形状を有する拡散板５３としてもよい。   Further, as shown in FIG. 10, the diffusion plate 53 itself does not need to have a taper shape, and a flat plate-like diffusion plate 53 may be provided with a taper member 54 to form a diffusion plate 53 having a taper shape as a whole. .

さらに、図１１に示すように、平板状の拡散板５３と、空孔率の差が設けられたガス拡散層４０とを備える燃料電池２としてもよい。すなわち、ガス拡散層４０の表面に、ノズル５２の先端部及び拡散板５３を接触させ、ガス拡散層４０は、当該先端部に対向する領域から、面方向の外側に向けて空孔率が高くなるように形成する。この場合においても、図９に示した実施例と同様に、供給流路５１から供給された燃料をガス拡散層４０の面方向の外側に拡散させやすくなり、アノード触媒層１２の全面に燃料をより確実に行き渡らせると共に、ガス拡散層４０に拡散した燃料で押し退けられた不純ガスがノズル５２側に戻ってくることを防止することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 11, the fuel cell 2 may include a flat diffusion plate 53 and a gas diffusion layer 40 provided with a difference in porosity. That is, the tip of the nozzle 52 and the diffusion plate 53 are brought into contact with the surface of the gas diffusion layer 40, and the gas diffusion layer 40 has a high porosity from the region facing the tip to the outside in the surface direction. It forms so that it may become. In this case as well, as in the embodiment shown in FIG. 9, the fuel supplied from the supply flow path 51 can be easily diffused outward in the surface direction of the gas diffusion layer 40, and the fuel is spread over the entire surface of the anode catalyst layer 12. While spreading more reliably, it is possible to prevent the impure gas pushed away by the fuel diffused in the gas diffusion layer 40 from returning to the nozzle 52 side.

〈実施形態３〉
実施形態１及び実施形態２では、アノード部材２０に溝部２３が設けられ、アノード触媒層１２で反応しきれなかった燃料が溝部２３を介して外部に排出されるようになっている、いわゆるフロー型の燃料電池について説明した。本実施形態では、デッドエンド型の燃料電池について説明する。 <Embodiment 3>
In the first and second embodiments, a groove 23 is provided in the anode member 20, and the so-called flow type in which the fuel that has not been reacted in the anode catalyst layer 12 is discharged to the outside through the groove 23. The fuel cell was described. In this embodiment, a dead-end fuel cell will be described.

図１２は、実施形態３に係る燃料電池の分解斜視図であり、図１３は、実施形態３に係る燃料電池の断面図である。なお、実施形態２と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 12 is an exploded perspective view of the fuel cell according to the third embodiment, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the fuel cell according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 2, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態に係る燃料電池２は、ガス拡散層４０に供給された燃料により押し退けられた不純ガスが収容される収容部５５ａ，５５ｂが設けられている。   The fuel cell 2 according to the present embodiment is provided with accommodating portions 55a and 55b in which the impure gas displaced by the fuel supplied to the gas diffusion layer 40 is accommodated.

具体的には、燃料電池２には、隣り合うノズル５２同士、基板部５６、拡散板５３及びアノード部材２０とから画成された収容部５５ａと、両端の各ノズル５２、基板部５６、拡散板５３、アノード部材２０とから画成された収容部５５ｂとが設けられている。   Specifically, the fuel cell 2 includes an accommodating portion 55a defined by adjacent nozzles 52, a substrate portion 56, a diffusion plate 53, and an anode member 20, each nozzle 52 at both ends, a substrate portion 56, and diffusion. A receiving portion 55b defined by the plate 53 and the anode member 20 is provided.

また、拡散板５３には、収容部５５ａに連通する溝状の開口部５７ａが設けられている。収容部５５ａは開口部５７を介してガス拡散層４０に面しており、収容部５５ｂは、拡散板５３とアノード部材２０との隙間の開口部５７ｂを介してガス拡散層４０に面している。このように構成された収容部５５ａ，５５ｂは、開口部５７ａ、５７ｂを介してガス拡散層４０にのみ開口した空間となっている。   Further, the diffusion plate 53 is provided with a groove-shaped opening 57a that communicates with the accommodating portion 55a. The accommodating portion 55 a faces the gas diffusion layer 40 through the opening 57, and the accommodating portion 55 b faces the gas diffusion layer 40 through the opening 57 b in the gap between the diffusion plate 53 and the anode member 20. Yes. The accommodating portions 55a and 55b configured as described above are spaces opened only to the gas diffusion layer 40 through the openings 57a and 57b.

このような収容部５５ａ，５５ｂを有する燃料電池２では、燃料が供給流路５１からガス拡散層４０に噴射されると、ガス拡散層４０に滞留していた不純ガスが押し退けられる。そして押し退けられた不純ガスは、開口部５７ａ、５７ｂに達し、収容部５５ａ，５５ｂで収容される。したがって、燃料の供給によりガス拡散層４０から不純ガスを排除しやすくなる。さらに、押し退けた不純ガスを容積の大きい収容部５５ａ，５５ｂに貯留することができるので、長期に亘って不純ガスを収容部５５ａ，５５ｂに押し退けた状態で運転することが可能となり、長時間の発電を維持することができる。   In the fuel cell 2 having such accommodating portions 55a and 55b, when the fuel is injected from the supply flow channel 51 to the gas diffusion layer 40, the impure gas staying in the gas diffusion layer 40 is pushed away. The impure gas displaced away reaches the openings 57a and 57b and is accommodated in the accommodating portions 55a and 55b. Therefore, it becomes easy to remove the impurity gas from the gas diffusion layer 40 by supplying the fuel. Further, since the impure gas that has been pushed away can be stored in the accommodating portions 55a and 55b having a large volume, it becomes possible to operate the impure gas in a state in which the impure gas has been pushed away to the accommodating portions 55a and 55b for a long time. Power generation can be maintained.

また、開口部５７ａ、５７ｂの開口面積は、供給流路５１の開口面積よりも大きい。すなわち、供給流路５１から噴射される燃料の流速が速く、かつ、不純ガスが開口部５７ａ、５７ｂに収容されやすい。したがって、より確実に不純ガスを収容部５５ａ，５５ｂに収容することが可能となる。   The opening areas of the openings 57 a and 57 b are larger than the opening area of the supply flow channel 51. That is, the flow rate of the fuel injected from the supply flow path 51 is high, and the impure gas is easily accommodated in the openings 57a and 57b. Therefore, the impure gas can be more reliably accommodated in the accommodation portions 55a and 55b.

なお、収容部５５ａ，５５ｂの開口部５７ａ、５７ｂの開口形状は、特に限定はないが、本実施形態のように溝状とすることで、吹き溜まりができにくく、より確実に不純ガスを収容部５５ａ，５５ｂに収容することができる。さらに、開口部５７ａ、５７ｂには、不純ガスが収容部５５ａ，５５ｂ内部に収容される方向に開放する逆止弁（図示せず）が設けられていても良い。この場合、収容部５５ａ，５５ｂに収容された不純ガスがガス拡散層４０に逆流することを防止できる。   The opening shapes of the opening portions 57a and 57b of the storage portions 55a and 55b are not particularly limited. However, by forming a groove shape as in the present embodiment, it is difficult to blow up and store the impure gas more reliably. It can be accommodated in 55a, 55b. Further, the openings 57a and 57b may be provided with check valves (not shown) that open in the direction in which the impure gas is accommodated inside the accommodating portions 55a and 55b. In this case, it is possible to prevent the impure gas accommodated in the accommodating portions 55a and 55b from flowing back to the gas diffusion layer 40.

また、実施形態２の図９〜図１１に示したガス拡散層４０及び拡散板５３の構成を、本実施形態に係る燃料電池に適用してもよい。この場合においては、不純ガスは、ガス拡散層４０においてノズル５２側に戻りにくいので、より確実に、不純ガスを収容部５５ａ，５５ｂに収容することができる。   Moreover, you may apply the structure of the gas diffusion layer 40 and the diffusion plate 53 which were shown in FIGS. 9-11 of Embodiment 2 to the fuel cell which concerns on this embodiment. In this case, since the impure gas hardly returns to the nozzle 52 side in the gas diffusion layer 40, the impure gas can be more reliably accommodated in the accommodating portions 55a and 55b.

〈実施形態４〉
実施形態３では、デッドエンド型の燃料電池について説明したが、不純ガスが収容された収容部５５ａ，５５ｂから不純ガスを回収して収容する貯留手段を設けてもよい。 <Embodiment 4>
In the third embodiment, the dead-end type fuel cell has been described. However, a storage unit for collecting and storing the impure gas from the storage portions 55a and 55b in which the impure gas is stored may be provided.

図１４は、実施形態４に係る燃料電池の分解斜視図であり、図１５は、実施形態４に係る燃料電池の断面図である。なお、実施形態３と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 14 is an exploded perspective view of the fuel cell according to Embodiment 4, and FIG. 15 is a cross-sectional view of the fuel cell according to Embodiment 4. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 3, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図示するように、アノード部材２０には、収容部５５ａ，５５ｂに連通する排出口２４が設けられている。本実施形態では、収容部５５ａ，５５ｂのそれぞれに一つの排出口２４が計４つ設けられている。   As shown in the figure, the anode member 20 is provided with a discharge port 24 communicating with the housing portions 55a and 55b. In the present embodiment, a total of four outlets 24 are provided in each of the accommodating portions 55a and 55b.

各排出口２４には、燃料電池２の外部に設けられた貯留手段である中空部材（図示せず）に連通しており、収容部５５ａ，５５ｂからの不純ガスが当該中空部材に貯留されるようになっている。燃料電池２の構造上、各収容部５５ａ，５５ｂの形状、大きさ、配置は制約を受け、容積を自由に大きくすることが難しいが、このような制約を受けない中空部材を用いることで、より多くの不純ガスを収容部５５ａ，５５ｂ及び中空部材で貯留することができる。すなわち、ガス拡散層４０からより多くの不純ガスを排除することができる。   Each discharge port 24 communicates with a hollow member (not shown) which is a storage means provided outside the fuel cell 2, and impure gas from the storage portions 55a and 55b is stored in the hollow member. It is like that. Due to the structure of the fuel cell 2, the shape, size, and arrangement of the accommodating portions 55 a, 55 b are restricted, and it is difficult to increase the volume freely, but by using a hollow member that is not subject to such restrictions, More impure gas can be stored in the accommodating portions 55a and 55b and the hollow member. That is, more impure gas can be excluded from the gas diffusion layer 40.

〈実施形態５〉
さらに、収容部５５ａ，５５ｂの不純物を外部に排出する他の態様を説明する。図１６は、実施形態５に係る燃料電池の分解斜視図であり、図１７は、実施形態５に係る燃料電池の断面図である。なお、実施形態４と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 <Embodiment 5>
Furthermore, another aspect of discharging impurities in the accommodating portions 55a and 55b to the outside will be described. FIG. 16 is an exploded perspective view of the fuel cell according to Embodiment 5, and FIG. 17 is a cross-sectional view of the fuel cell according to Embodiment 5. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 4, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図示するように、バッファ部２１には、支持部材７０が配設され、流体供給部５０とアノード部材２０とに挟持されている。これにより、流体供給部５０やアノード部材２０の撓みが支持部材７０で防止される。   As shown in the figure, a support member 70 is disposed in the buffer unit 21 and is sandwiched between the fluid supply unit 50 and the anode member 20. Thereby, the support member 70 prevents the fluid supply unit 50 and the anode member 20 from being bent.

アノード部材２０には、厚さ方向に貫通する排出口２５が形成され、支持部材７０には、排出口２５に連通するように貫通孔７１が設けられている。さらに、流体供給部５０の基板部５６には、支持部材７０の貫通孔７１に連通すると共に、収容部５５ａ，５５ｂに連通する貫通孔５９が設けられている。すなわち、排出口２５、貫通孔７１、貫通孔５９を介して、収容部５５ａ，５５ｂは外部に連通している。   The anode member 20 is formed with a discharge port 25 penetrating in the thickness direction, and the support member 70 is provided with a through hole 71 so as to communicate with the discharge port 25. Further, the substrate portion 56 of the fluid supply unit 50 is provided with a through hole 59 that communicates with the through hole 71 of the support member 70 and communicates with the housing portions 55a and 55b. That is, the accommodating portions 55a and 55b communicate with the outside through the discharge port 25, the through hole 71, and the through hole 59.

実施形態４と同様に、各排出口２５は、燃料電池２の外部に設けられた中空部材（図示せず）に連通しており、収容部５５ａ，５５ｂからの不純ガスが当該中空部材に貯留されるようになっている。   Similarly to the fourth embodiment, each discharge port 25 communicates with a hollow member (not shown) provided outside the fuel cell 2, and impure gas from the storage portions 55a and 55b is stored in the hollow member. It has come to be.

本実施形態においても、実施形態４と同様に、大きさや形状の制約を受けない外部の中空部材を用いることで、より多くの不純ガスを収容部５５ａ，５５ｂ及び中空部材で貯留することができる。すなわち、ガス拡散層４０からより多くの不純ガスを排除することができる。   Also in the present embodiment, as in the fourth embodiment, by using an external hollow member that is not limited in size and shape, more impure gas can be stored in the housing portions 55a and 55b and the hollow member. . That is, more impure gas can be excluded from the gas diffusion layer 40.

さらに、流体供給部５０やアノード部材２０の撓みを支持部材７０で防止して燃料電池２の強度を向上する一方、その支持部材７０の貫通孔７１を中空部材に不純ガスを排出する流路としても利用することで、部品点数の増大を抑えてコストを削減することができる。   Furthermore, the support member 70 prevents the fluid supply unit 50 and the anode member 20 from being bent to improve the strength of the fuel cell 2, while the through hole 71 of the support member 70 serves as a flow path for discharging impure gas to the hollow member. Also, the cost can be reduced while suppressing the increase in the number of parts.

なお、貯留手段として、中空部材を例示したが、これに限定されず、中空部材内部に気体を吸着する吸着剤を設けるようにしてもよい。例えば、気体として窒素を吸着させる場合は、活性炭やゼオライトを吸着剤として用いることができる。   In addition, although the hollow member was illustrated as a storage means, it is not limited to this, You may make it provide the adsorption agent which adsorb | sucks gas inside a hollow member. For example, when nitrogen is adsorbed as a gas, activated carbon or zeolite can be used as an adsorbent.

〈実施形態６〉
実施形態１〜実施形態５では、拡散手段として拡散板５３を用いた例を説明したが、これに限定されず、供給流路５１から噴射された燃料が、アノード触媒層１２から離れる方向に拡散しにくい構成であればよい。 <Embodiment 6>
In the first to fifth embodiments, the example in which the diffusion plate 53 is used as the diffusing unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the fuel injected from the supply flow channel 51 diffuses away from the anode catalyst layer 12. Any configuration that is difficult to do.

図１８は、実施形態６に係る燃料電池の断面図である。上述の実施形態と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 18 is a cross-sectional view of a fuel cell according to Embodiment 6. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図示するように、流体供給部５０は、平板状の基板部５６と、基板部５６からガス拡散層４０側に突出したノズル５２を備えている。ノズル５２の先端部は、ガス拡散層４０に接触しており、供給流路５１は、ノズル５２の先端部に開口する貫通孔として形成されている。   As shown in the figure, the fluid supply unit 50 includes a flat plate-like substrate unit 56 and a nozzle 52 that protrudes from the substrate unit 56 toward the gas diffusion layer 40. The tip of the nozzle 52 is in contact with the gas diffusion layer 40, and the supply channel 51 is formed as a through hole that opens at the tip of the nozzle 52.

拡散手段は、ガス拡散層４０の供給流路５１側の空孔率を、アノード触媒層１２側の空孔率よりも低くすることにより構成されている。本実施形態では、ガス拡散層４０は、空孔率が異なる上層４１と下層４２の２層からなり、供給流路５１側の上層４１の空孔率が、アノード触媒層１２側の下層４２の空孔率よりも低くなっている。   The diffusion means is configured by making the porosity of the gas diffusion layer 40 on the supply flow path 51 side lower than the porosity on the anode catalyst layer 12 side. In the present embodiment, the gas diffusion layer 40 is composed of two layers of an upper layer 41 and a lower layer 42 having different porosity, and the porosity of the upper layer 41 on the supply flow channel 51 side is that of the lower layer 42 on the anode catalyst layer 12 side. It is lower than the porosity.

このように、拡散手段としてのガス拡散層４０を設けることで、供給流路５１から噴射された燃料は、上層４１を通過して下層４２に達し、ガス拡散層４０の面方向の外側に拡散する。そして、燃料がアノード触媒層１２に反射して、アノード触媒層１２から離れる方向に拡散しようとしても、上層４１は、空孔率が低く、すなわち流路抵抗が高いので、その方向には拡散しにくい。すなわち、上層４１が、実施形態１〜実施形態５の拡散板５３と同等の機能を果たす。したがって、本実施形態に係る燃料電池においても、燃料は、上層４１によりガス拡散層４０の面方向に案内されて均等に拡散すると共に、不純ガスをガス拡散層４０から押し退けることができる。   As described above, by providing the gas diffusion layer 40 as the diffusion means, the fuel injected from the supply flow path 51 passes through the upper layer 41 and reaches the lower layer 42 and diffuses to the outside in the surface direction of the gas diffusion layer 40. To do. Even if the fuel is reflected by the anode catalyst layer 12 and tries to diffuse away from the anode catalyst layer 12, the upper layer 41 has a low porosity, that is, a high flow resistance, so that it diffuses in that direction. Hateful. That is, the upper layer 41 performs the same function as the diffusion plate 53 of the first to fifth embodiments. Therefore, also in the fuel cell according to the present embodiment, the fuel is guided by the upper layer 41 in the plane direction of the gas diffusion layer 40 and diffuses evenly, and the impure gas can be pushed away from the gas diffusion layer 40.

〈他の実施形態〉
上述した各実施形態では、流体供給部５０は、基板部５６及びノズル５２が一体的に形成されていたが、これに限らず、個別に形成されたものを組み合わせて形成したものであってもよい。 <Other embodiments>
In each embodiment described above, the fluid supply unit 50 is integrally formed with the substrate unit 56 and the nozzle 52. However, the fluid supply unit 50 is not limited thereto, and may be formed by combining individually formed units. Good.

また、供給流路５１には、バッファ部２１を介して燃料を供給したが、これに限られず、供給流路５１に燃料を供給できる構成であればよい。さらに、ガス拡散層４０及び流体供給部５０は、アノード側にのみ設けられていたが、カソード側に設けられてもよい。   Further, although the fuel is supplied to the supply flow path 51 via the buffer unit 21, the present invention is not limited to this, and any structure that can supply fuel to the supply flow path 51 may be used. Furthermore, although the gas diffusion layer 40 and the fluid supply unit 50 are provided only on the anode side, they may be provided on the cathode side.

本発明は、燃料電池及び燃料電池装置の産業分野で利用することができる。   The present invention can be used in the industrial field of fuel cells and fuel cell devices.

１ 燃料電池装置
２ 燃料電池
３ 燃料供給手段
４ 制御回路
１０ 膜電極接合体
１１ 固体高分子電解質膜
１２ アノード触媒層
１３ カソード触媒層
２０ アノード部材
２１ バッファ部
２２ アノード流体導入口
３０ カソード部材
３１ カソード流体流路
３２ カソード流体導入口
４０ ガス拡散層
５０ 流体供給部
５１ 供給流路
５２ ノズル
５３ 拡散板
５５ａ、５５ｂ 収容部
５６ 基板部
５７ａ、５７ｂ 開口部
７０ 支持部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell apparatus 2 Fuel cell 3 Fuel supply means 4 Control circuit 10 Membrane electrode assembly 11 Solid polymer electrolyte membrane 12 Anode catalyst layer 13 Cathode catalyst layer 20 Anode member 21 Buffer part 22 Anode fluid inlet 30 Cathode member 31 Cathode fluid Flow path 32 Cathode fluid introduction port 40 Gas diffusion layer 50 Fluid supply part 51 Supply flow path 52 Nozzle 53 Diffusion plates 55a and 55b Housing part 56 Substrate parts 57a and 57b Opening part 70 Support member

Claims (11)

電解質と、該電解質の両面にそれぞれ接する触媒層と、
前記触媒層に向けて流体を供給する供給流路と、
前記触媒層に向けて突出したノズルが設けられた流体供給部と、
前記供給流路に設けられ、前記触媒層に向けて供給された流体を前記触媒層の面方向に拡散させる拡散手段とを備え、
前記供給流路は、前記ノズルの先端部から前記流体を噴射するように構成され、
前記拡散手段は、前記ノズルの先端部から前記触媒層の面方向に延設され、前記触媒層側に向けて先鋭化したテーパ形状を有する拡散板である
ことを特徴とする燃料電池。 An electrolyte and a catalyst layer in contact with both sides of the electrolyte;
A supply flow path for supplying a fluid toward the catalyst layer ;
A fluid supply unit provided with a nozzle protruding toward the catalyst layer;
A diffusion means provided in the supply flow path and diffusing the fluid supplied toward the catalyst layer in the surface direction of the catalyst layer ;
The supply flow path is configured to eject the fluid from a tip portion of the nozzle,
The fuel cell according to claim 1, wherein the diffusing unit is a diffusing plate that extends from a tip portion of the nozzle in a surface direction of the catalyst layer and has a tapered shape that is sharpened toward the catalyst layer side . 電解質と、該電解質の両面にそれぞれ接する触媒層と、
前記触媒層に向けて流体を供給する供給流路と、
前記触媒層に向けて突出したノズルが設けられた流体供給部と、
前記供給流路に設けられ、前記触媒層に向けて供給された流体を前記触媒層の面方向に拡散させる拡散手段とを備え、
前記供給流路は、前記ノズルの先端部から前記流体を噴射するように構成され、
前記拡散手段は、前記触媒層と前記供給流路との間に前記流体を拡散するガス拡散層を設け、前記ガス拡散層の前記供給流路側の空孔率を前記触媒層側の空孔率よりも低くすることにより構成されている
ことを特徴とする燃料電池。 An electrolyte and a catalyst layer in contact with both sides of the electrolyte;
A supply flow path for supplying a fluid toward the catalyst layer ;
A fluid supply unit provided with a nozzle protruding toward the catalyst layer;
A diffusion means provided in the supply flow path and diffusing the fluid supplied toward the catalyst layer in the surface direction of the catalyst layer;
The supply flow path is configured to eject the fluid from a tip portion of the nozzle,
The diffusion means includes a gas diffusion layer for diffusing the fluid between the catalyst layer and the supply flow path, and the porosity of the gas diffusion layer on the supply flow path side is defined as the porosity on the catalyst layer side. It is comprised by making lower than the fuel cell characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載する燃料電池において、
前記触媒層と前記供給流路との間に前記流体を拡散するガス拡散層が設けられ、
前記ノズルの先端部及び前記拡散板は、前記ガス拡散層に接触している
ことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 1 , wherein
A gas diffusion layer for diffusing the fluid is provided between the catalyst layer and the supply flow path;
The tip of the nozzle and the diffusion plate are in contact with the gas diffusion layer. 請求項３に記載する燃料電池において、
前記ガス拡散層は、前記ノズルの先端部に対向する領域から、当該ガス拡散層の面方向の外側に向けて空孔率が高くなっている
ことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 3 , wherein
The gas diffusion layer has a higher porosity from a region facing the tip of the nozzle toward the outside in the surface direction of the gas diffusion layer. 請求項２〜請求項４の何れか一項に記載する燃料電池において、
前記ガス拡散層に供給された流体により押し退けられた気体が収容される収容部が設けられている
ことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to any one of claims 2 to 4 , wherein
A fuel cell is provided, in which a storage unit is provided for storing a gas displaced by the fluid supplied to the gas diffusion layer. 請求項５に記載する燃料電池において、
前記収容部は、前記ガス拡散層に面した開口部を有し、当該開口部の開口面積は、前記供給流路の開口面積よりも大きい
ことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 5 , wherein
The storage unit has an opening facing the gas diffusion layer, and an opening area of the opening is larger than an opening area of the supply flow path. 請求項６に記載する燃料電池において、
前記収容部のガス拡散層に面した開口部には、前記気体が収容部に収容される方向に開放する逆止弁が設けられている
ことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 6 , wherein
A fuel cell, wherein a check valve that opens in a direction in which the gas is accommodated in the accommodating portion is provided in an opening portion of the accommodating portion facing the gas diffusion layer. 請求項５〜請求項７の何れか一項に記載する燃料電池において、
前記収容部には、前記収容部に収容された気体を回収して収容する貯留手段が設けられている
ことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to any one of claims 5 to 7 , wherein
The storage unit is provided with a storage unit that collects and stores the gas stored in the storage unit. 請求項８に記載する燃料電池において、
前記貯留手段は、中空部材であり、前記収容部は当該中空部材に連通している
ことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 8 , wherein
The fuel cell, wherein the storage means is a hollow member, and the housing portion communicates with the hollow member. 請求項９に記載する燃料電池において、
前記流体供給部との間に、前記供給流路に供給される気体が貯留されるバッファ部を画成するバッファ形成部材と、
前記バッファ部に配設され、前記流体供給部と前記バッファ形成部材とに挟持された支持部材とを備え、
前記貯留手段は、中空部材であり、
前記収容部は、前記バッファ形成部材、前記支持部材及び前記流体供給部に設けられた貫通孔を介して前記中空部材に連通している
ことを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 9 , wherein
A buffer forming member that defines a buffer part in which the gas supplied to the supply flow path is stored between the fluid supply part;
A support member disposed in the buffer unit and sandwiched between the fluid supply unit and the buffer forming member;
The storage means is a hollow member,
The said accommodating part is connected to the said hollow member via the through-hole provided in the said buffer formation member, the said support member, and the said fluid supply part. The fuel cell characterized by the above-mentioned. 請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載する燃料電池と、
前記流体である燃料を前記燃料電池に供給する燃料供給手段とを具備することを特徴とする燃料電池装置。 A fuel cell according to any one of claims 1 to 1 0,
A fuel cell device comprising fuel supply means for supplying the fuel as the fluid to the fuel cell.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11855513B2 (en) 2018-03-28 2023-12-26 Robert Bosch Gmbh Electric drive having an electrical connection including a sleeve

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5723175B2 (en) * 2011-02-25 2015-05-27 セイコーインスツル株式会社 Fuel cell
DE102017212846A1 (en) 2017-07-26 2019-01-31 Robert Bosch Gmbh Distributor structure for providing at least one reaction gas
CZ309461B6 (en) * 2020-10-16 2023-02-01 Ústav Termomechaniky Av Čr, V. V. I. Fuel cell distribution board

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5011729B2 (en) * 2006-01-16 2012-08-29 トヨタ自動車株式会社 FUEL CELL COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING FUEL CELL COMPONENT
JP2007305532A (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Canon Inc Fuel cell
JP5298469B2 (en) * 2007-07-04 2013-09-25 日産自動車株式会社 Gas diffusion electrode for fuel cell
JP2010103014A (en) * 2008-10-24 2010-05-06 Toshiba Corp Fuel cell
JP5311586B2 (en) * 2008-10-28 2013-10-09 セイコーインスツル株式会社 Fuel cell and fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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