[發明專利]燃料電池

有效

• 申請號: 201910166958.0
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN110323475B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 野野山順朗;紺野周重;伊藤雅之
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/1006
• 分類號: H01M8/1006;H01M8/026;H01M8/0258
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 沈同全;車文

一種燃料電池，包括：電解質膜；第一催化劑層和第二催化劑層，其被分別形成在電解質膜的第一表面和第二表面上；以及分隔件，其被布置成關于第一催化劑層與電解質膜相反。

技術領域

本發明涉及燃料電池。

背景技術

燃料電池的分隔件形成有流路溝槽，在分隔件和被形成在電解質膜上的催化劑層之間流動的反應氣體流經所述流路溝槽。流經流路溝槽的反應氣體的一部分被供應到催化劑層，使得發生發電反應。例如，在日本未經實審的專利申請公開No.2006-147466中，分隔件形成有波浪形溝槽作為流路溝槽。

例如，在日本未經實審的專利申請公開No.2006-147466中，波浪形溝槽以具有預定的振幅的波浪形狀被形成，而催化劑層的邊緣被形成為大致直線。在最靠近催化劑層的邊緣的波浪形溝槽和催化劑層的邊緣之間存在大的間隔。在這樣的間隔中，反應氣體可能不被充分地供應到催化劑層，并且燃料電池的發電性能可能退化。

發明內容

本發明的一個目的在于提供抑制發電性能退化的燃料電池。

通過這樣的燃料電池來實現以上目的，該燃料電池包括：電解質膜；第一催化劑層和第二催化劑層，第一催化劑層和第二催化劑層分別被形成在電解質膜的第一表面和第二表面上；以及分隔件，該分隔件被布置成關于第一催化劑層與電解質膜相反，其中分隔件包括流路溝槽，反應氣體在分隔件和第一催化劑層之間流動經過流路溝槽，該流路溝槽包括：波浪形溝槽，該波浪形溝槽在第一方向上波浪形延伸并且被布置在與第一方向正交的第二方向上；以及第一端部溝槽和第二端部溝槽，在第一端部溝槽和第二端部溝槽之間，波浪形溝槽被定位在第二方向上，第一催化劑層包括：第一邊緣和第二邊緣，第一邊緣和第二邊緣在第二方向上面向彼此，第一端部溝槽和第二端部溝槽分別與第一催化劑層的在第二方向上的第一邊緣和第二邊緣相鄰，第一端部溝槽和第二端部溝槽分別在第一區域和第二區域內在第一方向上延伸，第一區域和第二區域在第一方向上延伸，并且第一區域和第二區域在第二方向上的每個寬度都小于波浪形溝槽的每個振幅。

第一端部溝槽和第二端部溝槽在第一區域內在第一方向上延伸，第一區域在第一方向上延伸，并且該第一區域在第二方向上的寬度小于波浪形溝槽的每個振幅。因此，與第一端部溝槽的波浪形形狀的振幅和波浪形溝槽的每個振幅都相同的情況相比，能夠抑制從第一端部溝槽到第一催化劑層的第一邊緣在第二方向上的間隔的增大。同樣的，第二端部溝槽在第二區域內在第一方向上延伸，第二區域在第一方向上延伸，并且第二區域在第二方向上的寬度小于波浪形溝槽的每個振幅。因此，與第二端部溝槽的波浪形形狀的振幅和波浪形溝槽的每個振幅都相同的情況相比，能夠抑制從第二端部溝槽到第一催化劑層的第二邊緣在第二方向上的間隔的增大。因此，能夠分別將流經第一端部溝槽和第二端部溝槽的反應氣體供應到第一催化劑層的第一邊緣和第二邊緣，從而抑制燃料電池的發電性能的退化。

第一端部溝槽和第二端部溝槽中的至少一個端部溝槽可以在第一方向上直線延伸。

第一端部溝槽和第二端部溝槽中的至少一個端部溝槽可以在第一方向上波浪形延伸。

第一端部溝槽和第二端部溝槽中的至少一個端部溝槽可以包括直線部和彎曲部。

燃料電池可以進一步包括連通溝槽，該連通溝槽將第一端部溝槽與在波浪形溝槽中的最靠近第一端部溝槽的波浪形溝槽連通，其中連通溝槽的深度可以小于流路溝槽的每個深度。

連通溝槽的寬度可以小于流路溝槽的每個寬度。

波浪形溝槽的波長可以彼此相同。

波浪形溝槽的相位可以彼此相同。

波浪形溝槽的振幅可以彼此相同。

在波浪形溝槽中最靠近第一端部溝槽的波浪形溝槽的振幅可以小于除了在波浪形溝槽中最靠近第二端部溝槽的波浪形溝槽以外的波浪形溝槽的每個振幅。

發明的效果