JP5125022B2 - Fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池、特に積層時の位置決め精度を向上する燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell , and more particularly to a fuel cell that improves positioning accuracy during stacking.
燃料電池システムは、燃料が有する化学エネルギを直接電気エネルギに変換する装置であり、電解質膜を挟んで設けられた一対の電極のうちアノードに水素を含有する燃料ガスを供給するとともに、他方のカソードに酸素を含有する酸化剤ガスを供給し、これら一対の電極の電解質膜側の反応面で生じる下記の電気化学反応を利用して電極から電気エネルギを取り出すものである（たとえば特許文献１参照）。 A fuel cell system is a device that directly converts chemical energy of a fuel into electrical energy, and supplies a fuel gas containing hydrogen to an anode of a pair of electrodes provided with an electrolyte membrane interposed therebetween, while the other cathode An oxygen-containing oxidant gas is supplied to the electrode, and electric energy is extracted from the electrode by using the following electrochemical reaction that occurs on the reaction surface on the electrolyte membrane side of the pair of electrodes (see, for example, Patent Document 1). .
アノード反応：Ｈ2 → ２Ｈ+ ＋ ２ｅ- （１）
カソード反応：２Ｈ+ ＋ ２ｅ- ＋ （１／２）Ｏ2 → Ｈ2Ｏ （２）
アノードに供給する燃料ガスは、水素貯蔵装置から直接供給する方法、水素を含有する燃料を改質して改質した水素含有ガスを供給する方法が知られている。水素貯蔵装置としては、高圧ガスタンク、液化水素タンク、水素吸蔵合金タンク等がある。水素を含有する燃料としては、天然ガス、メタノール、ガソリン等が考えられる。カソードに供給する酸化剤ガスとしては、一般的に空気が利用されている。
Anode reaction: H 2 → 2H + + 2e − (1)
Cathode reaction: 2H + + 2e − + (1/2) O 2 → H 2 O (2)
As a fuel gas supplied to the anode, a method of directly supplying from a hydrogen storage device, and a method of supplying a reformed hydrogen-containing gas by reforming a fuel containing hydrogen are known. Examples of the hydrogen storage device include a high-pressure gas tank, a liquefied hydrogen tank, and a hydrogen storage alloy tank. As the fuel containing hydrogen, natural gas, methanol, gasoline or the like can be considered. Air is generally used as the oxidant gas supplied to the cathode.
ところで、アノードに水素を供給するアノード側ガス流路及びカソードに空気を供給するカソード側ガス流路はそれぞれ別個のセパレータにより形成される。 By the way, the anode side gas flow path for supplying hydrogen to the anode and the cathode side gas flow path for supplying air to the cathode are formed by separate separators.
ここで、セパレータはカーボン、金属板等を用いて形成される。特に、車載用の燃料電池としては、車両搭載性を向上するため小型化が重要であるため、セパレータの厚さを薄くすることが可能でプレス成形で安価に加工できる金属板を使用したセパレータを使用し、このセパレータを接着して単セルの厚さを薄くする技術開発が盛んである。 Here, the separator is formed using carbon, a metal plate, or the like. In particular, as a fuel cell for in-vehicle use, downsizing is important in order to improve vehicle mountability. Therefore, a separator using a metal plate that can reduce the thickness of the separator and can be processed at low cost by press molding is used. The development of technology to reduce the thickness of a single cell by using this separator and bonding it is thriving.
金属板で成形した金属セパレータ（以下、セパレータ）はガス流路を形成する凹凸が成形されており、この金属板は０．１ｍｍ前後の厚さの板が使用されることが多く、薄肉厚の金属平板にガス流路の凹凸をプレス成形するとセパレータに反りが生じる。セパレータを複数積層する場合、セパレータに反りがあると積層時の積層方向に対する直角方向の位置決め精度が低下してしまい、部品の大型化を招くことがある。 A metal separator (hereinafter referred to as a separator) formed of a metal plate has irregularities forming a gas flow path, and this metal plate is often a plate having a thickness of about 0.1 mm, and is thin. When the unevenness of the gas flow path is press-formed on a metal flat plate, the separator is warped. When a plurality of separators are stacked, if the separator is warped, positioning accuracy in a direction perpendicular to the stacking direction at the time of stacking may be reduced, resulting in an increase in size of the component.
この反りが生じたセパレータの位置決め精度の低下を防止するセパレータの積層時の位置決め機構としては、セパレータに穴径の異なる複数のピン穴を設け、ピンとピン穴のクリアランスに差を設けることで反りがあるセパレータの位置決めを容易にする方法（特許文献２参照）が提案されている。 As a positioning mechanism for stacking separators to prevent a decrease in the positioning accuracy of the separator in which the warp has occurred, a plurality of pin holes with different hole diameters are provided in the separator, and warping is caused by providing a difference in the clearance between the pin and the pin hole. A method (see Patent Document 2) that facilitates positioning of a separator has been proposed.
また、図１４に示すように、各セパレータの外縁の一部を突出させて位置決め用のピンが嵌合する位置決め用のロケート穴を形成する技術や図１５に示すように燃料ガス用のマニホールドと酸化剤ガス用のマニホールドと冷媒用のマニホールドとがガス流路を挟んで左右に一列に配置される構成において、各マニホールドの間の少なくとも１箇所に位置決め用のロケート穴を形成する技術がある。
しかしながら、特許文献２の方法では、位置決め用のピン穴を複数設ける必要があるので、セパレータの小型化が容易にできないという問題がある。また図１４や図１５に記載の方法では、セパレータが大型化するという問題がある。 However, in the method of Patent Document 2, it is necessary to provide a plurality of positioning pin holes, and thus there is a problem that the size of the separator cannot be easily reduced. Further, the method described in FIGS. 14 and 15 has a problem that the separator is enlarged.
このような問題点を鑑み、本発明では、成形時の反りが生じたセパレータの位置決め精度の低下を、セパレータの大型化を生じることなく防止するセパレータを提案するものである。 In view of such problems, the present invention proposes a separator that prevents a decrease in positioning accuracy of a separator that has warped during molding without causing an increase in the size of the separator.
本発明は、固体高分子電解質膜及びこの固体高分子電解質膜を介して対峙するアノード及びカソードとからなる膜−電極接合体と、前記アノードに接し、前記アノードに燃料ガスを供給するアノード側セパレータと、前記カソードに接し、前記カソードに酸化剤ガスを供給するカソード側セパレータと、から単セルを構成し、この単セルを所定数積層した燃料電池において、前記アノード側セパレータは、一面に前記燃料ガスが流通する燃料ガス流路と、前記燃料ガス流路に燃料ガスを供給する燃料ガス入口マニホールドと、燃料ガスが前記燃料ガス流路から排出される燃料ガス出口マニホールドと、前記カソードセパレータの酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス入口マニホールドと、前記酸化剤ガス流路から酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口マニホールドと、を備え、前記カソード側セパレータは、一面に前記酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス流路と、前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス入口マニホールドと、酸化剤ガスが前記酸化剤ガス流路から排出される酸化剤ガス出口マニホールドと、前記アノードセパレータの燃料ガスが流通する燃料ガス流路に燃料ガスを供給するための燃料ガス入口マニホールドと、前記燃料ガス流路から燃料ガスを排出するための燃料ガス出口マニホールドと、を備え、前記アノード側セパレータ及びカソード側セパレータには、前記燃料ガス出入口マニホールド及び前記酸化剤ガス出入口マニホールドのうち少なくとも一つのマニホールド内に突き出す凸部を設け、この凸部に前記積層方向に貫通する位置決め穴を形成し、この凸部に形成されている位置決め穴を用いて積層される前記単セルの位置決めが行われることを特徴とする燃料電池である。 The present invention relates to a solid polymer electrolyte membrane, a membrane-electrode assembly comprising an anode and a cathode facing each other through the solid polymer electrolyte membrane, and an anode separator that is in contact with the anode and supplies fuel gas to the anode And a cathode separator that is in contact with the cathode and supplies an oxidant gas to the cathode, a single cell is formed, and a predetermined number of the single cells are stacked, the anode separator is disposed on one side of the fuel cell. A fuel gas passage through which gas flows, a fuel gas inlet manifold for supplying fuel gas to the fuel gas passage, a fuel gas outlet manifold for discharging fuel gas from the fuel gas passage, and an oxidation of the cathode separator An oxidant gas inlet manifold for supplying an oxidant gas to an oxidant gas flow path through which the oxidant gas flows, and the oxidant An oxidant gas outlet manifold for discharging the oxidant gas from the gas flow path, wherein the cathode-side separator has an oxidant gas flow path through which the oxidant gas flows, and the oxidant gas flow path. An oxidant gas inlet manifold for supplying an oxidant gas to the oxidant gas, an oxidant gas outlet manifold through which the oxidant gas is discharged from the oxidant gas flow path, and a fuel gas flow path through which the fuel gas of the anode separator flows. A fuel gas inlet manifold for supplying gas; and a fuel gas outlet manifold for discharging fuel gas from the fuel gas flow path. The anode side cathode and the cathode side separator include the fuel gas inlet / outlet manifold. And a protrusion protruding into at least one of the oxidant gas inlet / outlet manifolds. The positioning hole penetrating in the stacking direction is formed in part, positioning of the unit cells are stacked with the positioning holes formed in the convex portion is a fuel cell characterized by being carried out.
本発明では、所定のマニホールド内に設けた凸部に位置決め穴を形成し、この位置決め穴を用いて単セルの位置決めを行うようにしたので、例えばこの位置決め穴にピンを挿入して位置決めすることで、セパレータを大型化することなく単セル積層時の位置精度を向上することができる。 In the present invention, a positioning hole is formed in a convex portion provided in a predetermined manifold, and positioning of a single cell is performed using this positioning hole. For example, a pin is inserted into this positioning hole for positioning. Thus, it is possible to improve the positional accuracy during single cell stacking without increasing the size of the separator.
図１は、燃料電池スタック１を構成するセル積層体１０ａの正面図である。 FIG. 1 is a front view of a cell stack 10 a constituting the fuel cell stack 1.
燃料電池スタック１は、起電力を生じる単位電池としての単セル１０を所定数だけ積層したセル積層体１０ａからなる積層電池である。単セル１０は、それぞれが固体高分子型燃料電池として形成されており、各単セル１０が１Ｖ程度の起電圧を生じる。 The fuel cell stack 1 is a stacked battery including a cell stack 10a in which a predetermined number of single cells 10 as unit cells that generate electromotive force are stacked. Each single cell 10 is formed as a polymer electrolyte fuel cell, and each single cell 10 generates an electromotive voltage of about 1V.
燃料電池スタック１は、セル積層体１０ａの両端に集電板２を設置し、絶縁板３を介してエンドプレート４が配置される。さらにスタック１は、セル積層体１０ａを積層方向に締め付けるテンションロッド５を備える。 In the fuel cell stack 1, current collector plates 2 are installed at both ends of the cell stack 10 a, and end plates 4 are arranged via insulating plates 3. Furthermore, the stack 1 includes a tension rod 5 that tightens the cell stack 10a in the stacking direction.
集電板２は、緻密質カーボンや銅板などガス不透過な導電性部材によって形成され、直列に接続された単セル１０からなるセル積層体１０ａで発電された起電力は、集電板２の端子２ａに接続された図示しない負荷に供給される。 The current collector plate 2 is formed of a gas-impermeable conductive member such as dense carbon or copper plate, and the electromotive force generated by the cell stack 10a composed of the single cells 10 connected in series is It is supplied to a load (not shown) connected to the terminal 2a.
絶縁板３は、ゴムや樹脂等の絶縁性部材によって形成され、集電板２とエンドプレート４間の絶縁を確保する。 The insulating plate 3 is formed of an insulating member such as rubber or resin, and ensures insulation between the current collector plate 2 and the end plate 4.
エンドプレート４は、高い剛性を備えた材料、例えば鋼等の金属材料によって形成されている。 The end plate 4 is made of a material having high rigidity, for example, a metal material such as steel.
これら集電板２、絶縁板３及びエンドプレート４には、後述する単セル１０の燃料ガス流路６、酸化剤ガス流路７及び冷却媒体流路８に連通する貫通孔が形成される。 The current collector plate 2, the insulating plate 3, and the end plate 4 are formed with through holes that communicate with a fuel gas flow path 6, an oxidant gas flow path 7, and a cooling medium flow path 8 of a single cell 10 described later.
図２は本発明の第１の実施形態のセパレータの構成を示すセル積層体１０ａの一部断面図である。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the cell stack 10a showing the configuration of the separator according to the first embodiment of the present invention.
単セル１０は、膜−電極接合体（以下、ＭＥＡという）１１と、このＭＥＡ１１を挟持するアノード側セパレータ１２とカソード側セパレータ１３から構成される。 The single cell 10 includes a membrane-electrode assembly (hereinafter referred to as MEA) 11, an anode side separator 12 and a cathode side separator 13 that sandwich the MEA 11.
ＭＥＡ１１は、イオン交換膜からなる電解質膜１１ａと、この電解質膜１１ａの一面に面して配置され、ガス拡散層、撥水層および触媒層からなるアノード（燃料極）１１ｂ、および電解質膜１１ａの対面に面して配置され、ガス拡散層、撥水層および触媒層からなるカソード（空気極）１１ｃとからなる。 The MEA 11 is disposed so as to face an electrolyte membrane 11a made of an ion exchange membrane, one surface of the electrolyte membrane 11a, an anode (fuel electrode) 11b made of a gas diffusion layer, a water repellent layer, and a catalyst layer, and the electrolyte membrane 11a. The cathode (air electrode) 11c is disposed facing the opposite surface and is composed of a gas diffusion layer, a water repellent layer, and a catalyst layer.
電解質膜１１ａは、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、所定の湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。 The electrolyte membrane 11a is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material such as a fluorine resin, and exhibits good electrical conductivity in a predetermined wet state.
アノード１１ｂおよびカソード１１ｃは、ガス拡散電極であり、ガス拡散層、撥水層、触媒層からから構成される。ガス拡散層は、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスや、カーボンペーパ、あるいはカーボンフェルトなど、適当なガス拡散性および導電性を有する部材によって構成される。撥水層は、例えばポリエチレンフルオロエチレンと炭素材を含む層であり、触媒層は白金が担持されたカーボンブラックからなる。 The anode 11b and the cathode 11c are gas diffusion electrodes, and are composed of a gas diffusion layer, a water repellent layer, and a catalyst layer. The gas diffusion layer is constituted by a member having appropriate gas diffusibility and conductivity, such as carbon cloth woven with yarn made of carbon fiber, carbon paper, or carbon felt. The water repellent layer is a layer containing, for example, polyethylene fluoroethylene and a carbon material, and the catalyst layer is made of carbon black carrying platinum.
図２によれば、アノード側セパレータ１２は、アノード１１ｂに面し、頂部１２ａと底部１２ｂとから波型に形成される反応部と、この反応部の周囲に形成され、反応部を流通する燃料ガスが外部へ漏洩するのを防止するシール１４が設置されるシール部１２ｃから構成される。 According to FIG. 2, the anode-side separator 12 faces the anode 11 b, a reaction part formed in a wave shape from the top part 12 a and the bottom part 12 b, and a fuel formed around the reaction part and flowing through the reaction part The seal portion 12c is provided with a seal 14 for preventing gas from leaking to the outside.
アノード側セパレータ１２の底部１２ｂは、ＭＥＡ１１のアノード１１ｂに接して、アノード１１ｂに燃料ガス（水素）を供給する燃料ガス流路６を画成する。また、頂部１２ａが隣接するカソード側セパレータ１３の底部１３ｂと接して、単セル１０の熱を放熱する冷媒が流通する冷媒流路８を画成する。 The bottom 12b of the anode-side separator 12 is in contact with the anode 11b of the MEA 11, and defines a fuel gas flow path 6 that supplies fuel gas (hydrogen) to the anode 11b. Further, the top portion 12a is in contact with the bottom portion 13b of the adjacent cathode-side separator 13 to define the refrigerant flow path 8 through which the refrigerant that radiates heat of the single cell 10 flows.
またカソード側セパレータ１３も、アノード側セパレータ１２と同様に、カソード１１ｃに面し、頂部１３ａと底部１３ｂとから波型に形成される反応部と、この反応部の周囲に形成され、反応部を流通する酸化剤ガスが外部へ漏洩するのを防止するシール１４が設置されるシール部１３ｃから構成される。 Similarly to the anode-side separator 12, the cathode-side separator 13 faces the cathode 11 c and is formed in a wave shape from the top portion 13 a and the bottom portion 13 b and around the reaction portion. The seal portion 13c is provided with a seal 14 for preventing the flowing oxidant gas from leaking to the outside.
カソード側セパレータ１３の頂部１３ａは、ＭＥＡ１１のカソード１１ｃに接して、カソード１１ｃに酸化剤ガス（酸素、通常は空気）を供給する酸化剤ガス流路７を画成する。 The top portion 13a of the cathode separator 13 is in contact with the cathode 11c of the MEA 11, and defines an oxidant gas flow path 7 for supplying an oxidant gas (oxygen, usually air) to the cathode 11c.
各電極１１ｂ、１１ｃの反応部の周囲を取り囲むようにシール部１２ｃ、１３ｃが形成され、このシール部１２ｃ、１３ｃの端部、つまり各セパレータ１２、１３の外縁に沿ってフランジ１２ｄ、１３ｄが積層方向に立設される。このフランジ１２ｄ、１３ｄはプレス加工により成形される。 Seal portions 12c and 13c are formed so as to surround the reaction portions of the electrodes 11b and 11c, and flanges 12d and 13d are laminated along the end portions of the seal portions 12c and 13c, that is, the outer edges of the separators 12 and 13, respectively. Standing in the direction. The flanges 12d and 13d are formed by press working.
なお、各セパレータ１２、１３は、適当な導電性と強度と耐食性とを有する材料によって形成される。例えば、充分な耐食性を有するステンレス鋼等の金属材料、導電性樹脂材料やカーボン材によって形成される。金属材料でセパレータを構成した場合には、プレス加工により製造することが可能となり、低コストでセパレータを製造することができる。伝導性樹脂材を用いてセパレータを構成した場合には、樹脂モールド等の型を用いて大量生産することが可能であり、低コストでセパレータを製造することができる。さらにカーボン材を用いてセパレータを形成した場合には、セパレータの腐食を抑制することができ、燃料電池の発電性能の低下を抑制することができる。 Each of the separators 12 and 13 is formed of a material having appropriate conductivity, strength, and corrosion resistance. For example, it is formed of a metal material such as stainless steel having sufficient corrosion resistance, a conductive resin material, or a carbon material. When the separator is made of a metal material, it can be manufactured by pressing, and the separator can be manufactured at a low cost. When the separator is configured using a conductive resin material, it can be mass-produced using a mold such as a resin mold, and the separator can be manufactured at low cost. Furthermore, when a separator is formed using a carbon material, corrosion of the separator can be suppressed, and a decrease in power generation performance of the fuel cell can be suppressed.
アノード側セパレータ１２のシール部１２ｃとカソード側セパレータ１３のシール部１３ｃの間には冷媒流路８からの冷媒の漏洩を防止するとともに各セパレータ１２、１３間を接合する接着剤１５が設けられ、この接着剤１５の作用により、アノード側セパレータ１２とカソード側セパレータ１３は一体的に成形される。 Between the seal portion 12c of the anode side separator 12 and the seal portion 13c of the cathode side separator 13, an adhesive 15 that prevents leakage of the refrigerant from the refrigerant flow path 8 and joins the separators 12 and 13 is provided. By the action of the adhesive 15, the anode side separator 12 and the cathode side separator 13 are integrally formed.
図３は、アノード側セパレータ１２のアノード１１ａに面する燃料ガス流路６側の構成を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the fuel gas flow path 6 side facing the anode 11a of the anode side separator 12. As shown in FIG.
アノード側セパレータ１２の燃料ガス流路６側の面には、燃料流路６の図中右側に、燃料ガス流路６に燃料ガスを供給する燃料ガスの入口マニホールド６ａ、酸化剤ガスの出口マニホールド７ｂ及び冷媒の入口マニホールド８ａが積層方向に貫通して形成され、燃料流路６を挟んで図中左側に、燃料ガス流路６から排出された燃料ガスの出口マニホールド６ｂ、酸化剤ガスの入口マニホールド７ａ及び冷媒の出口マニホールド８ｂが積層方向に貫通して形成される。 On the surface of the anode separator 12 on the fuel gas flow path 6 side, on the right side of the fuel flow path 6 in the figure, a fuel gas inlet manifold 6a for supplying fuel gas to the fuel gas flow path 6 and an oxidant gas outlet manifold 7b and an inlet manifold 8a for the refrigerant are formed penetrating in the stacking direction. On the left side of the figure with the fuel flow path 6 interposed, an outlet manifold 6b for the fuel gas discharged from the fuel gas flow path 6 and an inlet for the oxidant gas A manifold 7a and a refrigerant outlet manifold 8b are formed penetrating in the stacking direction.
アノード側セパレータ１２の外縁に沿って、隣接するカソード側セパレータ１３と積層したときにこれらセパレータ間から燃料ガスが外部に漏洩しないように密封するためのシール１４がアノード側セパレータ１２の燃料ガス流路６側の面上に設置される。さらにシール１４は、酸化剤ガスの入口マニホールド７ａと出口マニホールド７ｂからの酸化剤ガス、冷媒の入口マニホールド８ａと出口マニホールド８ｂからの冷媒が燃料ガスと互いに混入しないようにするため、これらマニホールド７ａ、７ｂ、８ａ及び８ｂを囲うようにアノード側セパレータ１２の燃料ガス流路６側の面上に設置される。 A fuel gas flow path of the anode-side separator 12 is provided with a seal 14 for sealing the anode-side separator 12 so that fuel gas does not leak outside between the separators when stacked with the adjacent cathode-side separator 13 along the outer edge of the anode-side separator 12. It is installed on the 6th surface. Further, the seal 14 prevents the oxidant gas from the oxidant gas inlet manifold 7a and the outlet manifold 7b and the refrigerant from the refrigerant inlet manifold 8a and the outlet manifold 8b from mixing with the fuel gas. It is installed on the surface of the anode separator 12 on the fuel gas flow path 6 side so as to surround 7b, 8a and 8b.
図４は、カソード側セパレータ１３のカソード１１ｃに面する酸化剤ガス流路７側の構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration on the side of the oxidant gas flow path 7 facing the cathode 11 c of the cathode side separator 13.
カソード側セパレータ１３の酸化剤ガス流路７側の面には、酸化剤ガス流路７の図中右側に、燃料ガスの出口マニホールド６ｂ、酸化剤ガスの入口マニホールド７ａ及び冷媒の出口マニホールド８ｂが積層方向に貫通して形成され、酸化剤ガス流路７を挟んで図中左側に、燃料ガスの入口マニホールド６ａ、酸化剤ガスの出口マニホールド７ｂ及び冷媒の入口マニホールド８ａが積層方向に貫通して形成される。 On the surface of the cathode side separator 13 on the oxidant gas flow path 7 side, on the right side of the oxidant gas flow path 7 in the figure, there are a fuel gas outlet manifold 6b, an oxidant gas inlet manifold 7a, and a refrigerant outlet manifold 8b. A fuel gas inlet manifold 6a, an oxidant gas outlet manifold 7b, and a refrigerant inlet manifold 8a pass through in the stacking direction on the left side of the figure with the oxidant gas flow path 7 interposed therebetween. It is formed.
カソード側セパレータ１３の外縁に沿って、隣接するアノード側セパレータ１２と積層したときにこれらセパレータ間から酸化剤ガスが外部に漏洩しないようにするためのシール１４がカソード側セパレータ１３の酸化剤ガス流路７側の面上に設置される。さらにシール１４は、燃料ガスの入口マニホールド６ａと出口マニホールド６ｂからの燃料ガス、冷媒の入口マニホールド８ａと出口マニホールド８ｂからの冷媒が酸化剤ガスと混入することを防止するため、これらマニホールド６ａ、６ｂ、８ａ及び８ｂを囲うようにカソード側セパレータ１３の酸化剤ガス流路７側の面上に設置される。 A seal 14 for preventing the oxidant gas from leaking outside between the separators when stacked with the adjacent anode side separator 12 along the outer edge of the cathode side separator 13 is provided with the oxidant gas flow of the cathode side separator 13. It is installed on the road 7 side surface. Further, the seal 14 prevents the fuel gas from the fuel gas inlet manifold 6a and the outlet manifold 6b and the refrigerant from the refrigerant inlet manifold 8a and the outlet manifold 8b from mixing with the oxidant gas. , 8a and 8b are placed on the surface on the side of the oxidant gas flow path 7 of the cathode side separator 13 so as to surround it.
図５は、アノード側セパレータ１２の燃料流路６が形成された面の背面側の冷媒流路８側の構成を示す図である。なお、カソード側セパレータ１３の酸化剤ガス流路７が形成された面の背面側の冷媒流路８側の構成も同様である。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the refrigerant flow path 8 side on the back side of the surface on which the fuel flow path 6 of the anode side separator 12 is formed. The configuration of the refrigerant channel 8 side on the back side of the surface on which the oxidant gas channel 7 of the cathode side separator 13 is formed is the same.
アノード側セパレータ１２の冷媒流路８側の面には、前述の通り、燃料流路６の図中左側に燃料ガスの入口マニホールド６ａ、酸化剤ガスの出口マニホールド７ｂ及び冷媒の入口マニホールド８ａが積層方向に貫通して形成され、燃料流路６を挟んで図中右側に燃料ガスの出口マニホールド６ｂ、酸化剤ガスの入口マニホールド７ａ及び冷媒の出口マニホールド８ｂが積層方向に貫通して形成される。 As described above, the fuel gas inlet manifold 6a, the oxidant gas outlet manifold 7b, and the refrigerant inlet manifold 8a are laminated on the surface of the anode separator 12 on the refrigerant flow path 8 side as described above. A fuel gas outlet manifold 6b, an oxidant gas inlet manifold 7a, and a refrigerant outlet manifold 8b are formed to penetrate in the stacking direction on the right side of the figure with the fuel flow path 6 therebetween.
アノード側セパレータ１２の冷媒流路８側の面の外縁に沿って、隣接するカソード側セパレータ１３の冷媒流路８側の面と接したときにこれらセパレータ間から燃料ガスが外部に漏洩しないようにするとともに、アノード側セパレータ１２とカソード側セパレータ１３とを接合する接着剤１５がアノード側セパレータ１２の冷媒流路８側の面上に設置される。さらに接着剤１５は、酸化剤ガスの入口マニホールド７ａと出口マニホールド７ｂ、冷媒の入口マニホールド８ａと出口マニホールド８ｂからの酸化剤ガスまたは燃料ガスが冷媒と混入することを防止するため、これらマニホールド６ａ、６ｂ、７ａ及び７ｂを囲うようにアノード側セパレータ１２の冷媒流路８側の面上に設けられる。 The fuel gas does not leak outside between the separators when contacting the refrigerant channel 8 side surface of the adjacent cathode side separator 13 along the outer edge of the surface of the anode side separator 12 on the refrigerant channel 8 side. In addition, an adhesive 15 that joins the anode-side separator 12 and the cathode-side separator 13 is installed on the surface of the anode-side separator 12 on the refrigerant flow path 8 side. Further, the adhesive 15 prevents the oxidant gas or fuel gas from the inlet manifold 7a and outlet manifold 7b of the oxidant gas and the inlet manifold 8a and outlet manifold 8b of the refrigerant from being mixed with the refrigerant. It is provided on the surface of the anode separator 12 on the refrigerant flow path 8 side so as to surround 6b, 7a and 7b.
このように図３から図５に示す構成を各セパレータ１２、１３が有することで、燃料ガスの入口マニホールド６ａを流通する燃料ガスは、入口マニホールド６ａから燃料流路６に導入される。また、燃料流路６に供給された燃料ガスは、発電に供せられ、出口マニホールド６ｂから排出される。同様に酸化剤ガスの入口マニホールド７ａを流通する酸化剤ガスは入口マニホールド７ａから酸化剤ガス流路７に導入され、酸化剤ガス流路７に供給された酸化剤ガスは、発電に供せられ、出口マニホールド７ｂから排出される。さらに冷媒の入口マニホールド８ａを流通する冷媒は、入口マニホールド８ａから冷媒流路８に導入され、冷媒流路８に供給された冷媒は、発電で生じた熱を吸熱して、出口マニホールド８ｂから排出される。 As described above, each of the separators 12 and 13 having the configuration shown in FIGS. 3 to 5 allows the fuel gas flowing through the fuel gas inlet manifold 6a to be introduced into the fuel flow path 6 from the inlet manifold 6a. Further, the fuel gas supplied to the fuel flow path 6 is used for power generation and is discharged from the outlet manifold 6b. Similarly, the oxidant gas flowing through the oxidant gas inlet manifold 7a is introduced from the inlet manifold 7a into the oxidant gas flow path 7, and the oxidant gas supplied to the oxidant gas flow path 7 is used for power generation. And is discharged from the outlet manifold 7b. Further, the refrigerant flowing through the refrigerant inlet manifold 8a is introduced from the inlet manifold 8a into the refrigerant flow path 8, and the refrigerant supplied to the refrigerant flow path 8 absorbs heat generated by power generation and is discharged from the outlet manifold 8b. Is done.
従来の各マニホールドの断面積は、略同一に形成することが通例であった。しかしながら本実施形態では、図３から図５に示すように、ガス流路６、７を挟んで位置する各マニホールド群のうちの少なくとも一つの出口マニホールド６ｂ、７ｂ内に、各出口マニホールド６ｂ、７ｂの流路面積を減少するように凸部１８を設け、この凸部１８に単セル積層時の積層方向に対して直角方向の位置決めに用いるロケート穴１５ａ、１５ｂをセパレータ１２、１３を積層方向に貫通するように形成する。セパレータ１２、１３積層時のロケート穴１５ｂの構成を図６及び図７に示す。図７は図６の断面Ａ−Ａの断面図である。なお、図示しないが、他方のロケート穴１５ａも同様である。 Conventional cross-sectional areas of the manifolds are generally formed substantially the same. However, in this embodiment, as shown in FIG. 3 to FIG. 5, each outlet manifold 6 b, 7 b is placed in at least one outlet manifold 6 b, 7 b of each manifold group located across the gas flow paths 6, 7. Protrusions 18 are provided so as to reduce the flow path area of the first and the locating holes 15a and 15b used for positioning in the direction perpendicular to the laminating direction at the time of single cell lamination in the projecting parts 18 in the laminating direction. It is formed so as to penetrate. 6 and 7 show the configuration of the locate hole 15b when the separators 12 and 13 are stacked. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along section AA of FIG. Although not shown, the other locate hole 15a is the same.
ここで、ロケート穴１５ａ、１５ｂの設置位置は、アノード側セパレータ１２とカソード側セパレータ１３とを接合する接着剤１５がロケート穴１５ａ、１５ｂにはみ出ない位置に設定する。接着剤１５のロケート穴１５ａ、１５ｂ内へのはみ出しによる位置決め精度への影響を排除するためである。 Here, the location of the locate holes 15a and 15b is set to a position where the adhesive 15 that joins the anode side separator 12 and the cathode side separator 13 does not protrude into the locate holes 15a and 15b. This is to eliminate the influence on the positioning accuracy due to the protrusion of the adhesive 15 into the locating holes 15a and 15b.
図８は、ロケート穴１５ａ、１５ｂに位置決め用のピン１７を挿入した状態の模式図を示す。ＭＥＡ１１、アノード側セパレータ１２とカソード側セパレータ１３からなる単セル１０を所定枚数だけ積層し、出口マニホールド６ｂ、７ｂ内に形成した２箇所のロケート穴１５ａ、１５ｂにそれぞれピン１７を挿入することで積層方向に対する直角方向の位置決めを精度よく行うことができる。 FIG. 8 is a schematic view showing a state in which the positioning pins 17 are inserted into the locate holes 15a and 15b. A predetermined number of single cells 10 each composed of the MEA 11, the anode side separator 12 and the cathode side separator 13 are laminated, and the pins 17 are respectively inserted into the two locate holes 15a and 15b formed in the outlet manifolds 6b and 7b. Positioning in a direction perpendicular to the direction can be performed with high accuracy.
また、ロケート穴１５ａ、１５ｂは、燃料ガス、酸化剤ガスあるいは冷媒の出口マニホールド内に凸部１８を設け、この凸部１８に形成するため、位置決めのために各セパレータ１２、１３の外径寸法の大型化をすることを防止することができる。また、ロケート穴１５ａ、１５ｂに追加による、例えばシール１４や接着剤１５への影響がない。 In addition, the locating holes 15a and 15b are provided with a convex portion 18 in the outlet manifold of fuel gas, oxidant gas or refrigerant, and are formed on the convex portion 18. Therefore, the outer diameter dimensions of the separators 12 and 13 are positioned for positioning. Can be prevented from being increased in size. Further, there is no influence on the seal 14 or the adhesive 15 due to the addition of the locate holes 15a and 15b.
さらにロケート穴は、入口マニホールド、出口マニホールドのいずれに設けてもよいが、本実施形態のロケート穴１５ａ、１５ｂは、燃料ガス、酸化剤ガスあるいは冷媒の出口マニホールド内に凸部１８を設けて形成するため、入口マニホールドの流路面積が小さくなることがなく、燃料電池に供給する燃料ガス、酸化剤ガス及び冷媒の供給量を減少させる必要がない。 Further, the locating hole may be provided in either the inlet manifold or the outlet manifold, but the locating holes 15a and 15b of the present embodiment are formed by providing a convex portion 18 in the outlet manifold of fuel gas, oxidant gas or refrigerant. Therefore, the flow passage area of the inlet manifold is not reduced, and there is no need to reduce the supply amounts of fuel gas, oxidant gas, and refrigerant supplied to the fuel cell.
図９から図１３は第２の実施形態のアノード側セパレータ１２及びカソード側セパレータ１３の構成を説明する構成図である。 FIGS. 9 to 13 are configuration diagrams illustrating configurations of the anode-side separator 12 and the cathode-side separator 13 according to the second embodiment.
第２の実施形態の構成が、第１の実施形態の構成と異なる点は、ロケート穴の位置を変更している点である。具体的には、第１の実施形態では、燃料ガス流路６または酸化剤ガス流路７を挟んで対峙する燃料ガスの出口マニホールド６ｂと酸化剤ガスの出口マニホールド７ｂ内に凸部１８を設け、この凸部１８にロケート穴１５ａ、１５ｂを形成した。これ対して、第２の実施形態では、燃料ガス流路６または酸化剤ガス流路７を挟んで対峙する冷媒の入口マニホールド８ｃと出口マニホールド８ｄ内に、各マニホールド８ｃ、８ｄの流路面積が減少するように凸部１９を設け、この凸部１９に単セル積層時の積層方向に対して直角方向の位置決めに用いるロケート穴１６ａ、１６ｂを形成した。ロケート穴１６ａ、１６ｂは、各セパレータ１２、１３を積層方向に貫通するように形成される。 The configuration of the second embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that the position of the locate hole is changed. Specifically, in the first embodiment, a convex portion 18 is provided in the fuel gas outlet manifold 6b and the oxidant gas outlet manifold 7b facing each other with the fuel gas passage 6 or the oxidant gas passage 7 interposed therebetween. Locating holes 15 a and 15 b are formed in the convex portion 18. In contrast, in the second embodiment, the flow passage areas of the manifolds 8c and 8d are within the refrigerant inlet manifold 8c and the outlet manifold 8d facing each other with the fuel gas passage 6 or the oxidant gas passage 7 interposed therebetween. The convex part 19 was provided so that it might decrease, and the locating holes 16a and 16b used for positioning in the direction perpendicular to the stacking direction when the single cells were stacked were formed in the convex part 19. The locate holes 16a and 16b are formed so as to penetrate the separators 12 and 13 in the stacking direction.
そして、第１の実施形態と同様に、形成されたロケート穴１６ａ、１６ｂに位置決め用のピン１７が積層方向に挿入されて積層方向に対して直角方向の位置決めが精度よく達成される。 As in the first embodiment, positioning pins 17 are inserted into the formed locating holes 16a and 16b in the stacking direction, and positioning in the direction perpendicular to the stacking direction is achieved with high accuracy.
このように第２の実施形態では、第１の実施形態の効果を奏するとともに、さらに、ロケート穴１６ａ、１６ｂを燃料電池内から流体が外部に漏洩することを防止するシール１４の内側で、かつ冷媒のマニホールド８ｃ、８ｄ内に設置するため、ロケート穴１６ａ、１６ｂに挿入されるピン１７の絶縁性が確保できず電気的短絡が発生しても短絡部が燃料ガスや酸化剤ガスに接触することがなく、短絡による２次的な影響を防止することができる。 As described above, in the second embodiment, the effects of the first embodiment are obtained, and the locating holes 16a and 16b are further provided inside the seal 14 for preventing fluid from leaking from the inside of the fuel cell, and Since it is installed in the refrigerant manifolds 8c and 8d, the insulation of the pins 17 inserted into the locating holes 16a and 16b cannot be ensured, and even if an electrical short circuit occurs, the short-circuited part contacts the fuel gas or oxidant gas. And secondary effects due to short circuits can be prevented.
なお、前述の実施形態では、ロケート穴を２箇所設けた実施形態として説明したが、これに限らず、１箇所のロケート穴に基づいて位置決めするようにしてもよい。 In addition, although the above-mentioned embodiment demonstrated as embodiment which provided two locate holes, you may make it position based on this not only this but one locate hole.
図１６から図２０は、第３の実施形態のアノード側セパレータ１２及びカソード側セパレータ１３の構成を説明する構成図である。この実施形態の特徴は、図３から図７に示す第１の実施形態の構成に対して、各セパレータ間を接合する接着剤１５がロケート穴１５ａ、１５ｂへはみ出すことを防止する、余剰の接着剤を溜める凹部２０をロケート穴回りに形成した点である。この凹部２０は、図２０に示すように各セパレータ１２、１３を貫通して形成しても良いし、各セパレータ１２、１３を所定深さの溝状に形成しても良い。 16 to 20 are configuration diagrams illustrating configurations of the anode-side separator 12 and the cathode-side separator 13 according to the third embodiment. The feature of this embodiment is that the adhesive 15 for joining the separators is prevented from protruding into the locating holes 15a and 15b with respect to the configuration of the first embodiment shown in FIGS. The concave portion 20 for storing the agent is formed around the locate hole. The recess 20 may be formed through the separators 12 and 13 as shown in FIG. 20, or the separators 12 and 13 may be formed in a groove shape having a predetermined depth.
凹部２０は、ロケート穴１５ａ、１５ｂと各セパレータ１２、１３の縁部との間に、ロケート穴１５ａ、１５ｂを取り囲むように形成され、この凹部２０と各セパレータ１２、１３の縁部との間に接着剤１５が塗布される。このような構成により、セパレータ間を接着する接着剤１５のうち余分な接着剤は、凹部２０内へと入り込むことになる。 The recess 20 is formed between the locate holes 15a, 15b and the edges of the separators 12, 13, so as to surround the locate holes 15a, 15b. Between the recess 20 and the edges of the separators 12, 13 The adhesive 15 is applied to the surface. With such a configuration, excess adhesive out of the adhesive 15 that bonds the separators enters the recess 20.
図２１から図２５は、第４の実施形態のアノード側セパレータ１２及びカソード側セパレータ１３の構成を説明する構成図である。この実施形態の特徴は、図９から図１３に示す第２の実施形態の構成に対して、各セパレータ間を接合する接着剤１５がロケート穴１６ａ、１６ｂへはみ出すことを防止する、余剰接着剤溜りとしての凹部２１をロケート穴回りに形成した点である。この凹部２１は、図２５に示すように各セパレータ１２、１３を貫通して形成しても良いし、各セパレータ１２、１３を所定深さの溝状に形成しても良い。 FIGS. 21 to 25 are configuration diagrams illustrating configurations of the anode-side separator 12 and the cathode-side separator 13 according to the fourth embodiment. A feature of this embodiment is that, with respect to the configuration of the second embodiment shown in FIGS. 9 to 13, an excess adhesive that prevents the adhesive 15 that joins the separators from protruding into the locate holes 16a and 16b. This is the point that the concave portion 21 as a pool is formed around the locate hole. The recess 21 may be formed through the separators 12 and 13 as shown in FIG. 25, or the separators 12 and 13 may be formed in a groove shape having a predetermined depth.
凹部２１は、ロケート穴１６ａ、１６ｂと各セパレータ１２、１３の縁部との間にロケート穴１６ａ、１６ｂを取り囲むように形成され、この凹部２１と各セパレータ１２、１３の縁部との間に接着剤１５が塗布される。このような構成により、セパレータ間を接着する接着剤１５のうち余分な接着剤は凹部２１内へと入り込むことになる。 The recess 21 is formed between the locate holes 16a and 16b and the edges of the separators 12 and 13 so as to surround the locate holes 16a and 16b, and between the recess 21 and the edges of the separators 12 and 13 Adhesive 15 is applied. With such a configuration, excess adhesive in the adhesive 15 that bonds the separators enters the recess 21.
第３、第４の実施形態では、各セパレータのロケート穴と接着剤１５との間に余剰の接着剤を溜める凹部２０、２１を形成したので、接着剤がロケート穴内に入り込むことがなく、接着剤がロケート穴内に入り込み、ロケート穴に挿入される位置決め用のピンが挿入できなくなることを確実に防止する。 In the third and fourth embodiments, since the recesses 20 and 21 for storing excess adhesive are formed between the locate holes of the separators and the adhesive 15, the adhesive does not enter the locate holes, The agent is surely prevented from entering the locating hole and being unable to insert the positioning pin inserted into the locating hole.
また、第１、第２の実施形態でのロケート穴の位置に対して、第３、第４の実施形態のロケート穴は各セパレータの外縁部に一層近づけて配置することができるため、ロケート穴設置に伴うマニホールドの流路面積の減少代を抑制することができる。 In addition, the locate holes in the third and fourth embodiments can be arranged closer to the outer edge of each separator with respect to the position of the locate holes in the first and second embodiments. The reduction margin of the flow path area of the manifold accompanying installation can be suppressed.
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
燃料電池スタックの単セル積層時の位置決め精度向上に有用である。 This is useful for improving the positioning accuracy when stacking single cells in a fuel cell stack.
１ 燃料電池スタック
６ 燃料ガス流路
６ａ 燃料ガス流路の入口マニホールド
６ｂ 燃料ガス流路の出口マニホールド
７ 酸化剤ガス流路
７ａ 酸化剤ガス流路の入口マニホールド
７ｂ 酸化剤ガス流路の出口マニホールド
８ 冷媒流路
８ａ 冷媒流路の入口マニホールド
８ｂ 冷媒流路の出口マニホールド
８ｃ 冷媒流路の入口マニホールド
８ｄ 冷媒流路の出口マニホールド
１０ 単セル
１０ａ セル積層体
１１ 膜−電極接合体（ＭＥＡ）
１１ａ 電解質膜
１１ｂ アノード
１１ｃ カソード
１２ アノード側セパレータ
１３ カソード側セパレータ
１４ シール
１５ 接着剤
１５ａ、１５ｂ ロケート穴
１６ａ、１５ｂ ロケート穴
１７ ピン
１８、１９ 凸部
２０、２１ 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell stack 6 Fuel gas flow path 6a Fuel gas flow path inlet manifold 6b Fuel gas flow path outlet manifold 7 Oxidant gas flow path 7a Oxidant gas flow path inlet manifold 7b Oxidant gas flow path outlet manifold 8 Refrigerant channel 8a Refrigerant channel inlet manifold 8b Refrigerant channel outlet manifold 8c Refrigerant channel inlet manifold 8d Refrigerant channel outlet manifold 10 Single cell 10a Cell stack 11 Membrane-electrode assembly (MEA)
11a Electrolyte membrane 11b Anode 11c Cathode 12 Anode-side separator 13 Cathode-side separator 14 Seal 15 Adhesive 15a, 15b Locate hole 16a, 15b Locate hole 17 Pin 18, 19 Convex part 20, 21 Concave part
Claims (8)
前記アノードに接し、前記アノードに燃料ガスを供給するアノード側セパレータと、
前記カソードに接し、前記カソードに酸化剤ガスを供給するカソード側セパレータと、
から単セルを構成し、この単セルを所定数積層した燃料電池において、
前記アノード側セパレータは、
一面に前記燃料ガスが流通する燃料ガス流路と、
前記燃料ガス流路に燃料ガスを供給する燃料ガス入口マニホールドと、
燃料ガスが前記燃料ガス流路から排出される燃料ガス出口マニホールドと、
前記カソードセパレータの酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス入口マニホールドと、
前記酸化剤ガス流路から酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口マニホールドと、
を備え、
前記カソード側セパレータは、
一面に前記酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス流路と、
前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス入口マニホールドと、
酸化剤ガスが前記酸化剤ガス流路から排出される酸化剤ガス出口マニホールドと、
前記アノードセパレータの燃料ガスが流通する燃料ガス流路に燃料ガスを供給するための燃料ガス入口マニホールドと、
前記燃料ガス流路から燃料ガスを排出するための燃料ガス出口マニホールドと、
を備え、
前記アノード側セパレータ及びカソード側セパレータには、前記燃料ガス出入口マニホールド及び前記酸化剤ガス出入口マニホールドのうち少なくとも一つのマニホールド内に突き出す凸部を設け、
この凸部に前記積層方向に貫通する位置決め穴を形成し、
この凸部に形成されている位置決め穴を用いて積層される前記単セルの位置決めが行われることを特徴とする燃料電池。 A membrane-electrode assembly comprising a solid polymer electrolyte membrane and an anode and a cathode facing each other through the solid polymer electrolyte membrane;
An anode separator that is in contact with the anode and supplies fuel gas to the anode;
A cathode separator in contact with the cathode and supplying an oxidant gas to the cathode;
In a fuel cell in which a single cell is configured from a predetermined number of single cells,
The anode separator is
A fuel gas flow path through which the fuel gas flows;
A fuel gas inlet manifold for supplying fuel gas to the fuel gas flow path;
A fuel gas outlet manifold through which fuel gas is discharged from the fuel gas flow path;
An oxidant gas inlet manifold for supplying an oxidant gas to an oxidant gas flow path through which the oxidant gas of the cathode separator flows;
An oxidant gas outlet manifold for discharging oxidant gas from the oxidant gas flow path;
With
The cathode separator is
An oxidant gas flow path through which the oxidant gas flows;
An oxidant gas inlet manifold for supplying oxidant gas to the oxidant gas flow path;
An oxidant gas outlet manifold through which oxidant gas is discharged from the oxidant gas flow path;
A fuel gas inlet manifold for supplying fuel gas to a fuel gas flow path through which the fuel gas of the anode separator flows;
A fuel gas outlet manifold for discharging fuel gas from the fuel gas flow path;
With
The anode-side separator and the cathode-side separator are provided with protrusions protruding into at least one of the fuel gas inlet / outlet manifold and the oxidant gas inlet / outlet manifold,
A positioning hole that penetrates in the stacking direction is formed in the convex portion,
The fuel cell is characterized in that positioning of the single cells to be stacked is performed using positioning holes formed in the convex portions .
前記燃料ガス出口マニホールドと前記酸化剤ガス出口マニホールドのそれぞれに前記凸部を設け、
この凸部に前記積層方向に貫通する位置決め穴を形成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。 The fuel gas outlet manifold and the oxidant gas outlet manifold are formed so as to face each other with the fuel gas flow channel and the oxidant gas flow channel interposed therebetween when the single cells are stacked.
Providing the protrusions on each of the fuel gas outlet manifold and the oxidant gas outlet manifold,
The fuel cell according to claim 1, wherein a positioning hole penetrating in the stacking direction is formed in the convex portion.
前記アノードに接し、前記アノードに燃料ガスを供給するアノード側セパレータと、
前記カソードに接し、前記カソードに酸化剤ガスを供給するカソード側セパレータと、
から単セルを構成し、この単セルを所定数積層した燃料電池において、
前記アノード側セパレータは、
一面に前記燃料ガスが流通する燃料ガス流路と、
前記燃料ガス流路を形成した一面の背面に前記燃料電池の温度調整のための冷媒が流通する冷媒流路と、
前記冷媒流路に冷媒を供給する冷媒入口マニホールドと、
この冷媒入口マニホールドに前記冷媒流路を挟んで対峙するように形成され、冷媒が前記冷媒流路から排出される冷媒出口マニホールドと、
を備え、
前記カソード側セパレータは、
一面に前記酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス流路と、
前記酸化剤ガス流路を形成した一面の背面に前記燃料電池の温度調整のための冷媒が流通する冷媒流路と、
前記冷媒流路に冷媒を供給する冷媒入口マニホールドと、
この冷媒入口マニホールドに前記冷媒流路を挟んで対峙するように形成され、冷媒が前記冷媒流路から排出される冷媒出口マニホールドと、
を備え、
前記アノード側セパレータ及びカソード側セパレータには、前記冷媒入口マニホールド内と前記冷媒出口マニホールド内のそれぞれに突き出す凸部を設け、
この凸部に前記積層方向に貫通する位置決め穴を形成し、
この凸部に形成されている位置決め穴を用いて積層される前記単セルの位置決めが行われることを特徴とする燃料電池。 A membrane-electrode assembly comprising a solid polymer electrolyte membrane and an anode and a cathode facing each other through the solid polymer electrolyte membrane;
An anode separator that is in contact with the anode and supplies fuel gas to the anode;
A cathode separator in contact with the cathode and supplying an oxidant gas to the cathode;
In a fuel cell in which a single cell is configured from a predetermined number of single cells,
The anode separator is
A fuel gas flow path through which the fuel gas flows;
A refrigerant flow path through which a refrigerant for adjusting the temperature of the fuel cell flows on the back surface of the one surface on which the fuel gas flow path is formed;
A refrigerant inlet manifold for supplying refrigerant to the refrigerant flow path;
A refrigerant outlet manifold that is formed to face the refrigerant inlet manifold across the refrigerant flow path, and from which the refrigerant is discharged from the refrigerant flow path;
With
The cathode separator is
An oxidant gas flow path through which the oxidant gas flows;
A refrigerant flow path through which a refrigerant for adjusting the temperature of the fuel cell flows on the back surface of the one surface on which the oxidant gas flow path is formed;
A refrigerant inlet manifold for supplying refrigerant to the refrigerant flow path;
A refrigerant outlet manifold that is formed to face the refrigerant inlet manifold across the refrigerant flow path, and from which the refrigerant is discharged from the refrigerant flow path;
With
The anode-side separator and the cathode-side separator are provided with protrusions protruding into the refrigerant inlet manifold and the refrigerant outlet manifold,
A positioning hole that penetrates in the stacking direction is formed in the convex portion,
The fuel cell is characterized in that positioning of the single cells to be stacked is performed using positioning holes formed in the convex portions .
前記接着部と前記位置決め穴との間に余剰の前記接着剤を溜める凹部を設けたことを特徴とする請求項１または３に記載の燃料電池。 While providing an adhesive portion for applying an adhesive for joining the anode separator and the cathode separator to the separator,
4. The fuel cell according to claim 1, wherein a recess for storing excess adhesive is provided between the adhesive portion and the positioning hole . 5.
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