燃料電池隔板及其製作方法
2023-07-30 07:48:06
專利名稱：燃料電池隔板及其製作方法
技術領域：
本發明涉及燃料電池、燃料電池所用的隔板及其製造方法。
背景技術：
在傳統的聚合物電解質燃料電池(PEFC)中，包含氫氣的燃料氣體和包含氧氣的氣態氧化劑分別被供給到兩個氣體擴散電極(陰極和陽極)，氣體擴散電極之間夾有聚合物電解質膜。兩個氣體擴散電極和聚合物一起組成膜電極組件(MEA)。氣體擴散電極通常具有多孔氣體擴散層和鉑催化劑層。氣體擴散層由碳製成並支撐催化劑層。鉑催化劑層與電解質膜相連。從擴散層外部供給的氣體擴散到通過擴散層擴散到鉑催化劑層。在電極上發生如式(1)和式(2)所示反應，並將化學能轉化為電能。
(1)(2)在PEFC中，通過如式(2)的反應在電極上產生水。為了促進上述反應，必須使燃料氣體潮溼，溼氣也要被供給到發生上述式(1)所示反應的陽極。結果，水總是在氣體擴散電極中存在。當燃料電池未達到正常運行溫度時，有時氣體擴散電極中的水將阻止氣體供給到鉑催化劑層。因此，希望氣體擴散電極中的水迅速排出。而且當燃料電池的環境工作溫度降低時，擴散電極中的水將凍結。因此，希望快速融化和排出氣體擴散層電極中的水。
日本專利局在2000年公布的Tokkai 2000-223131和日本專利局在1996年公布的Tokkai Hei 8-138692公開了一種在形成氣流通道的表面上提供有親水性膜的燃料電池。該燃料電池中，由於親水特性，結果改善了通道中產生的水的排出效果得。
發明內容
然而在現有技術的燃料電池中，很難確保當燃料電池沒有工作時氣體擴散電極中的水被全部排出。因此很難避免在冰點以下的溫度氣體擴散電極中的水發生凍結。
因此，本發明的一個目的就是在燃料電池組中提供放置在鄰近膜電極組件之間的隔板，該隔板的作用是促進電解質膜和隔板之間凍結的水(冰)融化以及將融化的水從氣體擴散電極排出到氣流凹槽。
本發明的進一步的目的就是提供一種製作隔板的方法。
為了實現上述目的，本發明提供一種用於燃料電池的隔板，燃料電池具有兩個隔板和一個夾在兩個隔板間的膜電極組件，膜電極組件具有陽極、陰極以及夾在兩個電極之間的電解質膜，每個電極都具有允許氣態氧化劑和燃料氣體之一擴散的擴散層。隔板由板狀部件和用於形成多個氣體通道的多個凸起組成，氣流通道允許氣態氧化劑和燃料氣體流動，凸起形成於板狀部件的上面並與膜電極組件相接觸。一個氣流通道由兩個相近的凸起、板狀部件以及膜電極組件限定。而且凸起的熱傳導係數比隔板上板狀部件的熱傳導係數小。
發明還提供一種製作燃料電池隔板的方法，燃料電池具有隔板，隔板上有板狀部件和位於板狀部件之上的多個凸起，凸起與燃料電池的電極相接觸，其中氣流凹槽形成於兩個相近凸起之間並平行於隔板表面延伸。本方法包括由具有比板狀部件更低熱傳導係數的材料製備凸起，由塗覆到凸起表面和板狀部件表面的親水性導電塗料製備膜，以及通過凸起頂部表面打磨或者在對氣流凹槽填充液體介質或凝膠介質之後採用噴射的方法從與燃料電池電極相接觸的凸起的頂部去除膜。
根據本發明的隔板具有多個的凸起，每個凸起與一個電極相接觸並具有低的熱傳導係數。所以在電解質膜附近產生的熱保留在本地。因此，在電解質膜附近產生的熱可以被有效利用以融化氣體擴散電極中凍結的水。而且融化後的水能夠被迅速的從氣體擴散電極排出到氣流凹槽。
本發明的細節以及其它特徵和優點在本說明書的其它部分進行闡明並在附圖中進行說明。
圖1是根據本發明的燃料電池組的局部透視示意圖。
圖2是根據具體實施方式
一的隔板透視示意圖。
圖3是說明隔板製作方法的流程圖。
圖4A是根據具體實施方式
二的隔板透視示意圖。圖4B是圖4A細節區域「IV-B」中隔板的肋的微觀結構示意圖。
圖5是根據具體實施方式
一和具體實施方式
二的燃料電池的低溫啟動特性曲線圖。
為了使圖清晰，幾個部件已經被著色為黑色或灰度。在圖中，相同的元件具有相同的標號。
具體實施例方式
參照圖1，對該具體實施方式
中使用的燃料電池組1的結構進行描述。
燃料電池組1具有多個連續排列的單元電池1a。單元電池1a具有電解質膜2、兩個電極3a和3b、以及兩個隔板4a和4b。電解質膜2由固體聚合物製成。板狀陽極3a和陰極3b將電解質膜2夾在中間。電極是氣體擴散電極，具有與電解質膜2相連的鉑催化劑薄層(22a，22b)，和支撐催化劑層並位於催化劑層外部的多孔氣體擴散層(21a，21b)。鉑催化劑層(22a，22b)由支撐在碳載體上的鉑催化劑組成。多孔氣體擴散層由碳(比如碳布或碳紙)組成，並具有防水特性。為了允許供給的燃料氣體或氣態氧化劑擴散到電解質膜2，電極(3a，3b)上提供了氣體擴散層(21a，21b)。因為供給的燃料氣體和氣態氧化劑疏散到電極3a和3b的整個表面，反應在燃料電池組1中均勻地發生。
電解質膜2和電極(3a，3b)組成膜電極組件(MEA)20。兩個隔板基本上製作成板狀並組成陽極隔板4a和陰極隔板4b。兩個隔板將MEA20夾在中間。
在面對陽極3a的陽極隔板4a(4aa)的表面6a(6aa)上，沿圖1中平行於水平方向延伸，形成多個氣流凹槽7a(7aa)。本說明中，限定氣流凹槽7a(7aa)的凸起被稱為肋11a(11aa)。陽極隔板4a(4aa)上的肋11a以等間距安置。為了對陽極3a供給燃料，產生動力所需的燃料氣體被允許在氣流凹槽7a(7aa)中流動。
另一方面，在面對陰極3b的陰極隔板4b的表面上，沿圖1中平行於垂直方向延伸，形成多個氣流凹槽7b。限定氣流凹槽7b的凸起被稱為肋11b。陰極隔板4b上的肋11b按與肋11a相同的方式以等間距安置。產生動力所需的氣態氧化劑被允許在氣流凹槽7b中流動並供給到陰極3b。供給燃料氣體的氣流凹槽7a(7aa)與供給氣態氧化劑的氣流凹槽7b垂直。然而，本發明並不限定於此而且通道可以相互平行地形成。
在使用供給燃料氣體的陽極3a中，發生下面的反應(1)電子經過導線和負載(未示出)達到陰極3b。另一方面，質子通過電解質膜2到達陰極3b。在陰極3b中，作為下面氧化劑中的氧與供給的電子和質子之間反應的結果，動力產生需求的電化學反應得以進行。
(2)陽極3a和陰極3b之間的反應(1)和(2)的結果，電池1a的整體溫度升高。
為了冷卻電池1a，在與電極相對的隔板4a，4b(4aa)的背面上隨意地製作多個冷卻凹槽8a，8b(8aa)。通過組合相近對面電池中的冷卻凹槽8a，8b(8aa)，形成冷卻通道9。例如，由分別位於電池1a中陰極隔板4b和相近電池1a中陽極隔板4aa表面上的冷卻凹槽8b，8aa形成一個冷卻通道9。冷卻通道9在隔板4a，4b(4aa)表面上平行且等間距形成。為了冷卻燃料電池組1，將冷卻介質引入冷卻通道9。
參照圖2，對燃料電池組1中使用的隔板4進行說明。在圖2中，冷卻凹槽的說明被省略。
在該隔板4中，直角平行六面體肋11在板10表面等間距地與板10(或者板狀部件)平行安置。肋11是從板10上突出的凸起，凸起用以形成多個允許氣態氧化劑和燃料氣體中一種流動的氣流通道。肋11的上表面23與陽極或陰極相接觸。在以上述方法安置的肋11之間形成的氣流凹槽7底面13和兩個側面12上，形成親水性膜14。
肋11由具有比組成板10材料更低熱傳導係數的材料製作。由於肋11的熱傳導係數低於組成板10材料的熱傳導係數，在電極上產生的熱並不趨向於從與電極接觸的肋11頂部附近通過隔板擴散。因此，可能利用在電極上產生的熱融化在低溫凍結的水。結果，當在低溫啟動燃料電池時，在氣體擴散電極中凍結的水被融化。如上所述，由於水在陰極3b中產生，本發明至少被應用到與陰極3b相連的隔板4b上。而且，最好是本發明以同樣的方式被應用到與陽極3a相連的隔板4a上。由於通常燃料氣體與水蒸氣一起供給，為了進一步改進阻止由於添加水蒸氣濃縮而引起的水凝結，可能將本發明僅僅應用到與陽極3a相連的隔板4a上。
在具體實施方式
一中，製作肋11的材料的孔隙率比製作板10的材料的孔隙率高。通常由於燃料電池組1的隔板4應該顯示導電、耐熱和耐酸，碳複合材料或者具有抗氧化塗層的金屬材料被廣泛地用作為製作隔板4的材料。
在本具體實施方式
中製作隔板4的肋11的材料最好包含可使孔隙率相對簡單控制的石墨或碳複合物。這樣的材料不應該顯示對傳導性有大的阻礙。考慮到成本效率，製作肋11的最好方法包括由各種類型樹脂和碳粉末成形複合材料的步驟或者石墨化(包括焙燒用樹脂浸過的非機織布)的步驟。而且，可以從石墨製作肋11，將石墨切割到預定尺寸並將肋11排列和粘接到板10上。
製作肋11的材料的有效孔隙率定於10-80％，最好是10-60％而且甚至更好為10-40％。在小於10％的孔隙率時，不能為隔板提供充分的絕熱效應。在大於80％的孔隙率時，由於機械強度極度弱化在隔板4層壓時有損壞的可能性。適應於氣流凹槽7的寬度和深度，孔的尺寸可以是各種各樣的。當板10由與肋11相同的材料製作時，由於高孔隙率隔板本身的機械強度下降。而且由於隔板4的熱傳導係數整體減小，在冷卻過程中的冷卻性能降低。結果，最好是板10不要採用與肋11相同的材料製作。
通過僅僅在氣流凹槽7的底面13和兩個側面12上塗敷包含親水性材料的灰漿或塗層，製作親水性膜14。在本具體實施方式
中，通過融化氣體擴散電極(電極3a和3b)中凍結的水，靠近電解質膜2產生的熱被消耗。為了提高在低溫時初始動力產生效率，最好是殘存在電極(3a，3b)中的凍結的水被迅速地從電極(3a，3b)排出到氣流通道。由於這個原因，僅僅在氣流凹槽7的底面13和兩個側面12上製作親水性膜14。因為親水性膜14促進融化的水從氣體擴散電極內部排出到氣流凹槽7中，電極(3a，3b)的水排出性能得以改善。特別地，當電極(3a，3b)的氣體擴散層(21a，21b)具有防水效應時，電極(3a，3b)的水排出性能得以進一步改善。因為接觸到MEA 20的肋11的上表面23沒有親水性膜14，避免隔板4和電極(3a，3b)連接部分孔隙率的減少是可能的。
參照圖3中的流程圖，下面對製作隔板4的方法進行說明。
首先在步驟S1中，製作隔板4。隔板4可以採用大家知道的方法製作。例如，隔板4可以通過採用機械加工方法在石墨板10切割出氣流凹槽7的方法或者通過含有碳粉和各種類型樹脂的複合材料進行壓製成形、噴射成形或擴展成形的方法製作。
然後在步驟S2中，包含具有親水性和導電性材料的塗層被塗敷到隔板4的整個表面。隔板4的表面塗敷方法包括各種各樣眾所周知的方法，例如噴塗法、熔鑄法或者浸塗法。為了保證塗層的足夠附著力，可以對隔板4的表面預先進行輕輕地研磨處理。
然後常規過程到S3步驟，該步驟中塗層被乾燥。塗層的乾燥方法可以採用大家知道的方法實施，例如自然乾燥、熱空氣乾燥或者應用各種類型的電磁波進行乾燥。以這種方式，在隔板4的整個表面形成親水性膜14。
在隔板4的表面上形成親水性膜14之後，執行步驟S4和S5中的過程以從底面13和兩個側面12之外的表面上去除親水性膜。
在步驟S4中，為了在氣流凹槽7的底面13和兩個側面12實施掩模操作，隔板4的氣流凹槽7被凝膠或者液體填充。在用凝膠或者液體填充隔板4的氣流凹槽7之前，隔板4的氣體進口/出口被預先密封。採用這種方法，即使當氣流凹槽7被凝膠或者液體填充，也不會有洩漏發生。最好是採用適合於氣體進口/出口和隔板4的形狀的夾具。出於成本考慮，最好以水作為填充凹槽7的液體。但是，考慮到在後續過程中的需求或者與親水性塗層的交互作用，可以選用其它的具有高粘性的液體介質或者液體。
然後在步驟S5中，在氣流凹槽7的底面13和兩個側面12之外的表面上的親水性塗層被去除。必須注意的是，在這裡，肋11的頂面23上的親水性塗層被去除。為了去除親水性塗層，可以採用噴射的方法。噴射過程可以是大家知道的鼓風的方法或者噴砂的方法。在噴射過程中，選擇所需半徑和硬度的金屬氧化物、樹脂或者玻璃微粒可以被採用。
最後常規過程到步驟S6，填充氣流凹槽7的凝膠或者液體被清除，隔板4製作完成。
為了僅僅在氣流凹槽7的底面13和兩個側面12上保留親水性膜14，並同時去除將膜14從其它區域清除(對應於步驟S4和S5)，有一種通過與隔板4的表面接觸進行研磨的方法。在各種各樣的研磨方法之中，有一種應用輥狀研磨部件靠著隔板4形成親水性膜14的表面進行研磨的方法。採用這種方法，可以在不導致氣流凹槽7的底面13和兩個側面12上的親水性膜14脫落而進行表面加工。
參照圖4A，說明根據具體實施方式
二的隔板4。在圖4A中，省略了冷卻凹槽的說明。在具體實施方式
二中，圖2中的肋11在熱傳導係數上顯示出各向異性。
為了防止在靠近電解質膜2所產生的熱不按所希望的那樣擴散，肋11(隔板4的凸起)在氣流凹槽7的深度方向「A」的熱傳導係數小於其在與深度方向「A」垂直的「B」方向上的熱傳導係數。也就是，隔板4凸起(肋11)深度方向上的熱傳導係數比與深度垂直的方向上的熱傳導係數小。製作肋11的材料在熱傳導係數方面具有各向異性並且具有用作隔板材料所需的其它特性(包括高導電性)。
用作肋11的材料包括從採用輥子研磨石墨塊獲得的片狀石墨顆粒(石墨薄片)、自然石墨薄片或者由樹脂和各向異性石墨薄片製成的複合材料。
片狀石墨顆粒(或者石墨薄片)在片的方向上具有高的熱傳導係數，而且在沿垂直於片的方向上具有小的熱傳導係數。為了製作肋11的目的，可以通過噴射成形、以單向壓力操作的壓製成形或擴展成形的方法加工各向異性石墨薄片或者包含石墨薄片和樹脂的複合材料。採用這種方法，在熱傳導係數上具有各向異性的肋11，可以如此製作肋11中片狀石墨顆粒(或者石墨薄片)被定向到與深度方向「A」相垂直的垂直方向「B」。圖4B顯示了肋11微觀結構的示意圖，肋11由包含片狀石墨顆粒(或這石墨薄片)31和樹脂的複合材料製成，其中片狀石墨顆粒31在肋11中被定向。可以在重力條件下，通過成形過程中在融化的樹脂內石墨顆粒自然堆積的方法，將片狀石墨顆粒(或者石墨薄片)定向到垂直方向「B」。因此採用這種方法製作的肋11具有各向異性的熱傳導係數。
在肋11中，最好是在深度方向「A」上熱傳導係數為垂直方向「B」上熱傳導係數的1/45到1/2。如果在深度方向「A」和垂直方向「B」的熱傳導係數的比值大於1/2，則絕熱性能差而且由MEA20產生的熱發生擴散。如果比值小於1/45，則在深度方向「A」熱的擴散及其微弱而且其結果，有可能在燃料電池組1運行過程中，對流動在冷卻通道9的冷卻介質的冷卻作用產生不良影響。
在製作包括上述類型肋11的隔板4之後，在氣流凹槽7的底面13和兩個側面12上按具體實施方式
一中同樣的方法製作親水性膜14。
對於肋11使用在熱傳導係數上具有各向異性的材料使得可能在導電性能方面沒有不良影響的條件下預防由電解質膜2產生的熱在隔板4的深度方向「A」上發生擴散。因此，根據具體實施方式
二的肋11能在低溫時使凍結的水迅速融化。
通過下面的實例對本發明更詳細地說明，這些實例說明實踐本發明的特殊方式而且並不是意於作為對本發明的範圍的限制。
實例實例I實例I對應於具體實施方式
一。肋11的組成材料是一種樹脂和人工石墨粉的複合材料「M1」，人工石墨粉具有低的各向異性但具有1 5％的高孔隙率。肋11在垂直於深度方向「A」的方向「B」上具有4.6W/mK的熱傳導係數，而且在深度方向「A」上具有5.2W/mK的熱傳導係數。肋11在垂直方向「B」上的電阻係數為15.8Ω·cm。
實例II實例II對應於具體實施方式
二。肋11的組成材料是一種樹脂和擴展片狀石墨粉的複合材料「M2」，擴展片狀石墨粉具有高的各向異性和3.2％的低孔隙率。肋11在垂直於深度方向「A」的方向「B」上具有125W/mK的熱傳導係數，而且在深度方向「A」上具有3.5W/mK的熱傳導係數。肋11在垂直方向「B」上的電阻係數為15.8Ω·cm。
對比實例I肋11的組成材料是一種樹脂和人工石墨粉的複合材料「M3」，人工石墨粉具有低的各向異性和4.2％的低孔隙率。肋11在深度方向「A」和垂直於深度方向「A」的方向「B」上都具有5.8W/mK的熱傳導係數。在垂直於深度方向「A」的方向「B」上的電阻係數為16Ω·cm。
在實例I、II和對比實例I中，採用水銀孔隙率計測量孔隙率。採用四引線法測量電阻率。
在實例I、II和對比實例I中，隔板4的板10的材料是複合材料「M3」。在實例I、II中，在複合材料「M3」注入用於成形隔板4的模子的第一部分(第一部分相當於板10的)以後，複合材料「M1」或「M2」注入到用於成形隔板4的模子的第二部分(第二部分相當於肋11的)。然後進行壓力成形操作。在對比實例I中，在將複合材料「M3」注入到用於成形隔板4的模子的整個區域之後進行壓力成形。隔板4的尺寸為100×100×3mm，並有寬度為2mm、深度為1.5mm的氣流凹槽7。氣流凹槽7以2mm的間距安置。
在實例I、II和對比實例I中，用於形成親水性膜14的塗料是一種包含全部溶解在甲醇中的碳黑、液態苯酚和聚乙烯醇的塗料。為了形成親水性膜14，採用空氣噴塗方法製作塗層並乾燥。採用熱空氣對塗層在50℃乾燥1小時，隨後在70℃乾燥12小時。塗層乾燥之後，封閉氣流凹槽7的入口/出口並用水填充氣流凹槽7。然後對隔板4的頂表面23應用噴射處理，噴射處理中空氣壓力為2.5kg/cm2且使用的鋁顆粒的平均直徑為350μm。
在實例I、II和對比實例I中，在電極(3a，3b)中的氣體擴散層是一種具有防水功能的、厚300μm的碳布。
參照圖5，關於實例I、II和對比實例I，對在凍結後有隔板4的燃料電池啟動過程中的輸出電壓特性進行說明。檢測燃料電池輸出電壓特性的實驗方法在下面進行說明。
氫和氧(不含水蒸氣)被分別用作燃料電池組1的燃料和氧化劑。一種恆電流電子負載裝置被連接到電池組1而且產生的電流被控制在固定值。用於測量特定位置溫度的熱電偶被安裝在燃料電池組1的特定電池1a的附近。
首先在低溫時，燃料電池組1產生動力，持續時間5秒，電流密度為0.5A/cm2。以這種方式，溼氣被氣體擴散電極(電極3a，3b)吸收。然後將燃料電池周圍的環境溫度設定在-5℃。燃料電池組1一直被冷卻，直到檢測到的電池1a內部溫度達到-2℃。因此，吸收在氣體擴散電極中的水凍結。然後使燃料電池組1在這種狀態重新啟動。啟動過程中的輸出電壓實時變化被記錄為輸出電壓特性。圖5所示的曲線圖顯示了在電流密度為0.5A/cm2時電池電壓的實時變化。
參照圖5，根據對比實例I採用傳統技術的隔板4與根據實例I或II的隔板4進行對比。與使用了根據對比實例I的隔板4的燃料電池組1相比，使用了根據實例I或II的隔板4的燃料電池組1能夠長時間維持高的電池電壓。與使用了根據對比實例I的隔板4的燃料電池組1相比，使用了根據實例I或II的隔板4的燃料電池組1在啟動後立即產生高的電池電壓。
結果，使用了根據本發明的隔板的燃料電池具有極好的啟動特性，即使燃料電池已經被冷卻到0℃以下的低溫。
日本專利申請P2001-299500(2001年9月28日提交)的全部內容在這裡作為參考。
雖然上面已經對照本發明的一些具體實施方式
對本發明進行了說明，但本發明並不限定於上面說明的具體實施方式
。根據上述教授，那些本領域的技術人員能夠對上面說明的具體方式進行修改和變動。本發明的範圍參照下述權利要求來限定。
權利要求
1.一種用於燃料電池的隔板，燃料電池(1a)具有兩個隔板(4a，4b)和夾在兩個隔板(4a，4b)中間的膜電極組件(20)，膜電極組件(20)具有陽極(3a)、陰極(3b)和夾在兩個電極(3a，3b)中間的電解質膜(2)，每個電極具有允許氣態氧化劑和燃料氣體之一擴散的擴散層(21a，21b)，隔板(4)包括板狀部件(10)；和用於形成多個氣流通道(7a，7b)的多個凸起(11)，氣流通道(7a，7b)允許氣態氧化劑和燃料氣體之一流動，凸起(11)提供在板狀部件(10)上並與膜電極組件(20)接觸，一個氣流通道由兩個相鄰凸起(11)、板狀部件(10)和膜電極組件(20)限定；其中凸起(11)的熱傳導係數比隔板(4)中板狀部件(10)的熱傳導係數小。
2.如權利要求1所述的用於燃料電池的隔板，其中製作凸起(11)所用材料的熱傳導係數比製作隔板的板狀部件(10)所用材料的熱傳導係數小。
3.如權利要求2所述的用於燃料電池的隔板，其中製作凸起(11)所用材料的孔隙率比製作隔板的板狀部件(10)所用材料的孔隙率大。
4.如權利要求3所述的用於燃料電池的隔板，其中製作凸起(11)所用材料具有10％到80％的孔隙率。
5.如權利要求1所述的用於燃料電池的隔板，其中在凸起(11)的深度方向上的熱傳導係數比與深度方向垂直的方向上的熱傳導係數小。
6.如權利要求5所述的用於燃料電池的隔板，其中在凸起(11)的深度方向上的熱傳導係數是與深度方向垂直的方向上的熱傳導係數的1/45到1/2。
7.如權利要求5所述的用於燃料電池的隔板，其中製作凸起(11)所用材料包含在與凸起(11)深度方向垂直的方向上取向的片狀石墨顆粒。
8.如權利要求1到權利要求5中任一項所述的用於燃料電池的隔板，其中只有氣流通道的底面(13)和兩個側面(12)被親水性膜(14)覆蓋，其中底面和側面包括在隔板的表面中。
9.一種用於燃料電池的隔板的製作方法，燃料電池具有隔板(4)，該隔板提供有板狀部件(10)並在板狀部件(10)上提供有多個凸起(11)，凸起(11)與燃料電池的電極(3a，3b)接觸，其中氣流凹槽(7a，7b)形成在兩個相鄰凸起(11)之間並平行於隔板(4)的表面延伸；該方法包括由熱傳導係數比板狀部件(10)低的材料製作的凸起(11)；由塗覆到凸起(11)表面和板狀部件(10)表面的親水性導電塗料製作的膜(14)；以及通過研磨凸起(11)頂部(23)的表面或者在用液體介質或者凝膠介質填充氣流凹槽之後採用噴射的方法，從與燃料電池的電極(3a，3b)接觸的凸起(11)頂部(23)去除膜(14)。
10.一種燃料電池包括膜電極組件(20)，包括電解質膜(2)和將電解質膜(2)夾在中間的陽極(3a)和陰極(3b)，陽極(3a)和陰極(3b)由允許氣體擴散的多孔材料製成；兩個用於支撐並將膜電極組件(20)夾在中間的隔板(4a，4b)，每個隔板具有板狀部件(10)和從板狀部件(10)突出用於在板狀部件(10)的表面上限定多個氣流凹槽(7a，7b)的多個凸起(11)；氣流凹槽允許燃料氣體和氣態氧化劑之一流動；其中在隔板(4a，4b)中，凸起(11)的熱傳導係數比板狀部件(10)的熱傳導係數小。
全文摘要
提供一種用於燃料電池(1a)的隔板(4)，可以有效利用靠近電解質膜(2)處產生的熱以融化燃料電池(1a)的氣體擴散電極(3a，3b)中的凍結的水。隔板(4)上有多個凸起(11)，在凸起(11)之間隔板(4)的表面上形成氣流通道(7a，7b)，凸起(11)與氣體擴散電極(3a，3b)接觸。凸起(11)的熱傳導係數比隔板(4)其它部分的熱傳導係數小。
文檔編號H01M2/14GK1592981SQ0280230
公開日2005年3月9日 申請日期2002年8月27日 優先權日2001年9月28日
發明者宮澤篤史, 竹川壽弘 申請人:日產自動車株式會社