燃料電池
【課題】燃料電池の運転状態に応じて、燃料電池からの水の持ち去り量を制御する。
【解決手段】燃料電池１０であって、積層された発電ユニット１１０と、積層された単電池の一方の端部に配置されたエンドプレート２３０と、積層された単電池の他方の端部に配置された押圧プレート２２０と、エンドプレートと押圧プレートとの間の締結荷重を変化させる制御部４００とを有し、発電ユニット１１０は、膜電極接合体１２０と、膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層１３２、１３３と、ガス拡散層の膜電極接合体との反対側に配置された多孔体ガス流路１４２、１４３と、多孔体ガス流路のガス拡散層との反対側に配置されたセパレータプレート１５２、１５３と、を有し、制御部は、燃料電池の発電状態に応じて、エンドプレートと押圧プレートとの間の締結荷重を変化させることにより、多孔体ガス流路のガスが流れる方向の開口率を変化させる。
【解決手段】燃料電池１０であって、積層された発電ユニット１１０と、積層された単電池の一方の端部に配置されたエンドプレート２３０と、積層された単電池の他方の端部に配置された押圧プレート２２０と、エンドプレートと押圧プレートとの間の締結荷重を変化させる制御部４００とを有し、発電ユニット１１０は、膜電極接合体１２０と、膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層１３２、１３３と、ガス拡散層の膜電極接合体との反対側に配置された多孔体ガス流路１４２、１４３と、多孔体ガス流路のガス拡散層との反対側に配置されたセパレータプレート１５２、１５３と、を有し、制御部は、燃料電池の発電状態に応じて、エンドプレートと押圧プレートとの間の締結荷重を変化させることにより、多孔体ガス流路のガスが流れる方向の開口率を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池内の反応ガスの流路として、エキスパンドメタルを用いる燃料電池が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３００３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池が高温の場合、生成水が蒸発し易いため膜電極接合体から生成水が持ち去られ易く、膜電極接合体が乾燥して燃料電池の効率を下げるおそれがある。一方、低温の場合には、生成水が蒸発し難いため生成水が持ち去られ難くフラッディング等により反応ガスの供給がされ難くなり、燃料電池の効率を下げるおそれがある。したがって、燃料電池が高温の場合には、生成水を持ち去られ難くし、逆に、燃料電池が低温の場合には、生成水を持ち去られ易くすることが好ましいが、反応ガスの流路として、エキスパンドメタルを用いる場合、このような制御が難しかった。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、燃料電池の運転状態に応じて、燃料電池からの水の持ち去り量を制御し、燃料電池の効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
燃料電池であって、積層された単電池と、前記積層された単電池の一方の端部に配置されたエンドプレートと、前記積層された単電池の他方の端部に配置された押圧プレートと、前記エンドプレートと前記押圧プレートとの間の締結荷重を変化させる制御部とを有し、前記単電池は、膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、前記ガス拡散層の前記膜電極接合体との反対側に配置された多孔体ガス流路と、前記多孔体ガス流路の前記ガス拡散層との反対側に配置されたセパレータプレートと、を有し、前記制御部は、前記燃料電池の発電状態に応じて、前記エンドプレートと前記押圧プレートとの間の締結荷重を変化させることにより、前記多孔体ガス流路のガスが流れる方向の開口率を変化させる、燃料電池。
この適用例によれば、燃料電池の運転状態に応じて、燃料電池からの水の持ち去り量を制御し、燃料電池の効率を高めることが可能となる。
【０００８】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池の他、燃料電池用ガス流路、燃料電池の制御方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例に掛かる燃料電池の構成を示す説明図である。
【図２】発電ユニット１１０の構成を模式的に示す説明図である。
【図３】多孔体ガス流路の構成を模式的に示す説明図である。
【図４】多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。
【図５】燃料電池の制御フローチャートを示す説明図である。
【図６】第２の実施例にかかる燃料電池の構成を示す説明図である。
【図７】第２の実施例における多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。
【図８】第３の実施例の燃料電池における単電池を示す説明図である。
【図９】第３の実施例における多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。
【図１０】多孔体ガス流路１４２２を移動させる方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施例］
図１は、第１の実施例に掛かる燃料電池の構成を示す説明図である。燃料電池１０は、直列電池１００と、集電板２００、２０１と、絶縁板２１０、２１１と、押圧プレート２２０と、エンドプレート２３０、２３１と、テンションロッド２４０と、ナット２５０と、イモネジ２６０と、サーボモーター２７０と、制御部４００と、を備える。また、燃料電池１０には、水素ガス供給管３０１、水素ガス排気管３０２、空気供給管３１１、空気排気管３１２、冷却水供給管３２１、冷却水排出管３２２と、が接続されている。
【００１１】
直列電池１００は、複数の発電ユニット１１０（「単電池１１０」あるいは「単セル１１０」とも呼ぶ。）を備えている。各発電ユニット１１０は、それぞれが１個の単電池である。発電ユニット１１０は、積層されて直列に接続されており、直列電池１００として高電圧を発生させる。集電板２００、２０１は、直列電池１００の両側にそれぞれ配置されており、直列電池１００が発生した電圧、電流を外部に取り出すために用いられる。絶縁板２１０、２１１は、それぞれ集電板２００、２０１のさらに外側に配置されており、集電板２００、２０１と、他の部材、例えばエンドプレート２３０、２３１やテンションロッド２４０と、の間に電流が流れないように、絶縁する。エンドプレート２３０と押圧プレート２２０は、それぞれ絶縁板２１０、２１１のさらに外側に配置されている。押圧プレート２２０のさらに外側には、イモネジ２６０が配置されている。エンドプレート２３１は、雌ネジが切られている穴２３１ａを有している。イモネジ２６０は、その穴２３１ａを貫通している。エンドプレート２３１は、テンションロッド２４０とナット２５０により、エンドプレート２３０から所定の間隔となるように配置されている。エンドプレート２３１には、サーボモーター２７０が支持部材２８０により取り付けられている。サーボモーター２７０の回転軸２７５は、イモネジ２６０の端部に嵌めこまれている。サーボモーター２７０が回転すると、イモネジ２６０が回転し、イモネジ２６０は、エンドプレート２３１に対して移動する。イモネジ２６０は移動すると、押圧プレート２２０を移動させる。そして、押圧プレート２２０と、エンドプレート２３０との間の間隔により、燃料電池１０の締結荷重（「締結力」とも呼ぶ。）は決まる。
【００１２】
冷却水排出管３２２には、温度センサー３２５が設けられている。制御部４００は、燃料電池の動作状態（温度センサー３２５からの温度情報、集電板２００、２０１からの電圧情報）に基づいて、サーボモーター２７０を回転させ、さらにイモネジ２６０を回転させて、押圧プレート２２０を移動させて、締結荷重を調整し、燃料電池の動作状態を調整する。
【００１３】
図２は、発電ユニット１１０の構成を模式的に示す説明図である。発電ユニット１１０は、膜電極接合体１２０と、ガス拡散層１３１、１３２と、多孔体ガス流路１４２、１４３と、セパレータプレート１５２、１５３と、シールガスケット１６０と、を備える。膜電極接合体１２０は、電解質膜１２１と、触媒層１２２、１２３を備える。
【００１４】
本実施例では、電解質膜１２１として、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマなどのフッ素系樹脂や炭化水素系樹脂からなるプロトン伝導性のイオン交換膜を用いている。触媒層１２２、１２３は、電解質膜１２１の各面にそれぞれ形成されている。本実施例では、触媒層１２２、１２３として、例えば、白金触媒、あるいは白金と他の金属とからなる白金合金触媒を例えばカーボン粒子上に担持した触媒層を用いている。
【００１５】
ガス拡散層１３１、１３２は、それぞれ触媒層１２２、１２３の外面に配置されている。本実施例では、ガス拡散層１３１、１３２として、カーボン不織布を用いたカーボンクロスやカーボンペーパーを用いている。
【００１６】
多孔体ガス流路１４２、１４３は、それぞれガス拡散層１３１、１３２の外面に配置されている。本実施例では、多孔体ガス流路１４２、１４３の形状については、後述する。
【００１７】
セパレータプレート１５２、１５３は、それぞれ多孔体ガス流路１４２、１４３の外面に配置されている。セパレータプレート１５２と、隣の発電ユニット１１０のセパレータプレート１５３との間には、冷却水流路１５５が形成されている。
【００１８】
シールガスケット１６０は、膜電極接合体１２０、ガス拡散層１３２、１３３、多孔体ガス流路１４２、１４３の外縁を囲うように形成されている。シールガスケット１６０は、たとえば射出成形により、膜電極接合体１２０と一体に成形される。その後、膜電極接合体１２０の両面に、ガス拡散層１３２、１３３、多孔体ガス流路１４２、１４３が順次配置される。
【００１９】
図３は、多孔体ガス流路の構成を模式的に示す説明図である。図３（Ａ）は、多孔体ガス流路１４２形成前の平面図である。図３（Ｂ）は、多孔体ガス流路１４２形成前の側面図である。多孔体ガス流路１４２は、金属製の平板に矩形の一辺を残した切り込み１４２ｂを入れ、矩形の折曲部１４２ａを元の板の平面から持ち上げるように折り曲げることにより形成される。折曲部１４２ａの形成は、例えば、パンチングプレスにより切り込み１４２を入れると同時に行うことが出来る。
【００２０】
図３（Ｃ）は、折曲部１４２ａを形成した後の多孔体ガス流路の平面図である。図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）のＤ−Ｄ切断線における断面を示す説明図である。折曲部１４２ａが形成されたときの、折曲部１４２ａがあった部分（折曲部が抜けた部分）に開口部１４２ｃが形成されている。また、折曲部１４２ａの先端側に開口部１４２ｄが形成される。本実施例では、ガス拡散層１３２側に開口部１４２ｃが位置し、セパレータプレート１５２側に開口部１４２ｄが位置するように配置している。これは、折曲部１４２ａの先端により、ガス拡散層１３２を破損させないためである。開口部１４２ｃは、ガス拡散層１３２と接触し、この開口部１４２ｃを通して、ガス拡散層１３２中の生成水が持ち去られる。そして、２つの隣接する折曲部１４２ａの間が生成水の持ち出しの流路として機能する。
【００２１】
図４は、多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。図４の上図は、燃料電池１０の締結荷重Ｆ１が通常の場合を示し、図４の下図は、燃料電池１０の締結荷重Ｆ２が通常の締結荷重Ｆ１よりも大きい場合を示している。生成水は、ガス拡散層１３２から、開口部１４２ａを通過し、２枚の折曲部１４２ａの間を通過する。多孔体ガス流路１４２は、折曲部１４２ａに弾性を有しており、締結荷重が大きくなると、多孔体ガス流路１４２が押し潰されるため、折曲部１４２ａにおける多孔体ガス流路１４２が少し薄くなる。そうすると、２つの隣接する折曲部１４２ａの間が狭くなるため、生成水が移動しにくくなる。すなわち、ガス拡散層１３２からの生成水の持ち去り量を少なくすることができる。また、多孔体ガス流路１４２が押し潰されると、折曲部１４２ａの付け根が開口部１４２ｃに少し埋まるため、開口部１４２ｃが面積ＢからＢ’と小さくなる。生成水は、開口部１４２ｃを通して持ち去られるため、開口部１４２ｃの面積が小さくなると、生成水の持ち去り量を少なくすることができる。したがって、燃料電池１０が高温となり、生成水の持ち去り量を少なくしたい場合には、燃料電池１０の締結荷重を通常よりも大きくすればよい。
【００２２】
図５は、燃料電池の制御フローチャートを示す説明図である。ステップＳ１００では、制御部４００は、燃料電池１０の発生する電圧を取得し、単位時間当たりの電圧の変化量（ΔＶ／Δｔ）を算出する。単位時間当たりの電圧の変化量の値が、あらかじめ定められた値Ｖａを超えた場合（あるいは、あらかじめ定められた値Ｖａ以上の場合）、制御部４００は、処理をステップＳ１１０に移行し、そうでない場合、制御部４００は処理をステップＳ１０５に移行する。なお、判断の基準を「値Ｖａを超えた場合」とするか、あるいは、「値Ｖａ以上」とするかは、値Ｖａとの関係で決まるので、どちらでもよい。
【００２３】
ステップＳ１０５では、制御部４００は、燃料電池１０に対して、通常運転を行うように制御する。例えば、燃料電池１０の締結荷重を通常の状態に戻し、空気の圧力を通常の圧力とする。ステップＳ１０５の処理が終了すると、制御部４００は、処理をステップＳ１００に移行する。締結荷重を通常の状態に戻ると、折曲部１４２ａは、弾性により、元の状態に戻る。
【００２４】
ステップＳ１１０では、制御部４００は、冷却排水の温度を取得する。冷却排水の温度があらかじめ定められた温度Ｔｂを越えている場合（あるいは、あらかじめ定められた温度Ｔｂ以上の場合）、制御部４００は、処理をステップＳ１２０に移行する。そうでない場合、制御部４００は、処理をステップＳ１１５に移行する。なお、判断の基準を「温度Ｔｂを超えた場合」とするか、あるいは、「温度Ｔｂ以上」とするかは、温度Ｔｂとの関係で決まるので、どちらでもよい。
【００２５】
ステップＳ１１５では、制御部４００は、燃料電池１０に供給する空気の圧力をあらかじめ定められた値だけ上げる。その後、制御部４００は、処理をステップＳ１００に移行する。
【００２６】
ステップＳ１２０では、制御部４００は、サーボモーター２７０を回転させて、燃料電池１０の締結荷重を上げる。燃料電池１０の締結荷重が上がると、２枚の折曲部１４２ａの間隔が狭く、すなわち、ガスの流れる方向の開口率が小さくなるため、燃料電池１０からの生成水の持ち去りを少なくすることが可能となる。なお、ステップＳ１２０において、制御部４００が制御するサーボモーター２７０の回転は、一定の大きさ以下あり、その後、制御部は、処理をステップＳ１００に移行して同様の処理を実行する。
【００２７】
以上、本実施例によれば、燃料電池１０の単位時間当たりの電圧の変化、あるいは温度に基づいて、燃料電池１０の締結荷重を変化させ、燃料電池からの生成水の持ち去り量を制御することができる。このような制御により、例えば、ＷＯＴ出力時（フルスロットル時には、燃料電池１０の締結荷重を通常状態として排水性を上げ（生成水の持ち去り量を上げて）、燃料電池１０が高温になった場合には、燃料電池１０の締結荷重を上げて排水性を下げる（生成水の持ち去り量を少なくする）ことができる。その結果、ＷＯＴ時のような高負荷時のドライと、高温時のような低負荷時のウエットと、を両立することが可能となる。
【００２８】
なお、図５に示した制御フローチャートは一例であり、燃料電池１０の締結荷重を、単位時間当たりの電圧の変化、あるいは温度以外のパラメーターを用いて制御してもよい。例えば、単位時間当たりの電圧の変化の代わりに、燃料電池１０のインピーダンスを用いてもよい。
【００２９】
［第２の実施例］
図６は、第２の実施例にかかる燃料電池の構成を示す説明図である。第１の実施例は、イモネジ２６０と、サーボモーター２７０と、を備えていたが、第２の実施例は、それらの代わりに、バネ２９０を備えている。バネ２９０は、エンドプレート２３１と押圧プレート２２０の間に配置され、燃料電池１０に締結荷重を加える。また、発電ユニット１１０中の多孔体ガス流路１４２、１４３（図２参照）が、形状記憶合金で形成されている点も異なる。
【００３０】
図７は、第２の実施例における多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。第１の実施例では、制御部４００が、燃料電池１０の運転状態（単位時間当たりの電圧の変化、燃料電池の温度）に基づいて、サーボモーター２７０を回転させて、燃料電池１０の締結荷重を変化させていた。これに対し、第２の実施例では、温度で形が変形する形状記憶合金で形成された多孔体ガス流路１４２を備えており、多孔体ガス流路１４２は、燃料電池１０の温度が上がると折曲部１４２ａの折れ曲がり量が小さくなり、２つの隣接する折曲部１４２ａの間が狭くなる。その結果、生成水の持ち去り量を少なくすることができる。逆に燃料電池１０の温度が下がると折れ曲がり量が大きくなり、２つの隣接する折曲部１４２ａの間が広くなる。その結果、生成水の持ち去り量をもとの状態に戻すことが可能となる。なお、燃料電池の温度が高くなると、開口部１４２ｃの面積が小さくなるのは、第１の実施例と同様である。すなわち、第２の実施例では、高温において多孔体ガス流路１４２の厚さが薄くなるように変形する多孔体ガス流路１４２を用いることにより、高温における生成水の持ち去りが少なくなるようにしている。
【００３１】
以上、第２の実施例によれば、燃料電池１０が高温になったときに、生成水の持ち去りを少なくし、燃料電池１０が通常の運転温度になったときには生成水の持ち去り量を多くし、元の状態に戻すことができる。
【００３２】
［第３の実施例］
図８は、第３の実施例の燃料電池における単電池を示す説明図である。第３の実施例の発電ユニット１１０は、多孔体ガス流路１４２が２つの多孔体ガス流路１４２１、１４２２により構成されている点が第１の実施例と異なる。多孔体ガス流路１４３も同様に２つの多孔体ガス流路１４３１、１４３２により構成されている。
【００３３】
図９は、第３の実施例における多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。第３の本実施例では、２つの多孔体ガス流路１４２１、１４２２を重ねて用いている。なお、２つの多孔体ガス流路１４２１、１４２２は、第１の実施例の多孔体流路１４２と同様の部材を用いて構成されている。ここで、多孔体ガス流路１４２１の折曲部１４２１ａが多孔体ガス流路１４２１の開口部１４２２を塞がないように、２つの多孔体ガス流路１４２１、１４２２が重ねられている。すなわち、多孔体ガス流路１４２１の開口部１４２１ｄと多孔体ガス流路１４２２の開口部１４２２ｃとが重なるように配置されている。このときの重なり面積を面積Ｃとする。
【００３４】
通常の締結荷重Ｆ１の状態では、多孔体ガス流路１４２１の開口部１４２１ｄと、多孔体ガス流路１４２２の開口部１４２２ｃとがほぼ一致しているため、ガス拡散層１３２中の生成水は、開口部１４２１ｃ、開口部１４２１ｄ、開口部１４２２ｃと流れやすい。すなわち、生成水の持ち去り量を多くすることができる。
【００３５】
一方、通常の締結荷重Ｆ１よりも大きな締結荷重Ｆ２の状態では、多孔体ガス流路１４２１、１４２２が薄くなると共に、多孔体ガス流路１４２１に対して、多孔体ガス流路１４２２が多孔体ガス流路１４２１に沿った方向に相対的に移動する。その結果、開口１４２１ｄと開口１４２２ｃの重なり面積が面積Ｃから面積Ｃ’と小さくなる。なお、図９では、比較を容易にするために、面積Ｃ、Ｃ’の範囲の左側の位置を合わせている。第３の実施例によれば、多孔体ガス流路１４２１、１４２２が狭くなって生成水の持ち去りが起こりにくくなることに加え、開口部１４２１ｄから開口部１４２１ｃへの生成水の移動を起こりにくくすることができる。したがって、第３の実施例では、第１の実施例よりもガス拡散層１３２からの生成水の持ち去りを、より起こり難くすることが可能となる。なお、第３の実施例の制御については、第１の実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
図１０は、多孔体ガス流路１４２２を移動させる方法の一例を示す説明図である。多孔体流路１４２１、１４２２は、発電ユニット１１０の積層方向から見て、いずれも長方形をしている。多孔体多孔体ガス流路１４２２は、反応ガスが流れる方向の長さについて、多孔体ガス流路１４２１よりも少し短く形成されている。したがって、多孔体ガス流路１４２１の上に多孔体ガス流路１４２２を配置したとき、反応ガスが流れる方向の一方の辺の位置を合わせたとき、その対辺の位置に隙間が空く。本実施例では、この隙間にゴムなどで形成された幅がＤの弾性体１７０を設けている。
【００３７】
締結荷重が大きくなると、折曲部１４２ａがつぶされるので、多孔体ガス流路１４２１、１４２２は薄くなり、弾性体１７０に荷重が掛かって薄くなる。このとき、弾性体１７０は、多孔体ガス流路１４２２の方向に変形し、幅がＤ’と大きくなり、多孔体ガス流路１４２２を側面方向から押して、移動させる。その結果、多孔体ガス流路１４２２は、多孔体ガス流路１４２１に対して移動する。なお、締結荷重が通常の状態に戻ると、折曲部１４２ａの弾性により多孔体ガス流路１４２１、１４２２の厚さが通常の状態に戻り、弾性体１７０の変形も元の状態に戻るので、多孔体ガス流路１４２２は、多孔体ガス流路１４２１に対して通常の位置に戻る。
【００３８】
以上、第３の実施例によっても、燃料電池１０の運転状態に応じて、燃料電池１０からの生成水の持ち去り量を適切に制御し、燃料電池１０の効率を向上させることができる。
【００３９】
［変形例］
第３の実施例では、締結荷重を増加させることで、一方の多孔体ガス流路１４２１を他方の多孔体ガス流路１４２２に対してずらしているが、多孔体ガス流路１４２１、１４２２の少なくとも一方を温度により変化する形状記憶合金を用いて形成してもよい。すなわち弾性体１７０の代わりに形状記憶合金で形成された挿入物を配置し、燃料電池１０の温度が上がった場合に、開口１４２１ｄと開口１４２２ｃの重なりの長さが短くなるように挿入物を変形させて、多孔体ガス流路１４２２を移動させてもよい。この場合、多孔体ガス流路１４２２の反対側に、形状記憶合金で形成された第２の挿入物を配置し、温度が低くなったときに多孔体ガス流路１４２２を元の位置の戻すようにしてもよい。なお、弾性体１７０や形状記憶合金の挿入物は、多孔体ガス流路１４２１を移動させるように配置しても良い。
【００４０】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４１】
１０…燃料電池
１００…直列電池
１１０…発電ユニット（単電池、単セル）
１２０…膜電極接合体
１２１…電解質膜
１２２…触媒層
１３１…ガス拡散層
１３２…ガス拡散層
１４２…多孔体ガス流路
１４２ａ…折曲部
１４２ｂ…切り込み
１４２ｃ…開口部
１４２１ｃ…開口部
１４２１ｄ…開口部
１４２２ｃ…開口部
１４３…多孔体ガス流路
１４５…金属板
１５２…セパレータプレート
１５３…セパレータプレート
１５５…冷却水流路
１６０…シールガスケット
１７０…弾性体
２００…集電板
２１０…絶縁板
２２０…押圧プレート
２３０…エンドプレート
２３１…エンドプレート
２３１ａ…穴
２４０…テンションロッド
２５０…ナット
２６０…イモネジ
２７０…サーボモーター
２７５…回転軸
２８０…支持部材
２９０…バネ
３０１…水素ガス供給管
３０２…水素ガス排気管
３１１…空気供給管
３１２…空気排気管
３２１…冷却水供給管
３２２…冷却水排出管
３２５…温度センサー
４００…制御部
１４２１…多孔体ガス流路
１４２１ｂ…開口
１４２２…多孔体ガス流路
１４２２ｂ…開口
１４３１…多孔体ガス流路
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池内の反応ガスの流路として、エキスパンドメタルを用いる燃料電池が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３００３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池が高温の場合、生成水が蒸発し易いため膜電極接合体から生成水が持ち去られ易く、膜電極接合体が乾燥して燃料電池の効率を下げるおそれがある。一方、低温の場合には、生成水が蒸発し難いため生成水が持ち去られ難くフラッディング等により反応ガスの供給がされ難くなり、燃料電池の効率を下げるおそれがある。したがって、燃料電池が高温の場合には、生成水を持ち去られ難くし、逆に、燃料電池が低温の場合には、生成水を持ち去られ易くすることが好ましいが、反応ガスの流路として、エキスパンドメタルを用いる場合、このような制御が難しかった。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、燃料電池の運転状態に応じて、燃料電池からの水の持ち去り量を制御し、燃料電池の効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
燃料電池であって、積層された単電池と、前記積層された単電池の一方の端部に配置されたエンドプレートと、前記積層された単電池の他方の端部に配置された押圧プレートと、前記エンドプレートと前記押圧プレートとの間の締結荷重を変化させる制御部とを有し、前記単電池は、膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、前記ガス拡散層の前記膜電極接合体との反対側に配置された多孔体ガス流路と、前記多孔体ガス流路の前記ガス拡散層との反対側に配置されたセパレータプレートと、を有し、前記制御部は、前記燃料電池の発電状態に応じて、前記エンドプレートと前記押圧プレートとの間の締結荷重を変化させることにより、前記多孔体ガス流路のガスが流れる方向の開口率を変化させる、燃料電池。
この適用例によれば、燃料電池の運転状態に応じて、燃料電池からの水の持ち去り量を制御し、燃料電池の効率を高めることが可能となる。
【０００８】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池の他、燃料電池用ガス流路、燃料電池の制御方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例に掛かる燃料電池の構成を示す説明図である。
【図２】発電ユニット１１０の構成を模式的に示す説明図である。
【図３】多孔体ガス流路の構成を模式的に示す説明図である。
【図４】多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。
【図５】燃料電池の制御フローチャートを示す説明図である。
【図６】第２の実施例にかかる燃料電池の構成を示す説明図である。
【図７】第２の実施例における多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。
【図８】第３の実施例の燃料電池における単電池を示す説明図である。
【図９】第３の実施例における多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。
【図１０】多孔体ガス流路１４２２を移動させる方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施例］
図１は、第１の実施例に掛かる燃料電池の構成を示す説明図である。燃料電池１０は、直列電池１００と、集電板２００、２０１と、絶縁板２１０、２１１と、押圧プレート２２０と、エンドプレート２３０、２３１と、テンションロッド２４０と、ナット２５０と、イモネジ２６０と、サーボモーター２７０と、制御部４００と、を備える。また、燃料電池１０には、水素ガス供給管３０１、水素ガス排気管３０２、空気供給管３１１、空気排気管３１２、冷却水供給管３２１、冷却水排出管３２２と、が接続されている。
【００１１】
直列電池１００は、複数の発電ユニット１１０（「単電池１１０」あるいは「単セル１１０」とも呼ぶ。）を備えている。各発電ユニット１１０は、それぞれが１個の単電池である。発電ユニット１１０は、積層されて直列に接続されており、直列電池１００として高電圧を発生させる。集電板２００、２０１は、直列電池１００の両側にそれぞれ配置されており、直列電池１００が発生した電圧、電流を外部に取り出すために用いられる。絶縁板２１０、２１１は、それぞれ集電板２００、２０１のさらに外側に配置されており、集電板２００、２０１と、他の部材、例えばエンドプレート２３０、２３１やテンションロッド２４０と、の間に電流が流れないように、絶縁する。エンドプレート２３０と押圧プレート２２０は、それぞれ絶縁板２１０、２１１のさらに外側に配置されている。押圧プレート２２０のさらに外側には、イモネジ２６０が配置されている。エンドプレート２３１は、雌ネジが切られている穴２３１ａを有している。イモネジ２６０は、その穴２３１ａを貫通している。エンドプレート２３１は、テンションロッド２４０とナット２５０により、エンドプレート２３０から所定の間隔となるように配置されている。エンドプレート２３１には、サーボモーター２７０が支持部材２８０により取り付けられている。サーボモーター２７０の回転軸２７５は、イモネジ２６０の端部に嵌めこまれている。サーボモーター２７０が回転すると、イモネジ２６０が回転し、イモネジ２６０は、エンドプレート２３１に対して移動する。イモネジ２６０は移動すると、押圧プレート２２０を移動させる。そして、押圧プレート２２０と、エンドプレート２３０との間の間隔により、燃料電池１０の締結荷重（「締結力」とも呼ぶ。）は決まる。
【００１２】
冷却水排出管３２２には、温度センサー３２５が設けられている。制御部４００は、燃料電池の動作状態（温度センサー３２５からの温度情報、集電板２００、２０１からの電圧情報）に基づいて、サーボモーター２７０を回転させ、さらにイモネジ２６０を回転させて、押圧プレート２２０を移動させて、締結荷重を調整し、燃料電池の動作状態を調整する。
【００１３】
図２は、発電ユニット１１０の構成を模式的に示す説明図である。発電ユニット１１０は、膜電極接合体１２０と、ガス拡散層１３１、１３２と、多孔体ガス流路１４２、１４３と、セパレータプレート１５２、１５３と、シールガスケット１６０と、を備える。膜電極接合体１２０は、電解質膜１２１と、触媒層１２２、１２３を備える。
【００１４】
本実施例では、電解質膜１２１として、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマなどのフッ素系樹脂や炭化水素系樹脂からなるプロトン伝導性のイオン交換膜を用いている。触媒層１２２、１２３は、電解質膜１２１の各面にそれぞれ形成されている。本実施例では、触媒層１２２、１２３として、例えば、白金触媒、あるいは白金と他の金属とからなる白金合金触媒を例えばカーボン粒子上に担持した触媒層を用いている。
【００１５】
ガス拡散層１３１、１３２は、それぞれ触媒層１２２、１２３の外面に配置されている。本実施例では、ガス拡散層１３１、１３２として、カーボン不織布を用いたカーボンクロスやカーボンペーパーを用いている。
【００１６】
多孔体ガス流路１４２、１４３は、それぞれガス拡散層１３１、１３２の外面に配置されている。本実施例では、多孔体ガス流路１４２、１４３の形状については、後述する。
【００１７】
セパレータプレート１５２、１５３は、それぞれ多孔体ガス流路１４２、１４３の外面に配置されている。セパレータプレート１５２と、隣の発電ユニット１１０のセパレータプレート１５３との間には、冷却水流路１５５が形成されている。
【００１８】
シールガスケット１６０は、膜電極接合体１２０、ガス拡散層１３２、１３３、多孔体ガス流路１４２、１４３の外縁を囲うように形成されている。シールガスケット１６０は、たとえば射出成形により、膜電極接合体１２０と一体に成形される。その後、膜電極接合体１２０の両面に、ガス拡散層１３２、１３３、多孔体ガス流路１４２、１４３が順次配置される。
【００１９】
図３は、多孔体ガス流路の構成を模式的に示す説明図である。図３（Ａ）は、多孔体ガス流路１４２形成前の平面図である。図３（Ｂ）は、多孔体ガス流路１４２形成前の側面図である。多孔体ガス流路１４２は、金属製の平板に矩形の一辺を残した切り込み１４２ｂを入れ、矩形の折曲部１４２ａを元の板の平面から持ち上げるように折り曲げることにより形成される。折曲部１４２ａの形成は、例えば、パンチングプレスにより切り込み１４２を入れると同時に行うことが出来る。
【００２０】
図３（Ｃ）は、折曲部１４２ａを形成した後の多孔体ガス流路の平面図である。図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）のＤ−Ｄ切断線における断面を示す説明図である。折曲部１４２ａが形成されたときの、折曲部１４２ａがあった部分（折曲部が抜けた部分）に開口部１４２ｃが形成されている。また、折曲部１４２ａの先端側に開口部１４２ｄが形成される。本実施例では、ガス拡散層１３２側に開口部１４２ｃが位置し、セパレータプレート１５２側に開口部１４２ｄが位置するように配置している。これは、折曲部１４２ａの先端により、ガス拡散層１３２を破損させないためである。開口部１４２ｃは、ガス拡散層１３２と接触し、この開口部１４２ｃを通して、ガス拡散層１３２中の生成水が持ち去られる。そして、２つの隣接する折曲部１４２ａの間が生成水の持ち出しの流路として機能する。
【００２１】
図４は、多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。図４の上図は、燃料電池１０の締結荷重Ｆ１が通常の場合を示し、図４の下図は、燃料電池１０の締結荷重Ｆ２が通常の締結荷重Ｆ１よりも大きい場合を示している。生成水は、ガス拡散層１３２から、開口部１４２ａを通過し、２枚の折曲部１４２ａの間を通過する。多孔体ガス流路１４２は、折曲部１４２ａに弾性を有しており、締結荷重が大きくなると、多孔体ガス流路１４２が押し潰されるため、折曲部１４２ａにおける多孔体ガス流路１４２が少し薄くなる。そうすると、２つの隣接する折曲部１４２ａの間が狭くなるため、生成水が移動しにくくなる。すなわち、ガス拡散層１３２からの生成水の持ち去り量を少なくすることができる。また、多孔体ガス流路１４２が押し潰されると、折曲部１４２ａの付け根が開口部１４２ｃに少し埋まるため、開口部１４２ｃが面積ＢからＢ’と小さくなる。生成水は、開口部１４２ｃを通して持ち去られるため、開口部１４２ｃの面積が小さくなると、生成水の持ち去り量を少なくすることができる。したがって、燃料電池１０が高温となり、生成水の持ち去り量を少なくしたい場合には、燃料電池１０の締結荷重を通常よりも大きくすればよい。
【００２２】
図５は、燃料電池の制御フローチャートを示す説明図である。ステップＳ１００では、制御部４００は、燃料電池１０の発生する電圧を取得し、単位時間当たりの電圧の変化量（ΔＶ／Δｔ）を算出する。単位時間当たりの電圧の変化量の値が、あらかじめ定められた値Ｖａを超えた場合（あるいは、あらかじめ定められた値Ｖａ以上の場合）、制御部４００は、処理をステップＳ１１０に移行し、そうでない場合、制御部４００は処理をステップＳ１０５に移行する。なお、判断の基準を「値Ｖａを超えた場合」とするか、あるいは、「値Ｖａ以上」とするかは、値Ｖａとの関係で決まるので、どちらでもよい。
【００２３】
ステップＳ１０５では、制御部４００は、燃料電池１０に対して、通常運転を行うように制御する。例えば、燃料電池１０の締結荷重を通常の状態に戻し、空気の圧力を通常の圧力とする。ステップＳ１０５の処理が終了すると、制御部４００は、処理をステップＳ１００に移行する。締結荷重を通常の状態に戻ると、折曲部１４２ａは、弾性により、元の状態に戻る。
【００２４】
ステップＳ１１０では、制御部４００は、冷却排水の温度を取得する。冷却排水の温度があらかじめ定められた温度Ｔｂを越えている場合（あるいは、あらかじめ定められた温度Ｔｂ以上の場合）、制御部４００は、処理をステップＳ１２０に移行する。そうでない場合、制御部４００は、処理をステップＳ１１５に移行する。なお、判断の基準を「温度Ｔｂを超えた場合」とするか、あるいは、「温度Ｔｂ以上」とするかは、温度Ｔｂとの関係で決まるので、どちらでもよい。
【００２５】
ステップＳ１１５では、制御部４００は、燃料電池１０に供給する空気の圧力をあらかじめ定められた値だけ上げる。その後、制御部４００は、処理をステップＳ１００に移行する。
【００２６】
ステップＳ１２０では、制御部４００は、サーボモーター２７０を回転させて、燃料電池１０の締結荷重を上げる。燃料電池１０の締結荷重が上がると、２枚の折曲部１４２ａの間隔が狭く、すなわち、ガスの流れる方向の開口率が小さくなるため、燃料電池１０からの生成水の持ち去りを少なくすることが可能となる。なお、ステップＳ１２０において、制御部４００が制御するサーボモーター２７０の回転は、一定の大きさ以下あり、その後、制御部は、処理をステップＳ１００に移行して同様の処理を実行する。
【００２７】
以上、本実施例によれば、燃料電池１０の単位時間当たりの電圧の変化、あるいは温度に基づいて、燃料電池１０の締結荷重を変化させ、燃料電池からの生成水の持ち去り量を制御することができる。このような制御により、例えば、ＷＯＴ出力時（フルスロットル時には、燃料電池１０の締結荷重を通常状態として排水性を上げ（生成水の持ち去り量を上げて）、燃料電池１０が高温になった場合には、燃料電池１０の締結荷重を上げて排水性を下げる（生成水の持ち去り量を少なくする）ことができる。その結果、ＷＯＴ時のような高負荷時のドライと、高温時のような低負荷時のウエットと、を両立することが可能となる。
【００２８】
なお、図５に示した制御フローチャートは一例であり、燃料電池１０の締結荷重を、単位時間当たりの電圧の変化、あるいは温度以外のパラメーターを用いて制御してもよい。例えば、単位時間当たりの電圧の変化の代わりに、燃料電池１０のインピーダンスを用いてもよい。
【００２９】
［第２の実施例］
図６は、第２の実施例にかかる燃料電池の構成を示す説明図である。第１の実施例は、イモネジ２６０と、サーボモーター２７０と、を備えていたが、第２の実施例は、それらの代わりに、バネ２９０を備えている。バネ２９０は、エンドプレート２３１と押圧プレート２２０の間に配置され、燃料電池１０に締結荷重を加える。また、発電ユニット１１０中の多孔体ガス流路１４２、１４３（図２参照）が、形状記憶合金で形成されている点も異なる。
【００３０】
図７は、第２の実施例における多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。第１の実施例では、制御部４００が、燃料電池１０の運転状態（単位時間当たりの電圧の変化、燃料電池の温度）に基づいて、サーボモーター２７０を回転させて、燃料電池１０の締結荷重を変化させていた。これに対し、第２の実施例では、温度で形が変形する形状記憶合金で形成された多孔体ガス流路１４２を備えており、多孔体ガス流路１４２は、燃料電池１０の温度が上がると折曲部１４２ａの折れ曲がり量が小さくなり、２つの隣接する折曲部１４２ａの間が狭くなる。その結果、生成水の持ち去り量を少なくすることができる。逆に燃料電池１０の温度が下がると折れ曲がり量が大きくなり、２つの隣接する折曲部１４２ａの間が広くなる。その結果、生成水の持ち去り量をもとの状態に戻すことが可能となる。なお、燃料電池の温度が高くなると、開口部１４２ｃの面積が小さくなるのは、第１の実施例と同様である。すなわち、第２の実施例では、高温において多孔体ガス流路１４２の厚さが薄くなるように変形する多孔体ガス流路１４２を用いることにより、高温における生成水の持ち去りが少なくなるようにしている。
【００３１】
以上、第２の実施例によれば、燃料電池１０が高温になったときに、生成水の持ち去りを少なくし、燃料電池１０が通常の運転温度になったときには生成水の持ち去り量を多くし、元の状態に戻すことができる。
【００３２】
［第３の実施例］
図８は、第３の実施例の燃料電池における単電池を示す説明図である。第３の実施例の発電ユニット１１０は、多孔体ガス流路１４２が２つの多孔体ガス流路１４２１、１４２２により構成されている点が第１の実施例と異なる。多孔体ガス流路１４３も同様に２つの多孔体ガス流路１４３１、１４３２により構成されている。
【００３３】
図９は、第３の実施例における多孔体ガス流路中のガス流路を模式的に示す説明図である。第３の本実施例では、２つの多孔体ガス流路１４２１、１４２２を重ねて用いている。なお、２つの多孔体ガス流路１４２１、１４２２は、第１の実施例の多孔体流路１４２と同様の部材を用いて構成されている。ここで、多孔体ガス流路１４２１の折曲部１４２１ａが多孔体ガス流路１４２１の開口部１４２２を塞がないように、２つの多孔体ガス流路１４２１、１４２２が重ねられている。すなわち、多孔体ガス流路１４２１の開口部１４２１ｄと多孔体ガス流路１４２２の開口部１４２２ｃとが重なるように配置されている。このときの重なり面積を面積Ｃとする。
【００３４】
通常の締結荷重Ｆ１の状態では、多孔体ガス流路１４２１の開口部１４２１ｄと、多孔体ガス流路１４２２の開口部１４２２ｃとがほぼ一致しているため、ガス拡散層１３２中の生成水は、開口部１４２１ｃ、開口部１４２１ｄ、開口部１４２２ｃと流れやすい。すなわち、生成水の持ち去り量を多くすることができる。
【００３５】
一方、通常の締結荷重Ｆ１よりも大きな締結荷重Ｆ２の状態では、多孔体ガス流路１４２１、１４２２が薄くなると共に、多孔体ガス流路１４２１に対して、多孔体ガス流路１４２２が多孔体ガス流路１４２１に沿った方向に相対的に移動する。その結果、開口１４２１ｄと開口１４２２ｃの重なり面積が面積Ｃから面積Ｃ’と小さくなる。なお、図９では、比較を容易にするために、面積Ｃ、Ｃ’の範囲の左側の位置を合わせている。第３の実施例によれば、多孔体ガス流路１４２１、１４２２が狭くなって生成水の持ち去りが起こりにくくなることに加え、開口部１４２１ｄから開口部１４２１ｃへの生成水の移動を起こりにくくすることができる。したがって、第３の実施例では、第１の実施例よりもガス拡散層１３２からの生成水の持ち去りを、より起こり難くすることが可能となる。なお、第３の実施例の制御については、第１の実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
図１０は、多孔体ガス流路１４２２を移動させる方法の一例を示す説明図である。多孔体流路１４２１、１４２２は、発電ユニット１１０の積層方向から見て、いずれも長方形をしている。多孔体多孔体ガス流路１４２２は、反応ガスが流れる方向の長さについて、多孔体ガス流路１４２１よりも少し短く形成されている。したがって、多孔体ガス流路１４２１の上に多孔体ガス流路１４２２を配置したとき、反応ガスが流れる方向の一方の辺の位置を合わせたとき、その対辺の位置に隙間が空く。本実施例では、この隙間にゴムなどで形成された幅がＤの弾性体１７０を設けている。
【００３７】
締結荷重が大きくなると、折曲部１４２ａがつぶされるので、多孔体ガス流路１４２１、１４２２は薄くなり、弾性体１７０に荷重が掛かって薄くなる。このとき、弾性体１７０は、多孔体ガス流路１４２２の方向に変形し、幅がＤ’と大きくなり、多孔体ガス流路１４２２を側面方向から押して、移動させる。その結果、多孔体ガス流路１４２２は、多孔体ガス流路１４２１に対して移動する。なお、締結荷重が通常の状態に戻ると、折曲部１４２ａの弾性により多孔体ガス流路１４２１、１４２２の厚さが通常の状態に戻り、弾性体１７０の変形も元の状態に戻るので、多孔体ガス流路１４２２は、多孔体ガス流路１４２１に対して通常の位置に戻る。
【００３８】
以上、第３の実施例によっても、燃料電池１０の運転状態に応じて、燃料電池１０からの生成水の持ち去り量を適切に制御し、燃料電池１０の効率を向上させることができる。
【００３９】
［変形例］
第３の実施例では、締結荷重を増加させることで、一方の多孔体ガス流路１４２１を他方の多孔体ガス流路１４２２に対してずらしているが、多孔体ガス流路１４２１、１４２２の少なくとも一方を温度により変化する形状記憶合金を用いて形成してもよい。すなわち弾性体１７０の代わりに形状記憶合金で形成された挿入物を配置し、燃料電池１０の温度が上がった場合に、開口１４２１ｄと開口１４２２ｃの重なりの長さが短くなるように挿入物を変形させて、多孔体ガス流路１４２２を移動させてもよい。この場合、多孔体ガス流路１４２２の反対側に、形状記憶合金で形成された第２の挿入物を配置し、温度が低くなったときに多孔体ガス流路１４２２を元の位置の戻すようにしてもよい。なお、弾性体１７０や形状記憶合金の挿入物は、多孔体ガス流路１４２１を移動させるように配置しても良い。
【００４０】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４１】
１０…燃料電池
１００…直列電池
１１０…発電ユニット（単電池、単セル）
１２０…膜電極接合体
１２１…電解質膜
１２２…触媒層
１３１…ガス拡散層
１３２…ガス拡散層
１４２…多孔体ガス流路
１４２ａ…折曲部
１４２ｂ…切り込み
１４２ｃ…開口部
１４２１ｃ…開口部
１４２１ｄ…開口部
１４２２ｃ…開口部
１４３…多孔体ガス流路
１４５…金属板
１５２…セパレータプレート
１５３…セパレータプレート
１５５…冷却水流路
１６０…シールガスケット
１７０…弾性体
２００…集電板
２１０…絶縁板
２２０…押圧プレート
２３０…エンドプレート
２３１…エンドプレート
２３１ａ…穴
２４０…テンションロッド
２５０…ナット
２６０…イモネジ
２７０…サーボモーター
２７５…回転軸
２８０…支持部材
２９０…バネ
３０１…水素ガス供給管
３０２…水素ガス排気管
３１１…空気供給管
３１２…空気排気管
３２１…冷却水供給管
３２２…冷却水排出管
３２５…温度センサー
４００…制御部
１４２１…多孔体ガス流路
１４２１ｂ…開口
１４２２…多孔体ガス流路
１４２２ｂ…開口
１４３１…多孔体ガス流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
積層された単電池と、
前記積層された単電池の一方の端部に配置されたエンドプレートと、
前記積層された単電池の他方の端部に配置された押圧プレートと、
前記エンドプレートと前記押圧プレートとの間の締結荷重を変化させる制御部とを有し、
前記単電池は、
膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、
前記ガス拡散層の前記膜電極接合体との反対側に配置された多孔体ガス流路と、
前記多孔体ガス流路の前記ガス拡散層との反対側に配置されたセパレータプレートと、
を有し、
前記制御部は、前記燃料電池の発電状態に応じて、前記エンドプレートと前記押圧プレートとの間の締結荷重を変化させることにより、前記多孔体ガス流路のガスが流れる方向の開口率を変化させる、燃料電池。
【請求項１】
燃料電池であって、
積層された単電池と、
前記積層された単電池の一方の端部に配置されたエンドプレートと、
前記積層された単電池の他方の端部に配置された押圧プレートと、
前記エンドプレートと前記押圧プレートとの間の締結荷重を変化させる制御部とを有し、
前記単電池は、
膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、
前記ガス拡散層の前記膜電極接合体との反対側に配置された多孔体ガス流路と、
前記多孔体ガス流路の前記ガス拡散層との反対側に配置されたセパレータプレートと、
を有し、
前記制御部は、前記燃料電池の発電状態に応じて、前記エンドプレートと前記押圧プレートとの間の締結荷重を変化させることにより、前記多孔体ガス流路のガスが流れる方向の開口率を変化させる、燃料電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１４７７１（Ｐ２０１３−１１４７７１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７１９７（Ｐ２０１１−２５７１９７）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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