JPS62133675A - 電気化学燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には、燃料の潜在的化学エネルギーを電
気化学的反応によって直接電気に変換する燃料電池に関
し、特に、積み重ねた燃料電池にかかる圧縮荷重の分布
を一層一様にするためにプロセスチャンネルを斜行させ
た燃料電池プレートに関する。

普通の燃料電池装置は複数のサブアセンブリを有し、こ
れらのサブアセンブリは、頂部及び底部のサブアセンブ
リを除き、２枚のバイポーラプレートの間に１つがアノ
ード、もう１つがカソードである２つのガス電極を有し
、アノード電極とカソード電極との間にイオン導電性電
解質、例えばリン酸を含んだマトリックスが支持されて
いる。本明細書で燃料電池と呼ぶサブアセンブリは、燃
料電池スタックを形成するように積み重ねて電気的に直
列に（電子とイオンの通路が交互に）接続されている。

頂部サブアセンブリの頂部端プレート及び底部サブアセ
ンブリの底部端プレートは各々、半バイポーラプレート
である。

かかる燃料電池装置の代表的な例は、コスマン氏等（Ｋ
ｏｔｈｍａｎｎ　ｅｔ　ａｌ、）に付与された米国特許
第４，２７６．３５５号及び４，３４２，８１６号、コ
スマン氏に付与された米国特許第４，２９２，３７９号
、第４，３２４，８４４号及び第４，３８３，００９号
、ボラック氏（Ｐｏ１ｌａｃｋ）に付与された米国特許
第４．３６６．２１１号に開示されている。

プロセスガス、例えば燃料及び酸化剤がそれぞれ、スタ
ックに取り付けたマニホルド及びバイポーラプレートに
形成したチャンネルを介しアノード電極及びカソード電
極に供給される。アノード電極への供給時水素原子の形
態の燃料は、水素イオンと電子とに解離する。電子はア
ノード電極からバイポーラプレートを横切って隣の燃料
電池のカソード電極に送られ、水素イオンは酸性電解質
からその燃料電池のカソード電極に直接穆勤して、ここ
で別のアノードからの電子及び酸素と反応して水になる
。これは、スタックの他端が有益な仕事を行う外部回路
に直結しているので電子が最後のアノード電極から最後
のカソード電極に穆るスタックの端部間で繰返される。

燃料のバイポーラプレートは基本的に、個々の燃料電池
を構造的に支持すると共に物理的に分離し、また、電気
化学的反応の起こるアノード電極及びカソード電極にプ
ロセスガスを接近させるためのキャビティを提供する機
能を持つ。バイポーラプレートは通常、矩形または正方
形であり、一連のほぼ平行なチャンネルがバイポーラプ
レートの頂部表面及び底部表面の両方に形成されている
。最近、従来型の燃料電池用バイポーラプレートに見ら
れたプロセスガス・チャンネルの形状についてのいくつ
かの問題点が認識されている。

第１の問題点としては、燃料電池スタックの上部と比較
して、燃料電池スタックの下部の燃料電池へのプロセス
ガスの流れが適当な分布状態にない。バイポーラプレー
トの従来型プロセスガス・チャンネルは比較的短くかつ
方向の変化のほとんどない傾向がある。そのため、燃料
電池内のプレートチャンネルを横切る際の水平方向のプ
ロセスガスの圧力低下がスタック用分配マニホルド及び
パイプ系統の垂直方向の圧力低下と比較して小さい。

この結果、燃料電池へのプロセスガスの流れ分布が本来
的に不適当となり、燃料電池スタックの下部よりも上部
の燃料電池へ多くのプロセスガスが流れる。この問題を
解決する一つの方法として、供給パイプと、スタックに
隣接配置したマニホルドキャビティとの間のプロセスガ
スの流れを絞って供給パイプと排出パイプとの間の平行
な燃料電池回路の圧力低下を人為的に増大させ、それに
よって流れ分布を改善することが可能である。しかしな
がら、この方法はスタックの設計を複雑にし、部品の個
数を増やすため、コストの増大につながる。

第２に、燃料電池を動作させるため、スタックの状態に
組立て維持する、燃料電池に加える圧縮荷重が均等に分
布しないという問題がある。燃料電池を通るプロセスガ
ス流に所望される特定の形態（すなわち、横流、向流、
並流またはこれらの組合わせ）に応じて、バイポーラプ
レートの一方の表面のチャンネルの向きはバイポーラプ
レートの他方の表面のチャンネルと垂直かまたは平行か
のいずれかである。かくして、如何なる燃料電池であろ
うとも、頂部プレート下表面のチャンネルの向きは、底
部プレート上表面のチャンネルと垂直かまたは水平かの
いずれ□かである。また、代表的な燃料電池は、その外
縁部に密封素子即ちガスケットを有し、このガスケット
はプレート間に嵌入してプロセスガスを互いに分離しか
つ外部環境から隔離する境界として作用する。

上部及び下部プレート表面のチャンネルを画定する隆起
部またはリブの重なり合う領域は、電極及び電解質マト
リックスを介して圧縮荷重を伝える燃料電池プレート間
の接触領域である。リブが互いに直交する領域では、対
向するプレート表面間の接触面積はほとんど一定であり
、差があるとしてもそれは製造公差がリブの幅に影響を
及ぼす程度である。

リブが互いに平行な領域でも、接触面積は、リブの幅に
影響を及ぼする製造公差により異なるが、それに加えて
、チャンネル相互の配置の違い、成形収縮、縁加工及び
組立て上の心ずれ（プレート同士のずれ）によっても、
接触面積に差が出る。つまるところ、平行なリブの接触
面積の方が垂直なリブの接触面積よりもばらつきが大き
い。

燃料電池の構成要素は、接触応力及びそれと関連する燃
料電池の歪みを制限するために接触領域を所定限度内に
制限しなければ損傷及び早期破損を被りやすい。プレー
トの厚さにかなりのばらつきがあると、応力の高い或い
は低い領域が局在して問題がさらに深刻化する。電気的
接触抵抗を最小にして燃料電池性能をむらのないよう・
にするためには、応力の限界を低い値に維持しなければ
ならない。

むらのない燃料電池の性能の最適化を行うには、圧縮荷
重が燃料電池にわり均一にかかるように平行な接触領域
と垂直な接触領域をほとんど同一にすることが望ましい
。

したがって、燃料電池スタックの燃料電池を流れるプロ
セスガスの分布を適当にし燃料電池に不均一な圧縮荷重
がかからないようにするために燃料電池のプロセスガス
・チャンネルの形状配置を改良する必要が依然として存
在する。

従って、本発明は、アノード電極と、カソード電極と、
電極の間にはさまれた電解質マトリックスと、電極の上
下に設けた一対のプレートとを有し、電極上方のプレー
トが、第１グループを形成するプロセスガス・チャンネ
ルを設けた下表面を有し、電極下方のプレ−トが第２グ
ループを形成するプロセスガス・チャンネルを設けた上
表面を有し、各グループのプロセスガス・チャンネルは
全体的に互いに平行に延び、アノード電極上方のプレー
トの下表面のプロセスガス−ヤンネル及びカソード電極
下方のプレートの上表面のうに逆方向に斜行することを
特徴とする電気化学燃料電池にある。

本発明の燃料電池は好ましくはプロセスガスを保持して
燃料電池の電気化学的活性を高めるために、チャンネル
のないプレートの表′　　面領域に設けた少なくとも１
つの溝をさらに有する。

各プレート表面の少なくとも１つの溝は各プレート表面
のプロセス・チャンネルと交差中心線を有するベースと
、ベースの表面のうちの一方に設けた第１のプロセスガ
ス・チャンネル構造と、ベースの表面のうちの他方に設
けた第２のプロセスガス・チャンネル構造とを有し、第
１のプロセスガス・チャンネル構造は、第２のプロセス
ガス・チャンネル構造がベースの長さ方向中心線に対し
て一方向に斜行するのと同じ分量だけ、逆方向に斜行す
ることを特徴とする燃料電池のバイポーラプレートを提
供する。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

以下の説明では、幾つかの図にわたって同一の参照符号
は同一の部品または対応した部品を指示する。また、以
下の説明では、「前」、「後」、「左」、「右」、「上
」、「下」等の用語は便宜上のものであり、限定的な用
語として解されるべきではない。

図面の、特に第１図を参照すると、全体を番号１０で指
示した、電気化学燃料電池スタックのモジュールが示さ
れており、このモジュール１０は複数個の燃料電池スタ
ック１２を有している。各燃料電池スタック１２は、本
発明の特徴を備えた多数の燃料電池１４（これらの燃料
電池１４のうちの１つを第２図に示す）を有している。

燃料電池スタック１２を最適の電解質又は液ぬれ状態に
保つために、燃料電池スタックモジュール１０はまた、
電解液リザーバ１６と、配液ブロック１８と、電解液を
リザーバ１６からの主供給ライン２２を通して配液ブロ
ック１８に供給するポンプ２０とを有している。燃料電
池スタック１２はそれぞれ供給ライン２４及び戻りライ
ンまたは排液ライン２６によって電解液配液ブロック１
８及びリザーバ１６と連通関係にある。特に、配液ブロ
ック１８は、モジュール１０の各スタック１２のための
電解液室（図示せず）と、単一ノオーバフロー室（図示
せず）とを有している。スタック用供給ライン２４はそ
れぞれのスタック１２の頂部に設けた電解液充填孔（図
示せず）と配液ブロックの電解液室とを相互に連結し、
これに対してオーバフロー戻りライン２８が配液ブロッ
ク１８の電解液のオーバフロー室とリザーバ１６とを相
互に連結している。

使用にあたり、所定量の電解液をポンプ２０によって主
供給ライン２２を通して配液ブロック１８に圧送する。

配液ブロック１８内では、等量の電解液が各電解液室に
分配される。余った電解液はオーバフロー室に流入し、
そこからオーバフロー戻りライン２８を介してリザーバ
１６に戻される。電解液室の電解液をスタック用供給ラ
イン２４を通してそれぞれのスタック１２の頂部の充填
孔を送り出す。

導電性電解液による短絡及び燃料電池スタック１２の損
傷を防ぐために、電解液を連続した流れではなくて、ポ
ンプ２０によって所定周期の短時間パルスの状態で送り
出す。重力が燃料電池スタックの充填孔及び溝（図示せ
ず）を通る電解液の循環を助ける。吸収されなかった電
解液は排液孔（図示せず）を通って燃料電池スタック１
２から流出し、そこから排液ライン２６を通してリザー
バ１６に戻る。

上述したように、モジュール１０の各燃料電池スタック
１２は複数個の燃料電池１４（１つだけ図示している）
を有し、これらの燃料電池１４はそれぞれが従来の態様
で電気的に互いに直列に接続されるように配列されてい
る（図示せず）。第２図でわかるように、各燃料電池１
４は基本的には頂部及び底部のバイポーラプレート３０
を有し、これらのバイポーラプレート３０の間にはアノ
ード電極３２、電解液を含んだ多孔質マトリックス３４
及びカソード電極３６がはさまれている（この配置は逆
であってもよい）。また、普通、電極の周囲を密封する
ためのシムまたはガスケット３８が設けられている。こ
の実施例では、各バイポーラプレート３０は比較的厚い
剛性材料、例えば圧縮成形黒鉛樹脂組成物で構成され、
各電極３２．３６は、構造上の一体性をさらに増すため
に多孔質の黒鉛繊維裏材を備えた多孔質黒鉛材料の薄手
シートである。マトリックス３４は、供給ライン２４及
び排液ライン２６と連通した、バイポーラボレート３０
の充填孔及び流れ溝４０（第２図では見えないが第３図
では見える）を通る電解性の酸、例えば濃縮リン酸でぬ
れる或いは飽和される多孔質黒鉛でつくられた薄手のテ
ラシュ状シートで構成されている。他の多くの材料及び
構造を採用して燃料電池１４の構成要素をつくることも
できる。

好ましくは、数百個の燃料電池１４（もう一度、１つだ
け図示したことを述べておく）を結合して燃料電池スタ
ック１２を形成する。かくして、各燃料電池の頂部バイ
ポーラプレート３０はそのすぐ上の燃料電池の底部バイ
ポーラプレート３０にもなり、各燃料電池の底部バイポ
ーラプレート３０はそのすぐ下の燃料電池の頂部バイポ
ーラプレートとしても働く。また、完全な燃料電池スタ
ックは代表的には、半バイポーラプレートである端プレ
ート（図示せず）を含み、頂部の半バイポーラプレート
が上部端プレートとして、また底部の半バイポーラプレ
ートが下部端プレートとして働く。

バイポーラプレート３０は代表的には両側に、以下に説
明するように本発明に従って形成した一組のプロセスチ
ャンネル（第２図では見えない）を、即ち、一方の側に
燃料チャンネルを、また他方の側に酸化剤チャンネルを
有している。水素のような燃料が燃料プロセスチャンネ
ルを通って流れ、ハロゲン、空気またはその他の酸素含
有物質のような酸化剤が酸化剤プロセスチャンネルを通
って流れる。燃料流入及び流出マニホルド（図示せず）
並びに酸化剤流入及び流出マニホルド（図示せず）は、
燃料マニホルド及び酸化剤チャンネルと連通した、燃料
電池スタック１２のそれぞれの流入及び流出領域に取り
付けられ、それによって、燃料電池スタックに燃料及び
酸化剤を供給しまたそこから排出する。

電極３２．３６及び電解液マトリックス３４を通る燃料
と酸化剤との相互作用によって電力及び熱が発生する。

例示の燃料電池１４は燃料として水素、酸化剤として空
気、電解液としてリン酸を使用している。

電気化学的な作用で熱が発生するので各燃料電池スタッ
ク１２は通常、冷却モジュール（図示せず）を有してい
る。所望の動作温度に応じて、冷却モジュールは燃料電
池スタック１２内の燃料電池１４間の所定位置に配置さ
れる。たとえば、冷却モジュールを燃料電池の約５つ目
毎乃至８つ目毎に配置するのが良い。各冷却モジュール
は好ましくは、バイポーラプレート３０の材料と同一の
材料で構成し空気冷却用通路を有する。

次に、第３図及び第５図を参照すると、つまり本願発明
の特徴部分に注目すると、プロセスガス・チャンネルに
ついての２つの異なる構成を有するバイポーラプレート
３０のベース構造体５２の２つの反対側の表面４８（第
３図）、５０　（第５図）が示されている（チャンネル
の構成が斜めになっているという事実は第８図を参照し
て後述する本発明に関係がある）。第３図においては、
バイポーラプレート３０の一方の表面４８は、全体的に
蛇行した形状のガス・チャンネル５６相互間に形成した
リブ５４（第４図も参照のこと）を備えている。ガス・
チャンネル５６（かかるガス・チャンネル５６は第３図
で線で示され、これに対してリブ５４は線の間の残りの
場所である）は多数の曲がりを有し、このためプレート
３０を横切るプロセスガス流路は曲がりが多い。このよ
うにして、燃料電池の水平方向の圧力低下を（スタック
の供給通路及び流出通路間の垂直方向の圧力低下に対し
て）実質的に増大させ、それによってプレート間の流れ
分布を改善している。

第５図に社≧トは、プレート３０の他方の表面５０は、
全体的に別の形状で蛇行するガス・チャンネル６０間に
形成したリブ５８（第６図及び第７図も参照のこと）を
備えている。この形状配置では、第６図及び第７図でも
分かるように、リブ５８には多数個の間隔をへたてたス
ロット６２が形成されている。

（第５図では、リブ５８は線で示され、チャンネル６０
はこれらの線の間の場所で示され、そしてスロット６２
はこれらの線に沿った破断部で示されている）。チャン
ネル６０は全体的に直線状でありかつ全体的に互いに平
行に延びている。スロット６２は隣接したチャンネル６
０間を連結して連通関係に置く。隣接した対のチャンネ
ル６０は互いに連通関係にあるよう相互に連結されてい
る。一般的な設計上の原則として、１つのリブ５８のス
ロット６２を隣りのリブのスロット６２に対してずらし
た位置に配置し、しかも任意の１つのリブ５８のスロッ
トを１つおきのリブ５８のスロット６２と全体的に整列
させる。かくして、チャンネル６０はガス流用の全体的
に長さ方向に延びる直線状の流路を構成するが、間隔を
隔てて設けたスロット６２は、チャンネル６０に沿う長
さ方向ガス流に対して横方向に延びる一連のほぼ平行な
短い蛇行流路をつくるようにプロセスガスをジグザグ状
に横方向に流れるようにする。

以　　下　　余　　白 更に詳細には、リブ５８及びチャンネル６０を３つの基
本的なグループに分けても良い。第１グループのリブ５
８ａはずらして配置したスロット６２を有し、１つのリ
ブ５８ａのスロット６２は上述したように１つおきのリ
ブのスロットと整列している。第１グループのリブ５８
ａはまた、最も外側のリブ５８ａ′と、最も内側のリブ
５８ａ″、さらにこれらの間の一連のリブ５８ａを有し
、最も外側のリブ５８ａ′はスロット６２の数が最も少
なく、しかもそのスロット６２はプレートベース５２の
流入縁部６４から最も離れたところに位置している。最
も内側のリブ５８ａ“はスロット６２の数が最も多く、
そのスロット６２はプレートベース５２の流入縁部６４
の最も近くに位置している。最も外側のリブと最も内側
のリブとの間の一連のリブ５８ａのスロット６２に関し
ては、それらのスロットの数は、最も外側のリブ５８ａ
′に近いリブ５８ａのスロットから最も内側のりブ５８
ａ″に近いリブ５８ａのスロットに近付くにつれて多く
なる。第１グループのガス・チャンネル６０ａはそれら
の両端のうちの一方がプレートベース５２のガス流入縁
部６４のところで開口している。チャンネル６０ａは隣
接した対をなすチャンネルごとに他方の端で連通関係に
連結されている。

第２グループのリブ５８ｂは上述したように、ずらして
配置したスロット６２を有し、任意の１つのリブ５８ｂ
のスロットは１つおきのリブ５８ｂのスロット６２とほ
ぼ整列している。第２グループのガス・チャンネル６０
ｂは隣接する対をなすチャンネルごとにそれらの両端で
連通関係に連結されている。

第３グループのリブ５８ｃ及びチャンネル６０ｃは１８
０°回転させると第１グループのリブ５８ａ及びチャン
ネル６０ａと実質的に同一であり、それゆえ詳細な説明
を省略する。リブ５８ｃはリブ５８ａと同一配置のスロ
ット６２を有しかつ最も内側のリブ５８Ｃ′及び最も外
側のリブ５８ｃ″、並びにこれらの間の一連のリブ５８
ｃを有するということを述べるにとどめる。第３グルー
プのスロット６２のパターンは第１グループのスロット
パターンと同一である。第３グループのガス・チャンネ
ル６０ｃはそれらの両端のうちの一方がプレートベース
５２の反対側の流出縁部６６のところで開口し、またガ
ス・チャンネル６０ｃは隣接した対をなすチャンネルご
とに他方の端で連通関係に連結されている。

第５図で明らかなように、第２グループのリブ５８ｂ及
びチャンネル６０ｂは第１グループのリブ及びチャンネ
ルと第２グループのリブ及びチャンネルとの間に配置さ
れ、第１グループ及び第３グループのリブのうちの最も
内側のリブ５８ａ“、５８０“のスロット６２は相互に
連結され、第１グループ及び第２グループのそれぞれ隣
接したチャンネル６０ａ、８０ｂと、第２グループ及び
第３グループのそれぞれ隣接したチャンネル６０ｂ。

６０ｃとを連通させている。

チャンネル６０と、チャンネル６０間に横方向の流れを
提供するスロット６２を形成したリブ５８とより成る第
５図の別の蛇行方式では、プレート３０を横切るプロセ
スガス流路が更に複雑に屈曲したものとなり、そのため
圧力低下及びプレート間の流れ分布がさらに一層改善さ
れる。その上、一般的なチャンネルの方向に加えて波形
あるいは蛇のような短い流路（第５図で矢印の付いた破
線を参照のこと）が形成されるため、向流チャンネル構
成の成形プレートの寸法差による成る特定の不整列状態
のもとで生じる可能性のある電極剪断の傾向がなくなる
。

最後に第８図においては、本発明の別の改良は、バイポ
ーラプレート７２の対向表面に設けた斜行プロセスガス
・チャンネル６８．７０に在る。第８図のチャンネルは
構成上、同一の蛇行形状を有するが、チャンネルは幾つ
かのほぼ平行なチャンネル部分を有する構成のものであ
っても良い（第３図及び第５図の蛇行チャンネル構成、
及び別のまたは改良型蛇行チャンネル構成も斜めである
）。２枚のプレート７２を燃料電池に用いたとき、アノ
ード電極上方の一方のプレートの下表面のプロセスガス
・チャンネルとカソード電極下方の他方のプレートの上
表面のプロセスガス・チャンネルは逆方向に斜行する。

かくして、燃料電池の組立てに使用される各バイポーラ
プレート７２に関して、プレート７２上方のプロセス・
ガスチャンネル６８（第８図で実線の形で示されている
）は、チャンネル７０（第８図で破線の形で示されてい
る）がプレートの共通の長さ方向かつ水平方向中心線に
対して一方向に斜行するのと同一の量だけ逆方向に斜行
する。斜行する構成は、平行なチャンネル構成に普通生
じる製造公差及び組立て公差によるガス・チャンネルの
不整列を防止し、また、燃料電池の接触面積を一定にし
、その結果燃料電池スタックの圧縮荷重分布が一様にな
る。

上述したように、プロセスガス・チャンネルの斜行構成
は平行なチャンネル構成する任意のチャンネル構成に適
用できる。斜行角度を、チャンネルの整列公差がチャン
ネルを平行な関係に戻さないようにするほど大きく選択
する。所定長さのプレート、特定のリブの幅及び溝のピ
ッチに対して斜行角度を種々変えて計算すると、如何な
る斜行角度を採用しても公称面積に対する接触面積の比
は一定（０，１８）になることがわかる。したがって、
特定の寸法のプレートチャンネルについて燃料電池の作
用面積（即ち、プロセスガス・チャ４゜ンネルが互いに
重ね合わしたときに電極の上下で交差する面積）の損失
を最小にするに必要な値以上に大きくすべきではない。

燃料電池の両側のチャンネル６８．７０が交差しない領
域に１つまたは２以上の溝７６を追加することによって
燃料電池の作用面積の損失を実質的に減少できる。好ま
しくは、溝７６を、バイポーラプレートの同一の側のプ
ロセスガス・チャンネルと交差させて該プロセスガス・
チャンネルと連通させる。追加する溝７６の数はチャン
ネルを設けたプレートの特定の寸法及び使用する斜行角
度によって決められる。

本発明の上記特徴部分は共通のスタックに組み込んだ燃
料電池の効率及び信頼性を高めるためにはそれら全てを
採用するのが最適であるが、かかる特徴は各種の燃料電
池に１つだけまたはそのうちいくつかを採用することも
できることは容易に明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成した燃料電池を有する燃
料電池スタックモジュールの、一部省略、部分断面立面
図である。 第２図は、第１図の燃料電池スタックのモジュールから
取り出した単一の燃料電池の縦断面図であり、電解液充
填孔、流れ溝、プロセスガス・チャンネル及び該プロセ
スガス・チャンネルに関連するマニホルドが省略しであ
る。 第３図は、蛇行形状のプロセスガス・チャンネルを有す
るバイポーラプレートの概略図であり、本発明の改良点
のうちの１つであるバイポーラプレートの両側に対して
プロセスガス・チャンネルが斜行する態様を線で表わし
たチャンネルで示す。 第４図は、第３図の４−４線における断片的な拡大断面
図であり、バイポーラプレートの隣接したリブ及びチャ
ンネルを示す。 第５図は、本発明の改良点のうちの１つである別の蛇行
した形状配置のプロセスガス・チャンネルを有するバイ
ポーラプレート表面の略図であり、間にチャンネルを構
成する隆起部、即ちリブを線で、また線の破断部でチャ
ンネルを連通関係に連絡するリブのスロットを表し、チ
ャンネルが本発明に従ってバイポーラプレートの両側部
に対して斜行する態様を示す。 第６図は、第５図の６−６線における断片的な拡大断面
図であり、バイポーラプレートのリブに設けたチャンネ
ル及びスロットを示す。 第７図は、第５図の７−７線における断片的な拡大断面
図であり、バイポーラプレートのチャンネル、リブ及び
１つのリブに設けたスロットを示す。 第８図は、バイポーラプレートの長さ方向中心線に対し
てバイポーラプレートの中心のまわりに反時計方向に斜
めに走る第１の蛇行形状でバイポーラプレートの頂面に
形成した第１の複数のプロセスガス・チャンネルを実線
で示し、かつバイポーラプレートの長さ方向中心線に対
してバイポーラプレートの中心のまわりに時計方向にか
つ第１の複数のチャンネルと逆方向に斜めに走る第２の
蛇行形状でバイポーラプレートの反対側底面に形成した
第２の複数のプロセスガス・チャンネルを破線で示した
バイポーラプレートの略図である。 １４・・・・電気化学燃料電池 ３０・・・・プレート ３２・・・・アノード電極 ３６・・・・カソード電極 ４０．７６・・・・溝 ４８．５０・・・・表面 ５２２　ベース ５４．５８・・・・リブ ５６．６０．６８．７０・・・・プロセスガス・チャン
ネル ６２・・・・スロット ７４・・・・中心線 ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、２ ／７−′杓う７°し＋ 〆 ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ ／、−イＣ−ｅル斗 ＦＩＧ、８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アノード電極と、カソード電極と、電極の間にはさ
   まれた電解質マトリックスと、電極の上下に設けた一対
   のプレートとを有し、電極上方のプレートが、第１グル
   ープを形成するプロセスガス・チャンネルを設けた下表
   面を有し、電極下方のプレートが第２グループを形成す
   るプロセスガス・チャンネルを設けた上表面を有し、各
   グループのプロセスガス・チャンネルは全体的に互いに
   平行に延び、アノード電極上方のプレートの下表面のプ
   ロセスガス・チャンネル及びカソード電極下方のプレー
   トの上表面のプロセスガス・チャンネルは、電極を介す
   るプレートの前記表面の接触領域が交差状に形成される
   ように逆方向に斜行することを特徴とする電気化学燃料
   電池。 ２、燃料電池が、プロセスガスを保持して燃料電池の電
   気化学的活性を高めるために、チャンネルのないプレー
   トの表面領域に設けた少なくとも１つの溝をさらに有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気化
   学燃料電池。 ３、各プレート表面の少なくとも１つの溝は各プレート
   表面のプロセス・チャンネルと交差することを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項の電気化学燃料電池。 ４、両側に表面を長さ方向中心線を有するベースと、ベ
   ースの表面のうちの一方に設けた第１のプロセスガス・
   チャンネル構造と、ベースの表面のうちの他方に設けた
   第２のプロセスガス・チャンネル構造とを有し、第１の
   プロセスガス・チャンネル構造は、第２のプロセスガス
   ・チャンネル構造がベースの長さ方向中心線に対して一
   方向に斜行するのと同じ量だけ、逆方向に斜行すること
   を特徴とする燃料電池のバイポーラプレート。 ５、ベースの両側の表面のうちの一方に設けられて、第
   １のプロセスガス・チャンネル構造を画定する第１のリ
   ブ構造と、ベースの両側の表面のうちの他方に設けられ
   て、第２のプロセスガス・チャンネル構造を画定する第
   ２のリブ構造とを有し、リブ構造の各々が、プロセスガ
   スを保持して燃料電池の電気化学的活性を高めるために
   チャンネルのない表面領域に溝を画定していることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項に記載のバイポーラプレ
   ート。 ６、プレートがプロセスガスを保持して燃料電池の電気
   化学的活性を高めるためにチャンネルのないプレートの
   表面領域に設けた少なくとも１つの溝を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項または５項記載のバイポ
   ーラプレート。 ７、各プレート表面の少なくとも１つの溝は各プレート
   表面のプロセスガス・チャンネルと交差することを特徴
   とする特許請求の範囲第６項記載のバイポーラプレート
   。