特表 2025-503785 燃料電池スタック、燃料電池、および関連する車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-04

(54)【発明の名称】燃料電池スタック、燃料電池、および関連する車両

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/0247 20160101AFI20250128BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20250128BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20250128BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20250128BHJP

【ＦＩ】

H01M8/0247

H01M8/04537

H01M8/00 Z

H01M8/10 101

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024543858

(86)(22)【出願日】2023-01-23

(85)【翻訳文提出日】2024-09-20

(86)【国際出願番号】 EP2023051583

(87)【国際公開番号】W WO2023139265

(87)【国際公開日】2023-07-27

(31)【優先権主張番号】2200558

(32)【優先日】2022-01-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(31)【優先権主張番号】2200562

(32)【優先日】2022-01-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(31)【優先権主張番号】2200565

(32)【優先日】2022-01-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】323001937

【氏名又は名称】シンビオ フランス

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ジュリアン・ラピオール

(72)【発明者】

【氏名】フロリアン・セバスチャン・ギヨ

(72)【発明者】

【氏名】クレマン・ギヨム・サンティニ

(72)【発明者】

【氏名】ユゴー・ジャン・デマルス

【テーマコード（参考）】

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H126AA12

5H126AA28

5H126BB06

5H126EE11

5H126EE13

5H126JJ03

5H127AA06

5H127AC01

5H127AC07

5H127BA02

5H127BB02

5H127DB55

5H127DB68

5H127EE01

5H127EE27

(57)【要約】

本発明は、積み重ね方向（Ａ１１）において積み重ねられる複数の同一のバイポーラプレート（１２）を備える燃料電池スタックに関する。各々のバイポーラプレート（１２）は、一方が他方の上に置かれ、バイポーラプレート（１２）の１つの端において少なくとも１つのポケット（２０）を一緒に形成する２つのモノポーラプレートによって形成され、各々のポケット（２０）は、燃料電池の測定モジュール（１８）のピン（２２）を受け入れるように構成される端開口（２８）を有し、任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）はヘッドトゥーテールで積み重ねられる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池（１０）のスタック（１１；２１１；・・・；６１１）であって、
互いに同一であり、正中面（Ｐ１２）に沿って各々が延び、前記正中面と直交する積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って積み重ねられる複数のバイポーラプレート（１２）であって、２つの連続したバイポーラプレート（１２）がそれらの間にスタックのセル（１４）を形成する、複数のバイポーラプレート（１２）を備え、
各々のバイポーラプレート（１２）は、重ね合わされ、前記バイポーラプレート（１２）の１つの端（２１）において少なくとも１つのポケット（２０）を一緒に形成する２つのモノポーラプレート（１３Ａ、１３Ｂ）によって形成され、各々のポケット（２０）は、前記燃料電池を測定するために、モジュール（１８）のピン（２２）を受け入れるように構成される端開口（２８）を有し、
任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）はヘッドトゥーテールで積み重ねられている、スタック（１１；２１１；・・・；６１１）。

【請求項2】

各々のポケット（２０）は、スタック（１１）の長手方向（Ｌ）と平行である接続の方向（Ｄ２０）に沿って前記端開口（２８）を通じて開放し、長手方向は前記積み重ねの方向（Ａ１１）と直交し、
任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）について、２つの前記バイポーラプレートの一方の各々のポケット（２０）の接続の方向（Ｄ２０）は、他方のバイポーラプレートの各々のポケットの接続の方向と反対に配向される、請求項１に記載のスタック（１１；２１１；・・・；６１１）。

【請求項3】

各々のバイポーラプレート（１２）は、前記バイポーラプレートの前記少なくとも１つのポケット（２０）が形成される接続領域（２４Ａ）と、前記バイポーラプレート（１２）の中心（Ｃ１２）に対して前記接続領域（２４Ａ）の反対に位置付けられる嵌め合い領域（２４Ｂ）とを備え、
任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）について、２つの前記バイポーラプレートの一方の接続帯域（２４Ａ）は、前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って他方のバイポーラプレートの嵌め合い帯域（２４Ｂ）の反対に配置され、
前記スタックは、前記ポケットと関連する前記ピン（２２）が前記ポケットへ挿入されるときに前記接続帯域の各々のポケット（２０）の変形を制限するように、各々の接続帯域（２４Ａ）と反対の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間に介在させられる割り込み手段（３０）をさらに備えている、請求項１または２に記載のスタック（１１；２１１；・・・；６１１）。

【請求項4】

前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）は、前記ポケットと関連する前記ピン（２２）が前記ポケットへ挿入されるときに前記接続帯域の各々のポケット（２０）の変形を制限して前記割り込み手段（３０）を形成するように、前記モノポーラプレート（１３Ａ、１３Ｂ）から突出して設けられ、向かい合う前記接続帯域（２４Ａ）に向けて延びる隆起（３３２）を備えている、請求項３に記載のスタック（３１１）。

【請求項5】

前記割り込み手段（３０）は、各々の接続帯域（２４Ａ）と、反対の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間に介在させられるスペーサ（３２）を備え、
各々のスペーサ（３２）は前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）に留め付けられる、
請求項３に記載のスタック（１１；２１１；４１１；６１１）。

【請求項6】

各々のバイポーラプレート（１２）は外側アノード面と外側カソード面とを備え、
所与のバイポーラプレート（１２）について、前記バイポーラプレートの前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）は、前記バイポーラプレート（１２）の前記外側アノード面に留め付けられるスペーサ（３２）と、前記バイポーラプレート（１２）の前記外側カソード面に留め付けられるスペーサ（３２）とを備えている、請求項５に記載のスタック（１１；２１１）。

【請求項7】

各々のバイポーラプレート（１２）は外側アノード面と外側カソード面とを備え、
所与のバイポーラプレート（１２）について、前記割り込み手段（３０）は３つのスペーサ（３２）を備え、前記スペーサ（３２）のうちの２つは、前記バイポーラプレート（１２）の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）の両側、前記バイポーラプレート（１２）の前記外側アノード面と、前記バイポーラプレート（１２）の前記外側カソード面とのそれぞれに配置され、一方、第３の前記スペーサ（３２）は、前記バイポーラプレート（１２）を形成する２つの前記モノポーラプレート（１３Ａ、１３Ｂ）の間に配置される、請求項５または６に記載のスタック（２１１）。

【請求項8】

前記割り込み手段（３０）は、各々の接続帯域（２４Ａ）と、反対の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間に介在させられるスペーサ（３２）を備え、
各々のバイポーラプレート（１２）について、前記プレートと関連する前記割り込み手段（３０）は、前記スペーサ（３２）同士を繋げる材料の橋梁部（４３４）を備え、
前記割り込み手段は、前記スペーサ（３２）が前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）の両側に位置付けられるように、関係する前記バイポーラプレート（１２）の縁（２７Ｂ）に搭載されている、請求項５から７のいずれか一項に記載のスタック（４１１）。

【請求項9】

前記割り込み手段（３０）は、各々の接続帯域（２４Ａ）と、反対の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間に介在させられるスペーサ（３２）を備え、
当該スタックは、２つの連続したバイポーラプレート（１２）の間に各々が受け入れられ、２つの前記バイポーラプレートと関連する前記接続帯域（２４Ａ）と、向かい合う前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間で延びる膜電極接合体（２００）をさらに備え、
前記スペーサ（３２）のうちのいくつかは前記膜電極接合体（２００）に留め付けられている、請求項３に記載のスタック（５１１；６１１）。

【請求項10】

前記スペーサ（３２）はエラストマ材料から作られる、請求項５から９のいずれか一項に記載のスタック（１１；２１１）。

【請求項11】

各々のバイポーラプレート（１２）は、前記バイポーラプレートの前記少なくとも１つのポケット（２０）が形成される接続領域（２４Ａ）と、前記バイポーラプレート（１２）の中心（Ｃ１２）に対して前記接続領域（２４Ａ）の反対に位置付けられる嵌め合い領域（２４Ｂ）とを備え、
任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）について、２つの前記バイポーラプレートの一方の接続帯域（２４Ａ）は、積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って他方のバイポーラプレートの嵌め合い帯域（２４Ｂ）の反対に配置され、
前記接続帯域（２４Ａ）は２つの列（２３）へと分割され、前記２つの列は前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って延び、
各々の列について、前記列の前記ポケット（２０）の端開口（２８）は、積み重ねの軸（Ａ１１）と平行である開口平面（Ｐ２８）によって幾何学的に支持され、一方、前記列の前記接続帯域（２４Ａ）と関連する前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）は、１ｍｍから５ｍｍの間に含まれ、好ましくは２ｍｍ以上である前記開口平面（Ｐ２８）からのある距離（Ｄ２８）において、前記開口平面（Ｐ２８）から後退させられる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のスタック（１１）。

【請求項12】

当該スタックの少なくとも１つのセル（１４）について、前記セルは、
第１のポーラプレート（１３Ａ）であって、
周辺帯域（１０２）、および、
周辺領域（１０２）によって包囲される反応性流体の流れ領域（１０３）
を備える第１のポーラプレート（１３Ａ）と、
積み重ねの方向（Ａ１１）に従って前記第１のポーラプレート（１３Ａ）に重ね合わされる膜電極接合体（２００）であって、
前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って前記周辺帯域（１０２）を向く周辺部分（２０２；４０２）、
プロトン交換高分子膜（２０４）を備え、前記周辺部分（２０２；４０２）によって包囲される中心部分（２０３）、および、
前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って、前記プロトン交換高分子膜（２０４）と前記第１のポーラプレート（１３Ａ）の前記流れ領域（１０３）との間に介在させられる少なくとも１つのガス拡散層（２０５）
を備える膜電極接合体（２００）と、
第１の周辺封止部（３００）であって、
前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って、前記周辺帯域（１０２）と前記膜電極接合体（２００）の前記周辺部分（２０２）との間に介在させられる主要部（３０１）であって、前記流れ領域（１０３）と、前記流れ領域と関連する前記ガス拡散層（２０５）とを包囲し、一方における、前記セル（１４）の内部において、前記膜電極接合体（２００）の前記周辺部分（２０２；４０２）と前記周辺帯域（１０２）との間で画定される前記セル（１４）の区画室（４０）と、他方における、前記区画室（４０）を向く前記主要部（３０１）を越えて前記セルの外部の帯域との間で、反応性流体に対して封止部を提供する主要部（３０１）、および、
主要部分から前記区画室へと延びるフィン（３０２）
を備える第１の周辺封止部（３００）と
を備え、
前記主要部（３０１）は、前記積み重ねの方向（Ａ１１）と直交する長手方向（Ｌ）と平行に各々が延び、前記流れ領域（１０３）に沿って延び、前記流れ領域の両側に配置される２つの長手方向部分（３０１Ａ、３０１Ｂ）を備え、前記区画室（４０）は、一方における、それぞれの長手方向部分と、他方における、前記流れ領域（１０３）および前記流れ領域と関連する前記ガス拡散層（２０５）との間で各々が画定される２つの迂回帯域（５０）を備え、
各々の長手方向部分について、少なくとも１つのフィン（３０２；３０２′；３０２″）が、前記長手方向部分から、対応する迂回領域（５０）へと延び、
各々のフィンは、
前記フィンが対応する前記長手方向部分（３０１Ａ、３０１Ｂ）に取り付けられるのに介される接合部（３０４）と、
前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って、前記ガス拡散層（２０５）と前記周辺帯域（１０２）との間に介在させられる端部（３０６）と、
前記接合部（３０４）を前記端部（３０６）に繋げる中間部（３０５）であって、前記積み重ねの方向（Ａ１１）および前記長手方向（Ｌ）と直交する横断方向（Ｔ）に対して、前記正中面（Ｐ１２）への投影において傾斜させられる中間部（３０５）と
を備え、
各々の長手方向部分について、前記長手方向部分に取り付けられる前記フィンは、前記横断方向に対して同じ方向に沿って傾斜させられ、
当該スタックが動作構成にあるとき、下部に位置付けられる前記長手方向部分に取り付けられる前記フィンが、前記第１のポーラプレート（１３Ａ）と関連付けられる反応性流体の流れと同じ方向に傾斜させられる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のスタック（１１）。

【請求項13】

各々の周辺封止部について、反対の長手方向部分（３０１Ａ、３０１Ｂ）に取り付けられる前記フィン（３０２；３２０′；３０２″）は、前記横断方向（Ｔ）に対して反対方向に沿って傾斜させられる、請求項１２に記載のスタック（１１）。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか一項に記載のスタック（１１）と、
前記スタック（１１）の両側における２つの端プレート（１６）と、
前記セル（１４）の電気的特性を測定するように各々構成される、複数の測定モジュール（１８）であって、各々のモジュール（１８）がそれぞれのポケット（２０）に各々接続されるピン（２２）を備えている、複数の測定モジュール（１８）と
を備えている、燃料電池（１０）。

【請求項15】

請求項１４に記載の燃料電池（１０）を少なくとも１つ備えている、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池スタック、このようなスタックを備える燃料電池、および、このような燃料電池を備える車両に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池は、様々な用途において、具体的には電気車両において、エネルギー源として使用されている。高分子電解質膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）では、水素が燃料電池のアノードに供給され、酸素が酸化剤としてカソードに供給される。高分子電解質膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）は、一方の側におけるアノード触媒と、反対側におけるカソード触媒とを有する非導電性でプロトン交換の固体高分子電解質膜を備える膜電極接合体（ＭＥＡ）を備える。膜電極接合体（ＭＥＡ）は、炭素繊維などから作られるガス拡散層の介在を概して伴うバイポーラプレートと呼ばれる導電性要素の対の間に挟まれる。バイポーラプレートは、概して剛性であり、熱伝導性である。バイポーラプレートは、燃料電池のガス反応物を形成する化学種のための分離体として、および、可能性として冷却流体のための分離体として、主に機能し、バイポーラプレートはアノードおよびカソードのための集電体としても機能する。バイポーラプレートは、燃料電池からのガス反応物をそれぞれのアノード触媒およびカソード触媒の表面にわたって分配するために、および、反応生成物または残留物、具体的にはカソードにおいて生成される水を排出するために、適切な開口を伴う通路を有する。

【0003】

２つのバイポーラプレートの間に挟まれた膜電極接合体は、燃料電池の単位セルを形成し、複数の単位セルが燃料電池のスタックを形成するために積み重ねられる。燃料電池の動作の間、具体的にはセルの電気的特性を測定することで、単位セルを監視することが有利である。

【0004】

例えば、米国特許第９９９７７９２（Ａ１）号は、接続舌部によってセルの各々に接続されるケーブルのリボンを用いてコンピュータに接続されるセルのスタックを備える燃料電池を開示しており、そのケーブルは、ケーブルを接続舌部に押し付けるためにハーネスによって保持される。しかしながら、このような種類の構成で行われる測定は信頼性がなく、セルは大きな空間を占め、さらに、ケーブルは、セルの動作の間に発生させられる振動または膨張などの機械的応力によって損傷させられやすく、そのため耐用期間を短くしてしまう。

【0005】

独国特許出願公開第１０２０２１２０２５３８号は、セルスタックを備える燃料電池を記載している。バイポーラプレートの各々は、嵌め合いコネクタを受け入れるように各々が構成される電気接点を備える。電気接点はセルの積み重ねの軸に沿って並べられ、一方、絶縁要素が、具体的には嵌め合いコネクタへの電気接点の接続の間に、２つの隣接するバイポーラプレートの間での短絡を防止するために、各々のバイポーラプレートの間で、膜電極接合体の周辺部に位置決めされる。しかしながら、絶縁要素、延いてはバイポーラプレートのスタックが、比較的嵩張ってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許第９９９７７９２（Ａ１）号明細書

【特許文献2】独国特許出願公開第１０２０２１２０２５３８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が、コンパクトでより信頼性のある向上した燃料電池スタックを提案することによって、より具体的に改善しようとしていることは、このような問題である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

そのために、本発明は燃料電池スタックに関する。本発明によれば、スタックは、互いに同一であり、正中面に沿って各々が延び、正中面と直交する積み重ねの方向に沿って積み重ねられる複数のバイポーラプレートであって、２つの連続したバイポーラプレートがそれらの間にスタックのセルを形成する、複数のバイポーラプレートを備える。各々のバイポーラプレートは、重ね合わされ、バイポーラプレートの１つの端において少なくとも１つのポケットを一緒に形成する２つのモノポーラプレートによって形成され、各々のポケットは、燃料電池の測定モジュールのピンを受け入れるように構成される端開口を有し、一方、任意の２つの連続したバイポーラプレートはヘッドトゥーテールで積み重ねられる。

【0009】

本発明を用いることで、バイポーラプレートのヘッドトゥーテールの搭載によって、スタックの方向に沿って測定され、したがって、２つの連続したバイポーラプレートの間の間隔より大きい幅を各々の開口が有するポケットを提供することを可能にする。それによって、各々のポケットにおけるピンの挿入が容易にされ、さらに、ピンはより太くなることでより強くなり、これはスタックの信頼性に寄与する。

【0010】

本発明の有利であるが必須ではない態様によれば、このようなスタックは、個別に取り込まれる、または、任意の技術的に許容可能な組み合わせに従って取り込まれる以下の特徴のうちの１つまたは複数組み込むことができる。
－ 各々のポケットは、スタックの長手方向と平行である接続の方向における端開口を通じて開放し、長手方向はスタックの方向と直交し、
－ 一方、任意の２つの連続したバイポーラプレートについて、２つのバイポーラプレートの一方の各々のポケットの接続の方向は、他方のバイポーラプレートの各々のポケットの接続の方向と反対に配向される。
－ 各々のバイポーラプレートは、バイポーラプレートの少なくとも１つのポケットが設けられる接続帯域と、バイポーラプレートの中心に対して接続帯域の反対に位置付けられる嵌め合い帯域とを備え、
一方、任意の２つの連続したバイポーラプレートについて、２つのバイポーラプレートの一方の接続帯域は、積み重ねの方向において他方のバイポーラプレートの嵌め合い帯域を向いて配置され、
スタックは、ポケットと関連するピンが前記ポケットへ挿入されるときに接続帯域の各々のポケットの変形を制限するように、各々の接続帯域と嵌め合いの向かい合う帯域との間に介在させられる割り込み手段をさらに備える。
－ 嵌め合い帯域は、ポケットと関連するピンがポケットへ挿入されるときに接続帯域の各々のポケットの変形を制限して割り込み手段を形成するように、ポーラプレートから突出して設けられ、反対の接続帯域に向けて延びる隆起を備える。
－ 割り込み手段は、各々の接続帯域と、反対の嵌め合い帯域との間に介在させられるスペーサを備え、
一方で、各々のスペーサは嵌め合い帯域に留め付けられる。
－ 各々のバイポーラプレートはアノード外側面とカソード外側面とを備え、
一方、所与のバイポーラプレートについて、バイポーラプレートの嵌め合い帯域は、バイポーラプレートのアノード面に留め付けられるスペーサと、バイポーラプレートのカソード面に留め付けられるスペーサとを備える。
－ 各々のバイポーラプレートはアノード外側面とカソード外側面とを備え、
一方、所与のバイポーラプレートについて、割り込み手段は３つのスペーサを備え、スペーサのうちの２つは、バイポーラプレートの嵌め合い帯域の両側、バイポーラプレートのアノード面と、バイポーラプレートのカソード面とに配置され、しかし一方で、第３のスペーサは、バイポーラプレートを形成する２つのモノポーラプレートの間に配置される。
－ 割り込み手段は、各々の接続帯域と、反対の嵌め合い帯域との間に介在させられるスペーサを備え、
一方、各々のバイポーラプレートについて、プレートと関連する割り込み手段は、スペーサ同士を接続する材料の橋梁部を備え、
割り込み手段は、スペーサ（３２）が嵌め合い帯域の両側に位置が定められるように、関係するバイポーラプレートの縁に搭載される。
－ 割り込み手段は、各々の接続帯域と、反対の嵌め合い帯域との間に介在させられるスペーサを備え、
一方、スタックは、２つの連続したバイポーラプレートの間に各々が受け入れられ、２つのバイポーラプレートと関連する接続帯域と、反対の嵌め合い帯域との間で延びる膜電極接合体も備え、
スペーサのうちのいくつかは膜電極接合体に留め付けられる。
－ スペーサはエラストマ材料から作られる。
－ 各々のバイポーラプレートは、バイポーラプレートの少なくとも１つのポケットが設けられる接続帯域と、バイポーラプレートの中心に対して接続帯域の反対に位置付けられる嵌め合い帯域とを備え、
一方、任意の２つの連続したバイポーラプレートについて、２つのバイポーラプレートの一方の接続帯域は、積み重ねの方向に沿って他方のバイポーラプレートの嵌め合い帯域の反対に配置され、
接続帯域は２つの列で分配され、２つの列は積み重ねの方向に沿って延び、
各々の列について、その列のポケットの端開口は、積み重ねの軸と平行である開口平面によって幾何学的に支持され、前記列の接続帯域と関連する嵌め合い帯域は、１ｍｍから５ｍｍの間に含まれ、好ましくは２ｍｍ以上である開口平面からのある距離において、開口平面から後退させられて形成される。
有利には、スタックの少なくとも１つのセルについて、セルは、
－ 第１のポーラプレートであって、
・ 周辺帯域、および、
・ 周辺領域によって包囲される反応性流体の流れ領域
を備える第１のポーラプレートと、
－ 積み重ねの方向に従って第１のポーラプレートに重ね合わされる膜電極接合体であって、
・ 積み重ねの方向に沿って周辺帯域と反対の周辺部分、
・ プロトン交換高分子膜を備え、周辺部分によって包囲される中心部分、および、
・ 積み重ねの方向に沿って、プロトン交換高分子膜と第１のポーラプレートの流れ領域との間に介在させられる少なくとも１つのガス拡散層
を備える膜電極接合体と、
－ 第１の周辺封止部であって、
・ 積み重ねの方向に沿って、周辺帯域と膜電極接合体の周辺部分との間に介在させられる主要部であって、流れ領域と、流れ領域と関連する前記ガス拡散層とを包囲し、一方における、セルの内部において、膜電極接合体の周辺部分と周辺帯域との間で画定されるセルの区画室と、他方における、区画室を向く主要部を越えてセルの外部の帯域との間で、反応性流体に対して封止部を提供する主要部、および、
・ 主要部分から区画室へと延びるフィン
を備える第１の周辺封止部と
を備え、
ここで、
－ 主要部は、積み重ねの方向と直交する長手方向と平行に各々が延び、流れ領域に沿って延び、流れ領域の両側に配置される２つの長手方向部分を備え、区画室は、一方における、それぞれの長手方向部分と、他方における、流れ領域および流れ領域と関連するガス拡散層との間で各々が画定される２つの迂回帯域を備え、
－ 各々の長手方向部分について、少なくとも１つのフィンが、その長手方向部分から、対応する迂回領域へと延び、
－ 各々のフィンは、
・ フィンが対応する長手方向部分に取り付けられるのに介される接合部と、
・ 積み重ねの方向に沿って、ガス拡散層と周辺帯域との間に介在させられる端部と、
・ 接合部を端部に繋げる中間部であって、積み重ねの方向および長手方向と直交する横断方向に対して、正中面への投影において傾斜させられる中間部と
を備え、
－ 各々の長手方向部分について、長手方向部分に取り付けられるフィンは、横断方向に対して同じ方向に沿って傾斜させられ、
－ スタックが動作構成にあるとき、下に位置付けられる長手方向部分に取り付けられるフィンが、第１のポーラプレートと関連付けられる反応性流体の流れと同じ方向に傾斜させられる。
有利には、各々の周辺封止部について、反対の長手方向部分に取り付けられるフィンは、横断方向に対して反対方向に傾斜させられる。

【0011】

本発明は、
－ 先に記載されているようなスタックと、
－ スタックの両側における２つの端プレートと、
－ セルの電気特性を測定するための、それぞれのポケットに各々が接続されるピンを各々が備える複数のモジュールと
を備える燃料電池にさらに関する。

【0012】

最後に、本発明は、先に記載されているような燃料電池を少なくとも１つ備える車両に関する。

【0013】

本発明は、単に例として提供された、図面を参照する以下の記載を読むことで、より良く理解されることになる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施形態による燃料電池の概略的な正面および側面斜視図である。

【図2】図１に示されている燃料電池のバイポーラプレートのスタックの概略図である。

【図3】図１に示されている燃料電池のバイポーラプレートスタックのモジュールとセルとの間の接続の概略的な斜視図である。

【図4】部分的に分解された斜視および斜視で描写された、２つの挿絵ａ）およびｂ）での図１のスタックの概略図である。

【図5】図１に示されたスタックの断面の概略図である。

【図6】他の実施形態による燃料電池スタックの概略的な断面図である。

【図7】他の実施形態による燃料電池スタックの概略的な断面図である。

【図8】他の実施形態による燃料電池スタックの概略的な断面図である。

【図9】他の実施形態による燃料電池スタックの概略的な断面図である。

【図10】他の実施形態による燃料電池スタックの概略的な断面図である。

【図11】本発明の他の実施形態による、図４に示されているスタックと燃料電池とにそれぞれ属するバイポーラプレートを、２つの挿絵ａ）およびｂ）において示す図である。

【図12】本発明の他の実施形態による、同じ燃料電池に属するバイポーラプレートの詳細およびスタックの断面の、２つの挿絵ａ）およびｂ）における概略図である。

【図13】図１に示されたスタックの概略的な斜視図である。

【図14】２つの挿絵ａ）およびｂ）のそれぞれにおける、図１３のスタックの詳細な上面図、および、図１３のスタックの一部の断面図である。

【図15】図１３に示されているスタックのバイポーラプレートの２つの反対の面を、それぞれ２つの挿絵ａ）およびｂ）において示す図である。

【図16】本発明の代替の実施形態による、２つの挿絵ａ）およびｂ）における、燃料電池に属する２つのバイポーラプレートの詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１および図２は、本発明の第１の実施形態による燃料電池１０を示している。燃料電池１０は、バイポーラプレート１２のスタック１１を備える。

【0016】

知られている手法では、各々のバイポーラプレート１２は２つの反対の外面、すなわち、アノード面とカソード面とを有する。

【0017】

各々のバイポーラプレート１２は、ここでは２つの重ね合わされたモノポーラプレート１３によって形成されており、モノポーラプレート１３は、ここではカソードプレートである第１のポーラプレート１３Ａと、ここではアノードプレートである第２のポーラプレート１３Ｂとを含み、第１のポーラプレート１３Ａおよび第２のポーラプレート１３Ｂは図５において見ることができる。「２つの連続したモノポーラプレート１３」という表現は、同じバイポーラプレート１２と関連する２つのモノポーラのカソードプレート１３Ａおよびアノードプレート１３Ｂに言及している。モノポーラプレート１３は簡単にポーラプレート１３と呼ばれもする。２つの重ね合わされたモノポーラプレート１３によって形成されたこのようなバイポーラプレート１２において、アノードモノポーラプレート１３Ｂはバイポーラプレート１２のアノード面を形成し、カソードモノポーラプレート１３Ａはバイポーラプレート１２のカソード面を形成する。

【0018】

冷却回路が、有利には、封止された手法で互いに組み立てられる２つのモノポーラプレートの間に配置される。各々のバイポーラプレート１２は、正中面Ｐ１２に沿って延びる実質的に平坦な形を有する。

【0019】

このような実施形態では、同じバイポーラプレート１２と関連する２つのモノポーラプレート１３は金属から作られ、一体に溶接または接合される。

【0020】

図４を参照すると、燃料電池１０は、バイポーラプレート１２のスタック１１の形態で作られた複数のセル１４を備え、セル１４は、２つの連続したバイポーラプレート１２の間に形成される。それによって、スタック１１は、直列に接続された複数の個別のセル１４から成る。各々の個別のセル１４について、燃料電池１０は膜電極接合体２００をさらに備え、膜電極接合体２００は、セル１４と関連する２つのバイポーラプレート１２の間に介在させられる。膜電極接合体２００は単にＭＥＡ２００とも呼ばれる。

【0021】

それによって、各々のバイポーラプレート１２は、２つの隣接するセル１４に対して共通である。各々の膜接合体２００は、膜電極接合体２００がその間に介在させられるバイポーラプレート１２と関連する２つの正中面Ｐ１２と平行である中間平面Ｐ２００に沿って延びる。中間平面Ｐ２００は積み重ねの軸Ａ１１と直交している。

【0022】

燃料電池１０は、例えば、動力車両で、より具体的には電気動力車両で、使用されるように意図されており、原動機に供給する電気エネルギーは、本質的には、すべてではない場合でも、燃料電池１０によって供給される。

【0023】

バイポーラプレート１２は積み重ねの方向Ａ１１に沿って積み重ねられる。積み重ねの方向Ａ１１は積み重ねられたバイポーラプレート１２の正中面Ｐ１２と直交している。別の言い方をすれば、正中面Ｐ１２は積み重ねの方向Ａ１１に対して横断する平面である。積み重ねの方向Ａ１１と共に直交座標系を形成する長手方向Ｌおよび横断方向Ｔも定められる。

【0024】

燃料電池１０は、スタック１１の両側に配置される２つの端プレート１６も備える。スタック１１は、２つの端プレート１６の間に挟まれ、端プレート１６同士の間において積み重ねの方向Ａ１１に圧縮されている。端プレート１６は例えばアルミニウムから作られる。

【0025】

外部の流体回路（図示されていない）が、端プレート１６のレベルにおいて電池１０に繋げられ、反応性ガスが、後で詳細に検討されるが、バイポーラプレート１２に配置され、流れ領域１０３と、概して２つの均一化領域１０４とを備える通路１７のネットワークで組織化された通路を介して、バイポーラプレート１２の表面において膜電極接合体２００に分配される。各々のバイポーラプレート１２について、ここでは通路１７のネットワークの対称性の中心に対応しているバイポーラプレートの中心Ｃ１２が、定められている。

【0026】

例えば、１つまたは複数のセル１４の端子における電圧など、セル１４の電気的特性を測定するために、セル１４の少なくとも１つの電気的特性を測定するためのモジュール１８が、バイポーラプレート１２のスタック１１に接続されている。各々のモジュール１８は、燃料電池システム１０の制御を適合させるために、スタック１１の状態を監視する働きをする。

【0027】

このように、同じバイポーラプレート１２に属する２つの連続したモノポーラプレート１３は、有利には背中合わせで配置され、例えば、長手方向Ｌに沿ってバイポーラプレート１２の一方の端２１に配置された縁においてなど、バイポーラプレート１２の１つの縁において少なくとも１つのポケット２０をそれらの間に形成する。したがって、端２１は、本例においては、横断方向Ｔと平行に延びるバイポーラプレート１２の縁である。

【0028】

各々のポケット２０は、セル１４の電気的特性を測定するためのモジュール１８のピン２２を受け入れるように構成される。

【0029】

バイポーラプレート１２同士は互いに同一である。２つの連続したバイポーラプレート１２は、図２において見られるように、１つ置きのバイポーラプレート１２の少なくとも１つのポケット２０だけがモジュール１８の近傍において同じ高さとなるように、ヘッドトゥーテールで積み重ねられる。

【0030】

図示されている例によれば、各々のバイポーラプレート１２は、ピン２２をそれぞれ受け入れるための正確に２つのポケット２０を形成する。各々のバイポーラプレート１２について、バイポーラプレート１２を受け入れるためのポケット２０同士は互いの近傍に配置されており、バイポーラプレート１２の接続帯域２４Ａを形成する。

【0031】

各々のバイポーラプレート１２は嵌め合い帯域２４Ｂも備える。バイポーラプレート１２の嵌め合い帯域２４Ｂは、プレートの構成材料が延びるバイポーラプレート１２の一部分であり、好ましくは滑らかな一部分である。各々のバイポーラプレート１２について、嵌め合い帯域２４Ｂは、バイポーラプレート１２の中心Ｃ１２に対して接続帯域２４Ａの反対に対称的に位置が定められる。それによって、スタック１１の任意の２つの連続したバイポーラプレート１２について、２つのプレート１２の一方の接続帯域２４Ａは、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、他方のバイポーラプレート１２の嵌め合い帯域２４Ｂの反対に配置される。スタック１１の任意の３つの連続したバイポーラプレート１２について、積み重ねの方向Ａ１１において包囲する他の２つのバイポーラプレート１２の間に位置が定められる３つのプレート１２のうちの１つの接続帯域２４Ａは、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、積み重ねの方向Ａ１１において包囲する他の２つのバイポーラプレート１２の各々の嵌め合い帯域２４Ｂの反対に配置される。

【0032】

図２に図示されているように、スタック１１は接続帯域２４Ａの２つの列２３を備え、列２３の各々は積み重ねの方向Ａ１１に沿って延びる。２つの列２３は、積み重ねの方向Ａ１１と平行な軸に関して互いに対して対称的に位置付けられ、バイポーラプレートの各々の中心Ｃ１２を通過する。例では、２つの列２３はスタックの横断平面の両側に位置付けられており、横断平面は長手方向Ｌと直交している。図示されている例では、モジュール１８は、図２の上側に位置付けられた列２３のうちの一方だけに接続されており、他方の列は未使用のままとされている。変形（図示されていない）では、モジュール１８などの他のモジュールが接続帯域２４Ａの他方の列に接続される。

【0033】

接続帯域２４Ａの列２３の一方について有効なことは、接続帯域２４Ａの他方の列２３に移すことができる。以後においては、モジュール１８が接続された列２３が主に説明されている。

【0034】

第２のポケット２０は、２０個のセル１４のグループごとに４つのワイヤを測定することを可能にする。同じことがインピーダンスを測定するために使用される。

【0035】

より具体的には、各々のポケット２０は前記ピン２２と協働するように成形される。

【0036】

各々のポケット２０について、２つの連続したモノポーラプレート１３は、互いに接触しているとき、ポケット２０の周囲壁２６を一緒に画定する。

【0037】

好ましくは、各々のポケット２０は、周囲壁２６が円錐形を有する開口端２８を有する。より大まかには、開口端２８は末広がりの形状を有する。このような形状は、モジュール１８のピン２２の前記ポケット２０への挿入の間にピン２２を案内するという利点を有する。

【0038】

同じ列２３の開口端２８は開口平面Ｐ２８によって幾何学的に支持され、開口平面Ｐ２８は、積み重ねの方向Ａ１１と平行な平面であり、一例では横断平面であり、別の言い方をすれば、長手方向Ｌと直交する平面である。

【0039】

各々のピン２２が、対応するポケット２０の内部容積に向けて配向された、実質的に並進の動きである挿入の動きに応じて、対応するポケット２０へと挿入されることは、理解されるべきである。各々のポケット２０について、ピン２２の挿入の動きの反対方向に実質的に対応し、したがって、挿入の動きと平行であるが反対方向に沿って配向される方向に実質的に対応する接続の方向Ｄ２０が定められる。所与のバイポーラプレート１２の各々のポケット２０について、各々の接続の方向Ｄ２０はバイポーラプレート１２の正中面Ｐ１２と平行である。それによって、各々のポケット２０は、接続の方向Ｄ２０に沿って、ポケット２０の開口端２８を介して外方へ開放している。

【0040】

好ましくは、同じ接続帯域２４Ａのポケット２０は同じ方向に配向されており、つまり、ポケット２０と関連する接続の方向Ｄ２０は互いに平行である。それによって、延いては、各々の接続帯域２４Ａについて、接続帯域２４Ａと関連する各々のポケット２０の接続の方向Ｄ２０は、接続帯域２４Ａについての接続の方向でもある。接続帯域２４Ａの各々の列２３について、接続帯域２４Ａと関連する接続の方向Ｄ２０は、接続帯域２４Ａと関連する開口平面Ｐ２８と直交する。

【0041】

好ましくは、任意の２つの連続したバイポーラプレート１２について、２つのバイポーラプレート１２の一方の各々のポケット２０の接続の方向Ｄ２０は、他方のバイポーラプレート１２の各々のポケット２０の接続の方向と反対に配向される。

【0042】

有利には、各々のポケット２０の周囲壁２６は、ピン２２についての小さい断面の通過を形成するように、隆条部２６Ｂを有する。隆条部２６Ｂは、ポケット２０を強固にする役目を果たし、ピン２２とポケット２０との間においてポケット２０の内側に電気接触を確保することを可能にする。

【0043】

各々のモジュール１８は、ここでは、１０個のポケット２０を前記モジュール１８に接続するように構成される１０個の並べられたピン２２を含み、つまり、図３において見られるように、２０個のセル１４と、２０個のセル１４のうちの１つの第２のポケット２０を接続するための追加のピン２５とを含む。１０個の並べられたピン２２は、２つの連続したピン２２の間で、２つの連続したセル１４の電圧を測定する働きをする。モジュール１８のピン２２、２５は好ましくは同一である。

【0044】

図示されている実施形態では、各々の接続帯域２４Ａは２つのポケット２０を備え、ポケット２０のうちの一方はモジュール１８のピン２２のうちの１つと関連付けられ、一方、他方のポケット２０は追加のピン２５を受け入れるように構成される。

【0045】

図示されている例は２つのモジュール１８を備えるが、燃料電池１０は２つのモジュールに限定されないが、例えば、２００個のセル１４を接続するための１０個のモジュール１８など、より多くのモジュールを備えてもよい。同様に、各々のモジュール１８についてのピン２２の数は限定ではない。

【0046】

追加のピン２５は、ピン２０の並びと実質的に平行に、好ましくはモジュール１８の長手方向の端において配置される。例えば、追加のピン２５は、電流が受け入れられるポケット２０へと電流を注入するように構成され、それによって、２０個のセル１４におけるインピーダンスを測定することを可能にする。

【0047】

図４を参照すると、各々のバイポーラプレート１２と、延いては、バイポーラプレート１２と関連する２つのモノポーラプレート１３とは、開口１０１と、周辺帯域１０２と、流れ領域１０３と、２つの均一化領域１０４とを備える。別の言い方をすれば、要素１０１～１０４は、各々のバイポーラプレート１２の２つの反対の面にある。流れ領域１０３と２つの均一化領域１０４とは通路ネットワーク１７に含まれる。

【0048】

周辺帯域１０２は、バイポーラプレート１２の周辺部全体にわたって延び、ここでは、開口１０１、均一化領域１０４、および流れ領域１０３の縁を定めている。開口１０１、均一化領域１０４、および流れ領域１０３は周辺帯域１０２の内側に配置されている。周辺帯域１０２は、積み重ねの方向Ａ１１に対して垂直な平面、つまり、正中面Ｐ１２と平行な平面において延びている。

【0049】

各々の開口１０１は、スタック１１の各々のセル１４のための、反応性もしくは冷却の流体の注入、または、反応性もしくは冷却の流体の排出のためのいずれかに意図されている。反応性もしくは冷却の流体は燃料電池１０の動作流体である。開口１０１は、ここでは閉じた輪郭を有し、そのため、開口１０１は、スタック１１の内部にダクトを形成し、ダクトは「内部マニホールド」と呼ばれる。変形（図示されていない）では、燃料電池１０の動作流体はスタック１１の外部のダクトによって供給され、ダクトは「外部マニホールド」と称される。このような場合、開口１０１は開いた輪郭を有する。本発明の原理は、ダクトの種類に拘わらず有効である。

【0050】

例では、３つの開口１０１の列が、ここでは、横断方向Ｔに関して、カソードプレート１３Ａであるポーラプレート１３の片側に位置付けられており、３つの開口１０１は横断方向Ｔに並べられている。３つの他の開口１０１を備える別の列が、ポーラプレート１３の他方の側に位置が定められており、他の３つの開口１０１も横断方向Ｔに並べられている。開口１０１の２つの列の各々は、ポーラプレート１３のそれぞれの長手方向の端の近くに配置されている。

【0051】

各々の反応性または冷却の流体について、延いては、セル１２の各々の流体の流れ領域１０３について、開口１０１は、関係する流れ領域のための流体供給部を形成し、中心Ｃ１２に関して対称的に反対に位置付けられる別の開口が、関係する流れ領域１０３についての流体を排出する働きをし、中心Ｃ１２に関して対称的に反対に位置付けられる２つの開口１０１は、中心Ｃ１２に関する中心対称に従って対称的な形状を好ましくは有する。

【0052】

流れ領域１０３は、長手方向Ｌにおいて２つの均一化領域１０４の間で、膜電極接合体２００に向けて配向されるプレート１３Ａの面にわたって延びる。各々の均一化領域１０４は、長手方向Ｌに沿って流れ領域１０３と開口１０１との間に配置される。各々の均一化領域１０４は、開口１０１のうちの１つを流れ領域１０３に繋げる通路を概して含む。図示されている例では、均一化領域１０４の通路は、同様であり、ここでは広げられたその配向を除いて、流れ領域１０３の通路と同じ方法で形成されている。

【0053】

代替（図示されていない）として、均一化領域１０４の通路は、流れ領域１０３の通路と異なる幅および／または深さを有する。同様に、均一化領域１０４の通路は、流れ領域１０３の通路と異なる方法で作られてもよく、具体的には、異なる技術的な方法で作られてもよい。例えば、均一化領域１０４の通路は、平面状であるかまたは平面状でないポーラプレート１３の一部分への金属、エラストマ、またはポリマ材料の追加によって適用される隆条部の形態で作られ、一方、流れ領域１０３の通路は深絞りによって作ることができ、またはその逆も可能である。

【0054】

カソードプレート１３Ａについて、第１の均一化領域１０４は、開口１０１のうちの１つから来る反応性流体を、その流体が長手方向Ｌに沿って流れ領域１０３を通じて流れるように分配する。第２の均一化領域１０４は、流れ領域１０３の全体にわたって分配された反応性流体を、反応性流体が排出される、プレート１３Ａの反対に位置が定められた他の開口１０１まで、排出する働きをする。

【0055】

流れ領域１０３によって繋げられた２つの開口１０１と２つの均一化領域１０４とは、中心Ｃ１２に関して互いの反対に位置が定められており、別の言い方をすれば、２つの開口１０１は中心Ｃ１２に関して対称的に配置されている。各々の流れ領域１０３について、中心Ｃ１２に関して反対の２つの対称的な開口１０１は流れ領域１０３と関連付けられ、２つの開口１０１は流れ領域を成す。

【0056】

各々の反応性または冷却の流体について、延いては、セルの各々の流れ領域について、２つの均一化領域１０４は、好ましくは、均一化領域１０４の形状と均一化領域１０４の通路の配置との両方において、中心Ｃ１２に関する中心対称に従って対称である。

【0057】

変形（図示されていない）では、ポーラプレート１３は均一化領域１０４を備えておらず、流れ領域１０３は開口１０１に直接的に繋げられる。

【0058】

それによって、接合体２００の方向に向けられるプレート１３Ａの面において、反応性流体のうちの１つだけが、開口１０１のうちの１つから開口１０１のうちの他のものへと、流れ領域１０３を介して長手方向Ｌに沿って反対へと流れる。カソードポーラプレート１３Ａについて、反応性流体は、空気または酸素といったカソード反応性流体である。

【0059】

図示されている例では、膜電極接合体２００またはＭＥＡ２００は、周辺部分２０２と、開口２０１と、中心部分２０３とを備える。周辺部分２０２は、ＭＥＡ２００の周辺部を通じて延び、周辺部分２０２の内側に位置付けられる開口２０１および中心部分２０３の縁を定める。開口２０１は閉じた輪郭を有する。周辺部分２０２は、積み重ねの方向Ａ１１に対して垂直で正中面Ｐ１２と平行な平面において延びている。

【0060】

ＭＥＡ２００の開口２０１は、積み重ねの方向Ａ１１に沿ったＭＥＡを通じた反応性流体の流れのために、膜電極接合体２００に作られている。各々の開口２０１は、カソードポーラプレート１３Ａの開口１０１のうちの１つを積み重ねの方向Ａ１１に沿って延ばすことで、燃料電池の動作流体のための通過ダクト（またはマニホールド）を形成している。別の言い方をすれば、開口１０１と２０１とは積み重ねの方向Ａ１１に沿って互いを向いている。例では、各々の開口２０１は、開口２０１が向く開口１０１と同じ形状を有する。

【0061】

スタック１１では、バイポーラプレート１２の開口１０１と膜電極接合体２００の開口２０１とは一緒に、「内部マニホールド」とも呼ばれるダクトをスタック１１の内部に形成する。変形（図示されていない）では、燃料電池１０の動作流体はスタック１１の外部のダクトによって供給され、ダクトは「外部マニホールド」と称される。このような場合、バイポーラプレート１２の開口１０１はそれぞれ開いた輪郭を有する。本発明の原理は、マニホールドの種類に拘わらず有効である。

【0062】

ＭＥＡ２００の中心部分２０３は、流れ領域１０３を向き、積み重ねの方向Ａ１１に沿って流れ領域１０３を完全に覆う。ＭＥＡ２００の中心部分２０３の周辺の周辺部は、適切な場合、ＭＥＡ２００の周辺部分２０２の内側周辺部に重なる。

【0063】

図５を参照すると、ＭＥＡ２００の中心部分２０３は、プロトン交換高分子膜である膜２０４を備える。膜２０４は、積み重ねの方向Ａ１１において流れ領域１０３を向く正中面Ｐ１２と平行に延び、実質的に平坦である。膜２０４は、好ましくはＭＥＡ２００の周辺部分２０２と同一平面である。膜２０４は、正中面Ｐ１２と平行なその２つの面において、触媒の層で覆われ得る。図示されている例では、膜２０４は、具体的には中心部分２０３が周辺部分２０２の一部分と重なる場合、流れ領域１０３を越えて延びる。

【0064】

各々のＭＥＡ２００の膜２０４は、２つのガス拡散層（ＧＤＬ）２０５の間に取り込まれる。各々の拡散層２０５は、正中面Ｐ１２と平行に延び、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、ＭＥＡ２００の中心部分２０３と、向かい合うポーラプレート１３との間に介在させられる。ＧＤＬ２０５の間に取り込まれた中心部分２０３は、中間平面Ｐ２００に沿って延びると見なされる。

【0065】

ＭＥＡ２００は、中心部分２０３を支持するために、より具体的には、膜２０４を支持するために、保持フレーム２０６を有利に備える。そのため、保持フレーム２０６は周辺部分２０２を形成する。図５に示されている例では、保持フレーム２０６は、膜２０４を保持するために、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、膜２０４の外側周辺の周辺部を留める。そのため、保持フレーム２０６は、積み重ねの方向Ａ１１に沿って周辺部分２０２に重なる膜２０４の全体部分を留める。

【0066】

変形（図示されていない）では、保持フレーム２０６の代わりに、膜２０４などの同じ膜が、中心部分２０３と周辺部分２０２との両方を形成するように構成することも可能である。しかしながら、図示されている構成は、保持フレーム２０６が、膜２０４と比べてより強く、より柔軟性があり、より脆性であるため、好ましいとされる。保持フレーム２０６は、優先的には、互いに平坦に圧し掛かるように意図されており、例えば、ＰＥＴの略語によって知られているポリエチレンテレフタレート、または、ＰＥＮとして知られているポリエチレンナフタレートといった高分子薄膜から作られる実質的に同一の形状の２つの半体フレームから成る。高分子薄膜から作られる場合、２つの半体フレームは、例えば、接着によって互いに組み立てられる。

【0067】

図示されている例では、各々の拡散層２０５は、向かい合う中心部分２０３を全体で覆い、より具体的には膜２０４を全体で覆い、有利には、周辺部分２０２にわたって突出し、つまり、膜２０４を挟む保持フレーム２０６の内側周辺部にわたって突出する。具体的には、ガス拡散層２０５は、少なくとも流れ室１０３に対応する帯域において、積み重ねの方向Ａ１１に沿って通路１７のネットワークに圧し掛かり、反対方向に沿って膜２０４に圧し掛かる。ガス拡散層２０５は、多孔質材料から有利に形成され、セル１４が動作しているときに反応性流体を通路１７から膜２０４へと拡散させ、適切な場合、膜２０４から来る反応生成物を、排出させるように通路１０５まで拡散させる。

【0068】

モジュール１８の各々のピン２２、２５は、モジュール１８と、モジュール１８が対応するバイポーラプレート１２との間において、長い時間にわたって効果的で耐久性のある電気接触を促進させるように設計される。そのために、モジュール１８の各々のピン２２、２５は、例えば、ピン２２、２５が対応するポケット２０へと挿入されると、ピン２２、２５がポケット２０の周囲壁２６に２つの反対の力を発揮するような形状を有する。図５を参照すると、ピン２２、２５が対応するポケット２０へと挿入されるとき、対応するバイポーラプレート１２を形成する２つのポーラプレート１３Ａおよび１３Ｂが互いから離れて動こうとすることが理解されよう。

【0069】

スタック１１は、ポケット２２と関連するピン２２がポケット２０へ挿入されるときに接続帯域２４Ａの各々のポケット２０の変形を制限するように、より具体的には、ピン２２、２５の挿入の間に離れて移動するポーラプレート１３Ａおよび１３Ｂの能力を制限するように、各々の接続帯域２４Ａと反対の嵌め合い帯域２４Ｂとの間に配置される割り込み手段３０をさらに備える。好ましくは、割り込み手段３０は、ポケット２０の各々と、積み重ねの方向Ａ１１に沿って並べられる。好ましくは、割り込み手段３０は、積み重ねの方向Ａ１１に沿って室２０の両側に配置される。

【0070】

図５の例では、各々のバイポーラプレート１２について、割り込み手段３０は、例えば、正中面Ｐ１２と平行な２つの反対の面を有する、平行六面体形状などの２つのスペーサ３２を備える。好ましくは、各々のスペーサ３２は、嵌め合い帯域２４Ｂに留め付けられ、それによって、嵌め合い帯域２４Ｂと、反対に位置が定められる接続帯域２４Ａとの間に介在させられる。それによって、所与のバイポーラプレート１２について、嵌め合い帯域２４Ｂは、バイポーラプレート１２のアノード面におけるスペーサ３２と、バイポーラプレート１２のカソード面におけるスペーサ３２とを備える。本例では、スペーサは電気的に絶縁性の材料から作られる。さらに、スペーサが、弾性材料から作られること、より具体的には、エラストマから作られること、延いては、特に、電気的に絶縁性のエラストマから作られることは、有利であり得る。スペーサ３２は、ここでは、シリコーンとも呼ばれるポリシロキサンから作られ、スタック１１を形成する前に、バイポーラプレートと関連するモノポーラプレート１３に留め付けられる。例えば、シリコーンペーストはモノポーラプレート１３に適用され、シリコーンは、硬化後にスペーサ３２を形成する。具体的には、スペーサ３２は、有利には、モノポーラプレート１３へのオーバーモールドによって作られる。それによって、各々のスペーサ３２は、有利には、対応する嵌め合い帯域２４Ｂに、オーバーモールドによって直接的に留め付けられる。代替で、スペーサは、例えば型成形および／または機械加工によって、前もって製造され、そのため、スペーサはモノポーラプレート１３に接合または入れ子にされ、それによって割り込み手段３０を形成する。

【0071】

セル１４が電池１０の動作状態において積み重ねられると、割り込み手段３０は、２つの向かい合うバイポーラプレート１２に圧し掛かる、または、２つの向かい合うバイポーラプレート１２の各々から非常に短い距離で圧し掛かり、それによって、各々の割り込み手段３０は、２つのバイポーラプレート１２の一方の接続帯域２４Ａと、反対に位置が定められ、他の２つのバイポーラプレート１２に属する嵌め合い帯域２４Ｂとの間に介在させられる。弾性材料から作られるスペーサ３２の場合、具体的には、ピン２２または２５をポケット２０へと挿入するとき、ポケット２０と関連付けられる接続帯域２４Ａの両側に配置される割り込み手段３０は、隣接するバイポーラプレート１２に圧し掛かることによってであり、より具体的には、嵌め合いの向かい合う帯域２４Ｂに圧し掛かることによる、ポケット２０と関連するポーラプレート１３の離れる動きに弾性的な戻りによって抗する一方で、ポケット２０へのピンの通過を受け入れるために、弾性的に変形するように作ることができる。

【0072】

間隔Ｌ１２が、２つの隣接するバイポーラプレート１２の間の距離であるとして定められ、積み重ねの軸Ａ１１と平行な２つの連続したバイポーラプレート１２の正中面Ｐ１２の間で測定される。間隔Ｌ１２は、燃料電池１０のピッチに対応しており、別の言い方をすれば、セル１４の平均厚さに対応する。間隔Ｌ１２は、例えば０．８ｍｍから１．５ｍｍの間に含まれる。

【0073】

例によれば、割り込み手段３０は、分離を制限する一方でポケット２０へのピンの通過を受け入れるために、具体的には、セルの製造および組み立ての幾何学的公差を考慮するために、ポケット２０と関連するポーラプレート１３の若干の分離にも拘らず、積み重ねの方向Ａ１１と平行に測定される、整然としたスタックの動作状態における２つの向かい合うバイポーラプレート１２を分離する間隔Ｌ１２未満の厚さを有する。

【0074】

具体的には、割り込み手段３０は、２つの隣接するバイポーラプレート１２をある距離で保ち、具体的には、各々の接続帯域２４Ａを、反対に位置が定められた嵌め合い帯域２４Ｂからある距離で保つ。割り込み手段３０は、２つの隣接するバイポーラプレート１２の間の直接的な接触を防止し、より具体的には、各々の接続帯域２４Ａと、反対に位置が定められた嵌め合い帯域２４Ｂとの間の直接的な接触を防止する。

【0075】

有利には、スタック１１の動作状態において、割り込み手段３０は、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、厚さに関して寸法決定されることで、割り込み手段３０と２つの隣接するバイポーラプレート１２との間に、積み重ねの方向Ａ１１に沿って全体の寸法のクリアランスを残す。寸法のクリアランスは、好ましくは１００ミクロン未満であり、より優先的には５０ミクロン未満である。割り込み手段と隣接するバイポーラプレート１２との間の寸法のクリアランスは、図では示されていない。寸法的なクリアランスのため、接続帯域２４Ａと嵌め合い帯域２４Ｂとの間で利用可能な空間に対して厚過ぎることになる割り込み手段がバイポーラプレート１２の局所的な変形をもたらす危険性なしで、割り込み手段３０の寸法およびバイポーラプレート１２の寸法におけるばらつきを許容することが可能である。

【0076】

図５を参照すると、スタック１１は所与の接続帯域２４Ａの各々のポケット２０について断面で示されており、周囲壁２６は、有利には、ポケット２０の開口端２８を画定する末広がりの周縁２７Ａを備える。末広がりの周縁２７Ａは、モノポーラプレート１３Ａ／１３Ｂの縁に対応しており、ここでは横断軸Ｔと平行に延びている。周縁２７Ａは、ポケット２０の底２９から離れて動くとき、正中面Ｐ１２に対して発散する。各々の末広がりの周縁２７Ａは、接続帯域２４Ａが属するバイポーラプレート１２の外側の縁の一部分である。末広がりの周縁２７Ａは、当該のポケット２０に対応するピン２２／２５の挿入を容易にする。

【0077】

各々のポケット２０について、全体の寸法Ｌ２０は、ポケット２０の２つの末広がりの周縁２７Ａの間で積み重ねの軸Ａ１１と平行に測定される最大距離であるとして定められる。全体の寸法Ｌ２０と間隔Ｌ１２とが図５に示されている。バイポーラプレート１２のヘッドトゥーテールの搭載は、全体の寸法Ｌ２０が間隔Ｌ１２より大きいポケット２０を提供することを可能にし、これは、より太く、延いてはより剛性のあるピン２２の挿入を容易にする。

【0078】

各々の嵌め合い帯域２４Ｂは、隣接する末広がりの周縁２７Ａを向いて延び、好ましくは、嵌め合い帯域２４Ｂを向く接続帯域２４Ａに属する隣接する末広がりの周縁２７Ａと平行に延びる嵌め合い縁２７Ｂを備える。各々の嵌め合い縁２７Ｂは、嵌め合い帯域２４Ｂが属するバイポーラプレート１２の外側の縁の一部分である。各々の嵌め合い縁２７Ｂは、ここでは、横断方向Ｔと平行に延びる。

【0079】

図５～図８に図示されている例では、末広がりの周縁２７Ａと嵌め合い縁２７Ｂとは、積み重ねの方向Ａ１１に沿って互いに並べられる。別の言い方をすれば、末広がりの周縁２７Ａと嵌め合い縁２７Ｂとは、開口平面Ｐ２８によって幾何学的に支えられる。

【0080】

割り込み手段３０が、各々の末広がりの周縁２７Ａを隣接する嵌め合い縁２７Ｂからある距離で保つ働きをし、これが２つの隣接するバイポーラプレート１２の間の短絡の危険性を低下させることは、理解されるべきである。

【0081】

図５に図示されているように、各々のセル１４について、膜電極接合体２００は、セル１４に関連する２つのバイポーラプレート１２の間において、割り込み手段３０によって有利に挟まれる。図５に示されている例では、保持フレーム２０６は、２つのバイポーラプレート１２の間において、割り込み手段３０によって挟まれている。

【0082】

概して、以後に記載されている実施形態についてを含め、スペーサ３２のうちの１つまたは複数は、セル１４の封止部の一部分によって形成され得る。同様に、スペーサ３２のうちの１つまたは複数は、封止部とは異なってもよいが、セルの封止部のうちの少なくとも１つと同じ材料から作られてもよい。そのため、２つの場合において、スペーサ３２は、封止部がモノポーラプレート１３のうちの１つまたはＭＥＡ２００にしっかりと取り付けられるかどうか、または、当該の封止部が自由な封止部であるかどうかに拘わらず、例えば、当該の封止部と同じ鋳造、型成形、またはオーバーモールドの動作の間など、封止部の形成と同じ動作の間に好ましくは作られる。

【0083】

本発明の代替の実施形態によるスタック２１１が図６に示されている。

【0084】

本発明の代替の実施形態では、他の実施形態の要素に類似の要素は、同じ符号を有し、同じ方法で機能する。各々の実施形態と先の実施形態との間の違いは、以後において説明されている。

【0085】

バイポーラプレート１２が、封止された手法で一体に溶接または接合された２つのモノポーラプレート１３によって形成される先の実施形態のスタック１１と比べて、図６に示されているスタック２１１の場合は、２つのモノポーラプレート１３の間に配置される取り付けられた封止部２３０の介在を伴う組み立てのために、各々のバイポーラプレート１２が、互いに対する単純な圧縮によって組み立てられる２つのモノポーラプレート１３から形成される例である。直接的に搭載された封止部２３０は、点線での矩形によって、図式的に、非限定的な様態で示されている。

【0086】

図６に示されている例では、各々のバイポーラプレート１２について、割り込み手段３０は、例えばエラストマ材料から、具体的にはシリコーンから作られる３つのスペーサ３２を備え、スペーサ３２のうちの２つは、バイポーラプレート１２の嵌め合い帯域２４Ｂの両側、バイポーラプレート１２のアノード面と、バイポーラプレート１２のカソード面とのそれぞれに配置され、一方、第３のスペーサ３２は、バイポーラプレート１２を形成する２つのカソードプレート１３Ａとアノードプレート１３Ｂとの間に配置され、好ましくは、バイポーラプレート１２の嵌め合い帯域にも配置される。好ましくは、３つのスペーサ３２は、積み重ねの軸Ａ１１と平行な圧縮力に対処するように、積み重ねの軸Ａ１１に沿って並べられる。

【0087】

本発明の第２の実施形態によるスタック３１１が図７に示されている。先の実施形態と比べて、図７に示されているスタック３１１の場合には、各々のバイポーラプレート１２のモノポーラプレート１３Ａおよび１３Ｂは、バイポーラプレート１２と関連する正中面Ｐ１２からある距離で延びる隆起３３２を備え、隆起３３２は、嵌め合い帯域２４Ｂに設けられ、向かい合う接続帯域２４Ａのポケット２０に圧し掛かる。隆起３３２は、バイポーラプレート１２の対応する面に浮き彫りを形成する。それによって、隆起３３２は割り込み手段３０を形成する。各々のバイポーラプレート１２について、関連するモノポーラプレート１３Ａおよび１３Ｂはここでは一体に溶接されている。先に記載されているように、積み重ねの方向Ａ１１に沿って隆起３３２の寸法は、優先的には、受け入れられるセル１４の製造公差および組立公差を許容する寸法のクリアランスを提供する。

【0088】

隆起３３２は、有利には、通路１７の形成と一緒に形成され、より具体的には、スタンピングによって形成される。隆起３３２は、モノポーラプレート１３Ａ／１３Ｂの各々と一体品で提供される。延いては、割り込み手段３０は、ここではバイポーラプレート１２と一体品で形成され、これは経済的であり、製作するのが迅速である。

【0089】

本発明の第２の実施形態によるスタック４１１が図８に示されている。先の実施形態に関して、より具体的には、特に図５に示されているスタック１１に関して、図８に示されているスタック４１１の場合には、バイポーラプレート１２のアノード面とバイポーラプレート１２のカソード面とにそれぞれ配置される、各々のバイポーラプレート１２と関連する割り込み手段３０のスペーサ３２は、材料の橋梁部４３４によって互いに繋げられている。割り込み手段３０は、スペーサ３２が、嵌め合い帯域２４Ｂの両側において、つまり、バイポーラプレート１２の各々の面において位置が定められるように、検討されているバイポーラプレート１２の縁に搭載されており、より正確には、検討されているバイポーラプレート１２の嵌め合い縁２７Ｂに搭載されている。

【0090】

図示されている例では、材料の橋梁部４３４は、スペーサ３２を互いに繋げる可撓性の壁である。好ましくは、材料の橋梁部４３４は、嵌め合い縁２７Ｂを、反対の末広がりの周縁または末広がりの周縁２７Ａから電気的に絶縁するように、連続的な壁によって形成され、接続帯域２４Ａを向く嵌め合い縁２７Ｂ全体を覆う。

【0091】

好ましくは、材料の橋梁部４３４は、バイポーラプレート１２の嵌め合い縁２７Ｂを若干挟むように、および、スタック４１１の組み立ての間に嵌め合い帯域２４Ｂにおける所定位置で割り込み手段３０を保持するように、あらかじめ形成される。有利には、割り込み手段３０はバイポーラプレート１２に接合される。

【0092】

変形（図示されていない）では、嵌め合い帯域２４Ｂは、穿設された孔などの開口を備え、一方で、割り込み部材３０は、例えば、穿設された孔に合致する鋲など、開口に合致する形状の突起を備え、開口と、合致する突起とは、割り込み部材３０が対応する嵌め合い帯域２４Ｂに搭載されるときに割り込み部材３０の位置決めを容易にするように、合致する形状によって互いに協働する。

【0093】

本発明の第２の実施形態によるスタック５１１が図９に示されている。先の実施形態に関して、より具体的には、特に図５に示されているスタック１１に関して、図９に示されているスタック５１１の場合には、スペーサ３２は、モノポーラプレート１３Ａ／１３Ｂではなく膜電極接合体２００に留め付けられている。図示されている例では、スペーサ３２はＭＥＡ２００の保持フレーム２０６に留め付けられている。スタック５１１がひとたび形成されると、スペーサ３２は、各々の接続帯域２４Ａと、互いを向く嵌め合い帯域２４Ｂとの間に位置が定められ、割り込み手段３０を形成する。

【0094】

図示されている例では、各々のスペーサ３２は、膜電極接合体２００の一方の側に、好ましくは嵌め合い帯域２４Ｂの方へ配向される側に位置決めされ、積み重ねの方向Ａ１１に沿った中間平面Ｐ２００に対するＭＥＡ２００の周辺部分２０２のずれを低減する働きをし、膜電極接合体２００の引き裂きの危険性を低減する。好ましくは、各々のスペーサ３２は嵌め合い帯域２４Ｂの平坦部分に圧し掛かる。先に記載されているように、積み重ねの方向Ａ１１に沿ったスペーサ３２の寸法は、有利には、受け入れられるセルの製造公差および組立公差を許容する寸法のクリアランスを提供する。

【0095】

本発明の第２の実施形態によるスタック６１１が図１０に示されている。先の実施形態に関して、具体的には、特に図９に示されているスタック５１１に関して、図１０に示されているスタック６１１の場合、各々のスペーサ３２は２つの半体のスペーサ３３を備え、それら半体のスペーサ３３は、膜電極接合体２００の両側において、積み重ねの方向Ａ１１に沿って互いに対応して留め付けられ、これは、膜電極接合体２００における力のより良好な分配を提供し、膜電極接合体２００を引き裂く危険性を低減する。

【0096】

図１１ａ）を参照すると、各々のバイポーラプレート１２について、嵌め合い帯域２４Ｂは、バイポーラプレート１２の中心Ｃ１２に関して、接続帯域２４Ａの反対に対称的に位置が定められている。接続帯域２４Ａと嵌め合い帯域２４Ｂとはそれぞれ、正中面Ｐ１２への投影において輪郭を有する。

【0097】

したがって、接続帯域２４Ａの輪郭は、ここでは上方から見られる末広がりの周縁２７Ａを含み、接続帯域２４Ａの輪郭の外部分３３Ａを形成する。図示されている例では、接続帯域２４Ａは、バイポーラプレート１２の開口１０１のうちの１つであって、ここでは、３つの開口１０１の２つの列の一方の端に位置付けられる開口１０１のうちの１つの近くで延びており、接続帯域２４Ａは、接続帯域２４Ａの輪郭の内部分３４Ａを形成する。

【0098】

同様に、嵌め合い帯域２４Ｂの輪郭は、ここでは上方から見られる嵌め合い縁２７Ｂを含み、嵌め合い帯域２４Ｂの輪郭の外部分３３Ｂを形成する。嵌め合い帯域２４Ｂは、３つの開口１０１の他方の列の開口１０１のうちの１つの近くで延びており、嵌め合い帯域２４Ｂの輪郭の内部分３４Ｂを形成する。

【0099】

好ましくは、接続帯域２４Ａの内部輪郭は、中心Ｃ１２に関して、嵌め合い帯域２４Ｂの内部輪郭と対称的である。それによって、２つのバイポーラプレートがヘッドトゥーテールで積み重ねられるとき、２つのバイポーラプレート１２の第１のものの接続帯域２４Ａの内部輪郭は、他方のバイポーラプレート１２の嵌め合い帯域２４Ｂの内部輪郭に重ね合わされる。

【0100】

好ましくは、接続帯域２４Ａの外部輪郭は、中心Ｃ１２に関して、嵌め合い帯域２４Ｂの外部輪郭と対称的である。それによって、モノポーラプレート１３Ａおよび１３Ｂは製造するのが容易である。

【0101】

図１１ｂ）に示されている例では、接続帯域２４Ａおよび嵌め合い帯域２４Ｂは、図１１ａ）のバイポーラプレート１２に関して異なるように配置されており、接続帯域２４Ａおよび嵌め合い帯域２４Ｂは、３つの開口１０１の対応する列の真ん中における開口１０１の近くで延びている。

【0102】

バイポーラプレート１２の有利な変形が図１２に示されている。前記変形によれば、各々の嵌め合い帯域２４Ｂの外側の縁が、開口平面Ｐ２８から後退して位置が定められている。図示されている例では、嵌め合い帯域２４Ｂは、嵌め合い帯域２４Ｂの外輪郭３３Ｂが接続帯域２４Ａの外輪郭３３Ａから後退させられるように、切り欠き３４を有する。切り欠き３４の形状は限定ではない。図示されている例では、各々の嵌め合い縁２７Ｂは、開口平面Ｐ２８と平行であり、開口平面Ｐ２８からある距離にある。各々の嵌め合い縁２７Ｂについて、距離Ｄ２８が、正中面Ｐ１２と平行に、嵌め合い縁２７Ｂと、向かい合う開口平面Ｐ２８との間の最小距離として定められる。延いては、距離Ｄ２８は、各々の嵌め合い帯域２４Ｂと開口平面Ｐ２８との間の距離でもあり、別の言い方をすれば、各々の嵌め合い帯域２４Ｂと末広がりの周縁２７Ａとの間の距離でもある。

【0103】

図１２に示されている例では、外輪郭３３Ｂは直線的であり、そのため距離Ｄ２８は、単に嵌め合い縁２７Ｂと開口平面Ｐ２８との間の距離である。先の実施形態では、距離Ｄ２８はゼロまたは実質的にゼロである。

【0104】

後退させることを用いることで、積み重ねの方向Ａ１１に沿った末広がりの周縁２７Ａの末広がりを拡大させることが可能であり、これは、各々の末広がりの周縁２７Ａと、末広がりの周縁２７Ａと関連する嵌め合い縁２７Ｂとの間の最小距離を維持し、具体的にはモジュール１８の接続の間に、短絡の危険性を低減する一方で、ピン２２／２５の挿入を容易にする。

【0105】

それによって、各々の嵌め合い縁２７Ｂは開口平面２８から後退させられ、距離Ｄ２８は１ｍｍ以上であり、他に好ましくは２ｍｍ以上であり、一方で好ましくは５ｍｍ未満である。

【0106】

本発明の他の態様が、図１３～図１５を参照して説明される。より具体的には、モノポーラプレート１３と膜電極接合体２００との間の、各々のセル１４の内部での封止部に注意が払われる。スタック１１は、図１３に部分的において示されており、ここではカソードプレート１３Ａであるモノポーラプレート１３と、膜電極接合体２００とが視認可能である。

【0107】

カソードプレート１３Ａと膜電極接合体２００とはセル１４の一部を形成しており、セル１４は、第１の封止部とも呼ばれる周辺封止部３００も備え、周辺封止部３００は、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、カソードポーラプレート１３ＡとＭＥＡ２００との間に介在させられる。周辺封止部３００は主要部３０１とフィン３０２とを備える。周辺封止部３００は、優先的にはエラストマ材料から作られ、燃料電池１０において使用されるカソード流体に対して不浸透性である。より大まかには、周辺封止部３００は、燃料電池１０の動作流体の各々に対して不浸透性である。

【0108】

図１４ｂ）を参照すると、各々のアノードプレート１３Ｂについて、スタック１１は、アノードプレート１３Ｂと、アノードプレート１３Ｂの反対に位置が定められる膜電極接合体２００との間に介在させられる周辺封止部３００′を備える。カソードプレート１３Ａと関連する周辺封止部３００に関して記載されている本発明の原理は、アノードプレート１３Ｂと関連する周辺封止部３００′に移すことができる。カソードプレート１３Ａと関連する周辺封止部３００は、以後において説明されている。

【0109】

図示されている例では、第１の周辺封止部３００は、例えばカソードポーラプレート１３Ａにオーバーモールドすることで、カソードポーラプレート１３Ａに形成される。代替で、周辺封止部３００は、ＭＥＡ２００に形成される、または、ＭＥＡ２００のカソードポーラプレート１３Ａとは別にさらに形成される。

【0110】

主要部３０１は、連続的に延びる材料のビードであって、本例では、プレート１３Ａの周辺部全体にわたって周辺帯域１０２に沿って延びる閉輪郭、別の言い方をすれば閉ループを形成する材料のビードである。主要部３０１は流れ領域１０３を包囲し、同じ場合には均一化領域１０４が設けられ、開口１０１は流れ領域１０３を成す。図示されている例では、主要部３０１は台形の断面を有するが、このような形状は限定ではない。主要部３０１は、流れ領域１０３に沿って延び、ここでは長手方向Ｌと平行に延びる２つの長手方向部分３０１Ａおよび３０１Ｂを備える。

【0111】

図示されている例では、周辺封止部３００の主要部３０１は、プレート１３Ａのすての開口１０１を有利に包囲する。変形（図示されていない）では、他の封止部が、当該の流れ領域を供さない開口１０１の周りに設けられる。

【0112】

しかしながら、主要部３０１は接続帯域２４Ａも嵌め合い帯域２４Ｂも包囲しない。

【0113】

カソードプレート１３Ａと膜電極接合体２００とがスタック１１の中で組み立てられるとき、主要部３０１は、周辺部分２０２に沿って、ここでは保持フレーム２０６に沿って、周辺部分２０２の周辺部を通じて、閉ループ状に延びる。主要部３０１は、周辺全体にわたって、カソードプレート１３Ａの周辺帯域１０２とＭＥＡ２００の周辺部分２０２との間で、積み重ねの方向Ａ１１に沿って定められる空間を封止するように、積み重ねの方向Ａ１１に沿って周辺帯域１０２と周辺部分２０２との間に介在させられる。主要部３０１は、ガス拡散層２０５と、カソードプレート１３Ａに向けて配向された膜２０４の面とを包囲もする。

【0114】

カソードプレート１３Ａと膜電極接合体２００とがスタック１１の中で組み立てられるとき、主要部３０１、カソードポーラプレート１３Ａ、およびＭＥＡ２００はそれらの間に区画室４０を定め、ここではカソード区画室を定める。主要部３０１は、セル１４の外側に対して、具体的には、カソード区画室４０に関して主要部３０１を越えて位置が定められる外部帯域３に対して、カソード区画室４０の封止を提供する。接続帯域２４Ａと嵌め合い帯域２４Ｂとはカソード区画室４０の外側に位置付けられており、ポケット２０はそのモジュール１８への接続のためにアクセス可能なままである。したがって、各々のセル１４は、カソードプレート１３Ａおよびアノードプレート１３Ｂのそれぞれと関連付けられる２つの区画室４０を備え、セル１４を画定する。

【0115】

第１の周辺封止部３００の主要部３０１は、流れ領域１０３の両側に横断して各々配置される２つの反対の内部長手方向表面３０３を備え、各々の内部長手方向表面３０３は、主要部３０１の長手方向部分３０１Ａまたは３０１Ｂにわたって延び、流れ領域１０３の方向に向けて配向させられる。各々の内部長手方向表面３０３は、積み重ねの方向Ａ１１においてカソードポーラプレート１３Ａの周辺帯域１０２をＭＥＡ２００の周辺部分２０２に繋げる。

【0116】

各々のカソード区画室４０は、周辺封止部３００と流れ領域１０３との間で延び、流れ領域１０３を成す開口１０１に繋がる「迂回帯域５０」と呼ばれる２つの部分を含む。より具体的には、各々の迂回帯域５０は、それぞれの長手方向部分３０１Ａまたは３０１Ｂと流れ領域１０３との間で延びる。概略的に、各々の迂回帯域５０は、流れ領域１０３を成す２つの開口１０１の間で反応性流体が辿る、流れ領域１０３の周りの迂回路に対応する。

【0117】

各々の迂回帯域５０が、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、カソードポーラプレート１３ＡとＭＥＡ２００との間で画定され、長手方向Ｌに沿って延びる主要部３０１の一部分のために、横断方向Ｔに沿って、一方における流れ領域１０３およびガス拡散層２０５と、他方における周辺封止部３００の主要部３０１との間で画定される。各々の迂回帯域５０は、長手方向Ｌに沿って延び、流れ領域１０３に沿って延び、またはさらには一方の均一化領域１０４から他方の均一化領域１０４へと延びる。流れ領域１０３は、横断方向Ｔに沿って２つの迂回帯域５０の間で延びる。

【0118】

フィン３０２の機能は、反応性流体が迂回帯域５０において長手方向Ｌに沿って流されるのを低減すること、またはさらには防止することである。そのために、各々のフィン３０２は、フィン３０２が占める迂回帯域５０の断面を少なくとも部分的に遮断し、その断面は長手方向Ｌに対して垂直に切り取られる。フィン３０２は、一方、他方、または両方のカソード迂回帯域５０において、封止部３００の主要部３０１に沿って分配される。各々のフィン３０２は、主要部３０１の内部表面３０３のうちの１つに取り付けられる。図示されている例では、フィン３０２は、主要部３０１の長手方向部分３０１Ａおよび３０１Ｂの各々から突出する。各々のフィン３０２は、内部表面３０３から、全体で横断方向Ｔに沿って、流れ領域１０３の方向に向けて延びる。好ましくは、フィン３０２は主要部３０１との一体品で形成される。

【0119】

各々のフィン３０２は、連続的に、主要部３０１から始まって、接合部３０４と、中間部３０５と、端部３０６とを備える。

【0120】

各々のフィン３０２は、図示されている例では、有利には、正中面Ｐ１２においてその接合部３０４と端部３０６との間に延在を平面において有する壁の形態であり、その延在は、直線的、間欠的、または湾曲の線の輪郭を有する、または、１つもしくは複数の真っ直ぐな線、１つもしくは複数の破線、および／または１つもしくは複数の曲線の組み合わせから成る輪郭を有する。

【0121】

フィン３０２は、内部表面３０３から延びる接合部３０４を用いて主要部３０１に結合される。本例では、接合部３０４は直線的であり、正中面Ｐ１２への投影は、長手方向Ｌに対して垂直であり、つまり、横断方向Ｔと平行である。接合部３０４は、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、ポーラプレート１３の周辺帯域１０２とＭＥＡ２００の周辺部分２０２との間に介在させられる。

【0122】

フィン３０２の中間部３０５は、接合部３０４に取り付けられ、接合部３０４を領域１０３の方向に沿って延ばす。本例では、中間部３０５は直線的であり、正中面Ｐ１２へのその投影は、長手方向Ｌに対して斜めである。中間部３０５は、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、周辺帯域１０２と周辺部分２０２との間に介在させられる。変形では、中間部３０５が長手方向Ｌと平行になる、つまり、主要部３０１と平行になることが提供されてもよい。より一般的には、中間部３０５は、横断方向Ｔに対して傾斜させられ、つまり、対応するフィン３０２が取り付けられる長手方向部分３０１Ａまたは３０１Ｂに対して直交する方向に対して傾斜させられる。

【0123】

フィン３０２の端部３０６は、中間部３０５に取り付けられ、中間部３０５を領域１０３に向けて延ばす。端部３０６はフィン３０２を途切れさせる。本例では、端部３０６は直線的であり、正中面Ｐ１２へのその投影は、長手方向Ｌに対して垂直であり、つまり、横断方向Ｔと平行である。

【0124】

フィン３０２の端部３０６の少なくとも１つの一部分は、接触部分３０７と呼ばれ、フィン３０２の自由端を含み、積み重ねの方向Ａ１１に沿って、ガス拡散層２０５と周辺帯域１０２との間に介在させられる。適切な場合、端部３０６が中間部３０５に取り付けられるのに通る端部３０６の他の一部分は、周辺帯域１０２と周辺部分２０２との間に介在させられる。

【0125】

図示されている例では、端部３０６と中間部３０５とは、それらの間に、１１０°から１５０°の間を有利には含む角度であって、ここでは１２０°の角度を形成する。中間部３０５と接合部３０４は、それらの間に、１１０°から１５０°の間を有利には含む角度であって、ここでは１２０°の角度を形成する。

【0126】

図１４ｂ）に示されているように、フィン３０２の接触部分３０７は、積み重ねの方向Ａ１１に沿った圧縮において、ガス拡散層２０５と周辺帯域１０２との間で弾性的に変形させられる。それによって接触部分３０７が圧縮されるため、接触部分３０７は、積み重ねの方向Ａ１１に沿って測定される厚さを有し、その厚さは、フィン３０２の残りの部分の厚さ、具体的には、接合部３０４および中間部３０５の厚さに満たない。フィン３０２の変形のない状態において、部分３０７が積み重ねの方向Ａ１１に沿ってフィン３０２の残りの部分と同じ厚さを初期に有することが提供され得る。接触部分３０７の圧縮の元でのこのような変形は、中間部３０５も変形させることができる。図示されているように、中間部３０５は、若干捩じれることで端部３０６の変形を受け入れる。中間部３０５が横断方向Ｔに対して傾斜させられるという事実は、層２０５と周辺帯域１０２との間の接触帯域３０７の平坦化に関する機械的応力が主要部３０１に加えられるのを防止し、この機械的応力は、逆に周辺封止部３００の封止および／または寿命に悪影響を与えることになる。

【0127】

燃料電池１０の使用の特定の条件の下で、具体的には、燃料電池１０の冷間始動の間、水蒸気が区画室４０の中で液体水へと凝縮することが起こり得る。例えば車両において、燃料電池１０が使用中であるとき、スタック１１は、概して横になるようにレイアウトされ、つまり、車両が水平な表面にあるとき、積み重ね方向Ａ１１が実質的に水平になり、一方で、スタックの横断方向Ｔは実質的に鉛直になる。そのため、２つの長手方向部分３０１Ａおよび３０１Ｂは水平であり、周辺封止部３００の長手方向部分３０１Ａ／３０１Ｂの一方は、周辺封止部３００の他の長手方向部分３０１Ｂ／３０１Ａの上方に位置が定められる。図１３および図１５ａに図示されている例では、図１３の下における周辺封止部３００の長手方向部分３０１Ａは、同じ周辺封止部３００の他の長手方向部分３０１Ｂの下に位置付けられている。そのため凝縮水は、下部にある周辺封止部３００の長手方向部分３０１Ａまたは３０１Ｂの同じものに堆積しようとする。

【0128】

図１３および図１５ａ）に示されている例では、カソードプレート１３Ａが視認可能であり、カソード流体は、図１３の左に位置付けられる開口１０１のうちの１つから図１３の右に位置付けられる開口１０１のうちの１つへと流れると仮定される。例えば、反応性流体は、カソードプレート１３Ａの左上に位置付けられる開口１０１から右下に位置付けられる開口１０１へと流れる。それによって、反応性流体は、迂回帯域５０に沿って、同じ方向に沿って全体に流れ、ここでは長手方向Ｌに沿って右へと流れる。迂回帯域５０に沿って反応性流体の循環は、図１５ａ）における２つの矢印５１Ａおよび５１Ｂによって概略的に描写されている。

【0129】

下部の長手方向部分３０１Ａのフィン３０２は、反応性流体によって同伴される凝縮水の排出を容易にするように、下部の長手方向部分３０１Ａと関連する迂回帯域５０に沿って流れる反応性流体の流れの方向に沿って有利に配向される。別の言い方をすれば、下部の長手方向部分３０１Ａのフィン３０２は、反応性流体の流れの方向に沿って、横断方向Ｔに対して同じ方向に沿って傾斜させられる。

【0130】

他方において、上記で言及されているように、スタック１１の２つの連続したバイポーラプレート１２がヘッドトゥーテールで積み重ねられる。図１３および図１５ａを参照すると、前記図に示されているのと同じ配向に沿って第１のバイポーラプレート１２を取ると、次に、積み重ねの方向Ａ１１を中心に１８０°で回転させられた第２のバイポーラプレート１２、つまり、中心Ｃ１２に対して対称性を得ることになる第２のバイポーラプレート１２を取り上げることに相当する。別の言い方をすると、図１３および図１５ａ）において上部に示されている長手方向部分３０１Ｂは下部になるが、このような構成は示されていない。

【0131】

有利には、各々の周辺封止部３００について、反対の長手方向部分３０１Ａ、３０１Ｂに取り付けられたフィン３０２は、バイポーラプレート１２がヘッドトゥーテールで配置される場合であっても、下部にある長手方向部分３０１Ａまたは３０１Ｂのフィン３０２が反応性流体の流れの方向に沿って傾斜させられるように、横断方向Ｔに対して反対の方向に沿って傾斜させられる。それによって、上部において長手方向部分３０１Ｂに取り付けられたフィン３０２は、反応性流体の流れに対して反対方向に沿って、横断軸Ｔに対して傾斜させられる。

【0132】

同じバイポーラプレート１２の２つの反対の面は、図１５の挿絵ａ）およびｂ）においてそれぞれ示されており、カソードプレート１３Ａは挿絵ａ）に示されており、一方、アノードプレート１３Ｂは挿絵ｂ）に示されている。別の言い方をすれば、挿絵ａ）とｂ）との間に、同じバイポーラプレート１２が、図１５では鉛直である横断軸Ｔを中心に１８０°の回転によって反転させられている。

【0133】

図１５ａ）のカソードプレート１３Ａを参照して定められる本発明の原理は、当然ながら図１５ｂ）のアノードプレート１３Ｂについても有効であり、つまり、ここでは長手方向部分３０１Ｂである下の長手方向部分のフィン３０２が、アノードプレート１３Ｂと関連する反応性流体の流れの方向と同じ方向に沿って、横断軸Ｔに対して傾斜させられている。それによって、同じ長手方向部分３０１Ａまたは３０１Ｂに属するフィン３０２は、横断方向Ｔに対して同じ方向に沿って傾斜させられている。

【0134】

下部の長手方向部分３０１Ａに属するフィン３０２の傾斜の方向が、対応する迂回帯域５０に沿う反応性流体の流れの方向に従って選択されることは、理解されるべきである。図示されている例では、反応性流体の流れは、各々のバイポーラプレート１２の両側において交差させられ、これは、ポーラプレート１３Ａおよび１３Ｂが前から見られるとき、図１５ａ）および図１５ｂ）に示されているように、流れが同じ方向で表されることを意味する。

【0135】

有利には、アノードプレート１３Ｂの周辺封止部３００について、反対の長手方向部分３０１Ａ／３０１Ｂに属するフィン３０２は、横断方向Ｔに対して反対方向に沿って傾斜させられる。

【0136】

２つの代替の種類のフィン３０２′および３０２″を備える周辺結合部３００が、図１６ａおよび図１６ｂ）にそれぞれ示されている。これまでのように、反応性流体が左から右へと流れることが仮定されている。

【0137】

図１６ａ）では、先に記載されているフィン３０２に関して、端部３０６が中間部３０５と一列に並べられており、つまり、中間部３０５と端部３０６との結合によって形成された組立体が、横断方向Ｔに対して傾斜させられている。下部における長手方向部分３０１Ａのフィン３０２′は、反応性流体の流れの方向に沿って傾斜させられており、一方、上部において長手方向部分３０１Ｂに取り付けられたフィン３０２′は、反応性流体の流れの反対方向に沿って傾斜させられている。

【0138】

図１６ｂ）では、先に記載されているフィン３０２に関して、接合部３０４が中間部３０５と一列に並べられており、つまり、中間部３０５と接合部３０４との結合によって形成された組立体が、横断方向Ｔに対して傾斜させられている。下部における長手方向部分３０１Ａのフィン３０２″は、反応性流体の流れの方向に沿って傾斜させられており、一方、上部において長手方向部分３０１Ｂに取り付けられたフィン３０２″は、反応性流体の流れと反対の方向に沿って傾斜させられている。

【0139】

前述の実施形態および変形は、本発明の新たな実施形態を作り出すように、互いに組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0140】

３ 外部帯域
１０ 燃料電池
１１ スタック
１２ バイポーラプレート
１３ モノポーラプレート
１３Ａ 第１のポーラプレート、カソードプレート
１３Ｂ 第２のポーラプレート、アノードプレート
１４ セル
１６ 端プレート
１７ 通路ネットワーク、通路
１８ 電気特性を測定するためのモジュール
２０ ポケット
２１ 一方の端
２２ ピン
２３ 列
２４Ａ 接続帯域
２４Ｂ 嵌め合い帯域
２５ 追加のピン
２６ 周囲壁
２６Ｂ 隆条部
２７Ａ 末広がりの周縁
２７Ｂ 嵌め合い縁
２８ 開口端
２９ 底
３０ 割り込み手段、割り込み部材
３２ スペーサ
３３ 半体のスペーサ
３３Ａ 末広がりの周縁２７Ａの輪郭の外部分
３３Ｂ 嵌め合い帯域２４Ｂの輪郭の外部分
３４ 切り欠き
３４Ａ 接続帯域２４Ａの輪郭の内部分
３４Ｂ 嵌め合い帯域２４Ｂの輪郭の内部分
４０ 区画室
５０ 迂回帯域
５１Ａ、５１Ｂ （反応性流体の循環の）矢印
１０１ 開口
１０２ 周辺帯域
１０３ 流れ領域、流れ室
１０４ 均一化領域
１０５ 通路
２００ 膜電極接合体、ＭＥＡ
２０１ 開口
２０２ 周辺部分
２０３ 中心部分
２０４ 膜
２０５ ガス拡散層、ＧＤＬ
２０６ 保持フレーム
２１１ スタック
２３０ 封止部
３００、３００′ 第１の封止部、周辺封止部、周辺結合部
３０１ 主要部
３０１Ａ、３０１Ｂ 長手方向部分
３０２、３０２′、３０２″ フィン
３０３ 内部長手方向表面
３０４ 接合部
３０５ 中間部
３０６ 端部
３０７ 接触部分、接触帯域
３１１ スタック
３３２ 隆起
４１１ スタック
４３４ 材料の橋梁部
５１１ スタック
６１１ スタック
Ａ１１ 積み重ねの軸、積み重ねの方向
Ｃ１２ 中心
Ｄ２０ 接続の方向
Ｄ２８ 距離
Ｌ 長手方向
Ｌ１２ 間隔
Ｌ２０ 全体の寸法
Ｐ１２ 正中面
Ｐ２８ 開口平面
Ｐ２００ 中間平面
Ｔ 横断方向、横断軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11a)】

【図11b)】

【図12a)】

【図12b)】

【図13】

【図14a)】

【図14b)】

【図15】

【図16a)】

【図16b)】

【手続補正書】

【提出日】2024-09-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池（１０）のスタック（１１；２１１；・・・；６１１）であって、
互いに同一であり、正中面（Ｐ１２）に沿って各々が延び、前記正中面と直交する積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って積み重ねられる複数のバイポーラプレート（１２）であって、２つの連続したバイポーラプレート（１２）がそれらの間にスタックのセル（１４）を形成する、複数のバイポーラプレート（１２）を備え、
各々のバイポーラプレート（１２）は、重ね合わされ、前記バイポーラプレート（１２）の１つの端（２１）において少なくとも１つのポケット（２０）を一緒に形成する２つのモノポーラプレート（１３Ａ、１３Ｂ）によって形成され、各々のポケット（２０）は、前記燃料電池を測定するために、モジュール（１８）のピン（２２）を受け入れるように構成される端開口（２８）を有し、
任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）はヘッドトゥーテールで積み重ねられている、スタック（１１；２１１；・・・；６１１）。

【請求項2】

各々のポケット（２０）は、スタック（１１）の長手方向（Ｌ）と平行である接続の方向（Ｄ２０）に沿って前記端開口（２８）を通じて開放し、長手方向は前記積み重ねの方向（Ａ１１）と直交し、
任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）について、２つの前記バイポーラプレートの一方の各々のポケット（２０）の接続の方向（Ｄ２０）は、他方のバイポーラプレートの各々のポケットの接続の方向と反対に配向される、請求項１に記載のスタック（１１；２１１；・・・；６１１）。

【請求項3】

各々のバイポーラプレート（１２）は、前記バイポーラプレートの前記少なくとも１つのポケット（２０）が形成される接続領域（２４Ａ）と、前記バイポーラプレート（１２）の中心（Ｃ１２）に対して前記接続領域（２４Ａ）の反対に位置付けられる嵌め合い領域（２４Ｂ）とを備え、
任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）について、２つの前記バイポーラプレートの一方の接続帯域（２４Ａ）は、前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って他方のバイポーラプレートの嵌め合い帯域（２４Ｂ）の反対に配置され、
前記スタックは、前記ポケットと関連する前記ピン（２２）が前記ポケットへ挿入されるときに前記接続帯域の各々のポケット（２０）の変形を制限するように、各々の接続帯域（２４Ａ）と反対の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間に介在させられる割り込み手段（３０）をさらに備えている、請求項１または２に記載のスタック（１１；２１１；・・・；６１１）。

【請求項4】

前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）は、前記ポケットと関連する前記ピン（２２）が前記ポケットへ挿入されるときに前記接続帯域の各々のポケット（２０）の変形を制限して前記割り込み手段（３０）を形成するように、前記モノポーラプレート（１３Ａ、１３Ｂ）から突出して設けられ、向かい合う前記接続帯域（２４Ａ）に向けて延びる隆起（３３２）を備えている、請求項３に記載のスタック（３１１）。

【請求項5】

前記割り込み手段（３０）は、各々の接続帯域（２４Ａ）と、反対の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間に介在させられるスペーサ（３２）を備え、
各々のスペーサ（３２）は前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）に留め付けられる、
請求項３に記載のスタック（１１；２１１；４１１；６１１）。

【請求項6】

各々のバイポーラプレート（１２）は外側アノード面と外側カソード面とを備え、
所与のバイポーラプレート（１２）について、前記バイポーラプレートの前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）は、前記バイポーラプレート（１２）の前記外側アノード面に留め付けられるスペーサ（３２）と、前記バイポーラプレート（１２）の前記外側カソード面に留め付けられるスペーサ（３２）とを備えている、請求項５に記載のスタック（１１；２１１）。

【請求項7】

各々のバイポーラプレート（１２）は外側アノード面と外側カソード面とを備え、
所与のバイポーラプレート（１２）について、前記割り込み手段（３０）は３つのスペーサ（３２）を備え、前記スペーサ（３２）のうちの２つは、前記バイポーラプレート（１２）の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）の両側、前記バイポーラプレート（１２）の前記外側アノード面と、前記バイポーラプレート（１２）の前記外側カソード面とのそれぞれに配置され、一方、第３の前記スペーサ（３２）は、前記バイポーラプレート（１２）を形成する２つの前記モノポーラプレート（１３Ａ、１３Ｂ）の間に配置される、請求項５に記載のスタック（２１１）。

【請求項8】

前記割り込み手段（３０）は、各々の接続帯域（２４Ａ）と、反対の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間に介在させられるスペーサ（３２）を備え、
各々のバイポーラプレート（１２）について、前記プレートと関連する前記割り込み手段（３０）は、前記スペーサ（３２）同士を繋げる材料の橋梁部（４３４）を備え、
前記割り込み手段は、前記スペーサ（３２）が前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）の両側に位置付けられるように、関係する前記バイポーラプレート（１２）の縁（２７Ｂ）に搭載されている、請求項５に記載のスタック（４１１）。

【請求項9】

前記割り込み手段（３０）は、各々の接続帯域（２４Ａ）と、反対の前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間に介在させられるスペーサ（３２）を備え、
当該スタックは、２つの連続したバイポーラプレート（１２）の間に各々が受け入れられ、２つの前記バイポーラプレートと関連する前記接続帯域（２４Ａ）と、向かい合う前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）との間で延びる膜電極接合体（２００）をさらに備え、
前記スペーサ（３２）のうちのいくつかは前記膜電極接合体（２００）に留め付けられている、請求項３に記載のスタック（５１１；６１１）。

【請求項10】

前記スペーサ（３２）はエラストマ材料から作られる、請求項５に記載のスタック（１１；２１１）。

【請求項11】

各々のバイポーラプレート（１２）は、前記バイポーラプレートの前記少なくとも１つのポケット（２０）が形成される接続領域（２４Ａ）と、前記バイポーラプレート（１２）の中心（Ｃ１２）に対して前記接続領域（２４Ａ）の反対に位置付けられる嵌め合い領域（２４Ｂ）とを備え、
任意の２つの連続したバイポーラプレート（１２）について、２つの前記バイポーラプレートの一方の接続帯域（２４Ａ）は、積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って他方のバイポーラプレートの嵌め合い帯域（２４Ｂ）の反対に配置され、
前記接続帯域（２４Ａ）は２つの列（２３）へと分割され、前記２つの列は前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って延び、
各々の列について、前記列の前記ポケット（２０）の端開口（２８）は、積み重ねの軸（Ａ１１）と平行である開口平面（Ｐ２８）によって幾何学的に支持され、一方、前記列の前記接続帯域（２４Ａ）と関連する前記嵌め合い帯域（２４Ｂ）は、１ｍｍから５ｍｍの間に含まれ、好ましくは２ｍｍ以上である前記開口平面（Ｐ２８）からのある距離（Ｄ２８）において、前記開口平面（Ｐ２８）から後退させられる、請求項１または２に記載のスタック（１１）。

【請求項12】

当該スタックの少なくとも１つのセル（１４）について、前記セルは、
第１のポーラプレート（１３Ａ）であって、
周辺帯域（１０２）、および、
周辺領域（１０２）によって包囲される反応性流体の流れ領域（１０３）
を備える第１のポーラプレート（１３Ａ）と、
積み重ねの方向（Ａ１１）に従って前記第１のポーラプレート（１３Ａ）に重ね合わされる膜電極接合体（２００）であって、
前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って前記周辺帯域（１０２）を向く周辺部分（２０２；４０２）、
プロトン交換高分子膜（２０４）を備え、前記周辺部分（２０２；４０２）によって包囲される中心部分（２０３）、および、
前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って、前記プロトン交換高分子膜（２０４）と前記第１のポーラプレート（１３Ａ）の前記流れ領域（１０３）との間に介在させられる少なくとも１つのガス拡散層（２０５）
を備える膜電極接合体（２００）と、
第１の周辺封止部（３００）であって、
前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って、前記周辺帯域（１０２）と前記膜電極接合体（２００）の前記周辺部分（２０２）との間に介在させられる主要部（３０１）であって、前記流れ領域（１０３）と、前記流れ領域と関連する前記ガス拡散層（２０５）とを包囲し、一方における、前記セル（１４）の内部において、前記膜電極接合体（２００）の前記周辺部分（２０２；４０２）と前記周辺帯域（１０２）との間で画定される前記セル（１４）の区画室（４０）と、他方における、前記区画室（４０）を向く前記主要部（３０１）を越えて前記セルの外部の帯域との間で、反応性流体に対して封止部を提供する主要部（３０１）、および、
主要部分から前記区画室へと延びるフィン（３０２）
を備える第１の周辺封止部（３００）と
を備え、
前記主要部（３０１）は、前記積み重ねの方向（Ａ１１）と直交する長手方向（Ｌ）と平行に各々が延び、前記流れ領域（１０３）に沿って延び、前記流れ領域の両側に配置される２つの長手方向部分（３０１Ａ、３０１Ｂ）を備え、前記区画室（４０）は、一方における、それぞれの長手方向部分と、他方における、前記流れ領域（１０３）および前記流れ領域と関連する前記ガス拡散層（２０５）との間で各々が画定される２つの迂回帯域（５０）を備え、
各々の長手方向部分について、少なくとも１つのフィン（３０２；３０２′；３０２″）が、前記長手方向部分から、対応する迂回領域（５０）へと延び、
各々のフィンは、
前記フィンが対応する前記長手方向部分（３０１Ａ、３０１Ｂ）に取り付けられるのに介される接合部（３０４）と、
前記積み重ねの方向（Ａ１１）に沿って、前記ガス拡散層（２０５）と前記周辺帯域（１０２）との間に介在させられる端部（３０６）と、
前記接合部（３０４）を前記端部（３０６）に繋げる中間部（３０５）であって、前記積み重ねの方向（Ａ１１）および前記長手方向（Ｌ）と直交する横断方向（Ｔ）に対して、前記正中面（Ｐ１２）への投影において傾斜させられる中間部（３０５）と
を備え、
各々の長手方向部分について、前記長手方向部分に取り付けられる前記フィンは、前記横断方向に対して同じ方向に沿って傾斜させられ、
当該スタックが動作構成にあるとき、下部に位置付けられる前記長手方向部分に取り付けられる前記フィンが、前記第１のポーラプレート（１３Ａ）と関連付けられる反応性流体の流れと同じ方向に傾斜させられる、請求項１または２に記載のスタック（１１）。

【請求項13】

各々の周辺封止部について、反対の長手方向部分（３０１Ａ、３０１Ｂ）に取り付けられる前記フィン（３０２；３２０′；３０２″）は、前記横断方向（Ｔ）に対して反対方向に沿って傾斜させられる、請求項１２に記載のスタック（１１）。

【請求項14】

請求項１または２に記載のスタック（１１）と、
前記スタック（１１）の両側における２つの端プレート（１６）と、
前記セル（１４）の電気的特性を測定するように各々構成される、複数の測定モジュール（１８）であって、各々のモジュール（１８）がそれぞれのポケット（２０）に各々接続されるピン（２２）を備えている、複数の測定モジュール（１８）と
を備えている、燃料電池（１０）。

【請求項15】

請求項１４に記載の燃料電池（１０）を少なくとも１つ備えている、車両。

【国際調査報告】