(57)【要約】【課題】セパレータが長尺化することがなく、燃料ガス及び酸化剤ガスの分配性を良好に向上させるとともに、発電性能の向上を図ることを可能にする。【解決手段】燃料電池１０の一端縁部には、上下に一対の酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２と、前記酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２間に配置される上下に一対の冷却媒体入口連通孔２０ａ１、２０ａ２と、前記冷却媒体入口連通孔２０ａ１、２０ａ２間に配置される単一の燃料ガス出口連通孔２２ｂとが設けられる。燃料電池１０の他端縁部には、上下に一対の燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２と、前記燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２間に配置される上下に一対の冷却媒体出口連通孔２０ｂ１、２０ｂ２と、前記冷却媒体出口連通孔２０ｂ１、２０ｂ２間に配置される単一の酸化剤ガス出口連通孔１８ｂとが設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側にカソード側電極及びアノード側電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとが積層され、前記カソード側電極に沿って酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流路と、前記アノード側電極に沿って燃料ガスを流通させる燃料ガス流路とが設けられるとともに、積層方向に前記酸化剤ガスを通流させる酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔と、前記積層方向に前記燃料ガスを通流させる燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔とが設けられる燃料電池であって、
前記セパレータの一方の側部には、前記酸化剤ガス出口連通孔、及び前記酸化剤ガス出口連通孔の両側に位置して一対の前記燃料ガス入口連通孔が設けられ、
前記セパレータの他方の側部には、前記燃料ガス出口連通孔、及び前記燃料ガス出口連通孔の両側に位置して一対の前記酸化剤ガス入口連通孔が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記セパレータの一方の側部には、前記酸化剤ガス出口連通孔と一対の前記燃料ガス入口連通孔との間に、一対の冷却媒体出口連通孔が設けられるとともに、
前記セパレータの他方の側部には、前記燃料ガス出口連通孔と一対の前記酸化剤ガス入口連通孔との間に、一対の冷却媒体入口連通孔が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池において、少なくとも一対の前記酸化剤ガス入口連通孔又は一対の前記燃料ガス入口連通孔のガス導入幅寸法の合計寸法は、少なくとも前記酸化剤ガス出口連通孔又は前記燃料ガス出口連通孔のガス導出幅寸法よりも大きく設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池において、少なくとも前記酸化剤ガス入口連通孔及び前記酸化剤ガス出口連通孔、又は前記燃料ガス入口連通孔及び前記燃料ガス出口連通孔は、前記酸化剤ガス流路又は前記燃料ガス流路の主流路に対して傾斜して配置されることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質の両側にカソード側電極及びアノード側電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとが積層され、前記カソード側電極に沿って酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流路と、前記アノード側電極に沿って燃料ガスを流通させる燃料ガス流路とが設けられるとともに、積層方向に前記酸化剤ガスを通流させる酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔と、前記積層方向に前記燃料ガスを通流させる燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔とが設けられる燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料ガス（主に水素を含有するガス）及び酸化剤ガス（主に酸素を含有するガス）をアノード側電極及びカソード側電極に供給して電気化学的に反応させることにより、直流の電気エネルギを得るシステムである。
【０００３】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を設けた電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の発電セルは、通常、電解質膜・電極構造体及びセパレータを所定数だけ交互に積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００４】
上記の燃料電池では、セパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード側電極に対向して酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。さらに、燃料電池では、積層方向に酸化剤ガスを通流させる酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔と、前記積層方向に燃料ガスを通流させる燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔と、前記積層方向に冷却媒体を通流させる冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔とが設けられた、所謂、内部マニホールド型燃料電池を構成する場合がある。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池は、図５に示すように、水素側のセパレータ１を備えている。このセパレータ１は、１枚の金属板２で構成されるとともに、その発電領域３がプレス成形による凹凸状を有している。セパレータ１の一方の面には、水素ガス流路４が形成されるとともに、他方の面には、冷却水流路が形成されている。水素ガス流路４に水素ガスを分配供給する水素ガス分配流路５は、樹脂成形により金属板２に一体化させたリブ６の内側に形成されている。
【０００６】
セパレータ１には、水素ガス分配流路５を介して水素ガス流路４に連通する水素マニホールド孔７と、冷却水マニホールド孔８と、空気マニホールド孔９とが、積層方向に貫通形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１では、水素マニホールド孔７から水素ガス流路４に水素を均一に分配することが困難となり、水素分配性能が低下するという問題がある。その際、水素マニホールド孔７から水素ガス流路４に連通する水素ガス分配流路５を相当に長尺にすることにより、水素分配性を維持することが考えられる。ところが、これによって、セパレータ１自体が水素ガス流路４の流れ方向に長尺化するという問題がある。
【０００９】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、セパレータが長尺化することがなく、燃料ガス及び酸化剤ガスの分配性を良好に向上させるとともに、所望の発電性能を維持することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電解質の両側にカソード側電極及びアノード側電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとが積層され、前記カソード側電極に沿って酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流路と、前記アノード側電極に沿って燃料ガスを流通させる燃料ガス流路とが設けられるとともに、積層方向に前記酸化剤ガスを通流させる酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔と、前記積層方向に前記燃料ガスを通流させる燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔とが設けられる燃料電池に関するものである。
【００１１】
この燃料電池は、セパレータの一方の側部には、酸化剤ガス出口連通孔、及び前記酸化剤ガス出口連通孔の両側に位置して一対の燃料ガス入口連通孔が設けられ、前記セパレータの他方の側部には、燃料ガス出口連通孔、及び前記燃料ガス出口連通孔の両側に位置して一対の酸化剤ガス入口連通孔が設けられている。
【００１２】
また、この燃料電池は、セパレータの一方の側部には、酸化剤ガス出口連通孔と一対の燃料ガス入口連通孔との間に、一対の冷却媒体出口連通孔が設けられるとともに、前記セパレータの他方の側部には、燃料ガス出口連通孔と一対の酸化剤ガス入口連通孔との間に、一対の冷却媒体入口連通孔が設けられることが好ましい。
【００１３】
さらに、この燃料電池は、少なくとも一対の酸化剤ガス入口連通孔又は一対の燃料ガス入口連通孔のガス導入幅寸法の合計寸法は、少なくとも酸化剤ガス出口連通孔又は燃料ガス出口連通孔のガス導出幅寸法よりも大きく設定されることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、この燃料電池は、少なくとも酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔、又は燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔は、酸化剤ガス流路又は燃料ガス流路の主流路に対して傾斜して設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、セパレータの一方の側部には、一対の燃料ガス入口連通孔が設けられるため、燃料ガス分配性が向上して前記燃料ガス入口連通孔から燃料ガス流路に至る分配流路の距離が有効に短尺化される。一方、セパレータの他方の側部には、一対の酸化剤ガス入口連通孔が設けられるため、酸化剤ガスの分配性が向上して前記酸化剤ガス入口連通孔から酸化剤ガス流路に至る分配流路の距離が有効に短尺化される。
【００１６】
従って、セパレータが長尺化することがなく、しかも燃料ガス及び酸化剤ガスの分配性を良好に向上させることができる。
【００１７】
さらに、燃料ガスと酸化剤ガスとは、電極面内全域にわたって対向流に設定されている。このため、電極面内の湿度環境を均一化し易くなり、発電性能の向上を図ることが可能になる。
【００１８】
また、金属セパレータが使用される場合には、燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路の裏面形状として冷却媒体流路が形成される。その際、冷却媒体流路の形状が簡素化するとともに、冷却媒体を容易且つ確実に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池を構成するカソード側セパレータの正面説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池を構成するカソード側セパレータの正面説明図である。
【図５】特許文献１の燃料電池を構成するセパレータの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、電解質膜・電極構造体１２と、前記電解質膜・電極構造体１２を挟持するカソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６とを備える。カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６は、例えば、金属セパレータを波形状に成形して構成される。なお、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６は、カーボンセパレータにより構成してもよい。
【００２１】
燃料電池１０の矢印Ｂ方向（水平方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための上下に一対の酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２と、前記酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２間に配置され、冷却媒体を供給するための上下に一対の冷却媒体入口連通孔２０ａ１、２０ａ２と、前記冷却媒体入口連通孔２０ａ１、２０ａ２間に配置され、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための単一の燃料ガス出口連通孔２２ｂとが設けられる。
【００２２】
燃料電池１０の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための上下に一対の燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２と、前記燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２間に配置され、冷却媒体を排出するための上下に一対の冷却媒体出口連通孔２０ｂ１、２０ｂ２と、前記冷却媒体出口連通孔２０ｂ１、２０ｂ２間に配置され、酸化剤ガスを排出するための単一の酸化剤ガス出口連通孔１８ｂとが設けられる。
【００２３】
図１及び図２に示すように、カソード側セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１２側の面１４ａには、前記電解質膜・電極構造体１２との間に、酸化剤ガスをセパレータ面方向に流すための酸化剤ガス流路２４が形成される。
【００２４】
図２に示すように、カソード側セパレータ１４の面１４ａには、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２に連通する入口バッファ部２６ａと、酸化剤ガス出口連通孔１８ｂに連通する出口バッファ部２６ｂとが設けられる。酸化剤ガス流路２４は、入口バッファ部２６ａ及び出口バッファ部２６ｂに両端が連通し、矢印Ｂ方向に延在する複数本の流路溝２４ａを備える。
【００２５】
酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１の酸化剤ガス導入幅寸法ｈ１と酸化剤ガス入口連通孔１８ａ２の酸化剤ガス導入幅寸法ｈ２との合計寸法（ｈ１＋ｈ２）は、酸化剤ガス出口連通孔１８ｂの酸化剤ガス導出幅寸法ｈ３よりも大きく設定される（ｈ１＋ｈ２＞ｈ３）。
【００２６】
図１に示すように、カソード側セパレータ１４の面１４ａとは反対の面１４ｂには、冷却媒体流路２８が形成される。面１４ｂには、冷却媒体入口連通孔２０ａ１、２０ａ２に連通する入口バッファ部２９ａと、冷却媒体出口連通孔２０ｂ１、２０ｂ２に連通する出口バッファ部２９ｂとが設けられる。冷却媒体流路２８は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の流路溝２８ａを有する。流路溝２８ａは、流路溝２４ａの裏面形状である。
【００２７】
アノード側セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１２側の面１６ａには、前記電解質膜・電極構造体１２との間に、燃料ガスをセパレータ面に沿って流すための燃料ガス流路３０が形成される。
【００２８】
アノード側セパレータ１６の面１６ａには、燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２に連通する入口バッファ部３２ａと、燃料ガス出口連通孔２２ｂに連通する出口バッファ部３２ｂとが設けられる。燃料ガス流路３０は、入口バッファ部３２ａ及び出口バッファ部３２ｂに両端が連通し、矢印Ｂ方向に延在する複数本の流路溝３０ａを備える。
【００２９】
燃料ガス入口連通孔２２ａ１の燃料ガス導入幅寸法ｈ４と燃料ガス入口連通孔２２ａ２の燃料ガス導入幅寸法ｈ５との合計寸法（ｈ４＋ｈ５）は、燃料ガス出口連通孔２２ｂの燃料ガス導出幅寸法ｈ６よりも大きく設定される（ｈ４＋ｈ５＞ｈ６）。
【００３０】
カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６には、シール部材３３ａ、３３ｂが一体成形される。
【００３１】
電解質膜・電極構造体１２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜３４と、前記固体高分子電解質膜３４を挟持するカソード側電極３６及びアノード側電極３８とを備える。
【００３２】
カソード側電極３６及びアノード側電極３８は、カーボンペーパ等の多孔質導電体からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されることにより形成される電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜３４の両面に形成される。
【００３３】
このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００３４】
図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２には、空気等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２には、水素ガス等の燃料ガスが供給される。
【００３５】
酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２からカソード側セパレータ１４の面１４ａに設けられた入口バッファ部２６ａを介して酸化剤ガス流路２４に導入される。これにより、酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路２４を移動しながら、電解質膜・電極構造体１２のカソード側電極３６に供給される。
【００３６】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２からアノード側セパレータ１６の入口バッファ部３２ａを介して燃料ガス流路３０に導入される。この燃料ガスは、燃料ガス流路３０に沿って移動しながら、電解質膜・電極構造体１２のアノード側電極３８に供給される。
【００３７】
従って、電解質膜・電極構造体１２では、カソード側電極３６に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極３８に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
【００３８】
次いで、カソード側電極３６に供給されて消費された酸化剤ガスは、出口バッファ部２６ｂから酸化剤ガス出口連通孔１８ｂに排出されるとともに、アノード側電極３８に供給されて消費された燃料ガスは、出口バッファ部３２ｂを通って燃料ガス出口連通孔２２ｂに排出される。
【００３９】
また、冷却媒体入口連通孔２０ａ１、２０ａ２には、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。この冷却媒体は、アノード側セパレータ１６とカソード側セパレータ１４との間に形成される冷却媒体流路２８に沿って移動し、電解質膜・電極構造体１２を冷却した後、冷却媒体出口連通孔２０ｂ１、２０ｂ２から排出される。
【００４０】
この場合、第１の実施形態では、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６の一方の側部には、一対の燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２が設けられている。このため、燃料ガスの分配性が向上し、燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２から燃料ガス流路３０に至る入口バッファ部３２ａ（分配流路）の距離が有効に短尺化される。
【００４１】
同様に、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６のセパレータの他方の側部には、一対の酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２が設けられている。従って、酸化剤ガスの分配性が向上し、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２から酸化剤ガス流路２４に至る入口バッファ部２６ａ（分配流路）の距離が有効に短尺化される。
【００４２】
これにより、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６は、矢印Ｂ方向に長尺化することがなく、燃料電池１０全体の小型化が容易に図られる。しかも、燃料ガス及び酸化剤ガスの分配性を良好に向上させることができるという効果が得られる。
【００４３】
さらに、燃料ガス流路３０を流通する燃料ガスと、酸化剤ガス流路２４を流通する酸化剤ガスとは、電解質膜・電極構造体１２の電極面内全域にわたって対向流に設定されている（図１参照）。その上、酸化剤ガスは、冷却媒体流路２８を流れる冷却媒体と平行流に設定されている。このため、電解質膜・電極構造体１２の発電面における湿度分布を均一化することができ、発電性能の向上が容易に図られるという利点がある。
【００４４】
さらにまた、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１の酸化剤ガス導入幅寸法ｈ１と酸化剤ガス入口連通孔１８ａ２の酸化剤ガス導入幅寸法ｈ２との合計寸法は、酸化剤ガス出口連通孔１８ｂの酸化剤ガス導出幅寸法ｈ３よりも大きく設定されている（図２参照）。従って、特に生成水が結露し易い酸化剤ガス出口連通孔１８ｂ側の流速が増速され、結露水を前記酸化剤ガス出口連通孔１８ｂに容易に排出することが可能になる。
【００４５】
一方、燃料ガス入口連通孔２２ａ１の燃料ガス導入幅寸法ｈ４と燃料ガス入口連通孔２２ａ２の燃料ガス導入幅寸法ｈ５との合計寸法は、燃料ガス出口連通孔２２ｂの燃料ガス導出幅寸法ｈ６よりも大きく設定されている。これにより、燃料ガス出口連通孔２２ｂに結露水が良好に排出され、燃料電池１０の発電性能を確保することができる。
【００４６】
また、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６として、金属セパレータが使用される場合には、燃料ガス流路３０及び酸化剤ガス流路２４の裏面形状として冷却媒体流路２８が形成されている。その際、冷却媒体流路２８の形状が簡素化するとともに、前記冷却媒体流路２８に冷却媒体を容易且つ確実に導入することが可能になる。
【００４７】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池４０の分解斜視説明図である。
【００４８】
なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
燃料電池４０は、電解質膜・電極構造体４２と、前記電解質膜・電極構造体４２を挟持するカソード側セパレータ４４及びアノード側セパレータ４６とを備える。カソード側セパレータ４４及びアノード側セパレータ４６は、例えば、金属セパレータで構成されているが、カーボンセパレータにより構成してもよい。
【００５０】
図４に示すように、カソード側セパレータ４４の面１４ａには、酸化剤ガス流路２４が設けられる。酸化剤ガス流路２４は、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２にそれぞれ連通する複数本の入口側流路２４ａ１、２４ａ２と、酸化剤ガス出口連通孔１８ｂに連通するそれぞれ複数本の出口側流路２４ｂ１、２４ｂ２と、前記入口側流路２４ａ１及び前記出口側流路２４ｂ１に両端が連通する複数本の主流路２４ｃ１と、前記入口側流路２４ａ２及び前記出口側流路２４ｂ２に両端が連通する複数本の主流路２４ｃ２とを備える。入口側流路２４ａ１、２４ａ２の流路長は、出口側流路２４ｂ１、２４ｂ２の流路長よりも短尺に設定される。
【００５１】
入口側流路２４ａ１、２４ａ２は、第１絞り部を構成するとともに、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２から主流路２４ｃ１、２４ｃ２に向かって各流路が途中で２分割された後、水平方向に屈曲して各主流路２４ｃ１、２４ｃ２に連通する。
【００５２】
出口側流路２４ｂ１、２４ｂ２は、主流路２４ｃ１、２４ｃ２から連通して進行方向が中央線Ｏ１に向かって変化する。出口側流路２４ｂ１、２４ｂ２は、２本の流路が１本に合流する部位と、３本の流路が２本の流路に合流した後、さらに１本の流路に合流する部位とを有する。
【００５３】
酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２と、入口側流路２４ａ１、２４ａ２との間には、それぞれ互いに平行する複数本の入口連結路４８ａ１、４８ａ２が設けられる。酸化剤ガス出口連通孔１８ｂと、出口側流路２４ｂ１、２４ｂ２との間には、それぞれ互いに平行する複数本の出口連結路４８ｂ１、４８ｂ２が設けられる。
【００５４】
酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２は、主流路２４ｃ１、２４ｃ２に対して傾斜して設定される。具体的には、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２を構成する酸化剤ガス導入側の端面５０ａ１、５０ａ２は、入口側流路２４ａ１、２４ａ２の流れ方向に略直交する方向に設定される。すなわち、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２から主流路２４ｃ１、２４ｃ２の端部までの各入口側流路２４ａ１、２４ａ２の距離は、略一定に維持される。
【００５５】
酸化剤ガス出口連通孔１８ｂを構成する酸化剤ガス導出側の端面５０ｂ１、５０ｂ２は、出口側流路２４ｂ１、２４ｂ２の流れ方向に略直交する方向に設定される。すなわち、主流路２４ｃ１、２４ｃ２の端部から酸化剤ガス出口連通孔１８ｂまでの各出口側流路２４ｂ１、２４ｂ２の距離は、略一定に維持される。
【００５６】
カソード側セパレータ４４は、矢印Ｃ方向中央に、矢印Ｂ方向に延在する中心線Ｏ１を中心にして上下に対称形状に設定される（図４参照）。
【００５７】
図３に示すように、アノード側セパレータ４６の面１６ａには、燃料ガス流路３０が設けられる。燃料ガス流路３０は、各燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２に連通する複数本の入口側流路３０ａ１、３０ａ２と、単一の燃料ガス出口連通孔２２ｂに連通するそれぞれ複数本の出口側流路３０ｂ１、３０ｂ２と、前記入口側流路３０ａ１及び前記出口側流路３０ｂ１に両端が連通する複数本の主流路３０ｃ１と、前記入口側流路３０ａ２及び前記出口側流路３０ｂ２に両端が連通する複数本の主流路３０ｃ２とを備える。
【００５８】
出口側流路３０ｂ１、３０ｂ２は、入口側流路３０ａ１、３０ａ２よりも流路長が長尺に設定される。入口側流路３０ａ１、３０ａ２は、主流路３０ｃ１、３０ｃ２に向かって流路数が増加する一方、出口側流路３０ｂ１、３０ｂ２は、前記主流路３０ｃ１、３０ｃ２から燃料ガス出口連通孔２２ｂに向かって流路本数が２本から１本に減少する部位、及び３本から２本、さらに１本に減少する部位を有する。
【００５９】
燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２と入口側流路３０ａ１、３０ａ２との間には、入口連結路５２ａ１、５２ａ２が設けられる一方、燃料ガス出口連通孔２２ｂと出口側流路３０ｂ１、３０ｂ２との間には、出口連結路５２ｂ１、５２ｂ２が設けられる。
【００６０】
燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２を構成する燃料ガス導入側の端面５４ａ１、５４ａ２は、入口側流路３０ａ１、３０ａ２の流れ方向に略直交する方向に設定される。すなわち、燃料ガス入口連通孔２２ａ１、２２ａ２から主流路３０ｃ１、３０ｃ２の端部までの各入口側流路３０ａ１、３０ａ２の距離は、略一定に維持される。
【００６１】
燃料ガス出口連通孔２２ｂを構成する燃料ガス導出側の端面５４ｂ１、５４ｂ２は、出口側流路３０ｂ１、３０ｂ２の流れ方向に略直交する方向に設定される。すなわち、主流路３０ｃ１、３０ｃ２の端部から燃料ガス出口連通孔２２ｂまでの各出口側流路３０ｂ１、３０ｂ２の距離は、略一定に維持される。
【００６２】
アノード側セパレータ４６は、矢印Ｃ方向中央に、矢印Ｂ方向に延在する中心線Ｏ２を中心として上下に対称形状に設定される。
【００６３】
このように構成される第２の実施形態では、図４に示すように、酸化剤ガス入口連通孔１８ａ１、１８ａ２は、主流路２４ｃ１、２４ｃ２に対して傾斜して設定されるとともに、酸化剤ガス出口連通孔１８ｂは、前記主流路２４ｃ１、２４ｃ２に対して傾斜して設定されている。
【００６４】
このため、各入口側流路２４ａ１、２４ａ２の距離及び各出口側流路２４ｂ１、２４ｂ２の距離は、略一定に維持され、酸化剤ガス流路２４全体の流路長のばらつきが抑制される。これにより、酸化剤ガス流路２４全体にわたって、酸化剤ガスが均一に分散されるという効果が得られる。
【００６５】
同様に、燃料ガス流路３０全体の流路長のばらつきが抑制される。従って、燃料ガス流路３０全体にわたって、燃料ガスが均一に分散され、良好な発電性を確保することが可能になる。その他、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６６】
１０、４０…燃料電池                １２、４２…電解質膜・電極構造体
１４、４４…カソード側セパレータ    １６、４６…アノード側セパレータ
１８ａ１、１８ａ２…酸化剤ガス入口連通孔
１８ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
２０ａ１、２０ａ２…冷却媒体入口連通孔
２０ｂ１、２０ｂ２…冷却媒体出口連通孔
２２ａ１、２２ａ２…燃料ガス入口連通孔
２２ｂ…燃料ガス出口連通孔          ２４…酸化剤ガス流路
２４ａ１、２４ｂ１、３０ａ１、３０ａ２…入口側流路
２４ｂ１、２４ｂ２、３０ｂ１、３０ｂ２…出口側流路
２４ｃ１、２４ｃ２、３０ｃ１、３０ｃ２…主流路
２８…冷却媒体流路                  ３０…燃料ガス流路
３４…固体高分子電解質膜
３６…カソード側電極                ３８…アノード側電極
４８ａ１、４８ａ２、５２ａ１、５２ａ２…入口連結路
４８ｂ１、４８ｂ２、５２ｂ１、５２ｂ２…出口連結路
５０ａ１、５０ａ２、５０ｂ１、５０ｂ２、５４ａ１、５４ａ２、５４ｂ１、５４ｂ２…端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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