(57)【要約】【課題】集電板の腐食を解消し、耐久性に優れ、低コストに作成できる固体高分子型燃料電池を提供する。【解決手段】膜電極接合体を挟持するように配置されたセパレータと、膜電極接合体とセパレータを含む積層体の両端を挟持するように配置された一対の端部セパレータと、一対の端部セパレータ１０８の両外側に配置され、膜電極接合体が発生した電気出力を集電する一対の集電板を備え、セパレータおよび端部セパレータ１０８には反応ガスあるいは冷却水を供給、排出するためのマニホールド孔２〜７が構成されており、端部セパレータ１０８の少なくとも１つのマニホールド孔を封止する。【選択図】図３
2010009754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と電極を接合させた膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟持するように配置されたセパレータと、前記膜電極接合体と前記セパレータを含む積層体の両端を挟持するように配置された一対の端部セパレータと、前記一対の端部セパレータの両外側に配置され、前記膜電極接合体が発生した電気出力を集電する一対の集電板を備え、前記セパレータおよび前記端部セパレータには反応ガスあるいは冷却水を供給、排出するためのマニホールド孔が構成されており、前記端部セパレータの少なくとも１つの前記マニホールド孔が封止されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項２】
前記一対の端部セパレータの少なくとも一方には前記マニホールド孔と連結し、反応ガスあるいは冷却水を前記積層体に供給、排出するための流路が形成されており、前記流路に接続される入口側あるいは出口側の前記マニホールド孔の少なくとも一方が封止されていることを特徴とする請求項１記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項３】
前記マニホールド孔の封止されている位置が、前記流路深さよりも深い位置であることを特徴とする請求項２記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項４】
前記流路には冷却水が供給されることを特徴とする請求項３記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項５】
前記端部セパレータが、２種類以上の部品で構成されており、前記マニホールド孔に勘合する封止部材によって、前記マニホールド孔が封止されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項６】
前記封止部材が、樹脂であることを特徴とする請求項５記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項７】
前記封止部材が、ゴムであることを特徴とする請求項５記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項８】
前記封止部材が、エラストマーであることを特徴とする請求項５記載の固体高分子型燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポータブル電源、電気自動車用電源、定置型コージェネレーションシステム等に使用される固体高分子型燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池は、水素などの燃料ガスと空気などの酸化ガスをガス拡散電極によって電気化学的に反応させるもので、電気と熱とを同時に発生させるものである。このような固体高分子型燃料電池の基本的な単電池の構成を図８に示した。
【０００３】
なお、水素などの燃料ガスの関与する側をアノードと呼び、図では符号の後にａを付け表し、空気などの酸化ガスの関与する側をカソードと呼び、図では符号の後にｃを付け表した。
【０００４】
図８に於いて、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜３１の両面には、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反応層３２ａ，３２ｃを密着して配置する。
【０００５】
さらに触媒反応層３２ａ，３２ｃの外面には、ガス通気性と導電性を兼ね備えた一対の拡散層３３ａ，３３ｃをこれに密着して配置する。この拡散層３３ａ，３３ｃと触媒反応層３２ａ，３２ｃにより電極３４ａ，３４ｃを構成する。電極電解質接合体３５は（以降、ＭＥＡと称する）、電極３４ａ，３４ｃと高分子電解質膜３１とで形成している。
【０００６】
ＭＥＡ３５外側には、ＭＥＡ３５を機械的に固定するとともに、隣接するＭＥＡ同士を互いに電気的に直列に接続し、さらに電極に反応ガスを供給し、かつ反応により発生したガスや余剰のガスを運び去るためのガス流路３６ａ，３６ｃをＭＥＡ３５に接する面に形成した導電性セパレータ３７ａ．３７ｃを配置する。導電性セパレータ３７ａでＭＥＡ３５とは反対の面には、隣の単電池の導電性セパレータ３７ｃが接する。
【０００７】
導電性セパレータ３７ａ，３７ｃ同士が接する側には循環水通路３８が備えられ、ここに循環水が流れる。循環水は導電性セパレータ３７ａ，３７ｃを介してＭＥＡ３５の温度を調整するように熱を移動させる。ＭＥＡ３５と導電性セパレータ３７ａ，３７ｃとの間にはガスを封止するＭＥＡガスケット４０ａ，４０ｃが備えられ、導電性セパレータ３７ａ，３７ｃの間には循環水を封止するセパレータガスケット４１ａ，４１ｃが備えられている。
【０００８】
次に、基本動作を説明する。ガス流路３６ｃに空気などの酸化ガスを流し、ガス流路３６ａに水素などの燃料ガスを流す。燃料ガス中の水素は拡散層３３ａを拡散し、触媒反応層３２ａに達する。触媒反応層３２ａで水素は水素イオンと電子に分けられる。電子は外部回路を通じてカソード側に移動される。水素イオンは膜３１を透過しカソード側に移動し反応触媒層３２ｃに達する。空気などの酸化ガス中の酸素は拡散層３３ｃを拡散し、反応触媒層３２ｃに達する。
【０００９】
触媒反応層３２ｃでは酸素が電子と反応し酸素イオンとなり、さらに酸素イオンは水素イオンと反応し水が生成される。つまりＭＥＡ３５の周囲で酸化ガスと燃料ガスが反応し水が生成され、電子が流れる。
【００１０】
さらに反応時に熱が生成し、ＭＥＡ３５の温度が上昇する。そのため循環水経路３８に水などを流すことにより反応で発生した熱を水で外部に運び出す。つまり、熱と電流（電気）が発生する。
【００１１】
ここで、発生した電力はセルの両端に配置された一対の集電板４２によって取り出され、燃料電池外部の電気回路に供給される。この集電板４２としては、抵抗がロスにならないように、真鍮や銅などの導電性が良好な金属に金メッキを施して接触抵抗と耐食性を向上したものが用いられていた
このような積層電池では、冷却部を含む複数の単電池モジュールを一方向に積み重ね、集電板４２の外側に、一対の端板を配置し、それぞれの端板間を締結ボルト（ロッド）で固定して、それぞれの単電池モジュールを締め付けるような締め付け方式が採用されている（例えば、特許部文献１参照）。
【００１２】
また、このような積層電池においては、積層方向端部からの放熱が大きくなり、両端に位置するセルが低温になる傾向があった。これによって、端部セルに水詰まりが発生し、性能低下を生じる危険性があった。このような課題に対し、引用文献では、端部セルの外側に冷却水流路を設け、端部セルからの放熱を抑制することによって、端部セルの低温化を防ぐ方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３１３３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の固体高分子型燃料電池では、以下のような課題があった。
【００１４】
集電板に加湿された反応ガスや冷却水がマニホールド孔部分で直接接触すると、金メッキなどの表面処理にはピンホールが存在するため、集電板の基材が腐食される。集電板が腐食されると、反応ガス中の水分や冷却水中に金属イオンが溶出し、ＭＥＡに供給されると、電解質膜の劣化やイオン導電性の低下を加速させ、ＭＥＡの性能を大きく低下する原因となる。さらに、腐食が進行すると集電板表面が変形し、マニホールド孔周辺でのシールが破壊し、反応ガスや冷却水リークが発生する危険性があった。
【００１５】
また、先行例のように、冷却水を集電板と端部セルの間に配置した場合には、集電板に直接冷却水が接触することを避けるため、端部セパレータを設けて、この端部セパレータに冷却水流路を構成する方法が採用されているが、このような場合には、端部セパレータの冷却水マニホールド孔を塞ぐ必要があり、これにより冷却水流路に冷却水が分配されにくくなるという課題があった。
【００１６】
本発明の固体高分子型燃料電池は、前記従来の課題を解決するものであり、集電板の腐食を解消し、耐久性に優れ、低コストに作成できる固体高分子型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】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の固体高分子型燃料電池は、電解質膜と電極を接合させた膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟持するように配置されたセパレータと、前記膜電極接合体と前記セパレータを含む積層体の両端を挟持するように配置された一対の端部セパレータと、前記一対の端部セパレータの両外側に配置され、前記膜電極接合体が発生した電気出力を集電する一対の集電板を備え、前記セパレータおよび前記端部セパレータには反応ガスあるいは冷却水を供給、排出するためのマニホールド孔が構成されており、前記端部セパレータの少なくとも１つの前記マニホールド孔が封止されているものである。
【００１８】
これにより、反応ガスや冷却水が集電板が直接接触することを防止し、集電板の腐食を完全に防ぐことが可能となり、燃料電池の耐久性を大幅に向上できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の固体高分子型燃料電池は、端部セパレータの出入り口マニホールド孔のいずれか一方を封止することによって、反応ガスおよび冷却水と集電板が接触することを完全に防止し、耐久性を向上した固体高分子型燃料電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１の発明は、電解質膜と電極を接合させた膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持するように配置されたセパレータと、膜電極接合体とセパレータを含む積層体の両端を挟持するように配置された一対の端部セパレータと、一対の端部セパレータの両外側に配置され、膜電極接合体が発生した電気出力を集電する一対の集電板を備え、セパレータおよび端部セパレータには反応ガスあるいは冷却水を供給、排出するためのマニホールド孔が構成されており、端部セパレータの少なくとも１つのマニホールド孔が封止されているものである。
【００２１】
この構成により、反応ガスおよび冷却水と集電板との接触を完全に防止でき、耐久性に優れた固体高分子型燃料電池を提供することができる。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明において、一対の端部セパレータの少なくとも一方にはマニホールド孔と連結し、反応ガスあるいは冷却水を積層体に供給、排出するための流路が形成されており、流路に接続される入口側あるいは出口側のマニホールド孔の少なくとも一方が封止されているものである。
【００２３】
この構成により、端部セパレータに反応ガスや冷却水の流路が構成された場合においても、集電板との接触を完全に防止でき、耐久性を向上した固体高分子型燃料電池を提供することができる。
【００２４】
第３の発明は、第２の発明において、マニホールド孔の封止されている位置を、流路深さよりも深い位置としたものである。
【００２５】
この構成により、集電板との接触を防止するとともに、端部セパレータに構成された流路へ反応ガスまたは冷却水の分配性を確保でき、端部セルの性能低下を解消した固体高分子型燃料電池を提供できる。
【００２６】
第４の発明は、第３の発明において、流路に冷却水が供給されるものである。
【００２７】
この構成により、放熱による端部セルの温度低下を防止し、端部セルの性能低下を解消した高性能な固体高分子型燃料電池を提供できる。
【００２８】
第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明において、端部セパレータが、２種類以上の部品で構成されており、マニホールド孔に勘合する封止部材によって、マニホールド孔が封止されているものである。
【００２９】
この構成により、端部セルの性能低下を解消した高性能な固体高分子型燃料電池を提供できる。
【００３０】
第６の発明は、第５の発明において、封止部材を樹脂としたものである。
【００３１】
この構成により、端部セルの性能低下を解消した高性能な固体高分子型燃料電池を提供できる。
【００３２】
第７の発明は、第５の発明において、封止部材をゴムとしたものである。
【００３３】
この構成により、端部セルの性能低下を解消した高性能な固体高分子型燃料電池を提供できる。
【００３４】
第８の発明は、第５の発明において、封止部材をエラストマーとしたものである。
【００３５】
この構成により、端部セルの性能低下を解消した高性能な固体高分子型燃料電池を提供できる。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、従来例と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
（実施の形態１）
図１は本発明による実施の形態１における固体高分子型燃料電池の単セルの分解斜視図である。
【００３７】
図１に示すように、単セルは、一対の電極１０４で枠体１に設けた高分子電解質膜１０１を挟んで構成したＭＥＡ１０５を、一対のアノード側セパレータ１０７ａとカソード側セパレータ１０７ｃとで挟み込んで構成されている。
【００３８】
アノード側セパレータ１０７ａおよびカソード側セパレータ１０７ｃには、外部から水素を含む燃料ガスを導入するための燃料ガス入口マニホールド孔２と、発電に使用されなかった燃料ガスを外部に排出するための燃料ガス出口マニホールド孔３と、酸素を含む酸化剤ガスを外部から導入するための酸化剤ガス入口マニホールド孔４と、発電に使用されなかった酸化剤ガスを外部に排出するための酸化剤ガス出口マニホールド孔５がアノード側セパレータ１０７ａおよびカソード側セパレータ１０７ｃの外周近傍に貫通して設けられている。
【００３９】
また、アノード側セパレータ１０７ａのＭＥＡ１０５と接する面には、燃料ガス入口マニホールド孔２と燃料ガス出口マニホールド孔３とを結び、電極１０４に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路１０６ａが設けられている。
【００４０】
同様にカソード側セパレータ１０７ｃのＭＥＡ１０５と接する面には、酸化剤ガス入口マニホールド孔４と酸化剤ガス出口マニホールド孔５とを結び、電極１０４に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路１０６ｃが設けられている。燃料ガス流路１０６ａおよび酸化剤ガス流路１０６ｃは、電極１０４に対して可能な限り均一にガスを供給するために、複数本の流路を蛇行させて形成している。
【００４１】
なお、単セル１０に供給する燃料ガスおよび酸化剤ガスは、高分子電解質膜１０１の水素イオン伝導性を発揮させるために加湿して常に高分子電解質膜１０１を湿潤状態に保つようにしているが、ガス中の水蒸気が凝縮して、あるいは発電に伴って生成した水が燃料ガス流路１０６ａまたは酸化剤ガス流路１０６ｃにたまって流路を閉塞し、ガスの流れを阻害しないように上方から導入して下方から排出されるように燃料ガス流路１０６ａおよび酸化剤ガス流路１０６ｃを構成した。
【００４２】
また、アノード側セパレータ１０７ａとカソード側セパレータ１０７ｃとには、発電とともに発生する熱を取り去るための循環水を、カソード側セパレータ１０７ｃのＭＥＡ１０５と接する面とは反対の面に形成した冷却水流路８に導入，排出するための冷却水入口マニホールド孔６と冷却水出口マニホールド孔７が、外周近傍に貫通して設けられている。
【００４３】
なお、図１では、冷却水入口マニホールド孔６および冷却水流路８が端部セパレータ１０８に形成されている状態を示しているが、冷却水入口マニホールド孔６は封止部１１で封止されている。また、端部セパレータ１０８に形成された冷却水流路８は冷却水シール９で洩れを防止する構成となっている。
【００４４】
すなわちアノード側セパレータ１０７ａ，カソード側セパレータ１０７ｃには電極１０４に対向する電極対向領域と、前記電極対向領域を囲む環状の外縁領域を有し、前記外縁領域には膜電極接合体（ＭＥＡ１０５）に反応ガスあるいは冷却水を供給、排出するためのマニホールド孔が構成されている。
【００４５】
また、ＭＥＡ１０５には各マニホールド孔に対応する位置に孔が設けられており、ＭＥＡ１０５のアノード電極（アノード側セパレータ１０７ａと接する側の電極１０４の面（図示せず））側で、アノード電極の外側には、燃料ガスが外部に漏れず、かつ酸化剤ガスと循環水とがこの面に進入しないように考慮したシール部であるＭＥＡガスケット（図示せず）が設けられている。
【００４６】
同様に、ＭＥＡ１０５のカソード電極１０４ｃ（カソード側セパレータ１０７ｃと接する側の電極１０４の面）側でカソード電極１０４ｃの外側には酸化剤ガスが外部に漏れず、かつ燃料ガスと循環水がこの面に浸入しないように考慮したＭＥＡガスケット１０９が設けられている。
【００４７】
なお、このＭＥＡガスケット１０９は導電性のアノード側セパレータ１０７ａとカソード側セパレータ１０７ｃとが直接接触して短絡しないようにする絶縁の役割も果たしており、図１で示した線シールではなく面シールとしても良く、また、ＭＥＡガスケット１０９とは別に絶縁体を挿入しても、シールが行えれば良い。
【００４８】
図２は、図１に示す単電池を積層して構成した固体高分子形燃料電池の構成を示す側面図である。
【００４９】
図２に示すように本実施の形態１の固体高分子型燃料電池は、ＭＥＡ１０５、アノード側セパレータ１０７ａおよびカソード側セパレータ１０７ｃを含む単電池を複数枚積層して積層体１００を形成し、積層体１００の両端に端部セパレータ１０８を配置し、さらにその外側に端部セパレータ１０８と電気的に接続した真鍮に金メッキを施した集電板２１を配置し、一対のエンドプレート２２で挟持したものである。以下、単電池を積層して一対のエンドプレート２２で挟持した構成をスタックと称する。
【００５０】
なお、単電池の積層は、単電池を構成するアノード側セパレータ１０７ａと隣り合う単電池を構成するカソード側セパレータ１０７ｃとを電気的に接続し、かつ、カソード側セパレータ１０７ｃに形成した循環水流路から水が外部に漏れないように、かつ燃料ガスと酸化剤ガスとがこの面に侵入しないように考慮して形成したセパレータガスケット（図示せず）がマニホールドの周囲に設けられている。
【００５１】
ここで、本実施の形態１ではエンドプレート２２としてはポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）を用いたが、その他の樹脂であっても締結圧力に対して十分な強度を有しておれば使用できる。
【００５２】
エンドプレート２２のいずれか一方には、スタックに酸化剤ガス、燃料ガス、冷却水を供給するための酸化剤ガス入口配管５１、冷却水入口配管５２、燃料ガス入口配管５３および排出するための燃料ガス出口配管５４、冷却水出口配管５５、酸化剤ガス出口配管５６が構成されており、それぞれの配管がセパレータに構成された対応する酸化剤ガス入口マニホールド孔４、燃料ガス入口マニホールド孔２、冷却水入口マニホールド孔６および
酸化剤ガス出口マニホールド孔５、燃料ガス出口マニホールド孔３、冷却水出口マニホールド孔７と連結されている。
【００５３】
また、端部セパレータ１０８とアノード側セパレータ１０７ａ、カソード側セパレータ１０７ｃの間には冷却水を流通させる流路が構成されており、放熱による端部セパレータ１０８の温度低下を抑制する構造となっている。
【００５４】
以上のように構成した固体高分子型燃料電池にについて、以下その動作、作用について説明する。
【００５５】
燃料ガス入口配管５３からスタックに供給された燃料ガスは燃料ガス入口マニホールド孔２を介して各単電池のアノード側セパレータ１０７ａの燃料ガス流路１０６ａを通って電極１０４のアノード側に供給される。
【００５６】
一方、酸化剤ガス入口配管５１からスタックに供給された酸化剤ガスは酸化剤ガス入口マニホールド孔４を介して、各単電池のカソード側セパレータ１０７ｃの酸化剤ガス流路１０６ｃを通って電極１０４のカソード側に供給され、燃料ガス中の水素と酸化剤ガス中の酸素が電気化学反応を起こして電気と熱が発生する。
【００５７】
発電に伴って発生した熱は、冷却水を冷却水入口配管５２から冷却水入口マニホールド孔６を介してアノード側セパレータ１０７ａの冷却水流路に供給し、冷却水出口マニホールド孔７を介して冷却水出口配管５５からスタックの外へ排出することにより、アノード側セパレータ１０７ａ，カソード側セパレータ１０７ｃを介して搬出する。
【００５８】
次に図３に端部セパレータの平面図を示す。端部セパレータ１０８には周辺部に燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水を積層体に供給するための入口マニホールドが設けられている。ここで、端部セパレータ１０８上で、燃料ガス入口マニホールド孔２、酸化剤ガス入口マニホールド孔４および冷却水入口マニホールド孔６は孔として貫通するように形成されているが、燃料ガス出口マニホールド孔３、酸化剤ガス出口マニホールド孔５および冷却水出口マニホールド孔７に対応する位置には、孔はなく完全に封止された形状になっている。
【００５９】
これによって、燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却水が集電板２１と接触することを完全に防止し、集電板２１の腐食を防止することが可能とできる。これによって、金属イオンの溶出によるＭＥＡ１０５の劣化を防止でき、耐久性に優れた固体高分子型燃料電池を供給できるものである。
【００６０】
なお、本実施の形態１では、燃料ガス出口マニホールド孔３、酸化剤ガス出口マニホールド孔５および冷却水出口マニホールド孔７を封止する形態を示したが、本実施の形態１に示した端部セパレータ１０８と対向する他方の端部セパレータ１０８では燃料ガス入口マニホールド孔２、酸化剤ガス入口マニホールド孔４および冷却水入口マニホールド孔６が封止されている。
【００６１】
また、本実施の形態１では、全てのガスと冷却水が同じ端部セパレータ１０８側から流入する形態を示しているが、ガスおよび冷却水の流入方向をガス種および冷却水毎に変更することも可能であり、同様の効果が得られるものである。さらに、スタック外部とスタック積層部分への燃料ガスや酸化剤ガス、冷却水の供給、排出は通常配管を用いて行われ、この配管が集電板２１と燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水を隔離する役目を果たしている。
（実施の形態２）
次に図４に、本発明の実施の形態２における端部セパレータ１０８の平面図を示す。
【００６２】
端部セパレータ１０８には周辺部に燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水を積層体に供給するための燃料ガス入口マニホールド孔２、酸化剤ガス入口マニホールド孔４および冷却水入口マニホールド孔６入口マニホールドが設けられている。さらに冷却水を流通するため冷却水流路８が表面に構成されている。
【００６３】
ここで、端部セパレータ１０８上で燃料ガス出口マニホールド孔３および酸化剤ガス出口マニホールド孔５に対応する位置には、孔はなく完全に封止された形状になっている。これによって、燃料ガスおよび酸化剤ガスが集電板２１と接触することを完全に防止し、集電板２１の腐食を防止することが可能とできる。
【００６４】
さらに、図５に端部セパレータ１０８の冷却水出口マニホールド孔７部分の断面図を示す。ここで、冷却水出口マニホールド孔７は冷却水流路８と同じ深さまで掘り込まれた位置で封止されている。このような形状によって、冷却水流路８に冷却水を供給すると同時に冷却水出口マニホールド孔７の封止を可能にし、集電板２１の腐食を完全に防止することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態２では、冷却水流路８が構成されている例を示したが、冷却水流路８を端部セパレータ１０８に構成することによって、放熱による端部セルの低温化を防止でき、端部セルの濡れを抑制することが可能になる。
【００６６】
また、本実施の形態２では、冷却水出口マニホールド孔７を封止する形態を示したが、本実施の形態２に示した端部セパレータ１０８と対向する他方の端部セパレータ１０８では冷却水入口マニホールド孔６が封止されている。
【００６７】
また、本実施の形態２では、全てのガスと冷却水が同じ端部セパレータ１０８側から流入する形態を示しているが、ガスおよび冷却水の流入方向をガス種および冷却水毎に変更することも可能であり、同様の効果が得られるものである。
【００６８】
さらに、スタック外部とスタック積層部分への燃料ガスや酸化剤ガス、冷却水の供給、排出は通常配管を用いて行われ、この配管が集電板２１と燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水を隔離する役目を果たしている。
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３における端部セパレータ１０８の冷却水出口マニホールド孔７部分の断面図である。ここで、冷却水出口マニホールド孔７は冷却水流路よりも深く掘り込まれた位置で封止されている。
【００６９】
このような形状にすることによって、図６において上方から流れてきた冷却水が、封止部分に衝突して発生する渦の影響を受けずに、冷却水流路８にスムースに冷却水を供給することが可能となる。これにより、冷却水の等配性を確保しながら、冷却水が集電板２１に接触することを完全に防止し、集電板２１の腐食を防止することが可能となる。
（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４における端部セパレータ１０８の冷却水出口マニホールド孔７部分の断面図である。冷却水出口マニホールド孔７は端部セパレータ１０８とは別部材の封止部材１２とからなり、封止部材１２を冷却水出口マニホールド孔７に勘合することによって、冷却水出口マニホールド孔７を封止している。
【００７０】
封止部材１２には、樹脂、ゴム、エラストマーが使用される。樹脂としては、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＳＰＳ（シンジオタックポリスチレン）など、またゴムとしては、フッ素ゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭゴムなど、エラストマーとしては、フッ素系エラストマーやオレフィン系エラストマーなどが使用できるが、これらに限らず選定することが可能である。
【００７１】
このような構造を採用することによって、封止構造の自由度を向上することが可能となり、より簡単にガス、冷却水と集電板２１が接触することを防止でき、集電板２１の腐食を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明にかかる固体高分子型燃料電池は、ポータブル電源、電気自動車用電源、定置型コージェネレーションシステム等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１における固体高分子型燃料電池を構成する単電池の分解斜視図
【図２】同固体高分子形燃料電池の構成を示す側面図
【図３】同固体高分子形燃料電池の端部セパレータの平面図
【図４】本発明の実施の形態２における固体高分子形燃料電池の端部セパレータの平面図
【図５】同固体高分子形燃料電池の端部セパレータの冷却水入口マニホールド孔部分の断面図
【図６】本発明の実施の形態３における固体高分子形燃料電池の端部セパレータの冷却水入口マニホールド孔部分の断面図
【図７】本発明の実施の形態４における固体高分子形燃料電池の端部セパレータの冷却水入口マニホールド孔部分の断面図
【図８】従来の固体高分子形燃料電池の要部断面図
【符号の説明】
【００７４】
１    枠体
２    燃料ガス入口マニホールド孔
３    燃料ガス出口マニホールド孔
４    酸化剤ガス入口マニホールド孔
５    酸化剤ガス出口マニホールド孔
６    冷却水入口マニホールド孔
７    冷却水出口マニホールド孔
８    冷却水流路
９    冷却水シール
１０    単セル
１１    封止部
１２    封止部材
２１    集電板
２２    エンドプレート
５１    酸化剤ガス入口配管
５２    冷却水入口配管
５３    燃料ガス入口配管
５４    燃料ガス出口配管
５５    冷却水出口配管
５６    酸化剤ガス出口配管
１０１    高分子電解質膜
１０４    電極
１０４ｃ    カソード電極
１０５    ＭＥＡ
１０６ａ    燃料ガス流路
１０６ｃ    酸化剤ガス流路
１０７ａ    アノード側セパレータ
１０７ｃ    カソード側セパレータ
１０８    端部セパレータ
１０９    ＭＥＡガスケット
【図２】
2010009754.tif 000003
【図３】
2010009754.tif 000004
【図４】
2010009754.tif 000005
【図５】
2010009754.tif 000006
【図６】
2010009754.tif 000007
【図７】
2010009754.tif 000008
【図１】
2010009754.tif 000009
【図８】
2010009754.tif 000010