(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層されるとともに、電極面に沿って反応ガスを流通させる反応ガス流路が形成される燃料電池であって、
前記触媒層は、前記電解質膜よりも小さな寸法に設定される一方、
前記電解質膜・電極構造体は、前記触媒層の外周に位置し、前記電解質膜に前記ガス拡散層を接合する接着層を設け、
前記反応ガス流路の下流側の前記接着層は、複数の接着部を断続的に設け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、前記セパレータの積層方向に貫通し、前記反応ガス流路の下流側に連通する反応ガス排出連通孔が設けられるとともに、
前記接着部は、前記反応ガス排出連通孔に向かって延在する線状接着部を有す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、前記接着部は、複数の点状接着部を有す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、電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層されるとともに、電極面に沿って反応ガスを流通させる反応ガス流路が形成される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
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配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した単位セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定数の単位セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池では、一方の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が設けられるとともに、他方のセパレータの面内に、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が設けられている。さらに、各燃料電池を構成し、互いに隣接するセパレータ間には、電極範囲内に冷却媒体を流すための冷却媒体流路が形成されている。
【０００４】
ところで、アノード側電極及びカソード側電極は、それぞれ触媒層（電極触媒層）及びガス拡散層（多孔質カーボン）を備えており、電解質膜の両側に、それぞれ前記触媒層及び前記ガス拡散層が接合されて電解質膜・電極構造体を製造している。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている膜・電極構造体は、図１１に示すように、固体高分子電解質膜１の一方の面に、この面を覆ってガス拡散電極層２が設けられるとともに、前記固体高分子電解質膜１の他方の面に、この面よりも表面積の小さなガス拡散電極層３が設けられている。
【０００６】
ガス拡散電極層２、３は、固体高分子電解質膜１の両面に当接する触媒層４ａ、４ｂと、ガス拡散層５ａ、５ｂとを備えており、前記触媒層４ａ、４ｂは、互いに異なる寸法に設定されている。触媒層４ａの外周側には、接着層６が設けられており、この接着層６を介してガス拡散電極層２と固体高分子電解質膜１とが一体化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６８３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の膜・電極構造体では、発電等による湿潤状態と、停止や起動等による乾燥状態とが、繰り返されている。その際、膜・電極構造体は、触媒層領域（触媒層４ａに対応する領域）と接着層領域（接着層６に対応する領域）との境界部位で、水に対する濡れ性が変化している。
【０００９】
このため、反応ガス流路の下流では、触媒層領域と接着層領域との境界部位に水滴が滞留し易い。従って、燃料電池の停止時に、反応ガス流路である酸化剤ガス流路及び燃料ガス流路に反応ガスを用いた掃気が行われると、起動時に、特に前記酸化剤ガス流路の下流側で高電位による劣化が惹起されるという問題がある。
【００１０】
さらに、固体高分子電解質膜１が含有する水分量の変化により伸縮する際に、特に触媒層領域と接着層領域との境界部位に応力が集中し易い。これにより、固体高分子電解質膜１が損傷するおそれがある。
【００１１】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、触媒層領域と接着層領域との境界部位に滞留水が発生することを阻止するとともに、電解質膜の損傷を良好に抑制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】
【００１２】
本発明は、電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層されるとともに、電極面に沿って反応ガスを流通させる反応ガス流路が形成される燃料電池に関するものである。
【００１３】
触媒層は、電解質膜よりも小さな寸法に設定される一方、電解質膜・電極構造体は、前記触媒層の外周に位置し、前記電解質膜にガス拡散層を接合する接着層を設け、反応ガス流路の下流側の前記接着層は、複数の接着部を断続的に設けている。
【００１４】
また、この燃料電池は、セパレータの積層方向に貫通し、反応ガス流路の下流側に連通する反応ガス排出連通孔が設けられるとともに、接着部は、前記反応ガス排出連通孔に向かって延在する線状接着部を有することが好ましい。
【００１５】
さらに、接着部は、複数の点状接着部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、反応ガス流路の下流側の接着層は、複数の接着部を断続的に設けており、触媒層領域と接着層領域との境界部位に滞留水が発生することを抑制することができる。このため、特に起動時に、触媒層が高電位劣化することを良好に抑制することが可能になる。
【００１７】
しかも、触媒層領域と接着層領域とにおける膜含水量が均等化される。従って、電解質膜に作用する応力が良好に緩和され、前記電解質膜の損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記燃料電池を構成する第２セパレータの一方の正面の説明図である。
【図４】前記燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の正面説明図である。
【図５】前記電解質膜・電極構造体の、図４中、Ｖ−Ｖ線断面説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の一方の面の説明図である。
【図７】前記電解質膜・電極構造体の他方の面の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の一方の面の説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の一方の面の説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の断面説明図である。
【図１１】特許文献１に開示されている膜・電極構造体の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１及び図２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、矢印Ａ方向（水平方向）に複数積層されて燃料電池スタック１１を構成する。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を挟持する第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６とを備える。
【００２０】
第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２１】
図１に示すように、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、縦長形状を有するとともに、長辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に延在し且つ短辺が水平方向（矢印Ｂ方向）に延在する（水平方向の積層）ように構成される。なお、長辺が水平方向に延在し且つ短辺が重力方向に延在するように構成してもよく、また、セパレータ面が水平方向に延在する（鉛直方向の積層）ように構成してもよい。
【００２２】
燃料電池１０の長辺方向（矢印Ｃ方向）の上端縁部には、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酸化剤ガス供給連通孔１８ａと、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔２０ａとが設けられる。
【００２３】
燃料電池１０の長辺方向の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔２０ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとが設けられる。
【００２４】
燃料電池１０の短辺方向（矢印Ｂ方向）の両端縁部上方には、矢印Ａ方向に連通して、冷却媒体を供給するための２つの冷却媒体供給連通孔２２ａが対称位置に設けられる。燃料電池１０の両端縁部下方には、矢印Ａ方向に連通して、冷却媒体を排出するための２つの冷却媒体排出連通孔２２ｂが対称位置に設けられる。
【００２５】
第１セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１４ａには、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとを連通して鉛直方向に延在する酸化剤ガス流路２４が形成される。酸化剤ガス流路２４の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部２６ａ及び出口バッファ部２６ｂが設けられる。第１セパレータ１４の面１４ｂ（面１４ａとは反対の面）には、後述する冷却媒体流路２８の一部が構成される。
【００２６】
図３に示すように、第２セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１６ａには、燃料ガス供給連通孔２０ａと燃料ガス排出連通孔２０ｂとを連通する燃料ガス流路３０が鉛直方向に延在して形成される。燃料ガス流路３０の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部３２ａ及び出口バッファ部３２ｂが設けられる。
【００２７】
第２セパレータ１６の面１６ｂと第１セパレータ１４の面１４ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔２２ａ、２２ａと冷却媒体排出連通孔２２ｂ、２２ｂとに連通する冷却媒体流路２８が形成される（図１及び図３参照）。冷却媒体流路２８の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部３４ａ及び出口バッファ部３４ｂが設けられる。
【００２８】
第１セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、この第１セパレータ１４の外周端縁部を周回して第１シール部材３６が一体成形される。第２セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、この第２セパレータ１６の外周端縁部を周回して第２シール部材３８が一体成形される。第１シール部材３６及び第２シール部材３８としては、例えば、弾性を有するＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。
【００２９】
図１に示すように、第１セパレータ１４の面１４ａには、第１シール部材３６を切り欠いて、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス流路２４とを連通する複数の連結通路４０ａが形成される。面１４ａには、第１シール部材３６を切り欠いて、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂと酸化剤ガス流路２４とを連通する複数の連結通路４０ｂが形成される。
【００３０】
図３に示すように、第２セパレータ１６の面１６ａには、第２シール部材３８を切り欠いて、燃料ガス供給連通孔２０ａと燃料ガス流路３０とを連通する複数の連結通路４２ａが形成される。面１６ａには、第２シール部材３８を切り欠いて、燃料ガス排出連通孔２０ｂと燃料ガス流路３０とを連通する複数の連結通路４２ｂが形成される。
【００３１】
図１に示すように、第２セパレータ１６の面１６ｂには、第２シール部材３８を切り欠いて、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａ、２２ａと冷却媒体流路２８とを連通する複数の連結通路４４ａが形成される。面１６ｂには、第２シール部材３８を切り欠いて、一対の冷却媒体排出連通孔２２ｂ、２２ｂと冷却媒体流路２８とを連通する複数の連結通路４４ｂが形成される。
【００３２】
図２に示すように、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４６と、前記固体高分子電解質膜４６を挟持するカソード側電極４８及びアノード側電極５０とを備える。
【００３３】
カソード側電極４８及びアノード側電極５０は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層４８ａ、５０ａ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４８ａ、５０ａの表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層４８ｂ、５０ｂとを有する。電極触媒層４８ｂ、５０ｂは、固体高分子電解質膜４６の両面に形成される。
【００３４】
図４及び図５に示すように、電極触媒層４８ｂ、５０ｂは、ガス拡散層４８ａ、５０ａよりも小さな寸法に設定され、前記電極触媒層４８ｂ、５０ｂの矢印Ｃ方向の両端外周には、固体高分子電解質膜４６に前記ガス拡散層４８ａ、５０ａを接合するための接着層５２ａ、５２ｂが設けられる。電極触媒層４８ｂ、５０ｂは、発電部領域とバッファ部領域との境界部位５３ａ、５３ｂを形成する。
【００３５】
酸化剤ガス流路２４の下流側及び燃料ガス流路３０の下流側の接着層５２ａ、５２ｂは、複数の接着部、例えば、点状接着部５４ａ、５４ｂを断続的に設けている。図５に示すように、点状接着部５４ａ、５４ｂは、接着剤がガス拡散層４８ａ、５０ａ内に円柱状に充填されて構成される。なお、点状接着部５４ａ、５４ｂは、円柱状に限定されるものではなく、例えば、角状や多角形状等であってもよい。
【００３６】
図４に示すように、酸化剤ガス流路２４の上流側及び燃料ガス流路３０の上流側の接着層５２ａ、５２ｂは、入口バッファ部２６ａ、３２ａに対応する領域全体に接着剤が充填されて構成される。なお、上流側の接着層５２ａ、５２ｂは、下流側の接着層５２ａ、５２ｂと同様に構成してもよい。また、接着層５２ａ、５２ｂは、バッファ部形状に対応しており、例えば、三角形状、台形状等の他、種々の異形状に設定されてもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス供給連通孔１８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔２０ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａ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。
【００３９】
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔１８ａから第１セパレータ１４の酸化剤ガス流路２４に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路２４に沿って矢印Ｃ方向（重力方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１２のカソード側電極４８に供給される。
【００４０】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔２０ａから第２セパレータ１６の燃料ガス流路３０に供給される。燃料ガスは、図３に示すように、燃料ガス流路３０に沿って重力方向（矢印Ｃ方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１２のアノード側電極５０に供給される（図１及び図２参照）。
【００４１】
従って、電解質膜・電極構造体１２では、カソード側電極４８に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極５０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て発電が行われる。
【００４２】
次いで、電解質膜・電極構造体１２のカソード側電極４８に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体１２のアノード側電極５０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔２０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００４３】
また、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａに供給された冷却媒体は、図１に示すように、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６間の冷却媒体流路２８に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｂ方向（水平方向）に沿って流動した後、矢印Ｃ方向（重力方向）に移動して電解質膜・電極構造体１２を冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｂ方向両側に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔２２ｂに排出される。
【００４４】
この場合、第１の実施形態では、図４及び図５に示すように、酸化剤ガス流路２４の下流側には、接着層５２ａが設けられるとともに、前記接着層５２ａは、複数の点状接着部５４ａを断続的に有している。さらに、燃料ガス流路３０の下流側には、接着層５２ｂが設けられるとともに、前記接着層５２ｂは、複数の点状接着部５４ｂを断続的に有している。
【００４５】
従って、固体高分子電解質膜４６は、下流側の触媒層領域（電極触媒層４８ｂ、５０ｂに対応する領域）と接着層領域（接着層５２ａ、５２ｂに対応する領域）との境界部位５３ａ、５３ｂに滞留水が発生することを抑制することができる。これにより、特に起動時に、電極触媒層４８ｂ、５０ｂが高電位劣化することを良好に抑制することが可能になるという効果が得られる。
【００４６】
しかも、固体高分子電解質膜４６は、触媒層領域と接着層領域との膜含水量が均等化されている。このため、固体高分子電解質膜４６の湿潤及び乾燥により前記固体高分子電解質膜４６に作用する応力が良好に緩和され、前記固体高分子電解質膜４６の損傷を抑制することができるという利点が得られる。さらに、酸化剤ガス及び燃料ガスの各ガス透過性が向上し、良好な発電性能を維持することが可能になる。
【００４７】
図６及び図７に示すように、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池は、電解質膜・電極構造体６０を備える。
【００４８】
なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０を構成する電解質膜・電極構造体１２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。また、以下に説明する第３の実施形態以降においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
電解質膜・電極構造体６０は、接着層５２ａ、５２ｂに代えて接着層６２ａ、６２ｂを設ける。図６に示すように、酸化剤ガス流路２４の下流側の接着層６２ａは、複数の点状接着部５４ａと、複数の線状接着部６４ａとを有する。各線状接着部６４ａは、酸化剤ガス流路２４の下流端部から酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに向かって延在する。
【００５０】
図７に示すように、燃料ガス流路３０の下流側の接着層６２ｂは、複数の点状接着部５４ｂと、複数の線状接着部６４ｂとを有する。各線状接着部６４ｂは、燃料ガス流路３０の下流端部から燃料ガス排出連通孔２０ｂに向かって延在する。
【００５１】
このように構成される第２の実施形態では、図６に示すように、酸化剤ガス流路２４の下流端部から酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに向かって延在する複数の線状接着部６４ａを備えている。このため、酸化剤ガス流路２４の下流端部に流動した生成水は、複数の線状接着部６４ａの案内作用下に、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに円滑且つ確実に排出される。従って、酸化剤ガス流路２４の下流端部に滞留水が惹起することを一層確実に阻止することが可能になる。
【００５２】
同様に、第２の実施形態では、図７に示すように、燃料ガス流路３０の下流端部から燃料ガス排出連通孔２０ｂに向かって延在する複数の線状接着部６４ｂを備えている。このため、燃料ガス流路３０の下流端部に流動した生成水は、複数の線状接着部６４ｂの案内作用下に、燃料ガス排出連通孔２０ｂに円滑且つ確実に排出される。従って、燃料ガス流路３０の下流端部に滞留水が惹起することを一層確実に阻止することが可能になる。
【００５３】
これにより、境界部位５３ａ、５３ｂに滞留水が発生することを抑制して電極触媒層４８ｂ、５０ｂの高電位劣化を抑制するとともに、前記電極触媒層４８ｂ、５０ｂの損傷を抑制することができる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５４】
図８に示すように、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池は、電解質膜・電極構造体７０を備える。
【００５５】
電解質膜・電極構造体７０は、接着層７２ａ、７２ｂを設けるとともに、酸化剤ガス流路２４の下流側の接着層７２ａは、複数の点状接着部７４ａを有する。点状接着部７４ａは、下流（出口バッファ部２６ｂの下側）に向かって複数列に配置されるとともに、下流側の配置数が少なく設定される。なお、接着層７２ｂ側は、上記の接着層７２ａ側と同様に構成される。
【００５６】
このように構成される第３の実施形態では、複数の点状接着部７４ａを備えるため、滞留水が発生することを抑制することができ、固体高分子電解質膜４６の損傷を抑制する等、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
しかも、点状接着部７４ａは、下流側の配置数が少なく設定されている。出口バッファ部２６ｂの下側では、発電部から離間しており、発熱がないために滞留水が発生し易い。従って、出口バッファ部２６ｂの下側に向かって点状接着部７４ａの数（接着密度）が削減されることにより、滞留水の排水性が良好に向上するという利点が得られる。なお、図示しないが、出口バッファ部３２ｂ側でも、同様である。
【００５８】
図９に示すように、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池は、電解質膜・電極構造体８０を備える。
【００５９】
電解質膜・電極構造体８０は、接着層８２ａ、８２ｂを設けるとともに、酸化剤ガス流路２４の下流側の接着層８２ａは、２つの点状接着部８４と、前記点状接着部８４間に配設される複数の線状接着部８６ａ、８６ｂとを有する。各線状接着部８６ａは、酸化剤ガス流路２４の下流端部から酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに向かって延在する長尺状を有する一方、各線状接着部８６ｂは、前記線状接着部８６ａ間に配設され、前記酸化剤ガス流路２４の下流端部から酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに向かって延在する短尺状を有する。
【００６０】
このように構成される第４の実施形態では、酸化剤ガス流路２４の下流端部に流動した生成水は、複数の線状接着部８６ａ、８６ｂの案内作用下に酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに円滑且つ確実に排出されるとともに、出口バッファ部２６ｂの下側に向かって接着密度が低減され、排水性の向上が図られるという効果が得られる。
【００６１】
なお、本発明は、上記の第１〜第４の実施形態に限定されるものではない。例えば、アノード側電極５０では、図４に示すように、複数の点状接着部５４ｂを有する接着層５２ｂを設ける一方、カソード側電極４８では、図６に示すように、複数の点状接着部５４ａと複数の線状接着部６４ａとを有する接着層６２ａを設けてもよい。
【００６２】
これにより、アノード側電極５０では、複数の点状接着部５４ｂによる形状保持が確実になされるとともに、カソード側電極４８では、複数の点状接着部５４ａ及び複数の線状接着部６４ａによる排水ガイド機能の向上及び接着密度の低減が図られる。
【００６３】
また、図５に示すように、電極触媒層４８ｂ、５０ｂの境界部位５３ａ、５３ｂは、端部位置が積層方向に同一位置に設定されているが、これに限定されるものではなく、前記境界部位５３ａ、５３ｂの端部位置同士が前記積層方向にずれていてもよい。
【００６４】
さらに、図１に示すように、カソード側電極４８及びアノード側電極５０は、同一の表面積（外形寸法）を有しているが、一方の表面積が他方の表面積よりも大きな、所謂、段差ＭＥＡを採用してもよい。その際、表面積の大きな電極側にのみ接着層を設ければよい。
【００６５】
図１０に示すように、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池は、電解質膜・電極構造体９０を備える。
【００６６】
電解質膜・電極構造体９０は、カソード側電極４８及びアノード側電極５０を設けるとともに、前記カソード側電極４８及び前記アノード側電極５０は、平坦形状のガス拡散層４８ａ１、５０ａ１を有する。
【００６７】
ガス拡散層４８ａ１、５０ａ１は、発電部領域とバッファ部領域との境界部位５３ａ、５３ｂの下方に接着層９２ａ、９２ｂを設ける。接着層９２ａ、９２ｂは、複数の接着部、例えば、点状接着部９４ａ、９４ｂを断続的に設けている。
【００６８】
このように構成される第５の実施形態では、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、ガス拡散層４８ａ１、５０ａ１が平坦形状を有しており、構成が一層簡素化するという利点がある。
【符号の説明】
【００６９】
１０…燃料電池                          １１…燃料電池スタック
１２、６０、７０、８０、９０…電解質膜・電極構造体
１４、１６…セパレータ                  １８ａ…酸化剤ガス供給連通孔
１８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔            ２０ａ…燃料ガス供給連通孔
２０ｂ…燃料ガス排出連通孔              ２２ａ…冷却媒体供給連通孔
２２ｂ…冷却媒体排出連通孔              ２４…酸化剤ガス流路
２８…冷却媒体流路                      ３０…燃料ガス流路
３６、３８…シール部材                  ４６…固体高分子電解質膜
４８…カソード側電極                    ４８ａ、４８ａ１、５０ａ、５０ａ１…ガス拡散層
４８ｂ、５０ｂ…電極触媒層              ５０…アノード側電極
５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂ、８２ａ、８２ｂ、９２ａ、９２ｂ…接着層
５３ａ、５３ｂ…境界部位
５４ａ、５４ｂ、７４ａ、８４、９４ａ、９４ｂ…点状接着部
６４ａ、６４ｂ、８６ａ、８６ｂ…線状接着部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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