(57)【要約】【課題】燃料電池内における気泡の滞留を抑制でき、出力の低下を抑制できる燃料電池を提供すること。【解決手段】燃料電池３では、水平方向に複数の単位セル４５が積層されて形成されるセルスタック１０を備え、セルスタック１０に、複数の単位セル４５のそれぞれに液体燃料を供給するための燃料供給路８８と、複数の単位セル４５のそれぞれから液体燃料を排出するための燃料排出路９０とを形成する。そして、燃料排出路９０の上端部に、液体燃料の排出方向Ｙの上流側よりも、排出方向Ｙの下流側が上側に位置するように形成される傾斜面１０１を設ける。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に複数の単位セルが積層されて形成される積層構造体を備え、
前記積層構造体が、
前記複数の単位セルの積層方向に前記複数の単位セルを通過し、前記複数の単位セルのそれぞれに液体燃料を供給するための燃料供給路と、
前記積層方向に前記複数の単位セルを通過し、前記複数の単位セルのそれぞれから液体燃料を排出するための燃料排出路とを有し、
前記燃料排出路の鉛直方向の上端部には、
液体燃料の排出方向の上流側よりも、前記排出方向の下流側が鉛直方向の上側に位置するように形成される気泡案内部が設けられていることを特徴としている、燃料電池。
【請求項２】
前記気泡案内部は、
前記排出方向の下流側に向かうに従って、鉛直方向の上方に向かって傾斜するように形成されていることを特徴としている、請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記複数の単位セルのそれぞれは、
膜電極接合体と、
前記膜電極接合体を挟むように、前記積層方向に対向配置される１対のセパレータとを備え、
前記１対のセパレータには、
前記単位セルに供給するための液体燃料が通過する燃料供給口と、
前記単位セルから排出された液体燃料が通過する燃料排出口とが形成され、
前記燃料供給路は、
前記複数の単位セルが積層されて、複数の前記燃料供給口が前記積層方向に互いに連通することにより形成され、
前記燃料排出路は、
前記複数の単位セルが積層されて、複数の前記燃料排出口が前記積層方向に互いに連通することにより形成され、
前記気泡案内部は、
前記セパレータとは別部材として構成され、前記燃料排出路内に設けられる第１案内部材により形成されていることを特徴としている、請求項１または２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記積層構造体が、
前記複数の単位セルの積層方向に前記複数の単位セルを通過し、前記複数の単位セルのそれぞれに酸素を供給するための酸素供給路と、
前記積層方向に前記複数の単位セルを通過し、前記複数の単位セルのそれぞれから排気するための排気路とを有し、
前記燃料供給路の鉛直方向の下端部には、
液体燃料の供給方向の上流側よりも、前記供給方向の下流側が鉛直方向の上側に位置するように形成される第１排液ガイド部が設けられ、
前記排気路の鉛直方向の下端部には、
前記排出方向の上流側よりも、前記排出方向の下流側が鉛直方向の下側に位置するように形成される第２排液ガイド部が設けられていることを特徴としている、請求項３に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池、詳しくは、固体高分子形の燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子形の燃料電池として、メタノール、ジメチルエーテルまたはヒドラジンなどの液体燃料を使用する燃料電池が知られている。
【０００３】
このような燃料電池としては、例えば、複数の単位セルが積層されるスタック構造を有する燃料電池が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。単位セルは、固体高分子膜からなる電解質層と、電解質層を挟んで対向配置される燃料側電極および酸素側電極と、燃料側電極に対向配置される燃料側セパレータと、酸素側電極に対向配置される酸素側セパレータとを備えている。
【０００４】
そして、そのような燃料電池では、液体燃料が燃料側電極に供給され、また、酸素（空気）が酸素側電極に供給されることにより、各単位セルにおいて、電気化学反応が生じ、発電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７６５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１に記載の燃料電池では、電気化学反応が生じると、燃料側電極において液体燃料が分解されて気体が発生し、発生した気体が液体燃料中に気泡として滞留する場合がある。そうすると、燃料電池内における気泡の滞留により、燃料側電極と液体燃料との接触が阻害され、燃料電池の出力が低下するという不具合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、燃料電池内における気泡の滞留を抑制でき、出力の低下を抑制できる燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明の燃料電池は、水平方向に複数の単位セルが積層されて形成される積層構造体を備え、前記積層構造体が、前記複数の単位セルの積層方向に前記複数の単位セルを通過し、前記複数の単位セルのそれぞれに液体燃料を供給するための燃料供給路と、前記積層方向に前記複数の単位セルを通過し、前記複数の単位セルのそれぞれから液体燃料を排出するための燃料排出路とを有し、前記燃料排出路の鉛直方向の上端部には、液体燃料の排出方向の上流側よりも、前記排出方向の下流側が鉛直方向の上側に位置するように形成される気泡案内部が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、積層構造体が燃料供給路と燃料排出路とを有しているので、液体燃料を、燃料供給路および燃料排出路を介して、積層構造体の各単位セルに確実に供給および排出でき、各単位セルにおいて、発電することができる。
【００１０】
しかるに、発電により発生する液体燃料中の気泡（以下、単に気泡とする。）は、液体燃料の流れに伴って、燃料排出路内に移動され、さらに、燃料排出路内において、浮力により、燃料排出路の鉛直方向の上端部、すなわち、気泡案内部に到達する。
【００１１】
そして、気泡案内部が、排出方向の上流側よりも下流側が鉛直方向の上側に位置するように形成されているので、気泡案内部に到達した気泡は、気泡案内部により、排出方向の上流側から下流側に向かって案内され、さらには、液体燃料とともに燃料電池内から排出される。
【００１２】
従って、本発明の燃料電池によれば、気泡が燃料電池内の液体燃料中に滞留することを抑制でき、出力の低下を抑制できる。
【００１３】
また、本発明の燃料電池では、前記気泡案内部が、前記排出方向の下流側に向かうに従って、鉛直方向の上方に向かって傾斜するように形成されていることが好適である。
【００１４】
このような構成によれば、気泡案内部が、排出方向の下流側に向かうに従って、鉛直方向の上方に向かって傾斜するように形成されているので、気泡案内部に到達した気泡が、気泡案内部の傾斜に沿って、排出方向の上流側から下流側に向かって移動される。つまり、気泡案内部が、気泡案内部に到達した気泡を、排出方向の下流側に向かって確実に案内することができる。
【００１５】
そのため、気泡が燃料電池内の液体燃料中に滞留することを確実に抑制でき、燃料電池の出力の低下を確実に抑制できる。
【００１６】
また、本発明の燃料電池では、前記複数の単位セルのそれぞれが、膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟むように、前記積層方向に対向配置される１対のセパレータとを備え、前記１対のセパレータには、前記単位セルに供給するための液体燃料が通過する燃料供給口と、前記単位セルから排出された液体燃料が通過する燃料排出口とが形成され、前記燃料供給路は、前記複数の単位セルが積層されて、複数の前記燃料供給口が前記積層方向に互いに連通することにより形成され、前記燃料排出路は、前記複数の単位セルが積層されて、複数の前記燃料排出口が前記積層方向に互いに連通することにより形成され、前記気泡案内部は、前記セパレータとは別部材として構成され、前記燃料排出路内に設けられる第１案内部材により形成されていることが好適である。
【００１７】
このような構成によれば、各単位セルが、膜電極接合体と１対のセパレータとを備えているので、各膜電極接合体において発電することができながら、各セパレータにより、互いに隣り合う単位セルの膜電極接合体が互いに短絡してしまうことを確実に抑制できる。そのため、燃料電池の発電効率の向上を図ることができる。
【００１８】
また、上記の構成では、各セパレータに形成される燃料供給口が積層方向に互いに連通することにより、燃料供給路が形成され、各セパレータに形成される燃料排出口が積層方向に互いに連通することにより、燃料排出路が形成されている。
【００１９】
しかるに、燃料排出路が複数のセパレータの燃料排出口から形成される場合、各セパレータおよび燃料排出口の寸法公差により、燃料排出路の鉛直方向の上端部を平滑に形成するには限度がある。そのため、燃料排出路の鉛直方向の上端部には、互いに隣り合う燃料排出口の上端縁により、所望しない段差が形成される場合がある。そうすると、気泡が、燃料排出路に形成された段差に溜まり、燃料電池内からの気泡の排出が抑制される場合がある。
【００２０】
これに対して、上記の構成によれば、燃料排出路の鉛直方向の上端部に設けられる気泡案内部が、セパレータとは別部材として構成される第１案内部材により形成されているので、気泡案内部が、複数の燃料排出口の上端縁が連続することにより形成される場合と比較して、気泡案内部を平滑に形成することができる。
【００２１】
そのため、簡易な構成でありながら、燃料電池の発電効率の向上を図ることができるとともに、燃料電池内からの気泡の排出の円滑化を図ることができる。
【００２２】
しかるに、近年、出力電力の向上の観点から、積層される単位セルの数（単位セルの積層数）の増加が検討されている。しかし、単位セルの積層数が増加すると、積層構造体は、その自重により、鉛直方向の下方に向かって湾曲するように変形する場合がある。この場合、燃料供給路および燃料排出路のそれぞれは、積層構造体の変形に伴って、下方に向かって湾曲するように変形される。
【００２３】
そうすると、気泡が燃料排出路における相対的に上側に位置する部分に滞留し、燃料電池内からの気泡の排出が抑制される場合がある。
【００２４】
また、燃料電池のメンテナンス時などにおいては、感電防止の観点から燃料電池内の液体燃料が燃料電池外に排出されるが、燃料供給路および燃料排出路が上記のように変形していると、燃料供給路および燃料排出路のそれぞれにおける相対的に下側に位置する部分に液体燃料が残留する場合がある。
【００２５】
一方、上記の構成によれば、燃料排出路内に第１案内部材が設けられているので、単位セルの積層数を増加させても、積層構造体が変形することを抑制できる。
【００２６】
そのため、気泡の燃料排出路内における滞留を確実に抑制できるとともに、燃料電池のメンテナンス時において、液体燃料が燃料供給路および燃料排出路のそれぞれに残留することを抑制でき、燃料電池のメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００２７】
つまり、出力電力の向上を図ることができながら、燃料電池のメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００２８】
また、本発明の燃料電池では、前記燃料供給路の鉛直方向の下端部に、液体燃料の供給方向の上流側よりも、前記供給方向の下流側が鉛直方向の上側に位置するように形成される第１排液ガイド部が設けられていることが好適である。
【００２９】
このような構成によれば、燃料供給路の鉛直方向の下端部に、供給方向の上流側よりも下流側が鉛直方向の上側に位置するように形成される第１排液ガイド部が設けられているので、燃料電池のメンテナンス時において、液体燃料が、第１排液ガイド部により、供給方向の上流側に向かって案内される。そのため、燃料電池内の液体燃料を、燃料電池内から燃料電池外に確実に排出できる。その結果、燃料電池のメンテナンス性のさらなる向上を図ることができる。
【００３０】
また、本発明の燃料電池では、前記積層構造体が、前記複数の単位セルの積層方向に前記複数の単位セルを通過し、前記複数の単位セルのそれぞれに酸素を供給するための酸素供給路と、前記積層方向に前記複数の単位セルを通過し、前記複数の単位セルのそれぞれから排気するための排気路とを有し、前記排気路の鉛直方向の下端部には、前記排出方向の上流側よりも、前記排出方向の下流側が鉛直方向の下側に位置するように形成される第２排液ガイド部が設けられていることが好適である。
【００３１】
このような構成によれば、積層構造体が酸素供給路と排気路とを有しているので、各単位セルに確実に酸素を供給および排出することができる。そのため、各単位セルに液体燃料および酸素を確実に供給および排出できるので、各単位セルの発電効率の向上を図ることができ、ひいては、燃料電池の発電効率の向上を図ることができる。
【００３２】
しかるに、液体燃料を使用する燃料電池では、液体燃料が、膜電極接合体を透過するクロスオーバーが生じる場合がある。そして、クロスオーバーした液体燃料が、膜電極接合体の酸素側電極に対する酸素の供給を阻害するので、燃料電池の起電力が低下する。
【００３３】
一方、上記の構成によれば、クロスオーバーした液体燃料は、酸素の流れに伴って、排気路内に移動され、自重により、排気路の鉛直方向の下端部、すなわち、第２排液ガイド部に到達する。
【００３４】
そして、第２排液ガイド部が、排出方向の上流側よりも下流側が鉛直方向の下側に位置するように形成されているので、第２排液ガイド部に到達した液体燃料は、第２排液ガイド部により、排出方向の下流側に向かって案内され、燃料電池内から排出される。
【００３５】
そのため、クロスオーバーした液体燃料を、燃料電池内から円滑に排出することができ、クロスオーバーした液体燃料が、酸素側電極に対する酸素の供給を阻害することを抑制できる。その結果、燃料電池の起電力の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の燃料電池によれば、燃料電池内における気泡の滞留を抑制でき、出力の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の燃料電池の第１実施形態が搭載された電動車両の概略構成図を示す。
【図２】図２は、図１に示す燃料電池を前右側から見た分解斜視図を示す。
【図３】図３（ａ）は、図２に示す燃料電池の正面図、  図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す燃料電池のＡ−Ａ断面図を示す。
【図４】図４（ａ）は、図２に示す燃料電池の正面図、  図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す燃料電池のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図５】図５は、図３（ｂ）に示すインサート部材を前右側から見た斜視図を示す。
【図６】図６は、燃料電池の発電動作を説明するための説明図であって、（ａ）は、発電動作時における図３（ａ）に示す燃料電池のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は、発電動作時における図４（ａ）に示す燃料電池のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第２実施形態としての燃料電池の正面図、  図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す燃料電池のＣ−Ｃ断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
１．電動車両の全体構成
図１は、本発明の燃料電池の第１実施形態が搭載された電動車両の概略構成図を示す。図１において、電動車両１は、燃料電池３およびバッテリ３７を選択的に動力源とするハイブリッド車両であって、車両用燃料電池システムとしての燃料電池システム２を搭載している。
【００３９】
燃料電池システム２は、燃料電池３と、燃料給排部４と、空気給排部５と、制御部６と、動力部７とを備えている。
【００４０】
なお、以下の説明において、電動車両１および燃料電池３に関し、方向について言及する場合には、電動車両１が水平面に配置されたときの方向を基準とし、具体的には、各図に示した矢印方向を基準とする。つまり、前後方向および左右方向が水平方向であり、上下方向が鉛直方向である。また、前後方向が積層方向の一例である。
（１）燃料電池
燃料電池３は、詳しくは後述するが、液体燃料が直接供給される直接液体燃料形燃料電池であり、アニオン交換型燃料電池として構成されている。燃料電池３は、電動車両１の中央下側に配置されている。
【００４１】
また、燃料電池３の出力電圧は、例えば、０．２〜１．５Ｖであり、出力電流は、例えば、１０〜４００Ａである。なお、これら出力は、単位セル４５（後述）１つあたりの出力である。
（２）燃料給排部
燃料給排部４は、燃料電池３に液体燃料を供給するように構成され、電動車両１において燃料電池３の後側に配置されている。
【００４２】
燃料給排部４は、液体燃料を貯蔵するための燃料タンク１５と、燃料タンク１５から供給される液体燃料を燃料電池３に供給するための燃料供給管１７と、燃料電池３から排出される液体燃料を燃料供給管１７に戻すための還流管１６とを備えている。
【００４３】
燃料タンク１５は、電動車両１における後端部に配置され、略ボックス形状に形成されている。
【００４４】
燃料タンク１５に貯蔵される液体燃料としては、含水素液体燃料が挙げられる。含水素液体燃料は、分子中に水素原子を含有する液体燃料であって、例えば、メタノールなどのアルコール類、ジメチルエーテルなどのアルキル基を有するエーテル類、ヒドラジン類などが挙げられ、好ましくは、アルコール類およびヒドラジン類が挙げられ、さらに好ましくは、ヒドラジン類が挙げられる。
【００４５】
ヒドラジン類として、具体的には、例えば、ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２）、水加ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２・Ｈ２Ｏ）、炭酸ヒドラジン（（ＮＨ２ＮＨ２）２ＣＯ２）、塩酸ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２・ＨＣｌ）、硫酸ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２・Ｈ２ＳＯ４）、モノメチルヒドラジン（ＣＨ３ＮＨＮＨ２）、ジメチルヒドラジン（（ＣＨ３）２ＮＮＨ２、ＣＨ３ＮＨＮＨＣＨ３）、カルボンヒドラジド（（ＮＨＮＨ２）２ＣＯ）などが挙げられる。上記例示の液体燃料は、単独または２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００４６】
上記した燃料化合物のうち、炭素を含まない化合物、すなわち、ヒドラジン、水加ヒドラジン、硫酸ヒドラジンなどは、ＣＯおよびＣＯ２の生成がなく、触媒の被毒が生じないことから、耐久性の向上を図ることができ、実質的なゼロエミッションを実現することができる。
【００４７】
また、上記例示の液体燃料としては、上記の燃料化合物をそのまま用いてもよいが、上記例示の燃料化合物を、例えば、水および／またはアルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの低級アルコールなど）などの溶液として用いることができる。この場合、溶液中の燃料化合物の濃度は、燃料化合物の種類によっても異なるが、例えば、１〜９０質量％、好ましくは、１〜３０質量％である。
【００４８】
燃料供給管１７は、燃料タンク１５と燃料電池３とを連結するように設けられ、詳しくは、その一端部（後端部）が燃料タンク１５の底壁に接続され、その他端部（前端部）が後述する燃料供給部９２に接続されている。
【００４９】
還流管１６は、燃料電池３と燃料供給管１７とを連結するように設けられ、詳しくは、その一端部（前端部）が後述する燃料排出部９７に接続され、その他端部（下端部）が燃料供給管１７の途中、すなわち前後方向略中央部分に接続されている。
【００５０】
そのため、燃料電池３、還流管１６および燃料供給管１７の前側部分は、後述する燃料排出部９７から排出される液体燃料が、還流管１６および燃料供給管１７を介して、再度、後述する燃料供給部９２に流れるように形成されるクローズドライン（閉流路）を構成する。これにより、燃料電池３には、液体燃料が循環される。
【００５１】
また、燃料給排部４には、液体燃料とガス（気体）とを分離するための気液分離器１８と、気液分離器１８で分離されたガスを排出するためのガス排出管２２と、燃料電池３に液体燃料を輸送するための第１燃料輸送ポンプ１９および第２燃料輸送ポンプ２０とが設けられている。
【００５２】
気液分離器１８は、燃料電池３の後上側において、還流管１６の途中に介在されている。気液分離器１８は、略ボックス形状に形成されており、その底壁に底部流通口２４が２つ形成され、その後壁の上端部に上部流通口２５が１つ形成されている。
【００５３】
そして、気液分離器１８は、２つの底部流通口２４が還流管１６に接続されることにより、還流管１６に介装されている。これにより、気液分離器１８は、その内部空間が、クローズドラインの一部を形成している。
【００５４】
ガス排出管２２は、上部流通口２５と電動車両１の外部空間とを連通するように設けられ、詳しくは、その一端部（前端部）が上部流通口２５に接続され、その他端部（後端部）が大気に開放されている。
【００５５】
第１燃料輸送ポンプ１９は、燃料供給管１７の後側部分に介在されており、還流管１６および燃料供給管１７の接続部分と、燃料タンク１５との間に配置されている。
【００５６】
第１燃料輸送ポンプ１９としては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプなどの回転式ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復式ポンプなど、公知の送液ポンプが挙げられる。
【００５７】
また、第２燃料輸送ポンプ２０は、燃料供給管１７の前側部分に介在されており、還流管１６および燃料供給管１７の接続部分と、燃料電池３との間に配置されている。
【００５８】
第２燃料輸送ポンプ２０としては、例えば、第１燃料輸送ポンプ１９と同様の公知の送液ポンプが挙げられる。
【００５９】
第１燃料輸送ポンプ１９および第２燃料輸送ポンプ２０のそれぞれは、コントロールユニット３４（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット３４（後述）からの制御信号が、第１燃料輸送ポンプ１９および第２燃料輸送ポンプ２０のそれぞれに入力され、コントロールユニット３４（後述）が、第１燃料輸送ポンプ１９および第２燃料輸送ポンプ２０のそれぞれの駆動および停止を制御する。
【００６０】
さらに、燃料給排部４には、燃料供給管１７を開閉するための燃料供給弁２１と、ガス排出管２２を開放するためのガス排出弁２３とが設けられている。
【００６１】
燃料供給弁２１は、燃料供給管１７の前側部分に介在されており、還流管１６および燃料供給管１７の接続部分と、第１燃料輸送ポンプ１９との間に配置されている。燃料供給弁２１としては、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が挙げられる。
【００６２】
そして、燃料供給弁２１が開放されることにより、燃料タンク１５から燃料電池３への液体燃料の供給が可能となり、燃料供給弁２１が閉鎖されることにより、燃料タンク１５から燃料電池３への液体燃料の供給が規制される。
【００６３】
また、ガス排出弁２３は、ガス排出管２２の途中に介在されており、ガス排出弁２３としては、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が挙げられる。
【００６４】
そして、ガス排出弁２３が開放されることにより、気液分離器１８からのガスの排出が可能となり、気液分離器１８内の圧力が解放され、ガス排出弁２３が閉鎖されることにより、気液分離器１８からのガスの排出が規制される。
【００６５】
燃料供給弁２１およびガス排出弁２３のそれぞれは、コントロールユニット３４（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット３４（後述）からの制御信号が、燃料供給弁２１およびガス排出弁２３のそれぞれに入力され、コントロールユニット３４（後述）が、燃料供給弁２１およびガス排出弁２３のそれぞれの開閉を制御する。
（３）空気給排部
空気給排部５は、空気を燃料電池３に供給するための空気供給管２６と、燃料電池３から排出される空気を外部に排出するための空気排出管２７とを備えている。
【００６６】
空気供給管２６は、電動車両１の外部空間と燃料電池３とを連通するように設けられ、詳しくは、その一端部（前端部）が大気に開放され、他端部（後端部）が酸素供給部９５（後述）に接続されている。
【００６７】
また、空気排出管２７は、電動車両１の外部空間と燃料電池３とを連通するように設けられ、詳しくは、その一端部（前端部）が大気に開放され（ドレン）、他端部（後端部）が排気部９４（後述）に接続されている。
【００６８】
また、空気給排部５には、燃料電池３に空気を送るための空気供給ポンプ２８と、クロスオーバー（後述）した液体燃料を回収するための燃料回収部３１とが設けられている。
【００６９】
空気供給ポンプ２８は、空気供給管２６の前側部分に介在されている。空気供給ポンプ２８としては、例えば、エアコンプレッサなどの公知の送気ポンプが挙げられる。空気供給ポンプ２８は、コントロールユニット３４（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット３４（後述）からの制御信号が、空気供給ポンプ２８に入力され、コントロールユニット３４（後述）が、空気供給ポンプ２８の駆動および停止を制御する。
【００７０】
燃料回収部３１は、空気排出管２７の後側部分に介在されており、燃料電池３に対して、空気排出管２７内の空気の流れ方向下流側に配置されている。燃料回収部３１は、略ボックス形状に形成されており、その後壁における上端部に流入口３２が形成され、その前壁における上端部に排気口３３が形成されている。
【００７１】
そして、燃料回収部３１は、流入口３２および排気口３３のそれぞれが空気排出管２７に接続されることにより、空気排出管２７に介装されている。
【００７２】
さらに、空気給排部５には、空気供給管２６を開閉するための空気供給弁２９と、空気排出管２７を開閉するための空気排出弁３０とが設けられている。
【００７３】
空気供給弁２９は、空気供給管２６の後側部分に介在されており、空気供給ポンプ２８と燃料電池３との間に配置されている。空気供給弁２９としては、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が挙げられる。
【００７４】
そして、空気供給弁２９が開放されることにより、燃料電池３への空気の供給が可能となり、空気供給弁２９が閉鎖されることにより、燃料電池３への空気の供給が規制される。
【００７５】
空気排出弁３０は、空気排出管２７の後側部分に介在されており、燃料回収部３１に対して空気の流れ方向下流側に配置されている。空気排出弁３０としては、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が挙げられる。
【００７６】
そして、空気排出弁３０が開放されることにより、燃料電池３からの空気の排出が可能となり、空気排出弁３０が閉鎖されることにより、燃料電池３からの空気の排出が規制される。
【００７７】
空気供給弁２９および空気排出弁３０のそれぞれは、コントロールユニット３４（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット３４（後述）からの制御信号が、空気供給弁２９および空気排出弁３０のそれぞれに入力され、コントロールユニット３４（後述）が、空気供給弁２９および空気排出弁３０のそれぞれの開閉を制御する。
（４）制御部
制御部６は、燃料電池システム２を制御するためのコントロールユニット３４を備えている。
【００７８】
コントロールユニット３４は、電動車両１における電気的な制御を実行するユニット（例えば、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。
（５）動力部
動力部７は、燃料電池３から出力される電気エネルギーを電動車両１の駆動力として機械エネルギーに変換するためのモータ３５と、モータ３５に電気的に接続されるインバータ３６と、モータ３５による回生エネルギーを蓄電するための動力用バッテリ３７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３８とを備えている。
【００７９】
モータ３５は、電動車両１の前端部に配置されており、燃料電池３よりも前側に配置されている。モータ３５としては、例えば、三相誘導電動機、三相同期電動機などの公知の三相電動機などが挙げられる。
【００８０】
インバータ３６は、モータ３５と燃料電池３との間に配置されている。インバータ３６は、燃料電池３で発電された直流電力を交流電力に変換する装置であって、インバータ３６としては、例えば、公知のインバータ回路が組み込まれた電力変換装置などが挙げられる。また、インバータ３６は、配線により、燃料電池３およびモータ３５にそれぞれ電気的に接続されるとともに、図示しないが、コントロールユニット３４と電気的に接続されており、これにより、燃料電池３の発電を制御している。
【００８１】
動力用バッテリ３７としては、例えば、定格電圧が１００Ｖ程度のニッケル水素電池や、リチウムイオン電池などの公知の二次電池などが挙げられる。また、動力用バッテリ３７は、インバータ３６と燃料電池３との間の配線に接続されている。これにより、動力用バッテリ３７は、燃料電池３からの電力を蓄電可能、かつ、モータ３５に電力を供給可能に構成されている。
【００８２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３８は、動力用バッテリ３７と燃料電池３との間に配置されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３８は、燃料電池３の出力電圧を昇降圧する機能を有し、燃料電池３の電力および動力用バッテリ３７の入出力電力を調整する機能を有している。
【００８３】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３８は、コントロールユニット３４と電気的に接続されており（図１の破線参照）、これにより、コントロールユニット３４から出力される出力制御信号の入力に応じて、燃料電池３の出力（出力電圧）を制御する。
【００８４】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３８は、配線により、燃料電池３および動力用バッテリ３７にそれぞれ電気的に接続されるとともに、配線の分岐により、インバータ３６に電気的に接続されている。
【００８５】
これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３８からモータ３５への電力は、インバータ３６において直流電力から三相交流電力に変換され、三相交流電力としてモータ３５に供給される。
２．燃料電池の詳細
燃料電池３は、図２に示すように、積層構造体の一例としてのセルスタック１０と、セルスタック１０を挟むように設けられる１対のカバー１１とを備えている。
【００８６】
セルスタック１０は、複数の単位セル４５が前後方向に積層されて形成されている。
【００８７】
各単位セル４５は、膜電極接合体４６と、１対のセパレータの一例としてのアノード側セパレータ４７およびカソード側セパレータ４８とを備えている。
【００８８】
膜電極接合体４６は、左右方向に延びる正面視略矩形状の略平板形状に形成されており、電解質層５０と、電解質層５０を挟んで前後方向に対向配置される燃料側電極としてのアノード電極５１、および、酸素側電極としてのカソード電極５２とを備えている。
【００８９】
電解質層５０は、アニオン交換型の高分子電解質膜から形成されている。電解質層５０の膜厚は、例えば、１０〜１００μｍである。
【００９０】
アノード電極５１は、電解質層５０の後面すべてにおいて、例えば、触媒を担持した触媒担体により形成されている。なお、触媒担体を用いずに、触媒を、直接、アノード電極５１として形成することもできる。アノード電極５１は、例えば、１０〜２００μｍ、好ましくは、２０〜１００μｍの厚みで形成されている。
【００９１】
カソード電極５２は、電解質層５０の前面すべてにおいて、例えば、アノード電極５１と同様に、触媒を担持した触媒担体により形成されている。カソード電極５２は、例えば、１０〜３００μｍ、好ましくは、２０〜１５０μｍの厚みで形成されている。
【００９２】
アノード側セパレータ４７は、膜電極接合体４６の後側に隣接配置されており、アノード側セパレータ本体５３と、アノード側シール５４とを備えている。
【００９３】
アノード側セパレータ本体５３は、膜電極接合体４６よりも大きな正面視略矩形状の略平板形状に形成されている。
【００９４】
アノード側セパレータ本体５３の下端部には、図２〜図４に示すように、燃料供給口の一例としてのアノード側燃料供給口５５と、アノード側冷却媒体供給口５６と、アノード側排気口５７とが左右方向に並ぶように形成されている。
【００９５】
アノード側燃料供給口５５は、図２に示すように、後述する燃料流路６２に液体燃料を供給するための開口部であって、アノード側セパレータ本体５３の右下側端部に配置されている。アノード側燃料供給口５５は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【００９６】
アノード側冷却媒体供給口５６は、後述する第１冷却媒体流路６３に冷却媒体を供給するための開口部であって、アノード側セパレータ本体５３の下端部の左右方向中央に配置されている。アノード側冷却媒体供給口５６は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
アノード側排気口５７は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、後述する酸素流路７９から排気させるための開口部であって、アノード側セパレータ本体５３の左下側端部に配置されている。アノード側排気口５７は、正面視略略矩形状に貫通形成されている。
【００９７】
また、アノード側セパレータ本体５３の上端部には、図２に示すように、燃料排出口の一例としてのアノード側燃料排出口５８と、アノード側冷却媒体排出口５９と、アノード側酸素供給口６０とが左右方向に並ぶように形成されている。
【００９８】
アノード側燃料排出口５８は、後述する燃料流路６２から液体燃料を排出させるための開口部であって、アノード側セパレータ本体５３の左上側端部に配置されている。アノード側燃料排出口５８は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【００９９】
アノード側冷却媒体排出口５９は、後述する第１冷却媒体流路６３から冷却媒体を排出させるための開口部であって、アノード側セパレータ本体５３の上端部の左右方向中央に配置されている。アノード側冷却媒体排出口５９は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【０１００】
アノード側酸素供給口６０は、後述する酸素流路７９に酸素を供給するための開口部であって、アノード側セパレータ本体５３の右上側端部に配置されている。アノード側酸素供給口６０は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【０１０１】
また、アノード側セパレータ本体５３には、その前面に燃料流路形成領域Ａ１が区画され、その背面に第１冷却媒体流路形成領域（図示せず）が区画されている。
【０１０２】
燃料流路形成領域Ａ１は、アノード側セパレータ本体５３の前面における中央部分に配置されている。燃料流路形成領域Ａ１は、膜電極接合体４６と略同一の形状およびサイズに形成され、具体的には、左右方向に延びる正面視略矩形状に形成されている。
【０１０３】
燃料流路形成領域Ａ１には、複数の燃料流路６２が形成されている。複数の燃料流路６２のそれぞれは、燃料流路形成領域Ａ１の前面から後方に向かって凹み、上下に延びる溝部として形成されており、左右方向に互いに間隔を隔てて並列配置されている。
【０１０４】
第１冷却媒体流路形成領域（図示せず）は、アノード側セパレータ本体５３の後面における中央部分に配置されている。また、図示しないが、第１冷却媒体流路形成領域（図示せず）は、その下端部がアノード側冷却媒体供給口５６と連通しており、その上端部がアノード側冷却媒体排出口５９と連通している。
【０１０５】
また、第１冷却媒体流路形成領域（図示せず）には、図３（ｂ）に示すように、複数の第１冷却媒体流路６３が形成されている。第１冷却媒体流路６３は、第１冷却媒体流路形成領域（図示せず）の後面から前方に向かって凹み、上下に延びる溝部として形成されており、左右方向に互いに間隔を隔てて並列配置されている。
【０１０６】
また、アノード側セパレータ本体５３の後面には、薄肉部６４が形成されている。
【０１０７】
薄肉部６４は、前後方向（アノード側セパレータ４７の厚み方向）に投影したときに、燃料流路形成領域Ａ１の投影面の端縁と、アノード側燃料供給口５５およびアノード側燃料排出口５８のそれぞれの投影面の端縁との間の領域の２箇所に形成されている。なお、図２では、薄肉部６４を便宜上省略している。
【０１０８】
薄肉部６４は、アノード側セパレータ本体５３の後面から前方に向かって凹むように形成され、アノード側セパレータ本体５３の厚みが薄肉化されている。薄肉部６４は、アノード側燃料供給口５５およびアノード側燃料排出口５８のそれぞれに臨むように形成されている。
【０１０９】
また、薄肉部６４には、アノード側燃料供給口５５およびアノード側燃料排出口５８により給排される液体燃料を通過させるための燃料用貫通孔６５が形成されている。
【０１１０】
より具体的には、アノード側燃料供給口５５に臨む薄肉部６４に形成される燃料用貫通孔６５は、アノード側燃料供給口５５と燃料流路６２の下端部とを連通させるように、アノード側セパレータ本体５３を貫通して形成されている。また、アノード側燃料排出口５８に臨む薄肉部６４に形成される燃料用貫通孔６５は、アノード側燃料排出口５８と燃料流路６２の上端部とを連通させるように、アノード側セパレータ本体５３を貫通して形成されている。
【０１１１】
アノード側シール５４は、図２および図３に示すように、アノード側セパレータ本体５３の前面に密着固定されており、アノード側拡散層６６と、アノード側シール部分６７とを一体的に備えている。
【０１１２】
アノード側拡散層６６は、例えば、カーボンペーパーあるいはカーボンクロスなどが、必要によりフッ素処理されている硬質のガス透過性材料から形成され、正面視略矩形状の略矩形平板形状に形成されている。また、アノード側拡散層６６は、膜電極接合体４６と略同一の形状およびサイズに形成され、具体的には、左右方向に延びる正面視略矩形状に形成されている。また、アノード側拡散層６６は、燃料流路形成領域Ａ１と前後方向に対向配置されている。
【０１１３】
アノード側シール部分６７は、例えば、ゴムなどの弾性を有する材料から形成されており、アノード側拡散層６６の周囲を囲むように設けられ、アノード側拡散層６６の周端部に接合されている。また、アノード側シール部分６７は、その前後方向長さ（厚み）が、アノード側拡散層６６の前後方向長さ（厚み）よりも長くなるように形成されており、アノード側拡散層６６よりも前側に膨出している。
【０１１４】
また、アノード側シール部分６７には、アノード側拡散層６６よりも下側において、３つの第１開口部６８が、左右方向に並ぶように形成されている。第１開口部６８は、アノード側燃料供給口５５、アノード側冷却媒体供給口５６およびアノード側排気口５７のそれぞれに対応して配置され、アノード側シール部分６７を前後方向に貫通して形成されている。３つの第１開口部６８のそれぞれは、前後方向に投影したときに、対応するアノード側燃料供給口５５、アノード側冷却媒体供給口５６およびアノード側排気口５７のそれぞれと一致する形状およびサイズに形成されている。なお、アノード側燃料供給口５５に対応する第１開口部６８が、燃料供給口の一例として対応し、アノード側排気口５７に対応する第１開口部６８が、酸素排出口の一例として対応する。
【０１１５】
そして、３つの第１開口部６８のそれぞれは、図３および図４に示すように、対応するアノード側燃料供給口５５、アノード側冷却媒体供給口５６およびアノード側排気口５７のそれぞれと、前後方向に互いに連通するように隣接配置されている。
【０１１６】
また、アノード側シール部分６７には、図２に示すように、アノード側拡散層６６よりも上側において、３つの第２開口部６９が、左右方向に並ぶように形成されている。第２開口部６９は、アノード側燃料排出口５８、アノード側冷却媒体排出口５９およびアノード側酸素供給口６０のそれぞれに対応して配置され、アノード側シール部分６７を前後方向に貫通して形成されている。３つの第２開口部６９のそれぞれは、前後方向に投影したときに、対応するアノード側燃料排出口５８、アノード側冷却媒体排出口５９およびアノード側酸素供給口６０のそれぞれと一致する形状およびサイズに形成されている。なお、アノード側燃料排出口５８に対応する第２開口部６９が、燃料排出口の一例として対応し、アノード側酸素供給口６０に対応する第２開口部６９が、酸素供給口の一例として対応する。
【０１１７】
そして、３つの第２開口部６９のそれぞれは、図３および図４に示すように、対応するアノード側燃料排出口５８、アノード側冷却媒体排出口５９およびアノード側酸素供給口６０のそれぞれと、前後方向に互いに連通するように隣接配置されている。
【０１１８】
カソード側セパレータ４８は、図２に示すように、膜電極接合体４６の前側に隣接配置されている。つまり、アノード側セパレータ４７およびカソード側セパレータ４８は、膜電極接合体４６を挟むように、前後方向に対向配置されている。
【０１１９】
カソード側セパレータ４８は、カソード側セパレータ本体７０と、カソード側シール７１とを備えている。
【０１２０】
カソード側セパレータ本体７０は、アノード側セパレータ４７と同様に、膜電極接合体４６よりも大きな正面視略矩形状の略平板形状に形成されている。
【０１２１】
また、カソード側セパレータ本体７０の下端部には、燃料供給口の一例としてのカソード側燃料供給口７２と、カソード側冷却媒体供給口７３と、カソード側排気口７４とが左右方向に並ぶように形成されている。
【０１２２】
カソード側燃料供給口７２は、燃料流路６２に燃料を供給するための開口部であって、カソード側セパレータ本体７０の右下側端部に配置されている。カソード側燃料供給口７２は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【０１２３】
カソード側冷却媒体供給口７３は、後述する第２冷却媒体流路７８に冷却媒体を供給するための開口部であって、カソード側セパレータ本体７０の下端部の左右方向中央に配置されている。カソード側冷却媒体供給口７３は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【０１２４】
カソード側排気口７４は、後述する酸素流路７９から排気させるための開口部であって、カソード側セパレータ本体７０の左下側端部に配置されている。カソード側排気口７４は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【０１２５】
また、カソード側セパレータ本体７０の上端部には、アノード側セパレータ４７と同様に、燃料排出口の一例としてのカソード側燃料排出口７５と、カソード側冷却媒体排出口７６と、カソード側酸素供給口７７とが左右方向に並ぶように形成されている。
【０１２６】
カソード側燃料排出口７５は、燃料流路６２から液体燃料を排出させるための開口部であって、カソード側セパレータ本体７０の左上側端部に配置されている。カソード側燃料排出口７５は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【０１２７】
カソード側冷却媒体排出口７６は、後述する第２冷却媒体流路７８から冷却媒体を排出させるための開口部であって、カソード側セパレータ本体７０の上端部の左右方向中央に配置されている。カソード側冷却媒体排出口７６は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【０１２８】
カソード側酸素供給口７７は、後述する酸素流路７９に酸素を供給するための開口部であって、カソード側セパレータ本体７０の右上側端部に配置されている。カソード側酸素供給口７７は、正面視略矩形状に貫通形成されている。
【０１２９】
また、カソード側セパレータ本体７０には、その前面に第２冷却媒体形成領域Ａ２が区画され、その後面に酸素流路形成領域（図示せず）が区画されている。
【０１３０】
第２冷却媒体形成領域Ａ２は、カソード側セパレータ本体７０の前面における中央部分に配置されている。また、図示しないが、第２冷却媒体形成領域Ａ２は、その下端部がカソード側冷却媒体供給口７３と連通しており、その上端部がカソード側冷却媒体排出口７６と連通している。
【０１３１】
また、第２冷却媒体形成領域Ａ２には、複数の第２冷却媒体流路７８が形成されている。複数の第２冷却媒体流路７８のそれぞれは、第２冷却媒体形成領域Ａ２の前面から後方に向かって凹み、上下に延びる溝部として形成されており、左右方向に互いに間隔を隔てて並列配置されている。
【０１３２】
また、酸素流路形成領域（図示せず）は、カソード側セパレータ本体７０の後面おける中央部分に配置されている。また、図示しないが、酸素流路形成領域（図示せず）は、膜電極接合体４６と略同一の形状およびサイズに形成され、具体的には、左右方向に延びる正面視略矩形状に形成されている。
【０１３３】
また、酸素流路形成領域（図示せず）には、複数の酸素流路７９が形成されている。複数の酸素流路７９のそれぞれは、酸素流路形成領域（図示せず）の後面から前方に向かって凹み、上下に延びる溝部として形成されており、左右方向に互いに間隔を隔てて並列配置されている。
【０１３４】
また、カソード側セパレータ本体７０の前面には、図４（ｂ）に示すように、アノード側セパレータ４７の後面と同様に、薄肉部８０が形成されている。
【０１３５】
薄肉部８０は、前後方向（カソード側セパレータ４８の厚み方向）に投影したときに、第２冷却媒体形成領域Ａ２の投影面の端縁と、カソード側酸素供給口７７およびカソード側排気口７４のそれぞれの投影面の端縁との間の領域の２箇所に形成されている。なお、図２では、薄肉部８０を便宜上省略している。
【０１３６】
薄肉部８０は、図４（ｂ）に示すように、カソード側セパレータ本体７０の前面から後方に向かって凹むように形成され、カソード側セパレータ本体７０の厚みが薄肉化されている。薄肉部８０は、カソード側酸素供給口７７およびカソード側排気口７４のそれぞれに臨むように形成されている。
【０１３７】
また、薄肉部８０には、カソード側酸素供給口７７およびカソード側排気口７４により給排される液体燃料を通過させるための酸素用貫通孔８１が形成されている。
【０１３８】
より具体的には、カソード側酸素供給口７７に臨む薄肉部８０に形成される酸素用貫通孔８１は、カソード側酸素供給口７７と酸素流路７９の上端部とを連通させるように、カソード側セパレータ本体７０を貫通して形成されている。また、カソード側排気口７４に臨む薄肉部８０に形成される酸素用貫通孔８１は、カソード側排気口７４と酸素流路７９の下端部とを連通させるように、カソード側セパレータ本体７０を貫通して形成されている。
【０１３９】
カソード側シール７１は、図２および図４に示すように、カソード側セパレータ本体７０の後面に密着固定されており、カソード側拡散層８２と、カソード側シール部分８３とを一体的に備えている。
【０１４０】
カソード側拡散層８２は、図２に示すように、例えば、アノード側拡散層６６と同様の硬質のガス透過性材料から形成され、正面視略矩形状の略矩形平板形状に形成されている。また、カソード側拡散層８２は、膜電極接合体４６と略同一の形状およびサイズに形成され、具体的には、左右方向に延びる正面視略矩形状に形成されている。また、カソード側拡散層８２は、酸素流路形成領域（図示せず）と前後方向に対向配置されている。
【０１４１】
カソード側シール部分８３は、例えば、ゴムなどの弾性を有する材料から形成されており、カソード側拡散層８２の周囲を囲むように設けられ、カソード側拡散層８２の周端部に接合されている。また、カソード側シール部分８３は、その前後方向（厚み方向）長さが、カソード側拡散層８２の前後方向長さよりも長くなるように形成されており、カソード側拡散層８２よりも後側に膨出している。
【０１４２】
また、カソード側シール部分８３には、カソード側拡散層８２よりも下側において、３つの第３開口部８４が、左右方向に並ぶように形成されている。第３開口部８４は、カソード側燃料供給口７２、カソード側冷却媒体供給口７３およびカソード側排気口７４のそれぞれに対応して配置され、カソード側シール部分８３を前後方向に貫通して形成されている。３つの第３開口部８４のそれぞれは、前後方向に投影したときに、対応するカソード側燃料供給口７２、カソード側冷却媒体供給口７３およびカソード側排気口７４のそれぞれと一致する形状およびサイズに形成されている。なお、カソード側燃料供給口７２に対応する第３開口部８４が、燃料供給口の一例として対応し、カソード側排気口７４に対応する第３開口部８４が、酸素排出口の一例として対応する。
【０１４３】
そして、３つの第３開口部８４のそれぞれは、図３および図４に示すように、対応するカソード側燃料供給口７２、カソード側冷却媒体供給口７３およびカソード側排気口７４のそれぞれと前後方向に互いに連通するように、対応するカソード側燃料供給口７２、カソード側冷却媒体供給口７３およびカソード側排気口７４の後側に隣接配置されるとともに、３つの第１開口部６８のぞれぞれと前後方向に互いに連通するように、３つの第１開口部６８の前側に隣接配置されている。
【０１４４】
また、カソード側シール部分８３には、図２に示すように、カソード側拡散層８２よりも上側において、３つの第４開口部８５が、左右方向に並ぶように形成されている。第４開口部８５は、カソード側燃料排出口７５、カソード側冷却媒体排出口７６およびカソード側酸素供給口７７のそれぞれに対応して配置され、カソード側シール部分８３を前後方向に貫通して形成されている。３つの第４開口部８５のそれぞれは、前後方向に投影したときに、対応するカソード側燃料排出口７５、カソード側冷却媒体排出口７６およびカソード側酸素供給口７７のそれぞれと一致する形状およびサイズに形成されている。なお、カソード側燃料排出口７５に対応する第４開口部８５が、燃料排出口の一例として対応し、カソード側酸素供給口７７に対応する第４開口部８５が、酸素供給口の一例として対応する。
【０１４５】
そして、３つの第４開口部８５のそれぞれは、図３および図４に示すように、対応するカソード側燃料排出口７５、カソード側冷却媒体排出口７６およびカソード側酸素供給口７７のそれぞれと前後方向に互いに連通するように、対応するカソード側燃料排出口７５、カソード側冷却媒体排出口７６およびカソード側酸素供給口７７の後側に隣接配置されるとともに、３つの第２開口部６９のぞれぞれと前後方向に互いに連通するように、３つの第２開口部６９の前側に隣接配置されている。
【０１４６】
このような単位セル４５は、上記し、図３および図４に示すように、前後方向に積層され、セルスタック１０を構成する。
【０１４７】
セルスタック１０には、図３（ｂ）に示すように、各単位セル４５のアノード電極５１に液体燃料を供給するための燃料供給路８８と、各単位セル４５のアノード電極５１から液体燃料を排出するための燃料排出路９０とが形成されている。
【０１４８】
燃料供給路８８は、セルスタック１０の右下端部において、前後方向に複数の単位セル４５を貫通（通過）するように形成されている。詳しくは、燃料供給路８８は、各単位セル４５のカソード側燃料供給口７２、第３開口部８４、第１開口部６８およびアノード側燃料供給口５５が前後方向に互いに連通することにより形成されている。
【０１４９】
燃料排出路９０は、セルスタック１０の左上端部において、前後方向に複数の単位セル４５を貫通（通過）するように形成されている。詳しくは、燃料排出路９０は、各単位セル４５のアノード側燃料排出口５８、第２開口部６９、第４開口部８５およびカソード側燃料排出口７５が前後方向に互いに連通することにより形成されている。
【０１５０】
また、燃料供給路８８および燃料排出路９０は、各単位セル４５の上下２つの燃料用貫通孔６５および燃料流路６２を介して互いに連通している。
【０１５１】
また、セルスタック１０には、図４（ｂ）に示すように、各単位セル４５のカソード電極５２に酸素を供給するための酸素供給路９１と、各単位セル４５のカソード電極５２から排気するための排気路８９とが形成されている。
【０１５２】
酸素供給路９１は、セルスタック１０の右上端部において、前後方向に複数の単位セル４５を貫通（通過）するように形成されている。詳しくは、酸素供給路９１は、各単位セル４５のカソード側酸素供給口７７、第４開口部８５、第２開口部６９およびアノード側酸素供給口６０が前後方向に互いに連通することにより形成されている。
【０１５３】
排気路８９は、セルスタック１０の左下端部において、前後方向に複数の単位セル４５を貫通（通過）するように形成されている。詳しくは、排気路８９は、各単位セル４５のアノード側排気口５７、第１開口部６８、第３開口部８４およびカソード側排気口７４が前後方向に互いに連通することにより形成されている。
【０１５４】
また、酸素供給路９１および排気路８９は、各単位セル４５の上下２つの酸素用貫通孔８１および酸素流路７９を介して互いに連通している。
【０１５５】
また、セルスタック１０には、図示しないが、各単位セル４５の第１冷却媒体流路６３および第２冷却媒体流路７８に冷却媒体を供給するための冷却媒体供給路と、各単位セル４５の第１冷却媒体流路６３および第２冷却媒体流路７８から冷却媒体を排出するための冷却媒体排出路とが形成されている。
【０１５６】
冷却媒体供給路（図示せず）は、セルスタック１０の下端部における左右方向中央において、前後方向に複数の単位セル４５を貫通（通過）するように形成されている。詳しくは、冷却媒体供給路（図示せず）は、図２に示すように、各単位セル４５のカソード側冷却媒体供給口７３、第３開口部８４、第１開口部６８およびアノード側冷却媒体供給口５６が前後方向に互いに連通することにより形成されている。冷却媒体排出路（図示せず）は、セルスタック１０の上端部における左右方向中央において、前後方向に複数の単位セル４５を貫通（通過）するように形成されている。詳しくは、冷却媒体排出路（図示せず）は、各単位セル４５のアノード側冷却媒体排出口５９、第２開口部６９、第４開口部８５およびカソード側冷却媒体排出口７６が前後方向に互いに連通することにより形成されている。
【０１５７】
また、冷却媒体供給路（図示せず）および冷却媒体排出路（図示せず）は、各単位セル４５の第１冷却媒体流路６３および第２冷却媒体流路７８を介して互いに連通している。
【０１５８】
なお、互いに前後方向に隣接されるアノード側セパレータ本体５３とカソード側セパレータ本体７０との間には、図示しないシール部材が介在されている。シール部材（図示せず）は、少なくとも、アノード側燃料供給口５５およびカソード側燃料供給口７２と、アノード側燃料排出口５８およびカソード側燃料排出口７５と、アノード側酸素供給口６０およびカソード側酸素供給口７７と、アノード側排気口５７およびカソード側排気口７４とを囲むように設けられ、アノード側冷却媒体供給口５６およびアノード側冷却媒体排出口５９による第１冷却媒体流路６３および第２冷却媒体流路７８への冷却媒体の通過を許容する。
【０１５９】
１対のカバー１１は、正面視略矩形状の略平板形状に形成され、アノード側セパレータ４７およびカソード側セパレータ本体７０のぞれぞれと同一のサイズに形成されている。
【０１６０】
また、前側のカバー１１には、図２に示すように、６つの貫通穴９８が形成されており、燃料供給部９２と、冷却媒体供給部９３と、排気部９４と、燃料排出部９７と、冷却媒体排出部９６と、酸素供給部９５とが設けられている。
【０１６１】
６つの貫通穴９８は、前側のカバー１１の上側部分と下側部分とのそれぞれに３つずつ形成されている。具体的には、前側のカバー１１の上側部分に形成される貫通穴９８は、右側から左側に向かって順に、酸素供給路９１、冷却媒体排出路（図示せず）および燃料排出路９０のそれぞれに対応して形成され、左右方向に互いに間隔を隔てて形成されている（図３および図４参照）。
【０１６２】
また、前側のカバー１１の下側部分に形成される貫通穴９８は、右側から左側に向かって順に、燃料供給路８８、冷却媒体供給路（図示せず）および排気路８９のそれぞれに対応して形成され、左右方向に互いに間隔を隔てて形成されている（図３および図４参照）。また、各貫通穴９８は、正面視略円形状に形成され、カバー１１を前後方向に貫通して形成されている。
【０１６３】
燃料供給部９２は、単位セル４５に液体燃料を供給するために設けられ、前後方向に延びる略円筒形状に形成されている。また、燃料供給部９２は、図３（ｂ）に示すように、その後端部が右下側の貫通穴９８に嵌入されることにより、その内部空間が燃料供給路８８の下端部と連通するように、前側のカバー１１の右下側端部に配置されている。
【０１６４】
冷却媒体供給部９３は、図２に示すように、単位セル４５に冷却媒体を供給するために設けられ、前後方向に延びる略円筒形状に形成されている。また、冷却媒体供給部９３は、その後端部が下側中央の貫通穴９８に嵌入されることにより、その内部空間が冷却媒体供給路（図示せず）と連通するように、前側のカバー１１の下端部の左右方向中央に配置されている。
【０１６５】
排気部９４は、単位セル４５から酸素を排出させるために設けられ、前後方向に延びる略円筒形状に形成されている。また、排気部９４は、図４（ｂ）に示すように、その後端部が左下側の貫通穴９８に嵌入されることにより、その内部空間が排気路８９の下端部と連通するように、前側のカバー１１の左下側端部に配置されている。
【０１６６】
燃料排出部９７は、図２に示すように、単位セル４５から燃料を排出させるために設けられ、前後方向に延びる略円筒形状に形成されている。また、燃料排出部９７は、図３（ｂ）に示すように、その後端部が左上側の貫通穴９８に嵌入されることにより、その内部空間が燃料排出路９０の上端部と連通するように、前側のカバー１１の左上側端部に配置されている。
【０１６７】
冷却媒体排出部９６は、図２に示すように、単位セル４５から冷却媒体を排出させるために設けられ、前後方向に延びる略円筒形状に形成されている。また、冷却媒体排出部９６は、その後端部が上側中央の貫通穴９８に嵌入されることにより、その内部空間が冷却媒体排出路（図示せず）と連通するように、前側のカバー１１の上端部の左右方向中央に配置されている。
【０１６８】
酸素供給部９５は、単位セル４５に酸素を供給するために設けられ、前後方向に延びる略円筒形状に形成されている。また、酸素供給部９５は、図４（ｂ）に示すように、その後端部が右上側の貫通穴９８に嵌入されることにより、その内部空間が酸素供給路９１の上端部と連通されている。
【０１６９】
なお、前側のカバー１１と、それに隣接するカソード側セパレータ本体７０との間には、図示しないシール部材が介在されている。シール部材（図示せず）は、少なくとも、カソード側燃料供給口７２、カソード側排気口７４、カソード側燃料排出口７５およびカソード側酸素供給口７７を囲むように設けられ、カソード側冷却媒体供給口７３による第２冷却媒体流路７８への冷却媒体の通過を許容する。
【０１７０】
また、後側のカバー１１と、それに隣接するアノード側セパレータ本体５３との間には、図示しないシール部材が介在されている。シール部材（図示せず）は、少なくとも、アノード側燃料供給口５５、アノード側排気口５７、アノード側酸素供給口６０およびアノード側燃料排出口５８を囲むように設けられ、アノード側冷却媒体供給口５６による第１冷却媒体流路６３への冷却媒体の通過を許容する。
【０１７１】
また、燃料電池３には、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、燃料排出路９０、燃料供給路８８および排気路８９のそれぞれに対応して、３つのインサート部材１００が設けられている。なお、燃料排出路９０に設けられるインサート部材１００が、第１案内部材の一例として対応し、燃料供給路８８に設けられるインサート部材１００が、第２案内部材の一例として対応し、排気路８９に設けられるインサート部材１００が、第３案内部材の一例として対応する。
【０１７２】
また、３つのインサート部材１００のそれぞれは、すべて同一の構造を有している。そのため、以下のインサート部材１００の説明では、燃料排出路９０に設けられるインサート部材１００を取り上げて、その構成について説明し、燃料排出路９０および排気路８９のそれぞれに設けられるインサート部材１００の説明を省略する。
【０１７３】
インサート部材１００は、図５に示すように、アノード側セパレータ４７およびカソード側セパレータ４８とは別部材として構成され、絶縁性の樹脂材料、例えば、エンジニアリングプラスチックなどから形成されている。インサート部材１００は、前方に向かうに従って先細りとなる側面視略楔状に形成され、左右方向に扁平するように形成されている。
【０１７４】
詳しくは、インサート部材１００は、その上面である水平面１０２と、その後面である鉛直面１０３と、その下面であり、気泡案内部の一例としての傾斜面１０１とを有している。
【０１７５】
水平面１０２は、前後方向に延びる平面視略矩形状に形成されている。また、水平面１０２は、その前後左右方向長さが、燃料排出路９０の前後左右方向長さと略同じ長さに形成されている。
【０１７６】
鉛直面１０３は、水平面１０２の後端部から連続して、下方に向かって延びる背面視略矩形状に形成されている。また、鉛直面１０３は、図３（ｂ）に示すように、その上下方向長さが、燃料排出路９０の上下方向長さよりも短く形成されている。
【０１７７】
傾斜面１０１は、鉛直面１０３の下端部から連続して、水平面１０２の前端部に向かって、前上方に延びる平滑面として形成されている。
【０１７８】
そして、燃料排出路９０に設けられるインサート部材１００は、水平面１０２が燃料排出路９０の上端面（アノード側燃料排出口５８、第２開口部６９、第４開口部８５およびカソード側燃料排出口７５の上端縁）に固定されるとともに、鉛直面１０３が後側のカバー１１の前面に固定されることにより、燃料排出路９０内の上端部に固定されている。
【０１７９】
これにより、燃料排出路９０に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１は、鉛直面１０３の下端部から前方に向かうに従って、鉛直方向の上方に向かって傾斜するように形成されており、傾斜面１０１の前側は、傾斜面１０１の後側よりも鉛直方向の上側に位置している。また、燃料排出路９０に設けられるインサート部材１００の前端部は、燃料排出部９７の後端部の後側に隣接配置されている。
【０１８０】
また、燃料供給路８８に設けられるインサート部材１００は、水平面１０２が燃料供給路８８の下端面（カソード側燃料供給口７２、第３開口部８４、第１開口部６８およびアノード側燃料供給口５５の下端縁）に固定されるとともに、鉛直面１０３が後側のカバー１１の前面に固定されることにより、燃料供給路８８内の下端部に固定されている。
【０１８１】
これにより、燃料供給路８８に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１は、鉛直面１０３の上端部から前方に向かうに従って、鉛直方向の下方に向かって傾斜するように形成されており、傾斜面１０１の前側は、傾斜面１０１の後側よりも鉛直方向の下側に位置している。また、燃料供給路８８に設けられるインサート部材１００の前端部は、燃料供給部９２の後端部の後側に隣接配置されている。なお、燃料供給路８８に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１は、第１排液ガイド部の一例として対応する。
【０１８２】
また、排気路８９に設けられるインサート部材１００は、図４（ｂ）に示すように、水平面１０２が排気路８９の下端面（アノード側排気口５７、第１開口部６８、第３開口部８４およびカソード側排気口７４の下端縁）に固定されるとともに、鉛直面１０３が後側のカバー１１の前面に固定されることにより、排気路８９内の下端部に固定されている。
【０１８３】
これにより、排気路８９に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１は、鉛直面１０３の上端部から前方に向かうに従って、鉛直方向の下方に向かって傾斜するように形成されており、傾斜面１０１の前側は、傾斜面１０１の後側よりも鉛直方向の下側に位置している。また、排気路８９に設けられるインサート部材１００の前端部は、排気部９４の後端部の後側に隣接配置されている。なお、排気路８９に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１は、第２排液ガイド部の一例として対応する。
【０１８４】
また、燃料供給路８８、燃料排出路９０および排気路８９のそれぞれの内部に確保される空間は、上下方向に切断したときの断面積が、後方に向かうに従って小さくなるように形成されている。
【０１８５】
また、この燃料電池３には、さらに、導電性材料によって形成される図示しない集電板が備えられており、集電板（図示せず）に備えられた端子から燃料電池３で発生した起電力を外部に取り出すことができるように構成されている。
３．発電動作
次いで、電動車両１における発電について説明する。
【０１８６】
電動車両１では、図１に示すように、発電動作時において、まず、コントロールユニット３４からの制御信号により、燃料供給弁２１、ガス排出弁２３、空気供給弁２９および空気排出弁３０が開放されるとともに、第１燃料輸送ポンプ１９、第２燃料輸送ポンプ２０および空気供給ポンプ２８が駆動される。
【０１８７】
そうすると、燃料タンク１５に貯蔵される液体燃料が、第１燃料輸送ポンプ１９および第２燃料輸送ポンプ２０の駆動により、燃料供給管１７を介して、図６（ａ）に示す燃料供給部９２に供給される。また、空気供給ポンプ２８の駆動により、空気供給管２６に電動車両１の外部から酸素、具体的には、空気が取り込まれ、その空気が、空気供給管２６を介して、図６（ｂ）に示す酸素供給部９５に供給される。
【０１８８】
さらに、図示しないが、冷却媒体（例えば、水）が、冷却媒体供給管（図示せず）を介して、冷却媒体供給部９３に供給される。
【０１８９】
燃料供給部９２に供給された液体燃料は、図６（ａ）に示すように、燃料供給部９２を介して、燃料供給路８８に、供給方向Ｘ（前側から後側に向かう方向）に沿って供給される。そして、燃料供給路８８内に供給された液体燃料は、インサート部材１００の傾斜面１０１の傾斜に沿って移動され、各単位セル４５のカソード側燃料供給口７２を通過し、アノード側燃料供給口５５に到達する。
【０１９０】
そうすると、液体燃料は、矢印で示すように、液体燃料の流圧により、各燃料用貫通孔６５に供給された後、各燃料用貫通孔６５を通過して、各燃料流路６２（燃料流路形成領域Ａ１）の下端部に供給される。
【０１９１】
このとき、燃料供給路８８内に確保される空間が、インサート部材１００により、後方に向かうに従って小さくなるように形成されているので、燃料供給部９２から相対的に遠い燃料供給路８８の後側部分においても、液体燃料の流速を確保することができる。そのため、燃料供給路８８内において、液体燃料の流圧を一定に保つことができる。
【０１９２】
また、燃料流路６２に供給された液体燃料は、アノード側拡散層６６の後面と接触しながら、燃料流路６２に沿って上方に向かって移動され、上側の燃料用貫通孔６５に到達する。
【０１９３】
そうすると、液体燃料は、矢印で示すように、各燃料用貫通孔６５を通過し、各アノード側燃料排出口５８に排出され、燃料排出路９０に到達する。そして、燃料排出路９０に到達した液体燃料は、排出方向Ｙ（後側から前側に向かう方向）に沿って移動され、各カソード側燃料排出口７５を通過して燃料排出部９７から排出される。
【０１９４】
また、酸素供給部９５に供給された空気は、図６（ｂ）に示すように、酸素供給部９５を介して、酸素供給路９１に、供給方向Ｘ（前側から後側に向かう方向）に沿って供給される。そして、酸素供給路９１内に供給された空気は、各単位セル４５のアノード側酸素供給口６０を通過し、カソード側酸素供給口７７に到達する。
【０１９５】
そうすると、空気は、矢印で示すように、各酸素用貫通孔８１に供給された後、各酸素用貫通孔８１を通過して、各酸素流路７９（酸素流路形成領域（図示せず））の上端部に供給される。
【０１９６】
そして、酸素流路７９に供給された空気は、カソード側拡散層８２の前面と接触しながら、酸素流路７９に沿って下方に向かって移動され、下側の酸素用貫通孔８１に到達する。
【０１９７】
そうすると、空気は、矢印で示すように、各酸素用貫通孔８１を通過し、各カソード側排気口７４に排出され、排気路８９に到達する。そして、排気路８９に到達した空気は、排出方向Ｙ（後側から前側に向かう方向）に沿って移動され、各アノード側排気口５７を通過して排気部９４から排出される。
【０１９８】
そして、上記したように燃料流路６２内を流れる液体燃料は、図２および図６（ａ）に示すように、アノード側拡散層６６を介して、アノード電極５１に供給される。また、上記したように酸素流路７９内を流れる空気中の酸素は、図２および図６（ｂ）に示すように、カソード側拡散層８２を介して、カソード電極５２に供給される。
【０１９９】
このとき、液体燃料がメタノールである場合、各単位セル４５では、図２および図６（ａ）に示すように、下記のように発電が行なわれる。すなわち、メタノールが供給されたアノード電極５１では、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）と、カソード電極５２における反応（後述）で生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）とが反応して、二酸化炭素（ＣＯ２）および水（Ｈ２Ｏ）が生成するとともに、電子（ｅ−）が発生する（下記反応式（１）参照。）。
【０２００】
また、アノード電極５１で発生した電子（ｅ−）は、図示しない外部回路を経由してカソード電極５２へ供給される。また、生成した水（Ｈ２Ｏ）は、電解質層５０を通過して、アノード電極５１からカソード電極５２へ移動する。
【０２０１】
そして、カソード電極５２では、電子（ｅ−）と、水（Ｈ２Ｏ）と、供給された空気中の酸素（Ｏ２）とが反応して、水酸化物イオン（ＯＨ−）が生成する（下記反応式（２）参照。）。生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）は、アニオン交換膜からなる電解質層５０を、カソード電極５２からアノード電極５１へ移動する。
【０２０２】
このようなアノード電極５１およびカソード電極５２において、連続的に電気化学的反応が生じ、各単位セル４５全体として下記反応式（３）で表わされる反応が生じる。これにより、燃料電池３では、起電力が生じ発電される。
（１）  ＣＨ３ＯＨ＋６ＯＨ−→ＣＯ２＋５Ｈ２Ｏ＋６ｅ−  （アノード電極５１での反応）
（２）  Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−  （カソード電極５２での反応）
（３）  ＣＨ３ＯＨ＋３／２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ  （単位セル４５全体での反応）
また、液体燃料がヒドラジンである場合、各単位セル４５では、下記反応式（４）〜（６）で表される反応が生じ、燃料電池３の発電が行なわれる。
（４）  Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  （アノード電極５１での反応）
（５）  Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−  （カソード電極５２での反応）
（６）  Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ  （単位セル４５全体での反応）
上記した発電では、アノード電極５１において、ＣＯ２ガスまたはＮ２ガスが発生して、燃料流路６２内の液体燃料中に気泡Ｂとして滞留する場合がある。
【０２０３】
このような気泡Ｂは、図６（ａ）に示すように、上方に向かう浮力の作用、および、液体燃料の上方に向かう流れによって、上方に向かって移動され、上側の燃料用貫通孔６５を通過して、燃料排出路９０内に移動される。さらに、燃料排出路９０に到達した気泡Ｂは、浮力により、インサート部材１００の傾斜面１０１に到達する。
【０２０４】
そして、傾斜面１０１に到達した気泡Ｂは、傾斜面１０１の傾斜に沿って、燃料排出部９７に向かって案内され、燃料排出部９７から液体燃料とともに燃料電池３外に排出される。
【０２０５】
また、冷却媒体供給部９３に供給された冷却媒体は、冷却媒体供給部９３を介して、冷却媒体供給路（図示せず）に供給され、さらには、図３（ｂ）に示すように、第１冷却媒体流路６３および第２冷却媒体流路７８に供給される。そして、第１冷却媒体流路６３および第２冷却媒体流路７８に供給された冷却媒体は、第１冷却媒体流路６３および第２冷却媒体流路７８を下側から上側に通過した後、冷却媒体排出路（図示せず）に到達し、冷却媒体排出部９６から、燃料電池３外に排出される。これにより、各単位セル４５が、所定の温度（例えば、−３０〜１２０℃）に冷却される。
４．クロスオーバーした液体燃料の除去動作
燃料電池３では、液体燃料が、膜電極接合体４６を、アノード電極５１側からカソード電極５２側に透過する場合、いわゆる、クロスオーバーする場合がある。
【０２０６】
クロスオーバーした液体燃料は、図６（ｂ）に示すように、重力および空気の流れによって、酸素流路７９の下端部から、酸素用貫通孔８１を通過して、排気路８９内に落下する。
【０２０７】
排気路８９内に落下した液体燃料は、重力により、インサート部材１００の傾斜面１０１に到達する。そして、傾斜面１０１に到達した液体燃料は、傾斜面１０１の傾斜に沿って、前下方に向かって移動され、排気部９４から、空気とともに燃料電池３外に排出される。
【０２０８】
さらに、燃料電池３外に排出された液体燃料は、図１に示すように、空気排出管２７を介して、燃料回収部３１に到達し、燃料回収部３１内に回収される。以上により、クロスオーバーした液体燃料の除去動作が完了する。
５．燃料電池のメンテナンス動作
燃料電池３では、メンテナンス時において、感電防止の観点から燃料電池３内の液体燃料が燃料電池３外に排出される。このような場合、燃料電池３内の液体燃料は、燃料供給部９２から排出される。
【０２０９】
燃料電池３内の液体燃料には、図６（ａ）に示すように、重力が作用しており、燃料供給路８８内の液体燃料は、インサート部材１００の傾斜面１０１に沿って移動され、燃料供給部９２から燃料電池３外に排出される。
【０２１０】
なお、燃料排出路９０および燃料流路６２内の液体燃料は、燃料供給路８８内の液体燃料の排出に伴って、重力により、順次、燃料供給路８８に移動される。
【０２１１】
そして、燃料電池３内の液体燃料がすべて排出された状態において、燃料電池３がメンテナンスされる。
６．作用効果
燃料電池３において、図６（ａ）に示すように、セルスタック１０には、燃料供給路８８と燃料排出路９０とが形成されている。そのため、液体燃料を、燃料供給路８８および燃料排出路９０を介して、セルスタック１０の各単位セル４５に確実に供給および排出でき、各単位セル４５において、発電することができる。
【０２１２】
また、発電により発生する液体燃料中の気泡Ｂは、液体燃料の流れに伴って、燃料排出路９０内に移動され、さらに、燃料排出路９０内において、浮力により、燃料排出路９０の上端部、すなわち、燃料排出路９０内に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１に到達する。
【０２１３】
そして、燃料排出路９０内に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１が、後側（排出方向Ｙの上流側）よりも前側（排出方向Ｙの下流側）が上側に位置するように形成されているので、傾斜面１０１に到達した気泡Ｂは、傾斜面１０１により、排出方向Ｙの上流側から下流側に向かって案内され、さらには、燃料排出部９７を介して、液体燃料とともに燃料電池３内から排出される。
【０２１４】
その結果、燃料電池３によれば、気泡Ｂが燃料電池３内の液体燃料中に滞留することを抑制でき、出力の低下を抑制できる。
【０２１５】
また、燃料排出路９０内に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１は、前側（排出方向Ｙの下流側）に向かうに従って、上方に向かって傾斜するように形成されている。
【０２１６】
そのため、傾斜面１０１に到達した気泡Ｂは、傾斜面１０１の傾斜に沿って、後側（排出方向Ｙの上流側）から前側（下流側）に向かって移動される。つまり、傾斜面１０１が、傾斜面１０１に到達した気泡Ｂを、排出方向Ｙの下流側に向かって確実に案内することができる。
【０２１７】
その結果、気泡Ｂが燃料電池３内の液体燃料中に滞留することを確実に抑制でき、燃料電池３の出力の低下を確実に抑制できる。
【０２１８】
また、各単位セル４５は、図２に示すように、膜電極接合体４６と、アノード側セパレータ４７およびカソード側セパレータ４８とを備えている。そのため、各膜電極接合体４６において発電することができながら、アノード側セパレータ４７およびカソード側セパレータ４８により、互いに隣り合う単位セル４５の膜電極接合体４６が互いに短絡してしまうことを確実に抑制できる。その結果、燃料電池３の発電効率の向上を図ることができる。
【０２１９】
また、セルスタック１０において、燃料排出路９０は、図３（ｂ）に示すように、アノード側燃料排出口５８およびカソード側燃料排出口７５が前後方向に互いに連通することにより形成されており、燃料排出路９０内には、インサート部材１００が設けられている。
【０２２０】
そのため、簡易な構成でありながら、インサート部材１００の傾斜面１０１を平滑に形成することができる。その結果、燃料電池３の発電効率の向上を図ることができるとともに、燃料電池３内からの気泡Ｂの排出の円滑化を図ることができる。
【０２２１】
また、燃料電池３では、燃料排出路９０内にインサート部材１００が設けられているので、単位セル４５の積層数を増加させても、セルスタック１０が変形することを抑制できる。
【０２２２】
そのため、気泡Ｂの燃料排出路９０内における滞留を確実に抑制できるとともに、燃料電池３のメンテナンス時において、液体燃料が燃料供給路８８および燃料排出路９０のそれぞれに残留することを抑制でき、燃料電池３のメンテナンス性の向上を図ることができる。つまり、出力電力の向上を図ることができながら、燃料電池３のメンテナンス性の向上を図ることができる。
【０２２３】
また、燃料電池３では、燃料供給路８８内の下端部に、インサート部材１００が設けられており、そのインサート部材１００の傾斜面１０１が、前側（供給方向Ｘの上流側）よりも、後側（排出方向Ｙの下流側）が上側に位置するように形成されている。より具体的には、燃料供給路８８内に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１は、後側（供給方向Ｘの下流側）に向かうに従って、上方に向かって傾斜するように形成されている。
【０２２４】
そのため、燃料電池３のメンテナンス時において、液体燃料が、燃料供給路８８内の傾斜面１０１の傾斜に沿って、供給方向Ｘの下流側に向かって案内される。そのため、燃料電池３内の液体燃料を、燃料電池３内から燃料電池３外に確実に排出できる。その結果、燃料電池３のメンテナンス性のさらなる向上を図ることができる。
【０２２５】
また、燃料電池３では、燃料供給路８８内の傾斜面１０１が、インサート部材１００により形成されているので、傾斜面１０１を平滑に形成することができる。
【０２２６】
そのため、簡易な構成でありながら、燃料電池３のメンテナンス時において、液体燃料が燃料供給路８８内に残存することを抑制でき、燃料電池３内からの液体燃料の排出の円滑化を図ることができる。
【０２２７】
また、燃料供給路８８内にインサート部材１００が設けられているので、単位セル４５の積層数が増加しても、セルスタック１０が変形することを確実に抑制できる。つまり、出力電力の向上を図ることができながら、燃料電池３のメンテナンス性のさらなる向上を図ることができる。
【０２２８】
また、セルスタック１０には、図６（ｂ）に示すように、酸素供給路９１と排気路８９とが形成されている。そのため、各単位セル４５に確実に空気（酸素）を供給および排出することができる。その結果、各単位セル４５の発電効率の向上を図ることができ、ひいては、燃料電池３の発電効率の向上を図ることができる。
【０２２９】
また、燃料電池３では、液体燃料が、膜電極接合体４６を透過するクロスオーバーが生じる場合がある。このような場合、クロスオーバーした液体燃料は、空気（酸素）の流れに伴って、排気路８９内に移動され、重力により、排気路８９の下端部、すなわち、インサート部材１００の傾斜面１０１に到達する。
【０２３０】
そして、排気路８９内のインサート部材１００の傾斜面１０１に到達した液体燃料は、傾斜面１０１により、前側（排出方向Ｙの下流側）に向かって案内され、燃料電池３内から排出される。
【０２３１】
そのため、クロスオーバーした液体燃料を、燃料電池３内から円滑に排出することができ、クロスオーバーした液体燃料が、カソード電極５２に対する酸素の供給を阻害することを抑制できる。その結果、燃料電池３の起電力の低下を抑制できる。
【０２３２】
また、排気路８９内のインサート部材１００の傾斜面１０１は、前側（排出方向Ｙ）の下流側に向かうに従って、下方に向かって傾斜するように形成されている。そのため、クロスオーバーした液体燃料が、傾斜面１０１の傾斜に沿って、後側から前側に向かって移動される。つまり、排気路８９内のインサート部材１００の傾斜面１０１が、クロスオーバーした液体燃料を、排出方向Ｙの下流側に向かって確実に案内することができる。
【０２３３】
そのため、クロスオーバーした液体燃料を、燃料電池３内からより円滑に排出することができ、燃料電池３の起電力の低下を確実に抑制できる。
【０２３４】
また、燃料電池３では、排気路８９内に、インサート部材１００が設けられている。そのため、簡易な構成でありながら、排気路８９内のインサート部材１００の傾斜面１０１を平滑に形成することができ、クロスオーバーした液体燃料を、燃料電池３内からより一層円滑に排出することができる。
【０２３５】
また、排気路８９内のインサート部材１００が設けられているので、単位セル４５の積層数が増加しても、セルスタック１０が変形することをより一層確実に抑制できる。
【０２３６】
つまり、出力電力の向上を図ることができながら、燃料電池３の起電力の低下をより一層確実に抑制できる。
７．第２実施形態
図７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態において、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０２３７】
上記した第１実施形態では、図３（ｂ）に示すように、燃料排出路９０および燃料供給路８８のそれぞれにインサート部材１００を設け、燃料排出路９０に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１が、気泡案内部の一例として機能し、燃料供給路８８に設けられるインサート部材１００の傾斜面１０１が、第１排液案内部の一例として機能している。
【０２３８】
これに対して、第２実施形態では、燃料排出路９０および燃料供給路８８のそれぞれにインサート部材１００が設けられておらず、燃料排出路９０においては、各単位セル４５のアノード側燃料排出口５８、第２開口部６９、第４開口部８５およびカソード側燃料排出口７５の上端縁（以下、第１端縁１１０とする。）が、気泡案内部１０５を形成し、燃料供給路８８においては、各単位セル４５のカソード側燃料供給口７２、第３開口部８４、第１開口部６８およびアノード側燃料供給口５５の下端縁（以下、第２端縁１１１とする。）が、第１排液案内部１０６を形成している。
【０２３９】
つまり、気泡案内部１０５は、複数の単位セル４５に対応する複数の第１端縁１１０から形成され、第１排液案内部１０６は、複数の単位セル４５に対応する複数の第２端縁１１１から形成されている。
【０２４０】
詳しくは、気泡案内部１０５は、前側から後側に向かうに従って、徐々に低くなる複数の段差を形成するように設けられており、互いに隣り合う単位セル４５において、後側の単位セル４５の第１端縁１１０が、前側の単位セル４５の第１端縁１１０よりも下側に位置するように設けられている。よって、気泡案内部１０５は、排出方向Ｙの上流側よりも下流側の方が上側に位置するように形成されている。
【０２４１】
また、互いに隣り合う単位セル４５において、後側の単位セル４５のアノード側燃料排出口５８、第２開口部６９、第４開口部８５およびカソード側燃料排出口７５の上下方向長さが、前側の単位セル４５のアノード側燃料排出口５８、第２開口部６９、第４開口部８５およびカソード側燃料排出口７５の上下方向長さよりも短くなるように形成されている。
【０２４２】
また、第１排液案内部１０６は、前側から後側に向かうに従って、徐々に高くなる複数の段差を形成するように、略階段状に形成されている。第１排液案内部１０６は、互いに隣り合う単位セル４５において、前側の単位セル４５の第２端縁１１１が、後側の単位セル４５の第２端縁１１１よりも下側に位置するように設けられている。よって、第１排液案内部１０６は、供給方向Ｘの上流側よりも下流側の方が上側に位置するように形成されている。
【０２４３】
また、互いに隣り合う単位セル４５において、前側の単位セル４５のカソード側燃料供給口７２、第３開口部８４、第１開口部６８およびアノード側燃料供給口５５の上下方向長さが、後側の単位セル４５のカソード側燃料供給口７２、第３開口部８４、第１開口部６８およびアノード側燃料供給口５５の上下方向長さよりも長くなるように形成されている。
【０２４４】
また、図示しないが、排気路８９においては、各単位セル４５のアノード側排気口５７、第１開口部６８、第３開口部８４およびカソード側排気口７４の下端縁が、第２排液案内部（図示せず）を形成している。なお、第２排液案内部（図示せず）についても、第１排液案内部１０６と同様の略階段状に形成されている。
【０２４５】
このような第２実施形態においても、上記の第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
８．変形例
上記の第２実施形態では、燃料排出路９０内にインサート部材１００を設けず、気泡案内部１０５が、複数の第１端縁１１０から形成されている。より具体的には、第２実施形態では、各単位セル４５の第１端縁１１０が、前後方向に延びるように形成され、気泡案内部１０５が、前側から後側に向かうに従って、徐々に低くなる複数の段差を形成するように設けられている。
【０２４６】
これに対して、各単位セル４５の第１端縁１１０を、後下方と前上方とを結ぶ方向に延びるように形成し、複数の第１端縁１１０からなる気泡案内部１０５を、前方に向かうに従って上方に傾斜する傾斜面として形成することもできる。
【０２４７】
これによっても、上記の第１実施形態および第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第２端縁１１１についても、第１端縁１１０と同様に、後下方と前上方とを結ぶ方向に延びるように形成し、複数の第２端縁１１１からなる第１排液案内部１０６を、前方に向かうに従ってした方に傾斜する傾斜面として形成することもできる。
【０２４８】
一方、上記の第２実施形態および変形例のように、インサート部材１００が設けられず、複数の第１端縁１１０から気泡案内部１０５が形成される場合には、各部材（アノード側セパレータ本体５３、アノード側シール５４、カソード側シール７１およびカソード側セパレータ本体７０）の寸法公差により、気泡案内部１０５を平滑に形成するには限度がある。
【０２４９】
この点、インサート部材１００が設けられる上記の第１実施形態では、気泡案内部１０５が複数の第１端縁１１０から形成される場合と比較して、気泡案内部の一例として機能する傾斜面１０１を平滑に形成することができる。
【０２５０】
そのため、第１実施形態は、第２実施形態および変形例と比較して、燃料電池３内からの気泡Ｂの排出のさらなる円滑化を図ることができる。
【符号の説明】
【０２５１】
３      燃料電池
１０    セルスタック
４５      単位セル
４６      膜電極接合体
４７      アノード側セパレータ
４８      カソード側セパレータ
５５      アノード側燃料供給口
５８      アノード側燃料排出口
６８      第１開口部
６９      第２開口部
７２      カソード側燃料供給口
７５      カソード側燃料排出口
８４      第３開口部
８５      第４開口部
８８      燃料供給路
８９      排気路
９０      燃料排出路
９１      酸素供給路
１００    インサート部材
１０１    傾斜面
１０５    気泡案内部
１０６    第１排液案内部
Ｘ        供給方向
Ｙ        排出方向
Ｂ        気泡
【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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