(57)【要約】【課題】水による電池特性の低下を抑制できる燃料電池スタックを提供する。【解決手段】一つの実施の形態に係る燃料電池スタックは、単電池と、セパレータと、第１のマニホールドと、第２のマニホールドとを備える。前記単電池は、活物質を含むガスを用いて電気化学反応を起こす反応領域を有する。前記セパレータは、前記単電池に重ねられ、前記反応領域を横切るガス流路を形成する第１の溝と、前記反応領域よりも下方を通るダミー流路を形成する第２の溝と、を有する。前記第１のマニホールドは、前記ガス流路に前記ガスを供給する。前記第２のマニホールドに前記ガス流路から前記ガスが流れ込む。前記ダミー流路は、前記第１のマニホールドから前記ガス流路を通って前記第２のマニホールドに流れる前記ガスの経路に開口する。【選択図】図２
2014099346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質を含むガスを用いて電気化学反応を起こす反応領域を有する単電池と、
前記単電池に重ねられ、前記反応領域を横切るガス流路を形成する第１の溝と、前記反応領域よりも下方を通るダミー流路を形成する第２の溝と、を有するセパレータと、
前記ガス流路に前記ガスを供給する第１のマニホールドと、
前記ガス流路から前記ガスが流れ込む第２のマニホールドと、
を具備し、
前記ダミー流路は、前記第１のマニホールドから前記ガス流路を通って前記第２のマニホールドに流れる前記ガスの経路に開口することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
活物質を含むガスを用いて電気化学反応を起こす反応領域を有する単電池と、
前記単電池に重ねられ、前記反応領域を横切るガス流路を形成する第１の溝と、前記反応領域よりも下方を通るダミー流路を形成する第２の溝と、を有するセパレータと、
前記ガス流路に前記ガスを供給する第１のマニホールドと、
前記ガス流路から前記ガスが流れ込む第２のマニホールドと、
を具備し、
前記ダミー流路は、前記第２のマニホールドにのみ開口することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
活物質を含むガスを用いて電気化学反応を起こす反応領域を有する単電池と、
前記単電池に重ねられ、前記反応領域を横切るガス流路を形成する第１の溝と、前記反応領域よりも下方を通るダミー流路を形成する第２の溝と、を有するセパレータと、
前記ガス流路に前記ガスを供給する第１のマニホールドと、
前記ガス流路から前記ガスが流れ込む第２のマニホールドと、
を具備し、
前記ダミー流路は、前記第１のマニホールドにのみ開口することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
活物質を含むガスを用いて電気化学反応を起こす反応領域を有する単電池と、
前記単電池に重ねられ、前記反応領域を横切るガス流路を形成する第１の溝と、前記反応領域よりも下方を通るダミー流路を形成する第２の溝と、を有するセパレータと、
前記ガス流路に前記ガスを供給する第１のマニホールドと、
前記ガス流路から前記ガスが流れ込む第２のマニホールドと、
を具備し、
前記ダミー流路は、前記第１のマニホールドにのみ開口する第１の流路と、前記第２のマニホールドにのみ開口する第２の流路と、を有することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項５】
前記セパレータは、微細孔中には水を保持し、反応ガスとの間で水分の出入りがあることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の燃料電池スタック。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一つに記載の燃料電池スタックを具備することを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、燃料電池スタックおよび燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気化学反応によって電気を生じる燃料電池は、複数の方式が知られている。例えば固体高分子形燃料電池スタックは、高分子電解質膜の両面に燃料極と酸化剤極とを配置した単電池と、当該単電池の両面に配置されるセパレータとを、複数積層して構成される。
【０００３】
前記燃料極および前記酸化剤極は、電気化学反応を行う触媒層と、ガス拡散層とを有する。前記ガス拡散層はカーボンペーパーのような電極基材の上に、カーボン粉末とテフロン（登録商標）粉末とからなる中間層を塗布して形成される。
【０００４】
前記燃料極には、水素を含む燃料ガスが、前記酸化剤極には、酸素を含む酸化剤ガスとしての空気がそれぞれ供給される。これにより、燃料電池スタックは、電気化学反応によって水、電気、および熱を生成する。
【０００５】
セパレータは、両電極に供給されるガスを電極全体に流すためのガス流路を、電極に接する面上に形成する。前記セパレータには、裏面に冷却水を流すための冷却水溝が設けられ、一対のセパレータを貼り合せて使用する。
【０００６】
燃料電池反応に用いられるガスは、ブロアまたはコンプレッサのようなガス供給装置によって、燃料電池スタックの入口マニホールドに供給される。当該入口マニホールドに前記ガス流路が開口する。前記入口マニホールドから各単電池へ、前記ガス流路を通してガスが供給される。前記単電池へ供給されたガスは、燃料電池反応によって消費される。残りのガスは、燃料電池スタックの出口マニホールドへと排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０７０８０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７７９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
燃料電池反応で生成された水の一部は、ガス流路やマニホールド内で凝縮することがある。例えば、燃料電池システムの運転が停止すると、燃料電池スタック内の温度が低下する。このため、ガス流路やマニホールドに存在する水蒸気が凝縮する。
【０００９】
凝縮した水は、重力に従ってマニホールド下部に溜まり、さらに、下方に位置するガス流路を塞ぐ。ガス流路が塞がれると、当該ガス流路におけるガスの流れが阻害され、電池特性が低下するおそれがある。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、水による電池特性の低下を抑制できる燃料電池スタックおよび燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一つの実施の形態に係る燃料電池スタックは、単電池と、セパレータと、第１のマニホールドと、第２のマニホールドとを備える。前記単電池は、活物質を含むガスを用いて電気化学反応を起こす反応領域を有する。前記セパレータは、前記単電池に重ねられ、前記反応領域を横切るガス流路を形成する第１の溝と、前記反応領域よりも下方を通るダミー流路を形成する第２の溝と、を有する。前記第１のマニホールドは、前記ガス流路に前記ガスを供給する。前記第２のマニホールドに前記ガス流路から前記ガスが流れ込む。前記ダミー流路は、前記第１のマニホールドから前記ガス流路を通って前記第２のマニホールドに流れる前記ガスの経路に開口する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る燃料電池システムの一部を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態の燃料電池スタックを示す断面図。
【図３】第２の実施の形態に係る燃料電池スタックを示す断面図。
【図４】第３の実施の形態に係る燃料電池スタックを示す断面図。
【図５】第４の実施の形態に係る燃料電池スタックを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、第１の実施の形態について、図１および図２を参照して説明する。なお、複数の表現が可能な各要素について一つ以上の他の表現の例を付すことがあるが、これは他の表現が付されていない要素について異なる表現がされることを否定するものではないし、例示されていない他の表現がされることを制限するものでもない。
【００１４】
図１は、第１の実施の形態に係る燃料電池システム１０の一部を示す斜視図である。図２は、燃料電池スタック１１を示す断面図である。なお、図２は、説明のために図１よりも概略的に描かれている。
【００１５】
図１に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１１を備えている。燃料電池スタック１１は、例えば固体高分子形燃料電池スタックである。燃料電池システム１０はさらに、貯水槽、燃料ガス供給装置、配管、制御部、およびその他種々の部品を備えている。
【００１６】
燃料電池スタック１１は、複数の単電池２１と、複数のセパレータ２２と、第１のマニホールド２３と、第２のマニホールド２４と、を備えている。燃料電池スタック１１はさらに、一対の空気用マニホールド、およびその他種々の部品を備えている。
【００１７】
単電池２１は、矩形の板状に形成されている。単電池２１は、高分子電解質膜と、当該高分子電解質膜の一方の面に配置された燃料極と、前記高分子電解質膜の他方の面に配置された酸化剤極と、を有している。前記燃料極は、アノード電極とも称し得る。前記酸化剤極は、カソード電極とも称し得る。
【００１８】
前記燃料極および前記酸化剤極は、単電池２１の一対の表面２６をそれぞれ形成している。前記燃料極および前記酸化剤極は、電気化学反応を行う触媒層と、ガス拡散層とによってそれぞれ形成されている。
【００１９】
単電池２１の表面２６には、前記触媒層が設けられた領域である反応領域２８がそれぞれ設けられている。図１および図２において、反応領域２８は、二点鎖線によって示される。
【００２０】
反応領域２８は、単電池２１の下端部を除いた部分に設けられる。単電池２１の一方の（燃料極側の）表面２６に設けられた反応領域２８の広さと、他方の（酸化剤極側の）表面２６に設けられた反応領域２８の広さとは、同じであっても良いし、異なっても良い。
【００２１】
前記ガス拡散層は電極基材と、中間層とを有している。前記電極基材は、例えばカーボンペーパーである。前記中間層は、カーボン粉末とテフロン粉末とからなり、前記電極基材に塗布される。
【００２２】
セパレータ２２は、単電池２１とおおよそ同じ大きさの矩形の板状に形成されている。なお、セパレータ２２の大きさは、単電池２１の大きさと異なっても良い。セパレータ２２は、例えば多孔質の材料によって形成され、水が含浸し得る。
【００２３】
複数のセパレータ２２と複数の単電池２１とは、交互に配置され、互いに重ねられている。単電池２１およびセパレータ２２は、それぞれ鉛直に立てられている。言い換えると、単電池２１およびセパレータ２２は、単電池２１の表面２６の垂線が水平方向に延びるように配置されている。なお、単電池２１およびセパレータ２２は、鉛直に対して傾いていても良い。
【００２４】
セパレータ２２の一方の面２２ａに、複数の第１の溝３１と、第２の溝３２とが設けられている。セパレータ２２の一方の面２２ａは、単電池２１の燃料極側の表面２６に面している。
【００２５】
第１および第２の溝３１，３２は、それぞれ水平方向に延びている。なお、第１および第２の溝３１，３２はこれに限らず、例えば傾斜する溝や、蛇行する溝であっても良い。また、セパレータ２２に、複数の第２の溝３２が設けられても良い。
【００２６】
複数の第１の溝３１は、セパレータ２２の上端部から下端部に向かって、等間隔に並んで配置されている。第１の溝３１は、セパレータ２２の左右の側縁部２２ｂ，２２ｃにそれぞれ開放されている。
【００２７】
図２に示すように、セパレータ２２が単電池２１に重ねられることで、複数の第１の溝３１は複数のガス流路３４を形成する。言い換えると、ガス流路３４は、第１の溝３１と、セパレータ２２が重ねられた単電池２１の表面２６とによって形成される。
【００２８】
全てのガス流路３４は、反応領域２８を横切るように形成されている。言い換えると、各ガス流路３４の少なくとも一部が反応領域２８の上を通っている。さらに別の表現をすれば、各ガス流路３４は、反応領域２８の表面に沿って設けられている。
【００２９】
第２の溝３２は、複数の第１の溝３１のうちで最も下方に位置する第１の溝３１よりも下方に配置されている。第２の溝３２は、複数の第１の溝３１と等間隔に並んで配置されている。第２の溝３２は、セパレータ２２の左右の側縁部２２ｂ，２２ｃにそれぞれ開放されている。第２の溝３２の幅は、第１の溝３１の幅と等しい。なお、第２の溝３２の幅は、第１の溝３１の幅と異なっていても良い。
【００３０】
セパレータ２２が単電池２１に重ねられることで、第２の溝３２はダミー流路３５を形成する。言い換えると、ダミー流路３３は、第２の溝３２と、セパレータ２２が重ねられた単電池２１の表面２６とによって形成される。
【００３１】
ダミー流路３５は、反応領域２８の下方を通るように形成されている。すなわち、ダミー流路３５の全ての部分が反応領域２８の外に配置されている。なお、これに限らず、ダミー流路３５の一部が反応領域２８の上を通っても良い。
【００３２】
セパレータ２２の他方の面には、複数の溝が設けられている。当該他方の面は、セパレータ２２の一方の面２２ａの反対側に位置し、単電池２１の酸化剤極側の表面２６に面する。
【００３３】
前記複数の溝は、単電池２１の表面２６と協働して、複数の空気流路を形成している。前記溝および前記空気流路は、例えば鉛直方向に延びている。前記空気流路は、セパレータ２２の上下の縁部２２ｄ、２２ｅに開口している。前記空気流路は、酸化剤極側の反応領域２８を横切るように形成されている。
【００３４】
図２に示すように、セパレータ２２の内部に、複数の冷却水溝３８が設けられている。冷却水溝３８は、セパレータ２２の内部を蛇行して形成されるとともに、セパレータ２２の上下の縁部２２ｄ，２２ｅにそれぞれ開口している。冷却水溝３８の一部は、ダミー流路３５と重なる領域を通っている。
【００３５】
冷却水溝３８には、冷却水が流される。当該冷却水は、電気化学反応によって発熱する燃料電池スタック１１を冷却する。前記冷却水は、例えば燃料電池システム１０に含まれる循環装置によって循環させられる。
【００３６】
第１のマニホールド２３は、積層された単電池２１およびセパレータ２２の一方の側縁部２２ｂに取り付けられている。図１に示すように、第１のマニホールド２３は、入口マニホールド４１と、出口マニホールド４２と、供給管４３と、排気管４４とを有している。出口マニホールド４２は、第２のマニホールドの一例である。
【００３７】
図２に示すように、入口マニホールド４１は、単電池２１およびセパレータ２２に向かって開放された部屋である。入口マニホールド４１に、供給管４３が連結されている。供給管４３から、水素を含む燃料ガスが入口マニホールド４１に供給される。なお、水素は活物質の一例であり、燃料ガスは活物質を含むガスの一例である。
【００３８】
入口マニホールド４１に、複数のガス流路３４のうち、半数のガス流路３４が開口している。当該半数のガス流路３４は、セパレータ２２の上半分に位置している。なお、入口マニホールド４１に開口するガス流路の数は半数に限らない。
【００３９】
出口マニホールド４２は、単電池２１およびセパレータ２２に向かって開放された部屋である。出口マニホールド４２に、排気管４４が連結されている。出口マニホールド４２に流れ込んだ前記燃料ガスは、排気管４４から排出される。
【００４０】
出口マニホールド４２に、複数のガス流路３４のうち、残り半数のガス流路３４と、ダミー流路３５とが開口している。当該残り半数のガス流路３４は、セパレータ２２の下半分に位置している。なお、出口マニホールド４２に開口するガス流路の数は半数に限らない。ダミー流路３５は、出口マニホールド４２の下端部に開口している。
【００４１】
第２のマニホールド２４は、積層された単電池２１およびセパレータ２２の他方の側縁部２２ｃに取り付けられている。図１に示すように、第２のマニホールド２４は、中間マニホールド４７を有している。中間マニホールド４７は、第１のマニホールドの一例である。
【００４２】
図２に示すように、中間マニホールド４７は、単電池２１およびセパレータ２２に向かって開放された部屋である。中間マニホールド４７に、全てのガス流路３４と、ダミー流路３５とが開口している。ダミー流路３５は、中間マニホールド４７の下端部に開口している。
【００４３】
入口マニホールド４１に供給された前記燃料ガスは、半数のガス流路３４を通って、中間マニホールド４７に流れる。当該燃料ガスは、中間マニホールド４７から残り半数のガス流路３４を通って出口マニホールド４２に流れる。ダミー流路３５は、中間マニホールド４７および出口マニホールド４２に開口している。言い換えると、ダミー流路３５は、上記のような燃料ガスが流れる経路に開口している。
【００４４】
前記一対の空気用マニホールドは、前記複数の空気流路にそれぞれ連結されている。前記一対の空気用マニホールドは、前記複数の空気流路に、酸化剤ガスである空気を流すために設けられる。前記空気は、一方の前記空気用マニホールドから、前記複数の空気流路を通って、他方の前記空気用マニホールドに流れ込む。
【００４５】
本実施形態の燃料電池システム１０は、以下のように運転する。  
まず、ブロアまたはコンプレッサのようなガス供給装置によって、前記燃料ガスが供給管４３から入口マニホールド４１に供給される。図２の矢印Ａ１に示すように、当該燃料ガスは、複数のガス流路３４を通って、中間マニホールド４７に流れ込む。
【００４６】
図２の矢印Ａ２に示すように、中間マニホールド４７に流れ込んだ前記燃料ガスは、複数のガス流路３４を通って、出口マニホールド４２に流れ込む。言い換えると、中間マニホールド４７は、ガス流路３４に燃料ガスを供給している。同時に前記燃料ガスは、ダミー流路３５を通って、出口マニホールド４２に流れ込む。
【００４７】
一方、ブロアまたはコンプレッサのような空気供給装置によって、前記空気が一方の前記空気用マニホールドから、前記複数の空気流路に供給される。前記空気は、前記空気流路を通って、他方の前記空気用マニホールドから排出される。
【００４８】
ガス流路３４に前記燃料ガスが供給され、前記空気流路に前記空気が供給されることで、単電池２１の反応領域２８では、電気化学反応が起こる。言い換えると、反応領域２８は、前記燃料ガスを用いて電気化学反応を起こす。これにより、燃料電池スタック１１は、水、電気、および熱を生成する。水は前記空気流路に生じる。一部の水は、例えば逆拡散反応によってガス流路３４およびダミー流路３５に移動する。また、セパレータ２２に含浸した水分が蒸発することで、ガス流路３４およびダミー流路３５に水が現れる。これらの水は、前記燃料ガスおよび前記空気の流れによって、燃料電池スタック１１の外に排出される。
【００４９】
燃料電池システム１０が停止すると、電気化学反応が停止し、燃料電池スタック１１の温度が低下する。このため、ガス流路３４、ダミー流路３５、入口マニホールド４１、出口マニホールド４２、および中間マニホールド４７において、水が凝縮することがある。凝縮した水は重力に従ってより下方へ向かって流れるため、出口マニホールド４２の下部、および中間マニホールド４７の下部に水が流れ込む。
【００５０】
出口マニホールド４２および中間マニホールド４７にダミー流路３５が開口しているため、前記水は、図２の矢印Ａ３に示すように、ダミー流路３５に流れ込む。ダミー流路３５に流れ込んだ水は、セパレータ２２に含浸し、冷却水溝３８を流れる冷却水に合流する。言い換えると、ダミー流路３５に流れ込んだ水はセパレータ２２に含浸することで除去される。
【００５１】
燃料電池システム１０が再起動する際、凝縮した水がダミー流路３５を塞いでいる場合がある。しかし、前記水がダミー流路３５に流れ込むことで、前記水がガス流路３４を塞ぐことは抑制される。このため、ガス流路３４に十分に前記燃料ガスが流れ、燃料電池システム１０は問題なく再起動する。ダミー流路３５は反応領域２８を横切らないため、ダミー流路３５が前記水によって塞がれたとしても、反応領域２８での電気化学反応に影響は生じない。
【００５２】
燃料電池システム１０が再起動すると、再び前記燃料ガスがガス流路３４に供給され、前記空気が前記空気流路に供給される。これにより、電気化学反応が生じ、燃料電池スタック１１の温度が上昇する。燃料電池スタック１１の温度が上昇すると、ダミー流路３５、出口マニホールド４２、および中間マニホールド４７に溜まっていた水が蒸発し、前記燃料ガスとともに出口マニホールド４２から排出される。
【００５３】
第１の実施形態の燃料電池システム１０によれば、ダミー流路３５が、反応領域２８よりも下方を通るとともに、水素を含んだ燃料ガスの経路である出口マニホールド４２および中間マニホールド４７に開口している。これにより、前記燃料ガスが流れる経路に存在する水が、重力に従ってダミー流路３５に流れ込む。したがって、前記水によって、ガス流路３４のような前記燃料ガスの経路が塞がれることを抑制できる。
【００５４】
ダミー流路３５は反応領域２８の下方を通り、反応領域２８を横切らない。このため、ダミー流路３５が前記水によって塞がれたとしても、反応領域２８での電気化学反応に影響が生じない。以上のように、ダミー流路３５が設けられることで、水による燃料電池スタック１１の電池特性の低下を抑制できる。
【００５５】
セパレータ２２は、多孔性の材料で形成され、水が含浸し得る。これにより、ダミー流路３５に溜まった水は、セパレータ２２に含浸する。したがって、ダミー流路３５に溜まった水を除去することができる。
【００５６】
次に、図３を参照して、第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する少なくとも一つの実施形態において、第１の実施形態の燃料電池システム１０と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。
【００５７】
図３は、第２の実施の形態に係る燃料電池スタック１１を示す断面図である。図３に示すように、第２の実施形態の第２の溝３２およびダミー流路３５は、出口マニホールド４２にのみ開口し、中間マニホールド４７には開口しない。
【００５８】
第２の実施形態の燃料電池システム１０によれば、ダミー流路３５が出口マニホールド４２に開口することで、凝縮した水がダミー流路３５に流れ込む。これにより、第１の実施形態と同様に、水による燃料電池スタック１１の電池特性の低下を抑制できる。
【００５９】
さらに、ダミー流路３５が中間マニホールド３７に開口しないため、燃料ガスがダミー流路３５を流れなくなる。これにより、前記燃料ガスが電気化学反応を起こさないダミー流路３５に供給されずに済み、燃料電池スタック１１の効率低下を抑制できる。
【００６０】
次に、図４を参照して、第３の実施の形態について説明する。図４は、第３の実施の形態に係る燃料電池スタック１１を示す断面図である。図４に示すように、第３の実施形態の第２の溝３２およびダミー流路３５は、中間マニホールド４７にのみ開口し、出口マニホールド４２には開口しない。
【００６１】
第３の実施形態の燃料電池システム１０によれば、ダミー流路３５が中間マニホールド４７に開口することで、凝縮した水がダミー流路３５に流れ込む。これにより、第１の実施形態と同様に、水による燃料電池スタック１１の電池特性の低下を抑制できる。
【００６２】
さらに、ダミー流路３５が出口マニホールド４２に開口しないため、燃料ガスがダミー流路３５を流れなくなる。これにより、第２の実施形態と同様に、燃料電池スタック１１の効率低下を抑制できる。
【００６３】
次に、図５を参照して、第４の実施の形態について説明する。図５は、第４の実施の形態に係る燃料電池スタック１１を示す断面図である。図５に示すように、第４の実施形態において、第２の溝３２の中間部に閉塞部５１が設けられている。言い換えると、閉塞部５１によって、第２の溝３２が二つに分けられている。
【００６４】
第２の溝３２が二つに分けられているため、ダミー流路３５は、第１の流路５３と、第２の流路５４とを含む。第１の流路５３は、中間マニホールド４７にのみ開口し、出口マニホールド４２には開口しない。第２の流路５４は、出口マニホールド４２にのみ開口し、中間マニホールド４７には開口しない。第１の流路５３と第２の流路５４との間は、閉塞部５１によって隔てられている。
【００６５】
第４の実施形態の燃料電池システム１０によれば、ダミー流路３５が第１の流路５３と第２の流路５４とを有している。第１および第２の流路５３，５４が出口マニホールド４２および中間マニホールド４７に開口することで、水が第１および第２の流路５３，５４に流れ込む。これにより、第１の実施形態と同様に、水による燃料電池スタック１１の電池特性の低下を抑制できる。
【００６６】
さらに、第１の流路５３と第２の流路５４との間が隔てられているため、燃料ガスがダミー流路３５を流れなくなる。これにより、第２の実施形態と同様に、燃料電池スタック１１の効率低下を抑制できる。
【００６７】
以上述べた少なくとも一つの燃料電池スタックおよび燃料電池システムによれば、反応領域よりも下方を通るダミー流路が、ガスが流れる経路に開口する。これにより、水が前記ガスの経路を塞ぐことを抑制し、水によって燃料電池スタックおよび燃料電池システムの電池特性が低下することを抑制できる。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６９】
例えば、上記の実施形態において、ダミー流路は、燃料ガスが流れる経路に開口していたが、これに限らない。ダミー流路は、空気のような酸化剤ガスが流れる経路に開口しても良い。この場合、空気に含まれる酸素が活物質の一例となり、空気流路は水平方向に延びる。
【００７０】
さらに、燃料電池スタックの構造も、上記実施形態のものに限らない。例えば、中間マニホールドを設けない構造であっても良いし、第１の溝が蛇行するいわゆるサーペンタイン形であっても良い。
【００７１】
加えて、ダミー流路は、出口マニホールドおよび中間マニホールドに限らず、他の場所に開口しても良い。例えば、ダミー流路が、最も下に位置するガス流路に開口しても良い。このような構造であっても、凝縮した水がガス流路からダミー流路に流れ出るため、水による燃料電池スタックおよび燃料電池システムの電池特性の低下を抑制できる。
【符号の説明】
【００７２】
１０…燃料電池システム、１１…燃料電池スタック、２１…単電池、２２…セパレータ、２８…反応領域、３１…第１の溝、３２…第２の溝、３４…ガス流路、３５…ダミー流路、４２…出口マニホールド、４７…中間マニホールド、５３…第１の流路、５４…第２の流路。
【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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