(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に電極を設ける電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層されるとともに、一方の電極に対向する前記セパレータには、電極面に沿って一方の反応ガスを供給する第１反応ガス流路が設けられ、他方の電極に対向する前記セパレータには、電極面に沿って他方の反応ガスを供給する第２反応ガス流路が設けられる燃料電池であって、
少なくとも前記第１反応ガス流路は、発電領域に沿って互いに並列して延在する複数本の凸状部間に形成される複数本の流路溝と、
流路端部で、前記凸状部の高さを低くすることにより、複数本の前記流路溝が流路幅方向に合流する合流領域と、
前記合流領域の、前記流路溝に連結される一端とは反対の他端で連結されるとともに、該流路溝よりも溝深さが浅い複数本の連結流路溝と、
を有す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、前記電解質膜・電極構造体は、外周部に樹脂製枠部材が設けられるとともに、
前記合流領域は、前記樹脂製枠部材の内周に隣接して設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池において、前記連結流路溝は、積層方向に沿って前記樹脂製枠部材に対向する位置に設けら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、前記流路溝は、前記電極面に沿って波形状を有するとともに、
前記連結流路溝は、直線状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、電解質膜の両側に電極を設ける電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層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固体高分子電解質膜の一方の側にアノード電極が、前記固体高分子電解質膜の他方の側にカソード電極が配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータ間に挟持されることにより、発電セル（単位セル）が構成されている。燃料電池では、通常、数十〜数百の発電セルが積層されて、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】
電解質膜・電極構造体では、一方の電極を構成するガス拡散層が固体高分子電解質膜よりも小さな平面寸法に設定されるとともに、他方の電極を構成するガス拡散層が前記固体高分子電解質膜と同一の平面寸法に設定される、所謂、段差型ＭＥＡを構成する場合がある。
【０００４】
通常、燃料電池スタックでは、多数の電解質膜・電極構造体が積層されており、コストを抑制するために、前記電解質膜・電極構造体を安価に構成することが要請されている。従って、特に高価な固体高分子電解質膜の使用量を削減するとともに、構成の簡素化を図るため、種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池スタックでは、それぞれ電極触媒層とガス拡散層とを有する第１電極及び第２電極が、固体高分子電解質膜の両側に設けられる電解質膜・電極構造体を有している。そして、第１電極は、第２電極よりも外形寸法が小さく設定されるとともに、固体高分子電解質膜の外周を周回して樹脂製枠部材が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−９８１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の樹脂製枠部材では、剛性を確保するために、比較的肉厚に構成されている。このため、セパレータと電解質膜・電極構造体との間に形成される反応ガス流路は、樹脂製枠部材に対向する領域で溝深さが浅くなり易い。溝深さが浅い領域では、毛細管現象により排水処理が良好に遂行されないおそれがある。従って、反応ガス流路に所望量の反応ガスを供給することができず、発電機能が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、生成水の排水性を向上させることができ、所望の発電性能を保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】
【０００９】
本発明に係る燃料電池は、電解質膜の両側に電極を設ける電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層されている。一方の電極に対向するセパレータには、電極面に沿って一方の反応ガスを供給する第１反応ガス流路が設けられ、他方の電極に対向するセパレータには、電極面に沿って他方の反応ガスを供給する第２反応ガス流路が設けられている。
【００１０】
そして、少なくとも第１反応ガス流路は、発電領域に沿って互いに並列して延在する複数本の凸状部間に形成される複数本の流路溝を有している。流路端部で、凸状部の高さを低くすることにより、複数本の流路溝が流路幅方向に沿って合流領域に合流している。合流領域の、流路溝に連結される一端とは反対の他端で、前記流路溝よりも溝深さが浅い複数本の連結流路溝が連なっている。
【００１１】
また、この燃料電池では、電解質膜・電極構造体は、外周部に樹脂製枠部材が設けられるとともに、合流領域は、前記樹脂製枠部材の内周に隣接して設けられることが好ましい。
【００１２】
さらに、この燃料電池では、連結流路溝は、積層方向に沿って樹脂製枠部材に対向する位置に設けられることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、この燃料電池では、流路溝は、電極面に沿って波形状を有するとともに、連結流路溝は、直線状を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、流路溝から連結流路溝に溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、合流領域が設けられている。このため、反応ガスは、各流路溝から合流領域に合流した後、各連結流路溝に流通することができ、前記反応ガスの流通性が向上する。従って、簡単且つ経済的な構成で、各流路溝へのガス分配性が向上するとともに、生成水の排水性を良好に向上させることができ、所望の発電性能を保持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池を構成する発電ユニットの要部分解斜視説明図である。
【図２】前記発電ユニットの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。
【図３】前記発電ユニットの、図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面説明図である。
【図４】前記発電ユニットの、図１中、ＩＶ−ＩＶ線断面説明図である。
【図５】前記発電ユニットの、図１中、Ｖ−Ｖ線断面説明図である。
【図６】前記発電ユニットの、図１中、ＶＩ−ＶＩ線断面説明図である。
【図７】前記発電ユニットを構成する第１金属セパレータの正面説明図である。
【図８】前記第１金属セパレータの要部拡大斜視図である。
【図９】前記発電ユニットを構成する第２金属セパレータの正面説明図である。
【図１０】前記発電ユニットを構成する第１電解質膜・電極構造体の正面説明図である。
【図１１】前記発電ユニットを構成する第２電解質膜・電極構造体の正面説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成する発電ユニットの要部分解斜視説明図である。
【図１３】前記発電ユニットの、図１２中、ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面説明図である。
【図１４】前記発電ユニットの、図１２中、ＸＩＶ−ＸＩＶ線断面説明図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構成する発電ユニットの要部分解斜視説明図である。
【図１６】前記発電ユニットの、図１５中、ＸＶＩ−ＸＶＩ線断面説明図である。
【図１７】前記発電ユニットの、図１５中、ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面説明図である。
【図１８】前記発電ユニットの、図１５中、ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面説明図である。
【図１９】前記発電ユニットの、図１５中、ＸＩＸ−ＸＩＸ線断面説明図である。
【図２０】前記発電ユニットを構成する第１金属セパレータの正面説明図である。
【図２１】前記第１金属セパレータの要部拡大斜視図である。
【図２２】前記発電ユニットを構成する第２金属セパレータの正面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図６に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池である燃料電池スタック１０は、発電ユニット１２を備える。複数の発電ユニット１２は、水平方向（矢印Ａ方向）又は鉛直方向（矢印Ｃ方向）に沿って互いに積層される。発電ユニット１２は、第１金属セパレータ１４、第１電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１６ａ、第２金属セパレータ１８、第２電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１６ｂ及び第３金属セパレータ２０を有する。
【００１７】
第１金属セパレータ１４、第２金属セパレータ１８及び第３金属セパレータ２０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横長形状の金属板により構成される。第１金属セパレータ１４、第２金属セパレータ１８及び第３金属セパレータ２０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。
【００１８】
図１に示すように、発電ユニット１２の長辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ及び燃料ガス出口連通孔２４ｂが設けられる。具体的には、第１金属セパレータ１４、第２金属セパレータ１８及び第３金属セパレータ２０の長辺方向の一端縁部には、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ及び燃料ガス出口連通孔２４ｂが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔２２ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、燃料ガス出口連通孔２４ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。
【００１９】
発電ユニット１２の長辺方向（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燃料ガス入口連通孔２４ａ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔２２ｂが設けられる。
【００２０】
発電ユニット１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部には、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ側に近接し、矢印Ａ方向に互いに連通して冷却媒体を供給する一対の冷却媒体入口連通孔２５ａが設けられる。発電ユニット１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部には、燃料ガス入口連通孔２４ａ側に近接し、冷却媒体を排出する一対の冷却媒体出口連通孔２５ｂが設けられる。
【００２１】
図７に示すように、第１金属セパレータ１４の第１電解質膜・電極構造体１６ａに向かう面１４ａには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとに連通する第１酸化剤ガス流路２６が形成される。
【００２２】
第１酸化剤ガス流路２６は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の波状流路溝（直線状流路溝でもよい）２６ａを有する。波状流路溝２６ａは、湾曲する波形状により形成される湾曲溝形状の他、直線形状により形成されるジグザグ溝形状を含む。なお、ジグザグ溝形状は、角部にＲを設けてもよい。第１酸化剤ガス流路２６の酸化剤ガス入口流路端部と酸化剤ガス出口流路端部とには、入口合流領域２８ａと出口合流領域２８ｂとが設けられる。
【００２３】
図５及び図８に示すように、入口合流領域２８ａは、面１４ａにおいて、波状流路溝２６ａ間に形成された波状の凸状部２６ａｔの高さｈ１の上方部分を低くして流路幅方向に合流させることにより構成される。出口合流領域２８ｂは、図６に示すように、面１４ａで波状流路溝２６ａ間に形成された凸状部２６ａｔの高さの上方部分を低くして流路幅方向に合流させることにより構成される。
【００２４】
入口合流領域２８ａには、波状流路溝２６ａとは反対側に、前記波状流路溝２６ａよりも溝深さ（高さｈ２）が浅い複数本の連結流路溝３０ａが連なっている。各連結流路溝３０ａは、直線状を有し、各波状流路溝２６ａの端部位置に対向する位置に配置される。
【００２５】
図８に示すように、波状流路溝２６ａを形成する凸状部２６ａｔと連結流路溝３０ａを形成する凸状部３０ａｔとに連なる凸状部３１ａｔは、前記凸状部３０ａｔから前記凸状部２６ａｔに向かって高くなるように傾斜する。各凸状部３１ａｔの傾斜部位には、酸化剤ガス流れ方向に交差する方向（矢印Ｃ方向）に連なって合流する流路、すなわち、入口合流領域２８ａが形成される。
【００２６】
図６に示すように、出口合流領域２８ｂには、波状流路溝２６ａとは反対側に、前記波状流路溝２６ａよりも溝深さが浅い複数本の連結流路溝３０ｂが連なる。各連結流路溝３０ｂは、直線状を有し、各波状流路溝２６ａの端部位置に対向する位置に配置される。波状流路溝２６ａを形成する凸状部２６ａｔと連結流路溝３０ｂを形成する凸状部３０ｂｔとに連なる凸状部３１ｂｔは、前記凸状部３０ｂｔから前記凸状部２６ａｔに向かって高くなるように傾斜する。各凸状部３１ｂｔの傾斜部位には、酸化剤ガス流れ方向に交差する方向に連なって合流する流路、すなわち、出口合流領域２８ｂが形成される。
【００２７】
図７に示すように、連結流路溝３０ａ及び連結流路溝３０ｂの外方には、それぞれ入口平坦部３２ａ及び出口平坦部３２ｂが設けられる。入口平坦部３２ａと酸化剤ガス入口連通孔２２ａとの間には、複数本の入口連結溝３４ａが形成される。出口平坦部３２ｂと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとの間には、複数本の出口連結溝３４ｂが形成される。
【００２８】
図１に示すように、第１金属セパレータ１４の面１４ｂには、一対の冷却媒体入口連通孔２５ａと一対の冷却媒体出口連通孔２５ｂとを連通する冷却媒体流路３６が形成される。冷却媒体流路３６は、第１酸化剤ガス流路２６の裏面形状と後述する第２燃料ガス流路５８の裏面形状とが重なり合って形成される。
【００２９】
第２金属セパレータ１８の第１電解質膜・電極構造体１６ａに向かう面１８ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス出口連通孔２４ｂとを連通する第１燃料ガス流路３８が形成される。第１燃料ガス流路３８は、矢印Ｂ方向に延在する複数の波状流路溝（直線状流路溝でもよい）３８ａを有する。波状流路溝３８ａは、湾曲する波形状により形成される湾曲溝形状の他、直線形状により形成されるジグザグ溝形状を含む。なお、ジグザグ溝形状は、角部にＲを設けてもよい。
【００３０】
第１燃料ガス流路３８の燃料ガス入口流路端部と燃料ガス出口流路端部とには、流路深さ方向に傾斜する傾斜領域４０ａと傾斜領域４０ｂとが設けられる。傾斜領域４０ａは、後述する出口合流領域５０ｂの裏面形状であり、傾斜領域４０ｂは、後述する入口合流領域５０ａの裏面形状である。
【００３１】
傾斜領域４０ａには、複数本の連結流路溝４２ａが連なっている。各連結流路溝４２ａは、直線状を有し、各波状流路溝３８ａの端部位置に対向する位置に配置される。傾斜領域４０ｂには、複数本の連結流路溝４２ｂが連なっている。各連結流路溝４２ｂは、直線状を有し、各波状流路溝３８ａの端部位置に対向する位置に配置される。
【００３２】
図１に示すように、連結流路溝４２ａ及び連結流路溝４２ｂの外方には、それぞれ入口平坦部４４ａ及び出口平坦部４４ｂが設けられる。入口平坦部４４ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａの近傍に複数の供給孔部４６ａが形成される。出口平坦部４４ｂには、燃料ガス出口連通孔２４ｂの近傍に複数の排出孔部４６ｂが形成される。
【００３３】
図１及び図９に示すように、第２金属セパレータ１８の第２電解質膜・電極構造体１６ｂに向かう面１８ｂには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとを連通する第２酸化剤ガス流路４８が形成される。第２酸化剤ガス流路４８は、矢印Ｂ方向に延在する複数の波状流路溝（直線状流路溝でもよい）４８ａを有する。波状流路溝４８ａは、湾曲する波形状により形成される湾曲溝形状の他、直線形状により形成されるジグザグ溝形状を含む。なお、ジグザグ溝形状は、角部にＲを設けてもよい。
【００３４】
第２酸化剤ガス流路４８の酸化剤ガス入口流路端部と酸化剤ガス出口流路端部とには、入口合流領域５０ａと出口合流領域５０ｂとが設けられる。図５及び図９に示すように、入口合流領域５０ａは、面１８ｂにおいて、波状流路溝４８ａ間に形成された波状の凸状部４８ａｔの高さｈ３の上方部分を低くして流路幅方向に合流させることにより構成される。出口合流領域５０ｂは、図６に示すように、面１８ｂにおいて、波状流路溝４８ａ間に形成された波状の凸状部４８ａｔの高さの上方部分を低くして流路幅方向に合流させることにより構成される。
【００３５】
入口合流領域５０ａには、波状流路溝４８ａとは反対側に、前記波状流路溝４８ａよりも溝深さ（高さｈ４）が浅い複数本の連結流路溝５２ａ（連結流路溝４２ｂの裏面形状）が連なっている。各連結流路溝５２ａは、直線状を有し、各波状流路溝４８ａの端部位置に対向する位置に配置される。図５に示すように、波状流路溝４８ａを形成する凸状部４８ａｔと連結流路溝５２ａを形成する凸状部５２ａｔとに連なる凸状部５３ａｔは、前記凸状部５２ａｔから前記凸状部４８ａｔに向かって高くなるように傾斜する。各凸状部５３ａｔの傾斜部位には、酸化剤ガス流れ方向に交差する方向（矢印Ｃ方向）に連なって合流する流路、すなわち、入口合流領域５０ａが形成される。
【００３６】
出口合流領域５０ｂには、波状流路溝４８ａとは反対側に、前記波状流路溝４８ａよりも溝深さが浅い複数本の連結流路溝５２ｂ（連結流路溝４２ａの裏面形状）が連なっている。各連結流路溝５２ｂは、直線状を有し、各波状流路溝４８ａの端部位置に対向する位置に配置される。波状流路溝４８ａを形成する凸状部４８ａｔと連結流路溝５２ｂを形成する凸状部５２ｂｔとに連なる凸状部５３ｂｔは、前記凸状部５２ｂｔから前記凸状部４８ａｔに向かって高くなるように傾斜する。各凸状部５３ｂｔの傾斜部位には、酸化剤ガス流れ方向に交差する方向に連なって合流する流路、すなわち、出口合流領域５０ｂが形成される。
【００３７】
図９に示すように、連結流路溝５２ａ及び連結流路溝５２ｂの外方には、それぞれ入口平坦部５４ａ及び出口平坦部５４ｂが設けられる。入口平坦部５４ａ及び出口平坦部５４ｂは、出口平坦部４４ｂ及び入口平坦部４４ａの裏面形状であるが、前記入口平坦部４４ａ及び前記出口平坦部４４ｂよりも深溝に形成される。入口平坦部５４ａと酸化剤ガス入口連通孔２２ａとの間には、複数本の入口連結溝５６ａが形成される。出口平坦部５４ｂと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとの間には、複数本の出口連結溝５６ｂが形成される。
【００３８】
図１に示すように、第３金属セパレータ２０の第２電解質膜・電極構造体１６ｂに向かう面２０ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス出口連通孔２４ｂに連通する第２燃料ガス流路５８が形成される。第２燃料ガス流路５８は、矢印Ｂ方向に延在する複数の波状流路溝（直線状流路溝でもよい）５８ａを有する。波状流路溝５８ａは、湾曲する波形状により形成される湾曲溝形状の他、直線形状により形成されるジグザグ溝形状を含む。なお、ジグザグ溝形状は、角部にＲを設けてもよい。第２燃料ガス流路５８の燃料ガス入口流路端部と燃料ガス出口流路端部とには、流路深さ方向に傾斜する傾斜領域６０ａと傾斜領域６０ｂとが設けられる。
【００３９】
傾斜領域６０ａには、複数本の連結流路溝６２ａが連なる。各連結流路溝６２ａは、直線状を有し、各波状流路溝５８ａの端部位置に対向する位置に配置される。傾斜領域６０ｂには、複数本の連結流路溝６２ｂが連なる。各連結流路溝６２ｂは、直線状を有し、各波状流路溝５８ａの端部位置に対向する位置に配置される。
【００４０】
連結流路溝６２ａ及び連結流路溝６２ｂの外方には、それぞれ入口平坦部６４ａ及び出口平坦部６４ｂが設けられる。入口平坦部６４ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａの近傍に複数の供給孔部６６ａが形成される。出口平坦部６４ｂには、燃料ガス出口連通孔２４ｂの近傍に複数の排出孔部６６ｂが形成される。
【００４１】
図１に示すように、第１金属セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、この第１金属セパレータ１４の外周端縁部を周回して第１シール部材６８が一体成形される。第２金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、この第２金属セパレータ１８の外周端縁部を周回して第２シール部材７０が一体成形される。第３金属セパレータ２０の面２０ａ、２０ｂには、この第３金属セパレータ２０の外周端縁部を周回して第３シール部材７１が一体成形される。第１シール部材６８、第２シール部材７０及び第３シール部材７１は、セパレータ面に沿って均一な厚さで延在する平面シール部と、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体を気密及び液密にシールする凸状シール部とを一体に有する。
【００４２】
第１シール部材６８、第２シール部材７０及び第３シール部材７１としては、例えば、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等の弾性を有するシール材が用いられる。
【００４３】
図２に示すように、第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂ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（陽イオン交換膜）７２を備える。固体高分子電解質膜７２は、カソード電極７４及びアノード電極７６により挟持される。カソード電極７４は、アノード電極７６及び固体高分子電解質膜７２の平面寸法よりも小さな平面寸法を有する、所謂、段差型ＭＥＡを構成している。
【００４４】
なお、カソード電極７４、アノード電極７６及び固体高分子電解質膜７２は、同一の平面寸法に設定してもよい。また、アノード電極７６は、カソード電極７４及び固体高分子電解質膜７２の平面寸法よりも小さな平面寸法を有してもよい。
【００４５】
カソード電極７４及びアノード電極７６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）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て形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜７２の両面に形成される。
【００４６】
図１〜図６に示すように、第１電解質膜・電極構造体１６ａは、カソード電極７４の終端部外方に位置して固体高分子電解質膜７２の外周縁部に第１樹脂枠部材（樹脂製枠部材）７８が、例えば、射出成形等により一体成形される。なお、予め製造された樹脂製枠部材を接合してもよい。図２に示すように、第１樹脂枠部材７８は、第１電解質膜・電極構造体１６ａとの接合部位に厚さＬ１の部分を有し、この厚さＬ１は、前記第１電解質膜・電極構造体１６ａの厚さＬ２よりも大きな寸法に設定される。アノード電極７６と第１樹脂枠部材７８とは、第２金属セパレータ１８に接する面側が段差なく、面一に構成される。
【００４７】
第２電解質膜・電極構造体１６ｂは、カソード電極７４の終端部外方に位置して固体高分子電解質膜７２の外周縁部に第２樹脂枠部材（樹脂製枠部材）８０が、例えば、射出成形等により一体成形される。なお、予め製造された樹脂製枠部材を接合してもよい。第２樹脂枠部材８０は、第２電解質膜・電極構造体１６ｂとの接合部位に厚さＬ３の部分を有し、この厚さＬ３は、前記第２電解質膜・電極構造体１６ｂの厚さＬ４よりも大きな寸法に設定される。アノード電極７６と第２樹脂枠部材８０とは、第３金属セパレータ２０に接する面側が段差なく、面一に構成される。
【００４８】
第１樹脂枠部材７８及び第２樹脂枠部材８０を構成する樹脂材としては、例えば、汎用プラスチックの他、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等が採用される。
【００４９】
図１に示すように、第１樹脂枠部材７８のカソード電極７４側の面には、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと第１酸化剤ガス流路２６の入口側との間に位置して入口バッファ部８２ａが設けられる。酸化剤ガス出口連通孔２２ｂと第１酸化剤ガス流路２６の出口側との間に位置して、出口バッファ部８２ｂが設けられる。入口バッファ部８２ａと出口バッファ部８２ｂとは、第１金属セパレータ１４の入口平坦部３２ａと出口平坦部３２ｂとに対向する。
【００５０】
入口バッファ部８２ａは、複数個のエンボス部８４ａと複数本のライン状の入口ガイド流路８６ａとを有する。出口バッファ部８２ｂは、複数個のエンボス部８４ｂと複数本のライン状の出口ガイド流路８６ｂとを有する。
【００５１】
図１０に示すように、第１樹脂枠部材７８のアノード電極７６側の面には、燃料ガス入口連通孔２４ａと第１燃料ガス流路３８との間に位置して入口バッファ部８８ａが設けられる。燃料ガス出口連通孔２４ｂと第１燃料ガス流路３８との間に位置して、出口バッファ部８８ｂが設けられる。入口バッファ部８８ａと出口バッファ部８８ｂとは、第２金属セパレータ１８の入口平坦部４４ａと出口平坦部４４ｂとに対向する。
【００５２】
入口バッファ部８８ａは、複数個のエンボス部９０ａと複数本のライン状の入口ガイド流路９２ａとを有する。出口バッファ部８８ｂは、複数個のエンボス部９０ｂと複数本のライン状の出口ガイド流路９２ｂとを有する。
【００５３】
第２樹脂枠部材８０のカソード電極７４側の面には、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと第２酸化剤ガス流路４８との間に位置して入口バッファ部９４ａが設けられる。酸化剤ガス出口連通孔２２ｂと第２酸化剤ガス流路４８との間に位置して、出口バッファ部９４ｂが形成される。入口バッファ部９４ａと出口バッファ部９４ｂとは、第２金属セパレータ１８の入口平坦部５４ａと出口平坦部５４ｂとに対向する。
【００５４】
入口バッファ部９４ａは、複数個のエンボス部９６ａと複数本のライン状の入口ガイド流路９８ａとを有する。出口バッファ部９４ｂは、複数個のエンボス部９６ｂと複数本のライン状の出口ガイド流路９８ｂとを有する。
【００５５】
第２樹脂枠部材８０のアノード電極７６側の面には、図１１に示すように、燃料ガス入口連通孔２４ａと第２燃料ガス流路５８との間に位置して入口バッファ部１００ａが設けられる。燃料ガス出口連通孔２４ｂと第２燃料ガス流路５８との間に位置して、出口バッファ部１００ｂが設けられる。入口バッファ部１００ａと出口バッファ部１００ｂとは、第３金属セパレータ２０の入口平坦部６４ａと出口平坦部６４ｂとに対向する。
【００５６】
入口バッファ部１００ａは、複数個のエンボス部１０２ａと複数本のライン状の入口ガイド流路１０４ａとを有する。出口バッファ部１００ｂは、複数個のエンボス部１０２ｂと複数本のライン状の出口ガイド流路１０４ｂとを有する。
【００５７】
発電ユニット１２同士が互いに積層されることにより、一方の発電ユニット１２を構成する第１金属セパレータ１４と、他方の発電ユニット１２を構成する第３金属セパレータ２０との間には、冷却媒体流路３６が形成される。
【００５８】
図５に示すように、入口合流領域２８ａは、第１樹脂枠部材７８の内周に隣接して設けられるとともに、入口合流領域５０ａは、第２樹脂枠部材８０の内周に隣接して設けられる。複数本の連結流路溝３０ａは、積層方向に沿って第１樹脂枠部材７８に対向する位置に設けられる一方、複数本の連結流路溝５２ａは、積層方向に沿って第２樹脂枠部材８０に対向する位置に設けられる。
【００５９】
図６に示すように、出口合流領域２８ｂは、第１樹脂枠部材７８の内周に隣接して設けられるとともに、出口合流領域５０ｂは、第２樹脂枠部材８０の内周に隣接して設けられる。複数本の連結流路溝３０ｂは、積層方向に沿って第１樹脂枠部材７８に対向する位置に設けられる一方、複数本の連結流路溝５２ｂは、積層方向に沿って第２樹脂枠部材８０に対向する位置に設けられる。
【００６０】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００６１】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２２ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔２４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔２５ａに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。
【００６２】
このため、酸化剤ガスは、図５に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２２ａから入口バッファ部８２ａを通って第１金属セパレータ１４の第１酸化剤ガス流路２６に供給される。残余の酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔２２ａから第２金属セパレータ１８の第２酸化剤ガス流路４８に導入される。
【００６３】
酸化剤ガスは、図１及び図６に示すように、第１酸化剤ガス流路２６に沿って矢印Ｂ方向（水平方向）に移動し、第１電解質膜・電極構造体１６ａのカソード電極７４に供給される。残余の酸化剤ガスは、第２酸化剤ガス流路４８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、第２電解質膜・電極構造体１６ｂのカソード電極７４に供給される。
【００６４】
一方、燃料ガスは、図３に示すように、燃料ガス入口連通孔２４ａから第２金属セパレータ１８の供給孔部４６ａを通って入口バッファ部８８ａに供給される。燃料ガスは、入口バッファ部８８ａを通って第２金属セパレータ１８の第１燃料ガス流路３８に供給される。
【００６５】
残余の燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔２４ａから第３金属セパレータ２０の供給孔部６６ａを通って入口バッファ部１００ａに供給される。燃料ガスは、入口バッファ部１００ａを通って第３金属セパレータ２０の第２燃料ガス流路５８に供給される。
【００６６】
燃料ガスは、図１に示すように、第１燃料ガス流路３８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、第１電解質膜・電極構造体１６ａのアノード電極７６に供給される。残余の燃料ガスは、第２燃料ガス流路５８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、第２電解質膜・電極構造体１６ｂのアノード電極７６に供給される。
【００６７】
従って、第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂでは、各カソード電極７４に供給される酸化剤ガスと、各アノード電極７６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。
【００６８】
次いで、第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂの各カソード電極７４に供給されて消費された酸化剤ガスは、出口バッファ部８２ｂ、９４ｂから酸化剤ガス出口連通孔２２ｂに排出される。
【００６９】
第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂのアノード電極７６に供給されて消費された燃料ガスは、図４に示すように、出口バッファ部８８ｂ、１００ｂに導入される。燃料ガスは、排出孔部４６ｂ、６６ｂを通って燃料ガス出口連通孔２４ｂに排出される。
【００７０】
一方、左右一対の冷却媒体入口連通孔２５ａに供給された冷却媒体は、図１に示すように、冷却媒体流路３６に導入される。冷却媒体は、一旦、矢印Ｃ方向内方に沿って流動した後、矢印Ｂ方向に移動して第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂを冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に移動した後、一対の冷却媒体出口連通孔２５ｂに排出される。
【００７１】
この場合、第１の実施形態では、図６に示すように、第１酸化剤ガス流路２６の出口流路端部には、酸化剤ガス流れ方向に交差する方向に連なる出口合流領域２８ｂが設けられている。そして、出口合流領域２８ｂには、波状流路溝２６ａとは反対側に、前記波状流路溝２６ａよりも溝深さが浅い複数本の直線状の連結流路溝３０ｂが連なっている。すなわち、波状流路溝２６ａから連結流路溝３０ｂに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、出口合流領域２８ｂが設けられている。
【００７２】
一方、第２酸化剤ガス流路４８の出口流路端部には、酸化剤ガス流れ方向に交差する方向に連なる出口合流領域５０ｂが設けられている。そして、出口合流領域５０ｂには、波状流路溝４８ａとは反対側に、前記波状流路溝４８ａよりも溝深さが浅い複数本の直線状の連結流路溝５２ｂが連なっている。すなわち、波状流路溝４８ａから連結流路溝５２ｂに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、出口合流領域５０ｂが設けられている。
【００７３】
このため、各波状流路溝２６ａを流通した酸化剤ガスは、一旦、出口合流領域２８ｂで合流した後、各連結流路溝３０ｂに振り分けられている。同様に、各波状流路溝４８ａを流通した酸化剤ガスは、一旦、出口合流領域５０ｂで合流した後、各連結流路溝５２ｂに振り分けられている。従って、酸化剤ガスの流通性が向上する。これにより、簡単且つ経済的な構成で、各波状流路溝２６ａ、４８ａへの酸化剤ガスの分配性が向上するとともに、生成水の排水性を良好に向上させることができ、所望の発電性能を保持することが可能になるという効果が得られる。
【００７４】
また、図５に示すように、第１酸化剤ガス流路２６の入口流路端部に入口合流領域２８ａが設けられている。そして、入口合流領域２８ａには、波状流路溝２６ａとは反対側に、前記波状流路溝２６ａよりも溝深さ（高さｈ２）が浅い複数本の直線状の連結流路溝３０ａが連なっている。すなわち、波状流路溝２６ａから連結流路溝３０ａに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、入口合流領域２８ａが設けられている。
【００７５】
一方、第２酸化剤ガス流路４８の入口流路端部に入口合流領域５０ａが設けられている。そして、入口合流領域５０ａには、波状流路溝４８ａとは反対側に、前記波状流路溝４８ａよりも溝深さ（高さｈ４）が浅い複数本の直線状の連結流路溝５２ａが連なっている。すなわち、波状流路溝４８ａから連結流路溝５２ａに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、入口合流領域５０ａが設けられている。
【００７６】
その際、入口合流領域２８ａ及び５０ａには、酸化剤ガスを良好に合流させることができるため、酸化剤ガスの流通性が向上する。従って、簡単且つ経済的な構成で、各波状流路溝２６ａ、４８ａへの酸化剤ガスの分配性が向上し、所望の発電性能を保持することが可能になるという効果が得られる。
【００７７】
図１２〜図１４に示すように、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池である燃料電池スタック１０Ａは、発電ユニット１２Ａを備える。複数の発電ユニット１２Ａは、水平方向（矢印Ａ方向）又は鉛直方向（矢印Ｃ方向）に沿って互いに積層される。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック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。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
発電ユニット１２Ａは、第１金属セパレータ１４Ａ、第１電解質膜・電極構造体１６Ａａ、第２金属セパレータ１８Ａ、第２電解質膜・電極構造体１６Ａｂ及び第３金属セパレータ２０Ａを有する。図１３及び図１４に示すように、第１電解質膜・電極構造体１６Ａａを構成する第１樹脂枠部材７８Ａは、第２金属セパレータ１８Ａに接する面側において、アノード電極７６より前記第２金属セパレータ１８Ａ側に突出する突出部７８Ａｔを有する。第２電解質膜・電極構造体１６Ａｂを構成する第２樹脂枠部材８０Ａは、第３金属セパレータ２０Ａに接する面側において、アノード電極７６より前記第３金属セパレータ２０Ａ側に突出する突出部８０Ａｔを有する。
【００７９】
第２金属セパレータ１８Ａの面１８ａには、第１燃料ガス流路３８が設けられるとともに、前記第１燃料ガス流路３８の燃料ガス入口流路端部と燃料ガス出口流路端部とには、入口合流領域１０６ａと出口合流領域１０６ｂとが設けられる。図１３に示すように、入口合流領域１０６ａは、面１８ａにおいて、波状流路溝３８ａ間に形成された波状凸状部３８ａｔの高さｈ５の下方部分を流路幅方向に合流させることにより構成される。出口合流領域１０６ｂは、図１４に示すように、面１８ａで波状流路溝３８ａ間に形成された波状凸状部３８ａｔの高さの下方部分を流路幅方向に合流させることにより構成される。
【００８０】
入口合流領域１０６ａには、波状流路溝３８ａとは反対側に、前記波状流路溝３８ａよりも溝深さ（高さｈ６）が浅い複数本の連結流路溝４２ａが連なっている。各連結流路溝４２ａは、直線状を有し、各波状流路溝３８ａの端部位置に対向する位置に配置される。
【００８１】
図１４に示すように、出口合流領域１０６ｂには、波状流路溝３８ａとは反対側に、前記波状流路溝３８ａよりも溝深さが浅い複数本の連結流路溝４２ｂが連なっている。各連結流路溝４２ｂは、直線状を有し、各波状流路溝３８ａの端部位置に対向する位置に配置される。
【００８２】
図１２に示すように、第３金属セパレータ２０Ａの面２０ａには、第２燃料ガス流路５８が設けられるとともに、前記第２燃料ガス流路５８の燃料ガス入口流路端部と燃料ガス出口流路端部とには、入口合流領域１０８ａと出口合流領域１０８ｂとが設けられる。図１３に示すように、入口合流領域１０８ａは、面２０ａにおいて、波状流路溝５８ａ間に形成された波状凸状部５８ａｔの高さｈ７の下方部分を流路幅方向に合流させることにより構成される。出口合流領域１０８ｂは、図１４に示すように、面２０ａで波状流路溝５８ａ間に形成された波状凸状部５８ａｔの高さの下方部分を流路幅方向に合流させることにより構成される。
【００８３】
入口合流領域１０８ａには、波状流路溝５８ａとは反対側に、前記波状流路溝５８ａよりも溝深さ（高さｈ８）が浅い複数本の連結流路溝６２ａが連なっている。各連結流路溝６２ａは、直線状を有し、各波状流路溝５８ａの端部位置に対向する位置に配置される。
【００８４】
図１４に示すように、出口合流領域１０８ｂには、波状流路溝５８ａとは反対側に、前記波状流路溝５８ａよりも溝深さが浅い複数本の連結流路溝６２ｂが連なっている。各連結流路溝６２ｂは、直線状を有し、各波状流路溝５８ａの端部位置に対向する位置に配置される。
【００８５】
このように構成される第２の実施形態では、図１４に示すように、第１燃料ガス流路３８の出口流路端部に出口合流領域１０６ｂが設けられている。そして、出口合流領域１０６ｂには、波状流路溝３８ａとは反対側に、前記波状流路溝３８ａよりも溝深さが浅い複数本の直線状の連結流路溝４２ｂが連なっている。すなわち、波状流路溝３８ａから連結流路溝４２ｂに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、出口合流領域１０６ｂが設けられている。
【００８６】
一方、第２燃料ガス流路５８の出口流路端部に出口合流領域１０８ｂが設けられている。そして、出口合流領域１０８ｂには、波状流路溝５８ａとは反対側に、前記波状流路溝５８ａよりも溝深さが浅い複数本の直線状の連結流路溝６２ｂが連なっている。すなわち、波状流路溝５８ａから連結流路溝６２ｂに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、出口合流領域１０８ｂが設けられている。
【００８７】
これにより、簡単且つ経済的な構成で、各波状流路溝３８ａ、５８ａへの燃料ガスの分配性が向上するとともに、生成水の排水性を良好に向上させることができ、所望の発電性能を保持することが可能になるという効果が得られる。
【００８８】
また、図１３に示すように、第１燃料ガス流路３８の入口流路端部に入口合流領域１０６ａが設けられている。そして、入口合流領域１０６ａには、波状流路溝３８ａとは反対側に、前記波状流路溝３８ａよりも溝深さ（高さｈ６）が浅い複数本の直線状の連結流路溝４２ａが連なっている。すなわち、波状流路溝３８ａから連結流路溝４２ａに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、入口合流領域１０６ａが設けられている。
【００８９】
一方、第２燃料ガス流路５８の入口流路端部に入口合流領域１０８ａが設けられている。そして、入口合流領域１０８ａには、波状流路溝５８ａとは反対側に、前記波状流路溝５８ａよりも溝深さ（高さｈ８）が浅い複数本の直線状の連結流路溝６２ａが連なっている。すなわち、波状流路溝５８ａから連結流路溝６２ａに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、入口合流領域１０８ａが設けられている。このため、簡単且つ経済的な構成で、各波状流路溝３８ａ、５８ａへの燃料ガスの分配性が向上し、所望の発電性能を保持することが可能になるという効果が得られる。
【００９０】
図１５〜図１９に示すように、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池である燃料電池スタック１１０は、発電ユニット１１２を備える。複数の発電ユニット１１２は、水平方向（矢印Ａ方向）又は鉛直方向（矢印Ｃ方向）に沿って互いに積層される。
【００９１】
発電ユニット１１２は、第１金属セパレータ１１４、第１電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１６ａ、第２金属セパレータ１１６、第２電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１６ｂ及び第３金属セパレータ１１８を有する。
【００９２】
図２０に示すように、第１金属セパレータ１１４の第１電解質膜・電極構造体１６ａに向かう面１１４ａには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとに連通する第１酸化剤ガス流路２６が形成される。第１酸化剤ガス流路２６の酸化剤ガス入口流路端部と酸化剤ガス出口流路端部とには、入口合流領域１２０ａと出口合流領域１２０ｂとが設けられる。入口合流領域１２０ａ及び出口合流領域１２０ｂは、平坦面により構成される。
【００９３】
なお、以下に説明する入口合流領域及び出口合流領域は、上記の入口合流領域１２０ａ及び出口合流領域１２０ｂと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
図１８及び図２１に示すように、入口合流領域１２０ａは、面１１４ａにおいて、波状流路溝２６ａ間に形成された凸状部２６ａｔの高さの上方部分を低くして流路幅方向に合流させることにより構成される。出口合流領域１２０ｂは、図１９に示すように、面１１４ａにおいて、波状流路溝２６ａ間に形成された凸状部２６ａｔの高さの上方部分を低くして流路幅方向に合流させることにより構成される。
【００９５】
入口合流領域１２０ａは、図２１に示すように、波状流路溝２６ａを形成する凸状部２６ａｔと連結流路溝３０ａを形成する凸状部３０ａｔとの間に、前記凸状部２６ａｔ、３０ａｔよりも高さが低くなるように形成される。波状流路溝２６ａと連結流路溝３０ａとは、入口合流領域１２０ａを挟んで千鳥状に配置される。入口合流領域１２０ａは、酸化剤ガス流れ方向に交差する方向（矢印Ｃ方向）に連なる流路を構成する。出口合流領域１２０ｂは、上記の入口合流領域１２０ａと同様に構成される。
【００９６】
図１５に示すように、第２金属セパレータ１１６の第１電解質膜・電極構造体１６ａに向かう面１１６ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス出口連通孔２４ｂとを連通する第１燃料ガス流路３８が形成される。第１燃料ガス流路３８の燃料ガス入口流路端部と燃料ガス出口流路端部とには、入口合流領域１２２ａと出口合流領域１２２ｂとが設けられる。入口合流領域１２２ａ及び出口合流領域１２２ｂは、平坦面により構成される。
【００９７】
図１５及び図２２に示すように、第２金属セパレータ１１６の第２電解質膜・電極構造体１６ｂに向かう面１１６ｂには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとを連通する第２酸化剤ガス流路４８が形成される。第２酸化剤ガス流路４８の酸化剤ガス入口流路端部と酸化剤ガス出口流路端部とには、入口合流領域１２４ａと出口合流領域１２４ｂとが設けられる。入口合流領域１２４ａ及び出口合流領域１２４ｂは、平坦面により構成され、面１１６ａ側の出口合流領域１２２ｂ及び入口合流領域１２２ａの裏面形状である。
【００９８】
図１５に示すように、第３金属セパレータ１１８の第２電解質膜・電極構造体１６ｂに向かう面１１８ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス出口連通孔２４ｂに連通する第２燃料ガス流路５８が形成される。第２燃料ガス流路５８の燃料ガス入口流路端部と燃料ガス出口流路端部とには、入口合流領域１２６ａと出口合流領域１２６ｂとが設けられる。入口合流領域１２６ａ及び出口合流領域１２６ｂは、平坦面により構成される。
【００９９】
このように構成される第３の実施形態では、図１９に示すように、第１酸化剤ガス流路２６の出口流路端部に平坦面である出口合流領域１２０ｂが設けられている。そして、出口合流領域１２０ｂには、波状流路溝２６ａとは反対側に、前記波状流路溝２６ａよりも溝深さが浅い複数本の直線状の連結流路溝３０ｂが連なっている。すなわち、波状流路溝２６ａから連結流路溝３０ｂに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、出口合流領域１２０ｂが設けられている。
【０１００】
一方、第２酸化剤ガス流路４８の出口流路端部に平坦面である出口合流領域１２４ｂが設けられている。そして、出口合流領域１２４ｂには、波状流路溝４８ａとは反対側に、前記波状流路溝４８ａよりも溝深さが浅い複数本の直線状の連結流路溝５２ｂが連なっている。すなわち、波状流路溝４８ａから連結流路溝５２ｂに溝深さ（流路高さ）が浅くなる部位に、出口合流領域１２４ｂが設けられている。
【０１０１】
このため、各波状流路溝２６ａを流通した酸化剤ガスは、一旦、出口合流領域１２０ｂで合流した後、各連結流路溝３０ｂに振り分けられている。同様に、各波状流路溝４８ａを流通した酸化剤ガスは、一旦、出口合流領域１２４ｂで合流した後、各連結流路溝５２ｂに振り分けられている。従って、酸化剤ガスの流通性が向上する。
【０１０２】
これにより、簡単且つ経済的な構成で、酸化剤ガスの分配性が向上するとともに、生成水の排水性を良好に向上させることができ、所望の発電性能を保持することが可能になる等、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。なお、入口合流領域１２０ａ、１２４ａにおいても、同様に、酸化剤ガスの流通性が向上する等の効果が得られる。
【０１０３】
一方、燃料ガス側でも、出口合流領域１２２ｂ、１２６ｂ及び入口合流領域１２２ａ、１２６ａが設けられている。このため、上記の酸化剤ガス側と同様の効果が得られる。
【０１０４】
なお、第１〜第３の実施形態では、燃料電池スタック１０、１０Ａ、１１０を構成する発電ユニット１２、１２Ａ、１１２は、３枚のセパレータと２枚のＭＥＡとを備えた、所謂、間引き冷却型燃料電池を構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、２枚のセパレータ間に１枚のＭＥＡを挟持し、各セル毎に冷却媒体流路を有する、所謂、各セル冷却型燃料電池を用いてもよい。また、バッファ部の流路は、樹脂製枠部材に設けられているが、セパレータのガス流路の両端平坦部に前記バッファ部の流路を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１０、１０Ａ、１１０…燃料電池スタック
１２、１２Ａ、１１２…発電ユニット
１４、１４Ａ、１８、１８Ａ、２０、２０Ａ、１１４、１１６、１１８…セパレータ
１６ａ、１６Ａａ、１６Ａｂ、１６ｂ…電解質膜・電極構造体
２２ａ…酸化剤ガス入口連通孔        ２２ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
２４ａ…燃料ガス入口連通孔          ２４ｂ…燃料ガス出口連通孔
２５ａ…冷却媒体入口連通孔          ２５ｂ…冷却媒体出口連通孔
２６、４８…酸化剤ガス流路
２６ａ、３８ａ、４８ａ、５８ａ…波状流路溝
２８ａ、５０ａ、１０６ａ、１０８ａ、１２０ａ、１２２ａ、１２４ａ、１２６ａ…入口合流領域
２８ｂ、５０ｂ、１０６ｂ、１０８ｂ、１２０ｂ、１２２ｂ、１２４ｂ、１２６ｂ…出口合流領域
３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ…連結流路溝
３６…冷却媒体流路                  ３８、５８…燃料ガス流路
７２…固体高分子電解質膜            ７４…カソード電極
７６…アノード電極
７８、７８Ａ、８０、８０Ａ…樹脂枠部材
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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