(57)【要約】【課題】スタックの冷却効率と性能を向上させるため，クーラント流路の構造を改良した燃料電池用スタックを提供する。【解決手段】水素と酸素との電気化学反応により電気エネルギーを発生させる少なくとも一つの電気発生部３０を含み，電気発生部３０は，膜・電極アセンブリ３２と，膜・電極アセンブリ３２の両面に配置されるセパレータ３４，３４‘と，膜・電極アセンブリ３２の第１の方向に沿って配置され，クーラントを通過させる複数のクーラント流路３６とを含み，クーラント流路３６は，第１の方向に対して垂直な方向に沿って，異なる形態で分布する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素との電気化学反応により電気エネルギーを発生させる少なくとも一つの電気発生部を含み，
前記電気発生部は，
膜・電極アセンブリと；
前記膜・電極アセンブリの両面に配置されるセパレータと；
前記膜・電極アセンブリの第１の方向に沿って配置され，クーラントを通過させる複数のクーラント流路と；
を含み，
前記複数のクーラント流路は，前記第１の方向に対して垂直な方向である第２の方向に沿って，異なる形態で分布することを特徴とする燃料電池用スタック。
【請求項２】
前記複数のクーラント流路は，前記膜・電極アセンブリの前記第２の方向沿いの端部から中心部にかけて，前記分布する領域が拡大されることを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池用スタック。
【請求項３】
前記複数のクーラント流路は，前記膜・電極アセンブリの前記第２の方向沿いの中心部を基準にして略対称形状に形成されることを特徴とする，請求項２に記載の燃料電池用スタック。
【請求項４】
前記複数のクーラント流路は，リブと溝とからそれぞれ形成されることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用スタック。
【請求項５】
前記溝は所定の幅を有し，前記リブは幅の異なる少なくとも２種類のリブからなることを特徴とする，請求項４に記載の燃料電池用スタック。
【請求項６】
前記リブは，膜・電極アセンブリの前記第２の方向沿いの端部から中心部にかけて，リブ幅が徐々に縮小されることを特徴とする，請求項５に記載の燃料電池用スタック。
【請求項７】
前記リブは所定の幅を有し，前記溝は幅の異なる少なくとも２種類の溝からなることを特徴とする，請求項４に記載の燃料電池用スタック。
【請求項８】
前記溝は，膜・電極アセンブリの前記第２の方向沿いの端部から中心部にかけて，溝幅が徐々に拡大されることを特徴とする，請求項７に記載の燃料電池用スタック。
【請求項９】
前記クーラント流路は，前記第１の方向に沿って直線形状に形成されることを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載の燃料電池用スタック。
【請求項１０】
前記複数のクーラント流路は，前記膜・電極アセンブリの前記第２の方向沿いの中心部から端部にかけて配される流路ほど，曲率が徐々に減少するように湾曲して形成されることを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載の燃料電池用スタック。
【請求項１１】
前記クーラント流路は，前記膜・電極アセンブリの前記第２の方向沿いの中心部に向けて，凸状に湾曲して形成されることを特徴とする，請求項１０に記載の燃料電池用スタック。
【請求項１２】
前記クーラント流路は，前記膜・電極アセンブリの前記第２の方向沿いの端部に向けて，凸状に湾曲して形成されることを特徴とする，請求項１０に記載の燃料電池用スタック。
【請求項１３】
前記クーラント流路は，前記セパレータに形成されることを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載の燃料電池用スタック。
【請求項１４】
複数の前記電気発生部と；
相隣接する第１および第２の前記電気発生部において，互いに対向して相隣接する前記第１の電気発生部の前記セパレータと前記第２の電気発生部の前記セパレータとが一体化されることにより形成される前記クーラント流路と；
を含むことを特徴とする，請求項１３に記載の燃料電池用スタック。
【請求項１５】
前記クーラント流路は，膜・電極アセンブリに対向する前記セパレータの一面に形成されることを特徴とする，請求項１４に記載の燃料電池システム。
【請求項１６】
複数の前記電気発生部と；
相隣接する前記電気発生部の間に介在される冷却板に形成される前記クーラント流路と；
を含むことを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載の燃料電池用スタック。
【請求項１７】
前記クーラント流路は，前記冷却板の内部の貫通孔により形成されることを特徴とする，請求項１６に記載の燃料電池用スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池用スタックに係り，特に，クーラント流路の構造を改良した燃料電池用スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は，メタノール，エタノール，または天然ガスなどの炭化水素系物質中の水素と，空気中の酸素との間の電気化学反応を用いて，化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換する発電システムである。
【０００３】
近年開発されている高分子電解質型燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＰＥＭＦＣ）は，他の燃料電池と比べて，優れた出力特性，低い作動温度，および高速な始動特性と応答特性を有する。
【０００４】
ＰＥＭＦＣは，スタックと称される燃料電池本体，燃料タンク，および燃料を該燃料タンクから該スタックに供給する燃料ポンプなどで基本的に構成される。
【０００５】
さらに，ＰＥＭＦＣは，燃料タンクに貯蔵された燃料を改質して水素を発生させ，該水素をスタックに供給する改質装置を含む。
【０００６】
ＰＥＭＦＣは，燃料タンクに貯蔵された燃料を燃料ポンプのポンプ圧により改質装置に供給し，該燃料を改質装置により改質して水素を発生させ，スタックにより該水素と酸素との間で電気化学反応を生じさせることにより電気エネルギーを発生させる。
【０００７】
このような燃料電池システムにおいて，実質的に電気エネルギーを発生させるスタックは，膜・電極アセンブリ（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）とセパレータとからなるセルが数個〜数十個に積層された構造を有する。
【０００８】
ＭＥＡは，電解質膜を介在してアノード電極とカソード電極とが配置された構造を有する。セパレータは，燃料電池の電気化学反応に必要とされる酸素と燃料とをＭＥＡに供給する通路として機能するとともに，個々のＭＥＡのアノード電極とカソード電極とを直列に接続する伝導体として機能する。
【０００９】
すなわち，セパレータは，水素を含む燃料をアノード電極に供給するとともに，空気をカソード電極に供給する。このことにより，アノード電極では水素の酸化反応，カソード電極では酸素の還元反応がそれぞれ生じ，この際に生じる電子移動により電気，熱，および水が得られる。
【００１０】
このような燃料電池システムにおいては，スタックが適正な作動温度に維持されることにより，電解質膜の安定性が保証され，性能の低下が防止される。
【００１１】
このため，スタックの内部にはクーラント流路が形成され，低温の空気または冷却水を該クーラント流路に通過させることにより，スタックの内部で発生する熱が冷却される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし，従来の燃料電池システムにおいては，スタックの内部で発生する熱がセルの周縁部と中心部との間に温度偏差を生じるにもかかわらず，セルの単位面積当りに対するクーラント（空気または水）の接触面積は，セルの全ての部分で一定であるため，該温度偏差に能動的に対処することができず，スタックの冷却効率の低下に伴う性能の低下を生じる。
【００１３】
本発明は，このような問題点に鑑みてなされたもので，その目的は，スタックの冷却効率と性能とを向上させるため，クーラント流路の構造を改良した燃料電池用スタックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため，本発明のある観点によれば，水素と酸素との電気化学反応により電気エネルギーを発生させる少なくとも一つの電気発生部を含み，電気発生部は，膜・電極アセンブリと，膜・電極アセンブリの両面に配置されるセパレータと，膜・電極アセンブリの第１の方向に沿って配置され，クーラントを通過させる複数のクーラント流路とを含み，複数のクーラント流路は，第１の方向に対して垂直な方向である第２の方向に沿って，異なる形態で分布する燃料電池用スタックが提供される。
【００１５】
上記複数のクーラント流路は，膜・電極アセンブリの第２の方向沿いの端部から中心部にかけて，分布する領域が拡大されるようにしてもよい。
【００１６】
また，上記複数のクーラント流路は，膜・電極アセンブリの第２の方向沿いの中心部を基準にして略対称形状に形成されるようにしてもよい。
【００１７】
上記複数のクーラント流路は，リブと溝とからそれぞれ形成されるようにしてもよい。
【００１８】
上記溝は所定の幅を有し，リブは幅の異なる少なくとも２種類のリブからなるようにしてもよい。
【００１９】
上記リブは，膜・電極アセンブリの第２の方向沿いの端部から中心部にかけて，リブ幅が徐々に縮小されるようにしてもよい。
【００２０】
上記リブは所定の幅を有し，溝は幅の異なる少なくとも２種類の溝からなるようにしてもよい。
【００２１】
上記溝は，膜・電極アセンブリの第２の方向沿いの端部から中心部にかけて，溝幅が徐々に拡大されるようにしてもよい。
【００２２】
上記クーラント流路は，第１の方向に沿って直線形状に形成されるようにしてもよい。
【００２３】
上記複数のクーラント流路は，膜・電極アセンブリの第２の方向沿いの中心部から端部にかけて配される流路ほど，曲率が徐々に減少するように湾曲して形成されるようにしてもよい。
【００２４】
上記クーラント流路は，膜・電極アセンブリの第２の方向沿いの中心部に向けて，凸状に湾曲して形成されるようにしてもよい。
【００２５】
また，上記クーラント流路は，膜・電極アセンブリの第２の方向沿いの端部に向けて，凸状に湾曲して形成されるようにしてもよい。
【００２６】
また，上記クーラント流路は，セパレータに形成されるようにしてもよい。
【００２７】
上記燃料電池用スタックは，複数の電気発生部と，相隣接する第１および第２の電気発生部において，互いに対向して相隣接する第１の電気発生部のセパレータと第２の電気発生部のセパレータとが一体化されることにより形成されるクーラント流路とを含むようにしてもよい。
【００２８】
上記クーラント流路は，膜・電極アセンブリに対向するセパレータの一面に形成されるようにしてもよい。
【００２９】
かかる構成によれば，セルの単位面積当りに対するクーラントの接触面積を変化させるようにクーラント流路を形成し，スタックの内部における温度偏差を減少させることにより，スタックの冷却効率と性能とを向上させることができる。
【００３０】
また，上記燃料電池用スタックは，複数の電気発生部と，相隣接する電気発生部の間に介在される冷却板に形成されるクーラント流路とを含むようにしてもよい。
【００３１】
上記クーラント流路は，冷却板の内部の貫通孔により形成されるようにしてもよい。
【００３２】
かかる構成によれば，膜・電極アセンブリの全領域に冷却作用を及ぼすことにより，スタックの冷却効率と性能とを向上させることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば，セルの単位面積当りに対するクーラントの接触面積を変化させるようにクーラント流路を形成し，スタックの内部における温度偏差を減少させることにより，スタックの冷却効率と性能とを向上させる燃料電池用スタック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】
【００３４】
以下に，添付した図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する発明特定事項については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３５】
図１は本発明の第１の実施形態にかかる燃料電池システムの全体構造を概略的に示すブロック図である。
【００３６】
図１に示すとおり，本実施形態にかかる燃料電池システム１００は，燃料を改質して水素を発生させ，該水素と酸素との間で電気化学反応を生じさせることにより，電気エネルギーを発生させるＰＥＭＦＣ方式を採用している。
【００３７】
電気エネルギーを発生させるための燃料としては，メタノール，エタノール，または天然ガスなどが用いられるが，以下では，液体燃料を用いる場合について説明する。
【００３８】
燃料と電気化学反応する酸素としては，別途の貯蔵装置に貯蔵された純酸素，あるいは酸素を含む空気をそのまま用いることもできるが，以下では，酸素を含む空気をそのまま用いる場合について説明する。
【００３９】
燃料電池システム１００は，基本的に，水素と酸素との間の電気化学反応により電気エネルギーを発生させるスタック１６と，燃料から水素を含む改質ガスを生成する改質装置１８と，該燃料を改質装置１８に供給する燃料供給源１０と，空気をスタック１６に供給する酸素供給源１２とを含む。
【００４０】
なお，燃料電池システム１００は，水素を含む液体燃料をスタック１６に直接供給することにより，電気エネルギーを発生させる直接酸化型燃料電池方式（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＤＯＦＣ）を採用することもできる。
【００４１】
ＤＯＦＣは，ＰＥＭＦＣと異なり，図１に示す改質装置１８を除いたシステムで基本的に構成される。
【００４２】
以下では，ＰＥＭＦＣ方式の燃料電池システム１００の場合を例示することにより説明するが，本発明が必ずしもこれに限定されるわけではない。
【００４３】
スタック１６は，改質装置１８と酸素供給源１２とに連結されており，改質装置１８から改質ガスを，酸素供給源１２から空気をそれぞれ供給され，改質ガス中の水素と空気中の酸素との間で電気化学反応を生じさせることにより，電気エネルギーを発生させる燃料電池本体として機能する。
【００４４】
燃料供給源１０は，燃料を貯蔵する燃料タンク２２と，燃料タンク２２に連結され，所定のポンプ圧により該燃料を改質装置１８に供給する燃料ポンプ２４とを含む。
【００４５】
そして，酸素供給源１２は，空気を所定のポンプ圧により吸入してスタック１６に供給する空気ポンプ２６を含む。
【００４６】
改質装置１８は，熱エネルギーによる化学触媒反応により，燃料から改質ガスを生成し，該改質ガス中の一酸化炭素の濃度を低減させる構造を有する。より詳しくは，改質装置１８は，例えば，水蒸気改質，部分酸化改質，または自熱反応などの触媒反応により，燃料から改質ガスを生成する。さらに，改質装置１８は，例えば，水性ガス転換反応，選択的酸化反応などの触媒反応，または分離膜を利用した水素の精製などにより，改質ガス中の一酸化炭素の濃度を低減させる。
【００４７】
図２は第１の実施形態にかかるスタックを示す分解斜視図である。
【００４８】
図２に示すとおり，燃料電池システム１００に適用されるスタック１６は，膜・電極アセンブリ（ＭＥＡ）３２を介在してセパレータ（Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｐｌａｔｅとも称される）３４，３４´が両面に配置された構造を有し，電気エネルギーを発生させるセルである電気発生部３０を含む。スタック１６は，このような電気発生部３０を連続的に複数配置することにより構成される。
【００４９】
ＭＥＡ３２は，電解質膜を介在して，一面にアノード電極，他面にカソード電極がそれぞれ配されてなる。
【００５０】
アノード電極は，セパレータ３４を介して改質ガスを供給される部分であり，該改質ガスを電子と水素イオンとに分離させる触媒層と，電子と改質ガスとを円滑に移動させる気体拡散層とからなる。
【００５１】
カソード電極は，セパレータ３４´を介して空気を供給される部分であり，アノード電極側から供給される電子，水素イオン，および空気中の酸素を電気化学反応させることにより水を生成する触媒層と，酸素を円滑に移動させる気体拡散層とからなる。
【００５２】
電解質膜は，厚さ５０〜２００μｍの固体高分子電解質であり，アノード電極の触媒層で生成された水素イオンをカソード電極の触媒層に移動させるイオン交換機能を有する。
【００５３】
そして，セパレータ３４，３４´は，ＭＥＡ３２を介在して互いに密着配置され，改質装置１８から供給される改質ガスと，空気ポンプ２６により供給される空気とをＭＥＡ３２のアノード電極とカソード電極とに供給する通路として機能するとともに，アノード電極とカソード電極とを直列に接続する伝導体として機能する。
【００５４】
上記のとおり構成された燃料電池システム１００の作動時には，電気発生部３０において，還元反応による熱が発生する。この熱は，ＭＥＡ３２を乾燥させ，スタック１６の性能を低下させる要因となる。
【００５５】
燃料電池システム１００は，クーラントをスタック１６の内部に通過させることにより，電気発生部３０において発生する熱を冷却する構造を有する。
【００５６】
このため，燃料電池システム１００は，クーラントをスタック１６の内部に供給するクーラント供給源１４を含み（図１参照），スタック１６は，クーラント供給源１４から供給されるクーラントを電気発生部３０に通過させるように電気発生部３０に形成されるクーラント流路３６を含む。
【００５７】
クーラント供給源１４は，所定のポンプ圧によりクーラントを吸入して圧送する通常のポンプ２８を含み，ポンプ２８は，クーラント流路３６と連結されるようにスタック１６に連結されることにより，クーラントを電気発生部３０に供給する。クーラントは，冷却水などの液体状態，あるいは気体状態にあることが望ましい。このため，クーラントとしては，スタック１６の作動中に自然状態で容易に採取することができ，スタック１６の内部温度より低い空気を用いる。
【００５８】
クーラントは，ポンプ２８を介してスタック１６に供給されてもよく，別途のクーラント供給源１４を用いずに冷却用空気が自然対流を介してクーラント流路３６に供給されるような構造にしてもよい。
【００５９】
クーラント流路３６は，スタック１６の電気発生部３０において発生する熱を冷却するため，クーラント供給源１４から供給されるクーラントを電気発生部３０に通過させる流路であり，スタック１６の多様な位置に多様な形状で形成できる。
【００６０】
図２に示すスタック１６において，クーラント流路３６は，セパレータ３４，３４´に形成されている。
【００６１】
クーラント流路３６は，互いに隣接する電気発生部３０において，あるセパレータ３４の一面に形成される溝３６ａと，これに対向して密着配置される他のセパレータ３４´の一面に形成される溝３６ｂとが一体化されることにより形成される。このように形成されるクーラント流路３６は，ＭＥＡ３２を介在して対向するセパレータ３４，３４´の一面に形成され，ＭＥＡ３２の全領域，すなわち活性領域３２ａと不活性領域３２ｂとに冷却作用を及ぼす。
【００６２】
クーラント流路３６は，ＭＥＡ３２の第１の方向（図２のＹ方向）に沿って，第１の方向に垂直な方向である第２の方向（図２のＸ方向）に沿って互いに任意の間隔に離隔されてセパレータ３４，３４´に複数形成される。また，クーラント流路３６は，溝３６ａ，３６ｂと，溝３６ａ，３６ｂの間に設けられるリブ３６ｃ，３６ｄとから形成される。
【００６３】
図３は，クーラント流路を説明するためにセパレータの詳細を示す平面図である。
【００６４】
図３に示すとおり，クーラント流路３６は，セパレータ３４の第１の方向（図３のＹ方向）に沿って互いに平行配置される複数の流路を形成する。このようなクーラント流路３６は，第１の方向に対して垂直な方向である第２の方向（図３のＸ方向）に沿って異なる形態で分布する。
【００６５】
すなわち，ＭＥＡ３２の第２の方向沿いの端部（周縁部）から中心部にかけて，クーラント流路３６の分布する領域が拡大するように形成される。
【００６６】
具体的には，クーラント流路３６は，一定の幅（ｗ１）を有する溝３６ａと，少なくとも互いに異なる２つの幅（ｗ２），（ｗ３），（ｗ４），（ｗ５），（ｗ６）を有するリブ３６ｃとからなる。リブ３６ｃは，ＭＥＡ３２の第２の方向（図３のＸ方向）沿いの端部（周縁部）から中心部にかけて，その幅が徐々に縮小される（ｗ２＜ｗ３＜ｗ４＜ｗ５＜ｗ６）。
【００６７】
このようなクーラント流路３６は，図３に示すとおり，第１の方向に沿って直線状に形成され，一端ではクーラント供給源１４から供給されるクーラントが注入される注入口を構成し，対向する他端ではクーラント流路３６の外部にクーラントが排出される排出口を構成する。
【００６８】
すなわち，クーラント流路３６は，セパレータ３４，３４´が一体化されると，セパレータ３４，３４´の一端ではクーラントを注入するための孔（注入口）を形成し，対向する他端ではクーラントを排出するための孔（排出口）を形成する。
【００６９】
このようなクーラント流路３６は，その全体配置が上記に限定されず，セパレータ３４，３４‘に第１の方向に沿って直線状に，かつ第２の方向沿いに任意の間隔に離隔されて配され，その両端を完全に外部に露出させずに交互に連結して互いに連結される配置にしてもよい。この場合，クーラント流路３６は，最初の端部を注入口に，最後の端部を排出口にすることができる。
【００７０】
さらに，クーラント流路３６は，セパレータ３４の第１の方向に沿って互いに平行に配されてもよく，セパレータ３４の第２の方向に沿って互いに平行に配されてもよい。
【００７１】
このように，クーラント流路３６がセパレータ３４，３４´の中心部では密に，周縁部では疎にそれぞれ配されることにより，スタック１６の周囲の大気により電気発生部３０の周縁部と周縁部を除く残りの部分（ほぼ中心部）との間に生じる温度偏差を考慮して，スタック１６の内部の電気発生部３０を効率的に冷却することができる。
【００７２】
本実施形態にかかる燃料電池システム１００の作用は，下記の通りである。
【００７３】
スタック１６を介して電気エネルギーを発生させるに際して，電気発生部３０において発生した熱が，電気発生部３０のセパレータ３４，３４´に伝達される。
【００７４】
この時，スタック１６は，その周縁部が周囲の大気により冷却されることにより，該周縁部と該周縁部を除く残りの部分との間で所定の温度偏差を生じる。
【００７５】
このような状態において，クーラントは，クーラント供給源１４を介してクーラント流路３６に通過されることにより，セパレータ３４，３４´に伝達された熱を冷却する。
【００７６】
また，クーラント流路３６は，セパレータ３４，３４´の部分毎に異なる分布領域を有するため，セパレータ３４，３４´のほぼ中心部に相当するクーラント流路３６に通過されるクーラントがセパレータ３４，３４´に対する接触面積を拡大する一方，周縁部に相当するクーラント流路３６に通過されるクーラントがセパレータ３４，３４´に対する接触面積を相対的に縮小する。
【００７７】
よって，スタック１６において，電気発生部３０の中心部で発生する熱エネルギーと該中心部に配されたクーラント流路３６に通過されるクーラントとの間における単位時間当りの熱交換量は，熱エネルギーに対応して大きくすることができ，電気発生部３０の周縁部で発生する熱エネルギーと該周縁部に配されたクーラント流路３５に通過されるクーラントとの間における単位時間当りの熱交換量は，熱エネルギーに対応して小さくすることができる。
【００７８】
すなわち，スタック１６は，電気発生部３０の部分毎に生じる温度特性に応じて，電気発生部３０を冷却することができる。
【００７９】
図４は，第1の実施形態のクーラント流路にかかる第１の変形例を説明する平面図である。
【００８０】
図４に示すとおり，クーラント流路３６Ａは，図３に示す場合と異なり，所定の幅（ｗ７）を有するリブ３６ｃ´と，少なくとも互いに異なる２つの幅（ｗ８），（ｗ９），（ｗ１０），（ｗ１１）を有する溝３６ａ´とからなる。
【００８１】
本変形例においては，セパレータ３４Ａのほぼ中心部に相当する領域のクーラント流路３６Ａに対応する溝３６ａ´の幅を大きく形成し，その外側に向けて配置されるクーラント流路３６Ａに対応する溝３６ａ´の幅を徐々に小さく形成することにより，セパレータ３４Ａに対するクーラントの接触面積を変化させることができる。
【００８２】
本変形例にかかるクーラント流路３６Ａの作用や形状は，上記実施形態の場合と同様であるため，その詳細な説明は省略する。
【００８３】
図５ａと図５ｂは，本実施形態のクーラント流路にかかる第２と第３の変形例を説明する平面図である。
【００８４】
図５ａと図５ｂに示すとおり，クーラント流路３６Ｂは，第１の変形例と同様，溝３６ａ"とリブ３６ｂ"との組合せからなり，第１の変形例と異なり，セパレータ３４Ｂの全領域にかけて直線状に形成されず，ＭＥＡ３２の第２の方向（図５ａのＸ方向）沿いの中心部から端部にかけて配される流路ほど，曲率が徐々に減少するように湾曲して形成される
【００８５】
図５ａにおいては，クーラント流路３６Ｂがセパレータ３４Ｂの第２の方向沿いの中心部に向けて凸状に湾曲して形成され，図５ｂにおいては，クーラント流路３６Ｂがセパレータ３４Ｂの第２の方向沿いの端部（周縁部）に向けて凸状に湾曲して形成される。
【００８６】
このように，第２と第３の変形例においては，クーラント流路３６Ｂの形状を変形させることにより，セパレータ３４Ｂの部分毎にクーラント流路３６Ｂの分布領域が異なるため，第１の変形例と同様な冷却効率を期待することができる。
【００８７】
図６は本発明の第２の実施形態にかかるスタックを示す分解斜視図である。
【００８８】
このスタック１６´において，クーラント流路３６´は，互いに隣接する電気発生部３０´の間に各々配置される別途の冷却板３８に形成される。
【００８９】
このスタック１６´は，図２に示すスタック１６と比べて，別途に冷却板３８を含んでいる。冷却板３８は，互いに隣接する電気発生部３０´のセパレータ３７，３７´の間に介在され，電気発生部３０´の作動時に，このセパレータ３７，３７´に伝達される熱を放出する放熱板として機能する。すなわち，冷却板３８がＭＥＡ３２´の全領域に冷却作用を及ぼすことにより，優れた冷却性能を発揮する。このため，冷却板３８は，熱伝導性の高いアルミニウム，銅，および鉄素材などから形成される。
【００９０】
クーラント流路３６´は，このような冷却板３８の内部に冷却板３８の第１の方向（図６のＸ方向）に沿って形成される複数の貫通孔からなる。
【００９１】
クーラント流路３６´は，図１に示すようなクーラント供給源１４から供給されるクーラントにより，スタック１６´の内部の電気発生部３０‘を冷却するが，その基本的な構成および作用は第１の実施形態と同様であるため，その詳細な説明は省略する。
【００９２】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範疇に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる燃料電池の全体構造を概略的に示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態にかかるスタックを示す分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態にかかるクーラント流路を説明するためにセパレータの詳細を示す平面図である。
【図４】第１の実施形態のクーラント流路にかかる第１の変形例を説明する平面図である。
【図５ａ】第１の実施形態のクーラント流路にかかる第２の変形例を説明する平面図である。
【図５ｂ】第１の実施形態のクーラント流路にかかる第３の変形例を説明する平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるスタックを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
１００    燃料電池システム
１０    燃料供給源
１２    酸素供給源
１４    クーラント供給源
１６    スタック
１８    改質装置
２２    燃料タンク
２４    燃料ポンプ
２６    空気ポンプ
２８    ポンプ
３０    電気発生部
３２    膜・電極アセンブリ（ＭＥＡ）
３４，３４´    セパレータ
３６    クーラント流路
３８    冷却板
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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