(57)【要約】【課題】  発電面積の増大、ひいては燃料電池の小型化を実現する。【解決手段】  アノード極側面１ｂを流れる燃料ガスと、カソード極側面１ａを流れる酸化ガスとが対向流となるように、燃料ガス流路９及び酸化ガス流路４が形成された燃料電池用セパレータにおいて、アノード極側面１ｂには、燃料ガス流路９の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の燃料ガス導入部８と、該燃料ガス導入部８の短辺と同幅に接続される燃料ガス入口マニホールド７とを形成する。一方、カソード極側面１ａには、酸化ガス流路４の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の酸化ガス導入部３と、該酸化ガス導入部３の長辺と同幅に接続される酸化ガス入口マニホールド２とを形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータ本体のアノード極側面を流れる燃料ガスと、カソード極側面を流れる酸化ガスとが対向流となるように、燃料ガス流路及び酸化ガス流路が形成された燃料電池用セパレータであって、
前記アノード極側面には、前記燃料ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の燃料ガス導入部と、該燃料ガス導入部の短辺と同幅に接続されセパレータ本体を貫通する燃料ガスマニホールドとが形成され、
前記カソード極側面には、前記酸化ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の酸化ガス導入部と、該酸化ガス導入部の長辺と同幅に接続されセパレータ本体を貫通する酸化ガスマニホールドとが形成された、燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記アノード極側面には、更に、前記燃料ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の燃料ガス排出部と、該燃料ガス排出部の短辺と同幅に接続されセパレータ本体を貫通する燃料ガスマニホールドが形成され、
前記カソード極側面には、更に、前記酸化ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の酸化ガス排出部と、該酸化ガス排出部の長辺と同幅に接続されセパレータ本体を貫通する酸化ガスマニホールドが形成された、請求項１記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
セパレータ本体のアノード極側面に形成された燃料ガス流路を流れる燃料ガスと、カソード極側面に形成された酸化ガス流路を流れる酸化ガスとが対向流をなし、これら各ガス流路に燃料ガス及び酸化ガスを給排する燃料ガスマニホールド及び酸化ガスマニホールドが貫通形成された燃料電池用セパレータであって、
前記アノード極側面にて前記燃料ガスマニホールドと前記燃料ガス流路とを接続する第１の接続部と、前記カソード極側面にて前記酸化ガスマニホールドと前記酸化ガス流路とを接続する第２の接続部とを備え、
前記第１の接続部の一部は、該一部を流れる燃料ガスと前記第２の接続部を流れる酸化ガスとが直交流をなし、
前記第２の接続部は前記酸化ガス流路の全幅と略同幅に形成され、前記酸化ガスマニホールドは前記第２の接続部の全幅と同幅に接続された、燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
前記酸化ガスマニホールドは長方形形状をなし、その長辺方向外側に前記燃料ガスマニホールドが形成された、請求項３に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
前記酸化ガスマニホールドは長方形形状をなし、その短辺方向外側に前記燃料ガスマニホールドが形成された、請求項３に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
前記燃料ガスマニホールドの開口面積は、前記酸化ガスマニホールドの開口面積よりも小さい、請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
前記セパレータ本体は長方形形状をなし、その長辺方向に沿って前記酸化ガス流路及び前記燃料ガス流路が形成された、請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
電解質層と、該電解質層の一方面に設けられたアノード極と、前記電解質層の他方面に設けられたカソード極と、前記アノード極に当接され前記アノード極側面に燃料ガスが流れる燃料ガス流路が設けられた第１セパレータと、前記カソード極に当接され前記カソード極側面に酸化ガスが流れる酸化ガス流路が設けられた第２セパレータとを備え、前記燃料ガス流路と前記酸化ガス流路とが対向流となる燃料電池であって、
前記第１セパレータ及び前記第２セパレータとして、請求項１〜７のいずれかに記載の燃料電池用セパレータが用いられた、燃料電池。
【請求項９】
電解質層と、該電解質層の一方面に設けられたアノード極と、前記電解質層の他方面に設けられたカソード極と、前記アノード極に当接され前記アノード極側面に燃料ガスが流れる燃料ガス流路が設けられた第１セパレータと、前記カソード極に当接され前記カソード極側面に酸化ガスが流れる酸化ガス流路が設けられた第２セパレータとを備え、前記燃料ガス流路と前記酸化ガス流路とが対向流となる燃料電池であって、
前記アノード極側面には、前記燃料ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の燃料ガス導入部と、該燃料ガス導入部の短辺と同幅に接続され前記第１セパレータを貫通する燃料ガスマニホールドとが形成され、
前記カソード極側面には、前記酸化ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の酸化ガス導入部と、該酸化ガス導入部の長辺と同幅に接続され前記第２セパレータを貫通する酸化ガスマニホールドとが形成された、燃料電池。
【請求項１０】
電解質層と、該電解質層の一方面に設けられたアノード極と、前記電解質層の他方面に設けられたカソード極と、前記アノード極に当接され前記アノード極側面に燃料ガスが流れる燃料ガス流路と前記燃料ガス流路に燃料ガスを給排する燃料ガスマニホールドとが設けられた第１セパレータと、前記カソード極に当接され前記カソード極側面に酸化ガスが流れる酸化ガス流路と前記酸化ガス流路に酸化ガスを給排する酸化ガスマニホールドとが設けられた第２セパレータとを備え、前記燃料ガス流路と前記酸化ガス流路とが対向流となる燃料電池であって、
前記アノード極側面にて前記燃料ガスマニホールドと前記燃料ガス流路とを接続する第１の接続部と、前記カソード極側面にて前記酸化ガスマニホールドと前記酸化ガス流路とを接続する第２の接続部とを備え、
前記第１の接続部の一部は、該一部を流れる燃料ガスと前記前記第２の接続部を流れる酸化ガスとが直交流をなし、
前記第２の接続部は前記酸化ガス流路の全幅と略同幅に形成され、前記酸化ガスマニホールドは前記第２の接続部の全幅と同幅に接続された、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に用いられる燃料電池用セパレータ及び燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子電解質型の燃料電池は、膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）とセパレータとからなるセルを一層以上備えて構成される。ＭＥＡは、イオン交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極（アノード極）および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード極）とからなる。
【０００３】
ＭＥＡに対する燃料ガス及び酸化ガスの供給は、セパレータに形成したガス流路を通じて行われる。詳細には、各セパレータに対して燃料ガス及び酸化ガスを給排する燃料ガスマニホールド及び酸化ガスマニホールドを貫通形成し、セパレータのアノード極側面に燃料ガス、カソード極側面に酸化ガスを流通させるガス流路を前記ガスマニホールドと連通するように設けている。このガス流路について、アノード極側面とカソード極側面とでガス流れが対向流となるように形成された燃料電池用セパレータが知られている。
【特許文献１】特開平６−８９７２６号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、セパレータの中央部付近での対向流化は可能であるものの、ガスマニホールドとガス流路とを連通するガス導入部及びガス排出部（特許文献１）や、いわゆるサーペンタイン流路におけるガス流れのＵターン部（特許文献２）等のように、セパレータの中央部以外の部位では対向流が形成されないため、セパレータ面積に対する電極面積（対向流化されたガス流路部分の面積）の割合が小さくなり、相対的に燃料電池の大型化を招くという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、発電面積の増大、ひいては燃料電池の小型化を実現することができる燃料電池用セパレータ及び燃料電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の燃料電池用セパレータは、セパレータ本体のアノード極側面を流れる燃料ガスと、カソード極側面を流れる酸化ガスとが対向流となるように、燃料ガス流路及び酸化ガス流路が形成された燃料電池用セパレータであって、前記アノード極側面には、前記燃料ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の燃料ガス導入部と、該燃料ガス導入部の短辺と同幅に接続されセパレータ本体を貫通する燃料ガスマニホールドとが形成され、前記カソード極側面には、前記酸化ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の酸化ガス導入部と、該酸化ガス導入部の長辺と同幅に接続されセパレータ本体を貫通する酸化ガスマニホールドとが形成されてなる。
【０００７】
前記アノード極側面には、更に、前記燃料ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の燃料ガス排出部と、該燃料ガス排出部の短辺と同幅に接続されセパレータ本体を貫通する燃料ガスマニホールドが形成されていてもよく、また、前記カソード極側面には、更に、前記酸化ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の酸化ガス排出部と、該酸化ガス排出部の長辺と同幅に接続されセパレータ本体を貫通する酸化ガスマニホールドが形成されていてもよい。
【０００８】
本発明の燃料電池用セパレータは、セパレータ本体のアノード極側面に形成された燃料ガス流路を流れる燃料ガスと、カソード極側面に形成された酸化ガス流路を流れる酸化ガスとが対向流をなし、これら各ガス流路に燃料ガス及び酸化ガスを給排する燃料ガスマニホールド及び酸化ガスマニホールドが貫通形成された燃料電池用セパレータであって、前記アノード極側面にて前記燃料ガスマニホールドと前記燃料ガス流路とを接続する第１の接続部と、前記カソード極側面にて前記酸化ガスマニホールドと前記酸化ガス流路とを接続する第２の接続部とを備え、前記第１の接続部の一部は、該一部を流れる燃料ガスと前記第２の接続部を流れる酸化ガスとが直交流をなし、前記第２の接続部は前記酸化ガス流路の全幅と略同幅に形成され、前記酸化ガスマニホールドは前記第２の接続部の全幅と同幅に接続されてなる。
【０００９】
以上の構成によれば、カソード極側面の酸化ガス入口側においては、長方形形状をなす酸化ガス導入部（第２の接続部）が酸化ガス流路の全幅と略同幅に接続し、かつ、酸化ガスマニホールドが酸化ガス導入部の長辺と同幅に接続しているので、酸化ガス導入部に導入された酸化ガスは、酸化ガス流路に至るまでの距離が短くても、酸化ガス流路に均等に流入される。よって、酸化ガスマニホールド−酸化ガス流路間の距離を狭めることができる。
【００１０】
また、その裏面側であるアノード極側面の燃料ガス出口側においては、長方形形状をなす燃料ガス排出部（第１の接続部）が燃料ガス流路の全幅と略同幅に接続し、かつ、燃料ガスマニホールドが燃料ガス排出部の短辺と同幅に接続していて、燃料ガス排出部の一部を流れる燃料ガスは、カソード極側面にて酸化ガス導入部を流れる酸化ガスに対して、直交流を形成する。よって、燃料ガスマニホールド−燃料ガス流路間の距離についても、酸化ガスマニホールド−酸化ガス流路間の距離を狭めることができることに対応して、狭めることができる。
【００１１】
一方、カソード極側面の酸化ガス出口側においても、長方形形状をなす酸化ガス排出部（第２の接続部）が酸化ガス流路の全幅と略同幅に接続し、かつ、酸化ガスマニホールドが酸化ガス排出部の長辺と同幅に接続しているので、各酸化ガス流路から酸化ガス排出部に導入された酸化ガスは、酸化ガスマニホールドまでの距離が短くても、低圧力損失にて排出される。よって、酸化ガスマニホールド−酸化ガス流路間の距離を狭めることができる。
【００１２】
また、その裏面側であるアノード極側面の燃料ガス入口側においては、長方形形状をなす燃料ガス導入部（第１の接続部）が燃料ガス流路の全幅と略同幅に接続し、かつ、燃料ガスマニホールドが燃料ガス導入部の短辺と同幅に接続していて、燃料ガス導入部の一部を流れる燃料ガスは、カソード極側面にて酸化ガス排出部を流れる酸化ガスに対して、直交流を形成する。よって、燃料ガスマニホールド−燃料ガス流路間の距離についても、酸化ガスマニホールド−酸化ガス流路間の距離を狭めることができることに対応して、狭めることができる。
【００１３】
以上のとおり、本発明の上記構成によれば、燃料ガス導入部（第１の接続部）と酸化ガス排出部（第２の接続部）とがセパレータ本体の平面視にて重複する領域と、燃料ガス排出部（第１の接続部）と酸化ガス導入部（第２の接続部）とがセパレータ本体の平面視にて重複する領域とに挟まれた領域、つまり、セパレータ本体の面方向略全領域にわたって、酸化ガスと燃料ガスとが対向流になるので、発電面積の増大、ひいては燃料電池の小型化を実現することができる。
【００１４】
本発明において、前記酸化ガスマニホールドは長方形形状をなし、その長辺方向外側または短辺方向外側に前記燃料ガスマニホールドが形成されていてもよい。
【００１５】
また、前記燃料ガスマニホールドの開口面積は、前記酸化ガスマニホールドの開口面積よりも小さくてもよい。
【００１６】
さらに、前記セパレータ本体は長方形形状をなし、その長辺方向に沿って前記酸化ガス流路及び前記燃料ガス流路が形成されていてもよい。
【００１７】
本発明の燃料電池は、電解質層と、該電解質層の一方面に設けられたアノード極と、前記電解質層の他方面に設けられたカソード極と、前記アノード極に当接され前記アノード極側面に燃料ガスが流れる燃料ガス流路が設けられた第１セパレータと、前記カソード極に当接され前記カソード極側面に酸化ガスが流れる酸化ガス流路が設けられた第２セパレータとを備え、前記燃料ガス流路と前記酸化ガス流路とが対向流となる燃料電池であって、前記第１セパレータ及び前記第２セパレータとして、上記いずれかの構成からなる燃料電池用セパレータが用いられたものである。
【００１８】
本発明の燃料電池は、電解質層と、該電解質層の一方面に設けられたアノード極と、前記電解質層の他方面に設けられたカソード極と、前記アノード極に当接され前記アノード極側面に燃料ガスが流れる燃料ガス流路が設けられた第１セパレータと、前記カソード極に当接され前記カソード極側面に酸化ガスが流れる酸化ガス流路が設けられた第２セパレータとを備え、前記燃料ガス流路と前記酸化ガス流路とが対向流となる燃料電池であって、前記アノード極側面には、前記燃料ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の燃料ガス導入部と、該燃料ガス導入部の短辺と同幅に接続され前記第１セパレータを貫通する燃料ガスマニホールドとが形成され、前記カソード極側面には、前記酸化ガス流路の全幅と略同幅の長辺を有する長方形形状の酸化ガス導入部と、該酸化ガス導入部の長辺と同幅に接続され前記第２セパレータを貫通する酸化ガスマニホールドとが形成されたものでもよい。
【００１９】
本発明の燃料電池は、電解質層と、該電解質層の一方面に設けられたアノード極と、前記電解質層の他方面に設けられたカソード極と、前記アノード極に当接され前記アノード極側面に燃料ガスが流れる燃料ガス流路と前記燃料ガス流路に燃料ガスを給排する燃料ガスマニホールドとが設けられた第１セパレータと、前記カソード極に当接され前記カソード極側面に酸化ガスが流れる酸化ガス流路と前記酸化ガス流路に酸化ガスを給排する酸化ガスマニホールドとが設けられた第２セパレータとを備え、前記燃料ガス流路と前記酸化ガス流路とが対向流となる燃料電池であって、前記アノード極側面にて前記燃料ガスマニホールドと前記燃料ガス流路とを接続する第１の接続部と、前記カソード極側面にて前記酸化ガスマニホールドと前記酸化ガス流路とを接続する第２の接続部とを備え、前記第１の接続部の一部は、該一部を流れる燃料ガスと前記前記第２の接続部を流れる酸化ガスとが直交流をなし、前記第２の接続部は前記酸化ガス流路の全幅と略同幅に形成され、前記酸化ガスマニホールドは前記第２の接続部の全幅と同幅に接続されたものでもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、燃料ガス及び酸化ガスを給排するガスマニホールド及び各ガスマニホールドと各ガス流路との接続部の配置が最適化されるので、発電面積の増大、ひいては燃料電池の小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の燃料電池は、例えばイオン交換膜からなる電解質層と、該電解質層の一方面に設けられたアノード極と、前記電解質層の他方面に設けられたカソード極と、前記アノード極に当接され前記アノード極側面に燃料ガスが流れる燃料ガス流路が設けられた第１セパレータと、前記カソード極に当接され前記カソード極側面に酸化ガスが流れる酸化ガス流路が設けられた第２セパレータとを備え、前記燃料ガス流路と前記酸化ガス流路とが対向流となる燃料電池である。カソード極及びアノード極は、いずれも触媒層及び拡散層を備えてなる。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るセパレータ（第１セパレータ、第２セパレータ）の斜視図であり、セパレータ本体１の一方の面、より具体的には、電解質層，アノード極，及びカソード極を備えてなるＭＥＡのカソード極と対向するカソード極側面１ａを示している。図２は、図１と同じセパレータであって、セパレータ本体１の他方の面、つまり、ＭＥＡのアノード極と対向するアノード極側面１ｂを示している。この燃料電池用セパレータは、不図示のＭＥＡと相互に積層されることにより、第１セパレータと第２セパレータとが同一構成の燃料電池を構成する。
【００２３】
セパレータ本体１は平面視長方形形状の平板状をなしており、その長辺方向（長手方向）一側（一縁部側）には、セパレータ本体１をその厚さ方向に貫通する酸化ガス入口マニホールド（酸化ガスマニホールド）２が、セパレータ本体１の短辺方向（幅方向）略全体に渡って設けられている。
【００２４】
図１のカソード極側面１ａには、酸化ガス入口マニホールド２と連続する酸化ガス導入部（第２の接続部）３が酸化ガス入口マニホールド２の幅と同じ幅でセパレータ本体１の幅方向略全体に渡って設けられている。さらに、酸化ガス導入部３からセパレータ本体１の長辺方向他側（他縁部側）に向かって酸化ガスを流す複数の酸化ガス流路４が、互いに平行に、酸化ガス入口マニホールド２の幅と同じ幅に広がってセパレータ本体１の短辺方向略全体に並んで設けられている。
【００２５】
一方、セパレータ本体１の長辺方向他側には、セパレータ本体１をその厚さ方向に貫通する酸化ガス出口マニホールド（酸化ガスマニホールド）５が、酸化ガス入口マニホールド２の幅と同じ幅でセパレータ本体１の短辺方向略全体に渡って設けられている。酸化ガス出口マニホールド５に連続して、酸化ガス排出部（第２の接続部）６が、酸化ガス出口マニホールド５と同じ幅でセパレータ本体１の幅方向略全体に渡って設けられ、さらに、酸化ガス排出部６に各酸化ガス流路４の出口側端部が連通している。
【００２６】
セパレータ本体１の長辺方向他側であって、酸化ガス出口マニホールド５の両隣（短辺方向外側）には、セパレータ本体１をその厚さ方向に貫通する燃料ガス入口マニホールド（燃料ガスマニホールド）７，７が設けられている。
【００２７】
図２のアノード極側面１ｂには、燃料ガス入口マニホールド７，７と連続する燃料ガス導入部（第１の接続部）８がセパレータ本体１の短辺方向略全体に渡って設けられ、さらに、燃料ガス導入部８からセパレータ本体１の長辺方向一側に向かって燃料ガスを流す燃料ガス流路９が複数設けられている。
【００２８】
燃料ガス入口マニホールド７，７は、燃料ガス導入部８の左右方向（短辺方向）両端において、当該燃料ガス導入部８の短辺に接続されて燃料ガス流路９と連通しており、これら複数の燃料ガス流路９は、酸化ガス流路４の裏面側に位置し、互いに平行に、セパレータ本体１の幅方向（短辺方向）略全体に並んで設けられている。
【００２９】
さらに、セパレータ本体１の長辺方向一側であって、酸化ガス入口マニホールド２の両隣には、セパレータ本体１を貫通する燃料ガス出口マニホールド（燃料ガスマニホールド）１０，１０が設けられている。これら燃料ガス出口マニホールド１０，１０と連続して、燃料ガス排出部（第１の接続部）１１が設けられ、燃料ガス排出部１１に各燃料ガス流路９の出口側端部が連通している。燃料ガス出口マニホールド１０，１０は、燃料ガス排出部１１の左右両端において、当該燃料ガス排出部１１の短辺に接続されて燃料ガス流路９と連通している。
【００３０】
燃料ガス入口マニホールド７，７の開口面積は、酸化ガス入口マニホールド２の開口面積よりも小さく、燃料ガス出口マニホールド１０，１０の開口面積は、酸化ガス出口マニホールド５の開口面積よりも小さい。その理由は、燃料ガスとして用いられる水素は、酸化ガスとして用いられる空気に比べて粘性が小さいため流れに伴う圧力損失が少なく、燃料ガス入口マニホールド７，７および燃料ガス出口マニホールド１０，１０は、相対的に小さいマニホールド形状で成立するからである。
【００３１】
なお、符号１５は、冷却水を給排するための冷却水マニホールドである。
【００３２】
本実施形態の燃料電池用セパレータにおいては、図１に示すように、酸化ガス入口マニホールド２を通じて酸化ガスが酸化ガス導入部３に供給される。酸化ガス導入部３に導入された酸化ガスは、各酸化ガス流路４に分配される。酸化ガスは矢印で示したように図の下方に流れ、酸化ガス流路４の下流端に接続された酸化ガス排出部６で合流し、酸化ガス出口マニホールド５より排出される。
【００３３】
一方、燃料ガスは、図２に示すように、燃料ガス入口マニホールド７，７を通じて燃料ガス導入部８に供給される。燃料ガス導入部８に導入された燃料ガスは、各燃料ガス流路９に分配される。燃料ガスは矢印で示したように図の上方に流れ、燃料ガス流路９の下流端に接続された燃料ガス排出部１１で合流し、燃料ガス出口マニホールド１０，１０に排出される。
【００３４】
以上のように、本実施形態の燃料電池用セパレータでは、カソード極側面１ａの酸化ガス入口側においては、長方形形状をなす酸化ガス導入部３が酸化ガス流路４の全幅と略同幅に接続し、かつ、酸化ガス入口マニホールド２が酸化ガス導入部３の長辺と同幅に接続しているので、酸化ガス導入部３に導入された酸化ガスは、各酸化ガス流路４に至るまでの距離が短くても、各酸化ガス流路４に均等に分配されることになる。
【００３５】
つまり、酸化ガス流路４の全幅に対して、該全幅方向に沿う酸化ガス入口マニホールド２の幅が小さい場合（例えば、特許文献１のガス給排気孔１ａ参照）に、酸化ガス導入部３に導入された酸化ガスが各酸化ガス流路４に均等に分配されるためには、酸化ガス導入部３における酸化ガスの流れ方向に沿って相当分の距離が必要になるが、本実施形態の構成では、それほどの距離は必要とされず、酸化ガス入口マニホールド２−酸化ガス流路４間の距離を狭めることができる。
【００３６】
一方、その裏面側であるアノード極側面１ｂの燃料ガス出口側においては、長方形形状をなす燃料ガス排出部１１が燃料ガス流路９の全幅と略同幅に接続し、かつ、燃料ガス出口マニホールド１０，１０が燃料ガス排出部１１の短辺と同幅に接続している。言い換えれば、燃料ガス排出部１１の略全部が、カソード極側面１ａにおける酸化ガス導入部３に対し、これら燃料ガス排出部１１と酸化ガス導入部３を流れる燃料ガスと酸化ガスとが直交流をなすように延在している。よって、燃料ガス出口マニホールド１０，１０−燃料ガス流路９間の距離についても、酸化ガス入口マニホールド２−酸化ガス流路４間の距離を狭めることができることに対応して、狭めることができる。
【００３７】
以上の説明と同様に、カソード極側面１ａの酸化ガス出口側においても、長方形形状をなす酸化ガス排出部６が酸化ガス流路４の全幅と略同幅に接続し、かつ、酸化ガス出口マニホールド５が酸化ガス排出部６の長辺と同幅に接続しているので、各酸化ガス流路４から酸化ガス排出部６に導入された酸化ガスは、酸化ガス出口マニホールド５に至るまでの距離が短くても、低圧力損失にて排出されることになる。よって、酸化ガス出口マニホールド５−酸化ガス流路４間の距離を狭めることができる。
【００３８】
一方、その裏面側であるアノード極側面１ｂの燃料ガス入口側においては、長方形形状をなす燃料ガス導入部８が燃料ガス流路９の全幅と略同幅に接続し、かつ、燃料ガス入口マニホールド７，７が燃料ガス導入部８の短辺と同幅に接続している。言い換えれば、燃料ガス導入部８の略全部が、カソード極側面１ａにおける酸化ガス排出部６に対し、これら燃料ガス導入部８と酸化ガス排出部６を流れる燃料ガスと酸化ガスとが直交流をなすように延在している。よって、燃料ガス入口マニホールド７，７−燃料ガス流路９間の距離についても、酸化ガス出口マニホールド５−酸化ガス流路４間の距離を狭めることができることに対応して、狭めることができる。
【００３９】
以上のとおり、本実施形態の燃料電池用セパレータによれば、燃料ガス導入部８と酸化ガス排出部６とがセパレータ本体１の平面視にて重複する領域と、燃料ガス排出部１１と酸化ガス導入部３とがセパレータ本体１の平面視にて重複する領域とに挟まれた領域、つまり、セパレータ本体１の面方向略全領域にわたって、酸化ガスと燃料ガスとが対向流になるので、発電面積の増大、ひいては燃料電池の小型化を実現することができる。
【００４０】
特に、燃料ガス入口マニホールド７，７の開口面積を酸化ガス入口マニホールド２の開口面積よりも小さくし、さらに、燃料ガス出口マニホールド１０，１０の開口面積を酸化ガス出口マニホールド５の開口面積よりも小さくしたことにより、燃料ガス側のマニホールド７，１０を酸化ガス側のマニホールド２，５の長辺方向外側、別言すれば、セパレータ本体１の短辺方向外側に配置することが可能となり、対向流となる領域（発電面積）をセパレータ本体１の長辺方向に広くとることができる。
【００４１】
さらに、左右の燃料ガス入口マニホールド７，７から供給される燃料ガスは、燃料ガス導入部８で一旦混合され、燃料ガス流路９に流れ込むので、かかる混合作用により、燃料ガスの流れは各燃料ガス流路９でほぼ均等な流速となる。つまり、燃料ガス導入部８は、バッファ的機能を有する。
【００４２】
＜その他の実施形態＞
図３及び図４は、それぞれ図１，図２の変形例を示した斜視図である。これらの図に示したセパレータのように、セパレータ本体３０の酸化ガス導入部３，酸化ガス排出部６，燃料ガス導入部８，および燃料ガス排出部１１に、凸形状をなす整流ディンプル（突起）２０を複数設けてもよい。これにより、整流機能が高まり、より均一に各酸化ガス流路４および燃料ガス流路９に酸化ガス及び燃料ガスを流すことができる。
【００４３】
また、図５及び図６に示したセパレータのように、セパレータ本体３１の酸化ガス入口および出口マニホールド２，５の上下、言い換えれば、これらマニホールド２，５の短辺方向外側に燃料ガス出口マニホールド１０’と燃料ガス入口マニホールド７’とを設けてもよい。この場合は、燃料ガス導入部８と燃料ガス排出部１１のセパレータ短辺方向両端部を適宜延長し、燃料ガス入口マニホールド７’と燃料ガス出口マニホールド１０’とに連通させる。
【００４４】
さらに、図７及び図８に示したセパレータのように、長方形形状をなすセパレータ本体３２の短辺方向片側にのみ燃料ガスのマニホールド７，１０を設けてもよい。
【００４５】
本発明の燃料電池は、燃料ガス流路と酸化ガス流路が１つのセパレータ本体の表裏面に設けられた、同一の構成からなる一対のセパレータにてＭＥＡを狭持した構成に限定されるものではない。例えば、セパレータ本体の一方面（アノード極側面）に燃料ガス流路、他方面に冷媒流路が設けられたセパレータと、該セパレータとは構成の異なる、セパレータ本体の一方面（カソード極側面）に酸化ガス流路、他方面に冷媒流路が設けられたセパレータとでＭＥＡを狭持した構成でもよい。
【００４６】
また、本発明の燃料電池は、ＭＥＡを間に挟んで対をなす一方のセパレータの一方面（アノード極側面）に燃料ガス流路、他方のセパレータの一方面（カソード極側面）に酸化ガス流路が形成されていれば、各セパレータの他方面に何ら流体流路が形成されていない構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態として示した燃料電池用セパレータであり、カソード極側の構造について示した図である。
【図２】同燃料電池用セパレータのアノード極側の構造について示した図である。
【図３】第１の変形例として示した燃料電池用セパレータであり、カソード極側の構造について示した図である。
【図４】同燃料電池用セパレータのアノード極側の構造について示した図である。
【図５】第２の変形例として示した燃料電池用セパレータであり、カソード極側の構造について示した図である。
【図６】同燃料電池用セパレータのアノード極側の構造について示した図である。
【図７】第３の変形例として示した燃料電池用セパレータであり、カソード極側の構造について示した図である。
【図８】同燃料電池用セパレータのアノード極側の構造について示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，３０，３１，３２…セパレータ本体、１ａ…カソード極側面、１ｂ…アノード極側面、２…酸化ガス入口マニホールド（酸化ガスマニホールド）、３…酸化ガス導入部（第２の接続部）、４…酸化ガス流路、５…酸化ガス出口マニホールド（酸化ガスマニホールド）、６…酸化ガス排出部（第２の接続部）、７，７’…燃料ガス入口マニホールド（燃料ガスマニホールド）、８…燃料ガス導入部（第１の接続部）、９…燃料ガス流路、１０，１０’…燃料ガス出口マニホールド（燃料ガスマニホールド）、１１…燃料ガス排出部（第１の接続部）
【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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