(57)【要約】【課題】反応ガス連通孔に滞留水が発生することを確実に阻止し、簡単且つ経済的な構成で、安定した発電電圧を得るとともに、特に低温始動性の向上を図ることを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が積層された積層体１４を備え、前記積層体１４を積層方向に貫通して内部マニホールドが構成される。酸化剤ガス出口連通孔３６ｂには、排水を行うための吸水部材７０が配設される。吸水部材７０は、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂの第２エンドプレート２０ｂ側から第１エンドプレート２０ａ側に向かって保水量が増大するように、前記第１エンドプレート２０ａに向かって高さが大きくなる傾斜面７２を有する。【選択図】図１
2006147503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層された積層体を備え、前記積層体には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の排出側端部又は供給側端部に連通して積層方向に貫通する反応ガス連通孔が形成される内部マニホールド型燃料電池スタックであって、
前記反応ガス連通孔に配設され、排水を行うための吸水部材を備え、
前記吸水部材は、前記反応ガス連通孔の閉塞側一端部から開放側他端部に向かって保水量が増大するように構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記吸水部材は、前記閉塞側一端部から前記開放側他端部に向かって大きな断面積を有する形状に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記吸水部材は、前記閉塞側一端部から前記開放側他端部に向かって高密度に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記吸水部材は、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ2、−ＳＯ3Ｈの官能基を有する有機材料、又は無機酸化物系添加剤を含む有機材料で構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記開放側他端部には、前記吸水部材に接触し水平方向乃至下方向に向かって前記反応ガス連通孔の外部に露呈する棒状部材が配設されるとともに、
前記棒状部材は、表面が親水性を有することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項６】
電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層された積層体を備え、前記積層体には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の排出側端部又は供給側端部に連通して積層方向に貫通する反応ガス連通孔が形成される内部マニホールド型燃料電池スタックであって、
前記反応ガス連通孔に配設され、排水を行うための複数の棒状部材を備え、
前記複数の棒状部材は、表面が親水性を有するとともに、前記閉塞側一端部から前記開放側他端部に向かって互いの間隔が大きくなるように配設されることを特徴とする燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層された積層体を備え、前記積層体には、積層方向に沿って延在する反応ガス連通孔が形成される内部マニホールド型燃料電池スタックに関する。
【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を採用している。この燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒（電極触媒層）と多孔質カーボン（ガス拡散層）からなるアノード側電極及びカソード側電極を対設した電解質膜・電極構造体を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持する発電セルにより構成されている。通常、燃料電池では、この発電セルを所定の数だけ積層した燃料電池スタックが使用されている。
【０００３】
この種の燃料電池において、アノード側電極には、燃料ガス（反応ガス）、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）が供給される一方、カソード側電極には、酸化剤ガス（反応ガス）、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されている。アノード側電極に供給された燃料ガスは、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。
【０００４】
上記の燃料電池では、積層されている各発電セルのアノード側電極及びカソード側電極に、それぞれ反応ガスである燃料ガス及び酸化剤ガスを供給するため、内部マニホールドを構成する場合が多い。この内部マニホールドは、発電セルの積層方向に貫通して設けられる反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔を備えており、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路の入口側及び出口側には、前記反応ガス入口連通孔及び前記反応ガス出口連通孔がそれぞれ連通している。
【０００５】
ところで、酸化剤ガスが積層方向に流される酸化剤ガス出口連通孔や酸化剤ガス入口連通孔である酸化剤ガス連通孔（反応ガス連通孔）には、発電時に生成される反応生成水が導入され易く、この酸化剤ガス連通孔内に滞留水が存在する場合がある。一方、燃料ガスが積層方向に流される燃料ガス出口連通孔や燃料ガス入口連通孔である燃料ガス連通孔（反応ガス連通孔）には、結露等による滞留水が発生するおそれがある。これにより、酸化剤ガス連通孔や燃料ガス連通孔が滞留水によって縮小又は閉塞され易く、酸化剤ガスや燃料ガスの流れが妨げられて発電性能が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池スタックは、図１０に示すように、複数のセル１が積層されるとともに、前記複数のセル１の積層体は、エンドプレート２により両端が挟持されている。一方のエンドプレート２には、燃料ガス又は酸化剤ガスを供給するガス供給配管３と、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを排出するガス排気配管４とが接続されている。
【０００７】
ガス供給配管３及びガス排気配管４には、凝縮水や生成水を一旦貯留するための水溜まり部５が設けられ、この水溜まり部５の下方には、電磁弁６を介して排水管７が接続されている。
【０００８】
複数のセル１をエンドプレート２で挟持した燃料電池スタック８には、内部マニホールド９が形成されている。この内部マニホールド９は、ガス供給配管３及びガス排気配管４に向かって孔径を徐々に広げることにより下面に傾斜を付けている。これにより、内部マニホールド９の凝縮水や生成水は、前記内部マニホールド９の下面の傾斜に沿って各水溜まり部５に流れるとともに、電磁弁６の作用下に前記水溜まり部５の水が排水管７を介して排出される、としている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１７８７９１号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の特許文献１では、各水溜まり部５の下方に電磁弁６が接続されており、この電磁弁６の制御が必要となってシステム全体が複雑化している。これにより、システム全体のコストが高騰するとともに、信頼性が低下するという問題がある。
【００１１】
しかも、内部マニホールド９の下流側に向かって生成水量が増大するため、前記内部マニホールド９の出口側近傍に水溜まりが発生し易い。従って、内部マニホールド９の下面に傾斜が設けられていても、前記内部マニホールド９に滞留する水を水溜まり部５に良好に排出することができないおそれがある。これにより、燃料電池スタック８の発電電圧の安定性が低下するとともに、特に、低温始動時における内部マニホールド９の閉塞が発生するという問題がある。
【００１２】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、反応ガス連通孔に滞留水が発生することを確実に阻止し、簡単且つ経済的な構成で、安定した発電電圧を得るとともに、特に低温始動性の向上を図ることが可能な燃料電池システム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】
【００１３】
本発明は、電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層された積層体を備え、前記積層体には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の排出側端部又は供給側端部に連通して積層方向に貫通する反応ガス連通孔が形成される内部マニホールド型燃料電池スタックである。
【００１４】
この燃料電池スタックは、反応ガス連通孔に配設され、排水を行うための吸水部材を備え、前記吸水部材は、前記反応ガス連通孔の閉塞側一端部から開放側他端部に向かって保水量が増大するように構成されている。
【００１５】
また、吸水部材は、閉塞側一端部から開放側他端部に向かって大きな断面積を有する形状に設定されることが好ましい。例えば、厚さを連続的又は断続的に変化させたり、幅寸法を連続的又は断続的に変化させたりすることによって、簡単且つ経済的な構成で、水分が多量に発生し易い開放側他端部から水分を確実に排出することができる。
【００１６】
さらに、吸水部材は、閉塞側一端部から開放側他端部に向かって高密度に設定されることが好ましい。例えば、吸水部材を構成する繊維は、閉塞側一端部に比べて開放側他端部の太さが小さく設定されることにより、前記開放側他端部の繊維密度を高くすることが可能になる。
【００１７】
さらにまた、吸水部材は、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ2、−ＳＯ3Ｈの官能基を有する有機材料、又は無機酸化物系添加剤を含む有機材料で構成されることが好ましい。親水性に優れ、排水性が良好に向上するからである。
【００１８】
また、開放側他端部には、吸水部材に接触し水平方向乃至下方向に向かって反応ガス連通孔の外部に露呈する棒状部材が配設されるとともに、前記棒状部材は、表面が親水性を有することが好ましい。従って、親水性に優れる棒状部材を伝って水分が円滑に排出されるため、排水性が一層向上する。
【００１９】
さらに、本発明は、反応ガス連通孔に配設され、排水を行うための複数の棒状部材を備え、前記複数の棒状部材は、表面が親水性を有するとともに、閉塞側一端部から開放側他端部に向かって互いの間隔が大きくなるように配設される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、吸水部材は、反応ガス連通孔の閉塞側一端部から開放側他端部に向かって保水量が増大するため、特に水分が多量に発生し易い前記開放側他端部に水の滞留が発生することを有効に阻止することができる。さらに、電磁弁等のアクチュエータが不要になる。
【００２１】
また、本発明では、複数の棒状部材間に毛管現象を発生させることにより、水分の排出を図ることが可能になる。しかも、各棒状部材同士の間隔を変化させることによって、特に水分が多量に発生し易い開放側他端部に水の滞留を阻止することができ、良好な排水機能を有することが可能になる。
【００２２】
これにより、反応ガス連通孔に滞留水による閉塞等が惹起することがなく、簡単且つ経済的な構成で、安定した発電電圧を得るとともに、特に低温始動性の向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０の一部断面側面図であり、図２は、前記燃料電池スタック１０の概略斜視図である。
【００２４】
燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が積層された積層体１４を備え、前記積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）両端部には、第１及び第２ターミナルプレート１６ａ、１６ｂと、第１及び第２絶縁プレート１８ａ、１８ｂと、第１及び第２エンドプレート２０ａ、２０ｂとが、順次、設けられる。なお、燃料電池スタック１０は、図示しないが、例えば、締め付けボルトやボックス状のケーシング等により締め付け保持される。
【００２５】
図３に示すように、燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体３０と、前記電解質膜・電極構造体３０を挟持する薄板波形状の第１及び第２金属セパレータ３２、３４とを備える。なお、第１及び第２金属セパレータ３２、３４に代替して、例えば、カーボンセパレータを採用してもよい。
【００２６】
燃料電池１２の矢印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、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔（反応ガス連通孔）３６ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔３８ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔（反応ガス連通孔）４０ｂが設けられる。
【００２７】
酸化剤ガス入口連通孔３６ａ、冷却媒体入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂは、第１エンドプレート２０ａ側の積層方向一端（開放側他端部）が開放される一方、第２エンドプレート２０ｂ側の積層方向他端（閉塞側一端部）が閉塞される。
【００２８】
燃料電池１２の矢印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（反応ガス連通孔）４０ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔３８ｂ、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（反応ガス連通孔）３６ｂが設けられる。
【００２９】
燃料ガス入口連通孔４０ａ、冷却媒体出口連通孔３８ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３６ｂは、第１エンドプレート２０ａ側の積層方向一端が開放される一方、第２エンドプレート２０ｂ側の積層方向他端が閉塞される。
【００３０】
第１金属セパレータ３２の電解質膜・電極構造体３０に向かう面３２ａには、燃料ガス入口連通孔４０ａと燃料ガス出口連通孔４０ｂとを連通する燃料ガス流路（反応ガス流路）４２が形成される。この燃料ガス流路４２は、例えば、矢印Ｂ方向に延在する複数の溝部により構成される。第１金属セパレータ３２の面３２ｂには、冷却媒体入口連通孔３８ａと冷却媒体出口連通孔３８ｂとを連通する冷却媒体流路４４が形成される。この冷却媒体流路４４は、矢印Ｂ方向に延在する複数の溝部により構成される。
【００３１】
第２金属セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３０に向かう面３４ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する複数の溝部からなる酸化剤ガス流路（反応ガス流路）４６が設けられるとともに、この酸化剤ガス流路４６は、酸化剤ガス入口連通孔３６ａと酸化剤ガス出口連通孔３６ｂとに連通する。第２金属セパレータ３４の面３４ｂには、第１金属セパレータ３２の面３２ｂと重なり合って冷却媒体流路４４が一体的に形成される。
【００３２】
第１金属セパレータ３２の面３２ａ、３２ｂには、この第１金属セパレータ３２の外周端縁部を周回して第１シール部材４８が一体成形される。第１シール部材４８は、面３２ａで燃料ガス入口連通孔４０ａ、燃料ガス出口連通孔４０ｂ及び燃料ガス流路４２を囲繞してこれらを連通させる一方、面３２ｂで冷却媒体入口連通孔３８ａ、冷却媒体出口連通孔３８ｂ及び冷却媒体流路４４を囲繞してこれらを連通させる。
【００３３】
第２金属セパレータ３４の面３４ａ、３４ｂには、この第２金属セパレータ３４の外周端縁部を周回して第２シール部材５０が一体成形される。第２シール部材５０は、面３４ａで酸化剤ガス入口連通孔３６ａ、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ及び酸化剤ガス流路４６を囲繞してこれらを連通させる一方、面３４ｂで冷却媒体入口連通孔３８ａ、冷却媒体出口連通孔３８ｂ及び冷却媒体流路４４を囲繞してこれらを連通させる。
【００３４】
電解質膜・電極構造体３０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５２と、前記固体高分子電解質膜５２を挟持するアノード側電極５４及びカソード側電極５６とを備える。
【００３５】
アノード側電極５４及びカソード側電極５６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５２の両面に形成される。
【００３６】
図２に示すように、第１エンドプレート２０ａには、矢印Ｂ方向一端側に酸化剤ガス入口連通孔３６ａ、冷却媒体入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂに連通する配管マニホールド６０ａ、６２ａ及び６４ｂが絶縁グロメット６６を介装して取り付けられる。配管マニホールド６４ｂは、例えば、湾曲して下方に傾斜する。
【００３７】
第１エンドプレート２０ａの矢印Ｂ方向他端側には、燃料ガス入口連通孔４０ａ、冷却媒体出口連通孔３８ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３６ｂに連通する配管マニホールド６４ａ、６２ｂ及び６０ｂが絶縁グロメット６６を介装して取り付けられる。配管マニホールド６４ａは、例えば、湾曲して下方に傾斜する。
【００３８】
図４に示すように、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂには、排水を行うための吸水部材７０が配設される。吸水部材７０は、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ2、−ＳＯ3Ｈの官能基を有する有機材料、又は酸化チタンや酸化マグネシウム等の無機酸化物系添加剤を含む有機材料で構成される。具体的には、吸水部材７０は、アラミド繊維、ナイロン繊維又はセラミック含有ポリエステル繊維により構成される。
【００３９】
吸水部材７０は、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂの閉塞側一端部（第２エンドプレート２０ｂ側）から開放側他端部（第１エンドプレート２０ａ側）に向かって（矢印Ａ１方向）高さ（厚さ）が大きくなる傾斜面７２を有する。吸水部材７０は、第１エンドプレート２０ａに向かって大きな断面積を有するテーパ形状に設定され、前記第１エンドプレート２０ａに向かって保水量の増大が図られる。なお、連続する傾斜面７２に代替して、断続的に厚さが変化する段状面を採用してもよい。
【００４０】
吸水部材７０の矢印Ａ１方向先端部には、水平方向乃至下方向に向かって配管マニホールド６０ｂ、６４ｂ内に突出する棒状部材７４の端部が挿入される。棒状部材７４は、表面が親水性を有する材料、例えば、水との接触角が６５゜以下の材料（金属材料、例えば、ステンレススチール）で構成されており、親水性に優れて所望の排水機能を有している。
【００４１】
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。
【００４２】
先ず、図２に示すように、燃料電池スタック１０では、配管マニホールド６０ａから酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、配管マニホールド６４ａから水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、配管マニホールド６２ａから純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。このため、各燃料電池１２に対して酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が矢印Ａ方向に供給される。
【００４３】
図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔３６ａから第２金属セパレータ３４の酸化剤ガス流路４６に導入され、電解質膜・電極構造体３０のカソード側電極５６に沿って移動する。一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔４０ａから第１金属セパレータ３２の燃料ガス流路４２に導入され、電解質膜・電極構造体３０のアノード側電極５４に沿って移動する。
【００４４】
従って、各電解質膜・電極構造体３０では、カソード側電極５６に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極５４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、発電が行われる。
【００４５】
次いで、カソード側電極５６に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂに沿って矢印Ａ方向に流動した後、配管マニホールド６０ｂに排出される（図２参照）。同様に、アノード側電極５４に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔４０ｂに排出されて矢印Ａ方向に流動し、配管マニホールド６４ｂに排出される。
【００４６】
また、冷却媒体は、図３に示すように、冷却媒体入口連通孔３８ａから第１及び第２金属セパレータ３２、３４間の冷却媒体流路４４に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流動する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体３０を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３８ｂを移動して配管マニホールド６２ｂに排出される（図２参照）。
【００４７】
この場合、第１の実施形態では、図１及び図４に示すように、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂに吸水部材７０が配設されるとともに、前記吸水部材７０は、第１エンドプレート２０ａに向かって大きな断面積を有するテーパ形状に設定され、前記第１エンドプレート２０ａに向かって保水量の増大が図られている。
【００４８】
このため、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ内において、特に水分が多量に発生し易い第１エンドプレート２０ａ側（開放側他端部）に水の滞留が発生することを有効に阻止することができる。しかも、電磁弁等のアクチュエータが不要になる。これにより、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂに滞留水による閉塞等が惹起することがなく、簡単且つ経済的な構成で、安定した発電電圧を得るとともに、特に低温始動性の向上を図ることが可能になるという効果が得られる。
【００４９】
さらに、吸水部材７０は、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ2、−ＳＯ3Ｈの官能基を有する有機材料、又は無機酸化物系添加剤を含む有機材料で構成されている。従って、吸水部材７０は、親水性に優れ、排水性が良好に向上するという利点がある。
【００５０】
さらにまた、吸水部材７０に接触し水平方向乃至下方向に向かって酸化剤ガス出口連通孔３６ｂの外部に露呈する棒状部材７４が配設されるとともに、前記棒状部材７４は、水との接触角が６５゜以下の材料で構成されている。従って、棒状部材７４は、親水性に優れ、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂの水分がこの棒状部材７４を伝って配管マニホールド６０ｂに円滑に排出されるため、排水性が一層向上する。
【００５１】
なお、燃料ガス出口連通孔４０ｂには、吸水部材７０及び棒状部材７４が配設されており、この燃料ガス出口連通孔４０ｂにおいても、上記の酸化剤ガス出口連通孔３６ｂと同様の効果が得られる。
【００５２】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック８０の要部斜視説明図である。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及び第４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。
【００５３】
燃料電池スタック８０は、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂに配設される吸水部材８２を備える。吸水部材８２は、第１エンドプレート２０ａに向かって幅寸法が大きくなる傾斜面８４を有することにより、前記第１エンドプレート２０ａに向かって大きな断面積に設定される。吸水部材８２の最大幅寸法側（第１エンドプレート２０ａ側）の端部には、必要に応じて棒状部材７４が配設される。なお、傾斜面８４代替して、断続的に幅寸法が変化する段状面を採用してもよい。
【００５４】
この第２の実施形態では、吸水部材８２が第１エンドプレート２０ａに向かって保水量を増大させることができる。これにより、特に水分が多量に発生し易い第１エンドプレート２０ａ側に水の滞留が発生することを有効に阻止することが可能になる等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５５】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタック９０の要部斜視説明図である。
【００５６】
燃料電池スタック９０は、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂに配設される吸水部材９２を備える。吸水部材９２は、第２エンドプレート２０ｂから第１エンドプレート２０ａに向かって高密度に設定される。
【００５７】
具体的には、吸水部材９２は、アラミド繊維、ナイロン繊維又はセラミック含有ポリエステル繊維により構成されるとともに、第２エンドプレート２０ｂ側の端部９２ａは、図７に示すように、断面９４ａが異形で且つ比較的大径に設定される。一方、吸水部材９２の第１エンドプレート２０ａ側の端部９２ｂは、図８に示すように、繊維太さが断面９４ａの半分程度で且つ主に丸形の断面９４ｂに設定される。
【００５８】
この第３の実施形態では、吸水部材９２が第１エンドプレート２０ａに向かって繊維密度を高く設定している。このため、第１エンドプレート２０ａに向かって保水量を増大させることができ、特に水分が多量に発生し易い前記第１エンドプレート２０ａ側に水の滞留が発生することを有効に阻止することが可能になる等、第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタック１００の要部斜視説明図である。
【００６０】
燃料電池スタック１００は、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ及び燃料ガス出口連通孔４０ｂに配設される複数の棒状部材１０２を備える。各棒状部材１０２同士の間隔Ｈは、第２エンドプレート２０ｂから第１エンドプレート２０ａに向かって大きくなるように設定される。棒状部材１０２としては、例えば、ガラス細管が使用される。
【００６１】
この第４の実施形態では、各棒状部材１０２同士の間隔Ｈが、第１エンドプレート２０ａに向かって大きくなっている。このため、各棒状部材１０２に毛管現象を発生させて水分を排出させるとともに、特に水分が多量に発生し易い第１エンドプレート２０ａ側に水の滞留が惹起することを有効に阻止することが可能になる等、第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの一部断面側面図である。
【図２】前記燃料電池スタックの概略斜視図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の分解斜視図である。
【図４】前記燃料電池スタックの要部斜視説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る燃料電スタックの要部斜視説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る燃料電スタックの要部斜視説明図である。
【図７】前記燃料電池スタックを構成する吸水部材の一方の端部説明図である。
【図８】前記吸水部材の他方の端部説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る燃料電スタックの要部斜視説明図である。
【図１０】特許文献１の燃料電池スタックを概略構成説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０、８０、９０、１００…燃料電池スタック
１２…燃料電池                    １４…積層体
２０ａ、２０ｂ…エンドプレート    ３０…電解質膜・電極構造体
３２、３４…金属セパレータ        ３６ａ…酸化剤ガス入口連通孔
３６ｂ…酸化剤ガス出口連通孔      ３８ａ…冷却媒体入口連通孔
３８ｂ…冷却媒体出口連通孔        ４０ａ…燃料ガス入口連通孔
４０ｂ…燃料ガス出口連通孔        ４２…燃料ガス流路
４４…冷却媒体流路                ４６…酸化剤ガス流路
５２…固体高分子電解質膜          ５４…アノード側電極
５６…カソード側電極
６０ａ、６０ｂ、６２ａ、６２ｂ、６４ａ、６４ｂ…配管マニホールド
７０、８２、９２…吸水部材        ７２、８４…傾斜面
７４、１０２…棒状部材            ９４ａ、９４ｂ…断面
【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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