(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの膜・電極ユニット（１０）と、分離板（５０）を含んでいる少なくとも１つのバイポーラ板（４０）とを含んでいる燃料電池（２）に関する。前記バイポーラ板（４０）は少なくとも１つの構造部（５１，５２）を含み、該構造部は、繰り抜き部（６５）を形成させた本体（６０）と、前記繰り抜き部（６５）の側面（７０，７２）から離れるように突出して、前記少なくとも１つの膜・電極ユニット（１０）まで延在している翼（６１，６２）とを有している。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの膜・電極ユニット（１０）と、
分離板（５０）を含んでいる少なくとも１つのバイポーラ板（４０）と、
を含んでいる燃料電池（２）において、
前記バイポーラ板（４０）が少なくとも１つの構造部（５１，５２）を含み、
該構造部が、繰り抜き部（６５）を形成させた本体（６０）と、
前記繰り抜き部（６５）の側面（７０，７２）から離れるように突出して、前記少なくとも１つの膜・電極ユニット（１０）まで延在している翼（６１，６２）とを有している、
ことを特徴とする燃料電池（２）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの構造部（５１，５２）の前記本体（６０）が、前記分離板（５０）に当接していることを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池（２）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの構造部（５１，５２）の前記本体（６０）が、前記分離板（５０）から間隔をもって配置されていること、翼（６１，６２）が、前記繰り抜き部（６５）の側面（７０，７２）から前記分離板（５０）まで延在していることを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池（２）。
【請求項４】
前記バイポーラ板（４０）が少なくとも１つの構造要素（５５）を含み、該構造要素が、前記繰り抜き部（６５）を形成した本体（６０）と、前記繰り抜き部（６５）の側面（７０，７２）から離れるように突出している翼（６１，６２）とを有し、
前記構造要素（５５）の翼（６１，６２）が前記構造部（５１，５２）の繰り抜き部（６５）を貫通して突出し、
前記構造部（５１，５２）の翼（６１，６２）が前記構造要素（５５）の繰り抜き部（６５）を貫通して突出している、
ことを特徴とする、請求項３に記載の燃料電池（２）。
【請求項５】
前記構造要素（５５）の前記本体（６０）が、前記構造部（５１，５２）の前記本体（６０）に当接していることを特徴とする、請求項４に記載の燃料電池（２）。
【請求項６】
前記構造要素（５５）の前記本体（６０）が、前記構造部（５１，５２）の前記本体（６０）から間隔をもって配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の燃料電池（２）。
【請求項７】
前記繰り抜き部（６５）が長方形に形成されていること、前記翼（６１，６２）が前記繰り抜き部（６５）の対向しあっている縦側面（７０）から離れるように突出していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の燃料電池（２）。
【請求項８】
前記繰り抜き部（６５）の少なくとも１つの横側面（７２）から、少なくとも１つのフィン（６３）が前記本体（６０）から離れるように突出していることを特徴とする、請求項７に記載の燃料電池（２）。
【請求項９】
前記翼（６１，６２）の、前記本体（６０）から離間している端部が、転向部（６９）を有していることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の燃料電池（２）。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一つに記載の燃料電池（２）を電気車両（ＥＶ）、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）で使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの膜・電極ユニットと、分離板を含んでいる少なくとも１つのバイポーラ板とを含んでいる燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池とは、連続的に供給される燃料と酸化剤との化学反応エネルギーを電気エネルギーに変換する電池である。すなわち、燃料電池は電気化学的エネルギー変換器である。公知の燃料電池では、特に水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）とが水（Ｈ２Ｏ）と電気エネルギーと熱とに変換される。しかし、メタノールまたはメタン或いはその混合物をもとに作動する燃料電池も知られている。
【０００３】
とりわけ、プロトン交換膜（Proton-Exchange-Membran=PEM）型燃料電池が知られている。プロトン交換膜型燃料電池は中央に配置される膜を有し、この膜はもっぱらプロトンに対して透過性があり、すなわち水素イオンに対してのみ透過性がある。これにより酸化剤、特に空中酸素は、燃料から、特に水素から空間的に切り離されている。プロトン交換膜型燃料電池は、さらに、陽極と陰極とを有している。燃料は燃料電池の陽極に供給されて、プロトンへ電子を放出しながら触媒作用で酸化される。プロトンは膜を通じて陰極へ到達する。放出された電子は燃料電池から排出されて、外部回路を介して陰極へ流れる。酸化剤は燃料電池の陰極に供給され、外部回路からの電子と膜を通じて陰極に到達したプロトンとを受容することによって反応して水になる。このようにして生じた水は、燃料電池から排出される。
【０００４】
この場合、燃料電池の陽極と陰極との間に電圧が印加される。この電圧を増大させるため、複数の燃料電池を機械的に相前後して配置して電気的に直列に接続させることで１つの燃料電池スタックを形成させることができる。
【０００５】
燃料を陽極に均等に配分するため、および、酸化剤を陰極に均等に配分するため、フローフィールド（Flow Field）とも呼ばれる配分板が設けられている。フローフィールドは、燃料および酸化剤を配分するためにたとえば通路状の構造を有している。２つの電池間の接触部として用いられる複数の配分板の組み合わせは、バイポーラ板と呼ばれる。さらにバイポーラ板は、熱を排出するために冷却液をして燃料電池を貫通させるための構造を有することができる。
【０００６】
特許文献１には、それぞれ１つの膜・電極ユニットを備えた複数の燃料電池を含んでいる燃料電池スタックが開示されている。この場合、膜・電極ユニットは、バイポーラ板として構成された２つの分離板によって取り囲まれている。
【０００７】
特許文献２から、２つの板半部分から構成されている１つのバイポーラ板を備えた燃料電池が知られている。この場合、両板半部分のそれぞれは、反応ガスおよび冷却液を配分するために設けられている配分構造を有している。
【０００８】
特許文献３からは、燃料電池用のバイポーラ板が知られている。このバイポーラ板は、たとえば溝として形成されている蛇行状の通路を有している。蛇行状の通路は、水素または酸素を燃料電池内へ導入するために用いられる。
【０００９】
特許文献４は、複数の燃料電池を備えた燃料電池スタックを開示している。この場合、それぞれの燃料電池は、媒体配分ユニットによって取り囲まれた膜・電極ユニットを含んでいる。
【００１０】
特許文献５および特許文献６からは、燃料および空気を配分するためのガス拡散層を有する燃料電池が知られている。この場合、ガス拡散層と分離板との間に金属製グリルが配置されている。
【００１１】
特許文献７には、ガスを貫通させるための金属製グリルを含んでいる燃料電池が開示されている。この場合、グリルは交互に配置されている大きな開口部と小さな開口部とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３２２６８１５Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１２２２１７３０Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２０１４２０７５９４Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２０１３２２３８１７Ａ１号明細書
【特許文献５】特許第５２５２１９３号公報
【特許文献６】特開第２０１０−０６１９９２号公報
【特許文献７】特開第２０１０−０６１９９４号公報
【発明の概要】
【００１３】
少なくとも１つの膜・電極ユニットと少なくとも１つのバイポーラ板とを含んでいる燃料電池が提案される。この場合、バイポーラ板は分離板を含んでいる。膜・電極ユニットは、陽極と、陰極と、これらの間に配置される膜とを含んでいる。その際、膜・電極ユニットと分離板との間には、バイポーラ板内に、燃料を陽極に供給するため、または、空中酸素を陰極に供給するために設けられている媒体室が形成されている。
【００１４】
本発明によれば、バイポーラ板は少なくとも１つの構造部を含み、該構造部は、繰り抜き部が形成されている本体と、繰り抜き部の側面から離れるように突出して少なくとも１つの膜・電極ユニットまで延在している翼とを有している。構造部の本体は、たとえば平らな薄板として形成されている。
【００１５】
本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの構造部の本体は、分離板に当接している。
【００１６】
本発明の他の有利な構成によれば、少なくとも１つの構造部の本体は、分離板から間隔をもって配置され、翼は、繰り抜き部の側面から分離板まで延在している。すなわち、構造部の翼は一部は膜・電極ユニットへ延び、一部は分離板へ延びている。
【００１７】
本発明の有利な更なる構成によれば、バイポーラ板は、付加的に、少なくとも１つの構造要素を含み、該構造要素は、同様に、繰り抜き部を形成した本体と、繰り抜き部の側面から離れるように突出している翼とを有している。この場合、構造要素の翼は構造部の繰り抜き部を貫通して突出し、構造部の翼は構造要素の繰り抜き部を貫通して突出している。
【００１８】
本発明の有利な実施態様によれば、構造要素の本体は、構造部の本体に当接している。構造要素の本体は、たとえば平らな薄板として形成されている。
【００１９】
本発明の他の有利な実施態様によれば、構造要素の本体は、構造部の本体から間隔をもって配置されている。
【００２０】
有利には、構造部の本体の繰り抜き部と構造要素の本体の繰り抜き部とは長方形に形成されている。構造部の本体の繰り抜き部および構造要素の本体の繰り抜き部のそれぞれは、対向しあっている２つの縦側面と、対向しあっている２つの横側面とを含んでいる。この場合、縦側面は横側面に対し直角に延在している。
【００２１】
この場合、構造部の翼および構造要素の翼は、構造部の本体の繰り抜き部の対向しあっている縦側面および構造要素の本体の繰り抜き部の対向しあっている縦側面から離れるように突出している。
【００２２】
本発明の有利な更なる構成では、構造部の本体の繰り抜き部の少なくとも１つの横側面および構造要素の本体の繰り抜き部の少なくとも１つの横側面から、少なくとも１つのフィンが本体から離れるように突出している。
【００２３】
本発明の有利な実施態様によれば、構造部の本体および構造要素の本体から離間している、構造部および構造要素の翼の端部は、転向部を有している。
【００２４】
本発明による燃料電池は、有利には、電気車両（ＥＶ）、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）で使用される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による燃料電池においては、陽極への燃料の供給および陰極への空中酸素の供給は、それぞれの媒体室によって改善されている。また、生じた生産水の媒体室への搬出も改善されている。これとは択一的に、本発明は冷却通路内のフローフィールド（Flow Field）としても使用することができる。加えて、膜・電極ユニットの電極とのバイポーラ板の電気接触が簡略化されている。バイポーラ板の作製も、繰り抜き部の打ち抜きおよびその際に生じた翼の曲げによって比較的簡単に実施可能である。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態を、図面および以下の記述に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】燃料電池の概略図である。
【図２】燃料電池スタックの概略図である。
【図３】第１実施形態による燃料電池の断面図である。
【図４】図３の燃料電池の第１変形実施形態による構造部の平面図である。
【図５】図４の構造部の前面図である。
【図６】図３の燃料電池の第２変形実施形態による構造部の平面図である。
【図７】図６の構造部の前面図である。
【図８】図３の燃料電池の第３変形実施形態による構造部の前面図である。
【図９】図３の燃料電池の第４変形実施形態による構造部の前面図である。
【図１０】第２実施形態による燃料電池の断面図である。
【図１１】図１０の燃料電池の構造部の平面図である。
【図１２】図１１の構造部の前面図である。
【図１３】第３実施形態による燃料電池の断面図である。
【図１４】図１３の燃料電池の構造部の平面図である。
【図１５】図１４の構造部の前面図である。
【図１６】第４実施形態による燃料電池の断面図である。
【図１７】第５実施形態による燃料電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態に関する以下の説明では、同一または類似の構成要素には同一の参照符号を付し、その際個々のケースにおいてこれら構成要素の反復説明は省略する。図は本発明の対象を概略的に示したものにすぎない。
【００２９】
図１には、燃料電池２が概略的に図示されている。燃料電池２は、負端子１１と正端子１２とを含んでいる。これらの端子１１，１２を介して、燃料電池２によって提供される電圧をタップオフすることができる。燃料電池２の作動中に、両端子１１，１２の間に外部回路を介して電流が流れる。
【００３０】
燃料電池２は、燃料（本実施形態では水素）を供給するために用いる第１の接続部位３１を有している。燃料電池２は、さらに、酸化剤（本実施形態では空中酸素）を供給するために用いる第２の接続部位３２を有している。燃料電池２は、生じた水および残留空気を排出するために用いる第３の接続部位３３をも有している。
【００３１】
さらに、燃料電池２は陽極２１と、陰極２２と、膜１８を有している。この場合、膜１８は陽極２１と陰極２２との間に配置されている。陽極２１の側には、第１の接続部位３１と結合されている第１のバイポーラ板４０が配置されている。陰極２２の側には、第２の接続部位３２および第３の接続部位３３と結合されている第２のバイポーラ板４０が配置されている。第１のバイポーラ板４０と第２のバイポーラ板４０とは導電性があり、たとえばグラファイトまたは金属から作製されている。
【００３２】
陽極２１と第１のバイポーラ板４０との間には、第１のガス拡散層３０が設けられている。第１のガス拡散層３０は導電性があり、たとえば有孔のカーボン紙から作製されている。第１のガス拡散層３０は、第１のバイポーラ板４０を介して供給された燃料を陽極２１に均等に配分することを保証する。
【００３３】
陰極２２と第２のバイポーラ板４０との間には、第２のガス拡散層３０が設けられている。第２のガス拡散層３０は導電性があり、たとえば有孔のカーボン紙から作製されている。第２のガス拡散層３０は、第２のバイポーラ板４０を介して供給された酸化剤を陰極２２に均等に配分することを保証する。
【００３４】
陽極２１と陰極２２と膜１８と両ガス拡散層３０とは、協働して、燃料電池２内部の中央に配置されている１つの膜・電極ユニット１０を形成している。第１のガス拡散層３０と第２のガス拡散層３０とはオプションであり、省略することもできる。
【００３５】
第１のバイポーラ板４０内には、膜・電極ユニット１０に境を接している第１の媒体室４１が形成されている。第１の媒体室４１により、燃料電池２の第１の接続部位３１を介して供給される燃料が陽極２１へ転送される。
【００３６】
第２のバイポーラ板４０内には、膜・電極ユニット１０に境を接している第２の媒体室４２が形成されている。第２の媒体室４２により、燃料電池２の第２の接続部位３２を介して供給される酸化剤が陰極２２へ転送される。第２の媒体室４２により、燃料電池２の作動中に生じる水も、消費されなかった残留空気とともに第３の接続部位３３を介して燃料電池２から排出される。
【００３７】
陽極２１と、第１のバイポーラ板４０と、これらの間に配置されている第１のガス拡散層３０とは、燃料電池２の負端子１１と電気結合されている。陰極２２と、第２のバイポーラ板４０と、これらの間に配置されている第２のガス拡散層３０とは、燃料電池２の正端子１２と電気結合されている。
【００３８】
図２には、燃料電池スタック５が概略図示されている。この場合、燃料電池スタック５は、交互に配置されている複数の膜・電極ユニット１０とバイポーラ板４０とを含んでいる。その際、膜・電極ユニット１０は図１に示したように構成されており、それぞれ１つの陽極２１と、１つの陰極２２と、これらの間に配置される１つの膜１８と、２つのガス拡散層３０とを含んでいる。
【００３９】
それぞれ２つの膜・電極ユニット１０の間に配置されているバイポーラ板４０は、それぞれ中央に配置される分離板５０を含んでいる。隣接している膜・電極ユニット１０のそれぞれ一方に境を接している第１の媒体室４１と第２の媒体室４２とは、分離板５０を取り囲んでいる。
【００４０】
バイポーラ板４０は、さらに、第１の媒体室４１側にある第１の構造部５１と、第２の媒体室４２側にある第２の構造部５２とを含んでいる。第１の構造部５１は第１の媒体室４１の内部に配置されていてもよく、第２の構造部５２は第２の媒体室４２の内部に配置されていてもよい。
【００４１】
バイポーラ板４０は、さらに、燃料電池２を貫通するように冷媒を誘導するため、ここには図示していない構造部を有し、たとえば冷媒室の形態で有している。これにより、燃料電池２の作動中に発生する熱の排出が可能であり、よって燃料電池２の冷却が可能である。
【００４２】
図３は、第１実施形態による燃料電池２の断面図である。分離板５０は平らな薄板として構成されている。分離板５０には、平らな薄板として形成された、第１の構造部５１の本体６０が当接している。第１の構造部５１の本体６０と膜・電極ユニット１０との間に第１の媒体室４１が形成されている。
【００４３】
第１の構造部５１の本体６０からは、第１の媒体室４１を通って膜・電極ユニット１０まで翼６１，６２が突出している。図示では、第２の翼６２は第１の翼６１によって覆われており、それ故見えない。燃料電池２の作動中、燃料は流動方向Ｓに第１の媒体室４１を貫流する。
【００４４】
第１の構造部５１は、たとえば鉄、特殊鋼またはチタンのような金属から作製されていてよい。第１の構造部５１の本体６０は高々１５０μｍの厚さ、有利には高々７５μｍの厚さ、さらに有利には高々２５μｍの厚さを有する。第１の媒体室４１は高々１ｍｍの高さ、有利には高々７００μｍの高さ、さらに有利には高々３５０μｍの高さを有することができる。
【００４５】
第１の構造部５１と分離板５０とは互いに機械的に結合されている。結合技術としては、たとえば硬蝋付け、軟蝋付け、拡散接合、溶接、特にレーザー溶接が適しているが、他の溶着方法も適している。
【００４６】
図４は、図３の燃料電池２の第１変形実施形態による第１の構造部５１の平面図である。第１の構造部５１の本体６０には、複数の繰り抜き部６５が形成され、特に打ち抜きされている。これらの繰り抜き部６５は本実施形態では長方形に形成され、それぞれ、２つの対向しあっている縦側面７０と２つの対向しあっている横側面７２とを含んでいる。繰り抜き部６５は特に正方形であってもよい。繰り抜き部６５の縦側面７０は流動方向Ｓに対し平行に延在し、繰り抜き部６５の横側面７２は流動方向Ｓに対し直角に延在している。
【００４７】
繰り抜き部６５は次のように配置されていてもよく、すなわち繰り抜き部６５の縦側面７０が流動方向Ｓに対し直角に延在し、繰り抜き部６５の横側面７２が流動方向Ｓに対し平行に延在するように配置されていてもよい。また、繰り抜き部６５の縦側面７０も横側面７２も流動方向Ｓに対し傾斜して、たとえば４５゜の角度で傾斜して延在することも考えられる。
【００４８】
繰り抜き部６５は他の任意の形状を有していてよく、たとえば三角形、六角形に形成されていてもよい。また、繰り抜き部６５の側面７０，７２は互いに傾斜して延在していてもよく、必ずしも平行または直角に延在している必要はない。
【００４９】
繰り抜き部６５は複数の列で配置されている。１つの列内で隣り合っている繰り抜き部６５は細条部６６によって互いに仕切られている。ここに示した第１変形実施形態によれば、繰り抜き部６５は連続する列に均等に次のように配分され、すなわち次の列の細条部６６がその前にある列の繰り抜き部６５の中央に位置するように配分されている。
【００５０】
縦側面７０の長さは、最大でバイポーラ板４０の長さに相当しており、好ましくは数ミリメートルの長さの短い切片が考えられる。２つの列の繰り抜き部６５の間隔は可能限り小さくあるべきで、有利には高々１ｍｍ、さらに有利には高々５００μｍである。細条部６６の幅も可能な限り狭く選定されており、有利には高々１ｍｍ、さらに有利には高々５００μｍである。
【００５１】
図５は、図４の第１の構造部５１の前面図である。繰り抜き部６５の縦側面７０からは、第１の翼６１と第２の翼６２とが離れるように突出して、膜・電極ユニット１０まで延びている。その際、翼６１，６２と本体６０内の繰り抜き部６５との間にそれぞれ翼角Ａが形成されている。翼６１，６２の、第１の構造部５１の本体６０から離間している端部は、それぞれ転向部６９を有している。転向部６９は、膜・電極ユニット１０の損傷を阻止することができる。
【００５２】
横側面７２の幅は、第１の媒体室４１の高さと翼角Ａと転向部６９の実施態様とによって予め設定されている。翼角Ａは７０゜と９０゜の間の範囲にあり、有利には８０゜と９０゜の間の範囲にある。翼角Ａと転向部６９とによって膜・電極ユニット１０に予圧を作用させることができ、電気接触を改善している。
【００５３】
図６は図３の燃料電池２の第２変形実施形態による第１の構造部５１の平面図で、図７は図６の第１の構造部５１の前面図である。繰り抜き部６５は、図４および図５に図示した第１変形実施形態の場合のように複数の列で配置され、１つの列内で隣り合っている繰り抜き部６５は、細条部６６によって互いに仕切られている。
【００５４】
第１変形実施形態とは異なり、連続している列内の繰り抜き部６５は、本実施形態では、横側面７２の幅のほぼ３分の１だけ互いにずれている。さらに、連続している列内での繰り抜き部６５の不規則なずれが考えられる。
【００５５】
図８は、図３の燃料電池２の第３変形実施形態による第１の構造部５１の前面図である。分離板５０は同様に平らな薄板として構成されている。第１および第２変形実施形態とは異なり、第１の構造部５１の本体６０は分離板５０から間隔をもって配置され、たとえば第１の媒体室４１の中央にある。
【００５６】
繰り抜き部６５の縦側面７０からは、第１の翼６１が膜・電極ユニット１０のほうへ突出している。繰り抜き部６５のそれぞれ対向する縦側面７０からは、第２の翼６２が分離板５０のほうへ突出している。
【００５７】
図９は、図３の燃料電池２の第４変形実施形態による第１の構造部５１の前面図である。第３変形実施形態の場合のように、第１の構造部５１の本体６０は分離板５０から間隔をもって配置され、たとえば第１の媒体室４１の中央にある。繰り抜き部６５は本体６０内に複数の列で配置されている。
【００５８】
１つの列内での繰り抜き部６５の縦側面７０からは、翼６１，６２が膜・電極ユニット１０のほうへ突出している。隣接している列内の繰り抜き部６５の縦側面７０からは、翼６１，６２が分離板５０のほうへ突出している。
【００５９】
図１０は、第２実施形態による燃料電池２の断面図である。繰り抜き部６５の横側面７２からは、それぞれフィン６３が本体６０から離れるように突出して、第１の媒体室４１内へ延びている。その際、フィン６３は流動方向Ｓに対し直角に延在している。フィン６３により、燃料の流動を目的に応じて膜・電極ユニット１０の方向に転向させることができる。
【００６０】
フィン６３と本体６０内の繰り抜き部６５との間にはそれぞれフィン角Ｂが形成されている。フィン角Ｂは３０゜と９０゜の間の範囲、有利には４５゜と９０゜の間の範囲にある。
【００６１】
図１１は図１０の燃料電池２の第１の構造部５１の平面図で、図１２は図１１の第１の構造部５１の前面図である。フィン６３の最大長さは第１の媒体室４１の高さの高々０．７倍、有利には第１の媒体室４１の高さの高々０．５倍、さらに有利には第１の媒体室４１の高さの高々０．３倍である。
【００６２】
図１３は、第３実施形態による燃料電池２の断面図である。第１の構造部５１の本体６０は分離板５０から間隔をもって配置され、たとえば第１の媒体室４１の中央にある。繰り抜き部６５の縦側面７０からは、第１の翼６１が膜・電極ユニット１０のほうへ突出し、繰り抜き部６５のそれぞれ対向する縦側面７０からは、第２の翼６２が分離板５０のほうへ突出している。
【００６３】
流動方向Ｓにおいて上流側にある、繰り抜き部６５の横側面７２からは、それぞれ１つのフィン６３が本体６０から離れるように膜・電極ユニット１０の方向へ突出している。流動方向Ｓにおいて下流側にある、繰り抜き部６５の対向する横側面７２からは、それぞれ１つのフィン６３が本体６０から離れるように分離板５０の方向へ突出している。フィン６３により、燃料の流動を目的に応じて膜・電極ユニット１０の方向に転向させることができる。
【００６４】
図１４は図１３の燃料電池２の第１の構造部５１の平面図で、図１５は図１４の第１の構造部５１の前面図である。フィン６３の最大長さは、第１の媒体室４１の高さの高々０．３倍である。
【００６５】
図１３、図１４、図１５の図示では、それぞれ左側に、フィン６３がそれぞれ一体に実施されている。これにより、翼６１，６２と膜・電極ユニット１０および分離板５０との接触面積が小さくなっている。
【００６６】
図１３、図１４、図１５の図示では、それぞれ右側に、フィン６３がそれぞれ２つの部分から成るように実施され、それぞれ第１の部分フィン６３ａと第２のフィン部分６３ｂとを含んでいる。これにより、翼６１，６２と膜・電極ユニット１０および分離板５０との接触面積が図示１５の左側に比べて大きくなっている。
【００６７】
図１６は、第４実施形態による燃料電池２の断面図である。第１の構造部５１の本体６０内の繰り抜き部６５の縦側面７０からは、第１の翼６１が膜・電極ユニット１０のほうへ突出し、第２の翼６２が分離板５０のほうへ突出している。
【００６８】
この場合、バイポーラ板４０は、付加的に、同様に繰り抜き部６５が形成されている本体６０を有する構造要素５５を含んでいる。構造要素５５の本体６０内の繰り抜き部６５の縦側面７０からは、同様に第１の翼６１が膜・電極ユニット１０のほうへ突出し、第２の翼６２が分離板５０のほうへ突出している。構造要素５５の本体６０は、本実施形態では、第１の構造部５１の本体６０に当接している。
【００６９】
第１の構造部５１と構造要素５５とは次のように配置されており、すなわち構造要素５５の第１の翼６１が第１の構造部５１の繰り抜き部６５を貫通して突出するように、且つ第１の構造部５１の第２の翼６２が構造要素５５の繰り抜き部６５を貫通して突出するように、配置されている。
【００７０】
図１７は、図１６に図示した第４実施形態による燃料電池２に類似するように形成された、第５実施形態による燃料電池２の断面図である。第４実施形態による燃料電池２とは異なり、第５実施形態による燃料電池２では、構造要素５５の本体６０は第１の構造部５１の本体６０から間隔をもって配置されている。
【００７１】
燃料電池２の第４および第５実施形態では、膜・電極ユニット１０および分離板５０に対する接触部位数および接触面積の増大が得られる。さらに、接触列の間の間隔を小さくすることができ、それにもかかわらず膜・電極ユニット１０から分離板５０への閉じた流動経路は存続している。これにより、より大きな流動許容荷重が達成され、これによって構造部５１，５２および構造要素５５の本体６０はより小さな材料厚を有することができる。
【００７２】
本発明は、ここで説明した実施形態およびその中で明らかになった見解に限定されるものではない。むしろ、請求の範囲によって提示した範囲内であれば、当業者の処理範囲内にある多くの変更が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
２  燃料電池
１０  膜・電極ユニット
４０  バイポーラ板
５０  分離板
５１  第１の構造部
５２  第２の構造部
５５  構造要素
６０  構造部または構造要素の本体
６１  第１の翼
６２  第２の翼
６５  繰り抜き部
６９  転向部
７０  繰り抜き部の縦側面
７２  繰り抜き部の横側面
【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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【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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【国際調査報告】
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