(57)【要約】【課題】氷点下では触媒活性の低下のための燃料電池の出力低下や、生成水がガス拡散層内で凍結しガス拡散阻害による発電不可を抑制し、氷点下でも電池性能が高く、安定な、燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池１００は、反応ガス流路７a、７ｂが形成された一対のセパレータ６a、６ｂで挟まれて構成される単電池１０の積層体と、反応ガスを供給するために積層方向に貫通するように設けられた反応ガス供給マニホールド２４と、反応ガスを排出するために積層方向に貫通するように設けられた反応ガス排出マニホールド２５と、前記反応ガス排出マニホールドの下流に設けられた反応ガス排出配管３３と、前記反応ガス流路７a、７ｂ、前記反応ガス排出マニホールド２４、及び前記反応ガス排出配管２５の少なくともいずれかに、凍結時に体積膨張する液体を内部に保持し、かつ、伸縮性を有する液体保持部２０が設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガス流路が形成された一対のセパレータで挟まれて構成される単電池の積層体と、
反応ガスを供給するために積層方向に貫通するように設けられた反応ガス供給マニホールドと、
反応ガスを排出するために積層方向に貫通するように設けられた反応ガス排出マニホールドと、
前記反応ガス排出マニホールドの下流に設けられた反応ガス排出配管と、を少なくとも備える燃料電池であって、
前記反応ガス流路、前記反応ガス排出マニホールド、及び前記反応ガス排出配管の少なくともいずれかに、凍結時に体積膨張する液体を内部に保持し、かつ、伸縮性を有する液体保持部が設置されたことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記液体は少なくとも水を含むことを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記液体保持部は袋状であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項４】
前記セパレータの前記反応ガス流路の下流部に液体保持部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の燃料電池。
【請求項５】
請求項１記載の燃料電池と、前記燃料電池から排出された前記反応ガスから熱を取り出すための熱交換器を備えた燃料電池システムであって、
前記液体保持部が前記熱交換器の下流に設置されたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
前記反応ガスの流量を制御するための流量計を備えたことを特徴とする請求項５記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池及びそれを備える燃料電池システムに関し、特に凍結時における燃料電池性能の向上を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子電解質形燃料電池（以下、ＰＥＦＣという）は、水素が含有された燃料ガスと空気等の酸素が含有された酸化剤ガスとを白金などの触媒上で電気化学反応させることにより、電力と熱とを同時に発生させるものである。ＰＥＦＣの単電池（セル）は、高分子電解質膜及び一対の白金などを含むガス拡散電極（アノード及びカソード）から構成されるＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、ガスケットと、導電性の板状のセパレータと、を有している。そして、ＰＥＦＣは、一般的には、このセルを複数積層し、積層されたセルの両端を端板で挟み、該端板とセルとを締結具により締結することにより、形成されている。
【０００３】
通常、このＰＥＦＣの運転温度は６０℃から９０℃程度の温度領域で使用される。しかし、起動時はこのＰＥＦＣを搭載したシステムの温度はシステム雰囲気の温度まで低下し、寒冷地や冬期では氷点下まで温度低下してしまう。そのような状態でより短時間でのシステム起動を行うためには氷点下でのＰＥＦＣ発電を行う必要がある。ところが、低温下ではＭＥＡの触媒活性が低下し、通常動作温度での性能を起動時に確保することが厳しいという課題があった。また、氷点下では発電で生じた生成水がガス拡散層で凍結し、その氷によって触媒層へのガス拡散を阻害し、最終的には発電が停止してしまうという課題があった。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１のようにセル面内で大流量のガスを供給する場所を設け、凍結時にその場所で集中的に発電させ、大流量のガス供給でガス不足による性能低下を抑制し、迅速にＰＥＦＣを定格の温度状態まで昇温させ、温度上昇時には小流量ガス供給をする領域も含めてセル全面で発電する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０１６６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、低温時、特に氷点下時での電池性能を向上させる観点からは、未だ改善の余地があることを本発明者等は見出した。
【０００７】
特許文献１では、凍結時にはセル面内の特定場所だけでの発電となるために通常時と同じ発電電流ではこの場合、電流密度は高くなり、電池電圧の低下から発電効率の低下を招いていた。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、凍結時の燃料電池の発電効率を改善することができる燃料電池及びそれを備えた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】
【０００９】
本発明者等は、上記従来技術の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下の点を見出した。
【００１０】
すなわち、燃料電池が氷点下時には発電に使用する反応ガスの圧力を一時的に上昇させることによって、低温による触媒活性の低下を触媒層へのガス拡散性向上により補うことができることを見出した。また、ガス拡散層を流れる伏流量を増加させることから生成水をより短時間の内にガス拡散層から排出し、ガス拡散層での凍結が抑制できることを見出した。さらに、生成水が凍結した場合でもガス流路から触媒層までの反応ガスの流通経路が完全に氷によって閉塞されていなければ、従来はガス拡散性が低いために比較的早い時間で発電停止していたものが、反応ガスの高圧化によるガス拡散性向上で発電停止までの時間を長くし、延命することができることを見出した。また、氷点下でもセル面内全域での発電が可能であるため発電の集中による高電流密度化での性能低下が回避できることを見出した。
【００１１】
本発明者等は、具体的に以下に記載する構成を採用することが、上記本発明の目的を達成する上で極めて有効であるということを見出し、本発明を想到した。
【００１２】
すなわち、本願発明の燃料電池は、反応ガス流路が形成された一対のセパレータで挟まれて構成される単電池の積層体と、反応ガスを供給するために積層方向に貫通するように設けられた反応ガス供給マニホールドと、反応ガスを排出するために積層方向に貫通するように設けられた反応ガス排出マニホールドと、前記反応ガス排出マニホールドの下流に設けられた反応ガス排出配管と、を少なくとも備える燃料電池であって、前記反応ガス流路、前記反応ガス排出マニホールド、及び前記反応ガス排出配管の少なくともいずれかに、凍結時に体積膨張する液体を内部に保持し、かつ、伸縮性を有する液体保持部が設置されている。
【００１３】
この構成によれば、燃料電池停止時に電池周囲の温度が氷点下まで低下した場合、電池本体の温度が低下し、起動時直後に温度低下による触媒活性が低下しても、液体保持部に充填されている液体が凍結することで凍結時の体積膨張から反応ガスが流通する流路断面積を減少させ、反応ガスの圧力損失増加から燃料電池電極面での反応ガスの分圧を上げ、ガス拡散性を向上させることができる。また、氷点下時での運転では発電による生成水がガス拡散層で凍結し、ガス供給が滞り性能低下を引き起こすが液体保持部の凍結によるガス圧力増加で同じ生成水の凍結でも高ガス圧化でガス拡散性を確保して性能低下を抑制することができる。さらに、この凍結した液体保持部は温度上昇とともに融解され、高いガス圧力は通常運転時では本来の圧力値に戻る。つまり、この切り替えを液体保持部の凍結融解によって自動的に行うことができ、雰囲気温度を検出してその結果から動作を制御する機構が不要となり、燃料電池あるいは燃料電池システムを簡素化することができる。
【００１４】
また、本発明に係る燃料電池では、前記液体は少なくとも水を含むことがよい。
【００１５】
この構成によれば、水は凍結する際に体積が膨張するため簡単な構成で液体保持部の容積を増加させることができる。また、液体保持部に導入する液体として水と溶媒との混合物を用い、この溶媒の種類や混入割合を変えることによって液体の凝固点や体積膨張率を任意に変更することができる。したがって、ＭＥＡの仕様などによって必要な圧力上昇分を設計し、それに応じた液体組成にすることができる。
【００１６】
また、前記液体保持部は袋状であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る燃料電池では、前記セパレータの前記反応ガス流路の下流部に液体保持部を備えるとよい。
【００１８】
この構成によれば、より確実に電池反応が行われる電極領域でのガス圧力を上昇させることができ、氷点下時の性能向上を図ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る燃料電池システムは、前記燃料電池を備え、さらに、前記燃料電池から排出された前記反応ガスから熱を取り出すための熱交換器を備え、前記セパレータの前記反応ガス流路溝、複数枚の前記セパレータの前記反応ガス排出マニホールド孔から構成された反応ガス排出マニホールド及び前記反応ガス排出配管の少なくともいずれかに凍結時に体積膨張する液体を内部に有する袋状の液体保持部を備えることが好ましい。
【００２０】
また、前記液体保持部が前記熱交換器の下流に設置されるとよい。
【００２１】
本発明は、液体保持部の凍結による膨張で反応ガス流路断面積が小さくし、ガス圧力を増加させることが目的となる。しかし、反応ガスの排出ガス中に水分がミストなどで混入しているとその水分が減少した流路断面を通過する際に一時的に流路を塞いでしまい、反応ガスの供給停止によってシステムが停止してしまうほどの電池性能低下の危険性がある。この構成によれば、燃料電池の下流に位置し、反応ガス中の水分を除去する熱交換器の下流で液体保持部を設けるために、凍結した液体保持部でガス流路断面が減少しても、その部分を通過するガス中に水分が存在しないため一時的な流路閉塞の危険性を回避することができる。
【００２２】
また、本発明に係る燃料電池システムでは、前記反応ガスの流量を制御するための流量計を備えるとよい。
【００２３】
一般的なシステムではポンプなどで供給する反応ガスの流量制御は圧力と流量の関係を示すＰＱ特性に応じて圧力が上昇すれば流量が減少するように制御されている。この構成によれば、液体保持部が凍結して反応ガス圧力が増加しても増加前と同じガス流量を供給することができ、反応ガス圧力を増加させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の燃料電池及び燃料電池システムによれば、凍結時のガス流路内のガス圧力を上げることにより、低温での触媒活性低下分をガス拡散性の向上で補うことができ、また生成水によるガス拡散層内での凍結によるガス供給不足を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池スタックの１モジュールの常温時での概略構成を模式的に示す断面図
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池スタックの１モジュールの氷点下時での概略構成を模式的に示す断面図
【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池スタックに用いるカソードセパレータの正面図
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池スタックの概略構成を示すための常温時のカソードセパレータの正面断面図
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池スタックの概略構成を示すための氷点下時のカソードセパレータの正面断面図
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池スタックの排出マニホールドに挿入される液体保持部の斜視図
【図７】図７は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池システムの常温時での概略構成図
【図８】図８は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池システムの氷点下時での概略構成図
【図９】図９は、従来の燃料電池スタックの１モジュールの概略構成を模式的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２７】
（実施の形態１）
[燃料電池の構成]
図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池１００の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、図１においては、一部を省略している。
【００２８】
図１では本実施の形態１に係る燃料電池１００の単電池１０を１つ取り出して示している。つまり、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：電解質層−電極接合体）５と、ガスケット９と、アノードセパレータ６ａと、カソードセパレータ６ｂと、を備えている。
【００２９】
ＭＥＡ５は、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜（電解質層；例えば、米国デュポン（株）製のＮａｆｉｏｎ（商品名））１と、アノード４ａと、カソード４ｂと、を有している。
【００３０】
高分子電解質膜１の両面には、その周縁部より内方に位置するように、アノード４ａ及びカソード４ｂ（これらをガス拡散電極という）が、それぞれ配設されている。なお、高分子電解質膜１の周縁部には、後述する反応ガス供給用マニホールド孔等の各マニホールド孔が厚み方向に貫通するように設けられている。
【００３１】
アノード４ａは、高分子電解質膜１の一方の主面上に設けられ、電極触媒（例えば、白金等の貴金属）を担持した導電性炭素粒子と、水素イオン伝導性を有する高分子電解質との混合物からなるアノード触媒層２ａと、アノード触媒層２ａの主面上に設けられ、ガス通気性と導電性を兼ね備えたアノードガス拡散層３ａと、を有している。同様に、カソード４ｂは、高分子電解質膜１の他方の主面上に設けられ、電極触媒（例えば、白金等の貴金属）を担持した導電性炭素粒子と、水素イオン伝導性を有する高分子電解質との混合物からなるカソード触媒層２ｂと、カソード触媒層２ｂの主面上に設けられ、ガス通気性と導電性を兼ね備えたカソードガス拡散層３ｂと、を有している。
【００３２】
なお、アノード触媒層２ａ及びカソード触媒層２ｂは、貴金属からなる電極触媒を担持した導電性炭素粒子と、高分子電解質と、分散媒と、を含む触媒層形成用インクを用いて、当該分野で公知の方法により形成することができる。また、アノードガス拡散層３ａ及びカソードガス拡散層３ｂを構成する材料としては、特に限定されることなく、当該分野で公知のものを使用することができ、例えば、カーボンクロスやカーボンペーパーなどの導電性多孔質基材を用いることができる。また、この導電性多孔質基材には、従来公知の方法で撥水処理を施しても構わない。
【００３３】
また、ＭＥＡ５のアノード４ａ及びカソード４ｂの周囲には、高分子電解質膜１を挟んで一対の環状で略矩形のフッ素ゴム製のガスケット９が配設されている。これにより、燃料ガス、酸化剤ガスが電池外にリークされることが防止され、また、燃料電池１００内でこれらのガスが互いに混合されることが防止される。なお、ガスケット９の周縁部には、後述する供給マニホールド孔２４や排出マニホールド孔２５の各マニホールド孔が厚み方向に貫通するように設けられている。
【００３４】
また、ＭＥＡ５とガスケット９を挟むように、導電性を有する板状のアノードセパレータ６ａとカソードセパレータ６ｂ(アノードセパレータとカソードセパレータをセパレータと総称する。)が配設されている。これにより、ＭＥＡ５が機械的に固定され、複数の燃料電池１０をその厚み方向に積層したときには、ＭＥＡ５が電気的に接続される。なお、これらのセパレータ６ａ、６ｂは、熱伝導性及び導電性に優れた金属、黒鉛、または、黒鉛と樹脂を混合したものを使用することができ、例えば、カーボン粉末とバインダー（溶剤）との混合物を射出成形により作製したものやチタンやステンレス鋼製の板の表面に金メッキを施したものを使用することができる。
【００３５】
アノードセパレータ６ａのアノード４ａと接触する一方の主面には、燃料ガスが通流するための溝状の燃料ガス流路溝７ａが設けられており、また、他方の主面には、冷却媒体が通流するための溝状の冷却媒体流路溝８ａが設けられている。同様に、カソードセパレータ６ｂのカソード４ｂと接触する一方の主面には、酸化剤ガスが通流するための溝状の酸化剤ガス流路溝７ｂが設けられており、また、他方の主面には、冷却媒体が通流するための溝状の冷却媒体流路溝８ｂが設けられている。
【００３６】
これにより、アノード４ａ及びカソード４ｂには、それぞれ燃料ガス及び酸化剤ガスが供給され(燃料ガスと酸化剤ガスを反応ガスと総称する。)、これらのガスが反応して電気と熱が発生する。また、冷却水等の冷却媒体を冷却媒体流路溝８ａ、８ｂに通流させることにより、発生した熱の回収が行われる。
【００３７】
なお、このように構成された単電池１０を燃料電池１００として使用してもよく、単電池１０を複数積層してセルスタックとして使用してもよい。また、単電池１０を積層する場合には、冷却媒体流路溝８ａ、８ｂを単電池１０の２〜３個ごとに設ける構成としてもよい。図１では単電池１０ごとに冷却媒体流路８ａ、８ｂを設ける構成を示している。さらに、単電池１０間に冷却媒体流路８ａ、８ｂを設けない場合には、２つのＭＥＡ５に挟まれたセパレータ６を、一方の主面に燃料ガス流路溝７ａを設け、他方の主面に酸化剤ガス流路溝７ｂを設けた、アノードセパレータ６ａとカソードセパレータ６ｂを兼ねるセパレータ６を使用してもよい。
【００３８】
カソードセパレータ６ｂの酸化剤ガス流路溝７ｂの流路溝の底部に液体保持部２０が設置されている。この液体保持部２０の材質としては、想定される使用環境温度が使用可能温度に対応したシリコーンゴムなどの伸縮性の有するゴム材料を使用することができる。また、水の場合、凍結による体積膨張率は１．１倍であることと凍結時の性能が確保可能な圧力上昇量をどの程度に設定するかを考慮に入れて液体保持部の厚みや酸化剤ガス流路溝７ｂの溝深さを設計する必要がある。また、アノードセパレータ６ａの燃料ガス流路溝７ａに設置される場合もカソードと同様の効果を得ることができる。
【００３９】
[燃料電池の作用効果]
次に、本実施の形態１に係る燃料電池１００の作用効果について、図１と図２を参照しながら説明する。
【００４０】
図１では常温時の燃料電池１００の単電池１０の断面図を示している。このようにカソードセパレータ６ｂの酸化剤ガス流路溝７ｂに水を含む液体保持部２０が設置されている。燃料電池の起動開始温度が氷点下の場合には図２のように液体の凍結によってこの液体保持部２０が膨張し、酸化剤ガス流路溝７ｂの流路断面積を減少させる。その結果、酸化剤ガス流路溝７ｂを流れる反応ガスのガス圧力増加によってガス拡散層への伏流量の増加を促進し、触媒層へのガス拡散性向上と生成水によるガス拡散層内での凍結抑制を図ることができる。
【００４１】
また、継続した発電による電池温度上昇から液体保持部２０内部の液体が融解点を超えると、自動的に液体が融解し、図２から図１のように酸化剤ガス流路溝７ｂの流路断面積が平常時に戻る。そのため、氷点下の過渡的な高ガス圧力は解消される。液体保持部２０を使用せずにこの一連の動作を実行するためには、温度検出部、制御部と流路断面積変更手段を備えなければならず、燃料電池１００あるいは燃料電池システムにおける構造面、制御面での簡素化を図ることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池１００に使用されるカソードセパレータ６ｂの正面図である。本実施の形態では、酸化剤ガス側の排出マニホールド２４aに液体保持部２０を設置している。このセパレータ６ｂは、酸化剤ガス供給マニホールド孔２４ａおよび排出マニホールド孔２５ａ、燃料ガス供給マニホールド孔２４ｂおよび排出マニホールド孔２５ｂ、並びに冷却媒体供給マニホールド孔２４ｃおよび排出マニホールド孔２５ｃを有する。セパレータ６ｂは、さらに酸化剤ガス供給マニホールド孔２４ａと排出マニホールド孔２５ａを連絡する２本の並行する溝からなる酸化剤ガス流路溝７ｂを有する。酸化剤ガス排出マニホールド孔２５ａはその内部に液体保持部２０を挿入し、その凍結時の膨張で酸化剤ガス流路溝７ｂと酸化剤ガス排出マニホールド孔２５ａとの接続口を塞ぐことなく、マニホールド内の所定の体積を減少させる必要がある。そのため、図３に示すように本実施の形態で使用する酸化剤ガス排出マニホールド孔２５ａは酸化剤ガス流路溝７ｂとの接続位置のマニホールド幅を減少させる構造を採用した。液体保持部の体積変化がマニホールドの機能を阻害せず、体積変化による効果を得ることができれば排出マニホールド孔２５の形状はこれに束縛されるものではない。
【００４３】
図４は、図３のカソードセパレータ６ｂを用いた燃料電池１００において酸化剤ガス排出マニホールド孔２５ａに図６に示すような液体保持部２０を常温時に挿入した時のカソードセパレータ６ｂの正面断面図である。この状態で氷点下時になると図５のように液体保持部２１が膨張し、酸化剤ガス排出マニホールド孔２５ａの断面積を減少させる。その結果、氷点下での発電時に酸化剤ガスがカソードセパレータ６ｂの酸化剤ガス排出マニホールド孔２５ａを流通する際の圧力損失が高くなり、酸化剤ガス流路溝７ｂでの酸化剤ガス圧力が高まる。発電中のガス圧力が高くなると触媒層へのガス供給が促進され、電池性能の中の拡散抵抗を低減する効果が期待される。また、ガス圧力が高いためガス拡散層への伏流が通常時より多くなるため発電による生成水がガス拡散層で凍結することを抑制することができる。
【００４４】
また、燃料ガス側の排出マニホールド２３ｂに液体保持部２０を設置した場合も酸化剤ガスと同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池システムの常温時での概略構成図である。燃料電池１００に反応ガス供給部３０から反応ガスが供給配管３２を通じて供給される。供給配管３２の途中には反応ガスの流量を測定し、その流量を一定に保持するための反応ガス流量計３４が取り付けられている。この反応ガス流量計３４はその内部のバルブ制御などで流量を制御する方法や、その測定値から反応ガス供給部３０の出力などを制御する方法のどちらでもかまわない。燃料電池１００で使用されなかった反応ガスや発電で発生した生成水が排出配管３３から排出され、燃料電池１００の下流部に設けられた熱交換器３１で水分は除去される。その下流の排出配管３３には液体保持ホルダー２２が設けられ、その内部に液体保持部２０が設置される。
【００４６】
図８に示すように燃料電池システムが氷点下状態では液体保持部２１の内部の液体が凍結によって膨張し、反応ガス排出配管３３の配管断面を減少させ、そこを流通する反応ガスの圧力損失が増加する。その結果、燃料電池１００内での反応ガス圧力が上昇し、氷点下時にガス拡散性向上を図ることができる。ここで、反応ガス圧力が上昇した場合でも一定流量の反応ガスを燃料電池１００に供給する目的のために反応ガス流量計３４は設置されている。
【００４７】
氷点下時の発電が継続されると燃料電池システムの周囲温度の上昇や、燃料電池１００から排出する際に温度の高い反応ガスによって液体保持部の凍結した液体を温めて融解し、その結果、反応ガスの圧力が通常値に自動的に戻る。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の燃料電池及びそれを備える燃料電池システムは、氷点下の発電で自動的にガス圧力を増加させ、電池性能の低下を抑制する燃料電池及びそれを備える燃料電池システムに有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１    高分子電解質膜
２ａ    アノード触媒層
２ｂ    カソード触媒層
３ａ    アノードガス拡散層
３ｂ    カソードガス拡散層
４ａ    アノード
４ｂ    カソード
５    ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：電解質層−電極接合体）
６ａ    アノードセパレータ
６ｂ    カソードセパレータ
７ａ    アノードガス流路溝
７ｂ    カソードガス流路溝
８ａ，８ｂ    冷却媒体流路溝
９    ガスケット
１０    単電池
２０    常温時の液体保持部
２１    凍結時の液体保持部
２２    液体保持部ホルダー
２３    マニホールド
２３ａ    供給マニホールド
２３ｂ    排出マニホールド
２４    供給マニホールド孔
２４ａ    酸化剤ガス供給マニホールド孔
２４ｂ    燃料ガス供給マニホールド孔
２４ｃ    冷却媒体供給マニホールド孔
２５    排出マニホールド孔
２５ａ    酸化剤ガス排出マニホールド孔
２５ｂ    燃料ガス排出マニホールド孔
２５ｃ    冷却媒体排出マニホールド孔
３０    反応ガス供給部
３１    熱交換器
３２    反応ガス供給配管
３３    反応ガス排出配管
３４    反応ガス流量計
９９    積層体
１００    燃料電池
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図６】
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