(57)【要約】【課題】燃料電池を締結する際にセパレータの位置がずれても、セパレータの接触面積の低下を抑制し、安定した電池性能を確保することができる高分子電解質形燃料電池を提供することを目的とする。【解決手段】膜電極接合体５と、板状に形成され、膜電極接合体５の第１電極４Ａと接触するように配置された導電性の第１セパレータ６Ａと、板状に形成され、膜電極接合体５の第２電極４Ｂと接触するように配置された導電性の第２セパレータ６Ｂと、を備え、第１セパレータ６Ａの第１電極４Ａと接触する一方の主面には、溝状の第１反応ガス流路８が形成され、第２電極４Ｂの第２セパレータ６Ｂと接触する一方の主面には、複数の直線状の第２リブ部１２が並走するように溝状の第２反応ガス流路９が形成されている、高分子電解質形燃料電池。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜、並びに、前記高分子電解質膜の一対の主面を挟む第１電極及び第２電極を有する膜電極接合体と、
板状に形成され、前記膜電極接合体の前記第１電極と接触するように配置された導電性の第１セパレータと、
板状に形成され、前記膜電極接合体の前記第２電極と接触するように配置された導電性の第２セパレータと、を備え、
前記第１セパレータの前記第１電極と接触する一方の主面には、溝状の第１反応ガス流路が形成され、
前記第２電極の前記第２セパレータと接触する一方の主面には、溝状の第２反応ガス流路が形成されている、高分子電解質形燃料電池。
【請求項２】
前記第２セパレータは、その中央部が平坦になるように形成されている、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項３】
前記第２セパレータの前記第２電極と接触する主面には、前記第２反応ガス流路の上流端と連通するように第２上流サブガス流路及び前記第２反応ガス流路の下流端と連通するように第２下流サブガス流路が設けられている、請求項１又は２に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項４】
前記第２セパレータは、該第２セパレータの厚み方向から見て、前記第２電極と接触する主面と反対側の主面における前記第２電極と重なる部分のうち、前記第２上流サブガス流路と前記第２下流サブガス流路以外の部分が、平坦になるように形成されている、請求項３に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項５】
前記高分子電解質膜の主面の周縁部に配置された環状の膜補強部材を備え、
前記膜補強部材は、前記第２セパレータの前記第２電極と接触する一方の主面（以下、第２セパレータの一方の主面）と接触するように設けられている、請求項１又は２に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項６】
前記膜補強部材の前記第２セパレータの一方の主面と接触する部分には、前記第２反応ガス流路の上流端と連通するように第２上流サブガス流路と前記第２反応ガス流路の下流端と連通するように第２下流サブガス流路が設けられている、請求項５に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項７】
前記膜補強部材の前記第２セパレータの一方の主面と接触する部分には、前記第２反応ガス流路の上流端と連通するように第２上流サブガス流路及び前記第２反応ガス流路の下流端と連通するように第２下流サブガス流路の少なくとも一方の流路が設けられ、
前記第２セパレータの前記第２電極と接触する主面には、前記第２反応ガス流路の上流端と連通するように第２上流サブガス流路及び前記第２反応ガス流路の下流端と連通するように第２下流サブガス流路の少なくとも他方の流路が設けられている、請求項５に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項８】
前記第２セパレータは、該第２セパレータの厚み方向から見て、前記第２電極と接触する主面と反対側の主面における前記第２電極と重なる部分が平坦になるように形成されている、請求項６に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項９】
前記第１反応ガス流路は、複数の直線状の第１リブ部が並走するように形成されている、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１０】
前記第１リブ部と前記第２リブ部は、前記第２セパレータの厚み方向から見て、互いに並走するように形成されている、請求項９に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１１】
前記第２電極は、ガス拡散層を有し、
該ガス拡散層は、高分子樹脂と導電性粒子を有し、通気性を有するように形成されている、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１２】
複数の請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池が積層して締結されている、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、高分子電解質形燃料電池及びそれを備える燃料電池スタックの構成、特に、高分子電解質形燃料電池のセパレータ及びガス拡散電極の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子電解質形燃料電池（以下、ＰＥＦＣという）は、水素を含有した燃料ガスと空気等の酸素を含有した酸化剤ガスとを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：膜−電極接合体）と、ガスケットと、導電性のセパレータと、を有している。一般的にＰＥＦＣは、このセルを複数積層することにより使用されている。
【０００３】
ところで、セパレータの一方の主面には、燃料ガス又は酸化剤ガス（これらを反応ガスという）を供給し、排出するためのマニホールドを形成するマニホールド孔（反応ガス供給用マニホールド孔と反応ガス排出用マニホールド孔）が設けられており、ガス拡散電極と当接する主面には、反応ガスが通流する反応ガス流路がこれらのマニホールド孔と連通するように設けられている。また、セパレータの他方の主面には、ＰＥＦＣ内を所定の温度に制御するために、冷却媒体が通流する冷却媒体流路が設けられている。
【０００４】
このようなセパレータとして、金属板を用いた燃料電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図１４は、特許文献１に開示されている燃料電池の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、図１４では、燃料電池の一部を省略している。
【０００５】
図１４に示すように、特許文献１に開示されている燃料電池３００では、２枚の金属板に、それぞれ、凸部３０３Ａ、３０３Ｂと凹部３０４Ａ、３０４Ｂをプレス加工により設けて、２枚の金属セパレータ３０１Ａ、３０１Ｂを形成している。そして、一方の金属セパレータ３０１Ａの凸部３０３Ａと他方の金属セパレータ３０１Ｂの凸部３０３Ｂとを接触するように、金属セパレータ３０１Ａと金属セパレータ３０１Ｂが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０７０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている燃料電池３００では、金属セパレータ３０１Ａ、３０１Ｂが、面方向にずれると、金属セパレータ３０１Ａ、３０１Ｂ間の接触面積が設計値に比べて減少し、燃料電池３００の抵抗損失の増加を招く可能性がある。また、金属セパレータ３０１Ａ、３０１Ｂ間の接触面積が少なくなると、金属セパレータ３０１Ａ、３０１Ｂの接触部分に想定以上の応力がかかり、金属セパレータ３０１Ａ、３０１Ｂが変形を引き起こしてしまう。その結果、プレス成型によって形成されていた反応ガスや冷却媒体の流路が変形し、設計通りの流体流通ができなくなるという課題がある。
【０００８】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料電池を締結する際にセパレータの位置がずれても、セパレータの接触面積の低下を抑制し、安定した電池性能を確保することができる、高分子電解質形燃料電池及びそれを備える燃料電池スタック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】
上記課題を解決するため、本発明に係る高分子電解質形燃料電池は、高分子電解質膜、並びに、前記高分子電解質膜の一対の主面を挟む第１電極及び第２電極を有する膜電極接合体と、板状に形成され、前記膜電極接合体の前記第１電極と接触するように配置された導電性の第１セパレータと、板状に形成され、前記膜電極接合体の前記第２電極と接触するように配置された導電性の第２セパレータと、を備え、前記第１セパレータの前記第１電極と接触する一方の主面には、溝状の第１反応ガス流路が形成され、前記第２電極の前記第２セパレータと接触する一方の主面には、溝状の第２反応ガス流路が形成されている。
【００１０】
これにより、燃料電池を締結する際にセパレータの位置がずれても、セパレータの接触面積の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記第２セパレータは、その中央部が平坦になるように形成されていてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記第２セパレータの前記第２電極と接触する主面には、前記第２反応ガス流路の上流端と連通するように第２上流サブガス流路及び前記第２反応ガス流路の下流端と連通するように第２下流サブガス流路が設けられていてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記第２セパレータは、該第２セパレータの厚み方向から見て、前記第２電極と接触する主面と反対側の主面における前記第２電極と重なる部分のうち、前記第２上流サブガス流路と前記第２下流サブガス流路以外の部分が、平坦になるように形成されていてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記高分子電解質膜の主面の周縁部に配置された環状の膜補強部材を備え、前記膜補強部材は、前記第２セパレータの前記第２電極と接触する一方の主面（以下、第２セパレータの一方の主面）と接触するように設けられていてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記膜補強部材の前記第２セパレータの一方の主面と接触する部分には、前記第２反応ガス流路の上流端と連通するように第２上流サブガス流路と前記第２反応ガス流路の下流端と連通するように第２下流サブガス流路が設けられていてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記膜補強部材の前記第２セパレータの一方の主面と接触する部分には、前記第２反応ガス流路の上流端と連通するように第２上流サブガス流路及び前記第２反応ガス流路の下流端と連通するように第２下流サブガス流路の少なくとも一方の流路が設けられ、前記第２セパレータの前記第２電極と接触する主面には、前記第２反応ガス流路の上流端と連通するように第２上流サブガス流路及び前記第２反応ガス流路の下流端と連通するように第２下流サブガス流路の少なくとも他方の流路が設けられていてもよい。
【００１７】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記第２セパレータは、該第２セパレータの厚み方向から見て、前記第２電極と接触する主面と反対側の主面における前記第２電極と重なる部分が平坦になるように形成されていてもよい。
【００１８】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記第１反応ガス流路は、複数の直線状の第１リブ部が並走するように形成されていてもよい。
【００１９】
また、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記第１リブ部と前記第２リブ部は、前記第２セパレータの厚み方向から見て、互いに並走するように形成されていてもよい。
【００２０】
さらに、本発明の高分子電解質形燃料電池では、前記第２電極は、ガス拡散層を有し、該ガス拡散層は、高分子樹脂と導電性粒子を有し、通気性を有するように形成されていてもよい。また、前記第２反応ガス流路は、前記第２電極の前記ガス拡散層に形成されていてもよい。
【００２１】
また、本発明に係る燃料電池スタックは、複数の前記高分子電解質形燃料電池が積層して締結されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の高分子電解質形燃料電池及びそれを備える燃料電池スタックによれば、燃料電池を締結する際にセパレータの位置がずれても、セパレータの接触面積の低下を抑制し、安定した電池性能を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す燃料電池スタックにおけるセル積層体の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示す高分子電解質形燃料電池のカソードガス拡散層の概略構成を示す模式図である。
【図４】図４は、図２に示す高分子電解質形燃料電池のカソードセパレータの概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、図２に示す高分子電解質形燃料電池のカソードセパレータにカソードガス拡散層を重ねて、カソードセパレータの厚み方向から透視した模式図である。
【図６】図６は、図２に示す高分子電解質形燃料電池のアノードセパレータの概略構成を示す模式図である。
【図７】図７は、本実施の形態１に係る高分子電解質形燃料電池の変形例１における高分子電解質形燃料電池のカソードガス拡散層の概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、本変形例１の高分子電解質形燃料電池のカソードセパレータの概略構成を示す模式図である。
【図９】図９は、図８に示すカソードセパレータに、図７に示すカソードガス拡散層を重ねて、カソードセパレータの厚み方向から透視した模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池スタックにおけるセル積層体の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す高分子電解質形燃料電池における膜補強部材の概略構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す膜補強部材に図３に示すカソードガス拡散層を重ねた模式図である。
【図１３】図１３は、図１０に示す高分子電解質形燃料電池におけるカソードセパレータの概略構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、特許文献１に開示されている燃料電池の概略構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、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。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る高分子電解質形燃料電池及びそれを備える燃料電池スタックは、第２電極に第２反応ガス流路が形成されている態様を例示するものである。
［燃料電池スタックの構成］
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概略構成を模式的に示す斜視図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る燃料電池スタック１００は、板状の全体形状を有する高分子電解質形燃料電池（以下、単に燃料電池という）５０がその厚み方向に積層されてなるセル積層体７０と、セル積層体７０の両端に配置された端板６１、６２と、端板６１、セル積層体７０、及び端板６２を燃料電池５０の積層方向において締結する図示されない締結具と、を有している。なお、端板６１とセル積層体７０の間及び端板６２とセル積層体７０の間には、集電板及び絶縁板がそれぞれ配設されているが図示を省略している。
【００２７】
セル積層体７０には、該セル積層体７０の燃料電池５０の積層方向に貫通するように、燃料ガス供給マニホールド１３１、燃料ガス排出マニホールド１３２、酸化剤ガス供給マニホールド１３３、酸化剤ガス排出マニホールド１３４、冷却媒体供給マニホールド１３５、及び冷却媒体排出マニホールド１３６が設けられている。それぞれのマニホールドには、適宜な配管が設けられていて、燃料電池スタック１００に燃料ガス、酸化剤ガス、及び冷却媒体が供給され、排出される。
【００２８】
[高分子電解質形燃料電池の構成]
次に、本発明の実施の形態１に係る高分子電解質形燃料電池の構成について図２を参照しながら説明する。
【００２９】
図２は、図１に示す燃料電池スタック１００におけるセル積層体７０の概略構成を模式的に示す断面図である。
【００３０】
図２に示すように、本実施の形態１に係る燃料電池５０は、ＭＥＡ（ＭｅｍＢｒＡｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−ＡｓｓｅｍＢｌｙ：膜電極接合体）５と、ガスケット７Ａ、７Ｂ，７Ｃと、アノードセパレータ（第１セパレータ）６Ａと、カソードセパレータ（第２セパレータ）６Ｂと、を備えている。
【００３１】
ＭＥＡ５は、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜１と、アノード電極（第１電極）４Ａと、カソード電極（第２電極）４Ｂと、を有している。高分子電解質膜１は、略４角形（ここでは、矩形）の形状を有しており、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電極４Ａとカソード電極４Ｂがそれぞれ設けられている。なお、高分子電解質膜１の周縁部には、冷却媒体供給マニホールド孔３５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。
【００３２】
アノード電極４Ａは、高分子電解質膜１の一方の主面上に設けられ、略４角形（ここでは、矩形）の形状を有している。また、アノード電極４Ａは、アノード触媒層２Ａと、アノード触媒層２Ａの上に設けられたアノードガス拡散層３Ａと、を有している。アノード触媒層２Ａは、白金系金属触媒（電極触媒）を担持したカーボン粉末（導電性炭素粒子）からなる触媒担持カーボンと触媒担持カーボンに付着した高分子電解質を含んで構成されている。また、アノードガス拡散層３Ａは、ガス通気性と導電性を兼ね備えていて、アノードガス拡散層３Ａ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】
カソード電極４Ｂは、高分子電解質膜１の他方の主面上に設けられ、略４角形（ここでは、矩形）の形状を有している。また、カソード電極４Ｂは、カソード触媒層２Ｂと、カソード触媒層２Ｂの上に設けられ、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、を有していて、カソード電極４Ｂ（正確には、カソードガス拡散層３Ｂ）のカソードセパレータ６Ｂと接触する主面には、酸化剤ガスが通流するための溝状の酸化剤ガス流路（第２反応ガス流路）９が形成されている。カソード触媒層２Ｂは、白金系金属触媒（電極触媒）を担持したカーボン粉末（導電性炭素粒子）からなる触媒担持カーボンと触媒担持カーボンに付着した高分子電解質を含んで構成されている。なお、酸化剤ガス流路９の詳細な構成については、後述する。
【００３４】
また、カソードガス拡散層３Ｂは、従来の燃料電池におけるガス拡散層で使用されている樹脂を含浸した炭素繊維の基材を用いずに、高分子樹脂と導電性粒子とを有するシートで構成されていて、通気性を有するように形成されている。
【００３５】
導電性粒子の材料としては、例えば、グラファイト、カーボンブラック、活性炭等のカーボン材料が挙げられる。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック（ＡＢ）、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、バルカン等が挙げられ、これらの材料を単独で使用してもよく、また、複数の材料を組み合わせて使用してもよい。また、上記カーボン材料の原料形態としては、粉末状、繊維状、粒状等のいずれの形状でもよい。
【００３６】
また、高分子樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等が挙げられ、耐熱性、撥水性、耐薬品性の観点からＰＴＦＥが好ましい。ＰＴＦＥの原料としては、ディスパージョン及び粉末状の形状があげられるが、ディスパージョンが、作業性の点から好ましい。なお、高分子樹脂は、導電性粒子同士を結着するバインダーとしての機能を有する。また、高分子樹脂は、撥水性を有するため、燃料電池５０の内部にて水を系内に閉じ込める機能（保水性）も有する。
【００３７】
また、カソードガス拡散層３Ｂには、導電性粒子及び高分子樹脂以外に、該カソードガス拡散層３Ｂの製造時に使用する界面活性剤及び分散溶媒などが微量含まれていてもよい。分散溶媒としては、例えば、水、メタノール及びエタノール等のアルコール類、エチレングリコール等のグリコール類が挙げられる。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のノニオン系、アルキルアミンオキシド等の両性イオン系が挙げられる。製造時に使用する分散溶媒の量及び界面活性剤の量は、導電性粒子の種類、高分子樹脂の種類、それらの配合比率などに応じて適宜設定すればよい。一般的には、分散溶媒量、界面活性剤量が多いほど、高分子樹脂（フッ素樹脂）と導電性粒子（カーボン）が均一分散しやすいが、流動性が高くなり、シート化が難しくなる傾向がある。なお、カソードガス拡散層３Ｂには、導電性粒子と高分子樹脂と界面活性剤と分散溶媒以外の材料（例えば、短繊維の炭素繊維など）が含まれていてもよい。
【００３８】
そして、カソードガス拡散層３Ｂには、バインダーとしての機能を奏させる観点から、高分子樹脂が、５重量％以上含まれていることが好ましく、カソードガス拡散層３Ｂを均一な厚さにするための圧延プロセス時の条件を簡易にする観点から、５０重量％以下で含まれていることが好ましい。また、上記と同様の観点から、１０〜３０重量％の量で含まれていることがより好ましい。
【００３９】
ここで、カソードガス拡散層３Ｂの製造方法について説明する。
【００４０】
カソードガス拡散層３Ｂは、高分子樹脂と導電性粒子とを含む混合物を混練して、押出し、圧延してから、焼成することにより製造する。具体的には、導電性粒子であるカーボンと分散溶媒、界面活性剤を攪拌・混錬機に投入後、混錬して粉砕・造粒して、カーボンを分散溶媒中に分散させる。ついで、高分子樹脂であるフッ素樹脂をさらに攪拌・混錬機に投下して、攪拌及び混錬して、カーボンとフッ素樹脂を分散する。得られた混錬物を圧延してシートを形成し、焼成して分散溶媒、界面活性剤を除去することでカソードガス拡散層３Ｂを形成するシートが製造される。そして、このようにして製造されたシートの主面に、適宜な方法（例えば、プレス機等を用いた成型や、切削機等を用いた切削）により、酸化剤ガス流路９となる溝を形成して、カソードガス拡散層３Ｂが得られる。なお、界面活性剤は、導電性粒子の材料（カーボン材料）、分散溶媒の種類により適宜選択でき、また、界面活性剤を使用しなくてもよい。
【００４１】
なお、このようにして製造されたカソードガス拡散層３Ｂは、従来の燃料電池におけるガス拡散層で使用されている樹脂を含浸した炭素繊維の基材よりも多孔度が低いものの、反応ガス（酸化剤ガス）が、充分に移動できる（充分に通気性を有する）程度の多孔度となるように構成されている。このため、上記製造方法で製造されたカソードガス拡散層３Ｂであっても、ガス拡散層としての役割を充分に果たす。なお、本実施の形態１においては、アノードガス拡散層３Ａを従来の燃料電池のガス拡散層と同様に、導電性多孔質基材を用いる形態としたが、これに限定されず、カソードガス拡散層３Ｂのように、高分子樹脂と導電性粒子とを有するシートで構成される形態を採用してもよい。
【００４２】
また、ＭＥＡ５のアノード電極４Ａ及びカソード電極４Ｂの周囲には、高分子電解質膜１を挟んで一対のフッ素ゴム製でドーナツ状のガスケット７Ａ、７Ｂが、それぞれ、配設されている。これにより、燃料ガスや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５０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７Ａ、７Ｂの周縁部には、厚み方向の貫通孔からなる冷却媒体供給マニホールド孔３５等のマニホールド孔が設けられている。また、ガスケット７Ａ、７Ｂは、燃料ガスや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れば、その形状は任意である。
【００４３】
また、ＭＥＡ５とガスケット７Ａ、７Ｂを挟むように、導電性のアノードセパレータ６Ａとカソードセパレータ６Ｂ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５０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を使用することができ、例えば、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。
【００４４】
さらに、隣接するアノードセパレータ６Ａとカソードセパレータ６Ｂとの間には、フッ素ゴム製でドーナツ状のガスケット７Ｃが配設されている。これにより、冷却媒体が燃料電池５０外にリークされることが防止される。なお、ガスケット７Ｃの周縁部には、厚み方向の貫通孔からなる冷却媒体供給マニホールド孔３５等のマニホールド孔が設けられている。
【００４５】
アノードセパレータ６Ａのアノード電極４Ａと接触する一方の主面（以下、内面という）には、燃料ガスが通流するための溝状の燃料ガス流路（第１反応ガス流路）８が設けられており、また、他方の主面（以下、外面という）には、冷却媒体（例えば、水やエチレングリコール等の不凍液）が通流するための溝状の冷却媒体流路１０が設けられている。また、カソードセパレータ６Ｂのカソード電極４Ｂと接触する一方の主面（以下、内面という）には、酸化剤ガス供給マニホールド孔３３から酸化剤ガス流路９に酸化剤ガスを供給するための溝状の上流サブガス流路９１と酸化剤ガス流路９を通流した酸化剤ガスを酸化剤ガス排出マニホールド孔３４に排出するための溝状の下流サブガス流路９２が設けられている（図４参照）。なお、冷却媒体流路１０の構成は、任意であり、例えば、サーペンタイン状に形成されていてもよく、ストレート状に形成されていてもよい。また、燃料ガス流路８を通流する燃料ガスの露点及び酸化剤ガス流路９を通流する酸化剤ガスの露点は、冷却媒体流路１０を通流する冷却媒体の温度よりも低くてもよく、また、冷却媒体の温度よりも高くてもよい。
【００４６】
これにより、アノード電極４Ａ及びカソード電極４Ｂには、それぞれ燃料ガス及び酸化剤ガスが供給され、これらの反応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１０に通流させることにより、発生した熱の回収が行われる。
【００４７】
なお、このように構成された燃料電池５０を単電池（セル）として使用してもよく、燃料電池５０を複数積層して燃料電池スタック１００として使用してもよい。また、本実施の形態１においては、第１セパレータをアノードセパレータ６Ａとし、第２セパレータをカソードセパレータ６Ｂとし、また、第１反応ガス流路を燃料ガス流路８とし、第２反応ガス流路を酸化剤ガス流路９としたが、これに限定されず、第１セパレータをカソードセパレータ６Ｂとし、第２セパレータをアノードセパレータ６Ａとし、また、第１反応ガス流路を酸化剤ガス流路９とし、第２反応ガス流路を燃料ガス流路８としてもよい。
【００４８】
[反応ガス流路及びセパレータの構成]
次に、カソードガス拡散層３Ｂに設けられた酸化剤ガス流路９、カソードセパレータ６Ｂ、及びアノードセパレータ６Ａについて、図２乃至図６を参照しながら詳細に説明する。
【００４９】
図３は、図２に示す燃料電池５０のカソードガス拡散層３Ｂの概略構成を示す模式図である。また、図４は、図２に示す燃料電池５０のカソードセパレータ６Ｂの概略構成を示す模式図である。さらに、図５は、図２に示す燃料電池５０のカソードセパレータ６Ｂにカソードガス拡散層３Ｂを重ねて、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から透視した模式図である。なお、図３において、カソードガス拡散層３Ｂにおける上下方向を図における上下方向として表し、図４及び図５において、カソードセパレータ６Ｂにおける上下方向を図における上下方向として表している。また、図５においては、酸化剤ガス流路９を仮想線（二点差線）で示している。
【００５０】
まず、カソードガス拡散層３Ｂに設けられた酸化剤ガス流路９及びカソードセパレータ６Ｂの構成について、図２乃至図５を参照しながら詳細に説明する。
【００５１】
図３に示すように、カソードガス拡散層３Ｂの主面には、カソードガス拡散層３Ｂの厚み方向から見て、複数の酸化剤ガス流路９が、全体として直線状に形成されている。酸化剤ガス流路９は、上流連通部９ａ、メインガス流路部９ｂ、及び下流連通部９ｃを有している。上流連通部９ａは、その上流端が上流サブガス流路９１と連通し（図５参照）、その下流端が、メインガス流路部９ｂの上流端と連通するように形成されている。メインガス流路部９ｂは、上下方向に直線状に延びるように形成されていて、その下流端は、下流連通部９ｃの上流端と連通するように形成されている。下流連通部９ｃの下流端は、下流サブガス流路９２と連通するように形成されている（図５参照）。また、酸化剤ガス流路９のメインガス流路部９ｂとメインガス流路部９ｂとの間の部分が、第２リブ部１２を形成する。なお、本実施の形態においては、メインガス流路部９ｂに、上下方向に直線状に延びるように、縞部１２ａが設けられており、該縞部１２ａも第２リブ部１２を構成する。
【００５２】
そして、酸化剤ガス流路９は、複数の直線状の第２リブ部１２が並走するように形成されている。ここで、並走するとは、互いに並んで設けられていることをいい、複数の第２リブ部１２のうち、１の第２リブ部１２を特定し、該特定した第２リブ部１２に沿って、他の第２リブ部１２が形成されていることをいう。そして、「酸化剤ガス流路９が、複数の直線状の第２リブ部１２が並走するように形成されている」とは、複数の酸化剤ガス流路が、その上流端から下流端に向かって、全体として、それぞれの流路を通流する酸化剤ガスの流れる方向が一致するように、複数の酸化剤ガス流路が設けられていることをいう。従って、複数の酸化剤ガス流路が、その上流端から下流端まで完全に並んで設けられている必要がなく、複数の酸化剤ガス流路が、互いに並んで設けられていない部分を有していてもよい。
【００５３】
また、図４に示すように、カソードセパレータ６Ｂは、板状で、略４角形（ここでは、矩形）に形成されており、その周縁部には、燃料ガス供給マニホールド孔３１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。具体的には、カソードセパレータ６Ｂにおける一方の側部（以下、第１の側部という）の上部には、冷却媒体供給マニホールド孔３５が設けられており、その下部には、燃料ガス排出マニホールド孔３２が設けられている。また、カソードセパレータ６Ｂにおける冷却媒体供給マニホールド孔３５の上部の内側には、酸化剤ガス供給マニホールド孔３３が設けられている。さらに、カソードセパレータ６Ｂにおける他方の側部（以下、第２の側部）の上部には、燃料ガス供給マニホールド孔３１が設けられており、その下部には、冷却媒体排出マニホールド孔３６が設けられている。また、カソードセパレータ６Ｂにおける冷却媒体排出マニホールド孔３６の下部の内側には、酸化剤ガス排出マニホールド孔３４が設けられている。
【００５４】
そして、図４及び図５に示すように、カソードセパレータ６Ｂの内面には、酸化剤ガス流路９と連通するように、溝状の上流サブガス流路９１と溝状の下流サブガス流路９２が設けられている。上流サブガス流路９１は、その上流端が、酸化剤ガス供給マニホールド孔３３に接続されていて、その下流端は、酸化剤ガス流路９（の上流端側）に連通されている。下流サブガス流路９２は、その上流端が、酸化剤ガス流路９（の下流端側）に連通されていて、その下流端は、酸化剤ガス排出マニホールド孔３４に接続されている。
【００５５】
また、図２及び図４に示すように、カソードセパレータ６Ｂは、その中央部が平坦になるように形成されている。ここで、カソードセパレータ６Ｂの中央部とは、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、カソードセパレータ６Ｂの他方の主面（カソードセパレータ６Ｂのカソード電極４Ｂと接触する一方の主面と反対側の主面）の中央部分をいう。より詳しくは、カソードセパレータ６Ｂの中央部とは、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、カソードセパレータ６Ｂの他方の主面におけるカソード電極４Ｂと重なる部分の少なくとも一部をいい、本実施の形態１においては、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、カソード電極４Ｂと重なる部分のうち、上流サブガス流路９１と下流サブガス流路９２以外の部分をいう。また、平坦とは、カソードセパレータ６Ｂの面方向において、巨視的に見て、凹凸が形成されていない形状をいい、例えば、プレス機や切削機で反応ガス流路や冷却媒体流路となるような凹凸を形成されていない形状をいう。換言すると、カソードセパレータ６Ｂの中央部が全体として平坦になるように形成されているとは、カソードセパレータ６Ｂを構成する金属板の中央部が、全体として、平らな状態であればよく、燃料電池５０を積層して締結する際に、その締結圧により修正することができる程度の反りや撓みを有していてもよいことをいう。なお、本発明の作用効果を奏する範囲内で、カソードセパレータ６Ｂの中央部の一部が、平坦でないように形成されていてもよい。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、酸化剤ガス流路９のメインガス流路部９ｂに、１つの縞部１２ａを設ける構成としたが、これに限定されず、縞部１２ａを設けない形態を採用してもよく、複数の縞部１２ａを設ける形態を採用してもよい。
【００５７】
次に、アノードセパレータ６Ａの構成について、図２及び図６を参照しながら詳細に説明する。
【００５８】
図６は、図２に示す燃料電池１００のアノードセパレータ６Ａの概略構成を示す模式図である。なお、図６において、アノードセパレータ６Ａにおける上下方向を図における上下方向として表している。
【００５９】
図２に示すように、アノードセパレータ６Ａは、その周縁部を除いて、断面形状が、コルゲート状（波状）に形成されていて、アノードセパレータ６Ａの内面における凹部が燃料ガス流路８を構成し、その外面における凹部が冷却媒体流路１０を構成する。
【００６０】
また、図６に示すように、アノードセパレータ６Ａは、板状で、略４角形（ここでは、矩形）に形成されており、その周縁部には、燃料ガス供給マニホールド孔３１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。なお、各マニホールド孔の配置は、カソードセパレータ６Ｂと同じなので、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
アノードセパレータ６Ａの内面には、溝状の燃料ガス流路８が、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、全体として直線状に形成されている。そして、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９は、いわゆる並行流となるように構成されている。ここで、並行流とは、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９は、一部に酸化剤ガスと燃料ガスが互いに対向するように流れる部分を有するが、燃料電池１００の厚み方向から見て、巨視的に（全体として）酸化剤ガスと燃料ガスの上流から下流への全体的な流れの方向が互いに一致するように構成されていることをいう。
【００６２】
燃料ガス流路８は、上流サブガス流路８１と、下流サブガス流路８３と、上流サブガス流路８１と下流サブガス流路８３を連通するメインガス流路８２と、を有している。上流サブガス流路８１の上流端は、燃料ガス供給マニホールド孔３１に接続され、燃料ガス流路８の上流端を構成する。また、上流サブガス流路８１の下流端は、メインガス流路８２の上流端と連通している。メインガス流路８２は、上下方向に直線状に延びるように形成されていて、その下流端は、下流サブガス流路８３の上流端と連通している。また、下流サブガス流路８３の下流端は、燃料ガス排出マニホールド孔３２に接続され、燃料ガス流路８の下流端を構成する。また、燃料ガス流路８のメインガス流路８２とメインガス流路８２との間の部分が、第１リブ部１１を形成する。なお、本実施の形態においては、メインガス流路８２に、上下方向に直線状に延びるように、縞部１１ａが設けられており、該縞部１１ａも第１リブ部１１を構成する。
【００６３】
そして、燃料ガス流路８は、複数の直線状の第１リブ部１１が並走するように形成されている。ここで、並走するとは、互いに並んで設けられていることをいい、複数の第１リブ部１１のうち、１の第１リブ部１１を特定し、該特定した第１リブ部１１に沿って、他の第１リブ部１１が形成されていることをいう。そして、「燃料ガス流路８が、複数の直線状の第１リブ部１１が並走するように形成されている」とは、燃料ガス流路を構成する複数の連通ガス流路が、その上流端から下流端に向かって、全体として、該連通ガス流路を通流する燃料ガスの流れる方向が一致するように設けられていることをいう。従って、複数の連通ガス流路が、その上流端から下流端まで完全に並んで設けられている必要がなく、複数の連通ガス流路が、互いに並んで設けられていない部分を有していてもよい。なお、本実施の形態１においては、第１リブ部１１と第２リブ部１２は、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、並走するように形成されている。
【００６４】
そして、このように構成された燃料電池５０を積層して、セル積層体７０を構成し、端板６１及び端板６２でセル積層体７０を挟んで締結することで、燃料電池スタック１００を製造することができる。このとき、本実施の形態１に係る燃料電池５０及びそれを備える燃料電池スタック１００では、カソードセパレータ６Ｂの中央部が全体として平坦になるように形成されているので、アノードセパレータ６Ａやカソードガス拡散層３Ｂとの接触面を確実に確保することができ、安定した電池性能を確保することができる。また、本実施の形態１に係る燃料電池５０及びそれを備える燃料電池スタック１００では、燃料電池スタック１００を締結するときに、カソードガス拡散層３Ｂ、アノードセパレータ６Ａ、及びカソードセパレータ６Ｂの位置ずれすることにより、カソードセパレータ６Ｂとアノードセパレータ６Ａとの接触面積やカソードセパレータ６Ｂとカソードガス拡散層３Ｂとの接触面積の減少を抑制することができ、また、局所荷重による構成部材が変形し、それによる反応ガスや冷却媒体の分配性悪化等の供給障害を抑制することができる。
【００６５】
次に、本実施の形態１に係る燃料電池５０及びそれを備える燃料電池スタック１００の変形例について説明する。
【００６６】
［変形例１］
図７は、本実施の形態１に係る高分子電解質形燃料電池の変形例１における高分子電解質形燃料電池のカソードガス拡散層の概略構成を示す模式図である。また、図８は、本変形例１の高分子電解質形燃料電池のカソードセパレータの概略構成を示す模式図である。さらに、図９は、図８に示すカソードセパレータに、図７に示すカソードガス拡散層を重ねて、カソードセパレータの厚み方向から透視した模式図である。なお、図７において、カソードガス拡散層における上下方向を図における上下方向として表し、図８及び図９において、カソードセパレータにおける上下方向を図における上下方向として表している。また、図９においては、酸化剤ガス流路９を一点差線で示し、上流サブガス流路と下流サブガス流路のうち、カソード電極と重なる部分を仮想線（二点差線）で示している。
【００６７】
図７乃至図９に示すように、本変形例１の高分子電解質形燃料電池（以下、燃料電池）５０では、カソードガス拡散層３Ｂに形成された酸化剤ガス流路９の形状と、カソードセパレータ６Ｂに形成された上流サブガス流路９１及び下流サブガス流路９２の形状と、が、実施の形態１に係る燃料電池５０と異なる。
【００６８】
具体的には、図７に示すように、酸化剤ガス流路９は上下方向に直線状に延びるように形成されている。また、複数の酸化剤ガス流路９の間の部分が、第２リブ部１２を構成する。
【００６９】
また、図８に示すように、上流サブガス流路９１は、クランク状に形成された上流連通部９１ａとＵ字状に形成された分流部９１ｂとを有している。上流連通部９１ａの上流端は、酸化剤ガス供給マニホールド孔３３に接続されていて、上流サブガス流路９１の上流端を構成する。また、上流連通部９１ａの下流端は、分流部９１ｂの上流端に接続されている。分流部９１ｂの下流部は、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の上流部と重なるように形成されている（図９参照）。これにより、上流サブガス流路９１を通流した酸化剤ガスが酸化剤ガス流路９に供給される。
【００７０】
下流サブガス流路９２は、クランク状に形成された下流連通部９２ａとＵ字状に形成された分流部９２ｂとを有している。分流部９２ｂの上流部は、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の下流部と重なるように形成されている（図９参照）。下流連通部９２ａの上流端は、分流部９２ｂの下流端に接続されている。また、下流連通部９２ａの下流端は、酸化剤ガス排出マニホールド孔３４に接続されていて、下流サブガス流路９２の下流端を構成する。
【００７１】
このように構成された、本変形例１の燃料電池５０及びそれを備える燃料電池スタック１００であっても、実施の形態１に係る燃料電池５０及び燃料電池スタック１００と同様の作用効果を奏する。
【００７２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る高分子電解質形燃料電池及びそれを備える燃料電池スタックは、膜補強部材を備えている態様を例示するものである。
【００７３】
［燃料電池スタックの構成］
図１０は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池スタックにおけるセル積層体の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、図１０においては、セル積層体を構成する高分子電解質燃料電池の一部を展開している。
【００７４】
図１０に示すように、本発明の実施の形態２に係る燃料電池スタック１００（高分子電解質形燃料電池５０（以下、燃料電池５０））は、実施の形態１に係る燃料電池スタック１００（燃料電池５０）と基本的構成は同じであるが、高分子電解質膜１の周縁部に配置された膜補強部材１３Ａ、１３Ｂを備えている点と、膜補強部材１３Ｂに上流サブガス流路９１及び下流サブガス流路９２が形成されている点（図１１参照）と、が異なる。また、本実施の形態２に係る燃料電池スタック１００（燃料電池５０）は、カソードセパレータ６Ｂ及びガスケット７Ａ、７Ｂの形状が実施の形態１に係る燃料電池スタック１００（燃料電池５０）と異なる。なお、ガスケット７Ａ、７Ｂは、例えば、特開２００６−３１０２８８号公報に記載されているような連環状（複数のＯリングを連結した形状）に形成されたガスケットを使用してもよく、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
具体的には、高分子電解質膜１の一方の主面（アノード電極４Ａが配置されている主面）には、膜補強部材１３Ａが配置されている。また、高分子電解質膜１の他方の主面（カソード電極４Ｂが配置されている主面）には、膜補強部材１３Ｂが配置されている。ここで、図１１及び図１２を参照しながら、膜補強部材１３Ｂの形状について詳細に説明する。なお、膜補強部材１３Ａの形状は、上流サブガス流路９１及び下流サブガス流路９２が形成されていない点以外は、膜補強部材１３Ｂの形状と基本的には同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
図１１は、図１０に示す燃料電池５０における膜補強部材１３Ｂの概略構成を示す模式図である。また、図１２は、図１１に示す膜補強部材１３Ｂに図３に示すカソードガス拡散層３Ｂを重ねた模式図である。なお、図１１及び図１２においては、膜補強部材１３Ｂにおける上下方向を図における上下方向として表している。
【００７７】
図１１及び図１２に示すように、膜補強部材１３Ｂは、高分子電解質膜１と相似の矩形に形成されており、その外周面は高分子電解質膜１の外周面と面一になるように形成されている（図１０参照）。また、膜補強部材１３Ｂの主面には、開口１４が設けられている。開口１４は、カソードガス拡散層３Ｂの主面と同じ大きさに（または、それよりも若干大きく）形成されている（図１０参照）。すなわち、膜補強部材１３Ｂは、環状に形成されている。
【００７８】
また、膜補強部材１３Ｂの主面には、燃料ガス供給マニホールド孔３１等の各マニホールド孔が設けられている。なお、燃料ガス供給マニホールド孔３１等の各マニホールド孔の位置は、カソードセパレータ６Ｂに設けられた燃料ガス供給マニホールド孔３１等の各マニホールド孔と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７９】
さらに、膜補強部材１３Ｂのカソードセパレータ６Ｂと接触する一方の主面には、上流サブガス流路９１及び下流サブガス流路９２が形成されている。上流サブガス流路９１の上流端は、酸化剤ガス供給マニホールド孔３３に接続されている。また、上流サブガス流路９１の下流端は、開口１４に接続されていて、図１２に示すように、酸化剤ガス流路９の上流連通部９ａ（酸化剤ガス流路９の上流端）に連通するように形成されている。一方、下流サブガス流路９２の上流端は、開口１４に接続されていて、図１２に示すように、下流連通部９ｃ（酸化剤ガス流路９の下流端）に連通するように形成されている。また、下流サブガス流路９２の下流端は、酸化剤ガス排出マニホールド孔３４に接続されている。
【００８０】
次に、図１３を参照しながら、カソードセパレータ６Ｂの形状について説明する。
【００８１】
図１３は、図１０に示す燃料電池５０におけるカソードセパレータ６Ｂの概略構成を示す模式図である。なお、図１３では、カソードセパレータ６Ｂにおける上下方向を図における上下方向として表している。
【００８２】
図１３に示すように、本実施の形態２に係る燃料電池スタック１００（燃料電池５０）では、カソードセパレータ６Ｂの中央部である、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、カソードセパレータ６Ｂの他方の主面におけるカソード電極４Ｂと重なる部分が、平坦になるように形成されている。
【００８３】
このように構成された本実施の形態２に係る燃料電池スタック１００（燃料電池５０）であっても、実施の形態１に係る燃料電池スタック１００（燃料電池５０）と同様の作用効果を奏する。
【００８４】
なお、本実施の形態２においては、膜補強部材１３Ｂの一方の主面に、上流サブガス流路９１及び下流サブガス流路９２の両方を形成する形態を採用したが、これに限定されず、例えば、膜補強部材１３Ｂの一方の主面に、上流サブガス流路９１を形成し、カソードセパレータ６Ｂの内面に、下流サブガス流路９２を形成する形態を採用してもよい。また、例えば、膜補強部材１３Ｂの一方の主面に、下流サブガス流路９２を形成し、カソードセパレータ６Ｂの内面に、上流サブガス流路９１を形成する形態を採用してもよい。すなわち、膜補強部材１３Ｂの一方の主面に、上流サブガス流路９１及び下流サブガス流路９２の少なくとも一方の流路を形成し、カソードセパレータ６Ｂの内面に、上流サブガス流路９１及び下流サブガス流路９２の少なくとも他方の流路を形成する形態を採用してもよい。
【００８５】
そして、カソードセパレータ６Ｂの内面に、上流サブガス流路９１及び下流サブガス流路９２の少なくとも他方の流路が形成されている場合には、カソードセパレータ６Ｂの中央部は、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、カソードセパレータ６Ｂの他方の主面におけるカソード電極４Ｂと重なる部分のうち、上流サブガス流路９１及び／又は下流サブガス流路９２が形成されている部分以外の部分をいう。
【００８６】
また、カソードセパレータ６Ｂの内面に形成される上流サブガス流路９１及び／又は下流サブガス流路９２の形状は、酸化剤ガス流路９に連通するように形成されていれば、どの様な形状であってもよく、例えば、実施の形態１で説明したような形状であってもよく、また、変形例１で説明したような形状であってもよい。
【００８７】
なお、上記実施の形態（変形例を含む）においては、燃料ガス流路８及び酸化剤ガス流路９をいわゆるストレート状に形成したが、これに限定されず、燃料ガス流路８は、複数の直線状の第１リブ部１１が互いに並走するように形成されていれば、どの様な形状であってもよく、例えば、サーペンタイン状に形成されていてもよい。同様に、酸化剤ガス流路９は、複数の直線状の第２リブ部１２が互いに並走するように形成されていれば、どの様な形状であってもよく、例えば、サーペンタイン状に形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の高分子電解質形燃料電池及び燃料電池スタックは、燃料電池を締結する際にセパレータの位置がずれても、セパレータの接触面積の低下を抑制し、安定した電池性能を確保することが可能な高分子電解質形燃料電池及び燃料電池スタックとして、燃料電池の分野で有用である。
【符号の説明】
【００８９】
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  アノード電極（第１電極）
４Ｂ  カソード電極（第２電極）
５  ＭＥＡ（ＭｅｍＢｒＡｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−ＡｓｓｅｍＢｌｙ：膜電極接合体）
６Ａ  アノードセパレータ（第１セパレータ）
６Ｂ  カソードセパレータ（第２セパレータ）
７Ａ  ガスケット
７Ｂ  ガスケット
７Ｃ  ガスケット
８  燃料ガス流路（第１反応ガス流路）
９  酸化剤ガス流路（第２反応ガス流路）
９ａ  上流連通部
９ｂ  メインガス流路部
９ｃ  下流連通部
１０  冷却媒体流路
１１  第１リブ部
１１ａ  縞部（第１リブ部）
１２  第２リブ部
１２ａ  縞部（第２リブ部）
３１  燃料ガス供給マニホールド孔
３２  燃料ガス排出マニホールド孔
３３  酸化剤ガス供給マニホールド孔
３４  酸化剤ガス排出マニホールド孔
３５  冷却媒体供給マニホールド孔
３６  冷却媒体排出マニホールド孔
５０  燃料電池
６１  端板
６２  端板
７０  セル積層体
８１  上流サブガス流路
８２  メインガス流路
８３  下流サブガス流路
９１  上流サブガス流路
９２  下流サブガス流路
１００  燃料電池スタック
１３１  燃料ガス供給マニホールド
１３２  燃料ガス排出マニホールド
１３３  酸化剤ガス供給マニホールド
１３４  酸化剤ガス排出マニホールド
１３５  冷却媒体供給マニホールド
１３６  冷却媒体排出マニホールド
３００  燃料電池
３０１Ａ  金属セパレータ
３０１Ｂ  金属セパレータ
３０３Ａ  凸部
３０３Ｂ  凸部
３０４Ａ  凹部
【図１】
2011258428.tif 000003
【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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