(57)【要約】【課題】反応ガス流路側の生成水の排出性を向上させるとともに、良好に小型化を図ることを可能にする。【解決手段】燃料電池１０を構成するカソード側金属セパレータ１２の面１２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２８ａと酸化剤ガス出口連通孔２８ｂとに連通する酸化剤ガス流路３０が形成される。カソード側金属セパレータ１２には、中間高さ部３８ａ、３８ｂから酸化剤ガス流路３０側に突出して連続ガイド流路４２ａ、４２ｂを構成する複数の連続した線状ガイド突起部４０ａ、４０ｂが設けられる。各線状ガイド突起部４０ａ、４０ｂは、直線状流路３４ａを形成する直線状流路突起部３４ｂの端部に連続的に接続されるとともに、屈曲部位４１ａ、４１ｂを有し且つ段階的に異なる長さに設定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両面に電極が設けられた電解質・電極構造体と波板形状の金属セパレータとが積層され、前記金属セパレータの一方の面には、燃料ガス又は酸化剤ガスが流通される反応ガス流路が形成されるとともに、積層方向に貫通して前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスが流通される反応ガス連通孔が形成される燃料電池であって、
前記金属セパレータは、前記反応ガス流路の端部と前記反応ガス連通孔との間にバッファ部を設け、
前記バッファ部は、複数の連続した線状ガイド突起部を設けるとともに、
前記線状ガイド突起部は、屈曲部位を有し且つ段階的に異なる長さに設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記バッファ部は、多角形状の外形線を有し、
複数の前記線状ガイド突起部は、前記屈曲部位の前後で前記バッファ部の前記外形線に平行に配置されることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池において、複数の前記線状ガイド突起部は、少なくとも前記反応ガス連通孔側の端部又は前記反応ガス流路側の端部同士の間隔が、等間隔に設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池において、複数の前記線状ガイド突起部は、前記反応ガス流路を構成する線状流路突起部の端部に連続的に接続されることを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池において、複数の前記線状ガイド突起部は、前記バッファ部の中間高さ部から前記反応ガス流路側に突出する一方、
前記バッファ部の中間高さ部から前記反応ガス流路とは反対側に複数のエンボス部が突出することを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質の両面に電極が設けられた電解質・電極構造体と波板形状の金属セパレータとが積層され、前記金属セパレータの一方の面には、燃料ガス又は酸化剤ガスが流通される反応ガス流路が形成されるとともに、積層方向に貫通して前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスが流通される反応ガス連通孔が形成される燃料電池に関する。
【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電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した単位セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の単位セルを積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池では、一方のセパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路が設けられるとともに、他方のセパレータの面内に、カソード側電極に対向して酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路が設けられている。また、セパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が、前記セパレータの面方向に沿って設けられている。
【０００４】
その際、セパレータには、燃料電池の積層方向に貫通して燃料ガスを流す燃料ガス連通孔、酸化剤ガスを流す酸化剤ガス連通孔及び冷却媒体を流す冷却媒体連通孔が形成される、所謂、内部マニホールド型燃料電池を構成する場合がある。
【０００５】
この種の燃料電池として、例えば、特許文献１が知られている。図１０に示すように、この特許文献１に開示されているセパレータ１は、例えば、燃料ガス流路２を設けるとともに、前記燃料ガス流路２は、主流路部３を有している。主流路部３は、配流部４及び合流部５を介して入口マニホールド６ａ及び出口マニホールド６ｂに連通している。
【０００６】
主流路部３は、複数のリブ７ａにより分割されており、配流部４及び合流部５は、複数のリブ７ｂ、７ｃにより分割されている。各リブ７ｂ、７ｃは、長手方向の途中で分割部８ａ、８ｂにより複数に分割されている。各リブ７ｂ、７ｃの分割部８ａ、８ｂは、隣接するリブ７ｂ、７ｃの分割部８ａ、８ｂとはセパレータ１の長手方向に位置をずらせて配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１７２９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のセパレータ１では、各リブ７ｂ、７ｃが分割部８ａ、８ｂにより複数に分割されているため、前記分割部８ａ、８ｂに生成水が滞留し易い。その際、燃料ガスや酸化剤ガスは、生成水を迂回してリブ７ｂ、７ｃ間を流れるため、前記生成水が排出されないおそれがある。これにより、燃料ガスや酸化剤ガスの流れが阻害されてしまい、発電性能が低下するという問題がある。
【０００９】
しかも、燃料電池スタックの外部から水が導入された際には、この水が滞留して排出されず、発電性能が低下するおそれがある。
【００１０】
さらに、各リブ７ｂ、７ｃが分割部８ａ、８ｂにより複数に分割されているため、実質的に発電に寄与しない配流部４及び合流部５の面積が大きくなる。従って、セパレータ１全体が大型化するという問題がある。
【００１１】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、反応ガス流路側の生成水の排出性を向上させるとともに、良好に小型化を図ることが可能な燃料電池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】
【００１２】
本発明は、電解質の両面に電極が設けられた電解質・電極構造体と波板形状の金属セパレータとが積層され、前記金属セパレータの一方の面には、燃料ガス又は酸化剤ガスが流通される反応ガス流路が形成されるとともに、積層方向に貫通して前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスが流通される反応ガス連通孔が形成される燃料電池に関するものである。
【００１３】
金属セパレータは、反応ガス流路の端部と反応ガス連通孔との間にバッファ部を設け、前記バッファ部は、複数の連続した線状ガイド突起部を設けるとともに、前記線状ガイド突起部は、屈曲部位を有し且つ段階的に異なる長さに設定されている。
【００１４】
また、バッファ部は、多角形状の外形線を有し、複数の線状ガイド突起部は、屈曲部位の前後で前記バッファ部の前記外形線に平行に配置されることが好ましい。
【００１５】
さらに、複数の線状ガイド突起部は、少なくとも反応ガス連通孔側の端部又は反応ガス流路側の端部同士の間隔が、等間隔に設定されることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、複数の線状ガイド突起部は、反応ガス流路を構成する線状流路突起部の端部に連続的に接続されることが好ましい。
【００１７】
また、複数の線状ガイド突起部は、バッファ部の中間高さ部から反応ガス流路側に突出する一方、前記バッファ部の中間高さ部から前記反応ガス流路とは反対側に複数のエンボス部が突出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、バッファ部は、複数の連続した線状ガイド突起部を設けるとともに、前記線状ガイド突起部は、屈曲部位を有し且つ段階的に異なる長さに設定されている。このため、反応ガスが生成水を迂回して流通することがなく、前記反応ガスにより前記生成水を容易且つ確実に排出させるとともに、該反応ガスを均一に供給することができ、所望の発電性能を良好に維持することが可能になる。しかも、バッファ部は、有効に狭小化することができ、燃料電池全体の小型化が容易に図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池を構成するカソード側金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図３】前記カソード側金属セパレータの要部拡大説明図である。
【図４】前記カソード側金属セパレータの他方の面の説明図である。
【図５】前記カソード側金属セパレータの入口バッファ部の一部斜視説明図である。
【図６】前記カソード側金属セパレータの、図５中、ＶＩ−ＶＩ線断面説明図である。
【図７】前記燃料電池を構成するアノード側金属セパレータの正面説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図９】前記燃料電池を構成する中間金属セパレータの正面説明図である。
【図１０】特許文献１に開示されているセパレータの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、カソード側金属セパレータ１２、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）（ＭＥＡ）１４及びアノード側金属セパレータ１６を設ける。
【００２１】
カソード側金属セパレータ１２及びアノード側金属セパレータ１６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。カソード側金属セパレータ１２及びアノード側金属セパレータ１６は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有する。
【００２２】
電解質膜・電極構造体１４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１８と、前記固体高分子電解質膜１８を挟持するカソード側電極２０及びアノード側電極２２とを備える。
【００２３】
カソード側電極２０及びアノード側電極２２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１８の両面に形成される。
【００２４】
燃料電池１０の長辺方向（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、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔２４ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔２６ｂ、及び酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔２８ｂが設けられる。
【００２５】
燃料電池１０の長辺方向（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、酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔２８ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔２６ａ、及び燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔２４ｂが設けられる。
【００２６】
図１及び図２に示すように、カソード側金属セパレータ１２の電解質膜・電極構造体１４に向かう面１２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２８ａと酸化剤ガス出口連通孔２８ｂとに連通する酸化剤ガス流路（反応ガス流路）３０が形成される。カソード側金属セパレータ１２の他の面１２ｂには、酸化剤ガス流路３０の裏面形状である冷却媒体流路３２が形成される。
【００２７】
酸化剤ガス流路３０は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路３４ａと、前記直線状流路３４ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部（配流部）３６ａ及び出口バッファ部（合流部）３６ｂとを有する。直線状流路３４ａは、面１２ａ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）３４ｂ間に形成される。
【００２８】
なお、本発明は、少なくとも入口バッファ部３６ａ又は出口バッファ部３６ｂのいずれかに適用されるものであるが、以下、前記入口バッファ部３６ａ及び前記出口バッファ部３６ｂの両方に適用するものとする。
【００２９】
入口バッファ部３６ａは、正面視で略台形状（多角形状）の外形線３７ａ、３７ｂ及び３７ｃを有する。外形線３７ａは、燃料ガス出口連通孔２４ｂの内側壁面に平行し、外形線３７ｂは、冷却媒体入口連通孔２６ａの内側壁面（鉛直面）に平行し、さらに外形線３７ｃは、酸化剤ガス入口連通孔２８ａの内側壁面に平行する。
【００３０】
入口バッファ部３６ａは、中間高さ部３８ａから酸化剤ガス流路３０側に突出する複数の連続した線状ガイド突起部４０ａを備え、前記線状ガイド突起部４０ａにより連続ガイド流路４２ａが形成される。
【００３１】
各線状ガイド突起部４０ａは、図２及び図３に示すように、直線状流路３４ａを形成する所定位置の直線状流路突起部３４ｂの端部に連続的に接続されるとともに、屈曲部位４１ａを有し且つ段階的に異なる長さに設定される。線状ガイド突起部４０ａの直線部分４０ａａは、外形線３７ａに平行し、前記線状ガイド突起部４０ａの直線部分４０ａｂは、外形線３７ｂに平行する。
【００３２】
図３に示すように、各線状ガイド突起部４０ａは、直線状流路突起部３４ｂとの連結部分間が同一の距離Ｌ１に設定され、屈曲部位４１ａ間が同一の距離Ｌ２に設定され、鉛直部分間が同一の距離Ｌ３に設定され、さらに酸化剤ガス入口連通孔２８ａ側の端部間が同一の距離Ｌ４に設定される。
【００３３】
入口バッファ部３６ａは、ブリッジ部４４ａを介して酸化剤ガス入口連通孔２８ａに連通する。ブリッジ部４４ａは、例えば、シール部材を凹凸形状に成形することにより構成される。以下、同様である。
【００３４】
図２に示すように、出口バッファ部３６ｂは、正面視で略台形状（多角形状）の外形線３７ｄ、３７ｅ及び３７ｆを有する。外形線３７ｄは、燃料ガス入口連通孔２４ａの内側壁面に平行し、外形線３７ｅは、冷却媒体出口連通孔２６ｂの内側壁面（鉛直面）に平行し、さらに外形線３７ｆは、酸化剤ガス出口連通孔２８ｂの内側壁面に平行する。
【００３５】
出口バッファ部３６ｂは、中間高さ部３８ｂから酸化剤ガス流路３０側に突出する線状ガイド突起部４０ｂを備え、前記線状ガイド突起部４０ｂにより連続ガイド流路４２ｂが形成される。出口バッファ部３６ｂは、ブリッジ部４４ｂを介して酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに連通する。なお、出口バッファ部３６ｂは、上記の入口バッファ部３６ａと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
図４に示すように、カソード側金属セパレータ１２の他方の面１２ｂには、酸化剤ガス流路３０の裏面形状である冷却媒体流路３２が形成される。冷却媒体流路３２は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路４６ａと、前記直線状流路４６ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部４８ａ及び出口バッファ部４８ｂとを有する。
【００３７】
直線状流路４６ａは、面１２ｂ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）４６ｂ間に形成される。直線状流路４６ａは、直線状流路突起部３４ｂの裏面形状である一方、直線状流路突起部４６ｂは、直線状流路３４ａの裏面形状である。入口バッファ部４８ａは、入口バッファ部３６ａの裏面形状である一方、出口バッファ部４８ｂは、出口バッファ部３６ｂの裏面形状である（図５参照）。
【００３８】
図５及び図６に示すように、入口バッファ部４８ａは、中間高さ部３８ａから冷却媒体流路３２側に突出するエンボス部５０ａを備え、前記エンボス部５０ａによりエンボス流路５２ａが形成される。中間高さ部３８ａから連続ガイド流路４２ａの深さは、前記中間高さ部３８ａからエンボス流路５２ａの深さと同等に設定される。入口バッファ部４８ａは、ブリッジ部５３ａを介して冷却媒体入口連通孔２６ａに連通する（図４参照）。
【００３９】
図４に示すように、出口バッファ部４８ｂは、中間高さ部３８ｂから冷却媒体流路３２側に突出するエンボス部５０ｂを備え、前記エンボス部５０ｂによりエンボス流路５２ｂが形成される。出口バッファ部４８ｂは、ブリッジ部５３ｂを介して冷却媒体出口連通孔２６ｂに連通する。
【００４０】
図７に示すように、アノード側金属セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１４に向かう面１６ａには、燃料ガス流路（反応ガス流路）５４が形成されるとともに、面１６ｂには、前記燃料ガス流路５４の裏面形状である冷却媒体流路３２が形成される。
【００４１】
燃料ガス流路５４は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路５６ａと、前記直線状流路５６ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部５８ａ及び出口バッファ部５８ｂとを有する。直線状流路５６ａは、面１６ａ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）５６ｂ間に形成される。
【００４２】
入口バッファ部５８ａは、正面視で略台形状（多角形状）の外形線３７ａ、３７ｂ及び３７ｃを有する。外形線３７ａは、酸化剤ガス出口連通孔２８ｂの内側壁面に平行し、外形線３７ｂは、冷却媒体出口連通孔２６ｂの内側壁面（鉛直面）に平行し、さらに外形線３７ｃは、燃料ガス入口連通孔２４ａの内側壁面に平行する。
【００４３】
入口バッファ部５８ａは、中間高さ部６０ａから燃料ガス流路５４側に突出する複数の連続した線状ガイド突起部６２ａを備え、前記線状ガイド突起部６２ａにより連続ガイド流路６４ａが形成される。
【００４４】
各線状ガイド突起部６２ａは、直線状流路５６ａを形成する直線状流路突起部５６ｂの端部に連続的に接続されるとともに、屈曲部位４１ａを有し且つ段階的に異なる長さに設定される。線状ガイド突起部６２ａは、上記の線状ガイド突起部４０ａと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。入口バッファ部５８ａは、ブリッジ部６５ａを介して燃料ガス入口連通孔２４ａに連通する。
【００４５】
出口バッファ部５８ｂは、正面視で略台形状（多角形状）の外形線３７ｄ、３７ｅ及び３７ｆを有する。外形線３７ｄは、酸化剤ガス入口連通孔２８ａの内側壁面に平行し、外形線３７ｅは、冷却媒体入口連通孔２６ａの内側壁面（鉛直面）に平行し、さらに外形線３７ｆは、燃料ガス出口連通孔２４ｂの内側壁面に平行する。
【００４６】
出口バッファ部５８ｂは、中間高さ部６０ｂから燃料ガス流路５４側に突出する複数の連続した線状ガイド突起部６２ｂを備え、前記線状ガイド突起部６２ｂにより連続ガイド流路６４ｂが形成される。
【００４７】
各線状ガイド突起部６２ｂは、直線状流路５６ａを形成する直線状流路突起部５６ｂの端部に連続的に接続されるとともに、屈曲部位４１ｂを有し且つ段階的に異なる長さに設定される。線状ガイド突起部６２ｂは、上記の線状ガイド突起部４０ｂと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。出口バッファ部５８ｂは、ブリッジ部６５ｂを介して燃料ガス出口連通孔２４ｂに連通する。
【００４８】
アノード側金属セパレータ１６の他方の面１６ｂには、図１に示すように、燃料ガス流路５４の裏面形状である冷却媒体流路３２が形成される。冷却媒体流路３２は、カソード側金属セパレータ１２と同様に構成されており、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。
【００４９】
カソード側金属セパレータ１２の面１２ａ、１２ｂには、前記カソード側金属セパレータ１２の外周縁部を周回して第１シール部材７０が一体成形される。アノード側金属セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、このアノード側金属セパレータ１６の外周縁部を周回して、第２シール部材７２が一体成形される。
【００５０】
このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００５１】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２８ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔２４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔２６ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００５２】
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔２８ａからカソード側金属セパレータ１２の酸化剤ガス流路３０に導入される。この酸化剤ガスは、入口バッファ部３６ａから直線状流路３４ａに沿って矢印Ｂ方向（水平方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１４のカソード側電極２０に供給される。
【００５３】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔２４ａからアノード側金属セパレータ１６の燃料ガス流路５４に導入される。この燃料ガスは、図７に示すように、入口バッファ部５８ａから直線状流路５６ａに沿って水平方向（矢印Ｂ方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１４のアノード側電極２２に供給される。
【００５４】
従って、電解質膜・電極構造体１４では、カソード側電極２０に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極２２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て、発電が行われる。
【００５５】
次いで、電解質膜・電極構造体１４のカソード側電極２０に供給されて消費された酸化剤ガスは、出口バッファ部３６ｂから酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、電解質膜・電極構造体１４のアノード側電極２２に供給されて消費された燃料ガスは、出口バッファ部５８ｂから燃料ガス出口連通孔２４ｂに排出される。
【００５６】
一方、冷却媒体入口連通孔２６ａに供給された冷却媒体は、燃料電池１０を構成するカソード側金属セパレータ１２とアノード側金属セパレータ１６との間に形成された冷却媒体流路３２に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、入口バッファ部４８ａから直線状流路４６ａに沿って移動し、電解質膜・電極構造体１４を冷却した後、出口バッファ部４８ｂから冷却媒体出口連通孔２６ｂに排出される。
【００５７】
この場合、第１の実施形態では、例えば、酸化剤ガス流路３０において、図２に示すように、入口バッファ部３６ａは、複数の連続した線状ガイド突起部４０ａを設けるとともに、前記線状ガイド突起部４０ａは、屈曲部位４１ａを有し且つ段階的に異なる長さに設定されている。一方、出口バッファ部３６ｂは、同様に複数の連続した線状ガイド突起部４０ｂを設けるとともに、前記線状ガイド突起部４０ｂは、屈曲部位４１ｂを有し且つ段階的に異なる長さに設定されている。
【００５８】
従って、酸化剤ガス流路３０では、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂに連続ガイド流路４２ａ、４２ｂが設けられるため、生成水を迂回して酸化剤ガスが流通することがない。このため、酸化剤ガスにより、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂから生成水を容易且つ確実に排出させるとともに、前記酸化剤ガスを均一に供給することができ、所望の発電性能を良好に維持することが可能になる。
【００５９】
しかも、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂは、有効に狭小化することができ、燃料電池１０全体の小型化が容易に図られるという効果が得られる。
【００６０】
さらに、線状ガイド突起部４０ａの直線部分４０ａａは、外形線３７ａに平行し、前記線状ガイド突起部４０ａの直線部分４０ａｂは、外形線３７ｂに平行している。
【００６１】
さらにまた、各線状ガイド突起部４０ａは、図３に示すように、直線状流路突起部３４ｂとの連結部分間が同一の距離Ｌ１に設定され、屈曲部位４１ａ間が同一の距離Ｌ２に設定され、鉛直部分間が同一の距離Ｌ３に設定され、さらに酸化剤ガス入口連通孔２８ａ側の端部間が同一の距離Ｌ４に設定される。一方、各線状ガイド突起部４０ｂは、上記の線状ガイド突起部４０ａと同様に構成されている。
【００６２】
これにより、酸化剤ガス流路３０では、酸化剤ガスが発電面全面に沿って円滑且つ均一に供給され、良好な発電性能を確実に得ることが可能になるという利点がある。また、燃料ガス流路５４では、上記の酸化剤ガス流路３０と同様の効果が得られる。
【００６３】
さらに、冷却媒体流路３２では、入口バッファ部４８ａ及び出口バッファ部４８ｂにエンボス流路５２ａ、５２ｂが設けられている。このため、冷却媒体の配流性が有効に向上するという利点がある。しかも、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂと入口バッファ部５８ａ及び出口バッファ部５８ｂとを介して、電解質膜・電極構造体１４を支持することができる。
【００６４】
これにより、燃料電池１０は、酸化剤ガス及び燃料ガスの供給不足による発電性能の低下を良好に阻止することが可能になるとともに、所望の冷却機能を有し、前記燃料電池１０を良好に発電させることができるという効果が得られる。
【００６５】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池８０の要部分解斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池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。
【００６６】
燃料電池８０は、カソード側金属セパレータ１２、第１電解質膜・電極構造体１４ａ、中間金属セパレータ８２、第２電解質膜・電極構造体１４ｂ及びアノード側金属セパレータ１６を設ける。
【００６７】
図９に示すように、中間金属セパレータ８２の第１電解質膜・電極構造体１４ａに向かう面８２ａには、燃料ガス流路（反応ガス流路）８４が形成されるとともに、第２電解質膜・電極構造体１４ｂに向かう面８２ｂには、前記燃料ガス流路８４の裏面形状である酸化剤ガス流路（反応ガス流路）８６が形成される。
【００６８】
燃料ガス流路８４は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路８８ａと、前記直線状流路８８ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部９０ａ及び出口バッファ部９０ｂとを有する。直線状流路８８ａは、面８２ａ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）８８ｂ間に形成される。
【００６９】
入口バッファ部９０ａは、正面視で略台形状（多角形状）の外形線３７ａ、３７ｂ及び３７ｃを有する。入口バッファ部９０ａは、中間高さ部９２ａから燃料ガス流路８４側に突出する複数の連続した線状ガイド突起部９４ａを備え、前記線状ガイド突起部９４ａにより連続ガイド流路９６ａが形成される。
【００７０】
出口バッファ部９０ｂは、中間高さ部９２ｂから燃料ガス流路８４側に突出する線状ガイド突起部９４ｂを備え、前記線状ガイド突起部９４ｂにより連続ガイド流路９６ｂが形成される。線状ガイド突起部９４ａ、９４ｂは、線状ガイド突起部６２ａ、６２ｂと同様に構成される。
【００７１】
図８に示すように、酸化剤ガス流路８６は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路９８ａと、前記直線状流路９８ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部１００ａ及び出口バッファ部１００ｂとを有する。直線状流路９８ａは、面８２ｂ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）９８ｂ間に形成される。
【００７２】
入口バッファ部１００ａは、中間高さ部９２ｂから酸化剤ガス流路８６側に突出するエンボス部１０２ａを備え、前記エンボス部１０２ａによりエンボス流路１０４ａが形成される。出口バッファ部１００ｂは、中間高さ部９２ａから酸化剤ガス流路８６側に突出するエンボス部１０２ｂを備え、前記エンボス部１０２ｂによりエンボス流路１０４ｂが形成される。
【００７３】
このように構成される第２の実施形態では、中間金属セパレータ８２の面８２ａには、燃料ガス流路８４側に突出して入口バッファ部９０ａ及び出口バッファ部９０ｂに連続ガイド流路９６ａ、９６ｂが設けられるため、生成水を迂回して燃料ガスが流通することがない。
【００７４】
一方、中間金属セパレータ８２の面８２ｂには、酸化剤ガス流路８６側に突出して入口バッファ部１００ａ及び出口バッファ部１００ｂにエンボス流路１０４ａ、１０４ｂが設けられている。このため、酸化剤ガス流路８６では、連続ガイド流路９６ａ、９６ｂの裏面形状により酸化剤ガスの流れが影響されることがなく、前記酸化剤ガスの円滑な流通が可能になるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００７５】
１０、８０…燃料電池                １２…カソード側金属セパレータ
１４、１４ａ、１４ｂ…電解質膜・電極構造体
１６…アノード側金属セパレータ      １８…固体高分子電解質膜
２０…カソード側電極                ２２…アノード側電極
２４ａ…燃料ガス入口連通孔          ２４ｂ…燃料ガス出口連通孔
２６ａ…冷却媒体入口連通孔          ２６ｂ…冷却媒体出口連通孔
２８ａ…酸化剤ガス入口連通孔        ２８ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
３０、８６…酸化剤ガス流路          ３２…冷却媒体流路
３４ａ、４６ａ、５６ａ、８８ａ、９８ａ…直線状流路
３４ｂ、４６ｂ、５６ｂ、８８ｂ、９８ｂ…直線状流路突起部
３６ａ、４８ａ、５８ａ、９０ａ、１００ａ…入口バッファ部
３６ｂ、４８ｂ、５８ｂ、９０ｂ、１００ｂ…出口バッファ部
３７ａ〜３７ｆ…外形線
３８ａ、３８ｂ、６０ａ、６０ｂ、９２ａ、９２ｂ…中間高さ部
４０ａ、４０ｂ、６２ａ、６２ｂ、９４ａ、９４ｂ…線状ガイド突起部
４２ａ、４２ｂ、６４ａ、６４ｂ、９６ａ、９６ｂ…連続ガイド流路
５０ａ、５０ｂ、１０２ａ、１０２ｂ…エンボス部
５２ａ、５２ｂ、１０４ａ、１０４ｂ…エンボス流路
５４、８４…燃料ガス流路            ８２…中間金属セパレータ
【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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