(57)【要約】      （修正有）【課題】高分子電解質形燃料電池を高温低加湿条件下で運転するような場合に、高分子電解質膜の劣化を抑制することができる高分子電解質形燃料電池を提供する。【解決手段】高分子電解質膜と一対の電極を有する膜−電極接合体と、一方の主面に溝状の第１反応ガス流路８が屈曲するように形成された第１セパレータ６Ａと、一方の主面に溝状の第２反応ガス流路９が屈曲するように形成された第２セパレータと、を備え、第１反応ガス流路８は、第１セパレータ６Ａの厚み方向から見て、第２反応ガス流路９の上流端から最初に電極と重なる部分（以下、第２部分４２）から下流側の所定の部分までの領域（以下、第２特定領域５２）を迂回するように形成されている、高分子電解質形燃料電池。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜と該高分子電解質膜の周縁部より内方の部分を挟む一対の電極を有する膜−電極接合体と、
板状で、前記膜−電極接合体の前記一対の電極のうち一方の電極と接触するように配設され、前記電極と接触する一方の主面に溝状の第１反応ガス流路が屈曲するように形成された導電性の第１セパレータと、
板状で、前記膜−電極接合体前記一対の電極のうち他方の電極と接触するように配設され、前記電極と接触する一方の主面に溝状の第２反応ガス流路が屈曲するように形成された導電性の第２セパレータと、を備え、
前記第１反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２反応ガス流路の上流端から最初に前記電極と重なる部分（以下、第２部分）から下流側の所定の部分までの領域（以下、第２特定領域）を迂回するように形成され、
前記第２反応ガス流路の前記第２特定領域は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１セパレータの前記一方の主面と重なるように形成されている、高分子電解質形燃料電池。
【請求項２】
前記第１反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記電極が形成された領域よりも外側に迂回するように形成され、
前記第２反応ガス流路の前記第２特定領域は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１反応ガス流路の間に形成された第１リブ部と重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１反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、該第１反応ガス流路の迂回するように形成された部分が前記第２反応ガス流路と交差するように形成されている、請求項２に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項４】
前記第１反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２反応ガス流路の前記第２特定領域よりも内側に迂回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５】
前記第２特定領域は、前記第２部分から前記第２反応ガス流路の幅と前記第２反応ガス流路の間に形成された第２リブ部の幅との和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されている、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項６】
前記第２特定領域は、前記第２部分から前記第２反応ガス流路の幅に相当する長さまでの範囲の部分で構成されている、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項７】
前記第２セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第２反応ガス流路が形成されており、
前記第２特定領域は、前記第２部分から前記複数の第２反応ガス流路の幅の和と前記複数の第２反応ガス流路の間に形成された複数の第２リブ部の幅の和との和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されている、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項８】
前記第２セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第２反応ガス流路が形成されており、
前記第２特定領域は、前記第２部分から前記複数の第２反応ガス流路の幅の和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されている、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項９】
前記第１セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第１反応ガス流路が形成されており、
前記複数の第１反応ガス流路のうち、最も外側に位置する前記第１反応ガス流路が、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２反応ガス流路の第２特定領域を迂回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２反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１反応ガス流路の上流端から最初に前記電極と重なる部分（以下、第１部分）から下流側の所定の部分までの領域（以下、第１特定領域）を迂回するように形成され、
前記第１反応ガス流路の前記第１特定領域は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２セパレータの前記一方の主面と重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１１】
前記第２反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記電極が形成された領域よりも外側に迂回するように形成され、
前記第１反応ガス流路の前記第１特定領域は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２反応ガス流路の間に形成された第２リブ部と重なるように形成されている、請求項１０に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１２】
前記第２反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、該第２反応ガス流路の迂回するように形成された部分が前記第１反応ガス流路と交差するように形成されている、請求項１１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１３】
前記第２反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１反応ガス流路の前記第１特定領域よりも内側に迂回するように形成されている、請求項１０に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１４】
前記第１特定領域は、前記第１部分から前記第１反応ガス流路の幅と前記第１反応ガス流路の間に形成された第１リブ部の幅との和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されている、請求項１０に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１５】
前記第１特定領域は、前記第１部分から前記第１反応ガス流路の幅に相当する長さまでの範囲の部分で構成されている、請求項１０に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１６】
前記第１セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第１反応ガス流路が形成されており、
前記第１特定領域は、前記第１部分から前記複数の第１反応ガス流路の幅の和と前記複数の第１反応ガス流路の間に形成された複数の第１リブ部の幅の和との和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されている、請求項１０に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１７】
前記第１セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第１反応ガス流路が形成されており、
前記第１特定領域は、前記第１部分から前記複数の第１反応ガス流路の幅の和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されている、請求項１０に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１８】
前記第２セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第２反応ガス流路が形成されており、
前記複数の第２反応ガス流路のうち、最も外側に位置する前記第２反応ガス流路が、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１反応ガス流路の第１特定領域を迂回するように形成されている、請求項１０に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項１９】
前記第１セパレータの他方の主面及び／又は前記第２セパレータの他方の主面には、溝状の冷却媒体流路が形成されており、
前記第１反応ガス流路を通流する第１反応ガス及び前記第２反応ガス流路を通流する第２反応ガスの露点が、前記冷却媒体流路を通流する冷却媒体の温度よりも低い、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項２０】
前記第１反応ガス流路及び／又は前記第２反応ガス流路が、サーペンタイン状に形成されている、請求項１に記載の高分子電解質形燃料電池。
【請求項２１】
前記第１反応ガス流路と前記第２反応ガス流路は、並行流と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２２】
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の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンなエネルギー源として、燃料電池が注目されている。燃料電池としては、例えば、高分子電解質形燃料電池が挙げられる。高分子電解質形燃料電池（以下、ＰＥＦＣという）は、膜−電極接合体と、この膜−電極接合体を挟みかつそれぞれアノード及びカソードに接触するように配置されたアノードセパレータ及びカソードセパレータとを備えている。膜−電極接合体は、それぞれガス拡散層及び触媒層からなるアノード及びカソード（これらを電極という）を備えている。ガス拡散層には、反応ガスの流通パスとなる細孔が存在する。アノードセパレータの一方の主面には、燃料ガス流路が形成されている。カソードセパレータの一方の主面には、酸化剤ガス流路が形成されている。燃料ガス流路からアノードに供給された燃料ガス（水素）はイオン化（Ｈ＋）され、アノードのガス拡散層及び触媒層を通過し、高分子電解質膜中を水の介在によって通過して、カソード側に移動する。カソード側に到達した水素イオンは、カソードの触媒層において以下の発電反応により、水を生成する。
【０００３】
アノード側：Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
カソード側：（１／２）Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
全反応：Ｈ２＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ
生成された水（生成水）は、蒸気又は液体のまま、カソードセパレータに形成された酸化剤ガス流路に流れ込む。また、カソード側で生成された水の一部は、アノード側に移動して（いわゆる、逆拡散）、燃料ガス流路に流れ込む。酸化剤ガス流路又は燃料ガス流路に流れ込んだ生成水は、酸化剤ガス又は燃料ガスの流れに沿って、下流側に移動する。このため、電極内における局所的な水分量のばらつきが大きくなり、その結果、局所的な発電量のばらつきが大きくなる場合がある。
【０００４】
このような問題に対して、ガスが流入する第１流路と、ガスを排出する第２流路と、を備え、アノード側の第１流路とカソード側の第２流路とを電解質層を挟んで対向するように構成し、アノード側の第２流路とカソード側の第１流路とを電解質層を挟んで対向するように構成された燃料電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、アノードガス通路とカソードガス通路とが電解質膜−電極接合体を挟んで対峙する位置関係で設けられ、かつアノードガスとカソードガスとがそれぞれ通路内を並行して流通するように構成された、固体高分子型燃料電池が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献１に開示されている燃料電池では、燃料ガスと酸化剤ガスの流れを、いわゆる対向流とし、流路を電解質層を挟んで互いに対向するように構成することで、ガス拡散層の水分量の多い領域同士や水分量の少ない領域同士が、電解質層を挟んで対向することが抑制され、その結果、電極における局所的な発電量のばらつきが大きくなることが抑制される。
【０００６】
また、特許文献２に開示されている固体高分子型燃料電池では、カソードガスよりもアノードガスの方を高加湿にすることで、カソードガス通路の入口側付近では、アノードガス通路の入口側付近を通流するアノードガスから水分が拡散して、アノード電極側からカソード電極側に向かって移動し、一方、アノードガス通路の出口側付近では、水分がカソード電極側からアノード電極側に向かって移動するため、燃料電池全体の水分の給排制御を適正に行い、燃料電池の発電性能を良好に維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３３１９１６号公報
【特許文献２】特開平９−２８３１６２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、特許文献１及び特許文献２に開示されている燃料電池においては、燃料電池を高温低加湿（例えば、反応ガスの露点を燃料電池スタック内の温度よりも低くする）の条件で運転すると、反応ガス流路の上流部では、上記反応が充分に行われていないので水が充分に生成されず、高分子電解質膜の反応ガス流路の上流部に対向する部分が、乾燥してイオン伝導性が低下し、発電効率が低下するという点で、未だ改善の余地があった。
【０００９】
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、特に、高分子電解質形燃料電池を高温低加湿条件下で運転するような場合に、高分子電解質膜の劣化を抑制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】
【００１０】
ところで、燃料電池の運転中においては、電極における反応ガス流路に面する部分の水分（液体及び気体の水）含有量が、電極における隣接する反応ガス流路間に形成されたリブ部に接触する部分の水分含有量に比べて低いことが知られている。図１６は、燃料電池運転中における、電極の水分含有量を示す模式図である。
【００１１】
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。すなわち、図１６に示すように、電極２０２における隣接する反応ガス流路２０３間に形成されたリブ部（セパレータの内面）２０４に接触する部分２０２Ａに存在する水が、電極２０２における反応ガス流路２０３に面する部分２０２Ｂ側に拡散して、電極２０２のリブ部２０４と反応ガス流路２０３との境界近傍は、電極２０２の部分２０２Ｂの中央部分に対して、水分含有量が高くなっていることを見出した。換言すると、電極２０２のリブ部（セパレータの内面）２０４に接触する部分２０２Ａから離れると水分含有量が少なくなることを見出した。そして、本発明者等は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、本発明に係る高分子電解質形燃料電池は、高分子電解質膜と該高分子電解質膜の周縁部より内方の部分を挟む一対の電極を有する膜−電極接合体と、板状で、前記膜−電極接合体の前記一対の電極のうち一方の電極と接触するように配設され、前記電極と接触する一方の主面に溝状の第１反応ガス流路が屈曲するように形成された導電性の第１セパレータと、板状で、前記膜−電極接合体前記一対の電極のうち他方の電極と接触するように配設され、前記電極と接触する一方の主面に溝状の第２反応ガス流路が屈曲するように形成された導電性の第２セパレータと、を備え、前記第１反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２反応ガス流路の上流端から最初に前記電極と重なる部分（以下、第２部分）から下流側の所定の部分までの領域（以下、第２特定領域）を迂回するように形成され、前記第２反応ガス流路の前記第２特定領域は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１セパレータの前記一方の主面と重なるように形成されている。
【００１３】
ここで、第１反応ガス流路が、第２特定領域を迂回するように形成されているとは、第１反応ガス流路が、第１セパレータの厚み方向から見て、第２特定領域を避けるように形成されていることをいう。換言すると、第１反応ガス流路が、第１セパレータの厚み方向から見て、第２特定領域よりも上流側及び／又は下流側では、第２反応ガス流路と重なるように、かつ、第２特定領域とは重ならないように、形成されていることをいう。この場合、第１反応ガス流路は、第１セパレータの厚み方向から見て、第２特定領域を遠回りするように設けられていてもよく、第２特定領域を近道するように設けられていてもよい。そして、第１反応ガス流路が、第２特定領域を遠回りするように設けられているとは、第１反応ガス流路が、第２特定領域と重なるように形成されている場合に比して、第１反応ガス流路の流路の長さが、第２特定領域の流路の長さよりも長くなるように設けられていることをいう。また、第１反応ガス流路が、第２特定領域を近道するように設けられているとは、第１反応ガス流路が、第２特定領域と重なるように形成されている場合に比して、第１反応ガス流路の流路の長さが、第２特定領域の流路の長さよりも短くなるように設けられていることをいう。
【００１４】
上述したように、電極における第２反応ガス流路に面する部分の水分含有量は、電極におけるリブ部に接触する部分の水分含有量に比べて低くなるが、本発明においては、第１反応ガス流路は、第１セパレータの厚み方向から見て、第２反応ガス流路の第２特定領域を迂回するように形成され、第２反応ガス流路の第２特定領域は、第１セパレータの厚み方向から見て、第１セパレータの電極と接触している主面と重なるように形成されている。
【００１５】
すなわち、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、一方の電極における第２反応ガス流路の第２特定領域に面する部分（以下、一方の電極の流路対向部分）と、他方の電極における第１セパレータの主面と接触する部分（以下、他方の電極の主面対向部分）と、が、第１セパレータの厚み方向から見て、重なるように構成されている。このため、水分含有量が少ない一方の電極の流路対向部分には、水分含有量が多い他方の電極の主面対向部分から水が移動するため、高分子電解質膜の第２反応ガス流路の第２特定領域に対向する部分の乾燥を抑制することができる。その結果、本発明に係る高分子電解質形燃料電池を、特に、高温低加湿の条件で運転するような場合に、高分子電解質膜における第２反応ガス流路の第２特定領域に対向する部分の乾燥を抑制することができ、高分子電解質膜の劣化を抑制することができる。
【００１６】
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、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２特定領域よりも外側に迂回するように形成され、前記第２反応ガス流路の前記第２特定領域は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１反応ガス流路の間に形成された第１リブ部と重なるように形成されていてもよい。
【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１反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、該第１反応ガス流路の迂回するように形成された部分が前記第２反応ガス流路と交差す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は、前記第１反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２反応ガス流路の前記第２特定領域よりも内側に迂回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２特定領域は、前記第２部分から前記第２反応ガス流路の幅と前記第２反応ガス流路の間に形成された第２リブ部の幅との和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されていてもよい。
【００２０】
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特定領域は、前記第２部分から前記第２反応ガス流路の幅に相当する長さまでの範囲の部分で構成されていてもよい。
【００２１】
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セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第２反応ガス流路が形成されており、前記第２特定領域は、前記第２部分から前記複数の第２反応ガス流路の幅の和と前記複数の第２反応ガス流路の間に形成された複数の第２リブ部の幅の和との和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されていてもよい。
【００２２】
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セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第２反応ガス流路が形成されており、前記第２特定領域は、前記第２部分から前記複数の第２反応ガス流路の幅の和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されていてもよい。
【００２３】
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セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第１反応ガス流路が形成されており、前記複数の第１反応ガス流路のうち、最も外側に位置する前記第１反応ガス流路が、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２反応ガス流路の第２特定領域を迂回するように形成されていてもよい。
【００２４】
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反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１反応ガス流路の上流端から最初に前記電極と重なる部分（以下、第１部分）から下流側の所定の部分までの領域（以下、第１特定領域）を迂回するように形成され、前記第１反応ガス流路の前記第１特定領域は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２セパレータの前記一方の主面と重なるように形成されていてもよい。ここで、第２反応ガス流路が、第１特定領域を迂回するように形成されているとは、第２反応ガス流路が、第１セパレータの厚み方向から見て、第１特定領域を避けるように設けられていることをいう。この場合、第２反応ガス流路は、第１セパレータの厚み方向から見て、第１特定領域を遠回りするように設けられていてもよく、第１特定領域を近道するように設けられていてもよい。
【００２５】
上述したように、電極における第１反応ガス流路に面する部分の水分含有量は、電極におけるリブ部に接触する部分の水分含有量に比べて低くなるが、本発明においては、第２反応ガス流路は、第１セパレータの厚み方向から見て、第１反応ガス流路の第１特定領域を迂回するように形成され、第１反応ガス流路の第１特定領域は、第１セパレータの厚み方向から見て、第２セパレータの電極と接触している主面と重なるように形成されている。
【００２６】
すなわち、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、他方の電極における第１反応ガス流路の第１特定領域に面する部分（以下、他方の電極の流路対向部分）と、一方の電極における第２セパレータの主面と接触する部分（以下、一方の電極の主面対向部分）と、が、第１セパレータの厚み方向から見て、重なるように構成されている。このため、水分含有量が少ない他方の電極の流路対向部分には、水分含有量が多い一方の電極の主面対向部分から水が移動するため、高分子電解質膜の第１反応ガス流路の第１特定領域に対向する部分の乾燥を抑制することができる。その結果、本発明に係る高分子電解質形燃料電池を、特に、高温低加湿の条件で運転するような場合に、高分子電解質膜における第１反応ガス流路の第１特定領域に対向する部分の乾燥を抑制することができ、高分子電解質膜の劣化を抑制することができる。
【００２７】
また、本発明の高分子電解質形燃料電池では、前記第２反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１特定領域よりも外側に迂回するように形成され、前記第１反応ガス流路の前記第１特定領域は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第２反応ガス流路の間に形成された第２リブ部と重なるように形成されていてもよい。
【００２８】
また、本発明の高分子電解質形燃料電池では、前記第２反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、該第２反応ガス流路の迂回するように形成された部分が前記第１反応ガス流路と交差するように形成されていてもよい。
【００２９】
また、本発明の高分子電解質形燃料電池では、前記第２反応ガス流路は、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１反応ガス流路の前記第１特定領域よりも内側に迂回するように形成されていてもよい。
【００３０】
また、本発明の高分子電解質形燃料電池では、前記第１特定領域は、前記第１部分から前記第１反応ガス流路の幅と前記第１反応ガス流路の間に形成された第１リブ部の幅との和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されていてもよい。
【００３１】
また、本発明の高分子電解質形燃料電池では、前記第１特定領域は、前記第１部分から前記第１反応ガス流路の幅に相当する長さまでの範囲の部分で構成されていてもよい。
【００３２】
また、本発明の高分子電解質形燃料電池では、前記第１セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第１反応ガス流路が形成されており、前記第１特定領域は、前記第１部分から前記複数の第１反応ガス流路の幅の和と前記複数の第１反応ガス流路の間に形成された複数の第１リブ部の幅の和との和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されていてもよい。
【００３３】
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セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第１反応ガス流路が形成されており、前記第１特定領域は、前記第１部分から前記複数の第１反応ガス流路の幅の和に相当する長さまでの範囲の部分で構成されていてもよい。
【００３４】
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セパレータの前記一方の主面には、複数の前記第２反応ガス流路が形成されており、前記複数の第２反応ガス流路のうち、最も外側に位置する前記第２反応ガス流路が、前記第１セパレータの厚み方向から見て、前記第１反応ガス流路の第１特定領域を迂回するように形成されていてもよい。
【００３５】
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セパレータの他方の主面及び／又は前記第２セパレータの他方の主面には、溝状の冷却媒体流路が形成されており、
前記第１反応ガス流路を通流する第１反応ガス及び前記第２反応ガス流路を通流する第２反応ガスの露点が、前記冷却媒体流路を通流する冷却媒体の温度よりも低くてもよい。
【００３６】
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反応ガス流路及び／又は前記第２反応ガス流路が、サーペンタイン状に形成されていてもよい。
【００３７】
さらに、本発明に係る高分子電解質形燃料電池では、前記第１反応ガス流路と前記第２反応ガス流路は、並行流となるように形成されていてもよい。
【００３８】
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。
【００３９】
これにより、本発明に係る燃料電池スタックは、上記本発明に係る高分子電解質形燃料電池を備えているため、特に、本発明に係る燃料電池スタックを高温低加湿の条件で運転するような場合に、高分子電解質膜の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４０】
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、高温低加湿の条件で運転した場合に、高分子電解質膜の乾燥を抑制し、これにより、高分子電解質膜の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【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高分子電解質形燃料電池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セパレータ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アノ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、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高分子電解質形燃料電池のカソードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【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における高分子電解質形燃料電池のアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池スタックにおける燃料電池の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、図７に示す高分子電解質形燃料電池におけるアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【図９】図９は、図７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内面の概略構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池スタックの高分子電解質形燃料電池におけるアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態５に係る燃料電池スタックにおける高分子電解質形燃料電池のカソードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態５に係る燃料電池スタックにおける高分子電解質形燃料電池のアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態６に係る燃料電池スタックにおける高分子電解質形燃料電池のアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態６に係る燃料電池スタックにおける高分子電解質形燃料電池のカソードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態７に係る燃料電池スタックにおける高分子電解質形燃料電池のアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。
【図１６】図１６は、燃料電池運転中における、電極の水分含有量を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
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、同一又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、本発明は、以下の実施の形態に限定されない。
【００４３】
（実施の形態１）
［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。なお、図１において、燃料電池スタックの上下方向を図における上下方向として表している。
【００４４】
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６１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）１００がその厚み方向に積層されてなるセル積層体６２と、セル積層体６２の両端に配置された第１及び第２の端板６３、６４と、セル積層体６２と第１及び第２の端板６３、６４とを燃料電池１００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。また、第１及び第２の端板６３、６４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。なお、板状の燃料電池１００は、鉛直面に平行に延在しており、燃料電池１００の積層方向は水平方向となっている。
【００４５】
セル積層体６２における一方の側部（図面左側の側部：以下、第１の側部という）の上部には、該セル積層体６２の燃料電池１００の積層方向に貫通するように、酸化剤ガス供給マニホールド１３３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１３６が設けられている。また、セル積層体６２の第１の側部の酸化剤ガス供給マニホールド１３３が配設されている上部の内側には、該セル積層体６２の燃料電池１００の積層方向に貫通するように、冷却媒体供給マニホールド１３５が設けられており、同様に、冷却媒体排出マニホールド１３６が配設されている下部の内側には、該セル積層体６２の燃料電池１００の積層方向に貫通するように、燃料ガス排出マニホールド１３２が設けられている。さらに、セル積層体６２における他方の側部（図面右側の側部：以下、第２の側部）の上部には、該セル積層体６２の燃料電池１００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が設けられており、その下部には、該セル積層体６２の燃料電池１００の積層方向に貫通するように、酸化剤ガス排出マニホールド１３４が設けられている。
【００４６】
そして、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る。これにより、適宜な配管を介して、燃料電池スタック６１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。
【００４７】
[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。
【００４８】
図２は、図１に示す燃料電池スタック６１における燃料電池１００の概略構成を模式的に示す断面図である。
【００４９】
図２に示すように、本実施の形態１に係る燃料電池１００は、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：膜−電極接合体）５と、ガスケット７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。
【００５０】
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４Ａと、カソード電極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、冷却媒体排出マニホールド孔３６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。
【００５１】
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、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むアノード触媒層２Ａと、アノード触媒層２Ａの上に設けられ、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、カソード電極４Ｂは、高分子電解質膜１の他方の主面上に設けられ、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むカソード触媒層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、を有している。
【００５２】
また、ＭＥＡ５のアノード電極４Ａ及びカソード電極４Ｂ（正確には、アノードガス拡散層３Ａ及びカソードガス拡散層３Ｂ）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７が配設されている。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７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、冷却媒体排出マニホールド孔３６等の各マニホールド孔が設けられている。
【００５３】
また、ＭＥＡ５とガスケット７を挟むように、導電性の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１００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、又は、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。
【００５４】
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。同様に、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。
【００５５】
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、これらのガスが反応して電気と熱が発生する。また、水や不凍液（例えば、エチレングリーコール含有液）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。
【００５６】
なお、このように構成された燃料電池１００を単電池（セル）として使用してもよく、燃料電池１００を複数積層して燃料電池スタック６１として使用してもよい。また、燃料電池１００を積層する場合には、冷却媒体流路１０を単電池２〜３個ごとに設ける構成としてもよい。さらに、単電池間に冷却媒体流路１０を設けない場合には、２つのＭＥＡ５に挟まれたセパレータを、一方の主面に燃料ガス流路８を設け、他方の主面に酸化剤ガス流路９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を使用してもよい。
【００５７】
[セパレータの構成]
次に、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４を参照しながら詳細に説明する。
【００５８】
図３は、図２に示す燃料電池１００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。また、図４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３及び図４において、カソードセパレータ６Ｂ及び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。また、図４においては、酸化剤ガス流路９の一部を仮想線（二点鎖線）で示している。
【００５９】
まず、カソードセパレータ６Ｂの構成について、図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。
【００６０】
図３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、酸化剤ガス供給マニホールド孔（第２反応ガス供給マニホールド孔）３３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、第１の側部の酸化剤ガス供給マニホールド孔３３が配設されている上部の内側には、冷却媒体供給マニホールド孔３５が設けられており、同様に、冷却媒体排出マニホールド孔３６が配設されている下部の内側には、燃料ガス排出マニホールド孔３２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（第１反応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、酸化剤ガス排出マニホールド孔３４が設けられている。なお、燃料ガス供給マニホールド孔３１と酸化剤ガス供給マニホールド孔３３は、中心線Ｃを挟んで互いに対向するように設けられている。
【００６１】
そして、図２及び図３に示すように、カソードセパレータ６Ｂの内面には、溝状の酸化剤ガス流路９が、酸化剤ガス供給マニホールド孔３３と酸化剤ガス排出マニホールド孔３４とを結ぶようにサーペンタイン状に形成されている。ここでは、酸化剤ガス流路９は、１つの溝で構成されており、該溝は、直線部９ａと折り返し部９ｂとで実質的に構成されている。
【００６２】
具体的には、酸化剤ガス流路９を構成する溝は、酸化剤ガス供給マニホールド孔３３から第２の側部に向かって水平方向にある距離延び、そこから、下方にある距離延びている。そして、その到達点から、第１の側部に向かって水平方向にある距離延び、そこから、下方にある距離延びている。そして、上記延在パターンを２回繰り返し、そこから、第２の側部に向かって水平方向にある距離延び、その到達点から、酸化剤ガス排出マニホールド孔３４に到るように下方に延びている。このような、酸化剤ガス流路９の水平方向に延びる部分が直線部９ａを構成し、下方に延びる部分が折り返し部９ｂを構成している。そして、図２及び図３に示すように、酸化剤ガス流路９を構成する溝（正確には、直線部９ａ）と溝（正確には、直線部９ａ）との間の部分が、カソード電極４Ｂと当接する第２リブ部１２を形成する。
【００６３】
また、酸化剤ガス流路９は、第２部分４２を有している。第２部分４２は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の上流端から最初にカソード電極４Bと接触する部分である。さらに、酸化剤ガス流路９は、第２部分４２を含む第２特定領域５２（図３において、ハッチングした部分）を有する。第２特定領域５２は、本実施の形態１においては、第２部分４２から下流側の所定の部分までの領域で構成されている。具体的には、第２特定領域５２の下流端は、第２部分４２から下流側に所定の距離Ｎ２延びた部分である。
【００６４】
ここで、所定の距離Ｎ２は、燃料ガス及び酸化剤ガス（以下、これらを反応ガスという）の露点、冷却媒体の温度等、及び燃料ガス流路８や酸化剤ガス流路９の幅寸法等の構成等によって異なるが、高分子電解質膜１の劣化を抑制する観点から、酸化剤ガス流路９の幅の長さと後述する第２リブ部１２の幅の長さの和に相当する長さ以下であってもよく、酸化剤ガス流路９の幅に相当する長さ以下であってもよい。なお、第２リブ部１２の幅の長さとは、第２リブ部１２を形成する溝（正確には、直線部９ａ）と溝（正確には、直線部９ａ）の間の長さをいう。また、酸化剤ガス流路９の幅とは、酸化剤ガスが、酸化剤ガス流路９を通流する方向に対して、垂直な方向の長さをいう。
【００６５】
なお、本実施の形態１においては、酸化剤ガス流路９は、１本の溝で形成したが、これに限定されず、複数の溝をカソードセパレータ６Ｂの内面に形成して、複数の酸化剤ガス流路群を形成してもよい。この場合、各酸化剤ガス流路９を構成する溝（正確には、直線部９ａ）と溝（正確には、直線部９ａ）との間の部分が、第２リブ部１２を形成する。
【００６６】
次に、アノードセパレータ６Ａの構成について、図２及び図４を参照しながら詳細に説明する。
【００６７】
図２及び図４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。
【００６８】
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、燃料ガス供給マニホールド孔３１と燃料ガス排出マニホールド孔３２とを結ぶようにサーペンタイン状に形成されている。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。
【００６９】
また、図４に示すように、燃料ガス流路８は、ここでは、１つの溝で構成されており、該溝は、直線部８ａと折り返し部８ｂとで実質的に構成されている。具体的には、燃料ガス流路８を構成する溝は、燃料ガス供給マニホールド孔３１から第１の側部に向かって水平方向にある距離延び、そこから、下方にある距離延びている。そして、その到達点から、第２の側部に向かって水平方向にある距離延び、そこから、下方にある距離延びている。そして、上記のような延在パターンを２回繰り返し、そこから、第１の側部に向かって水平方向にある距離延び、その到達点から、燃料ガス排出マニホールド孔３２に到るように下方に延びている。このような、燃料ガス流路８の水平方向に延びる部分が直線部８ａを構成し、下方に延びる部分が折り返し部８ｂを構成している。なお、燃料ガス流路８を構成する溝（正確には、直線部８ａ）と溝（正確には、直線部８ａ）との間の部分が、アノード６Ａと当接する第１リブ部１１を形成する。
【００７０】
そして、図２及び図４に示すように、燃料ガス流路８の直線部８ａと酸化剤ガス流路９の直線部９ａは、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を除いて、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、互いに重なり合うように形成されている。すなわち、燃料ガス流路８は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、第２特定領域５２を迂回するように形成されている。逆に言えば、燃料ガス流路８は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２とは重ならないように形成されている。ここで、燃料ガス流路８が、第２特定領域５２を迂回するように形成されているとは、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、第２特定領域５２を避けるように設けられていることをいう。なお、本実施の形態１においては、燃料ガス流路８の直線部８ａと酸化剤ガス流路９の直線部９ａは、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を除いて、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、互いに重なり合うように形成さしたが、これに限定されず、本発明の作用効果を奏する範囲内で、燃料ガス流路８の直線部８ａと酸化剤ガス流路９の直線部９ａは、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を除いて、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、その一部が重なり合うように（上下方向にずれるように）形成されていてもよく、また、互いに重なり合わない部分を有するように形成されていてもよい。
【００７１】
本実施の形態１では、燃料ガス流路８が、第２特定領域５２よりも外側に迂回するように形成されている。具体的には、燃料ガス流路８の第２特定領域５２を迂回する部分（以下、迂回部分）８１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、第２特定領域５２を囲むように形成されている。より詳しくは、燃料ガス流路８の迂回部分８１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、アノード電極４Ａの外周（特に、角部）を囲むように形成されている。そして、本実施の形態１においては、燃料ガス流路８の迂回部分８１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、アノード電極４Ａが形成された領域内に位置する部分とアノード電極４Ａが形成された領域よりも外側に位置する部分を有している。ここで、外側とは、アノードセパレータ６Ａの内面において、アノードセパレータ６Ａの外周に近い側をいう。なお、アノードセパレータ６Ａの内面において、アノードセパレータ６Ａの中心部に近い側を内側という。
【００７２】
これにより、燃料ガス流路８を形成する溝（正確には、直線部８ａ）と溝（正確には、直線部８ａ）との間に形成される第１リブ部１１であって、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２と対向する部分の面積を大きくすることができる。
【００７３】
また、燃料ガス流路８の迂回部分８１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９（正確には、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２以外の部分）と交差するように形成されている。本実施の形態１においては、迂回部分８１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、アノード電極４Ａが形成された領域よりも外側で、酸化剤ガス流路９と交差するように形成されている。
【００７４】
一方、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２は、燃料ガス流路８の迂回部分８１が上記のように形成されているので、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、アノードセパレータ６Ａの内面と重なるように形成されていて、ここでは、第２特定領域５２は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、第１リブ部１１と重なるように形成されている。
【００７５】
なお、本実施の形態１においては、燃料ガス流路８は、１本の溝で形成したが、これに限定されず、複数の溝をアノードセパレータ６Ａの内面に形成して、複数の酸化剤ガス流路群を形成してもよい。この場合、各燃料ガス流路８を構成する溝（正確には、直線部８ａ）と溝（正確には、直線部８ａ）との間の部分が、第１リブ部１１を形成する。
【００７６】
次に、本実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）の作用効果について、図１乃至図４を参照しながら説明する。
【００７７】
[燃料電池スタック（燃料電池）の作用効果]
上述したように、カソード電極４Ｂにおける酸化剤ガス流路９に面する部分の水分含有量は、カソード電極４Ｂにおける第２リブ部１２に接触する部分の水分含有量に比べて低くなるが、特に、燃料電池スタック６１を高温低加湿の条件（燃料ガス流路８を通流する燃料ガス及び酸化剤ガス流路９を通流する酸化剤ガスの露点が、冷却媒体流路１０を通流する冷却媒体（ここでは、水）の温度よりも低い条件）で運転するような場合に、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、カソード電極４Ｂにおける酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２に面する部分では、反応ガスの反応による生成水が充分ではないため、水分含有量が少ない。このため、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、高分子電解質膜１における酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２に対向する部分では、乾燥しやすくなり、高分子電解質膜１の当該部分が劣化するおそれがある。
【００７８】
しかしながら、本実施の形態１に係る燃料電池１００及びそれを備える燃料電池スタック６１では、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、燃料ガス流路８が、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を迂回するように形成されていて、第２特定領域５２は、アノードセパレータ６Ａの内面（正確には、第１リブ部１１）と重なるように形成されている。
【００７９】
これにより、アノード電極４Ａにおけるアノードセパレータ６Ａの内面（正確には、第１リブ部１１）と接触する部分からカソード電極４Ｂにおける酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２に面する部分へ水が移動し、高分子電解質膜１における酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２と対向する部分の乾燥を抑制することができ、その劣化を抑制することができる。
【００８０】
なお、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としても同様の作用効果を奏する。
【００８１】
また、本実施の形態１においては、燃料ガス流路８及び酸化剤ガス流路９ともに、その流路をサーペンタイン状に形成したが、これに限定されず、燃料ガス流路８のみをサーペンタイン状に形成してもよく、酸化剤ガス流路９のみをサーペンタイン状に形成してもよい。
【００８２】
（実施の形態２）
図５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燃料電池のカソードセパレータの内面の概略構成を示す模式図であり、図６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燃料電池のアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。なお、図５及び図６においては、各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６においては、酸化剤ガス流路の一部を仮想線（二点鎖線）で示している。
【００８３】
図５及び図６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６１（燃料電池１００）は、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と基本的構成は同じであるが、燃料ガス供給マニホールド孔３１等の位置が異なり、燃料ガス流路８及び酸化剤ガス流路９がいわゆる対向流に形成されている点が異なる。以下、詳細に説明する。
【００８４】
図５に示すように、カソードセパレータ６Ｂにおける第１の側部の上部には、酸化剤ガス供給マニホールド孔３３が設けられており、その下部には、燃料ガス供給マニホールド孔３１が設けられている。また、第１の側部の燃料ガス供給マニホールド孔３１が配設されている上部の外側には、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における第２の側部の上部には、燃料ガス排出マニホールド孔３２が設けられており、その下部には、酸化剤ガス排出マニホールド孔３４が設けられている。さらに、第２の側部の燃料ガス排出マニホールド孔３２の外側には、冷却媒体供給マニホールド孔３５が設けられている。なお、アノードセパレータ６Ａにおける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と同じなので、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
また、図５及び図６に示すように、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９は、いわゆる対向流となるように構成されている。ここで、対向流とは、一部に酸化剤ガスと燃料ガスが並走する（一致する）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反対になるように構成されていることをいう。
【００８６】
図５に示すように、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２は、第２部分４２から、上下方向に距離Ｎａ延びた部分と、そこから水平方向（第１の側部から第２の側部に向かう方向）に距離Ｎｂ延びた部分までの範囲で構成されている。なお、距離Ｎａと距離Ｎｂの和が、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１で示した距離Ｎ２に相当する。また、図６に示すように、燃料ガス流路８の迂回部分８１が下流側に設けられている。
【００８７】
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６１（燃料電池１００）であっても、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と同様の作用効果を奏する。
【００８８】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池スタックにおける燃料電池の概略構成を模式的に示す断面図である。図８は、図７に示す燃料電池におけるアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図であり、図９は、図７に示す燃料電池におけるカソードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。なお、図８及び図９においては、各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８においては、酸化剤ガス流路の一部を仮想線（二点鎖線）で示し、図９においては、燃料ガス流路の一部を仮想線（二点鎖線）で示している。
【００８９】
図７乃至図９に示すように、本発明の実施の形態３に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）は、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と基本的構成は同じであるが、酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８と同様に形成されている点が異なる。以下、詳細に説明する。
【００９０】
図７乃至図９に示すように、本実施の形態３に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）では、燃料ガス流路８は、第１部分４１を有している。第１部分４１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、燃料ガス流路８の上流端から最初にアノード電極４Ａと接触する部分である。さらに、燃料ガス流路８は、第１部分４１を含む第１特定領域５１（図８及び図９において、ハッチングした部分）を有する。第１特定領域５１は、本実施の形態３においては、第１部分４１から下流側の所定の部分までの領域で構成されている。具体的には、第１特定領域５１の下流端は、第１部分４１から下流側に所定の距離Ｎ１延びた部分である。
【００９１】
ここで、所定の距離Ｎ１は、反応ガスの露点、冷却媒体の温度等、及び燃料ガス流路８や酸化剤ガス流路９の幅寸法等の構成等によって異なるが、高分子電解質膜１の劣化を抑制する観点から、燃料ガス流８の幅の長さと後述する第１リブ部１１の幅の長さの和に相当する長さ以下であってもよく、燃料ガス流路８の幅に相当する長さ以下であってもよい。なお、第１リブ部１１の幅の長さとは、第１リブ部１１を形成する溝（正確には、直線部８ａ）と溝（正確には、直線部８ａ）の間の長さをいう。また、燃料ガス流８の幅とは、燃料ガスが、燃料ガス流路８を通流する方向に対して、垂直な方向の長さをいう。
【００９２】
また、燃料ガス流路８の直線部８ａと酸化剤ガス流路９の直線部９ａは、燃料ガス流路８の第１特定領域５１及び酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を除いて、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、互いに重なり合うように形成されている。すなわち、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、燃料ガス流路８は第２特定領域５２を迂回するように形成されていて、酸化剤ガス流路９は第１特定領域５１を迂回するように形成されている。逆に言えば、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、燃料ガス流路８は酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２とは重ならないように形成されていて、酸化剤ガス流路９は燃料ガス流路８の第１特定領域５１とは重ならないように形成されている。ここで、酸化剤ガス流路９が、第１特定領域５１を迂回するように形成されているとは、酸化剤ガス流路９が、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、第１特定領域５１を避けるように設けられていることをいう。なお、本実施の形態３においては、燃料ガス流路８の直線部８ａと酸化剤ガス流路９の直線部９ａは、燃料ガス流路８の第１特定領域５１及び酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を除いて、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、互いに重なり合うように形成さしたが、これに限定されず、本発明の作用効果を奏する範囲内で、燃料ガス流路８の直線部８ａと酸化剤ガス流路９の直線部９ａは、燃料ガス流路８の第１特定領域５１及び酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を除いて、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、その一部が重なり合うように（上下方向にずれるように）形成されていてもよく、また、互いに重なり合わない部分を有するように形成されていてもよい。
【００９３】
本実施の形態３では、酸化剤ガス流路９が、第１特定領域５１よりも外側に迂回するように形成されている。具体的には、酸化剤ガス流路９の第１特定領域５１を迂回する部分（以下、迂回部分）９１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、第１特定領域５１を囲むように形成されている。より詳しくは、酸化剤ガス流路９の迂回部分９１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、カソード電極４Ｂの外周（特に、角部）を囲むように形成されている。そして、本実施の形態３においては、酸化剤ガス流路９の迂回部分９１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、カソード電極４Ｂが形成された領域内に位置する部分とカソード電極４Ｂが形成された領域よりも外側に位置する部分を有している。ここで、外側とは、カソードセパレータ６Ｂの内面において、カソードセパレータ６Ｂの外周に近い側をいう。なお、カソードセパレータ６Ｂの内面において、カソードセパレータ６Ｂの中心部に近い側を内側という。
【００９４】
これにより、酸化剤ガス流路９を形成する溝（正確には、直線部９ａ）と溝（正確には、直線部９ａ）との間に形成される第２リブ部１２であって、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、燃料ガス流路８の第１特定領域５１と対向する部分の面積を大きくすることができる。
【００９５】
また、酸化剤ガス流路９の迂回部分９１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、燃料ガス流路８（正確には、燃料ガス流路８の第１特定領域５１以外の部分）と交差するように形成されている。本実施の形態３においては、迂回部分９１は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、カソード電極４Ｂが形成された領域よりも外側で、燃料ガス流路８と交差するように形成されている。
【００９６】
一方、燃料ガス流路８の第１特定領域５１は、酸化剤ガス流路９の迂回部分９１が上記のように形成されているので、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、カソードセパレータ６Ｂの内面と重なるように形成されていて、ここでは、第１特定領域５１は、カソードセパレータ６Ｂの厚み方向から見て、第２リブ部１２と重なるように形成されている。
【００９７】
このように構成された本実施の形態３に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）であっても、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と同様の作用効果を奏する。
【００９８】
また、本実施の形態３に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）では、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８の第１特定領域５１を迂回するように形成されていて、第１特定領域５１は、カソードセパレータ６Ｂの内面（正確には、第２リブ部１２）と重なるように形成されている。
【００９９】
これにより、カソード電極４Ｂにおけるカソードセパレータ６Ｂの内面（正確には、第２リブ部１２）と接触する部分からアノード電極４Ａにおける燃料ガス流路８の第１特定領域５１に面する部分へ水が移動し、高分子電解質膜１における燃料ガス流路８の第１特定領域５１と対向する部分の乾燥を抑制することができ、その劣化を抑制することができる。
【０１００】
なお、本実施の形態３においては、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９をいわゆる並行流となるように構成したが、これに限定されず、実施の形態２のように、いわゆる対向流となるように構成してもよい。
【０１０１】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池スタックの燃料電池におけるアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。なお、図１０においては、アノ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、酸化剤ガス流路の一部を仮想線（二点鎖線）で示している。
【０１０２】
図１０に示すように、本発明の実施の形態１０に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）は、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と基本的構成は同じであるが、燃料ガス流路８の迂回部分８１の構成が異なる。具体的には、燃料ガス流路８の迂回部分８１が、第２特定領域５２よりも内側に迂回するように形成されている。
【０１０３】
このように構成された本実施の形態４に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）であっても、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と同様の作用効果を奏する。なお、本実施の形態４においては、一方の反応ガス流路（燃料ガス流路８）のみが迂回部分８１を有するように形成したが、これに限定されず、実施の形態３係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と同様に、両方の反応ガス流路（燃料ガス流路８及び酸化剤ガス流路９）が迂回部分８１、９１を有するように形成してもよい。この場合、両方の反応ガス流路の迂回部分が、特定領域よりも内側に迂回するように形成してもよく、また、一方の反応ガス流路の迂回部分は、特定領域よりも内側に迂回するように形成し、他方の反応ガス流路の迂回部分は、特定領域よりも外側に迂回するように形成してもよい。
【０１０４】
（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５に係る燃料電池スタックにおける燃料電池のカソードセパレータの内面の概略構成を示す模式図であり、図１２は、本発明の実施の形態５に係る燃料電池スタックにおける燃料電池のアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。なお、図１１及び図１２においては、各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１２においては、酸化剤ガス流路の一部を仮想線（二点鎖線）で示している。
【０１０５】
図１１及び図１２に示すように、本発明の実施の形態５に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）は、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と基本的構成は同じであるが、それぞれ、複数（本実施の形態では、３本）の流路（溝）で構成されている点が異なる。以下、詳細に説明する。
【０１０６】
図１１に示すように、複数の酸化剤ガス流路９のそれぞれが、第２部分４２を有している。また、複数の酸化剤ガス流路９のそれぞれは、第２特定領域５２を有している。第２特定領域５２は、第２部分４２から所定の距離Ｎ２延びた部分までの領域で構成されている。ここで、本実施の形態５において、所定の距離Ｎ２は、反応ガスの露点、冷却媒体の温度等、及び燃料ガス流路８や酸化剤ガス流路９の幅寸法等の構成等によって異なるが、高分子電解質膜１の劣化を抑制する観点から、複数（ここでは、３本）の酸化剤ガス流路９の幅の和と複数（ここでは、３本）の酸化剤ガス流路９の間に形成される複数（ここでは、２つ）の第２リブ部１２の幅の和を足し合わせた長さ（複数の酸化剤ガス流路９の幅の和と、複数の酸化剤ガス流路９の間に形成される複数の第２リブ部１２の幅の和と、の和に相当する長さ）以下であってもよく、酸化剤ガス流路９の幅に相当する長さ以下であってもよい。
【０１０７】
また、図１２に示すように、本実施の形態５においては、複数の燃料ガス流路８のうち、最も外側に位置する燃料ガス流路８０が、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、複数の酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を迂回するように形成されている。ここで、複数の燃料ガス流路８のうち、最も外側に位置する燃料ガス流路とは、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２近傍において、複数の燃料ガス流路８のうち、最も外側に位置する燃料ガス流路をいう。
【０１０８】
このように構成された本実施の形態５に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）であっても、実施の形態１に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と同様の作用効果を奏する。
【０１０９】
なお、本実施の形態５においては、燃料ガス流路８０の迂回部分８１は、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも外側に迂回するように形成したが、これに限定されず、実施の形態４と同様に、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２の内側に迂回するように形成してもよい。
【０１１０】
（実施の形態６）
図１３は、本発明の実施の形態６に係る燃料電池スタックにおける燃料電池のアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図であり、図１４は、本発明の実施の形態６に係る燃料電池スタックにおける燃料電池のカソードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。なお、図１３及び図１４においては、各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１３においては、酸化剤ガス流路の一部を仮想線（二点鎖線）で示し、図１４においては、燃料ガス流路の一部を仮想線（二点鎖線）で示している。
【０１１１】
図１３及び図１４に示すように、本発明の実施の形態６に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）は、実施の形態５に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と基本的構成は同じであるが、酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８と同様に形成されている点が異なる。以下、詳細に説明する。
【０１１２】
図１３に示すように、複数の燃料ガス流路８のそれぞれが、第１部分４１を有している。また、複数の燃料ガス流路８のそれぞれは、第１特定領域５１を有している。第１特定領域５１は、第１部分４１から所定の距離Ｎ１延びた部分までの領域で構成されている。ここで、本実施の形態６において、所定の距離Ｎ１は、反応ガスの露点、冷却媒体の温度等、及び燃料ガス流路８や酸化剤ガス流路９の幅寸法等の構成等によって異なるが、高分子電解質膜１の劣化を抑制する観点から、複数（ここでは、３本）の燃料ガス流路８の幅の和と複数（ここでは、３本）の燃料ガス流路８の間に形成される複数（ここでは、２つ）の第１リブ部１１の幅の和を足し合わせた長さ（複数の燃料ガス流路８の幅の和と、複数の燃料ガス流路８の間に形成される複数の第１リブ部１１の幅の和と、の和に相当する長さ）以下であってもよく、燃料ガス流路８の幅に相当する長さ以下であってもよい。
【０１１３】
また、図１４に示すように、本実施の形態５においては、複数の酸化剤ガス流路９のうち、最も外側に位置する酸化剤ガス流路９０が、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、複数の燃料ガス流路８の第１特定領域５１を迂回するように形成されている。ここで、複数の酸化剤ガス流路９のうち、最も外側に位置する酸化剤ガス流路とは、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、燃料ガス流路８の第１特定領域５１近傍において、複数の酸化剤ガス流路９のうち、最も外側に位置する酸化剤ガス流路をいう。
【０１１４】
このように構成された本実施の形態６に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）であっても、実施の形態５に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と同様の作用効果を奏する。
【０１１５】
また、本実施の形態６係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）では、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９０が、燃料ガス流路８の第１特定領域５１を迂回するように形成されていて、第１特定領域５１は、カソードセパレータ６Ｂの内面（正確には、第２リブ部１２）と重なるように形成されている。
【０１１６】
これにより、カソード電極４Ｂにおけるカソードセパレータ６Ｂの内面（正確には、第２リブ部１２）と接触する部分からアノード電極４Ａにおける燃料ガス流路８の第１特定領域５１に面する部分へ水が移動し、高分子電解質膜１における燃料ガス流路８の第１特定領域５１と対向する部分の乾燥を抑制することができ、その劣化を抑制することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態６においては、両方の反応ガス流路（燃料ガス流路８及び酸化剤ガス流路９）の迂回部分８１、９１が、それぞれ、特定領域よりも外側に迂回するように形成したが、これに限定されず、両方の反応ガス流路の迂回部分が、それぞれ、特定領域よりも内側に迂回するように形成してもよく、さらに、一方の反応ガス流路の迂回部分は、特定領域よりも内側に迂回するように形成し、他方の反応ガス流路の迂回部分は、特定領域よりも外側に迂回するように形成してもよい。
【０１１８】
また、本実施の形態６においては、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９をいわゆる並行流となるように構成したが、これに限定されず、実施の形態２のように、いわゆる対向流となるように構成してもよい。
【０１１９】
（実施の形態７）
図１５は、本発明の実施の形態７に係る燃料電池スタックにおける燃料電池のアノードセパレータの内面の概略構成を示す模式図である。なお、図１５においては、アノ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、酸化剤ガス流路の一部を仮想線（二点鎖線）で示している。
【０１２０】
図１５に示すように、本発明の実施の形態７に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）は、実施の形態５に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と基本的構成は同じであるが、複数の燃料ガス流路８が、それぞれ、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を迂回するように形成されている点が異なる。具体的には、複数の燃料ガス流路８のうち、最も外側に位置する燃料ガス流路８０は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも外側に迂回するように形成されている。また、複数の燃料ガス流路８のうち、最も外側に位置する燃料ガス流路８０以外の燃料ガス流路８は、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも内側に迂回するように形成されている。
【０１２１】
このように構成された本実施の形態７に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）であっても、実施の形態５に係る燃料電池スタック６１（燃料電池１００）と同様の作用効果を奏する。
【０１２２】
なお、本実施の形態７では、複数の燃料ガス流路８のうち、最も外側に位置する燃料ガス流路８０が、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも外側に迂回し、他の燃料ガス流路８が、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも内側に迂回するように形成したが、これに限定されず、全ての燃料ガス流路８が、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも外側に迂回するように形成してもよく、また、全ての燃料ガス流路８が、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも内側に迂回するように形成してもよい。さらに、複数の燃料ガス流路８のうち、一部の燃料ガス流路８が、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも外側に迂回するように形成し、残りの燃料ガス流路８が、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２よりも内側に迂回するように形成してもよい。
【０１２３】
また、本実施の形態７においては、複数の燃料ガス流路８が、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２を迂回するように形成したが、これに限定されず、複数の酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８の第１特定領域５１を迂回するように形成してもよい。この場合、複数の酸化剤ガス流路９のうち、一部の酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８の第１特定領域５１よりも外側に迂回するように形成し、残りの酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８の第１特定領域５１よりも内側に迂回するように形成してもよい。また、全ての酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８の第１特定領域５１よりも外側に迂回するように形成してもよく、また、全ての酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８の第１特定領域５１よりも内側に迂回するように形成してもよい。
【０１２４】
なお、上述した本実施の形態１乃至７において、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、一例であって、各マニホールド孔の配置される位置は、限定されない。この場合、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９は、いわゆる並行流に形成されていてもよく、いわゆる対向流に形成されていてもよい。また、上述した本実施の形態１乃至７においては、いわゆる内部マニホールド形の燃料電池を採用したが、これに限定されず、いわゆる外部マニホールド形の燃料電池を採用してもよい。
【０１２５】
また、本実施の形態１、４、５及び７においては、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９をいわゆる並行流になるように形成したが、これに限定されず、実施の形態２と同様に、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９をいわゆる対向流になるように形成してもよい。
【０１２６】
また、上述した本実施の形態２においては、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２のみを第１リブ部１１と重なるように形成したが、これに限定されない。例えば、実施の形態３及び６と同様に、アノードセパレータ６Ａの厚み方向から見て、酸化剤ガス流路９の第２特定領域５２のみを第１リブ部１１と重なるように形成されており、さらに、酸化剤ガス流路９が、燃料ガス流路８の第１特定領域５１を迂回するように形成されていて、第１特定領域５１は、カソードセパレータ６Ｂの内面（正確には、第２リブ部１２）と重なるように形成されていてもよい。
【０１２７】
さらに、上述した本実施の形態２においては、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９をいわゆる対向流になるように形成したが、これに限定されず、実施の形態１と同様に、燃料ガス流路８と酸化剤ガス流路９をいわゆる並行流になるように形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
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、高温低加湿の条件で運転した場合に、高分子電解質膜の乾燥を抑制し、これにより、高分子電解質膜の劣化を抑制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有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
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
４Ｂ  カソード電極
５  ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：膜−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
７  ガスケット
８  燃料ガス流路
８ａ  直線部
８ｂ  折り返し部
９  酸化剤ガス流路
９ａ  直線部
９ｂ  折り返し部
１０  冷却媒体流路
１１  第１リブ部
１２  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
４１  第１部分
４２  第２部分
５１  第１特定領域
５２  第２特定領域
６１  燃料電池スタック
６２  セル積層体
６３  第１の端板
６４  第２の端板
８０  燃料ガス流路
８１  迂回部分
９０  酸化剤ガス流路
９１  迂回部分
１００  燃料電池
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
２０２  電極
２０２Ａ  部分
２０２Ｂ  部分
２０３  反応ガス流路
２０４  リブ部
Ｎ１  距離
Ｎ２  距離
【図１】
2011124185.tif 000003
【図２】
2011124185.tif 000004
【図３】
2011124185.tif 000005
【図４】
2011124185.tif 000006
【図５】
2011124185.tif 000007
【図６】
2011124185.tif 000008
【図７】
2011124185.tif 000009
【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】
2011124185.tif 000016
【図１５】
2011124185.tif 000017
【図１６】
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