(57)【要約】【課題】樹脂フイルムとシール部材とにより所望の連結通路部を確実に構成するとともに、スタック全体を容易に小型化することを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０を構成する燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体１４が、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８に挟持される。第１金属セパレータ１６には、酸化剤ガス流路２６と酸化剤ガス入口連通孔２０ａとの間を連通する連結通路部２８ａが設けられるとともに、前記連結通路部２８ａは、前記第１金属セパレータ１６の少なくとも一部を被覆して設けられた樹脂フイルム３０上に複数の通路用シール部３２ａが成形されることにより、前記通路用シール部３２ａ間に構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を前記金属セパレータの面方向に流す流体流路と、前記流体を積層方向に供給する流体連通孔とが形成される燃料電池スタックであって、
前記金属セパレータには、前記流体流路と前記流体連通孔との間を連通する連結通路部が設けられるとともに、
前記連結通路部は、前記金属セパレータの少なくとも一部を被覆して設けられた樹脂フイルム上に複数の通路用シール部が成形されることにより、前記通路用シール部間に構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記通路用シール部は、隣接する他の金属セパレータの少なくとも一部を被覆する樹脂フイルムに接触することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、複数の前記通路用シール部は、互いの間隙に前記樹脂フイルムを露呈させた状態で、該樹脂フイルム上に断続的に成形されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、少なくとも一方の前記金属セパレータは、両面に前記樹脂フイルムが設けられるとともに、
一方の前記金属セパレータの一方の面にのみ複数の前記通路用シール部が成形されることを特徴とす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、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を前記金属セパレータの面方向に流す流体流路と、前記流体を積層方向に供給する流体連通孔とが形成される燃料電池スタックに関する。
【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、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（流体）を流すための燃料ガス流路（流体流路）と、カソード側電極に対向して酸化剤ガス（流体）を流すための酸化剤ガス流路（流体流路）とが設けられている。さらに、セパレータの周縁部には、前記セパレータの積層方向に貫通して、燃料ガス流路に連通する流体連通孔である燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔と、酸化剤ガス流路に連通する流体連通孔である酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔とが形成されている。
【０００４】
また、セパレータ間には、電解質膜・電極構造体を冷却するための冷却媒体流路（流体流路）が設けられるとともに、積層方向に貫通して前記冷却媒体流路に連通する流体連通孔である冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔が形成されている。すなわち、内部マニホールド型燃料電池を構成している。
【０００５】
上記のセパレータとして、金属セパレータが使用される際、前記金属セパレータの表面には、シール部材が一体成形される場合が多い。ところが、シール部材の成形時にバリが発生し易く、このバリを除去する際に前記シール部材の一部が金属セパレータから剥がれるおそれがある。従って、シール面から金属面が露呈してしまい、絶縁破壊が惹起されるという問題がある。
【０００６】
さらに、流体流路と流体連通孔とは、流体を円滑且つ均等に流すために、複数の溝部等を有する連結流路を介して連通している。このため、連結流路をシール部材により構成する場合、前記連結流路に加湿された反応ガス等が通流する際に、前記シール部材が膨潤（水ぶくれ）するおそれがある。
【０００７】
そこで、例えば、特許文献１に開示されているガスケットでは、図１４に示すように、樹脂フイルム１及びガスケット本体２ａ、２ｂを一体に備えたガスケット３が、電解質膜（又はセパレータ）４に取り付けられている。
【０００８】
ガスケット３は、成形型に樹脂フイルム１を平面状に装着した状態で、射出成形を行って成形されたガスケット本体２ａ、２ｂを、前記樹脂フイルム１に接着している。次いで、樹脂フイルム１及びガスケット本体２ａ、２ｂからなる一体成形品であるガスケット３に接着剤を塗布し、前記ガスケット３を電解質膜（又はセパレータ）４に接着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−５６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１では、樹脂フイルム１及びガスケット本体２ａ、２ｂからガスケット３が一体成形された後、このガスケット３が、接着剤により電解質膜（又はセパレータ）４に接着されている。このため、ガスケット３の取り付け作業（接着作業）が相当に煩雑化するという問題がある。特に、内部マニホールド型燃料電池では、複数の連通孔が設けられており、ガスケット３をセパレータに対して正確に取り付けることが困難である。
【００１１】
しかも、流体流路と流体連通孔とを連通させる連結流路が、シール部材により構成される場合、上記のガスケット３では、セパレータに対して一層高精度に位置決めする必要がある。これにより、従来のガスケット３は、実際の製造工程に適用することができないという問題がある。
【００１２】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、樹脂フイルムとシール部材とにより所望の連結通路部を確実且つ正確に形成するとともに、スタック全体を容易に小型化することが可能な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】
【００１３】
本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を前記金属セパレータの面方向に流す流体流路と、前記流体を積層方向に供給する流体連通孔とが形成される燃料電池スタックに関するものである。
【００１４】
金属セパレータには、流体流路と流体連通孔との間を連通する連結通路部が設けられるとともに、前記連結通路部は、前記金属セパレータの少なくとも一部を被覆して設けられた樹脂フイルム上に複数の通路用シール部が成形されることにより、前記通路用シール部間に構成されている。
【００１５】
また、通路用シール部は、隣接する他の金属セパレータの少なくとも一部を被覆する樹脂フイルムに接触することが好ましい。
【００１６】
さらに、複数の通路用シール部は、互いの間隙に樹脂フイルムを露呈させた状態で、前記樹脂フイルム上に断続的に成形されることが好ましい。
【００１７】
さらにまた、少なくとも一方の金属セパレータは、両面に樹脂フイルムが設けられるとともに、一方の前記金属セパレータの一方の面にのみ複数の通路用シール部が成形されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、金属セパレータの少なくとも一部を被覆して樹脂フイルムが設けられた後、前記樹脂フイルム上には、複数の通路用シール部が成形されることにより、前記通路用シール部間に連結通路部が構成されている。このため、樹脂フイルム上に通路用シール部を、例えば、射出成形することにより、所望の連結通路部を正確且つ容易に構成することができる。
【００１９】
しかも、樹脂フイルムを用いることによって、絶縁機能を維持しながら、被覆厚さを薄肉化することが可能になる。従って、金属セパレータの厚さが削減されて燃料電池スタック全体を容易に小型化することができる。
【００２０】
さらに、通路用シール部の膨潤により連結通路部が閉塞されることを良好に抑制することが可能になる。これにより、連結通路部の閉塞による反応ガス等の供給不良を阻止し、所望の発電性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する第１金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図４】前記第１金属セパレータの他方の面の説明図である。
【図５】前記第１金属セパレータの要部斜視説明図である。
【図６】前記燃料電池スタックを構成する第２金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図７】前記第１金属セパレータを製造するための金属プレートの説明図である。
【図８】前記金属プレートに樹脂フイルムを設ける際の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図１０】前記燃料電池スタックの、図９中、Ｘ−Ｘ線断面説明図である。
【図１１】前記燃料電池スタックを構成する第１金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図１２】前記燃料電池スタックを構成する第２金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図１３】前記第２金属セパレータの他の構成を示す要部斜視説明図である。
【図１４】特許文献１に開示されているガスケットの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２を水平方向（矢印Ａ方向）又は鉛直方向（矢印Ｃ方向）に積層して構成される。
【００２３】
燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）１４が、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８に挟持される。第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、あるいはめっき処理鋼板等により構成されるとともに、後述する流路を形成するために波板形状にプレス加工されている。
【００２４】
図１に示すように、燃料電池１２の矢印Ｂ方向（図１中、水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔２０ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔２２ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔２４ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２５】
燃料電池１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料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２２ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔２０ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。
【００２６】
図１及び図３に示すように、第１金属セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１４側の面１６ａには、矢印Ｂ方向に延在する酸化剤ガス流路（流体流路）２６が設けられる。酸化剤ガス流路２６は、第１金属セパレータ１６を波形状に成形することにより設けられる複数の溝部を備えており、前記酸化剤ガス流路２６と酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂとは、連結通路部２８ａ、２８ｂを介して連通する。第１金属セパレータ１６の面１６ｂには、図４に示すように、酸化剤ガス流路２６の裏面形状である冷却媒体流路２９の一部が形成される。
【００２７】
第１金属セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、この第１金属セパレータ１６の外周端縁部を周回して、樹脂フイルム３０が被覆される。樹脂フイルム３０は、例えば、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等で構成され、厚さが２０μｍ〜５０μｍの範囲内に設定される。
【００２８】
樹脂フイルム３０は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ、冷却媒体入口連通孔２２ａ、燃料ガス出口連通孔２４ｂ、燃料ガス入口連通孔２４ａ、冷却媒体出口連通孔２２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに対応して開口するとともに、発電領域に対応して除去される。
【００２９】
第１金属セパレータ１６の面１６ａには、樹脂フイルム３０上に第１シール部材（ゴム製シール部材）３２が射出成形等により一体成形される。第１シール部材３２は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材を使用する。樹脂フイルム３０上には、予めプライマーが塗布され、あるいは、エポキシ樹脂等が付着されている。一方、面１６ｂには、第１シール部材３２が設けられていない。
【００３０】
連結通路部２８ａは、図３及び図５に示すように、矢印Ｃ方向に配列される複数の通路用シール部３２ａ間に形成される。通路用シール部３２ａは、例えば、ライン状を有しており、第１シール部材３２と一体（又は別体）に樹脂フイルム３０上に一体成形される。連結通路部２８ｂは、同様に複数の通路用シール部３２ｂ間に形成されており、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
図１及び図６に示すように、第２金属セパレータ１８の電解質膜・電極構造体１４側の面１８ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス出口連通孔２４ｂとに連通し、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路（流体流路）３４が形成される。燃料ガス流路３４は、複数の溝部を備えるとともに、前記燃料ガス流路３４と燃料ガス入口連通孔２４ａ及び燃料ガス出口連通孔２４ｂとは、連結通路部３６ａ、３６ｂを介して連通する。第２金属セパレータ１８の面１８ｂには、燃料ガス流路３４の裏面形状である冷却媒体流路２９の一部が形成される。
【００３２】
第２金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、この第２金属セパレータ１８の外周端部を周回して、樹脂フイルム３８が被覆される。樹脂フイルム３８は、樹脂フイルム３０と同一に構成されており、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
第２金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、樹脂フイルム３８上に第２シール部材（ゴム製シール部材）４０、４２が射出成形等により一体成形される。第２シール部材４０、４２は、第１シール部材３２と同一に構成される。
【００３４】
連結通路部３６ａは、図６に示すように、矢印Ｃ方向に配列される複数の通路用シール部４０ａ間に形成される。通路用シール部４０ａは、第２シール部材４０と一体（又は別体）に樹脂フイルム３８上に一体成形される。連結通路部３６ｂは、同様に複数の通路用シール部４０ｂ間に形成されており、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
図１に示すように、第２金属セパレータ１８の面１８ａとは反対の面１８ｂには、冷却媒体入口連通孔２２ａと冷却媒体出口連通孔２２ｂとに連通する冷却媒体流路（流体流路）２９が形成される。冷却媒体入口連通孔２２ａ及び冷却媒体出口連通孔２２ｂの近傍に位置して、連結通路部４４ａ、４４ｂが形成される。連結通路部４４ａ、４４ｂは、それぞれ第２シール部材４２と一体（又は別体）に樹脂フイルム３８上に一体成形される複数の通路用シール部４２ａ、４２ｂ間に形成される。
【００３６】
図１及び図２に示すように、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５０と、前記固体高分子電解質膜５０を挟持するアノード側電極５２及びカソード側電極５４とを備える。
【００３７】
アノード側電極５２及びカソード側電極５４は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、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た電極触媒層とを有する。電極触媒層は、互いに固体高分子電解質膜５０を介装して対向するように、前記固体高分子電解質膜５０の両面に接合されている。
【００３８】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００３９】
第１金属セパレータ１６を製造する工程について、概略的に説明すると、先ず、図７に示すように、金属プレート６０にプレス加工が施される。このため、金属プレート６０には、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ、冷却媒体入口連通孔２２ａ、燃料ガス出口連通孔２４ｂ、燃料ガス入口連通孔２４ａ、冷却媒体出口連通孔２２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂが形成されるとともに、酸化剤ガス流路２６及び冷却媒体流路２９の一部が形成される。
【００４０】
次いで、図８に示すように、金属プレート６０の両面には、樹脂フイルム３０が被覆される。そして、樹脂フイルム３０は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ、冷却媒体入口連通孔２２ａ、燃料ガス出口連通孔２４ｂ、燃料ガス入口連通孔２４ａ、冷却媒体出口連通孔２２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに対応して開口するとともに、発電領域に対応して除去される。
【００４１】
さらに、図３及び図４に示すように、第１金属セパレータ１６の面１６ａには、樹脂フイルム３０上に第１シール部材３２が射出成形等により一体成形される一方、面１６ｂには、前記第１シール部材３２が設けられない。これにより、第１金属セパレータ１６が製造される。
【００４２】
また、第２金属セパレータ１８は、第１金属セパレータ１６と同様に製造されるものであり、その詳細な説明は省略する。その際、第２金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、樹脂フイルム３８上に第２シール部材４０、４２が射出成形等により一体成形される。
【００４３】
次に、燃料電池スタック１０の動作について、説明すると、先ず、図１に示すように、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とともに、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔２２ａ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。
【００４４】
このため、燃料ガスは、図６に示すように、第２金属セパレータ１８の燃料ガス入口連通孔２４ａから連結通路部３６ａを通った後、燃料ガス流路３４に導入される。燃料ガス流路３４では、燃料ガスが矢印Ｂ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体１４を構成するアノード側電極５２に供給される。
【００４５】
一方、酸化剤ガスは、図２、図３及び図５に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２０ａから第１金属セパレータ１６に連結通路部２８ａを通って酸化剤ガス流路２６に導入される。これにより、酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路２６を矢印Ｂ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体１４を構成するカソード側電極５４に供給される。
【００４６】
従って、電解質膜・電極構造体１４では、カソード側電極５４に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極５２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、発電が行われる。
【００４７】
次いで、アノード側電極５２に供給されて消費された燃料ガスは、連結通路部３６ｂを通って燃料ガス出口連通孔２４ｂに排出される（図６参照）。同様に、カソード側電極５４に供給されて消費された酸化剤ガスは、連結通路部２８ｂを通って酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに排出される（図３参照）。
【００４８】
また、冷却媒体入口連通孔２２ａに供給された冷却媒体は、図１に示すように、連結通路部４４ａを通って第１及び第２金属セパレータ１６、１８間の冷却媒体流路２９に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１４を冷却した後、連結通路部４４ｂを通って冷却媒体出口連通孔２２ｂに排出される。
【００４９】
この場合、第１の実施形態では、図２及び図５に示すように、第１金属セパレータ１６は、金属プレート６０の外周端縁部両面に樹脂フイルム３０が設けられた後、前記樹脂フイルム３０上には、複数の通路用シール部３２ａが成形されることにより、前記通路用シール部３２ａ間に連結通路部２８ａが構成されている。このため、樹脂フイルム３０上に通路用シール部３２ａが、例えば、射出成形されることにより、所望の連結通路部２８ａを正確且つ容易に構成することができるという効果が得られる。
【００５０】
しかも、樹脂フイルム３０を用いることにより、第１金属セパレータ１６は、絶縁機能を維持しながら、被膜厚さを薄肉化することが可能になる。従って、第１金属セパレータ１６の薄肉化が図られ、燃料電池１２及び前記燃料電池１２が積層された燃料電池スタック１０を容易に小型化することができる。
【００５１】
さらに、通路用シール部３２ａは、樹脂フイルム３０に一体化されるため、この通路用シール部３２ａの膨潤により、連結通路部２８ａが閉塞されることを良好に抑制することが可能になる。このため、連結通路部２８ａの閉塞による酸化剤ガスの供給不良を阻止して、所望の発電性能を確保することができる。
【００５２】
さらにまた、第１金属セパレータ１６では、両面に樹脂フイルム３０が設けられるとともに、一方の面１６ａ側にのみ第１シール部材３２が成形されている。これにより、第１金属セパレータ１６の両面にシール部材を成形する場合に比べ、成形時間が良好に短尺化される。このため、成形サイクルの向上を図るとともに、剥がれの防止及び絶縁抵抗の向上が容易に図られるという利点がある。
【００５３】
図９及び図１０に示すように、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック７０は、複数の燃料電池７２を積層して構成される。燃料電池７２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）７４が、第１金属セパレータ７６及び第２金属セパレータ７８に挟持される。
【００５４】
図９及び図１１に示すように、第１金属セパレータ７６の電解質膜・電極構造体７４側の面７６ａには、酸化剤ガス流路２６が形成される一方、面７６ａとは反対の面７６ｂには、冷却媒体流路２９の一部が形成される。第１金属セパレータ７６では、面７６ａ、７６ｂに樹脂フイルム８０が設けられた後、面７６ｂ側にのみ第１シール部材８２が成形される。
【００５５】
図９及び図１２に示すように、第２金属セパレータ７８の電解質膜・電極構造体７４側の面７８ａには、燃料ガス流路３４が形成される一方、前記面７８ａとは逆の面７８ｂには、冷却媒体流路２９の一部が形成される。
【００５６】
第２金属セパレータ７８には、燃料ガス入口連通孔２４ａの近傍に、前記燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス流路３４とを連通する供給孔部８４ａが形成されるとともに、燃料ガス出口連通孔２４ｂの近傍には、前記燃料ガス出口連通孔２４ｂと前記燃料ガス流路３４とを連通する複数の排出孔部８４ｂが形成される。
【００５７】
第２金属セパレータ７８の両方の面７８ａ、７８ｂには、樹脂フイルム８６が設けられた後、前記面７８ａ側にのみ、前記樹脂フイルム８６上に第２シール部材８８が成形される。図９に示すように、面７８ａ側には、第２シール部材８８と一体（又は別体）に連結通路部２８ａ、２８ｂ及び連結通路部３６ａ、３６ｂが一体形成される。
【００５８】
電解質膜・電極構造体７４は、固体高分子電解質膜５０とカソード側電極５４とが同一の表面積に設定されるとともに、アノード側電極５２が、前記固体高分子電解質膜５０及び前記カソード側電極５４よりも小さな表面積に設定される、所謂、段差ＭＥＡを構成する。
【００５９】
このように構成される第２の実施形態では、図１０に示すように、連結通路部２８ａでは、第２金属セパレータ７８に設けられている第２シール部材８８を構成する通路用シール部３２ａが、第１金属セパレータ７６を構成する樹脂フイルム８０に当接している。
【００６０】
このため、連結通路部２８ａに水分を含んだ酸化剤ガスが供給されても、特に、第１金属セパレータ７６では、面７６ａ側に樹脂フイルム８０のみが設けられており、この樹脂フイルム８０が膨張（水ぶくれ）することがない。これにより、水ぶくれによる連結通路部２８ａの流路開口面積の減少を一層確実に阻止することができ、酸化剤ガスの円滑且つ確実な供給が可能になるという効果が得られる。なお、樹脂フイルム８６においても、同様である。その他、第２の実施形態では、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６１】
また、第２金属セパレータ７８の連結通路部２８ａは、図１３に示すように、構成してもよい。この連結通路部２８ａでは、複数の通路用シール部３２ａが、互いの間隙に樹脂フイルム８６を露呈させた状態で、前記樹脂フイルム８６上に断続的に成形されている。
【００６２】
これにより、各通路用シール部３２ａ間のゴム材料と樹脂フイルム８６との界面に水が浸入して水ぶくれが発生することを阻止することができ、前記通路用シール部３２ａの水ぶくれを可及的に防止し得るという利点がある。
【００６３】
なお、第１及び第２の実施形態では、２枚の金属セパレータで電解質膜・電極構造体を挟持する構成を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、３枚の金属セパレータと２枚の電解質膜・電極構造体を備え、前記金属セパレータと前記電解質膜・電極構造体とを交互に積層する発電ユニットを用いるとともに、各発電ユニット間に冷却媒体流路を形成して前記発電ユニットを積層する燃料電池スタックを採用してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０、７０…燃料電池スタック        １２、７２…燃料電池
１４、７４…電解質膜・電極構造体    １６、１８、７６、７８…金属セパレータ
２０ａ…酸化剤ガス入口連通孔        ２０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
２２ａ…冷却媒体入口連通孔          ２２ｂ…冷却媒体出口連通孔
２４ａ…燃料ガス入口連通孔          ２４ｂ…燃料ガス出口連通孔
２６…酸化剤ガス流路
２８ａ、２８ｂ、３６ａ、３６ｂ、４４ａ、４４ｂ…連結通路部
２９…冷却媒体流路                  ３０、３８、８０、８６…樹脂フイルム
３２、４０、４２、８２、８８…シール部材
３２ａ、３２ｂ、４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ…通路用シール部
３４…燃料ガス流路                  ５０…固体高分子電解質膜
５２…アノード側電極                ５４…カソード側電極
【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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