(57)【要約】【課題】ガスの流出による発電効率の低下を抑制する。【解決手段】燃料電池は膜電極接合体と膜電極接合体を支持するフレームと第１と第２のセパレータプレートとを備える。第１のセパレータプレートはガスの供給マニホールドを形成する第１の給気開口部と隣接する燃料電池側に突出し弾性変形する凸状突起部とを有し、第２のセパレータプレートはガスの供給マニホールドを形成する第２の給気開口部と膜電極接合体にガスを供給する流路を形成する流路形成部と凸状突起部が接触する当接部とを有し、凸状突起部が前記当接部に押圧されることでシール部が形成され、フレームは前記ガスの供給マニホールドを形成する第３の給気開口部を有しており、第２のセパレータプレートの接触部と前記フレームとの間においてガスの供給マニホールドと膜電極接合体との間を連通する第１のガス連通部と閉塞されている第１のガス非連通部と、が設けられている。【選択図】図３
2015207505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
膜電極接合体と、
前記膜電極接合体を支持するフレームと、
前記膜電極接合体と前記フレームとを挟持する第１のセパレータプレート及び第２のセパレータプレートと、
を備え、
前記第１のセパレータプレートは、ガスの供給マニホールドを形成する第１の給気開口部と、前記フレームに相当する領域において隣接する燃料電池側に突出し弾性変形する凸状突起部と、を有し、
前記第２のセパレータプレートは、前記ガスの供給マニホールドを形成する第２の給気開口部と、前記膜電極接合体に前記ガスを供給する流路を形成する流路形成部と、前記フレームに相当する領域において前記凸状突起部が接触する、当接部と、を有し、
前記凸状突起部が前記当接部に押圧されることでシール部が形成され、
前記フレームは、前記ガスの供給マニホールドを形成する第３の給気開口部を有しており、
前記第２のセパレータプレートの前記当接部と前記フレームとの間において、
前記ガスの供給マニホールドと前記膜電極接合体との間を連通する第１のガス連通部と、
前記ガスの供給マニホールドと前記膜電極接合体との間において前記フレームと前記第２のセパレータプレートとの間が閉塞されている第１のガス非連通部と、
が設けられている、
燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記第１のガス非連通部は、前記フレームと前記第２のセパレータプレートが接することで形成され、
前記第１のガス連通部は、前記フレームに溝を形成することにより形成されている、燃料電池。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記第１のガス連通部と前記第１のガス非連通部は、前記第２のセパレータプレートに、前記フレームと接しない凸部と、前記フレームと接する凹部とを形成することで形成されている、燃料電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池において、さらに、
前記第１のセパレータプレートはガスの排出マニホールドを形成する第１の排気開口部を備え、
前記第２のセパレータプレートは前記ガスの排出マニホールドを形成する第２の排気開口部を備え、
前記フレームは、前記ガスの排出マニホールドを形成する第３の排気開口部を備え、
前記第２のセパレータプレートの前記当接部と前記フレームとの間において、
前記ガスの排出マニホールドと前記膜電極接合体との間を連通する第２のガス連通部と、
前記ガスの排出マニホールドと前記膜電極接合体との間において前記フレームと前記第２のセパレータプレートとの間が閉塞されている第２のガス非連通部と、
が設けられている、
、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜電極接合体をフレームで保持したＭＥＡモジュールと、ＭＥＡモジュールの裏表両面に重なって、裏表両側から押圧されてフレームに接着される一対のセパレーターと、を備える燃料電池が知られている（特許文献１）。この燃料電池では、第１セパレータプレートの凸状突起が第２セパレータプレートに押圧されることでシール構造を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７２４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記技術では、セパレータプレートのガス供給排出用の開口部付近では、ガス供給用の溝以外のシール構造（リブ部）においても、フレームとセパレータプレートとの間に空隙を有するため、溝に供給されたガスが、リブ部を通って流出し、膜電極接合体に供給され難くなり、発電効率が低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一実施形態によれば、燃料電池が提供される。この燃料電池は、膜電極接合体と、前記膜電極接合体を支持するフレームと、前記膜電極接合体と前記フレームとを挟持する第１のセパレータプレート及び第２のセパレータプレートと、を備え、前記第１のセパレータプレートは、ガスの供給マニホールドを形成する第１の給気開口部と、前記フレームに相当する領域において隣接する燃料電池側に突出し弾性変形する凸状突起部と、を有し、前記第２のセパレータプレートは、前記ガスの供給マニホールドを形成する第２の給気開口部と、前記膜電極接合体に前記ガスを供給する流路を形成する流路形成部と、前記フレームに相当する領域において前記凸状突起部が接触する、当接部と、を有し、前記凸状突起部が前記当接部に押圧されることでシール部が形成され、前記フレームは、前記ガスの供給マニホールドを形成する第３の給気開口部を有しており、前記第２のセパレータプレートの前記当接部と前記フレームとの間において、前記ガスの供給マニホールドと前記膜電極接合体との間を連通する第１のガス連通部と、前記ガスの供給マニホールドと前記膜電極接合体との間において前記フレームと前記第２のセパレータプレートとの間が閉塞されている第１のガス非連通部と、が設けられている。この形態によれば、供給されたガスは、第１のガス連通部から漏れることがなく、発電効率の低下を抑制できる。
【０００７】
（２）上記形態の燃料電池において、前記第１のガス非連通部は、前記フレームと前記第２のセパレータプレートが接することで形成され、前記第１のガス連通部は、前記フレームに溝を形成することにより形成されていてもよい。この形態によれば、フレームに溝を形成することにより、容易にガス連通部を形成できる。
【０００８】
（３）上記形態の燃料電池において、前記第１のガス連通部と前記第１のガス非連通部は、前記第２のセパレータプレートに、前記フレームと接しない凸部と、前記フレームと接する凹部とを形成することで形成されていてもよい。この形態によれば、第２のセパレータプレートに凹凸を形成することにより、容易にガス連通部とガス非連通路とを形成できる。
【０００９】
（４）上記形態の燃料電池において、さらに、前記第１のセパレータプレートはガスの排出マニホールドを形成する第１の排気開口部を備え、前記第２のセパレータプレートは前記ガスの排出マニホールドを形成する第２の排気開口部を備え、前記フレームは、前記ガスの排出マニホールドを形成する第３の排気開口部を備え、前記第２のセパレータプレートの前記当接部と前記フレームとの間において、前記ガスの排出マニホールドと前記膜電極接合体との間を連通する第２のガス連通部と、前記ガスの排出マニホールドと前記膜電極接合体との間において前記フレームと前記第２のセパレータプレートとの間が閉塞されている第２のガス非連通部と、が設けられていてもよい。この形態によれば、給気側だけで無く、排気側も同様の構成を採用することにより、排ガスが第２のガス連通部から漏れることがないようにできる。
【００１０】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料電池の他、燃料電池のシール構造、等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】燃料電池スタックの外観を模式的に示す説明図である。
【図２】第１のセパレータプレートを示す説明図である。
【図３】フレームと膜電極接合体とを示す説明図である。
【図４】ガス連通部を通る切断線で切ったときの断面の一部を示す説明図である。
【図５】ガス非連通部を通る切断線で切ったときの断面の一部を示す説明図である。
【図６】図４、図５の６Ａ−６Ｂ切断線で切ったときの断面を示す説明図である。
【図７】図４、図５の７Ａ−７Ｂ切断線で切ったときの断面を示す説明図である。
【図８】第２の実施形態におけるフレームを示す説明図である。
【図９】第２の実施形態における第２のセパレータプレートを示す説明図である。
【図１０】ガス非連通部を通る切断線で切ったときの断面の一部を示す説明図である。
【図１１】図１０の１１Ａ−１１Ｂ切断線で切ったときの断面を示す説明図である。
【図１２】第３の実施形態におけるガス連通部を通る切断線で切ったときの断面の一部を示す説明図である。
【図１３】第３の実施形態におけるガス非連通部を通る切断線で切ったときの断面の一部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の実施形態：
図１は、燃料電池スタック１０の外観を模式的に示す説明図である。燃料電池スタック１０は、燃料電池１００（「単セル」とも呼ぶ）と、ターミナルプレート２００、２１０と、絶縁プレート２２０と、締結プレート２３０、２４０と、を備える。燃料電池１００は、フレーム１４０と、一対のセパレータプレート（第１のセパレータプレート１５０と、第２のセパレータプレート１６０）と、を備える。フレーム１４０は、樹脂で形成された額縁状の部材であり、内側に膜電極接合体（ＭＥＡ）を有している。第１のセパレータプレート１５０と、第２のセパレータプレート１６０とは、フレーム１４０を挟持している。燃料電池１００は、複数有り、積層されている。ターミナルプレート２００、２１０は、積層された燃料電池１００の両側にそれぞれ配置されており、燃料電池１００からの電圧、電流を取り出すために用いられる。絶縁プレート２２０は、ターミナルプレート２００の外側に配置されている。なお、燃料電池スタック１０と燃料電池スタック１０が搭載される車両のボディとの固定場所によっては、ターミナルプレート２１０の外側に絶縁プレートを配置する構成であってもよい。締結プレート２３０、２４０は、燃料電池１００と、ターミナルプレート２００、２１０と、絶縁プレート２２０と、を締結するために燃料電池スタック１０の両側に配置される。
【００１３】
燃料電池１００と、ターミナルプレート２００と、絶縁プレート２２０と、締結プレート２３０とは、それぞれ複数の開口部を有しており、これらの開口部が連通してマニホールド３１０、３１５、３２０、３２５、３３０、３３５が形成されている。マニホールド３１０は、燃料電池１００に酸化剤ガスを供給するために用いられるので、「酸化剤ガス供給マニホールド３１０」とも呼ぶ。以下、マニホールド３１５、３２０、３２５、３３０、３３５は、それぞれの役割から、「酸化剤ガス排出マニホールド３１５」、「燃料ガス供給マニホールド３２０」、「燃料ガス排出マニホールド３２５」、「冷媒供給マニホールド３３０」、「冷媒排出マニホールド３３５」とも呼ぶ。
【００１４】
図２は、第１のセパレータプレート１５０を示す説明図である。第１のセパレータプレート１５０は、金属で形成された略長方形の板状部材である。第１のセパレータプレート１５０の対向する辺には、開口部１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５、１５０６が開けられており、これらの開口部１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５、１５０６は、それぞれマニホールド３１０、３１５、３２０、３２５、３３０、３３５（図１）を形成するために用いられる。なお、開口部１５０３が、請求項における第１の給気開口部に対応し、開口部１５０４が、請求項における第１の排気開口部に対応している。第１のセパレータプレート１５０は、中央部に、凹凸のある形状を有し、ガスや冷媒の流路を形成する流路形成部１５６を備える。流路形成部１５６のフレーム１４０（図１）側は、反応ガスが流れる領域であり、流路形成部１５６のフレーム１４０と反対側は、冷媒が流れる領域である。第１のセパレータプレート１５０は、隣接する燃料電池１００側に突き出る凸状突起部１５２を備える。凸状突起部１５２は、開口部１５０１、１５０２、１５０３、１５０４をそれぞれ囲うものと、開口部１５０５と１５０６と流路形成部１５６の３つを囲うものとを含む。凸状突起部１５２は、隣接する燃料電池１００の第２のセパレータプレート１６０に押圧されてシール部を形成する。なお、凸状突起部１５２は、図２に示すように、線状に形成されるため、シール部も線状に形成される。よって、シール部を「シールライン」とも呼ぶ。
【００１５】
図３は、フレーム１４０と膜電極接合体１１０とを示す説明図である。フレーム１４０は、フェノール樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等により形成された略長方形の額縁形状を有している。樹脂として、フェノール樹脂やエポキシ樹脂の代わりにメラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等を用いても良い。フレーム１４０は、膜電極接合体１１０を外縁から支持している。膜電極接合体１１０は、プロトン伝導性を有する電解質膜と、該電解質膜の両面に形成された触媒層を備える。なお、膜電極接合体１１０は、触媒層の上にさらにガス拡散層を有する膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ）であってもよい。フレーム１４０の対向する辺には、開口部１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６が開けられており、これらの開口部１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６は、それぞれマニホールド３１０、３１５、３２０、３２５、３３０、３３５（図１）を形成するために用いられる。なお、開口部１４０３が、請求項における第３の給気開口部に対応し、開口部１４０４が、請求項における第３の排気開口部に対応している。
【００１６】
フレーム１４０は、開口部１４０３（燃料ガス供給マニホールド３２０の一部）と膜電極接合体１１０との間に、第１のガス連通部１４４（以下、単に「ガス連通部１４４」と呼ぶ）と、第１のガス非連通部１４５（以下、単に「ガス非連通部１４５」と呼ぶ）と、を備える。ガス連通部１４４は、開口部１４０３と膜電極接合体１１０の一方の面とを結んで燃料ガスを流通させる。ガス非連通部１４５は、開口部１４０３と膜電極接合体１１０の一方の面との間を閉塞し、燃料ガスを流通させない。ガス連通部１４４と、ガス非連通部１４５については、後述する。なお、開口部１４０４側についても、同様の形状の第２のガス連通部１４６と第２のガス非連通部１４７が設けられている（以後単に「ガス連通部１４６」、「ガス非連通部１４７」と呼ぶ）。図３では、図示の都合上、ガス連通部１４４、１４６の数をそれぞれ３つにしているが、ガス連通部１４４、１４６の数は、他の数であってもよい。燃料ガスは、開口部１４０３（燃料ガス供給マニホールド３２０）からガス連通部１４４を通って膜電極接合体１１０の一方の面に供給される。燃料排ガスは、膜電極接合体１１０の一方の面からガス連通部１４６を通って開口部１４０４（燃料排ガス排出マニホールド３２５）に排出される。
【００１７】
図４は、ガス連通部を通る切断線（図３の４Ａ−４Ｂ）で切ったときの断面の一部を示す説明図である。本説明では、燃料ガスの供給部を例にとり説明するが、燃料ガスの排出部においても、同様の構成を採用できる。第１のセパレータプレート１５０と、第２のセパレータプレート１６０は、フレーム１４０を挟持している。第１のセパレータプレート１５０は、凸状突起部１５２と、リブ部１５３と、接触部１５４とを備える。接触部１５４は、フレーム１４０と接しており、凸状突起部１５２が弾性変形するときのバネ支点として機能する。従って、接触部１５４は、「バネ支点部１５４」とも呼ぶ。リブ部１５３は、凸状突起部１５２に相当する位置においてフレーム１４０と反対側に突出しており、凸状突起部１５２が弾性変形するときの変形空間１５５を形成している。凸状突起部１５２は、リブ部１５３からさらにフレーム１４０と反対側に突出している。燃料電池１００が積層されて、積層方向に押圧されると、凸状突起部１５２は、隣接する燃料電池１００の第２のセパレータプレート１６０と接し、積層方向の押圧力を受ける。凸状突起部１５２は、この押圧力により接触部１５４をバネ支点として弾性変形し、変形空間１５５に曲がる。
【００１８】
第２のセパレータプレート１６０は、フレーム１４０と反対側（隣接する燃料電池１００側）に突出するリブ部１６３と、接触部１６４とを備える。なお、図４では、接触部１６４は、フレーム１４０と接触しているようには見えないが、後述するように、ガス非連通部１４５における断面では接触部１６４はフレーム１４０と接触するため、接触部１６４と呼ぶ。リブ部１６３の頂部には、ゴム製のシール層１７０が配置されている。シール層１７０を挟んで、凸状突起部１５２がリブ部１６３に押圧されることでシールが実現される。シール層１７０は、ゴム以外の材料、例えば樹脂で形成されていてもよい。
【００１９】
上述したように、ガス連通部１４４は、フレーム１４０と、第２のセパレータプレート１６０との間において、燃料ガス供給マニホールド３２０と、膜電極接合体１１０の一方の面とを結ぶように形成されている。燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールド３２０から供給され、ガス連通部１４４を通って、膜電極接合体１１０の一方の面に供給される。
【００２０】
図５は、ガス非連通部を通る切断線（図３の５Ａ−５Ｂ）で切ったときの断面の一部を示す説明図である。図４と比較すると、フレーム１４０の形状が異なっている。第２のセパレータプレートの接触部１６４は、フレーム１４０と接触して、閉塞構造を形成し、ガス非連通部１４５を形成している。さらに、リブ部１６３においても、リブ部１６３のフレーム１４０側がフレーム１４０により閉塞されている。リブ部１６３は、凸状突起部１５２が接触するため、図２の凸状突起部１５２に沿った位置に設けられている。もし、リブ部１６３のフレーム１４０側がフレーム１４０により閉塞されていないとすると、燃料ガス供給マニホールド３２０（開口部−＞ガス連通部１４４−＞リブ部１６３−＞ガス連通部１４６−＞燃料排ガス排出マニホールド３２５という燃料ガスの流れが出来てしまう。このガスの流れを抑制するために、リブ部１６３のフレーム１４０側がフレーム１４０により閉塞されている。
【００２１】
図６は、図４、図５の６Ａ−６Ｂ切断線で切ったときの断面を示す説明図である。ガス連通部１４４は、フレーム１４０に形成された溝として形成されている。ガス連通部１４４の周りは、フレーム１４０及び第２のセパレータプレート１６０により囲われている。その結果、燃料ガスは、ガス連通部１４４から膜電極接合体１１０以外には流出せずに、膜電極接合体１１０に供給される。図６に示す断面では、フレーム１４０と、凸状突起部１５２との間に変形空間１５５が形成されている。
【００２２】
図７は、図４、図５の７Ａ−７Ｂ切断線で切ったときの断面を示す説明図である。ガス連通部１４４は、フレーム１４０に形成された溝として形成されている。ガス連通部１４４の周りは、フレーム１４０及び第２のセパレータプレート１６０により囲われている。なお、図６に示す断面では、フレーム１４０と、第１のセパレータプレート１５０とが接触しており、変形空間１５５に相当するものは形成されていない。また。７Ａ−７Ｂ切断線は、リブ部１６３を通らないためるため、図７に示すガス連通部１４４の高さは、図６に示すガス連通部１４４よりも低くなっている。
【００２３】
以上、第１の実施形態によれば、シール部において、ガス連通部１４４とガス非連通部１４５とを備え、ガス非連通部１４５は、フレーム１４０と第２のセパレータプレート１６０のリブ部１６３との間が閉塞されているので、燃料ガスがリブ部１６３を通って流出することがなく、発電効率の低下、燃費の低下を抑制できる。なお、燃料ガスの排出部においても同様の構成を採用することで燃料排ガスの流出を抑制できる。
【００２４】
第２の実施形態：
図８は、第２の実施形態におけるフレーム１４０を示す説明図である。第１の実施形態では、ガス連通部１４４をフレーム１４０に形成された溝で構成しているが、第２の実施形態では、第２のセパレータプレート１６０に凹凸を設けることでガス連通部１４４、１４６とガス非連通部１４５、１４７を形成している。図８に示す第２の実施形態のフレーム１４０には、図３で説明したガス連通部１４４、１４６及ぶガス非連通部１４５、１４７が設けられていない。
【００２５】
図９は、第２の実施形態における第２のセパレータプレート１６０を示す説明図である。第２のセパレータプレート１６０は、対向する辺に、マニホールド３１０、３１５、３２０、３２５、３３０、３３５（図１）を形成するための開口部１６０１、１６０２、１６０３、１６０４、１６０５、１６０６が形成されている。なお、開口部１６０３が請求項の第２の給気開口部に対応し、開口部１６０４が請求項の第２の排気開口部に対応している。また、第２のセパレータプレート１６０は、中央部に、凹凸のある形状を有する流路形成部１６６を備える。流路形成部１６６のフレーム１４０（図１）側は、反応ガスが流れる領域であり、流路形成部１６６のフレーム１４０と反対側は、冷媒が流れる領域である。開口部１６０３と流路形成部１６６との間には、ガス連通部１４４と、ガス非連通部１４５とが設けられている。
【００２６】
図１０は、ガス非連通部１４５を通る切断線で切ったときの断面の一部を示す説明図である。図５における断面とほぼ同型状であるが、第１のセパレータプレート１５０のバネ支点部１５４と、第２のセパレータプレート１６０の接触部１６４との間の間隔が、図５における第１のセパレータプレート１５０のバネ支点部１５４と、第２のセパレータプレート１６０の接触部１６４との間の間隔よりも狭くなっている点が異なる。なお、ガス連通部１４４を通る切断線で切ったときの断面の形状は、図４に示す形状と同じである。したがって、第２の実施形態は、接触部１５４と接触部１６４との間隔が、ガス連通部１４４とガス非連通部１４５で異なっている。すなわち、第２のセパレータプレート１６０の凹凸により、ガス連通部１４４とガス非連通部１４５が形成されている。
【００２７】
図１１は、図１０の１１Ａ−１１Ｂ切断線で切ったときの断面を示す説明図である。ガス連通部１４４では、第２のセパレータプレート１６０がフレーム１４０と接しない凸部を形成し、第２のセパレータプレート１６０とフレーム１４０との間にガス連通部１４４が形成されている。ガス非連通部１４５では、第２のセパレータプレート１６０とフレーム１４０とが接触する凹部が形成され、閉塞している。なお、第２の実施形態を図１０の６Ａ−６Ｂ切断線で切った時の断面は、第１の実施形態の図６に示す断面図と同様の断面図である。
【００２８】
以上、第２の実施形態によれば、シール部においてガス連通部１４４とガス非連通部１４５とを備え、ガス非連通部１４５は、フレーム１４０と第２のセパレータプレート１６０のリブ部１６３との間が閉塞されているので、燃料ガスがリブ部１６３を通って流出することがなく、発電効率の低下を抑制できる。なお、燃料ガスの排出部においても同様にガスの流出を抑制できる。また、酸化剤ガスの供給部、排出部においても同様の構成を採用しても良い。
【００２９】
第３の実施形態：
図１２は、第３の実施形態におけるガス連通部を通る切断線で切ったときの断面の一部を示す説明図である。なお、図１２では、燃料ガス供給マニホールド３２０と、膜電極接合体１１０の図示を省略している。第３の実施形態の第１のセパレータプレート１５０のシール部では、リブ部（１５３）が形成されておらず、代わりに、フレーム１４０に、凸状突起部１５２側が凹んでいる凹部１４１が形成されている。凹部１４１は、空隙部１４２を形成している。第２のセパレータプレート１６０は、平面構造であり、リブ部（１６３）は形成されていない。なお、第２のセパレータプレートのうち、第１のセパレータプレートの凸状突起部１５２が接触するところを「当接部１６５」とも呼ぶ。なお、凸状突起部１５２が接触するという意味で、第１、第２の実施形態のリブ部１６３は、当接部である。燃料電池１００の積層時に積層方向の押圧を受けると、凸状突起部１５２は、当接部に当たり、空隙部１４２に曲がるように弾性変形する。ガス連通部を通る切断線で切ったときの断面では、第２のセパレータプレート１６０はフレーム１４０から離間し、第２のセパレータプレート１６０とフレーム１４０との間に、ガス連通部１４４を形成している。
【００３０】
図１３は、第３の実施形態におけるガス非連通部を通る切断線で切ったときの断面の一部を示す説明図である。図１２と比較すると、フレーム１４０の厚さが厚くなり、フレーム１４０と第２のセパレータプレート１６０とが接着して閉塞され、ガス非連通部１４５になっている以外同じである。第３の実施形態では、ガス連通部１４４とガス非連通部１４５で第２のセパレータプレート１６０の形状が変わらず、フレーム１４０の厚さが異なるだけなので、第１の実施形態と同様に、フレーム１４０の第２のセパレータプレート１６０側に溝を形成することで、ガス連通部１４４が形成される。第３の実施形態の構造であっても、第１、第２の実施形態と同様に、シール部においてガス連通部１４４とガス非連通部１４５とを備え、ガス非連通部１４５は、フレーム１４０と第２のセパレータプレート１６０の間が閉塞されているので、燃料ガスが流出することがなく、発電効率の低下を抑制できる。
【００３１】
上記実施形態では、酸化ガスの流れる向きと燃料ガスが流れる向きが同方向である順向流の場合を例にとって説明したが、酸化ガスの流れる向きと燃料ガスが流れる向きが逆方向となる対向流、酸化ガスの流れる向きと燃料ガスが流れる向きが直交する直交流であってもよい。
【００３２】
上記形態では、シール層１７０を用いてシール部を形成しているが、シール層は無くても良い。
【００３３】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３４】
１０…燃料電池スタック
１００…燃料電池
１１０…膜電極接合体
１４０…フレーム
１４１…凹部
１４２…空隙部
１４４、１４６…ガス連通部
１４５、１４７…ガス非連通部
１５０…第１のセパレータプレート
１５２…凸状突起部
１５３…リブ部
１５４…バネ支点部（接触部）
１５５…変形空間
１５６…流路形成部
１６０…第２のセパレータプレート
１６３…リブ部
１６４…接触部
１６６…流路形成部
１７０…シール層
２００、２１０…ターミナルプレート
２２０…絶縁プレート
２３０…締結プレート
３１０…酸化剤ガス供給マニホールド
３１５…酸化剤ガス排出マニホールド
３２０…燃料ガス供給マニホールド
３２５…燃料ガス排出マニホールド
３３０…冷媒供給マニホールド
３３５…冷媒排出マニホールド
１４０１〜１４０６、１５０１〜１５０６、１６０１〜１６０６…開口部
【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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