(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用セパレータであって、
燃料電池のアノードの表面に沿って燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、
前記燃料電池用セパレータの厚さ方向に貫通し、前記アノードから排出されたアノードオフガスを前記燃料電池の外部に排出するためのアノードオフガス排出部と、
前記燃料ガス流路の終端に接続され、該燃料ガス流路の終端から排出された前記アノードオフガスが流入するバッファ部であって、前記アノードと対向する内壁面に、該内壁面から前記アノードの表面側に向かって突起する複数の突起部が形成されたバッファ部と、
前記バッファ部に流入した前記アノードオフガスを前記アノードオフガス排出部に導出するためのアノードオフガス導出流路と、
を備え、
前記バッファ部において前記複数の突起部が形成されている前記内壁面は、親水性を有し、
前記アノードオフガス導出流路の内壁面は、撥水性を有する、
燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池用セパレータであって、
前記燃料電池用セパレータの姿勢を、前記燃料電池用セパレータの表面に対して垂直な方向が重力方向に対して垂直になる姿勢にしたときに、
前記燃料ガス流路の終端と、前記バッファ部と、前記アノードオフガス導出流路と、前記アノードオフガス排出部とは、水平方向に並べて配置されており、
前記アノードオフガス導出流路は、前記アノードオフガスが前記バッファ部から前記アノードオフガス排出部に水平方向に流れるように形成されており、
前記バッファ部の前記アノードと対向する内壁面において、前記複数の突起部は、２次元的に配列されるとともに、水平方向に第１の間隔で配列され、重力方向に前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置されている、
燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の燃料電池用セパレータであって、
前記燃料電池用セパレータは、撥水性を有する材料からなり、
前記アノードオフガス導出流路の内壁面には、親水処理が施されておらず、前記バッファ部の内壁面には、親水処理が施されている、
燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
燃料電池であって、
電解質膜の両面にアノードおよびカソードを接合してなる膜電極接合体を含む発電体と、
前記発電体のアノード側に配置されるアノード側セパレータと、
前記発電体のカソード側に配置されるカソード側セパレータと、
を備え、
前記アノード側セパレータは、請求項１ないし３のいずれかに記載された燃料電池用セパレータである、
燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セパレータ、および、燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池がエネルギ源として注目されている。この燃料電池は、一般に、電解質膜の両面に電極を接合してなる膜電極接合体を含む発電体を、セパレータで挟持することによって構成される。セパレータの表面には、燃料電池の電極の表面に沿って発電に供する反応ガスを流すためのガス流路が形成される。
【０００３】
そして、このような燃料電池について、従来、ガス流路からの排水性を向上させるための種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、燃料電池内部の残留水の排水性を向上させるために、水素流路あるいは酸素流路の少なくとも一方において、少なくとも出口部近傍の表面に親水処理を施すことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９８８７１号公報
【特許文献２】特開２００８−２８２６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載された技術では、特に、燃料ガス流路（水素流路）に水が残留したまま、氷点下環境下において凍結すると、燃料ガス流路が閉塞されて、始動時に、燃料電池のアノードに燃料ガスを供給できなくなるおそれがあった。そして、燃料ガス流路に残留する残留水の排水性について、改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池において、燃料ガス流路に残留する残留水の排水性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明の一形態である燃料電池用セパレータは、燃料電池のアノードの表面に沿って燃料ガスを流すための燃料ガス流路と；前記燃料電池用セパレータの厚さ方向に貫通し、前記アノードから排出されたアノードオフガスを前記燃料電池の外部に排出するためのアノードオフガス排出部と；前記燃料ガス流路の終端に接続され、該燃料ガス流路の終端から排出された前記アノードオフガスが流入するバッファ部であって、前記アノードと対向する内壁面に、該内壁面から前記アノードの表面側に向かって突起する複数の突起部が形成されたバッファ部と；前記バッファ部に流入した前記アノードオフガスを前記アノードオフガス排出部に導出するためのアノードオフガス導出流路と；を備え、前記バッファ部において前記複数の突起部が形成されている前記内壁面は、親水性を有し；前記アノードオフガス導出流路の内壁面は、撥水性を有する。この形態によれば、バッファ部からアノードオフガス導出流路への排水量を増大させることによって、アノードオフガス導出流路の毛管力を低減できる。そのため、比較的に低い圧力で、アノードオフガス導出流路からアノードオフガス排出部へと排水できる。したがって、燃料ガス流路からの排水性を向上させることができる。
【０００８】
［適用例１］
燃料電池用セパレータであって、
燃料電池のアノードの表面に沿って燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、
前記燃料電池用セパレータの厚さ方向に貫通し、前記アノードから排出されたアノードオフガスを前記燃料電池の外部に排出するためのアノードオフガス排出部と、
前記燃料ガス流路の終端に接続され、該燃料ガス流路の終端から排出された前記アノードオフガスが流入するバッファ部であって、前記アノードと対向する内壁面に、該内壁面から前記アノードの表面側に向かって突起する複数の突起部が形成されたバッファ部と、
前記バッファ部に流入した前記アノードオフガスを前記アノードオフガス排出部に導出するためのアノードオフガス導出流路と、
を備え、
前記バッファ部の内壁面は、親水性を有し、
前記アノードオフガス導出流路の内壁面は、撥水性を有する、
燃料電池用セパレータ。
【０００９】
ここで、「親水性を有する」とは、水滴の接触角が９０度未満であることを意味する。また、「撥水性を有する」とは、水滴の接触角が９０度以上であることを意味する。適用例１の燃料電池用セパレータを用いた燃料電池では、バッファ部には、アノードオフガスとともに水（例えば、発電によって生成された生成水）も流入する。バッファ部では、複数の突起部によって、水を含むアノードオフガスの流れ方向が分散される。バッファ部に流入した水は、アノードオフガスとともに、バッファ部からアノードオフガス導出流路を通じてアノードオフガス排出流路に排出される。そして、適用例１の燃料電池用セパレータでは、バッファ部の内壁面が親水性を有し、アノードオフガス導出流路の内壁面が撥水性を有する。このため、バッファ部からアノードオフガス導出流路に流入する水の量が増加する。そして、アノードオフガス導出流路に流入した水の量が増大することによって、アノードオフガス導出流路の毛管力が低減し、低い圧力で、アノードオフガス導出流路からアノードオフガス排出部に水を排出することができる。したがって、適用例１の燃料電池用セパレータによって、燃料ガス流路に残留する残留水の排水性を向上させることができる。さらに、適用例１の燃料電池用セパレータでは、アノードオフガス導出流路の内壁面が撥水性を有するので、アノードオフガス排出部からアノードオフガス導出流路への水の逆流を抑制することもできる。
【００１０】
［適用例２］
適用例１記載の燃料電池用セパレータであって、
前記燃料電池用セパレータの姿勢を、前記燃料電池用セパレータの表面に対して垂直な方向が重力方向に対して垂直になる姿勢にしたときに、
前記燃料ガス流路の終端と、前記バッファ部と、前記アノードオフガス導出流路と、前記アノードオフガス排出部とは、水平方向に並べて配置されており、
前記アノードオフガス導出流路は、前記アノードオフガスが前記バッファ部から前記アノードオフガス排出部に水平方向に流れるように形成されており、
前記バッファ部の前記アノードと対向する内壁面において、前記複数の突起部は、２次元的に配列されるとともに、水平方向に第１の間隔で配列され、重力方向に前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置されている、
燃料電池用セパレータ。
【００１１】
適用例２の燃料電池用セパレータでは、燃料ガス流路の終端と、バッファ部と、アノードオフガス導出流路と、アノードオフガス排出部とが、水平方向に配置されている。また、アノードオフガス導出流路は、アノードオフガスがバッファ部からアノードオフガス排出部に水平方向に流れるように形成されている。したがって、燃料ガス流路の終端からアノードオフガス排出部にかけて、アノードオフガスおよび水の流れ方向は、水平方向となる。そして、適用例２の燃料電池用セパレータでは、バッファ部において、複数の突起部は、２次元的に配列されるとともに、水平方向に第１の間隔で配列され、重力方向に第１の間隔よりも広い第２の間隔で配置されている。したがって、バッファ部において、アノードオフガスおよび水の流れ方向に対して垂直な重力方向に配列された複数の突起部間の空間であって、水平方向に配列された複数の突起部間よりも幅が広い空間を、アノードオフガスおよび水の流路として確保することができる。この結果、複数の突起部の重力方向の間隔が、第１の間隔と同等、あるいは、第１の間隔よりも狭い場合よりも、排水性を向上させることができる。また、仮に、バッファ部に水が水滴となって残留する場合であっても、水滴は、水平方向に狭い間隔で配列された複数の突起部間に残留しやすくなるため、重力方向に広い間隔で配列された複数の突起部間は、水平方向に配列された複数の突起部間よりも閉塞されにくい。
【００１２】
なお、本適用例において、「第１の間隔」とは、水平方向に隣り合う突起部の側面同士の最短距離、換言すれば、水平方向に隣り合う突起部間の空間の幅を意味している。また、「第２の間隔」とは、重力方向に隣り合う突起部の側面同士の最短距離、換言すれば、重力方向に隣り合う突起部間の空間の幅を意味している。
【００１３】
［適用例３］
適用例１または２記載の燃料電池用セパレータであって、
前記燃料電池用セパレータは、撥水性を有する材料からなり、
前記アノードオフガス導出流路の内壁面には、親水処理が施されておらず、前記バッファ部の内壁面には、親水処理が施されている、
燃料電池用セパレータ。
【００１４】
適用例３の燃料電池用セパレータによって、バッファ部の内壁面が親水性を有し、アノードオフガス導出流路の内壁面が撥水性を有するようにすることができる。
【００１５】
なお、親水処理としては、周知の種々の技術を適用可能であり、例えば、プラズマ処理、紫外線処理、親水被膜の形成等が挙げられる。ただし、親水処理として、親水性の経時劣化が比較的少ない処理を適用することが好ましい。
【００１６】
［適用例４］
燃料電池であって、
電解質膜の両面にアノードおよびカソードを接合してなる膜電極接合体を含む発電体と、
前記発電体のアノード側に配置されるアノード側セパレータと、
前記発電体のカソード側に配置されるカソード側セパレータと、
を備え、
前記アノード側セパレータは、適用例１ないし３のいずれかに記載された燃料電池用セパレータである、
燃料電池。
【００１７】
適用例４の燃料電池では、アノード側セパレータとして、適用例１ないし３のいずれかに記載された燃料電池用セパレータを用いるので、燃料ガス流路に残留する残留水の排水性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例としての燃料電池１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】アノード側セパレータ３０ａの概略構成を示す説明図である。
【図３】アノード側セパレータ３０ａの製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．燃料電池：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池１００の概略構成を示す説明図である。図１では、燃料電池１００の断面構造を模式的に示した。図示するように、この燃料電池１００は、膜電極接合体１０の両面に、アノード側ガス拡散層２０ａ、および、カソード側ガス拡散層２０ｃを接合し、これらを、アノード側セパレータ３０ａ、および、カソード側セパレータ３０ｃで挟持することによって構成されている。膜電極接合体１０と、アノード側ガス拡散層２０ａと、カソード側ガス拡散層２０ｃとは、［課題を解決するための手段］における発電体に相当する。
【００２０】
膜電極接合体１０は、プロトン伝導性を有する電解質膜１２の両面に、アノード側触媒層１４ａ、および、カソード側触媒層１４ｃを接合することによって構成されている。アノード側触媒層１４ａ、および、カソード側触媒層１４ｃは、それぞれ、電解質膜１２の表面に、触媒インクを塗布して乾燥させることによって形成される。本実施例では、電解質膜１２として、ナフィオン（登録商標）等の固体高分子からなる電解質膜を用いるものとした。また、本実施例では、アノード側ガス拡散層２０ａ、および、カソード側ガス拡散層２０ｃとして、カーボンクロスを用いるものとした。アノード側ガス拡散層２０ａ、および、カソード側ガス拡散層２０ｃとして、カーボンペーパ等、ガス拡散性、および、導電性を有する他の材料を用いるものとしてもよい。
【００２１】
アノード側セパレータ３０ａにおけるアノード側ガス拡散層２０ａと当接する側の表面には、図示するように、リブ部および溝部が形成されており、これらのリブ部および溝部は、燃料ガスとしての水素、および、アノードから排出されるアノードオフガスを流すためのガス流路（水素流路）を形成する。また、カソード側セパレータ３０ｃにおけるカソード側ガス拡散層２０ｃと当接する表面には、図示するように、リブ部および溝部が形成されており、これらのリブ部および溝部は、酸化剤ガスとしての空気、および、カソードから排出されるカソードオフガスを流すためのガス流出流路を形成する。アノード側セパレータ３０ａ、および、カソード側セパレータ３０ｃの材料としては、カーボンや、金属など、導電性を有する種々の材料を適用可能である。本実施例では、アノード側セパレータ３０ａ、および、カソード側セパレータ３０ｃの材料として、ステンレスや、チタン等の、比較的撥水性が高い材料を用いるものとした。
【００２２】
以下、アノード側セパレータ３０ａの要部である燃料ガスとしての水素の流路について、詳しく説明する。そして、本明細書では、燃料電池１００における空気および冷却水の流路については、図示および説明を省略する。
【００２３】
Ｂ．アノード側セパレータ：
図２は、アノード側セパレータ３０ａの概略構成を示す説明図である。図２では、アノード側セパレータ３０ａを、アノード側ガス拡散層２０ａ（図１参照）と当接する側から見た平面図を示した。図２（ａ）に示したように、アノード側セパレータ３０ａは、水素供給部３１と、複数の水素導入流路３２と、入口バッファ部３３と、複数の水素流路３４と、出口バッファ部３５と、複数のアノードオフガス導出流路３６と、アノードオフガス排出部３７と、を備える。
【００２４】
水素供給部３１は、アノード側セパレータ３０ａの厚さ方向に貫通する貫通孔である。水素供給部３１は、燃料電池１００の外部から供給された水素を燃料電池１００の積層方向に流すための流路を形成する。また、アノードオフガス排出部３７は、アノード側セパレータ３０ａの厚さ方向に貫通する貫通孔である。アノードオフガス排出部３７は、燃料電池１００のアノードから排出されたアノードオフガスを燃料電池１００の積層方向に流して燃料電池１００の外部に排出するための流路を形成する。
【００２５】
水素供給部３１と複数の水素流路３４とは、複数の水素導入流路３２、および、入口バッファ部３３を介して連通している。複数の水素導入流路３２は、図示した重力方向に等間隔に配置されている。また、複数の水素導入流路３２の流路断面積は、複数の水素流路３４の流路断面積よりも小さい。
【００２６】
入口バッファ部３３のアノード側ガス拡散層２０ａと対向する内壁面には、この内壁面からアノード側ガス拡散層２０ａと当接する表面側に向かって突起する複数の突起部３３ｐが形成されている。本実施例では、複数の突起部３３ｐのアノード側ガス拡散層２０ａとの当接面の形状は、円形であるものとした。複数の突起部３３ｐのアノード側ガス拡散層２０ａとの当接面の形状および配列は、任意に設定可能である。
【００２７】
燃料電池１００の外部から供給された水素は、水素供給部３１から複数の水素導入流路３２を通じて入口バッファ部３３に流入する。そして、この水素は、入口バッファ部３３において複数の突起部３３ｐによって分散されて、複数の水素流路３４に分配される。
【００２８】
複数の水素流路３４は、いわゆるサーペンタイン流路であり、アノード側セパレータ３０ａの表面に蛇行するように形成されている。複数の水素流路３４は、等間隔で配置されている。そして、複数の水素流路３４は、水素およびアノードオフガスが、蛇行しながら、アノード側セパレータ３０ａの図示した上方から下方（重力方向）に流れるように形成されている。
【００２９】
複数の水素流路３４とアノードオフガス排出部３７とは、出口バッファ部３５、および、複数のアノードオフガス導出流路３６を介して連通している。出口バッファ部３５は、複数の水素流路３４の終端に接続されている。出口バッファ部３５のアノード側ガス拡散層２０ａと対向する内壁面には、この内壁面からアノード側ガス拡散層２０ａと当接する表面側に突起する複数の突起部３５ｐが形成されている。本実施例では、複数の突起部３５ｐのアノード側ガス拡散層２０ａとの当接面の形状は、楕円形であるものとした。複数の突起部３５ｐのアノード側ガス拡散層２０ａとの当接面の形状は、任意に設定可能である。複数の突起部３５ｐの配列については、後から説明する。
【００３０】
複数のアノードオフガス導出流路３６は、図示した重力方向に等間隔に配置されている。また、複数のアノードオフガス導出流路３６の流路断面積は、複数の水素流路３４の流路断面積よりも小さい。複数のアノードオフガス導出流路３６の流路断面積を、複数の水素流路３４の流路断面積よりも小さくすることによって、複数のアノードオフガス導出流路３６からアノードオフガス排出部３７に流れるアノードオフガスの流速を速くすることができる。
【００３１】
複数の水素流路３４の終端から排出されたアノードオフガスは、出口バッファ部３５に流入する。このとき、出口バッファ部３５には、アノードオフガスとともに、水（例えば、発電によって生成された生成水）も流入する。出口バッファ部３５では、図２（ｂ）中に矢印で模式的に示したように、複数の突起部３５ｐによって、水を含むアノードオフガスの流れ方向が分散される。そして、出口バッファ部３５に流入したアノードオフガスおよび水は、出口バッファ部３５から複数のアノードオフガス導出流路３６を通じてアノードオフガス排出部３７に導出される。
【００３２】
また、本実施例では、アノード側セパレータ３０ａにおいて、複数の水素流路３４の終端と、出口バッファ部３５と、複数のアノードオフガス導出流路３６と、アノードオフガス排出部３７とは、水平方向に並べて配置されている。また、複数のアノードオフガス導出流路３６は、アノードオフガスが出口バッファ部３５からアノードオフガス排出部３７に水平方向に流れるように形成されている。したがって、アノード側セパレータ３０ａにおいて、複数の水素流路３４の終端からアノードオフガス排出部３７にかけて、アノードオフガスおよび水の流れ方向は、水平方向となる。
【００３３】
図２（ｂ）に、出口バッファ部３５における複数の突起部３５ｐの配列を示した。図示するように、出口バッファ部３５のアノード側ガス拡散層２０ａと対向する内壁面において、複数の突起部３５ｐは、２次元的に配列されるとともに、水平方向に第１の間隔Ｗｘで等間隔に配列され、重力方向に第１の間隔Ｗｘよりも広い第２の間隔Ｗｙで等間隔に配置されている。詳しくは、複数の突起部３５ｐは、水平方向に第１の間隔Ｗｘで等間隔に配列された突起部列を、重力方向に第２の間隔Ｗｙで等間隔に配列した構成となっている。そして、１の突起部列に含まれる各突起部３５ｐと、他の突起部列に含まれる各突起部３５ｐとは、それぞれ、重力方向に並べて配列されている。なお、「第１の間隔」とは、水平方向に隣り合う突起部３５ｐの側面同士の最短距離、換言すれば、水平方向に隣り合う突起部３５ｐ間の空間の幅を意味している。また、「第２の間隔」とは、重力方向に隣り合う突起部３５ｐの側面同士の最短距離、換言すれば、重力方向に隣り合う突起部３５ｐ間の空間の幅を意味している。本実施例では、第２の間隔Ｗｙは、複数のアノードオフガス導出流路３６間の間隔Ｗｐとほぼ同じである。
【００３４】
また、複数の水素流路３４、および、出口バッファ部３５の内壁面は、親水性を有しており、複数のアノードオフガス導出流路３６の内壁面は、撥水性を有している。ここで、「親水性を有する」とは、水滴の接触角が９０度未満であることを意味する。また、「撥水性を有する」とは、水滴の接触角が９０度以上であることを意味する。このようなアノード側セパレータ３０ａは、例えば、以下の製造工程によって製造される。
【００３５】
図３は、アノード側セパレータ３０ａの製造工程を示す説明図である。図３（ａ）に示したように、まず、アノード側セパレータ３０ａに、水素供給部３１と、複数の水素導入流路３２と、入口バッファ部３３（および複数の突起部３３ｐ）と、複数の水素流路３４と、出口バッファ部３５（および複数の突起部３５ｐ）と、複数のアノードオフガス導出流路３６と、アノードオフガス排出部３７とを形成する。先に説明したように、本実施例のアノード側セパレータ３０ａは、比較的撥水性が高い材料であるステンレスやチタン等を用いて製造されるため、この時点では、アノード側セパレータ３０ａの全面が撥水性を有している。
【００３６】
そして、図３（ｂ）に示したように、燃料電池１００を構成するときのシールラインＳＬと重なる複数の水素導入流路３２の表面を覆うように、シーリングプレート３２ｓｐを貼り、シールラインＳＬとなる接着剤の複数の水素導入流路３２への流入を防止する。また、燃料電池１００を構成するときのシールラインＳＬと重なる複数のアノードオフガス導出流路３６の表面を覆うように、シーリングプレート３６ｓｐを貼り、シールラインＳＬとなる接着剤の複数のアノードオフガス導出流路３６への流入を防止する。
【００３７】
そして、複数の水素導入流路３２およびアノードオフガス導出流路３６がシーリングプレート３２ｓｐ，３６ｓｐによって覆われた状態で、アノード側セパレータ３０ａの表面に親水処理を施す。複数の水素導入流路３２およびアノードオフガス導出流路３６の内壁面には、親水処理が施されない。こうすることによって、複数の水素流路３４、および、出口バッファ部３５の内壁面が親水性を有し、複数のアノードオフガス導出流路３６の内壁面が撥水性を有するようにすることができる。なお、親水処理としては、周知の種々の技術を適用可能であり、例えば、プラズマ処理、紫外線処理、親水被膜の形成等が挙げられる。ただし、親水処理として、親水性の経時劣化が比較的少ない処理を適用することが好ましい。本実施例では、親水処理として、アノード側セパレータ３０ａの表面に親水被膜を形成するものとした。
【００３８】
以上説明した本実施例のアノード側セパレータ３０ａを用いた燃料電池１００では、出口バッファ部３５の内壁面が親水性を有し、複数のアノードオフガス導出流路３６の内壁面が撥水性を有する。このため、出口バッファ部３５から複数のアノードオフガス導出流路３６に流入する水の量が増加する。そして、複数のアノードオフガス導出流路３６に流入した水の量が増大することによって、複数のアノードオフガス導出流路３６の毛管力が低減し、低い圧力で、複数のアノードオフガス導出流路３６からアノードオフガス排出部３７に水を排出することができる。したがって、本実施例のアノード側セパレータ３０ａによって、複数の水素流路３４に残留する残留水の排水性を向上させることができる。さらに、本実施例のアノード側セパレータ３０ａでは、複数のアノードオフガス導出流路３６の内壁面が撥水性を有するので、アノードオフガス排出部３７から複数のアノードオフガス導出流路３６への水の逆流を抑制することもできる。
【００３９】
また、本実施例のアノード側セパレータ３０ａでは、複数の水素流路３４の終端と、出口バッファ部３５と、複数のアノードオフガス導出流路３６と、アノードオフガス排出部３７とが、水平方向に配置されている。また、複数のアノードオフガス導出流路は、アノードオフガスが出口バッファ部３５からアノードオフガス排出部３７に水平方向に流れるように形成されている。したがって、複数の水素流路３４の終端からアノードオフガス排出部３７にかけて、アノードオフガスおよび水の流れ方向は、水平方向となる。そして、本実施例のアノード側セパレータ３０ａでは、出口バッファ部３５において、複数の突起部３５ｐは、２次元的に配列されるとともに、水平方向に第１の間隔Ｗｘで配列され、重力方向に第１の間隔Ｗｘよりも広い第２の間隔Ｗｙで配置されている。したがって、出口バッファ部３５において、アノードオフガスおよび水の流れ方向に対して垂直な重力方向に配列された複数の突起部３５ｐ間の空間であって、水平方向に配列された複数の突起部３５ｐ間よりも幅が広い空間を、アノードオフガスおよび水の流路として確保することができる（図２（ｂ）参照）。この結果、複数の突起部３５ｐの重力方向の間隔が、第１の間隔Ｗｘと同等、あるいは、第１の間隔Ｗｘよりも狭い場合よりも、排水性を向上させることができる。また、仮に、出口バッファ部３５に水が水滴となって残留する場合であっても、水滴は、水平方向に狭い間隔で配列された複数の突起部３５ｐ間に残留しやすくなるため、重力方向に広い間隔で配列された複数の突起部３５ｐ間は、水平方向に配列された複数の突起部３５ｐ間よりも閉塞されにくい。
【００４０】
Ｃ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００４１】
Ｃ１．変形例１：
上記実施例では、出口バッファ部３５のアノード側ガス拡散層２０ａと対向する内壁面において、複数の突起部３５ｐは、２次元的に配列されるとともに、水平方向に第１の間隔Ｗｘで等間隔に配列され、重力方向に第１の間隔Ｗｘよりも広い第２の間隔Ｗｙで等間隔に配置されているものとしたが、本発明は、これに限られない。出口バッファ部３５における複数の突起部３５ｐの配列は、適宜、変更してもよい。
【００４２】
Ｃ２．変形例２：
上実施例では、撥水性が比較的高い材料を用いてアノード側セパレータ３０ａを製造し、出口バッファ部３５の内壁面に親水処理を施すことによって、出口バッファ部３５の内壁面が親水性を有し、アノードオフガス導出流路３６の内壁面が撥水性を有するようにしたが、本発明は、これに限られない。例えば、親水性が比較的高い材料を用いてアノード側セパレータ３０ａを製造し、アノードオフガス導出流路３６の内壁面に撥水処理を施すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１００…燃料電池
１０…膜電極接合体
１２…電解質膜
１４ａ…アノード側触媒層
１４ｃ…カソード側触媒層
２０ａ…アノード側ガス拡散層
２０ｃ…カソード側ガス拡散層
３０ａ…アノード側セパレータ
３０ｃ…カソード側セパレータ
３１…水素供給部
３２…水素導入流路
３２ｓｐ…シーリングプレート
３３…入口バッファ部
３３ｐ…突起部
３４…水素流路
３５…出口バッファ部
３５ｐ…突起部
３６…アノードオフガス導出流路
３６ｓｐ…シーリングプレート
３７…アノードオフガス排出部
ＳＬ…シールライン
【図１】
0005733183.tif 000002
【図２】
0005733183.tif 000003
【図３】
0005733183.tif 000004