(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜の両側に一対の電極が設けられる電解質膜・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、電極面に沿って反応ガスを流通させる反応ガス流路と、電極面方向に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路と、前記金属セパレータの積層方向に前記反応ガスを流通させる反応ガス連通孔と、前記積層方向に前記冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔とが設けられる燃料電池であって、
前記電解質膜・電極構造体には、前記反応ガス流路の端部と前記反応ガス連通孔とを繋ぐように延びる凸部である反応ガスガイド部が設けられる一方、
前記金属セパレータには、一方の面に前記反応ガス流路が形成され、他方の面に前記冷却媒体流路が形成されるとともに、
前記他方の面には、前記冷却媒体流路の端部と前記冷却媒体連通孔とを繋ぐ冷却媒体ガイド部が該他方の面に凸形状に形成され、
前記冷却媒体ガイド部の裏面側の凹形状と前記反応ガスガイド部である前記凸部とは、互いに対向し、且つ前記凹形状が延びる方向と前記凸部が延びる方向とは、交差す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、前記金属セパレータは、波形状に成形されることにより、前記一方の面側には、前記反応ガス流路を形成する凸形状と凹形状とが交互に設けられ、且つ、前記他方の面側には、前記冷却媒体流路を形成する凸形状と凹形状とが交互に設けられるとともに、
前記冷却媒体ガイド部の前記凸形状は、前記冷却媒体流路の前記凸形状に連続して設けられ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、固体高分子電解質膜の両側に一対の電極が設けられる電解質膜・電極構造体と金属セパレータとが積層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固体高分子電解質膜の両側に、それぞれアノード電極及びカソード電極を設けた電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した発電セルを構成している。燃料電池は、通常、複数の発電セルが積層されて燃料電池スタックを構成するとともに、定置用の他、燃料電池車両に組み込まれることにより、車載用燃料電池システムとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池では、積層されている各発電セルのアノード電極及びカソード電極に、それぞれ反応ガスである燃料ガス及び酸化剤ガスを供給するため、所謂、内部マニホールドを構成する場合が多い。この内部マニホールドは、発電セルの積層方向に貫通して設けられる反応ガス連通孔（反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔）及び冷却媒体連通孔（冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔）を備えている。そして、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路には、反応ガス連通孔が連通する一方、電極面方向に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路には、冷却媒体連通孔が連通している。
【０００４】
この場合、反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔は、開口面積が比較的小さい。従って、反応ガス流路における反応ガスの流れを円滑に行うため、反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔の近傍には、前記反応ガスを分散させる流配構造が必要になっている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されているセパレータでは、図７に示すように、凹条部１と凸条部２を交互に形成した凹凸形状を有した、２枚の金属板を貼り合わせることにより形成されるとともに、少なくともセパレータ外周縁部を樹脂部３で形成した、金属樹脂一体型のセパレータとされている。
【０００６】
アノード側に接して配置される凹条部１は、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路４ａを形成する一方、カソード側に接して配置される凹条部１は、酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流路４ｂを形成している。そして、凸条部２、２で囲まれた空間部は、冷媒である冷却水を流通させる冷媒流路４ｃを形成している。
【０００７】
セパレータには、燃料ガス導入用マニホールド５ａ、冷媒導入用マニホールド５ｂ及び酸化剤ガス導入用マニホールド５ｃが設けられている。セパレータのアノード側には、燃料ガス導入用マニホールド５ａから燃料ガス流路４ａへ燃料ガスを流通させるための燃料ガスディフューザ流路６が形成されている。
【０００８】
燃料ガスディフューザ流路６には、燃料ガス流路４ａに燃料ガスを分散させて流通させるための燃料ガスディフューザリブ７が形成されている。燃料ガスディフューザリブ７は、樹脂によって形成されており、全ての燃料ガス流路４ａに均等に燃料ガスが行き渡るように、リブ長さを異にした複数個を斜めに配置させている。
【０００９】
セパレータには、冷媒導入用マニホールド５ｂから冷媒流路４ｃへ冷却水を流通させるための冷媒ディフューザ流路８が形成されている。冷媒ディフューザ流路８は、２枚の金属板を貼り合わせて形成された空間部に設けられている。
【００１０】
冷媒ディフューザ流路８には、冷媒流路４ｃに冷却水を分散させて流通させるための冷媒ディフューザリブ９が複数形成されている。冷媒ディフューザリブ９は、冷媒ディフューザ流路８側へ突出する突条部を２枚の金属板にそれぞれ形成し、その突条部同士を接触させることで形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１４７２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の特許文献１では、金属板にリブを設けるため、燃料ガスディフューザリブ７は、樹脂によって形成される一方、冷媒ディフューザリブ９は、２枚の金属板にそれぞれ形成された突条部同士を接触させることで形成している。このため、リブの形成作業及び構成が繁雑化するとともに、製造コストが高騰するという問題がある。
【００１３】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、冷却媒体の配流性を向上させるとともに、反応ガスの拡散性を向上させ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】
【００１４】
本発明は、固体高分子電解質膜の両側に一対の電極が設けられる電解質膜・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、電極面に沿って反応ガスを流通させる反応ガス流路と、電極面方向に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路と、前記金属セパレータの積層方向に前記反応ガスを流通させる反応ガス連通孔と、前記積層方向に前記冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔とが設けられる燃料電池に関するものである。
【００１５】
この燃料電池では、電解質膜・電極構造体には、反応ガス流路の端部と反応ガス連通孔とを繋ぐように延びる凸部である反応ガスガイド部が設けられる一方、金属セパレータには、一方の面に前記反応ガス流路が形成され、他方の面に冷却媒体流路が形成されている。
【００１６】
そして、他方の面には、冷却媒体流路の端部と冷却媒体連通孔とを繋ぐ冷却媒体ガイド部が前記他方の面に凸形状に形成され、前記冷却媒体ガイド部の裏面側の凹形状と反応ガスガイド部である凸部とは、互いに対向し、且つ前記凹形状が延びる方向と前記凸部が延びる方向とは、交差している。
【００１７】
また、この燃料電池では、金属セパレータは、波形状に成形されることにより、一方の面側には、反応ガス流路を形成する凸形状と凹形状とが交互に設けられ、且つ、他方の面側には、冷却媒体流路を形成する凸形状と凹形状とが交互に設けられるとともに、冷却媒体ガイド部の凸形状は、前記冷却媒体流路の前記凸形状に連続して設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、金属セパレータの他方の面に、冷却媒体流路と冷却媒体連通孔とを繋ぐ冷却媒体ガイド部が形成されている。このため、冷却媒体用バッファ部の形状を保持するとともに、簡単且つ経済的な構成で、冷却媒体の配流性が良好に向上する。
【００１９】
しかも、反応ガス流路側では、冷却媒体ガイド部の裏面側の凹形状と反応ガスガイド部とが、互いに交差して対向している。従って、反応ガス用バッファ部では、簡単且つ経済的な構成で、反応ガスの拡散性が良好に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記燃料電池の、図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】前記燃料電池を構成するカソード側金属セパレータの正面説明図である。
【図５】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６】前記燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の正面説明図である。
【図７】特許文献１に開示されたセパレータの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池１０は、電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１２と、前記電解質膜・電極構造体１２を挟持するカソード側金属セパレータ１４及びアノード側金属セパレータ１６とを備える。燃料電池１０は、例えば、矢印Ａ方向に複数積層されて車載用燃料電池スタックを構成する。
【００２２】
カソード側金属セパレータ１４及びアノード側金属セパレータ１６は、薄板状の金属プレートを、それぞれ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（図２及び図３参照）。
【００２３】
燃料電池１０の長辺方向（図１中、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、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供給連通孔（反応ガス連通孔）２０ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔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排出連通孔（反応ガス連通孔）２４ｂが設けられる。
【００２４】
燃料電池１０の長辺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供給連通孔（反応ガス連通孔）２４ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔２２ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔（反応ガス連通孔）２０ｂが設けられる。
【００２５】
図４に示すように、カソード側金属セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１４ａには、酸化剤ガス供給連通孔２０ａと酸化剤ガス排出連通孔２０ｂとを連通する酸化剤ガス流路２６が形成される。酸化剤ガス流路２６は、例えば、矢印Ｂ方向に交互に延在する複数本の凸部（凸形状）２６ａと凹部（凹形状）２６ｂとにより形成される。
【００２６】
図２に示すように、凸部２６ａは、セパレータ基準面Ｓａから酸化剤ガス流路２６側に凸状を有する一方、凹部２６ｂは、前記セパレータ基準面Ｓａから前記酸化剤ガス流路２６とは反対側に凸状を有する。
【００２７】
図４に示すように、面１４ａには、酸化剤ガス流路２６の入口側端部及び出口側端部に連結され、後述する冷却媒体ガイド部の裏面形状（凹形状）が形成される。この裏面形状は、バッファ部を構成する。
【００２８】
図１に示すように、カソード側金属セパレータ１４の面１４ｂには、冷却媒体供給連通孔２２ａと冷却媒体排出連通孔２２ｂとを連通する冷却媒体流路２８が形成される。冷却媒体流路２８は、例えば、矢印Ｂ方向に交互に延在する複数本の凸部（凸形状）２８ａと凹部（凹形状）２８ｂとにより形成される。
【００２９】
凸部２８ａは、凹部２６ｂの裏面形状であり、凹部２８ｂは、凸部２６ａの裏面形状である。図２に示すように、凸部２８ａは、セパレータ基準面Ｓａから冷却媒体流路２８側に凸状を有する一方、凹部２８ｂは、前記セパレータ基準面Ｓａから前記冷却媒体流路２８とは反対側に凸状を有する。
【００３０】
面１４ｂには、図４に示すように、冷却媒体流路２８の入口側端部と冷却媒体供給連通孔２２ａとを連通する冷却媒体入口ガイド部３０ａと、前記冷却媒体流路２８の出口側端部と冷却媒体排出連通孔２２ｂとを連通する冷却媒体出口ガイド部３０ｂとが形成される。
【００３１】
冷却媒体入口ガイド部３０ａは、冷却媒体流路２８を構成する任意の凸部２８ａの入口側端部に連続し且つ同一の高さを有して形成される（図１及び図３参照）。冷却媒体入口ガイド部３０ａは、セパレータ基準面Ｓａから冷却媒体流路２８側に凸状を有するとともに、屈曲乃至湾曲する直線状に形成される。
【００３２】
冷却媒体出口ガイド部３０ｂは、冷却媒体流路２８を構成する任意の凸部２８ａの出口側端部に連続し且つ同一の高さを有して形成される。冷却媒体入口ガイド部３０ａは、冷却媒体用入口バッファ部を構成する一方、冷却媒体出口ガイド部３０ｂは、冷却媒体用出口バッファ部を構成する。
【００３３】
図１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１２に向かう面１６ａには、燃料ガス供給連通孔２４ａと燃料ガス排出連通孔２４ｂとを連通する燃料ガス流路３２が形成される。燃料ガス流路３２は、例えば、矢印Ｂ方向に交互に延在する複数本の凸部（凸形状）３２ａと凹部（凹形状）３２ｂとにより形成される。
【００３４】
図２に示すように、凸部３２ａは、セパレータ基準面Ｓａから燃料ガス流路３２側に凸状を有する一方、凹部３２ｂは、前記セパレータ基準面Ｓａから前記燃料ガス流路３２とは反対側に凸状を有する。
【００３５】
図１に示すように、面１６ａには、燃料ガス流路３２の入口側端部及び出口側端部に連結され、後述する冷却媒体ガイド部の裏面形状（凹形状）が形成される。この裏面形状は、バッファ部を構成する。
【００３６】
図５に示すように、アノード側金属セパレータ１６の面１６ｂには、冷却媒体供給連通孔２２ａと冷却媒体排出連通孔２２ｂとを連通する冷却媒体流路２８が形成される。冷却媒体流路２８は、例えば、矢印Ｂ方向に交互に延在する複数本の凸部（凸形状）２８ｃと凹部（凹形状）２８ｄとにより形成される。
【００３７】
凸部２８ｃは、凹部３２ｂの裏面形状であり、凹部２８ｄは、凸部３２ａの裏面形状である。図２に示すように、凸部２８ｃは、セパレータ基準面Ｓａから冷却媒体流路２８側に凸状を有する一方、凹部２８ｄは、前記セパレータ基準面Ｓａから前記冷却媒体流路２８とは反対側に凸状を有する。
【００３８】
面１６ｂには、冷却媒体流路２８の入口側端部と冷却媒体供給連通孔２２ａとを連通する冷却媒体入口ガイド部３４ａと、前記冷却媒体流路２８の出口側端部と冷却媒体排出連通孔２２ｂとを連通する冷却媒体出口ガイド部３４ｂとが形成される。
【００３９】
冷却媒体入口ガイド部３４ａは、冷却媒体流路２８を構成する任意の凸部２８ａの入口側端部に連続し且つ同一の高さを有して形成される（図１及び図３参照）。冷却媒体入口ガイド部３４ａは、セパレータ基準面Ｓａから冷却媒体流路２８側に凸状を有するとともに、屈曲乃至湾曲する直線状に形成される。
【００４０】
冷却媒体出口ガイド部３４ｂは、冷却媒体流路２８を構成する任意の凸部２８ａの出口側端部に連続し且つ同一の高さを有して形成される。冷却媒体入口ガイド部３４ａは、冷却媒体用入口バッファ部を構成する一方、冷却媒体出口ガイド部３４ｂは、冷却媒体用出口バッファ部を構成する。冷却媒体入口ガイド部３０ａ、３４ａ同士が当接するとともに、冷却媒体出口ガイド部３０ｂ、３４ｂ同士が当接する。
【００４１】
カソード側金属セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、このカソード側金属セパレータ１４の外周端部を周回して第１シール部材３６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の外周端部を周回して第２シール部材３８が一体成形される。
【００４２】
第１シール部材３６及び第２シール部材３８は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、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。
【００４３】
図２に示すように、電解質膜・電極構造体１２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４０と、前記固体高分子電解質膜４０を挟持するカソード電極４２及びアノード電極４４とを備える。固体高分子電解質膜４０は、カソード電極４２及びアノード電極４４と同一の表面積（平面寸法）に設定される。
【００４４】
図２に示すように、カソード電極４２及びアノード電極４４は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層４２ａ、４４ａ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４２ａ、４４ａの表面に一様に塗布された電極触媒層４２ｂ、４４ｂとを有する。電極触媒層４２ｂ、４４ｂは、固体高分子電解質膜４０の両面に形成される。
【００４５】
固体高分子電解質膜４０は、カソード電極４２及びアノード電極４４と同一の表面積、又はこれらよりも大きな表面積に設定される。固体高分子電解質膜４０の外周端縁部には、樹脂製の樹脂枠部材（額縁部）４６が、例えば、射出成形等により一体成形される。樹脂材としては、例えば、汎用プラスチックの他、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等が採用される。
【００４６】
樹脂枠部材４６には、酸化剤ガス供給連通孔２０ａ、燃料ガス供給連通孔２４ａ、冷却媒体供給連通孔２２ａ、酸化剤ガス排出連通孔２０ｂ、燃料ガス排出連通孔２４ｂ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂが形成される。
【００４７】
樹脂枠部材４６のカソード電極４２を設ける面４６ａには、図１に示すように、酸化剤ガス供給連通孔２０ａと酸化剤ガス流路２６とを繋ぐ複数本の入口側酸化剤ガスガイド部４８ａと、酸化剤ガス排出連通孔２０ｂと前記酸化剤ガス流路２６とを繋ぐ複数本の出口側酸化剤ガスガイド部４８ｂとが設けられる。入口側酸化剤ガスガイド部４８ａ間には、複数のエンボス部５０ａが設けられるとともに、出口側酸化剤ガスガイド部４８ｂ間には、複数のエンボス部５０ｂが設けられる。
【００４８】
入口側酸化剤ガスガイド部４８ａ及び出口側酸化剤ガスガイド部４８ｂは、屈曲部乃至湾曲部を有する直線状である。入口側酸化剤ガスガイド部４８ａは、カソード側金属セパレータ１４の冷却媒体入口ガイド部３０ａの裏面側の凹形状が対面するとともに、前記入口側酸化剤ガスガイド部４８ａと前記凹形状とは、互いに異なる形状を有しており、互いに交差して対向する。
【００４９】
出口側酸化剤ガスガイド部４８ｂは、カソード側金属セパレータ１４の冷却媒体出口ガイド部３０ｂの裏面側の凹形状と対面するとともに、前記出口側酸化剤ガスガイド部４８ｂと前記凹形状とは、互いに異なる形状を有しており、互いに交差して対向する。
【００５０】
樹脂枠部材４６のアノード電極４４を設ける面４６ｂには、図６に示すように、燃料ガス供給連通孔２４ａと燃料ガス流路３２とを繋ぐ複数本の入口側燃料ガスガイド部５２ａと、燃料ガス排出連通孔２４ｂと前記燃料ガス流路３２とを繋ぐ複数本の出口側燃料ガスガイド部５２ｂとが設けられる。入口側燃料ガスガイド部５２ａ間には、複数のエンボス部５４ａが設けられるとともに、出口側燃料ガスガイド部５２ｂ間には、複数のエンボス部５４ｂが設けられる。
【００５１】
入口側燃料ガスガイド部５２ａ及び出口側燃料ガスガイド部５２ｂは、屈曲部乃至湾曲部を有する直線状である。入口側燃料ガスガイド部５２ａは、アノード側金属セパレータ１６の冷却媒体出口ガイド部３４ｂの裏面側の凹形状と対面するとともに、前記入口側燃料ガスガイド部５２ａと前記凹形状とは、互いに異なる形状を有しており、互いに交差して対向する。
【００５２】
出口側燃料ガスガイド部５２ｂは、アノード側金属セパレータ１６の冷却媒体入口ガイド部３４ａの裏面側の凹形状が対面するとともに、前記出口側燃料ガスガイド部５２ｂと前記凹形状とは、互いに異なる形状を有しており、互いに交差して対向する。
【００５３】
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。
【００５４】
図１に示すように、燃料電池１０内では、酸化剤ガス供給連通孔２０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔２４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔２２ａには、純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。このため、燃料電池１０内では、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が、それぞれ矢印Ａ方向に供給される。
【００５５】
酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔２０ａから電解質膜・電極構造体１２を構成する樹脂枠部材４６に形成された入口側酸化剤ガスガイド部４８ａ及びエンボス部５０ａの案内作用下に、酸化剤ガス流路２６に導入され、電解質膜・電極構造体１２のカソード電極４２に沿って移動する。
【００５６】
その際、本実施形態では、図１、図３及び図４に示すように、入口側酸化剤ガスガイド部４８ａは、カソード側金属セパレータ１４の冷却媒体入口ガイド部３０ａの裏面側の凹形状とは異なる形状を有し、互いに交差して対向している。このため、酸化剤ガスの拡散性が向上し、前記酸化剤ガスを酸化剤ガス流路２６の幅方向に沿って均一且つ円滑に供給することができる。
【００５７】
一方、燃料ガスは、図１に示すように、燃料ガス供給連通孔２４ａから電解質膜・電極構造体１２を構成する樹脂枠部材４６に形成された入口側燃料ガスガイド部５２ａ及びエンボス部５４ａの案内作用下に、燃料ガス流路３２に導入され、電解質膜・電極構造体１２のアノード電極４４に沿って移動する。
【００５８】
その際、本実施形態では、図１及び図６に示すように、入口側燃料ガスガイド部５２ａは、アノード側金属セパレータ１６の冷却媒体出口ガイド部３４ｂの裏面側の凹形状とは異なる形状を有し、互いに交差して対向している。従って、燃料ガスの拡散性が向上し、前記燃料ガスを燃料ガス流路３２の幅方向に沿って均一且つ円滑に供給することが可能になる。
【００５９】
これにより、各電解質膜・電極構造体１２では、カソード電極４２に供給される酸化剤ガスと、アノード電極４４に供給される燃料ガスとが、電極触媒層４２ｂ、４４ｂ内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
【００６０】
次いで、カソード電極４２に供給されて消費された酸化剤ガスは、出口側酸化剤ガスガイド部４８ｂ及びエンボス部５０ｂの案内作用下に、酸化剤ガス排出連通孔２０ｂに排出されて、矢印Ａ方向に流動する。
【００６１】
同様に、アノード電極４４に供給されて消費された燃料ガスは、図１及び図６に示すように、出口側燃料ガスガイド部５２ｂ及びエンボス部５４ｂの案内作用下に、燃料ガス排出連通孔２４ｂに排出されて、矢印Ａ方向に流動する。
【００６２】
また、冷却媒体は、冷却媒体供給連通孔２２ａから冷却媒体入口ガイド部３０ａ、３４ａの案内作用下に、カソード側金属セパレータ１４及びアノード側金属セパレータ１６間の冷却媒体流路２８に導入される。冷却媒体は、矢印Ｂ方向に沿って流動して電解質膜・電極構造体１２を冷却した後、冷却媒体出口ガイド部３０ｂ、３４ｂの案内作用下に、冷却媒体排出連通孔２２ｂを移動して燃料電池１０から排出される。
【００６３】
この場合、本実施形態では、図１に示すように、カソード側金属セパレータ１４の面１４ｂには、冷却媒体流路２８の入口側端部と冷却媒体供給連通孔２２ａとを連通する冷却媒体入口ガイド部３０ａと、前記冷却媒体流路２８の出口側端部と冷却媒体排出連通孔２２ｂとを連通する冷却媒体出口ガイド部３０ｂとが形成されている。
【００６４】
同様に、図５に示すように、アノード側金属セパレータ１６の面１６ｂには、冷却媒体流路２８の入口側端部と冷却媒体供給連通孔２２ａとを連通する冷却媒体入口ガイド部３４ａと、前記冷却媒体流路２８の出口側端部と冷却媒体排出連通孔２２ｂとを連通する冷却媒体出口ガイド部３４ｂとが形成されている。
【００６５】
そして、冷却媒体入口ガイド部３０ａ、３４ａ同士、及び冷却媒体出口ガイド部３０ｂ、３４ｂ同士が当接してガイド流路部を形成している。このため、冷却媒体用バッファ部の形状を保持するとともに、簡単且つ経済的な構成で、冷却媒体の配流性が良好に向上するという効果が得られる。
【００６６】
なお、本実施形態では、電解質膜・電極構造体１２が樹脂枠部材４６を備えるとともに、前記樹脂枠部材４６には、入口側酸化剤ガスガイド部４８ａ、出口側酸化剤ガスガイド部４８ｂ、入口側燃料ガスガイド部５２ａ及び出口側燃料ガスガイド部５２ｂが形成されている。これに代えて、樹脂枠部材４６を用いることがなく、ガス拡散層４２ａ、４４ａに、入口側酸化剤ガスガイド部４８ａ、出口側酸化剤ガスガイド部４８ｂ、入口側燃料ガスガイド部５２ａ及び出口側燃料ガスガイド部５２ｂを選択的に形成してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０…燃料電池                      １２…電解質膜・電極構造体
１４、１６…金属セパレータ          ２０ａ…酸化剤ガス供給連通孔
２０ｂ…酸化剤ガス排出連通孔        ２２ａ…冷却媒体供給連通孔
２２ｂ…冷却媒体排出連通孔          ２４ａ…燃料ガス供給連通孔
２４ｂ…燃料ガス排出連通孔          ２６…酸化剤ガス流路
２６ａ、２８ａ、２８ｃ、３２ａ…凸部
２６ｂ、２８ｂ、２８ｄ、３２ｂ…凹部
２８…冷却媒体流路                  ３０ａ、３４ａ…冷却媒体入口ガイド部
３０ｂ、３４ｂ…冷却媒体出口ガイド部
３２…燃料ガス流路                  ３６、３８…シール部材
４０…固体高分子電解質膜            ４２…カソード電極
４４…アノード電極                  ４６…樹脂枠部材
４８ａ…入口側酸化剤ガスガイド部    ４８ｂ…出口側酸化剤ガスガイド部
５２ａ…入口側燃料ガスガイド部      ５２ｂ…出口側燃料ガスガイド部
【図１】
0005809594.tif 000002
【図２】
0005809594.tif 000003
【図３】
0005809594.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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