(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両面に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、互いに隣接する前記金属セパレータ間には、セパレータ面に沿って水を含む冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が形成され、前記金属セパレータには、前記冷却媒体を該金属セパレータの積層方向に流通させる冷却媒体連通孔と、前記冷却媒体連通孔を前記冷却媒体流路に繋げる連結流路とが形成される燃料電池であって、
前記金属セパレータには、ゴムシール部材が一体成形されているとともに、
前記ゴムシール部材は、前記冷却媒体連通孔の周囲を連続して周回する外周シール部と、
前記外周シール部から前記冷却媒体流路に向かって延在し、前記連結流路を構成する複数本の凸状シール部と、
を有し、互いに隣接する前記凸状シール部間には、前記ゴムシール部材が存在しないことで前記金属セパレータの金属面が露呈し、
前記凸状シール部の幅は、当該凸状シール部と前記金属セパレータの間において結露した結露水を、露呈した前記金属面に排出可能な寸法に設定されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池であって、第１金属セパレータと第２金属セパレータとの間に前記冷却媒体流路が形成されるとともに、
前記第１金属セパレータに設けられる前記凸状シール部同士の間隔と、前記第２金属セパレータに設けられる前記凸状シール部同士の間隔とは、異なる寸法に設定されてい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、電解質膜の両面に電極が配設される電解質膜・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】
一般的に、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を採用している。燃料電池は、固体高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が、前記固体高分子電解質膜の他方の面にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。アノード電極及びカソード電極は、それぞれ触媒層（電極触媒層）とガス拡散層（多孔質カーボン）とを有している。
【０００３】
電解質膜・電極構造体は、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持されることにより、発電セル（単位燃料電池）を構成している。この発電セルは、所定の数だけ積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００４】
互いに隣接する発電セル間には、冷却媒体をセパレータ面内に流通させる冷却媒体流路が形成されるとともに、セパレータには、前記セパレータの積層方向に貫通して冷却媒体連通孔が形成されている。
【０００５】
発電セルでは、セパレータとして、カーボンセパレータの他に金属セパレータが使用されている。金属セパレータは、一般的に、薄板金属プレートに弾性シール部材（ゴムシール部材）が一体化されたシール一体型金属セパレータが用いられている。その際、シール部材には、冷却媒体連通孔と冷却媒体流路とを連通するための連結流路、所謂、ゴムブリッジ部が一体成形される場合がある。
【０００６】
ところで、発電セルの冷却媒体に含まれる水が、金属セパレータの金属表面とシール部材との間に進入し、ブリスター（水ぶくれ）が形成されることがある。特に流路幅が狭小なゴムブリッジ部では、ブリスターの発生により流路が閉塞されてしまい、冷却媒体の流量が減少して冷却性能が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池セパレータが知られている。この燃料電池セパレータは、冷媒流通用の隙間に面したアノード側金属セパレータの表面に、プライマー層を介して絶縁被覆を形成した構造に関するものである。そして、基材とプライマー層との界面における気化した冷媒が液化することによって生じるブリスターの発生を防止するために、冷媒排出溝が形成されている。
【０００８】
このため、部分的にプライマー層と接する部分のアノード側金属セパレータの温度が低下し、その界面部分で気化した冷媒成分が液化しても、この液化成分は冷媒排出溝から外部に排出される。従って、ブリスターの発生を防止することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１３４２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、この種の技術に関連してなされたものであり、簡単且つ経済的な構成で、ブリスターの発生を可及的に抑制す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】
【００１１】
本発明に係る燃料電池では、電解質膜の両面に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ている。互いに隣接する金属セパレータ間には、セパレータ面に沿って水を含む冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が形成されている。金属セパレータには、冷却媒体を該金属セパレータの積層方向に流通させる冷却媒体連通孔と、前記冷却媒体連通孔を冷却媒体流路に繋げる連結流路とが形成されている。
【００１２】
金属セパレータには、ゴムシール部材が一体成形されている。ゴムシール部材は、冷却媒体連通孔の周囲を連続して周回する外周シール部と、前記外周シール部から冷却媒体流路に向かって延在し、連結流路を構成する複数本の凸状シール部と、を有している。そして、互いに隣接する凸状シール部間には、前記ゴムシール部材が存在しないことで金属セパレータの金属面が露呈している。さらに、前記凸状シール部の幅は、当該凸状シール部と前記金属セパレータの間において結露した結露水を、露呈した前記金属面に排出可能な寸法に設定されている。
【００１３】
また、この燃料電池では、第１金属セパレータと第２金属セパレータとの間に冷却媒体流路が形成されることが好ましい。その際、第１金属セパレータに設けられる凸状シール部同士の間隔と、第２金属セパレータに設けられる凸状シール部同士の間隔とは、異なる寸法に設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃料電池の冷却媒体に含まれる水が、ゴムシール部材と金属セパレータの金属面との間に水蒸気として進入し、結露しても、結露水は、前記金属面が露呈する凸状シール部間から前記金属セパレータの外部に排出されている。このため、簡単且つ経済的な構成で、ブリスターの発生を可及的に抑制することが可能になる。従って、特に流路幅が狭小な連結流路では、ブリスターの発生が抑制されるため、冷却媒体の流量が減少することがなく、所望の冷却性能を確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池を構成する発電セルの分解概略斜視図である。
【図２】前記発電セルの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記発電セルの、図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】前記発電セルの、図１中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】前記発電セルを構成するカソードセパレータの冷却面側の正面説明図である。
【図６】前記発電セルを構成するアノードセパレータの冷却面側の正面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池１０は、複数の発電セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）、又は垂直方向（矢印Ｃ方向）に積層される。燃料電池１０は、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池電気自動車（図示せず）に搭載される。
【００１７】
図１〜図３に示すように、発電セル１２は、枠付き電解質膜・電極構造体（枠付きＭＥＡ）１４をカソードセパレータ１６及びアノードセパレータ１８で挟持する。カソードセパレータ１６及びアノードセパレータ１８は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板等の縦長形状の薄板状金属プレート１６ｍ及び１８ｍにより構成される。金属プレート１６ｍ、１８ｍは、平面が矩形状を有するとともに、波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。
【００１８】
なお、発電セル１２は、第１セパレータ、第１の枠付きＭＥＡ、第２セパレータ、第２の枠付きＭＥＡ及び第３セパレータを積層して構成してもよい。さらに、発電セル１２は、３枚以上の枠付きＭＥＡと４枚以上のセパレータとを有してもよい。また、枠付きＭＥＡに代えて、樹脂枠部材を設けない電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を用いてもよい。
【００１９】
図１に示すように、発電セル１２の長辺方向（矢印Ｂ方向）（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、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ及び燃料ガス出口連通孔２４ｂが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔２２ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。燃料ガス出口連通孔２４ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。
【００２０】
発電セル１２の長辺方向（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燃料ガス入口連通孔２４ａ及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔２２ｂが設けられる。酸化剤ガスと燃料ガスとは、対向流となる。なお、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２２ｂ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、酸化剤ガスと燃料ガスとが並行流になるように配置してもよい。
【００２１】
発電セル１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）（鉛直方向）の両端縁部一方（酸化剤ガス入口連通孔２２ａ側）には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するそれぞれ一対の冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２が設けられる。冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２は、水平方向に長尺な長方形開口部の長手方向の中間部位にリブ部２７ａを設けることにより、互いに独立して分割形成される。
【００２２】
発電セル１２の短辺方向の他方（燃料ガス入口連通孔２４ａ側）には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を排出するそれぞれ一対の冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２が設けられる。冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２は、水平方向に長尺な長方形開口部の長手方向の中間部位にリブ部２７ｂを設けることにより、互いに独立して分割形成される。
【００２３】
なお、リブ部２７ａを除去して冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２を単一の冷却媒体入口連通孔とする一方、リブ部２７ｂを除去して冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２を単一の冷却媒体出口連通孔としてもよい。
【００２４】
カソードセパレータ１６の枠付き電解質膜・電極構造体１４に向かう面１６ａには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとを連通する酸化剤ガス流路２８が形成される。酸化剤ガス流路２８は、複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）を有する。カソードセパレータ１６の面１６ｂには、酸化剤ガス流路２８の裏面形状である冷却媒体流路３０の一部が形成される。冷却媒体流路３０は、それぞれ一対の冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２と一対の冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２とを連通する。
【００２５】
アノードセパレータ１８の枠付き電解質膜・電極構造体１４に向かう面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、複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）を有する。
【００２６】
燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス流路３２とは、複数の入口連結流路３４ａを介して連通する一方、燃料ガス出口連通孔２４ｂと前記燃料ガス流路３２とは、複数の出口連結流路３４ｂを介して連通する。入口連結流路３４ａ及び出口連結流路３４ｂは、蓋体３６ａ及び蓋体３６ｂにより覆われる。アノードセパレータ１８の面１８ｂには、燃料ガス流路３２の裏面形状である冷却媒体流路３０の一部が形成される。
【００２７】
図１〜図３に示すように、カソードセパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、このカソードセパレータ１６を構成する金属プレート１６ｍの外周端縁部を周回して第１シール部材３８が一体成形される。アノードセパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、このアノードセパレータ１８を構成する金属プレート１８ｍの外周端縁部を周回して第２シール部材４０が一体成形される。
【００２８】
第１シール部材３８及び第２シール部材４０には、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等の弾性を有するゴムシール部材が用いられる。
【００２９】
第１シール部材３８は、カソードセパレータ１６の面１６ａに面方向に沿って均一な厚さの平坦状に設けられ、酸化剤ガス流路２８を周回する平面シール部３８ｆａを有する。図１に示すように、第１シール部材３８は、面１６ｂに面方向に沿って均一な厚さの平坦状に設けられ、冷却媒体流路３０を周回する平面シール部３８ｆｂを有する。平面シール部３８ｆｂには、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体を気密及び液密にシールするシール部３８ｓが一体に膨出形成される。
【００３０】
図５に示すように、面１６ｂには、冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２と冷却媒体流路３０とを繋げる入口連結流路４２ａが、前記冷却媒体流路３０を挟んで上下に形成される。面１６ｂには、冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２と冷却媒体流路３０とを繋げる出口連結流路４２ｂが、前記冷却媒体流路３０を挟んで上下に形成される。
【００３１】
平面シール部３８ｆｂは、冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２の周囲及び内周端面を連続して周回する外周シール部３８ｒａを有する。外周シール部３８ｒａには、前記外周シール部３８ｒａから冷却媒体流路３０に向かって延在し、入口連結流路４２ａを構成する複数本の凸状シール部３８ｔａが設けられる。図２及び図５に示すように、各凸状シール部３８ｔａの表面には、１以上、例えば、２個の切り欠き部４４ａが形成される。リブ部２７ａに設けられたシール部分にも、例えば、２個の切り欠き部４４ａが形成される。
【００３２】
互いに隣接する凸状シール部３８ｔａ間には、金属プレート１６ｍの金属面１６ｍｓが露呈する。凸状シール部３８ｔａ同士は、間隔Ｌ１ずつ離間する（図４及び図５参照）。
【００３３】
平面シール部３８ｆｂは、冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２の周囲及び内周端面を連続して周回する外周シール部３８ｒｂを有する。外周シール部３８ｒｂには、前記外周シール部３８ｒｂから冷却媒体流路３０に向かって延在し、出口連結流路４２ｂを構成する複数本の凸状シール部３８ｔｂが設けられる。図５に示すように、各凸状シール部３８ｔｂの表面には、１以上、例えば、２個の切り欠き部４４ｂが形成される。リブ部２７ｂに設けられたシール部分にも、例えば、２個の切り欠き部４４ｂが形成される。
【００３４】
互いに隣接する凸状シール部３８ｔｂ間には、金属プレート１６ｍの金属面１６ｍｓが露呈する。凸状シール部３８ｔｂ同士は、間隔Ｌ１ずつ離間する（図５参照）。なお、凸状シール部３８ｔａ同士の間隔Ｌ１と凸状シール部３８ｔｂ同士の間隔Ｌ１とは、異なる寸法であってもよい。
【００３５】
図１に示すように、第２シール部材４０は、アノードセパレータ１８の面１８ａに面方向に沿って均一な厚さの平坦状に設けられ、燃料ガス流路３２を周回する平面シール部４０ｆａを有する。平面シール部４０ｆａには、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体を気密及び液密にシールするシール部４０ｓが一体に膨出形成される。
【００３６】
図６に示すように、第２シール部材４０は、面１８ｂに面方向に沿って均一な厚さの平坦状に設けられ、冷却媒体流路３０を周回する平面シール部４０ｆｂを有する。面１８ｂには、冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２と冷却媒体流路３０とを繋げる入口連結流路４６ａが、前記冷却媒体流路３０を挟んで上下に形成される。面１８ｂには、冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２と冷却媒体流路３０とを繋げる出口連結流路４６ｂが、前記冷却媒体流路３０を挟んで上下に形成される。
【００３７】
平面シール部４０ｆｂは、冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２の周囲及び内周端面を連続して周回する外周シール部４０ｒａを有する。外周シール部４０ｒａには、前記外周シール部４０ｒａから冷却媒体流路３０に向かって延在し、入口連結流路４６ａを構成する複数本の凸状シール部４０ｔａが設けられる。すなわち、隣接する凸状シール部４０ｔａ間に入口連結流路４６ａが形成される。外周シール部４０ｒａ及び凸状シール部４０ｔａは、平面シール部４０ｆｂと同一平面上（同一厚さ）に設けられる。
【００３８】
互いに隣接する凸状シール部４０ｔａ間には、金属プレート１８ｍの金属面１８ｍｓが露呈する。凸状シール部４０ｔａ同士は、間隔Ｌ２ずつ離間する（図４及び図６参照）。図４に示すように、凸状シール部３８ｔａ同士の間隔Ｌ１と凸状シール部４０ｔａ同士の間隔Ｌ２とは、異なる寸法に設定され、本実施形態では、間隔Ｌ１は、間隔Ｌ２よりも大きな寸法に設定される（Ｌ１＞Ｌ２）。換言すれば、凸状シール部３８ｔａの幅寸法は、凸状シール部４０ｔａの幅寸法よりも小さな寸法に設定され、互いに当接する。このため、セパレータ長手方向に組み付け位置がずれても、入口連結流路４２ａ、４６ａの圧損が増加することがない。
【００３９】
図６に示すように、平面シール部４０ｆｂは、冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２の周囲及び内周端面を連続して周回する外周シール部４０ｒｂを有する。外周シール部４０ｒｂには、前記外周シール部４０ｒｂから冷却媒体流路３０に向かって延在し、出口連結流路４６ｂを構成する複数本の凸状シール部４０ｔｂが設けられる。すなわち、隣接する凸状シール部４０ｔｂ間に出口連結流路４６ｂが形成される。外周シール部４０ｒｂ及び凸状シール部４０ｔｂは、平面シール部４０ｆｂと同一平面上（同一厚さ）に設けられる。
【００４０】
互いに隣接する凸状シール部４０ｔｂ間には、金属プレート１８ｍの金属面１８ｍｓが露呈する。凸状シール部４０ｔｂ同士は、間隔Ｌ２ずつ離間する。凸状シール部３８ｔｂ同士の間隔Ｌ１と凸状シール部４０ｔｂ同士の間隔Ｌ２とは、異なる寸法に設定され、本実施形態では、間隔Ｌ１は、間隔Ｌ２よりも大きな寸法に設定される（Ｌ１＞Ｌ２）。換言すれば、凸状シール部３８ｔｂの幅寸法は、凸状シール部４０ｔｂの幅寸法よりも小さな寸法に設定され、互いに当接する。このため、セパレータ長手方向に組み付け位置がずれても、出口連結流路４２ｂ、４６ｂの圧損が増加することがない。
【００４１】
図１〜図３に示すように、枠付き電解質膜・電極構造体１４は、電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）４８と、前記電解質膜・電極構造体４８の外周を周回して設けられる樹脂枠部材５０とを備える。
【００４２】
図２及び図３に示すように、電解質膜・電極構造体４８は、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）５２を備える。固体高分子電解質膜５２は、カソード電極５４及びアノード電極５６により挟持される。
【００４３】
カソード電極５４は、アノード電極５６及び固体高分子電解質膜５２の平面寸法よりも小さな平面寸法を有する、所謂、段差型ＭＥＡを構成している。なお、カソード電極５４、アノード電極５６及び固体高分子電解質膜５２は、同一の平面寸法に設定してもよい。また、アノード電極５６は、カソード電極５４及び固体高分子電解質膜５２の平面寸法よりも小さな平面寸法を有してもよい。
【００４４】
カソード電極５４及びアノード電極５６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）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て形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、例えば、固体高分子電解質膜５２の両面に形成される。
【００４５】
電解質膜・電極構造体４８は、カソード電極５４の終端部外方に位置して、固体高分子電解質膜５２の外周縁部に樹脂枠部材５０が一体化される。樹脂枠部材５０を構成する樹脂材としては、例えば、電気的絶縁性を有する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。樹脂枠部材５０は、例えば、フィルム等により構成してもよい。樹脂枠部材５０の外形形状は、酸化剤ガス入口連通孔２２ａを含む各連通孔の内側に配置される寸法に設定される。
【００４６】
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。
【００４７】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２２ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔２４ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。一方、それぞれ一対の冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２には、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。
【００４８】
酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔２２ａからカソードセパレータ１６の酸化剤ガス流路２８に導入される。酸化剤ガスは、矢印Ｂ方向に移動して電解質膜・電極構造体４８のカソード電極５４に供給される。
【００４９】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔２４ａからアノードセパレータ１８の燃料ガス流路３２に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路３２に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体４８のアノード電極５６に供給される。
【００５０】
従って、電解質膜・電極構造体４８では、カソード電極５４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極５６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て発電が行われる。
【００５１】
次いで、電解質膜・電極構造体４８のカソード電極５４に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔２２ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。電解質膜・電極構造体４８のアノード電極５６に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔２４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００５２】
一方、各冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２に供給された冷却媒体は、互いに隣接するアノードセパレータ１８とカソードセパレータ１６との間の冷却媒体流路３０に導入される。冷却媒体は、互いに近接するように、矢印Ｃ方向に流通する。冷却媒体は、矢印Ｂ方向（セパレータ長辺方向）に流通して電解質膜・電極構造体４８を冷却する。次いで、冷却媒体は、互いに離間するように、矢印Ｃ方向に流通して各冷却媒体出口連通孔２６ｂ１、２６ｂ２から排出される。
【００５３】
この場合、本実施形態では、図５に示すように、カソードセパレータ１６の面１６ｂには、冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２と冷却媒体流路３０とを繋げる入口連結流路４２ａが、前記冷却媒体流路３０を挟んで上下に形成されている。冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２は、第１シール部材３８の外周シール部３８ｒａに連続して周回されるとともに、入口連結流路４２ａは、複数本の凸状シール部３８ｔａにより構成されている。そして、互いに隣接する凸状シール部３８ｔａ間には、金属プレート１６ｍの金属面１６ｍｓが露呈している（図４及び図５参照）。
【００５４】
このため、燃料電池１０の冷却媒体に含まれる水が、第１シール部材３８と金属プレート１６ｍの金属面１６ｍｓとの間に水蒸気として進入し、結露しても、結露水は、前記金属面１６ｍｓが露呈する凸状シール部３８ｔａ間からカソードセパレータ１６の外部に排出されている。また、冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２は、外周シール部３８ｒａに連続して周回されており、液絡（冷却媒体による短絡）を良好に抑制することができる。
【００５５】
従って、簡単且つ経済的な構成で、ブリスターの発生を可及的に抑制することが可能になる。これにより、特に流路幅が狭小な入口連結流路４２ａでは、ブリスターの発生が抑制されるため、冷却媒体の流量が減少することがなく、所望の冷却性能を確実に維持することができるという効果が得られる。しかも、互いに隣接する凸状シール部３８ｔａ同士は、外周シール部３８ｒａにより連結されている。このため、凸状シール部３８ｔａをカソードセパレータ１６に強固に保持することができる。
【００５６】
さらに、本実施形態では、図６に示すように、アノードセパレータ１８の面１８ｂには、冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２と冷却媒体流路３０とを繋げる入口連結流路４６ａが上下に形成されている。冷却媒体入口連通孔２６ａ１、２６ａ２は、第２シール部材４０の外周シール部４０ｒａに連続して周回されるとともに、入口連結流路４６ａは、複数本の凸状シール部４０ｔａにより構成されている。そして、互いに隣接する凸状シール部４０ｔａ間には、金属プレート１８ｍの金属面１８ｍｓが露呈している。
【００５７】
このため、燃料電池１０の発電により発生した生成水が、第２シール部材４０と金属プレート１８ｍの金属面１８ｍｓとの間に水蒸気として進入し、結露しても、結露水は、前記金属面１８ｍｓが露呈する凸状シール部４０ｔａ間からアノードセパレータ１８の外部に排出されている。従って、入口連結流路４６ａでは、上記の入口連結流路４２ａと同様の効果が得られる。
【００５８】
しかも、図４に示すように、凸状シール部３８ｔａ同士の間隔Ｌ１は、凸状シール部４０ｔａ同士の間隔Ｌ２よりも大きな寸法に設定されている（Ｌ１＞Ｌ２）。換言すれば、凸状シール部３８ｔａの幅寸法は、凸状シール部４０ｔａの幅寸法よりも小さな寸法に設定され、互いに当接している。これにより、凸状シール部３８ｔａと凸状シール部４０ｔａとは、僅かな寸法誤差が発生していても、確実に当接することができる。
【００５９】
その際、各凸状シール部３８ｔａの表面には、例えば、２個の切り欠き部４４ａが形成されている。このため、凸状シール部３８ｔａが撓み易くなり、該凸状シール部３８ｔａと凸状シール部４０ｔａとを確実に当接させることが可能になる。
【００６０】
なお、カソードセパレータ１６の出口連結流路４２ｂは、上記の入口連結流路４２ａと同様の効果が得られる一方、アノードセパレータ１８の出口連結流路４６ｂは、上記の入口連結流路４６ａと同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６１】
１０…燃料電池                        １２…発電セル
１４…枠付き電解質膜・電極構造体      １６…カソードセパレータ
１６ｍ、１８ｍ…金属プレート          １６ｍｓ、１８ｍｓ…金属面
１８…アノードセパレータ              ２２ａ…酸化剤ガス入口連通孔
２２ｂ…酸化剤ガス出口連通孔          ２４ａ…燃料ガス入口連通孔
２４ｂ…燃料ガス出口連通孔
２６ａ１、２６ａ２…冷却媒体入口連通孔
２６ｂ１、２６ｂ２…冷却媒体出口連通孔
２８…酸化剤ガス流路                  ３０…冷却媒体流路
３２…燃料ガス流路                    ３８、４０…シール部材
３８ｆａ、３８ｆｂ、４０ｆａ、４０ｆｂ…平面シール部
３８ｒａ、３８ｒｂ、４０ｒａ、４０ｒｂ…外周シール部
３８ｔａ、３８ｔｂ、４０ｔａ、４０ｔｂ…凸状シール部
４２ａ、４６ａ…入口連結流路          ４２ｂ、４６ｂ…出口連結流路
４８…電解質膜・電極構造体            ５０…樹脂枠部材
５２…固体高分子電解質膜              ５４…カソード電極
５６…アノード電極
【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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