(57)【要約】【課題】ガス圧損を低減するとともに排水性を向上させたガス拡散部材を提供する。【解決手段】ガス拡散部材は、多孔体１２から形成され複数の貫通孔１４が設けられた基材１０からなり、基材１０の形態が、ラスカットメタルまたはエキスパンドメタルのいずれかの形態である。燃料電池において、上記ガス拡散部材は、フラットセパレータとガス拡散層との間に配置される多孔体流路層またはガス拡散層として用いることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔体から形成され複数の貫通孔が設けられた基材からなることを特徴とするガス拡散部材。
【請求項２】
請求項１に記載のガス拡散部材において、
前記基材は、多孔体から形成されたラスカットメタルまたはエキスパンドメタルであることを特徴とするガス拡散部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガス拡散部材において、
前記多孔体は、焼結多孔体であることを特徴とするガス拡散部材。
【請求項４】
電解質膜に燃料極と空気極を有する接合体と、前記接合体を挟持する一対のセパレータとから構成されるセルを積層してなる燃料電池であって、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス拡散部材を、前記のセパレータと接合体との間に配置することを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池において、
前記セパレータは、前記接合体側表面が平滑面であるフラットセパレータであり、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス拡散部材と前記フラットセパレータとは隣接していることを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項４に記載の燃料電池において、
前記セパレータは、前記接合体側表面が平滑面であるフラットセパレータであり、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス拡散部材は、前記燃料極と空気極のそれぞれ設けられているガス拡散層の少なくとも一方と前記フラットセパレータとの間に配置される多孔体流路層であることを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
電解質膜に燃料極と空気極を有する接合体と、前記接合体を挟持する一対のセパレータとから構成されるセルを積層してなる燃料電池であって、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス拡散部材を、前記燃料極と空気極のそれぞれ設けられているガス拡散層として用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、ガス拡散部材、特に、燃料電池において、発電中に生成す生成水を排除し易くし、燃料電池の発電効率を維持安定化させるためのガス拡散部材の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、図８に示すように、固体高分子膜からなる電解質膜５２を燃料極５０と空気極５４との２枚の電極で挟んだ接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を、さらに２枚のセパレータ３０に挟持してなるセルを最小単位とし、通常、このセルを複数積み重ねて燃料電池スタック（ＦＣスタック）とし、高圧電圧を得るようにしている。
【０００３】
固体高分子型燃料電池の発電の仕組みは、一般に、燃料極（アノード側電極）５０に燃料ガス、例えば水素含有ガスが、一方、空気極（カソード側電極）５４には酸化剤ガス、例えば主に酸素（Ｏ2）を含有するガスあるいは空気が供給される。水素含有ガスは、燃料ガス流路を通って燃料極５０に供給され、電極の触媒の作用により電子と水素イオン（Ｈ+）に分解される。電子は外部回路を通って、燃料極５０から空気極５４に移動し、電流を作り出す。一方、水素イオン（Ｈ+）は電解質膜５２を通過して空気極５４に達し、酸素および外部回路を通ってきた電子と結合し、反応水（Ｈ2Ｏ）になる。水素（Ｈ2）と酸素（Ｏ2）および電子の結合反応と同時に発生する熱は、冷却水によって回収される。また、空気極５４のあるカソード側に生成した水（以下「生成水」という）は、カソード側から排出される。
【０００４】
図８に示すように、燃料電池の運転中（発電中）において、生成水は空気極５４の表面の電解質膜５４に接する部分に発生する。そして、燃料電池の運転に伴い、この生成水を燃料電池系外に効率よく排出できない場合には、空気極５４の拡散層とセパレータ３０との間の空間に生成水が滞留し、その結果、反応ガス、特に酸化剤ガスの拡散が阻害され、いわゆるフラッティング現象が生じてしまう。かかる場合、燃料電池の発電効率が低下する傾向が見られた。
【０００５】
一方、従来より、燃料電池内のセパレータと燃料極との間およびセパレータと空気極との間の燃料ガス、酸化剤ガスとのガス流路内におけるガス流通性の工夫がなされている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、セパレータ本体と燃料電池の電極構造体を構成する電極層との間に燃料ガスと酸化剤ガスとをそれぞれ供給するガス流路を形成しかつ前記電極構造体により発電された電気を集電するガス流路形成部材が、セパレータ本体の窪みに配置された燃料電池セパレータが提案されており、上記ガス流路形成部材は、１枚板のエキスパンドメタルに筋状凹凸形成されている。
【０００７】
また、特許文献２には、開口率の異なるエキスパンドメタルを交互に積層させてガス流路形成部材を製造することが提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３１０６３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の１枚板のエキスパンドメタルからなるガス流路部材または集電体、ガス拡散層は、ガス流通性を向上させることができるものの、特にカソード側に生成する生成水を速やかに燃料電池系外に排出することが難しい。すなわち、図７に示すように、特にカソード側では、カソード側のガス拡散層２０から露出してくる生成水１６は、１枚板エキスパンドメタル７０の貫通孔１４ならびに１枚板エキスパンドメタル７０の表層を伝って（矢印方向）、セパレータ３０側に流れてゆき、さらにセパレータ３０の表面に沿って系外に排出される。
【００１０】
しかしながら、図７に示すように、１枚板エキスパンドメタル７０の端部にある生成水１６は、１枚板エキスパンドメタル７０の側壁面や貫通孔１４の壁面を存在する生成水に比べ、流れが悪く、滞留し易い傾向にある。このように、１枚板エキスパンドメタル７０の端部に生成水１６が滞留し、排水性が悪化すると、ガス拡散層２０の酸化剤ガスの拡散性が阻害され、いわゆるフラッティング現象が生じてしまい、燃料電池の発電効率が低下する可能性がある。また、例えば、氷点下起動性が悪くなる可能性もある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、燃料電池からの生成水排出を良好に行い、燃料電池システムの運転効率を維持安定化させるためのガス拡散部材および運転効率が維持安定化された燃料電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のガス拡散部材および燃料電池は以下の特徴を有する。
【００１３】
（１）多孔体から形成され複数の貫通孔が設けられた基材からなるガス拡散部材である。
【００１４】
基材の材質を多孔体にすることによって、より空孔率が高くなり、ガス拡散時の圧損を低下させることができる。また、基材の貫通孔のみならず基材を構成する多孔体の気孔からも生成水を排水することができるため、さらにガス拡散性が向上し、その結果、例えば氷点下における燃料電池の起動性も向上する。また、複数の貫通孔を有する基材を多孔体により構成することによって、さらにガス拡散部材を軽量化することができる。
【００１５】
（２）上記（１）に記載のガス拡散部材において、前記基材は、多孔体から形成されたラスカットメタルまたはエキスパンドメタルであるガス拡散部材である。
【００１６】
基材がラスカットメタルまたはエキスパンドメタルとすることにより、貫通孔を網目状に形成することができ、且つ集電体としても機能させることができる。
【００１７】
（３）上記（１）または（２）に記載のガス拡散部材において、前記多孔体は、焼結多孔体であるガス拡散部材である。
【００１８】
多孔体を焼結多孔体とすることにより、焼結多孔体の製造条件を制御し所望の気孔率を有する多孔体からなる基材を得ることができる。
【００１９】
（４）電解質膜に燃料極と空気極を有する接合体と、前記接合体を挟持する一対のセパレータとから構成されるセルを積層してなる燃料電池であって、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のガス拡散部材を、前記のセパレータと接合体との間に配置する燃料電池である。
【００２０】
上記ガス拡散部材は、上記基材の貫通孔のみならず基材を構成する多孔体が気孔を有するため、より空孔率が高くなり、ガス拡散時の圧損を低下させることができるとともに、生成水の排水性も向上する。これにより、燃料電池内の特にカソード側の排水性が向上し、ガス拡散性が阻害されず、燃料電池の運転効率が維持安定化する。また、複数の貫通孔を有する基材を多孔体により構成することによって、ガス拡散部材を軽量化することができ、その結果、燃料電池も軽量化することができる。
【００２１】
（５）上記（４）に記載の燃料電池において、前記セパレータは、前記接合体側表面が平滑面であるフラットセパレータであり、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のガス拡散部材と前記フラットセパレータとは隣接している燃料電池である。
【００２２】
上記ガス拡散部材を、セパレータとガス拡散層との間の多孔体流路層として用いることにより、特にカソード側のガス拡散層より露出してくる生成水を速やかにセパレータ側に移動させることができ、これによりセパレータより生成水が系外に排出される。したがって、セパレータとガス拡散層との間の排水性が向上し、ガス拡散性は維持され、燃料電池の運転効率は安定維持される。
【００２３】
（６）上記（４）に記載の燃料電池において、前記セパレータは、前記接合体側表面が平滑面であるフラットセパレータであり、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のガス拡散部材は、前記燃料極と空気極のそれぞれ設けられているガス拡散層の少なくとも一方と前記フラットセパレータとの間に配置される多孔体流路層である燃料電池である。
【００２４】
（７）電解質膜に燃料極と空気極を有する接合体と、前記接合体を挟持する一対のセパレータとから構成されるセルを積層してなる燃料電池であって、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のガス拡散部材を、前記燃料極と空気極のそれぞれ設けられているガス拡散層として用いる燃料電池である。
【００２５】
上記ガス拡散部材をガス拡散層に用いることにより、上記接合体内で生成する生成水を、上記基材に形成された複数の貫通孔のみならず基材を構成する多孔体の気孔からも排出することができ、ガス拡散層内のガス拡散性を維持することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ガス抜き性のみならず、排水性に優れたガス拡散部材を提供することができ、このガス拡散部材を用いた燃料電池は、発電の際に生成した生成水が燃料電池系外に効率よく排出されるため、フラッティング現象が生じ難く、燃料電池の出力特性を維持安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２８】
［ガス拡散部材および燃料電池］
本実施の形態のガス拡散部材は、図１に示すように、多孔体１２から形成され複数の貫通孔１４が設けられた基材１０からなる。また、本実施の形態では、基材１０の形態が、ラスカットメタルまたはエキスパンドメタルのいずれかの形態であることが好ましい。
【００２９】
ここで、本実施の形態において、「ラスカットメタル」とは、平板状の薄肉金属板に対して、順次千鳥配置の切れ目を加工するとともに加工した切れ目を押し曲げることによって、網目状の小径の貫通孔が形成されたものである。また、「エキスパンドメタル」とは、平板状の薄肉金属板に対して、順次千鳥配置の切れ目を加工するとともに加工した切れ目を押し曲げることによって網目状の小径の貫通孔が形成され、さらに、圧延加工されて略平板状とされたものである。エキスパンドメタルは略平板状に成形されるため、例えば、最終成形後の製品において不必要な曲がりや凹凸などを除去するための工程を設ける必要がなく、製造コストを低減することができる。
【００３０】
また、本実施の形態のガス拡散部材において、基材１０を構成する多孔体１２の気孔率は、４０％から９５％である。
【００３１】
また、多孔体１２は、本実施の形態のガス拡散部材が集電体を兼ねる場合には、金属セパレータに用いる金属材料であればいかなるものでも用いることができるが、燃料電池の製造時に上述したセルを積層圧縮する際の圧力に抗し所定のガス流通を可能とするある程度の剛性を有する材料が好ましく、例えば、チタン、ステンレス材が好ましい。
【００３２】
さらに、多孔体１２は、焼結多孔体が好ましく、焼結多孔体の気孔率は、４０％から９５％である。また、上記気孔率は、焼結時の温度、焼結時の不活性ガスやその他水素、窒素ガスなどの送風ガスの種類とその送風量、焼結時間などにより、制御することができる。
【００３３】
本実施の形態のガス拡散部材を、ガス流路部材または集電体、ガス拡散層のいすれの用途に用いるかに応じて、上記焼結多孔体の原料を適宜選択することが望ましい。例えば、本実施の形態のガス拡散部材をガス流路部材またはガス拡散層に用いるだけでなく、集電体としても用いる場合には、上記焼結多孔体としては、金属セパレータに用いる金属材料の粉末を焼結することによって得られた焼結多孔体が好ましい。また、上記焼結多孔体に含まれる金属としては、導電性を有する金属であれば如何なる金属でもよいが、例えば、チタン、鉄、ニッケル、マンガン、モリブデン、ニオブ、アルミニウムの単一金属または上記金属から２種以上選択された合金が好ましい。
【００３４】
また、上記焼結多孔体が発泡焼結金属多孔体である場合には、水系バインダと金属粉末と発泡剤とを混合し、発泡、乾燥、焼結を行うことにより発泡焼結金属多孔体を得ることができる。金属粉末として、上述した金属単体粉末の他に、例えばステンレス鋼粉末を用いてもよい。また、上記発泡焼結金属多孔体の気孔率は、上記バインダと金属粉末と発泡剤の配合量比、発泡時の温度発泡時間などの条件を制御することによって、上述した焼結多孔体の好ましい気孔率を得ることができる。さらに、例えば、上記金属粉末としてステンレス鋼粉末を用い、１００μｍ程度の気孔を持つ気孔率７０〜８５％程度の発泡ステンレス鋼を発泡焼結金属多孔体として用いてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態のガス拡散部材を、集電体としては用いず、ガス流路部材またはガス拡散層に用いる場合には、ジルコニウム、アルミナ、炭化ケイ素、窒化アルミニウムなどのセラミックスや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、エチレン−酢酸ビニル、四フッ化エチレンなどのプラスチック焼結多孔体を用いてもよい。
【００３６】
<多孔体流路層>
図１には、本実施の形態のガス拡散部材を、燃料電池に適用する際に、ガス拡散層２０とセパレータ３０との間に配置して、多孔体流路層として用いた場合の一例が示されている。
【００３７】
ここで、燃料電池のセパレータとして、耐久性の観点から金属セパレータが用いられるようになってきているが、この金属セパレータは耐蝕性および帯電性の両立が必須となる。この上記耐蝕性および帯電性を両立させるものとしてチタン製のセパレータが候補に挙げられている。しかし、チタンは、剛性が高く、ステンレスのようにプレス加工が容易でないため、流路をプレス以外の方法で形成する必要が生じる。そこで、チタン製セパレータをフラットセパレータとし、このフラットセパレータとガス拡散層との間に多孔体により流路を形成する構成を案出し、この多孔体流路として、上述した本実施の形態のガス拡散部材を用いた擬似的多孔体流路層として用いる構成について、以下に説明する。ここで、「フラットセパレータ」とは、後述する固体高分子膜からなる電解質膜を燃料極と空気極との２枚の電極で挟んだ接合体の側の表面が平滑面であるセパレータをいう。
【００３８】
上述した多孔体流路層は、拡散層・電極にガスを供給するため、セパレータ面沿い方向へのガス流通性能が必要となる。そのため、圧力損失が小さい必要があるため、後述する拡散層に比べ気孔径および気孔率ともに大きい必要がある。したがって、多孔体流路層に使用されるガス拡散部材の貫通孔１４は、通常の拡散層に使用されるカーボン系多孔体の気孔に比べ大きめに形成されている。また、多孔体流路層はガス流路であるため、ガス拡散層のように燃料電池の製造時のセル積層圧縮等において、ガス流路内圧力損出が生じることは望ましくないため、上述したように、多孔体流路層に用いれるガス拡散部材は、前記セル積層圧縮時の圧力にある程度抗す程度の剛性の高い金属から形成されていることが好ましい。
【００３９】
図１に示すように、本実施の形態のガス拡散部材は、多孔体１２からなる基材１０に複数の貫通孔１４が設けられてなる。したがって、特にカソード側では、カソード側のガス拡散層２０から露出してくる生成水１６は、基材１０の貫通孔１４および基材１０の表層を伝って（矢印方向）セパレータ３０側に流れてゆくだけでなく、さらに基材１０を構成する多孔体１２の気孔を介して多孔体１２内を生成水１６が通過し、セパレータ３０側に生成水１６が移動してゆき（矢印方向）、この生成水１６はセパレータ３０の表面に沿って系外に排出される。
【００４０】
これにより、図１に示すように、ガス拡散層２０より露出した生成水１６が基材１０の端部にあっても、基材１０を構成する多孔体１２の気孔を介して多孔体１２の内部を伝ってセパレータ３０側に移動させることができる。したがって、ガス拡散層２０の酸化剤ガスの拡散性は維持され、いわゆるフラッティング現象を抑制することができ、燃料電池の発電効率を維持安定化させることができる。また、ガス拡散層２０内の残留水を低減することができるので、例えば氷点下における燃料電池の起動性も向上する。
【００４１】
また、基材１０の貫通孔１４のみならず、基材１０を構成する多孔体１２が気孔を有するため、本実施の形態のガス拡散部材は空孔率が高く、ガス拡散時の圧損を低減することができ、燃料電池の運転効率も向上する。また、複数の貫通孔１４を有する基材１０を多孔体１２により構成することによって、ガス拡散部材自体を軽量化することができ、その結果、燃料電池も軽量化することができる。
【００４２】
なお、図１において、基材１０の形態としてエキスパンドメタルを例に取り説明したが、基材１０の形態としてラスカットメタルを用いてもよく、これらに限るものではない。また、図２にはエキスパンドメタルの一例が示されており、図１に示す基材１０の断面は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面である。
【００４３】
また、図３および図４には、基材１０の形態としてエキスパンドメタルを選択した場合のエキスパンドメタルの形状が例示されており、図３には六角形状のエキスパンドメタルの一例が、また図４には異形形状のエキスパンドメタルの一例が示されている。本実施の形態のガス拡散部材の基材として、上述した形状のエキスパンドメタルから適宜選択選択して用いることができる。
【００４４】
図５には、固体高分子膜からなる電解質膜を燃料極と空気極との２枚の電極で挟んだ接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）３２を、さらに２枚のセパレータ３０にて挟持し、さらにシール３６によりシールしてなるセルを最小単位とし、通常、このセルを複数積み重ねてスタック状にした燃料電池において、上記セルの接合体３２とフラットセパレータであるセパレータ３０との間に、基材１０（図１から図４のいずれか）からなるガス拡散部材を多孔体流路層３４として用いた構成の一例が示されている。上記フラットセパレータであるセパレータ３０は、接合体３２側表面が平滑面である。
【００４５】
上記ガス拡散部材を多孔体流路層３４としても用いることにより、燃料電池の発電時に生成する生成水１６を速やかにセパレータ３０（フラットセパレータ）を介して系外に排出することができ、上述したように、特に生成水１６の生成するカソード側の酸化剤ガスの拡散性を維持することができ、いわゆるフラッティング現象を抑制し、燃料電池の発電効率を維持安定化させることができる。
【００４６】
図５には、上述したように、フラットセパレータ３０を用い、このフラットセパレータ３０とセルの接合体３２との間に、それぞれ多孔体流路層３４として基材１０が配置された構成になっている。ここで、上記接合体３２は、燃料ガス拡散層−燃料極触媒層−電解質膜−空気極触媒層−酸化剤ガス拡散層からなる構成であっても、また、燃料極触媒層−電解質膜−空気極触媒層から構成されていてもよい。したがって、上記接合体３２が燃料ガス拡散層−燃料極触媒層−電解質膜−空気極触媒層−酸化剤ガス拡散層からなる場合には、フラットセパレータ３０とガス拡散層との間に、それぞれ多孔体流路層３４とした基材１０（図１）が配置される。一方、上記接合体３２が燃料極触媒層−電解質膜−空気極触媒層からなる場合には、フラットセパレータ３０と燃料極触媒層および空気極触媒層との間に、それぞれ多孔体流路層３４とした基材１０が配置される。すなわち、後者の構成の場合には、多孔体流路層３４に設けられた基材１０（図１）は、流路のみならずガス拡散層としても機能し、したがって、従来のガス拡散層が不要となり、セルの厚みをより薄くすることが可能である。その結果、燃料電池をより小型化することも可能となる。なお、後者の場合、触媒層に接触するエキスパンドメタル形態の基材１０（図１）の面には例えば疎水剤等が塗布され、この疎水コーティングによって疎水化されると共に、燃料電池製造時の圧縮における触媒層への損傷が抑制される。
【００４７】
<ガス拡散層>
図６には、複数のセルからなる燃料電池において、電解質膜４０、触媒層４２とガス拡散層４４からなる空気極および燃料極に挟まれてなる接合体を、さらにガス供給溝４６を有するセパレータ４８によって教示してなるセルの構造の一例が示されて、ガス拡散層４４として、図１から図４に示した基材１０からなるガス拡散部材を用いる構成について以下に説明する。
【００４８】
ガス拡散層は、流路から供給されるガスを電極触媒層へ拡散供給する層であり、上述した多孔体流路層ほどセパレータ面に沿った方向へのガス流通が必要ではないため、基材１０（図１）を拡散層として用いる場合には、上記多孔体流路層に用いる場合に比べ比較的小さめの気孔径、例えばカーボン系多孔体の気孔径と同等程度の径を有する貫通孔１４（図１）に形成ようラスカットされていることが望ましい。さらに、燃料電池発電時の変形を吸収するように多少変形に追従可能な程度の剛性のやや低いものを用いることが好ましく、ガス拡散層に用いられるエキスパンドメタル形態の基材１０（図１）は、例えばステンレス材で形成することが望ましい。
【００４９】
図６では、ガス拡散層４４として、図１から図４に示した基材１０からなるガス拡散部材を用いることにより、燃料電池の発電時に、特にカソード側の空気極の触媒層４２から生成する生成水を効率よくセパレータ４８側に移行させることができ、上述同様、カソード側の酸化剤ガスの拡散性を維持することができ、いわゆるフラッティング現象を抑制し、燃料電池の発電効率を維持安定化させることができる。また、基材１０の貫通孔１４および多孔体１２の気孔から、燃料極触媒層および空気極触媒層にそれぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給することができる。
【００５０】
また、図１に示す基材１０（図１）を多積層することによって、複数積層のガス拡散部材を製造してもよい。なお、積層数は、使用される空間の大きさに応じて適宜選択することが望ましい。
【実施例】
【００５１】
実施例１．
焼結多孔体（気孔率約７５％）を、ラスカットしエキスパンド加工（エキスパンドメタル単体として空孔率約７５％）することによって、図１に示す基材１０を得た。上記焼結多孔体として、１００μｍ程度の気孔を持ち、気孔率約７５％の発泡ステンレス鋼発泡焼結多孔体を用いた。これにより、基材１０における総空孔率は約９３％となった。
【００５２】
比較例１．
ステンレス鋼をラスカットしエキスパンド加工（エキスパンドメタル単体として空孔率約７５％）することによって、図７に示す一枚板エキスパンドメタル７０を得た。一枚板エキスパンドメタル７０の総空孔率は約７５％である。
【００５３】
実施例１の基材１０は、比較例１の一枚板エキスパンドメタル７０に比べ、ガス圧損が約２０％低減した。また、実施例１の基材１０は、比較例１の一枚板エキスパンドメタル７０に比べ、表面積が約１８％低減できるため、ガス拡散部材として用いた場合、残留水を１８％低減することができた。また、実施例１の基材１０は、比較例１の一枚板エキスパンドメタル７０に比べ、空孔率を約１８％上げることができたため、ガス拡散部材の重量を約１８％低減させることができた。例えば、現状、約１７ｇ／枚のガス拡散部材を用いるため、燃料電池の１スタック（ガス拡散部材の総枚数：８００枚）では、約２．４ｋｇの軽量化を図ることができた。また、多孔体流路層として実施例１の基材１０を燃料電池に実装した場合、排水性が向上し、燃料電池内のセル性能も向上した。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のガス拡散部材は、燃料電池を用いる用途であれば、いかなる用途にも有効であるが、ガス拡散部材として特に排水性を併せて要求される用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のガス拡散部材の一例を用いた燃料電池のセルの一態様の構成を説明する模式断面図である。
【図２】本発明のガス拡散部材の一部を示す平面図である。
【図３】本発明のガス拡散部材の他の形態を示す斜視図である。
【図４】本発明のガス拡散部材の他の形態を示す斜視図である。
【図５】本発明のガス拡散部材を燃料電池のセルの多孔体流路層として用いた一態様を説明する模式断面図である。
【図６】本発明のガス拡散部材を燃料電池のセルのガス拡散層として用いた一態様を説明する一部模式断面図である。
【図７】従来の一枚板エキスパンドメタルからなるガス拡散部材を用いた燃料電池のセルの一態様の構成を説明する模式断面図である。
【図８】燃料電池のセルの構成および発電時のメカニズムを説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  基材、１２  多孔体、１４  貫通孔、１６  生成水、２０  ガス拡散層、３０  フラットセパレータ、３２  接合体、３４  多孔体流路層、３６  シール、４０  電解質膜、４２  触媒層、４４  ガス拡散層、４６  ガス供給溝、４８  セパレータ、５０  燃料極、５２  電解質膜、５４  空気極、５４  電解質膜、７０  一枚板エキスパンドメタル。
【図１】
2008300323.tif 000003
【図２】
2008300323.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008300323.tif 000006
【図５】
2008300323.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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