(57)【要約】【課題】燃料電池において、導電性多孔体の周囲に形成される隙間に反応ガスが流れるのを抑制する技術を提供すること。【解決手段】燃料電池であって、発電体と、発電体の外側に積層される導電性多孔体と、導電性多孔体の外側に積層され、導電性多孔体に反応ガスを供給するセパレータと、発電体の端面に沿って形成され、セパレータとの間で、燃料電池の内部から外部への反応ガスの漏洩を抑制するためのシールラインを構成する第１シール部と、導電性多孔体の端面に沿って形成され、少なくともセパレータと密着するように配置されると共に、第１シール部、セパレータ、および、発電体で形成される空間に、導電性多孔体から反応ガスが流入することを抑制するための第２シール部と、発電体の端部における導電性多孔体側の面上を被覆するように配置され、第２シール部と発電体との間に介在し、第２シール部が発電体と密着することを阻止するための発電体カバーとを備える。【選択図】図１
2008226585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
電解質膜と、前記電解質膜の両面に積層される触媒電極層と、を含む発電体と、
前記発電体の外側に積層され、反応ガスを流通させるための流路を内部に有し、前記発電体に前記反応ガスを供給するための導電性多孔体と、
前記導電性多孔体の外側に積層され、前記導電性多孔体に前記反応ガスを供給するセパレータと、
前記発電体の端面に沿って形成され、前記セパレータとの間で、前記燃料電池の内部から外部への前記反応ガスの漏洩を抑制するためのシールラインを構成する第１シール部と、
前記導電性多孔体の端面に沿って形成され、少なくとも前記セパレータと密着するように配置されると共に、前記第１シール部、前記セパレータ、および、前記発電体で形成される空間に、前記導電性多孔体から前記反応ガスが流入することを抑制するための第２シール部と、
前記発電体の端部における前記導電性多孔体側の面上を被覆するように配置され、前記第２シール部と前記発電体との間に介在し、前記第２シール部が前記発電体と密着することを阻止するための発電体カバーと、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記導電性多孔体は、周囲に沿って、その端面と前記発電体側の面との交差部分が欠けた切り欠き部を有しており、
前記発電体カバーは、その一部が、前記切り欠き部と前記発電体とで形成される切り欠き空間内に配置され、
前記発電体カバーと前記導電性多孔体は、前記切り欠き空間内において、互いに接触せず、前記発電体カバーと前記導電性多孔体との間には、所定のクリアランスが設けられていることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池において、
前記第２シール部は、前記導電性多孔体の端面において、前記導電性多孔体と結合していることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料電池において、
前記第１シール部と、前記発電体カバーとは、一体であることを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料電池において、
前記第２シール部は、前記セパレータと密着することによって変形する材料から構成されると共に、前記セパレータと密着前において、前記発電体と前記導電性多孔体とを積層する積層方向に沿った厚さが前記導電性多孔体の厚さより大きい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、燃料電池に関し、特に発電性能の低下を抑制可能な燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素と酸素との電気化学反応を利用して発電する燃料電池が注目されている。燃料電池は、例えば、膜−電極接合体（以下「ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）」とも呼ぶ）上に、導電性多孔体が配置され、さらに、その外側にセパレータが配置される構成を有する。ＭＥＡは、例えば、電解質膜の両面に電極（カソードまたはアノード）が配置された構成を有する。導電性多孔体は、ＭＥＡの電極に反応ガスを供給するための反応ガス供給流路を内部に形成する。
【０００３】
このような反応ガス供給流路において、ガスシール性を確保するため、すなわち、燃料電池の内部から外部への反応ガスの漏洩を防止するために、ＭＥＡおよび導電性多孔体の周囲を取り囲むようにシール部材が設けられることがある（例えば特許文献１，２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３１２７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の燃料電池において、シール部材の内側に導電性多孔質体を配置する場合に、シール部材および導電性多孔体の製造誤差や組付けばらつき等により、導電性多孔体の端部とシール部材の端部とが重なりあって、シール部材によるガスシール性を損なう可能性があった。そのため、従来は、ガスシール性を確保するために、製造誤差等を考慮して、導電性多孔体とシール部材とを配置した際に、導電性多孔体とシール部材との間に隙間ができるように設計されている。しかしながら、このような構成にすると、隙間は導電性多孔体内に比べて圧力損失が小さいため、隙間に優先的にガスが流れて、導電性多孔体内にガスが流入し難くなり、電極へのガス供給率が低下して、燃料電池における発電効率が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述した従来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、導電性多孔体の周囲に形成される隙間に反応ガスが流れるのを抑制する技術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】
【０００７】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の燃料電池は、燃料電池であって、電解質膜と、前記電解質膜の両面に積層される触媒電極層と、を含む発電体と、前記発電体の外側に積層され、反応ガスを流通させるための流路を内部に有し、前記発電体に前記反応ガスを供給するための導電性多孔体と、前記導電性多孔体の外側に積層され、前記導電性多孔体に前記反応ガスを供給するセパレータと、前記発電体の端面に沿って形成され、前記セパレータとの間で、前記燃料電池の内部から外部への前記反応ガスの漏洩を抑制するためのシールラインを構成する第１シール部と、前記導電性多孔体の端面に沿って形成され、少なくとも前記セパレータと密着するように配置されると共に、前記第１シール部、前記セパレータ、および、前記発電体で形成される空間に、前記導電性多孔体から前記反応ガスが流入することを抑制するための第２シール部と、前記発電体の端部における前記導電性多孔体側の面上を被覆するように配置され、前記第２シール部と前記発電体との間に介在し、前記第２シール部が前記発電体と密着することを阻止するための発電体カバーと、を備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成の燃料電池によれば、上記空間に反応ガスが流れるのを抑制することが可能となる。また、上記構成の燃料電池によれば、第２シール部と発電体とが、堅く結合することを抑制することができる。その結果、燃料電池の分解時において、燃料電池を細かく分解することが可能となる。
【０００９】
上記燃料電池において、前記導電性多孔体は、周囲に沿って、その端面と前記発電体側の面との交差部分が欠けた切り欠き部を有しており、前記発電体カバーは、その一部が、前記切り欠き部と前記発電体とで形成される切り欠き空間内に配置され、前記発電体カバーと前記導電性多孔体は、前記切り欠き空間内において、互いに接触せず、前記発電体カバーと前記導電性多孔体との間には、所定のクリアランスが設けられることが好ましい。
【００１０】
このようにすれば、導電性多孔体と発電体カバーとの間にクリアランスを設けつつ、第２シール部を、クリアランスによって露出する発電体を避けて発電体カバーと密着させることが可能となる。その結果、燃料電池の分解時において、燃料電池を細かく分解することが可能となる。
【００１１】
上記燃料電池において、前記第２シール部は、前記導電性多孔体の端面において、前記導電性多孔体と結合していることが好ましい。このようにすれば、第２シール部を配置する際に、作業性を向上させることができる。
【００１２】
上記燃料電池において、前記第１シール部と、前記発電体カバーとは、一体であることが好ましい。また、上記燃料電池において、前記第２シール部は、前記セパレータと密着することによって変形する材料から構成されると共に、前記セパレータと密着前において、前記発電体と前記導電性多孔体とを積層する積層方向に沿った厚さが前記導電性多孔体の厚さより大きいことが好ましい。
【００１３】
なお、本発明は、上記した燃料電池の他、燃料電池システムなど、他の装置発明の態様として実現することも可能である。また、燃料電池の製造方法など、方法発明としての態様で実現することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
Ａ．実施例：
Ａ１．燃料電池の構成：
図１および図２は、本発明の一実施例としての燃料電池１００の断面構成を概略的に示す説明図である。また、図３および図４は、本発明の一実施例としての燃料電池１００の平面構成を概略的に示す説明図である。図１（ａ）は、図３および図４におけるＡ−Ａ切断面に沿った燃料電池１００の断面構成を示しており、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＸ１部を拡大して示している。図２（ａ）は、図３および図４におけるＢ−Ｂ切断面に沿った燃料電池１００の断面構成を示しており、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＸ２部を拡大して示している。図３は、具体的には、図１および図２における上側から見たセパレータ３００の平面構成を示している。図３において、二点鎖線で囲んだ領域ＰＡは、セルアセンブリ２００（より詳細には後述のカソード側多孔体２３０）と接する領域を表している。図４は、具体的には、図１および図２における上側から見たセルアセンブリ２００の平面構成を示している。
【００１５】
燃料電池１００は、例えば酸化ガスとしての空気と水素リッチな燃料ガスとを用いて発電を行う装置である。本実施例の燃料電池１００は、固体高分子型の燃料電池である。燃料電池１００は、図１および図２に示すように、セルアセンブリ２００とセパレータ３００とが交互に積層された構成を有している。図１および図２では、燃料電池１００に含まれるセルアセンブリ２００およびセパレータ３００の内の一部を抜き出して示しており、他のセルアセンブリ２００およびセパレータ３００は図示を省略している。なお、以下では、燃料電池１００の各部材を積層する方向、すなわち、図１および図２における上下方向を積層方向とも呼び、また、面状部材の厚さ方向に平行な表面を「端面」と呼び、面状部材の厚さ方向に直交する表面を「積層面」と呼ぶものとする。
【００１６】
セルアセンブリ２００は、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、ＭＥＡ２１０と、ＭＥＡ２１０を両側から挟むように配置されたアノード側多孔体２２０およびカソード側多孔体２３０と、を有している。また、アノード側多孔体２２０およびカソード側多孔体２３０を、まとめて「多孔体２２０および２３０」とも呼ぶものとする。
【００１７】
多孔体２２０および２３０は、内部空隙率が高く気体が内部を流通する際の圧力損失が小さい金属製多孔体やカーボン製多孔体から成り、ＭＥＡ２１０における発電に用いられる反応ガス（酸化ガスおよび燃料ガス）を流通させる流路として機能する。この多孔体２２０および２３０は、例えば、エキスパンドメタル、パンチングメタル、メッシュ、フェルトなどが用いられる。
【００１８】
また、多孔体２２０および２３０は、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、端面と、ＭＥＡ２１０側の積層面との交差部分が欠けた切り欠き部２２５を備えている。この切り欠き部２２５は、多孔体２２０および２３０の周囲に沿って形成されている。
【００１９】
ＭＥＡ２１０は、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、イオン交換膜によって形成された電解質膜２１２と、電解質膜２１２を両側から挟むように配置されたアノード側触媒電極層２１４およびカソード側触媒電極層２１５と、を有している。アノード側触媒電極層２１４およびカソード側触媒電極層２１５は、触媒担持カーボンと電解質とから成る。
【００２０】
さらに、ＭＥＡ２１０は、アノード側触媒電極層２１４の電解質膜２１２と対向する面とは反対側の面に配置されたアノード側拡散層２１６と、カソード側触媒電極層２１５の電解質膜２１２と対向する面とは反対側の面に配置されたカソード側拡散層２１７と、を有している。また、アノード側拡散層２１６およびカソード側拡散層２１７を、まとめて「拡散層２１６および２１７」とも呼ぶものとする。拡散層２１６および２１７は、内部空隙率が高く気体が内部を流通する際の圧力損失が小さい金属製多孔体やカーボン製多孔体から成り、例えば、メタルファイバークロス、カーボンクロス、カーボンペーパー、カーボンフェルトなどが用いられる。
【００２１】
セパレータ３００は、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、カソード側多孔体２３０に対向するカソード対向プレート３１０と、アノード側多孔体２２０に対向するアノード対向プレート３３０と、カソード対向プレート３１０およびアノード対向プレート３３０に狭持された中間プレート３２０と、が積層された３層構造を有している。セパレータ３００を構成する３枚のプレート（カソード対向プレート３１０、アノード対向プレート３３０、中間プレート３２０）は、金属製の略四角形平面の薄板である。
【００２２】
燃料電池１００は、図１（ａ）に示すように、各セルアセンブリ２００に酸化ガスとしての空気を供給するための空気供給マニホールド６４０と、各セルアセンブリ２００で利用されなかった空気を集約して燃料電池１００の外部に排出するための空気排出マニホールド６５０と、を備えている。
【００２３】
セパレータ３００には、図１および図３に示すように、空気供給マニホールド６４０から供給された空気をセルアセンブリ２００に導くと共に、セルアセンブリ２００から排出された空気を空気排出マニホールド６５０へと導くための流路が形成されている。すなわち、セパレータ３００は、空気供給マニホールド６４０が貫通する貫通口３４２と、空気を空気供給マニホールド６４０から内部へと導くための空気流路３４４と、空気流路３４４とカソード側多孔体２３０の表面とを連通するためにカソード対向プレート３１０に形成された空気供給口３４６と、を有している。また、セパレータ３００は、空気排出マニホールド６５０が貫通する貫通口３５２と、空気を空気排出マニホールド６５０へと導くための空気流路３５４と、空気流路３５４とカソード側多孔体２３０の表面とを連通するためにカソード対向プレート３１０に形成された空気排出口３５６と、を有している。
【００２４】
図１において矢印で示したように、空気供給マニホールド６４０に供給された空気は、貫通口３４２、空気流路３４４、空気供給口３４６を経てカソード側多孔体２３０内部に流入する。その後、空気は、カソード側多孔体２３０内部を通過しつつＭＥＡ２１０における発電に利用され、利用されなかった空気は、空気排出口３５６、空気流路３５４、貫通口３５２を経て空気排出マニホールド６５０に排出される。
【００２５】
同様に、燃料電池１００は、図２（ａ）に示すように、各セルアセンブリ２００に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給マニホールド６６０と、各セルアセンブリ２００で利用されなかった燃料ガスを集約して燃料電池１００の外部に排出するための燃料ガス排出マニホールド６７０と、を備えている。
【００２６】
セパレータ３００には、図２および図３に示すように、燃料ガス供給マニホールド６６０から供給された燃料ガスをセルアセンブリ２００に導くと共に、セルアセンブリ２００から排出された燃料ガスを燃料ガス排出マニホールド６７０へと導くための流路が形成されている。すなわち、セパレータ３００は、燃料ガス供給マニホールド６６０が貫通する貫通口３６２と、燃料ガスを燃料ガス供給マニホールド６６０から内部へと導くための燃料流路３６４と、燃料流路３６４とアノード側多孔体２２０の表面とを連通するためにアノード対向プレート３３０に形成された燃料供給口３６６と、を有している。また、セパレータ３００は、燃料ガス排出マニホールド６７０が貫通する貫通口３７２と、燃料ガスを燃料ガス排出マニホールド６７０へと導くための燃料流路３７４と、燃料流路３７４とアノード側多孔体２２０の表面とを連通するためにアノード対向プレート３３０に形成された燃料排出口３７６と、を有している。図２において矢印で示したように、燃料ガス供給マニホールド６６０に供給された燃料ガスは、貫通口３６２、燃料流路３６４、燃料供給口３６６を経てアノード側多孔体２２０内部に流入する。その後、燃料ガスは、アノード側多孔体２２０内部を通過しつつＭＥＡ２１０における発電に利用され、利用されなかった燃料ガスは、燃料排出口３７６、燃料流路３７４、貫通口３７２を経て燃料ガス排出マニホールド６７０に排出される。
【００２７】
さらに、セパレータ３００には、燃料電池１００を冷却する冷却媒体が流通する流路が形成されている。すなわち、セパレータ３００は、冷却媒体を供給する図示しない冷却媒体供給マニホールドが貫通する貫通口３８２（図３）と、冷却媒体を排出する図示しない冷却媒体排出マニホールドが貫通する貫通口３９２（図３）と、２つの貫通口３８２および３９２を連通させる冷却媒体流路３８４（図３および図１（ａ））と、を有している。冷却媒体供給マニホールドに供給された冷却媒体は、貫通口３８２、冷却媒体流路３８４、貫通口３９２を経て、冷却媒体排出マニホールドに排出される。
【００２８】
セパレータ３００は、セルアセンブリ２００に対向する表面が平坦形状に形成されており、表面に反応ガスの流路としての溝を有していない。セパレータ３００における上述した空気、燃料ガス、冷却媒体が流通する流路の形成は、セパレータ３００を構成する３枚のプレート（カソード対向プレート３１０、アノード対向プレート３３０、中間プレート３２０）に、所定の打ち抜き加工を施すことによって行われる。
【００２９】
ＭＥＡ２１０の周囲には、図１および図２に示すように、第１シール部５１０が設けられている。この第１シール部５１０は、ＭＥＡ２１０を構成する各層の端面全体を覆うように、そして、ＭＥＡ２１０の端面に沿ってＭＥＡ２１０の周囲を取り囲むように形成されている。第１シール部５１０は、セルアセンブリ２００に供給された反応ガス（燃料ガスおよび空気）の外部への漏洩を抑制するとともに、ＭＥＡ２１０の端面を介したアノード側とカソード側との間における反応ガスの流通（いわゆるクロスリーク）を抑制するガスケットとして機能する。
【００３０】
なお、図４にはアノード側の第１シール部５１０のみが示されているが、カソード側も同様に、第１シール部５１０がＭＥＡ２１０の周囲を取り囲むように配置されている。第１シール部５１０は、ゴム系のシール材料を用いた射出成形により形成される。第１シール部５１０の形成の際には、第１シール部５１０を形成するシール材料をＭＥＡ２１０の内部に含浸させ、いわゆるアンカー効果により第１シール部５１０とＭＥＡ２１０とを結合する。図１（ｂ）および図２（ｂ）では、ＭＥＡ２１０の内部に含浸したシール材料を、第１シール部５１０を示すハッチングと同じハッチングを付して示している。なお、第１シール部５１０は、樹脂系のシール材料を用いるようにしてもよい。
【００３１】
また、第１シール部５１０は、凸型形状のリップ部５１２をアノード側とカソード側との両側に有している。リップ部５１２は、セパレータ３００の表面（積層面）に密着しており、セパレータ３００との間でシールラインＳＬを形成する（図１、図２および図４参照）。
【００３２】
このように、第１シール部５１０がＭＥＡ２１０の周囲を取り囲むように配置され、第１シール部５１０のリップ部５１２がセパレータ３００の表面に密着しているため、燃料電池１００内部から外部への反応ガスの漏洩が抑制される。また、第１シール部５１０がＭＥＡ２１０の端面全体を覆っている上に、ＭＥＡ２１０の端部の内部にシール材料が含浸しているため、クロスリークが抑制される。なお、以下では、第１シール部５１０とＭＥＡ２１０とから成るアセンブリをシール一体アセンブリＡＳＳＹとも呼ぶ。
【００３３】
ところで、本実施例の燃料電池１００では、第１シール部５１０を射出成形により形成する際には、ＭＥＡ２１０の端面に向けてのみならず、ＭＥＡ２１０の端部の積層面に向けてもシール材料の射出を行っており、そのため第１シール部５１０はＭＥＡ２１０の端部における積層面（多孔体２２０または２３０側）を覆う被覆部５１４を有する形状となっている（図１、図２参照）。この被覆部５１４と多孔体２２０および２３０は、被覆部５１４の一部が、切り欠き部２２５と、ＭＥＡ２１０とで形成される空間（以下では、空間Ｑとも呼ぶ）内に挿入されるように配置されると共に、互いに干渉（接触）することなくクリアランスを設けて配置される。このように被覆部５１４と多孔体２２０および２３０とをクリアランスを設けて配置することによって、寸法誤差等によって被覆部５１４と多孔体２２０および２３０とが積層方向に沿って干渉し、シールが不完全となったり面圧のばらつきが発生して発電性能が低下したりすることを防止することができる。
【００３４】
また、多孔体２２０および２３０の周囲には、図１および図２に示すように、多孔体２２０および２３０の端面に沿って配置された第２シール部５２０が設けられている。第２シール部５２０は、第１シール部５１０と同様に、射出成形により形成される。ここで、第２シール部５２０の形成には、第１シール部５１０より剛性の低い材料が用いられる。例えば、第２シール部５２０の形成には、エラストマー系樹脂やゴム系のシール材が用いられる。
【００３５】
第２シール部５２０の形成の際には、第２シール部５２０を形成するシール材料を多孔体２２０および２３０の内部に含浸させ、いわゆるアンカー効果により結合する。このようにすれば、第２シール部５２０を配置する際に、作業性を向上させることができる。図１（ｂ）および図２（ｂ）では、多孔体２２０および２３０の内部に含浸したシール材料を、第２シール部５２０を示すハッチングと同じハッチングを付して示している。
【００３６】
第２シール部５２０は、多孔体２２０および２３０の端面（切り欠き部２２５は含まれない）全体を覆うように形成されている。また、第２シール部５２０は、多孔体２２０および２３０の端面より外側の部分において、上方が、セパレータ３００の積層面に密着していると共に、下方が、第１シール部５１０の被覆部５１４に密着している。この場合、被覆部５１４（第１シール部５１０）は、第２シール部５２０よりも剛性が高いので、ほとんど変形せず、一方で、第２シール部５２０の一部は、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、セパレータ３００および被覆部５１４から積層方向の押圧力を受けて変形し、空間Ｑ内であって被覆部５１４上に広がる。この詳細については、後述の燃料電池の製造方法で後述する。
【００３７】
第２シール部５２０は、図４に示すように、アノード側多孔体２２０の周囲を取り囲むように配置されている。図４にはアノード側の第２シール部５２０のみが示されているが、カソード側も同様に、第２シール部５２０がカソード側多孔体２３０の周囲を取り囲むように配置されている。
【００３８】
Ａ２．燃料電池の製造方法：
図５は、本実施例における燃料電池１００の製造方法を概念的に示す説明図である。図５（ａ）は、ＭＥＡ２１０と、多孔体２２０および２３０と、セパレータ３００とを積層する前の各部材の状態を示している。図５（ｂ）は、積層後の状態を示している。なお、図５（ｂ）は、図１（ｂ）と同様の状態を表した図である。図５（ａ）に示すように、積層前に、ＭＥＡ２１０に第１シール部５１０が一体として形成される。このときの第１シール部５１０のリップ部５１２の位置における積層方向に沿った厚さは、ＭＥＡ２１０と多孔体２２０および２３０との厚さの合計よりも大きい厚さに設定されている。
【００３９】
積層前には、また、多孔体２２０および２３０に第２シール部５２０が一体として形成される。このときの第２シール部５２０の積層方向に沿った最大厚さは、多孔体２２０および２３０の厚さよりも大きい厚さに設定されている。
【００４０】
その後、図５（ａ）に示した各部材は積層されて締結される。図５（ｂ）に示すように、燃料電池１００を構成する各部材が積層されると、第１シール部５１０のリップ部５１２は、セパレータ３００により圧縮されてセパレータ３００の積層面に密着する。一方、第２シール部５２０は、被覆部５１４とセパレータ３００とに挟まれて変形すると共に、被覆部５１４とセパレータ３００の積層面とに密着する。この際、上述したように、第２シール部５２０の一部は、積層方向における押圧力により、切り欠き部２２５内であって被覆部５１４上に広がる。
【００４１】
以上のように本実施例の燃料電池１００では、第２シール部５２０を、多孔体２２０および２３０の端面より外側の部分において、セパレータ３００の積層面に密着させると共に、第２シール部５２０より剛性が高い被覆部５１４に密着させるようにしている。このようにすれば、多孔体２２０および２３０と第１シール部５１０との間に形成される空間（以下「拡散層周囲空間ＳＳ」と呼ぶ）への反応ガスの漏洩を抑制することができる。具体的には、カソード側多孔体２３０の端面を介して、カソード側多孔体２３０の内部から拡散層周囲空間ＳＳへ空気が漏洩すること（図５（ｂ）に破線の矢印Ｆ１で示す）が抑制され、さらに、一旦カソード側カソード側拡散層２１７内部に流入した空気が、第１シール部５１０の被覆部５１４に覆われていないＭＥＡ２１０の積層面を介して、拡散層周囲空間ＳＳへ漏洩すること（図５（ｂ）に破線の矢印Ｆ２で示す）も抑制される。アノード側についても同様に、拡散層周囲空間ＳＳへの燃料ガスの漏洩が抑制される。これにより、拡散層周囲空間ＳＳへの反応ガスの漏洩を抑制することができるため、燃料電池１００において、発電効率の低下を抑制することができる。なお、切り欠き部２２５と、ＭＥＡ２１０と、被覆部５１４とで形成される空間（以下「切り欠き空間ＳＴ」と呼ぶ）は、拡散層周囲空間ＳＳと比較して実際には非常に小さく形成されており、切り欠き空間ＳＴに反応ガスが流れても、その影響は限定的である。
【００４２】
ここで、下記の図６に示す比較例としての燃料電池と比較して、本実施例の燃料電池１００の有効性を検討する。図６は、比較例としての燃料電池の断面構成を概略的に示す説明図である。この比較例における燃料電池各部の符号は、上記実施例と同様なものを付している。比較例の燃料電池は、多孔体２２０および２３０において、切り欠き部２２５がなく、また、第１シール部５１０の被覆部５１４と多孔体２２０および２３０との間が所定間隔離れ、ＭＥＡ２１０の多孔体側の積層面において、被覆部５１４で覆われていない部分（以下「非被覆部ＴＴ」と呼ぶ）が露出している。そして、比較例の燃料電池において、第２シール部５２０は、多孔体２２０および２３０の端面より外側において、セパレータ３００の積層面に密着していると共に、ＭＥＡ２１０の非被覆部ＴＴとも密着している。
【００４３】
ところで、燃料電池において、所定箇所の修理・交換が必要な場合等には、燃料電池を細かく分解する必要がある。この場合、シール一体アセンブリＡＳＳＹと第２シール部５２０とを分離させる必要性が生じる場合がある。例えば、上記燃料電池１００のように、第２シール部５２０と多孔体２２０および２３０とが結合している場合には、シール一体アセンブリＡＳＳＹと第２シール部５２０とを分離させないと、多孔体２２０および２３０とシール一体アセンブリＡＳＳＹ（ＭＥＡ２１０）とを分離させることができず、すなわち、燃料電池を細かく分解できないおそれがある。このような場合、シール一体アセンブリＡＳＳＹと第２シール部５２０とを分離させる必要性が生じる。
【００４４】
しかしながら、上述の比較例の燃料電池では、第２シール部５２０とＭＥＡ２１０の非被覆部ＴＴとが密着した場合、それらがアンカー効果により堅く結合するおそれがあり、シール一体アセンブリＡＳＳＹと第２シール部５２０とを分離させることができず、その結果、燃料電池を細かく分解できないおそれがあった。
【００４５】
一方、本実施例の燃料電池１００では、第２シール部５２０を、ＭＥＡ２１０（アノード側拡散層２１６またはカソード側拡散層２１７）ではなくゴム系のシール材料から成る被覆部５１４に密着させるようにしている。このようにすれば、第２シール部５２０と、ＭＥＡ２１０とがアンカー効果により堅く結合（密着）することを阻止することができる。一方で、第２シール部５２０と被覆部５１４との間には、アンカー効果が生じないので、これらの間の結合は、あまり堅くない。従って、燃料電池の分解時において、シール一体アセンブリＡＳＳＹ（被覆部５１４）と第２シール部５２０とを容易に分離させることができ、燃料電池１００を細かく分解することが可能となる。
【００４６】
また、以上のように、本実施例の燃料電池１００では、多孔体２２０および２３０に切り欠き部２２５が設けられ、被覆部５１４と多孔体２２０および２３０は、被覆部５１４の一部が、多孔体２２０および２３０の切り欠き部２２５内に挿入されるように配置される。このようにすれば、多孔体２２０および２３０と被覆部５１４との間にクリアランスを設けつつ、第２シール部５２０を、クリアランスによって露出するＭＥＡ２１０を避けて被覆部５１４と密着させることが可能となる。この場合、燃料電池の製造の際に、第２シール部５２０が、被覆部５１４とセパレータ３００とに挟まれて変形しても、図１、図２に示すように、切り欠き部２２５内の被覆部５１４上に留まらせることができる。
【００４７】
なお、ＭＥＡ２１０は、請求項における発電体に該当し、アノード側多孔体２２０およびカソード側多孔体２３０は、請求項における導電性多孔体に該当し、セパレータ３００は、請求項におけるセパレータに該当し、第１シール部５１０は、請求項における第１シール部に該当し、被覆部５１４は、請求項における発電体カバーに該当し、第２シール部５２０は、請求項における第２シール部に該当し、切り欠き部２２５は、請求項における切り欠き部に該当する。
【００４８】
Ｂ．変形例：
なお、本発明では、上記した実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【００４９】
Ｂ１．変形例１：
図７は、変形例１の燃料電池の断面構成を概略的に示す説明図である。上記実施例の燃料電池１００では、多孔体２２０および２３０に、切り欠き部２２５を設けているが、本発明は、これに限るものではない。例えば、多孔体２２０および２３０や第１シール部５１０の製造誤差等を精査して、製造誤差がほとんどない多孔体２２０および２３０や第１シール部５１０を選別可能な場合には、以下のようにしてもよい。すなわち、図７に示すように、多孔体２２０および２３０に、切り欠き部２２５を設けず、また、被覆部５１４と多孔体２２０および２３０との間に、クリアランスを設けず、被覆部５１４と多孔体２２０および２３０とを接触するように配置してもよい。この場合、被覆部５１４と多孔体２２０および２３０は、それぞれ端面で接触するようにする。このようにしても、第２シール部５２０とＭＥＡ２１０（アノード側拡散層２１６またはカソード側拡散層２１７）とが堅く結合（密着）することを阻止することができる。その結果、燃料電池の分解時において、シール一体アセンブリＡＳＳＹ（被覆部５１４）と第２シール部５２０とを容易に分離させることができ、燃料電池１００を細かく分解することが可能となる。
【００５０】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例の燃料電池１００において、第１シール部５１０の一部を被覆部５１４としているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、第１シール部５１０の一部ではなく、他の部材を用いて被覆部５１４を形成するようにしてもよい。この場合、他の部材としては、テフロンなどの樹脂部材などを用いてもよい。このようにしても、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例としての燃料電池１００の断面構成を概略的に示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例としての燃料電池１００の断面構成を概略的に示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例としての燃料電池１００の平面構成を概略的に示す説明図である。
【図４】本発明の一実施例としての燃料電池１００の平面構成を概略的に示す説明図である。
【図５】上記実施例における燃料電池１００の製造方法を概念的に示す説明図である。
【図６】比較例としての燃料電池の断面構成を概略的に示す説明図である。
【図７】変形例１の燃料電池の断面構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００…燃料電池
２００…セルアセンブリ
２１０…ＭＥＡ
２２０…アノード側多孔体
２２５…切り欠き部
２３０…カソード側多孔体
３００…セパレータ
３１０…カソード対向プレート
３２０…中間プレート
３３０…アノード対向プレート
５１０…第１シール部
５１２…リップ部
５１４…被覆部
５２０…第２シール部
ＡＳＳＹ…シール一体アセンブリ
【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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