(57)【要約】【課題】反応ガス排出マニホールド内の凝縮水を排出させる。【解決手段】単セル５０のそれぞれを貫通する反応ガス供給マニホールド３２と、単セル５０のそれぞれを貫通する反応ガス排出マニホールド３６と、を備える燃料電池スタック１００は、反応ガス排出マニホールド３６が、単セル５０の積層両端５０ａ，５０ｚに反応ガス排出口３７ａ，３７ｂを有する。また、反応ガス排出マニホールド３６の底面部分３６ｂが、反応ガス排出口３７ａ，３７ｂが下端となるように傾斜している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極と酸化極とを有する電極部分を含む単セルを、複数積層させてなる燃料電池スタックであって、
前記単セルのそれぞれを貫通し、前記電極部分を流通する反応ガスを外部より供給させる反応ガス供給マニホールドと、
前記単セルのそれぞれを貫通し、前記電極部分を流通した反応ガスを外部へ排出させる反応ガス排出マニホールドと、
を備え、
前記反応ガス排出マニホールドが、前記単セルの積層両端に反応ガス排出口を有し、
前記反応ガス排出マニホールドの底面部分が、前記反応ガス排出口が下端となるよう、前記単セルの積層両端方向に下降していることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記反応ガスが、燃料極側の前記電極部分を流通する燃料ガスであることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記反応ガスが、酸化極側の前記電極部分を流通する酸化ガスであることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、
少なくとも一部の隣接する単セルを、階段状に変位させながら積層させることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記各単セルが、略同一の形状を有することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記反応ガス排出マニホールドの底面形状が、略面一に形成されていることを特徴とする燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックに関し、詳細には燃料極と酸化極とを有する単セルを複数積層させて用いる燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な単セル（燃料電池単セルとも称する）の構成について、特に電極部分を含む要部の構成の概略について説明する。図４に例示するように、カソード触媒層１２（酸化極またはカソード極とも称する）とアノード触媒層１４（燃料極またはアノード極とも称する）を、電解質膜１０を挟んで互いに対向するように設け、さらにカソード触媒層１２の外側にカソード拡散層１６を、またアノード触媒層１４の外側にアノード拡散層１８を、それぞれ設けることにより、いわゆる膜電極接合体（ＭＥＡ）３０が構成されている。また、カソード拡散層１６の外側には、酸化ガス流路２０およびセル冷媒流路２２が形成されたカソード側セパレータ２６が、アノード拡散層１８の外側には、燃料ガス流路２４およびセル冷媒流路２２が形成されたアノード側セパレータ２８が、例えば、接着などにより一体化されて、単セル５０が形成されている。
【０００３】
カソード触媒層１２に酸素や空気等の酸化ガスを、アノード触媒層１４に水素等の燃料ガスを、それぞれ供給して発電する。このような燃料電池は通常、発電時には例えば６０℃から１００℃程度の所定の温度範囲となるように制御されているが、発電時には化学反応に伴う熱を発生するため、燃料電池の過熱を防止するために水やエチレングリコールなどの冷媒を図４に示すセル冷媒流路２２に流通させる。
【０００４】
図５は、図４に例示した単セル５０を複数積層させてなる一般的な燃料電池スタックの構成の概略について、その一例を示す図である。なお、外部から燃料電池スタック内に供給され、排出される反応ガスの流路について特に着目して示すため、図５においては、セパレータやＭＥＡなどを含む単セル５０の詳細な構成については省略し、または簡略な記載にとどめた。
【０００５】
図５において、燃料電池スタック３００は、所望の発電性能を獲得するため、複数の単セル５０を積層させている。単セル５０の積層両端の外側から、例えば図示しないボルト等による締結などの方法により全体を積層方向に押圧保持し、固定され、燃料電池スタック３００が構成される。
【０００６】
また、図５において、反応ガス供給マニホールド１３２および反応ガス排出マニホールド１３６が、単セル５０のそれぞれを貫通するように、それぞれ形成されている。反応ガスが矢印１３４のように外部から供給された後、各単セル５０の間に形成された、図示しない反応ガス流路内を流通し、各単セル５０内部の図示しない電極部分（図４のＭＥＡ３０に相当）において、電池反応に供された後、矢印１３８のようにオフガスとして外部へ排出される。
【０００７】
図５において、図示しない反応ガス流路を介して連通する反応ガス供給マニホールド１３２は、流通する反応ガスの種類が異なる少なくとも２つの独立した供給マニホールドのいずれか、つまり燃料ガス供給マニホールドまたは酸化ガス供給マニホールドを指している。同様に、反応ガス排出マニホールド１３６は、流通する反応ガスの種類が異なる少なくとも２つの独立した排出マニホールドのいずれか、つまり燃料ガス排出マニホールドまたは酸化ガス排出マニホールドを指している。
【０００８】
つまり、図５に示す燃料電池スタック３００において、燃料ガス（酸化ガス）供給マニホールド１３２から供給された燃料ガス（酸化ガス）は、各単セル５０に形成された図示しない燃料ガス流路（酸化ガス流路）（図４に示す単セル５０に形成された燃料ガス流路２４（酸化ガス流路２０）に相当）に配分された後、燃料ガス（酸化ガス）排出マニホールド１３６から排出される。
【０００９】
ところで、図４に示した単セル５０において、電解質膜１０が、燃料電池として所定の機能を発揮するためには、プロトン導電性電解質膜として機能することが要求されるが、そのためには、少なくとも所定の水分量以上を維持することが必要である。このため、例えば予め所定の水分量に加湿させた燃料ガスおよび／または酸化ガス（これらを反応ガスとも称する）を単位セル５０内に供給する等により、電解質膜１０の水分量を維持することが一般に行なわれている。
【００１０】
一方、運転停止時には、燃料電池スタックの温度が室温程度まで低下する。このため、上述のように、運転時に加湿させた反応ガスを流通させると、各反応ガスマニホールド中に残存する反応ガス中の水分が凝縮する場合がある。このとき凝縮する水分量が多い場合には、マニホールドや反応流路が水分により閉塞する、いわゆるフラッディングが発生する場合がある。また、特に寒冷時にはこのような凝縮水が凍結してしまい、再起動が困難となる場合も想定される。
【００１１】
反応ガス中の水分の凝縮によるフラッディングの発生を防止または抑制するために、停止時に予め所定時間加熱して水分を除去したりする方法も想定されるが、構成が複雑となることで装置が大型化する可能性があり、また電力のロスとなることも想定される。
【００１２】
特許文献１には、所定の角度だけ傾けることにより、マニホールド内で凝縮した水分を容易に排出させることの可能な燃料電池スタックについて記載されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２０７１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、このような燃料電池スタックを車両等の移動体に搭載する場合には、坂道などの傾斜面において移動体の運転を停止させる場合など、場合によっては燃料電池スタックそのものも移動体に搭載した所望の状態からは傾いた状態で運転を停止してしまうことも想定される。坂道の傾斜角によっては燃料電池スタックの傾きが相殺されてしまい、凝縮した水分を十分に排出させることが困難な場合があり得る。坂道などにより燃料電池スタックの傾斜が相殺されることを防止するため、さらに燃料電池スタックの傾きを大きくしようとすると、燃料電池スタックの上下方に、他の装置の設置が困難なデッドスペースが大きくなり、燃料電池スタックの搭載スペースの確保が困難になってしまうという不具合が生じ得る。
【００１５】
また、図４に示す単位セル５０において、特に、例えばパーフルオロ系、パーフルオロスルホン酸系などのフッ素系イオン交換樹脂膜などが好適に用いられる電解質膜１０、に由来する強い酸性雰囲気に伴い、ＭＥＡ３０やその近傍の酸化ガス流路２０および燃料ガス流路２４を流通した後の反応ガスおよび生成水などが流入する、図５に示す反応ガス排出マニホールド１３６においては、凝縮水が酸性を示す場合がある。このため、例えば金属製のセパレータなど、必ずしも耐酸性の十分でない部材を使用した部分では、反応ガス排出マニホールド１３６から排出されずに滞留する水分が、腐食や錆の要因ともなり得る。
【００１６】
本発明は、反応ガスマニホールド内、特に反応ガス排出マニホールド内の水分を簡便かつ速やかに外部へ排出させることが可能な燃料電池スタックを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の構成は以下のとおりである。
【００１８】
（１）燃料極と酸化極とを有する電極部分を含む単セルを、複数積層させてなる燃料電池スタックであって、前記単セルのそれぞれを貫通し、前記電極部分を流通する反応ガスを外部より供給させる反応ガス供給マニホールドと、前記単セルのそれぞれを貫通し、前記電極部分を流通した反応ガスを外部へ排出させる反応ガス排出マニホールドと、を備え、前記反応ガス排出マニホールドが、前記単セルの積層両端に反応ガス排出口を有し、前記反応ガス排出マニホールドの底面部分が、前記反応ガス排出口が下端となるよう、前記単セルの積層両端方向に下降している、燃料電池スタック。
【００１９】
（２）上記（１）に記載の燃料電池スタックにおいて、前記反応ガスが、燃料極側の前記電極部分を流通する燃料ガスである、燃料電池スタック。
【００２０】
（３）上記（１）に記載の燃料電池スタックにおいて、前記反応ガスが、酸化極側の前記電極部分を流通する酸化ガスである、燃料電池スタック。
【００２１】
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の燃料電池スタックにおいて、少なくとも一部の隣接する単セルを、階段状に変位させながら積層させる、燃料電池スタック。
【００２２】
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の燃料電池スタックにおいて、前記各単セルが、略同一の形状を有する、燃料電池スタック。
【００２３】
（６）上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の燃料電池スタックにおいて、前記反応ガス排出マニホールドの底面形状が、略面一に形成されている、燃料電池スタック。
【発明の効果】
【００２４】
燃料電池スタックの体勢にかかわらず、反応ガス排出マニホールド内の水分を排出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面において、同様の構成については同一の符号を付すとともに、重複する説明については省略する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態における燃料電池スタックの構成の一例を示す概略図である。図１に示す燃料電池スタック１００は、図５に示す反応ガス排出マニホールド１３６に代えて反応ガス排出マニホールド３６が設けられていることを除き、図５に示す燃料電池スタック３００とほぼ同様の構成を有している。
【００２７】
図１において、燃料電池スタック１００は、単セル５０の積層両端５０ａ，５０ｚに反応ガス排出口３７ａ，３７ｂを有する反応ガス排出マニホールド３６を備えており、水分を含有するオフガスを単セル５０の積層両端５０ａ，５０ｚから燃料電池スタック１００の外部に排出可能に構成されている。このため、例えば単セル５０の一方端５０ａに設けられた第１の反応ガス排出口３７ａが水平面ｘに対して、単セル５０の他方端５０ｚに設けられた第２の反応ガス排出口３７ｂよりも低くなるように傾いた状態で燃料電池スタック１００の運転を停止させた場合には、反応ガス排出マニホールド３６内の凝縮水は主として第１の反応ガス排出口３７ａ側から排出される。一方、例えば第１の反応ガス排出口３７ａが水平面ｘに対して、第２の反応ガス排出口３７ｂよりも高くなるように傾いた状態で燃料電池スタック１００の運転を停止させた場合には、反応ガス排出マニホールド３６内の凝縮水は主として第２の反応ガス排出口３７ｂ側から排出される。
【００２８】
また、図１に示すように、反応ガス排出マニホールド３６の底面部分３６ｂが、単セル５０の積層両端方向に下降するように傾斜しており、単セル５０の積層中央付近（５０ｍ，５０ｎ）を上端、反応ガス排出口３７ａ，３７ｂそれぞれが下端となるよう、それぞれ形成されている。このため、例えば第１の反応ガス排出口３７ａと第２の反応ガス排出口３７ｂとが水平面ｘに対してほぼ平行となるような状態で燃料電池スタック１００の運転を停止させた場合であっても、反応ガス排出マニホールド３６内の凝縮水は第１の反応ガス排出口３７ａと第２の反応ガス排出口３７ｂの双方から排出される。
【００２９】
このように、図１に示すような反応ガス排出マニホールド３６を有する燃料電池スタック１００においては、どのような体勢で運転停止させた場合であっても、反応ガス排出マニホールド３６内の凝縮水を確実に排出させることができる。
【００３０】
図１において、水平面ｘと反応ガス排出マニホールド３６の、特に第１の反応ガス排出口３７ａ側の底面部分３６ｂとのなす角は、各単セル５０全体にわたり、かつ単セル５０ａから単セル５０ｍにかけてほぼ一定の角度θ１を有するように形成されている。また、これと同様に、水平面ｘと反応ガス排出マニホールド３６の、特に第２の反応ガス排出口３７ｂ側の底面部分３６ｂとのなす角は、各単セル５０全体にわたり、かつ単セル５０ｎから単セル５０ｚにかけてほぼ一定の角度θ２を有するように形成されている。
【００３１】
図１において、θ１、θ２は、それぞれ、独立して設定することが可能であり、例えば図１に示すようにほぼ同じ角度にしても良く、または異なる角度にしても良い。また、反応ガス排出マニホールド３６の底面部分３６ｂのいわゆる「山」に相当する上端部分３９は、図１に示すように燃料電池スタック１００の中央付近にあってもよく、燃料電池スタック１００の中央からずれた場所を設定しても良い。ただし、図１に示すθ１、θ２の角度は、水平状態で停止させた場合における凝縮水の速やかな排出の観点から、あまり小さい角度とすることは適当でなく、また、隣接する単セル５０間のガスシール性の観点から、大き過ぎる角度とすることも適当ではない。
【００３２】
図１に示すθ１、θ２としての好適な角度は、燃料電池スタックの体格、特に積層方向の長さや反応ガス排出マニホールド３６の大きさ、反応ガス排出マニホールド３６内表面の、特にセパレータ内部における水和性（親水性／撥水性の程度）、などの程度にも依存するため、一概に規定することは容易でないが、具体的には、θ１、θ２の角度をそれぞれ、例えば５°〜２０°程度に設定することが可能である。なお、ここでいう「水平状態」とは、燃料電池スタックの体勢が図１に示すような状態であることを意味している。つまり、定置型燃料電池のように燃料電池スタックそのものを設置するような場合には図１に示す水平面ｘ上に載置させた状態のものを意味する一方、車両などの移動体に燃料電池スタックを搭載するような場合には、移動体に搭載した燃料電池スタックが水平となるように保持した状態であることを意味しており、かかる場合、移動体の体勢（傾き）は不問である。
【００３３】
反応ガス排出マニホールド３６の形状は、図１に示す上述した形状に限定されるわけではなく、他の実施の形態として、例えば図４に示すセパレータ２６，２８部分またはその一部にのみ所望の傾斜を有するように反応ガス排出マニホールド３６の形成を行なったり、燃料電池スタック全体にわたり、例えば円弧状や扇形状のように水平面ｘに対する角度を徐々に変化させるような反応ガス排出マニホールド３６の形成を行なったりすることも可能である。
【００３４】
また、図１において、水平面ｘと底面部分３６ｂとのなす角が大きく変位する積層中央付近の上端部分３９が、図１に例示するように単セル５０ｍとこれに隣接する単セル５０ｎとの間ではなく、ある単セル５０の内部に形成されるようにしても良い。かかる場合において、上端部分３９を含む近傍の底面部分３６ｂの形状を水平面ｘに対しθ１やθ２よりも小さい傾斜とすることや、これとは逆にθ１やθ２よりも大きい傾斜とすることも可能である。
【００３５】
一方、図１に示す反応ガス供給マニホールド３２は、図５に示す従来の反応ガス供給マニホールド１３２と同様のものを用いることも可能であり、また異なるものを用いることも可能である。積層する単セル５０それぞれに反応ガスを供給することが可能であればいかなる構成を有する反応ガス供給マニホールド３２であっても良く、例えば、図１に示す反応ガス排出マニホールド３６と同様に適切な傾斜を設けたものを用いることも可能である。
【００３６】
図２は、図１に示す燃料電池スタック１００における、反応ガス供給マニホールド３２および反応ガス排出マニホールド３６の具体的な構成について説明する概略図である。
【００３７】
図２において、燃料ガス供給マニホールド４２（図１における反応ガス供給マニホールド３２に相当）を通り外部から供給された燃料ガスは、各単セル５０内を流通する、ここでは図示しない燃料ガス流路（図４を参照のこと）に配分され、各単セル５０における電池反応に供された後、燃料ガス排出マニホールド４６（図１における反応ガス排出マニホールド３６に相当）を通り外部に排出される。一方、酸化ガス供給マニホールド４４（図１における反応ガス供給マニホールド３２に相当）を通り外部から供給された酸化ガスは、各単セル５０内を流通する、ここでは図示しない酸化ガス流路（図４を参照のこと）に配分され、各単セル５０における電池反応に供された後、酸化ガス排出マニホールド４８（図１における反応ガス排出マニホールド３６に相当）を通り外部に排出される。
【００３８】
図２に示すように、燃料ガス排出マニホールド４６の底面部分４６ｂ、酸化ガス排出マニホールド４８の底面部分４８ｂが、単セル５０の積層両端（単セル５０ａ，５０ｚ）方向に下降するようにそれぞれ傾斜している。より具体的には、燃料ガス排出マニホールド４６においては、底面部分４６ｂについて、単セル５０の積層中央付近（単セル５０ｎ付近）が上端、燃料ガス排出口４７ａ，４７ｂがそれぞれ下端となるよう、酸化ガス排出マニホールド４８においては、底面部分４８ｂについて、単セル５０の積層中央付近（単セル５０ｎ付近）が上端、酸化ガス排出口４９ａ，４９ｂがそれぞれ下端となるよう、それぞれ形成されている。このため、図２に示すような燃料電池スタック１００においては、どのような傾斜面に配置され、停止させた場合でも、燃料ガス排出マニホールド４６に滞留した凝縮水は、第１の燃料ガス排出口４７ａと第２の燃料ガス排出口４７ｂとのうち少なくとも一方から、酸化ガス排出マニホールド４８に滞留した凝縮水は、第１の酸化ガス排出口４９ａと第２の酸化ガス排出口４９ｂとのうち少なくとも一方から、それぞれ排出させることが可能となる。
【００３９】
また、例えば、燃料ガス排出マニホールド４６においては、特に反応ガスの使用量が少なくて良い低負荷運転時には、流通する燃料ガスの流量が小さく、凝縮水の排出が十分でない場合も想定される。図２に示すような構成を有する燃料ガス排出マニホールド４６を適用することにより、運転停止時のみならず、運転時においても凝縮水の排出を促進させることが可能となるため、好適である。
【００４０】
また、例えば、酸化ガス排出マニホールド４８においては、例えば反応ガスの流量を多くする必要のある高負荷運転時には、電池反応により酸化極側において生成する水分量も多くなるため、凝縮水の排出をより速やかに行なう必要がある場合も想定される。図２に示すような構成を有する酸化ガス排出マニホールド４８を適用することにより、運転停止時のみならず、運転時においても生成水を含む凝縮水の排出を促進させることが可能となるため、好適である。
【００４１】
図２において、各単セルに設けられたセル冷媒流路２２に流通させる冷媒を供給する冷媒供給マニホールド４３や、セル冷媒流路２２を流通した冷媒を外部に排出させる冷媒排出マニホールド４５の構成に関し、特段の制約はないが、例えば図１に示す反応ガス排出マニホールド３６と同様に、底面部分の形状に、傾斜を有する構成を適用することも可能である。また、特に定置型などの場合に好適に用いられる非循環型の冷媒流路を有する燃料電池スタックにおいて、図１に示す反応ガス排出マニホールド３６と同様の構成を有する冷媒排出マニホールド４５を適用することにより、各単セル５０に対する、冷媒排出マニホールド４５内に滞留する冷媒による不具合を防止または抑制することが可能である。また、別の態様によれば、冷媒の流量や流速などを調整することにより、燃料電池スタック全体の冷却効率を向上させることも可能である。
【００４２】
図３は、本発明の他の実施の形態における燃料電池スタックの構成の一例を示す概略図である。図３に示す燃料電池スタック２００において、積層された各単セル５０は、マニホールドの形状を含め、それぞれ、ほぼ同様の構成を有している。少なくとも一部の隣接する単セル５０を、好ましくは図３に示すように隣接する各単セル５０を、階段状に漸次変位させながら積層させることにより、図１に示す燃料電池スタック１００と同様、少なくとも反応ガス排出マニホールド３６の底面部分３６ｂが、単セル５０の積層両端、単セル５０ａ、５０ｚの方向にそれぞれ下降するよう、階段状に漸次下降し、単セル５０の積層中央付近を上端とし、反応ガス排出口３７ａ，３７ｂそれぞれが下端となるよう形成されている。本実施の形態によれば、燃料電池スタックとして積層させる各単セル５０の形状を同様にして作製することが可能となるため、積層構造を除いては従来とほぼ同様の手間で燃料電池スタックを作製することが可能となり、好適である。
【００４３】
一方、図３に示す燃料電池スタック２００に、図１と同様の形状を有する反応ガス排出マニホールド３６を作製することもまた好適である。例えば図３に示す単セル５０ｍと単セル５０ｎとの間に底面部分３６ｂの上端部分を有するように作製する場合には、単セル５０ａ〜５０ｍに相当する各単セル５０に対し、水平面ｘ（図１参照）と底面部分３６ｂとのなす角が同一（例えば図１に示すθ１）となるよう、また単セル５０ｎ〜５０ｚに相当する各単セル５０に対し、水平面ｘ（図１参照）と底面部分３６ｂとのなす角が同一（例えば図１に示すθ２）となるよう、反応ガス排出マニホールド３６に相当する開口を作製し、これらの単セル５０をそれぞれ、所定の段差を有する階段状に漸次変位させながら積層させることにより、単セル５０間に設けられる図示しない反応ガスシール部材を除き略面一の、図１に示すような形状を有する反応ガス排出マニホールド３６が形成された燃料電池スタックを作製することができる。
【００４４】
上述の、または図１に示すような、略面一の底面部分３６ｂを有する反応ガス排出マニホールド３６を設けることにより、わずかな凝縮水であっても確実に外部へ排出することが可能となる。
【００４５】
単セル５０の積層枚数や積層方向への押圧力にもよるが、例えば図３に示す本実施の形態のように、隣接する単セル５０を、階段状に漸次変位させながら積層させるような構成においては、特に積層中央付近において、積層方向（ほぼ水平方向）に対して垂直上方（鉛直方向にほぼ対向する方向）に、積層構造の適切な押圧保持を妨げるような応力を生じる場合が想定される。かかる場合には、例えば必要に応じて適当な補強部材や燃料電池スタックの一部または全体を覆うハウジングなどを設けることにより、単セル５０の積層構造を保持させることも好適である。
【００４６】
本発明の実施の形態において、図１または図３に示す燃料電池スタックおよび／または反応ガス排出マニホールド３６の底面部分３６ｂの形状は、例示であって、これらに限定されるものではない。反応ガス排出マニホールド３６内の凝縮水を含む水分が第１の反応ガス排出口３７ａと第２の反応ガス排出口３７ｂの双方から排出することが可能となるよう、単セル５０の積層両端方向に下降していればいかなる形状のものであっても構わない。例えば、図１に示す水平面ｘ方向に対して、全体として「上に凸」となるように形成されていれば良く、例えば図１に示す反応ガス排出マニホールド３６の底面部分３６ｂの形状を「山型」または「逆Ｖ字形状」、図３に示す反応ガス排出マニホールド３６の底面部分３６ｂの形状を「上に凸の階段形状」と称する場合、他の実施の形態として、「上に凸」の円弧形状、「上に凸」の多角形状など、種々の形状とすることが可能である。
【００４７】
また、図２に示した燃料電池スタックにおいて、各マニホールドの形状を、単セル５０を貫通する角柱形状として例示したが、これに限らず、例えば円柱形状や多角柱形状とすることも可能である。すなわち、マニホールドの「底面部分」とは、鉛直方向下方のいわゆる「底面」を含むことはいうまでもないが、必ずしも底面を有しない形状のマニホールドにおいても、水などの液体を流通させた場合には流れるであろう「底」の部分であることを意味している。
【００４８】
上述のように、本発明の実施の形態における反応ガス排出流路は、反応ガスとして酸化ガスおよび／または燃料ガスいずれが流通する場合にも適用することが可能であるが、酸化ガスと比較して一般にガス流量が少なく、凝縮水の排出に対するガス流通の寄与が小さい燃料ガスが流通する燃料ガス排出マニホールドでは、特に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明はいかなる燃料電池スタックにおいて利用することが可能であるが、特に水分を含むオフガスを、反応ガスマニホールドを介して排出させる燃料電池スタックにおいて特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態における燃料電池スタックの構成の概略について例示する図である。
【図２】図１に示す燃料電池スタックの、特にマニホールドの形状について例示する図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における燃料電池スタックの構成の概略について例示する図である。
【図４】単セルの要部の構成の概略について例示する図である。
【図５】燃料電池スタックの構成の概略について、その一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  電解質膜、１２  カソード触媒層、１４  アノード触媒層、１６  カソード拡散層、１８  アノード拡散層、２０  酸化ガス流路、２２  セル冷媒流路、２４  燃料ガス流路、２６  カソード側セパレータ、２８  アノード側セパレータ、３０  膜電極接合体（ＭＥＡ）、３２，１３２  反応ガス供給マニホールド、３６，１３６  反応ガス排出マニホールド、３６ｂ，４６ｂ，４８ｂ  底面部分、３７ａ，３７ｂ  反応ガス排出口、３９  上端部分、４２  燃料ガス供給マニホールド、４３  冷媒供給マニホールド、４４  酸化ガス供給マニホールド、４５  冷媒排出マニホールド、４６  燃料ガス排出マニホールド、４７ａ，４７ｂ  燃料ガス排出口、４８  酸化ガス排出マニホールド、４９ａ，４９ｂ  酸化ガス排出口、５０  単セル、１００，２００，３００  燃料電池スタック。
【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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