(57)【要約】【課題】生成水の排出を容易とし発電性能を高めた上で、その発電性能が最大限に発揮されるよう最適化された燃料電池セル及び燃料電池スタックを提供すること。【解決手段】本発明の燃料電池セルによれば、構成要素の１つである導電性網材は、導電性を有する繊維から３次元網目構造に形成され、多数の空孔を内部に有する板状の網材であり、空孔の気孔率が５０％〜９５％であると共に、導電性網材を構成する導電性繊維の繊維相当直径が６０μｍ〜１５０μｍである。かかる導電性網材を使用することにより、優れた発電性能を示す燃料電池セル及び燃料電池スタックを提供することができる。【選択図】図６
2008243403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜と、
前記固体高分子電解質膜の一方に当接し触媒を含有する、アノード触媒層と、
前記固体高分子電解質膜の他方に当接し触媒を含有する、カソード触媒層と、
表面に親水性を有し、前記カソード触媒層の前記固体高分子電解質膜に当接される面とは反対の面に電気的に接続された状態で配設され、３次元網目構造により酸化剤ガスの流路となる多数の空孔が形成された導電性繊維からなる板状の導電性網材と、
前記導電性網材における前記カソード触媒層を向く面とは反対の面に当接し、ガス遮断性を有する導電性のプレートとを備え、
前記導電性網材は、前記導電性繊維の繊維相当直径が、６０μｍ以上、かつ、１５０μｍ以下であり、前記空孔による気孔率が、５０％以上、かつ、９５％以下であることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項２】
前記酸化剤ガスの流路の流路高さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池セル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池セルを複数備え、
前記複数のセルを電気的に直列接続することによって構成され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、固体高分子型の燃料電池セル及び燃料電池スタックに関し、特に、優れた発電性能を発揮し得る燃料電池セル及び燃料電池スタックに関するものである。    
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池の単位セルは、アノード電極（燃料極）とカソード電極（酸化剤極）との間に固体高分子電解質膜を挟持した構成を有し、アノード電極へ供給される燃料ガス（例えば、水素）とカソード電極へ供給される酸化剤ガス（例えば、空気）とを電気化学的に反応させることにより発電を行う。
【０００３】
具体的には、固体高分子型燃料電池の単位セルは、アノード電極及びカソード電極でそれぞれ生じる以下の電極反応の結果として、全体として、水素と酸素とによる水生成反応が進行して起電力を発生する。
【０００４】
アノード電極：    Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
カソード電極：  （１／２）Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
【０００５】
従来において一般的な固体高分子型燃料電池としては、例えば、特許文献１に記載される固体高分子電解質膜燃料電池などが挙げられる。ここで、図１３及び図１４を参照して、従来において一般的な固体高分子型燃料電池の単位セルである燃料電池セル１００の構成について説明する。
【０００６】
図１３は、燃料電池セル１００の分解斜視図であり、図１４は、燃料電池セル１００で使用される膜電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１１０を模式的に示す拡大一部断面図である。
【０００７】
図１３に示すように、燃料電池セル１００は、導電性の材料から形成される一対のセパレータ１２０と、その一対のセパレータ１２０に挟持される膜電極接合体１１０とから構成される。
【０００８】
セパレータ１２０における膜電極接合体１１０のカソード電極１１０ｂに対向する側の面には、一方向（図１３における上下方向）に延びるリブを並列して設けることによって複数の溝状の酸化剤ガス流路１２０ａが形成されている。
【０００９】
一方、セパレータ１２０における、膜電極接合体１１０のアノード電極１１０ｃに対向する側の面には、酸化剤ガス流路１２０ａと直交する方向（図１３に示すセパレータ１２０の手前側から奥側へ向かう方向）に延びるリブを並列して設けることによって、酸化剤ガス流路１２０ａと直交する方向に延びる複数の溝状の燃料ガス流路１２０ｂが形成されている。
【００１０】
酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路１２０ａを流通することによって、膜電極接合体１１０のカソード電極１１０ｂへ供給され、燃料ガスは、燃料ガス流路１２０ｂを流通することによって、膜電極接合体１１０のアノード電極１１０ｃへ供給される。
【００１１】
膜電極接合体１１０は、図１４に示すように、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標：デュポン社製）やＡｃｉｐｌｅｘ（登録商標：旭化成（株）製）などの固体高分子電解質膜１１０ａと、その固体高分子電解質膜１１０ａの片面に当接されるカソード電極１１０ｂと、固体高分子電解質膜１１０ａにおけるカソード電極１１０ｂが当接された面とは反対側の面に当接されるアノード電極１１０ｃとから構成される。
【００１２】
カソード電極１１０ｂは、固体高分子電解質膜１１０ａに当接される触媒層１３０ａと、その触媒層１３０ａにおける固体高分子電解質膜１１０ａに当接された面とは反対側の面に当接されるガス拡散層１３０ｂとから構成される。
【００１３】
アノード電極１１０ｃは、固体高分子電解質膜１１０ａに当接される触媒層１４０ａと、その触媒層１４０ａにおける固体高分子電解質膜１１０ａに当接された面とは反対側の面に当接されるガス拡散層１４０ｂとから構成される。
【００１４】
触媒層１３０ａ，１４０ａは、酸化剤ガスと燃料ガスとの電気化学反応を促進する層であり、触媒担持カーボンと電解質とを含んで構成される層である。また、ガス拡散層１３０ｂは、カソード電極１１０ｂへ供給された酸化剤ガスを拡散させる層であり、ガス拡散層１４０ｂは、アノード電極１１０ｃへ供給された燃料ガスを拡散させる層である。これらのガス拡散層１３０ｂ，１４０ｂは、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロスなどの炭素系材料、又は金属メッシュや金属多孔体などが用いられる。
【００１５】
上述のように、酸化剤ガスが、酸化剤ガス流路１２０ａを流通することによってカソード電極１１０ｂへ供給され、その一方で、燃料ガスが、燃料ガス流路１２０ｂを流通することによってアノード電極１１０ｃへ供給されると、カソード電極１１０ｂとアノード電極１１０ｃとで生じる電気化学反応の結果として、起電力を生じる。
【特許文献１】特開平３−２９５１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述した燃料電池セル１００のように、酸化剤ガス流路１２０ａや燃料ガス流路１２０ｂが溝状に構成される単位セルの場合、発電原理となる電気化学反応により生成した水が、溝状のガス流路１２０ａ，１２０ｂの下流側に液体水として溜まり易く、その結果として、ガス流路１２０ａ，１２０ｂや、ガス流路１２０ａ，１２０ｂに隣接する電極１１０ｂ，１１０ｃにおけるガス（酸化剤ガス又は燃料ガス）の流路が閉塞されるおそれがあるという問題点があった。
【００１７】
ガス流路１２０ａ，１２０ｂや、電極１１０ｂ，１１０ｃにおけるガス流路が液体水によって閉塞されると、ガスの流れと水の流れとの混在によって反応が生じない部位が生じるので、発電性能の低下を招く。
【００１８】
また、上述した燃料電池セル１００のように、酸化剤ガス流路１２０ａや燃料ガス流路１２０ｂが溝状に構成される単位セルの場合、酸化剤ガス流路１２０ａ及び燃料ガス流路１２０ｂのピッチや溝深さ（流路深さ、流路高さ）の最適化が、集電性の向上に寄与する。
【００１９】
しかし、その一方で、ガス流路１２０ａ，１２０ｂのピッチや溝深さは、燃料電池セル１００における集電性などに影響を及ぼし易い。即ち、ガス流路１２０ａ，１２０ｂのピッチや溝深さは、ガスと電極１１０ｂ，１１０ｃとの接触面積の低下や膜電極接合体１１０の乾燥などの影響を及ぼし易いので、ガス流路１２０ａ，１２０ｂのピッチや溝深さが、燃料電池セル１００における発電ロスを招き易いという問題点があった。
【００２０】
なお、実用的には、複数の燃料電池セル１００が直列接続されたスタック（図示せず）の形態が採用されるが、かかるスタックにおいても、構成要素である燃料電池セル１００に起因する上述した問題点が生じる。
【００２１】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、生成水の排出を容易とし発電性能を高めた上で、その発電性能が最大限に発揮されるよう最適化された燃料電池セル及び燃料電池スタックを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的を達成するために、請求項１記載の燃料電池用電極は、固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜の一方に当接し触媒を含有する、アノード触媒層と、前記固体高分子電解質膜の他方に当接し触媒を含有する、カソード触媒層と、表面に親水性を有し、前記カソード触媒層の前記固体高分子電解質膜に当接される面とは反対の面に電気的に接続された状態で配設され、３次元網目構造により酸化剤ガスの流路となる多数の空孔が形成された導電性繊維からなる板状の導電性網材と、前記導電性網材における前記カソード触媒層を向く面とは反対の面に当接し、ガス遮断性を有する導電性のプレートとを備え、前記導電性網材は、前記導電性繊維の繊維相当直径が、６０μｍ以上、かつ、１５０μｍ以下であり、前記空孔による気孔率が、５０％以上、かつ、９５％以下である。
【００２３】
請求項２記載の燃料電池セルは、請求項１記載の燃料電池セルにおいて、前記酸化剤ガスの流路の流路高さが０．３ｍｍ以上である。
【００２４】
請求項３記載の燃料電池スタックは、請求項１又は請求項２に記載の燃料電池セルを複数備え、前記複数のセルを電気的に直列接続することによって構成される。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載の燃料電池セルによれば、固体高分子電解質膜の両面には、それぞれ、触媒を含有するカソード触媒層とアノード触媒層とが配設されており、カソード触媒層における固体高分子電解質膜とは反対側の面には、導電性網材が、該カソード触媒層と電気的に接続された状態で配設されている。さらに、導電性網材におけるカソード触媒層を向く面とは反対の面には、ガス遮断性を有する導電性のプレートに当接されている。
【００２６】
なお、請求項１において、導電性網材が「電気的に接続された状態で配設される」とは、導電性網材が触媒層及び／又はプレートに当接して配設されることと、導電性網材が導電性の部材を介して触媒層及び／又はプレートとの間に電気的に接続された状態が形成されることとの両方が含まれることを意図する。
【００２７】
ここで、導電性網材は、導電性を有する繊維から３次元網目構造に形成され、相互に連通する多数の空孔を内部に有する板状の網材であり、触媒層とガス遮断性を有するプレートとの間に配設されることにより、導電性網材の内部に存在する多数の空孔を酸化剤ガス又は燃料ガスの流路として機能させることができる。
【００２８】
また、導電性網材は表面に親水性を有するので、反応により生成した水を網材の表面張力によってその厚さ方向に拡散させることができ、液体水による酸化剤ガス流路の閉塞を有効に防止し得る。よって、燃料電池セルの酸化剤ガス流路が液体水によって閉塞されることを防止することができるので、酸化剤ガス流路の閉塞による酸化剤ガスの圧力損失及びフラッディングを抑制することができ、その結果、発電性能の低下を抑制することができるという効果がある。
【００２９】
また、請求項１記載の燃料電池セルによれば、導電性網材における空孔による気孔率が、５０％以上とされるので、酸化剤ガス流路を流通する酸化剤ガスの圧力損失を低く抑制することができ、優れた発電性能を発揮させることができるという効果がある。
【００３０】
また、導電性網材空孔における空孔による気孔率が、９５％以下とされるので、酸化剤ガス流路を流通する酸化剤ガスの圧力損失を低く抑制することができる上に、導電性網材の製造コストの著しい高騰を抑制することができるという効果がある。
【００３１】
さらに、請求項１記載の燃料電池セルによれば、導電性網材を構成する導電性を有する繊維の繊維相当直径が、６０μｍ以上とされるので、かかる繊維によって３次元網目構造に形成された導電性網材に対し、外部から印加された荷重（分担荷重）に十分耐え得る強度及び弾性を付与することができる。
【００３２】
よって、燃料電池セルの構成時における印加荷重によって変形されたことによる導電性網材の荷重抜けが抑制されるので、導電性網材の荷重抜けによる発電性能の低下を抑制できるという効果がある。
【００３３】
加えて、請求項１記載の燃料電池セルによれば、導電性網材を構成する導電性を有する繊維の繊維相当直径が、１５０μｍ以下とされるので、導電性網材を構成する繊維間のピッチを集電効率の上で適切な間隔とすることができ、優れた発電性能を発揮させることができるという効果がある。
【００３４】
なお、請求項１において、「繊維相当直径」とは、繊維の周長（外周の長さ）を円周とみなし、その円周に対応する直径である。即ち、繊維相当直径をＲとし、繊維の周長をＬとした場合、Ｒ＝Ｌ／πである。
【００３５】
請求項２記載の燃料電池セルによれば、請求項１記載の燃料電池セルの奏する効果に加えて、次の効果を奏する。酸化剤ガスの流路の流路高さが０．３ｍｍ以上とされるので、酸化剤ガス流路を流通する酸化剤ガスの圧力損失を低く抑制することができ、優れた発電性能を発揮できるという効果がある。
【００３６】
請求項３記載の燃料電池スタックによれば、請求項１又は請求項２記載の燃料電池セルが電気的に直列接続されて構成されているので、請求項１又は請求項２記載の燃料電池セルが奏する効果と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態における燃料電池スタック５０から構成される燃料電池システム１を示す模式図である。
【００３８】
燃料電池システム１は、図２を参照しつつ後述する燃料電池スタック５０と、水素タンク３３と、空気ファン３４と、循環ポンプ３６を介して燃料電池スタック５０の所定箇所（例えば、下部）に接続されるラジエータ３７とから主に構成される。
【００３９】
この燃料電池システム１において、水素タンク３３は、燃料ガス（本実施形態では、水素）を貯蔵するタンクであり、バルブ３２を介して、燃料電池スタック５０における燃料ガス供給口５０ｃ（図２参照）に接続されている。バルブ３２を開放することにより、水素タンク３３に貯蔵されている水素を燃料電池スタック５０の内部へ供給することができる。
【００４０】
空気ファン３４は、酸化剤ガス（本実施形態では、空気）を外界から取り込み、酸化剤供給口５０ａ（図２参照）へ送風することにより、酸化剤ガスを燃料電池スタック５０の内部へ供給するものである。
【００４１】
詳細は後述するが、空気ファン３４を作動させて酸化剤ガスが酸化剤供給口５０ａへ供給され、一方で、バルブ３２の開放によって水素タンク３３から燃料ガスが燃料ガス供給口５０ｃへ供給されると、燃料電池スタック５０を構成する各燃料電池セル１０（図２参照）が発電する。
【００４２】
燃料電池スタック５０は、各燃料電池セル１０で発電された電気を集電し、電流取り出し部である集電端子５０ｅ，５０ｆ（いずれも図２参照）から直流電流を取り出すことができる。燃料電池スタック５０から取り出された直流電流は、燃料電池スタック５０と電気的に接続される負荷３５（例えば、自動車のモータなど）へ供給され、その結果として、負荷３５を駆動することができる。
【００４３】
図２は、本実施形態の燃料電池スタック５０を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、燃料電池スタック５０は、後述する燃料電池セル１０の複数個が矢印Ｘ−Ｘ方向に積層された積層体である。燃料電池スタック５０において、隣接する燃料電池セル１０は、導電性を有するセパレータ２０により電気的に直列接続されている。
【００４４】
この燃料電池スタック５０では、各燃料電池セル１０のカソード電極１３（図６（ｂ）参照）へ酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路が、各セパレータ２０間を連通する流路２３ｄ，２３ｅと、その流路２３ｄ，２３ｅに連通するカソード電極１３における第１網材２１ａ（図６（ｂ）参照）の空孔とから形成される。
【００４５】
なお、本実施形態の燃料電池スタック５０において、図２における最も手前側に位置するセパレータ２０の露出表面には、流路２３ｄに連通する酸化剤ガス供給口５０ａが開口されており、空気ファン３４により取り込まれた酸化剤ガスは、この酸化剤ガス供給口５０ａから燃料電池スタック５０内部へ供給される。
【００４６】
一方で、図２における最も奥側に位置するセパレータ２０の露出表面には、流路２３ｅに連通する酸化剤ガス排出口５０ｂ（図２では燃料電池スタック５０の裏面側となるため図示されず）が開口されている。酸化剤ガス供給口５０ａから燃料電池スタック５０の内部へ供給された酸化剤ガスは、燃料電池スタック５０内の酸化剤ガス流路を通過した後、この酸化剤ガス排出口５０ｂから排出される。
【００４７】
また、燃料電池スタック５０では、各燃料電池セル１０のアノード電極１４（図６（ｂ）参照）へ燃料ガスを供給する燃料ガス流路が、各セパレータ２０間を連通する流路（図示せず）と、その図示されない流路に連通するアノード電極１４における第２網材２２ａ（図６（ｂ）参照）の空孔とから形成される。
【００４８】
なお、本実施形態の燃料電池スタック５０において、図２における最も手前側に位置するセパレータ２０の露出表面には、燃料ガス流路に連通する燃料供給口５０ｃが設けられている。一方、図２における最も奥側に位置するセパレータ２０の露出表面には、燃料ガス流路に連通する燃料排出口５０ｄ（図２では燃料電池スタック５０の裏面側となるため図示されず）が設けられている。
【００４９】
燃料電池スタック５０の内部へは、燃料ガス供給口５０ｃを介して水素タンク３３から燃料ガスを供給することができる。そして、燃料電池スタック５０の内部へ供給された燃料ガスは、燃料電池スタック５０内の燃料ガス流路を通過した後、この燃料ガス排出口５０ｄから排出される。
【００５０】
よって、酸化剤ガス供給口５０ａ及び燃料ガス供給口５０ｃから、それぞれ、酸化剤ガス及び燃料ガスを燃料電池スタック５０の内部へ供給すると、酸化剤ガス及び燃料ガスが、それぞれ、燃料電池スタック５０内の酸化剤ガス流路及び燃料ガス流路を流通し、その結果として、各燃料電池セル１０を発電させることができる。
【００５１】
次に、図３から図６を参照して、本発明の一実施形態における燃料電池セル１０について説明する。図３は、本発明の一実施形態における燃料電池セル１０のカソード電極１３（図６（ｂ）参照）の一部を構成する第１多孔体２１を模式的に示す断面図である。
【００５２】
図３に示すように、第１多孔体２１は、第１網材２１ａと、その第１網材２１における一方の面（図３における左側の面）に形成された細孔層２１ｂとから構成される板状の部材である。
【００５３】
第１網材２１ａは、導電性を有する繊維（導電性繊維）から３次元網目構造に形成され、相互に連通する空孔（例えば、最小内径が５０μｍ〜５００μｍ程度の空孔）を有する板状の部材である。本実施形態では、第１網材２１ａを構成する導電性繊維として、チタン繊維を採用し、第１網材２１ａをチタン繊維焼結板として構成した。なお、第１網材２１ａを構成する導電性繊維としては、チタン繊維以外にも、例えば、ＳＵＳ、タンタル、又はハステロイなどの腐食性及び導電性を有する金属繊維や、ニッケル又はカーボンなどの導電性繊維を採用することができる。
【００５４】
この第１網材２１ａにおける空孔の気孔率は、５０％〜９５％程度であることが好ましく、７０〜８５％程度であることがより好ましい。この第１網材２１ａの空孔は、燃料電池セル１０における酸化剤ガス流路の一部として機能する。よって、第１網材２１ａにおける空孔の気孔率を、約５０％以上とすることにより、酸化剤ガス流路を流通する酸化剤ガスの圧力損失を低く抑制することができるので、燃料電池セル１０に優れた発電性能を発揮させることができる。
【００５５】
一方で、第１網材２１ａにおける空孔の気孔率を、約９５％以下とすることにより、第１網材２１ａの製造コストの著しい高騰を抑制できるので、燃料電池セル１０の製造コストの高騰を抑制できる。
【００５６】
また、第１網材２１ａを構成する導電性繊維の繊維相当直径は、６０μｍ〜１５０μｍ程度であることが好ましい。なお、「繊維相当直径」は、導電性繊維の周長（外周の長さ）を円周とみなし、その円周に対応する直径である。即ち、繊維相当直径をＲとし、繊維の周長をＬとした場合、Ｒ＝Ｌ／πである。
【００５７】
第１網材２１ａを構成する導電性繊維の繊維相当直径を約６０μｍ以上とすることにより、かかる導電性繊維によって３次元網目構造に形成された第１網材２１ａに高い強度と高い弾性を付与することができる。よって、燃料電池セル１０の構成時に第１網材２１ａへ印加された分担荷重により第１網材２１ａに荷重抜けが発生することを防止できるので、燃料電池セル１０に優れた発電性能を発揮させることができる。
【００５８】
一方で、第１網材２１ａを構成する導電性繊維の繊維相当直径を約１５０μｍ以下とすることにより、第１網材２１ａを構成する繊維間のピッチが過度に広がらず、集電効率の上で適切な間隔とすることができるので、燃料電池セル１０に優れた発電性能を発揮させることができる。
【００５９】
また、第１網材２１ａを構成する導電性繊維の繊維相当直径を約１５０μｍ以下とすることにより、第１網材２１ａを構成する繊維間のピッチが過度に広がらず、触媒層２６との接触面積を十分に確保することができるので、かかる触媒層２６との接合不良を防止できる。
【００６０】
細孔層（ＭＰＬ：Ｍｉｃｒｏ  Ｐｏｒｏｕｓ  Ｌａｙｅｒ）２１ｂは、導電性を有すると共に、相互に連通する多くの空孔を有する層であり、例えば、約２００μｍ以下の厚さに形成される。なお、細孔層２１ｂにおける空孔は、上述した第１網材２１ａの空孔より小さい細孔（例えば、最小内径が０．０１μｍ〜数μｍ程度であり、ピークが２μｍ程度より小さい空孔）である。
【００６１】
細孔層２１ｂは、触媒層２６と第１網材２１ａとを連通する細孔を有しているので、膜電極接合体２４の触媒層２６（図５参照）から第１網材２１ａへ電子を移動させ易くすると共に、触媒層２６内の水を細孔層２１ｂへ移動させて、適度に触媒層２６を保水しつつ余剰水を系外に排出し、水によって触媒層２６での電気化学反応が阻害されることを抑制する機能を担う。
【００６２】
細孔層２１ｂとしては、水の接触角が約１２０°以上となる撥水性を有することが好ましく、例えば、カーボン粒子とＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ））とを含んで構成される撥水性の細孔層を採用することができる。このとき、ＰＴＦＥの混合量は２０〜６０質量％程度であることが好ましい。
【００６３】
また、細孔層２１ｂは、第１網材２１ａに食い込みつつ配置されていることが好ましい。例えば、細孔層２１ｂが第１網材２１ａに約３０μｍ以上食い込みつつ配置されていることが好ましい。その一方で、細孔層２１ｂにおける第１網材２１ａとは反対側の面は平滑性を有していることが好ましい。
【００６４】
なお、本実施形態の燃料電池１０におけるアノード電極１４（図６（ｂ）参照）の一部を構成する第２多孔体２２もまた、図３に示す第１多孔体２１と同様に構成される。図３における丸かっこ内に記載される番号は、第２網材２２に適用される付番である。なお、上述した第１網材２１の説明を第２網材２２に適用させる場合には、（１）「第１多孔体２１」を「第２多孔体２２」に読み換え、（２）「第１網材２１ａ」を「第２網材２２ａ」に読み換え、（３）「細孔層２１ｂ」を「細孔層２２ｂ」に読み換え、（４）「触媒層２６（図５参照）」を「触媒層２７（図５参照）」に読み換え、（５）「酸化剤ガス」を「燃料ガス」と読み換えればよい。
【００６５】
図４は、本実施形態の燃料電池セル１０におけるセパレータ２０を模式的に示す断面図である。図４に示すように、セパレータ２０は、上述した第１多孔体２１及び第２多孔体２２と、これらの多孔体２１，２２を収納する導電性のプレート２３とから構成される。
【００６６】
セパレータ２０を構成する導電性のプレート２３は、導電性材料から作製された板状の部材であり、その一面側（図４における左側）には、第１多孔体２１を収納する第１凹部２３ａが凹設されている。また、プレート２３の他面側（図４における右側）には、第２多孔体２２を収納する第２凹部２３ｂと、後述する膜電極接合体２４（図５参照）を収納する第３凹部２３ｃとが凹設されている。
【００６７】
さらに、プレート２３には、第１凹部２３ａの両端に連通する一対の酸化剤ガス用の流路２３ｄ，２３ｅが貫設されている。また、プレート２３には、第２凹部２３ｂの両端に連通する一対の図示されない燃料ガス用の流路も貫設されている。酸化剤ガス用の流路２３ｄ，２３ｅと燃料ガス用の流路とは、互いに９０度ずれた位置に貫設されており、かかる位置関係によって、第１多孔体２１（第１網材２１ａ）へ供給される酸化剤ガスの供給方向と、第２多孔体２２（第２網材２２ａ）へ供給される燃料ガスの供給方向が互いに直交する向きとされる。
【００６８】
かかる構成を有するプレート２３の第１凹部２３ａには、第１多孔体２１が収納される。その際、第１多孔体２１は、細孔層２１ｂの配設されていない側の面が第１凹部２３ａの底面に当接し、細孔層２１ｂが外側を向くように第１凹部２３ａに収納される。
【００６９】
また、プレート２３の第２凹部２３ｂには、第２多孔体２２が収納される。その際、第２多孔体２２は、細孔層２２ｂの配設されていない側の面が第２凹部２３ｂの底面に当接し、細孔層２２ｂが外側を向くように第２凹部２３ｂに収納される。
【００７０】
図５は、膜電極接合体２４を模式的に示す断面図である。図５に示すように、固体高分子電解質膜２５と、その固体高分子電解質膜２５における一方の面（図５における右側の面）に当接する触媒層２６と、固体高分子電解質膜２５における他方の面（図５における左側の面）に当接する触媒層２７とから構成される積層体である。
【００７１】
このように、本実施形態の燃料電池セル１０に採用される膜電極接合体２４は、従来の膜電極接合体１１０（図１４参照）と異なり、触媒層２６，２７に隣接するカーボンペーパーやカーボンクロスなどのガス拡散層１３０ｂ，１４０ｂ（図１４参照）を有さない構成とされている。
【００７２】
固体高分子電解質膜２５としては、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標：デュポン社製）やＡｃｉｐｌｅｘ（登録商標：旭化成（株）製）など、固体高分子型燃料電池に適用可能な固体高分子電解質膜を使用することができる。
【００７３】
触媒層２６，２７としては、例えば、カーボン粒子にプラチナなどの触媒が担持された触媒担持カーボンと電解質とを含んで構成された触媒層を採用することができる。かかる触媒層２６，２７は、それぞれ、カソード電極１３及びアノード電極１４（図６（ｂ）参照）の一部を構成する層であり、燃料電池セル１０にて生じる酸素と水素との電気化学反応を促進する機能を担う。
【００７４】
図６（ａ）は、燃料電池セル１０を模式的に示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＥ部の拡大断面図である。
【００７５】
図６（ａ）に示すように、燃料電池セル１０は、２つの隣接するセパレータ２０と、それらのセパレータ２０の間に配置される膜電極接合体２４とから構成される。より具体的には、燃料電池セル１０は、一方のセパレータ２０（図６（ａ）における右側のセパレータ２０）の片面に露出する第１多孔体２１と、他方のセパレータ２０（図６（ａ）における左側のセパレータ２０）の第３凹部２３ｃに収納された膜電極接合体２４とを当接させることによって構成される。
【００７６】
なお、燃料電池スタック５０において、隣接する燃料電池セル１０は、セパレータ２０を共通とする。即ち、例えば、図６（ａ）に示す燃料電池セル１０の右側に隣接する燃料電池セル１０は、図６（ａ）における右側のセパレータ２０を共通とする。
【００７７】
ここで、プレート２３の第３凹部２３ｃに膜電極接合体２４を収納する際には、触媒層２７が細孔層２２ｂ（第２多孔体２２の一部）に当接し、触媒層２６が外側を向くように収納される。よって、２つの隣接するセパレータ２０と膜電極接合体２４とから燃料電池セル１０を構成した場合、触媒層２６は、細孔層２１ｂ（第１多孔体２１の一部）に当接される（図６（ｂ）参照）。
【００７８】
上述したように、セパレータ２０における流路２３ｄを矢印の向きに流通する酸化剤ガスは、第１多孔体２１（第１網材２１ａ）へ供給され、第１網材２１ａ内の空孔を矢印の方向に流通し、流路２３ｅへ排出されて、流路２３ｅを矢印の方向に流通する。一方で、図示されない燃料ガス用の流路から第２多孔体２２（第２網材２２ａ）へ供給された燃料ガスは、第２網材２２ａ内の空孔を流通する。
【００７９】
その結果、本実施形態の燃料電池セル１０において、第１多孔体２１及び触媒層２６は、カソード電極１３として機能し、第２多孔体２２及び触媒層２７は、アノード電極１４として機能し、第１多孔体２１（第１網材２１ａ）へ供給された酸化剤ガスと、第２多孔体（第２網材２２ａ）供給された燃料ガスとの電気化学反応の結果として、起電力を発生させる（発電させる）ことができる。
【００８０】
図６（ａ）に示す本実施形態の燃料電池セル１０によれば、第１多孔体２１の第１網材２１ａ、及び第２多孔体２２の第２網材２２ａの内部に相互に連通する空孔が存在することにより、かかる空孔を酸化剤ガス及び燃料ガスの流路として機能させることができると共に、反応により生成した水を網材の表面張力によって導電性網材の厚さ方向に拡散させることができる。その結果、酸化剤ガスと燃料ガスとの電気化学反応の結果として生成された水（液体水）によるガス流路の閉塞を防止することができる。よって、ガス流路（酸化剤ガス流路又は燃料ガス流路）におけるガス（酸化剤ガス又は燃料ガス）の圧力損失を抑制することができるので、発電性能の低下を抑制することができる。
【００８１】
なお、燃料電池セル１０のカソード電極１３において、触媒層２６へ供給される酸化剤ガスの流路の流路高さ（第１網材２１ａの厚さ）ｈ１は、約０．３ｍｍ以上であることが好ましい。酸化剤ガスの流路の流路高さｈ１を約０．３ｍｍ以上に構成することにより、酸化剤ガスの圧力損失を好適な低さに抑制することができる。
【００８２】
同様に、燃料電池セル１０のアノード電極１４において、触媒層２７へ供給される燃料ガスの流路の流路高さ（第２網材２２ａの厚さ）ｈ２もまた、約０．３ｍｍ以上であることが好ましい。燃料ガスの流路の流路高さｈ２を約０．３ｍｍ以上に構成することにより、燃料ガスの圧力損失を好適な低さに抑制することができる。
【００８３】
また、流路高さｈ１，ｈ２は、低ければ低いほど出力密度が向上するために有利となる。特に、流路高さｈ１，ｈ２は、約１．５ｍｍ以下であることが好ましい。流路高さｈ１，ｈ２を約１．５ｍｍ以下に構成することにより、出力密度の向上など発電性能が好適に向上する。
【００８４】
さらに、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す本実施形態の燃料電池セル１０によれば、カソード電極１３の一部である第１網材２１、及び、アノード電極１４の一部である第２網材２２が、ガス流路として機能する。よって、本実施形態の燃料電池セル１０では、従来において一般的な固体高分子型燃料電池であるセル１００（図１３参照）のように、セパレータ１２０にリブを並設して酸化剤ガス流路１２０ａや燃料ガス流路１２０ｂを形成する必要がない。その分、セパレータ２０を薄く構成することができるので、燃料電池セル１０の薄型化を図ることができ、その結果として、出力密度を向上させることができる。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の燃料電池セル１０によれば、電極１３，１４の一部である網材２１ａ，２２ａにおける空孔の気孔率を、約５０％以上とすることにより、酸化剤ガス流路を流通する酸化剤ガスの圧力損失を低く抑制することができるので、燃料電池セル１０に優れた発電性能を発揮させることができる。
【００８６】
また、電極１３，１４の一部である網材２１ａ，２２ａにおける空孔の気孔率を、約９５％以下とすることにより、第１網材２１ａの製造コストの著しい高騰を抑制できるので、燃料電池セル１０の製造コストの高騰を抑制できる。
【００８７】
さらに、網材２１ａ，２２ａを構成する導電性繊維の繊維相当直径を約６０μｍ以上とすることにより、かかる導電性繊維によって３次元網目構造に形成された網材２１ａ，２２ａに高い強度と高い弾性を付与することができる。よって、燃料電池セル１０の構成時に網材２１ａ，２２ａへ印加された分担荷重により網材２１ａ，２２ａに荷重抜けが発生することを防止できるので、燃料電池セル１０に優れた発電性能を発揮させることができる。
【００８８】
また、網材２１ａ，２２ａを構成する導電性繊維の繊維相当直径を約１５０μｍ以下とすることにより、網材２１ａ，２２ａを構成する繊維間のピッチが過度に広がらず、集電効率の上で適切な間隔とすることができるので、燃料電池セル１０に優れた発電性能を発揮させることができる。
【００８９】
加えて、燃料電池セル１０のカソード電極１３において、触媒層２６へ供給される酸化剤ガスの流路の流路高さを約０．３ｍｍ以上に構成することにより、ガスの圧力損失を好適な低さに抑制することができる。
【００９０】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００９１】
例えば、上記実施形態では、第１網材２１ａの片面に細孔層２１ｂを形成したものを第１多孔体２１としたが、第１網材２１ａの片面に細孔層２１ｂを形成せず、第１網材２１ａそのものを第１多孔体２１としてもよい。同様に、第２多孔体２２についても、第２網材２２ａの片面に細孔層２２ｂを形成せず、第２網材２２ａそのものを第２多孔体２２としてもよい。また、第１多孔体２１及び第２多孔体２２のうち、一方のみが細孔層２１ｂ，２２ｂを有し、他方は細孔層２１ｂ，２２ｂを有さない構成としてもよい。
【００９２】
また、上記実施形態では、第１，２網材２１ａ，２２ａの片面に形成された細孔層２１ｂ，２２ｂを触媒層２６，２７に当接させる構成としたが、第１，２網材２１ａ，２２ａを直接触媒層２６，２７に当接させる構成としてもよい。また、第１多孔体２１及び第２多孔体２２のうち、一方のみが細孔層２１ｂ，２２ｂと触媒層２６，２７とを当接させ、他方は第１，２網材２１ａ，２２ａと触媒層２６，２７とを当接させるように構成してもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、細孔層２１ｂ，２２ｂを第１，２網材２１ａ，２２ａ上に形成したが、触媒層２６，２７の外側表面に細孔層２１ｂ，２２ｂを形成したり、細孔層２１ｂ，２２ｂが単独で存在するものとして構成してもよい。
【００９４】
また、上記実施形態では、触媒層２６，２７は、膜接合電極２４の一部として構成したが、触媒層２６，２７を、第１，第２多孔体２１，２２の最外層に配設するように構成してもよい。例えば、第１，第２多孔体２１，２２における細孔層２１ｂ，２２ｂの外側に触媒層２６，２７を配設したり、細孔層２１ｂ，２２ｂを有さない場合に第１，２網材２１ａ，２２ａ上に触媒層２６，２７を配設するように構成してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では、第１，第２多孔体２１，２２を、第１，２網材２１ａ，２２ａと細孔層２１ｂ，２２ｂとから構成したが、第１，２網材２１ａ，２２ａにおける細孔層２１ｂ，２２ｂとは反対側の面に、親水性を有する層を排水層として構成してもよい。第１，２多孔体２１，２２が排水層を有する場合には、第１，２凹部２３ａ，２３ｂの底面には、排水層が当接されるように配置される。
【００９６】
第１，２網材２１ａ，２２ａにおける細孔層２１ｂ，２２ｂとは反対側の面に排水層を設けることにより、かかる排水層が、第１，２網材２１ａ，２２ａの厚さ方向に拡散した水（液体水）を集め、水の自重や酸化剤ガスの圧力によって水の流れを作り出し、系外へ排出するよう機能する。なお、かかる排水層は、親水性に加え、吸水性も有することが好ましい。
【００９７】
また、排水層を、第１，２網材２１ａ，２２ａにおける細孔層２１ｂ，２２ｂとは反対側の面に形成することに換えて、又は、第１，２網材２１ａ，２２ａにおける細孔層２１ｂ，２２ｂとは反対側の面に形成すると共に、第１，２凹部２３ａ，２３ｂの底面の親水処理や親水性ポリマーの被覆により形成するようにしてもよい。
【００９８】
なお、上記各実施形態として例示した本発明の燃料電池セル及び燃料電池スタックは、電気自動車などの移動用電源、屋外据え置き用電源、ポータブル電源、携帯電子機器用電源などの各種電源として利用可能である。
【実施例】
【００９９】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に基づいて限定されるものではない。
【０１００】
［実施例１，比較例１］
実施例１として、本発明の燃料電池セル１０を含む燃料電池スタック５０を使用し、比較例１として、図１３に示した従来の燃料電池セル１００を含む燃料電池スタックを使用し、同じ条件下でＩ−Ｖ特性を比較した。
【０１０１】
その結果を図７に示す。図７は、実施例１及び比較例１におけるＩ−Ｖ特性を示すグラフである。図７のグラフにおいて、横軸は、単位面積あたりの電流Ｉ（単位：Ａ／ｃｍ２）を示し、縦軸は、電圧（単位：Ｖ）を示す。
【０１０２】
図７のグラフから明らかなように、実施例１の燃料電池スタック５０及び比較例１の燃料電池スタックの両方とも、低電流領域では、ほぼ同等のＩ−Ｖ特性を示すが、高電流領域において両者の差が生じた。図７のグラフに示すように、Ｖ＝０．６となるＩの値は、比較例１の燃料電池スタックにおいて１．０であったのに対し、実施例１の燃料電池スタックにおいて１．４であった。
【０１０３】
即ち、実施例１の燃料電池スタック５０の方が、比較例１の燃料電池スタックに比べ、高電流領域における電圧降下が小さく、優れたＩ−Ｖ特性を示した。これは、実施例１の燃料電池スタック５０を構成する燃料電池セル１０の水の排出性が、比較例１の燃料電池スタックを構成する燃料電池セル１００の排出性より向上したためであると考えられる。つまり、燃料電池セル１０の水の排出性が向上したことにより、燃料電池セル１０のガス流路が水によって閉塞されず、その結果、触媒層２６，２７へのガス供給性が向上し、また、酸化剤ガスの圧力損失が低く抑制されたためであると考えられる。
【０１０４】
［実施例２，比較例２］
実施例２として、第１，２多孔体２１，２２を構成する第１，２網材２１ａ，２２ａに対する荷重試験を行った。
【０１０５】
この実施例２では、第１，２網材２１ａ，２２ａとして、繊維相当直径７０μｍのチタン繊維から作製されたチタン焼結板を供試体とした。供試体へ印加する荷重量（面圧の大きさ）は徐々に増加させつつ、荷重印加時及びその荷重を除荷した時（除荷時）における供試体の厚さの測定を行った。そして、所定の荷重量に到達した後、印加する荷重量を徐々に減少させつつ、再度、荷重印加時及び除荷時における供試体の厚さの測定を行った。
【０１０６】
その結果を図８に示す。図８は、実施例２の荷重試験における、面圧と供試体の厚さとの関係を示すグラフである。ここで、図８のグラフにおいて、横軸は、面圧（単位：ｋｇｆ／ｃｍ２）を示し、図８における向かって左から右の方向へ向かうほど印加された面圧が大きいことを示す。また、縦軸は、供試体の厚さ（単位：ｍｍ）を示す。なお、図８のグラフにおいて、シンボル「■」は、荷重印加時の測定値であり、シンボル「●」は、除荷時の測定値である。
【０１０７】
図８のグラフから明らかなように、繊維相当直径７０μｍのチタン繊維から作製された供試体は、供試体へ印加する面圧の増加過程においても、その後の減少過程においても、印加された荷重（面圧）を除荷した場合に、供試体の厚さが十分に復元することを示した。
【０１０８】
一方、比較例２として、繊維相当直径４０μｍのチタン繊維から作製されたチタン焼結板を供試体とし、実施例２と同様の荷重試験を行った。
【０１０９】
その結果を図９に示す。図９は、比較例２の荷重試験における、面圧と供試体の厚さとの関係を示すグラフである。ここで、図９において、横軸は、面圧（単位：ｋｇｆ／ｃｍ２）を示し、図８と同様に向かって左から右の方向へ向かうほど印加された面圧が大きいことを示す。また、縦軸は、供試体の厚さ（単位：ｍｍ）を示す。なお、図９のグラフにおいて、シンボル「■」は、荷重印加時の測定値であり、シンボル「●」は、除荷時の測定値である。
【０１１０】
図９のグラフから明らかなように、繊維相当直径４０μｍのチタン繊維から作製された供試体は、特に、供試体へ印加する面圧の減少過程において、除荷時に供試体の厚さが殆ど復元しなくなることを示した。
【０１１１】
よって、実施例２及び比較例２の結果から、第１，２網材２１ａ，２２ａを構成するチタン繊維の繊維相当直径を約６０μｍ以上とすることにより、燃料電池セルの構成時に印加された分担荷重による荷重抜けの発生を好適に防止できるのに十分な強度及び弾性を第１，２網材２１ａ，２２ａに付与できると考えられる。
【０１１２】
［実施例３］
実施例３として、第１，２網材２１ａ，２２ａを構成するチタン繊維の繊維相当直径が違う以外は同じ条件下で、燃料電池スタック５０のＩ−Ｖ特性を確認した。
【０１１３】
その結果を図１０に示す。図１０は、燃料電池スタック５０のＩ−Ｖ特性を示すグラフである。図１０のグラフにおいて、横軸は、単位面積あたりの電流Ｉ（単位：Ａ／ｃｍ２）を示し、図１０における向かって左から右の方向へ向かうほど高電流であることを示す。また、縦軸は、電圧（単位：Ｖ）を示す。
【０１１４】
図１０のグラフにおいて、シンボル「●」は、繊維相当直径がＲ１であるチタン繊維から作製された第１，２網材２１ａ，２２ａを供試体とした場合の測定値であり、シンボル「○」は、繊維相当直径がＲ２であるチタン繊維から作製された第１，２網材２１ａ，２２ａを供試体とした場合の測定値である。なお、繊維相当直径Ｒ２は、繊維相当直径Ｒ１より大きい径である（即ち、Ｒ２＞Ｒ１）。
【０１１５】
図１０のグラフから明らかなように、低電流側（図１０のグラフにおける左側）では、繊維相当直径の違いによるＩ−Ｖ特性の差は殆ど生じなかったが、高電流側（図１０のグラフにおける右側）繊維相当直径の違いによる差が生じた。即ち、供試体を構成する繊維相当直径が大きくなる程、高電流側での電圧降下が大きくなることを示した。
【０１１６】
この結果は、供試体を構成する繊維相当直径が大きくなる程、供試体の繊維間ピッチが広がり、集電効率が低下したことに起因すると考えられる。よって、第１，２網材２１ａ，２２ａを構成するチタン繊維の繊維相当直径は、太すぎると集電効率の低下を招くために好ましくなく、約１５０μｍ以下であることが好ましいと推定される。
【０１１７】
［実施例４］
実施例４として、第１，２網材２１ａ，２２ａにおける空孔の気孔率と、燃料電池セル１０におけるガスの圧力損失との関係について確認を行った。具体的には、第２網材２２ａにおける空孔の気孔率は一定とする一方で、第１網材２１ａ（約４０ｍｍ×約４０ｍｍ×約１ｍｍ）における空孔の気孔率を変化させた複数の燃料電池セル１０を供試体として作製し、各供試体における常温での乾燥ガス（乾燥した酸化剤ガス）の圧力損失を、３種類の異なる電流量について測定した。ガスの流入量は、３．３リットル（ｎｏｒｍａｌ）／ｍｉｎとした。
【０１１８】
その結果を図１１に示す。図１１は、第１網材２１ａの気孔率とガスの圧力損失との関係を示すグラフである。図１１のグラフにおいて、横軸は、気孔率（単位：％）を示す。また、縦軸は、ガスの圧力損失（単位：Ｐａ）を示し、図１１における下から上へ向かうほど圧力損失が大きいことを示す。
【０１１９】
なお、図１１のグラフにおいて、曲線Ｊ１は、電流量が１Ａ／ｃｍ２の場合における、第１網材２１ａの気孔率とガスの圧力損失との関係を示す曲線であり、曲線Ｊ２は、電流量が２Ａ／ｃｍ２の場合における、第１網材２１ａの気孔率とガスの圧力損失との関係を示す曲線であり、曲線Ｊ３は、電流量が３Ａ／ｃｍ２の場合における、第１網材２１ａの気孔率とガスの圧力損失との関係を示す曲線である。
【０１２０】
図１１のグラフから明らかなように、曲線Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３はいずれも、第１網材２１ａの気孔率が５０％以下となった場合に、ガスの圧力損失が急激に増大した。よって、第１網材２１ａ（又は、第２網材２２ａ）における空孔の気孔率を約５０％以上とすることにより、酸化剤ガス流路（又は、燃料ガス流路）を流通する酸化剤ガス（又は、燃料ガス）の圧力損失を低く抑制することができるので、燃料電池セル１０、特に、常圧系で作動する燃料電池セル１０であっても優れた発電性能を発揮させることができると考えられる。
【０１２１】
［実施例５］
実施例５として、燃料電池セル１０におけるガス流路の流路高さ（酸化剤ガスの流路の流路高さｈ１，燃料ガスの流路の流路高さｈ２）と、燃料電池セル１０におけるガスの圧力損失との関係について確認を行った。
【０１２２】
具体的には、燃料電池セル１０におけるアノード電極１４側における流路高さｈ２（第２網材２２ａの厚さ）を一定（１．５ｍｍ）とする一方で、カソード電極１３側における流路高さｈ１（第１網材２１ａの厚さ）を変化させた複数の燃料電池セル１０を供試体として作製し、各供試体における常温での乾燥ガス（乾燥した酸化剤ガス）の圧力損失を測定した。なお、ガスの流入量は、３．３リットル（ｎｏｒｍａｌ）／ｍｉｎとした。また、第１，２網材２１ａ，２２ａとして約４０ｍｍ×約４０ｍｍ四方のものを用いた。
【０１２３】
その結果を図１２に示す。図１２は、燃料電池セル１０におけるカソード電極１３側における流路高さｈ１と、ガスの圧力損失との関係を示すグラフである。図１２のグラフにおいて、横軸は、カソード電極１３側における流路高さｈ１（単位：ｍｍ）を示し、縦軸は、ガスの圧力損失（単位：Ｐａ）を示す。
【０１２４】
図１２のグラフから明らかなように、燃料電池セル１０におけるカソード電極１４側の流路高さｈ１が０．３ｍｍ以下となった場合に、ガスの圧力損失が急激に増大した。よって、燃料電池セル１０におけるガス流路の流路高さ（酸化剤ガスの流路の流路高さｈ１）を約０．３ｍｍ以上とすることにより、ガス流路（酸化剤ガス流路）を流通するガス（酸化剤ガス）の圧力損失を低く抑制することができるので、燃料電池セル１０、特に、常圧系で作動する燃料電池セル１０であっても優れた発電性能を発揮させることができると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の一実施形態における燃料電池スタックから構成される燃料電池システムを示す模式図である。
【図２】燃料電池スタックを模式的に示す斜視図である。
【図３】第１多孔体を模式的に示す断面図である。
【図４】セパレータを模式的に示す断面図である。
【図５】膜電極接合体を模式的に示す断面図である。
【図６】（ａ）は、燃料電池セルを模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＥ部の拡大断面図である。
【図７】実施例１及び比較例１におけるＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図８】実施例２の荷重試験における、面圧と供試体の厚さとの関係を示すグラフである。
【図９】比較例２の荷重試験における、面圧と供試体の厚さとの関係を示すグラフである。
【図１０】燃料電池スタックのＩ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図１１】第１網材の気孔率とガスの圧力損失との関係を示すグラフである。
【図１２】燃料電池セルにおけるカソード電極側における流路高さと、ガスの圧力損失との関係を示すグラフである。
【図１３】従来の燃料電池セルの分解斜視図である。
【図１４】図１３の燃料電池セルで使用される膜電極接合体を模式的に示す拡大一部断面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０                燃料電池セル
２１ａ              第１網材（導電性網材）
２２ａ              第２網材（導電性網材）
２３                プレート
２５                固体高分子電解質膜
２６                触媒層（カソード触媒層）
２７                触媒層（アノード触媒層）
５０                燃料電池スタック
【図１】
2008243403.tif 000003
【図２】
2008243403.tif 000004
【図３】
2008243403.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008243403.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008243403.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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