(57)【要約】【課題】反応ガス連通孔からバッファ部を介して反応ガス流路に反応ガスを均一に供給することができ、簡単な構成で、良好な発電性能を保持することを可能にする。【解決手段】第１金属セパレータ１８は、酸化剤ガス供給連通孔２２ａと酸化剤ガス排出連通孔２２ｂとが一方の対角位置に配置され、燃料ガス供給連通孔２４ａと燃料ガス排出連通孔２４ｂとが他方の対角位置に配置される。燃料ガス流路３４は、上部側に入口バッファ部３６ａを介して燃料ガス供給連通孔２４ａに連通するとともに、下部側に出口バッファ部３６ｂを介して燃料ガス排出連通孔２４ｂに連通する。入口バッファ部３６ａは、燃料ガス供給連通孔２４ａ側に近接する第１入口バッファ領域４４ａと、燃料ガス流路３４に近接する第２入口バッファ領域４４ｂとを有し、前記第１入口バッファ領域４４ａは、前記第２入口バッファ領域４４ｂよりも積層方向に深溝に構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体と、セパレータとを積層するとともに、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記反応ガスを積層方向に流す反応ガス連通孔と、
前記反応ガス連通孔と前記反応ガス流路とを連通するバッファ部と、
を設けるとともに、
前記バッファ部は、前記反応ガス連通孔に近接する第１バッファ領域と、
前記反応ガス流路に近接する第２バッファ領域と、
を有し、
前記第１バッファ領域は、前記第２バッファ領域よりも前記積層方向に深溝に構成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体と、セパレータとを積層するとともに、一方の電極面に沿って第１反応ガスを供給する第１反応ガス流路と、他方の電極面に沿って第２反応ガスを供給する第２反応ガス流路とが形成される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記第１反応ガスを積層方向に流す第１反応ガス供給連通孔及び第１反応ガス排出連通孔を、一方の対角位置に設けるとともに、
前記第２反応ガスを前記積層方向に流す第２反応ガス供給連通孔及び第２反応ガス排出連通孔を、他方の対角位置に設け、
前記セパレータの一方の面には、少なくとも前記第１反応ガス供給連通孔と前記第１反応ガス流路とを連通する入口バッファ部が形成され、
前記入口バッファ部は、前記第１反応ガス供給連通孔に近接する第１入口バッファ領域と、
前記第１反応ガス流路に近接する第２入口バッファ領域と、
を有し、
前記第１入口バッファ領域は、前記第２入口バッファ領域よりも前記積層方向に深溝に構成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池において、前記セパレータの一方の面には、前記第１反応ガス排出連通孔と前記第１反応ガス流路とを連通する出口バッファ部が形成され、
前記出口バッファ部は、前記第１反応ガス排出連通孔に近接する第１出口バッファ領域と、
前記第１反応ガス流路に近接する第２出口バッファ領域と、
を有し、
前記第１出口バッファ領域は、前記第２出口バッファ領域よりも前記積層方向に深溝に構成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池において、前記第１入口バッファ領域は、前記第１反応ガス流路の幅方向一端から略中央に至る範囲に設けられるとともに、
前記第１出口バッファ領域は、前記第１反応ガス流路の幅方向他端から略中央に至る範囲に設けられ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、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体と、セパレータとを積層するとともに、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）を、セパレータによって挟持した発電セル（単位セル）を備えている。この種の燃料電池では、車載用として使用される際に、通常、数十〜数百の単位セルが積層されて燃料電池スタックを構成している。
【０００３】
上記の燃料電池では、積層されている各発電セルのアノード側電極及びカソード側電極に、それぞれ反応ガスである燃料ガス及び酸化剤ガスを供給するため、所謂、内部マニホールドを構成する場合が多い。この内部マニホールドは、発電セルの積層方向に貫通して設けられる反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔を備えており、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路の入口側及び出口側には、前記反応ガス入口連通孔及び前記反応ガス出口連通孔がそれぞれ連通している。
【０００４】
この場合、反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔は、開口面積が比較的小さい。従って、反応ガスの流れを円滑に行うため、反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔の近傍には、前記反応ガスを分散させるバッファ部が必要になっている。例えば、特許文献１に開示されている固体電解質燃料電池では、図５に示すように、セパレータ１を備えている。
【０００５】
セパレータ１の４隅には、互いに対角線上に位置して一方の反応ガスを流すための給排気孔２ａ、２ａと、他方の反応ガスを流すための給排気孔２ｂ、２ｂとが形成されている。セパレータ１の面１ａには、溝と突起とが交互に設けられることにより、反応ガス流路３ａが形成されるとともに、前記セパレータ１の面１ｂには、同様に反応ガス流路３ｂが形成されている。
【０００６】
面１ａでは、給排気孔２ａ、２ａと反応ガス流路３ａとが、ガス分配路（バッファ部）４ａ、４ａにより連通するとともに、前記ガス分配路４ａには、複数の集電体５が設けられている。セパレータ１の面１ｂには、給排気孔２ｂ、２ｂと反応ガス流路３ｂとを連通するガス分配路４ｂ、４ｂが形成されるとともに、前記ガス分配路４ｂには、複数の集電体５が設けられている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１４００５６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の特許文献１では、反応ガス流路３ａの幅寸法（矢印Ｘ方向）に比べて給排気孔２ａ、２ａの開口径が相当に小さい。このため、ガス分配路４ａ、４ａを介して、反応ガス流路３ａの幅方向に沿って反応ガスを均一に供給することができないという問題がある。
【０００９】
これにより、反応ガス流路３ａの発電領域に反応ガス流量が少なくなる部位が発生し易い。従って、低負荷時には、滞流水による不安定な発電が惹起される一方、高負荷時には、反応ガス不足による過大な濃度過電圧が発生し、所望の発電性能を得ることができないというおそれがある。
【００１０】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、反応ガス連通孔からバッファ部を介して反応ガス流路全体に反応ガスを均一且つ確実に供給することができ、簡単な構成で、良好な発電性能を保持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】
本発明は、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体と、セパレータとを積層するとともに、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成される燃料電池に関するものである。
【００１２】
セパレータは、反応ガスを積層方向に流す反応ガス連通孔と、前記反応ガス連通孔と反応ガス流路とを連通するバッファ部とを設けるとともに、前記バッファ部は、前記反応ガス連通孔に近接する第１バッファ領域と、前記反応ガス流路に近接する第２バッファ領域とを有している。そして、第１バッファ領域は、第２バッファ領域よりも積層方向に深溝に構成されている。
【００１３】
また、本発明は、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体と、セパレータとを積層するとともに、一方の電極面に沿って第１反応ガスを供給する第１反応ガス流路と、他方の電極面に沿って第２反応ガスを供給する第２反応ガス流路とが形成される燃料電池に関するものである。
【００１４】
セパレータは、第１反応ガスを積層方向に流す第１反応ガス供給連通孔及び第１反応ガス排出連通孔を、一方の対角位置に設けるとともに、第２反応ガスを前記積層方向に流す第２反応ガス供給連通孔及び第２反応ガス排出連通孔を、他方の対角位置に設けている。
【００１５】
セパレータの一方の面には、少なくとも第１反応ガス供給連通孔と第１反応ガス流路とを連通する入口バッファ部が形成され、前記入口バッファ部は、前記第１反応ガス供給連通孔に近接する第１入口バッファ領域と、前記第１反応ガス流路に近接する第２入口バッファ領域とを有している。そして、第１入口バッファ領域は、第２入口バッファ領域よりも積層方向に深溝に構成されている。
【００１６】
また、セパレータの一方の面には、第１反応ガス排出連通孔と第１反応ガス流路とを連通する出口バッファ部が形成され、前記出口バッファ部は、前記第１反応ガス排出連通孔に近接する第１出口バッファ領域と、前記第１反応ガス流路に近接する第２出口バッファ領域とを有している。そして、第１出口バッファ領域は、第２出口バッファ領域よりも積層方向に深溝に構成されている。
【００１７】
さらに、第１入口バッファ領域は、第１反応ガス流路の幅方向一端から略中央に至る範囲に設けられるとともに、前記第１出口バッファ領域は、前記第１反応ガス流路の幅方向他端から略中央に至る範囲に設けられることが好ましい。その際、第１入口バッファ領域と第１出口バッファ領域とは、第１反応ガス流路の幅方向中央側で互いにラップ乃至一致している。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、反応ガス連通孔に近接する第１バッファ領域は、反応ガス流路に近接する第２バッファ領域よりも積層方向に深溝に構成されている。このため、例えば、反応ガス連通孔から第１バッファ領域に供給される反応ガスは、前記第１バッファ領域にわたって均一に分配される。反応ガス連通孔の開口幅寸法が狭くても、この反応ガス連通孔に近接する深溝の第１バッファ領域により、前記反応ガス連通孔の開口幅寸法が実質的に広くなる。従って、反応ガス連通孔からバッファ部を介して反応ガス流路全体に対し、反応ガスを均一且つ確実に供給することが可能になる。一方、反応ガス流路に近接する第２バッファ領域は、第１バッファ領域よりも浅溝に構成されるため、例えば、前記反応ガス流路の裏面側に他の反応ガス流路が形成される際、前記他の反応ガス流路側のバッファ領域を十分な深さに確保することができる。
【００１９】
これにより、反応ガス流量の減少による発電のばらつきや、過大な濃度過電圧の発生を確実に阻止することができ、所望の発電性能を安定して得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池１０を構成する発電セル１２の分解概略斜視図であり、図２は、前記発電セル１２の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。
【００２１】
燃料電池１０は、複数の発電セル１２を矢印Ａ方向に積層するとともに、積層方向両端にエンドプレート（図示せず）が配置される。エンドプレートは、図示しないタイロッドを介して固定され、又は、図示しないケーシング内に収容されることにより、積層されている複数の発電セル１２には、矢印Ａ方向に所定の締め付け荷重が付与される。
【００２２】
図１に示すように、発電セル１２は、電解質膜・電極構造体１６が、アノード側の第１金属セパレータ１８とカソード側の第２金属セパレータ２０とに挟持されている。第１金属セパレータ１８及び第２金属セパレータ２０は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有している。
【００２３】
第１金属セパレータ１８及び第２金属セパレータ２０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、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。なお、第１金属セパレータ１８及び第２金属セパレータ２０に代えて、例えば、カーボンセパレータを採用してもよい。
【００２４】
発電セル１２の長辺方向（図１中、矢印Ｃ方向）の上端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔（反応ガス連通孔）２２ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔（反応ガス連通孔）２４ａが設けられる。
【００２５】
発電セル１２の長辺方向の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔（反応ガス連通孔）２４ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔（反応ガス連通孔）２２ｂが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔２２ａ及び酸化剤ガス排出連通孔２２ｂは、発電セル１２の一方の対角位置に設けられるとともに、燃料ガス供給連通孔２４ａ及び燃料ガス排出連通孔２４ｂは、他方の対角位置に設けられる。
【００２６】
発電セル１２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔２６ａが設けられるとともに、短辺方向の他端縁部には、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔２６ｂが設けられる。
【００２７】
電解質膜・電極構造体１６は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜２８と、前記固体高分子電解質膜２８を挟持するアノード側電極３０及びカソード側電極３２とを備える。本実施形態では、アノード側電極３０は、カソード側電極３２よりも小さな表面積を有しているが、これに限定されるものではなく、前記アノード側電極３０と前記カソード側電極３２とは、同一の表面積を有していてもよい。
【００２８】
アノード側電極３０及びカソード側電極３２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し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、固体高分子電解質膜２８の両面に形成される。
【００２９】
第１金属セパレータ１８の電解質膜・電極構造体１６に向かう面１８ａには、燃料ガス供給連通孔２４ａと燃料ガス排出連通孔２４ｂとに連通する燃料ガス流路３４が形成される。この燃料ガス流路３４は、図３に示すように、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝３４ａを有し、前記波状流路溝３４ａの矢印Ｃ方向上端及び下端に位置して入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂが設けられる。入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂは、複数のエンボス３８ａ、３８ｂを有する。
【００３０】
第１金属セパレータ１８の面１８ａには、燃料ガス供給連通孔２４ａと略三角形の入口バッファ部３６ａとを連通する連通路形成用の複数の受け部４０ａと、燃料ガス排出連通孔２４ｂと略三角形の出口バッファ部３６ｂとを連通する連通路形成用の複数の受け部４０ｂとが形成される。受け部４０ａ、４０ｂの近傍には、それぞれ複数の供給孔部４２ａ及び排出孔部４２ｂが形成される。供給孔部４２ａは、面１８ｂ側で燃料ガス供給連通孔２４ａに連通する一方、排出孔部４２ｂは、同様に前記面１８ｂ側で燃料ガス排出連通孔２４ｂに連通する。
【００３１】
入口バッファ部３６ａは、燃料ガス供給連通孔２４ａに近接する略三角形の第１入口バッファ領域４４ａと、燃料ガス流路３４に近接する第２入口バッファ領域４４ｂとを有する。図２に示すように、第１入口バッファ領域４４ａの積層方向の深さＤ１は、第２入口バッファ領域４４ｂの前記積層方向の深さＤ２よりも大きく、すなわち、深溝に設定される。
【００３２】
出口バッファ部３６ｂは、入口バッファ部３６ａと同様に構成されており、図３に示すように、燃料ガス排出連通孔２４ｂに近接する略三角形の第１出口バッファ領域４６ａと、燃料ガス流路３４に近接する第２出口バッファ領域４６ｂとを有する。第１出口バッファ領域４６ａは、第２出口バッファ領域４６ｂよりも積層方向に深溝に構成される。
【００３３】
第１入口バッファ領域４４ａは、燃料ガス流路３４の幅方向（矢印Ｂ方向）一端から略中央に至る範囲に設けられるとともに、第１出口バッファ領域４６ａは、前記燃料ガス流路３４の幅方向他端から略中央に至る範囲に設けられる。
【００３４】
本実施形態では、第１入口バッファ領域４４ａと第１出口バッファ領域４６ａとは、燃料ガス流路３４の幅方向略中央にラップ領域Ｈを設けている。ラップ領域Ｈを設けることにより、燃料ガス流路３４の中央部分を流通する燃料ガスの流量を増加させることができる。
【００３５】
図４に示すように、第２金属セパレータ２０の電解質膜・電極構造体１６に向かう面２０ａには、酸化剤ガス供給連通孔２２ａと酸化剤ガス排出連通孔２２ｂとを連通する酸化剤ガス流路４８が形成される。この酸化剤ガス流路４８は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝４８ａを有し、前記波状流路溝４８ａの矢印Ｃ方向上端及び下端に位置して入口バッファ部５０ａ及び出口バッファ部５０ｂが設けられる。入口バッファ部５０ａ及び出口バッファ部５０ｂは、複数のエンボス５２ａ、５２ｂを有する。
【００３６】
面２０ａには、酸化剤ガス供給連通孔２２ａと入口バッファ部５０ａとを連通する連通路形成用の複数の受け部５４ａと、酸化剤ガス排出連通孔２２ｂと出口バッファ部５０ｂとを連通する連通路形成用の複数の受け部５４ｂとが設けられる。
【００３７】
入口バッファ部５０ａは、酸化剤ガス供給連通孔２２ａに近接する第１入口バッファ領域５６ａと、酸化剤ガス流路４８に近接する第２入口バッファ領域５６ｂとを有する。第１入口バッファ領域５６ａは、第２入口バッファ領域５６ｂよりも積層方向に深溝に構成される。
【００３８】
出口バッファ部５０ｂは、同様に、酸化剤ガス排出連通孔２２ｂに近接する第１出口バッファ領域５８ａと、酸化剤ガス流路４８に近接する第２出口バッファ領域５８ｂとを有する。第１出口バッファ領域５８ａは、第２出口バッファ領域５８ｂよりも積層方向に深溝に構成される。
【００３９】
第１入口バッファ領域５６ａは、酸化剤ガス流路４８の幅方向一端から略中央に至る範囲に設けられるとともに、第１出口バッファ領域５８ａは、前記酸化剤ガス流路４８の幅方向他端から略中央に至る範囲に設けられる。第１入口バッファ領域５６ａと第１出口バッファ領域５８ａとは、酸化剤ガス流路４８の幅方向中央にラップ範囲Ｈを設けている。
【００４０】
図１に示すように、第２金属セパレータ２０の面２０ｂと、第１金属セパレータ１８の面１８ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔２６ａと冷却媒体排出連通孔２６ｂとに連通する冷却媒体流路６０が形成される。この冷却媒体流路６０は、燃料ガス流路３４の裏面形状と酸化剤ガス流路４８の裏面形状とが重なり合うことによって、矢印Ｂ方向に延在して形成される。
【００４１】
第１金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、この第１金属セパレータ１８の外周端縁部を周回して第１シール部材６２が一体成形される。第２金属セパレータ２０の面２０ａ、２０ｂには、この第２金属セパレータ２０の外周端縁部を周回して第２シール部材６４が一体成形される。第１及び第２シール部材６２、６４としては、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が用いられる。
【００４２】
図１及び図３に示すように、第１シール部材６２は、面１８ａ側に燃料ガス流路３４を囲繞して設けられる内側シール部６２ａと、この内側シール部６２ａの外方に設けられる外側シール部６２ｂとを有する。
【００４３】
図４に示すように、第２シール部材６４は、第２金属セパレータ２０の面２０ａ側に酸化剤ガス流路４８、入口バッファ部５０ａ、出口バッファ部５０ｂ、酸化剤ガス供給連通孔２２ａ及び酸化剤ガス排出連通孔２２ｂを囲繞して形成されるシール部６４ａを有する。
【００４４】
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。
【００４５】
先ず、図１に示すように、燃料電池１０では、酸化剤ガス供給連通孔２２ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔２４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔２６ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。このため、積層体１４では、矢印Ａ方向に重ね合わされた複数の発電セル１２に対し、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が、それぞれ矢印Ａ方向に供給される。
【００４６】
酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔２２ａから第２金属セパレータ２０の酸化剤ガス流路４８に導入され、電解質膜・電極構造体１６のカソード側電極３２に沿って移動する。
【００４７】
その際、図４に示すように、第２金属セパレータ２０の面２０ａでは、酸化剤ガス供給連通孔２２ａを流れる酸化剤ガスは、複数の受け部５４ａ間を通って入口バッファ部５０ａに供給される。この入口バッファ部５０ａに供給された酸化剤ガスは、矢印Ｂ方向に分散されるとともに、酸化剤ガス流路４８を構成する複数の波状流路溝４８ａに沿って鉛直下方向に流動し、電解質膜・電極構造体１６のカソード側電極３２に供給される。
【００４８】
一方、燃料ガスは、図１及び図３に示すように、第１金属セパレータ１８の面１８ｂにおいて、燃料ガス供給連通孔２４ａから複数の供給孔部４２ａを通って面１８ａ側に供給される。この燃料ガスは、受け部４０ａ間を通って入口バッファ部３６ａに導入される。入口バッファ部３６ａで矢印Ｂ方向に分散された燃料ガスは、燃料ガス流路３４を構成する複数の波状流路溝３４ａに沿って鉛直下方向に移動し、電解質膜・電極構造体１６のアノード側電極３０に供給される。
【００４９】
従って、各電解質膜・電極構造体１６では、カソード側電極３２に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極３０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、発電が行われる（図２参照）。
【００５０】
次いで、カソード側電極３２に供給されて消費された酸化剤ガスは、図４に示すように、酸化剤ガス流路４８の下部に連通する出口バッファ部５０ｂに送られる。さらに、酸化剤ガスは、出口バッファ部５０ｂから複数の受け部５４ｂ間に沿って酸化剤ガス排出連通孔２２ｂに排出される。
【００５１】
同様に、アノード側電極３０に供給されて消費された燃料ガスは、図１及び図３に示すように、燃料ガス流路３４の下部に連通する出口バッファ部３６ｂに送られた後、複数の受け部４０ｂ間を流れる。燃料ガスは、複数の排出孔部４２ｂを通って面１８ｂ側に移動し、燃料ガス排出連通孔２４ｂに排出される。
【００５２】
また、冷却媒体は、冷却媒体供給連通孔２６ａから第１及び第２金属セパレータ１８、２０間の冷却媒体流路５４に導入された後、矢印Ｂ方向（水平方向）に沿って流動する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１６を冷却した後、冷却媒体排出連通孔２６ｂから排出される。
【００５３】
この場合、本実施形態では、図３に示すように、入口バッファ部３６ａが、燃料ガス供給連通孔２４ａに近接する第１入口バッファ領域４４ａと、燃料ガス流路３４に近接する第２入口バッファ領域４４ｂとを有するとともに、前記第１入口バッファ領域４４ａは、前記第２入口バッファ領域４４ｂよりも積層方向に深溝に構成されている。
【００５４】
このため、燃料ガス供給連通孔２４ａから受け部４０ａ間を通って、第１入口バッファ領域４４ａに供給される燃料ガスは、この第１入口バッファ領域４４ａ全体にわたって均一に分配される。従って、燃料ガスは、第１入口バッファ領域４４ａから第２入口バッファ領域４４ｂに均等に供給された後、燃料ガス流路３４の幅方向（矢印Ｂ方向）全体に対して均一且つ確実に供給される。
【００５５】
さらに、本実施形態では、出口バッファ部３６ｂが、燃料ガス排出連通孔２４ｂに近接する第１出口バッファ領域４６ａと、燃料ガス流路３４に近接する第２出口バッファ領域４６ｂとを有するとともに、前記第１出口バッファ領域４６ａは、前記第２出口バッファ領域４６ｂよりも積層方向に深溝に構成されている。
【００５６】
そして、第１入口バッファ領域４４ａと、第１出口バッファ領域４６ａとは、燃料ガス流路３４の幅方向の各端部側から略中央部にわたって設けられるとともに、この中央部では、所定のラップ範囲Ｈを有している。このため、特に、燃料ガス流量が低下し易い燃料ガス流路３４の幅方向略中央部分の流量を増加させることができる。
【００５７】
従って、燃料ガス流路３４では、発電領域全域で燃料ガスの分配を均一化することが可能になる。これにより、燃料ガス流量の減少による発電のばらつきや、過大な濃度過電圧の発生を確実に阻止することができ、所望の発電性能を安定して得ることが可能になるという効果が得られる。
【００５８】
一方、酸化剤ガス流路４８では、図４に示すように、燃料ガス流路３４と同様に、入口バッファ部５０ａ及び出口バッファ部５０ｂが設けられている。そして、第１入口バッファ領域５６ａ及び第１出口バッファ領域５８ａは、第２入口バッファ領域５６ｂ及び第２出口バッファ領域５８ｂよりも積層方向に深溝に構成されている。従って、酸化剤ガス流路４８の幅方向全体にわたって、酸化剤ガスを均一且つ円滑に供給することができ、上記の燃料ガス流路３４と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【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】前記燃料電池を構成する第１金属セパレータの正面説明図である。
【図４】前記燃料電池を構成する第２金属セパレータの正面説明図である。
【図５】特許文献１に係る燃料電池の説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…燃料電池                      １２…発電セル
１６…電解質膜・電極構造体          １８、２０…金属セパレータ
２２ａ…酸化剤ガス供給連通孔        ２２ｂ…化剤ガス排出連通孔
２４ａ…燃料ガス供給連通孔          ２４ｂ…燃料ガス排出連通孔
２６ａ…冷却媒体供給連通孔          ２６ｂ…冷却媒体排出連通孔
２８…固体高分子電解質膜            ３０…アノード側電極
３２…カソード側電極                ３４…燃料ガス流路
３６ａ、５０ａ…入口バッファ部      ３６ｂ、５０ｂ…出口バッファ部
４２ａ…供給孔部                    ４２ｂ…排出孔部
４４ａ、４４ｂ、５６ａ、５６ｂ…入口バッファ領域
４６ａ、４６ｂ、５８ａ、５８ｂ…出口バッファ領域
４８…酸化剤ガス流路                ６０…冷却媒体流路
６２、６４…シール部材
【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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