(57)【要約】【課題】燃料電池の流体に対するシール性の低下を抑制する技術を提供する。【解決手段】燃料電池１００は、シール一体型膜電極接合体１０が、２つのセパレータ２０によって挟持されている。シール一体型膜電極接合体１０は、電解質膜１４を含む発電部１１の外周縁にシール材によって外周シール枠部１２が設けられている。外周シール枠部１２の表面には、流体をシールするためのシールラインＳＬがリップ１７によって設けられている。セパレータ２０には、シールラインＳＬによって囲まれたシール領域の外側に、シール一体型膜電極接合体１０に向かって突起したセパレータ突起部ＳＰが設けられている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のセパレータに挟持された膜電極接合体を備える燃料電池であって、
前記膜電極接合体は、
発電を行う発電部と、
前記発電部の外周縁に設けられた外周絶縁部と、
を備え、
前記外周絶縁部の両面には、前記燃料電池の外部への流体の漏洩を防ぐためのシールラインが、少なくとも前記発電部を囲むリップとして設けられており、
前記セパレータのうち少なくとも一方には、前記セパレータの面に垂直な方向から見たときに、前記シールラインによって囲まれたシール領域の外側に、前記膜電極接合体側に向かって突起する突起部が設けられている、燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池であって、
前記セパレータの前記シール領域の内側には、さらに、前記燃料電池の反応ガスのためのマニホールド孔が設けられており、
前記突起部は、少なくとも前記マニホールド孔の近傍に設けられている、燃料電池。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の燃料電池であって、
前記突起部は、前記２枚のセパレータのそれぞれに、前記外周絶縁部を挟んで対向する位置に設けられている、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であって、
前記突起部は、前記シール領域を囲むように連続して設けられている、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であって、
前記突起部の高さは、前記セパレータによって押圧された状態の前記リップの高さ以下である、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、通常、発電体である膜電極接合体がセパレータによって挟持されている。膜電極接合体の外周縁にはシール部材が配置され、セパレータがシール部材を押圧することによって、燃料電池の外部への流体の漏洩が抑制される（特許文献１等）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０７０７４
【特許文献２】特開２００５−１００９５０
【特許文献３】特開２００５−１４２０００
【特許文献４】特開２００２−３０５００６
【０００４】
ところで、燃料電池を小型化・軽量化するために、セパレータは薄肉化することが好ましい。しかし、セパレータを薄肉化すると、セパレータの剛性が不足するため、セパレータが外力を受けた場合に変形する可能性が高くなる。セパレータが変形すると、セパレータとシール部材との接触面におけるシール性が低下してしまう。しかし、これまで、こうした問題に対して十分な工夫がなされてこなかったのが実情であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、燃料電池の流体に対するシール性の低下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】
【０００６】
本発明の一形態は、２枚のセパレータに挟持された膜電極接合体を備える燃料電池であって、前記膜電極接合体は、発電を行う発電部と、前記発電部の外周縁に設けられた外周絶縁部とを備え、前記外周絶縁部の両面には、前記燃料電池の外部への流体の漏洩を防ぐためのシールラインが、少なくとも前記発電部を囲むリップとして設けられており、前記セパレータのうち少なくとも一方には、前記セパレータの面に垂直な方向から見たときに、前記シールラインによって囲まれたシール領域の外側に、前記膜電極接合体側に向かって突起する突起部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、膜電極接合体の外周絶縁部を挟んで対向しているセパレータ同士の隙間が、セパレータに設けられた突起部の高さの分だけ低減する。従って、セパレータが変形したとしても突起部の高さの分だけセパレータの変形量を低減でき、流体に対するシール性が低下することを抑制することができる。
【０００８】
前記シール領域の内側には、さらに、前記燃料電池を貫通するマニホールド孔が設けられ、前記セパレータ補強部は、少なくとも前記マニホールド孔の近傍に設けられているものとしても良い。
【０００９】
この構成によれば、マニホールド孔が形成されたことによって、その形成部位の周辺においてセパレータの強度が低下してしまっている場合であっても、その近傍に設けられた突起部によってセパレータの変形量が抑制される。従って、燃料電池の流体に対するシール性が低下することを抑制できる。
【００１０】
前記突起部は、前記２枚のセパレータのそれぞれに、前記外周絶縁部を挟んで対向する位置に設けられているものとしても良い。
【００１１】
この構成によれば、セパレータが変形した場合であっても、外周絶縁部を介してセパレータの突起部同士が互いに支持しあうことができるため、セパレータの変形量を低減できる。また、セパレータ補強部同士の間には外周絶縁部が存在するため、セパレータ同士が接触することによる短絡の発生を抑制することができる。
【００１２】
前記突起部は、前記シール領域を囲むように連続して設けられているものとしても良い。
【００１３】
この構成によれば、シール領域を囲むセパレータの外周縁に渡って、セパレータの外力による変形量を突起部によって低減することができる。従って、セパレータの変形によるシール性の低下を抑制できる。
【００１４】
前記突起部の高さは、前記セパレータによって押圧された状態の前記リップの高さ以下であるものとしても良い。
【００１５】
この構成によれば、セパレータ補強部を設けることによってシールラインの線圧が低下することを抑制することができる。
【００１６】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池、その燃料電池を備えた燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池の構成を示す概略図である。この燃料電池１００は、反応ガスである水素（アノードガス）及び酸素（カソードガス）の供給を受けて、その電気化学反応（燃料電池反応）によって発電する固体高分子型燃料電池である。なお、燃料電池としては、固体高分子型燃料電池でなくとも良く、任意の種々のタイプの燃料電池に本発明を適用することが可能である。
【００１８】
燃料電池１００は、複数のシール一体型膜電極接合体１０と、複数のセパレータ２０とを交互に積層した積層体として構成される。セパレータ２０は、アノードプレート３０とカソードプレート４０とで中間プレート５０が挟持された３層式セパレータである。シール一体型膜電極接合体１０のアノード電極側にはセパレータ２０のアノードプレート３０が配置され、カソード電極側にはカソードプレート４０が配置される。なお、燃料電池１００は、締結部材（図示せず）によって、その積層方向に荷重を受けて締結される。
【００１９】
図２（Ａ）は、シール一体型膜電極接合体１０のアノード電極側の構成を示す概略図である。なお、シール一体型膜電極接合体１０のカソード電極側の構成は、アノード電極側と同様であるため図示は省略する。
【００２０】
このシール一体型膜電極接合体１０は、燃料電池反応が行われる発電部１１と、発電部１１の外周に設けられた外周シール枠部１２とを有している。外周シール枠部１２には、貫通孔であるマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６が設けられている。マニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６は、燃料電池１００に対して流体の供給及び排出を行うためのものである。具体的には、マニホールド孔Ｍ１はアノードガスの供給を担い、マニホールド孔Ｍ２は反応に供されることのなかったアノードガスを含むアノード排ガスの排出を担う。マニホールド孔Ｍ３はカソードガスの供給を担い、マニホールド孔Ｍ４は反応に供されることのなかったカソードガスや、反応によって生成した水分を含むカソード排ガスの排出を担う。マニホールド孔Ｍ５、Ｍ６はそれぞれ、発電反応によって生じた燃料電池１００の熱を冷却するための冷媒（水）の供給、排出を担う。
【００２１】
供給用マニホールド孔Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５と、それぞれ対応する排出用マニホールド孔Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６とは、発電部１１を挟んで対向する位置に設けられている。なお、マニホールド孔としては、他の構成・配置であっても良い。
【００２２】
外周シール枠部１２の表面には、各マニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６と発電部１１とを囲むシールラインＳＬ（図中の二条線）が設けられている。シールラインＳＬは、シールラインＳＬによって囲まれた領域から外部へと流体が漏洩することを防ぐためのものである。
【００２３】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す２Ｂ−２Ｂ切断における断面を示す断面図である。シール一体型膜電極接合体１０の発電部１１には、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す電解質膜１４が含まれる。電解質膜１４は、カソード電極層１６ｃとアノード電極層１６ａとで挟持されて膜電極接合体１５を構成する。
【００２４】
２つの電極層１６ｃ、１６ａの電解質膜１４と接しない外面には、アノードガス及びカソードガスを電極層１６ｃ、１６ａの全体に行き渡らせるためのガス拡散層（図示せず）が設けられている。一方、２つの電極層１６ｃ、１６ａの電解質膜１４と接する面には、燃料電池反応を促進するための触媒が担持された触媒層（図示せず）が設けられている。触媒としては、例えば白金（Ｐｔ）を採用することができる。
【００２５】
また、２つの電極層１６ｃ、１６ａの電解質膜１４と接しない外面にはそれぞれ、ガスを誘導するためのガス流路体１８が配置される。ガス流路体１８としては、導電性を有する多孔質部材によって構成することができる。なお、ガス流路体１８は、燃料電池１００として組み付けられたときにセパレータ２０とも接することが好ましい。これによって、ガス流路体１８は、発電された電気の導電経路としても機能する。
【００２６】
外周シール枠部１２に設けられたシールラインＳＬは、アノード電極側とカソード電極側の両面のそれぞれ対向する位置に突起部１７（「リップ１７」とも呼ぶ）として設けられている。即ち、シールラインＳＬは、リップ１７がセパレータ２０（図１）の表面に押圧されることによって流体に対するシール性を実現する。なお、本明細書中において、発電部１１及びマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６の形成部位を含む、シールラインＳＬに囲まれた領域を「シール領域」と呼ぶ。
【００２７】
なお、電解質膜１４の外周縁にある膜端部１４ｅは、２つの電極層１６ｃ、１６ａの外周縁である電極端部１６ｅより突出している。外周シール枠部１２は、膜端部１４ｅ及び電極端部１６ｅを被覆するように成形されている。これによって、燃料電池の発電の際に水素が反応に供されることなくカソード側に移動してしまうクロスリークの発生の可能性が低減されている。
【００２８】
図３（Ａ）は、セパレータ２０を構成するアノードプレート３０を示す概略図である。図３（Ａ）は、中間プレート５０（図１）と接する側（カソード電極側）を示している。なお、図３（Ａ）には、燃料電池１００をアノードプレート３０の面方向に垂直な方向に沿って見たときに、シール一体型膜電極接合体１０のシールラインＳＬと重なる部位を一点鎖線で示してある。また、発電部１１と重なる領域を二点鎖線で示してある。
【００２９】
アノードプレート３０は、導電性を有する薄い金属板で構成することができる。アノードプレート３０には、シール一体型膜電極接合体１０と同様に貫通孔であるマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６が設けられている。アノードプレート３０には、さらに２つの貫通孔３１、３２が設けられている。第１の貫通孔３１は、アノードガス供給用マニホールド孔Ｍ１と発電部１１との間に、シールラインＳＬを挟んで設けられている。第２の貫通孔３２は、アノード排ガス排出用マニホールド孔Ｍ２と発電部１１との間に、シールラインＳＬを挟んで設けられている。
【００３０】
第１の貫通孔３１は、アノードガスを発電部１１へと供給するためのものであり、以後、「アノード用供給孔３１」と呼ぶ。第２の貫通孔３２は、アノード排ガスを発電部１１の外部へと排出するためのものであり、以後、「アノード用排出孔３２」と呼ぶ。
【００３１】
アノードプレート３０には、発電部１１及びマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６を囲むシールラインＳＬの外周をさらに囲むように、セパレータ突起部ＳＰが設けられている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ切断におけるアノードプレート３０の一部断面図を示している。セパレータ突起部ＳＰは、図３（Ｂ）に示すように、アノード電極側に突起するように設けられている。セパレータ突起部ＳＰは、プレス加工などの曲げ加工によって設けることができる。
【００３２】
図４（Ａ）は、セパレータ２０を構成するカソードプレート４０を示す概略図である。図４（Ａ）は、シール一体型膜電極接合体１０（図１）と接する側（カソード電極側）を示している。図４（Ａ）は、以下に説明する点以外は図３（Ａ）とほぼ同じである。
【００３３】
カソードプレート４０には、アノード用供給孔３１及びアノード用排出孔３２（図３）に換えて、貫通孔であるカソード用供給孔４１及びカソード用排出孔４２が設けられている。カソード用供給孔４１は、カソードガス供給用マニホールド孔Ｍ３と発電部１１との間に、シールラインＳＬを挟んで設けられている。カソード用排出孔４２は、カソード排ガス排出用マニホールド孔Ｍ４と発電部１１との間に、シールラインＳＬを挟んで設けられている。カソード用供給孔４１は、カソードガスを発電部１１へと供給するためのものであり、カソード用排出孔４２は、カソード排ガスを発電部１１の外部へと排出するためのものである。
【００３４】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す４Ｂ−４Ｂ切断におけるカソードプレート４０の一部断面図を示している。図４（Ｂ）に示すように、カソードプレート４０に設けられたセパレータ突起部ＳＰは、カソード電極側に突起するように設けられている。
【００３５】
図５は、セパレータ２０を構成する中間プレート５０を示す概略図である。なお、図５には、燃料電池として組み付けたときに、中間プレート５０と、他の２つのプレート３０、４０のマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６及び４つの貫通孔３１、３２、４１、４２（図３（Ａ）、図４（Ａ））とが重なる領域をそれぞれ破線で示してある。また、中間プレート５０とシール一体型膜電極接合体１０（図２（Ａ））の発電部１１とが重なる領域を二点鎖線で示してある。
【００３６】
中間プレート５０には、他の２つのプレート３０、４０と同様に、マニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６が設けられている。また、中間プレート５０には、アノードガス供給用マニホールド孔Ｍ１とアノード用供給孔３１とを連通する連通路５１と、アノード排ガス排出用マニホールド孔Ｍ２とアノード用排出孔３２とを連通する連通路５２とが、貫通孔として設けられている。同様に、中間プレート５０には、カソードガス供給用マニホールド孔Ｍ３とカソード用供給孔４１とを連通する連通路５３と、カソード排ガス排出用マニホールド孔Ｍ４とカソード用排出孔４２とを連通する連通路５４とが設けられている。
【００３７】
冷媒供給用マニホールド孔Ｍ５と冷媒排出用マニホールド孔Ｍ６とは、中間プレート５０を貫通して設けられた冷媒流路５５によって連結している。冷媒流路５５は、図に示すように発電部１１とほぼ重なるように設けられることが好ましい。これによって、冷媒は、図中に示す矢印のように中間プレート５０内を流れ、発電部１１全体を冷却できる。
【００３８】
図６（Ａ）は、燃料電池１００が発電を行う際のアノードガスの流れを説明するための説明図である。図６（Ａ）は、燃料電池１００内の任意のシール一体型膜電極接合体１０と、それを挟持する２つのセパレータ２０のアノード用マニホールド孔Ｍ１、Ｍ２近傍における断面図を示している。
【００３９】
図６（Ａ）において矢印で示すように、アノードガス供給用マニホールド孔Ｍ１に供給されたアノードガスの一部は、中間プレート５０に設けられた連通路５１を経て、アノードプレート３０のアノード用供給孔３１より発電部１１へと供給される。アノードガスは、発電部１１に配置されたガス流路体１８によってアノード電極層１６ａの全体に行き渡る。ガス流路体１８から誘導されたアノード排ガスは、アノードプレート３０に設けられたアノード用排出孔３２を介して発電部１１から排出される。アノード排ガスは、中間プレート５０に設けられた連通路５２を経てアノードガス排出用マニホールド孔Ｍ２へと至り、燃料電池１００の外部へと排出される。
【００４０】
図６（Ｂ）は、燃料電池１００が発電を行う際のカソードガスの流れを説明するための説明図である。図６（Ｂ）は、燃料電池１００内の任意のシール一体型膜電極接合体１０と、それを挟持する２つのセパレータ２０のカソード用マニホールド孔Ｍ３、Ｍ４近傍における断面図を示している。
【００４１】
カソードガスの流れは、図６（Ｂ）において矢印で示すように、アノードガスの流れとほぼ同様である。具体的には、カソードガス供給用マニホールド孔Ｍ３から、中間プレート５０に設けられた連通路５３を経て、カソードプレート４０のカソード用供給孔４１より発電部１１に配置されたガス流路体１８へと流入する。カソード排ガスは、カソードプレート４０のカソード用排出孔４２から排出されて、中間プレート５０に設けられた連通路５４を経て、カソード排ガス排出用マニホールド孔Ｍ４から燃料電池１００の外部へと排出される。
【００４２】
図７(Ａ)は、燃料電池１００のマニホールド孔Ｍ１の近傍における外周縁の一部断面を拡大して示す断面図である。図７（Ａ）では、燃料電池１００のうちの任意の３つのシール一体型膜電極接合体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと２つのセパレータ２０Ａ、２０Ｂとを示している。
【００４３】
図７（Ａ）に示すように、シール一体型膜電極接合体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃとセパレータ２０Ａ、２０Ｂとの間には、外周シール枠部１２に設けられたリップ１７がセパレータ２０によって押圧された状態の高さＬｈの分だけ隙間が生じている。即ち、セパレータ２０の外周縁には支持する部材がなく、燃料電池１００が外力を受けた場合に変形しやすい。燃料電池１００の小型化のためにセパレータ２０が薄肉化されるほどこの傾向は強くなる。
【００４４】
図７（Ｂ）は、セパレータ２０Ａ、２０Ｂが変形した状態を示す模式図であり、シール一体型膜電極接合体１０Ｂが矢印０の方向に位置ずれを発生しており、セパレータ２０Ａ、２０Ｂが変形している点以外は、図７（Ａ）とほぼ同じである。
【００４５】
図７（Ｂ）に示すように、シール一体型膜電極接合体１０Ｂの位置がずれたまま燃料電池１００に締結荷重がかけられると、シール一体型膜電極接合体１０Ｂに隣接するセパレータ２０Ａ、２０Ｂが変形する。この理由は、リップ１７から押圧力（矢印Ｐ）を受ける作用点がアノード電極側とカソード電極側とで異なってしまうためである。セパレータ２０が変形した場合、リップ１７が構成するシールラインＳＬから受ける線圧が不均一となって、燃料電池１００の流体に対するシール性が低下してしまう。
【００４６】
しかし、本実施例のセパレータ２０には、アノードプレート３０及びカソードプレート４０のそれぞれにセパレータ突起部ＳＰが設けられている。そのため、セパレータ２０Ａ、２０Ｂが変形したとしても、図７（Ｂ）の破線領域ＣＰに示すように、セパレータ突起部ＳＰが外周シール枠部１２に接するため、セパレータ２０の変形量が抑制される。即ち、２つのセパレータ突起部ＳＰの高さＳＰｈの分だけセパレータ２０Ａ、２０Ｂの間の距離を減少させることによって、セパレータ２０Ａ、２０Ｂの変形量を低減することができる。
【００４７】
特に、図７（Ｂ）に示すシール一体型膜電極接合体１０Ｂの位置ずれによって２つのセパレータ２０Ａ、２０Ｂが変形する場合には、２つのセパレータ２０Ａ、２０Ｂのセパレータ突起部ＳＰが互いに外周シール枠部１２を両側から押圧することとなる。従って、セパレータ２０Ａ、２０Ｂの変形がさらに抑制される。また、この場合には、セパレータ突起部ＳＰが設けられていないと、２つのセパレータ２０Ａ、２０Ｂはその端部２０ｅ同士が接触してしまい、短絡を発生する可能性がある。しかし、本実施例の構成によれば、セパレータ突起部ＳＰが外周シール枠部１２を挟んでセパレータ２０の変形量を低減するため、そうした短絡の発生の可能性も低減されている。
【００４８】
ところで、図７（Ａ）に示すように、セパレータ突起部ＳＰの高さＳＰｈは、外周シール枠部１２のリップ１７の高さＬｈ以下であることが好ましい（ＳＰｈ≦Ｌｈ）。これは、セパレータ突起部ＳＰの高さＳＰｈがリップ１７の高さＬｈより高くなると、燃料電池１００が受ける締結力がセパレータ突起部ＳＰにも常にかかることとなり、シールラインＳＬの線圧が低下してしまうためである。なお、押圧された状態のリップの高さＬｈは、燃料電池１００の設計段階において定まる、隣り合うセパレータ２０同士の距離と外周シール枠部１２の厚みとから求められる値であるとしても良い。
【００４９】
このように、本実施例の構成によれば、セパレータ突起部ＳＰを設けてセパレータ２０の変形量を低減させることによって、セパレータ２０の変形による燃料電池１００の流体に対するシール性の低下を抑制することができる。
【００５０】
Ｂ．第２実施例：
本発明の第２実施例としての燃料電池は、後述するようにセパレータを構成するアノードプレート及びカソードプレートの構成が異なる点以外は、第１実施例で説明した燃料電池１００（図１）と同様である。
【００５１】
図８（Ａ）は、第２実施例のアノードプレート３０Ａの構成を示す概略図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す８Ｂ−８Ｂ切断におけるアノードプレート３０Ａの一部断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）に示すアノードプレート３０Ａは、セパレータ突起部ＳＰの一部が省略されている点以外は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すアノードプレート３０とほぼ同じである。
【００５２】
このアノードプレート３０Ａのセパレータ突起部ＳＰは、マニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６の近傍にのみ設けられている。ここで、「マニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６の近傍」とは、アノードプレート３０Ａ（セパレータ）の外周縁部の領域であって、マニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６を囲むシールラインＳＬに沿った領域のことを意味する。
【００５３】
図９（Ａ）は、第２実施例のカソードプレート４０Ａの構成を示す概略図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す９Ｂ−９Ｂ切断におけるカソードプレート４０Ａの一部断面図である。図９（Ａ）、（Ｂ）に示すカソードプレート４０Ａは、アノードプレート３０Ａ（図８）と同様にセパレータ突起部ＳＰの一部が省略されている点以外は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すカソードプレート４０Ａとほぼ同じである。
【００５４】
一般に、マニホールド孔形成部位の近傍においてセパレータの強度は低下するため、セパレータ２０は、マニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６の近傍において変形する可能性が高い。従って、本実施例のようにマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６の近傍にのみセパレータ突起部ＳＰを設ける構成であっても、セパレータ２０の変形量を低減して、燃料電池１００のシール性の低下を抑制することができる。
【００５５】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施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おいて実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５６】
Ｃ１．変形例１：
上記実施例において、セパレータ突起部ＳＰは、アノードプレート３０及びカソードプレート４０の両方に設けられていたが、いずれか一方にのみ設けられているものとしても良い。ただし、上記実施例のようにアノード電極側及びカソード電極側の両方にセパレータ突起部ＳＰが設けられている方が、セパレータ２０の変形量をさらに低減できるため好ましい。
【００５７】
Ｃ２．変形例２：
上記実施例において、セパレータ突起部ＳＰは、略矩形状の断面を有していたが、他の形状を有するものとしても良い。例えば、断面形状が略半円形状であるとしても良い。また、上記実施例においてセパレータ突起部ＳＰは、シール領域を囲むように連続して設けられていたが、不連続に設けられているものとしても良い。例えば、略半球形状の複数の凸部として設けられていても良い。また、シール領域からセパレータ外周に向かって延びる梁状に設けられるものとしても良い。
【００５８】
Ｃ３．変形例３：
上記実施例において、セパレータ突起部ＳＰはアノードプレート３０及びカソードプレート４０をプレス加工することによって設けられていたが、他の方法によって設けられるものとしても良い。例えば、別部材をプレートに接合することによって設けるものとしても良い。
【００５９】
また、セパレータ突起部ＳＰは、セパレータの強度を向上するための補強部として設けられているものとしても良い。この場合には、セパレータの強度自体がセパレータ突起部ＳＰによって向上するため、セパレータの変形が抑制されて、燃料電池のシール性の低下を抑制することができる。
【００６０】
Ｃ４．変形例４：
上記実施例において、セパレータ２０は、３枚のプレート３０、４０、５０を備える３層式セパレータであったが、アノードプレート及びカソードプレートを備える２層式セパレータであるとしても良く、さらに複数のプレートを備えるセパレータであるとしても良い。
【００６１】
Ｃ５．変形例５：
上記実施例において、燃料電池１００は、複数のシール一体型膜電極接合体１０が積層された燃料電池スタックとして構成されていたが、１つのシール一体型膜電極接合体１０が２枚のセパレータ２０によって挟持された発電モジュールであっても良い。また、外周シール枠部１２は、膜電極接合体１５と一体的に形成されていたが、分離しているものとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】燃料電池の構成を示す概略図。
【図２】シール一体型膜電極接合体の構成を示す概略図。
【図３】アノードプレートの構成を示す概略図。
【図４】カソードプレートの構成を示す概略図。
【図５】中間プレートの構成を示す概略図。
【図６】燃料電池内のガスの流れを説明するための説明図。
【図７】セパレータ補強部を説明するための模式図。
【図８】第２実施例のアノードプレートの構成を示す概略図。
【図９】第２実施例のカソードプレートの構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００６３】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…シール一体型膜電極接合体
１１…発電部
１２…外周シール枠部
１４…電解質膜
１４ｅ…膜端部
１５…膜電極接合体
１６ａ…アノード電極層
１６ｃ…カソード電極層
１６ｅ…電極端部
１７…リップ
１８…ガス流路体
２０、２０Ａ、２０Ｂ…セパレータ
２０ｅ…端部
３０、３０Ａ…アノードプレート
３１…アノード用供給孔
３２…アノード用排出孔
４０、４０Ａ…カソードプレート
４１…カソード用供給孔
４２…カソード用排出孔
５０…中間プレート
５１〜５４…連通路
５５…冷媒流路
１００…燃料電池
ＣＰ…破線領域
Ｍ１〜Ｍ６…マニホールド孔
ＳＰ…セパレータ突起部
ＳＬ…シールライン
【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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【図８】
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【図９】
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