(57)【要約】      （修正有）【課題】波形セパレータを使用したときの各セル間における反応ガス及び冷却水の流量のばらつきを抑制しながらセルピッチを低減する燃料電池のセパレータ構造を提供する。【解決手段】燃料電池のセパレータ構造は、第１マニホールド２２と第１反応ガス流路部３４との間に設けられる第１反応ガス配流部４４と、第２マニホールド２０と第２反応ガス流路部３５との間に設けられる第２反応ガス配流部４５と、第１反応ガス配流部の背面より冷却媒体マニホールド側に凹設される第１冷却媒体配流部と、第２反応ガス配流部の背面より冷却媒体マニホールド側に凹設される第２冷却媒体配流部とを備え、第１反応ガス配流部と第２反応ガス配流部とはセパレータの積層方向に対してずれており、第２反応ガス配流部の背面は第１反応ガス流路部と対向し、第１反応ガス配流部の背面は第２冷却媒体配流部と対向し、電解質膜・電極構造体の発電部を第２反応ガス配流部と対向させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１反応ガスが流れる第１マニホールドと、第２反応ガスが流れる第２マニホールドと、冷却媒体が流れる冷却媒体マニホールドとを一端に有する第１セパレータ及び第２セパレータを備え、
前記第１セパレータは、第１反応ガスが流れる第１反応ガス流路部と、前記第１反応ガスの背面において冷却媒体が流れる第１冷却媒体流路部とを有し、
前記第２セパレータは、第２反応ガスが流れる第２反応ガス流路部と、前記第２反応ガス流路部の背面において冷却媒体が流れる第２冷却媒体流路部とを有し、
前記第１セパレータの前記第１反応ガス流路側の面と、前記第２セパレータの前記第２反応ガス流路側の面とが対向するように、電解質膜・電極構造体を挟んで構成される燃料電池セルを複数積層して構成される燃料電池のセパレータ構造において、
前記第１セパレータの前記第１反応ガス流路側の面における前記第１マニホールドと前記第１反応ガス流路部との間に設けられ、第１反応ガスを前記第１反応ガス流路部の流路幅方向へ配流する第１反応ガス配流部と、
前記第２セパレータの前記第２反応ガス流路側の面における前記第２マニホールドと前記第２反応ガス流路部との間に設けられ、第２反応ガスを前記第２反応ガス流路部の流路幅方向へ配流する第２反応ガス配流部と、
前記第１セパレータの前記第１冷却媒体流路側の面において、前記第１反応ガス配流部の背面と前記冷却媒体マニホールド及び前記第２マニホールドとの間に凹設され、冷却媒体を前記第１冷却媒体流路の流路幅方向へ配流する第１冷却媒体配流部と、
前記第２セパレータの前記第２冷却媒体流路側の面において、前記第２反応ガス配流部の背面と前記冷却媒体マニホールド及び前記第１マニホールドとの間に凹設され、冷却媒体を前記第２冷却媒体流路の流路幅方向へ配流する第２冷却媒体配流部と、
を備え、
前記第１反応ガス配流部と前記第２反応ガス配流部とは前記セパレータの積層方向に対して前記第１反応ガス流路部及び前記第２反応ガス流路部の流路方向にずれており、前記第２反応ガス配流部の背面は前記第１反応ガス流路部と対向し、前記第１反応ガス配流部の背面は前記第２冷却媒体配流部と対向し、前記冷却媒体マニホールドから供給される冷却媒体は、前記第１反応ガス配流部の背面において前記第２冷却媒体配流部を流れた後、前記第２反応ガス配流部の背面において前記第１冷却媒体流路部を流れ、
前記電解質膜・電極構造体の発電部を前記第２反応ガス配流部と対向させることを特徴とする燃料電池のセパレータ構造。
【請求項２】
前記第１反応ガスは水素であり、前記第２反応ガスは空気であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池のセパレータ構造。
【請求項３】
前記第２セパレータの前記第２反応ガス流路部側の面における前記第１マニホールド及び前記冷却媒体マニホールドと前記第２反応ガス流路部との間を遮断するシールをさらに備え、
前記第２冷却媒体配流部は前記シールより前記第２反応ガス流路部側であって前記シールに近接して設けられ、前記第２冷却媒体配流部の背面の高さが前記セルを積層したときの前記シールの高さとほぼ等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池のセパレータ構造。
【請求項４】
前記第２反応ガス配流部には複数の凸部が設けられることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の燃料電池のセパレータ構造。
【請求項５】
前記凸部の一部は前記第１セパレータにおける第１反応ガス流路部の流路間の凸部と対向することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の燃料電池のセパレータ構造。
【請求項６】
前記第２反応ガス配流部には、第２反応ガスを前記第２反応ガス流路部にほぼ均一に分配するリブが設けられることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の燃料電池のセパレータ構造。
【請求項７】
前記第２冷却媒体配流部のうち前記第１反応ガス配流部に相対する部分は、前記冷却媒体流路部へ向けて櫛歯状に凹設され、前記櫛歯状の部分は前記電解質膜・電極構造体の発電部と対向し、
前記第１反応ガスは空気であり、前記第２反応ガスは水素であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池のセパレータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のセパレータ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池のセパレータには、セパレータの積層方向に反応ガス及び冷却水を流すマニホールドと、セパレータの長手方向に反応ガス及び冷却水を流すガス流路及び冷却水流路と、マニホールドからガス流路及び冷却水流路までを連通する連通路とが形成される。特許文献１には、連通路において反応ガス及び冷却水をセパレータの幅方向に拡散させる配流部を設けることで、反応ガス及び冷却水を均一に配流させる構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−７７４９９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
セパレータが金属プレス成型品などの波形セパレータである場合、セルピッチを低減することができるが、上記従来の技術では隣接するセルの２つの電解質膜・電極構造体の間において２つの反応ガス配流部と冷却水配流部とがセパレータ積層方向に重なってしまう。これにより、配流部１つ当たりの積層方向の深さが小さくなるので、配流部の深さに対する製作誤差の相対的な影響が大きくなり、各セル間における反応ガス及び冷却水の流量のばらつきが大きくなる。
【０００４】
本発明は、波形セパレータを使用したときの各セル間における反応ガス及び冷却水の流量のばらつきを抑制しながらセルピッチを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の燃料電池のセパレータ構造は、第１反応ガスが流れる第１マニホールドと、第２反応ガスが流れる第２マニホールドと、冷却媒体が流れる冷却媒体マニホールドとを一端に有する第１セパレータ及び第２セパレータを備え、第１セパレータは、第１反応ガスが流れる第１反応ガス流路部と、第１反応ガスの背面において冷却媒体が流れる第１冷却媒体流路部とを有し、第２セパレータは、第２反応ガスが流れる第２反応ガス流路部と、第２反応ガス流路部の背面において冷却媒体が流れる第２冷却媒体流路部とを有し、第１セパレータの第１反応ガス流路側の面と、第２セパレータの第２反応ガス流路側の面とが対向するように、電解質膜・電極構造体を挟んで構成される燃料電池セルを複数積層して構成される燃料電池のセパレータ構造において、第１セパレータの第１反応ガス流路側の面における第１マニホールドと第１反応ガス流路部との間に設けられ、第１反応ガスを第１反応ガス流路部の流路幅方向へ配流する第１反応ガス配流部と、第２セパレータの第２反応ガス流路側の面における第２マニホールドと第２反応ガス流路部との間に設けられ、第２反応ガスを第２反応ガス流路部の流路幅方向へ配流する第２反応ガス配流部と、第１セパレータの第１冷却媒体流路側の面において、第１反応ガス配流部の背面と冷却媒体マニホールド及び第２マニホールドとの間に凹設され、冷却媒体を第１冷却媒体流路の流路幅方向へ配流する第１冷却媒体配流部と、第２セパレータの第２冷却媒体流路側の面において、第２反応ガス配流部の背面と冷却媒体マニホールド及び第１マニホールドとの間に凹設され、冷却媒体を第２冷却媒体流路の流路幅方向へ配流する第２冷却媒体配流部とを備え、第１反応ガス配流部と第２反応ガス配流部とはセパレータの積層方向に対して第１反応ガス流路部及び第２反応ガス流路部の流路方向にずれており、第２反応ガス配流部の背面は第１反応ガス流路部と対向し、第１反応ガス配流部の背面は第２冷却媒体配流部と対向し、冷却媒体マニホールドから供給される冷却媒体は、第１反応ガス配流部の背面において第２冷却媒体配流部を流れた後、第２反応ガス配流部の背面において第１冷却媒体流路部を流れ、電解質膜・電極構造体の発電部を第２反応ガス配流部と対向させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、隣接するセルの第１セパレータと第２セパレータとの間で、第１反応ガス配流部に対応する面と第２反応ガス配流部に対応する面とが対向しないので、隣接するセルの２つの電解質膜・電極構造体の間において、第１反応ガス、第２反応ガス及び冷却媒体の３流体が積層方向に重なる部分がなく、１つの流体に割り振ることができる配流部の積層方向高さを制限することなくセルピッチを低減することができる。また、第１反応ガス流路部と第２反応ガス流路部とが対向する部分だけでなく、第２セパレータ側が第２反応ガス配流部となる部分までアクティブエリアとするので、アクティブエリアが拡大され発電効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態における燃料電池のセパレータ構造を示す要部分解斜視図である。燃料電池１０は、電解質膜・電極構造体１２をセパレータ１３によって両面から挟持したものを複数積層することで構成される。セパレータ１３は、第１金属プレート１４（第１セパレータ）及び第２金属プレート１５（第２セパレータ）であり、隣接するセル間では第１金属プレート１４と第２金属プレート１５とが接する。
【０００９】
燃料電池１０の矢印Ｂ方向の左端縁部には、セパレータ１３の積層方向である矢印Ａ方向に連通するマニホールドが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。マニホールドはそれぞれ図１中下から、空気などの酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガスマニホールド２０（第２マニホールド）、冷却水などの冷却媒体を供給するための冷却媒体マニホールド２１（冷却媒体マニホールド）、及び水素ガスなどの燃料ガスを供給するための燃料ガスマニホールド２２（第１マニホールド）である。
【００１０】
図２は、第１金属プレート１４の電解質膜・電極構造体側の面１４ａを示す平面図である。第１金属プレート１４の電解質膜・電極構造体側の面１４ａには燃料ガス流路３４（第１反応ガス流路部）が設けられ、燃料ガスマニホールド２２から供給される燃料ガスを図中Ｂ方向に流通させる。
【００１１】
燃料ガス流路３４と燃料ガスマニホールド２２との間の領域には、燃料ガス配流部４４（第１反応ガス配流部）が設けられ、燃料ガスマニホールド２２から燃料ガス流路３４へ供給される燃料ガスを図中Ｃ方向に分配する。燃料ガス配流部４４と燃料ガスマニホールド２２との間には燃料ガス導入部４２が設けられ、燃料ガス導入部４２の片端と燃料ガスマニホールド２２の端部とは所定の間隔離れて配置される。燃料ガス配流部４４と冷却媒体マニホールド２１及び酸化剤ガスマニホールド２０との間にはシール受け凸部４３ａが平面状に設けられ、シール受け凸部４３ａはＣ方向に所定の寸法で連続した凸部を形成する。
【００１２】
第１金属プレート１４の外周部及び各マニホールド間には線状シール５４が設けられ、燃料ガス流路３４から燃料ガスが外部へ漏出すること、また燃料ガス流路３４に冷却媒体マニホールド２１及び酸化剤ガスマニホールド２０から冷却水及び酸化剤ガスが流入することを防止する。
【００１３】
図３は、第２金属プレート１５の電解質膜・電極構造体側の面１５ａを示す平面図である。第２金属プレート１５の電解質膜・電極構造体側の面１５ａには燃料ガス流路３５（第２反応ガス流路部）が設けられ、酸化剤ガスマニホールド２０から供給される酸化剤ガスを図中Ｂ方向に流通させる。
【００１４】
酸化剤ガス流路３５と酸化剤ガスマニホールド２０との間の領域には、酸化剤ガス配流部４５（第２反応ガス配流部）が設けられ、酸化剤ガスマニホールド２０から酸化剤ガス流路３５へ供給される酸化剤ガスを図中Ｃ方向に分配する。
【００１５】
酸化剤ガス配流部４５には複数の凸部４９が設けられ、燃料ガスマニホールド２２から供給される燃料ガスを図中Ｃ方向に均一化することができる。凸部４９は酸化剤ガス流路３５の延長線上にあるものと延長線上にないものとを適宜組み合わせて配置される。凸部４９の形状は円形状に限定されるものではなく四角形状や三角形状などであってもよい。
【００１６】
酸化剤ガス配流部４５と酸化剤ガスマニホールド２０との間には酸化剤ガス導入部４６が設けられ、酸化剤ガス導入部４６の片端と酸化剤ガスマニホールド２０の端部とは所定の間隔離れて配置される。酸化剤ガス配流部４６と冷却媒体マニホールド２１及び燃料ガスマニホールド２２との間にはシール受け凸部４７ａが平面状に設けられ、シール受け凸部４７ａはＣ方向に所定の寸法で連続した凸部を形成する。シール受け凸部４７ａの高さは、後述する線状シール５５が潰れたときの高さと等しくなるように設定される。
【００１７】
第２金属プレート１５の外周部及び各マニホールド間には線状シール５５が設けられ、酸化剤ガス流路３５から酸化剤ガスが外部へ漏出すること、また酸化剤ガス流路３５に冷却媒体マニホールド２１及び燃料ガスマニホールド２２から冷却水及び燃料ガスが流入することを防止する。
【００１８】
第１金属プレート１４及び第２金属プレート１５の電解質膜・電極構造体側の面１４ａ、１５ａはそれぞれ以上のように構成され、図４に示すように、燃料ガス配流部４４が酸化剤ガス配流部４５よりマニホールド側となるように図中Ｂ方向にずれて配置される。また、シール受け凸部４７ａはシール受け凸部４３ａ、燃料ガス配流部４４及び燃料ガス流路３４の一部と対向するように配置され、シール受け凸部４３ａとシール受け凸部４７ａとは図中Ｃ方向にずれて配置される。
【００１９】
電解質膜・電極構造体１２のうちその両面で燃料ガスと酸化剤ガスが化学反応して発電するアクティブエリア１２０は、第１金属プレート１４の燃料ガス流路３４と第２金属プレート１５の酸化剤ガス流路３５とが対向する部分だけでなく第２金属プレート１５側が酸化剤ガス配流部４５となる部分まで設けられる。なお、この部分においても電解質膜・電極構造体１２の両側には図中Ｃ方向の全域に燃料ガス及び酸化剤ガスが存在するので発電を行うことができる。
【００２０】
図５は、第１金属プレート１４の冷却媒体側の面１４ｂを示す平面図である。第１金属プレート１４の冷却媒体側の面１４ｂには冷却媒体流路６０（第１冷却媒体流路部）が設けられ、冷却媒体マニホールド２１から供給される冷却媒体を図中Ｂ方向に流通させる。
【００２１】
冷却媒体流路６０と冷却媒体マニホールド２１との間の領域には、冷却媒体配流部４３ｂ（第１冷却媒体配流部）が設けられ、冷却媒体マニホールド２１から冷却媒体流路６０へ供給される冷却媒体を図中Ｃ方向に分配する。冷却媒体配流部４３ｂと冷却媒体マニホールド２１との間には冷却媒体マニホールド２１と連通する冷却媒体導入凹部４８が設けられる。
【００２２】
第１金属プレート１４の外周部及び各マニホールド間には線状シール５６が設けられ、冷却媒体流路６０から冷却媒体が外部へ漏出すること、また冷却媒体流路６０に燃料ガスマニホールド２２及び酸化剤ガスマニホールド２０から燃料ガス及び酸化剤ガスが流入することを防止する。
【００２３】
図６は、第２金属プレート１５の冷却媒体側の面１５ｂを示す平面図である。第２金属プレート１５の冷却媒体側の面１５ｂには冷却媒体流路６０（第２冷却媒体流路部）が設けられ、冷却媒体マニホールド２１から供給される冷却媒体を図中Ｂ方向に流通させる。
【００２４】
冷却媒体流路６０と冷却媒体マニホールド２１との間の領域には、冷却媒体配流部４７ｂ（第２冷却媒体配流部）が設けられ、冷却媒体マニホールド２１から冷却媒体流路６０へ供給される冷却媒体を図中Ｃ方向に分配する。冷却媒体配流部４７ｂと冷却媒体流路６０との間には背面の酸化剤ガス配流部４５の凸部４９に対応する部分が凹部５０として点在する。
【００２５】
第２金属プレート１５の外周部及び各マニホールド間には第１金属プレート１４と同様に線状シール５６が設けられ、冷却媒体流路６０から冷却媒体が外部へ漏出すること、また冷却媒体流路６０に燃料ガスマニホールド２２及び酸化剤ガスマニホールド２０から燃料ガス及び酸化剤ガスが流入することを防止する。
【００２６】
図５及び図６に示すように、第１金属プレート１４の冷却媒体側の面１４ｂ及び第２金属プレート１５の冷却媒体側の面１５ｂには、冷却媒体流路６０から冷却媒体が外部へ漏出すること、また冷却媒体流路６０に燃料ガスマニホールド２２及び酸化剤ガスマニホールド２０から燃料ガス及び酸化剤ガスが流入することを防止するように溶接又は溶着される領域が設けられる。
【００２７】
このようにして第１金属プレート１４と第２金属プレート１５が溶着又は溶接されると、それぞれの冷却媒体流路６０が一体として冷却媒体流路６０を構成する。
【００２８】
第１金属プレート１４及び第２金属プレート１５の冷却媒体側の面１４ｂ、１５ｂはそれぞれ以上のように構成され、図７に示すように、冷却媒体配流部４３ｂは冷却媒体導入部４８の一部から冷却媒体流路６０の一部までにわたって対向する。これにより、冷却媒体は冷却媒体マニホールド２１から冷却媒体導入凹部４８を経由して第１金属プレート１４の冷却媒体配流部４３ｂ及び第２金属プレート１５の冷却媒体配流部４７ｂに到達し、矢印Ｃ方向に分配されて冷却媒体流路６０に供給される。
【００２９】
図８は、第１の金属プレート１４及び第２の金属プレート１５をぞれぞれの面１４ｂ、１５ｂが接するように重ねて図７の矢印Ｓの方向から見た場合のＰ−Ｐ’、Ｑ−Ｑ’、Ｒ−Ｒ’、Ｘ−Ｘ’、Ｙ−Ｙ’断面図である。
【００３０】
Ｐ−Ｐ’断面において、第２金属プレート１５の冷却媒体導入凹部４８から導入された冷却媒体は第１金属プレート１４の冷却媒体配流部４３ｂに到達する。Ｑ−Ｑ’断面において、冷却媒体の一部は第２金属プレート１５の冷却媒体配流部４７ｂに流入する。Ｒ−Ｒ’断面において、冷却媒体の一部は第２の金属プレート側の冷却媒体流路６０へ流入する。Ｘ−Ｘ’断面において、冷却媒体の一部は第２の金属プレート側の凹部５０を流れる。Ｙ−Ｙ’断面において、第１の金属プレート１４の冷却媒体流路６０は第２の金属プレート１５の凹部５０を介して隣接する冷却媒体流路６０と連通し、冷却媒体が図中Ｃ方向に配流される。
【００３１】
図９は、第１の金属プレート１４及び第２の金属プレート１５をぞれぞれの面１４ｂ、１５ｂが接するように重ねて図７の矢印Ｔの方向から見た場合のＺ−Ｚ’断面図である。
【００３２】
第２金属プレート１５の冷却媒体導入凹部４８より導入された冷却媒体は、矢印Ａ方向に屈曲しながら矢印Ｂ方向へ流れ、第１金属プレート側に設けられる冷却媒体配流部４３ｂを経由して、第２金属プレート側に設けられる冷却媒体流路６０及び第１金属プレート側に設けられる冷却媒体流路６０へ流入する。
【００３３】
以上のように本実施形態では、隣接するセルの第１金属プレート１４と第２金属プレート１５との間で、冷却媒体配流部４７ｂを冷却媒体導入部４８の一部から冷却媒体流路６０の一部までにわたって対向させ、燃料ガス配流部４４に対応する面と酸化剤ガス配流部４５に対応する面とを対向させないので、隣接するセルの２つの電解質膜・電極構造体１２の間において、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体の３流体が積層方向に重なる部分がなく、１つの流体に割り振ることができる配流部の積層方向高さを制限することなくセルピッチを低減することができる。
【００３４】
また、配流部の深さに対する製作誤差の相対的な影響を低減でき、各セル間における燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却水の流量のバラツキを抑制することができる。
【００３５】
さらに、第１金属プレート１４の燃料ガス流路３４と第２金属プレート１５の酸化剤ガス流路３５とが対向する部分だけでなく、第２金属プレート側が酸化剤ガス配流部４５となる部分までアクティブエリア１２０とするので、アクティブエリア１２０が拡大され発電効率を向上させることができる。
【００３６】
さらに、燃料ガス配流部４４の背面は冷却媒体配流部４７ｂと対向するので、冷却媒体によって温度調整されることにより配流部４４において水分が凝縮することを防止できる。これにより、燃料ガス配流部４４が凝縮水によって閉塞されることがないので燃料ガスを均一に分配することができる。
【００３７】
さらに、燃料ガス配流部４４と酸化剤ガス配流部４５とのうち、マニホールドから遠い側に酸化剤ガス配流部４５を配置するので、アクティブエリア１２０を縮小することなく酸化剤ガス配流部４５の流路方向の幅を大きくすることができる。これにより、圧力損失が燃料ガスより大きい酸化剤ガスについて酸化剤ガス配流部における圧力損失を抑制することができるので、酸化剤ガスマニホールド２０から酸化剤ガス流路３５へ効率的に酸化剤ガスを供給できるとともに、酸化剤ガス配流部４５において酸化剤ガスを流路幅方向に均一に分配することができる。
【００３８】
さらに、第２金属プレート１５のシール受け凸部４７ａは冷却媒体マニホールド２１及び燃料ガスマニホールド２２に近接して配置され、シール受け凸部４７ａの高さがセルを積層したときの線状シール５５の高さとほぼ等しいので、第１金属プレート１４の冷却媒体マニホールド２１とシール受け凸部４３ａとの間の線状シール５４をシール受け凸部４７ａで受けることができ、新たにリブを設ける必要がなくその分アクティブエリア１２０を広くとることができる。
【００３９】
第２金属プレートの酸化剤ガス配流部４５には複数の凸部４９が設けられ、電解質膜・電極構造体１２を支えるので、電解質膜・電極構造体１２が撓むことによる酸化剤ガス配流部４５の閉塞を防止して、酸化剤ガスを均一に分配することができる。
【００４０】
凸部４９は酸化剤ガス流路３５の延長線上にあるものと延長線上にないものとを適宜組み合わせて配置されるので、酸化剤ガス流路３５の延長線上にある凸部４９は第１金属プレート１４の燃料ガス流路３４の流路間の凸部と対向して電解質膜・電極構造体１２を挟持するので、剛性の低い電解質膜・電極構造体１２であっても変形させることなく保持することができ、電解質膜・電極構造体１２の破損を防止することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
図１０は、本実施形態における第１金属プレート及び第２金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を示す平面図である。本実施形態の構成は第１実施形態とほぼ同様であり、第２金属プレート１５の構造が一部異なる。なお、以下の実施形態において同一の構成部分については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の第２金属プレート１５では、燃料ガス配流部４５の図中Ｂ方向の幅が第１実施形態より大きく、凸部７０は第１実施形態より多く設けられる。凸部７０は第１実施形態と同様に酸化剤ガス流路３５の延長線上にあるものと延長線上にないものとを適宜組み合わせて配置される。本実施形態では、燃料ガス配流部４５の図中Ｂ方向の幅を大きくしたことにより、図１１に示すように配流ばらつきを小さくすることができる。なお、燃料ガス配流部４５を大きくしてもアクティブエリア１２０は変わらないので発電効率が低下することはない。
【００４３】
以上のように本実施形態では、燃料ガス配流部４５の流路方向の幅を拡大したことにより酸化剤ガスを流路幅方向に均一に分配することができ、酸化剤ガス流路３５への酸化剤ガスの分配を均一に行うことができる。
【００４４】
（第３実施形態）
図１２は、本実施形態における第１金属プレート及び第２金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を示す平面図である。本実施形態の構成は第１実施形態とほぼ同様であり、第２金属プレート１５の構造が一部異なる。本実施形態の第２金属プレート１５では、燃料ガス配流部４５にディフューザー形状のリブ７１が設けられる。リブ７１は、酸化剤ガス導入部４６の下流端から酸化剤ガス流路３５の上流端へとリブ間の幅が末広がりとなるように複数設けられる。これにより、酸化剤ガスマニホールド２０から供給される酸化剤ガスはリブ７１に沿って図中Ｃ方向に均一に分配され、酸化剤ガス流路３５への酸化剤ガスの分配を均一に行うことができる。
【００４５】
（第４実施形態）
図１３は、本実施形態における第１金属プレート及び第２金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を示す平面図である。本実施形態では、酸化剤ガス配流部７８が燃料ガス配流部７５よりマニホールド側となるように図中Ｂ方向にずれて配置される。
【００４６】
第１金属プレート１４の燃料ガス配流部７５には第１実施形態における酸化剤ガス配流部４５と同様に複数の凸部７４が設けられ、燃料ガスマニホールド２２から供給される燃料ガスを図中Ｃ方向に均一化することができる。
【００４７】
シール受け凸部７３はシール受け凸部７６、酸化剤ガス配流部７８及び酸化剤ガス流路３５の一部と対向するように配置され、シール受け凸部７３の燃料ガス配流部側であって酸化剤ガス配流部７８に対向する部分は燃料ガス流路側へ向けて櫛歯状に形成される。
【００４８】
第２金属プレート１５の酸化剤ガス配流部７８には燃料ガス配流部７５と同様に複数の凸部７８が設けられ、酸化剤ガスマニホールド２０から供給される酸化剤ガスを図中Ｃ方向に均一化することができる。
【００４９】
本実施形態では第２金属プレート１５の酸化剤ガス流路３５及び酸化剤ガス配流部７８に対向する面がアクティブエリア１２０であり、第１金属プレート１４では燃料ガス流路３４及び燃料ガス配流部７５に加えてシール受け凸部７３の櫛歯部分７９までがアクティブエリア１２０となる。なお、櫛歯部分７９は行き止まりであるが、燃料ガス配流部７５を流れる燃料ガスの一部が流れ込むので電解質膜・電極構造体１２の両側には図中Ｃ方向の全域に燃料ガス及び酸化剤ガスが存在することとなり発電を行うことができる。ここで、燃料ガスとして用いられる水素ガスは拡散性が高いので櫛歯状のシール受け凸部７３を燃料ガスが流れる第１金属プレート１４に設けることが望ましい。
【００５０】
以上のように本実施形態では、第１金属プレート１４のシール受け凸部７３を櫛歯状に形成してシール受け凸部７６、酸化剤ガス配流部７８及び酸化剤ガス流路３５の一部と対向させるので、シール受け凸部７３の裏面において配流される冷却媒体の流れを阻止することなく櫛歯部分まで燃料ガスを導入してその分アクティブエリア１２０を拡大することができる。よって、発電効率をさらに向上させることができる。
【００５１】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態における燃料電池のセパレータ構造を示す要部分解斜視図である。
【図２】第１金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を示す平面図である。
【図３】第２金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を示す平面図である。
【図４】第１金属プレート及び第２金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を比較して示す比較図である。
【図５】第１金属プレートの冷却媒体側の面を示す平面図である。
【図６】第２金属プレートの冷却媒体側の面を示す平面図である。
【図７】第１金属プレート及び第２金属プレートの冷却媒体側の面を比較して示す比較図である。
【図８】図７の各断面をＳ方向から見た断面図である。
【図９】図７の断面をＴ方向から見た断面図である。
【図１０】第２実施形態における第１金属プレート及び第２金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を示す平面図である。
【図１１】酸化剤ガス配流部の流路方向の幅と配流ばらつきとの関係を示す関係図である。
【図１２】第３実施形態における第１金属プレート及び第２金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を示す平面図である。
【図１３】第４実施形態における第１金属プレート及び第２金属プレートの電解質膜・電極構造体側の面を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  燃料電池
１２  電解質膜・電極構造体
１４  第１金属プレート
１５  第２金属プレート
２０  酸化剤ガスマニホールド
２１  冷却媒体マニホールド
２２  燃料ガスマニホールド
３４  燃料ガス流路
３５  酸化剤ガス流路
４３ｂ  冷却媒体配流部
４４  燃料ガス配流部
４５  酸化剤ガス流路部
４７ｂ  冷却媒体配流部
４９  凸部
５５  線状シール
６０  冷却媒体流路
７０  凸部
７１  リブ
１２０  アクティブエリア
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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