(57)【要約】【課題】反応ガスの温度を均一化することのできる固体高分子型燃料電池を提供する。【解決手段】電解質膜１を燃料極２と酸化剤極３で狭持し、反応ガスを用いて発電反応を生じるＭＥＡ１５と、ＭＥＡを狭持し、アノード流路６またはカソード流路７を備えたセパレータ４、５と、を交互に積層することにより構成した積層体２５を備える。また、反応ガスをセパレータ５（４）に分配し、積層体２５を積層方向に貫通するガスマニホールド１２（１４）を備える。さらに、セパレータ５（４）の積層面の外縁と、ガスマニホールド１２（１４）、の間に温度調整手段（最外冷却水流路８ａ）と、を備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜をアノード側電極とカソード側電極で狭持し、反応ガスを用いて発電反応を生じる膜電極接合体と、
前記膜電極接合体を狭持し、反応ガスの流路を備えたセパレータと、を交互に積層することにより構成した積層体と、
反応ガスを前記セパレータに分配し、前記積層体を積層方向に貫通するマニホールドと、
前記セパレータの積層面の外縁と、前記マニホールドと、の間の温度調整手段と、を備えたことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項２】
前記反応ガスとして、カソード側電極に供給する酸化剤を用いた請求項１に記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項３】
前記膜電極接合体における発電反応に伴って生じる熱を除去するための冷媒を循環させる冷却流路を備え、
前記温度調整手段として冷媒を用いた請求項１または２に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項４】
前記冷却流路として、前記カソード側電極に隣接する前記セパレータの、前記膜電極接合体に対峙する面と反対側の積層面に、前記膜電極接合体における発電反応に伴って生じる熱を除去するための冷媒を循環させるセル面内冷却流路を備え、
前記温度調整手段として、前記セル面内冷却流路の一部を用いた請求項３に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項５】
前記温度調整手段として用いる前記セル面内冷却流路の一部を、前記セル面内冷却流路の主流から分岐する冷媒分岐路により構成し、
前記冷媒分岐路の分岐点を、前記セパレータ積層面に形成した前記セル面内冷却流路全体の下流半分以下に配置した請求項４に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項６】
前記積層体を積層方向に貫通する冷媒導入孔と、
前記セパレータ積層面の、前記マニホールドと前記セパレータの積層面の外縁との間に形成された前記冷媒導入孔と連通する溝である冷媒溝と、
前記冷媒溝に連通し、前記積層体を積層方向に貫通する冷媒排出孔と、を備え、
前記冷媒導入孔に前記冷媒の一部を供給し、前記冷媒溝を介して前記冷媒排出孔から回収する請求項３に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項７】
前記冷媒として、前記冷媒流路の少なくとも一部を流通した冷媒を用いる請求項６に記載の固体高分子型燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、固体高分子型燃料電池に関する、特に、フラッディングを抑制したセパレータを備えた固体高分子型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池として、燃料電池の冷却に用いて高温となった冷却水を燃料電池内部に流通させることで、燃料電池内の温度勾配を抑制しているものが知られている。例えば、燃料電池内に、燃料電池セルの冷却に使用された冷却水を燃料電池セルの発電機能部の両側に、かつ、その積層方向に沿って巡回させる巡回通路を設けている。燃料電池の両端には、冷却水の流れ方向を転換させるための第１および第２エンドプレートを第１および第２剛性板を介して配設する。これにより、燃料電池の低温部に高温の冷却水が流通するので、燃料電池の温度を維持し、燃料電池内で凝縮水が生じるのを抑制することができる（例えば、特許文献１、参照。）。
【０００３】
また、マニホールドにより、単位燃料電池セルに水素ガスを供給する燃料ガス流路と、空気を供給する酸化剤ガス流路と、冷却水を供給する冷媒流路とを構成し、冷媒流路の出口側を、燃料ガス流路および酸化剤ガス流路の入口側に配置したものが知られている。これにより、温度の上昇した出口側の冷却水を用いて燃料電池に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスを昇温することができるので、凝縮水が生じるのを抑制することができる（例えば、特許文献２、参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６４５７５号公報
【特許文献２】
特開２０００−９０９５５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとしている問題点】
上述したような燃料電池においては、燃料ガスまたは酸化剤ガスを各燃料電池単位セルに分配するためのガスマニホールドは、スタックに設けた発電面外側に配置され、多くの場合にはプレート外枠に沿って配置されている。そのため、ガスマニホールドとスタック外縁部との距離が非常にわずかとなり、放熱によってガスマニホールドを流通する燃料ガスまたは酸化剤ガスが冷却される可能性があった。その結果、複数のセルに均一な温度のガスを供給することが難しく、また、放熱の程度と使用ガスの加湿の程度によっては、ガス中に含まれる水蒸気の一部が凝縮し、液滴がスタック内部に残留するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、ガスマニホールドを通過する際の放熱を抑制し、反応ガスの温度を均一化することのできる固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、固体高分子電解質膜をアノード側電極とカソード側電極で狭持し、反応ガスを用いて発電反応を生じる膜電極接合体と、前記膜電極接合体を狭持し、反応ガスの流路を備えたセパレータと、を交互に積層することにより構成した積層体を備える。さらに、反応ガスを前記セパレータに分配し、前記積層体を積層方向に貫通するマニホールドと、前記セパレータの積層面の外縁と、前記マニホールドと、の間の温度調整手段と、を備える。
【０００８】
【作用及び効果】
セパレータの積層面の外縁と、マニホールドと、の間に温度調整手段を備えることで、セパレータ積層面の外縁からの放熱を抑制し、マニホールドを流通する反応ガスの温度を維持することができる。その結果、反応ガス温度を均一化することができ、また、凝縮水の発生を抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に用いる燃料電池１０の概略を図１に示す。ここでは燃料電池１０として固体高分子型燃料電池を用いる。本実施形態では、燃料電池１０の反応ガスとして、水素含有ガス等の燃料ガスと、空気等の酸化剤ガスを用いる。
【００１０】
固体高分子電解質膜（以下、電解質膜１）を燃料極２および酸化剤極３により狭持した膜電極接合体（以下、ＭＥＡ１５）を、さらに、アノードセパレータ４、カソードセパレータ５で狭持することにより単位セルを構成する。このような単位セルを積層することにより、燃料電池１０の積層体２５を構成する。
【００１１】
アノードセパレータ４の燃料極２に対峙する面には、アノード流路６を構成する。アノード流路６には、後述するアノードガスマニホールド１４により分配された燃料ガス、例えば水素含有ガスを流通させる。また、カソードセパレータ５の酸化剤極３に対峙する面には、カソード流路７を構成する。カソード流路７には、後述するカソードガスマニホールド１２により分配された酸化剤ガスを流通させる。ここで、アノードガスマニホールド１４と、カソードガスマニホールド１２は、燃料電池１０の積層体２５を積層方向に貫通し、外部より供給された燃料ガスまたは酸化剤ガスを各セルに分配する。本実施形態では、アノードガスマニホールド１４、カソードマニホールド１２として積層面を貫通する内部マニホールドを用いる。
【００１２】
このようにアノード流路６、カソード流路７に供給された燃料ガス、酸化剤ガスは、それぞれ燃料極２、酸化剤極３において以下のような発電反応を生じる。
【００１３】
【化式】
燃料極  ：  Ｈ２  →  ２Ｈ＋  ＋  ２ｅ−  ・・・  （１）
酸化剤極：（１／２）Ｏ２  ＋  ２Ｈ＋  ＋  ２ｅ−  →  Ｈ２Ｏ  ・・・（２）
この反応に伴ってプロトンが電解質膜１内を移動するが、このときプロトンは水和状態で移動を行うので、電解質膜１が湿潤している必要がある。また、発電に伴って熱を生じるので、燃料電池１０を適温に維持するためにはこの熱を除去する必要がある。
【００１４】
そこで、カソードセパレータ５の酸化剤極３に対峙する面と反対側の面に、冷却水流路８を構成する。冷却水流路８は、水のみを透過する水透過板９を介してアノードセパレータ４に対峙する。冷却水流路８を流れる冷却水の一部は、水透過板９、アノードセパレータ４、燃料極２、酸化剤極３を介して電解質膜１を湿潤する。また、燃料ガスおよび酸化剤ガスに蒸発する際に潜熱を吸収することで、燃料電池１０の冷却を行う。また、冷却水流路８を流れる冷却水は、顕熱により燃料電池１０の冷却を行う。ここでは、後述する冷却水マニホールド１３を介して外部から各セルの冷却水流路８に冷却水を供給する。
【００１５】
また、燃料極２および酸化剤極３の外周に沿って、燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却水の漏れを防ぐためのガスケット２０を配置する。ガスケット２０は各セパレータ４、５と電解質膜１とに狭持され、ここでは、セパレータ４、５の外縁部１１に沿って形成される。燃料極２および酸化剤極３に水分を含んだ燃料ガスまたは酸化剤ガスが拡散することにより発電反応が生じるが、ガスケット２０により各電極２、３の外周を囲むことにより、これらの反応ガスが外部に漏れるのを防ぐことができる。
【００１６】
次に、本実施形態で用いるカソードセパレータ５の概略を図２に示す。図２（ａ）にはカソード流路７の、図２（ｂ）には冷却水流路８の概略を示す。
【００１７】
カソードセパレータ５には各マニホールドを形成する。つまり、供給側カソードガスマニホールド１２ａ、排出側カソードガスマニホールド１２ｂ、供給側アノ−ドガスマニホールド１４ａ、排出側アノードガスマニホールド１４ｂ、供給側冷却水マニホールド１３ａ、排出側冷却水マニホールド１３ｂを備える。ここでは、各マニホールド１２、１３、１４を発電面の外周側、ここではカソードセパレータ５の積層面の外縁部１１近傍に配置する。また、各マニホールド１２、１３、１４の供給側（ａ）と排出側（ｂ）は、セル面の略対角線上に配置する。
【００１８】
カソードセパレータ５の酸化剤極３に対峙する面（図２（ａ））には、カソード流路７を構成する。カソード流路７は、供給側カソードガスマニホールド１２ａから供給された酸化剤ガスをカソードセパレータ５のセル面に沿って流通させる流路である。ここでは、複数の流路を平行に形成する。また、発電面を覆うようにセル面上を蛇行して形成する。図２（ａ）においては、カソード流路７を上下方向に蛇行して形成する。カソード流路７を流通した酸化剤ガスは、排出側カソードガスマニホールド１２ｂを介して各セルから回収される。
【００１９】
一方、カソードセパレータ５の酸化剤極３に対峙する面と反対の面（図２（ｂ））には、冷却水流路８を構成する。冷却水流路８は、供給側冷却水マニホールド１３ａから供給された冷却水をカソードセパレータ５のセル面に沿って流通させる流路である。また、複数の流路を平行して構成する。さらに、発電面を覆うようにセル面上を蛇行して形成する。ここでは、カソード流路７と同方向に蛇行して形成する。図２（ｂ）においては上下方向に蛇行して形成する。冷却水流路８を流通した冷却水は、排出側冷却水マニホールド１３ｂを介して各セルから回収される。
【００２０】
本実施形態では図２に示すように、ガスマニホールド１２の近傍に、セル面に沿って形成した冷却水流路８を構成する。ここでは、冷却水流路８の上流側半分の一部と供給側カソードガスマニホールド１２ａとを近接して構成する。また、冷却水流路８の下流側半分の一部と排出側カソードガスマニホールド１２ｂとを近接して構成する。ここでは、各カソードガスマニホールド１２近傍に、冷却水流路８の折り返し部を配置した。
【００２１】
次に、カソードガスマニホールド１２近傍のカソードセパレータ５の構成を説明する。図３に、カソードセパレータ５の酸化剤極３に対峙する面と反対側の面の、カソードガスマニホールド１２近傍の構成を示す。
【００２２】
カソードガスマニホールド１２の近傍に、冷却水流路８を設ける。ここでは、カソードガスマニホールド１２の近傍に冷却水流路８の折り返し部を設ける。このとき、冷却水流路８のうち少なくとも一つの流路をカソードガスマニホールド１２近傍の分岐点１７で分岐させる。ここでは、最も外縁部１１側を流れる最外冷却水流路８ａをカソードガスマニホールド１２近傍で分岐させる。また分岐点１７を、カソードガスマニホールド１２の外周のうち外縁部１１に略沿って構成される部分の端部近傍に構成する。分岐させた最外冷却水流路８ａを、少なくともその一部がカソードガスマニホールド１２とカソードセパレータ５の外縁部１１との間を通るように構成する。特に、最外冷却水流路８ａの一部を、カソードガスマニホールド１２の周囲に沿うように構成する。その後、合流点１６において、最外冷却水流路８ａを再びその他の冷却水流路８に平行して構成する。
【００２３】
本実施形態では、冷却水流路８を構成する溝の幅３ｍｍ、深さ０．５ｍｍ設定に対して、この循環する最外冷却水流路８ａを構成する溝を、幅０．２ｍｍ、深さ０．２ｍｍとする。最外冷却水流路８ａを構成する溝の幅、深さは運転条件やカソードセパレータ５の材質により適宜設定することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、冷却水がカソードガスマニホールド１２を流れる酸化剤ガス中に漏れないように、カソードガスマニホールド１２の周囲をガスケット２１で囲む。そして、そのさらに外縁部１１側に最外冷却水流路８ａを配置する。
【００２５】
このように構成することで、供給側カソードガスマニホールド１２ａを流れる酸化剤ガスは、セル面を流れる冷却水流路８の上流側半分の一部から分岐する最外冷却水流路８ａを流れる冷却水により温度調整される。特に、酸化剤ガスの外縁部１１を介した放熱を抑制することができるので、各セルに分配する反応ガスの温度を均一化することができる。また、排出側カソードガスマニホールド１２ｂを流れる酸化剤ガスは、セル面を流れる冷却水流路８の下流側半分の一部から分岐する最外冷却水流路８ａを流れる冷却水により温度調整される。これにより、酸化剤ガスの外縁部１１を介した放熱を抑制することができる。このとき、温度調整に用いられる冷却水は、発電面の冷却を行ったために昇温しているので、酸化剤ガスを高温に維持することができ、凝縮水の発生を抑制することができる。
【００２６】
図７に、本実施形態における燃料電池１０内のカソードガスマニホールド１２とセル内のカソード流路７の上流から下流に向かう温度分布を示す。測定は１００セルのスタックを組み、カソードガスマニホールド１２およびセル内に複数点の熱電対を設置して測定した。
【００２７】
グラフＡは従来の構成のスタックで測定した場合の温度分布である。設定温度でスタック内に導入されたガスは、供給側カソードガスマニホールド内をスタックの積層方向に向かって流れるに従って温度が低下する傾向が見られる。また、複数の積層されたセル内に入ると、各セルに冷媒が流れて発電による発熱により温度が上昇する傾向が見られる。各セルから出口側カソードガスマニホールドに抜けてスタック外部へ向けて流れるに従い、再びガス温度が低下する傾向が見られる。
【００２８】
グラフＢは本実施形態の保温手段を用いた場合の温度分布である。グラフＡに比べて、グラフＢでは供給側カソードガスマニホールド１２ａおよび排出側カソードガスマニホールド１２ｂ通過の際の温度低下が小さい。そのため、燃料電池１０内に供給する酸化剤ガスの温度を均一化することができる。また、温度低下を抑制することで酸化剤ガスを比較的高温に維持することができるので、カソードガスマニホールド１２における凝縮水の発生を抑制することができる。
【００２９】
なお、アノードガスマニホールド１３と外縁部１１との間に温度調整手段をもうけてもよい。このとき、温度調整部手段をカソードセパレータ５に構成する場合には、アノードガスマニホールド１３と外縁部１１との間に最外冷却水流路８ａを用いることで、燃料ガスの温度を均一化することができる。
【００３０】
次に本実施形態における効果を説明する。
【００３１】
電解質膜１を燃料極２と酸化剤極３で狭持し、反応ガスを用いて発電反応を生じるＭＥＡ１５と、ＭＥＡ１５を狭持し、アノード流路６またはカソード流路７を備えたセパレータ４、５と、を交互に積層することにより構成した積層体２５を備える。また、反応ガスをセパレータ５（４）に分配し、積層体２５を積層方向に貫通するガスマニホールド１２（１４）を備える。さらに、セパレータ５（４）の積層面の外縁と、ガスマニホールド１２（１４）、の間に温度調整手段（最外冷却水流路８ａ）と、を備える。このように構成することで、ガスマニホールド１２（１４）を流通する反応ガス、ここでは酸化剤ガスからの外縁部１１を介した放熱を抑制することができる。これにより、酸化剤ガスの温度を均一化することができるとともに、酸化剤ガスの温度を比較的高温に維持することができるので、凝縮水の発生を抑制することができる。
【００３２】
反応ガスとして、酸化剤極３に供給する酸化剤ガスを用いる。ここで、式（２）に示すように、酸化剤極３では発電に伴って水が生成されるので、酸化剤ガス中には多くの水蒸気が含まれている可能性がある。そこで、酸化剤ガスがカソードガスマニホールド１２を流通する際の放熱を抑制することで、酸化剤ガスの温度を均一化するとともに、凝縮水の発生を抑制することができる。
【００３３】
またＭＥＡ１５における発電反応に伴って生じる熱を除去するための冷却水を循環させる冷却流路（冷却水マニホールド１３、冷却水流路８）を備え、温度調整手段として冷却水を用いる。これにより、温度調整手段として新たな装置を用いることなく、従来から用いている冷却水により温度調整を行うことができる。
【００３４】
冷却流路として、酸化剤極３に隣接するカソードセパレータ５の、ＭＥＡ１５に対峙する面と反対側の積層面に、ＭＥＡ１５における発電反応に伴って生じる熱を除去するための冷却水を循環させる冷却水流路８を備える。これにより、温度調整手段として、冷却水流路８の一部（最外冷却水流路８ａ）を用いることができ、燃料電池１０を冷却するために循環する冷却水の一部を用いて温度調整を行うことができる。
【００３５】
さらに、温度調整手段として用いる冷却水流路８の一部を、セル面内の冷却水流路８の主流から分岐する最外冷却水流路８ａにより構成し、最外冷却水流路８ａの分岐点１７を、セパレータ５の積層面に形成した冷却水流路８全体の下流半分以下に配置する。反応ガスは、特に出口側で高温となり含有水量が大きくなっている場合が多い。このような場合に反応ガス温度が低下すると凝縮水が生成されやすいが、比較的高温の下流側の冷却水を用いて放熱を妨げることで、この凝縮を抑制することができる。
【００３６】
なお、ここでは冷媒として冷却水を用いているが、電解質膜１の湿潤に持ち内場合等には冷却水以外の冷媒を用いることもできる。
【００３７】
次に、第２の実施形態について説明する。ここで用いる燃料電池１０の概略を第１の実施形態と同様とする。ただし、カソードセパレータ５のカソードガスマニホールド１２近傍の構成を図４に示す。
【００３８】
ここでは、第１の実施形態と同様に、最外冷却水流路８ａの一部をカソードガスマニホールド１２とカソードセパレータ５の外縁部１１との間に配置する。ただし、最外冷却水流路８ａは、分岐点１７より下流側では他の冷却水流路８と平行に構成せずに流路終点１９において行き止まりとする。ここではこの流路終点１９をカソードガスマニホールド１２近傍に構成する。
【００３９】
また、分岐点１７を、カソードガスマニホールド１２が外縁部１１に略沿って構成される端部近傍に構成する。さらに、流路終点１９を、カソードガスマニホールド１２が外縁部１１に略沿って構成される反対側の端部近傍に構成する。これにより、最外冷却水流路８ａを、カソードガスマニホールド１２が外縁部１１に略沿って構成される部分全体に略沿って形成することができる。
【００４０】
本実施形態では、温度調整手段としての最外冷却水流路８を、カソードガスマニホールド１２と外縁部１１との間に配置する。このとき、最外冷却流路８ａの一端を行き止まりとする。このように構成した場合にも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
次に、第３の実施形態について説明する。ここで用いる燃料電池１０の概略を第１の実施形態と同様とする。ただし、カソードセパレータ５のカソードガスマニホールド１２近傍の構成を図５に示す。
【００４２】
ここでは、第２の実施形態で用いた最外冷却水流路８ａにおいて、流路終点１９を折り返し点１８とする。冷却水流路８から分岐点１７において分岐した最外冷却水流路８ａを、カソードガスマニホールド１２と外縁部１１との間に配置する。カソードガスマニホールド１２と外縁部１１との間の終点（折り返し点１８）に達したところで折り返して、再び分岐点１７に向かって構成する。分岐点１７（合流点１６）からは、再び他の冷却水流路８に沿って流れる。ここで、折り返し点１８を、カソードガスマニホールド１２が外縁部１１に略沿って構成される端部近傍に構成する。これにより、最外冷却水流路８ａは、分岐点１７から折り返し点１８の間で、カソードガスマニホールド１２が外縁部１１に略沿って構成される部分を往復するように構成される。
【００４３】
このように構成することで、第１の実施形態と同様の構成とすることができる。ここでは、カソードマニホールド１２と外縁部１１の間に沿って、最外冷却水流路８ａが往復するように構成することで、少ない冷却水で効率的に放熱を抑制することができる。
【００４４】
次に、第４の実施形態について説明する。ここで用いる燃料電池１０の概略を第１の実施形態と同様とする。ただし、カソードセパレータ５のカソードガスマニホールド１２近傍の構成を図６に示す。
【００４５】
ここでは、カソードガスマニホールド１２の周囲に沿って冷却水溝２２を構成する。冷却水溝２２は、カソードセパレータ５のセル面に溝を形成することにより構成する。冷却水溝２２は、カソードガスマニホールド１２の外周に略沿って構成する。特に、カソードガスマニホールド１２と外縁部１１との間に沿って構成する。例えば、カソードガスマニホールド１２の断面を四角形状に構成し、その一辺の近傍に冷却水流路８の折り返し部を形成した場合、その他の三辺に沿って溝を形成して冷却水溝２２とする。ここでは、カソードガスマニホールド１２の四角形状の三辺に沿って冷却水溝２２を構成したが、外縁部１１に対峙した二辺に沿って構成してもよい。
【００４６】
冷却水溝２２の一端には冷却水導入孔２３を構成する。また、冷却水溝２２の他端には冷却水排出孔２４を構成する。冷却水導入孔２３と冷却水排出孔２４はセル積層方向に燃料電池１０を貫通する孔とする。冷却水導入孔２３には、燃料電池１０内を循環して排出された冷却水の一部を導入する。これにより、高温の冷却水を酸化剤ガスの温度調整に用いることができる。もしくは、燃料電池１０内と同時に冷却水を循環させてもよい。冷却水導入孔２３を通過して導入された冷却水は、各カソードセパレータ５の冷却水溝２２に沿って流れ、冷却水排出孔２４を通って排出される。
【００４７】
なお、冷却水溝２２は、カソードガスマニホールド１２と外縁部１１との間に形成されたものであればよい。例えば、冷却水溝２２を溝ではなく、積層方向に貫通する孔により構成することもできる。また、冷却水溝２２はカソードセパレータ５に構成した冷却水流路８とは関係なく構成することができる。よって、アノードセパレータ４に構成したカソードガスマニホールド１２近傍に冷却水溝２２を構成することもできる。
【００４８】
次に、本実施形態の効果を説明する。ここでは、第１の実施形態に加えて以下のような効果を得ることができる。
【００４９】
積層体２５を積層方向に貫通する冷却水導入孔２３と、セパレータ積層面の、カソードガスマニホールド１２とカソードセパレータ５の積層面の外縁との間に形成された冷却水導入孔２３と連通する溝である冷却水溝２２と、冷却水溝２２に連通し、積層体２５を積層方向に貫通する冷却水排出孔２４と、を備える。冷却水導入孔２４に冷却水の一部を供給し、冷却水溝２２を介して冷却水排出孔２４から回収する。このように構成することで、冷却水を酸化剤ガスの温度調整に用いることができる。このとき、冷却水溝２２を冷却水流路８の形状に関係なく構成することができるので、平面構成を設定するのに選択の範囲を広げることができる。
【００５０】
冷却水として、冷却水流路８の少なくとも一部を流通した冷却水を用いることで、燃料電池１０の冷却により温度が上昇した冷却水を用いることができる。これにより、酸化剤ガスの温度調整を、余分なエネルギを用いずに行うことができる。
【００５１】
なお、燃料ガスの温度を維持するために、アノードガスマニホールド１４の近傍に温度調整手段を構成してもよい。
【００５２】
このように、本発明は、上記実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲以内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に用いる燃料電池の概略を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に用いるカソードセパレータの概略を示す図である。
【図３】第１の実施形態に用いるカソードガスマニホールド近傍の概略図である。
【図４】第２の実施形態に用いるカソードガスマニホールド近傍の概略図である。
【図５】第３の実施形態に用いるカソードガスマニホールド近傍に概略図である。
【図６】第４の実施形態に用いるカソードガスマニホールド近傍の概略図である。
【図７】第１の実施形態における酸化剤ガスの温度変化を示す図である。
【符号の説明】
１    電解質膜
２    燃料極（アノード側電極）
３    酸化剤極（カソード側電極）
５    カソードセパレータ（セパレータ）
７    カソード流路（反応ガスの流路）
８    冷却水流路（冷却流路）
８ａ  最外冷却水流路（温度調整手段）
１０  燃料電池
１１  外縁部
１２  カソードガスマニホールド（マニホールド）
１５  膜電極接合体（ＭＥＡ）
１７  分岐点
２２  冷却水溝（冷媒溝、温度調整手段）
２３  冷却水導入孔（冷媒導入孔）
２４  冷却水排出孔（冷媒排出孔）
２５  積層体
【図１】
2004152574.tif 000003
【図２】
2004152574.tif 000004
【図３】
2004152574.tif 000005
【図４】
2004152574.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004152574.tif 000008
【図７】
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