(57)【要約】【課題】セパレータの面内に沿って反応ガス等の流体を円滑且つ均一に供給することができ、小型且つ簡単な構成で、良好な発電性能を得ることを可能にする。【解決手段】発電セル１２は、電解質膜・電極構造体１４と、第１及び第２金属セパレータ１６、１８とを備える。第１金属セパレータ１６の面１６ａには、カソード側電極２８に向かって突出する複数のエンボス部４２が設けられる。第１金属セパレータ１６の面１６ａの中央部分には、エンボス部４２よりも大径なエンボス部４２ａが複数設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側にそれぞれ電極を設けた電解質・電極構造体と、金属セパレータとを交互に積層するとともに、積層方向に貫通して少なくとも反応ガス連通孔が形成される燃料電池であって、
前記金属セパレータの一方の面には、該電極に向かって突出する複数の第１突起部が設けられ、前記第１突起部間に前記一方の面に沿って一方の流体流路が形成されるとともに、
前記金属セパレータの他方の面には、前記第１突起部とは反対側に突出する複数の第２突起部が設けられ、前記第２突起部間に前記他方の面に沿って他方の流体流路が形成され、
前記金属セパレータの面内中央部分の前記第１突起部は、他の部分の前記第１突起部よりも大きな寸法に設定され、且つ前記金属セパレータの面内中央部分の前記第２突起部は、他の部分の前記第２突起部よりも大きな寸法に設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記第１及び第２突起部は、平面視で円形状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１又は２記載の燃料電池において、前記反応ガス連通孔は、前記金属セパレータの対辺に且つ点対称位置に設けられる反応ガス供給連通孔と反応ガス排出連通孔とを備え、
前記反応ガス供給連通孔は、燃料ガス供給連通孔及び酸化剤ガス供給連通孔を有するとともに、
前記反応ガス排出連通孔は、燃料ガス排出連通孔及び酸化剤ガス排出連通孔を有し、
前記燃料ガス供給連通孔と前記酸化剤ガス排出連通孔とは、同一の辺に設けられる一方、
前記酸化剤ガス供給連通孔と前記燃料ガス排出連通孔とは、同一の辺に設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料電池において、積層方向に貫通して冷却媒体連通孔が形成されるとともに、
前記冷却媒体連通孔は、前記金属セパレータの前記反応ガス供給連通孔及び前記反応ガス排出連通孔が設けられる辺に直交する対辺に設けられる冷却媒体供給連通孔と冷却媒体排出連通孔とを備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記流体流路は、燃料ガスを供給する燃料ガス流路、酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路又は冷却媒体を供給する冷却媒体流路のいずれかを備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記電極の反応面は略正方形に設定さ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、電解質の両側にそれぞれ電極を設けた電解質・電極構造体と、金属セパレータとを交互に積層するとともに、積層方向に貫通して少なくとも反応ガス連通孔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電解質膜（電解質）を採用している。この燃料電池は、電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒と多孔質カーボンからなるアノード側電極及びカソード側電極を対設して構成される電解質膜・電極構造体を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持することにより構成される発電セルを備えている。通常、この発電セルを所定数だけ積層した燃料電池スタックが使用されている。
【０００３】
この種の燃料電池において、アノード側電極に供給された燃料ガス（反応ガス）、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）は、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。なお、カソード側電極には、酸化剤ガス（反応ガス）、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されているために、このカソード側電極において、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。
【０００４】
上記の燃料電池では、各セパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード側電極に対向して酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。また、セパレータ間には、必要に応じて冷却媒体を流すための冷却媒体流路が前記セパレータの面方向に沿って設けられている。
【０００５】
燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路（以下、単に反応ガス流路ともいう）並びに冷却媒体流路は、一般的にセパレータの積層方向に貫通する流路入口から流路出口に向かって前記セパレータの面内に設けられる複数の流路溝を備えるとともに、この流路溝は、直線溝や折り返し溝で構成されている。
【０００６】
ところが、複数の流路溝に対して開口の小さな流路入口や流路出口が設けられる場合、前記流路溝に沿って燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体等の流体をセパレータ面内に均一に流すために、前記流路入口や前記流路出口の周囲にバッファ部が必要になっている。さらに、複数の平行な流路溝では、特定の流路溝に生成水が滞留し易くなり、この生成水の排出効率が低下するおそれがある。
【０００７】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池用セパレータが知られている。この特許文献１では、図１１に示すように、セパレータ板１は、エンボス加工乃至ディンプル加工が容易な金属材料で構成されており、その表裏両面には、数ｍｍ間隔で多数の突起２、３がエンボス加工乃至ディンプル加工により形成されている。
【０００８】
セパレータ板１の両側縁部には、例えば、燃料ガス入口４ａ及び燃料ガス出口４ｂが設けられるとともに、前記セパレータ板１の上下両端縁部には、例えば、酸化剤ガス入口５ａ及び酸化剤ガス出口５ｂが設けられている。
【０００９】
突起２は、セパレータ板１の一方の面１ａ側に突出しており、前記突起２間には、燃料ガス入口４ａと燃料ガス出口４ｂとに連通する燃料ガス流路６が形成されている。突起３は、セパレータ板１の他方の面１ｂ側に突出しており、前記突起３間には、酸化剤ガス入口５ａと酸化剤ガス出口５ｂとに連通する酸化剤ガス流路７が形成されている。
【００１０】
このような構成において、例えば、燃料ガス入口４ａに供給された燃料ガスは、セパレータ板１の一方の面１ａに供給されると、突起２間に連続して形成されている燃料ガス流路６を通って図示しない電極に供給されるとともに、未使用の燃料ガスが燃料ガス出口４ｂに排出される。
【００１１】
一方、酸化剤ガス入口５ａに供給された酸化剤ガスは、セパレータ板１の他方の面１ｂに突起３間に連続して形成されている酸化剤ガス流路７を介し、図示しない電極に供給されるとともに、未使用の酸化剤ガスが酸化剤ガス出口５ｂに排出される。
【００１２】
【特許文献１】特開平８−２２２２３７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、セパレータ板１では、突起２、３がそれぞれ異なる面１ａ、１ｂ側に突出して形成されるとともに、それぞれ独立した前記突起２、３により燃料ガス流路６及び酸化剤ガス流路７が形成されている。このため、面１ａ、１ｂ内で燃料ガス及び酸化剤ガスが均一に流れず、燃料ガス流路６及び酸化剤ガス流路７内に燃料ガスや酸化剤ガスが十分に供給されない領域が発生し易い。
【００１４】
具体的には、燃料ガス流路６及び酸化剤ガス流路７では、特に、セパレータ板１の面内中央部付近に燃料ガス及び酸化剤ガスが多く流れ易く、前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスの分配（流速）が前記セパレータ板１の面内でばらついてしまう。これにより、電極面内に燃料ガス及び酸化剤ガスを均一に供給することが困難になって、発電面全面で均一な発電ができないという問題が指摘されている。
【００１５】
一方、セパレータ板１には、同様に冷却媒体流路が突起部間を連通して形成される場合がある。その際、冷却媒体が流れ難い部分が発生すると、発電時の電極の冷却が不十分となり、温度が高くなって湿度の低下による抵抗過電圧が増加するという問題がある。
【００１６】
さらに、発電面内の発電分布にばらつきが発生したり、電解質膜の温度上昇による耐久性の低下が惹起されたりする。この種の性能低下を阻止するために多量の冷却媒体を流そうとすると、システム全体の効率が低下するとともに、圧損が増加するという不具合が惹起されてしまう。
【００１７】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、セパレータの面内に沿って反応ガス等の流体を円滑且つ均一に供給することができ、小型且つ簡単な構成で、良好な発電性能を得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】
【００１８】
本発明に係る燃料電池では、電解質の両側にそれぞれ電極を設けた電解質・電極構造体と、金属セパレータとを交互に積層するとともに、積層方向に貫通して少なくとも反応ガス連通孔が形成されている。金属セパレータの一方の面には、電極に向かって突出する複数の第１突起部が設けられ、前記第１突起部間に前記一方の面に沿って一方の流体流路が形成されるとともに、前記金属セパレータの他方の面には、前記第１突起部とは反対側に突出する複数の第２突起部が設けられ、前記第２突起部間に前記他方の面に沿って他方の流体流路が形成されている。
【００１９】
そして、金属セパレータの面内中央部分の第１突起部は、他の部分の前記第１突起部よりも大きな寸法に設定され、且つ前記金属セパレータの面内中央部分の第２突起部は、他の部分の前記第２突起部よりも大きな寸法に設定されている。ここで、第１及び第２突起部とは、例えば、エンボス乃至ディンプルを含む凸部をいう。
【００２０】
また、第１及び第２突起部は、平面視で円形状に構成されることが好ましい。さらに、反応ガス連通孔は、金属セパレータの対辺且つ点対称位置に設けられる反応ガス供給連通孔と反応ガス排出連通孔とを備え、前記反応ガス供給連通孔は、燃料ガス供給連通孔及び酸化剤ガス供給連通孔を有するとともに、前記反応ガス排出連通孔は、燃料ガス排出連通孔及び酸化剤ガス排出連通孔を有し、前記燃料ガス供給連通孔と前記酸化剤ガス排出連通孔とは、同一の辺に設けられる一方、前記酸化剤ガス供給連通孔と前記燃料ガス排出連通孔とは、同一の辺に設けられることが好ましい。
【００２１】
さらにまた、積層方向に貫通して冷却媒体連通孔が形成されるとともに、前記冷却媒体連通孔は、金属セパレータの反応ガス供給連通孔及び反応ガス排出連通孔が設けられる辺に直交する対辺に設けられる冷却媒体供給連通孔と冷却媒体排出連通孔とを備えることが好ましい。
【００２２】
また、流体流路は、燃料ガスを供給する燃料ガス流路、酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路又は冷却媒体を供給する冷却媒体流路のいずれかを備えることが好ましく、さらに電極の反応面は略正方形に設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、金属セパレータの面内中央部分の第１及び第２突起部が他の部分に比べて大きな寸法に設定されるため、前記面内中央部分を流れる反応ガスや冷却媒体等の流体は、抵抗が大きくなって流速が低下し易い。従って、金属セパレータの面内にわたって、流体の流速が均一化され、前記流体の分配性が有効に向上する。これにより、発電面全面に均一な発電が遂行され、小型且つ簡単な構成で、良好且つ効率的な発電性能を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】
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池１０の要部分解斜視図であり、図２は、前記燃料電池１０を構成する発電セル１２の一部断面説明図である。図１に示すように、燃料電池１０は、複数の発電セル１２が矢印Ａ方向に積層されている。
【００２５】
発電セル１２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）１４と、前記電解質膜・電極構造体１４を挟持する第１及び第２金属セパレータ１６、１８とを備える。第１及び第２金属セパレータ１６、１８は、薄板状金属製プレート、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、あるいはめっき処理鋼板等を用い、プレス成形により所望の形状に成形されている。
【００２６】
発電セル１２の矢印Ｂ方向（図１中、水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印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）２０ａと、燃料ガス、例えば、水素含有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）２２ｂとが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２７】
発電セル１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料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）２２ａと、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）２０ｂとが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。酸化剤ガス供給連通孔２０ａと酸化剤ガス排出連通孔２０ｂとは、対辺位置に且つ略対角位置（点対称位置）に設けられる一方、燃料ガス供給連通孔２２ａと燃料ガス排出連通孔２２ｂとは、同様に対辺位置に且つ略対角位置（点対称位置）に設けられる。
【００２８】
発電セル１２の矢印Ｃ方向の一端縁部（下部）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２４ａが設けられる一方、前記発電セル１２の矢印Ｃ方向の他端縁部（上部）には、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔２４ｂが設けられる。冷却媒体供給連通孔２４ａと冷却媒体排出連通孔２４ｂとは、同様に対辺位置に且つ略対角位置（点対称位置）に設けられる。
【００２９】
電解質膜・電極構造体１４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（電解質）２６と、該固体高分子電解質膜２６を挟持するカソード側電極２８及びアノード側電極３０とを備える。カソード側電極２８及びアノード側電極３０は、それぞれの反応面（発電面）が略正方形に設定されている。
【００３０】
カソード側電極２８及びアノード側電極３０は、図２に示すように、カーボンペーパー等からなるガス拡散層３２ａ、３２ｂ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３２ａ、３２ｂの表面に一様に塗布された電極触媒層３４ａ、３４ｂとをそれぞれ有する。電極触媒層３４ａ、３４ｂは、固体高分子電解質膜２６の両面に接合されている。
【００３１】
図１及び図３に示すように、第１金属セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１４に向かう面１６ａには、酸化剤ガス流路（流体流路）３６が設けられるとともに、この酸化剤ガス流路３６は、酸化剤ガス供給連通孔２０ａと酸化剤ガス排出連通孔２０ｂとに連通する。
【００３２】
図１及び図４に示すように、第２金属セパレータ１８の電解質膜・電極構造体１４に向かう面１８ａには、燃料ガス供給連通孔２２ａと燃料ガス排出連通孔２２ｂとを連通する燃料ガス流路（流体流路）３８が形成される。第２金属セパレータ１８の面１８ｂと第１金属セパレータ１６の面１６ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔２４ａと冷却媒体排出連通孔２４ｂとを連通する冷却媒体流路（流体流路）４０が形成される。
【００３３】
第１金属セパレータ１６の面１６ａには、図３に示すように、カソード側電極２８に向かって突出する複数の突起部、例えば、平面視で円形状のエンボス部４２が設けられる。第１金属セパレータ１６の面１６ａの中央部分には、エンボス部４２よりも大径な（寸法の大きな）エンボス部４２ａが複数設けられる。エンボス部４２同士の間隔及びエンボス部４２ａ同士の間隔は、同一の距離ａ１に設定されている。エンボス部４２、４２ａ間には、これらのみによって酸化剤ガス流路３６が形成される。
【００３４】
第１金属セパレータ１６の面１６ｂには、第２金属セパレータ１８に向かって突出する複数の突起部、例えば、平面視で円形状のエンボス部４４が設けられる。エンボス部４４は、エンボス部４２よりも小径に設定されている。第１金属セパレータ１６の面１６ｂの中央部分には、エンボス部４４よりも大径な（寸法の大きな）エンボス部４４ａが複数設けられる。エンボス部４４同士の間隔及びエンボス部４４ａ同士の間隔は、同一の距離ａ２に設定されている。
【００３５】
第１金属セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、この第１金属セパレータ１６の外周端部を周回して、第１シール部材４６が焼き付けや射出成形等により一体化される。第１シール部材４６は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、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を使用する。
【００３６】
図４に示すように、第２金属セパレータ１８の面１８ａには、アノード側電極３０に向かって突出する複数の突起部、例えば、平面視で円形状のエンボス部４８が設けられる。第２金属セパレータ１８の面１８ａの中央部分には、エンボス部４８よりも大径な（寸法の大きな）エンボス部４８ａが複数設けられる。エンボス部４８同士の間隔及びエンボス部４８ａ同士の間隔は、同一の距離ａ１に設定されている。エンボス部４８、４８ａ間には、これらのみによって燃料ガス流路３８が形成される。
【００３７】
第２金属セパレータ１８の面１８ｂには、第１金属セパレータ１６に向かって突出する複数の突起部、例えば、平面視で円形状のエンボス部５０が設けられる。エンボス部５０は、エンボス部４８よりも小径に設定されている。第２金属セパレータ１８の面１８ｂの中央部分には、エンボス部５０よりも大径な（寸法の大きな）エンボス部５０ａが複数設けられる。エンボス部５０同士の間隔及びエンボス部５０ａ同士の間隔は、同一の距離ａ２に設定されている。
【００３８】
第２金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、この第２金属セパレータ１８の外周端部を周回して、第２シール部材５２が焼き付けや射出成形等により一体化される。第２シール部材５２は、第１シール部材４６と同様に構成される。
【００３９】
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。
【００４０】
図１に示すように、燃料電池１０内には、水素含有ガス等の燃料ガスと、酸素含有ガスである空気等の酸化剤ガスと、純水やエチレングリコールやオイル等の冷却媒体とが供給される。このため、燃料電池１０では、矢印Ａ方向に重ね合わされた複数組の発電セル１２に対し、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体が供給される。
【００４１】
矢印Ａ方向に連通している燃料ガス供給連通孔２２ａに供給された燃料ガスは、図１及び図４に示すように、第２金属セパレータ１８の燃料ガス流路３８に導入され、電解質膜・電極構造体１４を構成するアノード側電極３０に沿って移動する。一方、酸化剤ガスは、図１及び図３に示すように、第１金属セパレータ１６に設けられている酸化剤ガス流路３６に導入され、電解質膜・電極構造体１４を構成するカソード側電極２８に沿って移動する。
【００４２】
従って、各電解質膜・電極構造体１４では、アノード側電極３０に供給される燃料ガスと、カソード側電極２８に供給される酸化剤ガスとが、電極触媒層３４ａ、３４ｂ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）。
【００４３】
次いで、アノード側電極３０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔２２ｂに排出される（図４参照）。同様に、カソード側電極２８に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔２０ｂに排出される（図３参照）。
【００４４】
また、冷却媒体供給連通孔２４ａに供給された冷却媒体は、第１及び第２金属セパレータ１６、１８間の冷却媒体流路４０に導入される。この冷却媒体は、鉛直上方向に移動しながら電解質膜・電極構造体１４を冷却した後、冷却媒体排出連通孔２４ｂに排出される（図１参照）。
【００４５】
この場合、本実施形態では、例えば、図３に示すように、第１金属セパレータ１６の面１６ａに設けられている酸化剤ガス流路３６が、複数のエンボス部４２により形成されるとともに、前記面１６ａの中央部分には前記エンボス部４２よりも大径なエンボス部４２ａが複数設けられている。このため、酸化剤ガス供給連通孔２０ａから酸化剤ガス流路３６に供給される酸化剤ガスは、カソード側電極２８の反応面（発電面）全面にわたって均一に流れた後、酸化剤ガス排出連通孔２０ｂに排出される。
【００４６】
具体的には、第１金属セパレータ１６の面１６ａに同一直径の複数のエンボス部４２のみを用いて酸化剤ガス流路３６を形成した場合、すなわち、大径なエンボス部４２ａを設けない場合、図５に示すように、各断面α−αでは、酸化剤ガスの流速が大きく変動してしまった。この断面α―αは、図３に示すα１−α２、α３−α４及びα５−α６に沿った断面位置を示している。
【００４７】
これにより、全て同一寸法のエンボス部４２のみを用いて酸化剤ガス流路３６が形成されると、面１６ａの中央部分近傍に酸化剤ガスが多く流れるため、各断面α−αで流速（分配）のばらつきが発生した。
【００４８】
これに対して、面１６ａの中央部分に他のエンボス部４２よりも大径なエンボス部４２ａを設けた場合、すなわち、本実施形態の場合、図６に示すように、断面α−αに沿った酸化剤ガスの流速が略均一なものとなった。面１６ａの中央部分に設けられた大径なエンボス部４２ａにより酸化剤ガスの流速が低下し、前記面１６ａの面内にわたって前記酸化剤ガスの流速が均一化されたからである。
【００４９】
このため、本実施形態では、カソード側電極２８の発電面全面にわたって酸化剤ガスの分配性が有効に向上し、均一な発電が遂行されるとともに、小型且つ簡単な構成で、良好且つ効率的な発電性能を得ることが可能になるという効果が得られた。
【００５０】
同様に、面１８ａの面に同一直径のエンボス部４８のみを用いて燃料ガス流路３８を形成した場合、すなわち、大径なエンボス部４８ａを設けない場合、図７に示すように、断面α−αに沿って燃料ガスの流速にばらつきが発生した。
【００５１】
これに対して、図４に示すように、第２金属セパレータ１８の面１８ａの中央部分に、他のエンボス部４８よりも大径なエンボス部４８ａを設けた場合、すなわち、本実施形態では、図８に示すように、断面α−αに沿った燃料ガスの流速が均一化された。
【００５２】
さらにまた、第１及び第２金属セパレータ１６、１８間にそれぞれエンボス部４４、５０のみにより冷却媒体流路４０を形成した場合、すなわち、大径なエンボス部４４ａ、５０ａを設けない場合、図３のβ１−β２、β３−β４及びβ５−β６に沿った断面β−βでは、冷却媒体の流速が大きく変化した（図９参照）。
【００５３】
これに対して、大径なエンボス部４４ａ、５０ａを設けた本実施形態では、図１０に示すように、中央部分の流速が有効に抑えられ、全体として均一な冷却媒体の流速が得られた。これにより、電解質膜・電極構造体１４全面に沿って均一且つ良好な冷却が行われ、発電性能の向上を図ることができるという効果が得られる。
【００５４】
さらにまた、図３に示すように、エンボス部４２同士の間隔及びエンボス部４２ａ同士の間隔は、同一の距離ａ１に設定されており、エンボス成形用金型の製作やプレス成形性を容易にすることができるという利点がある。
【００５５】
また、本実施形態では、エンボス部４２、４２ａ、４４、４４ａ、４８、４８ａ、５０及び５０ａが、平面視で円形状に構成されている。このため、酸化剤ガス、冷却媒体及び燃料ガスを円滑に整流して流すことが可能になる。
【００５６】
さらに、酸化剤ガス供給連通孔２０ａと酸化剤ガス排出連通孔２０ｂとは、対辺位置に且つ略対角位置（点対称位置）に設けられている。従って、酸化剤ガス流路３６は屈曲部がなく、略直線状に構成され、酸化剤ガスを円滑に流すことができる。
【００５７】
同様に、燃料ガス供給連通孔２２ａと燃料ガス排出連通孔２２ｂとは、対辺位置に且つ略対角位置に設けられるとともに、冷却媒体供給連通孔２４ａと冷却媒体排出連通孔２４ｂとは、対辺位置に且つ略対角位置に設けられる。これにより、燃料ガス及び冷却媒体は、屈曲部がなく直線状に且つ円滑に流動することが可能になる。
【００５８】
さらにまた、カソード側電極２８及びアノード側電極３０は、それぞれの反応面（発電面）が略正方形に設定されている。このため、反応面は、外周長さに対して反応面積を最も大きく取ることができ、発電効率の向上が容易に図られる。
【００５９】
なお、本実施形態では、第１及び第２金属セパレータ１６、１８に突起部としてエンボス加工されたエンボス部４２、４２ａ、４４、４４ａ、４８、４８ａ、５０及び５０ａを設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ディンプル加工されたディンプル部（図示せず）を用いてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、第１及び第２金属セパレータ１６、１８間に冷却媒体流路４０を設ける構成を採用しているが、これに限定されるものではなく、前記冷却媒体流路４０を所定数の発電セル１２毎に間欠的に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視図である。
【図２】前記燃料電池を構成する発電セルの一部断面説明図である。
【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】同一寸法のエンボス部のみが設けられた場合の酸化剤ガスの流速説明図である。
【図６】本実施形態の酸化剤ガスの流速の説明図である。
【図７】同一寸法のエンボス部のみが設けられた場合の燃料ガスの流速の説明図である。
【図８】本実施形態の燃料ガスの流速の説明図である。
【図９】同一寸法のエンボス部のみが設けられた際の冷却媒体の流速の説明図である。
【図１０】本実施形態の冷却媒体の流速の説明図である。
【図１１】特許文献１に係るセパレータ板の正面説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…燃料電池                  １２…発電セル
１４…電解質膜・電極構造体      １６、１８…金属セパレータ
２０ａ…酸化剤ガス供給連通孔    ２０ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
２２ａ…燃料ガス供給連通孔      ２２ｂ…燃料ガス排出連通孔
２４ａ…冷却媒体供給連通孔      ２４ｂ…冷却媒体排出連通孔
２６…固体高分子電解質膜        ２８…カソード側電極
３０…アノード側電極            ３６…酸化剤ガス流路
３８…燃料ガス流路              ４０…冷却媒体流路
４２、４２ａ、４４、４４ａ、４８、４８ａ、５０、５０ａ…エンボス部
【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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