(57)【要約】【課題】  積層される発電体間に所要の電路を形成し、燃料電池が発生する起電力を低下させることなく燃料電池のサイズを小型化する。【解決手段】  発電セル１を組み上げた際に、発電体２０の燃料極側のガス拡散層２６に導電層３３が接触し、導電層１６が接触する。発電体２０の酸素極側のガス拡散層２４に導電層１７が接触し、導電層１７が貫通導電部１９、導電層１３、貫通導電部２１、導電層１５導電層３２、貫通導電部３５、及び導電層３４を介して発電体４０の酸素極側のガス拡散層４４を接続される。さらに、発電体４０の酸素極側のガス拡散層４６が導電層５５に接し、導電層５５、貫通導電部５８、及び導電層５７を介して外部と接続される。これにより、発電体２０，４０が直列に接続され、発電セル１を重ねて配置することによって燃料電池内部が直列に接続される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平板状とされ絶縁性のセパレータ本体と、
前記セパレータ本体の一方の面に形成され、発電体に接する面内導電部と、
前記面内導電部に接続され前記セパレータ本体を貫通して形成される第１の貫通導電部と、
前記一方の面の前記面内導電部が形成されていない領域に一端が接続され前記セパレータ本体の他方の面まで延在される第２の貫通導電部とを有すること
を特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記一方の面の前記面内導電部が形成されていない領域に一端が接続され前記他方の面まで延在される第３の貫通導電部を有し、当該第３の貫通導電部は前記第１の貫通導電部と前記他方の面内で接続されていること
を特徴とする請求項１記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
前記セパレータ本体は前記一方の面の周縁に突出する突縁部を有し、前記第２の貫通導電部及び前記第３の貫通導電部は前記突縁部を貫通するように形成されていること
を特徴とする請求項２記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
前記第２の貫通導電部及び前記第３の貫通導電部は、前記突縁部の上面に形成され互いに離間される第１の周辺導電部及び第２の周辺導電部にそれぞれ接続されていること
を特徴とする請求項３記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
前記第１の周辺導電部及び前記第２の周辺導電部は略等しい厚みであること
を特徴とする請求項４記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
前記突縁部は前記一方の面の周縁に沿って延在され、当該燃料電池用セパレータと前記発電体とを重ねて配置する際に前記突縁部によって囲まれる内側の空間に前記発電体が収納されること
を特徴とする請求項３記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
前記第２の貫通導電部は、前記他方の面に形成される第１の面状導電部と接続されていること
を特徴とする請求項３記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
前記第１の貫通導電部及び前記第３の貫通導電部は、前記他方の面に形成され前記第１の面状導電部と離間される第２の面状導電部を介して接続されていること
を特徴とする請求項７記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項９】
前記第１の面状導電部及び前記第２の面状導電部は略等しい厚みであること
を特徴とする請求項８記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１０】
前記セパレータ本体の内部に当該セパレータ本体の延在方向に沿って延在される内部導電層を有すること
を特徴とする請求項１記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１１】
前記セパレータ本体は複数の絶縁層を積層して形成され、前記内部導電層は当該複数の絶縁層のうち所要の絶縁層に形成されていること
を特徴とする請求項１０記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１２】
前記セパレータ本体は、前記発電体の酸素極側に酸素を供給する酸素供給路を有すること
を特徴とする請求項１記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１３】
前記酸素供給路は、当該燃料電池用セパレータに重ねて配置される他の燃料電池用セパレータの酸素供給路と共用されること
を特徴とする請求項１２記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１４】
略平板状とされ絶縁性のセパレータ本体と、
前記セパレータ本体の一方の面に形成され、発電体に接する第１の面内導電部と、
前記一方の面の前記第１の面内導電部が形成されない領域に形成され、前記発電体の裏面に配置される他の燃料電池用セパレータの導電部と接する第２の面内導電部と
前記第２の面内導電部に接続され前記セパレータ本体を貫通して当該セパレータ本体の他方の面まで延在される貫通導電部とを有すること
を特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項１５】
前記第２の面内導電部は、前記セパレータ本体の他方の面に形成される第３の面内導電部と接続されていること
を特徴とする請求項１４記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１６】
前記セパレータ本体は、前記発電体に燃料を供給する燃料供給路を有すること
を特徴とする請求項１４記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項１７】
略平板状とされ絶縁性のセパレータ本体と、前記セパレータ本体の一方の面に形成され当該一方の面に配置される第１の発電体と接する第１の面内導電部と、前記一方の面の前記第１の面内導電部が形成されていない領域に形成される第２の面内導電部と、前記セパレータ本体の他方の面に形成され当該他方の面に配置される第２の発電体と接する第３の面内導電部と、前記セパレータ本体を貫通して形成され前記第２の面内導電部と前記第３の面内導電部とを接続する貫通導電部とを有する燃料電池用セパレータと、
前記第１の発電体の裏面と前記第２の面内導電部とを接続する電路とを有すること
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、スタック型の燃料電池の起電力を低下させることなく当該燃料電池を小型化することができる燃料電池用セパレータ及びこれを用いて形成される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素ガスの如き燃料と空気に含まれる酸素の如き酸化剤を電気化学的に反応させることによって発電を行う発電装置である。燃料電池は、発電セル（単位セル）を複数結合させることによって出力される電力量を高めることが可能であり、例えば固体高分子電解質膜の両面に電極を形成してなる膜・電極接合体（Membrane Electrode Assembly：以下、ＭＥＡと称す。）をセパレータで挟みこんで発電セルを形成し、これら発電セルが積層されたスタック構造を有する燃料電池も開発されている。このような燃料電池を構成するセパレータは導電性を有する金属を用いて形成される場合が多く、セパレータは水素ガスやメタノールの如き燃料を発電体に供給し、発電体と直接接触する。また、セパレータをカーボン系材料で形成した場合には、金属で形成されたセパレータに比べて発電反応による劣化を低減することができる。しかしながら、カーボン系材料は金属に比べて導電性が劣ることからスタックの両端に集電体を配置し、当該集電体から電力を取り出すことが多い。
【０００３】
燃料電池は、発電により生成される生成物が水であることから環境を汚染することがない発電装置として近年注目されており、例えば、燃料電池を駆動電源とする自動車も開発されている。さらに、上述の自動車駆動用の駆動電源に止まらず、例えばノート型パソコン、携帯電話及びＰＤＡなどの携帯型電子機器の駆動電源としての燃料電池の開発も活発に行われている。このような燃料電池においては、所要の電力を安定して出力できると共に携帯可能なサイズ及び重量とされることが重要となり、各種技術開発が盛んに行われている。例えば、特許文献１は、携帯型電子機器の駆動電源に好適な形状とされる燃料電池として、２枚の発電体に挟まれるセパレータから当該２枚の発電体に水素ガスの如き燃料を供給することができるカード型の燃料電池を開示している。
【０００４】
一方、ＭＥＡを配置するセパレータに用いる材料としては、上述した金属材料やカーボン系材料に限定されず、セラミックの如き絶縁性を有する材料が用いられる場合もあり、例えば、特許文献２に開示された燃料電池は、ガラス、プラスチック、シリコン、セラミックの如き絶縁材料で形成された基板により構成されている。この基板には燃料供給路及び燃料排出路が形成されており、これら燃料供給路及び燃料排出路を介してＭＥＡに対する燃料の供給や排出を行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０８６２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、金属を用いて形成されるセパレータは耐腐食性が十分でなく発電反応によって劣化し易い傾向にあることから、燃料電池が長期間安定して発電を行うことは困難である。また、カーボン系材料を用いることによって耐腐食性が高められたセパレータは、金属で形成されるセパレータに比べて機械的強度が十分でなく、燃料電池に加わる衝撃によってセパレータが容易に破損する場合もある。さらに、発電体から電力を取り出すための集電体をセパレータ及び発電体と共に積層して燃料電池を形成した場合には、燃料電池全体のサイズを増大させる問題も生じる。さらにまた、発電体間を直列に接続するだけに限定されず、セパレータや発電体を積層するだけで簡便に発電体間に所要の電路が形成された燃料電池も求められている。
【０００７】
また、上記特許文献１に開示された燃料電池は、発電セル内で２枚の発電体が並列に接続されていることから、発電セルを積層しただけではこれら発電体を直列に接続することが困難である。したがって、このような燃料電池によれば、用途に応じて必要とされる電圧に応じて発電体間に別途配線を設ける必要が生じることから燃料電池の製造工程が煩雑となり、簡便に燃料電池を製造することが困難となる。
【０００８】
よって、本発明は、積層される発電体間に所要の電路を構成することができ、且つ発電体とセパレータとを積層して形成される燃料電池のサイズの増大を抑制することができる燃料電池用セパレータ、及びこれを応用した燃料電池を提供することを目的とする。さらに、本発明は、セパレータや発電体を積層するだけで所要の電路が簡単に形成された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】
【０００９】
本発明にかかる燃料電池用セパレータは、略平板状とされ絶縁性のセパレータ本体と、前記セパレータ本体の一方の面に形成され、発電体に接する面内導電部と、前記面内導電部に接続され前記セパレータ本体を貫通して形成される第１の貫通導電部と、前記一方の面の前記面内導電部が形成されていない領域に一端が接続され前記セパレータ本体の他方の面まで延在される第２の貫通導電部とを有することを特徴とする。本発明にかかる燃料電池用セパレータによれば、発電体と接する面内導電部と接続される第１の貫通導電部と別に第２の貫通導電部が形成されていることから発電体と直接接続されない電路を形成することができ、発電体で発生した起電力をこの電路を介してセパレータ本体の外部に取り出すことができる。
【００１０】
さらに、本発明にかかる燃料電池用セパレータは、前記一方の面の前記面内導電部が形成されていない領域に一端が接続され前記他方の面まで延在される第３の貫通導電部を有し、当該第３の貫通導電部が前記第１の貫通導電部と前記他方の面内で接続されていても良く、第１の貫通導電部から第３の貫通導電部に亘って形成される電路によって発電体から第３の貫通導電部までを電気的に接続することができる。
【００１１】
さらにまた、このような燃料電池用セパレータは、前記セパレータ本体は前記一方の面の周縁に突出する突縁部を有し、前記第２の貫通導電部及び前記第３の貫通導電部は前記突縁部を貫通するように形成されていても良い。前記第２の貫通導電部及び前記第３の貫通導電部が前記突縁部を貫通していることにより、セパレータ本体の一方の面と他方の面とを電気的に接続することができ、セパレータ本体の厚み方向に沿った電路を形成することができる。さらに、前記第２の貫通導電部及び前記第３の貫通導電部は、前記突縁部の上面に形成され互いに離間される第１の周辺導電部及び第２の周辺導電部にそれぞれ接続されていても良い。燃料電池を組み上げる際に、第１の周辺導電部及び第２の周辺導電部が他の燃料電池用セパレータの導電部と接することにより各燃料電池用セパレータが電気的に接続されることとなり、別途複雑な配線等を設けることなく燃料電池全体を電気的に接続することが可能となる。また、このような燃料電池用セパレータにおいて、前記第１の周辺導電部及び前記第２の周辺導電部は略等しい厚みにしておくことにより、燃料電池用セパレータを他の燃料電池用セパレータと接するように配置した際に、これら燃料電池用セパレータ間に殆ど隙間が生じることなく、燃料電池内部の密閉性を高めることができる。
【００１２】
本発明にかかる燃料電池用セパレータにおいては、前記突縁部は前記一方の面の周縁に沿って延在され、当該燃料電池用セパレータと前記発電体とを重ねて配置する際に前記突縁部によって囲まれる内側の空間に前記発電体を収納することができる。前記突縁部によって囲まれる内側の空間に前記発電体を収納することにより、当該燃料電池用セパレータによって燃料電池を組み上げた際に燃料電池の高さ寸法のばらつきを抑制することが可能となる。
【００１３】
また、本発明にかかる燃料電池においては、前記第２の貫通導電部が前記他方の面に形成される第１の面状導電部と接続されていても良い。これにより、当該燃料電池用セパレータの他方の面側に配置される他の燃料電池用セパレータの導電部と第１の面状導電部が接触した際に、これら燃料電池用セパレータ間を接続する電路を形成することが可能となる。このような燃料電池用セパレータにおいては、前記第１の貫通導電部及び前記第３の貫通導電部が、前記他方の面に形成され前記第１の面状導電部と離間される第２の面状導電部を介して接続されていても良く、前記第１の貫通導電部及び前記第３の貫通導電部を接続することができる。また、前記第１の面状導電部及び前記第２の面状導電部は略等しい厚みにしておくことにより、前記他方の面側に配置される他の燃料電池用セパレータと当該燃料電池用セパレータとの間に殆ど隙間が生じることなく、燃料電池全体を安定して組み上げることができ、接続抵抗などの電気的なばらつきを低減することも可能となる。
【００１４】
本発明にかかる燃料電池用セパレータは、前記セパレータ本体の内部に当該セパレータ本体の延在方向に沿って延在される内部導電層を有していても良く、この内部導電層を介して当該燃料電池用セパレータの面内方向に沿った電路を形成することができる。さらに、前記セパレータ本体を複数の絶縁層を積層して形成し、前記内部導電層が当該複数の絶縁層のうち所要の絶縁層に形成されていても良く、内部導電層を形成する絶縁層の位置に応じて燃料電池用セパレータの面内方向に沿って所要の電路を形成することができる。
【００１５】
また、本発明にかかる燃料電池用セパレータにおいては、前記セパレータ本体が前記発電体の酸素極側に酸素を供給する酸素供給路を有していても良く、絶縁性のセパレータ本体によって構成されていても、発電体間を接続する電路と、発電体が発電を行う際に必要な酸素の供給とを合わせて行うことができる。さらに、前記酸素供給路は、当該燃料電池用セパレータに重ねて配置される他の燃料電池用セパレータの酸素供給路と共用されていても良い。酸素供給路を共用することにより、酸素供給路のサイズを大きくすることが可能となり、燃料電池内部の酸素の流量を増大させることができる。よって、燃料電池はより多くの酸素を利用して効率良く発電を行うことができる。
【００１６】
本発明にかかる燃料電池用セパレータは、略平板状とされ絶縁性のセパレータ本体と、前記セパレータ本体の一方の面に形成され、発電体に接する第１の面内導電部と、前記一方の面の前記第１の面内導電部が形成されない領域に形成され、前記発電体の裏面に配置される他の燃料電池用セパレータの導電部と接する第２の面内導電部と、前記第２の面内導電部に接続され前記セパレータ本体を貫通して当該セパレータ本体の他方の面まで延在される貫通導電部とを有することを特徴とする。本発明にかかる燃料電池用セパレータによれば、前記第１の面内導電部から発電体、前記他の燃料電池用セパレータ、前記第２の面内導電部を介して前記他方の面に至る電路を形成することができ、当該発電体と、当該発電体の上側及び下側に配される発電体とを直列に接続することが可能となる。したがって、別途各発電体間を接続する配線を形成することなく、これら発電体間を直列に接続することができる。
【００１７】
さらに、本発明にかかる燃料電池用セパレータにおいては、前記第２の面内導電部は、前記セパレータ本体の他方の面に形成される第３の面内導電部と接続されていても良く、当該燃料電池用セパレータと他の燃料電池用セパレータとの間に確実に電路を形成することができる。
【００１８】
また、本発明にかかる燃料電池用セパレータにおいては、前記セパレータ本体は、前記発電体に燃料を供給する燃料供給路を有していても良く、当該燃料電池用セパレータに接するように配置される発電体による発電を円滑に行うことができる。
【００１９】
本発明にかかる燃料電池は、略平板状とされ絶縁性のセパレータ本体と、前記セパレータ本体の一方の面に形成され当該一方の面に配置される第１の発電体と接する第１の面内導電部と、前記一方の面の前記第１の面内導電部が形成されていない領域に形成される第２の面内導電部と、前記セパレータ本体の他方の面に形成され当該他方の面に配置される第２の発電体と接する第３の面内導電部と、前記セパレータ本体を貫通して形成され前記第２の面内導電部と前記第３の面内導電部とを接続する貫通導電部とを有する燃料電池用セパレータと、前記第１の発電体の裏面と前記第２の面内導電部とを接続する電路とを有することを特徴とする。本発明にかかる燃料電池によれば、前記発電体の上側及び下側に配置される各発電体と当該発電体とを直列に接続することができ、燃料電池を小型化することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる燃料電池用セパレータ及び燃料電池によれば、当該燃料電池用セパレータに形成された各導電部によって発電体を含む電路を形成することができ、燃料電池の起電力を低下させることなく当該燃料電池のサイズを小型化することができる。また、燃料電池用セパレータ及び発電体を積層するだけで燃料電池のこれら構成要素を直列に接続することができることから、所要の起電力を燃料電池に出力させるために所要の枚数の発電体と燃料電池用セパレータとを積層し、簡便に燃料電池を組み上げることもできる。
【００２１】
また、本発明にかかる燃料電池用セパレータは、当該燃料電池用セパレータの表面及び内部に所要の導電部が形成されていることから、これら燃料電池用セパレータを発電体とともに複数組み合わせて接続することにより、燃料電池内部の電路が必要に形成された燃料電池を組み上げることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明にかかる燃料電池用セパレータ及びこれを応用した燃料電池について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、３枚のセパレータの間にそれぞれ発電体を挟み込んで構成され、燃料電池を構成する際の一単位とされる積層体を発電セルと称する。また、発電セルを構成するセパレータのうち、発電体に酸素を供給するセパレータをカソードセパレータと称し、燃料を供給するセパレータをアノードセパレータと称する。さらに、本実施形態にかかる燃料電池は水素ガスを燃料として用いるが、本発明にかかる燃料電池用セパレータ及び燃料電池は水素ガスに限定されず、メタノールの如き他の燃料を用いることもできる。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態であるスタック型の燃料電池を構成する発電セル１の分解斜視図である。発電セル１は、主に５つの板状要素を積層して形成され、上から順に上側カソードセパレータ１０、発電体２０、発電セル１の略中央に配されるアノードセパレータ３０、発電体４０、下側カソードセパレータ５０とを主たる構成要素とする。
【００２４】
発電セル１を積層してスタック型の燃料電池を構成する場合には、発電セル１と同様の構造を有する他の発電セルを積層方向に沿って同じ向きに重ねて配置する。後述するように、発電体２０，４０は直列に接続されていることから各発電セルの起電力の和が当該燃料電池全体の起電力となる。さらに、発電セル１およびこれと同様の発電セルを積層して燃料電池を組み上げるだけで各発電セルを直列に接続することができ、発電セルの数で燃料電池全体の起電力を調整することが可能となる。
【００２５】
図２は、発電セル１を複数積層して形成されるスタック型の燃料電池６０の斜視図であり、燃料電池６０は発電セル１を６個積層して構成され、その外形は略直方体状である。上側カソードセパレータ１０、アノードセパレータ３０、及び下側カソードセパレータ５０の各セパレータには当該各セパレータ間に配される発電体２０，４０を接続するための導電層がそれぞれ形成されており、発電セル１を積層してなる燃料電池６０の内部にはこれら導電層によって所要の電路が形成されることになる。例えば、上側カソードセパレータの上面に互いに離間された導電層１３，１４が形成されており、上述した燃料電池６０内部の電路の一部を構成する。
【００２６】
燃料電池６０の側面には、上下に隣り合って積層される発電セル１の上側カソードセパレータ１０に設けられた溝部１１６と下側カソードセパレータ５０に設けられた溝部１１８とによって形成される空気流路の開口部１１７が臨む。開口部１１７は燃料電池６０の長手方向に沿って延在する２つの側面に開口する空気流路の一方の開口部であり、発電反応によって消費される空気の取入口又は発電後の空気の吐出口とされる。
【００２７】
上側カソードセパレータ１０の溝部１１６を避けた領域には燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５が設けられ、燃料電池６０の高さ方向に沿って各セパレータを連通する燃料供給路及び燃料排出路の一部を構成する。上側カソードセパレータ１０の周縁に沿って設けられた螺子孔には螺子が螺合され、螺子を締め込んで燃料電池６０を組み上げることによって各セパレータ間を殆ど隙間なく固定することができる。これにより、各セパレータの表面に導電層が形成されている場合には、接触する導電層に圧力が加わることからこれら導電層を確実に接触させることも可能となる。
【００２８】
さらに、燃料電池６０の周面には上側カソードセパレータ１０、アノードセパレータ３０及び下側カソードセパレータ５０の周面が臨むことになり、発電セル１の内部に収納された発電体２０，４０と燃料電池６０外部との間のシール性が高められている。よって、燃料電池６０の内部を流動する水素ガスや空気のリークを低減することができる。なお、図２に示した燃料電池６０は燃料電池の発電部本体を示した図であり、実際に使用される際には燃料電池６０から電力を取り出すための周辺機器や発電を行うための各種装置等が配置される。また、燃料電池６０の上面及び下面が直接露出しないように当該上面及び下面を保護する保護部材を配置しても良い。
【００２９】
図３は、図２に示した燃料電池６０のＩＩＩ−ＩＩＩ'線断面図である。図２及び図３に示すように、燃料電池６０は発電体２０，４０を含む発電セル１が６個積層されていることから、燃料電池６０全体で発電体を１２枚する。後述するように、燃料電池６０においては各発電セル１内の発電体を互いに直列に接続することができ、さらに各発電セルを互いに直列に接続することができることから燃料電池６０全体で発生する起電力は各発電体で発生する起電力の総和に略等しくなる。略平板状の発電体２０，４０の外形は略矩形状であり、上側カソードセパレータ１０、アノードセパレータ３０及び下側カソードセパレータ５０のサイズより小さめのサイズとされる。上側カソードセパレータ１０及び下側カソードセパレータ５０がそれぞれ発電体２０，４０に臨む面には発電体２０，４０を収納するための凹部１１９，１２０が設けられており、これら凹部１１９，１２０に発電体２０，４０が収納されることによって燃料電池６０の側面及び端面に発電体２０，４０が露出することがない。
【００３０】
さらに、上側カソードセパレータ１０及び下側カソードセパレータ５０がそれぞれ発電体２０，４０を凹部１１９，１２０に収納するように配置されることから、発電体２０，４０の厚み分を上側カソードセパレータ１０及び下側カソードセパレータ５０の内部に吸収することができ、各セパレータ及び発電体の厚みの合計の寸法より燃料電池の高さ寸法を小さくすることができる。したがって、燃料電池６０を構成する発電体の枚数を減らすことなく当該燃料電池の高さ寸法を小さくすることが可能となる。さらに、後述するようにアノードセパレータ３０を挟み込む２枚の発電体２０，４０は、アノードセパレータ３０から水素ガスの供給を受けることから、さらに燃料電池６０の高さ寸法を小さくすることができ、例えば本実施形態にかかる燃料電池６０の高さ寸法ｔは２５．２ｍｍとされる。すなわち、燃料電池６０は小型で、且つ高い起電力を発生することができる燃料電池であり、従来のスタック型の燃料電池と略同様のサイズである場合でもより高い起電力を発生することも可能となる。
【００３１】
燃料電池６０は、燃料供給孔１１４から燃料電池６０の高さ方向に沿って延在する燃料供給路１２１を有する。燃料供給路１２１は、燃料電池６０を組み上げた際に上側カソードセパレータ１０、アノードセパレータ３０、及び下側カソードセパレータのそれぞれに設けられた燃料供給孔が接続されることで形成され、燃料供給路１２１は燃料電池６０の高さ方向に沿って各アノードセパレータ３０に水素ガスを供給する。燃料供給路１２１によって供給される水素ガスはアノードセパレータ３０を介して発電体２０，４０に供給される。また、燃料電池６０は、燃料排出孔１１５から燃料電池６０の高さ方向に沿って延在し、図示しない燃料排出路を有する。この燃料排出路は、燃料供給路１２１と同様に各セパレータに設けられた燃料排出孔が燃料電池６０内部で接続されることで形成され、各発電体からアノードセパレータ３０を介して排出される未反応の水素ガスや水分等を含む排出ガスを燃料電池６０の外部に排出する。
【００３２】
また、燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５が設けられ、上側カソードセパレータ１０の溝部１１６が形成された面に形成された凹部１１３には、発電セル１を積層した際に燃料供給路からの水素ガスのリークを低減するためのシール部材１６２が配置される。下側カソードセパレータの燃料供給孔及び燃料排出孔が形成される領域も凹部１１３と同様に下側カソードセパレータの溝部１１８が形成される面より窪んだ凹部であり、これら凹部にガスケットの如きシール部材１６２を配置して燃料電池を組み上げることによって水素ガスや排出ガスのリークを低減することができる。
【００３３】
次に、図１、図４、図５乃至図９を参照しながら、発電セル１内部の各導電層の接続状態について説明する。図４は、図１に示した発電セル１の分解斜視図に対応した断面図であり、図４（ａ）は、図１のＩＶａ−ＩＶａ'線断面図、図４（ｂ）はＩＶｂ−ＩＶｂ'線断面図である。また、図５乃至図９は、図１に示す発電セル１の５つの主たる構成要素の平面図であり、図５乃至図９の各図（ａ）は上側から見た平面図、（ｂ）は下側から見た平面図である。また、図５乃至図９に示すＩＶａ−ＩＶａ'線及びＩＶｂ−ＩＶｂ'線は、図１に示すＩＶａ−ＩＶａ'線及びＩＶｂ−ＩＶｂ'線と同じ位置に示している。また、図５乃至図９に示すように、発電体２０，４０は上側カソードセパレータ１０、アノードセパレータ３０、及び下側カソードセパレータ５０のサイズに比べて小さめのサイズであり、図４（ａ）のＩＶａ−ＩＶａ'線断面図では発電体２０，４０の断面は現れないことから、図４（ａ）中で発電体２０，４０は点線で示している。
【００３４】
図１、図４（ａ），（ｂ）、及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、上側カソードセパレータ１０は、絶縁性を有するセパレータ本体１１の溝部１１６が形成された上面に第２の面状導電層である導電層１３と、第１の面状導電層である導電層１４が形成され、導電層１３，１４が形成された面の裏面側に第２の周辺導電層である導電層１５、第１の周辺導電層である導電層１６、凹部１１９の底面に形成される面内導電層である面内導電層１７が形成されている。導電層１３，１４は、上側カソードセパレータ１０の上面内の略中央で互いに離間され、それぞれ上側カソードセパレータ１０の上面の略半分を占める領域に形成されている。導電層１５，１６は、セパレータ本体１１の下面の周縁に沿って突出する突縁部１２の上面に形成されている。導電層１５，１６は突縁部１２に沿って延在されて上側カソードセパレータ１０の略中央で離間されている。さらに、突縁部１２で囲まれた領域であって、突縁部１２の上面に対して窪んだ形状を有する凹部１１９の底面には開口部１２２が臨み、導電層１７は凹部１１９の底面のうち開口部１２２ｂが形成されていない領域の略全面に形成されている。突縁部１２の上面は凹部１１９の底面に対して段差を形成していることから、導電層１５，１６，１７は互いに離間され上側カソードセパレータ１０の下面内で互いに接続されていない。
【００３５】
貫通導電部１８，１９，２１はセパレータ本体１１を貫通するように形成され、第２の貫通導電部である貫通導電部１８は導電層１４，１６を接続し、第１の貫通導電部である貫通導電部１９は導電層１３，１７を接続し、さらに第３の貫通導電部である貫通導電部２１は導電層１３，１５を接続している。導電層１４，貫通導電部１８及び導電層１６がセパレータ本体１１の上面と下面とを接続する電路の一つを構成し、導電層１７、貫通導電部１９、導電層１３、貫通導電部２１、及び導電層１５がセパレータ本体１１の下面から上面を介して再度下面に至る他の電路を構成している。したがって、絶縁性のセパレータ本体１１は、当該セパレータ本体１１の所要の領域に形成された各導電層をセパレータ本体１１の内部に形成された貫通導電部によって接続することによって、セパレータ本体１１の面内方向及び厚み方向に所要の電路が形成されていることになる。発電セル１を組み上げた際には、発電体２０が凹部１１９に収納され、全ての開口部１２２ｂを覆うように発電体２０の酸素極側に形成されたガス拡散層２４が導電層１７に接触する。なお、各貫通導電部は、セパレータ本体１１の厚み方向に沿って上側から下側に直線状に形成されている場合に限定されず、セパレータ本体１１の厚み方向に沿って斜めに形成されていても良い。また、貫通導電部１８，１９，２１及び後述する各貫通導電部を含めて貫通導電部が各セパレータの側面に臨む所要の位置に形成されていても良く、さらに、燃料電池の側面に臨むように設けられた電路形成部に適時導電部材を設置して燃料電池の設計に応じた所要の電路を形成することも可能である。
【００３６】
続いて、図１、図４（ａ），（ｂ）及び図６（a），（ｂ）に示すように、発電体２０は、電解質膜の両面に電極を形成してなるＭＥＡ２５とガス拡散層２４，２６とから構成されている。発電体２０は、酸素側電極に形成されたガス拡散層２４が上側カソードセパレータ１０に臨み、水素側電極に形成されたガス拡散層２６がアノードセパレータ３０の導電層３３に臨むように配置され、発電セル１を組み上げた際にガス拡散層２４が導電層１７に接してガス拡散層２６がアノードセパレータ３０の導電層３３と接する。
【００３７】
続いて、図１、図４（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ）に示すように、アノードセパレータ３０は、絶縁性を有するセパレータ本体３１の上面に互いに離間されるように導電層３２，３３が形成され、下面に導電層３４が形成されている。アノードセパレータ３０において第１の面内導電層である導電層３３は、第２の面内導電層である導電層３２が形成される領域を除いた領域の略全面に形成され、導電層３２はセパレータ本体３１の上面の略中央から左側の領域の周縁部に沿って形成されている。また、セパレータ本体３１を貫通するように貫通導電部３５が形成され、この貫通導電部３５は導電層３２と第３の面内導電層である導電層３４とを接続している。
【００３８】
発電セル１を組み上げた際には、発電体２０の水素ガス側電極に形成されたガス拡散層２６が導電層３３の略全面と接し、上側カソードセパレータ１０に形成された導電層１６が発電体２０を避けるように導電層３３と接する。さらに、上側カソードセパレータ１０の導電層１５が発電体２０を避けるようにアノードセパレータ３０に形成された導電層３２と接する。発電セル１を組み上げた際の上側カソードセパレータ１０、発電体２０、及びアノードセパレータ３０に形成される電路についてまとめると、導電層１４、貫通導電部１８、及び導電層１６からなる電路と導電層３３とが接し、導電層３３が発電体２０の下面側と接する。発電体２０の上面側は導電層１７と接し、導電層１７は、貫通導電部１９、導電層１３、貫通導電部２１、及び導電層１５とともに他の電路を構成する。さらに導電層１５と接する導電層３２、貫通導電部３５、及び導電層３４によってアノードセパレータ３０内の電路が構成されることになる。
【００３９】
続いて、図１、図４（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、発電体４０は発電体２０と同様の構成を有することから詳細な説明は省略するが、発電体２０，４０は水素側と酸素側が互いに逆向きになるように配されており、発電体２０，４０は発電体２０の酸素極側が下面であり、発電体４０の上面が水素極側となるように配されている。すなわち、発電体４０の水素側電極に形成されたガス拡散層４４がアノードセパレータ３０の導電層３４の略全面と接することになる。
【００４０】
続いて、図１、図４（ａ），（ｂ）及び図９（ａ），（ｂ）に示すように、下側カソードセパレータ５０は、絶縁性を有するセパレータ本体５１の上面の周縁部にセパレータ本体５１から突出する突縁部５２を有している。下側カソードセパレータ５０は、上側カソードセパレータ１０と略同様の構造を有し、突縁部５２はセパレータ本体５１の周縁部に沿って延在されている。突縁部５２の上面には導電層５３，５４が突縁部５２に沿って延在され、セパレータ本体５１の略中央で離間されている。導電層５５は、セパレータ本体５１の突縁部５２で囲まれた凹部１２０の底面のうち、開口部１２３を除く略全面を覆うように形成されている。下側カソードセパレータ５０は、凹部１２０に形成された導電層５５、突縁部５２の上面に形成された導電層５３，５４が上面となるように配されている。また、下側カソードセパレータ５０の下面には、下側カソードセパレータ５０の下面の略中央付近で離間された導電層５６，５７が形成されており、導電層５６，５７は下側カソードセパレータ５０の下面の略半分の領域をそれぞれ覆う。さらに、セパレータ本体５１を貫通するように形成された貫通導電部５８が導電層５５，５７を接続しており、発電セル１を組み上げた際には、発電体４０の水素側電極に形成されたガス拡散層４４がアノードセパレータ３０の導電層３４と接し、酸素側電極に形成されたガス拡散層４６が、導電層５５に接する。これにより、ガス拡散層４６から導電層５７に至る電路と、ガス拡散層４４から導電層３４に至る電路が形成され、これら電路の間に発電体４０が接続されていることになる。
【００４１】
図１、図４、図５乃至図９を参照しながら説明したように、発電セル１の各構成要素を組み上げた際には、発電体２０の酸素極側が発電体４０の水素側と接続されてことになり、発電体２０，４０が直列に接続されることになる。すなわち、発電体２０，４０の間に配されるアノードセパレータ３０から発電体２０，４０の両方に水素ガスを供給しながら発電体２０，４０を直列に接続することが可能となる。このように２つの発電体２０，４０を直列に接続するためには、上側カソードセパレータ１０、発電体２０、アノードセパレータ３０、発電体４０、及び下側カソードセパレータ５０を順に重ねて配置するだけで良い。さらに、発電セル１を積層して燃料電池を構成することにより、上側カソードセパレータ１０の上面に形成された導電層１４と、発電セル１の上に配置される発電セルに形成された導電層のうち下側カソードセパレータの下面に形成された導電層５７に相当する導電層とが接することになる。したがって、発電セル１とその上に配置される発電セルとを直列に接続することができる。下側カソードセパレータ５０の下面に形成された導電層５７には、上側カソードセパレータ１０の上面に形成された導電層１４に相当する他の発電セルの導電層が接し、発電セル１とその下に配置される発電セルとを直列に接続することができる。
【００４２】
このように、発電セル１と同様の構造を有する発電セルを積層してスタック型の燃料電池を構成するだけで当該燃料電池の内部に含まれる発電体を直列に接続することが可能となる。すなわち、発電セル１を積層することによって各発電セルで発生する起電力の総和と略等しい起電力を発生する燃料電池を構成することができ、且つ燃料電池の高さ寸法を抑制することが可能となることから、小型且つ高出力の燃料電池を構成することができる。また、発電体２０，４０は、上側カソードセパレータ１０と下側カソードセパレータ５０に設けられた凹部１１９，１２０に収納された状態で配されることから、発電体２０，４０のシール性を高めることができるだけでなく、燃料電池全体の高さの寸法を抑制することもできる。
【００４３】
図１０は、従来のスタック型の燃料電池の電流の向きと本実施形態にかかる燃料電池の電流の向きとを比較するための図であり、各燃料電池の電流の向きを模式的に示した図である。図１０（ａ），（ｂ）は従来の燃料電池の電流の向きを示す図であり、図１０（ｃ）は本実施形態にかかる燃料電池の電流の向きを示す図である。発電体に酸素と水素ガスとが供給される向きをそれぞれ白矢印と黒色矢印で示し、電流の向きを点線矢印で示している。
【００４４】
図１０（ａ）に示す燃料電池８０は、上から順にセパレータ８０ａ、発電体８０ｂ、セパレータ８０ｃ、発電体８０ｄ、セパレータ８０ｅが重ねて配置されて構成される。セパレータ８０ａは発電体８０ｂに酸素を供給する。セパレータ８０ｃは発電体８０ｂに水素を供給し、発電体８０ｄに酸素を供給する。セパレータ８０ｅは、発電体８０ｄに水素ガスを供給する。燃料電池８０は、セパレータ８０ａ，８０ｃ，８０ｅを導電性材料で形成することにより発電体８１，８２を直列に接続することができる。このような燃料電池８０を形成するためには、セパレータ８０ａ，８０ｃ，８０ｅを金属やカーボン材料の如き導電性を有する材料で形成することが多いが、金属は耐腐食性が低く、また、カーボン材料で形成されたセパレータは機械的な強度が十分でない問題がある。
【００４５】
また、図１０（ｂ）に示すように、燃料電池８１は、上から順にセパレータ８１ａ、発電体８１ｂ、セパレータ８１ｃ、発電体８１ｄ、セパレータ８１ｅが重ねて配置されて構成される。燃料電池８１においては、２枚の発電体８１ｂ，８１ｄで挟み込まれるセパレータ８１ｃから発電体８１ｂ，８１ｄに水素ガスを供給する、したがって、セパレータ８１ａ，８１ｃ、８１ｅが導電性材料で形成されている場合、発電体８１ｂ，８１ｄを流れる電流の向きが互いに逆向きとなり、セパレータ８１ａ，８１ｃ，８１ｅ及び発電体８１ｂ，８１ｄを重ねて配置するだけでは発電体８１ｂ，８１ｄを直列に接続することが困難である。
【００４６】
一方、図１０（ｃ）に示すように、本実施形態にかかる燃料電池６０を構成する発電セル１と同様の構造を有する燃料電池８２によれば、絶縁性を有するセパレータ８２ａ，８２ｃ，８２ｅの内部を貫通するように形成された貫通導電部によってセパレータ８２ａ，８２ｃ，８２ｅの上面及び下面の所要の領域に形成された導電層が接続されている。したがって、セパレータ８２ａ，８２ｃ，８２ｅ及び発電体８２ｂ，８２ｄを積層するだけで発電体８２ｂ，８２ｄを直列に接続することが可能となる。すなわち、発電体８２ｂ，８２ｄで発生した電流は発電体８２ｂを避けるように迂回する電路を介して流れることとなる。これにより、燃料電池８２を構成する発電体８２ｂ，８２ｄを直列に接続することができる。すなわち、本実施形態にかかる燃料電池用セパレータ及び燃料電池によれば、絶縁性のセパレータ本体の所要の領域に形成された導電層及び当該セパレータ本体を貫通する貫通導電部を組み合わせて接続することで燃料電池内部の発電体を接続するための所要の電路を構成することができることになる。
【００４７】
次に、発電セル１を構成する主たる構成要素の構造について詳細に説明する。図１１及び図１２は、上側カソードセパレータ１０の構造を示す図であり、図１１は、セパレータ本体１１の構造を示す図であり、図１２はセパレータ本体１１の上面及び下面に導電層が形成された上側カソードセパレータ１０の構造を示す図である。なお、以下に示す各寸法は一例であり、燃料電池の構造に応じて変更可能であることは言うまでもない。
【００４８】
図１１（ａ）はセパレータ本体１１を上側から見た平面図である。セパレータ本体１１の外形は略矩形状であり、セパレータ本体１１の周縁部には螺子孔１３０が複数設けられ、燃料電池を組み上げる際には螺子孔１３０に螺子が螺合されて燃料電池が組み上げられる。また、セパレータ本体１１は略平板状であり、後述するように略平板状とされるアノードセパレータ３０及び下側カソードセパレータ５０とともに発電体２０，４０を挟みこんで発電セル１を構成する。ここで略平板状とは、各セパレータ及び発電体を積層して発電セルを構成できる程度に湾曲した形状も含む。セパレータ本体１１は絶縁性を有する材料で形成されていれば良く、セラミック材料、シリコン、合成樹脂基板を用いて形成することができるが、硬さ、耐腐食性に優れたセラミック基板を用いることが望ましい。また、セパレータ本体１１を多層基板として、各層に所要の導電層を形成してセパレータ本体１１の面内方向に沿って延在する電路を形成することもできる。例えば、セパレータ本体のサイズに合わせて型抜きされたセラミックグリーンシートを形成し、このセラミックグリーンシートに導電ペーストを塗布して導電層を形成する。そして、これらセラミックグリーンシートを積層して焼結させることによって内部導電層が形成されたセパレータ本体を形成することができる。さらに、セラミックグリーンシートの孔あけし、孔内に導電ペーストを充填した後にセラミックグリーンシートを積層して焼結させることによってこのセラミックグリーンシートの積層方向に沿った貫通導電部を形成することも可能である。また、上述した方法に限定されず、プレス加工によってセパレータ本体に３次元形状を転写する方法、及び研削による機械加工による方法によってもセパレータ本体１１を形成することができる。セパレータ本体１１として合成樹脂基板を用いる場合には、例えば、エポキシ樹脂にガラス繊維を編みこんだガラス繊維エポキシ樹脂基板を用いることもできる。
【００４９】
セパレータ本体１１の長辺方向の一方の端にはセパレータ本体１１の上面に対して窪んでいる凹部１１３が形成され、凹部１１３はセパレータ本体１１の短辺方向に沿って延在されている。凹部１１３の底面にセパレータ本体１１を貫通して当該底面内で長穴状に開口する燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５が設けられている。燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５は、燃料電池６０を組み上げた際に他のセパレータに設けられた燃料供給孔及び燃料排出孔とともに燃料供給路及び燃料排出路を構成する。これら燃料供給路及び燃料排出路は燃料電池６０の高さ方向に沿った水素ガスや発電後の排出ガスの流路とされる。凹部１１３は、燃料電池を組み上げる際に燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５の周囲を外部から密閉するためのシール部材を配置するための空間を確保しており、燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５の形状に合わせて形成された孔部を有するガスケットが凹部１１３に配される。また、突縁部１２はセパレータ本体１１の周縁部に限定されず、セパレータ本体１１面内の所要の領域に設けられていても良く、この突縁部を貫通するようにセパレータ本体に形成された貫通導電部によって当該セパレータ本体の表裏面を電気的に接続しても良い。
【００５０】
セパレータ本体１１の具体的な寸法を挙げると、セパレータ本体１１の短辺の寸法ｌ１は４２ｍｍ、長辺の寸法ｌ９は６０．１ｍｍである。凹部１１３のセパレータ本体１１の長辺方向に沿った幅寸法ｌ３２は４．２ｍｍであり、セパレータ本体１１の短辺方向に沿った縦寸法ｌ２０は３３．８ｍｍである。また、凹部１１３の端からセパレータ本体１１の長辺方向の一方の端までの寸法ｌ１０は４．３ｍｍ、セパレータ本体１１の他方の端から凹部１１３の端までの寸法ｌ１１が５１．６ｍｍである。セパレータ本体１１の短辺方向の端からの凹部１１３の端までの寸法ｌ１９は４．１ｍｍである。長穴状に開口する燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５のセパレータ本体１１の長辺方向に沿った中心位置は、セパレータ本体１１の長辺方向の他方の端からの寸法ｌ１２が５３．７５ｍｍである位置であり、燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５がセパレータ本体１１の幅方向に沿って延在される縦寸法ｌ１７は１０ｍｍ、幅寸法ｌ１３は１．５ｍｍである。セパレータ本体１１の幅方向の端から燃料排出孔１１５のまでの寸法ｌ１８は、６．５ｍｍであり、同様に他方の端から燃料供給孔１１４までの寸法も６．５ｍｍである。
【００５１】
さらに、セパレータ本体１１の上面にはセパレータ本体１１の長辺方向に沿って離間され、セパレータ本体１１の短辺方向に沿って延在された複数の溝部１１６が形成されている。溝部１１６は、セパレータ本体１１の幅方向の両端部に開口し、燃料電池を組み上げた際の空気流路を構成する。溝部１１６の底面にはセパレータ本体１１を貫通する開口部１２２ａが設けられている。開口部１２２ａは、溝部１１６の底面の幅全体に開口する略矩形状を有し、溝部１１６が延在される方向に沿って複数設けられ、本例では一つの溝部１１６当り４つの開口部１２２ａが略等しい間隔で設けられている。溝部１１６は、開口部１２２ａを介してセパレータ本体１１の下面側に配される発電体２０に酸素を含む空気を供給する。
【００５２】
開口部１２２ｂａはそれぞれ等しいサイズを有しており、溝部１１６が延在される方向に沿った縦寸法ｌ３は５ｍｍである。また、それぞれの開口部１２２ａが設けられる位置は、セパレータ本体１１の短辺方向の一方の端からの寸法をｌ２，ｌ４，ｌ５，ｌ６，ｌ７とした場合には順に３６．２５，３０．７５，２２．７５，１４．２５，６．２５ｍｍである。
【００５３】
溝部１１６の延在されたセパレータ本体１１の端部は溝部１１６より幅広とされる幅広部１３１であり、幅広部１３１はセパレータ本体１１の長辺方向に沿って延在する側面に臨み、燃料電池６０を構成した際に開口部１１７を形成する。幅広部１３１はセパレータ本体１１の端面からセパレータ本体１１の内側に向かって除々に幅が狭められたテーパー形状とされ、具体的には、幅寸法ｌ１４が２ｍｍである溝部１１６がセパレータ本体１１の端部からの寸法ｌ８が５．７５ｍｍの位置から外側に向かって幅広に開口しており、セパレータ本体１１の側面に開口する幅広部１３１の幅寸法ｌ１５は３ｍｍである。このような幅広部１３１によれば、溝部１１６への空気の取り込みや発電後の排出ガスを流動させる際の流体抵抗を低減することができ、これらガスを円滑に流動させることができる。
【００５４】
溝部１１６と平行に延在される突条部１３３は溝部１１６を隔てており、突条部１３３の幅寸法ｌ１６は２ｍｍである。突条部１３３がセパレータ本体１１の側面に臨む端面の幅寸法ｌ３１は１ｍｍであり、突条部１３３は幅広部１３１が溝部１１６から除々に幅広とされるのに合わせて除々に幅寸法が狭められている。
【００５５】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の長辺方向に沿ったＸＩｂ−ＸＩｂ'線断面図である。セパレータ本体１１の上面に設けられた突条部１３３は断面形状が矩形状であり、これら突条部１３３が溝部１１６を互いに隔てている。セパレータ本体１１の厚み寸法のうち突縁部１２を含む部分の厚み寸法ｌ２１は１．８ｍｍである。突条部１３３の溝部１１６の底面からの高さ寸法ｌ２３は０．７５ｍｍであり、溝部１１６の底面からセパレータ本体１１の下面に設けられた凹部１１９の底面までの厚み寸法ｌ２２は０．５ｍｍである。突条部１３３の上面はそれぞれ溝部１１６で隔てられた略面一とされ、後述するように導電層１３，１４が形成された上側カソードセパレータ１０を他のカソードセパレータと重ねて配置した場合でもこれらセパレータ間に隙間が殆ど生じることがない。突縁部１２に囲まれた凹部１１９は燃料電池を組み上げた際に発電体２０が収納される空間であり、凹部１１９の深さ寸法、即ち突縁部１２の高さ寸法ｌ２４は０．５５ｍｍである。燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５が設けられる凹部１１３の深さ寸法ｌ２６は、０．２６ｍｍであり、燃料排出孔１１５は凹部１１３の底面からセパレータ本体１１を貫通して凹部１１９の底面に臨む。また、燃料供給孔１１４も同様にセパレータ本体１１を貫通して凹部１１９の底面に臨む。
【００５６】
図１１（ｃ）は、セパレータ本体１１を下面側から見た平面図であり、セパレータ本体１１の周縁に沿って突縁部１２が設けられ、突縁部１２で囲まれた凹部１１９の底面に燃料供給孔１１４、燃料排出孔１１５及び複数に開口部１２２ｂｂが設けられている。凹部１１９の幅寸法ｌ２９は３３．８ｍｍであり、縦寸法ｌ３０は５１．７ｍｍである。また、セパレータ本体１１の短辺方向に沿って延在される突縁部１２の幅寸法ｌ２８は４．２ｍｍであり、セパレータ本体１１の長辺方向に沿って延在される突縁部１２の幅寸法ｌ２７は４．１ｍｍである。
【００５７】
開口部１２２ｂは略矩形状を有して、上面側で開口する開口部１２２ｂがセパレータ本体１１を貫通して下面に開口する開口部であり、凹部１１９の底面の上半分の領域と下半分の領域にそれぞれ５行４列に配置されている。開口部１２２ｂは、発電体２０の酸素極側に空気を供給する。
【００５８】
図１２はセパレータ本体１１に各導電層が形成されてなる上側カソードセパレータ１０の構造を示す図である。図１２（ａ）は上側カソードセパレータ１０を上面側から見た平面図、同図（ｂ）は上側カソードセパレータ１０を下面側から見た平面図、同図（ｃ）は導電層１３が形成された領域の拡大図であり、同図（ｄ）は導電層１４２近傍のＸＩＩｄ−ＸＩＩｄ'線断面図である。
【００５９】
図１２（ａ）に示すように、セパレータ本体１１の溝部１１６が設けられる面には、導電層１３，１４，１４１が形成されている。導電層１３は、上側カソードセパレータ１０の左半分の略全面を占める領域に形成され、導電層１４は右半分の略全面を占める領域に形成されている。導電層１３，１４は、開口部１２２ａ、凹部１１３を避けた領域に形成され、さらにセパレータ本体１１の上面の略中央付近で離間されている。さらに、導電層１３，１４はセパレータ本体１１の周縁及び凹部１１３から０．２ｍｍの幅寸法を隔てた領域に形成されている。
【００６０】
導電層１４１は、セパレータ本体１１の長辺方向に沿った一方の端部付近であって、導電層１４が形成されない略半円形状の領域に形成されており、当該領域の幅寸法ｌ４４は３ｍｍである。導電層１４１は、導電層１４と離間され、セパレータ本体１１の他方の面に形成された導電層と接続されている。
【００６１】
本実施形態にかかる上側カソードセパレータ１０においては、めっき処理の如き膜形成方法を用いて所要の領域に導電層１３，１４，１４１を形成することができ、導電層１３，１４，１４１は金（Ａｕ）で形成されている。また、発電セルを構成するセパレータに形成された導電層も金で形成されている。このような導電層１３，１４，１４１は、発電反応によって殆ど劣化することがない。また、上述しためっき処理の如き膜形成法を用いれば、セパレータ本体１１の上面に一括で導電層１３，１４，１４１を形成することができる。さらに、導電層１３，１４，１４１の厚みを均一にすることで各セパレータ間に殆ど隙間生じさせることなく燃料電池を組み上げることもできる。なお、後述するアノードセパレータ３０及び下側カソードセパレータ５０に形成される各導電層も導電層１３，１４，１４１と同様の方法で形成される。
【００６２】
導電層１３のセパレータ本体１１の短辺に沿った幅寸法ｌ４０は１９．１ｍｍであり、セパレータ本体１１の導電層１４が形成された側の端から導電層１３までの寸法ｌ４１は２２．７ｍｍである。セパレータ本体１１の略中央付近であって、導電層１３，１４が形成されていない領域の幅寸法ｌ４２は３．６ｍｍである。導電層１４は、セパレータ本体１１の短辺の中心線に対して導電層１３と略線対称な位置に形成されており、導電層１４と略同様の形状及び寸法で形成されている。また、凹部１１３の短辺に沿って延在される導電層１３，１４の幅寸法ｌ４５は３．７ｍｍである。
【００６３】
続いて、図１２（ｂ）に示すように、凹部１１９の底面には、当該底面に開口する開口部１２２ｂ、燃料供給孔１１４及び燃料排出孔１１５を除いた略全面を覆うように導電層１７が形成されている。また、突縁部１２の上面には導電層１５，１６が突縁部１２に沿って延在され、セパレータ本体１１の略中央付近で離間されている。
【００６４】
導電層１７の周縁は、突縁部１２から０．５ｍｍ離間されており、導電層１５，１６は突縁部１２の端から０．２ｍｍだけ内側の領域に形成されている。セパレータ本体１１の短辺方向に沿ってセパレータ本体１１の端から導電層１５の外側の端までの寸法ｌ４８は４１．８ｍｍである。また、導電層１５の内側の端からセパレータ本体１１の他方の端までの寸法ｌ４９は３８．１ｍｍである。セパレータ本体１１の端から、セパレータ本体１１の短辺に沿った略中央付近で導電層１６と向かい合う導電層１５の端までの寸法ｌ５０は２２．７ｍｍ、導電層１６の端までの寸法ｌ５１は１９．３ｍｍである。また、突縁部１２の幅寸法ｌ５４は４ｍｍである。
【００６５】
図１２（ｃ）は、上側カソードセパレータ１０の一部を拡大して示した要部平面図である。本例ではセパレータ本体１１は絶縁性を有するセラミック基板であり、セパレータ本体１１を貫通するように形成された貫通導電部１９はセパレータ本体１１の面内に複数形成されている。セパレータ本体１１の表面全体に形成された導電層１３がこれら貫通導電部１９を覆う。貫通導電部１９の径は１００〜２００μｍ程度のサイズであり、これら貫通導電部１９によってセパレータ本体１１の上面と下面にそれぞれ形成された導電層１３と導電層１７とが接続されている。貫通導電部１８，２１の径も貫通導電部１９の径と略同様のサイズである。このような貫通導電部１８，１９，２１を形成し、セパレータ本体１１の導電層１３，１４，１５，１６，１７を形成するためには、例えば、貫通導電部の一部が形成されたセラミックグリーンシートを積層すれば良い。具体的には、型抜きされたセラミックグリーンシートに孔あけし、孔内に導電ペーストを充填後、これを一層として所要の枚数のセラミックグリーンソートを積層して焼結させることによってセパレータ本体を形成することができる。その後、めっき処理によってセパレータ本体の表面に導電層の如き導電層を形成することができる。
【００６６】
上述したように、上側カソードセパレータ１０は絶縁性のセラミック基板を用いて形成されていることから、機械的強度および耐腐食性に優れているうえ、セパレータ本体１１の内部に形成された貫通導電部１８，１９，２１によって当該上側カソードセパレータ１０の上面及び下面をつなぐ電路が形成されている。この電路によって、絶縁性材料で上側カソードセパレータ１０を形成した場合でも、燃料電池を組み上げた際の高さ方向に沿った電路を構成することが可能となる。
【００６７】
図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）のＸＩＩｄ−ＸＩＩｄ'線断面図であり、導電層１４２近傍の断面図である。突縁部１２を貫通するように形成された貫通導電部１４３が、導電層１４１，１４２を接続する。導電層１４１，１４２はそれぞれ導電層１４，１６から離間されている。導電層１４，１６と離間された導電層１４１，１４２及び貫通導電部１４３によれば、例えば、セパレータ本体１１の内部に当該セパレータ本体１１の面内方向に沿って延在する導電層と貫通導電部１４３と接続しておくことによって所要の電路をセパレータ本体１１の内部に形成することもできる。
【００６８】
なお、下側カソードセパレータ５０も上側カソードセパレータ１０と略同様の構造を有することから詳細な説明は省略するが、下側カソードセパレータ５０のセパレータ本体５１は上側カソードセパレータ１０のセパレータ本体１１と同じ外形を有し、セパレータ本体１１の上面及び下面に形成される各導電層と同じ形状や寸法を有する導電層が形成されている。したがって、セパレータ本体１１及びセパレータ本体５１の上面及び下面に同じ工程によって各導電層を形成することができ、これらセパレータの製造コストを低減することもできる。さらに、同時にこれら導電層を形成することによって、当該各導電層の厚みを略一定にすることも可能であることから、燃料電池を組み上げた際に各セパレータ間に殆ど隙間が生じることがない。
【００６９】
次に、図１３及び図１４を参照しながら、アノードセパレータ３０の構造について詳細に説明する。図１３は、アノードセパレータ３０のセパレータ本体３１の平面図であり、図１３（ａ）はセパレータ本体３１の平面図であり、図１３（ｂ）、（ｃ）は図１３（ａ）中のＸＩＩＩｃ―ＸＩＩＩｃ'線断面図、ＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ'線断面図を示す。図１３（ｄ）はＸＩＩＩｄ−ＸＩＩＩｄ'線断面図、図１３（ｅ）はセパレータ本体３１を構成する内層シートの平面図である。なお、セパレータ本体３１は内層シートを外層シートで挟み込んだ略平板状であることから、図１３（ａ）にセパレータ本体３１全体の平面図を示し、図１３（ｅ）に内層シートの平面図を示して説明する。
【００７０】
図１３（ａ）に示すように、セパレータ本体３１には燃料供給孔３１４、燃料排出孔３１５、及びアノードセパレータ３０の両面に配される発電体２０，４０に水素ガスを供給する孔部３０２が形成されている。セパレータ本体３１はセパレータ本体１１と略同様の外形寸法を有する板状であり、短辺方向に沿った幅寸法ｌ６０は４２ｍｍであり、縦寸法ｌ６４は６０．１ｍｍである。燃料供給孔３１４及び燃料排出孔３１５はそれぞれ長穴状であり、上側カソードセパレータ１０及び下側カソードセパレータ５０に設けられた燃料供給孔及び燃料排出孔とともに燃料電池の厚み方向に沿って延在される燃料供給路及び燃料排出路を構成する。燃料供給孔３１４の長手方向寸法ｌ６６は１０ｍｍであり、同様に燃料排出孔３１５の長方方向寸法ｌ６９も１０ｍｍである。また、燃料供給孔３１４及び燃料排出孔３１５の幅寸法ｌ７０は１．５ｍｍである。燃料排出孔３１５の端からセパレータ本体３１の端までの寸法ｌ６８は６．５ｍｍである。
【００７１】
孔部３０２は、セパレータ本体３１の短辺方向の端部からの寸法ｌ６３が７．９ｍｍ、長辺方向の端部からの寸法ｌ６５が６．６ｍｍの範囲に複数形成されている。孔部３０２はセパレータ本体３１の長辺方向に沿って互いに略平行に延在され、短辺方向に沿って複数設けられている。孔部３０２のうち両端に位置する孔部３０２の間の寸法ｌ６１は２６．２ｍｍである。隣り合う孔部３０２の間隔は略一定であり、孔部３０２のピッチは３．６ｍｍである。孔部３０２は、セパレータ本体３１の長辺方向に沿って幅寸法が略一定となるように延在されており、孔部３０２が延在された長さである縦寸法ｌ７３は４４ｍｍ、幅寸法ｌ６２は１ｍｍである。
【００７２】
隣接する孔部３０２は接続孔３２３，３２４を介して接続されている。孔部３０２は、隣接する孔部３０２と接続孔３２３，３２４によって交互に反対側の端部で接続されており、セパレータ本体３１の面内でミアンダ状に水素ガスを流動させる流路を構成する。なお、これら孔部３０２のうち最も端に設けられた孔部３０２を除く孔部３０２は、セパレータ本体３１を貫通する貫通部３０２ａと、セパレータ本体３１を貫通することなくセパレータ本体３１の表面に対して段差を形成する溝部３０２ｂから構成される。後述するように溝部３０５の底面はセパレータ本体３１を構成する内層シートの表面である。
【００７３】
孔部３０２のうち最も端に設けられる孔部３０２は、セパレータ本体３１の内部に設けられた接続孔３２１を介して燃料供給孔３１４と接続されている。最も端に設けられた孔部３０２の全体はセパレータ本体３１を貫通しており、孔部３２１と接続された端部に対して反対側の端部は隣接する溝部３０２ｂと接続孔３２３を介して接続されている。接続孔３２３は、セパレータ本体３１の内部に設けられており、内層シートに設けられた孔部の一部である。
【００７４】
最も端に設けられた孔部３０２を除く孔部３０２においては、それぞれの孔部３０２の一部である孔部３０２ａがセパレータ本体３１を貫通しており、溝部３０２ｂからは内層シートが臨む。すなわち、内層シートに設けられた接続孔３２３を介して各孔部３０２に接続されて水素ガスの面内流路を構成し、セパレータ本体３１の上面及び下面に接する発電体２０，４０に燃料が供給される。
【００７５】
水素ガスの面内流路を構成する孔部３０２のうち当該面内流路の終端に位置する孔部３０２は燃料排出孔３１５と接続孔３２２を介して接続されている。これにより、セパレータ本体３１から発電後の水素ガスを排出することができる。孔部３０２はセパレータ本体３１の面内の略全体に水素ガスを供給することができることからアノードセパレータの両面に配される発電体２０，４０の水素極側の略全体に水素ガスを供給することができる。
【００７６】
続いて、図１３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、孔部３０２はセパレータ本体３１を貫通しており、溝部３０２ｂはセパレータ本体３１の上側に開口する。溝部３０２ｂが形成されたセパレータ本体３１の下面側には溝部３０２ｂと同様の形状を有する溝部３０４ｂが設けられている。孔部３０２ａはセパレータ本体３１の下面側まで貫通している。孔部３０４ｂの深さ寸法ｌ７１は０．２ｍｍであり、セパレータ本体３１の下面側から溝部３０２ｂの底面までの寸法ｌ７７は０．４ｍｍである。また、既に述べたようにセパレータ本体３１の厚み寸法ｌ７２は０．６ｍｍである。
【００７７】
続いて、図１３（ｄ）に示すように、セパレータ本体３１は略平板状であり、厚み寸法ｌ７２は、０．６ｍｍである。したがって、後述するようにセパレータ本体３１に導電層３２，３３，３４を略均一の厚みに形成することにより、燃料電池を組み上げた際に各セパレータ間にほとんど隙間が生じることがない。
【００７８】
続いて、図１３（ｅ）を参照しながらセパレータ本体３１を構成する内層シート３３１の構造について説明する。内層シート３３１には、燃料供給孔３１４ａ、燃料排出孔３１５ａ、孔部３０２ｃ，３０２ｄ，３０２ｅ，３０９が形成されている。
【００７９】
孔部３０２ｃは内層シート３３１を貫通するように内層シート３３１の長辺方向に沿って延在されており、接続孔３２１を介して燃料供給孔３１４ａと接続されている。孔部３０２ｃは、接続孔３２１と接続される側の端部と反対側の端部が内層シート３３１の面内の内側に向かって曲げられた略Ｌ字型の形状とされる。孔部３０２ｃは孔部３０２の一部を構成し、孔部３０２ｄ，３０２ｅは孔部３０２がセパレータ本体３１を貫通する領域である孔部３０２ａの一部を構成する。また、孔部３０９は、燃料排出孔３１５と接続される孔部３０２の一部を構成する。
【００８０】
孔部３０２ｄは内層シート３３１を貫通するように形成され、内層シート３３１の長辺方向に沿った縦寸法が孔部３０２ｃに比べて小さめの略Ｌ字型状とされる。孔部３０２ｄの端部から内層シート３３１の端までの寸法ｌ７６は１７．６ｍｍである。孔部３０２ｄと隣り合うように形成され、孔部３０２ｄと逆向きのＬ字型形状とされる孔部３０２ｅは内層シート３３１の幅方向に沿って孔部３０２ｄと交互に形成されている。内層シーと３３１の短辺に沿った端から孔部３０２ｅの端部までの寸法ｌ７５は３９．６ｍｍである。孔部３０２ｃ，３０２ｄは内層シート３３１の面内で互いに接続されていないが、セパレータ本体３１を形成する際に内層シート３３１を挟み込む外層シートに形成された孔部３０２の一部とされる孔部３０２ａを介して接続される。また、接続孔３２１は孔部３０２ｃが燃料供給孔３１４ａに向かって延在された一部である。孔部３０２ｃ，３０２ｅ，３０９の幅寸法ｌ７４は１ｍｍであり、孔部３０９と燃料排出孔３１５ａを接続する接続孔３２２の幅寸法ｌ７３は０．３ｍｍである。
【００８１】
次に、図１４を参照しながら、アノードセパレータ３０に形成された導電層について説明する。図１４（ａ）に示すように、セパレータ本体３１の一方の面には導電層３２，３３が形成され、他方の面には導電層３４が形成されている。
【００８２】
導電層３２は、アノードセパレータ３０の長辺に沿って延在される領域と短辺に沿って延在される領域とからなり、アノードセパレータ３０の周縁部に沿って延在される略コの字型の形状とされる。導電層３２はセパレータ本体３１の端部から０．２ｍｍ離間されるように形成され、導電層３２のアノードセパレータ３０の短辺に沿った領域の幅寸法ｌ８６は２．６ｍｍである。
【００８３】
導電層３３は、アノードセパレータ３０の上面に形成された燃料供給孔３１４、燃料排出孔３１５、及び孔部３０２を含む領域に形成されている。導電層３３は、当該一方の面の略半分の領域と、略コの字型とされる導電層３２の内側の領域に形成されている。導電層３２の短辺に沿った部分と長辺に沿った部分とに対して導電層３３がそれぞれ離間された寸法ｌ８１，ｌ８７，ｌ８８は１．２ｍｍである。導電層３２の内側に延在する導電層３３の端部からセパレータ本体３１の一方の端までの寸法ｌ９３は３６．９ｍｍであり、導電層３２の端部から一方の端部までの寸法ｌ８２は２２．７ｍｍである。また、セパレータ本体３１の短辺方向に沿った略中央付近の導電層３３の端部からセパレータ本体３１の一方の端部までの寸法ｌ８３は１９．３ｍｍである。また、セパレータ本体３１の短辺の近傍の領域であって導電層３３が形成されていない領域に導電層３６が形成されており、導電層３６の中心からセパレータ本体３１の端までの寸法ｌ８４は１１．５ｍｍである。
【００８４】
図１４（ｂ）を参照しながら、アノードセパレータ３０の下面側に形成された導電層３４について説明する。導電層３４は、燃料供給孔３１４、燃料排出孔３１５、水素ガスを発電体の面内に供給する燃料供給路を構成する孔部３０２を除いた略全面に形成されている。導電層３４がセパレータ本体３１の端部から離間された寸法ｌ９１，ｌ９３はそれぞれ０．２ｍｍである。セパレータ本体３１の一方の端から導電層３４の反対側の端部までの寸法ｌ９０は４１．８ｍｍである。また、導電層３４の端部からセパレータ本体３１の一方の端部からの寸法ｌ９２は５９．９ｍｍである。導電層３４は、発電体４０の水素極側に設けられたガス拡散層の略全面と接する。さらに、水素ガスの面内流路を構成する孔部３０２がガス拡散層と接する範囲に設けられていることから、発電体４０の水素極全体に水素ガスを供給することができるととともに発電体４０との間の電気抵抗を低減することができる。また、既に説明したように、導電層３４が金（Ａｕ）で形成されていることから発電による劣化が抑制され、安定して長期間燃料電池を作動させることが可能となる。また、アノードセパレータ３０の端部に形成され、導電層３４と離間された導電層３７は、セパレータ本体３１を貫通する貫通導電部によって導電層３７と接続され、導電層３４を含む電路と別の電路を構成することもできる。このような導電層３７，３６を接続する貫通導電部は、既に説明した貫通導電部１８，１９，２１と同様にして形成することができる。
【００８５】
次に、図１５を参照しながら、アノードセパレータ３０の両面にそれぞれ配される発電体２０，４０の構造について説明する。発電体２０、４０は共通の構造を有しており、アノードセパレータ３０の上側に配される方が発電体２０であり、下側に配される方が発電体４０である。発電体２０、４０の異なる点は、発電体２０，４０の表裏が逆向きに配される点であり、具体的には、発電体２０，４０の水素電極側がアノードセパレータ３０に臨み、発電体２０、４０の酸素側電極がそれぞれ上側カソードセパレータ側、下側カソードセパレータ側に配される点である。すなわち、発電体２０、４０は同じ構造ながら取り付けの表裏の向きが異なり、発電体２０，４０は両方ともアノードセパレータ３０から水素ガスの供給を受ける。
【００８６】
発電体２０について詳細に説明すると、発電体２０は固体高分子膜であるプロトン伝導体膜の両面にそれぞれ水素側電極と酸素側電極とが形成されたＭＥＡ２５を主たる構成要素とし、このＭＥＡ２５の両面にガス拡散層２６とガス拡散層２４とが形成されている。ＭＥＡ２５は略矩形状であり、発電体２０の上側や下側に配される上側カソードセパレータ１０、及びアノードセパレータ３０のサイズより小さめとされる。発電中は当該プロトン伝導体膜の膜中を解離したプロトンが移動する。また、ガス拡散層２６及びガス拡散層２４はＭＥＡ２５のサイズより小さいサイズの矩形状とされるため、ＭＥＡ２６の周縁部にこれらガス拡散層が形成されない領域が生じている。本実施形態では、このＭＥＡ２５の周囲に、特にガスケット材の如きシール部材２２，２３が密着するように取り付けられる。このシール部材は例えばシリコンゴムなどの弾力性と気密性を供えた材料が用いられる。ガスケット材として形成されるシール部材は、ガス拡散層２６及びガス拡散層２４と実質的に同じ厚みで形成されており、発電体２０をセパレータで挟み込んだ際に発電体２０の周囲がシール部材でシールされることになる。よって、発電体２０を燃料電池外部からシールして安定した発電を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態にかかる燃料電池を構成する発電セルの分解斜視図である。
【図２】本実施形態にかかる燃料電池の斜視図である。
【図３】本実施形態にかかる燃料電池のＩＩＩ−ＩＩＩ'線断面図である。
【図４】本実施形態にかかる燃料電池を構成する発電セルの分解斜視図に対応する断面図であって、（ａ）はＩＶａ−ＩＶａ'線断面図、（ｂ）はＩＶｂ−ＩＶｂ'線断面図である。
【図５】前記発電セルを構成する上側カソードセパレータの平面図であって、（ａ）は上側から見た平面図、（ｂ）は下側から見た平面図である。
【図６】前記発電セルを構成する発電体の平面図であって、（ａ）は酸素極側から見た平面図、（ｂ）は燃料極側から見た平面図である。
【図７】前記発電セルを構成するアノードセパレータの平面図であって、（ａ）は上側から見た平面図、（ｂ）は下側から見た平面図である。
【図８】前記発電セルを構成する他の発電体の平面図であって、（ａ）は酸素極側から見た平面図、（ｂ）は燃料極側から見た平面図である。
【図９】前記発電セルを構成する下側カソードセパレータの平面図であって、（ａ）は上側から見た平面図、（ｂ）は下側から見た平面図である。
【図１０】本実施形態にかかる燃料電池の電路と従来の燃料電池の電路を比較する図であって、（ａ）は従来の燃料電池の電路を示す模式図、（ｂ）は従来の他の燃料電池の電路を示す模式図、（ｃ）はは本実施形態にかかる燃料電池の電路を示す模式図である。
【図１１（ａ）】前記上側カソードセパレータのセパレータ本体の構造を示す図であって、上側から見た平面図である。
【図１１（ｂ）】前記上側カソードセパレータのセパレータ本体の構造を示す図であって、ＸＩｂ−ＸＩｂ'線断面図である。
【図１１（ｃ）】前記上側カソードセパレータのセパレータ本体の構造を示す図であって、下側から見た平面図である。
【図１２（ａ）】前記上側カソードセパレータの構造を詳細に示す図であって、上側から見た平面図である。
【図１２（ｂ）】前記上側カソードセパレータの構造を詳細に示す図であって、下側から見た平面図である。
【図１２（ｃ）】前記上側カソードセパレータの構造を詳細に示す図であって、一部を拡大して示した拡大図である。
【図１２（ｄ）】前記上側カソードセパレータの構造を詳細に示す図であって、ＸＩＩｄ−ＸＩＩｄ'線断面図である。
【図１３（ａ）】前記アノードセパレータのセパレータ本体の構造を示す図であって、上側から見た平面図である。
【図１３（ｂ）】前記アノードセパレータのセパレータ本体の構造を示す図であって、ＸＩＩＩｄ−ＸＩＩＩｄ'線断面図である。
【図１３（ｃ）】前記アノードセパレータのセパレータ本体の構造を示す図であって、ＸＩＩＩｃ−ＸＩＩＩｃ'線断面図である。
【図１３（ｄ）】前記アノードセパレータのセパレータ本体の構造を示す図であって、ＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ'線断面である。
【図１３（ｅ）】前記アノードセパレータのセパレータ本体の構造を示す図であって、内層シートの平面図である。
【図１４（ａ）】前記アノードセパレータの構造を詳細に示す図であって、上側から見た平面図である。
【図１４（ｂ）】前記アノードセパレータの構造を詳細に示す図であって、下側から見た平面図である。
【図１５】本実施形態にかかる燃料電池を構成する発電体の断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  発電セル
１０  上側カソードセパレータ
１１，３１，５１  セパレータ本体
１２，５２  突縁部
１３，１４，１５，１６，１７，３２，３３，３４，３６，３７，５３，５４，５５，５６，５７，１２１，１４１  導電層
１８，１９，２１，３５，５８  貫通導電部
２０，４０  発電体
２２，２３，１２２  シール部材
２４，２６，４４，４６  ガス拡散層
３０  アノードセパレータ
５０  下側カソードセパレータ
６０  燃料電池
１１３，１１９，１２０  凹部
１１４  燃料供給孔
１１５  燃料排出孔
１１６，１１８  溝部
１１７  開口部
１２１  燃料供給路
【図１】
2005166316.tif 000003
【図２】
2005166316.tif 000004
【図３】
2005166316.tif 000005
【図４】
2005166316.tif 000006
【図５】
2005166316.tif 000007
【図６】
2005166316.tif 000008
【図７】
2005166316.tif 000009
【図８】
2005166316.tif 000010
【図９】
2005166316.tif 000011
【図１０】
2005166316.tif 000012
【図１１（ａ）】
2005166316.tif 000013
【図１１（ｂ）】
2005166316.tif 000014
【図１１（ｃ）】
2005166316.tif 000015
【図１２（ａ）】
2005166316.tif 000016
【図１２（ｂ）】
2005166316.tif 000017
【図１２（ｃ）】
2005166316.tif 000018
【図１２（ｄ）】
2005166316.tif 000019
【図１３（ａ）】
2005166316.tif 000020
【図１３（ｂ）】
2005166316.tif 000021
【図１３（ｃ）】
2005166316.tif 000022
【図１３（ｄ）】
2005166316.tif 000023
【図１３（ｅ）】
2005166316.tif 000024
【図１４（ａ）】
2005166316.tif 000025
【図１４（ｂ）】
2005166316.tif 000026
【図１５】
2005166316.tif 000027