(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体を、第１セパレータ及び第２セパレータで挟持するセルユニットを備える燃料電池であって、
前記電解質・電極構造体は、外周に額縁部を有し、
前記額縁部には、反応ガス入口連通孔、反応ガス出口連通孔、冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔を含む複数の流体連通孔が積層方向に貫通して形成されるとともに、
前記第１セパレータ及び前記第２セパレータの外周部は、前記複数の流体連通孔の内側に配置され、
前記第１セパレータは、前記第２セパレータよりも小さな外形寸法を有するとともに、
前記第１セパレータは、前記電解質・電極構造体に当接する第１シール部材を設け、
前記第２セパレータは、隣接する他のセルユニットを構成する第１セパレータの外周部外方に位置し、前記隣接する他のセルユニットを構成する電解質・電極構造体に当接する第２シール部材を設け、
前記電解質・電極構造体は、前記第２セパレータの外周部外方に位置し、前記隣接する他のセルユニットを構成する前記電解質・電極構造体に当接する第３シール部材を設けることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体を、第１セパレータ及び第２セパレータで挟持するセルユニットを備える燃料電池であって、
前記電解質・電極構造体は、外周に額縁部を有し、
前記額縁部には、反応ガス入口連通孔、反応ガス出口連通孔、冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔を含む複数の流体連通孔が積層方向に貫通して形成されるとともに、
前記第１セパレータ及び前記第２セパレータの外周部は、前記複数の流体連通孔の内側に配置され、
前記第２セパレータは、前記第１セパレータよりも小さな外形寸法を有するとともに、
前記電解質・電極構造体は、前記第２セパレータに当接する第１シール部材と、
前記第２セパレータの外周部外方に位置し、隣接する他のセルユニットを構成する第１セパレータに当接する第２シール部材と、
前記隣接する他のセルユニットを構成する電解質・電極構造体に当接する第３シール部材と、
を設け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、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体を、第１セパレータ及び第２セパレータで挟持するセルユニットを備え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固体高分子電解質膜を採用している。この燃料電池では、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒層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配設した電解質膜・電極構造体（電解質・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単位セル（セルユニット）が構成されている。通常、この単位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】
一般的に、燃料電池は、セパレータの積層方向に貫通する入口連通孔及び出口連通孔が設けた、所謂、内部マニホールドを構成している。そして、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体は、それぞれの入口連通孔から燃料ガス流路、酸化剤ガス流路及び冷却媒体流路に供給された後、それぞれの出口連通孔に排出されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池は、図１１に示すように、セパレータ１Ａ、電極ユニット２、セパレータ１Ｂ、電極ユニット２及びセパレータ１Ｃの順に積層されている。電極ユニット２は、固体高分子電解質膜２ａを酸化剤極２ｂ及び燃料極２ｃで挟んで接合されている。固体高分子電解質膜２ａの外周縁部には、ガスケット３が射出成形により一体成形されている。
【０００５】
セパレータ１Ａ、１Ｂは、燃料極２ｃに対向する面に燃料ガス供給通路４ａを設けるとともに、セパレータ１Ｂ、１Ｃは、酸化剤極２ｂに対向する面に空気供給通路４ｂが設けられている。セパレータ１Ａ、１Ｃ間には、冷却水供給通路４ｃが形成されている。セパレータ１Ａ、１Ｂ及び１Ｃとガスケット３とには、積層方向に貫通して空気供給孔５ａ及び空気排出孔５ｂが形成されるとともに、前記空気供給孔５ａ及び前記空気排出孔５ｂは、空気供給通路４ｂに連通している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０２０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の燃料電池では、セパレータ１Ａ〜１Ｃに、空気供給孔５ａ及び空気排出孔５ｂを含む複数の連通孔が積層方向に貫通して形成されている。このため、セパレータ１Ａ〜１Ｃは、電極ユニット２の発電領域（酸化剤極２ｂ及び燃料極２ｃの発電領域）に比べて、外形寸法が相当に大きな寸法に設定されている。これにより、燃料電池全体として重量物となるとともに、構成が複雑化するという問題がある。
【０００８】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、セパレータを小型化することにより、燃料電池全体の軽量化を図るとともに、簡単な構成で、所望のシール性を確保す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】
【０００９】
本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体を、第１セパレータ及び第２セパレータで挟持するセルユニットを備える燃料電池に関するものである。
【００１０】
電解質・電極構造体は、外周に額縁部を有し、前記額縁部には、反応ガス入口連通孔、反応ガス出口連通孔、冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔を含む複数の流体連通孔が積層方向に貫通して形成されるとともに、第１セパレータ及び第２セパレータの外周部は、前記複数の流体連通孔の内側に配置され、前記第１セパレータは、前記第２セパレータよりも小さな外形寸法を有するとともに、前記第１セパレータは、前記電解質・電極構造体に当接する第１シール部材を設け、前記第２セパレータは、隣接する他のセルユニットを構成する第１セパレータの外周部外方に位置し、前記隣接する他のセルユニットを構成する電解質・電極構造体に当接する第２シール部材を設け、前記電解質・電極構造体は、前記第２セパレータの外周部外方に位置し、前記隣接する他のセルユニットを構成する前記電解質・電極構造体に当接する第３シール部材を設けられている。
【００１３】
さらにまた、第２セパレータは、第１セパレータよりも小さな外形寸法を有するとともに、電解質・電極構造体は、前記第２セパレータに当接する第１シール部材と、前記第２セパレータの外周部外方に位置し、隣接する他のセルユニットを構成する第１セパレータに当接する第２シール部材と、前記隣接する他のセルユニットを構成する電解質・電極構造体に当接する第３シール部材とを設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、第１セパレータ及び第２セパレータが、複数の流体連通孔の内側に配置されるため、前記第１セパレータ及び前記第２セパレータは、電解質・電極構造体に比べて相当に小さな外形寸法に構成されている。従って、第１セパレータ及び第２セパレータは、小型軽量化が容易に図られ、燃料電池全体を有効に軽量化することができる。しかも、第１セパレータ及び第２セパレータには、流体連通孔が設けられていない。このため、第１セパレータ及び第２セパレータは、構成が簡素化されて、効率的且つ経済的に製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０の分解斜視説明図であり、図２は、前記燃料電池１０の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００１７】
燃料電池１０は、単位セル（セルユニット）１２が矢印Ａ方向（水平方向）に積層される。単位セル１２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）１４を第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８で挟持する。
【００１８】
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）２０と、前記固体高分子電解質膜２０を挟持するカソード側電極２２及びアノード側電極２４とを備える。
【００１９】
固体高分子電解質膜２０は、カソード側電極２２及びアノード側電極２４よりも大きな表面積に設定される。この固体高分子電解質膜２０の外周端縁部には、樹脂製の額縁部２６が、例えば、射出成形により一体成形される。樹脂材としては、汎用プラスチックの他、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等が採用される。
【００２０】
カソード側電極２２及びアノード側電極２４は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成された電極触媒層（図示せず）とを有する。
【００２１】
額縁部２６の矢印Ｂ方向の一端縁部には、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入口連通孔２８ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔３０ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔３２ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２２】
額縁部２６の矢印Ｂ方向の他端縁部には、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔３２ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔３０ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔２８ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。
【００２３】
第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８の外周部は、酸化剤ガス入口連通孔２８ａ、冷却媒体入口連通孔３０ａ、燃料ガス出口連通孔３２ｂ、燃料ガス入口連通孔３２ａ、冷却媒体出口連通孔３０ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２８ｂ（以下、単に流体連通孔ともいう）の内側に配置されるとともに、前記第１金属セパレータ１６は、前記第２金属セパレータ１８よりも小さな外形寸法に設定される。
【００２４】
第１金属セパレータ１６は、電解質膜・電極構造体１４に向かう面１６ａに、燃料ガス流路３４が形成される。燃料ガス流路３４は、面１６ａ側に突出し、矢印Ｂ方向に延在する凸部３４ａと凹部３４ｂとを矢印Ｃ方向に交互に設けることにより、矢印Ｂ方向に直線状に形成される。燃料ガス流路３４の両側には、エンボス部３４ｃが形成される。
【００２５】
第１金属セパレータ１６の矢印Ｂ方向両端には、燃料ガス入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３２ｂに対応して突出する突起部３６ａ、３６ｂが設けられる。突起部３６ａには、燃料ガス入口連通孔３２ａを燃料ガス流路３４に連通する入口流路３８ａが波状に形成される一方、突起部３６ｂには、燃料ガス出口連通孔３２ｂを前記燃料ガス流路３４に連通する出口流路３８ｂが波状に形成される。
【００２６】
図３に示すように、第２金属セパレータ１８は、電解質膜・電極構造体１４に向かう面１８ａに、酸化剤ガス流路４０が形成される。酸化剤ガス流路４０は、面１８ａ側に突出し、矢印Ｂ方向に延在する凸部４０ａと凹部４０ｂとが矢印Ｃ方向に交互に設けられることにより、矢印Ｂ方向に直線状に形成される。酸化剤ガス流路４０の両側には、エンボス部４０ｃが形成される。
【００２７】
第２金属セパレータ１８の矢印Ｂ方向両端には、酸化剤ガス入口連通孔２８ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに対応して突出する突起部４２ａ、４２ｂが設けられる。突起部４２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２８ａと酸化剤ガス流路４０とを連通する入口流路４４ａが波状に形成される一方、突起部４２ｂには、酸化剤ガス出口連通孔２８ｂと前記酸化剤ガス流路４０とを連通する出口流路４４ｂが波状に形成される。
【００２８】
第１金属セパレータ１６の面１６ｂと第２金属セパレータ１８の面１８ｂとの間には、それぞれ燃料ガス流路３４及び酸化剤ガス流路４０を構成する凹凸形状部が反転することによって、冷却媒体流路４６が一体に形成される。
【００２９】
第２金属セパレータ１８の矢印Ｂ方向両端には、それぞれ矢印Ｃ方向略中間部に外方に突出して突起部４６ａ、４６ｂが設けられる。図１及び図３に示すように、突起部４６ａは、冷却媒体入口連通孔３０ａ側に突出し、この突起部４６ａには、前記冷却媒体入口連通孔３０ａを冷却媒体流路４６に連通する波状の入口流路４８ａが形成される。突起部４６ｂは、冷却媒体出口連通孔３０ｂ側に突出し、この突起部４６ｂには、前記冷却媒体出口連通孔３０ｂを冷却媒体流路４６に連通する波状の出口流路４８ｂが形成される。
【００３０】
第１金属セパレータ１６の面１６ａ側には、第１シール部材５０が一体成形される（図１及び図２参照）。この第１シール部材５０は、面１６ａの外周部を周回し、入口流路３８ａ及び出口流路３８ｂを燃料ガス流路３４に連通するとともに、電解質膜・電極構造体１４の額縁部２６に当接する第１凸状シール５０ａを有する。
【００３１】
図１に示すように、第２金属セパレータ１８の面１８ｂ側には、第２シール部材５２が一体成形される。この第２シール部材５２は、入口流路４８ａ及び出口流路４８ｂを冷却媒体流路４６に連通するとともに、面１８ｂの外周縁部を周回する第２凸状シール５２ａを有する。
【００３２】
第２凸状シール５２ａは、図２に示すように、隣接する他の単位セル１２を構成する第１金属セパレータ１６の外周部外方に位置し、前記隣接する他の単位セル１２を構成する電解質膜・電極構造体１４の額縁部２６に当接する。
【００３３】
図１に示すように、電解質膜・電極構造体１４は、第２金属セパレータ１８側の面に、第３シール部材５４が一体成形される。第３シール部材５４は、額縁部２６の外周縁部を周回するとともに、冷却媒体入口連通孔３０ａ、燃料ガス出口連通孔３２ｂ、燃料ガス入口連通孔３２ａ及び冷却媒体出口連通孔３０ｂを周回する第３凸状シール５４ａを有する。この第３凸状シール５４ａは、隣接する他の単位セル１２を構成する電解質膜・電極構造体１４の額縁部２６に当接する（図２参照）。
【００３４】
第１シール部材５０、第２シール部材５２及び第３シール部材５４は、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレンゴム）、シリコーンゴム、ニトリルゴム又はアクリルゴムで構成され、例えば、シリコーン樹脂を所定温度（例えば、１６０℃〜１７０℃）に加熱した溶融樹脂を用いて射出成形される。
【００３５】
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。
【００３６】
図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔３２ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔３０ａには、純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。
【００３７】
各単位セル１２では、酸化剤ガス入口連通孔２８ａに供給された酸化剤ガスが、第２金属セパレータ１８の突起部４２ａに形成された入口流路４４を介して面１８ａ側に供給される。このため、酸化剤ガスは、入口流路４４ａに連通する酸化剤ガス流路４０に供給される（図１及び図３参照）。
【００３８】
酸化剤ガス流路４０に供給された酸化剤ガスは、電解質膜・電極構造体１４のカソード側電極２２に供給された後、残余の酸化剤ガスは、出口流路４４ｂから酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに排出される。
【００３９】
一方、燃料ガス入口連通孔３２ａに供給された燃料ガスは、第１金属セパレータ１６の突起部３６ａに形成されている入口流路３８ａに導入され、面１６ａに沿って燃料ガス流路３４に供給される（図１参照）。この燃料ガス流路３４に供給された燃料ガスは、電解質膜・電極構造体１４を構成するアノード側電極２４に供給された後、残余の燃料ガスは、出口流路３８ｂから燃料ガス出口連通孔３２ｂに排出される。
【００４０】
これにより、電解質膜・電極構造体１４では、カソード側電極２２に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極２４に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
【００４１】
また、冷却媒体入口連通孔３０ａに供給された冷却媒体は、第２金属セパレータ１８の突起部４６ａに形成された入口流路４８ａを通って冷却媒体流路４６に供給される。この冷却媒体流路４６に供給された冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１４を冷却した後、出口流路４８ｂから冷却媒体出口連通孔３０ｂに排出される。
【００４２】
この場合、第１の実施形態では、図１に示すように、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８は、複数の流体連通孔の内側に配置される形状に設定されるため、電解質膜・電極構造体１４に比べて相当に小さな外形寸法に構成されている。
【００４３】
従って、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８は、電解質膜・電極構造体１４の発電領域に対応する外形寸法を有することができ、小型軽量化が容易に図られるとともに、燃料電池１０全体が有効に軽量化されるという効果が得られる。
【００４４】
しかも、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８には、流体連通孔が設けられていない。このため、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８は、構成が簡素化される。さらに、第１シール部材５０及び第２シール部材５２は、片面成形でよく、射出成形（ＬＩＭＳ成形）が簡素化される。これにより、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８を効率的且つ経済的に製造することができるという利点がある。
【００４５】
さらに、電解質膜・電極構造体１４では、固体高分子電解質膜２０の外周端縁部に樹脂製の額縁部２６が一体成形されており、この額縁部２６に各流体連通孔が形成されている。従って、流体連通孔に金属面が露呈することがなく、製造作業全体の簡素化が容易に図られる。
【００４６】
図４は、本発明に関連する燃料電池６０の分解斜視説明図であり、図５は、前記燃料電池６０の図４中、Ｖ−Ｖ線断面図である。
【００４７】
なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する各燃料電池においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
燃料電池６０は、複数の単位セル６２を積層して構成されるとともに、前記単位セル６２は、電解質膜・電極構造体６４を第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８で挟持する。
【００４９】
第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８は、流体連通孔の内側に配置されるとともに、互いに同一の外形寸法に設定される。第１金属セパレータ６６の電解質膜・電極構造体６４に向かう面６６ａには、酸化剤ガス流路４０が形成されるとともに、第２金属セパレータ６８の前記電解質膜・電極構造体６４に向かう面６８ａには、燃料ガス流路３４が形成される。第１金属セパレータ６６の面６６ｂと第２金属セパレータ６８の面６８ｂとの間には、冷却媒体流路４６が形成される。
【００５０】
第１金属セパレータ６６は、電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６に当接する第１シール部材５０を設け、第２金属セパレータ６８は、隣接する他の単位セル６２を構成する第１金属セパレータ６６に当接する第２シール部材５２を設ける。
【００５１】
このように構成される燃料電池６０では、第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８は、同等の外形寸法を有するとともに、流体連通孔の内側に配置されて前記流体連通孔が設けられていない。これにより、第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８の小型軽量化が図られ、燃料電池６０全体が有効に軽量化される。
【００５２】
図６は、本発明に関連する燃料電池８０の分解斜視説明図であり、図７は、前記燃料電池８０の図６中、ＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【００５３】
燃料電池８０は、燃料電池６０に対して、冷却媒体流路４６を複数、例えば、２つの電解質膜・電極構造体６４毎に形成する、所謂、間引き冷却構造を採用する。
【００５４】
燃料電池８０は、矢印Ａ方向に積層される複数のセルユニット８２を備える。セルユニット８２は、第１金属セパレータ６６、電解質膜・電極構造体６４ａ、中間金属セパレータ８４、電解質膜・電極構造体６４ｂ及び第２金属セパレータ６８を矢印Ａ方向に積層して構成される。
【００５５】
中間金属セパレータ８４は、電解質膜・電極構造体６４ａに向かう面８４ａに燃料ガス流路３４を設ける。この燃料ガス流路３４は、入口流路３８ａ及び出口流路３８ｂを介して燃料ガス入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３２ｂに連通する。
【００５６】
中間金属セパレータ８４の電解質膜・電極構造体６４ｂに向かう面８４ｂには、酸化剤ガス流路４０が形成される。この酸化剤ガス流路４０は、入口流路４４ａ及び出口流路４４ｂを介して酸化剤ガス入口連通孔２８ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに連通する。
【００５７】
面８４ｂには、第３シール部材８６が一体成形される。この第３シール部材８６は、第１シール部材５０と同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
このように構成される燃料電池８０では、所謂、間引き冷却構造を採用するため、前記燃料電池８０全体の部品点数を有効に削減することができる。これにより、燃料電池８０を一層軽量化するとともに、経済的に構成することが可能になるという効果が得られる。
【００５９】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池９０の概略断面説明図である。
【００６０】
燃料電池９０は、複数の単位セル９２が矢印Ａ方向に積層して構成される。単位セル９２は、電解質膜・電極構造体６４を第１カーボンセパレータ９４及び第２カーボンセパレータ９６で挟持する。
【００６１】
燃料電池９０は、実質的に、燃料電池６０と同様に構成されている。第１カーボンセパレータ９４は、第１金属セパレータ６６と同様に構成される一方、第２カーボンセパレータ９６は、第２金属セパレータ６８と同様に構成される。第１カーボンセパレータ９４は、第２カーボンセパレータ９６よりも大きな外形寸法に設定される。
【００６２】
第２カーボンセパレータ９６と、電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６との間には、第１シール部材９８ａが介装される。第１カーボンセパレータ９４と、隣接する他の単位セル９２を構成する電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６との間には、第２シール部材９８ｂが介装されるとともに、互いに隣接する単位セル９２を構成する電解質膜・電極構造体６４間には、第３シール部材９８ｃが介装される。
【００６３】
このように構成される第２の実施形態では、第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８に代えて、第１カーボンセパレータ９４及び第２カーボンセパレータ９６が用いられるとともに、前記第１カーボンセパレータ９４及び前記第２カーボンセパレータ９６には、流体連通孔が形成されていない。
【００６４】
これにより、第１カーボンセパレータ９４及び第２カーボンセパレータ９６の小型軽量化が図られ、燃料電池９０全体を有効に軽量化することができる等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第１の実施形態においても同様に、カーボンセパレータを用いてもよい。
【００６５】
図９は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池１００の分解斜視説明図であり、図１０は、前記燃料電池１００の図９中、Ｘ−Ｘ線断面図である。
【００６６】
なお、燃料電池６０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
燃料電池１００は、複数の単位セル１０２が矢印Ａ方向に積層されるとともに、前記単位セル１０２は、電解質膜・電極構造体１０４を第１金属セパレータ１０６及び第２金属セパレータ１０８で挟持する。第１金属セパレータ１０６及び第２金属セパレータ１０８は、流体連通孔の内側に配置される寸法に設定されるとともに、前記第１金属セパレータ１０６は、前記第２金属セパレータ１０８よりも大きな外形寸法に設定される。
【００６８】
第１金属セパレータ１０６は、第１金属セパレータ６６と同様に構成されているが、第１シール部材５０が設けられていない。第２金属セパレータ１０８は、第２金属セパレータ６８と同様に構成されているが、第２シール部材５２が設けられていない。
【００６９】
電解質膜・電極構造体１０４は、第２金属セパレータ１０８に対向する面側にシール部材１１０を一体成形する。シール部材１１０は、第２金属セパレータ１０８の外周縁部に当接する第１凸状シール１１０ａと、前記第２金属セパレータ１０８の外周部外方に位置し、隣接する他の単位セル１０２を構成する第１金属セパレータ１０６の外周縁部当接する第２凸状シール１１０ｂと、前記隣接する他の単位セル１０２を構成する電解質膜・電極構造体１０４の額縁部２６に当接する第３凸状シール１１０ｃとを有する。
【００７０】
このように構成される第３の実施形態では、第１金属セパレータ１０６及び第２金属セパレータ１０８は、流体連通孔の内側に配置されるため、小型軽量化が図られ、燃料電池１００全体の軽量化が遂行される等、第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
しかも、電解質膜・電極構造体１０４にのみシール部材１１０が設けられており、第１金属セパレータ１０６及び第２金属セパレータ１０８には、シール部材を射出成形する必要がない。これにより、第１金属セパレータ１０６及び第２金属セパレータ１０８を一層経済的且つ効率的に製造することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】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４】本発明に関連する燃料電池の分解斜視説明図である。
【図５】前記燃料電池の、図４中、Ｖ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明に関連する燃料電池の分解斜視説明図である。
【図７】前記燃料電池の、図６中、ＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の概略断面説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図１０】前記燃料電池の、図９中、Ｘ−Ｘ線断面図である。
【図１１】特許文献１の燃料電池の説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０、６０、８０、９０、１００…燃料電池
１２、６２、９２、１０２…単位セル
１４、６４、１０４…電解質膜・電極構造体
１６、１８、６６、６８、１０６、１０８…金属セパレータ
２０…固体高分子電解質膜            ２２…カソード側電極
２４…アノード側電極                ２６…額縁部
２８ａ…酸化剤ガス入口連通孔        ２８ｂ…酸化剤ガス入出口連通孔
３０ａ…冷却媒体入口連通孔          ３０ｂ…冷却媒体出口連通孔
３２ａ…燃料ガス入口連通孔          ３２ｂ…燃料ガス出口連通孔
３４…燃料ガス流路                  ４０…酸化剤ガス流路
４６…冷却媒体流路
５０、５２、５４、８６、９８ａ〜９８ｃ、１１０…シール部材
５０ａ、５２ａ、５４ａ、１１０ａ〜１１０ｃ…凸状シール
８２…セルユニット                  ８４…中間金属セパレータ
９４、９６…カーボンセパレータ
【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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