(57)【要約】【課題】生産ロスが少なく、各セル間の圧力損失バラツキを低減し、各セルに流れるガス流量を均等にすることにより、エネルギ効率を高くする。【解決手段】燃料ガスと酸化剤ガスがそれぞれ流通する流体流路６，７を備えた高分子電解質型燃料電池であって、アノード側セパレータの凸部３の頂上部とカソード側セパレータの凸部４の頂上部とに、セルの積層方向に対して直角な面に０度を超えかつ４０度未満の傾斜を持たせることにより、前記頂上部の傾斜によってＭＥＡ（膜電極接合体）５を伸長させて引っ張るようにし、これによってＭＥＡ５の流体流路６，７への垂れ込みを抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜を挟む一対の電極からなるＭＥＡ（膜電極接合体）と、前記ＭＥＡを挟持する一対のセパレータとを備え、かつ前記電極として前記高分子電解質膜に接する触媒層および前記セパレータに接するガス拡散層を具備するセルを複数積層してなる燃料電池において、
前記セパレータに流体流路となる凸部および凹部を設け、前記凸部に傾斜部を形成したことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記ガス拡散層における前記セパレータの流体流路となる凹部への垂れ込み量が、前記凹部の深さの０％以上２０％未満であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記セパレータの前記流体流路にて対向する前記凸部のそれぞれにおける流体流れ方向の断面寸法が異なり、前記凸部が接合したときの凸部全長の前記流体流れ方向の断面寸法が同一であることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池。
【請求項４】
前記セパレータの前記凸部の頂上部に、前記セルの積層方向に対して直角な面に対して０度以上４０度未満の傾斜を形成したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の燃料電池。
【請求項５】
前記セパレータの隣接する前記凹部の流体流れ方向の断面寸法が同一であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の燃料電池。
【請求項６】
前記セパレータの隣接する前記凸部の流体流れ方向の断面寸法が同一であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の燃料電池。
【請求項７】
前記セパレータの前記凸部頂上部の少なくとも一部に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の燃料電池。
【請求項８】
前記凸部頂上部の前記凹凸における凸部が、前記セルの積層方向に対して直角な面に０度以上４０度未満傾斜していることを特徴とする請求項７記載の燃料電池。
【請求項９】
前記凸頂上部の前記凹凸の隣接する凹部の寸法形状が同一であることを特徴とする請求項７または８記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記凸部頂上部の前記凹凸の隣接する凸部の寸法形状が同一であることを特徴する請求項７〜９いずれか１項記載の燃料電池。
【請求項１１】
前記ガス拡散層がカーボンクロスまたはカーボンペーパーからなり、前記ＭＥＡの伸びが０％以上３０％未満であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子電解質膜を挟む一対の電極からなるＭＥＡ（膜電極接合体）を用いた燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素を含有する燃料ガスと、空気など酸素を含有する酸化剤ガスとを、電気化学的に反応させることにより、電力と熱とを同時に発生させるものである。
【０００３】
その高分子電解質型燃料電池は、次のようにして製造される。
【０００４】
まず、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質の両面に、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反応層が形成される。次に、この触媒反応層の外面に、燃料ガスの通気性と電子導電性とを併せ持つ、例えばカーボンクロス（炭素繊維織布）やカーボンペーパーにより拡散層が形成される。なお、この拡散層と触媒反応層とを合わせて反応電極、また水素の入ってくる反応電極がアノード（水素極，燃料極）、さらに酸素の入ってくる反応電極がカソード（酸素極，空気極）とそれぞれ呼ばれる。
【０００５】
次に、供給する燃料ガスや酸化剤ガスが外にリークしたり、燃料ガスと酸化剤ガスとが互いに混合したりしないように、反応電極の周囲には高分子電解質膜を挟んでガスシール材やガスケットが配置される。このシール材やガスケットは、反応電極および高分子電解質膜と一体化してあらかじめ組み立てられ、これをＭＥＡ（膜電極接合体）と呼ぶ場合もある（以下、ＭＥＡと記す）。
【０００６】
ＭＥＡの外側には、これを機械的に固定するとともに、隣接したＭＥＡを互いに電気的に直列に接続するための導電性のセパレータが配置される。セパレータにおけるＭＥＡと接触する部分には、反応電極に反応ガスを供給し、生成ガスや余剰ガスを運び去るためのガス流路が形成される。このガス流路はセパレータと別に設けることもできるが、セパレータの表面に溝を設けてガス流路とする構成が一般的である。
【０００７】
前記ガス流路としての溝に燃料ガスを供給するために、燃料ガスを供給する配管が、使用するセパレータの枚数に分岐し、その分岐先をセパレータ状の溝に直接つなぎ込む配管治具が必要となる。この治具をマニホールドと呼び、前記のように燃料ガスの供給配管から直接つなぎ込むタイプを外部マニホールドと呼ぶ。このマニホールドには、構造をより簡単にした内部マニホールドと呼ぶ形式のものがある。内部マニホールドとは、ガス流路を形成したセパレータに貫通した孔を設け、この孔までガス流路の出入口を通し、この孔から燃料ガスを直接供給するものである。
【０００８】
燃料電池は、運転中に発熱するので、電池を良好な温度状態に維持するために冷却水などで冷却する必要がある。通常、１〜３セル毎に冷却水を流す冷却部が、セパレータとセパレータとの間に挿入されるが、セパレータの背面に冷却水流路を設けて冷却部とする場合が多い。
【０００９】
前記構成のＭＥＡとセパレータおよび冷却部をセルとして交互に重ね、１０〜４００セル積層して、集電板と絶縁板とを介して端板でセル積層を挟持し、締結ボルトで両端を固定することにより高分子電解質型燃料電池が製造される。
【００１０】
前記締結は、ガスおよび循環水を漏らさないようにシール性を維持することの他に、セパレータとガス拡散層との接合部などの積層部材間の接触抵抗を低減する目的がある。
【００１１】
そのため、面圧として０．５ＭＰa〜１．０ＭＰaの比較的大きな締結圧を必要とする。この締結圧のために、ガス流路へのガス拡散層の垂れ込み量にバラツキが生じやすくなる。また、この垂れ込み量のバラツキによって、ガス拡散層を通して隣接するガス流路へのガスリーク量にバラツキが生じる。
【００１２】
前記バラツキの発生によって各セルの圧力損失が異なるという現象が生じる。高分子電解質型燃料電池は、セパレータの側面のマニホールドから各セルに燃料ガスおよび酸化剤ガスを並列に分散して供給する構成のものが多く、各セルの圧力損失が異なると、それぞれのセルに供給されるガス流量がセル毎に異なることになる。その結果、ガス流量が少ないセルでは、水滴がガス流路を塞ぎ、その塞いだ箇所以降の電極や触媒に対し燃料供給不足が発生するため、徐々に電圧が低下し、また前記水滴が排出されると、流路閉塞が解除されるため燃料供給が回復し、電圧が上昇するといった電圧不安定現象（フラッディング）が発生するという問題があった。
【００１３】
このような問題に対して、特許文献１には単セルの圧力損失を測定し、予め定められたランクに分け、同じランクの単セルを集めて燃料電池を製作することにより、各セルのガス流量バラツキを低減し、フラッディングを抑制するようにした燃料電池とその製造方法が開示されている。
【００１４】
また、特許文献２には、ガス拡散層の繊維方向をガス流れ方向に対して並行となるように構成し、ガス流れ方向に対して直交する方向のガス拡散層のガス透過性が、ガス流れ方向のガス拡散層のガス透過性よりも小さくなるように設定することにより、ガス拡散層を通して隣接するガス流路に生じるガスリークを防止し、ガス流路を流れる反応ガスの圧力損失ロスを低減することによって、フラッディングを抑制するようにした燃料電池が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１５１６０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１８５９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、単セルの圧力損失を測定し、予め定められたランクに分けるという手間がかかるため、従来よりもコストおよび時間がかかり、生産ロスも大きいという問題がある。
【００１６】
また、特許文献２に記載の構成では、ガス拡散層の繊維方向がガス流路に対して平行となるため、ガス流路に対して直交する方向の剛性が低くなり、その結果、ガス拡散層がガス流路へ垂れ込みやすくなる。したがって、各セル間におけるガス拡散層のガス流路への垂れ込み量のバラツキを低減することができないという問題がある。
【００１７】
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、生産ロスが少なく、各セル間の圧力損失バラツキを低減し、各セルに流れるガス流量を均等にすることにより、耐フラッディング性を高める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】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の燃料電池は、高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜を挟む一対の電極からなるＭＥＡと、前記ＭＥＡを挟持する一対のセパレータとを備え、かつ前記電極として前記高分子電解質膜に接する触媒層および前記セパレータに接するガス拡散層を具備するセルを複数積層してなる燃料電池において、前記セパレータに流体流路となる凸部および凹部を設け、前記凸部に傾斜部を形成したことを特徴とし、これにより、ガス拡散層のガス流路の凹部への垂れ込みを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ガス拡散層を含むＭＥＡを伸ばすことによって、流体通路となる凹部へのガス拡散層の垂れ込みを抑制することができるため、各セル間の圧力損失バラツキを防ぎ、ガス拡散層を通して隣接するガス流路へのガスリークを防止することができる。
【００２０】
以上のことから、高分子電解質型の燃料電池において製造品質を高め、安定性、効率などの性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は本発明に係る燃料電池の実施形態である高分子電解質型燃料電池の一単位である単電池（セル）の一部を模式的に示す斜視図、図２は図１におけるＩ―Ｉ線断面図である。
【００２３】
図１，図２に示すように、単電池８は、ＭＥＡ（膜電極接合体）５と、アノード側セパレータ１と、カソード側セパレータ２を備えている。ＭＥＡ５は、プロトン伝導性高分子電解質膜９の表裏面にそれぞれ触媒層を備えた電極１１と、該電極１１の支持体であるガス拡散層からなる反応電極１０が設けられたシート状のものである。
【００２４】
前記プロトン伝導性高分子電解質膜９の種類や形状は特に限定されるものではなく、一般的に燃料電池に用いられるものであればよい。また、反応電極１０の種類や形状も限定されるものではなく、カーボンクロス，カーボンペーパーまたはカーボンメッシュに触媒としての白金を担持させたような一般的な反応電極でよい。セパレータ１，２は、ガス不透過性の導電性材料であればよく、例えば樹脂含浸カーボン材料を所定の形状に切削したもの、カーボン粉末と樹脂材料の混合物を成形したものが一般的に用いられる。
【００２５】
前記セパレータ１，２は、ＭＥＡ５とこれと隣接する図示しない単電池のＭＥＡとを電気的直列に接続する板状体であって、燃料ガスや酸化剤ガスが流通する流体流路６，７が多数本平行に板状態全体に渡って並設されている。また、セパレータ１，２において板状態の流体流路６，７が設けられている面と反対の面には、冷却用の流体を流通させるための流路１２が設けられている。
【００２６】
本実施形態では、アノード側セパレータ１の凸部３の頂上部と、カソード側セパレータ２の凸部４の頂上部とを、それぞれ単電池８を積層する方向に対して直角な面に０度を超えかつ４０度未満傾斜させ、図２に示すように、各凸部３，４の頂上部どうしが接合する構成にしており、さらに、セパレータ１，２における隣接する凹部どうし、および凸部どうしの流体流れ方向の断面寸法が同一であるようにしている。
【００２７】
また、図３に示す本実施形態の変形例１のように、アノード側セパレータ１の凸部３の頂上部と、カソード側セパレータ２の凸部４の頂上部とが接合した後の寸法Ｌ１を同一とし、かつ個々の凸部において短い寸法Ｌ２の凸部と長い寸法Ｌ３の凸部とを交互に形成するようにしてもよい。
【００２８】
また、図４に示す本実施形態の変形例２のように、アノード側セパレータ１の凸部３の頂上部と、カソード側セパレータ２の凸部４の頂上部に、それぞれ流体流路６，７となる凹部と平行になるように、かつ緩やかな凹凸１３を形成し、この凹凸１３にＭＥＡシート５が垂れ込むような構成にしてもよい。本変形例２では、凹凸１３における凸部は単電池の積層方向に対して直角な面に０度以上４０度未満傾斜するように、また凹凸１３の隣接する凹部どうし、および凸部どうしの寸法形状が同一であるように形成している。
【００２９】
図２〜図４に示す本実施形態のような構成にした理由を説明する。
【００３０】
図５に比較例として従来の単電池の構成を示す断面図を示す。図５に示すように、従来では、アノード側セパレータ１の凸部３の頂上部と、カソード側セパレータ２の凸部４の頂上部において、それぞれの断面の寸法および形状が同じ場合が多く、ＭＥＡ５を挟持し、接触抵抗を低減させるために所定の締結圧を加えると、ＭＥＡ５の流体流路６，７への垂れ込みＢが生じやすい。そうすると、ＭＥＡ５の垂れ込みＢによって各単電池間で圧力損失のバラツキが生じやすかった。
【００３１】
そこで、本実施形態では、前記のようにＭＥＡ５が、単電池８の積層する方向に対して直角な面（図１の矢印Ａ方向）に伸長するように、流体流路６，７の凸部３，４が傾斜する構成をセパレータ１，２に具備させることによって、ＭＥＡ５の流体流路６，７への垂れ込みを抑制することができた。
【００３２】
本実施形態では、凸部３，４の頂上部の傾斜角度を単電池８の積層する方向に対して直角な面に０度を超えかつ４０度未満と規定することで、ガス拡散層を含むＭＥＡ５におけるセパレータ１，２の流体流路６，７となる凹部への垂れ込み量が、その凹部の深さの０％以上２０％未満になった。以下、その理由を説明する。
【００３３】
図６は本実施形態におけるＭＥＡを伸長させるための基本構成を示す説明図であり、流体流路６，７において隣接する凸部３，４において、それぞれの頂上部部分がずれて傾斜θを形成することにより、ＭＥＡ５を図において上下方向に引っ張って伸ばすようにすることにより、ＭＥＡ５が流体流路６，７内に垂れ込むことを防止している。
【００３４】
そこで、本実施形態の構成のＭＥＡに引張試験を行った。試験条件として１．６ｍｍ／ｓの引張速度で試験を行った後、ＭＥＡの各箇所を光学顕微鏡で詳細に観察し、破損が生じていないか確認を行った。
【００３５】
その結果、図７に示すように、初期の長さから３０％以上引き伸ばすとＭＥＡ５に破損が生じることが分かった。つまり、本実施形態のセパレータ１，２によって、ＭＥＡ５が３０％以上引き伸ばされると、破損などの不具合が生じる可能性がある。
【００３６】
そこで、傾斜後の凸部３，４の頂上部の長さが、傾斜前の凸部３，４の頂上部の長さの１．３倍となるときの凸部頂上部の傾斜角θを求めたところ約４０度になった。よって、この角度を傾斜角の上限とする。
【００３７】
以上のような本実施形態の構成の単電池８を作製して、該単電池８を冷却水路を確保しつつ多数（例えば１００層）積層して電池スタックとした後、該電池スタックの両端部に、集電板と電気絶縁材料の絶縁板を設け、さらに端板と締結ロッドとで固定することにより高分子電解質型燃料電池が製造される。
【００３８】
このように前記単電池８で構成される高分子電解質型燃料電池は、ＭＥＡ５が引き伸ばされるため、アノード側燃料流路である流体流路６、カソード側酸化材流路である流体流路７へのＭＥＡ５の垂れ込みを抑制することができる。つまり、各単電池間の圧力損失バラツキが低減し、各単電池に流れるガス流量を均等に分配することができる。
【実施例】
【００３９】
次に、本願発明に係る実施例を図１を参照しつつ説明する。
【００４０】
まず、触媒層を備える反応電極１０の作成方法を説明する。すなわち、アセチレンブラック粉末に、平均粒径が約３０Åの白金粒子を２５重量％担持したものを電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノールに分散させた溶液に、パーフルオロカーボンスルホン酸の粉末をエチルアルコールに分散したディスパージョン溶液を混合し、触媒ペースト状にした。
【００４１】
一方、電極の支持体になるカーボンペーパーを撥水処理した。すなわち、外寸１４ｃｍ×１４ｃｍ、厚み３６μｍのカーボン不織布（東レ製、ＴＧＰ−Ｈ−１２０）を、フッ素樹脂含有の水性ディスパージョン（ダイキン工業製、ネオフロンＮＤ１）に含浸した後、これを乾燥し、４００℃で３０分間加熱することで、撥水性を与える。前記撥水処理したカーボン不織布の一方の面に、前記ペースト状の触媒をスクリーン印刷法を用いて塗布することでカーボン不織布の一面に触媒層１１を備える反応電極１０が形成される。
【００４２】
このとき、触媒層の一部は、カーボン不織布の中に埋め込んだ状態となる。なお、前記スクリーン印刷によるペースト状触媒の塗布量は、形成後の反応電極１０中に含まれる白金量が０．６ｍｇ/ｃｍ２、パーフルオロカーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ/ｃｍ２となるように調整している。
【００４３】
次に、外寸が１５ｃｍ×１５ｃｍのプロトン伝導性高分子電解質膜９の裏表両面に、一対の前記反応電極１０を触媒層が、プロトン伝導性高分子電解質膜９の側部に接するようにホットプレスで接合して、ＭＥＡ５を作成する。本実施例の場合、プロトン伝導性高分子膜として、パーフルオロカーボンスルホン酸を３０μｍの厚みに薄膜化したものを用いた。
【００４４】
次に、本発明のポイントである導電性のセパレータ１，２の製造方法について説明する。
【００４５】
まず、平均粒径が約５０μｍ〜１００μｍの人造黒鉛粉末を用意し、人造黒鉛粉末８０重量％に、熱硬化性フェノール樹脂２０％を押し出し混練機で混練する。そして、この混練粉末をＭＥＡ５が積層する方向に対して直角な面に伸びるように、流体流路６，７の凸部３，４が傾斜する形状を作りこんだ金型に投入する。この金型は、流体流路６，７の成型の他に、冷却水流路用溝およびマニホールドを成形するように加工されている。
【００４６】
この金型に混練粉末を投入した後、ホットプレスしてセパレータ１，２を得る。このホットプレスの条件は、金型温度１５０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２で１０分間とする。得られたセパレータ１，２は、外寸が２０ｃｍ×２０ｃｍ、厚みが３．０ｍｍ、溝状の流体流路６，７、および冷却水流路の断面形状は共に正方形であり１．０ｍｍ×１．０ｍｍとなるように調整されている。よって、セパレータ１，２の最も肉薄部の厚みは１．０ｍｍである。
【００４７】
なお、導電性のカーボン材料については、本実施例では人造黒鉛を用いたが、例えば天然黒鉛，カーボンブラック，ケッチェンブラックなどの適用も可能である。また、本実施例では、金型にＭＥＡが積層する方向に対して直角な面に伸びるように、流体流路６，７の凸部３，４が傾斜する機構を作りこんだが、成形後に切削加工によって機構を形成してもよい。
【００４８】
本実施例と比較するための比較例として、前記傾斜する凸部を有しないセパレータを用い、ＭＥＡの一方の面にアノード側のセパレータを、裏面にカソード側のセパレータを重ね合わせて図１に示す単電池８を作製した。
【００４９】
そして、本実施例と比較例との両例の単電池８を２セル積層した後、冷却水路溝を形成したセパレータで、この２セル積層電池を挟み込み、このパターンを繰り返して１００セル積層の電池スタックを作製した。さらに電池スタックの両端部には、ステンレス製の集電板と電気絶縁材料の絶縁板、さらに端板と締結ロットで固定した。このときの締結圧はセパレータの面積当たり１５ｋｇ／ｃｍ２とした。
【００５０】
このように作製した両例の高分子電解質型燃料電池を８０℃に保持し、アノード側セパレータに７５℃の露点となるように加湿・加温した水素ガスを、もう一方のカソード側セパレータの６５℃の露点となるように加湿・加温した空気を供給した。その結果、電流を外部に出力しない無負荷時には、９６Ｖの電池開放電圧を得た。また、このときの積層電池全体の内部抵抗を測定したところ、約４５ｍΩであった。
【００５１】
さらに、両例の各々単電池８をそれぞれ１０個作成し、各セル間の圧力損失のバラツキを評価した。発電条件として、燃料利用率（Ｕｆ）６０％、酸素利用率（Ｕｏ）５０％、電流密度０．２Ａ／ｃｍ２で発電を行い、それぞれのアノード側とカソード側の圧力損失を計測した結果を図８に示す。この結果から、比較例に対して本実施例は圧力損失のバラツキが小さいことが分る。
【００５２】
次に、図９に、両例の各々の単電池８を図１に示すＩ―Ｉ線で切断し、ＭＥＡのガス流路部への垂れ込みを光学顕微鏡で計測した結果を示す。この図より、比較例に対して本実施例は垂れ込み量を抑制することができていることが分かる。
【００５３】
次に、限界燃料利用率（限界Ｕｆ）を得るために、両例の高分子電解質型燃料電池に次の操作を行った。すなわち、前記燃料電池を酸素利用率４０％、電流密度０．１５Ａ／ｃｍ２の条件で、燃料利用率５０％から５％ずつ燃料利用率を上げていった。このとき、燃料利用率を５時間の運転中、すべてのセル電圧が安定的に運転できたとき、燃料利用率を５％上げていく。そして、５時間の運転中、セル電圧が６００ｍＶ以下になったところで、試験を中止し、すべてのセル電圧が安定的に運転できる最も高い酸素利用率を限界酸素利用率（限界Ｕf）とした。
【００５４】
次に、限界酸素利用率（限界Ｕｏ）を得るために、両例の高分子電解質型燃料電池に次の操作を行った。すなわち、前記燃料電池を燃料利用率６０％、電流密度０．３Ａ／ｃｍ２の条件で酸素利用率３０％から５％ずつ酸素利用率を上げていった。このとき、酸素利用率は５時間の運転中、すべてのセル電圧が安定的に運転できたとき、酸素利用率を５％上げていく。そして５時間の運転中、セル電圧が６００ｍＶ以下になったところで、試験を中止し、すべてのセル電圧が安定的に運転できる最も高い酸素利用率を限界酸素利用率 （限界Ｕｏ）とした。
【００５５】
これらの限界燃料利用率（限界Ｕｆ）と限界酸素利用率（限界Ｕｏ）とが大きい高分子電解質型燃料電池ほど安定性が高く、耐フラッディング製が良好といえる。この値を高分子電解質燃料電池の電池特性評価の指標とした。このようにして評価した結果を図１０に示す。このように、限界燃料利用率、限界酸素利用率ともに比較例に対して大きく向上することが確認できた。
【００５６】
以上のように前記実施形態，実施例の構成によれば、高分子電解質型燃料電池において、ＭＥＡが積層する方向に対して直角な面に伸びるように、流体流路の凸部が傾斜する構成をセパレータに具備させることによって、各単電池（セル）間の圧力損失バラツキを抑え、電池特性を向上させることができる。このため高分子電解質型燃料電池において、製造品質を高め、安定性かつ効率などを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、高分子電解質型燃料電池に適用でき、特にポータブル電源、電気自動車電源、家庭用電源、家庭内コージェネシステム、可搬型電源、ビル用コージェネレーション用などの高分子電解質型燃料電池に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る燃料電池の実施形態である高分子電解質型燃料電池の一単位であるセル（単電池）の一部を模式的に示す斜視図
【図２】本実施形態の図１におけるＩ―Ｉ線断面図
【図３】本実施形態の変形例１の構成を示す断面図
【図４】本実施形態の変形例２の要部の構成を示す斜視図
【図５】比較例として従来の単電池の構成を示す断面図
【図６】本実施形態におけるＭＥＡを伸長させるための基本構成を示す説明図
【図７】本実施形態におけるＭＥＡの引張強度試験の結果を示す図
【図８】本発明に係る実施例と比較例とにおける圧力損失の比較図
【図９】本発明に係る実施例と比較例とにおけるガス流路へのＭＥＡの垂れ込み量の比較図
【図１０】本発明に係る実施例と比較例とにおける電池特性評価の結果を示す図
【符号の説明】
【００５９】
１  アノード側のセパレータ
２  カソード側のセパレータ
３，４  凸部
５  ＭＥＡ（膜電極接合体）
６，７  流体流路
８  単電池
９  プロトン伝導性高分子電解質膜
１０  反応電極（ガス拡散層）
１１  電極（触媒層）
１３  凸部頂上部の凹凸
【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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