(57)【要約】    【課題】  セフラッディングを低減し、燃料電池の耐久性を向上させる。    【解決手段】  電極１３に反応ガスを供給する複数のガス流路溝３１と、前記複数のガス流路溝３１間に設けられ電極１３に当接する凸部３２と、凸部３２の電極１３との当接面３４に設けられ凸部３２の高さより小さい深さを有する浅溝３３が設けられていることを特徴とする燃料電池用セパレータ２１およびこのセパレータ２１を使用した燃料電池。【選択図】  図１
2007115525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極に反応ガスを供給する複数のガス流路溝と、前記複数のガス流路溝間に設けられ前記電極に当接する凸部と、前記凸部の前記電極との当接面に設けられ前記凸部の高さより小さい深さを有する浅溝が設けられていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記凸部には前記浅溝が形成された浅溝形成部と前記浅溝が形成されていない浅溝非形成部が設けられ、前記浅溝非形成部が前記反応ガスの上流側に設けられ、前記浅溝形成部が前記反応ガスの下流側に設けら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】
前記浅溝が、前記反応ガスの流れ方向と直交する方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
前記浅溝が、互いに隣接する前記ガス流路溝を連通するように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜の一方面に当接された燃料極と、前記高分子電解質膜の他方面に当接された酸化剤極と、前記燃料極に燃料ガスを供給する複数のガス流路溝と前記複数のガス流路溝間に設けられ前記燃料極に当接する凸部を有する燃料用セパレータと、前記酸化剤極に酸化剤ガスを供給する複数のガス流路溝と前記複数のガス流路溝間に設けられ前記酸化剤極に当接する凸部を有する酸化剤用セパレータとが設けられ、
前記燃料用セパレータ、前記酸化剤用セパレータの少なくとも一方のセパレータの前記凸部に、前記凸部の高さより小さい深さを有する浅溝が前記凸部の前記電極との当接面に設けられてい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】
本発明は燃料電池用セパレータおよび燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、環境負荷を低減できる発電装置として期待されている。中でも電解質に高分子電解質膜を使用した高分子電解質型燃料電池は、自動車等の車載用燃料電池、家庭用・業務用などの定置用燃料電池、パソコン用などの携帯用燃料電池として期待されている。
【０００３】
図９は高分子電解質型燃料電池の単セル構造を模式的に説明する説明断面図である。高分子電解質膜１１を燃料極１２と酸化剤極１３で挟持し、接合して膜電極接合体１０が作製されている。すなわち、膜電極接合体１０は、高分子電解質膜１１と、高分子電解質膜１１の一方面に設けられた酸化剤極１３と、高分子電解質膜１１の他方面に設けられた燃料極１２を備えている。燃料極１２と酸化剤極１３は、いずれも燃料電池用電極である。燃料極１２は、燃料極用拡散層１２ｂの一方面上に燃料極用触媒層１２ａが設けられて構成されている。酸化剤極１３は、酸化剤極用拡散層１３ｂの一方面上に酸化剤極用触媒層１３ａが設けられて構成されている。膜電極接合体１０を燃料用セパレータ１４と酸化剤用セパレータ１５で挟持し、燃料電池の単セルが構成されている。燃料用セパレータ１４、酸化剤用セパレータ１５はそれぞれ燃料ガス流路溝１４ａ、酸化剤ガス流路溝１５ａを有する導電性部材である。また燃料用セパレータ１４、酸化剤用セパレータ１５はガスの透過を遮断するガス不透過性を有している。
【０００４】
燃料ガス流路溝１４ａは燃料極１２に燃料ガス（燃料極側の反応ガス）を供給するための流路であり、一般的には複数設けられ、複数の燃料ガス流路溝１４ａの間には凸部１４ｄが設けられている。凸部１４ｄは燃料極用拡散層１２ｂに当接している。燃料ガス流路溝１４ａには入口１４ｂから燃料ガスが供給され、出口１４ｃから排出される。酸化剤ガス流路溝１５ａは酸化剤極１３に酸化剤ガス（酸化剤極側の反応ガス）を供給するための流路であり、一般的には複数設けられ、複数の酸化剤ガス流路溝１５ａの間には凸部１５ｄが設けられている。凸部１５ｄは酸化剤極用触媒層１３ａに当接している。酸化剤ガス流路溝１５ａには入口１５ｂから酸化剤ガスが供給され、出口１５ｃから排出される。燃料ガスとして水素、水素含有ガスなどが使用される。酸化剤ガスとして空気などの酸素含有ガスなどが使用される。ここでは燃料ガスとして水素、酸化剤ガスとして空気を使用した例で説明する。
【０００５】
燃料極用拡散層１２ｂ、酸化剤極用拡散層１３ｂは、いずれも流体拡散性（ガス拡散性）を有している。燃料ガス流路溝１４ａに供給された水素は燃料極用拡散層１２ｂを通って、燃料極用触媒層１２ａに到達し、（１）式の電極反応が起こる。
【化１】
2007115525.tif 000003
【０００６】
燃料極１２で生成されたプロトンＨ＋は水分子を伴って、高分子電解質膜１１中を通って酸化剤極１３に向かって移動する。それと同時に、燃料極１２で生成された電子ｅ−は燃料極用触媒層１２ａ、集電体でもある燃料極用拡散層１２ｂを通り、図示しない外部回路を介して酸化剤極１３に移動する。
【０００７】
一方、酸化剤極１３では、空気が酸化剤極用拡散層１３ｂを通って、酸化剤極用触媒層１３ａに到達し、空気中の酸素が外部回路を介して集電体でもある酸化剤極用拡散層１３ｂを通って酸化剤極用触媒層１３ａに移動してきた電子を貰って、（２）式の反応で還元され、燃料極１２から高分子電解質膜１１中を通して移動してきたプロトンＨ＋と結合して水となる。
【化２】
2007115525.tif 000004
【０００８】
高分子電解質膜１１は加湿（含水）することによりプロトン伝導性が大きくなる。高分子電解質膜１１を加湿するために、一般的に燃料ガスと一緒に水蒸気を燃料ガス流路溝１４ａに供給する。酸化剤ガス流路溝１５ａにも水蒸気を供給する場合もある。高分子電解質膜１１の加湿不足が生ずると、プロトン伝導性が損なわれ、発電性能が低下する問題がある。
【０００９】
一方、燃料極用触媒層１２ａ、燃料極用拡散層１２ｂ、燃料ガス流路溝１４ａや酸化剤極用触媒層１３ａ、酸化剤極用拡散層１３ｂ、酸化剤ガス流路溝１５ａで水蒸気が凝縮し水となって燃料ガスや酸化剤ガスの通路が詰まる、いわゆるフラッディングが生ずると発電性能が低下する問題がある。
【００１０】
したがって、固体高分子電解質型燃料電池を効率的に発電するためには水蒸気の制御が極めて重要である。そこで、燃料電池の各要素に様々な工夫がなされている。
【００１１】
特許文献１には、ガス流路面にフッ素含有カーボン層を形成したセパレータが開示されている。ガス流路に水蒸気の結露によって水滴が発生しても、撥水性を有するフッ素含有カーボン層によって、水滴がすみやかに流路から排出されることによってフラッディングを防止できるとされている。
【特許文献１】特開２００３−１２３７８０号公報（請求項１、段落［０００３］）  プロトンに伴って酸化剤極用触媒層１３ａに移動してきた水や（２）式の反応で生成した水は、水蒸気で酸化剤極用拡散層１３ｂを拡散して酸化剤ガス流路溝１５ａに到達し排出される。しかし、セパレータの凸部に接触する酸化剤極用拡散層１３ｂの部分に拡散してきた水蒸気は酸化剤ガス流路溝１５ａに直接排出できないため、この部分でフラッディングしやすい。この部分でフラッディングが起こっても酸化剤極用拡散層１３ｂ内のガス拡散性が低下する問題点が生じる。この結果、燃料電池の運転とともにガス拡散性が低下するので、燃料電池の耐久性に問題が生ずる。特許文献１ではセパレータの凸部に接触する電極の部分で発生するフラッディングを防止できない問題点があり、燃料電池の耐久性に問題が生ずる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記課題を解決したもので、セパレータの凸部に接触する電極部分のフラッディングを低減できる燃料電池用セパレータおよび耐久性を向上できる燃料電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記技術的課題を解決するために、請求項１の発明では、電極に供給する反応ガスを供給する複数のガス流路溝と、前記複数のガス流路溝間に設けられ前記電極に当接する凸部と、前記凸部の前記電極との当接面に設けられ前記凸部の高さより小さい深さを有する浅溝が設けられていることを特徴とする燃料電池用セパレータとしている。
【００１４】
請求項２の発明では、前記凸部には前記浅溝が形成された浅溝形成部と前記浅溝が形成されていない浅溝非形成部が設けられ、前記浅溝非形成部が前記反応ガスの上流側に設けられ、前記浅溝形成部が前記反応ガスの下流側に設けら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としている。
【００１５】
請求項３の発明では、前記浅溝が、前記反応ガスの流れ方向と直交する方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池用セパレータとしている。
【００１６】
請求項４の発明では、前記浅溝が、互いに隣接する前記ガス流路溝を連通するように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータとしている。
【００１７】
請求項５の発明では、高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜の一方面に当接された燃料極と、前記高分子電解質膜の他方面に当接された酸化剤極と、前記燃料極に供給する燃料ガスを供給する複数のガス流路溝と前記複数のガス流路溝間に設けられ前記燃料極に当接する凸部を有する燃料用セパレータと、前記酸化剤極に供給する酸化剤ガスを供給する複数のガス流路溝と前記複数のガス流路溝間に設けられ前記酸化剤極に当接する凸部を有する酸化剤用セパレータとが設けられ、前記燃料用セパレータ、前記酸化剤用セパレータの少なくとも一方のセパレータの前記凸部に、前記凸部の高さより小さい深さを有する浅溝が前記凸部の前記電極との当接面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、凸部の電極との当接面に浅溝が設けられたセパレータであるので、凸部に接触する電極部分の水を排出でき、この部分におけるフラッディングを低減できるという効果がある。
【００１９】
請求項２の発明によれば、浅溝形成部が反応ガスの下流側のみに設けられているので、特に問題となる下流側におけるフラッディングを低減できるという効果がある。
【００２０】
請求項３の発明によれば、浅溝が反応ガスの流れ方向と直交する方向に対して傾斜しているので、反応ガスの流れにより凸部に接触する電極部分の水を排出する効果を大きくすることができる。ここで浅溝の方向は浅溝中を流体が流れ得る方向、浅溝の幅方向と直交する方向である。
【００２１】
請求項４の発明によれば、浅溝が、互いに隣接するガス流路溝を連通するので、反応ガスの流れにより凸部に接触する電極部分の水を排出する効果を大きくすることができる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、凸部の電極との当接面に浅溝が設けられたセパレータであるので、凸部に接触する電極部分の水を排出でき、この部分におけるフラッディングを低減できるため、燃料電池の耐久性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、セパレータの構造が異なる以外は図９の構造と基本的に同じであるので、同じ部位では同じ符号を使用して説明する。
【００２４】
図１は第１実施形態のセパレータ２１の酸化剤極側から見た正面図である。図２は第１実施形態のセパレータ２１の燃料極側から見た正面図である。図２は図１の裏面にあたる。すなわちセパレータ２１の一方面には酸化剤ガス流路溝３１が設けられ、他方面には燃料ガス流路溝４１が設けられ、セパレータは酸化剤用セパレータと燃料用セパレータを兼ねている。
【００２５】
セパレータ２１には燃料ガス供給孔２２、燃料ガス排出孔２３、酸化剤ガス供給孔２４、酸化剤ガス排出孔２５、冷却媒体供給孔２６、冷却媒体排出孔２７が設けられている。これらの孔を囲むように溝部２８が設けられている。溝部２８は、燃料電池に組み立てられるときガスケットが配置され、燃料ガス、酸化剤ガス、冷却媒体をシールするためのものである。また、燃料ガス供給孔２２、燃料ガス排出孔２３、酸化剤ガス供給孔２４、酸化剤ガス排出孔２５、冷却媒体供給孔２６、冷却媒体排出孔２７はセパレータ２１の厚み方向に貫通する貫通孔であり、燃料電池に組み立てられるとき、それぞれ燃料ガス供給マニホールド、燃料ガス排出マニホールド、酸化剤ガス供給マニホールド、酸化剤ガス排出マニホールド、冷却媒体供給マニホールドおよび冷却媒体排出マニホールドとなる。
【００２６】
セパレータ２１には、図１の上方から下方に通流する複数の酸化剤ガス流路溝３１が設けられている。隣接する酸化剤ガス流路溝３１間に設けられ酸化剤極に当接する凸部３２が設けられている。つまり凸部３２の間が酸化剤ガス流路溝３１となっている。酸化剤ガス流路溝３１は酸化剤ガス入口部３１ａを介して酸化剤ガス供給孔２４に連通している。また酸化剤ガス流路溝３１は酸化剤ガス出口部３１ｂを介して酸化剤ガス排出孔２５に連通している。酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給孔２４から酸化剤ガス入口部３１ａを介して酸化剤ガス流路溝３１に供給され、酸化剤ガス流路溝３１を流れて酸化剤ガス出口部３１ｂを介して酸化剤ガス排出孔２５に排出される。なお、酸化剤ガス入口部３１ａ、酸化剤ガス出口部３１ｂは、多数の溝が並んでいる構造で、その上には蓋が接合され、ガスが漏れないようになっている。
【００２７】
図３は第１実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明正面図であり、図４は第１実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明斜視図である。図４は、セパレータの一部を酸化剤ガス下流側から見たものである。
【００２８】
凸部３２の酸化剤ガス下流側の酸化剤極１３との当接面３４には浅溝３３が設けられている。浅溝３３は、酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ｘの方向）と直交する方向に対して角度θだけ傾斜して設けられている。実施形態では角度θは４５度である。浅溝３３の幅は０．５ｍｍである。浅溝３３はピッチ０．８ｍｍの間隔で、複数設けられている。ここで、ピッチ間隔は酸化剤ガスの流れ方向の距離で表している。浅溝の深さは０．８ｍｍであり、凸部３２の高さ２．０ｍｍより小さく、凸部３２の高さの４０％である。
【００２９】
第１実施形態では浅溝３３は凸部３２の酸化剤ガスの下流側のみに設けられている。凸部３２の浅溝３３が設けられている部分が浅溝形成部３２ａであり、浅溝３３が設けられていない部分が浅溝非形成部３２ｂである。酸化剤ガスの流れ方向に沿う浅溝形成部３２ａの長さｂは、酸化剤ガスの流れ方向に沿う凸部３２ａの長さａの５０％である。
【００３０】
浅溝３３の設け方については特に限定されない。浅溝３３の設け方は、セパレータなどの形状やガス流路溝の形状、燃料電池の運転方法などにより適宜選択できる。しかし、以下記述する範囲から選択することは好ましい。
【００３１】
角度θとして０〜７５度の範囲から選択することが好ましい。角度θは、より好ましくは、３０〜６０度がよい。角度θが大きいほど、酸化剤ガスの流れ方向に沿うようになるため、水を排出する効果が大きい。角度θが大きすぎると、浅溝３３の長さが大きくなり排出効果が小さくなる。
【００３２】
浅溝３３の幅は、０．１〜５ｍｍが好ましく、より好ましくは０．２〜１．５ｍｍ、０．３〜１ｍｍがよい。浅溝３３の幅が小さすぎると水の排出効果が小さくなり、浅溝３３の幅が大きすぎると酸化剤極１３と接触できる凸部面積が小さくなるため電池内の抵抗が大きくなる。
【００３３】
浅溝３３のピッチは、０．１〜２．０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．２〜１．５ｍｍ、０．５〜１．０ｍｍがよい。浅溝３３のピッチが大きすぎると水の排出効果が小さくなり、浅溝３３のピッチが小さすぎると酸化剤極１３と接触できる凸部面積が小さくなるため電池内の抵抗が大きくなる。
【００３４】
浅溝３３の深さは、凸部３２の高さの０．５〜５０％が好ましく、より好ましくは０．７〜４０％、１．０〜３５％がよい。浅溝３３の深さは、寸法としては、０．０１〜１．０ｍｍ％が好ましく、より好ましくは０．０２〜１．０ｍｍ、０．３〜１．０ｍｍがよい。浅溝３３の深さが小さすぎると排出抵抗が大きくなるため水の排出効果が小さくなる。一方、浅溝３３の深さが大きすぎても溝の底に水滴ができると排出しにくくなるため水の排出効果が小さくなる
凸部３２の酸化剤極１３との当接面３４のうち浅溝３３が設けられている浅溝形成部３２ａは、第１実施形態では酸化剤ガスの下流側のみに設けられているが、特に限定されない。浅溝形成部３２ａは、凸部３２の酸化剤極１３との当接面３４の全面に設けられていてもよいし、酸化剤ガスの上流側のみに設けられていてもよいし、酸化剤ガスの流れ方向の中間部分に設けられていてもよい。浅溝形成部３２ａの長さｂの、酸化剤ガスの流れ方向に沿う凸部３２ａの長さａに対する比率は１０〜１００％が好ましく、より好ましくは２０〜８０％、３０〜７０％がよい。浅溝形成部３２ａの長さｂが小さすぎると水の排出効果が小さくなる。浅溝形成部３２ａの長さｂは、必要最小限にすることがコストなどから好ましい。
【００３５】
セパレータ２１に供給された酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路溝３１の中を矢印Ｘの方向に沿って流れる。上述したように、酸化剤極では（２）式の反応で水が形成されるため、下流側ほど酸化剤ガス中の水蒸気の含有率が大きくなる。このため酸化剤ガスの下流ほど水蒸気が凝縮しやすくなる。セパレータ２１の凸部３２と当接している酸化剤極部分でも水蒸気が凝縮しやすくなる。しかし、浅溝３３が設けられているため、水蒸気が凝縮する前に酸化剤ガス流路溝３１にすみやかに排出されるし、仮に凝縮しても浅溝３３により酸化剤ガス流路溝３１にすみやかに排出される。この結果、フラッディングを防止でき、燃料電池の耐久性を向上できる。
【００３６】
燃料電池におけるセパレータ２１の酸化剤極１３との当接面３４の方向は特に限定されず、水平方向でも、鉛直方向でも、水平方向から傾斜している方向でもよい。しかし、酸化剤ガスの流れ方向が鉛直下方を向いていると、酸化剤ガス流路溝３１の中で凝縮して水が生成されても外部に排出されやすいので好ましい。特に、セパレータ２１の酸化剤極１３との当接面３４の方向が鉛直方向であり、酸化剤ガスの流れ方向が鉛直下方であると、水の排出性に最も効果的である。
【００３７】
また酸化剤ガスが浅溝３３から凸部３２に当接する酸化剤極にも流れ発電効率を向上できる副次的な効果も生じる。
【００３８】
次に、セパレータの燃料極側から見た構造を図２に基づいて説明する。燃料ガス供給孔２２、燃料ガス排出孔２３、酸化剤ガス供給孔２４、酸化剤ガス排出孔２５、冷却媒体供給孔２６、冷却媒体排出孔２７を囲むように溝部２９が設けられている。溝部２９は、溝部２８と同様、燃料電池に組み立てられるときガスケットが配置され、燃料ガス、酸化剤ガス、冷却媒体をシールするためのものである。
【００３９】
セパレータ２１には、図２の左上方から右下方に斜めに通流する複数の燃料ガス流路溝４１が設けられている。隣接する燃料ガス流路溝４１間に設けられ燃料極１２に当接する凸部４２が設けられている。つまり凸部４２の間が燃料ガス流路溝４１となっている。燃料ガス流路溝４１は燃料ガス入口部４１ａを介して燃料ガス供給孔２２に連通している。また燃料ガス流路溝４１は燃料ガス出口部４１ｂを介して燃料ガス排出孔２３に連通している。燃料ガスは、燃料ガス供給孔２２から燃料ガス入口部４１ａを介して燃料ガス流路溝４１に供給され、燃料ガス流路溝４１を流れて燃料ガス出口部４１ｂを介して燃料ガス排出孔２３に排出される。なお、燃料ガス入口部４１ａ、燃料ガス出口部４１ｂは、多数の溝が並んでいる構造で、その上には蓋が接合され、ガスが漏れないようになっている。第１実施形態では燃料極１２に当接する凸部４２には浅溝は設けられていない。
【００４０】
図５は第２実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明正面図である。セパレータ５０は第１実施形態と同様の酸化剤ガス流路溝５１および凸部５２を備えている。凸部５２の酸化剤極１３との当接面５４に設けられた浅溝５３も第１実施形態と同様の構造を備えているが、当接面５４全体に設けられている。すなわち、凸部５２全体が浅溝形成部となっている。第２実施形態でも第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。第２実施形態の場合、凸部５２の当接面５４全面においてフラッディングを低減できる効果を有する。
【００４１】
図６は第３実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明正面図である。セパレータ６０は第２実施形態と同様の酸化剤ガス流路溝６１および凸部６２を備えている。第２実施形態と同様、凸部６２全体が浅溝形成部となっており、酸化剤極１３との当接面６４全体にわたって浅溝６３が設けられている。しかし、第３実施形態の浅溝６３の方向は酸化剤ガスの流れ方向と直交する方向である。すなわち浅溝６３の方向は凸部６２の長手方向と直交する方向で角度θは０度である。第３実施形態でも第２実施形態と同様の作用・効果を奏する。第３実施形態の場合、浅溝６３を凸部６２の長手方向と直交する方向に設けられているので、製造が容易である効果を有する。
【００４２】
図７は第４実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明正面図である。セパレータ７０は第１実施形態と同様の酸化剤ガス流路溝７１および凸部７２を備えている。凸部７２の酸化剤極１３との当接面７４に設けられた浅溝７３も第１実施形態と同様の構造を備えているが、酸化剤ガスの上流側にのみ設けられている。すなわち、凸部３２の酸化剤ガス上流側が浅溝形成部７２ａで、凸部３２の酸化剤ガス下流側が浅溝非形成部７２ｂである。酸化剤ガスの流れ方向に沿う浅溝形成部７２ａの長さｃは、酸化剤ガスの流れ方向に沿う凸部３２ａの長さａの５０％となっている。
【００４３】
図８は第５実施形態のセパレータをの酸化剤極側から見た正面図である。セパレータ８０には燃料ガス供給孔８６、燃料ガス排出孔８７、酸化剤ガス供給孔８４、酸化剤ガス排出孔８５、冷却媒体供給孔８８、冷却媒体排出孔８９が設けられている。これらはセパレータ８０の厚み方向に貫通する貫通孔であり、燃料電池に組み立てられるとき、それぞれ燃料ガス供給マニホールド、燃料ガス排出マニホールド、酸化剤ガス供給マニホールド、酸化剤ガス排出マニホールド、冷却媒体供給マニホールドおよび冷却媒体排出マニホールドとなる。
【００４４】
セパレータ８０には酸化剤ガス供給孔８４から供給され通流する複数の酸化剤ガス流路溝８１が設けられている。本実施形態の酸化剤ガス流路溝８１の構造は、図８で左右に蛇行する、いわゆるサーペンタイン構造である。隣接する酸化剤ガス流路溝８１間に設けられ酸化剤極に当接する凸部８２が設けられている。酸化剤ガス流路溝８１を通流した酸化剤ガスは酸化剤ガス排出孔８５に排出される。凸部８２の酸化剤ガス下流側の酸化剤極１３との当接面８２ａには浅溝８３が設けられている。浅溝８３は、酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ｘの方向）と直交する方向に対して傾斜して設けられている。浅溝の形状は第１実施形態とほぼ同じである。
【００４５】
第５実施形態でも第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。このように本発明は第１〜４実施形態のような直線状の凸部（直線状のガス流路溝）でないセパレータにも適用できる。
【００４６】
なお、以上の実施形態では酸化剤ガス用のセパレータについて示してきたが、燃料ガス用のセパレータに適用してもよい。特に燃料ガスは上流側でのガス中の水蒸気含有率が大きいので、上記第４実施形態のような上流側に浅溝を形成した構造が有効である。
【００４７】
いずれの実施形態でも浅溝は、互いに隣接するガス流路溝を連通するように設けられているが、多少効果は小さくなるが、連通しない浅溝としても同様の作用・効果を奏する。反応ガスの流れ方向と直交する方向に対しる浅溝の角度θはすべての浅溝で一定にする必要はないが、一定であると製造が容易となり、低コスト化できる。また第１〜４実施形態では、浅溝の傾斜方向は図面上で右下がりであるが、左下がりでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態のセパレータの酸化剤極側から見た正面図
【図２】第１実施形態のセパレータ２１の燃料極側から見た正面図
【図３】第１実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明正面図
【図４】第１実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明斜視図
【図５】第２実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明正面図
【図６】第３実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明正面図
【図７】第４実施形態のセパレータの凸部構造を説明する説明正面図
【図８】第５実施形態のセパレータをの酸化剤極側から見た正面図
【図９】高分子電解質型燃料電池の単セル構造を模式的に説明する説明断面図
【符号の説明】
【００４９】
１１…高分子電解質膜
１２…燃料極（電極）
１３…酸化剤極（電極）
１４…燃料用セパレータ（燃料電池用セパレータ）
１５…酸化剤用セパレータ（燃料電池用セパレータ）
２１、５０、６０、７０、８０…セパレータ（燃料電池用セパレータ）
３１…酸化剤ガス流路溝（ガス流路溝）
３２、４２、５２、６２、７２、８２…凸部
３２ａ、７２ａ…浅溝形成部
３２ｂ、７２ｂ…浅溝非形成部
３３、４３、５３、６３、７３、８３…浅溝
３４、４４、５４、６４、７４、８４…当接面
４１…燃料ガス流路溝（ガス流路溝）
【図１】
2007115525.tif 000005
【図２】
2007115525.tif 000006
【図３】
2007115525.tif 000007
【図４】
2007115525.tif 000008
【図５】
2007115525.tif 000009
【図６】
2007115525.tif 000010
【図７】
2007115525.tif 000011
【図８】
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【図９】
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