(57)【要約】【課題】構造上形成される隙間への反応ガスの流出を抑制する燃料電池を提供することを目的とする。【解決手段】セパレータ４０と、反応ガスが流れる多孔体２７と、シールガスケットを一体で備えた発電体２０とを備える燃料電池において、多孔体２７の一部であって、多孔体２７の外周に、多孔体２７よりも気孔率が小さい抑制部５０を形成する。【選択図】図３
2007250351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池であって、
電解質膜および電極を含む発電部と、
前記発電により生じた電流を集電し、隔壁として機能するセパレータと、
前記発電部の外周に配置され、当該発電部の両側に配置された前記セパレータと実質的に当接して前記反応ガスの漏れを抑えるシールラインを形成したシールガスケットと、
前記発電部と前記セパレータとの間に挟まれ、該セパレータを介して前記反応ガスが供給される所定の気孔率で形成された多孔体と、
前記多孔体に供給された前記反応ガスが、前記セパレータと前記シールラインと当該多孔体とに囲まれて形成された空隙へ流れ出るのを抑制する抑制部と
を備えた燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記抑制部は、前記多孔体に設けられ、前記多孔体より気孔率小さい部位である燃料電池。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池であって、
前記多孔体は、所定の厚みを備えた矩形形状であり、
前記抑制部は、前記多孔体に供給された前記反応ガスが流れる方向に略平行である前記矩形の２辺に沿った位置に備えられた
燃料電池。
【請求項４】
請求項１または２に記載の燃料電池であって、
前記抑制部は、前記多孔体の側部全周に沿った位置に備えられ、
前記セパレータは、前記抑制部よりも内側の前記多孔体自体に接する位置に、当該多孔体への前記反応ガスの給排用の孔部を備えた
燃料電池。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記抑制部は、前記空隙を埋める形状の樹脂製の部材である燃料電池。
【請求項６】
請求項２記載の燃料電池であって、
前記多孔体より気孔率が小さい部位である前記抑制部は、前記多孔体を、前記発電部の積層方向に圧縮することにより形成されており、
前記セパレータには、前記多孔体が圧縮されて形成された凹部に対応する位置に、該凹部に嵌合する凸部が設けられた燃料電池。
【請求項７】
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池を製造する方法であって、
電解質膜および電極を含む発電部と、前記発電により生じた電流を集電し、隔壁として機能するセパレータと、前記反応ガスを所定の方向に流す流路として所定の気孔率で形成された多孔体とを準備し、
前記発電部の外周に、当該発電部の両側に配置される前記セパレータと実質的に当接して前記反応ガスの漏れを抑えるシールラインを形成したシールガスケットを設け、
前記多孔体に供給される前記反応ガスが、前記セパレータと前記シールラインと該多孔体とに囲まれて形成される空隙へ流れ出るのを抑制するよう、当該多孔体の一部に該多孔体よりも気孔率が小さい部位を形成し、
前記多孔体を、前記セパレータと前記発電部との間に挟みつつ、当該セパレータと当該発電部とを交互に積層する
燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池に関し、詳しくは、燃料電池内部の反応ガスの供給がなされる多孔体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電解質膜や電極触媒層を備える発電部と、隔壁であるセパレータとを交互に積層する構造を基本とする燃料電池が知られている。こうした燃料電池の各種部品については、種々の構造が検討されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には三つのプレートを積層したタイプのセパレータが開示されている。また、下記特許文献２には、ガス拡散層の周縁部に親水性が高い部位を設けた構造が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６１０４号公報
【特許文献２】特開２００５−９３２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料電池の発電に利用される反応ガスを、所定の気孔率を備えた多孔体に流すものがある。こうした燃料電池では、反応ガスの漏れを抑えるシールラインを備えたガスケットを発電部の外周に備え、発電部の両側に多孔体を配置し、その外側にセパレータを配置している。
【０００６】
かかる燃料電池では、その構造上、多孔体の外周とシールライン（リップ部分）との間に空隙（隙間）が形成される。この燃料電池の多孔体に反応ガスを供給すると、流路抵抗の少ない上記の空隙へ反応ガスが流れ出てしまい、反応ガスの利用率が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、空隙に反応ガスが流れ出るといった問題を踏まえて、空隙（隙間）への反応ガスの流出を抑制す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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の燃料電池を次のように構成した。すなわち、
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池であって、
電解質膜および電極を含む発電部と、
前記発電により生じた電流を集電し、隔壁として機能するセパレータと、
前記発電部の外周に配置され、当該発電部の両側に配置された前記セパレータと実質的に当接して前記反応ガスの漏れを抑えるシールラインを形成したシールガスケットと、
前記発電部と前記セパレータとの間に挟まれ、該セパレータを介して前記反応ガスが供給される所定の気孔率で形成された多孔体と、
前記多孔体に供給された前記反応ガスが、前記セパレータと前記シールラインと当該多孔体とに囲まれて形成された空隙へ流れ出るのを抑制する抑制部と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、抑制部の作用により、反応ガスが、セパレータとシールラインと多孔体とに囲まれた空隙へ流れ出るのを抑制することができ、反応ガスを多孔体内部に適切に流すことができる。その結果、燃料電池内での反応に利用されない反応ガスの量を低減し、反応ガスの利用率の低下を抑制することができる。
【００１０】
上記の構成を有する燃料電池の抑制部は、前記多孔体に設けられ、前記多孔体より気孔率小さい部位とすることができる。
【００１１】
かかる燃料電池によれば、抑制部は、多孔体に設けられ、多孔体自体よりも気孔率が小さい。つまり、反応ガスは、気孔率が小さいため流れに対する抵抗が大きくなる抑制部には流れ難くなる。したがって、抑制部の作用により、反応ガスを多孔体内部に適切に流すことができる。
【００１２】
上記の構成を有する燃料電池の多孔体は、所定の厚みを備えた矩形形状であり、前記抑制部は、前記多孔体に供給された前記反応ガスが流れる方向に略平行である前記矩形の２辺に沿った位置に備えられるものとしても良い。
【００１３】
かかる燃料電池によれば、多孔体を流れる反応ガスの流れ方向に略平行な２辺に抑制部を設ける。こうすることで、多孔体内部を流れる過程で空隙に流れ出てしまう反応ガスの量を抑制することができる。その結果、反応ガスの利用率の低下を抑制することができる。さらに、多孔体の側部全周に抑制部を設ける場合に比べて、製作が容易となる。
【００１４】
上記の構成を有する燃料電池の抑制部は、前記多孔体の側部全周に沿った位置に備えられ、前記セパレータは、前記抑制部よりも内側の前記多孔体自体に接する位置に、当該多孔体への前記反応ガスの給排用の孔部を備えるものとしても良い。
【００１５】
かかる燃料電池によれば、多孔体の側部全周に抑制部を形成する。したがって、空隙に流れ出てしまう反応ガスの量を抑制することができる。また、セパレータの孔部は、抑制部を避け、多孔体自体に接する位置に設けるため、燃料電池内部に適切に反応ガスを供給することができる。
【００１６】
上記の構成を有する燃料電池の抑制部は、前記空隙を埋める形状の樹脂製の部材であるものとしても良い。
【００１７】
かかる燃料電池によれば、セパレータとシールラインと多孔体とに囲まれた空隙に樹脂製の部材を配置して、空隙を埋める。こうすることで、反応ガスが空隙へ流れ出るのを抑制することができ、反応ガスを多孔体内部に適切に流すことができる。その結果、燃料電池内での反応に利用されない反応ガスの量を低減し、反応ガスの利用率の低下を抑制することができる。
【００１８】
また、多孔体より気孔率が小さい部位として実現された抑制部は、多孔体を、発電部の積層方向に圧縮することにより形成することができる。このとき、セパレータに、多孔体が圧縮されて形成された凹部に対応する位置に、凹部に嵌合する凸部を設ければ、反応ガスの流れ出るのを防止できるうえ、セパレータの位置決めをも行なうことができ、好適である。
【００１９】
本発明の燃料電池の製造方法は、
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池を製造する方法であって、
電解質膜および電極を含む発電部と、前記発電により生じた電流を集電し、隔壁として機能するセパレータと、前記反応ガスを所定の方向に流す流路として、所定の気孔率で形成された多孔体とを準備し、
前記発電部の外周に、当該発電部の両側に配置される前記セパレータと実質的に当接して前記反応ガスの漏れを抑えるシールラインを形成したシールガスケットを設け、
前記多孔体に供給される前記反応ガスが、前記セパレータと前記シールラインと該多孔体とに囲まれて形成される空隙へ流れ出るのを抑制するよう、当該多孔体の一部に該多孔体よりも気孔率が小さい部位を形成し、
前記多孔体を、前記セパレータと前記発電部との間に挟みつつ、当該セパレータと当該発電部とを交互に積層する
ことを要旨としている。
【００２０】
本発明の製造方法によれば、多孔体の一部として、多孔体よりも気孔率の小さい部位を形成し、この多孔体を流路として組み込んで燃料電池を形成する。気孔率の小さい部位を設けることで、セパレータとシールラインと多孔体とに囲まれた空隙へ、反応ガスが流れ出るの抑制し、反応ガスの利用率の低下を抑制する燃料電池を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、上述した本発明の作用・効果を一層明らかにするため、本発明の実施の形態を実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．燃料電池の概略構成：
Ａ−２．多孔体の構造：
Ｂ．第２実施例：
Ｂ−１．燃料電池の概略構成：
Ｃ．変形例：
【００２２】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．燃料電池の概略構成：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池の概略構成を示す説明図である。この燃料電池１０は、水素ガスと空気との供給を受け、水素と酸素との電気化学反応により発電する固体高分子型の燃料電池であり、車両に搭載され、車両の動力源として使用されている。
【００２３】
図示するように、この燃料電池１０は、主に、電解質膜２１を有する発電体２０、水素ガスおよび空気（反応ガスと呼ぶ）が流れる多孔体２６，２７、電気化学反応により生ずる電気を集電する隔壁としてのセパレータ４０等を備え、これらを、セパレータ４０，多孔体２７，発電体２０，多孔体２６，セパレータ４０の順に繰り返して積層し、その両端からエンドプレート８５，８６で挟んで形成されている。
【００２４】
なお、エンドプレート８５には、反応ガス等を供給あるいは排出する貫通孔が形成されており、この貫通孔を介して図示しない外部の水素タンクやコンプレッサ等から、燃料電池１０の内部に反応ガスが滞りなく供給されている。
【００２５】
発電体２０は、固体高分子の電解質膜２１を含むＭＥＡ２４（Ｍｅｍｂｒｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）の外側にガス拡散層２３ａ，２３ｂを配置した部材２５の外周をシールガスケット３０で囲んで一体として形成されている。なお、このＭＥＡ２４，ガス拡散層２３ａ，２３ｂからなる部材２５を、ＭＥＧＡ２５と呼ぶ。
【００２６】
ＭＥＧＡ２５を形成するＭＥＡ２４は、電解質膜２１の表面上に、それぞれ電極触媒層２２ａ，２２ｂ（カソード，アノード）を備えている。電解質膜２１は、プロトン伝導性を備え、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す固体高分子材料の薄膜であり、セパレータ４０外形よりも小さい長方形外形に形成されている。この電解質膜２１の表面上に形成された電極触媒層２２ａ，２２ｂは、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金などを備えている。
【００２７】
ＭＥＡ２４の外側に配置されるガス拡散層２３ａ，２３ｂは、気孔率が６０〜７０％程度のカーボン製の多孔体であり、例えば、カーボンクロスやカーボンペーパによって形成されている。こうした材料からなるガス拡散層２３ａ，２３ｂは、接合によりＭＥＡ２４と一体化されてＭＥＧＡ２５となる。なお、ガス拡散層２３ａはＭＥＡ２４のカソード側に、ガス拡散層２３ｂはアノード側に、それぞれ配置され、各ガス拡散層２３ａ，２３ｂは、供給された反応ガスをその厚み方向に拡散して、対応する電極触媒層２２ａ，２２ｂの全面に反応ガスを供給している。
【００２８】
ＭＥＧＡ２５の外周を囲むシールガスケット３０は、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなど、弾性を有するゴム製の絶縁性樹脂材料からなり、ＭＥＧＡ２５の外周に射出成形され、ＭＥＧＡ２５外周の一部を厚み方向に挟むように形成されている（図２参照）。
【００２９】
シールガスケット３０の外形は、セパレータ４０と同一の略長方形形状に形成されており、その４辺に沿って、反応ガスおよび冷却水のマニホールドを形成する貫通孔が設けられている。このマニホールド用の貫通孔は、セパレータ４０に設けられた貫通孔と同一であるため、セパレータ４０の構造とともに、後述する。
【００３０】
こうしたマニホールド用の貫通孔の周囲には、各連通孔を囲み、シールガスケット３０の厚み方向に凸の部位が形成されている。この凸の部位は、シールガスケット３０を挟むセパレータ４０に実質的に当接し、積層方向の所定の締結力を受け、潰れて変形する。その結果、凸の部位は、マニホールド内を流れる流体（水素，空気，冷却水）の漏れを抑制するシールラインＳＬを形成する。この凸の部位が、シールラインＳＬのリップ部分となる（図２参照）。
【００３１】
本実施例の燃料電池１０は、燃料電池１０内からの流体の漏れの対応を、シールガスケット３０を挟み込む構成で行ない、樹脂フレーム等をセパレータ間に挟んで接着する構成は採っていない。こうすることで、樹脂フレーム等、部品点数を低減し、燃料電池１０の容積、重量を低減している。
【００３２】
次に、反応ガスが流れる多孔体２６，２７について説明する。多孔体２６，２７は、ステンレス鋼やチタン，チタン合金等の発泡金属や金属メッシュなど、内部に多数の細孔を備えた金属の多孔体からなる。この多孔体２６，２７は、ＭＥＧＡ２５より小さい略長方形外形であって、シールガスケット３０内に収まる大きさに形成されている。
【００３３】
この多孔体２６，２７の気孔率は、ＭＥＧＡ２５を構成するガス拡散層２３ａ，２３ｂの気孔率よりも大きく、約７０〜８０％程度であり、ＭＥＧＡ２５に反応ガスを供給する流路として機能する。
【００３４】
例えば、多孔体２６は、ＭＥＧＡ２５のカソード側（ＭＥＡ２４のカソード側）とセパレータ４０との間に配置され、セパレータ４０を介して供給された空気を図示する上方から下方へ流し、ＭＥＧＡ２５のカソード側に空気を供給する。
【００３５】
他方、多孔体２７は、ＭＥＧＡ２５のアノード側（ＭＥＡ２４のアノード側）とセパレータ４０との間に配置され、セパレータ４０を介して供給された水素ガスを図示する右方から左方へ流し、ＭＥＧＡ２５のアノード側に供給する。
【００３６】
つまり、多孔体２６，２７は、所定方向へ反応ガスを流すことを主目的とするため、反応ガスの流れの圧力損失を抑え、排水性を向上するよう、比較的気孔率を大きく形成している。これに対して、上述のガス拡散層２３ａ，２３ｂは、厚み方向への拡散を主目的とするため、比較的気孔率を小さく形成している。
【００３７】
こうした多孔体２６，２７を流れる反応ガスは、流れの過程でＭＥＧＡ２５に供給され、ＭＥＧＡ２５のガス拡散層２３ａ，２３ｂの作用により、各電極触媒層２２ａ，２２ｂに拡散され、反応に供される。なお、この電気化学反応は発熱反応であり、燃料電池１０を所定温度範囲で運転するため、燃料電池１０内には冷却水が供給されている。
【００３８】
次に電気化学反応により生ずる電気を集電するセパレータ４０について説明する。セパレータ４０は、三つの金属の薄板を積層して形成される三層積層型のセパレータである。具体的には、空気が流れる多孔体２６と接触するカソードプレート４１と、水素ガスが流れる多孔体２７と接触するアノードプレート４３と、両プレートの中間に挟まれ、主に冷却水の流路となる中間プレート４２とから構成されている。
【００３９】
三つのプレートは、その厚み方向に、流路用の凹凸形状のない平坦な表面を有し（つまり、多孔体２６，２７との接触面が平坦であり）、ステンレス鋼やチタン，チタン合金など、導電性の金属材料から構成されている。
【００４０】
三つのプレートには、上述の各種マニホールドを構成する貫通孔が設けられている。具体的には、略長方形形状のセパレータ４０の長辺のうち、図示する上方に空気供給用の貫通孔が、図示する下方に空気排出用の貫通孔が、それぞれ設けられている。また、セパレータ４０の短辺のうち、図示する右上方向に水素供給用の貫通孔が、図示する左下方向に水素排出用の貫通孔が、それぞれ設けられている。なお、冷却水に関しては、セパレータ４０短辺の図示する左上方向に供給用の貫通孔が、図示する右下方向に排出用の貫通孔が、それぞれ設けられている。
【００４１】
カソードプレート４１には、こうしたマニホールド用の貫通孔に加え、多孔体２６への空気の出入口となる孔部４５，４６が複数形成されている。同様に、アノードプレート４３には、マニホールド用の貫通孔に加え、多孔体２７への水素ガスの出入口となる孔部（図示なし）が複数形成されている。
【００４２】
中間プレート４２に設けられた複数のマニホールド用の貫通孔のうち、空気の流れるマニホールド用の貫通孔は、カソードプレート４１の孔部４５，４６と連通するように形成されている。また、水素ガスの流れるマニホールド用の貫通孔は、アノードプレート４３の孔部と連通するように形成されている。
【００４３】
なお、中間プレート４２には、略長方形外形の長辺方向に沿って複数の切欠が形成され、その切欠の両端はそれぞれ、冷却水の流れるマニホールド用の貫通孔と連通している。
【００４４】
こうした構造の三つのプレートを積層して接合することで、セパレータ４０の内部には、各種流体の流路が形成される。
【００４５】
図２は、第１実施例の燃料電池１０の一部を積層方向に切断した断面図である。図示するように、セパレータ４０およびシールガスケット３０の積層により形成されるマニホールド内を流れる空気の一部は、セパレータ４０の内部（中間プレート４２の部分）を通って、孔部４５から多孔体２６へ供給される。そして、反応に供された後のガス、あるいは、供されない空気は、多孔体２６を流れて、孔部４６からセパレータ４０内部を経て、マニホールドへ流れる。なお、水素ガスの流れについての説明は省略するが、空気の流れと同様である。
【００４６】
以上の各部品からなる第１実施例の燃料電池１０では、図２に示すように、セパレータ４０とシールラインＳＬ（ガスケット３０）と多孔体２６（または多孔体２７）とに囲まれた空隙Ａ（空隙Ｂ）が形成される。言い換えると、シールラインＳＬのリップ部分と多孔体２６，２７外周面との間に隙間が形成される。セパレータ４０を介して多孔体２６，２７に供給された反応ガスは、所定の気孔率を有する多孔体２６，２７内部を流れるよりも、圧力損失がほとんどない上記の空隙Ａ，Ｂ（隙間とも呼ぶ）へ流れ易い。本実施例では、反応ガスがこうした空隙へ流れ出るのを抑制する構造を多孔体２６，２７に施している。
【００４７】
Ａ−２．多孔体の構造：
図３は、積層面から見た燃料電池１０の一部を示す平面図である。図示するように、セパレータ４０の下には多孔体２７が、多孔体２７の下には発電体２０（正確には、ＭＥＧＡ２５）が、それぞれ積層されている。
【００４８】
多孔体２７には、その略長方形外周全部に渡って、所定幅Ｗを有する抑制部５０が形成されている。この抑制部５０は、反応ガスが上記の空隙（隙間）へ流れ出るのを抑制する部位であり、多孔体２７よりも気孔率を小さくして形成されている。
【００４９】
具体的には、ステンレス鋼やチタン，チタン合金等の粉末金属から多孔体２７を製造する際に、所定幅Ｗに相当する箇所の粉末金属の量を増やして焼結することで、気孔率を調整している。こうして多孔体２７の一部として形成した抑制部５０は、多孔体２７と同一材料により形成されるものの、その気孔率は多孔体２７よりも小さい。なお、図示は省略するが、多孔体２６にも、同様に、所定幅Ｗの抑制部５０が形成されている。
【００５０】
こうした抑制部５０を備えた多孔体２６，２７を組み込んだ燃料電池１０において、セパレータ４０の空気用の孔部４５や図示しない水素用の孔部から多孔体２６，２７に供給された反応ガスは、気孔率の小さい抑制部５０よりも、気孔率が大きく、圧力損失の低い多孔体２６，２７の内部を流れる。つまり、多孔体２６，２７へ供給された反応ガスが、圧力損失がほとんどない空隙Ａ，Ｂへ流れ出るためには、気孔率の小さい抑制部５０を乗り越えることが必要となり、空隙Ａ，Ｂへの反応ガスの流出が抑えられる。
【００５１】
以上、第１実施例の燃料電池１０によれば、反応ガスが、セパレータ４０とシールラインＳＬ（ガスケット３０）と多孔体２６（または多孔体２７）とに囲まれた空隙Ａ（空隙Ｂ）へ流れ出るのを抑制することができる。換言すると、多孔体の外周の隙間へ流れていた反応ガスを多孔体内部に流すことができる。その結果、燃料電池１０内での反応に全く利用されない反応ガスの量を低減し、反応ガスの利用率の低下を抑制することができる。
【００５２】
また、反応ガスを流動させることを主目的とする多孔体２６，２７の一部に、気孔率がガス拡散層２３ａ，２３ｂ並みに小さい部分を形成しているため、反応ガスの流れを調整でき、隙間への流出の抑制効果を大きなものとすることができる。
【００５３】
さらには、抑制部５０を多孔体２６，２７の一部として一体で形成するため、燃料電池１０を組み立てる際の工数および部品点数が増加することもない。
【００５４】
なお、抑制部５０の所定幅Ｗは、多孔体２６，２７の外形とセパレータ４０の孔部４５，４６等との配置により設定されている。すなわち、セパレータ４０の孔部４５等を介して流れる反応ガスが、抑制部５０ではなく、多孔体２６，２７自体に供給されるように、所定幅Ｗは設定される。言い換えると、セパレータ４０の孔部４５は、抑制部５０よりも内側の多孔体２６，２７自体に当接する位置に形成されている。
【００５５】
こうして抑制部５０の所定幅Ｗ、あるいは、セパレータ４０の孔部４５等の位置を設定することで、多孔体２６，２７の側部全周に渡って抑制部５０を形成しても、滞りなく反応ガスの供給を行なうことができる。
【００５６】
本実施例では、多孔体２６，２７の側部全周に渡って抑制部５０を形成するものとして説明したが、必ずしも全周に抑制部５０を形成する必要はない。
【００５７】
図４は、２辺に抑制部を備えた多孔体２６，２７の一例である。図４（ａ）には、空気が流れる多孔体２６が、図４（ｂ）には、水素が流れる多孔体２７が、それぞれ示してある。図示するように、空気用の多孔体２６の場合は、空気の流れと平行な位置関係となる短辺側に抑制部５０ｃ，５０ｄを形成する。また、水素用の多孔体２７の場合は、水素の流れと平行な位置関係となる長辺側に抑制部５０ａ，５０ｂを形成する。
【００５８】
多孔体２６，２７の外周近傍に供給された反応ガスは、多孔体２６，２７内を所定方向に流れる過程で、抵抗の少ない隙間側へ流れることが多い。図４に示すように、多孔体２６，２７内部の反応ガスの流れに略平行な２辺に、抑制部を設けることで、反応ガスの利用率の低下を抑制することができる。また、側部全周に抑制部を設ける場合に比べて、製作が容易となる。
【００５９】
Ｂ．第２実施例：
Ｂ−１．燃料電池の概略構成：
図５は、本発明の第２実施例としての燃料電池の一部の概略構成を示す説明図である。第２実施例の燃料電池は、第１実施例の燃料電池１０と基本的な構造は同じである。したがって、第１実施例の燃料電池１０と同じ部品に対しては同一番号を付し、説明を省略する。
【００６０】
図示するように、第２実施例の燃料電池は、第１実施例と同様、シールガスケットと一体の発電体２０の両側に、反応ガスが流れる多孔体２６，２７を備え、その両側からセパレータ４０で挟んだ構造を一単位としている。
【００６１】
第２実施例の燃料電池では、第１実施例で、多孔体２６，２７の一部として多孔体２６，２７外周に設けた抑制部５０に代えて、多孔体２６，２７と別部材として構成した抑制部６０を備えている。
【００６２】
抑制部６０は、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなど、弾性を有するゴム製の絶縁性樹脂材料からなり、略長方形の多孔体２６，２７外周を囲むフレーム状に形成されている。
【００６３】
図６は、第２実施例の燃料電池の一部を積層方向に切断した断面図である。図示するように、フレーム状の抑制部６０は、セパレータ４０とシールラインＳＬ（ガスケット３０）と多孔体２６（または多孔体２７）とに囲まれた空隙を埋めるように配置される。
【００６４】
こうした形状の抑制部６０を備えた第２実施例の燃料電池によれば、セパレータ４０を介して多孔体２６，２７に供給された反応ガスが、上記の空隙へ流れ出るのを抑制することができる。その結果、反応ガスの利用率の低下を抑制することができる。
【００６５】
さらに、抑制部６０を単独の部品として形成することで、既存の燃料電池に対しても容易に組み込むことができる。
【００６６】
なお、抑制部６０は、シールガスケット３０と同一材料からなるものとしても良いが、シールガスケット３０よりも柔らかい材料を選択することが望ましい。シールガスケット３０よりも柔らかい材料を用いることで、積層時の締結力で容易に変形して隙間を埋めることができると共に、シールラインＳＬの形成に与える影響を小さくすることができる。
【００６７】
本実施例では、抑制部６０をフレーム状に形成したが、第１実施例と同様、多孔体２６，２７内の反応ガスの流れに平行な２辺に樹脂製の抑制部６０を組み込む構成としても良い。この場合であっても、反応ガスの利用率の低下を抑制することができる。
【００６８】
Ｃ．変形例：
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。
【００６９】
第１実施例では、多孔体の製造過程で粉末金属の量を増やして、気孔率の小さい抑制部５０を形成するものとしたが、所定（約７０〜８０％程度）気孔率の多孔体を製造後、外力によって気孔率の小さい抑制部を成形するものとしても良い。
【００７０】
例えば、図７に抑制部の成形例を示すように、多孔体の厚みＬ１に対して、気孔率を小さくする部分の厚みをＬ２としておく。この厚みＬ２の部分を外力Ｆでプレスして、厚みＬ１に変形させる。こうすることで、気孔率の小さい部分を成形することができる。
【００７１】
また、図８に示すように、抑制部を成形する位置に対応するセパレータ側に厚み方向に凸な部分を設け、外力として所定の締結力をかける構成としてもよい。締結力により、セパレータの凸な部分が多孔体の一部を潰して変形させる。こうすることで、気孔率の小さい部分を成形することができる。なお、抑制部については、多孔体を予め圧縮しておき、圧縮された部位を凹部に形成し、ここにセパレータ側の凸な部分を嵌合する構成としても良い。この場合は、セパレータと多孔体の位置決めを簡易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施例としての燃料電池の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例の燃料電池の一部を積層方向に切断した断面図である。
【図３】積層面から見た燃料電池の一部を示す平面図である。
【図４】２辺に抑制部を備えた多孔体の一例である。
【図５】第２実施例としての燃料電池の一部の概略構成を示す説明図である。
【図６】第２実施例の燃料電池の一部を積層方向に切断した断面図である。
【図７】気孔率の小さい抑制部の成形例を示す説明図である。
【図８】気孔率の小さい抑制部の成形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…燃料電池
２０…発電体
２１…電解質膜
２２ａ，２２ｂ…電極触媒層
２３ａ，２３ｂ…ガス拡散層
２４…ＭＥＡ
２５…ＭＥＧＡ
２６，２７…多孔体
３０…シールガスケット
４０…セパレータ
４１…カソードプレート
４２…中間プレート
４３…アノードプレート
４５，４６…孔部
５０…抑制部
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ…抑制部
６０…抑制部
８５，８６…エンドプレート
【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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