(57)【要約】【課題】燃料ガス及び酸化剤ガス等の流体と電解質膜電極接合体とをより大きな面積で接触させた燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池スタック１００は、電解質層２１と、この電解質層２１の両面に積層された電極層（触媒層２２１とガス拡散層２２２とを有する）と、を有する電解質膜電極接合体２を備え、電解質膜電極接合体２の両面に、一対のセパレータ１１が配され、これら一対のパレータ１１により区画された流体流路（燃料ガスの流路１１１ａ及び酸化剤ガスの流路１１１ｂ）の、流体の流通方向からみた断面の形状が略多角形（略長方形、略正方形等）であり、電解質膜電極接合体２が断面の略対角線方向に配置されている。【選択図】図５
2012150885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質層と、
前記電解質層の両面に積層された電極層と、
を有する電解質膜電極接合体を備え、
前記電解質膜電極接合体の両面に、一対のセパレータが配されている燃料電池であって、
前記一対のセパレータにより区画された流体流路の、流体の流通方向からみた断面の形状が略多角形であり、前記電解質膜電極接合体が前記断面の略対角線方向に配置されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記電解質膜電極接合体が、前記流体流路の前記断面方向からみて略波形に配置されている請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記一対のセパレータのうちの一方の断面は、平坦部とＶ字状部とを交互に繰り返す形態をなし、
前記一対のセパレータのうちの他方の断面は、平坦部と逆Ｖ字状部とを交互に繰り返す形態をなし、
前記Ｖ字状部の斜辺と前記逆Ｖ字状部の斜辺との間に前記電解質膜電極接合体が挟持されている請求項１又は２に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。更に詳しくは、本発明は、特定の断面形状を有するセパレータにより区画された流体流路に、電解質膜電極接合体を、燃料ガス及び酸化剤ガス等の流体の流路が形成されるように略対角線方向に斜めに配置させ、電解質膜電極接合体と流体とをより大きな面積で接触させた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池には、燃料ガス及び酸化剤ガス等の流体の流路を区画、形成するためのセパレータが配設されており、このセパレータの一部と電解質膜電極接合体が有する電極層とが接触することにより各ガス等の流路が形成されている。また、積層方向に隣り合う各々のセパレータの一部も接触しており、これにより、複数の単セル間の導通が図られ、燃料電池スタックが形成される。
【０００３】
セパレータは、例えば、薄いステンレス鋼シート等を用いて作製され、流体流路を形成する凸状部間の平坦部が電極層と接触しており、電解質膜電極接合体も平坦なシート状であるのが一般的である。このような形態の燃料電池としては、例えば、一対のセパレータ１３（図６参照）を備え、この一対のセパレータ１３により区画、形成された流体流路（図７の燃料ガス流路１３１ａ及び酸化剤ガス流路１３１ｂの全体が図６の流体流路１３１となる。）に、平坦な電解質膜電極接合体２が、流体の流通方向からみた断面の略中央部を横切るように配置されている燃料電池３０（単セルの一部の断面に係る図７参照）が挙げられる。
【０００４】
また、燃料電池では、出力は発電面積、即ち、電解質膜電極接合体と燃料ガス及び酸化剤ガス等との接触面積に応じて変化する。そのため、高出力にするには、単セルの面積を大きくするか、スタック数を増やすか、いずれかの方法により全接触面積を増大させなければならない。その結果、燃料電池の大型化が避けられないのが実情であり、出力が高められ、且つ容積が大きくなるのが抑制された燃料電池の開発が必要とされている。
【０００５】
前述のように、燃料電池が備える電解質膜電極接合体は、平坦なシート状であるのが一般的であるが、アノード側セパレータの凸状部の頂上部とカソード側セパレータの凸状部の頂上部とに、セルの積層方向に対して直角な面に所定角度の傾斜を持たせた燃料電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、このような構成とすることで、電解質膜電極接合体が伸長され、ガス拡散層のガス流路への垂れ込みが抑制され、各セル間の圧力損失のばらつきが防止されるとともに、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と説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７２９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された燃料電池では、アノード側及びカソード側の各々のセパレータの凸状部の頂上部が、セルの積層方向に対して直角な面に所定角度をもって傾斜している。そのため、電解質膜電極接合体は平坦なシートではなく、ガスの流通方向からみて折れ曲がっている。しかし、特許文献１に記載された燃料電池では、電解質膜電極接合体とガスとをより大きな面積で接触させて出力を高めることは全く意図されておらず、従来のような平坦なシート状であるときと比べて、出力の大きな向上はないものと推察される。
【０００８】
本発明は前述の従来の状況に鑑みてなされたものであり、特定の断面形状を有するセパレータにより区画された流体流路に、電解質膜電極接合体（以下、「ＭＥＡ」と略記することもある。）を、燃料ガス及び酸化剤ガス等の流体の流路が形成されるように略対角線方向に斜めに配置させ、ＭＥＡと流体とをより大きな面積で接触させた燃料電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下のとおりである。
１．電解質層と、
前記電解質層の両面に積層された電極層と、
を有する電解質膜電極接合体を備え、
前記電解質膜電極接合体の両面に、一対のセパレータが配されている燃料電池であって、
前記一対のセパレータにより区画された流体流路の、流体の流通方向からみた断面の形状が略多角形であり、前記電解質膜電極接合体が前記断面の略対角線方向に配置されていることを特徴とする燃料電池。
２．前記電解質膜電極接合体が、前記流体流路の前記断面方向からみて略波形に配置されている前記１．に記載の燃料電池。
３．前記一対のセパレータのうちの一方の断面は、平坦部とＶ字状部とを交互に繰り返す形態をなし、
前記一対のセパレータのうちの他方の断面は、平坦部と逆Ｖ字状部とを交互に繰り返す形態をなし、
前記Ｖ字状部の斜辺と前記逆Ｖ字状部の斜辺との間に前記電解質膜電極接合体が挟持されている前記１．又は２．に記載の燃料電池。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃料電池では、セパレータにより区画された流体流路の断面が略多角形であり、ＭＥＡが断面の略対角線方向に配置されている。そのため、流体流路の断面積が同じである場合、従来のようにＭＥＡが流体流路の略中央部を横切るように配置されているのと比べて、ＭＥＡと流体との接触面積を増大させることができる。その結果、略同じ容積の燃料電池であっても、発電面積が大きくなって高出力となり、一方、同程度の出力であるときは小型化することができる。
また、ＭＥＡが、流体流路の断面方向からみて略波形に配置されている場合は、全体として流体とＭＥＡとの接触面積を大きく増大させることができ、より高出力の燃料電池とすることができる。
更に、一対のセパレータのうちの一方の断面は、平坦部とＶ字状部とを交互に繰り返す形態をなし、一対のセパレータのうちの他方の断面は、平坦部と逆Ｖ字状部とを交互に繰り返す形態をなし、Ｖ字状部の斜辺と逆Ｖ字状部の斜辺との間にＭＥＡが挟持されている場合は、全体として同容積であるときに、流体とＭＥＡとの接触面積をより大きく増大させることができ、特に高出力の燃料電池とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の燃料電池に用いられるセパレータの一実施形態の、流体の流通方向からみた断面図である。
【図２】本発明の燃料電池に用いられるセパレータの他の実施形態の、流体の流通方向からみた断面図である。
【図３】図１のセパレータにより区画された流体流路に、ＭＥＡが、流体の流通方向からみた断面の略対角線方向に配置されている様子の模式図である。
【図４】図２のセパレータにより区画された流体流路に、ＭＥＡが、流体の流通方向からみた断面の略対角線方向に配置されている様子の模式図である。
【図５】図１のセパレータを用いた高分子固体電解質型燃料電池スタックの、流体の流通方向からみた断面の模式図である。
【図６】従来の形態のセパレータの、流体の流通方向からみた断面図である。
【図７】図６のセパレータにより区画された流体流路に、ＭＥＡが、流体の流通方向からみた断面の略中央部を横切るように配置されている様子の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１〜５を参照しながら説明する。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１３】
本発明の燃料電池（図５の高分子固体電解質型燃料電池スタック１００参照）は、電解質層（図３、４、５の電解質層２１参照）と、その両面に積層された電極層（図３、４の電極層２２及び図５の触媒層２２１、ガス拡散層２２２参照）と、を有する電解質膜電極接合体（図３、４、５の電解質膜電極接合体２参照）を備え、この電解質膜電極接合体の両面に、一対のセパレータ（図１、３のセパレータ１１、図２、４のセパレータ１２及び図５のセパレータ１１参照）が配されている。
【００１４】
また、一対のセパレータにより区画された流体流路（図１の流体流路１１１、図２の流体流路１２１参照）の、流体の流通方向からみた断面の形状が略多角形であり、ＭＥＡが断面の略対角線方向に配置されている。尚、図１では、一対のセパレータ１１の各々が離間して図示されているが、これらのセパレータ１１の間にＭＥＡが挟持された状態で、ＭＥＡにより隔離された燃料ガス流路１１１ａ及び酸化剤ガス流路１１１ｂ（これらの流路全体が流体流路１１１となる。）が形成される（単セルの一部に係る図３参照）。同様に、図２の一対のセパレータ１２の場合も、ＭＥＡにより隔離された燃料ガス流路１２１ａ及び酸化剤ガス流路１２１ｂ（これらの流路全体が流体流路１２１となる。）が形成される（単セルの一部に係る図４参照）。
【００１５】
［１］セパレータ及び流体流路
ＭＥＡ２の長さ方向の一部の両面に積層されて用いられる前記「一対のセパレータ１１、１２」により流体流路１１１、１２１が区画、形成される。また、前記「流体流路１１１、１２１」の流体の流通方向からみた断面の形状は略多角形である。この略多角形は特に限定されないが、通常、略四角形であり、略四角形としては、略長方形［図１、２の流体流路１１１、１２１参照（一対のセパレータ１１、１２の積層方向が長辺になっている。）］、略正方形、略台形及び略平行四辺形が挙げられ、断面形状は略長方形又は略正方形であることが多い。また、流体流路１１１、１２１の断面の形状は略多角形であればよく、前述のような種々の形状とすることができるが、積層方向の寸法（高さ）及び幅方向（流体が流通する方向と直交する方向）の寸法も、所定の出力及び容積の燃料電池（スタック）とすることができればよく、特に限定されない。
【００１６】
前述のように、断面の形状が略多角形である流体流路１１１、１２１を区画、形成するための一対のセパレータ１１、１２の流体の流通方向からみた断面の形状も特に限定されない。例えば、図１のように、一対のセパレータ１１のうちの一方の断面は、平坦部１１ｃとＶ字状部１１ａとを交互に繰り返す形態をなし、他方の断面は、平坦部１１ｃと逆Ｖ字状部１１ｂとを交互に繰り返す形態をなし、Ｖ字状部１１ａの斜辺Ｓａと逆Ｖ字状部１１ｂの斜辺Ｓｂとの間にＭＥＡ２が挟持されている形態（図３参照）とすることができる。
【００１７】
更に、図１の一対のセパレータ１１の場合、平坦部１１ｃの幅方向の寸法を、Ｖ字状部１１ａ及び逆Ｖ字状部１１ｂの各々の幅方向の寸法に対して相対的に大きくすれば、セパレータ１１の幅方向の全長さが同じであれば、複数の平坦部１１ｃの幅方向の合計寸法を大きくすることができる。即ち、ＭＥＡ２と流体との接触面積をより増大させることができ、燃料電池の出力を向上させることができる。
【００１８】
また、前述のように、セパレータ１１の平坦部１１ｃとＶ字状部１１ａ及び逆Ｖ字状部１１ｂの各々の幅方向の寸法比を変化させることによって、ＭＥＡ２と流体との接触面積を調整することができる。しかし、ＭＥＡ２は薄膜であるため、平坦部１１ｃの幅方向の寸法が過大であると、ＭＥＡ２が対角線方向に直線状に架け渡されず、弛みを生じてしまうことがあるため好ましくない。
【００１９】
更に、Ｖ字状部１１ａ及び逆Ｖ字状部１１ｂの各々の幅方向の寸法が小さくなると、それぞれの頂部の角度がより鋭角となり、この頂部近傍でＭＥＡ２が傷付き易くなるため好ましくない。このように、Ｖ字状部１１ａ及び逆Ｖ字状部１１ｂの頂部がより鋭角であるとき、又はそうでなくても、ＭＥＡ２の傷付きを防止する、又は少なくとも抑えるため、Ｖ字状部１１ａ及び逆Ｖ字状部１１ｂの頂部に丸みを持たせることが好ましい。このように丸みを持たせる方法は特に限定されず、成形型の型面の対応部位に丸みを持たせてもよいし、成形後、切削等の方法により加工してもよい。
【００２０】
一対のセパレータの流体の流通方向からみた断面の形状の他例として、図２のように、一対のセパレータ１２のうちの一方及び他方の各々の断面が、幅方向に相対的に長寸法の平坦部１２ｃと、幅方向に相対的に短寸法の凹状部１２ａ又は凸状部１２ｂとを交互に繰り返す形態をなし、平坦部１２ｃの幅方向の中央部と凹状部１２ａ又は凸状部１２ｂとの間にＭＥＡ２が挟持されている形態（図４参照）とした一対のセパレータ１２が挙げられる。このような形態の場合も、積層方向の寸法及び幅方向の寸法は、所定の出力及び容積の燃料電池（スタック）とすることができればよく、特に限定されない。また、図２の一対のセパレータ１２の場合、平坦部１２ｃの幅方向の寸法を、凹状部１２ａ又は凸状部１２ｂの各々の幅方向の寸法に対して相対的に大きくすれば、セパレータ１２の幅方向の全長さが同じであれば、複数の平坦部１２ｃの幅方向の合計寸法を大きくすることができる。即ち、ＭＥＡ２と流体との接触面積をより増大させることができる。
【００２１】
前述のように、セパレータ１２の平坦部１２ｃと凹状部１２ａ又は凸状部１２ｂの各々の幅方向の寸法比を変化させることによって、ＭＥＡ２と流体との接触面積を調整することができる。しかし、ＭＥＡ２は薄膜であるため、平坦部１２ｃの幅方向の寸法が過大であると、前述のように、ＭＥＡ２が対角線方向に直線状に架け渡されず、弛みを生じてしまうことがあるため好ましくない。尚、この形態の場合、凹状部１２ａ又は凸状部１２ｂの各々の角部の角度は平坦部１１ｃの幅方向の寸法に拘わらず略同じ（略９０°）であるが、角部近傍でのＭＥＡ２の傷付きを防止する、又は少なくとも抑えるため、角部に丸みを持たせることが好ましい。このように丸みを持たせる方法は特に限定されず、図１の形態の場合と同様にして丸みを持たせることができる。
【００２２】
更に、ＭＥＡ２は流体流路１１１、１２１の断面の略対角線方向に配置されており、ＭＥＡ２全体としてみると、流体の流通方向からみた断面が略波形となるように配置されている。そのため、従来のように、平坦なシート状であるＭＥＡ２が流体の流通方向からみた断面の略中央部を横切るように配置されている（図７のＭＥＡ２参照）ときと比べて、ＭＥＡ２と流体との接触面積を増大させることができ、燃料電池の出力を向上させることができる。
【００２３】
例えば、単セルの一部１０の断面に係る図３において、流体流路１１１（図３の燃料ガス流路１１１ａ及び酸化剤ガス流路１１１ｂ）のセパレータ１１間の寸法が０．７５ｍｍであり、流路の幅方向の寸法が１．０ｍｍである場合、流体と接触するＭＥＡ２の長さは約１．２５ｍｍ［（０．７５２＋１．０２）の平方根］になる。一方、図７の従来の形態では、流体と接触するＭＥＡ２の長さは流体流路の流路の幅方向の寸法（図３のときと同じであるとする。）と同じであり、０．７５ｍｍである。即ち、本発明の燃料電池では、従来と比べて、ＭＥＡ２と流体との接触面積を約１．７倍（１．２５／０．７５）に増大させることができる。尚、図４の単セルの一部２０のような形態の場合も、同様に、ＭＥＡ２と流体との接触面積を十分に増大させることができる。
【００２４】
また、セパレータ１１、１２の材質も特に限定されず、各種の金属等を所定形状に成形したセパレータ１１、１２を用いることができる。金属としては、例えば、ステンレス鋼及び純チタン又はチタン合金等が挙げられる。ステンレス鋼としては、Ｆｅの他，Ｃｒ，Ｎｉ、Ｍｏ等のうちの少なくとも１種の金属元素が含有されるステンレス鋼を用いることができる。また、これらの金属元素を含有するステンレス鋼としては、オーステナイト系、オーステナイト・フェライト系、析出硬化系などの各種のステンレス鋼が挙げられる。これらのうちでは、オーステナイト系ステンレス鋼が好ましく、このオーステナイト系ステンレス鋼としては、例えば、ＪＩＳ規格に規定されたＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｊ１、ＳＵＳ３１７Ｊ２、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３２９Ｊ１、ＳＵＳ８３６などが挙げられる。
【００２５】
更に、チタンを主成分として含有するチタン合金としては、Ｔｉと、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｄ等の金属元素のうちの少なくとも１種とを含有するチタン合金を用いることができる。チタン及びチタン合金は、強度が大きく、軽量であり、且つ表面に安定な不動態皮膜が形成されるため、優れた耐食性を有し、セパレータ１の材質として好ましい。更に、ＴｉとＴａとの合金、ＴｉとＰｄとの合金のように、より耐食性の高いチタン合金を用いることもできる。
【００２６】
［２］高分子固体電解質型燃料電池
燃料電池には、高分子固体電解質型燃料電池、リン酸型燃料電池等の、電解質などの種類が異なる各種の燃料電池があるが、以下、本発明のＭＥＡの配置を備える高分子固体電解質型燃料電池について詳述する（図５参照）。
【００２７】
図５の高分子固体電解質型燃料電池スタック１００は、電解質層（高分子固体電解質層）２１と、その両面に積層された触媒層２２１と、各々の触媒層２２１の表面に積層されたガス拡散層２２２（触媒層２２１とガス拡散層２２２とにより電極層２２が形成され、電解質層２１と電極層２２とによりＭＥＡ２が形成される。）とを有する電解質膜電極接合体２の両面に、セパレータ１１が配されてなる単セルを備え、複数の単セルが積層されてなるスタック構造を有する。また、この燃料電池スタック１００では、複数の単セルが積層されてなる積層体の両端面に、集電層、絶縁層及びエンドプレート等が順次配設され、且つ全体がタイロッドで締め付けられ、タイロッドの端部に螺合されたナットにより一体に固定されている。
【００２８】
また、一対のセパレータ１１の各々の斜辺間にＭＥＡ２の一部が挟持され、ＭＥＡ２の他部が、流体流路となる断面略多角形の空間に略対角線方向となるように配されている。このように配することで、一方のセパレータ１１とガス拡散層２２２との間に燃料ガス流路１１１ａとなる空間が形成され、他方のセパレータ１１とガス拡散層２２２との間に酸化剤ガス流路１１１ｂとなる空間が形成される。また、ガス拡散層２２２は多孔質体であるため、燃料ガス及び酸化剤ガスは、セパレータ１１とガス拡散層２２２との接触面間にも拡散され、侵入する（尚、本発明でいう「流体とＭＥＡ２との接触面積には、このように拡散され、侵入したガスとＭＥＡ２との接触面積は含まれないものとする。」）。更に、燃料電池は、通常、複数の単セルの各々が有するセパレータ１１を介して積層され、それぞれの単セルが有するセパレータ１１とガス拡散層２２２とにより導通されて燃料電池スタック１００が形成される。
【００２９】
前述のような構成の燃料電池スタックでは、燃料ガスは、燃料ガス導入口より導入されて燃料ガス流路１１１ａを流通し、ガス拡散層２２２により拡散され、触媒層２２１及び電解質層２１と接触して発電に供され、残部は燃料ガス排出口より排出される。一方、酸化剤ガスは、酸化剤ガス導入口より導入されて酸化剤ガス流路１１１ｂを流通し、ガス拡散層２２２により拡散され、触媒層２２１及び電解質層２１と接触して発電に供され、残部は酸化剤ガス排出口より排出される。また、燃料電池スタック１００は、運転にともなって発熱するため冷却する必要があり、冷媒、通常は冷却水が流通する冷却水流路１１１ｃが設けられる。
【００３０】
冷却水流路１１１ｃは、別部材を用いて設けてもよいが、特にその必要はない。例えば、互いに隣り合う単セルのうちの一方が有する燃料ガス流路１１１ａを形成するセパレータ１１と、他方が有する酸化剤ガス流路１１１ｂを形成するセパレータ１１との間の空間を冷却水流路１１１ｃとして利用することができる（図５の冷却水流路１１１ｃ参照）。
【００３１】
更に、電解質層２１及びセパレータ１１は、各々の両端部が、触媒層２２１及びガス拡散層２２２より外方に突出しており、電解質層２１の突出部と、セパレータ１１の突出部との間には、燃料ガス及び酸化剤ガスの漏出を防止するためのガスシール材３ａが介装されている。また、隣り合うセパレータ１１のそれぞれの突出部の間には、冷却水の漏出を防止するための冷却水シール材３ｂが介装されている。
【００３２】
電解質層２１の材質は特に限定されないが、例えば、プロトン伝導性を有するスルホン基含有フッ素系樹脂等が用いられることが多い。また、触媒層２２１の材質も特に限定されず、通常、カーボン繊維、カーボン粉末等のカーボン材料を用いてなる担体に、白金触媒、ルテニウム／白金合金触媒等の金属触媒が担持された触媒層２２１が用いられる。これらの触媒層２２１は、一方が燃料ガスと接触してアノード側の電極（燃料極）として機能し、他方が酸化剤ガスと接触してカソード側の電極（空気極）として機能する。更に、通気性と電子伝導性とを併せて有する必要があるガス拡散層２２２としては、カーボン繊維を用いてなる不織布（カーボンペーパー）及び織布（カーボンクロス）等が用いられることが多い。
【００３３】
燃料電池スタック１００を用いて発電させる場合に、燃料極側に導入される燃料ガスとしては、水素源となる炭化水素、水素と炭化水素との混合ガス、及びこれらのガスを所定温度の水中を通過させる等の方法で水蒸気を混合させた燃料ガス等を用いることができる。炭化水素は特に限定されず、例えば、天然ガス、ナフサ、石炭ガス化ガス等が挙げられる。更に、メタン、エタン、プロパン、ブタン及びペンタン等の飽和炭化水素、並びにエチレン及びプロピレン等の不飽和炭化水素を主成分とするものが好ましく、飽和炭化水素を主成分とするものがより好ましい。これらの燃料ガスは１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用することもできる。また、窒素ガス及びアルゴン等の不活性ガスが含有されていてもよい。
【００３４】
更に、一酸化炭素は、触媒として用いられる白金の被毒物質であるため、燃料ガスにおける一酸化炭素の含有量は極力少量であることが好ましく、１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、燃料極側に導入される燃料源としては、通常、前述のような各種のガスが用いられるが、メタノール等の液体を使用することもできる。
【００３５】
一方、酸化剤ガスとしては、安全であって、且つ安価である空気（約８０体積％の窒素が含まれている。）を用いることができ、この空気の他、酸素及び酸素と他の気体とを混合したガス等を用いることができる。また、この混合ガスには８０体積％以下の窒素ガス及びアルゴン等の不活性ガスが含有されていてもよい。
【００３６】
尚、前述の記載は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施態様を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく、説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その態様において本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施態様を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、寧ろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、燃料電池、特に高分子固体電解質型燃料電池の技術分野で利用することができ、燃料ガス及び酸化剤ガス等の流体流路の断面形状を特定することにより、ＭＥＡと流体との接触面積を増大させ、優れた発電性能を有する燃料電池とすることができる燃料電池用のセパレータの技術分野において特に有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１００；高分子固体電解質型燃料電池スタック、１０、２０、３０；単セルの一部、１１、１２、１３；セパレータ、１１１、１２１、１３１；流体流路、１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ；燃料ガス流路、１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂ；燃料ガス流路、１１１ｃ；冷却水流路、２；電解質膜電極接合体、２１；電解質層、２２；電極層、２２１；触媒層、２２２；ガス拡散層、３ａ；ガスシール材、３ｂ；冷却水シール材。
【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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