(57)【要約】【課題】発電体層とセパレータとの間にガス流路層を備える燃料電池の出力性能や耐久性の低下を抑制する。【解決手段】燃料電池は、発電体層と、発電体層を間に挟んで配置されたセパレータと、発電体層とセパレータとの間に配置されたガス流路層と、を備える。ガス流路層は、発電体層側に凸な複数の凸部であって、ガス流路層の凸部間の部分と発電体層との間に第１の反応ガス流路を確保すると共にガス流路層の凸部が形成された部分とセパレータとの間に第２の反応ガス流路を確保する複数の凸部と、第１の反応ガス流路のガス流れ方向に対向して開口し第１の反応ガス流路と第２の反応ガス流路とを連通する複数の貫通孔と、を有する。凸部の発電体層に近接する部分の第１の方向に沿った断面形状および第１の方向に直行する第２の方向に沿った断面形状は、発電体層側に凸な曲面形状である。【選択図】図３
2012003857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
電解質膜と前記電解質膜の一方の側に配置されたアノードと前記電解質膜の他方の側に配置されたカソードとを含む発電体層と、
前記発電体層を間に挟んで配置された一対のセパレータと、
前記発電体層と前記一対のセパレータの少なくとも一方との間に配置されたガス流路層と、を備え、
前記ガス流路層は、前記発電体層側に凸な複数の凸部であって、前記ガス流路層の前記凸部間の部分と前記発電体層との間に第１の反応ガス流路を確保すると共に前記ガス流路層の前記凸部が形成された部分と前記セパレータとの間に第２の反応ガス流路を確保する複数の凸部と、前記第１の反応ガス流路のガス流れ方向に対向して開口し前記第１の反応ガス流路と前記第２の反応ガス流路とを連通する複数の貫通孔と、を有し、
前記凸部の前記発電体層に近接する部分の第１の方向に沿った断面形状および前記第１の方向に直行する第２の方向に沿った断面形状は、共に、前記発電体層側に凸な曲面形状である、燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記ガス流路層は、金属板に前記第１の方向に沿って並ぶ複数のスリット状の開口のグループを前記第２の方向に沿って複数形成し、前記金属板における前記第２の方向に沿って隣接する前記複数の開口のグループ間の部分における各前記開口に近接した所定の位置を張り出し成形して前記所定の位置に前記凸部を形成すると共に各前記開口を前記貫通孔にすることにより、製造される、燃料電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池であって、
前記複数の凸部は、前記第１の方向に沿った位置が前記第２の方向に沿って隣接する他の前記凸部と比べて前記第１の方向に沿った一方向にずれた前記凸部と、前記第１の方向に沿った逆方向にずれた前記凸部と、を含む、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関し、特に、発電体層とセパレータとの間にガス流路層を備える燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池、例えば、固体高分子型燃料電池は、電解質膜を挟んで配置される一対の電極（アノードおよびカソード）にそれぞれ反応ガス（燃料ガスおよび酸化ガス）を供給して電気化学反応を引き起こすことにより、物質の持つ化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する。
【０００３】
従来、燃料電池において、電解質膜と一対の電極とを含む発電体層とセパレータとの間にエキスパンドメタル（メタルラス）を用いて形成されたガス流路層を設けることにより、反応ガスの拡散性を向上させ、燃料電池の発電効率を向上させる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８７９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、発電体層のガス流路層側の表面において、ガス流路層を構成するエキスパンドメタルのエッジ部分との接触部位に応力が集中し、発電体層がダメージを受けて燃料電池の出力性能や耐久性が低下する場合があった。
【０００６】
なお、このような課題は、固体高分子型燃料電池に限らず、発電体層とセパレータとの間に反応ガス流路を有するガス流路層を備える燃料電池一般に共通の課題であった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、発電体層とセパレータとの間にガス流路層を備える燃料電池の出力性能や耐久性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］燃料電池であって、
電解質膜と前記電解質膜の一方の側に配置されたアノードと前記電解質膜の他方の側に配置されたカソードとを含む発電体層と、
前記発電体層を間に挟んで配置された一対のセパレータと、
前記発電体層と前記一対のセパレータの少なくとも一方との間に配置されたガス流路層と、を備え、
前記ガス流路層は、前記発電体層側に凸な複数の凸部であって、前記ガス流路層の前記凸部間の部分と前記発電体層との間に第１の反応ガス流路を確保すると共に前記ガス流路層の前記凸部が形成された部分と前記セパレータとの間に第２の反応ガス流路を確保する複数の凸部と、前記第１の反応ガス流路のガス流れ方向に対向して開口し前記第１の反応ガス流路と前記第２の反応ガス流路とを連通する複数の貫通孔と、を有し、
前記凸部の前記発電体層に近接する部分の第１の方向に沿った断面形状および前記第１の方向に直行する第２の方向に沿った断面形状は、共に、前記発電体層側に凸な曲面形状である、燃料電池。
【００１０】
この燃料電池では、発電に伴い生成された生成水が、発電体層から第１の反応ガス流路に流入し、第１の反応ガス流路のガス流れ方向に対向して開口した貫通孔を通過し、セパレータ側の第２の反応ガス流路内に引き込まれる。このような生成水の移動により、発電体層から第１の反応ガス流路へのさらなる生成水の流入が促進される。そのため、この燃料電池では、生成水による濃度過電圧の増加が抑制され、出力が向上すると共に、ガス流路層における水と反応ガスとの分離が促進され、生成水の存在によるガス流路層の圧力損失の増加が抑制され、セル間の反応ガスの分配ばらつきが抑制され、セル間のセル電圧ばらつきが抑制される。また、この燃料電池では、凸部の発電体層に近接する部分の第１の方向に沿った断面形状および第１の方向に直行する第２の方向に沿った断面形状が、共に、発電体層側に凸な曲面形状であるため、発電体層のガス流路層側の表面において、凸部との接触部位への応力集中やエッジ部との接触によるダメージの発生が抑制され、燃料電池の出力性能や耐久性の低下を抑制することができる。
【００１１】
［適用例２］適用例１に記載の燃料電池であって、
前記ガス流路層は、金属板に前記第１の方向に沿って並ぶ複数のスリット状の開口のグループを前記第２の方向に沿って複数形成し、前記金属板における前記第２の方向に沿って隣接する前記複数の開口のグループ間の部分における各前記開口に近接した所定の位置を張り出し成形して前記所定の位置に前記凸部を形成すると共に各前記開口を前記貫通孔にすることにより、製造される、燃料電池。
【００１２】
この燃料電池では、ガス流路層の製造工程の効率化・簡略化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００１３】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の燃料電池であって、
前記複数の凸部は、前記第１の方向に沿った位置が前記第２の方向に沿って隣接する他の前記凸部と比べて前記第１の方向に沿った一方向にずれた前記凸部と、前記第１の方向に沿った逆方向にずれた前記凸部と、を含む、燃料電池。
【００１４】
この燃料電池では、ガス流路層を流動する反応ガスの拡散性を向上させることができ、燃料電池の発電効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、燃料電池、燃料電池を備える燃料電池システム、燃料電池システムを備える自動車等の移動体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例における燃料電池１００の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】ガス流路層の構成を示す説明図である。
【図３】ガス流路層の構成を示す説明図である。
【図４】ガス流路層の構成を示す説明図である。
【図５】ガス流路層の構成を示す説明図である。
【図６】ガス流路層の製造方法を示す説明図である。
【図７】第１の変形例におけるカソード側ガス流路層１３２の断面構成を示す説明図である。
【図８】第２の変形例におけるカソード側ガス流路層１３２の断面構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１８】
Ａ．実施例：
Ａ−１．燃料電池の構成：
図１は、本発明の実施例における燃料電池１００の構成を概略的に示す説明図である。本実施例の燃料電池１００は、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池である。燃料電池１００は、複数の発電体層１２０と複数のセパレータ１４０とが交互に積層されて締結されたスタック構造を有している。燃料電池１００は、また、発電体層１２０とセパレータ１４０との間に配置されたアノード側ガス流路層１３４およびカソード側ガス流路層１３２（以下、まとめて「ガス流路層」とも呼ぶ）を備えている。なお、図１には、燃料電池１００の構成をわかりやすく示すために、発電体層１２０とガス流路層１３２，１３４とセパレータ１４０とで構成される１つのセルのみを示し、他のセルの図示を省略している。
【００１９】
発電体層１２０は、電解質膜１１２と、電解質膜１１２の一方の側に配置されたアノード１１６と、電解質膜１１２の他方の側に配置されたカソード１１４と、を有している。以下、アノード１１６およびカソード１１４を、まとめて「触媒層」とも呼ぶ。電解質膜１１２と触媒層１１４，１１６とで構成される積層体は、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ（膜・電極接合体））と呼ばれる。発電体層１２０は、また、アノード１１６の電解質膜１１２と接する側とは反対側に配置されたアノード側拡散層１２４と、カソード１１４の電解質膜１１２と接する側とは反対側に配置されたカソード側拡散層１２２と、を有している。
【００２０】
電解質膜１１２は、フッ素系樹脂材料あるいは炭化水素系樹脂材料により形成されたイオン交換膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。触媒層１１４，１１６は、電極反応を促進する触媒を提供する層であり、例えば白金を担持したカーボンと電解質とを含む材料により形成されている。アノード側拡散層１２４およびカソード側拡散層１２２（以下、まとめて「拡散層」とも呼ぶ）は、電極反応に用いられる反応ガス（酸化ガスおよび燃料ガス）を面方向（燃料電池１００の積層方向（図１参照）に略直交する方向）に拡散させる層であり、例えばカーボンクロスやカーボンペーパーにより形成されている。本実施例では、拡散層には、例えばＰＴＦＥ樹脂によって撥水処理が施されている。
【００２１】
セパレータ１４０は、ガスを透過しない緻密質であると共に導電性を有する材料、例えば圧縮成型された緻密質カーボン、金属、導電性樹脂により形成されている。ガス流路層１３２，１３４は、反応ガスを面方向に拡散させつつ流動させるガス流路として機能する層であり、金属板を加工して製造される。本実施例では、ガス流路層１３２，１３４の表面には、親水処理が施されている。ガス流路層１３２，１３４の詳細構成や製造方法は、後述する。
【００２２】
図１では図示を省略しているが、燃料電池１００は、いずれも燃料電池１００を積層方向に貫通する燃料ガス供給マニホールドと、燃料ガス排出マニホールドと、酸化ガス供給マニホールドと、酸化ガス排出マニホールドと、を有している。燃料電池１００に対して供給された燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールドを介して各セルのアノード側ガス流路層１３４に分配され、さらに発電体層１２０のアノード側に供給されて発電体層１２０おける電気化学反応に利用される。反応に利用されなかった燃料ガスは、燃料ガス排出マニホールドを介して外部に排出される。また、燃料電池１００に対して供給された酸化ガスは、酸化ガス供給マニホールドを介して各セルのカソード側ガス流路層１３２に分配され、さらに発電体層１２０のカソード側に供給されて発電体層１２０おける電気化学反応に利用される。反応に利用されなかった酸化ガスは、酸化ガス排出マニホールドを介して外部に排出される。燃料ガスとしては、例えば水素ガスが用いられ、酸化ガスとしては、例えば空気が用いられる。
【００２３】
燃料電池１００は、さらに、冷却媒体が供給される冷却媒体供給マニホールドと、冷却媒体が排出される冷却媒体排出マニホールドと、を有していてもよい。冷却媒体としては、例えば水、エチレングリコール等の不凍水、空気などが用いられる。
【００２４】
図２〜５は、ガス流路層の構成を示す説明図である。図２には、カソード側ガス流路層１３２の発電体層１２０側（すなわちカソード側拡散層１２２側）の平面構成を示している。図３は、カソード側ガス流路層１３２を発電体層１２０側から見た斜視図である。図４には、カソード側ガス流路層１３２の図２におけるＡ−Ａ断面を示している。図５には、カソード側ガス流路層１３２の図２におけるＢ−Ｂ断面を示している。
【００２５】
図２〜５に示すように、カソード側ガス流路層１３２には、発電体層１２０側に凸な複数の山部ＭＰが形成されている。カソード側ガス流路層１３２において山部ＭＰと山部ＭＰとの間の部分（山部ＭＰが形成されていない部分）は、セパレータ１４０側に凸な谷部ＶＰを構成する。なお、カソード側ガス流路層１３２は、セパレータ１４０側から見るときと発電体層１２０側から見るときとでは、凹凸形状が逆になる。本明細書では、便宜上、発電体層１２０側から見たときの凹凸形状に基づき、「山部ＭＰ」および「谷部ＶＰ」の名称を用いる。
【００２６】
山部ＭＰの発電体層１２０との接触部（山部ＭＰの頂上部）ＣＰは、図５に示すように、第１の方向Ｄ１に沿った断面形状が発電体層１２０側に凸な曲面形状である。山部ＭＰの接触部ＣＰは、また、図４に示すように、第２の方向Ｄ２に沿った断面形状も発電体層１２０側に凸な曲面形状である。なお、山部ＭＰの接触部ＣＰは、球面形状であってもよい。
【００２７】
図２，３に示すように、カソード側ガス流路層１３２における複数の山部ＭＰの配置は、面方向の第１の方向Ｄ１に沿って略同一ピッチＰ１で一列に並んだ複数の山部ＭＰで構成されるグループが、面方向の第１の方向Ｄ１に直行する第２の方向Ｄ２に沿って略同一ピッチＰ２で繰り返された配置となっている。
【００２８】
また、第１の方向Ｄ１に沿った一方の側を「正側」（「＋側」）と呼び第１の方向Ｄ１に沿った他方の側を「負側」（「−側」）と呼ぶものとすると、カソード側ガス流路層１３２において、第１の方向Ｄ１に沿って並んだ山部ＭＰのグループは、第２の方向Ｄ２に沿って隣接する他の山部ＭＰのグループとの位置関係が第１の方向Ｄ１の正側にずれた位置関係であるものもあり、第１の方向Ｄ１の負側にずれた位置関係であるものもある。すなわち、カソード側ガス流路層１３２における複数の山部ＭＰは、第１の方向Ｄ１に沿った位置が第２の方向Ｄ２に沿って隣接する他の山部ＭＰと比べて第１の方向Ｄ１の正側にずれた山部ＭＰと、第１の方向Ｄ１の負側にずれた山部ＭＰと、を含んでいる。結果として、カソード側ガス流路層１３２の第２の方向Ｄ２に沿った山部ＭＰの位置のずれの方向は、片方向のみではなく、両方向となっている。例えば、図２では、図示範囲の最下部から中央付近にかけては、山部ＭＰの位置が第１の方向Ｄ１の正側に少しずつずれており、図示範囲の中央付近から最上部にかけては、反対に、山部ＭＰの位置が第１の方向Ｄ１の負側に少しずつずれている。
【００２９】
図５に示すように、カソード側ガス流路層１３２の各山部ＭＰの積層方向先端部（接触部ＣＰ）は発電体層１２０の表面に当接し、各谷部ＶＰの積層方向先端部はセパレータ１４０の表面に当接する。そのため、図２〜５に示すように、カソード側ガス流路層１３２においては、谷部ＶＰの位置に沿って発電体層１２０との間に発電体層側反応ガス流路ＣＨｍが確保されると共に、山部ＭＰの位置に沿ってセパレータ１４０との間にセパレータ側反応ガス流路ＣＨｖが確保される。なお、発電体層側反応ガス流路ＣＨｍは本発明における第１の反応ガス流路に相当し、セパレータ側反応ガス流路ＣＨｖは本発明における第２の反応ガス流路に相当する。
【００３０】
上述したように、本実施例では、カソード側ガス流路層１３２における山部ＭＰおよび谷部ＶＰの位置のずれの方向が片方向のみではなく両方向となっているため、発電体層側反応ガス流路ＣＨｍおよびセパレータ側反応ガス流路ＣＨｖは、第２の方向Ｄ２に平行な形状でも第２の方向Ｄ２に対して右または左に一方的に曲がった形状でもなく、第２の方向Ｄ２に対して左右に（第１の方向Ｄ１方向に）曲がった（左右に蛇行した）形状となる（図２，３参照）。
【００３１】
図２〜４に示すように、カソード側ガス流路層１３２には、複数の貫通孔ＴＨが形成されている。カソード側ガス流路層１３２の平面における貫通孔ＴＨの配置は、山部ＭＰの配置と同様に、面方向の第１の方向Ｄ１に沿って略同一ピッチＰ１で一列に並んだ複数の貫通孔ＴＨで構成されるグループが、面方向の第２の方向Ｄ２に沿って略同一ピッチＰ２で繰り返された配置となっている。図２，３に示すように、各貫通孔ＴＨは、第２の方向Ｄ２に沿って両側の隣接する山部ＭＰに対向している。また、図３に示すように、各貫通孔ＴＨは、その略半分の部分が第２の方向Ｄ２に沿った一方向に開口し、残りの略半分の部分が第２の方向Ｄ２に沿った逆方向に開口している。すなわち、各貫通孔ＴＨは、発電体層側反応ガス流路ＣＨｍのガス流れ方向に対向して開口している。このように形成された貫通孔ＴＨは、発電体層側反応ガス流路ＣＨｍとセパレータ側反応ガス流路ＣＨｖとを連通する。
【００３２】
本実施例の燃料電池１００では、発電（電気化学反応）に伴い生成された生成水が発電体層１２０（のカソード側拡散層１２２）からカソード側ガス流路層１３２の発電体層１２０側に確保された発電体層側反応ガス流路ＣＨｍに流入する。ここで、カソード側ガス流路層１３２には、発電体層側反応ガス流路ＣＨｍのガス流れ方向に対向して開口した貫通孔ＴＨを有している。また、カソード側ガス流路層１３２には親水処理が施されている一方、カソード側拡散層１２２には撥水処理が施されている。そのため、発電体層側反応ガス流路ＣＨｍに流入した生成水は、反応ガス流れに従い貫通孔ＴＨを通過し、セパレータ側反応ガス流路ＣＨｖ内に引き込まれる。このような生成水の移動により、発電体層１２０から発電体層側反応ガス流路ＣＨｍへのさらなる生成水の流入が促進される。セパレータ側反応ガス流路ＣＨｖ内に流入した生成水は、連続した流路であるセパレータ側反応ガス流路ＣＨｖ内を流動して効率的に排出される。このように、本実施例の燃料電池１００では、発電体層１２０（のカソード側拡散層１２２）からの生成水の排水が促進されるため、生成水による濃度過電圧の増加が抑制され、出力が向上する。また、カソード側ガス流路層１３２における水と反応ガス（酸化ガス）との分離が促進され、生成水の存在によるカソード側ガス流路層１３２の圧力損失の増加が抑制される。従って、本実施例の燃料電池１００では、セル間の反応ガスの分配ばらつきが抑制され、セル間のセル電圧ばらつきが抑制される。
【００３３】
また、本実施例の燃料電池１００では、発電体層側反応ガス流路ＣＨｍおよびセパレータ側反応ガス流路ＣＨｖが第２の方向Ｄ２に対して左右に蛇行した形状となっているため、カソード側ガス流路層１３２を流動する反応ガス（酸化ガス）の拡散性が向上し、燃料電池１００の発電効率が向上する。
【００３４】
さらに、本実施例の燃料電池１００では、山部ＭＰの発電体層１２０との接触部ＣＰの第１の方向Ｄ１に沿った断面形状が曲面形状であり、かつ、第２の方向Ｄ２に沿った断面形状も曲面形状であるため、発電体層１２０（のカソード側拡散層１２２）のカソード側ガス流路層１３２側の表面において、山部ＭＰとの接触部位への応力集中やエッジ部との接触によるダメージの発生が抑制され、燃料電池１００の出力性能や耐久性が低下することが抑制される。また、カソード側ガス流路層１３２が発電体層１２０に食い込むことによってカソード側ガス流路層１３２における反応ガス流路ＣＨｍ，ＣＭｖの体積が低下することによる燃料電池１００の性能低下が抑制される。
【００３５】
なお、燃料電池１００において、アノード側ガス流路層１３４の構成もカソード側ガス流路層１３２の構成と同様である。そのため、本実施例の燃料電池１００では、アノード側ガス流路層１３４を流動する反応ガス（燃料ガス）の拡散性が向上されて燃料電池１００の発電効率が向上すると共に、燃料電池１００の耐久性低下が抑制される。
【００３６】
Ａ−２．ガス流路層の製造方法：
図６は、ガス流路層の製造方法を示す説明図である。ガス流路層（カソード側ガス流路層１３２およびアノード側ガス流路層１３４）は、金属板ＰＬを加工して製造される。まず、図６（ａ）に示すように、金属板ＰＬにスリット孔ＳＬを形成する孔空け工程が行われる。スリット孔ＳＬは、孔空け工程に続く張り出し工程において貫通孔ＴＨとなる孔である。スリット孔ＳＬは、単なる切れ目であってもよいし、所定の幅（第２の方向Ｄ２に沿った大きさ）を有する孔であってもよい。スリット孔ＳＬは、金属板ＰＬの面方向の第１の方向Ｄ１に沿って略同一ピッチＰ１で一列に並んだ複数のスリット孔ＳＬで構成されるグループが、面方向の第２の方向Ｄ２に沿って略同一ピッチＰ２で繰り返されるように形成される。なお、孔空け工程は、スリット孔ＳＬの１つのグループ（第１の方向Ｄ１に沿って並んだ複数のスリット孔ＳＬ）が順次形成されるように行ってもよいし、スリット孔ＳＬの複数グループが同時に形成されるように行ってもよい。
【００３７】
次に、図６（ｂ）に示すように、パンチＰによって金属板ＰＬにおける山部ＭＰを形成すべき位置を張り出させる張り出し工程が行われる。山部ＭＰを形成すべき位置は、金属板ＰＬにおける第２の方向Ｄ２に沿って隣接するスリット孔ＳＬのグループ間の部分における各スリット孔ＳＬに近接した位置である。張り出し工程により、金属板ＰＬの所定の位置に複数の山部ＭＰが形成されると共に、金属板ＰＬのスリット孔ＳＬ周辺の部分が変形されて貫通孔ＴＨが形成される。なお、張り出し工程は、孔空け工程と同様に、山部ＭＰの１つのグループ（第１の方向Ｄ１に沿って並んだ複数の山部ＭＰ）が順次形成されるように行ってもよいし、山部ＭＰの複数グループが同時に形成されるように行ってもよい。張り出し工程では、図６（ｃ）に示すように、先端が曲面（例えば球面）形状のパンチＰが用いられるため、山部ＭＰの先端部（接触部ＣＰ）は、第１の方向Ｄ１に沿った断面が曲面であり、かつ、第２の方向Ｄ２に沿った断面も曲面である形状となる。以上の工程により、上述した構成のカソード側ガス流路層１３２およびアノード側ガス流路層１３４が製造される。
【００３８】
以上説明したように、本実施例におけるガス流路層の製造方法では、孔空け工程と張り出し工程という比較的単純な２つの工程を繰り返すことによりガス流路層を製造することができ、ガス流路層の製造工程の効率化・簡略化を図ることができ、生産性を向上させることができる。特に、本実施例におけるガス流路層の製造方法では、１回の孔空け工程および張り出し工程の組み合わせにより、スリット孔ＳＬおよび山部ＭＰの複数グループを同時に形成することができるため、生産性を効果的に向上させることができる。
【００３９】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４０】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例では、燃料電池１００はカソード側ガス流路層１３２とアノード側ガス流路層１３４とを有するとしているが、燃料電池１００がカソード側ガス流路層１３２のみを有しアノード側ガス流路層１３４を有しないとしてもよいし、反対に、燃料電池１００がアノード側ガス流路層１３４のみを有しカソード側ガス流路層１３２を有しないとしてもよい。また、カソード側ガス流路層１３２およびアノード側ガス流路層１３４のみが上述した構成を有し、他方は従来のガス流路層（例えばエキスパンドメタルを用いて形成されたガス流路層やカーボン多孔体を用いて形成されたガス流路層）が用いられるとしてもよい。
【００４１】
また、上記実施例におけるガス流路層１３２，１３４の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、山部ＭＰの第１の方向Ｄ１に沿った間隔Ｐ１はカソード側ガス流路層１３２の全域において同一である必要はなく、間隔Ｐ１が相違する部分があってもよい。同様に、山部ＭＰの第２の方向Ｄ２に沿った間隔Ｐ２はカソード側ガス流路層１３２の全域において同一である必要はなく、間隔Ｐ２が相違する部分があってもよい。例えば、反応ガス流れの下流領域においては、反応ガス消費分を考慮して、間隔Ｐ１や間隔Ｐ２を小さくしてもよい。
【００４２】
また、山部ＭＰの形状は種々変形可能である。図７は、第１の変形例におけるカソード側ガス流路層１３２の断面構成を示す説明図である。また、図８は、第２の変形例におけるカソード側ガス流路層１３２の断面構成を示す説明図である。図７，８は、図２におけるＡ−Ａ断面に対応する。図７に示すように、山部ＭＰの接触部ＣＰは、第２の方向Ｄ２に沿って反応ガス流れ方向の下流側にずれていてもよい。また、図８に示すように、山部ＭＰの接触部ＣＰは、第２の方向Ｄ２に沿って反応ガス流れ方向の上流側にずれていてもよい。また、山部ＭＰの形状は、カソード側ガス流路層１３２の全域において同一である必要はない。
【００４３】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例では、燃料電池１００はアノード側拡散層１２４およびカソード側拡散層１２２を有するとしているが、燃料電池１００は拡散層１２２，１２４を有しないとしてもよい。すなわち、発電体層１２０が、電解質膜１１２とアノード１１６とカソード１１４とのみにより構成されるとしてもよい。また、上記実施例では、拡散層１２２，１２４には撥水処理が施されているとしているが、拡散層１２２，１２４には必ずしも撥水処理が施されている必要はない。また、上記実施例では、ガス流路層１３２，１３４には親水処理が施されているとしているが、ガス流路層１３２，１３４には必ずしも親水処理が施されている必要はない。
【００４４】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、燃料電池１００の各層の材料を特定しているが、これらの材料に限定されるものではなく、適正な種々の材料を用いることができる。また、上記実施例では、燃料電池１００は固体高分子型燃料電池であるとしているが、本発明は他の種類の燃料電池（例えば、ダイレクトメタノール形燃料電池やリン酸形燃料電池）にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１００…燃料電池
１１２…電解質膜
１１４…カソード
１１６…アノード
１２０…発電体層
１２２…カソード側拡散層
１２４…アノード側拡散層
１３２…カソード側ガス流路層
１３４…アノード側ガス流路層
１４０…セパレータ
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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