(57)【要約】【課題】連結ブリッジ部を介して液絡が発生することを阻止するとともに、金属セパレータ自体の腐食を確実に抑制することを可能にする。【解決手段】燃料電池１０を構成するセルユニット１２は、第１セパレータ１４、第１電解質膜・電極構造体１６ａ、第２セパレータ１８、第２電解質膜・電極構造体１６ｂ及び第３セパレータ２０を設ける。第２セパレータ１８は、第１酸化剤ガス流路５０と酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとの間を連通する出口側連結ブリッジ部９０ｂを備える。出口側連結ブリッジ部９０ｂは、第２セパレータ１８の金属部位１８Ｐを切り欠いた開口部９１に、樹脂製通路部材９５がアウトサート成形により一体成形される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に電極を設けた電解質膜・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を前記金属セパレータの面方向に流す流体流路と、前記流体を積層方向に供給する流体連通孔とが形成される燃料電池であって、
前記流体流路と前記流体連通孔との間を連通する連結ブリッジ部を備え、
前記連結ブリッジ部は、前記金属セパレータの金属部位を切り欠いた開口部に樹脂製通路部材がアウトサート成形により一体成形されるとともに、
前記樹脂製通路部材には、前記流体流路と前記流体連通孔との間を連通する通路が形成されることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に電極を設けた電解質膜・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を前記金属セパレータの面方向に流す流体流路と、前記流体を積層方向に供給する流体連通孔とが形成される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜の両側に、アノード電極とカソード電極とを配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セル（単位セル）を備えている。この種の燃料電池では、車載用として使用される際に、通常、数十〜数百の発電セルが積層されて燃料電池スタックを構成している。
【０００３】
上記の燃料電池では、セパレータの面内に、アノード電極に対向して燃料ガス（流体）を流すための燃料ガス流路（流体流路）と、カソード電極に対向して酸化剤ガス（流体）を流すための酸化剤ガス流路（流体流路）とが設けられている。さらに、セパレータの周縁部には、前記セパレータの積層方向に貫通して、燃料ガス流路に連通する流体連通孔である燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔と、酸化剤ガス流路に連通する流体連通孔である酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔とが形成されている。
【０００４】
また、セパレータ間には、電解質膜・電極構造体を冷却するための冷却媒体流路（流体流路）が設けられるとともに、積層方向に貫通して前記冷却媒体流路に連通する流体連通孔である冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔が形成されている。すなわち、内部マニホールド型燃料電池を構成している。
【０００５】
その際、流体流路と流体連通孔とは、流体を円滑且つ均等に流すために平行溝部等を有する連結流路（連結ブリッジ部）を介して連通している。例えば、特許文献１に開示されている固体高分子電解質型燃料電池では、図９に示すセパレータ１を備えている。
【０００６】
セパレータ１は、ガス通路板２の外周部にシール部材３を配設して構成されている。シール部材３は、ガス通路板２を収容するために額縁形状を有しており、一端縁部には、酸化剤ガス供給通路口３ａ１、冷却水供給通路口３ｂ１及び燃料ガス供給通路口３ｃ１が形成されている。シール部材３の他端縁部には、酸化剤ガス排出通路口３ａ２、冷却水排出通路口３ｂ２及び燃料ガス排出通路口３ｃ２が形成されている。
【０００７】
シール部材３の内部には、シール保持金属板４が埋設されており、このシール保持金属板４によって前記シール部材３の形状保持が行われている。シール部材３には、一の酸化剤ガス供給通路口３ａ１とガス通路板２の酸化剤ガス通路２ａの入口とを連通する部位に、酸化剤供給部材５が埋設されている。酸化剤供給部材５には、４本の酸化剤ガス供給通路溝５ａが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１２０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記の特許文献１では、シール部材３の内部にシール保持金属板４が埋設されるとともに、このシール保持金属板４には、酸化剤ガス供給通路口３ａ１と酸化剤ガス通路２ａとを連通するブリッジ部である酸化剤供給部材５が設けられている。
【００１０】
このため、シール保持金属板４から酸化剤ガス供給通路口３ａ１の間で、水繋がりが発生するおそれがある。特に、酸化剤ガス排出通路口３ａ２と酸化剤ガス通路２ａとを連通するブリッジ部に、酸化剤供給部材５と同様の酸化剤排出部材（図示せず）が設けられる場合に、水繋がりが顕著になる。これにより、シール保持金属板４に液絡が発生するとともに、前記シール保持金属板４自体が腐食するという問題がある。
【００１１】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、連結ブリッジ部を介して液絡が発生することを阻止するとともに、金属セパレータ自体の腐食を確実に抑制することが可能な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】
【００１２】
本発明は、電解質膜の両側に電極を設けた電解質膜・電極構造体と金属セパレータとが積層されるとともに、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかである流体を前記金属セパレータの面方向に流す流体流路と、前記流体を積層方向に供給する流体連通孔とが形成される燃料電池に関するものである。
【００１３】
この燃料電池は、流体流路と流体連通孔との間を連通する連結ブリッジ部を備え、前記連結ブリッジ部は、金属セパレータの金属部位を切り欠いた開口部に樹脂製通路部材がアウトサート成形により一体成形されている。そして、樹脂製通路部材には、流体流路と流体連通孔との間を連通する通路が形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、流体流路と流体連通孔との間を連通する連結ブリッジ部は、金属セパレータの金属部位を切り欠いた開口部に樹脂製通路部材がアウトサート成形により一体成形されている。従って、流体流路と流体連通孔との間の絶縁経路が有効に長尺化されるため、流体連通孔に連なる水繋がりによる液絡が発生することを阻止するとともに、金属セパレータ自体の腐食を確実に抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池を構成する発電セルの分解概略斜視図である。
【図２】前記発電セルの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記発電セルの、図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】前記燃料電池を構成する第２セパレータの一方の面の説明図である。
【図５】前記第２セパレータの他方の面の説明図である。
【図６】前記燃料電池を構成する第３セパレータの正面説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成する発電セルの分解概略斜視図である。
【図８】前記発電セルを構成する第２セパレータの正面説明図である。
【図９】特許文献１に係る固体高分子電解質型燃料電池の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、複数のセルユニット（発電セル）１２を水平方向（矢印Ａ方向）又は重力方向（矢印Ｃ方向）に積層して構成され、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用される。
【００１７】
セルユニット１２は、第１セパレータ１４、第１電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１６ａ、第２セパレータ１８、第２電解質膜・電極構造体１６ｂ及び第３セパレータ２０を設ける。
【００１８】
第１セパレータ１４、第２セパレータ１８及び第３セパレータ２０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１セパレータ１４、第２セパレータ１８及び第３セパレータ２０は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有する。
【００１９】
第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂは、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜２２と、前記固体高分子電解質膜２２を挟持するアノード電極２４及びカソード電極２６とを備える。第２電解質膜・電極構造体１６ｂは、第１電解質膜・電極構造体１６ａよりも大きな外形寸法に設定される。
【００２０】
アノード電極２４は、固体高分子電解質膜２２及びカソード電極２６よりも小さな表面積を有する、所謂、段差型ＭＥＡを構成している。なお、アノード電極２４とカソード電極２６とは、同一の表面積を有していてもよく、また、前記アノード電極２４は、カソード電極２６よりも大きな表面積を有していてもよい。固体高分子電解質膜２２、アノード電極２４及びカソード電極２６は、それぞれ矢印Ｂ方向両端部上下に切り欠きが設けられて表面積が縮小されている。
【００２１】
アノード電極２４及びカソード電極２６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜２２の両面に形成される。
【００２２】
図１に示すように、セルユニット１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の上端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガス（空気等）を供給するための酸化剤ガス入口連通孔３０ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガス（水素ガス等）を供給するための燃料ガス入口連通孔３２ａが設けられる。
【００２３】
セルユニット１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔３２ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔３０ｂが設けられる。
【００２４】
セルユニット１２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔３４ａが設けられるとともに、前記セルユニット１２の短辺方向の他端縁部には、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔３４ｂが設けられる。
【００２５】
第１セパレータ１４の第１電解質膜・電極構造体１６ａに向かう面１４ａには、燃料ガス入口連通孔３２ａと燃料ガス出口連通孔３２ｂとを連通する第１燃料ガス流路３６が形成される。第１燃料ガス流路３６は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有するとともに、前記第１燃料ガス流路３６の入口（上端部）及び出口（下端部）近傍には、それぞれ表側と裏側とに交互に突出する複数のエンボスを有する入口バッファ部３８及び出口バッファ部４０が設けられる。
【００２６】
エンボス形状は、円形や四角形の他、棒状等種々の形状に設定することができ、第１セパレータ１４の表裏に設けられる。なお、以下に説明する第２セパレータ１８及び第３セパレータ２０に設けられる各バッファ部においても、同様である。
【００２７】
さらに、第１燃料ガス流路３６は、矢印Ｃ方向に直線状に延在する複数の直線状流路溝により構成してもよい。また、以下に説明する第１酸化剤ガス流路５０、第２燃料ガス流路５８、第２酸化剤ガス流路６６、燃料ガス流路１１８及び酸化剤ガス流路１２０でも、同様である。
【００２８】
入口バッファ部３８及び出口バッファ部４０は、燃料ガス入口連通孔３２ａから第１燃料ガス流路３６の幅方向に燃料ガスを均一に分配する機能、及び前記第１燃料ガス流路３６の幅方向に流通する前記燃料ガスを燃料ガス出口連通孔３２ｂに均一に集合させる機能を有する。
【００２９】
第１セパレータ１４の面１４ｂには、冷却媒体入口連通孔３４ａと冷却媒体出口連通孔３４ｂとを連通する冷却媒体流路４４が形成される。冷却媒体流路４４は、第１燃料ガス流路３６の裏面形状である。
【００３０】
第２セパレータ１８の第１電解質膜・電極構造体１６ａに向かう面１８ａには、図４に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとを連通する第１酸化剤ガス流路５０が形成される。第１酸化剤ガス流路５０は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有する。第１酸化剤ガス流路５０の入口（上端部）及び出口（下端部）近傍には、それぞれ表側と裏側とに交互に突出する複数のエンボスを有する入口バッファ部５２及び出口バッファ部５４が設けられる。
【００３１】
図５に示すように、第２セパレータ１８の第２電解質膜・電極構造体１６ｂに向かう面１８ｂには、燃料ガス入口連通孔３２ａと燃料ガス出口連通孔３２ｂとを連通する第２燃料ガス流路５８が形成される。第２燃料ガス流路５８は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有するとともに、前記第２燃料ガス流路５８の入口（上端部）及び出口（下端部）近傍には、それぞれ表側と裏側とに交互に突出する複数のエンボスを有する入口バッファ部６０及び出口バッファ部６２が設けられる。
【００３２】
図６に示すように、第３セパレータ２０の第２電解質膜・電極構造体１６ｂに向かう面２０ａには、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとを連通する第２酸化剤ガス流路６６が形成される。
【００３３】
第２酸化剤ガス流路６６は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有する。第２酸化剤ガス流路６６の入口（上端部）及び出口（下端部）近傍には、それぞれ表側と裏側とに交互に突出する複数のエンボスを有する入口バッファ部６８及び出口バッファ部７０が設けられる。
【００３４】
第３セパレータ２０の面２０ｂには、図１に示すように、冷却媒体入口連通孔３４ａと冷却媒体出口連通孔３４ｂとを連通する冷却媒体流路４４が形成される。冷却媒体流路４４は、第１燃料ガス流路３６及び第２酸化剤ガス流路６６の裏面形状（波形状）の重ね合わせにより形成される。
【００３５】
第１セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、この第１セパレータ１４の外周端縁部を周回して第１シール部材７４が一体成形される。第２セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、この第２セパレータ１８の外周端縁部を周回して第２シール部材７６が一体成形されるとともに、第３セパレータ２０の面２０ａ、２０ｂには、この第３セパレータ２０の外周端縁部を周回して第３シール部材７８が一体成形される。
【００３６】
第１〜第３シール部材７４、７６及び７８としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。
【００３７】
図１に示すように、第１セパレータ１４には、燃料ガス入口連通孔３２ａと第１燃料ガス流路３６とを連通する入口側第１連結流路８０ａと、燃料ガス出口連通孔３２ｂと前記第１燃料ガス流路３６とを連通する出口側第１連結流路８０ｂとが設けられる。入口側第１連結流路８０ａは、複数の外側供給孔部８２ａと複数の内側供給孔部８２ｂとを有する。
【００３８】
面１４ａ側には、燃料ガス入口連通孔３２ａと各外側供給孔部８２ａとを連通する複数の通路８４ａが設けられる。面１４ｂ側には、外側供給孔部８２ａと内側供給孔部８２ｂとを連通する複数の通路８４ｂが形成される。出口側第１連結流路８０ｂは、同様に、複数の外側排出孔部８６ａと複数の内側排出孔部８６ｂとを有する。
【００３９】
面１４ａ側には、燃料ガス出口連通孔３２ｂと各外側排出孔部８６ａとを連通する複数の通路８８ａが形成される。面１４ｂ側には、外側排出孔部８６ａと内側排出孔部８６ｂとを連通する複数の通路８８ｂが形成される。
【００４０】
図４に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂと第１酸化剤ガス流路５０との連通部分には、入口側連結ブリッジ部９０ａ及び出口側連結ブリッジ部９０ｂが設けられる。入口側連結ブリッジ部９０ａ及び出口側連結ブリッジ部９０ｂには、複数の入口側第２連結流路（通路）９２ａ及び複数の出口側第２連結流路（通路）９２ｂが形成される。
【００４１】
図２に示すように、出口側連結ブリッジ部９０ｂは、第２セパレータ１８の金属部位１８Ｐを切り欠いた開口部９１に、前記開口部９１と重なり部９５ａを有する樹脂製通路部材９５がアウトサート成形により一体成形されて構成される。
【００４２】
通路部材９５には、複数の出口側第２連結流路９２ｂが、凸部９２ｂｔ間に形成される（図３参照）。図３は、図１中、通路部材９５、１０６（後述する）で切断した断面図である。
【００４３】
なお、入口側連結ブリッジ部９０ａは、上記の出口側連結ブリッジ部９０ｂと同様に構成してもよい。
【００４４】
通路部材９５は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）又はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等で構成される。
【００４５】
図５に示すように、第２セパレータ１８には、燃料ガス入口連通孔３２ａと第２燃料ガス流路５８とを連通する入口側第２連結流路９２ａと、燃料ガス出口連通孔３２ｂと前記第２燃料ガス流路５８とを連通する出口側第２連結流路９２ｂとが設けられる。入口側第２連結流路９２ａは、供給孔部９４を有する。面１８ａ側には、燃料ガス入口連通孔３２ａと供給孔部９４とを連通する通路９６ａが形成される。
【００４６】
出口側第２連結流路９２ｂは、同様に、複数の排出孔部９８を有する。面１８ａ側には、排出孔部９８を燃料ガス出口連通孔３２ｂに連通する複数の通路９６ｂが形成される。入口側第２連結流路９２ａ及び出口側第２連結流路９２ｂは、上記の入口側連結ブリッジ部９０ａ及び出口側連結ブリッジ部９０ｂと同様に構成してもよい。
【００４７】
図６に示すように、第３セパレータ２０には、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂと第２酸化剤ガス流路６６の連通部分には、入口側連結ブリッジ部１００ａ及び出口側連結ブリッジ部１００ｂが設けられる。入口側連結ブリッジ部１００ａ及び出口側連結ブリッジ部１００ｂには、複数の入口側連結流路（通路）１０２ａ及び複数の出口側連結流路（通路）１０２ｂが形成される。
【００４８】
図２に示すように、出口側連結ブリッジ部１００ｂは、第３セパレータ２０の金属部位２０Ｐを切り欠いた開口部１０４に、前記開口部１０４と重なり部１０６ａを有する樹脂製通路部材１０６がアウトサート成形により一体成形されて構成される。
【００４９】
通路部材１０６には、複数の出口側連結流路１０２ｂが、凸部１０２ｂｔ間に形成される（図３参照）。出口側連結流路１０２ｂは、出口側第２連結流路９２ｂと積層方向（矢印Ａ方向）に対して互いに距離ｈだけオフセットした位置（重なり合わない位置）に設定される。
【００５０】
このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００５１】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔３２ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔３４ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００５２】
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａから第２セパレータ１８の第１酸化剤ガス流路５０及び第３セパレータ２０の第２酸化剤ガス流路６６に導入される（図４及び図６参照）。この酸化剤ガスは、第１酸化剤ガス流路５０に沿って矢印Ｃ方向（重力方向）に移動し、第１電解質膜・電極構造体１６ａのカソード電極２６に供給されるとともに、第２酸化剤ガス流路６６に沿って矢印Ｃ方向に移動し、第２電解質膜・電極構造体１６ｂのカソード電極２６に供給される（図１参照）。
【００５３】
一方、燃料ガスは、図１及び図５に示すように、燃料ガス入口連通孔３２ａから第１セパレータ１４と第２セパレータ１８との間に形成された通路８４ａ、９６ａに導入される。通路８４ａに導入された燃料ガスは、外側供給孔部８２ａを通って第１セパレータ１４の面１４ｂ側に移動する。さらに、燃料ガスは、通路８４ｂを通って内側供給孔部８２ｂから面１４ａ側に導入される。
【００５４】
このため、燃料ガスは、図１に示すように、第１燃料ガス流路３６に沿って重力方向（矢印Ｃ方向）に移動し、第１電解質膜・電極構造体１６ａのアノード電極２４に供給される。また、通路９６ａに導入された燃料ガスは、図５に示すように、供給孔部９４を通って第２セパレータ１８の面１８ｂ側に移動する。このため、燃料ガスは、面１８ｂ側で入口バッファ部６０に供給された後、第２燃料ガス流路５８に沿って矢印Ｃ方向に移動し、第２電解質膜・電極構造体１６ｂのアノード電極２４に供給される（図１及び図５参照）。
【００５５】
従って、第１及び第２電解質膜・電極構造体１６ａ、１６ｂでは、カソード電極２６に供給される酸化剤ガスと、アノード電極２４に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００５６】
次いで、第１及び第２電解質膜・電極構造体１６ａ、１６ｂの各カソード電極２６に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００５７】
第１電解質膜・電極構造体１６ａのアノード電極２４に供給されて消費された燃料ガスは、図１に示すように、出口バッファ部４０から内側排出孔部８６ｂを通って第１セパレータ１４の面１４ｂ側に導出される。
【００５８】
面１４ｂ側に導出された燃料ガスは、外側排出孔部８６ａに導入され、再度、面１４ａ側に移動する。このため、燃料ガスは、図１に示すように、外側排出孔部８６ａから通路８８ａを通って燃料ガス出口連通孔３２ｂに排出される。
【００５９】
また、第２電解質膜・電極構造体１６ｂのアノード電極２４に供給されて消費された燃料ガスは、出口バッファ部６２から排出孔部９８を通って面１８ａ側に移動する。この燃料ガスは、図５に示すように、通路９６ｂを通って燃料ガス出口連通孔３２ｂに排出される。
【００６０】
一方、冷却媒体入口連通孔３４ａに供給された冷却媒体は、図１に示すように、第１セパレータ１４と第３セパレータ２０との間に形成された冷却媒体流路４４に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、第１及び第２電解質膜・電極構造体１６ａ、１６ｂを冷却した後、冷却媒体出口連通孔３４ｂに排出される。
【００６１】
この場合、第１の実施形態では、図２〜図４に示すように、第１酸化剤ガス流路５０の出口側と酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとの間を連通する出口側連結ブリッジ部９０ｂを備えている。この出口側連結ブリッジ部９０ｂは、第２セパレータ１８の金属部位１８Ｐを切り欠いた開口部９１に、樹脂製の通路部材９５がアウトサート成形により一体成形されている。
【００６２】
このため、第１酸化剤ガス流路５０と酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとの間の絶縁経路が有効に長尺化される。従って、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂに連なる水繋がりによる液絡が発生することを阻止するとともに、金属セパレータである第２セパレータ１８自体の腐食を確実に抑制することが確実になるという効果が得られる。
【００６３】
さらに、出口側連結ブリッジ部９０ｂは、金属部位１８Ｐのプレス成形に代えて、開口部９１を設けるとともに、この開口部９１に通路部材９５がアウトサート成形により一体成形されている。これにより、金属部位１８Ｐの変形を防止するために出口側連結ブリッジ部９０ｂの裏側にゴムブリッジ等を設ける必要がなく、構成の簡素化が図られる。
【００６４】
なお、第３セパレータ２０において、第２酸化剤ガス流路６６の出口側と酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとの間を連結する出口側連結ブリッジ部１００ｂでは、上記の出口側連結ブリッジ部９０ｂと同様の効果が得られる。
【００６５】
また、その他、必要に応じて設けられた各連結ブリッジ部においても、同様の効果を得ることが可能である。
【００６６】
第１の実施形態では、酸化剤ガスの各ブリッジ部に適用しているが、これに限定されるものではなく、燃料ガスの各ブリッジ部にも適用することができる。さらに、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体の流路は、直線状流路溝により構成してもよい。以下の第２の実施形態においても、同様である。
【００６７】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池１１０を構成する発電セル１１２の分解概略斜視図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
発電セル１１２は、電解質膜・電極構造体１６が第１セパレータ１１４と第２セパレータ１１６とに挟持される。第１セパレータ１１４及び第２セパレータ１１６は、金属セパレータで構成される。
【００６９】
第１セパレータ１１４の電解質膜・電極構造体１６に向かう面１１４ａには、燃料ガス入口連通孔３２ａと燃料ガス出口連通孔３２ｂとを連通する燃料ガス流路１１８が形成される。燃料ガス流路１１８は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状（又は直線状）流路溝を有する。
【００７０】
燃料ガス流路１１８の入口（上端部）及び出口（下端部）近傍には、それぞれ表側と裏側とに交互に突出する複数のエンボスを有する入口バッファ部６０及び出口バッファ部６２が設けられる。
【００７１】
図８に示すように、第２セパレータ１１６の電解質膜・電極構造体１６に向かう面１１６ａには、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとを連通する酸化剤ガス流路１２０が形成される。この酸化剤ガス流路１２０は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状（又は直線状）流路溝を有する。
【００７２】
酸化剤ガス流路１２０の入口（上端部）及び出口（下端部）近傍には、それぞれ表側と裏側とに交互に突出する複数のエンボスを有する入口バッファ部１２２及び出口バッファ部１２４が設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂと酸化剤ガス流路１２０との連通部分には、入口側連結ブリッジ部１２６ａ及び出口側連結ブリッジ部１２６ｂとが設けられる。
【００７３】
入口側連結ブリッジ部１２６ａ及び出口側連結ブリッジ部１２６ｂには、複数の入口側連結流路（通路）１２８ａ及び複数の出口側連結流路（通路）１２８ｂが形成される。入口側連結ブリッジ部１２６ａ及び出口側連結ブリッジ部１２６ｂは、入口側連結ブリッジ部９０ａ（１００ａ）及び出口側連結ブリッジ部９０ｂ（１００ｂ）と同様に構成され、金属部位を切り欠いた開口部にアウトサート成形される樹脂製通路部材１３０ａ、１３０ｂを有する。
【００７４】
図７に示すように、各発電セル１１２では、互いに隣接する第１セパレータ１１４の面１１４ｂと第２セパレータ１１６の面１１６ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔３４ａと冷却媒体出口連通孔３４ｂとを連通する冷却媒体流路４４が形成される。
【００７５】
このように構成される第２の実施形態では、図８に示すように、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂと酸化剤ガス流路１２０との連通部分には、出口側連結ブリッジ部１２６ｂが形成されており、前記出口側連結ブリッジ部１２６ｂは、樹脂製の通路部材１３０ｂを備えている。このため、液絡を良好に阻止するとともに、金属セパレータである第２セパレータ１１６自体の腐食を抑制することができる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７６】
１０、１１０…燃料電池              １２…セルユニット
１４、１８、２０、１１４、１１６…セパレータ
１６、１６ａ、１６ｂ…電解質膜・電極構造体
１８Ｐ、２０Ｐ…金属部位            ２２…固体高分子電解質膜
２４…アノード電極                  ２６…カソード電極
３０ａ…酸化剤ガス入口連通孔        ３０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
３２ａ…燃料ガス入口連通孔          ３２ｂ…燃料ガス出口連通孔
３４ａ…冷却媒体入口連通孔          ３４ｂ…冷却媒体出口連通孔
３６、５８、１１８…燃料ガス流路    ４４…冷却媒体流路
５０、６６、１２０…酸化剤ガス流路  ７４、７６、７８…シール部材
８０ａ、８０ｂ、９２ａ、９２ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１２８ａ、１２８ｂ…連結流路
９０ａ、９０ｂ、１００ａ、１００ｂ、１２６ａ、１２６ｂ…連結ブリッジ部
９１、１０４…開口部
９５、１０６、１３０ａ、１３０ｂ…通路部材
【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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【図８】
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【図９】
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