(57)【要約】【課題】簡単且つ経済的な構成で、端部セルの発電性能を良好に維持することを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が積層される積層体１４の両端部に、インシュレータ１８ａ、１８ｂが配設される。インシュレータ１８ａの凹部６６ａには、断熱部材７０ａ、ターミナルプレート１６ａ及び厚さが設定されたシム部材７２ａが収容される。第１端部セパレータ３０endの外周部が、インシュレータ１８ａに接触した状態で、前記第１端部セパレータ３０endの中央部が、前記外周部よりも積層体１４の積層方向内方に距離ｔ１だけ突出する。【選択図】図３
2016119243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体の積層方向両端には、前記セパレータが端部セパレータとして配置され、各端部セパレータの外方には、ターミナルプレート、インシュレータ及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックであって、
各インシュレータは、それぞれ前記積層体に向かって開口される凹部を設け、前記凹部には、断熱部材、前記ターミナルプレート及び厚さ調整用のシム部材が収容されるとともに、
前記端部セパレータの外周部が前記インシュレータに接触した状態で、該端部セパレータの中央部が、前記外周部よりも前記積層体の積層方向内方に突出するように、前記シム部材の厚さが設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記セパレータには、前記積層体の積層方向に貫通して酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔及び燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔が形成されるとともに、
前記インシュレータには、前記酸化剤ガス連通孔及び前記燃料ガス連通孔が形成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体の積層方向両端には、前記セパレータが端部セパレータとして配置され、各端部セパレータの外方には、ターミナルプレート、インシュレータ及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックであって、
各インシュレータには、前記端部セパレータの外周部が前記インシュレータに接触した状態で、該端部セパレータの中央部が、前記外周部よりも前記積層体の積層方向内方に突出するように、厚さ調整用のシム部材が配設されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体の積層方向両端には、前記セパレータが端部セパレータとして配置され、各端部セパレータの外方には、ターミナルプレート、インシュレータ及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックであって、
各端部セパレータに一体成形されたシール部材のセパレータ厚さ方向の寸法は、他の前記セパレータに一体成形された前記シール部材の前記セパレータ厚さ方向の寸法よりも大きな寸法に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体を設ける燃料電池スタックに関する。
【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電解質膜の一方の面側にアノード電極が、他方の面側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セルを構成している。燃料電池は、通常、所定の数の発電セルが積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両（燃料電池電気自動車等）に組み込まれている。
【０００３】
燃料電池スタックでは、外部への放熱により他の発電セルに比べて温度低下が惹起され易い発電セルが存在している。例えば、積層方向端部に配置されている発電セル（以下、端部セルともいう）は、この端部セルに隣接するターミナルプレートやエンドプレート等からの放熱が多く、上記の温度低下が顕著になっている。これにより、端部セル内に滞留水が発生し、発電性能が低下するという問題がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックでは、それぞれ複数の燃料電池セルが集積された一対の燃料電池サブスタックを備え、前記燃料電池サブスタック間にガス不透過手段が配設されている。ガス不透過手段は、燃料電池サブスタック間における燃料ガス及び酸化剤ガスの流通を阻止している。
【０００５】
燃料ガス及び酸化剤ガスは、それぞれの燃料電池サブスタック毎に独立して流通し、且つ、前記酸化剤ガスの流量が燃料電池スタック全体の両端部において大きく、中央部において小さくなるような酸化剤ガス流量分布を有している。このため、燃料電池スタックの両端部において低く、中央部において高くなるセル温度分布と相殺されて、各セルの電解質膜の含水量を均一化する、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−９２３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の燃料電池スタックでは、ガス不透過手段は、固体高分子電解質膜の両面にガス拡散電極が接合された単セルの周囲に、マニホールド仕切り板を設けて一体化した部品により構成されている。このため、ガス不透過手段として、構成の複雑な専用部品を用いなければならない。従って、燃料電池スタック全体が積層方向に大型化するとともに、製造コストが高騰するという問題がある。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、端部セルの発電性能を良好に維持することが可能な燃料電池スタック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】
【０００９】
本発明に係る燃料電池スタックは、電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体を設けている。積層体の積層方向両端には、セパレータが端部セパレータとして配置され、各端部セパレータの外方には、ターミナルプレート、インシュレータ及びエンドプレートが配設されている。
【００１０】
各インシュレータは、それぞれ積層体に向かって開口される凹部を設け、前記凹部には、断熱部材、ターミナルプレート及び厚さ調整用のシム部材が収容されている。そして、端部セパレータの外周部がインシュレータに接触した状態で、該端部セパレータの中央部が、前記外周部よりも積層体の積層方向内方に突出するように、シム部材の厚さが設定されている。
【００１１】
また、この燃料電池スタックでは、セパレータには、積層体の積層方向に貫通して酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔及び燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔が形成されることが好ましい。その際、インシュレータには、酸化剤ガス連通孔及び燃料ガス連通孔が形成されることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明では、各インシュレータには、端部セパレータの外周部がインシュレータに接触した状態で、該端部セパレータの中央部が、外周部よりも積層体の積層方向内方に突出するように、厚さ調整用のシム部材が配設されている。
【００１３】
さらにまた、本発明では、各端部セパレータに一体成形されたシール部材のセパレータ厚さ方向の寸法は、他のセパレータに一体成形された前記シール部材の前記セパレータ厚さ方向の寸法よりも大きな寸法に設定されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、端部セパレータの外周部が、インシュレータに接触した状態で、前記端部セパレータの中央部が、前記外周部よりも積層体の積層方向内方に突出している。ここで、燃料電池スタックに積層方向に付与される締結荷重は、電極に作用する電極荷重とシール部材に作用するシール荷重との和である。このため、端部セパレータの中央部が積層方向内方に突出することにより、電極荷重が上がる一方、シール荷重が下がることになる。従って、シール部材の潰れが抑制され、端部セパレータと電解質・電極構造体との間に形成される反応ガス連通路（所謂、ブリッジ部）の反応ガス連通路断面が拡大される。
【００１５】
これにより、端部セパレータと電解質・電極構造体との間の反応ガス連通路を流通する反応ガス（酸化剤ガス又は燃料ガス）の流量が増加し、生成水の排出処理を容易且つ迅速に行うことができる。このため、簡単且つ経済的な構成で、端部セルの発電性能を良好に維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。
【図３】前記燃料電池スタックの、図２中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する発電セルの分解斜視説明図である。
【図５】比較例としての燃料電池スタックの断面説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）又は重力方向（矢印Ｃ方向）に積層された積層体１４を備える。
【００１８】
積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート１６ａ、インシュレータ（絶縁プレート）１８ａ及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される（図２参照）。積層体１４の積層方向他端には、ターミナルプレート１６ｂ、インシュレータ（絶縁プレート）１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される。
【００１９】
図１に示すように、エンドプレート２０ａ、２０ｂは、横長（縦長でもよい）の長方形状を有するとともに、各辺間には、連結バー２４が配置される。各連結バー２４は、両端をエンドプレート２０ａ、２０ｂの内面にボルト２６を介して固定され、複数の積層された発電セル１２に積層方向（矢印Ａ方向）の締め付け荷重を付与する。なお、燃料電池スタック１０では、エンドプレート２０ａ、２０ｂを端板とする筐体を備え、前記筐体内に積層体１４を収容するように構成してもよい。
【００２０】
発電セル１２は、図３及び図４に示すように、電解質膜・電極構造体２８が、第１セパレータ３０及び第２セパレータ３２により挟持される。第１セパレータ３０及び第２セパレータ３２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薄板を波形にプレス成形して構成される。第１セパレータ３０及び第２セパレータ３２は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータを用いてもよい。
【００２１】
発電セル１２の長辺方向である矢印Ｂ方向（図４中、水平方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向（積層方向）に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂは、矢印Ｃ方向に配列して設けられ、前記酸化剤ガス入口連通孔３４ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。冷却媒体入口連通孔３６ａは、冷却媒体を供給し、燃料ガス出口連通孔３８ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。
【００２２】
発電セル１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガス入口連通孔３８ａ、冷却媒体出口連通孔３６ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。燃料ガス入口連通孔３８ａは、燃料ガスを供給し、冷却媒体出口連通孔３６ｂは、冷却媒体を排出するとともに、酸化剤ガス出口連通孔３４ｂは、酸化剤ガスを排出する。
【００２３】
第１セパレータ３０の電解質膜・電極構造体２８に向かう面３０ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路４０が形成される。燃料ガス流路４０は、入口ブリッジ部４１ａを介して燃料ガス入口連通孔３８ａと連通するとともに、出口ブリッジ部４１ｂを介して燃料ガス出口連通孔３８ｂとに連通する。入口ブリッジ部４１ａは、後述する第１シール部材４８により一体成形される島状部を有し、該島状部間に燃料ガス入口連通路が形成される。出口ブリッジ部４１ｂは、同様に第１シール部材４８により一体成形される島状部を有し、該島状部間に燃料ガス出口連通路が形成される。
【００２４】
第２セパレータ３２の電解質膜・電極構造体２８に向かう面３２ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する酸化剤ガス流路４２が設けられる。酸化剤ガス流路４２は、入口ブリッジ部４３ａを介して酸化剤ガス入口連通孔３４ａと連通するとともに、出口ブリッジ部４３ｂを介して酸化剤ガス出口連通孔３４ｂとに連通する。入口ブリッジ部４３ａは、後述する第２シール部材５０により一体成形される島状部を有し、該島状部間に酸化剤ガス入口連通路が形成される。出口ブリッジ部４３ｂは、同様に第２シール部材５０により一体成形される島状部を有し、該島状部間に酸化剤ガス出口連通路が形成される。
【００２５】
互いに隣接する第１セパレータ３０の面３０ｂと第２セパレータ３２の面３２ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔３６ａと冷却媒体出口連通孔３６ｂとに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、燃料ガス流路４０が形成された第１セパレータ３０の裏面形状と、酸化剤ガス流路４２が形成された第２セパレータ３２の裏面形状とが重なり合って形成される。
【００２６】
図３及び図４に示すように、第１セパレータ３０の面３０ａ、３０ｂには、この第１セパレータ３０の外周端部を周回して、第１シール部材４８が一体化される。第２セパレータ３２の面３２ａ、３２ｂには、この第２セパレータ３２の外周端部を周回して、第２シール部材５０が一体化される。
【００２７】
第１シール部材４８及び第２シール部材５０には、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等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００２８】
電解質膜・電極構造体２８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５２と、前記固体高分子電解質膜５２を挟持するアノード電極５４及びカソード電極５６とを備える。固体高分子電解質膜５２は、アノード電極５４及びカソード電極５６よりも大きな表面積を有している。なお、電解質膜・電極構造体２８は、アノード電極５４とカソード電極５６とが互いに異なる表面積に設定される段差ＭＥＡを構成してもよい。
【００２９】
アノード電極５４及びカソード電極５６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を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布し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５２の両面に形成されている。
【００３０】
図２に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの略中央には、積層方向外方に延在する端子部５８ａ、５８ｂが設けられる。端子部５８ａ、５８ｂは、絶縁性筒体６０に挿入されて、後述するシム部材７２ａ、７２ｂの孔部６１ａ、６１ｂ、インシュレータ１８ａ、１８ｂの孔部６２ａ、６２ｂ及びエンドプレート２０ａ、２０ｂの孔部６４ａ、６４ｂを貫通して前記エンドプレート２０ａ、２０ｂの外部に突出する。
【００３１】
インシュレータ１８ａ、１８ｂは、絶縁性材料、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やフェノール樹脂等で形成されている。インシュレータ１８ａ、１８ｂの中央部には、積層体１４に向かって開口される凹部６６ａ、６６ｂが形成される。凹部６６ａ、６６ｂを構成する底面６８ａ、６８ｂの略中央には、孔部６２ａ、６２ｂが形成される。
【００３２】
図２及び図３に示すように、凹部６６ａには、断熱部材７０ａ、ターミナルプレート１６ａ及び厚さ調整用のシム部材７２ａが収容される。シム部材７２ａは、凹部６６ａを構成する底面６８ａに配置される。凹部６６ｂには、断熱部材７０ｂ、ターミナルプレート１６ｂ及び厚さ調整用のシム部材７２ｂが収容される。シム部材７２ｂは、凹部６６ｂを構成する底面６８ｂに配置される。
【００３３】
シム部材７２ａ、７２ｂは、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、アルミニウム又は銅等で構成される。シム部材７２ａ、７２ｂは、電気絶縁性を有する材料、又は、電気絶縁被膜処理された材料で構成されることが好ましい。
【００３４】
断熱部材７０ａは、第１断熱部材７４ａと第２断熱部材７６ａとを交互に積層して構成される。第１断熱部材７４ａは、例えば、発電セル１２を構成する第１セパレータ３０又は第２セパレータ３２の外周部を枠状に切断した波板状の金属製のプレートで構成される。第２断熱部材７６ａは、例えば、平坦な形状を有するカーボンプレートで構成される。第１断熱部材７４ａと第２断熱部材７６ａの外周寸法は、インシュレータ１８ａの凹部６６ａの内周寸法と同等に設定される。なお、第２断熱部材７６ａは、第１断熱部材７４ａと同一の材料で構成してもよい。
【００３５】
また、断熱部材７０ｂは、上記の断熱部材７０ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照符号にｂを付して、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
図３に示すように、積層体１４のインシュレータ１８ａ側の積層方向端部に配置される第１セパレータ３０（以下、第１端部セパレータ３０endという）は、第１シール部材４８が前記インシュレータ１８ａの額縁状の端面１８ａｓに当接する。積層体１４のインシュレータ１８ｂ側の積層方向端部に配置される第２セパレータ３２（以下、第２端部セパレータ３２endという）は、第２シール部材５０が前記インシュレータ１８ｂの額縁状の端面１８ｂｓに当接する。
【００３７】
第１の実施形態では、第１端部セパレータ３０endの外周部（第１シール部材４８）が、インシュレータ１８ａに接触した状態で、前記第１端部セパレータ３０endの中央部（発電領域）が、前記外周部よりも積層体１４の積層方向内方に距離ｔ１だけ突出する。具体的には、図５の参考燃料電池スタック１０ref.に示すように、シム部材７２ａが用いられていない場合、第１端部セパレータ３０endの中央部が距離ｔ０だけ突出する。そして、距離ｔ１と距離ｔ０との差分Δｔ（ｔ１−ｔ０）を調整するために、シム部材７２ａの厚さが設定される。
【００３８】
同様に、第２端部セパレータ３２endの外周部（第２シール部材５０）が、インシュレータ１８ｂに接触した状態で、前記第２端部セパレータ３２endの中央部（発電領域）が、前記外周部よりも積層体１４の積層方向内方に距離ｔ２だけ突出する。この距離ｔ２と突出しない場合の距離との差分Δｔを調整するために、シム部材７２ｂの厚さが設定される。
【００３９】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００４０】
先ず、図１に示すように、酸素含有ガス等の酸化剤ガスは、エンドプレート２０ａの酸化剤ガス入口連通孔３４ａに供給される。水素含有ガス等の燃料ガスは、エンドプレート２０ａの燃料ガス入口連通孔３８ａに供給される。純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体は、エンドプレート２０ａの冷却媒体入口連通孔３６ａに供給される。
【００４１】
酸化剤ガスは、図４に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３４ａから第２セパレータ３２の酸化剤ガス流路４２に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路４２に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２８のカソード電極５６に供給される。
【００４２】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３８ａから第１セパレータ３０の燃料ガス流路４０に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路４０に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２８のアノード電極５４に供給される。
【００４３】
従って、各電解質膜・電極構造体２８では、カソード電極５６に供給される酸化剤ガスと、アノード電極５４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。
【００４４】
次いで、カソード電極５６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３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、アノード電極５４に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔３８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００４５】
また、冷却媒体入口連通孔３６ａに供給された冷却媒体は、第１セパレータ３０と第２セパレータ３２との間の冷却媒体流路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、電解質膜・電極構造体２８を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３６ｂから排出される。
【００４６】
この場合、第１の実施形態では、図３に示すように、第１端部セパレータ３０endの外周部（第１シール部材４８）は、インシュレータ１８ａに接触している。この状態で、第１端部セパレータ３０endの中央部（発電領域）は、外周部よりも積層体１４の積層方向内方に距離ｔ１だけ突出している。
【００４７】
ここで、燃料電池スタック１０に積層方向に付与される締結荷重は、アノード電極５４及びカソード電極５６に作用する電極荷重と、第１シール部材４８及び第２シール部材５０に作用するシール荷重との和である。このため、第１端部セパレータ３０endの中央部が積層方向内方に突出することにより、電極荷重が上がる一方、シール荷重が下がることになる。従って、第１シール部材４８の潰れが抑制され、第１端部セパレータ３０endと電解質膜・電極構造体２８との間に形成される入口ブリッジ部４１ａ及び出口ブリッジ部４１ｂの燃料ガス連通路断面が、他の第１セパレータ３０の燃料ガス連通路断面よりも拡大される。
【００４８】
従って、第１端部セパレータ３０endと電解質膜・電極構造体２８との間において、入口ブリッジ部４１ａ及び出口ブリッジ部４１ｂを流通する燃料ガスの流量が増加する。これにより、特に放熱等によって他の部材よりも冷却され易い第１端部セパレータ３０endに滞留する生成水を、容易且つ迅速に排出させることができる。
【００４９】
同様に、第２端部セパレータ３２endの外周部（第２シール部材５０）は、インシュレータ１８ｂに接触している。この状態で、第２端部セパレータ３２endの中央部（発電領域）は、外周部よりも積層体１４の積層方向内方に距離ｔ２だけ突出している。
【００５０】
このため、第２端部セパレータ３２endの中央部が積層方向内方に突出することにより、電極荷重が上がる一方、シール荷重が下がることになる。従って、第２シール部材５０の潰れが抑制され、第２端部セパレータ３２endと電解質膜・電極構造体２８との間に形成される入口ブリッジ部４３ａ及び出口ブリッジ部４３ｂの酸化剤ガス連通路断面が、他の第２セパレータ３２の酸化剤ガス連通路断面よりも拡大される。
【００５１】
従って、第２端部セパレータ３２endと電解質膜・電極構造体２８との間において、入口ブリッジ部４３ａ及び出口ブリッジ部４３ｂを流通する酸化剤ガスの流量が増加する。これにより、特に放熱等によって他の部材よりも冷却され易い第２端部セパレータ３２endに滞留する生成水を、容易且つ迅速に排出させることが可能になる。
【００５２】
このため、第１の実施形態では、簡単且つ経済的な構成で、積層体１４の両端部に配置された各発電セル１２の発電性能を良好に維持することが可能になるという効果が得られる。
【００５３】
なお、第１の実施形態において、インシュレータ１８ａ、１８ｂの中央部に凹部６６ａ、６６ｂを設けない構成を採用してもよい。さらに、断熱部材７０ａ、７０ｂを不要にすることもできる。
【００５４】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック８０の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック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。
【００５５】
燃料電池スタック８０は、シム部材７２ａ、７２ｂを用いておらず、第１端部セパレータ３０endに代えて第１端部セパレータ８２endを使用するとともに、第２端部セパレータ３２endに代えて第２端部セパレータ８４endを使用する。
【００５６】
第１端部セパレータ８２endには、第１シール部材４８ｈが一体成形される。第１シール部材４８ｈのセパレータ厚さ方向（矢印Ａ方向）の寸法ｔ３は、第１セパレータ３０に一体成形された第１シール部材４８の前記セパレータ厚さ方向の寸法ｔ４よりも大きな寸法に設定される。
【００５７】
第２端部セパレータ８４endには、第２シール部材５０ｈが一体成形される。第２シール部材５０ｈのセパレータ厚さ方向の寸法ｔ５は、第２セパレータ３２に一体成形された第２シール部材５０の前記セパレータ厚さ方向の寸法ｔ６よりも大きな寸法に設定される。
【００５８】
このように構成される第２の実施形態では、第１シール部材４８ｈは、他の第１シール部材４８よりも大きな厚さ寸法に設定されている。このため、特に入口ブリッジ部４１ａ及び出口ブリッジ部４１ｂの燃料ガス連通路断面が、他の第１セパレータ３０の燃料ガス連通路断面よりも拡大され、燃料ガスの流量が増加する。
【００５９】
同様に、第２シール部材５０ｈは、他の第２シール部材５０よりも大きな厚さ寸法に設定されている。従って、特に入口ブリッジ部４３ａ及び出口ブリッジ部４３ｂの酸化剤ガス連通路断面が、他の第２セパレータ３２の酸化剤ガス連通路断面よりも拡大され、酸化剤ガスの流量が増加する。これにより、第２の実施形態では、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】
【００６０】
１０、８０…燃料電池スタック        １２…発電セル
１４…積層体                        １６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ…インシュレータ      ２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２８…電解質膜・電極構造体          ３０、３２…セパレータ
３４ａ…酸化剤ガス入口連通孔        ３４ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
３６ａ…冷却媒体入口連通孔          ３６ｂ…冷却媒体出口連通孔
３８ａ…燃料ガス入口連通孔          ３８ｂ…燃料ガス出口連通孔
４０…燃料ガス流路                  ４２…酸化剤ガス流路
４４…冷却媒体流路                  ５２…固体高分子電解質膜
５４…アノード電極                  ５６…カソード電極
６６ａ、６６ｂ…凹部
７０ａ、７０ｂ、７４ａ、７６ａ…断熱部材
７２ａ、７２ｂ…シム部材
【図１】
2016119243.tif 000003
【図２】
2016119243.tif 000004
【図３】
2016119243.tif 000005
【図４】
2016119243.tif 000006
【図５】
2016119243.tif 000007
【図６】
2016119243.tif 000008