(57)【要約】【課題】各流路溝の排水性を良好に確保することができ、液繋がりを可及的に抑制するとともに、前記流路溝の裏受け部材を削除することを可能にする。【解決手段】発電セル１１は、電解質膜・電極構造体１２が、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６に挟持される。カソード側セパレータ１４は、酸化剤ガス流路３０と、前記酸化剤ガス流路３０に連通する酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとを有する。酸化剤ガス排出連通孔１８ｂと酸化剤ガス流路３０とを連通する複数本の出口流路溝３４ｂの底部には、凹部３６ｂｒが設けられるとともに、各凹部３６ｂｒを繋いで出口連結流路溝３６ｂが構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極が配設される電解質膜・電極構造体が、一対の金属セパレータに挟持され、前記金属セパレータは、前記電極に対向する面に沿って反応ガスを流通させる反応ガス流路と、前記反応ガス流路に連通し、セパレータ面を貫通して前記反応ガスを流通させる反応ガス連通孔と、を有する燃料電池であって、
少なくとも一方の前記金属セパレータには、前記反応ガス連通孔と前記反応ガス流路とを連通する複数本の流路溝がプレス成形され、
各流路溝の底部には、凹部が設けられるとともに、各凹部を繋いで前記流路溝の延在方向に交差する方向に延在する連結流路溝が構成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記流路溝に沿って前記反応ガスが流れる方向と、前記反応ガスが前記流路溝から前記連結流路溝に流入して流れる方向とのなす角度は、直角以上であることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池において、前記凹部の裏面は、一方の前記金属セパレータに隣接して冷却媒体流路を形成する他方の前記金属セパレータに当接す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、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極が配設される電解質膜・電極構造体が、一対の金属セパレータに挟持される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、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を採用している。この燃料電池は、固体高分子電解質膜の一方側にアノード電極が、前記固体高分子電解質膜の他方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（バイポーラ板）によって挟持されることにより、燃料電池が構成されている。この燃料電池は、所定の数だけ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電気自動車に搭載されている。
【０００３】
燃料電池では、セパレータ面内に、アノード電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード電極に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。一方、互いに隣接するセパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路がセパレータ面方向に沿って設けられている。
【０００４】
燃料電池としては、燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔と、酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔とが、積層方向に貫通して設けられた内部マニホールド型燃料電池が採用されている。反応ガス連通孔である燃料ガス連通孔は、燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔を有している。同様に、反応ガス連通孔である酸化剤ガス連通孔は、酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔を有し、冷却媒体連通孔は、冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔を有している。
【０００５】
この場合、反応ガス流路と反応ガス連通孔とは、反応ガスを円滑且つ均等に流すために、平行溝部等を有する複数本の流路溝を介して連通している。この種の流路溝を、簡単な構成で良好に構成するとともに、所望のシール機能を確保するために、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池が知られている。
【０００６】
この燃料電池では、セパレータには、反応ガス連通孔と反応ガス流路とを連通する連結流路溝が設けられている。そして、電解質膜・電極構造体の少なくとも一方のガス拡散層には、連結流路溝に重ね合わされてセパレータに圧着することにより、該連結流路溝をシールするための重合部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６３４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、連結流路溝は、比較的狭小な領域に複数本の流路溝を互いに近接して設けている。このため、特定の流路溝の排水性に偏りが発生し易く、反応ガスの流通性が低下するとともに、水滴による液繋がりが惹起されるという問題がある。
【０００９】
さらに、セパレータとして、金属セパレータが使用される場合には、金属プレートに凹凸形状をプレス加工することにより、流路溝が形成されている。その際、流路溝の裏面側では、隣接する他の金属セパレータとの間に、すなわち、冷却媒体流路側に、隙間が形成されている。従って、冷却媒体流路側には、流路溝の裏面に当接する裏受け部材、例えば、シール部材が設けられており、構成及び製造作業が煩雑化するという問題がある。
【００１０】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、各流路溝の排水性を良好に確保することができ、液繋がりを可及的に抑制するとともに、前記流路溝の裏受け部材を削除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】
【００１１】
本発明に係る燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極が配設される電解質膜・電極構造体が、一対の金属セパレータに挟持されている。金属セパレータは、電極に対向する面に沿って反応ガスを流通させる反応ガス流路と、前記反応ガス流路に連通し、セパレータ面を貫通して前記反応ガスを流通させる反応ガス連通孔と、を有している。
【００１２】
少なくとも一方の金属セパレータには、反応ガス連通孔と反応ガス流路とを連通する複数本の流路溝がプレス成形されている。そして、各流路溝の底部には、凹部が設けられるとともに、各凹部を繋いで前記流路溝の延在方向に交差する方向に延在する連結流路溝が構成されている。
【００１３】
また、この燃料電池では、流路溝に沿って反応ガスが流れる方向と、前記反応ガスが前記流路溝から連結流路溝に流入して流れる方向とのなす角度は、直角以上であることが好ましい。
【００１４】
さらに、この燃料電池では、凹部の裏面は、一方の金属セパレータに隣接して冷却媒体流路を形成する他方の金属セパレータに当接することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、反応ガス連通孔と反応ガス流路とを連通する複数本の流路溝の底部には、凹部が設けられるとともに、各凹部を繋いで連結流路溝が構成されている。従って、各流路溝同士が連結流路溝に連通するため、特定の流路溝の排水性が偏ることを確実に抑制し、反応ガスの流通性が向上するとともに、液繋がりを可及的に防止することができる。
【００１６】
しかも、流路溝の底部には、隣接する他の金属セパレータ側に向かって突出する凹部が設けられている。従って、凹部の底面は、隣接する他の金属セパレータに接触乃至近接して配置され、流路溝の裏受け部材を不要にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池を構成する発電セルの分解斜視説明図である。
【図２】前記発電セルの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記発電セルを構成するカソード側セパレータの正面説明図である。
【図４】前記発電セルを構成するアノード側セパレータの正面説明図である。
【図５】前記発電セルの、図３中、Ｖ−Ｖ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池１０は、複数の発電セル１１が立位姿勢で水平方向（矢印Ａ方向）に積層されて構成される。燃料電池１０は、例えば、図示しない燃料電池電気自動車に搭載される車載用燃料電池スタックを構成する。
【００１９】
発電セル１１は、電解質膜・電極構造体１２と、前記電解質膜・電極構造体１２を挟持するカソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６とを備える。
【００２０】
カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６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薄板状金属セパレータにより構成される。金属セパレータは、平面が矩形状を有するとともに、波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。
【００２１】
カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６は、横長形状を有するとともに、短辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に向かい且つ長辺が水平方向（矢印Ｂ方向）に向かうように配置される。なお、短辺が水平方向に向かい且つ長辺が重力方向に向かう配置でもよい。
【００２２】
発電セル１１の長辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部（一方の短辺側）には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔１８ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。燃料ガス排出連通孔２０ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂは、略長方形状（又は略三角形状でもよい）を有するとともに、重力方向に対して傾斜する。
【００２３】
発電セル１１の長辺方向の他端縁部（他方の短辺側）には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給する燃料ガス供給連通孔２０ａと、酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとが設けられる。酸化剤ガス排出連通孔１８ｂ及び燃料ガス供給連通孔２０ａは、略長方形状（又は略三角形状でもよい）を有するとともに、重力方向に対して傾斜する。酸化剤ガス供給連通孔１８ａ、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂ、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂは、発電セル１１の四隅の各角部に対応して配置される。
【００２４】
発電セル１１の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部一方（酸化剤ガス供給連通孔１８ａに近接する一方）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供給連通孔２２ａが上下に設けられる。発電セル１１の短辺方向の両端縁部他方（燃料ガス供給連通孔２０ａに近接する他方）には、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔２２ｂが上下に設けられる。
【００２５】
冷却媒体供給連通孔２２ａは、開口形状が後述する冷却媒体流路４６の流れ方向（矢印Ｂ方向）に沿って長尺な略長方形状に設定される。冷却媒体排出連通孔２２ｂは、開口形状が冷却媒体流路４０の流れ方向（矢印Ｂ方向）に沿って長尺な略長方形状に設定される。
【００２６】
電解質膜・電極構造体１２は、例えば、フッ素系又は炭化水素系の固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）２４と、前記固体高分子電解質膜２４を挟持するカソード電極２６及びアノード電極２８とを備える。カソード電極２６及びアノード電極２８は、同一の平面寸法を有し、且つ、固体高分子電解質膜２４よりも小さな平面寸法に設定される。
【００２７】
なお、カソード電極２６とアノード電極２８とは、互いに異なる平面寸法を有する、所謂、段差型ＭＥＡを構成してもよい。その際、固体高分子電解質膜２４は、平面寸法の大きな電極面と同等の平面寸法に設定してもよい。また、固体高分子電解質膜２４の外形寸法を小さく、例えば、カソード電極２６及びアノード電極２８と同等の外形寸法に設定するとともに、外周部に樹脂枠部材を設けて構成してもよい。さらにまた、カソード電極２６及びアノード電極２８と同等の外形寸法に設定するとともに、これらの外周から外方に延在する固体高分子電解質膜２４の外周部両面に、樹脂枠部材を設けてもよい。
【００２８】
カソード電極２６及びアノード電極２８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２４の両面に形成される。
【００２９】
図３に示すように、カソード側セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１４ａには、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとを連通する酸化剤ガス流路３０が形成される。酸化剤ガス流路３０は、水平方向（矢印Ｂ方向）に延在し、酸化剤ガスをセパレータ面に沿って長辺方向に流通させる複数本の直線状（又は波状）の酸化剤ガス流路溝３０ａを有する。
【００３０】
酸化剤ガス流路３０の入口近傍及び出口近傍には、複数の突起状エンボス３２ａｅを有する入口バッファ部３２ａ及び複数の突起状エンボス３２ｂｅを有する出口バッファ部３２ｂが設けられる。入口バッファ部３２ａ及び出口バッファ部３２ｂは、酸化剤ガス流路３０の幅方向（矢印Ｃ方向）全体に亘って設けられる。
【００３１】
入口バッファ部３２ａは、酸化剤ガス流路３０の幅を底辺として酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂの形状に沿って略三角形状を有する。出口バッファ部３２ｂは、酸化剤ガス流路３０の幅を底辺として酸化剤ガス排出連通孔１８ｂ及び燃料ガス供給連通孔２０ａの形状に沿って略三角形状を有する。
【００３２】
入口バッファ部３２ａと酸化剤ガス供給連通孔１８ａとは、複数本の入口流路溝３４ａにより連通する。出口バッファ部３２ｂと酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとは、複数本の出口流路溝３４ｂにより連通する。入口流路溝３４ａは、入口凸部３５ａ間に形成される一方、出口流路溝３４ｂは、出口凸部３５ｂ間に形成される。入口凸部３５ａ及び出口凸部３５ｂは、電解質膜・電極構造体１２の外周部、例えば、固体高分子電解質膜２４に当接する。
【００３３】
入口流路溝３４ａの底部には、凹部３６ａｒが設けられるとともに、各凹部３６ａｒを繋いで前記入口流路溝３４ａの延在方向（矢印Ｔ方向）に交差する方向（矢印Ｓ方向）に延在する入口連結流路溝３６ａが構成される。
【００３４】
出口流路溝３４ｂの底部には、凹部３６ｂｒが設けられるとともに、各凹部３６ｂｒを繋いで前記出口流路溝３４ｂの延在方向（矢印Ｔ方向）に交差する方向（矢印Ｓ方向）に延在する出口連結流路溝３６ｂが構成される。出口流路溝３４ｂに沿って酸化剤ガスが流れる方向Ｆ１と、前記酸化剤ガスが前記出口流路溝３４ｂから出口連結流路溝３６ｂに流入して流れる方向Ｆ２とのなす角度α１°は、直角以上である（α１°≧９０°）。なお、入口流路溝３４ａと入口連結流路溝３６ａとは、上記の出口流路溝３４ｂと出口連結流路溝３６ｂとの関係と同様の関係を有していてもよい。
【００３５】
図２及び図５に示すように、燃料電池１０では、凹部３６ｂｒの裏面は、すなわち、出口連結流路溝３６ｂの裏面３６ｂｂは、隣接するアノード側セパレータ１６の面１６ｂ（後述する冷却媒体流路４６側の面）に直接当接する。同様に、凹部３６ａｒの裏面は、すなわち、入口連結流路溝３６ａの裏面は、隣接するアノード側セパレータ１６の面１６ｂに直接当接する。
【００３６】
図４に示すように、アノード側セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１６ａには、燃料ガス供給連通孔２０ａと燃料ガス排出連通孔２０ｂとを連通する燃料ガス流路３８が形成される。燃料ガス流路３８は、水平方向（矢印Ｂ方向）に延在し、燃料ガスをセパレータ面に沿って長辺方向に流通させる複数本の直線状（又は波状）の燃料ガス流路溝３８ａを有する。
【００３７】
燃料ガス流路３８の入口近傍及び出口近傍には、複数の突起状エンボス４０ａｅを有する入口バッファ部４０ａ及び複数の突起状エンボス４０ｂｅを有する出口バッファ部４０ｂが設けられる。入口バッファ部４０ａ及び出口バッファ部４０ｂは、燃料ガス流路３８の幅方向全体に亘って設けられる。
【００３８】
入口バッファ部４０ａは、燃料ガス流路３８の幅を底辺として燃料ガス供給連通孔２０ａ及び酸化剤ガス排出連通孔１８ｂの形状に沿った略三角形状を有する。出口バッファ部４０ｂは、燃料ガス流路３８の幅を底辺として燃料ガス排出連通孔２０ｂ及び酸化剤ガス供給連通孔１８ａの形状に沿った略三角形状を有する。
【００３９】
入口バッファ部４０ａと燃料ガス供給連通孔２０ａとは、複数本の入口流路溝４２ａにより連通する。出口バッファ部４０ｂと燃料ガス排出連通孔２０ｂとは、複数本の出口流路溝４２ｂにより連通する。入口流路溝４２ａは、入口凸部４３ａ間に形成される一方、出口流路溝４２ｂは、出口凸部４３ｂ間に形成される。入口凸部４３ａ及び出口凸部４３ｂは、電解質膜・電極構造体１２の外周部、例えば、固体高分子電解質膜２４に当接する。
【００４０】
入口流路溝４２ａの底部には、凹部４４ａｒが設けられるとともに、各凹部４４ａｒを繋いで前記入口流路溝４２ａの延在方向（矢印Ｔ方向）に交差する方向（矢印Ｓ方向）に延在する入口連結流路溝４４ａが構成される。凹部４４ａｒの裏面は、すなわち、入口連結流路溝４４ａの裏面は、隣接するカソード側セパレータ１４の面１４ｂに直接当接する。
【００４１】
出口流路溝４２ｂの底部には、凹部４４ｂｒが設けられるとともに、各凹部４４ｂｒを繋いで前記出口流路溝４２ｂの延在方向（矢印Ｔ方向）に交差する方向（矢印Ｓ方向）に延在する出口連結流路溝４４ｂが構成される。出口流路溝４２ｂに沿って燃料ガスが流れる方向Ｆ３と、前記燃料ガスが前記出口流路溝４２ｂから出口連結流路溝４４ｂに流入して流れる方向Ｆ４とのなす角度α２°は、直角以上である（α２°≧９０°）。なお、入口流路溝４２ａと入口連結流路溝４４ａとは、上記の出口流路溝４２ｂと出口連結流路溝４４ｂとの関係と同様の関係を有していてもよい。
【００４２】
図１に示すように、互いに隣接するアノード側セパレータ１６の面１６ｂとカソード側セパレータ１４の面１４ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔２２ａと冷却媒体排出連通孔２２ｂとに連通する冷却媒体流路４６が形成される。冷却媒体流路４６は、電解質膜・電極構造体１２の電極範囲に亘って冷却媒体を流通させる。
【００４３】
カソード側セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、このカソード側セパレータ１４の外周端縁部を周回して第１シール部材４８が一体成形される。アノード側セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、このアノード側セパレータ１６の外周端縁部を周回して第２シール部材５０が一体成形される。第１シール部材４８及び第２シール部材５０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等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００４４】
図３に示すように、第１シール部材４８は、両方の面１４ａ、１４ｂに沿って均一な厚さを有して延在する平坦部（ベースシール）４８ａを有する。平坦部４８ａから厚さ方向に突出して凸状シール部４８ｂが膨出形成される。凸状シール部４８ｂは、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体を気密及び液密にシールする機能を有する。
【００４５】
図４に示すように、第２シール部材５０は、両方の面１６ａ、１６ｂに沿って均一な厚さを有して延在する平坦部（ベースシール）５０ａを有する。平坦部５０ａから厚さ方向に突出して凸状シール部５０ｂが膨出形成される。凸状シール部５０ｂは、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体を気密及び液密にシールする機能を有する。
【００４６】
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。
【００４７】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス供給連通孔１８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔２０ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａには、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。
【００４８】
このため、酸化剤ガスは、図１及び図３に示すように、酸化剤ガス供給連通孔１８ａから入口流路溝３４ａ及び入口バッファ部３２ａを通ってカソード側セパレータ１４の酸化剤ガス流路３０に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路３０に沿って矢印Ｂ方向（水平方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１２のカソード電極２６に供給される。
【００４９】
一方、燃料ガスは、図４に示すように、燃料ガス供給連通孔２０ａから入口流路溝４２ａ及び入口バッファ部４０ａを通ってアノード側セパレータ１６の燃料ガス流路３８に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路３８に沿って水平方向（矢印Ｂ方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１２のアノード電極２８に供給される（図１参照）。
【００５０】
従って、電解質膜・電極構造体１２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２８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。
【００５１】
次いで、電解質膜・電極構造体１２のカソード電極２６に供給されて消費された酸化剤ガスは、図１及び図３に示すように、出口バッファ部３２ｂ及び出口流路溝３４ｂから酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体１２のアノード電極２８に供給されて消費された燃料ガスは、図４に示すように、出口バッファ部４０ｂ及び出口流路溝４２ｂから燃料ガス排出連通孔２０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００５２】
また、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａに供給された冷却媒体は、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６間の冷却媒体流路４６に導入される。冷却媒体は、図１に示すように、一旦矢印Ｃ方向（重力方向）内方に沿って流動した後、矢印Ｂ方向（水平方向）に移動して電解質膜・電極構造体１２を冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔２２ｂに排出される。
【００５３】
この場合、本実施形態では、例えば、図３に示すように、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂと酸化剤ガス流路３０とを連通する複数本の出口流路溝３４ｂの底部には、凹部３６ｂｒが設けられている。そして、各凹部３６ｂｒを繋いで出口連結流路溝３６ｂが構成されている。このため、各出口流路溝３４ｂと出口連結流路溝３６ｂとが連通しており、特定の出口流路溝３４ｂの排水性が偏ることを確実に抑制することが可能になる。従って、酸化剤ガスの流通性が向上するとともに、液繋がりを可及的に防止することができるという効果が得られる。
【００５４】
しかも、図２及び図５に示すように、出口流路溝３４ｂの底部には、隣接するアノード側セパレータ（他のセパレータ）１６の面１６ｂに向かって、本実施形態では、底面が前記面１６ｂに直接当接する凹部３６ｂｒが設けられている。これにより、凹部３６ｂｒの底面は、隣接するアノード側セパレータ１６の面１６ｂに接触して配置され、出口流路溝３４ｂと積層方向に重なり合うシール部材、所謂、裏受け部材を不要にすることが可能になる。なお、凹部３６ｂｒの底面は、アノード側セパレータ１６の面１６ｂに略当接する位置に近接して配置されていればよい。
【００５５】
なお、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス流路３０とを連通する複数本の入口流路溝３４ａの底部には、凹部３６ａｒが設けられている。このため、入口流路溝３４ａ側では、上記した出口流路溝３４ｂ側と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
一方、燃料ガス流路３８では、図４に示すように、燃料ガス供給連通孔２０ａ側に入口流路溝４２ａが設けられるとともに、燃料ガス排出連通孔２０ｂ側に出口流路溝４２ｂが設けられている。入口流路溝４２ａ及び出口流路溝４２ｂは、必要に応じて出口流路溝３４ｂと同様に構成されており、前記出口流路溝３４ｂ側と同様の効果が得られる。
【００５７】
なお、本実施形態では、単一の電解質膜・電極構造体１２、すなわち、単一のＭＥＡと、カソード側セパレータ１４及びアノード側セパレータ１６、すなわち、２枚のセパレータとにより構成される発電セル１１を用いている。
【００５８】
しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、２つのＭＥＡと３枚のセパレータとで構成される（セパレータ間にＭＥＡを介装する）ユニットセルを備え、前記ユニットセル間に冷却媒体流路が形成される、所謂、間引き冷却型燃料電池に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０…燃料電池                      １１…発電セル
１２…電解質膜・電極構造体          １４…カソード側セパレータ
１６…アノード側セパレータ          １８ａ…酸化剤ガス供給連通孔
１８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔        ２０ａ…燃料ガス供給連通孔
２０ｂ…燃料ガス排出連通孔          ２２ａ…冷却媒体供給連通孔
２２ｂ…冷却媒体排出連通孔          ２４…固体高分子電解質膜
２６…カソード電極                  ２８…アノード電極
３０…酸化剤ガス流路                ３２ａ…入口バッファ部
３２ｂ…出口バッファ部              ３４ａ、４２ａ…入口流路溝
３４ｂ、４２ｂ…出口流路溝          ３６ａ、４４ａ…入口連結流路溝
３６ａｒ、３６ｂｒ、４４ａｒ、４４ｂｒ…凹部
３６ｂ、４４ｂ…出口連結流路溝      ３８…燃料ガス流路
４６…冷却媒体流路                  ４８、５０…シール部材
【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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