(57)【要約】【課題】２枚のＭＥＡと３枚のセパレータとを備えた発電ユニットを、経済的に製造するとともに、設備の複雑化を抑制することを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０は、複数の発電ユニット１２を積層する。各発電ユニット１２を構成する第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、平板形状を有し、それぞれの外周部に樹脂枠部材２２、２４及び２６が設けられる。アノード電極４８ａは、燃料ガスを流通させる第１燃料ガス流路５８ａを形成するアノード側導電性多孔質体５２ａを備える。カソード電極５０ａは、酸化剤ガスを流通させる第１酸化剤ガス流路６２ａを形成する金属多孔質体６０ａを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の一方の面にアノード電極が、前記電解質の他方の面に前記アノード電極とは異なる平面寸法に設定されるカソード電極が、それぞれ設けられる第１電解質・電極構造体及び第２電解質・電極構造体を有し、第１セパレータ、前記第１電解質・電極構造体、第２セパレータ、前記第２電解質・電極構造体及び第３セパレータの順に積層される複数の発電ユニットを設け、前記発電ユニット間に、冷却媒体を電極面方向に沿って流す冷却媒体流路が形成される燃料電池スタックであって、
前記第１セパレータ、前記第２セパレータ及び前記第３セパレータは、平板形状を有し、それぞれの外周部に樹脂枠部材が設けられるとともに、
前記アノード電極は、前記電極面方向に沿って燃料ガスを流通させる燃料ガス流路を形成するアノード側導電性多孔質体を備える一方、
前記カソード電極は、前記電極面方向に沿って酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流路を形成するカソード側導電性多孔質体を備え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、前記アノード側導電性多孔質体は、カーボンペーパと金属多孔質体との積層体である一方、
前記カソード側導電性多孔質体は、金属多孔質体であることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、前記冷却媒体流路は、前記発電ユニット間に配置される金属多孔質体により構成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、第１セパレータ、第１電解質・電極構造体、第２セパレータ、第２電解質・電極構造体及び第３セパレータの順に積層される複数の発電ユニット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を積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池電気車両に組み込まれている。
【０００３】
燃料電池では、一方のセパレータの面内に、アノード電極に対向して燃料ガスを流す燃料ガス流路が設けられているとともに、他方のセパレータの面内に、カソード電極に対向して酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路が設けられている。さらに、互いに隣接するセパレータ間には、冷却媒体を流す冷却媒体流路が、前記セパレータの面方向に沿って設けられている。
【０００４】
ところで、燃料電池スタックでは、複数の発電セル（単位セル）間に冷却媒体流路が形成される、所謂、間引き冷却構造を採用する場合がある。この種の間引き冷却構造を有する燃料電池は、例えば、特許文献１に開示されているように、第１セパレータ１、第１セル２、第２セパレータ３、第２セル４及び第３セパレータ５が積層されている（図５参照）。
【０００５】
第１セル２は、固体高分子電解質膜２ａの両面に燃料極２ｂ及び空気極２ｃが配設されている。第２セル４は、第１セル２と同様に構成されている。第１セパレータ１と第１セル２との間には、第１燃料ガス通路６ａが形成され、第２セパレータ３と前記第１セル２との間には、第１酸化剤ガス通路７ａが形成されている。第２セパレータ３と第２セル４との間には、第２燃料ガス通路６ｂが形成されるとともに、第３セパレータ５と前記第２セル４との間には、第２酸化剤ガス通路７ｂが形成されている。互いに隣接する第１セパレータ１と第３セパレータ５との間には、冷却水通路８が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８９２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１では、燃料電池を構成する第１セパレータ１、第２セパレータ３及び第３セパレータ５が、それぞれ異なる形状を有している。このため、各セパレータに対応してそれぞれ形状の異なるプレス成形用金型が必要になっている。従って、設備が複雑化するとともに、燃料電池全体の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、２枚のＭＥＡと３枚のセパレータとを備えた発電ユニットを、経済的に製造するとともに、設備が複雑化することを抑制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、第１セパレータ、第１電解質・電極構造体、第２セパレータ、第２電解質・電極構造体及び第３セパレータの順に積層される複数の発電ユニットを設けている。発電ユニット間には、冷却媒体を電極面方向に沿って流す冷却媒体流路が形成されている。第１電解質・電極構造体及び第２電解質・電極構造体は、電解質の一方の面にアノード電極が、前記電解質の他方の面に前記アノード電極とは異なる平面寸法に設定されるカソード電極が、それぞれ設けられている。
【００１０】
第１セパレータ、第２セパレータ及び第３セパレータは、平板形状を有し、それぞれの外周部に樹脂枠部材が設けられている。そして、アノード電極は、電極面方向に沿って燃料ガスを流通させる燃料ガス流路を形成するアノード側導電性多孔質体を備えている。一方、カソード電極は、電極面方向に沿って酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流路を形成するカソード側導電性多孔質体を備えている。
【００１１】
また、この燃料電池スタックでは、アノード側導電性多孔質体は、カーボンペーパと金属多孔質体との積層体である一方、カソード側導電性多孔質体は、金属多孔質体であることが好ましい。
【００１２】
さらに、この燃料電池スタックでは、冷却媒体流路は、発電ユニット間に配置される金属多孔質体により構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１セパレータ、第２セパレータ及び第３セパレータは、平板形状を有するとともに、燃料ガス流路は、アノード側導電性多孔質体に形成される一方、酸化剤ガス流路は、カソード側導電性多孔質体に形成されている。
【００１４】
このため、第１セパレータ、第２セパレータ及び第３セパレータは、プレス成形用金型等が不要になる。従って、２枚のＭＥＡと３枚のセパレータとを備えた発電ユニットを、経済的に製造することができるとともに、設備が複雑化することを良好に抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する発電ユニットの要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する第１セパレータの正面説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する第２セパレータの正面説明図である。
【図５】特許文献１に開示された燃料電池の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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スタック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。
【００１７】
燃料電池スタック１０は、複数の発電ユニット１２が電極面を立位姿勢にして水平方向（矢印Ａ方向）に積層される。なお、複数の発電ユニット１２を重力方向（矢印Ｃ方向）に積層して燃料電池スタック１０を構成してもよい。
【００１８】
発電ユニット１２は、第１セパレータ１４、第１電解質膜・電極構造体（電解質・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（電解質・電極構造体）（ＭＥＡ）１６ｂ及び第３セパレータ２０を有する。
【００１９】
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縦長形状の金属板により構成される。図２に示すように、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、平板状の金属プレート１４Ｐ、１８Ｐ及び２０Ｐを備えるとともに、全体としてそれぞれの両表面が平坦な平板形状を有する。
【００２０】
第１セパレータ１４は、金属プレート１４Ｐの外周縁部を周回して電気絶縁性を有する樹脂枠部材２２を設ける。第２セパレータ１８は、金属プレート１８Ｐの外周縁部を周回して電気絶縁性を有する樹脂枠部材２４を設けるとともに、第３セパレータ２０は、金属プレート２０Ｐの外周縁部を周回して電気絶縁性を有する樹脂枠部材２６を設ける。
【００２１】
樹脂枠部材２２、２４及び２６は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（リキッドクリスタルポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、シリコーンゴム、フッ素ゴム又はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等で構成される。
【００２２】
図１に示すように、発電ユニット１２の長辺方向（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、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ、冷却媒体入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３４ｂが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３０ａ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３２ａは、冷却媒体を供給し、燃料ガス出口連通孔３４ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。酸化剤ガス入口連通孔３０ａ、冷却媒体入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３４ｂは、樹脂枠部材２２、２４及び２６に形成される。
【００２３】
発電ユニット１２の長辺方向（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３４ａ、冷却媒体出口連通孔３２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂが設けられる。燃料ガス入口連通孔３４ａは、燃料ガスを供給し、冷却媒体出口連通孔３２ｂは、冷却媒体を排出し、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂは、酸化剤ガスを排出する。燃料ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体出口連通孔３２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂは、樹脂枠部材２２、２４及び２６に形成される。
【００２４】
図２及び図３に示すように、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、樹脂枠部材２２の内周面に沿って矩形状の開口部３６ａが形成される。開口部３６ａには、金属プレート１４Ｐが露呈する。図１及び図２に示すように、第１セパレータ１４の面１４ａとは反対の面１４ｂには、樹脂枠部材２２の内周面に沿って矩形状の開口部３６ｂが形成される。開口部３６ｂには、金属プレート１４Ｐが露呈する。開口部３６ａは、開口部３６ｂよりも大きな開口寸法に設定される（図２参照）。
【００２５】
図２及び図４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１８ａには、樹脂枠部材２４の内周面に沿って矩形状の開口部３８ａが形成される。開口部３８ａには、金属プレート１８Ｐが露呈する。図１及び図２に示すように、第２セパレータ１８の面１８ａとは反対の面１８ｂには、樹脂枠部材２４の内周面に沿って矩形状の開口部３８ｂが形成される。開口部３８ｂには、金属プレート１８Ｐが露呈する。開口部３８ａは、開口部３８ｂと同一の開口寸法に設定される（図２参照）。
【００２６】
図１及び図２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、樹脂枠部材２６の内周面に沿って矩形状の開口部４０ａが形成される。開口部４０ａには、金属プレート２０Ｐが露呈する。図２に示すように、第３セパレータ２０の面２０ａとは反対の面２０ｂには、樹脂枠部材２６の内周面に沿って矩形状の開口部４０ｂが形成される。開口部４０ｂには、金属プレート２０Ｐが露呈する。開口部４０ａは、開口部４０ｂよりも大きな開口寸法に設定される（図２参照）。
【００２７】
図２及び図３に示すように、第１セパレータ１４の面１４ａには、燃料ガス入口連通孔３４ａ及び燃料ガス出口連通孔３４ｂを覆うとともに、開口部３６ａの外方を周回するシール部材４２ａが設けられる。図１及び図２に示すように、第１セパレータ１４の面１４ｂには、樹脂枠部材２２の外周縁部を周回するシール部材４２ｂが設けられる。面１４ｂには、シール部材４２ｂの内側に位置し、冷却媒体入口連通孔３２ａ及び冷却媒体出口連通孔３２ｂを覆うとともに、開口部３６ｂの外方を周回するシール部材４２ｃが設けられる。
【００２８】
図２及び図４に示すように、第２セパレータ１８の面１８ａには、樹脂枠部材２４の外周縁部を周回するシール部材４４ａが設けられる。面１８ａには、シール部材４４ａの内側に位置し、燃料ガス入口連通孔３４ａ及び燃料ガス出口連通孔３４ｂを覆うとともに、開口部３８ａの外方を周回するシール部材４４ｂが設けられる。
【００２９】
図１及び図２に示すように、第２セパレータ１８の面１８ｂには、樹脂枠部材２４の外周縁部を周回するシール部材４４ｃが設けられる。面１８ｂには、シール部材４４ｃの内側に位置し、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂを覆うとともに、開口部３８ｂの外方を周回するシール部材４４ｄが設けられる。
【００３０】
シール部材４２ａ〜４２ｃ及び４４ａ〜４４ｄ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。
【００３１】
第１電解質膜・電極構造体１６ａ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（陽イオン交換膜）４６と、前記固体高分子電解質膜４６を挟持するアノード電極４８ａ及びカソード電極５０ａとを備える。
【００３２】
カソード電極５０ａは、アノード電極４８ａ及び固体高分子電解質膜４６の平面寸法よりも小さな平面寸法を有する、所謂、段差ＭＥＡを構成する。なお、アノード電極４８ａは、カソード電極５０ａ及び固体高分子電解質膜４６の平面寸法よりも小さな平面寸法を有してもよい。
【００３３】
図２に示すように、アノード電極４８ａは、固体高分子電解質膜４６の一方の面全面に形成される電極触媒層（白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子）４８ａｃを有する。電極触媒層４８ａｃには、アノード側導電性多孔質体５２ａが設けられる。
【００３４】
アノード側導電性多孔質体５２ａは、カーボンペーパ５４ａと金属多孔質体５６ａとの積層体であり、前記金属多孔質体５６ａの内部には、電極面方向に沿って燃料ガスを流通させる第１燃料ガス流路５８ａが形成される。第１燃料ガス流路５８ａは、燃料ガス入口連通孔３４ａと燃料ガス出口連通孔３４ｂとを連通する。
【００３５】
カーボンペーパ５４ａは、電極触媒層４８ａｃに積層されて燃料ガスのガス拡散層を構成する。金属多孔質体５６ａは、カーボンペーパ５４ａに積層されるとともに、例えば、チタン（Ｔｉ）製多孔質焼結金属により構成される。カーボンペーパ５４ａと金属多孔質体５６ａとは、同一の平面寸法を有し、前記金属多孔質体５６ａは、第１セパレータ１４の開口部３６ａに収容される。
【００３６】
カソード電極５０ａは、固体高分子電解質膜４６の他方の面に、該面よりも小さな平面寸法で形成される電極触媒層（白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子）５０ａｃを有する。電極触媒層５０ａｃには、カソード側導電性多孔質体として、金属多孔質体６０ａが設けられる。金属多孔質体６０ａの内部には、電極面方向に沿って酸化剤ガスを流通させる第１酸化剤ガス流路６２ａが形成される。第１酸化剤ガス流路６２ａ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。
【００３７】
金属多孔質体６０ａは、電極触媒層５０ａｃに積層されるとともに、例えば、チタン（Ｔｉ）製多孔質焼結金属により構成される。金属多孔質体６０ａは、第２セパレータ１８の開口部３８ｂに収容される。
【００３８】
図１及び図２に示すように、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４６と、前記固体高分子電解質膜４６を挟持するアノード電極４８ｂ及びカソード電極５０ｂとを備える。
【００３９】
図２に示すように、アノード電極４８ｂは、固体高分子電解質膜４６及びカソード電極５０ｂよりも小さな平面寸法を有する段差ＭＥＡを構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、アノード電極４８ｂは、カソード電極５０ｂよりも大きな平面寸法を有してもよい。
【００４０】
アノード電極４８ｂは、固体高分子電解質膜４６の一方の面に、該面よりも小さな平面寸法で形成される電極触媒層（白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子）４８ｂｃを有する。電極触媒層４８ｂｃには、アノード側導電性多孔質体５２ｂが設けられる。アノード側導電性多孔質体５２ｂは、カーボンペーパ５４ｂと金属多孔質体５６ｂとの積層体であり、前記金属多孔質体５６ｂの内部には、電極面方向に沿って燃料ガスを流通させる第２燃料ガス流路５８ｂが形成される。第２燃料ガス流路５８ｂは、燃料ガス入口連通孔３４ａと燃料ガス出口連通孔３４ｂとを連通する。
【００４１】
カーボンペーパ５４ｂは、電極触媒層４８ｂｃに積層されて燃料ガスのガス拡散層を構成する。金属多孔質体５６ｂは、カーボンペーパ５４ｂに積層されるとともに、例えば、チタン（Ｔｉ）製多孔質焼結金属により構成される。カーボンペーパ５４ｂと金属多孔質体５６ｂとは、同一の平面寸法を有し、前記金属多孔質体５６ｂは、第２セパレータ１８の開口部３８ａに収容される。
【００４２】
カソード電極５０ｂは、固体高分子電解質膜４６の他方の面全面に形成される電極触媒層（白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子）５０ｂｃを有する。電極触媒層５０ｂｃには、カソード側導電性多孔質体として、金属多孔質体６０ｂが設けられる。金属多孔質体６０ｂの内部には、電極面方向に沿って酸化剤ガスを流通させる第２酸化剤ガス流路６２ｂが形成される。第２酸化剤ガス流路６２ｂ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。
【００４３】
金属多孔質体６０ｂは、電極触媒層５０ｂｃに積層されるとともに、例えば、チタン（Ｔｉ）製多孔質焼結金属により構成される。金属多孔質体６０ｂは、第３セパレータ２０の開口部４０ａに収容される。
【００４４】
第１セパレータ１４の開口部３６ｂと、前記第１セパレータ１４に隣接する第３セパレータ２０の開口部４０ｂとには、金属多孔質体６４が一体に収容される。金属多孔質体６４は、例えば、チタン（Ｔｉ）製多孔質焼結金属により構成される。金属多孔質体６４の内部には、電極面方向に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路６６が形成される。冷却媒体流路６６は、冷却媒体入口連通孔３２ａと冷却媒体出口連通孔３２ｂとを連通する。
【００４５】
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。
【００４６】
図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ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、燃料ガス入口連通孔３４ａには、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３２ａ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。
【００４７】
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６２ａ及び第３セパレータ２０の第２酸化剤ガス流路６２ｂに導入される。酸化剤ガスは、第１酸化剤ガス流路６２ａ（金属多孔質体６０ａの内部）に沿って矢印Ｂ方向（水平方向）に移動し、第１電解質膜・電極構造体１６ａのカソード電極５０ａに供給される。さらに、残余の酸化剤ガスは、第２酸化剤ガス流路６２ｂ（金属多孔質体６０ｂの内部）に沿って矢印Ｂ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５０ｂに供給される。
【００４８】
燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３４ａから第１セパレータ１４の第１燃料ガス流路５８ａ（金属多孔質体５６ａの内部）に沿って水平方向（矢印Ｂ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４８ａに供給される。また、残余の燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３４ａから第２セパレータ１８の第２燃料ガス流路５８ｂ（金属多孔質体５６ｂの内部）に沿って矢印Ｂ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４８ｂに供給される。
【００４９】
従って、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では、カソード電極５０ａ、５０ｂに供給される酸化剤ガスと、アノード電極４８ａ、４８ｂ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。
【００５０】
次いで、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の各カソード電極５０ａ、５０ｂ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方向に流通する。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の各アノード電極４８ａ、４８ｂ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３４ｂに沿って矢印Ａ方向に流通する。
【００５１】
一方、冷却媒体入口連通孔３２ａに供給された冷却媒体は、互いに隣接する第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６６（金属多孔質体６４の内部）に導入される。冷却媒体は、矢印Ｂ方向（水平方向）に移動して第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を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３２ｂに沿って矢印Ａ方向に流通する。
【００５２】
この場合、本実施形態では、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、平板状の金属プレート１４Ｐ、１８Ｐ及び２０Ｐを備えるとともに、全体としてそれぞれの両表面が平坦な平板形状を有している。そして、第１燃料ガス流路５８ａ及び第２燃料ガス流路５８ｂは、アノード側導電性多孔質体５２ａ、５２ｂに形成されている。一方、第１酸化剤ガス流路６２ａ及び第２酸化剤ガス流路６２ｂは、金属多孔質体（カソード側導電性多孔質体）６０ａ、６０ｂに形成されている。
【００５３】
このため、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を製造するために、プレス成形用金型等が不要になる。従って、２枚のＭＥＡと３枚のセパレータとを備えた発電ユニット１２を、経済的に製造することができるとともに、設備が複雑化することを良好に抑制することが可能になるという効果が得られる。
【００５４】
しかも、冷却媒体流路６６は、発電ユニット１２間に配置される金属多孔質体６４の内部に構成されている。すなわち、互いに隣接する第１セパレータ１４の面１４ｂと第３セパレータ２０の面２０ｂとに、波形状（凹凸形状）の流路溝を形成する必要がない。これにより、第１セパレータ１４及び第３セパレータ２０を一層経済的に製造することができる。
【００５５】
さらにまた、本実施形態では、カソード側導電性多孔質体として、金属多孔質体６０ａが設けられる一方、アノード側導電性多孔質体５２ａは、カーボンペーパ５４ａと金属多孔質体５６ａとの積層体で構成されている。同様に、カソード側導電性多孔質体として、金属多孔質体６０ｂが設けられる一方、アノード側導電性多孔質体５２ｂは、カーボンペーパ５４ｂと金属多孔質体５６ｂとの積層体で構成されている。
【００５６】
このため、アノード側導電性多孔質体５２ａ、５２ｂでは、燃料ガスの拡散が確実に遂行され、第１燃料ガス流路５８ａ及び第２燃料ガス流路５８ｂでの前記燃料ガスの流れを最適化させることが可能になる。従って、発電ユニット１２における発電反応が良好に遂行されるという利点がある。
【符号の説明】
【００５７】
１０…燃料電池スタック              １２…発電ユニット
１４、１８、２０…セパレータ        １４Ｐ、１８Ｐ、２０Ｐ…金属プレート
１６ａ、１６ｂ…電解質膜・電極構造体
２２、２４、２６…樹脂枠部材        ３０ａ…酸化剤ガス入口連通孔
３０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔        ３２ａ…冷却媒体入口連通孔
３２ｂ…冷却媒体出口連通孔          ３４ａ…燃料ガス入口連通孔
３４ｂ…燃料ガス出口連通孔
３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４０ｂ…開口部
４２ａ〜４２ｃ、４４ａ〜４４ｄ…シール部材
４６…固体高分子電解質膜            ４８ａ、４８ｂ…アノード電極
５０ａ、５０ｂ…カソード電極
５２ａ、５２ｂ…アノード側導電性多孔質体
５４ａ、５４ｂ…カーボンペーパ
５６ａ、５６ｂ、６０ａ、６０ｂ…金属多孔質体
５８ａ、５８ｂ…燃料ガス流路        ６２ａ、６２ｂ…酸化剤ガス流路
【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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