(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスが供給されて電力を生じる膜電極接合体と、
前記膜電極接合体のシールエリアに設けられるシール材と、
前記膜電極接合体の反応エリアに対向する反応流路領域及び膜電極接合体のシールエリアに対向し前記シール材に当接するシール溝領域を有するセパレータと、
を有し、
前記セパレータの反応流路領域は、前記セパレータに形成された溝部分と前記膜電極接合体との組み合わせによって画定された複数の反応流路によって形成され、
前記セパレータのシール溝領域は、前記セパレータに形成された溝部分と前記膜電極接合体との組み合わせによって画定され、
前記反応流路領域の最外部分の反応流路の通気抵抗及び前記シール溝領域のシール材よりも反応エリア側の空間の通気抵抗が、反応流路領域の最外部分以外の反応流路の通気抵抗よりも大きい、
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記反応流路領域の最外部分の反応流路の流路幅及び前記シール溝領域のシール当接部分よりも内側の空間幅が、反応流路領域の最外部分以外の反応流路の流路幅よりも幅狭である、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記セパレータは、前記反応流路領域の最外部分に位置する反応流路に設けられ、その
反応流路の通気抵抗を増大させる凸部を備える、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記セパレータは、前記シール溝領域のシール当接部分よりも内側の空間に設けられ、その空間の通気抵抗を増大させる凸部を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記セパレータは、隣接する反応流路の流路幅に比例した流路幅の冷却水流路を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記膜電極接合体のシールエリアに設けられ、前記シール材を載置するシールキャリアと、
前記膜電極接合体の反応エリアに、前記シールキャリアに隣設して設けられ、前記セパレータの反応流路領域を流れる反応ガスを拡散するガス拡散層と、
を備え、
前記セパレータは、前記ガス拡散層の端部に当接する部位のリブ厚が、他の部位に当接するリブ厚よりも厚い、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記膜電極接合体のシールエリアに設けられ、前記シール材を載置するシールキャリアと、
前記膜電極接合体の反応エリアに、前記シールキャリアに隣設して設けられ、前記セパレータの反応流路領域を流れる反応ガスを拡散するガス拡散層と、
を備え、
前記ガス拡散層は、端部に設けられ、前記膜電極接合体の反応エリア側からシールエリア側へのガス流の流れを防止するガス漏洩防止手段を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記反応流路の入口付近において、前記反応流路領域の最外部分の反応流路の通気抵抗及び前記シール溝領域のシール当接部分よりも内側の空間の通気抵抗が、反応流路領域の最外部分以外の反応流路の通気抵抗よりも大きく、
前記ガス漏洩防止手段は、反応流路の中央付近に形成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池。
【請求項９】
前記ガス漏洩防止手段は、前記ガス拡散層に含浸された樹脂である、
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記ガス漏洩防止手段は、前記ガス拡散層に塗布されたシール部である、
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の燃料電池。
【請求項１１】
前記膜電極接合体のシールエリアに設けられ、前記シール材を載置するシールキャリアと、
前記膜電極接合体の反応エリアに、前記シールキャリアに隣設して設けられ、前記セパレータの反応流路領域を流れる反応ガスを拡散するガス拡散層と、
を備え、
前記シールキャリアは、端部に設けられ、前記膜電極接合体の反応エリア側からシールエリア側へのガス流の流れを防止するガス漏れ防止部を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項１２】
前記ガス漏れ防止部は、前記シールキャリアに凸設されたリブである、
ことを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池及び燃料電池用セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されているように、従来の燃料電池は、膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly；ＭＥＡ)の両面に、セパレータが配置される構造である。セパレータには、ＭＥＡの反応エリアに対向する反応流路領域と、反応流路領域の外側のシールエリアに対向しシール材に当接するシール溝領域と、が形成される。
【特許文献１】特開２００４−３１９２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような構造では、反応ガスの一部が反応流路領域ではなく、セパレータのシール溝領域のシール当接部分よりも内側の空間を流れることがある、ということが本件発明者らによって知見された。このような状況では、反応ガスの供給量に対して得られる電力が低くなってしまい、発電効率が悪い。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、発電効率のよい燃料電池及び燃料電池用セパレータ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】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、反応ガスが供給されて電力を生じる膜電極接合体(１１)と、前記膜電極接合体(１１)のシールエリアに設けられるシール材(１４)と、前記膜電極接合体(１１)の反応エリアに対向する反応流路領域(１２２)及び膜電極接合体(１１)のシールエリアに対向し前記シール材(１４)に当接するシール溝領域(１２３)を有するセパレータ(１２)と、を有し、前記セパレータ（１２）の反応流路領域は、前記セパレータ（１２）に形成された溝部分と前記膜電極接合体（１１）との組み合わせによって画定された複数の反応流路（１２２ａ及び１２２ｂ）によって形成され、前記セパレータのシール溝領域は、前記セパレータに形成された溝部分（１２３ａ）と前記膜電極接合体（１１）との組み合わせによって画定され、前記反応流路領域(１２２)の最外部分の反応流路(１２２ａ)の通気抵抗及び前記シール溝領域のシール材（１４）よりも反応エリア側の空間(１２３ａ)の通気抵抗が、反応流路領域(１２２)の最外部分以外の反応流路(１２２ｂ)の通気抵抗よりも大きい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、反応流路領域の最外部分の反応流路の通気抵抗及びシール溝領域のシール当接部分よりも内側の空間の通気抵抗が、反応流路領域の最外部分以外の反応流路の通気抵抗よりも大きいので、ガス分散流路で分散された反応ガスは、反応流路領域の最外部分以外の反応流路を流れ易くなり、反応流路領域の最外部分の反応流路や、シール溝領域のシール当接部分よりも内側の空間には流れ難くなる。反応領域流路を流れる反応ガスの流量が増え、効率よく発電できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による燃料電池の外観を示す図であり、図１(Ａ)は斜視図、図１(Ｂ)は側面図である。
【０００９】
燃料電池スタック１は、積層された複数の発電セル１０と、集電プレート２０と、絶縁プレート３０と、エンドプレート４０と、４本のテンションロッド５０とを備える。
【００１０】
発電セル１０は、燃料電池の単位セルである。各発電セル１０は、１ボルト(Ｖ)程度の起電圧を生じる。各発電セル１０の構成の詳細については後述する。
【００１１】
集電プレート２０は、積層された複数の発電セル１０の外側にそれぞれ配置される。集電プレート２０は、ガス不透過性の導電性部材、たとえば緻密質カーボンで形成される。集電プレート２０は、上辺の一部に出力端子２１を備える。燃料電池スタック１は、出力端子２１によって、各発電セル１０で生じた電子ｅ-を取り出して出力する。
【００１２】
絶縁プレート３０は、集電プレート２０の外側にそれぞれ配置される。絶縁プレート３０は、絶縁性の部材、たとえばゴムなどで形成される。
【００１３】
エンドプレート４０は、絶縁プレート３０の外側にそれぞれ配置される。エンドプレート４０は、剛性のある金属材料、たとえば鋼などで形成される。
【００１４】
一方のエンドプレート４０(図１(Ａ)では、左手前のエンドプレート４０)には、アノード供給口４１ａと、アノード排出口４１ｂと、カソード供給口４２ａと、カソード排出口４２ｂと、冷却水供給口４３ａと、冷却水排出口４３ｂとが設けられている。本実施形態では、アノード排出口４１ｂ、冷却水排出口４３ｂ及びカソード供給口４２ａは図中右側に設けられている。またカソード排出口４２ｂ、冷却水供給口４３ａ及びアノード供給口４１ａは図中左側に設けられている。
【００１５】
テンションロッド５０は、エンドプレート４０の四隅付近にそれぞれ配置される。燃料電池スタック１は内部に貫通した孔(不図示)が形成されている。この貫通孔にテンションロッド５０が挿通される(図１(Ｂ)参照)。テンションロッド５０は、剛性のある金属材料、たとえば鋼などで形成される。テンションロッド５０は、発電セル１０同士の電気短絡を防止するため、表面には絶縁処理されている。このテンションロッド５０にナット５１が螺合する(図１(Ｂ)参照)。テンションロッド５０とナット５１とが燃料電池スタック１を積層方向に締め付ける。
【００１６】
アノード供給口４１ａにアノードガスとしての水素を供給する方法としては、例えば水素ガスを水素貯蔵装置から直接供給する方法、又は水素を含有する燃料を改質して改質した水素含有ガスを供給する方法などがある。なお、水素貯蔵装置としては、高圧ガスタンク、液化水素タンク、水素吸蔵合金タンクなどがある。水素を含有する燃料としては、天然ガス、メタノール、ガソリンなどがある。また、カソード供給口４２ａに供給するカソードガスとしては、一般的に空気が利用される。
【００１７】
燃料電池スタック１は、図１(Ｂ)に示すように、積層された複数の発電セル１０の両側に、集電プレート２０と、絶縁プレート３０と、エンドプレート４０と、が配置される。
【００１８】
また燃料電池スタックの片側の絶縁プレート３０の外側には、サブエンドプレート４１が配置され、さらにそのサブエンドプレート４１の外側にたとえば皿ばねなどからなる変動吸収部材４２が配置され、その外側にエンドプレート４０が設けられる。このような積層構造の燃料電池スタックを４本のテンションロッド５０で積層方向に締め付ける。このように変動吸収部材４２が設けられているので、燃料電池スタックに作用する面圧の変動を吸収可能である。
【００１９】
図２は、本発明による発電セルの第１実施形態の構造を示す分解図である。
【００２０】
発電セル１０は、膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly；ＭＥＡ)１１の両面に、アノードセパレータ１２ａ及びカソードセパレータ１２ｂが配置される構造である。
【００２１】
ＭＥＡ１１は、イオン交換膜からなる電解質膜１１１の両面に電極触媒層１１２が形成さる。この電極触媒層１１２の上にガス拡散層(Gas Diffusion Layer；ＧＤＬ)１１３が形成される。
【００２２】
電極触媒層１１２は、たとえば白金が担持されたカーボンブラック粒子で形成される。
【００２３】
ＧＤＬ１１３は、十分なガス拡散性及び導電性を有する部材、たとえばカーボン繊維で形成される。
【００２４】
アノード供給口４１ａから供給されたアノードガスは、このＧＤＬ１１３ａを流れてアノード電極触媒層１１２(１１２ａ)と反応し、アノード排出口４１ｂから排出される。
【００２５】
カソード供給口４２ａから供給されたカソードガスは、このＧＤＬ１１３ｂを流れてカソード電極触媒層１１２(１１２ｂ)と反応し、カソード排出口４２ｂから排出される。
【００２６】
アノードセパレータ１２ａは、ＧＤＬ１１３ａ及びシール材１４ａを介してＭＥＡ１１の片面(図２では裏面)に重ねられる。カソードセパレータ１２ｂは、ＧＤＬ１１３ｂ及びシール材１４ｂを介してＭＥＡ１１の片面(図２では表面)に重ねられる。アノードセパレータ１２ａ及びカソードセパレータ１２ｂは、たとえばステンレスなどの金属材料を基材とする導電体で形成される。
【００２７】
ＭＥＡ１１、アノードセパレータ１２ａ及びカソードセパレータ１２ｂには、それぞれ孔４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂが形成されており、これらが重ねられて、アノード供給口(アノード供給マニホールド)４１ａ、アノード排出口(アノード排出マニホールド)４１ｂ、カソード供給口(カソード供給マニホールド)４２ａ、カソード排出口(カソード排出マニホールド)４２ｂ、冷却水供給口(冷却水供給マニホールド)４３ａ及び冷却水排出口(冷却水排出マニホールド)４３ｂが形成される。
【００２８】
ここで本発明の理解を容易にするために、従来技術の問題点について説明する。なお図３は、従来技術の問題点について説明する図であり、図３(Ａ)はセパレータをガス流路側から見た図であり、図３(Ｂ)はガス流路の一部の断面を、図３(Ａ)の矢印Ｂ方向から見た拡大図である。
【００２９】
図３(Ｂ)に示すように、ＭＥＡ１１の反応エリアにガス拡散層(Gas Diffusion Layer；ＧＤＬ)１１３が形成される。そしてＭＥＡ１１の反応エリア外にはシールキャリア１１４が形成される。そしてシールキャリア１１４に配置されたシール材１４を介してセパレータ１２がＭＥＡ１１に重ねられる。セパレータ１２には、ＭＥＡ１１の反応エリアに対向する反応流路領域１２２と、反応流路領域１２２の外側のシールエリアに対向しシール材１４に当接するシール溝領域１２３と、が形成される。セパレータ１２としてはいわゆるストレート流路のタイプを例示している。シール材１４の位置ズレ誤差を吸収できるように、シール溝領域１２３のシール溝１２３ａは、シール材１４に対して幅広である。すなわち燃料電池スタックは、上述のように多数の発電セル１０を積層するので、発電セル単品でのわずかな厚み誤差があっても、積層されると大きな積層ズレとなってしまう。そこでこのような積層ズレを防止するために、シール材１４の位置ズレ誤差を吸収するように、シール溝領域１２３のシール溝１２３ａは、シール材１４に対して幅広なのである。なおシール材１４は、たとえばシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム(ethylene propylene diene monomer；ＥＰＤＭ)、フッ素ゴムなどのゴム状弾性材である。
【００３０】
アノード供給口(アノード供給マニホールド)４１ａから供給されるアノードガスは、アノードセパレータ１２ａに形成されたガス分散流路１２１で分散／分配されて、反応流路領域１２２を流れる。
【００３１】
しかしながら、上述のような従来構造の場合には、ガス分散流路１２１で分散された反応ガス(アノードガス，カソードガス)が、図中白抜矢印で示すようにセパレータのシール溝領域のシール当接部分よりも内側の空間を流れてしまうという問題が本件発明者らによって知見された。セパレータのシール溝領域は、シール材１４からの押圧力を受け止めるように、ＭＥＡ１１の上にシールキャリア１１４が形成されており、反応ガスが流れても電力を発生しない。したがって、このような構成であっては、反応ガスの供給量に対して得られる電力が低くなってしまい、発電効率が悪いのである。
【００３２】
図４は、本発明による燃料電池用セパレータの第１実施形態の流路断面を示す図である。
【００３３】
そこで本実施形態では、図４に示すように、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａの流路幅Ａ及びシール溝領域１２３のシール溝１２３ａのシール当接部分よりも内側の空間幅Ｂを、反応流路領域１２２の最外部分以外の反応流路１２２ｂの流路幅Ｃよりも幅狭にしたのである。このようにすることで、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａの通気抵抗及びシール溝１２３ａのシール当接部分よりも内側の空間の通気抵抗が、反応流路領域１２２の最外部分以外の反応流路１２２ｂの通気抵抗よりも大きくなる。すると、ガス分散流路１２１で分散された反応ガスは、反応流路領域１２２の最外部分以外の反応流路１２２ｂを流れ易くなり、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａや、シール溝領域１２３のシール当接部分よりも内側の空間には流れ難くなる。
【００３４】
図５は、本発明による燃料電池用セパレータの効果を説明する図である。
【００３５】
図３(Ｂ)に示したような流路(比較例)の場合は、分散流路１２１で分散された反応ガスのうち、シール溝領域のシール溝１２３ａに流れ込んでしまう反応ガスが多かった。このため、反応流路領域１２２を流れる反応ガスの流量が減少してしまっていた。このように反応流路領域１２２を流れる反応ガスの流量が減少すれば、発電性能が低下する。また反応ガスの流量が減少すれば、発電時に生成された水の排出性能も落ちてしまい、流路内に水が詰まってしまい発電できなくなってしまういわゆるフラッディングが発生する可能性もある。
【００３６】
しかしながら、本実施形態では、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａの流路幅Ａ及びシール溝領域１２３のシール溝１２３ａのシール当接部分よりも内側の空間幅Ｂが、反応流路領域１２２の最外部分以外の反応流路１２２ｂの流路幅Ｃよりも幅狭になるようにした。このようにすることで、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａの通気抵抗及びシール溝１２３ａのシール当接部分よりも内側の空間の通気抵抗が、反応流路領域１２２の最外部分以外の反応流路１２２ｂの通気抵抗よりも大きくなる。このようにすることで、分散流路１２１で分散された反応ガスが、シール溝領域のシール溝１２３ａに流れ込まなくなった。このためほぼすべての反応ガスが反応領域流路１２２を流れるようになり、効率よく発電できたのである。本実施形態では、比較例に対して７０％程度の反応ガスを供給することで、比較例と同等の電力を得ることができたのである。
【００３７】
（第２実施形態）
図６は、本発明による燃料電池用セパレータの第２実施形態の流路断面を示す図であり、図６(Ａ)はセパレータをガス流路側から見た図であり、図６(Ｂ)は図６(Ａ)のＢ部拡大図であり、図６(Ｃ)はガス流路の一部の断面の拡大図である。
【００３８】
上述のように、分散流路１２１で分散された反応ガスが、シール溝領域のシール溝１２３ａに流れ込んでしまうと、発電効率が悪くなる。そこで本実施形態では、セパレータ１２からシール溝１２３ａに突出するように突起１２４を形成した。なお突起１２４は、シール１４を咬み込まないサイズである。
【００３９】
このように構成することで、シール溝領域１２３のシール溝１２３ａのシール当接部分よりも内側の空間が狭まる。したがって突起(凸部)１２４によって通気抵抗が増大する。そして分散流路１２１で分散された反応ガスは、応流路領域１２２の最外部分以外の反応流路１２２ｂを流れ易くなり、シール溝領域のシール溝１２３ａに流れ込んでしまうことを防止できるのである。
【００４０】
（第３実施形態）
図７は、本発明による燃料電池用セパレータの第３実施形態の流路断面を示す図であり、図７(Ａ)はセパレータをガス流路側から見た拡大断面図であり、図７(Ｂ)は図７(Ａ)の要部拡大図である。
【００４１】
本実施形態では、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａ及びセパレータ１２からシール溝１２３ａに、流路に並行して突出するように突起１２５を形成した。なお突起１２５はセパレータに流路を形成するときに同時に成形するとよい。
【００４２】
このように構成しても、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａや、シール溝領域１２３のシール溝１２３ａのシール当接部分よりも内側の空間が狭まる。したがって突起(凸部)１２５によって通気抵抗が増大する。そして分散流路１２１で分散された反応ガスが、反応流路領域１２２の最外部分以外の反応流路１２２ｂを流れ易くなり、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａや、シール溝１２３ａのシール当接部分よりも内側の空間には流れ難くなるのである。
【００４３】
（第４実施形態）
図８は、本発明による燃料電池用セパレータの第４〜第７の実施形態の基本的な技術思想を説明する図である。
【００４４】
上記実施形態のように構成することで、ガス分散流路１２１で分散された反応ガスは、反応流路領域１２２の最外部分以外の反応流路１２２ｂを流れ易くなり、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａや、シール溝領域１２３のシール当接部分よりも内側の空間には流れ難くなった。しかしながら、流路の途中では反応ガスがＧＤＬ１１３やシールキャリア１１４とセパレータ１２の隙間を通って、図８に矢印Ａで示すように反応流路領域１２２からシール溝領域１２３に流れ込んでしまうことが本件発明者らの研究によって明らかにされた。
【００４５】
図９は、本発明による燃料電池用セパレータの第４実施形態の流路断面を示す図である。
【００４６】
そこで本実施形態では、ＧＤＬ１１３の端部１１３ｃに当接する部位のセパレータリブ厚Ａが、他の部位に当接するセパレータリブ厚Ｂよりも厚くなるようにしたのである。
【００４７】
このように構成することで、ＧＤＬ１１３の端部１１３ｃがセパレータ１２によって圧縮されるので、反応流路領域１２２を流れる反応ガスが、シール溝１２３ａに流れ込みにくくなるのである。
【００４８】
（第５実施形態）
図１０は、本発明による燃料電池の第５実施形態の流路断面を示す図である。
【００４９】
上述のように、ＧＤＬ１１３は、たとえばカーボン繊維で形成され、ガス拡散性がある。そこで本実施形態では、ＧＤＬ１１３の端部１１３ｃに樹脂を含浸することで、ＧＤＬ１１３の内部の空隙を埋めるようにした。
【００５０】
このように構成することで、反応ガスは、ＧＤＬ１１３の端部１１３ｃを通過しにくくなる。そのため、反応ガスが、反応流路領域１２２からシール溝領域１２３に流れ込んでしまうことを防止できるのである。
【００５１】
（第６実施形態）
図１１は、本発明による燃料電池の第６実施形態の流路断面を示す図である。
【００５２】
本実施形態では、ＧＤＬ１１３の端部にシール材１１３ｄを設けるようにした。このシール材１１３ｄは、シリコーン等のいわゆるシール材や、塗布後に凝固する接着剤などである。
【００５３】
このように構成することで、反応ガスは、ＧＤＬ１１３の端部を通過しにくくなる。そのため、反応ガスが、反応流路領域１２２からシール溝領域１２３に流れ込んでしまうことを防止できるのである。
【００５４】
（第７実施形態）
図１２は、本発明による燃料電池の第７実施形態の流路断面を示す図である。
【００５５】
本実施形態では、シールキャリア１１４の端部にリブ１１４ｃを設けるようにした。このリブ１１４ｃは、シールキャリア１１４を成形するときに同時に成形するとよい。リブ１１４ｃの高さはセパレータ１２と当接したときにＧＤＬ１１３がセパレータ１２に当接して若干圧縮される程度であることが望ましい。
【００５６】
このように構成することで、反応ガスは、ＧＤＬ１１３の端部を通過しにくくなる。そのため、反応ガスが、反応流路領域１２２からシール溝領域１２３に流れ込んでしまうことを防止できるのである。
【００５７】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００５８】
たとえば、第１実施形態のように構成すると、多くの反応ガスが反応ガス流路領域１２２を流れるようになり、触媒反応が促進される。すると反応時の発熱量が多くなる。そこで、図１３に示すように、反応流路領域１２２の最外部分の反応流路１２２ａに隣設する冷却水流路１２６ａやシール溝領域１２３のシール溝１２３ａのシール当接部分よりも内側の空間に隣設する冷却水流路１２６ｂよりも、反応ガス流路領域１２２の冷却水流路１２６ｃを、幅広にするとよい。望ましくは反応ガスの流量比に合わせて幅を決めるとなおよい。このようにすれば、発熱部位により多くの冷却水が流れるようになり、効率よく発電できるのである。燃料電池の反応膜は樹脂製なので、熱劣化を生じる可能性があるが、上述のように構成することで、局部的な加熱を防ぐことができ、燃料電池の寿命を延ばすことが可能になるのである。
【００５９】
なお上記実施形態においては、セパレータとして、プレス成形した２枚の金属プレートを接合したいわゆる二重構造タイプのものを例示しているが、これは一例に過ぎず他のタイプ(たとえばカーボンと樹脂の複合材料を圧縮成形するタイプ)であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による燃料電池の外観を示す図である。
【図２】本発明による発電セルの第１実施形態の構造を示す分解図である。
【図３】従来技術の問題点について説明する図である。
【図４】本発明による燃料電池用セパレータの第１実施形態の流路断面を示す図である。
【図５】本発明による燃料電池用セパレータの効果を説明する図である。
【図６】本発明による燃料電池用セパレータの第２実施形態の流路断面を示す図である。
【図７】本発明による燃料電池用セパレータの第３実施形態の流路断面を示す図である。
【図８】本発明による燃料電池用セパレータの第４〜第７の実施形態の基本的な技術思想を説明する図である。
【図９】本発明による燃料電池用セパレータの第４実施形態の流路断面を示す図である。
【図１０】本発明による燃料電池の第５実施形態の流路断面を示す図である。
【図１１】本発明による燃料電池の第６実施形態の流路断面を示す図である。
【図１２】本発明による燃料電池の第７実施形態の流路断面を示す図である。
【図１３】第１実施形態の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  燃料電池スタック
１０  発電セル
１１  ＭＥＡ(膜電極接合体)
１１１  電解質膜
１１２  電極触媒層
１１３  ＧＤＬ(ガス拡散層)
１２ａ  アノードセパレータ
１２ｂ  カソードセパレータ
１２１  ガス分散流路
１２２  反応流路領域
１２２ａ  最外部分の反応流路
１２２ｂ  最外部分以外の反応流路
１２３  シール溝領域
１２３ａ  シール溝
１２４，１２５  突起(凸部)
１４  シール
２０  集電プレート
３０  絶縁プレート
４０  エンドプレート
５０  テンションロッド
【図１】
0005098652.tif 000002
【図２】
0005098652.tif 000003
【図３】
0005098652.tif 000004
【図４】
0005098652.tif 000005
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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