(57)【要約】【課題】性能を向上させることが可能な燃料電池を提供する。【解決手段】電解質膜、電解質膜の一方の面へ形成されたアノード触媒層、及び、電解質膜の他方の面へ形成されたカソード触媒層を有する膜電極構造体と、流体が流通する複数の流路を備えたセパレータと、を具備し、複数の流路に、膜電極構造体へと供給される流体が流通する複数の供給用流路、及び、膜電極構造体から排出された流体が流通する複数の排出用流路が備えられ、供給用流路及び排出用流路は、入口又は出口が閉塞され、セパレータの、膜電極構造体と対向する面に備えられた、供給用流路及び排出用流路の開口部の幅が、それぞれ供給用流路及び排出用流路の平均流路幅よりも狭く、膜電極構造体の外周側の領域と対向する供給用流路及び排出用流路に備えられた開口部は、それぞれ供給用流路及び排出用流路の流路幅の中央から膜電極構造体の外周側へ寄せて備えられる、燃料電池とする。【選択図】図１
2009259735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜、前記電解質膜の一方の面へ形成されたアノード触媒層、及び、前記電解質膜の他方の面へ形成されたカソード触媒層を有する膜電極構造体と、流体が流通する複数の流路を備えたセパレータと、を具備し、
複数の前記流路に、前記膜電極構造体へと供給される前記流体が流通する複数の供給用流路、及び、前記膜電極構造体から排出された前記流体が流通する複数の排出用流路が備えられ、
前記供給用流路及び前記排出用流路は、入口又は出口が閉塞され、
前記セパレータの、前記膜電極構造体と対向する面に備えられた、前記供給用流路及び前記排出用流路の開口部の幅が、それぞれ前記供給用流路及び前記排出用流路の平均流路幅よりも狭く、
前記膜電極構造体の外周側の領域と対向する前記供給用流路及び前記排出用流路に備えられた前記開口部は、それぞれ前記供給用流路及び前記排出用流路の前記流路幅の中央から前記膜電極構造体の外周側へ寄せて備えられることを特徴とする、燃料電池。
【請求項２】
前記供給用流路の前記出口側における前記開口部の前記幅は、前記供給用流路の前記入口側における前記開口部の前記幅よりも広いことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関し、特に、閉塞流路を有する燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電解質層（以下「電解質膜」という。）と、電解質膜の両面側にそれぞれ形成された電極（アノード触媒層及びカソード触媒層）とを備える膜電極構造体（以下「ＭＥＡ」ということがある。）で電気化学反応を起こし、当該電気化学反応により発生した電気エネルギーを外部に取り出す装置である。燃料電池の中でも、家庭用コージェネレーション・システムや自動車等に使用される固体高分子型燃料電池（以下「ＰＥＦＣ」ということがある。）は、低温領域で運転することができる。このＰＥＦＣは、高いエネルギー変換効率を示し、起動時間が短く、かつシステムが小型軽量であることから、電気自動車の動力源や携帯用電源として注目されている。
【０００３】
ＰＥＦＣの単セルは、ＭＥＡと、当該ＭＥＡを狭持する一対の集電体（セパレータ）と、を備え、ＭＥＡには、含水状態に保たれることによりプロトン伝導性能を発現するプロトン伝導性ポリマーが含有される。ＰＥＦＣの運転時には、アノードに水素含有ガス（以下「水素」という。）が、カソードに酸素含有ガス（以下「空気」という。）が、それぞれ供給される。アノードへと供給された水素は、アノードの触媒層（以下「アノード触媒層」ということがある。）に含まれる触媒の作用下でプロトンと電子に分離し、水素から生じたプロトンは、アノード触媒層及び電解質膜を通ってカソードの触媒層（以下「カソード触媒層」ということがある。）へと達する。一方、電子は、外部回路を通ってカソード触媒層へと達し、かかる過程を経ることにより、電気エネルギーを取り出すことが可能になる。そして、カソード触媒層へと達したプロトン及び電子と、カソード触媒層へと供給された空気に含有されている酸素とが反応することにより、水が生成される。
【０００４】
水素や空気等の流体が流通する流路を備えたセパレータがＭＥＡの両側に配設されるＰＥＦＣでは、湾曲した形態の流路（いわゆるサーペンタイン形状）や、直線型の流路等が備えられる形態が知られており、当該流路へと流入する流体の入口（以下において「流路の入口」という。）、及び、当該流路から流出する流体の出口（以下において「流路の出口」という。）が、ともに閉塞されていない形態が良く知られている。ところが、このような流路からＭＥＡへ流体を供給すると、流路に挟まれたセパレータの凸部と対向するＭＥＡの領域へ流体が拡散し難く、単セルの発電性能を向上させ難い等の問題があった。そのため、セパレータの凸部と対向するＭＥＡ領域への流体の拡散性を向上させること等を目的として、これまでに、流路の入口又は出口が閉塞された流路（以下において「閉塞流路」という。）が備えられる形態のＰＥＦＣが開発されてきている。
【０００５】
閉塞流路が備えられる形態のＰＥＦＣに関する技術として、例えば、特許文献１には、電解質膜を有する発電セルと、発電セルに対向するセパレータとを備え、セパレータの発電セル側の面に、入口部が閉塞部材により閉塞された溝状の流路と出口部が閉塞部材により閉塞された溝状の流路とが交互にストライプ状に並ぶガス流路が形成されている燃料電池が開示されている。また、特許文献２には、閉塞流路のＭＥＡ側の開口部の幅が、ＭＥＡから離れた位置における閉塞流路の幅よりも小さい形態の燃料電池が開示されている。また、特許文献３には、閉塞流路の開口部幅が、閉塞流路の最大幅よりも小さい形態の燃料電池が開示されている。また、特許文献４には、流体通路の上流側において溝の開口部側の幅を小さくし、流体通路の下流側において溝の開口部側の幅を大きくした燃料電池用セパレータが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２７７７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９０９８３号公報
【特許文献３】特開２００６−１１４３８６号公報
【特許文献４】特開２００１−４３８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された技術によれば、閉塞流路が備えられているので、セパレータの凸部と対向するＭＥＡの領域にも流体を容易に拡散させることによって、発電性能を向上させることが可能になると考えられる。ところが、特許文献１に開示された技術では、セパレータの凸部と対向する領域と比較して、閉塞流路と対向する領域を流通する流体の量が少なくなりやすく、それぞれの領域へ最適な量の流体を供給することが困難であるという問題があった。また、特許文献２及び特許文献３に開示された技術によれば、セパレータと接触する構成部材における流体の拡散性を向上させることが可能になると考えられる。ところが、これらの技術では、ＭＥＡの外周側へ流体を供給することが困難であるという問題があった。また、特許文献４に開示された技術によれば、流体の下流側にも多量の流体を拡散させることが可能になると考えられるが、かかる技術によっても、ＭＥＡの外周側へ流体を供給することが困難であるという問題があった。すなわち、特許文献１〜特許文献４に開示された技術では、ＭＥＡに備えられるアノード触媒層やカソード触媒層の略全面へ流体を均一に供給することが困難であり、性能を向上させることが困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、性能を向上させることが可能な燃料電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、電解質膜、電解質膜の一方の面へ形成されたアノード触媒層、及び、電解質膜の他方の面へ形成されたカソード触媒層を有する膜電極構造体と、流体が流通する複数の流路を備えたセパレータと、を具備し、複数の流路に、膜電極構造体へと供給される流体が流通する複数の供給用流路、及び、膜電極構造体から排出された流体が流通する複数の排出用流路が備えられ、供給用流路及び排出用流路は、入口又は出口が閉塞され、セパレータの、膜電極構造体と対向する面に備えられた、供給用流路及び排出用流路の開口部の幅が、それぞれ供給用流路及び排出用流路の平均流路幅よりも狭く、膜電極構造体の外周側の領域と対向する供給用流路及び排出用流路に備えられた開口部は、それぞれ供給用流路及び排出用流路の流路幅の中央から膜電極構造体の外周側へ寄せて備えられることを特徴とする、燃料電池である。
【００１０】
ここに、「供給用流路及び排出用流路は、入口又は出口が閉塞され」とは、供給用流路はその出口がセパレータの側面（膜電極構造体と対向するセパレータの面を正面又は背面とする場合の側面を意味する。以下同じ。）に開口しておらず、排出用流路は供給用流路の入口と隣接する側の一端がセパレータの側面に開口していないことを意味する。さらに、「平均流路幅」とは、膜電極構造体の厚さ方向を法線方向とする複数の平面で一の流路を切断した場合における、流体が流通する空間の幅（流路幅）の平均値を意味する。さらに、「膜電極構造体の外周側の領域」とは、セパレータと対向する膜電極構造体の面の中心よりも、膜電極構造体の外周への距離が近い部位によって構成される膜電極構造体の領域を意味する。
【００１１】
また、上記本発明において、供給用流路の出口側における開口部の幅は、供給用流路の入口側における開口部の幅よりも広いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、膜電極構造体と対向する閉塞流路の開口部の幅が、当該閉塞流路の平均流路幅よりも狭い。かかる形態とすることにより、閉塞流路と対向する膜電極構造体の領域へと供給される流体の量と、セパレータの凸部と対向する膜電極構造体の領域へと供給される流体の量との差を、従来よりも低減することができる。さらに、本発明では、膜電極構造体の外周側の領域と対向する閉塞流路の開口部が、当該閉塞流路の流路幅の中央から膜電極構造体の外周側へ寄せて備えられる。かかる形態とすることにより、膜電極構造体の外周側の領域にも、多量の流体を供給することができる。したがって、本発明によれば、膜電極構造体の略全面へ流体を均一に供給することにより、性能を向上させることが可能な、燃料電池を提供することができる。
【００１３】
また、本発明において、供給用流路の出口側における開口部の幅を、供給用流路の入口側における開口部の幅よりも広くすることにより、供給用流路の出口側と対向する膜電極構造体の領域にも、多量の流体を供給することができる。かかる形態とすることにより、膜電極構造体の略全面へ流体を均一に供給することが容易になるので、本発明によれば、性能を容易に向上させることが可能な、燃料電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の燃料電池に備えられる単セルの形態例を示す断面図であり、図１の紙面左右方向が、セパレータの厚さ方向である。図１では、一部符号の記載を省略している。図１に示すように、本発明の燃料電池１００に備えられる単セル１０は、電解質膜１と、電解質膜１の一方の面に形成されたアノード触媒層２と、電解質膜１の他方の面（アノード触媒層２が形成された面と反対側の面）に形成されたカソード触媒層３とを有するＭＥＡ４と、アノード触媒層２側に配設されたガス拡散層５と、カソード触媒層３側に配設されたガス拡散層６と、ガス拡散層５側に配設されたセパレータ７と、ガス拡散層６側に配設されたセパレータ８と、を備える。セパレータ７には、その出口がセパレータ７の側面に開口していない供給用流路７１、７１、…と、供給用流路７１、７１、…の入口側と隣接する一端がセパレータ７の側面に開口していない排出用流路７２、７２、…とが、交互に備えられ、セパレータ８には、その出口がセパレータ８の側面に開口していない供給用流路８１、８１、…と、供給用流路８１、８１、…の入口側と隣接する一端がセパレータ８の側面に開口していない排出用流路８２、８２、…とが、交互に備えられている。
【００１６】
本発明の燃料電池の作動時には、供給用流路７１、７１、…を介して供給され、ガス拡散層５を通過した水素が、アノード触媒層２へと達し、アノード触媒層２に含有されている触媒（例えば、白金等。以下同じ。）の作用下で、水素からプロトン及び電子が発生する電気化学反応が生じる。このようにして発生したプロトンは、アノード触媒層２、電解質膜１、及び、カソード触媒層３に含有されているプロトン伝導体（例えば、フッ素系のプロトン伝導ポリマー等。以下同じ。）を介して、カソード触媒層３に含有されている触媒へと伝導される。これに対し、アノード触媒層２で発生した電子は、外部回路を経由して、カソード触媒層３に含有されている触媒へと伝導される。そして、供給用流路８１、８１、…、及び、ガス拡散層６を経由してカソード触媒層３へと供給された空気に含有される酸素と、カソード触媒層３へと伝導されてきたプロトン及び電子とが、カソード触媒層３に含有されている触媒の作用下で電気化学反応することにより、カソード触媒層３で水が生成される。
【００１７】
燃料電池の作動時に、供給用流路７１、７１、…を介してアノード触媒層２へと供給された水素のうち、アノード触媒層２における電気化学反応に利用されなかった水素（以下において「残存水素」という。）は、供給用流路７１、７１、…と隣接して備えられる排出用流路７２、７２、…を介して、単セル１０の外へと排出される。ここで、供給用流路７１、７１、…はその出口がセパレータ７の側面に開口していないため、残存水素は、供給用流路７１、７１、…から、セパレータ７の凸部と対向するＭＥＡ４の領域を経由して、排出用流路７２、７２、…へと達する。そのため、供給用流路７１、７１、…、及び、排出用流路７２、７２、…が備えられる本発明の燃料電池によれば、セパレータ７の凸部と対向するＭＥＡ４の領域にも、多量の水素を供給することができる。
【００１８】
他方、燃料電池の作動時に、供給用流路８１、８１、…を介してカソード触媒層３へと供給された空気のうち、カソード触媒層３における電気化学反応に利用されなかった空気（以下において「残存空気」という。）は、供給用流路８１、８１、…と隣接して備えられる排出用流路８２、８２、…を介して、単セル１０の外へと排出される。ここで、供給用流路８１、８１、…はその出口がセパレータ８の側面に開口していないため、残存空気は、供給用流路８１、８１、…から、セパレータ８の凸部と対向するガス拡散層６の領域を経由して、排出用流路８２、８２、…へと達する。そのため、供給用流路８１、８１、…、及び、排出用流路８２、８２、…が備えられる本発明の燃料電池によれば、セパレータ８の凸部と対向するＭＥＡ４の領域にも、多量の空気を供給することができる。
【００１９】
図２は、図１に示す燃料電池１００に備えられるセパレータ７及びガス拡散層５の一部を拡大して示す断面図であり、図２の紙面上下方向が、セパレータ７の厚さ方向である。セパレータ７及びセパレータ８は同様の形態であり、ガス拡散層５及びガス拡散層６は同様の形態であるため、図２ではセパレータ８及びガス拡散層６の符号を括弧書きで付記する。図３は、開口部の位置が制御されていない閉塞流路を有するセパレータを備えた従来の燃料電池、の一部を拡大して示す断面図であり、図３の紙面上下方向が、セパレータの厚さ方向である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本発明における供給用流路７１、７１、…には、当該供給用流路７１、７１、…の平均流路幅よりも幅が小さい開口部７１ｘ、７１ｘ、…が備えられ、本発明における排出用流路７２、７２、…には、当該排出用流路７２、７２、…の平均流路幅よりも幅が小さい開口部７２ｘ、７２ｘ、…が備えられている。同様に、本発明における供給用流路８１、８１、…には、当該供給用流路８１、８１、…の平均流路幅よりも幅が小さい開口部８１ｘ、８１ｘ、…が備えられ、本発明における排出用流路８２、８２、…には、当該排出用流路８２、８２、…の平均流路幅よりも幅が小さい開口部８２ｘ、８２ｘ、…が備えられている。さらに、図１及び図２に示すように、ＭＥＡ４及びガス拡散層５の外周側の領域と対向する位置に備えられた開口部７１ｘ、７１ｘ、…及び開口部７２ｘ、７２ｘ、…は、供給用流路７１、７１、…及び排出用流路７２、７２、…の流路幅の中央よりもＭＥＡ４及びガス拡散層５の外周側へ寄せて、形成されている。同様に、ＭＥＡ４及びガス拡散層６の外周側の領域と対向する位置に備えられた開口部８１ｘ、８１ｘ、…及び開口部８２ｘ、８２ｘ、…は、供給用流路８１、８１、…及び排出用流路８２、８２、…の流路幅の中央よりもＭＥＡ４及びガス拡散層６の外周側へ寄せて、形成されている。一方、図３に示すセパレータでは、全ての閉塞流路における流路幅の略中央位置に、開口部が形成されている。
【００２１】
図１〜図３に示すように、ＭＥＡ４やガス拡散層５、６の外周側の領域と対向する位置に備えられた開口部７１ｘ、７１ｘ、…、開口部７２ｘ、７２ｘ、…、開口部８１ｘ、８１ｘ、…、及び、開口部８２ｘ、８２ｘ、…が、ＭＥＡ４やガス拡散層６、７の外周側へ寄せて形成されることにより、図２にＡ１で示される領域を、図３にＡ２で示される領域よりも低減することができる。外周側のＡ１やＡ２で示される領域は、これら以外の領域と比較して、水素や空気が供給され難いと考えられるが、閉塞流路に備えられる開口部の位置を制御する本発明によれば、アノード触媒層２及びガス拡散層５の略全面へ水素を供給し、カソード触媒層３及びガス拡散層６の略全面へ酸素を供給することが可能になる。したがって、本発明によれば、Ａ１の領域を低減することができるので、アノード触媒層２の略全面へ水素を均一に供給すること、及び、カソード触媒層３の略全面へ空気を均一に供給することにより、性能を向上させることが可能な、燃料電池１００を提供することができる。
【００２２】
図４は、図１に示す燃料電池１００に備えられるセパレータ７の一部を拡大して示す正面図であり、流体の流通方向を矢印で示している。図４の紙面奥／手前方向が、セパレータの厚さ方向である。セパレータ７及びセパレータ８は同様の形状を有するため、図４ではセパレータ８の符号を括弧書きで付記する。図４に示すように、本発明の燃料電池１００では、供給用流路７１、７１、…の出口側における開口部７１ｘ、７１ｘ、…（以下において「開口部７１ａ、７１ａ、…」という。）の幅が、供給用流路７１、７１、…の入口側における開口部７１ｘ、７１ｘ、…（以下において「開口部７１ｂ、７１ｂ、…」という。）の幅よりも広い。さらに、開口部７１ａ、７１ａ、…と隣接する排出用流路７２、７２、…の開口部７２ｘ、７２ｘ、…（以下において「開口部７２ａ、７２ａ、…」という。）の幅が、開口部７１ｂ、７１ｂ、…と隣接する７２ｘ、７２ｘ、…（以下において「開口部７２ｂ、７２ｂ、…」という。）の幅よりも広い。加えて、燃料電池１００では、供給用流路８１、８１、…の出口側における開口部８１ｘ、８１ｘ、…（以下において「開口部８１ａ、８１ａ、…」という。）の幅が、供給用流路８１、８１、…の入口側における開口部８１ｘ、８１ｘ、…（以下において「開口部８１ｂ、８１ｂ、…」という。）の幅よりも広い。そして、開口部８１ａ、８１ａ、…と隣接する開口部８２ｘ、８２ｘ、…（以下において「開口部８２ａ、８２ａ、…」という。）の幅が、開口部８１ｂ、８１ｂ、…と隣接する開口部８２ｘ、８２ｘ、…（以下において「開口部８２ｂ、８２ｂ、…」という。）の幅よりも広い。
【００２３】
上述のように、供給用流路７１、７１、…を介して供給される水素の少なくとも一部は、アノード触媒層２における電気化学反応に使用されるため、供給用流路７１、７１、…の出口近傍を流通する水素の流量は、供給用流路７１、７１、…の入口近傍を流通する水素の流量よりも少ない。そのため、開口部７１ａ、７１ａ、…の幅と、開口部７１ｂ、７１ｂ、…の幅を同一にすると、開口部７１ａ、７１ａ、…からは開口部７１ｂ、７１ｂ、…よりも少量の水素が供給されるため、開口部７１ａ、７１ａ、…と対向するアノード触媒層２の領域では、開口部７１ｂ、７１ｂ、…と対向するアノード触媒層２の領域よりも、電気化学反応の発生頻度が低減する虞がある。ところが、本発明の燃料電池１００では、開口部７１ａ、７１ａ、…の幅を開口部７１ｂ、７１ｂ、…の幅よりも大きくするとともに、開口部７２ａ、７２ａ、…の幅を開口部７２ｂ、７２ｂ、…の幅よりも大きくすることによって、供給用流路７１、７１、…の出口側におけるセパレータ７の凸部の幅を、供給用流路７１、７１、…の入口側におけるセパレータ７の凸部の幅よりも小さくしている。かかる形態とすることにより、供給用流路７１、７１、…の出口側における水素の圧力損失を、供給用流路７１、７１、…の入口側における水素の圧力損失よりも低減することが可能になるので、開口部７１ａ、７１ａ、…と対向するアノード触媒層２の領域にも、開口部７１ｂ、７１ｂ、…と対向するアノード触媒層２の領域と同程度の量の水素を供給することが可能になる。そのため、本発明によれば、アノード触媒層２の略全面へ水素を均一に供給することを容易にして、性能を容易に向上させることが可能な、燃料電池１００を提供することができる。
【００２４】
また、上述のように、供給用流路８１、８１、…を介して供給される空気の少なくとも一部は、カソード触媒層３における電気化学反応に使用されるため、供給用流路８１、８１、…の出口近傍を流通する空気の流量は、供給用流路８１、８１、…の入口近傍を流通する空気の流量よりも少ない。そのため、開口部８１ａ、８１ａ、…の幅と、開口部８１ｂ、８１ｂ、…の幅を同一にすると、開口部８１ａ、８１ａ、…からは開口部８１ｂ、８１ｂ、…よりも少量の空気が供給されるため、開口部８１ａ、８１ａ、…と対向するカソード触媒層３の領域では、開口部８１ｂ、８１ｂ、…と対向するカソード触媒層３の領域よりも、電気化学反応の発生頻度が低減する虞がある。ところが、本発明の燃料電池１００では、開口部８１ａ、８１ａ、…の幅を、開口部８１ｂ、８１ｂ、…の幅よりも大きくするとともに、開口部８２ａ、８２ａ、…の幅を開口部８２ｂ、８２ｂ、…の幅よりも大きくすることによって、供給用流路８１、８１、…の出口側におけるセパレータ８の凸部の幅を、供給用流路８１、８１、…の入口側におけるセパレータ８の凸部の幅よりも小さくしている。かかる形態とすることにより、供給用流路８１、８１、…の出口側における空気の圧力損失を、供給用流路８１、８１、…の入口側における空気の圧力損失よりも低減することが可能になるので、開口部８１ａ、８１ａ、…と対向するカソード触媒層３の領域にも、開口部８１ｂ、８１ｂ、…と対向するカソード触媒層３の領域と同程度の量の空気を供給することができる。そのため、本発明によれば、カソード触媒層３の略全面へ空気を均一に供給することを容易にして、性能を容易に向上させることが可能な、燃料電池１００を提供することができる。すなわち、本発明によれば、アノード触媒層２の略全面へ水素を均一に供給すること、及び、カソード触媒層３の略全面へ空気を均一に供給することを通じて、性能を容易に向上させることが可能な、燃料電池１００を提供することができる。
【００２５】
本発明の燃料電池１００に関する上記説明では、閉塞流路の軸方向を法線方向とする断面の形状が矩形である供給用流路７１、７１、…、排出用流路７２、７２、…、供給用流路８１、８１、…、及び、排出用流路８２、８２、…が備えられる形態を例示したが、本発明の燃料電池に備えられる閉塞流路の断面形状は、これに限定されるものではない。本発明における閉塞流路は、その平均流路幅よりも幅の狭い開口部が、ＭＥＡと対向する面に備えられていれば良く、閉塞流路の軸方向を法線方向とする断面の形状は、円形のほか、三角形や六角形等の任意の多角形形状とすることが可能である。
【００２６】
また、本発明の燃料電池１００に関する上記説明では、開口部の位置及び幅が制御された供給用流路７１、７１、…と排出用流路７２、７２、…とを有するセパレータ７、並びに、開口部の位置及び幅が制御された供給用流路８１、８１、…と排出用流路８２、８２、…とを有するセパレータ８が備えられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明の燃料電池は、アノード触媒層と対向する面に備えられた供給用流路及び／又は排出用流路における開口部の位置のみが制御された形態とすることも可能であり、カソード触媒層と対向する面に備えられた供給用流路及び／又は排出用流路における開口部の位置のみが制御された形態とすることも可能である。このほか、カソード触媒層と対向する面に備えられた供給用流路及び／又は排出用流路における開口部の位置及び幅のみが制御された形態や、カソード触媒層と対向する面に備えられた供給用流路及び／又は排出用流路における開口部の位置及び幅のみが制御された形態とすることも可能である。ただし、燃料電池の性能を向上させやすい形態にする等の観点からは、少なくとも、カソード触媒層と対向する面に形成された供給用流路及び／又は排出用流路の開口部の位置が制御された形態とすることが好ましい。また、本発明の燃料電池は、セパレータに備えられる供給用流路及び排出用流路が、いわゆるカウンターフロー形態で配置されていても良い。
【００２７】
また、本発明の燃料電池に備えられるセパレータの製造方法は特に限定されるものではない。平均流路幅よりも狭い幅の開口部を有する閉塞流路を備えたセパレータが、一の部材によって構成される場合には、例えば、セパレータの一方の側面にのみ開口した複数の閉塞流路を形成した後、当該複数の閉塞流路それぞれへと貫通する孔（開口部）を、セパレータの正面又は背面から形成する等の工程を経て、製造することができる。このほか、本発明におけるセパレータが二以上の部材を接合することによって構成される場合には、例えば、第１板状部材の正面（又は背面）及び一方の側面に開口した閉塞流路を形成した後、当該第１板状部材の閉塞流路が形成されている正面（又は背面）と、開口部に相当するスリットを有する第２板状部材とを接合する等の工程を経て、製造することができる。
【００２８】
また、本発明の燃料電池システムにおいて、電解質膜の形態は特に限定されるものではなく、アノード側に水素が供給されカソード側に空気が供給される形態の燃料電池で使用可能な任意の形態とすることができる。さらに、本発明の燃料電池システムにおいて、アノード触媒層及びカソード触媒層の形態は特に限定されるものではなく、アノード側に水素が供給されカソード側に空気が供給される形態の燃料電池で使用可能な任意の形態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の燃料電池１００に備えられる単セル１０の形態例を示す断面図である。
【図２】セパレータ７（セパレータ８）及びガス拡散層５（ガス拡散層６）の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】従来の燃料電池の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の燃料電池１００に備えられるセパレータ７の一部を拡大して示す正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…電解質膜
２…アノード触媒層
３…カソード触媒層
４…ＭＥＡ（膜電極構造体）
５、６…ガス拡散層
７、８…セパレータ
１０…単セル
７１、８１…供給用流路
７１ｘ、８１ｘ…開口部
７２、８２…排出用流路
７２ｘ、８２ｘ…開口部
１００…燃料電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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