(57)【要約】【課題】セパレータ自体の流路形状を簡単にし、生産性を損なわずにガスの流れを改善して発電特性を向上できる燃料電池及び燃料電池スタックを提供する。【解決手段】固体高分子電解質膜２と固体高分子電解質膜の両側にそれぞれ配置される電極４，６とを含む膜電極接合体８と、膜電極接合体に対向して配置され、電極にガスを供給する流路１０Ｌが形成されたセパレータ１０と、セパレータと膜電極接合体との間に介装されて隙間を閉塞すると共に、セパレータに接して流路を囲むガスケット１２とを備え、流路はそれぞれ始端１０Ｌ１と終端１０Ｌ２とを有する複数の直線又は曲線状の流路溝からなり、ガスケットの内縁１２ｃ、１２ｄの一部はいずれかの流路溝の始端又は終端に接するように延びて仕切り部材１２ｅ１〜１２ｅ４を形成し、仕切り部材が流路溝に沿う流れを抑制することにより、流路とガスケットの内縁とで囲まれる空間が蛇行流路を構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜と、該固体高分子電解質膜の両側にそれぞれ配置される電極とを含む膜電極接合体と、
前記膜電極接合体に対向して配置され、前記電極に燃料ガス又は酸化ガスを供給する流路が前記膜電極接合体側の表面に形成されたセパレータと、
前記セパレータと前記膜電極接合体との間に介装されて隙間を閉塞すると共に、前記セパレータに接して前記流路を囲むガスケットとを備え、
前記流路は、それぞれ始端と終端とを有する複数の直線又は曲線状の流路溝からなり、
前記流路と前記ガスケットの内縁とで囲まれる空間が蛇行流路を構成する燃料電池セル。
【請求項２】
前記ガスケットの内縁の一部はいずれかの前記流路溝の始端又は終端に接するように延びて仕切り部材を形成し、前記仕切り部材が前記いずれかの流路溝に沿う流れを抑制することにより前記蛇行流路を構成する請求項１に記載の燃料電池セル。
【請求項３】
前記ガスケットの対向する内縁にそれぞれ前記仕切り部材が形成され、対向する前記仕切り部材は互いに千鳥状に配置されている請求項１又は２に記載の燃料電池セル
【請求項４】
前記ガスケットの内縁の一部が他の内縁に接しないように延びてガスケット流路を形成し、前記ガスケットの内縁自体が蛇行流路形状をなし、
前記ガスケット流路の下側には前記流路溝が形成されていない請求項１に記載の燃料電池セル。
【請求項５】
前記流路溝は、互いに平行な複数の直線又は曲線からなる請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池セル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池を複数積層した燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セル及び燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池は、固体高分子電解膜の両側にそれぞれアノード電極とカソード電極を配したＭＥＡ（膜電極接合体）をセパレータで挟み込んで燃料電池セルとし、複数のセルを積層して燃料電池スタックを構成してなっている。
セパレータとしては、カーボン材料、金属板等が用いられているが、コンパクトで軽量な金属セパレータが有望視されている。セパレータには、アノード電極とカソード電極とにそれぞれ燃料ガスと酸化性ガスを流すための流路がプレス加工等によって設けられ、これらのガスを効率よく均一に電極に供給するための流路構造が種々検討されている。
このような金属セパレータとして、反応ガス流路が折り返し部位を有する蛇行流路（サーペンタイン）状に構成され、折り返し部位に複数の突起を設ける技術が提案されている（特許文献１参照）。又、反応ガス流路の折り返し部分の流路溝を、直線部分の流路溝より少なくし、折り返し部分の外回りの流速と内回りの流速を均一にする技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０８５０５号公報
【特許文献２】特開２００７−１５７６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来技術の場合、セパレータの流路自体に複雑な加工を施す必要があり、プレス加工等による大量生産が困難であるという問題がある。又、例えばアノード側のセパレータとカソード側のセパレータとで、ガスの流路を変える必要がある場合、アノード側とカソード側とでセパレータの形状を変えることになるが、この場合、プレス加工ができないためエッチング加工等が必要となり、大量生産が困難でコスト増となる。
【０００５】
すなわち、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、セパレータ自体の流路形状を簡単にし、生産性を損なわずにガスの流れを蛇行状に改善して発電特性を向上できる燃料電池セル及び燃料電池スタックの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の燃料電池セルは、固体高分子電解質膜と、該固体高分子電解質膜の両側にそれぞれ配置される電極とを含む膜電極接合体と、前記膜電極接合体に対向して配置され、前記電極に燃料ガス又は酸化ガスを供給する流路が前記膜電極接合体側の表面に形成されたセパレータと、前記セパレータと前記膜電極接合体との間に介装されて隙間を閉塞すると共に、前記セパレータに接して前記流路を囲むガスケットとを備え、前記流路は、それぞれ始端と終端とを有する複数の直線又は曲線状の流路溝からなり、前記流路と前記ガスケットの内縁とで囲まれる空間が蛇行流路を構成する。
【０００７】
このようにすると、加工が容易なガスケットの形状によってセパレータ内のガス流路が蛇行流路になるため、セパレータに複雑な流路を形成する必要がなく、セパレータ自体の流路形状を簡単にし、生産性を損なわずにガスの流れを改善して燃料電池の発電特性を向上できる。つまり、例えばセパレータの流路による平行流を、ガスケットの形状によって蛇行流（サーペンタイン）に変えることができる。
又、例えば、アノード側のセパレータとカソード側のセパレータとで、ガスの流路を変える必要がある場合、ガスケットの形状をそれぞれ変更するだけでセパレータ自体の流路形状を変える必要がなく、部品の共通化や部品点数の低減を図ることができる。
さらに、セパレータ自体の流路形状が特殊でないため、電極側のセパレータにおけるガス流路と、その裏面のセパレータにおける冷却液流路とが異なる場合であっても対応することができる。
【０００８】
前記ガスケットの内縁の一部はいずれかの前記流路溝の始端又は終端に接するように延びて仕切り部材を形成し、前記仕切り部材が前記いずれかの流路溝に沿う流れを抑制することにより前記蛇行流路を構成することが好ましい。
前記ガスケットの対向する内縁にそれぞれ前記仕切り部材が形成され、対向する前記仕切り部材は互いに千鳥状に配置されていることが好ましい。
前記ガスケットの内縁の一部が他の内縁に接しないように延びてガスケット流路を形成し、前記ガスケットの内縁自体が蛇行流路形状をなし、前記ガスケット流路の下側には前記流路溝が形成されていないことが好ましい。
前記流路溝は、互いに平行な複数の直線又は曲線からなることが好ましい。
【０００９】
本発明の燃料電池スタックは、前記燃料電池を複数積層したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セパレータ自体の流路形状を簡単にし、生産性を損なわずにガスの流れを蛇行状に改善して燃料電池セルの発電特性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る燃料電池セルについて説明する。
<第１実施形態>
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池単セルの断面図を示す。なお、図１では後述するセパレータ１０の外側にそれぞれ集電板４０Ａ，４０Ｂが配置されているが、通常、この単セルを積層してスタックを構成した場合、スタックの両端にのみ一対の集電板が配置される。図１において、固体高分子電解質膜２の両側にそれぞれアノード電極４とカソード電極６とが積層されて膜電極接合体（ＭＥＡ；Membrane Electrode Assembly）８が構成されている。又、アノード電極４とカソード電極６の表面には、それぞれアノード側ガス拡散膜９Ａ、カソード側ガス拡散膜９Ｂがそれぞれ積層されている。本発明において膜電極接合体という場合、ガス拡散膜９Ａ、９Ｂを含んだ積層体としてもよい。又、例えばアノード電極４やカソード電極６の表面にガス拡散層が形成されている等の場合は、固体高分子電解質膜２、アノード電極４、カソード電極６の積層体を膜電極接合体と称してもよい。
【００１２】
ＭＥＡ８の両側には、ガス拡散膜９Ａ、９Ｂにそれぞれ対向するようにセパレータ１０が配置され、セパレータ１０がＭＥＡ８を挟持している。ＭＥＡ８側のセパレータ１０表面には流路１０Ｌが形成され、後述するガスケット１２、流路１０Ｌ、及びガス拡散膜９Ａ（又は９Ｂ）で囲まれた内部空間２０内をガスが出入可能になっている。
そして、アノード電極４側の内部空間２０には燃料ガス（水素等）が流れ、カソード電極６側の内部空間２０に酸化性ガス（酸素、空気等）が流れることにより、電気化学反応が生じるようになっている。
【００１３】
アノード電極４とガス拡散膜９Ａの周縁の外側は、これらの積層厚みとほぼ同じ厚みの枠状のシール部材３１で囲まれている。又、シール部材３１とセパレータ１０の周縁との間には、セパレータに接して略枠状のガスケット１２が介装され、ガスケット１２が流路１０Ｌを囲むようになっている。さらに、セパレータ１０の外面（ＭＥＡ８側と反対側の面）にはセパレータ１０に接して集電板４０Ａ（又は４０Ｂ）が積層され、集電板４０Ａ（又は４０Ｂ）とセパレータ１０の周縁との間に略枠状のシール部材３２が介装されている。
シール部材３１及びガスケット１２は、燃料ガス又は酸化ガスがセル外に漏れるのを防止するシールを形成する。又、単セルを複数積層してスタックにした場合、セパレータ１０の外面と集電板４０Ａ（又は４０Ｂ）との間の空間２１には空間２０と異なるガス（空間２０に酸化性ガスが流れる場合、空間２１には水素が流れる）が流れる。従って、シール部材３２もセル外にガスが漏れるのを防止する部材として使われる。
【００１４】
そして、ＭＥＡ８（及びガス拡散膜９Ａ、９Ｂ）、セパレータ１０、ガスケット１２、集電板４０Ａ、４０Ｂを含んで燃料電池セルが構成され、複数の燃料電池セルを積層して燃料電池スタックが構成される。
【００１５】
次に、セパレータ１０の構造について、平面図２を参照して説明する。セパレータ１０は、例えば耐食性のあるチタンやステンレス等の金属板からプレス加工によって矩形状に成形され、セパレータ１０の上端縁（上辺）には、酸化性ガス導入孔１０ｘが左側に開口している。又、セパレータ１０の下端縁（下辺）には、酸化性ガス排出孔１０ｙが右側に開口している。
【００１６】
さらに、セパレータ１０の上辺から下辺へ向かう方向（図２の上下方向）に平行に延びる複数の直線状流路溝１０Ｌがプレス加工等によって形成されている。直線状流路溝１０Ｌは、ガス流に平行流を生じさせる。
また、この実施形態では、直線状流路溝１０Ｌの始端及び終端はセパレータ１０の外縁まで到達せず、セパレータ１０の外周縁には直線状流路溝１０Ｌが形成されない平坦部が存在する。また、この実施形態では、隣接する直線状流路溝１０Ｌはそれぞれ等間隔で位置しているが、不等間隔であってもよい。
又、セパレータ１０の対向する側端縁（側辺）には、それぞれ位置決め孔１０ｆが開口している。
【００１７】
なお、本発明における流路溝は直線だけでなく曲線であってもよく、又、各流路溝は必ずしも互いに平行でなくてもよい。又、曲線としては、例えば湾曲線の他、Ｓ字状であってもよい。
流路溝の形成を容易にする点からは、互いに平行な直線が好ましい。
但し、本発明は、形状の簡単な流路溝と、ガスケットとを用いて蛇行流路（サーペンタイン）を形成することを特徴とするため、流路溝自体が蛇行流路となって、セパレータ上のガス導入孔からガス排出孔まで一続き（連通）しているものを除く。
【００１８】
セパレータ１０としては金属製板であれば材質は問わないが、チタン、ステンレス鋼、アルミニウム等が用いられることが一般的である。特に、チタンやステンレス鋼は表面に酸化膜があるため接触抵抗が高く、導電性に乏しい。そこでこれらの基材上に貴金属を成膜してセパレータの耐食性と導電性を向上させてもよい。又、セパレータ１０の厚みは、プレス成形性の面で１０μｍ以上であることが好ましいが、コストの点から２００μｍ以下とすることが好ましい。
【００１９】
次に、ガスケット１２の構造について、平面図３を参照して説明する。なお、本発明におけるガスケットは、セパレータに接して流路１０Ｌを（外側から）囲むことを必須とするため、シール部材３１、３２は本発明のガスケットに該当しない。
ガスケット１２は例えばテフロン（登録商標）からなるシート状であり、外縁がセパレータ１０とほぼ同じ大きさの矩形枠体であって、その内縁が燃料ガス導入孔１０ｘ、排出孔１０ｙ、及び直線状流路溝１０Ｌを囲む略矩形状に形成され、ガスケット１２の内部空間において燃料ガス導入孔１０ｘ、排出孔１０ｙ、及び直線状流路溝１０Ｌが連通するようになっている。
なお、ガスケット１２の対向する側端縁（側辺）には、それぞれ位置決め孔１２ｆが開口し、セパレータ１０の位置決め孔１０ｆと重なるようにガスケット１２を積層することにより、セパレータ１０とガスケット１２の相対位置を規定する。
【００２０】
ガスケット１２の材料としては、耐食性、燃料電池の稼働温度である８０〜９０℃での耐熱性を有するテフロン（登録商標）、耐食性と導電性を有する貴金属を成膜した金属板（チタン、ステンレス、アルミニウム等のシート）、又はカーボン材料を用いることができる。ガスケット１２の厚みはセパレータ１０の凹凸形状によって異なるが、セパレータの溝高さ（枠部と凹或いは凸との高低差）と同等以上の厚みとする必要がある。例えば、セパレータの溝高さが０．５ｍｍの場合、ガスケットの厚みは０．５ｍｍとする。
【００２１】
次に、ガスケット１２の形状をより詳細に説明する。ガスケット１２の上側内縁１２ｃは直線状流路溝の上端１０Ｌ１よりやや上側に位置し、直線状流路溝１０Ｌに沿って流れるガスが折り返して１８０度向きを変えるための空間が形成されている。又、上側内縁１２ｃの左端部は外側に延び、セパレータ１０の燃料ガス導入孔１０ｘがガスケット１２内に表出するようになっている。
同様に、ガスケット１２の下側内縁１２ｄは直線状流路溝の下端１０Ｌ２よりやや下側に位置し、直線状流路溝１０Ｌに沿って流れるガスが折り返して１８０度向きを変えるための空間が形成されている。又、下側内縁１２ｄの右端部は外側に延び、セパレータ１０の燃料ガス排出孔１０ｙがガスケット１２内に表出するようになっている。
【００２２】
さらに、上側内縁１２ｃのうち燃料ガス導入孔１０ｘに向かって延びる部分に隣接する位置には内側に向かって片状の仕切り部材１２ｅ１が延びている。又、上側内縁１２ｃのうち仕切り部材１２ｅ１から所定距離だけ右側の位置には、内側に向かって別の片状の仕切り部材１２ｅ２が延びている。そして、仕切り部材１２ｅ１、１２ｅ２の先端は直線状流路溝の上端（始端又は終端に相当）１０Ｌ１に接している。
同様に、下側内縁１２ｄのうち仕切り部材１２ｅ１に対向する位置から所定距離だけ右側の位置には、内側に向かって片状の仕切り部材１２ｅ３が延びている。又、下側内縁１２ｄのうち仕切り部材１２ｅ２に対向する位置から所定距離だけ右側であって、燃料ガス排出孔１０ｙに向かって延びる部分に隣接する位置には、内側に向かって片状の仕切り部材１２ｅ４が延びている。そして、仕切り部材１２ｅ３、１２ｅ４の先端は直線状流路溝の下端（始端又は終端に相当）１０Ｌ２に接している。
【００２３】
又、ガスケット１２の対向する内縁１２ｃ、１２ｄからそれぞれ延びる仕切り部材１２ｅ１〜１２ｅ４は、図３の左側から、仕切り部材１２ｅ１（上側内縁１２ｃ）、１２ｅ３（下側内縁１２ｄ）、１２ｅ２（上側内縁１２ｃ）、１２ｅ４（下側内縁１２ｄ）の順に配置されている。
このように、ガスケット１２の対向する内縁からそれぞれ延びる仕切り部材は互いに千鳥状に配置されているので、直線状流路溝１０Ｌに沿って流れるガス流路が仕切り部材近傍で折り返されて蛇行流路を構成するようになる。
【００２４】
具体的には、燃料ガス導入孔１０ｘからセパレータ１０内に導入されたガスは、直線状流路溝１０Ｌに沿って図３の下方向に流れるが、仕切り部材１２ｅ３が１つの流路溝１０Ｌの下端に接しているため、この流路溝１０Ｌに沿う流れが抑制される。又、流路溝１０Ｌを横断する流れは、もともと抑制されている。従って、仕切り部材１２ｅ３が接している流路溝１０Ｌは、ガスが横方向（図３の右方向）へショートカットする流れと、縦方向への流れをいずれも防止する堤防として機能し、このため、ガス流は仕切り部材１２ｅ３近傍で折り返して１８０度向きを変え、直線状流路溝１０Ｌに沿って上方向に流れる。次に、仕切り部材１２ｅ１、ｅ２が同様に横方向のショートカット流を防止するため、ガス流は仕切り部材１２ｅ２近傍で折り返して直線状流路溝１０Ｌに沿って下方向に流れる。以下同様にして、ガス流は仕切り部材１２ｅ４近傍で折り返し、直線状流路溝１０Ｌに沿った後、ガスケット１２の右側内縁（側縁）がショートカット流を防止するため、この部分で折り返した後、直線状流路溝１０Ｌに沿って燃料ガス排出孔１０ｙへ排出される。
【００２５】
なお、１個の仕切り部材が接している流路溝の個数は、セパレータの大きさや流路溝の大きさ（幅）にも依存するので特に限定されないが、あまり個数が多くなるとガスの流れに寄与する溝が減ることになるので、好ましくは１〜3本とする。
【００２６】
以上のように、本発明の第１実施形態においては、加工が容易なガスケットの形状によってセパレータ内のガス流路が蛇行流路になるよう構成しているため、セパレータに複雑な流路を形成する必要がなく、セパレータ自体の流路形状を簡単にし、生産性を損なわずにガスの流れを改善して燃料電池の発電特性を向上できる。つまり、セパレータの流路による平行流を、ガスケットの形状によって蛇行流（サーペンタイン）に変えることができる。
又、例えば、アノード側のセパレータとカソード側のセパレータとで、ガスの流路を変える必要がある場合、ガスケットの形状をそれぞれ変更するだけでセパレータ自体の流路形状を変える必要がなく、部品の共通化や部品点数の低減を図ることができる。
さらに、セパレータ自体の流路形状が特殊でないため、電極側のセパレータにおけるガス流路と、その裏面のセパレータにおける冷却液流路とが異なる場合であっても対応することができる。
【００２７】
<第２実施形態>
図４は、本発明の第２実施形態に係る燃料電池セルに用いるガスケット１２Ｂの構造を示す平面図である。本発明の第２の実施形態に係る燃料電池は、ガスケット１２Ｂの構造と、後述するセパレータ１０Ｂの構造を除いては第１の実施形態に係る燃料電池セルと同様であるので、同一部分の説明を省略する。
ガスケット１２Ｂにおいては、仕切り部材１２ｅｂ１〜１２ｅｂ４の長さが異なること以外は、ガスケット１２と変わるところはないが、以下では仕切り部材に代えてガスケット流路１２ｅｂ１〜１２ｅｂ４と称する。
具体的には、ガスケット流路１２ｅｂ１、１２ｅｂ２の先端は、直線状流路溝の下端１０Ｌ２と同位置まで延びているが、対向する下側内縁１２ｄとは接していない。又、ガスケット流路１２ｅｂ３、１２ｅｂ４の先端は、直線状流路溝の上端１０Ｌ１と同位置まで延びているが、対向する上側内縁１２ｃとは接していない。
このように、ガスケット１２Ｂにおいては、上側ガスケット流路と下側ガスケット流路とが千鳥状に配置され、さらに各ガスケット流路が対向する内縁からわずかに離間する位置まで長く延びているので、ガスケット１２Ｂの内縁自体が蛇行流路形状をなしている。
一方、セパレータ１０Ｂにおいては、上記各ガスケット流路の下側に相当する位置に直線状流路溝１０が形成されていないこと以外は、セパレータ１０と変わるところはない。つまり、セパレータ１０Ｂにおいて直線状流路溝１０ＢＬは、不等間隔で配置されている。例えば、図４に示すセパレータでは、流路溝と流路溝との間に溝が形成されていない部分があることがわかる。
【００２８】
以上のように、第２実施形態の場合、ガスケット１２Ｂの内縁自体が蛇行流路を形成し、物理的にガスケット流路を横断してガスが流れることがないので、第１実施形態に比べてガス流を蛇行させる効果がさらに大きく、ガスの流れの改善による燃料電池の発電特性向上の効果が大きくなる。
そして、各ガスケット流路の下側におけるセパレータには流路溝が形成されずに平坦であるので、ガスケット流路がセパレータに密着して漏れを防止し、ガスケット流路を横断してガスが流れることを防止する。
【００２９】
なお、上記した第１及び第２実施形態においては、燃料ガス導入孔１０ｘから排出孔１０ｙへ至るガス流路について説明したが、酸化性ガスを導入する場合も同様である。
【００３０】
なお、アノード電極とカソード電極の側に位置する両方のガスケットに本発明を適用することが好ましいが、アノード電極とカソード電極を流れるガスの種類や特性によっては、アノード電極とカソード電極のいずれか一方の側のガスケットにのみ本発明を適用してもよい。例えば、アノード電極側のガスケットは通常のものを用い、カソード電極側のガスケットにのみ本発明を適用することができる。その理由は以下による。
燃料電池における電極反応は、空気又は酸素の拡散（カソード側）が律速となる。従って、反応を促進するためにはカソード側のガス内圧を高くして、ガス拡散膜に多くのガスが拡散する必要がある。この場合、セパレータのガス流路をサーペンタイン状にすると、ガス内圧を高くすることができるが、金属セパレータの場合、サーペンタイン状に成形するのは困難であり、加工上の点からサーペンタインの代替形状が提案されてきた。しかしながら、このような代替形状はガス流を滞留させることが難しく、ガス内圧が高くならなかった。
一方、本発明によれば、セパレータの流路形状を単純にしてもガスケットによってサーペンタイン状の流路が得られ、従来の金属セパレータでは実現困難であったカソード側の電極反応を促進することができる。
【００３１】
本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の精神と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
【実施例】
【００３２】
厚み１００μｍの工業用純チタン材（ＪＩＳ１種）をプレス加工して直線状流路溝を形成し、図２に示す形状のセパレータ基材を成形した。このセパレータ基材に耐食性と導電性を付与するため、表面にＰｄを５ｎｍ成膜し、その後Ａｕを１ｎｍ成膜し、セパレータ１０を得た。スパッタ装置（株式会社アルバック製）の出力ＤＣ５０Ｗ、アルゴン圧力０．２Ｐａとした。
さらに、それぞれ図３、図４に示す形状のテフロン（登録商標）製ガスケットを介して、セパレータでＭＥＡ（電極面積５０×５０ｍｍ、電解質としてナフィオン（登録商標）を用い、各電極に白金触媒を用いた）を挟持し、燃料電池単セルを組み立てた。
【００３３】
次に、この燃料電池単セルの発電特性を評価した。
発電特性は、セル温度を８０℃に設定し、水素流量２００ＳＣＣＭ、空気流量１５００ＳＣＣＭ、水素の加湿温度８０℃、空気の加湿温度７０℃とし、セルの負荷を変えることで電流密度を変え、各電流密度について電圧を測定した。
なお、図３に示すガスケットをセパレータ１０に装着した第１実施形態にかかる燃料電池単セルを実施例１とし、図４に示すガスケットをセパレータ１０Ｂに装着した第２実施形態にかかる燃料電池単セルを実施例２とした。なお、実施例１は、アノード電極４側とカソード電極６側のガスケットをいずれも図３に示すものとし、実施例２は、アノード電極４側とカソード電極６側のガスケットをいずれも図４に示すものとした。
又、アノード電極４側のガスケットとして、図３のガスケットにおける仕切り部材が延設されていないものを用い、カソード電極６側のガスケットとして、図３のガスケットを用い、これらをセパレータ１０に装着した燃料電池単セルを実施例３とした。
一方、仕切り部材を有さず、単なる枠状のガスケットを装着した燃料電池単セルを比較例とした。
【００３４】
得られた結果を表１及び図５に示す。
【００３５】
【表１】
2009094021.tif 000003
【００３６】
表１及び図５から明らかなように、所定のガスケット形状とし、ガス流路が仕切り部材近傍で折り返されて蛇行流路を構成するようにした実施例１，２の場合、目標とする発電特性（電流密度0.5A/cm2の時の電圧が0.6Ｖ以上）が得られた。特に、実施例２の場合に発電特性が最も優れたものとなった。また、カソード電極６側のガスケットにのみ本発明に係るガスケットを用いた実施例３の場合、電流密度が高くなると他の実施例よりセル電圧が若干下がったが、実用上の発電特性は良好であった。
一方、セパレータによって平行流のみが生じる比較例の場合、目標とする発電特性が得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池単セルの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるセパレータの構造を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるガスケットの構造を示す平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるガスケットの構造を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る燃料電池の発電特性（電流密度に対する電圧）を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
２                            固体高分子電解質膜
４、６                        電極
８                            膜電極接合体
１０、１０Ｂ                  セパレータ
１０Ｌ、１０ＬＢ              （ガス）流路
１０Ｌ１、１０ＬＢ１          流路溝の始端
１０Ｌ２、１０ＬＢ２          流路溝の終端
１２、１２Ｂ                  ガスケット
１２ｃ、１２ｄ                ガスケットの内縁
１２ｅ１〜１２ｅ４            仕切り部材
１２ｅｂ１〜１２ｅｂ４        ガスケット流路
【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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