(57)【要約】【課題】燃料電池の発電効率を向上させる。【解決手段】１つの電池ユニット２００又は積層された複数の電池ユニットを含む燃料電池１００である。前記電池ユニットは膜電極接合体２１０と、前記膜電極接合体の両側に分けて配置される複数の通気性層２２０〜２５０と、前記膜電極接合体と前記複数の通気性層とで構成される多層構造を支持するセパレータ２６０と、前記膜電極接合体と前記通気性層の外縁に射出成形されたシールガスケット２７０とを備え、前記複数の通気性層のうち第１の通気性層２５０の外縁が蛇行した形状を有する。反応に寄与しないガスの流れを抑制することができ、燃料電池の発電効率を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの電池ユニット又は積層された複数の電池ユニットを含む燃料電池であって、
前記電池ユニットは、
膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の両側に分けて配置される複数の通気性層と、
前記膜電極接合体と前記複数の通気性層とで構成される多層構造を支持するセパレータと、
前記膜電極接合体と前記通気性層の外縁に射出成形されたシールガスケットとを備え、
前記複数の通気性層のうちの第１の通気性層の外縁が蛇行した形状を有する、燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記蛇行する外縁は、反応ガスが前記通気性層を流れる方向と平行な外縁である、燃料電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載に燃料電池において、
前記第１の通気性層の外縁の一部が前記第１の通気性層と隣り合う第２の通気性層の外縁より外側に拡張されている、燃料電池。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池において、
前記第１の通気性層の外縁の残部のうちの少なくとも一部は、前記第２の通気性層の外縁よりも内側に退行している、燃料電池。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の燃料電池において、
前記第１の通気性層と第２の通気性層は、互いに接している、燃料電池。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれかに記載の燃料電池において、
前記第１の通気性層は、前記第２の通気性層と前記セパレータの間に位置している、燃料電池。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載に燃料電池において、
前記複数の通気性層のそれぞれの外縁が、少なくとも一部の部位において退行することなく単調に外側に拡張されている、燃料電池。
【請求項８】
請求項３から請求項６のいずれかに記載の燃料電池において、
前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は、同じ材質である、燃料電池。
【請求項９】
請求項３から請求項６のいずれかに記載の燃料電池において、
前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は、剛性が同じである、燃料電池。
【請求項１０】
請求項３から請求項６のいずれかに記載の燃料電池において、
前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は、気孔率が同じである、燃料電池。
【請求項１１】
請求項３から請求項６のいずれかに記載の燃料電池において、
前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は、同じ機能を担う層である、燃料電池。
【請求項１２】
請求項３から請求項６、請求項８から請求項１１のいずれかに記載の燃料電池において、
前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は多孔体層である、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する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を製造する際に、セパレータと拡散層と通気性層とをガスケットの射出成形により一体化する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８７８６５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、従来技術では、通気性層の外縁部における反応ガスの流れについては考慮されていなかった。通気性層の外縁部を流れる反応ガスは、発電にほとんど寄与しないので、外縁部に多量の反応ガスが流れると、燃料電池の発電効率を向上させることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも１つを解決し、燃料電池の発電効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は以下の態様をとる。
【０００７】
本発明の第１の態様は、１つの電池ユニット又は積層された複数の電池ユニットを含む燃料電池である。前記電池ユニットは、膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両側に分けて配置される複数の通気性層と、前記膜電極接合体と前記複数の通気性層とで構成される多層構造を支持するセパレータと、前記膜電極接合体と前記通気性層の外縁に射出成形されたシールガスケットとを備え、前記複数の通気性層のうちの第１の通気性層の外縁が蛇行した形状を有する。この態様によれば、反応に寄与しないガスの流れを抑制することができ、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【０００８】
本発明の第１の態様において、前記蛇行する外縁は、反応ガスが前記通気性層を流れる方向と平行な外縁であってもよい。この態様によれば、反応に寄与しないガスの流れを抑制することができ、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第１の態様において、前記第１の通気性層の外縁の一部が前記第１の通気性層と隣り合う第２の通気性層の外縁より外側に拡張されていてもよい。この態様によれば、シールガスケット形成時にシールガスケット材料が通気性層に含浸し易くなる。その結果、反応に寄与しないガスの流れを抑制することができ、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００１０】
本発明の第１の態様において、前記第１の通気性層の外縁の残部のうちの少なくとも一部は、前記第２の通気性層の外縁よりも内側に退行していてもよい。この態様によれば、反応に寄与しないガスの流れをさらに抑制することができ、燃料電池の発電効率をさらに向上させることができる。
【００１１】
本発明の第１の態様において、前記第１の通気性層と第２の通気性層は、互いに接していてもよい。この態様によれば、シールガスケット材料が通気性層により含浸し易い。
【００１２】
本発明の第１の態様において、前記第１の通気性層は、前記第２の通気性層と前記セパレータの間に位置していてもよい。この態様によれば、セパレータに近い側の第１の通気性層の方が外側に拡張されているので、セパレータから遠い側の第２の通気性層を支持しやすい。
【００１３】
本発明の第１の態様において、前記複数の通気性層のそれぞれの外縁が、少なくとも一部の部位において退行することなく単調に外側に拡張されていてもよい。この態様によれば、通気性層は、少なくとも一部の部位においてセパレータから遠い方から近い方に向かって、外縁が内側に退行することなく単調に外側に拡張されているので、セパレータから遠い位置に配置される通気性層を支持しやすい。
【００１４】
本発明の第１の態様において、前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は、同じ材質であってもよい。前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は、剛性が同じであってもよい。前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は、気孔率が同じであってもよい。前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は、同じ機能を担う層であってもよい。前記第１の通気性層と前記第２の通気性層は多孔体層であってもよい。
【００１５】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池の他、通気性層の配置方法、シールガスケットの形成方法等、様々な形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の実施例：
図１は、第１の実施例に係る燃料電池の外観を示す斜視図である。燃料電池１００は、発電体２００とエンドプレート２０２、２０４を備える。本実施例では、発電体２００は複数積層されているが、発電体２００は１個であってもよい。なお、発電体２００を「電池ユニット」とも呼ぶ。エンドプレート２０２、２０４は、発電体２００の積層方向の両端にそれぞれ配置されている。燃料電池１００には、発電体２００に燃料ガス、酸化ガス、冷却水を供給し、あるいは排出するためのマニホールド１１０〜１６０が積層方向に貫通している。
【００１７】
図２は、発電体２００の構成を模式的に示す平面図である。図３は、図２において発電体２００を３−３切断線で切ったときの断面図である。図４は、図２において発電体２００を４−４切断線で切ったときの断面図である。図５は、図２において発電体２００を５−５切断線で切ったときの断面図である。図２に示すように、発電体２００は、膜電極接合体２１０と、カソード側ガス拡散層２２０と、アノード側ガス拡散層２３０と、カソード側多孔体層２４０と、アノード側多孔体層２５０と、セパレータ２６０と、シールガスケット２７０とを備える。
【００１８】
図３に示すように、膜電極接合体２１０は、電解質膜２１２と、カソード側触媒層２１４及びアノード側触媒層２１６とを有する。本実施例では、電解質膜２１２として、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマなどのフッ素系樹脂や炭化水素系樹脂からなるプロトン伝導性のイオン交換膜を用いている。カソード側触媒層２１４、アノード側触媒層２１６は、電解質膜２１２の両面にそれぞれ配置されている。本実施例では、カソード側触媒層２１４、アノード側触媒層２１６として、例えば、白金触媒、あるいは白金と他の金属とからなる白金合金触媒を例えばカーボン粒子上に担持した触媒層を用いている。なお、カソード側触媒層２１４、アノード側触媒層２１６は、電解質膜２１２の全面に配置されている訳ではなく、外縁部には配置されていない。
【００１９】
カソード側ガス拡散層２２０、アノード側ガス拡散層２３０は、膜電極接合体２１０の両面にそれぞれ配置されている通気性層である。本実施例では、カソード側ガス拡散層２２０およびアノード側ガス拡散層２３０として、カーボン不織布を用いたカーボンクロスやカーボンペーパーを用いている。カソード側多孔体層２４０、アノード側多孔体層２５０は、カソード側ガス拡散層２２０、アノード側ガス拡散層２３０の外面にそれぞれ配置されている通気性層である。本実施例では、カソード側多孔体層２４０、アノード側多孔体層２５０として、例えば、チタン製、ステンレス製などの金属製の多孔体を用いている。なお、カソード側多孔体層２４０、アノード側多孔体層２５０は、チタン製、ステンレス製でなくても、導電性、耐腐食性があれば、他の金属材料、金属以外の他の材料で構成されていてもよい。
【００２０】
セパレータ２６０は、アノード側多孔体層２５０の外側に配置されている。セパレータ２６０は、例えば金属製の板状部材であり、燃料ガスと酸化ガスが混じらないように分離する機能を有する。本実施例では、セパレータ２６０の構造は特に限定しないが、単層構造、２層構造、３層構造等いずれの構造であってもよい。なお、セパレータ２６０の外縁部には、マニホールド１１０〜１６０を形成するための開口部が開いているが、図２から図５においては、図示されていない。
【００２１】
図３に示すように、シールガスケット２７０は、膜電極接合体２１０、カソード側ガス拡散層２２０、アノード側ガス拡散層２３０、カソード側多孔体層２４０、アノード側多孔体層２５０の外縁部及びセパレータ２６０の上部に配置されている。シールガスケット２７０は、ゴム、樹脂などの材料を用いて射出成形することにより形成される。図２に示すように、シールガスケット２７０の外縁部には、マニホールド１１０〜１６０を形成するための開口部１１２〜１６２が開いている。シールガスケット２７０の開口部１１２〜１６２回りにはシール用リブ２７５が設けられている。発電体２００が積層されたときに、シール用リブ２７５は隣接する発電体２００のセパレータ２６０と圧着し、セパレータ２６０が為す面と平行な方向への反応ガスのリークを抑制する。本実施例において、反応ガスは図２に示す矢印３００の方向に流れる。
【００２２】
まず、図２の３−３切断線に沿った膜電極接合体２１０、カソード側ガス拡散層２２０、アノード側ガス拡散層２３０、カソード側多孔体層２４０、アノード側多孔体層２５０の外縁の大きさについて説明する（図３参照）。この部位では、各層の大きさは、カソード側多孔体層２４０＜カソード側ガス拡散層２２０＜膜電極接合体２１０＝アノード側ガス拡散層２３０＜アノード側多孔体層２５０となっている。すなわち、すなわち、４つの通気性層（カソード側多孔体層２４０、カソード側ガス拡散層２２０、アノード側ガス拡散層２３０、アノード側多孔体層２５０）のうちの隣り合う任意の２つの通気性層では、セパレータ２６０に近い側の通気性層の方が、外側に拡張されている。ここで、隣り合うとは、通気性層同士がお互いに接している場合と、２つの通気性層の間に他の層、例えば膜電極接合体２１０を挟んでいる場合との両方を含む。このように、図２の３−３切断線で切った断面においては、アノード側多孔体層２５０の外縁の方がアノード側ガス拡散層２３０の外縁よりも外側に拡張している。
【００２３】
一方、図４に示すように、図２の４−４切断線で切った断面においては、アノード側多孔体層２５０の外縁の方がアノード側ガス拡散層２３０の外縁よりも内側に退行している。したがって、図５に示すように、図２の５−５切断線で切った断面においては、アノード側ガス拡散層２３０とセパレータ２６０との間に、アノード側多孔体層２５０が存在する部分と存在しない部分がある。なお、アノード側多孔体層２５０が存在しない部分は、シールガスケット２７０の一部となっている。
【００２４】
シールガスケット２７０を形成する際には、セパレータ２６０の上に、アノード側多孔体層２５０、アノード側ガス拡散層２３０、膜電極接合体２１０、カソード側ガス拡散層２２０、カソード側多孔体層２４０を配置して型に入れ、シールガスケット材料を図３の矢印３０２の向きに流して充填する。本実施例では、カソード側ガス拡散層２２０は、カソード側多孔体層２４０よりも、外縁が外側に拡張されている。そのため、シールガスケット材料を充填する際に、カソード側ガス拡散層２２０のカソード側多孔体層２４０よりも外側に拡張した部分に、シールガスケット材料が含浸し易い。カソード側ガス拡散層２２０にシールガスケット材料が含浸すると、その含浸部分は、気孔率が下がるため、反応ガスが流れにくくなる。ここで、シールガスケット材料の含浸部分は、カソード側ガス拡散層２２０の外縁部である。すなわち、反応ガスは、カソード側ガス拡散層２２０がカソード側触媒層２１４と接していない外縁部を流れにくくなる。その結果、反応ガスは、カソード側触媒層２１４と接しているカソード側ガス拡散層２２０中央部を流れ易くなる。よって、燃料電池の電気化学反応に寄与せずに流れる反応ガスの量を減らし、発電効率を向上させることができる。また、カソード側ガス拡散層２２０へのシールガスケット材料の含浸により、カソード側ガス拡散層２２０とシールガスケット２７０とが一体化し、燃料電池の剛性を高める効果もある。
【００２５】
図６は、アノード側ガス拡散層２３０内を流れる反応ガスの流れを説明する説明図である。ここでは、シールガスケット２７０の射出成形後のアノード側ガス拡散層２３０の他に、反応ガス供給部２３３と、反応ガス排出部２３５と、アノード側触媒層２１６との重なり部分２３７とが参考のために描かれている。図の右半分が、アノード側多孔体層２５０の外縁の一部をアノード側ガス拡散層２３０の外縁より外側に拡張し、残部をアノード側ガス拡散層２３０の外縁より内側に退行させた本実施例を示し、図の左半分は、アノード側多孔体層２５０の外縁全部をアノード側ガス拡散層２３０の外縁より外側に拡張した比較例を示している。図の右半分に示すように、アノード側ガス拡散層２３０の外縁の一部は、含浸部２３１となっている。この含浸部２３１は、図４に示すようにアノード側ガス拡散層２３０の下側からシールガスケット材料が含浸することによって形成された部分である。
【００２６】
アノード側ガス拡散層２３０においては、反応ガスは、反応ガス供給部２３３から反応ガス排出部２３５に向かう方向（図６の上下方向）に流れる。なお、反応ガス供給部２３３は、アノード側多孔体層２５０を介してセパレータ２６０の反応ガス供給部（図示せず）につながり、反応ガス排出部２３５は、アノード側多孔体層２５０を介してセパレータ２６０の反応ガス排出部（図示せず）につながっている。また、反応ガスがアノード側ガス拡散層２３０内を流れる経路としては、アノード側触媒層２１６との重なり部分２３７上を通る経路３０４と、アノード側触媒層２１６との重なり部分２３７上を通らずにアノード側ガス拡散層２３０の外縁部を通る経路３０６とがある。本実施例では、外縁部の経路３０６には、含浸部２３１が形成されている。含浸部２３１におけるアノード側ガス拡散層の気孔率は小さいので、反応ガスは経路３０６を流れにくい。その結果、経路３０６を流れる反応ガスの量が減少し、経路３０４を流れる反応ガスの量が増加する。よって、アノード側触媒層２１６により多くの反応ガスが供給され、燃料電池１００の効率が向上する。
【００２７】
図７は、アノード側多孔体層２５０内を流れる反応ガスの流れを説明する説明図である。ここでは、シールガスケット２７０の射出成形後のアノード側多孔体層２５０の他に、反応ガス供給部２５３と、反応ガス排出部２５５と、アノード側触媒層２１６との重なり部分２５７とが参考のために描かれている。図の右半分が、アノード側多孔体層２５０の外縁の一部をアノード側ガス拡散層２３０の外縁より外側に拡張し、残部をアノード側ガス拡散層２３０の外縁より内側に退行させた本実施例を示し、図の左半分は、アノード側多孔体層２５０の外縁全部をアノード側ガス拡散層２３０の外縁より外側に拡張した比較例を示している。アノード側多孔体層２５０のアノード側ガス拡散層２３０の外縁より拡張した部分は、含浸部２５１となっている。この含浸部２５１は、図３に示すようにアノード側多孔体層２５０の上側からシールガスケット材料が含浸することによって形成された部分である。また、図の右半分に示すように、アノード側多孔体層２５０のアノード側ガス拡散層２３０の外縁より退行した部分は、切り欠き部２５９となっている。換言すれば、アノード側多孔体層２５０の外縁は、蛇行した形状に形成されている。
【００２８】
アノード側多孔体層２５０においては、反応ガスは、反応ガス供給部２５３から反応ガス排出部２５５に向かう方向（図７の上下方向）に流れる。なお、反応ガス供給部２５３は、セパレータ２６０の反応ガス供給部（図示せず）につながり、反応ガス排出部２５５は、セパレータ２６０の反応ガス供給部（図示せず）につながっている。また、反応ガスがアノード側多孔体層２５０内を流れる経路としては、アノード側触媒層２１６との重なり部分２５７上を通る経路３０８と、アノード側触媒層２１６との重なり部分２５７上を通らずにアノード側多孔体層２５０の外縁部を通る経路３１０と、そのさらに外側の含浸部２５１を通る経路３１２とを想定できる。図の右半分に示す本実施例では、経路３１０、経路３１２は、切り欠き部２５９を横切っている。切り欠き部２５９では、アノード側多孔体層２５０は、連続していないので、反応ガスは、外縁部における経路３１０、経路３１２を通って流れることはできない。その結果、中央の経路３０８を流れる反応ガスの量が増加する。経路３０８を流れる反応ガスは、アノード側ガス拡散層２３０を介してアノード側触媒層２１６に供給される。したがって、アノード側触媒層２１６により多くの反応ガスが供給され、燃料電池１００の効率が向上する。
【００２９】
図８は、上記実施例の変形例のアノード側多孔体層２５０を示す説明図である。図８に示す変形例では、切り欠き部２５９の底は、アノード側ガス拡散層２３０の外縁と一致している点が上記実施例と異なる。図８の右半分に示す例では、切り欠き部２５９が経路３１０に達していないので、図７の場合に比べてアノード側多孔体層２５０の外縁部を流れる反応ガスの量は増加する。しかし、アノード側多孔体層２５０に切り欠き部２５９が全く無い場合と比較すれば、この実施例によってもアノード側触媒層２１６により多くの反応ガスが供給され、燃料電池１００の効率が向上する。
【００３０】
このように、上記実施例及び変形例では、アノード側ガス拡散層２３０の外縁を蛇行した形状に形成しているので、蛇行部分における反応ガスの流れを減少させることができ、発電効率を向上させることができる。
【００３１】
また、上記実施例及び変形例では、図３に示すように、４つの通気性層２４０，２２０，２３０，２５０が、その一部の部位（図２の３−３切断線の位置）において階段状の構成を有している。この結果、以下に説明するように、これらの通気性層と膜電極接合体２１０とで構成される多層構造が、シールガスケット２７０の成形時に変形しにくいという利点がある。
【００３２】
図９は、４つの通気性層が階段状に構成されていない比較例を示す説明図である。図９に示す比較例では、アノード側多孔体層２５０の外縁は、その全周にわたってアノード側ガス拡散層２３０の外縁よりも小さく、カソード側多孔体層２４０の外縁とほぼ同じ大きさになっている。比較例では、シールガスケット２７０形成時に、シールガスケット材料の流れの圧力により、カソード側ガス拡散層２２０、膜電極接合体２１０、アノード側ガス拡散層２３０が曲がり、シールガスケット材料が充填されない空隙部２８０が生じる場合がある。かかる空隙部２８０が生じると、反応ガスは、通気抵抗の少ない空隙部２８０を流れ、アノード側ガス拡散層２３０、アノード側多孔体層２５０の中を流れにくくなる。その結果、反応に寄与する反応ガスの量が少なくなり、燃料電池１００の発電効率が低下する恐れがある。
【００３３】
しかし、本実施例では、アノード側多孔体層２５０の外縁の一部は、アノード側ガス拡散層２３０の外縁よりも拡張している。その結果、図３および図５に示すように、アノード側多孔体層２５０の外縁の一部でアノード側ガス拡散層２３０を支持するので、シールガスケット２７０形成時に、シールガスケット材料の流れの圧力により、カソード側ガス拡散層２２０、膜電極接合体２１０、アノード側ガス拡散層２３０が曲がらない。その結果、シールガスケット材料が充填されない空隙部２８０が生じず、燃料電池１００の発電効率が低下する恐れがない。なお、アノード側多孔体層２５０の外縁の最も外側の部分が、アノード側ガス拡散層２３０の外縁と同等の位置にあってもよい。この場合にも、アノード側多孔体層２５０の外縁の一部でアノード側ガス拡散層２３０を支持することができる。
【００３４】
上記実施例及び変形例では、アノード側ガス拡散層２３０の外縁を蛇行した形状に形成し、また、これに隣接するアノード側多孔体層２５０の外縁を直線状に形成していたが、一般に、複数の通気性層のうちの第１の通気性層の外縁を蛇行した形状とし、その外縁の一部が隣り合う第２の通気性層の外縁よりも外側に拡張されている構成を採用することが可能である。この第１と第２の通気性層としては、アノード側ガス拡散層２３０と多孔体層２５０の組み合わせ以外にも種々の組み合わせを採用することが可能である。例えば、４つの通気性層（カソード側多孔体層２４０、カソード側ガス拡散層２２０、アノード側ガス拡散層２３０、アノード側多孔体層２５０）のうちの隣り合う任意の２つの通気性層をそれぞれ第１の通気性層、第２の通気性層としてもよい。こうしても、反応に寄与しないガスの流れを抑制し、燃料電池の発電効率を向上させることができる。また、第１の通気性層、第２の通気性層として、同じ材質や機能を有するもの同士を取り上げてもよい。例えば、カソード側多孔体層２４０とアノード側多孔体層２５０は、例えば、金属製の多孔体であり、同じ材質、同じ剛性、同じ気孔率であり、カソード側ガス拡散層２２０あるいはアノード側ガス拡散層２３０に反応ガスを供給するという同じ機能を担う。特にアノード側多孔体層２５０の外縁の一部がカソード側多孔体層２４０の外縁よりも外側に拡張していると、アノード側多孔体層２５０によりカソード側多孔体層２４０を支持することができる。また、カソード側ガス拡散層２２０とアノード側ガス拡散層２３０は、例えばカーボン不織布を用いたカーボンクロスやカーボンペーパーであり、同じ材質、同じ剛性、同じ気孔率であり、反応ガスを通過させ、カソード側多孔体層２４０とアノード側多孔体層２５０から供給された反応ガスを、カソード側触媒層２１４、アノード側触媒層２１６に供給するという同じ機能を担う。この場合、特にアノード側ガス拡散層２３０の外縁の一部がカソード側ガス拡散層２２０の外縁よりも外側に拡張していると、アノード側ガス拡散層２３０によりカソード側ガス拡散層２２０を支持することができる。
【００３５】
なお、上記説明では、セパレータ２６０側にアノードが位置する実施例を用いて説明したが、セパレータ２６０側にカソードが位置するものであってもよい。
【００３６】
また、発電体２００の構成によっては、両側にセパレータ２６０が配置される構成も考えられるが、その場合には、一方の側のセパレータを基準セパレータとし、基準セパレータから近いか遠いかを判断すればよい。
【００３７】
また、上記実施例及び変形例では、１つの通気性層（アノード側ガス拡散層２３０）の外縁（辺）のみを蛇行する形状に形成していたが、複数の通気性層のすべてに関して外縁を蛇行する形状に形成してもよい。換言すれば、複数の通気性層のうちの少なくとも１つの層の外縁を蛇行する形状に形成することが好ましい。
【００３８】
さらに、上記実施例及び変形例では、直線（線分）の屈曲によって蛇行する形状を形成していたが、曲線状に蛇行する形状を形成してもよい。また、蛇行形状は、規則的に蛇行する形状に限らず、不規則的に蛇行する形状を採用することも可能である。但し、規則的に蛇行する形状の方が、シール材料の含浸のし易さや、その上側にある他の層の支持のし易さの点で、不規則的に蛇行する形状よりも好ましい。
【００３９】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施例に係る燃料電池の外観を示す斜視図である。
【図２】発電体２００の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図２において発電体２００を３−３切断線で切ったときの断面図である。
【図４】図２において発電体２００を４−４切断線で切ったときの断面図である。
【図５】図２において発電体２００を５−５切断線で切ったときの断面図である。
【図６】アノード側ガス拡散層２３０内を流れる反応ガスの流れを説明する説明図である。
【図７】アノード側多孔体層２５０内を流れる反応ガスの流れを説明する説明図である。
【図８】上記実施例の変形例のアノード側多孔体層２５０を示す説明図である。
【図９】４つの通気性層が階段状に構成されていない比較例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００…燃料電池
１１０〜１６０…マニホールド
２００…発電体
２０２、２０４…エンドプレート
２１０…膜電極接合体
２１２…電解質膜
２１４…カソード側触媒層
２１６…アノード側触媒層
２２０…カソード側ガス拡散層
２３０…アノード側ガス拡散層
２３１、２５１…含浸部
２３３、２５３…反応ガス供給部
２３５、２５５…反応ガス排出部
２３７、２５７…アノード側触媒層２１６との重なり部分
２４０…カソード側多孔体層
２５０…アノード側多孔体層
２５１…含浸部
２５９…切り欠き部
２６０…セパレータ
２７０…シールガスケット
２７５…シール用リブ
２８０…空隙部
３００、３０２…矢印
３０４〜３１２…経路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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