(57)【要約】【課題】燃料電池スタックにおいて、ＭＥＡの面内温度分布の均一化を図りながら、冷媒が流されるときの流体抵抗の増大を抑制することである。【解決手段】燃料電池スタックを構成する燃料電池セル２０は、第１のセパレータ３０と、ＭＥＡ２２と、第２のセパレータ５０とを含む。第１のセパレータ３０は、仕切板３６と、仕切板３６の両側に配置され凹凸部を有する第１金属板３２と第２金属板３４とを含む。第１金属板３２の凹凸部を用いて、第１金属板３２とＭＥＡ２２との間には燃料ガスが流され、第１金属板３２と仕切板３６との間に冷却用冷媒が流される。また、第２金属板３４の凹凸部を用いて、第２金属板３４とＭＥＡ２２との間には酸化ガスが流され、第２金属板３４と仕切板３６との間に冷却用冷媒が流される。仕切板３６を挟んで流される冷却用冷媒は、流される方向が互いに逆方向である。【選択図】図４
2009117138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜とその両側に配置されるアノード側電極とカソード側電極とを有する膜電極アセンブリと、膜電極アセンブリを挟持する１組のセパレータと、を含む単位セルが複数個積層された積層体を備える燃料電池スタックにおいて、
少なくとも１つのセパレータは、
凹部と凸部とが連続しながら交互に複数回繰り返されて形成され、各凸部の頂部がアノード側電極にそれぞれ当接して、隣接する凸部の間の凹部とアノード側電極との間に燃料ガス流路を形成するアノード側金属板と、
凹部と凸部とが連続しながら交互に複数回繰り返されて形成され、各凸部がカソード側電極にそれぞれ当接して、隣接する凸部の間の凹部とカソード側電極との間に酸化ガス流路を形成するするカソード側金属板と、
アノード側金属板とカソード側金属板との間に設けられ、一方側の面でアノード側金属板の各凹部の底部にそれぞれ当接し、他方側の面でカソード側金属板の各凹部の底部にそれぞれ当接する仕切板であって、アノード側金属板の隣接する当接部の間の空間を冷媒が第１方向に流れる複数の第１冷媒流路として形成し、カソード側金属板の隣接する当接部の間の空間を冷媒が第１方向と逆方向の第２方向に流れる複数の第２冷媒流路として形成する仕切板と、
を含み、
複数の第１冷媒流路は、１つの冷媒第１供給口から１つの冷媒第１排出口へ直線的形状で形成されて互いに並列に接続され、
複数の第２冷媒流路は、冷媒第１供給口及び冷媒第１排出口とは独立に設けられる１つの冷媒第２供給口から、冷媒第１供給口及び冷媒第１排出口とは独立に設けられる１つの冷媒第２排出口へ直線的形状で形成されて互いに並列に接続され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に記載の燃料電池スタックにおいて、
仕切板の一方側の面のアノード側金属板の当接部の位置は、仕切板の他方側の面のカソード側金属板の当接部の位置と、仕切板を挟んで同じ位置に配置され、第１冷媒流路と第２冷媒流路とが仕切板を挟んで同じ位置に互いに逆方向で冷媒を流すように配置され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に記載の燃料電池スタックにおいて、
仕切板の一方側の面のアノード側金属板の当接部の位置は、仕切板の他方側の面のカソード側金属板の当接部の位置と、仕切板を挟んで凹部と凸部の繰り返しのピッチである凹凸ピッチの半ピッチ分ずらして配置され、第１冷媒流路と第２冷媒流路とが仕切板を挟んで凹凸ピッチの半ピッチ分ずらして互いに逆方向で冷媒を流すように配置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】
本発明は燃料電池スタックに係り、特に、膜電極アセンブリと、膜電極アセンブリを挟持する１組のセパレータとを含む単位セルが複数個積層された燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に与える影響が少ないことから、車両に燃料電池の搭載が行われている。燃料電池は、例えば燃料電池スタックを構成する単位セルのアノード側に水素等の燃料ガスを供給し、カソード側に酸素を含む酸化ガス、例えば空気を供給し、電解質膜を通しての反応によって必要な電力を取り出す。この反応のために燃料電池は発熱し、その冷却のために燃料電池スタック内に冷却水等の冷媒が流される。
【０００３】
燃料電池スタックを構成する単位セルは、電解質膜とその両側に配置されるアノード側電極とカソード側電極とを有する膜電極アセンブリ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）と、ＭＥＡを挟持する１組のセパレータを含んで構成されるが、冷却用冷媒は、燃料ガス、酸化ガスと共に、このセパレータに流路を設けて流される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、固体高分子電解質型燃料電池において、燃料、空気及び冷媒等の流体が供給される流体通路が形成されている各通路板を供えた固体高分子電解質型燃料電池において、各通路板に形成されている隣り合う流体通路の流れの方向を逆にすることが開示されている。ここで各流体通路は蛇行形態を有している。また、第２実施形態として、供給流体が導入される導入口と余剰の前記供給流体が排出される排出口との間を連絡する流体流路を形成する溝が複数穿設されることが述べられている。
【０００５】
また、特許文献２には、燃料電池スタックにおいて、第１セパレータと第２セパレータとで挟持される接合体を有する単位セルを積層する燃料電池スタックにおいて、第２セパレータは、凸部と凹部とを有する第１金属薄板と、同様な第２金属薄板とが板ばねを介して当接されて構成され、第１金属板の凹部と板ばねとの間、第２金属板の凹部と板ばねとの間には、それぞれ冷却水等の冷却媒体が流通されることが開示されている。ここでは、第１金属板の凹部と板ばねとの間に流通された冷却媒体は、板ばねの一端部を折り返して該板ばねと第２金属板の凹部との間に導入される。なお、凹部は、直線状に延在して設けられることが述べられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４３８７２号公報
【特許文献２】特開２００２−３６７６６５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に記載される構成によれば、セパレータの面内において隣接する蛇行流体流路を流れる流体の方向が互いに逆向きとされている。また、特許文献１によれば、第２セパレータが板ばねを挟んで配置される凹凸状の第１金属薄板と凹凸状の第２金属板とで構成され、第１金属板の凹部を流れる冷却媒体が板ばねの一端部で折り返して第２金属板の凹部を流れる。このように、セパレータ内の流路に、互いに逆向きに冷却媒体を流すことで、燃料電池セルの冷却を均一化でき、ＭＥＡにおける面内温度分布の均一化を図ることができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の構成では、流路が蛇行し、流体抵抗が大きくなる。また、特許文献２の構成では、冷却媒体が折り返して流されるので、やはり流体抵抗が増大する。このために冷媒を流すための循環ポンプの小型化等に制限が生じえる。
【０００９】
本発明の目的は、ＭＥＡの面内温度分布の均一化を図りながら、冷媒が流されるときの流体抵抗の増大を抑制できる燃料電池スタックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る燃料電池スタックは、電解質膜とその両側に配置されるアノード側電極とカソード側電極とを有する膜電極アセンブリと、膜電極アセンブリを挟持する１組のセパレータと、を含む単位セルが複数個積層された積層体を備える燃料電池スタックにおいて、少なくとも１つのセパレータは、凹部と凸部とが連続しながら交互に複数回繰り返されて形成され、各凸部の頂部がアノード側電極にそれぞれ当接して、隣接する凸部の間の凹部とアノード側電極との間に燃料ガス流路を形成するアノード側金属板と、凹部と凸部とが連続しながら交互に複数回繰り返されて形成され、各凸部がカソード側電極にそれぞれ当接して、隣接する凸部の間の凹部とカソード側電極との間に酸化ガス流路を形成するカソード側金属板と、アノード側金属板とカソード側金属板との間に設けられ、一方側の面でアノード側金属板の各凹部の底部にそれぞれ当接し、他方側の面でカソード側金属板の各凹部の底部にそれぞれ当接する仕切板であって、アノード側金属板の隣接する当接部の間の空間を冷媒が第１方向に流れる複数の第１冷媒流路として形成し、カソード側金属板の隣接する当接部の間の空間を冷媒が第１方向と逆方向の第２方向に流れる複数の第２冷媒流路として形成する仕切板と、を含み、複数の第１冷媒流路は、１つの冷媒第１供給口から１つの冷媒第１排出口へ直線的形状で形成されて互いに並列に接続され、複数の第２冷媒流路は、冷媒第１供給口及び冷媒第１排出口とは独立に設けられる１つの冷媒第２供給口から、冷媒第１供給口及び冷媒第１排出口とは独立に設けられる１つの冷媒第２排出口へ直線的形状で形成されて互いに並列に接続されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る燃料電池スタックにおいて、仕切板の一方側の面のアノード側金属板の当接部の位置は、仕切板の他方側の面のカソード側金属板の当接部の位置と、仕切板を挟んで同じ位置に配置され、第１冷媒流路と第２冷媒流路とが仕切板を挟んで同じ位置に互いに逆方向で冷媒を流すように配置されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る燃料電池スタックにおいて、仕切板の一方側の面のアノード側金属板の当接部の位置は、仕切板の他方側の面のカソード側金属板の当接部の位置と、仕切板を挟んで凹部と凸部の繰り返しのピッチである凹凸ピッチの半ピッチ分ずらして配置され、第１冷媒流路と第２冷媒流路とが仕切板を挟んで凹凸ピッチの半ピッチ分ずらして互いに逆方向で冷媒を流すように配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成により、燃料電池スタックは、セパレータが、凹部と凸部とが連続しながら交互に複数回繰り返されて形成される構成のアノード側金属板とカソード側金属板と、この間に設けられる仕切板とを含む。ここで、アノード側金属板の凹凸を用いて、アノード側電極の方に燃料ガスが、仕切板の方に冷媒が流れ、カソード側金属板の凹凸を用いて、カソード側電極の方に酸化ガスが、仕切板の方に冷媒が流される。ここで、アノード側金属板を流れる冷媒と、カソード側金属板を流れる冷媒とは、互いに独立の供給口から排出口へ直線的に流れ、また、流れる方向が互いに逆方向である。
【００１４】
このように、仕切板を介して、アノード側とカソード側にそれぞれ直線的に流れる流路を設け、これらを互いに独立の供給口から排出口に、互いに逆方向に流れるように冷媒を流すので、ＭＥＡの面内温度分布の均一化を図りながら、冷媒が流されるときの流体抵抗の増大を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１は、燃料電池スタック１０の構成を示す図である。燃料電池スタック１０は、単位セルとも呼ばれる燃料電池セル２０を複数組み合わせて、約２００Ｖから約３００Ｖ程度の高電圧の発電電力を取り出せるように構成された一種の組電池である。ここで、各燃料電池セル２０は、アノード側に燃料ガスとして水素を供給し、カソード側に酸化ガスとして空気を供給し、固体高分子膜である電解質膜を通しての電気化学反応によって必要な電力を取り出す機能を有する。
【００１６】
電気化学反応は発熱を伴い、また反応の適温があるので、燃料電池スタック１０には、冷却用冷媒として冷却水が流される。燃料電池セル２０は複数個が積層されるが、その両端には結束用の端末部材１２，１４が設けられる。また積層の両端には、発電された電力を取り出す端子１３，１５が取り付けられる。また、端末部材１２には、燃料ガス、酸化ガス、冷却水を供給し、排出するマニフォールド部が設けられる。図１には、手前側に示される端末部材１２に、８つの開口部１６が示されているが、これらが燃料ガスの供給口と排出口、酸化ガスの供給口と排出口、後述する２系統の冷却水のそれぞれの供給口と排出口に相当する。
【００１７】
図２は、燃料電池セル２０の基本構成を分解して示す図である。なお、以下では図１の符号を用いて説明する。燃料電池セル２０は、電解質膜とその両側に配置されるアノード側電極とカソード側電極とを有する膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）２２と、ＭＥＡ２２を挟持する１組のセパレータ３０，５０を含んで構成される。ここで、１組のセパレータのそれぞれを区別して、第１のセパレータ３０、第２のセパレータ５０と呼ぶことにすると、燃料電池スタック１０は、例えば、第１のセパレータ３０、ＭＥＡ２２、第２のセパレータ５０、ＭＥＡ２２、第１のセパレータ３０、ＭＥＡ２２、第２のセパレータ５０・・といった順序に順次積層されて構成される。図２ではその中の第１のセパレータ３０とＭＥＡ２２と第２のセパレータ５０とが積層される部分が示されている。
【００１８】
図２に示されるＭＥＡ２２は、固体高分子電解質膜と、固体高分子電解質膜の両側にそれぞれ設けられた触媒層及び拡散電極層の積層体である。固体高分子電解質膜を挟んで、一方側の触媒層と拡散電極層が例えばアノード側電極となり、他方側の触媒層と拡散電極層がカソード側電極となる。実際には、ＭＥＡ２２は、この積層体を配置して支持する部材として構成される。例えば、図２に示されるように、積層体を支持して配置する板材として構成し、その積層体の配置の両端部には、燃料ガス、酸化ガス、冷却水が通る穴がそれぞれ４つずつ配置される。
【００１９】
セパレータ３０，５０は、ＭＥＡ２２のアノード側電極、あるいはカソード側電極に電気的に接触し、燃料電池の電気化学反応によって発電された電力を取り出す機能を有する導電板である。セパレータ３０，５０は、燃料電池セル２０ごとにＭＥＡ２２の両側にそれぞれ配置されるので、２つのセパレータ３０，５０の間には、１つの燃料電池セル２０の起電力に相当する電圧、例えば約１Ｖから約１．５Ｖの電圧がかかることになる。
【００２０】
セパレータ３０，５０のもう１つの機能は、ＭＥＡ２２を両端から機械的に保持することである。そのために、セパレータ３０，５０は、適当な機械的強度のための適当な厚みを有する金属板材で構成される。また、セパレータ３０，５０は、ＭＥＡ２２に対し、アノード電極側に燃料ガスを供給し、カソード側電極に酸化ガスを供給し、また、冷却用媒体を流す機能を有する。
【００２１】
図２において、セパレータ３０，５０は、ＭＥＡ２２の両端部にそれぞれ４つずつ設けられた開口部に対応して、両端部にそれぞれ４つずつの開口部が設けられる。図２では、図の下側が図１で説明した端末部材１２の開口部１６側として示されている。そこで、これらの開口部のうち、図２において手前側に示されている４つは、左側からそれぞれ、燃料ガス供給口、第２の冷却用冷媒排出口、第１の冷却用冷媒供給口、酸化ガス排出口である。また、図２において奥側に示されている４つは、左側からそれぞれ、酸化ガス供給口、第１の冷却用冷媒排出口、第２の冷却用冷媒供給口、燃料ガス排出口である。
【００２２】
ここで、第１の冷却用冷媒供給口と、第２の冷却用冷媒供給口とにおいては、それぞれ独立に冷却用冷媒が供給され、また、第１の冷却用冷媒排出口と、第２の冷却用冷媒排出口とにおいては、それぞれ独立に冷却用冷媒が排出される。ここで、それぞれ独立に、とは、例えば第１の冷却用冷媒排出口から排出された冷却用冷媒が、第１のセパレータ３０または第２のセパレータ５０の上面と下面において折り返し、再び第２の冷却用冷媒供給口にそのまま供給されるということがないこと等を意味する。図１で説明すると、開口部１６において、第１の冷却用冷媒供給口に対応する開口部、第２の冷却用冷媒供給口に対応する開口部、第１の冷却用冷媒排出口に対応する開口部、第２の冷却用冷媒排出口に対応する開口部がそれぞれ別個に設けられることになる。
【００２３】
そして、これらの手前側または奥側に配置される供給口と排出口との間に、平行して配置される複数の直線的流体流路がセパレータ３０，５０にそれぞれ設けられる。セパレータ３０，５０の構成は同じものであるので、代表して、図３に第１のセパレータ３０の構成を示す。図３において、（ａ）は、図２における第１のセパレータ３０を抜き出して示すもので、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。ここで、Ｂ−Ｂ線は、第１のセパレータ３０において直線的流体流路の直線的方向をＹ方向として、これに垂直なＸ方向に平行な線である。
【００２４】
第１のセパレータ３０は、３つの金属板から構成される。そのうちの２つは、凹部と凸部とが連続しながら交互に複数回繰り返されて形成される第１金属板３２と第２金属板３４で、他の１つは第１金属板３２と第２金属板３４との間に設けられ、一方側の面で第１金属板３２の各凹部の底部にそれぞれ当接し、他方側の面で第２金属板３４の各凹部の底部にそれぞれ当接する仕切板３６である。ここで、凹部と凸部とは交互に複数回繰り返すので、いずれを凹部または凸部と呼んでもよいが、ここでは、仕切板３６に当接するところを凹部の底部と呼ぶことにする。
【００２５】
このように構成された第１のセパレータ３０は、仕切板３６の一方側の面に第１金属板３２の凹部の底部がＸ方向に凹凸のピッチで繰り返し当接する。この隣接する当接部と仕切板３６とによって、Ｙ方向に平行な直線的空間が凹凸のピッチで複数形成される。この空間には、第１の冷却用冷媒が流されるので、図３（ｂ）では、この隣接する当接部と仕切板３６とによって形成される空間に冷却用冷媒の一例である冷却水を示す（Ｗ）の記号を付してある。同様に、第１のセパレータ３０は、仕切板３６の他方側の面に第２金属板３４の凹部の底部がＸ方向に凹凸のピッチで繰り返し当接する。この隣接する当接部と仕切板３６とによって、Ｙ方向に平行な直線的空間が凹凸のピッチで複数形成される。この空間には、第２の冷却用冷媒が、先ほどの第１の冷却用媒体とは逆方向に流される。そこで、図３（ｂ）では、この隣接する当接部と仕切板３６とによって形成される空間に、先ほどの（Ｗ）とは流れる方向が異なることを区別するために、Ｗにバー（−）記号を付したものが示されている。
【００２６】
図２で説明したように、燃料電池セル２０は、・・ＭＥＡ２２、第１のセパレータ３０、ＭＥＡ２２・・と配置されるので、第１金属板３２の凸部の頂部は、ＭＥＡ２２の他方側の面に当接し、第２金属板３４の凸部の頂部は、他のＭＥＡ２２の一方側の面に当接する。そして、第１金属板３２の隣接する当接部とＭＥＡ２２とによって、Ｙ方向に平行な直線的空間が凹凸のピッチで複数形成されることになる。また、同様に第２金属板３４の隣接する当接部とＭＥＡ２２とによって、Ｙ方向に平行な直線的空間が凹凸のピッチで複数形成されることになる。このように、第１金属板３２の凹凸とＭＥＡ２２との間に形成される直線的空間、第２金属板３４の凹凸とＭＥＡ２２との間に形成される直線的空間には、燃料ガス、あるいは酸化ガスが流されるので、図３（ｂ）では、これらの空間にガスを示す（Ｇ）の記号を付してある。
【００２７】
図４には、燃料電池セル２０が繰り返し積層される構造の一部について、図３で説明したＢ−Ｂ線に沿った断面図が示されている。以下では、図１から図３と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、以下では、図１から図３の符号を用いて説明する。図４においては燃料電池セル２０の積層方向をＺ方向として示してある。Ｚ方向は、図３で説明したＸ方向とＹ方向のいずれにも垂直な方向である。図４では、Ｚ方向に、紙面の下方から上方に向かって、ＭＥＡ２２−第２のセパレータ５０−ＭＥＡ２２−第１のセパレータ３０−ＭＥＡ２２の順に積層されている様子が示される。
【００２８】
いま、図４において中央部に燃料電池セル２０として示された部分のＭＥＡ２２について、紙面において上方側の面をアノード側電極とし、下側の面をカソード側電極とする。
【００２９】
この配置の場合、第２のセパレータ５０の第２金属板３４の凸部の頂部が、ＭＥＡ２２のカソード側電極に当接する。つまり、第２のセパレータ５０の第２金属板３４がカソード側電極板として作用する。そして、隣接する凸部の間の空間には、酸化ガスが流される。図４では、これらの空間に酸化ガスを示す（Ｏ2）の記号を付してある。一方で、図３で説明したように、仕切板３６の他方側の面には第２金属板３４の凹部の底部がＸ方向に凹凸のピッチで繰り返し当接する。そして、この隣接する当接部と仕切板３６とによって、Ｙ方向に平行な直線的空間が凹凸のピッチで複数形成され、この空間には、第２の冷却用冷媒が流される。図４では、この空間に、冷却用冷媒を示すＷにバー（−）記号を付してある。バー（−）が付されているのは、図３で説明したように、ここで流される冷却用冷媒の流れる方向が、仕切板３６と第１金属板３２との間に流される冷却用冷媒の流れる方向と逆方向だからである。
【００３０】
また、この配置において、第１のセパレータ３０の第１金属板３２の凸部の頂部が、ＭＥＡ２２のアノード側電極に当接する。つまり、第１のセパレータ３０の第１金属板３２がアノード側電極板として作用する。そして、隣接する凸部の間の空間には、燃料ガスが流される。図４では、これらの空間に燃料ガスを示す（Ｈ2）の記号を付してある。一方で、図３で説明したように、仕切板３６の一方側の面には第１金属板３２の凹部の底部がＸ方向に凹凸のピッチで繰り返し当接する。そして、この隣接する当接部と仕切板３６とによって、Ｙ方向に平行な直線的空間が凹凸のピッチで複数形成され、この空間には、第１の冷却用冷媒が流される。図４では、この空間に、冷却用冷媒を示すＷの記号を付してある。ここで、図３で説明したように、ここで流される冷却用冷媒の流れる方向が、仕切板３６と第２金属板３４との間に流される冷却用冷媒の流れる方向とは逆方向である。
【００３１】
このようにして、仕切板３６を介して、アノード側とカソード側にそれぞれ直線的に流れる流路を設け、これらを互いに独立の供給口から排出口に、互いに逆方向に流れるように冷却用冷媒を流すので、ＭＥＡ２２の面内温度分布の均一化を図りながら、冷却用冷媒が流されるときの流体抵抗の増大を抑制できる。
【００３２】
上記では、仕切板３６の一方側の面のアノード側金属板の当接部の位置が、仕切板３６の他方側の面のカソード側金属板の当接部の位置と、仕切板３６を挟んで同じ位置に配置され、第１の冷却用冷媒が流される流路と第２の冷却用冷媒が流される流路とが仕切板３６を挟んで対称的に同じ位置に配置され、第１の冷却用冷媒と第２の冷却用冷媒とは互いに逆方向に流される。これに代えて、仕切板３６の一方側の面のアノード側金属板の当接部の位置を、仕切板の他方側の面のカソード側金属板の当接部の位置と、仕切板３６を挟んで凹部と凸部の繰り返しのピッチである凹凸ピッチの半ピッチ分ずらして配置するものとできる。以下では、図１から図４と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３３】
図５と図６はそのような構成の例を示す図である。図５は、図３に対応する図である。ここでは、第１のセパレータ３１において、第１金属板３３が仕切板３６に当接する当接部の位置が、第２金属板３５が仕切板３６に当接する位置に対して、凹凸ピッチの半ピッチ分ずらされていることが示されている。
【００３４】
図６は、図４に対応する図である。ここでは、中央部に示される燃料電池セル２１において、第１のセパレータ３１、第２のセパレータ５１のそれぞれについて、第１金属板３３が仕切板３６に当接する当接部の位置が、第２金属板３５が仕切板３６に当接する位置に対して、凹凸ピッチの半ピッチ分ずらされていることが示されている。これによって、第１の冷却用冷媒が流される流路と第２の冷却用冷媒が流される流路とが仕切板３６を挟んで凹凸ピッチの半ピッチ分ずらされた位置に配置され、第１の冷却用冷媒と第２の冷却用冷媒とは互いに逆方向に流される。
【００３５】
このような構成においても、仕切板３６を介して、アノード側とカソード側にそれぞれ直線的に流れる流路を設け、これらを互いに独立の供給口から排出口に、互いに逆方向に流れるように冷却用冷媒を流すので、ＭＥＡ２２の面内温度分布の均一化を図りながら、冷却用冷媒が流されるときの流体抵抗の増大を抑制できる。
【００３６】
次に、セパレータにおける流体供給口から直線的流体流路に流体が流される様子について説明する。以下では、図１から図６の符号を用いて説明する。図７は、第１のセパレータ３０あるいは第２のセパレータ５０において、第２金属板３４と仕切板３６の図示を省略し、第１金属板３２と図示されていない仕切板３６との間に流される第１の冷却用冷媒の様子を示す図である。
【００３７】
ここでは、第１金属板３２に設けられる第１の冷却用冷媒供給口６０が示される。また、第１金属板３２においてＸ方向に繰り返される凹凸について、Ｙ方向に直線的に延びる複数の凹部が示されている。そして、第１の冷却用冷媒供給口６０と、この複数の凹部との間には、複数の流れ拡散用突起６２が設けられる。この流れ拡散用突起６２によって、Ｘ方向に比較的短い開口長さを有する第１の冷却用冷媒供給口６０から流れ出る冷却用冷媒が、適当にＸ方向に拡散され、Ｘ方向に比較的長い範囲で複数配置される凹部にそれぞれ流れ込むようにできる。
【００３８】
この流れ拡散用突起６２は、第１金属板３２において冷却用冷媒が流される面の側において配置されるが、同様な流れ拡散用突起６４が、第１金属板３２において冷却用冷媒が流される面の裏側の面にも配置される。この流れ拡散用突起６４は、第１金属板３２裏側において、燃料ガスの流れをＸ方向に適当に拡散させる機能を有する。
【００３９】
このように、流体拡散用突起を、流体の供給口と直線的流体流路との間に、また、直線的流体流路と流体の排出口との間に、それぞれ適当に設けることで、比較的狭い範囲の開口を有する流体供給口から比較的広い範囲に配置される直線的な流体流路にスムーズに流体を導入し、また、比較的広い範囲に配置される直線的な流体流路から比較的狭い範囲の開口を有する流体排出口に流体を導出することが可能となる。
【００４０】
かかる構造を有する第１金属板３２，３３、第２金属板３４，３５、仕切板３６は、金属の薄板を例えばプレス加工等によって成形したものを用いることができる。また、これらを適当な接合手段によって相互に接合することで、第１のセパレータ３０，３１、第２のセパレータ５０，５１を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る実施の形態において、燃料電池スタックの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、燃料電池セルの基本構成を分解して示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、セパレータの構成を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、燃料電池セルが繰り返し積層される構造の一部についての断面図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、セパレータの別の構成を示す図である。
【図６】図６の構成を用いたときの燃料電池セルが繰り返し積層される構造の一部についての断面図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、セパレータにおける流体供給口から直線的流体流路に流体が流される様子について説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  燃料電池スタック、１２，１４  端末部材、１３，１５  端子、１６  開口部、２０，２１  燃料電池セル、３０，３１  第１セパレータ、３２，３３  第１金属板、３４，３５  第２金属板、３６  仕切板、５０，５１  セパレータ、６０  冷却用冷媒供給口、６２，６４  流れ拡散用突起。
【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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