(57)【要約】【課題】燃料電池の起動時における、生成水によるガス流路の閉塞を防止する。【解決手段】燃料電池スタックを積層方向が上下方向となるように縦置きとする。燃料電池スタックを構成する各セル１０は、下側にカソードガス流路１８が位置し、上側にアノードガス流路１９が位置する。そして、下側に位置するカソードガス流路１８は、上側に位置するアノードガス流路１９よりも流路断面積が大きくなっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
電解質膜を２つの電極で挟持する接合体であって、該接合体の第１の面を下側に、該接合体の第２の面を上側になるよう配設される膜電極接合体と、
前記第１の面と対向し、前記第１の面に沿った方向に第１の反応ガスを流す第１のガス流路を形成する第１のセパレータと、
前記第２の面と対向し、前記第２の面に沿った方向に第２の反応ガスを流す第２のガス流路を形成する第２のセパレータと
を備え、
前記第１のガス流路は、前記第２のガス流路よりも流路断面積が大きくなるよう構成された、燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記第１の反応ガスは、酸化剤ガスであり、
前記第２の反応ガスは、燃料ガスである、燃料電池。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池であって、
前記第１のガス流路は、多孔体を備える構成である、燃料電池。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池であって、
前記多孔体は、親水性を有する、燃料電池。
【請求項５】
請求項３または４に記載の燃料電池であって、
前記多孔体に対して、当該多孔体の端面から前記第１の反応ガスの導入出を図る第１のガス導入出部を備える構成である、燃料電池。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池であって、
前記第１のセパレータは、
前記多孔体との接合面に設けられ、前記接合面に垂直な方向から前記多孔体に対する前記第１の反応ガスの導入出を図る第２のガス導入出部を備える構成である、燃料電池。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の燃料電池を単セルとして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、燃料電池と、複数の燃料電池を積層した燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、アノード（燃料極）側に燃料ガスを、カソード（酸素極）側に空気をそれぞれ受けて、両ガスに含まれる水素および酸素を利用して電気化学反応を進行することによって起電力を発生する。この電気化学反応に伴ってカソード側では水または水蒸気（以下、「生成水」とも呼ぶ）が発生する。生成水が多くなると、空気のカソードへの供給が阻害される恐れがある。この結果、電気化学反応が円滑に行なわれなくなり、発電能力が低下する。そのため、燃料電池では、種々の方法により、生成水を効率よく排出することが図られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の燃料電池は、電解質膜−電極接合体と、セパレータとを交互に複数積層することにより、燃料電池スタックとして使用されるのが一般的である。自動車等の車載用の燃料電池スタックは、通常、上記の積層方向を水平方向とした横置きにて搭載される。これに対して、車両のフロントボックスへの良好な搭載を目的として、上記積層方向を重力方向とした縦置きの燃料電池スタックも提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７９１９６号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３７９０号公報
【０００５】
上記従来の縦置きの燃料電池スタックでは、運転停止時に生成水を効率よく排出することができず、起動時に燃料電池セルの片側のガス流路を閉塞させてしまう虞があった。運転停止時には、発電時に生成された水が重力方向下方に移動し、縦置きによって燃料電池セル内で下方側に位置するガス流路内に上記水が溜まるからであり、その溜まった水で、起動時にその下側に位置するガス流路が閉塞されてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、燃料電池の起動時における、生成水によるガス流路の閉塞を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
燃料電池であって、
電解質膜を２つの電極で挟持する接合体であって、該接合体の第１の面を下側に、該接合体の第２の面を上側になるよう配設される膜電極接合体と、
前記第１の面と対向し、前記第１の面に沿った方向に第１の反応ガスを流す第１のガス流路を形成する第１のセパレータと、
前記第２の面と対向し、前記第２の面に沿った方向に第２の反応ガスを流す第２のガス流路を形成する第２のセパレータと
を備え、
前記第１のガス流路は、前記第２のガス流路よりも流路断面積が大きくなるよう構成された、燃料電池。
【０００９】
適用例１の燃料電池によれば、膜電極接合体の下方向に、第１のガス流路を形成する第１のセパレータが位置し、膜電極接合体の上方向に、第２のガス流路を形成する第２のセパレータが位置することになる。そして、第１のガス流路は、第２のガス流路よりも流路断面積が大きくなるよう構成されていることから、膜電極接合体の下方向にある第１のガス流路の方が、膜電極接合体の上方向にある第２のガス流路よりも流路断面積が大きくなる。運転停止時には、発電時に生成された水が重力により重力方向下方に移動することになるから、第２の面側の水は電解質膜を透過し第１のガス流路の下方に、第１の面側の水はそのまま第１のガス流路の下方にそれぞれ溜まる。しかしながら、上記のように、膜電極接合体の下方向にある第１のガス流路は流路断面積が大きいことから、生成水により第１のガス流路が完全に閉塞される虞が少ない。したがって、適用例１の燃料電池は、燃料電池の起動時にガス流路を確保することができるという効果を奏する。
【００１０】
［適用例２］
適用例１に記載の燃料電池であって、前記第１の反応ガスは、酸化剤ガスであり、前記第２の反応ガスは、燃料ガスである、燃料電池。この構成によれば、酸化剤ガスの流れる第１のガス流路の方が、流路断面積が大きいことから、発電中の圧力損失が少なくて済む。一般的に、酸化剤ガスとしては、コンプレッサにより圧縮された空気の供給を受けることから、第１のガス流路で圧力損失が小さいほど発電効率を高めることができる。これに対して、燃料ガスは高圧タンクにより供給されることから、第２のガス流路における圧力損失の大小によって発電効率がそれほど変わることがない。このため、適用例２に記載の燃料電池では、酸化剤ガスの流れる第１のガス流路の圧力損失を低減し、発電効率を高めることができる。
【００１１】
［適用例３］
適用例１または２に記載の燃料電池であって、前記第１のガス流路は、多孔体を備える構成である、燃料電池。この構成によれば、第１のガス流路において、多孔体により反応ガスの拡散性を高めることができる。一方、多孔体は、停止の際に生成水の残留量が多いという短所を有するが、適用例１に記載の燃料電池の構成により、例え残水が多くても、起動時におけるガス流路を確保することができる。
【００１２】
［適用例４］
適用例３に記載の燃料電池であって、前記多孔体は、親水性を有する、燃料電池。この構成によれば、多孔体が親水性を有することから、第１のガス流路におけるセパレータとの壁面に水をより貯溜させることができる。
【００１３】
［適用例５］
適用例３または４に記載の燃料電池であって、前記多孔体に対して、当該多孔体の端面から前記第１の反応ガスの導入出を図る第１のガス導入出部を備える構成である、燃料電池。この構成によれば、多孔体の端面から第１の反応ガスの導入出を図ることができることから、運転停止時に第１のガス流路の重力方向下方側に生成水が溜まったとしても、ガスの導入出口がその重力方向下方側にあるわけでもないので、確実に第１の反応ガスの流路を確保することができる。
【００１４】
［適用例６］
適用例５に記載の燃料電池であって、前記第１のセパレータは、前記多孔体との接合面に設けられ、前記接合面に垂直な方向から前記多孔体に対する前記第１の反応ガスの導入出を図る第２のガス導入出部を備える構成である、燃料電池。この構成によれば、第１のセパレータに備えられた第２のガス導入出部と多孔体との間が連結することから、毛細管現象により多孔体部から生成水を良好に排出することができる。
【００１５】
［適用例７］
適用例１ないし６のいずれかに記載の燃料電池を単セルとして複数積層した燃料電池スタック。こうした構成の燃料電池スタックでは、複数の燃料電池が上下方向に複数積層された構成となる。この構成によっても、適用例１の燃料電池と同様に、燃料電池スタックの起動時にガス流路を確保することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．燃料電池スタックの構成：
図１は、本発明の第１実施例における燃料電池スタック１００の構成を示す説明図である。燃料電池スタック１００は、後述する燃料電池セルの積層体１１０と、積層体１１０を積層方向の両端から挟持する一対のエンドプレート１２０、１３０と、一対のエンドプレート１２０、１３０による挟持を実現するために一対のエンドプレート１２０、１３０を締結する４組のボルト１４１及びナット１４２とを備えている。燃料電池スタック１００には、積層体１１０にアノードガス（水素を含有する燃料ガス）やカソードガス（酸化剤ガス）等を供給あるいは排出するための複数の貫通孔であるマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６が形成されている。マニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６を介して図示しない外部の水素タンクやコンプレッサ等から、積層体１１０の内部にアノードガスやカソードガスが滞りなく供給されている。
【００１７】
図１の座標系は、燃料電池スタック１００が自動車等の車両に搭載される際に想定されている各方向を表している。上下方向は車両の上下方向を示し、前後方向と左右方向とは、それぞれ車両の前後方向と左右方向とを示している。なお、前後方向と左右方向はこの方向に限る必要はなく、例えば、前後方向を右左方向に、左右方向を前後方向に換えることもできる。上下方向についてはこの方向に限る。すなわち、車両において、燃料電池スタック１００は、燃料電池セルの積層方向を上下方向とするように縦置きに搭載されている。ここで、上下方向とは、好ましくは重力方向であるが、必ずしも重力方向である必要はなく、水平方向よりも上側方向、水平方向よりも下側方向であればよい。
【００１８】
Ａ−２．燃料電池セルの構成：
図２は、燃料電池セル１０の断面を模式的に示す説明図である。燃料電池セル１０は、燃料電池スタック１００の積層体１１０を構成する単セルとしての燃料電池である。図示するように、燃料電池セル１０は、ＭＥＡ１４（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）、ガス拡散層１３ａ、１３ｂ、ガス流路１８、１９およびセパレータ３０を備える。ガス拡散層１３ａ、１３ｂはＭＥＡ１４の両面に配置されている。ＭＥＡ１４、ガス拡散層１３ａおよびガス拡散層１３ｂから構成される部材をＭＥＧＡ１５と呼ぶ。ガス流路１８、１９は、ＭＥＧＡ１５とセパレータ３０との間に配置されている。
【００１９】
ＭＥＡ１４は、電解質膜１１の表面上に、カソード電極触媒層１２ａ，アノード電極触媒層１２ｂを備える。電解質膜１１は、プロトン伝導性を備え、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す固体高分子材料の薄膜であり、セパレータ３０の外形よりも小さく後述するガス流路１８，１９の外形よりも大きい長方形に形成されている。電解質膜１１は、例えば、ナフィオンである。電解質膜１１の表面上に形成されたカソード電極触媒層１２ａ，アノード電極触媒層１２ｂは、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金が担持されている。
【００２０】
ガス拡散層１３ａ，１３ｂは、気孔率が約８０％程度のカーボン製の多孔体であり、例えば、カーボンクロスやカーボンペーパによって形成されている。ガス拡散層１３ａ，１３ｂは、接合によりＭＥＡ１４と一体化されてＭＥＧＡ１５となる。カソード電極触媒層１２ａとガス拡散層１３ａ、およびアノード電極触媒層１２ｂとガス拡散層１３ｂは、本発明の「電極」にそれぞれ相当する。ＭＥＧＡ１５は、本発明の「膜電極接合体」に相当する。なお、ガス拡散層１３ａはＭＥＡ１４のカソード側に、ガス拡散層１３ｂはアノード側に、それぞれ配置される。ガス拡散層１３ａは、カソードガスをその厚み方向に拡散して、カソード電極触媒層１２ａの全面に供給する。ガス拡散層１３ｂは、アノードガスをその厚み方向に拡散して、アノード電極触媒層１２ｂの全面に供給する。ガス拡散層１３ａ，１３ｂは、厚み方向へのガスの拡散を主目的とするため、比較的小さい気孔率を有する。
【００２１】
図１の座標系は、図１に対応したもので、上下方向は車両の上下方向を示している。すなわち、ＭＥＡ１４のカソード側の面１４Ａは車両の下側を向き、ＭＥＡ１４のアノード側の面１４Ａは車両の上側を向いている。カソード側の面１４Ａは本発明の「第１の面」に相当し、アノード側の面１４Ｂは本発明の「第２の面」に相当する。
【００２２】
セパレータ３０は、ステンレス鋼やチタン，チタン合金など、導電性の金属材料から構成されており、本実施例では長方形の板形状をしている。セパレータ３０は、ＭＥＡ１４のカソード側の面１４Ａと対向することにより、この面１４Ａに沿った方向にカソードガスを流すガス流路（以下、必要に応じて「カソードガス流路」とも呼ぶ）１８を形成している。また、セパレータ３０は、ＭＥＡ１４のアノードの面１４Ｂと対向することにより、この面１４Ｂに沿った方向にアノードガスを流すガス流路（以下、必要に応じて「アノードガス流路」とも呼ぶ）１９を形成している。上記カソードガス流路１８は本発明の「第１のガス流路」に相当し、上記アノードガス流路１９は本発明の「第２のガス流路」に相当する。
【００２３】
カソードガス流路１８の高さ（積層方向の高さ）、すなわち、ＭＥＧＡ１５の第１の面１４Ａとセパレータ３０との間の距離ｔ１は、アノードガス流路１９の高さ（積層方向の高さ）、すなわち、ＭＥＧＡ１５の第２の面１４Ｂとセパレータ３０との間の距離ｔ２と比較して大きくなっている。すなわち、カソードガス流路１８は、アノードガス流路１９よりも流路断面積が大きくなっている。なお、上記距離ｔ１は例えば０．４［ｍｍ］であり、上記距離ｔ２は例えば０．２［ｍｍ］である。上記距離ｔ１、ｔ２は、記述した数値に限定されるわけではなく、カソードガス流路１８の流路断面積がアノードガス流路１９の流路断面積よりも大きいという条件を満たせば、いずれの大きさとすることもできる。
【００２４】
ガス流路１８，１９の内部には、多孔体部２１，２２が配設されている。多孔体部２１，２２は、多孔体を用いて構成される。多孔体としては、本実施例では発泡焼結体が用いられている。発泡焼結体は、金属またはセラミックス含有の発泡焼結体を用いる。なお、発泡焼結体に換えて、エキスパンドメタル等としてもよい。多孔体部２１，２２によりカソードガス、アノードガスの拡散性を高めることができる。
【００２５】
カソードガス流路１８に備えられる多孔体部２１は、親水処理を施すことで、親水性を有するものとすることができる。親水処理の方法としては特に限定されるものではなく、公知の親水処理法を適宜採用できる。例えば、アルミナ，シリカ等の金属酸化物、水溶性エポキシ樹脂等の親水性樹脂、または活性炭等の親水性物質を、多孔質部用の粉末原料に配合すればよい。さらには、親水処理として金メッキ処理を行ってもよい。
【００２６】
なお、本実施例においては、アノード側の多孔体部２２には親水処理を施さない構成となっている。これに換えて、多孔体部２２は親水処理を施す構成としてもよい。また本実施例においては、図示するように、多孔体部２１，２２の接合面の大きさは、ＭＥＧＡ１５の第１の面１４Ａ、第２の面１４Ｂと同一となっているが、これに換えて、第１の面１４Ａ、第２の面１４Ｂよりも小さい面積としてもよい。換言すれば、多孔体部２１，２２は、本実施例のように、ガス流路１８，１９の全体に亘って設けられた構成であってもよいし、これに換えて、ガス流路１８，１９の一部に設けられた構成としてもよい。
【００２７】
セパレータ３０のカソード側表面には、ガス流路１８へのカソードガスの出入口となる穴部２３,２４を備える。この穴部２３,２４は、図示しない流路により最終的には、図１に示したマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６のうちのカソードガス用のものと連通している。一方、セパレータ３０のアノード側表面には、ガス流路１９へのアノードガスの出入口となる穴部２５,２６を備える。この穴部２５,２６は、図示しない流路により最終的には、図１に示したマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６のうちのアノードドガス用のものと連通している。なお、カソード側の穴部２３,２４およびアノード側の穴部２５，２６は、積層方向に沿って見たときにＭＥＧＡ１５と重ならない部位に設けられている。
【００２８】
上記構成により、カソード側の穴部２３からはカソードガスが排出され、矢印Ａに示すように、カソードガスは、多孔体部２１の第１の端面２１ａの外側空間から第１の端面２１ａに向かって進む。アノードガスは、多孔体部２１を通って、その後、矢印Ｂに示すように、多孔体部２１の第２の端面（第１の端面２１ａに対向する端面）２１ｂから出て、カソード側の穴部２４に侵入する。こうして、多孔体部２１に対して端面２１ａ、２１ｂから（すなわち、端面２１ａ、２１ｂに垂直な方向から）カソードガスを導入／導出することができる。同様に、アノード側では、穴部２５，２６により、多孔体部２２に対して端面２２ａ，２２ｂから（すなわち、端面２２ａ，２２ｂに垂直な方向から）アノードガスを導入／導出することができる。
【００２９】
図１で示した燃料電池スタック１００の積層体１１０は、前述したように、上記燃料電池セル１０を上下方向に複数積層したものである。すなわち、セパレータ３０−カソードガス流路１８―ＭＥＧＡ１５−アノードガス流路１９−セパレータ３０と接合し、これを繰り返していくことで燃料電池スタック１００は構成されている。なお、セパレータ３０は、本発明でいう「第１のセパレータ」および「第２のセパレータ」に相当する。穴部２３，２４は、本発明でいう「第１のガス導入出部」である。
【００３０】
Ａ−３．作用効果：
以上のように構成された本実施例の燃料電池スタック１００によれば、ＭＥＧＡ１５の下方向にカソードガス流路１８が位置し、ＭＥＧＡ１５の上方向にアノードガス流路１９が位置することになる。そして、ＭＥＧＡ１５の下方向にあるカソードガス流路１８は、ＭＥＧＡ１５の上方向にあるアノードガス流路１９よりも流路断面積が大きくなっている。運転停止時には、発電時に生成された水が重力により重力方向下方に移動することになるから、ＭＥＡ１４の第２の面１４Ｂ側の水Ｗｕ（図２参照）は電解質膜を透過しカソードガス流路１８の下方に、ＭＥＡ１４の第１の面１４Ａ側の水はそのままカソードガス流路１８の下方にそれぞれ溜まる。図２におけるＷはその溜まった水である。しかしながら、燃料電池スタック１００では、上記のように、ＭＥＧＡ１５の下方向にあるカソードガス流路１８は流路断面積が大きいことから、貯溜された水Ｗによりカソードガス流路１８が完全に閉塞される虞が少ない。したがって、本実施例の燃料電池スタック１００は、起動時にガス流路を確保することができるという効果を奏する。寒冷期において上記水Ｗが凍結したような場合にも、ガス流路を確保することができる。
【００３１】
また、本実施例の燃料電池スタック１００では、カソードガス流路１８に備えられる多孔体部２１が親水性を有する構成であることから、アノードガス流路１９におけるセパレータ３０との壁面に水Ｗをより貯溜させることができる。このため、起動時にガス流路をより確保することができる。
【００３２】
さらに、本実施例によれば、カソードガス（酸化剤ガス）の流れるカソードガス流路１８の方が、流路断面積が大きいことから、発電中の圧力損失が少なくて済む。カソードガスとしては、コンプレッサにより圧縮された空気の供給を受けているが、カソードガス流路１８で圧力損失が小さいほど発電効率を高めることができる。これに対して、アノードガス（燃料ガス）は高圧タンク（図示せず）により供給されることから、アノードガス流路１９における圧力損失の大小によって発電効率がそれほど変わることがない。このため、本実施例の燃料電池スタック１００では、カソードガスの流れるカソードガス流路１８の圧力損失を低減し、発電効率を高めることができる。
【００３３】
Ｂ．第２実施例：
図３は、本発明の第２実施例における燃料電池スタックに備えられる燃料電池セル２１０の断面を模式的に示す説明図である。この図は、第１実施例における図２の単セル分に相当するものである。図示するように、この燃料電池セル２１０は、第１実施例の燃料電池セル１０と比較して、下記の１）および２）の点で相違する。
【００３４】
１）セパレータ３０のカソード側表面に、カソードガス流路１８へのカソードガスの出入口となる１組の穴部（以下、「内側穴部」と呼ぶ）２２３,２２４をさらに備えた点。
２）セパレータ３０のアノード側表面に設けた穴部２５，２６を取り除いて、アノードガス流路１９へのカソードガスの出入口となる１組の穴部（以下、「内側穴部」と呼ぶ）２２５,２２６を設けた点。
【００３５】
上記１）、２）以外の構成については、第１実施例の燃料電池セル１０と同一である。なお、同一のパーツには、第１実施例と同じ番号を付けた。なお、本実施例の燃料電池セル２１０も、第１実施例の燃料電池セル１０と同様に、上下方向に複数積層されて燃料電池スタックを構成している。
【００３６】
上記カソード側の内側穴部２２３,２２４およびアノード側の内側穴部２２５,２２６は、第１実施例でも備えているカソード側の穴部２３，２４よりも内側（セパレータ３０の表面における内側）に設けられるもので、積層方向に沿って見たときにＭＥＧＡ１５と重なる部位に設けられている。カソード側の内側穴部２２３，２２４は、図示しない流路により最終的には、図１に示したマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６のうちのカソードガス用のものと連通している。アノード側の内側穴部２２５，２２６は、図示しない流路により最終的には、図１に示したマニホールド孔Ｍ１〜Ｍ６のうちのアノードガス用のものと連通している。
【００３７】
こうした構成により、セパレータ３０と多孔体部２１，２２との間の接合面３０ａ、３０ｂに垂直な方向から多孔体部２１，２２に対してカソードガス／アノードガスを導入／導出することができる。なお、カソード側の内側穴部２２３,２２４と多孔体部２１との間は連結し、アノード側の内側穴部２２５,２２６と多孔体部２２との間は連結していることから、毛細管現象により多孔体部２１，２２から生成水を良好に排出することができる。
【００３８】
以上のように構成された第２実施例によれば、カソードガス流路１８に備えられた多孔体部２１に対して、穴部２３，２４により端面２１ａ，２１ｂから、内側穴部２２３,２２４により接合面３０ａに垂直な方向から、それぞれカソードガスを導入／導出することができる。すなわち、多孔体部２１に対して、端面２１ａ，２１ｂに垂直な方向と、接合面３０ａに垂直な方向との両方から、カソードガスの導入出を図ることができる。また、アノードガス流路１９に備えられた多孔体部２２に対して、内側穴部２２５,２２６により接合面３０ｂに垂直な方向からカソードガスを導入／導出することができる。
【００３９】
したがって、第２実施例によれば、第１実施例と同様に、起動時にガス流路を確保することができる。さらに、前述したように、内側穴部２２３,２２４および内側穴部２２５,２２６による毛細管現象により多孔体部２１，２２から生成水を良好に排出することができ、それにもかかわらず、運転停止時にカソードガス流路１８に重力方向下方に溜まった水Ｗが、内側穴部２２３,２２４を例え閉塞したとしても、穴部２３，２４により、ガス流路を確保することができる。換言すれば、多孔体部２１，２２から毛細管現象により生成水を良好に排出することができことと、運転停止時に生成水がガス流路に貯溜されたとしても起動時にガス流路を確実に確保することとの両立を図ることができる。なお、内側穴部２２３,２２４は、本発明でいう「第２のガス導入出部」である。
【００４０】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の各実施例や変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４１】
（１）上記第１実施例では、セパレータ３０の面３０ａ、３０ｂの双方に（すなわち、カソード側、アノード側の双方に）、穴部２３，２４、２５，２６を設けていたが、アノード側の穴部２５，２６についてはこの構成に限る必要はなく、多孔体部２２にアノードガスを導入できる構成であれば、どのような構成としてもよい。また、カソード側の穴部２３，２４については、多孔体部２１の端面２１ａ，２１ｂからカソードガスの導入出を図ることができれば、他の構成に換えてもよく、例えば、セパレータ３０以外の部分からガスを導入出する構成としてもよい。なお、第２の実施例においても、カソード側の穴部２３，２４については、多孔体部２１の端面２１ａ，２１ｂからカソードガスの導入出を図ることができれば、他の構成に換えてもよく、例えば、セパレータ３０以外の部分からガスを導入出する構成としてもよい。また、第２の実施例の構成から、カソード側の穴部２３，２４を取り除いた構成としてもよい。
【００４２】
（２）上記各実施例では、ＭＥＡ１４のカソード側の面１４Ａは車両の下側を向き、ＭＥＡ１４のアノード側の面１４Ａは車両の上側を向いているが、これに換えて、ＭＥＡ１４のカソード側の面１４Ａは車両の上側を向き、ＭＥＡ１４のアノード側の面１４Ａは車両の下側を向くよう構成してもよい。この場合には、アノードガス流路に備えられた多孔体に対してアノードガスを、少なくとも端面から導入／導出するようにするのが好ましい。
【００４３】
（３）上記各実施例では、カソード側の多孔体部２１は親水性を有する構成としたが、これに換えて、親水性を有しない構成としてもよい。また、各実施例では、カソードガス流路１８，アノードガス流路１９の双方に多孔体部２１，２２を備える構成としたが、これに換えて、カソードガス流路１８，アノードガス流路１９のいずれか一方に多孔体部を備える構成としてもよいし、また、双方ともに多孔体部を備えない構成としてもよい。
【００４４】
（４）上記各実施例では、複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックとしての構成であったが、これに換えて、１つの燃料電池セルだけで構成した燃料電池としての構成としてもよい。
【００４５】
（５）前記各実施例では、「第１のセパレータ」および「第２のセパレータ」は、１つのセパレータ３０により共通する構成としたが、これに換えて個別の構成としてもよい。また、セパレータ３０は板形状としていたが、これに換えて、ストレート溝を構成する直線状のリブや、立方体等の凸部を複数備えるセパレータとしてもよい。この場合にも、セパレータにより形成されるカソードガス流路およびアノードガス流路は、下側に位置するガス流路の流路断面積が上側に位置するガス流路の流路断面積よりも大きいという条件を満たすように構成される。
【００４６】
（６）前記各実施例では、燃料電池は固体高分子型燃料電池としたが、必ずしも固体高分子型燃料電池である必要がなく、各種タイプの燃料電池に適用することも可能である。
【００４７】
（７）前記各実施例では、燃料電池スタックは自動車等の車両に搭載されるものとしていたが、これに換えて、電車等の自動車以外の車両に搭載されるものとしてもよい。また、車両にも限る必要はなく、船舶の他の移動体としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例における燃料電池スタック１００の構成を示す説明図である。
【図２】燃料電池セル１０の断面を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施例における燃料電池スタックに備えられる燃料電池セル２１０の断面を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…燃料電池セル
１１…電解質膜
１２ａ…カソード電極触媒層
１２ｂ…アノード電極触媒層
１３ａ…ガス拡散層
１３ｂ…ガス拡散層
１４Ａ…第１の面
１４Ｂ…第２の面
１８…カソードガス流路
１９…アノードガス流路
２１，２２…多孔体部
２３，２４…穴部
２５，２６…穴部
３０…セパレータ
１００…燃料電池スタック
１１０…積層体
１２０…エンドプレート
１４１…ボルト
１４２…ナット
２１０…燃料電池セル
２２３，２２４…内側穴部
２２５，２２６…内側穴部
【図１】
2009146859.tif 000003
【図２】
2009146859.tif 000004
【図３】
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