(57)【要約】【課題】本発明は、電解質膜の含水量の低下に起因する燃料電池の性能低下を抑制することを目的とする。【解決手段】燃料電池１００は、シール部材一体型ＭＥＡ２００の両面に、水素流路形成部４１０、空気流路形成部４３０がそれぞれ配置され、その両面にセパレータ３００が配置されるように積層された構成を成している。水素流路形成部４１０の空孔Ｈａの平均孔径Ｄａは、Ｄａ＝０．６ｔに形成されている。空気流路形成部４３０の空孔Ｈｃの平均孔径Ｄｃは、Ｄｃ＝０．４ｔに形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
電解質膜と、
前記電解質膜を両面より挟持するアノードおよびカソードと、
前記アノードおよび前記カソードに対して、それぞれ、前記電解質膜とは反対側に配置される２つの多孔体と、
を備え、
２つの前記多孔体は、それぞれ、平板状を成すと共に、内部に、相互に連通する複数の空孔が形成されており、
２つの前記多孔体のうち、アノード側に配置される多孔体は、カソード側に配置される多孔体よりも、前記空孔の平均孔径が大きいことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池であって、
２つの前記多孔体は、同一の材料より成ると共に、同一の空孔率および同一の厚さを有することを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池であって、
前記アノード側に配置される多孔体は、
前記平均孔径Ｄが、前記多孔体の厚さｔに対して、０．５ｔ＜Ｄであることを特徴とする多孔体。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池であって、
前記アノード側に配置される多孔体は、
前記平均孔径Ｄが、前記多孔体の厚さｔに対してＤ＜０．８ｔであることを特徴とする多孔体。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一つに記載の燃料電池であって、
前記アノード側多孔体は、
スラリー発泡法で作成された金属多孔体であることを特徴とする多孔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、互いに連通する複数の空孔が形成された多孔体を備える燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池において、アノードでは水素分子をプロトンと電子に分解する電気化学反応が行われる。プロトンは、電解質膜中を移動してカソードに到達し、カソードにおいて、酸素とプロトンと電子から水を生成する電気化学反応が行われる。プロトンが電解質膜中を移動するためには、水が必要であるため、電解質膜の含水量が低下すると、電解質膜のプロトン伝導性が低下する。そうすると、膜抵抗が増大し、その結果、出力電圧が低下して電池性能が低下する。
【０００３】
燃料電池のカソードで生成される水の一部は、カソードからアノードへ電解質膜を介して移動する(逆拡散)。燃料電池において、この逆拡散水や、加湿された反応ガス中の水分等を利用して、電解質膜の含水量が管理されている。
【０００４】
燃料電池が高負荷運転をしている場合等、燃料電池が高温になる場合には、飽和水蒸気圧が高くなるため、電解質膜が乾燥しやすく、また、プロトンの移動に伴って電解質膜から水が持ち去られるため、電解質膜から多量の水が持ち去られる。そのため、逆拡散があっても、全体として電解質膜の含水量が低下する。そこで、電解質膜の含水量が低下した場合には、カソード側におけるガス圧力をアノード側におけるガス圧よりも高くして、カソードからアノードへの水の移動を促進させることにより、電解質膜の含水量の低下を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１７５８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１においては、ポンプ等を用いて空気を加圧供給することによって、カソード側のガス圧力を高めているため、ポンプ等の消費電力、すなわち、補機損が増大することになる。このように補機損が増大すると、システム全体のエネルギ効率が低下する。
【０００７】
そこで、本発明は、補機損の増大等に起因するエネルギ効率の低下を伴うことなく、逆拡散を促進して、電解質膜の含水量の低下に起因する燃料電池の性能低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
［適用例１］    燃料電池であって、
電解質膜と、
前記電解質膜を両面より挟持するアノードおよびカソードと、
前記アノードおよび前記カソードに対して、それぞれ、前記電解質膜とは反対側に配置される２つの多孔体と、
を備え、
２つの前記多孔体は、それぞれ、平板状を成すと共に、内部に、相互に連通する複数の空孔が形成されており、
２つの前記多孔体のうち、アノード側に配置される多孔体は、カソード側に配置される多孔体よりも、前記空孔の平均孔径が大きいことを特徴とする燃料電池。
【００１０】
多孔体の空孔の孔径としては、例えば、空孔同士のつなぎめの径を表示する場合もあるし、空孔の直径を表示する場合もある。また、多孔体の空孔は、互いに連通しているため、その断面形状は、略円形状、略楕円形状、略多角形状等、種々の形状を成している。そこで、本明細書中において、孔径とは、多孔体の厚さ方向の最大長さをいうものとする。図４は、多孔体Ｐの厚さ方向に平行な切断面を模式的に示す模式図である。図４に示すように、孔径Ｄ１として、多孔体の厚さ方向の最大長さを測定する。複数の空孔の孔径Ｄ１の平均値を平均孔径Ｄとする。
【００１１】
孔径は、例えば、多孔体の厚さ方向に平行な切断面の拡大写真を用いて測定することができる。なお、空孔の測定は、その他、種々の公知の方法により測定することができる。
【００１２】
例えば、多孔体を金属材料より形成する場合、熱は、熱伝導率の高い金属部分を流れる（以下、熱が伝わる経路を熱伝導パスともいう）。本発明の２つの多孔体の材料、厚さ、および空孔率が等しいものとすると、アノード側に配置される多孔体（以下、アノード側多孔体という。）の空孔の平均孔径が、カソード側に配置される多孔体（以下、カソード側多孔体という。）に比べて大きいため、アノード側多孔体の方が、空孔の数が少なくなり、熱伝導パスの断面積が大きく、長さが短くなる。熱は、面積が大きいほど、長さが短いほど、伝わり易いため、アノード側多孔体は、カソード側多孔体と比べると、熱抵抗が小さくなる。すなわち、熱が伝わり易くなる。
【００１３】
したがって、アノード側の温度をカソード側の温度に比べて低くすることができるため、Ｓｏｒｅｔ効果により、カソード側からアノード側への水の移動を促進することができると考えられる。そのため、燃料電池の運転時に、発電に伴う発熱により燃料電池の内部温度が上昇した場合でも、電解質膜の含水量が低下するのを抑制することができ、燃料電池の性能低下を抑制することができる。
【００１４】
なお、アノード側多孔体の材料の熱抵抗率が、カソード側多孔体の材料の熱抵抗率よりも小さいものを用いれば、２つの多孔体の材料が同一の場合に比べて、さらに、アノード側多孔体の熱抵抗を小さくすることができる。また、アノード側多孔体の厚さを、カソード側多孔体の厚さよりも薄く形成すれば、２つの多孔体の厚さが同一の場合に比べて、さらに、アノード側多孔体の熱抵抗を小さくすることができる。また、アノード側多孔体の空孔率がカソード側多孔体の空孔率よりも小さくなるように多孔体を形成すれば、２つの多孔体の空孔率が同一の場合に比べて、さらに、アノード側多孔体の熱抵抗を小さくすることができる。
【００１５】
［適用例２］適用例１記載の燃料電池であって、２つの前記多孔体は、同一の材料より成ると共に、同一の空孔率および同一の厚さを有することを特徴とする燃料電池。
【００１６】
従来は、アノード側と、カソード側に、同一の多孔体を用いることが多かった。適用例２に記載の燃料電池によれば、２つの多孔体の材料や、厚さを変更することなく、アノード側多孔体の熱抵抗をカソード側多孔体の熱抵抗よりも小さくすることができる。そのため、多孔体の材料を従来のものから変更したり、燃料電池全体の大きさを変更したりする必要がないため、好適である。
【００１７】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の燃料電池であって、前記アノード側に配置される多孔体は、前記平均孔径Ｄが、前記多孔体の厚さｔに対して、０．５ｔ＜Ｄであることを特徴とする多孔体。
【００１８】
従来の燃料電池では、多孔体に形成される空孔の平均孔径Ｄを、Ｄ≦０．５ｔとしていることが多い。燃料電池のカソードでは、水が生成されるため、カソード側多孔体の空孔に水が溜まり、それによって、反応ガスの流通が阻害されるおそれがある。空孔の平均孔径Ｄを、Ｄ≦０．５ｔとして、多孔体の厚さ方向に、空孔が２段以上配置されるようにすると、たとえ、空孔の一部が水によって閉塞されても、他の空孔を介して、反応ガスを供給することができるからである。
【００１９】
本適用例の燃料電池によれば、アノード側多孔体の熱抵抗は、Ｄ≦０．５ｔの多孔体（従来用いられている多孔体）の熱抵抗よりも小さい。燃料電池のアノードでは、水が生成されないため、カソード側に比べると多孔体の空孔に水が溜まり難く、アノード側多孔体は、カソード側多孔体ほどの排水性を要求されない。したがって、カソード側多孔体としては、従来どおりの多孔体を用い、アノード側多孔体の熱抵抗をカソード側多孔体よりも小さくすることによって、上記したように、アノード側の温度をカソード側よりも低くすることができ、Ｓｏｒｅｔ効果により、カソード側からアノード側への水の移動を促進することができる。
【００２０】
［適用例４］適用例１ないし３のいずれか一つに記載の燃料電池であって、前記アノード側に配置される多孔体は、前記平均孔径Ｄが、前記多孔体の厚さｔに対してＤ＜０．８ｔであることを特徴とする多孔体。
【００２１】
このようにすることによって、アノード側多孔体は、充分な強度を保ちつつ、熱抵抗を小さくすることができる。
【００２２】
［適用例５］  適用例１ないし４のいずれか一つに記載の燃料電池であって、前記アノード側多孔体は、スラリー発泡法で作成された金属多孔体であることを特徴とする多孔体。
【００２３】
本明細書中において、スラリー発泡法とは、粉末を含有するスラリーに、発泡剤を混合し、発泡性スラリーとし、発泡性スラリーを成形後発泡させ、その後、焼結することにより、多孔体を製造する方法をいう。適用例５の燃料電池によれば、アノード側多孔体は、スラリー発泡法で作成されるため、比較的大きな空孔を、所望の大きさで、金属多孔体内部に容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
Ａ．実施例：
本発明の実施の形態を実施例に基づいて、以下に説明する。
Ａ１．燃料電池の構成：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池１００の断面構成を概略的に示す説明図である。本実施例の燃料電池１００は、酸化ガスとしての空気と燃料ガスとしての水素とを用いて発電を行う固体高分子型の燃料電池である。
【００２５】
燃料電池１００は、図１に示すように、シール部材一体型ＭＥＡ２００の両面に、水素流路形成部４１０、空気流路形成部４３０（以下、まとめて反応ガス流路形成部４１０、４３０とも呼ぶ。）がそれぞれ配置され、その両面にセパレータ３００が配置されるように積層された構成を成している。図１では、複数のシール部材一体型ＭＥＡ２００、反応ガス流路形成部４１０、４３０、およびセパレータ３００が積層された部分の一部を抜き出して示しており、他は図示を省略している。
【００２６】
本実施例における水素流路形成部４１０が、請求項におけるアノード側に配置される多孔体に相当し、空気流路形成部４３０が、請求項におけるカソード側に配置される多孔体に相当する。
【００２７】
燃料電池１００は、上記した各構成部品が複数積層されて成り、全体としては、図１に示すように、発電に用いられる空気を供給する空気供給マニホールド６４０と、利用されなかった空気を排出する空気排出マニホールド６５０と、を備えている。また、同様に、発電に用いられる水素を供給する水素供給マニホールド(図示しない)と、利用されなかった水素を排出する水素排出マニホールド(図示しない)、を備えている。
【００２８】
燃料電池１００に供給された空気は、空気供給マニホールド６４０を通って、セパレータ３００の空気供給口３４６を介して空気流路形成部４３０に流入し、空気流路形成部４３０内を流通しつつ、ＭＥＡ２１０に供給されて電極反応に利用される。電極反応に利用されなかった空気は、セパレータ３００の空気排出口３５６を介して空気排出マニホールド６５０に排出され、空気排出マニホールド６５０を通って燃料電池１００外へ排出される。同様に、燃料電池１００に供給された水素も、燃料電池１００内を流通して電極反応に利用され、電極反応に利用されなかった水素は燃料電池１００外へ排出される。また、セパレータ３００には、冷却水流路３２２が形成され、セパレータ内部を冷却水が流通することにより、燃料電池１００の電極反応に伴って生成される熱を取り除き、燃料電池１００の内部温度を所定の範囲内に保っている。
【００２９】
Ａ１．１．シール部材一体型ＭＥＡの構成：
本実施例ではシール部材一体型ＭＥＡ２００は、図１に示すように、シール部材２２０が、ＭＥＡ２１０の外周に、ＭＥＡ２１０と一体的に形成されている。図２は、燃料電池１００の断面構成を示す拡大断面図である。
【００３０】
ＭＥＡ２１０は、図２に示すように、電解質膜２１２の一方の面にアノード２１４、アノード側ガス拡散層２１６が、順次積層され、他方の面にカソード２１５、カソード側ガス拡散層２１７が、順次積層されて成る。本実施例において、電解質膜２１２としては、フッ素系樹脂により形成された高分子電解質膜を、アノード２１４およびカソード２１５としては、触媒として白金および白金合金を担持したカーボン担体より形成された電極を、アノード側ガス拡散層２１６およびカソード側ガス拡散層２１７としては、カーボンクロスを、それぞれ用いるものとした。
【００３１】
本実施例において、シール部材２２０は、シリコーンゴムを用いて射出成型により形成されている。シール部材２２０を成形する際には、シリコーンゴムを、ガス拡散層２１６、２１７内部の空隙、および電極２１４、２１５内部の空隙に含浸させ、いわゆるアンカー効果によりシール部材２２０と、ＭＥＡ２１０とを結合している。
【００３２】
Ａ１．２．セパレータの構成：
セパレータ３００は、図２に示すように、空気流路形成部４３０と当接するカソード対向プレート３１０と、水素流路形成部４１０と当接するアノード対向プレート３３０と、カソード対向プレート３１０およびアノード対向プレート３３０に狭持された中間プレート３２０と、が積層された３層構造を有している。そして、図１に示すように、内部に、反応ガスや冷却水を流通させる流路（例えば、空気供給流路３４４等）が形成され、反応ガス流路形成部４１０、４３０に接する面に、反応ガスを給排するための供給口（例えば、空気供給口３４６）および排出口（例えば、空気排出口３５６）が形成されている。セパレータ３００を構成する３枚のプレート（カソード対向プレート３１０、アノード対向プレート３３０、中間プレート３２０）は、略長方形を成す金属薄板である。そして、中間プレート３２０には、冷却水流路３２２が形成され、セパレータ内部を冷却水が流通することにより、燃料電池１００の電極反応に伴って生成される熱を取り除き、燃料電池１００の内部温度を所定の範囲内に保っている。
【００３３】
Ａ１．３．反応ガス流路形成部の構成：
反応ガス流路形成部４１０、４３０について、図２に基づいて説明する。反応ガス流路形成部４１０、４３０は、耐食性を有するステンレス鋼の粉末を用いて、スラリー発泡法で作成された金属多孔体から成る。そして、反応ガス流路形成部４１０、４３０は、シール部材２２０の内枠と略同一の外形を成し、互いに同一の厚さｔの平板状に形成されている。反応ガス流路形成部４１０、４３０には、互いに連通する複数の空孔が形成されている。
【００３４】
反応ガス流路形成部４１０、４３０には、互いに連通する空孔が形成されているため、セパレータ３００とＭＥＡ２１０との間に配置されることにより、セパレータ３００を介して供給された反応ガスが、反応ガス流路形成部４１０、４３０内を流通しつつ、拡散されてＭＥＡ２１０に供給される。
【００３５】
本実施例において、水素流路形成部４１０の空孔Ｈａの平均孔径Ｄａは、Ｄａ＝０．６ｔに形成されている。したがって、水素流路形成部４１０では、厚さｔ方向に、空孔Ｈａを１段以上並べることができない。図２において、空孔Ｈａの断面を円形状として図示し、その直径を平均孔径Ｄａとして示しているが、実際は、空孔Ｈａが、互いに連通しているため、その断面形状は、略円形状、略楕円形状、略多角形状等、種々の形状を成している。本実施例では、図４に示すように、孔径Ｄ１として、多孔体の厚さ方向の最大長さを測定し、複数の空孔の孔径Ｄ１の平均値を平均孔径Ｄａとしている。
【００３６】
一方、空気流路形成部４３０の空孔Ｈｃの平均孔径Ｄｃは、Ｄｃ＝０．４ｔに形成されている。そのため、空気流路形成部４３０では、厚さｔ方向に、空孔Ｈｃを２段並べることができる。なお、平均孔径Ｄｃについても、平均孔径Ｄａと同様に、多孔体の厚さ方向の最大長さを測定し、複数の空孔の孔径Ｄ１の平均値を平均孔径Ｄｃとしている。
【００３７】
また、水素流路形成部４１０と、空気流路形成部４３０とは、気孔率が同一（例えば、７０％程度）になるように形成されている。そして、水素流路形成部４１０の空孔Ｈａの平均孔径Ｄａが、空気流路形成部４３０の空孔Ｈｃの平均孔径Ｄｃよりも大きいため、水素流路形成部４１０の方が、単位体積辺りの空孔の数が少なくなる。
【００３８】
燃料電池１００において、電極反応に伴う熱は、上記したように、セパレータ３００内を流通する冷却水ＣＬによって、持ち去られる。このとき、アノード２１４から水素流路形成部４１０を通ってセパレータ３００へ、また、カソード２１５から空気流路形成部４３０を通ってセパレータ３００へ、熱が移動する。
【００３９】
図３は、反応ガス流路形成部４１０、４３０内を移動する熱の移動経路（熱伝導パスともいう）を示す説明図である。図３では、水素流路形成部４１０および空気流路形成部４３０の断面図の一部を拡大して表示し、熱伝導パスの一例を、太線の矢印で示している。なお、図３でも、説明を明瞭にするために、空孔Ｈａ、Ｈｃは、その断面形状を円形状として表示している。
【００４０】
熱が反応ガス流路形成部４１０、４３０内を移動する際には、空孔内の気体よりも熱伝導率の高い金属部分を通って移動する。上記したように、水素流路形成部４１０の空孔Ｈａの平均孔径Ｄａは、空気流路形成部４３０の空孔Ｈｃの平均孔径Ｄｃよりも大きく、水素流路形成部４１０の方が、単位体積当たりの空孔の数が少ない。さらに、水素流路形成部４１０では、厚さｔ方向に、空孔Ｈａを１段以上並べることができないため、熱伝導パスは、図３に示すように、水素流路形成部４１０の方が、空気流路形成部４３０に比べて、断面積が大きく、短くなる。熱は、熱伝導パスの断面積が大きいほど、長さが短いほど、伝わり易いため、水素流路形成部４１０の方が、空気流路形成部４３０よりも熱抵抗が小さくなり、熱を放出し易くなる。
【００４１】
したがって、本実施例の燃料電池１００では、燃料電池１００の運転中に、生成された熱を、アノード側から放出しやすくなるため、アノード側の温度をカソード側の温度に比べて低くすることができる。
【００４２】
Ａ２．実施例の効果：
【００４３】
本実施例の燃料電池１００では、水素流路形成部４１０の空孔の平均孔径ＤａをＤａ＝０．６ｔ、空気流路形成部４３０の空孔の平均孔径ＤｃをＤｃ＝０．４ｔとしている。水素流路形成部４１０は、上記したように、空気流路形成部４３０と比べると、熱伝導パスの断面積が大きく、長さが短くなるため、空気流路形成部４３０よりも熱抵抗が小さく、放熱し易くなっている。従って、燃料電池１００の運転中に、アノード側の温度をカソード側の温度に比べて低くすることができる。アノード側の温度をカソード側より低くすると、Ｓｏｒｅｔ効果により、カソード側からアノード側への水の移動（逆拡散）を促進することができると考えられる。Ｓｏｒｅｔ効果とは、温度勾配により濃度勾配が生じる現象をいう。
【００４４】
そのため、燃料電池１００の運転時に、発電に伴う発熱により燃料電池の内部温度が上昇して、電解質膜が乾燥しやすい場合でも、カソード側からアノード側に水が移動することにより、電解質膜の含水量が低下するのを抑制することができる。したがって、燃料電池の性能低下を抑制することができる。
【００４５】
また、従来、多孔体から成る水素流路形成部、空気流路形成部を備える燃料電池では、多孔体に形成される空孔の平均孔径Ｄを、Ｄ≦０．５ｔ（ｔ：多孔体の厚さ）としていることが多い。燃料電池のカソードでは、水が生成されるため、空気流路形成部の空孔に水が溜まり、それによって、反応ガスの流通が阻害されるおそれがある。空孔の平均孔径Ｄを、Ｄ≦０．５ｔとして、多孔体の厚さ方向に、空孔が２段以上配置されるようにすると、たとえ、空孔の一部が水によって閉塞されても、他の空孔を介して、反応ガスを供給することができるからである。
【００４６】
それに対して、本実施例の燃料電池１００では、水素流路形成部４１０の空孔の平均孔径Ｄａを、Ｄａ＝０．６ｔとしている。水素流路形成部４１０は、上記したように、従来の水素流路形成部と比べると、熱伝導パスの断面積が大きく、長さが短くなるため、従来の水素流路形成部よりも熱抵抗が小さく、放熱し易くなっている。なお、アノード側では、水が生成されないため、水素流路形成部４１０では、空孔Ｈａに水が溜まり難い。そのため、Ｄａ＞０．５としても、反応ガスとしての水素の流れが阻害されるという問題は、生じ難いと考えられる。
【００４７】
カソード２１５側では水が生成されるが、空気流路形成部４３０は、空孔の平均孔径Ｄｃを、Ｄｃ＝０．４ｔとしているため、空孔Ｈｃを、厚さｔ方向に２段並べることができる。そのため、たとえ、空孔Ｈｃの一部が水によって閉塞されても、他の空孔Ｈｃを介して空気をカソードに供給することができる。
【００４８】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態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において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。
【００４９】
（１）上記した実施例では、多孔体を、シール部材一体型ＭＥＡ２００とセパレータ３００との間に配置して、反応ガス流路形成部４１０として用いるものを示したが、多孔体をガス拡散層として用いてもよい。このようにしても、アノード２１４側がカソード２１５側より温度が低くなるようにすることができるため、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
（２）上記した実施例では、水素流路形成部４１０として、空孔Ｈａの平均孔径Ｄａ＝０．６ｔの多孔体、空気流路形成部４３０として、空孔Ｈｃの平均孔径Ｄｃ＝０．４ｔの多孔体を用いたが、空孔の平均孔径は、これに限定されない。水素流路形成部４１０の空孔Ｈａの平均孔径Ｄａが０．５ｔ＜Ｄａ＜０．８ｔであって、空気流路形成部４３０の空孔Ｈｃの平均孔径ＤｃがＤａより小さければよい。このようにすれば、アノード側の温度をカソード側の温度よりも低くすることができるため、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
（３）上記した実施例では、シール部材一体型ＭＥＡ２００にガス拡散層２１６、２１７が含まれるものを示したが、ガス拡散層２１６、２１７は、なくてもよい。このようにしても、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
（４）上記した実施例では、反応ガス流路形成部４１０、４３０として用いる多孔体として、ステンレス鋼から成る金属多孔体を用いたが、チタン等のその他の金属から成る金属多孔体を用いてもよい。また、その他、炭素等の導電性を有する材料から成る多孔体を用いてもよい。
【００５３】
（４）上記した実施例では、反応ガス流路形成部４１０、４３０として用いる多孔体として、スラリー発泡法で生成される金属多孔体を用いたが、その他の方法で生成されるものでもよい。例えば、粉末焼結法等のその他の方法で生成された金属多孔体を用いてもよい。
【００５４】
（５）上記した実施例では、燃料電池１００として、スタック構造を有するものを示したが、１枚のシール部材一体型ＭＥＡ２００の両側に反応ガス流路形成部４１０、４３０を配置したものを、セパレータ３００で挟持して成るものとしてもよい。このようにしても、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
（６）上記した実施例では、水素流路形成部４１０と空気流路形成部４３０とを、同一の材料で形成しているが、異なる材料で形成してもよい。例えば、異なる材料であっても、熱抵抗が等しい材料を用いれば、水素流路形成部４１０の熱抵抗は、空気流路形成部４３０よりも小さくなるため、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、水素流路形成部４１０を空気流路形成部４３０よりも熱抵抗率の小さい材料で形成すれば、さらに、水素流路形成部４１０の熱抵抗が小さくなり、アノード側の温度を、上記した実施例よりさらに低くすることができるため、逆拡散をさらに促進することができる。
【００５６】
（７）上記した実施例では、水素流路形成部４１０と空気流路形成部４３０は、同一の厚さに形成されているが、水素流路形成部４１０を空気流路形成部４３０よりも薄く形成してもよい。このようにすると、水素流路形成部４１０の熱伝導パスがさらに短くなり、水素流路形成部４１０の熱抵抗をさらに小さくすることができるため、上記した実施例よりもさらにアノード側の温度を下げることができ、逆拡散をさらに促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例としての燃料電池１００の断面構成を概略的に示す説明図である。
【図２】燃料電池１００の断面構成を示す拡大断面図である。
【図３】反応ガス流路形成部内を移動する熱の移動経路を示す説明図である。
【図４】多孔体Ｐの厚さ方向に平行な切断面を模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
１００…燃料電池
２００…シール部材一体型ＭＥＡ
２１２…電解質膜
２１４…電極
２１４…アノード
２１５…カソード
２１６…アノード側ガス拡散層
２１７…カソード側ガス拡散層
２２０…シール部材
３００…セパレータ
３１０…カソード対向プレート
３２０…中間プレート
３２２…冷却水流路
３３０…アノード対向プレート
３４４…空気供給流路
３４６…空気供給口
３５６…空気排出口
４１０…水素流路形成部
４３０…空気流路形成部
６４０…空気供給マニホールド
６５０…空気排出マニホールド
ＣＬ…冷却水
Ｈａ、Ｈｃ…空孔
Ｄａ、Ｄｃ…平均孔径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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