JP2003208909A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池におけるセパレータの反応ガスの流
路設計の自由度を増大させる。 【解決手段】 燃料電池は電解質膜13を反応ガスの流
路4、4aを形成したセパレータ1、2によって狭持し
た構造となっている。一方のセパレータの同一面内にア
ノードガスの流路とカソードガスの流路の両方を形成す
る。このため、セパレータ1、2における反応ガスの流
路の設計自由度を大きくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、固体高分子型の
燃料電池に関する。
【0002】
【従来の技術】固体高分子型燃料電池のセルは、プロト
ン伝導性のある高分子膜(電解質膜)の両面に触媒を坦
持し、その両面にガス拡散電極を貼り付けた膜と、その
片面にアノード側の燃料ガスである水素含有ガスを、も
う一方の面にカソード側の酸化剤ガスである酸素含有ガ
スを流すための流路をそれぞれ溝状に形成したセパレー
タを設置して挟み込むことにより構成されている。
【0003】上記したセパレータ上に形成された反応ガ
スの流路は種々の条件を満たす必要がある。例えば、水
素と酸素を反応させて行う発電反応を効率良く行うため
に、電極面上に反応ガスを広範に運搬する必要がある
が、燃料電池における反応ガスは電極面上で消費される
ため、流路の下流側ほどガス流量が少なくなる。従っ
て、電極面上に所望の分布状態で反応ガスを運搬するた
めに反応ガスの流路を適切に設計しなければならない。
【0004】また、燃料電池は発電反応に伴って発熱す
るが、燃料電池の運転状態を適切に保つためには温度を
適切な範囲内に制御しなければならない。この温度制御
のための熱媒体の一つとして反応ガスを用いる場合に
は、反応ガスによる熱移動を制御するために反応ガスの
流路を適切に設計しなければならない。このような温度
制御を目的とした流路を構成した先行技術としては、特
開平11−67258号公報に記載されている。
【0005】この先行技術の燃料電池は、セパレータを
挟むように配置した複数のセルの積層体からなり、隣接
している一方のセルでは、燃料ガス流路の流れ方向と酸
化剤ガス流路の流れ方向とが対向し、他方のセルでは、
燃料ガス流路の流れ方向と酸化剤ガス流路の流れ方向と
が並行するように配置することで温度制御している。
【0006】さらに、固体高分子型の燃料電池の電解質
膜は水分を含有していないとプロトンを伝導しないた
め、膜が乾燥しないように加湿を行う必要がある。この
ため、一般的に反応ガスは加湿器で水分が与えられてか
ら燃料電池に供給される。その一方でカソード側では発
電反応によって水が生成するため、反応ガスの下流ほど
ガス中の水分が過剰になる傾向がある。水分は電解質膜
中の水分濃度勾配によりアノード側に拡散するため、ア
ノード側でも下流ほど水分が過剰になる傾向がある。こ
の水分を適切にコントロールするために、反応ガスの上
流側と下流側を隣接させ、ガス拡散電極層などを介して
水分を反応ガスの下流側から上流側に拡散させるなどの
手段がとられている。このような水分コントロールを目
的とした流路形状の先行技術としては、特開2001−
126746号公報に記載されている。
【0007】この燃料電池は、セパレータに形成したガ
ス供給用マニホールドとガス排出用マニホールドとの間
に酸化剤ガスをガス排出用マニホールドに向かって流通
させる複数のガス流通路を形成すると共に、各ガス流通
路に対して酸化剤ガスのガス流が対向する向きとなるよ
うに複数の折り返し部を形成することにより、水分のコ
ントロールを行っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、燃料
電池の反応ガスの流路にはさまざまな設計要求が存在し
ている。しかしながら、現状の固体高分子型の燃料電池
における反応ガスの流路は、平板状のセパレータの電解
質膜に対向する側の一面に溝状に掘り込むことで形成さ
れており、同一平面内に反応ガスの入口と出口が存在し
なければならない。また、流れが混合しない流路交差部
を設けることができないことから、流路形状には一定の
制約条件があるという問題を有している。例えば、反応
ガス流路を途中で交差しない複数の並列する流路とする
場合には、それらの複数の流路は互いに交差しない一筆
書き状の形状とする必要がある。
【0009】また従来の燃料電池においては、上述した
流路設計上の制約と、アノード側とカソード側の反応ガ
スの混合を避けるためなどの理由から、セパレータを貫
通する孔として形成されたマニホールドを除いては、一
方のセパレータの電解質膜に接する側の同じ一面には、
アノードガスとカソードガスの流路を同時に形成しない
ように設計されていた。
【0010】この制約は燃料電池の本質的な性質のみな
らず、流路設計上の制約そのものから生まれた制約条件
であるが、逆に流路設計そのものを制約する条件ともな
っている。
【0011】そこで、この発明は、セパレータの電解質
膜に接する側の同一面に、アノードガス(燃料ガス)の
流路とカソードガス(酸化剤ガス)の流路とを形成する
ことを可能にし、これにより、流路設計の自由度を増大
させることが可能な燃料電池を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の燃料電
池は、燃料ガスの流路が形成されたセパレータと、酸化
剤ガスの流路が形成されたセパレータとで電解質膜が狭
持された燃料電池であって、少なくとも一方の前記セパ
レータの同一面内に燃料ガスの流路と酸化剤ガスの流路
の両方が形成されていることを特徴とする。
【0013】このようにセパレータの同一面に燃料ガス
の流路と酸化剤ガスの流路の両方を形成することによ
り、流路設計の自由度を増大させることができる。
【0014】請求項2の発明は、請求項1記載の燃料電
池であって、前記電解質膜に開口部が形成され、前記一
方のセパレータに形成された前記燃料ガスの流路または
前記酸化剤ガスの流路が、前記開口部を通じて、前記電
解質膜を挟んで対向する他方のセパレータに形成された
流路と連通することを特徴とする。
【0015】請求項2の発明では、一方のセパレータの
流路から電解質膜の開口部を介してもう一方のセパレー
タの流路に反応ガスが流入するため、並行した流路が互
いに交差しない一筆書き状の形状の流路とする制約条件
がなくなると共に、反応ガスの入口及び出口が同一面上
に存在しなければならない制約条件がなくなる。
【0016】請求項3の発明は、請求項2記載の燃料電
池であって、燃料ガスの流路または酸化剤ガスの流路
が、入口側マニホールドから複数の流路にガスを分配す
る分配マニホールドと、前記分配マニホールドから分岐
し並列に形成された主流路と、前記主流路の複数の流路
から流入したガスを合流させ出口側マニホールドヘと導
く合流マニホールドとから構成され、前記分配マニホー
ルドと前記合流マニホールドのいずれかが前記主流路と
前記電解質膜を挟んで反対側の前記セパレータに形成さ
れ、前記電解質膜に形成された前記開口部を通じて前記
主流路と接続されていることを特徴とする。
【0017】請求項3の発明では、反応ガスの入口と出
口の間が並行した流路によって接続されている場合に、
設計の自由度が増大する。特に、途中に折り返し部が存
在するなどによって反応ガスの入口と出口が接近する場
合に対して、自由度が増大する。
【0018】請求項4の発明は、請求項3記載の燃料電
池であって、前記主流路の終端部から、前記電解質膜に
形成された前記開口部を通じて反対側の前記セパレータ
に形成された前記合流マニホールドにガスが流入するこ
とを特徴とする。
【0019】一般に、電解質膜に開口部を形成した場
合、開口部の周辺では反応ガスの流路の方向が直角に2
回変化するため、流路抵抗が大きくなる。これに対し、
請求項4の発明では、電極面での反応でガスが消費さ
れ、流量が少なくなった主流路の終端部付近に電解質膜
の開口部が存在するため、電解質膜の開口部でのガス流
れの圧力損失が大きくならない。従って、請求項4の発
明では、反応ガスの入口の直後に電解質膜の開口部から
主流路に反応ガスが流入する場合に比べて、ガス流れの
圧力損失を低くすることができる。
【0020】請求項5の発明は、請求項3または4記載
の燃料電池であって、並列に形成された複数の前記主流
路における隣接する前記主流路の流れ方向が互いに逆向
きであることを特徴とする。
【0021】一般に、発電反応によって生成した水分
は、反応ガスの流路下流側で過剰となる傾向がある。請
求項5の発明では、隣接した主流路の流れ方向が逆向き
となっているため、水分がガス拡散層を透過して隣接し
た主流路の上流側に拡散する。このため、反応面上での
加湿水と反応生成水とのバランスを良好に保つことがで
きる。
【0022】請求項6の発明は、請求項3乃至請求項5
のいずれかに記載の燃料電池であって、前記分配マニホ
ールドと前記合流マニホールドのいずれかが前記主流路
と前記電解質膜を挟んで反対側の前記セパレータに形成
されており、前記主流路の末端付近に向けて該主流路と
平行に複数の分岐流路が形成され分岐通路が反対側のセ
パレータ上のマニホールドとつながっていることを特徴
とする。
【0023】請求項6の発明では、主流路の末端付近に
向けて主流路と平行に複数の分岐流路を設けているた
め、反応ガス流通のために形成する電解質膜の開口部を
共通した一つの開口部とすることができる。このため、
並列する複数の主流路の数と同数開口する必要がなくな
り、電解質膜を簡単に作製することができる。
【0024】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、一方のセパレ
ータの同一面内に燃料ガスの流路と酸化剤ガスの流路の
両方を形成したので、セパレータの電解質膜に接する同
一面上に燃料ガスの流路と酸化剤ガスの流路とを混在さ
せないという制約条件を取り払うことができ、流路設計
の自由度が増大する。
【0025】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
の効果を有するのに加えて、一方のセパレータの流路か
ら電解質膜の開口部を介してもう一方のセパレータの流
路に反応ガスが流入するため、流路設計の自由度が増大
する。特に、複数の並列する流路とした場合に流路が互
いに交差しない一筆書き状の形状でなければならないと
いう制約条件にかかわる流路設計の自由度が増す。ま
た、反応ガスの入口および出口が同一平面状に存在して
いなければならないという制約条件にかかわる流路設計
の自由度も増大する。
【0026】請求項3の発明によれば、分配マニホール
ドと合流マニホールドのいずれかが主流路部と電解質膜
を挟んで反対側のセパレータ上に形成され、電解質膜に
形成された開口部を通じて主流路部と接続されているた
め、反応ガスの入口と出口の間が並行した流路によって
接続されている場合に、請求項2の発明と同様に流路設
計の自由度が増大する。特に、請求項3の発明によれ
ば、途中に折り返し部が存在するなどして反応ガスの入
口と出口の部位が接近する場合において設計の自由度が
顕著に増大する。
【0027】請求項4の発明によれば、主流路の終端部
から、電解質膜に形成された開口部を通じて反対側のセ
パレータ上に形成された合流マニホールドにガスが流入
するため、電解質膜の開口部でのガス流れの圧力損失が
大きくならない。従って、反応ガスの入口の直後に電解
質膜の開口部から主流路に反応ガスが流入する場合に比
べて、ガス流れの圧力損失を低くすることができる。
【0028】請求項5の発明によれば、隣接した主流路
の流れ方向が逆向きとなっているため、水分がガス拡散
層を透過して隣接した主流路の上流側に拡散し、反応面
上での加湿水と反応生成水とのバランスを良好に保つこ
とができる。
【0029】請求項6の発明によれば、主流路の末端付
近に向けて主流路と平行に複数の分岐流路を設けている
ため、反応ガス流通のために形成する電解質膜の開口部
を共通した一つの開口部とすることができ、並列する複
数の主流路の数と同数開口する必要がなくなる。このた
め、電解質膜を簡単に作製することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する実施形
態により、具体的に説明する。なお、各実施形態におい
て、同一の部材には同一の符号を付して対応させてあ
る。
【0031】[第1実施形態]図1〜図3は、この発明
の第1実施形態であり、固体高分子型の燃料電池のスタ
ックから1つのセルのみを抜き出して示してある。図1
はカソード側セパレータ1及びアノード側セパレータ2
を電解質膜側から見た状態を示し、これらのセパレータ
1、2は中心線3を中心に紙面を谷折りにするように向
き合わされ、図示しない電極電解質複合体(MEA)を
挟み込むことによりで単セルを形成している。
【0032】カソード側セパレータ1には、6本の並列
な主流路4が形成されている。セパレータ1を貫通して
開口された入口側マニホールド5から酸化剤ガス(空
気)が供給され、6本の並列する主流路4に導かれる。
主流路4は平行に束ねられた渦巻き形状をなしており、
セパレータ1の中央付近に主流路4の終端部6が存在し
ている。
【0033】終端部6に到達した空気は平面上では行き
場を失うが、この実施形態では紙面に垂直方向に流れの
向きを変え、図2に示すような電解質膜13に形成され
た開口部としての貫通孔13aを通じてアノード側セパ
レータ2上に形成された合流流路7に流入するようにな
っている。合流流路7に流入したガスはそのままアノー
ド側セパレータ2上に形成された流路を通り、セパレー
タ2を貫通して開口された出口側マニホールド8に流れ
込み、燃料電池のスタックの外へ排気されるようになっ
ている。
【0034】一方、アノード側の流路は、セパレータ2
を貫通して開口された入口側マニホールド9から流入
し、6本の並列する主流路4aに分配される。主流路4
aは平行に束ねられたS字形状をなしている。そして、
これら主流路4aの終端部は、反応終了後の残留ガスが
スタックの外へ排気されるように、セパレータ2を貫通
して開口された出口側マニホールド10に連通してい
る。従来の燃料電池においては、セパレータを貫通する
マニホールドを除いては、同じセパレータの電解質に向
き合う側の同一平面内にアノードガスとカソードガスの
流路を同時に形成することは無いが、この実施形態では
アノードガス(燃料ガス)の流路が形成されたセパレー
タ2の中央付近にカソードガスの合流流路7が形成され
ている点が一つの特徴となっている。
【0035】各セパレータ1、2には、セパレータに形
成された流路とMEAとの間のガス漏れを遮断するため
のシール11、12が設けられている。シール11、1
2の基本形状はセパレータの輪郭と同じであるが、カソ
ード側セパレータ1においては、通常の燃料電池と同様
にカソード側の主流路4及び入り口側マニホールド5
と、燃料ガスの入口マニホールド9、出口マニホールド
10とを遮断するためのシール部材11aと11bが追
加されている。アノード側セパレータのシール12は、
セパレータの輪郭に相当するシール部とカソード側の貫
通マニホールドをシールするシール部材12aに加え、
アノード側セパレータ2に形成された酸化剤ガスの合流
流路7をその他のアノード側の流路と隔離するためのシ
ール部材12bが追加されている。
【0036】図2はこの実施形態の燃料電池の単セルの
断面図であり、図1におけるカソード側セパレータ1の
A−A線断面と、アノード側セパレータのB−B線断面
と、MEAとを組み合わせた断面状態を示している。
【0037】カソード側の入口側マニホールド5から流
入したガスは主流路4を流れ、主流路4の終端部6に到
達する。終端部6に到達したガスは電解質膜13に形成
された開口部としての貫通孔13aを通り、アノード側
セパレータ2上に形成されたカソードガスの合流流路7
に流入する。
【0038】14、15は電解質膜13の表面に担持さ
れた触媒層を備えたガス拡散電極である。一般に触媒層
を備えたガス拡散電極14、15は、電解質膜13の中
央部に矩形に形成されるが、この実施形態の場合は電解
質膜13の両面に酸化剤ガスが存在する部位16、17
のみに触媒14とガス拡散電極15が存在しないように
なっている。図3はこの変形したガス拡散電極14、1
5の形状を電解質膜13からカソード側セパレータ1を
見る向きで図示しており、触媒層を備えたガス拡散電極
14は、変形U字型の外形となって担持されている。
【0039】この実施形態では、セパレータ2の電解質
膜13に向き合う同一平面上に燃料ガスの流路と酸化剤
ガスの流路の両方を形成し、かつ、電解質膜13に貫通
孔13aを形成し、この貫通孔13aを通じて一方のセ
パレータ1上の流路から電解質膜13を挟んで対向する
他方のセパレータ2に対してガスを供給するように構成
されているため、流路設計の自由度が三次元的に増大し
ている。従って、従来の燃料電池では不可能であった流
路の一端が他の流路に囲まれて行き場を失う流路形状
が、カソード側の主流路において実現可能となってい
る。
【0040】[第2実施形態]図4はこの発明の第2実
施形態を示す。第2実施形態は、反応ガスの流路が複数
の並列する主流路から構成された形態で、かつ、主流路
において隣接する主流路の流れ方向が互いに逆方向とな
っている形態である。なお、図4はカソード側セパレー
タ21の流路のみを示しているが、本実施形態ではアノ
ード側とカソード側のガス流路形状は対称形をなしてお
り、アノード側の流路形状は図4の向きが異なっている
だけである。
【0041】カソード側の反応ガス(空気)はセパレー
タ21を貫通する入口側マニホールド23から供給され
る。この入口側マニホールド23は分配マニホールドを
兼用しており、主流路22にガスを分配している。主流
路22は4本の並行したS字状の流路から構成されてお
り、その内の2本の主流路22aは入口側マニホールド
23と直結しているが、残りの2本の主流路22bは直
結していない。
【0042】入口側マニホールド23から主流路22a
に流入したガスはS字状に流れ、ターンマニホールド2
4で一旦合流する。その後、残りの2本の主流路22b
に流入し、往路側主流路22aと逆の経路を通って入口
側マニホールド23付近の終端に到達する。この終端部
では、入口側マニホールド23と往路側主流路22aに
囲まれるため、復路側主流路22bを流れてきたガスは
平面上は行き場を失う。
【0043】ここで、ガスは電解質膜に開口した貫通孔
を通過してアノード側セパレータに形成された合流マニ
ホールド25に流れ込み、セパレータを貫通する出口側
マニホールド26を通じて燃料電池のスタックの外へ排
出される。
【0044】この実施形態においても、第1実施形態と
同様に、セパレータの同一平面内に燃料ガスの流路と酸
化剤ガスの流路の両方を形成し、しかも電解質膜に開口
した貫通孔を通じて反応ガスが一方のセパレータ上の流
路からもう一方のセパレータ上の流路に流入するように
構成されているため、セパレータの反応ガスの流路設計
の自由度が増大しており、復路側主流路の終端部が行き
場を失う流路形状を実現している。なお、本実施形態で
は、アノード側・カソード側の両方のセパレータにおい
て、セパレータの同一面内に燃料ガスの流路と酸化剤ガ
スの流路の両方が形成されており、電解質の開口部(貫
通孔)もアノード側・カソード側の流路双方に適用され
ている。
【0045】なお、図4中符号27はアノード側入口マ
ニホールドであり、対向するアノード側セパレータに燃
料を供給するためのマニホールドである。符号28は、
アノード側合流マニホールドであり、図示しない電解質
膜を貫通して通過した燃料が合流し、アノード出口側マ
ニホールドへ排出される。
【0046】また、本実施形態では、隣接する主流路を
流れるガスの方向が反対になっており、これにより流路
の上流部と下流部が隣接する構造となっている。従っ
て、発電反応によって生成し下流部において過剰となる
水分が、電解質膜表面のガス拡散電極を経由して上流部
に拡散し、電解質膜の加湿のために必要な水と反応によ
って生成する水とのバランスを良好に保つことが可能と
なる。
【0047】この実施形態では電解質膜を貫通してガス
を流通させる部位はガス流路の下流に設けられている。
これにより、逆方向にガスを流す場合に比べ、電解質を
貫通する部位の屈曲流路を流れるガスの量が少なくなる
ため、圧力損失が小さくなる効果がある。
【0048】[第3実施形態]図5〜図7は、この発明
の第3実施形態であり、図5はカソード側セパレータ3
1を電解質側から見た状態を示す図、図6は単セルの断
面図、図7は分解斜視図である。この実施形態の基本構
成は、上記した第2実施形態と同様であるが、複数の主
流路32がS字状ではなく平行な直線状となっている点
が異なる。
【0049】カソード側セパレータ31を貫通する入口
側マニホールド33から供給されたガスはセパレータを
貫通しない溝状の分配マニホールド34に流入する。分
配マニホールド34は主流路32aに対してガスを分配
する。
【0050】分配マニホールド34からは、並列する主
流路のうち一本おきに形成された往路側主流路32aに
ガスが流入する。往路側主流路32aを流れ終えたガス
は一旦ターンマニホールド部35で合流し、往路側主流
路32aと逆方向に流れる復路側主流路32bに分配さ
れる。復路側主流路32bの終端部36において、ガス
は行き場を失い、電解質膜に開口された貫通孔を通じて
反対側のアノード側セパレータ45に形成された合流マ
ニホールド37に流入する。アノード側セパレータ45
に形成された合流マニホールド37を流れたガスは、セ
パレータを貫通する出口側マニホールドからスタックの
外へ排出される。なお、電解質膜46にはガスを流入さ
せるための貫通孔38が復路側主流路32bの終端部3
6と同じ位置に同じ個数(本実施形態では4箇所)開口
されている。
【0051】この実施形態においてもアノード側のガス
流路はカソード側と対象形に形成されており、アノード
側の合流マニホールド39がカソード側の主流路32a
と同じ面に形成されている。電解質膜46上の反応面4
3はアノード側のターンマニホールド35とカソード側
のターンマニホールドとで挟まれる位置43に形成され
る。
【0052】シール40はセパレータの輪郭と同じ形状
のシール部材に加え、アノード側のガス流路とカソード
側のガス流路を隔てるためのシール部材41が追加され
ている。また、反対側のセパレータのシール部材41に
相当するシール部材の圧縮力を受けるために、ブリッジ
シール42が付け加えられている。
【0053】この実施形態の効果は、第2実施形態の場
合と同様である。本実施形態では、同一のセパレータの
厚さ方向の異なる位置に合流マニホールドを形成する必
要がないのでセパレータの厚さを低減することが可能に
なる効果と、セパレータの裏面のほぼ全面に冷却水通路
44を設けることが可能になり冷却性が向上するという
効果が得られる。なお、セパレータに貫通流路を設ける
場合と比較したこの実施形態の効果は、第2実施形態の
ような流路形状でも同様に得られるものである。
【0054】図7は第3実施形態の燃料電池の単セルの
構成を示している。カソード側セパレータ31とアノー
ド側セパレータ45とが、電解質膜46と、カソード側
のシール部材47およびアノード側のシール部材48と
を挟み込んで単セルを形成している。
【0055】[第4実施形態]図8及び図9は本発明の
第4実施形態を示す。この実施形態では、反応ガスの流
路構成は第3実施形態と同様であるが、合流マニホール
ド付近の流路形状が異なっている。
【0056】すなわち、第3実施形態の合流マニホール
ド39は単純な矩形をしているが、この実施形態の場合
は復路側主流路32bの端部と同じ個数だけ、復路側主
流路32bと平行する方向に枝状の分岐流路51が形成
されている。また、分岐流路51は、反対側のセパレー
タ上のマニホールドとつながっている。枝状の分岐流路
51を形成したことにより、本実施形態では第3実施形
態のように復路側主流路32bの終端部の個数分だけ電
解質膜46に貫通孔を開口する必要がなくなり、全ての
復路側主流路32bの終端部に共通する長孔52を開口
するだけで、ガスを反対側セパレータ上の流路に流すこ
とができる。なお、第3実施形態のような合流側マニホ
ールドの形状に対して、このような長孔52を形成した
場合には、長孔52を通じて往路側主流路32aの入口
付近と復路側主流路32bとが短絡して、ガスが主流路
を流れにくくなる。
【0057】すなわち、長孔52の内、復路側主流路3
2bの終端部の間に位置する部位53においては、往路
側主流路32aの入口付近と復路側主流路32bの出口
付近は厳密にはシールされず、電解質膜46の厚さ分の
短絡流路が残存することになる。しかしながら、仮にこ
の部位をガスが短絡しても、同じ種類のガス同士が混合
するため、安全上の問題はない。しかも、短絡部位の厚
みが主流路部の厚みに対して極めて小さいために圧力損
失が大きく、かつこの薄い短絡部に実際の運転時には水
分が浸透してさらに圧力損失が大きくなるため、短絡部
が存在していても事実上は問題とならないものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のセパレータの展開図である。
【図2】第1実施形態の単セルの断面図である。
【図3】第1実施形態の電解質膜における触媒層とガス
拡散電極の形状を示す正面図である。
【図4】第2実施形態のカソード側セパレータの正面図
である。
【図5】第3実施形態のカソード側セパレータの正面図
である。
【図6】第3実施形態の単セルの断面図である。
【図7】第3実施形態の分解斜視図である。
【図8】第4実施形態のカソード側セパレータの正面図
である。
【図9】第4実施形態の単セルの断面図である。
【符号の説明】
1 カソード側セパレータ 2 アノード側セパレータ 4 主流路 5 入口側マニホールド 7 合流路 8 出口側マニホールド

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料ガスの流路が形成されたセパレータ
    と、酸化剤ガスの流路が形成されたセパレータとで電解
    質膜が狭持された燃料電池であって、 少なくとも一方の前記セパレータの同一面内に燃料ガス
    の流路と酸化剤ガスの流路の両方が形成されていること
    を特徴とする燃料電池。
  2. 【請求項2】 前記電解質膜に開口部が形成され、前記
    一方のセパレータに形成された前記燃料ガスの流路また
    は前記酸化剤ガスの流路が、前記開口部を通じて、前記
    電解質膜を挟んで対向する他方のセパレータに形成され
    た流路と連通することを特徴とする請求項1記載の燃料
    電池。
  3. 【請求項3】 燃料ガスの流路または酸化剤ガスの流路
    が、入口側マニホールドから複数の流路にガスを分配す
    る分配マニホールドと、前記分配マニホールドから分岐
    し並列に形成された主流路と、前記主流路の複数の流路
    から流入したガスを合流させ出口側マニホールドヘと導
    く合流マニホールドとから構成され、前記分配マニホー
    ルドと前記合流マニホールドのいずれかが前記主流路と
    前記電解質膜を挟んで反対側の前記セパレータに形成さ
    れ、前記電解質膜に形成された前記開口部を通じて前記
    主流路と接続されていることを特徴とする請求項2記載
    の燃料電池。
  4. 【請求項4】 前記主流路の終端部から、前記電解質膜
    に形成された前記開口部を通じて反対側の前記セパレー
    タに形成された前記合流マニホールドにガスが流入する
    ことを特徴とする請求項3記載の燃料電池。
  5. 【請求項5】 並列に形成された複数の前記主流路にお
    ける隣接する前記主流路の流れ方向が互いに逆向きであ
    ることを特徴とする請求項3または4記載の燃料電池。
  6. 【請求項6】 前記分配マニホールドと前記合流マニホ
    ールドのいずれかが前記主流路と前記電解質膜を挟んで
    反対側の前記セパレータに形成されており、前記主流路
    の末端付近に向けて該主流路と平行に複数の分岐流路が
    形成され分岐通路が反対側のセパレータ上のマニホール
    ドとつながっていることを特徴とする請求項3乃至請求
    項5のいずれかに記載の燃料電池。
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