JP2005317311A - 燃料電池スタック - Google Patents

Abstract

【課題】簡単且つ経済的な構成で、金属セパレータの変形を有効に阻止することができ、所望のシール機能及び発電性能を確保することを可能にする。
【解決手段】第２金属セパレータ２０の外周縁部を覆って第２シール部材５６が一体化され、この第２シール部材５６は、燃料ガス入口連通孔３４ａに連通する燃料ガス連通孔を形成するための複数のガイド部８８を有する。第２金属セパレータ２０には、複数のガイド部８８が設けられる領域に対応して成形部１０４が一体的に設けられている。成形部１０４は、複数のガイド部８８による加圧力によって第２金属セパレータ２０が変形することを阻止する補強部としての機能を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電解質を一対の電極間に配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとを積層する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される燃料電池スタックに関する。

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質（電解質膜）の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を対設した電解質・電極構造体を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。

セパレータの面内には、各電極に対向して反応ガスを流すための反応ガス流路が設けられるとともに、隣接する発電セルを構成するセパレータ間には、前記発電セルを冷却する冷却媒体を流すための冷却媒体流路が設けられている。反応ガスは、酸化剤ガス及び燃料ガスであり、反応ガス流路は、カソード側電極に前記酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路と、アノード側電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路とを備えている。

一方、セパレータの周縁部には、該セパレータの積層方向に貫通して、燃料ガス流路に連通する反応ガス連通孔である燃料ガス供給連通孔及び燃料ガス排出連通孔と、酸化剤ガス流路に連通する反応ガス連通孔である酸化剤ガス供給連通孔及び酸化剤ガス排出連通孔と、冷却媒体流路に連通する冷却媒体供給連通孔及び冷却媒体排出連通孔とが形成されている。

この場合、セパレータの薄肉化及び軽量化を図るために、金属セパレータが使用されている。その際、金属セパレータは、プレス加工によって各種流路や連通孔が設けられるとともに、この金属セパレータには、シール機能及び絶縁機能を有するシール部材が一体成形されている。

例えば、特許文献１に開示されているＰＥＭ燃料電池では、図９に示すように、非冷却燃料電池１ａと冷却燃料電池１ｂとを有している。非冷却燃料電池１ａは、積層されたＭＥＡ２ａと、シール３ａと、二極プレート４ａと、シール５ａとを有している。冷却燃料電池１ｂは、ＭＥＡ２ｂと、シール３ｂと、二極プレート４ｂと、スペーサ６と、二極プレート４ｃと、シール５ｂとを有している。

ＰＥＭ燃料電池の積層方向（矢印Ｘ方向）に開口部７が貫通形成されており、この開口部７は、二極プレート４ｂ、４ｃ間に形成されている流体連通路８を介して前記二極プレート４ｂのアノードポート９から該二極プレート４ｂの上方に設けられている流体連通路８ｂに連通している。

そこで、燃料は、開口部７を通って二極プレート４ｂ、４ｃ及びスペーサ６によって形成された流体連通路８ａに沿って流れた後、アノードポート９を通ってＭＥＡ２ｂとシール３ｂと二極プレート４ｂとによって形成された流体連通路８ｂに沿って流れることにより、前記ＭＥＡ２ｂのアノード面に前記燃料が供給されている。

特開２００２−２６０６９０号公報（図１０）

ＰＥＭ燃料電池では、非冷却燃料電池１ａ及び冷却燃料電池１ｂが、積層方向（矢印Ｘ方向）に所定の締め付け荷重により締め付け保持されている。その際、例えば、冷却燃料電池１ｂでは、二極プレート４ｂ、４ｃが薄肉状に構成されており、前記二極プレート４ｂ、４ｃには、シール３ｂ、５ｂ及びスペーサ６を介して加圧力が付与される。

従って、流体連通路８ａ、８ｂでは、該加圧力に耐えることができず、流路領域Ｐ１、Ｐ２に対応して二極プレート４ｂ、４ｃに変形が発生するという問題がある。これにより、流体連通路８ａ、８ｂが閉塞して燃料の圧力損失が上昇する等の問題が発生する。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、金属セパレータの変形を有効に阻止することができ、所望のシール機能及び発電性能を確保することが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。

本発明は、電解質を一対の電極間に配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとを積層する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層されてスタックを構成するとともに、前記電解質・電極構造体と前記金属セパレータとの間に、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が設けられ、且つ、前記発電セル間には、該発電セル間に沿って冷却媒体を供給する冷却媒体流路が設けられる燃料電池スタックである。

金属セパレータには、該金属セパレータ間又は前記金属セパレータと電解質・電極構造体との間に流体通路を形成するための複数のガイド部が設けられるとともに、前記金属セパレータは、前記複数のガイド部が設けられる領域に対応して凹状又は凸状の成形部を一体的に有している。

また、発電セルには、積層方向に貫通して反応ガス流路に連通する反応ガス連通孔が設けられるとともに、金属セパレータには、前記反応ガス連通孔から前記反応ガス流路に反応ガスを案内する複数のガイド部が設けられることが好ましい。

さらに、反応ガス流路は、金属セパレータの一方の面に設けられており、反応ガス連通孔は、前記金属セパレータに貫通形成される反応ガス導入孔を介して該金属セパレータの他方の面から前記反応ガス流路に連通するとともに、前記金属セパレータの他方の面には、前記反応ガス連通孔から前記反応ガス導入孔に前記反応ガスを案内する複数のガイド部が設けられることが好ましい。

さらにまた、成形部は、複数のガイド部の配列方向に延在しており、前記複数のガイド部は、前記成形部の凹状部分を介して金属セパレータに一体成形されることが好ましい。

また、発電セルには、積層方向に貫通して冷却媒体流路に連通する冷却媒体連通孔が設けられるとともに、金属セパレータには、前記冷却媒体連通孔から前記冷却媒体流路に冷却媒体を案内する複数のガイド部が設けられることが好ましい。

本発明では、金属セパレータに凹状又は凸状の成形部が設けられており、この成形部が前記金属セパレータの補強部として機能する。このため、燃料電池スタックが積層方向に締め付けられて、複数のガイド部により金属セパレータに加圧力が付与される際、前記複数のガイド部に対応する成形部が前記加圧力を確実に受けることができる。

従って、金属セパレータの変形により反応ガス流路が閉塞することがなく、ガスの圧力損失が上昇したり、シールの線圧が変動して反応ガスや冷却媒体の漏れ等が発生したりすることがない。これにより、簡単且つ経済的な構成で、金属セパレータが変形することが良好に阻止し、所望のシール機能及び発電性能を確保することが可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池１０を構成する発電セル１２の要部分解斜視説明図であり、図２は、複数の発電セル１２を矢印Ａ方向に積層してスタック化された燃料電池１０の要部断面説明図であり、図３は、前記燃料電池１０の他の部位の要部断面説明図である。

図２及び図３に示すように、燃料電池１０は、複数の発電セル１２を矢印Ａ方向に積層するとともに、積層方向両端にエンドプレート１４ａ、１４ｂが配置される。エンドプレート１４ａ、１４ｂは、図示しないタイロッドを介して固定されることにより、積層されている発電セル１２には、矢印Ａ方向に所定の締め付け荷重が付与される。

図１に示すように、発電セル１２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）１６が、第１及び第２金属セパレータ１８、２０に挟持されている。第１及び第２金属セパレータ１８、２０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成されており、厚さが、例えば、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内に設定されている。

発電セル１２の矢印Ｂ方向（図１中、水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔３０ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔３２ｂ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔３４ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。

発電セル１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔３２ａ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔３０ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。

電解質膜・電極構造体１６は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜３６と、前記固体高分子電解質膜３６を挟持するアノード側電極３８及びカソード側電極４０とを備える。アノード側電極３８は、カソード側電極４０よりも小さな表面積を有している。

アノード側電極３８及びカソード側電極４０は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布された電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜３６の両面に接合されている。

第１金属セパレータ１８の電解質膜・電極構造体１６側の面１８ａには、例えば、矢印Ｂ方向に蛇行しながら鉛直上方向に延在する酸化剤ガス流路（反応ガス流路）４２が設けられる（図１及び図４参照）。図５に示すように、第２金属セパレータ２０の電解質膜・電極構造体１６側の面２０ａには、後述するように、燃料ガス入口連通孔３４ａと燃料ガス出口連通孔３４ｂとに連通し、矢印Ｂ方向に蛇行しながら鉛直上方向（矢印Ｃ方向）に延在する燃料ガス流路（反応ガス流路）４４が形成される。

図１及び図６に示すように、第１金属セパレータ１８の面１８ｂと第２金属セパレータ２０の面２０ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔３２ａと冷却媒体出口連通孔３２ｂとに連通する冷却媒体流路４６が形成される。この冷却媒体流路４６は、矢印Ｂ方向に直線状に延在する。

図１及び図４に示すように、第１金属セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、この第１金属セパレータ１８の外周端部を周回して、第１シール部材５０が一体化される。第１シール部材５０は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材を使用する。

第１シール部材５０は、第１金属セパレータ１８の面１８ａに一体化される第１平面部５２と、前記第１金属セパレータ１８の面１８ｂに一体化される第２平面部５４とを備える。

図２に示すように、第１平面部５２は、電解質膜・電極構造体１６の外周端部を周回する一方、第２平面部５４は、カソード側電極４０に所定の範囲にわたって重合する位置を周回する。図４に示すように、第１平面部５２は、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂを酸化剤ガス流路４２に連通して形成される一方、第２平面部５４は、冷却媒体入口連通孔３２ａと冷却媒体出口連通孔３２ｂとを連通して形成される。

第２金属セパレータ２０の面２０ａ、２０ｂには、この第２金属セパレータ２０の外周端部を周回して、第２シール部材５６が一体化される。この第２シール部材５６は、第２金属セパレータ２０の外周端部に近接して面２０ａに設けられる外側シール（連通孔シール）５８ａを備え、この外側シール５８ａから内方に所定の距離だけ離間して内側シール（電極シール）５８ｂが設けられる。

外側シール５８ａは、第１金属セパレータ１８に設けられている第１平面部５２に接触する一方、内側シール５８ｂは、電解質膜・電極構造体１６を構成する固体高分子電解質膜３６に直接接触する。

図５に示すように、外側シール５８ａは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａ、冷却媒体出口連通孔３２ｂ、燃料ガス出口連通孔３４ｂ、燃料ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂを囲繞する。内側シール５８ｂは、燃料ガス流路４４を囲繞するとともに、前記内側シール５８ｂと外側シール５８ａとの間には、電解質膜・電極構造体１６の外周端部が配置される。

第２金属セパレータ２０の面２０ｂには、外側シール５８ａに対応する外側シール５８ｃと、内側シール５８ｂに対応する内側シール５８ｄとが設けられる（図６参照）。

図５に示すように、外側シール５８ａは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと酸化剤ガス流路４２とを連通する入口連結部６０と、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂと前記酸化剤ガス流路４２とを連通させる出口連結部６２とを備える。

入口連結部６０は、外側シール５８ａを矢印Ｃ方向に沿って断続的に切り欠くとともに、矢印Ｂ方向に延在する複数のガイド部６４により構成される。各ガイド部６４は、スペーサとして機能しており、前記ガイド部６４間には、酸化剤ガス用の連通路（流体通路）が形成される。出口連結部６２は、入口連結部６０と同様に外側シール５８ａを部分的に切り欠くとともに、矢印Ｂ方向に延在する複数のガイド部６６を備える。各ガイド部６６間には、酸化剤ガス用の連通路（流体通路）が形成される。

図６に示すように、第２金属セパレータ２０の面２０ｂには、冷却媒体入口連通孔３２ａと冷却媒体流路４６とを連通する入口連結部７２と、冷却媒体出口連通孔３２ｂと前記冷却媒体流路４６とを連通する出口連結部７４とが設けられる。入口連結部７２は、外側シール５８ｃ及び内側シール５８ｄを構成して矢印Ｃ方向に断続的に設けられるとともに、矢印Ｂ方向に延在する複数のガイド部７６を備える。出口連結部７４は、同様に、外側シール５８ｃ及び内側シール５８ｄを構成して矢印Ｃ方向に断続的に設けられるとともに、矢印Ｂ方向に延在する複数のガイド部７８を備える。

面２０ｂでは、燃料ガス入口連通孔３４ａ及び燃料ガス出口連通孔３４ｂの近傍に、入口連結部８４及び出口連結部８６が設けられる。入口連結部８４は、矢印Ｃ方向に配列される複数のガイド部８８を設ける一方、出口連結部８６は、同様に矢印Ｃ方向に配列される複数のガイド部９０を備える。

入口連結部８４及び出口連結部８６の近傍には、内側シール５８ｄの外方に位置して、それぞれ複数の供給孔部９６及び排出孔部９８が形成される。図５に示すように、供給孔部９６と排出孔部９８は、第２金属セパレータ２０の面２０ａで内側シール５８ｂの内方に且つ燃料ガス流路４４の入口側と出口側とに貫通形成される。内側シール５８ｂの内方には、供給孔部９６と排出孔部９８とに近接してそれぞれ複数のガイド部１００、１０２が矢印Ｃ方向に配列して設けられる。

図２、図５〜図７に示すように、第２金属セパレータ２０には、入口連結部８４を構成する複数のガイド部８８が設けられる領域に対応して、面２０ａ側に凸状（面２０ｂ側に凹状）の屈曲する成形部１０４が一体成形される。成形部１０４は、外側シール５８ａと内側シール５８ｂとの間に位置し、複数のガイド部８８の配列方向（矢印Ｃ方向）に延在して設けられている。複数のガイド部８８は、成形部１０４の凹状部分を介して第２金属セパレータ２０に射出成形により一体成形されている。

図５に示すように、第２金属セパレータ２０には、出口連結部８６を構成する複数のガイド部９０が設けられる領域に対応して面２０ａ側に凸状の成形部１０６が一体成形される。この成形部１０６は、上記の成形部１０４と同様に構成される。

図３、図５及び図６に示すように、第２金属セパレータ２０には、入口連結部６０を構成する複数のガイド部６４が設けられる領域に対応して、面２０ｂ側に凸状の成形部１０８が一体成形されるとともに、出口連結部６２を構成する複数のガイド部６６が設けられる領域に対応して、前記面２０ｂ側に凸状の成形部１１０が一体成形される。成形部１０８、１１０は、それぞれ複数のガイド部６４、６６の配列方向に延在し、外側シール５８ｃと内側シール５８ｄとの間に設けられている。複数のガイド部６４、６６は、成形部１０８、１１０の凹状部分を介して第２金属セパレータ２０に射出成形により一体成形されている。

図５及び図６に示すように、第２金属セパレータ２０には、入口連結部７２及び出口連結部７４を構成する複数のガイド部７６、７８が設けられる領域に対応して、面２０ａ側に凸状の成形部１１２、１１４が一体成形される。成形部１１２、１１４は、それぞれ複数のガイド部７６、７８の配列方向に延在して、外側シール５８ａと内側シール５８ｂとの間に設けられている。

図１、図２及び図４に示すように、第１金属セパレータ１８には、第２金属セパレータ２０の複数のガイド部１００、１０２が設けられている領域に対応して、面１８ｂ側に凸状の成形部１１６、１１８が一体成形される。成形部１１６、１１８は、それぞれ複数のガイド部１００、１０２の配列方向に延在して設けられている。

このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図１に示すように、燃料ガス入口連通孔３４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給されるとともに、酸化剤ガス入口連通孔３０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔３２ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。

このため、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３４ａから入口連結部８４に沿って第２金属セパレータ２０の面２０ｂ（他方の面）を通り供給孔部９６に供給され、この供給孔部９６を通って前記第２金属セパレータ２０の面２０ａ（一方の面）に設けられている燃料ガス流路４４に導入される（図２参照）。燃料ガスは、燃料ガス流路４４に沿って矢印Ｂ方向に蛇行しながら鉛直上方向に移動し、電解質膜・電極構造体１６を構成するアノード側電極３８に供給される。

一方、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａから入口連結部６０を通って第１金属セパレータ１８の酸化剤ガス流路４２に導入され（図３参照）、矢印Ｂ方向に蛇行しながら鉛直上方向に移動して電解質膜・電極構造体１６を構成するカソード側電極４０に供給される。

従って、各電解質膜・電極構造体１６では、アノード側電極３８に供給される燃料ガスと、カソード側電極４０に供給される酸化剤ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。

次いで、アノード側電極３８に供給されて消費された燃料ガスは、排出孔部９８から出口連結部８６を通り燃料ガス出口連通孔３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、カソード側電極４０に供給されて消費された酸化剤ガスは、出口連結部６２から酸化剤ガス出口連通孔３０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。

また、冷却媒体入口連通孔３２ａに供給された冷却媒体は、入口連結部７２から第１及び第２金属セパレータ１８、２０間の冷却媒体流路４６に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する（図６参照）。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１６を冷却した後、出口連結部７４を通って冷却媒体出口連通孔３２ｂから排出される。

この場合、本実施形態では、図５〜図７に示すように、例えば、入口連結部８４において、複数のガイド部８８がスペーサとして機能することにより、第１及び第２金属セパレータ１８、２０間には、燃料ガスを供給するための流体通路が形成されており、この流体通路は、複数の供給孔部９６を介して燃料ガス流路４４に連通している。そして、第２金属セパレータ２０には、複数のガイド部８８が設けられている領域に対応し、面２０ａ側に凸状の成形部１０４が一体成形されている。この成形部１０４は、特に薄板状の第２金属セパレータ２０に作用する加圧力によって変形等が発生することを防止するための補強部として機能している。

すなわち、燃料電池１０は、複数の発電セルが矢印Ａ方向に積層されて積層方向両端に配置されているエンドプレート１４ａ、１４ｂ間に所定の締め付け荷重が付与されており、スペーサとして機能している複数のガイド部８８によって第２金属セパレータ２０に加圧力が付与されている。一方、このガイド部８８とは反対側の面２０ａには、外側シール５８ａと内側シール５８ｂとが所定間隔離間しており、この間隙に成形部１０４が設けられている。これにより、成形部１０４は、燃料電池１０の締め付け荷重によって第２金属セパレータ２０が変形することを確実に阻止することができる。

図８は、本実施形態と成形部１０４を設けない比較例とを用いて、各発電セル１２の積層方向の面圧をガイド部８８の配列方向に沿って測定した結果を示している。この結果、成形部１０４を設けない比較例では、各ガイド部８８間で面圧の抜けが惹起し、燃料ガスの圧力損失が上昇したり、シール面圧が変動して、燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体の洩れ等が発生するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、面圧の抜けがなく、簡単且つ経済的な構成で、第２金属セパレータ２０が変形することを良好に阻止し、所望のシール機能及び発電性能を確保することが可能になるという効果が得られる。

また、図５及び図６に示すように、出口連結部８６において、燃料ガスの排出通路を形成する複数のガイド部９０に対応して成形部１０６が設けられている。このため、上記の成形部１０４と同様に、ガイド部９０による加圧力を成形部１０６を介して確実に受けることができる。

一方、酸化剤ガスの供給通路及び排出通路を形成するそれぞれ複数のガイド部６４、６６に対応して成形部１０８、１１０が設けられている。さらに、冷却媒体の供給通路及び排出通路を構成するそれぞれ複数のガイド部７６、７８に対応して成形部１１２、１１４が設けられている。これにより、第２金属セパレータ２０は、燃料電池１０を構成して締め付け荷重が付与される際に、変形を惹起することがなく、良好に薄肉化が図られるという利点が得られる。

さらにまた、第１金属セパレータ１８には、第２金属セパレータ２０に設けられている複数のガイド部１００、１０２に対応して、成形部１１６、１１８が設けられている。従って、特に薄板状の第１金属セパレータ１８がガイド部１００、１０２の加圧力によって変形することがなく、所望のシール機能及び発電性能を確保することが可能になる。

本発明の実施形態に係る燃料電池を構成する発電セルの要部分解斜視説明図である。 前記燃料電池の要部断面説明図である。 前記燃料電池の他の部位の要部断面説明図である。 前記発電セルを構成する第１金属セパレータの正面説明図である。 前記発電セルを構成する第２金属セパレータの一方の面の説明図である。 前記発電セルを構成する第２金属セパレータの他方の面の説明図である。 前記発電セルの要部分解斜視説明図である。 本実施形態及び比較例の面圧とＣ方向位置との関係説明図である。 特許文献１のＰＥＭ燃料電池の説明図である。

符号の説明

１０…燃料電池 １２…発電セル
１６…電解質膜・電極構造体 １８、２０…金属セパレータ
３０ａ…酸化剤ガス入口連通孔 ３０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
３２ａ…冷却媒体入口連通孔 ３２ｂ…冷却媒体出口連通孔
３４ａ…燃料ガス入口連通孔 ３４ｂ…燃料ガス出口連通孔
３６…固体高分子電解質膜 ３８…アノード側電極
４０…カソード側電極 ４２…酸化剤ガス流路
４４…燃料ガス流路 ４６…冷却媒体流路
５０、５６…シール部材 ５２、５４…平面部
５８ａ、５８ｃ…外側シール ５８ｂ、５８ｄ…内側シール
６０、７２、８４…入口連結部 ６２、７４、８６…出口連結部
６４、６６、７６、７８、８８、９０、１００、１０２…ガイド部
９６…供給孔部 ９８…排出孔部
１０４〜１１８…成形部

Claims (5)

1. 電解質を一対の電極間に配設した電解質・電極構造体と金属セパレータとを積層する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層されてスタックを構成するとともに、前記電解質・電極構造体と前記金属セパレータとの間に、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が設けられ、且つ、前記発電セル間には、該発電セル間に沿って冷却媒体を供給する冷却媒体流路が設けられる燃料電池スタックであって、
   前記金属セパレータには、該金属セパレータ間又は前記金属セパレータと前記電解質・電極構造体との間に流体通路を形成するための複数のガイド部が設けられるとともに、
   前記金属セパレータは、前記複数のガイド部が設けられる領域に対応して凹状又は凸状の成形部を一体的に有することを特徴とする燃料電池スタック。
2. 請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記発電セルには、積層方向に貫通して前記反応ガス流路に連通する反応ガス連通孔が設けられるとともに、
   前記金属セパレータには、前記反応ガス連通孔から前記反応ガス流路に前記反応ガスを案内する前記複数のガイド部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
3. 請求項２記載の燃料電池スタックにおいて、前記反応ガス流路は、前記金属セパレータの一方の面に設けられており、前記反応ガス連通孔は、前記金属セパレータに貫通形成される反応ガス導入孔を介して該金属セパレータの他方の面から前記反応ガス流路に連通するとともに、
   前記金属セパレータの他方の面には、前記反応ガス連通孔から前記反応ガス導入孔に前記反応ガスを案内する前記複数のガイド部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記成形部は、前記複数のガイド部の配列方向に延在しており、前記複数のガイド部は、前記成形部の凹状部分を介して前記金属セパレータに一体成形されることを特徴とする燃料電池スタック。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記発電セルには、積層方向に貫通して前記冷却媒体流路に連通する冷却媒体連通孔が設けられるとともに、
   前記金属セパレータには、前記冷却媒体連通孔から前記冷却媒体流路に前記冷却媒体を案内する前記複数のガイド部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。

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