JP2006080084A - 燃料電池スタック - Google Patents

Abstract

【課題】 金属素材のセパレータを使用して燃料電池を構成し，燃料電池の電気的な接続構造を改善することができる燃料電池スタックを提供することにある。
【解決手段】 燃料電池スタック１０は，燃料および酸素の反応によって電気エネルギーを発生させる少なくとも一つ以上の電気発生部１１を含み，電気発生部１１は，膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）１２の両側面に密着されるように配置されるセパレータ１３と，セパレータ１３と膜−電極アセンブリ１２との間に形成され，各々の隣接する電気発生部を電気的に接続する導電部２０とを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は，燃料電池スタックに係り，より詳しくは，金属素材のセパレータを使用した燃料電池スタックに関する。

周知のように，燃料電池（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）は，炭化水素系の燃料に含まれている水素の酸化反応および酸素の還元反応によって電気エネルギーを発生させる発電システムに用いられる。

燃料電池は，高分子電解質型燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）と，直接酸化型燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）とに区分される。

高分子電解質型燃料電池は，スタック（ｓｔａｃｋ）といわれる燃料電池本体（以下，便宜上，“スタック”とする）を含み，通常の改質装置から供給される水素の酸化反応および空気ポンプまたはファンの稼動によって供給される酸素の還元反応によって電気エネルギーを発生させる構造を有する。ここで，改質装置は，燃料を改質し，燃料から水素を発生させ，水素をスタックに供給する燃料処理装置としての機能を担う。

直接酸化型燃料電池は，高分子電解質型燃料電池とは異なって，水素を使用せずに燃料の供給を直接受け，燃料中に含まれている水素の酸化反応および別途に供給される酸素の還元反応によって電気エネルギーを発生させる構造を有する。

直接酸化型燃料電池において，スタックは，膜−電極アセンブリ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ；以下，“ＭＥＡ”という）と，セパレータ（当業界では，バイポーラプレート’ともいう）とからなる単位セルが数個〜数十個に積層されて構成される。ＭＥＡは，電解質膜を間に置いてアノード電極およびカソード電極が付着された構造を有する。そして，セパレータは，ＭＥＡを間に置いて，ＭＥＡの両側面に配置されて，水素または燃料および酸素をＭＥＡに供給する通路としての機能と，ＭＥＡのアノード電極およびカソード電極を直列に接続する伝導体としての機能とをともに担う。

したがって，ＭＥＡのアノード電極には，セパレータによって水素または燃料が供給される反面，ＭＥＡのカソード電極には，セパレータによって酸素が供給される。この過程で，アノード電極では，水素または燃料の酸化反応が起こり，カソード電極では，酸素の還元反応が起こり，この時に発生する電子の移動によって，スタックでは電気エネルギーを発生することができる。

従来の燃料電池スタックは，下記特許文献１〜５などに開示されている。従来の技術は，各単位セルのセパレータそのものまたはこのセパレータに連結設置される別途の端子を通じて単位セルを電気的に接続することによって，所定の電位差を有する電気エネルギーを発生させる構造を有する。

特開平６−６０９０５号公報 特開平８−１３８６９９号公報 特開２０００−５８０７４号公報 特開２０００−１６４２３４号公報 特開２００１−６７０２号公報

しかし，従来の燃料電池スタックは，共通に形成される単位セルのセパレータがグラファイトまたはカーボン複合体で形成されるため，セパレータの成形が複雑で値段が高く，経済的な負担が重い問題点がある。また，燃料電池スタックで電気エネルギーを生成する際に生じる水分，熱，および酸素によって，セパレータが腐食し，電子の流れを阻害するため，セパレータ固有の伝導性が低下することとなり，燃料電池スタックの性能が低下するという問題がある。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，比較的安価な素材をセパレータに使用して燃料電池を構成し，燃料電池間の電気的な接続構造を改善して電気エネルギー生成時に発生する水分，熱，および酸素にセパレータが腐食されても性能低下を防ぐことができる燃料電池スタックを提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，燃料および酸素の反応によって電気エネルギーを発生させる少なくとも一つ以上の電気発生部を含み，上記電気発生部は，膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）の両側面に密着されるように配置されるセパレータと，上記セパレータと上記膜−電極アセンブリとの間に形成され，各々の隣接する上記電気発生部を電気的に接続する導電部とを含む燃料電池スタックが提供される。

本発明によれば，燃料電池スタックで電気エネルギーを生成する際に生じる水分，熱および酸素によってセパレータが腐食されて電気の流れを阻害されても，導電部を通じて電気的な接続をすることができるので，燃料電池スタックの性能および寿命を向上することができる。また，セパレータは，例えば，比較的安価な金属素材で形成されることができる。これにより，燃料電池スタックを製造する際にかかる費用も削減することができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記導電部は，上記セパレータと上記膜−電極アセンブリとの間に配置される少なくとも一つ以上の気体拡散層と，上記セパレータの少なくとも一側の周縁外側に延長されて形成される上記気体拡散層の延長部分とを含み，上記延長部分が端子部をなすことができる。

上記燃料電池スタックは，互いに隣接する上記電気発生部において，対向する各々の上記端子部の間に設置され，上記導電部を電気的に接続するコネクタを含むことができる。

上記燃料電池スタックは，一つの上記電気発生部おいて，上記端子部の間に形成され，各々の上記導電部を絶縁させる第１絶縁部を含むことができる。

上記燃料電池スタックは，最外側に位置する上記セパレータに密着されるように配置され，最外側の上記端子部との間に形成される上記コネクタによって，上記最外側の上記導電部と電気的に接続される集電プレートを含むことができる。

上記燃料電池スタックは，上記最外側のセパレータと上記集電プレートとの間に形成され，上記最外側のセパレータおよび上記集電プレートを絶縁させる第２絶縁部を含むことができる。

上記燃料電池スタックは，上記電気発生部を複数含み，上記複数の電気発生部を連続的に配置して上記電気発生部による集合体構造を構成し，互いに隣接する上記電気発生部において，対向する上記端子部の間に設置される上記コネクタによって，隣接する上記電気発生部を直列に接続することができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記コネクタは，導電性を有するブロック形状のカーボン素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記コネクタは，導電性を有するアルミニウム，銅，ニッケル，および鉄からなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記コネクタは，互いに隣接する上記電気発生部における対向する各々の上記端子部を結合させるリベットを含むことができる。この場合，上記燃料電池スタックの上記コネクタは，上記リベットと上記端子部との間に設置されるワッシャを含むこともできる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記コネクタは，互いに隣接する上記電気発生部における対向する各々の上記端子部を結合させるボルトおよびナットを含むことができる。この場合，上記燃料電池スタックの上記コネクタは，上記ボルトおよび上記ナットと上記端子部との間に設置されるワッシャを含むこともできる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記セパレータは，金属素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，一つの上記電気発生部の上記セパレータは，上記膜−電極アセンブリの一側面に位置する上記気体拡散層に密着する上記セパレータの一面に形成され，燃料の流れを可能にする燃料通路と，上記膜−電極アセンブリの他側面に位置する上記気体拡散層に密着する上記セパレータの一面に形成され，酸素の流れを可能にする酸素通路とを含むことができる。

一つの上記電気発生部における上記セパレータの上記一面と隣接する上記電気発生部の上記セパレータの上記一面とが対向し，上記電気発生部における上記セパレータと，上記隣接する電気発生部の上記セパレータとが，一体に形成されることができる。

上記燃料電池スタックは，上記電気発生部を複数含み，上記複数の電気発生部を連続的に配置して上記電気発生部による集合体構造を構成し，各々の上記電気発生部を絶縁させる第３絶縁部が互いに隣接する上記電気発生部の上記セパレータの間に形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記セパレータは，板状の金属をプレス加工する方式によって，上記燃料通路または上記酸素通路を形成することができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記セパレータは，アルミニウム，銅，鉄，ニッケル，およびコバルトからなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記セパレータは，カーボン素材より相対的に導電性が小さい素材で形成されることもできる。この場合，上記セパレータは，セラミック，ポリマー，合成樹脂，およびゴム素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記気体拡散層は，シートタイプのカーボン複合体，カーボンペーパー，およびカーボンクロースからなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記導電部は，上記膜−電極アセンブリの両側面に対向配置される気体拡散層と，上記セパレータの少なくとも一側の周縁外側に延長されて形成される上記気体拡散層の延長部分とを含み，上記延長部分は，端子部をなすことができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記導電部は，上記燃料および／または上記酸素が上記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するためのシーリング部材を含むことができる。この場合，上記シーリング部材は，上記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する位置の上記気体拡散層に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記導電部は，上記膜−電極アセンブリの両側面に互いに対向するように配置される複数の上記気体拡散層から構成され，上記セパレータに密着する最外側の上記気体拡散層は，上記セパレータの少なくとも一側の周縁外側に延長される延長部分を含み，上記延長部分は，端子部をなすこともできる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記膜−電極アセンブリに密着する内側の上記気体拡散層は，上記内側の気体拡散層の両側面の各々が上記膜−電極アセンブリの側面の面積に相当する面積を有するように形成されることができ，上記燃料および／または上記酸素が上記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するための第１シーリング部材を含むことができる。この場合，上記第１シーリング部材は，上記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する上記内側の気体拡散層の周縁部分に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記セパレータに密着する上記最外側の気体拡散層は，上記燃料および／または上記酸素が上記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するための第２シーリング部材を含むことができる。この場合，上記第２シーリング部材は，上記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する位置の上記最外側の気体拡散層の周縁部分に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることができる。

上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，燃料および酸素の反応によって電気エネルギーを発生させる少なくとも一つ以上の電気発生部を含み，上記電気発生部は，膜−電極アセンブリの両側面に密着されるように配置されるセパレータと，互いに隣接する上記電気発生部において，対向する各々の上記セパレータの上端部分の面および側面を囲むように配置され，各々隣接する上記電気発生部を電気的に接続する導電部とを含む燃料電池スタックが提供される。

上記燃料電池スタックにおいて，上記導電部は，互いに隣接する上記電気発生部の対向する各々の上記セパレータの側面に各々密着して形成される気体拡散層を有し，各々の上記気体拡散層は，互いに隣接する上記電気発生部において，対向する各々の上記セパレータの上端部で連結されることができる。

この場合，互いに隣接する上記電気発生部において，対向する各々の上記気体拡散層は，一つの上記電気発生部における上記セパレータの一側面に密着される第１部分と，隣接する上記電気発生部における上記セパレータの一側面に密着される第２部分と，上記第１部分および上記第２部分に連結され，互いに隣接する上記電気発生部において，対向する各々の上記セパレータの上端部分の面に密着して上記第１部分および上記第２部分を電気的に接続するコネクタとして構成される第３部分とを含むことができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記第１部分および上記第２部分は，上記燃料および／または上記酸素が上記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するためのシーリング部材を含むことができる。この場合，上記シーリング部材は，上記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する上記第１部分および上記第２部分の周縁部分に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックの上記気体拡散層は，上記第１部分と上記第３部分が連結される部分および上記第２部分と上記第３部分が連結される部分に配置され，上記第１部分と上記第３部分との連結，および上記第２部分と上記第３部分との連結のために用いられる上記第１部分および第２部分のバンディングを可能にするバンディング部材を含むこともできる。この場合，上記バンディング部材は，ポリマー，ゴム，および金属素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックは，上記電気発生部において，互いに対向する各々の上記導電部の間に形成され，各々の上記導電部を絶縁させる第１絶縁部を含むことができる。

上記燃料電池スタックは，最外側に位置する上記導電部に密着されるように配置され，上記導電部と電気的に接続される集電プレートを含むことができる。

上記燃料電池スタックは，上記最外側の導電部と最外側の上記セパレータとの間に形成され，上記最外側の導電部および上記最外側のセパレータを絶縁させる第２絶縁部を含むことができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記電気発生部の上記セパレータは，上記膜−電極アセンブリの一側面に位置する上記気体拡散層に密着する上記セパレータの一面に形成され，燃料の流れを可能にする燃料通路と，上記膜−電極アセンブリの他側面に位置する上記気体拡散層に密着する上記セパレータの一面に形成され，酸素の流れを可能にする酸素通路とを有することができる。

一つの上記電気発生部における上記セパレータの上記一面と隣接する上記電気発生部の上記セパレータの上記一面とが対向し，上記電気発生部における上記セパレータと，上記隣接する電気発生部の上記セパレータとが，一体に形成されることができる。

上記燃料電池スタックは，上記電気発生部を複数含み，複数の上記電気発生部を連続的に配置して上記電気発生部による集合体構造を構成し，各々の上記電気発生部を絶縁させる第３絶縁部が互いに隣接する上記電気発生部の上記セパレータの間に形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記セパレータは，セラミック，ポリマー，合成樹脂，および金属素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることができる。

上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，燃料および酸素の反応によって電気エネルギーを発生させる少なくとも一つ以上の電気発生部を含み，上記電気発生部は，膜−電極アセンブリの両側面に密着されるように配置されるセパレータと，上記セパレータと上記膜−電極アセンブリとの間に配置され，上記膜−電極アセンブリの両側面に互いに対向するように配置される気体拡散層と，上記気体拡散層に各々連結設置され，各々の隣接する上記電気発生部を電気的に接続する導電部とを含む燃料電池スタックが提供される。

上記燃料電池スタックにおいて，上記導電部は，上記セパレータの周縁部分と上記膜−電極アセンブリの周縁部分との間に介在され，上記気体拡散層に接触するように設置されて，上記セパレータの少なくとも一側の周縁外側に突出されるように形成され，突出部分は，端子をなす一対の端子フレームを含むことができる。

上記燃料電池スタックは，互いに隣接する上記電気発生部において，対向する上記端子フレームの間に形成され，上記導電部を電気的に接続するコネクタを含むことができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記セパレータは，セラミック，ポリマー，合成樹脂，および金属素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記端子フレームは，導電性を有するカーボン素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記端子フレームは，所定の幅および長さを有する棒形状に形成され，上記気体拡散層と密着する第１部分と，上記セパレータの周縁外側に突出される第２部分を含むことができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記端子フレームは，上記セパレータの周縁部分を結合させる結合溝を形成することができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記端子フレームは，開放部を有する四角形フレーム形状に形成され，上記気体拡散層と密着する第１部分と，上記セパレータの周縁外側に突出される第２部分とを含むことができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記端子フレームは，上記セパレータの周縁部分を結合させる結合溝を形成することができる。

上記燃料電池スタックは，上記電気発生部を複数含み，複数の上記電気発生部を連続的に配置して上記電気発生部による集合体構造を構成し，互いに隣接する上記電気発生部において，対向する各々の上記端子フレームの間に設置される上記コネクタによって，上記各電気発生部を直列に接続することができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記コネクタは，導電性を有するブロック形状のカーボン素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記コネクタは，導電性を有するプレート形状の金属素材で形成されるリード部材を含むこともできる。この場合，上記端子フレームは，上記リード部材を据置くための据置き突起を形成することができる。そして，上記リード部材は，アルミニウム，ニッケル，銅，または鉄からなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

上記燃料電池スタックは，上記端子フレームと上記セパレータとの間に形成され，上記端子フレームおよび上記セパレータを絶縁させる第１絶縁部を含むことができる。

上記燃料電池スタックは，一つの上記電気発生部において，対向する各々の上記端子フレームの間に形成され，各々の上記端子フレームを絶縁させる第２絶縁部を含むことができる。

上記燃料電池スタックは，最外側に位置する上記セパレータに密着されるように配置され，最外側の上記端子フレームとの間に形成される上記コネクタによって，上記最外側の上記端子フレームと電気的に接続される集電プレートを含むことができる。

上記燃料電池スタックは，上記最外側のセパレータと上記集電プレートとの間に形成され，上記最外側のセパレータおよび上記集電プレートを絶縁させる第３絶縁部を含むことができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記電気発生部の上記セパレータは，上記膜−電極アセンブリの一側面に位置する上記気体拡散層に密着する上記セパレータの一面に形成されて燃料の流れを可能にする燃料通路と，上記膜−電極アセンブリの他側面に位置する上記気体拡散層に密着する上記セパレータの一面に形成されて酸素の流れを可能にする酸素通路とを有することができる。

一つの上記電気発生部における上記セパレータの上記一面と隣接する上記電気発生部の上記セパレータの上記一面とが対向し，上記電気発生部における上記セパレータと，上記隣接する電気発生部の上記セパレータとが，一体に形成されることができる。

上記燃料電池スタックは，上記電気発生部を複数含み，複数の上記電気発生部を連続的に配置して上記電気発生部による集合体構造を構成し，各々の上記電気発生部を絶縁させる第４絶縁部が互いに隣接する上記電気発生部の上記セパレータの間に形成されることができる。

上記燃料電池スタックにおいて，上記気体拡散層は，上記燃料および／または上記酸素が上記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するためのシーリング部材を含むことができる。この場合，上記シーリング部材は，上記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する位置の上記気体拡散層に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることができる。

以上説明したように本発明によれば，セパレータが金属素材または非伝導性素材で形成されるので，セパレータの成形が容易で，セパレータの厚さを減少させることができる。したがって，燃料電池スタックの製造単価を節減することができ，燃料電池スタックの体積を減少させることができる。また，導電体および端子の機能をする導電部または端子部を通じて電気発生部間の電気的な接続が可能なので，金属素材のセパレータが熱，水分，および酸素などにより腐蝕されても，燃料電池スタックの性能が低下したり寿命が短縮するなどの心配がない。

以下，添付した図面を参照して，本発明の実施例について，本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし，本発明は多様な相異した形態で実現でき，ここで説明する実施例に限定されない。

（第１実施形態）
図１は，本発明の第１実施形態に係る燃料電池スタックの構成を分解して示した斜視図である。図２は，図１の結合断面図である。

図１を参照すれば，本発明の第１実施形態に係る燃料電池スタック１０は，燃料の酸化反応および酸素の還元反応によって電気エネルギーを発生させるセル（ｃｅｌｌ）単位の電気発生部１１を含んで構成される。

したがって，本実施形態では，電気発生部１１を複数含み，電気発生部１１を連続的に配置することによって，電気発生部１１の集合体構造を構成する燃料電池スタック１０を形成することができる。

燃料電池スタック１０に使用される燃料は，メタノール，エタノール，ＬＰＧ，ＬＮＧ，ガソリンなどのような水素を含む液体燃料または気体燃料である。この場合，本実施形態の燃料電池スタック１０は，電気発生部１１による液体燃料または気体燃料の酸化反応および酸素の還元反応によって電気エネルギーを発生させる直接酸化型燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）方式に区分される。

代案として，本実施形態の燃料電池スタック１０は，通常の改質装置を通じて液体燃料または気体燃料からクラッキング（ｃｒａｃｋｉｎｇ）された水素を燃料として使用することもできる。この場合，燃料電池スタック１０は，電気発生部１１による水素の酸化反応および酸素の還元反応によって電気エネルギーを発生させる高分子電解質型燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）方式に区分されることができる。

そして，本実施形態の燃料電池スタック１０は，還元反応する酸素として，別途の保存手段で保存された純粋な酸素を使用することができ，酸素を含む空気をそのまま使用することもできる。

図２によれば，燃料電池スタック１０において，各々の電気発生部１１は，ＭＥＡ１２を中心に置いて，ＭＥＡ１２の両側面にセパレータ１３を配置して構成される。

ＭＥＡ１２は，一側面にアノード電極（図示せず）を形成し，他側面にカソード電極（図示せず）を形成して，これら二つの電極間に電解質膜（図示せず）を形成する構造を有する。アノード電極は，燃料を酸化反応させ，燃料を電子および水素イオンに分離し，電解質膜は，水素イオンをカソード電極に移動させ，カソード電極は，アノード電極から受けた電子，水素イオン，および酸素を還元反応させて水分を発生させる機能をする。

一つの電気発生部１１において，セパレータ１３は，ＭＥＡ１２を間に置いて，ＭＥＡ１２の両側面に密着されるように配置され，ＭＥＡ１２の一側面に密着されるセパレータ１３の一面に燃料の流れを可能にする燃料通路１３ａを有し，およびＭＥＡ１２の他側面に密着されるセパレータ１３の一面に酸素の流れを可能にする酸素通路１３ｂを有する。一つの電気発生部において，燃料通路１３ａは，セパレータ１３のＭＥＡ１２の一側面に密着する一面に形成されるチャンネルより構成され，燃料をＭＥＡ１２のアノード電極に供給することができる。そして，酸素通路１３ｂは，セパレータ１３のＭＥＡ１２の他側面に密着する一面に形成されるチャンネルより構成され，酸素をＭＥＡ１２のカソード電極に供給することができる。

本発明の第１実施形態において，セパレータ１３は，図２に示したように，燃料電池スタック１０の最外側のセパレータ１３を除くその他の各セパレータ１３において，ＭＥＡ１２に密着する一面に燃料通路１３ａまたは酸素通路１３ｂを形成し，隣接する電気発生部１１のセパレータ１３の一面に酸素通路１３ｂまたは燃料通路１３ａを形成し，一つの電気発生部１１におけるセパレータ１３の一面と隣接する電気発生部１１のセパレータ１３の一面が，互いに対向し，一つの電気発生部１１におけるセパレータ１３と隣接する電気発生部１１のセパレータ１３とが一体に形成される。つまり，ＭＥＡ１２に密着する一面に形成される燃料通路１３ａまたは酸素通路１３ｂは，一つの電気発生部１１のセパレータ１３に含まれ，一面に対向する他面に形成される酸素通路１３ｂまたは燃料通路１３ａは，隣接する他の電気発生部１１のセパレータ１３に含まれる。ここで，一つの電気発生部１１のセパレータ１３において，ＭＥＡ１２に密着する一面に燃料通路１３ａが形成される場合，隣接する電気発生部１１のセパレータ１３においてＭＥＡ１２に密着する一面に酸素通路１３ｂが形成され，ＭＥＡ１２に密着する一面に酸素通路１３ｂが形成される場合は，隣接する電気発生部１１のセパレータ１３においてＭＥＡ１２に密着する一面に燃料通路１３ａが形成される。

これに加えて，セパレータ１３は，金属素材，例えば，アルミニウム，銅，鉄，ニッケル，またはコバルトからなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成される板状の金属，つまり，金属プレートに成形される。この場合，セパレータ１３の燃料通路１３ａおよび酸素通路１３ｂは，金属プレートをスタンピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）またはエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）方式で成形して形成されることができ，好ましくは，金属プレートをプレス（ｐｒｅｓｓ）方式で成形して形成されることができる。

代案として，セパレータ１３は，通常のカーボン素材より相対的に導電性が小さい素材，または非導電性素材，例えば，セラミック，ポリマー，合成樹脂，ゴム素材などを射出成形または圧出成形する方式で形成されることもできる。

上記のように構成される燃料電池スタック１０の作動時には，一つの電気発生部１１において，ＭＥＡ１２に密着する一面に形成されるセパレータ１３の燃料通路１３ａを通じてＭＥＡ１２のアノード電極に燃料が供給される反面，ＭＥＡ１２に密着する一面に形成されるセパレータ１３の酸素通路１３ｂを通じてカソード電極に酸素が供給される。したがって，アノード電極では，燃料の酸化反応によって，燃料を電子および水素イオン（ｐｒｏｔｏｎ）に分離する。この時，水素イオンは，ＭＥＡ１２の電解質膜を通じてカソード電極に移動し，電子は，ＭＥＡ１２の電解質膜を通じて移動できず，セパレータ１３を通じて隣接する電気発生部１１のＭＥＡ１２のカソード電極に移動することができる。この時の電子の流れで電流が発生し，カソード電極では，アノード電極から受けた電子，水素イオン，および酸素の還元反応によって熱および水分が発生する。

上記過程で，本実施形態の燃料電池スタック１０は，セパレータ１３が金属素材で形成されるために，セパレータ１３が水分，熱，および酸素によって腐蝕されるようになる。セパレータ１３の腐蝕は，セパレータ１３そのものに電子の流れを妨害する抵抗として作用し，セパレータ１３の固有の機能である伝導性が喪失されることによって，燃料電池スタック１０全体の性能が低下する。

セパレータ１３の腐食による燃料電池スタック１０の性能低下を防止するために，本実施形態の燃料電池スタック１０は，各々の電気発生部１１において，各セパレータ１３とＭＥＡ１２との間に導電部２０が形成される。導電部２０は，燃料電池スタック１０全体において，各々の電気発生部１１で発生する電子の流れを可能にする機能をする。

本実施形態によれば，導電部２０は，電気発生部１１の各セパレータ１３とＭＥＡ１２との間に配置される気体拡散層（Ｇａｓ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）１４ａ，気体拡散層１４ｂを含む。気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂは，ＭＥＡ１２を間に置いて，ＭＥＡ１２の両側面に互いに対向するように配置される単一層に形成され，通常のシートタイプのカーボン複合体，カーボンペーパー，またはカーボンクロースで形成されることができる。気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂは，機能の他に，ＭＥＡ１２の両電極（アノード電極およびカソード電極）に燃料および酸素を拡散させる機能もともに有する。

本実施形態で，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂは，隣接する電気発生部１１間の電気的な接続を可能にする導電体であって，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂの周縁部分がセパレータ１３の周縁外側に延長された形状に構成される。

つまり，本実施形態の導電部２０は，燃料電池スタック１０の各々の電気発生部１１において，図２に“Ａ”で示した気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂの延長部分が端子部２２をなし，端子部２２を通じた電気的な接続によって，ＭＥＡ１２で発生する電子の流れを可能にする。つまり，一つの電気発生部１１において，燃料通路１３ａを通じてＭＥＡ１２のアノード電極に供給される燃料が酸化されて，電子および水素が生成される。電子は，ＭＥＡ１２の電解質膜を通過できないため，導電体である端子部２２によって，隣接する電気発生部１１のＭＥＡ１２のカソード電極に供給され，これによって，電気の流れを発生することができる。

ここで，端子部２２は，図２に示したように，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂの周縁部分がＭＥＡ１２の周縁端外側に延長され，セパレータ１３の周縁端外側に拡張されて形成されることができる。つまり，端子部２２は，ＭＥＡ１２の周縁端を基準にする時，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂを少なくともＭＥＡ１２の少なくとも一側の周縁端外側に延長し，セパレータ１３の少なくとも一側の周縁端外側に拡張する部分を有する。図３は，図２に示した気体拡散層の平面図である。しかし，図３では，端子部２２が気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂをセパレータ１３の４つの周縁端外側に延長する形状を構成する例を示している。

上記で，導電部２０は，図２に示したように，ＭＥＡ１２の周縁端に相当する部分の気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂにシーリング部材１９が形成されている。シーリング部材１９は，燃料および酸素が気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂを通じて拡散する場合に，燃料および酸素が端子部２２に拡散してＭＥＡ１２の外側に拡散して電気発生部１１の外部に漏れ出るのを阻止することができる。そして，シーリング部材１９は，導電部２０の領域全体において，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂに相当する部分および端子部２２を区画することができる。シーリング部材１９は，ＭＥＡ１２の周縁端に相当する位置の気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂに形成され，ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標）），ポリイミドなどのようなポリマー素材，またはゴム素材などで形成されることができる。

そして，本実施形態の燃料電池スタック１０は，各々の電気発生部１１において，導電部２０を絶縁させる第１絶縁部２１を含む。

好ましくは，第１絶縁部２１は，各々の電気発生部１１において，ＭＥＡ１２を間に置いた対向する端子部２２の間に形成されることができる。これは，一つの電気発生部１１において，一つの電気発生部１１におけるＭＥＡ１２のアノード電極側に位置する端子部２２と，隣接する電気発生部１１におけるカソード電極側に位置する端子部２２が後に説明するコネクタ２３によって電気的に接続され，所定の電位差を有する（＋），（−）端子の機能を果たすため，端子の短絡を防止するためである。

第１絶縁部２１は，絶縁テープまたは絶縁シート形状に構成され，フェノール樹脂，ポリウレタン，ポリエステル樹脂，ポリアミド，アクリル，ウレア／メラミン樹脂，シリコン樹脂などのような通常の合成高分子化合物，または絶縁ニスなどのようなニス系の絶縁物を含むことができる。

これに加えて，本実施形態の燃料電池スタック１０は，互いに隣接する電気発生部１１の対向する端子部２２の間にコネクタ２３を含む。コネクタ２３は，互いに隣接する一つの電気発生部１１の導電部２０と他の電気発生部１１の導電部２０を電気的に接続することができる。

コネクタ２３は，燃料電池スタック１０全体において，互いに隣接する電気発生部１１で発生する電気を直列に連結することができる。つまり，コネクタ２３は，複数の電気発生部１１のいずれか一つの電気発生部１１の導電部２０と隣接する他の電気発生部１１の導電部２０を電気的に接続することができる。

コネクタ２３は，導電性を有するブロック形状のカーボン素材で形成されることができ，互いに隣接する電気発生部１１において，端子部２２の間に設置される。また，コネクタ２３は，導電性を有するアルミニウム，銅，ニッケル，および鉄からなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

具体的に，本実施形態のコネクタ２３は，互いに隣接する電気発生部１１において，一つの電気発生部１１のアノード電極側の端子部２２と他の電気発生部１１のカソード電極側の端子部２２の間に設置される。従って，コネクタ２３と，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂ，端子部２２を含む導電部２０とによって，隣接する電気発生部１１を電気的に接続することができる。

そして，本実施形態の燃料電池スタック１０の最外側には，燃料電池スタック１０で発生する電気を集電する集電プレート２６が設置されている。集電プレート２６は，図２に示したように，第２絶縁部２７が集電プレート２６と最外側のセパレート１３との間に形成されることによって，最外側のセパレータ１３と絶縁された状態で配置される。そして，燃料電池スタック１０の最外側に位置する導電部２０の端子部２２と集電プレート２６との間には，コネクタ２３が設置されている。集電プレート２６は，最外側のセパレータ１３に密着されるように配置され，複数の電気発生部１１を加圧密着させることができる。このために，集電プレート２６は，別途の締結部材（図示せず），例えば，ボルトおよびナットまたはリベットなどによって締結されることにより，複数の電気発生部１１を加圧密着させるようになる。

上記のように構成される本発明の第１実施形態に係る燃料電池スタック１０の作動時に，一つの電気発生部１１において，燃料は，セパレータ１３の燃料通路１３ａを通じてＭＥＡ１２の一側面に位置する気体拡散層１４ａに供給され，気体拡散層１４ａを通じてＭＥＡ１２のアノード電極に拡散するようになる。そして，酸素は，セパレータ１３の酸素通路１３ｂを通じてＭＥＡ１２の他側面に位置する気体拡散層１４ｂに供給され，気体拡散層１４ｂを通じてＭＥＡ１２のカソード電極に拡散するようになる。

これにより，ＭＥＡ１２のアノード電極では，燃料の酸化反応によって，燃料を電子および水素イオンに分離する。ここで，水素イオンは，ＭＥＡ１２の電解質膜を通じてカソード電極に移動し，電子は，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂを通じて一つの電気発生部１１に隣接する他の電気発生部１１のＭＥＡ１２のカソード電極に移動して，この時の電子の流れで電流を発生させる。そして，ＭＥＡ１２のカソード電極では，アノード電極から受けた電子，水素イオン，および酸素の還元反応によって熱および水分を発生させる。

このような燃料電池スタック１０の作動をより具体的に説明すると，各々の電気発生部１１において，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂの延長部分（Ａ）が互いに絶縁された端子部２２をなし，互いに隣接する電気発生部１１において，端子部２２がコネクタ２３によって直列に接続されているため，コネクタ２３を通じて電子が一つの電気発生部１１のアノード電極側の気体拡散層１４ａから他の電気発生部１１のカソード電極側の気体拡散層１４ｂに移動することができる。

このような過程を経て，各々の電気発生部１１は，電子の移動によって電流を発生させ，燃料電池スタック１０の最外側に位置する集電プレート２６を通じて，所定の電位差を有する電気エネルギーをロード，例えば，ノートブックＰＣ，ＰＤＡのような携帯用電子機器に印加することができるようになる。

したがって，本実施形態の燃料電池スタック１０は，電気発生部１１を構成する金属素材のセパレータ１３が熱，水分，および酸素によって腐蝕されて電子の流れを妨害する電気抵抗が増大しても，導電体および端子の機能をする導電部２０およびコネクタ２３を通じて，各々隣接する電気発生部１１間の電気的な接続を可能にする。よって，セパレータ１３の腐食による燃料電池スタック１０自体の性能低下を防ぐことができる。

（第２実施形態）
図４は，本発明の第２実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図２で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図４を参照すれば，本発明の第２実施形態に係る燃料電池スタック１０は，第１実施形態とは異なって，単一の電気発生部１１において，ＭＥＡ１２を間に置いて互いに対向するように配置される各々セパレータ４３のＭＥＡ１２に密着する一面に燃料通路４３ａまたは酸素通路４３ｂを形成し，一面に対向する他面に燃料通路４３ａまたは酸素通路４３ｂを形成しない単面構造に形成される。

具体的に，単一の電気発生部１１において，互いに対向するセパレータ４３のうちの一つのセパレータ４３は，ＭＥＡ１２の一側面に位置する気体拡散層１４ａに密着されるように配置され，密着面にチャンネル形状の燃料通路４３ａを形成し，この密着面の対向面には，燃料通路４３ａまたは酸素通路４３ｂは形成されない。そして，他のセパレータ４３は，ＭＥＡ１２の他側面に位置する気体拡散層１４ｂに密着されるように配置され，密着面にチャンネル形状の酸素通路４３ｂを形成し，この密着面の対向面には，燃料通路４３ａまたは酸素通路４３ｂは形成されない。ここで，密着面とは，ＭＥＡ１２の両側面に位置する気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂに密着するセパレータ４３の一面である。密着面の反対面は，一面に対向する他面である。

したがって，本実施形態では，各々のセパレータ４３の燃料通路４３ａまたは酸素通路４３ｂが形成されない面が互いに密着されるように各々の電気発生部１１を連続的に配置することによって，電気発生部１１の集合体構造による燃料電池スタック１０を形成することができる。

そして，上記のように構成される本実施形態の燃料電池スタック１０は，互いに隣接する各々の電気発生部１１を絶縁させるための第３絶縁部２５を含む。第３絶縁部２５は，互いに隣接する電気発生部１１のセパレータ４３の間に形成され，絶縁テープまたは絶縁シート形状に構成される。つまり，第３絶縁部２５は，互いに隣接する電気発生部１１において，互いに密着されるセパレータ４３の燃料通路４３ａまたは酸素通路４３ｂが形成されない面の間に形成されることができる。

第３絶縁部２５は，セパレータ４３が金属素材で形成されることによって，セパレータ４３が電気発生部１１の電気発生時に，水分，熱，および酸素によって腐蝕されて電気抵抗が増大するために，各々の電気発生部１１で発生する一部の電子が気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂに通じないでセパレータ４３を通じて隣接する電気発生部１１のセパレータ４３に通じるのを遮断するためのものである。

ここで，第３絶縁部２５は，フェノール樹脂，ポリウレタン，ポリエステル樹脂，ポリアミド，アクリル，ウレア／メラミン樹脂，シリコン樹脂などのような通常の合成高分子化合物，または絶縁ニスなどのようなニス系の絶縁物を含むことができる。

本実施形態の燃料電池スタック１０のその他の構成および作用は，第１実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

（第３実施形態）
図５は，本発明の第３実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図２で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図５を参照すれば，本発明の第３実施形態は，第１実施形態の構造を基本としながら，互いに隣接する一つの電気発生部１１の導電部２０と他の電気発生部１１の導電部２０とを電気的に接続するコネクタ７３をリベット７４で構成することができる。

このために，本実施形態の燃料電池スタック１０は，互いに隣接する電気発生部１１において，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂの延長部分（Ａ）であり，対向する各々の端子部２２を互いに重なるように構成する。リベット７４は，互いに重なった端子部２２をリベット結合して，端子部２２を電気的に接続することができる。これに加えて，コネクタ７３は，リベット７４および端子部２２の結合力を増進させるために，リベット７４と端子部２２との間にワッシャ７５を設置することもできる。ここで，リベット７４およびワッシャ７５は，伝導性を有する金属素材，例えば，アルミニウム，銅，鉄，およびニッケルからなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

一方，燃料電池スタック１０の最外側に位置する導電部２０において，端子部２２は，上記のようなコネクタ７３を通じて集電プレート２６に固定設置されることができる。

本実施形態の燃料電池スタック１０におけるその他の構成および作用は，第１実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

（第４実施形態）
図６は，本発明の第４実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図２で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図６を参照すれば，本発明の第４実施形態は，第１実施形態の構造を基本としながら，一つの電気発生部１１の導電部２０と他の電気発生部１１の導電部２０を電気的に接続するコネクタ８３をボルト８４およびナット８５で構成することができる。

このために，本実施形態の燃料電池スタック１０は，互いに隣接する電気発生部１１において，気体拡散層１４ａ，気体拡散層１４ｂの延長部分（Ａ）であり，対向する各々の端子部２２を互いに重なるように構成する。ボルト８４およびナット８５は，互いに重なった端子部２２を結合し，端子部２２を電気的に接続することができる。これに加えて，コネクタ８３は，ボルト８４およびナット８５と端子部２２との結合力を増進させるために，ボルト８４およびナット８５と端子部２２との間にワッシャ７５を設置することもできる。ここで，ボルト８４およびナット８５とワッシャ７５とは，伝導性を有する金属素材，例えば，アルミニウム，銅，鉄，およびニッケルからなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

一方，燃料電池スタック１０の最外側に位置する導電部２０において，端子部２２は，上記のようなコネクタ８３を通じて集電プレート２６に固定設置されることができる。

本実施形態の燃料電池スタック１０おけるその他の構成および作用は，第１実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

（第５実施形態）
図７は，本発明の第５実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。

図７を参照すれば，本発明の第５実施形態に係る燃料電池スタック１１０は，第１実施形態のように，電気発生部１１１の各々のセパレータ１１３とＭＥＡ１１２との間に配置される導電部１２０を含むが，導電部１２０は，ＭＥＡ１１２を間に置いて，ＭＥＡ１１２の両側面に互いに対向するように配置される複数の第１気体拡散層１１４ａ，第２気体拡散層１１５ａと，複数の第１気体拡散層１１４ｂ，第２気体拡散層１１５ｂを含む。ここで，第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂは，ＭＥＡ１１２に密着する内側の気体拡散層であり，第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂは，セパレータ１１３に密着する最外側の気体拡散層である。

図７に示された導電部１２０は，第１気体拡散層１１４ａと第２気体拡散層１１５ａ，第１気体拡散層１１４ｂと第２気体拡散層１１５ｂが二重層に構成され，電気発生部１１１において，各々のセパレータ１１３とＭＥＡ１１２との間に介在される。しかし，本実施形態は，図７に示された構造に限定されるわけではない。

具体的に，導電部１２０は，ＭＥＡ１１２の両側面に密着されるように配置される第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂ，および第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂに各々密着されるように配置され，各々のセパレータ１１３と密着する第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂを含んで構成される。導電部１２０は，燃料電池スタック１１０全体において，電気発生部１１１で発生する電子の流れを可能にする導電体としての機能と，ＭＥＡ１１２の両電極に燃料および酸素を拡散する機能をともにになうことができる。

ここで，第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂおよび第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂは，通常のカーボン複合体（ｃａｒｂｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ），カーボンペーパー（ｃａｒｂｏｎ ｐａｐｅｒ），またはカーボンクロース（ｃａｒｂｏｎ ｃｌｏｔｈ）などで形成されることができる。そして，各々のセパレータ１１３は，図７に示したように，燃料電池スタック１１０の最外側のセパレータ１１３を除くその他の各セパレータ１１３において，第２気体拡散層１１５ａまたは第２気体拡散層１１５ｂに密着する一面に燃料通路１１３ａまたは酸素通路１１３ｂを形成し，隣接する電気発生部１１１のセパレータ１１３において，第２気体拡散層１１５ａまたは第２気体拡散層１１５ｂに密着する一面に燃料通路１１３ａまたは酸素通路１１３ｂを形成し，一つの電気発生部１１１のセパレータ１１３の一面と隣接する電気発生部１１１のセパレータ１１３の一面とが，互いに対向し，一つの電気発生部１１１のセパレータ１１３と隣接する電気発生部１１１のセパレータ１１３とが一体に形成される。つまり，第２気体拡散層１１５ａまたは第２気体拡散層１１５ｂに密着する一面に形成される燃料通路１１３ａまたは酸素通路１１３ｂは，一つの電気発生部１１１のセパレータ１１３に含まれ，一面に対向する他面に形成される酸素通路１１３ｂまたは燃料通路１１３ａは，隣接する他の電気発生部１１１のセパレータ１１３に含まれる。ここで，一つの電気発生部１１１のセパレータ１１３において，第２気体拡散層１１５ａに密着する一面に燃料通路１１３ａが形成される場合，隣接する電気発生部１１１のセパレータ１１３において第２気体拡散層１１５ｂに密着する一面に酸素通路１１３ｂが形成され，第２気体拡散層１１５ｂに密着する一面に酸素通路１１３ｂが形成される場合は，隣接する電気発生部１１１のセパレータ１１３において第２気体拡散層１１５ａに密着する一面に燃料通路１１３ａが形成される。

本実施形態の導電部１２０において，第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂは，ＭＥＡ１１２およびセパレータ１１３の側面が有する面積に相当する面積を有するように形成される。ここで，セパレータ１１３の側面とは，セパレータ１１３において，燃料通路１１３ａまたは酸素通路１１３ｂが形成される面であり，ＭＥＡ１１２の側面とは，第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂが密着される面である。図８は，図７に示した第１気体拡散層の平面図である。図８に示したように，燃料および酸素がＭＥＡ１１２の外側に拡散するのを防止するための第１シーリング部材１１８が第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂの周縁部分に形成されている。第１シーリング部材１１８は，セパレータ１１３の燃料通路１１３ａを通じて供給される燃料およびセパレータ１１３の酸素通路１１３ｂを通じて供給される酸素が第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂを通じて拡散する場合に，燃料および酸素がＭＥＡ１１２の外側に拡散して電気発生部１１１の外部に漏れ出るのを阻止することができる。第１シーリング部材１１８は，ＭＥＡ１１２の周縁端に相当する位置，つまり第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂの周縁部分に形成され，ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標）），ポリイミドなどのようなポリマー素材，またはゴム素材などで形成されることができる。

本実施形態の導電部１２０において，第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂの延長部分は，互いに隣接する電気発生部１１１の間の電気的な接続を可能にする端子をなす。このために，第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂは，各々の電気発生部１１１において，セパレータ１１３と第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂとの間に配置され，第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂに密着して形成される。

第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂは，図７に“Ａ”で示した周縁部分が第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂおよびセパレータ１１３の周縁外側に延長された形態に構成される。

つまり，本実施形態の第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂは，燃料電池スタック１１０の各々の電気発生部１１１において，その延長部分（Ａ）が端子部１２２をなし，端子部１２２を通じて各々の電気発生部１１１間の電気的な接続を可能にする。

図９は，図７に示した第２気体拡散層の平面図である。ここで，端子部１２２は，図７および図９に示したように，第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂの周縁部分が第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂおよびセパレータ１１３の周縁端の外側に延長されて形成されることができる。つまり，端子部１２２は，第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂの周縁端を基準にした時，第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂの少なくとも一側の周縁端外側に延長されて，セパレータ１１３の少なくとも一側の周縁端外側に拡張される形態に構成される。しかし，図９では，端子部１２２が第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂの４つの周縁端外側に延長される形態に構成される例を示している。

第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂは，図９に示したように，第１気体拡散層１１４ａ，気体拡散層１１４ｂおよびＭＥＡ１１２の周縁端に相当する部分に第２シーリング部材１１９が形成されている。第２シーリング部材１１９は，セパレータ１１３の燃料通路１１３ａを通じて供給される燃料およびセパレータ１１３の酸素通路１１３ｂを通じて供給される酸素が第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂを通じて拡散する場合に，燃料および酸素が端子部１２２に拡散して電気発生部１１１の外部，ＭＥＡ１１２の外部に漏れ出るのを阻止することができる。そして，第２シーリング部材１１９は，導電部１２０の領域全体を第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂに相当する部分と端子部１２２とに区画することができる。第２シーリング部材１１９は，第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂおよびＭＥＡ１１２の周縁端に相当する位置の第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂの周縁部分に形成され，第１シーリング部材１１８と同様に，ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標）），ポリイミドなどのポリマー素材，またはゴム素材などで形成される。

そして，本実施形態の燃料電池スタック１１０は，各々の電気発生部１１１において，導電部１２０を絶縁させるための第１絶縁部１２１を含む。

好ましくは，第１絶縁部１２１は，各々の電気発生部１１１において，対向する各々の端子部１２２の間に形成されることができる。第１絶縁部１２１のより詳細な構成および作用は，第１実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

これに加えて，本実施形態の燃料電池スタック１１０は，各々の電気発生部１１１において，互いに隣接する一つの電気発生部１１１の導電部１２０と他の電気発生部１１１の導電部１２０を電気的に接続するコネクタ１２３を含む。

コネクタ１２３は，燃料電池スタック１１０全体において，互いに隣接する電気発生部１１１で発生する電気を直列に接続することができる。つまり，コネクタ１２３は，複数の電気発生部１１１のうちのいずれか一つの電気発生部１１１の導電部１２０と他の電気発生部１１１の導電部１２０を電気的に接続することができる。

コネクタ１２３は，導電性を有するブロック形状のカーボン素材で形成されることができ，互いに隣接する電気発生部１１１において，対向する各々の端子部１２２の間に設置される。コネクタ１２３のより詳細な構成および作用は，第１実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

そして，本実施形態の燃料電池スタック１１０の最外側には，燃料電池スタック１１０で発生する電気を集電する集電プレート１２６が配置されている。集電プレート１２６は，通常の締結部材によって複数の電気発生部１１１を加圧密着させることができる。集電プレート１２６は，図７に示したように，集電プレート１２６と最外側のセパレータ１１３との間に形成される第２絶縁部１２７によって最外側のセパレータ１１３と絶縁された状態で配置される。そして，燃料電池スタック１１０の最外側に位置する導電部１２０，つまり端子部１２２と集電プレート１２６との間には，コネクタ１２３が設置されている。

上記のように構成される本実施形態の燃料電池スタック１１０の作動時に，燃料は，各々の電気発生部１１１において，セパレータ１１３の燃料通路１１３ａを通じてＭＥＡ１１２の一側面に位置する第１気体拡散層１１４ａ，第２気体拡散層１１５ａに供給され，第１気体拡散層１１４ａ，第２気体拡散層１１５ａを通じてＭＥＡ１１２のアノード電極に拡散するようになる。そして，酸素は，各々の電気発生部１１１において，セパレータ１１３の酸素通路１１３ｂを通じてＭＥＡ１１２の他側面に位置する第１気体拡散層１１４ｂ，第２気体拡散層１１５ｂに供給され，第１気体拡散層１１４ｂ，第２気体拡散層１１５ｂを通じてＭＥＡ１１２のカソード電極に拡散するようになる。

したがって，燃料電池スタック１１０の各電気発生部１１１では，第１実施形態で説明したように，燃料の酸化反応および酸素の還元反応によって電気エネルギーを発生させる。この場合，各々の電気発生部１１１において，第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂの延長部分（Ａ）が互いに絶縁された端子部１２２をなし，互いに隣接する電気発生部１１１において，端子部１２２がコネクタ１２３によって直列に接続されているため，コネクタ１２３を通じてＭＥＡ１１２で発生する電子が一つの電気発生部１１１のアノード電極側の第２気体拡散層１１５ａから隣接する他の電気発生部１１１のカソード電極側の第２気体拡散層１１５ｂに移動するようになる。

このような過程を経て，各々の電気発生部１１１は，電子の移動によって電流を発生させ，燃料電池スタック１１０の最外側に位置する集電プレート１２６を通じて所定の電位差を有する電気エネルギーをロード，例えばノートブックＰＣ，ＰＤＡのような携帯用電子機器に印加することができるようになる。

したがって，本実施形態の燃料電池スタック１１０は，電気発生部１１１を構成する金属素材のセパレータ１１３が熱，水分，および酸素によって腐蝕されて電子の流れを妨害する電気抵抗が増大しても，導電体および端子の機能をする第１気体拡散層１１４ａ，第１気体拡散層１１４ｂおよび第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂ，コネクタ１２３を通じて電気発生部１１１間の電気的な接続を可能にする。従って，セパレータ１１３の腐食による燃料電池スタック１１０の性能低下を防ぐことができる。

（第６実施形態）
図１０は，本発明の第６実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図７で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図１０を参照すれば，本発明の第６実施形態に係る燃料電池スタック１１０は，第５実施形態とは異なって，単一の電気発生部１１１において，ＭＥＡ１１２を間に置いて互いに対向するように配置される各々セパレータ１４３のＭＥＡ１１２に密着する一面に燃料通路１４３ａまたは酸素通路１４３ｂを形成し，一面に対向する他面に燃料通路１４３ａまたは酸素通路１４３ｂを形成しない単面構造に形成される。

具体的に，単一の電気発生部１１１において，互いに対向するセパレータ１４３のうちの一つセパレータ１４３は，ＭＥＡ１１２の一側面に位置する第２気体拡散層１１５ａに密着されるように配置され，密着面にチャンネル形状の燃料通路１４３ａを形成し，密着面の反対面には，燃料通路１４３ａまたは酸素通路１４３ｂが形成されない。そして，他のセパレータ１４３は，ＭＥＡ１１２の他側面に位置する第２気体拡散層１１５ｂに密着されるように配置され，密着面にチャンネル形状の酸素通路１４３ｂを形成し，密着面の反対面には，燃料通路１４３ａまたは酸素通路１４３ｂが形成されない。。ここで，密着面とは，ＭＥＡ１１２の両側面に位置する第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂに密着するセパレータ１４３の一面である。密着面の反対面は，一面に対向する他面である。

したがって，本実施形態では，各セパレータ１４３の燃料通路１４３ａまたは酸素通路１４３ｂが形成されない面が互いに密着されるように各々の電気発生部１１１を連続的に配置することによって，電気発生部１１１の集合体構造による燃料電池スタック１１０を形成することができる。

そして，燃料電池スタック１１０は，互いに隣接する各々の電気発生部１１１を絶縁させるための第３絶縁部１２５を含む。第３絶縁部１２５は，互いに隣接する電気発生部１１１のセパレータ１４３の間に形成され，絶縁テープまたは絶縁シート形状に構成される。つまり，第３絶縁部１２５は，互いに隣接する電気発生部１１１において，互いに密着されるセパレータ１４３の燃料通路１４３ａまたは酸素通路１４３ｂが形成されない面の間に形成されることができる。

第３絶縁部１２５は，セパレータ１４３が金属素材で形成されることによって，セパレータ１４３が電気発生部１１１の電気発生時に水分，熱，および酸素によって腐蝕されて電気抵抗が増大するために，各々の電気発生部１１１で発生する一部の電子が第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂに通じないでセパレータ１４３を通じて隣接する電気発生部１１１のセパレータ１４３に通じるのを遮断するためのものである。

ここで，第３絶縁部１２５は，フェノール樹脂，ポリウレタン，ポリエステル樹脂，ポリアミド，アクリル，ウレア／メラミン樹脂，シリコン樹脂などのような通常の合成高分子化合物，または絶縁ニスなどのようなニス系の絶縁物を含むことができる。

本実施形態の燃料電池スタック１１０におけるその他の構成および作用は，第５実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

（第７実施形態）
図１１は，本発明の第７実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図７で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図７を参照すれば，本発明の第７実施形態は，第５実施形態の構造を基本としながら，互いに隣接する一つの電気発生部１１１の導電部１２０と他の電気発生部１１１の導電部１２０とを電気的に接続するコネクタ１７３をリベット１７４で構成することができる。

このために，本実施形態の燃料電池スタック１１０は，互いに隣接する電気発生部１１１において，第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂの延長部分（Ａ）であり，対向する各々の端子部１２２を互いに重なるように構成する。リベット１７４は，互いに重なった端子部１２２をリベット結合して，端子部１２２を電気的に接続させることができる。これに加えて，コネクタ１７３は，リベット１７４および端子部１２２の結合力を増進させるために，リベット１７４と端子部１２２との間にワッシャ１７５を設置することもできる。ここで，リベット１７４およびワッシャ１７５は，伝導性を有する金属素材，例えば，アルミニウム，銅，鉄，およびニッケルなどからなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

そして，燃料電池スタック１１０の最外側に位置する導電部１２０において，端子部１２２は，上記のようなコネクタ１７３を通じて集電プレート１２６に固定設置されることができる。

本実施形態の燃料電池スタック１１０におけるその他の構成および作用は，第５実施形態と同一なので，詳細な説明は省略する。

（第８実施形態）
図１２は，本発明の第８実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図７で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図１２を参照すれば，本発明の第８実施形態は，第５実施形態の構造を基本としながら，互いに隣接する一つの電気発生部１１１の導電部１２０と他の電気発生部１１１の導電部１２０とを電気的に接続するコネクタ１８３をボルト１８４およびとナット１８５で構成することができる。

このために，本実施形態の燃料電池スタック１１０は，互いに隣接する電気発生部１１１において，第２気体拡散層１１５ａ，第２気体拡散層１１５ｂの延長部分（Ａ）であり，対向する各々の端子部１２２を互いに重なるように構成する。ボルト１８４およびナット１８５は，互いに重なった端子部１２２を結合し，端子部１２２を電気的に接続させることができる。これに加えて，コネクタ１８３は，ボルト１８４およびナット１８５と端子部１２２との結合力を増進させるために，ボルト１８４およびナット１８５と端子部１２２との間にワッシャ１７５を設置することもできる。ここで，ボルト１８４およびナット１８５とワッシャ１７５とは，伝導性を有する金属素材，例えば，アルミニウム，銅，鉄，およびニッケルなどからなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

そして，燃料電池スタック１１０の最外側に位置する導電部１２０において，端子部１２２は，上記のようなコネクタ１８３を通じて集電プレート１２６に固定設置されることができる。

本実施形態の燃料電池スタック１１０におけるその他の構成および作用は，第５実施形態と同一なので，詳細な説明は省略する。

（第９実施形態）
図１３は，本発明の第９実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。

図１３を参照すれば，本発明の第９実施形態に係る燃料電池スタック２１０は，電気発生部２１１における各々のセパレータ２１３の周囲を囲むように形成され，ＭＥＡ２１２で発生する電子の流れを可能にする導電部２２０を含むことができる。つまり，導電部２２０は，隣接する各々の電気発生部２１１を電気的に接続することができる。

この場合，電気発生部２１１の各々のセパレータ２１３は，図１３に示したように，ＭＥＡ２１２を中心に置いて，ＭＥＡ２１２の両側面に密着配置され，燃料電池スタック２１０の最外側のセパレータ２１３を除くその他の各セパレータ２１３において，ＭＥＡ２１３に密着する一面に燃料通路２１３ａまたは酸素通路２１３ｂを形成し，隣接する電気発生部２１１のセパレータ２１３の一面に酸素通路２１３ｂまたは燃料通路２１３ａを形成し，一つの電気発生部２１１のセパレータ２１３の一面と隣接する電気発生部２１１のセパレータ２１３の一面とが，互いに対向し，一つの電気発生部２１１のセパレータ２１３と隣接する電気発生部２１１のセパレータ２１３とが一体に形成される。つまり，ＭＥＡ２１３に密着する一面に形成される燃料通路２１３ａまたは酸素通路２１３ｂは，一つの電気発生部２１１のセパレータ２１３に含まれ，一面に対向する他面に形成される酸素通路２１３ｂまたは燃料通路２１３ａは，隣接する他の電気発生部２１１のセパレータ２１３に含まれる。ここで，一つの電気発生部２１１のセパレータ２１３において，ＭＥＡ２１２に密着する一面に燃料通路２１３ａが形成される場合，隣接する電気発生部２１１のセパレータ２１３においてＭＥＡ２１２に密着する一面に酸素通路２１３ｂが形成され，ＭＥＡ２１２に密着する一面に酸素通路２１３ｂが形成される場合は，隣接する電気発生部２１１のセパレータ２１３においてＭＥＡ２１２に密着する一面に燃料通路２１３ａが形成される。

本実施形態によれば，導電部２２０は，各々のセパレータ２１３とＭＥＡ２１２との間に配置され，各々のセパレータ２１３に密着する部分が連結されて，隣接する電気発生部２１１における互いに対向する各々のセパレータ２１３の側面，上端部分の面を囲む気体拡散層２２１を含む。

導電部２２０は，気体拡散層２２１を通じて互いに隣接する電気発生部２１１間の電気的な接続を可能にする。つまり，導電部２２０は，気体拡散層２２１を通じた電気的な接続によって，ＭＥＡ２１２で発生する電子を隣接する電気発生部２１１に円滑に移動することができる。そして，導電部２２０は，ＭＥＡ２１２の両側電極に燃料および酸素を拡散する気体拡散層としての固有の機能も有する。

図１４は，図１３に示した導電部の展開図であって，上記のように気体拡散層２２１で構成される導電部２２０は，一部分が隣接する電気発生部２１１において，互いに対向する各々のセパレータ２１３の側面に密着され，他部分が隣接する電気発生部２１１における対向する各々のセパレータ２１３の上端部分の面に密着されて，隣接する電気発生部２１１における対向する各々のセパレータ２１３を囲むように一部分および他部分が連結された構造を有する。

具体的に，導電部２２０は，一つの電気発生部２１１のセパレータ２１３の一側面に密着される第１部分２２１ａ，隣接する電気発生部２１１におけるセパレータ２１３の一側面に密着される第２部分２２１ｂ，および第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂを連結し，隣接する電気発生部２１１における対向する各々のセパレータ２１３の上端部分の面に密着する第３部分２２１ｃを含む。

ここで，第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂは，各セパレータ２１３とＭＥＡ２１２との間に位置して，電気発生部２１１間の電気的な接続を可能にする導電体および端子として機能することができる。そして，第３部分２２１ｃは，隣接する電気発生部２１１における対向する各々のセパレータ２１３の周縁に位置して，つまり，隣接する電気発生部２１１における対向する各々のセパレータ２１３の上端部分の面に密着して第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂを電気的に接続するコネクタとして機能することができる。

導電部２２０は，所定の幅および長さを有するシート（ｓｈｅｅｔ）形状で第３部分２２１ｃを中心にシートの両側に，第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂを区画形成し，第３部分２２１ｃを中心に，第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂが直角に折畳まれたほぼ“コ”形状からなる。ここで，導電部２２０は，通常の気体拡散層を形成する素材，例えば，カーボン複合体（ｃａｒｂｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ），カーボンペーパー（ｃａｒｂｏｎ ｐａｐｅｒ），またはカーボンクロース（ｃａｒｂｏｎ ｃｌｏｔｈ）素材などで形成される。

そして，導電部２２０の第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂには，ＭＥＡ２１２の周縁端に相当する位置にシーリング部材２１９が形成されている。シーリング部材２１９は，セパレータ２１３の燃料通路２１３ａを通じて第１部分２２１ａに供給される燃料およびセパレータ２１３の酸素通路２１３ｂを通じて第２部分２２１ｂに供給される酸素が，第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂを通じて拡散する場合に，燃料および酸素がＭＥＡ２１２の外側に拡散して電気発生部２１１の外部に漏れ出るのを阻止することができ，また，第３部分２２１ｃに拡散するのを防止することができる。これに加えて，シーリング部材２１９は，第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂの領域全体において，ＭＥＡ２１２に対応する部分と端子の部分を区画することができる。シーリング部材２１９は，ＭＥＡ２１２の周縁端に相当する第１部分２２１ａおよび第２部分２２１ｂに形成され，ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標）），ポリイミドなどのようなポリマー素材，またはゴム素材などで形成される。

本実施形態の導電部２２０において，第１部分２２１ａと第３部分２２１ｃと，および第２部分２２１ｂと第３部分２２１ｃとを連結するために，導電部２２０の第１部分２２１ａと第３部分２２１ｃとの連結部分，および第２部分２２１ｂと第３部分２２１ｃとの連結部分にバンディング部材２２２が形成されている。バンディング部材２２２は，ポリマー素材，ゴム素材，または金属素材で形成されるのが好ましい。

そして，燃料電池スタック２１０は，各々の電気発生部２１１において，導電部２２０を絶縁させる第１絶縁部２２３を含む。第１絶縁部２２３は，各々の電気発生部２１１において，対向する導電部２２０の間，つまり，ＭＥＡ２１２の周縁部分に位置する第１部分２２１ａと第２部分２２１ｂとの間に形成されることができる。これは，一つの電気発生部２１１において，一つのセパレータ２１３を囲む導電部２２０と他のセパレータ２１３を囲む導電部２２０とが所定の電位差を有する（＋），（−）端子の機能をするため，このような端子の短絡を防止するためである。

ここで，第１絶縁部２２３は，絶縁テープまたは絶縁シート形状に構成され，フェノール樹脂，ポリウレタン，ポリエステル樹脂，ポリアミド，アクリル，ウレア／メラミン樹脂，シリコン樹脂などのような通常の合成高分子化合物を含むことができ，絶縁ニスなどのようなニス系の絶縁物を含むこともできる。

一方，本実施形態の燃料電池スタック２１０の最外側には，燃料電池スタック２１０で発生する電気を集電する集電プレート２２４が配置されている。集電プレート２２４は，通常の締結部材によって複数の電気発生部２１１を加圧密着することができる。

これに加えて，燃料電池スタック２１０の最外側の導電部２２０と最外側のセパレータ２１３との間には，最外側の導電部２２０および最外側のセパレータ２１３を絶縁させるための第２絶縁部２２５が形成されている。これは，セパレータ２１３が金属素材で形成されることによって，セパレータ２１３が電気発生部２１１の電気発生時に水分，熱，および酸素によって腐蝕されて電気抵抗が増大するために，最外側の導電部２２０を通じて集電プレート２２４に集電される電流がセパレータ２１３に通じるのを遮断するためである。

上記のように構成される本実施形態の燃料電池スタック２１０の作動時に，各々の電気発生部２１１において，燃料は，セパレータ２１３の燃料通路２１３ａを通じて導電部２２０の第１部分２２１ａに供給され，第１部分２２１ａを通じてＭＥＡ２１２のアノード電極に拡散することができる。そして，酸素は，セパレータ２１３の酸素通路２１３ｂを通じて導電部２２０の第２部分２２１ｂに供給され，第２部分２２１ｂを通じてＭＥＡ２１２のカソード電極に拡散することができる。

したがって，ＭＥＡ２１２のアノード電極では，燃料の酸化反応によって，燃料を電子および水素イオン（ｐｒｏｔｏｎ）に分解する。ここで，水素イオンは，ＭＥＡ２１２の電解質膜を通じてカソード電極に移動し，電子は，導電部２２０，つまり，気体拡散層２２１を通じて隣接する電気発生部２１１のＭＥＡ２１２のカソード電極に移動して，この時の電子の流れで電流を発生させる。そして，ＭＥＡ２１２のカソード電極では，アノード電極から受けた電子，水素イオン，および酸素の還元反応によって所定の温度の熱および水分を発生させる。

このような作動をより具体的に説明すると，各々の電気発生部２１１において，気体拡散層２２１から構成された導電部２２０が互いに絶縁された状態を維持しながら隣接する電気発生部２１１において，対向する各々のセパレータ２１３の側面，および上端部分の面を囲むように配置され，隣接する電気発生部２１１が導電部２２０を通じて直列に接続されているため，各々の電気発生部２１１で発生する電子は，導電部２２０を通じて移動することができる。この過程を経て，燃料電池スタック２１０では，電子の移動によって電流を発生させることができ，燃料電池スタック２１０の最外側に位置する集電プレート２２４を通じて所定の電位差を有する電気エネルギーをロード，例えば，ノートブックＰＣ，ＰＤＡのような携帯用電子機器に印加することができるようになる。

したがって，本実施形態の燃料電池スタック２１０は，電気発生部２１１を構成する金属素材のセパレータ２１３が熱，水分，および酸素によって腐蝕されて電子の流れを妨害する電気抵抗が増大しても，各々の電気発生部２１１において，隣接する電気発生部２１１における対向する各々のセパレータ２１３の側面，および上端部分の面を囲んでいる気体拡散層２２１が導電体および端子の機能をする導電部２２０を構成するため，導電部２２０を通じて電気発生部２１１間の電気的な接続を可能にする。従って，セパレータ２１３の腐食による燃料電池スタック２１０の性能低下を防ぐことができる。

（第１０実施形態）
図１５は，本発明の第１０実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図１３で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図１５を参照すれば，本発明の第１０実施形態に係る燃料電池スタック２１０は，第９実施形態とは異なって，単一の電気発生部２１１において，ＭＥＡ２１２を間に置いて互いに対向するように配置される各々セパレータ２４３のＭＥＡ２１２に密着する一面に燃料通路２４３ａまたは酸素通路２４３ｂを形成し，一面に対向する他面に酸素通路２４３ｂまたは燃料通路２４３ａを形成しない単面構造に形成される。

具体的に，単一の電気発生部２１１において，互いに対向するセパレータ２４３のうちの一つのセパレータ２４３は，導電部２２０の第１部分２２１ａに密着されるように配置され，密着面にチャンネル形状の燃料通路２４３ａを形成し，密着面の反対面には，燃料通路２４３ａまたは酸素通路２４３ｂは形成されない。そして，他のセパレータ２４３は，導電部２２０の第２部分２２１ｂに密着されるように配置され，密着面にチャンネル形状の酸素通路２４３ｂを形成し，密着面の反対面には，燃料通路２４３ａまたは酸素通路２４３ｂは形成されない。ここで，密着面とは，セパレータ２４３において，導電部２２０の第２部分２２１ｂまたは第１部分２２１ａに密着する一面である。密着面の反対面とは，セパレータ２４３の一面に対向する面である。

したがって，本実施形態では，各々のセパレータ２４３の密着面の反対面が互いに密着されるように，各々の電気発生部２１１を連続的に配置して，反対面が互いに密着される隣接する電気発生部２１１の一対のセパレータ２４３の側面および上端部分の面と，最外側のセパレータ２４３の両側面および上端部分の面とを囲むように導電部２２０を配置することによって，電気発生部２１１の集合体構造による燃料電池スタック２１０を形成することができる。

そして，燃料電池スタック２１０は，互いに隣接する各々の電気発生部２１１を絶縁させるための第３絶縁部２２６を含む。第３絶縁部２２６は，互いに隣接する電気発生部２１１のセパレータ２４３の間に形成され，絶縁テープまたは絶縁シート形状に構成される。つまり，第３絶縁部２２６は，互いに隣接する電気発生部２１１において，互いに密着されるセパレータ２４３の燃料通路２４３ａまたは酸素通路２４３ｂが形成されない面の間に形成されることができる。

第３絶縁部２２６は，セパレータ２４３が金属素材で形成されることによって，セパレータ２４３が電気発生部２１１の電気発生時に水分，熱，および酸素によって腐蝕されて電気抵抗が増大するために，各々の電気発生部２１１で発生する一部の電子が導電部２２０に通じないでセパレータ２４３を通じて隣接する電気発生部２１１のセパレータ２４３に通じるのを遮断するためのものである。

ここで，第３絶縁部２２６は，フェノール樹脂，ポリウレタン，ポリエステル樹脂，ポリアミド，アクリル，ウレア／メラミン樹脂，シリコン樹脂などのような通常の合成高分子化合物を含むことができ，絶縁ニスなどのようなニス系の絶縁物を含むこともできる。

本実施形態の燃料電池スタック２１０におけるその他の構成および作用は，第９実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

（第１１実施形態）
図１６は，本発明の第１１実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図１７は，図１６に示したスタックの一部を分解して示した斜視図である。

図１６を参照すれば，本発明の第１１実施形態に係る燃料電池スタック３１０は，ＭＥＡ３１２を中心に置いて，ＭＥＡ３１２の両側面に第１実施形態のようなセパレータ３１３を配置して構成されるセル（ｃｅｌｌ）単位の電気発生部３１１を含む。したがって，本実施形態では，上記のような電気発生部３１１を複数含み，電気発生部３１１を連続的に配置することによって，電気発生部３１１の集合体構造による燃料電池スタック３１０を形成することができる。

この場合，電気発生部３１１の各々のセパレータ３１３は，図１６に示したように，燃料電池スタック３１０の最外側のセパレータ３１３を除くその他のセパレータ３１３において，ＭＥＡ３１２の両側面に密着する一面に燃料通路３１３ａまたは酸素通路３１３ｂを形成し，隣接する電気発生部３１１のセパレータ３１３の一面に酸素通路３１３ｂまたは燃料通路３１３ａを形成し，一つの電気発生部３１１のセパレータ３１３の一面と隣接する電気発生部３１１のセパレータ３１３の一面とが，互いに対向し，一つの電気発生部３１１のセパレータ３１３と隣接する電気発生部３１１のセパレータ３１３とが一体に形成される。つまり，ＭＥＡ３１２に密着する一面に形成される燃料通路３１３ａまたは酸素通路３１３ｂは，一つの電気発生部３１１のセパレータ３１３に含まれ，一面に対向する他面に形成される酸素通路３１３ｂまたは燃料通路３１３ａは，隣接する他の電気発生部３１１のセパレータ３１３に含まれる。ここで，一つの電気発生部３１１のセパレータ３１３において，ＭＥＡ３１２に密着する一面に燃料通路３１３ａが形成される場合，隣接する電気発生部３１１のセパレータ３１３においてＭＥＡ３１２に密着する一面に酸素通路３１３ｂが形成され，ＭＥＡ３１２に密着する一面に酸素通路３１３ｂが形成される場合は，隣接する電気発生部３１１のセパレータ３１３においてＭＥＡ３１２に密着する一面に燃料通路３１３ａが形成される。セパレータ３１３は，セラミック，ポリマー，合成樹脂，および金属素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることができる。

そして，各々のセパレータ３１３とＭＥＡ３１２との間には，ＭＥＡ３１２の両側電極に燃料および酸素を拡散し，ＭＥＡ３１２で発生する電子を隣接する電気発生部３１１のＭＥＡ３１２のカソード電極に円滑に移動させるための気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂを含む。気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂは，ＭＥＡ３１２を間に置いて，ＭＥＡ３１２の両側面に互いに対向するように配置され，ＭＥＡ３１２の側面が有する面積に相当する面積を有するように形成され，カーボン複合体（ｃａｒｂｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ），カーボンペーパー（ｃａｒｂｏｎ ｐａｐｅｒ），またはカーボンクロース（ｃａｒｂｏｎ ｃｌｏｔｈ）などで形成されることができる。

このような構造を基本とする本実施形態の燃料電池スタック３１０において，電気発生部３１１は，気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂを通じた電気的な接続によってＭＥＡ３１２で発生する電子の流れを可能にする導電部３２０を含む。つまり，導電部３２０は，互いに隣接する電気発生部３１１を電気的に接続することができる。

本実施形態によれば，導電部３２０は，電気発生部３１１において，各々の気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂに連結するように設置され，セパレータ３１３の少なくとも一側の周縁外側に一部突出される一対の端子フレーム３２１，端子フレーム３２２を含む。

具体的に，一対の端子フレーム３２１，端子フレーム３２２は，単一の電気発生部３１１において，ＭＥＡ３１２を間においた両側のセパレータ３１３の少なくとも一側の周縁部分の間に互いに対向するように所定の間隔をおいて配置され，各々の気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂに連結設置される。図１６では，電気発生部３１１の各々のセパレータ３１３の周縁部分において，互いに対向するように所定の間隔をおいて配置され，各々の気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂに連結する端子フレーム３２１，端子フレーム３２２が形成される。

端子フレーム３２１，端子フレーム３２２は，便宜上，第１端子フレーム３２１および第２端子フレーム３２２に区分することができる。第１端子フレーム３２１は，電気発生部３１１において，気体拡散層３１４ａに密着するセパレータ３１３の周縁部分とＭＥＡ３１２の周縁部分との間に設置され，ＭＥＡ３１２の一側面に位置する気体拡散層３１４ａと接触しながらセパレータ３１３の周縁外側に一部突出される。そして，第２端子フレーム３２２は，気体拡散層３１４ｂに密着するセパレータ３１３の周縁部分とＭＥＡ３１２の周縁部分との間で第１端子フレーム３２１と対向して設置され，ＭＥＡ３１２の他側面に位置する気体拡散層３１４ｂと接触しながらセパレータ３１３の周縁外側に一部突出される。

ここで，第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２は，所定の幅および長さを有してＭＥＡ３１２を間においた両側のセパレータ３１３の周縁部分の間で，両側のセパレータ３１３の周縁方向に長く形成されるプレート形状または棒形状から構成され，導電性を有するカーボン素材で形成されることができる。

第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２は，各々の気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂと接触する第１部分３２１ａ，第１部分３２２ａ，セパレータ３１３の周縁外側に突出される第２部分３２１ｂ，第２部分３２２ｂ，セパレータ３１３の周縁部分に密着される第３部分３２１ｃ，第３部分３２２ｃから構成される。そして，図面符号３２１ｄ，３２２ｄは，一対の第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２において，第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２が一定の間隔をおいて配置され，第３部分３２１ｃ，第３部分３２２ｃの反対面，つまり第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２の互いに対向する面に突出形成される第４部分を示す。

ここで，本実施形態の第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２は，第２部分３２１ｂ，第２部分３２２ｂが少なくともセパレータ３１３のいずれか一側の周縁外側に突出されるように配置される。しかし，図１７では，第２部分３２１ｂ，第２部分３２２ｂがセパレータ３１３の４つの周縁端の外側に突出される例を示している。

そして，各々の第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２およびセパレータ３１３の密着部分，つまり第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２の第３部分３２１ｃ，第３部分３２２ｃとセパレータ３１３の周縁部分との間には，第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２およびセパレータ３１３を絶縁させるための第１絶縁部３２３が形成されている。

第１絶縁部３２３は，セパレータ３１３が金属素材で形成されることによって，セパレータ３１３が電気発生部３１１の電気発生時に水分，熱，および酸素によって腐蝕されて電気抵抗が増大するために，各々の電気発生部３１１で発生する一部の電子が第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２に通じないでセパレータ３１３を通じて隣接する電気発生部３１１のセパレータ３１３に通じるのを遮断するためのものである。

第１絶縁部３２３は，絶縁テープまたは絶縁シート形状に構成される。この絶縁テープまたは絶縁シートは，フェノール樹脂，ポリウレタン，ポリエステル樹脂，ポリアミド，アクリル，ウレア／メラミン樹脂，シリコン樹脂などのような通常の合成高分子化合物を含むことができ，絶縁ニスなどのようなニス系の絶縁物を含むこともできる。

また，各々の電気発生部３１１において，第１端子フレーム３２１および第２端子フレーム３２２との間には，第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２を絶縁させるための第２絶縁部３２４が形成されている。

第２絶縁部３２４は，各々の電気発生部３１１において，第１端子フレーム３２１および第２端子フレーム３２２の第２部分３２１ｂ，第２部分３２２ｂの間に形成されることができる。これに加えて，各々の電気発生部３１１は，互いに対向する第１端子フレーム３２１および第２端子フレーム３２２の第４部分３２１ｄ，第４部分３２２ｄの間にもこのような第２絶縁部３２４が形成されている。これは，一つの電気発生部３１１において，一側の気体拡散層３１４ａに連結される第１端子フレーム３２１および他側の気体拡散層３１４ｂに連結される第２端子フレーム３２２が後に説明するコネクタ３２５で電気的に接続され，所定の電位差を有する（＋），（−）端子の機能をするため，このような端子の短絡を防止するためである。ここで，第２絶縁部３２４は，第１絶縁部３２３のような絶縁テープまたは絶縁シート形状に構成される。

一方，図１８は，図１６に示した気体拡散層の平面図であって，本実施形態の気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂは，ＭＥＡ３１２の周縁端に相当する部分にシーリング部材３１９が形成されている。シーリング部材３１９は，セパレータ３１３の燃料通路３１３ａを通じて供給される燃料およびセパレータ３１３の酸素通路３１３ｂを通じて供給される酸素が，気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂを通じて拡散する場合に，燃料および酸素がＭＥＡ３１２の外側に拡散して電気発生部３１１の外部に漏れ出るのを阻止することができる。シーリング部材３１９は，気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂの周縁部分，つまり，ＭＥＡ３１２の周縁端に相当する位置に形成され，ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標）），ポリイミドなどのようなポリマー素材，またはゴム素材が気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂに形成されるのが好ましい。

これに加えて，本実施形態の燃料電池スタック３１０は，各々の電気発生部３１１において，互いに隣接する一つの電気発生部３１１の導電部３２０と他の電気発生部３１１の導電部３２０とを電気的に接続するコネクタ３２５を含む。

コネクタ３２５は，燃料電池スタック３１０全体において，互いに隣接する電気発生部３１１で発生する電気を直列に接続させるためのものである。つまり，コネクタ３２５は，複数の電気発生部３１１のうちのいずれか一つの電気発生部３１１の第１端子フレーム３２１または第２端子フレーム３２２と隣接する他の電気発生部３１１の第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２を電気的に接続することができる。

そのためのコネクタ３２５は，導電性を有するブロック形状のカーボン素材で形成されることができ，互いに隣接する各々の電気発生部３１１において，第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２の第２部分３２１ｂ，第２部分３２２ｂの間に設置される。

具体的に，本実施形態のコネクタ３２５は，互いに隣接する電気発生部３１１において，一つの電気発生部３１１の一側の気体拡散層３１４ａに連結される第１端子フレーム３２１の第２部分３２１ｂと他の電気発生部３１１の他側の気体拡散層３１４ｂに連結される第２端子フレーム３２２の第２部分３２２ｂとの間に設置される。

そして，本実施形態の燃料電池スタック３１０の最外側には，燃料電池スタック３１０で発生する電気を集電する集電プレート３２７が設置されている。集電プレート３２７は，複数の電気発生部３１１を加圧密着することができる。集電プレート３２７は，図１６に示したように，集電プレート３２７と最外側のセパレータ３１３との間に形成される第３絶縁部３２８によって最外側のセパレータ３１３と絶縁された状態で配置される。そして，燃料電池スタック３１０の最外側に位置する第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２と集電プレート３２７との間には，コネクタ３２５が設置されている。

上記のように構成される本実施形態の燃料電池スタック３１０の作動時に，燃料は，セパレータ３１３の燃料通路３１３ａを通じてＭＥＡ３１２の一側面に位置する気体拡散層３１４ａに供給され，気体拡散層３１４ａを通じてＭＥＡ３１２のアノード電極に拡散する。そして，酸素は，セパレータ３１３の酸素通路３１３ｂを通じてＭＥＡ３１２の他側面に位置する気体拡散層３１４ｂに供給され，気体拡散層３１４ｂを通じてＭＥＡ３１２のカソード電極に拡散する。

これにより，ＭＥＡ３１２のアノード電極では，燃料の酸化反応によって，燃料を電子および水素イオン（ｐｒｏｔｏｎ）に分離する。ここで，水素イオンは，ＭＥＡ３１２の電解質膜を通じてカソード電極に移動し，電子は，気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂを通じて隣接するＭＥＡ３１２のカソード電極に移動して，この時の電子の流れで電流を発生させる。そして，ＭＥＡ３１２のカソード電極では，アノード電極から受けた電子，水素イオン，および酸素の還元反応によって熱および水分を発生させる。

このような作動をより具体的に説明すれば，各々の電気発生部３１１において，気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂと各々連結設置される第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２が絶縁された状態を維持して，互いに隣接する電気発生部３１１において，各々の第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２がコネクタ３２５を通じて直列に接続されているため，コネクタ３２５を通じて電子が一つの電気発生部３１１の第１端子フレーム３２１から隣接する他の電気発生部３１１の第２端子フレーム３２２に移動することができる。

このような過程を経て，各々の電気発生部３１１は，電子の移動によって電流を発生させるようになり，燃料電池スタック３１０の最外側に位置する集電プレート３２７を通じて所定の電位差を有する電気をロード，例えば，ノートブックＰＣ，ＰＤＡのような携帯用電子機器に印加することができるようになる。

したがって，本実施形態の燃料電池スタック３１０は，電気発生部３１１を構成する金属素材のセパレータ３１３が熱，水分，および酸素によって腐蝕されて電子の流れを妨害する電気抵抗が増大しても，第１端子フレーム３２１，第２端子フレーム３２２によって気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂを通じた電気発生部３１１間の電気的な接続を可能にする。したがって，セパレータ３１３の腐食による燃料電池スタック３１０の性能低下を防ぐことができる。

（第１２実施形態）
図１９は，本発明の第１２実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図１６で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図１９を参照すれば，本実施形態の燃料電池スタック３１０は，第１１実施形態とは異なって，単一の電気発生部３１１において，ＭＥＡ３１２を間に置いて互いに対向するように配置される各々セパレータ３４３において，各々のセパレータ３４３のＭＥＡ３１２に密着する一面に燃料通路３４３ａまたは酸素通路３４３ｂを形成し，一面に対向する他面には，燃料通路３４３ａまたは酸素通路３４３ｂを形成しない単面構造に形成される。

具体的に，単一の電気発生部３１１において，互いに対向するセパレータ３４３のうちの一つのセパレータ３４３は，ＭＥＡ３１２の一側面に位置する気体拡散層３１４ａに密着されるように配置され，密着面にチャンネル形状の燃料通路３４３ａを形成し，密着面の反対面には，燃料通路３４３ａまたは酸素通路３４３ｂが形成されない。そして，他のセパレータ３４３は，ＭＥＡ３１２の他側面に位置する気体拡散層３１４ｂに密着されるように配置され，密着面にチャンネル形状の酸素通路３４３ｂを形成し，密着面の反対面には，燃料通路３４３ａまたは酸素通路３４３ｂが形成されない。ここで，密着面とは，セパレータ３４３がＭＥＡ３１２に密着する一面である。密着面の反対面とは，セパレータ３４３において，一面に対向する他面である。

したがって，本実施形態では，各々のセパレータ３４３の燃料通路３４３ａまたは酸素通路３４３ｂが形成されない面が互いに密着されるように，各々の電気発生部３１１を連続的に配置することによって，電気発生部３１１の集合体構造によるスタック３１０を形成することができる。

そして，燃料電池スタック３１０は，互いに隣接する各々の電気発生部３１１を絶縁させるための第４絶縁部３２９を含む。第４絶縁部３２９は，互いに隣接する電気発生部３１１のセパレータ３４３の間に形成され，絶縁テープまたは絶縁シート形状に構成される。つまり，第４絶縁部３２９は，互いに隣接する電気発生部３１１において，互いに密着されるセパレータ３４３の燃料通路３４３ａまたは酸素通路３４３ｂが形成されない面の間に形成されることができる。

第４絶縁部３２９は，セパレータ３４３が金属素材で形成されることによって，セパレータ３４３が電気発生部３１１の電気発生時に水分，熱，および酸素によって腐蝕されて電気抵抗が増大するために，各々の電気発生部３１１で発生する一部の電子が気体拡散層３１４ａ，気体拡散層３１４ｂに通じないでセパレータ３４３を通じて隣接する電気発生部３１１のセパレータ３４３に通じるのを遮断するためのものである。

ここで，第４絶縁部３２９は，フェノール樹脂，ポリウレタン，ポリエステル樹脂，ポリアミド，アクリル，ウレア／メラミン樹脂，シリコン樹脂などのような通常の合成高分子化合物を含むことができ，絶縁ニスなどのようなニス系の絶縁物を含むこともできる。

本実施形態の燃料電池スタック３１０におけるその他の構成および作用は，第１１実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

（第１３実施形態）
図２０は，本発明の第１３実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図１６で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図２０を参照すれば，本発明の第１３実施形態は，第１１実施形態，第１２実施形態の構造を基本としながら，互いに隣接する一つの電気発生部３１１の導電部３６０と他の電気発生部３１１の導電部３６０とを電気的に接続することができるコネクタ３５５を導電性を有する金属素材のリード部材３５６で構成することができる。

図２０では，第１１実施形態の構造を基本として本実施形態の燃料電池スタック３１０を構成しているが，これに限定されず，第１２実施形態の構造を基本として本実施形態による燃料電池スタック３１０を構成することもできる。

本実施形態によれば，リード部材３５６は，導電性を有するプレート形状に構成され，互いに隣接する電気発生部３１１の第１端子フレーム３６１，第２端子フレーム３６２に据置かれるように設置される。リード部材３５６は，アルミニウム，ニッケル，銅，および鉄からなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることができる。

リード部材３５６を互いに隣接する電気発生部３１１の第１端子フレーム３６１，第２端子フレーム３６２の間に据置くために，互いに対向する第１端子フレーム３６１，第２端子フレーム３６２の第２部分３６１ｂ，第２部分３６２ｂには，据置き突起３６１ｅ，据置き突起３６２ｅが一体に形成されている。

したがって，リード部材３５６は，互いに隣接する電気発生部３１１において，第１端子フレーム３６１，第２端子フレーム３６２の据置き突起３６１ｅ，据置き突起３６２ｅに据置かれることによって，各々の電気発生部３１１を電気的に接続することができる。

一方，燃料電池スタック３１０の最外側に位置するセパレータ３１３と集電プレート３２７との間に位置するリード部材３５６は，リベットまたはボルトおよびナットの結合によって集電プレート３２７に固定設置されることができる。

本実施形態の燃料電池スタック３１０におけるその他の構成および作用は，第１１実施形態，第１２実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

（第１４実施形態）
図２１は，本発明の第１４実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。図１９で説明された符号と同一な符号を付けた構成要素は，同一な機能をする同一な部材である。

図２１を参照すれば，本発明の第１４実施形態は，第１１実施形態，第１２実施形態，第１３実施形態の構造を基本としながら，各々の電気発生部３１１において，ＭＥＡ３１２を間においた両側のセパレータ３４３の周縁部分の間に設置される第１端子フレーム４２１，第２端子フレーム４２２に，セパレータ３４３の周縁部分を結合させる結合溝４２６が形成されている。

図２１では，第１２実施形態の構造を基本として本実施形態の燃料電池スタック３１０を構成しているが，これに限定されず，第１１実施形態，第１３実施形態の構造を基本として本実施形態の燃料電池スタック３１０を構成することもできる。

具体的に，第１端子フレーム４２１，第２端子フレーム４２２は，ＭＥＡ３１２を間においた両側のセパレータ３４３の周縁部分と各々密着する部分に結合溝４２６を形成する。そして，第１端子フレーム４２１，第２端子フレーム４２２とセパレータ３４３とが接する面には，第１端子フレーム４２１，第２端子フレーム４２２およびセパレータ３４３を絶縁させるための第１絶縁部３２３が形成されている。図２１には，結合溝４２６が形成される面とセパレータ３４３とが接する面に第１絶縁部３２３が形成された構造を示したが，本発明はこのような構造に限定されるわけではない。ここで，図２１で示す結合講４２６は，第１端子フレーム４２１，第２端子フレーム４２２の各々の突出部分（ａ）の間に形成される溝のことであり，セパレータ３４３の周縁部分（ｂ）が結合講４２６に結合される。

本実施形態の燃料電池スタック３１０におけるその他の構成および作用は，第１１実施形態，第１２実施形態，第１３実施形態実施形態と同一であるので，詳細な説明は省略する。

（第１５実施形態）
図２２は，本発明の第１５実施形態に係る燃料電池スタックにおける導電部の構成を概略的に示した斜視図である。

図２２を参照すれば，この場合は，第１１〜１４実施形態の構造を基本としながら，第１端子フレーム５２１，第２端子フレーム５２２が四角形フレーム形状からなる導電部５２０を構成することができる。

本実施形態で，第１端子フレーム５２１，第２端子フレーム５２２は，開放部５２３を有する四角形フレーム形状に形成され，セパレータ（図示せず）の４つの周縁端の外側に一部突出されるように形成される。導電部５２０のその他の構成は，第１１実施形態の端子フレームと同一なので，詳細な説明は省略する。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の第１実施形態に係る燃料電池スタックを分解して示した斜視図である。 図１の結合断面図である。 図２に示した気体拡散層の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第３実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第４実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第５実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 図７に示した第１気体拡散層の平面図である。 図７に示した第２気体拡散層の平面図である。 本発明の第６実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第７実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第８実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第９実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 図１３に示した導電部の展開図である。 本発明の第１０実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第１１実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 図１６に示した燃料電池スタックの一部を分解して示した斜視図である。 図１６に示した気体拡散層の平面図である。 本発明の第１２実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第１３実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第１４実施形態に係る燃料電池スタックの構成を示した断面図である。 本発明の第１５実施形態に係る燃料電池スタックにあって導電部の構成を概略的に示した斜視図である。

符号の説明

１０ 燃料電池スタック
１１ 電気発生部
１２ ＭＥＡ
１３ セパレータ
１９ シーリング部
２０ 導電部
２１ 第１絶縁部
２２ 端子部
２３ コネクタ
２５ 第３絶縁部
２６ 集電プレート
２７ 第２絶縁部
７４ リベット
７５ ワッシャ
２２２ バンディング部

Claims (67)

1. 燃料および酸素の反応によって電気エネルギーを発生させる少なくとも一つ以上の電気発生部を含み，
   前記電気発生部は，
   膜−電極アセンブリの両側面に密着されるように配置されるセパレータと；
   前記セパレータと前記膜−電極アセンブリとの間に形成され，各々の隣接する前記電気発生部を電気的に接続する導電部と；
   を含むことを特徴とする，燃料電池スタック。
2. 前記導電部は，
   前記セパレータと前記膜−電極アセンブリとの間に配置される少なくとも一つ以上の気体拡散層と；
   前記セパレータの少なくとも一側の周縁外側に延長されて形成される前記気体拡散層の延長部分と；
   を含み，
   前記延長部分は，端子部をなすことを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池スタック。
3. 互いに隣接する前記電気発生部の対向する各々の前記端子部の間に設置され，各々の前記導電部を電気的に接続するコネクタを含むことを特徴とする，請求項２に記載の燃料電池スタック。
4. 一つの前記電気発生部において，前記端子部の間に形成され，各々の前記導電部を絶縁させる第１絶縁部を含むことを特徴とする，請求項２または３に記載の燃料電池スタック。
5. 最外側に位置する前記セパレータに密着されるように配置され，最外側の前記端子部との間に形成される前記コネクタによって，最外側の前記導電部と電気的に接続される集電プレートを含むことを特徴とする，請求項３または４に記載の燃料電池スタック。
6. 前記最外側のセパレータと前記集電プレートとの間に形成され，前記最外側のセパレータおよび前記集電プレートを絶縁させる第２絶縁部を含むことを特徴とする，請求項５に記載の燃料電池スタック。
7. 前記電気発生部を複数含み，前記複数の電気発生部を連続的に配置して前記電気発生部による集合体構造を構成し，
   互いに隣接する前記電気発生部において，対向する前記端子部の間に設置される前記コネクタによって，隣接する前記電気発生部を直列に接続することを特徴とする，請求項３〜６のいずれかに記載の燃料電池スタック。
8. 前記コネクタは，導電性を有するブロック形状のカーボン素材で形成されることを特徴とする，請求項３〜７のいずれかに記載の燃料電池スタック。
9. 前記コネクタは，導電性を有するアルミニウム，銅，ニッケル，および鉄からなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることを特徴とする，請求項３〜７のいずれかに記載の燃料電池スタック。
10. 前記コネクタは，互いに隣接する前記電気発生部の対向する各々の前記端子部を結合させるリベットを含むことを特徴とする，請求項３〜９のいずれかに記載の燃料電池スタック。
11. 前記コネクタは，前記端子部と前記リベットとの間に設置されるワッシャを含むことを特徴とする，請求項１０に記載の燃料電池スタック。
12. 前記コネクタは，互いに隣接する前記電気発生部の対向する各々の前記端子部を結合させるボルトおよびナットを含むことを特徴とする，請求項３〜９のいずれかに記載の燃料電池スタック。
13. 前記コネクタは，前記端子部と前記ボルトおよび前記ナットとの間に設置されるワッシャを含むことを特徴とする，請求項１２に記載の燃料電池スタック。
14. 前記セパレータは，金属素材で形成されることを特徴とする，請求項１〜１３のいずれかに記載の燃料電池スタック。
15. 一つの前記電気発生部の前記セパレータは，
    前記膜−電極アセンブリの一側面に位置する前記気体拡散層に密着する前記セパレータの一面に形成される燃料通路と；
    前記膜−電極アセンブリの他側面に位置する前記気体拡散層に密着する前記セパレータの一面に形成される酸素通路と；
    を含むことを特徴とする，請求項２〜１４のいずれかに記載の燃料電池スタック。
16. 一つの前記電気発生部における前記セパレータの前記一面と隣接する前記電気発生部の前記セパレータの前記一面とが対向し，一つの前記電気発生部における前記セパレータと，前記隣接する電気発生部の前記セパレータとが，一体に形成されることを特徴とする，請求項１５に記載の燃料電池スタック。
17. 前記電気発生部を複数含み，前記複数の電気発生部を連続的に配置して前記電気発生部による集合体構造を構成し，
    各々の前記電気発生部を絶縁させる第３絶縁部が互いに隣接する前記電気発生部の前記セパレータの間に形成されることを特徴とする，請求項１〜１６のいずれかに記載の燃料電池スタック。
18. 前記セパレータは，板状の金属をプレス加工して前記燃料通路または前記酸素通路を形成することを特徴とする，請求項１５〜１７のいずれかに記載の燃料電池スタック。
19. 前記セパレータは，アルミニウム，銅，鉄，ニッケル，およびコバルトからなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることを特徴とする，請求項１〜１８のいずれかに記載の燃料電池スタック。
20. 前記セパレータは，カーボン素材より導電性が小さい素材で形成されることを特徴とする，請求項１〜１９のいずれかに記載の燃料電池スタック。
21. 前記セパレータは，セラミック，ポリマー，合成樹脂，およびゴム素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることを特徴とする，請求項１〜２０のいずれかに記載の燃料電池スタック。
22. 前記気体拡散層は，シートタイプのカーボン複合体，カーボンペーパー，およびカーボンクロースからなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることを特徴とする，請求項２〜２１のいずれかに記載の燃料電池スタック。
23. 前記導電部は，
    前記膜−電極アセンブリの両側面に対向配置される気体拡散層と；
    前記セパレータの少なくとも一側の周縁外側に延長されて形成される前記気体拡散層の延長部分と；
    を含み，
    前記延長部分は，端子部をなすことを特徴とする，請求項１〜２２のいずれかに記載の燃料電池スタック。
24. 前記導電部は，前記燃料および／または前記酸素が前記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するためのシーリング部材を含むことを特徴とする，請求項１〜２３のいずれかに記載の燃料電池スタック。
25. 前記シーリング部材は，前記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する位置の前記気体拡散層に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることを特徴とする，請求項２４に記載の燃料電池スタック。
26. 前記導電部は，
    前記膜−電極アセンブリの両側面に互いに対向するように配置される複数の気体拡散層から構成され，
    前記セパレータに密着する最外側の前記気体拡散層は，前記セパレータの少なくとも一側の周縁外側に延長される延長部分を含み，
    前記延長部分は，端子部をなすことを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池スタック。
27. 前記膜−電極アセンブリに密着する内側の前記気体拡散層において，前記内側の気体拡散層の両側面の各々が前記膜−電極アセンブリの側面の面積に相当する面積を有するように形成され，前記燃料および／または前記酸素が前記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するための第１シーリング部材を含むことを特徴とする，請求項２６に記載の燃料電池スタック。
28. 前記第１シーリング部材は，前記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する前記内側の気体拡散層の周縁部分に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることを特徴とする，請求項２７に記載の燃料電池スタック。
29. 前記最外側の気体拡散層は，前記燃料および／または前記酸素が前記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するための第２シーリング部材を含むことを特徴とする，請求項２６〜２８のいずれかに記載の燃料電池スタック。
30. 前記第２シーリング部材は，前記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する前記最外側の気体拡散層の周縁部分に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることを特徴とする，請求項２９に記載の燃料電池スタック。
31. 燃料および酸素の反応によって電気エネルギーを発生させる少なくとも一つ以上の電気発生部を含み，
    前記電気発生部は，
    膜−電極アセンブリの両側面に密着されるように配置されるセパレータと；
    互いに隣接する前記電気発生部において，対向する各々の前記セパレータの上端部分の面および側面を囲むように配置され，各々隣接する前記電気発生部を電気的に接続する導電部と；
    を含むことを特徴とする，燃料電池スタック。
32. 前記導電部は，互いに隣接する前記電気発生部において，対向する各々の前記セパレータの側面に各々密着して形成される気体拡散層を有し，各々の前記気体拡散層は，互いに隣接する前記電気発生部において，対向する各々の前記セパレータの上端部で連結されることを特徴とする，請求項３１に記載の燃料電池スタック。
33. 互いに隣接する前記電気発生部において，対向する前記気体拡散層は，
    一つの前記電気発生部における前記セパレータの一側面に密着して形成される第１部分と；
    隣接する前記電気発生部における前記セパレータの一側面に密着して形成される第２部分と；
    前記第１部分および前記第２部分に連結され，互いに隣接する前記電気発生部において，対向する各々の前記セパレータの上端部分の面に密着して前記第１部分および前記第２部分を電気的に接続するコネクタとして構成される第３部分と；
    を含むことを特徴とする，請求項３２に記載の燃料電池スタック。
34. 前記第１部分および前記第２部分は，前記燃料および／または前記酸素が前記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するためのシーリング部材を含むことを特徴とする，請求項３３に記載の燃料電池スタック。
35. 前記シーリング部材は，前記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する前記第１部分および前記第２部分の周縁部分に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることを特徴とする，請求項３４に記載の燃料電池スタック。
36. 前記気体拡散層は，前記第１部分と前記第３部分が連結される部分および前記第２部分と前記第３部分が連結される部分に配置され，前記第１部分と前記第３部分との連結，および前記第２部分と前記第３部分との連結のために用いられるバンディング部材を含むことを特徴とする，請求項３３〜３５のいずれかに記載の燃料電池スタック。
37. 前記バンディング部材は，ポリマー，ゴム，および金属素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることを特徴とする，請求項３６に記載の燃料電池スタック。
38. 前記電気発生部において，互いに対向する各々の前記導電部の間に形成され，各々の前記導電部を絶縁させる第１絶縁部を含むことを特徴とする，請求項３１〜３７のいずれかに記載の燃料電池スタック。
39. 最外側に位置する前記導電部に密着されるように配置され，前記導電部と電気的に接続される集電プレートを含むことを特徴とする，請求項３１〜３８のいずれかに記載の燃料電池スタック。
40. 前記最外側の導電部と最外側の前記セパレータとの間に形成され，前記最外側の導電部および前記最外側のセパレータを絶縁させる第２絶縁部を含むことを特徴とする，請求項３９に記載の燃料電池スタック。
41. 前記電気発生部の前記セパレータは，
    前記膜−電極アセンブリの一側面に位置する前記気体拡散層に密着する前記セパレータの一面に形成される燃料通路と；
    前記膜−電極アセンブリの他側面に位置する前記気体拡散層に密着する前記セパレータの一面に形成される酸素通路と；
    を含むことを特徴とする，請求項３２〜４０のいずれかに記載の燃料電池スタック。
42. 一つの前記電気発生部における前記セパレータの前記一面と隣接する前記電気発生部の前記セパレータの前記一面とが対向し，前記電気発生部における前記セパレータと，前記隣接する電気発生部の前記セパレータとが，一体に形成されることを特徴とする，請求項４１に記載の燃料電池スタック。
43. 前記電気発生部を複数含み，複数の前記電気発生部を連続的に配置して前記電気発生部による集合体構造を構成し，
    各々の前記電気発生部を絶縁させる第３絶縁部が互いに隣接する前記電気発生部の前記セパレータの間に形成されることを特徴とする，請求項３１〜４２のいずれかに記載の燃料電池スタック。
44. 前記セパレータは，セラミック，ポリマー，合成樹脂，および金属素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることを特徴とする，請求項３１〜４３のいずれかに記載の燃料電池スタック。
45. 燃料および酸素の反応によって電気エネルギーを発生させる少なくとも一つ以上の電気発生部を含み，
    前記電気発生部は，
    膜−電極アセンブリの両側面に密着されるように配置されるセパレータと；
    前記セパレータと前記膜−電極アセンブリとの間に配置され，前記膜−電極アセンブリの両側面に互いに対向するように配置される気体拡散層と；
    前記気体拡散層に各々連結設置され，各々隣接する前記電気発生部を電気的に接続する導電部と；
    を含むことを特徴する，燃料電池スタック。
46. 前記導電部は，
    前記セパレータの周縁部分と前記膜−電極アセンブリの周縁部分との間に介在され，前記気体拡散層に接触するように設置されて，前記セパレータの少なくとも一側の周縁外側に突出されるように形成され，突出部分が端子をなす一対の端子フレームを含むことを特徴とする，請求項４５に記載の燃料電池スタック。
47. 互いに隣接する前記電気発生部において，対向する前記端子フレームの間に形成され，前記導電部を電気的に接続するコネクタを含むことを特徴とする，請求項４６に記載の燃料電池スタック。
48. 前記セパレータは，セラミック，ポリマー，合成樹脂，および金属素材からなる群より選択されるいずれか一つの素材で形成されることを特徴とする，請求項４５〜４７のいずれかに記載の燃料電池スタック。
49. 前記端子フレームは，導電性を有するカーボン素材で形成されることを特徴とする，請求項４６〜４８のいずれかに記載の燃料電池スタック。
50. 前記端子フレームは，
    所定の幅と長さを有する棒形状に形成され，
    前記気体拡散層と密着する第１部分と；
    前記セパレータの周縁外側に突出される第２部分と；を含むことを特徴とする，請求項４６〜４９のいずれかに記載の燃料電池スタック。
51. 前記端子フレームは，前記セパレータの周縁部分を結合させる結合溝を形成することを特徴とする，請求項４６〜５０のいずれかに記載の燃料電池スタック。
52. 前記端子フレームは，
    開放部を有する四角形のフレーム形状に形成され，
    前記気体拡散層と密着する第１部分と；
    前記セパレータの周縁外側に突出される第２部分と；
    を含むことを特徴とする，請求項４６〜４９のいずれかに記載の燃料電池スタック。
53. 前記端子フレームは，前記セパレータの周縁部分を結合させる結合溝を形成することを特徴とする，請求項５２に記載の燃料電池スタック。
54. 前記電気発生部を複数含み，複数の前記電気発生部を連続的に配置して前記電気発生部による集合体構造を構成し，
    互いに隣接する前記電気発生部において，対向する各々の前記端子フレームの間に設置される前記コネクタによって，各々の前記電気発生部を直列に接続することを特徴とする，請求項４７〜５３のいずれかに記載の燃料電池スタック。
55. 前記コネクタは，導電性を有するブロック形状のカーボン素材で形成されることを特徴とする，請求項４７〜５４のいずれかに記載の燃料電池スタック。
56. 前記コネクタは，導電性を有するプレート形状の金属素材で形成されるリード部材を含むことを特徴とする，請求項４７〜５５のいずれかに記載の燃料電池スタック。
57. 前記端子フレームは，前記リード部材を据置くための据置き突起を有することを特徴とする，請求項５６に記載の燃料電池スタック。
58. 前記リード部材は，アルミニウム，ニッケル，銅，または鉄からなる群より選択されるいずれか一つの金属素材または二つ以上の合金素材で形成されることを特徴とする，請求項５６または５７に記載の燃料電池スタック。
59. 前記端子フレームと前記セパレータとの間に形成され，前記端子フレームおよび前記セパレータを絶縁させる第１絶縁部を含むことを特徴とする，請求項４６〜５８のいずれかに記載の燃料電池スタック。
60. 一つの前記電気発生部において，対向する各々の前記端子フレームの間に形成され，各々の前記端子フレームを絶縁させる第２絶縁部を含むことを特徴とする，請求項４６〜５９のいずれかに記載の燃料電池スタック。
61. 最外側に位置する前記セパレータに密着されるように配置され，最外側の前記端子フレームとの間に形成される前記コネクタによって，最外側の前記端子フレームと電気的に接続される集電プレートを含むことを特徴とする，請求項４７〜６０のいずれかに記載の燃料電池スタック。
62. 前記最外側のセパレータと前記集電プレートとの間に形成され，前記最外側のセパレータおよび前記集電プレートを絶縁させる第３絶縁部を含むことを特徴とする，請求項６１に記載の燃料電池スタック。
63. 前記電気発生部の前記セパレータは，
    前記膜−電極アセンブリの一側面に位置する前記気体拡散層に密着する前記セパレータの一面に形成される燃料通路と；
    前記膜−電極アセンブリの他側面に位置する前記気体拡散層に密着する前記セパレータの一面に形成される酸素通路と；
    を有することを特徴とする，請求項４５〜６２のいずれかに記載の燃料電池スタック。
64. 一つの前記電気発生部における前記セパレータの前記一面と隣接する前記電気発生部の前記セパレータの前記一面とが対向し，前記電気発生部における前記セパレータと，前記隣接する電気発生部の前記セパレータとが，一体に形成されることを特徴とする，請求項６３に記載の燃料電池スタック。
65. 前記電気発生部を複数含み，複数の前記電気発生部を連続的に配置して前記電気発生部による集合体構造を構成し，
    各々の前記電気発生部を絶縁させる第４絶縁部が互いに隣接する前記電気発生部の前記セパレータの間に形成されることを特徴とする，請求項４５〜６４のいずれかに記載の燃料電池スタック。
66. 前記気体拡散層は，前記燃料および／または前記酸素が前記膜−電極アセンブリの外側に拡散するのを防止するためのシーリング部材を含むことを特徴とする，請求項４５〜６５のいずれかに記載の燃料電池スタック。
67. 前記シーリング部材は，前記膜−電極アセンブリの周縁端に相当する位置の前記気体拡散層に形成され，ポリマーまたはゴム素材で形成されることを特徴とする，請求項６６に記載の燃料電池スタック。
    
    
    

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