JP2006107900A - 平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】軽量であり、接触抵抗により電池の内部抵抗を高めることなく単位セル間を電気的に直列に接続することが容易なセパレータを提供する。
【解決手段】平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータとして、複数の貫通孔を有する単位導電性基板が空隙部を介して平面的にｎ個（ｎは２以上の整数）配列された集電部と、単位導電性基板の配列位置に対応したｎ個の開口を有し上記集電部を挟持するように一体化された一対の絶縁性枠体と、を備えた燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータとし、一方のセパレータのｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の端部から連続（ｎ−１）個の各単位導電性基板と、他方のセパレータのｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の端部の２番目からｎ番目までの各単位導電性基板とが、（ｎ−１）個の接続用ヒンジ部を介して順次連結されたものとする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、燃料電池に関し、特に、平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータに関する。

燃料電池は、簡単には、外部より燃料（還元剤）と酸素または空気（酸化剤）を連続的に供給し、電気化学的に反応させて電気エネルギーを取り出す装置で、その作動温度、使用燃料の種類、用途などで分類される。また、最近では、主に使用される電解質の種類によって、大きく、固体酸化物型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、りん酸型燃料電池、高分子電解質型燃料電池、アルカリ水溶液型燃料電池の５種類に分類させるのがー般的である。
これらの燃料電池は、メタン等から生成された水素ガスを燃料とするものであるが、最近では、燃料としてメタノール水溶液をダイレクトに用いるダイレクトメタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣとも言う）も知られている。
なかでも、固体高分子膜を２種類の電極で挟み込み、更に、これらの部材をセパレータで挟んだ構成の固体高分子型燃料電池（以下、ＰＥＦＣとも言う）が注目されている。

このＰＥＦＣにおいては、固体高分子膜の両側に、それぞれ、電極を配置した単位セルを複数個積層し、その起電力を目的に応じて大きくした、スタック構造のものが一般的である。単位セル間に配設されるセパレータは、一般に、そのー方の側面に、隣接するー方の単位セルに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給用溝が形成されている。このようなセパレータでは、セパレータ面に沿って、燃料ガス、酸化剤ガスが供給される。
ＰＥＦＣのセパレータとしては、グラファイト板を削り出して溝加工を施したセパレータ、樹脂にカーボンを練り込んだカーボンコンパウンドのモールド製セパレータ、エッチングなどで溝加工を施した金属製セパレータ、金属材料の表面部を耐食性の樹脂で覆ったセパレータ等が知られている。これらのセパレータは、いずれも必要に応じて、燃料ガス供給用溝、及び／または、酸化剤ガス供給用溝が形成されている。

このスタック構造の燃料電池の他に、例えば、携帯端末用の燃料電池等のように、起電力をそれほど必要としないで、平面型で、できるだけ薄い事が要求される場合もある。しかし、平面状に単位セルを複数配列させ、これらを電気的に直列に接続する平面型の場合には、燃料及び酸素の供給が場所により不均一となるという問題もあった。
そこで、この燃料供給の不均一性を改善するために、膜電極複合体（ＭＥＡ）に接しているセパレータの面に対して、垂直方向に多数の貫通孔を形成し、この貫通孔から燃料及び酸素を供給する構造のセパレータが考えられている（特許文献１）。
尚、本発明においては、燃料電池の燃料供給側セパレータと酸素供給側のセパレータとの間に位置する電極部を含む複合体、例えば、順に、集電体層、燃料電極、高分子電解質、酸素極、集電体層が積層されてなる膜等のような複合体を、膜電極複合体（ＭＥＡ）と言う。
特開２００３−２０３６４７号公報

しかしながら、上記のような構造のセパレータは、単位セル間を電気的に直列に接続するための配線形成が困難であったり、工程が複雑であり、また、配線接続による接触抵抗の増大という問題もあった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、軽量であり、接触抵抗により電池の内部抵抗を高めることなく単位セル間を電気的に直列に接続することが容易なセパレータを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明は、単位セルを平面的に配列した平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータにおいて、燃料もしくは酸素を通過させるための複数の貫通孔を有する単位導電性基板が空隙部を介して平面的にｎ個（ｎは２以上の整数）配列された集電部と、前記単位導電性基板の配列位置に対応したｎ個の開口部を有し前記集電部を挟持するように一体化された一対の絶縁性枠体と、を備えた燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータからなり、燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータの一方の前記集電部を構成するｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の一方の端部の１番目から（ｎ−１）番目までの各単位導電性基板と、燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータの他方の前記集電部を構成するｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の一方の端部の２番目からｎ番目までの各単位導電性基板とが、（ｎ−１）個の接続用ヒンジ部を介して順次連結されているような構成とした。

本発明の他の態様として、燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータの一方は、前記集電部を構成するｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の一方の端部の１番目から（ｎ−１）番目までの単位導電性基板が、隣接する単位導電性基板方向に張り出している張出部材を隅部に有し、前記配列方向の前記端部の２番目からｎ番目までの単位導電性基板が、配列方向上流側に隣接する単位導電性基板の前記張出部材に対応し、かつ、前記張出部材との間に空隙部が形成される形状の切欠き部位を隅部に有し、前記張出部材を有する（ｎ−１）個の単位導電性基板は、単位導電性基板の配列方向と略直交する方向に突出した前記接続用ヒンジ部を各張出部材に備え、（ｎ−１）個の該接続用ヒンジ部を介して、燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータの他方の前記集電部を構成するｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の一方の端部の２番目からｎ番目までの単位導電性基板が、前記張出部材に連結されているような構成とした。

本発明の他の態様として、燃料供給側セパレータの集電部を構成するｎ個の単位導電性基板と、酸素供給側セパレータの集電部を構成するｎ個の単位導電性基板とにおいて、それぞれ配列方向の端部に位置し、かつ、前記接続ヒンジ部が接続されていない単位導電性基板に電極端子を備えているような構成とした。

本発明のセパレータは、燃料電池の膜電極複合体（ＭＥＡ）を挟持するように、燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータを接続用ヒンジ部で折り曲げて対向一体化したときに、１つの単位セルを構成する一方のセパレータの単位導電性基板の張出部材が、隣接する単位セル領域内に張り出し、この張出部材が、隣接する単位セルの他方のセパレータの単位導電性基板と接続用ヒンジ部で連結されているので、ｎ個の単位セルは、配線形成を行うことなく電気的に直列に接続された状態となり、このようにして得られた燃料電池は、接続部での接触抵抗がないため、内部抵抗が低く軽量で薄型であるという効果が奏される。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータの一実施形態を示す斜視図であり、図２は図１に示されるセパレータのＡ−Ａ線矢視断面図であり、図３は図１に示されるセパレータを構成する各部材を離間させた状態を示す斜視図である。図１〜図３において、本発明の平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータ１は、燃料供給側セパレータ１１と酸素供給側セパレータ２１からなる。尚、本発明では、便宜的に燃料供給側セパレータ１１と酸素供給側セパレータ２１として説明するが、何れが燃料供給側セパレータ、酸素供給側セパレータであってもよい。また、図１〜図３では、矢印ａで示される方向を、後述する単位導電性基板の配列方向とする。

燃料供給側セパレータ１１は、複数の貫通孔１２ａを有する長方形状の単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが空隙部１７を介して平面的に３個配列された集電部１２と、この集電部１２を挟持するように一体化された一対の絶縁性枠体１５，１６と、を備えたものである。絶縁性枠体１５，１６は、それぞれ単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの配列位置に対応した３個の開口部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを有している。そして、各開口部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃには、複数の貫通孔１２ａが形成された単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが露出した構造となっている。

また、酸素供給側セパレータ２１も、複数の貫通孔２２ａを有する長方形状の単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが空隙部２７を介して平面的に３個配列された集電部２２と、この集電部２２を挟持するように一体化された一対の絶縁性枠体２５，２６と、を備えたものである。各絶縁性枠体２５，２６は、それぞれ単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの配列位置に対応した３個の開口部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを有している。そして、各開口部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃには、複数の貫通孔２２ａが形成された単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが露出した構造となっている。

上記の燃料供給側セパレータ１１では、集電部１２を構成する長方形状の３個の単位導電性基板のうち、配列方向（矢印ａ方向）の一方の端部（図面右側）の１番目から２番目までの単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂが、それぞれ隣接する単位導電性基板（１２Ｂ，１２Ｃ）方向に張り出している張出部材１３を隅部に有している。また、配列方向（矢印ａ方向）の端部（図面右側）の２番目から３番目までの単位導電性基板１２Ｂ，１２Ｃが、配列方向上流側に隣接する単位導電性基板（１２Ａ，１２Ｂ）の張出部材１３との間に空隙部１８を残すように、かつ、張出部材１３に対応する形状の切欠き部位１４を隅部に有している。

また、酸素供給側セパレータ２１を構成する単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、上記の張出部材１３、切欠き部位１４が形成されていない点を除いて、単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと同等の形状であり、同等の大きさの空隙部２７を介して配列され集電部２２を構成している。
さらに、上記の燃料供給側セパレータ１１を構成する集電部１２の単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂは、単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの配列方向（矢印ａ方向）と略直交する方向に突出する接続用ヒンジ部３１を各張出部材１３に備えている。そして、この２個の接続用ヒンジ部３１を介して、酸素供給側セパレータ２１の集電部２２を構成する３個の単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃのうち、配列方向（矢印ａ方向）の端部の２番目から３番目までの単位導電性基板２２Ｂ，２２Ｃが、上記の単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂの張出部材１３にそれぞれ連結されている。

また、上記の燃料供給側セパレータ１１を構成する集電部１２は、３個の単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのうち、配列方向（矢印ａ方向）の端部に位置し、かつ、張出部材１３を有していない単位導電性基板１２Ｃに電極端子１９を備えている。一方、酸素供給側セパレータ２１を構成する集電部２２は、３個の単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃのうち、配列方向（矢印ａ方向）の端部に位置し、かつ、接続用ヒンジ部３１が接続されていない単位導電性基板２２Ａに電極端子２９を備えている。
集電部１２を構成する単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ、および、集電部２２を構成する単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃに使用する導電性の材料としては、電気導電性が良く、所定の強度が得られ、加工性の良いものが好ましく、ステンレス、冷間圧延鋼板、アルミニウム、銅、チタン等が挙げられる。

また、単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、少なくとも燃料電池の電解質側となる表面部に耐食性（耐酸性）、電気導電性の樹脂層からなる保護層を備えていてもよい。このような保護層の形成方法としては、樹脂にカーボン粒子、耐食性の金属等の導電材を混ぜた材料を用いて電着により膜を形成し、加熱硬化する方法、あるいは、導電性高分子からなる樹脂に導電性を高めるドーパントを含んだ状態の膜を電解重合により形成する方法等が挙げられる。
また、単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの表面に金めっき等のめっき処理を施して、導電性を損なうことなく、耐食性金属層を設けてもよい。さらに、このような耐食性金属層上に、耐酸性かつ電気導電性を有する保護層を配設してもよい。
尚、接続用ヒンジ部３１は、絶縁性の樹脂で覆って絶縁性の被覆を施してもよい。

各単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、機械加工、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング加工により、所定の形状に加工したものであり、張出部材１３、切欠き部位１４、燃料供給用ないし酸素供給用の貫通孔１２ａ，２２ａを、これらの方法により形成したものである。
燃料供給側セパレータ１１を構成する一対の絶縁性枠体１５，１６、および、酸素供給側セパレータ２１を構成する一対の絶縁性枠体２５，２６の材質としては、絶縁性で、加工性が良く、軽く、機械的強度が大きいものが好ましい。このような材料としては、プリント配線基板用の基板材料等が用いられ、例えば、ガラスエポキシ、ポリイミド等が挙げられる。所望の形状を有する絶縁性枠体１５，１６，２５，２６の形成は、機械加工、レーザ加工等により行なうことができる。

燃料供給側セパレータ１１および酸素供給側セパレータ２１の製造方法としては、例えば、接続用ヒンジ部３１を介して連結された状態で集電部１２と集電部２２を作製し、このように作製された集電部１２と絶縁性枠体１５，１６とを、また、集電部２２と絶縁性枠体２５，２６とを、位置合せしながら固着して作製する方法が挙げられる。

図４は、接続用ヒンジ部３１を介して接続された状態で作製された集電部１２と集電部２２の一例を示す図である。図４において、集電部１２は、複数の貫通孔１２ａを有する３個の単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが空隙部１７を介して平面的に配列されるように、各単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが外枠体４１に複数のリブ４２を介して支持されている。また、集電部２２は、複数の貫通孔２２ａを有する３個の単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが空隙部２７を介して平面的に配列されるように、各単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが外枠体４１に複数のリブ４２を介して支持されている。そして、単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂの各張出部材１３と、単位導電性基板２２Ｂ，２２Ｃとが、それぞれ接続用ヒンジ部３１により連結されている。

上述のような単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに絶縁性枠体１５，１６を、位置合せしながら固着し、また、単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃに絶縁性枠体２５，２６を、位置合せしながら固着し、その後、リブ４２を切断して外枠体４１を除去することにより、接続用ヒンジ部３１により連結された燃料供給側セパレータ１１と酸素供給側セパレータ２１からなる本発明のセパレータ１が得られる。
上記の各部材の固着は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の接着剤を塗布もしくはラミネートし、各部材を重ね合わせた状態で、接着剤を硬化させ固定する方法等がある。この場合に用いられる接着剤は、その製造のプロセスにおいて他の部材に影響を及ぼさず、かつ、燃料電池に使用された際、その動作条件に対する耐性が優れたものであれば、特に限定はされない。
また、絶縁性枠体１５，１６，２５，２６の一部あるいは全部を半硬化状態であるプリプレグにて形成し、集電部１２，２２に圧着して、固定する方法もある。

上述の本発明のセパレータ１は、燃料供給側セパレータ１１と酸素供給側セパレータ２１を構成する所定の単位導電性基板が接続用ヒンジ部３１で連結されているため、複雑な配線が存在せず、強度と軽量化を兼ね備えたものであり、平面型の高分子電解質型燃料電池に供される場合において、上記の接続用ヒンジ部３１を折り曲げて燃料電池の膜電極複合体（ＭＥＡ）を挟持することにより、複数の単位セルを電気的に直列に備えた平面型の高分子電解質型燃料電池を容易に作製することが可能である。

上述の本発明のセパレータは例示であり、これらの限定されるものではない。例えば、図１〜図４に示す燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータは、単位導電性基板を３個配列したセパレータであるが、２個、あるいは４個以上の単位導電性基板を備えたものも同様である。
また、図５に示すように、単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂと、単位導電性基板２２Ｂ，２２Ｃとを、２個の接続用ヒンジ部３１で順次連結して接続してもよい。この場合、単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂは張出部材１３を備えておらず、また、単位導電性基板１２Ｂ，１２Ｃは切欠き部位１４を備えていない。

また、燃料供給側セパレータ１１の各単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ間に存在する空隙部１７、および、酸素供給側セパレータ２１の各単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ間に存在する空隙部２７には、絶縁性材料、例えば、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂などの接着剤が充填され存在するものであってもよい。
また、絶縁性枠体１５，２５の開口部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと開口部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、それぞれ複数の開口の集合として構成してもよい。
さらに、例えば、本発明のセパレータは、平面型の高分子電解質型燃料電池に供される場合に、膜電極複合体（ＭＥＡ）側に位置する絶縁性枠体１６，２６の開口部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ内に、集電部１２，２２の単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを被覆するようにガス拡散層や触媒層を備えるものであってもよい。

上記のガス拡散層は、多孔質の集電材からなるものであり、例えば、カーボン繊維、アルミナ等を使用することができる。ガス拡散層の厚みは、例えば、２０〜５００μｍ程度の範囲で適宜設定することができる。
また、触媒層は、セパレータが燃料供給側セパレータとして使用される場合には燃料極となり、酸素供給側セパレータとして使用される場合には酸素極となる。このような触媒層の材質としては、白金、金、パラジウム、ルテニウム、銅、白金酸化物、タングステン酸化物、鉄、ニッケル、ロジウム等を挙げることができ、これらを単独で、あるいは、２種以上組み合わせて使用することができる。また、触媒層の厚みは、例えば、１０〜３００μｍ程度の範囲で適宜設定することができる。

次に、本発明のセパレータを用いた平面型の高分子電解質型燃料電池の一例を説明する。
図６は、上述のような燃料供給側セパレータ１１および酸素供給側セパレータ２１からなる本発明のセパレータ１を組み込んだ平面型の高分子電解質型燃料電池の例を示す構成図である。また、図７は、図６に示される平面型の高分子電解質型燃料電池の各部材を離間させた状態を示す図である。
図６および図７において、高分子電解質型燃料電池５１は、膜電極複合体（ＭＥＡ）６４が１組の本発明のセパレータ１を構成する燃料供給側セパレータ１１および酸素供給側セパレータ２１で挟持された電池本体６１と、ケース体６２を備えている。

電池本体６１では、セパレータ１が接続用ヒンジ部３１で折り曲げられて、燃料供給側セパレータ１１および酸素供給側セパレータ２１の各絶縁性枠体１６，２６が膜電極複合体（ＭＥＡ）６４に対向するように配置されている。また、燃料供給側セパレータ１１および酸素供給側セパレータ２１の集電部１２，２２が、カーボンペーパー６３を介して膜電極複合体（ＭＥＡ）６４に当接している。また、膜電極複合体（ＭＥＡ）６４は、燃料供給側セパレータ１１側に燃料極側触媒層６５を備え、酸素供給側セパレータ２１に酸素極側触媒層６６を備えている。

これにより、３個の単位セル６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃが平面的に配列されたものとなっている。そして、３個の単位セル６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ間の集電部１２（単位導電性基板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）と集電部２２（単位導電性基板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）は、接続用ヒンジ部３１、張出部材１３を介して電気的に接続されている。
ここで、接続用ヒンジ部３１は、絶縁性の樹脂で覆って絶縁性の被覆を施してもよい。
また、上述の電池本体６１は、膜電極複合体（ＭＥＡ）６４の両端部が１組のセパレータ外周枠部材７１Ａ，７１Ｂにシール部材７５を介して挟持されている。そして、電池本体６１は、固定用ボルト７７を用いてケース体６２にシール部材７５を介して固定されている。

上記のセパレータ外周枠部材７１Ａは、単位セル６１Ａを構成する酸素供給側セパレータ２１の単位導電性基板２２Ａに接続している電極端子２９を備えている。また、セパレータ外周枠部材７１Ｂは、単位セル６１Ｃを構成する燃料供給側セパレータ１１の単位導電性基板１２Ｃに接続している電極端子１９を備えている。これにより、以下のように３個の単位セル６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃが電気的に直列に接続されたものとなる。
電極端子２９ → ＊
＊→ 単位セル６１Ａ［セパレータ２１の単位導電性基板２２Ａ → 膜電極複合体
（ＭＥＡ）６４ → セパレータ１１の単位導電性基板１２Ａ → 張出部材１３］
→ 接続用ヒンジ部３１ → ＊
＊→ 単位セル６１Ｂ［セパレータ２１の単位導電性基板２２Ｂ → 膜電極複合体
（ＭＥＡ）６４ → セパレータ１１の単位導電性基板１２Ｂ → 張出部材１３］
→ 接続用ヒンジ部３１ → ＊
＊→ 単位セル６１Ｃ［セパレータ２１の単位導電性基板２２Ｃ → 膜電極複合体
（ＭＥＡ）６４ → セパレータ１１の単位導電性基板１２Ｃ］ → ＊
＊→ 電極端子１９

このような高分子電解質型燃料電池５１は、３個の単位セル６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃが接続用ヒンジ部３１により接続されており、別途、接続部材による接続工程が不要であり、かつ、接触抵抗が極めて少なく発電特性の高いものとなる。

本発明のセパレータは平面型の高分子電解質型燃料電池に使用することができ、軽量で薄型のダイレクトメタノール型燃料電池を実現できる。

本発明の平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示されるセパレータのＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１に示されるセパレータを構成する各部材を離間させた状態を示す斜視図である。 セパレータの作製に使用する集電部の一例を示す図である。 セパレータの作製に使用する集電部の他の例を示す図である。 本発明のセパレータを用いた平面型の高分子電解質型燃料電池の一例を示す構成図である。 図６に示される平面型の高分子電解質型燃料電池の各部材を離間させた状態を示す図である。

符号の説明

１…高分子電解質型燃料電池用のセパレータ
１１…燃料供給側セパレータ
１２…集電部
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…単位導電性基板
１３…張出部材
１４…切欠き部位
１５，１６…絶縁性枠体
１７．１８…空隙部
２１…酸素供給側セパレータ
２２…集電部
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…単位導電性基板
２５，２６…絶縁性枠体
２７…空隙部
３１…接続用ヒンジ部
５１…高分子電解質型燃料電池
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ…単位セル
６４…膜電極複合体（ＭＥＡ）

Claims (3)

1. 単位セルを平面的に配列した平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータにおいて、
   燃料もしくは酸素を通過させるための複数の貫通孔を有する単位導電性基板が空隙部を介して平面的にｎ個（ｎは２以上の整数）配列された集電部と、前記単位導電性基板の配列位置に対応したｎ個の開口部を有し前記集電部を挟持するように一体化された一対の絶縁性枠体と、を備えた燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータからなり、
   燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータの一方の前記集電部を構成するｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の一方の端部の１番目から（ｎ−１）番目までの各単位導電性基板と、燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータの他方の前記集電部を構成するｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の一方の端部の２番目からｎ番目までの各単位導電性基板とが、（ｎ−１）個の接続用ヒンジ部を介して順次連結されていることを特徴とする平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータ。
2. 燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータの一方は、前記集電部を構成するｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の一方の端部の１番目から（ｎ−１）番目までの単位導電性基板が、隣接する単位導電性基板方向に張り出している張出部材を隅部に有し、前記配列方向の前記端部の２番目からｎ番目までの単位導電性基板が、配列方向上流側に隣接する単位導電性基板の前記張出部材に対応し、かつ、前記張出部材との間に空隙部が形成される形状の切欠き部位を隅部に有し、
   前記張出部材を有する（ｎ−１）個の単位導電性基板は、単位導電性基板の配列方向と略直交する方向に突出した前記接続用ヒンジ部を各張出部材に備え、（ｎ−１）個の該接続用ヒンジ部を介して、燃料供給側セパレータおよび酸素供給側セパレータの他方の前記集電部を構成するｎ個の単位導電性基板のうち、配列方向の一方の端部の２番目からｎ番目までの単位導電性基板が、前記張出部材に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータ。
3. 燃料供給側セパレータの集電部を構成するｎ個の単位導電性基板と、酸素供給側セパレータの集電部を構成するｎ個の単位導電性基板とにおいて、それぞれ配列方向の端部に位置し、かつ、前記接続ヒンジ部が接続されていない単位導電性基板に電極端子を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面型の高分子電解質型燃料電池用のセパレータ。

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