JP2006221955A - 燃料電池のセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料電池のセパレータにおいて、冷却媒体の圧力損失を低減し、効率良く燃料電池を冷却することを目的とする。
【解決手段】セパレータ２５は、カソード対向プレート２２アノード対向プレート２３と中間プレート２４とを備える。中間プレート２４は、独立した複数個の第１の貫通部と、独立した第２の貫通部とをそなえる。複数の第１の貫通部は、発電領域ＤＡを横断し両端が発電領域ＤＡの外側に至る。第２の貫通部は、複数個の第１の貫通部の端部に近接して配置されている。カソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３は、第２の貫通部と第１の貫通部の端部とを含む領域と重なり合う第３の貫通部を備える。第２の貫通部と第３の貫通部と第１の貫通部の端部とによって冷却媒体マニホールドが形成され、第１の貫通部によって冷却媒体マニホールドと連通する冷却媒体流路６５が形成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、燃料電池のセパレータに関し、特に冷却媒体の給排に関する。

燃料電池、例えば、固体高分子型燃料電池は、電解質膜を挟んで対峙する２つの電極（酸素極と燃料極）に、水素を含有する燃料ガスと酸素を含有する酸化ガスとをそれぞれ供給することにより、電気化学反応が行なわれ、物質の持つ化学エネルギを直接電気エネルギに変換する。かかる燃料電池の主要な構造として、略平板状の膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）およびセパレータを積層して、積層方向に締結する、いわゆるスタック構造のものが開発されている。

ところで、燃料電池は、上述の電気化学反応において発生した熱エネルギーや構成材料の電気抵抗によって発熱する。発熱による温度上昇は、燃料電池の性能を低下させる場合がある。例えば、固体高分子型燃料電池においては、電解質膜に含まれる水分量が温度上昇と共に減少し、ドライアップと呼ばれる不具合を招く場合がある。このため、燃料電池の性能向上のために、燃料電池を効率良く冷却することが求められる。

ここで、燃料電池のセパレータとして、アノード側のプレートと、カソード側のプレートと、両プレートに挟まれた中間プレートとから構成された３層構造を有するものが知られている（特許文献１）。この３層構造のセパレータでは、４角形のセパレータの２つの対角部分にセパレータを貫通する冷却媒体供給マニホールドと排出マニホールドを設けている。そして、中間プレートに燃料電池の発電領域を蛇行すると共に、両端が供給マニホールドおよび排出マニホールドにそれぞれ連通する一本の冷却媒体流路を設けている。

特開２００４−６１０４号公報

しかしながら、上記従来の技術では、一本の冷却媒体流路を蛇行させており、また、マニホールド面積が狭いため、冷却媒体の圧力損失が増大し、冷却効率が悪化するという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、燃料電池のセパレータにおいて、冷却媒体の圧力損失を低減し、効率良く燃料電池を冷却することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために本発明の第１の態様は、膜電極接合体のカソード側との対向面を有するカソード対向プレートと、膜電極接合体のアノード側との対向面を有するアノード対向プレートと、前記アノード対向プレートと前記カソード対向プレートとに挟持される中間プレートとを備える燃料電池のセパレータを提供する。本発明の第１の態様に係るセパレータは、前記中間プレートは、前記膜電極接合体に対応する発電領域を横断し、端部が前記発電領域の外側に至ると共に、間隔をおいて並設されるそれぞれ独立した複数個の冷却媒体流路形成部であって、少なくとも前記端部を含む部分が厚さ方向に貫通する第１の貫通部である複数個の冷却媒体流路形成部と、厚さ方向に貫通し、前記発電領域の外側において複数個の前記第１の貫通部の端部に近接して配置される第２の貫通部と、を備え、前記カソード対向プレートおよび前記アノード対向プレートは、それぞれに、厚さ方向に貫通する第３の貫通部であって、前記第２の貫通部と複数個の前記第１の貫通部の端部とを含む前記中間プレートの領域に重なり合う第３の貫通部を備え、前記第３の貫通部と前記第２の貫通部と前記第１の貫通部の端部とによって、前記セパレータを貫通する冷却媒体マニホールドが形成され、前記冷却媒体流路形成部によって、前記アノード対向プレートと前記カソード対向プレートとの間に、前記冷却媒体マニホールドと連通する冷却媒体流路が形成されることを特徴とする。

本発明の第１の態様に係るセパレータは、複数本の冷却媒体流路を有するので冷却媒体の圧力損失を低減できる。さらに、第２の貫通部を設けることにより冷却媒体マニホールドにおける貫通面積を増大するので、より冷却媒体の圧力損失を低減できる。さらに、複数本の冷却媒体流路は、それぞれ独立した貫通部により形成されるので、複数本の冷却媒体流路を有するにも関わらず、中間プレートが２以上の部品に分離することがなく、組み立てが容易である。従って、本セパレータは、作製が容易であり、かつ、効率の良い冷却を実現可能である。

本発明の第１の態様に係るセパレータにおいて、前記冷却媒体流路形成部は、全部が前記第１の貫通部であっても良い。こうすれば、これらの冷却系は、３枚のプレートをそれぞれ厚さ方向に貫通する貫通部のみから構成されるので、さらに、作製が容易になる。

本発明の第１の態様に係るセパレータにおいて、前記冷却媒体流路形成部は、前記端部を含む一部が前記第１の貫通部であり、他の部分が厚さ方向に貫通せず底面を有する有底溝部であっても良い。冷却媒体流路形成部の一部を有底溝部にすることにより、セパレータの剛性を高めることができる。

本発明の第１の態様に係るセパレータにおいて、前記冷却媒体マニホールドは、冷却媒体が供給される冷却媒体供給マニホールドであり、前記第１の貫通部の端部は、前記冷却媒体流路の上流側に対応する端部であっても良く、前記冷却媒体マニホールドは、冷却媒体を排出する冷却媒体排出マニホールドであり、前記第１の貫通部の端部は、前記冷却媒体流路の下流側に対応する端部であっても良い。すなわち、上述の構造は、冷却媒体流路の供給側に適用しても良く、排出側に適用しても良い。もちろん、供給側と排出側の両側に適用しても良い。

本発明の第２の態様は、膜電極接合体のカソード側との対向面を有するカソード対向プレートと、膜電極接合体のアノード側との対向面を有するアノード対向プレートと、前記アノード対向プレートと前記カソード対向プレートとに挟持される中間プレートとを備える燃料電池のセパレータを提供する。本発明の第２の態様に係るセパレータは、前記カソード対向プレートと前記アノード対向プレートと前記中間プレートを厚さ方向に貫通する冷却媒体供給マニホールドと冷却媒体排出マニホールドとを備え、前記中間プレートは、一端が前記冷却媒体供給マニホールドと連通し他端が前記冷却媒体排出マニホールドと連通すると共に、前記膜電極接合体に対応する発電領域を横断する冷却媒体流路を形成する冷却媒体流路形成部であって、少なくとも一部は厚さ方向に貫通せず底面を有する有底溝部である冷却媒体流路形成部を複数個備えることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係るセパレータは、複数本の冷却媒体流路を有するので冷却媒体の圧力損失を低減できる。さらに、冷却媒体流路は、少なくとも一部が有底溝部により形成されているので、複数本の冷却媒体流路を有するにも関わらず、中間プレートが２以上の部品に分離することがない。かつ、冷却媒体供給マニホールド内にリブ等を配置する必要がないので、貫通面積が増大し冷却媒体の圧力損失をさらに低減できる。したがって、本セパレータは、組み立てが容易で、かつ、効率の良い冷却を実現可能である。

本発明の第２の態様に係るセパレータにおいて、前記冷却媒体流路形成部は、全部が前記有底溝部であっても良く、一部が前記有底溝部であり、他の部分が厚さ方向に貫通する貫通部であっても良い。

本発明の第２の態様に係るセパレータにおいて、前記中間プレートの前記有底溝部の開口側の面が、前記アノード対向プレートと対向し、前記中間プレートの前記有底溝部の底面側の面が、前記カソード対向プレートと対向しても良い。こうすれば、カソード対向プレートと膜電極接合体間の接触性、導電性が向上し、燃料電池反応を律速するカソード側反応を促進することができる。

本発明の第２の態様に係るセパレータにおいて、前記中間プレートの前記有底溝部の開口側の面が、前記カソード対向プレートと対向し、前記中間プレートの前記有底溝部の底面側の面が、前記アノード対向プレートと対向しても良い。こうすれば、冷却媒体流路は、アノード対向プレートよりカソード対向プレートに近く配置されるので、発熱量の多いカソード側の冷却能をアノード側より大きくすることができる。

以下、本発明に係るセパレータについて、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。

Ａ．第１実施例
・燃料電池およびセパレータの構成：
図１〜図３を参照して、実施例に係るセパレータおよび実施例に係るセパレータを用いて構成される燃料電池の概略構成について説明する。図１は、第１実施例に係るセパレータを用いて構成される燃料電池の外観構成を示す説明図である。図２は、第１実施例に係る燃料電池を構成するモジュールの概略構成を示す説明図である。図３は、第１実施例に係るセパレータの各構成部品およびシール一体型膜電極接合体（以下、膜電極接合体をＭＥＡ（Membrane-Electrode Assembly ）ともいう。）の平面図である。

燃料電池１０は、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池である。燃料電池１０は、モジュール２０と、エンドプレート３０と、テンションプレート３１と、インシュレータ３３と、ターミナル３４とを備えている。モジュール２０は、インシュレータ３３およびターミナル３４を挟んで、２枚のエンドプレート３０によって挟持される。すなわち、燃料電池１０は、モジュール２０が、複数個積層された層状構造を有している。また、テンションプレート３１がボルト３２によって各エンドプレート３０に結合されることによって、各モジュール２０は、積層方向に所定の圧縮力で締結される。

燃料電池１０には、電池反応に供される反応ガス（燃料ガスと酸化ガス）と、燃料電池１０を冷却する冷却媒体が供給される。簡単に説明すると、燃料電池１０のアノードには、高圧水素を貯蔵した水素タンク２１０から、配管２５０を介して、燃料ガスとしての水素が供給される。水素タンク２１０の代わりに、アルコール、炭化水素などを原料とする改質反応によって水素を生成しても良い。配管２５０には、水素の供給を調整するため、シャットバルブ２２０および調圧バルブ２３０が配置されている。燃料電池１０のアノードから排出された水素は、配管２６０を介して配管２５０に戻され、再び燃料電池１０に循環される。配管２６０上には、循環のための循環ポンプ２４０が配置されている。

燃料電池１０のカソードには、エアポンプ３１０から、配管３５０を介して、酸化ガスとしての空気が供給される。燃料電池１０のカソードから排出された空気は、配管３６０を介して大気中に放出される。燃料電池１０には、さらに、ラジエータ４２０から、配管４５０を介して、冷却媒体が供給される。冷却媒体としては、水、エチレングリコール等の不凍水、空気等を用いることができる。燃料電池１０から排出された冷却媒体は、配管４６０を介して、ラジエータ４２０に送られ、再び燃料電池１０に循環される。配管４６０上には、循環のための循環ポンプ４１０が配置されている。

モジュール２０は、図２に示すように、セパレータ２５とシール一体型ＭＥＡ２１を交互に積層して構成される。

セパレータ２５は、図２に示すように、シール一体型ＭＥＡ２１のカソード側に対向するカソード対向プレート２２と、アノード側に対向するアノード対向プレート２３と、カソード対向プレート２２とアノード対向プレート２３とに挟持される中間プレート２４とを備えている。これらの３枚のプレートは重ね合わせて、ホットプレスすることにより接合されている。

ここで、セパレータ２５において、燃料電池１０を構成する際に、ＭＥＡに対応する領域、すなわち、ＭＥＡと対向して発電が行われる領域を発電領域と呼ぶこととする。図３において、カソード対向プレート２２、アノード対向プレート２３、中間プレート２４の略中央部に点線で示した領域は、発電領域ＤＡを示している。

カソード対向プレート２２は、略四角形の金属製の薄板である。金属製の薄板は、高耐食性材料によって構成されている。例えば、チタン、チタン合金（チタン−パラジウム合金等）、ＳＵＳ（ステンレス）板の表面に腐食防止のためのメッキを施したもの等を用いることができる。カソード対向プレート２２は、図３（ａ）に示すように、ＭＥＡのカソード側と対向する発電領域ＤＡが平面であり、酸化ガス流路は形成されていない。ここで、略四角形である発電領域の図３における上側の辺を第１の辺Ｓ１とし、第１の辺Ｓ１と向かい合う辺を第２の辺Ｓ２とする。さらに、第１の辺Ｓ１と隣接する左側の辺を第３の辺Ｓ３とし、第３の辺Ｓ３と向かい合う辺を第４の辺Ｓ４とする。これらの辺の呼び名は、後述するアノード対向プレート２３における発電領域ＤＡおよび中間プレート２４における発電領域ＤＡについても同様とする。

カソード対向プレート２２は、複数個の酸化ガス供給孔２２５と、複数個の酸化ガス排出孔２２６とを有している。複数個の酸化ガス供給孔２２５は、発電領域ＤＡの第１の辺Ｓ１に対応する端部に、第１の辺Ｓ１の全長に亘って、並んで配置されている。複数個の酸化ガス排出孔２２６は、発電領域ＤＡの酸化ガス供給孔２２５とは反対側の端部、つまり、本実施例では発電領域ＤＡの第２の辺Ｓ２に対応する端部に、第２の辺Ｓ２の全長に亘って、並んで配置されている。

カソード対向プレート２２は、さらに、発電領域ＤＡを囲む外側の領域（以下、外周部という。）において、セパレータ２５を構成する際に各種マニホールドを形成する燃料ガス供給マニホールド形成部２２１ａと、燃料ガス排出マニホールド形成部２２１ｂと、酸化ガス供給マニホールド形成部２２２ａと、酸化ガス排出マニホールド形成部２２２ｂと、冷却媒体供給マニホールド形成部２２３ａと、冷却媒体排出マニホールド形成部２２３ｂとを有している。これらの各種マニホールド形成部、酸化ガス供給孔２２５、酸化ガス排出孔２２６は、全てカソード対向プレート２２を厚さ方向に貫通する貫通部として形成される。カソード対向プレート２２は、これらの貫通部以外には特に構造を有していない平板である。カソード対向プレート２２は、略四角形の金属薄板に打ち抜き加工を施すだけで作製される。

アノード対向プレート２３は、カソード対向プレート２２と同じ大きさの略四角形の金属製の薄板である。材料もカソード対向プレート２２と同じ高耐食性材料を用いることができる。アノード対向プレート２３は、図３（ｂ）に示すように、カソード対向プレート２２同様、ＭＥＡのアノード側と対向する発電領域ＤＡが平面であり、燃料ガス流路は形成されていない。アノード対向プレート２３は、複数個の燃料ガス供給孔２３７と、複数個の燃料ガス排出孔２３８とを有している。複数個の燃料ガス供給孔２３７は、発電領域ＤＡの第３の辺に対応する端部の上側の部分に、並んで配置されている。複数個の燃料ガス排出孔２３８は、発電領域ＤＡの第４の辺に対応する端部の下側の部分に、並んで配置されている。

アノード対向プレート２３は、さらに、カソード対向プレート２２と同じ位置に、燃料ガス供給マニホールド形成部２３１ａと、燃料ガス排出マニホールド形成部２３１ｂと、酸化ガス供給マニホールド形成部２３２ａと、酸化ガス排出マニホールド形成部２３２ｂと、冷却媒体供給マニホールド形成部２３３ａと、冷却媒体排出マニホールド形成部２３３ｂとを有している。これらの各種マニホールド形成部、燃料ガス供給孔２３７、燃料ガス排出孔２３８は、全てアノード対向プレート２３を厚さ方向に貫通する貫通部として形成される。アノード対向プレート２３は、これらの貫通部以外には特に構造を有していない平板である。アノード対向プレート２３は、カソード対向プレート２２と同様に、略四角形の金属薄板に打ち抜き加工を施すだけで作製される。

ここで、カソード対向プレート２２における冷却媒体供給マニホールド形成部２２３ａ、冷却媒体排出マニホールド形成部２２３ｂ、および、アノード対向プレート２３における冷却媒体供給マニホールド形成部２３３ａ、冷却媒体排出マニホールド形成部２３３ｂは、特許請求の範囲における第３の貫通部に相当する。

中間プレート２４は、カソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３と同じ大きさの略四角形の金属製の薄板である。材料もカソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３と同じものを用いることができる。中間プレート２４は、図３（ｃ）に示すように、カソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３と同じ位置に、燃料ガス供給マニホールド形成部２４１ａと、燃料ガス排出マニホールド形成部２４１ｂと、酸化ガス供給マニホールド形成部２４２ａと、酸化ガス排出マニホールド形成部２４２ｂとを有している。

中間プレート２４には、図３（ｃ）に示すように、酸化ガス供給マニホールド形成部２４２ａと一端が連通し、他端が発電領域ＤＡの第１の辺Ｓ１に対応する端部に至る長孔である酸化ガス供給流路形成部２４５が複数個並んで形成されている。酸化ガス供給流路形成部２４５は、３つのプレートを接合したとき（以下、接合時という。）に、カソード対向プレート２２の酸化ガス供給孔２２５と１対１で対応するように、酸化ガス供給孔２２５と同数個形成されている。

中間プレート２４は、図３（ｃ）に示すように、酸化ガス排出マニホールド形成部２４２ｂと一端が連通し、他端が発電領域ＤＡの第２の辺Ｓ２に対応する端部に至る長孔である酸化ガス排出流路形成部２４６が複数個並んで形成されている。酸化ガス供給流路形成部２４５は、接合時にカソード対向プレート２２の酸化ガス排出孔２２６と１対１で対応するように、酸化ガス排出孔２２６と同数個形成されている。

中間プレート２４は、さらに、上述した酸化ガス供給流路形成部２４５および酸化ガス排出流路形成部２４６と同様の構造を有する要素として、一端が燃料ガス供給マニホールド形成部２４１ａに連通し他端が発電領域ＤＡの第３の辺Ｓ３に対応する端部に至る燃料ガス供給流路形成部２４７と、一端が燃料ガス排出マニホールド形成部２４１ｂと連通し他端が発電領域ＤＡの第４の辺Ｓ４に対応する端部に至る燃料ガス排出流路形成部２４８とを、それぞれ複数個備えている。

中間プレート２４は、さらに、図３（ｃ）に示すように、厚さ方向に貫通する貫通部である複数個の冷却媒体流路形成部２４３ｃを有している。冷却媒体流路形成部２４３ｃは、発電領域ＤＡの第３の辺Ｓ３に対応する端部から第４の辺Ｓ４に対応する端部まで横断する長孔形状を有しており、その両端は、発電領域ＤＡの外側に至っている。複数個の冷却媒体流路形成部２４３ｃは、それぞれ独立した貫通部であり、図３（ｃ）に示すように、第３の辺Ｓ３および第４の辺Ｓ４における所定範囲Ｒに亘って、所定間隔をあけて並設されている。所定範囲Ｒは、好ましくは第３の辺Ｓ３および第４の辺Ｓ４の全長の５０％以上に設定され、さらに好ましくは７０％以上に設定される。互いに隣接する冷却媒体流路形成部２４３ｃ間のリブ部分は、燃料電池１０を構成した際に、セパレータ２５を挟んで隣接する２つの膜電極接合体を電気的に接続する機能（電子の流路としての機能）を果たす。

中間プレート２４は、さらに、図３（ｃ）に示すように、複数の冷却媒体流路形成部２４３ｃの図３における左側の端部に沿うように近接して、冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａが配置されている。冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａは、厚さ方向に貫通する独立した貫通部である。冷却媒体供給マニホールド形成部２３４ａは、冷却媒体流路形成部２４３ｃに対応して、上述した所定範囲Ｒに亘って形成されている。同様に、中間プレート２４は、複数の冷却媒体流路形成部２４３ｃの図３における右側の端部に沿うように近接して、冷却媒体排出マニホールド形成部２４３ｂが配置されている。冷却媒体排出マニホールド形成部２４３ｂは、厚さ方向に貫通する独立した貫通部である。冷却媒体排出マニホールド形成部２４３ｂは、冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａと同様に、冷却媒体流路形成部２４３ｃに対応して、上述した所定範囲Ｒに亘って形成されている。

中間プレート２４における上述した各種マニホールド形成部と、各種流路形成部は、全て中間プレート２４を厚さ方向に貫通する貫通部として形成され、これらの貫通部以外の部分は、未加工のままの平板である。従って、中間プレート２４は、カソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３と同様に、略四角形の金属薄板に打ち抜き加工を施すだけで作製される。

なお、上述した冷却媒体流路形成部２４３ｃは、特許請求の範囲における第１の貫通部に相当する。冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａおよび冷却媒体排出マニホールド形成部２４３ｂは、特許請求の範囲における第２の貫通部に相当する。

シール一体型ＭＥＡ２１は、図３（ｄ）に示すように、ＭＥＡとＭＥＡの外周縁部に接合されたシール部５０を備えている。ＭＥＡは、図２に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜２１１と、電解質膜２１１の一方の面に配置された触媒層からなる電極（例えば、アノード、図示せず）と、電解質膜２１１の他方の面に配置された触媒層からなる電極（例えば、カソード、図示せず）と、各触媒層のセパレータ対向面に配置された拡散層２１２とを備えている。

シール部５０は、例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム等の樹脂材料が用いられる。シール部５０は、金型のキャビティにＭＥＡの外周端部を臨ませて、樹脂材料を射出成形することによって作製される。こうすることで、膜電極接合体２１とシール部５０とが隙間なく接合され、酸化ガスと燃料ガスが接合部から漏れ出すことを防止できる。シール部５０は、カソード対向プレート２２、アノード対向プレート２３と同様に、酸化ガス供給マニホールド形成部５０１ａ、酸化ガス排出マニホールド形成部５０１ｂ、燃料ガス供給マニホールド形成部５０２ａ、燃料ガス排出マニホールド形成部５０２ｂ、冷却媒体供給マニホールド形成部５０３ａ、冷却媒体排出マニホールド形成部５０３ｂを有している。シール部５０は、図２に示すように、燃料電池１０を構成する際に、一方の面に当接する一のセパレータ２５と他方の面に当接するセパレータ２５との間をシール線ＳＬにてシールしている。シール部５０は、図３（ｄ）に示すように、ＭＥＡの外周すなわち燃料電池１０の発電領域ＤＡの外周と、各マニホールドの外周を囲むようにシールしている。図３（ｄ）では、図を見やすくするため、シール部５０のセパレータ２５と当接部を結ぶシール線ＳＬのみを示している。

図４〜図６を参照して、セパレータ２５に形成される各種流路およびマニホールドの構成について説明する。図４は、第１実施例に係るセパレータとシール一体型ＭＥＡを重ねた様子を示す平面図および断面図である。図５は、図４におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図６は、図４におけるＤ−Ｄ断面およびＥ−Ｅ断面を示す断面図である。また、上述した図２は、図４におけるＡ−Ａ断面に対応している。

セパレータ２５には、図４（ａ）においてハッチングで示すように、厚さ方向に貫通する各種反応ガスマニホールドが形成される。すなわち、上述したカソード対向プレート２２、アノード対向プレート２３、中間プレート２４にそれぞれに形成された燃料ガス供給マニホールド形成部２２１ａ、燃料ガス供給マニホールド形成部２３１ａ、燃料ガス供給マニホールド形成部２４１ａとによって、燃料ガス供給マニホールドが形成される。セパレータ２５には、同様にして、燃料ガス排出マニホールド、酸化ガス供給マニホールド、酸化ガス排出マニホールドがそれぞれ形成される。

セパレータ２５には、さらに、カソード対向プレート２２、アノード対向プレート２３、中間プレート２４にそれぞれ形成された冷却媒体供給マニホールド形成部２２３ａ、２３３ａ、２４３ａと、中間プレートにおける複数個の冷却媒体流路形成部２４３ｃの左側の端部とによって、図４（ａ）におけるハッチング部分がセパレータ２５を貫通する冷却媒体供給マニホールドが形成される。図４（ａ）に示すように、カソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３に形成された冷却媒体供給マニホールド形成部２２３ａ、２３３ａは、中間プレートに形成された冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａより左右の巾が広い。そして、カソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３に形成された冷却媒体供給マニホールド形成部２２３ａ、２３３ａは、中間プレート２４において冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａが形成された領域と接合時に重なり合う領域に加えて、中間プレート２４において冷却媒体流路形成部２４３ｃの左側の端部に対応する領域と接合時に重なり合う領域に亘って形成されていることが解る。より具体的には、冷却媒体供給マニホールド形成部２２３ａ、２３３ａの左端、上端、下端は、中間プレート２４における冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａの左端、上端、下端とそれぞれ一致する位置に形成されている。そして、冷却媒体供給マニホールド形成部２２３ａ、２３３ａの右端は、中間プレート２４における冷却媒体流路形成部２４３ｃの左端より右側に位置している。こうすることによって、冷却媒体供給マニホールドに供給された冷却媒体が、各冷却媒体流路に分配されるようになっている。

同様に、セパレータ２５には、さらに、カソード対向プレート２２、アノード対向プレート２３、中間プレート２４にそれぞれ形成された冷却媒体排出マニホールド形成部２２３ｂ、２３３ｂ、２４３ｂと、中間プレートにおける複数個の冷却媒体流路形成部２４３ｃの右側の端部とによって、図４（ａ）におけるハッチング部分がセパレータ２５を貫通する冷却媒体排出マニホールドが形成される。冷却媒体排出マニホールドは、上述した冷却媒体供給マニホールドと左右対称の構造を有している。

さらに、断面の構成も交えて説明していく。まず各反応ガス（酸化ガスおよび燃料ガス）の流路について簡単に説明する。セパレータ２５には、図４および図５に示すように、中間プレート２４に形成された酸化ガス供給流路形成部２４５と、アノード対向プレート２３における中間プレート２４との当接面２３ａと、カソード対向プレート２２における中間プレート２４との当接面２２ａとによって、酸化ガス供給流路６３が形成される。酸化ガス供給流路６３は、一端が酸化ガス供給マニホールドと連通し、他端がカソード対向プレート２２に形成された酸化ガス供給孔２２５と連通している。同様の構造によって、セパレータ２５には、酸化ガス排出流路６４が形成される。酸化ガス排出流路６４は、一端が酸化ガス排出マニホールドと連通し、他端がカソード対向プレート２２に形成された酸化ガス排出孔２２６と連通している（図５参照）。

図示は省略するが、図４（ａ）におけるＣ−Ｃ断面およびＣ'−Ｃ'断面は、図４に示すＢ−Ｂ断面と、同様の構造を有している。すなわち、セパレータ２５には、図４（ａ）に示すＣ−Ｃ部において、上述した酸化ガス供給流路６３と同様にして、燃料ガス供給マニホールドと燃料ガス供給孔２３７とを連通する燃料ガス供給流路６１が形成される。そして、図４（ａ）におけるＣ'−Ｃ'部において、上述した酸化ガス排出流路６４と同様にして、燃料ガス排出マニホールドと燃料ガス排出孔２３８とを連通する燃料ガス排出流路６２が形成される。

次に冷却媒体の流路について説明する。セパレータ２５には、図４および図６（ｂ）に示すように、冷却媒体流路形成部２４３ｃと、アノード対向プレート２３における中間プレート２４との当接面２３ａと、カソード対向プレート２２における中間プレート２４との当接面２２ａとによって、冷却媒体流路６５が形成される。冷却媒体流路６５は、一端が冷却媒体供給マニホールドと連通し他端が冷却媒体排出マニホールドと連通している。ここで、中間プレートにおける冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａは、形成される冷却媒体供給マニホールドの貫通部面積をなるべく広く確保して、冷却媒体の圧力損失を低減する機能を有するものである。このため、冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａと冷却媒体流路形成部２４３ｃの端部との間にあるリブＬＢ（図６（ｂ）に示す断面図上で、冷却媒体供給マニホールド中にあるリブ）の巾は、強度が確保できる限り、極力細くすることが好ましい。すなわち、中間プレート２４において、複数の冷却媒体流路形成部２４３ｃの左側の端部と冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａとは、できる限り近接していることが好ましい。同様に、複数の冷却媒体流路形成部２４３ｃの右側の端部と冷却媒体排出マニホールド形成部２４３ｂとは、できる限り近接していることが好ましい。

ここで、図４（ａ）に示すように、冷却媒体供給マニホールドおよび冷却媒体排出マニホールドは、シール線ＳＬで示すシール部５０とセパレータ２５との当接部のうち燃料電池１０の発電領域ＤＡの外周を囲む当接部（以下、発電領域外周シール部という。）の外側に位置している。そして、両マニホールドに連通する冷却媒体流路６５は、発電領域ＤＡを横断している。従って、冷却媒体流路６５は、発電領域外周シール部をセパレータ２５の内部からトンネルしている。図４（ｂ）は、発電領域外周シール部上におけるセパレータ２５およびシール一体型ＭＥＡ２１の切断面（図４（ａ）におけるｓｌ２−ｓｌ２断面）を示している。図４（ｂ）に示すように、この断面は、冷却媒体流路６５が形成されている部分（空間部）と、緻密部Ｓとが交互に並んでいる。このように冷却媒体流路６５を複数本に分けて緻密部Ｓを設けることによって、緻密部Ｓが支持体となり、シール圧によるカソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３の変形を抑制している。

なお、燃料ガス供給流路６１、燃料ガス排出流路６２、酸化ガス供給流路６３、酸化ガス排出流路６４も、同様に複数本に分けられて、発電領域外周シール部をセパレータ２５の内部からトンネルしている。これによって、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、冷却媒体流路６５と同様に、各流路間に緻密部Ｓが設けられている。

・燃料電池の動作：
同じく、図４〜図６を参照して、第１実施例に係るセパレータおよび第１実施例に係るセパレータを用いて構成される燃料電池１０の動作について説明する。

燃料電池１０に供給された酸化ガスは、図５において矢印で示すように、酸化ガス供給マニホールド−酸化ガス供給流路６３−酸化ガス供給孔２２５という複数の経路を通って、カソード側の拡散層２１２に供給され、カソードにおいて電気化学反応に供される。その後、酸化ガスは、酸化ガス排出孔２２６−酸化ガス排出流路６４−酸化ガス排出マニホールドを通って外部に排出される。

酸化ガスと同様にして、燃料電池１０に供給された燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールド−燃料ガス供給流路６１−燃料ガス供給孔２３７という経路（上述した燃料ガス供給経路）を通って、アノード側の拡散層２１２に供給され、アノードにおいて電気化学反応に供される。その後、燃料ガスは、酸化ガスと同様にして、燃料ガス排出孔２３８−燃料ガス排出流路６２−燃料ガス排出マニホールドを通って外部に排出される。

燃料電池１０に供給された冷却媒体は、図６において矢印で示すように、まず、冷却媒体供給マニホールドに供給される。そして、冷却媒体供給マニホールド内に臨む冷却媒体流路６５の端部から冷却媒体流路６５内に流れ込む。冷却媒体流路６５を流れる冷却媒体は、冷却媒体排出マニホールド内に臨む冷却媒体流路６５の端部から冷却媒体排出マニホールドに排出される。そして、冷却媒体は、冷却媒体排出マニホールドからセパレータ２５の外部に排出される。冷却媒体は、主として冷却媒体流路６５内を流動中に燃料電池１０の熱エネルギーを吸収して燃料電池１０を冷却する。

以上説明した本実施例に係るセパレータ２５は、複数本の冷却媒体流路６５を有するので、冷却媒体流路が１つである場合と比較して冷却媒体の圧力損失を低減できる。また、１つの冷却媒体流路を蛇行させて発電領域全体を冷却する場合と比較して、短い冷却媒体流路６５を複数用いる分、効率良く燃料電池１０を冷却できる。すなわち、冷却媒体は、冷却媒体流路を流れる間に熱エネルギーを吸収して温度が上昇し、冷却媒体流路の下流側ほど、冷却性能が悪化する。このため、１つの長い冷却媒体流路を用いると、特に下流側の冷却性能が大きく悪化してしまう。

さらに、中間プレート２４において、冷却媒体流路形成部２４３ｃ以外に独立した貫通部として酸化ガス供給マニホールド形成部２４２ａおよび酸化ガス排出マニホールド形成部２４２ｂを設け、冷却媒体供給マニホールドおよび冷却媒体排出マニホールドにおける貫通面積を増大させているで、より冷却媒体の圧力損失を低減できる。かつ、中間プレート２４は、複数個の部品に分離することがないので、セパレータ２５の組み立てが容易である。さらに、中間プレート２４は、厚さ方向に貫通する貫通部のみを有する平板であるので、容易で生産性の高い加工法（例えば、打ち抜き加工）のみで作製することができる。この結果、本実施例に係るセパレータ２５は、作製が容易であり、かつ、効率の良い冷却を実現できる。

理解の容易のため、図７を参照して、中間プレート２４において独立した酸化ガス供給マニホールド形成部２４２ａおよび酸化ガス排出マニホールド形成部２４２ｂを設けないセパレータ２５を比較例として示す。図７は、比較例に係るセパレータ２５の平面図である。酸化ガス供給マニホールド形成部２４２ａおよび酸化ガス排出マニホールド形成部２４２ｂが形成されていない場合、図７に示すように隣接する冷却媒体流路形成部２４３ｃ間のリブＲＢが酸化ガス供給マニホールドおよび酸化ガス排出マニホールドを横断する。この結果、酸化ガス供給マニホールドおよび酸化ガス排出マニホールドの貫通部（図７においてハッチングされた部分）の面積が減少してしまう。仮に、リブＲＢのうち、酸化ガス供給マニホールドを横断する部分をなくしてしまうと、リブＲＢは、中間プレート２４は、リブ部分と、その他の部分とに分離してしまうことが解る。

また、発電領域ＤＡの第３の辺Ｓ３および第４の辺Ｓ４の比較的広い所定範囲Ｒに亘って複数個の冷却媒体流路６５を配置しているため、燃料ガス供給孔２３７や燃料ガス供給マニホールドが配置される範囲が狭くなっているが、これは、以下の理由から問題にはならない。燃料ガスである水素は、酸化ガスである空気中における酸素と比較して拡散速度が速い（拡散速度は、拡散係数および濃度勾配に主として依存する。水素は拡散係数が酸素の約４倍である。また、燃料ガスは、純水素（水素濃度約１００％）を用いるのに対し、酸化ガスは空気（酸素濃度約２０％）を用いる。このため、酸化ガス中の酸素の拡散速度は、燃料ガス中の水素と比較してかなり低いことがわかる。）。このため、発電領域ＤＡの一辺の一部に燃料ガス供給孔２３７を形成すれば、十分に電池反応に必要な水素が供給可能である（燃料電池の電気化学反応は、酸素分子の拡散速度が遅いため、一般的に、カソードの３相界面における反応（２Ｈ^＋＋２ｅ⁻＋（１／２）Ｏ_２→Ｈ_２Ｏ）に律速される。）。

・第１実施例の変形例：
上記第１実施例は、中間プレート２４における冷却媒体流路形成部２４３ｃは、全部が厚さ方向に貫通する貫通部によって形成されているが、端部（マニホールドを形成する部分）以外の部分を、適宜、厚さ方向に貫通せず底面を有する有底溝部によって形成しても良い。こうすれば、中間プレート２４の剛性が向上する。有底溝部は、例えば、ハーフエッチング加工によって形成することができる。

Ｂ．第２実施例：
図８および図９を参照して、第２実施例に係るセパレータ２５について説明する。図８は、第２実施例に係るセパレータおよび中間プレートの平面図である。図９は、図８におけるＦ−Ｆ断面およびＧ−Ｇ断面を示す断面図である。なお、第２実施例に係るセパレータ２５については、第１実施例に係るセパレータ２５と共通の構成については、その説明を省略し、第１実施例に係るセパレータ２５と異なる構成についてのみ説明する。

第２実施例に係るセパレータ２５は、第１実施例に係るセパレータ２５と同様に、３枚のプレート（カソード対向プレート２２、アノード対向プレート２３、中間プレート２４）を接合して構成される。第２実施例に係るカソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３は、第１実施例に係るカソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３と同じであるので説明を省略する。

第２実施例に係る中間プレート２４は、第１実施例に係る中間プレート２４と同様に、冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａおよび冷却媒体排出マニホールド形成部２４３ｂが形成されている。ただし、第２実施例において、冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａは、図８（ａ）に示すように、第１実施例と異なり、カソード対向プレート２２およびアノード対向プレート２３における冷却媒体供給マニホールド形成部２２３ａ、２３３ａと同じ位置および大きさを有している。

第２実施例に係る中間プレート２４は、第１実施例に係る中間プレート２４と同様に、発電領域ＤＡを横断する複数の冷却媒体流路形成部２４３ｃを有している。ただし、第２実施例において、冷却媒体流路形成部２４３ｃは、厚さ方向に貫通せず底面を有する有底溝部ＨＥとして形成される（図８（ａ）におけるａ−ａ断面図参照）。そして、各冷却媒体流路形成部２４３ｃは、一端が冷却媒体供給マニホールド形成部２４３ａと連通し、他端が冷却媒体排出マニホールド形成部２４３ｂと連通している。冷却媒体流路形成部２４３ｃは、例えば、ハーフエッチング加工により形成される。第２実施例に係る中間プレート２４の他の構成は、第１実施例と同じであるので説明を省略する。

図９（ｂ）に示すように、第２実施例に係るセパレータ２５には、中間プレート２４に形成された冷却媒体流路形成部２４３ｃと、アノード対向プレート２３における中間プレート２４との当接面２３ａとによって、冷却媒体流路６５が形成される。冷却媒体流路６５は、両端が冷却媒体供給マニホールドと冷却媒体排出マニホールドとに、それぞれ連通している。従って、冷却媒体は、図９（ｂ）において矢印で示すように、セパレータ２５内を流動し燃料電池１０を冷却する。

ここで、中間プレート２４は、有底溝部ＨＥの開口側（溝が形成されている側）がアノード対向プレート２３と対向し、有底溝部ＨＥの底面側（フラットな側）がカソード対向プレート２２と対向している。こうすれば、フラットな面をカソード対向プレート２２と対向させることにより、燃料電池１０を構成する際にセパレータ２５とＭＥＡのカソード側との接触性および導電性を向上することできる。燃料電池の電気化学反応は、上述のとおり、カソードの３相界面における反応（２Ｈ^＋＋２ｅ⁻＋（１／２）Ｏ_２→Ｈ_２Ｏ）に律速されるため、カソード側の接触性および導電性を向上させカソード反応を促進すると、電池性能が向上する。

第２実施例に係るセパレータは、図８（ｂ）および図９に示すように、冷却媒体供給マニホールドおよび冷却媒体排出マニホールド内にリブが全く存在しないので、これらのマニホールドの貫通部面積が第１実施例以上に増大する。このため、冷却媒体の圧力損失を低減できる。さらに、有底溝部ＨＥによって冷却媒体流路形成部２４３ｃが形成されているので、中間プレート２４が２以上の部分に分離することもない。

さらに、有底溝部ＨＥによって、冷却媒体流路形成部２４３が組み付け時等に変形して形成される冷却媒体流路６５が閉塞したりすることを抑制できる。これによって、冷却媒体流路６５を自由な配置で形成することができる。例えば、貫通部により流路を形成する場合より、より細くまたはより長い冷却媒体流路６５を形成することも可能となる。

・第２実施例の変形例：
図１０および図１１を参照して、第２実施例の変形例に係るセパレータ２５について説明する。図１０は、本変形例に係るセパレータおよび中間プレートの平面図である。図１１は、図１０におけるＨ−Ｈ断面およびＩ−Ｉ断面を示す断面図である。

上述した第２実施例に係る中間プレート２４においては、冷却媒体流路形成部２４３ｃの全部を有底溝部ＨＥとして形成したが、図１０（ａ）に示すように冷却媒体流路形成部２４３ｃの一部を有底溝部ＨＥとして形成し、一部を貫通部ＨＲとして形成しても良い。本変形性に係る中間プレート２４の冷却媒体流路形成部２４３ｃは、例えば、貫通部ＨＲを打ち抜き加工によって形成した後、有底溝部ＨＥをハーフエッチング加工することによって形成される。

本変形例においても、図１０（ｂ）および図１１に示すように、冷却媒体供給マニホールドおよび冷却媒体排出マニホールド内にリブが全く存在しない。また、一部が有底溝部ＨＥで形成されているので、中間プレート２４が２以上の部分に分離することもない。従って、上述した第２実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

本変形例に係る中間プレート２４においては、冷却媒体流路形成部２４３ｃの両端部および中央部を有底溝部ＨＥとしているが、もちろん、両端部だけを有底溝部ＨＥしても良いし、変形防止のため、さらに、有底溝部ＨＥを増やしても良い。

上述した第２実施例係る中間プレート２４は、有底溝部ＨＥの開口側（溝が形成されている側）がアノード対向プレート２３と対向し、有底溝部ＨＥの底面側（フラットな側）がカソード対向プレート２２と対向しているが、これとは逆に、有底溝部ＨＥの開口側（溝が形成されている側）がカソード対向プレート２２と対向し、有底溝部ＨＥの底面側（フラットな側）がアノード対向プレート２３と対向しても良い。こうすれば、形成される冷却媒体流路６５がアノードよりカソードに近く形成されるので、より発熱量の多いカソードに対する冷却能をアノードに対する冷却能より大きくすることができる。

以上、本発明の実施例および変形例について説明したが、本発明はこれらの実施例および変形例になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様での実施が可能である。

第１実施例に係るセパレータを用いて構成される燃料電池の外観構成を示す説明図。 第１実施例に係る燃料電池を構成するモジュールの概略構成を示す説明図。 第１実施例に係るセパレータの各構成部品およびシール一体型ＭＥＡの平面図。 第１実施例に係るセパレータとシール一体型ＭＥＡを重ねた様子を示す平面図および断面図。 図４におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図。 図４におけるＤ−Ｄ断面およびＥ−Ｅ断面を示す断面図。 比較例に係るセパレータの平面図 第２実施例に係るセパレータおよび中間プレートの平面図。 図８におけるＦ−Ｆ断面およびＧ−Ｇ断面を示す断面図。 第２実施例の変形例に係るセパレータおよび中間プレートの平面図。 図１０におけるＨ−Ｈ断面およびＩ−Ｉ断面を示す断面図。

符号の説明

１０...燃料電池
２０...モジュール
２１...シール一体型ＭＥＡ
２１１...電解質膜
２１２...拡散層
２２...カソード対向プレート
２２１ａ...燃料ガス供給マニホールド形成部
２２１ｂ...燃料ガス排出マニホールド形成部
２２２ａ...酸化ガス供給マニホールド形成部
２２２ｂ...酸化ガス排出マニホールド形成部
２２３ａ...冷却媒体供給マニホールド形成部
２２３ｂ...冷却媒体排出マニホールド形成部
２２５...酸化ガス供給孔
２２６...酸化ガス排出孔
２３...アノード対向プレート
２３１ａ...燃料ガス供給マニホールド形成部
２３１ｂ...燃料ガス排出マニホールド形成部
２３２ａ...酸化ガス供給マニホールド形成部
２３２ｂ...酸化ガス排出マニホールド形成部
２３３ａ...冷却媒体供給マニホールド形成部
２３３ｂ...冷却媒体排出マニホールド形成部
２３７...燃料ガス供給孔
２３８...燃料ガス排出孔
２４...中間プレート
２４１ａ...燃料ガス供給マニホールド形成部
２４１ｂ...燃料ガス排出マニホールド形成部
２４２ａ...酸化ガス供給マニホールド形成部
２４２ｂ...酸化ガス排出マニホールド形成部
２４３ａ...冷却媒体供給マニホールド形成部
２４３ｂ...冷却媒体排出マニホールド形成部
２４３ｃ...冷却媒体流路形成部
２５...セパレータ
３０...エンドプレート
３１...テンションプレート
３２...ボルト
３３...インシュレータ
３４...ターミナル
５０...シール部
５０１ａ...酸化ガス供給マニホールド形成部
５０１ｂ...酸化ガス排出マニホールド形成部
５０２ａ...燃料ガス供給マニホールド形成部
５０２ｂ...燃料ガス排出マニホールド形成部
５０３ａ...冷却媒体供給マニホールド形成部
５０３ｂ...冷却媒体排出マニホールド形成部
６１...燃料ガス供給流路
６２...燃料ガス排出流路
６３...酸化ガス供給流路
６４...酸化ガス排出流路
６５...冷却媒体流路
２１０...水素タンク
２２０...シャットバルブ
２３０...調圧バルブ
２４０、４１０...循環ポンプ
２５０、２６０、３５０、３６０、４５０、４６０...配管
３１０...エアポンプ
４２０...ラジエータ
ＳＬ...シール線
ＤＡ...発電領域
ＲＢ...リブ

Claims (10)

1. 膜電極接合体のカソード側との対向面を有するカソード対向プレートと、膜電極接合体のアノード側との対向面を有するアノード対向プレートと、前記アノード対向プレートと前記カソード対向プレートとに挟持される中間プレートとを備える燃料電池のセパレータであって、
   前記中間プレートは、
   前記膜電極接合体に対応する発電領域を横断し、端部が前記発電領域の外側に至ると共に、間隔をおいて並設されるそれぞれ独立した複数個の冷却媒体流路形成部であって、少なくとも前記端部を含む部分が厚さ方向に貫通する第１の貫通部である複数個の冷却媒体流路形成部と、
   厚さ方向に貫通し、前記発電領域の外側において複数個の前記第１の貫通部の端部に近接して配置される第２の貫通部と、
   を備え、
   前記カソード対向プレートおよび前記アノード対向プレートは、それぞれに、
   厚さ方向に貫通する第３の貫通部であって、前記第２の貫通部と複数個の前記第１の貫通部の端部とを含む前記中間プレートの領域に重なり合う第３の貫通部
   を備え、
   前記第３の貫通部と前記第２の貫通部と前記第１の貫通部の端部とによって、前記セパレータを貫通する冷却媒体マニホールドが形成され、
   前記冷却媒体流路形成部によって、前記アノード対向プレートと前記カソード対向プレートとの間に、前記冷却媒体マニホールドと連通する冷却媒体流路が形成されるセパレータ。
2. 請求項１に記載のセパレータにおいて、
   前記冷却媒体流路形成部は、全部が前記第１の貫通部であるセパレータ。
3. 請求項１に記載のセパレータにおいて、
   前記冷却媒体流路形成部は、前記端部を含む一部が前記第１の貫通部であり、他の部分が厚さ方向に貫通せず底面を有する有底溝部であるセパレータ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のセパレータにおいて、
   前記冷却媒体マニホールドは、
   冷却媒体が供給される冷却媒体供給マニホールドであり、
   前記第１の貫通部の端部は、前記冷却媒体流路の上流側に対応する端部であるセパレータ。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のセパレータにおいて、
   前記冷却媒体マニホールドは、
   冷却媒体を排出する冷却媒体排出マニホールドであり、
   前記第１の貫通部の端部は、前記冷却媒体流路の下流側に対応する端部であるセパレータ。
6. 膜電極接合体のカソード側との対向面を有するカソード対向プレートと、膜電極接合体のアノード側との対向面を有するアノード対向プレートと、前記アノード対向プレートと前記カソード対向プレートとに挟持される中間プレートとを備える燃料電池のセパレータであって、
   前記カソード対向プレートと前記アノード対向プレートと前記中間プレートを厚さ方向に貫通する冷却媒体供給マニホールドと冷却媒体排出マニホールドとを備え、
   前記中間プレートは、
   一端が前記冷却媒体供給マニホールドと連通し他端が前記冷却媒体排出マニホールドと連通すると共に、前記膜電極接合体に対応する発電領域を横断する冷却媒体流路を形成する冷却媒体流路形成部であって、少なくとも一部は厚さ方向に貫通せず底面を有する有底溝部である冷却媒体流路形成部を複数個備えるセパレータ。
7. 請求項６に記載のセパレータにおいて、
   前記冷却媒体流路形成部は、全部が前記有底溝部であるセパレータ。
8. 請求項６に記載のセパレータにおいて、
   前記冷却媒体流路形成部は、一部が前記有底溝部であり、他の部分が厚さ方向に貫通する貫通部であるセパレータ。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれかに記載のセパレータにおいて、
   前記中間プレートの前記有底溝部の開口側の面が、前記アノード対向プレートと対向し、
   前記中間プレートの前記有底溝部の底面側の面が、前記カソード対向プレートと対向するセパレータ。
10. 請求項６ないし請求項８のいずれかに記載のセパレータにおいて、
    前記中間プレートの前記有底溝部の開口側の面が、前記カソード対向プレートと対向し、
    前記中間プレートの前記有底溝部の底面側の面が、前記アノード対向プレートと対向するセパレータ。

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