JP2006236851A

JP2006236851A - 固体高分子形燃料電池

Info

Publication number: JP2006236851A
Application number: JP2005051541A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yoshioka; 省二吉岡; Hiroaki Nakamune; 浩昭中宗; Hideo Maeda; 秀雄前田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】ガス流路の圧力損失にばらつきのあるセパレータ板を使用しても、燃料を効率よく利用することができ、低コストの固体高分子形燃料電池を提供する。
【解決手段】固体高分子形燃料電池は、平行な辺の間を蛇行する平行な複数の流路からなる流路群が設けられている複数の燃料電池用セパレータ板を具備する固体高分子形燃料電池において、上記燃料電池用セパレータ板は、流体が上記流路を流れるときに受ける圧力損失の上記複数の燃料電池用セパレータにおけるばらつきに基づいて求められる上記流路群の途中で燃料欠乏が起こらない位置に上記流体を集合し、均一化する中間マニホールドが設けられている。
【選択図】図２

Description

この発明は、電気化学反応を利用して発電する燃料電池に用いられる固体高分子形燃料電池用セパレータ、およびそのセパレータを用いて構成された燃料電池スタックに関するものである。

従来の固体高分子形燃料電池セルは、アノードセパレータ板、アノードガス拡散電極、アノード触媒層、固体高分子電解質膜、カソード触媒層、カソードガス拡散電極、カソードセパレータ板を重ね合わせた７層構造のユニットで構成されている。そして、電池スタックは、複数の燃料電池セルが積層されて構成されている。
アノードセパレータ板のアノードガス拡散電極が接する側にアノードガス流路となる溝部が形成されており、その反対側には冷却水の流路溝が形成されている。同様に、カソードセパレータ板の表裏にもカソードガス流路と冷却水の流路となる溝部が形成されている。

燃料電池の発電に際し、ガスは電池スタックの端に取り付けられた入口パイプからマニホールドに供給され、マニホールドから各セルに分配される。そして、アノードセパレータ板の表面に形成された流路溝に水素または改質ガスが流され、カソードセパレータの流路溝に空気が流されて、アノードとカソード間に起電力が発生し、負荷を介して発電することができる。マニホールドは電池スタックの積層方向に細長く形成され、入口マニホールド内のガス流速は電池スタックの入口ほど大きく、ガスが分配されるに従って流速は小さくなる。
そして、安定な運転特性を実現するためには、電池スタックの各セルに対して燃料などのガスを均等に送らなければならない。そして、ガスを均等に分配するために、各セルの圧力損失を均等にするなどして同じ流量のガスを送り込む必要がある。細長いマニホールド内の圧力損失を小さくして、各セルへのガスの分配を均等にする。

さらに、セパレータ板の間に圧力損失のばらつきがあると、セパレータ板毎のガス分配に不均一が生じる。その結果、セルによっては流路下流領域でガス欠乏を引き起こしてセル電圧の急激な低下や、長期的にはカーボン材料の腐食などの問題が発生する。そのため、ガス欠乏回避のために低いガス利用率設定を余儀なくされ、発電効率が低下してしまう。また、圧力損失のばらつきの少ないセパレータを選り分けなければならないので、歩留りが低下してしまう。また、コスト高となる精度の高いセパレータの圧力損失の検査も必要である。

そこで、セパレータの圧力損失のばらつきを解消するため、ガス流路を複数の分割ガス流路から構成し、それぞれの１つの分割ガス流路のガス排出口と他の分割ガス流路のガス供給口とを連通するセル外に設けられた共通流路により直列に接続することが提案されている（特許文献１参照）。
さらに、セパレータには酸化剤ガス供給孔、酸化剤ガス排出孔及び流通溝が形成されている。酸化剤ガス供給孔に隣接して酸化剤ガス集合孔が、酸化剤ガス排出孔に隣接して酸化剤ガス集合孔が、それぞれ形成されている。酸化剤ガス供給孔と酸化剤ガス集合孔とが向い合い、酸化剤ガス排出孔と酸化剤ガス集合孔が向い合うように配置される。これら集合孔は、流通溝を連通させるように構成されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−２３３１２６号公報特開２０００−１００４５８号公報

しかし、圧力損失のばらつきがあると、ガスを集合する中間マニホールドを入口マニホールドと出口マニホールドとから等距離に配置しても発電効率向上の効果はほとんどないという問題がある。

この発明の目的は、ガス流路の圧力損失にばらつきのあるセパレータ板を使用しても、燃料を効率よく利用することができ、低コストな固体高分子形燃料電池を提供することである。

この発明に係わる固体高分子形燃料電池は、平行な辺の間を蛇行する平行な複数の流路からなる流路群が設けられている複数の燃料電池用セパレータ板を具備する固体高分子形燃料電池において、上記燃料電池用セパレータ板は、流体が上記流路を流れるときに受ける圧力損失の上記複数の燃料電池用セパレータにおけるばらつきに基づいて求められる上記流路群の途中で燃料欠乏が起こらない位置に上記流体を集合し、均一化する中間マニホールドが設けられている。

この発明に係わる固体高分子形燃料電池は、流路の途中で流路を流れてきた燃料を一旦集めて均圧化させる中間マニホールドが圧力損失のばらつきに基づく位置に設けられているので、圧力損失のばらつきの大きなアノードセパレータ板を使用しても、下流域のガス分配を均一化させることができ、電池特性の安定性に悪影響を及ぼす燃料欠乏を防ぐことができる。そして、燃料を効率よく利用することができ、低コストの固体高分子形燃料電池を提供することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる固体高分子形燃料電池の側面図である。図２は、実施の形態１に係わるアノードセパレータ板の平面図である。
一般的に、固体高分子形燃料電池１は、アノードセパレータ板、アノードガス拡散電極、アノード触媒層、固体高分子電解質膜、カソード触媒層、カソードガス拡散電極、カソードセパレータ板を重ね合わせた７層構造の複数のセル２から構成されている。そして、電池スタック３は、この複数のセル２が直列に積層された構造である。さらに、固体高分子形燃料電池１では、電池スタック３を両端から集電板４で挟持し、その外側に絶縁板５を配置している。最後に押さえ板６で電池スタック３全体に面圧をかけている。セル２の出力電圧は１Ｖ未満であるため、直列に積層することで高い電圧を発生させることができる。

一般的に、アノードセパレータ板およびカソードセパレータ板の材料は、カーボン板、または貴金属メッキを表面に施した金属板など、電気伝導度が高く、ガス透過性の無い材料が用いられている。以下の説明ではカーボン板を例に挙げる。
また、一般的に、アノードガス拡散電極とカソードガス拡散電極は、カーボンペーパーを用いることが多いが、カーボンクロス、カーボンフェルトを用いることもある。
また、一般的に、アノード触媒層として、白金ルテニウム合金微粒子を担持したカーボン粒子が用いられており、カソード触媒層として、白金微粒子を担持したカーボン粒子が用いられている。固体高分子電解質膜は、プロトン伝導性を有するナフィオン（商標登録）などからなり、この膜によって電子とガスを隔絶すると同時に、プロトンが伝達することができる。

次に、実施の形態１に係わるアノードセパレータ板１０について図２を参照して説明する。
一般的に、セル２はその中央部に燃料がイオン化されてプロトンが生成され、そのプロトンが固体高分子電解質膜内を伝達し、酸素と結合して水が生成されるとともに発電される発電部が配置され、セル２の周縁部には燃料、空気、冷却水が分配され、使用後回収されるマニホールドが設けられている。
そして、アノードセパレータ板１０は、図２に示すように、矩形のカーボン板である。カーボン板の４辺の内、相対する２辺のマニホールド辺１１ａ、１１ｂに沿うようにマニホールドが設けられている。マニホールドは、カーボン板の１つの隅からマニホールド辺１１ａに沿うようにしてカーボン板を板厚方向に貫通する燃料入口マニホールド１２、燃料入口マニホールド１２に対してカーボン板の中心点を中心として点対称の隅から他のマニホールド辺１１ｂに沿うようにしてカーボン板を板厚方向に貫通する燃料出口マニホールド１３、燃料出口マニホールド１３に隣接して他のマニホールド辺１１ｂに沿うようにしてカーボン板を板厚方向に貫通する中間マニホールド１４からなる。

また、マニホールドは、中間マニホールド１４に隣接して他のマニホールド辺１１ｂに沿うようにしてカーボン板を板厚方向に貫通する冷却水入口マニホールド１５、冷却水入口マニホールド１５に隣接して他のマニホールド辺１１ｂに沿うようにしてカーボン板を板厚方向に貫通する空気入口マニホールド１６からなる。
また、マニホールドは、燃料入口マニホールド１２に隣接してマニホールド辺１１ａに沿うようにしてカーボン板を板厚方向に貫通する冷却水出口マニホールド１７、冷却水出口マニホールド１７に隣接してマニホールド辺１１ａに沿うようにしてカーボン板を板厚方向に貫通する空気出口マニホールド１８からなる。

そして、カーボン板の表面には、並行し、マニホールド辺１１ａ、１１ｂ方向に蛇行して燃料入口マニホールド１２から中間マニホールド１４まで延びる上流側流路群２０、蛇行して中間マニホールド１４から燃料出口マニホールド１３まで延びる下流側流路群２１が切削加工またはモールド成型により形成されている。なお、上流側流路群２０と下流側流路群２１において、それぞれ複数の流路間の圧力損失を同一にするため、長い流路の断面積を短い流路の断面積より大きくすることにより圧力損失が同じになるようにしている。
そして、上流側流路群２０の長さとして、８本の流路のうちの中央の２本の流路の長さの平均を採用した。また、下流側流路群２１の長さとして、６本の流路のうちの中央の２本の流路の長さの平均を採用した。なお、流路の長さは、流路の幅の中心線に沿って計測したものである。

上流側流路群２０は、８本の流路が束ねられたものであり、図２に示すように、燃料入口マニホールド１２からカーボン板のマニホールド辺１１ａ、１１ｂ以外の流路辺２２ａ、２２ｂに平行に図２上で右手方向に延ばされ、空気入口マニホールド１６の手前で直角に折り曲げられてマニホールド辺１１ｂに平行に延ばされ、すぐに直角に折り曲げられて流路辺２２ａに平行に左手方向に延ばされ、冷却水出口マニホールド１７の手前で直角に折り曲げられてマニホールド辺１１ａに平行に延ばされ、すぐに直角に折り曲げられて流路辺２２ａに平行に右手方向に延ばされて中間マニホールド１４に接続されている。

下流側流路群２１は、６本の流路が束ねられたものであり、中間マニホールド１４から流路辺２２ａに平行に左手方向に延ばされ、空気出口マニホールド１８の手前で直角に折り曲げてマニホールド辺１１ａに平行に延ばされ、すぐに直角に折り曲げられて流路辺２２ａに平行に右手方向に延ばされて燃料出口マニホールド１３に接続されている。
なお、上流側流路群２０が８本、下流側流路群２１が６本の流路からなるとして説明するが、流路の本数は同数であってもかまわない。

このような上流側流路群２０を流れる燃料は、燃料入口マニホールド１２から流路辺２２ａの長さを１．５往復流れてから中間マニホールド１４に流れ込み、燃料は混ざり合う。
また、下流側流路群２１を流れる燃料は、流路辺２２ａの長さを１往復流れてから燃料出口マニホールド１３に流れ込む。

次に、固体高分子形燃料電池１の運転方法について説明する。
集電板４に負荷用の図示しない電流ケーブルを接続して電流を流し、そのときの固体高分子形燃料電池１の電圧を測定する。また、積層したセル２の個々の電圧もモニターすることで電圧のばらつきも測定する。
燃料は、一酸化炭素１０ｐｐｍ、２５％二酸化炭素、残り水素の天然ガス改質ガスを模擬したガスを流した。燃料利用率は４０％から９５％までの範囲で変化させて電池電圧の燃料利用率依存性を測定する。
一方、酸素は大気中の空気から利用し、バブリング式の加湿器を通すことで空気を加湿してブロワーで固体高分子形燃料電池１に供給する。燃料も同様に加湿して固体高分子形燃料電池１に供給する。
また、発生する熱を冷却水で除去することで、発電運転中の電池スタック３の温度を７５℃一定になるように制御して運転を行う。

次に、中間マニホールド１４を設置する位置について説明する。
燃料利用率をＵｆ（％）、複数のアノードセパレータ板１０における圧力損失のばらつきをＹ（％）とする。ただし、このばらつきＹには膜・電極接合体（ＭＥＡ）やガス拡散電極によるばらつきを含む。圧力損失のばらつきＹは、積層する複数のアノードセパレータ板１０の平均圧力損失に対する最大圧力損失と平均圧力損失との差に相当し、ガス拡散層を含んだ圧力損失のバラツキである。中間マニホールド１４の位置を燃料入口マニホールド１２からの流路に沿って測られた距離Ａで表し、距離Ａは有効電極面積の入口からの割合と等価である。距離Ａの満たすべき条件は、中間マニホールド１４より上流側の上流側流路群２０において水素濃度がゼロにならないという条件と、中間マニホールド１４より下流側の下流側流路群２１において燃料欠乏にならないという条件との２つであり、それから式（１）の関係式が導かれる。

１００（Ｙ＋Ｕｆ−１００）/Ｙ/Ｕｆ＜Ａ＜（１００−Ｙ）/Ｕｆ（１）

そして、圧力損失のばらつきＹが３０％のアノードセパレータ板１０を用いた電池スタック３を燃料利用率Ｕｆを９０％として運転するとき、式（１）から導かれる距離Ａの範囲は流路全長を１としたとき、０．７４から０．７８の範囲である。このように圧力損失のばらつきが３０％であっても、０．７４から０．７８の位置に中間マニホールド１４を設ければ、下流側流路群２１において燃料欠乏にならない。すなわち、圧力損失のばらつきに基づいて中間マニホールド１４を設ける位置を求めれば、燃料を効率よく利用することができ、また、アノードセパレータ板１０のコストを下げることができる。

また、通常の加工により得られる圧力損失のばらつきＹが２０％のアノードセパレータ板１０を用いた電池スタック３を燃料利用率Ｕｆを９０％として運転するとき、距離Ａの範囲は、流路全長を１としたとき、０．５５から０．８９の範囲である。このように、圧力損失のばらつきＹの小さなアノードセパレータ板１０を作製すれば距離Ａの範囲はより広くなる。

次に、中間マニホールド１４の位置が異なるアノードセパレータ板１０を作製して平均電池電圧の燃料利用率依存性を確かめた。図３は、平均電池電圧の燃料利用率依存性を示したグラフである。なお、燃料利用率を変化させるということは燃料流量を変化させた運転をすることであり、高燃料利用率ほど燃料流量が少ない運転に相当する。
流路の全長を１００％としたとき、中間マニホールド１４の位置を燃料入口マニホールド１２から７５％と３０％としたアノードセパレータ板１０を用いた電池スタック３をそれぞれ実施例１と比較例１とする。また、中間マニホールド１４が設けられていないアノードセパレータ板１０を用いた電池スタック３を比較例２とする。
そして、比較例１のように流路の全長のうち上流側に中間マニホールド１４が設けられていても、中間マニホールド１４が設けられていない比較例２と同様に、高燃料利用率において平均電池電圧が大きく低下してしまう。一方、実施例１のように流路の全長のうち下流側に中間マニホールド１４が設けられていると、燃料利用率が高くなっても平均電池電圧の低下は見られない。

このような固体高分子形燃料電池１は、流路の途中で流路を流れてきた燃料を一旦集めて均圧化させる中間マニホールド１４が圧力損失のばらつきに基づく位置に設けられているので、下流域のガス分配を均一化させることができ、電池特性の安定性に悪影響を及ぼす燃料欠乏を防ぐことができる。
すなわち、アノードセパレータ板１０の流路の幅、深さなどは寸法加工精度の範囲でばらつくので、複数のアノードセパレータ板１０の間で流路を燃料が流れるときに起こる圧力損失にばらつきが生じる。そして、圧力損失のばらつきは、固体高分子形燃料電池１において、ガス分配の不均一さの原因となる。そこで、中間マニホールドを流路の下流側に設けることにより、複数のアノードセパレータ板１０の間での圧力損失のバラツキを抑制することができる。

次に、中間マニホールド１４を流路の全長の０．５５〜０．９の範囲の位置に配置するとき、空気入口マニホールド１６、空気出口マニホールド１８、冷却水入口マニホールド１５、冷却水出口マニホールド１７と重ならないようにしなければならない。中間マニホールド１４と燃料出口マニホールド１３との間の長さが流路辺２２ａの長さだけのとき、中間マニホールド１４が空気出口マニホールド１８に重なってしまうので、少なくとも中間マニホールド１４から燃料出口マニホールド１３の間の下流側流路群２１は、流路辺２２ａの長さを１往復することが必要である。

そして、上流側流路群２０の長さが下流側流路群２１より長くしなければならないので、少なくとも上流側流路群２０は、流路辺２２ａの長さを１．５往復することが必要である。さらに、流路間の圧力損失を合わせるためには燃料入口マニホールド１２の位置と対角の位置に中間マニホールド１４を配置することが望ましい。ゆえに、上流側流路群２０は、流路辺２２ａの長さを１．５往復または２．５往復することで上述の条件を満足することができる。図２には、上流側流路群２０が流路辺２２ａの長さを１．５往復しているアノードセパレータ板１０を、図４には、上流側流路群２０が流路辺２２ａの長さを１．５往復しているアノードセパレータ板１０を示している。

このような固体高分子形燃料電池は、上流側流路群２０を１．５往復または２．５往復蛇行することにより空気入口マニホールド１６、空気出口マニホールド１８、冷却水入口マニホールド１５、冷却水出口マニホールドの隙間に中間マニホールド１４を配置することができ、セパレータ板面内に効率よく燃料、空気、冷却水用の３種類のマニホールドを配置することが可能になり、アノードセパレータ板１０をコンパクトにすることができる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係わる固体高分子形燃料電池のアノードセパレータ板１０Ｂの平面図である。図４では、アノードセパレータ板１０Ｂの燃料流路が示されている。
実施の形態２に係わるアノードセパレータ板１０Ｂは、実施の形態１に係わるアノードセパレータ板１０と中間マニホールド１４Ｂの形状が異なり、その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態２に係わる固体高分子形燃料電池１は、セル２の積層方向が地面に対して水平になるように設置される。そして、このように設置された固体高分子形燃料電池１の中で、アノードセパレータ板１０Ｂの燃料入口マニホールド１２が上部に、燃料出口マニホールド１３が下部に位置するように配置されている。
そして、アノードセパレータ板１０Ｂの中間マニホールド１４Ｂは、燃料出口マニホールド１３に隣接してマニホールド辺１１ｂに沿うように設けられている。

固体高分子形燃料電池１の流路内では、反応生成水が生成されるので、流路の下流域ほど水分濃度が高くなり、流路下流側に設けられている中間マニホールド１４Ｂの中はガスの相対湿度が１００％を越える。そのため、凝縮した水が複数の流路のうち下側の流路の入口を塞いでしまうので、各流路に均等にガスを供給することが困難になる。

そこで、この中間マニホールド１４Ｂは、図５に示すように、下部に凝縮水溜り２５が設けられていると、流路の途中で凝縮した水を溜め、それより下流側の流路に水が不規則に流れることを防ぐことができ、凝縮水溜まり２５を設けて凝縮水を取り除くことで下流側に均等にガスを分配することができる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係わる固体高分子形燃料電池の側面図である。
実施の形態１に係わる固体高分子形燃料電池１では、中間マニホールド１４は集電板４により外側に向いて閉鎖されているが、実施の形態３に係わる固体高分子形燃料電池１Ｃでは中間マニホールド１４に水排出管２７が連結されていることが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態３に係わる固体高分子形燃料電池１Ｃでは、図６に示すように、正極側の集電板４、絶縁板５、押さえ板６の中間マニホールド１４に対応する位置に孔が開けられている。そして、固体高分子形燃料電池１Ｃの外側に一端が押さえ板６の穴に連結され、他端に開閉弁２８が設けられている水排出管２７が備えられている。そして、中間マニホールド１４内で凝縮した水が燃料のガス圧によりこの水排出管２７に押し出されて、所定の時間に亘って開閉弁２８を開放して凝縮した水を排出することができる。

このような固体高分子形燃料電池１Ｃは、中間マニホールド１４に連なった水排出管２７が備えられ、中間マニホールド１４に溜まった水を強制的に排出することができるので、溜まった水が流路を塞いでしまうことを防止できる。
なお、正極側に水排出管２７を接続しているが、負極側に接続してもよい。

実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係わる固体高分子形燃料電池の側面図である。
実施の形態４に係わる固体高分子形燃料電池１Ｄは、実施の形態３に係わる固体高分子形燃料電池１Ｃと水排出管２７Ｄが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態４に係わる水排出管２７Ｄは、下方に向いたＵ字管２９と上方に向いたＵ字管３０とが連結されて構成されている。このような水排出管２７Ｄを備えると、その途中に排水された水の一部を継続して溜めることが可能となり、電池スタック３と外界とを隔離することができる。

中間マニホールド１４内は水素環境にあるため、外界とのガスシール性が特に重要である。実際には電池スタック３の内部の中間マニホールド１４の内圧力が１９６０Ｐａだったのでの液面差が２００ｍｍ以上得られるような寸法の配管とした。凝縮して排出した水は継続して水排出管２７Ｄに流れ込み、液面差が２００ｍｍで定常状態となった。これにより、凝縮水の連続した排出を簡便な装置で行なうことができる。

この発明の実施の形態１に係わる固体高分子形燃料電池の側面図である。実施の形態１に係わるアノードセパレータ板の平面図である。実施の形態１の電池スタックの平均電池電圧の燃料利用率依存性を示したグラフである。実施の形態１に係わる他のアノードセパレータ板の平面図である。この発明の実施の形態２に係わるアノードセパレータ板の平面図である。この発明の実施の形態３に係わる固体高分子形燃料電池の側面図である。この発明の実施の形態４に係わる固体高分子形燃料電池の側面図である。

符号の説明

１、１Ｃ、１Ｄ固体高分子形燃料電池、２セル、３電池スタック、４集電板、５絶縁板、６押さえ板、１０、１０Ｂアノードセパレータ板、１１ａ、１１ｂマニホールド辺、１２燃料入口マニホールド、１３燃料出口マニホールド、１４、１４Ｂ中間マニホールド、１５冷却水入口マニホールド、１６空気入口マニホールド、１７冷却水出口マニホールド、１８空気出口マニホールド、２０上流側流路群、２１下流側流路群、２２ａ、２２ｂ流路辺、２７、２７Ｄ水排出管、２８開閉弁、２９、３０Ｕ字管。

Claims

平行な辺の間を蛇行する平行な複数の流路からなる流路群が設けられている複数の燃料電池用セパレータ板を具備する固体高分子形燃料電池において、
上記燃料電池用セパレータ板は、
流体が上記流路を流れるときに受ける圧力損失の上記複数の燃料電池用セパレータにおけるばらつきに基づいて求められる上記流路群の途中で燃料欠乏が起こらない位置に上記流体を集合し、均一化する中間マニホールドが設けられていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。
上記燃料電池用セパレータ板は、
上記流路群の両端に接続されている入口マニホールドおよび出口マニホールドが設けられ、
上記中間マニホールドより上流に配設されている流路群が上記平行な辺の間を１．５往復または２．５往復して上記入口マニホールドに接続され、かつ上記中間マニホールドより下流に配設されている流路群が上記平行な辺の間を１往復して上記出口マニホールドに接続されていることを特徴とする請求項１に記載する固体高分子形燃料電池。
上記中間マニホールドは、流体中から凝縮した水を一時的に溜めるための窪みが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載する固体高分子形燃料電池。
上記中間マニホールドは、上記固体高分子形燃料電池の外側面の開口に連通されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載する固体高分子形燃料電池。
上記外側面の開口から延ばされ、垂直下方に折り曲げられてから上方に折り返され、再度下方に折り返され、垂直下方に折り曲げられる部分の先方と再度下方に折り返される部分の手前との間が水で満たされている水排出管が備えられていることを特徴とする請求項４に記載する固体高分子形燃料電池。