JP2008103197A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】部分的に水が溜まるのを効果的に防止することができ、発電性能の向上および小型化が可能な燃料電池を提供する。
【解決手段】本発明に係る燃料電池は、セパレータ８、１０に互いに平行となるように直線状に形成された複数の反応ガス流路７、９と、この反応ガス流路７、９の間を仕切る複数のリブ部１１、１２が設けられ、少なくとも一つのセパレータ１０に設けられたリブ部１２に、複数の反応ガス流路９に対して直角でない所定の角度を成して反応ガス流路９同士を連通し、親水性の壁面を有する複数の横溝３０が形成されていることを特徴とするものである。
【選択図】図３

Description

本発明は燃料電池に関し、特にガス拡散層等に水分が溜まるのを防止して、効率のよい発電を行うことのできる燃料電池に関する。

燃料電池は電解質膜を燃料極と酸化剤極によって挟み、燃料極に燃料ガス、酸化剤極に酸化剤ガスを供給することによって発電を行う。例えば自動車用途においては電解質膜として、一般的には水素イオン導電性を有する固体高分子電解質膜を利用する場合が多い。また、燃料ガスとして水素、酸化剤ガスとして空気を燃料電池に供給すると、以下のような反応が起こる。

燃料極：２Ｈ₂ → ４Ｈ⁺ ＋ ４ｅ^- ・・・式（１）
酸化剤極：Ｏ₂ ＋ ４Ｈ⁺ ＋ ４ｅ^- → ２Ｈ₂Ｏ ・・・式（２）
したがって燃料電池は副生成物として水しか排出しないため、内燃機関のような二酸化炭素など地球環境に対するダメージを与える物質を放出しないといった利点がある。

このような固体高分子型の燃料電池では、燃料ガスおよび酸化剤ガスを燃料極および酸化剤極に供給するための反応ガス流路に水が溜まることにより、燃料電池の出力が低下したり不安定になる（フラッディングと呼ばれる）という問題点があった。

このため従来の固体高分子電解質型燃料電池では、セパレータに形成される反応ガス流路を燃料ガスまたは酸化剤ガスが平行に流れる縦溝と、この縦溝と直交する横溝から形成し、横溝において燃料ガスまたは酸化剤ガスに含まれる水分を凝縮させて、縦溝に水滴が溜まり燃料ガスまたは酸化剤ガスの流れが阻害されるのを防止するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１７６４５７号公報（図２、図３）

しかし、従来の固体高分子電解質型燃料電池では（例えば、特許文献１参照）、セパレータにおいて反応ガス流路を仕切るリブ部と、燃料極または酸化剤極の外側のガス拡散層との接合部に溜まる水を除去することが困難であり、十分に発電性能を向上させることができず、燃料電池のサイズが大型化してしまうという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、セパレータにおいて反応ガス流路を仕切るリブ部と、燃料極または酸化剤極の外側のガス拡散層との接合部に溜まる水を効果的に除去することができ、発電性能の向上および小型化が可能な燃料電池を提供することを目的とする。

本発明に係る燃料電池は、電解質膜と、この電解質膜の両側に設けられた２つの電極層と、この電極層の外側に配置された２つのガス拡散層と、この２つのガス拡散層の両側に接合された２つのセパレータと、を備えた単位セルを複数積層することにより構成された燃料電池において、前記セパレータには、互いに平行となるように直線状に形成された複数の反応ガス流路と、この反応ガス流路の間を仕切る複数のリブ部が設けられ、少なくとも一つのセパレータに設けられた前記リブ部に、前記複数の反応ガス流路に対して直角でない所定の角度を成して前記反応ガス流路同士を連通し、親水性の壁面を有する複数の横溝が形成されていることを特徴とするものである。

本発明に係る燃料電池は、少なくとも一つのセパレータに設けられたリブ部に、複数の反応ガス流路に対して直角でない所定の角度を成して反応ガス流路同士を連通し、親水性の壁面を有する複数の横溝が形成されているため、リブ部とガス拡散層との接合部に溜まる水を親水性の横溝が毛管現象により吸い上げ、この部分に溜まる水分を除去する。このため、燃料電池が高出力で駆動しているときでもリブ部とガス拡散層との接合部に面する電極層への反応ガスの通り道を確保することができ、フラッディングの防止、発電性能の向上および燃料電池の小型化が可能となる。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る燃料電池の基本構成を図１および図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る燃料電池の単位セル１の概略を示す部分断面図である。本発明の実施形態１に係る燃料電池は単位セル１を例えば１００から２００枚積層して構成する。

単位セル１は、固体高分子電解質膜（以下、電解質膜とする）２と、電解質膜２を両側から挟持するアノード触媒層（電極層）３とカソード触媒層（電極層）４と、アノード触媒層３の外側に設けたアノードガス拡散層（ガス拡散層）５と、カソード触媒層４の外側に設けたカソードガス拡散層（ガス拡散層）６とを備える。また、アノードガス拡散層５の外側に設けられ、複数の水素流路（反応ガス流路）７を有するアノードセパレータ（第１のセパレータ）８と、カソードガス拡散層６の外側に設けられ、複数の空気流路（反応ガス流路）９を有するカソードセパレータ（第２のセパレータ）１０を備える。さらにアノードセパレータ８、カソードセパレータ１０には、水素流路７、空気流路９の間にリブ部１１、リブ部１２が設けられている。このリブ部１１、リブ部１２により、水素流路７、空気流路９がそれぞれ複数の反応ガス流路に仕切られている。複数の空気流路９は、後述する空気導入マニホールド２０側から空気排出マニホールド２１側に延び、互いに平行となるように直線状に形成されている（図２参照）。なお、複数の水素流路７もアノードセパレータ８において互いに平行となるように直線状に形成されている。

本発明では、電解質膜２とアノード触媒層３とカソード触媒層４とアノードガス拡散層５とカソードガス拡散層６が、膜電極複合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１３を構成している。

アノード触媒層３、カソード触媒層４は、例えば白金などの触媒をカーボンブラック等に担持させて構成する。アノードガス拡散層５、カソードガス拡散層６は、導電性の多孔質材料からなり、例えばカーボンペーパーやカーボンクロスによって構成する。また本発明では、アノードセパレータ８、カソードセパレータ１０をカーボンから構成するものとするが、アノードセパレータ８、カソードセパレータ１０を貴金属メッキした金属等から構成するようにしてもよい。

図２は、単位セル１を構成する電解質膜２側から見たカソードセパレータ１０の正面図である。図２ではカソード触媒層４、カソードガス拡散層６を配置し、発電を行う領域（反応面）を斜線部２８で示している。なおアノードセパレータ８は、カソードセパレータ１０の裏表および左右を逆転した構造であるものとする。

カソードセパレータ１０は、カソードガス拡散層６と対峙する面に空気（酸化剤ガス）が流れる空気流路９を備え、空気流路９に空気を供給する空気導入マニホールド２０と、単位セル１における発電反応に使用されなかった空気を空気流路９から排出する空気排出マニホールド２１を備える。空気流路９と空気導入マニホールド２０はディフューザー２２によって連結し、空気流路９と空気排出マニホールド２１はディフューザー２３によって連結している。

また、カソードセパレータ１０は、アノードセパレータ８に設けた水素流路７に水素（燃料ガス）を導入する水素導入マニホールド２４と、単位セル１における発電反応に使用されなかった水素を水素流路７から排出する水素排出マニホールド２５とを備える。さらに、冷却水流路に冷却水を導入するための冷却水導入マニホールド２６と、冷却水流路から冷却水を排出するための冷却水排出マニホールド２７とを備える。

図３は、本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０を示した拡大図である。図３において、図３（ａ）はカソードセパレータ１０の一部を電解質膜２側から見た拡大正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のカソードセパレータ１０の一部の側面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のｃ−ｃ断面図である。

図３（ａ）に示すようにカソードセパレータ１０には、互いに平行となるように直線状に形成された複数の空気流路９と、空気流路９を仕切る複数のリブ部１２が設けられている。また本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０のリブ部１２には、空気流路９に対して直角でない所定の角度αを成して隣り合う空気流路９同士を連通する複数の横溝３０が設けられている。なお本実施形態では、横溝３０がカソードセパレータ１０の上流部から下流部の全領域に亘って設けられているものとする。横溝３０の壁面は親水性を有しており、リブ部１２とカソードガス拡散層６の接合部１４（図１参照）に溜まる水を毛管現象により吸い上げる機能を有する。リブ部１２とカソードガス拡散層６の接合部１４に水が溜まると、この部分に面するカソード触媒層４に十分な空気が供給されなくなり、燃料電池の出力が低下したり不安定になる（フラッディング）が、横溝３０はリブ部１２とカソードガス拡散層６の接合部１４に溜まる水を吸い上げ、随時空気流路９に排出することによりフラッディングが発生するのを防止する。

また横溝３０に吸い上げられてある空気流路９に溜まった水は、空気流路９の圧力差によって隣の空気流路９に排出される。例えば空気流路９ａに水が溜まった場合には、空気流路９ａの圧力が上がるため、その水が隣の空気流路９ｂに微細な液滴となって排出される。またそれ以外にも横溝３０によって吸い上げられた水は、蒸発によって横溝３０の端部から空気流路９へ排出される。

本実施形態では、空気流路９と横溝３０の成す角度αを６０度以下（０度より大きい）としている。これにより、横溝３０を空気流路９に対して直角に設けた場合よりも大きな溝体積を得ることができる。なおここで空気流路９と横溝３０の成す角度αとは、空気流路９と横溝３０の成す角の鋭角側の角度をいうものとする。また空気流路９と横溝３０の成す角度αは、横溝３０ごとに異なっていてもよい。

また本実施形態では横溝３０の幅を１から１０００μｍ（数μｍから数百μｍ）という狭い幅に設定して、十分な毛管現象が得られるようにしている。

さらに本実施形態では横溝３０の壁面の親水性を、カソードガス拡散層６の表面、リブ部１２の表面および空気流路９の壁面の親水性よりも高くしている。これにより、毛管現象による十分な水分除去機能を確保することが可能となる。なお横溝３０の壁面は、親水性物質を塗布することなどにより親水性を持たせることができる。

本実施形態では、カソードセパレータ１０のリブ部１２に横溝３０を設けているが、アノードセパレータ８のリブ部１１にも同様の横溝を設けることができる。

本実施形態に係る燃料電池では、カソードセパレータ１０に設けられたリブ部１２に、複数の空気流路９に対して直角でない所定の角度αを成して空気流路９同士を連通し、親水性の壁面を有する複数の横溝３０が形成されているため、リブ部１２とカソードガス拡散層６との接合部１４に溜まる水を親水性の横溝３０が毛管現象により吸い上げ、この部分に溜まる水分を除去する。このため、燃料電池が高出力で駆動しているときでもリブ部１２とカソードガス拡散層６との接合部１４に面するカソード触媒層４への空気の通り道を確保することができ、フラッディングの防止、発電性能の向上および燃料電池の小型化が可能となる。

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係る燃料電池のカソードセパレータ１０を示した拡大図である。図４において、図４（ａ）はカソードセパレータ１０の一部を電解質膜２側から見た拡大正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のカソードセパレータ１０の一部の側面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のｃ−ｃ断面図である。なお本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０は、以下に示す点を除いて実施形態１に係る燃料電池のカソードセパレータ１０と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０のリブ部１２には、空気流路９に対して直角でない所定の角度αを成して隣り合う空気流路９同士を連通する複数の横溝３０がリブ部１２において交差するように設けられている。また実施形態１と同様に、横溝３０の壁面は親水性を有しており、リブ部１２とカソードガス拡散層６の接合部１４（図１参照）に溜まる水を毛管現象により吸い上げる機能を有する。

本実施形態に係る燃料電池では、カソードセパレータ１０のリブ部１２に横溝３０を交差するように設けているため、実施形態１に係る燃料電池のカソードセパレータ１０よりも更に効果的にリブ部１２とカソードガス拡散層６との接合部１４に溜まる水を除去することが可能となる。その他の効果については、実施形態１に係る燃料電池と同様である。

（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３に係る燃料電池のカソードセパレータ１０を示した拡大図である。図５において、図５（ａ）はカソードセパレータ１０の一部を電解質膜２側から見た拡大正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のカソードセパレータ１０の一部の側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のｃ−ｃ断面図である。なお本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０は、以下に示す点を除いて実施形態１に係る燃料電池のカソードセパレータ１０と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０は、複数のリブ部１２に空気流路９に対して直角でない所定の角度αを成して空気流路９同士を連通する複数の横溝３０が形成されている他に、空気流路９の底面に横溝３０同士を連通する第２の横溝３１が形成されている。言い換えると、リブ部１２の横溝３０が空気流路９の底面（図５（ｂ）において点線で示す）よりも深く形成されており、その横溝３０が空気流路９の底面まで延長されたものが第２の横溝３１となっている。また本実施形態では、横溝３０と第２の横溝３１がカソードセパレータ１０の幅方向に直線上に並んで形成されている。

このように横溝３０を第２の横溝３１で連結することにより大きな溝体積を得られるほか、リブ部１２とカソードガス拡散層６との接合部１４（図１参照）に多くの水が溜まった場合に、その他のリブ部１２に水を拡散させることにより溜まった水を効果的に除去することが可能となる。その他の効果については、実施形態１に係る燃料電池と同様である。

（実施形態４）
図６は、本発明の実施形態４に係る燃料電池のカソードセパレータ１０を示した拡大図である。図６において、図６（ａ）はカソードセパレータ１０の一部を電解質膜２側から見た拡大正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のカソードセパレータ１０の一部の側面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のｃ−ｃ断面図である。なお本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０は、以下に示す点を除いて実施形態３に係る燃料電池のカソードセパレータ１０と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０では実施形態３に係る燃料電池と同様に、リブ部１２に複数の横溝３０が設けられている他に空気流路９の底面に横溝３０同士を連通する第２の横溝３１が形成されている。また本実施形態では、直線上に並んだ横溝３０と第２の横溝３１が交差するように形成されている。なお本実施形態では、リブ部１２において横溝３０が交差するように形成されているが、空気流路９において第２の横溝３１が交差するように形成するようにしてもよい。

本実施形態に係る燃料電池では、横溝３０または第２の横溝３１がリブ部１２または空気流路９において交差するように設けているため、実施形態３に係る燃料電池のカソードセパレータ１０よりも更に効果的にリブ部１２とカソードガス拡散層６との接合部１４に溜まる水を除去することが可能となる。その他の効果については、実施形態３に係る燃料電池と同様である。

（実施形態５）
図７は、本発明の実施形態５に係る燃料電池のカソードセパレータ１０を示した拡大図である。図７において、図７（ａ）はカソードセパレータ１０の一部を電解質膜２側から見た拡大正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のカソードセパレータ１０の一部の側面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のｃ−ｃ断面図である。なお本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０は、以下に示す点を除いて実施形態４に係る燃料電池のカソードセパレータ１０と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０では、実施形態４に係る燃料電池と同様にリブ部１２に複数の横溝３０が設けられている他に、空気流路９の底面に横溝３０同士を連通する第２の横溝３１が形成されている。また本実施形態では、直線上に並んだ横溝３０と第２の横溝３１が交差するように形成されている。

また本実施形態では、リブ部１２に空気流路９と平行で複数の横溝３０と連通する縦溝３２が設けられている。この縦溝３２には空気が流れないため、横溝３０に溜まった水が縦溝３２を通って空気の下流側から上流側へ移動することが可能である。このため、水が溜まりやすい空気の下流側から水分が不足しやすい空気の上流側に移動し、空気の下流側のフラッディングを防止できるとともに、空気の上流側において水分が不足し発電性能が低下すること（ドライアウト）を防止することができる。その他の効果については、実施形態４に係る燃料電池と同様である。

（実施形態６）
図８は、本発明の実施形態６に係る燃料電池のカソードセパレータ１０を示した拡大図である。図８において、図８（ａ）はカソードセパレータ１０の一部を電解質膜２側から見た拡大正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のカソードセパレータ１０の一部の側面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のｃ−ｃ断面図である。なお本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０は、以下に示す点を除いて実施形態１に係る燃料電池のカソードセパレータ１０と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

本実施形態に係る燃料電池は、アノードセパレータ８を流れる水素（燃料ガス）とカソードセパレータ１０を流れる空気（酸化剤ガス）が、互いに同じ方向に流れるいわゆる並流型の燃料電池となっている（図１、図２参照）。また本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０には、実施形態１と同様にリブ部１２に親水性の壁面を持つ横溝３０が形成されている。本実施形態では、カソードセパレータ１０において複数の横溝３０の形成される密度が、空気の上流側よりも下流側で高くなっている。なおアノードセパレータ８のリブ部１１に横溝を形成する場合にも、水素の上流側よりも下流側で密度が高くなるようにするのが望ましい。

水素と酸素が互いに同じ方向に流れる並流型の燃料電池では、水素および酸素の上流側においてドライアウトが起こりやすく、下流側においてフラッディングが起こりやすい。このため、本実施形態のように複数の横溝３０が形成される密度を空気の上流側よりも下流側で高く設定することで、上流側でのドライアウトおよび下流側でのフラッディングを防止することが可能となる。その他の効果については、実施形態１に係る燃料電池と同様である。

（実施形態７）
図９は、本発明の実施形態７に係る燃料電池のカソードセパレータ１０を示した拡大図である。図９において、図９（ａ）はカソードセパレータ１０の一部を電解質膜２側から見た拡大正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のカソードセパレータ１０の一部の側面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のｃ−ｃ断面図である。なお本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０は、以下に示す点を除いて実施形態１に係る燃料電池のカソードセパレータ１０と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

本実施形態に係る燃料電池は、アノードセパレータ８を流れる水素（燃料ガス）とカソードセパレータ１０を流れる空気（酸化剤ガス）が、互いに反対方向に流れるいわゆる向流型の燃料電池となっている（図１、図２参照）。また本実施形態に係る燃料電池のカソードセパレータ１０には、実施形態１と同様にリブ部１２に親水性の壁面を持つ横溝３０が形成されている。本実施形態では、カソードセパレータ１０において複数の横溝３０の形成される密度が空気の流れの上流部および下流部よりも、空気の流れの上流部および下流部の中間にある中間部で高くなっている。なおアノードセパレータ８のリブ部１１に横溝を形成する場合にも、水素の流れの上流部および下流部よりも中間部で密度が高くなるようにするのが望ましい。

水素と酸素が互いに反対方向に流れる向流型の燃料電池では、水素および酸素の流れの上流部および下流部においてドライアウトが起こりやすく、中間部においてフラッディングが起こりやすい。このため、本実施形態のように複数の横溝３０が形成される密度を空気の流れの上流部および下流部よりも中間部で高く設定することで、上流部および下流部でのドライアウトおよび中間部でのフラッディングを防止することが可能となる。その他の効果については、実施形態１に係る燃料電池と同様である。

なお本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。例えば、実施形態５で示した縦溝３２を他の実施形態に係る燃料電池に適用してもよい。また、実施形態６および実施形態７で示したセパレータの部位によって横溝３０の密度を変化させた燃料電池を、他の実施形態に係る燃料電池に適用してもよい。

本発明の実施形態１に係る燃料電池の単位セルの概略を示す部分断面図である。 電解質膜側から見たカソードセパレータの正面図である。 実施形態１に係る燃料電池のカソードセパレータを示した拡大図である。 実施形態２に係る燃料電池のカソードセパレータを示した拡大図である。 実施形態３に係る燃料電池のカソードセパレータを示した拡大図である。 実施形態４に係る燃料電池のカソードセパレータを示した拡大図である。 実施形態５に係る燃料電池のカソードセパレータを示した拡大図である。 実施形態６に係る燃料電池のカソードセパレータを示した拡大図である。 実施形態７に係る燃料電池のカソードセパレータを示した拡大図である。

符号の説明

１ 単位セル
２ 電解質膜
３ アノード触媒層
４ カソード触媒層
５ アノードガス拡散層
６ カソードガス拡散層
７ 水素流路
８ アノードセパレータ
９ 空気流路
１０ カソードセパレータ
１１、１２ リブ部
１３ 膜電極複合体
１４ 接合部
２０ 空気導入マニホールド
２１ 空気排出マニホールド
２２、２３ ディフューザー
２４ 水素導入マニホールド
２５ 水素排出マニホールド
２６ 冷却水導入マニホールド
２７ 冷却水排出マニホールド
３０ 横溝
３１ 第２の横溝
３２ 縦溝

Claims (10)

1. 電解質膜と、この電解質膜の両側に設けられた２つの電極層と、この電極層の外側に配置された２つのガス拡散層と、この２つのガス拡散層の両側に接合された２つのセパレータと、を備えた単位セルを複数積層することにより構成された燃料電池において、
   前記セパレータには、互いに平行となるように直線状に形成された複数の反応ガス流路と、この反応ガス流路の間を仕切る複数のリブ部が設けられ、
   少なくとも一つのセパレータに設けられた前記リブ部に、前記複数の反応ガス流路に対して直角でない所定の角度を成して前記反応ガス流路同士を連通し、親水性の壁面を有する複数の横溝が形成されていることを特徴とする燃料電池。
2. 前記複数の横溝は、前記リブ部において交差するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
3. 前記複数の反応ガス流路の底面に、前記リブ部に設けられた横溝同士を連通する第２の横溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
4. 前記横溝または前記第２の横溝は、前記リブ部または前記反応ガス流路において交差するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。
5. 前記リブ部に、前記反応ガス流路と平行で前記複数の横溝と連通する縦溝が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の燃料電池。
6. 一方の前記電極層に燃料ガスを供給するための複数の反応ガス流路が形成された第１のセパレータと、他方の前記電極層に酸化剤ガスを供給するための複数の反応ガス流路が形成された第２のセパレータと、を備え、前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスは前記第１および第２のセパレータにおいて互いに同じ方向に流れ、少なくとも一方のセパレータにおいて前記複数の横溝が形成される密度が、前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスの上流側よりも下流側で高くなっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の燃料電池。
7. 一方の前記電極層に燃料ガスを供給するための複数の反応ガス流路が形成された第１のセパレータと、他方の前記電極層に酸化剤ガスを供給するための複数の反応ガス流路が形成された第２のセパレータと、を備え、前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスは前記第１および第２のセパレータにおいて互いに反対方向に流れ、少なくとも一方のセパレータにおいて前記複数の横溝が形成される密度が、前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスの上流部および下流部よりも、前記燃料ガスおよび酸化剤ガスの上流部および下流部の中間にある中間部で高くなっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の燃料電池。
8. 前記横溝の壁面の親水性は、前記ガス拡散層の表面、前記リブ部の表面および前記反応ガス流路の壁面の親水性よりも高いことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の燃料電池。
9. 前記複数の反応ガス流路と前記複数の横溝の成す角度が６０度以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の燃料電池。
10. 前記横溝の幅が１から１０００μｍであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の燃料電池。