JP2008293696A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ガス連通孔からセパレータの外部に燃料ガスが漏れ出ることを確実に阻止することを可能にする。
【解決手段】燃料電池１０は、電解質膜・電極構造体１２を第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６で挟持する。燃料電池１０の長辺方向の上端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと燃料ガス供給連通孔２０ａとが設けられる。燃料ガス供給連通孔２０ａは、酸化剤ガス供給連通孔１８ａの内方に配置されるとともに、前記酸化剤ガス供給連通孔１８ａは、前記燃料ガス供給連通孔２０ａの外方を略コの字状に周回する。燃料ガス供給連通孔２０ａは、燃料ガスシール部４６ｂ、４８ｅ等により周回されており、前記燃料ガスシール部４６ｂ、４８ｅ等から漏れた燃料ガスは、酸化剤ガス供給連通孔１８ａに排出されるため、燃料電池１０の外部に漏れ出すことを阻止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と、前記電解質・電極構造体を挟持する一対のセパレータとを備え、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体をセパレータ面方向に流す燃料ガス流路、酸化剤ガス流路及び冷却媒体流路と、前記燃料ガス、前記酸化剤ガス及び前記冷却媒体を積層方向に流通させる燃料ガス連通孔、酸化剤ガス連通孔及び冷却媒体連通孔とが形成される燃料電池に関する。

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数（例えば、数十〜数百）の発電セルを積層することにより、車載用燃料電池スタックとして使用されている。

上記の燃料電池には、セパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード側電極に対向して酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。さらに、セパレータの周縁部には、前記セパレータの積層方向に貫通して、燃料ガス流路に連通する燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔と、酸化剤ガス流路に連通する酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔とが形成されている。また、セパレータ間には、電解質膜・電極構造体を冷却するための冷却媒体流路が設けられるとともに、前記セパレータの積層方向に貫通して、前記冷却媒体流路に連通する冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔が形成されている。

この場合、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体は、所望のシール性を維持する必要がある。このため、通常、セパレータには、シール部材が一体又は別体に設けられている。例えば、特許文献１に開示されている燃料電池は、図１０に示すように、セパレータ１を備えている。

このセパレータ１には、燃料ガス入口マニホールド２ａと燃料ガス出口マニホールド２ｂとが上下の一方の対角位置に対応して設けられるとともに、酸化剤ガス入口マニホールド３ａと酸化剤ガス出口マニホールド３ｂとが、同様に、上下の他方の対角位置に対応して設けられている。燃料ガス側セパレータ１の左右には、冷却水入口マニホールド４ａと冷却水出口マニホールド４ｂとが設けられている。

マニホールド１の酸化剤ガス側の面には、図示しないが、酸化剤ガス入口マニホールド３ａと酸化剤ガス出口マニホールド３ｂとを連通する蛇行形状の酸化剤ガス流路溝が形成されている。一方、セパレータ１の冷却水側の面には、冷却水入口マニホールド４ａと冷却水出口マニホールド４ｂとを連通する蛇行形状の冷却水流路溝５が形成されている。

セパレータ１の冷却水側の面には、ガスケットライン６が形成されるとともに、このガスケットライン６にガスケット７が配設されている。ガスケット７は、冷却水入口マニホールド４ａ及び冷却水出口マニホールド４ｂを冷却水流路溝５に連通するとともに、燃料ガス入口マニホールド２ａ、燃料ガス出口マニホールド２ｂ、酸化剤ガス入口マニホールド３ａ及び酸化剤ガス出口マニホールド３ｂをシールする機能を有している。

特開２００５−１７４８７５号公報

しかしながら、上記の特許文献１では、特に、燃料ガス入口マニホールド２ａ及び燃料ガス出口マニホールド２ｂが、ガスケット７を構成するシール部分７ａにより遮蔽されているだけである。このため、燃料ガス入口マニホールド２ａ及び燃料ガス出口マニホールド２ｂを流れる燃料ガスが、シール部分７ａを越えてセパレータ１の外部に漏れるという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、燃料ガス連通孔のシール部分からセパレータの外部に燃料ガスが漏れることを確実に阻止することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。

本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と、前記電解質・電極構造体を挟持する一対のセパレータとを備え、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体をセパレータ面方向に流す燃料ガス流路、酸化剤ガス流路及び冷却媒体流路と、前記燃料ガス、前記酸化剤ガス及び前記冷却媒体を積層方向に流通させる燃料ガス連通孔、酸化剤ガス連通孔及び冷却媒体連通孔とが形成される燃料電池に関するものである。

そして、セパレータには、燃料ガス連通孔を周回する燃料ガス連通孔用シール部材が設けられるとともに、前記燃料ガス連通孔用シール部材の外方には、前記燃料ガス連通孔を略コの字状に周回して少なくとも酸化剤ガス連通孔又は冷却媒体連通孔のいずれかが配設されている。

また、セパレータは、矩形状を有するとともに、前記セパレータの互いに対向する一対の側部には、燃料ガス連通孔と、前記燃料ガス連通孔の外方に配置され、前記燃料ガス連通孔を略コの字状に周回する酸化剤ガス連通孔とが設けられる一方、前記セパレータの互いに対向する他の一対の側部には、冷却媒体連通孔が設けられることが好ましい。

さらに、セパレータは、矩形状を有するとともに、前記セパレータの互いに対向する一対の側部には、燃料ガス連通孔と、前記燃料ガス連通孔の外方に配置され、それぞれ略Ｌ字状を有し全体として前記燃料ガス連通孔を略コの字状に周回する酸化剤ガス連通孔及び冷却媒体連通孔とが設けられることが好ましい。

本発明によれば、燃料ガス連通孔を流れる燃料ガスが、燃料ガス連通孔用シール部材から漏れた際に、この燃料ガスは、前記燃料ガス連通孔を略コの字状に周回する酸化剤ガス連通孔及び／又は冷却媒体連通孔に排出される。このため、燃料ガス連通孔から漏れた燃料ガスが、セパレータの外部に漏れ出ることを確実に阻止することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０の要部分解概略斜視図であり、図２は、前記燃料電池１０の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。

燃料電池１０は、電解質膜・電極構造体１２と、前記電解質膜・電極構造体１２を挟持する第１セパレータ（カソード側セパレータ）１４及び第２セパレータ（アノード側セパレータ）１６とを有する。第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、例えば、カーボンセパレータで構成されている。なお、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、金属セパレータにより構成してもよい。

第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、縦長形状を有するとともに、長辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に向かい且つ短辺が水平方向（矢印Ｂ方向）に向かうように構成される。

燃料電池１０の長辺方向の上端縁部（側部）には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔１８ａと、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔２０ａとが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔１８ａは、略コの字状を有するとともに、燃料ガス供給連通孔２０ａは、前記酸化剤ガス供給連通孔１８ａの内方に配置される。換言すると、酸化剤ガス供給連通孔１８ａは、燃料ガス供給連通孔２０ａの外方を略コの字状に周回する。

燃料電池１０の長辺方向の下端縁部（側部）には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔２０ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとが設けられる。酸化剤ガス排出連通孔１８ｂは、略コの字状を有するとともに、燃料ガス排出連通孔２０ｂの外方を略コの字状に周回する。

燃料電池１０の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部（側部）には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔２２ａが設けられるとともに、前記燃料電池１０の短辺方向の他端縁部（側部）には、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔２２ｂが設けられる。

電解質膜・電極構造体１２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜２４と、前記固体高分子電解質膜２４を挟持するカソード側電極２６及びアノード側電極２８とを備える。電解質膜・電極構造体１２は、後述する酸化剤ガス流路３０及び燃料ガス流路３２の形状に対応して多角形状、例えば、８角形状に設定される。

カソード側電極２６及びアノード側電極２８は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜２４の両面に形成される。

第１セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１４ａには、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとを連通し、鉛直方向（矢印Ｃ方向）に延在する酸化剤ガス流路３０が形成される。酸化剤ガス流路３０の上端（上流）及び下端（下流）には、略三角形状の入口バッファ部３２ａ及び出口バッファ部３２ｂが設けられる。入口バッファ部３２ａの両傾斜部位の近傍には、複数の入口孔部３４ａが形成されるとともに、出口バッファ部３２ｂの両傾斜部位の近傍には、複数の出口孔部３４ｂが形成される。

第２セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１６ａには、図１及び図３に示すように、燃料ガス供給連通孔２０ａと燃料ガス排出連通孔２０ｂとを連通する燃料ガス流路３６が形成される。燃料ガス流路３６の上端（上流）及び下端（下流）には、略三角形状の入口バッファ部３８ａ及び出口バッファ部３８ｂが設けられる。入口バッファ部３８ａと燃料ガス供給連通孔２０ａとの間には、複数の入口孔部４０ａが形成されるとともに、出口バッファ部３２ｂと燃料ガス排出連通孔２０ｂとの間には、複数の出口孔部４０ｂが形成される。

第２セパレータ１６の面１６ｂと、第１セパレータ１４の面１４ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔２２ａと冷却媒体排出連通孔２２ｂとに連通する冷却媒体流路４２が形成される（図１及び図４参照）。

第１セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、第１シール部材４６が個別に（又は一体に）設けられる。第２セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、第２シール部材４８が個別に（又は一体に）設けられる。第１及び第２シール部材４６、４８としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。

図１に示すように、第１シール部材４６は、面１４ａ側の外周縁部を周回するとともに、冷却媒体供給連通孔２２ａ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂを周回する外側シール部４６ａと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガス連通孔用シール部材である燃料ガスシール部４６ｂと、酸化剤ガス流路３０、入口バッファ部３２ａ、出口バッファ部３２ｂ、入口孔部３４ａ及び出口孔部３４ｂを周回する流路シール部４６ｃとを有する。

図４に示すように、第１シール部材４６は、面１４ｂ側の外周縁部を周回する外側シール部４６ｄと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガスシール部４６ｅと、冷却媒体流路４２を冷却媒体供給連通孔２２ａ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂに連通して周回する流路シール部４６ｆとを有する。

図３に示すように、第２シール部材４８は、面１６ａ側の外周縁部を周回するとともに、冷却媒体供給連通孔２２ａ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂを周回する外側シール部４８ａと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガスシール部４８ｂと、燃料ガス流路３６、入口バッファ部３８ａ、出口バッファ部３８ｂ、入口孔部４０ａ及び出口孔部４０ｂを周回する流路シール部４８ｃとを有する。

図１に示すように、第２シール部材４８は、面１６ｂ側の外周縁部を周回する外側シール部４８ｄと、燃料ガス供給連通孔２０ａと入口孔部４０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂと出口孔部４０ｂとをそれぞれ周回する燃料ガスシール部４８ｅと、冷却媒体流路４２を冷却媒体供給連通孔２２ａ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂに連通してこれらを周回する流路シール部４８ｆとを有する。

このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図１に示すように、燃料電池１０では、酸化剤ガス供給連通孔１８ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔２０ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔２２ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。

酸化剤ガス供給連通孔１８ａに供給された酸化剤ガスは、図４に示すように、第１セパレータ１４の面１４ｂ側で複数の入口孔部３４ａを通って面１４ａ側に移動する。酸化剤ガスは、図１に示すように、入口孔部３４ａから入口バッファ部３２ａに導入された後、酸化剤ガス流路３０に供給される。この酸化剤ガスは、電解質膜・電極構造体１２のカソード側電極２６に沿って鉛直下方向に移動する。

一方、燃料ガスは、図２に示すように、燃料ガス供給連通孔２０ａから第２セパレータ１６の複数の入口孔部４０ａを通って面１６ａ側に移動し、入口バッファ部３８ａから燃料ガス流路３６に導入される。この燃料ガスは、電解質膜・電極構造体１２のアノード側電極２８に沿って鉛直下方向に移動する。

上記のように、各電解質膜・電極構造体１２では、カソード側電極２６に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極２８に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。

次いで、カソード側電極２６に供給されて消費された酸化剤ガスは、複数の出口孔部３４ｂを通って面１４ｂ側に移動し、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに排出される（図１及び図４参照）。同様に、アノード側電極２８に供給されて消費された燃料ガスは、複数の出口孔部４０ｂを通って面１６ｂ側に移動した後、燃料ガス排出連通孔２０ｂに排出される（図１及び図３参照）。

また、冷却媒体は、図１に示すように、冷却媒体供給連通孔２２ａから第１及び第２セパレータ１４、１６間の冷却媒体流路４２に導入される。冷却媒体は、矢印Ｂ方向（水平方向）に沿って流動し、電解質膜・電極構造体１２を冷却した後、冷却媒体排出連通孔２２ｂに排出される。

この場合、第１の実施形態では、例えば、図３に示すように、第２セパレータ１６の面１６ａには、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガスシール部４８ｂが設けられるとともに、前記燃料ガスシール部４８ｂの外方には、前記燃料ガス供給連通孔２０ａ及び前記燃料ガス排出連通孔２０ｂを略コの字状に周回する酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び酸化剤ガス排出連通孔１８ｂが配設される。

このため、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを流れる燃料ガスが燃料ガスシール部４８ｂから漏れた際に、この漏れた燃料ガスは、燃料ガスシール部４８ｂを略コの字状に周回している酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに良好に排出される。

これにより、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂから漏れた燃料ガスが、第１セパレータ１４の外部、すなわち、燃料電池１０の外部に漏れ出ることを確実に阻止することができるという効果が得られる。

また、第１セパレータ１４の面１４ａ側及び１４ｂ側の他、第２セパレータ１６の面１６ｂ側においても、上記の面１６ａ側と同様に、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂから燃料電池１０の外部に燃料ガスが漏れ出ることを確実に阻止することが可能になる。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池６０の要部分解概略斜視図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。

燃料電池６０は、第１セパレータ１４、第１電解質膜・電極構造体１２ａ、中間セパレータ６２、第２電解質膜・電極構造体１２ｂ及び第２セパレータ１６を有し、これらが矢印Ａ方向に積層される。

中間セパレータ６２は、第１電解質膜・電極構造体１２ａに向かう面６２ａに燃料ガス流路３６が形成される（図６参照）。中間セパレータ６２の第２電解質膜・電極構造体１２ｂに対向する面６２ｂには、酸化剤ガス流路３０が形成される（図５参照）。中間セパレータ６２には、燃料ガスを積層方向に通過させるための複数の入口孔部４０ａ及び出口孔部４０ｂと、酸化剤ガスを積層方向に通過させるための複数の入口孔部３４ａ及び出口孔部３４ｂとが形成される。中間セパレータ６２の面６２ａ、６２ｂには、第３シール部材６４が設けられる。

図６に示すように、第３シール部材６４は、面６２ａ側の外周端縁部を周回するとともに、冷却媒体供給連通孔２２ａ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂを周回する外側シール部６４ａと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガスシール部６４ｂと、燃料ガス流路３６、入口バッファ部３８ａ、出口バッファ部３８ｂ、入口孔部４０ａ及び出口孔部４０ｂを周回する流路シール部６４ｃとを有する。

図５に示すように、第３シール部材６４は、面６２ｂ側の外周端縁部を周回し、且つ冷却媒体供給連通孔２２ａ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂを周回する外側シール部６４ｄと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガスシール部６４ｅと、酸化剤ガス流路３０、入口バッファ部３２ａ、出口バッファ部３２ｂ、入口孔部３４ａ及び出口孔部３４ｂを周回する流路シール部６４ｆとを有する。

このように構成される第２の実施形態では、第１セパレータ１４、第２セパレータ１６及び中間セパレータ６２において、燃料ガス供給連通孔２０ａや燃料ガス排出連通孔２０ｂから燃料ガスが漏れると、この漏れた燃料ガスは、前記燃料ガス供給連通孔２０ａ及び前記燃料ガス排出連通孔２０ｂを略コの字状に周回する酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに排出される。

これにより、燃料ガスが燃料電池６０の外部に漏れ出ることを確実に阻止することができる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

図７は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池８０の要部分解概略斜視図である。 燃料電池８０は、電解質膜・電極構造体１２を第１セパレータ８２及び第２セパレータ８４で挟持して構成される。

燃料電池８０の長辺方向の上端縁部には、燃料ガス供給連通孔２０ａの外方に位置して、それぞれ略Ｌ字状を有する酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び冷却媒体供給連通孔２２ａが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び冷却媒体供給連通孔２２ａは、全体として燃料ガス供給連通孔２０ａの外方を略コの字状に周回して配置される。

燃料電池８０の長辺方向の下端縁部には、燃料ガス排出連通孔２０ｂの外方に位置し、それぞれ略Ｌ字状を有する酸化剤ガス排出連通孔１８ｂ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂが設けられる。酸化剤ガス排出連通孔１８ｂ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂは、全体として燃料ガス排出連通孔２０ｂの外方を略コの字状に周回して配置される。

第１セパレータ８２の面８２ａ、８２ｂには、第１シール部材８６が設けられるとともに、第２セパレータ８４の面８４ａ、８４ｂには、第２シール部材８８が設けられる。

第１シール部材８６は、面８２ａ側の外周部を周回する外側シール部８６ａと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガスシール部８６ｂと、酸化剤ガス流路３０、入口バッファ部３２ａ、出口バッファ部３２ｂ、入口孔部３４ａ及び出口孔部３４ｂを周回する流路シール部８６ｃとを有する。

図８に示すように、第１シール部材８６は、面８２ｂ側の外周縁部を周回する外側シール部８６ｄと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガスシール部８６ｅと、冷却媒体流路４２と冷却媒体供給連通孔２２ａ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂを連通してこれらを周回する流路シール部８６ｆとを有する。

図９に示すように、第２シール部材８８は、面８４ａ側の外周縁部を周回する外側シール部８８ａと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂを周回する燃料ガスシール部８８ｂと、燃料ガス流路３６、入口バッファ部３８ａ、出口バッファ部３８ｂ、入口孔部４０ａ及び出口孔部４０ｂを周回する流路シール部８８ｃとを有する。

図７に示すように、第２シール部材８８は、面８４ｂ側の外周縁部を周回する外側シール部８８ｄと、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び入口孔部４０ａと燃料ガス排出連通孔２０ｂ及び出口孔部４０ｂとをそれぞれ周回する燃料ガスシール部８８ｅと、冷却媒体流路４２を冷却媒体供給連通孔２２ａ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂに連通してこれらを周回する流路シール部８８ｆとを有する。

このように構成される燃料電池８０では、燃料ガス供給連通孔２０ａの内方にそれぞれ略Ｌ字状を有する酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び冷却媒体供給連通孔２２ａが配置されている。すなわち、酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び冷却媒体供給連通孔２２ａは、全体として燃料ガス供給連通孔２０ａを略コの字状に周回して配置されている。このため、燃料ガス供給連通孔２０ａから燃料ガスシール部８６ｅを越えて燃料ガスの漏れが発生しても、この漏れた燃料ガスは、酸化剤ガス供給連通孔１８ａ及び／又は冷却媒体供給連通孔２２ａに排出される。

一方、燃料ガス排出連通孔２０ｂ側も同様に、略Ｌ字状を有する酸化剤ガス排出連通孔１８ｂ及び冷却媒体排出連通孔２２ｂは、全体として前記燃料ガス排出連通孔２０ｂを略コの字状に周回して配置されている。従って、燃料ガス排出連通孔２０ｂから燃料ガスシール部８６ｅを通って燃料ガスの漏れが発生しても、この漏れた燃料ガスは、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂ及び／又は冷却媒体排出連通孔２２ｂに排出される。

これにより、燃料ガス供給連通孔２０ａ及び燃料ガス排出連通孔２０ｂから漏れた燃料ガスは、燃料電池８０の外部に漏れ出すことがなく、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部分解概略斜視図である。 前記燃料電池の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。 前記燃料電池を構成する第１セパレータの一方の面の説明図である。 前記第１セパレータの他方の面の説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の要部分解概略斜視図である。 前記燃料電池を構成する中間セパレータの正面説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の要部分解概略斜視図である。 前記燃料電池を構成する第１セパレータの正面説明図である。 前記燃料電池を構成する第２セパレータの正面説明図である。 特許文献１に係る燃料電池の説明図である。

符号の説明

１０、６０、８０…燃料電池 １２…電解質膜・電極構造体
１４、１６、８２、８４…セパレータ １８ａ…酸化剤ガス供給連通孔
１８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔 ２０ａ…燃料ガス供給連通孔
２０ｂ…燃料ガス排出連通孔 ２２ａ…冷却媒体供給連通孔
２２ｂ…冷却媒体排出連通孔 ２４…固体高分子電解質膜
２６…カソード側電極 ２８…アノード側電極
３０…酸化剤ガス流路 ３２ａ、３８ａ…入口バッファ部
３２ｂ、３８ｂ…出口バッファ部 ３４ａ、４０ａ…入口孔部
３４ｂ、４０ｂ…出口孔部 ３６…燃料ガス流路
４２…冷却媒体流路
４６、４８、６４、８６、８８…シール部材
４６ａ、４６ｄ、４８ａ、４８ｄ、６４ａ、６４ｄ、８６ａ、８６ｄ、８８ａ、８８ｄ…外側シール部
４６ｂ、４６ｅ、４８ｂ、４８ｅ、６４ｂ、６４ｅ、８６ｂ、８６ｅ、８８ｂ、８８ｅ…燃料ガスシール部
４６ｃ、４６ｆ、４８ｃ、４８ｆ、６４ｃ、６４ｆ、８６ｃ、８６ｆ、８８ｃ、８８ｆ…流路シール部
６２…中間セパレータ

Claims (3)

1. 電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体と、前記電解質・電極構造体を挟持する一対のセパレータとを備え、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体をセパレータ面方向に流す燃料ガス流路、酸化剤ガス流路及び冷却媒体流路と、前記燃料ガス、前記酸化剤ガス及び前記冷却媒体を積層方向に流通させる燃料ガス連通孔、酸化剤ガス連通孔及び冷却媒体連通孔とが形成される燃料電池であって、
   前記セパレータには、前記燃料ガス連通孔を周回する燃料ガス連通孔用シール部材が設けられるとともに、
   前記燃料ガス連通孔用シール部材の外方には、前記燃料ガス連通孔を略コの字状に周回して少なくとも前記酸化剤ガス連通孔又は前記冷却媒体連通孔のいずれかが配設されることを特徴とする燃料電池。
2. 請求項１記載の燃料電池において、前記セパレータは、矩形状を有するとともに、
   前記セパレータの互いに対向する一対の側部には、前記燃料ガス連通孔と、
   前記燃料ガス連通孔の外方に配置され、前記燃料ガス連通孔を略コの字状に周回する前記酸化剤ガス連通孔と、
   が設けられる一方、
   前記セパレータの互いに対向する他の一対の側部には、前記冷却媒体連通孔が設けられることを特徴とする燃料電池。
3. 請求項１記載の燃料電池において、前記セパレータは、矩形状を有するとともに、
   前記セパレータの互いに対向する一対の側部には、前記燃料ガス連通孔と、
   前記燃料ガス連通孔の外方に配置され、それぞれ略Ｌ字状を有し全体として前記燃料ガス連通孔を略コの字状に周回する前記酸化剤ガス連通孔及び前記冷却媒体連通孔と、
   が設けられることを特徴とする燃料電池。

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