JP2009009838A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】容易且つ確実に積層方向の薄肉化を図るとともに、所望のシール性を確保することを可能にする。
【解決手段】燃料電池１０を構成する単位セル１２は、電解質膜・電極構造体１４を第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８で挟持する。電解質膜・電極構造体１４は、外周に額縁部２６を有し、前記額縁部２６には、シール部材５０が成形される。シール部材５０は、燃料ガス用シールである第１シール部５２ａと、冷却媒体用シールである第２シール部５２ｂと、酸化剤ガス用シールである第３シール部５２ｃとを有するとともに、前記第１シール部５２ａ、前記第２シール部５２ｂ及び前記第３シール部５２ｃは、積層方向に対して互いにオフセットして配置される。
【選択図】図２

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・電極構造体を、第１セパレータ及び第２セパレータで挟持するセルユニットを備え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固体高分子電解質膜を採用している。この燃料電池では、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒層と多孔質カーボンからなる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（電解質・電極構造体）を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持することにより単位セルが構成されている。通常、この単位セルを所定数だけ積層した燃料電池スタックが使用されている。

一般的に、燃料電池は、セパレータの積層方向に貫通する入口連通孔及び出口連通孔が設けられた、所謂、内部マニホールドを構成している。そして、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体は、それぞれの入口連通孔から燃料ガス流路、酸化剤ガス流路及び冷却媒体流路に供給された後、それぞれの出口連通孔に排出されている。

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１Ａ、電極ユニット２、セパレータ１Ｂ、電極ユニット２及びセパレータ１Ｃの順に積層されている。電極ユニット２は、固体高分子電解質膜２ａを酸化剤極２ｂ及び燃料極２ｃで挟んで接合されている。固体高分子電解質膜２ａの外周縁部には、ガスケット３が射出成形により一体成形されている。

セパレータ１Ａ、１Ｂは、燃料極２ｃに対向する面に燃料ガス供給通路４ａを設けるとともに、セパレータ１Ｂ、１Ｃは、酸化剤極２ｂに対向する面に空気供給通路４ｂが設けられている。セパレータ１Ａ、１Ｃ間には、冷却水供給通路４ｃが形成されている。

セパレータ１Ａ、１Ｂ及び１Ｃとガスケット３とには、積層方向に貫通して空気供給孔（燃料ガス供給孔、冷却水供給孔）５ａ及び空気排出孔（燃料ガス排出孔、冷却水排出孔）５ｂが形成されるとともに、前記空気供給孔５ａ及び前記空気排出孔５ｂは、空気供給通路４ｂに連通している。ガスケット３の表裏には、燃料ガス、空気及び冷却水をシールするためのビード状の突起部６が設けられている。

特開２００１−１０２０７２号公報

しかしながら、上記の燃料電池では、燃料ガス、空気及び冷却水を確実にシールするために、突起部６の高さ（積層方向の寸法）を大きく設定する必要がある。従って、ガスケット３が相当に肉厚になり、燃料電池全体の薄肉化（小型化）を図ることができないという問題がある。

特に、車載用燃料電池スタックでは、数百の単位セルを積層するため、薄肉化が要請されている。これにより、この種の燃料電池スタックに、上記の燃料電池を採用することができないという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、容易且つ確実に積層方向の薄肉化を図るとともに、所望のシール性を確保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・電極構造体を、第１セパレータ及び第２セパレータで挟持するセルユニットを備える燃料電池に関するものである。

電解質・電極構造体は、外周に額縁部を有し、前記額縁部には、電極の外周を周回して第１シール部、第２シール部及び第３シール部が設けられるとともに、前記第１シール部、前記第２シール部及び前記第３シール部は、積層方向に対して互いにオフセットして配置されている。

また、額縁部には、反応ガス入口連通孔、反応ガス出口連通孔、冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔を含む流体連通孔が積層方向に貫通して形成されるとともに、第１セパレータ及び第２セパレータの外周部は、前記流体連通孔の内側に配置されることが好ましい。

さらに、第１シール部、第２シール部及び第３シール部は、選択的に燃料ガス用シール、酸化剤ガス用シール及び冷却媒体用シールを構成することが好ましい。

本発明では、電解質・電極構造体に第１シール部、第２シール部及び第３シール部が設けられるため、第１セパレータ及び第２セパレータにシール部材を設ける必要がない。従って、第１セパレータ及び第２セパレータの製造コストを削減するとともに、前記第１セパレータ及び前記第２セパレータを効率的に製造することができ、燃料電池全体を経済的に得ることが可能になる。

しかも、第１シール部、第２シール部及び第３シール部は、積層方向に対して互いにオフセットして配置されている。このため、シール高さを有効に確保することができ、燃料電池が積層方向に長尺化することを阻止するとともに、シール耐久性及びシール性の向上を図ることが可能になる。

さらに、第１セパレータ及び第２セパレータは、電解質・電極構造体の発電領域に対応する外形寸法を有することができ、小型軽量化が容易に図られるとともに、燃料電池全体が有効に軽量化される。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０の分解斜視説明図であり、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、複数の単位セル（セルユニット）１２を矢印Ａ方向（水平方向）に積層して構成される。単位セル１２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）１４を第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８で挟持する。

電解質膜・電極構造体１４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（電解質）２０と、前記固体高分子電解質膜２０を挟持するカソード側電極２２及びアノード側電極２４とを備える（図２参照）。

固体高分子電解質膜２０は、カソード側電極２２及びアノード側電極２４よりも大きな表面積に設定される。この固体高分子電解質膜２０の外周端縁部には、樹脂製の額縁部２６が、例えば、射出成形により一体成形される。樹脂材としては、汎用プラスチックの他、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等が採用される。

カソード側電極２２及びアノード側電極２４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を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成された電極触媒層（図示せず）とを有する。

図１に示すように、額縁部２６の矢印Ｂ方向の一端縁部には、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入口連通孔２８ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔３０ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔３２ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。

額縁部２６の矢印Ｂ方向の他端縁部には、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔３２ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔３０ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔２８ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。

第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８の外周部は、酸化剤ガス入口連通孔２８ａ、冷却媒体入口連通孔３０ａ、燃料ガス出口連通孔３２ｂ、燃料ガス入口連通孔３２ａ、冷却媒体出口連通孔３０ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２８ｂ（以下、単に流体連通孔ともいう）の内側に配置されるとともに、前記第１金属セパレータ１６は、前記第２金属セパレータ１８よりも小さな外形寸法に設定される（図２参照）。

第１金属セパレータ１６は、図１に示すように、電解質膜・電極構造体１４に向かう面１６ａに、燃料ガス流路３４が形成される。燃料ガス流路３４は、面１６ａ側に突出し、矢印Ｂ方向に延在する凸部３４ａと凹部３４ｂとを矢印Ｃ方向に交互に設けることにより、矢印Ｂ方向に直線状に形成される。燃料ガス流路３４の両側には、エンボス部３４ｃが形成される。

第１金属セパレータ１６の矢印Ｂ方向両端には、燃料ガス入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３２ｂに対応して突出する突起部３６ａ、３６ｂが設けられる。突起部３６ａには、燃料ガス入口連通孔３２ａを燃料ガス流路３４に連通する入口流路３８ａが波状に形成される一方、突起部３６ｂには、燃料ガス出口連通孔３２ｂを前記燃料ガス流路３４に連通する出口流路３８ｂが波状に形成される。

図３に示すように、第２金属セパレータ１８は、電解質膜・電極構造体１４に向かう面１８ａに、酸化剤ガス流路４０が形成される。酸化剤ガス流路４０は、面１８ａ側に突出し、矢印Ｂ方向に延在する凸部４０ａと凹部４０ｂとが矢印Ｃ方向に交互に設けられることにより、矢印Ｂ方向に直線状に形成される。酸化剤ガス流路４０の両側には、エンボス部４０ｃが形成される。

第２金属セパレータ１８の矢印Ｂ方向両端には、酸化剤ガス入口連通孔２８ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに対応して突出する突起部４２ａ、４２ｂが設けられる。突起部４２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２８ａと酸化剤ガス流路４０とを連通する入口流路４４ａが波状に形成される一方、突起部４２ｂには、酸化剤ガス出口連通孔２８ｂと前記酸化剤ガス流路４０とを連通する出口流路４４ｂが波状に形成される。

第１金属セパレータ１６の面１６ｂと第２金属セパレータ１８の面１８ｂとの間には、それぞれ燃料ガス流路３４及び酸化剤ガス流路４０を構成する凹凸形状部が反転することによって、冷却媒体流路４６が一体形成される（図１参照）。

第２金属セパレータ１８の矢印Ｂ方向両端には、それぞれ矢印Ｃ方向略中間部に外方に突出して突起部４６ａ、４６ｂが設けられる。図１及び図３に示すように、突起部４６ａは、冷却媒体入口連通孔３０ａ側に突出し、この突起部４６ａには、前記冷却媒体入口連通孔３０ａを冷却媒体流路４６に連通する波状の入口流路４８ａが形成される。突起部４６ｂは、冷却媒体出口連通孔３０ｂ側に突出し、この突起部４６ｂには、前記冷却媒体出口連通孔３０ｂを冷却媒体流路４６に連通する波状の出口流路４８ｂが形成される。

電解質膜・電極構造体１４の額縁部２６には、シール部材５０が一体成形される。このシール部材５０は、図２及び図４に示すように、第１金属セパレータ１６側の面５０ａに、前記第１金属セパレータ１６の外周縁部を周回して摺接する第１シール部５２ａと、隣接する他の単位セル１２を構成する第２金属セパレータ１８の外周縁部を周回して摺接する第２シール部５２ｂとを設ける。

シール部材５０の第２金属セパレータ１８側の面５０ｂには、前記第２金属セパレータ１８の外周部外方に位置し、隣接する他の単位セル１２を構成する電解質膜・電極構造体１４の額縁部２６に成形されたシール部材５０の面５０ａに摺接する第３シール部５２ｃが設けられる。

第１シール部５２ａ、第２シール部５２ｂ及び第３シール部５２ｃは、カソード側電極２２及びアノード側電極２４の外周を周回するとともに、積層方向に対して互いにオフセットして配置される。

図４に示すように、第１シール部５２ａは、燃料ガス入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３２ｂを燃料ガス流路３４に連通する燃料ガス用シールを構成する。

第２シール部５２ｂは、図２に示すように、互いに隣接する第１金属セパレータ１６と第２金属セパレータ１８との間に形成される冷却媒体流路４６を周回して、冷却媒体用シールを構成する。

第３シール部５２ｃは、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２８ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２８ｂを酸化剤ガス流路４０に連通し、酸化剤ガス用シールを構成する。なお、第１シール部５２ａ、第２シール部５２ｂ及び第３シール部５２ｃは、選択的に燃料ガス用シール、冷却媒体用シール及び酸化剤ガス用シールを構成すればよい。

シール部材５０は、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレンゴム）、シリコーンゴム、ニトリルゴム又はアクリルゴムで構成され、例えば、シリコーン樹脂を所定温度（例えば、１６０℃〜１７０℃）に加熱した溶融樹脂を用いて射出成形される。

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。

図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔３２ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔３０ａには、純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。

各単位セル１２では、酸化剤ガス入口連通孔２８ａに供給された酸化剤ガスが、第２金属セパレータ１８の突起部４２ａに形成された入口流路４４ａを介して面１８ａ側に供給される。このため、酸化剤ガスは、入口流路４４ａに連通する酸化剤ガス流路４０に供給される（図１及び図３参照）。

酸化剤ガス流路４０に供給された酸化剤ガスは、電解質膜・電極構造体１４のカソード側電極２２に供給された後、残余の酸化剤ガスは、出口流路４４ｂから酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに排出される。

一方、燃料ガス入口連通孔３２ａに供給された燃料ガスは、第１金属セパレータ１６の突起部３６ａに形成されている入口流路３８ａに導入され、面１６ａに沿って燃料ガス流路３４に供給される（図１参照）。この燃料ガス流路３４に供給された燃料ガスは、電解質膜・電極構造体１４を構成するアノード側電極２４に供給された後、残余の燃料ガスは、出口流路３８ｂから燃料ガス出口連通孔３２ｂに排出される。

これにより、電解質膜・電極構造体１４では、カソード側電極２２に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極２４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。

また、冷却媒体入口連通孔３０ａに供給された冷却媒体は、第２金属セパレータ１８の突起部４６ａに形成された入口流路４８ａを通って冷却媒体流路４６に供給される。この冷却媒体流路４６に供給された冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１４を冷却した後、出口流路４８ｂから冷却媒体出口連通孔３０ｂに排出される。

この場合、第１の実施形態では、電解質膜・電極構造体１４の外周端縁部に額縁部２６が設けられるとともに、この額縁部２６にシール部材５０が成形されている。そして、シール部材５０は、燃料ガス用シールである第１シール部５２ａ、冷却媒体用シールである第２シール部５２ｂ及び酸化剤ガス用シールである第３シール部５２ｃを有している。

このため、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８には、シール部材が不要となり、前記第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８に射出成形（ＬＩＭＳ成形）を行う必要がない。

しかも、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８には、流体連通孔が設けられていない。これにより、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８を、効率的且つ経済的に製造することができるという利点がある。

さらに、第１シール部５２ａ、第２シール部５２ｂ及び第３シール部５２ｃは、積層方向に対して互いにオフセットして配置されている。従って、第１シール部５２ａ、第２シール部５２ｂ及び第３シール部５２ｃのシール高さを有効に確保することができ、燃料電池１０全体が積層方向に長尺化することを阻止するとともに、シール耐久性及びシール性の向上を図ることが可能になるという効果が得られる。

さらにまた、図１に示すように、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８は、複数の流体連通孔の内側に配置される形状に設定されるため、電解質膜・電極構造体１４に比べて相当に小さな外形寸法に構成されている。

このため、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８は、電解質膜・電極構造体１４の発電領域に対応する外形寸法を有することができ、小型軽量化が容易に図られるとともに、燃料電池１０全体が有効に軽量化されるという効果が得られる。

さらに、電解質膜・電極構造体１４では、固体高分子電解質膜２０の外周端縁部に樹脂製の額縁部２６が一体成形されており、この額縁部２６に各流体連通孔が形成されている。従って、流体連通孔に金属面が露呈することがなく、製造作業全体の簡素化が容易に図られる。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池６０の分解斜視説明図であり、図６は、前記燃料電池６０の図５中、ＶＩ−ＶＩ線断面図である。

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及び第４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、複数の単位セル（セルユニット）６２を積層して構成されるとともに、前記単位セル６２は、電解質膜・電極構造体６４を第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８で挟持する。

第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８は、流体連通孔の内側に配置されるとともに、前記第１金属セパレータ６６は、前記第２金属セパレータ６８よりも大きな外形寸法に設定される。

第１金属セパレータ６６の電解質膜・電極構造体６４に向かう面６６ａには、酸化剤ガス流路４０が形成されるとともに、第２金属セパレータ６８の前記電解質膜・電極構造体６４に向かう面６８ａには、燃料ガス流路３４が形成される。第１金属セパレータ６６の面６６ｂと第２金属セパレータ６８の面６８ｂとの間には、冷却媒体流路４６が形成される。

電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６には、図６に示すように、第２金属セパレータ６８に対向する面側にシール部材７０が一体成形される。シール部材７０は、第２金属セパレータ６８の外周縁部に当接する第１シール部７２ａと、前記第２金属セパレータ６８の外周部外方に位置し、隣接する他の単位セル６２を構成する第１金属セパレータ６６の外周縁部に当接する第２シール部７２ｂと、前記隣接する他の単位セル６２を構成する電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６に当接する第３シール部７２ｃとを有する。

第１シール部７２ａは、燃料ガス入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３２ｂを燃料ガス流路３４に連通する燃料ガス用シールを構成し、第２シール部７２ｂは、冷却媒体入口連通孔３０ａ及び冷却媒体出口連通孔３０ｂを冷却媒体流路４６に連通する冷却媒体用シールを構成し、第３シール部７２ｃは、電解質膜・電極構造体６４に当接して酸化剤ガス用シールを構成する。

このように構成される第２の実施形態では、電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６の一方の面に成形されるシール部材７０が、第１シール部７２ａ、第２シール部７２ｂ及び第３シール部７２ｃを設けている。このため、第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８を小型且つ経済的に製造することができ、燃料電池６０全体を経済的に得ることが可能になる等、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の分解斜視説明図であり、図８は、前記燃料電池８０の図７中、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。

燃料電池８０は、第２の実施形態に係る燃料電池６０に対して、冷却媒体流路４６を複数、例えば、２つの電解質膜・電極構造体６４毎に形成する、所謂、間引き冷却構造を採用する。

燃料電池８０は、矢印Ａ方向に積層される複数のセルユニット８２を備える。セルユニット８２は、第１金属セパレータ６６、電解質膜・電極構造体６４ａ、中間金属セパレータ８４、電解質膜・電極構造体６４及び第２金属セパレータ６８を矢印Ａ方向に積層して構成される。

中間金属セパレータ８４は、電解質膜・電極構造体６４ａに向かう面８４ａに燃料ガス流路３４を設ける。この燃料ガス流路３４は、入口流路３８ａ及び出口流路３８ｂを介して燃料ガス入口連通孔３２ａ及び燃料ガス出口連通孔３２ｂに連通する。

中間金属セパレータ８４の電解質膜・電極構造体６４に向かう面８４ｂには、酸化剤ガス流路４０が形成される。この酸化剤ガス流路４０は、入口流路４４ａ及び出口流路４４ｂを介して酸化剤ガス入口連通孔２８ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに連通する。

電解質膜・電極構造体６４ａは、額縁部２６の中間金属セパレータ８４に向かう面にシール部材７０ａが成形される。このシール部材７０ａは、図８に示すように、中間金属セパレータ８４の外周縁部に摺接する第１シール部７２ａと、隣接する電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６に摺接する第３シール部７２ｃとを有する。

このように構成される第３の実施形態では、所謂、間引き冷却構造を採用するため、燃料電池８０全体の部品点数を有効に削減することができる。これにより、燃料電池８０を一層軽量化するとともに、経済的に構成することが可能になるという効果が得られる。

図９は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池９０の概略断面説明図である。

燃料電池９０は、複数の単位セル（セルユニット）９２が矢印Ａ方向に積層して構成される。単位セル９２は、電解質膜・電極構造体６４を第１カーボンセパレータ９４及び第２カーボンセパレータ９６で挟持する。

燃料電池９０は、実質的に、第２の実施形態に係る燃料電池６０と同様に構成されている。第１カーボンセパレータ９４は、第１金属セパレータ６６と同様に構成される一方、第２カーボンセパレータ９６は、第２金属セパレータ６８と同様に構成される。第１カーボンセパレータ９４は、第２カーボンセパレータ９６よりも大きな外形寸法に設定される。

電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６には、シール部材９８が成形される。このシール部材９８は、第２カーボンセパレータ９６の外周端縁部に摺接する第１シール部１００ａと、隣接する単位セル９２を構成する第１カーボンセパレータ９４の外周縁部に摺接する第２シール部１００ｂと、隣接する単位セル９２を構成する電解質膜・電極構造体６４の額縁部２６に摺接する第３シール部１００ｃとを有する。

このように構成される第４の実施形態では、第１金属セパレータ６６及び第２金属セパレータ６８に代えて、第１カーボンセパレータ９４及び第２カーボンセパレータ９６が用いられるとともに、前記第１カーボンセパレータ９４及び前記第２カーボンセパレータ９６には、流体連通孔が形成されていない。

これにより、第１カーボンセパレータ９４及び第２カーボンセパレータ９６の小型軽量化が図られ、燃料電池９０全体を有効に軽量化することができる等、第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第１の実施形態及び第３の実施形態においても同様に、カーボンセパレータを用いてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。 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２金属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電解質膜・電極構造体の正面説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。 前記燃料電池の、図５中、ＶＩ−ＶＩ線断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。 前記燃料電池の、図７中、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る燃料電池の概略断面説明図である。 特許文献１の燃料電池の説明図である。

符号の説明

１０、６０、８０、９０…燃料電池 １２、６２、９２…単位セル
１４、６４、６４ａ…電解質膜・電極構造体
１６、１８、６６、６８、８４…金属セパレータ
２０…固体高分子電解質膜 ２２…カソード側電極
２４…アノード側電極 ２６…額縁部
２８ａ…酸化剤ガス入口連通孔 ２８ｂ…酸化剤ガス入出口連通孔
３０ａ…冷却媒体入口連通孔 ３０ｂ…冷却媒体出口連通孔
３２ａ…燃料ガス入口連通孔 ３２ｂ…燃料ガス出口連通孔
３４…燃料ガス流路 ４０…酸化剤ガス流路
４６…冷却媒体流路 ５０、７０、７０ａ、９８…シール部材
５２ａ〜５２ｃ、７２ａ〜７２ｃ、１００ａ〜１００ｃ…シール部
８２…セルユニット ９４、９６…カーボンセパレータ

Claims (3)

1. 電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体を、第１セパレータ及び第２セパレータで挟持するセルユニットを備える燃料電池であって、
   前記電解質・電極構造体は、外周に額縁部を有し、
   前記額縁部には、前記電極の外周を周回して第１シール部、第２シール部及び第３シール部が設けられるとともに、
   前記第１シール部、前記第２シール部及び前記第３シール部は、積層方向に対して互いにオフセットして配置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、前記額縁部には、反応ガス入口連通孔、反応ガス出口連通孔、冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔を含む流体連通孔が積層方向に貫通して形成されるとともに、
   前記第１セパレータ及び前記第２セパレータの外周部は、前記流体連通孔の内側に配置されることを特徴とする燃料電池。
3. 請求項１又は２記載の燃料電池において、前記第１シール部、前記第２シール部及び前記第３シール部は、選択的に燃料ガス用シール、酸化剤ガス用シール及び冷却媒体用シールを構成することを特徴とする燃料電池。

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