JP2013020945A - 燃料電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】反応ガス連通孔からバッファ部を介して反応ガス流路全体に反応ガスを均一且つ確実に供給することができ、簡単な構成で、良好な発電性能を保持することを可能にする。
【解決手段】燃料電池１０は、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６間に電解質膜・電極構造体１８を挟持する。電解質膜・電極構造体１８は、樹脂枠部材４２を備えるとともに、前記樹脂枠部材４２には、燃料ガス入口連通孔２２ａに隣接して入口バッファ部５６が設けられる。入口バッファ部５６は、燃料ガス入口連通孔２２ａに隣接する第１バッファ領域５６ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域５６ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域５６ａは、前記第２バッファ領域５６ｂよりも積層方向の開口寸法が大きく設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体をセパレータにより挟持するとともに、前記電解質膜・電極構造体の一方の電極面に沿って一方の反応ガスを供給する第１反応ガス流路と、前記電解質膜・電極構造体の他方の電極面に沿って他方の反応ガスを供給する第２反応ガス流路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固体高分子電解質膜の両側に、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（単位セル）を備えている。この種の燃料電池では、車載用として使用される際に、通常、数十〜数百の単位セルが積層されて燃料電池スタックを構成している。
上記の燃料電池では、積層されている各発電セルのアノード側電極及びカソード側電極に、それぞれ反応ガスである燃料ガス及び酸化剤ガスを供給するため、所謂、内部マニホールドを構成する場合が多い。この内部マニホールドは、発電セルの積層方向に貫通して設けられる反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔を備えており、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路の入口側及び出口側には、前記反応ガス入口連通孔及び前記反応ガス出口連通孔がそれぞれ連通している。
この場合、反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔は、開口面積が比較的小さい。従って、反応ガス流路における反応ガスの流れを円滑に行うため、反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔の近傍には、前記反応ガスを分散させるバッファ部が必要になっている。
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池は、図１８に示すように、板状の本体部１を備えている。本体部１の両端部の両側には、水素ガス、酸素ガス及び冷却水の供給通路である第１貫通孔２ａ、第２貫通孔３ａ及び第３貫通孔４ａと、水素ガス、酸素ガス及び冷却水の排出通路である第１貫通孔２ｂ、第２貫通孔３ｂ及び第３貫通孔４ｂとが形成されている。
本体部１の中央側には、第１貫通孔２ａと第１貫通孔２ｂに連通して水素ガスを流通させる水素ガス流路５が形成されている。本体部１の水素ガスに接する側には、第１貫通孔２ａから水素ガス流路５に水素ガスを案内するフィン状の案内部６と、前記水素ガス流路５から第１貫通孔２ｂに前記水素ガスを案内するフィン状の案内部７とが設けられている。
特開平１１−２８３６３７号公報
上記の特許文献１では、水素ガスを案内するために、それぞれフィン状の案内部６、７が用いられている。しかしながら、水素ガス流路５の幅寸法（矢印Ｘ方向）に比べて第１貫通孔２ａ、２ａの開口径が相当に小さい。このため、案内部６、７を介して、水素ガス流路５の幅方向に沿って水素ガスを均一に供給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、反応ガス連通孔からバッファ部を介して反応ガス流路全体に反応ガスを均一且つ確実に供給することができ、簡単な構成で、良好な発電性能を保持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、電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体をセパレータにより挟持するとともに、前記電解質膜・電極構造体の一方の電極面に沿って一方の反応ガスを供給する第１反応ガス流路と、前記電解質膜・電極構造体の他方の電極面に沿って他方の反応ガスを供給する第２反応ガス流路とが形成される燃料電池に関するものである。
この燃料電池では、一方の反応ガスを積層方向に流す第１反応ガス連通孔及び他方の反応ガスを前記積層方向に流す第２反応ガス連通孔が設けられるとともに、少なくとも前記電解質膜・電極構造体の一方の面には、前記第１反応ガス連通孔と前記第１反応ガス流路とを連通するバッファ部が設けられている。
バッファ部は、第１反応ガス連通孔に隣接する第１バッファ領域と、第１反応ガス流路に隣接する第２バッファ領域とを有している。そして、第１バッファ領域は、第２バッファ領域よりも積層方向の開口寸法が大きく設定されている。
また、この燃料電池では、電極の外周には、樹脂枠部材が一体に設けられるとともに、前記樹脂枠部材には、バッファ部が形成されることが好ましい。
さらに、この燃料電池では、電極は、ガス拡散層を設けるとともに、前記ガス拡散層には、バッファ部が形成されることが好ましい。
さらにまた、この燃料電池では、第２バッファ領域には、第１バッファ領域と第１反応ガス流路とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部が設けられることが好ましい。
また、この燃料電池では、ガイド部は、第１反応ガス流路に近接して終端する端部を有し、隣接する前記端部間の中央位置から、前記第１反応ガス流路の流れ方向に対して前記ガイド部が傾斜する側にオフセットした端部間位置に、突出部が設けられることが好ましい。
さらに、この燃料電池では、電解質膜・電極構造体の他方の面には、第２反応ガス連通孔と第２反応ガス流路とを連通する他のバッファ部が設けられ、前記他のバッファ部は、前記第２反応ガス連通孔に隣接する第３バッファ領域と、前記第２反応ガス流路に隣接する第４バッファ領域とを有し、前記第３バッファ領域は、前記第４バッファ領域よりも積層方向の開口寸法が大きく設定されることが好ましい。
さらにまた、この燃料電池では、第４バッファ領域には、第３バッファ領域と第２反応ガス流路とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部が設けられることが好ましい。
また、この燃料電池では、ガイド部は、第２反応ガス流路に近接して終端する端部を有し、隣接する前記端部間の中央位置から、前記第２反応ガス流路の流れ方向に対して前記ガイド部が傾斜する側にオフセットした端部間位置に、突出部が設けられることが好ましい。
本発明によれば、第１反応ガス連通孔に隣接する第１バッファ領域は、第１反応ガス流路に隣接する第２バッファ領域よりも積層方向の開口寸法が大きく設定されている。このため、第１バッファ領域における反応ガスのガス分配性を良好に向上させることができる。
従って、例えば、第１反応ガス入口連通孔（第１反応ガス連通孔）から第１入口バッファ部（バッファ部）に供給される一方の反応ガスは、第１バッファ領域で均一に分配された後、第２バッファ領域に沿って流動して第１反応ガス流路に供給される。
これにより、第１反応ガス連通孔からバッファ部を介して第１反応ガス流路全体に反応ガスを均一且つ確実に供給することができ、簡単な構成で、良好な発電性能を保持することが可能になる。
本発明の第１の実施形態に係る燃料電池を構成するセルユニットの分解概略斜視図である。 前記セルユニットの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。 前記セルユニットを構成する電解質膜・電極構造体の正面説明図である。 前記電解質膜・電極構造体に設けられた樹脂枠部材の、図３中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。 前記樹脂枠部材の、図１中、Ｖ−Ｖ線断面図である。 他の構成を有する入口バッファ部の断面説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成するセルユニットの分解概略斜視図である。 前記セルユニットの、図７中、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 前記セルユニット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３の実施形態に係る燃料電池を構成するセルユニットの分解概略斜視図である。 前記セルユニットを構成する電解質膜・電極構造体の正面説明図である。 前記電解質膜・電極構造体に設けられた樹脂枠部材の、図１１中、ＸＩＩ−ＸＩＩ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を構成するセルユニットの分解概略斜視図である。 前記セルユニットを構成する電解質膜・電極構造体の一方の面の説明図である。 前記電解質膜・電極構造体の他方の面の説明図である。 前記電解質膜・電極構造体を構成する樹脂枠部材に設けられた入口バッファ部の説明図である。 前記樹脂枠部材の、図１６中、ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。 特許文献１に開示されている燃料電池の説明図である。
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、複数のセルユニット（発電セル）１２を水平方向（矢印Ａ方向）又は重力方向（矢印Ｃ方向）に積層して構成され、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用される。
セルユニット１２は、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６間に電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１８を挟持する。セルユニット１２の長辺方向（矢印Ｃ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（一方の反応ガス）、例えば、酸素含有ガス（空気等）を供給するための酸化剤ガス入口連通孔（第１反応ガス連通孔）２０ａ、及び燃料ガス（他方の反応ガス）、例えば、水素含有ガス（水素ガス等）を供給するための燃料ガス入口連通孔（第２反応ガス連通孔）２２ａが設けられる。
セルユニット１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の下端縁部には、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出口連通孔（第２反応ガス連通孔）２２ｂ、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（第１反応ガス連通孔）２０ｂが設けられる。
セルユニット１２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、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入口連通孔２４ａが設けられるとともに、前記セルユニット１２の短辺方向の他端縁部には、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔２４ｂが設けられる。
第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有する。なお、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、金属セパレータに代えて、カーボンセパレータ等を使用してもよい。
第１セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１８に向かう面１４ａには、酸化剤ガス入口連通孔２０ａと酸化剤ガス出口連通孔２０ｂとを連通する酸化剤ガス流路（第１反応ガス流路）２６が形成される。酸化剤ガス流路２６は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有する。第１セパレータ１４の面１４ｂには、冷却媒体入口連通孔２４ａと冷却媒体出口連通孔２４ｂとを連通する冷却媒体流路２８の一部が形成される。冷却媒体流路２８は、酸化剤ガス流路２６の裏面形状と後述する燃料ガス流路３２の裏面形状とが重なり合って構成される。
第２セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１８に向かう面１６ａには、燃料ガス入口連通孔２２ａと燃料ガス出口連通孔２２ｂとを連通する燃料ガス流路３２が形成される。燃料ガス流路３２は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有する。第２セパレータ１６の面１６ｂには、冷却媒体入口連通孔２４ａと冷却媒体出口連通孔２４ｂとを連通する冷却媒体流路２８の一部が形成される。
第１セパレータ１４の両方の面１４ａ、１４ｂ及び第２セパレータ１６の両方の面１６ａ、１６ｂには、必要に応じてシール部材（図示せず）を設けることができる。
図２に示すように、電解質膜・電極構造体１８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３６と、前記固体高分子電解質膜３６を挟持するカソード側電極３８及びアノード側電極４０とを備える。カソード側電極３８及びアノード側電極４０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され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３６の両面に形成される。
固体高分子電解質膜３６は、カソード側電極３８及びアノード側電極４０と同一の表面積、又はこれらよりも大きな表面積に設定される。固体高分子電解質膜３６の外周端縁部には、樹脂製の樹脂枠部材（額縁部）４２が、例えば、射出成形等により一体成形される。樹脂材としては、例えば、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。
図１及び図３に示すように、電解質膜・電極構造体１８は、樹脂枠部材４２に酸化剤ガス入口連通孔２０ａ、燃料ガス入口連通孔２２ａ、冷却媒体入口連通孔２４ａ、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂ、燃料ガス出口連通孔２２ｂ及び冷却媒体出口連通孔２４ｂが形成される。
図３に示すように、樹脂枠部材４２のカソード側電極３８を設ける面（一方の面）４２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに一端が連通する複数本の入口側連結溝４４ａと、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに一端が連通する複数本の出口側連結溝４４ｂとが設けられる。入口側連結溝４４ａの他端は、入口バッファ部４６に連通する一方、出口側連結溝４４ｂの他端は、出口バッファ部４８に連通する。
入口バッファ部４６は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａと酸化剤ガス流路２６とを連通するとともに、出口バッファ部４８は、前記酸化剤ガス流路２６と酸化剤ガス出口連通孔２０ｂとを連通する。
入口バッファ部４６は、略三角形状を有し、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに隣接する第１バッファ領域４６ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域４６ｂとを有する。第１バッファ領域４６ａは、酸化剤ガス入口連通孔２０ａの内側端面に平行するとともに、入口側連結溝４４ａの配列方向に長尺に形成される。
図４に示すように、第１バッファ領域４６ａは、面４２ａからの積層方向（矢印Ａ方向）の深さ（開口寸法）Ｄ１が、第２バッファ領域４６ｂの前記積層方向の深さ（開口寸法）Ｄ２よりも大きく、すなわち、深溝に設定される（Ｄ１＞Ｄ２）。第１バッファ領域４６ａには、エンボス部５０が設けられるとともに、第２バッファ領域４６ｂには、前記第１バッファ領域４６ａと酸化剤ガス流路２６とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部５２が設けられる。図３に示すように、各ガイド部５２は、薄板状を有しており、互いに平行し且つ酸化剤ガス流路２６の幅方向（矢印Ｂ方向）に沿って略均等に配列される。
出口バッファ部４８は、略三角形状を有し、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに隣接する第１バッファ領域４８ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域４８ｂとを有する。第１バッファ領域４８ａは、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂの内側端面に平行するとともに、出口側連結溝４４ｂの配列方向に長尺に形成される。
第１バッファ領域４８ａは、第２バッファ領域４８ｂよりも深溝に設定される。第１バッファ領域４８ａには、エンボス部５０が設けられるとともに、第２バッファ領域４８ｂには、前記第１バッファ領域４８ａと酸化剤ガス流路２６とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部５２が設けられる。
図１に示すように、樹脂枠部材４２のアノード側電極４０を設ける面（他方の面）４２ｂには、燃料ガス入口連通孔２２ａに一端が連通する複数本の入口側連結溝５４ａと、燃料ガス出口連通孔２２ｂに一端が連通する複数本の出口側連結溝５４ｂとが設けられる。入口側連結溝５４ａの他端は、入口バッファ部５６に連通する一方、出口側連結溝５４ｂの他端は、出口バッファ部５８に連通する。
入口バッファ部５６は、燃料ガス入口連通孔２２ａと燃料ガス流路３２とを連通するとともに、出口バッファ部５８は、前記燃料ガス流路３２と燃料ガス出口連通孔２２ｂとを連通する。
入口バッファ部５６は、略三角形状を有し、燃料ガス入口連通孔２２ａに隣接する第１バッファ領域５６ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域５６ｂとを有する。第１バッファ領域５６ａは、燃料ガス入口連通孔２２ａの内側端面に平行するとともに、入口側連結溝５４ａの配列方向に長尺に形成される。
図５に示すように、第１バッファ領域５６ａは、面４２ｂからの積層方向（矢印Ａ方向）の深さ（開口寸法）Ｄ３が、第２バッファ領域５６ｂの前記積層方向の深さ（開口寸法）Ｄ４よりも大きく、すなわち、深溝に設定される（Ｄ３＞Ｄ４）。第１バッファ領域５６ａには、エンボス部６０が設けられるとともに、第２バッファ領域５６ｂには、前記第１バッファ領域５６ａと燃料ガス流路３２とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部６２が設けられる。図１に示すように、各ガイド部６２は、薄板状を有しており、互いに平行し且つ燃料ガス流路３２の幅方向（矢印Ｂ方向）に沿って略均等に配列される。
出口バッファ部５８は、略三角形状を有し、燃料ガス出口連通孔２２ｂに隣接する第１バッファ領域５８ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域５８ｂとを有する。第１バッファ領域５８ａは、燃料ガス出口連通孔２２ｂの内側端面に平行するとともに、出口側連結溝５４ｂの配列方向に長尺に形成される。
第１バッファ領域５８ａは、第２バッファ領域５８ｂよりも深溝に設定される。第１バッファ領域５８ａには、エンボス部６０が設けられるとともに、第２バッファ領域５８ｂには、前記第１バッファ領域５８ａと燃料ガス流路３２とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部６２が設けられる。
樹脂枠部材４２の両方の面４２ａ、４２ｂには、シール部材６４が、例えば、射出成形により一体成形される。シール部材６４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。
シール部材６４は、図３に示すように、面４２ａ側で、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂと酸化剤ガス流路２６とを連通して周回する。シール部材６４は、面４２ａ側では、燃料ガス入口連通孔２２ａ、燃料ガス出口連通孔２２ｂ、冷却媒体入口連通孔２４ａ及び冷却媒体出口連通孔２４ｂを個別に周回する。
シール部材６４は、図１に示すように、面４２ｂ側で、燃料ガス入口連通孔２２ａ及び燃料ガス出口連通孔２２ｂと燃料ガス流路３２とを連通して周回する。シール部材６４は、面４２ｂ側では、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂ、冷却媒体入口連通孔２４ａ及び冷却媒体出口連通孔２４ｂを個別に周回する。
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、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔２２ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔２４ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
このため、酸化剤ガスは、図３に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２０ａから電解質膜・電極構造体１８を構成する樹脂枠部材４２に形成された入口側連結溝４４ａを通って入口バッファ部４６に導入される。さらに、酸化剤ガスは、入口バッファ部４６から第１セパレータ１４の酸化剤ガス流路２６に供給される（図１参照）。この酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路２６に沿って矢印Ｃ方向（重力方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１８のカソード側電極３８に供給される。
一方、燃料ガスは、図１に示すように、燃料ガス入口連通孔２２ａから電解質膜・電極構造体１８を構成する樹脂枠部材４２に形成された入口側連結溝５４ａを通って入口バッファ部５６に導入される。さらに、燃料ガスは、入口バッファ部５６から第２セパレータ１６の燃料ガス流路３２に沿って重力方向（矢印Ｃ方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１８のアノード側電極４０に供給される。
従って、電解質膜・電極構造体１８では、カソード側電極３８に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極４０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て発電が行われる。
次いで、電解質膜・電極構造体１８のカソード側電極３８に供給されて消費された酸化剤ガスは、出口バッファ部４８から出口側連結溝４４ｂを通って酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに排出される（図３参照）。また、電解質膜・電極構造体１８のアノード側電極４０に供給されて消費された燃料ガスは、図１に示すように、出口バッファ部５８から出口側連結溝５４ｂを通って燃料ガス出口連通孔２２ｂに排出される。
一方、冷却媒体入口連通孔２４ａに供給された冷却媒体は、図１に示すように、第１セパレータ１４と第２セパレータ１６との間に形成された冷却媒体流路２８に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１８を冷却した後、冷却媒体出口連通孔２４ｂに排出される。
この場合、第１の実施形態では、図３に示すように、樹脂枠部材４２の面４２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに隣接して入口バッファ部４６が設けられている。入口バッファ部４６は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに隣接する第１バッファ領域４６ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域４６ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域４６ａの積層方向の深さＤ１は、前記第２バッファ領域４６ｂの前記積層方向の深さＤ２よりも大きく、すなわち、深溝に設定されている（図４参照）。
従って、酸化剤ガス入口連通孔２０ａから入口バッファ部４６に供給される酸化剤ガスは、第１バッファ領域４６ａから第２バッファ領域４６ｂにわたって均一に分配された後、酸化剤ガス流路２６に供給される。
さらに、第２バッファ領域４６ｂには、第１バッファ領域４６ａと酸化剤ガス流路２６とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部５２が設けられている。このため、酸化剤ガスは、第２バッファ領域４６ｂにおける流動性が向上する。
これにより、酸化剤ガスは、第１バッファ領域４６ａから第２バッファ領域４６ｂに均等に分配供給された後、酸化剤ガス流路２６の幅方向（矢印Ｂ方向）全体に対して均一且つ確実に供給される。
一方、樹脂枠部材４２の面４２ａには、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに隣接して出口バッファ部４８が設けられている。出口バッファ部４８は、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに隣接する第１バッファ領域４８ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域４８ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域４８ａは、前記第２バッファ領域４８ｂよりも深溝に設定されている。
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路２６から第２バッファ領域４８ｂを通って第１バッファ領域４８ａに円滑且つ均一に流動された後、前記第１バッファ領域４８ａを通って酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに排出される。従って、酸化剤ガス流路２６では、発電領域全域で酸化剤ガスの分配を均一化することが可能になる。
また、図１及び図５に示すように、樹脂枠部材４２の面４２ｂには、燃料ガス入口連通孔２２ａに隣接して入口バッファ部５６が設けられている。入口バッファ部５６は、燃料ガス入口連通孔２２ａに隣接する第１バッファ領域５６ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域５６ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域５６ａの積層方向の深さＤ３は、前記第２バッファ領域５６ｂの前記積層方向の深さＤ４よりも大きく、すなわち、深溝に設定されている（図５参照）。
従って、燃料ガス入口連通孔２２ａから入口バッファ部５６に供給される燃料ガスは、第１バッファ領域５６ａから第２バッファ領域５６ｂにわたって均一に分配された後、燃料ガス流路３２に供給される。
さらに、第２バッファ領域５６ｂには、第１バッファ領域５６ａと燃料ガス流路３２とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部６２が設けられている。このため、燃料ガスは、第２バッファ領域５６ｂにおける流動性が向上する。
これにより、燃料ガスは、第１バッファ領域５６ａから第２バッファ領域５６ｂに均等に分配供給された後、燃料ガス流路３２の幅方向（矢印Ｂ方向）全体に対して均一且つ確実に供給される。
一方、樹脂枠部材４２の面４２ｂには、燃料ガス出口連通孔２２ｂに隣接して出口バッファ部５８が設けられている。出口バッファ部５８は、燃料ガス出口連通孔２２ｂに隣接する第１バッファ領域５８ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域５８ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域５８ａは、前記第２バッファ領域５８ｂよりも深溝に設定されている。
このため、燃料ガスは、燃料ガス流路３２から第２バッファ領域５８ｂを通って第１バッファ領域５８ａに円滑且つ均一に流動された後、前記第１バッファ領域５８ａを通って燃料ガス出口連通孔２２ｂに排出される。従って、燃料ガス流路３２では、発電領域全域で燃料ガスの分配を均一化することが可能になる。
これにより、第１セパレータ１４に形成された酸化剤ガス流路２６全体及び第２セパレータ１６に形成された燃料ガス流路３２全体に、酸化剤ガス及び燃料ガスを均一且つ確実に供給することができる。このため、燃料電池１０は、簡単な構成で、良好な発電性能を保持することが可能になるという効果が得られる。
さらにまた、第１の実施形態では、樹脂枠部材４２の面４２ａに酸化剤ガス用の入口バッファ部４６及び出口バッファ部４８が形成される一方、面４２ｂに燃料ガス用の入口バッファ部５６及び出口バッファ部５８が形成されている。
その際、樹脂枠部材４２が用いられるため、表裏（面４２ａ、４２ｂ）でそれぞれ異なる形状に形成することができる。すなわち、入口バッファ部４６及び出口バッファ部４８の形状と、入口バッファ部５６及び出口バッファ部５８の形状とは、互いに干渉することがなく、それぞれ所望の形状に個別且つ容易に設定することができる。従って、面４２ａ、４２ｂには、それぞれ直線状のガイド部形状やエンボス形状等、必要に応じて組み合わせて形成することが可能になる。
なお、樹脂枠部材４２には、酸化剤ガス用の入口バッファ部４６及び出口バッファ部４８のみを設けてもよく、また、燃料ガス用の入口バッファ部５６及び出口バッファ部５８のみを設けてもよい。以下に説明する第２の実施形態においても、同様である。
なお、第１の実施形態では、入口バッファ部４６を構成する第１バッファ領域４６ａ及び第２バッファ領域４６ｂは、樹脂枠部材４２にのみ設けられているが、これに限定されるものではない。すなわち、第１バッファ領域４６ａ及び第２バッファ領域４６ｂは、実質的に樹脂枠部材４２と第１セパレータ１４との間に設けられていればよい。例えば、図６に示すように、樹脂枠部材４２側には、バッファ領域部４６ａ１が設けられるとともに、第１セパレータ１４側には、前記バッファ領域部４６ａ１から離間する方向に凹部を構成するバッファ領域部４６ａ２が設けられる。
バッファ領域部４６ａ１とバッファ領域部４６ａ２とを併せて第１バッファ領域４６ａが構成され、積層方向の開口寸法である深さＤ１が得られる。バッファ領域部４６ａ１は、第２バッファ領域４６ｂの深さＤ２と同一の深さに設定されることができ、前記バッファ領域部４６ａ１と前記第２バッファ領域４６ｂとは、面一状態に構成することが可能である。
また、出口バッファ部４８は、上記の入口バッファ部４６と同様に、樹脂枠部材４２と第１セパレータ１４との間に積層方向の開口寸法を大きくして第１バッファ領域４８ａと設ける一方、前記積層方向の開口寸法を小さくして第２バッファ領域４８ｂを設けることができる。
さらに、入口バッファ部５６及び出口バッファ部５８においても、上記と同様に構成することができる。さらにまた、以下に説明する第２以降の実施形態においても、同様である。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池７０を構成するセルユニット７２の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。
セルユニット７２は、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６間に電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）７４を挟持する。電解質膜・電極構造体７４は、図７及び図８に示すように、固体高分子電解質膜７６と、前記固体高分子電解質膜７６を挟持するカソード側電極７８及びアノード側電極８０とを備える。
カソード側電極７８及びアノード側電極８０は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層７８ａ及び８０ａ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７８ａ及び８０ａの表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層７８ｂ及び８０ｂとを有する。電極触媒層７８ｂ及び８０ｂは、固体高分子電解質膜７６の両面に形成される。
図９に示すように、カソード側電極７８を構成するガス拡散層７８ａには、入口バッファ部８２と出口バッファ部８４とが形成される。入口バッファ部８２は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに隣接する第１バッファ領域８２ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域８２ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域８２ａの積層方向の深さは、前記第２バッファ領域８２ｂの前記積層方向の深さよりも大きく、すなわち、深溝に設定される（図８参照）。
第１バッファ領域８２ａは、空間部を構成するが、必要に応じてエンボス部を設けてもよい。第２バッファ領域８２ｂには、第１バッファ領域８２ａと酸化剤ガス流路２６とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部８６が設けられる。
出口バッファ部８４は、図９に示すように、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに隣接する第１バッファ領域８４ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域８４ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域８４ａは、前記第２バッファ領域８４ｂよりも深溝に設定される。第２バッファ領域８４ｂには、第１バッファ領域８４ａと酸化剤ガス流路２６とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部８６が設けられる。
図７に示すように、アノード側電極８０を構成するガス拡散層８０ａには、入口バッファ部８８と出口バッファ部９０とが形成される。入口バッファ部８８は、燃料ガス入口連通孔２２ａに隣接する第１バッファ領域８８ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域８８ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域８８ａの積層方向の深さは、前記第２バッファ領域８８ｂの前記積層方向の深さよりも大きく、すなわち、深溝に設定される。第２バッファ領域８８ｂには、第１バッファ領域８８ａと燃料ガス流路３２とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部９２が設けられる。
出口バッファ部９０は、燃料ガス出口連通孔２２ｂに隣接する第１バッファ領域９０ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域９０ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域９０ａは、前記第２バッファ領域９０ｂよりも深溝に設定される。第２バッファ領域９０ｂには、第１バッファ領域９０ａと燃料ガス流路３２とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部９２が設けられる。
第１セパレータ１４の両方の面１４ａ、１４ｂには、第１シール部材９４が、例えば、射出成形により一体成形される。第２セパレータ１６の両方の面１６ａ、１６ｂには、第２シール部材９６が、例えば、射出成形により一体成形される。第１シール部材９４及び第２シール部材９６は、第１の実施形態に用いられたシール部材６４と同様に構成される。
このように構成される第２の実施形態では、ガス拡散層７８ａには、酸化剤ガス用の入口バッファ部８２及び出口バッファ部８４が形成されるとともに、ガス拡散層８０ａには、燃料ガス用の入口バッファ部８８及び出口バッファ部９０が形成されている。
このため、酸化剤ガス流路２６全体及び燃料ガス流路３２全体に、酸化剤ガス及び燃料ガスを均一且つ確実に供給することができ、燃料電池７０は、簡単な構成で、良好な発電性能を保持することが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池１００を構成するセルユニット１０２の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。
セルユニット１０２は、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６間に電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１０４を挟持する。図１１に示すように、電解質膜・電極構造体１０４を構成する樹脂枠部材４２は、面４２ａ側に入口バッファ部１０６及び出口バッファ部１０８が形成される。
入口バッファ部１０６は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに隣接する第１バッファ領域１０６ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域１０６ｂとを有する。第１バッファ領域１０６ａの積層方向の深さＤ１は、第２バッファ領域１０６ｂの前記積層方向の深さＤ２よりも大きく、すなわち、深溝に設定される（図１２参照）。第２バッファ領域１０６ｂには、エンボス部１１０が設けられる。
出口バッファ部１０８は、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに隣接する第１バッファ領域１０８ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域１０８ｂとを有する。第１バッファ領域１０８ａは、第２バッファ領域１０８ｂよりも深溝に設定されるとともに、前記第２バッファ領域１０８ｂには、エンボス部１１０が設けられる。
図１０に示すように、電解質膜・電極構造体１０４を構成する樹脂枠部材４２は、面４２ｂ側に入口バッファ部１１２及び出口バッファ部１１４が形成される。入口バッファ部１１２は、燃料ガス入口連通孔２２ａに隣接する第１バッファ領域１１２ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域１１２ｂとを有する。第１バッファ領域１１２ａは、第２バッファ領域１１２ｂよりも深溝に設定されるとともに、前記第２バッファ領域１１２ｂには、エンボス部１１６が設けられる。
出口バッファ部１１４は、燃料ガス出口連通孔２２ｂに隣接する第１バッファ領域１１４ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域１１４ｂとを有する。第１バッファ領域１１４ａは、第２バッファ領域１１４ｂよりも深溝に設定されるとともに、前記第２バッファ領域１１４ｂには、エンボス部１１６が設けられる。
このように構成される第３の実施形態では、図１１に示すように、入口バッファ部１０６は、深溝の第１バッファ領域１０６ａと、浅溝の第２バッファ領域１０６ｂとを有するとともに、前記第１バッファ領域１０６ａ及び前記第２バッファ領域１０６ｂには、エンボス部５０及び１１０が設けられている。
従って、酸化剤ガス入口連通孔２０ａから入口バッファ部１０６に供給される酸化剤ガスは、第１バッファ領域１０６ａから第２バッファ領域１０６ｂにわたって良好に拡散（分散）された後、酸化剤ガス流路２６に供給される。
これにより、酸化剤ガスは、第１バッファ領域１０６ａから第２バッファ領域１０６ｂに拡散供給された後、酸化剤ガス流路２６の幅方向（矢印Ｂ方向）全体に対して確実に供給されるという効果が得られる。特に、入口バッファ部１０６が分散性を要する形状に設定される際に、効果的である。
なお、出口バッファ部１０８においても、同様の効果が得られる。また、燃料ガス流路３２においても同様に、入口バッファ部１１２及び出口バッファ部１１４が設けられており、燃料ガスを良好に分散供給することが可能になる。
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池１２０を構成するセルユニット１２２の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。
セルユニット１２２は、第１セパレータ１２４と第２セパレータ１２６との間に、電解質膜・電極構造体１２８を挟持して構成される。セルユニット１２２の長辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び燃料ガス出口連通孔２２ｂが設けられる。セルユニット１２２の長辺方向の他端縁部には、燃料ガス入口連通孔２２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂが設けられる。
セルユニット１２２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部には、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ側の一方に、一対の冷却媒体入口連通孔２４ａが設けられる。セルユニット１２２の短辺方向の両端縁部には、燃料ガス入口連通孔２２ａ側の他方に、一対の冷却媒体出口連通孔２４ｂが設けられる。
第１セパレータ１２４の電解質膜・電極構造体１２８に向かう面１２４ａには、酸化剤ガス流路２６が形成されるとともに、前記第１セパレータ１２４の面１２４ｂには、冷却媒体流路２８の一部が形成される。第２セパレータ１２６の電解質膜・電極構造体１２８に向かう面１２６ａには、燃料ガス流路３２が形成されるとともに、前記第２セパレータ１２６の面１２６ｂには、冷却媒体流路２８の一部が形成される。
第２セパレータ１２６には、燃料ガス入口連通孔２２ａの近傍に、複数の供給孔部１３０ａが形成されるとともに、燃料ガス出口連通孔２２ｂの近傍には、複数の排出孔部１３０ｂが形成される。供給孔部１３０ａは、燃料ガス入口連通孔２２ａと面１２６ｂ側で連結される一方、燃料ガス流路３２と面１２６ａ側で連結される。排出孔部１３０ｂは、同様に、燃料ガス出口連通孔２２ｂと面１２６ｂ側で連結される一方、燃料ガス流路３２と面１２６ａ側で連結される。
第１セパレータ１２４の面１２４ａ、１２４ｂには、この第１セパレータ１２４の外周端縁部を周回して第１シール部材１３２が一体成形される。第２セパレータ１２６の面１２６ａ、１２６ｂには、この第２セパレータ１２６の外周端縁部を周回して第２シール部材１３４が一体成形される。
電解質膜・電極構造体１２８は、樹脂枠部材１３６を備える。図１３〜図１５に示すように、樹脂枠部材１３６は、長手方向（矢印Ｂ方向）両端部に、酸化剤ガス入口連通孔２０ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに向かって膨出する膨出部１３６ａ、１３６ｂと、燃料ガス入口連通孔２２ａ及び燃料ガス出口連通孔２２ｂに向かって膨出する膨出部１３６ｃ、１３６ｄとを有する。
膨出部１３６ａ、１３６ｂの端面は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａの内側壁面及び酸化剤ガス出口連通孔２０ｂの内側壁面と平行する。膨出部１３６ｃ、１３６ｄの端面は、燃料ガス入口連通孔２２ａの内側壁面及び燃料ガス出口連通孔２２ｂの内側壁面と平行する。
図１４に示すように、樹脂枠部材１３６のカソード側電極３８を設ける面１２８ａには、入口バッファ部１３８と出口バッファ部１４０とが設けられる。入口バッファ部１３８は、酸化剤ガス入口連通孔２０ａに隣接する第１バッファ領域１３８ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域１３８ｂとを有する。
第１バッファ領域１３８ａは、第２バッファ領域１３８ｂよりも深溝に設定される。第１バッファ領域１３８ａは、酸化剤ガス入口連通孔２０ａの内側端面に平行するとともに、エンボス部１４１ａを設ける。
第２バッファ領域１３８ｂには、第１バッファ領域１３８ａと酸化剤ガス流路２６とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部１４２が設けられる。各ガイド部１４２は、第１バッファ領域１３８ａから酸化剤ガス流路２６に向かって下方に傾斜するとともに、互いに等間隔ずつ離間し且つ互いに平行して延在する。
図１６に示すように、ガイド部１４２は、酸化剤ガス流路２６に近接して終端する端部１４２ａを有し、隣接する前記端部１４２ａ間の中央位置Ｏ１が設定される。この中央位置Ｏ１から、酸化剤ガス流路２６の流れ方向（矢印Ｂ方向）に対してガイド部１４２が傾斜する側（矢印Ｃ１方向）に距離Ｓ１だけオフセットした端部間位置に、撓み防止用の突出部１４４が設けられる。突出部１４４は、円柱形状を有しており、ガイド部１４２と同一の高さに設定される（図１７参照）。突出部１４４の端面は、ガイド部１４２の端面と同一直線上に配置される（図１６参照）。
図１４に示すように、出口バッファ部１４０は、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂに隣接する第１バッファ領域１４０ａと、酸化剤ガス流路２６に隣接する第２バッファ領域１４０ｂとを有する。第１バッファ領域１４０ａは、第２バッファ領域１４０ｂよりも深溝に設定される。第１バッファ領域１４０ａは、酸化剤ガス出口連通孔２０ｂの内側端面に平行するとともに、エンボス部１４１ｂを設ける。
第２バッファ領域１４０ｂには、第１バッファ領域１４０ａと酸化剤ガス流路２６とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部１４２が設けられる。各ガイド部１４２は、第１バッファ領域１４０ａから酸化剤ガス流路２６に向かって上方に傾斜するとともに、互いに等間隔ずつ離間し且つ互いに平行して延在する。ガイド部１４２の端部１４２ａ間には、突出部１４４が設けられる。
図１５に示すように、樹脂枠部材１３６のアノード側電極４０を設ける面１２８ｂには、入口バッファ部１４６と出口バッファ部１４８とが設けられる。入口バッファ部１４６は、燃料ガス入口連通孔２２ａに隣接する第１バッファ領域１４６ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域１４６ｂとを有する。
第１バッファ領域１４６ａは、第２バッファ領域１４６ｂよりも深溝に設定される。第１バッファ領域１４６ａは、燃料ガス入口連通孔２２ａの内側端面に平行するとともに、エンボス部１５０ａを設ける。
第２バッファ領域１４６ｂには、第１バッファ領域１４６ａと燃料ガス流路３２とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部１５２が設けられる。各ガイド部１５２は、第１バッファ領域１４６ａから燃料ガス流路３２に向かって下方に傾斜するとともに、互いに等間隔ずつ離間し且つ互いに平行して延在する。ガイド部１５２の端部１５２ａ間には、突出部１５４が設けられる。
出口バッファ部１４８は、燃料ガス出口連通孔２２ｂに隣接する第１バッファ領域１４８ａと、燃料ガス流路３２に隣接する第２バッファ領域１４８ｂとを有する。第１バッファ領域１４８ａは、第２バッファ領域１４８ｂよりも深溝に設定される。第１バッファ領域１４８ａは、燃料ガス出口連通孔２２ｂの内側端面に平行するとともに、エンボス部１５０ｂを設ける。
第２バッファ領域１４８ｂには、第１バッファ領域１４８ａと燃料ガス流路３２とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部１５２が設けられる。各ガイド部１５２は、第１バッファ領域１４８ａから燃料ガス流路３２に向かって上方に傾斜するとともに、互いに等間隔ずつ離間し且つ互いに平行して延在する。ガイド部１５２の端部１５２ａ間には、突出部１５４が設けられる。
図１６に示すように、ガイド部１５２は、燃料ガス流路３２に近接して終端する端部１５２ａを有し、隣接する前記端部１５２ａ間の中央位置Ｏ２が設定される。この中央位置Ｏ２から、燃料ガス流路３２の流れ方向（矢印Ｂ方向）に対してガイド部１５２が傾斜する側（矢印Ｃ２方向）に距離Ｓ２だけオフセットした端部間位置に、撓み防止用の突出部１５４が設けられる。突出部１５４は、円柱形状を有しており、ガイド部１５２と同一の高さに設定される（図１７参照）。突出部１５４の端面は、ガイド部１５２の端面と同一直線上に配置される。
このように構成される第４の実施形態では、上記の第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、酸化剤ガス側のガイド部１４２と燃料ガス側のガイド部１５２は、本数が異なっており、それぞれの端部１４２ａ、１５２ａの位置がずれている。従って、樹脂枠部材１３６には、比較的広い薄肉部位が存在するため、突出部１４４、１５４を設けることにより、前記樹脂枠部材１３６に撓みが発生することを抑制することができるという利点がある。
１０、７０、１００、１２０…燃料電池
１２、７２、１０２、１２２…セルユニット
１４、１６、１２４、１２６…セパレータ
１８、７４、１０４、１２８…電解質膜・電極構造体
２０ａ…酸化剤ガス入口連通孔 ２０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
２２ａ…燃料ガス入口連通孔 ２２ｂ…燃料ガス出口連通孔
２４ａ…冷却媒体入口連通孔 ２４ｂ…冷却媒体出口連通孔
２６…酸化剤ガス流路 ２８…冷却媒体流路
３２…燃料ガス流路 ３６、７６…固体高分子電解質膜
３８、７８…カソード側電極 ４０、８０…アノード側電極
４２、１３６…樹脂枠部材 ４４ａ、５４ａ…入口側連結溝
４４ｂ、５４ｂ…出口側連結溝
４６、５６、８２、８８、１０６、１１２、１３８、１４６…入口バッファ部
４８、５８、８４、９０、１０８、１１４、１４０、１４８…出口バッファ部
４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂ、８８ａ、８８ｂ、９０ａ、９０ｂ、１０６ａ、１０６ｂ、１０８ａ、１０８ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１４ａ、１１４ｂ、１３８ａ、１３８ｂ、１４０ａ、１４０ｂ、１４６ａ、１４６ｂ、１４８ａ、１４８ｂ…バッファ領域
５０、６０、１１０、１１６…エンボス部
５２、６２、８６、９２、１４２、１５２…ガイド部
６４、１３２、１３４…シール部材
７８ａ、８０ａ…ガス拡散層 １３６ａ〜１３６ｄ…膨出部
１４４、１５４…突出部

Claims (8)

  1. 電解質膜の両側に一対の電極を設けた電解質膜・電極構造体をセパレータにより挟持するとともに、前記電解質膜・電極構造体の一方の電極面に沿って一方の反応ガスを供給する第１反応ガス流路と、前記電解質膜・電極構造体の他方の電極面に沿って他方の反応ガスを供給する第２反応ガス流路とが形成される燃料電池であって、
    前記一方の反応ガスを積層方向に流す第１反応ガス連通孔及び前記他方の反応ガスを前記積層方向に流す第２反応ガス連通孔が設けられるとともに、
    少なくとも前記電解質膜・電極構造体の一方の面には、前記第１反応ガス連通孔と前記第１反応ガス流路とを連通するバッファ部が設けられ、
    前記バッファ部は、前記第１反応ガス連通孔に隣接する第１バッファ領域と、
    前記第１反応ガス流路に隣接する第２バッファ領域と、
    を有し、
    前記第１バッファ領域は、前記第２バッファ領域よりも前記積層方向の開口寸法が大きく設定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、前記電極の外周には、樹脂枠部材が一体に設けられるとともに、
    前記樹脂枠部材には、前記バッファ部が形成さ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、前記電極は、ガス拡散層を設けるとともに、
    前記ガス拡散層には、前記バッファ部が形成されることを特徴とする燃料電池。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記第２バッファ領域には、前記第１バッファ領域と前記第１反応ガス流路とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部が設けられることを特徴とする燃料電池。
  5. 請求項４記載の燃料電池において、前記ガイド部は、前記第１反応ガス流路に近接して終端する端部を有し、隣接する前記端部間の中央位置から、前記第１反応ガス流路の流れ方向に対して前記ガイド部が傾斜する側にオフセットした端部間位置に、突出部が設けられることを特徴とする燃料電池。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記電解質膜・電極構造体の他方の面には、前記第２反応ガス連通孔と前記第２反応ガス流路とを連通する他のバッファ部が設けられ、
    前記他のバッファ部は、前記第２反応ガス連通孔に隣接する第３バッファ領域と、
    前記第２反応ガス流路に隣接する第４バッファ領域と、
    を有し、
    前記第３バッファ領域は、前記第４バッファ領域よりも前記積層方向の開口寸法が大きく設定されることを特徴とする燃料電池。
  7. 請求項６記載の燃料電池において、前記第４バッファ領域には、前記第３バッファ領域と前記第２反応ガス流路とを連続的に繋ぐ複数本のガイド部が設けられることを特徴とする燃料電池。
  8. 請求項７記載の燃料電池において、前記ガイド部は、前記第２反応ガス流路に近接して終端する端部を有し、隣接する前記端部間の中央位置から、前記第２反応ガス流路の流れ方向に対して前記ガイド部が傾斜する側にオフセットした端部間位置に、突出部が設けられることを特徴とする燃料電池。
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