JP2015088328A - ガス流路形成部材、その製造方法及び燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池において、より良好にガスを流すことのできるガス流路形成部材を提供する。
【解決手段】燃料電池内に配置され、燃料電池内の電解質膜に沿った第１の方向にガスを流すためのガス流路形成部材は、第１の方向と交差する第２の方向に平行に延びるガス流路形成要素を複数備え、各ガス流路形成要素は、第２の方向に沿った断面が波形状であり、各ガス流路形成要素は、第１の方向に連接されている。ガス流路形成部材の第１の方向における端部に位置するガス流路形成要素の少なくとも一部は、第１の方向と第２の方向とで形成される平面において、第２の方向に対して斜めに切断されて形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ガス流路形成部材、その製造方法及び燃料電池に関する。

燃料電池に用いられるガス流路形成部材は、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）あるいは膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly）とセパレータとの間に配置される。ガス流路形成部材として、例えば、エキスパンドメタルのような、同一形状の貫通孔が規則的に多列に配列された部材が用いられる場合がある（特許文献１）。

特開２００９−１４０７９５号公報

従来、ガス流路形成部材の製造時において、ガス流路形成部材を所望の大きさに切断する場合に、切断による応力によって、端部の貫通孔が一様に変形する場合があった。このような変形が生じたガス流路形成部材を燃料電池に用いると、ガスの流れがガス流路形成部材ごとに不均一になるおそれがあった。よって、ガス流路形成部材に切断加工を施した場合に、良好にガスを流すことが可能な技術が求められていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、燃料電池内に配置され、前記燃料電池内の電解質膜に沿った第１の方向にガスを流すためのガス流路形成部材が提供される。このガス流路形成部材は、前記第１の方向と交差する第２の方向に平行に延びるガス流路形成要素を複数備え；前記各ガス流路形成要素は、前記第２の方向に沿った断面が波形状であり；前記各ガス流路形成要素は、前記第１の方向に連接されており；前記ガス流路形成部材の前記第１の方向における端部に位置するガス流路形成要素の少なくとも一部は、前記第１の方向と前記第２の方向とで形成される平面において、前記第２の方向に対して斜めに切断されて形成されている。このような形態のガス流路形成部材であれば、端部に位置するガス流路形成要素の少なくとも一部と第２の方向とが平行に切断されている場合に比べて、端部に位置するガス流路形成要素の断面の形状が一様ではない。そのため、ガス流路形成部材の端部におけるガス流路が一様に狭くなることが抑制されるので、良好にガスを流すことができる。

（２）上記形態のガス流路形成部材において、前記端部は、前記燃料電池から酸化ガスを排出する側の端部であってもよい。このような形態のガス流路形成部材であれば、発電に使用されなかった酸化ガスとともに燃料電池の反応によって生成された水を良好に流すことができる。

（３）上記形態のガス流路形成部材において、前記各ガス流路形成要素は、隣合う前記ガス流路形成要素同士の波形状の断面の位相が異なるように、前記第１の方向に連接されていてもよい。このようなガス流路形成部材であれば、ガス流れ方向へのガスの経路を長くすることができるので、燃料電池におけるガスの拡散性を向上させることができる。

（４）本発明の他の態様によれば、燃料電池内に配置され、前記燃料電池内の電解質膜に沿った第１の方向にガスを流すためのガス流路形成部材の製造方法が提供される。この方法においては、前記ガス流路形成部材は、前記第１の方向と交差する第２の方向と平行に延びるガス流路形成要素を複数備え；前記各ガス流路形成要素は、前記第２の方向に沿った断面が波形状であり；前記各ガス流路形成要素は、前記第１の方向に連接されたガス流路形成部材を用意する工程と；前記用意されたガス流路形成部材を切断機により前記第１の方向と前記第２の方向とで形成される平面に対して交差する方向である第３の方向から応力を加えて所定の形状に切断する工程と、を備え；前記切断する工程では、前記ガス流路形成部材の前記第１の方向における端部に位置するガス流路形成要素の少なくとも一部を、前記平面において、前記第２の方向に対して斜めに切断する。このような方法によれば、第３の方向から用意されたガス流路形成部材に対して加えられた応力によって端部に位置するガス流路形成要素の形状が変形しても、ガス流路形成要素の延びる方向と第２の方向とが平行になるように切断される場合に比べて、断面の形状が一様に変形することを抑制することができる。そのため、ガス流路形成部材の端部におけるガス流路が一様に狭くなることが抑制されるので、良好にガスを流すことができる。

本発明の他の形態によれば、複数のセルが積層された燃料電池が提供される。前記セルは、電解質膜を備える膜電極接合体と、前記膜電極接合体と向かい合って配置されたセパレータと、前記膜電極接合体と前記セパレータとの間に配置され、前記電解質膜に沿った第１の方向にガスを流すためのガス流路形成部材と、を有し；前記ガス流路形成部材は；前記第１の方向と交差する第２の方向に平行に延びるガス流路形成要素を複数備え；前記各ガス流路形成要素は、前記第２の方向に沿った断面が波形状であり；前記各ガス流路形成要素は、前記第１の方向に連接されており；前記ガス流路形成部材の前記第１の方向における端部に位置するガス流路形成要素の少なくとも一部は、前記第１の方向と前記第２の方向とで形成される平面において、前記第２の方向に対して斜めに切断されて形成されている。このような燃料電池であれば、端部におけるガス流路が一様に狭いガス流路形成部を備えるセルや、端部におけるガス流路が一様に広いガス流路形成部を備えるセルが燃料電池において混在することを防ぐことができる。よって、燃料電池の発電性能の低下を抑制することができる。

本発明は、上述したガス流路形成部材、ガス流路形成部材の製造方法、燃料電池以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ガス流路形成部材を備える燃料電池セルや、燃料電池を備える車両等の形態で実現することができる。

燃料電池の構成を示す概略斜視図である。 セルの構成を分解して示す概略斜視図である。 酸化ガス排出孔付近の様子を説明するための図である。 図２におけるガス流路形成部材の破線部分の拡大図である。 ガス流路形成部材の製造方法を示すフローチャートである。 切断機による切断の様子を説明するための図である。 ガス流路形成要素の延びる方向とガス流路形成部材の端部とが平行になるようにして切断された、ガス流路形成部材を示す図である。 ガス流路形成部材の端部の変形例を示す図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．全体構成：
図１は、燃料電池１００の構成を示す概略斜視図である。燃料電池１００は、複数のセル１０をＺ方向に積層し、一対のエンドプレート７０Ｆ，７０Ｅで挟持したスタック構造を有している。前端側のエンドプレート７０Ｆとセル１０との間には、前端側の絶縁板６５Ｆを介して前端側のターミナルプレート６０Ｆが設けられている。後端側のエンドプレート７０Ｅとセル１０との間にも、同様に、後端側の絶縁板６５Ｅを介して後端側のターミナルプレート６０Ｅが設けられている。セル１０とターミナルプレート６０Ｆ，６０Ｅと絶縁板６５Ｆ，６５Ｅとエンドプレート７０Ｆ，７０Ｅは、それぞれ、略矩形状の外形を有するプレート構造を有しており、長辺がＸ方向で短辺がＹ方向に沿うように配置されている。なお、本実施形態では、Ｙ方向は鉛直上向きの方向、Ｚ方向は水平方向、Ｘ方向はＹ方向及びＺ方向の両方に垂直な方向である。また、Ｘ方向は本願の「第２の方向」に相当し、Ｙ方向は本願の「第１の方向」に相当し、Ｚ方向は本願の「第３の方向」に相当する。

前端側におけるエンドプレート７０Ｆと絶縁板６５Ｆとターミナルプレート６０Ｆには、燃料ガス供給孔７２ｉ及び燃料ガス排出孔７２ｔと、複数の酸化ガス供給孔７４ｉ及び酸化ガス排出孔７４ｔと、複数の冷却水供給孔７６ｉ及び冷却水排出孔７６ｔと、が設けられている。これらの供給孔及び排出孔は、各セル１０の対応する位置に設けられているそれぞれの孔（不図示）と連結して、それぞれに対応するガスあるいは冷却水の給排マニホールドを構成する。その一方、後端側におけるエンドプレート７０Ｅと絶縁板６５Ｅとターミナルプレート６０Ｅには、これらの給排孔は設けられていない。これは、反応ガス（燃料ガス，酸化ガス）及び冷却水を前端側のエンドプレート７０Ｆからそれぞれのセル１０に対して供給マニホールドを介して供給しつつ、それぞれのセル１０からの排出ガス及び排出水を前端側のエンドプレート７０から外部に対して排出マニホールドを介して排出するタイプの燃料電池であることによる。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、前端側のエンドプレート７０Ｆから反応ガス及び冷却水を供給し、後端側のエンドプレート７０Ｅから排出ガス及び排出水が外部へ排出されるタイプ等の種々のタイプとすることができる。

複数の酸化ガス供給孔７４ｉは前端側のエンドプレート７０Ｆの下端の外縁部にＸ方向に沿って配置されている。複数の酸化ガス排出孔７４ｔは上端の外縁部にＸ方向に沿って配置されている。燃料ガス供給孔７２ｉは前端側のエンドプレート７０Ｆの右端の外縁部のＹ方向の上端部に配置されている。燃料ガス排出孔７２ｔは左端の外縁部のＹ方向の下端部に配置されている。複数の冷却水供給孔７６ｉは燃料ガス供給孔７２ｉの下側にＹ方向に沿って配置されている。複数の冷却水排出孔７６ｔは燃料ガス排出孔７２ｔの上側にＹ方向に沿って配置されている。

前端側のターミナルプレート６０Ｆ及び後端側のターミナルプレート６０Ｅは、各セル１０の発電電力の集電板であり、不図示の端子から集電した電力を外部へ出力するためのものである。

図２は、セル１０の構成を分解して示す概略斜視図である。セル１０は、膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly）１１と、ＭＥＧＡ１１を両側から挟むアノード側セパレータ２０及びカソード側セパレータ３０と、カソード側セパレータ３０とＭＥＧＡ１１との間に配置されたガス流路形成部材５０と、ＭＥＧＡ１１の外周を覆う接着シール４０と、を備えている。

ＭＥＧＡ１１は、電解質膜の両面に一対の触媒電極層が形成された膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）により構成され、膜電極接合体の両面に一対のガス拡散層が形成された発電体である。なお、ＭＥＧＡをＭＥＡと呼ぶ場合もある。

アノード側セパレータ２０及びカソード側セパレータ３０は、ガス遮断性及び電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼、チタンなどの金属部材によって形成されている。

アノード側セパレータ２０には、ＭＥＧＡ１１側の面に溝状の燃料ガス流路が形成されており、反対側の面に溝状の冷却水流路が形成されている。アノード側セパレータ２０には、上述したマニホールドを構成する給排孔として、燃料ガス供給孔２２ｉ及び燃料ガス排出孔２２ｔと、複数の酸化ガス供給孔２４ｉ及び酸化ガス排出孔２４ｔと、複数の冷却水供給孔２６ｉ及び冷却水排出孔２６ｔと、が形成されている。

カソード側セパレータ３０には、燃料ガス供給孔３２ｉ及び燃料ガス排出孔３２ｔと、複数の酸化ガス供給孔３４ｉ及び酸化ガス排出孔３４ｔと、複数の冷却水供給孔３６ｉ及び冷却水排出孔３６ｔと、が形成されている。また、接着シール４０にも、同様に、アノード側セパレータ２０の給排孔に対応して、燃料ガス供給孔４２ｉ及び燃料ガス排出孔４２ｔと、複数の酸化ガス供給孔４４ｉ及び酸化ガス排出孔４４ｔと、複数の冷却水供給孔４６ｉ及び冷却水排出孔４６ｔと、が形成されている。

ガス流路形成部材５０は、カソード側セパレータ３０の酸化ガス供給孔３４ｉから供給される酸化ガスを、ＭＥＧＡ１１のＸＹ平面に沿って＋Ｙ方向へ流し、酸化ガス排出孔３４ｔから排出するためのガス流路を構成する。

図３は、酸化ガス排出孔３４ｔ付近の様子を説明するための図である。図３（ａ）はセル１０のＸＹ平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ部分を拡大して示すＹＺ平面図である。図３（ｂ）に示すように、酸化ガス排出孔３４ｔ付近には、−Ｚ方向側からシールゴム３８とカソード側セパレータ３０とガス流路形成部材５０と接着シール４０と接着ゴム４８とアノード側セパレータ２０とが積層されている。酸化ガス排出孔３４ｔ側のガス流路形成部材５０の端部５３からは、発電で消費されなかった酸化ガスと、発電に伴って生成された水（生成水）とが排出される。

ガス流路形成部材５０としては、金属多孔体などのガス拡散性及び導電性を有する多孔質の材料が用いられる。本実施形態では、ガス流路形成部材５０として、エキスパンドメタルが用いられる。

図４は、図２におけるガス流路形成部材５０中の破線部分５０ｐの拡大図である。図４（ａ）は破線部分５０ｐのＸＹ平面図である。図４（ｂ）は、破線部分５０ｐのＸＺ平面図であり、ガス流路形成要素５１の一つを示している。ガス流路形成部材５０は、Ｙ方向にガスを流すための部材であり、Ｘ方向に平行に延びるガス流路形成要素５１を複数備えている。ガス流路形成要素５１は、Ｙ方向に連接されている。ガス流路形成要素５１とガス流路形成要素５１との境界は、Ｘ方向と平行である。なお、本実施形態におけるガス流路形成要素５１のＹ方向の幅（ピッチ）は、約０．５５ｍｍである。

ガス流路形成要素５１のＸＺ断面は、図４（ｂ）に示すように、Ｚ方向に振幅を有する規則的な波形状を呈している。図４（ａ）に示すように、隣り合うガス流路形成要素５１同士は、ＸＺ断面における波形の位相が異なるように、Ｙ方向に連接されている。このようなガス流路形成要素５１に対して、例えば、Ｘ方向に沿ってＺ方向から応力が加わると、ガス流路形成要素５１にＸ方向に形成された規則的な波は、一様に変形し、Ｘ方向に亘って同じような潰れ具合となる。しかし、本実施形態では、酸化ガス排出孔３４ｔ側の端部５３に配置されたガス流路形成要素５１については、ＸＹ平面においてＸ方向に対して斜めに切断されている（図６参照）。そのため、ガス流路形成部材５０の端部５３の切断面における波は、Ｙ方向における切断位置が波毎に異なることになるため、その潰れ方は、Ｘ方向に沿ってガス流路形成要素５１を切断した場合よりも、不規則になっている。なお、本実施形態では、酸化ガス供給孔３４ｉ側の端部も、酸化ガス排出孔３４ｔ側の端部５３に平行になるように斜めに切断されているため、その切断面は不規則に潰れている。

Ａ２．ガス流路形成部材の製造方法：
図５は、ガス流路形成部材５０の製造方法を示すフローチャートである。ガス流路形成部材５０の製造にあたっては、まず、大判のガス流路形成部材５０ｋが用意される（ステップＳ１０）。

次に、切断機２００によって大判のガス流路形成部材５０ｋが所定のサイズに切断される（ステップＳ２０）。切断は、図５に示すように、ＸＹ平面に対して交差する方向であるＺ方向から、パンチ２１０とダイ２２０とを備える切断機２００により大判のガス流路形成部材５０ｋをプレスすることによって行う。

図６は、切断機２００による切断の様子を説明するための図である。ステップＳ２０では、ガス流路形成要素５１の延びる方向（Ｘ方向）に対して端部５３が斜めになるようにして、大判のガス流路形成部材５０ｋが切断される。本実施形態では、切断機２００は、ガス流路形成部材５０の端部５３とＸ方向とのなす角が約０°より大きい角度である０．２４°になるように、切断面２１３の角度が規定されている。切断が行われると、ＸＹ平面において、Ｘ方向に対して斜めに切断されたガス流路形成要素５１を端部に有するガス流路形成部材５０が完成する（図５、ステップＳ３０）。なお、上記ステップＳ２０では、１つのガス流路形成要素５１内で斜めに切断してもよく、隣接する複数のガス流路形成要素５１にわたって斜めに切断してもよい。なお、ガス流路の出口が閉塞することによる拡散抵抗の増加を抑制するために、ガス流路形成部材５０の端部５３とＸ方向とのなす角は、２．４３°未満とすることが好ましく、１．６２°以下とすることがより好ましい。

Ａ３．効果：
次に、本実施形態の効果について説明する。
図７は、ガス流路形成要素の延びる方向とガス流路形成部材の端部とが平行になるようにして切断された、ガス流路形成部材５０ｆ、５０ｇ、５０ｈを示す図である。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、Ｙ方向から端部を見た図（側面視）と、Ｚ方向から端部を見た図（上面視）とを示している。図７の上面視及び側面視の方向は、図３に示す上面視及び側面視の方向に対応している。図７（ａ）には、ガス流路形成要素５１がＹ方向の３分の２ほどの位置で切断されて形成された端部５３ｆが示されている。図７（ｂ）には、ガス流路形成要素５１がＹ方向の２分の１ほどの位置で切断されて形成された端部５３ｇが示されている。図７（ｃ）には、ガス流路形成要素５１とガス流路形成要素５１との境界で切断されて形成された端部５３ｈが示されている。

ガス流路形成要素５１はＺ方向に振幅を有する波形状の断面を有しており、Ｚ方向から応力が加えられるＹ方向の切断位置に応じて、波が潰れて振幅が小さくなる度合いが異なる。そのため、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）の側面視に示すように、端部５３ｆ、５３ｇ、５３ｈの断面の波の形状はそれぞれ異なる。よって、例えば、図７（ｃ）のガス流路形成部材５０ｈを用いたセルでは、ガス流路形成部材５０ｈの端部５３ｈにおけるガスの流路が一様に広いため発電性能が良好である。しかし、図７（ａ）のガス流路形成部材５０ｆを用いたセルや、図７（ｂ）のガス流路形成部材５０ｇを用いたセルでは、ではガス流路形成部材５０ｆ、５０ｇの端部５３ｆ、５３ｇにおけるガスの流路が一様に狭く、図７（ｃ）のガス流路形成部材５０ｈを用いたセルに比べて、発電性能が低くなる。よって、ガス流路形成部材５０ｆ、５０ｇ、５０ｈをそれぞれ用いた複数のセルを有する燃料電池では、セル間においてガスの流れが不均一になるため、発電性能が低下するおそれがある。

これに対し、本実施形態におけるガス流路形成部材５０は、ＸＹ平面において、ガス流路形成要素５１の延びる方向（Ｘ方向）に対して端部５３が斜めに切断されて形成されている。そのため、端部５３の波の振幅にばらつきが生じ、端部５３におけるガスの流路が一様に狭くなることがない。よって、図７（ａ）（ｂ）のように、ガス流路形成要素５１とガス流路形成要素５１の境界以外で、ガス流路形成部材の延びる方向に対して端部が切断されて形成された場合に比べて、ガス流れ方向（Ｙ方向）に良好にガスを流すことができる。

さらに、ガス流路形成部材５０の端部５３は、酸化ガス排出孔３４ｔ側に位置する。そのため、ガス流路形成部材５０の端部の波の振幅が一様に小さい場合と比較して、生成水の排水性が低下することを抑制することができる。よって、酸化ガス供給孔３４ｉからの酸化ガスの流入が円滑に行われるので、セル１０の発電性能を向上させることができる。また、ガス流路形成要素５１は、隣合うガス流路形成要素同士の波形状の断面の位相が異なるように、ガス流れ方向であるＹ方向に連接されている。そのため、ガス流れ方向へのガスの経路を長くすることができるので、燃料電池におけるガスの拡散性を向上させることができる。

また、燃料電池１００は、上記のガス流路形成部材５０を備えるセル１０を複数有する。よって、セル１０間におけるガスの流れが不均一になることに起因する、燃料電池１００の発電性能の低下を抑制することができる。

なお、ガスの流れを良好にするために、ガス流路形成要素５１とガス流路形成要素５１との境界に切断機２００を位置合わせして、切断を行うことも考えられる。しかし、ガス流路形成要素５１のピッチが狭い場合には、位置合わせを行うことに手間がかかる場合がある。また、大判のガス流路形成部材５０ｋの切断機２００に対する送り量を調整することに手間やコストがかかる場合がある。しかし、本実施形態のガス流路形成部材５０の製造方法によれば、切断機２００のパンチ２１０及びダイ２２０と、ガス流路形成要素５１の形成されている方向（Ｘ方向）とのなす角を０°より大きくなるようにして切断するだけで、ガス流路形成部材５０を製造することができる。よって、製造に要する手間が削減されるので、ガス流路形成部材５０の製造コストを低下させることができる。

Ｂ．変形例
Ｂ１．変形例１：
図８は、ガス流路形成部材の端部の変形例を示す図である。図８には、セルの酸化ガス排出孔３４ｔ付近を拡大して示している。図８に示すガス流路形成部材は、酸化ガス排出孔３４ｔのそれぞれにおいて同じ形状を有する。図８（ａ）は波形にカットされた端部５３ａを備えるセル１０ａ、図８（ｂ）は山形にカットされた端部５３ｂを備えるセル１０ｂ、図８（ｃ）は谷型にカットされた端部５３ｃを備えるセル１０ｃを示している。また、図８（ｄ）は半円にカットされた端部５３ｄを備えるセル１０ｄ、図８（ｅ）は台形にカットされた端部５３ｅを備えるセル１０ｅを示している。このように、酸化ガス排出孔３４ｔのそれぞれにおいて、Ｘ方向と端部５３とのなす角が０°以上になるような形状を有していれば、酸化ガス排出孔３４ｔのそれぞれにおいて同様に、良好にガスを流すことができる。よって、１つのセル内でのガスの流れを均一にすることができる。

Ｂ２．変形例２：
上述のガス流路形成部材５０の製造方法では、パンチ２１０とダイ２２０とを備える切断機２００により大判のガス流路形成部材５０ｋを切断している。これに対し、ガス流路形成要素５１が、ガス流路形成要素５１の延びる方向に対して斜めに切断されれば、他の方法により大判のガス流路形成部材５０ｋを切断してもよい。例えば、厚板上に設置されたガス流路形成部材５０ｋに対し、Ｚ方向からプレス型により応力を加えて切断してもよい。また、プレス型でなく、カッター等の刃によってガス流路形成部材５０ｋに対しＺ方向から応力を加えて切断してもよい。

Ｂ３．変形例３：
上記実施形態では、酸化ガス排出孔３４ｔ側の端部５３及び酸化ガス供給孔３４ｉ側の端部が斜めに切断されたガス流路形成部材５０を示している。これに対し、ガス流路形成部材は、酸化ガス排出孔３４ｔ側及び酸化ガス供給孔３４ｉ側のいずれか一方の端部が、ガス流路形成要素の延びる方向に対して斜めに切断されて形成されていてもよい。また、ガス流路形成要素の延びる方向に対していずれか一方の端部が斜めに切断されて形成される場合には、酸化ガス排出孔３４ｔ側における端部が斜めに切断されて形成されてもよい。こうすることで、生成水の排出を促進し、ガスをより良好に流すことができる。

Ｂ４．変形例４：
上記実施形態では、ガス流路形成部材５０の端部５３とＸ方向とのなす角が、０°より大きい。これに対し、端部５３とＸ方向とのなす角は、ガス流路形成要素５１を少なくとも１つ跨ぐ角度であってもよい。このようにすれば、端部５３における波の振幅を、より不均一にすることができる。具体的には、ガス流路形成部材５０のＸ方向と平行な方向への幅をＷｘとし、ガス流路形成要素５１のＹ方向と平行な方向への幅（ピッチ）をＷｙとすると、ガス流路形成部材５０の端部５３とＸ方向とのなす角θがｔａｎθ≧Ｗｙ／Ｗｘを満たすようにすればよい。例えば、幅Ｗｘは約２３９．３４ｍｍであり、ピッチＷｙは約０．５５ｍｍである場合には、ガス流路形成部材５０の端部５３とＸ方向とのなす角θが、０．１３°以上となるようにすればよい。こうすることにより、より良好にガスを流すことができる。また、ガス流路形成部材５０の端部５３がガス流路形成要素５１のＹ方向の幅（ピッチ）の整数倍を跨ぐ角であれば、端部５３における波の振幅をよりいっそう不均一にすることができる。具体的には、ガス流路形成部材５０の端部５３とＸ方向とのなす角θが、ｔａｎθ＝ｎＷｙ／Ｗｘ（ｎは１以上の整数）を満たすようにすればよい。例えば、幅Ｗｘは約２３９．３４ｍｍであり、ピッチＷｙは約０．５５ｍｍである場合には、ガス流路形成部材５０の端部５３とＸ方向とのなす角θが、０．１３°（ｎ＝１）となるようにすればよい。こうすることにより、ガス流れ方向（Ｙ方向）により良好にガスを流すことができる。

Ｂ５．変形例５：
上述のガス流路形成部材５０は、向かい合う角の合計が１８０°ではない平行四辺形である。これに対し、ガス流路形成要素５１の延びる方向に対して端部５３が斜めに切断されて形成されていれば、ガス流路形成部材５０は長方形であってもよく、台形であってもよい。また、ガス流路形成部材５０のＹ方向における端部５３の少なくとも一部が、ガス流路形成要素５１の延びる方向（Ｘ方向）に対して斜めに切断されて形成されていれば、上記境界以外の位置でＸ方向に対して平行に端部を切断する場合に比べて、ガスの流れを良好にすることができる。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ…セル
１１…ＭＥＧＡ
２０…アノード側セパレータ
２２ｉ、３２ｉ、４２ｉ、７２ｉ…燃料ガス供給孔
２２ｔ、３２ｔ、４２ｔ、７２ｔ…燃料ガス排出孔
２４ｉ、３４ｉ、４４ｉ、７４ｉ…酸化ガス供給孔
２４ｔ、３４ｔ、４４ｔ、７４ｔ…酸化ガス排出孔
２６ｉ、３６ｉ、４６ｉ、７６ｉ…冷却水供給孔
２６ｔ、３６ｔ、４６ｔ、７６ｔ…冷却水排出孔
３０…カソード側セパレータ
３８…シールゴム
４０…接着シール
４８…接着ゴム
５０、５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ…ガス流路形成部材
５０ｋ…大判のガス流路形成部材
５０ｐ…破線部分
５１…ガス流路形成要素
５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｇ、５３ｈ…ガス流路形成部材の端部
６０Ｅ、６０Ｆ…ターミナルプレート
６５Ｅ、６５Ｆ…絶縁板
７０、７０Ｅ、７０Ｆ…エンドプレート
１００…燃料電池
２００…切断機
２１０…パンチ
２１３…切断面
２２０…ダイ

Claims (5)

1. 燃料電池内に配置され、前記燃料電池内の電解質膜に沿った第１の方向にガスを流すためのガス流路形成部材であって、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に平行に延びるガス流路形成要素を複数備え、
   前記各ガス流路形成要素は、前記第２の方向に沿った断面が波形状であり、
   前記各ガス流路形成要素は、前記第１の方向に連接されており、
   前記ガス流路形成部材の前記第１の方向における端部に位置するガス流路形成要素の少なくとも一部は、前記第１の方向と前記第２の方向とで形成される平面において、前記第２の方向に対して斜めに切断されて形成されている、
   ガス流路形成部材。
2. 請求項１に記載のガス流路形成部材であって、
   前記端部は、前記燃料電池から酸化ガスを排出する側の端部である、ガス流路形成部材。
3. 請求項１又は請求項２に記載のガス流路形成部材であって、
   前記各ガス流路形成要素は、隣合う前記ガス流路形成要素同士の波形状の断面の位相が異なるように、前記第１の方向に連接されている、ガス流路形成部材。
4. 燃料電池内に配置され、前記燃料電池内の電解質膜に沿った第１の方向にガスを流すためのガス流路形成部材の製造方法であって、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に平行に延びるガス流路形成要素を複数備え、
   前記各ガス流路形成要素は、前記第２の方向に沿った断面が波形状であり、
   前記各ガス流路形成要素は、前記第１の方向に連接されたガス流路形成部材を用意する工程と、
   前記用意されたガス流路形成部材を切断機により前記第１の方向と前記第２の方向とで形成される平面に対して交差する方向である第３の方向から応力を加えて所定の形状に切断する工程と、を備え、
   前記切断する工程では、前記ガス流路形成部材の前記第１の方向における端部に位置するガス流路形成要素の少なくとも一部を、前記平面において、前記第２の方向に対して斜めに切断する、
   ガス流路形成部材の製造方法。
5. 複数のセルが積層された燃料電池であって、
   前記セルは、電解質膜を備える膜電極接合体と、前記膜電極接合体と向かい合って配置されたセパレータと、前記膜電極接合体と前記セパレータとの間に配置され、前記電解質膜に沿った第１の方向にガスを流すためのガス流路形成部材と、を有し、
   前記ガス流路形成部材は、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に平行に延びるガス流路形成要素を複数備え、
   前記各ガス流路形成要素は、前記第２の方向に沿った断面が波形状であり、
   前記各ガス流路形成要素は、前記第１の方向に連接されており、
   前記ガス流路形成部材の前記第１の方向における端部に位置するガス流路形成要素の少なくとも一部は、前記第１の方向と前記第２の方向とで形成される平面において、前記第２の方向に対して斜めに切断されて形成されている、燃料電池。