JP2022175656A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】圧損を低減することができる燃料電池を提供する。【解決手段】膜電極ガス拡散層接合体と、当該膜電極ガス拡散層接合体を挟持する第１セパレータ及び第２セパレータを備え、前記第１セパレータ及び前記第２セパレータの少なくとも一方のセパレータは、第１溝群を有し、前記第１溝群は前記第１開口部側に前記第１開口部と連通しない端部を有し、前記燃料電池は、流路形成部材を有し、前記流路形成部材は、前記第１溝群と略同じ溝ピッチの第２溝群を有し、前記端部で前記第１溝群と前記第２溝群とが連通するよう、配置され、前記流路形成部材は弾性を有し、前記セパレータは、前記第１開口部の周縁部に前記流路形成部材の位置決め用の複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、前記流路形成部材と略同じ高さを有し、前記流路形成部材を湾曲させて収容でき且つ前記面方向に固定できるように配置されることを特徴とする燃料電池。【選択図】図１

Description

本開示は、燃料電池に関する。

燃料電池（ＦＣ）は、１つの単セル（以下、セルと記載する場合がある）又は複数の単セルを積層した燃料電池スタック（以下、単にスタックと記載する場合がある）で構成され、水素等の燃料ガスと酸素等の酸化剤ガスとの電気化学反応によって電気エネルギーを取り出す発電装置である。なお、実際に燃料電池に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスは、酸化・還元に寄与しないガスとの混合物である場合が多い。特に酸化剤ガスは酸素を含む空気である場合が多い。
なお、以下では、燃料ガスや酸化剤ガスを、特に区別することなく単に「反応ガス」あるいは「ガス」と呼ぶ場合もある。また、単セル、及び、単セルを積層した燃料電池スタックのいずれも、燃料電池と呼ぶ場合がある。
この燃料電池の単セルは、通常、膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を備える。
膜電極接合体は、固体高分子型電解質膜（以下、単に「電解質膜」とも呼ぶ）の両面に、それぞれ、触媒層及びガス拡散層（ＧＤＬ、以下単に拡散層と記載する場合がある）が順に形成された構造を有している。そのため、膜電極接合体は、膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ）と称される場合がある。
単セルは、必要に応じて当該膜電極ガス拡散層接合体の両面を挟持する２枚のセパレータを有する。セパレータは、通常、ガス拡散層に接する面に反応ガスの流路としての溝が形成された構造を有している。なお、このセパレータは電子伝導性を持ち、発電した電気の集電体としても機能する。
燃料電池の燃料極（アノード）では、ガス流路及びガス拡散層から供給される燃料ガスとしての水素（Ｈ_２）が触媒層の触媒作用によりプロトン化し、電解質膜を通過して酸化剤極（カソード）へと移動する。同時に生成した電子は、外部回路を通って仕事をし、カソードへと移動する。カソードに供給される酸化剤ガスとしての酸素（Ｏ_２）は、カソードの触媒層でプロトンおよび電子と反応し、水を生成する。生成した水は、電解質膜に適度な湿度を与え、余剰な水はガス拡散層を透過して、系外へと排出される。

燃料電池車両（以下車両と記載する場合がある）に車載されて用いられる燃料電池に関して種々の研究がなされている。
例えば特許文献１では、加工工程の煩雑化や燃料電池の大きさの増大を抑制しつつ、反応ガス導出入部における反応ガス流路の確保とガスシール性の確保との両立を達成した燃料電池が開示されている。

特許文献２では、生産性を向上させる燃料電池スタックの製造方法が開示されている。

特開２０１２－０３３３２５号公報 特開２０１２－１６９０９６号公報

燃料電池に供給された反応ガスはマニホールドを介して膜電極接合体に導かれ、膜電極接合体において利用されなかった反応ガスはマニホールドへと排出される。反応ガスのマニホールドから膜電極接合体への導入部分や膜電極接合体からマニホールドへの導出部分（導出入部分）は、反応ガス流路の確保とガスシール性の確保との両立が要求される。
上記特許文献１の技術よりシール性を向上させるため、流路形成部材に複数の溝を並列に形成して導出入部分の流路とし、流路形成部材の溝とセパレータに設けられた複数並列の溝と連続させ、膜電極接合体とマニホールドとの間の反応ガス流路とする技術も選択肢として挙げられる。このとき、導出入部分のシール性は向上する一方、反応ガス流路のための溝ピッチは一般的に小さいため、流路形成部材の溝とセパレータの溝との位置合わせが困難となり、位置合わせに時間がかかることにより、生産性が低下する虞がある。また、位置ずれにより燃料電池の圧損が増加する。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、圧損を低減することができる燃料電池を提供することを主目的とする。

本開示の燃料電池は、燃料電池であって、
前記燃料電池は、膜電極ガス拡散層接合体と、当該膜電極ガス拡散層接合体を挟持する第１セパレータ及び第２セパレータを備え、
前記膜電極ガス拡散層接合体は、第１ガス拡散層及び、第１触媒層及び、電解質膜及び、第２触媒層及び、第２ガス拡散層をこの順に有し、
前記第１セパレータ及び前記第２セパレータの少なくとも一方のセパレータは、前記膜電極ガス拡散層接合体の面方向に沿って前記膜電極ガス拡散層接合体と対向する領域より外側の領域に第１開口部（マニホールド）を備え、且つ、前記膜電極ガス拡散層接合体に対抗する領域と前記第１開口部との間に前記面方向に略垂直な複数の反応ガス流路を構成する第１溝群を有し、
前記第１溝群は前記第１開口部側に前記第１開口部と連通しない端部を有し、
前記燃料電池は、前記第１開口部の周縁部に積層するように配置され、且つ、前記第１開口部と前記積層方向で連通する第２開口部を有する、流路形成部材を有し、
前記流路形成部材は、前記第１溝群と略同じ溝ピッチの第２溝群を有し、前記端部で前記第１溝群と前記第２溝群とが連通するよう、配置され、
前記流路形成部材は弾性を有し、
前記セパレータは、前記第１開口部の周縁部に前記流路形成部材の位置決め用の複数の凸部を有し、
前記複数の凸部は、前記流路形成部材と略同じ高さを有し、前記流路形成部材を湾曲させて収容でき且つ前記面方向に固定できるように配置されることを特徴とする。

本開示の燃料電池によれば、圧損を低減することができる。

図１は、本開示の燃料電池に用いられるセパレータと流路形成部材の積層体のマニホールド付近の平面視の一例を示す模式図である。 図２は、本開示の燃料電池に用いられるセパレータと流路形成部材の積層体のマニホールド付近の平面視の別の一例を示す模式図である。 図３は、本開示の燃料電池に用いられるセパレータと流路形成部材の積層体のマニホールド付近の平面視の別の一例を示す模式図である。 図４は、本開示の燃料電池の一例を示す模式図である。

本開示の燃料電池は、燃料電池であって、
前記燃料電池は、膜電極ガス拡散層接合体と、当該膜電極ガス拡散層接合体を挟持する第１セパレータ及び第２セパレータを備え、
前記膜電極ガス拡散層接合体は、第１ガス拡散層及び、第１触媒層及び、電解質膜及び、第２触媒層及び、第２ガス拡散層をこの順に有し、
前記第１セパレータ及び前記第２セパレータの少なくとも一方のセパレータは、前記膜電極ガス拡散層接合体の面方向に沿って前記膜電極ガス拡散層接合体と対向する領域より外側の領域に第１開口部（マニホールド）を備え、且つ、前記膜電極ガス拡散層接合体に対抗する領域と前記第１開口部との間に前記面方向に略垂直な複数の反応ガス流路を構成する第１溝群を有し、
前記第１溝群は前記第１開口部側に前記第１開口部と連通しない端部を有し、
前記燃料電池は、前記第１開口部の周縁部に積層するように配置され、且つ、前記第１開口部と前記積層方向で連通する第２開口部を有する、流路形成部材を有し、
前記流路形成部材は、前記第１溝群と略同じ溝ピッチの第２溝群を有し、前記端部で前記第１溝群と前記第２溝群とが連通するよう、配置され、
前記流路形成部材は弾性を有し、
前記セパレータは、前記第１開口部の周縁部に前記流路形成部材の位置決め用の複数の凸部を有し、
前記複数の凸部は、前記流路形成部材と略同じ高さを有し、前記流路形成部材を湾曲させて収容でき且つ前記面方向に固定できるように配置されることを特徴とする。

ガスケット等シール下部へ流路形成部材を設置する際に、セパレータから流路形成部材へのガス流路つながり部がずれると、電極面内へのガス導出入、及び排水がスムーズに行われずに、電圧低下、フラッディングなどの発電課題を起こす。
ガス、冷却水導出入部でのガスケット等シール下部への流路形成部材設置方法として、圧損バラツキやガス閉塞を起こさない設置方法が必要となる。
本開示の燃料電池は、弾性を有した流路形成部材と、位置決め用の凸部を有するセパレータを用い、位置決め用の凸部を、流路形成部材を湾曲させて収容できかつ収容後にセパレータを面方向に固定できるよう配置する。
本開示により、セパレータのマニホールドの周縁部への流路形成部材の配置が、両者の溝群どうしの位置合わせを容易にし、且つ位置ずれの抑制が可能となるため、生産性の向上につながり、且つ、ガス閉塞、圧損バラツキの発生を抑制し、燃料電池の圧損を低減できる。

本開示においては、燃料ガス、及び、酸化剤ガスをまとめて反応ガスと称する。アノードに供給される反応ガスは、燃料ガスであり、カソードに供給される反応ガスは酸化剤ガスである。燃料ガスは、主に水素を含有するガスであり、水素であってもよい。酸化剤ガスは酸素、空気、乾燥空気等であってもよい。

燃料電池は、単セルを１つのみ有するものであってもよいし、単セルを複数個積層した積層体である燃料電池スタックであってもよい。
単セルの積層数は特に限定されず、例えば、２～数百個であってもよく、２～６００個であってもよい。
燃料電池スタックは、単セルの積層方向の両端にエンドプレートを備えていてもよい。

燃料電池の単セルは、膜電極ガス拡散層接合体と、当該膜電極ガス拡散層接合体を挟持する第１セパレータ及び第２セパレータを備える。
膜電極ガス拡散層接合体は、第１ガス拡散層、第１触媒層、電解質膜、第２触媒層、及び、第２ガス拡散層をこの順に有する。
膜電極ガス拡散層接合体は、具体的には、アノード側ガス拡散層及び、アノード触媒層及び、電解質膜及び、カソード触媒層及び、カソード側ガス拡散層をこの順に有する。

第１触媒層と第２触媒層は、一方がカソード触媒層であり、もう一方がアノード触媒層である。
カソード（酸化剤極）は、カソード触媒層及びカソード側ガス拡散層を含む。
アノード（燃料極）は、アノード触媒層及びアノード側ガス拡散層を含む。
第１触媒層及び第２触媒層をまとめて触媒層と称する。カソード触媒層及びアノード触媒層をまとめて触媒層と称する。
触媒層は、例えば、電気化学反応を促進する触媒金属、プロトン伝導性を有する電解質、及び、電子伝導性を有する担体等を備えていてもよい。
触媒金属としては、例えば、白金（Ｐｔ）、及び、Ｐｔと他の金属とから成る合金（例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したＰｔ合金）等を用いることができる。
電解質としては、フッ素系樹脂等であってもよい。フッ素系樹脂としては、例えば、ナフィオン溶液等を用いてもよい。
上記触媒金属は担体上に担持されており、触媒層では、触媒金属を担持した担体（触媒担持担体）と電解質とが混在していてもよい。
触媒金属を担持するための担体は、例えば、一般に市販されているカーボンなどの炭素材料等が挙げられる。

第１ガス拡散層と第２ガス拡散層は、一方がカソード側ガス拡散層であり、もう一方がアノード側ガス拡散層である。
第１ガス拡散層は、第１触媒層がカソード触媒層の場合はカソード側ガス拡散層であり、第１触媒層がアノード触媒層の場合はアノード側ガス拡散層である。
第２ガス拡散層は、第２触媒層がカソード触媒層の場合はカソード側ガス拡散層であり、第２触媒層がアノード触媒層の場合はアノード側ガス拡散層である。
第１ガス拡散層と第２ガス拡散層をまとめてガス拡散層又は拡散層と称する。カソード側ガス拡散層及びアノード側ガス拡散層をまとめてガス拡散層又は拡散層と称する。
ガス拡散層は、ガス透過性を有する導電性部材等であってもよい。
導電性部材としては、例えば、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、及び、発泡金属などの金属多孔質体等が挙げられる。

電解質膜は、固体高分子電解質膜であってもよい。固体高分子電解質膜としては、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜等のフッ素系電解質膜、及び、炭化水素系電解質膜等が挙げられる。電解質膜としては、例えば、ナフィオン膜（デュポン社製）等であってもよい。

第１セパレータと第２セパレータは、一方がカソード側セパレータであり、もう一方がアノード側セパレータである。
第１セパレータは、第１触媒層がカソード触媒層の場合はカソード側セパレータであり、第１触媒層がアノード触媒層の場合はアノード側セパレータである。
第２セパレータは、第２触媒層がカソード触媒層の場合はカソード側セパレータであり、第２触媒層がアノード触媒層の場合はアノード側セパレータである。
第１セパレータと第２セパレータをまとめてセパレータと称する。アノード側セパレータとカソード側セパレータとをまとめてセパレータと称する。
膜電極ガス拡散層接合体は、第１セパレータと第２セパレータにより挟持される。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属（例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等）板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。

第１セパレータ及び第２セパレータの少なくとも一方のセパレータは、膜電極ガス拡散層接合体の面方向に沿って膜電極ガス拡散層接合体と対向する領域より外側の領域に第１開口部（マニホールド）を備え、且つ、膜電極ガス拡散層接合体に対抗する領域（以下、発電領域と称する場合がある）と第１開口部との間に面方向に略垂直な複数の反応ガス流路を構成する第１溝群を有する。

第１開口部（マニホールド）は、膜電極ガス拡散層接合体の面方向に沿って発電領域より外側の領域に備えられていればよい。
セパレータは、第１開口部を複数個備えていてもよい。
第１開口部は、反応ガス及び冷媒等の流体を単セルの積層方向に流通させるための供給孔又は排出孔であってもよい。冷媒としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよい。
第１開口部は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、冷媒供給孔、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔の少なくともいずれか１つの孔であってもよい。

第１溝群は、発電領域と第１開口部との間に面方向に略垂直な複数の反応ガス流路を構成する。
第１溝群は、第１開口部側に第１開口部と連通しない端部を有する。第１溝群を構成する流路は窪んだ溝であってもよく、端部は平滑面であってもよい。

燃料電池は、流路形成部材（導出入部品）を有する。流路形成部材は、セパレータの第１開口部の周縁部に積層するように配置され、且つ、第１開口部と積層方向で連通する第２開口部を有する。
流路形成部材は、第１溝群と略同じ溝ピッチの第２溝群を有し、第１溝群の端部で第１溝群と第２溝群とが連通するよう、配置される。
溝ピッチとは、流路を構成する隣り合う溝間の所定の間隔を意味する。
流路形成部材は弾性を有する。
流路形成部材の第２溝群により構成される流路の深さは０．５ｍｍ以下であってもよい。

セパレータは、第１開口部の周縁部に流路形成部材の位置決め用の複数の凸部（フリンジ部）を有する。
複数の凸部は、流路形成部材と略同じ高さを有し、流路形成部材を湾曲させて収容でき且つ面方向及び必要に応じて積層方向に固定できるように配置される。複数の凸部は、セパレータの第１開口部の周縁部に沿って配置されていてもよい。複数の凸部は、弾性を有していてもよい。
セパレータは、流路形成部材の正確な位置決めを可能とする観点から、平面視したときに、凸部を第１開口部の周縁部の上下方向に１か所且つ左右方向に１か所有していてもよく、左右対称に１つずつ有していてもよく、上下対称に１つずつ有していてもよく、対向する面又は角に１つずつ有していてもよく、上下対称に１つずつ且つ左右方向に１か所有していてもよく、左右対称に１つずつ且つ上下方向に１か所有していてもよい。
流路形成部材は、嵌合部である開口部を有していてもよく、セパレータは、嵌合部である凸部を有していてもよく、流路形成部材の嵌合部である開口部とセパレータの嵌合部である凸部とが嵌合されていてもよい。
セパレータが、流路形成部材全体を撓ませて位置決めできる凸部を有することにより、流路形成部材設置時に流路がある方向に流路形成部材全体をたわませることで、位置決め精度を向上させることができる。

燃料電池は樹脂フレームを備えていてもよい。
樹脂フレームは、膜電極ガス拡散層接合体の外周に配置され、且つ、第１セパレータと第２セパレータとの間に配置される。
樹脂フレームは、枠状のコア層と、コア層の両面に設けられた枠状の二つのシェル層、即ち、第１シェル層と第２シェル層とを含んでいてもよい。
第１シェル層及び第２シェル層は、コア層と同様に、コア層の両面に枠状に設けられていてもよい。

コア層は、ガスシール性、絶縁性を有する構造部材であればよく、燃料電池の製造工程での熱圧着時の温度条件下でも構造が変化しない材料により形成されていてもよい。具体的には、コア層の材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、シクロオレフィン、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、エポキシ樹脂等の樹脂等であってもよい。コア層の材料は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、フッ素系ゴム、シリコン系ゴム等のゴム材であってもよい。
コア層の厚さは、絶縁性を担保する観点から、５μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってもよく、セル厚さを低減する観点から、１００μｍ以下であってもよく、９０μｍ以下であってもよい。

第１シェル層及び第２シェル層は、コア層とアノード側セパレータ及びカソード側セパレータとを接着してシール性を確保するために、他の物質との接着性が高く、熱圧着時の温度条件下で軟化し、コア層よりも粘度及び融点が低い性質を有していてもよい。具体的には、第１シェル層及び第２シェル層は、ポリエステル系及び変性オレフィン系等の熱可塑性樹脂であってもよく、変性エポキシ樹脂である熱硬化性樹脂であってもよい。第１シェル層及び第２シェル層は、接着剤層と同種の樹脂であってもよい。
第１シェル層を構成する樹脂と第２シェル層を構成する樹脂とは、同種の樹脂であってもよく、異なる種類の樹脂であってもよい。コア層の両面にシェル層を設けることで、樹脂フレームと２つのセパレータとの間の加熱プレスによる接着が容易になる。
第１シェル層及び第２シェル層のそれぞれのシェル層の厚さは、接着性を担保する観点から、５μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってもよく、セル厚さを低減する観点から、１００μｍ以下であってもよく、４０μｍ以下であってもよい。

樹脂フレームにおいて、第１シェル層及び第２シェル層は、それぞれアノード側セパレータ及びカソード側セパレータと接着する部分にのみに設けられていてもよい。コア層の一方の面に設けられた第１シェル層は、カソード側セパレータと接着していてもよい。コア層の他方の面に設けられた第２シェル層は、アノード側セパレータと接着していてもよい。そして、樹脂フレームは、一対のセパレータにより挟持されてもよい。

図１は、本開示の燃料電池に用いられるセパレータと流路形成部材の積層体のマニホールド付近の平面視の一例を示す模式図である。
図１に示すセパレータ１０は、第１溝群１１、端部１２、第１開口部１３、凸部１４を有し、流路形成部材２０は、第１溝群１１と略同じ溝ピッチの第２溝群２１を有し、第１溝群１１の端部１２で第１溝群１１と第２溝群２１とが連通するよう、配置される。
流路形成部材２０は、第２開口部２２を有し、第１開口部１３と第２開口部２２は、連通してマニホールド３０を形成している。
セパレータ１０は、第１開口部１３の周縁部に流路形成部材２０の位置決め用の凸部４０を有する。
凸部１４は、第１開口部１３の周縁部の左側側面に２か所、右側側面に１か所有し、流路形成部材２０は、３か所の凸部１４によって、面方向及び積層方向に固定されている。
流路形成部材２０は、第２開口部２２の周縁部の右側に嵌合部２３を有し、セパレータ１０は、第１開口部１３の周縁部の右側に嵌合部１５を有し、流路形成部材２０の嵌合部２３とセパレータ１０の嵌合部１５とが嵌合されている。
図１において矢印Ａは発電領域側を示し、矢印Ｂは燃料電池の外側を示す。

図２は、本開示の燃料電池に用いられるセパレータと流路形成部材の積層体のマニホールド付近の平面視の別の一例を示す模式図である。
図２において図１と同じ構成についてはその説明を省略する。
図２において凸部１４は、第１開口部１３の周縁部の左上角に１か所、左下角に１か所、右側側面に１か所有し、流路形成部材２０は、３か所の凸部１４によって、面方向及び積層方向に固定されている。

図３は、本開示の燃料電池に用いられるセパレータと流路形成部材の積層体のマニホールド付近の平面視の別の一例を示す模式図である。
図３において図１と同じ構成についてはその説明を省略する。
図３において凸部１４は、第１開口部１３の周縁部の上側側面に１か所、左下角に１か所、右側側面に１か所有し、流路形成部材２０は、３か所の凸部１４によって、面方向及び積層方向に固定されている。
流路形成部材２０は、第２開口部２２の周縁部の右側に嵌合部２３を有し、セパレータ１０は、第１開口部１３の周縁部の右側に嵌合部１５を有し、流路形成部材２０の嵌合部２３とセパレータ１０の嵌合部１５とが嵌合されている。
流路形成部材２０は、第２開口部２２の周縁部の上側に嵌合部２４を有し、セパレータ１０は、第１開口部１３の周縁部の上側に嵌合部１６を有し、流路形成部材２０の嵌合部２４とセパレータ１０の嵌合部１６とが嵌合されている。

図４は、本開示の燃料電池の一例を示す模式図である。
図４に示す燃料電池１００は、第１セパレータ（アノード側セパレータ）５０、膜電極ガス拡散層接合体５１、樹脂フレーム５２、第２セパレータ（カソード側セパレータ）５３、流路形成部材５４を備える。流路形成部材５４は、第１セパレータ５０の燃料ガス供給孔、燃料ガス排出孔に相当する位置、及び、第２セパレータ５３の酸化剤ガス供給孔、酸化剤ガス排出孔に相当する位置に設けられていてもよい。

１０ セパレータ
１１ 第１溝群
１２ 端部
１３ 第１開口部
１４ 凸部
１５ 嵌合部
１６ 嵌合部
２０ 流路形成部材
２１ 第２溝群
２２ 第２開口部
２３ 嵌合部
２４ 嵌合部
３０ マニホールド
５０ 第１セパレータ
５１ 膜電極ガス拡散層接合体
５２ 樹脂フレーム
５３ 第２セパレータ
５４ 流路形成部材
１００ 燃料電池

Claims (1)

1. 燃料電池であって、
   前記燃料電池は、膜電極ガス拡散層接合体と、当該膜電極ガス拡散層接合体を挟持する第１セパレータ及び第２セパレータを備え、
   前記膜電極ガス拡散層接合体は、第１ガス拡散層及び、第１触媒層及び、電解質膜及び、第２触媒層及び、第２ガス拡散層をこの順に有し、
   前記第１セパレータ及び前記第２セパレータの少なくとも一方のセパレータは、前記膜電極ガス拡散層接合体の面方向に沿って前記膜電極ガス拡散層接合体と対向する領域より外側の領域に第１開口部（マニホールド）を備え、且つ、前記膜電極ガス拡散層接合体に対抗する領域と前記第１開口部との間に前記面方向に略垂直な複数の反応ガス流路を構成する第１溝群を有し、
   前記第１溝群は前記第１開口部側に前記第１開口部と連通しない端部を有し、
   前記燃料電池は、前記第１開口部の周縁部に積層するように配置され、且つ、前記第１開口部と前記積層方向で連通する第２開口部を有する、流路形成部材を有し、
   前記流路形成部材は、前記第１溝群と略同じ溝ピッチの第２溝群を有し、前記端部で前記第１溝群と前記第２溝群とが連通するよう、配置され、
   前記流路形成部材は弾性を有し、
   前記セパレータは、前記第１開口部の周縁部に前記流路形成部材の位置決め用の複数の凸部を有し、
   前記複数の凸部は、前記流路形成部材と略同じ高さを有し、前記流路形成部材を湾曲させて収容でき且つ前記面方向に固定できるように配置されることを特徴とする燃料電池。

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