JP3078235B2 - 固体高分子型燃料電池積層体及びそのガス分離板の製造方法 - Google Patents

固体高分子型燃料電池積層体及びそのガス分離板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体高分子型燃料電
池積層体の反応ガス流路の流路形状及び固体高分子型燃
料電池積層体の構造及びそのガス分離板の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子型燃料電池積層体は、純水素
と純酸素とを燃料とする場合については、古くから宇宙
船や潜水艇の電源として使用された実績があるが、近
年、セル性能の向上とともに、定置型電源や可搬電源、
電気自動車用電源としての期待が高まっている。最近
は、純水素を燃料ガス、空気を酸化剤ガスとする出力２
５０ｋＷの固体高分子型燃料電池バスや、純水素を燃料
ガス、空気を酸化剤ガスとする出力５０ｋＷの固体高分
子型燃料電池自動車が運転試験されている。
【０００３】しかし、最も期待されているのは、メタノ
ールやメタンの改質ガスを燃料ガス、空気を酸化剤ガス
とする固体高分子型燃料電池であり、特に自動車等の運
輸用で、脱石油、対環境性に優れた発電システムとして
期待が高まっている。メタノールやメタンの改質ガスは
水蒸気改質反応によって作り出され、水素と二酸化炭素
からなる改質ガスが生成するが、改質ガスには微量の一
酸化炭素が含まれ、この一酸化炭素が燃料極の触媒を被
毒させるために、セル特性を高く保つことができず、選
択酸化によるＣＯ除去(微量の空気を燃料ガスに添加し
てＣＯをＣＯ2に酸化する)や耐ＣＯ被毒触媒(ＰｔーＲ
ｕ合金系触媒)等ＣＯ被毒対策についての研究開発が盛
んに行われているのが現状である。
【０００４】図２０と図２１は、従来の燃料電池積層体
の最も単純な構成での各々燃料ガス側と酸化剤側の流路
形状を示す平面図である。これらの図において、符号１
はガス分離板、２は燃料ガス流路、３は酸化剤ガス流
路、４は燃料ガス入口側外部マニホールド、５は燃料ガ
ス出口側外部マニホールド、６は酸化剤入口側外部マニ
ホールド、７は酸化剤出口側外部マニホールドで、図中
矢印は、燃料ガスまたは酸化剤ガスの流れを示す。ま
た、符号８は反応が集中する領域、１０は反応有効面積
部を示している。このような構成は、リン酸型燃料電
池、溶融炭酸塩型燃料電池や固体電解質型燃料電池等に
広く用いられている最も単純で一般的な構成である。
【０００５】図２０と図２１の構成では、燃料ガスが流
れる燃料ガス流路２と酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス流
路３とは直交しており、燃料電池反応は、反応ガスの分
圧の最も高い燃料ガス入口側で酸化剤ガス入口側に集中
する。純水素と純酸素を用いる場合には、反応はかなり
全体に分散されるが、空気の場合は、酸素分圧が約２１
％と低いので、酸化剤ガス入口側に集中する傾向が強
い。また、メタノールやメタンを水蒸気改質した改質ガ
スを用いる場合には、改質ガスに微量含まれる一酸化炭
素が燃料極の触媒を被毒させるために、燃料ガス中の一
酸化炭素濃度が反応分布に大きく影響する。反応が進む
とともに、水素が消費されるので、燃料ガス出口側ほ
ど、水素分圧が低く、一酸化炭素濃度が高くなって反応
しにくくなる。従って、改質ガスを用いる場合には、燃
料入口側に反応が集中しやすい。結局、酸化剤に空気を
用い、燃料ガスとして改質ガスを用いた場合には、図２
０と図２１の構成では、酸化剤入口側と燃料入口側の領
域８に反応が集中し、純酸素や純水素を用いた場合に比
べて、セル特性が著しく低くなるという問題点があっ
た。
【０００６】さらに、室温から１００℃以下で動作する
固体電解質型燃料電池の場合、生成した水の殆どが液体
の状態なので、反応ガス流路に滞留して流路を徐々に閉
塞し、反応を阻害する傾向があるが、図２０と図２１の
構成では、流路の長さが短いので、流路断面積を１ｍｍ
2以下に減らしたとしても反応ガスの流速を大きくする
ことが極めて困難であり、生成水が反応ガス流路に滞留
して閉塞しやすいという問題点があった。なお、流路断
面積が１ｍｍ2を下回ると流路形成が困難になる上、工
作精度による流量のばらつきが大きくなったり、流路圧
損が大きくなりすぎる等の問題点があり、現実的ではな
い。
【０００７】また、積層体では、セル内部で発生する熱
を取り去って、動作温度を一定に保つために、数セルお
きに冷却板を挿入して、冷却板に冷却水を流す必要があ
るが、４辺を外部マニホールドで囲われてしまっている
ので、４隅を用いて、金属チューブを差し込むか、燃料
ガスまたは酸化剤ガスの外部マニホールドの内部に金属
チューブを差し込んで、冷却板に冷却水を流す必要があ
り、構造的にかなり複雑にならざるを得なかった。
【０００８】図２０と図２１の構成における生成水の滞
留の問題点を解決するために考え出されたのが、例えば
特開平３ー２０５７６３号公報に記載されているような
サーペンタイン型流路、別名蛇腹型流路である。図２
２、図２３及び図２４は、サーペンタイン型流路の適用
例で、各々燃料ガス側、酸化剤ガス側、冷却水側のガス
分離板の平面図である。図２２、図２３及び図２４にお
いて、符号１４は燃料ガス入口側内部マニホールド、１
５は燃料ガス出口側内部マニホールド、１６は酸化剤ガ
ス入口側内部マニホールド、１７は酸化剤ガス出口側内
部マニホールド、１８は冷却水入口側内部マニホール
ド、１８は冷却水出口側内部マニホールド、１９は冷却
水流路である。燃料ガス流路２及び酸化剤流路３はサー
ペンタイン型流路構成になっており、図２０と図２１の
構成に比べて流路長さが数倍長くなっており、その分、
流路断面積が同じでも、線流速が速くなって、流路内に
蓄積する生成水を吹き飛ばす効果がある。また、特開平
３ー２０５７６３号公報には、生成水をより吹き飛ばし
やすくするために、流路を撥水処理することが示されて
いる。
【０００９】図２２、図２３及び図２４の場合、マニホ
ールドは、冷却水のマニホールドを含めて、内部マニホ
ールド方式が用いられており、ガス分離板に穿設された
穴が積層体の各セルに連絡し、外部マニホールドと同様
に、各セルへのガス分配ができるようになっている。特
に、図２０と図２１の構成に比べて、冷却水の供給のた
めに金属パイプ等を用いる必要がなく、構成が簡単にな
っている。
【００１０】しかし、有効面積部１０は、図２０と図２
１の構成に比べて、図２２、図２３及び図２４の構成の
場合の方が、ガス分離板全体の面積に対する比率が小さ
くなっており、面積の大きなガス分離板を用いる必要が
あるとともに、広い面積の周辺ガスシール部や内部マニ
ホールド周囲のガスシールが各セルで必要になるという
問題点があった。
【００１１】また、ＣＯ被毒を軽減するために、燃料ガ
スに酸化剤ガスを添加する方法が行われているが、サー
ペンタイン型流路では、流路長さが長いために、一旦Ｃ
Ｏを酸化して零にしても二酸化炭素と水との逆シフト反
応によって、流路の後半では徐々にＣＯが発生し蓄積さ
れるために、ＣＯ被毒の軽減が困難であった。そのた
め、国際公開ＷＯ９５／０８８５１号公報には、サーペ
ンタイン型流路の途中から、酸化剤ガスを追加して添加
する方法が記載されているが、構造が極めて複雑になる
という問題点があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の固体高分子型燃
料電池積層体は以上のように構成されているので、改質
ガスや空気を燃料ガスや酸化剤ガスとして用いた場合
に、セル反応の中心が燃料ガス入口側と酸化剤ガス入口
側の一致する４隅のうちの１隅に集中し、純水素や純酸
素を用いた場合に比べて、セル特性が著しく低下すると
いう問題点があった。特に燃料ガスに一酸化炭素が微量
含まれている場合、燃料出口側の水素濃度が低下すると
ともに、一酸化炭素濃度が高くなるので、反応がより燃
料入口側に集中し、セル特性の低下を加速していた。ま
た、外部マニホールド構造では、４辺が反応ガスの外部
マニホールドに専有されており、冷却水を循環するため
に、金属パイプを用いる必要があり、構造が複雑になっ
ていた。さらに、内部マニホールド型構造では、ガス分
離板の面積に対する反応有効面積部の占める割合が低
く、外部マニホールド構造に比べて、大きな面積のガス
分離板を用いる必要があり、内部マニホールドのガスシ
ールを各セルで行う必要がある等の問題点があった。
【００１３】本発明は、上述したような問題点を解消す
るためになされたもので、セル反応を反応有効面積部の
全体に分散させることを目的とする。本発明の他の目的
は、ガス分離板の面積に対する反応有効面積部の占める
割合を高めて、低コスト化を図ることにある。本発明の
更に他の目的は、簡単な構造で、反応ガスと冷却水のマ
ニホールド構造を得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る固
体高分子型燃料電池積層体は、積層体を６角柱の形状に
構成し、該積層体の６つの側面に対して、対角位置に燃
料ガス入口側外部マニホールドと燃料ガス出口側外部マ
ニホールド、酸化剤ガス入口側外部マニホールドと酸化
剤ガス出口側外部マニホールド、及び冷却水入口マニホ
ールドと冷却水出口マニホールドを、固体高分子型燃料
電池積層体の全ての固体高分子型燃料電池単体に共通し
た外部マニホールドを用いて各々構成すると共に、単セ
ルの燃料ガス反応面積領域を、前記燃料ガス入口側外部
マニホールド及び前記燃料ガス出口側外部マニホールド
に各々面する複数個の燃料ガス供給区域に分割し、１本
以上の燃料ガス供給区域には、蛇腹状に偶数回数折り返
された燃料ガス流路を各々配置し、単セルの酸化剤ガス
反応面積領域を、前記酸化剤ガス入口側外部マニホール
ド及び前記酸化剤ガス出口側外部マニホールドに各々面
する複数個の酸化剤ガス供給区域に分割し、各酸化剤ガ
ス供給区域には、蛇腹状に偶数回数１８０度折り返され
た１本以上の酸化剤ガス流路を各々配置し、前記燃料ガ
ス流路と前記酸化剤ガス流路の向きを主要部分で直交さ
せるようにし、且つ前記冷却水入口マニホールドと前記
冷却水出口マニホールドが、前記燃料ガス供給区域の蛇
腹状に折り返された部分と前記酸化剤ガス供給区域の蛇
腹状に折り返された部分が重なった２つの側面に取り付
けられているものである。上記構成によれば、燃料ガス
及び酸化剤ガスが、各々複数個に分割されたガス供給区
域に配置された蛇腹状に折り返した各々１本以上の反応
ガス流路に分配されるので、水素分圧及び酸素分圧が高
く反応が集中する領域が反応有効面積部全体に分配さ
れ、反応が均一化される作用がある。また、燃料ガス及
び酸化剤ガスの反応ガス流路が蛇腹状に折り返されるこ
とで、４隅に冷却水用の外部マニホールドを取り付ける
余地が生じる。
【００１５】請求項２の発明に係る固体高分子型燃料電
池積層体は、積層体を４角柱の形状に構成し、該積層体
の４つの側面に対して、対角位置に燃料ガス入口側外部
マニホールドと燃料ガス出口側外部マニホールド、酸化
剤ガス入口マニホールドと酸化剤ガス出口マニホールド
を、固体高分子型燃料電池積層体の全ての固体高分子型
燃料電池単体に共通した外部マニホールドを各々用いて
構成すると共に、前記積層体の４つの側面が接する４つ
のコーナー部の内少なくとも２つのコーナー部に、前記
積層体を貫通する冷却水入口側内部マニホールドと冷却
水出口側内部マニホールドとを配設し、単セルの燃料ガ
ス反応面積領域を、前記燃料ガス入口側外部マニホール
ド及び前記燃料ガス出口側外部マニホールドに各々面す
る複数個の燃料ガス供給区域に分割し、各燃料ガス供給
区域には、蛇腹状に偶数回数１８０度折り返した１本以
上の燃料ガス流路を各々配置し、単セルの酸化剤ガス反
応面積領域を、前記酸化剤ガス入口側外部マニホールド
及び前記酸化剤ガス出口側外部マニホールドに各々面す
る複数個の酸化剤ガス供給区域に分割し、各酸化剤ガス
供給区域には、蛇腹状に偶数回数折り返された１本以上
の酸化剤ガス流路を各々配置し、前記燃料ガス流路と前
記酸化剤ガス流路の向きを主要部分で直交させるように
し、且つ前記冷却水入口内部マニホールドと前記冷却水
出口内部マニホールドが、前記燃料ガス供給区域の蛇腹
状に折り返された部分と前記酸化剤ガス供給区域の蛇腹
状に折り返された部分が重なった２つのコーナー部に取
り付けられているものである。上記構成によれば、燃料
ガス及び酸化剤ガスが、各々複数個に分割されたガス供
給区域に配置された蛇腹状に折り返した各々１本以上の
反応ガス流路に分配されるので、水素分圧及び酸素分圧
が高く反応が集中する領域が反応有効面積部全体に分配
され、反応が均一化される作用がある。また、燃料ガス
及び酸化剤ガスの反応ガス流路が蛇腹状に折り返される
ことで、４隅に穴をあけて、冷却水用の内部マニホール
ドを配設する余地が生じる。
【００１６】請求項３の発明に係る固体高分子型燃料電
池積層体は、前記単セルの燃料ガス反応面積領域または
酸化剤ガス反応面積領域において、中心付近の折り返し
回数を両側よりも少なくすることにより、中心付近の単
位面積当たりの反応ガス供給量を、両側よりも多くした
ものである。上記構成によれば、単セルの燃料ガス反応
面積領域の中心付近または酸化剤ガス反応面積領域の中
心付近において、単位面積当たりの反応ガス供給量を、
両側よりも多くしたので、温度が高くなることによる実
質的な反応ガス流入量の低下や、温度が高く反応が多く
なることによる反応ガスの欠乏を防止する作用がある。
【００１７】請求項４の発明に係る固体高分子型燃料電
池積層体のガス分離板の製造方法は、前記反応ガス流路
が多孔質なカーボン製基材で構成されており、その多孔
質なカーボン製基材に、平行な複数本の貫通する流路凹
部を形成した後、前記反応ガスマニホールドに面する一
部の前記流路凹部に閉塞物を充填すると共に、隣接する
前記流路凸部の一部を切削加工により取り除くことによ
り、蛇腹状に偶数回数折り返された１本以上の反応ガス
流路を各々形成したものである。上記構成によれば、多
孔質なカーボン製基材に平行な複数本の貫通する流路凹
部を形成した後、必要に応じて流路凹部に閉塞物を充填
すると共に、隣接する流路凸部の一部を切削加工して取
り除くことで、複雑な蛇腹状の反応ガス流路を低コスト
で形成できる作用がある。
【００１８】請求項５の発明に係る固体高分子型燃料電
池積層体は、前記反応ガス流路が多孔質なカーボン製基
材で構成され、前記ガス分離板は、ガス不透気性で透水
性の膜と、この膜を挟んでその両側に配置された２枚の
多孔質なカーボン製基材とから構成されるものである。
上記構成によれば、２枚の多孔質なカーボン製基材には
さまれたガス不透気性で透水性の膜が、酸化剤極で生じ
た生成水を隣接する燃料極に供給する作用がある。
【００１９】請求項６の発明に係る固体高分子型燃料電
池積層体のガス分離板の製造方法は、前記ガス不透気性
で透水性の膜を挟んで２枚の多孔質なカーボン製基材を
前記膜が軟化する温度以上の温度でホットプレスし、２
枚の前記多孔質なカーボン製基材間に電子伝導性を付与
したものである。上記構成によれば、ガス不透気性で透
水性の膜が軟化する温度以上の温度でホットプレスされ
ることにより、形状を変化させ、２枚の多孔質なカーボ
ン製基材間の電子伝導性を付与するとともに、ガスシー
ル性を保つ作用がある。
【００２０】請求項７の発明に係る固体高分子型燃料電
池積層体は、前記燃料ガス入口側外部マニホールド内
で、あるいはその上流側で、前記燃料ガスに爆発限界を
超えない範囲内で酸化剤ガスを添加するものである。上
記構成によれば、複数個に分割されたガス供給区域に燃
料ガスを添加した酸化剤ガスが分散されて供給されるの
で、一酸化炭素が効果的に酸化される作用がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。以下に説明する本発明
の実施の形態において、上記従来例と同一または相当部
分には同一符号を付して説明する。
【００２２】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１による固体高分子型燃料電池積層体の平面図であ
り、ガス分離板の燃料ガス流路を太い線で表している。
また、図２は図１の燃料電池の正面図である。図１及び
図２において、符号１１は冷却水入口側外部マニホール
ド、１２は冷却水出口側外部マニホールド、１３は燃料
極、酸化剤極と固体高分子電解質膜から成る単セル、２
２は分割されたガス供給区域で蛇腹状に複数回折り返さ
れた燃料ガス流路、２７は集電板、２８は押え板、２０
は電気絶縁板、５１は燃料ガス入口ポート、５２は燃料
ガス出口ポート、５３は酸化剤ガス入口ポート、５４は
酸化剤ガス出口ポート、５５は発電セル部、５６は内部
加湿部、５７は冷却水入口ポート、５８は冷却水出口ポ
ートである。積層体は、発電セル部５５と内部加湿部５
６に分かれており、発電セル部５５では、燃料電極、酸
化剤電極と固体高分子電解質膜からなる単セル１３とガ
ス分離板が交互に積層されており、２つの単セル１３お
きに冷却板が挿入されていて単セル１３で発生した熱を
取り去るようになっている。内部加湿部５６では、固体
高分子電解質膜を介して、燃料ガスと冷却水、酸化剤ガ
スと冷却水が各々対峙しており、燃料ガスと酸化剤ガス
を加湿するようになっている。図１の矢印は燃料ガスの
流れを示しており、燃料ガス入口ポート５１から燃料ガ
ス出口側外部マニホールド５に入った燃料ガスは、内部
加湿部５６内を固体高分子電解質膜を介して冷却水と対
峙しながら流れて加湿され、燃料ガス入口側外部マニホ
ールド４から発電セル部５５の単セル１３の燃料ガス流
路２２を流れて消費された後、燃料ガス出口側外部マニ
ホールド５から燃料ガス出口ポート５１を通って排出さ
れる。図１、図２では、燃料ガスの入口及び出口ポート
５１、５２が共に燃料ガス出口側外部マニホールド５に
設けられているが、外部加湿器を用いる場合や改質ガス
を用いる場合には、燃料ガスの入口ポートは、燃料ガス
入口側外部マニホールド４に設けられる。一方、冷却水
は、冷却水入口ポート５７から発電セル部５５の冷却板
の冷却水流路９を流れて暖められた後、冷却水入口側外
部マニホールド１１と内部加湿部５６を通って燃料ガス
及び酸化剤ガスを加湿し、冷却水出口ポート５８から排
出される。
【００２３】図３と図４は、図１、図２の実施の形態１
の、各々酸化剤ガスの流れと冷却水の流れを示す固体高
分子型燃料電池積層体の平面図である。これらの図にお
いて、符号２３は分割されたガス供給区域で蛇腹状に複
数回折り返された酸化剤ガス流路である。図３に示した
矢印は、酸化剤ガスの流れを示している。また、図４に
示した矢印は、冷却水の流れを示している。
【００２４】さらに、図５は、燃料ガス、酸化剤ガス及
び冷却水の流れを示す固体高分子型燃料電池積層体の断
面構成模式図である。この図において、符号４１は加湿
部加湿水流路部、４２は加湿部燃料ガス流路部、４３は
加湿部酸化剤ガス流路部、４４は発電部燃料ガス流路
部、４５は発電部酸化剤ガス流路部、４６は冷却水流路
部である。燃料ガスの流れを細い実線で、酸化剤ガスの
流れを破線で、冷却水の流れを太い実線で各々示してい
る。燃料は内部加湿部５６で水を透過する膜を介して出
口側冷却水と対峙しており、暖まった出口側冷却水から
湿度を与えられた後、単セル１３の燃料極に供給され
る。酸化剤ガスも同様に内部加湿部５６で水を透過する
膜を介して出口側冷却水と対峙しており、暖まった出口
側冷却水から湿度を与えられた後、単セル１３の酸化剤
極に供給される。冷却水が２セルおきに挿入された冷却
板に供給され、反応により加熱した単セル１３を冷却し
た後、内部加湿部５６で反応ガスを加湿した後排出され
る。
【００２５】図１〜図５の構成図で明らかなように、実
施の形態１の固体高分子型燃料電池積層体には、６つの
外部マニホールドが取り付けられており、このうち冷却
水の外部マニホールド１１、１２は、４隅のうちの相対
する２隅に設けられている。また、分割されたガス供給
区域で蛇腹状に複数回折り返された燃料ガス流路２２及
び酸化剤ガス流路２３が、冷却水入口側及び出口側外部
マニホールド１１、１２の取付部付近への反応ガスの供
給を可能にしており、反応の有効面積が最大限にまで広
げられている。これが、本発明の効果の１つである。さ
らに、燃料ガス及び酸化剤ガスが、各々複数個に分割さ
れたガス供給区域に配置された蛇腹状に偶数回数折り返
された各々１本の反応ガス流路に分配されるので、水素
分圧及び酸素分圧が高く反応が集中する領域が反応有効
面積部全体に分配され、従来例のような反応集中が起こ
らず反応が均一化される。さらに、反応による発熱もセ
ル面内全体に分配されるので、反応均一化の効果はさら
に高まる。
【００２６】実施の形態１の固体高分子型燃料電池積層
体に、燃料ガスとして純水素、酸化剤ガスとして純酸素
を流したところ、５００ｍＡ／ｃｍ2での平均セル電圧
は、従来例の固体高分子型燃料電池積層体の場合と殆ど
同じであった。これは、純水素と純酸素を用いた場合に
は、反応に伴う水素分圧及び酸素分圧の低下がわずかで
あり、従来例の固体高分子型燃料電池積層体の場合で
も、セル面内での反応が均一になっているためと考えら
れる。しかし、燃料ガスとして純水素、酸化剤ガスとし
て空気を流したところ、従来例の固体高分子型燃料電池
積層体に比べて、平均セル電圧で２０ｍＶほど上昇し、
酸化剤ガス側での反応の均一化の効果が確認できた。さ
らに、燃料ガスとして水素７５％、二酸化炭素２５％、
一酸化炭素１００ｐｐｍのメタノールの水蒸気改質を模
擬したガスを供給し、酸化剤ガスとして空気を流したと
ころ、ＣＯ被毒が著しく低減され、従来例の固体高分子
型燃料電池積層体に比べて平均セル電圧で８０ｍＶもの
改善が確認できた。これは、燃料ガス側での反応の均一
化により、水素分圧の低下の影響やＣＯ被毒の影響がセ
ル面内全体に分散され、従来例に比べて大幅に軽減され
たためと考えられる。
【００２７】実施の形態２．図６は、本発明の実施の形
態２による固体高分子型燃料電池積層体の酸化剤側ガス
分離板の平面図である。この図において、符号２９はコ
ーナー部の切り欠き長さ、３０はコーナー部の切り欠き
幅を示している。この実施の形態２では、実施の形態１
の場合に比べて、反応ガス流路の折り返し回数が４回に
増えている。反応ガス流路の折り返し回数を増やせば、
冷却水マニホールドを取り付ける間口２９、３０を広げ
ることができる。また、反応ガス流路の折り返し回数を
増やすことによって、線流速を上げることができ、生成
水の液滴を吹き飛ばし易くなる。しかし、反応ガス流路
の折り返し回数を増やさなくても、流路断面積を小さく
すれば線流速を上げることができる。また、反応ガス流
路の折り返し回数を増やさなくても、流路幅を広くすれ
ば、冷却水マニホールド１１、１２を取り付ける間口を
広げることができるので、固体高分子型燃料電池積層体
の有効面積や動作電流密度に合わせて、比較的自由に設
計することが可能である。
【００２８】実施の形態３．図７は、本発明の実施の形
態３による固体高分子型燃料電池積層体の酸化剤側ガス
分離板の平面図である。この実施の形態３では、実施の
形態２の場合に比べて、反応ガス流路の折り返し回数は
同じであるが、同じガス供給区域で同時に折り返す流路
本数が２本に増えている。流路本数を増やせば、反応ガ
ス流路の折り返し回数を増やしたのと同様に、冷却水マ
ニホールド１１、１２を取り付ける間口を広げることが
でき、必要に応じて本数を３本、４本と増やすこともで
きる。
【００２９】実施の形態４．図８は、本発明の実施の形
態４による固体高分子型燃料電池積層体の燃料側ガス分
離板及び外部マニホールドの配置を示す平面図である。
図９は、この実施の形態４による固体高分子型燃料電池
積層体の正面図、図１０は、酸化剤側ガス分離板及び外
部マニホールドの配置を示す平面図、図１１は、冷却板
及び外部マニホールドの配置を示す平面図である。これ
らの図において、符号１８は冷却水入口側内部マニホー
ルド、１９は冷却水出口側内部マニホールドである。
【００３０】実施の形態４では、冷却水は、外部マニホ
ールドではなく、内部マニホールドを用いている所が実
施の形態１と大きく異なっている。内部マニホールド
は、燃料側ガス分離板や酸化剤側ガス分離板では、円形
をしているが、冷却板において、冷却水流路９につなが
っており、冷却板平面を冷却水が流れるように配置され
ている。また、燃料ガス流路２及び酸化剤ガス流路３が
冷却水入口側内部マニホールド１８及び冷却水出口側内
部マニホールド１９付近で他の反応ガス流路に比べて短
くなっており、円形をした冷却水内部マニホールド１
８、１９の配置スペースを作り出している。冷却水の通
路を内部マニホールドとすることによって、外部マニホ
ールドの数を４つに減らすことができ、実施の形態１に
比べて、固体高分子型燃料電池積層体のマニホールドの
取付が容易になる。
【００３１】実施の形態５．図１２は、本発明の実施の
形態５の酸化剤側ガス分離板の平面図である。この図に
おいて、符号３３は分割ガス供給区域のセル中央付近で
蛇腹状に折り返された酸化剤ガス流路である。この実施
の形態５では、中央付近の反応ガスの折り返し回数が１
回であり、その両側の折り返し回数２回に比べて少なく
なっている。中央付近では、折り返し回数が少ないので
流路の圧力損失が少なくなり、両側に比べて多くの反応
ガスが流れる。中央付近は放熱の大きな周辺部分よりも
温度が高く、反応ガスの体積が膨らむので、反応ガスが
不足しやすいが、この実施の形態５の酸化剤側ガス分離
板では、中央付近に多くの反応ガスを供給することがで
きるので、酸化剤ガスの欠乏を防ぐことができる。な
お、この構成は燃料ガス側にも適用することができる。
燃料ガスの欠乏が起こると、燃料の代わりに電極構成材
料であるカーボンが水と反応してプロトンとＣＯ2に変
化して局部的な腐食が起こる恐れがある。従って、この
構成を燃料ガス側に適用した場合には、腐食を防止する
効果がある。
【００３２】実施の形態６．図１３は、本発明の実施の
形態６の酸化剤側ガス分離板の平面図である。この実施
の形態６では、中央付近の反応ガスの折り返し回数と共
に反応ガスの折り返し本数も１つで、その両側の折り返
し本数２本に比べて少なくなっている。この場合にも実
施の形態５の場合と同様に流路の圧力損失が少なくな
り、両側に比べて多くの反応ガスが流れるので、中央付
近に多くの反応ガスを供給することができ、酸化剤ガス
の欠乏を防ぐことができる。この構成も燃料ガス側に適
用でき、腐食を防止する効果がある。
【００３３】実施の形態７．図１４及び図１５は、本発
明の実施の形態７によるガス分離板の製造方法を示すガ
ス分離板の平面図である。これらの図において、符号３
４は平行な複数本の貫通する流路凹部３７を形成した多
孔質カーボン基材、３５は流路凹部３７への充填物、３
６は流路凸部３８の切削部である。図１４は、多孔質な
カーボン製基材３４で構成された平板に平行な複数本の
貫通する流路凹部３７を形成された製造工程途中のガス
分離板を示しており、このガス分離板は複数本の回転式
の小さなカッターを有する簡単な切削加工機で、連続的
に加工することができる。図１５は、図１４のガス分離
板の反応ガスマニホールドに面する一部の流路凹部３７
に閉塞物を充填すると共に、隣接する流路凸部３８の一
部を切削加工により取り除き、蛇腹型の流路を構成した
ものである。充填物３５としては、フッソ系のソフトな
ガスシール材を切断したものを用いたが、固体高分子型
燃料電池では、液状の電解液を用いず、動作温度も１０
０℃以下と低く、耐食性や耐熱性を要求されないので、
カーボン材や種々のフッソ樹脂やシリコン系樹脂を用い
ることができる。また、多少のガスの漏れは許容される
ので、完全なガスシール性は不要であり、多孔質な材料
を用いてもよい。図中、矢印は反応ガスの流れを示して
いる。
【００３４】実施の形態８．図１６は、本発明の実施の
形態８によるガス分離板の製造方法を示すガス分離板の
平面図である。実施の形態７の場合と同様に、図１４の
ガス分離板の反応ガスマニホールドに面する一部の流路
凹部３７に閉塞物を充填すると共に、隣接する流路凸部
３８の一部を切削加工により取り除き、蛇腹型の流路を
構成したものであるが、図１５と異なり、２本ずつの蛇
腹型の流路が構成されている。
【００３５】実施の形態９．図１７、図１８及び図１９
は、本発明の実施の形態９によるガス分離板及びその製
造方法を示すガス分離板の断面側面図である。これらの
図において、符号３７は流路凹部、３８は流路凸部、３
９は不透気性で透水性の膜（フィルム）、４０は多孔質
なカーボン製基材である。図１７は、ガス不透気性で透
水性の膜３９を介して２枚の多孔質なカーボン製基材４
０を対峙させた所を示すガス分離板の断面側面図、図１
８は、ガス不透気性で透水性の膜３９を介して２枚の多
孔質なカーボン製基材４０を張り合わせた所を示すガス
分離板の断面側面図、図１９は、２枚の多孔質なカーボ
ン製基材４０に切削加工によって反応ガス流路を形成し
た所を示すガス分離板の断面側面図である。なお、図１
９では図を簡単化するために、燃料ガス流路と酸化剤ガ
ス流路の向きを同じに描いているが、実際には直交して
いる。不透気性で透水性の膜（フィルム）３９として
は、例えば、ヘキストインダストリーのポリベンゾイミ
ダゾール樹脂フィルム(商品名セラゾール)を用いること
ができる。
【００３６】図１８のように、ガス不透気性で透水性の
膜３９を介して２枚の多孔質なカーボン製基材４０を張
り合わせる方法としては、膜３９が軟化する温度以上の
温度でホットプレスして、２枚の多孔質なカーボン製基
材４０を互いに接触させ、２枚の多孔質なカーボン製基
材４０間の電子伝導性を付与すると共に、ガスシールを
行う方法が望ましいが、膜３９を有機溶媒で軟化させて
プレスし、２枚の多孔質なカーボン製基材４０を互いに
接触させる方法を用いることもできる。
【００３７】実施の形態１０．実施の形態１の固体高分
子型燃料電池積層体に、燃料ガスとして水素７５％、二
酸化炭素２５％、一酸化炭素１００ｐｐｍのメタノール
の水蒸気改質を模擬したガスに、ガス混合機を用いて２
％の空気を添加し、燃料ガス入口ポート５１に供給した
ところ、ＣＯ被毒の影響が著しく軽減され、一酸化炭素
が入っていない場合とのセル電圧の差異が１０ｍＶ以内
にまで改善された。一方、図２２〜図２４に示した従来
の固体高分子型燃料電池積層体を用いて比較試験を行っ
たところ、一酸化炭素が入っていない場合と一酸化炭素
が１００ｐｐｍ入っている場合のセル電圧の差異が５０
ｍＶ以上あり、本発明の実施の形態との差異が明らかに
なった。従来の固体高分子型燃料電池積層体では、燃料
ガス入口側で添加した空気が反応して一酸化炭素濃度が
零になるが、その後の流路が長いので、流路の途中で二
酸化炭素と水との逆シフト反応によって一酸化炭素が発
生し、ＣＯ被毒の影響を完全に除去することができなか
ったためと考えられる。
【００３８】請求項１の発明によれば、積層体を６角柱
の形状に構成し、積層体の６つの側面に対して、各々、
対角の位置に燃料ガス入口マニホールドと燃料ガス出口
マニホールド、酸化剤ガス入口マニホールドと酸化剤ガ
ス出口マニホールド、及び冷却水入口マニホールドと冷
却水出口マニホールドを配置すると共に、単セルの燃料
ガス及び酸化剤ガスの反応面積領域を各々複数個のガス
供給区域に分割し、各々のガス供給区域には、蛇腹状に
偶数回数１８０度折り返された各々１本以上のガス流路
を配置し、燃料ガス流路と酸化剤ガス流路の向きを主要
部分で直交させるようにし、且つ前記冷却水入口マニホ
ールドと前記冷却水出口マニホールドが、前記燃料ガス
供給区域の蛇腹状に折り返された部分と前記酸化剤ガス
供給区域の蛇腹状に折り返された部分が重なった２つの
側面に取り付けられているので、燃料ガス及び酸化剤ガ
スが、各々複数個に分割されたガス供給区域に配置され
て蛇腹状に折り返された各々１本以上の反応ガス流路に
分配され、また水素分圧及び酸素分圧が高く反応が集中
する領域が反応有効面積部全体に分配されて、反応が均
一化される効果がある。また、燃料ガス及び酸化剤ガス
の反応ガス流路が蛇腹状に１８０度折り返されることに
より、４隅に冷却水用の外部マニホールドを取り付ける
余地が生じ、装置全体をコンパクト化できる効果があ
る。
【００３９】請求項２の発明によれば、積層体を４角柱
の形状に構成し、積層体の４つの側面に対して、各々、
対角の位置に燃料ガス入口マニホールドと燃料ガス出口
マニホールド、酸化剤ガス入口マニホールドと酸化剤ガ
ス出口マニホールドを配設し、積層体の４つの側面が接
する４つのコーナー部の内少なくとも２つのコーナー部
に積層体を貫通する冷却水入口内部マニホールドと冷却
水出口内部マニホールドとを配設し、単セルの燃料ガス
及び酸化剤ガスの反応面積領域を複数個のガス供給区域
に分割し、各々のガス供給区域には、蛇腹状に偶数回数
１８０度折り返されて各々１本以上のガス流路を配置
し、燃料ガス流路と酸化剤ガス流路の向きを主要部分で
直交させるようにし、且つ前記冷却水入口内部マニホー
ルドと前記冷却水出口内部マニホールドが、前記燃料ガ
ス供給区域の蛇腹状に折り返された部分と前記酸化剤ガ
ス供給区域の蛇腹状に折り返された部分が重なった２つ
のコーナー部に取り付けられているので、燃料ガス及び
酸化剤ガスが、各々複数個に分割されたガス供給区域に
配置された蛇腹状に折り返された各々１本以上の反応ガ
ス流路に分配され、水素分圧及び酸素分圧が高く反応が
集中する領域が反応有効面積部全体に分配されて、反応
が均一化される効果がある。また、燃料ガス及び酸化剤
ガスの反応ガス流路が蛇腹状に１８０度折り返されるこ
とにより、４隅に穴をあけて、冷却水用の内部マニホー
ルドを配設する余地が生じ、積層体をコンパクトに構成
できる効果がある。
【００４０】請求項３の発明によれば、前記単セルの燃
料ガス反応面積領域または酸化剤ガス反応面積領域にお
いて、中心付近の折り返し回数を両側よりも少なくする
ことにより、中心付近の単位面積当たりの反応ガス供給
量を、両側よりも多くしたので、温度が高くなることに
よる実質的な反応ガス流入量の低下や、温度が高く反応
が多くなることによる反応ガスの欠乏を防止できる効果
がある。
【００４１】請求項４の発明によれば、反応ガス流路を
多孔質なカーボン製基材で構成し、多孔質なカーボン製
基材に平行な複数本の貫通する流路凹部を形成した後、
反応ガスマニホールドに面する一部の流路凹部に閉塞物
を充填すると共に、隣接する流路凸部の一部を切削加工
により取り除くことにより、蛇腹状に偶数回数折り返さ
れた各々１本以上の反応ガス流路を形成するようにした
ので、複雑な蛇腹状の反応ガス流路を低コストで形成で
きる効果がある。
【００４２】請求項５の発明によれば、反応ガス流路を
多孔質なカーボン製基材で構成し、ガス不透気性で透水
性の膜を介して２枚の多孔質なカーボン製基材を張り合
わせたものをガス分離板に用いたので、２枚の多孔質な
カーボン製基材にはさまれたガス不透気性で透水性の膜
が、酸化剤極で生じた生成水を隣接する燃料極に供給す
る作用がある。
【００４３】請求項６の発明によれば、ガス不透気性で
透水性の膜を挟んで２枚の多孔質なカーボン製基材を膜
が軟化する温度以上の温度でホットプレスし、２枚の多
孔質なカーボン製基材間の電子伝導性を付与するように
したので、ガス不透気性で透水性の膜が軟化する温度以
上の温度でホットプレスされることにより、その形状を
変化させて、２枚の多孔質なカーボン製基材間の電子伝
導性を付与するとともに、ガスシール性を保つ効果があ
る。
【００４４】請求項７の発明によれば、燃料ガス入口側
外部マニホールド、またはその上流側で燃料ガスに爆発
限界を超えない範囲内で酸化剤ガスを添加するようにし
たので、複数個に分割されたガス供給区域に、燃料ガス
に添加した空気が分散されて供給され、一酸化炭素が効
果的に酸化されるため、ＣＯ被毒の影響を軽減できる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による固体高分子型燃
料電池積層体の燃料ガス流路を示す平面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１による固体高分子型燃
料電池積層体の正面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１による固体高分子型燃
料電池積層体の酸化剤ガス流路を示す平面図である。
【図４】 本発明の実施の形態１による固体高分子型燃
料電池積層体の冷却水流路を示す平面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１による固体高分子型燃
料電池積層体の燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却水の流れ
を示す断面側面模式図である。
【図６】 本発明の実施の形態２による固体高分子型燃
料電池積層体の酸化剤ガス流路を示すガス分離板の平面
図である。
【図７】 本発明の実施の形態３による固体高分子型燃
料電池積層体の酸化剤ガス流路を示すガス分離板の平面
図である。
【図８】 本発明の実施の形態４による固体高分子型燃
料電池積層体の燃料ガス流路を示す平面図である。
【図９】 本発明の実施の形態４による固体高分子型燃
料電池積層体の正面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態４による固体高分子型
燃料電池積層体の酸化剤ガス流路を示す平面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態４による固体高分子型
燃料電池積層体の冷却水流路を示す平面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態５による固体高分子型
燃料電池積層体の酸化剤ガス流路を示すガス分離板の平
面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態６による固体高分子型
燃料電池積層体の酸化剤ガス流路を示すガス分離板の平
面図である。
【図１４】 本発明の実施の形態７による固体高分子型
燃料電池積層体の製造工程途中の段階のガス分離板の平
面図である。
【図１５】 本発明の実施の形態７による固体高分子型
燃料電池積層体のガス分離板の平面図である。
【図１６】 本発明の実施の形態８による固体高分子型
燃料電池積層体のガス分離板の平面図である。
【図１７】 本発明の実施の形態９による固体高分子型
燃料電池積層体の製造工程途中の段階のガス分離板の断
面側面図である。
【図１８】 本発明の実施の形態９による固体高分子型
燃料電池積層体の製造工程途中の段階のガス分離板の断
面側面図である。
【図１９】 本発明の実施の形態９による固体高分子型
燃料電池積層体のガス分離板の断面側面図である。
【図２０】 従来の外部マニホールド型固体高分子型燃
料電池積層体の燃料ガス流路を示す平面図である。
【図２１】 従来の外部マニホールド型固体高分子型燃
料電池積層体の酸化剤ガス流路を示す平面図である。
【図２２】 従来の内部マニホールド型固体高分子型燃
料電池積層体の蛇腹型酸化剤ガス流路を示す平面図であ
る。
【図２３】 従来の内部マニホールド型固体高分子型燃
料電池積層体の蛇腹型燃料ガス流路を示す平面図であ
る。
【図２４】 従来の内部マニホールド型固体高分子型燃
料電池積層体の冷却水流路を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ガス分離板、２ 燃料ガス流路、３ 酸化剤ガス流
路、４ 燃料ガス入口側外部マニホールド、５ 燃料ガ
ス出口側外部マニホールド、６ 酸化剤入口側外部マニ
ホールド、７ 酸化剤出口側外部マニホールド、８ 反
応が集中する領域、９ 冷却水流路、１０ 反応有効面
積部、１１ 冷却水入口側外部マニホールド、１２ 冷
却水出口側外部マニホールド、１３ 燃料極、酸化剤極
及び固体高分子電解質膜からなる単セル、１４ 燃料ガ
ス入口側内部マニホールド、１５燃料ガス出口側内部マ
ニホールド、１６ 酸化剤ガス入口側内部マニホール
ド、１７ 酸化剤ガス出口側内部マニホールド、１８
冷却水入口側内部マニホールド、１９ 冷却水出口側内
部マニホールド、２０ 電気絶縁板、２２ 分割された
ガス供給区域で蛇腹状に複数回折り返した燃料ガス流
路、２３ 分割されたガス供給区域で蛇腹状に複数回折
り返した酸化剤ガス流路、２４ 燃料ガスの流れ、２５
酸化剤ガスの流れ、２６ 冷却水の流れ、２７ 集電
板、２８ 押え板、２９ コーナー部の切り欠き長さ、
３０ コーナー部の切り欠き幅、３２分割ガス供給区域
のセル中央付近で蛇腹状に折り返した燃料ガス流路、３
３ 分割ガス供給区域のセル中央付近で蛇腹状に折り返
した酸化剤ガス流路、３４ 平行な複数本の貫通する流
路凹部を形成した多孔質カーボン基材、３５ 流路凹部
への充填物、３６ 流路凸部の切削部、３７ 流路凹
部、３８ 流路凸部、３９不透気性で透水性のフィル
ム、４０ 多孔質なカーボン製基材、４１ 加湿部加湿
水流路部、４２ 加湿部燃料ガス流路部、４３ 加湿部
酸化剤ガス流路部、４４ 発電部燃料ガス流路部、４５
発電部酸化剤ガス流路部、４６ 冷却水流路部、５１
燃料ガス入口ポート、５２ 燃料ガス出口ポート、５
３ 酸化剤ガス入口ポート、５４ 酸化剤ガス出口ポー
ト、５５ 発電セル部、５６ 内部加湿部、５７ 冷却
水入口ポート、５８ 冷却水出口ポート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−263003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−40169（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−79164（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−168365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−158965（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−159164（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/24

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料電極、固体高分子電解質膜、及び酸
    化剤電極を有する単セルと燃料ガス流路及び酸化剤ガス
    流路を有するガス分離板とで構成される固体高分子型燃
    料電池単体と、冷却水流路を有する冷却板とを複数個積
    層して積層体を構成する固体高分子型燃料電池積層体に
    おいて、 前記積層体が６角柱の形状に構成されており、該積層体
    の６つの側面に対して、対角位置に燃料ガス入口側外部
    マニホールドと燃料ガス出口側外部マニホールド、酸化
    剤ガス入口側外部マニホールドと酸化剤ガス出口側外部
    マニホールド、及び冷却水入口マニホールドと冷却水出
    口マニホールドが、固体高分子型燃料電池積層体の全て
    の固体高分子型燃料電池単体に共通した外部マニホール
    ドを用いて各々構成されていること、 単セルの燃料ガス反応面積領域が、前記燃料ガス入口側
    外部マニホールド及び前記燃料ガス出口側外部マニホー
    ルドに各々面する複数個の燃料ガス供給区域に分割され
    ており、１本以上の燃料ガス供給区域には、蛇腹状に偶
    数回数１８０度折り返された燃料ガス流路が各々配置さ
    れていること、 単セルの酸化剤ガス反応面積領域が、前記酸化剤ガス入
    口側外部マニホールド及び前記酸化剤ガス出口側外部マ
    ニホールドに各々面する複数個の酸化剤ガス供給区域に
    分割されており、各酸化剤ガス供給区域には、蛇腹状に
    偶数回数折り返された１本以上の酸化剤ガス流路が各々
    配置されていること、 前記燃料ガス流路と前記酸化剤ガス流路の向きが主要部
    分で直交していること、前記冷却水入口マニホールドと前記冷却水出口マニホー
    ルドが、前記燃料ガス供給区域の蛇腹状に折り返された
    部分と前記酸化剤ガス供給区域の蛇腹状に折り返された
    部分が重なった２つの側面に取り付けられていること、 を特徴とする固体高分子型燃料電池積層体。
  2. 【請求項２】 燃料電極、固体高分子電解質膜、及び酸
    化剤電極を有する単セルと燃料ガス流路及び酸化剤ガス
    流路を有するガス分離板とで構成される固体高分子型燃
    料電池単体と、冷却水流路を有する冷却板とを複数個積
    層して積層体を構成する固体高分子型燃料電池積層体に
    おいて、 前記積層体が４角柱の形状に構成されており、該積層体
    の４つの側面に対して、対角位置に燃料ガス入口側外部
    マニホールドと燃料ガス出口側外部マニホールド、酸化
    剤ガス入口マニホールドと酸化剤ガス出口マニホールド
    が、固体高分子型燃料電池積層体の全ての固体高分子型
    燃料電池単体に共通した外部マニホールドを各々用いて
    構成されていること、 前記積層体の４つの側面が接する４つのコーナー部の内
    少なくとも２つのコーナー部に、前記積層体を貫通する
    冷却水入口側内部マニホールドと冷却水出口側内部マニ
    ホールドが配設されていること、 単セルの燃料ガス反応面積領域が、前記燃料ガス入口側
    外部マニホールド及び前記燃料ガス出口側外部マニホー
    ルドに各々面する複数個の燃料ガス供給区域に分割され
    ており、各燃料ガス供給区域には、蛇腹状に偶数回数１
    ８０度折り返した１本以上の燃料ガス流路が各々配置さ
    れていること、 単セルの酸化剤ガス反応面積領域が、前記酸化剤ガス入
    口側外部マニホールド及び前記酸化剤ガス出口側外部マ
    ニホールドに各々面する複数個の酸化剤ガス供給区域に
    分割されており、各酸化剤ガス供給区域には、蛇腹状に
    偶数回数折り返された１本以上の酸化剤ガス流路が各々
    配置されていること、 前記燃料ガス流路と前記酸化剤ガス流路の向きが主要部
    分で直交していること、前記冷却水入口内部マニホールドと前記冷却水出口内部
    マニホールドが、前記燃料ガス供給区域の蛇腹状に折り
    返された部分と前記酸化剤ガス供給区域の蛇腹状に折り
    返された部分が重なった２つのコーナー部に取り付けら
    れていること、 を特徴とする固体高分子型燃料電池積層
    体。
  3. 【請求項３】 前記単セルの燃料ガス反応面積領域また
    は酸化剤ガス反応面積領域において、中心付近の折り返
    し回数を両側よりも少なくすることにより、中心付近の
    単位面積当たりの反応ガス供給量を、両側よりも多くし
    たことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固体高
    分子型燃料電池積層体。
  4. 【請求項４】 前記反応ガス流路は多孔質なカーボン製
    基材で構成されており、その多孔質なカーボン製基材
    に、平行な複数本の貫通する流路凹部を形成した後、前
    記反応ガスマニホールドに面する一部の前記流路凹部に
    閉塞物を充填すると共に、隣接する前記流路凸部の一部
    を切削加工により取り除くことにより、蛇腹状に偶数回
    数折り返された１本以上の反応ガス流路を各々形成した
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載
    の固体高分子型燃料電池積層体のガス分離板の製造方
    法。
  5. 【請求項５】 前記反応ガス流路は多孔質なカーボン製
    基材で構成され、前記ガス分離板は、ガス不透気性で透
    水性の膜と、この膜を挟んでその両側に配置された２枚
    の多孔質なカーボン製基材とから構成されることを特徴
    とする請求項１乃至請求項３項の何れかに記載の固体高
    分子型燃料電池積層体。
  6. 【請求項６】 前記ガス不透気性で透水性の膜を挟んで
    ２枚の多孔質なカーボン製基材を前記膜が軟化する温度
    以上の温度でホットプレスし、２枚の前記多孔質なカー
    ボン製基材間に電子伝導性を付与したことを特徴とする
    請求項５記載の固体高分子型燃料電池積層体のガス分離
    板の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記燃料ガス入口側外部マニホールド内
    で、あるいはその上流側で、前記燃料ガスに爆発限界を
    超えない範囲内で酸化剤ガスを添加することを特徴とす
    る請求項１乃至請求項３及び請求項５の何れかに記載の
    固体高分子型燃料電池積層体。
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