JP7074005B2 - 燃料電池スタック及び多孔体流路板 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池スタック及び燃料電池スタックの単セルの一部を構成する多孔体流路板に関する。

固体高分子形燃料電池は、複数の単セルを積層して構成される燃料電池スタックを備えている（例えば、特許文献１参照）。
同文献１に記載の単セルは、膜電極接合体、膜電極接合体を厚さ方向において挟持する一対のセパレータ、及び膜電極接合体と一対のセパレータとの間にそれぞれ設けられた一対の多孔体流路板を備えている。膜電極接合体は、電解質膜がその厚さ方向において一対の電極により挟持されたものであり、燃料電池の発電部を構成している。

多孔体流路板は、複数の凹凸が交互に並んだ網目状のガス流路部を有している。膜電極接合体と上記凹凸とにより区画される部分は、燃料ガスや酸化剤ガスの流路として機能する。

単セルには、燃料ガスを供給する燃料ガス供給マニホールドと、燃料ガスを排出する燃料ガス排出マニホールドとが面方向において発電部を挟んで設けられている。単セルには、燃料ガス供給マニホールドと多孔体流路板のガス流路部とを接続する複数の接続流路が並設されている。

また、単セルには、酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給マニホールドと、酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出マニホールドとが面方向において発電部を挟んで設けられている。単セルには、酸化剤ガス供給マニホールドと多孔体流路板のガス流路部とを接続する複数の接続流路が並設されている。

燃料ガス供給マニホールドを通じて供給される燃料ガスは、接続流路を通じて多孔体流路板のガス流路部に流入し、燃料ガス排出マニホールドに向かって流れる際に発電部のアノード側に流入する。

また、酸化剤ガス供給マニホールドを通じて供給される酸化剤ガスは、接続流路を通じて多孔体流路板のガス流路部に流入し、酸化剤ガス排出マニホールドに向かって流れる際に発電部のカソード側に流入する。

そして、発電部において燃料ガスと酸化剤ガスとが電気化学反応することにより発電が行われる。
なお、多孔体流路板の流路を通過した後の燃料ガス及び酸化剤ガスは、燃料ガス排出マニホールド及び酸化剤ガス排出マニホールドを通じてそれぞれ排出される。

特開２００８－１０８５７３号公報

ところで、多孔体流路板のガス流路部は複数の凹凸が交互に並んだ網目状をなしているため、ガス流路部を流れる燃料ガスや酸化剤ガス（以下、反応ガスと総称する）が多孔体流路板の側方に流れ出ること、所謂脇流れが生じる。こうした脇流れした反応ガスは発電に寄与しないため、燃料電池の発電効率を低下させるおそれがある。

本発明の目的は、発電効率の低下を抑制できる燃料電池スタック及び多孔体流路板を提供することにある。

上記目的を達成するための燃料電池スタックは、膜電極接合体を有する発電部と、前記発電部の外周を囲む枠部材と、前記発電部及び前記枠部材を挟持する一対のセパレータと、前記一対のセパレータの少なくとも一方と前記発電部との間に設けられ、反応ガスを流通させる網目状のガス流路部を有する多孔体流路板と、を備える単セルが複数積層されてなる燃料電池スタックであって、前記発電部との間に前記多孔体流路板が設けられる前記セパレータと前記枠部材との間は、シール部によりシールされており、前記ガス流路部の側縁部と前記シール部との間には、前記セパレータと前記発電部との間の反応ガスの流れを遮蔽する遮蔽部が設けられている。

同構成によれば、発電部との間に多孔体流路板が設けられるセパレータと枠部材との間は、シール部によりシールされている。また、ガス流路部の側縁部とシール部との間には、上記セパレータと発電部との間を遮蔽する遮蔽部が設けられている。このため、ガス流路部の側縁部とシール部との間における反応ガスの脇流れを抑制することができる。したがって、燃料電池の発電効率の低下を抑制することができる。

上記燃料電池スタックにおいて、前記遮蔽部は、前記ガス流路部の両方の前記側縁部と前記シール部との間に設けられていることが好ましい。
同構成によれば、ガス流路部の両側方において反応ガスの脇流れを抑制することができる。したがって、燃料電池の発電効率の低下を一層抑制することができる。

上記燃料電池スタックにおいて、前記遮蔽部は、前記ガス流路部と一体に形成されていることが好ましい。
同構成によれば、遮蔽部がガス流路部と一体に形成されているため、ガス流路部と遮蔽部とを各別に設ける必要がない。したがって、燃料電池スタック、ひいては燃料電池の製造が容易となる。

上記燃料電池スタックにおいて、前記発電部は、前記膜電極接合体を挟持する一対のガス拡散層を備えており、前記遮蔽部の先端縁は、前記ガス拡散層に当接していることが好ましい。

同構成によれば、遮蔽部の先端縁が膜電極接合体を挟持するガス拡散層に当接しているため、ガス流路部の側方に流れた反応ガスがガス拡散層よりも外側に脇流れすることがなくなり、当該反応ガスが発電に寄与するガス拡散層に到達することとなる。したがって、燃料電池の発電効率の低下を一層抑制することができる。

上記燃料電池スタックにおいて、前記遮蔽部は、前記単セルの積層方向において当該セパレータ側から前記発電部側に向かうほど前記ガス流路部から離間するように傾斜していることが好ましい。

前記遮蔽部は、遮蔽部が単セルの積層方向においてセパレータ側から発電部側に向かうほどガス流路部から離間するように傾斜している。これにより、ガス流路部の側方に流れた反応ガスが遮蔽部の内面に沿って流れることでガス拡散層に案内されやすくなる。したがって、燃料電池の発電効率の低下をより一層抑制することができる。

また、上記目的を達成するための多孔体流路板は、反応ガスを流通させる網目状のガス流路部を有し、膜電極接合体を有するとともに枠部材によって外周を囲まれた発電部とセパレータとにより挟持されることで燃料電池スタックの単セルの一部を構成する多孔体流路板において、前記ガス流路部の側縁部には、前記セパレータと前記発電部との間の反応ガスの流れを遮蔽する遮蔽部が一体に形成されている。

同構成によれば、多孔体流路板のガス流路部の側縁部には、発電部とセパレータとの間を遮蔽する遮蔽部が一体に形成されている。このため、ガス流路部の側縁部から側方に向かう反応ガスの脇流れを抑制することができる。したがって、燃料電池の発電効率の低下を抑制することができる。

また、上記構成によれば、多孔体流路板と遮蔽部とを各別に設ける必要がなくなるため、燃料電池スタック、ひいては燃料電池の製造が容易となる。
上記多孔体流路板において、前記遮蔽部は、前記多孔体流路板の厚さ方向において当該セパレータ側から前記発電部側に向かうほど前記ガス流路部から離間するように傾斜していることが好ましい。

同構成によれば、遮蔽部は、多孔体流路板の厚さ方向においてセパレータ側から発電部側に向かうほどガス流路部から離間するように傾斜している。これにより、ガス流路部の側方に流れた反応ガスが遮蔽部の内面に沿って流れることでガス拡散層に案内されやすくなる。したがって、燃料電池の発電効率の低下を一層抑制することができる。

本発明によれば、燃料電池の発電効率の低下を抑制することができる。

燃料電池スタックの一実施形態について、燃料電池スタックの単セルの構成を示す分解斜視図。 同実施形態の多孔体流路板の一部を示す斜視図。 同実施形態の燃料電池スタックの幅方向における端部を示す断面図。 同実施形態のロール成形装置により基材がロール成形される様子を模式的に示す側面図。 同実施形態のロール成形装置により基材がロール成形される様子を示す断面図。 変更例の多孔体流路板の製造過程を示す図であって、（ａ）は、ロール成形された基材を成形型に配置する工程を示す図、（ｂ）は、成形型により基材をプレスする工程を示す図。

以下、図１～図５を参照して、一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の燃料電池スタックは、固体高分子形燃料電池を構成するものであり、平面視略長方形板状をなす複数の単セル１０が積層された構造を有している。単セル１０は、発電部１１を構成する膜電極ガス拡散層接合体（Membrane Electrode Gas Diffusion Layer Assembly、以下、ＭＥＧＡ３０）、ＭＥＧＡ３０を厚さ方向において挟持する第１セパレータ２０及び第２セパレータ６０、並びにＭＥＧＡ３０と第２セパレータ６０との間に設けられる多孔体流路板５０を備えている。

ＭＥＧＡ３０は、エポキシ樹脂などの樹脂材料からなる枠部材４０の内側に嵌め込まれている。枠部材４０、第１セパレータ２０及び第２セパレータ６０は、いずれも平面視略長方形板状をなしており、同一の外形寸法を有している。枠部材４０は、第１セパレータ２０と第２セパレータ６０とにより厚さ方向において挟持される。

第１セパレータ２０は、発電部１１のアノード側に配置される。また、第２セパレータ６０は、発電部１１のカソード側に配置される。
多孔体流路板５０は、平面視略長方形状をなし、酸化剤ガスを流通させる網目状のガス流路部５１を有している（図２参照）。多孔体流路板５０は、ガス流路部５１の互いに平行な二対の辺と単セル１０の互いに平行な二対の辺とがそれぞれ平行をなすようにして配置される。

以降において、単セル１０の長方形の長辺に沿った方向を長手方向Ｘと称し、同長方形の短辺に沿った方向を幅方向Ｙと称する。
＜単セル１０＞
図１に示すように、単セル１０には、燃料ガス（例えば水素ガス）を供給する燃料ガス供給マニホールド１２と、燃料ガスを排出する燃料ガス排出マニホールド１３とが単セル１０の面方向において発電部１１を挟んで設けられている。より詳しくは、燃料ガス供給マニホールド１２は、長手方向Ｘの一端側（同図の右側）であり、且つ幅方向Ｙの一端側（同図の上側）に位置している。また、燃料ガス排出マニホールド１３は、長手方向Ｘの他端側（同図の左側）であり、且つ幅方向Ｙの他端側（同図の下側）に位置している。

単セル１０には、酸化剤ガス（例えば空気）を供給する酸化剤ガス供給マニホールド１４と、酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出マニホールド１５とが単セル１０の面方向において発電部１１を挟んで設けられている。より詳しくは、酸化剤ガス供給マニホールド１４は、長手方向Ｘの他端側（同図の左側）であり、且つ幅方向Ｙの一端側（同図の上側）に位置している。また、酸化剤ガス排出マニホールド１５は、長手方向Ｘの一端側（同図の右側）であり、且つ幅方向Ｙの他端側（同図の下側）に位置している。

また、単セル１０には、冷却水を供給する冷却水供給マニホールド１６と、冷却水を排出する冷却水排出マニホールド１７とが単セル１０の面方向において発電部１１を挟んで設けられている。より詳しくは、冷却水供給マニホールド１６は、幅方向Ｙにおいて燃料ガス供給マニホールド１２と酸化剤ガス排出マニホールド１５との間に位置している。また、冷却水排出マニホールド１７は、幅方向Ｙにおいて燃料ガス排出マニホールド１３と酸化剤ガス供給マニホールド１４との間に位置している。

各マニホールド１２～１７は、単セル１０（第１セパレータ２０、枠部材４０、及び第２セパレータ６０）を貫通している。
次に、単セル１０の各構成について詳細に説明する。

＜第１セパレータ２０＞
図１及び図３に示すように、第１セパレータ２０は、ステンレス鋼などの金属板材からなり、略長方形板状をなしている。第１セパレータ２０の中央部には、ＭＥＧＡ３０が当接される。また、第１セパレータ２０の中央部よりも外周側の部分には、枠部材４０が当接される。

第１セパレータ２０の上記中央部には、長手方向Ｘに沿って延びる溝状の複数の燃料ガス流路２１が幅方向Ｙに並設されている。第１セパレータ２０における燃料ガス供給マニホールド１２と燃料ガス流路２１との間には、燃料ガス供給マニホールド１２と燃料ガス流路２１とを接続する複数の燃料ガス供給流路２２が幅方向Ｙに並設されている。また、燃料ガス流路２１と燃料ガス排出マニホールド１３との間には、燃料ガス流路２１と燃料ガス排出マニホールド１３とを接続する複数の燃料ガス排出流路２３が幅方向Ｙに並設されている。

図３に示すように、第１セパレータ２０における燃料ガス流路２１とは反対側の面には、溝状の複数の冷却水流路２４が形成されている。冷却水流路２４は、幅方向Ｙにおいて互いに隣り合う燃料ガス流路２１同士の間の部分に１つずつ形成されており、冷却水供給マニホールド１６と冷却水排出マニホールド１７とに連通されている。なお、図１では、冷却水流路２４の図示を省略している。

＜ＭＥＧＡ３０＞
図３に示すように、ＭＥＧＡ３０は、膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly、以下、ＭＥＡ３１）と、ＭＥＡ３１を挟持するアノード側ガス拡散層３２及びカソード側ガス拡散層３３とを備えている。ＭＥＧＡ３０は、平面視略長方形状をなしている。

ＭＥＡ３１は、プロトン導電性を有する電解質膜３４と、電解質膜３４を挟持するアノード側電極触媒層３５及びカソード側電極触媒層３６とを備えている。
各電極触媒層３５，３６には、発電部１１における反応ガスの電気化学反応を促進するための触媒（例えば白金）が担持されている。

各ガス拡散層３２，３３は、反応ガスをＭＥＡ３１の面方向に拡散させるためのものであり、カーボンペーパーやカーボンクロスなどのガス透過性及び導電性を有する材料により形成されている。

＜第２セパレータ６０＞
図１及び図３に示すように、第２セパレータ６０は、ステンレス鋼などの金属板材からなり、略長方形板状をなしている。第２セパレータ６０は、平板状の中央部６１を有している。この中央部６１には、多孔体流路板５０が当接される。また、第２セパレータ６０の中央部６１よりも外周側の部分、より詳しくは、各マニホールド１２～１７よりも外周側の部分には、枠部材４０に向かって突出する平面視長方形環状のシール部６０ａが一体に形成されている。シール部６０ａは、枠部材４０に当接されることで第２セパレータ６０と枠部材４０との間をシールする。

第２セパレータ６０には、酸化剤ガス供給マニホールド１４とガス流路部５１の縁部５０ａとを接続する複数の溝状の酸化剤ガス供給流路６２が設けられている。複数の酸化剤ガス供給流路６２は、縁部５０ａの幅方向Ｙの全体にわたって接続されている。

また、第２セパレータ６０には、ガス流路部５１の縁部５０ｂと酸化剤ガス排出マニホールド１５とを接続する溝状の複数の酸化剤ガス排出流路６３が設けられている。複数の酸化剤ガス排出流路６３は、縁部５０ｂの幅方向Ｙの全体にわたって接続されている。

＜多孔体流路板５０＞
図２及び図３に示すように、多孔体流路板５０は、平面視略長方形状をなす網目状のガス流路部５１と、ガス流路部５１の幅方向Ｙの両側の側縁部５０ｃから延びるとともに同側縁部５０ｃと第２セパレータ６０のシール部６０ａとの間において第２セパレータ６０と発電部１１との間を遮蔽する遮蔽部５９とを有している。なお、図２においては、幅方向Ｙの一方の遮蔽部５９のみを図示している。

図２に一部を拡大して示すように、多孔体流路板５０のガス流路部５１は、長手方向Ｘに沿って延在する平棒状の複数の平坦部５２を備えている。
ガス流路部５１は、平坦部５２に対してＭＥＧＡ３０側に突出する第１凸部５３と、平坦部５２に対して第２セパレータ６０側に突出する第１凹部５４とを有し、第１凸部５３及び第１凹部５４が長手方向Ｘにおいて交互に配置されて波形状をなす第１波状部５５を備えている。

ガス流路部５１は、平坦部５２に対してＭＥＧＡ３０側に突出する第２凸部５６と、平坦部５２に対して第２セパレータ６０側に突出する第２凹部５７とを有し、第２凸部５６及び第２凹部５７が長手方向Ｘにおいて交互に配置されて波形状をなす第２波状部５８を備えている。

第１波状部５５は、平坦部５２の幅方向Ｙの両側に配置されている。第２波状部５８は、第１波状部５５の平坦部５２とは反対側に配置されている。
各凸部５３，５６の頂面は、ＭＥＧＡ３０のカソード側ガス拡散層３３に当接される。また、各凹部５４，５７の底面とは反対側の面は、第２セパレータ６０に当接される（図３参照）。

第１波状部５５の第１凸部５３と第２波状部５８の第２凹部５７とが幅方向Ｙにおいて隣り合うとともに、第１波状部５５の第１凹部５４と第２波状部５８の第２凸部５６とが幅方向Ｙにおいて隣り合うように、第１波状部５５と第２波状部５８とが幅方向Ｙにおいて隣り合っている。

遮蔽部５９は、幅方向Ｙの最も外側に位置する第１波状部５５の第１凹部５４の側縁部５０ｃから延びており、多孔体流路板５０の厚さ方向（図３の上下方向）において第２セパレータ６０側から発電部１１側に向かうほどガス流路部５１から離間するように傾斜している。遮蔽部５９の先端縁は、カソード側ガス拡散層３３に当接している。

平坦部５２、第１波状部５５、第２波状部５８、及び遮蔽部５９は、幅方向Ｙにおいて各々が隣接する部分において互いに連結されている。
ガス流路部５１のうちＭＥＧＡ３０との間に形成される流路には、酸化剤ガスが流通する一方、第２セパレータ６０との間に形成される流路には、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により生成される生成水が流通する。

こうした、多孔体流路板５０は、後述するロール成形装置７０により、ステンレス鋼板などからなる基材をロール成形することによって形成される。
次に、ロール成形装置７０による多孔体流路板５０の製造方法について説明する。

図４及び図５に示すように、ロール成形装置７０は、第１軸７１と一体に回転される第１ロール７２と、第２軸７５と一体に回転される第２ロール７６とを備えている。第１軸７１及び第２軸７５は互いに平行に配置されている。すなわち、第１ロール７２及び第２ロール７６は、それらの外周面が対向するように配置されている。なお、第１ロール７２と第２ロール７６とは互いに逆方向に回転するように構成されている。

図５に示すように、第１ロール７２は、複数の刃体７３が軸線方向に積層された構造を有している。各刃体７３の外周面には、複数の切刃７３ａが周方向に互いに間隔をおいて突設されている。互いに隣接する刃体７３同士は、各々の切刃７３ａが軸線方向において隣接しないように、互いに周方向に所定ピッチずれた位置にて第１軸７１に固定されている。

また、第２ロール７６は、複数の刃体７７が軸線方向に積層された構造を有している。各刃体７７の外周面には、複数の切刃７７ａが周方向に互いに間隔をおいて突設されている。互いに隣接する刃体７７同士は、各々の切刃７７ａが軸線方向において隣接しないように、互いに周方向に所定ピッチずれた位置にて第２軸７５に固定されている。

第１ロール７２の軸線方向の両端部には、複数の刃体が積層されてなり、軸線方向の外側に位置する刃体ほど外径が段階的に小さくされた第１刃体群７４が設けられている。
また、第２ロール７６の軸線方向の両端部には、複数の刃体が積層されてなり、軸線方向の外側に位置する刃体ほど外径が段階的に大きくされた第２刃体群７８が設けられている。なお、図５においては、ロール成形装置７０の軸線方向における一端部のみを図示しているが、他端部は一端部を反転させた形状を有していることから、重複する説明を省略する。

次に、ロール成形装置７０による多孔体流路板５０の製造方法について説明する。
図４に示すように、まず、搬送装置（図示略）により、金属板材からなる基材１５０が第１ロール７２と第２ロール７６との間に供給される。そして、図５に示すように、回転する第１ロール７２及び第２ロール７６の刃体７３，７７により、基材１５０には網目状をなすガス流路部５１が形成される（以上、第１工程）。また、このとき、基材１５０の幅方向（搬送方向に直交する方向）の両側におけるガス流路部５１が形成されない側端部には、刃体群７４，７８の間を通過することでガス流路部５１から側方に向かって階段状に延びる遮蔽部５９が形成される（以上、第２工程）。

このようにしてガス流路部５１及び遮蔽部５９を有する多孔体流路板５０が製造される。
本実施形態の作用について説明する。

図１に示すように、燃料ガス供給マニホールド１２に供給された燃料ガスは、第１セパレータ２０の燃料ガス供給流路２２を通じて燃料ガス流路２１に流入する。そして、当該燃料ガスは、燃料ガス排出マニホールド１３に向かって流れる際に発電部１１のアノード側ガス拡散層３２に到達する。

また、酸化剤ガス供給マニホールド１４を通じて供給される酸化剤ガスは、第２セパレータ６０の酸化剤ガス供給流路６２を通じて多孔体流路板５０のガス流路部５１に流入する。そして、当該酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出マニホールド１５に向かって流れる際に発電部１１のカソード側ガス拡散層３３に到達する。

そして、発電部１１において燃料ガスと酸化剤ガスとが電気化学反応することにより発電が行われる。
なお、燃料ガスは、燃料ガス排出流路２３から燃料ガス排出マニホールド１３を通じて排出される。また、酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出流路６３から酸化剤ガス排出マニホールド１５を通じて排出される。

ここで、図４に示すように、本実施形態では、多孔体流路板５０がガス流路部５１の側縁部５０ｃと第２セパレータ６０のシール部６０ａとの間に位置する遮蔽部５９を有している。このため、側縁部５０ｃとシール部６０ａとの間における酸化剤ガスの脇流れが抑制される。

本実施形態の効果について説明する。
（１）第２セパレータ６０と枠部材４０との間は、シール部６０ａによりシールされており、ガス流路部５１の側縁部とシール部６０ａとの間には、第２セパレータ６０と発電部１１との間を遮蔽する遮蔽部５９が設けられている。

こうした構成によれば、上記作用を奏することから、燃料電池の発電効率の低下を抑制することができる。
（２）遮蔽部５９は、ガス流路部５１の両方の側縁部５０ｃとシール部６０ａとの間に設けられている。

こうした構成によれば、ガス流路部５１の両側方において反応ガスの脇流れを抑制することができる。したがって、燃料電池の発電効率の低下を一層抑制することができる。
（３）遮蔽部５９は、ガス流路部５１と一体に形成されている。

こうした構成によれば、遮蔽部５９がガス流路部５１と一体に形成されているため、ガス流路部５１と遮蔽部５９とを各別に設ける必要がない。したがって、燃料電池スタック、ひいては燃料電池の製造が容易となる。

（４）発電部１１は、ＭＥＡ３１を挟持するアノード側ガス拡散層３２及びカソード側ガス拡散層３３を備えており、遮蔽部５９の先端縁は、カソード側ガス拡散層３３に当接している。

こうした構成によれば、遮蔽部５９の先端縁がカソード側ガス拡散層３３に当接しているため、ガス流路部５１の側方に流れた反応ガスがカソード側ガス拡散層３３よりも外側に脇流れすることがなくなり、当該反応ガスが発電に寄与するカソード側ガス拡散層３３に到達することとなる。したがって、燃料電池の発電効率の低下を一層抑制することができる。

（５）遮蔽部５９は、単セル１０の積層方向において第２セパレータ６０側から発電部１１側に向かうほどガス流路部５１から離間するように傾斜している。
こうした構成によれば、ガス流路部５１の側方に流れた酸化剤ガスが遮蔽部５９の内面に沿って流れることでカソード側ガス拡散層３３に案内されやすくなる。したがって、燃料電池の発電効率の低下をより一層抑制することができる。

（６）第１工程において、ロール成形装置７０により、金属板材からなる基材１５０にガス流路部５１を形成するようにした。第２工程において、ロール成形装置７０により、基材１５０におけるガス流路部５１が形成されない側端部をガス流路部５１から側方に向かって階段状に延びる遮蔽部５９を形成するようにした。

こうした方法によれば、上記効果（１）に準じた効果を奏することができる。また、多孔体流路板５０を同一のロール成形装置７０にて製造することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・多孔体流路板５０の遮蔽部５９は、第２セパレータ６０と発電部１１との間を遮蔽するものであれば、その形状は特に限定されない。他に例えば、第２セパレータ６０から発電部１１に向かうほどガス流路部５１から離間するように傾斜した傾斜面を有する遮蔽部であってもよい。また、ガス流路部５１の側縁部５０ｃから単セル１０の積層方向に沿って延びる遮蔽部であってもよい。この場合、上記傾斜面を有する遮蔽部は、基材１５０の側端部を曲げ成形することにより形成してもよいし、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、成形型８０を用いて形成してもよい。

図６（ａ）に示すように、成形型８０は、多孔体流路板５０が載置される固定型８１と、固定型８１に対して進退可能な可動型８５とを備えている。固定型８１は、ガス流路部５１の下面が当接される当接部８２と、遮蔽部５９の下面を保持する保持部８３とを有している。可動型８５は、ガス流路部５１の上面が当接される当接部８６と、遮蔽部５９の上面を押圧する押圧部８７と、遮蔽部５９の先端部を剪断する剪断部８８とを有している。こうした成形型８０を用いて遮蔽部を形成する際には、まず、固定型８１上に多孔体流路板５０を載置する。次に、可動型８５を固定型８１に対して降下させる。これにより、遮蔽部５９は、下面が保持部８３に保持されるとともに、上面が押圧部８７により押圧される。そして、階段状に延びる遮蔽部５９がプレス成形されることで、傾斜面１５９ａを有する平板状の遮蔽部１５９が形成される。このとき、遮蔽部５９の先端部５９ａは剪断部８８により剪断される。なお、このとき、固定型８１の当接部８２と可動型８５の当接部８６とが当接されるガス流路部５１は可動型８５の降下により変形しない。

・多孔体流路板５０のガス流路部５１を形成する第１工程と、遮蔽部５９を形成する第２工程とを各別に行うこともできる。すなわち、曲げ成形機など、ロール成形装置７０とは別の装置を用いて第２工程を行ってもよい。

・本実施形態の多孔体流路板５０は、ガス流路部５１と遮蔽部５９とが一体に形成されるものであったが、第２セパレータ６０と発電部１１との間に、多孔体流路板とは別体の遮蔽部を設けるようにしてもよい。

・遮蔽部５９の先端縁は、枠部材４０に当接していてもよい。
・遮蔽部５９は、発電部１１側から第２セパレータ６０側に向かうほどガス流路部５１の側方に位置するように傾斜していてもよい。

・遮蔽部は多孔体流路板５０のガス流路部５１と一体に形成されるものに限定されない。他に例えば、第２セパレータ６０のシール部６０ａよりも幅方向Ｙの内側の部分に第２セパレータ６０から発電部１１に向かって突出する凸部を設け、同凸部を遮蔽部として機能させるようにしてもよい。

・遮蔽部を、ガス流路部５１の幅方向Ｙの片側にのみ形成することもできる。
・発電部１１のアノード側に配置される第１セパレータ２０に代えて、カソード側に配置される多孔体流路板５０及び第２セパレータ６０に準じた構成の多孔体流路板及びセパレータを採用することもできる。

・多孔体流路板のガス流路部５１の形状は、本実施形態において例示したものに限定されず、周知の形状のガス流路部に変更することもできる。

１０…単セル、１１…発電部、１２…燃料ガス供給マニホールド、１３…燃料ガス排出マニホールド、１４…酸化剤ガス供給マニホールド、１５…酸化剤ガス排出マニホールド、１６…冷却水供給マニホールド、１７…冷却水排出マニホールド、２０…第１セパレータ、２１…燃料ガス流路、２２…燃料ガス供給流路、２３…燃料ガス排出流路、２４…冷却水流路、３０…ＭＥＧＡ、３１…ＭＥＡ、３２…アノード側ガス拡散層、３３…カソード側ガス拡散層、３４…電解質膜、３５…アノード側電極触媒層、３６…カソード側電極触媒層、４０…枠部材、５０…多孔体流路板、５０ａ…縁部、５０ｂ…縁部、５０ｃ…側縁部、５１…ガス流路部、５２…平坦部、５３…第１凸部、５４…第１凹部、５５…第１波状部、５６…第２凸部、５７…第２凹部、５８…第２波状部、５９…遮蔽部、５９ａ…先端部、６０…第２セパレータ、６０ａ…シール部、６１…中央部、６２…酸化剤ガス供給流路、６３…酸化剤ガス排出流路、７０…ロール成形装置、７１…第１軸、７２…第１ロール、７３…刃体、７３ａ…切刃、７４…第１刃体群、７５…第２軸、７６…第２ロール、７７…刃体、７７ａ…切刃、７８…第２刃体群、８０…成形型、８１…固体型、８２…当接部、８３…保持部、８５…可動型、８６…当接部、８７…押圧部、８８…剪断部、１５０…基材、１５９…遮蔽部、１５９ａ…傾斜面。

Claims (7)

1. 膜電極接合体を有する発電部と、前記発電部の外周を囲む枠部材と、前記発電部及び前記枠部材を挟持する一対のセパレータと、前記一対のセパレータの少なくとも一方と前記発電部との間に設けられ、反応ガスを流通させる網目状のガス流路部を有する多孔体流路板と、を備える単セルが複数積層されてなる燃料電池スタックであって、
   前記発電部との間に前記多孔体流路板が設けられる前記セパレータと前記枠部材との間は、シール部によりシールされており、
   前記ガス流路部の側縁部と前記シール部との間には、前記セパレータと前記発電部との間の反応ガスの流れを遮蔽する遮蔽部が設けられている、
   燃料電池スタック。
2. 前記遮蔽部は、前記ガス流路部の両方の前記側縁部と前記シール部との間に設けられている、
   請求項１に記載の燃料電池スタック。
3. 前記遮蔽部は、前記ガス流路部と一体に形成されている、
   請求項１または請求項２に記載の燃料電池スタック。
4. 前記発電部は、前記膜電極接合体を挟持する一対のガス拡散層を備えており、
   前記遮蔽部の先端縁は、前記ガス拡散層に当接している、
   請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。
5. 前記遮蔽部は、前記単セルの積層方向において当該セパレータ側から前記発電部側に向かうほど前記ガス流路部から離間するように傾斜している、
   請求項４に記載の燃料電池スタック。
6. 反応ガスを流通させる網目状のガス流路部を有し、膜電極接合体を有するとともに枠部材によって外周を囲まれた発電部とセパレータとにより挟持されることで燃料電池スタックの単セルの一部を構成する多孔体流路板において、
   前記ガス流路部の側縁部には、前記セパレータと前記発電部との間の反応ガスの流れを遮蔽する遮蔽部が一体に形成されている、
   多孔体流路板。
7. 前記遮蔽部は、前記多孔体流路板の厚さ方向において当該セパレータ側から前記発電部側に向かうほど前記ガス流路部から離間するように傾斜している、
   請求項６に記載の多孔体流路板。

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