JPH10289723A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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JPH10289723A
JPH10289723A JP9094180A JP9418097A JPH10289723A JP H10289723 A JPH10289723 A JP H10289723A JP 9094180 A JP9094180 A JP 9094180A JP 9418097 A JP9418097 A JP 9418097A JP H10289723 A JPH10289723 A JP H10289723A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 集電体を改良することにより電池特性低下の
問題を克服した燃料電池を提供することを目的する。 【解決手段】 カソード側集電体４１は、カーボン繊維
骨格４１ａとした基体の孔内に溌水性の第２充填材と当
該第２充填材よりも溌水性の小さい第１充填材との混合
ペーストが焼成された多孔性混合物層４１ｂが形成され
た合成体である。これによってカソードでの反応生成水
が、集電体４１の厚み方向に連続的に配された第１充填
材粒子の形成する通路を通って移動するので、カソード
ガス供給が阻害されないという効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に関し、
特に、集電体の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池の一例である固体高分子型燃料
電池は、固体高分子膜の両面にアノードとカソードとが
配されたセルと、セルを挟持する１対のリブ付きセパレ
ータ板と、アノード，カソードと接するように、各セパ
レータ板とセルとの間に介挿された１対の集電体と、セ
パレータ板の外周部とセルとの間に介挿されたこの部分
をシールするシール部材とが積層された構成であって、
上記アノード，カソードに各々反応ガスを供給し、電力
を発生させるものである。
【０００３】ところで、この集電体には集電性の他に次
の２つの機能が基本的に要求される。第１点はガス透過
性であって、各反応ガスを集電体と接触している電極触
媒層に対して均一に供給するために不可欠な機能であ
る。第２点は溌水性機能である。集電体の吸湿性が高い
と、通常、固体高分子型燃料電池発電時において加湿し
て供給される反応ガス中の水分や反応生成水が吸収され
ることで、ガス透過性が低下するので、高性能の燃料電
池を実現するには、この集電体の溌水機能もまた不可欠
な機能である。
【０００４】以上の基本的な機能を備えるように、通
常、集電体はカーボンペーパなどの多孔性基板をフッ素
樹脂などで溌水処理して作製されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで燃料電池にお
いては、発電時間の経過に伴って、次第に電池電圧が低
下する傾向があるが、前記のようにカーボンペーパを溌
水処理して作製された集電体を用いた固体高分子型燃料
電池では、特に、その傾向が顕著である。そこで、本発
明は、集電体を改良することにより、電池電圧の低下を
始めとする電池特性の経時的な低下という問題を克服で
きる燃料電池を提供することを目的としてなされたもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、カソード側集電体と、カソードと、電解
質層と、アノードと、アノード側集電体とを配した燃料
電池において、前記カソード側集電体およびアノード側
集電体の少なくとも一方に、接触する電極との界面から
集電体の背面に向けて水を移動する水移動手段を設け
た。
【０００７】発明者らは、従来の集電体を用いた燃料電
池において、電池電圧等の電池特性が経時的に低下する
原因を究明した結果、カソードでの反応生成水や反応ガ
ス中の水蒸気が結露して生成した水が電極と集電体の界
面に滞留することが原因の一つであることを見出した。
つまり、電極との界面に滞留した前記生成水によって、
電極への反応ガスの供給が阻害され電池特性の低下が惹
起されると考えた。
【０００８】この知見に基づいて前記水移動手段を集電
体に設けたところ、電池電圧などの電池特性の経時的な
低下を防止することができた。これは、電極と集電体の
界面に水が滞留することがないので、従来のように反応
ガスの供給が阻害されることがないからである。なお、
以下においてカソードでの還元反応により生成する水
を、「反応生成水」と記載し、結露によって生成した水
を「結露生成水」と記載し、それら双方を合わせたもの
を単に「生成水」と記載する。
【０００９】特に、カソード側には反応生成水が滞留し
やすいので、カソード側集電体に対して前記水移動手段
を設ければ効果は顕著に現れる。このような水移動手段
は、前記界面から集電体の略厚み方向に毛細管状の水通
路を配することによって、容易かつ合理的に実現するこ
とができる。また、前記水移動手段は集電体を、多孔性
基体の孔内に溌水性の充填材と、当該溌水性の充填材よ
りも親水性の充填材とが充填された構成とすることによ
って実現することができる。
【００１０】なお、このように溌水性の充填材を用いる
ことで集電体自体のガス透過性が向上される。具体的な
素材としては、多孔性基体は、カーボン繊維、金属繊
維、ガラス繊維および樹脂繊維を骨格とするものなどを
使用することができ、溌水性の充填材は、ポリテトラフ
ルオロエチレン，パーフルオロカーボンスルホン酸，テ
トラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体，テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体，ポリクロロトリフルオロエチ
レン，ポリフッ化ビニリデン，ポリフッ化ビニルおよび
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体などのフッ
素樹脂、前記親水性の充填材は、カーボン繊維、金属繊
維、ガラス粉末、セラミック粉末、シリカゲル粉末、ゼ
オライト粉末を用いることができる。なお、このような
溌水性の充填材は、実質的には結着剤としての働きもな
している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（固体高分子型燃料電池１の全体の構成）以下、発明に
係る燃料電池の一例である固体高分子型燃料電池１（以
下「燃料電池１」という）の全体構成について図面を参
照しながら説明する。図１は、その構成を示す要部組立
図である。
【００１２】この燃料電池１における基本単位１００
は、電解質層としての固体高分子膜１１の中央部に、市
販のカーボンペーパに白金触媒が担持されてなるアノー
ド１２およびカソード１３（図１では、固体高分子膜１
１の裏面側に位置しており、当該図１では見えない。）
を配したセル１０と、このセル１０を挟持するアノード
ガスチャネル２１…が配されたセパレータ板２０（図１
では、ガスチャネル２１…は、セパレータ板の背面側に
あり、当該図１では見えない。）およびカソードガスチ
ャネル３１…が配されたセパレータ板３０と、アノード
１２，カソード１３と接するように、セパレータ板２
０，３０とセル１０との間に介挿された１対の集電体４
０，４１と、セパレータ板２０，３０の外周部とセル１
０との間に介挿されたこの部分をシールするシール材５
０，６０とから構成されている。
【００１３】そして、燃料電池１はこのような基本単位
１００が所定数積層される毎に、冷却プレート１１０が
介挿されて積層体が形成され、当該積層体の両端が１対
の端板（不図示）で押さえられて構成されている。な
お、燃料電池１において積層される基本単位１００の総
数は、出力しようとする電圧に応じて設定される。前記
アノードガスチャネル２１…は集電体４０を介してアノ
ード１２と対向し、カソードガスチャネル３１…は集電
体４１を介してカソード１３と対向している。
【００１４】固体高分子膜１１，セパレータ板２０，３
０および冷却プレート１１０の各々のコーナー部分には
反応ガス供給・排出用のマニホールドを構成する貫通孔
Ｐ１〜Ｐ４が開設され、また、各プレートの一対の対向
する辺の中央部に冷却水流入・流出用マニホールドを構
成する貫通孔Ｐ５，Ｐ６が開設されている。セパレータ
板２０の対角線上に位置する貫通孔Ｐ２，Ｐ４は前記ガ
スチャネル２１…と連通され、セパレータ板３０の対角
線上に位置する貫通孔Ｐ１，Ｐ３は前記ガスチャネル３
１…と連通され、冷却プレート１１０の貫通孔Ｐ５，Ｐ
６は冷却水流通路１１１…と連通されている。
【００１５】そして、カソードガス供給用のマニホール
ドに供給されるカソードガスは、各カソードガスチャネ
ル３１…に分配され、カソード１３で発電に用いられた
後、カソードガス排出用のマニホールドから排出され
る。一方、アノードガス供給用のマニホールドに供給さ
れるアノードガスは、各アノードガスチャネル２１…に
分配され、アノード１２で発電に用いられた後、アノー
ドガス排出用のマニホールドから排出されるようになっ
ている。
【００１６】（集電体についての説明） アノード側集電体について アノード側集電体４０は、市販のカーボンペーパに、テ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体（ＦＥＰ）の１６ｗｔ％アルコール溶液を含浸させ
たのち、これを例えば３８０℃で１時間熱処理し、所定
寸法に成形して作製したものである。
【００１７】 カソード側集電体について （１） 構造について カソード側集電体４１は、多孔性基体に溌水性の第２充
填材と、当該第２充填材に対してより親水性の第１充填
材との混合物が充填されたものである。第１充填材は、
第２充填材と比べて親水性であればよいが、親水性の材
料を用いることが望ましい。具体的な構成材料を表１に
記載した。
【００１８】
【表１】 このようなカソード側集電体４１は、図２（図２は、集
電体４１の要部断面拡大図である。）に示すように、多
孔性基体繊維４１ａを骨格にし、その骨格４１ａの間隙
に第１および第２充填材からなる多孔性混合物層４１ｂ
が形成された合成体となっている。この多孔性混合物層
４１ｂは、第２充填材が分散することで構成される多孔
性の溌水性相４１ｃと、前記第２充填材のマトリックス
中に第１充填材粒子が連続的、かつ、適度に分散して形
成された多孔性の親水性相４１ｄの２相構造をなしてい
る。
【００１９】なお、前記表１に示すように、多孔性基体
が導電性素材である場合には、充填材は非導電性であっ
てもよく、逆に、多孔性基体が非導電性素材である場合
には、集電体に導電性を確保するために、充填材には導
電性のものを用いる。また、表１に記載されたカーボン
繊維として、石油ピッチ系、ポリアクリルニトリル系、
セルロース系のカーボン繊維で、市販のカーボンペーパ
を用いることができる。
【００２０】さらに、表記のフッ素樹脂の具体例として
は、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン，デュポン
社製，ＰＴＦＥ）、パーフルオロカーボンスルホン酸
（例えば、ナフィオン；デュポン社製），テトラフルオ
ロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重
合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体，ポリクロロトリフルオロエチ
レン（ＰＣＴＦＥ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ），ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ），テトラフルオロエ
チレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等を単独あるい
は混合して用いることができる。
【００２１】（２） 製造方法について このカソード側集電体４１は、まず、多孔性の基体をフ
ッ素樹脂含浸等により溌水処理し、この多孔性基体の孔
内に第１充填材と、結着剤を兼ねる溌水性の第２充填材
との混合ペーストを両面から塗り込み、表面をブレード
板で平坦に成形し、これを乾燥した後、高温（例えば、
３６０℃）で所定時間熱処理（例えば、２時間）して焼
成し、その後、所定の寸法に成形して作製される。
【００２２】なお、多孔性基体への充填材の充填量は、
多孔性基体の孔と第１充填材の粒子径などにも依存する
が、例えば、充填密度が０．１２〜０．１５ｇ／ｃｍ3
になるように充填する。ここで、充填密度（ｇ／ｃ
ｍ3）は、混合ペーストを塗り込む前の重量との差から
充填量を求め、求まった充填量（ｇ）を予め公知の方法
で測定した多孔性基体の孔の体積（ｃｍ3）で除した値
である。
【００２３】前記熱処理の温度は、第２充填材に用いる
樹脂の熔融温度以上で行う方がフッ素樹脂の分散性が良
好になるので望ましい。また、前記混合ペーストを塗布
したものを乾燥後、さらに、フッ素樹脂を分散させた溶
液を含浸させるか、あるいは、スプレーによって噴霧
し、これを熱処理することで、集電体４１は均一に溌水
処理され、かつ、溌水性が向上する。
【００２４】なお、充填材が導電性である場合には、多
孔性基体の表面に厚みを有するように、前記混合ペース
トを上塗りすることもできる。 （３） 作用・効果について 上述のような構成のカソード側集電体４１においては、
従来のように単に、多孔性基体を溌水処理した集電体と
比べ、機能的に顕著な差異がある。図２および図３を用
いて説明する。
【００２５】前記図２にカソード側における生成水の挙
動を併記しており、図３はカーボンペーパを単に溌水処
理した従来の集電体を用いた場合についてのカソード側
における生成水の挙動を示している。集電体と接触する
カソードは通常溌水性であるので、カーボンペーパを溌
水処理して作製された従来の集電体の場合には、カソー
ドと集電体との界面で、特に、多孔性基体表面の孔、即
ち骨格繊維によって形成される凹部に反応生成水が滞留
する傾向があった（図３参照）。このようにカソードと
集電体との界面に水が滞留すると、カソードへのカソー
ドガスの流通を阻害し、電圧の経時的な低下を惹き起こ
す。
【００２６】一方、本実施の形態のような合成体であれ
ば、前記反応生成水は主に、集電体４１表面でより親水
性の相４１ｄ部分に凝集し、そして当該凝集した反応生
成水は第１充填材が連続的に連なってなる通路Ｔ１を通
って、いわゆる毛細管現象によって集電体内部を、界面
から背面側に向かって移動する（図２参照）。しかも、
従来の集電体のように、その表面には上述のような孔が
ないので、反応生成水が滞留することは殆どない。
【００２７】このようにカソードで生じる反応生成水
は、界面からカソード側集電体４１の背面側に向かって
移動されるので（以下「水移動機能」という）、カソー
ド側集電体４１を透過して供されるカソードガスは、界
面に滞留した反応生成水によって阻害されることなくカ
ソードに対して供給される。従って、電池電圧の経時的
な低下を防止することができる。
【００２８】なお、カソード１３とカソード側集電体４
１との界面に存在する反応生成水が、当該界面から除去
されれば、カソードガスの透過は阻害されないので、前
記各充填材の混合ペーストを前記多孔性の基板の電極と
接触する側面にだけ塗り込み、充填材を厚み方向の途中
まで充填したものであってもよい。前記通路Ｔ１が、カ
ソード１３との界面からそれと対極する面にまで、つま
り厚み方向全域に及んだ部分においては、移動した反応
生成水は集電体外部に略完全に排出されるので、このよ
うな厚み方向全域にわたる通路Ｔ１をたくさん形成する
ことが望ましい。実際には、第１充填材粒子の配列状態
を厳密に調整することは困難ではあるが、このような観
点から多孔性基板の両面側から混合ペーストを塗り込む
ことが望ましい。
【００２９】また、カソードガスは集電体マトリックス
内の間隙を通じてカソード１３に供給されるが、図２に
示すように溌水性相４１ｃに第２充填材によって形成さ
れた通路Ｔ２には反応生成水は殆ど流入しないので、カ
ソードガスは自在に透過可能である。つまり、集電体４
１では、反応生成水が移動する通路とともに、カソード
ガスが流通する通路も確実に形成されている。
【００３０】なお、前記水移動機能は、多孔性混合物層
４１ｂにおける第１充填材と第２充填材との混合比率に
よって左右される。即ち、溌水性である第２充填材が多
くなり過ぎると通路Ｔ１の形成数が少なくなって水移動
が十分でなくなる一方、第２充填材が少なすぎれば前記
通路Ｔ２が十分に確保されなくなってしまう。従って、
例えば、多孔性混合物層４１ｂの平均気孔径が０．０１
μｍ〜５μｍにある場合、フッ素樹脂の混合比率を５〜
６０ｗｔ％に規定することが望ましい。
【００３１】なお、充填材を充填していない従来の集電
体でも、その繊維間の間隙が狭くなることで毛細管の通
路が形成されているところが部分的には存在し、その毛
細管通路により反応生成水が移動する可能性を否定する
ことはできないが、毛細管通路ができる頻度は極少量で
あり、殆ど水移動機能の効果はないのに対して、本実施
の形態のように多孔性基体の孔に充填材を充填すること
で、毛細管通路が高い頻度で形成され、水移動機能が生
じるということができる。
【００３２】〔実験１〕表２に示すように上記実施の形
態に基づくカソード側集電体ＡおよびＢと、比較例のカ
ソード側集電体とを作製し、各集電体を用いて上述した
構成の試験電池と比較電池を作製した。
【００３３】
【表２】 カソード側集電体以外、その他の電池構成部材は、以下
の条件で作製した。電極（アノード，カソード）は、白
金担持カーボン（Ｐｔ／Ｃ）：Ｎａｆｉｏｎ：ＰＴＦＥ
＝６７．９：２．１：３０（重量比）の組成物を用い
て、ロール法により作製した。
【００３４】電解質膜は、Ｎａｆｉｏｎ１１５（デュポ
ン社製）を用い、電解質膜に電極をホットプレス法（温
度１５０℃，７０ｋｇ／ｃｍ2，処理時間９０秒）で圧
着してセルを作製した。アノード側集電体は、カーボン
ペーパにＦＥＰ１６ｗｔ％溶液を含浸後、３８０℃で１
時間熱処理して作製した。
【００３５】以上のように作製した各試験電池および比
較電池を用いて、電極反応の反応生成水が滞留しやすい
以下の条件で運転を行い、発電時間経過に伴う電池特性
の変化を評価した。 運転条件 ： セル温度；２５℃ カソードガス加湿温度；３０℃ アノードガス加湿温度；３０℃ 電流密度； ０〜１０ｍｉｎ；０．３Ａ／ｃｍ2， １０〜２０ｍｉｎ；０．４Ａ／ｃｍ2， ２０〜３０ｍｉｎ；０．５Ａ／ｃｍ2， この結果を図４に示す。図４（ａ）は、発電時間（横
軸、単位ｍｉｎ）に対する単セル当たりの抵抗（縦軸、
単位ｍΩ）をプロットした特性図であり、図４（ｂ）
は、発電時間に対する単セル電圧（縦軸、単位ｍＶ）を
プロットした特性図である。なお、抵抗は、１ｋＨｚの
高周波電源を用いて測定した。これは、電極反応の抵抗
を除外し、構成部材、主に固体高分子膜に起因する内部
抵抗を測定するためである。
【００３６】図４（ａ）に示すように、本発明に係る集
電体ＡおよびＢを用いた試験電池の抵抗は、比較電池の
抵抗よりも小さな値であった。これは、緻密な構造のカ
ソード側集電体を用いた試験電池の方が、粗密な構造の
カソード側集電体を用いた比較電池よりも、固体高分子
膜の保湿効果が高いことを示唆している。従って、本発
明に係る試験電池は、反応ガスの湿度が低い場合に保湿
効果が高いので有効であると言える。
【００３７】また、図４（ｂ）に示すように、比較電池
では、発電初期（０〜１０ｍｉｎ）からセル電圧は急激
に低下する傾向にあり、１０ｍｉｎ後には初期電圧の略
５０％程度にまで低下した。一方、本発明に係る集電体
Ａおよび集電体Ｂを用いた試験電池においては、比較電
池と比べて電圧は高く、経時的にも安定していた。従っ
て、本発明に係る試験電池は、低温で運転する場合に有
効であると言える。
【００３８】そして、実験終了後に、各電池を解体し、
カソードとカソード側集電体の接触する界面を観察した
ところ、比較電池にあっては、その部分に多くの水が滞
留していたが、試験電池では、比較電池と比べ水の滞留
が顕著に少なかった。この観察結果と上記実験結果とか
ら、カソードとカソード側集電体との接触する界面に反
応生成水が滞留することが、電池特性を低下させる一つ
の要因であると考えられる。
【００３９】なお、集電体Ａを用いた電池と、集電体Ｂ
を用いた燃料電池とでは、集電体Ａを用いた電池の方が
セル電圧が高かったことから、多孔体基体であるカーボ
ンペーパの両面に混合ペーストを塗布する方が、水移動
機能は良好になるものと考えられる。 〔実験２〕次に、カソードガス加湿温度を６３℃，７３
℃，７８℃および８０℃と変化させた場合の電池特性の
変化について調べた。
【００４０】本実験に使用した電池は、電極は、前記集
電体Ａに対して白金担持カーボン粉末／Ｎａｆｉｏｎ
（１００／１５，重量比）の組成でスクリーン印刷法に
よって作製し、そしてこの電極の表面にナフィオン溶液
をスプレーして（０．５ｇ／ｃｍ2）ナフィオン膜にホ
ットプレスしてセルを作製し、それ以外の電池全体の構
成は、前記の実験１と同様の構成である。
【００４１】図５に実験の結果を示す。図５に示すよう
に、本発明に係るカーボンペーパに混合ペーストを塗布
して処理した集電体を用いた場合には、未処理の場合に
比べて高い電圧で、しかも電圧値は経時的に安定してい
た。特に、加湿温度が高温になり運転温度に近くなる
と、比較例との電圧値の差は顕著であった。これは、加
湿温度が高温になり運転温度に近くなると、カソードガ
ス中の過飽和の水蒸気が結露するが、試験電池ではこの
結露生成水を界面から除去することができるのに対し
て、比較例の電池においては、界面に結露生成水が滞留
してカソードガスを十分に供給できなくなるからと考え
られる。
【００４２】〔その他の事項〕 （１） 前記の説明では、カソード側集電体のみを混合
ペーストで処理した場合について説明したが、アノード
側集電体を同様に処理したものを用いれば、アノード側
においても結露生成水を移動除去できるので、一層、電
池特性に優れると考えられる。また、アノード側集電体
だけを混合ペーストで処理した場合でも、その効果は小
さくなると考えられるが、ある程度の効果は期待でき
る。
【００４３】（２） 上記説明では水移動機能を、連続
的に配列した第１充填材の形成する通路Ｔ１の毛細管現
象に基づいて説明したが、これ以外にも例えば、第１充
填材が吸水性の大きいものである場合、粒子自体の吸水
作用による水の移動も考えられる。また、第１充填材が
連続せず散在していても、当該第１充填材が吸水性の高
いもので、少なくとも電極面に接触する部分に配されて
おれば、当該第１充填材に接触する生成水は吸水される
のである程度の効果を奏すると考えられる。
【００４４】（３） 前記実験１および２においては、
カソード側集電体の構成において、多孔性基体にはカー
ボン基体を、第１充填材にはカーボン粉末を、第２充填
材にフッ素樹脂を用いた場合について実験を行ったが、
その他に表１記載の各組み合わせでカソード側集電体を
構成して実験を行った場合でも同様の傾向が得られた。
【００４５】（４） 以上の説明では、固体高分子型燃
料電池について言及したが、これに限定されないのは言
うまでもなく、その他のアルカリ型燃料電池，リン酸型
燃料電池等においても同様に実施可能であり、特に、水
が気化しにくい低温で運転するタイプのものでは、その
顕著な効果が期待できる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、カソー
ド側集電体と、カソードと、電解質膜と、アノードと、
アノード側集電体とを配した固体高分子型燃料電池にお
いて、前記カソード側集電体およびアノード側集電体の
少なくとも一方に、接触する電極との界面で生成する水
を、当該界面から集電体の背面に向けて移動する水移動
手段を設けることにより、結露生成水や反応生成水等を
界面から移動することができる。
【００４７】したがって、反応ガスは阻害されることな
く各電極に供給されることとなり、電池電圧等の電池特
性の低下を生じることなく、安定した発電が可能とな
る。特に、カソードでの反応生成水が当該カソードと集
電体との界面に滞留しやすく、この滞留水が電池特性低
下に与える影響が大きいので、カソード側集電体に水移
動手段を配すれば効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る固体高分子型燃料電池の要部
組立図である。
【図２】実施の形態に係るカソード側集電体の機能を説
明する模式図である。
【図３】従来のカソード側集電体の機能を説明する模式
図である。
【図４】実験１の結果を示す特性図である。
【図５】実験２の結果を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 固体高分子型燃料電池 １０ セル １１ 固体高分子膜 １２ アノード １３ カソード ２０，３０ セパレータ板 ４０ アノード側集電体 ４１ カソード側集電体 ４１ａ 骨格繊維 ４１ｂ 多孔性混合物層 ４１ｃ 溌水性相 ４１ｄ 親水性相 １１０ 冷却プレート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カソード側集電体と、カソードと、電解
    質層と、アノードと、アノード側集電体とを配した燃料
    電池において、 前記カソード側集電体と、アノード側集電体の少なくと
    も一方は、接触する電極との界面から当該集電体の背面
    側に向けて水を移動する水移動手段を有することを特徴
    とする燃料電池。
  2. 【請求項２】 前記水移動手段を有する集電体は、多孔
    性基体の孔内に溌水性の充填材と、当該溌水性の充填材
    よりも親水性の充填材とが充填されてなり、 前記水移動手段は、前記親水性の充填材により形成され
    ていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
  3. 【請求項３】 前記多孔性基体は、カーボン繊維、金属
    繊維、ガラス繊維および樹脂繊維からなる群から選ばれ
    たものからなり、 前記溌水性の充填材は、ポリテトラフルオロエチレン，
    パーフルオロカーボンスルホン酸，テトラフルオロエチ
    レン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体，
    テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
    重合体，ポリクロロトリフルオロエチレン，ポリフッ化
    ビニリデン，ポリフッ化ビニルおよびテトラフルオロエ
    チレン−エチレン共重合体からなる群から選ばれたフッ
    素樹脂であり、 前記親水性の充填材は、カーボン粉末、金属粉末、ガラ
    ス粉末、セラミック粉末、シリカゲル粉末およびゼオラ
    イト粉末からなる群から選ばれたものであることを特徴
    とする請求項２に記載の燃料電池。
  4. 【請求項４】 前記水移動手段は、前記界面から集電体
    の略厚み方向に配された毛細管状の水通路であることを
    特徴とする請求項１記載の燃料電池。
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