WO2007069440A1

WO2007069440A1 - 燃料電池のセパレータ

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Publication number: WO2007069440A1
Application number: PCT/JP2006/323512
Authority: WO
Inventors: Sadao Ikeda
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2007-06-21
Also published as: US8012645B2; CN101331633B; JP5077620B2; CA2633273A1; CA2633273C; US20090169964A1; DE112006003413T5; CN101331633A; JP2007165257A

Abstract

　波状に隣接する複数の凸部と凹部とで形成される筋状ないしは線状の流体流路と、これら複数の流体流路に導入される反応ガスあるいは冷却水を分配するための分配流路との境界部分における差圧を低減する。セパレータ（２０）の面に形成された隣接する凸部（２１ａ）と凹部（２１ｂ）とで形成される筋状の流路と、流体流路（１０）に導入される流体をこれら流体流路（１０）に分配する分配流路（１２）とを備えた構造の燃料電池のセパレータ（２０）に対し、線状流体流路（１０）と分配流路（１２）との境界部において、流体流路（１０）を構成する凸部（２１ａ）の末端の位置と凹部（２１ｂ）の末端の位置とを当該流体流路（１０）の筋方向にずれた構造とする。凹部（２１ｂ）の末端のほうが凸部（２１ａ）の末端よりも分配流路（１２）側に位置していることが好ましい。また、当該セパレータ（２０）は表裏一体型の構造であることが好ましい。

Description

明細書燃料電池のセパレータ技術分野、

本発明は、燃料電池のセパレータに関する。さらに詳述すると、本発明は、電解質の両側に電極が設けられた M E Aを挟持するためのセパレータの構造に関する。背景技術 '

燃料電池に適用されるセパレータとして、波状に隣接する複数の凸部と凹部とで形成される筋状ないしは線状の流体流路と、これら複数の流体流路に導入される反応ガスあるいは冷却水を分配するための分配流路とを備えた構造のものが知られている（例えば、'特許文献 1参照）。

[特許文献 1 ] 特開 2 0 0 5— 2 4 3 6 5 1号公報発明の開示

しかしながら、このような構造のセパレータの場合、特に流体流路と分配流路との境界部付近における差圧（圧損）が大きいという問題があった。このように境界部付近における差圧が大きいことは、流体のシール性の確保しやすさ、ガス供給圧（供給能力）の大きさといった面での問題を生じさせうる。

そこで、本発明は、波状に隣接する複数の凸部と凹部とで形成される筋状ないしは線状の流体流路と、これら複数の流体流路に導入される反応ガスあるいは冷却水を分配するための分配流路との境界部分における差圧を低減できるようにした構造の燃料電池のセパレ一タを提供することを目的とする。かかる課題を解決するため、本発明者は種々の検討を行った。この中で、本発明者は従来のセパレータの構造、特に、筋状や線状に形成されている流体流路と、これら流体流路に接するように形成されている分配流路との境界部付近における構造に着目し、かかる問題を解決しうる技術を知見するに至つた。

本発明はかかる知見に基づくものであり、反応ガスまたは冷却水を流通さ , せるように形成された燃料電池のセパレータにおいて、当該セパレータの面に形成された隣接する凸部と凹部とで形成される筋状の流体流路と、流体流路に向けて導入される流体をこれら流体流路に分配する分配流路と、を備えるとともに、流体流路を構成する凸部の末端の位置と凹部の末端の位置とが当該流体流路の筋方向にずれているというものである。

上記のような構造のセパレータにおいては、凸部（例えば凸リブ）の末端位置と凹部（例えば凹溝）の末端位置とが異なる構造、別の表現をすれば、凸部と凹部との間においてそれぞれの始端（あるいは終端）のいわば^:相が異なる構造となっている。この場合、例えば分配流路からガス流路へと流れ込む反応ガスの当該ガス流路への導入部の領域（あるいは、分配流路から冷却水流路へと流れ込む冷却水の当該冷却水流路への導入部の領域）を大きくすることが可能となるから、従前のように流体流路を構成する凸部および凹部の末端が同一線上にあるという位相差の無い構造の場合と比べ、これら流体流路と分配流路との境界部分における差圧（流体に作用する差圧のことであり、圧損と表現することもできる）を低減することが可能となる。このため、流体流路における流体のシール性を確保しやすくなるし、反応ガスや冷却水の供給圧（供給能力）を従来構造のときほど大きくしなくて済むようにもなる。

また、上述の燃料電池のセパレ一タにおいては、凹部の末端のほうが凸部の末端よりも分配流路側に位置した構造であることが好ましい。この場合、当該凹部および凸部が設けられている側の面においては、特に分配流路と流体流路との境界部付近において、当該面上を流れる流体に対する差圧が低減することになる。

さらに、燃料電池のセパレ一タを表裏一体型の構造とすることが好ましレ、。この場合、例えば上述のように凹部の末端のほうが凸部の末端よりも分配流路側に位置していればその裏面では逆の構造、つまり、凸部の末端めほうが ,凹部の末端よりも分配流路側に位置していることになる。このような構造においては、表面と裏面を流れる流体の流れ方に差異を付けることができるため、表裏を流れる流体の流速や流量をセパレ一タ構造により制御することができる。

また、分配流路には複数の突起が形成されていることが好ましい。これら突起は、当該分配流路を流れる流体（反応ガスまたは冷却水）が各流体流路へとより均等に分配されるように機能するほか、重なり合うセパレータの突起どうしが当接し合うことによってこの分配流路が変形しないように支え合うようにも機能する。

さらに、分配流路を、流体の折り返し部、導入部、排出部のいずれかとすることができる。

また、上述した燃料電池のセパレ一タを金属セパレータとすることもできる。図面の簡単な説明

Fig. 1 Aは、本発明の第 1の実施形態におけるセパレータの構造例を表す当該セパレータの平面図である。

Fig. I Bは、 Fig. 1 Aの B— B線におけるセパレ一タの断面図である。

Fig. 1 Cは、 Fig. 1 Aの C一 C線におけるセパレ一タの断面図である。

Fig. 2 Aは、 Fig. 1 Aに示したセパレ一タにおける酸化ガス入口側マニホ一ルド付近の構造を拡大.して示す平面図である。

Fig. 2 Bは、 Fig. 1 Cに示したセパレ一タにおける酸化ガス入口側マニホールド付近の構造を拡大して示す断面図である。

Fig. 3 Aは、本発明の第 1の実施形態における凸リブおよび凹溝の末端付近の構造を示す平面図である。

Fig. 3 Bは、 Fig. 3 Aの B— B線における断面図である。

Fig. 3 Cは、 Fig. 3 Aの B— B線における断面図であって、ガス導入部の横断面の面積を表したものである。

Fig. 3 Dば、 Fig. 3 Aの D— D線における断面図である。

Fig. 4は、本発明の第 1の実施形態における凸リブおよび凹溝の末端付近の構造を示す斜視図である。

Fig. 5 Aは、本発明の第 2の実施形態における凸リブおよび凹溝の末端付近の構造を示す平面図である。

Fig. 5 Bは、 Fig. 5 Aの B— B線における断面図である。

Fig. 5 Cは、 Fig. 5 Aの C— C線における断面図である。

Fig. 6は、本発明の第 3の実施形態におけるセパレータの構造例を表す平面図である。

Fig. 7は、 Fig. 6に示したセパレ一タにおける酸化ガス入口側マ二ホールド付近の構造を拡大して示す図である。

Fig. 8は、本発明の第 4の実施形態におけるセパレ一タの構造例を表す平面図である。

Fig. 9は、 Fig. 8に示したセパレ一タにおける酸化ガス入口側マ二ホールド付近の構造を拡大して示す図である。

Fig. 1 0は、 ME Aとセパレータとを積層した場合の線状流路部分の構造例を示す断面図である。

Fig. 1 1は、 ME Aとセパレータとを積層した場合の分配流路部分の構造例を示す断面図である。

F i g. 1 2は、本発明の各実施形態における燃料電池の単セルを分解して示す分解斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の実施'形態は、本発明の例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されることなく種々に変形して実施可能である。

F i g. 1 A〜F i g. 1 2に本発明にかかる燃料電池のセパレータの実施形態を示す。このセパレータ 2 0は、電解質膜（高分子電解質膜） 3 1の両側に電極 3 2 a， 3 2 bが設けられた M E A (Membrane Electrode Assembly) 3 0 を挟持して燃料電池 1を構成するもので、線状のリブからなる凸部（凸リブ） 2 1 aと溝からなる凹部（凹溝） 2 1 bとで構成される流体を流すための線状の流体流路と、凸部 2 1 aと凹部 2 1 bとの間の高さに位置する平面から成る分配流路 1 2とを備えた構造となっている。以下の実施形態では、この燃料電池 1のセパレ一タ 2 0において、線状流体流路と分配流路 1 2との境界部において、線状流体流路の流れ方向に垂直な線に対して凸部 2 1 aの末端と凹部 2 1 bの末端の位置とを異ならせている点が特徴的である。

以下に説明する実施形態においては、まず、燃料電池 1を構成するスタツク 3の概略構成について説明し、その後、当該セパレ一タ 2 0の構造について詳細に説明することとする（F i g. 1 2等参照）。なお、本実施形態にて説明する燃料電池 1のセパレータ 2 0はストレート型またはサーペンタイン型の流体流路が形成されているとともに、これら複数の流体流路の流体入口または流体出口には流体を複数の流体流路へと分配するための分配流路（分配部） 1 2が形成されているというものである。

F i g. 1 2に本実施形態における燃料電池 1のセル 2の概略構成を示す。なお、このようなセル 2が積層されることによって構成される燃料電池 1は、例えば燃料電池車両（FCHV ； Fuel Cell Hybrid Vehicle) の車載発電システムとして利用可能なものであるがこれに限られることはなく、各種移動体（例えば船舶や飛行機など）やロボットなどといった自走可能なものに搭載される発電システム等としても用いることが可能である。

セル 2は、 MEA30と、 ME A 30を挟持する一対のセパレータ（Fig. 1 2中において符号 20 a , 20 bで示す）とで構成されている（Fig. 1 2 参照）。 ME A 30および各セパレ一タ 20 a， 20 bはおよそ矩形の板状に形成されている。また、 ME A30はその外形が各セパレ一タ 20 a , 20 bの外形よりも僅かに小さくなるように形成されている。さらに、 MEA3 0と各セパレータ 20 a , 20 bとは、それらの間の周辺部を第 1シール部材 1 3 a、第 2シール部材 1 3 bとともに成形樹脂によってモールドされている。

ME A30は、高分子材料のィオン交換膜'からなる高分子電解質膜（以下、単に電解質膜ともいう） 3 1 と、電解質膜 3 1を両面から挟んだ一対の電極 32 a , 32 b (アノードおよび力ソード）とで構成されている。これらのうち、電解質膜 3 1は、各電極 32 a , 32 bよりも僅かに大きくなるように形成されている。この電解質膜 3 1には、その周縁部 33を残した状態で各電極 32 a， 32 bが例えばホットプレス法により接合されている。

ME A 30を構成する電極 32 a , 32 bは、その表面に付着した白金などの触媒を担持した例えば多孔質のカーボン素材（拡散層）で構成されている。一方の電極（ァノード） 32 aには燃料ガスとしての水素ガス、他方の電極（力ソード） 32 bには空気や酸化剤などの酸化ガスが供給され、これら 2種類のガスにより MEA 30内で電気化学反応が生じてセル 2の起電力が得られるようになつている。

セパレ一タ 20 a, 2 O bは、ガス不透過性の導電性材料で構成されている。導電性材料としては、.例えばカーボンや導電性を有する硬質樹脂のほか、アルミニウムやステンレス等の金属が挙げられる。本実施形態のセパレータ

2 0 a , 2 0 bの基材は板状のメタルで形成されているものであり（メタルセパレータ）、この基材の電極 3 2 a , 3 2 b側の面には耐食性に優れた膜（例えば金メッキで形成された皮膜）が形成されている。

また、セパレータ 2 0 a ， 2 O bの両面には、複数の凹部によって構成される溝状の流路が形成されている。'これら流路は、例えば板状のメタルによつて基材が形成されている本実施形態のセパレ一タ 2 0 a , 2 O bの場合であればプレス成形によって形成することができる。このようにして形成される溝状の流路は酸化ガスのガス流路 3 4や水素ガスのガス流路 3 5、あるいは冷却水流路 3 6を構成している。より具体的に説明すると、セパレ一タ 2 0 aの電極 3 2 a側となる内側の面には水素ガスのガス流路 3 5が複数形成され、その裏面（外側の面）には冷却水流路 3 6が複数形成されている（F i g. 1 2参照）。同様に、セパレータ 2 0 bの亀極 3 2 b側となる内側の面には酸化ガスのガス流路 3 4が複数形成され、その裏面（外側の面）には冷却水流路 3 6が複数形成されている（F i g. 1 2参照）。例えば本実施形態の場合、セル 2におけるこれらガス流路 3 4およびガス流路 3 5は互いに平行となるように形成されている。さらに、本実施形態においては、隣接する 2つのセノレ 2， 2に関し、一方のセル 2のセパレータ 2 0 aの外面と、これに隣接するセル 2のセパレ一タ 2 0 bの外面とを付き合わせた場合に両者の冷却水流路 3 6がー体となり断面が例えば矩形の流路が形成される構造となっている (F i g. 1 0、 F i g. 1 2参照）。なお、隣接するセル 2 , 2のセパレータ 2 0 a とセパレータ 2 0 bは、それらの間における周辺の部分が成形樹脂によりモールドされるようになっている。

また、セパレ一タ 2 0 a , 2 0 bの長手方向の端部付近（本実施形態の場合であれば、 F i g. 1 2中向かって左側に示す一端部の近傍）には、酸化ガスの入口側のマ二ホールド 1 5 a、水素ガスの出口側のマ二ホーノレド 1 6 b、および冷却水（Fig. 1 2中において符号 Cで示している）の出口側のマニホ一ルド 1 7 bが形成されている。例えば本実施形態の場合、これらマエホ一ノレド 1 5 a， 1 6 b, 1 7 bは各セパレ一タ 20 a， 2 O bに設けられた略矩形ないしは台形の透孔によって形成されている（Fig. 6、 Fig. 1 2参照）。さらに、セパレ一タ 20 a， 2 O bのうち反対側の端部には、酸化ガスの出口側のマ二ホールド 1 5 b、水素ガスの入口側のマ-ホールド 16 a、および冷却水の入口側のマ二ホールド 1 7 aが形成されている。本実施形態の場合、これらマ-ホールド 1 5 b, 1 6 a , 1 7 aも略矩形ないしは台形の透孔によって形成されている（Fig. 6、 Fig. 1 2参照）。

上述のような各マ二ホールドのうち、セパレ一タ 20 aにおける水素ガス用の入口側マ二ホールド 1 6 aと出口側マ二ホールド 1 6 bは、セパレータ 20 aに溝状に形成されている入口側の連絡通路' 6 1および出口側の連絡通路 62を介してそれぞれが水素ガスのガス流路 35に連通している。同様に、セパレータ 20 bにおける酸化ガス用の入口側マ二ホールド 1 5 aと出口側マ二ホールド 1 5 bは、セパレ一タ 20 bに溝状に形成されている入口側の連絡通路 63および出口側の連絡通路 64を介してそれぞれが酸化ガスのガス流路 34に連通している（Fig. 1 2参照）。さらに、各セパレータ 20 a ,

20 bにおける冷却水の入口側マ-ホールド' 1 7 aと出口側マ二ホールド 1 7 bは、各セパレータ 20 a , 20 bに溝状に形成されている入口側の連絡通路 65および出口側の連絡通路 66を介してそれぞれが冷却水流路 36に連通している。ここまで説明したような各セパレ一タ 20 a , 2 O bの構成により、セル 2には、酸化ガス、水素ガスおよび冷却水が供給されるようになっている。ここで具体例を挙げておくと、例えば水素ガスは、セパレ一タ 20 aの入口側マ二ホールド 1 6 aから連絡通路 6 1を通り抜けてガス流路

35に流入し、 ME A 30の発電に供された後、連絡通路 62を通り抜けて出口側マ二ホールド 1 6 bに流出することになる。

第 1シール部材 1 3 a、第 2シール部材 1 3 bは、ともに枠状でありほぼ同一形状に形成されている部材である（Fig. 1 2参照）。これらのうち、第 1 シール部材 1 3 aは ME A 30とセパレータ 20 aとの間に設けられるもので、より詳細には、電解質膜 3 1の周縁部 33と、セパレータ 20 aのうちガス流路 35の周囲の部分との間に介在するように設けられる。また、第 2 シール部材 1 3 bは、 ME A 30とセパレ一タ 20 bとの間に設けられるもので、より詳細には、電解質膜 3 1の周縁部 33と、セパレータ 20 bのうちガス流路 34の周囲の部分との間に介在するように設けられる。

さらに、隣接するセル 2, 2のセパレータ 20 bとセパレータ 20 aとの間には、枠状の第 3シール部材 1 3 cが設けられている（Fig. 1 2参照）。この第 3シール部材 1 3 cは、セパレ一タ 20 bにおける冷却水流路 36の周囲の部分と、セパレータ 20 aにおける冷却水流路 36の周囲の部分との間に介在するように設けられてこれらの間をシールする部材である。ちなみに、本実施形態のセル 2においては、セパレータ 20 a , 20 bにおける流体の各種通路（34〜36, 1 5 a, 1 5 b, 1 6 a , 1 6 b, 1 7 a， 1 7 b, 6 1〜66) のうち、各種流体の入口側のマ二ホーノレド 1 5 a， 1 6 a , 1 7 aおよび出口側のマニホ一ルド 1 5 b , 1 6 b, 1 7 b力；、第 1シール部材 1 3 a、第 2シール部材 1 3 bや第 3シール部材 1 3 cの外側に位置する通路ということになる（Fig. 1 2参照）。

続いて、本実施形態におけるセパレータ（ここまでの説明では符号 20 a , 2 O bで示したが、以下では単に符号 20でも示す）の構造について詳細に説明する（Fig. 1 A等参照）。セパレ一タ 20はストレート型またはサーペンタイン型の流体流路が形成されたものであって、複数の流路の入口や出口には流体を各流体流路に分配するための分配流路（分配部） 1 2がさらに形成されている。流体流路のうち線状となっている部分（本明細書ではこれを線状流路ともいう）は線状の凸部 2 1 aと凹部 2 1 bとからなり、また、分配流路 1 2は、凸部 2 1 aよりも低く凹部 2 1 bよりは高い位置の平面からなる。例えば本実施形態の場合、凸部 2 1 aは凸形状のリブによって構成されており'（以下「凸リブ」と表現し、これを符号 2 1 aで表す）、また、凹部 2 1 bは凹形状の溝によって構成されている（以下「凹溝」と表現し、これを符号 2 1 bで表す）。なお、 1枚のセパレ一タ 2 0は例えば断面が波形状となるように形成されており、凸リブ 2 1 aの裏面側には凹溝 2 1 b、凹溝 2 1 bの裏面側には凸リブ 2 1 aがそれぞれ表裏一体的に形成されている（F i g. 1 0参照）。また、ここでいう流体は、例えばセパレ一タ 2 0どうしが向かい合わせになる面においては冷却水であり、 M E A 3 0と向かい合わせになる面においては酸化ガスまたは燃料ガスといった反応ガスということになる。なお、本明細書においては凸リブ 2 1 aと凹溝 2 1 bとで構成されるガス流路あるいは冷却水流路 3 6を線状と表現しているが、ここでいう線状は直線状のものだけを意味するのではなく、要は複数の流体流路が隣接した状態で形成されていわば筋状になっていることを意味している。また、ここでいうガス流路とは、酸化ガスのガス流路 3 4や水素ガスのガス流路 3 5、つまりは反応ガスの流路のことであり、 F i g. 2 A等においては符号 1 0で表すことにする。.

さらに、上述のセパレ一タ 2 0では、これち線状流路と分配流路 1 2との境界部において、線状流路の流れ方向に垂直な線に対して凸リブ 2 1 aの末端と凹溝 2 1 bの末端の位置とが異なる構造となっている点、別の表現をすれば、ガス流路 1 0を形成するために複数本が隣接した状態で繰り返し形成されている凸部 2 1 aと凹部 2 1 bに関し、当該凸部 2 l aの末端と、凹部 2 1 bの末端との位相が順次ずれた構造となっている点が特徴的である。以下、このようなセパレータ 2 0の構造を、第 1〜第 4の実施形態に分けて説明することにする。く第 1の実施形態〉

まず、 Fig. 1 A〜Fig. 1 Cに、ストレー卜型のガス流路 1 0が形成されたセパレータ 20を示す。このセパレータ 20の端部には、上述したように各種流体（酸化ガス、燃料ガス、冷却水）の入口側のマ二ホールド 1 5 a, 1 6 a, 1 7 aおよび出口側のマ二ホールド 1 5 b , 1 6 b, 1 7 bが設けられている。また、ガス流路 1 0の両端部には、ガスを各ガス流路 10に分配するための分配流路 1 2が形成されている（Fig. 1 A、 Fig. 2 A等参照）。なお、ガス流路 1 0を流れ出たガスが合流する部分についても本実施形態では分配流路 1 2と呼んでいる。すなわち、この場合における分配流路 1 2は実質的にガスの分配を行うものではないが対称的な構造となっているものであり、ガスをいずれの方向にも流しうるものなので本実施形態では便宜的に両部位とも「分配流路」と称している。

この分配流路 1 2には、例えばプレス成形時に形成される複数の突起 23 aと、当該突起 23 aとは逆側に隆起する別の突起 24 aとが設けられている（Fig. 1 A、 Fig. 2 A等参照）。これらのうち、突起 23 aは凸リブ 2 1 a と同じ側（例えば表面側）に突出するものであり、尚かっこの凸リブ 2 l a と同じ高さ H 1となるように形成されている（Fig， 2 A〜Fig. 2 C参照）。この突起 23 aは、 ME A 30の表面に突き当たることによって当該 M E A 3 0とセパレ一タ 20との間にガスが流れるだめの領域を確保する（Fig. 1 1 参照）。また、突起 24 aは凹溝 2 1 bの窪み側と同じ側（例えば裏面側）に突出するものであり、尚かっこの凹溝 21 bの裏面側に形成されている表裏一体的な凸リブ 2 1 aと同じ高さ H 2となるように形成されている（Fig. 2 A〜Fig. 2 C参照）。この突起 24 aは、隣り合うセパレ一タ 20の突起 24 aと互いに突き当たることによって 2枚のセパレ一タ 20間に冷却水が流れるための領域（冷却水流路 36) を確保する（Fig. 1 1参照）。なお、これら突起 23 a, 24 aは、本実施形態のように等間隔に配置されていることが各種ガスあるいは冷却水の流れる領域を等間隔に保持して流れやすさを一定にするといつた観点で好ましい（Fig. 1 A等参照）。また、これら突起 23 a , 24 aのそれぞれの裏面には、例えばプレス成形に伴い同時に形成されるデインプル 23 b, 24 bが形成されている（Fig. 1 1等参照）。なお、 Fig. 1 1中の符号 40, 4 1はそれぞれ絶縁部材を表している。

凸リブ 2 1 aと凹溝 2 1 bは、線状流路と分配流路 1 2との境界において、それぞれの末端となる部分の位置が前後方向に異なる構造となっている (Fi .4参照）。このような構造の一例を、各部位の長さを符号で表しつつ具体的に説明すると以下のとおりである。

すなわち、長手方向の全長が L 0、全幅が W0のセパレータ 20において、本実施形態の場合には、凸リブ 2 1 aの全長が L 1であるのに対し、凹溝 2 1 bの全長はこれよりも長い L 2 ( L 2 > L 1 ) となっており、凹溝 2 1 b の末端のほうが凸リブ 2 1 aの末端よりも分配流路 1 2側に位置した構造となっている（Fig. 1 A〜Fig. 1 C参照）。ことで、本実施形態にて示している凸リブ 2 1 aおよび凹溝 2 1 bはそれぞれ中心線を基準として左右対称に形成されているため、結局、セパレ一タ 20の一端部における凹溝 2 1 bは凸部 2 1 a SAX l = (L 2— L 1) Z 2だけ長く形成されていることになる .（Fig. 2A〜Fig. 3D参照）。

また、本実施形態における凸リブ 2 1 aと凹溝 21 bの末端付近の構造についてさらに詳しく説明すると（Fig. 2 A〜Fig.4参照）、まず、凸リブ 2 1 aの末端部分には、長手方向長さ S 3の傾斜部（Fig. 4中において符号 25 aで示す）が設けられている（Fig. 3 A〜Fig.4参照）。 Fig. 3 A〜Fig. 3D から明らかなように、長さ L 1である凸リブ 2 1 aの全長部分にこの傾斜部 25 aは含まれていない。また、凹溝 2 1 bの末端部分にも傾斜部（Fig. 3 A、 Fig. 3 D中において符号 25 bで示す）が設けられている。 Fig. 3 A等からも明らかなように、この傾斜部 25 bは、長さ L 2である凹溝 2 1 bの全長に含まれている。なお、 Fig. 3 D中に示す符号 S 2は、凹溝 2 l bの末端位置と凸リブ 2 1 aの末端位置との差分長さ（=上述の SAX 1) から、凹溝 2 1 bの末端部分における傾斜部 25 bの長さを引いた分の長さを示す , なお付け加えておくと、セパレータ 20の全体厚みを符号 HOで表している（Fig. 3 B、 Fig. 3 D参照）。この厚み H 0は、セパレータ 20を構成する板材の板厚 t 0と、上述した凸リブ 2 1 aおよび突起 23 aの突出高さ H 1 と、上述した裏面側の凸リブ 2 1 aおよび突起 24 aの突出高さ H 2とを合計した値（H 0 = t 0 +H 1 +H 2) である。さらに、凸リブ 2 1 aから隣の凸リブ 21 aまでの間隔（または凹溝 21 bから隣の凹溝 2 l bまでの間隔）を符号 Pmで表している（Fig. 3 B参照）。

ここまで説明したような構造のセパレータ 20には、凹溝 2 1 bの全長 L 2を凸リブ 2 1 aの全長 L 1よりも長くしたことによってガス導入部 1 3 a が形成されることになる（Fig. 4参照）。こうした場合、分 g己流路 1 2を流れるガスは、このガス導入部 1 3 aを通じてガス流路（線状流路） 1 0へと導入されやすくなるために、当該分配流路 1 2と線状流路との境界部分における差圧（流体に作用する差圧のことであり、「圧損」と表現することもできる）が低減されることになる。ちなみに、「圧損」は、流体流路の形状、流体流路の表面の滑らかさ等に起因して、当該流体が有する圧力などのエネルギーが消費されることをいう。

なお、本実施形態においては凹溝 2 1 bの末端に形成されたガス流路 10 の延長部分をガス導入部 1 3 aと表現したがこれは便宜的なものに過ぎない, 例えばガス流路 1 0におけるガスの流れを逆にした場合には、当該ガス導入部 1 3 aからガスが排出されることになるからこの場合は正確には「ガス排出部」ということになるが、いずれとなるかはガスの流れの向きによる。要は、ガスの導入部であるか排出部であるかにかかわらず、本実施形態のセパレータ 20によれば線状流路と分配流路 1 2との境界部分における差圧を抑えて低減することが可能となる。

また、上述した構造のセパレ一タ 20におけるガス側突出高さ H 1、冷却水側突出高さ H 2のそれぞれについては、分配流路 1 2における反応ガスや冷却水の按分寸法（つまり、基準となる数量に比例した割合で数量を割り振る場合の寸法）をとり種々の値とすることができる力;、両者の関係につき、本実施形態では

[数式 1]

H 1 > H 2

を満たすようにしている（Fig. 3 B、 Fig. 3 D参照）。つまり、 Fig. 3 B等に示すセパレータ 20においては、ガス側突出高さ H 1のほうが冷却水側突出高さ H2よりも高い構造となっている。こうした場合、線状流路と分配流路 1 2との境界部分における差圧を抑えてさらに低減することが可能になるという点で好ましレ、。 .

また、ここまでは Fig. 2 A〜Fig. 3Dを角いつつ、セパレ一タ 20の一端部における凹溝 2 1 bは凸部 2 1 aよりも SAX 1 = (L 2 _L 1 ) 2だけ長く形成されている旨を説明したが、線状流路と分配流路 1 2との境界部分における差圧をさらに低減するという観点からすれば、この SAX 1をある一定値よりも大きくなるように設定することが好ましい。一例を挙げれば、本実施形態では '

[数式 2]

SAX 1 > 3 · t O

つまり、 SAX 1の大きさ（長さ）がセパレ一タ 20の板厚 t 0の 3倍値よりも大きくなるように設定し、板厚 t 0のセパレータ 20において所定長さ (あるいは所定面積）以上のガス導入部 1 3 aが確保されるようにしている。こうした場合に、線状流路と分配流路 1 2との境界部分における差圧をある程度以下にまで低減させることが可能になるという点で有効である。加えて、 ME A 30の挟持間寸法の狭小化、別の表現をすればセパレータ 20の全体厚み H0を小さくして薄くする場合において、 S AX 1を上述のように設定することは、差圧を低減させつつセパレータ 20の狭小化を図るうえでも有効となる。

さらには、以下のように設定することも好ましい。すなわち、 Fig. 3Dにおいて一点鎖線で示す部分（つまりガス導入部 1 3 aの縦断面を表す部分） _r の面積を A 3、 Fig. 3 Cにおいて二点鎖線で示す部分の面積（つまり凹溝 2 1 bの断面積を表す部分）を A 2、 Fig. 3 Bにおいて一点鎖線で示す部分（つまりガス導入部 1 3 aの横断面を表す部分）の面積を A 1 とした場合に、 [数式 3]

A2 A 1 > 0. 4

[数式 4]

A 3 > A 2

の関係を満たす構造とすることが好ましい。こうした場合、同様に、線状流路と分配流路 1 2との境界部分における差圧をある程度以下にまで低減させることが可能になる。なお、この場合において、凹溝 2 l bの全長 L 2が凸リブ 2 1 aの全長 L 1よりも長くなつている（L 2 >L 1) であることは上述の場合と同じである。 ' なお、ここまでは酸化ガスまたは燃料ガスがガス流路 1 0に導入される場合を例として差圧を低減させるための形態について説明したが、これとは逆に、冷却水を分配流路 1 2から線状流路へと導入する場合の差圧を低減させるための構造とすることもできる。以下、第 2の実施形態として説明する。 <第 2の実施形態 >

Fig. 5A〜Fig. 5 Cに、冷却水を分配流路 1 2から線状流路へと導入する場合の差圧を低減させるための構造の一例を示す。このセパレータ 20は、 F ig. 3 A等に示したものとは逆に L 1 >L 2、つまり、凸リブ 2 1 aの全長が L 1であるのに対し、凹溝 2 1 bの全長はこれよりも短い L 2となっており、凸リブ 2 1 aの末端のほうが凹溝 2 1 bの末端よりも分配流路 1 2側に位置している構造となっている（Fig. 5 A〜Fig. 5 C参照）。ここで、凸リブ 2 1 aおよび凹溝 21 bはそれぞれ中心線を基準として左右対称に形成されているため、結局、本実施形態のセパレ一タ 20の一端部における凸リブ 2 1 a は凹溝 2 l bよりも S BX 1 = (L 1 -L 2) ノ 2だけ長く形成ざれていることになる（Fig. 5 A等参照）。

また、本実施形態における凸リブ 2 1 aと凹溝 2 1 bの末端付近の構造についてさらに詳しく説明すると（Fig. 5 A等参照）、まず、凸リブ' 21 aの末端部分には、長手方向の長さ S 4の傾斜部 25 aが設けられている（Fig. 5 A等参照）。 Fig. 5 A等から明らかなように、長さ L 1である凸リブ 2 1 aの全長部分にこの傾斜部 25 aは含まれていない。また、凹溝 2 1 bの末端部分にも傾斜部（Fig. 5A、 Fig. 5 C中において符号 25 bで示す）が設けられている。 Fig. 5 A等からも明らかなよう（こ、この傾斜部 25 bは、長さし 2である凹溝 2 1 bの全長に含まれている。なお、 Fig. 5 C中の符号 S 5は、凸リブ 2 1 aの末端位置と凹溝 2 1 bの末端位置との差分長さ（=上述の S AX 1). に、凹溝 2 1 bの末端部分における傾斜部 25 bの長さを足した分の長さを示す。

さらに、セパレ一タ 20の全体厚みは上述した実施形態と同じく HOである（Fig. 5 B、 Fig. 5 C参照）。この厚み H 0は、セパレ一タ 20を構成する板材の板厚 t 0と、上述した凸リブ 2 1 aの突出高さ H 1と、凹溝 2 1 bの裏面側への突出高さ H 2とを合計した値（H0= t 0+H 1 +H2)である。さらに、凸リブ 2 1 aから隣の凸リブ 2 1 aまでの間隔（または凹溝 2 1 b から隣の凹溝 2 1 bまでの間隔）を符号 Pmで表している（Fig. 5 B参照）。以上のような構造のセパレータ 20は、ガス流路 1 0のある側からみると上述したような広い導入領域を有するガス導入部 1 3 aは形成されていない力ガス流路 1 0の裏の面、つまり冷却水流路 36側の面からみると、逆の構造になっているという利点を挙げることができる。すなわち、冷却水側においては上述した第 1の実施形態におけるガス導入部 1 3 aと同様のいわば冷却水導入部（Fig. 5 C中で符号 1 4 aで示す）が形成されている。したがつて、このような構造のセパレータ 20によれば、冷却水側の線状流路と分配流路 1 2との境界部分における差圧を抑え、低減することが可能となる。なお、上述した構造のセパレ一タ 20におけるガス側突出高さ H 1、冷却水側突出高さ H 2のそれぞれについては、分配流路 1 2におけるガスや冷却水の按分寸法をとり種々の値とすることができるが、両者の関係につき、本実施形態では

[数式 5]

H 1 >H 2

を満たすようにしている（Fig. 5 C参照）。つまり、 Fig. 5 C等に示すセパレータ 20においては、ガス側突出高さ H 1のほうが冷却水側突出高さ H 2よりも高くなつており、これにより、線状流路と分配流路 1 2との境界部分における差圧を抑えてさらに低減できるようにしている。

また、以下のように設定することも好ましレ、。すなわち、 Fig. 5 Cにおいて一点鎖線で示す部分（つまり冷却水導入部 14 aの縦断面を表す部分）の面積を A 6、 Fig. 5 Bにおいて一点鎖線で示す部分（つまり冷却水導入部 1 4 aの横断面を表す部分）の面積を A 5、 Fig. 5 Bにおいて二点鎖線で示す部分（つまり冷却水流路 36の横断面を表す部分）の面積を A 4とした場合

[数式 6]

A 5/A 4 > 0. 2

[数式 7]

A 6 > A 5 の関係を満たす構造とすることが好ましい。こうした場合、同様に、冷却水の線状流路（冷却水流路 36) と分配流路 1 2との境界部分における差圧をある程度以下にまで低減させることが可能になる。なお、この場合において、凸リブ 2 1 aの全長 L 1が凹溝 21 bの全長 L 2よりも長くなつている（L 1〉L 2) であることは上述の場合と同じである。

なお、上述した第 1、第 2の実施形態では、凸リブ 2 1 aの全長丄 1と凹溝 2 1 bの全長 L 2のいずれか一方を長くし、他方側を短くした構造としたが（Fig. 1 A等参照）、これは一例に過ぎず、凸リブ 2 1 aの末端位置と凹溝 2 1 bの末端位置が異なる態様はこれには限られない。他の例を挙げれば、凸リブ 2 1 aの全長 L 1と凹溝 2 1 bの全長 L 2とを同じ長さにしたまま、一方（凸リブ 2 1 a) の位置を他方（凹溝 2 1 b) に対して流路方向へと相対的にずらした構造とすることも可能である。こうした場合、表面の一端側にガス導入部 1 3 a、裏面の他端側に冷却水導入部 1 4 aを形成することができるから、例えば、ガス（酸化ガスまたは燃料ガス）の流れ方向と冷却水の流れ方向を表裏で異ならせるようにし、ガスと冷却水のいずれの差圧も低減させる構成とすることも可能である。

<第 3の実施形態〉

続いて、本発明をサーペンタイン型の流路を有するセパレータ 20に適用した場合について説明する（Fig. 6、 Fig. 7参照）。

Fig. 6と Fig. 7に、ガス（酸化ガスまたは燃料ガス）流路 1 0側から見たサーペンタイン型のセパレータ 20の一例を示す。このセパレ一タ 20の端部には、各種流体（酸化ガス、燃料ガス、冷却水）の入口側のマ二ホールド 1 5 a , 16 a, 1 7 aおよび出口側のマ二ホールド 1 5 b , 1 6 b, 1 7 bが設けられているのは上述した実施形態と同様である（Fig. 6参照）。本実施形態のセパレータ 20においては、各種流体（酸化ガス、燃料ガス、冷却水）の入口側のマ二ホールド 1 5 a , 1 6 a, 1 7 aの近傍、および出口側のマ二ホールド 15 b， .16 b, 1 7 bの近傍のそれぞれにガスの分配流路 12が設けられ、これら両端に設けられた分配流路 1 2の間には、複数本の平行な凸リブ 21 aおよぴ凹溝 21 bによって構成されるス卜レート型の複数のガス流路 10 (および冷却水流路 36)が設けられている（Fig.6参照）。分配流路 1 2には、ガス流路 10のある面に向かって突出する突起 23 a、および冷却水流路 36のある面の側に突出する突起 24 aの裏面に形成され _r るディンプル 24 bが交互に配置されている（Fig.6、 Fig. 7参照）。また、分配流路 1 2およぴストレー卜型のガス流路 10には、ガス流路 10に平行な 2列のガス遮蔽凸部 18が互いにオフセッ卜した状態で設けられることにより、 2箇所の折り返し部 19を有するサ一ペンタイン型の流路が形成されている（Fig.6参照）。リブ状に形成されているガス遮蔽凸部 1 8の折り返し部 1 9側への延長上には凸部 22 aと凹部 22 bとが交互に形成されており、凸部 22 aと凸部 22 aの隙間、あるいはこれら延長上に複数並ぶ凸部 22 aの外側を通ってガス（酸化ガスまたは燃料ガス）が流れるようになつている (Fig.6参照）。また、複数のガス流路 10の裏面側には冷却水流路 36が形成されており（ただし Fig.6と Fig.7では冷却水流路の図示を省略）、ガス流路 10のガス入口と出口、および冷却水流路 36の冷却水入口と出口にはそれぞれ上記の分配流路 1 2が設けられていることになる。

このようなサーペンタイン型のセパレータ' 20においても、本実施形態では、ガス流路 10 (および冷却水流路 36) と分配流路 12との境界部において、凸部 21 aの末端位置と凹部 21 bの末端位置とがずれた構造としている。つまり、流体流路流路（ガス流路 10および冷却水流路 36) の流れ方向に垂直な線に対して凸リブ 21 aの末端と凹溝 21 bの末端の位置とを異ならせるようにしている（Fig. 7等参照）。

ここで、本実施形態では、第 1の実施形態にて説明したのと同様、凹溝 2 1 bの全長（L 2)を凸リブ 21 aの全長（L 1) よりも長くする構造とし、凹溝 2 1 bへのガス入口部にガス導入部 1 3 a、ガス出口部にガス排出部 1 3 bをそれぞれ形成することとしている（F i g. 7等参照）。こうした場合、分配流路 1 2を流れるガスは、このガス導入部 1 3 aを通じてガス流路 1 0へと導入されやすくなるために、当該分配流路 1 2とガス流路 1 0との境界部分における差圧が低減されることになる。また、このように凸リブ 2 l aと凹溝 2 1 bの形状ないしは構造にいわば位相を設けることにより、特に凸リ ' ブ 2 1 aや凹溝 2 1 bの立ち上がり部分（別の表現をすればガス導入部 1 3 aやガス排出部 1 3 bの付近の部分）における凹凸の段差が半分程度にまで減少し、その結果としてセパレータ 2 0の成形性が向上することは上述した実施形態の場合と同様である。

く第 4の実施形態〉

ここまで、サーペンタイン型のセパレ一タ 2 0においてガス（水素ガスあるいは燃料ガス）の導入部 1 3 aまたはガス排出部 1 3 bを形成する場合の態様を示したが、同じサーペンタイン型のセパレ一タ 2 0において、冷却水の導入部 1 4 a等を形成することもできる。つまり、例えば上述した第 2の実施形態と同様、凸リブ 2 1 aの全長が L 1であるのに対して凹溝 2 1 bの全長をこれよりも短い L 2とし、凸リブ 2 1 aの末端のほうが凹溝 2 1 bの末端よりも分配流路 1 2側に位置している構造とすることができる（F i g. 8、 F i g. 9参照）。このようなセパレータ 2 0は、 'ガス流路 1 0のある側からみると広い導入領域を有するガス導入部 1 3 aは形成されていないものの（F i g. 9等参照）、ガス流路 1 0の裏の面、つまり冷却水流路 3 6側の面からみると、逆の構造になっているという利点を挙げることができる。すなわち、冷却水側においては上述の実施形態にて説明したガス導入部 1 3 aと同様の冷却水導入部（例えば F i g. 5 C中では符号 1 4 aで示している）が形成されている。したがって、このような構造のセパレータ 2 0によれば、冷却水側の線状流路と分配流路 1 2との境界部分における差圧を抑え、低減することが可能となる " 以上、ここまで、燃料電池 1を構成するセパレ一タ 2 0に関し、凸リブ 2 1 aとこれに隣接する凹溝 2 l bとのそれぞれの末端位置をずらした構造について種々の実施形態を説明した。以上のセパレータ 2 0によれば、いずれの実施形態においても、ガス導入部 1 3 aあるいは冷却水導入部 1 4 aを通じてガスまたは冷却水が線状流路へと導入されやすくなるため、分配流路 1 2と線状流路との境界部分における差圧が低減するという効果が得られる。しかも、ここまで説明した各セパレータ 2 0によれば、差圧低減という効果のみならず、当該セパレ一タ 2 0の成形性が向上するという効果も得られる。すなわち、従来構造の場合には凸リブの末端位置と凹溝の末端位置とが揃っていたため、当該末端位置における凹凸の段差が大きかったことから、成形時において当該末端位置の付近にて肉が寄りきらなかったり、これによつて皺が大きくなつたりすることがあった。このため、成形の際に高い精度が要求され、コストが高くなることもあった。これに対し、末端位置をずらす構造とした本実施形態の場合には、凸リブ 2 1 aおよび凹溝 2 1 bの末端位置における凹凸差が抑えられるために従来構造よりも肉が寄りやすい。このため、皺が生じにくく、末端位置付近における割れも生じにくいという利点がある。この結果、成形に際して従来ほどの厳しい精度は必要なく、セパレ一タ 2 0の成形性が向上するという効果が得られる。

このような成形性向上という効果、またはこれに起因する効果についてさらに詳述すると以下のとおりである。

すなわち、第一として、従来のセパレ一タの場合、その周辺部が平坦で中央部に凹凸部からなる複数のガス溝を有し、溝端部において、凹凸部の傾斜角を一本おきないしは 4本おきに緩急差を設け、このうちの緩斜面（緩い傾斜面）に形成される空間を使ってガスを折り返しつつ、当該ガスが下流側へと短絡するのを抑制した構造のものがある（例えば特開 2 0 0 2— 2 5 5 8 6号公報等参照）。また、.ガス流路の横断面において、外側の面は平坦部を有し、折り曲げ部（以下、肩あるいは肩部ともいう）の曲率半径 Rは一定で、上底部および下底部の全体も一定の曲率半径となっている場合がある。

ところがこのような構造だと、ガス折り返し部分およびその周辺部におけるシール性の確保が難しく、ガスリークを完全に解消することが困難であるため、連続的な溝の構成、あるいはそのようなシール性といった機能の確保ができず所望の性能が得られないことがある。例えば、板厚が 0 . 1 mmといった極薄板を成形する場面では、成形品の肩部に対する型の肩半径（肩 R ) をゼロとしても、成形品の外形上、肩 Rは板厚の 2倍以上となることから、この部位は細身となって鋭角状となる結果、シール板を用いて完全にシールすることが非常に困難である。しかも、互いに当接している部材の材質が異なれば線膨張係数が異なり、尚かつシール板の劣化などが加わればシール性が確保できなくなる。こうした場合、ガス折り返し部のガス抜け等の影響が大きくなり、発電むらが生じることもある。

これに対し、本実施形態のセパレータ 2 0の場合には、上述したように凸リブ 2 1 aおよび凹溝 2 1 bの末端位置の位相を異ならせているために段差が小さく、凹凸差が抑えられるために従来構造よりも成形しやすい。これによれば、従来構造のように肩部が細身となって鋭角状となるのが抑えられるから、ガスのシール性に優れるという利点がある。したがって、ガス折り返し部のガス抜け等の影響も少なく、発電むらが生じるのを抑えることが可能である。

第二として、従来構造の場合にはガス折り返し部における緩斜面部でガスが急激にターンするため差圧が高くなり、また例えばサ一ペンタイン型であれば流路内のターン数も多くなるので流路全体の差圧が非常に高くなることがある。つまり、ガス折り返し部ではインコース側での流速が大で差圧も高くなるため、斜面部周辺におけるガス流れ量の差が大きく、特に当該斜面部の肩部にてガス流れ量が最大となることがある。この場合、 M E Aがこの高速下での差圧で他部位に比べダメージを受け、耐久性に劣ってしまう.ことがある。また、このように流路全体での差圧が非常に高いと、ガス供給ュニッ卜の供給能力も所定以上のものが必要となるから、この結果として燃料電池システム全体としての効率が低下することになる。さらに、サ一ペンタイン型等であればほぼ一筆書きの連続流路が形成されてレ、るため、，高負荷条件下 , で生成水が増大すること、閉塞が生じた場合に差圧を大きくして閉塞解消を図らなければならなくなること、といった問題が生じるため、供給能力がさらに大きな供給ュニッ卜が必要となることもある。

これに対し、本実施形態のセパレータ 2 0の場合には、上述したように凸リブ 2 1 aおよび凹溝 2 1 bの末端位置の位相を異ならせている結果、特に線状流路と分配流路 1 2の境界部における差圧を低減させることが可能となつている。このため、ガス折り返し部あるいは流路全体としての差圧が高くなるのも抑制される結果、従来構造のように M E Aがダメージを受けるようなことがない。また、従来よりも供給能力の低いガス供給ユニットを利用することも可能となるから、燃料電池システム全体としての効率を向上させることもできることとなる。

第三として、従来構造の場合には、ガス折り返し部の斜面部におけるガス短絡を抑制する観点からすれば、当該斜面形状はできるだけ丸みの少ない銳角形状（直角のような形状）が必要で、しかも折り返し形状も必要である。しかし、実際には、当該折り返し部の斜面部の根元部においては材料が圧縮され、その応力のために皺や反りが生じやすいために、成形時の薄肉化や破断、成形歪が避けられないという問題もある。このため、従来法の場合、細かな溝ピッチ（例えば 0 . 1 m m程度の板圧 tの 1 0倍程度）では凸部の肩部における破断 ·薄肉化や、根元部の皺などを理由としてプレス化が困難でめった。これに対し、本実施形態のセパレ一タ 2 0の場合には、上述したように凸リブ 2 1 aおよび凹溝 2 1 bの末端位置における凹凸差が抑えられるために従来構造よりも肉が寄りやすく、また皺が生じにくく、末端位置付近における割れも生じにくい。このため、成形に際して薄肉化や破断、成形歪などが生じるのを抑制することが可能となっている。また、この結果として、従来構造のような連続したガス流路の場合であっても細かな溝ピッチのプレス成 , 形を行うことが可能となり、セパレータ 2 0の溝形状の自由度が向上するという効果も得られる。

さらに、第四として、ガスの短絡を抑制するための凸部よりもガス折り返し部の肩 Rが小となっていることがあり、この場合、 M E A挟持寸法（M E Aを挟み込む際の幅）が大きくなることがある。このように M E Aの挟持寸法が大きくなると、当該燃料電池 1の環境の違いによっては M E Aの拡散層の剥離や触媒の脱落などが生じることがあり、当該 M E Aの性能や耐久性が著しく低下するという問題もあった。

これに対し、本実施形態のセパレータ 2 0の場合には、上述したように凸リブ 2 1 aおよび凹溝 2 1 bの末端位置の位相を異ならせている結果、ガス折り返し部の肩 Rの位置が同一となり挟持寸法が過大となるのを抑えることが可能である。この結果、 M E Aの挟持寸法を最小化することが可能となるから、当該 M E Aの耐久性が劣化するの'を抑制できるという効果もある。なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では表裏一体型のセパレータ 2 0を例示して説明したがこれは好適な形態の一例に過ぎず、これ以外の構造、つまり表裏一体型でない構造のセパレータである場合にも本発明を適用することは可能である。

また、上述した実施形態では金属製のセパレ一タ（メタルセパレータ）を例示して説明したが、本発明の適用対象がこれに限定されるということではなく、例えばカーボンセパレータなど他の種類のセパレータにおいても本発明を適用することが可能である。産業上の利用可能性

本発明によれば、凸部と凹部とで形成される筋状ないしは線状の流体流路と、これら複数の流体流路に導入される反応ガスあるいは冷却水を分配するための分配流路との境界部分における差圧を低減することができる。

よって、本発明は、そのような要求のある燃料電池のセパレータに広く利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 反応ガスまたは冷却水を流通させるように形成された燃料電池のセパレータ'において、

当該セパレ一タの面に形成された隣接する凸部と凹部とで形成される筋状の流体流路と、

, 前記流体流路に向けて導入される流体をこれら流体流路に分配する分配流路と、を備えるとともに、

前記流体流路を構成する前記凸部の末端の位置と前記凹部の末端の位置とが当該流体流路の筋方向にずれている

燃料電池のセパレータ。

2 . 前記凹部の末端のほうが前記凸部の末端よりも前記分配流路側に位置している請求項 1に記載の燃料電池のセパレータ。

3 . 表裏一体型の構造である請求項 1または 2に記載の燃料電池のセパレ —タ。

4 . 前記分配流路に複数の突起が形成されている請求項 1から 3のいずれか一項に記載の燃料電池のセパレ一タ。

5 . 前記分配流路は、前記流体の折り返し部、導入部、排出部のいずれかである請求項 1から 4のいずれか一項に記載の燃料電池のセパレータ。

6 . 金属セパレ一タである請求項 1から 5のいずれか一項に記載の燃料電池のセパレータ。