JP2008186788A

JP2008186788A - Fuel cell

Info

Publication number: JP2008186788A
Application number: JP2007021657A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hotta; 裕堀田; Shogo Goto; 荘吾後藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP5223203B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell capable of increasing diffusion of reaction gas into a membrane-electrode assembly (MEA). <P>SOLUTION: The fuel cell 10 is equipped with an anode gas diffusion plate 310 made of a porous body having conductivity and a plurality of continuous pores, stacked on the MEA 320 and diffusing fuel gas in the MEA 320; and a separator 200 supplying fuel gas to the anode gas diffusion plate 310, and air gap parts 312, 314 demarcating a slit are formed in an upstream outer edge part and a downstream outer edge part of fuel gas diffusion flow in the anode gas diffusion plate 310. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電解質膜に触媒電極層を一体化した膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly、以下、「ＭＥＡ」という）を有する燃料電池の構造に関し、特に、ＭＥＡを備えるＭＥＡプレートと、そのＭＥＡプレートに燃料ガスおよび酸化ガス（本明細書では、これらのガスを「反応ガス」と総称する）を供給するセパレータとを積層した構造に関する。 The present invention relates to a structure of a fuel cell having a membrane electrode assembly (hereinafter referred to as “MEA”) in which a catalyst electrode layer is integrated with an electrolyte membrane, and in particular, an MEA plate including an MEA and the MEA plate And a separator for supplying a fuel gas and an oxidizing gas (herein, these gases are collectively referred to as “reactive gas”).

燃料電池の構造として、ＭＥＡプレートとセパレータとを交互に積層したものがある。ＭＥＡプレートと共に積層されるセパレータは、反応ガスをＭＥＡプレートに供給する機能の他、ＭＥＡプレートで生じた電気を集電する機能、ＭＥＡプレートでの反応熱を除去する冷却水を流す機能などを有する。 There is a fuel cell structure in which MEA plates and separators are alternately stacked. The separator stacked together with the MEA plate has a function of collecting electricity generated by the MEA plate, a function of supplying cooling water for removing reaction heat from the MEA plate, and the like in addition to a function of supplying the reaction gas to the MEA plate. .

従来、燃料電池のセパレータとしては、貫通孔を有する複数のプレートを積層することによって、反応ガスや冷却水を流す流路をセパレータ内部に形成したセパレータが提案されていた。次の特許文献１には、ＭＥＡプレートに反応ガスを流入させる供給口をセパレータ内部に形成された流路に沿って形成した三層セパレータが開示されている。 Conventionally, as a separator for a fuel cell, a separator has been proposed in which a plurality of plates having through-holes are stacked to form a flow path for allowing reaction gas and cooling water to flow inside the separator. The following Patent Document 1 discloses a three-layer separator in which a supply port for allowing a reaction gas to flow into an MEA plate is formed along a flow path formed inside the separator.

米国特許第５,７７０,３２７号明細書US Pat. No. 5,770,327

反応ガスや冷却水を流す内部流路が形成されたセパレータは、その内部流路の位置関係から、ＭＥＡプレートに反応ガスを流入させる供給口や、ＭＥＡプレートから反応ガスを流出させる排出口の配置に制約を受けるため、ＭＥＡプレートのＭＥＡに反応ガスを均一に拡散させることは困難であった。例えば、長方形に成形されたＭＥＡの一つの角の近傍に向けて供給口を配置し、その対角の近傍に向けて排出口を配置した場合、これらの角を直線的に結んだ領域に比べ、その他の角の近傍における反応ガスの拡散量は少なくなる。反応ガスの拡散が不均一であることは、ＭＥＡにおける電気化学反応のムラを生じさせ、ＭＥＡの劣化を早めてしまうという問題があった。 In the separator in which the internal flow path for flowing the reaction gas and cooling water is formed, the arrangement of the supply port for allowing the reaction gas to flow into the MEA plate and the discharge port for allowing the reaction gas to flow out from the MEA plate due to the positional relationship of the internal flow path. Therefore, it is difficult to uniformly diffuse the reaction gas into the MEA of the MEA plate. For example, when the supply port is arranged near one corner of the MEA formed into a rectangle and the discharge port is arranged near the opposite corner, compared to a region where these corners are connected linearly. The amount of reaction gas diffusion in the vicinity of other corners is reduced. The non-uniform diffusion of the reaction gas causes a non-uniformity of the electrochemical reaction in the MEA and has a problem that the deterioration of the MEA is accelerated.

本発明は、上記した課題を踏まえ、ＭＥＡに対する反応ガスの拡散性を向上させることができる燃料電池を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a fuel cell capable of improving the diffusibility of a reaction gas with respect to an MEA.

上述した課題を解決するため、本発明の一形態である燃料電池は、反応ガスを用いて電気化学的に発電する燃料電池であって、前記反応ガスの電気化学反応を促進させる触媒を含む電極層を、プロトン伝導性を有する電解質膜に積層した膜電極接合体と、導電性を有すると共に連続した複数の気孔を形成する多孔体から成り、前記膜電極接合体に接して積層され、前記反応ガスを前記膜電極接合体に拡散させるガス拡散プレートと、前記ガス拡散プレートに接して積層され、該ガス拡散プレートに前記反応ガスを供給するセパレータとを備え、前記ガス拡散プレートの外縁部のうち、前記反応ガスが拡散する流れの上流側に位置する第１の外縁部と、該下流側に位置する第２の外縁部との少なくとも一方に、前記気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部を形成したことを特徴とする。この燃料電池によれば、反応ガスの流れの上流部や下流部に画定された空隙は、ガス拡散プレート内部の連続気孔よりも圧力損失が低いため、上流部の空隙は、反応ガスをガス拡散プレートの内部へと流入させる領域を拡張し、下流部の空隙は、反応ガスをガス拡散プレートの内部から流出させる領域を拡張する。その結果、ガス拡散プレートにおける反応ガスの拡散性を向上させることができる。 In order to solve the above-described problems, a fuel cell according to an embodiment of the present invention is a fuel cell that generates electricity electrochemically using a reaction gas, and includes an electrode that includes a catalyst that promotes an electrochemical reaction of the reaction gas. The membrane electrode assembly is formed by laminating a layer on an electrolyte membrane having proton conductivity, and a porous body that has conductivity and forms a plurality of continuous pores, and is laminated in contact with the membrane electrode assembly, and the reaction A gas diffusion plate that diffuses gas into the membrane electrode assembly; and a separator that is laminated in contact with the gas diffusion plate and that supplies the reaction gas to the gas diffusion plate; A gap larger than the pores is defined in at least one of the first outer edge located on the upstream side of the flow in which the reaction gas diffuses and the second outer edge located on the downstream side. Characterized in that the formation of the that gap portion. According to this fuel cell, the air gaps defined in the upstream part and downstream part of the flow of the reaction gas have a lower pressure loss than the continuous pores inside the gas diffusion plate. The region where the gas flows into the plate is expanded, and the space in the downstream portion expands the region where the reaction gas flows out from the gas diffusion plate. As a result, the diffusibility of the reaction gas in the gas diffusion plate can be improved.

上述の燃料電池は、次の形態を採ることもできる。例えば、前記空隙部によって画定される空隙は、前記ガス拡散プレートを貫通する細隙を含むとしても良い。これによって、細隙（スリット）が延びる方向への反応ガスの拡散性を向上させることができる。 The fuel cell described above can also take the following form. For example, the gap defined by the gap may include a slit that penetrates the gas diffusion plate. Thereby, the diffusibility of the reaction gas in the direction in which the slit (slit) extends can be improved.

また、前記空隙部によって画定される空隙は、凹溝状の空隙を含むとしても良い。これによって、凹溝状の空隙が延びる方向への反応ガスの拡散性を向上させることができる。 The gap defined by the gap may include a concave groove-like gap. Thereby, the diffusibility of the reaction gas in the direction in which the concave groove-shaped gap extends can be improved.

また、前記空隙部によって画定される空隙は、断続的に延びた複数の空隙を含むとしても良い。これによって、反応ガスの拡散性を向上させつつ、空隙部の形成によってガス拡散プレートの強度が低下するのを抑制することができる。 Further, the gap defined by the gap portion may include a plurality of gaps extending intermittently. Thereby, it is possible to suppress the strength of the gas diffusion plate from being lowered due to the formation of the gap while improving the diffusibility of the reaction gas.

また、前記第１の外縁部に画定される空隙は、前記セパレータに形成され前記ガス拡散プレートに前記反応ガスを流入させる供給口に直接的に連通しても良い。これによって、供給口から直接的に上流部の空隙へと反応ガスが流入するため、上流部における反応ガスの拡散性を一層向上させることができる。 The gap defined in the first outer edge may be directly communicated with a supply port that is formed in the separator and allows the reaction gas to flow into the gas diffusion plate. As a result, the reaction gas flows directly from the supply port into the gap in the upstream portion, so that the diffusibility of the reaction gas in the upstream portion can be further improved.

また、前記第２の外縁部に画定される空隙は、前記セパレータに形成され前記ガス拡散プレートから前記反応ガスを流出させる排出口に直接的に連通しても良い。これによって、下流部の空隙から直接的に排出口へと反応ガスが流出するため、下流部における反応ガスの拡散性を一層向上させることができる。 Further, the gap defined in the second outer edge portion may be directly communicated with a discharge port formed in the separator and allowing the reaction gas to flow out from the gas diffusion plate. Thereby, since the reaction gas flows out directly from the gap in the downstream portion to the outlet, the diffusibility of the reaction gas in the downstream portion can be further improved.

また、前記空隙部によって画定される空隙は、前記第１および第２の外縁部にそれぞれ沿って互いに略同一の間隔を保って延びた空隙の組を含むとしても良い。これによって、上流部の空隙と下流部の空隙とに挟まれた領域において反応ガスの移動距離が略等しくなるため、反応ガスを一層均一に拡散させることができる。 The gap defined by the gap may include a set of gaps extending along the first and second outer edge portions at substantially the same interval. Accordingly, since the moving distance of the reaction gas becomes substantially equal in the region sandwiched between the upstream gap and the downstream gap, the reaction gas can be diffused more uniformly.

また、前記ガス拡散プレートの外縁に、前記気孔を塞ぐ閉塞部を形成しても良い。これによって、ガス拡散プレートの外周を介して拡散する反応ガスが抑制されるため、反応ガスを一層均一に拡散させることができる。 Moreover, you may form the obstruction | occlusion part which plugs up the said air | hole at the outer edge of the said gas diffusion plate. Accordingly, the reaction gas that diffuses through the outer periphery of the gas diffusion plate is suppressed, so that the reaction gas can be diffused more uniformly.

また、前記ガス拡散プレートは、燃料ガスを前記反応ガスとして拡散させるアノードガス拡散プレートと、酸化ガスを前記反応ガスとして拡散させるカソードガス拡散プレートとを含むとしても良い。これによって、燃料ガスおよび酸化ガスの両方の反応ガスについての拡散性を向上させることができる。 The gas diffusion plate may include an anode gas diffusion plate that diffuses fuel gas as the reaction gas, and a cathode gas diffusion plate that diffuses oxidation gas as the reaction gas. Thereby, the diffusibility about both the reactive gas of fuel gas and oxidizing gas can be improved.

また、本発明の形態は、燃料電池に限るものではなく、例えば、燃料電池のガス拡散プレート、燃料電池を製造する製造装置、燃料電池を備える車両などの種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。 In addition, the form of the present invention is not limited to the fuel cell, and can be applied to various forms such as a gas diffusion plate of a fuel cell, a manufacturing apparatus for manufacturing the fuel cell, and a vehicle equipped with the fuel cell. is there. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention.

以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下本発明を適用した燃料電池について説明する。 In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a fuel cell to which the present invention is applied will be described below.

Ａ．実施例：
Ａ−１．燃料電池の全体構成：
図１は、燃料電池１０の全体構成を示す説明図である。燃料電池１０は、燃料電池１０の外部から供給を受けた反応ガスの電気化学反応によって発電する。本実施例では、燃料電池１０は、固体高分子型の燃料電池を含む。本実施例では、燃料電池１０で用いられる反応ガスは、水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガスとを含む。燃料電池１０で用いられる燃料ガスは、水素タンクや水素吸蔵合金に貯蔵した水素ガスであっても良いし、炭化水素系燃料を改質して得られる水素ガスであっても良い。燃料電池１０で用いられる酸化ガスは、例えば、外気から取り込んだ空気を用いることができる。 A. Example:
A-1. Overall configuration of the fuel cell:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the fuel cell 10. The fuel cell 10 generates power by an electrochemical reaction of a reaction gas supplied from the outside of the fuel cell 10. In this embodiment, the fuel cell 10 includes a polymer electrolyte fuel cell. In the present embodiment, the reaction gas used in the fuel cell 10 includes a fuel gas containing hydrogen and an oxidizing gas containing oxygen. The fuel gas used in the fuel cell 10 may be a hydrogen gas stored in a hydrogen tank or a hydrogen storage alloy, or a hydrogen gas obtained by reforming a hydrocarbon fuel. As the oxidizing gas used in the fuel cell 10, for example, air taken from outside air can be used.

本実施例では、燃料電池１０は、燃料ガスを循環して再利用する循環方式の燃料電池である。燃料電池１０に供給された燃料ガスは、電気化学反応の進行に伴って、水素濃度が低下し、アノードオフガスとして燃料電池１０の外部に排出される。本実施例では、アノードオフガスは、燃料ガスとして再利用される。燃料電池１０に供給された酸化ガスは、電気化学反応の進行に伴って、酸素濃度が低下し、カソードオフガスとして燃料電池１０の外部に排出される。 In this embodiment, the fuel cell 10 is a circulation type fuel cell that circulates and reuses fuel gas. The fuel gas supplied to the fuel cell 10 decreases in hydrogen concentration as the electrochemical reaction proceeds, and is discharged outside the fuel cell 10 as an anode off-gas. In this embodiment, the anode off gas is reused as fuel gas. The oxidizing gas supplied to the fuel cell 10 decreases in oxygen concentration as the electrochemical reaction proceeds, and is discharged to the outside of the fuel cell 10 as a cathode off gas.

図１に示すように、燃料電池１０は、膜電極接合体（ＭＥＡ）３２０を有するＭＥＡプレート３００と、ＭＥＡプレート３００に反応ガスを供給するセパレータ２００とを交互に複数積層することによって、ＭＥＡプレート３００を二つのセパレータ２００で挟み込んだスタック構造を有する。燃料電池１０は、交互に複数積層されたセパレータ２００およびＭＥＡプレート３００を両側から挟持するエンドプレート１００，４００を備える。本実施例では、エンドプレート１００，４００、セパレータ２００、ＭＥＡプレート３００は、略同一の長方形に成形された板状部材であり、燃料電池１０は、その長方形を断面とする直方体となる。 As shown in FIG. 1, the fuel cell 10 includes an MEA plate by alternately laminating a plurality of MEA plates 300 having a membrane electrode assembly (MEA) 320 and separators 200 that supply reaction gas to the MEA plate 300. It has a stack structure in which 300 is sandwiched between two separators 200. The fuel cell 10 includes end plates 100 and 400 that sandwich separators 200 and MEA plates 300 that are alternately stacked. In the present embodiment, the end plates 100 and 400, the separator 200, and the MEA plate 300 are plate-like members formed in substantially the same rectangle, and the fuel cell 10 is a rectangular parallelepiped having a cross section of the rectangle.

燃料電池１０を構成するエンドプレート１００、セパレータ２００、ＭＥＡプレート３００の各部材は、隣接する部材間で相互に連通する複数の貫通孔を有し、これら複数の貫通孔が連通し合うことによって複数の流路が燃料電池１０の内部に形成される。本実施例では、燃料電池１０の内部に形成される流路は、燃料電池１０に供給された燃料ガスを流す流路（図１では、その流れ方向を矢印Ｈ＿ＩＮで示す）と、燃料電池１０から排出されるアノードオフガスを流す流路（図１では、その流れ方向を矢印Ｈ＿ＯＵＴで示す）と、燃料電池１０に供給された酸化ガスを流す流路（図１では、その流れ方向を矢印Ａ＿ＩＮで示す）と、燃料電池１０から排出されるカソードオフガスを流す流路（図１では、その流れ方向を矢印Ａ＿ＯＵＴで示す）と、燃料電池１０に供給された冷却水を流す流路（図１では、その流れ方向を矢印Ｗ＿ＩＮで示す）と、燃料電池１０から排出される冷却水を流す流路（図１では、その流れ方向を矢印Ｗ＿ＯＵＴで示す）とを含む。本実施例では、エンドプレート１００に設けられた複数の貫通孔を介して、燃料ガスの供給、アノードオフガスの排出、酸化ガスの供給、カソードオフガスの排出、冷却水の供給、冷却水の排出が、燃料電池１０の内部に対して行われる。 Each member of the end plate 100, the separator 200, and the MEA plate 300 constituting the fuel cell 10 has a plurality of through-holes communicating with each other between adjacent members, and a plurality of these through-holes communicate with each other. Is formed inside the fuel cell 10. In the present embodiment, the flow path formed inside the fuel cell 10 includes a flow path for flowing the fuel gas supplied to the fuel cell 10 (in FIG. 1, the flow direction is indicated by an arrow H_IN), and the fuel cell 10. A flow path for flowing the anode off gas discharged from the gas (in FIG. 1, the flow direction is indicated by an arrow H_OUT), and a flow path for flowing the oxidizing gas supplied to the fuel cell 10 (in FIG. 1, the flow direction is indicated by the arrow A_IN). ), A flow path for flowing the cathode off-gas discharged from the fuel cell 10 (in FIG. 1, the flow direction is indicated by an arrow A_OUT), and a flow path for flowing the cooling water supplied to the fuel cell 10 (FIG. 1). Then, the flow direction is indicated by an arrow W_IN) and a flow path for flowing cooling water discharged from the fuel cell 10 (in FIG. 1, the flow direction is indicated by an arrow W_OUT). In this embodiment, fuel gas supply, anode off-gas discharge, oxidizing gas supply, cathode off-gas discharge, cooling water supply, and cooling water discharge are performed through a plurality of through holes provided in the end plate 100. This is performed on the inside of the fuel cell 10.

燃料電池１０のセパレータ２００は、反応ガスをＭＥＡプレート３００に供給する機能、ＭＥＡプレート３００で生じた電気を集電する機能、ＭＥＡプレート３００での反応熱を除去する冷却水を流す機能を備える。セパレータ２００は、発電された電気を集電するのに十分な導電性を有すると共に、反応ガスおよび冷却水を流す上で十分な耐久性，耐熱性，ガス不透過性を有する材料から成る。本実施例では、セパレータ２００の材料として、ステンレスが用いられるが、チタン，チタン合金などの金属の他、カーボン樹脂，導電性セラミックスであっても良い。本実施例では、セパレータ２００は、三枚の平坦な薄板を積層して構成される三層積層型のセパレータであり、セパレータ２００は、三枚の薄板として、カソードプレート２１０と、アノードプレート２３０と、中間プレート２２０とを備える。 The separator 200 of the fuel cell 10 has a function of supplying a reaction gas to the MEA plate 300, a function of collecting electricity generated by the MEA plate 300, and a function of flowing cooling water for removing reaction heat from the MEA plate 300. The separator 200 is made of a material that has sufficient conductivity to collect the generated electricity and has sufficient durability, heat resistance, and gas impermeability for flowing the reaction gas and cooling water. In this embodiment, stainless steel is used as the material of the separator 200, but in addition to metals such as titanium and titanium alloys, carbon resin and conductive ceramics may be used. In this embodiment, the separator 200 is a three-layer stacked separator configured by laminating three flat thin plates. The separator 200 is formed of three thin plates as a cathode plate 210, an anode plate 230, The intermediate plate 220 is provided.

セパレータ２００のカソードプレート２１０は、セパレータ２００の一部としてＭＥＡプレート３００のカソード側に接するカソード積層面を構成すると共に、そのカソード積層面にカソード供給口２１７およびカソード排出口２１８を形成する。カソードプレート２１０のカソード供給口２１７は、ＭＥＡプレート３００のカソード側に対して酸化ガスを供給する。カソードプレート２１０のカソード排出口２１８は、ＭＥＡプレート３００のカソード側からカソードオフガスを排出する。カソードプレート２１０は、カソード供給口２１７およびカソード排出口２１８に加え、燃料電池１０の内部流路の一部を構成する複数の流路を形成し、本実施例では、これら複数の流路は、カソードプレート２１０に複数の貫通孔を成形することによって構成される。 The cathode plate 210 of the separator 200 constitutes a cathode laminated surface in contact with the cathode side of the MEA plate 300 as a part of the separator 200, and forms a cathode supply port 217 and a cathode discharge port 218 on the cathode laminated surface. The cathode supply port 217 of the cathode plate 210 supplies an oxidizing gas to the cathode side of the MEA plate 300. The cathode discharge port 218 of the cathode plate 210 discharges the cathode off gas from the cathode side of the MEA plate 300. In addition to the cathode supply port 217 and the cathode discharge port 218, the cathode plate 210 forms a plurality of channels that constitute a part of the internal channel of the fuel cell 10, and in the present embodiment, the plurality of channels are The cathode plate 210 is formed by forming a plurality of through holes.

セパレータ２００のアノードプレート２３０は、セパレータ２００の一部としてＭＥＡプレート３００のアノード側に接するアノード積層面を構成すると共に、そのアノード積層面にアノード供給口２３７およびアノード排出口２３８を形成する。アノードプレート２３０のアノード供給口２３７は、ＭＥＡプレート３００のアノード側に対して燃料ガスを供給する。アノードプレート２３０のアノード排出口２３８は、ＭＥＡプレート３００のアノード側からアノードオフガスを排出する。アノードプレート２３０は、アノード供給口２３７およびアノード排出口２３８に加え、燃料電池１０の内部流路の一部を構成する複数の流路を形成し、本実施例では、これら複数の流路は、アノードプレート２３０に複数の貫通孔を成形することによって構成される。 The anode plate 230 of the separator 200 constitutes an anode laminated surface in contact with the anode side of the MEA plate 300 as a part of the separator 200, and an anode supply port 237 and an anode outlet 238 are formed on the anode laminated surface. The anode supply port 237 of the anode plate 230 supplies fuel gas to the anode side of the MEA plate 300. The anode discharge port 238 of the anode plate 230 discharges the anode off gas from the anode side of the MEA plate 300. In addition to the anode supply port 237 and the anode discharge port 238, the anode plate 230 forms a plurality of channels that constitute a part of the internal channels of the fuel cell 10, and in the present embodiment, these plurality of channels are The anode plate 230 is formed by forming a plurality of through holes.

セパレータ２００の中間プレート２２０は、カソードプレート２１０とアノードプレート２３０との間に挟持されセパレータ２００の内部に流路２２１，２２２，２２３，２２４，２２５を形成する。中間プレート２２０の流路２２１は、矢印Ｈ＿ＩＮで示す方向に流れる燃料ガスの一部を、アノードプレート２３０のアノード供給口２３７へと分流させる。中間プレート２２０の流路２２２は、アノードプレート２３０のアノード排出口２３８から排出されるアノードオフガスを、矢印Ｈ＿ＯＵＴで示す方向に流れるアノードオフガスへと合流させる。中間プレート２２０の流路２２３は、矢印Ａ＿ＩＮで示す方向に流れる酸化ガスの一部を、カソードプレート２１０のカソード供給口２１７へと分流させる。中間プレート２２０の流路２２４は、カソードプレート２１０のカソード排出口２１８から排出されるカソードオフガスを、矢印Ａ＿ＯＵＴで示す方向に流れるカソードオフガスへと合流させる。中間プレート２２０の流路２２５は、矢印Ｗ＿ＩＮで示す方向に流れる冷却水の一部を、セパレータ２００の内部へと分流させると共に、その分流した冷却水を、矢印Ｗ＿ＯＵＴで示す方向に流れる冷却水へと合流させる。本実施例では、流路２２１，２２２，２２３，２２４，２２５は、中間プレート２２０に複数の貫通孔を成形することによって構成される。 The intermediate plate 220 of the separator 200 is sandwiched between the cathode plate 210 and the anode plate 230 and forms flow paths 221, 222, 223, 224, and 225 inside the separator 200. The flow path 221 of the intermediate plate 220 diverts part of the fuel gas flowing in the direction indicated by the arrow H_IN to the anode supply port 237 of the anode plate 230. The flow path 222 of the intermediate plate 220 joins the anode off gas discharged from the anode discharge port 238 of the anode plate 230 to the anode off gas flowing in the direction indicated by the arrow H_OUT. The flow path 223 of the intermediate plate 220 diverts part of the oxidizing gas flowing in the direction indicated by the arrow A_IN to the cathode supply port 217 of the cathode plate 210. The flow path 224 of the intermediate plate 220 joins the cathode offgas discharged from the cathode discharge port 218 of the cathode plate 210 to the cathode offgas flowing in the direction indicated by the arrow A_OUT. The flow path 225 of the intermediate plate 220 diverts a part of the cooling water flowing in the direction indicated by the arrow W_IN to the inside of the separator 200, and the diverted cooling water flows to the cooling water flowing in the direction indicated by the arrow W_OUT. And join. In the present embodiment, the flow paths 221, 222, 223, 224, and 225 are configured by forming a plurality of through holes in the intermediate plate 220.

図２は、二つのセパレータ２００に挟持されたＭＥＡプレート３００を、図１に示すＡ−Ａ断面で二つのセパレータ２００と共に切断した断面を示す説明図である。図３は、二つのセパレータ２００に挟持されたＭＥＡプレート３００を、図１に示すＢ−Ｂ断面で二つのセパレータ２００と共に切断した断面を示す説明図である。燃料電池１０のＭＥＡプレート３００は、ＭＥＡ３２０に加え、ＭＥＡ３２０のアノード側の面に燃料ガスを拡散させるアノードガス拡散プレート３１０と、ＭＥＡ３２０のカソード側の面に酸化ガスを拡散させるカソードガス拡散プレート３３０と、燃料電池１０の外部に反応ガスが漏れるのを防止するシールガスケット３４０とを備える。 FIG. 2 is an explanatory view showing a cross section of the MEA plate 300 sandwiched between the two separators 200 along with the two separators 200 along the AA cross section shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing a cross section of the MEA plate 300 sandwiched between two separators 200 along with the two separators 200 along the BB cross section shown in FIG. In addition to the MEA 320, the MEA plate 300 of the fuel cell 10 includes an anode gas diffusion plate 310 that diffuses fuel gas on the anode side surface of the MEA 320, and a cathode gas diffusion plate 330 that diffuses oxidation gas on the cathode side surface of the MEA 320. And a sealing gasket 340 for preventing the reaction gas from leaking outside the fuel cell 10.

ＭＥＡプレート３００のＭＥＡ３２０は、電解質膜３２１と、アノード触媒層３２２と、カソード触媒層３２３と、アノードガス拡散層３２６と、カソードガス拡散層３２７とを備える。本実施例では、ＭＥＡ３２０は、セパレータ２００よりも小さな長方形に成形されている。ＭＥＡ３２０の電解質膜３２１は、プロトン伝導性を有するプロトン伝導体から成り、例えば、パーフルオロスルホン酸イオン交換膜であっても良い。アノード触媒層３２２およびアノードガス拡散層３２６は、アノード側のアノード電極層を構成し、カソード触媒層３２３およびカソードガス拡散層３２７は、カソード側のカソード電極層を構成する。 The MEA 320 of the MEA plate 300 includes an electrolyte membrane 321, an anode catalyst layer 322, a cathode catalyst layer 323, an anode gas diffusion layer 326, and a cathode gas diffusion layer 327. In this embodiment, the MEA 320 is formed in a rectangle smaller than the separator 200. The electrolyte membrane 321 of the MEA 320 is made of a proton conductor having proton conductivity, and may be, for example, a perfluorosulfonic acid ion exchange membrane. The anode catalyst layer 322 and the anode gas diffusion layer 326 constitute an anode electrode layer on the anode side, and the cathode catalyst layer 323 and the cathode gas diffusion layer 327 constitute a cathode electrode layer on the cathode side.

ＭＥＡ３２０のアノード触媒層３２２およびカソード触媒層３２３は、電解質膜３２１における反応ガスの電気化学反応を促進させる。アノード触媒層３２２は、電解質膜３２１のアノード側の面に接して積層され、カソード触媒層３２３は、電解質膜３２１のカソード側の面に接して積層される。アノード触媒層３２２およびカソード触媒層３２３は、ガス透過性および導電性を有する材料から成り、例えば、白金や白金合金を担持したカーボンブラック担体であっても良い。 The anode catalyst layer 322 and the cathode catalyst layer 323 of the MEA 320 promote the electrochemical reaction of the reaction gas in the electrolyte membrane 321. The anode catalyst layer 322 is laminated in contact with the anode side surface of the electrolyte membrane 321, and the cathode catalyst layer 323 is laminated in contact with the cathode side surface of the electrolyte membrane 321. The anode catalyst layer 322 and the cathode catalyst layer 323 are made of a material having gas permeability and conductivity, and may be, for example, a carbon black support carrying platinum or a platinum alloy.

ＭＥＡ３２０のアノードガス拡散層３２６は、アノード触媒層３２２に接して積層され、アノード触媒層３２２に燃料ガスを拡散させる。ＭＥＡ３２０のカソードガス拡散層３２７は、カソード触媒層３２３に接して積層され、カソード触媒層３２３に酸化ガスを拡散させる。アノードガス拡散層３２６およびカソードガス拡散層３２７は、ガス透過性および導電性を有する材料から成り、例えば、カーボン製の多孔体であるカーボンクロスやカーボンペーパであっても良い。 The anode gas diffusion layer 326 of the MEA 320 is laminated in contact with the anode catalyst layer 322 and diffuses the fuel gas into the anode catalyst layer 322. The cathode gas diffusion layer 327 of the MEA 320 is laminated in contact with the cathode catalyst layer 323 and diffuses the oxidizing gas into the cathode catalyst layer 323. The anode gas diffusion layer 326 and the cathode gas diffusion layer 327 are made of a material having gas permeability and conductivity, and may be, for example, carbon cloth or carbon paper which is a carbon porous body.

ＭＥＡプレート３００のアノードガス拡散プレート３１０は、本実施例では、ＭＥＡ３２０と略同一の長方形に成形された板状部材である。アノードガス拡散プレート３１０は、ＭＥＡ３２０とセパレータ２００との間を導電するのに十分な導電性を有すると共に、燃料ガスを透過するのに十分な連続した複数の気孔を形成する多孔体から成る。本実施例では、アノードガス拡散プレート３１０は、発泡金属から成るが、他の実施形態として、金属メッシュであっても良い。本実施例では、アノードガス拡散プレート３１０には、アノードガス拡散プレート３１０の外縁における気効率を小さくする閉塞部３１８が設けられている。本実施例では、閉塞部３１８は、長方形に成形された多孔体の外縁に、シリコンゴム，ブチルゴム，フッ素ゴムなど、ガス不透過な樹脂材料を含浸させ多孔体の気孔を塞ぐことによって形成される。他の実施形態として、閉塞部３１８は、多孔体を製造する際に、外縁に相当する部位における金属材料の量を増やすことによって形成されても良いし、外縁に相当する部位における発泡剤の量を減らすことによって形成されても良いし、外縁に相当する部位に外力を加えて気孔を潰すことによって形成されても良い。 In this embodiment, the anode gas diffusion plate 310 of the MEA plate 300 is a plate-like member that is formed in a substantially same rectangle as the MEA 320. The anode gas diffusion plate 310 is made of a porous body that has sufficient conductivity to conduct electricity between the MEA 320 and the separator 200 and forms a plurality of continuous pores sufficient to allow the fuel gas to pass therethrough. In this embodiment, the anode gas diffusion plate 310 is made of a foam metal, but may be a metal mesh as another embodiment. In this embodiment, the anode gas diffusion plate 310 is provided with a blocking portion 318 that reduces the air efficiency at the outer edge of the anode gas diffusion plate 310. In this embodiment, the blocking portion 318 is formed by impregnating a gas-impermeable resin material such as silicon rubber, butyl rubber, or fluorine rubber at the outer edge of a rectangular porous body so as to close the pores of the porous body. . As another embodiment, the blocking portion 318 may be formed by increasing the amount of the metal material in the portion corresponding to the outer edge when manufacturing the porous body, or the amount of the foaming agent in the portion corresponding to the outer edge. It may be formed by reducing the thickness, or may be formed by crushing the pores by applying an external force to a portion corresponding to the outer edge.

図２に示すように、アノードガス拡散プレート３１０には、アノードガス拡散プレート３１０を構成する多孔体の気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部３１２，３１４が設けられている。アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１２は、燃料ガスが拡散する流れの上流側に位置し、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１４は、燃料ガスが拡散する流れの下流側に位置する。本実施例では、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１２，３１４は、アノードガス拡散プレート３１０を貫通する細隙（スリット）を画定する。 As shown in FIG. 2, the anode gas diffusion plate 310 is provided with void portions 312 and 314 that define voids larger than the pores of the porous body constituting the anode gas diffusion plate 310. The gap 312 of the anode gas diffusion plate 310 is located upstream of the flow in which the fuel gas diffuses, and the gap 314 of the anode gas diffusion plate 310 is located downstream of the flow in which the fuel gas diffuses. In the present embodiment, the gap portions 312 and 314 of the anode gas diffusion plate 310 define a slit (slit) penetrating the anode gas diffusion plate 310.

アノードガス拡散プレート３１０は、ＭＥＡ３２０のアノードガス拡散層３２６に接して積層されると共に、ＭＥＡプレート３００がセパレータ２００に挟持された状態で、セパレータ２００のアノードプレート２３０に当接して、アノードプレート２３０のアノード供給口２３７から供給された燃料ガスを、ＭＥＡ３２０のアノードガス拡散層３２６に拡散させる。アノードガス拡散プレート３１０によって拡散された燃料ガスは、アノードオフガスとして、アノードプレート２３０のアノード排出口２３８を介してアノードガス拡散プレート３１０から排出される。アノードガス拡散プレート３１０の詳細構成については後述する。 The anode gas diffusion plate 310 is laminated in contact with the anode gas diffusion layer 326 of the MEA 320, and in contact with the anode plate 230 of the separator 200 with the MEA plate 300 being sandwiched between the separators 200, The fuel gas supplied from the anode supply port 237 is diffused into the anode gas diffusion layer 326 of the MEA 320. The fuel gas diffused by the anode gas diffusion plate 310 is discharged from the anode gas diffusion plate 310 through the anode discharge port 238 of the anode plate 230 as an anode off gas. The detailed configuration of the anode gas diffusion plate 310 will be described later.

ＭＥＡプレート３００のカソードガス拡散プレート３３０は、本実施例では、ＭＥＡ３２０と略同一の長方形に成形された板状部材である。カソードガス拡散プレート３３０は、ＭＥＡ３２０とセパレータ２００との間を導電するのに十分な導電性を有すると共に、酸化ガスを透過するのに十分な連続した複数の気孔を形成する多孔体から成る。本実施例では、カソードガス拡散プレート３３０は、発砲金属から成るが、他の実施形態として、金属メッシュであっても良い。本実施例では、カソードガス拡散プレート３３０には、カソードガス拡散プレート３３０の外縁における気効率を小さくする閉塞部３３８が設けられている。本実施例では、閉塞部３３８は、長方形に成形された多孔体の外縁に、シリコンゴム，ブチルゴム，フッ素ゴムなど、ガス不透過な樹脂材料を含浸させ多孔体の気孔を塞ぐことによって形成される。他の実施形態として、閉塞部３３８は、多孔体を製造する際に、外縁に相当する部位における金属材料の量を増やすことによって形成されても良いし、外縁に相当する部位における発泡剤の量を減らすことによって形成されても良いし、外縁に相当する部位に外力を加えて気孔を潰すことによって形成されても良い。 In the present embodiment, the cathode gas diffusion plate 330 of the MEA plate 300 is a plate-like member that is formed into a substantially same rectangle as the MEA 320. The cathode gas diffusion plate 330 is made of a porous body that has sufficient conductivity to conduct electricity between the MEA 320 and the separator 200 and forms a plurality of continuous pores sufficient to transmit the oxidizing gas. In this embodiment, the cathode gas diffusion plate 330 is made of a foam metal, but as another embodiment, a metal mesh may be used. In the present embodiment, the cathode gas diffusion plate 330 is provided with a blocking portion 338 that reduces the air efficiency at the outer edge of the cathode gas diffusion plate 330. In this embodiment, the blocking portion 338 is formed by impregnating a gas-impermeable resin material such as silicon rubber, butyl rubber, or fluorine rubber at the outer edge of the rectangular porous body so as to close the pores of the porous body. . As another embodiment, the closed portion 338 may be formed by increasing the amount of the metal material in the portion corresponding to the outer edge when manufacturing the porous body, or the amount of the foaming agent in the portion corresponding to the outer edge. It may be formed by reducing the thickness, or may be formed by crushing the pores by applying an external force to a portion corresponding to the outer edge.

図３に示すように、カソードガス拡散プレート３３０には、カソードガス拡散プレート３３０を構成する多孔体の気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部３３２，３３４が設けられている。カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３２は、酸化ガスが拡散する流れの上流側に位置し、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３４は、酸化ガスが拡散する流れの下流側に位置する。本実施例では、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３２，３３４は、カソードガス拡散プレート３３０を貫通する細隙（スリット）を画定する。 As shown in FIG. 3, the cathode gas diffusion plate 330 is provided with void portions 332 and 334 that define voids larger than the pores of the porous body constituting the cathode gas diffusion plate 330. The gap 332 of the cathode gas diffusion plate 330 is located upstream of the flow in which the oxidizing gas diffuses, and the gap 334 of the cathode gas diffusion plate 330 is located downstream of the flow in which the oxidation gas diffuses. In the present embodiment, the gaps 332 and 334 of the cathode gas diffusion plate 330 define a slit (slit) penetrating the cathode gas diffusion plate 330.

カソードガス拡散プレート３３０は、ＭＥＡ３２０のカソードガス拡散層３２７に接して積層されると共に、ＭＥＡプレート３００がセパレータ２００に挟持された状態で、セパレータ２００のカソードプレート２１０に当接して、カソードプレート２１０のカソード供給口２１７から供給された酸化ガスを、ＭＥＡ３２０のカソードガス拡散層３２７に拡散させる。カソードガス拡散プレート３３０によって拡散された酸化ガスは、カソードオフガスとして、カソードプレート２１０のカソード排出口２１８を介してカソードガス拡散プレート３３０から排出される。カソードガス拡散プレート３３０の詳細構成については後述する。 The cathode gas diffusion plate 330 is stacked in contact with the cathode gas diffusion layer 327 of the MEA 320, and in contact with the cathode plate 210 of the separator 200 in a state where the MEA plate 300 is sandwiched between the separators 200, The oxidizing gas supplied from the cathode supply port 217 is diffused into the cathode gas diffusion layer 327 of the MEA 320. The oxidizing gas diffused by the cathode gas diffusion plate 330 is discharged from the cathode gas diffusion plate 330 through the cathode discharge port 218 of the cathode plate 210 as a cathode off gas. The detailed configuration of the cathode gas diffusion plate 330 will be described later.

ＭＥＡプレート３００のシールガスケット３４０は、ＭＥＡ３２０，アノードガス拡散プレート３１０，カソードガス拡散プレート３３０を中央部に取り囲む状態で、セパレータ２００と略同一の長方形に成形され、その中央部を避けて、燃料電池１０の内部流路の一部を構成する貫通孔を有する。本実施例では、シールガスケット３４０は、シリコンゴム，ブチルゴム，フッ素ゴムなど、弾性を有するゴム製の絶縁性樹脂材料から成る。ＭＥＡプレート３００がセパレータ２００に挟持された状態で、シールガスケット３４０は、ＭＥＡプレート３００を挟む二つのセパレータ２００の間にＭＥＡ３２０，アノードガス拡散プレート３１０，カソードガス拡散プレート３３０を密封する。シールガスケット３４０は、ＭＥＡ３２０や貫通孔の周囲に凸部を有し、その凸部は、ＭＥＡプレート３００がセパレータ２００に挟持された状態で、反応ガスや冷却水が燃料電池１０の外部に漏れるのを防止するシールラインＳＬを形成する。 The seal gasket 340 of the MEA plate 300 is formed in a rectangle substantially the same as the separator 200 in a state of surrounding the MEA 320, the anode gas diffusion plate 310, and the cathode gas diffusion plate 330 at the center, and avoids the center to avoid the fuel cell. It has a through hole that constitutes a part of the ten internal flow paths. In this embodiment, the seal gasket 340 is made of an insulating resin material made of rubber having elasticity such as silicon rubber, butyl rubber, and fluorine rubber. In a state where the MEA plate 300 is sandwiched between the separators 200, the seal gasket 340 seals the MEA 320, the anode gas diffusion plate 310, and the cathode gas diffusion plate 330 between the two separators 200 that sandwich the MEA plate 300. The seal gasket 340 has protrusions around the MEA 320 and the through hole, and the protrusions allow the reaction gas and cooling water to leak out of the fuel cell 10 with the MEA plate 300 sandwiched between the separators 200. The seal line SL is prevented.

Ａ−２．アノードガス拡散プレート３１０およびカソードガス拡散プレート３３０の詳細構成：
図４は、アノードガス拡散プレート３１０およびカソードガス拡散プレート３３０におけるセパレータ側に当接する積層面を示す説明図である。本実施例では、アノードガス拡散プレート３１０およびカソードガス拡散プレート３３０は、同一の部材であり、図４では、アノードガス拡散プレート３１０に関する符号に付された括弧内の符号は、対応するカソードガス拡散プレート３３０に関する符号を示す。 A-2. Detailed configuration of anode gas diffusion plate 310 and cathode gas diffusion plate 330:
FIG. 4 is an explanatory view showing a laminated surface in contact with the separator side in the anode gas diffusion plate 310 and the cathode gas diffusion plate 330. In this embodiment, the anode gas diffusion plate 310 and the cathode gas diffusion plate 330 are the same member. In FIG. 4, the reference numerals in parentheses attached to the reference numerals for the anode gas diffusion plate 310 indicate the corresponding cathode gas diffusion plates. Reference numerals relating to the plate 330 are shown.

図４に示すように、本実施例では、ＭＥＡプレート３００がセパレータ２００に挟持された場合、長方形の板状に成形されたアノードガス拡散プレート３１０は、その長方形の四つの辺のうち一方の長辺Ｓ１に沿った外縁部３１７で、セパレータ２００のアノード供給口２３７と接すると共に、他方の長辺Ｓ２に沿った外縁部３１９で、セパレータ２００のアノード排出口２３８と接する。本実施例では、アノードガス拡散プレート３１０は、外縁部３１７における一方の短辺Ｓ３寄りの部位でアノード供給口２３７と接すると共に、外縁部３１９における他方の短辺Ｓ４寄りの部位でアノード排出口２３８と接する。 As shown in FIG. 4, in the present embodiment, when the MEA plate 300 is sandwiched between the separators 200, the anode gas diffusion plate 310 formed into a rectangular plate shape has one of the four sides of the rectangle. The outer edge portion 317 along the side S1 is in contact with the anode supply port 237 of the separator 200, and the outer edge portion 319 along the other long side S2 is in contact with the anode discharge port 238 of the separator 200. In the present embodiment, the anode gas diffusion plate 310 is in contact with the anode supply port 237 at a portion near one short side S3 in the outer edge portion 317, and the anode discharge port 238 at a portion near the other short side S4 in the outer edge portion 319. Touch.

アノードガス拡散プレート３１０には、前述したように、アノードガス拡散プレート３１０を構成する多孔体の気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部３１２，３１４が設けられ、閉塞部３１８がアノードガス拡散プレート３１０の外縁に亘って設けられている。本実施例では、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１２によって画定されるスリットは、外縁部３１７においてセパレータ２００のアノード供給口２３７に接する短辺Ｓ３寄りの部位から、他方の短辺Ｓ４寄りの部位に亘って連続して延びた貫通孔であり、アノード供給口２３７に直接的に連通する。本実施例では、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１４によって画定されるスリットは、外縁部３１９においてセパレータ２００のアノード排出口２３８に接する短辺Ｓ４寄りの部位から、他方の短辺Ｓ３寄りの部位に亘って連続して延びた貫通孔であり、アノード排出口２３８に直接的に連通する。本実施例では、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１２，３１４によって画定される二つのスリットは、互いに略同一の間隔を保って略平行に延びた空隙の組を構成する。 As described above, the anode gas diffusion plate 310 is provided with the gap portions 312 and 314 that define voids larger than the pores of the porous body constituting the anode gas diffusion plate 310, and the blocking portion 318 is the anode gas diffusion plate 310. It is provided over the outer edge. In this embodiment, the slit defined by the gap portion 312 of the anode gas diffusion plate 310 is a portion near the short side S3 that is in contact with the anode supply port 237 of the separator 200 at the outer edge portion 317 and a portion near the other short side S4. Is a through hole continuously extending over the anode and communicates directly with the anode supply port 237. In this embodiment, the slit defined by the gap portion 314 of the anode gas diffusion plate 310 is a portion near the short side S4 that contacts the anode discharge port 238 of the separator 200 at the outer edge portion 319, and a portion near the other short side S3. Is a through-hole extending continuously over the anode and communicates directly with the anode outlet 238. In the present embodiment, the two slits defined by the gap portions 312 and 314 of the anode gas diffusion plate 310 constitute a set of gaps extending substantially in parallel with each other at substantially the same interval.

図４に示すように、本実施例では、ＭＥＡプレート３００がセパレータ２００に挟持された場合、長方形の板状に成形されたカソードガス拡散プレート３３０は、その長方形の四つの辺のうち一方の長辺Ｓ１に沿った外縁部３３７で、セパレータ２００のカソード供給口２１７と接すると共に、他方の長辺Ｓ２に沿った外縁部３３９で、セパレータ２００のカソード排出口２１８と接する。本実施例では、カソードガス拡散プレート３３０は、外縁部３３７における一方の短辺Ｓ３寄りの部位でカソード供給口２１７と接すると共に、外縁部３３９における他方の短辺Ｓ４寄りの部位でカソード排出口２１８と接する。 As shown in FIG. 4, in this embodiment, when the MEA plate 300 is sandwiched between the separators 200, the cathode gas diffusion plate 330 formed into a rectangular plate shape has one of the four sides of the rectangle. The outer edge portion 337 along the side S1 is in contact with the cathode supply port 217 of the separator 200, and the outer edge portion 339 along the other long side S2 is in contact with the cathode discharge port 218 of the separator 200. In the present embodiment, the cathode gas diffusion plate 330 is in contact with the cathode supply port 217 at a portion near the one short side S3 in the outer edge portion 337, and at the portion near the other short side S4 in the outer edge portion 339. Touch.

カソードガス拡散プレート３３０には、前述したように、カソードガス拡散プレート３３０を構成する多孔体の気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部３３２，３３４が設けられ、閉塞部３３８がカソードガス拡散プレート３３０の外縁に亘って設けられている。本実施例では、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３２によって画定されるスリットは、外縁部３３７においてセパレータ２００のカソード供給口２１７に接する短辺Ｓ３寄りの部位から、他方の短辺Ｓ４寄りの部位に亘って連続して延びた貫通孔であり、カソード供給口２１７に直接的に連通する。本実施例では、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３４によって画定されるスリットは、外縁部３３９においてセパレータ２００のカソード排出口２１８に接する短辺Ｓ４寄りの部位から、他方の短辺Ｓ３寄りの部位に亘って連続して延びた貫通孔であり、カソード排出口２１８に直接的に連通する。本実施例では、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３２，３３４によって画定される二つのスリットは、互いに略同一の間隔を保って略平行に延びた空隙の組を構成する。 As described above, the cathode gas diffusion plate 330 is provided with the gap portions 332 and 334 that define voids larger than the pores of the porous body constituting the cathode gas diffusion plate 330, and the blocking portion 338 is the cathode gas diffusion plate 330. It is provided over the outer edge. In this embodiment, the slit defined by the gap portion 332 of the cathode gas diffusion plate 330 has a portion near the short side S3 in contact with the cathode supply port 217 of the separator 200 at the outer edge portion 337 and a portion near the other short side S4. Is a through-hole extending continuously over the cathode, and communicates directly with the cathode supply port 217. In the present embodiment, the slit defined by the gap portion 334 of the cathode gas diffusion plate 330 is a portion near the short side S4 that contacts the cathode discharge port 218 of the separator 200 at the outer edge portion 339, and a portion near the other short side S3. Is a through-hole extending continuously over the cathode and communicates directly with the cathode outlet 218. In the present embodiment, the two slits defined by the gaps 332 and 334 of the cathode gas diffusion plate 330 constitute a set of gaps extending substantially in parallel with each other at substantially the same interval.

Ａ−３．作用効果：
以上説明した燃料電池１０によれば、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１２，３１４によって画定されたスリットは、アノードガス拡散プレート３１０の内部における連続気孔よりも圧力損失が低いため、空隙部３１２によるスリットは、燃料ガスをアノードガス拡散プレート３１０の内部へと流入させる上流側の領域を拡張し、空隙部３１４によるスリットは、燃料ガスをアノードガス拡散プレート３１０の内部から流出させる下流側の領域を拡張する。その結果、アノードガス拡散プレート３１０における燃料ガスの拡散性を向上させることができる。また、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１２によるスリットは、セパレータ２００のアノード供給口２３７に直接的に連通するため、上流側の領域における燃料ガスの拡散性を一層向上させることができる。また、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１４によるスリットは、セパレータ２００のアノード排出口２３８に直接的に連通するため、下流側の領域における燃料ガスの拡散性を一層向上させることができる。また、アノードガス拡散プレート３１０の空隙部３１２，３１４によって画定される二つのスリットは、互いに略同一の間隔を保って略平行に延びるため、上流部のスリットと下流部のスリットとに挟まれた領域において燃料ガスの移動距離が略等しくなり、燃料ガスを一層均一に拡散させることができる。また、アノードガス拡散プレート３１０の閉塞部３１８は、アノードガス拡散プレート３１０の外周を介して拡散する燃料ガスを抑制するため、燃料ガスを一層均一に拡散させることができる。 A-3. Effect:
According to the fuel cell 10 described above, the slit defined by the gaps 312 and 314 of the anode gas diffusion plate 310 has a lower pressure loss than the continuous pores inside the anode gas diffusion plate 310, so The slit expands the upstream region where the fuel gas flows into the anode gas diffusion plate 310, and the slit formed by the gap 314 defines the downstream region where the fuel gas flows out from the anode gas diffusion plate 310. Expand. As a result, the diffusibility of the fuel gas in the anode gas diffusion plate 310 can be improved. Further, since the slit formed by the gap 312 of the anode gas diffusion plate 310 communicates directly with the anode supply port 237 of the separator 200, the diffusibility of the fuel gas in the upstream region can be further improved. In addition, the slit formed by the gap 314 of the anode gas diffusion plate 310 communicates directly with the anode outlet 238 of the separator 200, so that the diffusibility of the fuel gas in the downstream region can be further improved. In addition, the two slits defined by the gaps 312 and 314 of the anode gas diffusion plate 310 extend substantially in parallel with each other at substantially the same interval, and thus are sandwiched between the upstream slit and the downstream slit. The moving distance of the fuel gas becomes substantially equal in the region, and the fuel gas can be diffused more uniformly. In addition, since the blocking portion 318 of the anode gas diffusion plate 310 suppresses the fuel gas that diffuses through the outer periphery of the anode gas diffusion plate 310, the fuel gas can be diffused more uniformly.

また、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３２，３３４によって画定された空隙は、カソードガス拡散プレート３３０の内部における連続気孔よりも圧力損失が低いため、空隙部３３２による空隙は、酸化ガスをカソードガス拡散プレート３３０の内部へと流入させる上流側の領域を拡張し、空隙部３３４による空隙は、酸化ガスをカソードガス拡散プレート３３０の内部から流出させる下流側の領域を拡張する。その結果、カソードガス拡散プレート３３０における酸化ガスの拡散性を向上させることができる。また、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３２による空隙は、セパレータ２００のカソード供給口２１７に直接的に連通するため、上流側の領域における酸化ガスの拡散性を一層向上させることができる。また、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３４による空隙は、セパレータ２００のカソード排出口２１８に直接的に連通するため、下流側の領域における酸化ガスの拡散性を一層向上させることができる。また、カソードガス拡散プレート３３０の空隙部３３２，３３４によって画定される二つのスリットは、互いに略同一の間隔を保って略平行に延びるため、上流部のスリットと下流部のスリットとに挟まれた領域において酸化ガスの移動距離が略等しくなり、酸化ガスを一層均一に拡散させることができる。また、カソードガス拡散プレート３３０の閉塞部３３８がカソードガス拡散プレート３３０の外周を介して拡散する酸化ガスを抑制するため、酸化ガスを一層均一に拡散させることができる。 In addition, since the gap defined by the gap portions 332 and 334 of the cathode gas diffusion plate 330 has a lower pressure loss than the continuous pores inside the cathode gas diffusion plate 330, the gap due to the gap portion 332 causes the oxidizing gas to flow into the cathode gas. The upstream region that flows into the diffusion plate 330 is expanded, and the space formed by the space 334 expands the downstream region that allows the oxidizing gas to flow out from the cathode gas diffusion plate 330. As a result, the diffusibility of the oxidizing gas in the cathode gas diffusion plate 330 can be improved. Further, since the gap formed by the gap portion 332 of the cathode gas diffusion plate 330 communicates directly with the cathode supply port 217 of the separator 200, the diffusibility of the oxidizing gas in the upstream region can be further improved. Further, since the gap formed by the gap portion 334 of the cathode gas diffusion plate 330 communicates directly with the cathode discharge port 218 of the separator 200, the diffusibility of the oxidizing gas in the downstream region can be further improved. In addition, the two slits defined by the gaps 332 and 334 of the cathode gas diffusion plate 330 extend between the slits in the upstream portion and the downstream portion because they extend substantially in parallel with each other with substantially the same interval. The moving distance of the oxidizing gas becomes substantially equal in the region, and the oxidizing gas can be diffused more uniformly. Further, since the blocking portion 338 of the cathode gas diffusion plate 330 suppresses the oxidation gas that diffuses through the outer periphery of the cathode gas diffusion plate 330, the oxidation gas can be diffused more uniformly.

Ｂ．他の実施形態：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論であり、例えば、次のような変形も可能である。 B. Other embodiments:
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, it can implement with various forms within the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the following modifications are possible.

Ｂ−１．第１変形例：
図５は、第１変形例におけるアノードガス拡散プレート５１０およびカソードガス拡散プレート５３０におけるセパレータ側に当接する積層面を示す説明図である。本実施例では、アノードガス拡散プレート５１０およびカソードガス拡散プレート５３０は、同一の部材であり、図５では、アノードガス拡散プレート５１０に関する符号に付された括弧内の符号は、対応するカソードガス拡散プレート５３０に関する符号を示す。第１変形例は、上述の実施例と比較して、アノードガス拡散プレート３１０とは構成の異なるアノードガス拡散プレート５１０をアノードガス拡散プレート３１０に代えて用いる点、カソードガス拡散プレート３３０とは構成の異なるカソードガス拡散プレート５３０をカソードガス拡散プレート３３０に代えて用いる点で相違し、その他の構成は同一である。第１変形例のアノードガス拡散プレート５１０は、アノードガス拡散プレート３１０と比較して、スリットの形状が異なる点で相違し、その他の構成は同一である。第１変形例のカソードガス拡散プレート５３０は、カソードガス拡散プレート３３０と比較して、スリットの形状が異なる点で相違し、その他の構成は同一である。 B-1. First modification:
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a laminated surface in contact with the separator side in the anode gas diffusion plate 510 and the cathode gas diffusion plate 530 in the first modification. In this embodiment, the anode gas diffusion plate 510 and the cathode gas diffusion plate 530 are the same member. In FIG. 5, the reference numerals in parentheses attached to the reference numerals for the anode gas diffusion plate 510 indicate the corresponding cathode gas diffusion plates. Reference numerals for the plate 530 are shown. The first modification is different from the above-described embodiment in that an anode gas diffusion plate 510 having a configuration different from that of the anode gas diffusion plate 310 is used instead of the anode gas diffusion plate 310, and the cathode gas diffusion plate 330 is configured. The different cathode gas diffusion plates 530 are used in place of the cathode gas diffusion plate 330, and the other configurations are the same. The anode gas diffusion plate 510 of the first modification is different from the anode gas diffusion plate 310 in that the slit shape is different, and the other configurations are the same. The cathode gas diffusion plate 530 of the first modification is different from the cathode gas diffusion plate 330 in that the slit shape is different, and the other configurations are the same.

図５に示すように、本実施例では、ＭＥＡプレート３００がセパレータ２００に挟持された場合、長方形の板状に成形されたアノードガス拡散プレート５１０は、その長方形の四つの辺のうち一方の長辺Ｓ１に沿った外縁部５１７で、セパレータ２００のアノード供給口２３７と接すると共に、他方の長辺Ｓ２に沿った外縁部５１９で、セパレータ２００のアノード排出口２３８と接する。本実施例では、アノードガス拡散プレート５１０は、外縁部５１７における一方の短辺Ｓ３寄りの部位でアノード供給口２３７と接すると共に、外縁部５１９における他方の短辺Ｓ４寄りの部位でアノード排出口２３８と接する。 As shown in FIG. 5, in this embodiment, when the MEA plate 300 is sandwiched between the separators 200, the anode gas diffusion plate 510 formed into a rectangular plate shape has one of the four sides of the rectangle. The outer edge 517 along the side S1 contacts the anode supply port 237 of the separator 200, and the outer edge 519 along the other long side S2 contacts the anode discharge port 238 of the separator 200. In this embodiment, the anode gas diffusion plate 510 is in contact with the anode supply port 237 at a portion near one short side S3 in the outer edge portion 517, and at the portion near the other short side S4 in the outer edge portion 519. Touch.

アノードガス拡散プレート５１０には、アノードガス拡散プレート５１０を構成する多孔体の気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部５１２，５１４が設けられ、閉塞部５１８がアノードガス拡散プレート５１０の外縁に亘って設けられている。本実施例では、アノードガス拡散プレート５１０の空隙部５１２によって画定されるスリットは、外縁部５１７においてセパレータ２００のアノード供給口２３７に接する短辺Ｓ３寄りの部位から、他方の短辺Ｓ４寄りの部位に亘って断続的に延びた複数の貫通孔である。本実施例では、空隙部５１２によるスリットは、直線上に配列した四つのスリットで構成され、それらのスリットのうち短辺Ｓ３寄りの二つのスリットは、アノード供給口２３７に直接的に連通する。本実施例では、アノードガス拡散プレート５１０の空隙部５１４によって画定されるスリットは、外縁部５１９においてセパレータ２００のアノード排出口２３８に接する短辺Ｓ４寄りの部位から、他方の短辺Ｓ３寄りの部位に亘って断続的に延びた複数の貫通孔である。本実施例では、空隙部５１４によるスリットは、直線上に配列した四つのスリットで構成され、それらのスリットのうち短辺Ｓ４寄りの二つのスリットは、アノード排出口２３８に直接的に連通する。本実施例では、アノードガス拡散プレート５１０の空隙部５１２，５１４によって画定される二組のスリットは、互いに略同一の間隔を保って略平行に延びた空隙の組を構成する。 The anode gas diffusion plate 510 is provided with void portions 512 and 514 that define voids larger than the pores of the porous body constituting the anode gas diffusion plate 510, and the blocking portion 518 extends over the outer edge of the anode gas diffusion plate 510. Is provided. In this embodiment, the slit defined by the gap portion 512 of the anode gas diffusion plate 510 is a portion near the short side S3 in contact with the anode supply port 237 of the separator 200 at the outer edge portion 517, and a portion near the other short side S4. A plurality of through-holes extending intermittently. In the present embodiment, the slit formed by the gap portion 512 is composed of four slits arranged in a straight line, and two slits near the short side S3 of these slits communicate directly with the anode supply port 237. In this embodiment, the slit defined by the gap portion 514 of the anode gas diffusion plate 510 is a portion near the short side S4 that is in contact with the anode discharge port 238 of the separator 200 at the outer edge portion 519, and a portion near the other short side S3. A plurality of through-holes extending intermittently. In the present embodiment, the slit formed by the gap portion 514 is configured by four slits arranged in a straight line, and two slits near the short side S4 of these slits communicate directly with the anode outlet 238. In the present embodiment, the two sets of slits defined by the gaps 512 and 514 of the anode gas diffusion plate 510 constitute a set of gaps extending substantially in parallel with each other at substantially the same interval.

カソードガス拡散プレート５３０には、カソードガス拡散プレート５３０を構成する多孔体の気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部５３２，５３４が設けられ、閉塞部５３８がカソードガス拡散プレート５３０の外縁に亘って設けられている。本実施例では、カソードガス拡散プレート５３０の空隙部５３２によって画定されるスリットは、外縁部５３７においてセパレータ２００のカソード供給口２１７に接する短辺Ｓ３寄りの部位から、他方の短辺Ｓ４寄りの部位に亘って断続的に延びた複数の貫通孔である。本実施例では、空隙部５３２によるスリットは、直線上に配列した四つのスリットで構成され、それらのスリットのうち短辺Ｓ３寄りの二つのスリットは、カソード供給口２１７に直接的に連通する。本実施例では、カソードガス拡散プレート５３０の空隙部５３４によって画定されるスリットは、外縁部５３９においてセパレータ２００のカソード排出口２１８に接する短辺Ｓ４寄りの部位から、他方の短辺Ｓ３寄りの部位に亘って断続的に延びた複数の貫通孔である。本実施例では、空隙部５３４によるスリットは、直線上に配列した四つのスリットで構成され、それらのスリットのうち短辺Ｓ４寄りの二つのスリットは、カソード排出口２１８に直接的に連通する。本実施例では、カソードガス拡散プレート５３０の空隙部５３２，５３４によって画定される二組のスリットは、互いに略同一の間隔を保って略平行に延びた空隙の組を構成する。 The cathode gas diffusion plate 530 is provided with void portions 532 and 534 that define voids larger than the pores of the porous body constituting the cathode gas diffusion plate 530, and the closing portion 538 extends over the outer edge of the cathode gas diffusion plate 530. Is provided. In the present embodiment, the slit defined by the gap portion 532 of the cathode gas diffusion plate 530 is a portion near the short side S3 in contact with the cathode supply port 217 of the separator 200 at the outer edge portion 537, and a portion near the other short side S4. A plurality of through-holes extending intermittently. In the present embodiment, the slit formed by the gap portion 532 is composed of four slits arranged in a straight line, and two slits near the short side S3 among these slits communicate directly with the cathode supply port 217. In the present embodiment, the slit defined by the gap portion 534 of the cathode gas diffusion plate 530 has a portion near the short side S4 in contact with the cathode discharge port 218 of the separator 200 at the outer edge portion 539, and a portion near the other short side S3. A plurality of through-holes extending intermittently. In the present embodiment, the slit formed by the gap portion 534 is composed of four slits arranged in a straight line, and two slits closer to the short side S4 of these slits communicate directly with the cathode discharge port 218. In the present embodiment, the two sets of slits defined by the gap portions 532 and 534 of the cathode gas diffusion plate 530 constitute a set of gaps extending substantially in parallel with each other at substantially the same interval.

以上説明した第１変形例の燃料電池１０によれば、アノードガス拡散プレート５１０の空隙部５１２によるスリットは、燃料ガスをアノードガス拡散プレート５１０の内部へと流入させる上流側の領域を拡張し、空隙部５１４によるスリットは、燃料ガスをアノードガス拡散プレート５１０の内部から流出させる下流側の領域を拡張する。その結果、アノードガス拡散プレート５１０における燃料ガスの拡散性を向上させることができる。また、アノードガス拡散プレート５１０の空隙部５１２，５１４によるスリットは、それぞれ複数のスリットに分割されているため、燃料ガスの拡散性を向上させつつ、空隙部５１２，５１４の形成によってアノードガス拡散プレート５１０の強度が低下するのを抑制することができる。 According to the fuel cell 10 of the first modified example described above, the slit formed by the gap 512 of the anode gas diffusion plate 510 expands the upstream region where the fuel gas flows into the anode gas diffusion plate 510, The slit formed by the gap 514 expands a downstream region where the fuel gas flows out of the anode gas diffusion plate 510. As a result, the diffusibility of the fuel gas in the anode gas diffusion plate 510 can be improved. Moreover, since the slits by the gaps 512 and 514 of the anode gas diffusion plate 510 are each divided into a plurality of slits, the anode gas diffusion plate is formed by forming the gaps 512 and 514 while improving the diffusibility of the fuel gas. It can suppress that the intensity | strength of 510 falls.

また、カソードガス拡散プレート５３０の空隙部５３２による空隙は、酸化ガスをカソードガス拡散プレート５３０の内部へと流入させる上流側の領域を拡張し、空隙部５３４によるスリットは、酸化ガスをカソードガス拡散プレート５３０の内部から流出させる下流側の領域を拡張する。その結果、カソードガス拡散プレート５３０における酸化ガスの拡散性を向上させることができる。また、カソードガス拡散プレート５３０の空隙部５３２，５３４によるスリットは、それぞれ複数のスリットに分割されているため、燃料ガスの拡散性を向上させつつ、空隙部５３２，５３４の形成によってカソードガス拡散プレート５３０の強度が低下するのを抑制することができる。 Further, the gap formed by the gap portion 532 of the cathode gas diffusion plate 530 expands the upstream region where the oxidizing gas flows into the cathode gas diffusion plate 530, and the slit formed by the gap portion 534 causes the oxidation gas to diffuse into the cathode gas. The downstream area that flows out from the inside of the plate 530 is expanded. As a result, the diffusibility of the oxidizing gas in the cathode gas diffusion plate 530 can be improved. Further, since the slits by the gaps 532 and 534 of the cathode gas diffusion plate 530 are each divided into a plurality of slits, the cathode gas diffusion plate is formed by forming the gaps 532 and 534 while improving the diffusibility of the fuel gas. It can suppress that the intensity | strength of 530 falls.

Ｂ−２．第２変形例：
図６は、二つのセパレータ２００に挟持された第２変形例におけるＭＥＡプレート３００を、図１に示すＡ−Ａ断面で二つのセパレータ２００と共に切断した断面を示す説明図である。第２変形例は、前述の実施例と比較して、アノードガス拡散プレート３１０とは構成の異なるアノードガス拡散プレート６１０をアノードガス拡散プレート３１０に代えて用いる点、カソードガス拡散プレート３３０とは構成の異なるカソードガス拡散プレート６３０をカソードガス拡散プレート３３０に代えて用いる点で相違し、その他の構成は同一である。第２変形例のアノードガス拡散プレート６１０は、アノードガス拡散プレート３１０と比較して、空隙の断面形状が異なる点で相違し、その他の構成は同一である。第２変形例のカソードガス拡散プレート６３０は、カソードガス拡散プレート３３０と比較して、空隙の断面形状が異なる点で相違し、その他の構成は同一である。 B-2. Second modification:
FIG. 6 is an explanatory view showing a cross section of the MEA plate 300 in the second modified example sandwiched between the two separators 200 along the two AA cross sections shown in FIG. The second modified example uses an anode gas diffusion plate 610 having a configuration different from that of the anode gas diffusion plate 310 in place of the anode gas diffusion plate 310 as compared with the above-described embodiment. The different cathode gas diffusion plates 630 are used in place of the cathode gas diffusion plate 330, and the other configurations are the same. The anode gas diffusion plate 610 of the second modification is different from the anode gas diffusion plate 310 in that the cross-sectional shape of the gap is different, and the other configurations are the same. The cathode gas diffusion plate 630 of the second modification is different from the cathode gas diffusion plate 330 in that the cross-sectional shape of the gap is different, and the other configurations are the same.

図６に示すように、アノードガス拡散プレート６１０には、アノードガス拡散プレート６１０を構成する多孔体の気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部６１２，６１４が設けられている。アノードガス拡散プレート６１０の空隙部６１２は、燃料ガスが拡散する流れの上流側に位置し、アノードガス拡散プレート６１０の空隙部６１４は、燃料ガスが拡散する流れの下流側に位置する。本実施例では、アノードガス拡散プレート６１０の空隙部６１２，６１４は、セパレータ２００側に接する積層面に、「Ｖ」字型に凹んだ溝状の空隙を画定する。 As shown in FIG. 6, the anode gas diffusion plate 610 is provided with void portions 612 and 614 that define voids larger than the pores of the porous body constituting the anode gas diffusion plate 610. The gap portion 612 of the anode gas diffusion plate 610 is located upstream of the flow in which the fuel gas diffuses, and the gap portion 614 of the anode gas diffusion plate 610 is located downstream of the flow in which the fuel gas diffuses. In the present embodiment, the gap portions 612 and 614 of the anode gas diffusion plate 610 define a groove-like void recessed in a “V” shape on the laminated surface in contact with the separator 200 side.

図６に示すように、カソードガス拡散プレート６３０には、カソードガス拡散プレート６３０を構成する多孔体の気孔よりも大きな空隙を画定する空隙部６３２，６３４が設けられている。カソードガス拡散プレート６３０の空隙部６３２は、酸化ガスが拡散する流れの上流側に位置し、カソードガス拡散プレート６３０の空隙部６３４は、酸化ガスが拡散する流れの下流側に位置する。本実施例では、カソードガス拡散プレート６３０の空隙部６３２，６３４は、セパレータ２００側に接する積層面に、「Ｖ」字型に凹んだ凹溝状の空隙を画定する。 As shown in FIG. 6, the cathode gas diffusion plate 630 is provided with void portions 632 and 634 that define voids larger than the pores of the porous body constituting the cathode gas diffusion plate 630. The gap portion 632 of the cathode gas diffusion plate 630 is located on the upstream side of the flow in which the oxidizing gas diffuses, and the gap portion 634 of the cathode gas diffusion plate 630 is located on the downstream side of the flow in which the oxidation gas diffuses. In the present embodiment, the gap portions 632 and 634 of the cathode gas diffusion plate 630 define a concave groove-like gap that is recessed in a “V” shape on the laminated surface in contact with the separator 200 side.

以上説明した第２変形例の燃料電池１０によれば、アノードガス拡散プレート６１０の空隙部６１２による凹溝状の空隙は、燃料ガスをアノードガス拡散プレート６１０の内部へと流入させる上流側の領域を拡張し、空隙部６１４による凹溝状の空隙は、燃料ガスをアノードガス拡散プレート６１０の内部から流出させる下流側の領域を拡張する。その結果、アノードガス拡散プレート６１０における燃料ガスの拡散性を向上させることができる。また、カソードガス拡散プレート６３０の空隙部６３２による凹溝状の空隙は、酸化ガスをカソードガス拡散プレート６３０の内部へと流入させる上流側の領域を拡張し、空隙部６３４による空隙は、酸化ガスをカソードガス拡散プレート６３０の内部から流出させる下流側の領域を拡張する。その結果、カソードガス拡散プレート６３０における酸化ガスの拡散性を向上させることができる。 According to the fuel cell 10 of the second modification described above, the concave groove-like gap formed by the gap portion 612 of the anode gas diffusion plate 610 is an upstream region where the fuel gas flows into the anode gas diffusion plate 610. The groove-shaped gap formed by the gap portion 614 expands the downstream region where the fuel gas flows out of the anode gas diffusion plate 610. As a result, the diffusibility of the fuel gas in the anode gas diffusion plate 610 can be improved. In addition, the concave groove-like gap formed by the gap 632 of the cathode gas diffusion plate 630 expands the upstream region where the oxidizing gas flows into the cathode gas diffusion plate 630, and the gap formed by the gap 634 serves as the oxidizing gas. Is expanded from the inside of the cathode gas diffusion plate 630. As a result, the diffusibility of the oxidizing gas in the cathode gas diffusion plate 630 can be improved.

Ｂ−３．その他の変形例：
前述の実施例では、いわゆる循環方式の燃料電池について説明したが、他の実施形態として、燃料電池に一旦供給された燃料ガスを使い切るいわゆるデッドエンド方式の燃料電池に本発明を適用しても良い。また、アノードガス拡散プレートやカソードガス拡散プレートの空隙は、セパレータのガス供給口やガス排出口に接する位置や、アノードガス拡散プレートの全体形状，材料，ガス透過率に応じて、空隙の深さ，幅，長さ，方向，本数などを適宜変更することができる。また、アノードガス拡散プレートやカソードガス拡散プレートの空隙の幅や深さは、空隙の全域に亘って略同一としたが、他の実施形態として、反応ガスの供給口や排出口から遠ざかるに連れて大きくしても良いし、逆に、反応ガスの供給口や排出口から遠ざかるに連れて小さくしても良い。また、アノードガス拡散プレートやカソードガス拡散プレートの全体形状は長方形に限るものではなく、共に積層されるＭＥＡの形状に合わせて適宜変更することができる。また、本実施例では、アノードガス拡散プレートやカソードガス拡散プレートの空隙は、反応ガスの供給口や排出口に連通するものとしたが、他の実施形態として、反応ガスの供給口や排出口の近傍に配置されても良い。また、第２変形例においてアノードガス拡散プレートやカソードガス拡散プレートの凹溝状の空隙は、セパレータ２００側に接する積層面に形成されるとしたが、他の実施形態として、ＭＥＡ３２０側に接する積層面に形成されるとしても良い。 B-3. Other variations:
In the above-described embodiment, the so-called circulation type fuel cell has been described. However, as another embodiment, the present invention may be applied to a so-called dead end type fuel cell that uses up the fuel gas once supplied to the fuel cell. . In addition, the gap of the anode gas diffusion plate or the cathode gas diffusion plate is determined depending on the position in contact with the gas supply port or gas discharge port of the separator, the overall shape, material, and gas permeability of the anode gas diffusion plate. , Width, length, direction, number, etc. can be changed as appropriate. In addition, the width and depth of the gaps of the anode gas diffusion plate and the cathode gas diffusion plate are substantially the same throughout the gap, but as another embodiment, as the distance from the reaction gas supply port and the discharge port increases. However, it may be smaller as the distance from the reaction gas supply port or discharge port increases. Further, the overall shape of the anode gas diffusion plate and the cathode gas diffusion plate is not limited to a rectangle, and can be appropriately changed according to the shape of the MEAs laminated together. In this embodiment, the gaps of the anode gas diffusion plate and the cathode gas diffusion plate are communicated with the reaction gas supply port and the discharge port. However, as another embodiment, the reaction gas supply port and the discharge port are provided. It may be arranged in the vicinity of. Further, in the second modification, the concave groove-like gaps of the anode gas diffusion plate and the cathode gas diffusion plate are formed on the laminated surface in contact with the separator 200 side. However, as another embodiment, the laminated layer in contact with the MEA 320 side is used. It may be formed on the surface.

燃料電池１０の全体構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a fuel cell 10. FIG. 二つのセパレータ２００に挟持されたＭＥＡプレート３００を図１に示すＡ−Ａ断面で二つのセパレータ２００と共に切断した断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross section which cut | disconnected the MEA plate 300 clamped by the two separators 200 with the two separators 200 in the AA cross section shown in FIG. 二つのセパレータ２００に挟持されたＭＥＡプレート３００を図１に示すＢ−Ｂ断面で二つのセパレータ２００と共に切断した断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross section which cut | disconnected the MEA plate 300 clamped by the two separators 200 with the two separators 200 in the BB cross section shown in FIG. アノードガス拡散プレート３１０およびカソードガス拡散プレート３３０におけるセパレータ側に当接する積層面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the lamination | stacking surface contact | abutted to the separator side in the anode gas diffusion plate 310 and the cathode gas diffusion plate 330. FIG. 第１変形例におけるアノードガス拡散プレート５１０およびカソードガス拡散プレート５３０におけるセパレータ側に当接する積層面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the lamination | stacking surface contact | abutted to the separator side in the anode gas diffusion plate 510 and the cathode gas diffusion plate 530 in a 1st modification. 二つのセパレータ２００に挟持された第２変形例におけるＭＥＡプレート３００を図１に示すＡ−Ａ断面で二つのセパレータ２００と共に切断した断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross section which cut | disconnected the MEA plate 300 in the 2nd modified example clamped by the two separators 200 with the two separators 200 in the AA cross section shown in FIG.

Explanation of symbols

１０…燃料電池
１００…エンドプレート
２００…セパレータ
２１０…カソードプレート
２１７…カソード供給口
２１８…カソード排出口
２２０…中間プレート
２２１，２２２，２２３，２２４，２２５…流路
２３０…アノードプレート
２３７…アノード供給口
２３８…アノード排出口
３１０…アノードガス拡散プレート
３１２，３１４…空隙部
３１７…外縁部
３１８…閉塞部
３１９…外縁部
３２１…電解質膜
３２２…アノード触媒層
３２３…カソード触媒層
３２６…アノードガス拡散層
３２７…カソードガス拡散層
３３０…カソードガス拡散プレート
３３２，３３４…空隙部
３３７…外縁部
３３８…閉塞部
３３９…外縁部
３４０…シールガスケット
５１０…アノードガス拡散プレート
５１２，５１４…空隙部
５１７…外縁部
５１８…閉塞部
５１９…外縁部
５３０…カソードガス拡散プレート
５３２，５３４…空隙部
５３７…外縁部
５３８…閉塞部
５３９…外縁部
６１０…アノードガス拡散プレート
６１２，６１４…空隙部
６３０…カソードガス拡散プレート
６３２，６３４…空隙部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell 100 ... End plate 200 ... Separator 210 ... Cathode plate 217 ... Cathode supply port 218 ... Cathode discharge port 220 ... Intermediate plate 221, 222, 223, 224, 225 ... Channel 230 ... Anode plate 237 ... Anode supply port 238... Anode discharge port 310... Anode gas diffusion plate 312, 314. Gap portion 317. Outer edge portion 318. Blocking portion 319 ... Outer edge portion 321 ... Electrolyte membrane 322 ... Anode catalyst layer 323 ... Cathode catalyst layer 326 ... Anode gas diffusion layer 327 ... Cathode gas diffusion layer 330 ... Cathode gas diffusion plate 332,334 ... Gap portion 337 ... Outer edge portion 338 ... Occluded portion 339 ... Outer edge portion 340 ... Seal gasket 510 ... Anode gas diffusion plate 512, 514 ... Gap portion 517 ... Outside Part 518 ... Blocking part 519 ... Outer edge part 530 ... Cathode gas diffusion plate 532, 534 ... Gap part 537 ... Outer edge part 538 ... Blocking part 539 ... Outer edge part 610 ... Anode gas diffusion plate 612, 614 ... Cavity part 630 ... Cathode gas diffusion Plate 632, 634 ... gap

Claims

A fuel cell that generates electricity electrochemically using a reaction gas,
A membrane electrode assembly in which an electrode layer containing a catalyst for promoting an electrochemical reaction of the reaction gas is laminated on an electrolyte membrane having proton conductivity;
A gas diffusion plate comprising a porous body having conductivity and forming a plurality of continuous pores, laminated in contact with the membrane electrode assembly, and diffusing the reaction gas into the membrane electrode assembly;
A separator that is stacked in contact with the gas diffusion plate and supplies the reaction gas to the gas diffusion plate;
Among the outer edge portions of the gas diffusion plate, at least one of a first outer edge portion located upstream of the flow in which the reaction gas diffuses and a second outer edge portion located downstream of the gas diffusion plate, A fuel cell having a gap that defines a large gap.

The fuel cell according to claim 1, wherein the gap defined by the gap includes a slit penetrating the gas diffusion plate.

The fuel cell according to claim 1, wherein the gap defined by the gap includes a concave groove-like gap.

The fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the gap defined by the gap includes a plurality of gaps extending intermittently.

The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein a gap defined in the first outer edge portion is formed in the separator and directly communicates with a supply port through which the reaction gas flows into the gas diffusion plate.

The fuel cell according to any one of claims 1 to 5, wherein a gap defined in the second outer edge portion is formed in the separator and directly communicates with an exhaust port through which the reaction gas flows out from the gas diffusion plate.

7. The fuel cell according to claim 1, wherein the air gap defined by the air gap includes a set of air gaps extending at substantially the same interval along the first and second outer edges, respectively. .

The fuel cell according to any one of claims 1 to 7, wherein a closed portion for closing the pores is formed at an outer edge of the gas diffusion plate.

A fuel cell according to any one of claims 1 to 8,
The gas diffusion plate is
An anode gas diffusion plate for diffusing fuel gas as the reaction gas;
And a cathode gas diffusion plate for diffusing oxidizing gas as the reaction gas.