JP4960415B2

JP4960415B2 - 燃料電池

Info

Publication number: JP4960415B2
Application number: JP2009201860A
Authority: JP
Inventors: 秀忠小嶋; 優小田; 恵介須田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-09-01
Also published as: EP2299527B1; US20110053031A1; EP2299527A1; US8735015B2; JP2011054404A

Description

本発明は、電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体とセパレータとが積層される複数の発電セルを備え、前記セパレータの電極対向面には、前記電極に沿って燃料ガス又は酸化剤ガスである反応ガスを供給する反応ガス流路が設けられるとともに、前記発電セルの少なくとも１の角部には、積層方向に貫通して前記反応ガスを流通させ、前記反応ガス流路に前記反応ガスを流入させる反応ガス流入連通孔が設けられる燃料電池に関する。

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した発電ユニットを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電ユニットを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。

上記の燃料電池では、一方のセパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガス（反応ガス）を流すための燃料ガス流路（反応ガス流路）が設けられるとともに、他方のセパレータの面内に、カソード側電極に対向して酸化剤ガス（反応ガス）を流すための酸化剤ガス流路（反応ガス流路）が設けられている。また、互いに隣接するセパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が、前記セパレータの面方向に沿って設けられている。

さらに、この種の燃料電池では、発電ユニットの積層方向に貫通して燃料ガスを流すための燃料ガス入口連通孔（反応ガス流入連通孔）及び燃料ガス出口連通孔（反応ガス流出連通孔）と、酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス入口連通孔（反応ガス流入連通孔）及び酸化剤ガス出口連通孔（反応ガス流出連通孔）と、冷却媒体を流すための冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔とを内部に備える、所謂、内部マニホールド型燃料電池を構成する場合が多い。

内部マニホールド型燃料電池として、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池のセパレータ構造が知られている。このセパレータ構造では、図７に示すように、金属プレート１を備えており、前記金属プレート１の一端縁部には、酸化剤ガスマニホールド２、冷却媒体マニホールド３及び燃料ガスマニホールド４が積層方向に貫通して設けられている。

金属プレート１の面内には、燃料ガス流路５が形成されるとともに、前記燃料ガス流路５と燃料ガスマニホールド４との間には、燃料ガス配流部６及び燃料ガス導入部７が設けられている。燃料ガス配流部６は、複数の凸部（エンボス）６ａを有する一方、燃料ガス導入部７は、燃料ガスマニホールド４に近接して複数の導入通路７ａを有している。

そこで、燃料ガスマニホールド４から金属プレート１に導入された燃料ガスは、複数の導入通路７ａを介して燃料ガス配流部６に一旦流入された後、燃料ガス流路５に供給されている。

特開２００８−２１５１５号公報

しかしながら、上記の特許文献１では、燃料ガスマニホールド４は、金属プレート１の１の角部に設けられており、この燃料ガスマニホールド４から燃料ガス導入部７に導入された燃料ガスは、燃料ガス流路５全体に均一に供給され難いという問題がある。

特に、燃料ガス導入部７から離間する領域には、燃料ガスが十分に供給されない発電不足部８が存在してしまい、良好な発電が遂行されないという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、反応ガス流路全域に反応ガスを均一且つ良好に供給することができ、所望の発電を確実に行うことが可能な燃料電池を提供することを目的とする。

本発明は、電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と長方形状のセパレータとが積層される複数の発電セルを備え、前記セパレータの電極対向面には、前記電極に沿って燃料ガス又は酸化剤ガスである反応ガスを供給する反応ガス流路が設けられるとともに、前記発電セルの少なくとも１の角部には、積層方向に貫通して前記反応ガスを流通させ、前記反応ガス流路に前記反応ガスを流入させる反応ガス流入連通孔が設けられる燃料電池に関するものである。

この燃料電池は、反応ガス流路の上流側には、前記反応ガス流路の幅方向全体に亘って入口バッファ部が設けられるとともに、反応ガス流入連通孔と前記入口バッファ部の幅方向の一部とは、複数の入口連結通路により接続されている。そして、入口連結通路は、反応ガス流入連通孔を形成し且つ入口バッファ部に隣接する側の傾斜する壁面に対して、セパレータ面内で前記壁面に直交する方向から前記反応ガス流路が形成される領域全体における中心方向に傾斜して設けられることにより、前記入口連結通路を流れる前記反応ガスの圧損を大きくしている。

また、この燃料電池は、発電セルの１の角部と対角となる他の角部には、積層方向に貫通して反応ガスを流通させ、反応ガス流路から前記反応ガスを流出させる反応ガス流出連通孔が設けられ、前記反応ガス流路の下流側には、前記反応ガス流路の幅方向全体に亘って出口バッファ部が設けられるとともに、前記反応ガス流出連通孔と前記出口バッファ部の幅方向の一部とは、複数の出口連結通路により接続され、前記出口連結通路は、前記反応ガス流出連通孔を形成し且つ前記出口バッファ部に隣接する側の傾斜する壁面に対して、セパレータ面内で前記壁面に直交する方向から前記反応ガス流路が形成される領域全体における中心方向に傾斜して設けられることにより、前記出口連結通路を流れる前記反応ガスの圧損を大きくすることが好ましい。

さらに、出口連結通路は、入口連結通路とは異なる傾斜角度に設定されることが好ましい。

さらにまた、反応ガス流路が形成される領域全体における中心側に配置される入口連結通路は、前記反応ガス流路が形成される領域全体における側部側に配置される入口連結通路よりも、壁面に直交する方向からの傾斜角度が段階的に大きく設定されることが好ましい。

本発明によれば、入口連結通路は、反応ガス流入連通孔の壁面に対して前記壁面に直交する方向から反応ガス流路の中心方向に傾斜して設けられている。このため、壁面に直交する方向に沿って入口連結通路が設けられる構成に比べ、前記入口連結通路の通路長が長尺化する。

従って、入口連結通路を流れる反応ガスの圧損が大きくなるため、前記反応ガスを入口バッファ部全体にわたって吹き出すことができる。これにより、反応ガス流路全域にわたって反応ガスを均一且つ良好に供給することが可能になり、所望の発電を確実に行うことができる。しかも、セパレータ面内の反応ガスの配流性が向上し、入口バッファ部の面積を容易に縮小化させることが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。前記燃料電池の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。前記燃料電池を構成する第１セパレータの正面説明図である。前記燃料電池を構成する第２セパレータの正面説明図である。本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成する第２セパレータに正面説明図である。本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構成する第２セパレータに正面説明図である。特許文献１に開示されている燃料電池のセパレータ構造の説明図である。

図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、複数の発電セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）又は鉛直方向（矢印Ｃ方向）積層されて構成される。

各発電セル１２は、第１セパレータ１４、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）１６及び第２セパレータ１８を設ける。第１セパレータ１４及び第２セパレータ１８は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した縦長形状の金属板により構成される。

第１セパレータ１４及び第２セパレータ１８は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１８は、例えば、カーボンセパレータにより構成してもよい。

電解質膜・電極構造体１６は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜２２と、前記固体高分子電解質膜２２を挟持するアノード側電極２４及びカソード側電極２６とを備える。アノード側電極２４は、カソード側電極２６よりも小さな表面積を有する、所謂、段差型ＭＥＡを構成している（図１及び図２参照）。

アノード側電極２４及びカソード側電極２６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜２２の両面に形成される。

図１に示すように、電解質膜・電極構造体１６の短辺側の１辺（上辺）には、後述する燃料ガス入口連通孔３２ａ側に突出する上部突出部２８ａが設けられるとともに、前記電解質膜・電極構造体１６の短辺側の他の１辺（下辺）には、後述する燃料ガス出口連通孔３２ｂ側に突出する下部突出部２８ｂが設けられる。

発電セル１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の上端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔（反応ガス流入連通孔）３０ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔（反応ガス流入連通孔）３２ａが、それぞれ前記上端縁部の両角部に設けられる。

発電セル１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔（反応ガス流出連通孔）３２ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔（反応ガス流出連通孔）３０ｂが、それぞれ前記下端縁部の両角部に設けられる。

発電セル１２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔３４ａが設けられるとともに、前記発電セル１２の短辺方向の他端縁部には、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔３４ｂが設けられる。

図３に示すように、第１セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１６に向かう面１４ａには、燃料ガス入口連通孔３２ａと燃料ガス出口連通孔３２ｂとを連通する燃料ガス流路（反応ガス流路）３６が形成される。燃料ガス流路３６は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝部３６ａを有するとともに、前記燃料ガス流路３６の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部３８及び出口バッファ部４０が設けられる。

第１セパレータ１４の面１４ｂには、冷却媒体入口連通孔３４ａと冷却媒体出口連通孔３４ｂとを連通する冷却媒体流路４４の一部である複数の流路溝部４４ａが形成される（図１参照）。流路溝部４４ａの入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部４６ａ及び出口バッファ部４８ａが設けられる。

第２セパレータ１８の電解質膜・電極構造体１６に向かう面１８ａには、図４に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとを連通する酸化剤ガス流路（反応ガス流路）５０が形成される。酸化剤ガス流路５０は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝部５０ａを有する。酸化剤ガス流路５０の入口近傍及び出口近傍には、入口バッファ部５２及び出口バッファ部５４が設けられる。

第２セパレータ１８の面１８ｂには、図１に示すように、冷却媒体流路４４の一部である複数の流路溝部４４ｂが形成される。流路溝部４４ｂの入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部４６ｂ及び出口バッファ部４８ｂが設けられる。

図１及び図２に示すように、第１セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、この第１セパレータ１４の外周端縁部を周回して第１シール部材５６が、個別に又は一体に設けられる。第２セパレータ１８の面１８ａ、１８ｂには、この第２セパレータ１８の外周端縁部を周回して第２シール部材５８が、個別に又は一体に設けられる。

第１セパレータ１４は、図３に示すように、燃料ガス入口連通孔３２ａ及び燃料ガス流路３６を連通する複数の供給孔部６０ａと、燃料ガス出口連通孔３２ｂ及び前記燃料ガス流路３６を連通する複数の排出孔部６０ｂとを有する。

複数の供給孔部６０ａと入口バッファ部３８とは、複数の受け部６２ａ間に形成された複数の入口連結通路６４ａにより接続される。入口連結通路６４ａは、燃料ガス入口連通孔３２ａを構成し且つ入口バッファ部３８に隣接する側の壁面６６ａに対して、セパレータ面内で前記壁面６６ａに直交する方向（直交線Ｌ１）から燃料ガス流路３６の中心方向に角度θ１°だけ傾斜して設けられる。

壁面６６ａは、水平方向（矢印Ｂ方向）に対し第１セパレータ１４の中央側に向かう方向に沿って上方に傾斜しているが、これに限定されるものではない。例えば、壁面６６ａは、水平方向に沿って延在するように構成してもよい。以下に説明する各壁面も、同様に構成される。なお、出口側では、下方に傾斜する（壁面６６ｂ参照）。

複数の排出孔部６０ｂと出口バッファ部４０とは、複数の受け部６２ｂ間に形成された複数の出口連結通路６４ｂにより接続される。出口連結通路６４ｂは、燃料ガス出口連通孔３２ｂを構成し且つ出口バッファ部４０に隣接する側の壁面６６ｂに対して、セパレータ面内で前記壁面６６ｂに直交する方向（直交線Ｌ２）から燃料ガス流路３６の中心方向に角度θ２°だけ傾斜して設けられる。

なお、角度θ１゜と角度θ２゜とは、同一の角度に設定されているが、角度θ１゜＞角度θ２゜の関係を有することもできる。

図４に示すように、第２セパレータ１８は、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと入口バッファ部５２との連結部分、及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂと出口バッファ部５４との連通部分には、複数の入口連結通路６８ａ及び複数の出口連結通路６８ｂを形成する複数の受け部７０ａ、７０ｂが設けられる。

入口連結通路６８ａは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａを構成し且つ入口バッファ部５２に隣接する側の壁面７２ａに対して、セパレータ面内で前記壁面７２ａに直交する方向（直交線Ｌ３）から酸化剤ガス流路５０の中心方向に角度θ３°だけ傾斜して設けられる。

出口連結通路６８ｂは、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂを構成し且つ出口バッファ部５４に隣接する側の壁面７２ｂに対して、セパレータ面内で前記壁面７２ｂに直交する方向（直交線Ｌ４）から酸化剤ガス流路５０の中心方向に角度θ４°だけ傾斜して設けられる。

なお、角度θ３゜と角度θ４゜とは、同一の角度に設定されているが、角度θ３゜＞角度θ４゜の関係を有することもできる。

このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３０ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔３２ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔３４ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。

このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａから第２セパレータ１８の酸化剤ガス流路５０に導入される。この酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路５０に沿って矢印Ｃ方向（重力方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１６のカソード側電極２６に供給される（図４参照）。

一方、燃料ガスは、図２に示すように、燃料ガス入口連通孔３２ａから供給孔部６０ａを通って第１セパレータ１４の面１４ａ側に移動する。燃料ガスは、燃料ガス流路３６に沿って重力方向（矢印Ｃ方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１６のアノード側電極２４に供給される（図１及び図３参照）。

従って、電解質膜・電極構造体１６では、カソード側電極２６に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極２４に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。

次いで、電解質膜・電極構造体１６のカソード側電極２６に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体１６のアノード側電極２４に供給されて消費された燃料ガスは、排出孔部６０ｂを通って第１セパレータ１４の面１４ｂ側に導出される。面１４ｂ側に導出された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔３２ｂに排出される。

また、冷却媒体入口連通孔３４ａに供給された冷却媒体は、図１及び図２に示すように、一方の発電セル１２を構成する第１セパレータ１４と、他方の発電セル１２を構成する第２セパレータ１８との間に形成された冷却媒体流路４４に導入される。

このため、冷却媒体入口連通孔３４ａから冷却媒体流路４４に供給される冷却媒体は、矢印Ｂ方向に移動して発電セル１２を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３４ｂに排出される。

この場合、第１の実施形態では、図３に示すように、燃料ガスを流入させる入口連結通路６４ａは、燃料ガス入口連通孔３２ａを構成する壁面６６ａに直交する方向（直交線Ｌ１）から燃料ガス流路３６の中心方向に角度θ１°だけ傾斜して設けられている。このため、壁面６６ａに直交する方向に沿って入口連結通路６４ａが設けられる構成に比べ、前記入口連結通路６４ａの通路長が長尺化する。

従って、入口連結通路６４ａを流れる燃料ガスの圧損が大きくなるため、前記燃料ガスを入口バッファ部３８全体にわたって吹き出すことができる。これにより、燃料ガス流路３６の全域にわたって燃料ガスを均一且つ良好に供給することが可能になり、所望の発電を確実に行うことができるという効果が得られる。

しかも、第１セパレータ１４において、セパレータ面内の燃料ガスの配流性が向上し、入口バッファ部３８の面積を容易に縮小化することが可能になる。このため、セパレータ面内を有効に利用することができ、発電効率の向上が遂行可能になる。

また、図４に示すように、酸化剤ガスを流入させる入口連結通路６８ａは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａを構成する壁面７２ａに直交する方向（直交線Ｌ３）から酸化剤ガス流路５０の中心方向に角度θ３°だけ傾斜して設けられている。従って、酸化剤ガス流路５０の全域にわたって酸化剤ガスを均一且つ良好に供給することが可能になり、所望の発電を確実に行うことができる等、上記の燃料ガス流路３６側と同様の効果が得られる。

一方、図３に示すように、燃料ガスを流出させる出口連結通路６４ｂは、燃料ガス出口連通孔３２ｂを構成する壁面６６ｂに直交する方向（直交線Ｌ２）から燃料ガス流路３６の中心方向に角度θ２°だけ傾斜して設けられている。同様に、図４に示すように、酸化剤ガスを流出させる出口連結通路６８ｂは、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂを構成する壁面７２ｂに直交する方向（直交線Ｌ４）から酸化剤ガス流路５０の中心方向に角度θ４°だけ傾斜して設けられている。

従って、出口連結通路６４ｂ及び出口連結通路６８ｂでは、それぞれ燃料ガス及び酸化剤ガスの圧損が大きくなる。これにより、生成水を燃料ガス出口連通孔３２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３０ｂに吹き飛ばすようにして排出させることができ、排水性の向上が容易に図られるという利点が得られる。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池８０を構成する第２セパレータ８２の正面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０を構成する第２セパレータ１８と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。

第２セパレータ８２は、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂと出口バッファ部５４との連通部分に、複数の出口連結通路８４を形成する複数の受け部８６が設けられる。出口連結通路８４は、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂを構成する壁面７２ｂに直交する方向（直交線Ｌ４）に並行に設けられる。

なお、図示しないが、第１セパレータは、上記の第２セパレータ８２と同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。

この場合、第２の実施形態では、出口連結通路８４が壁面７２ｂに直交する方向に並行に設けられている。このため、出口連結通路８４を流通する酸化剤ガスの圧損が低減される。

従って、生成水が出口連結通路８４から酸化剤ガス出口連通孔３０ｂに連続して流出することを阻止することができ、前記生成水による地絡を一層確実に阻止することが可能になるという効果が得られる。しかも、出口連結通路８４は、略重力方向に延在しており、排水性の向上が容易に図られる。

図６は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池９０を構成する第２セパレータ９２の正面説明図である。

第２セパレータ９２は、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと入口バッファ部５２との連通部分に、複数の入口連結通路９４ａ〜９４ｆを形成する複数の受け部９６ａ〜９６ｅが設けられる。入口連結通路９４ａ〜９４ｆは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａを構成する壁面７２ａに直交する方向（直交線Ｌ３）から酸化剤ガス流路５０の中心方向にそれぞれ又は段階的に異なる角度だけ傾斜して設けられる。

具体的には、酸化剤ガス流路５０の中央側に配置される入口連結通路９４ｆは、前記酸化剤ガス流路５０の側部側に配置される入口連結通路９４ａよりも、壁面７２ａに直交する方向からの傾斜角度が大きく設定される。

このように、第３の実施形態では、酸化剤ガス流路５０の中央側に配置される入口連結通路９４ｆの傾斜角度が大きく（最大傾斜角度に）設定されている。このため、燃料ガス入口連通孔３２ａ側の入口バッファ部５２に対しても、酸化剤ガスを良好に供給することができる。これにより、酸化剤ガス流路５０の全域にわたって酸化剤ガスを一層均一且つ良好に供給することが可能になる。

１０、８０、９０…燃料電池１２…発電セル
１４、１８、８２、９２…セパレータ１６…電解質膜・電極構造体
２２…固体高分子電解質膜２４…アノード側電極
２６…カソード側電極３０ａ…酸化剤ガス入口連通孔
３０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔３２ａ…燃料ガス入口連通孔
３２ｂ…燃料ガス出口連通孔３４ａ…冷却媒体入口連通孔
３４ｂ…冷却媒体出口連通孔３６…燃料ガス流路
３８、４６ａ、４６ｂ、５２…入口バッファ部
４０、４８ａ、４８ｂ、５４…出口バッファ部
５０…酸化剤ガス流路５６、５８…シール部材
６０ａ…供給孔部６０ｂ…排出孔部
６２ａ、６２ｂ、７０ａ、７０ｂ、８６、９６ａ〜９６ｅ…受け部
６４ａ、６８ａ、９４ａ〜９４ｆ…入口連結通路
６４ｂ、６８ｂ、８４…出口連結通路６６ａ、６６ｂ、７２ａ、７２ｂ…壁面

Claims

電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と長方形状のセパレータとが積層される複数の発電セルを備え、前記セパレータの電極対向面には、前記電極に沿って燃料ガス又は酸化剤ガスである反応ガスを供給する反応ガス流路が設けられるとともに、前記発電セルの少なくとも１の角部には、積層方向に貫通して前記反応ガスを流通させ、前記反応ガス流路に前記反応ガスを流入させる反応ガス流入連通孔が設けられる燃料電池であって、
前記反応ガス流路の上流側には、前記反応ガス流路の幅方向全体に亘って入口バッファ部が設けられるとともに、
前記反応ガス流入連通孔と前記入口バッファ部の幅方向の一部とは、複数の入口連結通路により接続され、
前記入口連結通路は、前記反応ガス流入連通孔を形成し且つ前記入口バッファ部に隣接する側の傾斜する壁面に対して、セパレータ面内で前記壁面に直交する方向から前記反応ガス流路が形成される領域全体における中心方向に傾斜して設けられることにより、前記入口連結通路を流れる前記反応ガスの圧損を大きくすることを特徴とする燃料電池。
請求項１記載の燃料電池において、前記発電セルの前記１の角部と対角となる他の角部には、前記積層方向に貫通して前記反応ガスを流通させ、前記反応ガス流路から前記反応ガスを流出させる反応ガス流出連通孔が設けられ、
前記反応ガス流路の下流側には、前記反応ガス流路の幅方向全体に亘って出口バッファ部が設けられるとともに、
前記反応ガス流出連通孔と前記出口バッファ部の幅方向の一部とは、複数の出口連結通路により接続され、
前記出口連結通路は、前記反応ガス流出連通孔を形成し且つ前記出口バッファ部に隣接する側の傾斜する壁面に対して、前記セパレータ面内で前記壁面に直交する方向から前記反応ガス流路が形成される領域全体における中心方向に傾斜して設けられることにより、前記出口連結通路を流れる前記反応ガスの圧損を大きくすることを特徴とする燃料電池。
請求項２記載の燃料電池において、前記出口連結通路は、前記入口連結通路とは異なる傾斜角度に設定されることを特徴とする燃料電池。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記反応ガス流路が形成される領域全体における中心側に配置される前記入口連結通路は、前記反応ガス流路が形成される領域全体における側部側に配置される前記入口連結通路よりも、前記壁面に直交する方向からの傾斜角度が段階的に大きく設定されることを特徴とする燃料電池。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池において、複数の前記入口連結通路は、全て同一角度で傾斜して設けられることを特徴とする燃料電池。
請求項１記載の燃料電池において、前記発電セルの前記１の角部と対角となる他の角部には、前記積層方向に貫通して前記反応ガスを流通させ、前記反応ガス流路から前記反応ガスを流出させる反応ガス流出連通孔が設けられ、
前記反応ガス流路の下流側には、前記反応ガス流路の幅方向全体に亘って出口バッファ部が設けられるとともに、
前記反応ガス流出連通孔と前記出口バッファ部の幅方向の一部とは、複数の出口連結通路により接続され、
前記出口連結通路は、前記反応ガス流出連通孔を形成し且つ前記出口バッファ部に隣接する側の傾斜する壁面に対して、前記セパレータ面内で前記壁面に直交する方向に平行に設けられることを特徴とする燃料電池。