JP2005197150A

JP2005197150A - Fuel cell

Info

Publication number: JP2005197150A
Application number: JP2004003824A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kajiwara; 隆梶原; Shogo Goto; 荘吾後藤; Seiji Sano; 誠治佐野; Cleary Brent; ブレント・クレアリー; Koichi Numata; 耕一沼田; Kenji Matsunaga; 健司松永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent lowering of the output of a fuel cell by fully securing the amount of humidification in humidifying oxidizing gas using produced water on oxygen electrode side. SOLUTION: A part of a cathode side separator 30 is formed of a porous part 34 which can transmit water, and a coolant gas flow passage 47 is formed in a surface opposite to an oxidizing gas flow passage 43 in unit cell of the porous part 34. The downstream side of the coolant gas flow passage 47 is connected with a supply manifold of the oxidizing gas communicated with the oxidizing gas flow passage 43 through a connection flow passage. The film thickness t2 of an anode side gas diffusion layer 13 is larger than the film thickness t1 of a cathode side gas diffusion layer 14. Therefore, the water in the oxidizing gas flow passage 43 hardly permeates in the anode side gas diffusion layer 13 after permeating MEA 12. Thus, the water in the oxidizing gas flow passage 43 permeates the porous part 34 to be supplied well to a coolant gas flow passage 47 between cells. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電解質膜を２つの電極で挟持する膜電極接合体とセパレータとを有した燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell having a membrane electrode assembly that sandwiches an electrolyte membrane between two electrodes and a separator.

燃料電池は、燃料極側に水素ガスを、酸素極側に酸化ガスをそれぞれ受けて、両ガスに含まれる水素および酸素を利用して電気化学反応を進行することによって起電力を発生する。この電気化学反応に伴って、酸素極側では水または水蒸気（以下、「生成水」とも呼ぶ）が発生する。生成水が多くなると、酸化ガスの酸素極への供給が阻害される恐れがある。この結果、電気化学反応が円滑に行なわれなくなり、発電能力が低下する。そのため、燃料電池では、生成水を効率よく排出することが重要となる。 The fuel cell receives hydrogen gas on the fuel electrode side and oxidant gas on the oxygen electrode side, and generates an electromotive force by proceeding an electrochemical reaction using hydrogen and oxygen contained in both gases. Accompanying this electrochemical reaction, water or water vapor (hereinafter also referred to as “product water”) is generated on the oxygen electrode side. When the amount of produced water increases, the supply of oxidizing gas to the oxygen electrode may be hindered. As a result, the electrochemical reaction is not performed smoothly, and the power generation capacity is reduced. Therefore, in the fuel cell, it is important to efficiently discharge generated water.

生成水の効率の良い排出とともに、その生成水の利用を図ろうという技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、セパレータを透水性のものとして、酸素極側で発生した余分な水分を、空気流路を流れる空気に一旦吸収させて、その水分を含んだ空気を酸化ガス流路（酸素極側流路）に供給する構成となっている（実施の形態２として記載されたもので、図４参照）。燃料電池では、電気化学反応を円滑なものとするには、電解質膜が湿潤状態でなければならず、酸化ガスを適度に加湿することは必要であり、上記構成によれば、その加湿用として生成水が利用できる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133826 discloses a technique for achieving efficient use of generated water and using the generated water. In Patent Document 1, the separator is made water-permeable, excess moisture generated on the oxygen electrode side is once absorbed by the air flowing through the air flow path, and the air containing the moisture is oxidized gas flow path (oxygen electrode) It is configured to be supplied to the side flow path (described as the second embodiment, see FIG. 4). In a fuel cell, in order for the electrochemical reaction to be smooth, the electrolyte membrane must be in a wet state, and it is necessary to appropriately humidify the oxidizing gas. Product water is available.

特開平９−２８３１５７号公報JP-A-9-283157

上記技術では、生成水の吸収量（取り込み量）と酸化ガスの加湿量とが釣り合う必要がある。その一方で、酸素極で発生した水は、電解質膜を透過して燃料極に接する燃料ガス流路へ逃げてしまう分もあり、この燃料ガス流路への逃げ量が多くなると、上記生成水の取り込み量が不足することになる。この結果、酸化ガスの加湿量が十分でなくなり、燃料電池出力の低下を招くといった問題が発生した。 In the above technique, it is necessary to balance the absorption amount (uptake amount) of the generated water with the humidification amount of the oxidizing gas. On the other hand, the water generated at the oxygen electrode may pass through the electrolyte membrane and escape to the fuel gas passage contacting the fuel electrode. If the amount of escape to the fuel gas passage increases, the generated water The amount of uptake will be insufficient. As a result, there has been a problem that the humidification amount of the oxidizing gas is insufficient and the fuel cell output is reduced.

本発明は、酸素極側の生成水を利用して酸化ガスの加湿を図るに際してその加湿量を十分に確保することで、燃料電池の出力低下を防止することを課題とする。 An object of the present invention is to prevent a decrease in the output of a fuel cell by ensuring a sufficient amount of humidification when humidifying an oxidizing gas using generated water on the oxygen electrode side.

上記課題を解決するために、本発明の燃料電池は、
電解質膜を２つの電極で挟持する膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の第１の面と対向することで第１の反応ガス流路を形成する第１のセパレータと、
前記膜電極接合体の第２の面と対向することで第２の反応ガス流路を形成する第２のセパレータと
を備える燃料電池において、
前記第１のセパレータの少なくとも一部は、水分が透過可能な多孔質部により形成し、該多孔質部の前記第１の反応ガス流路と反対側の面に冷却用ガス流路を形成するとともに、
前記冷却用ガス流路の下流側を、前記第１の反応ガス流路に連通する反応ガス供給流路に接続する接続流路と、
前記第１の反応ガス流路中の水分が、前記膜電極接合体側から前記第２の反応ガス流路へ逃げる量を抑制する水分逃げ量抑制手段と
を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the fuel cell of the present invention comprises:
A membrane electrode assembly for sandwiching an electrolyte membrane between two electrodes;
A first separator that forms a first reaction gas flow path by facing the first surface of the membrane electrode assembly;
A fuel cell comprising: a second separator that forms a second reaction gas flow path by facing the second surface of the membrane electrode assembly;
At least a part of the first separator is formed by a porous portion that is permeable to moisture, and a cooling gas passage is formed on a surface of the porous portion opposite to the first reaction gas passage. With
A connection flow path for connecting a downstream side of the cooling gas flow path to a reaction gas supply flow path communicating with the first reaction gas flow path;
And a moisture escape amount restraining means for restraining the amount of moisture in the first reaction gas channel from escaping from the membrane electrode assembly side to the second reaction gas channel.

上記構成の燃料電池（以下、「基本構成の燃料電池」と呼ぶ）によれば、第１の反応ガス流路中の生成水は、多孔質部を透過して冷却用ガス流路に移り、冷却用ガスを加湿する。この加湿された冷却用ガスは、接続流路を介して、反応ガス供給流路に送られ、反応ガス供給流路から燃料電池内の第１の反応ガス流路に、第１の反応ガスとして送られる。このとき、水分逃げ量抑制手段によって、第１の反応ガス流路中の水分が、前記膜電極接合体側から前記第２の反応ガス流路へ逃げる量が抑制される。 According to the fuel cell having the above configuration (hereinafter referred to as “basic configuration fuel cell”), the generated water in the first reaction gas channel passes through the porous portion and moves to the cooling gas channel. Humidify the cooling gas. The humidified cooling gas is sent to the reaction gas supply channel via the connection channel, and is transferred from the reaction gas supply channel to the first reaction gas channel in the fuel cell as the first reaction gas. Sent. At this time, the amount of moisture in the first reaction gas channel that escapes from the membrane electrode assembly side to the second reaction gas channel is suppressed by the moisture escape amount suppression means.

したがって、第１の反応ガス流路中の水分は、多孔質部を透過して冷却用ガス流路に良好に供給される。これにより冷却用ガス流路へ移動する水分量、延いては第１の反応ガスの加湿量を十分に確保することができることから、燃料電池の出力低下を防止することができる。 Therefore, the water in the first reaction gas channel is satisfactorily supplied to the cooling gas channel through the porous portion. As a result, it is possible to sufficiently secure the amount of moisture that moves to the cooling gas flow path, and hence the humidification amount of the first reaction gas, thereby preventing a decrease in the output of the fuel cell.

上記基本構成の燃料電池において、前記膜電極接合体の前記第１のセパレータ側の面に設けられる第１のガス拡散層と、前記膜電極接合体の前記第２のセパレータ側の面に設けられる第２のガス拡散層とを備え、前記水分逃げ量抑制手段は、前記第２のガス拡散層の膜厚を、前記第１のガス拡散層の膜厚よりも大きくした構成とすることができる。 In the fuel cell having the above basic configuration, the first gas diffusion layer provided on the surface on the first separator side of the membrane electrode assembly and the surface on the second separator side of the membrane electrode assembly. And the moisture escape amount suppression means can be configured such that the thickness of the second gas diffusion layer is larger than the thickness of the first gas diffusion layer. .

この構成によれば、膜電極接合体と第２のセパレータとの間に位置する第２のガス拡散層の膜厚が大きいことから、第１の反応ガス流路中の水分が、膜電極接合体を透過した後、第２のガス拡散層で透過し難くなる。このため、その水分が、第２のセパレータに形成される第２の反応ガス流路へ逃げる量が抑制される。 According to this configuration, since the film thickness of the second gas diffusion layer located between the membrane electrode assembly and the second separator is large, moisture in the first reaction gas channel is After passing through the body, it becomes difficult to pass through the second gas diffusion layer. For this reason, the quantity which the moisture escapes to the 2nd reaction gas channel formed in the 2nd separator is controlled.

上記基本構成の燃料電池において、前記膜電極接合体の前記第１のセパレータ側の面に設けられる第１のガス拡散層と、前記膜電極接合体の前記第２のセパレータ側の面に設けられる第２のガス拡散層とを備え、前記水分逃げ量抑制手段は、前記第２のガス拡散層の気孔率を、前記第１のガス拡散層の気孔率よりも小さくした構成とすることができる。 In the fuel cell having the above basic configuration, the first gas diffusion layer provided on the surface on the first separator side of the membrane electrode assembly and the surface on the second separator side of the membrane electrode assembly. And the moisture escape amount suppression means can be configured such that the porosity of the second gas diffusion layer is smaller than the porosity of the first gas diffusion layer. .

この構成によれば、膜電極接合体と第２のセパレータとの間に位置する第２のガス拡散層の気孔率が小さいことから、第１の反応ガス流路中の水分が、膜電極接合体を透過した後、第２のガス拡散層で透過し難くなる。このため、その水分が、第２のセパレータに形成される第２の反応ガス流路へ逃げる量が抑制される。 According to this configuration, since the porosity of the second gas diffusion layer located between the membrane electrode assembly and the second separator is small, the moisture in the first reaction gas flow channel is After passing through the body, it becomes difficult to pass through the second gas diffusion layer. For this reason, the quantity which the moisture escapes to the 2nd reaction gas channel formed in the 2nd separator is controlled.

上記基本構成の燃料電池において、前記膜電極接合体の前記第１のセパレータ側の面に設けられる第１のガス拡散層と、前記膜電極接合体の前記第２のセパレータ側の面に設けられる第２のガス拡散層とを備え、前記水分逃げ量抑制手段は、前記第２のガス拡散層と前記第２のセパレータとの間に設けられる金属メッシュまたは金属発泡体である構成とすることができる。 In the fuel cell having the above basic configuration, the first gas diffusion layer provided on the surface on the first separator side of the membrane electrode assembly and the surface on the second separator side of the membrane electrode assembly. And a second gas diffusion layer, wherein the moisture escape amount suppression means is a metal mesh or a metal foam provided between the second gas diffusion layer and the second separator. it can.

この構成によれば、第２のガス拡散層と第２のセパレータとの間に金属メッシュまたは金属発泡体が配設されることから、第１の反応ガス流路中の水分が、膜電極接合体、第２のガス拡散層を透過した後、金属メッシュまたは金属発泡体で吸収される。このため、その水分が、第２のセパレータに形成される第２の反応ガス流路へ逃げる量が抑制される。 According to this configuration, since the metal mesh or the metal foam is disposed between the second gas diffusion layer and the second separator, the moisture in the first reaction gas flow channel is bonded to the membrane electrode joint. After passing through the body and the second gas diffusion layer, it is absorbed by the metal mesh or metal foam. For this reason, the quantity which the moisture escapes to the 2nd reaction gas channel formed in the 2nd separator is controlled.

上記基本構成の燃料電池において、前記膜電極接合体の前記第１のセパレータ側の面に設けられる第１のガス拡散層と、前記膜電極接合体の前記第２のセパレータ側の面に設けられる第２のガス拡散層とを備え、前記水分逃げ量抑制手段は、前記第２のガス拡散層の少なくとも一方側の面に設けられる撥水性の膜体である構成とすることができる。 In the fuel cell having the above basic configuration, the first gas diffusion layer provided on the surface on the first separator side of the membrane electrode assembly and the surface on the second separator side of the membrane electrode assembly. And a second gas diffusion layer, wherein the moisture escape amount suppressing means is a water-repellent film provided on at least one surface of the second gas diffusion layer.

この構成によれば、第２のガス拡散層の少なくとも一方側の面に設けられる撥水性の膜体により、第１の反応ガス流路中の水分が、膜電極接合体を透過した後、第２のガス拡散層の少なくともいずれかの面で透過し難くなる。このため、その水分が、第２のセパレータに形成される第２の反応ガス流路へ逃げる量が抑制される。 According to this configuration, the water-repellent film body provided on at least one surface of the second gas diffusion layer allows the moisture in the first reaction gas channel to pass through the membrane electrode assembly, It becomes difficult to permeate through at least one of the two gas diffusion layers. For this reason, the quantity which the moisture escapes to the 2nd reaction gas channel formed in the 2nd separator is controlled.

前述してきた各燃料電池において、前記第１の反応ガス流路は、酸素を含有する酸化ガスを流すための酸化ガス流路であり、前記冷却用ガス流路に空気を流すように構成してもよい。 In each of the fuel cells described above, the first reaction gas channel is an oxidizing gas channel for flowing an oxidizing gas containing oxygen, and is configured to flow air through the cooling gas channel. Also good.

この構成によれば、冷却用ガス流路に流した空気を、酸化ガス流路に流す酸化ガスとして利用することができ、燃料電池の構成を簡単化することができる。 According to this configuration, the air that has flowed through the cooling gas channel can be used as the oxidizing gas that flows through the oxidizing gas channel, and the configuration of the fuel cell can be simplified.

前述してきた各燃料電池において、前記第１のセパレータは、緻密質部と前記多孔質部とから構成され、前記緻密質部の前記第１の反応ガス流路と反対側の面に形成される冷却液流路を備えた構成とすることができる。 In each of the fuel cells described above, the first separator includes a dense portion and the porous portion, and is formed on a surface of the dense portion opposite to the first reaction gas flow path. It can be set as the structure provided with the cooling fluid flow path.

この構成によれば、冷却用ガス流路に加えて冷却液流路により、燃料電池の冷却性能を向上することができる。 According to this configuration, the cooling performance of the fuel cell can be improved by the coolant channel in addition to the cooling gas channel.

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１：燃料電池の構成：
Ａ−２：効果：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｅ．変形例： Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
A-1: Configuration of fuel cell:
A-2: Effect:
B. Second embodiment:
C. Third embodiment:
D. Fourth embodiment:
E. Variation:

Ａ．第１実施例：
Ａ−１：燃料電池の構成：
図１は、本発明の第１実施例における燃料電池内部の単セル１０の構成を模式的に示す分解斜視図である。本実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池であって、図１に示す単セル１０を複数積層して直列に接続したスタック構造を有している。単セル１０は、図１に示すように、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）１２を、ガス拡散層１３、１４で挟持し、これらＭＥＡ１２およびガス拡散層１３、１４をさらに両側からセパレータ２０、３０によって挟持することによって構成されている。 A. First embodiment:
A-1: Configuration of fuel cell:
FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a configuration of a single cell 10 inside a fuel cell in a first embodiment of the present invention. The fuel cell of the present embodiment is a polymer electrolyte fuel cell, and has a stack structure in which a plurality of single cells 10 shown in FIG. 1 are stacked and connected in series. As shown in FIG. 1, the unit cell 10 has a membrane-electrode assembly (MEA) 12 sandwiched between gas diffusion layers 13 and 14, and the MEA 12 and the gas diffusion layers 13 and 14 are further sandwiched from both sides. It is configured by being sandwiched between the separators 20 and 30.

ＭＥＡ１２は、固体高分子電解質膜の両面に触媒層を形成することによって得られる。固体高分子電解質膜は、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。触媒層は、触媒としての白金または白金と他の金属からなる合金を有する層であり、アノード（水素極）とカソード（酸素極）の役割を果たす。また、ガス拡散層１３、１４は、ガス拡散性の導電性部材、例えば炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロス、あるいはカーボンペーパまたはカーボンフエルトなどによって形成することができる。ガス拡散層１３、１４の厚さは、本発明の要部に対応しており、後に詳しく説明する。 The MEA 12 is obtained by forming a catalyst layer on both sides of the solid polymer electrolyte membrane. The solid polymer electrolyte membrane is a proton conductive ion exchange membrane formed of, for example, a fluororesin, and exhibits good electrical conductivity in a wet state. The catalyst layer is a layer having platinum as a catalyst or an alloy made of platinum and another metal, and serves as an anode (hydrogen electrode) and a cathode (oxygen electrode). The gas diffusion layers 13 and 14 can be formed of a gas diffusible conductive member, for example, a carbon cloth woven with carbon fiber yarns, carbon paper, carbon felt, or the like. The thickness of the gas diffusion layers 13 and 14 corresponds to the main part of the present invention and will be described in detail later.

アノード側セパレータ２０とカソード側セパレータ３０とには、複数の孔や凹部が形成されている。この凹部によって、ガス拡散層１３、１４に挟持されたＭＥＡ１２との間に、電気化学反応に供される反応ガスの流路が形成される。すなわち、アノード側セパレータ２０と、アノード側ガス拡散層１３を備えるＭＥＡ１２との間には、水素を含有する燃料ガスが通過する単セル内燃料ガス流路４１（図３参照）が形成される。また、カソード側セパレータ３０と、カソード側ガス拡散層１４を備えるＭＥＡ１２との間には、空気などの酸素を含有する酸化ガスが通過する単セル内酸化ガス流路４３が形成される。さらに、一つの単セル１０を構成するカソード側セパレータ３０と、隣接する単セル１０を構成するアノード側セパレータ２０との間には、冷却液（ＬＬＣ）が通過するセル間冷却液流路４５と、冷却ガスが通過するセル間冷却ガス流路４７とが形成される。 A plurality of holes and recesses are formed in the anode side separator 20 and the cathode side separator 30. By this recess, a flow path for a reactive gas used for an electrochemical reaction is formed between the MEA 12 sandwiched between the gas diffusion layers 13 and 14. That is, a single-cell fuel gas flow path 41 (see FIG. 3) through which a fuel gas containing hydrogen passes is formed between the anode-side separator 20 and the MEA 12 including the anode-side gas diffusion layer 13. Further, between the cathode side separator 30 and the MEA 12 including the cathode side gas diffusion layer 14, an in-single cell oxidizing gas flow path 43 through which an oxidizing gas containing oxygen such as air passes is formed. Furthermore, between the cathode side separator 30 which comprises one single cell 10, and the anode side separator 20 which comprises the adjacent single cell 10, the inter-cell coolant flow path 45 through which a coolant (LLC) passes are provided. The inter-cell cooling gas flow path 47 through which the cooling gas passes is formed.

ここで、アノード側セパレータ２０は、特許請求の範囲で言う（以下同じ）「第２のセパレータ」に相当し、カソード側セパレータ３０は「第１のセパレータ」に相当する。単セル内燃料ガス流路４１は「第２の反応ガス流路」に相当し、単セル内酸化ガス流路４３は「第１の反応ガス流路」に相当する。アノード側ガス拡散層１３は「第２のガス拡散層」に相当し、カソード側ガス拡散層１４は「第１のガス拡散層」に相当する。「セル間冷却ガス流路４７が、「冷却用ガス流路」に相当する。 Here, the anode-side separator 20 corresponds to a “second separator” in the claims (hereinafter the same), and the cathode-side separator 30 corresponds to a “first separator”. The single-cell fuel gas flow channel 41 corresponds to a “second reactive gas flow channel”, and the single-cell oxidizing gas flow channel 43 corresponds to a “first reactive gas flow channel”. The anode gas diffusion layer 13 corresponds to a “second gas diffusion layer”, and the cathode gas diffusion layer 14 corresponds to a “first gas diffusion layer”. “The inter-cell cooling gas passage 47 corresponds to a“ cooling gas passage ”.

一方、各セパレータ２０、３０に形成された一対の孔は、複数の単セルを積層したときに、複数の単セルを貫くように設けられており、反応ガスを燃料電池の積層方向に流通可能とする流路を形成する。すなわち、セパレータ２０、３０に形成された一対の孔４１ａは、上流側の燃料ガスの流路を形成し、一対の孔４１ｂは、下流側の燃料ガスの流路を形成する。一対の孔４３ａは、上流側の酸化ガスの流路を形成し、一対の孔４３ｂは、下流側の酸化ガスの流路を形成する。さらには、一対の孔４５ａは、上流側の冷却液の流路を形成し、一対の孔４５ｂは、下流側の冷却液の流路を形成する。一対の孔４７ａは、上流側の冷却ガスの流路を形成し、一対の孔４７ｂは、下流側の冷却ガスの流路を形成する。 On the other hand, the pair of holes formed in each separator 20 and 30 is provided so as to penetrate through the plurality of single cells when the plurality of single cells are stacked, and the reaction gas can be distributed in the stacking direction of the fuel cells. A flow path is formed. That is, the pair of holes 41a formed in the separators 20 and 30 form an upstream fuel gas flow path, and the pair of holes 41b form a downstream fuel gas flow path. The pair of holes 43a form an upstream oxidizing gas flow path, and the pair of holes 43b form a downstream oxidizing gas flow path. Further, the pair of holes 45a form an upstream coolant flow path, and the pair of holes 45b form a downstream coolant flow path. The pair of holes 47a form an upstream cooling gas flow path, and the pair of holes 47b form a downstream cooling gas flow path.

上流側の流路を形成する各孔４１ａ、４３ａ、４５ａ、４７ａは、単セル内燃料ガス流路４１、単セル内酸化ガス流路４３、セル間冷却液流路４５、セル間冷却ガス流路４７にそれぞれ接続されることで、外部から送られてきた流体（燃料ガス、酸化ガス、冷却液、冷却ガス）を各単セルに分配する流体の供給マニホールドとして機能する。下流側の流路を形成する各孔４１ｂ、４３ｂ、４５ｂ、４７ｂは、単セル内燃料ガス流路４１、単セル内酸化ガス流路４３、セル間冷却液流路４５、セル間冷却ガス流路４７のそれぞれの他方端（上記各孔４１ａ、４３ａ、４５ａ、４７ａが接続されたと反対側の端部）にそれぞれ接続されることで、各単セル１０から排出された流体（燃料ガス、酸化ガス、冷却液、冷却ガス）を集合させて燃料電池の外部へ導く流体の排出マニホールドとして機能する。ここで、酸化ガスについての供給マニホールドとして機能する孔４３ａは、特許請求の範囲に記載された「反応ガス供給流路」に相当する。 The holes 41a, 43a, 45a, 47a that form the upstream flow path are the single-cell fuel gas flow path 41, the single-cell oxidizing gas flow path 43, the inter-cell coolant flow path 45, and the inter-cell cooling gas flow. By being connected to each path 47, it functions as a fluid supply manifold that distributes fluid (fuel gas, oxidizing gas, coolant, cooling gas) sent from the outside to each single cell. The holes 41b, 43b, 45b, 47b forming the downstream flow path are the single-cell fuel gas flow path 41, the single-cell oxidizing gas flow path 43, the inter-cell cooling liquid flow path 45, and the inter-cell cooling gas flow. The fluid (fuel gas, oxidation) discharged from each unit cell 10 is connected to the other end of each of the passages 47 (the end on the opposite side to which each of the holes 41a, 43a, 45a, 47a is connected). Gas, cooling liquid, cooling gas) and function as a fluid discharge manifold that guides the fuel cell to the outside. Here, the hole 43a that functions as a supply manifold for the oxidizing gas corresponds to a “reactive gas supply channel” recited in the claims.

なお、本実施例の燃料電池では、セル間冷却液流路４５およびセル間冷却ガス流路４７が、隣り合うすべての単セル間に形成されているが、複数のセル毎に形成されることとしてもよい。 In the fuel cell of this embodiment, the inter-cell coolant channel 45 and the inter-cell coolant gas channel 47 are formed between all adjacent single cells, but are formed for each of a plurality of cells. It is good.

図２は、カソード側セパレータ３０を模式的に示す説明図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、図１に示すカソード側セパレータ３０の第１の面Ｓｃ１と第２の面Ｓｃ２とを示している。図示するように、カソード側セパレータ３０の第１の面Ｓｃ１には、単セル内酸化ガス流路４３を構成する凹部が形成されている。また、第２の面Ｓｃ２には、セル間冷却液流路４５を構成する凹部と、セル間冷却ガス流路４７を構成する凹部とが形成されている。 FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the cathode separator 30. FIGS. 2A and 2B respectively show the first surface Sc1 and the second surface Sc2 of the cathode-side separator 30 shown in FIG. As shown in the figure, the first surface Sc 1 of the cathode-side separator 30 is formed with a recess that constitutes the single-cell oxidizing gas flow path 43. Further, the second surface Sc 2 is formed with a recess that constitutes the inter-cell coolant channel 45 and a recess that constitutes the inter-cell cooling gas channel 47.

なお、図２に示すように、セル間冷却液流路４５を構成する凹部は、単セル内酸化ガス流路４３を構成する凹部の上流側部分の背面に形成されており、セル間冷却ガス流路４７を構成する凹部は、単セル内酸化ガス流路４３を構成する凹部の下流側部分の背面に形成されている。本実施例のセル間冷却液流路４５は、冷却液の流れが変更される折れ曲がり部を複数有するサーペンタイン流路である。 In addition, as shown in FIG. 2, the recessed part which comprises the inter-cell coolant flow path 45 is formed in the back surface of the upstream part of the recessed part which comprises the single-cell in-cell oxidizing gas flow path 43, and the inter-cell cooling gas The recess that constitutes the channel 47 is formed on the back surface of the downstream portion of the recess that constitutes the oxidizing gas channel 43 in the single cell. The inter-cell coolant flow path 45 of the present embodiment is a serpentine flow path having a plurality of bent portions where the flow of the coolant is changed.

アノード側セパレータ２０は、カソード側セパレータ３０と同様である。ただし、図２に示すアノード側セパレータ２０の第１の面Ｓａ１には、単セル内燃料ガス流路４１を構成する凹部が形成されている。また、第２の面Ｓａ２には、セル間冷却液流路４５を構成する凹部と、セル間冷却ガス流路４７を構成する凹部とが形成されている。 The anode side separator 20 is the same as the cathode side separator 30. However, the first surface Sa1 of the anode-side separator 20 shown in FIG. Further, the second surface Sa 2 is formed with a recess that forms the inter-cell coolant flow path 45 and a recess that forms the inter-cell cooling gas flow path 47.

図１および図２では、単セル内酸化ガス流路４３は、平坦な底面を有する凹部として表わしているが、単セル内酸化ガス流路４３は、実際は、所定の凹凸形状を設けて、凸部において隣り合う部材と接することで、導電性を確保する構成となっている。設ける凹凸形状は、例えば、略平行な複数の溝状流路群としてもよく、あるいは、凹部の底面から突出する複数の凸部を設けることとしてもよい。また、酸化ガスの流れが変更される折れ曲がり部を複数有するサーペンタインな溝状流路としてもよい。また、単セル内燃料ガス流路４１についても、単セル内酸化ガス流路４３と同様に、ストレートタイプ、サーペンタインタイプの溝状流路等、様々は形状により実現することができる。セル間冷却ガス流路４７においても同様に、所定の凹凸形状を設ける構成となっている。 In FIG. 1 and FIG. 2, the oxidant gas flow path 43 in the single cell is represented as a recess having a flat bottom surface. However, the oxidant gas flow path 43 in the single cell is actually provided with a predetermined uneven shape and is convex. It is the structure which ensures electroconductivity by contacting with the adjacent member in a part. The uneven shape to be provided may be, for example, a plurality of substantially parallel groove-shaped channel groups, or a plurality of convex portions protruding from the bottom surface of the concave portion. Moreover, it is good also as a serpentine groove-shaped flow path which has two or more bent parts where the flow of oxidizing gas is changed. Also, the single-cell fuel gas flow channel 41 can be realized by various shapes, such as a straight type and a serpentine type groove-shaped flow channel, like the single-cell oxidizing gas flow channel 43. Similarly, the inter-cell cooling gas flow channel 47 is provided with a predetermined uneven shape.

図３は、単セル１０の断面を模式的に示す説明図である。図示するように、ＭＥＡ１２は、固体高分子電解質膜１２ｍをアノード１２ａとカソード１２ｂで挟持した構成である。アノード１２ａ、カソード１２ｂは、前述した触媒層により構成される。 FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a cross section of the single cell 10. As shown in the figure, the MEA 12 has a configuration in which a solid polymer electrolyte membrane 12m is sandwiched between an anode 12a and a cathode 12b. The anode 12a and the cathode 12b are configured by the catalyst layer described above.

アノード側セパレータ２０は、緻密質部材２２で構成されている。一方、カソード側セパレータ３０は、緻密質部材（緻密質部）３２と多孔質部材（多孔質部）３４とを含んでいる。ここで、緻密質部材２２、３２は、水およびガスを透過させない性質を有している。一方、多孔質部材３４は、比較的大きな気孔率を有しており、水およびガスが透過可能な性質を有している。なお、多孔質部３４は、図１、図２に示す領域Ｐに設けられている。 The anode side separator 20 is composed of a dense member 22. On the other hand, the cathode-side separator 30 includes a dense member (dense portion) 32 and a porous member (porous portion) 34. Here, the dense members 22 and 32 do not allow water and gas to pass therethrough. On the other hand, the porous member 34 has a relatively large porosity and has a property of allowing water and gas to pass therethrough. The porous portion 34 is provided in the region P shown in FIGS.

緻密質部材および多孔質部材は、カーボンや金属などの導電性材料を用いて形成される。具体的には、緻密質部材は、バインダを混合したカーボン粉末を圧縮成形して得られた緻密質カーボンや、プレス成形された金属板などを用いて形成可能である。また、多孔質部材は、カーボン粉末の形状や、サイズ、カーボン粉末とバインダとの混合比率などを適宜選定することによって得られた所望の気孔率を有する多孔質カーボンを用いて形成可能である。あるいは、多孔質部材は、所望の気孔率を有する焼結金属や金属メッシュなどの金属多孔質体を用いて形成可能である。緻密質部３２と多孔質部３４とを含むカソード側セパレータ３０は、例えば、個別に準備された緻密質カーボンと多孔質カーボンとを組み合わせ、バインダの溶融温度以上に加熱することによって、形成可能である。 The dense member and the porous member are formed using a conductive material such as carbon or metal. Specifically, the dense member can be formed using dense carbon obtained by compression molding a carbon powder mixed with a binder, a press-molded metal plate, or the like. The porous member can be formed using porous carbon having a desired porosity obtained by appropriately selecting the shape and size of the carbon powder, the mixing ratio of the carbon powder and the binder, and the like. Alternatively, the porous member can be formed using a metal porous body such as a sintered metal or a metal mesh having a desired porosity. The cathode-side separator 30 including the dense portion 32 and the porous portion 34 can be formed, for example, by combining individually prepared dense carbon and porous carbon and heating to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the binder. is there.

図３からも、単セル内燃料ガス流路４１は、アノード側セパレータ２０の第１の面Ｓａ１に設けられた凹部と、アノード側ガス拡散層１３を備えるＭＥＡ１２との間に形成されており、単セル内酸化ガス流路４３は、カソード側セパレータ３０の第１の面Ｓｃ１に設けられた凹部と、カソード側ガス拡散層１４を備えるＭＥＡ１２との間に形成されていることがわかる。また、セル間冷却液流路４５とセル間冷却ガス流路４７とは、２つのセパレータ２０、３０の第２の面Ｓａ２、Ｓｃ２に設けられた凹部が組み合わされて形成されていることがわかる。特に、単セル内酸化ガス流路４３は、カソード側セパレータ３０のＭＥＡ１２の対向面である第１の面Ｓｃ１に設けられており、セル間冷却ガス流路４７は、多孔質部３４の単セル内酸化ガス流路４３と反対側の面である第２の面Ｓｃ２に設けられている。 From FIG. 3 as well, the fuel gas flow path 41 in the single cell is formed between the recess provided in the first surface Sa1 of the anode-side separator 20 and the MEA 12 including the anode-side gas diffusion layer 13, It can be seen that the single-cell oxidizing gas channel 43 is formed between the recess provided in the first surface Sc1 of the cathode-side separator 30 and the MEA 12 including the cathode-side gas diffusion layer 14. Further, it can be seen that the inter-cell cooling liquid channel 45 and the inter-cell cooling gas channel 47 are formed by combining the concave portions provided on the second surfaces Sa2 and Sc2 of the two separators 20 and 30. . In particular, the single-cell oxidizing gas channel 43 is provided on the first surface Sc1 which is the opposing surface of the MEA 12 of the cathode-side separator 30, and the inter-cell cooling gas channel 47 is a single cell of the porous portion 34. It is provided on the second surface Sc2, which is the surface opposite to the inner oxidizing gas flow path 43.

上記のようなカソード側セパレータ３０を用いれば、セル間冷却ガス流路４７に冷却ガス（空気）を供給することによって、燃料電池を冷却することができる。また、セル間冷却ガス流路４７を通る冷却ガスは、多孔質部３４を介して、単セル内酸化ガス流路４３の水分を持ち去ることができる。具体的には、単セル内酸化ガス流路４３内の水は、毛管吸引力によって、多孔質部３４内部に容易に取り込まれる。そして、多孔質部３４に取り込まれた水分は、多孔質部３４内部を移動して、セル間冷却ガス流路４７を流れる冷却ガス（空気）中に排出される。多孔質部３４が水分を取り込むと、多孔質部３４は、シール機能を獲得する。このため、単セル内酸化ガス流路４３とセル間冷却ガス流路４７との間のガスの移動は、抑制される。 When the cathode separator 30 as described above is used, the fuel cell can be cooled by supplying the cooling gas (air) to the inter-cell cooling gas passage 47. Further, the cooling gas passing through the inter-cell cooling gas channel 47 can take away the moisture in the single-cell oxidizing gas channel 43 via the porous portion 34. Specifically, the water in the single-cell oxidizing gas channel 43 is easily taken into the porous portion 34 by capillary suction. Then, the moisture taken into the porous portion 34 moves inside the porous portion 34 and is discharged into the cooling gas (air) flowing through the inter-cell cooling gas channel 47. When the porous portion 34 takes in moisture, the porous portion 34 acquires a sealing function. For this reason, the movement of the gas between the oxidizing gas channel 43 in the single cell and the inter-cell cooling gas channel 47 is suppressed.

なお、本実施例では、多孔質部３４による水分の取り込みと、多孔質部３４を介した水分の移動とを促進させるために、多孔質部３４に親水性が付与されている。親水性は、例えば、多孔質カーボンを過酸化水素水中で煮沸処理して、カーボン表面に水酸基（−ＯＨ基）を導入することによって、付与される。 In this embodiment, hydrophilicity is imparted to the porous portion 34 in order to promote moisture uptake by the porous portion 34 and movement of moisture through the porous portion 34. Hydrophilicity is imparted, for example, by boiling porous carbon in hydrogen peroxide water and introducing hydroxyl groups (—OH groups) on the carbon surface.

さらに、本実施例では、多孔質部３４による水分の取り込みを促進させるために、アノード側ガス拡散層１３の膜厚ｔ２を、カソード側ガス拡散層１４の膜厚ｔ１よりも大きくしている。具体的には、例えば、アノード側ガス拡散層１３の膜厚ｔ２を２００［μｍ］程度、カソード側ガス拡散層１４の膜厚ｔ１を１００［μｍ］程度としている。前述したように、カソードで発生した水は、単セル内酸化ガス流路４３から多孔質部３４側へ移動するばかりでなく、ＭＥＡ１２を透過して単セル内酸化ガス流路４３へ逃げてしまう分もあるが、上記のように、アノード側ガス拡散層１３の膜厚ｔ２が大きいことから、アノード側ガス拡散層１３でその逃げる量が抑制される。 Furthermore, in this embodiment, in order to promote moisture uptake by the porous portion 34, the film thickness t2 of the anode side gas diffusion layer 13 is made larger than the film thickness t1 of the cathode side gas diffusion layer 14. Specifically, for example, the film thickness t2 of the anode side gas diffusion layer 13 is about 200 [μm], and the film thickness t1 of the cathode side gas diffusion layer 14 is about 100 [μm]. As described above, the water generated at the cathode not only moves from the oxidizing gas channel 43 in the single cell to the porous portion 34 side, but also passes through the MEA 12 and escapes to the oxidizing gas channel 43 in the single cell. As described above, since the film thickness t2 of the anode side gas diffusion layer 13 is large as described above, the amount of escape at the anode side gas diffusion layer 13 is suppressed.

なお、上記膜厚ｔ２、ｔ１は、２００［μｍ］、１００［μｍ］に限定されるわけではなく、例えば、３００［μｍ］、１００［μｍ］、あるいは１００［μｍ］、７０［μｍ］というように、ｔ２＞ｔ１の条件を満たせば、いずれの大きさとすることもできる。 Note that the film thicknesses t2 and t1 are not limited to 200 [μm] and 100 [μm], for example, 300 [μm], 100 [μm], 100 [μm], and 70 [μm]. Thus, any size can be used as long as the condition of t2> t1 is satisfied.

本実施例では、図３に示すように、多孔質部３４は、セル間冷却ガス流路４７と単セル内酸化ガス流路４３の下流側部分との間に設けられている。これは、通常、単セル内酸化ガス流路４３では、下流側部分の水分量が比較的多く、上流側部分の水分量が比較的少ないためである。すなわち、燃料電池内部の電気化学反応の進行に伴って生じた生成水は、単セル内酸化ガス流路４３を通る酸化ガス中に気化して、該酸化ガスと共に下流に向かう。このため、単セル内酸化ガス流路４３の下流側ほど、水分量が多くなる。そこで、本実施例では、単セル内酸化ガス流路４３の下流側部分に、多孔質部３４が設けられている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the porous portion 34 is provided between the inter-cell cooling gas channel 47 and the downstream portion of the single-cell oxidizing gas channel 43. This is because, in the single-cell oxidant gas flow path 43, the moisture amount in the downstream portion is usually relatively large and the moisture amount in the upstream portion is relatively small. That is, the generated water generated as the electrochemical reaction inside the fuel cell progresses is vaporized into the oxidizing gas passing through the single-cell oxidizing gas flow path 43 and goes downstream together with the oxidizing gas. For this reason, the moisture content increases toward the downstream side of the oxidizing gas flow path 43 in the single cell. Therefore, in the present embodiment, the porous portion 34 is provided in the downstream side portion of the oxidizing gas flow path 43 in the single cell.

本実施例の燃料電池では、冷却ガスは、酸化ガスとして電気化学反応に供する空気を用いている。図４に、本実施例の燃料電池における冷却ガスおよび酸化ガスの流れを模式的に表わす。図４では、カソード側セパレータ３０のセル間冷却ガス流路４７が形成される第２の面Ｓｃ２を用いて流路の接続関係を説明している。すなわち、空気ポンプ５０から、孔部４７ａが形成する冷却ガスの供給マニホールドに対して、冷却ガスとして空気が供給され、供給された空気は、セル間冷却ガス流路４７を介して、孔部４７ｂが形成する冷却ガスの排出マニホールドへと流れる。このとき、セル間冷却ガス流路４７を通過する空気は、多孔質部３４（Ｐの領域）内を移動する水分によって加湿される。 In the fuel cell of the present embodiment, the cooling gas uses air that is subjected to an electrochemical reaction as an oxidizing gas. FIG. 4 schematically shows the flow of the cooling gas and the oxidizing gas in the fuel cell of the present embodiment. In FIG. 4, the connection relation of the flow paths is described using the second surface Sc2 in which the inter-cell cooling gas flow path 47 of the cathode side separator 30 is formed. That is, air is supplied as a cooling gas from the air pump 50 to the cooling gas supply manifold formed by the hole 47 a, and the supplied air passes through the inter-cell cooling gas flow path 47 and the hole 47 b. Flows into the discharge manifold of the cooling gas that forms. At this time, the air passing through the inter-cell cooling gas channel 47 is humidified by moisture moving in the porous portion 34 (P region).

排出マニホールドに集合した空気は、接続流路５１に導かれて、孔部４３ａが形成する酸化ガスの供給マニホールドに流入し、各単セル内の単セル内酸化ガス流路４３に分配される。ここで、冷却ガスの排出マニホールドおよび酸化ガスの供給マニホールドは、燃料電池を積層方向に貫通する流路であるため、接続流路５１は、例えば、燃料電池の積層方向端部の一方において、冷却ガスの排出マニホールド端部と酸化ガスの供給マニホールド端部とを接続するように配設すればよい。あるいは、燃料電池を構成するスタック内で、各セル面内において、接続流路５１を形成することも可能である。 The air gathered in the discharge manifold is guided to the connection flow path 51 and flows into the oxidizing gas supply manifold formed by the hole 43a, and is distributed to the oxidizing gas flow path 43 in the single cell in each single cell. Here, since the cooling gas discharge manifold and the oxidizing gas supply manifold are flow paths that penetrate the fuel cell in the stacking direction, the connection flow path 51 is cooled, for example, at one end of the stacking direction of the fuel cell. The gas discharge manifold end and the oxidizing gas supply manifold end may be connected to each other. Or it is also possible to form the connection flow path 51 in each cell surface in the stack which comprises a fuel cell.

また、図４に示すように、本実施例の燃料電池では、空気ポンプ５０と冷却ガスの供給マニホールドとを接続する流路から分岐して、セル間冷却ガス流路４７を経由することなく空気を接続流路５１に導く空気分岐路５３が設けられている。この空気分岐路５３には、空気分岐路５３を通過する空気量を調節するための流量調整弁５４が設けられている。したがって、空気ポンプ５０および流量調整弁５４を制御することで、セル間冷却ガス流路４７を通過する空気量と、電気化学反応に供する空気量とを、それぞれ調節することができる。 Further, as shown in FIG. 4, in the fuel cell of this embodiment, air is branched from the flow path connecting the air pump 50 and the cooling gas supply manifold, and does not pass through the inter-cell cooling gas flow path 47. An air branch path 53 is provided to guide the air to the connection flow path 51. The air branch path 53 is provided with a flow rate adjusting valve 54 for adjusting the amount of air passing through the air branch path 53. Therefore, by controlling the air pump 50 and the flow rate adjusting valve 54, the amount of air passing through the inter-cell cooling gas flow channel 47 and the amount of air used for the electrochemical reaction can be adjusted.

Ａ−２：効果：
以上のように構成された本実施例の燃料電池によれば、多孔質部３４を介して、単セル内酸化ガス流路４３からセル間冷却ガス流路４７へと水分移動が可能となっているため、単セル内酸化ガス流路４３内に生成水が滞留することに起因する不都合を防止することができる。また、セル間冷却ガス流路４７内の加湿された冷却ガスは、接続流路５１を介して、孔部４３ａが形成する酸化ガスの供給マニホールドに流入し、各単セル内の単セル内酸化ガス流路４３に、酸化ガスとして分配されることから、生成水を燃料電池の加湿用として利用することができる。 A-2: Effect:
According to the fuel cell of the present embodiment configured as described above, moisture can be transferred from the single-cell oxidizing gas flow channel 43 to the inter-cell cooling gas flow channel 47 via the porous portion 34. Therefore, it is possible to prevent inconvenience resulting from the retention of the generated water in the single cell oxidizing gas flow path 43. In addition, the humidified cooling gas in the inter-cell cooling gas flow channel 47 flows into the oxidizing gas supply manifold formed by the hole 43a through the connection flow channel 51, and is oxidized in each single cell. Since it is distributed to the gas flow path 43 as the oxidizing gas, the generated water can be used for humidifying the fuel cell.

さらに、本実施例の燃料電池によれば、アノード側ガス拡散層１３の膜厚ｔ２を、カソード側ガス拡散層１４の膜厚ｔ１よりも大きくしていることから、単セル内酸化ガス流路４３中の水分が、ＭＥＡ１２を透過した後、アノード側ガス拡散層１３で透過し難くなる。このため、その水分が、アノード側セパレータ２０に形成される単セル内燃料ガス流路４１へ逃げる量が抑制されることから、単セル内酸化ガス流路４３中の水分は、多孔質部３４を透過してセル間冷却ガス流路４７に良好に供給される。これによりセル間冷却ガス流路４７へ移動する水分量、延いては単セル内酸化ガス流路４３へ供給する酸化ガスの加湿量を十分に確保することができることから、燃料電池の出力低下を防止することができる。 Further, according to the fuel cell of the present embodiment, the film thickness t2 of the anode side gas diffusion layer 13 is larger than the film thickness t1 of the cathode side gas diffusion layer 14, and therefore, the oxidizing gas flow path in the single cell. After the water in 43 passes through the MEA 12, it becomes difficult to pass through the anode-side gas diffusion layer 13. For this reason, since the amount of the moisture escaping to the fuel gas flow channel 41 in the single cell formed in the anode separator 20 is suppressed, the water in the oxidation gas flow channel 43 in the single cell is retained in the porous portion 34. And is satisfactorily supplied to the inter-cell cooling gas passage 47. As a result, it is possible to secure a sufficient amount of moisture to move to the inter-cell cooling gas flow path 47, and thus a sufficient humidification amount of the oxidizing gas supplied to the single-cell oxidizing gas flow path 43, thereby reducing the output of the fuel cell. Can be prevented.

Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例についての燃料電池の単セル１００の断面を模式的に示す説明図である。この図は、第１実施例における図３の単セル分に相当するものである。図示するように、この単セル１００は、第１実施例の単セル１０と比較して、アノード側ガス拡散層１１３の構成が相違するだけで、その他の構成は同じである。同一のパーツには、第１実施例と同じ番号を付けた。 B. Second embodiment:
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a cross section of the unit cell 100 of the fuel cell according to the second embodiment. This figure corresponds to the single cell of FIG. 3 in the first embodiment. As shown in the figure, this single cell 100 is the same as the single cell 10 of the first embodiment except for the configuration of the anode-side gas diffusion layer 113, which is otherwise the same. The same numbers are assigned to the same parts as in the first embodiment.

この第２実施例のアノード側ガス拡散層１１３は、第１実施例のガス拡散層と同様の材料から構成されてはいるが、気孔率が７０［％］程度に調整されたものである。第１実施例のアノード側ガス拡散層１３とカソード側ガス拡散層１４は、気孔率が９０［％］程度であったが、この第２実施例のアノード側ガス拡散層１１３は上記のように、カソード側ガス拡散層１４よりも小さなものとなっている。なお、この第２実施例では、アノード側ガス拡散層１１３の膜厚は、カソード側ガス拡散層１４と同じ膜厚である。 The anode-side gas diffusion layer 113 of the second embodiment is made of the same material as that of the gas diffusion layer of the first embodiment, but has a porosity adjusted to about 70 [%]. The anode-side gas diffusion layer 13 and the cathode-side gas diffusion layer 14 of the first example had a porosity of about 90%, but the anode-side gas diffusion layer 113 of the second example was as described above. The cathode side gas diffusion layer 14 is smaller. In the second embodiment, the anode-side gas diffusion layer 113 has the same thickness as that of the cathode-side gas diffusion layer 14.

以上のように構成された第２実施例の燃料電池によれば、アノード側ガス拡散層１１３の気孔率を、カソード側ガス拡散層１４の気孔率よりも小さくしていることから、単セル内酸化ガス流路４３中の水分が、ＭＥＡ１２を透過した後、アノード側ガス拡散層１１３で透過し難くなる。このため、その水分が、アノード側セパレータ２０に形成される単セル内燃料ガス流路４１へ逃げる量が抑制されることから、単セル内酸化ガス流路４３中の水分は、多孔質部３４を透過してセル間冷却ガス流路４７に良好に供給される。これによりセル間冷却ガス流路４７へ移動する水分量、延いては単セル内酸化ガス流路４３へ供給する酸化ガスの加湿量を十分に確保することができることから、燃料電池の出力低下を防止することができる。 According to the fuel cell of the second embodiment configured as described above, the porosity of the anode-side gas diffusion layer 113 is made smaller than the porosity of the cathode-side gas diffusion layer 14, so Moisture in the oxidizing gas flow path 43 is difficult to permeate through the anode side gas diffusion layer 113 after permeating through the MEA 12. For this reason, since the amount of the moisture escaping to the fuel gas flow channel 41 in the single cell formed in the anode separator 20 is suppressed, the water in the oxidation gas flow channel 43 in the single cell is retained in the porous portion 34. And is satisfactorily supplied to the inter-cell cooling gas passage 47. As a result, it is possible to secure a sufficient amount of moisture to move to the inter-cell cooling gas flow path 47, and thus a sufficient humidification amount of the oxidizing gas supplied to the single-cell oxidizing gas flow path 43, thereby reducing the output of the fuel cell. Can be prevented.

なお、上記アノード側ガス拡散層１１３の気孔率、カソード側ガス拡散層１４の気孔率は、上記値に限定されるわけではなく、アノード側ガス拡散層１１３の気孔率がカソード側ガス拡散層１４の気孔率よりも小さい条件を満たせば、いずれの大きさとすることもできる。なお、ガス拡散層としては７０〜９０［％］程度の範囲で調整することが好ましい。 Note that the porosity of the anode side gas diffusion layer 113 and the porosity of the cathode side gas diffusion layer 14 are not limited to the above values, and the porosity of the anode side gas diffusion layer 113 is not limited to the above values. Any size can be used as long as a condition smaller than the porosity of the material is satisfied. The gas diffusion layer is preferably adjusted in the range of about 70 to 90 [%].

Ｃ．第３実施例：
図６は、第３実施例についての燃料電池の単セル２００の断面を模式的に示す説明図である。この図は、第１実施例における図３の単セル分に相当するものである。図示するように、この単セル２００は、第１実施例の単セル１０と比較して、アノード側ガス拡散層２１３の膜厚をカソード側ガス拡散層１４と同じ膜厚とした上で、アノード側ガス拡散層２１３のアノード側セパレータ２０側の面に金属メッシュ２０２を設けた構成が相違するだけで、その他の構成は同じである。同一のパーツには、第１実施例と同じ番号を付けた。 C. Third embodiment:
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a cross section of a unit cell 200 of the fuel cell according to the third embodiment. This figure corresponds to the single cell of FIG. 3 in the first embodiment. As shown in the figure, this single cell 200 has an anode-side gas diffusion layer 213 having the same thickness as the cathode-side gas diffusion layer 14 as compared with the single cell 10 of the first embodiment. Other configurations are the same except that the metal mesh 202 is provided on the surface of the side gas diffusion layer 213 on the anode separator 20 side. The same numbers are assigned to the same parts as in the first embodiment.

金属メッシュ２０２は、金やステンレス等の金属製のメッシュである。金属メッシュ２０２は、吸水性、保水性に優れている。 The metal mesh 202 is a metal mesh such as gold or stainless steel. The metal mesh 202 is excellent in water absorption and water retention.

以上のように構成された第３実施例の燃料電池によれば、アノード側ガス拡散層２１３とアノード側セパレータ２０の間に金属メッシュ２０２が配設されていることから、単セル内酸化ガス流路４３中の水分が、ＭＥＡ１２、アノード側ガス拡散層２１３を透過した後、金属メッシュ２０２で吸収される。このため、その水分が、アノード側セパレータ２０に形成される単セル内燃料ガス流路４１へ逃げる量が抑制されることから、単セル内酸化ガス流路４３中の水分は、多孔質部３４を透過してセル間冷却ガス流路４７に良好に供給される。これによりセル間冷却ガス流路４７へ移動する水分量、延いては単セル内酸化ガス流路４３へ供給する酸化ガスの加湿量を十分に確保することができることから、燃料電池の出力低下を防止することができる。 According to the fuel cell of the third embodiment configured as described above, since the metal mesh 202 is disposed between the anode side gas diffusion layer 213 and the anode side separator 20, the oxidizing gas flow in the single cell. Moisture in the passage 43 is absorbed by the metal mesh 202 after passing through the MEA 12 and the anode-side gas diffusion layer 213. For this reason, since the amount of the moisture escaping to the fuel gas flow channel 41 in the single cell formed in the anode separator 20 is suppressed, the water in the oxidation gas flow channel 43 in the single cell is retained in the porous portion 34. And is satisfactorily supplied to the inter-cell cooling gas passage 47. As a result, it is possible to secure a sufficient amount of moisture to move to the inter-cell cooling gas flow path 47, and thus a sufficient humidification amount of the oxidizing gas supplied to the single-cell oxidizing gas flow path 43, thereby reducing the output of the fuel cell. Can be prevented.

なお、この第３実施例の変形例として、金属メッシュ２０２を金属発泡体に換えることができる。金属発泡体は、溶融した金属中に発泡剤を投入して発泡させて凝固させて製造するなどの手法で製造されたもので、ステンレス、アルミニウム等の金属製のものである。金属発泡体は、金属メッシュと同様に、吸水性、保水性に優れている。この変形例によっても、第３実施例と同様の効果を奏することができる。 As a modification of the third embodiment, the metal mesh 202 can be replaced with a metal foam. The metal foam is manufactured by a technique such as injecting a foaming agent into molten metal, foaming and solidifying the metal, and is made of a metal such as stainless steel or aluminum. The metal foam is excellent in water absorption and water retention like the metal mesh. This modification can also provide the same effects as those of the third embodiment.

また、金属メッシュ２０２は、アノード１２ａの片側表面全面に亘って設けられていたが、必ずしも全面に設ける必要もなく、単セル内燃料ガス流路４１の下流側部分に当たる一部分の面に設ける構成とすることもできる。多孔質部３４は、単セル内酸化ガス流路４３の下流側部分に設けられていることから、単セル内燃料ガス流路４１の下流側部分に生成水が逃げるのを防止すれば十分な効果を得られるためである。 Further, the metal mesh 202 is provided over the entire surface of one side of the anode 12a. However, the metal mesh 202 is not necessarily provided over the entire surface, and is provided on a part of the surface corresponding to the downstream side portion of the fuel gas passage 41 in the single cell. You can also Since the porous portion 34 is provided in the downstream portion of the oxidizing gas passage 43 in the single cell, it is sufficient to prevent the generated water from escaping to the downstream portion of the fuel gas passage 41 in the single cell. This is because an effect can be obtained.

Ｄ．第４実施例：
図７は、第４実施例についての燃料電池の単セル３００の断面を模式的に示す説明図である。この図は、第１実施例における図３の単セル分に相当するものである。図示するように、この単セル３００は、第１実施例の単セル１０と比較して、アノード側ガス拡散層３１３の膜厚をカソード側ガス拡散層１４と同じ膜厚とした上で、アノード側ガス拡散層３１３とＭＥＡ１２との間に撥水性フィルム３０２を設けた構成が相違するだけで、その他の構成は同じである。同一のパーツには、第１実施例と同じ番号を付けた。 D. Fourth embodiment:
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a cross section of a single cell 300 of the fuel cell according to the fourth embodiment. This figure corresponds to the single cell of FIG. 3 in the first embodiment. As shown in the figure, this single cell 300 has an anode-side gas diffusion layer 313 having the same film thickness as the cathode-side gas diffusion layer 14 as compared with the single cell 10 of the first embodiment. Other configurations are the same except that the configuration in which the water-repellent film 302 is provided between the side gas diffusion layer 313 and the MEA 12 is different. The same numbers are assigned to the same parts as in the first embodiment.

撥水性フィルム３０２は、カーボンフィルム等の撥水性のフィルムである。なお、撥水性フィルム３０２に換えて、撥水性のフィルム以外の膜体とすることもできる。 The water repellent film 302 is a water repellent film such as a carbon film. Note that a film body other than the water-repellent film can be used instead of the water-repellent film 302.

以上のように構成された第４実施例の燃料電池によれば、ＭＥＡ１２とアノード側ガス拡散層３１３の間に撥水性フィルム３０２が配設されていることから、単セル内酸化ガス流路４３中の水分が、ＭＥＡ１２を透過した後、撥水性フィルム３０２で透過し難くなる。このため、その水分が、アノード側セパレータ２０に形成される単セル内燃料ガス流路４１へ逃げる量が抑制されることから、単セル内酸化ガス流路４３中の水分は、多孔質部３４を透過してセル間冷却ガス流路４７に良好に供給される。これによりセル間冷却ガス流路４７へ移動する水分量、延いては単セル内酸化ガス流路４３へ供給する酸化ガスの加湿量を十分に確保することができることから、燃料電池の出力低下を防止することができる。 According to the fuel cell of the fourth embodiment configured as described above, the water-repellent film 302 is disposed between the MEA 12 and the anode side gas diffusion layer 313. The moisture inside is difficult to permeate through the water repellent film 302 after passing through the MEA 12. For this reason, since the amount of the moisture escaping to the fuel gas flow channel 41 in the single cell formed in the anode separator 20 is suppressed, the water in the oxidation gas flow channel 43 in the single cell is retained in the porous portion 34. And is satisfactorily supplied to the inter-cell cooling gas passage 47. As a result, it is possible to secure a sufficient amount of moisture to move to the inter-cell cooling gas flow path 47, and thus a sufficient humidification amount of the oxidizing gas supplied to the single-cell oxidizing gas flow path 43, thereby reducing the output of the fuel cell. Can be prevented.

なお、この第４実施例では、撥水性フィルム３０２を、ＭＥＡ１２とアノード側ガス拡散層３１３の間に設ける構成としていたが、これに換えて、アノード側ガス拡散層３１３とアノード側セパレータ２０の間に設けた構成とすることができる。この変形例によれば、単セル内酸化ガス流路４３中の水分が、ＭＥＡ１２、アノード側ガス拡散層２１３を透過した後、撥水性フィルムで透過し難くなる。したがって、第４実施例と同様の効果を奏する。 In the fourth embodiment, the water-repellent film 302 is provided between the MEA 12 and the anode-side gas diffusion layer 313. Instead, the water-repellent film 302 is provided between the anode-side gas diffusion layer 313 and the anode-side separator 20. It can be set as the structure provided in. According to this modification, the moisture in the oxidizing gas flow path 43 in the single cell is difficult to permeate through the water repellent film after passing through the MEA 12 and the anode side gas diffusion layer 213. Therefore, the same effect as that of the fourth embodiment is obtained.

また、撥水性フィルム３０２は、アノード１２ａの片側表面全面に亘って設けられていたが、必ずしも全面に設ける必要もなく、単セル内燃料ガス流路４１の下流側部分に当たる一部分の面に設ける構成とすることもできる。多孔質部３４は、単セル内酸化ガス流路４３の下流側部分に設けられていることから、単セル内燃料ガス流路４１の下流側部分に生成水が逃げるのを防止すれば十分な効果を得られるためである。 Further, the water repellent film 302 is provided over the entire surface of one side of the anode 12a. However, the water repellent film 302 is not necessarily provided over the entire surface, and is provided on a part of the surface corresponding to the downstream side portion of the fuel gas passage 41 in the single cell. It can also be. Since the porous portion 34 is provided in the downstream portion of the oxidizing gas passage 43 in the single cell, it is sufficient to prevent the generated water from escaping to the downstream portion of the fuel gas passage 41 in the single cell. This is because an effect can be obtained.

Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の各実施例や変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 E. Variation:
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

（１）上記各実施例では、燃料電池は冷却ガスと共に冷却液によって冷却されているが、これに代えて、冷却ガスのみで冷却されるようにしてもよい。ただし、上記各実施例のようにすれば、燃料電池を効率よく冷却することができる。 (1) In each of the above embodiments, the fuel cell is cooled by the cooling liquid together with the cooling gas, but may be cooled only by the cooling gas instead. However, the fuel cell can be efficiently cooled by the above embodiments.

（２）上記各実施例では、多孔質部３４は、単セル内酸化ガス流路４３の下流側部分に設ける構成としていたが、必ずしも下流側部分に限る必要はなく、これに換えて、多孔質部を単セル内酸化ガス流路４３の全流域に設ける構成とすることもできる。この構成によれば、生成水の取り込み量を増大させることができる。 (2) In each of the above embodiments, the porous portion 34 is provided in the downstream portion of the oxidizing gas flow path 43 in the single cell. However, the porous portion 34 is not necessarily limited to the downstream portion. The mass portion may be provided in the entire flow area of the oxidizing gas flow path 43 in the single cell. According to this configuration, the amount of product water taken up can be increased.

（３）メタノールなどの炭化水素を水蒸気改質して水素を生成して、その水素を燃料電池に供給する場合、水素ガス流路にも水が存在する。また、カソード側での生成水は、電解質膜を通過して、水素ガス流路に送られてくる。これらのことから、水素ガス流路でも水分の排出の必要性がある。したがって、前述した各実施例の構成を、アノード（水素極）側とカソード（酸素極）側とで入れ換えた構成に換えることができる。すなわち、アノード側セパレータの少なくとも一部は、水分が透過可能な多孔質部により形成し、該多孔質部の水素ガス流路と反対側の面に冷却用ガス流路を形成するとともに、冷却用ガス流路の下流側を、水素ガス流路に連通する水素ガス供給流路（水素ガス供給マニホールド）に接続する接続流路と、水素ガス流路中の水分が、膜電極接合体側から酸化ガス流路へ逃げる量を抑制する水分逃げ量抑制手段とを備えた構成とすることができる。 (3) When hydrogen is generated by steam reforming a hydrocarbon such as methanol and the hydrogen is supplied to the fuel cell, water is also present in the hydrogen gas channel. Further, the produced water on the cathode side passes through the electrolyte membrane and is sent to the hydrogen gas flow path. For these reasons, it is necessary to discharge moisture even in the hydrogen gas flow path. Therefore, the configuration of each of the embodiments described above can be replaced with a configuration in which the anode (hydrogen electrode) side and the cathode (oxygen electrode) side are interchanged. That is, at least a part of the anode-side separator is formed by a porous portion through which moisture can permeate, and a cooling gas passage is formed on a surface of the porous portion opposite to the hydrogen gas passage, and also for cooling. A connection channel that connects the downstream side of the gas channel to a hydrogen gas supply channel (hydrogen gas supply manifold) that communicates with the hydrogen gas channel, and moisture in the hydrogen gas channel is oxidized from the membrane electrode assembly side. It can be set as the structure provided with the moisture escape amount suppression means which suppresses the quantity which escapes to a flow path.

（４）前述した各実施例では、水分逃げ量抑制手段として、ガス拡散層の膜厚を大きくする構成、ガス拡散層の気孔率を小さくする構成、金属メッシュまたは金属発泡体を設けた構成、撥水性の膜体を設けた構成と種々の構成を提案してきたが、こうした構成に必ずしも限る必要もない。第１の反応ガス流路中の水分が、前記膜電極接合体側から前記第２の反応ガス流路へ逃げる量を抑制する構成であれば、異物を挿入する構成、既に用いられているパーツの水分の透過性を低くする構成等、種々の構成に換えることができる。また、前述した各実施例を組み合わせて、水分の逃げ量をより一層抑える構成とすることもできる。例えば、第１実施例と第２実施例を組み合わせて、アノード側ガス拡散層の膜厚を、カソード側ガス拡散層の膜厚よりも大きくし、かつ、アノード側ガス拡散層の気孔率を、カソード側ガス拡散層の気孔率よりも小さくする構成としてもよい。あるいは、第１実施例と第３実施例を組み合わせて、アノード側ガス拡散層の膜厚を、カソード側ガス拡散層の膜厚よりも大きくし、かつ、アノード側ガス拡散層のアノード側セパレータ側の面に金属メッシュを設けた構成としてもよい。 (4) In each of the above-described embodiments, as a moisture escape amount suppressing means, a configuration in which the thickness of the gas diffusion layer is increased, a configuration in which the porosity of the gas diffusion layer is decreased, a configuration in which a metal mesh or a metal foam is provided, Although the structure provided with the water-repellent film body and various structures have been proposed, it is not necessarily limited to such a structure. If the structure in which the moisture in the first reaction gas flow path suppresses the amount of escape from the membrane electrode assembly side to the second reaction gas flow path, the structure for inserting foreign matter, the part already used Various configurations such as a configuration for reducing moisture permeability can be used. Moreover, it can also be set as the structure which suppresses the escape | escape amount of a water | moisture content further combining each Example mentioned above. For example, combining the first embodiment and the second embodiment, the thickness of the anode side gas diffusion layer is made larger than the thickness of the cathode side gas diffusion layer, and the porosity of the anode side gas diffusion layer is It is good also as a structure made smaller than the porosity of a cathode side gas diffusion layer. Alternatively, by combining the first and third embodiments, the thickness of the anode side gas diffusion layer is made larger than the thickness of the cathode side gas diffusion layer, and the anode side separator side of the anode side gas diffusion layer It is good also as a structure which provided the metal mesh in the surface.

（５）上記各実施例では、燃料電池は固体高分子型燃料電池としたが、異なる種類の燃料電池に適用することも可能である。発電中に反応ガス流路中の水分量が増加し、燃料電池を冷却するために冷却ガスを用いる燃料電池であれば、本発明を適用して同様の効果を得ることができる。 (5) In each of the above embodiments, the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell, but it can also be applied to different types of fuel cells. A similar effect can be obtained by applying the present invention to any fuel cell that uses a cooling gas to cool the fuel cell because the amount of water in the reaction gas channel increases during power generation.

本発明の第１実施例における燃料電池内部の単セル１０の構成を模式的に示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view schematically showing a configuration of a single cell 10 inside a fuel cell in a first embodiment of the present invention. カソード側セパレータ３０を模式的に示す説明図である。3 is an explanatory diagram schematically showing a cathode-side separator 30. FIG. 単セル１０の断面を模式的に示す説明図である。3 is an explanatory diagram schematically showing a cross section of a single cell 10. FIG. 燃料電池における冷却ガスおよび酸化ガスの流れを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the flow of the cooling gas and oxidizing gas in a fuel cell. 第２実施例についての燃料電池の単セル１００の断面を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the cross section of the single cell 100 of the fuel cell about 2nd Example. 第３実施例についての燃料電池の単セル２００の断面を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the cross section of the single cell 200 of the fuel cell about 3rd Example. 第４実施例についての燃料電池の単セル３００の断面を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the cross section of the single cell 300 of the fuel cell about 4th Example.

符号の説明Explanation of symbols

１０...単セル
１２ａ...アノード（水素極）
１２ｂ...カソード（酸素極）
１２ｍ...固体高分子電解質膜
１３...アノード側ガス拡散層
１４...カソード側ガス拡散層
２０...アノード側セパレータ
２２...緻密質部材
３０...カソード側セパレータ
３２...緻密質部材
３４...多孔質部
４１...単セル内燃料ガス流路
４３...単セル内酸化ガス流路
４５...セル間冷却液流路
４７...セル間冷却ガス流路
５０...空気ポンプ
５１...接続流路
５３...空気分岐路
５４...流量調整弁
１００...単セル
１１３...アノード側ガス拡散層
２００...単セル
２０２...金属メッシュ
２１３...アノード側ガス拡散層
３００...単セル
３１３...アノード側ガス拡散層
３０２...撥水性フィルム 10 ... single cell 12a ... anode (hydrogen electrode)
12b ... Cathode (oxygen electrode)
12 m ... solid polymer electrolyte membrane 13 ... anode side gas diffusion layer 14 ... cathode side gas diffusion layer 20 ... anode side separator 22 ... dense member 30 ... cathode side separator 32. ..Dense member 34 ... Porous part 41 ... Fuel gas flow path in single cell 43 ... Oxidized gas flow path in single cell 45 ... Coolant flow path between cells 47 ... Between cells Cooling gas flow path 50 ... Air pump 51 ... Connection flow path 53 ... Air branch path 54 ... Flow control valve 100 ... Single cell 113 ... Anode side gas diffusion layer 200 ... Single cell 202 ... Metal mesh 213 ... Anode side gas diffusion layer 300 ... Single cell 313 ... Anode side gas diffusion layer 302 ... Water repellent film

Claims

電解質膜を２つの電極で挟持する膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の第１の面と対向することで第１の反応ガス流路を形成する第１のセパレータと、
前記膜電極接合体の第２の面と対向することで第２の反応ガス流路を形成する第２のセパレータと
を備える燃料電池において、
前記第１のセパレータの少なくとも一部は、水分が透過可能な多孔質部により形成し、該多孔質部の前記第１の反応ガス流路と反対側の面に冷却用ガス流路を形成するとともに、
前記冷却用ガス流路の下流側を、前記第１の反応ガス流路に連通する反応ガス供給流路に接続する接続流路と、
前記第１の反応ガス流路中の水分が、前記膜電極接合体側から前記第２の反応ガス流路へ逃げる量を抑制する水分逃げ量抑制手段と
を設けたことを特徴とする燃料電池。 A membrane electrode assembly for sandwiching an electrolyte membrane between two electrodes;
A first separator that forms a first reaction gas flow path by facing the first surface of the membrane electrode assembly;
A fuel cell comprising: a second separator that forms a second reaction gas flow path by facing the second surface of the membrane electrode assembly;
At least a part of the first separator is formed by a porous portion that is permeable to moisture, and a cooling gas passage is formed on a surface of the porous portion opposite to the first reaction gas passage. With
A connection flow path for connecting a downstream side of the cooling gas flow path to a reaction gas supply flow path communicating with the first reaction gas flow path;
A fuel cell comprising: a moisture escape amount restraining means for restraining the amount of moisture in the first reaction gas channel from escaping from the membrane electrode assembly side to the second reaction gas channel.

請求項１に記載の燃料電池であって、
前記膜電極接合体の前記第１のセパレータ側の面に設けられる第１のガス拡散層と、
前記膜電極接合体の前記第２のセパレータ側の面に設けられる第２のガス拡散層と
を備え、
前記水分逃げ量抑制手段は、
前記第２のガス拡散層の膜厚を、前記第１のガス拡散層の膜厚よりも大きくした構成である燃料電池。 The fuel cell according to claim 1,
A first gas diffusion layer provided on the first separator side surface of the membrane electrode assembly;
A second gas diffusion layer provided on a surface on the second separator side of the membrane electrode assembly,
The moisture escape amount suppression means is:
A fuel cell having a configuration in which the thickness of the second gas diffusion layer is larger than the thickness of the first gas diffusion layer.

請求項１に記載の燃料電池であって、
前記膜電極接合体の前記第１のセパレータ側の面に設けられる第１のガス拡散層と、
前記膜電極接合体の前記第２のセパレータ側の面に設けられる第２のガス拡散層と
を備え、
前記水分逃げ量抑制手段は、
前記第２のガス拡散層の気孔率を、前記第１のガス拡散層の気孔率よりも小さくした構成である燃料電池。 The fuel cell according to claim 1,
A first gas diffusion layer provided on the first separator side surface of the membrane electrode assembly;
A second gas diffusion layer provided on a surface on the second separator side of the membrane electrode assembly,
The moisture escape amount suppression means is:
A fuel cell having a configuration in which the porosity of the second gas diffusion layer is smaller than the porosity of the first gas diffusion layer.

請求項１に記載の燃料電池であって、
前記膜電極接合体の前記第１のセパレータ側の面に設けられる第１のガス拡散層と、
前記膜電極接合体の前記第２のセパレータ側の面に設けられる第２のガス拡散層と
を備え、
前記水分逃げ量抑制手段は、
前記第２のガス拡散層と前記第２のセパレータとの間に設けられる金属メッシュまたは金属発泡体である燃料電池。 The fuel cell according to claim 1,
A first gas diffusion layer provided on the first separator side surface of the membrane electrode assembly;
A second gas diffusion layer provided on a surface on the second separator side of the membrane electrode assembly,
The moisture escape amount suppression means is:
A fuel cell that is a metal mesh or a metal foam provided between the second gas diffusion layer and the second separator.

請求項１に記載の燃料電池であって、
前記膜電極接合体の前記第１のセパレータ側の面に設けられる第１のガス拡散層と、
前記膜電極接合体の前記第２のセパレータ側の面に設けられる第２のガス拡散層と
を備え、
前記水分逃げ量抑制手段は、
前記第２のガス拡散層の少なくとも一方側の面に設けられる撥水性の膜体である燃料電池。 The fuel cell according to claim 1,
A first gas diffusion layer provided on the first separator side surface of the membrane electrode assembly;
A second gas diffusion layer provided on a surface on the second separator side of the membrane electrode assembly,
The moisture escape amount suppression means is:
A fuel cell that is a water-repellent film provided on at least one surface of the second gas diffusion layer.

請求項１ないし５のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記第１の反応ガス流路は、酸素を含有する酸化ガスを流すための酸化ガス流路であり、
前記冷却用ガス流路に空気を流すように構成された燃料電池。 A fuel cell according to any one of claims 1 to 5,
The first reaction gas channel is an oxidizing gas channel for flowing an oxidizing gas containing oxygen,
A fuel cell configured to allow air to flow through the cooling gas passage.

請求項１ないし６のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記第１のセパレータは、緻密質部と前記多孔質部とから構成され、
前記緻密質部の前記第１の反応ガス流路と反対側の面に形成される冷却液流路を備えた燃料電池。 The fuel cell according to any one of claims 1 to 6,
The first separator is composed of a dense part and the porous part,
A fuel cell comprising a coolant channel formed on a surface of the dense part opposite to the first reactant gas channel.