JP2012089387A - Fuel battery cell, fuel battery stack, and separator - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a sealing agent which seals a first separator and a second separator from being peeled in a fuel battery cell used as a fuel battery stack.SOLUTION: A fuel battery cell comprises a power generation module 400, a cathode-side separator 410, and an anode-side separator 420. The cathode-side separator 410 includes a folding-back part 412. The folding-back part 412 comprises a communication hole 412h which communicates with an internal flow path space 412s and an air supply manifold and a plurality of salients 413 which protrude in the internal flow path space 412s and are disposed along the direction parallel to a folding line LL of the folding-back part 412. The cathode-side separator 410 and the anode-side separator 420 are sealed by at least a sealing agent 430 in the folding-back part 412. A communication hole 413h communicating with the internal flow path space 412s and an internal space 413s in the plurality of salients is formed in each of the plurality of salients 413.

Description

本発明は、燃料電池スタックに用いられる燃料電池セル、燃料電池スタック、および、燃料電池セルに用いられるセパレータに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell used for a fuel cell stack, a fuel cell stack, and a separator used for a fuel cell.

燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池がエネルギ源として注目されている。この燃料電池は、一般に、燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池スタックの形態で利用される。そして、この燃料電池セルは、電解質膜の両面にガス拡散電極を接合してなる膜電極接合体を含む発電モジュールの両面を、セパレータによって挟持することによって構成される。   A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas has attracted attention as an energy source. This fuel cell is generally used in the form of a fuel cell stack formed by stacking a plurality of fuel cells. And this fuel cell is comprised by clamping both surfaces of the electric power generation module containing the membrane electrode assembly formed by joining a gas diffusion electrode on both surfaces of an electrolyte membrane with a separator.

従来、このような燃料電池セルに用いられるセパレータに関して、種々の技術が提案されている。例えば、金属板からなるセパレータにおいて、マニホルド孔の開口周縁部に、金属板を切り起こして立ち上がり形成した少なくとも膜電極接合体の支えとなる支持台を、この金属板の一部として一体的に形成することによって、膜電極接合体とシール部材及びセパレータとシール部材のシール性を高める技術が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。   Conventionally, various techniques have been proposed for separators used in such fuel cells. For example, in a separator made of a metal plate, a support base that supports at least a membrane electrode assembly formed by cutting and raising the metal plate is integrally formed as a part of the metal plate at the periphery of the opening of the manifold hole. By doing so, a technique for improving the sealing performance of the membrane electrode assembly, the sealing member, the separator, and the sealing member has been proposed (for example, see Patent Document 1 below).

特開２００６−２２１９０５号公報JP 2006-221905 A 特開２００５−１１６４０４号公報JP-A-2005-116404 特開２００９−１９９７４１号公報JP 2009-199741 A

しかし、上記特許文献１に記載された技術では、上記支持台は、絞り成形によって突部が形成された支持片を有しており、この突部の裏面にシール剤を配置した場合には、突部の内部空間が密閉され、この突部の内部空間に存在する空気が加熱によって熱膨張したときに、熱膨張した空気の圧力によって、支持片からシール剤が剥離するおそれがあった。そして、このようなシール剤の剥離は、上記特許文献１に記載された技術を、発電モジュールの両面を挟持する第１のセパレータおよび第２のセパレータの少なくとも一方に適用し、第１のセパレータと第２のセパレータとをシール剤によってシールする場合に、特に顕著に起こり得る。   However, in the technique described in Patent Document 1, the support base has a support piece on which a protrusion is formed by drawing, and when a sealant is disposed on the back surface of the protrusion, When the internal space of the protrusion is sealed and the air existing in the internal space of the protrusion is thermally expanded by heating, the sealing agent may be peeled off from the support piece due to the pressure of the thermally expanded air. And such peeling of a sealing agent applies the technique described in the said patent document 1 to at least one of the 1st separator which clamps both surfaces of an electric power generation module, and a 2nd separator, This can occur particularly noticeably when the second separator is sealed with a sealant.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池スタックに用いられる燃料電池セルにおいて、第１のセパレータと第２のセパレータとをシールするシール剤の剥離を防止することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a fuel cell used in a fuel cell stack, the peeling of a sealing agent that seals the first separator and the second separator is prevented. With the goal.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［適用例１］
複数の燃料電池セルを積層してなる燃料電池スタックに用いられる前記燃料電池セルであって、
電解質膜の両面に電極を接合してなる膜電極接合体と、該膜電極接合体の両面を挟むように積層された多孔体流路形成部材と、を備える発電モジュールと、
金属板を加工することによって形成され、前記発電モジュールの両面を挟むように配置された第１および第２のセパレータであって、前記発電モジュールと対向する領域よりも外側の領域に、前記複数の燃料電池セルの積層方向に反応ガスを流すための反応ガス流路を構成する貫通孔を備える前記第１および第２のセパレータと、を備え、
前記第１および第２セパレータの少なくとも一方は、前記金属板の一部が切り起こされて、前記発電モジュールと対向する領域側に折り返されることによって、前記貫通孔を形成するとともに、前記発電モジュールにおけるいずれかの前記電極および前記多孔体流路形成部材の端部に連通する内部流路空間を形成する折り返し部を備えており、
前記折り返し部は、
前記内部流路空間と前記反応ガス流路とを連通する第１の連通孔と、
前記金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部であって、前記内部流路空間内に突出するとともに、前記折り返し部の折り返し線に略平行な方向に沿って配置された前記複数の凸部と、
を備えており、
前記第１のセパレータと前記第２のセパレータとは、前記折り返し部における前記複数の凸部の裏面を含む領域において、シール剤によってシールされており、
前記複数の凸部には、それぞれ、前記内部流路空間と前記プレス加工によって形成された前記複数の凸部の内部空間とを連通する第２の連通孔が形成されている、
燃料電池セル。 [Application Example 1]
The fuel cell used in a fuel cell stack formed by stacking a plurality of fuel cells,
A power generation module comprising: a membrane electrode assembly formed by bonding electrodes to both surfaces of the electrolyte membrane; and a porous flow path forming member laminated so as to sandwich both surfaces of the membrane electrode assembly;
A plurality of first and second separators formed by processing a metal plate and disposed so as to sandwich both surfaces of the power generation module, wherein the plurality of separators are disposed in a region outside the region facing the power generation module. The first and second separators having a through hole that constitutes a reaction gas flow path for flowing a reaction gas in the stacking direction of the fuel cells, and
At least one of the first and second separators is formed by cutting and raising a part of the metal plate and folding it back to a region facing the power generation module, thereby forming the through hole. Including a folded portion that forms an internal flow space communicating with an end of any of the electrodes and the porous flow passage forming member;
The folded portion is
A first communication hole communicating the internal flow path space and the reaction gas flow path;
A plurality of convex portions formed by pressing the metal plate, the plurality of convex portions protruding into the internal flow path space and arranged along a direction substantially parallel to a folding line of the folding portion. And
With
The first separator and the second separator are sealed with a sealing agent in a region including the back surfaces of the plurality of convex portions in the folded portion,
Each of the plurality of convex portions is formed with a second communication hole that communicates the internal flow path space with the internal spaces of the plurality of convex portions formed by the press processing.
Fuel cell.

適用例１の燃料電池セルでは、例えば、燃料電池セルの製造時において、上記第１のセパレータと上記第２のセパレータとを、上記シール剤によって加熱して接合するとき等、上記複数の凸部の内部空間内に存在するガス（例えば、空気）が熱膨張するときに、この熱膨張したガスを、上記第２の連通孔を通じて、上記内部流路空間に放出することができる。したがって、上記熱膨張したガスの圧力が、上記第１および第２のセパレータと上記シール剤とのシール面に加わることを防止し、上記シール剤の剥離を防止することができる。   In the fuel cell of Application Example 1, for example, when the fuel cell is manufactured, when the first separator and the second separator are joined by heating with the sealant, the plurality of convex portions When a gas (for example, air) existing in the interior space of the gas expands thermally, the thermally expanded gas can be discharged to the internal flow path space through the second communication hole. Therefore, it is possible to prevent the pressure of the thermally expanded gas from being applied to the sealing surfaces of the first and second separators and the sealing agent, and to prevent the sealing agent from peeling off.

また、適用例１の燃料電池セルでは、上記折り返し部が、上記複数の凸部を備えているので、上記反応ガス流路から上記内部流路空間への反応ガスの複数の流路を確保し、反応ガスの分配性を向上させることができる。   Further, in the fuel cell of Application Example 1, since the folded portion includes the plurality of convex portions, a plurality of reaction gas flow paths from the reaction gas flow path to the internal flow path space are secured. , Reaction gas distribution can be improved.

［適用例２］
適用例１記載の燃料電池セルであって、
前記第２の連通孔は、前記複数の凸部において、前記内部流路空間における前記反応ガスの流れ方向についての下流側の壁面が切り抜かれたものである、
燃料電池セル。 [Application Example 2]
A fuel battery cell according to Application Example 1,
The second communication hole is formed by cutting out a downstream wall surface in the plurality of convex portions with respect to the flow direction of the reaction gas in the internal flow path space.
Fuel cell.

適用例２の燃料電池セルでは、上記第１および第２のセパレータの少なくとも一方の製造時に、上記複数の凸部を形成する加工（プレス加工）と上記第２の連通孔を形成する加工（せん断加工）とを同時に行うことができるため、加工が比較的容易である。また、上記第２の連通孔について、比較的大きな開口面積を確保することができるので、上記熱膨張したガスの上記内部流路空間への放出を容易に行うことができる。また、一般に、発電によって生成された生成水に含まれるイオンが、セパレータを腐食させることがあり得るが、適用例２の燃料電池セルでは、上記第２の連通孔が、上記内部流路空間における反応ガスの流れ方向についての下流側の壁面に形成されるので、上記第２の連通孔から上記凸部の内部空間に生成水が流入・滞留して生じ得るセパレータの腐食を抑制することができる。また、上記第２の連通孔が水溜りの起点となることを抑制し、上記第１の連通孔からの上記内部流路空間への反応ガスの流路を効果的に確保することができる。また、上記第２の連通孔の開口面積が比較的小さい場合には、金属板に連通孔を形成する時に用いる型の磨耗が比較的激しいが、上記第２の連通孔の開口面積を比較的大きくすることによって、上記型の磨耗を抑制することができる。   In the fuel cell of Application Example 2, when manufacturing at least one of the first and second separators, processing for forming the plurality of convex portions (press processing) and processing for forming the second communication holes (shear) Can be performed at the same time, so that the processing is relatively easy. Moreover, since a relatively large opening area can be secured for the second communication hole, the thermally expanded gas can be easily released into the internal flow path space. In general, ions contained in generated water generated by power generation may corrode the separator. However, in the fuel cell of Application Example 2, the second communication hole is formed in the internal flow path space. Since it is formed on the wall surface on the downstream side in the flow direction of the reaction gas, it is possible to suppress the corrosion of the separator that may be generated when the generated water flows into and stays in the internal space of the convex portion from the second communication hole. . Further, it is possible to suppress the second communication hole from becoming a starting point of the water pool, and to effectively ensure the flow path of the reaction gas from the first communication hole to the internal flow path space. Further, when the opening area of the second communication hole is relatively small, the wear of the mold used when forming the communication hole in the metal plate is relatively severe, but the opening area of the second communication hole is relatively small. By increasing the size, wear of the mold can be suppressed.

［適用例３］
適用例１または２記載の燃料電池セルであって、
前記第１のセパレータ、および、前記第２のセパレータのいずれか一方のみが、前記折り返し部を備えている、
燃料電池セル。 [Application Example 3]
A fuel battery cell according to Application Example 1 or 2,
Only one of the first separator and the second separator includes the folded portion.
Fuel cell.

適用例３の燃料電池セルでは、上記第１のセパレータ、および、上記第２のセパレータのいずれか一方は、加工が比較的複雑になる上記折り返し部を備えていない。換言すれば、上記第１のセパレータ、および、上記第２のセパレータのいずれか一方には、比較的加工が複雑な折り返し部を形成する必要がない。したがって、燃料電池セル、および、燃料電池スタックの製造工程を簡易化することができる。   In the fuel cell of Application Example 3, any one of the first separator and the second separator does not include the folded portion that makes processing relatively complicated. In other words, it is not necessary to form a folded portion that is relatively complicated to process in any one of the first separator and the second separator. Therefore, the manufacturing process of the fuel cell and the fuel cell stack can be simplified.

［適用例４］
適用例１ないし３のいずれかに記載の燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池スタック。 [Application Example 4]
A fuel cell stack formed by stacking a plurality of fuel cells according to any one of application examples 1 to 3.

［適用例５］
適用例４記載の燃料電池スタックであって、
前記複数の燃料電池セルは、それぞれ、ガスケットを介して積層されており、
前記ガスケットは、前記積層方向から見たときに、前記複数の凸部と重なる位置に配置されている、
燃料電池スタック。 [Application Example 5]
A fuel cell stack according to Application Example 4,
Each of the plurality of fuel cells is stacked via a gasket,
The gasket is disposed at a position overlapping the plurality of convex portions when viewed from the stacking direction.
Fuel cell stack.

複数の燃料電池セルを、ガスケットを介して積層し、積層方向に締結する場合、上記第１および第２のセパレータは、ガスケットの配置位置において、最も押圧力を受けて、変形しやすい。適用例５の燃料電池スタックでは、上記複数の燃料電池セルを積層方向に締結したときに、上記複数の凸部によって、上記ガスケットから受ける押圧力をバックアップ（支持）し、上記第１および第２のセパレータの変形を抑制することができる。また、適用例５の燃料電池スタックでは、上記ガスケットは、上記第１および第２のセパレータの外側の平滑面に配置されるので、ガスケットの交換性を向上させることができる。   When a plurality of fuel cells are stacked via gaskets and fastened in the stacking direction, the first and second separators are most easily deformed by receiving the pressing force at the gasket arrangement position. In the fuel cell stack of Application Example 5, when the plurality of fuel cells are fastened in the stacking direction, the pressing force received from the gasket is backed up (supported) by the plurality of convex portions, and the first and second The deformation of the separator can be suppressed. In the fuel cell stack of Application Example 5, the gasket is disposed on the smooth surface outside the first and second separators, so that the exchangeability of the gasket can be improved.

［適用例６］
金属板を加工することによって形成され、燃料電池セルに用いられるセパレータであって、
電解質膜の両面に電極を接合してなる膜電極接合体と、該膜電極接合体の両面を挟むように積層された多孔体流路形成部材と、を備える発電モジュールと対向する領域よりも外側の領域に、前記金属板の一部が切り起こされて、前記発電モジュールと対向する領域側に折り返されることによって、前記金属板の表面に対して垂直な方向に反応ガスを流すための反応ガス流路を構成する貫通孔を形成するとともに、前記発電モジュールにおけるいずれかの前記電極および前記多孔体流路形成部材の端部に連通する内部流路空間を形成する折り返し部を備え、
前記折り返し部は、
前記内部流路空間と前記反応ガス流路とを連通する第１の連通孔と、
前記金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部であって、前記内部流路空間内に突出するとともに、前記折り返し部の折り返し線に略平行な方向に沿って配置された前記複数の凸部と、
を備えており、
前記複数の凸部には、それぞれ、前記内部流路空間と前記プレス加工によって形成された前記複数の凸部の内部空間とを連通する第２の連通孔が形成されている、
セパレータ。 [Application Example 6]
A separator formed by processing a metal plate and used for a fuel cell,
Outside a region facing the power generation module, comprising a membrane electrode assembly formed by bonding electrodes to both surfaces of the electrolyte membrane, and a porous body flow path forming member laminated so as to sandwich both surfaces of the membrane electrode assembly A reaction gas for causing a reaction gas to flow in a direction perpendicular to the surface of the metal plate by cutting and raising a part of the metal plate in the region of the metal plate and turning it back to the region facing the power generation module. Forming a through-hole constituting a flow path, and including a folded portion that forms an internal flow path communicating with any one of the electrodes and the end of the porous flow path forming member in the power generation module;
The folded portion is
A first communication hole communicating the internal flow path space and the reaction gas flow path;
A plurality of convex portions formed by pressing the metal plate, the plurality of convex portions protruding into the internal flow path space and arranged along a direction substantially parallel to a folding line of the folding portion. And
With
Each of the plurality of convex portions is formed with a second communication hole that communicates the internal flow path space with the internal spaces of the plurality of convex portions formed by the press processing.
Separator.

適用例６のセパレータによって、先に説明した適用例１の燃料電池セルを構成することができる。   The fuel cell of Application Example 1 described above can be configured by the separator of Application Example 6.

［適用例７］
適用例６記載のセパレータであって、
前記第２の連通孔は、前記複数の凸部において、前記内部流路空間における前記反応ガスの流れ方向についての下流側の壁面が切り抜かれたものである、
セパレータ。 [Application Example 7]
A separator according to Application Example 6,
The second communication hole is formed by cutting out a downstream wall surface in the plurality of convex portions with respect to the flow direction of the reaction gas in the internal flow path space.
Separator.

適用例７のセパレータによって、先に説明した適用例２の燃料電池セルを構成することができる。   The fuel cell of Application Example 2 described above can be configured by the separator of Application Example 7.

なお、本発明は、上述の燃料電池セル、燃料電池スタック、セパレータとしての構成の他、上述の燃料電池スタックを備える燃料電池システムの発明、これらの製造方法の発明として構成することもできる。   The present invention can be configured as an invention of a fuel cell system including the above-described fuel cell stack and an invention of a manufacturing method thereof, in addition to the above-described configuration as the fuel cell, the fuel cell stack, and the separator.

本発明の第１実施例としての燃料電池スタック１００を備える燃料電池システム１０００の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel cell system 1000 provided with the fuel cell stack 100 as 1st Example of this invention. 第１実施例の燃料電池セル４０の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of fuel cell 40 of 1st Example. 図２におけるＡ−Ａ断面、および、Ｂ−Ｂ断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the AA cross section in FIG. 2, and a BB cross section. 図２におけるＣ−Ｃ断面、および、Ｄ−Ｄ断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows CC cross section in FIG. 2, and DD cross section. カソード側セパレータ４１０の製造工程の一例を示す説明図である。5 is an explanatory view showing an example of a manufacturing process of the cathode separator 410. FIG. 第２実施例の燃料電池セル４０Ａの一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of fuel cell 40A of 2nd Example. 図６におけるＡ−Ａ断面、および、Ｂ−Ｂ断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the AA cross section in FIG. 6, and a BB cross section. 図６におけるＣ−Ｃ断面、および、Ｄ−Ｄ断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows CC cross section in FIG. 6, and DD cross section. 第３実施例の燃料電池セル４０Ｂの一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of fuel cell 40B of 3rd Example. 図９におけるＡ−Ａ断面、および、Ｂ−Ｂ断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the AA cross section in FIG. 9, and a BB cross section. 図９におけるＣ−Ｃ断面、および、Ｄ−Ｄ断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows CC cross section in FIG. 9, and DD cross section. 第１実施例の燃料電池セル４０の変形例としての燃料電池セルの断面構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross-section of the fuel cell as a modification of the fuel cell 40 of 1st Example.

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システムの構成：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池スタック１００を備える燃料電池システム１０００の概略構成を示す説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
A1. Configuration of fuel cell system:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system 1000 including a fuel cell stack 100 as a first embodiment of the present invention.

燃料電池スタック１００は、水素と酸素との電気化学反応によって発電する燃料電池セル４０を、複数積層させたスタック構造を有している。各燃料電池セル４０は、後述するように、アノードおよびカソードを有する発電モジュールを一対のセパレータ（アノード側セパレータ、および、カソード側セパレータ）によって挟持することによって構成されている。各セパレータには、アノードに供給すべき燃料ガスとしての水素の流路や、カソードに供給すべき酸化剤ガスとしての空気の流路や、冷却水（水、エチレングリコール等）の流路が形成されている。なお、燃料電池セル４０の積層数は、燃料電池スタック１００に要求される出力に応じて任意に設定可能である。   The fuel cell stack 100 has a stack structure in which a plurality of fuel cell cells 40 that generate power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen are stacked. As will be described later, each fuel cell 40 is configured by sandwiching a power generation module having an anode and a cathode by a pair of separators (an anode side separator and a cathode side separator). Each separator has a hydrogen channel as a fuel gas to be supplied to the anode, an air channel as an oxidant gas to be supplied to the cathode, and a cooling water (water, ethylene glycol, etc.) channel. Has been. The number of stacked fuel cells 40 can be arbitrarily set according to the output required for the fuel cell stack 100.

燃料電池スタック１００は、一端から、エンドプレート１０ａ、絶縁板２０ａ、集電板３０ａ、複数の燃料電池セル４０、集電板３０ｂ、絶縁板２０ｂ、エンドプレート１０ｂの順に積層することによって構成されている。これらには、燃料電池スタック１００内に、水素や、空気や、冷却水を流すための供給口や、排出口が設けられている。また、燃料電池スタック１００内部には、水素や、空気や、冷却水を、それぞれ、各燃料電池セル４０に分配して供給するための供給マニホールド（水素供給マニホールド、空気供給マニホールド、冷却水供給マニホールド）や、各燃料電池セル４０のアノードおよびカソードからそれぞれ排出されるアノードオフガスおよびカソードオフガスや、冷却水を集合させて燃料電池スタック１００の外部に排出するための排出マニホールド（アノードオフガス排出マニホールド、カソードオフガス排出マニホールド、冷却水排出マニホールド）が形成されている。なお、各燃料電池セル４０間には、後述するように、水素や、空気や、冷却水の漏洩を防止するためのガスケットが介装されている。   The fuel cell stack 100 is configured by stacking an end plate 10a, an insulating plate 20a, a current collecting plate 30a, a plurality of fuel cells 40, a current collecting plate 30b, an insulating plate 20b, and an end plate 10b in this order from one end. Yes. These are provided with a supply port and a discharge port for flowing hydrogen, air, and cooling water in the fuel cell stack 100. Further, in the fuel cell stack 100, supply manifolds (hydrogen supply manifold, air supply manifold, cooling water supply manifold) for distributing and supplying hydrogen, air, and cooling water to each fuel cell 40 are provided. ), An anode off-gas and cathode off-gas discharged from the anode and cathode of each fuel cell 40, and a discharge manifold for collecting cooling water and discharging it outside the fuel cell stack 100 (anode off-gas discharge manifold, cathode) Off-gas discharge manifold and cooling water discharge manifold) are formed. As will be described later, a gasket for preventing leakage of hydrogen, air, and cooling water is interposed between the fuel cells 40.

エンドプレート１０ａ，１０ｂは、剛性を確保するため、鋼等の金属によって形成されている。絶縁板２０ａ，２０ｂは、ゴムや、樹脂等の絶縁性部材によって形成されている。集電板３０ａ，３０ｂは、緻密質カーボンや、銅板などのガス不透過な導電性部材によって形成されている。集電板３０ａ，３０ｂには、それぞれ図示しない出力端子が設けられており、燃料電池スタック１００で発電した電力を出力可能となっている。   The end plates 10a and 10b are made of metal such as steel in order to ensure rigidity. The insulating plates 20a and 20b are formed of an insulating member such as rubber or resin. The current collector plates 30a and 30b are formed of dense carbon, a gas-impermeable conductive member such as a copper plate. The current collector plates 30a and 30b are each provided with an output terminal (not shown) so that the power generated by the fuel cell stack 100 can be output.

なお、図示は省略しているが、燃料電池スタック１００は、スタック構造のいずれかの箇所における接触抵抗の増加等による電池性能の低下を抑制したり、ガスの漏洩を抑制したりするために、スタック構造の積層方向に、所定の締結荷重が加えられた状態で、締結部材によって締結されている。   In addition, although illustration is abbreviate | omitted, in order for the fuel cell stack 100 to suppress the fall of the cell performance by the increase in the contact resistance in any part of a stack structure, or to suppress the leakage of gas, It is fastened by a fastening member in a state where a predetermined fastening load is applied in the stacking direction of the stack structure.

燃料電池スタック１００のアノードには、配管５３を介して、高圧水素を貯蔵した水素タンク５０から、燃料ガスとしての水素が供給される。水素タンク５０の代わりに、アルコール、炭化水素、アルデヒドなどを原料とする改質反応によって水素リッチなガスを生成し、アノードに供給するものとしてもよい。   Hydrogen as fuel gas is supplied to the anode of the fuel cell stack 100 from a hydrogen tank 50 that stores high-pressure hydrogen via a pipe 53. Instead of the hydrogen tank 50, a hydrogen-rich gas may be generated by a reforming reaction using alcohol, hydrocarbon, aldehyde or the like as a raw material, and supplied to the anode.

水素タンク５０に貯蔵された高圧水素は、水素タンク５０の出口に設けられたシャットバルブ５１、レギュレータ５２によって圧力、および、供給量が調整されて、水素供給マニホールドを介して、各燃料電池セル４０のアノードに供給される。各燃料電池セル４０から排出されるアノードオフガスは、アノードオフガス排出マニホールドに接続された排出配管５６を介して、燃料電池スタック１００の外部に排出することができる。なお、アノードオフガスを燃料電池スタック１００の外部に排出する際には、アノードオフガスに含まれる水素は、図示しない希釈器等によって処理される。   The pressure and supply amount of the high-pressure hydrogen stored in the hydrogen tank 50 are adjusted by a shut valve 51 and a regulator 52 provided at the outlet of the hydrogen tank 50, and each fuel cell 40 is passed through the hydrogen supply manifold. To the anode. The anode off gas discharged from each fuel cell 40 can be discharged to the outside of the fuel cell stack 100 via a discharge pipe 56 connected to the anode off gas discharge manifold. Note that when the anode off gas is discharged to the outside of the fuel cell stack 100, hydrogen contained in the anode off gas is processed by a diluter or the like (not shown).

また、配管５３、および、排出配管５６には、アノードオフガスを配管５３に再循環させるための循環配管５４が接続されている。そして、排出配管５６の循環配管５４との接続部の下流側には、排気バルブ５７が配設されている。また、循環配管５４には、ポンプ５５が配設されている。ポンプ５５、および、排気バルブ５７の駆動を制御することによって、アノードオフガスを外部に排出するか、配管５３に循環させるかを適宜切り換えることができる。アノードオフガスを配管５３に再循環させることによって、アノードオフガスに含まれる未消費の水素を効率よく利用することができる。   Further, a circulation pipe 54 for recirculating the anode off gas to the pipe 53 is connected to the pipe 53 and the discharge pipe 56. An exhaust valve 57 is disposed on the downstream side of the connection portion between the discharge pipe 56 and the circulation pipe 54. The circulation pipe 54 is provided with a pump 55. By controlling the driving of the pump 55 and the exhaust valve 57, it is possible to appropriately switch whether the anode off gas is discharged to the outside or circulated through the pipe 53. By recirculating the anode off gas to the pipe 53, unconsumed hydrogen contained in the anode off gas can be efficiently used.

燃料電池スタック１００のカソードには、配管６１を介して、エアコンプレッサ６０によって圧縮された圧縮空気が、酸素を含有した酸化剤ガスとして供給される。そして、この圧縮空気は、配管６１に接続された空気供給マニホールドを介して、各燃料電池セル４０のカソードに供給される。各燃料電池セル４０のカソードから排出されるカソードオフガスは、カソードオフガス排出マニホールドに接続された排出配管６２を介して、燃料電池スタック１００の外部に排出される。排出配管６２からは、カソードオフガスとともに、燃料電池スタック１００のカソードで、水素と酸素との電気化学反応によって生成された生成水も排出される。   Compressed air compressed by the air compressor 60 is supplied to the cathode of the fuel cell stack 100 as an oxidant gas containing oxygen via a pipe 61. The compressed air is supplied to the cathode of each fuel cell 40 via an air supply manifold connected to the pipe 61. Cathode off gas discharged from the cathode of each fuel cell 40 is discharged to the outside of the fuel cell stack 100 via a discharge pipe 62 connected to the cathode off gas discharge manifold. From the discharge pipe 62, the produced water generated by the electrochemical reaction between hydrogen and oxygen at the cathode of the fuel cell stack 100 is also discharged together with the cathode off gas.

燃料電池スタック１００は、上述した電気化学反応によって発熱するため、燃料電池スタック１００には、燃料電池スタック１００を冷却するための冷却水も供給される。この冷却水は、ポンプ７０によって、配管７２を流れ、ラジエータ７１によって冷却されて、燃料電池スタック１００に供給される。   Since the fuel cell stack 100 generates heat due to the above-described electrochemical reaction, cooling water for cooling the fuel cell stack 100 is also supplied to the fuel cell stack 100. The cooling water flows through the pipe 72 by the pump 70, is cooled by the radiator 71, and is supplied to the fuel cell stack 100.

燃料電池システム１０００の運転は、制御ユニット８０によって制御される。制御ユニット８０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマなどを備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、例えば、各種バルブや、ポンプの駆動等、システムの運転を制御する。   The operation of the fuel cell system 1000 is controlled by the control unit 80. The control unit 80 is configured as a microcomputer having a CPU, a RAM, a ROM, a timer, and the like inside, and controls the operation of the system, such as driving various valves and pumps, according to a program stored in the ROM. .

Ａ２．燃料電池セルの構成：
図２は、第１実施例の燃料電池セル４０の一部を示す平面図である。図２では、燃料電池セル４０を、カソード側セパレータ４１０側から見たときの一部を示した。また、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面、および、Ｂ−Ｂ断面を示す説明図である。また、図４は、図２におけるＣ−Ｃ断面、および、Ｄ−Ｄ断面を示す説明図である。 A2. Fuel cell configuration:
FIG. 2 is a plan view showing a part of the fuel cell 40 of the first embodiment. FIG. 2 shows a part of the fuel battery cell 40 as viewed from the cathode separator 410 side. Moreover, FIG. 3 is explanatory drawing which shows the AA cross section in FIG. 2, and a BB cross section. Moreover, FIG. 4 is explanatory drawing which shows the CC cross section in FIG. 2, and DD cross section.

燃料電池セル４０は、発電モジュール４００を、カソード側セパレータ４１０、および、アノード側セパレータ４２０によって挟持することによって構成されている。カソード側セパレータ４１０、および、アノード側セパレータ４２０は、比較的耐食性が高いチタンやステンレス鋼等からなる金属板を加工することによって形成される。カソード側セパレータ４１０、および、アノード側セパレータ４２０は、それぞれ、［課題を解決するための手段］における第１のセパレータ、および、第２のセパレータに相当する。   The fuel cell 40 is configured by sandwiching the power generation module 400 between a cathode side separator 410 and an anode side separator 420. The cathode side separator 410 and the anode side separator 420 are formed by processing a metal plate made of titanium, stainless steel, or the like that has relatively high corrosion resistance. The cathode side separator 410 and the anode side separator 420 correspond to the first separator and the second separator in [Means for Solving the Problems], respectively.

発電モジュール４００は、本実施例では、電解質膜４０２の両面に、それぞれ、カソード（カソード側触媒層４０４ｃ、カソード側ガス拡散層４０６ｃ）、および、アノード（アノード側触媒層４０４ａ、アノード側ガス拡散層４０６ａ）を接合してなる膜電極接合体と、この膜電極接合体の両面を挟むように積層された多孔体流路形成部材（カソード側多孔体流路形成部材４０８ｃ、アノード側多孔体流路形成部材４０８ａ）と、を備える（図３，４参照）。膜電極接合体において、カソード側ガス拡散層４０６ｃ、および、アノード側ガス拡散層４０６ａの少なくとも一方を省略するものとしてもよい。なお、本実施例の燃料電池セル４０では、図３，４に示したように、発電モジュール４００において、アノード（アノード側触媒層４０４ａ、アノード側ガス拡散層４０６ａ）のｙ方向についての長さは、カソード（カソード側触媒層４０４ｃ、カソード側ガス拡散層４０６ｃ）のｙ方向についての長さよりも長い。   In this embodiment, the power generation module 400 has a cathode (cathode side catalyst layer 404c and cathode side gas diffusion layer 406c) and an anode (anode side catalyst layer 404a and anode side gas diffusion layer) on both surfaces of the electrolyte membrane 402, respectively. 406a), and a porous channel forming member (cathode side porous channel forming member 408c, anode side porous channel) laminated so as to sandwich both surfaces of the membrane electrode assembly. Forming member 408a) (see FIGS. 3 and 4). In the membrane electrode assembly, at least one of the cathode side gas diffusion layer 406c and the anode side gas diffusion layer 406a may be omitted. In the fuel cell 40 of the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, in the power generation module 400, the length of the anode (the anode side catalyst layer 404a and the anode side gas diffusion layer 406a) in the y direction is The cathode (cathode side catalyst layer 404c, cathode side gas diffusion layer 406c) is longer than the length in the y direction.

本実施例の燃料電池セル４０は、固体高分子型の燃料電池セルであり、電解質膜４０２として、湿潤状態でプロトン伝導性を有するナフィオン（登録商標）等の固体高分子からなる固体高分子電解質膜を用いるものとした。電解質膜４０２として、例えば、固体酸化物電解質等、他の電解質を用いるようにしてもよい。カソード側触媒層４０４ｃ、および、アノード側触媒層４０４ａは、例えば、白金等の触媒金属を担持したカーボン粒子を含む。カソード側ガス拡散層４０６ｃ、および、アノード側ガス拡散層４０６ａは、例えば、カーボンペーパや、カーボンフェルトや、カーボンクロス等、ガス拡散性および導電性を有する部材からなる。カソード側多孔体流路形成部材４０８ｃ、および、アノード側多孔体流路形成部材４０８ａは、例えば、発泡金属焼結体や、金属メッシュや、エキスパンドメタル等、導電性およびガス拡散性を有する多孔質部材からなる。カソード側多孔体流路形成部材４０８ｃ、および、アノード側多孔体流路形成部材４０８ａは、それぞれ、端部から導入された反応ガス（空気、水素）を、カソード側ガス拡散層４０６ｃ、および、アノード側ガス拡散層４０６ａの表面に沿って流すためのガス流路を構成する。   The fuel cell 40 of this example is a solid polymer type fuel cell, and the electrolyte membrane 402 is a solid polymer electrolyte made of a solid polymer such as Nafion (registered trademark) having proton conductivity in a wet state. A membrane was used. As the electrolyte membrane 402, for example, another electrolyte such as a solid oxide electrolyte may be used. The cathode side catalyst layer 404c and the anode side catalyst layer 404a include, for example, carbon particles supporting a catalyst metal such as platinum. The cathode side gas diffusion layer 406c and the anode side gas diffusion layer 406a are made of a member having gas diffusibility and conductivity, such as carbon paper, carbon felt, carbon cloth, and the like. The cathode side porous body flow path forming member 408c and the anode side porous body flow path forming member 408a are, for example, porous metal sintered bodies, metal meshes, expanded metals, and the like that have conductivity and gas diffusibility. It consists of members. The cathode-side porous flow path forming member 408c and the anode-side porous flow path forming member 408a are respectively supplied with the reaction gas (air, hydrogen) introduced from the end, the cathode-side gas diffusion layer 406c, and the anode. A gas flow path for flowing along the surface of the side gas diffusion layer 406a is formed.

図２，３に示したように、カソード側セパレータ４１０において、発電モジュール４００と対向する領域よりも外側の領域には、複数の燃料電池セル４０の積層方向（図示したｚ方向）に空気を流すための空気供給マニホールドを構成する空気供給用貫通孔４１１が形成されている。この空気供給用貫通孔４１１は、後述するように、切り起こし加工によって、カソード側セパレータ４１０を構成する金属板の一部を切り起こして、折り返し加工によって、発電モジュール４００側に折り返すことによって形成されている。この折り返された部分である折り返し部４１２は、図３に示したように、発電モジュール４００におけるカソード（カソード側触媒層４０４ｃ、カソード側ガス拡散層４０６ｃ）およびカソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部に連通する内部流路空間４１２ｓを形成する。   As shown in FIGS. 2 and 3, in the cathode side separator 410, air is allowed to flow in the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40 in a region outside the region facing the power generation module 400. An air supply through-hole 411 that constitutes an air supply manifold is formed. As will be described later, the air supply through-hole 411 is formed by cutting and raising a part of a metal plate constituting the cathode-side separator 410 and folding back to the power generation module 400 side by folding. ing. As shown in FIG. 3, the folded portion 412 that is the folded portion includes the cathode (cathode side catalyst layer 404c, cathode side gas diffusion layer 406c) and cathode side porous body flow path forming member 408c in the power generation module 400. An internal flow path space 412s communicating with the end is formed.

そして、この折り返し部４１２には、内部流路空間４１２ｓと空気供給マニホールド（空気供給用貫通孔４１１）とを連通する複数の連通孔４１２ｈが形成されている。したがって、空気供給マニホールドから内部流路空間４１２ｓに流入した空気は、カソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部に導入され、カソード側ガス拡散層４０６ｃの表面に沿って流れる。連通孔４１２ｈは、［課題を解決するための手段］における第１の連通孔に相当する。   The folded portion 412 is formed with a plurality of communication holes 412h that allow the internal flow path space 412s and the air supply manifold (air supply through hole 411) to communicate with each other. Accordingly, the air that has flowed into the internal flow path space 412s from the air supply manifold is introduced into the end portion of the cathode-side porous flow path forming member 408c and flows along the surface of the cathode-side gas diffusion layer 406c. The communication hole 412h corresponds to the first communication hole in [Means for Solving the Problems].

また、折り返し部４１２には、カソード側セパレータ４１０を構成する金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部４１３であって、内部流路空間４１２ｓ内に突出するとともに、折り返し部４１２の折り返し線ＬＬに平行な方向（図示したｘ方向）に沿って配置された複数の凸部４１３が形成されている。本実施例では、複数の凸部４１３は、それぞれ、略四角錐台形状を有しているものとした。複数の凸部４１３の上面は、図３に示したように、それぞれ、カソード側セパレータ４１０の内部流路空間４１２ｓ側の面に接触している。そして、複数の凸部４１３には、それぞれ、内部流路空間４１２ｓと上記プレス加工によって形成された複数の凸部４１３の内部空間４１３ｓとを連通する２つの連通孔４１３ｈが形成されている。本実施例では、この連通孔４１３ｈは、円形形状を有するものとした。連通孔４１３ｈは、内部流路空間４１２ｓと凸部４１３の内部空間４１３ｓとを連通可能な任意の位置に形成可能である。連通孔４１３ｈは、［課題を解決するための手段］における第２の連通孔に相当する。   Further, the folded portion 412 includes a plurality of convex portions 413 formed by pressing a metal plate constituting the cathode-side separator 410 and projects into the internal flow path space 412 s. A plurality of convex portions 413 arranged along a direction parallel to LL (the x direction shown in the drawing) is formed. In the present embodiment, each of the plurality of convex portions 413 has a substantially quadrangular pyramid shape. As shown in FIG. 3, the upper surfaces of the plurality of convex portions 413 are in contact with the surface of the cathode separator 410 on the side of the internal channel space 412 s. Each of the plurality of convex portions 413 is formed with two communication holes 413h that communicate the internal flow path space 412s with the internal spaces 413s of the plurality of convex portions 413 formed by the press working. In this embodiment, the communication hole 413h has a circular shape. The communication hole 413h can be formed at any position where the internal flow path space 412s and the internal space 413s of the convex portion 413 can communicate with each other. The communication hole 413h corresponds to the second communication hole in [Means for Solving the Problems].

なお、本実施例では、折り返し部４１２において、複数の連通孔４１２ｈと、複数の凸部４１３とは、図示したｘ方向について、互いにずれた位置に配置されている。   In the present embodiment, in the folded portion 412, the plurality of communication holes 412h and the plurality of convex portions 413 are arranged at positions shifted from each other in the illustrated x direction.

また、カソード側セパレータ４１０には、折り返し部４１２の折り返し線ＬＬに平行な方向（図示したｘ方向）に沿って配置された複数の凹部４１４も形成されている。本実施例では、複数の凹部４１４は、それぞれ、略四角錐台形状を有しているものとした。複数の凹部４１４の下面は、図３に示したように、それぞれ、折り返し部４１２の内部流路空間４１２ｓ側の面に接触している。なお、複数の凹部４１４と、折り返し部４１２における複数の凸部４１３とは、図示したｘ方向について、同じ位置に配置されている。   The cathode-side separator 410 is also formed with a plurality of recesses 414 arranged along a direction (x direction shown in the drawing) parallel to the fold line LL of the fold portion 412. In the present embodiment, each of the plurality of recesses 414 has a substantially quadrangular pyramid shape. As shown in FIG. 3, the lower surfaces of the plurality of recesses 414 are in contact with the inner channel space 412 s side surface of the folded portion 412. In addition, the some recessed part 414 and the some convex part 413 in the folding | returning part 412 are arrange | positioned in the same position about the x direction shown in figure.

また、図２，４に示したように、カソード側セパレータ４１０において、発電モジュール４００と対向する領域よりも外側の領域には、複数の燃料電池セル４０の積層方向（図示したｚ方向）に、水素を流すための水素供給マニホールドを構成する水素供給用貫通孔４１５が形成されている。この水素供給用貫通孔４１５も、空気供給用貫通孔４１１と同様に、後述するように、切り起こし加工によって、カソード側セパレータ４１０を構成する金属板の一部を切り起こして、折り返し加工によって、発電モジュール４００側に折り返すことによって形成されている。この折り返された部分である折り返し部４１６は、図４に示したように、発電モジュール４００におけるアノード（アノード側触媒層４０４ａ、アノード側ガス拡散層４０６ａ）およびアノード側多孔体流路形成部材４０８ａの端部に連通する内部流路空間４１６ｓを形成する。   As shown in FIGS. 2 and 4, in the cathode side separator 410, the region outside the region facing the power generation module 400 is arranged in the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40. A hydrogen supply through hole 415 constituting a hydrogen supply manifold for flowing hydrogen is formed. Similarly to the air supply through-hole 411, the hydrogen supply through-hole 415 also cuts and raises a part of the metal plate constituting the cathode side separator 410 by cutting and raising processing, as will be described later. It is formed by folding back to the power generation module 400 side. As shown in FIG. 4, the folded portion 416 that is the folded portion includes the anode (the anode side catalyst layer 404 a and the anode side gas diffusion layer 406 a) and the anode side porous body flow path forming member 408 a in the power generation module 400. An internal flow path space 416s communicating with the end is formed.

そして、この折り返し部４１６には、内部流路空間４１６ｓと水素供給マニホールド（水素供給用貫通孔４１５）とを連通する複数の連通孔４１６ｈが形成されている。したがって、水素供給マニホールドから内部流路空間４１６ｓに流入した水素は、アノード側多孔体流路形成部材４０８ａの端部に導入され、アノード側ガス拡散層４０６ａの表面に沿って流れる。連通孔４１６ｈは、［課題を解決するための手段］における第１の連通孔に相当する。   The folded portion 416 is formed with a plurality of communication holes 416h that allow the internal flow path space 416s and the hydrogen supply manifold (hydrogen supply through hole 415) to communicate with each other. Accordingly, hydrogen that has flowed into the internal flow path space 416s from the hydrogen supply manifold is introduced into the end portion of the anode-side porous flow path forming member 408a and flows along the surface of the anode-side gas diffusion layer 406a. The communication hole 416h corresponds to the first communication hole in [Means for Solving the Problems].

また、折り返し部４１６には、カソード側セパレータ４１０を構成する金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部４１７であって、内部流路空間４１６ｓ内に突出するとともに、折り返し部４１６の折り返し線ＬＬに平行な方向（図示したｘ方向）に沿って配置された複数の凸部４１７が形成されている。本実施例では、複数の凸部４１７は、それぞれ、略四角錐台形状を有しているものとした。複数の凸部４１７の上面は、図４に示したように、それぞれ、カソード側セパレータ４１０の内部流路空間４１６ｓ側の面に接触している。そして、複数の凸部４１７には、それぞれ、内部流路空間４１６ｓと上記プレス加工によって形成された複数の凸部４１７の内部空間４１７ｓとを連通する２つの連通孔４１７ｈが形成されている。本実施例では、この連通孔４１７ｈは、円形形状を有するものとした。連通孔４１７ｈは、内部流路空間４１６ｓと凸部４１７の内部空間４１７ｓとを連通可能な任意の位置に形成可能である。連通孔４１７ｈは、［課題を解決するための手段］における第２の連通孔に相当する。   The folded portion 416 includes a plurality of convex portions 417 formed by pressing a metal plate constituting the cathode-side separator 410 and projects into the internal channel space 416 s. A plurality of convex portions 417 are formed along a direction parallel to LL (the x direction shown in the figure). In this embodiment, each of the plurality of convex portions 417 has a substantially quadrangular pyramid shape. As shown in FIG. 4, the upper surfaces of the plurality of convex portions 417 are in contact with the surface of the cathode separator 410 on the inner flow path space 416 s side. Each of the plurality of convex portions 417 is formed with two communication holes 417h that connect the internal flow path space 416s and the internal spaces 417s of the plurality of convex portions 417 formed by the press working. In this embodiment, the communication hole 417h has a circular shape. The communication hole 417h can be formed at any position where the internal flow path space 416s and the internal space 417s of the convex portion 417 can communicate with each other. The communication hole 417h corresponds to the second communication hole in [Means for Solving the Problems].

なお、本実施例では、折り返し部４１６において、複数の連通孔４１６ｈと、複数の凸部４１７とは、折り返し部４１２における複数の連通孔４１２ｈ、および、複数の凸部４１３と同様に、図示したｘ方向について、互いにずれた位置に配置されている。   In the present embodiment, in the folded portion 416, the plurality of communication holes 416h and the plurality of convex portions 417 are illustrated in the same manner as the plurality of communication holes 412h and the plurality of convex portions 413 in the folded portion 412. They are arranged at positions shifted from each other in the x direction.

また、アノード側セパレータ４２０において、カソード側セパレータ４１０における空気供給用貫通孔４１１と同じ位置に、空気供給用マニホールドを構成する空気供給用貫通孔４２１が形成されている。また、アノード側セパレータ４２０において、カソード側セパレータ４１０における水素供給用貫通孔４１５と同じ位置に、水素供給用マニホールドを構成する水素供給用貫通孔４２５が形成されている。そして、図３，４に示したように、アノード側セパレータ４２０において、カソード側セパレータ４１０における複数の凸部４１３、および、複数の凸部４１７と対向する領域に、凹部４２２が形成されている。   Further, in the anode side separator 420, an air supply through hole 421 constituting an air supply manifold is formed at the same position as the air supply through hole 411 in the cathode side separator 410. Further, in the anode separator 420, a hydrogen supply through hole 425 constituting a hydrogen supply manifold is formed at the same position as the hydrogen supply through hole 415 in the cathode side separator 410. As shown in FIGS. 3 and 4, in the anode side separator 420, the plurality of convex portions 413 and the plurality of convex portions 417 in the cathode side separator 410 are formed with concave portions 422.

また、燃料電池セル４０において、カソード側セパレータ４１０と、アノード側セパレータ４２０とは、両者間の絶縁が確保されるように、少なくとも、折り返し部４１２，４１６における凸部４１３，４１７の裏面を含む領域において、シール剤４３０によってシールされている。また、図４に示したように、水素供給用マニホールドおよび内部流路空間４１６ｓと、発電モジュール４００におけるカソード（カソード側触媒層４０４ｃ、カソード側ガス拡散層４０６ｃ）およびカソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部とは、発電モジュール４００におけるカソードに水素が導入されないように、シール剤４４０によって隔離されている。シール剤４３０，４４０としては、ガス不透過の接着剤や、熱可塑性樹脂等を用いることができる。   In the fuel cell 40, the cathode-side separator 410 and the anode-side separator 420 are regions including at least the back surfaces of the convex portions 413 and 417 in the folded portions 412 and 416 so as to ensure insulation between them. In FIG. Further, as shown in FIG. 4, the hydrogen supply manifold and the internal flow path space 416s, the cathode (cathode side catalyst layer 404c, cathode side gas diffusion layer 406c) and the cathode side porous body flow path forming member in the power generation module 400 are provided. The end portion of 408c is isolated by a sealant 440 so that hydrogen is not introduced into the cathode of the power generation module 400. As the sealing agents 430 and 440, a gas-impermeable adhesive, a thermoplastic resin, or the like can be used.

また、図３，４に示したように、カソード側セパレータ４１０において、燃料電池スタック１００における複数の燃料電池セル４０の積層方向（図示したｚ方向）から見て、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４１７と重なる位置に、ガスケット４５０が配置される。このガスケット４５０は、図３，４から理解できるように、アノード側セパレータ４２０における凹部４２２と接触する。このガスケット４５０は、例えば、シリコーンゴム等の弾性体からなり、燃料電池スタック１００において、複数の燃料電池セル４０間における空気や、水素や、冷却水の漏洩を防止する機能を有する。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the cathode-side separator 410, when viewed from the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40 in the fuel cell stack 100, the plurality of convex portions 413, and The gasket 450 is disposed at a position overlapping the plurality of convex portions 417. As can be understood from FIGS. 3 and 4, the gasket 450 contacts the recess 422 in the anode-side separator 420. The gasket 450 is made of, for example, an elastic body such as silicone rubber, and has a function of preventing leakage of air, hydrogen, and cooling water between the plurality of fuel cells 40 in the fuel cell stack 100.

なお、カソード側セパレータ４１０において、ガスケット４５０が配置される位置、すなわち、燃料電池スタック１００における複数の燃料電池セル４０の積層方向（図示したｚ方向）から見て、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４１７と重なる位置は、平滑面である。また、アノード側セパレータ４２０において、ガスケット４５０が当接する凹部４２２も、平滑面である。また、図示は省略しているが、燃料電池スタック１００において、第１の燃料電池セル４０におけるカソード側セパレータ４１０と、第１の燃料電池セル４０と隣接する第２の燃料電池セル４０におけるアノード側セパレータ４２０とは接触する。   In the cathode-side separator 410, when viewed from the position where the gasket 450 is disposed, that is, from the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40 in the fuel cell stack 100, the plurality of convex portions 413, and A position overlapping the plurality of convex portions 417 is a smooth surface. Further, in the anode separator 420, the recess 422 with which the gasket 450 abuts is also a smooth surface. Although not shown, in the fuel cell stack 100, the cathode separator 410 in the first fuel cell 40 and the anode side in the second fuel cell 40 adjacent to the first fuel cell 40. Contact with the separator 420.

Ａ３．カソード側セパレータの製造工程：
図５は、カソード側セパレータ４１０の製造工程の一例を示す説明図である。まず、図５（ａ）に示したように、例えば、打ち抜き加工によって、カソード側セパレータ４１０を構成する金属板に、複数の連通孔４１２ｈ，４１３ｈ，４１６ｈ，４１７ｈとなる貫通孔をそれぞれ形成する。次に、図５（ｂ）に示したように、プレス加工（絞り加工）によって、複数の凸部４１３、複数の凹部４１４、複数の凸部４１７となる凹部をそれぞれ形成する。次に、図５（ｃ）に示したように、例えば、抜き加工によって、折り返し部４１２、および、折り返し部４１６を形成するための切れ目をそれぞれ形成する。次に、図５（ｄ）に示したように、金属板の一部を、紙面奥側に切り起こして折り返すことによって、空気供給用貫通孔４１１、折り返し部４１２、および、水素供給用貫通孔４１５、折り返し部４１６を形成する。以上の工程を経て、カソード側セパレータ４１０が製造される。なお、上述したカソード側セパレータ４１０の製造工程は、一例であり、打ち抜き加工や、プレス加工（絞り加工）の順序は、適宜、変更可能である。 A3. Production process of cathode separator:
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of the manufacturing process of the cathode separator 410. First, as shown in FIG. 5A, through holes that form a plurality of communication holes 412h, 413h, 416h, and 417h are formed in a metal plate constituting the cathode separator 410, for example, by punching. Next, as shown in FIG. 5B, a plurality of convex portions 413, a plurality of concave portions 414, and a plurality of convex portions 417 are formed by pressing (drawing). Next, as shown in FIG. 5C, for example, a cut for forming the folded portion 412 and the folded portion 416 is formed by punching. Next, as shown in FIG. 5 (d), a part of the metal plate is cut and raised to the back side of the drawing sheet and folded, whereby the air supply through hole 411, the folded portion 412, and the hydrogen supply through hole. 415 and a folded portion 416 are formed. Through the above steps, the cathode separator 410 is manufactured. In addition, the manufacturing process of the cathode side separator 410 mentioned above is an example, and the order of stamping and pressing (drawing) can be changed as appropriate.

アノード側セパレータ４２０は、図２〜４から容易に推測できるように、カソード側セパレータ４１０とは異なり、比較的簡易な打ち抜き加工や曲げ加工によって製造可能である。したがって、アノード側セパレータ４２０の製造工程についての図示および詳細な説明は省略する。   As can be easily estimated from FIGS. 2 to 4, the anode-side separator 420 can be manufactured by relatively simple punching or bending unlike the cathode-side separator 410. Therefore, illustration and detailed description of the manufacturing process of the anode separator 420 are omitted.

Ａ４．効果：
例えば、燃料電池セル４０の製造時において、複数の凸部４１３の内部空間４１３ｓ内、および、複数の凸部４１７の内部空間４１７ｓ内には、ガス（例えば、空気）が存在する。このため、例えば、カソード側セパレータ４１０とアノード側セパレータ４２０とを、シール剤４３０によって加熱して接合するときには、複数の凸部４１３の内部空間４１３ｓ内、および、複数の凸部４１７の内部空間４１７ｓ内に存在するガスは、熱膨張する。そして、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４１７に、それぞれ、連通孔４１３ｈ、および、連通孔４１７ｈが形成されていない場合には、上記内部空間４１３ｓ，４１７ｓは密閉され、上記熱膨張したガスの圧力が、カソード側セパレータ４１０（折り返し部４１２）およびアノード側セパレータ４２０（凹部４２２）とシール剤４３０とのシール面に加わり、シール剤４３０の剥離を招く。 A4. effect:
For example, when the fuel cell 40 is manufactured, gas (for example, air) exists in the internal spaces 413 s of the plurality of convex portions 413 and in the internal spaces 417 s of the plurality of convex portions 417. For this reason, for example, when the cathode-side separator 410 and the anode-side separator 420 are heated and joined by the sealant 430, the internal space 413s of the plurality of convex portions 413 and the internal space 417s of the plurality of convex portions 417 are used. The gas present inside expands thermally. When the communication holes 413h and the communication holes 417h are not formed in the plurality of projections 413 and the plurality of projections 417, the internal spaces 413s and 417s are sealed and the thermal expansion is performed. The pressure of the applied gas is applied to the sealing surfaces of the cathode side separator 410 (folded portion 412) and the anode side separator 420 (recessed portion 422) and the sealing agent 430, and the sealing agent 430 is peeled off.

これに対し、第１実施例の燃料電池スタック１００によれば、燃料電池セル４０において、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４１７に、それぞれ、連通孔４１３ｈ、および、連通孔４１７ｈが形成されているので、複数の凸部４１３の内部空間４１３ｓ内、および、複数の凸部４１７の内部空間４１７ｓ内に存在するガスが熱膨張しても、この熱膨張したガスを、複数の連通孔４１３ｈ，４１７ｈを通じて、それぞれ、内部流路空間４１２ｓ，４１６ｓに放出することができる。したがって、上記熱膨張したガスの圧力が、カソード側セパレータ４１０（折り返し部４１２）およびアノード側セパレータ４２０（凹部４２２）とシール剤４３０とのシール面に加わることを防止し、シール剤４３０の剥離を防止することができる。   On the other hand, according to the fuel cell stack 100 of the first embodiment, in the fuel cell 40, the communication holes 413h and the communication holes 417h are formed in the plurality of convex portions 413 and the plurality of convex portions 417, respectively. Therefore, even if the gas existing in the internal space 413s of the plurality of convex portions 413 and the internal space 417s of the plurality of convex portions 417 is thermally expanded, the thermally expanded gas is connected to the plurality of communication spaces. It can discharge | release to the internal flow-path space 412s and 416s through the holes 413h and 417h, respectively. Therefore, the pressure of the thermally expanded gas is prevented from being applied to the sealing surfaces of the cathode side separator 410 (folded portion 412) and the anode side separator 420 (recessed portion 422) and the sealing agent 430, and the sealing agent 430 is peeled off. Can be prevented.

また、第１実施例の燃料電池スタック１００では、燃料電池セル４０を構成するカソード側セパレータ４１０における折り返し部４１２が、複数の凸部４１３を備えているので、空気供給マニホールドから内部流路空間４１２ｓへの空気の複数の流路を確保し、空気の分配性を向上させることができる。また、燃料電池セル４０を構成するカソード側セパレータ４１０における折り返し部４１６が、複数の凸部４１７を備えているので、水素供給マニホールドから内部流路空間４１６ｓへの水素の複数の流路を確保し、水素の分配性を向上させることができる。   Further, in the fuel cell stack 100 of the first embodiment, since the folded portion 412 in the cathode separator 410 constituting the fuel cell 40 includes a plurality of convex portions 413, the internal flow space 412s from the air supply manifold. It is possible to secure a plurality of air flow paths to improve the air distribution. Further, since the folded portion 416 of the cathode separator 410 constituting the fuel cell 40 includes a plurality of convex portions 417, a plurality of hydrogen flow paths from the hydrogen supply manifold to the internal flow path space 416s are secured. , Hydrogen distribution can be improved.

また、第１実施例の燃料電池スタック１００では、燃料電池セル４０において、カソード側セパレータ４１０が折り返し部４１２，４１６を備えており、アノード側セパレータ４２０が比較的加工が複雑になる折り返し部を備えていない。換言すれば、アノード側セパレータ４２０に対しては、比較的加工が複雑な折り返し部を形成する必要がない。したがって、燃料電池セル４０、および、燃料電池スタック１００の製造工程を簡易化することができる。   Further, in the fuel cell stack 100 of the first embodiment, in the fuel cell 40, the cathode side separator 410 is provided with the folded portions 412, 416, and the anode side separator 420 is provided with the folded portion that is relatively complicated to process. Not. In other words, it is not necessary to form a folded portion that is relatively complicated for the anode separator 420. Therefore, the manufacturing process of the fuel cell 40 and the fuel cell stack 100 can be simplified.

また、第１実施例の燃料電池スタック１００では、複数の燃料電池セル４０は、それぞれ、ガスケット４５０を介して積層されており、ガスケット４５０は、燃料電池セル４０の積層方向から見たときに、複数の凸部４１３，４１７と重なる位置に配置されている。したがって、複数の燃料電池セル４０を積層方向に締結したときに、複数の凸部４１３，４１７によって、ガスケット４５０から受ける押圧力をバックアップ（支持）し、カソード側セパレータ４１０およびアノード側セパレータ４２０の変形を抑制することができる。また、第１実施例の燃料電池スタック１００では、ガスケット４５０は、カソード側セパレータ４１０およびアノード側セパレータ４２０の外側の平滑面に配置されるので、ガスケット４５０の交換性を向上させることができる。   Further, in the fuel cell stack 100 of the first embodiment, the plurality of fuel cells 40 are stacked via the gasket 450, and the gasket 450 is viewed from the stacking direction of the fuel cells 40. It arrange | positions in the position which overlaps with the some convex part 413,417. Therefore, when the plurality of fuel cells 40 are fastened in the stacking direction, the pressing force received from the gasket 450 is backed up (supported) by the plurality of convex portions 413 and 417, and the cathode side separator 410 and the anode side separator 420 are deformed. Can be suppressed. Moreover, in the fuel cell stack 100 of the first embodiment, the gasket 450 is disposed on the smooth surface outside the cathode side separator 410 and the anode side separator 420, so that the exchangeability of the gasket 450 can be improved.

Ｂ．第２実施例：
第２実施例の燃料電池システムの構成は、第１実施例の燃料電池システム１０００の構成と同じである。そして、第２実施例燃料電池システムでは、燃料電池スタックが、燃料電池セル４０の代わりに、燃料電池セル４０Ａを備えている。以下、燃料電池セル４０Ａについて説明する。 B. Second embodiment:
The configuration of the fuel cell system of the second embodiment is the same as the configuration of the fuel cell system 1000 of the first embodiment. In the fuel cell system according to the second embodiment, the fuel cell stack includes the fuel cell 40 </ b> A instead of the fuel cell 40. Hereinafter, the fuel battery cell 40A will be described.

図６は、第２実施例の燃料電池セル４０Ａの一部を示す平面図である。図６では、燃料電池セル４０Ａを、カソード側セパレータ４１０Ａ側から見たときの一部を示した。また、図７は、図６におけるＡ−Ａ断面、および、Ｂ−Ｂ断面を示す説明図である。また、図８は、図６におけるＣ−Ｃ断面、および、Ｄ−Ｄ断面を示す説明図である。   FIG. 6 is a plan view showing a part of the fuel battery cell 40A of the second embodiment. FIG. 6 shows a part of the fuel cell 40A as viewed from the cathode separator 410A side. Moreover, FIG. 7 is explanatory drawing which shows the AA cross section in FIG. 6, and a BB cross section. Moreover, FIG. 8 is explanatory drawing which shows the CC cross section and DD cross section in FIG.

燃料電池セル４０Ａは、発電モジュール４００を、カソード側セパレータ４１０Ａ、および、アノード側セパレータ４２０Ａによって挟持することによって構成されている。カソード側セパレータ４１０Ａ、および、アノード側セパレータ４２０Ａは、第１実施例の燃料電池セル４０におけるカソード側セパレータ４１０、および、アノード側セパレータ４２０と同様に、比較的耐食性が高いチタンやステンレス鋼等からなる金属板を加工することによって形成される。カソード側セパレータ４１０Ａ、および、アノード側セパレータ４２０Ａは、それぞれ、［課題を解決するための手段］における第１のセパレータ、および、第２のセパレータに相当する。   The fuel cell 40A is configured by sandwiching the power generation module 400 between a cathode side separator 410A and an anode side separator 420A. The cathode side separator 410A and the anode side separator 420A are made of titanium, stainless steel, or the like having relatively high corrosion resistance, like the cathode side separator 410 and the anode side separator 420 in the fuel cell 40 of the first embodiment. It is formed by processing a metal plate. The cathode side separator 410A and the anode side separator 420A respectively correspond to the first separator and the second separator in [Means for Solving the Problems].

第２実施例の燃料電池セル４０Ａにおける発電モジュール４００は、第１実施零の燃料電池セル４０における発電モジュール４００と同じである。したがって、発電モジュール４００についての説明は省略する。   The power generation module 400 in the fuel cell 40A of the second embodiment is the same as the power generation module 400 in the fuel cell 40 of the first embodiment zero. Therefore, the description about the power generation module 400 is omitted.

図６，７に示したように、カソード側セパレータ４１０Ａにおいて、発電モジュール４００と対向する領域よりも外側の領域には、複数の燃料電池セル４０Ａの積層方向（図示したｚ方向）に空気を流すための空気供給マニホールドを構成する空気供給用貫通孔４１１が形成されている。この空気供給用貫通孔４１１は、第１実施例と同様に、カソード側セパレータ４１０Ａを構成する金属板の一部を切り起こして、発電モジュール４００側に折り返すことによって形成されている。この折り返された部分である折り返し部４１２は、図７に示したように、発電モジュール４００におけるカソード（カソード側触媒層４０４ｃ、カソード側ガス拡散層４０６ｃ）およびカソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部に連通する内部流路空間４１２ｓを形成する。   As shown in FIGS. 6 and 7, in cathode side separator 410 </ b> A, air is allowed to flow in the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40 </ b> A in a region outside the region facing power generation module 400. An air supply through-hole 411 that constitutes an air supply manifold is formed. The air supply through-hole 411 is formed by cutting and raising a part of the metal plate constituting the cathode separator 410A and turning it back to the power generation module 400, as in the first embodiment. As shown in FIG. 7, the folded portion 412 that is the folded portion includes the cathode (cathode side catalyst layer 404c, cathode side gas diffusion layer 406c) and cathode side porous body flow path forming member 408c in the power generation module 400. An internal flow path space 412s communicating with the end is formed.

そして、この折り返し部４１２には、内部流路空間４１２ｓと空気供給マニホールド（空気供給用貫通孔４１１）とを連通する複数の連通孔４１２ｈが形成されている。したがって、空気供給マニホールドから内部流路空間４１２ｓに流入した空気は、カソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部に導入され、カソード側ガス拡散層４０６ｃの表面に沿って流れる。連通孔４１２ｈは、［課題を解決するための手段］における第１の連通孔に相当する。   The folded portion 412 is formed with a plurality of communication holes 412h that allow the internal flow path space 412s and the air supply manifold (air supply through hole 411) to communicate with each other. Accordingly, the air that has flowed into the internal flow path space 412s from the air supply manifold is introduced into the end portion of the cathode-side porous flow path forming member 408c and flows along the surface of the cathode-side gas diffusion layer 406c. The communication hole 412h corresponds to the first communication hole in [Means for Solving the Problems].

また、折り返し部４１２には、カソード側セパレータ４１０Ａを構成する金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部４１３であって、内部流路空間４１２ｓ内に突出するとともに、折り返し部４１２の折り返し線ＬＬに平行な方向（図示したｘ方向）に沿って配置された複数の凸部４１３が形成されている。本実施例では、複数の凸部４１３は、それぞれ、略四角錐台形状を有しているものとした。複数の凸部４１３の上面は、図７に示したように、それぞれ、カソード側セパレータ４１０Ａの内部流路空間４１２ｓ側の面に接触している。そして、複数の凸部４１３には、それぞれ、内部流路空間４１２ｓと上記プレス加工によって形成された複数の凸部４１３の内部空間４１３ｓとを連通する２つの連通孔４１３ｈが形成されている。本実施例においても、この連通孔４１３ｈは、円形形状を有するものとした。連通孔４１３ｈは、内部流路空間４１２ｓと凸部４１３の内部空間４１３ｓとを連通可能な任意の位置に形成可能である。連通孔４１３ｈは、［課題を解決するための手段］における第２の連通孔に相当する。   The folded portion 412 includes a plurality of convex portions 413 formed by pressing a metal plate constituting the cathode-side separator 410A, and protrudes into the internal flow path space 412s. A plurality of convex portions 413 arranged along a direction parallel to LL (the x direction shown in the drawing) is formed. In the present embodiment, each of the plurality of convex portions 413 has a substantially quadrangular pyramid shape. As shown in FIG. 7, the upper surfaces of the plurality of convex portions 413 are in contact with the surface on the side of the internal flow space 412s of the cathode side separator 410A. Each of the plurality of convex portions 413 is formed with two communication holes 413h that communicate the internal flow path space 412s with the internal spaces 413s of the plurality of convex portions 413 formed by the press working. Also in the present embodiment, the communication hole 413h has a circular shape. The communication hole 413h can be formed at any position where the internal flow path space 412s and the internal space 413s of the convex portion 413 can communicate with each other. The communication hole 413h corresponds to the second communication hole in [Means for Solving the Problems].

なお、本実施例においても、第１実施例と同様に、折り返し部４１２において、複数の連通孔４１２ｈと、複数の凸部４１３とは、図示したｘ方向について、互いにずれた位置に配置されている。   In the present embodiment, as in the first embodiment, in the folded portion 412, the plurality of communication holes 412h and the plurality of convex portions 413 are arranged at positions shifted from each other in the illustrated x direction. Yes.

また、図６，８に示したように、アノード側セパレータ４２０Ａにおいて、発電モジュール４００と対向する領域よりも外側の領域には、複数の燃料電池セル４０の積層方向（図示したｚ方向）に、水素を流すための水素供給マニホールドを構成する水素供給用貫通孔４２５が形成されている。この水素供給用貫通孔４２５も、カソード側セパレータ４１０Ａにおける空気供給用貫通孔４１１と同様に、アノード側セパレータ４２０Ａを構成する金属板の一部を切り起こして、発電モジュール４００側に折り返すことによって形成されている。この折り返された部分である折り返し部４２６は、図８に示したように、発電モジュール４００におけるアノード（アノード側触媒層４０４ａ、アノード側ガス拡散層４０６ａ）およびアノード側多孔体流路形成部材４０８ａの端部に連通する内部流路空間４２６ｓを形成する。   As shown in FIGS. 6 and 8, in the anode-side separator 420 </ b> A, the region outside the region facing the power generation module 400 is in the stacking direction of the plurality of fuel cells 40 (z direction shown in the drawing). A hydrogen supply through-hole 425 constituting a hydrogen supply manifold for flowing hydrogen is formed. Similarly to the air supply through-hole 411 in the cathode-side separator 410A, the hydrogen supply through-hole 425 is formed by cutting and raising a part of the metal plate constituting the anode-side separator 420A and folding it back to the power generation module 400 side. Has been. As shown in FIG. 8, the folded portion 426, which is the folded portion, includes the anode (the anode side catalyst layer 404a and the anode side gas diffusion layer 406a) and the anode side porous body flow path forming member 408a in the power generation module 400. An internal flow path space 426s communicating with the end is formed.

そして、この折り返し部４２６には、内部流路空間４２６ｓと水素供給マニホールド（水素供給用貫通孔４２５）とを連通する複数の連通孔４２６ｈが形成されている。したがって、水素供給マニホールドから内部流路空間４２６ｓに流入した水素は、アノード側多孔体流路形成部材４０８ａの端部に導入され、アノード側ガス拡散層４０６ａの表面に沿って流れる。連通孔４２６ｈは、［課題を解決するための手段］における第１の連通孔に相当する。   The folded portion 426 is formed with a plurality of communication holes 426h that connect the internal flow path space 426s and the hydrogen supply manifold (hydrogen supply through hole 425). Accordingly, hydrogen that has flowed into the internal channel space 426s from the hydrogen supply manifold is introduced into the end of the anode-side porous channel forming member 408a and flows along the surface of the anode-side gas diffusion layer 406a. The communication hole 426h corresponds to the first communication hole in [Means for Solving the Problems].

また、折り返し部４２６には、アノード側セパレータ４２０Ａを構成する金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部４２７であって、内部流路空間４２６ｓ内に突出するとともに、折り返し部４２６の折り返し線ＬＬに平行な方向（図示したｘ方向）に沿って配置された複数の凸部４２７が形成されている。本実施例では、複数の凸部４２７は、それぞれ、略四角錐台形状を有しているものとした。複数の凸部４２７の下面は、図８に示したように、それぞれ、アノード側セパレータ４２０Ａの内部流路空間４２６ｓ側の面に接触している。そして、複数の凸部４２７には、それぞれ、内部流路空間４２６ｓと上記プレス加工によって形成された複数の凸部４２７の内部空間４２７ｓとを連通する２つの連通孔４２７ｈが形成されている。本実施例においても、この連通孔４２７ｈは、円形形状を有するものとした。連通孔４２７ｈは、内部流路空間４２６ｓと凸部４２７の内部空間４２７ｓとを連通可能な任意の位置に形成可能である。連通孔４２７ｈは、［課題を解決するための手段］における第２の連通孔に相当する。   The folded portion 426 includes a plurality of convex portions 427 formed by pressing a metal plate constituting the anode-side separator 420A, and protrudes into the internal flow path space 426s, and the folded line of the folded portion 426. A plurality of convex portions 427 are formed along the direction parallel to LL (the x direction shown in the figure). In this embodiment, each of the plurality of convex portions 427 has a substantially quadrangular pyramid shape. As shown in FIG. 8, the lower surfaces of the plurality of convex portions 427 are in contact with the surface of the anode side separator 420A on the side of the internal channel space 426s. Each of the plurality of convex portions 427 is formed with two communication holes 427h that connect the internal flow path space 426s and the internal spaces 427s of the plurality of convex portions 427 formed by the press working. Also in the present embodiment, the communication hole 427h has a circular shape. The communication hole 427h can be formed at any position where the internal flow path space 426s and the internal space 427s of the convex portion 427 can communicate with each other. The communication hole 427h corresponds to the second communication hole in [Means for Solving the Problems].

なお、本実施例では、折り返し部４２６において、複数の連通孔４２６ｈと、複数の凸部４２７とも、カソード側セパレータ４１０Ａの折り返し部４１２における複数の連通孔４１２ｈ、および、複数の凸部４１３と同様に、図示したｘ方向について、互いにずれた位置に配置されている。   In the present embodiment, in the folded portion 426, the plurality of communication holes 426h and the plurality of convex portions 427 are the same as the plurality of communication holes 412h and the plurality of convex portions 413 in the folded portion 412 of the cathode side separator 410A. Further, they are arranged at positions shifted from each other in the illustrated x direction.

また、アノード側セパレータ４２０Ａにおいて、カソード側セパレータ４１０Ａにおける空気供給用貫通孔４１１と同じ位置に、空気供給用マニホールドを構成する空気供給用貫通孔４２１が形成されている。また、カソード側セパレータ４１０Ａにおいて、アノード側セパレータ４２０Ａにおける水素供給用貫通孔４２５と同じ位置に、水素供給用マニホールドを構成する水素供給用貫通孔４１５が形成されている。そして、図７，８に示したように、アノード側セパレータ４２０Ａにおいて、カソード側セパレータ４１０Ａにおける複数の凸部４１３、および、アノード側セパレータ４２０Ａにおける複数の凸部４２７と対向する領域に、凹部４２２が形成されている。   Further, in the anode side separator 420A, an air supply through hole 421 constituting an air supply manifold is formed at the same position as the air supply through hole 411 in the cathode side separator 410A. Further, in the cathode side separator 410A, a hydrogen supply through hole 415 constituting a hydrogen supply manifold is formed at the same position as the hydrogen supply through hole 425 in the anode side separator 420A. 7 and 8, in the anode-side separator 420A, the concave portions 422 are formed in regions facing the plurality of convex portions 413 in the cathode-side separator 410A and the plurality of convex portions 427 in the anode-side separator 420A. Is formed.

また、燃料電池セル４０Ａにおいて、カソード側セパレータ４１０Ａと、アノード側セパレータ４２０Ａとは、両者間の絶縁が確保されるように、少なくとも、折り返し部４１２、および、折り返し部４２６における凸部４１３，４２７の裏面を含む領域において、シール剤４３０，４４０によってシールされている。また、図８に示したように、水素供給用マニホールドおよび内部流路空間４２６ｓと、発電モジュール４００におけるカソード（カソード側触媒層４０４ｃ、カソード側ガス拡散層４０６ｃ）およびカソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部とは、発電モジュール４００におけるカソードに水素が導入されないように、シール剤４４０によって隔離されている。シール剤４３０，４４０としては、ガス不透過の接着剤や、熱可塑性樹脂等を用いることができる。   Further, in the fuel cell 40A, the cathode-side separator 410A and the anode-side separator 420A have at least the folded portion 412 and the convex portions 413 and 427 of the folded portion 426 so as to ensure insulation therebetween. In the region including the back surface, the sealant is sealed with the sealants 430 and 440. Further, as shown in FIG. 8, the hydrogen supply manifold and the internal flow path space 426s, the cathode (cathode side catalyst layer 404c, cathode side gas diffusion layer 406c) and the cathode side porous body flow path forming member in the power generation module 400 are provided. The end portion of 408c is isolated by a sealant 440 so that hydrogen is not introduced into the cathode of the power generation module 400. As the sealing agents 430 and 440, a gas-impermeable adhesive, a thermoplastic resin, or the like can be used.

また、図７，８に示したように、カソード側セパレータ４１０Ａにおいて、燃料電池スタックにおける複数の燃料電池セル４０Ａの積層方向（図示したｚ方向）から見て、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４２７と重なる位置に、ガスケット４５０が配置される。このガスケット４５０は、図７，８から理解できるように、アノード側セパレータ４２０Ａにおける凹部４２２と接触する。このガスケット４５０は、例えば、シリコーンゴム等の弾性体からなり、燃料電池スタックにおいて、複数の燃料電池セル４０Ａ間における空気や、水素や、冷却水の漏洩を防止する機能を有する。   Further, as shown in FIGS. 7 and 8, in the cathode side separator 410A, the plurality of convex portions 413 and the plurality of protrusions 413 are seen from the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40A in the fuel cell stack. The gasket 450 is disposed at a position overlapping the convex portion 427. As can be understood from FIGS. 7 and 8, the gasket 450 is in contact with the recess 422 in the anode side separator 420A. The gasket 450 is made of, for example, an elastic material such as silicone rubber, and has a function of preventing leakage of air, hydrogen, and cooling water between the plurality of fuel cells 40A in the fuel cell stack.

なお、カソード側セパレータ４１０Ａにおいて、ガスケット４５０が配置される位置、すなわち、燃料電池スタックにおける複数の燃料電池セル４０Ａの積層方向（図示したｚ方向）から見て、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４２７と重なる位置は、平滑面である。また、アノード側セパレータ４２０において、ガスケット４５０が当接する凹部４２２も、平滑面である。また、アノード側セパレータ４２０Ａにおいて、ガスケット４５０が当接する凹部４２２も、平滑面である。また、図示は省略しているが、燃料電池スタックにおいて、第１の燃料電池セル４０Ａにおけるカソード側セパレータ４１０Ａと、第１の燃料電池セル４０Ａと隣接する第２の燃料電池セル４０Ａにおけるアノード側セパレータ４２０Ａとは接触する。   In the cathode-side separator 410A, when viewed from the position where the gasket 450 is arranged, that is, from the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40A in the fuel cell stack, The position overlapping the convex portion 427 is a smooth surface. Further, in the anode separator 420, the recess 422 with which the gasket 450 abuts is also a smooth surface. Further, in the anode side separator 420A, the recess 422 with which the gasket 450 abuts is also a smooth surface. Although not shown, in the fuel cell stack, the cathode side separator 410A in the first fuel cell 40A and the anode side separator in the second fuel cell 40A adjacent to the first fuel cell 40A. 420A contacts.

以上説明した第２実施例の燃料電池スタックによっても、第１実施例と同様に、燃料電池セル４０Ａにおいて、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４２７に、それぞれ、連通孔４１３ｈ、および、連通孔４２７ｈが形成されているので、複数の凸部４１３の内部空間４１３ｓ内、および、複数の凸部４２７の内部空間４１７ｓ内に存在するガスが熱膨張しても、この熱膨張したガスを、複数の連通孔４１３ｈ，４２７ｈを通じて、それぞれ、内部流路空間４１２ｓ，４２６ｓに放出することができる。したがって、上記熱膨張したガスの圧力が、カソード側セパレータ４１０Ａ（折り返し部４１２）およびアノード側セパレータ４２０（凹部４２２）とシール剤４３０とのシール面、アノード側セパレータ４２０Ａ（折り返し部４２６）およびカソード側セパレータ４１０Ａとシール剤４４０とのシール面に加わることを防止し、シール剤４３０，４４０の剥離を防止することができる。   Also in the fuel cell stack of the second embodiment described above, similarly to the first embodiment, in the fuel cell 40A, the plurality of convex portions 413 and the plurality of convex portions 427 are respectively provided with communication holes 413h and Since the communication hole 427h is formed, even if the gas existing in the internal space 413s of the plurality of convex portions 413 and the internal space 417s of the plurality of convex portions 427 is thermally expanded, the thermally expanded gas Can be discharged to the internal flow path spaces 412s and 426s through the plurality of communication holes 413h and 427h, respectively. Therefore, the pressure of the thermally expanded gas is such that the cathode-side separator 410A (folded portion 412) and the anode-side separator 420 (concave portion 422) and the sealing surface of the sealing agent 430, the anode-side separator 420A (folded portion 426) and the cathode side. It is possible to prevent the separators 410A and the sealing agent 440 from being applied to the sealing surfaces, and to prevent the sealing agents 430 and 440 from peeling off.

また、第２実施例の燃料電池スタックでは、第１実施例と同様に、燃料電池セル４０Ａを構成するカソード側セパレータ４１０Ａにおける折り返し部４１２が、複数の凸部４１３を備えているので、空気供給マニホールドから内部流路空間４１２ｓへの空気の複数の流路を確保し、空気の分配性を向上させることができる。また、燃料電池セル４０Ａを構成するアノード側セパレータ４２０における折り返し部４２６が、複数の凸部４２７を備えているので、水素供給マニホールドから内部流路空間４２６ｓへの水素の複数の流路を確保し、水素の分配性を向上させることができる。   Further, in the fuel cell stack of the second embodiment, as in the first embodiment, the folded portion 412 in the cathode side separator 410A constituting the fuel cell 40A includes a plurality of convex portions 413, so that air supply A plurality of air flow paths from the manifold to the internal flow path space 412s can be secured, and the air distribution can be improved. In addition, since the folded portion 426 in the anode separator 420 constituting the fuel cell 40A includes a plurality of convex portions 427, a plurality of hydrogen flow paths from the hydrogen supply manifold to the internal flow path space 426s are secured. , Hydrogen distribution can be improved.

また、第２実施例の燃料電池スタックでは、第１実施例と同様に、複数の燃料電池セル４０Ａは、それぞれ、ガスケット４５０を介して積層されており、ガスケット４５０は、燃料電池セル４０Ａの積層方向から見たときに、複数の凸部４１３，４２７と重なる位置に配置されている。したがって、複数の燃料電池セル４０Ａを積層方向に締結したときに、複数の凸部４１３，４２７によって、ガスケット４５０から受ける押圧力をバックアップ（支持）し、カソード側セパレータ４１０Ａおよびアノード側セパレータ４２０Ａの変形を抑制することができる。また、第２実施例の燃料電池スタックでは、ガスケット４５０は、カソード側セパレータ４１０Ａおよびアノード側セパレータ４２０Ａの外側の平滑面に配置されるので、ガスケット４５０の交換性を向上させることができる。   Further, in the fuel cell stack of the second embodiment, as in the first embodiment, the plurality of fuel cells 40A are stacked via the gasket 450, and the gasket 450 is stacked of the fuel cells 40A. When viewed from the direction, it is arranged at a position overlapping with the plurality of convex portions 413, 427. Therefore, when the plurality of fuel cells 40A are fastened in the stacking direction, the pressing force received from the gasket 450 is backed up (supported) by the plurality of convex portions 413 and 427, and the cathode side separator 410A and the anode side separator 420A are deformed. Can be suppressed. Further, in the fuel cell stack of the second embodiment, the gasket 450 is arranged on the smooth surface outside the cathode side separator 410A and the anode side separator 420A, so that the exchangeability of the gasket 450 can be improved.

Ｃ．第３実施例：
第３実施例の燃料電池システムの構成は、第１実施例の燃料電池システム１０００の構成と同じである。そして、第３実施例の燃料電池システムでは、燃料電池スタック１００が、燃料電池セル４０の代わりに、燃料電池セル４０Ｂを備えている。以下、燃料電池セル４０Ｂについて説明する。 C. Third embodiment:
The configuration of the fuel cell system of the third embodiment is the same as the configuration of the fuel cell system 1000 of the first embodiment. In the fuel cell system according to the third embodiment, the fuel cell stack 100 includes the fuel cell 40 </ b> B instead of the fuel cell 40. Hereinafter, the fuel cell 40B will be described.

図９は、第３実施例の燃料電池セル４０Ｂの一部を示す平面図である。図９では、燃料電池セル４０Ｂを、カソード側セパレータ４１０Ｂ側から見たときの一部を示した。また、図１０は、図９におけるＡ−Ａ断面、および、Ｂ−Ｂ断面を示す説明図である。また、図１１は、図９におけるＣ−Ｃ断面、および、Ｄ−Ｄ断面を示す説明図である。   FIG. 9 is a plan view showing a part of the fuel cell 40B of the third embodiment. FIG. 9 shows a part of the fuel cell 40B as viewed from the cathode separator 410B side. Moreover, FIG. 10 is explanatory drawing which shows the AA cross section in FIG. 9, and a BB cross section. Moreover, FIG. 11 is explanatory drawing which shows CC cross section in FIG. 9, and DD cross section.

燃料電池セル４０Ｂは、発電モジュール４００を、カソード側セパレータ４１０Ｂ、および、アノード側セパレータ４２０（第１実施例と同一）によって挟持することによって構成されている。カソード側セパレータ４１０Ｂ、および、アノード側セパレータ４２０は、第１実施例の燃料電池セル４０におけるカソード側セパレータ４１０、および、アノード側セパレータ４２０と同様に、比較的耐食性が高いチタンやステンレス鋼等からなる金属板を加工することによって形成される。カソード側セパレータ４１０Ｂ、および、アノード側セパレータ４２０は、それぞれ、［課題を解決するための手段］における第１のセパレータ、および、第２のセパレータに相当する。   The fuel cell 40B is configured by sandwiching the power generation module 400 by a cathode side separator 410B and an anode side separator 420 (same as in the first embodiment). The cathode side separator 410B and the anode side separator 420 are made of titanium, stainless steel, or the like having relatively high corrosion resistance, like the cathode side separator 410 and the anode side separator 420 in the fuel cell 40 of the first embodiment. It is formed by processing a metal plate. The cathode side separator 410B and the anode side separator 420 correspond to the first separator and the second separator in [Means for Solving the Problems], respectively.

第３実施例の燃料電池セル４０Ｂにおける発電モジュール４００は、第１実施零の燃料電池セル４０における発電モジュール４００と同じである。したがって、発電モジュール４００についての説明は省略する。   The power generation module 400 in the fuel cell 40B of the third embodiment is the same as the power generation module 400 in the fuel cell 40 of the first embodiment zero. Therefore, the description about the power generation module 400 is omitted.

図９，１０に示したように、カソード側セパレータ４１０Ｂにおいて、発電モジュール４００と対向する領域よりも外側の領域には、複数の燃料電池セル４０Ｂの積層方向（図示したｚ方向）に空気を流すための空気供給マニホールドを構成する空気供給用貫通孔４１１が形成されている。この空気供給用貫通孔４１１は、第１実施例と同様に、カソード側セパレータ４１０Ｂを構成する金属板の一部を切り起こして、発電モジュール４００側に折り返すことによって形成されている。この折り返された部分である折り返し部４１２は、図１０に示したように、発電モジュール４００におけるカソード（カソード側触媒層４０４ｃ、カソード側ガス拡散層４０６ｃ）およびカソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部に連通する内部流路空間４１２ｓを形成する。   As shown in FIGS. 9 and 10, in the cathode-side separator 410 </ b> B, air is allowed to flow in the stacking direction (z-direction shown) of the plurality of fuel cells 40 </ b> B in a region outside the region facing the power generation module 400. An air supply through-hole 411 that constitutes an air supply manifold is formed. The air supply through-hole 411 is formed by cutting and raising a part of the metal plate constituting the cathode separator 410B and turning it back to the power generation module 400, as in the first embodiment. As shown in FIG. 10, the folded portion 412 that is the folded portion includes the cathode (cathode side catalyst layer 404c, cathode side gas diffusion layer 406c) and cathode side porous body flow path forming member 408c in the power generation module 400. An internal flow path space 412s communicating with the end is formed.

そして、この折り返し部４１２には、内部流路空間４１２ｓと空気供給マニホールド（空気供給用貫通孔４１１）とを連通する複数の連通孔４１２ｈが形成されている。したがって、空気供給マニホールドから内部流路空間４１２ｓに流入した空気は、カソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部に導入され、カソード側ガス拡散層４０６ｃの表面に沿って流れる。連通孔４１２ｈは、［課題を解決するための手段］における第１の連通孔に相当する。   The folded portion 412 is formed with a plurality of communication holes 412h that allow the internal flow path space 412s and the air supply manifold (air supply through hole 411) to communicate with each other. Accordingly, the air that has flowed into the internal flow path space 412s from the air supply manifold is introduced into the end portion of the cathode-side porous flow path forming member 408c and flows along the surface of the cathode-side gas diffusion layer 406c. The communication hole 412h corresponds to the first communication hole in [Means for Solving the Problems].

また、折り返し部４１２には、カソード側セパレータ４１０Ｂを構成する金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部４１３であって、内部流路空間４１２ｓ内に突出するとともに、折り返し部４１２の折り返し線ＬＬに平行な方向（図示したｘ方向）に沿って配置された複数の凸部４１３が形成されている。本実施例では、複数の凸部４１３は、それぞれ、略四角錐台形状を有しているものとした。複数の凸部４１３の上面は、図１０に示したように、それぞれ、カソード側セパレータ４１０の内部流路空間４１２ｓ側の面に接触している。そして、複数の凸部４１３の、内部流路空間４１２ｓにおける空気の流れ方向についての下流側の壁面に、それぞれ、内部流路空間４１２ｓと上記プレス加工によって形成された複数の凸部４１３の内部空間４１３ｓとを連通するせん断孔４１３Ｂｈが形成されている。本実施例では、このせん断孔４１３Ｂｈは、凸部４１３の壁面が切り抜かれた台形形状を有するものとした。せん断孔４１３Ｂｈは、［課題を解決するための手段］における第２の連通孔に相当する。   The folded portion 412 has a plurality of convex portions 413 formed by pressing a metal plate constituting the cathode side separator 410B, and protrudes into the internal flow path space 412s. A plurality of convex portions 413 arranged along a direction parallel to LL (the x direction shown in the drawing) is formed. In the present embodiment, each of the plurality of convex portions 413 has a substantially quadrangular pyramid shape. As shown in FIG. 10, the upper surfaces of the plurality of convex portions 413 are in contact with the surface of the cathode side separator 410 on the side of the internal channel space 412 s. Then, on the downstream wall surface of the plurality of convex portions 413 in the flow direction of the air in the internal flow path space 412s, the internal flow space 412s and the internal space of the plurality of convex portions 413 formed by the above-described press working, respectively. A shear hole 413Bh communicating with 413s is formed. In this embodiment, the shear hole 413Bh has a trapezoidal shape in which the wall surface of the convex portion 413 is cut out. The shear hole 413Bh corresponds to the second communication hole in [Means for Solving the Problems].

なお、本実施例においても、第１実施例と同様に、折り返し部４１２において、複数の連通孔４１２ｈと、複数の凸部４１３とは、図示したｘ方向について、互いにずれた位置に配置されている。   In the present embodiment, as in the first embodiment, in the folded portion 412, the plurality of communication holes 412h and the plurality of convex portions 413 are arranged at positions shifted from each other in the illustrated x direction. Yes.

また、カソード側セパレータ４１０Ｂには、第１実施例の燃料電池セル４０におけるカソード側セパレータ４１０と同様に、折り返し部４１２の折り返し線ＬＬに平行な方向（図示したｘ方向）に沿って配置された複数の凹部４１４も形成されている。本実施例では、複数の凹部４１４は、それぞれ、略四角錐台形状を有しているものとした。複数の凹部４１４の下面は、図１０に示したように、それぞれ、折り返し部４１２の内部流路空間４１２ｓ側の面に接触している。なお、複数の凹部４１４と、折り返し部４１２における複数の凸部４１３とは、図示したｘ方向について、同じ位置に配置されている。   Further, the cathode side separator 410B is disposed along the direction parallel to the fold line LL (the x direction shown in the figure) of the fold portion 412 in the same manner as the cathode side separator 410 in the fuel cell 40 of the first embodiment. A plurality of recesses 414 are also formed. In the present embodiment, each of the plurality of recesses 414 has a substantially quadrangular pyramid shape. As shown in FIG. 10, the lower surfaces of the plurality of recesses 414 are in contact with the inner channel space 412 s side surface of the folded portion 412. In addition, the some recessed part 414 and the some convex part 413 in the folding | returning part 412 are arrange | positioned in the same position about the x direction shown in figure.

また、図９，１１に示したように、カソード側セパレータ４１０Ｂにおいて、発電モジュール４００と対向する領域よりも外側の領域には、複数の燃料電池セル４０Ｂの積層方向（図示したｚ方向）に、水素を流すための水素供給マニホールドを構成する水素供給用貫通孔４１５が形成されている。この水素供給用貫通孔４１５も、空気供給用貫通孔４１１と同様に、カソード側セパレータ４１０Ｂを構成する金属板の一部を切り起こして、発電モジュール４００側に折り返すことによって形成されている。この折り返された部分である折り返し部４１６は、図１１に示したように、発電モジュール４００におけるアノード（アノード側触媒層４０４ａ、アノード側ガス拡散層４０６ａ）およびアノード側多孔体流路形成部材４０８ａの端部に連通する内部流路空間４１６ｓを形成する。   Further, as shown in FIGS. 9 and 11, in the cathode side separator 410B, in the region outside the region facing the power generation module 400, in the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40B, A hydrogen supply through hole 415 constituting a hydrogen supply manifold for flowing hydrogen is formed. Similarly to the air supply through-hole 411, the hydrogen supply through-hole 415 is formed by cutting and raising a part of the metal plate constituting the cathode-side separator 410B and folding it back to the power generation module 400 side. As shown in FIG. 11, the folded portion 416 that is the folded portion includes the anode (the anode side catalyst layer 404 a and the anode side gas diffusion layer 406 a) and the anode side porous body flow path forming member 408 a in the power generation module 400. An internal flow path space 416s communicating with the end is formed.

そして、この折り返し部４１６には、内部流路空間４１６ｓと水素供給マニホールド（水素供給用貫通孔４１５）とを連通する複数の連通孔４１６ｈが形成されている。したがって、水素供給マニホールドから内部流路空間４１６ｓに流入した水素は、アノード側多孔体流路形成部材４０８ａの端部に導入され、アノード側ガス拡散層４０６ａの表面に沿って流れる。連通孔４１６ｈは、［課題を解決するための手段］における第１の連通孔に相当する。   The folded portion 416 is formed with a plurality of communication holes 416h that allow the internal flow path space 416s and the hydrogen supply manifold (hydrogen supply through hole 415) to communicate with each other. Accordingly, hydrogen that has flowed into the internal flow path space 416s from the hydrogen supply manifold is introduced into the end portion of the anode-side porous flow path forming member 408a and flows along the surface of the anode-side gas diffusion layer 406a. The communication hole 416h corresponds to the first communication hole in [Means for Solving the Problems].

また、折り返し部４１６には、カソード側セパレータ４１０Ｂを構成する金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部４１７であって、内部流路空間４１６ｓ内に突出するとともに、折り返し部４１６の折り返し線ＬＬに平行な方向（図示したｘ方向）に沿って配置された複数の凸部４１７が形成されている。本実施例では、複数の凸部４１７は、それぞれ、略四角錐台形状を有しているものとした。複数の凸部４１７の上面は、図１１に示したように、それぞれ、カソード側セパレータ４１０Ｂの内部流路空間４１６ｓ側の面に接触している。そして、複数の凸部４１７の、内部流路空間４１６ｓにおける水素の流れ方向についての下流側の壁面に、それぞれ、内部流路空間４１６ｓと上記プレス加工によって形成された複数の凸部４１７の内部空間４１７ｓとを連通するせん断孔４１７Ｂｈが形成されている。本実施例では、このせん断孔４１３Ｂｈは、凸部４１７の壁面が切り抜かれた台形形状を有するものとした。せん断孔４１７Ｂｈは、［課題を解決するための手段］における第２の連通孔に相当する。   The folded portion 416 includes a plurality of convex portions 417 formed by pressing a metal plate constituting the cathode-side separator 410B, and protrudes into the internal flow path space 416s, and a folded line of the folded portion 416. A plurality of convex portions 417 are formed along a direction parallel to LL (the x direction shown in the figure). In this embodiment, each of the plurality of convex portions 417 has a substantially quadrangular pyramid shape. As shown in FIG. 11, the upper surfaces of the plurality of convex portions 417 are in contact with the surface of the cathode side separator 410B on the side of the internal channel space 416s. Then, on the downstream wall surface of the plurality of convex portions 417 in the flow direction of hydrogen in the internal channel space 416s, the internal channel spaces 416s and the internal spaces of the plurality of convex portions 417 formed by the above-described press working, respectively. A shear hole 417Bh communicating with 417s is formed. In this embodiment, the shear hole 413Bh has a trapezoidal shape in which the wall surface of the convex portion 417 is cut out. The shear hole 417Bh corresponds to the second communication hole in [Means for Solving the Problems].

なお、本実施例においても、折り返し部４１６において、複数の連通孔４１６ｈと、複数の凸部４１７とは、折り返し部４１２における複数の連通孔４１２ｈ、および、複数の凸部４１３と同様に、図示したｘ方向について、互いにずれた位置に配置されている。   Also in this embodiment, in the folded portion 416, the plurality of communication holes 416h and the plurality of convex portions 417 are illustrated in the same manner as the plurality of communication holes 412h and the plurality of convex portions 413 in the folded portion 412. The x-directions are arranged at positions shifted from each other.

燃料電池セル４０Ｂを構成するアノード側セパレータ４２０は、第１実施例の燃料電池セル４０におけるアノード側セパレータ４２０と同一である。そして、燃料電池セル４０Ｂにおいて、カソード側セパレータ４１０Ｂと、アノード側セパレータ４２０とは、両者間の絶縁が確保されるように、少なくとも、折り返し部４１２，４１７における凸部４１３，４１７の裏面を含む領域において、シール剤４３０によってシールされている。また、図１１に示したように、水素供給用マニホールドおよび内部流路空間４１６ｓと、発電モジュール４００におけるカソード（カソード側触媒層４０４ｃ、カソード側ガス拡散層４０６ｃ）およびカソード側多孔体流路形成部材４０８ｃの端部とは、発電モジュール４００におけるカソードに水素が導入されないように、シール剤４４０によって隔離されている。シール剤４３０，４４０としては、ガス不透過の接着剤や、熱可塑性樹脂等を用いることができる。   The anode separator 420 constituting the fuel cell 40B is the same as the anode separator 420 in the fuel cell 40 of the first embodiment. In the fuel cell 40B, the cathode-side separator 410B and the anode-side separator 420 include at least the regions including the back surfaces of the convex portions 413 and 417 in the folded portions 412 and 417 so as to ensure insulation between them. In FIG. Further, as shown in FIG. 11, the hydrogen supply manifold and the internal flow path space 416s, the cathode (cathode side catalyst layer 404c, cathode side gas diffusion layer 406c) and the cathode side porous body flow path forming member in the power generation module 400 are provided. The end portion of 408c is isolated by a sealant 440 so that hydrogen is not introduced into the cathode of the power generation module 400. As the sealing agents 430 and 440, a gas-impermeable adhesive, a thermoplastic resin, or the like can be used.

また、図１０，１１に示したように、カソード側セパレータ４１０Ｂにおいて、燃料電池スタックにおける複数の燃料電池セル４０Ｂの積層方向（図示したｚ方向）から見て、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４１７と重なる位置に、ガスケット４５０が配置される。このガスケット４５０は、図１０，１１から理解できるように、アノード側セパレータ４２０における凹部４２２と接触する。このガスケット４５０は、例えば、シリコーンゴム等の弾性体からなり、燃料電池スタックにおいて、複数の燃料電池セル４０Ｂ間における空気や、水素や、冷却水の漏洩を防止する機能を有する。   As shown in FIGS. 10 and 11, in the cathode-side separator 410B, the plurality of convex portions 413 and the plurality of protrusions 413 are seen from the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40B in the fuel cell stack. The gasket 450 is disposed at a position overlapping the convex portion 417. As can be understood from FIGS. 10 and 11, the gasket 450 is in contact with the recess 422 in the anode side separator 420. The gasket 450 is made of, for example, an elastic body such as silicone rubber, and has a function of preventing leakage of air, hydrogen, and cooling water between the plurality of fuel cells 40B in the fuel cell stack.

なお、カソード側セパレータ４１０Ｂにおいて、ガスケット４５０が配置される位置、すなわち、燃料電池スタックにおける複数の燃料電池セル４０Ｂの積層方向（図示したｚ方向）から見て、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４１７と重なる位置は、平滑面である。また、アノード側セパレータ４２０において、ガスケット４５０が当接する凹部４２２も、平滑面である。また、図示は省略しているが、燃料電池スタックにおいて、第１の燃料電池セル４０Ｂにおけるカソード側セパレータ４１０Ｂと、第１の燃料電池セル４０Ｂと隣接する第２の燃料電池セル４０Ｂにおけるアノード側セパレータ４２０とは接触する。   In the cathode-side separator 410B, when viewed from the position where the gasket 450 is disposed, that is, from the stacking direction (z direction shown) of the plurality of fuel cells 40B in the fuel cell stack, The position overlapping the convex portion 417 is a smooth surface. Further, in the anode separator 420, the recess 422 with which the gasket 450 abuts is also a smooth surface. Although not shown, in the fuel cell stack, the cathode side separator 410B in the first fuel cell 40B and the anode side separator in the second fuel cell 40B adjacent to the first fuel cell 40B. 420 is in contact.

以上説明した第３実施例の燃料電池スタックによっても、第１実施例と同様に、燃料電池セル４０Ｂにおいて、複数の凸部４１３、および、複数の凸部４１７に、それぞれ、せん断孔４１３Ｂｈ、および、せん断孔４１７Ｂｈが形成されているので、複数の凸部４１３の内部空間４１３ｓ内、および、複数の凸部４１７の内部空間４１７ｓ内に存在するガスが熱膨張しても、この熱膨張したガスを、複数のせん断孔４１３Ｂｈ，４１７Ｂｈを通じて、それぞれ、内部流路空間４１２ｓ，４１６ｓに放出することができる。したがって、上記熱膨張したガスの圧力が、カソード側セパレータ４１０（折り返し部４１２）およびアノード側セパレータ４２０（凹部４２２）とシール剤４３０とのシール面に加わることを防止し、シール剤４３０の剥離を防止することができる。   Also in the fuel cell stack of the third embodiment described above, similarly to the first embodiment, in the fuel cell 40B, the plurality of convex portions 413 and the plurality of convex portions 417 are respectively provided with shear holes 413Bh and Since the shear hole 417Bh is formed, even if the gas existing in the internal space 413s of the plurality of convex portions 413 and the internal space 417s of the plurality of convex portions 417 is thermally expanded, this thermally expanded gas Can be discharged to the internal flow path spaces 412s and 416s through the plurality of shear holes 413Bh and 417Bh, respectively. Therefore, the pressure of the thermally expanded gas is prevented from being applied to the sealing surfaces of the cathode side separator 410 (folded portion 412) and the anode side separator 420 (recessed portion 422) and the sealing agent 430, and the sealing agent 430 is peeled off. Can be prevented.

また、第３実施例の燃料電池スタックでは、カソード側セパレータ４１０Ｂの製造時に、複数の凸部４１３，４１７を形成する加工とせん断孔４１３Ｂｈ，４１７Ｂｈを形成する加工とを同時に行うことができるため、加工が比較的容易である。また、せん断孔４１３Ｂｈ，４１７Ｂｈについて、比較的大きな開口面積を確保することができるので、上記熱膨張したガスの内部流路空間４１２ｓ，４１６ｓへの放出を容易に行うことができる。また、一般に、発電によって生成された生成水に含まれるイオンが、セパレータを腐食させることがあり得るが、第３実施例の燃料電池スタックでは、せん断孔４１３Ｂｈ，４１７Ｂｈが、内部流路空間４１２ｓ，４１６ｓにおける各反応ガス（空気、水素）の流れ方向についての下流側の壁面に形成されるので、せん断孔４１３Ｂｈ，４１７Ｂｈから複数の凸部４１３，４１７の内部空間４１３ｓ，４１７ｓに生成水が流入・滞留して生じ得るカソード側セパレータ４１０Ｂ、および、アノード側セパレータ４２０の腐食を抑制することができる。また、せん断孔４１３Ｂｈ，４１７Ｂｈが水溜りの起点となることを抑制し、連通孔４１２ｈ，４１６ｈからの内部流路空間４１２ｓ，４１６ｓへの各反応ガスの流路を効果的に確保することができる。また、第１実施例のように、連通孔４１３ｈ，４１７ｈの開口面積が比較的小さい場合には、金属板に連通孔を形成する時に用いる型の磨耗が比較的激しいが、せん断孔４１３Ｂｈ，４１７Ｂｈの開口面積を比較的大きくすることによって、上記型の磨耗を抑制することができる。   Further, in the fuel cell stack of the third embodiment, when the cathode separator 410B is manufactured, the process of forming the plurality of convex portions 413 and 417 and the process of forming the shear holes 413Bh and 417Bh can be performed simultaneously. Processing is relatively easy. Further, since a relatively large opening area can be secured for the shear holes 413Bh and 417Bh, the thermally expanded gas can be easily released into the internal flow path spaces 412s and 416s. In general, ions contained in generated water generated by power generation may corrode the separator, but in the fuel cell stack of the third embodiment, the shear holes 413Bh and 417Bh are formed in the internal flow path space 412s, Since it is formed on the downstream wall surface in the flow direction of each reactive gas (air, hydrogen) in 416s, the generated water flows into the internal spaces 413s, 417s of the plurality of convex portions 413, 417 from the shear holes 413Bh, 417Bh. Corrosion of the cathode-side separator 410B and the anode-side separator 420 that can occur due to the retention can be suppressed. Further, it is possible to suppress the shear holes 413Bh and 417Bh from being a starting point of the water pool, and to effectively secure the flow paths of the reaction gases from the communication holes 412h and 416h to the internal flow path spaces 412s and 416s. . Further, when the opening areas of the communication holes 413h and 417h are relatively small as in the first embodiment, the mold used for forming the communication holes in the metal plate is relatively worn, but the shear holes 413Bh and 417Bh are used. The wear of the mold can be suppressed by relatively increasing the opening area.

また、第３実施例の燃料電池スタックでは、第１実施例と同様に、燃料電池セル４０Ｂを構成するカソード側セパレータ４１０Ｂにおける折り返し部４１２が、複数の凸部４１３を備えているので、空気供給マニホールドから内部流路空間４１２ｓへの空気の複数の流路を確保し、空気の分配性を向上させることができる。また、燃料電池セル４０Ｂを構成するアノード側セパレータ４２０における折り返し部４１６が、複数の凸部４１７を備えているので、水素供給マニホールドから内部流路空間４１６ｓへの水素の複数の流路を確保し、水素の分配性を向上させることができる。   Further, in the fuel cell stack of the third embodiment, as in the first embodiment, since the folded portion 412 in the cathode side separator 410B constituting the fuel cell 40B includes a plurality of convex portions 413, air supply A plurality of air flow paths from the manifold to the internal flow path space 412s can be secured, and the air distribution can be improved. Further, since the folded portion 416 in the anode separator 420 constituting the fuel cell 40B includes a plurality of convex portions 417, a plurality of hydrogen flow paths from the hydrogen supply manifold to the internal flow path space 416s are secured. , Hydrogen distribution can be improved.

また、第３実施例の燃料電池スタックでは、第１実施例と同様に、燃料電池セル４０Ｂにおいて、カソード側セパレータ４１０Ｂが折り返し部４１２，４１６を備えており、アノード側セパレータ４２０が比較的加工が複雑になる折り返し部を備えていない。換言すれば、アノード側セパレータ４２０に対しては、比較的加工が複雑な折り返し部を形成する必要がない。したがって、燃料電池セル４０Ｂ、および、燃料電池スタックの製造工程を簡易化することができる。   Further, in the fuel cell stack of the third embodiment, as in the first embodiment, in the fuel cell 40B, the cathode side separator 410B includes the folded portions 412 and 416, and the anode side separator 420 is relatively processed. It does not have a complicated folding part. In other words, it is not necessary to form a folded portion that is relatively complicated for the anode separator 420. Therefore, the manufacturing process of the fuel cell 40B and the fuel cell stack can be simplified.

また、第３実施例の燃料電池スタックでは、第１実施例と同様に、複数の燃料電池セル４０Ｂは、それぞれ、ガスケット４５０を介して積層されており、ガスケット４５０は、燃料電池セル４０Ｂの積層方向から見たときに、複数の凸部４１３，４１７と重なる位置に配置されている。したがって、複数の燃料電池セル４０Ｂを積層方向に締結したときに、複数の凸部４１３，４１７によって、ガスケット４５０から受ける押圧力をバックアップ（支持）し、カソード側セパレータ４１０Ｂおよびアノード側セパレータ４２０の変形を抑制することができる。また、第３実施例の燃料電池スタックでは、第１実施例と同様に、ガスケット４５０は、カソード側セパレータ４１０Ｂおよびアノード側セパレータ４２０の外側の平滑面に配置されるので、ガスケット４５０の交換性を向上させることができる。   Further, in the fuel cell stack of the third embodiment, similarly to the first embodiment, the plurality of fuel cells 40B are stacked via the gasket 450, and the gasket 450 is stacked of the fuel cells 40B. When viewed from the direction, the plurality of convex portions 413 and 417 are disposed at overlapping positions. Therefore, when the plurality of fuel cells 40B are fastened in the stacking direction, the pressing force received from the gasket 450 is backed up (supported) by the plurality of convex portions 413 and 417, and the cathode side separator 410B and the anode side separator 420 are deformed. Can be suppressed. Further, in the fuel cell stack of the third embodiment, the gasket 450 is arranged on the smooth surface outside the cathode side separator 410B and the anode side separator 420 as in the first embodiment, so that the exchangeability of the gasket 450 is improved. Can be improved.

Ｄ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。 D. Variations:
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, and implementation in various aspects is possible within the range which does not deviate from the summary. It is. For example, the following modifications are possible.

Ｄ１．変形例１：
図１２は、第１実施例の燃料電池セル４０の変形例としての燃料電池セルの断面構造を示す説明図である。図１２（ａ）に、第１の変形例としての燃料電池セルの、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面図を示した。また、図１２（ｂ）に、第２の変形例としての燃料電池セルの、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面図を示した。 D1. Modification 1:
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a cross-sectional structure of a fuel cell as a modification of the fuel cell 40 of the first embodiment. FIG. 12A shows a cross-sectional view of a fuel cell as a first modified example corresponding to the cross section taken along the line BB in FIG. FIG. 12B shows a cross-sectional view of a fuel cell as a second modification corresponding to the cross section taken along the line BB in FIG.

第１の変形例としての燃料電池セルの構造は、第１実施例の燃料電池セル４０の構造とほぼ同じである。ただし、第１の変形例の燃料電池セルでは、図１２（ａ）に示したように、カソード側セパレータ４１０Ｃにおいて、カソード側セパレータ４１０Ｃと折り返し部４１２に設けられた複数の凸部４１３との接触部の一部をかしめ接合したかしめ接合部４１０ｂが設けられている。かしめ接合部４１０ｂにおけるかしめ方向は、任意に設定可能である。これは、図示は省略しているが、折り返し部４１６に設けられた複数の凸部４１７についても同様である。こうすることによって、折り返し部４１２，４１６のスプリングバック、すなわち、折り返し部４１２，４１６の弾性によるシール剤４３０を押しつぶす作用が規制され、カソード側セパレータ４１０Ｃとアノード側セパレータ４２０との短絡を防止することができる。   The structure of the fuel battery cell as the first modification is substantially the same as the structure of the fuel battery cell 40 of the first embodiment. However, in the fuel cell of the first modified example, as shown in FIG. 12A, in the cathode side separator 410C, the contact between the cathode side separator 410C and the plurality of convex portions 413 provided on the folded portion 412 is obtained. A caulking joint 410b obtained by caulking and joining a part of the part is provided. The caulking direction in the caulking joint 410b can be arbitrarily set. This is the same for the plurality of convex portions 417 provided in the folded portion 416, although not shown. By doing so, the springback of the folded portions 412 and 416, that is, the action of crushing the sealing agent 430 by the elasticity of the folded portions 412 and 416 is restricted, and a short circuit between the cathode side separator 410C and the anode side separator 420 is prevented. Can do.

第２の変形例としての燃料電池セルの構造も、第１実施例の燃料電池セル４０の構造とほぼ同じである。ただし、第２の変形例の燃料電池セルでは、図１２（ｂ）に示したように、カソード側セパレータ４１０Ｄにおいて、カソード側セパレータ４１０Ｄと折り返し部４１２に設けられた複数の凸部４１３との接触部に、貫通孔４１０ｈが設けられる。また、第２の変形例の燃料電池セルでは、ガスケット４５０の代わりに、樹脂からなるガスケット４５０Ｄが用いられる。そして、ガスケット４５０Ｄの形成時に、樹脂の一部を、貫通孔４１０ｈから凸部４１３の内部空間４１３ｓに流し込み、はみ出し部４５０ｉを設けて硬化させることによって、上記接触部を固定する。これは、図示は省略しているが、折り返し部４１６に設けられた複数の凸部４１７についても同様である。こうすることによっても、折り返し部４１２，４１６のスプリングバック、すなわち、折り返し部４１２，４１６の弾性がシール剤４３０を押しつぶす作用が規制され、カソード側セパレータ４１０Ｄとアノード側セパレータ４２０との短絡を防止することができる。   The structure of the fuel battery cell as the second modification is also substantially the same as the structure of the fuel battery cell 40 of the first embodiment. However, in the fuel cell of the second modified example, as shown in FIG. 12B, in the cathode side separator 410D, the contact between the cathode side separator 410D and the plurality of convex portions 413 provided on the folded portion 412 is obtained. The part is provided with a through hole 410h. In the fuel cell of the second modification, a gasket 450D made of resin is used instead of the gasket 450. When the gasket 450D is formed, a part of the resin is poured into the internal space 413s of the convex portion 413 from the through hole 410h, and the protruding portion 450i is provided and cured to fix the contact portion. This is the same for the plurality of convex portions 417 provided in the folded portion 416, although not shown. This also restricts the springback of the folded portions 412 and 416, that is, the action of the elasticity of the folded portions 412 and 416 crushing the sealing agent 430, and prevents a short circuit between the cathode side separator 410D and the anode side separator 420. be able to.

Ｄ２．変形例２：
上記各実施例の燃料電池セル４０，４０Ａ，４０Ｂ、あるいは、図１２に示した変形例としての燃料電池セルにおいて、カソード側の構成とアノード側の構成とを逆にしてもよい。すなわち、例えば、第１実施例の燃料電池セル４０では、カソード側セパレータ４１０が折り返し部４１２，４１６を備えるものとしたが、この代わりに、アノード側セパレータ４２０が折り返し部４１２，４１６に相当する折り返し部を備えるようにしてもよい。 D2. Modification 2:
In the fuel cell 40, 40A, 40B of each of the above embodiments, or the fuel cell as a modified example shown in FIG. 12, the configuration on the cathode side and the configuration on the anode side may be reversed. That is, for example, in the fuel cell 40 of the first embodiment, the cathode separator 410 includes the folded portions 412 and 416. Instead, the anode side separator 420 is folded corresponding to the folded portions 412 and 416. You may make it provide a part.

Ｄ３．変形例３：
上記実施例では、発電モジュール４００は、アノード側多孔体流路形成部材４０８ａと、カソード側多孔体流路形成部材４０８ｃとを備えるものとしたが、本発明は、これに限られない。アノード側多孔体流路形成部材４０８ａと、カソード側多孔体流路形成部材４０８ｃとのうちの少なくとも一方を省略するようにしてもよい。この場合、例えば、カソード側セパレータ４１０や、アノード側セパレータ４２０に、ガス流路を設けるようにすればよい。 D3. Modification 3:
In the above embodiment, the power generation module 400 includes the anode-side porous flow path forming member 408a and the cathode-side porous flow path forming member 408c, but the present invention is not limited to this. At least one of the anode side porous body flow path forming member 408a and the cathode side porous body flow path forming member 408c may be omitted. In this case, for example, a gas flow path may be provided in the cathode side separator 410 or the anode side separator 420.

１０００…燃料電池システム
１００…燃料電池スタック
１０ａ，１０ｂ…エンドプレート
２０ａ，２０ｂ…絶縁板
３０ａ，３０ｂ…集電板
４０，４０Ａ，４０Ｂ…燃料電池セル
５０…水素タンク
５１…シャットバルブ
５２…レギュレータ
５３…配管
５４…循環配管
５５…ポンプ
５６…排出配管
５７…排気バルブ
６０…エアコンプレッサ
６１…配管
６２…排出配管
７０…ポンプ
７１…ラジエータ
７２…配管
８０…制御ユニット
４００…発電モジュール
４０２…電解質膜
４０４ａ…アノード側触媒層
４０４ｃ…カソード側触媒層
４０６ａ…アノード側ガス拡散層
４０６ｃ…カソード側ガス拡散層
４０８ａ…アノード側多孔体流路形成部材
４０８ｃ…カソード側多孔体流路形成部材
４１０，４１０Ａ，４１０Ｂ，４１０Ｃ，４１０Ｄ…カソード側セパレータ
４１０ｂ…かしめ接合部
４１０ｈ…貫通孔
４１１…空気供給用貫通孔
４１２…折り返し部
４１２ｈ…連通孔
４１２ｓ…内部流路空間
４１３…凸部
４１３ｈ…連通孔
４１３ｓ…内部空間
４１３Ｂｈ…せん断孔
４１４…凹部
４１５…水素供給用貫通孔
４１６…折り返し部
４１６ｈ…連通孔
４１６ｓ…内部流路空間
４１７…凸部
４１７ｈ…連通孔
４１７ｓ…内部空間
４１７Ｂｈ…せん断孔
４２０，４２０Ａ…アノード側セパレータ
４２１…空気供給用貫通孔
４２２…凹部
４２５…水素供給用貫通孔
４２６…折り返し部
４２６ｈ…連通孔
４２６ｓ…内部流路空間
４２７…凸部
４２７ｈ…連通孔
４２７ｓ…内部空間
４３０，４４０…シール剤
４５０，４５０Ｄ…ガスケット
４５０ｉ…はみ出し部
ＬＬ…折り返し線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1000 ... Fuel cell system 100 ... Fuel cell stack 10a, 10b ... End plate 20a, 20b ... Insulating plate 30a, 30b ... Current collecting plate 40, 40A, 40B ... Fuel cell 50 ... Hydrogen tank 51 ... Shut valve 52 ... Regulator 53 ... Piping 54 ... Circulating pipe 55 ... Pump 56 ... Draining pipe 57 ... Exhaust valve 60 ... Air compressor 61 ... Piping 62 ... Draining pipe 70 ... Pump 71 ... Radiator 72 ... Piping 80 ... Control unit 400 ... Power generation module 402 ... Electrolyte membrane 404a ... anode side catalyst layer 404c ... cathode side catalyst layer 406a ... anode side gas diffusion layer 406c ... cathode side gas diffusion layer 408a ... anode side porous body flow path forming member 408c ... cathode side porous body flow path forming member 410, 410A, 410B , 410C, 4 0D: Cathode side separator 410b: Caulking joint portion 410h: Through hole 411 ... Air supply through hole 412 ... Folded portion 412h ... Communication hole 412s ... Internal flow path space 413 ... Convex portion 413h ... Communication hole 413s ... Internal space 413Bh ... Shear Hole 414 ... Recessed part 415 ... Hydrogen supply through-hole 416 ... Folded part 416h ... Communication hole 416s ... Internal flow path space 417 ... Projection part 417h ... Communication hole 417s ... Internal space 417Bh ... Shear hole 420, 420A ... Anode-side separator 421 ... Air supply through-hole 422 ... concave portion 425 ... hydrogen supply through-hole 426 ... folded portion 426h ... communication hole 426s ... internal flow path space 427 ... convex portion 427h ... communication hole 427s ... internal space 430, 440 ... sealant 450, 450D ... Gasket 450i ... Protruding part LL ... wrapping line

Claims (7)

複数の燃料電池セルを積層してなる燃料電池スタックに用いられる前記燃料電池セルであって、
電解質膜の両面に電極を接合してなる膜電極接合体と、該膜電極接合体の両面を挟むように積層された多孔体流路形成部材と、を備える発電モジュールと、
金属板を加工することによって形成され、前記発電モジュールの両面を挟むように配置された第１および第２のセパレータであって、前記発電モジュールと対向する領域よりも外側の領域に、前記複数の燃料電池セルの積層方向に反応ガスを流すための反応ガス流路を構成する貫通孔を備える前記第１および第２のセパレータと、を備え、
前記第１および第２セパレータの少なくとも一方は、前記金属板の一部が切り起こされて、前記発電モジュールと対向する領域側に折り返されることによって、前記貫通孔を形成するとともに、前記発電モジュールにおけるいずれかの前記電極および前記多孔体流路形成部材の端部に連通する内部流路空間を形成する折り返し部を備えており、
前記折り返し部は、
前記内部流路空間と前記反応ガス流路とを連通する第１の連通孔と、
前記金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部であって、前記内部流路空間内に突出するとともに、前記折り返し部の折り返し線に略平行な方向に沿って配置された前記複数の凸部と、
を備えており、
前記第１のセパレータと前記第２のセパレータとは、前記折り返し部における前記複数の凸部の裏面を含む領域において、シール剤によってシールされており、
前記複数の凸部には、それぞれ、前記内部流路空間と前記プレス加工によって形成された前記複数の凸部の内部空間とを連通する第２の連通孔が形成されている、
燃料電池セル。 The fuel cell used in a fuel cell stack formed by stacking a plurality of fuel cells,
A power generation module comprising: a membrane electrode assembly formed by bonding electrodes to both surfaces of the electrolyte membrane; and a porous flow path forming member laminated so as to sandwich both surfaces of the membrane electrode assembly;
A plurality of first and second separators formed by processing a metal plate and disposed so as to sandwich both surfaces of the power generation module, wherein the plurality of separators are disposed in a region outside the region facing the power generation module. The first and second separators having a through hole that constitutes a reaction gas flow path for flowing a reaction gas in the stacking direction of the fuel cells, and
At least one of the first and second separators is formed by cutting and raising a part of the metal plate and folding it back to a region facing the power generation module, thereby forming the through hole. Including a folded portion that forms an internal flow space communicating with an end of any of the electrodes and the porous flow passage forming member;
The folded portion is
A first communication hole communicating the internal flow path space and the reaction gas flow path;
A plurality of convex portions formed by pressing the metal plate, the plurality of convex portions protruding into the internal flow path space and arranged along a direction substantially parallel to a folding line of the folding portion. And
With
The first separator and the second separator are sealed with a sealing agent in a region including the back surfaces of the plurality of convex portions in the folded portion,
Each of the plurality of convex portions is formed with a second communication hole that communicates the internal flow path space with the internal spaces of the plurality of convex portions formed by the press processing.
Fuel cell. 請求項１記載の燃料電池セルであって、
前記第２の連通孔は、前記複数の凸部において、前記内部流路空間における前記反応ガスの流れ方向についての下流側の壁面が切り抜かれたものである、
燃料電池セル。 The fuel cell according to claim 1,
The second communication hole is formed by cutting out a downstream wall surface in the plurality of convex portions with respect to the flow direction of the reaction gas in the internal flow path space.
Fuel cell. 請求項１または２記載の燃料電池セルであって、
前記第１のセパレータ、および、前記第２のセパレータのいずれか一方のみが、前記折り返し部を備えている、
燃料電池セル。 The fuel cell according to claim 1 or 2, wherein
Only one of the first separator and the second separator includes the folded portion.
Fuel cell. 請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池スタック。   A fuel cell stack formed by stacking a plurality of the fuel cells according to any one of claims 1 to 3. 請求項４記載の燃料電池スタックであって、
前記複数の燃料電池セルは、それぞれ、ガスケットを介して積層されており、
前記ガスケットは、前記積層方向から見たときに、前記複数の凸部と重なる位置に配置されている、
燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 4, wherein
Each of the plurality of fuel cells is stacked via a gasket,
The gasket is disposed at a position overlapping the plurality of convex portions when viewed from the stacking direction.
Fuel cell stack. 金属板を加工することによって形成され、燃料電池セルに用いられるセパレータであって、
電解質膜の両面に電極を接合してなる膜電極接合体と、該膜電極接合体の両面を挟むように積層された多孔体流路形成部材と、を備える発電モジュールと対向する領域よりも外側の領域に、前記金属板の一部が切り起こされて、前記発電モジュールと対向する領域側に折り返されることによって、前記金属板の表面に対して垂直な方向に反応ガスを流すための反応ガス流路を構成する貫通孔を形成するとともに、前記発電モジュールにおけるいずれかの前記電極および前記多孔体流路形成部材の端部に連通する内部流路空間を形成する折り返し部を備え、
前記折り返し部は、
前記内部流路空間と前記反応ガス流路とを連通する第１の連通孔と、
前記金属板のプレス加工によって形成された複数の凸部であって、前記内部流路空間内に突出するとともに、前記折り返し部の折り返し線に略平行な方向に沿って配置された前記複数の凸部と、
を備えており、
前記複数の凸部には、それぞれ、前記内部流路空間と前記プレス加工によって形成された前記複数の凸部の内部空間とを連通する第２の連通孔が形成されている、
セパレータ。 A separator formed by processing a metal plate and used for a fuel cell,
Outside a region facing the power generation module, comprising a membrane electrode assembly formed by bonding electrodes to both surfaces of the electrolyte membrane, and a porous body flow path forming member laminated so as to sandwich both surfaces of the membrane electrode assembly A reaction gas for causing a reaction gas to flow in a direction perpendicular to the surface of the metal plate by cutting and raising a part of the metal plate in the region of the metal plate and turning it back to the region facing the power generation module. Forming a through-hole constituting a flow path, and including a folded portion that forms an internal flow path communicating with any one of the electrodes and the end of the porous flow path forming member in the power generation module;
The folded portion is
A first communication hole communicating the internal flow path space and the reaction gas flow path;
A plurality of convex portions formed by pressing the metal plate, the plurality of convex portions protruding into the internal flow path space and arranged along a direction substantially parallel to a folding line of the folding portion. And
With
Each of the plurality of convex portions is formed with a second communication hole that communicates the internal flow path space with the internal spaces of the plurality of convex portions formed by the press processing.
Separator. 請求項６記載のセパレータであって、
前記第２の連通孔は、前記複数の凸部において、前記内部流路空間における前記反応ガスの流れ方向についての下流側の壁面が切り抜かれたものである、
セパレータ。 The separator according to claim 6, wherein
The second communication hole is formed by cutting out a downstream wall surface in the plurality of convex portions with respect to the flow direction of the reaction gas in the internal flow path space.
Separator.

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