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JP7707844B2 - 燃料電池用のセパレータ及び燃料電池の単セル - Google Patents

燃料電池用のセパレータ及び燃料電池の単セル

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JP7707844B2 JP2021168827A JP2021168827A JP7707844B2 JP 7707844 B2 JP7707844 B2 JP 7707844B2 JP 2021168827 A JP2021168827 A JP 2021168827A JP 2021168827 A JP2021168827 A JP 2021168827A JP 7707844 B2 JP7707844 B2 JP 7707844B2
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Description

本発明は、燃料電池用のセパレータ及び燃料電池の単セルに関する。
特許文献１には、燃料電池が開示されている。この燃料電池は、膜電極ガス拡散層接合体（Membrane Electrode Gas Diffusion Layer Assembly 、以下、ＭＥＧＡ）と、ＭＥＧＡの外周側に配置された樹脂フレーム部材とを備えている。
また、燃料電池は、ＭＥＧＡ及び樹脂フレーム部材を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータを備えている。
ＭＥＧＡは、膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly 、以下、ＭＥＡ）と、ＭＥＡを挟持するアノード側及びカソード側のガス拡散層（Gas Diffusion Layer 、以下、ＧＤＬ）とを備えている。
セパレータは、ＭＥＧＡに対して酸化ガスまたは燃料ガス（以下、反応ガス）を供給する複数の溝流路と、溝流路同士の間に位置するとともにＧＤＬに当接する複数のリブとを有している。
特開２０１７－１８８３４６号公報
ところで、こうした燃料電池においては、セパレータと隣接するＧＤＬのうち溝流路と対向する部分が撓み変形し、同溝流路内に沈み込む場合がある。この場合、沈み込んだＧＤＬは、溝流路を流れる反応ガスに対して抵抗となるため、反応ガスの圧力損失を増大させるおそれがある。
本発明の目的は、溝流路へのガス拡散層の沈み込みを抑制できる燃料電池用のセパレータ及び燃料電池の単セルを提供することにある。
上記目的を達成するための燃料電池用のセパレータは、燃料電池の発電部に対向する対向面を有し、前記対向面には、反応ガスが流通する複数の溝流路が並んで設けられている燃料電池用のセパレータであって、前記対向面には、前記溝流路同士の間に位置するとともに前記発電部に向かって突出する複数のリブが設けられており、前記リブには、前記発電部に向けて突出する凸部が設けられている。
また、上記目的を達成するための燃料電池の単セルは、一対のセパレータと、前記一対のセパレータに挟持されるとともに、前記一対のセパレータの各々に当接する一対のガス拡散層を有する発電部と、を備え、前記一対のセパレータのうち少なくとも１つは、上記セパレータであり、前記発電部は、前記凸部により前記発電部と前記セパレータとの対向方向に圧縮されている。
同構成によれば、燃料電池の単セルを製造すべく発電部とセパレータとを積層すると、ガス拡散層（以下、ＧＤＬ）のうち凸部と対向する部分が圧縮される。また、それに伴って、ＧＤＬのうち溝流路と対向する部分が張った状態となる。したがって、溝流路へのＧＤＬの沈み込みを抑制できる。
図１は、燃料電池用のセパレータの第１実施形態から第４実施形態について、同燃料電池の単セルを示す分解斜視図である。 図２は、第１実施形態のセパレータを示す平面図である。 図３は、図２の３－３線に沿った断面図である。 図４は、発電部を第１実施形態のセパレータに積層した状態を示す断面図である。 図５は、リブの凸部によりＧＤＬが圧縮された状態を示す断面図である。 図６は、リブの凸部により枠部材が圧縮された状態を示す断面図である。 図７は、第２実施形態のセパレータを示す平面図である。 図８は、図７の８－８線に沿った断面図である。 図９は、図７の９－９線に沿った断面図である。 図１０は、同実施形態について、図４に対応する断面図である。 図１１は、リブの凹部内にＧＤＬが沈み込んだ状態を示す断面図である。 図１２は、第３実施形態のセパレータを示す平面図である。 図１３は、図１２の１３－１３線に沿った断面図である。 図１４は、同実施形態について、図４に対応する断面図である。 図１５は、当接部材によりＧＤＬが圧縮された状態を示す断面図である。 図１６は、当接部材により枠部材が圧縮された状態を示す断面図である。 図１７は、第４実施形態のセパレータを示す平面図である。 図１８は、図１７の１８－１８線に沿った断面図である。 図１９は、図１７の１９－１９線に沿った断面図である。 図２０は、図１７の２０－２０線に沿った断面図である。 図２１は、同実施形態について、図４に対応する断面図である。 図２２は、当接部材の凹部内にＧＤＬが沈み込んだ状態を示す断面図である。 図２３は、燃料電池用のセパレータの変形例を示す平面図である。 図２４は、燃料電池用のセパレータの変形例を示す平面図である。
以下、図１から図２２を参照して、燃料電池用のセパレータ及び燃料電池の単セルの各実施形態について説明する。なお、各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張または簡略化して示しているため、各構成の寸法比率が実際とは異なる場合がある。また、以降の説明における「直交」は厳密に直交の場合のみでなく、各実施形態における作用効果を奏する範囲内で概ね直交の場合も含まれる。
＜第１実施形態＞
まず、図１から図６を参照して、燃料電池用のセパレータ及び燃料電池の単セルの第１実施形態について説明する。
＜燃料電池の単セル９０の全体構成＞
図１に示すように、燃料電池の単セル９０は、膜電極接合体１０（以下、ＭＥＡ１０）と、ＭＥＡ１０を保持する枠部材２０と、ＭＥＡ１０及び枠部材２０を挟持する一対のセパレータ３０，５０とを有している。
単セル９０は、全体として長方形板状である。
なお、以降では、セパレータ３０、ＭＥＡ１０及び枠部材２０、セパレータ５０の積層方向を第１方向Ｘとして説明する。
また、単セル９０の長手方向であるとともに、第１方向Ｘと直交する方向を第２方向Ｙとして説明する。
また、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方に直交する方向を第３方向Ｚとして説明する。
単セル９０は、反応ガスまたは冷却媒体を単セル９０内に導入するための導入孔９１，９３，９５と、単セル９０内の反応ガス及び冷却媒体を外部へ導出するための導出孔９２，９４，９６とを有している。なお、本実施形態では、導入孔９１及び導出孔９２は、燃料ガスが流通する孔である。また、導入孔９３及び導出孔９４は、冷却媒体が流通する孔である。また、導入孔９５及び導出孔９６は、酸化剤ガスが流通する孔である。ここで、燃料ガスは、水素ガスである。また、冷却媒体は、冷却水である。また、酸化剤ガスは、空気である。
導入孔９１，９３，９５及び導出孔９２，９４，９６は、第２方向Ｙに長い平面視長方形状であり、単セル９０を第１方向Ｘに貫通している。導入孔９１及び導出孔９４，９６は、第２方向Ｙにおける単セル９０の一側（図１の左右方向における左側）に設けられている。導入孔９１及び導出孔９４，９６は、第３方向Ｚにおいて互いに間隔をあけて並んでいる。導出孔９２及び導入孔９３，９５は、第２方向Ｙにおける単セル９０の他側（図１の右側）に設けられている。導出孔９２及び導入孔９３，９５は、第３方向Ｚにおいて互いに間隔をあけて並んでいる。
以下、各構成について詳細に説明する。
＜ＭＥＡ１０＞
図１に示すように、ＭＥＡ１０は、第２方向Ｙに長い平面視長方形状である。
ＭＥＡ１０は、図示しない固体高分子電解質膜（以下、電解質膜）と、電解質膜の両面に設けられた電極１１Ａ，１１Ｂとを有している。なお、本実施形態では、第１方向Ｘにおける電解質膜（図示略）の一側（図１の上下方向における上側）の面に接合された電極が、カソード電極１１Ａである。また、第１方向Ｘにおける電解質膜の他側（図１の下側）の面に接合された電極が、アノード電極１１Ｂである。
電極１１Ａ，１１Ｂは、電解質膜に接合された触媒層（図示略）と、触媒層に接合されたガス拡散層１２（以下、ＧＤＬ１２）とを有している。
なお、ＭＥＡ１０が本発明に係る燃料電池の発電部に相当する。
＜枠部材２０＞
図１に示すように、枠部材２０は、第２方向Ｙに長い長方形枠状である。
枠部材２０は、例えば合成樹脂材料によりシート状に形成されている。
枠部材２０は、孔９１，９２，９３，９４，９５，９６を構成する貫通孔２１，２２，２３，２４，２５，２６を有している。
枠部材２０は、中央に第２方向Ｙに長い平面視長方形状の開口部２７を有している。開口部２７の縁部には、第１方向Ｘの一側（図１の上側）からＭＥＡ１０が接合されている。すなわち、枠部材２０は、ＭＥＡ１０の外周側に位置している。
＜セパレータ３０＞
図１及び図２に示すように、セパレータ３０は、第２方向Ｙに長い平面視長方形板状である。
セパレータ３０は、例えばチタンやステンレス鋼などの金属部材をプレス成形することにより形成されている。
セパレータ３０は、ＭＥＡ１０のアノード電極１１Ｂ側に設けられている（図１参照）。
セパレータ３０は、ＭＥＡ１０に対向する内側対向面３０ａと、枠部材２０に対向する外側対向面３０ｂとを有している。
セパレータ３０は、孔９１，９２，９３，９４，９５，９６を構成する貫通孔３１，３２，３３，３４，３５，３６を有している。貫通孔３１，３４，３６は、それぞれ第３方向Ｚにおいて枠部材２０の貫通孔２１，２４，２６と対応した位置に設けられている。また、貫通孔３２，３３，３５は、それぞれ第３方向Ｚにおいて枠部材２０の貫通孔２２，２３，２５と対応した位置に設けられている。
セパレータ３０は、燃料ガスが流通する複数の溝流路３７と、溝流路３７同士の間に位置する複数のリブ３８とを有している。なお、図１には、複数の溝流路３７及び複数のリブ３８が形成された部分の外縁を簡略化して示している。
＜溝流路３７＞
図２に示すように、複数の溝流路３７は、貫通孔３１と貫通孔３２とを連通する溝である。なお、本実施形態では、６つの溝流路３７が第３方向Ｚにおいて互いに間隔をあけて並んでいる。
溝流路３７の溝幅、すなわち流路断面積は、溝流路３７の延在方向の全体にわたって一定である。各溝流路３７の溝幅は、互いに同一である。
６つの溝流路３７は、３つの第１溝流路７１と、３つの第２溝流路７２とから構成されている。第１溝流路７１及び第２溝流路７２は、第３方向Ｚにおいて交互に設けられている。
第１溝流路７１は、内側対向面３０ａに設けられた波状部７３と、波状部７３から外側対向面３０ｂに延出された延出部７５とを有している。
波状部７３は、内側対向面３０ａの面方向において波状に延在している。波状部７３の波長λ及び振幅Ａは、波状部７３の延在方向の全体にわたって一定である。また、波状部７３の波数は、３つである。
延出部７５は、波状部７３の延在方向の両端からそれぞれ貫通孔３１，３２に向かって直線状に延在している。
第２溝流路７２は、内側対向面３０ａに設けられた波状部７４と、波状部７４から外側対向面３０ｂに延出された延出部７６とを有している。なお、本実施形態では、波状部７４は、波状部７３と同一の波形を有している。
延出部７６は、波状部７４の延在方向の両端からそれぞれ貫通孔３１，３２に向かって直線状に延在している。
６つの溝流路３７のうち第３方向Ｚにおいて最も外側に位置する溝流路３７は、第３方向Ｚにおいて内側対向面３０ａの外縁よりも外側に位置する部分を有している。
＜リブ３８＞
図３に示すように、複数のリブ３８は、第１方向Ｘの一側（図３の上下方向における上側）に突出している。
図２に示すように、本実施形態では、５つのリブ３８が第３方向Ｚにおいて互いに間隔をあけて並んでいる。
各リブ３８は、内側対向面３０ａに設けられた波状部８１と、波状部８１から外側対向面３０ｂに延出された延出部８４とを有している。なお、本実施形態では、５つの波状部８１のうち第３方向Ｚにおいて最も外側に位置する波状部８１は、内側対向面３０ａの外縁よりも外側に位置する部分を有している。
波状部８１は、波状部８１における他の部分（以下、一般部８２）に比べて、第３方向Ｚにおける幅Ｗが小さい幅狭部８３を有している。なお、本実施形態では、幅狭部８３は、波状部８１の延在方向において波状部８１の頂点Ｖ１及びＶ２の間と、波状部８１の頂点Ｖ２及びＶ３の間とに位置している。
図２及び図３に示すように、５つのリブ３８の各々には、ＭＥＡ１０側に向けて突出する凸部４０が設けられている。
図３に示すように、凸部４０は、ＭＥＡ１０の面方向に延びる頂面４１と、第３方向Ｚにおいて頂面４１の両端から屈曲して延びる一対の側面４２ａとを有している。
凸部４０の突出高さＨ１は、１０μｍ以上、３０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。また、同高さＨ１は、２０μｍ以上、３０μｍ以下であることが更に好ましい。本実施形態では、同高さＨ１が２０μｍ以上、３０μｍ以下に設定されている。
一対の側面４２ａは、第１方向ＸにおいてＭＥＡ１０から離れるほど第３方向Ｚにおいて頂面４１から離れるように傾斜している。
頂面４１に対する一対の側面４２ａの傾斜角度θ１は、１度以上、５度以下の範囲内であることが好ましい。また、同傾斜角度θ１は、２度以上、５度以下であることが更に好ましい。また、同傾斜角度θ１は、３度以上、５度以下であることが一層好ましい。また、同傾斜角度θ１は、４度以上、５度以下であることがより一層好ましい。本実施形態では、同傾斜角度θ１が４度以上、５度以下に設定されている。
図２に示すように、凸部４０は、各リブ３８の延在方向の複数個所（本実施形態では４個所）に設けられている。４つの凸部４０のうち２つは、リブ３８の波状部８１に設けられている。詳しくは、凸部４０は、２つの幅狭部８３の各々に設けられている。残りの２つの凸部４０は、リブ３８の延出部８４に設けられている。詳しくは、凸部４０は、貫通孔３１に延びる延出部８４及び貫通孔３２に延びる延出部８４の各々に設けられている。
＜溝流路３８Ａ、リブ３７Ａ＞
図１及び図３に示すように、セパレータ３０は、第１方向Ｘにおいて対向面３０ａ，３０ｂとは反対側の面３０ｃを有している。面３０ｃには、冷却媒体が流通する複数の溝流路３８Ａと、溝流路３８Ａ同士の間に位置する複数のリブ３７Ａが設けられている。リブ３７Ａは、溝流路３７の裏面により構成されている。また、溝流路３８Ａは、リブ３８の裏面により構成されている。すなわち、リブ３７Ａ及び溝流路３８Ａは、対向面３０ａ，３０ｂの溝流路３７及びリブ３８と表裏一体の関係にある（図３参照）。なお、図１には、複数の溝流路３８Ａ及び複数のリブ３７Ａが形成された部分の外縁を簡略化して示している。
複数の溝流路３８Ａは、貫通孔３３と、貫通孔３４とを連通する溝である。溝流路３８Ａ内では、冷却媒体が溝流路３７を流れる燃料ガスと反対方向に流れる。
＜セパレータ５０＞
図１に示すように、セパレータ５０は、第２方向Ｙに長い平面視長方形板状である。
セパレータ５０は、例えば、チタンやステンレス鋼などの金属部材をプレス成形することにより形成されている。
セパレータ５０は、ＭＥＡ１０のカソード電極１１Ａ側に設けられている。セパレータ５０は、ＭＥＡ１０に対向する対向面を含む第１面５０ａと、第１面５０ａとは反対側の第２面５０ｂとを有している。
セパレータ５０は、孔９１，９２，９３，９４，９５，９６を構成する貫通孔５１，５２，５３，５４，５５，５６を有している。貫通孔５１，５４，５６は、それぞれ第３方向Ｚにおいて枠部材２０の貫通孔２１，２４，２６と対応した位置に設けられている。また、貫通孔５２，５３，５５は、それぞれ第３方向Ｚにおいて枠部材２０の貫通孔２２，２３，２５と対応した位置に設けられている。
図１に示すように、セパレータ５０は、酸化剤ガスが流通する複数の溝流路５７と、冷却媒体が流通する複数の溝流路５８とを有している。なお、図１には、セパレータ５０において、複数の溝流路５７が形成された部分の外縁と、複数の溝流路５８が形成された部分の外縁をそれぞれ簡略化して示している。
複数の溝流路５７は、貫通孔５５と、貫通孔５６とを連通する溝である。溝流路５７内では、酸化剤ガスが溝流路３７を流れる燃料ガスと反対方向に流れる。
複数の溝流路５８は、貫通孔５３と、貫通孔５４とを連通する溝である。溝流路５８内では、冷却媒体が溝流路５７を流れる酸化剤ガスと同方向に流れる。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図４及び図５に示すように、燃料電池の単セル９０を製造すべくセパレータ３０と、ＭＥＡ１０及び枠部材２０とを積層すると、セパレータ３０の内側対向面３０ａにおいては、ＧＤＬ１２のうち凸部４０と当接する部分が圧縮される。また、それに伴って、ＧＤＬ１２のうち溝流路３７と対向する部分が張った状態となる。なお、図４及び図５においては、ＭＥＡ１０のうちＧＤＬ１２のみを示している。
一方で、図６に示すように、セパレータ３０の外側対向面３０ｂにおいては、枠部材２０のうち凸部４０と当接する部分が圧縮される。また、それに伴って、枠部材２０のうち溝流路３７と対向する部分が張った状態となる。
次に、本実施形態の効果について説明する。
（１－１）セパレータ３０は、燃料電池のＭＥＡ１０に対向する内側対向面３０ａを有している。内側対向面３０ａには、溝流路３７同士の間に位置するとともにＭＥＡ１０に向かって突出する複数のリブ３８が設けられている。リブ３８には、ＭＥＡ１０に向けて突出する凸部４０が設けられている。
こうした構成によれば、上述した作用を奏する。したがって、溝流路３７へのＧＤＬ１２の沈み込みを抑制できる。
（１－２）凸部４０は、ＭＥＡ１０の面方向に延びる頂面４１と、第３方向Ｚにおいて頂面４１の両端から屈曲して延びる一対の側面４２ａとを有している。一対の側面４２ａは、第１方向ＸにおいてＭＥＡ１０から離れるほど第３方向Ｚにおいて頂面４１から離れるように傾斜している。
こうした構成によれば、ＧＤＬ１２が一対の側面４２ａに沿って沈み込むため、ＧＤＬ１２のうち凸部４０と対向する部分が圧縮されやすくなる。これにより、ＧＤＬ１２のうち溝流路３７と対向する部分が張った状態となりやすくなる。したがって、溝流路３７へのＧＤＬ１２の沈み込みを一層抑制できる。
（１－３）凸部４０の突出高さＨ１は、２０μｍ以上、３０μｍ以下である。頂面４１に対する一対の側面４２ａの傾斜角度θ１は、４度以上、５度以下である。
こうした構成によれば、（１－２）に係る発明の効果を好適に発揮することができるとともに、凸部４０の側面４２ａとＧＤＬ１２との間に隙間が生じることを好適に抑制することができる。
（１－４）凸部４０は、内側対向面３０ａにおいてリブ３８の延在方向の複数個所に設けられている。
こうした構成によれば、（１－１）に係る発明の作用効果を、リブ３８の延在方向の複数個所において発揮することができる。したがって、溝流路３７内へのＧＤＬ１２の沈み込みをより抑制できる。
（１－５）複数の溝流路３７は、内側対向面３０ａの面方向においてそれぞれ波状に延在するとともに第３方向Ｚにおいて互いに隣り合う第１溝流路７１及び第２溝流路７２を有している。複数のリブ３８は、第１溝流路７１と第２溝流路７２との間に位置する波状部８１を有している。波状部８１は、波状部８１における一般部８２に比べて、第３方向Ｚにおける幅Ｗが小さい幅狭部８３を有している。凸部４０は、幅狭部８３に設けられている。
溝流路３７内へのＧＤＬ１２の沈み込みは、当該溝流路３７と隣り合うリブ３８の第３方向Ｚにおける幅Ｗが小さいほど生じやすい。この点、上記構成によれば、リブ３８の幅狭部８３に凸部４０が設けられている。そのため、第１溝流路７１及び第２溝流路７２のうち幅狭部８３と隣接する部分、すなわちＧＤＬ１２が溝流路３７内に沈み込みやすい部分において同部分と対向するＧＤＬ１２を張った状態にできる。したがって、溝流路３７へのＧＤＬ１２の沈み込みを抑制できる。
また、上記構成によれば、セパレータ３０は、波状に延在する第１溝流路７１及び第２溝流路７２を有している。そのため、例えばセパレータ３０の複数の溝流路３７が内側対向面３０ａの面方向において直線状に延在する場合に比べて、単セル９０同士を積層した際に、一方の単セル９０におけるセパレータ３０と、他方の単セル９０におけるセパレータ５０との接触部分が多くなる。したがって、隣接するセパレータ３０，５０同士の接触構造の安定性、ひいては単セル９０同士の接触構造の安定性を向上できる。
（１－６）凸部４０は、複数のリブ３８の各々に設けられている。
こうした構成によれば、複数の溝流路３７の各々について、溝流路３７へのＧＤＬ１２の沈み込みを抑制できる。
（１－７）セパレータ３０は、枠部材２０に対向する外側対向面３０ｂを有している。複数の溝流路３７及び複数のリブ３８は、それぞれ外側対向面３０ｂに延出された延出部７５，７６，８４を有している。凸部４０は、リブ３８の延出部８４にも設けられている。
燃料電池においては、ＭＥＡ１０が、ＭＥＡ１０の外周に位置する枠部材２０によって保持されている。こうした枠部材２０としては、合成樹脂材料により形成されていると、枠部材２０のうち溝流路３７と対向する部分が撓み変形し、同溝流路３７内に沈み込む場合がある。この場合、沈み込んだ枠部材２０は、ＧＤＬ１２と同様、溝流路３７を流れる燃料ガスに対して抵抗となるため、燃料ガスの圧力損失を増大させるおそれがある。
この点、上記構成によれば、上記発明の作用と同様な作用を奏することから、溝流路３７への枠部材２０の沈み込みを抑制できる。
＜第２実施形態＞
以下、図７及び図１１を参照して、燃料電池用のセパレータの第２実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一または対応する構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。
図７に示すように、５つのリブ３８の各々には、ＭＥＡ１０側に向けて突出する凸部４０が設けられている。
図９に示すように、凸部４０は、リブ３８の延在方向において頂面４１の両端から屈曲して延びる一対の側面４２ｂを有している。なお、本実施形態では、頂面４１に対する一対の側面４２ｂの傾斜角度は、傾斜角度θ１と同一に設定されている。
図７及び図８に示すように、５つのリブ３８の各々の波状部８１には、ＭＥＡ１０側に向けて開口する凹部４３が設けられている。凹部４３は、第３方向Ｚにおいてリブ３８の中央に設けられている。
図８に示すように、凹部４３は、ＭＥＡ１０の面方向に延びるとともにＭＥＡ１０に対向する底面４４と、第３方向Ｚにおいて底面４４の両端から立ち上がる一対の内側面４５ａとを有している。また、凹部４３は、波状部８１の延在方向において底面４４から立ち上がる一対の内側面４５ｂを有している（図９参照）。
リブ３８において凸部４０及び凹部４３が設けられていない一般面３８ａから底面４４までの高さＨ２は、１０μｍ以上、３０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。また、同高さＨ２は、２０μｍ以上、３０μｍ以下であることが更に好ましい。本実施形態では、同高さＨ２が２０μｍ以上、３０μｍ以下に設定されている。
一対の内側面４５ａは、第１方向ＸにおいてＭＥＡ１０に近づくほど第３方向Ｚにおいて底面４４から離れるように傾斜している。
底面４４に対する一対の内側面４５ａの傾斜角度θ２は、１度以上、５度以下の範囲内であることが好ましい。また、同傾斜角度θ２は、２度以上、５度以下であることが更に好ましい。また、同傾斜角度θ２は、３度以上、５度以下であることが一層好ましい。また、同傾斜角度θ２は、４度以上、５度以下であることがより一層好ましい。本実施形態では、同傾斜角度θ２が４度以上、５度以下に設定されている。
図９に示すように、底面４４に対する一対の内側面４５ｂの傾斜角度は、傾斜角度θ２と同一に設定されている。
図７及び図９に示すように、凹部４３は、各波状部８１の延在方向において凸部４０と重ならない位置に複数（本実施形態では４つ）設けられている。詳しくは、凹部４３は、上記延在方向において各凸部４０の両側に１つずつ設けられている。なお、本実施形態では、凹部４３は、内側面４５ｂが凸部４０の側面４２ｂに連なるように設けられている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図１０及び図１１に示すように、燃料電池の単セル９０を製造すべくセパレータ３０と、ＭＥＡ１０及び枠部材２０とを積層すると、セパレータ３０の内側対向面３０ａにおいては、ＧＤＬ１２が一対の内側面４５ａに沿って凹部４３内に沈み込むようになる。また、凹部４３の底面４４にＧＤＬ１２が当接するようになる。一方で、ＧＤＬ１２のうち凸部４０と当接する部分は圧縮される（図４及び図５参照）。その結果、ＧＤＬ１２のうち溝流路３７と対向する部分が張った状態となる。なお、図１０及び図１１においては、ＭＥＡ１０のうちＧＤＬ１２のみを示している。
次に、本実施形態の効果について説明する。
（２－１）リブ３８には、第３方向Ｚにおいてリブ３８の中央に位置する凹部４３が設けられている。凹部４３は、ＭＥＡ１０の面方向に延びるとともにＭＥＡ１０と対向する底面４４と、第３方向Ｚにおいて底面４４の両端から立ち上がる一対の内側面４５ａとを有している。一対の内側面４５ａは、第１方向ＸにおいてＭＥＡ１０に近づくほど第３方向Ｚにおいて底面４４から離れるように傾斜している。凹部４３は、リブ３８の延在方向において凸部４０と重ならない位置に設けられている。
こうした構成によれば、上述した作用を奏する。したがって、溝流路３７へのＧＤＬ１２の沈み込みをより一層抑制できる。
＜第３実施形態＞
以下、図１２から図１６を参照して、燃料電池用のセパレータの第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態のセパレータ３０の構成のうち第１実施形態の凸部４０の構成と対応する構成については、第１実施形態の各符号「＊＊」に「１００」を加算した符号「１＊＊」を付すことにより、重複する説明を省略する。また、本実施形態のその他の構成において、第１実施形態と同一または対応する構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。
図１２に示すように、セパレータ３０は、セパレータ３０の本体を構成する基材３０Ａと、基材３０Ａとは別体にて形成される当接部材１４０とを備えている。
＜基材３０Ａ＞
基材３０Ａは、例えばチタンやステンレス鋼などの金属部材をプレス成形することにより形成されている。
基材３０Ａは、燃料ガスが流通する複数（本実施形態では６つ）の溝流路３７と、溝流路３７同士の間に位置する複数（本実施形態では５つ）のリブ３８とを有している。
＜当接部材１４０＞
図１２及び図１３に示すように、当接部材１４０は、ＭＥＡ１０のＧＤＬ１２に当接するものであり、基材３０Ａとは異なる導電性材料により形成されている。詳しくは、当接部材１４０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる結合材と、カーボン等の導電性粒子とを含む導電性材料により形成されている。
当接部材１４０は、５つのリブ３８の各々に接合されるとともに、ＭＥＡ１０に向けて突出している。
当接部材１４０は、ＭＥＡ１０の面方向に延びる頂面１４１と、第３方向Ｚにおいて頂面１４１の両端から屈曲して延びる一対の側面１４２ａとを有している。また、当接部材１４０は、第１方向Ｘにおいて頂面１４１とは反対側に位置するとともにリブ３８の先端面３８ｂと接合される接合面１４６ａを有している。
当接部材１４０の突出高さＨ３は、第１実施形態における凸部４０の突出高さＨ１（図３参照）と同様に設定されることが好ましい。本実施形態では、同高さＨ３が２０μｍ以上、３０μｍ以下に設定されている。
頂面１４１に対する一対の側面１４２ａの傾斜角度θ３は、第１実施形態における頂面４１に対する一対の側面４２ａの傾斜角度θ１（図３参照）と同様に設定されることが好ましい。本実施形態では、同傾斜角度θ３が４度以上、５度以下に設定されている。
当接部材１４０は、第３方向Ｚにおける接合面１４６ａの両端が接着剤（図示略）によりリブ３８の先端面３８ｂに接着されることにより基材３０Ａ上に固定されている。
図１２に示すように、当接部材１４０は、各リブ３８の延在方向の複数個所（本実施形態では４個所）に設けられている。４つの当接部材１４０のうち２つは、リブ３８の波状部８１に接着されている。詳しくは、当接部材１４０は、２つの幅狭部８３の各々に設けられている。残りの２つの当接部材１４０は、リブ３８の延出部８４に接着されている。詳しくは、当接部材１４０は、貫通孔３１に延びる延出部８４及び貫通孔３２に延びる延出部８４の各々に接着されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図１４及び図１６に示すように、燃料電池の単セル９０を製造すべくセパレータ３０と、ＭＥＡ１０及び枠部材２０とを積層すると、セパレータ３０の内側対向面３０ａにおいては、ＧＤＬ１２のうち当接部材１４０と対向する部分が圧縮される。また、それに伴って、ＧＤＬ１２のうち溝流路３７と対向する部分が張った状態となる。なお、図１４及び図１５においては、ＭＥＡ１０のうちＧＤＬ１２のみを示している。
一方で、図１６に示すように、セパレータ３０の外側対向面３０ｂにおいては、枠部材２０のうち当接部材１４０と対向する部分が圧縮される。また、それに伴って、枠部材２０のうち溝流路３７と対向する部分が張った状態となる。
次に、本実施形態の効果について説明する。
（３－１）セパレータ３０は、複数の溝流路３７及び複数のリブ３８を有する基材３０Ａと、基材３０Ａに接合されるとともにＭＥＡ１０に当接する当接部材１４０とを備えている。当接部材１４０は、ＭＥＡ１０に向けて突出している。
こうした構成によれば、既存のセパレータ３０の基材３０Ａに対して当接部材１４０を適用するだけで、第１実施形態に記載の発明と同様な作用効果を奏することができる。これにより、セパレータ３０の基材３０Ａの形状が複雑になることを回避できるので、基材３０Ａの形成が難しくなることを回避できる。
＜第４実施形態＞
以下、図１７から図２２を参照して、燃料電池用のセパレータの第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態のセパレータ３０の構成のうち第１実施形態の凸部４０の構成及び第２実施形態の凹部４３の構成と対応する構成については、第１実施形態及び第２実施形態の各符号「＊＊」に「２００」を加算した符号「２＊＊」を付すことにより、重複する説明を省略する。また、本実施形態のその他の構成において、第１実施形態及び第３実施形態と同一または対応する構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。
図１７から図１９に示すように、セパレータ３０は、セパレータ３０の本体を構成する基材３０Ａと、基材３０Ａとは別体にて形成される当接部材３０Ｂとを備えている。なお、本実施形態では、第１方向Ｘにおける基材３０Ａのリブ３８の高さは、第３実施形態における同高さよりも小さくされている（図１３及び図１８参照）。
＜当接部材３０Ｂ＞
図１７から図１９に示すように、当接部材３０Ｂは、ＭＥＡ１０のＧＤＬ１２に当接するものであり、第３実施形態の当接部材１４０と同一の導電性材料により形成されている。
当接部材３０Ｂは、５つのリブ３８の各々に接合されている。
当接部材３０Ｂは、リブ３８に接合されるベース部２４６と、ベース部２４６から突出する凸部２４０と、ＭＥＡ１０側に向けて開口する凹部２４３とを有している。
図１８及び図１９に示すように、ベース部２４６は、第１方向Ｘにおいて凸部２４０及び凹部２４３とは反対側に位置するとともにリブ３８の先端面３８ｂと接合される接合面２４６ａを有している。
ベース部２４６は、第３方向Ｚにおいてリブ３８の先端面３８ｂの全体を覆っている。当接部材３０Ｂは、第３方向Ｚにおける接合面２４６ａの両端が接着剤（図示略）によりリブ３８の先端面３８ｂに接着されることにより基材３０Ａ上に固定されている。
図１７に示すように、ベース部２４６は、波状部８１及び延出部８４の双方に接着されている。詳しくは、ベース部２４６は、リブ３８の延在方向の全体にわたって設けられている。
図１８に示すように、凸部２４０は、ＭＥＡ１０の面方向に延びる頂面２４１と、第３方向Ｚにおいて頂面２４１の両端から屈曲して延びる一対の側面２４２ａとを有している。また、凸部２４０は、リブ３８の延在方向において頂面２４１の両端から屈曲して延びる一対の側面２４２ｂを有している（図２０参照）。
凸部２４０の突出高さＨ４は、第１実施形態における凸部４０の突出高さＨ１（図３参照）と同様に設定されることが好ましい。本実施形態では、同高さＨ４が２０μｍ以上、３０μｍ以下に設定されている。
頂面２４１に対する一対の側面２４２ａの傾斜角度θ４は、第１実施形態における頂面４１に対する一対の側面４２ａの傾斜角度θ１（図３参照）と同様に設定されることが好ましい。本実施形態では、同傾斜角度θ４が４度以上、５度以下に設定されている。
図２０に示すように、頂面２４１に対する一対の内側面２４５ｂの傾斜角度は、傾斜角度θ４と同一に設定されている。
図１７に示すように、凸部２４０は、各リブ３８の延在方向の複数個所（本実施形態では４個所）に設けられている。４つの凸部２４０のうち２つは、リブ３８の波状部８１に設けられている。詳しくは、凸部２４０は、ベース部２４６のうち２つの幅狭部８３の各々に対応する位置に設けられている。残りの２つの凸部２４０は、リブ３８の延出部８４に設けられている。詳しくは、凸部２４０は、ベース部２４６のうち、貫通孔３１に延びる延出部８４及び貫通孔３２に延びる延出部８４の各々に対応する位置に設けられている。
図１９に示すように、凹部２４３は、ＭＥＡ１０の面方向に延びるとともにＭＥＡ１０に対向する底面２４４と、第３方向Ｚにおいて底面２４４の両端から立ち上がる一対の内側面２４５ａとを有している。また、凹部２４３は、波状部８１の延在方向において底面２４４から立ち上がる一対の内側面２４５ｂを有している（図２０参照）。
ベース部２４６において凸部２４０及び凹部２４３が設けられていない一般面２４６ｂから底面２４４までの高さＨ５は、第２実施形態におけるリブ３８の一般面３８ａから凹部４３の底面４４までの高さＨ２（図８参照）と同様に設定されることが好ましい。本実施形態では、同高さＨ５が２０μｍ以上、３０μｍ以下に設定されている。
底面２４４に対する一対の内側面２４５ａの傾斜角度θ５は、第２実施形態における底面４４に対する一対の内側面４５ａの傾斜角度θ２（図８参照）と同様に設定されることが好ましい。本実施形態では、同傾斜角度θ５が４度以上、５度以下に設定されている。
図２０に示すように、底面２４４に対する一対の内側面２４５ｂの傾斜角度は、傾斜角度θ５と同一に設定されている。
凹部２４３は、波状部８１の延在方向において凸部２４０と重ならない位置に複数（本実施形態では４つ）設けられている。詳しくは、凹部２４３は、上記延在方向において各凸部２４０の両側に１つずつ設けられている。なお、本実施形態では、凹部２４３は、内側面２４５ｂが凸部４０の側面２４２ｂに連なるように設けられている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図２１及び図２２に示すように、燃料電池の単セル９０を製造すべくセパレータ３０と、ＭＥＡ１０及び枠部材２０とを積層すると、セパレータ３０の内側対向面３０ａにおいては、ＧＤＬ１２が一対の内側面２４５ａに沿って凹部２４３内に沈み込むようになる。また、凹部２４３の底面２４４にＧＤＬ１２が当接するようになる。一方で、図示は省略するが、ＧＤＬ１２のうち凸部２４０と当接する部分は、凸部２４０が第３実施形態の当接部材１４０と同様の作用を奏することにより圧縮される（図１４及び図１５参照）。その結果、ＧＤＬ１２のうち溝流路３７と対向する部分が張った状態となる。なお、図２１及び図２２においては、ＭＥＡ１０のうちＧＤＬ１２のみを示している。
次に、本実施形態の効果について説明する。
（４－１）当接部材３０Ｂは、リブ３８に接合されたベース部２４６を備えている。凸部２４０は、ベース部２４６から突出している。
こうした構成によれば、上述した作用を奏する。したがって、溝流路３７へのＧＤＬ１２の沈み込みを抑制できる。
また、上記構成によれば、当接部材３０Ｂがベース部２４６を有することにより、基材３０Ａのリブ３８の突出高さをベース部２４６の高さの分だけ小さくすることができる。したがって、セパレータ３０の基材３０Ａの成形、ひいてはセパレータ３０の製造を容易にすることができる。
（４－２）ベース部２４６には、第３方向Ｚにおいてベース部２４６の中央に位置する凹部２４３が設けられている。凹部２４３は、ＭＥＡ１０の面方向に延びるとともにＭＥＡ１０と対向する底面２４４と、第３方向Ｚにおいて底面２４４の両端から立ち上がる一対の内側面２４５ａとを有している。一対の内側面２４５ａは、第１方向ＸにおいてＭＥＡ１０に近づくほど第３方向Ｚにおいて底面２４４から離れるように傾斜している。凹部２４３は、リブ３８の延在方向において凸部２４０と重ならない位置に設けられている。
こうした構成によれば、第２実施形態の（２－１）に係る発明と同様の作用効果を奏することができる。したがって、溝流路３７へのＧＤＬ１２の沈み込みをより一層抑制できる。
＜変更例＞
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・導入孔９１，９３，９５及び導出孔９２，９４，９６の形状は、上記実施形態で例示したように平面視長方形状に限定されない。例えば、導入孔９１，９３，９５及び導出孔９２，９４，９６の形状は、平面視正方形状や平面視長円形状であってもよい。
・孔９１，９２，９３，９４，９５，９６における反応ガス及び冷却媒体の流れは、上記実施形態で例示したものに限定されず、例えば孔９６を酸化剤ガスの導入孔とし、孔９５を酸化剤ガスの導出孔としてもよい。また、これに伴って孔９４を冷却媒体の導入孔とし、孔９３を冷却媒体の導出孔としてもよい。すなわち、溝流路５７を流れる酸化剤ガスと、溝流路３８Ａ，５８を流れる冷却媒体とが、溝流路３７を流れる燃料ガスと同方向に流れるようにしてもよい。
・溝流路３７の数は、上記実施形態で例示した６つに限定されず、５つ以下であってもよいし、７つ以上であってもよい。
・溝流路３７の各々の溝幅、すなわち流路断面積は、本発明に係る作用効果を奏するのであれば、溝流路３７の延在方向の全体にわたって一定でなくてもよい。
・セパレータ３０は、上記実施形態で例示したように、複数の溝流路３７のうち第３方向Ｚにおいて最も外側に位置する溝流路３７が内側対向面３０ａの外縁よりも外側に位置する部分を有しているものに限定されない。例えば、上記溝流路３７が第３方向Ｚにおいて内側対向面３０ａの外縁と同一の位置にあってもよいし、同外縁よりも内側に位置するものであってもよい。また、これに伴って複数のリブ３８の波状部８１のうち第３方向Ｚにおいて最も外側に位置する波状部８１を内側対向面３０ａの外縁よりも内側に位置するようにしてもよい。
・凹部４３は、第２実施形態で例示したように内側面４５ｂが凸部４０の側面４２ｂに連なるように設けられるものに限定されない。例えば、凹部４３は、波状部８１の延在方向において凸部４０と間隔をあけて設けられるものであってもよい。
・凹部４３は、第２実施形態で例示したように波状部８１の延在方向において各凸部４０の両側に設けられるものに限定されない。例えば、凹部４３は、上記延在方向において各凸部４０の両側のうちいずれか一方のみに設けられるものであってもよい。
・凹部４３は、第２実施形態で例示したように波状部８１の延在方向において凸部４０と隣り合って設けられるものに限定されない。すなわち、セパレータ３０は、リブ３８の延在方向において少なくとも３つの凹部４３が連続して並ぶものであってもよい。
・セパレータ３０は、第２実施形態で例示したように、リブ３８の波状部８１において幅狭部８３のみに凹部４３が設けられるものに限定されない。すなわち、セパレータ３０における凹部４３の配置は適宜変更することができる。例えば、凹部４３は、波状部８１において、幅狭部８３及び一般部８２の双方に設けられていてもよいし、一般部８２のみに設けられていてもよい。また、凹部４３は、波状部８１のみに設けられるものに限定されず、例えば波状部８１及び延出部８４の双方に設けられていてもよいし、延出部８４のみに設けられていてもよい。
・凹部４３は、第２実施形態で例示したようにリブ３８の各々に設けられていなくてもよく、少なくとも１つのリブ３８に設けられていればよい。
・凹部４３は、第２実施形態で例示したようにリブ３８の延在方向の複数個所に設けられるものに限定されない。すなわち、リブ３８は、上記延在方向の少なくとも１個所に凹部４３が設けられるものであってもよい。
・凹部４３の形状は、第２実施形態で例示した形状に限定されず、以下のように変更することができる。すなわち、凹部４３の形状は、同実施形態で例示したように底面４４がＭＥＡ１０の面方向に延びるものに限定されず、例えば凹部４３の形状を断面Ｕ字状としてもよい。また、内側面４５ａは、同実施形態で例示したように底面４４に対して傾斜するものに限定されず、例えば底面４４に対して垂直に立ち上がるようにしてもよい。
・第３実施形態におけるリブ３８に対して凹部４３を設けるようにしてもよい。この場合、凹部４３は、リブ３８の延在方向において当接部材１４０と重ならない位置に設けるようにすればよい。
・第４実施形態における凹部２４３に対しても、これまでに列挙した凹部４３の変更と同様の変更をすることができる。
・第４実施形態における凹部２４３は、省略することができる。
・セパレータ３０は、第１実施形態及び第２実施形態で例示したように、リブ３８の波状部８１において幅狭部８３のみに凸部４０が設けられるものに限定されない。すなわち、セパレータ３０における凸部４０の配置は適宜変更することができる。例えば、凸部４０は、波状部８１において、幅狭部８３及び一般部８２の双方に設けられていてもよいし、一般部８２のみに設けられていてもよい。この場合、図２３に示すように、第１実施形態におけるセパレータ３０は、一般部８２のみに凸部４０が設けられた第１リブ３８１と、幅狭部８３のみに凸部４０が設けられた第２リブ３８２とが第３方向Ｚにおいて交互に並ぶものであってもよい。
・第３実施形態における当接部材１４０の配置も、上述したセパレータ３０における凸部４０の配置と同様に適宜変更することができる。
・第４実施形態における凸部２４０の配置も、上述したセパレータ３０における凸部４０の配置と同様に適宜変更することができる。
・凸部４０は、第１実施形態及び第２実施形態で例示したようにリブ３８の各々に設けられていなくてもよく、少なくとも１つのリブ３８に設けられていればよい。
・セパレータ３０は、第３実施形態及び第４実施形態で例示したように当接部材１４０，３０Ｂがリブ３８の各々に設けられるものに限定されず、少なくとも１つのリブ３８に対して当接部材１４０，３０Ｂが設けられるものであればよい。
・凸部４０は、第１実施形態で例示したように、内側対向面３０ａにおいてリブ３８の延在方向の複数個所に設けられるものに限定されない。すなわち、図２４に示すように、凸部４０は、波状部８１の延在方向の全体にわたって設けられるものであってもよい。この場合、延出部８４に設けられた凸部４０は、波状部８１に設けられた凸部４０から延出するものであってもよいし、独立して設けられるものであってもよい。また、延出部８４から凸部４０を省略することもできる。
・当接部材１４０は、第３実施形態で例示したように内側対向面３０ａにおいてリブ３８の延在方向の複数個所に設けられるものに限定されず、上述した凸部４０の変更と同様の変更をすることができる。
・当接部材３０Ｂの凸部２４０は、第４実施形態で例示したように内側対向面３０ａにおいてリブ３８の延在方向の複数個所に設けられるものに限定されず、上述した凸部４０の変更と同様の変更をすることができる。
・当接部材３０Ｂのベース部２４６は、第４実施形態で例示したように、リブ３８の延在方向の全体にわたって設けられていなくてもよい。すなわち、セパレータ３０は、複数の当接部材３０Ｂがリブ３８の延在方向において互いに間隔をあけて設けられるものであってもよい。また、セパレータ３０は、当接部材３０Ｂがリブ３８の波状部８１及び延出部８４の双方に接着されるものに限定されず、当接部材３０Ｂが波状部８１及び延出部８４のいずれか一方にのみ接着されるものであってもよい。いずれの場合であっても、リブ３８のうち当接部材３０Ｂを設けない部分の突出高さが当接部材３０Ｂのベース部２４６の高さの分だけ大きくなるようにすればよい。また、このとき、同部分に対して凸部４０及び凹部４３のうち少なくとも一方を設けるようにしてもよい。
・凸部４０の形状は、以下のように変更することができる。すなわち、凸部４０の形状は、頂面４１がＭＥＡ１０の面方向に延びるものに限定されず、例えば凸部４０の形状を断面逆Ｕ字状としてもよい。また、側面４２ａは、頂面４１に対して傾斜するものに限定されず、例えば頂面４１に対して垂直に延びるようにしてもよい。
・当接部材１４０の形状は、第３実施形態で例示した形状に限定されず、上述した凸部４０の変更と同様の変更をすることができる。
・当接部材３０Ｂの凸部２４０の形状は、第４実施形態で例示した形状に限定されず、上述した凸部４０の変更と同様の変更をすることができる。
・複数の溝流路３７は、複数の第１溝流路７１と、複数の第２溝流路７２とから構成されるものに限定されない。例えば、複数の溝流路３７は、互いに隣り合う第１溝流路７１及び第２溝流路７２を少なくとも１つずつ有するものであればよく、その他に第１溝流路７１及び第２溝流路７２とは異なる溝流路を有していてもよい。
・第２溝流路７２は、上記実施形態で例示したように波状部７４が第１溝流路７１の波状部７３と同一の波形を有するものに限定されず、波状部７４の波長λ、振幅Ａ、及び波数を波状部７３と異なるように適宜変更してもよい。この場合、リブ３８の幅狭部８３は、上記実施形態で例示したように波状部８１の頂点Ｖ１，Ｖ２同士の間及び頂点Ｖ２，Ｖ３同士の間に位置するものでなくてもよい。
・第１溝流路７１の形状は、上記実施形態で例示した形状に限定されない。すなわち、第１溝流路７１は、波状部７３の波長λ及び振幅Ａが波状部７３の延在方向の全体にわたって一定であるものに限定されず、例えば波状部７３の３つの波の波長λ及び振幅Ａがそれぞれ異なるものであってもよい。
・波状部７３の波数は、上記実施形態で例示した３つに限定されず、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。
・複数の溝流路３７の形状は、上記実施形態で例示した形状に限定されず、以下のように適宜変更することができる。すなわち、複数の溝流路３７は、内側対向面３０ａの面方向においてそれぞれ波状に延在する第１溝流路７１及び第２溝流路７２を含むものに限定されず、例えば溝流路３７の各々を内側対向面３０ａの面方向において直線状に延在するように変更してもよい。
・当接部材１４０，３０Ｂは、第３実施形態及び第４実施形態で例示したように、接着剤によりリブ３８に接着されるものに限定されない。例えば、当接部材１４０（３０Ｂ）と基材３０Ａとを熱プレスすることにより、当接部材１４０（３０Ｂ）をリブ３８に接合するようにしてもよい。
・当接部材１４０，３０Ｂを形成する導電性材料に含まれる結合材は、第３実施形態及び第４実施形態で例示したエポキシ樹脂に限定されず、例えばフェノール樹脂を用いることもできる。また、結合材は、熱硬化性樹脂に限定されず、ポリプロピレン、ポリアミド、及びポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。
・基材３０Ａを成形型にインサートして射出成形することにより、リブ３８に対して当接部材１４０（当接部材３０Ｂ）を一体成形するようにしてもよい。
・セパレータ３０の基材３０Ａは、金属部材をプレス成形することにより形成されるものに限定されず、例えば切削加工やエッチング加工により成形することもできる。また、第１実施形態及び第２実施形態におけるセパレータ３０についても同様に成形することができる。
・セパレータ３０の基材３０Ａに用いる材料としては、チタンやステンレス鋼に限定されず、アルミニウムやカーボンを用いることもできる。また、第１実施形態及び第２実施形態におけるセパレータ３０についても同様の材料を用いることができる。
・本発明に係る燃料電池用のセパレータは、上記実施形態で例示したようなＭＥＡ１０のアノード電極１１Ｂ側に接合されるセパレータ３０に限定されず、カソード電極１１Ａ側に接合されるセパレータ５０に対して適用することもできる。
λ…波長
Ａ…振幅
θ１，θ２，θ３，θ４，θ５…傾斜角度
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５…高さ
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…頂点
Ｗ…幅
Ｘ…第１方向
Ｙ…第２方向
Ｚ…第３方向
１０…膜電極接合体、ＭＥＡ
１１Ａ…カソード電極
１１Ｂ…アノード電極
１２…ガス拡散層、ＧＤＬ
２０…枠部材
２１…貫通孔
２２…貫通孔
２３…貫通孔
２４…貫通孔
２５…貫通孔
２６…貫通孔
２７…開口部
３０…セパレータ
３０Ａ…基材
３０Ｂ，１４０…当接部材
３０ａ…内側対向面
３０ｂ…外側対向面
３０ｃ…面
３１…貫通孔
３２…貫通孔
３３…貫通孔
３４…貫通孔
３５…貫通孔
３６…貫通孔
３７…溝流路
３７Ａ…リブ
３８…リブ
３８Ａ…溝流路
３８ａ…一般面
３８ｂ…先端面
４０，２４０…凸部
４１，１４１，２４１…頂面
４２ａ，４２ｂ，１４２ａ，２４２ａ，２４２ｂ…側面
４３，２４３…凹部
４４，２４４…底面
４５ａ，４５ｂ，２４５ａ，２４５ｂ…内側面
５０…セパレータ
５０ａ…第１面
５０ｂ…第２面
５１…貫通孔
５２…貫通孔
５３…貫通孔
５４…貫通孔
５５…貫通孔
５６…貫通孔
５７…溝流路
５８…溝流路
７１…第１溝流路
７２…第２溝流路
７３…波状部
７４…波状部
７５…延出部
７６…延出部
８１…波状部
８２…一般部
８３…幅狭部
８４…延出部
９０…単セル
９１…導入孔
９２…導入孔
９３…導入孔
９４…導出孔
９５…導出孔
９６…導出孔
１４６ａ…接合面
２４６…ベース部
２４６ａ…接合面
２４６ｂ…一般面
３８１…第１リブ
３８２…第２リブ

Claims (6)

  1. 燃料電池の発電部に対向する対向面を有し、前記対向面には、反応ガスが流通する複数の溝流路が並んで設けられている燃料電池用のセパレータであって、
    前記対向面には、前記溝流路同士の間に位置するとともに前記発電部に向かって突出する複数のリブが設けられており、
    前記リブには、前記発電部に向けて突出する凸部が設けられており、
    前記凸部は、前記発電部の面方向に延びる頂面と、複数の前記溝流路の並び方向において前記頂面の両端から屈曲して延びる一対の側面と、を有しており、
    前記一対の側面は、前記発電部と前記セパレータとの対向方向において前記発電部から離れるほど前記並び方向において前記頂面から離れるように傾斜しており、
    前記凸部の突出高さは、１０μｍ以上、３０μｍ以下であり、
    前記頂面に対する前記一対の側面の傾斜角度は、１度以上、５度以下である、
    燃料電池用のセパレータ。
  2. 燃料電池の発電部に対向する対向面を有し、前記対向面には、反応ガスが流通する複数の溝流路が並んで設けられている燃料電池用のセパレータであって、
    前記対向面には、前記溝流路同士の間に位置するとともに前記発電部に向かって突出する複数のリブが設けられており、
    前記リブには、前記発電部に向けて突出する凸部が設けられており、
    前記発電部は、前記発電部の外周に位置する枠部材によって保持されるものであり、
    前記対向面を内側対向面とするとき、
    前記セパレータは、前記枠部材に対向する外側対向面を有しており、
    複数の前記溝流路及び複数の前記リブは、それぞれ前記外側対向面に延出された延出部を有しており、
    前記凸部は、前記リブの前記延出部にも設けられている、
    燃料電池用のセパレータ。
  3. 燃料電池の発電部に対向する対向面を有し、前記対向面には、反応ガスが流通する複数の溝流路が並んで設けられている燃料電池用のセパレータであって、
    前記対向面には、前記溝流路同士の間に位置するとともに前記発電部に向かって突出する複数のリブが設けられており、
    前記リブには、前記発電部に向けて突出する凸部が設けられており、
    前記セパレータは、前記複数の溝流路及び前記複数のリブを有する基材と、前記基材に接合されるとともに前記発電部に当接する当接部材と、を備えており、
    前記凸部は、前記当接部材により構成されており、
    前記当接部材は、前記リブに接合されたベース部を備えており、
    前記凸部は、前記ベース部から突出しており、
    前記ベース部には、複数の前記溝流路の並び方向において前記ベース部の中央に位置する凹部が設けられており、
    前記凹部は、前記発電部の面方向に延びるとともに前記発電部と対向する底面と、前記並び方向において前記底面の両端から立ち上がる一対の内側面と、を有しており、
    前記一対の内側面は、前記発電部と前記セパレータとの対向方向において前記発電部に近づくほど前記並び方向において前記底面から離れるように傾斜しており、
    前記凹部は、前記リブの延在方向において前記凸部と重ならない位置に設けられている、
    燃料電池用のセパレータ。
  4. 燃料電池の発電部に対向する対向面を有し、前記対向面には、反応ガスが流通する複数の溝流路が並んで設けられている燃料電池用のセパレータであって、
    前記対向面には、前記溝流路同士の間に位置するとともに前記発電部に向かって突出する複数のリブが設けられており、
    前記リブには、前記発電部に向けて突出する凸部と、複数の前記溝流路の並び方向において前記リブの中央に位置する凹部と、が設けられており、
    前記凹部は、前記発電部の面方向に延びるとともに前記発電部と対向する底面と、前記並び方向において前記底面の両端から立ち上がる一対の内側面と、を有しており、
    前記一対の内側面は、前記発電部と前記セパレータとの対向方向において前記発電部に近づくほど前記並び方向において前記底面から離れるように傾斜しており、
    前記凹部は、前記リブの延在方向において前記凸部と重ならない位置に設けられている、
    燃料電池用のセパレータ。
  5. 一対のセパレータと、
    前記一対のセパレータに挟持されるとともに、前記一対のセパレータの各々に当接する一対のガス拡散層を有する発電部と、を備え、
    前記一対のセパレータのうち少なくとも１つは、請求項１または請求項２に記載のセパレータであり、
    前記発電部は、前記凸部により前記発電部と前記セパレータとの対向方向に圧縮されている、
    燃料電池の単セル。
  6. 一対のセパレータと、
    前記一対のセパレータに挟持されるとともに、前記一対のセパレータの各々に当接する一対のガス拡散層を有する発電部と、を備え、
    前記一対のセパレータのうち少なくとも１つは、請求項３または請求項４に記載のセパレータであり、
    前記発電部は、前記凸部により前記対向方向に圧縮されるとともに、前記凹部に沈み込んでいる、
    燃料電池の単セル。
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