特許 6124984 マニホールド、及び燃料電池スタック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6124984

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】マニホールド、及び燃料電池スタック

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/24 20160101AFI20170424BHJP

   H01M 8/2484 20160101ALI20170424BHJP

   H01M 8/12 20160101ALN20170424BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/24 R

   H01M8/24 M

   !H01M8/12

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-252093(P2015-252093)

(22)【出願日】2015年12月24日

【審査請求日】2016年11月15日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】寺澤 玄太

(72)【発明者】

【氏名】中村 俊之

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕己

(72)【発明者】

【氏名】大森 誠

【審査官】 小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８２２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４３１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７９７５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／２４

Ｈ０１Ｍ ８／２４８４

Ｈ０１Ｍ ８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

幅方向に間隔をあけて配置された複数のガス流路が形成され且つ互いに間隔をあけて配置された複数の燃料電池セルにガスを供給するためのマニホールドであって、
内部空間を有するマニホールド本体と、
前記マニホールド本体内において上方且つ前記燃料電池セルの並ぶ方向に延び、互いに間隔をあけて対向して配置された一対の拡散部材と、
を備え、
前記各拡散部材は、平面視が波状であって、前記マニホールド本体内においてガス流路を画定する、
マニホールド。

【請求項2】

前記各拡散部材は、前記燃料電池セルの幅方向の両端部の底面を支持する、
請求項１に記載のマニホールド。

【請求項3】

前記拡散部材は、金属製である、
請求項１または２に記載のマニホールド。

【請求項4】

前記マニホールド本体は、前記拡散部材と同じ材質である、
請求項１から３のいずれかに記載のマニホールド。

【請求項5】

幅方向に間隔をあけて配置された複数のガス流路が形成され互いに間隔をあけて配置された複数の燃料電池セルにガスを供給するためのマニホールドであって、
内部空間を有するマニホールド本体と、
前記マニホールド本体内において上方且つ前記燃料電池セルの並ぶ方向に延び、平面視が波状の拡散部材と、
を備える、
マニホールド。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載のマニホールドと、
前記拡散部材によって底面が支持される複数の燃料電池セルと、
を備える、燃料電池スタック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マニホールド、及び燃料電池スタックに関するものである。

【背景技術】

【0002】

燃料電池スタックは、マニホールドと、複数の燃料電池セルとを備えている（特許文献１）。各燃料電池セルは、マニホールドから上方に延びるように、マニホールドに支持されている。各燃料電池セルは、幅方向に間隔をあけて配置される複数のガス流路を有している。マニホールドは、各燃料電池セルの各ガス流路にガスを供給するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１６４０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した燃料電池スタックにおいて、各燃料電池セルの発電効率を向上させるためには、各燃料電池セルの各ガス流路に供給されるガスの流量の差を小さくすることが好ましい。

【0005】

本発明の課題は、各ガス流路に供給されるガスの流量の差を小さくすることのできるマニホールド、及び燃料電池スタックを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１側面に係るマニホールドは、燃料電池セルにガスを供給するように構成されている。このマニホールドは、マニホールド本体と、一対の拡散部材とを備える。マニホールド本体は、内部空間を有する。各拡散部材は、マニホールド本体内において上方に延びている。また、各拡散部材は、互いに間隔をあけて対向して配置されている。拡散部材は、平面視が波状であって、マニホールド本体内においてガス流路を画定する。

【0007】

この構成によれば、マニホールド本体内にガスを供給すると、ガスは、マニホールド本体内においてガス流路を画定する一対の拡散部材間を流れる。拡散部材は平面視が波状であるため、ガスは、一対の拡散部材間を流れる間に拡散部材と衝突し、流れ方向が変わって拡散する。この結果、マニホールド本体内においてガスが拡散し、燃料電池セルの各ガス流路に供給されるガス流量の差を小さくすることができる。

【0008】

好ましくは、各拡散部材は、燃料電池セルの幅方向の両端部を下方から支持するように構成されている。この構成によれば、拡散部材によって燃料電池セルを支持することができるため、マニホールド本体の上壁の変形を抑制することができる。また、拡散部材が平面視において波状であるため、燃料電池セルを支持するための強度を向上させることができる。

【0009】

好ましくは、拡散部材は、金属製である。この構成によれば、拡散部材は、燃料電池セルで発生した熱によって加熱される。この結果、ガスは、一対の拡散部材によって画定されたガス流路を通る間、各拡散部材によって予熱される。

【0010】

好ましくは、マニホールド本体は、拡散部材と同じ材質である。この構成によれば、拡散部材とマニホールド本体との間で温度変化による膨張収縮の差が小さくなるため、マニホールド本体内での拡散部材の位置ずれを抑制することができる。

【0011】

本発明の第２側面に係るマニホールドは、燃料電池セルにガスを供給するように構成されている。このマニホールドは、マニホールド本体と、拡散部材とを備える。マニホールド本体は、内部空間を有する。拡散部材は、マニホールド本体内において上方に延びる。拡散部材は、平面視が波状である。

【0012】

この構成によれば、マニホールド本体内に供給されたガスは、波状の拡散部材と衝突し、マニホールド本体内において拡散する。この結果、燃料電池セルの各ガス流路に供給されるガス流量の差を小さくすることができる。

【0013】

本発明の第３側面に係る燃料電池スタックは、上述したいずれかのマニホールドと、燃料電池セルとを備えている。燃料電池セルは、拡散部材によって下方から支持される。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、各ガス流路に供給されるガスの流量の差を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】燃料電池スタックの斜視図。

【図2】燃料電池セルの斜視図。

【図3】燃料電池セルの拡大断面図。

【図4】燃料電池スタックの断面図。

【図5】燃料電池スタックの断面図。

【図6】上壁の平面図。

【図7】マニホールドの断面図。

【図8】変形例１に係るマニホールドの断面図。

【図9】変形例２に係るマニホールドの断面図。

【図10】変形例３に係る燃料電池スタックの断面図。

【図11】変形例３に係る別の燃料電池スタックの斜視図。

【図12】変形例４に係る上壁の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る燃料電池スタックの実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0017】

図１に示すように、燃料電池スタック１００は、複数の燃料電池セル１０と、マニホールド２０と、を備えている。各燃料電池セル１０は、マニホールド２０によって支持されている。マニホールド２０は、各燃料電池セル１０にガスを供給する。

【0018】

［燃料電池セル］
各燃料電池セル１０は、マニホールド２０から上方に延びている。燃料電池セル１０の長手方向（ｘ軸方向）は、上下方向に延びている。また、各燃料電池セル１０は、マニホールド２０の長手方向（ｚ軸方向）に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。各燃料電池セル１０は、集電部材（図示省略）を介して互いに電気的に接続されている。集電部材は、導電性を有する材料から形成されている。例えば、集電部材は、酸化物セラミックスの焼成体又は金属などによって形成されている。

【0019】

図２に示すように、燃料電池セル１０は、複数の発電素子部１１と、支持基板１２とを備えている。各発電素子部１１は、支持基板１２の両面に配置されている。なお、各発電素子部１１は、支持基板１２の片面のみに配置されていてもよい。各発電素子部１１は、燃料電池セル１０の長手方向において、互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、本実施形態に係る燃料電池セル１０は、いわゆる横縞型の燃料電池セルである。各発電素子部１１は、電気的接続部１７（図３参照）によって互いに電気的に接続されている。

【0020】

支持基板１２は、燃料電池セル１０の長手方向に延びる複数のガス流路１２１を内部に有している。なお、支持基板１２の長手方向（ｘ軸方向）は、燃料電池セル１０の長手方向と同じ方向である。各ガス流路１２１は、互いに実質的に平行に延びている。各ガス流路１２１は、燃料電池セル１０の長手方向の両端部において開口している。各ガス流路１２１は、燃料電池セル１０の幅方向（ｙ軸方向）の両端部に形成されていないことが好ましい。この燃料電池セル１０の幅方向の両端部の下端面１２２は、後述する一対の拡散部材４上に載置されている。

【0021】

図３に示すように、支持基板１２は、複数の第１凹部１２３を有している。各第１凹部１２３は、支持基板１２の両面に形成されている。各第１凹部１２３は支持基板１２の長手方向において互いに間隔をあけて配置されている。

【0022】

支持基板１２は、絶縁性である。すなわち、支持基板１２は、電子伝導性を有していない。支持基板１２は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、支持基板１２は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ_２Ｏ_３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）とＭｇＡｌ_２Ｏ_４（マグネシアアルミナスピネル）とから構成されてもよい。支持基板１２は、多孔質である。支持基板１２の気孔率は、例えば、２０〜６０％程度である。

【0023】

各発電素子部１１は、燃料極１３、電解質１４、及び空気極１５を有している。また、各発電素子部１１は、反応防止膜１６をさらに有している。燃料極１３は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。燃料極１３は、燃料極集電部１３１と燃料極活性部１３２とを有する。

【0024】

燃料極集電部１３１は、第１凹部１２３内に配置されている。詳細には、燃料極集電部１３１は、第１凹部１２３内に充填されており、第１凹部１２３と同様の外形を有する。各燃料極集電部１３１は、第２凹部１３１ａ及び第３凹部１３１ｂを有している。燃料極活性部１３２は、第２凹部１３１ａ内に配置されている。詳細には、燃料極活性部１３２は、第２凹部１３１ａ内に充填されている。

【0025】

燃料極集電部１３１は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、燃料極集電部１３１は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ_２Ｏ_３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）とから構成されてもよい。燃料極集電部１３１の厚さ、並びに第１凹部１２３の深さは、５０〜５００μｍ程度である。

【0026】

燃料極活性部１３２は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、燃料極活性部１３２は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）とから構成されてもよい。燃料極活性部１３２の厚さは、５〜３０μｍである。

【0027】

電解質１４は、燃料極１３上を覆うように配置されている。詳細には、電解質１４は、あるインターコネクタ１７１から他のインターコネクタ１７１まで燃料電池セル１０の長手方向に延びている。すなわち、燃料電池セル１０の長手方向において、電解質１４とインターコネクタ１７１とが交互に配置されている。

【0028】

電解質１４は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料からなる焼成体である。電解質１４は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、電解質１４は、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。電解質１４の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。

【0029】

反応防止膜１６は、緻密な材料からなる焼成体であり、平面視（ｚ軸方向視）において、燃料極活性部１３２と略同一の形状であり、燃料極活性部１３２と略同じ位置に配置されている。反応防止膜１６は、電解質１４内のＹＳＺと空気極１５内のＳｒとが反応して電解質１４と空気極１５との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。反応防止膜１６は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ_２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。反応防止膜１６の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。

【0030】

空気極１５は、反応防止膜１６上に配置されている。空気極１５は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。空気極１５は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、空気極１５は、ＬＳＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ_３（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ＝Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンニッケルフェライト）、又は、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３（ランタンストロンチウムコバルタイト）等から構成されてもよい。空気極１５は、ＬＳＣＦからなる第１層（内側層）とＬＳＣからなる第２層（外側層）との２層によって構成されてもよい。空気極１５の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。

【0031】

電気的接続部１７は、隣り合う発電素子部１１を電気的に接続するように構成されている。電気的接続部１７は、インターコネクタ１７１及び空気極集電膜１７２を有する。インターコネクタ１７１は、第３凹部１３１ｂ内に配置されている。詳細には、インターコネクタ１７１は、第３凹部１３１ｂ内に埋設（充填）されている。インターコネクタ１７１は、電子伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。インターコネクタ１７１は、例えば、ＬａＣｒＯ_３（ランタンクロマイト）から構成され得る。或いは、インターコネクタ１７１は、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ_３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。インターコネクタ１７１の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。

【0032】

空気極集電膜１７２は、隣り合う発電素子部１１のインターコネクタ１７１と空気極１５との間を延びるように配置される。例えば、図３の左側に配置された発電素子部１１の空気極１５と、図３の右側に配置された発電素子部１１のインターコネクタ１７１とを電気的に接続するように、空気極集電膜１７２が配置されている。空気極集電膜１７２は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。

【0033】

空気極集電膜１７２は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、空気極集電膜１７２は、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３（ランタンストロンチウムコバルタイト）から構成されてもよい。或いは、空気極集電膜１７２は、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）から構成されてもよい。空気極集電膜１７２の厚さは、例えば、５０〜５００μｍ程度である。

【0034】

［マニホールド］
図４は、マニホールド本体３の上壁３４及び一方の第２側壁３３の記載を省略した燃料電池スタック１００の斜視図である。図４及び図５に示すように、マニホールド２０は、各燃料電池セル１０にガスを供給するように構成されている。燃料ガスなどのガスが、導入配管２０１を介して、マニホールド２０の内部空間に供給される。マニホールド２０は、各燃料電池セル１０を支持している。マニホールド２０は、マニホールド本体３と、一対の拡散部材４とを有する。

【0035】

マニホールド本体３は、直方体状であって、内部空間を有している。マニホールド本体３は、底壁３１、一対の第１側壁３２、一対の第２側壁３３、及び上壁３４を有している。なお、底壁３１、一対の第１側壁３２、及び一対の第２側壁３３は、１つの部材によって構成されている。マニホールド本体３は、例えば、耐熱性を有するような金属によって形成される。より具体的には、マニホールド本体３は、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、及びＮｉ基合金よりなる群から選ばれる少なくとも１種から形成されている。

【0036】

底壁３１は、平面視（ｘ軸方向視）が矩形状である。底壁３１は、平面視において、長手方向（ｚ軸方向）と幅方向（ｙ軸方向）を有している。

【0037】

一対の第１側壁３２は、底壁３１の対向する一対の縁部のそれぞれから上方に延びている。詳細には、各第１側壁３２は、底壁３１の縁部のうち、長手方向（ｚ軸方向）に延びる一対の縁部から上方に延びている。第１側壁３２は、マニホールド２０の長手方向（ｚ軸方向）に延びている。すなわち、複数の燃料電池セル１０の並ぶ方向に延びている。一対の第１側壁３２は、互いに対向している。

【0038】

一対の第２側壁３３は、底壁３１の残りの対向する縁部から上方に延びている。詳細には、各第２側壁３３は、底壁３１の縁部のうち、幅方向（ｙ軸方向）に延びる一対の縁部から上方に延びている。また、各第２側壁３３は、マニホールド２０の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。すなわち、各第２側壁３３は、燃料電池セル１０の幅方向に延びている。各第２側壁３３は、互いに対向している。一対の第２側壁３３のうち、一方の第２側壁３３に導入配管２０１が接続されている。このため、一方の第２側壁３３は、貫通孔３３１を有している。

【0039】

上壁３４は、マニホールド本体３の上面を塞ぐように構成されている。上壁３４の外周縁部は、第１側壁３２及び第２側壁３３上に配置されており、第１側壁３２及び第２側壁３３に接合されている。上壁３４は、例えば、溶接などによって、第１側壁３２及び第２側壁３３に接合されている。

【0040】

図６に示すように、上壁３４は、複数の挿入孔３４１を有している。各挿入孔３４１には、各燃料電池セル１０の下端部が挿入される。各挿入孔３４１は、マニホールド２０の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。また、各挿入孔３４１は、マニホールド２０の長手方向において、互いに間隔をあけて配置されている。

【0041】

図４及び図５に示すように、各拡散部材４は、マニホールド本体３内に配置されている。拡散部材４は、金属製である。例えば、拡散部材４は、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、及びＮｉ基合金よりなる群から選ばれる少なくとも１種から形成されている。拡散部材４の材質とマニホールド本体３の材質とを同じにすることによって、拡散部材４とマニホールド本体３との間で温度変化による膨張収縮の差が小さくなるため、マニホールド本体３内での拡散部材４の位置ずれを抑制することができる。

【0042】

一対の拡散部材４は、燃料電池セル１０の幅方向（ｙ軸方向）において、互いに間隔をあけて配置されている。各拡散部材４は、上方に延びている。また、各拡散部材４は、燃料電池セル１０の並ぶ方向（ｚ軸方向）に延びている。すなわち、各拡散部材４は、マニホールド２０の長手方向に延びている。詳細には、各拡散部材４は、一方の第２側壁３３から他方の第２側壁３３まで延びている。各拡散部材４は、第１側壁３２と間隔をあけて配置されている。なお、各拡散部材４は、マニホールド本体３に接合されている。例えば、各拡散部材４の下端面が、マニホールド本体３の底壁３１と接合されている。

【0043】

一対の拡散部材４は、燃料電池セル１０の幅方向の両端部を下方から支持している。すなわち、一対の拡散部材４は、燃料電池セル１０の幅方向の両端部の下端面１２２と当接している。このため、発電時において各燃料電池セル１０の各発電素子部１１が発熱すると、その熱が各拡散部材４に伝わって各拡散部材４が加熱される。なお、各拡散部材４は、燃料電池セル１０の支持基板１２と当接している。

【0044】

一対の拡散部材４は、平面視において、波状である。詳細には、各拡散部材４は、その長手方向に沿って、山部と谷部とが繰り返されている。なお、各拡散部材４は、山部及び谷部の頂点において湾曲している（図７参照）。一対の拡散部材４は、マニホールド本体３内において、ガス流路を画定している。詳細には、一対の拡散部材４は、ガスの供給方向（ｚ軸方向）に延びており、ガス流路の両側面を画定している。

【0045】

以上のように構成されたマニホールド２０に、各燃料電池セル１０が支持されている。詳細には、各燃料電池セル１０の下端部が、上壁３４の各挿入孔３４１に挿入されている。各燃料電池セル１０の幅方向の両端部の下端面１２２は、拡散部材４の一対の拡散部材４の上端面に載っている。すなわち、各燃料電池セル１０は、一対の拡散部材４と接触している。そして、燃料電池セル１０が挿入された状態の挿入孔３４１内には、接合材１０１が充填されている。なお、複数ある燃料電池セル１０のうち、一部の燃料電池セル１０は、一対の拡散部材４と接触していなくてもよい。

【0046】

接合材１０１は、例えば、結晶化ガラスである。結晶化ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＣａＯ系、又はＳｉＯ_２−ＭｇＯ系が採用され得る。なお、本明細書では、結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合（結晶化度）が６０％以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が４０％未満のガラスを指す。なお、接合材１０１の材料として、非晶質ガラス、ろう材、又はセラミックス等が採用されてもよい。具体的には、接合材１０１は、ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_５−Ａｌ_２Ｏ_３系及びＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。

【0047】

以上のように構成された燃料電池スタック１００は、次のようにして発電する。導入配管２０１を介してマニホールド２０内に供給された燃料ガス（水素ガス等）は、一対の拡散部材４の間を通った後、各燃料電池セル１０の各ガス流路１２１内に供給される。ここで、各拡散部材４は平面視が波状であるため、マニホールド本体３内にガスを供給すると、ガスは、一対の拡散部材４間を流れる間に拡散部材４と衝突し、流れ方向が変わり拡散する。この結果、マニホールド本体３内においてガスが拡散し、各燃料電池セル１０の各ガス流路１２１に供給されるガス流量の差を小さくすることができる。また、各拡散部材４は、各燃料電池セル１０からの熱によって加熱されているため、燃料ガスは、一対の拡散部材４の間を通っている間に各拡散部材４によって予熱される。なお、燃料ガスは、マニホールド２０内に供給される前に既に予熱されており、マニホールド２０内において各拡散部材４によってさらに予熱される。

【0048】

このように、各燃料電池セル１０の各ガス流路１２１内に燃料ガスを供給するとともに、支持基板１２の両面を酸素を含むガス（空気等）に曝すことにより、電解質１４の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。この燃料電池スタック１００を外部の負荷に接続すると、空気極１５において下記（１）式に示す電気化学反応が起こり、燃料極１３において下記（２）式に示す電気化学反応が起こり、電流が流れる。
（１／２）・Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｏ_２⁻ …（１）
Ｈ_２＋Ｏ_２⁻→Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻ …（２）

【0049】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0050】

変形例１
上記実施形態では、各拡散部材４は、山部及び谷部の頂点において湾曲していたが、各拡散部材４の形状は特にこれに限定されない。例えば、図８に示すように、各拡散部材４は、山部及び谷部の頂点において、所定角度で屈曲していてもよい。

【0051】

変形例２
また、図９に示すように、各拡散部材４は、対向する面４１のみが波状であってもよい。すなわち、各拡散部材４の第１側壁３２と対向する面４２は、波状でなくてもよい。

【0052】

変形例３
上記実施形態では、一対の拡散部材４は互いに独立しているが、拡散部材４の構成はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、一対の拡散部材４は、底板４３に接続されていてもよい。底板４３は、各拡散部材４の下端縁同士を接続している。底板４３は、マニホールド本体３の底壁３１と接合している。なお、底板４３は、一方の第２側壁３３から他方の第２側壁３３まで延びている。底板４３は、複数の谷部と山部とがガスの供給方向に沿って並んでいることが好ましい。また、各拡散部材４と底板４３とは１つの金属板によって構成されていることが好ましい。例えば、金属板を折り曲げることによって、一対の拡散部材４と底板４３とが形成される。この底板４３は、ガス流路の底面を画定している。

【0053】

また、図１１に示すように、一対の拡散部材４は、側板４４に接続されていてもよい。側板４４は、上下方向（ｚ軸方向）に延びるとともに、マニホールド２０の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。側板４４は、各拡散部材４の長手方向の端部と、接続している。なお、側板４４は、ガスの供給を妨げないように配置されている。すなわち、側板４４は、マニホールド２０の長手方向（ｚ軸方向）において、貫通孔３３１が形成された第２側壁３３と反対側の位置に配置されている。各拡散部材４と側板４４とは１つの金属板によって構成されていることが好ましい。例えば、金属板を折り曲げることによって、一対の拡散部材４と側板４４とが形成される。なお、燃料電池セル１０は、この側板４４上に配置しないことが好ましい。

【0054】

上述したように、図１０や図１１に示すような拡散部材４を構成することによって、拡散部材４を自立させることができる。このように自立できる拡散部材４であれば、拡散部材をマニホールド本体３に接合させなくてもよい。

【0055】

変形例４
上記実施形態では、マニホールド本体３の上壁３４は、複数の挿入孔３４１を有しているが、これに限定されない。例えば、図１２に示すように、マニホールド本体３の上壁３４は、１つの挿入孔３４１を有していてもよい。そして、複数の燃料電池セル１０の下端部が、１つの挿入孔３４１内に挿入されていてもよい。

【符号の説明】

【0056】

３ ：マニホールド本体
４ ：拡散部材
１０ ：燃料電池セル
２０ ：マニホールド
１００ ：燃料電池スタック

【要約】

【課題】各ガス流路に供給されるガスの流量の差を小さくすることのできるマニホールド、及び燃料電池スタックを提供する。
【解決手段】マニホールド２０は、燃料電池セル１０にガスを供給するように構成されている。このマニホールド２０は、マニホールド本体３と、一対の拡散部材４とを備える。マニホールド本体３は、内部空間を有する。各拡散部材４は、マニホールド本体３内において上方に延びている。また、各拡散部材４は、互いに間隔をあけて対向して配置されている。拡散部材４は、平面視が波状であって、マニホールド本体３内においてガス流路を画定する。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】