特開 2022-165828 燃料電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022165828

(43)【公開日】2022-11-01

(54)【発明の名称】燃料電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/2465 20160101AFI20221025BHJP

   H01M 8/0267 20160101ALI20221025BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20221025BHJP

【ＦＩ】

H01M8/2465

H01M8/0267

H01M8/10 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021071352

(22)【出願日】2021-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大平 紘敬

(72)【発明者】

【氏名】堀 良輔

(72)【発明者】

【氏名】新田 高弘

(72)【発明者】

【氏名】福田 健太郎

【テーマコード（参考）】

5H126

【Ｆターム（参考）】

5H126AA23

5H126BB06

5H126DD05

5H126EE05

5H126EE11

5H126EE22

5H126JJ00

(57)【要約】

【課題】発電性能を向上させる燃料電池を提供する。
【解決手段】燃料電池５は、負極であるアノードターミナル１５と、アノードセル３０と、積層方向Ｄｓにアノードターミナル１５と接続されているとともに、空気が流れるアノード冷却流路２４０を形成するアノード冷却流路形成部２００と、を備え、アノード冷却流路形成部２００は、アノードセル３０からアノード冷却流路形成部２００に伝導した熱を、アノード冷却流路２４０を流れる空気に放散することによってアノードセル３０を冷却する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層されている複数のセル（３０、４０、５０、６０、７０）と、
負極であるアノードターミナル（１５）と、
前記複数のセルの積層方向（Ｄｓ）に前記アノードターミナルと接続されているとともに、酸化剤ガスが流れる冷却流路（２４０）を形成する冷却部（２００）と、
を備え、
前記複数のセルは、前記積層方向に前記冷却部のうち前記アノードターミナルとは反対側と接続されているとともに燃料ガスが流れる燃料流路（３１４）を形成する燃料部（３１０）と、前記積層方向に前記燃料部と接続されているとともに前記燃料流路と連通するアノード側拡散層（３２）と、酸化剤ガスが流れる酸化剤流路（３５４）を形成する酸化剤部（３５０）と、前記積層方向に前記酸化剤部と接続されているとともに前記酸化剤流路と連通するカソード側拡散層（３４）と、前記アノード側拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側触媒層（３３４）、前記アノード側触媒層によって生成された陽イオンが透過する電解質膜（３３５）および電子と前記カソード側拡散層を流れた酸化剤ガスと前記電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側触媒層（３３６）を含む膜電極（３３０）と、を有するアノードセル（３０）を含み、
前記冷却部は、前記アノードセルから前記冷却部に伝導した熱を、前記冷却流路を流れる酸化剤ガスに放散することによって前記アノードセルを冷却する燃料電池。

【請求項2】

積層されている複数のセル（３０、４０、５０、６０、７０）と、
負極であるアノードターミナル（１５）と、
前記複数のセルの積層方向（Ｄｓ）に前記アノードターミナルと接続されているとともに、酸化剤ガスが流れる冷却流路（２４０）を形成する冷却部（２００）と、
を備え、
前記複数のセルは、前記積層方向に前記アノードターミナルのうち前記冷却部とは反対側と接続されているとともに燃料ガスが流れる燃料流路（３１４）を形成する燃料部（３１０）と、前記積層方向に前記燃料部と接続されているとともに前記燃料流路と連通するアノード側拡散層（３２）と、酸化剤ガスが流れる酸化剤流路（３５４）を形成する酸化剤部（３５０）と、前記積層方向に前記酸化剤部と接続されているとともに前記酸化剤流路と連通するカソード側拡散層（３４）と、前記アノード側拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側触媒層（３３４）、前記アノード側触媒層によって生成された陽イオンが透過する電解質膜（３３５）および電子と前記カソード側拡散層を流れた酸化剤ガスと前記電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側触媒層（３３６）を含む膜電極（３３０）と、を有するアノードセル（３０）を含み、
前記冷却部は、前記アノードセルから前記アノードターミナルを経由して前記冷却部に伝導した熱を、前記冷却流路を流れる酸化剤ガスに放散することによって前記アノードセルを冷却する燃料電池。

【請求項3】

前記冷却部と前記冷却流路を流れる酸化剤ガスとの熱伝達率は、前記酸化剤部と前記酸化剤流路を流れる酸化剤ガスとの熱伝達率よりも高くなっている請求項１または２に記載の燃料電池。

【請求項4】

前記冷却部の熱伝導率は、前記酸化剤部の熱伝導率よりも高くなっている請求項１ないし３のいずれか１に記載の燃料電池。

【請求項5】

前記冷却部は、前記酸化剤部と同じ形状になっている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料電池。

【請求項6】

前記積層方向に平行な断面において、前記冷却流路の断面積は、前記酸化剤流路の断面積よりも大きくなっている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料電池。

【請求項7】

前記積層方向に平行な断面において、前記冷却流路の断面積は、前記酸化剤流路の断面積よりも小さくなっている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料電池。

【請求項8】

積層されている複数のセル（３０、４０、５０、６０、７０）と、
正極であるカソードターミナル（８５）と、
を備え、
前記複数のセルは、燃料ガスが流れる燃料流路（７１４）を形成する燃料部（７１０）と、前記複数のセルの積層方向（Ｄｓ）に前記燃料部と接続されているとともに前記燃料流路と連通するアノード側拡散層（７２）と、前記積層方向に前記カソードターミナルと接続されているとともに酸化剤ガスが流れる酸化剤流路（７５４）を形成する酸化剤部（７５０）と、前記積層方向に前記酸化剤部のうち前記カソードターミナルとは反対側と接続されているとともに前記酸化剤流路と連通するカソード側拡散層（７４）と、前記アノード側拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側触媒層（７３４）、前記アノード側触媒層によって生成された陽イオンが透過する電解質膜（７３５）および電子と前記カソード側拡散層を流れた酸化剤ガスと前記電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側触媒層（７３６）を含む膜電極（７３０）と、を有するカソードセル（７０）を含み、
前記酸化剤部は、前記膜電極から前記酸化剤部に伝導した熱を、前記酸化剤流路を流れる酸化剤ガスに放散することによって前記カソードセルを冷却する燃料電池。

【請求項9】

積層されている複数のセル（３０、４０、５０、６０、７０）と、
負極であるアノードターミナル（１５）と、
正極であるカソードターミナル（８５）と、
酸化剤ガスが流れる冷却流路（９５４）を形成する冷却部（９５０）と、
前記複数のセルの積層方向（Ｄｓ）に前記冷却部と接続されているとともに、前記冷却部を支持する支持部（９４）と、
を備え、
前記複数のセルは、
前記積層方向において前記アノードターミナルおよび前記カソードターミナルの間であって前記アノードターミナル側に配置されているとともに、燃料ガスおよび酸化剤ガスの化学反応により電気エネルギを発生させる第１セル（３０、４０、５０、６０）と、
前記積層方向において前記アノードターミナルおよび前記カソードターミナルの間であって前記カソードターミナル側に配置されているとともに、燃料ガスおよび酸化剤ガスの化学反応により電気エネルギを発生させる第２セル（４０、５０、６０、７０）と、
を含み、
前記第１セルは、燃料ガスが流れる第１燃料流路（３１４、４１４、５１４、６１４）を形成する第１燃料部（３１０、４１０、５１０、６１０）と、前記積層方向（Ｄｓ）に前記第１燃料部と接続されているとともに前記第１燃料流路と連通するアノード側第１拡散層（３２、４２、５２、６２）と、酸化剤ガスが流れる第１酸化剤流路（３５４、４５４、５５４、６５４）を形成する第１酸化剤部（３５０、４５０、５５０、６５０）と、前記積層方向に前記第１酸化剤部と接続されているとともに前記第１酸化剤流路と連通するカソード側第１拡散層（３４、４４、５４、６４）と、前記アノード側第１拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側第１触媒層（３３４、４３４、５３４、６３４）、前記アノード側第１触媒層によって生成された陽イオンが透過する第１電解質膜（３３５、４３５、５３５、６３５）および電子と前記カソード側第１拡散層を流れた酸化剤ガスと前記第１電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側第１触媒層（３３６、４３６、５３６、６３６）を含む第１膜電極（３３０、４３０、５３０、６３０）と、を有し、
前記第２セルは、燃料ガスが流れる第２燃料流路（４１４、５１４、６１４、７１４）を形成する第２燃料部（４１０、５１０、６１０、７１０）と、前記積層方向（Ｄｓ）に前記第２燃料部と接続されているとともに前記第２燃料流路と連通するアノード側第２拡散層（４２、５２、６２、７２）と、酸化剤ガスが流れる第２酸化剤流路（４５４、５５４、６５４、７５４）を形成する第２酸化剤部（４５０、５５０、６５０、７５０）と、前記積層方向に前記第２酸化剤部と接続されているとともに前記第２酸化剤流路と連通するカソード側第２拡散層（４４、５４、６４、７４）と、前記アノード側第２拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側第２触媒層（４３４、５３４、６３４、７３４）、前記アノード側第２触媒層によって生成された陽イオンが透過する第２電解質膜（４３５、５３５、６３５、７３５）および電子と前記カソード側第２拡散層を流れた酸化剤ガスと前記第２電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側第２触媒層（４３６、５３６、６３６、７３６）を含む第２膜電極（４３０、５３０、６３０、７３０）と、を有し、
前記支持部は、前記積層方向に前記第１酸化剤部のうち前記カソード側第１拡散層とは反対側と接続されており、
前記冷却部は、前記積層方向に前記第２燃料部のうち前記アノード側第２拡散層とは反対側と接続されているとともに、前記第２セルから前記冷却部に伝導した熱を、前記冷却流路を流れる酸化剤ガスに放散することによって前記第２セルを冷却する燃料電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、燃料電池に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されるように、空気が通過する複数のチャネルを有する冷却プレートを備える燃料電池セルが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１７－５１０９５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明者等の検討によれば、特許文献１に記載された燃料電池セルが積層された場合、この燃料電池セルに備えられた冷却プレートが積層方向と直交する方向に延びていることから、積層方向の熱の移動は、生じにくい。このため、燃料電池セルを積層することにより燃料電池とするとき、この燃料電池内においてカソード側の燃料電池セルの温度が高くなることがある。また、燃料電池内においてアノード側の燃料電池セルの温度が高くなることがある。さらに、燃料電池内においてカソード側の燃料電池セルおよびアノード側の燃料電池セルの間に配置される燃料電池セルの温度が高くなることがある。したがって、燃料電池内におけるセルの発電性能が低下することから燃料電池の発電性能が低下することがある。

【0005】

本開示は、発電性能を向上させる燃料電池を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、積層されている複数のセル（３０、４０、５０、６０、７０）と、負極であるアノードターミナル（１５）と、複数のセルの積層方向（Ｄｓ）にアノードターミナルと接続されているとともに、酸化剤ガスが流れる冷却流路（２４０）を形成する冷却部（２００）と、を備え、複数のセルは、積層方向に冷却部のうちアノードターミナルとは反対側と接続されているとともに燃料ガスが流れる燃料流路（３１４）を形成する燃料部（３１０）と、積層方向に燃料部と接続されているとともに燃料流路と連通するアノード側拡散層（３２）と、酸化剤ガスが流れる酸化剤流路（３５４）を形成する酸化剤部（３５０）と、積層方向に酸化剤部と接続されているとともに酸化剤流路と連通するカソード側拡散層（３４）と、アノード側拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側触媒層（３３４）、アノード側触媒層によって生成された陽イオンが透過する電解質膜（３３５）および電子とカソード側拡散層を流れた酸化剤ガスと電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側触媒層（３３６）を含む膜電極（３３０）と、を有するアノードセル（３０）を含み、冷却部は、アノードセルから冷却部に伝導した熱を、冷却流路を流れる酸化剤ガスに放散することによってアノードセルを冷却する燃料電池である。

【0007】

これにより、アノードセルの温度上昇が抑制されることからアノードセルの発電性能が向上するため、燃料電池の発電性能が向上する。

【0008】

また、請求項２に記載の発明は、積層されている複数のセル（３０、４０、５０、６０、７０）と、負極であるアノードターミナル（１５）と、複数のセルの積層方向（Ｄｓ）にアノードターミナルと接続されているとともに、酸化剤ガスが流れる冷却流路（２４０）を形成する冷却部（２００）と、を備え、複数のセルは、積層方向にアノードターミナルのうち冷却部とは反対側と接続されているとともに燃料ガスが流れる燃料流路（３１４）を形成する燃料部（３１０）と、積層方向に燃料部と接続されているとともに燃料流路と連通するアノード側拡散層（３２）と、酸化剤ガスが流れる酸化剤流路（３５４）を形成する酸化剤部（３５０）と、積層方向に酸化剤部と接続されているとともに酸化剤流路と連通するカソード側拡散層（３４）と、アノード側拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側触媒層（３３４）、アノード側触媒層によって生成された陽イオンが透過する電解質膜（３３５）および電子とカソード側拡散層を流れた酸化剤ガスと電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側触媒層（３３６）を含む膜電極（３３０）と、を有するアノードセル（３０）を含み、冷却部は、アノードセルからアノードターミナルを経由して冷却部に伝導した熱を、冷却流路を流れる酸化剤ガスに放散することによってアノードセルを冷却する燃料電池である。

【0009】

これにより、アノードセルの温度上昇が抑制されることからアノードセルの発電性能が向上するため、燃料電池の発電性能が向上する。

【0010】

また、請求項８に記載の発明は、積層されている複数のセル（３０、４０、５０、６０、７０）と、正極であるカソードターミナル（８５）と、を備え、複数のセルは、燃料ガスが流れる燃料流路（７１４）を形成する燃料部（７１０）と、複数のセルの積層方向（Ｄｓ）に燃料部と接続されているとともに燃料流路と連通するアノード側拡散層（７２）と、積層方向にカソードターミナルと接続されているとともに酸化剤ガスが流れる酸化剤流路（７５４）を形成する酸化剤部（７５０）と、積層方向に酸化剤部のうちカソードターミナルとは反対側と接続されているとともに酸化剤流路と連通するカソード側拡散層（７４）と、アノード側拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側触媒層（７３４）、アノード側触媒層によって生成された陽イオンが透過する電解質膜（７３５）および電子とカソード側拡散層を流れた酸化剤ガスと電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側触媒層（７３６）を含む膜電極（７３０）と、を有するカソードセル（７０）を含み、酸化剤部は、膜電極から酸化剤部に伝導した熱を、酸化剤流路を流れる酸化剤ガスに放散することによってカソードセルを冷却する燃料電池である。

【0011】

これにより、カソードセルの温度上昇が抑制されることからカソードセルの発電性能が向上するため、燃料電池の発電性能が向上する。

【0012】

また、請求項９に記載の発明は、積層されている複数のセル（３０、４０、５０、６０、７０）と、負極であるアノードターミナル（１５）と、正極であるカソードターミナル（８５）と、酸化剤ガスが流れる冷却流路（９５４）を形成する冷却部（９５０）と、複数のセルの積層方向（Ｄｓ）に冷却部と接続されているとともに、冷却部を支持する支持部（９４）と、を備え、複数のセルは、積層方向においてアノードターミナルおよびカソードターミナルの間であってアノードターミナル側に配置されているとともに、燃料ガスおよび酸化剤ガスの化学反応により電気エネルギを発生させる第１セル（３０、４０、５０、６０）と、積層方向においてアノードターミナルおよびカソードターミナルの間であってカソードターミナル側に配置されているとともに、燃料ガスおよび酸化剤ガスの化学反応により電気エネルギを発生させる第２セル（４０、５０、６０、７０）と、を含み、第１セルは、燃料ガスが流れる第１燃料流路（３１４、４１４、５１４、６１４）を形成する第１燃料部（３１０、４１０、５１０、６１０）と、積層方向（Ｄｓ）に第１燃料部と接続されているとともに第１燃料流路と連通するアノード側第１拡散層（３２、４２、５２、６２）と、酸化剤ガスが流れる第１酸化剤流路（３５４、４５４、５５４、６５４）を形成する第１酸化剤部（３５０、４５０、５５０、６５０）と、積層方向に第１酸化剤部と接続されているとともに第１酸化剤流路と連通するカソード側第１拡散層（３４、４４、５４、６４）と、アノード側第１拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側第１触媒層（３３４、４３４、５３４、６３４）、アノード側第１触媒層によって生成された陽イオンが透過する第１電解質膜（３３５、４３５、５３５、６３５）および電子とカソード側第１拡散層を流れた酸化剤ガスと第１電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側第１触媒層（３３６、４３６、５３６、６３６）を含む第１膜電極（３３０、４３０、５３０、６３０）と、を有し、第２セルは、燃料ガスが流れる第２燃料流路（４１４、５１４、６１４、７１４）を形成する第２燃料部（４１０、５１０、６１０、７１０）と、積層方向（Ｄｓ）に第２燃料部と接続されているとともに第２燃料流路と連通するアノード側第２拡散層（４２、５２、６２、７２）と、酸化剤ガスが流れる第２酸化剤流路（４５４、５５４、６５４、７５４）を形成する第２酸化剤部（４５０、５５０、６５０、７５０）と、積層方向に第２酸化剤部と接続されているとともに第２酸化剤流路と連通するカソード側第２拡散層（４４、５４、６４、７４）と、アノード側第２拡散層を流れた燃料ガスを分解するアノード側第２触媒層（４３４、５３４、６３４、７３４）、アノード側第２触媒層によって生成された陽イオンが透過する第２電解質膜（４３５、５３５、６３５、７３５）および電子とカソード側第２拡散層を流れた酸化剤ガスと第２電解質膜を透過した陽イオンとを結合させるカソード側第２触媒層（４３６、５３６、６３６、７３６）を含む第２膜電極（４３０、５３０、６３０、７３０）と、を有し、支持部は、積層方向に第１酸化剤部のうちカソード側第１拡散層とは反対側と接続されており、冷却部は、積層方向に第２燃料部のうちアノード側第２拡散層とは反対側と接続されているとともに、第２セルから冷却部に伝導した熱を、冷却流路を流れる酸化剤ガスに放散することによって第２セルを冷却する燃料電池である。

【0013】

これにより、第２セルの温度上昇が抑制されることから第２セルの発電性能が向上するため、燃料電池の発電性能が向上する。

【0014】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態の燃料電池が用いられる燃料電池システムの構成図。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線拡大断面図。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。

【図4】燃料電池のアノードセルの分解斜視図。

【図5】燃料電池のアノードセルの断面図。

【図6】燃料電池の第１中間セルの断面図。

【図7】燃料電池の第２中間セルの断面図。

【図8】燃料電池の第３中間セルの断面図。

【図9】燃料電池のカソードセルの断面図。

【図10】アノードセルによる化学反応を示す模式図。

【図11】出口温度を説明するための図。

【図12】アノードセルの電流密度、出口温度および電圧の関係を示す図。

【図13】第２実施形態の燃料電池の断面図。

【図14】第３実施形態の燃料電池の断面図。

【図15】第４実施形態の燃料電池の断面図。

【図16】第５実施形態の燃料電池の断面図。

【図17】第６実施形態の燃料電池の断面図。

【図18】第７実施形態の燃料電池の断面図。

【図19】第８実施形態の燃料電池の断面図。

【図20】第９実施形態の燃料電池の断面図。

【図21】他の実施形態の燃料電池の断面図。

【図22】他の実施形態の燃料電池の断面図。

【図23】他の実施形態の燃料電池の断面図。

【図24】他の実施形態の燃料電池の断面図。

【図25】他の実施形態の燃料電池の断面図。

【図26】他の実施形態の燃料電池の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

【0017】

本実施形態の燃料電池５は、燃料電池システム１に用いられる。まず、この燃料電池システム１について説明する。

【0018】

燃料電池システム１は、図１に示すように、水素入口管２、水素出口管３、ファン４および燃料電池５を備える。

【0019】

水素入口管２は、筒状に形成されている。また、水素入口管２は、図示しない水素タンクおよび後述の燃料電池５に接続されている。

【0020】

水素出口管３は、筒状に形成されている。また、水素出口管３は、後述の燃料電池５に接続されている。

【0021】

ファン４は、後述の燃料電池５に取り付けられている。また、ファン４は、燃料電池５側の空気を吸い込むことによって、燃料電池５に空気を供給する。なお、以下では、ファン４が吸い込む方向を単に吸込方向Ｄｖと記載する。

【0022】

燃料電池５は、ＰＥＦＣであって、水素と空気中の酸素との電気化学反応により発電する。また、燃料電池５は、複数のセルが積層されることによって形成されている。具体的には、燃料電池５は、図２～図９に示すように、アノード拘束プレート１０、アノードターミナル１５、アノード冷却プレート２０およびアノードセル３０を備える。また、燃料電池５は、第１中間セル４０、第２中間セル５０、第３中間セル６０、カソードセル７０、カソードターミナル８５およびカソード拘束プレート９０を備える。なお、ＰＥＦＣは、Polymer Electrolyte Fuel Cellの略である。また、水素は、燃料ガスに対応する。さらに、空気は、酸化剤ガスに対応する。また、以下では、燃料電池５のセルが積層されている方向を単に積層方向Ｄｓと記載する。

【0023】

アノード拘束プレート１０は、アノード拘束部に対応しており、電気絶縁性を有する樹脂等で板状に形成されている。また、アノード拘束プレート１０は、図２に示すように、水素用アノード拘束入口穴１０１および水素用アノード拘束出口穴１０２を有する。

【0024】

水素用アノード拘束入口穴１０１は、水素入口管２の内部と連通している。

【0025】

水素用アノード拘束出口穴１０２は、水素出口管３の内部と連通している。

【0026】

アノードターミナル１５は、燃料電池５の負極である。また、アノードターミナル１５は、金属等で板状に形成されている。さらに、アノードターミナル１５は、積層方向Ｄｓに、アノード拘束プレート１０と接続されている。また、積層方向Ｄｓと直交する方向において、アノードターミナル１５の長さは、アノード拘束プレート１０の長さよりも小さい。このため、アノード拘束プレート１０は、アノードターミナル１５から積層方向Ｄｓと直交する方向に突き出ている。さらに、アノードターミナル１５は、水素用アノードターミナル入口穴１５１および水素用アノードターミナル出口穴１５２を有する。

【0027】

水素用アノードターミナル入口穴１５１は、水素用アノード拘束入口穴１０１と連通している。

【0028】

水素用アノードターミナル出口穴１５２は、水素用アノード拘束出口穴１０２と連通している。

【0029】

アノード冷却プレート２０は、後述のアノードセル３０を冷却する。具体的には、アノード冷却プレート２０は、アノード冷却用流路形成部２００、アノード冷却用シール部２２１およびアノード冷却流路２４０を有する。

【0030】

アノード冷却用流路形成部２００は、冷却部に対応している。また、アノード冷却用流路形成部２００は、チタン、銅等の金属で形成されている。このため、アノード冷却用流路形成部２００の熱伝導性は、高くなっている。さらに、アノード冷却用流路形成部２００は、アノード冷却用第１底部２０１、アノード冷却用第１側部２１１、アノード冷却用第２底部２０２およびアノード冷却用第２側部２１２を複数含む。

【0031】

アノード冷却用第１底部２０１、アノード冷却用第１側部２１１、アノード冷却用第２底部２０２およびアノード冷却用第２側部２１２は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。また、アノード冷却用第１底部２０１、アノード冷却用第１側部２１１、アノード冷却用第２底部２０２およびアノード冷却用第２側部２１２は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。

【0032】

さらに、アノード冷却用第１底部２０１は、積層方向Ｄｓにアノードターミナル１５と接続されている。

【0033】

アノード冷却用第１側部２１１は、アノード冷却用第１底部２０１に接続されている。また、アノード冷却用第１側部２１１は、積層方向Ｄｓに対して傾斜している。

【0034】

アノード冷却用第２底部２０２は、アノード冷却用第１側部２１１のうちアノード冷却用第１底部２０１とは反対側に接続されている。

【0035】

アノード冷却用第２側部２１２は、アノード冷却用第２底部２０２のうちアノード冷却用第１側部２１１とは反対側およびアノード冷却用第１底部２０１のうちアノード冷却用第１側部２１１とは反対側に接続されている。さらに、アノード冷却用第２側部２１２は、アノード冷却用第２底部２０２の中心を通るとともに積層方向Ｄｓに延びる直線を中心としてアノード冷却用第１側部２１１と対称となるように、傾斜している。

【0036】

アノード冷却用シール部２２１は、ゴム等で形成されている。また、アノード冷却用シール部２２１は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、アノード冷却用第１底部２０１と接続されている。さらに、アノード冷却用シール部２２１は、積層方向Ｄｓに、アノードターミナル１５のうちアノード拘束プレート１０とは反対側と接続されている。また、アノード冷却用シール部２２１は、水素用アノード冷却プレート入口穴２２２および水素用アノード冷却プレート出口穴２２３を有する。

【0037】

水素用アノード冷却プレート入口穴２２２は、水素用アノードターミナル入口穴１５１と連通している。

【0038】

水素用アノード冷却プレート出口穴２２３は、水素用アノードターミナル出口穴１５２と連通している。

【0039】

アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第１底部２０１、アノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用第２側部２１２によって区画される空間である。また、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第２底部２０２、アノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用第２側部２１２によって区画される空間である。さらに、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第１底部２０１、アノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用シール部２２１によって区画される空間である。また、アノード冷却流路２４０は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0040】

アノードセル３０は、図２～図５に示すように、アノードセル用水素プレート３１、アノードセル用アノード側拡散層３２、アノードセル用膜電極接合体３３、アノードセル用カソード側拡散層３４およびアノードセル用セパレータ３５を備える。

【0041】

アノードセル用水素プレート３１は、ステンレス鋼等で形成されている。また、アノードセル用水素プレート３１は、アノードセル用水素流路形成部３１０、アノードセル用水素流路３１４、アノードセル用水素プレートシール部３１１、水素用第１アノードセル入口穴３１２および水素用第１アノードセル出口穴３１３を有する。

【0042】

アノードセル用水素流路形成部３１０は、燃料部に対応しており、板状に形成されている。また、アノードセル用水素流路形成部３１０には、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に延びる複数の凹部が形成されている。これらの凹部は、図３に示すように、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0043】

アノードセル用水素流路３１４は、燃料流路に対応しており、アノードセル用水素流路形成部３１０の凹部によって形成される空間である。また、これらの凹部が吸込方向Ｄｖに並列しているため、アノードセル用水素流路３１４は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0044】

アノードセル用水素プレートシール部３１１は、図４および図５に示すように、積層方向Ｄｓと直交する方向にアノードセル用水素流路形成部３１０と接続されていることにより、アノードセル用水素流路形成部３１０を囲っている。また、アノードセル用水素プレートシール部３１１は、積層方向Ｄｓに、アノード冷却用シール部２２１のうちアノードターミナル１５とは反対側と接続されている。

【0045】

水素用第１アノードセル入口穴３１２は、アノードセル用水素プレートシール部３１１およびアノードセル用水素流路形成部３１０の間に形成される空間である。また、水素用第１アノードセル入口穴３１２は、水素用アノード冷却プレート入口穴２２２およびアノードセル用水素流路３１４と連通している。

【0046】

水素用第１アノードセル出口穴３１３は、アノードセル用水素プレートシール部３１１およびアノードセル用水素流路形成部３１０の間に形成される空間である。また、水素用第１アノードセル出口穴３１３は、水素用アノード冷却プレート出口穴２２３およびアノードセル用水素流路３１４と連通している。

【0047】

アノードセル用アノード側拡散層３２は、アノードセル用アノード側多孔体３２０およびアノードセル用アノード側シール部３２１を有する。

【0048】

アノードセル用アノード側多孔体３２０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、アノードセル用アノード側多孔体３２０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、アノードセル用アノード側多孔体３２０の開孔は、アノードセル用水素流路３１４と連通している。

【0049】

アノードセル用アノード側シール部３２１は、ゴム等で形成されている。また、アノードセル用アノード側シール部３２１は、積層方向Ｄｓと直交する方向にアノードセル用アノード側多孔体３２０と接続されていることにより、アノードセル用アノード側多孔体３２０を囲っている。さらに、アノードセル用アノード側シール部３２１は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用水素プレートシール部３１１と接続されている。また、アノードセル用アノード側シール部３２１は、水素用第２アノードセル入口穴３２２および水素用第２アノードセル出口穴３２３を含む。

【0050】

水素用第２アノードセル入口穴３２２は、水素用第１アノードセル入口穴３１２と連通している。

【0051】

水素用第２アノードセル出口穴３２３は、水素用第１アノードセル出口穴３１３と連通している。

【0052】

アノードセル用膜電極接合体３３は、アノードセル用膜電極３３０およびアノードセル用膜電極シール部３３１を有する。

【0053】

アノードセル用膜電極３３０は、アノードセル用アノード側触媒層３３４、アノードセル用電解質膜３３５およびアノードセル用カソード側触媒層３３６を含む。

【0054】

アノードセル用アノード側触媒層３３４は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。また、アノードセル用アノード側触媒層３３４は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用アノード側多孔体３２０と対向している。

【0055】

アノードセル用カソード側触媒層３３６は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。

【0056】

アノードセル用電解質膜３３５は、陽イオン交換膜であって、含水性を有する炭化フッ素系、炭化水素系等の高分子材料で形成されている。また、アノードセル用電解質膜３３５は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用アノード側触媒層３３４およびアノードセル用カソード側触媒層３３６にて挟まれている。

【0057】

アノードセル用膜電極シール部３３１は、ゴム等で形成されている。また、アノードセル用膜電極シール部３３１は、積層方向Ｄｓと直交する方向にアノードセル用膜電極３３０と接続されていることにより、アノードセル用膜電極３３０を囲っている。さらに、アノードセル用膜電極シール部３３１は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用アノード側シール部３２１のうちアノードセル用水素プレートシール部３１１とは反対側と接続されている。また、アノードセル用膜電極シール部３３１は、水素用第３アノードセル入口穴３３２および水素用第３アノードセル出口穴３３３を含む。

【0058】

水素用第３アノードセル入口穴３３２は、水素用第２アノードセル入口穴３２２と連通している。

【0059】

水素用第３アノードセル出口穴３３３は、水素用第２アノードセル出口穴３２３と連通している。

【0060】

アノードセル用カソード側拡散層３４は、アノードセル用カソード側多孔体３４０およびアノードセル用カソード側シール部３４１を有する。

【0061】

アノードセル用カソード側多孔体３４０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、アノードセル用カソード側多孔体３４０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、アノードセル用カソード側多孔体３４０は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用カソード側触媒層３３６と対向している。

【0062】

アノードセル用カソード側シール部３４１は、ゴム等で形成されている。また、アノードセル用カソード側シール部３４１は、積層方向Ｄｓと直交する方向にアノードセル用カソード側多孔体３４０と接続されていることにより、アノードセル用カソード側多孔体３４０を囲っている。さらに、アノードセル用カソード側シール部３４１は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用膜電極シール部３３１のうちアノードセル用アノード側シール部３２１とは反対側と接続されている。また、アノードセル用カソード側シール部３４１は、水素用第４アノードセル入口穴３４２および水素用第４アノードセル出口穴３４３を含む。

【0063】

水素用第４アノードセル入口穴３４２は、水素用第３アノードセル入口穴３３２と連通している。

【0064】

水素用第４アノードセル出口穴３４３は、水素用第３アノードセル出口穴３３３と連通している。

【0065】

アノードセル用セパレータ３５は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０、アノードセル用セパレータシール部３５１およびアノードセル用酸化剤流路３５４を有する。

【0066】

アノードセル用酸化剤流路形成部３５０は、酸化剤部に対応している。また、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０は、ステンレス鋼等の金属で形成されている。このため、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０の熱伝導率は、アノード冷却用流路形成部２００の熱伝導率よりも小さくなっている。さらに、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０は、アノード冷却用流路形成部２００と同じ形状に形成されている。このため、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０は、アノードセル用第１底部３６１、アノードセル用第１側部３７１、アノードセル用第２底部３６２およびアノードセル用第２側部３７２を複数含む。

【0067】

アノードセル用第１底部３６１、アノードセル用第１側部３７１、アノードセル用第２底部３６２およびアノードセル用第２側部３７２は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。また、アノードセル用第１底部３６１、アノードセル用第１側部３７１、アノードセル用第２底部３６２およびアノードセル用第２側部３７２は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。

【0068】

さらに、アノードセル用第１底部３６１は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用カソード側多孔体３４０と接続されている。

【0069】

アノードセル用第１側部３７１は、アノードセル用第１底部３６１に接続されている。また、アノードセル用第１側部３７１は、積層方向Ｄｓに対して傾斜している。

【0070】

アノードセル用第２底部３６２は、アノードセル用第１側部３７１のうちアノードセル用第１底部３６１とは反対側に接続されている。

【0071】

アノードセル用第２側部３７２は、アノードセル用第２底部３６２のうちアノードセル用第１側部３７１とは反対側およびアノードセル用第１底部３６１のうちアノードセル用第１側部３７１とは反対側に接続されている。また、アノードセル用第２側部３７２は、アノードセル用第２底部３６２の中心を通るとともに積層方向Ｄｓに延びる直線を中心としてアノードセル用第１側部３７１と対称となるように、傾斜している。

【0072】

アノードセル用セパレータシール部３５１は、ゴム等で形成されている。また、アノードセル用セパレータシール部３５１は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、アノードセル用第１底部３６１と接続されている。さらに、アノードセル用セパレータシール部３５１は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用カソード側シール部３４１のうちアノードセル用膜電極シール部３３１とは反対側と接続されている。また、アノードセル用セパレータシール部３５１は、水素用第５アノードセル入口穴３５２および水素用第５アノードセル出口穴３５３を有する。

【0073】

水素用第５アノードセル入口穴３５２は、水素用第４アノードセル入口穴３４２と連通している。

【0074】

水素用第５アノードセル出口穴３５３は、水素用第４アノードセル出口穴３４３と連通している。

【0075】

アノードセル用酸化剤流路３５４は、アノードセル用第１底部３６１、アノードセル用第１側部３７１およびアノードセル用第２側部３７２によって区画される空間である。また、アノードセル用酸化剤流路３５４は、アノードセル用第２底部３６２、アノードセル用第１側部３７１およびアノードセル用第２側部３７２によって区画される空間である。さらに、アノードセル用酸化剤流路３５４は、アノードセル用第１底部３６１、アノードセル用第１側部３７１およびアノードセル用セパレータシール部３５１によって区画される空間である。また、アノードセル用酸化剤流路３５４は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0076】

さらに、アノードセル用酸化剤流路３５４を流れる空気とアノードセル用酸化剤流路形成部３５０との熱伝達率は、アノード冷却流路２４０を流れる空気とアノード冷却用流路形成部２００との熱伝達率よりも低くなっている。

【0077】

第１中間セル４０は、アノードセル３０の上に積層されている。また、第１中間セル４０は、アノードセル３０と同様に、形成されている。具体的には、第１中間セル４０は、図２、図３および図６に示すように、第１中間セル用水素プレート４１および第１中間セル用アノード側拡散層４２を備える。また、第１中間セル４０は、第１中間セル用膜電極接合体４３、第１中間セル用カソード側拡散層４４および第１中間セル用セパレータ４５を備える。

【0078】

第１中間セル用水素プレート４１は、第１中間セル用水素流路形成部４１０、第１中間セル用水素流路４１４、第１中間セル用水素プレートシール部４１１、水素用第１入口穴４１２および水素用第１出口穴４１３を有する。

【0079】

第１中間セル用水素流路形成部４１０は、ステンレス鋼等で板状に形成されている。また、第１中間セル用水素流路形成部４１０には、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に延びる複数の凹部が形成されている。これらの凹部は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0080】

第１中間セル用水素流路４１４は、第１中間セル用水素流路形成部４１０の凹部によって形成される空間である。また、これらの凹部が吸込方向Ｄｖに並列しているため、第１中間セル用水素流路４１４は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0081】

第１中間セル用水素プレートシール部４１１は、ゴム等で形成されている。また、第１中間セル用水素プレートシール部４１１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第１中間セル用水素流路形成部４１０と接続されていることにより、第１中間セル用水素流路形成部４１０を囲っている。

【0082】

水素用第１入口穴４１２は、第１中間セル用水素プレートシール部４１１および第１中間セル用水素流路形成部４１０の間に形成される空間である。また、水素用第１入口穴４１２は、水素用第５アノードセル入口穴３５２および第１中間セル用水素流路４１４と連通している。

【0083】

水素用第１出口穴４１３は、第１中間セル用水素プレートシール部４１１および第１中間セル用水素流路形成部４１０の間に形成される空間である。また、水素用第１出口穴４１３は、水素用第５アノードセル出口穴３５３および第１中間セル用水素流路４１４と連通している。

【0084】

第１中間セル用アノード側拡散層４２は、第１中間セル用アノード側多孔体４２０および第１中間セル用アノード側シール部４２１を有する。

【0085】

第１中間セル用アノード側多孔体４２０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、第１中間セル用アノード側多孔体４２０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、第１中間セル用アノード側多孔体４２０の開孔は、第１中間セル用水素流路４１４と連通している。

【0086】

第１中間セル用アノード側シール部４２１は、ゴム等で形成されている。また、第１中間セル用アノード側シール部４２１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第１中間セル用アノード側多孔体４２０と接続されていることにより、第１中間セル用アノード側多孔体４２０を囲っている。さらに、第１中間セル用アノード側シール部４２１は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用水素プレートシール部４１１と接続されている。また、第１中間セル用アノード側シール部４２１は、水素用第２入口穴４２２および水素用第２出口穴４２３を含む。

【0087】

水素用第２入口穴４２２は、水素用第１入口穴４１２と連通している。

【0088】

水素用第２出口穴４２３は、水素用第１出口穴４１３と連通している。

【0089】

第１中間セル用膜電極接合体４３は、第１中間セル用膜電極４３０および第１中間セル用膜電極シール部４３１を有する。

【0090】

第１中間セル用膜電極４３０は、第１中間セル用アノード側触媒層４３４、第１中間セル用電解質膜４３５および第１中間セル用カソード側触媒層４３６を含む。

【0091】

第１中間セル用アノード側触媒層４３４は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。また、第１中間セル用アノード側触媒層４３４は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用アノード側多孔体４２０と対向している。

【0092】

第１中間セル用カソード側触媒層４３６は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。

【0093】

第１中間セル用電解質膜４３５は、陽イオン交換膜であって、含水性を有する炭化フッ素系、炭化水素系等の高分子材料で形成されている。また、第１中間セル用電解質膜４３５は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用アノード側触媒層４３４および第１中間セル用カソード側触媒層４３６にて挟まれている。

【0094】

第１中間セル用膜電極シール部４３１は、ゴム等で形成されている。また、第１中間セル用膜電極シール部４３１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第１中間セル用膜電極４３０と接続されていることにより、第１中間セル用膜電極４３０を囲っている。さらに、第１中間セル用膜電極シール部４３１は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用アノード側シール部４２１のうち第１中間セル用水素プレートシール部４１１とは反対側と接続されている。また、第１中間セル用膜電極シール部４３１は、水素用第３入口穴４３２および水素用第３出口穴４３３を含む。

【0095】

水素用第３入口穴４３２は、水素用第２入口穴４２２と連通している。

【0096】

水素用第３出口穴４３３は、水素用第２出口穴４２３と連通している。

【0097】

第１中間セル用カソード側拡散層４４は、第１中間セル用カソード側多孔体４４０および第１中間セル用カソード側シール部４４１を有する。

【0098】

第１中間セル用カソード側多孔体４４０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、第１中間セル用カソード側多孔体４４０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、第１中間セル用カソード側多孔体４４０は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用カソード側触媒層４３６と対向している。

【0099】

第１中間セル用カソード側シール部４４１は、ゴム等で形成されている。また、第１中間セル用カソード側シール部４４１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第１中間セル用カソード側多孔体４４０と接続されていることにより、第１中間セル用カソード側多孔体４４０を囲っている。さらに、第１中間セル用カソード側シール部４４１は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用膜電極シール部４３１のうち第１中間セル用アノード側シール部４２１とは反対側と接続されている。また、第１中間セル用カソード側シール部４４１は、水素用第４入口穴４４２および水素用第４出口穴４４３を含む。

【0100】

水素用第４入口穴４４２は、水素用第３入口穴４３２と連通している。

【0101】

水素用第４出口穴４４３は、水素用第３出口穴４３３と連通している。

【0102】

第１中間セル用セパレータ４５は、第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０、第１中間セル用セパレータシール部４５１および第１中間セル用酸化剤流路４５４を有する。

【0103】

第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０は、ステンレス鋼等の金属で形成されている。このため、第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０の熱伝導率は、アノード冷却用流路形成部２００の熱伝導率よりも小さくなっている。また、第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０は、アノード冷却用流路形成部２００と同じ形状に形成されている。このため、第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０は、第１中間セル用第１底部４６１、第１中間セル用第１側部４７１、第１中間セル用第２底部４６２および第１中間セル用第２側部４７２を複数含む。

【0104】

第１中間セル用第１底部４６１、第１中間セル用第１側部４７１、第１中間セル用第２底部４６２および第１中間セル用第２側部４７２は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。また、第１中間セル用第１底部４６１、第１中間セル用第１側部４７１、第１中間セル用第２底部４６２および第１中間セル用第２側部４７２は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。

【0105】

さらに、第１中間セル用第１底部４６１は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用カソード側多孔体４４０と接続されている。

【0106】

第１中間セル用第１側部４７１は、第１中間セル用第１底部４６１に接続されている。また、第１中間セル用第１側部４７１は、積層方向Ｄｓに対して傾斜している。

【0107】

第１中間セル用第２底部４６２は、第１中間セル用第１側部４７１のうち第１中間セル用第１底部４６１とは反対側に接続されている。

【0108】

第１中間セル用第２側部４７２は、第１中間セル用第２底部４６２のうち第１中間セル用第１側部４７１とは反対側および第１中間セル用第１底部４６１のうち第１中間セル用第１側部４７１とは反対側に接続されている。さらに、第１中間セル用第２側部４７２は、第１中間セル用第２底部４６２の中心を通るとともに積層方向Ｄｓに延びる直線を中心として第１中間セル用第１側部４７１と対称となるように、傾斜している。

【0109】

第１中間セル用セパレータシール部４５１は、ゴム等で形成されている。また、第１中間セル用セパレータシール部４５１は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、第１中間セル用第１底部４６１と接続されている。さらに、第１中間セル用セパレータシール部４５１は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用カソード側シール部４４１のうち第１中間セル用膜電極シール部４３１とは反対側と接続されている。また、第１中間セル用セパレータシール部４５１は、水素用第５入口穴４５２および水素用第５出口穴４５３を有する。

【0110】

水素用第５入口穴４５２は、水素用第４入口穴４４２と連通している。

【0111】

水素用第５出口穴４５３は、水素用第４出口穴４４３と連通している。

【0112】

第１中間セル用酸化剤流路４５４は、第１中間セル用第１底部４６１、第１中間セル用第１側部４７１および第１中間セル用第２側部４７２によって区画される空間である。また、第１中間セル用酸化剤流路４５４は、第１中間セル用第２底部４６２、第１中間セル用第１側部４７１および第１中間セル用第２側部４７２によって区画される空間である。さらに、第１中間セル用酸化剤流路４５４は、第１中間セル用第１底部４６１、第１中間セル用第１側部４７１および第１中間セル用セパレータシール部４５１によって区画される空間である。また、第１中間セル用酸化剤流路４５４は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0113】

さらに、第１中間セル用酸化剤流路４５４を流れる空気と第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０との熱伝達率は、アノード冷却流路２４０を流れる空気とアノード冷却用流路形成部２００との熱伝達率よりも低くなっている。

【0114】

第２中間セル５０は、第１中間セル４０の上に積層されている。また、第２中間セル５０は、アノードセル３０と同様に、形成されている。具体的には、第２中間セル５０は、図２、図３および図７に示すように、第２中間セル用水素プレート５１および第２中間セル用アノード側拡散層５２を備える。また、第２中間セル５０は、第２中間セル用膜電極接合体５３、第２中間セル用カソード側拡散層５４および第２中間セル用セパレータ５５を備える。

【0115】

第２中間セル用水素プレート５１は、第２中間セル用水素流路形成部５１０、第２中間セル用水素流路５１４、第２中間セル用水素プレートシール部５１１、水素用第６入口穴５１２および水素用第６出口穴５１３を有する。

【0116】

第２中間セル用水素流路形成部５１０は、ステンレス鋼等で板状に形成されている。また、第２中間セル用水素流路形成部５１０には、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に延びる複数の凹部が形成されている。これらの凹部は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0117】

第２中間セル用水素流路５１４は、第２中間セル用水素流路形成部５１０の凹部によって形成される空間である。また、これらの凹部が吸込方向Ｄｖに並列しているため、複数の第２中間セル用水素流路５１４は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0118】

第２中間セル用水素プレートシール部５１１は、ゴム等で形成されている。また、第２中間セル用水素プレートシール部５１１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第２中間セル用水素流路形成部５１０と接続されていることにより、第２中間セル用水素流路形成部５１０を囲っている。

【0119】

水素用第６入口穴５１２は、第２中間セル用水素プレートシール部５１１および第２中間セル用水素流路形成部５１０の間に形成される空間である。また、水素用第６入口穴５１２は、水素用第５入口穴４５２および第２中間セル用水素流路５１４と連通している。

【0120】

水素用第６出口穴５１３は、第２中間セル用水素プレートシール部５１１および第２中間セル用水素流路形成部５１０の間に形成される空間である。また、水素用第６出口穴５１３は、水素用第５出口穴４５３および第２中間セル用水素流路５１４と連通している。

【0121】

第２中間セル用アノード側拡散層５２は、第２中間セル用アノード側多孔体５２０および第２中間セル用アノード側シール部５２１を有する。

【0122】

第２中間セル用アノード側多孔体５２０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、第２中間セル用アノード側多孔体５２０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、第２中間セル用アノード側多孔体５２０の開孔は、第２中間セル用水素流路５１４と連通している。

【0123】

第２中間セル用アノード側シール部５２１は、ゴム等で形成されている。また、第２中間セル用アノード側シール部５２１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第２中間セル用アノード側多孔体５２０と接続されていることにより、第２中間セル用アノード側多孔体５２０を囲っている。さらに、第２中間セル用アノード側シール部５２１は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用水素プレートシール部５１１と接続されている。また、第２中間セル用アノード側シール部５２１は、水素用第７入口穴５２２および水素用第７出口穴５２３を含む。

【0124】

水素用第７入口穴５２２は、水素用第６入口穴５１２と連通している。

【0125】

水素用第７出口穴５２３は、水素用第６出口穴５１３と連通している。

【0126】

第２中間セル用膜電極接合体５３は、第２中間セル用膜電極５３０および第２中間セル用膜電極シール部５３１を有する。

【0127】

第２中間セル用膜電極５３０は、第２中間セル用アノード側触媒層５３４、第２中間セル用電解質膜５３５および第２中間セル用カソード側触媒層５３６を含む。

【0128】

第２中間セル用アノード側触媒層５３４は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。また、第２中間セル用アノード側触媒層５３４は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用アノード側多孔体５２０と対向している。

【0129】

第２中間セル用カソード側触媒層５３６は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。

【0130】

第２中間セル用電解質膜５３５は、陽イオン交換膜であって、含水性を有する炭化フッ素系、炭化水素系等の高分子材料で形成されている。また、第２中間セル用電解質膜５３５は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用アノード側触媒層５３４および第２中間セル用カソード側触媒層５３６にて挟まれている。

【0131】

第２中間セル用膜電極シール部５３１は、ゴム等で形成されている。また、第２中間セル用膜電極シール部５３１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第２中間セル用膜電極５３０と接続されていることにより、第２中間セル用膜電極５３０を囲っている。さらに、第２中間セル用膜電極シール部５３１は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用アノード側シール部５２１のうち第２中間セル用水素プレートシール部５１１とは反対側と接続されている。また、第２中間セル用膜電極シール部５３１は、水素用第８入口穴５３２および水素用第８出口穴５３３を含む。

【0132】

水素用第８入口穴５３２は、水素用第７入口穴５２２と連通している。

【0133】

水素用第８出口穴５３３は、水素用第７出口穴５２３と連通している。

【0134】

第２中間セル用カソード側拡散層５４は、第２中間セル用カソード側多孔体５４０および第２中間セル用カソード側シール部５４１を有する。

【0135】

第２中間セル用カソード側多孔体５４０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、第２中間セル用カソード側多孔体５４０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、第２中間セル用カソード側多孔体５４０は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用カソード側触媒層５３６と対向している。

【0136】

第２中間セル用カソード側シール部５４１は、ゴム等で形成されている。また、第２中間セル用カソード側シール部５４１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第２中間セル用カソード側多孔体５４０と接続されていることにより、第２中間セル用カソード側多孔体５４０を囲っている。さらに、第２中間セル用カソード側シール部５４１は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用膜電極シール部５３１のうち第２中間セル用アノード側シール部５２１とは反対側と接続されている。また、第２中間セル用カソード側シール部５４１は、水素用第９入口穴５４２および水素用第９出口穴５４３を含む。

【0137】

水素用第９入口穴５４２は、水素用第８入口穴５３２と連通している。

【0138】

水素用第９出口穴５４３は、水素用第８出口穴５３３と連通している。

【0139】

第２中間セル用セパレータ５５は、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０、第２中間セル用セパレータシール部５５１および第２中間セル用酸化剤流路５５４を有する。

【0140】

第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０は、ステンレス鋼等の金属で形成されている。このため、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０の熱伝導率は、アノード冷却用流路形成部２００の熱伝導率よりも小さくなっている。また、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０は、アノード冷却用流路形成部２００と同じ形状に形成されている。このため、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０は、第２中間セル用第１底部５６１、第２中間セル用第１側部５７１、第２中間セル用第２底部５６２および第２中間セル用第２側部５７２を複数含む。

【0141】

第２中間セル用第１底部５６１、第２中間セル用第１側部５７１、第２中間セル用第２底部５６２および第２中間セル用第２側部５７２は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。また、第２中間セル用第１底部５６１、第２中間セル用第１側部５７１、第２中間セル用第２底部５６２および第２中間セル用第２側部５７２は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。

【0142】

さらに、第２中間セル用第１底部５６１は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用カソード側多孔体５４０と接続されている。

【0143】

第２中間セル用第１側部５７１は、第２中間セル用第１底部５６１に接続されている。また、第２中間セル用第１側部５７１は、積層方向Ｄｓに対して傾斜している。

【0144】

第２中間セル用第２底部５６２は、第２中間セル用第１側部５７１のうち第２中間セル用第１底部５６１とは反対側に接続されている。

【0145】

第２中間セル用第２側部５７２は、第２中間セル用第２底部５６２のうち第２中間セル用第１側部５７１とは反対側および第２中間セル用第１底部５６１のうち第２中間セル用第１側部５７１とは反対側に接続されている。さらに、第２中間セル用第２側部５７２は、第２中間セル用第２底部５６２の中心を通るとともに積層方向Ｄｓに延びる直線を中心として第２中間セル用第１側部５７１と対称となるように、傾斜している。

【0146】

第２中間セル用セパレータシール部５５１は、ゴム等で形成されている。また、第２中間セル用セパレータシール部５５１は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、第２中間セル用第１底部５６１と接続されている。さらに、第２中間セル用セパレータシール部５５１は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用カソード側シール部５４１のうち第２中間セル用膜電極シール部５３１とは反対側と接続されている。また、第２中間セル用セパレータシール部５５１は、水素用第１０入口穴５５２および水素用第１０出口穴５５３を有する。

【0147】

水素用第１０入口穴５５２は、水素用第９入口穴５４２と連通している。

【0148】

水素用第１０出口穴５５３は、水素用第９出口穴５４３と連通している。

【0149】

第２中間セル用酸化剤流路５５４は、第２中間セル用第１底部５６１、第２中間セル用第１側部５７１および第２中間セル用第２側部５７２によって区画される空間である。また、第２中間セル用酸化剤流路５５４は、第２中間セル用第２底部５６２、第２中間セル用第１側部５７１および第２中間セル用第２側部５７２によって区画される空間である。さらに、第２中間セル用酸化剤流路５５４は、第２中間セル用第１底部５６１、第２中間セル用第１側部５７１および第２中間セル用セパレータシール部５５１によって区画される空間である。また、第２中間セル用酸化剤流路５５４は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0150】

さらに、第２中間セル用酸化剤流路５５４を流れる空気と第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０との熱伝達率は、アノード冷却流路２４０を流れる空気とアノード冷却用流路形成部２００との熱伝達率よりも低くなっている。

【0151】

第３中間セル６０は、第２中間セル５０の上に積層されている。また、第３中間セル６０は、アノードセル３０と同様に、形成されている。具体的には、第３中間セル６０は、図２、図３および図８に示すように、第３中間セル用水素プレート６１および第３中間セル用アノード側拡散層６２を備える。また、第３中間セル６０は、第３中間セル用膜電極接合体６３、第３中間セル用カソード側拡散層６４および第３中間セル用セパレータ６５を備える。

【0152】

第３中間セル用水素プレート６１は、第３中間セル用水素流路形成部６１０、第３中間セル用水素流路６１４、第３中間セル用水素プレートシール部６１１、水素用第１１入口穴６１２および水素用第１１出口穴６１３を有する。

【0153】

第３中間セル用水素流路形成部６１０は、ステンレス鋼等で板状に形成されている。また、第３中間セル用水素流路形成部６１０には、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に延びる複数の凹部が形成されている。これらの凹部は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0154】

第３中間セル用水素流路６１４は、第３中間セル用水素流路形成部６１０の凹部によって形成される空間である。また、これらの凹部が吸込方向Ｄｖに並列しているため、複数の第３中間セル用水素流路６１４は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0155】

第３中間セル用水素プレートシール部６１１は、ゴム等で形成されている。また、第３中間セル用水素プレートシール部６１１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第３中間セル用水素流路形成部６１０と接続されていることにより、第３中間セル用水素流路形成部６１０を囲っている。

【0156】

水素用第１１入口穴６１２は、第３中間セル用水素プレートシール部６１１および第３中間セル用水素流路形成部６１０の間に形成される空間である。また、水素用第１１入口穴６１２は、水素用第１０入口穴５５２および第３中間セル用水素流路６１４と連通している。

【0157】

水素用第１１出口穴６１３は、第１中間セル用水素プレートシール部４１１および第１中間セル用水素流路形成部４１０の間に形成される空間である。また、水素用第１１出口穴６１３は、水素用第１０出口穴５５３および第３中間セル用水素流路６１４と連通している。

【0158】

第３中間セル用アノード側拡散層６２は、第３中間セル用アノード側多孔体６２０および第３中間セル用アノード側シール部６２１を有する。

【0159】

第３中間セル用アノード側多孔体６２０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、第３中間セル用アノード側多孔体６２０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、第３中間セル用アノード側多孔体６２０の開孔は、第３中間セル用水素流路６１４と連通している。

【0160】

第３中間セル用アノード側シール部６２１は、ゴム等で形成されている。また、第３中間セル用アノード側シール部６２１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第３中間セル用アノード側多孔体６２０と接続されていることにより、第３中間セル用アノード側多孔体６２０を囲っている。さらに、第３中間セル用アノード側シール部６２１は、積層方向Ｄｓに、第３中間セル用水素プレートシール部６１１と接続されている。また、第３中間セル用アノード側シール部６２１は、水素用第１２入口穴６２２および水素用第１２出口穴６２３を含む。

【0161】

水素用第１２入口穴６２２は、水素用第１１入口穴６１２と連通している。

【0162】

水素用第１２出口穴６２３は、水素用第１１出口穴６１３と連通している。

【0163】

第３中間セル用膜電極接合体６３は、第３中間セル用膜電極６３０および第３中間セル用膜電極シール部６３１を有する。

【0164】

第３中間セル用膜電極６３０は、第３中間セル用アノード側触媒層６３４、第３中間セル用電解質膜６３５および第３中間セル用カソード側触媒層６３６を含む。

【0165】

第３中間セル用アノード側触媒層６３４は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。また、第３中間セル用アノード側触媒層６３４は、積層方向Ｄｓに、第３中間セル用アノード側多孔体６２０と対向している。

【0166】

第３中間セル用カソード側触媒層６３６は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。

【0167】

第３中間セル用電解質膜６３５は、陽イオン交換膜であって、含水性を有する炭化フッ素系、炭化水素系等の高分子材料で形成されている。また、第３中間セル用電解質膜６３５は、積層方向Ｄｓに、第３中間セル用アノード側触媒層６３４および第３中間セル用カソード側触媒層６３６にて挟まれている。

【0168】

第３中間セル用膜電極シール部６３１は、ゴム等で形成されている。また、第３中間セル用膜電極シール部６３１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第３中間セル用膜電極６３０と接続されていることにより、第３中間セル用膜電極６３０を囲っている。さらに、第３中間セル用膜電極シール部６３１は、積層方向Ｄｓに、第３中間セル用アノード側シール部６２１のうち第３中間セル用水素プレートシール部６１１とは反対側と接続されている。また、第３中間セル用膜電極シール部６３１は、水素用第１３入口穴６３２および水素用第１３出口穴６３３を含む。

【0169】

水素用第１３入口穴６３２は、水素用第１２入口穴６２２と連通している。

【0170】

水素用第１３出口穴６３３は、水素用第１２出口穴６２３と連通している。

【0171】

第３中間セル用カソード側拡散層６４は、第３中間セル用カソード側多孔体６４０および第３中間セル用カソード側シール部６４１を有する。

【0172】

第３中間セル用カソード側多孔体６４０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、第３中間セル用カソード側多孔体６４０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、第３中間セル用カソード側多孔体６４０は、積層方向Ｄｓに、第３中間セル用カソード側触媒層６３６と対向している。

【0173】

第３中間セル用カソード側シール部６４１は、ゴム等で形成されている。また、第３中間セル用カソード側シール部６４１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に第３中間セル用カソード側多孔体６４０と接続されていることにより、第３中間セル用カソード側多孔体６４０を囲っている。さらに、第３中間セル用カソード側シール部６４１は、積層方向Ｄｓに、第３中間セル用膜電極シール部６３１のうち第３中間セル用アノード側シール部６２１とは反対側と接続されている。また、第３中間セル用カソード側シール部６４１は、水素用第１４入口穴６４２および水素用第１４出口穴６４３を含む。

【0174】

水素用第１４入口穴６４２は、水素用第１３入口穴６３２と連通している。

【0175】

水素用第１４出口穴６４３は、水素用第１３出口穴６３３と連通している。

【0176】

第３中間セル用セパレータ６５は、第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０、第３中間セル用セパレータシール部６５１および第３中間セル用酸化剤流路６５４を有する。

【0177】

第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０は、ステンレス鋼等の金属で形成されている。このため、第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０の熱伝導率は、アノード冷却用流路形成部２００の熱伝導率よりも小さくなっている。また、第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０は、アノード冷却用流路形成部２００と同じ形状に形成されている。このため、第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０は、第３中間セル用第１底部６６１、第３中間セル用第１側部６７１、第３中間セル用第２底部６６２および第３中間セル用第２側部６７２を複数含む。

【0178】

第３中間セル用第１底部６６１、第３中間セル用第１側部６７１、第３中間セル用第２底部６６２および第３中間セル用第２側部６７２は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。また、第３中間セル用第１底部６６１、第３中間セル用第１側部６７１、第３中間セル用第２底部６６２および第３中間セル用第２側部６７２は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。

【0179】

さらに、第１中間セル用第１底部４６１は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用カソード側多孔体４４０と接続されている。

【0180】

第３中間セル用第１側部６７１は、第３中間セル用第１底部６６１に接続されている。また、第３中間セル用第１側部６７１は、積層方向Ｄｓに対して傾斜している。

【0181】

第３中間セル用第２底部６６２は、第３中間セル用第１側部６７１のうち第３中間セル用第１底部６６１とは反対側に接続されている。

【0182】

第３中間セル用第２側部６７２は、第３中間セル用第２底部６６２のうち第３中間セル用第１側部６７１とは反対側および第３中間セル用第１底部６６１のうち第３中間セル用第１側部６７１とは反対側に接続されている。さらに、第３中間セル用第２側部６７２は、第３中間セル用第２底部６６２の中心を通るとともに積層方向Ｄｓに延びる直線を中心として第３中間セル用第１側部６７１と対称となるように、傾斜している。

【0183】

第３中間セル用セパレータシール部６５１は、ゴム等で形成されている。また、第３中間セル用セパレータシール部６５１は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、第３中間セル用第１底部６６１と接続されている。さらに、第３中間セル用セパレータシール部６５１は、積層方向Ｄｓに、第３中間セル用カソード側シール部６４１のうち第３中間セル用膜電極シール部６３１とは反対側と接続されている。また、第３中間セル用セパレータシール部６５１は、水素用第１５入口穴６５２および水素用第１５出口穴６５３を有する。

【0184】

水素用第１５入口穴６５２は、水素用第１４入口穴６４２と連通している。

【0185】

水素用第１５出口穴６５３は、水素用第１４出口穴６４３と連通している。

【0186】

第３中間セル用酸化剤流路６５４は、第３中間セル用第１底部６６１、第３中間セル用第１側部６７１および第３中間セル用第２側部６７２によって区画される空間である。また、第３中間セル用酸化剤流路６５４は、第３中間セル用第２底部６６２、第３中間セル用第１側部６７１および第３中間セル用第２側部６７２によって区画される空間である。さらに、第３中間セル用酸化剤流路６５４は、第３中間セル用第１底部６６１、第３中間セル用第１側部６７１および第３中間セル用セパレータシール部６５１によって区画される空間である。また、第３中間セル用酸化剤流路６５４は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0187】

さらに、第３中間セル用酸化剤流路６５４を流れる空気と第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０との熱伝達率は、アノード冷却流路２４０を流れる空気とアノード冷却用流路形成部２００との熱伝達率よりも低くなっている。

【0188】

カソードセル７０は、第３中間セル６０の上に積層されている。具体的には、カソードセル７０は、図２、図３および図９に示すように、カソードセル用水素プレート７１およびカソードセル用アノード側拡散層７２を備える。また、カソードセル７０は、カソードセル用膜電極接合体７３、カソードセル用カソード側拡散層７４およびカソードセル用セパレータ７５を備える。

【0189】

カソードセル用水素プレート７１は、ステンレス鋼等で形成されている。また、カソードセル用水素プレート７１は、カソードセル用水素流路形成部７１０、カソードセル用水素流路７１４、カソードセル用水素プレートシール部７１１、水素用第１カソードセル入口穴７１２および水素用第１カソードセル出口穴７１３を有する。

【0190】

カソードセル用水素流路形成部７１０は、燃料部に対応しており、板状に形成されている。また、カソードセル用水素流路形成部７１０には、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に延びる複数の凹部が形成されている。これらの凹部は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0191】

カソードセル用水素流路７１４は、燃料流路に対応しており、カソードセル用水素流路形成部７１０の凹部によって形成される空間である。また、これらの凹部が吸込方向Ｄｖに並列しているため、複数のカソードセル用水素流路７１４は、吸込方向Ｄｖに並列している。

【0192】

カソードセル用水素プレートシール部７１１は、積層方向Ｄｓと直交する方向にカソードセル用水素流路形成部７１０と接続されていることにより、カソードセル用水素流路形成部７１０を囲っている。また、カソードセル用水素プレートシール部７１１は、積層方向Ｄｓに、第３中間セル用セパレータシール部６５１のうち第３中間セル用カソード側シール部６４１とは反対側と接続されている。

【0193】

水素用第１カソードセル入口穴７１２は、カソードセル用水素プレートシール部７１１およびカソードセル用水素流路形成部７１０の間に形成される空間である。また、水素用第１カソードセル入口穴７１２は、水素用第１５入口穴６５２およびカソードセル用水素流路７１４と連通している。

【0194】

水素用第１カソードセル出口穴７１３は、カソードセル用水素プレートシール部７１１およびカソードセル用水素流路形成部７１０の間に形成される空間である。また、水素用第１カソードセル出口穴７１３は、水素用第１５出口穴６５３およびカソードセル用水素流路７１４と連通している。

【0195】

カソードセル用アノード側拡散層７２は、カソードセル用アノード側多孔体７２０およびカソードセル用アノード側シール部７２１を有する。

【0196】

カソードセル用アノード側多孔体７２０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、カソードセル用アノード側多孔体７２０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、カソードセル用アノード側多孔体７２０の開孔は、カソードセル用水素流路７１４と連通している。

【0197】

カソードセル用アノード側シール部７２１は、ゴム等で形成されている。また、カソードセル用アノード側シール部７２１は、積層方向Ｄｓと直交する方向にカソードセル用アノード側多孔体７２０と接続されていることにより、カソードセル用アノード側多孔体７２０を囲っている。さらに、カソードセル用アノード側シール部７２１は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用水素プレートシール部７１１と接続されている。また、カソードセル用アノード側シール部７２１は、水素用第２カソードセル入口穴７２２および水素用第２カソードセル出口穴７２３を含む。

【0198】

水素用第２カソードセル入口穴７２２は、水素用第１カソードセル入口穴７１２と連通している。

【0199】

水素用第２カソードセル出口穴７２３は、水素用第１カソードセル出口穴７１３と連通している。

【0200】

カソードセル用膜電極接合体７３は、カソードセル用膜電極７３０およびカソードセル用膜電極シール部７３１を有する。

【0201】

カソードセル用膜電極７３０は、カソードセル用アノード側触媒層７３４、カソードセル用電解質膜７３５およびカソードセル用カソード側触媒層７３６を含む。

【0202】

カソードセル用アノード側触媒層７３４は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。また、カソードセル用アノード側触媒層７３４は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用アノード側多孔体７２０と対向している。

【0203】

カソードセル用カソード側触媒層７３６は、白金等の触媒、その触媒を担持するカーボンおよびそのカーボンを被覆するアイオノマーで形成されている。

【0204】

カソードセル用電解質膜７３５は、陽イオン交換膜であって、含水性を有する炭化フッ素系、炭化水素系等の高分子材料で形成されている。また、カソードセル用電解質膜７３５は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用アノード側触媒層７３４およびカソードセル用カソード側触媒層７３６にて挟まれている。

【0205】

カソードセル用膜電極シール部７３１は、ゴム等で形成されている。また、カソードセル用膜電極シール部７３１は、積層方向Ｄｓと直交する方向にカソードセル用膜電極７３０と接続されていることにより、カソードセル用膜電極７３０を囲っている。さらに、カソードセル用膜電極シール部７３１は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用アノード側シール部７２１のうちカソードセル用水素プレートシール部７１１とは反対側と接続されている。また、カソードセル用膜電極シール部７３１は、水素用第３カソードセル入口穴７３２および水素用第３カソードセル出口穴７３３を含む。

【0206】

水素用第３カソードセル入口穴７３２は、水素用第２カソードセル入口穴７２２と連通している。

【0207】

水素用第３カソードセル出口穴７３３は、水素用第２カソードセル出口穴７２３と連通している。

【0208】

カソードセル用カソード側拡散層７４は、カソードセル用カソード側多孔体７４０およびカソードセル用カソード側シール部７４１を有する。

【0209】

カソードセル用カソード側多孔体７４０は、カーボンペーパー、カーボンクロス等のカーボン多孔質材および金属メッシュ、発砲金属等の金属多孔質材等で形成されている。このため、カソードセル用カソード側多孔体７４０は、ガス透過性および電子伝導性を有する。また、カソードセル用カソード側多孔体７４０は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用カソード側触媒層７３６と対向している。

【0210】

カソードセル用カソード側シール部７４１は、ゴム等で形成されている。また、カソードセル用カソード側シール部７４１は、積層方向Ｄｓと直交する方向にカソードセル用カソード側多孔体７４０と接続されていることにより、カソードセル用カソード側多孔体７４０を囲っている。さらに、カソードセル用カソード側シール部７４１は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用膜電極シール部７３１のうちカソードセル用アノード側シール部７２１とは反対側と接続されている。また、カソードセル用カソード側シール部７４１は、水素用第４カソードセル入口穴７４２および水素用第４カソードセル出口穴７４３を含む。

【0211】

水素用第４カソードセル入口穴７４２は、水素用第３カソードセル入口穴７３２と連通している。

【0212】

水素用第４カソードセル出口穴７４３は、水素用第３カソードセル出口穴７３３と連通している。

【0213】

カソードセル用セパレータ７５は、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０、カソードセル用セパレータシール部７５１およびカソードセル用酸化剤流路７５４を有する。

【0214】

カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、酸化剤部に対応している。また、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、チタン、銅等の金属で形成されている。このため、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０の熱伝導率は、アノード冷却用流路形成部２００の熱伝導率と同じになっている。さらに、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０の熱伝導率は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０の熱伝導率および第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０の熱伝導率よりも大きくなっている。また、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０の熱伝導率は、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０の熱伝導率および第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０の熱伝導率よりも大きくなっている。さらに、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、アノード冷却用流路形成部２００と同じ形状に形成されている。このため、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、カソードセル用第１底部７６１、カソードセル用第１側部７７１、カソードセル用第２底部７６２およびカソードセル用第２側部７７２を複数含む。

【0215】

カソードセル用第１底部７６１、カソードセル用第１側部７７１、カソードセル用第２底部７６２およびカソードセル用第２側部７７２は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。また、カソードセル用第１底部７６１、カソードセル用第１側部７７１、カソードセル用第２底部７６２およびカソードセル用第２側部７７２は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。

【0216】

さらに、カソードセル用第１底部７６１は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用カソード側多孔体７４０と接続されている。

【0217】

カソードセル用第１側部７７１は、カソードセル用第１底部７６１に接続されている。また、カソードセル用第１側部７７１は、積層方向Ｄｓに対して傾斜している。

【0218】

カソードセル用第２底部７６２は、カソードセル用第１側部７７１のうちカソードセル用第１底部７６１とは反対側に接続されている。

【0219】

カソードセル用第２側部７７２は、カソードセル用第２底部７６２のうちカソードセル用第１側部７７１とは反対側およびカソードセル用第１底部７６１のうちカソードセル用第１側部７７１とは反対側に接続されている。さらに、カソードセル用第２側部７７２は、カソードセル用第２底部７６２の中心を通るとともに積層方向Ｄｓに延びる直線を中心としてカソードセル用第１側部７７１と対称となるように、傾斜している。

【0220】

カソードセル用セパレータシール部７５１は、ゴム等で形成されている。また、カソードセル用セパレータシール部７５１は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、カソードセル用第１底部７６１と接続されている。さらに、カソードセル用セパレータシール部７５１は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用カソード側シール部７４１のうちカソードセル用膜電極シール部７３１とは反対側と接続されている。また、カソードセル用セパレータシール部７５１は、水素用第５カソードセル入口穴７５２および水素用第５カソードセル出口穴７５３を有する。

【0221】

水素用第５カソードセル入口穴７５２は、水素用第４カソードセル入口穴７４２と連通している。

【0222】

水素用第５カソードセル出口穴７５３は、水素用第４カソードセル出口穴７４３と連通している。

【0223】

カソードセル用酸化剤流路７５４は、カソードセル用第１底部７６１、カソードセル用第１側部７７１およびカソードセル用第２側部７７２によって区画される空間である。また、カソードセル用酸化剤流路７５４は、カソードセル用第２底部７６２、カソードセル用第１側部７７１およびカソードセル用第２側部７７２によって区画される空間である。さらに、カソードセル用酸化剤流路７５４は、カソードセル用第１底部７６１、カソードセル用第１側部７７１およびカソードセル用セパレータシール部７５１によって区画される空間である。また、カソードセル用酸化剤流路７５４は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0224】

さらに、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気とカソードセル用酸化剤流路形成部７５０との熱伝達率は、アノード冷却流路２４０を流れる空気とアノード冷却用流路形成部２００との熱伝達率と同じになっている。このため、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気とカソードセル用酸化剤流路形成部７５０との熱伝達率は、アノードセル用酸化剤流路３５４を流れる空気とアノードセル用酸化剤流路形成部３５０との熱伝達率よりも高くなっている。さらに、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気とカソードセル用酸化剤流路形成部７５０との熱伝達率は、第１中間セル用酸化剤流路４５４を流れる空気と第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０との熱伝達率よりも高くなっている。また、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気とカソードセル用酸化剤流路形成部７５０との熱伝達率は、第２中間セル用酸化剤流路５５４を流れる空気と第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０との熱伝達率よりも高くなっている。さらに、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気とカソードセル用酸化剤流路形成部７５０との熱伝達率は、第３中間セル用酸化剤流路６５４を流れる空気と第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０との熱伝達率よりも高くなっている。

【0225】

カソードターミナル８５は、燃料電池５の正極である。また、カソードターミナル８５は、金属等で板状に形成されている。さらに、カソードターミナル８５は、積層方向Ｄｓに、カソードセル用セパレータシール部７５１と接続されている。

【0226】

カソード拘束プレート９０は、カソード拘束部に対応しており、電気絶縁性を有する樹脂等で板状に形成されている。また、カソード拘束プレート９０は、カソードターミナル８５のうちカソードセル用セパレータ７５とは反対側に接続されている。さらに、積層方向Ｄｓと直交する方向において、カソード拘束プレート９０の長さは、カソードターミナル８５の長さよりも大きい。このため、カソード拘束プレート９０は、カソードターミナル８５から積層方向Ｄｓと直交する方向に突き出ている。また、カソード拘束プレート９０の図示しない穴およびアノード拘束プレート１０の図示しない穴に図示しないボルトが挿入されている。これにより、カソード拘束プレート９０およびアノード拘束プレート１０の間にて、アノードターミナル１５、アノード冷却プレート２０、アノードセル３０が拘束されている。また、カソード拘束プレート９０およびアノード拘束プレート１０の間にて、第１中間セル４０、第２中間セル５０、第３中間セル６０、カソードセル７０、カソードターミナル８５が拘束されている。

【0227】

以上のように、燃料電池システム１は、構成されている。

【0228】

次に、燃料電池５による発電について説明する。

【0229】

水素が図示しない水素タンクから水素入口管２内、水素用アノード拘束入口穴１０１、水素用アノードターミナル入口穴１５１、水素用アノード冷却プレート入口穴２２２および水素用第１アノードセル入口穴３１２を流れる。

【0230】

水素用第１アノードセル入口穴３１２を流れた水素の一部は、アノードセル用水素流路３１４およびアノードセル用アノード側多孔体３２０の開孔を流れる。また、水素用第１アノードセル入口穴３１２を流れた水素の一部は、水素用第２アノードセル入口穴３２２、水素用第３アノードセル入口穴３３２、水素用第４アノードセル入口穴３４２、水素用第５アノードセル入口穴３５２、水素用第１入口穴４１２を流れる。

【0231】

水素用第１入口穴４１２を流れた水素の一部は、第１中間セル用水素流路４１４および第１中間セル用アノード側多孔体４２０の開孔を流れる。さらに、水素用第１入口穴４１２を流れた水素の一部は、水素用第２入口穴４２２，水素用第３入口穴４３２、水素用第４入口穴４４２、水素用第５入口穴４５２および水素用第６入口穴５１２を流れる。

【0232】

水素用第６入口穴５１２を流れた水素の一部は、第２中間セル用水素流路５１４および第２中間セル用アノード側多孔体５２０の開孔を流れる。また、水素用第６入口穴５１２を流れた水素の一部は、水素用第７入口穴５２２，水素用第８入口穴５３２、水素用第９入口穴５４２、水素用第１０入口穴５５２および水素用第１１入口穴６１２を流れる。

【0233】

水素用第１１入口穴６１２を流れた水素の一部は、第３中間セル用水素流路６１４および第３中間セル用アノード側多孔体６２０の開孔を流れる。さらに、水素用第１１入口穴６１２を流れた水素の一部は、水素用第１２入口穴６２２，水素用第１３入口穴６３２、水素用第１４入口穴６４２、水素用第１５入口穴６５２および水素用第１カソードセル入口穴７１２を流れる。

【0234】

水素用第１カソードセル入口穴７１２を流れた水素の一部は、カソードセル用水素流路７１４およびカソードセル用アノード側多孔体７２０の開孔を流れる。

【0235】

また、ファン４が空気を吸い込むことによって、空気がアノードセル用酸化剤流路３５４、第１中間セル用酸化剤流路４５４、第２中間セル用酸化剤流路５５４、第３中間セル用酸化剤流路６５４およびカソードセル用酸化剤流路７５４を流れる。アノードセル用酸化剤流路３５４を流れた空気の一部は、アノードセル用カソード側多孔体３４０の開孔を流れる。第１中間セル用酸化剤流路４５４を流れた空気の一部は、第１中間セル用カソード側多孔体４４０の開孔を流れる。第２中間セル用酸化剤流路５５４を流れた空気の一部は、第２中間セル用カソード側多孔体５４０の開孔を流れる。第３中間セル用酸化剤流路６５４を流れた空気の一部は、第３中間セル用カソード側多孔体６４０の開孔を流れる。カソードセル用酸化剤流路７５４を流れた空気の一部は、カソードセル用カソード側多孔体７４０の開孔を流れる。

【0236】

そして、このとき、アノードセル用アノード側多孔体３２０の開孔を流れた水素は、以下化学反応式（１）に示すように、アノードセル用アノード側触媒層３３４の触媒によって、水素イオンと電子とに分解される。この化学反応によって生じた水素イオンは、図１０に示すように、アノードセル用電解質膜３３５を透過してアノードセル用カソード側触媒層３３６に移動する。また、この化学反応によって生じた電子は、アノードセル用カソード側触媒層３３６に移動する。これにより、電気エネルギが発生する。さらに、アノードセル用アノード側触媒層３３４、アノードセル用電解質膜３３５およびアノードセル用カソード側触媒層３３６を含むアノードセル用膜電極接合体３３に熱が発生する。この発生した熱は、アノードセル用カソード側触媒層３３６を経由してアノードセル用セパレータ３５のアノードセル用酸化剤流路形成部３５０に伝わる。

【0237】

また、アノードセル用カソード側多孔体３４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、以下化学反応式（２）に示すように、アノードセル用カソード側触媒層３３６の触媒によって、アノードセル用カソード側触媒層３３６に移動した水素イオンと電子と結合する。これにより、アノードセル用カソード側多孔体３４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、水になる。

【0238】

（アノード）Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ^－ ・・・（１）
（カソード）２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ^－→Ｈ_２Ｏ ・・・（２）

【0239】

さらに、この生成された水の一部は、アノードセル用カソード側多孔体３４０の開孔を流れる。アノードセル用カソード側多孔体３４０の開孔を流れた水は、アノードセル用酸化剤流路３５４を流れる未反応の空気とともに、ファン４によって吸い込まれる。また、このとき、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０は、アノードセル用膜電極接合体３３からアノードセル用酸化剤流路形成部３５０に伝導した熱を、アノードセル用酸化剤流路３５４を流れる空気に放散する。これにより、アノードセル３０は、冷却される。

【0240】

さらに、この生成された水の一部は、アノードセル用電解質膜３３５およびアノードセル用アノード側触媒層３３４を通過してアノードセル用アノード側多孔体３２０の開孔を流れる。アノードセル用アノード側多孔体３２０の開孔を流れた水は、アノードセル用水素流路３１４を流れる未反応の水素とともに水素用第１アノードセル出口穴３１３を流れる。そして、水素用第１アノードセル出口穴３１３を流れた水および未反応の水素は、水素用アノード冷却プレート出口穴２２３、水素用アノードターミナル出口穴１５２、水素用アノード拘束出口穴１０２および水素出口管３内を流れることにより、排出される。

【0241】

また、第１中間セル用アノード側多孔体４２０の開孔を流れた水素は、上記化学反応式（１）に示すように、第１中間セル用アノード側触媒層４３４の触媒によって、水素イオンと電子とに分解される。この化学反応によって生じた水素イオンは、第１中間セル用電解質膜４３５を透過して第１中間セル用カソード側触媒層４３６に移動する。また、この化学反応によって生じた電子は、第１中間セル用カソード側触媒層４３６に移動する。これにより、電気エネルギが発生する。さらに、第１中間セル用アノード側触媒層４３４、第１中間セル用電解質膜４３５および第１中間セル用カソード側触媒層４３６を含む第１中間セル用膜電極接合体４３に熱が発生する。この発生した熱は、第１中間セル用カソード側触媒層４３６を経由して第１中間セル用セパレータ４５の第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０に伝わる。

【0242】

また、第１中間セル用カソード側多孔体４４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、上記化学反応式（２）に示すように、第１中間セル用カソード側触媒層４３６の触媒によって、第１中間セル用カソード側触媒層４３６に移動した水素イオンと電子と結合する。これにより、第１中間セル用カソード側多孔体４４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、水になる。

【0243】

さらに、この生成された水の一部は、第１中間セル用カソード側多孔体４４０の開孔を流れる。第１中間セル用カソード側多孔体４４０の開孔を流れた水は、第１中間セル用酸化剤流路４５４を流れる未反応の空気とともに、ファン４によって吸い込まれる。また、このとき、第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０は、第１中間セル用膜電極接合体４３から第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０に伝導した熱を、第１中間セル用酸化剤流路４５４を流れる空気に放散する。これにより、第１中間セル４０は、冷却される。

【0244】

さらに、この生成された水の一部は、第１中間セル用電解質膜４３５および第１中間セル用アノード側触媒層４３４を通過して第１中間セル用アノード側多孔体４２０の開孔を流れる。第１中間セル用アノード側多孔体４２０の開孔を流れた水は、第１中間セル用水素流路４１４を流れる未反応の水素とともに水素用第１出口穴４１３を流れる。水素用第１出口穴４１３を流れた水および未反応の水素は、水素用第５アノードセル出口穴３５３、水素用第４アノードセル出口穴３４３、水素用第３アノードセル出口穴３３３、水素用第２アノードセル出口穴３２３を流れる。また、水素用第２アノードセル出口穴３２３を流れた水および未反応の水素は、水素用第１アノードセル出口穴３１３に流れる。そして、水素用第１アノードセル出口穴３１３を流れた水および未反応の水素は、水素用アノード冷却プレート出口穴２２３、水素用アノードターミナル出口穴１５２、水素用アノード拘束出口穴１０２および水素出口管３内を流れることにより、排出される。

【0245】

また、第２中間セル用アノード側多孔体５２０の開孔を流れた水素は、上記化学反応式（１）に示すように、第２中間セル用アノード側触媒層５３４の触媒によって、水素イオンと電子とに分解される。この化学反応によって生じた水素イオンは、第２中間セル用電解質膜５３５を透過して第２中間セル用カソード側触媒層５３６に移動する。また、この化学反応によって生じた電子は、第２中間セル用カソード側触媒層５３６に移動する。これにより、電気エネルギが発生する。さらに、第２中間セル用アノード側触媒層５３４、第２中間セル用電解質膜５３５および第２中間セル用カソード側触媒層５３６を含む第２中間セル用膜電極接合体５３に熱が発生する。この発生した熱は、第２中間セル用カソード側触媒層５３６を経由して第２中間セル用セパレータ５５の第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０に伝わる。

【0246】

また、第２中間セル用カソード側多孔体５４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、上記化学反応式（２）に示すように、第２中間セル用カソード側触媒層５３６の触媒によって、第２中間セル用カソード側触媒層５３６に移動した水素イオンと電子と結合する。これにより、第２中間セル用カソード側多孔体５４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、水になる。

【0247】

さらに、この生成された水の一部は、第２中間セル用カソード側多孔体５４０の開孔を流れる。第２中間セル用カソード側多孔体５４０の開孔を流れた水は、第２中間セル用酸化剤流路５５４を流れる未反応の空気とともに、ファン４によって吸い込まれる。また、このとき、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０は、第２中間セル用膜電極接合体５３から第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０に伝導した熱を、第２中間セル用酸化剤流路５５４を流れる空気に放散する。これにより、第２中間セル５０は、冷却される。

【0248】

さらに、この生成された水の一部は、第２中間セル用電解質膜５３５および第２中間セル用アノード側触媒層５３４を通過して第２中間セル用アノード側多孔体５２０の開孔を流れる。第２中間セル用アノード側多孔体５２０の開孔を流れた水は、第２中間セル用水素流路５１４を流れる未反応の水素とともに水素用第６出口穴５１３を流れる。水素用第６出口穴５１３を流れた水および未反応の水素は、水素用第５出口穴４５３、水素用第４出口穴４４３、水素用第３出口穴４３３、水素用第２出口穴４２３および水素用第１出口穴４１３を流れる。水素用第１出口穴４１３を流れた水および未反応の水素は、上記と同様に、水素用第１アノードセル出口穴３１３に流れる。そして、水素用第１アノードセル出口穴３１３を流れた水および未反応の水素は、水素用アノード冷却プレート出口穴２２３、水素用アノードターミナル出口穴１５２、水素用アノード拘束出口穴１０２および水素出口管３内を流れることにより、排出される。

【0249】

また、第３中間セル用アノード側多孔体６２０の開孔を流れた水素は、上記化学反応式（１）に示すように、第３中間セル用アノード側触媒層６３４の触媒によって、水素イオンと電子とに分解される。この化学反応によって生じた水素イオンは、第３中間セル用電解質膜６３５を透過して第３中間セル用カソード側触媒層６３６に移動する。また、この化学反応によって生じた電子は、第３中間セル用カソード側触媒層６３６に移動する。これにより、電気エネルギが発生する。さらに、第３中間セル用アノード側触媒層６３４、第３中間セル用電解質膜６３５および第３中間セル用カソード側触媒層６３６を含む第３中間セル用膜電極接合体６３に熱が発生する。この発生した熱は、第３中間セル用カソード側触媒層６３６を経由して第３中間セル用セパレータ６５の第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０に伝わる。

【0250】

また、第３中間セル用カソード側多孔体６４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、上記化学反応式（２）に示すように、第３中間セル用カソード側触媒層６３６の触媒によって、第３中間セル用カソード側触媒層６３６に移動した水素イオンと電子と結合する。これにより、第３中間セル用カソード側多孔体６４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、水になる。

【0251】

さらに、この生成された水の一部は、第３中間セル用カソード側多孔体６４０の開孔を流れる。第３中間セル用カソード側多孔体６４０の開孔を流れた水は、第３中間セル用酸化剤流路６５４を流れる未反応の空気とともに、ファン４によって吸い込まれる。また、このとき、第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０は、第３中間セル用膜電極接合体６３から第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０に伝導した熱を、第３中間セル用酸化剤流路６５４を流れる空気に放散する。これにより、第３中間セル６０は、冷却される。

【0252】

さらに、この生成された水の一部は、第３中間セル用電解質膜６３５および第３中間セル用アノード側触媒層６３４を通過して第３中間セル用アノード側多孔体６２０の開孔を流れる。第３中間セル用アノード側多孔体６２０の開孔を流れた水は、第３中間セル用水素流路６１４を流れる未反応の水素とともに水素用第１１出口穴６１３を流れる。水素用第１１出口穴６１３を流れた水および未反応の水素は、水素用第１０出口穴５５３、水素用第９出口穴５４３、水素用第８出口穴５３３、水素用第７出口穴５２３および水素用第６出口穴５１３を流れる。水素用第６出口穴５１３を流れた水および未反応の水素は、上記と同様に、水素用第１アノードセル出口穴３１３に流れる。そして、水素用第１アノードセル出口穴３１３を流れた水および未反応の水素は、水素用アノード冷却プレート出口穴２２３、水素用アノードターミナル出口穴１５２、水素用アノード拘束出口穴１０２および水素出口管３内を流れることにより、排出される。

【0253】

また、カソードセル用アノード側多孔体７２０の開孔を流れた水素は、上記化学反応式（１）に示すように、カソードセル用アノード側触媒層７３４の触媒によって、水素イオンと電子とに分解される。この化学反応によって生じた水素イオンは、カソードセル用電解質膜７３５を透過してカソードセル用カソード側触媒層７３６に移動する。また、この化学反応によって生じた電子は、カソードセル用カソード側触媒層７３６に移動する。これにより、電気エネルギが発生する。さらに、カソードセル用アノード側触媒層７３４、カソードセル用電解質膜７３５およびカソードセル用カソード側触媒層７３６を含むカソードセル用膜電極接合体７３に熱が発生する。この発生した熱は、カソードセル用カソード側触媒層７３６を経由してカソードセル用セパレータ７５のカソードセル用酸化剤流路形成部７５０に伝わる。

【0254】

また、カソードセル用カソード側多孔体７４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、上記化学反応式（２）に示すように、カソードセル用カソード側触媒層７３６の触媒によって、カソードセル用カソード側触媒層７３６に移動した水素イオンと電子と結合する。これにより、カソードセル用カソード側多孔体７４０の開孔を流れた空気に含まれる酸素は、水になる。

【0255】

さらに、この生成された水の一部は、カソードセル用カソード側多孔体７４０の開孔を流れる。カソードセル用カソード側多孔体７４０の開孔を流れた水は、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる未反応の空気とともに、ファン４によって吸い込まれる。また、このとき、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、カソードセル用膜電極接合体７３からカソードセル用酸化剤流路形成部７５０に伝導した熱を、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気に放散する。これにより、カソードセル７０は、冷却される。

【0256】

さらに、この生成された水の一部は、カソードセル用電解質膜７３５およびカソードセル用アノード側触媒層７３４を通過してカソードセル用アノード側多孔体７２０の開孔を流れる。カソードセル用アノード側多孔体７２０の開孔を流れた水は、カソードセル用水素流路７１４を流れる未反応の水素とともに水素用第１カソードセル出口穴７１３を流れる。水素用第１カソードセル出口穴７１３を流れた水および未反応の水素は、水素用第１５出口穴６５３、水素用第１４出口穴６４３、水素用第１３出口穴６３３、水素用第１２出口穴６２３および水素用第１１出口穴６１３を流れる。水素用第１１出口穴６１３を流れた水および未反応の水素は、上記と同様に、水素用第１アノードセル出口穴３１３に流れる。そして、水素用第１アノードセル出口穴３１３を流れた水および未反応の水素は、水素用アノード冷却プレート出口穴２２３、水素用アノードターミナル出口穴１５２、水素用アノード拘束出口穴１０２および水素出口管３内を流れることにより、排出される。

【0257】

以上のように、燃料電池５は、発電する。

【0258】

次に、燃料電池５の発電性能が向上することについて説明する。

【0259】

アノード冷却プレート２０は、積層方向Ｄｓにアノードターミナル１５およびアノードセル用水素プレート３１のアノードセル用水素流路形成部３１０と接続されている。また、アノード冷却プレート２０のアノード冷却用流路形成部２００は、空気が流れるアノード冷却流路２４０を形成する。

【0260】

ここで、アノードセル３０の発電によってアノードセル用膜電極接合体３３に発生した熱は、アノードセル用酸化剤流路３５４に加えて、アノードセル用アノード側触媒層３３４を経由して、アノードセル用アノード側多孔体３２０に伝わる。また、アノードセル用アノード側多孔体３２０に伝わった熱は、アノードセル用水素流路形成部３１０を経由して、アノード冷却用流路形成部２００に伝わる。

【0261】

そして、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用膜電極接合体３３からアノード冷却用流路形成部２００に伝導した熱を、アノード冷却流路２４０を流れる空気に放散することによって、アノードセル３０を冷却する。

【0262】

これにより、図１１および図１２に示すように、アノード冷却プレート２０がない場合と比較して、アノードセル用酸化剤流路３５４を流れる空気のうちファン４側の空気の温度である出口温度Ｔｏが低下している。このため、アノードセル３０の温度上昇が抑制されていることから、アノードセル３０の電流密度－電圧特性において、アノード冷却プレート２０がない場合と比較して、電流密度が高い領域におけるアノードセル３０の電圧が高くなっている。よって、アノードセル３０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。なお、図１２において、燃料電池５の電流密度－電圧特性が実線および黒丸で示されている。また、アノード冷却プレート２０がない場合である比較例が一点鎖線および黒四角で示されている。さらに、出口温度Ｔｏは、熱電対等を用いて測定される。

【0263】

また、燃料電池５では、以下に記載する効果も奏する。

【0264】

［１－１］アノード冷却用流路形成部２００とアノード冷却流路２４０を流れる空気との熱伝達率は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０とアノードセル用酸化剤流路３５４を流れる空気との熱伝達率よりも高くなっている。なお、流路を流れる空気の温度変化に対応する熱量が、流路形成部から流路を流れる空気に放散する熱量に相当するため、熱伝達率は、例えば、流路を流れる空気を測定することによって算出される。

【0265】

これにより、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用膜電極接合体３３からアノード冷却用流路形成部２００に伝導した熱を、アノード冷却流路２４０を流れる空気に放散することがしやすくなる。このため、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル３０を冷却することがしやすくなる。したがって、アノードセル３０の温度上昇が抑制されやすくなることからアノードセル３０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0266】

［１－２］アノード冷却用流路形成部２００の熱伝導率は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０の熱伝導率よりも高くなっている。

【0267】

これにより、化学反応によりアノードセル用膜電極接合体３３にて発生した熱は、アノード冷却用流路形成部２００に伝わりやすくなる。このため、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用膜電極接合体３３からアノード冷却用流路形成部２００に伝導した熱を、アノード冷却流路２４０を流れる空気に放散することがしやすくなる。したがって、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル３０を冷却することがしやすくなる。よって、アノードセル３０の温度上昇が抑制されやすくなることからアノードセル３０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0268】

［１－３］アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０と同じ形状になっている。なお、「同じ」は、製造誤差範囲を含む。

【0269】

これにより、アノード冷却用流路形成部２００を新たに造る必要がなくなるため、燃料電池５の製造がしやすくなる。

【0270】

［１－４］ここで、化学反応によりカソードセル用膜電極接合体７３にて発生した熱は、カソードセル用カソード側触媒層７３６を経由してカソードセル用セパレータ７５のカソードセル用酸化剤流路形成部７５０に伝わる。

【0271】

そして、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、カソードセル用膜電極接合体７３からカソードセル用酸化剤流路形成部７５０に伝導した熱を、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気に放散することによって、カソードセル７０を冷却する。

【0272】

これにより、カソードセル用セパレータ７５がない場合と比較して、カソードセル７０の温度上昇が抑制される。したがって、カソードセル７０の発電性能が向上することから燃料電池５の発電性能が向上する。

【0273】

［１－５］カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０、第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０および第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０と同じ形状になっている。

【0274】

これにより、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０を新たに造る必要がなくなるため、燃料電池５の製造がしやすくなる。

【0275】

［１－６］カソードセル用酸化剤流路形成部７５０とカソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気との熱伝達率は、第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０と第３中間セル用酸化剤流路６５４との熱伝達率よりも高くなっている。

【0276】

これにより、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、カソードセル用膜電極接合体７３からカソードセル用酸化剤流路形成部７５０に伝導した熱を、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気に放散することがしやすくなる。このため、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、カソードセル７０を冷却することがしやすくなる。したがって、カソードセル７０の温度上昇が抑制されやすくなることからカソードセル７０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0277】

［１－７］カソードセル用酸化剤流路形成部７５０の熱伝導率は、第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０の熱伝導率よりも高くなっている。

【0278】

これにより、化学反応によりカソードセル用膜電極接合体７３にて発生した熱は、カソードセル用カソード側触媒層７３６を経由してカソードセル用セパレータ７５のカソードセル用酸化剤流路形成部７５０に伝わりやすくなる。このため、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、カソードセル用膜電極接合体７３からカソードセル用酸化剤流路形成部７５０に伝導した熱を、カソードセル用酸化剤流路７５４を流れる空気に放散することがしやすくなる。したがって、カソードセル用酸化剤流路形成部７５０は、カソードセル７０を冷却することがしやすくなる。よって、カソードセル７０の温度上昇が抑制されやすくなることからカソードセル７０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0279】

（第２実施形態）
第２実施形態では、アノード冷却プレート２０におけるアノード冷却用流路形成部２００のアノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用第２側部２１２の形態が第１実施形態と異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。

【0280】

図１３に示すように、アノード冷却用第１側部２１１とアノード冷却用第１底部２０１との接続部からアノード冷却用第１側部２１１とアノード冷却用第２底部２０２との接続部までの距離は、第１実施形態と比較して長くなっている。また、アノード冷却用第２側部２１２とアノード冷却用第１底部２０１との接続部からアノード冷却用第２側部２１２とアノード冷却用第２底部２０２との接続部までの距離は、第１実施形態と比較して長くなっている。

【0281】

これにより、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第２実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、第１実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積よりも大きくなっている。このため、第２実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、第１実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗よりも小さくなっている。

【0282】

ここで、第１実施形態のアノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０および第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０と同じ形状に形成されている。また、第１実施形態のアノード冷却用流路形成部２００は、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０、第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０およびカソードセル用酸化剤流路形成部７５０と同じ形状に形成されている。

【0283】

したがって、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第２実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、アノードセル用酸化剤流路３５４の断面積および第１中間セル用酸化剤流路４５４の断面積よりも大きくなっている。また、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第２実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、第２中間セル用酸化剤流路５５４の断面積および第３中間セル用酸化剤流路６５４の断面積よりも大きくなっている。さらに、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第２実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、カソードセル用酸化剤流路７５４の断面積よりも大きくなっている。

【0284】

よって、第２実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、アノードセル用酸化剤流路３５４の通気抵抗および第１中間セル用酸化剤流路４５４の通気抵抗よりも小さくなっている。さらに、第２実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、第２中間セル用酸化剤流路５５４の通気抵抗、第３中間セル用酸化剤流路６５４の通気抵抗およびカソードセル用酸化剤流路７５４の通気抵抗よりも小さくなっている。

【0285】

このように、第２実施形態は、構成されている。

【0286】

第２実施形態においても、上記［１－３］に記載した効果を除いて、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第２実施形態では、以下に記載する効果も奏する。

【0287】

［２］積層方向Ｄｓに平行な断面において、アノード冷却流路２４０の断面積は、アノードセル用酸化剤流路３５４の断面積よりも大きくなっている。

【0288】

これにより、アノード冷却流路２４０を流れる空気の流量は、アノードセル用酸化剤流路３５４を流れる空気の流量よりも多くなる。このため、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用膜電極接合体３３からアノード冷却プレート２０に伝導した熱を、アノード冷却流路２４０を流れる空気に放散することがしやすくなる。したがって、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル３０を冷却することがしやすくなる。よって、アノードセル３０の温度上昇が抑制されやすくなることからアノードセル３０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0289】

（第３実施形態）
第３実施形態では、アノード冷却プレート２０におけるアノード冷却用流路形成部２００のアノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用第２側部２１２の形態が第１実施形態と異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。

【0290】

図１４に示すように、アノード冷却用第１側部２１１とアノード冷却用第１底部２０１との接続部からアノード冷却用第１側部２１１とアノード冷却用第２底部２０２との接続部までの距離は、第１実施形態と比較して短くなっている。また、アノード冷却用第２側部２１２とアノード冷却用第１底部２０１との接続部からアノード冷却用第２側部２１２とアノード冷却用第２底部２０２との接続部までの距離は、第１実施形態と比較して短くなっている。

【0291】

これにより、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第３実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、第１実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積よりも小さくなっている。このため、第３実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、第１実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗よりも大きくなっている。

【0292】

また、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第３実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、アノードセル用酸化剤流路３５４の断面積および第１中間セル用酸化剤流路４５４の断面積よりも小さくなっている。さらに、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第３実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、第２中間セル用酸化剤流路５５４の断面積および第３中間セル用酸化剤流路６５４の断面積よりも小さくなっている。また、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第３実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、カソードセル用酸化剤流路７５４の断面積よりも小さくなっている。

【0293】

よって、第３実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、アノードセル用酸化剤流路３５４の通気抵抗および第１中間セル用酸化剤流路４５４の通気抵抗よりも大きくなっている。さらに、第３実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、第２中間セル用酸化剤流路５５４の通気抵抗、第３中間セル用酸化剤流路６５４の通気抵抗およびカソードセル用酸化剤流路７５４の通気抵抗よりも大きくなっている。

【0294】

このように、第３実施形態は、構成されている。

【0295】

第３実施形態においても、上記［１－３］に記載した効果を除いて、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第３実施形態では、以下に記載する効果も奏する。

【0296】

［３］積層方向Ｄｓに平行な断面において、アノード冷却流路２４０の断面積は、アノードセル用酸化剤流路３５４の断面積よりも小さくなっている。

【0297】

これにより、アノード冷却流路２４０を流れる空気の流量は、アノードセル用酸化剤流路３５４を流れる空気の流量よりも少なくなる。このため、燃料電池５に用いられる空気の消費量を少なくすることができる。

【0298】

（第４実施形態）
第４実施形態では、アノード冷却プレート２０におけるアノード冷却用流路形成部２００の形態が第１実施形態と異なる。これ以外は、第１実施形態と同様である。

【0299】

アノード冷却用流路形成部２００は、図１５に示すように、１つのアノード冷却用第１基部２５１、１つのアノード冷却用第２基部２５２および複数のアノード冷却用側部２５３を含む。

【0300】

アノード冷却用第１基部２５１は、積層方向Ｄｓと直交する方向に延びる板状に形成されている。また、アノード冷却用第１基部２５１は、積層方向Ｄｓにアノードターミナル１５と接続されている。さらに、アノード冷却用第１基部２５１は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、アノード冷却用シール部２２１のうちアノードターミナル１５側と接続されている。

【0301】

アノード冷却用第２基部２５２は、積層方向Ｄｓと直交する方向に延びる板状に形成されている。また、アノード冷却用第２基部２５２は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用水素流路形成部３１０と接続されている。さらに、アノード冷却用第２基部２５２は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、アノード冷却用シール部２２１のうちアノードセル３０側と接続されている。

【0302】

アノード冷却用側部２５３は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。また、アノード冷却用側部２５３は、積層方向Ｄｓに、アノード冷却用第１基部２５１およびアノード冷却用第２基部２５２にて挟まれている。さらに、複数のアノード冷却用側部２５３は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0303】

また、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第１基部２５１、アノード冷却用第２基部２５２および互いに隣り合うアノード冷却用側部２５３に区画される空間である。さらに、アノード冷却流路２４０は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0304】

以上のように、第４実施形態は、構成されている。

【0305】

第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第４実施形態では、以下に記載する効果も奏する。

【0306】

［４］ここで、上記したように、第１実施形態において、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第１底部２０１、アノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用第２側部２１２によって区画される空間である。また、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第２底部２０２、アノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用第２側部２１２によって区画される空間である。さらに、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第１底部２０１、アノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用シール部２２１によって区画される空間である。したがって、第１実施形態では、アノード冷却流路２４０は、３つの面で区画される空間である。

【0307】

第４実施形態では、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第１基部２５１、アノード冷却用第２基部２５２および互いに隣り合うアノード冷却用側部２５３に区画される空間である。よって、第４実施形態では、アノード冷却流路２４０は、４つの面で区画される空間である。

【0308】

したがって、第４実施形態では、アノード冷却用流路形成部２００がアノード冷却流路２４０を流れる空気に放熱する面積を、第１実施形態と比較して大きくすることができる。これにより、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用膜電極接合体３３からアノード冷却プレート２０に伝導した熱を、アノード冷却流路２４０を流れる空気に放散することがしやすくなる。このため、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル３０を冷却することがしやすくなる。よって、アノードセル３０の温度上昇が抑制されやすくなることからアノードセル３０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0309】

（第５実施形態）
第５実施形態では、アノード冷却プレート２０におけるアノード冷却用流路形成部２００の形態が第４実施形態と異なる。これ以外は、第４実施形態と同様である。

【0310】

アノード冷却用流路形成部２００は、図１６に示すように、上記したアノード冷却用第１基部２５１、アノード冷却用第２基部２５２およびアノード冷却用側部２５３に加えて、複数のアノード冷却用凸部２５４を含む。

【0311】

アノード冷却用凸部２５４は、アノード冷却用第２基部２５２から積層方向Ｄｓに突出している。また、アノード冷却用凸部２５４は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。さらに、アノード冷却用凸部２５４は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖに直交する方向において、互いに隣り合うアノード冷却用側部２５３の間に位置している。また、アノード冷却用凸部２５４は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖに直交する方向に並列している。なお、アノード冷却用凸部２５４は、アノード冷却用第１基部２５１から積層方向Ｄｓに突出してもよい。

【0312】

また、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第１基部２５１、アノード冷却用第２基部２５２、互いに隣り合うアノード冷却用側部２５３およびアノード冷却用凸部２５４に区画される空間である。

【0313】

以上のように、第５実施形態は、構成されている。

【0314】

第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第５実施形態では、以下に記載する効果も奏する。

【0315】

［５］第５実施形態では、アノード冷却流路２４０は、アノード冷却用第１基部２５１、アノード冷却用第２基部２５２、互いに隣り合うアノード冷却用側部２５３およびアノード冷却用凸部２５４に区画される空間である。よって、第５実施形態では、アノード冷却流路２４０は、８つの面で区画される空間である。

【0316】

したがって、第５実施形態では、アノード冷却用流路形成部２００がアノード冷却流路２４０を流れる空気に放熱する面積を、第４実施形態と比較して大きくすることができる。これにより、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用膜電極接合体３３からアノード冷却プレート２０に伝導した熱を、アノード冷却流路２４０を流れる空気に放散することがしやすくなる。このため、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル３０を冷却することがしやすくなる。よって、アノードセル３０の温度上昇が抑制されやすくなることからアノードセル３０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0317】

（第６実施形態）
第１実施形態では、アノード冷却プレート２０が積層方向Ｄｓにおいてアノードターミナル１５およびアノードセル３０の間に配置されている。これに対して、第６実施形態では、アノード冷却プレート２０は、図１７に示すように、積層方向Ｄｓにおいてアノード拘束プレート１０およびアノードターミナル１５の間に配置されている。これ以外は、第１実施形態と同様である。

【0318】

この場合、アノード冷却プレート２０のアノード冷却用流路形成部２００は、積層方向Ｄｓにアノード拘束プレート１０およびアノードターミナル１５と接続されている。また、アノード冷却用シール部２２１の水素用アノード冷却プレート入口穴２２２は、水素用アノード拘束入口穴１０１および水素用アノードターミナル入口穴１５１と連通している。さらに、水素用アノードターミナル入口穴１５１は、水素用第１アノードセル入口穴３１２と連通している。また、水素用アノード冷却プレート出口穴２２３は、水素用アノード拘束出口穴１０２および水素用アノードターミナル出口穴１５２と連通している。さらに、水素用アノードターミナル出口穴１５２は、水素用第１アノードセル出口穴３１３と連通している。

【0319】

このように、第６実施形態は、構成されている。

【0320】

第６実施形態では、以下に記載するように、第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0321】

［６］アノードターミナル１５は、積層方向Ｄｓに、アノードセル用水素流路形成部３１０と接続されている。また、アノード冷却用流路形成部２００は、積層方向Ｄｓに、アノードターミナル１５のうちアノードセル用水素流路形成部３１０とは反対側と接続されている。

【0322】

ここで、アノードセル３０の発電によってアノードセル用膜電極接合体３３に発生した熱は、アノードセル用酸化剤流路３５４に加えて、アノードセル用アノード側触媒層３３４を経由して、アノードセル用アノード側多孔体３２０に伝わる。また、アノードセル用アノード側多孔体３２０に伝わった熱は、アノードセル用水素流路形成部３１０に伝わる。さらに、アノードセル用水素流路形成部３１０に伝わった熱は、アノードターミナル１５を経由して、アノード冷却プレート２０のアノード冷却用流路形成部２００に伝わる。

【0323】

そして、アノード冷却用流路形成部２００は、アノードセル用膜電極接合体３３からアノード冷却プレート２０に伝導した熱を、アノード冷却流路２４０を流れる空気に放散することによってアノードセル３０を冷却する。

【0324】

これにより、アノード冷却プレート２０がない場合と比較して、アノードセル３０の温度上昇が抑制される。したがって、アノードセル３０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0325】

（第７実施形態）
第７実施形態では、アノード冷却プレート２０におけるアノード冷却用流路形成部２００のアノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用第２側部２１２の形態が第６実施形態と異なる。これ以外は、第６実施形態と同様である。

【0326】

図１８に示すように、アノード冷却用第１側部２１１とアノード冷却用第１底部２０１との接続部からアノード冷却用第１側部２１１とアノード冷却用第２底部２０２との接続部までの距離は、第６実施形態と比較して長くなっている。また、アノード冷却用第２側部２１２とアノード冷却用第１底部２０１との接続部からアノード冷却用第２側部２１２とアノード冷却用第２底部２０２との接続部までの距離は、第６実施形態と比較して長くなっている。

【0327】

これにより、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第７実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、第１実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積よりも大きくなっている。このため、第７実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、第１実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗よりも小さくなっている。

【0328】

また、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第７実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、アノードセル用酸化剤流路３５４の断面積および第１中間セル用酸化剤流路４５４の断面積よりも大きくなっている。さらに、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第７実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、第２中間セル用酸化剤流路５５４の断面積および第３中間セル用酸化剤流路６５４の断面積よりも大きくなっている。また、第７実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、カソードセル用酸化剤流路７５４の断面積よりも大きくなっている。

【0329】

よって、第７実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、アノードセル用酸化剤流路３５４の通気抵抗および第１中間セル用酸化剤流路４５４の通気抵抗よりも小さくなっている。また、第７実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、第２中間セル用酸化剤流路５５４の通気抵抗、第３中間セル用酸化剤流路６５４の通気抵抗およびカソードセル用酸化剤流路７５４の通気抵抗よりも小さくなっている。

【0330】

このように、第７実施形態は、構成されている。

【0331】

第７実施形態においても、上記［１－３］に記載した効果を除いて、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第７実施形態では、上記［２］に記載した効果を奏する。

【0332】

（第８実施形態）
第８実施形態では、アノード冷却プレート２０におけるアノード冷却用流路形成部２００のアノード冷却用第１側部２１１およびアノード冷却用第２側部２１２の形態が第６実施形態と異なる。これ以外は、第６実施形態と同様である。

【0333】

図１９に示すように、アノード冷却用第１側部２１１とアノード冷却用第１底部２０１との接続部からアノード冷却用第１側部２１１とアノード冷却用第２底部２０２との接続部までの距離は、第６実施形態と比較して短くなっている。また、アノード冷却用第２側部２１２とアノード冷却用第１底部２０１との接続部からアノード冷却用第２側部２１２とアノード冷却用第２底部２０２との接続部までの距離は、第６実施形態と比較して短くなっている。

【0334】

これにより、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第８実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、第６実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積よりも小さくなっている。このため、第８実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、第６実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗よりも大きくなっている。

【0335】

また、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第８実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、アノードセル用酸化剤流路３５４の断面積および第１中間セル用酸化剤流路４５４の断面積よりも小さくなっている。さらに、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第８実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、第２中間セル用酸化剤流路５５４の断面積および第３中間セル用酸化剤流路６５４の断面積よりも小さくなっている。また、吸込方向Ｄｖに直交するとともに積層方向Ｄｓに平行な断面において、第８実施形態のアノード冷却流路２４０の断面積は、カソードセル用酸化剤流路７５４の断面積よりも小さくなっている。

【0336】

よって、第８実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、アノードセル用酸化剤流路３５４の通気抵抗および第１中間セル用酸化剤流路４５４の通気抵抗よりも大きくなっている。また、第８実施形態のアノード冷却流路２４０の通気抵抗は、第２中間セル用酸化剤流路５５４の通気抵抗、第３中間セル用酸化剤流路６５４の通気抵抗およびカソードセル用酸化剤流路７５４の通気抵抗よりも大きくなっている。

【0337】

このように、第８実施形態は、構成されている。

【0338】

第８実施形態においても、上記［１－３］に記載した効果を除いて、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第８実施形態では、上記［３］に記載した効果を奏する。

【0339】

（第９実施形態）
第９実施形態では、燃料電池５が支持プレート９４および中間冷却プレート９５を備えている。これ以外は、第１実施形態と同様である。

【0340】

支持プレート９４は、支持部に対応している。また、支持プレート９４は、チタン、銅等の金属で板状に形成されている。このため、支持プレート９４は、アノード冷却用流路形成部２００の熱伝導率と同じになっている。さらに、支持プレート９４の熱伝導率は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０の熱伝導率および第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０の熱伝導率よりも大きくなっている。また、支持プレート９４の熱伝導率は、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０の熱伝導率および第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０の熱伝導率よりも大きくなっている。

【0341】

また、支持プレート９４は、図２０に示すように、積層方向Ｄｓに第１中間セル用セパレータ４５と接続されている。さらに、支持プレート９４は、水素用支持プレート入口穴９４２および水素用支持プレート出口穴９４３を有する。

【0342】

水素用支持プレート入口穴９４２は、第１中間セル用セパレータ４５の水素用第５入口穴４５２と連通している。

【0343】

水素用支持プレート出口穴９４３は、第１中間セル用セパレータ４５の水素用第５出口穴４５３と連通している。

【0344】

中間冷却プレート９５は、第２中間セル５０を冷却する。具体的には、中間冷却プレート９５は、アノード冷却プレート２０と同様に形成されており、中間冷却用流路形成部９５０、中間冷却用シール部９５１および中間冷却流路９５４を有する。

【0345】

中間冷却用流路形成部９５０は、冷却部に対応している。また、中間冷却用流路形成部９５０は、チタン、銅等の金属で形成されている。このため、中間冷却用流路形成部９５０の熱伝導率は、支持プレート９４の熱伝導率およびアノード冷却用流路形成部２００の熱伝導率と同じになっている。さらに、中間冷却用流路形成部９５０の熱伝導率は、アノードセル用酸化剤流路形成部３５０の熱伝導率および第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０の熱伝導率よりも大きくなっている。また、中間冷却用流路形成部９５０の熱伝導率は、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０の熱伝導率および第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０の熱伝導率よりも大きくなっている。さらに、中間冷却用流路形成部９５０は、積層方向Ｄｓに支持プレート９４のうち第１中間セル用セパレータ４５とは反対側と接続されているとともに、支持プレート９４に支持されている。また、中間冷却プレート９５は、第１実施形態のアノード冷却用流路形成部２００と同じ形状に形成されている。このため、中間冷却プレート９５は、中間冷却用第１底部９６１、中間冷却用第１側部９７１、中間冷却用第２底部９６２および中間冷却用第２側部９７２を複数含む。

【0346】

中間冷却用第１底部９６１、中間冷却用第１側部９７１、中間冷却用第２底部９６２および中間冷却用第２側部９７２は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。また、中間冷却用第１底部９６１、中間冷却用第１側部９７１、中間冷却用第２底部９６２および中間冷却用第２側部９７２は、吸込方向Ｄｖと平行な方向に延びる板状に形成されている。

【0347】

さらに、中間冷却用第１底部９６１は、積層方向Ｄｓに支持プレート９４と接続されている。

【0348】

中間冷却用第１側部９７１は、中間冷却用第１底部９６１に接続されている。また、中間冷却用第１側部９７１は、積層方向Ｄｓに対して傾斜している。

【0349】

中間冷却用第２底部９６２は、中間冷却用第１側部９７１のうち中間冷却用第１底部９６１とは反対側に接続されている。

【0350】

中間冷却用第２側部９７２は、中間冷却用第２底部９６２のうち中間冷却用第１側部９７１とは反対側に接続されている。さらに、中間冷却用第２側部９７２は、中間冷却用第２底部９６２の中心を通るとともに積層方向Ｄｓに延びる直線を中心として中間冷却用第１側部９７１と対称となるように、傾斜している。

【0351】

中間冷却用シール部９５１は、ゴム等で形成されている。また、中間冷却用シール部９５１は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に、中間冷却用第１底部９６１と接続されている。さらに、中間冷却用シール部９５１は、積層方向Ｄｓに、支持プレート９４のうち第１中間セル用セパレータ４５とは反対側および第２中間セル用水素プレートシール部５１１のうち第２中間セル用アノード側シール部５２１とは反対側と接続されている。また、中間冷却用シール部９５１は、水素用中間冷却プレート入口穴９５２および水素用中間冷却プレート出口穴９５３を有する。

【0352】

水素用中間冷却プレート入口穴９５２は、水素用支持プレート入口穴９４２および第２中間セル用水素プレート５１の水素用第６入口穴５１２と連通している。

【0353】

水素用中間冷却プレート出口穴９５３は、水素用支持プレート出口穴９４３および第２中間セル用水素プレート５１の水素用第６出口穴５１３と連通している。

【0354】

中間冷却流路９５４は、冷却流路に対応しており、中間冷却用第１底部９６１、中間冷却用第１側部９７１および中間冷却用第２側部９７２によって区画される空間である。また、中間冷却流路９５４は、中間冷却用第２底部９６２、中間冷却用第１側部９７１および中間冷却用第２側部９７２によって区画される空間である。さらに、中間冷却流路９５４は、中間冷却用第１底部９６１、中間冷却用第１側部９７１および中間冷却用シール部９５１によって区画される空間である。また、中間冷却流路９５４は、積層方向Ｄｓおよび吸込方向Ｄｖと直交する方向に並列している。

【0355】

さらに、中間冷却流路９５４を流れる空気と中間冷却用流路形成部９５０との熱伝達率は、アノード冷却流路２４０を流れる空気とアノード冷却用流路形成部２００との熱伝達率と同じになっている。このため、中間冷却流路９５４を流れる空気と中間冷却用流路形成部９５０との熱伝達率は、アノードセル用酸化剤流路３５４を流れる空気とアノードセル用酸化剤流路形成部３５０との熱伝達率よりも高くなっている。また、中間冷却流路９５４を流れる空気と中間冷却用流路形成部９５０との熱伝達率は、第１中間セル用酸化剤流路４５４を流れる空気と第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０との熱伝達率よりも高くなっている。さらに、中間冷却流路９５４を流れる空気と中間冷却用流路形成部９５０との熱伝達率は、第２中間セル用酸化剤流路５５４を流れる空気と第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０との熱伝達率よりも高くなっている。また、中間冷却流路９５４を流れる空気と中間冷却用流路形成部９５０との熱伝達率は、第３中間セル用酸化剤流路６５４を流れる空気と第３中間セル用酸化剤流路形成部６５０との熱伝達率よりも高くなっている。

【0356】

このように、第９実施形態は、構成されている。

【0357】

第９実施形態では、以下に記載する効果を奏する。

【0358】

［９－１］支持プレート９４は、積層方向Ｄｓに、第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０と接続されている。また、中間冷却プレート９５の中間冷却用流路形成部９５０は、積層方向Ｄｓに、第２中間セル用水素流路形成部５１０と接続されている。

【0359】

ここで、第２中間セル５０の発電によって第２中間セル用膜電極接合体５３に発生した熱は、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０に加えて、第２中間セル用アノード側触媒層５３４を経由して、第２中間セル用アノード側多孔体５２０に伝わる。また、第２中間セル用アノード側多孔体５２０に伝わった熱は、第２中間セル用水素流路形成部５１０を経由して、中間冷却用流路形成部９５０に伝わる。

【0360】

そして、中間冷却用流路形成部９５０は、第２中間セル用膜電極接合体５３から中間冷却用流路形成部９５０に伝導した熱を、中間冷却流路９５４を流れる空気に放散することによって第２中間セル５０を冷却する。

【0361】

これにより、中間冷却プレート９５がない場合と比較して、第２中間セル５０の温度上昇が抑制される。したがって、第２中間セル５０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。なお、第９実施形態では、第１中間セル４０は、第１セルに対応する。また、第２中間セル５０は、第２セルに対応する。このため、第１中間セル用水素流路形成部４１０は、第１燃料部に対応する。第１中間セル用水素流路４１４は、第１燃料流路に対応する。第１中間セル用アノード側拡散層４２は、アノード側第１拡散層に対応する。第１中間セル用膜電極４３０は、第１膜電極に対応する。第１中間セル用アノード側触媒層４３４は、アノード側第１触媒層に対応する。第１中間セル用電解質膜４３５は、第１電解質膜に対応する。第１中間セル用カソード側触媒層４３６は、カソード側第１触媒層に対応する。第１中間セル用カソード側拡散層４４は、カソード側第１拡散層に対応する。第１中間セル用酸化剤流路４５４は、第１酸化剤流路に対応する。第１中間セル用酸化剤流路形成部４５０は、第１酸化剤部に対応する。第２中間セル用水素流路形成部５１０は、第２燃料部に対応する。第２中間セル用水素流路５１４は、第２燃料流路に対応する。第２中間セル用アノード側拡散層５２は、アノード側第２拡散層に対応する。第２中間セル用膜電極５３０は、第２膜電極に対応する。第２中間セル用アノード側触媒層５３４は、アノード側第２触媒層に対応する。第２中間セル用電解質膜５３５は、第２電解質膜に対応する。第２中間セル用カソード側触媒層５３６は、カソード側第２触媒層に対応する。第２中間セル用カソード側拡散層５４は、カソード側第２拡散層に対応する。第２中間セル用酸化剤流路５５４は、第２酸化剤流路に対応する。第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０は、第２酸化剤部に対応する。

【0362】

［９－２］中間冷却流路９５４を流れる空気と中間冷却用流路形成部９５０との熱伝達率は、第２中間セル用酸化剤流路５５４を流れる空気と第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０との熱伝達率よりも高くなっている。

【0363】

これにより、中間冷却用流路形成部９５０は、第２中間セル用膜電極接合体５３から中間冷却用流路形成部９５０に伝導した熱を、中間冷却流路９５４を流れる空気に放散することがしやすくなる。このため、中間冷却用流路形成部９５０は、第２中間セル５０を冷却することがしやすくなる。したがって、第２中間セル５０の温度上昇が抑制されやすくなることから第２中間セル５０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0364】

［９－３］中間冷却用流路形成部９５０の熱伝導率は、第２中間セル用酸化剤流路形成部５５０の熱伝導率よりも高くなっている。

【0365】

これにより、化学反応により第２中間セル用膜電極接合体５３にて発生した熱は、中間冷却用流路形成部９５０に伝わりやすくなる。このため、中間冷却用流路形成部９５０は、第２中間セル用膜電極接合体５３から中間冷却用流路形成部９５０に伝導した熱を、中間冷却流路９５４を流れる空気に放散することがしやすくなる。したがって、中間冷却用流路形成部９５０は、第２中間セル５０を冷却することがしやすくなる。よって、第２中間セル５０の温度上昇が抑制されやすくなることから第２中間セル５０の発電性能が向上するため、燃料電池５の発電性能が向上する。

【0366】

（他の実施形態）
本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対して、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0367】

上記実施形態では、燃料電池５のセルの数は、５つである。これに対して、燃料電池５のセルの数は、５つに限定されない。燃料電池５のセルの数は、２つ以上であればよい。

【0368】

第１実施形態のカソードセル用セパレータ７５は、図２１に示すように、第２実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0369】

第１実施形態のカソードセル用セパレータ７５は、図２２に示すように、第３実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0370】

第１実施形態のカソードセル用セパレータ７５は、第４実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0371】

第１実施形態のカソードセル用セパレータ７５は、第５実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0372】

第６実施形態のアノード冷却プレート２０は、第４実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0373】

第６実施形態のアノード冷却プレート２０は、第５実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0374】

第９実施形態の支持プレート９４および中間冷却プレート９５は、図２３に示すように、アノードセル３０および第１中間セル４０の間に配置されてもよい。この場合、アノードセル３０は、第１セルに対応する。また、第１中間セル４０は、第２セルに対応する。

【0375】

第９実施形態の支持プレート９４および中間冷却プレート９５は、第２中間セル５０および第３中間セル６０の間に配置されてもよい。この場合、第２中間セル５０は、第１セルに対応する。また、第３中間セル６０は、第２セルに対応する。

【0376】

第９実施形態の支持プレート９４および中間冷却プレート９５は、図２４に示すように、第３中間セル６０およびカソードセル７０の間に配置されてもよい。この場合、第３中間セル６０は、第１セルに対応する。また、カソードセル７０は、第２セルに対応する。

【0377】

第９実施形態の中間冷却プレート９５は、図２５に示すように、第２実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0378】

第９実施形態の中間冷却プレート９５は、図２６に示すように、第３実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0379】

第９実施形態の中間冷却プレート９５は、第４実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0380】

第９実施形態の中間冷却プレート９５は、第５実施形態のアノード冷却プレート２０と同様の形状に形成されてもよい。

【0381】

上記実施形態は、適宜組み合わされてもよい。

【符号の説明】

【0382】

１０ アノード拘束プレート
１５ アノードターミナル
２０ 冷却プレート
３０ アノードセル
４０ 第１中間セル
５０ 第２中間セル
６０ 第３中間セル
７０ カソードセル
８５ カソードターミナル
９０ カソード拘束プレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】