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(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】P2024008798
(43)【公開日】2024-01-19
(54)【発明の名称】燃料電池用セパレータ
(51)【国際特許分類】
H01M 8/0258 20160101AFI20240112BHJP
H01M 8/10 20160101ALN20240112BHJP
【ＦＩ】
H01M8/0258
H01M8/10 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023001705
(22)【出願日】2023-01-10
(31)【優先権主張番号】P 2022109172
(32)【優先日】2022-07-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000110321
【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】川尻 浩右
(72)【発明者】
【氏名】杉野 祐記
(72)【発明者】
【氏名】村上 智弘
【テーマコード（参考）】
5H126
【Ｆターム（参考）】
5H126AA08
5H126AA12
5H126BB06
(57)【要約】
【課題】燃料電池の発電性能を向上させることのできる燃料電池用セパレータを提供する。
【解決手段】セパレータ２０は、発電部１１に当接する態様で設けられる。セパレータ２０は、複数の突条３１と、ガス流路３２と、ガイド溝３５，３６とを有する。複数の突条３１は、互いに間隔を置いて並列して延在するとともに発電部１１に当接する。ガス流路３２は、互いに隣り合う２つの突条３１の間において突条３１に沿って延在する凹溝状をなす。ガス流路３２は反応ガスが流れる。ガイド溝３５，３６は、突条３１における発電部１１の側の面に形成され、且つ、突条３１の並び方向に延びる溝状をなし、且つ、発電部１１に当接する部分からガス流路３２の底部まで延びる。
【選択図】図７
【解決手段】セパレータ２０は、発電部１１に当接する態様で設けられる。セパレータ２０は、複数の突条３１と、ガス流路３２と、ガイド溝３５，３６とを有する。複数の突条３１は、互いに間隔を置いて並列して延在するとともに発電部１１に当接する。ガス流路３２は、互いに隣り合う２つの突条３１の間において突条３１に沿って延在する凹溝状をなす。ガス流路３２は反応ガスが流れる。ガイド溝３５，３６は、突条３１における発電部１１の側の面に形成され、且つ、突条３１の並び方向に延びる溝状をなし、且つ、発電部１１に当接する部分からガス流路３２の底部まで延びる。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料電池の発電部に当接する態様で設けられる燃料電池用セパレータであって、
互いに間隔を置いて並列して延在するとともに前記発電部に当接する複数の突条と、
互いに隣り合う２つの前記突条の間において前記突条に沿って延在する凹溝状をなすとともに反応ガスが流れるガス流路と、
前記突条における前記発電部の側の面に形成され、前記突条の並び方向に延びる溝状をなし、前記発電部に当接する部分から前記ガス流路の底部まで延びるガイド溝と、を備える燃料電池用セパレータ。
互いに間隔を置いて並列して延在するとともに前記発電部に当接する複数の突条と、
互いに隣り合う２つの前記突条の間において前記突条に沿って延在する凹溝状をなすとともに反応ガスが流れるガス流路と、
前記突条における前記発電部の側の面に形成され、前記突条の並び方向に延びる溝状をなし、前記発電部に当接する部分から前記ガス流路の底部まで延びるガイド溝と、を備える燃料電池用セパレータ。
【請求項2】
前記ガス流路の底面は平らな形状をなしている
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項3】
前記突条の延在方向に間隔をおいて複数設けられ、前記ガス流路の底部が部分的に凹んだ形状をなす保持凹部を備える
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項4】
前記ガイド溝は前記保持凹部に接続されている
請求項３に記載の燃料電池用セパレータ。
請求項３に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項5】
前記突条における前記発電部に当接する部分の側が切り取られた形状をなし、互いに隣り合う２つの前記ガス流路を連通する態様で前記並び方向に延びる連通部を有する
請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。
請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料電池用セパレータに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、固体高分子形燃料電池は、膜電極接合体を有する発電部と、複数の突条および凹溝部が交互に形成されて上記発電部を挟持する一対の板状のセパレータとを含む単セルが複数積層されたスタックを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
単セルを構成する各セパレータと発電部との間には、突条および凹溝部により区画されて、反応ガスが流通するガス流路が形成されている。この単セルでは、発電部での発電に際して発生した水が上記ガス流路に流入する。そして、ガス流路に流入した水は、同ガス流路の内部を流れる反応ガスの流動圧力によって押し流されてガス流路の外部に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－４７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
通常、単セルにおけるガス流路の内部において、前記水は断続的に流れる。そのため、ガス流路の各部における水の流量や流速にはばらつきが生じてしまう。これに起因して、ガス流路の一部においてガスが流れ難くなるなど、ガス流路の各部におけるガスの流れが不安定になる。したがって、単セルにおいて部分的に発電量の低下を招くことで、燃料電池の発電性能の低下を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための装置の各態様を記載する。
［態様１］燃料電池の発電部に当接する態様で設けられる燃料電池用セパレータであって、互いに間隔を置いて並列して延在するとともに前記発電部に当接する複数の突条と、互いに隣り合う２つの前記突条の間において前記突条に沿って延在する凹溝状をなすとともに反応ガスが流れるガス流路と、前記突条における前記発電部の側の面に形成され、前記突条の並び方向に延びる溝状をなし、前記発電部に当接する部分から前記ガス流路の底部まで延びるガイド溝と、を備える燃料電池用セパレータ。
［態様１］燃料電池の発電部に当接する態様で設けられる燃料電池用セパレータであって、互いに間隔を置いて並列して延在するとともに前記発電部に当接する複数の突条と、互いに隣り合う２つの前記突条の間において前記突条に沿って延在する凹溝状をなすとともに反応ガスが流れるガス流路と、前記突条における前記発電部の側の面に形成され、前記突条の並び方向に延びる溝状をなし、前記発電部に当接する部分から前記ガス流路の底部まで延びるガイド溝と、を備える燃料電池用セパレータ。
【0007】
上記構成によれば、セパレータに形成されたガイド溝により、発電部での発電に際して発生した水が、同発電部とセパレータとの接触部分からガス流路の底部まで案内されるようになる。そのため、上記水を、発電部から離れた部分、すなわち発電部における発電の邪魔になり難い部分に速やかに移動させることができるようになる。これにより、ガス流路の各部における水の流量や流速のばらつきを抑えることができる。したがって、ガス流路の各部における反応ガスの流量や流速のばらつきを抑えることができる。これにより、発電部における部分的な発電量の低下を抑えることができるため、燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【0008】
［態様２］前記ガス流路の底面は平らな形状をなしている［態様１］に記載の燃料電池用セパレータ。
上記構成によれば、ガス流路の底部が段差のない平らな形状であるため、ガス流路の底部に到達した水は、反応ガスの流動圧力によって押し流されることで、下流側にスムーズに流れて同ガス流路の外部に排出されるようになる。これにより、ガス流路の各部における水の流量や流速のばらつきを抑えることができるため、ガス流路の各部における反応ガスの流量や流速のばらつきを抑えることができる。
上記構成によれば、ガス流路の底部が段差のない平らな形状であるため、ガス流路の底部に到達した水は、反応ガスの流動圧力によって押し流されることで、下流側にスムーズに流れて同ガス流路の外部に排出されるようになる。これにより、ガス流路の各部における水の流量や流速のばらつきを抑えることができるため、ガス流路の各部における反応ガスの流量や流速のばらつきを抑えることができる。
【0009】
［態様３］前記突条の延在方向に間隔をおいて複数設けられ、前記ガス流路の底部が部分的に凹んだ形状をなす保持凹部を備える［態様１］に記載の燃料電池用セパレータ。
上記構成によれば、ガス流路に流入する水の一部が、ガス流路の底部に形成された複数の保持凹部に溜まるようになる。これにより、ガス流路の底部における水の流れを途切れ難くすることができる。しかも、ガス流路の底部における水の流速を遅くすることができる。これにより、ガス流路の各部における水の流量や流速のばらつきを抑えることができる。
上記構成によれば、ガス流路に流入する水の一部が、ガス流路の底部に形成された複数の保持凹部に溜まるようになる。これにより、ガス流路の底部における水の流れを途切れ難くすることができる。しかも、ガス流路の底部における水の流速を遅くすることができる。これにより、ガス流路の各部における水の流量や流速のばらつきを抑えることができる。
【0010】
［態様４］前記ガイド溝は前記保持凹部に接続されている［態様３］に記載の燃料電池用セパレータ。
上記構成によれば、発電部での発電に際して発生した水を、ガイド溝によって案内するとともに同ガイド溝から保持凹部に対して直接流入させることができる。これにより、上記水を、保持凹部に対してスムーズに案内して速やかに移動させることができる。
上記構成によれば、発電部での発電に際して発生した水を、ガイド溝によって案内するとともに同ガイド溝から保持凹部に対して直接流入させることができる。これにより、上記水を、保持凹部に対してスムーズに案内して速やかに移動させることができる。
【0011】
［態様５］前記突条における前記発電部に当接する部分の側が切り取られた形状をなし、互いに隣り合う２つの前記ガス流路を連通する態様で前記並び方向に延びる連通部を有する［態様１］～［態様４］のいずれか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
【0012】
上記構成によれば、連通路を介して、隣り合う２つのガス流路の間での反応ガスの流通が許容されるようになる。そのため、反応ガスを広い範囲にわたって拡散させることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１実施形態の燃料電池用セパレータが適用される燃料電池スタックの概略構成図である。
【図2】第１実施形態の第１セパレータにおける発電部側の部分の構造を示すモデルの斜視図である。
【図3】同モデルの平面図である。
【図7】第１実施形態の燃料電池用セパレータによる作用を説明するための作用図である。
【図8】第１実施形態の第１セパレータのガス流路における圧力損失の推移を測定した結果を示すグラフである。
【図9】第２実施形態の第１セパレータにおける発電部側の部分の構造を示すモデルの斜視図である。
【図10】同モデルの平面図である。
【図14】同モデルの斜視図である。
【図15】第２実施形態の第１セパレータのガス流路における圧力損失の推移を測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
【0016】
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す場合がある。また、各部分の寸法比率については実際と異なる場合がある。
図１に示すように、本実施形態の燃料電池用セパレータ（以下、セパレータ２０と称する）は、固体高分子形燃料電池のスタック１００に用いられるものである。なお、セパレータ２０は、後述する第１セパレータ３０および第２セパレータ４０の総称である。
図１に示すように、本実施形態の燃料電池用セパレータ（以下、セパレータ２０と称する）は、固体高分子形燃料電池のスタック１００に用いられるものである。なお、セパレータ２０は、後述する第１セパレータ３０および第２セパレータ４０の総称である。
【0017】
スタック１００は、複数の単セル１０が積層された構造を有している。単セル１０は、カソード側の第１セパレータ３０と、アノード側の第２セパレータ４０とにより挟持された発電部１１を備えている。
【0018】
発電部１１は、膜電極接合体１２と、膜電極接合体１２を挟持するカソード側ガス拡散層１３およびアノード側ガス拡散層１４とにより構成されている。カソード側ガス拡散層１３は、膜電極接合体１２と第１セパレータ３０との間に設けられている。アノード側ガス拡散層１４は、膜電極接合体１２と第２セパレータ４０との間に設けられている。カソード側ガス拡散層１３およびアノード側ガス拡散層１４は、共に炭素繊維により形成されている。
【0019】
膜電極接合体１２は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有する固体高分子材料からなる電解質膜１５と、電解質膜１５を挟持する一対の電極触媒層１６とを備えている。各電極触媒層１６には、燃料電池における反応ガスの電気化学反応を促進するために、例えば白金などの触媒が担持されている。
【0020】
＜第１セパレータ＞
第１セパレータ３０は、例えば、黒鉛などの炭素材とポリプロピレンなどの樹脂材料とを含む複合材を加熱しながらプレス成形することにより成形されている。第１セパレータ３０は、複数の突条３１と、複数のガス流路３２とを有している。複数の突条３１は、互いに間隔をおいて並列して延在している。各突条３１は、基本的に、延在方向と直交する方向における断面（図１に示す断面）が、先端に向かって先細の山形状をなしている。各突条３１の突端部分は、カソード側ガス拡散層１３に当接している。複数のガス流路３２は、互いに隣り合う２つの突条３１の間において突条３１に沿って延在している。各ガス流路３２は、通路断面（図１に示す断面）が、底部に向かって先細の山形状をなしている。単セル１０においては、凹溝状をなす各ガス流路３２の内部を、反応ガスが流れるようになっている。なお、各突条３１および各ガス流路３２は、図１の紙面に直交する方向に延びている。
第１セパレータ３０は、例えば、黒鉛などの炭素材とポリプロピレンなどの樹脂材料とを含む複合材を加熱しながらプレス成形することにより成形されている。第１セパレータ３０は、複数の突条３１と、複数のガス流路３２とを有している。複数の突条３１は、互いに間隔をおいて並列して延在している。各突条３１は、基本的に、延在方向と直交する方向における断面（図１に示す断面）が、先端に向かって先細の山形状をなしている。各突条３１の突端部分は、カソード側ガス拡散層１３に当接している。複数のガス流路３２は、互いに隣り合う２つの突条３１の間において突条３１に沿って延在している。各ガス流路３２は、通路断面（図１に示す断面）が、底部に向かって先細の山形状をなしている。単セル１０においては、凹溝状をなす各ガス流路３２の内部を、反応ガスが流れるようになっている。なお、各突条３１および各ガス流路３２は、図１の紙面に直交する方向に延びている。
【0021】
＜第２セパレータ＞
第２セパレータ４０は、例えば、黒鉛などの炭素材とポリプロピレンなどの樹脂材料とを含む複合材を加熱しながらプレス成形することにより成形されている。第２セパレータ４０は、複数の突条４１と、複数のガス流路４２とを有している。複数の突条４１は、互いに間隔をおいて並列して延在している。各突条４１は、基本的に、延在方向と直交する方向における断面（図１に示す断面）が、先端に向かって先細の山形状をなしている。各突条４１の突端部分は、アノード側ガス拡散層１４に当接している。複数のガス流路４２は、互いに隣り合う２つの突条４１の間において突条４１に沿って延在している。各ガス流路４２は、通路断面（図１に示す断面）が、底部に向かって先細の山形状をなしている。単セル１０においては、凹溝状をなすガス流路４２の内部を、反応ガスが流れるようになっている。なお、突条４１およびガス流路４２は、図１の紙面に直交する方向に延びている。
第２セパレータ４０は、例えば、黒鉛などの炭素材とポリプロピレンなどの樹脂材料とを含む複合材を加熱しながらプレス成形することにより成形されている。第２セパレータ４０は、複数の突条４１と、複数のガス流路４２とを有している。複数の突条４１は、互いに間隔をおいて並列して延在している。各突条４１は、基本的に、延在方向と直交する方向における断面（図１に示す断面）が、先端に向かって先細の山形状をなしている。各突条４１の突端部分は、アノード側ガス拡散層１４に当接している。複数のガス流路４２は、互いに隣り合う２つの突条４１の間において突条４１に沿って延在している。各ガス流路４２は、通路断面（図１に示す断面）が、底部に向かって先細の山形状をなしている。単セル１０においては、凹溝状をなすガス流路４２の内部を、反応ガスが流れるようになっている。なお、突条４１およびガス流路４２は、図１の紙面に直交する方向に延びている。
【0022】
第１セパレータ３０のガス流路３２とカソード側ガス拡散層１３とで区画される部分には、反応ガスとしての酸化ガスが流通する酸化ガス流路が形成されている。第２セパレータ４０のガス流路４２とアノード側ガス拡散層１４とで区画される部分には、反応ガスとしての燃料ガスが流通する燃料ガス流路が形成されている。本実施形態において、酸化ガス流路を流通する酸化ガスは空気であり、燃料ガス流路を流通する燃料ガスは水素である。
【0023】
第１セパレータ３０におけるガス流路３２の底部の裏面と、同第１セパレータ３０に隣り合う第２セパレータ４０のガス流路４２の底部の裏面とは、互いに接合されている。そして、第１セパレータ３０における突条３１の裏面と、第２セパレータ４０における突条４１の裏面とで区画される部分には、冷却水が流通する冷却水流路が形成されている。
【0024】
図２～図６に示すように、第１セパレータ３０は、保持凹部３３、連通部３４、第１ガイド溝３５、および第２ガイド溝３６を有する。なお図２～図６は、第１セパレータ３０における上記発電部１１側の部分の構造を有するモデルを示している。実際には、第１セパレータ３０の突条３１の裏面には、前記冷却水流路を構成する凹溝が形成されている。また、図示は省略するが、第２セパレータ４０は、保持凹部３３、連通部３４、第１ガイド溝３５、および第２ガイド溝３６を有する。
【0025】
本実施形態の第１セパレータ３０と第２セパレータ４０とは、同一の構成を有している。そのため以降においては、第１セパレータ３０の保持凹部３３、連通部３４、第１ガイド溝３５、および第２ガイド溝３６を説明することで、第２セパレータ４０の保持凹部３３、連通部３４、第１ガイド溝３５、および第２ガイド溝３６についての説明を省略する。また、以降においては、突条３１の並び方向を単に並び方向Ｙと称するとともに、突条３１の延在方向を単に延在方向Ｘと称する。なお、本実施形態では、並び方向Ｙと延在方向Ｘとが直交している。さらに以降においては、ガス流路３２を流れる反応ガスの流れ方向の上流側を単に上流側と称し、同流れ方向の下流側を単に下流側と称する。
【0026】
＜保持凹部＞
図２～図６に示すように、保持凹部３３は、ガス流路３２の底部が部分的に凹んだ形状をなしている。保持凹部３３は、上流側において隣接する部分および下流側において隣接する部分の各々よりも一段低くなった部分である。保持凹部３３は、各ガス流路３２の底部に、延在方向Ｘに間隔をおいて複数設けられている。
図２～図６に示すように、保持凹部３３は、ガス流路３２の底部が部分的に凹んだ形状をなしている。保持凹部３３は、上流側において隣接する部分および下流側において隣接する部分の各々よりも一段低くなった部分である。保持凹部３３は、各ガス流路３２の底部に、延在方向Ｘに間隔をおいて複数設けられている。
【0027】
＜連通部＞
連通部３４は、突条３１における発電部１１に当接する部分の側（図４の上側）が切り取られた形状をなしている。連通部３４の上流側の内側面と下流側の内側面とは共に、並び方向Ｙおよび上下方向（図４の上下方向）において延びる平面状をなしている。また連通部３４の底面は、延在方向Ｘおよび並び方向Ｙにおいて延びる平面状をなしている。連通部３４は、互いに隣り合う２つのガス流路３２を連通する態様で並び方向Ｙに延びている。連通部３４は、各突条３１に、延在方向Ｘに間隔をおいて複数設けられている。本実施形態では、連通部３４および保持凹部３３が、図３に示す平面視で、並び方向Ｙにおいて交互に、且つ直線状に並ぶ態様で配置されている。
連通部３４は、突条３１における発電部１１に当接する部分の側（図４の上側）が切り取られた形状をなしている。連通部３４の上流側の内側面と下流側の内側面とは共に、並び方向Ｙおよび上下方向（図４の上下方向）において延びる平面状をなしている。また連通部３４の底面は、延在方向Ｘおよび並び方向Ｙにおいて延びる平面状をなしている。連通部３４は、互いに隣り合う２つのガス流路３２を連通する態様で並び方向Ｙに延びている。連通部３４は、各突条３１に、延在方向Ｘに間隔をおいて複数設けられている。本実施形態では、連通部３４および保持凹部３３が、図３に示す平面視で、並び方向Ｙにおいて交互に、且つ直線状に並ぶ態様で配置されている。
【0028】
＜第１ガイド溝および第２ガイド溝＞
第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、溝状をなしている。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１における発電部１１の側（図５の上側）の面に形成されている。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、平面視で並び方向Ｙに延びている。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１の突端部分から同突条３１を間に挟む２つのガス流路３２の底部まで延びている。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１の突端部分における並び方向Ｙの中央部分において部分的に途切れる態様で延びている。
第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、溝状をなしている。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１における発電部１１の側（図５の上側）の面に形成されている。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、平面視で並び方向Ｙに延びている。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１の突端部分から同突条３１を間に挟む２つのガス流路３２の底部まで延びている。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１の突端部分における並び方向Ｙの中央部分において部分的に途切れる態様で延びている。
【0029】
第１ガイド溝３５は、上記連通部３４の下流側（図４の右側）の端部に沿って延びている。第１ガイド溝３５は、突条３１における上記連通部３４に隣接する部分において延びている。第１ガイド溝３５は、突条３１における上記連通部３４から遠い側の部分よりも一段低くなった部分である。第１ガイド溝３５は、保持凹部３３の下流側の端部に接続されて連通する態様で延びている。
【0030】
第２ガイド溝３６は、上記連通部３４の上流側（図４の左側）の端部に沿って延びている。第２ガイド溝３６は、突条３１における上記連通部３４に隣接する部分において延びている。第２ガイド溝３６は、突条３１における上記連通部３４から遠い側の部分よりも一段低くなった部分である。第２ガイド溝３６は、保持凹部３３の上流側の端部に接続されて連通する態様で延びている。
【0031】
本実施形態では、１つの保持凹部３３が、ガス流路３２の底部において第１ガイド溝３５と第２ガイド溝３６とによって挟まれる位置に設けられている。
本実施形態では、発明者等による各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、第１ガイド溝３５の溝幅（図４中の「Ｗ１」）と第２ガイド溝３６の溝幅（図４中の「Ｗ２」）とが共に［２００μｍ］に定められている。また本実施形態では、発明者等による各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、第１ガイド溝３５と第２ガイド溝３６との距離（図４中の「Ｗ３」）が［４００μｍ］に設定されている。これにより、第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６を介して、発電部１１での発電に際して発生する水が保持凹部３３までスムーズ、且つ速やかに移動する構成が実現されている。なお、上記水を保持凹部３３まで適切に移動させる上では、第１ガイド溝３５の溝幅Ｗ１、および第２ガイド溝３６の溝幅Ｗ２は、［１００μｍ］～［３００μｍ］の範囲で定めることが好ましい。また、上記水を保持凹部３３まで適切に移動させる上では、第１ガイド溝３５と第２ガイド溝３６との距離Ｗ３は、［２００μｍ］以上に設定することが好ましい。
本実施形態では、発明者等による各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、第１ガイド溝３５の溝幅（図４中の「Ｗ１」）と第２ガイド溝３６の溝幅（図４中の「Ｗ２」）とが共に［２００μｍ］に定められている。また本実施形態では、発明者等による各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、第１ガイド溝３５と第２ガイド溝３６との距離（図４中の「Ｗ３」）が［４００μｍ］に設定されている。これにより、第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６を介して、発電部１１での発電に際して発生する水が保持凹部３３までスムーズ、且つ速やかに移動する構成が実現されている。なお、上記水を保持凹部３３まで適切に移動させる上では、第１ガイド溝３５の溝幅Ｗ１、および第２ガイド溝３６の溝幅Ｗ２は、［１００μｍ］～［３００μｍ］の範囲で定めることが好ましい。また、上記水を保持凹部３３まで適切に移動させる上では、第１ガイド溝３５と第２ガイド溝３６との距離Ｗ３は、［２００μｍ］以上に設定することが好ましい。
【0032】
＜作用＞
以下、本実施形態のセパレータ２０による作用について、図７を参照して説明する。
本実施形態の単セル１０では、発電部１１での発電に際して水Ｗ（図７中にドットハッチングで示す）が発生する。この水Ｗはカソード側ガス拡散層１３の内部に溜まる。また、発生した水Ｗの一部は、カソード側ガス拡散層１３を通過して、同カソード側ガス拡散層１３の表面に染み出す。そして、この水Ｗは、ガス流路３２内における反応ガスの流れによって下流側（図７の右側）に押し流される。
以下、本実施形態のセパレータ２０による作用について、図７を参照して説明する。
本実施形態の単セル１０では、発電部１１での発電に際して水Ｗ（図７中にドットハッチングで示す）が発生する。この水Ｗはカソード側ガス拡散層１３の内部に溜まる。また、発生した水Ｗの一部は、カソード側ガス拡散層１３を通過して、同カソード側ガス拡散層１３の表面に染み出す。そして、この水Ｗは、ガス流路３２内における反応ガスの流れによって下流側（図７の右側）に押し流される。
【0033】
本実施形態の第１セパレータ３０では、突条３１の突端部分、すなわちカソード側ガス拡散層１３に接触する部分に、第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６が形成されている。そのため、上記水Ｗが第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６に至ると、同水Ｗは第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６に流入するようになる。
【0034】
本実施形態では、突条３１の突端部分、すなわち同突条３１とカソード側ガス拡散層１３とが接触する部分においては、毛管作用により、上記水Ｗが第１ガイド溝３５の内部や第２ガイド溝３６の内部に引き込まれるようになっている。詳しくは、カソード側ガス拡散層１３の表面の水Ｗは、毛管作用によって第１ガイド溝３５の内部や第２ガイド溝３６の内部に引き込まれる。また、この水Ｗが呼び水となって、カソード側ガス拡散層１３の内部の水Ｗが第１ガイド溝３５の内部や第２ガイド溝３６の内部に引き込まれるようになる。
【0035】
このようにしてガイド溝３５，３６に引き込まれる水Ｗは、ガイド溝３５，３６によって案内されることで、ガス流路３２の底部まで移動するようになる。そして、この水Ｗは、ガス流路３２内における反応ガスの流れによって下流側に押し流されることで、同ガス流路３２の底部を流れる。
【0036】
本実施形態によれば、第１セパレータ３０に形成されたガイド溝３５，３６により、発電部１１での発電に際して発生した水Ｗが、同発電部１１と第１セパレータ３０との接触部分からガス流路３２の底部まで案内されるようになる。これにより、上記水Ｗを、発電部１１から離れた部分、すなわち発電部１１における発電の邪魔になり難い部分に速やかに移動させることができる。そのため、カソード側ガス拡散層１３の内部における反応ガスの拡散性を良好にすることができる。したがって、単セル１０（燃料電池）の発電性能を向上させることができる。
【0037】
第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６によって案内されてガス流路３２の底部に移動する水Ｗは、保持凹部３３に流入して溜まるようになる。本実施形態では、保持凹部３３は、各ガス流路３２に、延在方向Ｘに間隔を置いて複数設けられている。本実施形態では、これら保持凹部３３の各々に水Ｗを溜めることができる。そのため、ガス流路３２の底部における水Ｗの流れを途切れ難くすることができる。
【0038】
しかも本実施形態では、ガス流路３２の底部に保持凹部３３が形成されることで、同ガス流路３２の底部を流れる水Ｗの流路抵抗が大きくなっている。そのため、保持凹部３３が形成されていないセパレータを用いる場合と比較して、ガス流路３２の底部における水Ｗの流速を遅くすることができる。
【0039】
これにより、ガス流路３２の底部において上記水Ｗが急峻に流れることが抑えられる。そのため、ガス流路３２の各部における水Ｗの流量や流速のばらつきを抑えることができ、ひいてはガス流路３２の各部における反応ガスの流量や流速のばらつきを抑えることができる。これにより、発電部１１における部分的な発電量の低下を抑えることができるため、単セル１０（燃料電池）の発電性能を向上させることができる。
【0040】
図８に、第１セパレータ３０のガス流路３２内における圧力損失の推移を測定した結果を示す。なお測定条件は次の通りである。単セル１０の温度は、摂氏７０度に設定される。単セル１０の出力密度は、３．５［アンペア／平方センチメートル］に設定される。単セル１０のストイキ比は、１．５に設定される。単セル１０（カソード）の出口圧力は、大気圧に設定される。
【0041】
図８中における実線は、本実施形態の第１セパレータ３０のガス流路３２内における圧力損失の推移を示している。図８中の一点鎖線は、比較例のセパレータのガス流路内における圧力損失の推移を示している。比較例のセパレータは、第１ガイド溝３５、第２ガイド溝３６、および保持凹部３３を有していない単純な波板状のセパレータである。
【0042】
図８に示すように、時刻ｔ０において、単セル１０による発電が開始される。なお時刻ｔ０においては、単セル１０の内部に水Ｗが溜まっていない状態になっている。
発電を開始した直後においては（時刻ｔ０以降）、単セル１０の内部で水Ｗが発生することに起因して、本実施形態の第１セパレータ３０の内部、および比較例のセパレータの内部のいずれにおいても、圧力損失は増加するようになる。
発電を開始した直後においては（時刻ｔ０以降）、単セル１０の内部で水Ｗが発生することに起因して、本実施形態の第１セパレータ３０の内部、および比較例のセパレータの内部のいずれにおいても、圧力損失は増加するようになる。
【0043】
発電開始後において所定時間（例えば数十ミリ秒）が経過すると、単セル１０の内部における水Ｗの発生量と同単セル１０の外部への水Ｗの排出量との関係が安定する。これにより、本実施形態の第１セパレータ３０の内部、および比較例のセパレータの内部のいずれにおいても、ガス流路３２における圧力損失は、ある程度安定した状態になる。
【0044】
そうした安定状態での第１セパレータ３０のガス流路３２内における圧力損失の変動幅を「ΔＰ１」とする（図８中の実線参照）。また、安定状態での比較例のセパレータのガス流路内における圧力損失の変動幅を「ΔＰ２」とする（図８中の一点鎖線参照）。
【0045】
この場合には、図８から明らかなように、本実施形態の第１セパレータ３０を用いた場合における圧力損失の変動幅ΔＰ１は、比較例のセパレータを用いた場合における圧力損失の変動幅ΔＰ２よりも小さくなる。
【0046】
このことから、第１セパレータ３０を採用することで、比較例のセパレータを採用する場合と比較して、ガス流路３２の各部における反応ガスの流れが安定するようになることが分かる。そして、こうした第１セパレータ３０を採用することで、発電部１１の各部における発電量のばらつきを抑えて、燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【0047】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１－１）第１セパレータ３０は、第１ガイド溝３５、第２ガイド溝３６、および保持凹部３３を有する。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１における発電部１１の側の面に形成される。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１の並び方向Ｙに延びる溝状をなすとともに、突条３１の突端部分からガス流路３２の底部まで延びる。保持凹部３３は、ガス流路３２の底部が部分的に凹んだ形状をなして、延在方向Ｘに間隔をおいて複数設けられる。この構成によれば、単セル１０、ひいては燃料電池の発電性能を向上させることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１－１）第１セパレータ３０は、第１ガイド溝３５、第２ガイド溝３６、および保持凹部３３を有する。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１における発電部１１の側の面に形成される。第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６は、突条３１の並び方向Ｙに延びる溝状をなすとともに、突条３１の突端部分からガス流路３２の底部まで延びる。保持凹部３３は、ガス流路３２の底部が部分的に凹んだ形状をなして、延在方向Ｘに間隔をおいて複数設けられる。この構成によれば、単セル１０、ひいては燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【0048】
（１－２）第１ガイド溝３５は、保持凹部３３の下流側の端部に接続される態様で延びている。第２ガイド溝３６は、保持凹部３３の上流側の端部に接続される態様で延びている。この構成によれば、発電部１１での発電に際して発生した水Ｗを、第１ガイド溝３５や第２ガイド溝３６によって案内するとともに、第１ガイド溝３５や第２ガイド溝３６から保持凹部３３に対して直接流入させることができる。これにより、上記水Ｗを、保持凹部３３に対してスムーズに案内して速やかに移動させることができる。
【0049】
（１－３）第１セパレータ３０は、連通部３４を有する。連通部３４は、突条３１における発電部１１側の部分が切り取られた形状をなしている。連通部３４は、互いに隣り合う２つのガス流路３２を連通する態様で並び方向Ｙに延びている。この構成によれば、連通部３４を介して、隣り合う２つのガス流路３２の間での反応ガスの流通が許容されるようになる。そのため、反応ガスを広い範囲にわたって拡散させることができる。
【0050】
＜第１実施形態の変更例＞
なお、第１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。第１実施形態および以下の変更例は、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。
なお、第１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。第１実施形態および以下の変更例は、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。
【0051】
・第１ガイド溝３５や第２ガイド溝３６を、平面視で延在方向Ｘに直交する方向に延びる態様で設けることに限らず、平面視で延在方向Ｘに斜めに交差する方向に延びる態様で設けるようにしてもよい。
【0052】
・第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６の一方を省略してもよい。
・連通部３４を省略することができる。例えば、突条３１における第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６を除く部分の全体を、延在方向Ｘと直交する方向における断面が同一の形状（例えば、先細の山形状）になるように形成してもよい。
・連通部３４を省略することができる。例えば、突条３１における第１ガイド溝３５および第２ガイド溝３６を除く部分の全体を、延在方向Ｘと直交する方向における断面が同一の形状（例えば、先細の山形状）になるように形成してもよい。
【0053】
・延在方向Ｘにおいて１つの保持凹部３３が配置される範囲や、延在方向Ｘにおいて複数の保持凹部３３が配置される間隔は、任意に変更することができる。この場合には、第１ガイド溝３５や第２ガイド溝３６が、必ずしも保持凹部３３に接続（連通）されていなくてもよい。すなわち、第１ガイド溝３５や第２ガイド溝３６によってガス流路３２の底部まで案内された水Ｗが、同底部における保持凹部３３以外の部分を経由して、同保持凹部３３に流入するようになる構造を採用することができる。
【0054】
・保持凹部３３、連通部３４、第１ガイド溝３５、および第２ガイド溝３６を、第１セパレータ３０および第２セパレータ４０の双方に設けることに限らず、第１セパレータ３０および第２セパレータ４０の一方のみに設けるようにしてもよい。
【0055】
・セパレータ２０は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料からなるものであってもよい。
（第２実施形態）
以下、第２実施形態の燃料電池用セパレータについて、第１実施形態の燃料電池用セパレータとの相違点を中心に、図９～図１５を参照しつつ説明する。
（第２実施形態）
以下、第２実施形態の燃料電池用セパレータについて、第１実施形態の燃料電池用セパレータとの相違点を中心に、図９～図１５を参照しつつ説明する。
【0056】
本実施形態の燃料電池用セパレータでは、ガス流路の底部の形状、およびガイド溝の形成位置が、第１実施形態の燃料電池用セパレータと異なる。
以下、本実施形態の燃料電池用セパレータにおけるガス流路の底部の形状、およびガイド溝の形成位置について詳しく説明する。なお以下では、先の図１～図８に例示した第１実施形態と同様の構成については同一の符号、若しくは対応する符号を付すとともに、それら構成についての詳細な説明は割愛する。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す場合がある。また、各部分の寸法比率については実際と異なる場合がある。
以下、本実施形態の燃料電池用セパレータにおけるガス流路の底部の形状、およびガイド溝の形成位置について詳しく説明する。なお以下では、先の図１～図８に例示した第１実施形態と同様の構成については同一の符号、若しくは対応する符号を付すとともに、それら構成についての詳細な説明は割愛する。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す場合がある。また、各部分の寸法比率については実際と異なる場合がある。
【0057】
図９～図１４に示すように、第１セパレータ６０は、ガス流路６２およびガイド溝６５を有する。なお図９～図１４は、第１セパレータ６０における前記発電部１１側の部分の構造を有するモデルを示している。実際には、第１セパレータ６０の突条３１の裏面には、前記冷却水流路を構成する凹溝が形成されている。また、第２セパレータ７０は、ガス流路６２およびガイド溝６５を有する。本実施形態の第１セパレータ６０と第２セパレータ７０とは、同一の構成を有している。そのため以降においては、第１セパレータ６０のガス流路６２およびガイド溝６５を説明することで、第２セパレータ７０のガス流路６２およびガイド溝６５についての説明を省略する。
【0058】
＜ガス流路＞
ガス流路６２は、延在方向Ｘにおいて直線状に延びている。ガス流路６２は、下方（図１２の下方）に向かうに連れて徐々に幅狭になる形状をなしている。図１０～図１２、および図１４に示すように、ガス流路６２の底面６２１は、平らな形状をなしている。具体的には、ガス流路６２の底面６２１は、全面にわたり、延在方向Ｘおよび並び方向Ｙにおいて延在する平面形状をなしている。本実施形態では、ガス流路６２の底部が、毛管作用の生じる程度に細く狭い通路になっている。
ガス流路６２は、延在方向Ｘにおいて直線状に延びている。ガス流路６２は、下方（図１２の下方）に向かうに連れて徐々に幅狭になる形状をなしている。図１０～図１２、および図１４に示すように、ガス流路６２の底面６２１は、平らな形状をなしている。具体的には、ガス流路６２の底面６２１は、全面にわたり、延在方向Ｘおよび並び方向Ｙにおいて延在する平面形状をなしている。本実施形態では、ガス流路６２の底部が、毛管作用の生じる程度に細く狭い通路になっている。
【0059】
＜ガイド溝＞
図９～図１４に示すように、ガイド溝６５は、突条３１における発電部１１の側（図１１の上側）の面に形成されている。ガイド溝６５は、溝状をなしている。ガイド溝６５は、平面視で延在方向Ｘと直交する方向、すなわち並び方向Ｙに延びている。ガイド溝６５は、突条３１の突端部分から同突条３１を間に挟む２つのガス流路６２の底部まで延びている。ガイド溝６５は、突条３１の突端部分における並び方向Ｙの中央部分において部分的に途切れる態様で延びている。
図９～図１４に示すように、ガイド溝６５は、突条３１における発電部１１の側（図１１の上側）の面に形成されている。ガイド溝６５は、溝状をなしている。ガイド溝６５は、平面視で延在方向Ｘと直交する方向、すなわち並び方向Ｙに延びている。ガイド溝６５は、突条３１の突端部分から同突条３１を間に挟む２つのガス流路６２の底部まで延びている。ガイド溝６５は、突条３１の突端部分における並び方向Ｙの中央部分において部分的に途切れる態様で延びている。
【0060】
ガイド溝６５は、突条３１における延在方向Ｘにおいて並ぶ２つの前記連通部３４に挟まれた部分、すなわち連通部３４が形成されていない部分（図１１に部分Ａで示す）に設けられている。ガイド溝６５は、突条３１の上記部分Ａにおける延在方向Ｘの中央位置に設けられている。ガイド溝６５は、突条３１の発電部１１側の面において、延在方向Ｘにおいて隣り合う部分よりも一段低くなっている。
【0061】
本実施形態では、発明者等による各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、ガイド溝６５の溝幅（図１１中の「Ｗ４」）が［２００μｍ］に定められている。これにより、ガイド溝６５を介して、発電部１１での発電に際して発生する水Ｗがガス流路６２の底部までスムーズ、且つ速やかに移動する構成が実現されている。なお、上記水Ｗをガス流路６２の底部まで適切に移動させる上では、ガイド溝６５の溝幅Ｗ４は、［１００μｍ］～［３００μｍ］の範囲で定めることが好ましい。
【0062】
＜作用＞
以下、本実施形態の第１セパレータ６０による作用について説明する。
図１１に示すように、本実施形態の単セル５０では、発電部１１での発電に際して水Ｗ（図示略）が発生する。この水Ｗはカソード側ガス拡散層１３の内部に溜まる。また、発生した水Ｗの一部は、カソード側ガス拡散層１３を通過して、同カソード側ガス拡散層１３の表面に染み出す。そして、この水Ｗは、ガス流路６２内における反応ガスの流れによって下流側に押し流される。
以下、本実施形態の第１セパレータ６０による作用について説明する。
図１１に示すように、本実施形態の単セル５０では、発電部１１での発電に際して水Ｗ（図示略）が発生する。この水Ｗはカソード側ガス拡散層１３の内部に溜まる。また、発生した水Ｗの一部は、カソード側ガス拡散層１３を通過して、同カソード側ガス拡散層１３の表面に染み出す。そして、この水Ｗは、ガス流路６２内における反応ガスの流れによって下流側に押し流される。
【0063】
本実施形態の第１セパレータ６０では、突条３１の突端部分、すなわちカソード側ガス拡散層１３に接触する部分に、ガイド溝６５が形成されている。そのため、上記水Ｗがガイド溝６５に至ると、同水Ｗはガイド溝６５に流入するようになる。
【0064】
本実施形態では、突条３１の突端部分、すなわち同突条３１とカソード側ガス拡散層１３とが接触する部分においては、毛管作用により、上記水Ｗがガイド溝６５の内部に引き込まれるようになっている。詳しくは、カソード側ガス拡散層１３の表面の水Ｗは、毛管作用によってガイド溝６５の内部に引き込まれる。また、この水Ｗが呼び水となって、カソード側ガス拡散層１３の内部の水Ｗがガイド溝６５の内部に引き込まれるようになる。
【0065】
図１０～図１２、および図１４に示すように、このようにしてガイド溝６５に引き込まれる水Ｗは、ガイド溝６５によって案内されることで、ガス流路６２の底部まで移動するようになる。本実施形態では、ガイド溝６５が、突条３１の前記部分Ａ（図１１）における延在方向Ｘの中央位置に設けられている。そのため、ガイド溝６５を流れる水Ｗが連通部３４に流れ込み難くなっている。そして、ガス流路６２の底部まで移動した水Ｗは、ガス流路６２内における反応ガスの流れによって下流側に押し流されることで、同ガス流路６２の底部を流れるようになる。
【0066】
本実施形態によれば、第１セパレータ６０に形成されたガイド溝６５により、発電部１１での発電に際して発生した水Ｗが、同発電部１１と第１セパレータ３０との接触部分からガス流路６２の底部まで案内されるようになる。これにより、上記水Ｗを、発電部１１から離れた部分、すなわち発電部１１における発電の邪魔になり難い部分に速やかに移動させることができる。そのため、カソード側ガス拡散層１３（図１１）の内部における反応ガスの拡散性を良好にすることができる。したがって、単セル５０（燃料電池）の発電性能を向上させることができる。
【0067】
また本実施形態では、ガス流路６２の底部が、毛管作用の生じる程度に細く狭い通路になっている。そのため、この毛管作用によって、ガイド溝６５を流れる水Ｗは、ガス流路６２の内部に引き込まれる。ガス流路６２の底部に到達した水Ｗは、毛管作用によって、ガス流路６２の底部に集められて保持される。そして、その状態で、水Ｗはガス流路６２の底部を下流側に流れるようになる。このように本実施形態では、一旦ガス流路６２の底部に到達した水Ｗが突条３１に乗り上げ難くなるとともに、発電部１１側に戻り難くなっている。
【0068】
さらに本実施形態では、ガス流路６２の底面６２１が段差のない平らな形状になっている。そのため、ガス流路６２の底部に到達した水Ｗは、反応ガスの流動圧力によって押し流されることで、下流側にスムーズに流れるようになる。そのため、ガス流路６２の底部の水Ｗを単セル５０の外部に速やかに排出することができる。したがって、ガス流路６２の各部における反応ガスの流量や流速のばらつきを抑えることができる。これにより、発電部１１における部分的な発電量の低下を抑えることができるため、単セル５０（燃料電池）の発電性能を向上させることができる。また、ガス流路６２の底面６２１が平らな形状であるため、同底面６２１が段差を有する形状である場合と比較して、少ない量の反応ガスを流すことによってガス流路６２の底部の水Ｗを下流側に押し流すことができる。しかも、ガス流路６２の底部に水Ｗが存在しないときにおける同ガス流路３２内の圧力損失を小さくすることもできる。そのため、反応ガスを流すための装置の小型化を図ることができる。
【0069】
図１５に、第１セパレータ６０のガス流路６２内における圧力損失の推移を測定した結果を示す。なお測定条件は次の通りである。単セル５０の温度は、摂氏７０度に設定される。単セル５０の出力密度は、３．５［アンペア／平方センチメートル］に設定される。単セル１０のストイキ比は、１．５に設定される。単セル５０（カソード）の出口圧力は、大気圧に設定される。
【0070】
図１５中における実線は、本実施形態の第１セパレータ６０のガス流路６２内における圧力損失の推移を示している。図１５中の一点鎖線は、比較例のセパレータのガス流路内における圧力損失の推移を示している。比較例のセパレータは、ガイド溝６５および連通部３４を有していない単純な波板状のセパレータである。
【0071】
図１５に示すように、時刻ｔ１０において、単セル５０による発電が開始される。なお時刻ｔ１０においては、単セル５０の内部に水Ｗが溜まっていない状態になっている。
発電を開始した直後においては（時刻ｔ１０以降）、単セル５０の内部で水Ｗが発生することに起因して、本実施形態の第１セパレータ６０の内部、および比較例のセパレータの内部のいずれにおいても、圧力損失は増加するようになる。
発電を開始した直後においては（時刻ｔ１０以降）、単セル５０の内部で水Ｗが発生することに起因して、本実施形態の第１セパレータ６０の内部、および比較例のセパレータの内部のいずれにおいても、圧力損失は増加するようになる。
【0072】
発電開始後において所定時間（例えば数十ミリ秒）が経過すると、単セル５０の内部における水Ｗの発生量と同単セル５０の外部への水Ｗの排出量との関係が安定する。これにより、本実施形態の第１セパレータ６０の内部、および比較例のセパレータの内部のいずれにおいても、ガス流路６２における圧力損失は、ある程度安定した状態になる。
【0073】
そうした安定状態での第１セパレータ６０のガス流路６２内における圧力損失の変動幅を「ΔＰ３」とする（図１５中の実線参照）。また、安定状態での比較例のセパレータのガス流路内における圧力損失の変動幅を「ΔＰ２」とする（図１５中の一点鎖線参照）。
【0074】
この場合には、図１５から明らかなように、本実施形態の第１セパレータ６０を用いた場合における圧力損失の変動幅ΔＰ３は、比較例のセパレータを用いた場合における圧力損失の変動幅ΔＰ２よりも小さくなる。このことから、第１セパレータ６０を採用することで、比較例のセパレータを採用する場合と比較して、ガス流路６２の各部における反応ガスの流れが安定するようになることが分かる。そして、こうした第１セパレータ６０を採用することで、発電部１１の各部における発電量のばらつきを抑えて、燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【0075】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（２－１）第１セパレータ６０はガイド溝６５を有する。ガイド溝６５は、突条３１における発電部１１の側の面に形成される。ガイド溝６５は、突条３１の並び方向Ｙに延びる溝状をなすとともに、突条３１の突端部分からガス流路６２の底部まで延びる。この構成によれば、単セル５０、ひいては燃料電池の発電性能を向上させることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（２－１）第１セパレータ６０はガイド溝６５を有する。ガイド溝６５は、突条３１における発電部１１の側の面に形成される。ガイド溝６５は、突条３１の並び方向Ｙに延びる溝状をなすとともに、突条３１の突端部分からガス流路６２の底部まで延びる。この構成によれば、単セル５０、ひいては燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【0076】
（２－２）ガス流路６２の底面６２１は平面形状をなしている。この構成によれば、ガス流路６２の各部における反応ガスの流量や流速のばらつきを抑えることができる。
（２－３）第１セパレータ６０は、連通部３４を有する。連通部３４は、突条３１における発電部１１側の部分が切り取られた形状をなしている。連通部３４は、互いに隣り合う２つのガス流路６２を連通する態様で並び方向Ｙに延びている。この構成によれば、連通部３４を介して、隣り合う２つのガス流路６２の間での反応ガスの流通が許容されるようになる。そのため、反応ガスを広い範囲にわたって拡散させることができる。
（２－３）第１セパレータ６０は、連通部３４を有する。連通部３４は、突条３１における発電部１１側の部分が切り取られた形状をなしている。連通部３４は、互いに隣り合う２つのガス流路６２を連通する態様で並び方向Ｙに延びている。この構成によれば、連通部３４を介して、隣り合う２つのガス流路６２の間での反応ガスの流通が許容されるようになる。そのため、反応ガスを広い範囲にわたって拡散させることができる。
【0077】
＜第２実施形態の変更例＞
なお、第２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。第２実施形態および以下の変更例は、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。
なお、第２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。第２実施形態および以下の変更例は、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。
【0078】
・ガス流路６２の底面６２１を、平面形状以外の形状に形成してもよい。例えば、ガス流路６２の底面６２１を、下方に向けて凸状をなす湾曲面形状に形成すること等が可能である。要は、ガス流路６２の底面６２１が平らな形状、言い換えれば延在方向Ｘにおいて段差のない形状になっていればよい。
【0079】
・ガイド溝６５を、平面視で延在方向Ｘに直交する方向に延びる態様で設けることに限らず、平面視で延在方向Ｘに斜めに交差する方向に延びる態様で設けるようにしてもよい。
【0080】
・ガイド溝６５は、突条３１において前記連通部３４が形成されていない前記部分Ａにおける延在方向Ｘの中央位置に設けることに限らず、同部分Ａにおける任意の位置に設けることができる。そうしたガイド溝６５の形成位置としては、上記部分Ａにおける延在方向Ｘの中央位置から若干ずれた位置や、上記部分Ａにおける延在方向Ｘの端部にあたる位置などを採用することができる。
【0081】
・連通部３４を省略することができる。例えば、突条３１におけるガイド溝６５を除く部分の全体を、延在方向Ｘと直交する方向における断面が同一の形状（例えば、先細の山形状）になるように形成してもよい。
【0082】
・ガス流路６２の底面６２１を平らな形状にする構成を、第１セパレータ６０および第２セパレータ７０の双方に適用することに限らず、第１セパレータ６０および第２セパレータ７０の一方のみに適用してもよい。
【0083】
・連通部３４およびガイド溝６５を、第１セパレータ６０および第２セパレータ７０の双方に設けることに限らず、第１セパレータ６０および第２セパレータ７０の一方のみに設けるようにしてもよい。
【0084】
・第１セパレータ６０および第２セパレータ７０は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料からなるものであってもよい。
【符号の説明】
【0085】
１００…スタック
１１…発電部
１３…カソード側ガス拡散層
２０…セパレータ
３０…第１セパレータ
３１…突条
３２…ガス流路
３３…保持凹部
３４…連通部
３５…第１ガイド溝
３６…第２ガイド溝
４０…第２セパレータ
４１…突条
４２…ガス流路
５０…単セル
６０…第１セパレータ
６２…ガス流路
６２１…底面
６５…ガイド溝
７０…第２セパレータ
１１…発電部
１３…カソード側ガス拡散層
２０…セパレータ
３０…第１セパレータ
３１…突条
３２…ガス流路
３３…保持凹部
３４…連通部
３５…第１ガイド溝
３６…第２ガイド溝
４０…第２セパレータ
４１…突条
４２…ガス流路
５０…単セル
６０…第１セパレータ
６２…ガス流路
６２１…底面
６５…ガイド溝
７０…第２セパレータ
【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】