燃料电池堆、燃料电池堆用虚设单电池及其制造方法

摘要

本公开涉及燃料电池堆、燃料电池堆用虚设单电池及其制造方法。燃料电池堆(10)至少具备层叠有多个发电单电池(12)的层叠体(14)和配设于层叠体(14)的层叠方向的一端侧的第一虚设单电池(18)。发电单电池(12)具有电解质膜-电极结构体(80)。第一虚设单电池(18)具备层叠平面尺寸彼此不同的三个导电性多孔质体(112、114、116)的虚设结构体(110)、绕着虚设结构体(110)的外周的虚设树脂框构件(111)以及虚设隔板(105、108、130)。

权利要求

1.一种燃料电池堆(10)，具备层叠有多个发电单电池(12)的层叠体(14)以及在所述层叠体(14)的层叠方向的至少一方的端部配设的虚设单电池(18、20、24)，该发电单电池(12)具有：电解质膜-电极结构体(80)，其在电解质膜(84)的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层(92、96)的电极(86、88)；树脂框构件(82)，其绕着所述电解质膜-电极结构体(80)的外周；以及隔板(32、36、38)，其夹着所述电解质膜-电极结构体(80)，所述燃料电池堆(10)的特征在于，所述虚设单电池(18、20、24)具备与所述电解质膜-电极结构体(80)对应的虚设结构体(110)、绕着所述虚设结构体(110)的外周的虚设树脂框构件(111)以及夹着所述虚设结构体(110)的虚设隔板(105、108、130)，所述虚设结构体(110)是将平面尺寸互不相同的三个导电性多孔质体(112、114、116)层叠而形成的。

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

在所述隔板(32、36、38)以及所述虚设隔板(105、108、130)各自形成使氧化剂气体沿所述层叠体(14)的层叠方向流通的氧化剂气体连通孔(40、46)和使燃料气体沿所述层叠体(14)的层叠方向流通的燃料气体连通孔(42、44)，在与所述电解质膜-电极结构体(80)的一方的所述电极(86、88)相向的所述隔板(32、

36、38)，设置流通所述氧化剂气体的氧化剂气体流路(56)，

在与所述电解质膜-电极结构体(80)的另一方的所述电极(86、88)相向的所述隔板(32、36、38)，设置流通所述燃料气体的燃料气体流路(66)，在同所述虚设结构体(110)的层叠方向的一端侧相向的所述虚设隔板(105、108、130)与所述虚设结构体(110)的一端侧之间，设置与所述氧化剂气体流路(56)对应的第一空间(109)，在同所述虚设结构体(110)的层叠方向的另一端侧相向的所述虚设隔板(105、108、

130)与所述虚设结构体(110)的另一端侧之间，设置与所述燃料气体流路(66)对应的第二空间(126)，在所述氧化剂气体连通孔(40、46)与所述第一空间(109)之间，设置能够流通所述氧化剂气体的连通路(125)，在所述燃料气体连通孔(42、44)与所述第二空间(126)之间，设置将所述燃料气体的流通阻断的阻断部(122a、122b)。

3.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述虚设树脂框构件(111)与所述树脂框构件(82)相同地构成。

4.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述三个导电性多孔质体(112、114、116)由相同的材料形成。

5.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，

将所述虚设结构体(110)与所述虚设树脂框构件(111)接合的接合部(120)是沿所述虚设结构体(110)的周向断续地形成的。

6.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述虚设结构体(110)是将作为所述三个导电性多孔质体(112、114、116)的第一导电性多孔质体(112)、平面尺寸比该第一导电性多孔质体(112)大的第二导电性多孔质体(114)以及平面尺寸比该第二导电性多孔质体(114)大的第三导电性多孔质体(116)层叠而形成的，所述第三导电性多孔质体(116)的平面尺寸比所述气体扩散层(92、96)的平面尺寸大。

7.根据权利要求6所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述第二导电性多孔质体(114)配置于所述虚设结构体(110)的层叠方向中央，所述虚设树脂框构件(111)具有：抵接面(82hb)，其抵接于与所述第一导电性多孔质体(112)的外周端面(112a)相比向外方延伸的所述第二导电性多孔质体(114)的外周露出部(114b)；以及接合面(82ea)，其经由接合部(120)接合于与所述第二导电性多孔质体(114)的外周端面(114a)相比向外方延伸的所述第三导电性多孔质体(116)的外周露出部(116a)，其中，所述接合部(120)是沿所述第三导电性多孔质体(116)的外周露出部(116a)的周向断续地形成的。

8.根据权利要求7所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述接合部(120)具有浸渍部(120b)，该浸渍部(120b)是使熔融的所述虚设树脂框构件(111)的一部分浸渍于所述第三导电性多孔质体(116)的外周露出部(116a)而形成的。

9.根据权利要求8所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述虚设树脂框构件(111)的一部分为树脂突起部(120a)，该树脂突起部(120a)是以向所述树脂框构件(82)的厚度方向突出的方式，与所述虚设树脂框构件(111)的所述接合面(82ea)相比向外周侧设置的。

10.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

对所述三个导电性多孔质体(112、114、116)中的任一个实施疏水处理。

11.根据权利要求10所述的燃料电池堆，其特征在于，

所述虚设结构体(110)是将作为所述三个导电性多孔质体(112、114、116)的第一导电性多孔质体(112)、第二导电性多孔质体(114)以及第三导电性多孔质体(116)顺次层叠而形成的，对所述第二导电性多孔质体(114)以及所述第三导电性多孔质体(116)中的任一方实施所述疏水处理，在所述隔板(32、36、38)以及所述虚设隔板(105、108、130)各自形成使氧化剂气体沿所述层叠体(14)的层叠方向流通的氧化剂气体连通孔(40、46)和使燃料气体流通沿所述层叠体(14)的层叠方向的燃料气体连通孔(42、44)，在与所述电解质膜-电极结构体(80)的一方的所述电极(86、88)相向的所述隔板(32、

36、38)，设置流通所述氧化剂气体的氧化剂气体流路(56)，

在与所述电解质膜-电极结构体(80)的另一方的所述电极(86、88)相向的所述隔板(32、36、38)，设置流通所述燃料气体的燃料气体流路(66)，在所述虚设隔板(105、108、130)与所述第一导电性多孔质体(112)之间，设置与所述氧化剂气体流路(56)对应的第一空间(109)，在所述虚设隔板(105、108、130)与所述第三导电性多孔质体(116)之间，设置与所述燃料气体流路(66)对应的第二空间(126)，在所述氧化剂气体连通孔(40、46)与所述第一空间(109)之间，设置能够流通所述氧化剂气体的连通路(125)，在所述燃料气体连通孔(42、44)与所述第二空间(126)之间，设置将所述燃料气体的流通阻断的阻断部(122a、122b)。

12.根据权利要求11所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

将所述虚设结构体(110)与所述虚设树脂框构件(111)接合的接合部(120)是沿所述三个导电性多孔质体(112、114、116)中的平面尺寸最大的所述导电性多孔质体(116)的周向断续地形成的。

13.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

在所述隔板(32、36、38)以及所述虚设隔板(105、108、130)各自形成使氧化剂气体沿所述层叠体(14)的层叠方向流通的氧化剂气体连通孔(40、46)和使燃料气体沿所述层叠体(14)的层叠方向流通的燃料气体连通孔(42、44)，在与所述电解质膜-电极结构体(80)的一方的所述电极(86、88)相向的所述隔板(32、

36、38)，设置流通所述氧化剂气体的氧化剂气体流路(56)，

在与所述电解质膜-电极结构体(80)的另一方的所述电极(86、88)相向的所述隔板(32、36、38)，设置流通所述燃料气体的燃料气体流路(66)，在同所述虚设结构体(110)的层叠方向的一端侧相向的所述虚设隔板(105、108、130)与所述虚设结构体(110)的一端侧之间，设置与所述氧化剂气体流路(56)对应的第一空间(109)，在同所述虚设结构体(110)的层叠方向的另一端侧相向的所述虚设隔板(105、108、

130)与所述虚设结构体(110)的另一端侧之间，设置与所述燃料气体流路(66)对应的第二空间(126)，在所述氧化剂气体连通孔(40、46)与所述第一空间(109)之间，设置能够流通所述氧化剂气体的连通路(125)，在所述虚设结构体(110)设置将所述第一空间(109)与所述第二空间(126)在铅垂方向下部连通的贯通孔(117)。

14.根据权利要求13所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述虚设结构体(110)的所述贯通孔(117)设置于在所述第一空间(109)流通的所述氧化剂气体的出口侧的所述氧化剂气体连通孔(46)的附近。

15.根据权利要求13所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述隔板(32、36、38)以及所述虚设隔板(105、108、130)为长边方向沿着水平方向的矩形，在所述隔板(32、36、38)以及所述虚设隔板(105、108、130)的铅垂方向上部，设置向所述氧化剂气体流路(56)以及所述第一空间(109)供给所述氧化剂气体的入口侧的所述氧化剂气体连通孔(40)，在所述隔板(32、36、38)以及所述虚设隔板(105、108、130)的铅垂方向下部，设置从所述氧化剂气体流路(56)以及所述第一空间(109)排出所述氧化剂气体的出口侧的所述氧化剂气体连通孔(46)。

16.根据权利要求13～15中的任一项所述的燃料电池堆(10)，

所述第一空间(109)使所述氧化剂气体在沿着所述虚设隔板(105、108、130)的长边方向的一个方向流通。

17.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述三个导电性多孔质体(112、114、116)具有第一导电性多孔质体(112)、平面尺寸比所述第一导电性多孔质体(112)大的第二导电性多孔质体(114)以及平面尺寸比所述第二导电性多孔质体(114)大的第三导电性多孔质体(116)，所述虚设树脂框构件(111)具有外周缘部(82b)、从所述外周缘部(82b)的内周端经由第一台阶面(82d)遍及整周地向内侧突出的架部(82e)、以及从所述架部(82e)的内周端经由第二台阶面(82f)遍及整周地向内侧突出的薄壁部(82g)，所述第三导电性多孔质体(116)的外周缘部重叠于所述虚设树脂框构件(111)的所述架部(82e)，所述第二导电性多孔质体(114)的外周缘部面对所述虚设树脂框构件(111)的所述薄壁部(82g)，所述第一导电性多孔质体(112)的外周端面(112a)与所述虚设树脂框构件(111)的内周端面(82i)相向。

18.根据权利要求17所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

所述第二导电性多孔质体(114)的厚度大于所述第二台阶面(82f)的高度。

19.根据权利要求17或18所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，

在所述虚设树脂框构件(111)的所述薄壁部(82g)与所述第三导电性多孔质体(116)之间形成空间。

20.一种用于燃料电池堆的虚设单电池(18、20、24)，配设于具备层叠有多个发电单电池(12)的层叠体(14)的燃料电池堆(10)的所述层叠体(14)的层叠方向的至少一方的端部，该发电单电池(12)具备：电解质膜-电极结构体(80)，其在电解质膜(84)的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层(92、96)的电极(86、88)；树脂框构件(82)，其绕着所述电解质膜-电极结构体(80)的外周；以及隔板(32、36、38)，其夹着所述电解质膜-电极结构体(80)，所述用于燃料电池堆的虚设单电池(18、20、24)的特征在于，具备与所述电解质膜-电极结构体(80)对应的虚设结构体(110)、绕着所述虚设结构体(110)的外周的虚设树脂框构件(111)以及夹着所述虚设结构体(110)的虚设隔板(105、

108、130)，

所述虚设结构体(110)是将平面尺寸互不相同的三个导电性多孔质体(112、114、116)层叠而形成的。

21.一种虚设单电池(18、20、24)的制造方法，该虚设单电池(18、20、24)配设于具备层叠有多个发电单电池(12)的层叠体(14)的燃料电池堆(10)的所述层叠体(14)的层叠方向的至少一方的端部，该发电单电池(12)具备：电解质膜-电极结构体(80)，其在电解质膜(84)的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层(92、96)的电极(86、88)；树脂框构件(82)，其绕着所述电解质膜-电极结构体(80)的外周；以及隔板(32、36、38)，其夹着所述电解质膜-电极结构体(80)，该虚设单电池(18、20、24)的制造方法的特征在于，包括以下工序：疏水处理工序，对平面尺寸不同的三个导电性多孔质体(112、114、116)中的任一个实施疏水处理；

第一层叠工序，将所述三个导电性多孔质体(112、114、116)层叠，来形成与所述电解质膜-电极结构体(80)对应的虚设结构体(110)；

树脂框接合工序，在所述虚设结构体(110)设置绕着该虚设结构体(110)的外周的虚设树脂框构件(111)，来获得带树脂框的虚设结构体(110)；以及第二层叠工序，用虚设隔板(105、108、130)夹着所述带树脂框的虚设结构体(110)，来获得所述虚设单电池(18、20、24)。

说明书

燃料电池堆、燃料电池堆用虚设单电池及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及具备层叠有多个发电单电池的层叠体以及配设于层叠体的层叠方向的至少一方的端部的虚设单电池的燃料电池堆、用于燃料电池堆的虚设单电池、虚设单电池的制造方法，该发电单电池具有电解质膜-电极结构体、绕着电解质膜-电极结构体的外周的树脂框构件以及隔板。

背景技术

[0002] 一般来说，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜形成的固体高分子电解质膜(以下也简称为电解质膜)。燃料电池具备在电解质膜的一方的面配设阳极电极且在另一方的面配设阴极电极而成的电解质膜-电极结构体(MEA)。

[0003] 隔板夹持电解质膜-电极结构体由此构成发电单电池，将多个发电单电池层叠由此构成层叠体。在该层叠体的层叠方向两端设置用于将由各发电单电池发电产生的电荷汇集而成的电力取出的端子板和用于将发电单电池保持为层叠状态的端板等来构成燃料电池堆。

[0004] 然而，层叠体的层叠方向的端部侧(以下也简称为端部侧)由于经由端子板等放热被促进等，因此与该层叠体的层叠方向的中央侧相比容易变为低温。当因受到外部气温等的影响而层叠体的端部侧变为低温并产生结露时，存在燃料气体以及氧化剂气体(反应气体)的扩散性下降并燃料电池堆的发电稳定性下降的担忧。

[0005] 因而，例如在日本专利第4727972号公报所公开的燃料电池堆中，在层叠体的层叠方向的至少一方的端部侧配设有所谓的虚设单电池。在虚设单电池中，代替电解质膜而使用金属板，因此不进行发电，也不产生生成水。因此，虚设单电池自身在端子板与层叠体之间作为隔热层发挥功能。因而，如上所述，通过配设虚设单电池，能够抑制层叠体的端部侧的温度降低。也就是说，能够抑制燃料电池堆受到外部气温的影响，能够提高发电稳定性。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的在于提供能够使发电稳定性提高的燃料电池堆。

[0007] 本发明的其它目的在于提供能够使发电稳定性提高的用于燃料电池堆的虚设单电池。

[0008] 本发明的另一目的在于提供能够使发电稳定性提高的虚设单电池的制造方法。

[0009] 根据本发明的一个实施方式，提供一种燃料电池堆，具备层叠有多个发电单电池的层叠体以及在层叠体的层叠方向的至少一方的端部配设的虚设单电池，该发电单电池具有：电解质膜-电极结构体，其在电解质膜的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层的电极；以及树脂框构件，其绕着电解质膜-电极结构体的外周；以及隔板，其夹着电解质膜-电极结构体，其中，虚设单电池具备与电解质膜-电极结构体对应的虚设结构体、绕着虚设结构体的外周的虚设树脂框构件以及夹着虚设结构体的虚设隔板，虚设结构体是将平面尺寸互不相同的三个导电性多孔质体层叠而形成的。

[0010] 在该燃料电池堆中，虚设单电池的虚设结构体是将三个导电性多孔质体层叠而构成的。在这样的虚设结构体中，例如与代替电解质膜-电极结构体的电解质膜而使用金属板的比较例所涉及的虚设单电池不同，不需要准备由导电性多孔质体以及金属板等多个材质形成的构件，能够与之相当地低价获得。另外，虚设结构体由导电性多孔质体构成，电解质膜-电极结构体的气体扩散层也由导电性多孔质体构成，因此能够减少准备虚设单电池专用的结构要素的麻烦。

[0011] 还有，在该虚设结构体中，为了在其外周缘部设置与虚设树脂框构件容易接合的台阶，将平面尺寸不同的三个导电性多孔质体层叠来构成。因此，例如，不依靠在一体成形的导电性多孔质体的外周缘部设置台阶这样的特别制造工序，就能够比较简单地获得虚设结构体。

[0012] 通过具备这样的虚设结构体，能够将虚设单电池设为简单且经济的结构。

[0013] 该虚设单电池与电解质膜-电极结构体对应地具备虚设结构体而不具备电解质膜-电极结构体，因此不进行发电，也不因发电而产生生成水。由此，虚设单电池自身能够作为隔热层来发挥功能，并能够抑制在虚设单电池产生结露、冻结。通过将这样的虚设单电池设置于层叠体的层叠方向的至少一方的端部侧，能够提高层叠体的端部侧的隔热性。因此，即使在低温环境下，也能够抑制层叠体的端部侧的温度比中央侧的温度低。

[0014] 还有，由于能够提高层叠体的端部侧的隔热性，因此即使在燃料电池堆在冰点以下的环境开始启动的情况下，也能够使层叠体的整体有效地升温。由此，能够抑制在层叠体的端部侧生成水等冻结而发生电压下降的情况。

[0015] 从上述内容来看，根据该燃料电池堆，能够利用简单且经济的结构的虚设单电池，抑制燃料电池堆受到外部气温的影响，能够提高发电稳定性。

[0016] 优选为，在上述的燃料电池堆中，在发电单电池以及虚设单电池各自形成使氧化剂气体沿层叠体的层叠方向流通的氧化剂气体连通孔和使燃料气体沿层叠体的层叠方向流通的燃料气体连通孔，在与电解质膜-电极结构体的一方的电极相向的隔板设置流通氧化剂气体的氧化剂气体流路，在与电解质膜-电极结构体的另一方的电极相向的隔板设置流通燃料气体的燃料气体流路，在同虚设结构体的沿层叠方向的一端侧相向的虚设隔板与虚设结构体的一端侧之间设置与氧化剂气体流路对应的第一空间，在同虚设结构体的层叠方向的另一端侧相向的虚设隔板与虚设结构体的另一端侧之间设置与燃料气体流路对应的第二空间，在氧化剂气体连通孔与第一空间之间设置能够流通氧化剂气体的连通路，在燃料气体连通孔与第二空间之间设置将燃料气体的流通阻断的阻断部。

[0017] 向燃料电池堆的氧化剂气体连通孔的入口侧供给已被加湿的状态下的氧化剂气体。该氧化剂气体中的水结露来生成液体的结露水，如果该结露水飞入发电单电池，存在燃料气体以及氧化剂气体(反应气体)的扩散性下降的情况。

[0018] 在该燃料电池堆中，经由连通路将氧化剂气体连通孔与同虚设结构体的层叠方向的一端侧面对的第一空间连通，因此氧化剂气体在第一空间流通。因此，即使在氧化剂气体包含结露水的情况下，也能够由虚设单电池捕集该结露水。其结果是，能够抑制结露水飞入发电单电池。

[0019] 另外，在该燃料电池堆的虚设单电池中，如上述那样设置阻断部，由此在燃料气体连通孔所流通的燃料气体在与虚设结构体的层叠方向的一端侧面对的第二空间的流通被阻断。这样因燃料气体不流通而隔热性提高的第二空间作为隔热空间来发挥功能，因此能够使由虚设单电池产生的隔热性更提高。另外，能够减少对用于发电的电化学反应无用而从燃料电池堆排出的燃料气体。

[0020] 因而，如上述那样设置连通路以及阻断部，由此能够实现燃料电池堆的发电稳定性的进一步提高。

[0021] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，虚设树脂框构件与树脂框构件相同地构成。在该情况下，虚设单电池的虚设树脂框构件也能够设为与发电单电池的树脂框构件共通的结构，因此能够将虚设单电池设为更简单且经济的结构。

[0022] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，三个导电性多孔质体由相同的材料形成。在该虚设单电池中，虚设结构体是将由相同的材料形成的导电性多孔质体层叠而构成的，因此例如，与用导电性多孔质体夹持金属板的比较例所涉及的虚设单电池等那样将不同的材料层叠的情况相比，能够使接触阻抗降低。由此，能够使燃料电池堆的内阻减少，因此能够提高发电效率。

[0023] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，沿虚设结构体的周向断续地形成将虚设结构体与虚设树脂框构件接合的接合部。与将树脂框构件同电解质膜-电极结构体的外周气密地接合来抑制交叉泄漏等的发电单电池不同，在不进行发电的虚设单电池中不需要抑制交叉泄漏。因而，通过如上述那样断续地形成接合部，能够使虚设结构体与虚设树脂框构件的接合工序简单化，从而能够使燃料电池堆的制造效率提高。

[0024] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述虚设结构体是将作为所述三个导电性多孔质体的第一导电性多孔质体、平面尺寸比该第一导电性多孔质体大的第二导电性多孔质体以及平面尺寸比该第二导电性多孔质体大的第三导电性多孔质体层叠而形成的，所述第三导电性多孔质体的平面尺寸比所述气体扩散层的平面尺寸大。

[0025] 如上所述，在不进行发电的虚设单电池的虚设结构体中，不需要设为与进行发电的发电单电池的电解质膜-电极结构体相同的尺寸公差。另外，在虚设结构体的外周设置与在电解质膜-电极结构体的外周设置的树脂框构件相同地构成的虚设树脂框构件。因此，将第三导电性多孔质体的平面尺寸设为大于气体扩散层的平面尺寸，由此能够使虚设结构体与虚设树脂框构件之间的接合面积大于电解质膜-电极结构体与树脂框构件之间的接合面积。

[0026] 由此，能够容易地提高虚设树脂框构件与虚设结构体的定位精度、接合强度。其结果是，能够使树脂框构件与虚设结构体不产生空隙等而更可靠地接合，来获得虚设单电池。

[0027] 基于以上内容，根据该燃料电池堆，高品质且高成品率地获得虚设单电池，由此能够降低该燃料电池堆的制造成本并且提高发电稳定性。

[0028] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述第二导电性多孔质体配置于所述虚设结构体的层叠方向中央，所述虚设树脂框构件具有：抵接面，其抵接于与所述第一导电性多孔质体的外周端面相比向外方延伸的所述第二导电性多孔质体的外周露出部；以及接合面，其经由接合部来接合于与所述第二导电性多孔质体的外周端面相比向外方延伸的所述第三导电性多孔质体的外周露出部，其中，所述接合部是沿所述第三导电性多孔质体的外周露出部的周向断续地形成的。

[0029] 与将树脂框构件同电解质膜-电极结构体的外周气密地接合来抑制交叉泄漏等的发电单电池不同，在不进行发电的虚设单电池中不需要抑制交叉泄漏。因而，如上所述，通过断续地形成接合部，能够使虚设结构体与虚设树脂框构件的接合工序简单化，能够使燃料电池堆的制造效率提高。

[0030] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述接合部具有浸渍部，该浸渍部是使熔融的所述虚设树脂框构件的一部分浸渍于所述第三导电性多孔质体的外周露出部形成的。在该情况下，由于将虚设树脂框构件的一部分浸渍于第三导电性多孔质体的内部，因此，例如与仅在彼此之间夹着粘接剂来接合的虚设树脂框构件与虚设结构体相比，能够使虚设树脂框构件与虚设结构体的接合强度提高。

[0031] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述虚设树脂框构件的一部分为树脂突起部，该树脂突起部是以向所述树脂框构件的厚度方向突出的方式，与所述虚设树脂框构件的所述接合面相比向外周侧设置的。在该情况下，能够以简单的结构容易并且良好地形成接合部，从而能够有效率地获得虚设单电池。进而，能够使燃料电池堆的制造效率提高。

[0032] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，对所述三个导电性多孔质体中的某一个实施疏水处理。在该情况下，能够抑制结露水、生成水等液态水滞留于虚设单电池。其结果是，即使在低温环境下，也能够避免虚设单电池冻结。

[0033] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述虚设结构体是将作为所述三个导电性多孔质体的第一导电性多孔质体、第二导电性多孔质体以及第三导电性多孔质体顺次层叠而形成的，对所述第二导电性多孔质体以及所述第三导电性多孔质体中的任一方实施所述疏水处理，在所述隔板以及所述虚设隔板各自形成使氧化剂气体沿所述层叠体的层叠方向流通的氧化剂气体连通孔和使燃料气体沿所述层叠体的层叠方向流通的燃料气体连通孔，在与所述电解质膜-电极结构体的一方的所述电极相向的所述隔板设置流通所述氧化剂气体的氧化剂气体流路，在与所述电解质膜-电极结构体的另一方的所述电极相向的所述隔板设置流通所述燃料气体的燃料气体流路，在所述虚设隔板与所述第一导电性多孔质体之间设置与所述氧化剂气体流路对应的第一空间，在所述虚设隔板与所述第三导电性多孔质体之间设置与所述燃料气体流路对应的第二空间，在所述氧化剂气体连通孔与所述第一空间之间设置能够流通所述氧化剂气体的连通路，在所述燃料气体连通孔与所述第二空间之间设置将所述燃料气体的流通阻断的阻断部。

[0034] 在该情况下，因燃料气体不流通而隔热性提高的第二空间作为隔热空间来发挥功能，因此能够使由虚设单电池产生的隔热性更提高。另外，能够减少对用于发电的电化学反应无用而从燃料电池堆排出的燃料气体。

[0035] 另外，在燃料电池堆的高负载发电时、因停止期间的干燥处理而使在第一空间流通的氧化剂气体的流量增大时或者虚设单电池变为干燥状态时，促使被虚设单电池捕集的结露水等液态水从虚设单电池排出。

[0036] 在虚设结构体中，对与第二空间面对的第三导电性多孔质体或者与该第三导电性多孔质体邻接的第二导电性多孔质体实施疏水处理。因此，在虚设单电池内，能够抑制液态水从第一空间进入如上述那样燃料气体的流通被阻断的第二空间。

[0037] 其结果是，能够利用在第一空间流动的氧化剂气体来将虚设单电池内的液态水更良好地排出，因此能够抑制液态水滞留在虚设单电池内。因而，有效地避免虚设单电池的冻结，并且实现燃料电池堆的发电稳定性的进一步提高。

[0038] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，将所述虚设结构体与所述虚设树脂框构件接合的接合部是沿所述三个导电性多孔质体中的平面尺寸最大的所述导电性多孔质体的周向断续地形成的。在该情况下，能够使虚设结构体与虚设树脂框构件的接合工序简单化，能够使燃料电池堆的制造效率提高。

[0039] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，在所述隔板以及所述虚设隔板各自形成使氧化剂气体沿所述层叠体的层叠方向流通的氧化剂气体连通孔和使燃料气体沿所述层叠体的层叠方向流通的燃料气体连通孔，在与所述电解质膜-电极结构体的一方的所述电极相向的所述隔板设置流通所述氧化剂气体的氧化剂气体流路，在与所述电解质膜-电极结构体的另一方的所述电极相向的所述隔板设置流通所述燃料气体的燃料气体流路，在同所述虚设结构体的层叠方向的一端侧相向的所述虚设隔板与所述虚设结构体的一端侧之间设置与所述氧化剂气体流路对应的第一空间，在同所述虚设结构体的层叠方向的另一端侧相向的所述虚设隔板与所述虚设结构体的另一端侧之间设置与所述燃料气体流路对应的第二空间，在所述氧化剂气体连通孔与所述第一空间之间设置能够流通所述氧化剂气体的连通路，在所述虚设结构体设置将所述第一空间与所述第二空间在铅垂方向下部连通的贯通孔。

[0040] 在该燃料电池堆中，使氧化剂气体连通孔与同虚设结构体的层叠方向的一端侧面对的第一空间经由连通路连通。由此，能够在第一空间流通氧化剂气体，因此即使在氧化剂气体包含结露水的情况下，也能够由虚设单电池捕集该结露水，能够抑制结露水飞入发电单电池。

[0041] 另外，由于在虚设结构体设有将第一空间与第二空间在铅垂方向下部连通的贯通孔，因此即使在液态水进入第二空间的情况下，该液态水也会因重力朝向贯通孔并经由该贯通孔被导向第一空间侧。

[0042] 其结果是，能够利用在第一空间流动的氧化剂气体来更良好地促进从虚设单电池的排水，并且能够抑制液态水滞留于虚设单电池的内部，因此即使在低温环境下，也能够避免虚设单电池冻结。因而，根据该燃料电池堆，能够利用抑制冻结的虚设单电池来使发电稳定性提高。

[0043] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述虚设结构体的所述贯通孔设置于在所述第一空间流通的所述氧化剂气体的出口侧的所述氧化剂气体连通孔的附近。在该情况下，能够将经由贯通孔从第二空间导向第一空间的液态水有效果地向虚设单电池的外部(出口侧的氧化剂气体连通孔)排出。

[0044] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述隔板以及所述虚设隔板为长边方向沿着水平方向的矩形，在所述隔板以及所述虚设隔板的铅垂方向上部设置向所述氧化剂气体流路以及所述第一空间供给所述氧化剂气体的入口侧的所述氧化剂气体连通孔，在所述隔板以及所述虚设隔板的铅垂方向下部设置从所述氧化剂气体流路以及所述第一空间排出所述氧化剂气体的出口侧的所述氧化剂气体连通孔。在该情况下，能够利用重力来将虚设单电池内的液态水有效果地导向出口侧的氧化剂气体出口连通孔并良好地排出。

[0045] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述第一空间使所述氧化剂气体在沿着所述虚设隔板的长边方向的一个方向流通。在该情况下，能够使虚设单电池内的液态水经由第一空间容易地导向出口侧的氧化剂气体出口连通孔并排出。

[0046] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，三个导电性多孔质体具有第一导电性多孔质体、平面尺寸比第一导电性多孔质体大的第二导电性多孔质体以及平面尺寸比第二导电性多孔质体大的第三导电性多孔质体，虚设树脂框构件具有外周缘部、从外周缘部的内周端经由第一台阶面遍及整周地向内侧突出的架部以及从架部的内周端经由第二台阶面遍及整周地向内侧突出的薄壁部，第三导电性多孔质体的外周缘部重叠于虚设树脂框构件的架部，第二导电性多孔质体的外周缘部面对虚设树脂框构件的薄壁部，第一导电性多孔质体的外周端面与虚设树脂框构件的内周端面相向。

[0047] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，第二导电性多孔质体的厚度大于第二台阶面的高度。

[0048] 优选的是，在上述的燃料电池堆中，在虚设树脂框构件的薄壁部与第三导电性多孔质体之间形成空间。

[0049] 根据本发明的另一个实施方式，提供一种用于燃料电池堆的虚设单电池，配设于具备层叠有多个发电单电池的层叠体的燃料电池堆的层叠体的层叠方向的至少一方的端部，该发电单电池具备：电解质膜-电极结构体，其在电解质膜的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层的电极；树脂框构件，其绕着电解质膜-电极结构体的外周；以及隔板，其夹着电解质膜-电极结构体，其中，所述用于燃料电池堆的虚设单电池具备与电解质膜-电极结构体对应的虚设结构体、绕着虚设结构体的外周的虚设树脂框构件以及夹着虚设结构体的虚设隔板，虚设结构体使将平面尺寸互不相同的三个导电性多孔质体层叠而形成的。

[0050] 根据该用于燃料电池堆的虚设单电池，能够以具备将三个导电性多孔质体层叠而成的虚设结构体的简单且经济的结构，抑制燃料电池堆受到外部气温的影响，能够使发电稳定性提高。

[0051] 根据本发明的又一个实施方式，提供一种虚设单电池的制造方法，该虚设单电池配设于具备层叠有多个发电单电池的层叠体的燃料电池堆的层叠体的层叠方向的至少一方的端部，该发电单电池具备：电解质膜-电极结构体，其在电解质膜的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层的电极；树脂框构件，其绕着电解质膜-电极结构体的外周；以及隔板，其夹着电解质膜-电极结构体，其中，所述虚设单电池的制造方法包括以下工序：疏水处理工序，对平面尺寸不同的三个导电性多孔质体中的任一个实施疏水处理；第一层叠工序，将三个导电性多孔质体层叠来形成与电解质膜-电极结构体对应的虚设结构体；树脂框接合工序，在虚设结构体设置绕着该虚设结构体的外周的虚设树脂框构件来获得带树脂框的虚设结构体；以及第二层叠工序，用虚设隔板夹着带树脂框的虚设结构体来获得虚设单电池。

[0052] 根据该虚设单电池的制造方法，对构成虚设结构体的三个导电性多孔质体中的任一个实施疏水处理，能够获得抑制结露水、生成水等液态水滞留的虚设单电池。该虚设单电池不进行发电，也不产生生成水，因此作为隔热层来发挥功能。在将这样的虚设单电池设置于层叠体的层叠方向的至少一方的端部的燃料电池堆中，能够提高该层叠体的端部侧的隔热性，因此，能够使发电稳定性提高。因而，即使在低温环境下，也能够利用抑制冻结的虚设单电池来使燃料电池堆的发电稳定性提高。

[0053] 参照附图对以下的实施方式进行的说明，容易理解所述目的、特征以及优点。

附图说明

[0054] 图1是本发明的实施方式所涉及的燃料电池堆的分解立体图。

[0055] 图2是沿图1的燃料电池堆的II-II线箭头方向的剖视图。

[0056] 图3是发电单电池的分解立体图。

[0057] 图4是第一隔板的氧化剂气体流路侧的正视图。

[0058] 图5是第二隔板的氧化剂气体流路侧的正视图。

[0059] 图6是第三隔板的冷却介质流路侧的正视图。

[0060] 图7是带树脂框的MEA的阳极电极侧的正视图。

[0061] 图8是沿图7的VIII-VIII线箭头方向的剖视图。

[0062] 图9是带树脂框的虚设结构体的第三导电性多孔质体侧的正视图。

[0063] 图10是沿图9的X-X射线箭头方向的剖视图。

[0064] 图11是虚设结构体的分解立体图。

[0065] 图12是虚设第二隔板以及虚设第三隔板的第二空间侧的正视图。

[0066] 图13是变形例所涉及的带树脂框的虚设结构体的第三导电性多孔质体侧的正视图。

[0067] 图14是图13的虚设结构体的分解立体图。

具体实施方式

[0068] 关于本发明所涉及的燃料电池堆、用于燃料电池堆的虚设单电池、虚设单电池的制造方法例举优选的实施方式，参照附图详细地进行说明。另外，在以下的附图中，有时对发挥同一或者同样的功能和效果的结构要素标注同一附图标记，省略重复的说明。

[0069] 如图1及图2所示，本实施方式所涉及的燃料电池堆10具备将多个发电单电池12在水平方向(箭头符号A1、A2方向)或重力方向(箭头符号C1、C2方向)层叠而成的层叠体14。燃料电池堆10例如搭载于未图示的燃料电池电动汽车等燃料电池车辆。

[0070] 如图2所示，在层叠体14的层叠方向一端侧(箭头符号A1侧)，朝向外方配置第一端部发电单元16、第一虚设单电池18以及第二虚设单电池20。另外，在层叠体14的层叠方向另一端侧(箭头符号A2侧)，朝向外方配置第二端部发电单元22以及第三虚设单电池24。在层叠体14的比第二虚设单电池20靠外方侧(箭头符号A1侧)，顺次层叠端子板26a、绝缘件28a以及端板30a。在层叠体14的比第三虚设单电池24靠外方侧(箭头符号A2侧)，顺次层叠端子板26b、绝缘件28b以及端板30b。

[0071] 如图1所示，在形成矩形的端板30a、30b的各边之间配置连结杆(未图示)。各连结杆的两端借助螺栓(未图示)等被固定于端板30a、30b的内表面，对层叠的多个发电单电池12施加层叠方向(箭头符号A1、A2方向)的紧固载荷。此外也可以是，燃料电池堆10构成为，具备将端板30a、30b设为端板的框体，在所述框体内收容层叠体14等。

[0072] 如图3所示，发电单电池12是将第一隔板32、带树脂框的MEA 34、第二隔板36、带树脂框的MEA 34以及第三隔板38顺次层叠而构成的。第一隔板32、第二隔板36以及第三隔板38(各隔板)各自是由例如钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板等构成的，平面呈矩形，并且通过冲压加工等成形为截面凹凸形状。

[0073] 如图1以及图3所示，在各隔板的长边方向(水平方向)的一端侧(箭头符号B1侧)的缘部，以在箭头符号A1、A2方向(层叠方向)独立地连通的方式分别设置氧化剂气体入口连通孔40(氧化剂气体连通孔)以及燃料气体出口连通孔42(燃料气体连通孔)。氧化剂气体入口连通孔40供给氧化剂气体、例如含氧气体。燃料气体出口连通孔42排出燃料气体、例如含氢气体。也将这些氧化剂气体以及燃料气体统称为反应气体。

[0074] 在各隔板的长边方向的另一端侧(箭头符号B2侧)的缘部，以在箭头符号A1、A2方向独立地连通的方式分别设置供给燃料气体的燃料气体入口连通孔44(燃料气体连通孔)以及排出氧化剂气体的氧化剂气体出口连通孔46(氧化剂气体连通孔)。此外，也将这些氧化剂气体入口连通孔40、燃料气体出口连通孔42、燃料气体入口连通孔44、氧化剂气体出口连通孔46统称为反应气体连通孔。

[0075] 在各隔板的铅垂方向的上部(箭头符号C1侧)设置氧化剂气体入口连通孔40以及燃料气体入口连通孔44，在铅垂方向的下部(箭头符号C2侧)设置燃料气体出口连通孔42以及氧化剂气体出口连通孔46。此处的铅垂方向为使燃料电池堆10运转时的铅垂方向。

[0076] 在各隔板的短边方向(铅垂方向、箭头符号C1、C2方向)的两端缘部的箭头符号B1侧，以在箭头符号A1、A2方向独立地连通的方式分别设置用于供给冷却介质的一对冷却介质入口连通孔48。在各隔板的短边方向的两端缘部的箭头符号B2侧，以在箭头符号A1、A2方向单独地连通的方式分别设置用于排出冷却介质的一对冷却介质出口连通孔50。

[0077] 如图3所示，在第一隔板32的箭头符号A1侧的面32a，形成将冷却介质入口连通孔48与冷却介质出口连通孔50连通的冷却介质流路52。在冷却介质入口连通孔48与冷却介质流路52之间形成多个入口连结槽54a。在冷却介质流路52与冷却介质出口连通孔50之间形成多个出口连结槽54b。另外，在第一隔板32的面32a设有密封构件55，该密封构件55将冷却介质入口连通孔48、冷却介质出口连通孔50、冷却介质流路52、入口连结槽54a、出口连结槽
54b包围成一体地来使其内部与表面方向的外部隔绝。

[0078] 如图4所示，在第一隔板32的箭头符号A2侧的面32b，形成与氧化剂气体入口连通孔40和氧化剂气体出口连通孔46连通的氧化剂气体流路56。氧化剂气体流路56由相互并列的多个波状流路槽(或者直线状流路槽)形成。

[0079] 氧化剂气体入口缓冲部58位于发电区域外且与氧化剂气体流路56的入口侧端部相连，另一方面，氧化剂气体出口缓冲部60位于发电区域外且与该氧化剂气体流路56的出口侧端部相连。

[0080] 在氧化剂气体入口缓冲部58与氧化剂气体入口连通孔40之间形成多个入口连结槽62a。在氧化剂气体出口缓冲部60与氧化剂气体出口连通孔46之间形成多个出口连结槽62b。在第一隔板32的面32b设置有密封构件63，该密封构件63将氧化剂气体入口连通孔40、氧化剂气体出口连通孔46、氧化剂气体流路56、氧化剂气体入口缓冲部58、氧化剂气体出口缓冲部60、入口连结槽62a、出口连结槽62b包围成一体来使其内部与面方向的外部隔绝。在第一隔板32，氧化剂气体流路56的背面形状构成冷却介质流路52的一部分(图参照2以及图
3)。

[0081] 如图3所示，在第二隔板36的箭头符号A1侧的面36a形成与燃料气体入口连通孔44和燃料气体出口连通孔42连通的燃料气体流路66。燃料气体流路66由相互并列的多个波状流路槽(或者直线状流路槽)形成。在本实施方式中，氧化剂气体流路56以及燃料气体流路66均不是所谓的蛇型，而是直线型。

[0082] 燃料气体入口缓冲部68位于发电区域外且与燃料气体流路66的入口侧端部相连，另一方面，燃料气体出口缓冲部70位于发电区域外且与该燃料气体流路66的出口侧端部相连。

[0083] 在燃料气体入口缓冲部68与燃料气体入口连通孔44之间，设置沿厚度方向贯通第二隔板36的多个燃料气体供给孔部72a。在燃料气体入口连通孔44从箭头符号A1侧向箭头符号A2侧流通的燃料气体，在燃料气体供给孔部72a从箭头符号A2侧向箭头符号A1侧流通并向燃料气体入口缓冲部68流入。

[0084] 在燃料气体出口缓冲部70与燃料气体出口连通孔42之间，设置沿厚度方向贯通第二隔板36的多个燃料气体排出孔部72b。在燃料气体流路66流通并流入燃料气体出口缓冲部70的燃料气体，在燃料气体排出孔部72b从箭头符号A1侧向箭头符号A2侧流通，在燃料气体出口连通孔42从箭头符号A2侧向箭头符号A1侧流通。

[0085] 在第二隔板36的面36a设置有密封构件73，该密封构件73将燃料气体流路66、燃料气体入口缓冲部68、燃料气体出口缓冲部70、燃料气体供给孔部72a、燃料气体排出孔部72b包围成一体来使其内部与面方向的外部隔绝

[0086] 如图5所示，第二隔板36的箭头符号A2侧的面36b除了设置有被密封构件71包围的燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b之外，能够与第一隔板32的箭头符号A2侧的面32b(参照图4)同样地构成。即，在第二隔板36的面36b设置与氧化剂气体入口连通孔40和氧化剂气体出口连通孔46连通的氧化剂气体流路56。另外，在第二隔板36的面36b形成氧化剂气体入口缓冲部58、氧化剂气体出口缓冲部60、入口连结槽62a、出口连结槽62b以及密封构件63。

[0087] 在第二隔板36的面36b侧，燃料气体供给孔部72a以及燃料气体排出孔部72b的各个孔部与氧化剂气体入口缓冲部58以及氧化剂气体出口缓冲部60之间被密封构件63、71等阻断。

[0088] 如图3所示，第三隔板38的箭头符号A1侧的面38a能够与第二隔板36的箭头符号A1侧的面36a同样地构成。即，在第三隔板38的面38a设置与燃料气体入口连通孔44和燃料气体出口连通孔42连通的燃料气体流路66。另外，在第三隔板38的面38a形成燃料气体入口缓冲部68、燃料气体出口缓冲部70、燃料气体供给孔部72a、燃料气体排出孔部72b以及密封构件73。

[0089] 如图6所示，第三隔板38的箭头符号A2侧的面38b除了设有被密封构件71包围的燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b之外，能够与第一隔板32的箭头符号A1侧的面32a(参照图3)同样地构成。即，在第三隔板38的面38b设置冷却介质流路52、入口连结槽
54a、出口连结槽54b以及密封构件55。在第三隔板38的面38b侧，燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b各自与冷却介质流路52、入口连结槽54a以及出口连结槽54b等之间被密封构件55、71等阻断。

[0090] 如图2所示，彼此相邻的第三隔板38的箭头符号A2侧的面38b的冷却介质流路52与第一隔板32的箭头符号A1侧的面32a的冷却介质流路52相向，在其内部能够流通冷却介质。

[0091] 在各隔板的两面，分别一体地成形绕着各隔板的外周端缘部的、由未图示的弹性体形成的密封构件。

[0092] 如图3、图7以及图8所示，带树脂框的MEA 34是将树脂框构件82接合于电解质膜-电极结构体(MEA)80的外周而构成的。如图8所示，电解质膜-电极结构体80具备例如作为含有水分的全氟磺酸的薄膜的固体高分子电解质膜(以下也简称为电解质膜)84。此外，电解质膜84除了使用氟系电解质以外，还可以使用HC(碳化氢)系电解质。电解质膜84被阴极电极86以及阳极电极88夹持。

[0093] 电解质膜-电极结构体80构成有阴极电极86的平面尺寸比阳极电极88和电解质膜84的平面尺寸小的台阶型MEA。此外，阴极电极86、阳极电极88以及电解质膜84也可以设定为相同的平面尺寸。另外也可以是，阳极电极88具有比阴极电极86和电解质膜84小的平面尺寸。

[0094] 阴极电极86具有与电解质膜84的一端侧(箭头符号A1侧)的面84a接合的第一电极催化剂层90以及层叠于该第一电极催化剂层90的第一气体扩散层92。第一电极催化剂层90的平面尺寸比第一气体扩散层92大，第一电极催化剂层90具有从第一气体扩散层92的外周端面92a向外方突出的外周露出部90a。另外，第一电极催化剂层90的平面尺寸比电解质膜84小。

[0095] 阳极电极88具有与电解质膜84的另一端侧(箭头符号A2侧)的面84b接合的第二电极催化剂层94以及层叠于该第二电极催化剂层94的第二气体扩散层96。第二电极催化剂层94和第二气体扩散层96具有相同的平面尺寸，并且设定为与电解质膜84相同(或者小于等于)的平面尺寸。

[0096] 第一电极催化剂层90例如是将表面承载了白金合金的多孔质碳粒子和离子导电性高分子粘合剂一起均匀地涂布在第一气体扩散层92的表面而形成的。第二电极催化剂层94如是将表面承载了白金合金的多孔质碳粒子和离子导电性高分子粘合剂一起均匀地涂布在第二气体扩散层96的表面而形成的。

[0097] 第一气体扩散层92以及第二气体扩散层96是由碳纸或者碳布等导电性多孔质体形成的。第二气体扩散层96的平面尺寸设定为比第一气体扩散层92的平面尺寸大。此外也可以是，对构成第一气体扩散层92以及第二气体扩散层96的导电性多孔质体实施例如使其含有由FEP(氟乙烯丙烯共聚物)等形成的疏水性树脂的疏水处理。如图7所示，第二气体扩散层96的长边的长度为X1，短边的长度为X2。

[0098] 树脂框构件82例如由PPS(聚苯硫醚)、PPA(聚邻苯二甲酰胺)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、LCP(液晶聚合物)、PVDF(聚偏氟乙烯)、硅树脂、氟树脂、m-PPE(改性聚苯醚树脂)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或者改性聚烯烃等树脂材料构成。该树脂材料例如也可以由具有均匀厚度的膜等构成。

[0099] 如图3所示，树脂框构件82为框形状，配置于由包括氧化剂气体入口连通孔40在内的连通孔40、42、44、46、48、50形成的连通孔群的内侧，不形成各连通孔40、42、44、46、48、50。另外，如图7所示，树脂框构件82从外周端82a(参照图7)向其内侧跨规定长度地设置外周缘部82b，从该外周缘部82b再向内侧设置内侧鼓出部82c。

[0100] 内侧鼓出部82c设置有架部82e和薄壁部82g，该架部82e从外周缘部82b的内周端经由第一台阶面82d朝向内侧延伸，该薄壁部82g从该架部82e的内周端经由第二台阶面82f朝向内侧延伸。架部82e比外周缘部82b薄，薄壁部82g比架部82e薄。另外，遍及树脂框构件82的整周，设置第一台阶面82d、架部82e、第二台阶面82f以及薄壁部82g。电解质膜84的面
84a的外周缘部抵接于架部82e的箭头符号A2侧的面82ea。在薄壁部82g的内周端，遍及整周地设置与第一电极催化剂层90的外周露出部90a相向的堤部82h。另外，在薄壁部82g的堤部
82h与第二台阶面82f之间设置槽部82ha。

[0101] 如图7所示，在树脂框构件82的长边方向(箭头符号B1、B2方向)的两端部配置的第一台阶面82d彼此的距离为Y1，该树脂框构件82的短边方向(箭头符号C1、C2方向)的两端部配置的第一台阶面82d彼此的距离为Y2。树脂框构件82的四个边的第一台阶面82d与电解质膜84以及阳极电极88的四个边的外周端面101分别相隔距离L1地分离。也就是说，在第一台阶面82d与外周端面101之间的间隔遍及其整周地设定为相同的距离L1。

[0102] 在电解质膜84的面84a的面对槽部82ha的部分和第一电极催化剂层90的外周露出部90a处，以绕着该外周露出部90a的方式填充粘接剂98a来设置接合部98。该接合部98也充满于树脂框构件82的内周端面82i与第一气体扩散层92的外周端面92a之间。作为粘接剂98a，例如能够优选地使用氟树脂系、硅树脂系、环氧树脂系等，但不特别限定于此。另外，粘接剂98a不限于液体、固体、热可塑性、热固化性等。

[0103] 树脂框构件82与第二气体扩散层96的外周缘部通过使用了接合树脂而得的第一接合部100而被一体化。如图7所示，以绕着第二气体扩散层96的外周缘部的方式设置第一接合部100。如图8所示，例如能够对树脂突起部100a加热使其变形而构成第一接合部100，该树脂突起部100a是以绕着树脂框构件82的外周缘部82b的内侧端部且向箭头符号A2侧突出的方式与树脂框构件82一体成形而成的。该第一接合部100由第一树脂浸渍部100b和第一熔融凝固部100c形成。

[0104] 通过使熔融的树脂突起部100a浸渍于第二气体扩散层96的外周缘部来形成第一树脂浸渍部100b。通过在以彼此的分离距离为L1的方式配置的、树脂框构件82的第一台阶面82d与电解质膜84和阳极电极88的外周端面101之间，使熔融的树脂突起部100a流入并凝固，来形成第一熔融凝固部100c。在图8中，用双点划线示出与第一熔融凝固部100c一体化了的架部82e的表面以及第一台阶面82d。

[0105] 以绕着第一电极催化剂层90的外周露出部90a和第一气体扩散层92的外周端面92a的方式设置接合部98、以绕着第二气体扩散层96的外周缘部的方式设置第一接合部
100，由此防止阴极电极86和阳极电极88之间的交叉泄漏等。

[0106] 如图3所示，在树脂框构件82的阴极电极86侧(箭头符号A1侧)的面82j设置氧化剂气体入口缓冲部102a和氧化剂气体出口缓冲部102b。如图7所示，在树脂框构件82的阳极电极88侧(箭头符号A2侧)的面82k设置燃料气体入口缓冲部104a和燃料气体出口缓冲部104b。

[0107] 如图2所示，第一端部发电单元16是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠虚设第一隔板105、带树脂框的虚设结构体106、虚设第二隔板108、带树脂框的MEA 34以及第三隔板38而构成的。

[0108] 如图2～图4所示，虚设第一隔板105与第一隔板32同样地构成。在虚设第一隔板105的一端侧(箭头符号A1侧)的面105a设置冷却介质流路52。另外，在虚设第一隔板105的另一端侧(箭头符号A2侧)的面105b与带树脂框的虚设结构体106的一端侧(箭头符号A1侧)之间，设置与氧化剂气体流路56对应的第一空间109。第一空间109经由在入口连结槽62a以及出口连结槽62b内形成的连通路125来与氧化剂气体入口连通孔40和氧化剂气体出口连通孔46连通。因此，与氧化剂气体流路56同样地能够流通氧化剂气体。

[0109] 如图9以及图10所示，带树脂框的虚设结构体106是将虚设树脂框构件111粘接于虚设结构体110的外周而构成的。如图10以及图11所示，虚设结构体110是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠平面尺寸(表面积/外形尺寸)各不相同的三个导电性多孔质体即第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116而构成的。

[0110] 平面尺寸的大小的关系为第一导电性多孔质体112<第二导电性多孔质体114<第三导电性多孔质体116。因此，如图10所示，在第三导电性多孔质体116的外周缘部，遍及整周地设置与第二导电性多孔质体114的外周端面114a相比向外方突出的外周露出部116a。在第二导电性多孔质体114的外周缘部，遍及整周地设置与第一导电性多孔质体112的外周端面112a相比向外方突出的外周露出部114b。

[0111] 虚设结构体110中的平面尺寸最大的第三导电性多孔质体116的平面尺寸比第二气体扩散层96的平面尺寸大。如图9所示，第三导电性多孔质体116的长边的长度为Z1，第三导电性多孔质体116的短边的长度为Z2。因而，Z1以及Z2与第二气体扩散层96的长边的长度X1以及短边的长度X2之间的关系为Z1>X1、Z2>X2。虚设树脂框构件111的四个边的第一台阶面82d与第三导电性多孔质体116的四个边的外周端面116b分别相隔距离L2地分离。也就是说，第一台阶面82d与外周端面116b之间的间隔遍及其整周地设定为相同的距离L2。

[0112] 也可以对虚设结构体110中的第二导电性多孔质体114或者第三导电性多孔质体116实施上述的疏水处理。除了该疏水处理以外，第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114以及第三导电性多孔质体116由相同的材料形成，并且能够使用与构成第一气体扩散层92或者第二气体扩散层96的导电性多孔质体相同的材料来构成。

[0113] 另外，本实施方式中，将第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116各自的厚度设定为与构成第二气体扩散层96的导电性多孔质体相同的厚度。因此，能够如上所述那样调整该导电性多孔质体的平面尺寸，由此更容易地获得虚设结构体110。

[0114] 如图10所示，层叠的第一导电性多孔质体112和第二导电性多孔质体114被粘接剂层118a接合，第二导电性多孔质体114和第三导电性多孔质体116被粘接剂层118b接合。粘接剂层118a、118b也可以与粘接剂层98同样地使用粘接剂98a。

[0115] 如图9以及图10所示，虚设树脂框构件111由与构成图7以及图8的带树脂框的MEA 34的树脂框构件82相同的结构形成，具有外周缘部82b和内侧鼓出部82c。如图10所示，第三导电性多孔质体116的外周露出部116a的箭头符号A1侧抵接于内侧鼓出部82c的架部82e。
第三导电性多孔质体116的外周露出部116a的箭头符号A1侧的一部分和第二导电性多孔质体114的外周露出部114b的箭头符号A1侧的一部分面对槽部82ha。第二导电性多孔质体114的外周露出部114b的箭头符号A1侧抵接于堤部82h的突出端面82hb(抵接面)。

[0116] 在箭头符号A1、A2方向，第二导电性多孔质体114的外周端面114a配置于第三导电性多孔质体116与槽部82ha之间。虚设树脂框构件111的内周端面82i在与层叠方向(箭头符号A1、A2方向)垂直的方向，位于第二导电性多孔质体114的外周端面114a与第一导电性多孔质体112的外周端面112a之间。虚设树脂框构件111的内周端面82i与第一导电性多孔质体112的外周端面112a隔开间隔地面对。第二台阶面82f的高度小于第二导电性多孔质体114的厚度。

[0117] 虚设结构体110中的平面尺寸最大的第三导电性多孔质体116的外周露出部116a与虚设树脂框构件111的架部82e的箭头符号A2侧的面82ea(接合面)经由第二接合部120(接合部)被接合，由此构成带树脂框的虚设结构体106。如图9所示，针对第三导电性多孔质体116的外周缘部，沿周向断续地(点状地)设置第二接合部120。此外也可以是，绕着虚设结构体110来形成第二接合部120。

[0118] 如图10所示，例如能够使与虚设树脂框构件111一体成形的树脂突起部120a局部地加热变形，来构成第二接合部120。在该情况下，由第二树脂浸渍部120b和第二熔融凝固部120c形成第二接合部120。此外是，树脂突起部120a中的不构成第二接合部120的部分、换言之没有加热变形而残留的部分也可以通过机械加工等去除。

[0119] 使熔融的树脂突起部120a浸渍于第三导电性多孔质体116的外周缘部，由此形成第二树脂浸渍部120b。在以彼此的分离距离为L2的方式配置的、虚设树脂框构件111的第一台阶面82d与第三导电性多孔质体116的外周端面116b之间，使熔融的树脂突起部120a流入并凝固，由此形成第二熔融凝固部120c。在图10中，用双点划线示出与第二熔融凝固部120c一体化的架部82e的表面以及第一台阶面82d。此外，第一接合部100以及第二接合部120也可以是与接合部98同样地使用粘接剂98a。

[0120] 如上所述，第二气体扩散层96的长度X1小于第三导电性多孔质体116的长度Z1，第二气体扩散层96的长度X2小于第三导电性多孔质体116的长度Z2。因此，如图7以及图9所示，树脂框构件82的第一台阶面82d彼此的距离Y1、Y2与第二气体扩散层96的长度X1、X2之差、即分离距离L1大于第一台阶面82d彼此的距离Y1、Y2与第三导电性多孔质体116的长度Z1、Z2之差、即分离距离L2(L1>L2)。

[0121] 如图2、图3以及图12所示，虚设第二隔板108除了代替燃料气体供给孔部72a而设置入口阻断部122a、代替燃料气体排出孔部72b而设置出口阻断部122b之外，与第二隔板36同样地构成。也就是说，虚设第二隔板108的另一端侧(箭头符号A2侧)的面108b与图4所示的第一隔板32的另一端侧(箭头符号A2侧)的面32b同样地构成。

[0122] 如图2以及图4所示，在虚设第二隔板108的另一端侧(箭头符号A2侧)的面108b与带树脂框的MEA 34的阴极电极86侧(箭头符号A1侧)之间设置氧化剂气体流路56。

[0123] 如图2以及图12所示，在虚设第二隔板108的一端侧(箭头符号A1侧)的面108a与带树脂框的虚设结构体106的另一端侧(第三导电性多孔质体116侧、箭头符号A2侧)之间设置与燃料气体流路66对应的第二空间126。第二空间126与燃料气体入口连通孔44之间被入口阻断部122a阻断，第二空间126与燃料气体出口连通孔42之间被出口阻断部122b阻断。也就是说，利用入口阻断部122a以及出口阻断部122b(以下也将这些统称为阻断部)来限制燃料气体流向第二空间126，因此在该第二空间126的内部形成隔热空间。

[0124] 此外也可以是，通过仅设置入口阻断部122a以及出口阻断部122b中的某一方，来限制燃料气体流向第二空间126，从而形成隔热空间。另外，阻断部能够是例如使燃料气体供给孔部72a以及燃料气体排出孔部72b(参照图3)不预先贯通形成于虚设第二隔板108、或者贯通形成后阻塞而构成的。在虚设第二隔板108的面108a设置有将第二空间126包围来使其内部与表面方向的外部隔绝的密封构件127。

[0125] 如上所述，在被虚设第一隔板105和虚设第二隔板108夹着的虚设结构体110(带树脂框的虚设结构体106)，在其第一导电性多孔质体112侧设置有第一空间109，在第三导电性多孔质体116侧设置有第二空间126。

[0126] 如图2所示，第一虚设单电池18是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠虚设第一隔板105(虚设隔板)、带树脂框的虚设结构体106、虚设第二隔板108(虚设隔板)、带树脂框的虚设结构体106以及虚设第三隔板130(虚设隔板)而构成的。

[0127] 如图2、图3、图6所示，虚设第三隔板130的另一端侧(箭头符号A2侧)的面130b除了没有设置被密封构件71包围的燃料气体供给孔部72a以及燃料气体排出孔部72b之外，能够与第三隔板38的箭头符号A2侧的面38b同样地构成。换言之，虚设第三隔板130的面130b是与第一隔板32的一端侧(箭头符号A1侧)的面32a同样地构成的。另外，如图2以及图12所示，虚设第三隔板130的箭头符号A1侧的面130a是与虚设第二隔板108的箭头符号A1侧的面108a同样地构成的。

[0128] 如图2所示，在虚设第三隔板130的箭头符号A2侧的面130b与第一端部发电单元16的虚设第一隔板105之间设置冷却介质流路52。如图2以及图12所示，在虚设第三隔板130的箭头符号A1侧的面130a与带树脂框的虚设结构体106的第三导电性多孔质体116侧(箭头符号A2侧)之间，设置与燃料气体流路66对应的第二空间126。还有，在第一虚设单电池18，在虚设第二隔板108的箭头符号A1侧的面108a与带树脂框的虚设结构体106的第三导电性多孔质体116侧之间也设置有第二空间126。

[0129] 另外，在第一虚设单电池18，在虚设第一隔板105的箭头符号A2侧的面105b与带树脂框的虚设结构体106的第一导电性多孔质体112侧之间、以及虚设第二隔板108的箭头符号A2侧的面108b与带树脂框的虚设结构体106的第一导电性多孔质体112侧之间分别形成有第一空间109。

[0130] 第二虚设单电池20从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠虚设第一隔板105、带树脂框的虚设结构体106、虚设第三隔板130。因此，在第二虚设单电池20，在虚设第一隔板105的箭头符号A2侧的面105b与带树脂框的虚设结构体106的第一导电性多孔质体
112侧(箭头符号A1侧)之间设置第一空间109。另外，在虚设第三隔板130的箭头符号A1侧的面130a与带树脂框的虚设结构体106的第三导电性多孔质体116侧(箭头符号A2侧)之间设置第二空间126。第三虚设单电池24是与第二虚设单电池20同样地构成的。

[0131] 此外，能够构成第二虚设单电池20以及第三虚设单电池24的隔板不限定于上述内容。例如，第二虚设单电池20也可以是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠虚设第二隔板108、带树脂框的虚设结构体106、第一隔板32而构成的。第三虚设单电池24也可以是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠第一隔板32、带树脂框的虚设结构体106、虚设第二隔板108而构成的。

[0132] 第二端部发电单元22是从箭头符号A1侧朝向A2侧顺次层叠第一隔板32、带树脂框的MEA 34、虚设第二隔板108、带树脂框的虚设结构体106以及虚设第三隔板130而构成的。因此，在第二端部发电单元22，在虚设第二隔板108的箭头符号A2侧的面108b与带树脂框的虚设结构体106的第一导电性多孔质体112侧之间形成第一空间109。

[0133] 另外，在虚设第三隔板130的箭头符号A1侧的面130a与带树脂框的虚设结构体106的第三导电性多孔质体116侧之间形成第二空间126。

[0134] 端子板26a、26b由具有导电性的材料构成，例如由铜、铝或者不锈钢等金属构成。如图1所示，在端子板26a、26b的大致中央分别设有向层叠方向外方延伸的端子部132a、
132b。

[0135] 端子部132a插入绝缘性筒体134a并且贯通绝缘件28a的孔部136a和端板30a的孔部138a，向该端板30a的外部突出。端子部132b插入绝缘性筒体134b并且贯通绝缘件28b的孔部136b和端板30b的孔部138b，向该端板30b的外部突出。

[0136] 绝缘件28a、28b由绝缘性材料、例如聚碳酸脂(PC)、酚醛树脂等形成。在绝缘件28a、28b的中央部形成有朝向层叠体14开口的凹部140a、140b，该凹部140a、140b与孔部
136a、136b连通。

[0137] 在绝缘件28a和端板30a设置反应气体连通孔。另一方面，在绝缘件28b和端板30b设置冷却介质入口连通孔48和冷却介质出口连通孔50。

[0138] 在凹部140a收容端子板26a和隔热体142，在凹部140b收容端子板26b和隔热体142。隔热体142是在一对具有导电性的隔热板144之间夹持具有导电性的隔热构件146而构成的。隔热板144例如由具有平坦的形状的多孔性碳板构成，并且隔热构件146由截面为波板状的金属制的板构成。

[0139] 此外，隔热板144也可以由与隔热构件146相同的材料构成。另外，隔热体142也可以具备一个隔热板144和一个隔热构件146。还可以是，在端子板26a、26b与绝缘件28a、28b的凹部140a、140b的底部之间夹装树脂制的垫片(未图示)。

[0140] 燃料电池堆10基本上如上所述构成。以下，关于本实施方式所涉及的虚设单电池的制造方法，例举获得燃料电池堆10的第一虚设单电池18的情况来进行说明。

[0141] 首先，进行疏水处理工序，对第二导电性多孔质体114或者第三导电性多孔质体116实施疏水处理。例如在使第二导电性多孔质体114或者第三导电性多孔质体116浸渍于FEP的分散液之后，使之在120℃干燥30分钟，由此来进行疏水处理。

[0142] 然后，如图11所示，进行第一层叠工序，对第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114以及第三导电性多孔质体116，一边在各层之间点状地设置粘接剂层118a或者粘接剂层118b一边进行层叠。由此，能够获得虚设结构体110。

[0143] 然后，如图9以及图10所示那样，进行树脂框接合工序，以绕着虚设结构体110的外周的方式设置虚设树脂框构件111，来获得带树脂框的虚设结构体106。

[0144] 具体来讲，将第三导电性多孔质体116的外周露出部116a的箭头符号A1侧重叠于虚设树脂框构件111的架部82e，使第二导电性多孔质体114的外周露出部114b面对虚设树脂框构件111的槽部82ha，使第一导电性多孔质体112的外周端面112a与虚设树脂框构件111的内周端面82i相向。这时，第二导电性多孔质体114的外周露出部114b的箭头符号A1侧抵接于堤部82h的突出端面82hb。

[0145] 而且，利用未图示的加热装置对设置于虚设树脂框构件111的树脂突起部120a进行加热并施加载荷来使其熔融变形，由此如上述那样断续地形成由第二树脂浸渍部120b以及第二熔融凝固部120c形成的第二接合部120。由此，能够将虚设树脂框构件111的架部82e与第三导电性多孔质体116的外周缘部接合，能够获得带树脂框的虚设结构体106。

[0146] 如上所述，在获得两个带树脂框的虚设结构体106之后，如图2所示，进行第二层叠工序，将虚设第一隔板105、带树脂框的虚设结构体106、虚设第二隔板108、带树脂框的虚设结构体106、虚设第三隔板130顺次层叠。由此，能够获得第一虚设单电池18。

[0147] 此外，将带树脂框的虚设结构体106夹持在虚设第一隔板105与虚设第三隔板130之间，由此能够获得第二虚设单电池20以及第三虚设单电池24。

[0148] 下面，对具备如上述那样获得的第一虚设单电池18、第二虚设单电池20以及第三虚设单电池24的燃料电池堆10的动作进行说明。首先，如图1所示，向端板30a的氧化剂气体入口连通孔40供给含氧气体等氧化剂气体。向端板30a的燃料气体入口连通孔44供给含氢气体等燃料气体。向端板30b的冷却介质入口连通孔48分别供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。

[0149] 如图4以及图5所示，被供给到氧化剂气体入口连通孔40的氧化剂气体经由形成于入口连结槽62a的内部的连通路125而流入氧化剂气体流路56以及第一空间109。由此，氧化剂气体一边从各隔板以及各虚设隔板(虚设第一隔板105、虚设第二隔板108、虚设第三隔板130)的长边方向的箭头符号B1侧朝向B2侧移动一边向电解质膜-电极结构体80的阴极电极
86和虚设结构体110供给。

[0150] 如图3所示，被供给到燃料气体入口连通孔44的燃料气体经由燃料气体供给孔部72a分别流入第二隔板36的燃料气体流路66以及第三隔板38的燃料气体流路66。由此，燃料气体一边从各隔板的长边方向的箭头符号B2侧朝向B1侧移动一边向电解质膜-电极结构体
80的阳极电极88供给。另一方面，如图12所示，虚设第二隔板108以及虚设第三隔板130的第二空间126被入口阻断部122a阻断燃料气体的流入。

[0151] 在如上述那样被供给了反应气体的电解质膜-电极结构体80中，向各阴极电极86供给的氧化剂气体和向各阳极电极88供给的燃料气体在第一电极催化剂层90以及第二电极催化剂层94内发生电化学反应而被消耗，来进行发电。

[0152] 然后，被供给到各阴极电极86并被消耗了一部分的氧化剂气体分别从氧化剂气体流路56以及第一空间109经由在出口连结槽62b的内部形成的连通路125被排出到氧化剂气体出口连通孔46。而且，经由端板30a的氧化剂气体出口连通孔46被排出到燃料电池堆10的外部。

[0153] 同样地，被供给到各阳极电极88并被消耗了一部分的燃料气体从燃料气体流路66经由燃料气体排出孔部72b的内部被排出到燃料气体出口连通孔42。而且，经由端板30a的燃料气体出口连通孔42被排出到燃料电池堆10的外部。

[0154] 这时，第二空间126与燃料气体出口连通孔42之间被出口阻断部122b阻断。因此，针对第二空间126，除了如上所述那样被入口阻断部122a阻断燃料气体的流入之外，还利用出口阻断部122b避免燃料气体从燃料气体出口连通孔42进入。其结果是，第二空间126被阻断部阻断燃料气体的流通，从而作为隔热空间来发挥功能。

[0155] 另外，被供给到各冷却介质入口连通孔48的冷却介质被导入彼此相邻的虚设第三隔板130与第一隔板32之间的冷却介质流路52和彼此相邻的第三隔板38与第一隔板32之间的冷却介质流路52。从箭头符号C1侧的各冷却介质入口连通孔48导入的冷却介质和从箭头符号C2侧的冷却介质入口连通孔48导入的冷却介质以相互靠近的方式沿着箭头符号C1、C2方向流通，之后朝向箭头符号B2侧流通，一边对电解质膜-电极结构体80进行冷却一边以相互分离的方式沿着箭头符号C1、C2方向流通，从各冷却介质出口连通孔50排出。

[0156] 基于以上内容，在本实施方式所涉及的燃料电池堆10的各虚设单电池中，虚设结构体110是将第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116层叠而构成的。与例如代替电解质膜-电极结构体80的电解质膜84而使用金属板的比较例所涉及的虚设单电池(未图示)不同，该虚设结构体110不需要准备由导电性多孔质体以及金属板等多个材质形成的构件，能够与之相当地获得低价。另外，虚设结构体110由三个导电性多孔质体即第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116构成，电解质膜-电极结构体80的第一气体扩散层92以及第二气体扩散层96也由导电性多孔质体构成，因此能够减少准备各虚设单电池专用结构要素的麻烦。

[0157] 还有，在该虚设结构体110中，为了在其外周缘部设置用于接合虚设树脂框构件104的台阶，将平面尺寸不同的三个导电性多孔质体即第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116层叠而构成。因此，例如，不依靠在一体成形而得的导电性多孔质体(未图示)的外周缘部设置台阶这样的特别制造工序，就能够比较简单地获得虚设结构体110。

[0158] 具备这样的虚设结构体110，由此能够将各虚设单电池设为简单且经济的结构。

[0159] 另外，各虚设单电池与发电单电池12的电解质膜-电极结构体80对应地具备虚设结构体110。也就是说，各虚设单电池不具备电解质膜84、第一电极催化剂层90以及第二电极催化剂层94，因此不会进行发电，也不会因发电而产生生成水。由此，各虚设单电池自身能够作为隔热层来发挥功能，并能够抑制在各虚设单电池产生结露。

[0160] 将这样的第一虚设单电池18以及第二虚设单电池20配设于层叠体14的箭头符号A1侧的端部，将第三虚设单电池24配设于层叠体14的箭头符号A2侧的端部，由此能够提高层叠体14的端部侧的隔热性。因此，即使在低温环境下，也能够抑制层叠体14的端部侧的温度比中央侧的温度低。

[0161] 还有，如上所述，由于能够提高层叠体14的端部侧的隔热性，因此即使在将燃料电池堆10在冰点以下的环境开始启动的情况下，也能够使整个层叠体14有效地升温。由此，能够抑制在层叠体14的端部侧生成水等冻结而发生电压下降的情况。

[0162] 因而，根据该燃料电池堆10，利用简单且经济地构成的各虚设单电池，能够抑制燃料电池堆10受到外部气温的影响，提高发电稳定性。

[0163] 在燃料电池堆10中，对第二导电性多孔质体114或者第三导电性多孔质体116实施疏水处理，因此能够抑制结露水、生成水等液态水滞留于各虚设单电池。其结果是，即使在低温环境下，也能够避免各虚设单电池冻结。

[0164] 如上所述，在不进行发电的各虚设单电池的虚设结构体110中，不需要设为与进行发电的发电单电池12的电解质膜-电极结构体80相同的尺寸公差。另外，在虚设结构体110的外周，设有与在电解质膜-电极结构体80的外周设置的树脂框构件82相同地构成的虚设树脂框构件111。

[0165] 因此，将第三导电性多孔质体116的平面尺寸设为比第二气体扩散层96的平面尺寸大，由此能够使虚设结构体110与虚设树脂框构件111之间的接合面积比电解质膜-电极结构体80与树脂框构件82之间的接合面积大。由此，能够使虚设树脂框构件111与虚设结构体110之间的接合强度提高。

[0166] 为了制造带树脂框的虚设结构体106，在接合前的虚设树脂框构件111与虚设结构体110之间进行位置对准时，能够根据虚设树脂框构件111的第一台阶面82d与第三导电性多孔质体116的外周端面116b之间的距离L2来进行位置调整。因此，如上所述，使第三导电性多孔质体116的平面尺寸增大并使距离L2减小，由此能够提高虚设树脂框构件111与虚设结构体110之间的定位精度。

[0167] 因而，在该燃料电池堆10中，能够使树脂框构件82与虚设结构体110不产生间隙等而更可靠地接合来获得各虚设单电池。即，能够高品质且高成品率地获得各虚设单电池。由此，能够降低燃料电池堆10的制造成本并使燃料电池堆10的发电稳定性提高。

[0168] 另外，在燃料电池堆10中，设为在带树脂框的虚设结构体106的层叠方向的第三导电性多孔质体116侧与虚设第二隔板108之间设置入口阻断部122a，在带树脂框的虚设结构体106的层叠方向的第三导电性多孔质体116侧与虚设第三隔板130之间设置出口阻断部122b。由此，如上所述，第二空间126作为隔热空间来发挥功能，因此能够使由各虚设单电池产生的隔热性更提高。另外，阻断燃料气体向第二空间126的流通，由此能够减少对用于发电的电化学反应无用而从燃料电池堆10排出的燃料气体。

[0169] 然而，特别地，氧化剂气体在已被加湿的状态下从其箭头符号A1侧向氧化剂气体入口连通孔40供给。该氧化剂气体中的水结露，生成液体的结露水，如果该结露水飞入发电单电池12，存在反应气体的扩散性下降的情况。

[0170] 因而，在燃料电池堆10中，如上所述，设为在带树脂框的虚设结构体106的层叠方向的第一导电性多孔质体112与虚设第一隔板105以及虚设第二隔板108之间分别设置连通路125。由此，被供给到各虚设单电池的氧化剂气体入口连通孔40的氧化剂气体经由连通路125在第一空间109流通。因此，即使在氧化剂气体包含结露水的情况下，也能够由各虚设单电池捕获该结露水，从而能够抑制结露水飞入发电单电池12。

[0171] 在燃料电池堆10的高负载发电时、因停止期间的干燥处理而使在第一空间109流通的氧化剂气体的流量增大时或者各虚设单电池变为干燥状态时，促使被各虚设单电池捕获的结露水等液态水从该各虚设单电池排出。

[0172] 在虚设结构体110中，对与第二空间126面对的第三导电性多孔质体116或者与该第三导电性多孔质体116邻接的第二导电性多孔质体114实施疏水处理。因此，在各虚设单电池内，如上所述，能够抑制液态水从第一空间109进入被阻断了燃料气体的流通的第二空间126。

[0173] 其结果是，能够通过在第一空间109流动的氧化剂气体来将各虚设单电池内的液态水更良好地排出，因此能够抑制液态水滞留在各虚设单电池内。因此，即使在低温环境下，也能够避免各虚设单电池冻结。基于以上内容，根据燃料电池堆10，能够利用抑制冻结的各虚设单电池来使发电稳定性提高。

[0174] 在燃料电池堆10中，设为虚设树脂框构件104与树脂框构件82相同地构成。由此，能够将虚设树脂框构件104设为与发电单电池12的树脂框构件82共通的结构，与之相当地能够将各虚设单电池设为更简单且经济的结构。

[0175] 在燃料电池堆10中，设为三个导电性多孔质体即第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116由相同的材料形成。因此，例如，与用导电性多孔质体夹持金属板的比较例所涉及的虚设单电池(未图示)相比，在本实施方式所涉及的燃料电池堆10的各虚设单电池中，能够使虚设结构体110中的接触阻抗降低。由此，能够使燃料电池堆10的内阻减少，因此能够提高发电效率。此外也可以是，三个导电性多孔质体即第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116由互不相同的材料构成。

[0176] 与将树脂框构件82同电解质膜-电极结构体80的外周气密地接合来抑制交叉泄漏等的发电单电池12不同，在不进行发电的各虚设单电池中，不需要抑制交叉泄漏。因而，使将虚设结构体110与虚设树脂框构件104接合的第二接合部120断续地形成于虚设结构体110(第三导电性多孔质体116)的外周的周向，由此使虚设结构体110与虚设树脂框构件111的接合工序简单化，从而能够有效率地获得各虚设单电池。进而，能够使燃料电池堆10的制造效率提高。此外也可以是，以绕着虚设结构体110的方式形成第二接合部120。

[0177] 在上述的实施方式中，第二接合部120具有使作为树脂框构件82的一部分的树脂突起部120a浸渍于第三导电性多孔质体116而成的第二树脂浸渍部120b。由此，例如与仅在彼此之间夹着粘接剂来接合的虚设树脂框构件111以及虚设结构体110相比，能够提高虚设树脂框构件111与虚设结构体110的接合强度。

[0178] 如上所述，设为针对第三导电性多孔质体116的外周露出部116a，沿周向断续地设置第二树脂浸渍部120b。由此，与以绕着第三导电性多孔质体116的外周露出部116a的方式设置第二树脂浸渍部120b的情况相比，能够缩小在使虚设树脂框构件111变形(熔融)时要加热的部分。其结果是，能够抑制虚设树脂框构件111发生因加热而产生的翘曲等。

[0179] 在上述的实施方式中，设为在第三导电性多孔质体116的外周缘部设置第二接合部120(第二树脂浸渍部120b)，不在第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114设置第二接合部120(第二树脂浸渍部120b)。由此，还能够使虚设树脂框构件111与虚设结构体110的接合工序简单化，并且能够抑制虚设树脂框构件111发生因加热而产生的翘曲等。

[0180] 在上述的实施方式中，对树脂突起部120a加热来使其变形，作为虚设树脂框构件111的一部分，由此能够以简单的结构容易并且良好地形成第二接合部120，因此能够更有效率地获得各虚设单电池。进而，能够使燃料电池堆10的制造效率提高。

[0181] 本发明并不特别地限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。

[0182] 例如也可以是，如图13以及图14所示，在虚设结构体110的铅垂方向下部(箭头符号C2侧)的箭头符号B2侧的端部，设有沿层叠方向贯通第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114以及第三导电性多孔质体116的贯通孔117。此外，在图13以及图14的示例中，贯通孔117的与轴方向正交的截面为圆形，但不特别限定于此。另外，在第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114以及第三导电性多孔质体116各自形成的贯通孔117既可以为彼此相同的尺寸，也可以为互不相同的尺寸。

[0183] 在虚设结构体110的第一导电性多孔质体112侧设置的第一空间109与在第三导电性多孔质体116侧设置的第二空间126经由贯通孔117在氧化剂气体出口连通孔46的附近连通。即，在各虚设单电池中，隔着虚设结构体110而对置的第一空间109与第二空间126经由贯通孔117在氧化剂气体出口连通孔46的附近连通。

[0184] 如上所述，在虚设结构体110设有将第一空间109与第二空间126在铅垂方向下部连通的贯通孔117，因此即使在液态水进入第二空间126的情况下，该液态水也会因重力朝向贯通孔117并经由该贯通孔117被导向第一空间109侧。

[0185] 其结果是，能够利用在第一空间109流动的氧化剂气体来更良好地促进从各虚设单电池排水，并能够抑制液态水滞留于各虚设单电池的内部。因此，即使在低温环境下，也能够避免各虚设单电池冻结。其结果是，能够抑制各虚设单电池的冻结，由此使燃料电池堆10的发电稳定性提高。

[0186] 如上所述，在燃料电池堆10中，设为虚设结构体110的贯通孔117设置于氧化剂气体出口连通孔46的附近。由此，能够将经由贯通孔117从第二空间126导向第一空间109的液态水向各虚设单电池的外部(氧化剂气体出口连通孔46)有效地排出。

[0187] 如上所述，在燃料电池堆10，各隔板以及各虚设隔板为长边方向沿着水平方向的矩形。另外，设为在各隔板以及各虚设隔板的铅垂方向上部(箭头符号C1侧)设有氧化剂气体入口连通孔40，在各隔板以及各虚设隔板的铅垂方向下部(箭头符号C2侧)设有氧化剂气体出口连通孔46。由此，能够利用重力来将各发电单电池12、各虚设单电池内的液态水有效地导向氧化剂气体出口连通孔46并良好地排出。

[0188] 如上所述，在燃料电池堆10中，设为第一空间109使氧化剂气体在沿着各虚设隔板的长边方向的一个方向流通。由此，能够易于将各虚设单电池内的液态水经由第一空间109导向氧化剂气体出口连通孔46并排出。

[0189] 此外，针对虚设结构体110的、氧化剂气体出口连通孔46的附近设置一个俯视观察时为圆形的贯通孔117，但不特别限定于此。只要在虚设结构体110的铅垂方向下部，贯通孔117可以设置于任一位置。另外，贯通孔117只要为能够将第一空间109与第二空间126连通的形状即可。还有，也可以在虚设结构体110设置多个贯通孔117。

[0190] 在上述的实施方式中，设为对第三导电性多孔质体116或者第二导电性多孔质体114实施疏水处理。从有效地避免液态水进入第二空间126的观点来看，最优选的是对靠该第二空间126近的第三导电性多孔质体116实施疏水处理。另外，在对与第三导电性多孔质体116邻接的第二导电性多孔质体114实施疏水处理的情况下，也能够有效地抑制液态水进入第二空间126。但是，不特别限定于此，也可以对第一导电性多孔质体112实施疏水处理。

[0191] 在上述的实施方式所涉及的燃料电池堆10中，设为在层叠体14的箭头符号A1侧将第一端部发电单元16、第一虚设单电池18以及第二虚设单电池20层叠，在层叠体14的箭头符号A2侧将第二端部发电单元22和第三虚设单电池24层叠。

[0192] 这样，与层叠体14的箭头符号A2侧、换言之氧化剂气体的出口侧相比，针对层叠体14的箭头符号A1侧、换言之氧化剂气体的入口侧配设更多的虚设单电池，由此能够更有效果地抑制结露水进入发电单电池12。但是，燃料电池堆10只要在层叠体14的层叠方向的至少一端侧具备虚设单电池即可，该虚设单电池的个数没有特别限定。

[0193] 另外，使第一端部发电单元16或者第二端部发电单元22夹在发电单电池12与第一虚设单电池18之间或者第三虚设单电池24之间，由此能够将在层叠体14的层叠方向的两端部进行发电的第一端部发电单元16以及第二端部发电单元22内的电解质膜-电极结构体80以与其它电解质膜-电极结构体80同样的条件进行冷却。其结果是，能够使层叠体14整体的发热与冷却的平衡同等，因此能够实现发电性能以及发电稳定性的进一步提高。

[0194] 但是，第一端部发电单元16以及第二端部发电单元22并不是必须的结构要素，燃料电池堆10既可以只具备第一端部发电单元16以及第二端部发电单元22中的某一方，也可以均不具备。