端部シール部材の製造方法、端部シール部材、燃料電池の製造方法及び燃料電池
【課題】ガス不透過性及び電解質に対する耐食性を向上させたリン酸型燃料電池を提供する。
【解決手段】セパレータ１４２の主面に樹脂シート１３２ｂ及びスペーサ材１３２ａを順に複数積層する工程と、最上層のスペーサ材１３２ａとセパレータ１４２との距離を、加熱しながら縮める工程とによって、樹脂シート１３２ｂ及びスペーサ材１３２ａが熱融着して、ガス不透過性及び電解質に対する耐食性を備えた端部シール部材１３２が形成される。また、このような端部シール部材１３２が用いられた燃料電池は信頼性が向上する。
【解決手段】セパレータ１４２の主面に樹脂シート１３２ｂ及びスペーサ材１３２ａを順に複数積層する工程と、最上層のスペーサ材１３２ａとセパレータ１４２との距離を、加熱しながら縮める工程とによって、樹脂シート１３２ｂ及びスペーサ材１３２ａが熱融着して、ガス不透過性及び電解質に対する耐食性を備えた端部シール部材１３２が形成される。また、このような端部シール部材１３２が用いられた燃料電池は信頼性が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は端部シール部材の製造方法、端部シール部材、燃料電池の製造方法及び燃料電池に関し、特に、燃料電池を構成する端部シールの製造方法、燃料電池を構成する端部シール部材、端部シール部材を有する燃料電池の製造方法及び端部シール部材を有する燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ：Phosphoric Acid Fuel Cell）は、電解質層にリン酸溶液を保持させ、燃料ガス（例えば、水素）及び空気ガス（例えば、酸素）を燃料極及び空気極にそれぞれ連続的に供給して、これらを反応させて得られるエネルギーを電気化学的に電気エネルギーに変換するものである。
【０００３】
図６はリン酸型燃料電池の単位セルの斜視図である。
燃料電池を構成する単位セル２００は、対極を構成する電極部２１１，２１２と、電極部２１１，２１２にそれぞれガスを供給するためのガス流路２２１ａ，２２２ａを備えたリブ付の多孔質基材２２１，２２２とを有する。さらに、単位セル２００のガス流路２２１ａ，２２２ａと平行に相対する二辺の多孔質基材２２１，２２２の両端部部分に、ガス不透過性の端部シール部材２３１，２３２が配置され、さらに、ガス遮蔽板であるセパレータ２４１，２４２が上下面を封止するように配置されている。
【０００４】
電極部２１１は、多孔質基材２２１を介して供給されるガスの構成分子から電子とイオンとに分けて、電子を図示しない外部回路へ、イオンを電極部２１２側へ供給する。電極部２１２は、多孔質基材２２２を介して供給されるガスと、外部回路からの電子と、電極部２１１からのイオンとが反応する。例えば、電極部２１１で、ガスを構成する水素分子が電子と水素イオンとに分解され、電子は外部回路へ、水素イオンは電極部２１２側へ供給される。電極部２１２で、多孔質基材２２２から酸素分子と、外部回路からの電子と、電極部２１１からの水素イオンとが反応して水が生成される。
【０００５】
多孔質基材２２１，２２２は、電極部２１１，２１２にそれぞれ接触して配置されており、多孔質の材料から構成されている。多孔質基材２２１，２２２は、ガス流路２２１ａ，２２２ａが形成されており、ガス流路２２１ａ，２２２ａから取り込まれたガスが電極部２１１，２１２にそれぞれ供給される。なお、多孔質基材２２１，２２２はガス流路２２１ａ，２２２ａのガスの流路方向が互いに直交するように電極部２１１，２１２に配置されている。
【０００６】
端部シール部材２３１，２３２は、ガス流路２２１ａ，２２２ａからそれぞれ取り込まれるガスが単位セル２００内で混合しないようにガス不透過性を有する部材によって構成されており、ガス流路２２１ａ，２２２ａと平行に相対する二辺の多孔質基材２２１，２２２のそれぞれの両端部部分に形成されている。
【０００７】
セパレータ２４１，２４２は、ガス流路２２１ａ，２２２ａからそれぞれ取り込まれるガスを遮蔽する炭素板等により構成されており、多孔質基材２２１，２２２及び端部シール部材２３１，２３２上にそれぞれ配置されている。
【０００８】
このように構成される単位セル２００が複数積層されて燃料電池が形成される。
また、このような単位セル２００において、端部シール部材２３１，２３２に膨張黒鉛シートを用いることで、気密性をより向上させてガス漏れを防ぎ（例えば、特許文献１参照）、また、ガス流路２２１ａ，２２２ａの各々の断面積を所定の比率にすることで、単位セルの性能を保持しつつ、単位セル自体の厚さを薄くすることができる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２３６５４号公報
【特許文献２】特開平７−６７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１，２よりも、ガス不透過性をより向上させるために、本発明は、ガス不透過性及び電解質に対する耐食性が向上した端部シール部材の製造方法及び端部シール部材、並びにこのような端部シール部材を有する燃料電池の製造方法及び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】
【００１０】
上記目的を達成するために、燃料電池を構成する端部シール部材の製造方法が提供される。
このような端部シール部材の製造方法は、セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材を順に複数積層する工程と、最上層の前記スペーサ材と前記セパレータとの距離を、加熱しながら縮める工程と、を有する。
【００１１】
また、燃料電池の製造方法はこのような端部シール部材の製造方法を有する。
このような端部シール部材の製造方法、及び燃料電池の製造方法によれば、セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材が順に複数積層され、最上層のスペーサ材とセパレータとの距離が、加熱しながら縮められて、端部シール部材、及びこのような端部シール部材を有する燃料電池が形成されるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
上記端部シールの製造方法、及び燃料電池の製造方法では、ガス不透過性及び耐食性を備える端部シール部材、及び信頼性が向上した燃料電池を製造する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は実施の形態に係る端部シール部材のプレス手段による形成を説明するための斜視図である。
【００１４】
燃料電池に用いられる端部シール部材１３２を形成するためのプレス手段１５は、載置台１５１と、載置台１５１と対向して配置された押圧板１５２とで構成されている。このようなプレス手段１５では、載置台１５１の所定の位置に載置させた対象物を、図示しない加熱手段で加熱しながら、押圧板１５２を降下させて対象物をプレスする。以下に、対象物である端部シール部材１３２の具体的な形成方法について説明する。
【００１５】
まず、このようなプレス手段１５の載置台１５１にセパレータ１４２を載置する。セパレータ１４２上に所定の間隔をおいて二か所に、樹脂シート１３２ｂ及びスペーサ材１３２ａを順に複数積層させてそれぞれ配置する。
【００１６】
次いで、押圧板１５２を降下させて、複数積層させたスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを、図示しない加熱手段によって加熱しながら押圧する。
樹脂シート１３２ｂは溶融するために、複数積層させたスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂは密着性よく熱融着する。熱融着後、冷却して、一対の端部シール部材１３２が形成される。
【００１７】
上記のように、セパレータ１４２上に複数積層させたスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを熱融着させることにより、密着性が向上し、ガス不透過性及び耐食性を有する端部シール部材１３２が形成される。また、このような端部シール部材１３２を有する燃料電池は燃料ガス等の漏れが抑制されるために信頼性が向上する。
【００１８】
上記端部シール部材１３２が適用された燃料電池について説明する。
図２は燃料電池の斜視図である。なお、図２に示される燃料電池１００は、単位セル１０が２層積層されて構成されている。
【００１９】
単位セル１０は、燃料極側に、燃料電極部１１１と、燃料電極部１１１に接して配置された、水素分子を含有する燃料ガスのガス流路１２１ａを有する多孔質基材１２１とを有する。空気極側に、空気電極部１１２と、空気電極部１１２と接して配置された酸素分子を含有する空気ガスのガス流路１２２ａを有する多孔質基材１２２とを有する。さらに、これらの構成に、ガス流路１２１ａ，１２２ａと平行に相対する二辺の多孔質基材１２１，１２２のそれぞれの両端部部分に、燃料極側の端部シール部材１３１及び空気極側の端部シール部材１３２がそれぞれ備えられている。また、ガス遮蔽板である燃料極側のセパレータ１４１及び空気極側のセパレータ１４２がそれぞれ積層されている。
【００２０】
燃料電極部１１１は、多孔質基材１２１側から順に、燃料極基材と、燃料極触媒層と、電解質層とが積層されて構成されている。なお、燃料電極部１１１の各構成の図示は省略している。
【００２１】
燃料極基材は、例えば、多孔質の炭素板により構成されている。燃料極基材は、多孔質基材１２１を介して供給される燃料ガスを電子と水素イオンとに分けて、電子を図示しない外部回路へ、水素イオンを空気電極部１１２側へ供給する。燃料極触媒層は、例えば、白金の微粒子を炭素粉末に担持させた触媒とテフロン（登録商標）とから構成されており、燃料極基材での化学反応を促進させる。電解質層はリン酸溶液を、例えば、珪化炭素基板に含ませて構成されて、燃料極基材からの水素イオンが通過する。
【００２２】
多孔質基材１２１は、燃料電極部１１１に接触して配置されており、多孔質の材料から構成されている。多孔質基材１２１は、水素分子を含有する燃料ガスをガス流路１２１ａから取り込み、燃料ガスが燃料電極部１１１の燃料極基材に供給される。
【００２３】
空気電極部１１２は、多孔質基材１２２側から順に、空気極基材と、空気極触媒層と、電解質層とが積層されて構成されている。なお、空気電極部１１２の各構成の記載は省略している。
【００２４】
空気極基材は、例えば、多孔質の炭素板により構成されている。空気極基材では、多孔質基材１２２を介して供給される空気ガスが含有する酸素分子と、外部回路からの電子と、燃料極基材からの水素イオンとが反応して、水が生成される。なお、上記の燃料電極部１１１と同様に、空気極触媒層は空気極基材での化学反応を促進させて、電解質層はリン酸溶液で構成されて、燃料電極部１１１からの水素イオンが通過する。
【００２５】
多孔質基材１２２は、空気電極部１１２の空気極基材に接触して配置されており、多孔質の材料から構成されている。多孔質基材１２２は、酸素分子を含有する空気ガスのガス流路１２２ａが形成されており、ガス流路１２２ａから取り込まれた空気ガスが空気極基材に供給される。なお、多孔質基材１２２は、多孔質基材１２１に対して互いの流路の方向が直交するように配置されている。
【００２６】
端部シール部材１３１，１３２はガス流路１２１ａ，１２２ａと平行に相対する二辺の多孔質基材１２１，１２２のそれぞれの両端部部分に備えられている。端部シール部材１３１，１３２は、樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂとスペーサ材１３１ａ，１３２ａとが順にそれぞれ複数積層されて構成されている。スペーサ材１３１ａ，１３２ａは後述するセパレータ１４１，１４２と同じ部材で構成されている。
【００２７】
セパレータ１４１，１４２は、黒鉛化された炭素板が用いられており、ガス不透過性を有するとともに、電解質に対する耐食性も備える。また、このような部材の他に、耐食性の高いステンレスやチタン等の特殊金属を用いても構わない。上記の通り、スペーサ材１３１ａ，１３２ａもこのような部材が用いられる。セパレータ１４１，１４２は、燃料極側及び空気極側において、多孔質基材１２１，１２２及び端部シール部材１３１，１３２上に積層されており、ガス漏れを防ぐだけでなく、単位セル１０を冷却する役割も担っている。
【００２８】
次に、上記端部シール部材１３１，１３２の別の形成方法について説明する。
図３は膨張黒鉛シートを用いた端部シール部材のプレス手段による形成を説明するための斜視図である。
【００２９】
端部シール部材１３２を形成するためのプレス手段１５０は、上記図１と同様に、載置台１５１と、載置台１５１と対向して配置された押圧板１５２とで構成されている。さらに、押圧板１５２のプレス面には、形成される端部シール部材１３２の寸法及び配置間隔に応じて、新たに、膨張黒鉛シート１５３が配置されている。このようなプレス手段１５０では、載置台１５１の所定の位置に載置させた対象物を、図示しない加熱手段で加熱しながら、押圧板１５２を降下させて膨張黒鉛シート１５３を介してプレスする。以下に、対象物である端部シール部材１３２の具体的な形成方法について説明する。
【００３０】
まず、このようなプレス手段１５０の載置台１５１にセパレータ１４２を載置する。セパレータ１４２上に所定の間隔をおいて二か所に、樹脂シート１３２ｂ及びスペーサ材１３２ａを順に複数積層させてそれぞれ配置する。
【００３１】
次いで、押圧板１５２を降下させて、最上層のスペーサ材１３２ａに膨張黒鉛シート１５３を配置させて、押圧板１５２でスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを図示しない加熱手段によって加熱しながら、押圧する。加熱温度が上昇するにつれて、樹脂シート１３２ｂは溶け出し、膨張黒鉛シート１５３は熱膨張する。押圧板１５２に加えて、熱膨張した膨張黒鉛シート１５３からの押圧によって、溶融した樹脂シート１３２ｂと、スペーサ材１３２ａとが密着性よく熱融着し、ガス不透過性を有する融着構造の端部シール部材１３２が形成される。
【００３２】
一方、押圧板１５２のみを所定の距離だけ降下させて、載置板１５１との距離を縮めて、複数積層したスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを加熱しながら押圧すると、上記図１のように樹脂シート１３２ｂはスペーサ材１３２ａとが熱融着する。この時、樹脂シート１３２ｂは溶融して軟化するため、樹脂シート１３２ｂからの厚さ方向への圧力は低下する。また、所定の距離だけ降下させた押圧板１５２と載置板１５１との隙間は一定であるため、スペーサ材１３２ａと樹脂シート１３２ｂとをさらに押圧することができず、樹脂シート１３２ｂが漏れ出す恐れがある。このようにして形成された端部シール部材１３２は密着性が低下している可能性がある。
【００３３】
そこで、膨張黒鉛シート１５３を最上層のスペーサ材１３２ａに配置させると、押圧板１５２と載置板１５１との隙間が一定になった後でも、膨張黒鉛シート１５３は熱膨張するために、押圧板１５２からの圧力を補うことが可能となる。このため、膨張黒鉛シート１５３を用いることにより、溶融した樹脂シート１３２ｂと、スペーサ材１３２ａとが密着性よく熱融着し、ガス不透過性を有する融着構造の端部シール部材１３２を確実に形成することが可能となる。
【００３４】
また、所定の熱融着温度時に膨張黒鉛シート１５３が所望の膨張寸法になるように、膨張黒鉛シート１５３の厚さを熱膨張係数に応じて予め設定することができる。こうすることで、端部シール部材１３２を所望の厚さに制御することができ、溶融した樹脂シート１３２ｂの過剰な漏れ出しを防止して、樹脂シート１３２ｂとスペーサ材１３２ａとの融着不足によるガス不透過性の低下を抑えることができる。
【００３５】
また、膨張黒鉛シート１５３の配置位置を次のようにして端部シール部材１３２を形成することもできる。
図４は膨張黒鉛シートを用いた端部シール部材の別のプレス手段による形成を説明するための正面図である。
【００３６】
端部シール部材１３２を形成するために、膨張黒鉛シート１５３を、樹脂シート１３２ｂが形成されたセパレータ１４２の反対面に配置させても構わない（図４（Ａ））。
この場合にも、加熱しながら、押圧板１５２を載置台１５２側へ降下させて、最上層のスペーサ材１３２ａ及び膨張黒鉛シート１５３をそれぞれ押圧して、上記と同様に端部シール部材１３２を形成することができる。
【００３７】
または、膨張黒鉛シート１５３ａ，１５３ｂを、樹脂シート１３２ｂが形成されたセパレータ１４２の反対面及び最上層のスペーサ材１３２ａにそれぞれ配置させても構わない（図４（Ｂ））。
【００３８】
この場合にも、加熱しながら、押圧板１５２を載置台１５２側へ降下させて、膨張黒鉛シート１５３ａ，１５３ｂをそれぞれ押圧して、上記と同様に端部シール部材１３２を形成することができる。
【００３９】
なお、端部シール部材１３１も上記の図３及び図４と同様にして形成することができる。
図５は単位セルの組み立て工程を説明するための斜視図である。
【００４０】
セパレータ１４２と、セパレータ１４２の主面に所定の間隔をおいて二か所に形成された端部シール部材１３２とに対して、別途形成されたガス流路１２２ａを有する多孔質基材１２２を嵌め込み、多孔質基材１２２の主面に空気電極部１１２を形成する。
【００４１】
同様に燃料極側でも、セパレータ１４１と、セパレータ１４１の主面に所定の間隔をおいて二か所に形成された端部シール部材１３１とに対して、ガス流路１２１ａを有する多孔質基材１２１を嵌め込み、多孔質基材１２１の主面に燃料電極部１１１を形成する。
【００４２】
このようにして形成したものをガス流路１２１ａ，１２２ａの流路方向が直交するように貼り合わせて単位セル１０が形成され、単位セル１０を複数積層することにより燃料電池１００が構成される。
【００４３】
上記のようにして形成された燃料電池１００は、スペーサ材１３１ａ，１３２ａはセパレータ１４１，１４２と同一の黒鉛化された炭素板であるため、電解質に対する耐食性に優れている。炭素板は厚すぎると黒鉛化時に破損する恐れがあるが、スペーサ材１３１ａ，１３２ａは薄い状態で用いられるために、黒鉛化時の破損が抑制される。このようなスペーサ材１３１ａ，１３２ａ及び樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂを複数積層させて加熱させて、密着性よく熱融着して、ガス不透過性及び耐食性を有する端部シール部材１３１，１３２が形成される。さらに、樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂを過剰にはみ出さずにスペーサ材１３１ａ，１３２ａに熱融着させて、所望の厚さの端部シール部材１３１，１３２を形成でき、端部シール部材１３１，１３２の寸法不良を抑制することができる。したがって、作成歩留りが改善されて、信頼性が高まった燃料電池１００が提供される。
【００４４】
以下、上記の方法を用いた端部シール部材１３２の形成について具体的に説明する。
なお、形成する端部シール部材１３２の目標の厚さを約１．９ｍｍとする。
また、セパレータ１４１，１４２に、寸法が縦１３０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ０．６ｍｍのガラス状カーボン板（ＳＧ−３（昭和電工（株）製））を用いた。
【００４５】
スペーサ材１３１ａ，１３２ａに、寸法が縦１０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの上記のガラス状カーボン板を用いた。
樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂに、寸法が縦８ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ５０μｍのＰＦＡシートを用いた。
【００４６】
膨張黒鉛シート１５３に、寸法が縦１０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ１．８ｍｍのＰＦ１８０（東洋炭素（株）製、かさ密度：０．６５ｇ／ｃｍ3、熱膨張係数（厚さ方向）：１×１０-6／℃）を用いた。
【００４７】
押圧板１５２を載置台１５１側に降下させて、加熱手段によって３１０℃で加熱しながら、スペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを１０分間、押圧する。なお、この時の押圧板１５２による圧力は比較的小さい０．２９ＭＰａとした。
【００４８】
膨張黒鉛シート１５３は、温度が常温（２５℃とする）から３１０℃まで上昇すると、厚さ方向に約０．０５ｍｍ（＝１．８×（３１０−２５）×１×１０-6）膨張する。このような膨張黒鉛シート１５３が配置されたプレス手段１５０によって、端部シール部材１３２は、膨張した膨張黒鉛シート１５３に押圧されるために、その厚さは目標である約１．９ｍｍとなった。同様にして形成された端部シール部材１３１と端部シール部材１３２とを有する燃料電池１００はガス漏れが発生せずに動作した。これは、押圧板１５２による圧力が弱くても、膨張黒鉛シート１５３の熱膨張による圧力がさらに加わることで、樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂ及びスペーサ材１３１ａ，１３２ａの間に十分な密着性が得られて融着したと考えられる。
【００４９】
上記のようにして、スペーサ材１３１ａ，１３２ａ及び樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂを複数積層させて加熱させて、密着性よく熱融着させて、ガス不透過性及び耐食性を有する端部シール部材１３１，１３２が形成される。さらに、端部シール部材１３１，１３２の厚さを所望の寸法で形成でき、端部シール部材１３１，１３２の寸法不良を抑制することができる。したがって、作成歩留りが改善されて、信頼性が高まった燃料電池１００が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施の形態に係る端部シール部材のプレス手段による形成を説明するための斜視図である。
【図２】燃料電池の斜視図である。
【図３】膨張黒鉛シートを用いた端部シール部材のプレス手段による形成を説明するための斜視図である。
【図４】膨張黒鉛シートを用いた端部シール部材の別のプレス手段による形成を説明するための正面図である。
【図５】単位セルの組み立て工程を説明するための斜視図である。
【図６】リン酸型燃料電池の単位セルの斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 単位セル
１００ 燃料電池
１１１ 燃料電極部
１１２ 空気電極部
１２１，１２２ 多孔質基材
１２１ａ，１２２ａ ガス流路
１３１，１３２ 端部シール部材
１３１ａ，１３２ａ スペーサ材
１３１ｂ，１３２ｂ 樹脂シート
１４１，１４２ セパレータ
１５０ プレス手段
１５１ 載置台
１５２ 押圧板
１５３，１５３ａ，１５３ｂ 膨張黒鉛シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は端部シール部材の製造方法、端部シール部材、燃料電池の製造方法及び燃料電池に関し、特に、燃料電池を構成する端部シールの製造方法、燃料電池を構成する端部シール部材、端部シール部材を有する燃料電池の製造方法及び端部シール部材を有する燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ：Phosphoric Acid Fuel Cell）は、電解質層にリン酸溶液を保持させ、燃料ガス（例えば、水素）及び空気ガス（例えば、酸素）を燃料極及び空気極にそれぞれ連続的に供給して、これらを反応させて得られるエネルギーを電気化学的に電気エネルギーに変換するものである。
【０００３】
図６はリン酸型燃料電池の単位セルの斜視図である。
燃料電池を構成する単位セル２００は、対極を構成する電極部２１１，２１２と、電極部２１１，２１２にそれぞれガスを供給するためのガス流路２２１ａ，２２２ａを備えたリブ付の多孔質基材２２１，２２２とを有する。さらに、単位セル２００のガス流路２２１ａ，２２２ａと平行に相対する二辺の多孔質基材２２１，２２２の両端部部分に、ガス不透過性の端部シール部材２３１，２３２が配置され、さらに、ガス遮蔽板であるセパレータ２４１，２４２が上下面を封止するように配置されている。
【０００４】
電極部２１１は、多孔質基材２２１を介して供給されるガスの構成分子から電子とイオンとに分けて、電子を図示しない外部回路へ、イオンを電極部２１２側へ供給する。電極部２１２は、多孔質基材２２２を介して供給されるガスと、外部回路からの電子と、電極部２１１からのイオンとが反応する。例えば、電極部２１１で、ガスを構成する水素分子が電子と水素イオンとに分解され、電子は外部回路へ、水素イオンは電極部２１２側へ供給される。電極部２１２で、多孔質基材２２２から酸素分子と、外部回路からの電子と、電極部２１１からの水素イオンとが反応して水が生成される。
【０００５】
多孔質基材２２１，２２２は、電極部２１１，２１２にそれぞれ接触して配置されており、多孔質の材料から構成されている。多孔質基材２２１，２２２は、ガス流路２２１ａ，２２２ａが形成されており、ガス流路２２１ａ，２２２ａから取り込まれたガスが電極部２１１，２１２にそれぞれ供給される。なお、多孔質基材２２１，２２２はガス流路２２１ａ，２２２ａのガスの流路方向が互いに直交するように電極部２１１，２１２に配置されている。
【０００６】
端部シール部材２３１，２３２は、ガス流路２２１ａ，２２２ａからそれぞれ取り込まれるガスが単位セル２００内で混合しないようにガス不透過性を有する部材によって構成されており、ガス流路２２１ａ，２２２ａと平行に相対する二辺の多孔質基材２２１，２２２のそれぞれの両端部部分に形成されている。
【０００７】
セパレータ２４１，２４２は、ガス流路２２１ａ，２２２ａからそれぞれ取り込まれるガスを遮蔽する炭素板等により構成されており、多孔質基材２２１，２２２及び端部シール部材２３１，２３２上にそれぞれ配置されている。
【０００８】
このように構成される単位セル２００が複数積層されて燃料電池が形成される。
また、このような単位セル２００において、端部シール部材２３１，２３２に膨張黒鉛シートを用いることで、気密性をより向上させてガス漏れを防ぎ（例えば、特許文献１参照）、また、ガス流路２２１ａ，２２２ａの各々の断面積を所定の比率にすることで、単位セルの性能を保持しつつ、単位セル自体の厚さを薄くすることができる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２３６５４号公報
【特許文献２】特開平７−６７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１，２よりも、ガス不透過性をより向上させるために、本発明は、ガス不透過性及び電解質に対する耐食性が向上した端部シール部材の製造方法及び端部シール部材、並びにこのような端部シール部材を有する燃料電池の製造方法及び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】
【００１０】
上記目的を達成するために、燃料電池を構成する端部シール部材の製造方法が提供される。
このような端部シール部材の製造方法は、セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材を順に複数積層する工程と、最上層の前記スペーサ材と前記セパレータとの距離を、加熱しながら縮める工程と、を有する。
【００１１】
また、燃料電池の製造方法はこのような端部シール部材の製造方法を有する。
このような端部シール部材の製造方法、及び燃料電池の製造方法によれば、セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材が順に複数積層され、最上層のスペーサ材とセパレータとの距離が、加熱しながら縮められて、端部シール部材、及びこのような端部シール部材を有する燃料電池が形成されるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
上記端部シールの製造方法、及び燃料電池の製造方法では、ガス不透過性及び耐食性を備える端部シール部材、及び信頼性が向上した燃料電池を製造する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は実施の形態に係る端部シール部材のプレス手段による形成を説明するための斜視図である。
【００１４】
燃料電池に用いられる端部シール部材１３２を形成するためのプレス手段１５は、載置台１５１と、載置台１５１と対向して配置された押圧板１５２とで構成されている。このようなプレス手段１５では、載置台１５１の所定の位置に載置させた対象物を、図示しない加熱手段で加熱しながら、押圧板１５２を降下させて対象物をプレスする。以下に、対象物である端部シール部材１３２の具体的な形成方法について説明する。
【００１５】
まず、このようなプレス手段１５の載置台１５１にセパレータ１４２を載置する。セパレータ１４２上に所定の間隔をおいて二か所に、樹脂シート１３２ｂ及びスペーサ材１３２ａを順に複数積層させてそれぞれ配置する。
【００１６】
次いで、押圧板１５２を降下させて、複数積層させたスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを、図示しない加熱手段によって加熱しながら押圧する。
樹脂シート１３２ｂは溶融するために、複数積層させたスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂは密着性よく熱融着する。熱融着後、冷却して、一対の端部シール部材１３２が形成される。
【００１７】
上記のように、セパレータ１４２上に複数積層させたスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを熱融着させることにより、密着性が向上し、ガス不透過性及び耐食性を有する端部シール部材１３２が形成される。また、このような端部シール部材１３２を有する燃料電池は燃料ガス等の漏れが抑制されるために信頼性が向上する。
【００１８】
上記端部シール部材１３２が適用された燃料電池について説明する。
図２は燃料電池の斜視図である。なお、図２に示される燃料電池１００は、単位セル１０が２層積層されて構成されている。
【００１９】
単位セル１０は、燃料極側に、燃料電極部１１１と、燃料電極部１１１に接して配置された、水素分子を含有する燃料ガスのガス流路１２１ａを有する多孔質基材１２１とを有する。空気極側に、空気電極部１１２と、空気電極部１１２と接して配置された酸素分子を含有する空気ガスのガス流路１２２ａを有する多孔質基材１２２とを有する。さらに、これらの構成に、ガス流路１２１ａ，１２２ａと平行に相対する二辺の多孔質基材１２１，１２２のそれぞれの両端部部分に、燃料極側の端部シール部材１３１及び空気極側の端部シール部材１３２がそれぞれ備えられている。また、ガス遮蔽板である燃料極側のセパレータ１４１及び空気極側のセパレータ１４２がそれぞれ積層されている。
【００２０】
燃料電極部１１１は、多孔質基材１２１側から順に、燃料極基材と、燃料極触媒層と、電解質層とが積層されて構成されている。なお、燃料電極部１１１の各構成の図示は省略している。
【００２１】
燃料極基材は、例えば、多孔質の炭素板により構成されている。燃料極基材は、多孔質基材１２１を介して供給される燃料ガスを電子と水素イオンとに分けて、電子を図示しない外部回路へ、水素イオンを空気電極部１１２側へ供給する。燃料極触媒層は、例えば、白金の微粒子を炭素粉末に担持させた触媒とテフロン（登録商標）とから構成されており、燃料極基材での化学反応を促進させる。電解質層はリン酸溶液を、例えば、珪化炭素基板に含ませて構成されて、燃料極基材からの水素イオンが通過する。
【００２２】
多孔質基材１２１は、燃料電極部１１１に接触して配置されており、多孔質の材料から構成されている。多孔質基材１２１は、水素分子を含有する燃料ガスをガス流路１２１ａから取り込み、燃料ガスが燃料電極部１１１の燃料極基材に供給される。
【００２３】
空気電極部１１２は、多孔質基材１２２側から順に、空気極基材と、空気極触媒層と、電解質層とが積層されて構成されている。なお、空気電極部１１２の各構成の記載は省略している。
【００２４】
空気極基材は、例えば、多孔質の炭素板により構成されている。空気極基材では、多孔質基材１２２を介して供給される空気ガスが含有する酸素分子と、外部回路からの電子と、燃料極基材からの水素イオンとが反応して、水が生成される。なお、上記の燃料電極部１１１と同様に、空気極触媒層は空気極基材での化学反応を促進させて、電解質層はリン酸溶液で構成されて、燃料電極部１１１からの水素イオンが通過する。
【００２５】
多孔質基材１２２は、空気電極部１１２の空気極基材に接触して配置されており、多孔質の材料から構成されている。多孔質基材１２２は、酸素分子を含有する空気ガスのガス流路１２２ａが形成されており、ガス流路１２２ａから取り込まれた空気ガスが空気極基材に供給される。なお、多孔質基材１２２は、多孔質基材１２１に対して互いの流路の方向が直交するように配置されている。
【００２６】
端部シール部材１３１，１３２はガス流路１２１ａ，１２２ａと平行に相対する二辺の多孔質基材１２１，１２２のそれぞれの両端部部分に備えられている。端部シール部材１３１，１３２は、樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂとスペーサ材１３１ａ，１３２ａとが順にそれぞれ複数積層されて構成されている。スペーサ材１３１ａ，１３２ａは後述するセパレータ１４１，１４２と同じ部材で構成されている。
【００２７】
セパレータ１４１，１４２は、黒鉛化された炭素板が用いられており、ガス不透過性を有するとともに、電解質に対する耐食性も備える。また、このような部材の他に、耐食性の高いステンレスやチタン等の特殊金属を用いても構わない。上記の通り、スペーサ材１３１ａ，１３２ａもこのような部材が用いられる。セパレータ１４１，１４２は、燃料極側及び空気極側において、多孔質基材１２１，１２２及び端部シール部材１３１，１３２上に積層されており、ガス漏れを防ぐだけでなく、単位セル１０を冷却する役割も担っている。
【００２８】
次に、上記端部シール部材１３１，１３２の別の形成方法について説明する。
図３は膨張黒鉛シートを用いた端部シール部材のプレス手段による形成を説明するための斜視図である。
【００２９】
端部シール部材１３２を形成するためのプレス手段１５０は、上記図１と同様に、載置台１５１と、載置台１５１と対向して配置された押圧板１５２とで構成されている。さらに、押圧板１５２のプレス面には、形成される端部シール部材１３２の寸法及び配置間隔に応じて、新たに、膨張黒鉛シート１５３が配置されている。このようなプレス手段１５０では、載置台１５１の所定の位置に載置させた対象物を、図示しない加熱手段で加熱しながら、押圧板１５２を降下させて膨張黒鉛シート１５３を介してプレスする。以下に、対象物である端部シール部材１３２の具体的な形成方法について説明する。
【００３０】
まず、このようなプレス手段１５０の載置台１５１にセパレータ１４２を載置する。セパレータ１４２上に所定の間隔をおいて二か所に、樹脂シート１３２ｂ及びスペーサ材１３２ａを順に複数積層させてそれぞれ配置する。
【００３１】
次いで、押圧板１５２を降下させて、最上層のスペーサ材１３２ａに膨張黒鉛シート１５３を配置させて、押圧板１５２でスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを図示しない加熱手段によって加熱しながら、押圧する。加熱温度が上昇するにつれて、樹脂シート１３２ｂは溶け出し、膨張黒鉛シート１５３は熱膨張する。押圧板１５２に加えて、熱膨張した膨張黒鉛シート１５３からの押圧によって、溶融した樹脂シート１３２ｂと、スペーサ材１３２ａとが密着性よく熱融着し、ガス不透過性を有する融着構造の端部シール部材１３２が形成される。
【００３２】
一方、押圧板１５２のみを所定の距離だけ降下させて、載置板１５１との距離を縮めて、複数積層したスペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを加熱しながら押圧すると、上記図１のように樹脂シート１３２ｂはスペーサ材１３２ａとが熱融着する。この時、樹脂シート１３２ｂは溶融して軟化するため、樹脂シート１３２ｂからの厚さ方向への圧力は低下する。また、所定の距離だけ降下させた押圧板１５２と載置板１５１との隙間は一定であるため、スペーサ材１３２ａと樹脂シート１３２ｂとをさらに押圧することができず、樹脂シート１３２ｂが漏れ出す恐れがある。このようにして形成された端部シール部材１３２は密着性が低下している可能性がある。
【００３３】
そこで、膨張黒鉛シート１５３を最上層のスペーサ材１３２ａに配置させると、押圧板１５２と載置板１５１との隙間が一定になった後でも、膨張黒鉛シート１５３は熱膨張するために、押圧板１５２からの圧力を補うことが可能となる。このため、膨張黒鉛シート１５３を用いることにより、溶融した樹脂シート１３２ｂと、スペーサ材１３２ａとが密着性よく熱融着し、ガス不透過性を有する融着構造の端部シール部材１３２を確実に形成することが可能となる。
【００３４】
また、所定の熱融着温度時に膨張黒鉛シート１５３が所望の膨張寸法になるように、膨張黒鉛シート１５３の厚さを熱膨張係数に応じて予め設定することができる。こうすることで、端部シール部材１３２を所望の厚さに制御することができ、溶融した樹脂シート１３２ｂの過剰な漏れ出しを防止して、樹脂シート１３２ｂとスペーサ材１３２ａとの融着不足によるガス不透過性の低下を抑えることができる。
【００３５】
また、膨張黒鉛シート１５３の配置位置を次のようにして端部シール部材１３２を形成することもできる。
図４は膨張黒鉛シートを用いた端部シール部材の別のプレス手段による形成を説明するための正面図である。
【００３６】
端部シール部材１３２を形成するために、膨張黒鉛シート１５３を、樹脂シート１３２ｂが形成されたセパレータ１４２の反対面に配置させても構わない（図４（Ａ））。
この場合にも、加熱しながら、押圧板１５２を載置台１５２側へ降下させて、最上層のスペーサ材１３２ａ及び膨張黒鉛シート１５３をそれぞれ押圧して、上記と同様に端部シール部材１３２を形成することができる。
【００３７】
または、膨張黒鉛シート１５３ａ，１５３ｂを、樹脂シート１３２ｂが形成されたセパレータ１４２の反対面及び最上層のスペーサ材１３２ａにそれぞれ配置させても構わない（図４（Ｂ））。
【００３８】
この場合にも、加熱しながら、押圧板１５２を載置台１５２側へ降下させて、膨張黒鉛シート１５３ａ，１５３ｂをそれぞれ押圧して、上記と同様に端部シール部材１３２を形成することができる。
【００３９】
なお、端部シール部材１３１も上記の図３及び図４と同様にして形成することができる。
図５は単位セルの組み立て工程を説明するための斜視図である。
【００４０】
セパレータ１４２と、セパレータ１４２の主面に所定の間隔をおいて二か所に形成された端部シール部材１３２とに対して、別途形成されたガス流路１２２ａを有する多孔質基材１２２を嵌め込み、多孔質基材１２２の主面に空気電極部１１２を形成する。
【００４１】
同様に燃料極側でも、セパレータ１４１と、セパレータ１４１の主面に所定の間隔をおいて二か所に形成された端部シール部材１３１とに対して、ガス流路１２１ａを有する多孔質基材１２１を嵌め込み、多孔質基材１２１の主面に燃料電極部１１１を形成する。
【００４２】
このようにして形成したものをガス流路１２１ａ，１２２ａの流路方向が直交するように貼り合わせて単位セル１０が形成され、単位セル１０を複数積層することにより燃料電池１００が構成される。
【００４３】
上記のようにして形成された燃料電池１００は、スペーサ材１３１ａ，１３２ａはセパレータ１４１，１４２と同一の黒鉛化された炭素板であるため、電解質に対する耐食性に優れている。炭素板は厚すぎると黒鉛化時に破損する恐れがあるが、スペーサ材１３１ａ，１３２ａは薄い状態で用いられるために、黒鉛化時の破損が抑制される。このようなスペーサ材１３１ａ，１３２ａ及び樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂを複数積層させて加熱させて、密着性よく熱融着して、ガス不透過性及び耐食性を有する端部シール部材１３１，１３２が形成される。さらに、樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂを過剰にはみ出さずにスペーサ材１３１ａ，１３２ａに熱融着させて、所望の厚さの端部シール部材１３１，１３２を形成でき、端部シール部材１３１，１３２の寸法不良を抑制することができる。したがって、作成歩留りが改善されて、信頼性が高まった燃料電池１００が提供される。
【００４４】
以下、上記の方法を用いた端部シール部材１３２の形成について具体的に説明する。
なお、形成する端部シール部材１３２の目標の厚さを約１．９ｍｍとする。
また、セパレータ１４１，１４２に、寸法が縦１３０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ０．６ｍｍのガラス状カーボン板（ＳＧ−３（昭和電工（株）製））を用いた。
【００４５】
スペーサ材１３１ａ，１３２ａに、寸法が縦１０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの上記のガラス状カーボン板を用いた。
樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂに、寸法が縦８ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ５０μｍのＰＦＡシートを用いた。
【００４６】
膨張黒鉛シート１５３に、寸法が縦１０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ１．８ｍｍのＰＦ１８０（東洋炭素（株）製、かさ密度：０．６５ｇ／ｃｍ3、熱膨張係数（厚さ方向）：１×１０-6／℃）を用いた。
【００４７】
押圧板１５２を載置台１５１側に降下させて、加熱手段によって３１０℃で加熱しながら、スペーサ材１３２ａ及び樹脂シート１３２ｂを１０分間、押圧する。なお、この時の押圧板１５２による圧力は比較的小さい０．２９ＭＰａとした。
【００４８】
膨張黒鉛シート１５３は、温度が常温（２５℃とする）から３１０℃まで上昇すると、厚さ方向に約０．０５ｍｍ（＝１．８×（３１０−２５）×１×１０-6）膨張する。このような膨張黒鉛シート１５３が配置されたプレス手段１５０によって、端部シール部材１３２は、膨張した膨張黒鉛シート１５３に押圧されるために、その厚さは目標である約１．９ｍｍとなった。同様にして形成された端部シール部材１３１と端部シール部材１３２とを有する燃料電池１００はガス漏れが発生せずに動作した。これは、押圧板１５２による圧力が弱くても、膨張黒鉛シート１５３の熱膨張による圧力がさらに加わることで、樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂ及びスペーサ材１３１ａ，１３２ａの間に十分な密着性が得られて融着したと考えられる。
【００４９】
上記のようにして、スペーサ材１３１ａ，１３２ａ及び樹脂シート１３１ｂ，１３２ｂを複数積層させて加熱させて、密着性よく熱融着させて、ガス不透過性及び耐食性を有する端部シール部材１３１，１３２が形成される。さらに、端部シール部材１３１，１３２の厚さを所望の寸法で形成でき、端部シール部材１３１，１３２の寸法不良を抑制することができる。したがって、作成歩留りが改善されて、信頼性が高まった燃料電池１００が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施の形態に係る端部シール部材のプレス手段による形成を説明するための斜視図である。
【図２】燃料電池の斜視図である。
【図３】膨張黒鉛シートを用いた端部シール部材のプレス手段による形成を説明するための斜視図である。
【図４】膨張黒鉛シートを用いた端部シール部材の別のプレス手段による形成を説明するための正面図である。
【図５】単位セルの組み立て工程を説明するための斜視図である。
【図６】リン酸型燃料電池の単位セルの斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 単位セル
１００ 燃料電池
１１１ 燃料電極部
１１２ 空気電極部
１２１，１２２ 多孔質基材
１２１ａ，１２２ａ ガス流路
１３１，１３２ 端部シール部材
１３１ａ，１３２ａ スペーサ材
１３１ｂ，１３２ｂ 樹脂シート
１４１，１４２ セパレータ
１５０ プレス手段
１５１ 載置台
１５２ 押圧板
１５３，１５３ａ，１５３ｂ 膨張黒鉛シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を構成する端部シール部材の製造方法において、
セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材を順に複数積層する工程と、
最上層の前記スペーサ材と前記セパレータとの距離を、加熱しながら縮める工程と、
を有することを特徴とする端部シール部材の製造方法。
【請求項２】
最上層の前記スペーサ材の表面又は前記セパレータの前記主面の反対面のいずれか一方に膨張黒鉛シートを配置する工程と、
前記膨張黒鉛シートと前記膨張黒鉛シートが配置されていない他方の面との距離を、加熱しながら縮める工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の端部シール部材の製造方法。
【請求項３】
最上層の前記スペーサ材の表面及び前記セパレータの前記主面の反対面に膨張黒鉛シートをそれぞれ配置する工程と、
一対の前記膨張黒鉛シートの距離を、加熱しながら縮める工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の端部シール部材の製造方法。
【請求項４】
燃料電池を構成する端部シール部材において、
セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材が順に複数積層されて融着されたことを特徴とする端部シール部材。
【請求項５】
前記セパレータと前記スペーサ材とは同一の部材で構成されていることを特徴とする請求項４記載の端部シール部材。
【請求項６】
前記同一の部材は黒鉛化された炭素板であることを特徴とする請求項５記載の端部シール部材。
【請求項７】
端部シール部材を有する燃料電池の製造方法において、
セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材を順に複数積層する工程と、
最上層の前記スペーサ材と前記セパレータとの距離を、加熱しながら縮めて前記端部シール部材を形成する工程と、
前記燃料電池の電極部に配置した多孔質基材の端部が前記端部シール部材に隣接して、前記多孔質基材を前記セパレータの前記主面に配置する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項８】
最上層の前記スペーサ材の表面又は前記セパレータの前記主面の反対面のいずれか一方に膨張黒鉛シートを配置する工程と、
前記膨張黒鉛シートと前記膨張黒鉛シートが配置されていない他方の面との距離を、加熱しながら縮めて前記端部シール部材を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項７記載の燃料電池の製造方法。
【請求項９】
最上層の前記スペーサ材の表面及び前記セパレータの前記主面の反対面に膨張黒鉛シートをそれぞれ配置する工程と、
一対の前記膨張黒鉛シートの距離を、加熱しながら縮めて前記端部シール部材を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項７記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
電解質を保持した電解質層と、
前記電解質層を挟んで配置される、触媒層を備えた燃料電極部及び空気電極部と、
前記燃料電極部及び前記空気電極部にそれぞれ配置され、各々の電極部に燃料ガス及び空気ガスをそれぞれ供給する一対の多孔質基材と、
一対の前記多孔質基材が主面にそれぞれ配置される一対のセパレータと、
一対の前記セパレータの前記主面に配置され、一対の前記多孔質基材の端部と隣接される、樹脂シート及びスペーサ材が順に複数積層され融着された一対の端部シール部材と、
を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項１１】
前記セパレータと前記スペーサ材とは同一の部材で構成されていることを特徴とする請求項１０記載の燃料電池。
【請求項１２】
前記同一の部材は黒鉛化された炭素板であることを特徴とする請求項１１記載の燃料電池。
【請求項１】
燃料電池を構成する端部シール部材の製造方法において、
セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材を順に複数積層する工程と、
最上層の前記スペーサ材と前記セパレータとの距離を、加熱しながら縮める工程と、
を有することを特徴とする端部シール部材の製造方法。
【請求項２】
最上層の前記スペーサ材の表面又は前記セパレータの前記主面の反対面のいずれか一方に膨張黒鉛シートを配置する工程と、
前記膨張黒鉛シートと前記膨張黒鉛シートが配置されていない他方の面との距離を、加熱しながら縮める工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の端部シール部材の製造方法。
【請求項３】
最上層の前記スペーサ材の表面及び前記セパレータの前記主面の反対面に膨張黒鉛シートをそれぞれ配置する工程と、
一対の前記膨張黒鉛シートの距離を、加熱しながら縮める工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の端部シール部材の製造方法。
【請求項４】
燃料電池を構成する端部シール部材において、
セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材が順に複数積層されて融着されたことを特徴とする端部シール部材。
【請求項５】
前記セパレータと前記スペーサ材とは同一の部材で構成されていることを特徴とする請求項４記載の端部シール部材。
【請求項６】
前記同一の部材は黒鉛化された炭素板であることを特徴とする請求項５記載の端部シール部材。
【請求項７】
端部シール部材を有する燃料電池の製造方法において、
セパレータの主面に樹脂シート及びスペーサ材を順に複数積層する工程と、
最上層の前記スペーサ材と前記セパレータとの距離を、加熱しながら縮めて前記端部シール部材を形成する工程と、
前記燃料電池の電極部に配置した多孔質基材の端部が前記端部シール部材に隣接して、前記多孔質基材を前記セパレータの前記主面に配置する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項８】
最上層の前記スペーサ材の表面又は前記セパレータの前記主面の反対面のいずれか一方に膨張黒鉛シートを配置する工程と、
前記膨張黒鉛シートと前記膨張黒鉛シートが配置されていない他方の面との距離を、加熱しながら縮めて前記端部シール部材を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項７記載の燃料電池の製造方法。
【請求項９】
最上層の前記スペーサ材の表面及び前記セパレータの前記主面の反対面に膨張黒鉛シートをそれぞれ配置する工程と、
一対の前記膨張黒鉛シートの距離を、加熱しながら縮めて前記端部シール部材を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項７記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
電解質を保持した電解質層と、
前記電解質層を挟んで配置される、触媒層を備えた燃料電極部及び空気電極部と、
前記燃料電極部及び前記空気電極部にそれぞれ配置され、各々の電極部に燃料ガス及び空気ガスをそれぞれ供給する一対の多孔質基材と、
一対の前記多孔質基材が主面にそれぞれ配置される一対のセパレータと、
一対の前記セパレータの前記主面に配置され、一対の前記多孔質基材の端部と隣接される、樹脂シート及びスペーサ材が順に複数積層され融着された一対の端部シール部材と、
を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項１１】
前記セパレータと前記スペーサ材とは同一の部材で構成されていることを特徴とする請求項１０記載の燃料電池。
【請求項１２】
前記同一の部材は黒鉛化された炭素板であることを特徴とする請求項１１記載の燃料電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−７３５０５（Ｐ２０１０−７３５０５Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４０１３８（Ｐ２００８−２４０１３８）
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]