(57)【要約】【課題】ガスケットと他の部品とが固着した場合であっても、燃料電池を容易に分解することを目的とする。【解決手段】燃料電池１０であって、複数の単セル１００と、隣接する２つの前記単セルの間に配置されるガスケット１６０と、隣接する２つの前記単セル１００の間に配置される中空弾性部材３００であって、前記中空弾性部材３００の中空部３０１に流体５００を注入することにより前記中空弾性部材３００を変形させて前記隣接する２つの単セル１００を分離することが可能な中空弾性部材３００と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
複数の単セルと、
隣接する２つの前記単セルの間に配置されるガスケットと、
隣接する２つの前記単セルの間に配置される中空弾性部材であって、前記中空弾性部材の中空部に流体を注入することにより前記中空弾性部材を変形させて前記隣接する２つの単セルを分離することが可能な中空弾性部材と、
を備える、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では、セパレータ外部へのガスのリークを抑制するためのシール構造を有している（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４４７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シール構造にガスケットを用いる場合、荷重を印加する必要がある。しかし、長期間にわたり荷重が掛かると、ガスケットと他の部品とが固着する。そうすると、部品交換時などにおいて、燃料電池を分解することが困難になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決し、ガスケットと他の部品とが固着した場合であっても、燃料電池を容易に分解することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
燃料電池であって、複数の単セルと、隣接する２つの前記単セルの間に配置されるガスケットと、隣接する２つの前記単セルの間に配置される中空弾性部材であって、前記中空弾性部材の中空部に流体を注入することにより前記中空弾性部材を変形させて前記隣接する２つの単セルを分離することが可能な中空弾性部材と、を備える、燃料電池。
この適用例によれば、中空弾性部材の中空部に流体を注入することにより、中空弾性部材を変性させ、２つの単セルを引き離すことが可能となる。その結果、燃料電池を容易に分解することが可能となる。
【０００８】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池の他、燃料電池の分解方法等、様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例に係る燃料電池の断面の一部を示す説明図である。
【図２】第１のセパレータプレートの平面を示す説明図である。
【図３】中空弾性部材の中空部に液体を注入したときの状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施例に係る燃料電池の断面の一部を示す説明図である。燃料電池１０は、積層された複数の単セル１００を備える。単セル１００は、膜電極接合体１１０と、ガス拡散層１２０、１２５と、セパレータプレート１３０、１４０と、樹脂フレーム１５０と、を備える。
【００１１】
膜電極接合体１１０は、電解質膜１１１と、触媒層１１２、１１３とを備える。電解質膜１１１として、固体高分子材料、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマなどのフッ素系樹脂からなるプロトン伝導性のイオン交換膜を用いることが可能である。触媒層１１２、１１３は、電解質膜１１１の両面に形成されている。触媒層１１２、１１３に用いる触媒としては、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金触媒、あるいは白金と他の金属とからなる白金合金触媒をカーボンに担持した触媒を用いることが可能である。
【００１２】
ガス拡散層１２０、１２５は、膜電極接合体１１０の両面に配置されている。ガス拡散層１２０、１２５としては、例えば、不織布により形成されたカーボンクロスやカーボンペーパーを用いることが可能である。また、ガス拡散層１２０、１２５として、金属製や樹脂製の多孔体を用いることも可能である。なお、ガス拡散層１２０、１２５は、導電性を備えていることが好ましい。セパレータプレート１３０、１４０は、ガス拡散層１２０、１２５の外側に配置されている。セパレータプレート１３０、１４０は、燃料ガスと酸化ガスとを分離するために用いられている。なお、本実施例では、燃料ガスとして水素を用い、酸化ガスとして空気を用いている。
【００１３】
セパレータプレート１３０、１４０には、凹凸が形成されている。この凹凸は、例えばプレスにより形成することが可能である。本実施例では、セパレータプレート１３０の膜電極接合体１１０側に突き出た部分を「凸部１３１」と呼び、膜電極接合体１１０と反対側に突き出た部分を「凹部１３２」と呼ぶ。また、セパレータプレート１４０の膜電極接合体１１０側に突き出た部分を「凸部１４１」と呼び、膜電極接合体１１０と反対側に突き出た部分を「凹部１４２」と呼ぶ。
【００１４】
セパレータプレート１３０の凹部１３２とガス拡散層１２０との間に燃料ガス流路１７０が形成されている。セパレータプレート１４０の凹部１３２とガス拡散層１２５との間に酸化ガス流路１７５が形成されている。セパレータプレート１３０の凸部１３１と、セパレータプレート１４０の凸部１４１の間に冷媒流路１８０が形成されている。なお、本実施例では、冷媒として水を用いている。
【００１５】
図２は、第１のセパレータプレート１３０の平面を示す説明図である。第１のセパレータプレート１３０は、例えば金属製の板状部材である。なお、図２では、凹凸の表示を省略している。セパレータプレート１３０は、外縁部に開口部１３３〜１３５を備える。開口部１３３〜１３５は、それぞれ冷却水用マニホールド、燃料ガス用マニホールド、酸化ガス用マニホールドを形成するために用いられる。セパレータプレート１３０の中央部１３６は、ガス拡散層１２０と接する。第２のセパレータプレート１４０の構成は、第１のセパレータプレート１３０の構成と同じである。
【００１６】
図１に示す樹脂フレーム１５０は、膜電極接合体１１０やガス拡散層１２０、１２５を固定するために用いられている。樹脂フレーム１５０は、額縁状の形状をしており、樹脂の射出成形により、膜電極接合体１１０やガス拡散層１２０、１２５と一体に成形される。なお、単セル１００の２つの樹脂フレーム１５０は、接着剤１５５により接着されている。また、樹脂フレーム１５０とセパレータプレート１３０の間も接着剤１５５により接着され、樹脂フレーム１５０とセパレータプレート１４０の間も接着剤１５５で接着されている。
【００１７】
隣接する２つの単セル１００の間には、ガスケット１６０が配置されている。具体的には、第１の単セル１００のセパレータプレート１３０と、第１の単セル１００と隣接する第２の単セル１００のセパレータプレート１４０と、の間に、ガスケット１６０が配置されている。ガスケット１６０は、セパレータプレート１３０、１４０の境界からの反応ガスや冷却水の漏れを抑制するために用いられている。ガスケット１６０は、例えばシリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなどのゴムを用いて形成することが可能である。
【００１８】
図２に示すように、ガスケット１６０は、セパレータプレート１３０の中央部１３６と開口部１３３を囲っている。また、ガスケット１６０は、開口部１３４、１３５をそれぞれ囲っている。この開口部１３４、１３５を囲っているガスケットを「ガスケット１６１」と呼ぶ。
【００１９】
隣接する２つの単セル１００の間であって、ガスケット１６０の外縁側には、中空弾性部材３００が配置されている。中空弾性部材３００は、中空部３０１（図１参照）を有している。中空弾性部材３００は、中空部３０１に気体や液体を注入するための注入部３０２を備えており、中空部３０１に、液体を注入することが可能である。
【００２０】
図３は、中空弾性部材の中空部に液体を注入したときの状態を示す説明図である。中空弾性部材３００の中空部３０１に液体５００を注入すると、中空弾性部材３００の断面は円形に変形する。なお、液体の代わりに気体を注入することも可能である。但し、気体は、圧縮率が大きいため、セパレータプレート１４０とガスケット１６０との固着が強い場合には、中空部３０１に気体を注入しても、中空弾性部材３００の断面が円形に変形しない場合がある。従って、中空部３０１には、液体を注入することが好ましい。また、中空弾性部材３００は、セパレータプレート１３０の法線方向へ膨張するように変形することが好ましい。中空弾性部材３００がセパレータプレート１３０の平面方向へ膨張してしまうと、セパレータプレート１３０、１４０に対し、セパレータプレート１３０の法線方向への力が加わりにくくなるからである。
【００２１】
中空弾性部材３００の断面が円形に変形すると、セパレータプレート１３０、１４０は、中空弾性部材３００から矢印４００、４０５で示される力を受ける。すなわち、セパレータプレート１３０と、１４０とを分離しようとする力が加わる。その結果、セパレータプレート１４０とガスケット１６０の間の固着を引きはがすことが可能となる。
【００２２】
以上、本実施例によれば、隣接する２つの単セル１００の間に、中空部３０１を有する中空弾性部材３００を備えている。そして、この中空部３０１に液体（流体）を注入することにより、中空弾性部材３００の断面を円形に変形させ、セパレータプレート１４０とガスケット１６０の間の固着を引きはがすことが可能となる。その結果、ガスケット１６０と他の部品とが固着した場合であっても、燃料電池１０を容易に分解することが可能となる。
【００２３】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２４】
１０…燃料電池
１００…単セル
１１０…膜電極接合体
１１１…電解質膜
１１２…触媒層
１２０…ガス拡散層
１２５…ガス拡散層
１３０…第１のセパレータプレート
１３１…凸部
１３２…凹部
１３３〜１３５…開口部
１３６…中央部
１４０…第２のセパレータプレート
１４１…凸部
１４２…凹部
１５０…樹脂フレーム
１５５…接着剤
１６０…ガスケット
１６１…ガスケット
１７０…燃料ガス流路
１７５…酸化ガス流路
１８０…冷媒流路
３００…中空弾性部材
３０１…中空部
３０２…注入部
４００、４０５…矢印
【図１】
2010251097.tif 000003
【図２】
2010251097.tif 000004
【図３】
2010251097.tif 000005