(57)【要約】【課題】スタックの低温での気密安定性と共に高温での長期使用安定性を向上できる燃料電池スタック用ガスケット装置を提供する。【解決手段】それぞれ異なる材料のガスケットをアノードセパレーター（またはアノード気体拡散層）とカソードセパレーター（またはカソード気体拡散層）に射出成形方式により一体に成形する。アノードガスケットとカソードガスケットをそれぞれ異なる材料を用いることで、ガスケットそれぞれの成形条件及び架橋条件を独立して制御して適正材質とし、色を変えることで、スタックの外観を見るだけでアノードガスケットとカソードガスケットを識別管理できる。【選択図】図２
2014207212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード気体拡散層（３）とカソード気体拡散層（４）で構成する気体拡散層（３，４）、またはアノードセパレーター（５）とカソードセパレーター（６）で構成するセパレーター（５，６）に形成された燃料電池スタック用ガスケット装置であって、
前記アノード気体拡散層（３）と前記カソード気体拡散層４にそれぞれ一体に形成された、あるいは前記アノードセパレーター（５）と前記カソードセパレーター（６）にそれぞれ一体に形成されたアノードガスケット（１７）とカソードガスケット（１８）を含み、
前記アノードガスケット（１７）と前記カソードガスケット（１８）が、互いに異なる材料からなることを特徴とする燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項２】
前記アノードガスケット（１７）と前記カソードガスケット（１８）は、それぞれフッ素系弾性体、シリコーン系弾性体及び炭化水素系弾性体から選択された何れか１つを用いて互いに異なる材料からなることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項３】
前記アノードガスケット（１７）と前記カソードガスケット（１８）は、それぞれ前記セパレーター（５，６）の上と下にガスケット（１７，１８）が形成される一般形状と、前記セパレーター（５，６）の上、下、及び側面を囲むカプセル化形状と、これらが組み合わされたハイブリッド形状のうち何れか１つの形状であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項４】
前記アノードガスケット（１７）と前記カソードガスケット（１８）は、互いに異なる色であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項５】
前記アノードガスケット（１７）と前記カソードガスケット（１８）の材料は、それぞれフッ素系弾性体と炭化水素系弾性体、またはそれぞれ炭化水素系弾性体とフッ素系弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項６】
前記アノードガスケット（１７）と前記カソードガスケット（１８）の材料は、それぞれフッ素系弾性体とシリコーン系弾性体、またはそれぞれシリコーン系弾性体とフッ素系弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項７】
前記アノードガスケット（１７）と前記カソードガスケット（１８）の材料は、それぞれ炭化水素系弾性体とシリコーン系弾性体、またはそれぞれシリコーン系弾性体と炭化水素系弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項８】
前記フッ素系弾性体は、フッ化ビニリデン系弾性体（ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル系弾性体（ＦＦＫＭ）のうち何れか１つまたはこれらの混合物からなることを特徴とする請求項２，５及び６の何れか１項に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項９】
前記シリコーン系弾性体は、ポリジメチルシロキサン、フルオロシリコーンのうち何れか１つまたはこれらの混合物からなることを特徴とする請求項２，６及び７の何れか１項に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項１０】
前記炭化水素系弾性体は、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴムのうち何れか１つ、または２種以上の混合物からなることを特徴とする請求項２，５及び７の何れか１項に記載の燃料電池スタック用ガスケット装置。
【請求項１１】
アノード気体拡散層（３）とカソード気体拡散層（４）で構成する気体拡散層（３，４）と、アノードセパレーター（５）とカソードセパレーター（６）で構成するセパレーター（５，６）に形成された燃料電池スタック用ガスケット装置であって、
前記アノード気体拡散層（３）と前記アノードセパレーター（５）に一体に形成されたアノードガスケット（１７）と、前記カソード気体拡散層（４）と前記カソードセパレーター（６）に一体に形成されたカソードガスケット（１８）とを含み、前記アノードガスケット（１７）と前記カソードガスケット（１８）が、互いに異なる材料からなることを特徴とする燃料電池スタック用ガスケット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタック用ガスケット装置に関し、より詳細には、低温でのセルの気密安定性と高温での長期使用安定性を同時に向上させた燃料電池スタック用ガスケット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用燃料電池としては高分子電解質膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）が広範囲に使用されている。
【０００３】
自動車用燃料電池スタックでは、反応気体の水素と空気、及び冷却水に対する気密性（Ｓｅａｌｉｎｇ）を維持するために、一般に各セル（Ｃｅｌｌ）毎にガスケット（Ｇａｓｋｅｔ）を使用する。
【０００４】
水素燃料電池自動車用スタックに用いられるガスケットは、適切な範囲の硬度（Ｈａｒｄｎｅｓｓ）、優れた弾性または非常に低い圧縮永久歪み（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｓｅｔ）、優れた機械的物性（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｙ）、優れた耐酸性（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ａｃｉｄ）／耐加水分解性（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ）、水素／空気（または酸素）／冷却水（Ｃｏｏｌａｎｔ）に対する低い拡散性（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）／透過性（Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ）、触媒被毒（Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｐｏｉｓｏｎｉｎｇ）を誘発する虞のある不純物（Ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ）の低含量、優れた耐熱性（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、高い電気絶縁性（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）、優れた生産性、さらに低価格など様々な要求物性を同時に満たさなければならない。
【０００５】
通常、上述した要求物性を全般的に満足し、かつ水素燃料電池自動車スタック用ガスケットによく使用される高分子弾性体（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）は、フッ素系弾性体（Ｆｌｕｏｒｏｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）、シリコーン系弾性体（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）、炭化水素系弾性体（Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）などに分類される。
【０００６】
フッ素系弾性体は、米国材料試験協会が定める工業規格〔ＡＳＴＭ；Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ〕に準じてフッ化ビニリデン系弾性体（ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル系弾性体（ＦＦＫＭ）などがあり、現在、自動車／建築／石油化学産業などの様々な分野において広範囲に使用されている。フッ素系弾性体は、弾性、耐酸性、耐熱性などに優れ、水素燃料電池自動車の過酷な運転条件で長時間の使用が可能であるとみなされてスタック用ガスケットとして大いなる関心を受けたが、射出成形性が難しく、耐寒性があまり良くない、さらに価格が高いなどの欠点がある。
【０００７】
シリコーン系弾性体は、ポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）など一般のシリコーン弾性体とフルオロシリコーン（Ｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃｏｎｅ）のような改質シリコーン（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）に分けられる。シリコーン系弾性体は、固相（Ｓｏｌｉｄ）も使用可能であるが、燃料電池用には精密射出成形のために液相シリコーンゴム（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）がより多く用いられ、優れた射出成形性を発揮するが、水素燃料電池の運転条件でシリコーン不純物が溶出して白金触媒を被毒（Ｐｏｉｓｏｎｉｎｇ）する危惧がある。
【０００８】
炭化水素系弾性体は、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ：Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）、イソプレンゴム（ＩＲ：Ｉｓｏｐｒｅｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）、イソブチレン−イソプレンゴム（ＩＩＲ：Ｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ−Ｉｓｏｐｒｅｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）などの弾性体がよく用いられてきた。しかし、一般に耐寒性に優れ、価格が低いという利点はあるが、１００℃以上の高温では物性の低下が著しく、長期間の使用が困難である。
【０００９】
図１は、従来技術による燃料電池スタックの構造を示す概略図であって、燃料電池スタックは水素イオンが移動する電解質膜１を中心に膜の両側に触媒電極層が設けられた膜電極接合体２（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、膜電極接合体２の両面に配置されて反応気体を均一に分布させ、発生した電気エネルギーを伝達するアノード及びカソード気体拡散層３，４（ＧＤＬ：Ｇａｓ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）と、アノード及びカソード気体拡散層３，４に反応気体及び冷却水を移動させる隔壁を作るアノード及びカソードセパレーター５，６（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）と、膜電極接合体２とアノードまたはカソードセパレーター５，６との間に配置され、反応気体及び冷却水の気密性と適正の締結圧を維持するためのアノード及びカソードガスケット７，８及び締結機構を含んで構成される。
【００１０】
アノード及びカソードガスケット７，８は、アノード及びカソードセパレーター５，６にそれぞれ射出成形方式により一体に成形され、両方を同じ材料、例えばフッ素系弾性体、炭化水素系弾性体、及びシリコーン系弾性体の何れかの材料を用いている。
【００１１】
しかし、ガスケット７，８の材料としてフッ素系弾性体を使用すると、高温での長期間使用時に対しての安定性に優れるが、低温ではセルの気密性が低下し、さらに高価であることから量産が制限されるという問題がある。また、ガスケット７，８の材料として炭化水素系弾性体を使用すると、低価格であるが故にコストダウン効果が得られるが、高温での長期間使用時に物性劣化が大きいという問題がある。
【００１２】
さらに、ガスケット７，８の材料として流動性の良いシリコーン系弾性体を使用すると、射出成形性は良いが、燃料電池スタックの運転環境でシリコーン系不純物が溶出して、セルの性能を劣化させる原因となる。
【００１３】
一方、燃料電池用ガスケットとして各種ガスケット材料の利点を組み合わせた２種以上のゴムまたは樹脂材料の使用も検討されている。例えば、特許文献１では、燃料電池構成部品の分離板または電解質膜と一体化されたガスケットにおいて、気体流路部の気密性のために気体透過性が比較的小さいゴム材料を使用し、冷却水流路の気密性のために気体透過性が比較的大きいゴム材料を使用する構造を開示している。特許文献２では、燃料電池構成部品の分離板、気体拡散層または膜電極接合体と一体化されたガスケットにおいて、２種以上のゴムまたは樹脂材料を組み合わせた形態（すなわち、構成部品に接合された第１層と、第１層をカバーする第２層の構成）を開示している。
【００１４】
しかしながら、特許文献１の形態は、１つの燃料電池構成部品に２種のガスケット材料を用いて一体化しなければならないため、製造工程が複雑となり、それぞれのガスケット材料の最適成形及び架橋条件が異なるため、２つのガスケット材料が共に充分満足のいく条件で製造されず、結果として成型物が十分な要求物性を発揮し難いという問題がある。
また、特許文献２の形態は、１つの燃料電池構成部品に２層構造（各層のガスケット材料が互いに異なる構造）を有するガスケットが一体化されるが、この２層構造のガスケットは層間界面接着力に問題があり、第１層ガスケット上に第２層ガスケットを射出成形する場合は第１層ガスケットの表面での第２層ガスケット材料の流動性に対する抵抗が大きくて、良好な成形製品を得ることが難しく、特許文献１と同様に、第１層と第２層のガスケット材料がいずれも十分な物性を発揮し難いという問題がある。
このように従来技術は、充分満足のいくガスケット材料を得ることができないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−１５７８６６号公報
【特許文献２】特開２００４−５５４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、上述した問題を解決するために発明されたもので、スタックの低温での気密安定性と共に、高温での長期使用安定性を向上できる燃料電池スタック用ガスケット装置を提供することにある。
さらに、燃料電池に要求される様々な物性を同時に十分確保できる燃料電池スタック用ガスケット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するためになされた本発明の燃料電池スタック用ガスケット装置は、一実施形態として、アノード気体拡散層とカソード気体拡散層で構成する気体拡散層と、アノード気体拡散層とカソード気体拡散層にそれぞれ一体に形成されたアノードガスケットとカソードガスケットとを含み、アノードガスケットとカソードガスケットが互いに異なる材料からなることを特徴とする。
【００１８】
また、別の実施形態として、アノードセパレーターとカソードセパレーターで構成するセパレーターと、アノードセパレーターとカソードセパレーターにそれぞれ一体に形成されたアノードガスケットとカソードガスケットを含み、アノードガスケットとカソードガスケットが互いに異なる材料からなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のまた別の実施形態では、燃料電池スタック用ガスケット装置は、アノード気体拡散層とカソード気体拡散層で構成する気体拡散層と、アノードセパレーターとカソードセパレーターで構成するセパレーターと、アノード気体拡散層とアノードセパレーターに一体に形成されたアノードガスケットと、カソード気体拡散層とカソードセパレーターに一体に形成されたカソードガスケットとを含み、アノードガスケットとカソードガスケットが、互いに異なる材料からなることを特徴とする。
【００２０】
以下、好ましい形態を挙げる。
アノードガスケットとカソードガスケットは、それぞれフッ素系弾性体、シリコーン系弾性体及び炭化水素系弾性体から選択された何れか１つを用いて互いに異なる材料からなっている。
【００２１】
アノードガスケットとカソードガスケットは、それぞれセパレーターの上と下にガスケットが形成される一般形状と、セパレーターの上、下、及び側面を囲むカプセル化（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）形状と、これらが組み合わされた形態のハイブリッド形状のうち何れか１つの形状である。
【００２２】
アノードガスケットとカソードガスケットは、互いに異なる材料を用いて各材料に最適な成形及び架橋条件でそれぞれ製造される。
また、アノードガスケットとカソードガスケットは、異なる色であるようにする。
【００２３】
具体的に、フッ素系弾性体は、フッ化ビニリデン系弾性体（ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル系弾性体（ＦＦＫＭ）のうち何れか１つまたはこれらの混合物から選ばれる。シリコーン系弾性体は、ポリジメチルシロキサン、フルオロシリコーンのうち何れか１つまたはこれらの混合物から選ばれる。炭化水素系弾性体は、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴムのうち何れか１つを単独使用するか、または２種以上の混合物から選ばれる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による燃料電池スタック用ガスケット装置の利点を説明する。
第１に、それぞれ異なる材料のガスケットをアノードセパレーター（またはアノード気体拡散層）とカソードセパレーター（またはカソード気体拡散層）に射出成形方式により一体に成形することで、従来の単一材料により一体化した構造のセルがもつ低温での気密安定性や高温での長期使用安定性の低下などの問題を解決し、燃料電池スタック用ガスケットとして必要な諸物性を確保できるという利点がある。
【００２５】
第２に、互いに異なる材料のアノードガスケットとカソードガスケットをそれぞれ別途に製造して成形及び架橋条件をそれぞれ独立して制御することで、アノードとカソードガスケットが両方ともそれぞれの要求物性を充分発揮できるものとすることができる利点がある。
【００２６】
第３に、互いに異なる材料のアノードガスケットとカソードガスケットを用いてガスケットの色を変えることで、スタックの外観を見るだけでアノードガスケットとカソードガスケットを識別して管理することができる利点がある。
【００２７】
第４に、アノード及びカソードガスケットをアノード及びカソード気体拡散層またはセパレーターにそれぞれ別途に射出成形してアノード及びカソードガスケットの構造を異なるようにすることで、ガスケットの優れた多目的特性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術による燃料電池スタックの構造を示す概略図である。
【図２】本発明によるガスケット装置の第１実施形態である一般形状を示す概略図である。
【図３】本発明によるガスケット装置の第２実施形態であるカプセル化形状を示す概略図である。
【図４】本発明によるガスケット装置の第３実施形態であるハイブリッド形状を示す概略図である。
【図５】本発明による気体拡散層一体型ガスケットを示す断面図である。
【図６】本発明によるセパレーター／気体拡散層一体型ガスケットを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の燃料電池スタック用ガスケット装置について、好ましい実施形態を挙げ、添付した図面を参照しつつ、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるよう詳細に説明する。
【００３０】
本発明は、セパレーターにそれぞれ異なる材料のガスケットを一体化することで、スタックの低温での気密安定性と共に、高温での長期使用安定性を向上できる燃料電池スタック用ガスケット装置に関するものである。
【００３１】
セパレーターにガスケットを一体に成形するとき、従来の射出成形方式の設備を特別に変更または修正することなくそのまま使用できる。この互いに異なる材料のガスケットをセパレーターに一体化する方法は、従来の射出成形方式と同じである。
【００３２】
ガスケットの低温気密性を向上させるためには、低温特性に優れたガスケット材料を選び、高温耐酸化性を向上させるためには高温弾性に優れたガスケット材料を選ぶが、この条件に叶う材料を選んで組合わせて使用することでスタックの低温気密性と共に高温使用安定性を向上させることができる。
【００３３】
図２は、第１実施形態によるガスケット装置の形状を示す概略図である。この実施形態では、燃料電池スタックのセルを構成するとき、ガスケット１７，１８をセパレーター５，６に射出成形方式により一体化成形する。セパレーター５，６は、アノードセパレーター５とカソードセパレーター６で構成され、気体拡散層３，４は、アノード気体拡散層３とカソード気体拡散層４で構成される。そして、ガスケット１７，１８は、アノードガスケット１７とカソードガスケット１８で構成される。
【００３４】
アノードガスケット１７とカソードガスケット１８は、アノード及びカソード側にそれぞれ別途に設けられた射出機によりアノードセパレーター５とカソードセパレーター６に一体に成形される。
【００３５】
このように構成されたアノード側のガスケット１７、セパレーター５、気体拡散層３とカソード側のガスケット１８、セパレーター６、気体拡散層４は互いに分離されている。
アノード側とカソード側は、環境、運転条件、アノードとカソードで発生する現象がそれぞれ異なるため、アノードとカソードそれぞれに適切な素材を使用することができる。この実施形態では、アノードセパレーター５に一体に形成されたアノードガスケット１７と、カソードセパレーター６に一体に形成されたカソードガスケット１８は、互いに異なる材料としている。
【００３６】
図２の（ａ）に示す一実施形態では、アノードセパレーター５にフッ素系弾性体材料のアノードガスケット１７が射出成形され、カソードセパレーター６に炭化水素系弾性体材料のカソードガスケット１８が射出成形される。
【００３７】
図２の（ｂ）に示す実施形態では、アノードセパレーター５に炭化水素系弾性体材料のアノードガスケット１７が射出成形され、カソードセパレーター６にフッ素系弾性体材料のカソードガスケット１８が射出成形される。
【００３８】
図２の（ａ）と（ｂ）に示したガスケットは一般形状であり、セパレーター５，６の周縁部の上側と下側にガスケット１７，１８が接合されて気密を維持する。この際、セパレーター５，６の周縁部では側面が露出する。
【００３９】
フッ素系弾性体材料のガスケットは、高温使用安定性の向上に寄与し、炭化水素系弾性体材料のガスケットは低温での気密安定性の向上及びガスケットのコストダウンに寄与する。
【００４０】
ガスケットの構造は、図２の（ａ）と（ｂ）に示したガスケットの構造の他、様々なガスケット材料からも得られ、以下にその例を記載する。
一つの形態では、アノードセパレーター５にフッ素系弾性体材料のアノードガスケット１７が射出成形され、カソードセパレーター６にシリコーン系弾性体材料のカソードガスケット１８が一体に射出成形さる。
また、別の形態では、アノードセパレーター５にシリコーン系弾性体材料のアノードガスケット１７が射出成形され、カソードセパレーター６にフッ素系弾性体材料のカソードガスケット１８を一体に射出成形される。
これらの場合、フッ素系弾性体材料のガスケットは、高温使用安定性と不純物の溶出抵抗性の向上に寄与し、シリコーン系弾性体材料のガスケットは射出成形性の向上に寄与する。
【００４１】
また、別の形態では、アノードセパレーター５に炭化水素系弾性体材料のアノードガスケット１７が射出成形され、カソードセパレーター６にシリコーン系弾性体材料のカソードガスケット１８が一体に射出成形される。
また、別の形態では、アノードセパレーター５にシリコーン系弾性体材料のアノードガスケット１７が射出成形され、カソードセパレーター６に炭化水素系弾性体材料のカソードガスケット１８が射出成形される。
これらの場合、炭化水素系弾性体材料のガスケットは低温での気密安定性の向上とガスケットのコストダウンに寄与し、シリコーン系弾性体材料のガスケットは射出成形性の向上に寄与する。
【００４２】
図３は、本発明のガスケット装置の第２実施形態によるカプセル化形状を示す概略図である。第２実施形態では、互いに異なる材料のガスケット１７，１８をアノード及びカソードセパレーター５，６に一体に成形する点が、前述した第１実施形態と同じであり、詳細な説明は省略する。
ここで、第１実施形態と第２実施形態の相違点は、ガスケット１７，１８の形状は、第１実施形態では一般形状で説明したが、第２実施形態ではガスケット１７，１８の形状がカプセル化形状である点である。カプセル化形状は、ガスケット１７，１８がセパレーターを囲む形状で形成されることを意味する。言い換えれば、図２の（ａ）と図２の（ｂ）のガスケット１７，１８がセパレーター５，６の周縁部の上側と下側にだけ形成され、セパレーター５，６の周縁部の側面が外部に露出しているが、図３の（ａ）と図３の（ｂ）のガスケット１７，１８は、セパレーター５，６の上側、下側はもちろん側面まで囲み、側面が外部に露出していない。
【００４３】
図４は、本発明のガスケット装置の第３実施形態によるハイブリッド形状を示す概略図である。第３実施形態では、互いに異なる材料のガスケット１７，１８をアノード及びカソードセパレーター５，６に一体に成形する点が前述した第１実施形態と同じである。ただし、第３実施形態によるガスケット１７，１８は、第１実施形態の一般形状と第２実施形態のカプセル化形状が組み合わされたハイブリッド形状である。
【００４４】
例えば、図４の（ａ）に示すように、アノードガスケット１７はアノードセパレーター５に一般形状で形成され、具体的にはセパレーター５の上側と下側にだけ形成される。一方、カソードガスケット１８はカソードセパレーター６にカプセル化形状で形成され、具体的にはセパレーター６の周縁部の上側、下側及び側面を囲む形状である。
【００４５】
また、図４の（ｂ）に示すように、アノードガスケット１７はアノードセパレーター５にカプセル化形状で形成され、具体的にはセパレーター５の周縁部の上側、下側及び側面を囲む形状である。一方、カソードガスケット１８はカソードセパレーター６に一般形状で形成され、具体的にはセパレーター６の上側と下側にだけ形成される。
【００４６】
アノードガスケット１７とカソードガスケット１８は、図２から図４に示すように、アノードセパレーター５とカソードセパレーター６にそれぞれ形成されると説明、図示したが、図５に示すように、アノード及びカソード気体拡散層３，４にそれぞれ一体型で形成してもよく、あるいは、図６に示すように、アノードガスケット１７が、アノード気体拡散層３とアノードセパレーター５に一体に形成され、カソードガスケット１８がカソード気体拡散層４とカソードセパレーター６にそれぞれ一体に形成してもよい。
【００４７】
図５は、本発明による気体拡散層一体型ガスケットを示す断面図であり、図５の実施形態によるアノード及びカソード気体拡散層３，４は、気体拡散層本体において、同一平面上にその周縁方向（あるいは長手方向）に延長して形成された延長部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂをさらに含んでいる。
【００４８】
気体拡散層本体は、図２から図４に示した気体拡散層３，４と同じ大きさで形成された気体拡散層である。
延長部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは、マニホールド９を隔てて、気体拡散層本体からマニホールド９側に向かってさらに延長して形成される第１延長部３ａ，４ａと、第１延長部３ａ，４ａからマニホールド９の外側にさらに延長して形成される第２延長部３ｂ，４ｂで構成される。この際、第２延長部３ｂ，４ｂは形成しなくてもよい。
【００４９】
第２延長部３ｂ，４ｂがある場合は剛性がさらに向上し、第２延長部３ｂ，４ｂがない場合は気体拡散層の使用量を減らしてコストダウンできるので、第２延長部３ｂ，４ｂは、必要によって形成しても、形成しなくてもよい。
【００５０】
気体拡散層一体型ガスケット１７，１８は、アノードガスケット１７とカソードガスケット１８で構成されるが、アノードガスケット１７は、膜電極接合体２とアノードセパレーター５との間に配置され、アノード気体拡散層３の延長部３ａ，３ｂの上部、下部及び側面を囲む形態で一体に成形され、カソードガスケット１８は、膜電極接合体２とカソードセパレーター６との間に配置され、カソード気体拡散層４の延長部４ａ，４ｂの上部、下部及び側面を囲む形態で一体に成形される。
【００５１】
図６は、本発明によるセパレーター／気体拡散層一体型ガスケットを示す断面図であり、図６の実施形態によるセパレーター５，６のマニホールド部は、流路部の底面との間に段差などはなく、流路部の底面と同一平面上に位置し、図６の実施形態による気体拡散層３，４は気体拡散層本体からマニホールド９を向かって延長して形成された延長部３ａ，４ａをさらに含む構成である。
【００５２】
セパレーター５，６／気体拡散層３，４一体型ガスケット１７，１８は、アノードガスケット１７とカソードガスケット１８で構成されるが、アノードガスケット１７は、アノードセパレーター５の上部と下部、アノード気体拡散層３の延長部３ａの下部と側面を囲む形態で一体に成形され、カソードガスケット１８は、カソードセパレーター６の上部と下部、カソード気体拡散層４の延長部４ａの上部及び側面を囲む形態で一体に成形される。
【００５３】
したがって、本発明によれば、それぞれ異なる材料のガスケット１７，１８をアノードセパレーター５とカソードセパレーター６に射出成形方式で一体に成形することで、従来の単一材料で一体化した構造のセルが有する低温での気密安定性や高温での長期使用安定性の低下などの問題を解決でき、それによって、燃料電池スタック用ガスケットとして必要な諸物性である低温での気密安定性（または耐寒性）、高温使用安定性、射出成形性、不純物の溶出抵抗性などを確保できるという利点がある。
【００５４】
また、それぞれ異なる材料のアノードガスケット１７とカソードガスケット１８を使用するので、ガスケットの色を変えることができ、スタックの外観を見ただけでアノードとカソードガスケット１７，１８を容易に識別できるという利点がある。
【００５５】
さらに、アノード及びカソードガスケット１７，１８をアノード及びカソードセパレーター５，６にそれぞれ別途に射出成形して、アノード及びカソードガスケット１７，１８の構造を異なるようにすることができ、ガスケット１７，１８の優れた多目的特性を達成することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１；電解質膜
２；膜電極接合体
３；アノード気体拡散層
４；カソード気体拡散層
３ａ，４ａ；第１延長部
３ｂ，４ｂ；第２延長部
５；アノードセパレーター
６；カソードセパレーター
７，１７；アノードガスケット
８，１８；カソードガスケット
９；マニホールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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