(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  第一及び第二の膜電極接合体（３１，３２）と；
−  前記第一及び第二の膜電極接合体の間に位置する金属製の双極板（２１）であって、前記第一及び第二の膜電極接合体に面するとともに溶接部（２１１）によって互いに固着されている第一及び第二の金属板（４１，４２）を有する双極板と；
−  前記第一の膜電極接合体（３１）及び前記双極板（２１）の間に挟まれかつ圧縮されているガス分散層（３１５）と、を備える燃料電池積層体であって、
前記ガス分散層（３１５）が圧縮されていない状態において、前記ガス分散層の領域であって、前記溶接部（２１１）を取り囲む領域の厚さが前記ガス分散層の厚さの平均よりも５μｍ以上小さいことにより、前記溶接部の区域において前記ガス分散層（３１５）が前記双極板から受ける接触圧力が、その前記双極板から受ける接触圧力の平均よりも小さいことを特徴とする、
燃料電池積層体。
【請求項２】
前記溶接部を取り囲む前記領域（３１６）は一様な厚さを有する、
請求項１に記載の燃料電池積層体。
【請求項３】
前記ガス分散層（３１５）は、圧縮されていない状態において、平坦な第一面及びレリーフを有する第二面を有する、
請求項１又は２に記載の燃料電池積層体。
【請求項４】
前記溶接部の前記区域における前記ガス分散層（３１５）の前記接触圧力はその接触圧力の平均よりも１５％以上低い、
請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池積層体。
【請求項５】
−  前記双極板（２１）の前記第一の金属板（４１）は前記ガス分散層（３１５）と接する表面（４１５）を有し、これらの間に、前記金属板（４１）と前記ガス分散層（３１５）との間でガスを導くチャンネルが形成されており；
−  前記溶接部（２１１）は前記ガスを導くチャンネルの底部に形成されており；かつ
−  前記第一の金属板の前記表面（４１５）は前記溶接部の両側に位置し、前記表面（４１５）が前記ガス分散層から受ける接触圧力は前記ガス分散層及び前記第一の金属板の間の接触圧力の平均よりも低い、
請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池積層体。
【請求項６】
−  第三及び第四の膜電極接合体と；
−  前記第三及び第四の膜電極接合体の間に位置する金属製の他の双極板であって、前記第三及び第四の膜電極接合体に面するとともに溶接部によって互いに固着されている第三及び第四の金属板を有し、前記第一及び第二の金属板の前記溶接部は前記第三及び第四の金属板の前記溶接部と重なり合っている双極板と；
−  前記第三の膜電極接合体及び前記他の双極板の間に挟まれかつ圧縮されている他のガス分散層であって、前記溶接部の前記区域における前記他のガス分散層の前記接触圧力はその接触圧力の平均よりも低いガス分散層と、
を備える請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池積層体。
【請求項７】
−  ガス分散層（３１５）が、プロトン交換膜（１００）を有する膜電極接合体の第一の電極に接触するように配置することで電気化学的電池（５）の核を形成するところ、前記ガス分散層は前記ガス分散層の厚さの平均よりも厚さが小さい領域（３１６）を有し；
−  溶接部によって固着された二枚の金属板を有する双極板によって、上記形成された前記電気化学的電池の前記核及び他の前記電気化学的電池の前記核を分離することで、前記電気化学的電池の前記核及び前記双極板を含む積層体を形成するところ、前記溶接部は、より厚さの小さい前記領域と同じ高さに位置し；かつ
−  前記電気化学的電池の前記核の前記ガス分散層（３１５）が圧縮されて前記双極板と、より厚さの小さい前記領域の区域においてその接触圧力の平均に比べてより低い接触圧力で接触するように前記積層体を圧縮する；
各工程を備える燃料電池積層体の製造方法。
【請求項８】
湿潤な透かし形成工程によって、より小さい厚さの領域を有する前記ガス分散層を製造する、
工程を事前に備える請求項７に記載の燃料電池積層体の製造方法。
【請求項９】
前記ガス分散層（３１５）を製造する前記工程において、炭素繊維及びバインダー材料を含有する水溶液の層を塗布し、前記水溶液の成分を凝固させる、
請求項８に記載の燃料電池積層体の製造方法。
【請求項１０】
前記ガス分散層は実質的に一様な組成を有する、
請求項７〜９のいずれかに記載の燃料電池積層体の製造方法。
【請求項１１】
前記凝固したガス分散層は平坦な第一面とレリーフを有する第二面とを有する、
請求項７〜１０のいずれかに記載の燃料電池積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池に関し、特にプロトン交換膜（PEM, proton exchange membrane）燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は将来において大量生産される自動車への電力を供給系統として想定されており、また他にも数多くの応用が考えられている。燃料電池は化学エネルギーを電力に直接変換する電気化学的な装置である。水素分子（dihydrogene）は燃料電池の燃料として用いられる。水素分子は電池の電極において酸化されてイオン化し、一方、空気に由来する酸素分子（dioxigene）はかかる電池の他の電極で還元される。上記化学反応によりカソードにおいて水が生成するが、このとき酸素原子が還元されて水素イオンと反応する。燃料電池の大きな利点は発電の際、大気汚染物質を放出しないことである。
【０００３】
プロトン交換膜（PEM）燃料電池は密度の点で長所を有し、特に有利である。かかる電池はいずれも、プロトンのみ透過し電子を透過しない電解質膜を有している。かかる膜はアノードとなる第一面とカソードとなる第二面とを有する膜電極接合体となっている。
【０００４】
アノードでは水素分子がイオン化されてプロトンが生成し膜を透過する。かかる反応により生成した電子がフロープレート（plaque d’ecoulement）に向かって移動し電池の外の電気回路に流れることで電流が形成される。カソードでは酸素が還元されて水素イオンと反応し水を生成する。
【０００５】
燃料電池はフロープレートを複数枚有し、例えば金属製のフロープレートが積み重なっている。上記膜は二つのフローの間に位置する。フロープレートは反応基質及び反応生成物を膜に向かって／膜から誘導するためのチャンネル又は開口部を備えてもよい。プレートは電気伝導性があるのでアノードで生成される電子を収集できる。ガス拡散層は電極とフロープレートとの間に位置しかつフロープレートに接している
【０００６】
フロープレートは非常に酸性の強い溶液に接している。かかるプレートのカソード側は高圧の空気にさらされており強く酸化を受けやすい環境にある。かかるプレートのアノード側は水素と接している。このような条件にあることでプレートは腐食しやすい。プレートが腐食することでまず金属イオンが溶出するが、かかる金属イオンは電解質膜の機能を阻害する方向に働く。その一方でプレートの腐食により金属上に絶縁酸化層が形成されるため、ガス拡散層との間の接触抵抗が増加する。したがってフロープレートとガス拡散層との間の電気抵抗が増大する。これらの作用により燃料電池の性能が低下する。このためフロープレートは高い電気伝導性を有しつつ、酸化及び腐食に対して耐久性を有していなければならない。
【０００７】
燃料電池を工業生産するために、様々な構成要素の生産費用を低減する必要がある。特にフロープレートの費用は市場で大量に用いるにはまだまだ高額である。
【０００８】
フロープレートの費用を低減するため、後者では一般的に、二枚のフロープレートを備える双極プレートの形態がとられる。工業的な試験研究が試されている一つの解決策としては穴開けした二枚のステンレス鋼の金属板を用い、それらを背中合わせにレーザー溶接してフロープレートとて電池に近接させることがあげられる。溶接はチャンネルの底部で行われ、背中合わせになった金属板はチャンネルの底部において接する。製造費用を低減するために、背中合わせになった金属板は同一の幾何学的形状を有する。
【０００９】
文献ＵＳ２００６／０４６１３０には積層された電池に加わる圧縮力の変動の影響を限定することのできる燃料電池について記載されている。双極プレートは二枚の金属板の集合により形成される。各金属板にはレリーフが設けられており、これによりガス流路（ガスフローチャンネル）が形成される。隣接するチャンネルの多くが定まった方向に向かって伸びる。二つの金属板の所定のチャンネルの底部が接するようにこれらの板を組み上げた後に、これらの底部を溶接する。
【００１０】
従来、公知の燃料電池の膜電極接合体は動作が比較的不均一であった。かかる不均一性は、膜電極接合体の流入口と流出口との間のガスの湿度（de l’humiditedes gaz）のバラつき等の様々な影響によって生じる。かかる不均一性により電流密度が局所的に高まるので、局所的に炭素の腐食を生じる。また溶接部で電流密度が高まることが観察されており、かかる溶接部も実質的に局所的な導電率を高める。重ね合わせた双極プレートの溶接部同士が重なり合うことが多いため、このような溶接部が重なり合いになっている領域において、重ね合わせたプレート間の電流密度がより高まる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は特に上記の弱点を解決するものである。本発明は特に燃料電池又は燃料電池積層体をより低廉なものとし、その膜電極接合体を通じて流れる電流の密度をより均一化することを目的とする。このため本発明は添付の請求の範囲に記載されたような燃料電池積層体及び燃料電池積層体の製造方法に関連する。
【００１２】
本発明の特徴と利点は下記の詳細な説明により明らかにする。また実施例を用いるが、これに限定されない。また以下に表わす、添付された図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の燃料電池にかかる分解斜視図である。
【図２】図１にかかる燃料電池の断面図である。
【図３】発明の一実施形態における燃料電池の溶接部を通る拡大断面図である。
【図４】ガス分散層内における凹部の配置の一例を示す、溶接部の平面視模式図である。
【図５】開始時の厚みを変数として代入することでガス分散層の厚さを圧力の関数で表し特定するためのグラフの例である。
【図６】代入することでガス分散層の厚さ方向の電気伝導性を圧縮応力の関数として表し予測するためのグラフの例である。
【図７】金属透かし加工（filigrane）によりレリーフを形成するための湿式処理の一例におけるガス分散層の断面図である。
【図８】金属透かし加工（filigrane）によりレリーフを形成するための湿式処理を行うための装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は燃料電池又は燃料電池積層体であって二つの膜電極接合体及びこれらの膜電極接合体の間に配置された金属製双極板を備えるものを提供するものである。双極板は二枚の金属板を有し、かかる金属板は各膜電極接合体に対向し、かつ溶接部において固着されている。膜電極接合体と双極板との間にはガス分散層が圧力をかけたうえで挟まれている。溶接部においてガス分散層が双極板から受ける接触圧は、ガス分散層が双極板から受ける接触圧の平均よりも小さい。このためガス分散層の弛緩状態において溶接部におけるガス分散層の厚さが、ガス分散層の厚さの平均よりも小さいことが好ましい。
【００１５】
溶接部におけるフロープレートの導電率はフロープレートの他の領域における導電率よりも著しく大きいが、上記によりガス分散層の溶接部における厚さ方向の導電率は低下するため、これが補償される。このため本発明により燃料電池積層体を流れる電流の密度の均一性を非常に良好なものとすることができる（結果として燃料電池の腐食耐性及び寿命を改善することができる）が、製造費用の増加を招くほどの溶接部の密度を必要としない。本発明は電気抵抗を極小化するために双極板の導電率を高めることを目的として当業者が通常行う体系的な手法とは逆行するものである。
【００１６】
図１は本発明の一態様に係る燃料電池の一部の模式的な分解透視図である。燃料電池１はプロトン交換膜式又は樹脂電解質膜式の燃料電池である。燃料電池１は複数の電池５を備え、これらは積層されてなる。燃料電池１は燃料供給源１１０を備え、燃料電池５の注入口に水素分子を供給する。燃料電池１はまた空気供給源１１２を備え、各電池の注入口に空気を供給し、かかる空気に含まれる酸素が酸化剤として用いられる。各電池５はまた排出用導管を備える（不図示）。各電池５はまた冷却回路を備えていてもよい（不図示）。
【００１７】
各電池５は膜電極接合体を備える。図に示す燃料電池１は特に膜電極接合体又はＡＭＥ（膜電極接合体、assemblages membrane/electrodes）３１，３２及び３３を備える。膜電極接合体は図のように積層され、かつ電気的に直列に接続されている。各膜電極接合体は例えば樹脂膜からなる電解質層を備える（３１１，３２１及び３３１はそれぞれ接合体３１，３２及び３３に対応する）。
【００１８】
膜電極接合体はさらにカソード（図１中には図示していない）及びアノード（３１２，３２２及び３３２はそれぞれ接合体３１，３２及び３３に対応する）を備えるが、アノードは電解質の両側に配置され、かつ電解質に固定される。
【００１９】
電解質層は半透膜となっているため、電池内のガスは透過させないのに対して、プロトンは通過させることができる。電解質層はまたアノードとカソードとの間の電子の伝達を阻害することができる。
【００２０】
各電池５に含まれる各フローガイドプレートはアノード及びカソードに対面している。さらに各電池５に含まれるガス分散層（不図示）はアノードと、かかるガイドプレートとの間に配置されている。各電池５にさらに含まれるガス分散層（不図示）はカソードと、かかるガイドプレートとの間に配置されている。
【００２１】
近接して対になっているＡＭＥの間には、それぞれ一対のフローガイドが配置されている。各フローガイドの対はしっかりと固定されており、双極板となっている。そして燃料電池１は（ＡＭＥ３１及び３２の間に配置された）双極板２１、（ＡＭＥ３２及び３３の間に配置された）双極板２２並びに双極板２３を備える。各フローガイドは金属板で形成されている。そして双極板２１は金属板４１及び４２を備えるが、金属板４１はＡＭＥ３１のカソードの方向に向いており、また金属板４２はＡＭＥ３２のアノードの方向を向いている。金属板４１の表面に備わっているレリーフ４１１はチャンネル４１２の範囲を規定している。金属板４２の表面に備わっているレリーフはチャンネル４２２の範囲を規定している。金属板４１及び４２は溶接部２１１，２２１及び２３１によってそれぞれ双極板２１，２２及び２３にしっかりと固定されている。視認しやすいように、少数の溶接部のみ表されており、またこれらの溶接部も非常に模式的に表されている。ここで各種双極板の溶接部２１１，２２１及び２３１は重ね合わせられているが工業用としては簡素化されている。本発明はとりわけ積層された電池５の各種双極板の溶接部が（積層方向に）重なっている場合に好ましいよう適用できる。このように重なっている領域は潜在的に高い導電率を有し、積層方向における部分的な電流密度の増加を招きやすい。
【００２２】
公知の燃料電池と同様に、燃料電池１の動作中、ＡＭＥ及び金属板４１の間に空気が流れ、ＡＭＥ及び金属板４２の間に水素分子が流れる。このため積層された電池５を貫く連続的な電流が形成される。アノードにおいて水素分子がイオン化されて生じたプロトンはＡＭＥを通過する。かかる反応により生成された電子はプレート２１に集められる。生成された電子はその後、燃料電池１に接続された電気負荷に提供されることで電流を形成する。カソードにおいて酸素は還元されプロトンと反応して水を生じる。アノード及びカソードにおける反応は次のように表される。
【００２３】
アノードにおいてＨ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
【００２４】
カソードにおいて４Ｈ＋＋４ｅ−＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ
【００２５】
動作中において、燃料電池積層体中の一の電池は通常、アノードとカノードとの間に約１Ｖの直流（ＤＣ）電圧を生じる。
【００２６】
図２は双極板２１の高さにおける燃料電池１の断面を模式的に表示している。ＡＭＥ３１の備えるガス分散層３１４及び３１５はそれぞれアノード３１２及びカソード３１３上に配置される。ＡＭＥ３２の備えるガス分散層３２４及び３２５はそれぞれアノード３２２及びカソード３２３上に配置される。ガス分散層３１４及び３２４は各々のアノードに向かって水素分子を分散させるために用いられる。ガス分散層３１５及び３２５は各々のカソードに向かって酸素分子を分散させるために用いられる。ガス分散層３１５は双極板２１の金属板４１とＡＭＥ３１のカソード３１３との間に挿入されかつ圧縮されている。ガス分散層３２４は双極板２１の金属板４２とＡＭＥ３２のカソード３２２との間に挿入されかつ圧縮されている。
【００２７】
金属板４１に含まれるレリーフ内には一つながりのフローチャンネル４１２が長手方向に延在するように形成されている。フローチャンネル４１２は横切る方向に分布している。金属板４２に含まれるレリーフ内には一つながりのフローチャンネル４２２が長手方向に延在するように形成されている。フローチャンネル４２２は横切る方向に分布している。フローチャンネル４１２及び４２２は重なり合っていることが好ましい。このとき金属板４１及び４２は互いに切れ目なく結合していることでフロー回路（circuit d'ecoulement）４３を形成していることが好ましい。フローチャンネル４１２は底部４１３、側部４１４及び頂部４１５で区切られている。同様にフローチャンネル４２２は底部４２３、側部４２４及び頂部４２５で区切られている。底部４１３及び４２３は接するように配置されており、金属板４１及び４２の間の接触抵抗が最小化されている。頂部４１５及び４２５はガス分散層３１５及び３２４との接触領域をそれぞれ形成している。双極板２１において溶接部２１１は、いくつかのフローチャンネルの底部４１３及び４２３に局所的に設けられる。図は簡素化されており、金属板４１及び４２に設けられかつフローチャンネル４１２及び４２２に連絡する流入口及び流出口は省略されている。
【００２８】
図３は金属板４１及び４２の間における拡大断面図であって溶接部２１１を通るものである。ここでガス分散層３１５及び３２４は弛緩状態で示されており、これらの膜電極接合体及び双極板２１の間で圧縮されていない。燃料電池１が組み立てられ、積層された電池５が締め付けられた後に溶接部２１１における接触圧力の水準がこれらの平均的な接触圧力よりも低くなるようにガス分散層３１５及び３２４が形成されている。ガス分散層と双極板との間の接触圧力の平均はガス分散層と双極板との間の接触力をガス分散層と双極板との間の接触領域で分割することで算出することができる。溶接部２１１におけるガス分散層の接触圧力は接触圧力の平均に比べて少なくとも１５％小さい。
【００２９】
上記のようにすることを目的として、ガス分散層３１５及び３２４にそれぞれ備わる領域３１６及び３２６は溶接部２１１と同じ高さに位置する。領域３１６及び３２６は溶接部に対して垂直に設けられる。領域３１６及び３２６の厚さはこれらのガス分散層の厚さよりも小さい。このため圧縮において燃料電池１の積層体の締め付けられる際に圧縮されている間の領域３１６及び３２６の変形量が少なくなることで双極板２１及びＡＭＥ接合体の接触圧力が低下する。領域３１６及び３２６の厚さはこれらのガス分散層の平均的な厚さに比べて概ね５μｍ小さい。これらの領域３１６及び３２６は一様な厚さを有する。ガス分散層３１６及び３２６は、圧縮されていない状態において領域３１６及び３２６をそれぞれ規定する平坦な第一面及びレリーフを有する第二面を備える。かかるここでレリーフを有する面は膜電極接合体に接するように配置されているが、かかるレリーフを有する面は双極板２１と接するように配置されていてもよい。
【００３０】
領域３１６及び３２６はそれぞれフローチャンネル４１２及び４２２が隣接する限り側方に延在する。このため領域３１６及び３２６はそれぞれ溶接部２１１の両側に配置される頂部４１５及び４２５に接する。
【００３１】
図４に示すように、溶接部２１１はより低い接触圧力に係る領域３１６に囲まれている。ここで溶接部２１１はフローチャンネル４１２の長手方向に配置されている。ここで溶接部２１１は狭い間隔で並ぶスポット溶接部として形成される。
【００３２】
設計段階において、領域３１６と、ガス分散層の厚みの平均又は通常の厚みとの間の弛緩状態における厚みの差を決めてもよく、かかる厚さの違いにより、据え付けた後の溶接部の区域における圧力を低減することができ、かつこれにより溶接部の導電率の高さを補償することができる。
【００３３】
このため事前に以下のように決めておく：
【００３４】
−  ガス分散層の厚さをその接触圧力の関数及び弛緩状態におけるその厚さの関数として導き出すことを可能にする相関関係。かかる相関関係は例えばガス分散層の材料に対して行われる変形試験によって決定することができる。以下に記載する詳細な実施例において、かかる相関は図５に示すようなチャートによって定義する。弛緩状態における様々な厚さのガス分散層に対して、かかるチャートにより様々な接触圧力Ｃに対する、かかる層の厚さＥｐが得られる；並びに
【００３５】
−  ガス分散層の厚さ方向の導電率をそれらに負荷される接触圧力の関数として導き出すことを可能にする相関関係。かかる相関関係は例えば上記ガス分散層の材料の圧縮の間に行われる導電率試験中に決定することができる。以下に詳細を示す実施例において、かかる相関関係を図６に示すようなグラフによって定義することができる。かかるグラフより様々な接触圧力Ｃに対するガス分散層の厚さ方向の電気伝導性Ｃｏを得ることができる。
【００３６】
寸法の組み合わせの一例として以下のようにしてもよい；金属板４１及び４２の間の接触抵抗は0.06Ωと推定されるが、溶接部２１１の抵抗は実質的にゼロである。このため領域３１６の寸法は溶接部２１１に０．０６Ωの水準の抵抗を付与することを目標とする。
【００３７】
平均して１ＭＰａの接触圧力がガス分散層に適していると推定され、かかる圧力下で２００μｍの厚さを有する。領域３１６において好適な厚さは２００μｍであると推定される。領域３１６は各々２．５×５ｍｍの二つの長方形からなる幾何学的な接触部となっており、その頂部が溶接部の両面上に位置する。
【００３８】
溶接部の区域における抵抗Ｒは以下のように表してもよい：
【００３９】
Ｒ＝Ｌ／（Ｃｏ×Ｓ），ここでＬは領域３１６の厚さであり、Ｓは領域３１６の接触面積であり、Ｃｏは厚さ方向の導電率である。
【００４０】
図６を用いて説明すると、１ＭＰａで圧縮されているガス分散層は１３５Ｓ／ｍの導電率を有する。このため、１ＭＰａで圧縮されている領域３１６は０．０６Ωの抵抗を有する。かかる値に０．０６Ωの抵抗を付加する場合は、０．１２Ωの抵抗を得られるように接触圧力を決定する必要がある。図６のグラフより、０．６ＭＰａの圧力により導電率を約６８Ｓ／ｍとすることができ、かかる抵抗値を得ることができる。
【００４１】
さらに領域３１６において必要とされる弛緩状態の厚さは図５に示すチャートから推定することができる。弛緩状態において厚さ２４０μｍであるガス分散層は２００μｍの厚さにおいて１ＭＰａの接触圧力を有することが観察される。接触圧力が０．６ＭＰａである場合に同じ厚さを有するガス分散層にかかる曲線を探すことができる。探した出された曲線は、弛緩状態において厚さ２３０μｍのガス分散層にかかるものである。この結果、上記より、領域３１６の厚さは基準となる厚さ２４０μｍよりも１０μｍ小さくなるように製造すべきことが推測される。
【００４２】
例えばガス分散層は公知の方法で、繊維、フェルト又はグラファイトクロスから製造してもよく、ポリテトラフルオロエチレンのような疎水性の薬品で固定してもよい。
【００４３】
図７及び８は実施例に係る工程を示すが、厚さの小さい領域を含むガス分散層を製造するためのものである。繊維質の懸濁液から透かしを作るための公知の方法によって局所的により小さな厚さを作り出してもよい。ガス分散層に含まれる透かし型の領域はより小さな厚さを有するが、特に湿潤な工程によって製造してもよい。
【００４４】
かかる湿潤な工程において水溶液１２は公知の構造を有する多孔性の支持体５１に対して用いられる（図７に図示）。かかる支持体５１上にレリーフ５２を追加し（電気版又はガルバノと呼ぶ場合もある）、より小さい厚さの領域を規定したガス分散層を製造する。上記のとおり支持体５１及び追加したレリーフ５２の組み合わせによりガス分散層を形成したところ図８に示す。過剰な水を回復するための装置５４は支持体５１の下に配置されるが、例えば真空吸着装置が含まれる。支持体５１に対して水溶液１２中に含まれる水を濾し取るようにして、支持体５１上の溶液の構成物の残部を保持する。
【００４５】
上記水溶液は炭素繊維（ガス分散層の形成に用いられる公知のもの）及びバインダー材料（例えばポリビニルアルコール）を含有する。水溶液１２は様々な材料を含む分散液の形態をとってもよい。
【００４６】
実施例として図示する通り、水溶液１２は例えば噴射ノズル５３によって塗布してもよく、噴射ノズル５３は支持体５１に対して動くものであってもよい。かかる水溶液１２の塗布の観点から、噴射中の水溶液１２は炭素繊維の重量組成が０．０２％以下（例えば０．０１％）でもよい。形成されるガス分散槽に対するバインダー材料の重量組成は例えば５−１０％でもよい。
【００４７】
一旦、水溶液１２が支持体５１上に塗布されると、塗布後の水の大部分が支持体５１に吸収されて移動するが、部材として取り扱いに十分な硬さを有するようになるまでこれを行う。凝固した部材は薄くなった領域を有し、その厚さはレリーフ５２の形状によって規定されるものになっている。凝固した部材に対しては他の処理をおこなってもよく、ガス分散層が燃料電池１内に組み込めるようになるまでオーブンで乾燥させたり、圧縮したりしてもよい。ガス分散層は実質的に均一な組成で製造されることが好ましい。
【００４８】
湿潤な工程によって特にガス分散層に対して平坦な第一面（ガス分散槽の材料の粗さの範囲で平坦な）とレリーフを有する第二面を持たせる。
【００４９】
金属板４１及び４２の溶接部に関し、これらの密集度は双極板の金属板４１及び４２の間の接合に必要な機械的な強度に応じて規定すべきである。溶接部の密集度は１ｃｍ２あたり０．１個から１個であることが好ましい。かかる溶接部の密集度は双極板の断面における溶接部の領域の比率のとして規定してもよい。溶接部の形状は直線でもよく、公転を有する曲線でもよく、スポット状の溶接点でもよい。
【００５０】
金属板４１及び４２はステンレス鋼製であることが好ましいが、ステンレス鋼は非常にありふれた材料であり、また非常に多種多様な工業的変換工程に適している。金属板41及び４２のレリーフ、特にフローチャンネル４１２及び４２２は、例えば平坦な金属板を打ち抜くか又は型打ちするかによって形成することができる。様々な双極体における金属板４１及び４２は同一であることが好ましく、これにより燃料電池１を製造するために用いられる部材における寸法効果を増大させることができる。
【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７】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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