(57)【要約】【課題】実際の電池の運転状態を模擬可能とし、かつガス流通溝内の可視化や通流ガスの組成測定等が可能な固体高分子形燃料電池用評価セルの構造および同セル用のセパレータの製造方法を提供する。【解決手段】固体高分子電解質膜を挟んで両主面に配設した触媒層と、この触媒層の両外側に配設した多孔質のガス拡散層と、一方のガス拡散層に水素を含む燃料ガスを供給するガス流通溝を有するセパレータと、他方のガス拡散層に酸化剤ガスを供給するガス流通溝を有するセパレータとを備える固体高分子形燃料電池用評価セルにおいて、前記セパレータの少なくとも一方は、可視光および赤外線が透過可能な光透過材料９と、導電性材料７とから構成し、少なくとも一部の前記ガス流通溝８内のガス流を、前記光透過材料９によって可視化する。【選択図】図１
2006310152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜を挟んで両主面に配設した触媒層と、この触媒層の両外側に配設した多孔質のガス拡散層と、一方のガス拡散層に水素を含む燃料ガスを供給するガス流通溝を有するセパレータと、他方のガス拡散層に酸化剤ガスを供給するガス流通溝を有するセパレータとを備える固体高分子形燃料電池用評価セルにおいて、
前記セパレータの少なくとも一方は、可視光および赤外線が透過可能な光透過材料と、導電性材料とから構成し、少なくとも一部の前記ガス流通溝内のガス流を、前記光透過材料によって可視化したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項２】
請求項１に記載の評価セルにおいて、光透過材料はポリスチレン、ポリカーボネート等の樹脂材料としたことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の評価セルにおいて、セパレータは、セパレータ基板とこの基板上に断面櫛歯状にガス流通溝が形成された溝形成部とからなり、光透過材料は前記基板と溝形成部とに跨って配設され、光透過材料のセパレータ面方向断面積が基板側において溝形成部側より大きいことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項４】
請求項３に記載の評価セルにおいて、前記光透過材料は、各々前記拡散層に矩形状に接し、その短辺の長さを、１ｍｍ〜２０ｍｍとしたことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項５】
請求項１に記載の評価セルにおいて、セパレータの両外側に、集電板および／または端板を備え、前記集電板および／または端板は、評価セルのスタック軸方向において前記光透過材料によって可視化してなるセパレータの部位と略同位置に設けた可視化窓を備えたことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項６】
請求項５に記載の評価セルにおいて、集電板または端板とセパレータとの間であって、かつ前記光透過材料の外周部に、シール部材を配設したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項７】
請求項５に記載の評価セルにおいて、少なくとも端板を備えたものとし、この端版の外周部にはセル加熱用のヒータを備えたことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項８】
請求項１に記載の評価セルにおいて、セパレータの前記光透過材料の表面には、光透過材料加熱用のヒータを設け、このヒータは可視光および赤外線が透過可能なものとしたことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項９】
請求項８に記載の評価セルにおいて、端板を備えるものとし、前記光透過材料の表面に設けるヒータに代えて、セパレータと端板との間に可視光および赤外線が透過可能なヒータを配設したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項１０】
請求項８に記載の評価セルにおいて、セパレータの両外側に集電板および端板を備えるものとし、前記光透過材料の表面に設けるヒータに代えて、前記集電板と端板との間に可視光および赤外線が透過可能なヒータを配設したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の評価セルにおいて、セパレータとヒータとの間または集電板とヒータとの間にシール部材を配設したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項１２】
請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の評価セルにおいて、可視光および赤外線が透過可能なヒータは、ガラスまたはプラスチックの透明基板上に透明導電性膜を形成したものとしたことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セル。
【請求項１３】
請求項１に記載の固体高分子形燃料電池用評価セルにおけるセパレータの製造方法であって、前記光透過材料と導電性材料とを一体化した後に、前記ガス流通溝を形成したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セルのセパレータの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のセパレータの製造方法において、前記光透過材料と導電性材料とを接着剤により接着して一体化したことを特徴とする固体高分子形燃料電池用評価セルのセパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子形燃料電池用評価セルの構造、特に、セパレータの構造とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子形燃料電池（PEFC：Polymer Electrolyte Fuel Cell）は電解質に高分子膜を用いる燃料電池で、出力密度が高い、電池寿命が長いなどの特徴を有する。
【０００３】
上記固体高分子形燃料電池の最小発電単位であるセルの構成は、一般に、図１５のように表わされる。膜電極接合体（MEA：Membrane Electrode Assembly）は、電解質膜３１の両面に貴金属（主として白金）を含む触媒層４０を接合して形成される。MEAの外側には多孔質の拡散層３３があって、反応ガスとしての燃料ガスと酸化剤ガスを通過させると同時に、電流を外部に伝える働きをする。
【０００４】
多孔質の拡散層３３と触媒層４０とを合わせて、燃料ガスが通流される側をアノード電極，酸化剤ガスが通流される側をカソード電極という。また、広義のＭＥＡには、後記のように拡散層を含めることもある。上記両電極を、燃料ガス流通溝および酸化剤ガス流通溝を備えたセパレータ３２で挟むことにより、セルが構成される。なお、各セパレータが備えるガス通流溝は、図示のようにセパレータの両側に形成される場合と、拡散層側の片側にのみ形成される場合がある。
【０００５】
電解質膜にはフッ素系の高分子材料が最も一般的に使用されている。代表的な市販の電解質膜にはNafionTM（米国・デュポン社製商品名）がある。これらの電解質膜の特徴は、他の高分子電解質と比較してプロトン伝導性が高いことと、電解質膜が乾燥すると急激にプロトン伝導性が低下することである。このため固体高分子電解質型燃料電池では常に電解質膜を適当な含水状態に制御することが求められる。通常は反応ガスを加湿することによって電解質膜の乾燥を防止する。
【０００６】
図１４は、固体高分子形燃料電池用評価セルの一般的な概略構成を示す図である。図１４において、３は前記膜電極接合体（MEA）、２はセパレータ、１は集電板、５は端板である。図１４に示す構成は、前記図１５の構成と同様の部分と異なる部分とを含むが、図１４の構成の一例の詳細に関して以下に詳述する。
【０００７】
図１４において、MEA３は、例えば前記NafionTMのようなパーフルオロスルホン酸ポリマーからなる高分子膜を中心に、その両端に白金担持カーボンを主成分とする触媒層とカーボン多孔体からなる拡散層を形成したものである。MEA３はその両側が、ガス流通溝を加工したセパレータ２で挟持され、その外側に端板５を配置して単セルを構成する。また、セパレータ２と端板５との間に、図１４に示すように集電板１を入れる場合もある。
【０００８】
２つのセパレータ２は、それぞれ燃料ガス（水素）と酸化剤ガス（空気）とを供給する流路を有し、燃料電池で発電した電気を外部へ伝導する役割を持っている。そこで、セパレータ材料としては導電性の炭素複合材料や金属が一般的に用いられる。炭素複合材料は、炭素粉末と樹脂とを混合したコンパウンドであり、炭素粉末としては燐片状黒鉛紛，人造黒鉛，膨張黒鉛，カーボンブラックなどが用いられる。樹脂としては熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のどちらでもかまわないが、フェノール樹脂，エポキシ樹脂などが用いられる。
【０００９】
上記のように、炭素粉末と樹脂とを混合したコンパウンドを溝加工することでセパレータが作製される。このようにして作製されたセパレータは、一般的に黒色ないし灰色で可視光，赤外線を通さない。このため、これまでの評価セルでは、セル運転中に外部からガス流通溝内を観察することや、赤外センサーでガス流通溝を流れるガスの濃度を測定することができなかった。
【００１０】
ところで、燃料電池のガス流通溝内の可視化やガス組成測定を実施できないと、燃料電池セパレータのガス流通溝を流れる液滴やガス組成が分からず、電極の改良やガス流通溝の改良を効率的に実施できないという問題点があり、これを解決するため、特許文献１においては、セパレータ全体に透明樹脂を用いて電池内部を観察する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−７６７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、透明樹脂は一般的に電気抵抗が高いため、セパレータ全体に透明樹脂を用いた場合、電流がほとんど流れず、実際の電池の運転状態を模擬出来ないという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、この発明の課題は、実際の電池の運転状態を模擬可能とし、かつガス流通溝内の可視化や通流ガスの組成測定等が可能な固体高分子形燃料電池用評価セルの構造および同セル用のセパレータの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、以下により達成される。即ち、固体高分子電解質膜を挟んで両主面に配設した触媒層と、この触媒層の両外側に配設した多孔質のガス拡散層と、一方のガス拡散層に水素を含む燃料ガスを供給するガス流通溝を有するセパレータと、他方のガス拡散層に酸化剤ガスを供給するガス流通溝を有するセパレータとを備える固体高分子形燃料電池用評価セルにおいて、前記セパレータの少なくとも一方は、可視光および赤外線が透過可能な光透過材料と、導電性材料とから構成し、少なくとも一部の前記ガス流通溝内のガス流を、前記光透過材料によって可視化したことを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
請求項１の発明によれば、導電性の炭素複合材料や金属からなる従来のセパレータ材料の一部に、可視光および赤外線が透過可能な光透過材料を埋め込むことにより、通電運転をしながら、ガス流通溝内の可視化や赤外センサーによる通流ガスの組成分析を行なうことができる。なお、通電より可視化や通流ガスの組成分析を重視する観点からは、前記光透過材料によって可視化する部位は、セパレータの複数箇所に分散して設けることが好ましく、さらに、両方のセパレータに可視化する部位を設けることが好ましい。
【００１５】
また、請求項１の発明の実施態様としては、下記請求項２ないし１２の発明が好ましい。即ち、請求項１に記載の評価セルにおいて、光透過材料はポリスチレン、ポリカーボネート等の樹脂材料とする（請求項２）。これらの樹脂材料は、切削加工が容易であり、ガス流通溝の形成が容易となる。さらに、前記請求項１または２に記載の評価セルにおいて、セパレータは、セパレータ基板とこの基板上に断面櫛歯状にガス流通溝が形成された溝形成部とからなり、光透過材料は前記基板と溝形成部とに跨って配設され、光透過材料のセパレータ面方向断面積が基板側において溝形成部側より大きいものとする（請求項３）。上記構成により、電池特性を低減させることなく、ガス流通溝を外部から観察し易くすることができる。
【００１６】
また、前記請求項３に記載の評価セルにおいて、前記光透過材料は、各々前記拡散層に矩形状に接し、その短辺の長さを、１ｍｍ〜２０ｍｍとする（請求項４）。短辺の長さを１ｍｍ以上とすることにより、ガス流通溝内の可視化や赤外センサーによる通流ガスの組成分析を可能とし、２０ｍｍ以下とすることにより、セル電圧の低減を抑制することが可能となる。詳細は後述する。
【００１７】
さらに、集電板および／または端板を設けた評価セルにおいても可視化を容易にする観点から、下記請求項５の発明が好ましい。即ち、前記請求項１に記載の評価セルにおいて、セパレータの両外側に、集電板および／または端板を備え、前記集電板および／または端板は、評価セルのスタック軸方向において前記光透過材料によって可視化してなるセパレータの部位と略同位置に設けた可視化窓を備えたものとする（請求項５）。
【００１８】
また、前記請求項５に記載の評価セルにおいて、集電板または端板とセパレータとの間であって、かつ前記光透過材料の外周部に、シール部材を配設する（請求項６）。この構成は、光透過材料と導電性材料との間からのガス漏れを防止する観点から好ましい。
【００１９】
さらにまた、前記請求項５に記載の評価セルにおいて、少なくとも端板を備えたものとし、この端版の外周部にはセル加熱用のヒータを備えたものとする（請求項７）。これにより、セル温度を所定の温度に制御して評価することができる。
【００２０】
上記請求項７の構成の場合、端版に設けたヒータ（例えば、テープヒータ）によりセル全体は加熱されるが、光透過材料部を直接加熱することができないため、光透過材料部の温度が導電性材料部の温度より低くなり、ガス中に含まれる水蒸気の凝集によって光透過材料がくもり、ガス流通溝内の可視化が行なえなくなる場合があった。この問題を解消するためには、下記請求項８の発明が好ましい。即ち、請求項１に記載の評価セルにおいて、セパレータの前記光透過材料の表面には、光透過材料加熱用のヒータを設け、このヒータは可視光および赤外線が透過可能なものとする（請求項８）。
【００２１】
また、前記ヒータの構成をシンプルかつ安価とするためには、下記請求項９ないし１０の発明が好ましい。即ち、前記請求項８に記載の評価セルにおいて、端板を備えるものとし、前記光透過材料の表面に設けるヒータに代えて、セパレータと端板との間に可視光および赤外線が透過可能なヒータを配設する（請求項９）。さらに、前記請求項８に記載の評価セルにおいて、セパレータの両外側に集電板および端板を備えるものとし、前記光透過材料の表面に設けるヒータに代えて、前記集電板と端板との間に可視光および赤外線が透過可能なヒータを配設する（請求項１０）。前記請求項１０の発明によれば、セパレータにおける電気抵抗も低減できる。さらにまた、ガスシールの観点から、前記請求項９または１０に記載の評価セルにおいて、セパレータとヒータとの間または集電板とヒータとの間にシール部材を配設する（請求項１１）。
【００２２】
さらに、前記請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の評価セルにおいて、可視光および赤外線が透過可能なヒータは、ガラスまたはプラスチックの透明基板上に透明導電性膜を形成したものとする（請求項１２）。透明導電性膜の材料としては、酸化インジウムスズや酸化スズなどが好ましく、これらによれば、安価な材料で、赤外線から可視光まで広範囲の波長の光を透過できるようにすることができる。
【００２３】
次に、セパレータの製造方法の発明としては、下記請求項１３ないし１４の発明が好ましい。即ち、前記請求項１に記載の固体高分子形燃料電池用評価セルにおけるセパレータの製造方法であって、前記光透過材料と導電性材料とを一体化した後に、前記ガス流通溝を形成したことを特徴とする（請求項１３）。また、前記請求項１３に記載のセパレータの製造方法において、前記光透過材料と導電性材料とを接着剤により接着して一体化する（請求項１４）。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、実際の電池の運転状態を模擬可能とし、かつガス流通溝内の可視化や通流ガスの組成測定等が可能な固体高分子形燃料電池用評価セルの構造および同セル用のセパレータの製造方法が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、この発明の実施形態に関して、図１〜１３に基いて説明するが、本発明の実施形態は、これらに限定されるものではない。
【００２６】
まず、図１および図２について述べる。図１は、本発明の固体高分子形燃料電池評価セルのセパレータの模式的正面図であり、図２はセパレータの模式的側断面図である。図２（ａ）および（ｂ）は、光透過材料の形状がそれぞれ異なる例を示す。図１において、６はガス入口マニホールド、７は導電性材料、８はガス流通溝、９は光透過材料、１０はガス出口マニホールドである。導電性材料７は、例えば導電性の炭素複合材料からなり、光透過材料９は、例えばポリカーボネートからなり、図１の場合、５箇所に設けることにより、ガス流通溝８内の可視化や赤外センサーによる通流ガスの組成分析を行なえるようにしている。なお、光透過材料９と導電性材料７とは例えば接着剤により接着して一体化し、ガス流通溝８は一体化後に加工する。
【００２７】
また、セパレータは、図２に示すように、セパレータ基板２ａとこの基板上に断面櫛歯状にガス流通溝８が形成された溝形成部２ｂとからなり、光透過材料９は前記セパレータ基板２ａと溝形成部２ｂとに跨って配設され、基板側の光透過材料を溝形成部側のそれより幅広に配設することにより、ガス流通溝８内を外部から光透過材料を介して観察し易い構成としている。
【００２８】
次に、図３および図４について述べる。図３は本発明の固体高分子形燃料電池評価セルの模式的斜視図、図４は図３の固体高分子形燃料電池評価セルの部分的分解斜視図である。図３に示す評価セルは、セパレータ２の両外側に、集電板１および端板５を備え、集電板および端板は、評価セルのスタック軸方向において前記光透過材料９によって可視化してなるセパレータの部位と略同位置に設けた可視化窓４を備える。従って、図４に示すように、ガス流通溝内の可視化や赤外センサーによる通流ガスの組成分析が、外部から前記可視化窓４を介して可能となる。
【００２９】
次に、図５について述べる。図５は、図２（ｂ）に示すセパレータに、集電板１とシール部材１１とを追加した模式的側断面図である。この構成により、光透過材料９と導電性材料８との間からのガス漏れを防止することができる。
【００３０】
次に、図６について述べる。図６は、本発明の固体高分子形燃料電池評価セルの模式的側断面図である。図６において、１は集電板、２はセパレータ、３は膜電極接合体（MEA）、５は端板、９は光透過材料、１８はヒータを示す。図６によれば、端版に取り付けたヒータ１８、例えばテープ状のヒータにより、セル温度を調節して評価を実施することができる。
【００３１】
次に、図７について述べる。図７は、図６とは異なる固体高分子形燃料電池評価セルの模式的側断面図を示し、図６との相違点は、セパレータ２の光透過材料９の表面に、光透過材料加熱用のヒータ１６を設けた点である。このヒータ１６は可視光および赤外線が透過可能なもの、例えば、プラスチックの透明基板上に酸化インジウムスズからなる透明導電性膜を形成したものである。図７の構成によれば、光透過材料９の表面を直接加熱することができるので、光透過材料表面がガス中に含まれる水蒸気の凝集によってくもるようなことはなくなる。
【００３２】
次に、図８について述べる。図８は請求項９に関わる固体高分子形燃料電池評価セルの模式的側断面図を示し、セパレータと端板との間に可視光および赤外線が透過可能なヒータ１７を配設した構成を示す。ヒータ１７は一枚のシート状のヒータとなるので、構造が図７に比較してシンプルでかつ安価となる。
【００３３】
次に、図９および図１０について述べる。図９および図１０は、いずれもシール部材１１を備える構成を示す。図９は、シール部材１１がセパレータ２とヒータ１７との間に設けられる場合、図１０は、シール部材１１が集電板１とヒータ１７との間に設けられる場合を示す。
【実施例１】
【００３４】
前記図１、図３ならびに図７に示す実施形態に係る実施例について以下に述べる。まず、白金―ルテニウム合金（合金比２：１）をカーボン担体に担持した白金―ルテニウム合金担持カーボン触媒と、電解質樹脂溶液（ナフィオン溶液，デュポン社製）を混合し、アノード用の触媒分散スラリーを作製した。このスラリーを、ガス拡散層すなわち、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により撥水処理したカーボンペーパー基材（120mm×120mm，厚さ190μｍ，ＴＧＰＨ６０東レ製）上に塗布し（105mm×105mmの範囲）アノード電極とした。触媒量は0.3mgPt/cm2になるように塗布した。
【００３５】
次に、白金をカーボン担体に担持した白金担持カーボン触媒と、電解質樹脂溶液（ナフィオン溶液，デュポン社製）を混合し、カソード用の触媒分散スラリーを作製した。このスラリーを、ガス拡散層すなわち、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により撥水処理したカーボンペーパー基材（120mm×120mm，ＴＧＰＨ６０東レ製）上に塗布し（105mm×105mmの範囲）、カソード電極とした。触媒量は0.3mgPt/cm2になるように塗布した。
【００３６】
電解質膜としては、ナフィオンＮ―112（デュポン社製商品名）とし、これを上記の方法で作製したアノード電極とカソード電極とで挟み込んだ（この時、触媒層が電解質膜側を向くようにセットした）。この状態で、熱プレス装置にセットして、温度140℃，圧力5MPa，時間５分の条件でホットプレスを行いＭＥＡを作製した。
【００３７】
セパレータは、炭素粉末とフェノール樹脂からなる板材料を、図３に示すように、10cmおきに一辺5cmの正方形の穴をあけ、その穴の中に該穴の寸法に合致したポリカーボネート樹脂板をはめ込みカーボン接着剤で接着、一体化して複合板材を作製した。次に、上記複合板材に対して切削加工を行なって、図１に示すようなガス流通溝を形成し、セパレータを作製した。
【００３８】
以上のようにして作製したMEAおよびセパレータを、可視化窓の開いた集電板，端板，シール部材と共に組み立てて単セルを作製した。この際、集電板，端板の可視化窓がセパレータの光透過材料と重なるようにして組み合わせた。
【００３９】
次に光透過材料の上に透明なヒータを、端板にテープヒータを配設して、セル温度を制御できるようにした。
【００４０】
上記の評価セルを用いて、アノード反応ガスとして80％H2+20％CO2の混合ガスを、カソード反応ガスと空気を使用して発電試験を行なった。発電条件は、セル温度80℃，アノード加湿温度80℃，カソード加湿温度80℃，電流密度0.4A/cm2，常圧で行ったところ、650mVの電圧が得られた。また、光透過材料を介してガス流通溝内を外部から観察したところ、光透過材料表面が曇ることなく、液滴が流れる様子等、ガス流通溝内の様子を観察することができた。さらに、赤外センサーにより通流ガスの組成分析を行なうことができた。
【実施例２】
【００４１】
次に、前記請求項４に関わる実施例について、図１１〜１３に基づき述べる。図１１は実施例２に係り光透過材料の短辺の長さとセル電圧との関係についての実験結果を示す図、図１２は光透過材料の長辺の長さとセル電圧との関係についての実験結果を示す図であり、図１３は図１１および１２の実験に係る固体高分子形燃料電池評価セルのセパレータの模式的正面図である。なお、これらの短辺及び長辺の長さは、各光透過材料のガス拡散層に接する面における寸法である。
【００４２】
図１３と図１との構成上の基本的な相違点は、光透過材料の個数を図１３の場合４個とした点のみで他は同一である。また、実施例２における実験の対象とした評価セルの各種製造条件は、前記実施例１と同等である。図１１は、光透過材料の長辺の長さを50ｍｍとし、短辺の長さ（mm）を変更した際のセル電圧（mV）の変化を示し、図１２は、光透過材料の短辺の長さを5ｍｍとし、長辺の長さ（mm）を変更した際のセル電圧（mV）の変化を示す。なお、図１１および１２における発電の実験条件は、前記実施例１と同一である。
【００４３】
図１２によれば、長辺の長さを変化させてもセル電圧がほとんど変化しなかったのに対し、短辺の長さを変化した場合には、図１１から明らかなようにセル特性が大きく変化した。図１１によれば、可視化とセル電圧の両立の観点から、短辺の長さが１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲が好ましく、さらに２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲がより好ましい。
【実施例３】
【００４４】
次に、前記請求項３に関わる実施例について記載する。セパレータは、炭素粉末とフェノール樹脂からなる板材料を、図２に示すように溝加工を行い、セパレータの溝形状に対応した形のポリカーボネート樹脂板をはめ込みカーボン接着剤で接着、一体化して複合板材を作製した。次に、上記複合板材に対して切削加工を行なって、図２に示すようなガス流通溝を形成し、セパレータを作製した。こうして製作したセパレータを使用して、電池運転を行なったところ、セル電圧はガス拡散層に接する面の光透過材料の短辺寸法に依存し、基板側の大きさには依存しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の固体高分子形燃料電池評価セルのセパレータの模式的正面図。
【図２】本発明の固体高分子形燃料電池評価セルのセパレータの模式的側断面図。
【図３】本発明の固体高分子形燃料電池評価セルの模式的斜視図。
【図４】図３の固体高分子形燃料電池評価セルの部分的分解斜視図。
【図５】図２のセパレータに集電板とシール部材とを追加した模式的側断面図。
【図６】本発明の固体高分子形燃料電池評価セルの模式的側断面図。
【図７】本発明の異なる固体高分子形燃料電池評価セルの模式的側断面図。
【図８】本発明のさらに異なる固体高分子形燃料電池評価セルの模式的側断面図。
【図９】本発明のさらに異なる固体高分子形燃料電池評価セルの模式的側断面図。
【図１０】本発明のさらに異なる固体高分子形燃料電池評価セルの模式的側断面図。
【図１１】本発明の実施例に係り、光透過材料の短辺の長さとセル電圧との関係についての実験結果を示す図。
【図１２】本発明の実施例に係り、光透過材料の長辺の長さとセル電圧との関係についての実験結果を示す図。
【図１３】図１１および１２の実験に係る固体高分子形燃料電池評価セルのセパレータの模式的正面図。
【図１４】従来の固体高分子形燃料電池評価セルの模式的断面図。
【図１５】従来の固体高分子形燃料電池セルの構成を示す模式的斜視図。
【符号の説明】
【００４６】
１：集電板、２，３２：セパレータ、２ａ：セパレータ基板、２ｂ：セパレータの溝形成部、３：膜電極接合体（MEA）、４：可視化窓、５：端版、６：ガス入口マニホールド、７：導電性材料、８：ガス流通溝、９：光透過材料、１０：ガス出口マニホールド、１１：シール部材、１６，１７，１８：ヒータ、３１：固体高分子電解質膜、３３：ガス拡散層、４０：触媒層。
【図１】
2006310152.tif 000003
【図２】
2006310152.tif 000004
【図１１】
2006310152.tif 000005
【図１２】
2006310152.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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