(57)【要約】【課題】電解質膜の強度の低下を抑制すること。【解決手段】電解質膜１２の一主面上にアノード触媒層１４ａとアノードガス拡散層１６ａとを間に挟んでアノードガス流路２０ａを形成するアノード側セパレータ１８ａ又はこれを模した模擬部材６０のいずれかの第１部材を配置し、電解質膜の他主面上に電解質膜側に平坦面を有する平板部材５０を配置する工程と、第１部材と平板部材で電解質膜とアノード触媒層とアノードガス拡散層を圧縮して接合する工程と、接合工程後、電解質膜の他主面上にカソード触媒層１４ｃとアノードガス拡散層よりも曲げ剛性が低いカソードガス拡散層１６ｃとを間に挟んでカソードガス流路２０ｃを形成するカソード側セパレータ１８ｃ又はこれを模した模擬部材７０のいずれかの第２部材を配置する工程と、第１部材と第２部材で電解質膜とカソード触媒層とカソードガス拡散層を圧縮して接合する工程と、を備える燃料電池の製造方法。【選択図】図２
2018073623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の一方の主面上に、第１触媒層と第１ガス拡散層とを間に挟んで、前記第１ガス拡散層に供給されるガスが流通する第１ガス流路を形成する第１ガス流路形成部材又は前記第１ガス流路形成部材を模した模擬部材のいずれかである第１部材を配置し、前記電解質膜の他方の主面上に、前記電解質膜側に平坦面を有する平板部材を配置する、第１配置工程と、
前記第１部材と前記平板部材とで前記電解質膜と前記第１触媒層と前記第１ガス拡散層とを圧縮して接合する、第１接合工程と、
前記第１接合工程の後、前記電解質膜の前記他方の主面上に、第２触媒層と前記第１ガス拡散層よりも曲げ剛性が低い第２ガス拡散層とを間に挟んで、前記第２ガス拡散層に供給されるガスが流通する第２ガス流路を形成する第２ガス流路形成部材又は前記第２ガス流路形成部材を模した模擬部材のいずれかである第２部材を配置する、第２配置工程と、
前記第１部材と前記第２部材とで前記電解質膜と前記第２触媒層と前記第２ガス拡散層とを圧縮して接合する、第２接合工程と、を備える燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾燥と湿潤とを繰り返す環境下において、電解質膜に寸法変化が生じる。これにより、電解質膜の耐久性が低下してしまう。そこで、乾燥と湿潤とを繰り返す環境下においても優れた耐久性を有する燃料電池が提案されている（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２００８−３００３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、電解質膜と触媒層とガス拡散層とからなる膜電極ガス拡散層接合体の両側から１対のセパレータを押し当てることで燃料電池を製造している。この場合、セパレータの凹凸によって電解質膜に曲げ変形が生じることがある。電解質膜に曲げ変形が生じると、電解質膜の一部に応力が集中し易くなり、電解質膜の強度が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電解質膜の強度の低下を抑制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、電解質膜の一方の主面上に、第１触媒層と第１ガス拡散層とを間に挟んで、前記第１ガス拡散層に供給されるガスが流通する第１ガス流路を形成する第１ガス流路形成部材又は前記第１ガス流路形成部材を模した模擬部材のいずれかである第１部材を配置し、前記電解質膜の他方の主面上に、前記電解質膜側に平坦面を有する平板部材を配置する、第１配置工程と、前記第１部材と前記平板部材とで前記電解質膜と前記第１触媒層と前記第１ガス拡散層とを圧縮して接合する、第１接合工程と、前記第１接合工程の後、前記電解質膜の前記他方の主面上に、第２触媒層と前記第１ガス拡散層よりも曲げ剛性が低い第２ガス拡散層とを間に挟んで、前記第２ガス拡散層に供給されるガスが流通する第２ガス流路を形成する第２ガス流路形成部材又は前記第２ガス流路形成部材を模した模擬部材のいずれかである第２部材を配置する、第２配置工程と、前記第１部材と前記第２部材とで前記電解質膜と前記第２触媒層と前記第２ガス拡散層とを圧縮して接合する、第２接合工程と、を備える燃料電池の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電解質膜の強度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）から図１（ｄ）は、比較例に係る燃料電池の製造方法を示す断面図である。
【図２】図２は、実施例１に係る燃料電池の断面図である。
【図３】図３（ａ）から図３（ｃ）は、実施例１に係る燃料電池の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施例１に係る燃料電池の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図５】図５（ａ）から図５（ｃ）は、実施例１に係る燃料電池の他の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、比較例について説明する。図１（ａ）から図１（ｄ）は、比較例に係る燃料電池の製造方法を示す断面図である。図１（ａ）のように、電解質膜１２の一方の主面にアノード触媒層１４ａを形成し、他方の主面にカソード触媒層１４ｃを形成して、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）１０を形成する。
【００１１】
図１（ｂ）のように、アノード触媒層１４ａの電解質膜１２側とは反対側の主面上にアノードガス拡散層１６ａを配置する。そして、１対の平板部材５０によってＭＥＡ１０とアノードガス拡散層１６ａとを圧縮して接合する。平板部材５０を用いて圧縮することで、ＭＥＡ１０とアノードガス拡散層１６ａとの接合体はほぼ平坦形状となる。
【００１２】
図１（ｃ）のように、カソード触媒層１４ｃの電解質膜１２側とは反対側の主面上にカソードガス拡散層１６ｃを配置する。そして、１対の平板部材５０によってＭＥＡ１０とカソードガス拡散層１６ｃとを圧縮して接合する。平板部材５０を用いて圧縮することで、ＭＥＡ１０とアノードガス拡散層１６ａとカソードガス拡散層１６ｃとの接合体はほぼ平坦形状となる。
【００１３】
図１（ｄ）のように、アノードガス拡散層１６ａのＭＥＡ１０側とは反対側の主面上にアノード側セパレータ１８ａを配置する。カソードガス拡散層１６ｃのＭＥＡ１０側とは反対側の主面上にカソード側セパレータ１８ｃを配置する。そして、アノード側セパレータ１８ａをアノードガス拡散層１６ａ側に押圧し、カソード側セパレータ１８ｃをカソードガス拡散層１６ｃ側に押圧して、アノード側セパレータ１８ａ及びカソード側セパレータ１８ｃをアノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃに接合する。
【００１４】
比較例の燃料電池の製造方法では、アノードガス拡散層１６ａとＭＥＡ１０とカソードガス拡散層１６ｃとが接合した平坦形状の膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）に対して、アノード側セパレータ１８ａをアノードガス拡散層１６ａ側に押圧し、カソード側セパレータ１８ｃをカソードガス拡散層１６ｃ側に押圧している。アノード側セパレータ１８ａの凹凸とカソード側セパレータ１８ｃの凹凸とは、互いの凹部と凸部の位置が製造上の誤差によってずれることがある。また、アノード側セパレータ１８ａの凹凸とカソード側セパレータ１８ｃの凹凸とが交差する位置が生じる場合もある。これらのため、アノード側セパレータ１８ａをアノードガス拡散層１６ａ側に押圧し、カソード側セパレータ１８ｃをカソードガス拡散層１６ｃ側に押圧することで、図１（ｄ）のように、アノードガス拡散層１６ａとＭＥＡ１０とカソードガス拡散層１６ｃとの接合体に曲げ変形が生じることがある。ＭＥＡ１０に曲げ変形が生じると、電解質膜１２の一部に応力が集中し易くなる。例えば、乾燥と湿潤とを繰り返す環境下などにおける電解質膜１２の寸法変化による応力が電解質膜１２の一部に集中し易くなる。このため、電解質膜１２の強度が低下してしまう。
【００１５】
そこで、ＭＥＡ１０の曲げ変形を抑えて、電解質膜１２の強度の低下を抑制することが可能な実施例について以下に説明する。
【００１６】
図２は、実施例１に係る燃料電池の断面図である。実施例１に係る燃料電池は、反応ガスとして燃料ガス（例えば水素）と酸化剤ガス（例えば空気）との供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池であり、多数の単セルを積層したスタック構造を有する。実施例１の燃料電池は、例えば燃料電池自動車や電気自動車などに搭載される。
【００１７】
図２のように、実施例１の燃料電池１００は、電解質膜１２の一方の主面にアノード触媒層１４ａが接合され、他方の主面にカソード触媒層１４ｃが接合された膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）１０を備える。ＭＥＡ１０は、ほぼ平坦形状をしている。電解質膜１２は、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂材料又は炭化水素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。アノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃは、電気化学反応を進行させる触媒（例えば白金や、白金−コバルト合金）を担持したカーボン粒子（例えばカーボンブラック）と、スルホン酸基を有する固体高分子であり湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含む。
【００１８】
アノード触媒層１４ａの電解質膜１２側とは反対側の主面にアノードガス拡散層１６ａが接合されている。カソード触媒層１４ｃの電解質膜１２側とは反対側の主面にカソードガス拡散層１６ｃが接合されている。ＭＥＡ１０と１対のガス拡散層（アノードガス拡散層１６ａとカソードガス拡散層１６ｃ）とによって膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）３０が形成されている。アノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃは、ガス透過性及び電子伝導性を有する部材によって形成されていて、例えばカーボンクロスやカーボンペーパなどの多孔質カーボン製部材によって形成されている。カソードガス拡散層１６ｃは、アノードガス拡散層１６ａよりも薄いことで曲げ剛性が低くなっている。なお、アノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃは、触媒層との密着性を良好にするための密着層及び／又はＭＥＡ１０内の水分量を適正に保つための撥水層（ＭＰＬ：Micro Porous Layer）を含んでいてもよい。密着層及び撥水層は、ガス拡散層と同じ材料で形成されていてもよい。
【００１９】
ＭＥＧＡ３０の両側には、ＭＥＧＡ３０を挟持する１対のセパレータ（アノード側セパレータ１８ａとカソード側セパレータ１８ｃ）が設けられている。アノード側セパレータ１８ａ及びカソード側セパレータ１８ｃは、ガス遮断性及び電子伝導性を有する部材によって形成されていて、例えばカーボンを圧縮してガス不透過とした緻密性カーボンなどのカーボン部材やプレス成型したステンレス鋼などの金属部材によって形成されている。アノード側セパレータ１８ａ及びカソード側セパレータ１８ｃは、アノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃに供給されるガスが流通するガス流路を形成するための凹凸を有する。アノード側セパレータ１８ａの凹部（ＭＥＧＡ３０に対して凹んでいる部分）の幅とカソード側セパレータ１８ｃの凹部（ＭＥＧＡ３０に対して凹んでいる部分）の幅とはほぼ同じになっている。アノード側セパレータ１８ａの凸部（ＭＥＧＡ３０に接している部分）の幅とカソード側セパレータ１８ｃの凸部（ＭＥＧＡ３０に接している部分）の幅とはほぼ同じになっている。アノード側セパレータ１８ａは、アノードガス拡散層１６ａとの間に、燃料ガスが流通するアノードガス流路２０ａを形成する。カソード側セパレータ１８ｃは、カソードガス拡散層１６ｃとの間に、酸化剤ガスが流通するカソードガス流路２０ｃを形成する。
【００２０】
アノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃのセパレータ側の主面は、アノード側セパレータ１８ａ及びカソード側セパレータ１８ｃの凹凸に対応した凹凸形状をしている。一方、アノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃのＭＥＡ１０側の主面は、ほぼ平坦となっている。
【００２１】
次に、実施例１の燃料電池の製造方法について説明する。図３（ａ）から図４（ｂ）は、実施例１に係る燃料電池の製造方法を示す断面図である。図３（ａ）のように、電解質膜１２の両主面に、例えば触媒インクをスプレー塗工して乾燥させることで、アノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃを形成する。これにより、ＭＥＡ１０が形成される。なお、アノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃは、スプレー塗工によって形成する場合に限られず、転写法やダイコータ法などの一般的に用いられるその他の方法によって形成してもよい。
【００２２】
図３（ｂ）のように、アノード触媒層１４ａの電解質膜１２側とは反対側の主面上にアノードガス拡散層１６ａを配置する。アノードガス拡散層１６ａのＭＥＡ１０側とは反対側の主面上に、アノードガス拡散層１６ａに供給される燃料ガスが流通するアノードガス流路２０ａを形成するアノード側セパレータ１８ａを配置する。すなわち、アノード側セパレータ１８ａは、燃料ガスが流通するアノードガス流路２０ａの幅と同じ幅の凹部を有する。アノード側セパレータ１８ａは、アノードガス拡散層１６ａに接する接触部４０と接しない非接触部４２とを有する。カソード触媒層１４ｃの電解質膜１２側とは反対側の主面上に、テフロン（登録商標）シートなどの保護シート（不図示）を介して、平坦面がＭＥＡ１０に対向した平板部材５０を配置する。平板部材５０は、例えば金属によって形成されているが、その他の材料で形成されていてもよい。
【００２３】
図３（ｃ）のように、アノード側セパレータ１８ａと平板部材５０とを用いたプレス加工によって、ＭＥＡ１０とアノードガス拡散層１６ａとを圧縮して接合する。圧縮の条件は、例えば温度：常温〜１５０℃、圧力：０．１ＭＰａ〜３ＭＰａである。このときに、アノードガス拡散層１６ａのアノード側セパレータ１８ａ側の主面は、アノード側セパレータ１８ａの凹凸によって変形して凹凸形状となる。一方、ＭＥＡ１０は平板部材５０で押圧されているために変形が抑制されて平坦形状のままとなる。アノード側セパレータ１８ａは、アノードガス拡散層１６ａのＭＥＡ１０側とは反対側の主面に接合されて、アノードガス流路２０ａを形成する。
【００２４】
図４（ａ）のように、保護シート及び平板部材５０を取り除き、カソード触媒層１４ｃの電解質膜１２側とは反対側の主面上に、アノードガス拡散層１６ａよりも曲げ剛性の低いカソードガス拡散層１６ｃを配置する。例えば、カソードガス拡散層１６ｃの厚さがアノードガス拡散層１６ａよりも薄いことで、カソードガス拡散層１６ｃの曲げ剛性はアノードガス拡散層１６ａよりも低くなっている。一例として、アノードガス拡散層１６ａの厚さは１８０μｍで、カソードガス拡散層１６ｃの厚さは９０μｍである。カソードガス拡散層１６ｃを配置した後、カソードガス拡散層１６ｃのＭＥＡ１０側とは反対側の主面上に、カソードガス拡散層１６ｃに供給される酸化剤ガスが流通するカソードガス流路２０ｃを形成するカソード側セパレータ１８ｃを配置する。すなわち、カソード側セパレータ１８ｃは、酸化剤ガスが流通するカソードガス流路２０ｃの幅と同じ幅の凹部を有する。カソード側セパレータ１８ｃは、カソードガス拡散層１６ｃに接する接触部４４と接しない非接触部４６とを有する。
【００２５】
図４（ｂ）のように、アノード側セパレータ１８ａとカソード側セパレータ１８ｃとを用いたプレス加工によって、ＭＥＡ１０とカソードガス拡散層１６ｃとを圧縮して接合する。圧縮の条件は、例えば温度：常温〜１５０℃、圧力：０．１ＭＰａ〜３ＭＰａである。このときに、カソードガス拡散層１６ｃのカソード側セパレータ１８ｃ側の主面は、カソード側セパレータ１８ｃの凹凸によって変形して凹凸形状となる。しかしながら、アノードガス拡散層１６ａの曲げ剛性がカソードガス拡散層１６ｃの曲げ剛性よりも高いことから、カソードガス拡散層１６ｃの接合工程において、アノードガス拡散層１６ａは変形が抑制される。その結果、アノードガス拡散層１６ａが図３（ｃ）における平板部材５０と同様の機能を発揮して、ＭＥＡ１０は変形が抑制されて平坦形状のままとなる。カソード側セパレータ１８ｃは、カソードガス拡散層１６ｃのＭＥＡ１０側とは反対側の主面に接合されて、カソードガス流路２０ｃを形成する。
【００２６】
以上のように、実施例１によれば、図３（ｂ）のように、電解質膜１２の一方の主面上に、アノード触媒層１４ａ（第１触媒層）とアノードガス拡散層１６ａ（第１ガス拡散層）とを間に挟んで、アノードガス拡散層１６ａに供給される燃料ガスが流通するアノードガス流路２０ａを形成するアノード側セパレータ１８ａ（第１ガス流路形成部材）を配置する。電解質膜１２の他方の主面上に、電解質膜１２側に平坦面を有する平板部材５０を配置する。図３（ｃ）のように、アノード側セパレータ１８ａと平板部材５０とで電解質膜１２とアノード触媒層１４ａとアノードガス拡散層１６ａとを圧縮して接合する。図４（ａ）のように、電解質膜１２の他方の主面上に、カソード触媒層１４ｃ（第２触媒層）とアノードガス拡散層１６ａよりも曲げ剛性の低いカソードガス拡散層１６ｃ（第２ガス拡散層）とを間に挟んで、カソードガス拡散層１６ｃに供給される酸化剤ガスが流通するカソードガス流路２０ｃを形成するカソード側セパレータ１８ｃ（第２ガス流路形成部材）を配置する。図４（ｂ）のように、アノード側セパレータ１８ａとカソード側セパレータ１８ｃとで電解質膜１２とカソード触媒層１４ｃとカソードガス拡散層１６ｃとを圧縮して接合する。これにより、上述したように、ＭＥＡ１０が変形することを抑制できる。その結果、電解質膜１２の一部に応力が集中することが抑制され、電解質膜１２の強度の低下を抑制できる。また、ＭＥＡ１０の変形が抑制されることから、ＭＥＡ１０とアノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃとの間の接合強度を面内で均一にすることができる。
【００２７】
実施例１では、カソードガス拡散層１６ｃの厚さをアノードガス拡散層１６ａよりも薄くすることで曲げ剛性を低くする場合を例に示したが、その他の方法によって曲げ剛性を低くしてもよい。例えば、カソードガス拡散層１６ｃの気孔率をアノードガス拡散層１６ａよりも高くすることで曲げ剛性を低くしてもよいし、カソードガス拡散層１６ｃにアノードガス拡散層１６ａよりもヤング率の低い材料を用いることで曲げ剛性を低くしてもよい。気孔率やヤング率によって曲げ剛性を低くする場合は、アノードガス拡散層１６ａの厚さとカソードガス拡散層１６ｃの厚さとをほぼ同じにしても、カソードガス拡散層１６ｃの曲げ剛性をアノードガス拡散層１６ａよりも低くできる。また、厚さ、気孔率、及びヤング率の２つ以上を組み合わせることによって、カソードガス拡散層１６ｃの曲げ剛性をアノードガス拡散層１６ａよりも低くしてもよい。この場合、ガス拡散層の設計自由度を高めることができる。
【００２８】
例えば、アノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃが触媒層との密着性を良好にするための密着層及び／又はＭＥＡ１０内の水分量を適正に保つための撥水層を備えている場合（以下、密着層及び撥水層をまとめて中間層と称す）、カソードガス拡散層１６ｃはアノードガス拡散層１６ａよりもヤング率の小さい中間層を用いることで曲げ剛性が低くなっていてもよい。
【００２９】
図５（ａ）から図５（ｃ）は、実施例１に係る燃料電池の他の製造方法を示す断面図である。図５（ａ）のように、電解質膜１２の両主面にアノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃを形成して、ＭＥＡ１０を形成する。アノード触媒層１４ａの電解質膜１２側とは反対側の主面上にアノードガス拡散層１６ａを配置する。アノードガス拡散層１６ａのＭＥＡ１０側とは反対側の主面上に、アノード側セパレータ１８ａの凹凸を模した模擬部材６０を配置する。すなわち、模擬部材６０は、アノード側セパレータ１８ａの凹凸に対応した凹凸を有する。また、模擬部材６０には、凹凸面の外周部に突起６６が設けられている。模擬部材６０は、例えば金属で形成されているが、その他の材料で形成されていてもよい。
【００３０】
カソード触媒層１４ｃの電解質膜１２側とは反対側の主面上に、テフロン（登録商標）シートなどの保護シート（不図示）を介して、平坦面がＭＥＡ１０に対向した平板部材５０を配置する。模擬部材６０と平板部材５０とを用いたプレス加工によって、ＭＥＡ１０とアノードガス拡散層１６ａとを圧縮して接合する。このときに、アノードガス拡散層１６ａの模擬部材６０側の主面は、模擬部材６０の凹凸によって変形して凹凸形状となる。一方、ＭＥＡ１０は平板部材５０で押圧されていることから変形が抑制されて平坦形状のままとなる。また、アノードガス拡散層１６ａには、模擬部材６０の突起６６によって、窪み２２ａが形成される。
【００３１】
図５（ｂ）のように、保護シート及び平板部材５０を取り除き、カソード触媒層１４ｃの電解質膜１２側とは反対側の主面上に、アノードガス拡散層１６ａよりも曲げ剛性の低いカソードガス拡散層１６ｃを配置する。カソードガス拡散層１６ｃのＭＥＡ１０側とは反対側の主面上に、カソード側セパレータ１８ｃの凹凸を模した模擬部材７０を配置する。すなわち、模擬部材７０は、カソード側セパレータ１８ｃの凹凸に対応した凹凸を有する。また、模擬部材７０には、凹凸面の外周部に突起７６が設けられている。模擬部材７０は、例えば金属で形成されているが、その他の材料で形成されていてもよい。
【００３２】
模擬部材６０と模擬部材７０とを用いたプレス加工によって、ＭＥＡ１０とカソードガス拡散層１６ｃとを圧縮して接合する。このときに、カソードガス拡散層１６ｃの模擬部材７０側の主面は、模擬部材７０の凹凸によって変形して凹凸形状となる。しかしながら、アノードガス拡散層１６ａの曲げ剛性がカソードガス拡散層１６ｃよりも高いことから、カソードガス拡散層１６ｃの接合工程において、アノードガス拡散層１６ａが変形することは抑制される。その結果、アノードガス拡散層１６ａが図５（ａ）における平板部材５０と同様の機能を発揮して、ＭＥＡ１０は変形が抑制されて平坦形状のままとなる。また、カソードガス拡散層１６ｃには、模擬部材７０の突起７６によって、窪み２２ｃが形成される。
【００３３】
図５（ｃ）のように、アノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃのＭＥＡ１０とは反対側の主面に、アノード側セパレータ１８ａ及びカソード側セパレータ１８ｃを接合又は配置する。このとき、アノード側セパレータ１８ａに設けた突起２４ａを、アノードガス拡散層１６ａに形成された窪み２２ａに合わせることで、模擬部材６０で形成されたアノードガス拡散層１６ａの凹凸とアノード側セパレータ１８ａの凹凸との位置合わせを行う。同様に、カソード側セパレータ１８ｃに設けた突起２４ｃを、カソードガス拡散層１６ｃに形成された窪み２２ｃに合わせることで、模擬部材７０で形成されたカソードガス拡散層１６ｃの凹凸とカソード側セパレータ１８ｃの凹凸との位置合わせを行う。なお、セパレータの接合においては、ＭＥＧＡを加熱せずに、図５（ａ）及び図５（ｂ）で説明したガス拡散層を圧縮で接合する際の圧力と略同じ圧力を加えることで行う。これにより、セパレータをガス拡散層に接合する工程によってガス拡散層に曲げ変形が生じることが抑制される。
【００３４】
実施例１のように、ガス流路形成部材であるセパレータを用いてＭＥＡとガス拡散層との接合を行ってもよいし、実施例１の変形例１のように、セパレータを模した模擬部材を用いてＭＥＡとガス拡散層との接合を行ってもよい。また、セパレータ以外の表面に凹凸形状を有する他のガス流路形成部材（例えば、ガス拡散層とセパレータとの間に配置されるエキスパンドメタルや発泡焼結体などからなるガス流路形成部材）やこの模擬部材を用いてＭＥＡとガス拡散層との接合を行ってもよい。
【００３５】
実施例１では、アノードガス拡散層１６ａの接合を先に行い、カソードガス拡散層１６ｃの接合をその後に行う場合を例に示したが、反対の順番で行う場合でもよい。この場合、アノードガス拡散層１６ａの曲げ剛性がカソードガス拡散層１６ｃよりも低くなるように設定する。
【００３６】
また、実施例１では、電解質膜１２の両主面に触媒インクを塗布してアノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃを形成した後に、アノードガス拡散層１６ａの接合及びカソードガス拡散層１６ｃの接合を行う場合を例に示したが、その他の手順で行ってもよい。例えば、電解質膜１２の一方の主面にアノード触媒層１４ａを形成し、アノード触媒層１４ａにアノードガス拡散層１６ａを接合した後に、電解質膜１２の他方の主面にカソード触媒層１４ｃを形成し、カソード触媒層１４ｃにカソードガス拡散層１６ｃを接合してもよい。
【００３７】
また、実施例１では、電解質膜１２に触媒インクを塗布してアノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃを形成する場合を例に示したが、アノードガス拡散層１６ａ及びカソードガス拡散層１６ｃに触媒インクを塗布してアノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃを形成してもよい。
【００３８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  膜電極接合体
１２  電解質膜
１４ａ  アノード触媒層
１４ｃ  カソード触媒層
１６ａ  アノードガス拡散層
１６ｃ  カソードガス拡散層
１８ａ  アノード側セパレータ
１８ｃ  カソード側セパレータ
２０ａ  アノードガス流路
２０ｃ  カソードガス流路
２２ａ、２２ｃ  窪み
２４ａ、２４ｃ  突起
３０  膜電極ガス拡散層接合体
４０、４４  接触部
４２、４６  非接触部
５０  平板部材
６０、７０  模擬部材
６６、７６  突起
１００  燃料電池
【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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