(57)【要約】【課題】燃料電池の耐久性の向上を図る。【解決手段】燃料電池の製造方法は、電解質膜１０の一方面に触媒層１２ａからなる燃料極を他方の面に触媒層１２ｂからなる空気極をそれぞれ配した膜電極接合体の周縁部にシール部材１６が一体成形されたシール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６上に、電解質膜１０に含まれる樹脂成分を含有する電解質溶液６０を塗布する工程（すなわち、塗布工程）と、電解質溶液６０が乾燥する前またはシール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６と多孔質のガス拡散部材との界面に電解質溶液６０に含まれる溶媒が存在する状態で、シール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６とガス拡散部材とを接合する工程（すなわち、接合工程）と、を備える。【選択図】図３
2011023264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の一方面に燃料極を他方の面に空気極をそれぞれ配した膜電極接合体の周縁部にシール部材が一体成形されたシール一体型膜電極接合体のシール部材上に、前記電解質膜に含まれる樹脂成分を含有する電解質溶液を塗布する工程と、
前記電解質溶液が乾燥する前に、前記シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材とを接合する工程と、を備えることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池の製造方法において、
前記シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材とを接合する工程は、前記シール一体型膜電極接合体のシール部材と多孔質のガス拡散部材との界面に前記電解質溶液に含まれる溶媒が存在する状態で、前記シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材とを接合させることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池の製造方法において、
さらに、前記電解質膜に含まれる樹脂成分を含有する電解質溶液を、前記シール一体型膜電極接合体と接合するガス拡散部材の面に塗布する工程を有し、
前記電解質溶液が乾燥する前または前記シール一体型膜電極接合体およびシール部材と多孔質のガス拡散部材との界面に前記電解質溶液に含まれる溶媒が存在する状態で、前記シール一体型膜電極接合体およびシール部材とガス拡散部材とを接合させることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池の製造方法において、
前記シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材とを接合する工程は、加熱を要しない常温処理であることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項５】
電解質膜の周縁部を除いて電解質膜の両面に形成された触媒層と、
前記電解質膜の周縁部に設けられたシール部材と、
前記シール部材および触媒層上に積層されたガス拡散層と、
前記ガス拡散層の周縁部であって前記ガス拡散層内部に形成され前記シール部材と接合した電解質浸透層と、
を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池の製造方法により製造されたことを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の製造方法および燃料電池、特に、燃料電池のサイクル耐久性の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、図７に示すように、固体高分子膜からなる電解質膜７２を燃料極７０と空気極７４との２枚の電極で挟んだ膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を、さらに２枚のセパレータ８０に挟持してなるセルを最小単位とし、通常、このセルを複数積み重ねて燃料電池スタック（ＦＣスタック）とし、高圧電圧を得るようにしている。
【０００３】
固体高分子型燃料電池の発電の仕組みは、一般に、燃料極（アノード側電極）７０に燃料ガス、例えば水素含有ガスが、一方、空気極（カソード側電極）７４には酸化剤ガス、例えば主に酸素（Ｏ2）を含有するガスあるいは空気が供給される。水素含有ガスは、燃料ガス流路を通って燃料極７０に供給され、電極の触媒の作用により電子と水素イオン（Ｈ+）に分解される。電子は外部回路を通って、燃料極７０から空気極７４に移動し、電流を作り出す。一方、水素イオン（Ｈ+）は電解質膜７２を通過して空気極７４に達し、酸素および外部回路を通ってきた電子と結合し、反応水（Ｈ2Ｏ）になる。水素（Ｈ2）と酸素（Ｏ2）および電子の結合反応と同時に発生する熱は、冷却水によって回収される。また、空気極７４のあるカソード側に生成した水（以下「生成水」という）は、カソード側から排出される。
【０００４】
ところで、近年、燃料電池のセルでは、電解質膜の両面にそれぞれ燃料極及び空気極が配置された膜電極接合体の周縁部に、セル作製時の熱圧着による膜電極接合体の物理的なダメージを回避したり、薄膜の膜電極接合体のハンドリング性を向上させるために、例えば高分子フィルムからなるシール部材が配置される。このシール部材は、電解質膜よりも耐熱性や体薬品性などに優れる反面、シール部材に用いられる材質のガラス転移温度（Ｔｇ）は、電解質膜のガラス転移温度より高温域になるため、ガス拡散層を構成するガス拡散部材をシール部材上に接合する際に、従来の投錨効果を利用することは難しく、シール部材とガス拡散部材との接合は、比較的弱くなる傾向にある。
【０００５】
また、シール部材とガス拡散部材との比較的弱い接合部分は、シール部材とガス拡散部材との界面に、燃料電池の起動時に生成した生成水が染み込み、低温起動時には、シール部材とガス拡散部材との界面に存在する生成水が氷結するため、界面破壊を引き起こす可能性がある。
【０００６】
特許文献１では、高分子電解質の溶液に添加剤とアルコールとを添加した塗布溶液を、ガス拡散部材からなるガス拡散層に塗布した後、乾燥させてから、ガス拡散層をシール部材からなる保護層に定着させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１９２５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の塗布溶液の塗布の後、乾燥させてからのシール部材とガス拡散部材との接合は、当初の接合性は良いものの、燃料電池の冷熱サイクルや大きく電池変化が繰り返される環境下での接合性の維持は、今一歩であった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、燃料電池の冷熱サイクルや大きく電池変化が繰り返される環境下でのサイクル耐久性が向上した燃料電池及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池の製造方法及び燃料電池は以下の特徴を有する。
【００１１】
（１）電解質膜の一方面に燃料極を他方の面に空気極をそれぞれ配した膜電極接合体の周縁部にシール部材が一体成形されたシール一体型膜電極接合体のシール部材上に、前記電解質膜に含まれる樹脂成分を含有する電解質溶液を塗布する工程と、前記電解質溶液が乾燥する前に、前記シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材とを接合する工程と、を備える燃料電池の製造方法である。
【００１２】
シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材の界面に、電解質溶液が存在する状態で接合させることにより、多孔質のガス拡散部材の厚み方向に電解質溶液が浸透圧によって浸透していき、さらに、ガス拡散部材中に浸透した電解質溶液が乾燥して樹脂成分が凝固することにより、熱圧着を要しなくても、シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材との間に強固な界面密着性を得ることができる。これにより、膜電極接合体の物理的なダメージを回避し、さらに燃料電池の冷熱サイクルや大きく電池変化が繰り返される環境下でのサイクル耐久性が従来に比べ向上する。
【００１３】
（２）上記（１）に記載の燃料電池の製造方法において、前記シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材とを接合する工程は、前記シール一体型膜電極接合体のシール部材と多孔質のガス拡散部材との界面に前記電解質溶液に含まれる溶媒が存在する状態で、前記シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材とを接合させる燃料電池の製造方法である。
【００１４】
シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材の界面に、電解質溶液に含まれる溶媒が存在する状態で接合させることにより、多孔質のガス拡散部材の厚み方向に浸透圧によって電解質溶液が浸透していき、さらに、ガス拡散部材中に浸透した電解質溶液の溶媒が乾燥して樹脂成分が凝固することにより、熱圧着を要しなくても、シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材との間に強固な界面密着性を得ることができる。これにより、膜電極接合体の物理的なダメージを回避し、さらに燃料電池の冷熱サイクルや大きく電池変化が繰り返される環境下でのサイクル耐久性が従来に比べ向上する。
【００１５】
（３）上記（１）または（２）に記載の燃料電池の製造方法において、さらに、前記電解質膜に含まれる樹脂成分を含有する電解質溶液を、前記シール一体型膜電極接合体と接合するガス拡散部材の面に塗布する工程を有し、前記電解質溶液が乾燥する前または前記シール一体型膜電極接合体およびシール部材と多孔質のガス拡散部材との界面に前記電解質溶液に含まれる溶媒が存在する状態で、前記シール一体型膜電極接合体およびシール部材とガス拡散部材とを接合させる燃料電池の製造方法である。
【００１６】
さらに、電解質溶液をシール一体型膜電極接合体と接合するガス拡散部材の面に塗布し、電解質溶液が乾燥する前またはシール一体型膜電極接合体およびシール部材と多孔質のガス拡散部材との界面に電解質溶液に含まれる溶媒が存在する状態で、シール一体型膜電極接合体およびシール部材とガス拡散部材を接合することにより、多孔質のガス拡散部材の面全体に亘ってガス拡散部材の厚み方向に浸透圧によって電解質溶液が浸透していき、さらに、ガス拡散部材中に浸透した電解質溶液が乾燥して樹脂成分が凝固することにより、熱圧着を要しなくても、シール一体型膜電極接合体およびシール部材とガス拡散部材との間に、より強固な界面密着性を得ることができる。これにより、膜電極接合体の物理的なダメージを回避し、さらに燃料電池の冷熱サイクルや大きく電池変化が繰り返される環境下でのサイクル耐久性が従来に比べより向上する。
【００１７】
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の燃料電池の製造方法において、前記シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材とを接合する工程は、加熱を要しない常温処理である燃料電池の製造方法である。
【００１８】
加熱を要さず常温で接合するため、シール部材よりガラス転移温度の低い電解質膜の損傷を防ぐことができ、燃料電池の性能を維持または向上させることができる。さらに、従来の熱圧着工程を省くことができるため、燃料電池の製造工程を簡便なものにすることができ、また量産性が向上する。
【００１９】
（５）電解質膜の周縁部を除いて電解質膜の両面に形成された触媒層と、前記電解質膜の周縁部に設けられたシール部材と、前記シール部材および触媒層上に積層されたガス拡散層と、前記ガス拡散層の周縁部であって前記ガス拡散層内部に形成され前記シール部材と接合した電解質浸透層と、を有する燃料電池である。
【００２０】
ガス拡散層内部に設けられた電解質浸透層がシール部材と接合しているので、シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材との間に、より強固な界面密着性を得ることができる。これにより、膜電極接合体の物理的なダメージを回避し、さらに燃料電池の冷熱サイクルや大きく電池変化が繰り返される環境下でのサイクル耐久性が従来に比べより向上する。
【００２１】
（６）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の燃料電池の製造方法により製造された燃料電池である。
【００２２】
上述したように、電解質溶液をシール一体型膜電極接合体と接合するガス拡散部材の面に塗布し、電解質溶液が乾燥する前またはシール一体型膜電極接合体およびシール部材と多孔質のガス拡散部材との界面に電解質溶液に含まれる溶媒が存在する状態で、シール一体型膜電極接合体およびシール部材とガス拡散部材を接合することにより、多孔質のガス拡散部材の厚み方向に浸透圧によって電解質溶液が浸透していき、さらに、ガス拡散部材中に浸透した電解質溶液が乾燥して樹脂成分が凝固することにより、熱圧着を要しなくても、シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材との間に、より強固な界面密着性を得ることができる。したがって、得られた燃料電池内の膜電極接合体は、従来に比べ物理的なダメージを受けていないため、燃料電池としての性能も向上し、さらに燃料電池の冷熱サイクルや大きく電池変化が繰り返される環境下でのサイクル耐久性も従来に比べ向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、シール一体型膜電極接合体のシール部材とガス拡散部材との間に強固な界面密着性を得ることができ、得られた燃料電池の冷熱サイクルや大きく電池変化が繰り返される環境下でのサイクル耐久性も従来に比べ向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、本発明の実施の形態に係る燃料電池のセル構造の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る燃料電池の製造方法の一例を説明する図である。
【図４】比較例１に示す燃料電池のセルにおける接合例を示す部分断面模式図である。
【図５】比較例２に示す燃料電池のセルにおける接合例を示す部分断面模式図である。
【図６】比較例１に示す燃料電池のセルにおける接合例を示す部分断面模式図である。
【図７】燃料電池のセルの構成および発電時のメカニズムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態における燃料電池１００には、外周部に、酸化剤ガス供給用マニホールド３２ａと燃料ガス供給用マニホールド３４ａと冷却媒体供給用マニホールド３６ａ、および酸化剤ガス排出用マニホールド３２ｂと燃料ガス排出用マニホールド３４ｂと冷却媒体排出用マニホールド３６ｂが形成されている。また、図示しないが、本実施の形態における燃料電池１００は、後述する図２に示す発電体２００とセパレータとが交互に積層されて構成されている。
【００２７】
また、本実施の形態の燃料電池における発電体２００は、図２に示すように、電解質膜１０の周縁部を除いて電解質膜１０の両面に形成された触媒層１２ａ，１２ｂと、電解質膜１０の周縁部に設けられたシール部材１６と、シール部材１６および触媒層１２ａ，１２ｂ上に積層されたガス拡散層と、前記ガス拡散層の周縁部であって前記ガス拡散層内部に形成されシール部材１６と接合した電解質浸透層２２と、を有する。
【００２８】
また、本実施の形態において、ガス拡散層は、微多孔質層（マイクロポーラス層、以下「ＭＰＬ層」という）１８ａとガス拡散基材２０ａ、およびＭＰＬ層１８ｂとガス拡散基材２０ｂの積層体から形成されている。
【００２９】
ガス拡散基材２０ａ，２０ｂとして、例えば、クロス基材やフェルト基材、ペーパー基材などの多孔質基材が用いられる。また、ＭＰＬ層は、吸収性コアと撥水性多孔シェルからなるコア・シェル構造を有する粉体から形成され、コア・シェル構造を有する粉体は、例えば、吸収性コアがナフィオン（商標名）などのパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマーからなり、撥水性多孔シェルがカーボンとフッ素系樹脂からなるコア・シェル構造を有する粉体を用いることができる。
【００３０】
電解質浸透層２２は、シール部材１６に接合し、さらに電解質浸透層２２の厚みは、ガス拡散層の厚み（すなわち、ＭＰＬ層１８ａとガス拡散基材２０ａの厚みの合算厚みまたはＭＰＬ層１８ｂとガス拡散基材２０ｂの厚みの合算厚み）未満である。電解質浸透層２２の厚みが拡散層の厚み以上の場合、拡散層上に電解質が露出し次工程の熱圧着時に不具合が生じる可能性がある。また、電解質浸透層２２は、クロストークを防止するために、シール部材１６の平面方向よりはみ出さず、また触媒層１２ａ，１２ｂと接触しないように配置されている。
【００３１】
また、本実施の形態では、電解質膜１０の一方面に触媒層１２ａからなる燃料極を他方の面に触媒層１２ｂからなる空気極をそれぞれ配した膜電極接合体の周縁部にシール部材１６が一体成形されたシール一体型膜電極接合体を用い、このシール一体型膜電極接合体の両面にガス拡散層をそれぞれ配置して、ガスケット３８からの押圧により、圧着により順次、発電体２００とセパレータとを簡便に組み付けることができる。
【００３２】
次に、本実施の形態における燃料電池の製造方法の一例について、図３を用いて説明する。なお、図３では、図１の破線で囲ったＸ部分を拡大した部分断面図を用いて、製造方法の工程の一例を説明する。なお、図２において説明した構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図３に示すように、本実施の形態における燃料電池の製造方法は、電解質膜１０の一方面に触媒層１２ａからなる燃料極を他方の面に触媒層１２ｂからなる空気極をそれぞれ配した膜電極接合体の周縁部にシール部材１６が一体成形されたシール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６上に、電解質膜１０に含まれる樹脂成分を含有する電解質溶液６０を塗布する工程（すなわち、塗布工程）と、電解質溶液６０が乾燥する前またはシール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６と多孔質のガス拡散部材からなるガス拡散層５０との界面に電解質溶液６０に含まれる溶媒が存在する状態で、シール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６とガス拡散部材とを接合する工程（すなわち、接合工程）と、を備える。ここで、本実施の形態におけるガス拡散部材からなるガス拡散層５０は、ＭＰＬ層１８ａとガス拡散基材２０ａ、およびＭＰＬ層１８ｂとガス拡散基材２０ｂの積層体から形成されている。
【００３４】
したがって、シール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６とガス拡散部材の界面、すなわち、シール部材１６とＭＰＬ層１８ａとの界面に、電解質溶液６０が存在する状態または電解質溶液６０の溶媒が存在する状態で接合させることにより、多孔質のガス拡散層５０の厚み方向に電解質溶液６０が浸透圧によって浸透していき、さらに、ガス拡散層５０中に浸透した電解質溶液６０が乾燥して樹脂成分が凝固することにより、熱圧着を要しなくても、常温処理で、シール部材１６上に電解質塗布層２１、電解質浸透層２２が順次形成され、その結果、シール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６とガス拡散層５０との間に強固な界面密着性を得ることができる。上記同様にして、シール部材１６とＭＰＬ層１８ｂとの界面に電解質溶液６０を存在させた状態で接合することにより、反対側でも、熱圧着を要しなくても、常温処理で、シール部材１６上に電解質塗布層２１、電解質浸透層２２が順次形成され、その結果、シール一体型膜電極接合体４０のシール部材１６とガス拡散層５０（すなわち、ＭＰＬ層１８ｂとガス拡散基材２０ｂとからなる積層体）との間に強固な界面密着性を得ることができる。
【００３５】
ここで、「常温」とは、平常の温度をいい、加熱を要しない周囲温度をいう。
【００３６】
電解質溶液６０は、電解質膜１０に含まれる樹脂成分を含有していれば、いなかる溶液でも良いが、電解質膜１０に含まれる樹脂成分として、例えば、ナフィオン（商標名）などのパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマーなどのフッ素系樹脂が用いられ、電解質溶液６０の溶媒としては、例えば、水や、エタノールなどのアルコールが用いられ、また、カーボンも含むことができる。
【００３７】
電解質溶液６０の塗布方法は、ディスペンサー塗工やスクリーン印刷、スプレー塗工など少量の溶液を定量で塗布することができるものが用いられる。
【００３８】
さらに、他の実施の形態における燃料電池の製造方法では、さらに、電解質膜１０に含まれる樹脂成分を含有する電解質溶液６０を、シール一体型膜電極接合体４０と接合するガス拡散部材の面に塗布する工程を有し、電解質溶液６０が乾燥する前またはシール一体型膜電極接合体４０およびシール部材１６と多孔質のガス拡散層５０との界面に電解質溶液６０に含まれる溶媒が存在する状態で、シール一体型膜電極接合体４０およびシール部材１６とガス拡散部材とを接合させる。
【００３９】
これにより、シール部材１６とガス拡散部材との接合性が向上するのみならず、シール一体型膜電極接合体４０とガス拡散部材との接合性も向上する。なお、電解質溶液６０の組成ならびに塗布方法は上述と同様である。
【００４０】
従来シール部材とガス拡散部材との熱圧着に比べ、シール部材１６とガス拡散部材からなるガス拡散層５０との接合性が強固になるばかりでなく、通常熱圧着を必要とする工程において、常温接合が可能となり、工程が簡素化され、大量生産時における生産性を大幅に向上させることができ、また、熱圧着の場合のような電解質膜の軟化および寸法変化を抑えることができ、製造時における電解質膜の損傷を抑制することができる。その結果、機械的な強度が従来に比べ向上し、特に、クロストーク耐久性を向上させることができる。
【実施例】
【００４１】
実施例１．
図２および図３に示す構造であって、電解質溶液６０による電解質浸透層２２をガス拡散層５０中に配置した構成であって、電解質溶液６０が乾燥する前に、シール部材とＭＰＬ層とを常温（すなわち、作製周囲温度）で接合することにより製造した燃料電池の発電体２００の両側に、セパレータを配置した燃料電池のセルＡを作製した。ここで、電解質溶液は、パーフルオロカーボンスルホン酸ポリマー（ナフィオン（商標名））を樹脂成分とし、カーボンを含み、溶媒としては水とエタノールを含有するものを用いた。
【００４２】
比較例１．
図４に示す構造であって、シール部材１６上に実施例１と同様の電解質溶液を塗布し、この電解質溶液を乾燥させた後、電解質樹脂層２３上にガス拡散部材を積層して熱圧着した以外は、実施例１と同様に、燃料電池の発電体を製造し、得られた発電体の両側に、セパレータを配置した燃料電池のセルＢを作製した。
【００４３】
比較例２．
図５に示す構造であって、シール部材１６上に電解質溶液を塗布せずに、シール１６上にガス拡散部材を積層して熱圧着した以外は、実施例１と同様に、燃料電池の発電体を製造し、得られた発電体の両側に、セパレータを配置した燃料電池のセルＣを作製した。
【００４４】
比較例３．
図６に示す構造であって、シール部材１６上に実施例１と同様の電解質溶液を少量塗布し、電解質溶液が乾燥する前に、シール部材１６とＭＰＬ層とを接合し、電解質溶液がＭＰＬ層の厚み未満まで浸透した電解質塗布層２１のみ形成させ、実施例１の電解質浸透層２２は形成させなかった以外は、実施例１と同様に、燃料電池の発電体を製造し、得られた発電体の両側に、セパレータを配置した燃料電池のセルＤを作製した。
【００４５】
［評価方法］
上記実施例１および比較例１〜３について、冷熱サイクル試験後におけるテープ剥離試験での剥離界面の相違を表１に示す。また、初期特性として、燃料電池のセルの作製時の短絡リークの結果を表２に示す。また、耐久特性について、サイクル耐久試験を行い、クロストークに至たるまでの時間を表３に示す。
冷熱サイクル試験：
【００４６】
燃料電池のセルを、８０℃で６０分間起動させた後、２０℃で６０分間起動させ、これを１サイクルとして、１サイクル毎に、ガス拡散部材をセロハンテープに貼り、９０°まで剥離した時点の冷熱サイクル数を測定するとともに、剥離状態について目視により確認した。結果を表１に示す。
【００４７】
短絡リーク測定：
０．３Ｖで保持した際の、各セルのリーク電流値を測定した。結果を表２に示す。
【００４８】
サイクル耐久試験：
燃料電池のセルＡ〜Ｄをそれぞれセル温度８０℃で保持し、開回路電圧と０．１Ａ／ｃｍ２とを交互に切替え、電解質膜が湿潤する前に急激に電位変化を行った際のクロスリークに至るまでの時間を測定した。結果を表３に示す。
【００４９】
【表１】
2011023264.tif 000003
【００５０】
【表２】
2011023264.tif 000004
【００５１】
【表３】
2011023264.tif 000005
【００５２】
表１より、冷熱サイクル試験を用いて、破壊された界面を確認したところ、実施例１は、比較例１に比べ、ガス拡散部材からなるガス拡散層とシール部材の両側に電解質溶液を塗布後ウェットな状態で接合しているので界面の接合強度が高いことが判明した。また、実施例１は、比較例１のように熱圧着することなく、常温で電解質溶液を拡散接合しているので、電解質膜の損傷もなく、また界面の接合強度も高いことが分かった。
【００５３】
表２，表３より、実施例１は、熱圧着を行った比較例２，３に比べ、常温接合を行っているので、初期における発電体の損傷が軽減され、さらに、実施例１は、比較例２，３に比べ、界面の接合強度が高いため、耐久時において界面に隙間が生じないため電解質膜の劣化が抑制されることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、燃料電池の製造方法および燃料電池は、燃料電池を用いる用途であれば、いかなる用途にも有効であるが、特に車両用の燃料電池に供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０  電解質膜、１２ａ，１２ｂ  触媒層、１６  シール部材、１８ａ，１８ｂ  ＭＰＬ層、２０ａ，２０ｂ  ガス拡散基材、２１  電解質塗布層、２２  電解質浸透層、２３  電解質樹脂層、３２ａ  酸化剤ガス供給用マニホールド、３２ｂ  酸化剤ガス排出用マニホールド、３４ａ  燃料ガス供給用マニホールド、３４ｂ  燃料ガス排出用マニホールド、３６ａ  冷却媒体供給用マニホールド、３６ｂ  冷却媒体排出用マニホールド、３８  ガスケット、４０  シール一体型膜電極接合体、５０  ガス拡散層、６０  電解質溶液、７０  燃料極、７２  電解質膜、７４  空気極、８０  セパレータ、１００  燃料電池、２００  発電体。
【図１】
2011023264.tif 000006
【図２】
2011023264.tif 000007
【図３】
2011023264.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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