(57)【要約】【課題】電解質膜の損傷を防止すること。【解決手段】燃料電池スタック１は、電解質膜１５の一方の面にアノード電極１９が配置され、他方の面にカソード電極２０が配置されたＭＥＡ１０と、ＭＥＡ１０の両面を挟む一対のセパレータ１１Ａ、１１Ｃと、ＭＥＡ１０の周縁部に設けられ、セパレータ１１（１１Ａ、１１Ｃ）と接する封止部材９（９Ａ、９Ｃ、９Ｗ）と、を有する。セパレータ１１における封止部材９との接着面には、凹凸形状が形成されている。凹凸形状の凸部分は、封止部材９と嵌合するように設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が配置され、他方の面にカソード電極が配置された膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の両面を挟む一対のセパレータと、
前記膜電極接合体の周縁部に設けられ、前記セパレータと接する封止部材と、を有する燃料電池スタックであって、
前記セパレータにおける前記封止部材との接着面には、凹凸形状が形成され、
前記凹凸形状の凸部分は、前記封止部材と嵌合するように設けられている、
燃料電池スタック。
【請求項２】
前記封止部材は、疎部および密部を有する繊維と、樹脂とで構成され、
前記凹凸形状の凸部分は、前記疎部と嵌合する、
請求項１に記載の燃料電池スタック。
【請求項３】
前記繊維は、経糸と緯糸とで構成されている、
請求項２に記載の燃料電池スタック。
【請求項４】
前記樹脂は、熱硬化性樹脂である、
請求項２または３に記載の燃料電池スタック。
【請求項５】
前記セパレータと前記封止部材との積層部分を積層方向に貫通する貫通孔が設けられ、
前記貫通孔は、前記封止部材によって閉塞されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項６】
前記接着面には、該接着面の外縁部分に全周する第１の溝と、一端が前記第１の溝に接続され、他端が前記接着面の最外縁部分に通じている第２の溝とが設けられ、
前記第１の溝および前記第２の溝は、前記封止部材によって閉塞されている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項７】
前記繊維は、平織、綾織、または朱子織のいずれかの織物組織を有する、
請求項２から５のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。
【請求項８】
高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が配置され、他方の面にカソード電極が配置された膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の両面を挟む一対のセパレータと、
前記膜電極接合体の周縁部に設けられ、前記セパレータと接する封止部材と、を有する燃料電池スタックの製造方法であって、
前記セパレータにおける前記封止部材との接着面に、凸部が前記封止部材に嵌合するように、凹凸形状を形成する、
燃料電池スタックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池スタックの一例として、水素を含有する燃料ガスと、酸素（空気など）を含有する酸化剤ガスとを電気化学的に反応させる固体高分子電解質型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell。以下、ＰＥＦＣという）が知られている。ＰＥＦＣでは、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させることで、電力、熱、および水を同時に発生させることができる。
【０００３】
ＰＥＦＣの基本的構成の一例について、図１０の断面図を用いて以下に説明する。
【０００４】
図１０に示すように、ＰＥＦＣは、水素イオンを選択的に輸送する高分子の電解質膜１５、その電解質膜１５の両面にそれぞれ形成されたアノード電極１９、カソード電極２０を有する。
【０００５】
アノード電極１９は、電解質膜１５の表面に形成されるアノード触媒層１６と、そのアノード触媒層１６の外側に配置され、通気性と電子導電性を併せ持つガス拡散層１８（Gas Diffusion Layer：ＧＤＬ）とを有する。
【０００６】
カソード電極２０は、電解質膜１５の表面に形成されるカソード触媒層１７と、そのカソード触媒層１７の外側に配置され、通気性と電子導電性を併せ持つガス拡散層１８（ＧＤＬ）とを有する。
【０００７】
このように電解質膜と電極とが一体的に接合されて組み立てられたものは、膜電極接合体または電解質膜−電極接合体と呼ばれる。以下、膜電極接合体をＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）という。
【０００８】
ＭＥＡは、その外縁に枠が嵌められて構成される。この構成について、図１１の断面図を用いて説明する。
【０００９】
図１１に示すように、ＭＥＡ１０の外縁には、封止部材（ガスケット）９が嵌められている。ＭＥＡ１０の両側には、一対の導電性のセパレータ１１が配置されている。セパレータ１１は、ＭＥＡ１０を挟み込んで固定するとともに、隣接するＭＥＡ１０を互いに電気的に直列に接続する。そのセパレータ１１において、ＭＥＡ１０と接触する部分には、それぞれの電極に反応ガス（燃料ガス、酸化剤ガス）を供給し、また、生成水や余剰ガスを運び去るためのガス流路溝１３が形成されている。このように、ＭＥＡ１０が一対のセパレータ１１により挟み込まれた構造体を単電池モジュール（セルともいう）２という。
【００１０】
また、反応ガスをガス流路溝１３に供給するために、セパレータ１１の縁部にマニホールド孔（図示略）を設け、反応ガスを分配する。さらに、ガス流路溝１３に供給される反応ガス等が外部へリークしたり、混合したりしないように、ＭＥＡ１０における電極形成部、すなわち発電領域の外周を囲むように、一対のセパレータ１１の間に封止部材９が配置される。
【００１１】
ところで、燃料電池スタックでは、反応ガスの利用効率の向上が重要な課題の一つとなっている。反応ガスの利用効率が下がる要因としては、ガスの外部リーク、ガスのクロスリーク、ガスのショートカットがある。
【００１２】
一方、燃料電池スタックには、小型化、薄型化が要求されている。従来、図１１に示したセパレータ１１の間に設けられた封止部材９には、ＭＥＡ１０を保持するための樹脂枠体および弾性体シールが使用されていた。しかしながら、枠体と高分子電解質膜との間隙をシールで埋める必要があり、そのためには、高い部品寸法精度と、組立精度とが要求される。よって、公差範囲内で間隙が生じないようにするためには、シールの形状が複雑となってしまう一方で、公差を成立させるためには、シールが厚くなってしまう、という課題があった。
【００１３】
このような課題を解決するために、封止部材として絶縁性の熱硬化性樹脂を使用することで薄型モジュールを実現する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第６１４９２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
高分子電解質膜は、薄くて安価であるが、機械的な強度が弱い。そのため、従来では、燃料電池スタックの製造時（セルの製造時を含む。以下同様）に掛かる荷重によって高分子電解質膜が損傷するという問題があった。
【００１６】
特に、外部リークおよびボイドの発生を防止するためには、大きな荷重を掛ける必要があるが、この時の荷重が高分子電解質膜を損傷させてしまう。
【００１７】
本発明の目的は、電解質膜の損傷を防止できる燃料電池スタックおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様に係る燃料電池スタックは、高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が配置され、他方の面にカソード電極が配置された膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面を挟む一対のセパレータと、前記膜電極接合体の周縁部に設けられ、前記セパレータと接する封止部材と、を有する燃料電池スタックであって、前記セパレータにおける前記封止部材との接着面には、凹凸形状が形成され、前記凹凸形状の凸部分は、前記封止部材と嵌合するように設けられている。
【００１９】
本発明の一態様に係る燃料電池スタックの製造方法は、高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が配置され、他方の面にカソード電極が配置された膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面を挟む一対のセパレータと、前記膜電極接合体の周縁部に設けられ、前記セパレータと接する封止部材と、を有する燃料電池スタックの製造方法であって、前記セパレータにおける前記封止部材との接着面に、凸部が前記封止部材に嵌合するように、凹凸形状を形成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電解質膜の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る燃料電池スタックの分解斜視図
【図２Ａ】本発明の実施の形態１に係るＭＥＡおよび封止部材の平面図
【図２Ｂ】図２Ａの部分断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係るセルの積層構造を示す部分断面図
【図４】本発明の実施の形態１に係るアノードセパレータの平面図
【図５】本発明の実施の形態１に係るカソードセパレータの平面図
【図６Ａ】本発明の実施の形態１に係る凹凸形状の一例である平織を示す模式図
【図６Ｂ】本発明の実施の形態１に係る凹凸形状の一例である綾織を示す模式図
【図６Ｃ】本発明の実施の形態１に係る凹凸形状の一例である朱子織を示す模式図
【図７】本発明の実施の形態２に係るセルの積層構造を示す部分断面図
【図８】本発明の実施の形態３に係るアノードセパレータの平面図
【図９】本発明の実施の形態３に係るセルの積層構造を示す部分断面図
【図１０】従来の固体高分子電解質型燃料電池の断面図
【図１１】従来の電解質膜−電極接合体の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００２３】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る燃料電池スタックは、例えば、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）であって、水素を含有する燃料ガスと、酸素（空気など）を含有する酸化剤ガスとを電気化学的に反応させることで、電力、熱、および水を同時に発生させる装置（モジュール）である。
【００２４】
まず、本実施の形態の燃料電池スタック１の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、燃料電池スタック１の構成の分解斜視図である。図１では、燃料電池スタック１の一部を分解した状態を模式的に示している。
【００２５】
図１に示す燃料電池スタック１は、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）である。
【００２６】
図１に示すように、燃料電池スタック１は、単電池モジュールであるセル２を複数個直列に積層させて構成されている。
【００２７】
セル２の両端の外側には、集電板３、および、複数の弾性部材（例えば、バネ）５を備えた端板４が取り付けられる。具体的には、集電板３および端板４のそれぞれに設けられたボルト孔６に、ボルト７が挿通される。そのボルト７には、ナット８が締結される。このようにして、集電板３および端板４は、セル２に取り付けられる。ボルト孔６は、板の厚み方向に貫通した孔である。
【００２８】
なお、集電板３および端板４をセル２に締結する手段は、ボルト７およびナット８に限定されない。例えば、集電板３および端板４は、クリップ状部材またはバンド状部材によってセル２に締結されてもよい。
【００２９】
集電板３は、発電された電気を効率よく集電できるように、例えば、銅板に金メッキが施された部材である。なお、集電板３の材料は、電気伝導性が良好である金属材料（例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミ等）であればよい。また、集電板３の表面に対しては、スズメッキ、ニッケルメッキ等を施す処理が行われてもよいし、そのような表面処理が行われなくてもよい。
【００３０】
端板４は、電気を絶縁する性質を有する材料で構成されており、絶縁板としての役割も有する。例えば、端板４は、ポリフェニレンサルファイド樹脂を用いて、射出成形で製作されたものである。ただし、端板４の材料は、ポリフェニレンサルファイド樹脂に限定されるものではなく、例えば、導電性材料と絶縁性材料とを組み合わせた材料であってもよい。
【００３１】
端板４と一体となっている配管４Ａは、セル２のマニホールドにガスケット（図示略）を介して押し当てられている。端板４の内側（換言すれば、ＭＥＡ１０の投影部分）には、セル２に荷重を加える複数の弾性部材５が配置されている。弾性部材５の伸縮は、端板４のセル２への取り付け時に、調整される。
【００３２】
セル２は、ＭＥＡ１０と、セパレータ１１とを含む。ＭＥＡ１０の周囲部分には、封止部材９が設けられている。
【００３３】
封止部材９の四隅には、集電板３や端板４と同様に、ボルト孔６が設けられている。また、封止部材９には、燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水がそれぞれ流通するマニホールド孔１２が設けられている。ボルト孔６およびマニホールド孔１２は、封止部材９の厚み方向に貫通した孔である。なお、図１では、説明を簡単にするため、封止部材９において円形のマニホールド孔１２が３つ並んで形成されている図示としたが、実際には、封止部材９には、後述の図４、図５に示すマニホールド孔１２Ａ、１２Ｃ、１２Ｗが形成されている。
【００３４】
本実施の形態では、封止部材９として、アノード側封止部材９Ａ、カソード側封止部材９Ｃ、冷却水封止部材９Ｗ（図３等参照）が用いられる。これらの詳細については、後述する。
【００３５】
セパレータ１１は、平板状の部材であるアノードセパレータ１１Ａ、カソードセパレータ１１Ｃ、および冷却水セパレータ１１Ｗを有する。
【００３６】
アノードセパレータ１１Ａ、カソードセパレータ１１Ｃ、および冷却水セパレータ１１Ｗは、ガス不透過性の導電性材料により構成される。この材料は、例えば、カーボン（例えば、樹脂含浸カーボン）でもよいし、金属でもよい。
【００３７】
アノードセパレータ１１Ａとカソードセパレータ１１Ｃとは、ＭＥＡ１０を挟むように設けられる。冷却水セパレータ１１Ｗは、アノードセパレータ１１Ａおよびカソードセパレータ１１Ｃそれぞれの背面側に設けられる。背面とは、ＭＥＡ１０側の面（以下、内面という）の裏面である。
【００３８】
アノードセパレータ１１Ａおよびカソードセパレータ１１Ｃのそれぞれの内面は、ＭＥＡ１０の形状に応じた形状となっている。すなわち、封止部材９に囲まれた部分に対応するように、アノードセパレータ１１Ａの内面には、燃料ガス流路溝１３Ａが形成されており（図４参照）、カソードセパレータ１１Ｃの内面には、酸化剤ガス流路溝１３Ｃが形成されている（図５参照）。また、冷却水セパレータ１１Ｗの内面には、冷却水流路溝１３Ｗが形成されている。
【００３９】
アノードセパレータ１１Ａ、カソードセパレータ１１Ｃ、および冷却水セパレータ１１Ｗには、上述したボルト孔６およびマニホールド孔１２が設けられている。ボルト孔６およびマニホールド孔１２は、各セパレータの厚み方向に貫通した孔である。なお、図１では、説明を簡単にするため、各セパレータにおいて円形のマニホールド孔１２が３つ並んで形成されている図示としたが、実際には、各セパレータには、後述の図４、図５に示すマニホールド孔１２Ａ、１２Ｃ、１２Ｗが形成されている。
【００４０】
各マニホールド孔１２は、セル２が積層状態（アノードセパレータ１１Ａ、ＭＥＡ１０、カソードセパレータ１１Ｃ、および冷却水セパレータ１１Ｗが積層された状態）となったとき、結合する。これにより、燃料ガスが流れるマニホールド（以下、燃料ガスマニホールドという）、酸化剤ガスが流れるマニホールド（以下、酸化剤ガスマニホールドという）、冷却水が流れるマニホールド（以下、冷却水マニホールドという）が形成される。
【００４１】
次に、本実施の形態に係るＭＥＡ１０および封止部材９の構成について、図２Ａ、図２Ｂを用いて説明する。図２Ａは、ＭＥＡ１０および封止部材９の平面図である。図２Ｂは、図２Ａに示したＸ部分の断面図である。
【００４２】
図２Ａに示すように、ＭＥＡ１０の周縁部分（外縁部分ともいう）には、その周縁部分が露出しないように、封止部材９が設けられている。上述したとおり、封止部材９には、その厚み方向に貫通したボルト孔６およびマニホールド孔１２が形成されている。
【００４３】
図２Ｂに示す電解質膜１５（高分子電解質膜の一例）は、水素イオンを選択的に輸送する。電解質膜１５は、プロトン伝導性を示す固体高分子材料により構成される。固体高分子材料としては、例えば、パーフルオロスルホン酸膜（デュポン社製ナフィオン膜）が挙げられる。
【００４４】
図２Ｂに示すように、電解質膜１５のアノード面側（図中の右側）には、アノード触媒層１６が形成されている。一方、図２Ｂに示すように、電解質膜１５のカソード面側（図中の左側）には、カソード触媒層１７が形成されている。
【００４５】
また、図２Ｂに示すように、アノード触媒層１６およびカソード触媒層１７の外側（電解質膜１５側とは反対側）には、燃料ガスまたは酸化剤ガスの通気性と、電子導電性とを併せ持つガス拡散層（ＧＤＬ）１８が形成されている。
【００４６】
封止部材９は、絶縁性の樹脂を含む繊維シートで構成される。この繊維シートとしては、絶縁性、耐熱性、ガス透過性などの点で、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグが好ましいが、繊維および樹脂の種類はこれに限定されない。繊維としては、強度、厚み、線膨張係数、含有物質に応じて、セラミックス繊維などの他の無機繊維を用いてもよい。樹脂としては、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。また、上記いずれかの繊維を含有する樹脂と、上記いずれかの樹脂とを多層に積層した構成や、樹脂と繊維との組成が部分的に異なる構成であってもよい。
【００４７】
＜セル２の積層構造＞
次に、セル２の積層構造について、図３を用いて説明する。図３は、セル２の積層構造を示す部分断面図である。
【００４８】
図３に示すように、セル２では、電解質膜１５の一面（図中の下側の面）にはアノード電極１９が配置され、電解質膜１５の他面（図中の上側の面）にはカソード電極２０が配置されている。
【００４９】
そして、セル２は、電解質膜１５、アノード電極１９、およびカソード電極２０の積層体（すなわち、ＭＥＡ１０）をアノードセパレータ１１Ａとカソードセパレータ１１Ｃとで挟み込むことで、構成されている。このようなセル２を積層することで、燃料電池スタック１が製造される。
【００５０】
アノード電極１９は、図２Ｂに示したアノード触媒層１６およびガス拡散層１８を含む。また、カソード電極２０は、図２Ｂに示したカソード触媒層１７およびガス拡散層１８を含む。
【００５１】
アノード電極１９の外縁部には、アノード側封止部材９Ａが設けられている。また、カソード電極２０の外縁部には、カソード側封止部材９Ｃが設けられている。
【００５２】
アノードセパレータ１１Ａには、燃料ガス流路溝１３Ａが形成されている。燃料ガス流路溝１３Ａは、図４に示すように、接続流路１４Ａを介して、燃料ガスマニホールドを構成するマニホールド孔１２Ａと接続されている。図４は、アノードセパレータ１１Ａの内面（図３に示すアノードセパレータ１１Ａの２つの面のうち、図中の上側の面）を示す平面図である。なお、接続流路１４Ａには、複数の凸部（島状のリブ）が設けられてもよい。
【００５３】
また、カソードセパレータ１１Ｃには、酸化剤ガス流路溝１３Ｃが形成されている。酸化剤ガス流路溝１３Ｃは、図５に示すように、接続流路１４Ｃを介して、酸化剤ガスマニホールドを構成するマニホールド孔１２Ｃと接続されている。図５は、カソードセパレータ１１Ｃの内面（図３に示すカソードセパレータ１１Ｃの２つの面のうち、図中の下側の面）を示す平面図である。なお、接続流路１４Ｃには、複数の凸部（島状のリブ）が設けられてもよい。
【００５４】
また、カソードセパレータ１１Ｃには、冷却水流路溝１３Ｗが形成されている。また、カソードセパレータ１１Ｃの外縁部には、冷却水の機密性を確保するために、冷却水封止部材９Ｗが配置されている。
【００５５】
図３に示すように、アノードセパレータ１１Ａにおいて、アノード側封止部材９Ａとの接着面（以下、アノード接着面という）、および、冷却水封止部材９Ｗとの接着面（以下、冷却水接着面という）は、凹凸形状（凹凸部と言ってもよい。以下同様）３０を有する。アノード接着面は、図４において斜線で示す領域である。
【００５６】
また、図３に示すように、カソードセパレータ１１Ｃにおいて、カソード側封止部材９Ｃとの接着面（以下、カソード接着面という）、および、冷却水接着面は、凹凸形状３０を有する。カソード接着面は、図５において斜線で示す領域である。
【００５７】
上述したとおり、アノード側封止部材９Ａ、カソード側封止部材９Ｃ、および冷却水封止部材９Ｗは、樹脂と繊維を含む繊維シートで構成されている。そして、上述した凹凸形状３０のうち、凸部は繊維シートの疎部と嵌合しており、凹部は繊維シートの密部と嵌合している。
【００５８】
次に、封止部材９を構成する繊維の構成例について、図６Ａ〜図６Ｃを用いて説明する。
【００５９】
図６Ａは、平織を示す模式図である。平織は、経糸２３と緯糸２４とを交互に浮き沈みさせて織られた、最も単純な織物組織である。
【００６０】
図６Ｂは、綾織を示す模式図である。綾織は、経糸２３を２本または３本の緯糸２４の上を通過させた後、１本の緯糸２４の下を通過させることを繰り返して織られた、織物組織である。
【００６１】
図６Ｃは、朱子織を示す模式図である。朱子織は、経糸２３および緯糸２４が五本以上で構成された、織物組織である。
【００６２】
封止部材９の繊維は、上述した平織、綾織、または朱子織のいずれかの織物組織を有する。よって、封止部材９の繊維は、疎部と密部とを有する。なお、密部は、経糸２３と緯糸２４とが交わる部分であり、疎部は、経糸２３と緯糸２４とが交わっていない部分、つまり、経糸２３間、かつ、緯糸２４間である。
【００６３】
よって、燃料電池スタック１を製造する際には、アノードセパレータ１１Ａおよびカソードセパレータ１１Ｃそれぞれにおける各種封止部材９との接着面に対し、封止部材９の疎部と密部に合わせて凹凸形状３０を形成する。具体的には、加工装置が、画像認識により疎部および密部の各位置を認識し、セパレータの部材を打ち抜く。これにより、凸部が疎部に嵌合し、凹部が密部に嵌合するように、凹凸形状３０が形成される。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態では、カソードセパレータ１１Ｃおよびアノードセパレータ１１Ａのそれぞれにおいて、各種封止部材との接着面に凹凸形状３０を設けたことを特徴とする。よって、燃料電池スタック１の製造時に過大な荷重をかけることなく、外部リーク対策およびボイド対策を実現できる。また、過大な荷重を回避できるので、電解質膜１５の損傷を防止することができる。
【００６５】
また、本実施の形態では、上記凹凸形状３０のうちの凸部分が封止部材９と嵌合する構成であるので、ボイドによる燃料ガスおよび酸化剤ガスそれぞれの外部リークを防止することができる。よって、発電効率を向上させることができる。
【００６６】
以上のことから、本実施の形態では、発電性能と耐久性に優れた燃料電池スタックを提供できる。
【００６７】
（実施の形態２）
上述した実施の形態１の燃料電池スタック１の構成（図３参照）において、セパレータ１１と封止部材９との積層部分に貫通孔を設けてもよい。この構成について、図７を用いて以下に説明する。図７は、本実施の形態に係るセルの積層構造を示す部分断面図である。
【００６８】
図７に示すように、複数のセル２を貫通する貫通孔２１がセル２の積層方向（図中の上下方向）に設けられている。貫通孔２１は、カソードセパレータ１１Ｃ、カソード側封止部材９Ｃ、アノード側封止部材９Ａ、アノードセパレータ１１Ａ、および冷却水封止部材９Ｗを貫通するように設けられている。
【００６９】
また、図７に示すように、貫通孔２１は、封止部材９（カソード側封止部材９Ｃ、アノード側封止部材９Ａ、または冷却水封止部材９Ｗ）の樹脂によって閉塞されている。なお、貫通孔２１は、その全部が閉塞される必要はなく、図７に示すように一部が閉塞されればよい。また、貫通孔２１は、複数設けられてもよい。
【００７０】
上述した構成により、燃料電池スタック１の製造時にボイドを貫通孔２１に集めることができる。したがって、セル２の封止性能を向上させることができる。
【００７１】
（実施の形態３）
上述した実施の形態１の燃料電池スタック１の構成（図３参照）において、セパレータ１１と封止部材９との積層部分に溝を設けてもよい。この構成について、図８、図９を用いて以下に説明する。図８は、アノードセパレータ１１Ａ（アノード接着面側）の平面図である。図８は、部分ａの拡大図を含む。図９は、本実施の形態に係るセル２の積層構造を示す部分断面図である。
【００７２】
図８に示すように、アノードセパレータ１１Ａのアノード接着面には、その外縁部分を全周するように溝２５が設けられている。
【００７３】
また、図８に示すように、アノード接着面には、一定間隔を空けて複数の溝２６が設けられている。溝２６の一端は、溝２５に接続しており、溝２６の他端は、アノード接着面の最外縁部分に通じている。
【００７４】
上述した溝２５、２６は、図９に示すように、アノードセパレータ１１Ａの冷却水接着面にも設けられている。
【００７５】
また、上述した溝２５、２６は、図９に示すように、カソードセパレータ１１Ｃのカソード接着面および冷却水接着面のそれぞれにも設けられている。
【００７６】
また、図９に示すように、溝２５、２６は、封止部材９（カソード側封止部材９Ｃ、アノード側封止部材９Ａ、または冷却水封止部材９Ｗ）の樹脂によって閉塞されている。なお、溝２５、２６は、それらの全部が閉塞される必要はなく、図９に示すように一部が閉塞されればよい。
【００７７】
上述した構成により、燃料電池スタック１の製造時にボイドを溝２５、２６に集めることができる。したがって、セル２の封止性能を向上させることができる。
【００７８】
なお、本実施の形態の溝２５、２６に加えて、上記実施の形態２で説明した貫通孔２１を設けるように構成してもよい。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施の形態１〜３の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、ポータブル電源、電気自動車用電源、または、家庭内コージェネレーションシステム等に使用する燃料電池に対して有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１  燃料電池スタック
２  セル（単電池モジュール）
３  集電板
４  端板
５  弾性部材
６  ボルト孔
７  ボルト
８  ナット
９  封止部材
９Ａ  アノード側封止部材
９Ｃ  カソード側封止部材
９Ｗ  冷却水封止部材
１０  ＭＥＡ（膜電極接合体）
１１  セパレータ
１１Ａ  アノードセパレータ
１１Ｃ  カソードセパレータ
１１Ｗ  冷却水セパレータ
１２、１２Ａ、１２Ｃ、１２Ｗ  マニホールド孔
１３  ガス流路溝
１３Ａ  燃料ガス流路溝
１３Ｃ  酸化剤ガス流路溝
１３Ｗ  冷却水流路溝
１４Ａ、１４Ｃ  接続流路
１５  電解質膜
１６  アノード触媒層
１７  カソード触媒層
１８  ガス拡散層
１９  アノード電極
２０  カソード電極
２１  貫通孔
２３  経糸
２４  緯糸
２５、２６  溝
３０  凹凸形状
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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１１】
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