(57)【要約】【課題】シール材の硬化の際において、膜電極接合体に対する負荷を軽減し得る燃料電池の製造方法を、提供する。【解決手段】セパレータ１５０の開口部１６７よりシール材１９０が露出する状態で、開口部１６７を経由して、エネルギＵＶを照射することにより、シール材１９０を硬化する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用のセパレータであって、
前記燃料電池に含まれる隣接部材との間に配置されるシール材のシール領域に開口部を有しており、
前記隣接部材は、前記セパレータに隣接して配置される膜電極接合体あるいは別のセパレータであり、
前記シール材は、前記開口部を経由してエネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により硬化された
ことを特徴とするセパレータ。
【請求項２】
前記シール材は、紫外線硬化樹脂であり、前記エネルギは、紫外線であることを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
【請求項３】
前記シール材は、ガス硬化性バインダを含んでおり、前記化学反応物質は、触媒ガスであることを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
【請求項４】
前記シール材は、液状シール樹脂であり、前記セパレータに前記隣接部材を位置決め接合した後に、前記開口部を経由してエネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により硬化させたことを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
【請求項５】
前記開口部は、メッシュ状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセパレータ。
【請求項６】
前記隣接部材と位置合せするための位置合せ手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のセパレータ。
【請求項７】
前記位置合せ手段は、突起部あるいは溝部を有することを特徴とする請求項６に記載のセパレータ。
【請求項８】
前記開口部は、前記突起部あるいは前記溝部に、位置していることを特徴とする請求項７に記載のセパレータ。
【請求項９】
セパレータ、および、
隣接部材との間に配置されるシール材を有しており、
前記セパレータは、前記シール材が配置されるシール領域に開口部を有し、
前記隣接部材は、前記セパレータに隣接して配置される膜電極接合体あるいは別のセパレータであり、
前記シール材は、前記開口部を経由してエネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により硬化された
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】
前記シール材は、紫外線硬化樹脂であり、前記エネルギは、紫外線であることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池。
【請求項１１】
前記シール材は、ガス硬化性バインダを含んでおり、前記化学反応物質は、触媒ガスであることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池。
【請求項１２】
前記シール材は、液状シール樹脂であり、前記セパレータに前記隣接部材を位置決め接合した後に、前記開口部を経由してエネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により硬化させたことを特徴とする請求項９に記載の燃料電池。
【請求項１３】
前記開口部は、メッシュ状であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項１４】
前記セパレータと前記隣接部材とを位置合せするための位置合せ手段を有することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項１５】
前記位置合せ手段は、前記セパレータおよび前記隣接部材の一方に配置される突起部、および、前記セパレータおよび前記隣接部材の他方に配置される溝部を有しており、前記突起部および前記溝部は、嵌合自在であることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池。
【請求項１６】
前記開口部は、前記セパレータに配置される前記突起部あるいは前記溝部に、位置していることを特徴とする請求項１５に記載の燃料電池。
【請求項１７】
セパレータ、および、
隣接部材との間に配置されるシール材を有し、
前記セパレータは、前記シール材が配置されるシール領域に開口部を有し、
前記隣接部材は、前記セパレータに隣接して配置される膜電極接合体あるいは別のセパレータである
燃料電池の製造方法であって、
前記セパレータの開口部より前記シール材が露出する状態で、前記開口部を経由して、エネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により、前記シール材を硬化する
ことを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１８】
前記シール材は、紫外線硬化樹脂であり、前記エネルギは、紫外線であることを特徴とする請求項１７に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１９】
前記シール材は、ガス硬化性バインダを含んでおり、前記化学反応物質は、触媒ガスであることを特徴とする請求項１７に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項２０】
前記シール材は、液状シール樹脂であり、前記セパレータに前記隣接部材を位置決め接合した後に、前記開口部を経由してエネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により硬化させたことを特徴とする請求項１７に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項２１】
前記開口部は、メッシュ状であることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項２２】
前記セパレータおよび前記隣接部材は、前記セパレータおよび前記隣接部材の一方に配置される突起部と、前記セパレータおよび前記隣接部材の他方に配置される溝部を嵌合させることで、位置合せされることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項２３】
前記開口部は、前記セパレータに配置される前記突起部あるいは前記溝部に、位置していることを特徴とする請求項２２に記載の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、燃料電池用セパレータ、燃料電池および燃料電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、例えば、複数の単セルから構成される。単セルは、セパレータおよび膜電極接合体（ＭＥＡ（ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ））の積層体を有する。隣接するセパレータと膜電極接合体との間、および隣接するセパレータ間には、シール材が配置される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３５７８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、シール材は、液状シール樹脂からなり、熱硬化される。液状シール樹脂は、積層する際の面圧を均一にし、シール性および寸法精度の点で好ましいが、液状シール樹脂を硬化するための熱は、セパレータを経由して伝達されるため、その作用領域は全面に広がり、かつ硬化は長時間を要しており、膜電極接合体に対してダメージを与える可能性がある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、シール材の硬化の際において、膜電極接合体に対する負荷を軽減し得る燃料電池用セパレータ、膜電極接合体に対する負荷が軽減されたシール構造を有する燃料電池、および、膜電極接合体に対する負荷を軽減し得る燃料電池の製造方法を、提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
燃料電池用のセパレータであって、
前記燃料電池に含まれる隣接部材との間に配置されるシール材のシール領域に開口部を有しており、
前記隣接部材は、前記セパレータに隣接して配置される膜電極接合体あるいは別のセパレータであり、
前記シール材は、前記開口部を経由してエネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により硬化された
ことを特徴とするセパレータである。
【０００６】
上記目的を達成するための請求項９に記載の発明は、
セパレータ、および、
隣接部材との間に配置されるシール材を有しており、
前記セパレータは、前記シール材が配置されるシール領域に開口部を有し、
前記隣接部材は、前記セパレータに隣接して配置される膜電極接合体あるいは別のセパレータであり、
前記シール材は、前記開口部を経由してエネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により硬化された
ことを特徴とする燃料電池である。
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１７に記載の発明は、
セパレータ、および、
隣接部材との間に配置されるシール材を有し、
前記セパレータは、前記シール材が配置されるシール領域に開口部を有し、
前記隣接部材は、前記セパレータに隣接して配置される膜電極接合体あるいは別のセパレータである
燃料電池の製造方法であって、
前記セパレータの開口部より前記シール材が露出する状態で、
前記開口部を経由して、エネルギ照射あるいは化学反応物質の供給により、前記シール材を硬化する
ことを特徴とする燃料電池の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、セパレータの開口部を利用し、シール材を直接硬化することにより、シール材を硬化するための作用領域を局所化しかつ硬化時間を短縮化し、膜電極接合体に対する負荷を軽減することができる。したがって、シール材の硬化の際において、膜電極接合体に対する負荷を軽減し得る燃料電池用セパレータを、提供することが可能である。
【０００９】
請求項９に記載の発明によれば、シール材は、セパレータの開口部を利用し、直接硬化されている。したがって、シール材を硬化するための作用領域は局所化し、かつ硬化時間は短縮化されており、膜電極接合体に対する負荷が軽減されている。つまり、シール材の硬化の際において、膜電極接合体に対する負荷が軽減されたシール構造を有する燃料電池を、提供することができる。
【００１０】
請求項１７に記載の発明によれば、シール材は、セパレータの開口部を利用し、直接硬化される。したがって、シール材を硬化するための作用領域は局所化し、かつ硬化時間は短縮化されるため、膜電極接合体に対する負荷が軽減される。つまり、シール材の硬化の際において、膜電極接合体に対する負荷を軽減し得る燃料電池の製造方法を、提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る燃料電池を説明するための斜視図である。
【００１３】
燃料電池１０は、複数の単セル１００が積層されたスタック部２０を有しており、電源として利用される。電源の用途は、例えば、定置用、携帯電話などの民生用携帯機器用、非常用、レジャーや工事用電源などの屋外用、搭載スペースが限定される自動車などの移動体用である。特に、移動体用電源は、比較的長時間の運転停止後に高い出力電圧が要求されるため、適用が好ましい。
【００１４】
スタック部２０の両側には、集電板３０，４０、絶縁板５０，６０およびエンドプレート７０，８０が配置される。集電板３０，４０は、緻密質カーボンや銅板などガス不透過な導電性部材から形成され、また、スタック部２０で生じた起電力を出力するための出力端子３５，４５が設けられている。絶縁板５０，６０は、ゴムや樹脂等の絶縁性部材から形成される。
【００１５】
エンドプレート７０，８０は、剛性を備えた材料、例えば鋼などの金属材料から形成される。エンドプレート７０は、燃料ガス（例えば、水素）、酸化剤ガス（例えば、酸素）および冷媒（例えば、冷却水）を流通させるために、燃料ガス導入口７１、燃料ガス排出口７２、酸化剤ガス導入口７４、酸化剤ガス排出口７５、冷媒導入口７７、および冷媒排出口７８を有する。
【００１６】
スタック部２０、集電板３０，４０、絶縁板５０，６０およびエンドプレート７０，８０の四隅には、タイロッド９０が挿通される貫通孔が配置される。タイロッド９０は、その端部に形成される雄ねじ部に、ナット（不図示）が螺合され、燃料電池１０を締結する。スタック形成のための荷重は、単セル１００の積層方向に作用し、単セル１００を押し圧状態に保持する。
【００１７】
タイロッド９０は、剛性を備えた材料、例えば、鋼などの金属材料から形成され、また、単セル１００同士の電気的短絡を防止するため、絶縁処理された表面部を有する。タイロッド９０の設置本数は、４本（四隅）に限定されない。タイロッド９０の締結機構は、螺合に限定されず、他の手段を適用することも可能である。
【００１８】
燃料電池１０の締結機構は、内部を延長するタイロッド９０を利用する形態に限定されず、外部を延長するテンションロッドを利用することも可能である。
【００１９】
図２および図３は、図１に示されるスタック部を構成する単セルを説明するための斜視図および断面図、図４は、図２および図３に示されるセパレータを説明するための平面図、図５は、図４の線Ｖ−Ｖに関する断面図である。
【００２０】
単セル１００は、膜電極接合体１１０、セパレータ１５０，１７０およびシール材１９０，１９２，１９４を有し、後述するように、膜電極接合体に対する負荷が軽減されたシール構造を有する。
【００２１】
膜電極接合体１１０は、電解質膜１２０と、電解質膜１２０を挟んで配置されるカソード電極（空気極）１３０およびアノード電極（燃料極）１４０とを有する。電解質膜１２０は、固体高分子材料、例えば、フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を呈する。
【００２２】
カソード電極１３０は、電解質膜１２０の一方の面に配置され、カソード触媒層およびガス拡散層を有する。カソード触媒層は、ガス拡散層と電解質膜１２０との間に配置される。アノード電極１４０は、電解質膜１２０の他方の面に配置され、アノード触媒層およびガス拡散層を有する。アノード触媒層は、ガス拡散層と電解質膜１２０との間に配置される。
【００２３】
カソード触媒層およびアノード触媒層は、導電性担体に触媒成分が担持されてなる電極触媒と、高分子電解質とを含んでいる。
【００２４】
電極触媒の導電性担体は、触媒成分を所望の分散状態で担持するための比表面積、および、集電体として十分な電子導電性を有しておれば、特に限定されないが、主成分がカーボン粒子であるのが好ましい。
【００２５】
カソード触媒層に適用される触媒成分は、酸素の還元反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。アノード触媒層に適用される触媒成分は、水素の酸化反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。
【００２６】
触媒成分は、例えば、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、タングステン、鉛、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、及びそれらの合金等などから選択される。触媒活性、一酸化炭素等に対する耐被毒性、耐熱性などを向上させるために、少なくとも白金を含むものが、好ましい。カソード触媒層およびアノード触媒層に適用される触媒成分は、同一である必要はなく、適宜選択することが可能である。
【００２７】
電極触媒の高分子電解質は、少なくとも高いプロトン伝導性を有する部材であれば、特に限定されず、例えば、ポリマー骨格の全部又は一部にフッ素原子を含むフッ素系電解質や、ポリマー骨格にフッ素原子を含まない炭化水素系電解質が適用可能である。
【００２８】
ガス拡散層は、充分なガス拡散性および導電性を有する部材、例えば、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスや、カーボンペーパ、あるいはカーボンフェルトから形成される。
【００２９】
次に、セパレータ１５０，１７０を説明する。
【００３０】
セパレータ１５０，１７０は、ステンレス鋼鈑にプレス加工を施すことで形成されており、膜電極接合体１１０の表面に位置するカソード電極１３０およびアノード電極１４０の外面に配置される。ステンレス鋼鈑は、複雑な機械加工を施しやすくかつ導電性が良好である点で好ましく、必要に応じて、耐食性のコーティングを施すことも可能である。また、セパレータ１５０，１７０の素材として、アルミニウム板や、クラッド材を適用することも可能である。
【００３１】
セパレータ１５０は、マニホールド部１５１，１５２，１５４，１５５，１５７，１５８、凹凸部１６０、突起部１６５および開口部１６７を有し、膜電極接合体１１０のカソード電極１３０に相対して配置される。マニホールド部１５１，１５２、マニホールド部１５４，１５５およびマニホールド部１５７，１５８は、燃料ガス用、酸化剤ガス用および冷媒用に適用される。なお、セパレータ１５０は、別の単セル１００のセパレータ１７０に隣接している。また、図２において、凹凸部１６０、突起部１６５および開口部１６７は省略されている。
【００３２】
凹凸部１６０におけるカソード電極１３０に相対する内面と、膜電極接合体１１０の表面により形成される空間Ｓ１は、酸化剤ガスを流通させるための流路を構成し、マニホールド部１５４，１５５を経由し、エンドプレート７０に配置される酸化剤ガス導入口７４および酸化剤ガス排出口７５に、接続されている。
【００３３】
突起部１６５は、膜電極接合体１１０との間に配置されるシール材１９０のシール領域に沿って形成されている。なお、膜電極接合体１１０は、突起部１６５と嵌合自在の溝部を有しており、突起部１６５および溝部は、セパレータ１５０を膜電極接合体１１０と位置合せするための位置合せ手段として機能する。
【００３４】
また、溝部をセパレータ１５０に配置し、突起部１６５を膜電極接合体１１０に配置することも可能である。突起部１６５および溝部は、例えば、ロケートピンなどの別の位置決め手段が利用可能である場合には、適宜省略することも可能である。
【００３５】
開口部１６７は、メッシュ状であり、突起部１６５に位置している。つまり、開口部１６７は、燃料電池１０に含まれる隣接部材である膜電極接合体１１０との間に配置されるシール材１９０のシール領域に位置決めされている。例えば、開口部１６７の開口率は、５０〜７０％であり、メッシュ線径は、２０〜５０μｍである。突起部１６５および開口部１６７は、重なり合って配置される形態に限定されない。
【００３６】
セパレータ１７０は、マニホールド部１７１，１７２，１７４，１７５，１７７，１７８、凹凸部１８０、突起部および開口部を有し、膜電極接合体１１０のアノード電極１４０に相対して配置される。マニホールド部１７１，１７２、マニホールド部１７４，１７５およびマニホールド部１７７，１７８は、燃料ガス用、酸化剤ガス用および冷媒用に適用される。なお、セパレータ１７０は、別の単セル１００のセパレータ１５０に隣接している。また、図２において、凹凸部１８０、突起部および開口部は省略されている。
【００３７】
凹凸部１８０におけるアノード電極１４０に相対する内面と、膜電極接合体１１０の表面により形成される空間Ｓ２は、燃料ガスを流通させるための流路を構成し、マニホールド部１７１，１７２を経由し、エンドプレート７０に配置される燃料ガス導入口７１および燃料ガス排出口７２に、接続されている。
【００３８】
突起部は、膜電極接合体１１０との間に配置されるシール材１９２のシール領域に沿って形成されている。なお、膜電極接合体１１０は、突起部と嵌合自在の溝部を有しており、突起部および溝部は、セパレータ１７０を膜電極接合体１１０と位置合せするための位置合せ手段として機能する。
【００３９】
また、溝部をセパレータ１７０に配置し、突起部を膜電極接合体１１０に配置することも可能である。突起部および溝部は、例えば、ロケートピンなどの別の位置決め手段が利用可能である場合には、適宜省略することも可能である。
【００４０】
開口部は、メッシュ状であり、突起部に位置している。つまり、開口部は、燃料電池１０に含まれる隣接部材である膜電極接合体１１０との間に配置されるシール材１９２のシール領域に位置決めされている。例えば、開口部の開口率は、５０〜７０％であり、メッシュ線径は、２０〜５０μｍである。突起部および開口部は、重なり合って配置される形態に限定されない。
【００４１】
凹凸部１８０の外面と、隣接する別の単セル１００のセパレータ１５０の外面により形成される空間Ｓ３は、冷媒を流通させるための流路を構成し、マニホールド部１７７，１７８を経由し、エンドプレート７０に配置される冷媒導入口７７および冷媒排出口７８に、接続されている。
【００４２】
隣接する別の単セル１００のセパレータ１５０の突起部１６５は、セパレータ１７０との間に配置されるシール材１９４のシール領域に沿って形成され、開口部１６７は、突起部１６５に位置している。つまり、開口部１６７は、燃料電池１０に含まれる隣接部材である別のセパレータ１７０との間に配置されるシール材１９４のシール領域に位置決めされている。
【００４３】
なお、凹凸部１６０，１８０の形状および配置は、ガスの拡散性、圧力損失、生成水の排出性、冷却性能等を考慮し、適宜設定される。
【００４４】
次に、シール材１９０，１９２，１９４を説明する。
【００４５】
シール材１９０，１９２，１９４は、開口部を経由してエネルギを照射することで、硬化されている。つまり、シール材は、セパレータ１５０，１７０の開口部を利用し、直接硬化されている。したがって、シール材を硬化するための作用領域は局所化し、かつ硬化時間は短縮化されており、膜電極接合体１１０に対する負荷が軽減されている。
【００４６】
シール材１９０，１９２，１９４は、液状シール樹脂であり、その硬化は、セパレータ１５０，１７０に隣接部材を位置決め接合した後に、実施されている。
【００４７】
液状シール樹脂の開口部に対する充填量は、例えば、５０％以下である。
【００４８】
液状シール樹脂は、紫外線硬化樹脂であり、エネルギは、紫外線である。紫外線硬化樹脂は、例えば、一液性アクリル系接着剤や一液性エポキシ系接着剤であり、その粘度は、１００〜１０００ｃｐｓが適用され、紫外線照射により、数秒程度で初期硬化を開始し、数分後に完全硬化する。したがって、熱硬化型液状シール樹脂に比べて、硬化温度は低く、膜電極接合体１１０に対する熱負荷が大幅に軽減される。
【００４９】
液状シール樹脂が接着剤からなる場合、セパレータおよび隣接部材（膜電極接合体１１０あるいは別のセパレータ）が接着され、シール材１９０，１９２，１９４の密着性およびシール性が向上するため、好ましい。
【００５０】
液状シール樹脂は、紫外線硬化樹脂に限定されず、例えば、赤外線硬化樹脂を適用することが可能である。赤外線硬化樹脂は、例えば、エポキシ系接着剤であり、エネルギとして近赤外線あるいは遠赤外線の照射により、数１０秒程度で硬化させることが可能である。また、液状シール樹脂としてアクリル系接着剤を使用し、エネルギとしてレーザや電子線を利用することも可能である。
【００５１】
なお、シール材１９０，１９２，１９４を硬化させるためのエネルギを、開口部を経由して照射する代わりに、シール材１９０，１９２，１９４を硬化させるための化学反応物質（作用物質）を、開口部を経由して供給することも可能である。例えば、シール材１９０，１９２，１９４としてガス硬化性バインダを含んでいるもの使用し、化学反応物質として触媒ガスを適用することで、シール材１９０，１９２，１９４を硬化することが可能である。
【００５２】
次に、本発明の実施の形態に係る燃料電池の製造方法を説明する。
【００５３】
図６は、セパレータと隣接部材の積層を説明するための断面図、図７および図８は、シール材の配置を説明するための断面図および平面図、図９および図１０は、シール材の硬化を説明するための断面図および平面図である。なお、シール材１９０，１９２，１９４の形成は、略同一であるため、シール材１９０の形成を、代表として説明する。
【００５４】
セパレータ１５０を、隣接部材である膜電極接合体１１０に積層して、セパレータ１５０の開口部１６７を、シール材１９０が配置されるシール領域に、位置決めする。この際、セパレータ１５０の突起部１６５を、膜電極接合体１１０の溝部１１２と嵌合させることで、位置合せされる（図６参照）。
【００５５】
セパレータ１５０と膜電極接合体１１０の位置決め接合が完了すると、シール材１９０を構成する液状シール樹脂（紫外線硬化樹脂）Ｍが、開口部１６７を経由してシール領域に供給される（図７および図８参照）。液状シール樹脂の供給は、セパレータ１５０の１６５に沿って移動するディスペンサ２００が使用される。なお、液状シール樹脂を供給するための手段は、ディスペンサ２００に限定されない。
【００５６】
開口部１６７に対する液状シール樹脂Ｍの供給が完了すると、積層された膜電極接合体１１０およびセパレータ１５０は、固定式の長尺の紫外線照射ランプ３００を有する硬化装置に搬送される。
【００５７】
紫外線照射ランプ３００は、エネルギ（紫外線）ＵＶを、開口部１６７を経由して、液状シール樹脂つまりシール材１９０に照射する（図９および図１０参照）。セパレータ１５０は、紫外線照射ランプ３００の下方を通過することで、シール材１９０の硬化の硬化が完了する（図１０参照）。
【００５８】
つまり、セパレータ１５０の開口部１６７よりシール材１９０が露出する状態で、シール材１９０は、セパレータ１５０の開口部１６７を利用し、直接硬化される。したがって、シール材１９０を硬化するための作用領域は局所化し、かつ硬化時間は短縮化されるため、膜電極接合体に対する負荷が軽減される。
【００５９】
なお、紫外線照射ランプ３００は、固定式に限定されず、固定されたセパレータ１５０の上方を、紫外線照射ランプ３００が移動する形態を適用することも可能である。また、セパレータ１５０の開口部１６７の全体を紫外線で照射可能である大型の紫外線照射ランプあるいは複数の紫外線照射ランプの集合体を適用することで、セパレータ１５０および紫外線照射ランプの両者を固定式とすることも可能である。
【００６０】
さらに、セパレータ１５０の溝部１１２に沿って移動する小型の紫外線照射ランプを適用することも可能である。セパレータ１５０の開口部１６７に対する照射角度を適宜変更し、例えば、側方から紫外線を照射することも可能である。
【００６１】
次に、本発明の実施の形態に係る変形例を説明する。図１１は、燃料ガス用マニホールド部を説明するための断面図、図１２は、酸化剤ガス用マニホールド部および冷媒用マニホールド部を説明するための断面図である。
【００６２】
シール材１９０，１９２，１９４の厚みに対応する液状シール樹脂Ｍの充填量は、一定であることに限定されず、必要とされるシール特性に応じて変更することも可能である。例えば、マニホールド部を流通する媒体（燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷媒）の種類に対応し、充填量を変化させることで、液状シール樹脂Ｍを効率的に使用することが可能である。
【００６３】
図１１に示されるように、比較的漏れ易い燃料ガスが流通すマニホールド部の周囲に位置するシール領域の充填量を増加させる一方、図１２に示されるように、比較的漏れ難い酸化剤ガスおよび冷媒が流通するマニホールド部の周囲に位置するシール領域の充填量を低下させることが可能である。
【００６４】
以上のように、本実施の形態は、シール材の硬化の際において、膜電極接合体に対する負荷を軽減し得る燃料電池用セパレータ、膜電極接合体に対する負荷が軽減されたシール構造を有する燃料電池、および、膜電極接合体に対する負荷を軽減し得る燃料電池の製造方法を、提供することが可能である。
【００６５】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００６６】
例えば、燃料電池は、固体高分子型に限定されず、アルカリ型燃料電池、リン酸型燃料電池に代表される酸型電解質の燃料電池、ダイレクトメタノール燃料電池、マイクロ燃料電池に、適用可能である。
【００６７】
また、セパレータは、金属製に限定されず、カーボン製やセラミック製を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示されるスタック部を構成する単セルを説明するための斜視図である。
【図３】図１に示されるスタック部を構成する単セルを説明するための断面図である。
【図４】図２および図３に示されるセパレータを説明するための平面図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに関する断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る燃料電池の製造方法を説明するための断面図であり、セパレータと隣接部材の積層を示している。
【図７】シール材の配置を説明するための断面図である。
【図８】シール材の配置を説明するための平面図である。
【図９】シール材の硬化を説明するための断面図である。
【図１０】シール材の硬化を説明するための平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る変形例における燃料ガス用マニホールド部を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る変形例における酸化剤ガス用マニホールド部および冷媒用マニホールド部を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０・・燃料電池、
２０・・スタック部、
３０，４０・・集電板、
３５，４５・・出力端子、
５０，６０・・絶縁板、
７０，８０・・エンドプレート、
７１・・燃料ガス導入口、
７２・・燃料ガス排出口、
７４・・酸化剤ガス導入口、
７５・・酸化剤ガス排出口、
７７・・冷媒導入口、
７８・・冷媒排出口、
９０・・タイロッド、
１００・・単セル、
１１０・・膜電極接合体、
１１２・・溝部、
１２０・・電解質膜、
１３０・・カソード電極、
１４０・・アノード電極、
１５０・・セパレータ、
１５１，１５２，１５４，１５５，１５７，１５８・・マニホールド部、
１６０・・凹凸部、
１６５・・突起部、
１６７・・開口部、
１７０・・セパレータ、
１７１，１７２，１７４，１７５，１７７，１７８・・マニホールド部、
１８０・・凹凸部、
１９０，１９２，１９４・・シール材、
２００・・ディスペンサ、
３００・・紫外線照射ランプ、
Ｍ・・液状シール樹脂、
Ｓ１〜Ｓ３・・空間、
ＵＶ・・紫外線。
【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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【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１１】
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【図１２】
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