(57)【要約】【課題】燃料電池において、接着剤を介することなくシールを接合するとともに、電極反応によって生じた水分を速やかに排出する。【解決手段】射出ステーションにおいて、第１セパレータ２０に第１シール５６を設ける。次に、紫外線照射ステーションにおいて、第１シール５６に対して紫外線を照射する。これにより、第１シール５６が活性化される。この際、先ず、酸素からオゾンを生成する紫外線を照射し、次に、前記オゾンから励起状態の酸素原子が生成する紫外線を照射すれば、第１シール５６の表面に親水基が生成される。この第１セパレータ２０と、同様にして活性化された第２シール５８を有する第２セパレータ２２とが重ね合わせられ、この際、活性化及び親水化処理が施された第１シール５６と第２シール５８の少なくとも一部が重ね合わせられて一体化される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード側電極とカソード側電極とが電解質を介して配設される電解質・電極接合体が１組のセパレータ間に介装された単セルを具備する燃料電池であって、
前記単セルは、紫外線照射がなされた第１のシールを備えた第１のセパレータと、紫外線照射がなされた第２のシールを備えた第２のセパレータとを有し、
前記第１のセパレータと前記第２のセパレータとを重ね合わせることにより、前記第１のシールと前記第２のシールの少なくとも一部が互いに接合していることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに設けられて反応ガスを流通させるための反応ガス流路に、紫外線照射がなされたシールが設けられていることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
アノード側電極とカソード側電極とが電解質を介して配設される電解質・電極接合体が第１のセパレータと第２のセパレータとの間に介装された単セルを具備する燃料電池の製造方法であって、
前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに第１のシール及び第２のシールをそれぞれ設ける工程と、
前記第１のシール及び前記第２のシールに対して紫外線を照射する工程と、
前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータ間に前記電解質・電極接合体を介装して前記第１のセパレータと前記第２のセパレータとを重ね合わせることにより、前記第１のシールと前記第２のシールの少なくとも一部を互いに接合させて前記単セルを構成する工程と、
を有す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３記載の製造方法において、前記紫外線の照射によって前記第１のシール及び前記第２のシール中のシロキサン結合を乖離させることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４記載の製造方法において、前記紫外線の波長を２８３ｎｍ以下とすることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の製造方法において、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに設けられた前記シールに紫外線を照射して該シールの表面を親水化することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の製造方法において、前記紫外線として、Ｏ2からＯ3を形成する波長のものと、Ｏ3から励起状態の酸素原子を形成する波長のものを用いることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の製造方法において、Ｏ2からＯ3を形成する波長を１８５ｎｍ以下、Ｏ3から励起状態の酸素原子を形成する波長を２５４ｎｍとすることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか１項に記載の製造方法において、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに設けられて反応ガスを流通させるための反応ガス流路に対しても前記紫外線の照射を行うことを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項３〜９のいずれか１項に記載の製造方法において、前記第１のシール及び前記第２のシールを加熱することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１１】
アノード側電極とカソード側電極とが電解質を介して配設される電解質・電極接合体が第１のセパレータと第２のセパレータとの間に介在された単セルを具備する燃料電池を製造する燃料電池の製造装置であって、
前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに第１のシール及び第２のシールをそれぞれ設けるシール形成機構と、
前記第１のシール及び前記第２のシールに対して紫外線を照射する紫外線照射機構と、
を有することを特徴とする燃料電池の製造装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の製造装置において、前記紫外線照射機構は、波長が互いに異なる紫外線を照射する光源を具備することを特徴とする燃料電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質・電極接合体が１組のセパレータ間に介装されて構成される単セルを具備する燃料電池、その製造方法及び該燃料電池を製造するための製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、通常、電解質・電極接合体を１組のセパレータで挟持することで構成された単セルを備える。このような構成の単セルにおいて、セパレータの両面縁部にはシールが形成される。燃料電池の運転に際しては、前記電解質・電極接合体を構成するアノード側電極に対して水素を含んだ燃料ガスが供給されるとともに、カソード側電極に対して酸素を含んだ酸化剤ガスが供給される。前記シールは、これら燃料ガス及び酸化剤ガスが燃料電池の外部に漏出することを防止するためのものである。
【０００３】
特許文献１〜３に記載されるように、セパレータ同士のシールは、接着剤を介して接合されることが一般的である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６６４２５号公報
【特許文献２】特開２００５−２９４０９８号公報
【特許文献３】特開２００６−３０２７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、接着剤を介してシール同士を接合する場合、シールと相性のよい接着剤を選定する必要がある。この選定は、実験（相性評価）を繰り返して行わなければならず、長時間を要する上に煩雑である。
【０００６】
また、シール部位以外の箇所に接着剤を塗布することは好ましいことではない。従って、シール部位以外に接着剤を塗布しないようにするために塗布作業の正確性が求められ、このために製造が容易でないという不具合が顕在化している。さらに、接着剤を塗布する分、燃料電池の厚みが大きくなるという不都合も指摘されている。
【０００７】
その上、接着剤を硬化させるべくシールが溶着する程度の温度で熱処理を施すと、シールや電解質・電極接合体が劣化する懸念がある。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するためになされたもので、接着剤を用いることなくシール同士が接合した燃料電池、その製造方法及びその製造装置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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、アノード側電極とカソード側電極とが電解質を介して配設される電解質・電極接合体が１組のセパレータ間に介装された単セルを具備する燃料電池であって、
前記単セルは、紫外線照射がなされた第１のシールを備えた第１のセパレータと、紫外線照射がなされた第２のシールを備えた第２のセパレータとを有し、
前記第１のセパレータと前記第２のセパレータとを重ね合わせることにより、前記第１のシールと前記第２のシールの少なくとも一部が互いに接合していることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明においては、第１シール及び第２シールに対して紫外線照射がなされる。これにより両シールが活性化され、その結果、互いに重ね合わされた部位では、両シールが一体化しながら重合する。すなわち、シール同士が接着剤を介することなく堅牢に接合し合って硬化する。
【００１１】
このように、本発明によれば、接着剤が不要となる。このため、シールに対して相性のよい接着剤を選定する煩雑な作業が不要となる。また、接着剤を正確に塗布する作業も不要となるので、燃料電池を容易に作製することが可能となる。その上、接着剤層が存在しない分、燃料電池の厚みを小さくすることもできる。さらに、接着剤を硬化させるために高温の熱処理を行う必要がないので、シールや電解質・電極接合体が劣化することも回避できる。
【００１２】
この場合、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに設けられて反応ガスを流通させるための反応ガス流路に、紫外線照射がなされたシールを設けるようにしてもよい。これにより該シールに親水化処理が施されるので、反応ガス流路に水ぶくれ（ブリスタ）が生じることを回避することができる。結局、反応ガスの流通路が狭小化されることが回避されるので、反応ガスを流通させる際の圧損が上昇することを回避することができる。
【００１３】
また、本発明は、アノード側電極とカソード側電極とが電解質を介して配設される電解質・電極接合体が第１のセパレータと第２のセパレータとの間に介装された単セルを具備する燃料電池の製造方法であって、
前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに第１のシール及び第２のシールをそれぞれ設ける工程と、
前記第１のシール及び前記第２のシールに対して紫外線を照射する工程と、
前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータ間に前記電解質・電極接合体を介装して前記第１のセパレータと前記第２のセパレータとを重ね合わせることにより、前記第１のシールと前記第２のシールの少なくとも一部を互いに接合させて前記単セルを構成する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
このような過程を経ることにより、接着剤を介することなくシール同士を堅牢に接合させ、一体化した状態で硬化させて燃料電池を得ることが可能となる。
【００１５】
紫外線が照射されたシール中では、例えば、シロキサン結合の乖離が起こる。この結合乖離により、シールが活性化される。このように活性状態にあるシール同士は、重ね合わされた際に一体化しながら重合する。これにより、接着剤を介することなくシール同士を堅牢に接合させて一体化することができる。
【００１６】
なお、シールに照射する紫外線の好適な波長は、２８３ｎｍ以下である。
【００１７】
また、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに設けられた前記シールに紫外線を照射し、これにより該シールの表面を親水化することが好ましい。親水化されたシールには、水分が留まり難い。このため、前記シールとセパレータとの間に水蒸気が入り込んでブリスタが生じることを回避することができる。
【００１８】
この親水化は、例えば、前記紫外線として、Ｏ2からＯ3を形成する波長のものと、Ｏ3から励起状態の酸素原子を形成する波長のものとを照射することで実施することができる。この場合、Ｏ2からＯ3を形成する波長としては１８５ｎｍ以下、Ｏ3から励起状態の酸素原子を形成する波長としては２５４ｎｍを選定するようにすればよい。
【００１９】
さらに、前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに設けられて反応ガスを流通させるための反応ガス流路に対しても、前記紫外線の照射を行うことが好ましい。この場合、電極反応によって生じたＨ2Ｏ（主に水蒸気）が使用済の反応ガスに同伴されて排出され易くなる。なお、反応ガス流路に対する紫外線照射は、シールに対する紫外線照射と同時に行われる。
【００２０】
また、第１のシール及び第２のシールを加熱するようにしてもよい。加熱されたシールでは重合反応が一層促進され、このために接合強度が一層向上するからである。
【００２１】
さらに、本発明は、アノード側電極とカソード側電極とが電解質を介して配設される電解質・電極接合体が第１のセパレータと第２のセパレータとの間に介在された単セルを具備する燃料電池を製造する燃料電池の製造装置であって、
前記第１のセパレータ及び前記第２のセパレータに第１のシール及び第２のシールをそれぞれ設けるシール形成機構と、
前記第１のシール及び前記第２のシールに対して紫外線を照射する紫外線照射機構と、
を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、シールに紫外線を照射する紫外線照射機構を設けるようにしているので、接着剤を用いることなく燃料電池を設けることができる。
【００２３】
この場合、上記の親水化を行うべく、前記紫外線照射機構は、波長が互いに異なる紫外線を照射する光源を具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明においては、１組のセパレータのそれぞれに設けられたシールに紫外線照射がなされ、その後、セパレータ間に電解質・電極接合体を介装して単セルを構成するようにしているので、前記シールが活性化された状態で互いに重ね合わせられる。このため、該シール同士は、接着剤を介することなく堅牢に接合し合って一体的に硬化する。
【００２５】
結局、本発明によれば、接着剤が不要となる。従って、シールに対して相性のよい接着剤を選定する作業や接着剤を正確に塗布する作業が不要となるので、燃料電池を効率的に製造することが可能となる。また、接着剤層が存在しない分、燃料電池の厚みを小さくすることもでき、燃料電池の小型化に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る燃料電池、その製造方法及びその製造装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１及び図２は、それぞれ、本実施の形態に係る燃料電池が具備するスタック１０の要部分解斜視説明図、要部縦断面説明図である。
【００２８】
このスタック１０は、アノード側電極１２とカソード側電極１４とで電解質１６を挟んで構成される電解質・電極接合体１８と、この電解質・電極接合体１８を挟持する第１セパレータ２０、第２セパレータ２２とで構成される単セル２４を備える。本実施の形態において、これら第１セパレータ２０及び第２セパレータ２２は、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレスで構成されている。
【００２９】
この中、アノード側電極１２及びカソード側電極１４は、それぞれ、電解質１６側に臨むガス拡散層と、該ガス拡散層に接合された電極触媒層とを有する。このようなアノード側電極１２及びカソード側電極１４の構成は公知であることから、ここでは図示を省略するとともにその詳細な説明を省略する。
【００３０】
一方、図１及び図２において、第１セパレータ２０及び第２セパレータ２２の各左上隅角部には、酸化剤ガスを流通させるための第１ガス入口通路３０が設けられており、その対角位置である右下隅角部には、使用済の酸化剤ガスを流通させるための第１ガス出口通路３２が設けられている。同様に、右上隅角部には燃料ガスを通過させるための第２ガス入口通路３４が設けられており、その対角位置である左下隅角部には、使用済の燃料ガスを通過させるための第２ガス出口通路３６が設けられている。第１セパレータ２０及び第２セパレータ２２には、さらに、第１ガス入口通路３０から第２ガス入口通路３４に向かって延在する冷媒入口通路３８が設けられる一方、第２ガス出口通路３６から第１ガス出口通路３２に向かって延在する冷媒出口通路４０が設けられている。
【００３１】
そして、第１セパレータ２０におけるアノード側電極１２に対向する面には、該アノード側電極１２に燃料ガスを供給・排出するために山部と谷部を交互に形成した波状の燃料ガス通過部４２が湾曲して延在している。図２に示すように、燃料ガス通過部４２の頂面は、アノード側電極１２から離間している。これにより燃料ガス通過部４２とアノード側電極１２との間に中空部４４が形成され、燃料ガスはこの中空部４４を介して流通される。
【００３２】
一方、第２セパレータ２２には、第１セパレータの燃料ガス通過部４２に対し反対側に突出する波状の酸化剤ガス通過部４６が設けられており、該酸化剤ガス通過部４６の各頂面は、第１セパレータ２０に指向して突出している。これにより該頂面がカソード側電極１４から離間することに伴って酸化剤ガス通過部４６とカソード側電極１４との間に中空部４８が形成され、この中空部４８には、酸化剤ガスが流通される。
【００３３】
また、第１セパレータ２０の燃料ガス通過部４２と第２セパレータ２２の酸化剤ガス通過部４６の頂面が互いに反対側に突出しているため、燃料ガス通過部４２、酸化剤ガス通過部４６の頂面同士は互いに離間している。この離間によって連通路５０が形成され、冷媒入口通路３８から導入された冷媒は、この連通路５０を流通して冷媒出口通路４０に至る。
【００３４】
第１セパレータ２０及び第２セパレータ２２の各々には、冷媒入口通路３８から分岐して連通路５０に向かう分岐路５２と、連通路５０からの冷媒を冷媒出口通路４０に集束するための集束路５４が設けられている。
【００３５】
そして、第１セパレータ２０及び第２セパレータ２２の両面において、第１ガス入口通路３０、第１ガス出口通路３２、第２ガス入口通路３４、第２ガス出口通路３６、冷媒入口通路３８、冷媒出口通路４０、分岐路５２、集束路５４の周囲には、第１シール５６、第２シール５８がそれぞれ設けられている。これら第１シール５６、第２シール５８の好適な材質としては、シリコーンゴムが挙げられる。
【００３６】
ここで、図２に示すように、第１セパレータ２０における第１シール５６の中の第２セパレータ２２側に臨む面に設けられた部位、及び第２セパレータ２２における第２シール５８の中の第１セパレータ２０側に臨む面に設けられた部位は、紫外線が照射された後に互いに重ね合わされ、この状態で硬化されている。
【００３７】
従来技術においては、第１セパレータ２０のシールと第２セパレータ２２のシールとは接着剤を介して接合されるが、本実施の形態においては、これらは接着剤を介することなく紫外線が照射されることにより一体的に硬化している。すなわち、第１セパレータ２０の第１シール５６と第２セパレータ２２の第２シール５８は、合体して１つのシールをなしている。なお、図２においては、便宜上、第１シール５６と第２シール５８との間に破線を付し、両者の一体化前の境界部位を示している。
【００３８】
このように、接着剤を介することなく第１シール５６と第２シール５８とを一体化することにより、スタック１０、ひいては燃料電池の厚みを小さくし、結果的に燃料電池の小型化に役立てることができる。接着剤の厚さ分が減少するからである。
【００３９】
この場合、少なくとも、第１ガス入口通路３０、第１ガス出口通路３２、第２ガス入口通路３４、第２ガス出口通路３６、及びこれら通路の周囲の第１シール５６、第２シール５８に対し、前記の紫外線照射によって親水化処理を施しておくと好適である。この理由については追って説明する。
【００４０】
このように構成された燃料電池を運転するに際しては、該燃料電池が所定の温度まで昇温された後、第２ガス入口通路３４を介して水素含有ガス等の燃料ガスが中空部４４からアノード側電極に供給されるとともに、第１ガス入口通路３０を介して空気等の酸化剤ガスが中空部４８からカソード側電極１４に供給される。これらの反応ガスの存在下に、各電極１２、１４において電極反応が生じる。この燃料電池の運転の際に、単セル２４、すなわち、電解質・電極接合体１８、第１セパレータ２０、第２セパレータ２２は、冷媒入口通路３８及び分岐路５２を介して供給され、連通路５０を通過する冷媒（冷却水等）によって冷却される。
【００４１】
使用済の燃料ガス及び酸素含有ガスは、それぞれ、第２ガス出口通路３６、第１ガス出口通路３２を介してスタック１０の外部に排出される。また、分岐路５２から連通路５０を介して流通することで単セル２４を冷却した冷媒は、集束路５４を介して冷媒出口通路４０に収集され、最終的に、該冷媒出口通路４０を流通してスタック１０の外部に排出される。
【００４２】
このようにして燃料電池が運転される最中、前記電極反応によってＨ2Ｏ（主に水蒸気）が発生する。このＨ2Ｏは、使用済の酸化剤ガスないし燃料ガスに同伴されて第２ガス出口通路３６ないし第１ガス出口通路３２に到達する。
【００４３】
ここで、上記したように、第１ガス入口通路３０、第１ガス出口通路３２、第２ガス入口通路３４、第２ガス出口通路３６、及びこれら通路の周囲に設けられた第１シール５６、第２シール５８の各々、換言すれば、第１ガス入口通路３０から第２ガス出口通路３６に至るまでの反応ガスの流通路面には、紫外線照射が行われることによって親水化処理が施されている。このため、反応ガスの流通路面では水分の接触角が著しく小さくなるので、水分が第１ガス入口通路３０又は第２ガス入口通路３４側から第１ガス出口通路３２又は第２ガス出口通路３６に向かって速やかに通過するようになる。結局、水分が酸化剤ガスないし燃料ガスとともにスタック１０の外部に容易に排出されるようになる。
【００４４】
換言すれば、水分は、第１ガス出口通路３２、第２ガス出口通路３６に滞留し難い。従って、例えば、第１シール５６又は第２シール５８と第１セパレータ２０又は第２セパレータ２２との間に水蒸気が入り込んでブリスタが生じることが回避される。ブリスタを生じると、第１ガス出口通路３２、第２ガス出口通路３６（反応ガスの流通路）が狭小化されて圧損が上昇するに至るが、本実施の形態によれば、かかる不都合を回避することができる。
【００４５】
この燃料電池は、以下のようにして製造することができる。
【００４６】
図３は、本実施の形態に係る燃料電池製造装置（以下、単に製造装置ともいう）６０の要部構成ブロック図である。この製造装置６０は、射出成形によって第１セパレータ２０、第２セパレータ２２の各々に第１シール５６、第２シール５８を設ける射出成形ステーション６２と、第１シール５６、第２シール５８に対して紫外線を照射する紫外線照射ステーション６４とを有する。
【００４７】
射出成形ステーション６２には、図４に示す射出成形機７０が配置されている。この射出成形機７０に、第１シール５６又は第２シール５８の厚さに相当する直径の球状又は厚さの保持部材７１が複数個固着された第１セパレータ２０又は第２セパレータ２２の縁部をセットする。
【００４８】
前記射出成形機７０は、第１下型７２と上型７４とを有し、これら第１下型７２と上型７４との間にキャビティ８６が形成される。上型７４には、前記キャビティ８６に連通し、第１シール５６又は第２シール５８となる溶融物７６ａ（図５参照）、溶融物７６ｂ（図６参照）をそれぞれ充填するゲート７８、８０が設けられている。また、ゲート７８、８０の各々の近傍には、図示しない第１シリンダ又は第２シリンダから供給されるシール組成物を射出するためのランナ８２、８４が形成されている。
【００４９】
以上のような構成において、図５に示すように、第１シール５６（又は第２シール５８）となる溶融物７６ａを前記第１シリンダから供給する。溶融物７６ａは、ランナ８２及びゲート７８を介してキャビティ８６に射出される。なお、射出条件は、例えば、射出成形型温度を３７３〜４７３Ｋ（１００〜２００℃）、溶融物７６ａ、７６ｂの射出圧力を１．５〜１０ＭＰａ（１５０〜１０００ｋｇ／ｃｍ2）とすればよい。
【００５０】
溶融物７６ａが固化した後、上型７４から第１下型７２を離間させる。すなわち、型開きを行う。次いで、図６に示すように、第１下型７２に代えて第２下型８８を用いて型閉じを行い、上型７４と第２下型８８との間でキャビティ９０を形成する。このキャビティ９０に対し、前記第２シリンダから供給された溶融物７６ｂを、ランナ８４及びゲート８０を介して射出する。
【００５１】
以上の射出時において、第１セパレータ２０に固着された保持部材７１は、上型７４に当接する。このため、上型７４が第１下型７２や第２下型８８に対して相対的に型締めされた際に、第１セパレータ２０が保持部材７１を介して押圧され、その結果、該第１セパレータ２０に存在する反り、うねり、歪み等が矯正される。結局、第１シール５６が略一定厚みとなる。
【００５２】
第２セパレータ２２に対しても同様にして、第２シール５８が設けられる。
【００５３】
次に、図３に示すように、紫外線照射ステーション６４において、第１シール５６及び第２シール５８に対して紫外線が照射される。ここで、紫外線照射ステーション６４は、図示は省略されているが、波長１８５ｎｍ以下の紫外線を照射するための第１光源と、波長２５４ｎｍの紫外線を照射するための第２光源とを有する。これら第１光源、第２光源としては、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライド、ＹＡＧレーザ等の公知のものを適宜採用すればよい。
【００５４】
第１シール５６（又は第２シール５８）に対しては、先ず、第１光源から、波長１８５ｎｍ以下の紫外線が照射される。この紫外線は酸素（Ｏ2）に吸収され、その結果、オゾン（Ｏ3）が生成する。次に、第１シール５６（又は第２シール５８）に対して第２光源から波長２５４ｎｍの紫外線が照射され、これにより、前記Ｏ3から励起状態の酸素原子が生成する。照射時間は、例えば、両紫外線ともに約２０秒とすればよい。
【００５５】
この酸素原子は酸化力が大きく、このため、第１シール５６（又は第２シール５８）に含まれる有機化合物と反応を起こす。その結果、第１シール５６（又は第２シール５８）の表面に、カルボニル基やカルボキシル基等の親水性官能基が生成する。すなわち、第１シール５６（又は第２シール５８）に対して親水化処理が施される。
【００５６】
同時に、第１シール５６（又は第２シール５８）では、紫外線の照射によってシロキサン結合の乖離が起こる。この結合乖離により、第１シール５６（又は第２シール５８）が活性化された状態となる。
【００５７】
このようにして第１シール５６（又は第２シール５８）に紫外線の照射を行うと、第１ガス入口通路３０、第１ガス出口通路３２、第２ガス入口通路３４、第２ガス出口通路３６のそれぞれにも同時に紫外線が照射される。その結果、これら第１ガス入口通路３０、第１ガス出口通路３２、第２ガス入口通路３４、第２ガス出口通路３６の各々にも親水化処理が施される。
【００５８】
以上のようにして第１シール５６、第２シール５８に親水化処理及び活性化処理が施された第１セパレータ２０、第２セパレータ２２の間に、電解質・電極接合体１８を介装して単セル２４を構成する。この単セル２４に対し、７０℃で３０分程度保持する熱処理を行うようにしてもよい。この場合、後述する第１シール５６、第２シール５８の重合反応が一層促進されるようになるので好適である。
【００５９】
次に、単セル２４同士を所定数積層して構成したスタック１０（図１及び図２参照）を、エンドプレート等で挟んだ後に両端からタイロッド等で緊締すれば、燃料電池が得られるに至る。この際、第１セパレータ２０における第２セパレータ２２側に臨む面の第１シール５６と、第２セパレータ２２における第１セパレータ２０側に臨む面の第２シール５８とが互いに重ね合わせられる。
【００６０】
その後、活性状態にあり且つ互いに重ね合わされた第１シール５６と第２シール５８が一体化された状態で重合し、その結果、堅牢に硬化する。以上のように、紫外線照射を行うことにより、接着剤を介することなく第１シール５６と第２シール５８を互いにしっかりと接合することができる。
【００６１】
この現象は、燃料電池を運転するために所定の温度に昇温することによっても惹起される。勿論、運転を行う前に単セル２４ないしスタック１０に対し、第１シール５６及び第２シール５８の重合反応を促進する程度の温度で熱処理を施すようにしてもよい。この場合、第１シール５６及び第２シール５８の重合反応が一層促進されるので、硬化して一体化した第１シール５６及び第２シール５８の接合強度が一層向上するという利点がある。
【００６２】
硬化後においても、第１シール５６及び第２シール５８にはカルボニル基やカルボキシル基等が残留している。従って、第１シール５６及び第２シール５８の親水性が維持され、上記したように、反応ガスの流通路にブリスタが生じることに伴って圧損が上昇することが回避される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施の形態に係る燃料電池が具備するスタックの要部分解斜視説明図である。
【図２】図１のスタックの要部縦断面説明図である。
【図３】本実施の形態に係る燃料電池製造装置の要部ブロック説明図である。
【図４】図１のスタックを構成するセパレータにシールを設けるための射出成形機の要部縦断面説明図である。
【図５】図４の射出成形機を用いてシールを設けている状態を示す要部縦断面説明図である。
【図６】図５に続き、さらに燃料電池用シールを設けている状態を示す要部縦断面説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０…スタック                    １２…アノード側電極
１４…カソード側電極              １６…電解質
１８…電解質・電極接合体          ２０、２２…セパレータ
２４…単セル                      ３０、３４…ガス入口通路
３２、３６…ガス出口通路          ３８…冷媒入口通路
４０…冷媒出口通路                ４２…燃料ガス通過部
４６…酸化剤ガス通過部            ５６、５８…シール
６０…燃料電池製造装置            ６２…射出成形ステーション
６４…紫外線照射ステーション      ７０…射出成形機
７６ａ、７６ｂ…溶融物            ８６、９０…キャビティ
【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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