(57)【要約】【課題】接着剤の充填効率を向上させることが可能な、燃料電池モジュールの製造方法を提供する【解決手段】複数のチューブ型燃料電池セル、及び、該複数のチューブ型燃料電池セルを収容するケース部材を備える燃料電池モジュールを製造する方法であって、複数のチューブ型燃料電池セルをケース部材へ収容する第１工程と、該第１工程の後に、ケース部材の内側へ接着剤を注入する第２工程と、を備える、燃料電池モジュールの製造方法とする。【選択図】図１
2008166203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチューブ型燃料電池セル、及び、該複数のチューブ型燃料電池セルを収容するケース部材を備える燃料電池モジュールを製造する方法であって、
前記複数のチューブ型燃料電池セルを前記ケース部材へ収容する、第１工程と、
前記第１工程の後に、前記ケース部材の内側へ接着剤を注入する、第２工程と、
を備えることを特徴とする、燃料電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記ケース部材の前記内側に、少なくとも、酸化剤流通空間、還元剤流通空間、及び、前記酸化剤流通空間と前記還元剤流通空間とを離隔する離隔空間が備えられ、
前記第２工程で注入される前記接着剤によって、前記離隔空間が満たされることを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記離隔空間を形成する前記ケース部材に、接着剤注入ノズルを出し入れ可能な開口部が備えられ、
前記第２工程が、前記開口部から前記離隔空間へと進入させた前記接着剤注入ノズルを介して、前記接着剤を注入する工程であることを特徴とする、請求項２に記載の燃料電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記第２工程が、前記開口部から前記離隔空間へと進入させた前記接着剤注入ノズルを、前記開口部側へと移動させながら前記接着剤を注入する工程であることを特徴とする、請求項３に記載の燃料電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記離隔空間及び前記開口部が複数備えられ、
前記第２工程が、複数の前記開口部から複数の前記離隔空間へと進入させた複数の前記接着剤注入ノズルを介して同時期に前記接着剤を注入する工程であることを特徴とする、請求項３又は４に記載の燃料電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記接着剤注入ノズルに、接着剤出口が複数備えられ、
前記第２工程が、複数の前記接着剤出口から複数の方向へと供給される前記接着剤によって前記離隔空間が満たされる工程であることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の燃料電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空形状の膜電極接合体を備えるチューブ型の単セルを複数具備する、燃料電池モジュールを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電解質層（以下、「電解質膜」という。）と、電解質膜の両面側にそれぞれ配設される電極（アノード及びカソード）とを備える膜電極接合体（以下、「ＭＥＡ」という。）における電気化学反応により発生した電気エネルギーを、ＭＥＡの両側にそれぞれ配設される集電体を介して外部に取り出している。燃料電池の中でも、家庭用コージェネレーション・システムや自動車等に使用される固体高分子型燃料電池（以下、「ＰＥＦＣ」という。）は、低温領域での運転が可能である。また、ＰＥＦＣは、高いエネルギー変換効率を示し、起動時間が短く、かつシステムが小型軽量であることから、電気自動車の動力源や携帯用電源として注目されている。
【０００３】
単位体積当たりの発電量を向上させること等を目的として、近年、単セルが柱状のＰＥＦＣ（以下、「チューブ型ＰＥＦＣ」という。）に関する研究が進められている。チューブ型ＰＥＦＣのユニットセル（以下において、「チューブ型燃料電池セル」という。）は、一般に、中空形状の電解質膜と当該電解質膜の内周面側及び外周面側にそれぞれ配設される触媒層とを備える中空形状のＭＥＡ、を備えている。そして、例えば、当該ＭＥＡの内周面側に水素含有ガスを、外周面側に酸素含有ガスをそれぞれ供給することにより電気化学反応を起こし、この電気化学反応により発生した電気エネルギーを、ＭＥＡの内周面側及び外周面側にそれぞれ配設される集電体を介して外部に取り出している。すなわち、チューブ型ＰＥＦＣでは、各チューブ型燃料電池セルに備えられるＭＥＡの内周面側に一方の反応ガス（例えば、水素含有ガス）を、外周面側に他方の反応ガス（例えば、酸素含有ガス）を供給することにより発電エネルギーを取り出すので、隣り合う２つのチューブ型燃料電池セルの外周面側に供給される反応ガスを同一とすることができる。したがって、チューブ型ＰＥＦＣによれば、従来の平板型ＰＥＦＣではガス遮蔽性能をも併せ持っていたセパレータが不要となるため、ユニットセルの小型化を図ることが容易になる。
【０００４】
このようなチューブ型ＰＥＦＣに関する技術として、例えば、特許文献１には、２個以上のセルモジュールと各セルモジュールの内面側に反応ガスを流通させる内面用ガス流路と各セルモジュールの外面側に反応ガスを流通させる外面用ガス流路とを備えるセルモジュール集合体において、セルモジュールを挿入可能な貫通孔を所定間隔で設けた隔壁が内面用ガス流路と外面用ガス流路との間に配置され、各セルモジュールを挿入した隔壁の外面用ガス流路側の領域がポッティング処理されている技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１６４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示されている技術では、セルモジュール集合体を筐体に入れて蓋をする前にポッティング材を注入している。それゆえ、ポッティング材（以下、「接着剤」ということがある。）が均一に配設されず、ポッティング材の充填効率が低下してシール性が低下する恐れがあるため、燃料電池モジュールの発電性能が低下しやすいという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、接着剤の充填効率を向上させることが可能な、燃料電池モジュールの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、複数のチューブ型燃料電池セル、及び、該複数のチューブ型燃料電池セルを収容するケース部材を備える燃料電池モジュールを製造する方法であって、複数のチューブ型燃料電池セルをケース部材へ収容する第１工程と、該第１工程の後に、ケース部材の内側へ接着剤を注入する第２工程と、を備えることを特徴とする、燃料電池モジュールの製造方法である。
【０００９】
ここに、「複数のチューブ型燃料電池セルをケース部材へ収容する」とは、例えば、ケース部材にケース本体及び蓋が備えられる場合には、ケース部材に収容される全てのチューブ型燃料電池セルをケース部材本体の内側に形成される空間へ収容した後、蓋を閉めることにより、ケース部材の内側へ複数のチューブ型燃料電池セルを収容することを意味する。さらに、「接着剤」とは、ケース部材内側のシール性を確保する等の目的で使用される接着剤を意味し、チューブ型燃料電池セルを備える燃料電池モジュールを製造する際に使用されるポッティング材等を用いることができる。
【００１０】
上記本発明において、ケース部材の内側に、少なくとも、酸化剤流通空間、還元剤流通空間、及び、酸化剤流通空間と還元剤流通空間とを離隔する離隔空間が備えられ、上記第２工程で注入される接着剤によって、離隔空間が満たされることが好ましい。
【００１１】
ここに、ケース部材の内側に備えられる「離隔空間」とは、酸化剤流通空間に流通される酸化剤と還元剤流通空間に流通される還元剤との混合を防止するために備えられる空間を意味し、酸化剤として空気が用いられ、還元剤として水素が用いられる場合には、水素のシール性を保つ等の目的で使用されるシール部材（ポッティング材としての接着剤）が配設される空間を意味する。
【００１２】
上記本発明において、離隔空間を形成するケース部材に、接着剤注入ノズルを出し入れ可能な開口部が備えられ、上記第２工程が、開口部から離隔空間へと進入させた接着剤注入ノズルを介して、接着剤を注入する工程であることが好ましい。
【００１３】
上記本発明において、上記第２工程が、開口部から離隔空間へと進入させた接着剤注入ノズルを、開口部側へと移動させながら接着剤を注入する工程であることが好ましい。
【００１４】
ここに、「開口部から離隔空間へと進入させた接着剤注入ノズルを、開口部側へと移動させながら接着剤を注入する」とは、離隔空間の入口である開口部から離隔空間へと接着剤注入ノズルを進入させた後、接着剤注入ノズルから接着剤を注入しながら、接着剤注入ノズルを上記開口部側へと移動させることにより、接着剤を注入することを意味する。
【００１５】
上記本発明において、離隔空間及び開口部が複数備えられ、上記第２工程が、複数の開口部から複数の離隔空間へと進入させた複数の接着剤注入ノズルを介して同時期に接着剤を注入する工程であることが好ましい。
【００１６】
ここに、「複数の開口部から複数の離隔空間へと進入させた複数の接着剤注入ノズルを介して同時期に接着剤を注入する」とは、１又は複数の接着剤注入手段に備えられる複数の接着剤注入ノズルを、各開口部から各々の離隔空間へと進入させた後、当該複数の接着剤注入ノズルから同時期に接着剤が供給されることを意味する。本発明において、「同時期」とは、例えば、各接着剤注入ノズルからの接着剤の注入が開始される時期、及び、各接着剤注入ノズルからの接着剤の注入が終了する時期が、略同時であることを意味する。
【００１７】
上記本発明において、接着剤注入ノズルに、接着剤出口が複数備えられ、上記第２工程が、複数の接着剤出口から複数の方向へと供給される接着剤によって離隔空間が満たされる工程であることが好ましい。
【００１８】
ここに、「接着剤注入ノズルに、接着剤出口が複数備えられ」とは、一の接着剤注入ノズルから接着剤を複数の方向へ出すことが可能な形態で、一の接着剤注入ノズルに複数の接着剤出口が備えられることを意味する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数のチューブ型燃料電池セルをケース部材に収容した後、当該ケース部材の内側へ接着剤を注入するので、接着剤を充填すべき空間の隅々にまで接着剤を均一に行き渡らせることができる。したがって、本発明によれば、接着剤の充填効率を向上させてシール性を向上させることが可能な、燃料電池モジュールの製造方法を提供できる。
【００２０】
本発明において、ケース部材の内側に、酸化剤流通空間と還元剤流通空間とを離隔する離隔空間が備えられ、当該離隔空間が接着剤によって満たされる形態とすることにより、ケース部材の内側の空間へと注入された接着剤の流出を防止することができるので、上記効果に加え、さらに、生産性を向上させることが可能な、燃料電池モジュールの製造方法を提供できる。
【００２１】
本発明において、ケース部材に備えられる開口部から隔離空間へと進入させた接着剤注入ノズルを介して接着剤を注入することにより、離隔空間に存在する空気を開口部からケース部材の外側へと排出することができるので、接着剤の充填効率を向上させることが容易になる。
【００２２】
本発明において、開口部から離隔空間へと進入させた接着剤注入ノズルを、開口部側へと移動させながら接着剤を注入することにより、接着剤を離隔空間の隅々にまで注入することが容易になるので、接着剤の充填効率を向上させることが容易になる。
【００２３】
本発明において、複数の離隔空間へ同時期に接着剤を注入することにより、全ての離隔空間へと注入された接着剤が硬化するまでに要する時間を短縮することができるので、生産性を向上させることが容易になる。
【００２４】
本発明において、複数の方向へと供給される接着剤によって離隔空間が満たされる形態とすることにより、離隔空間の隅々にまで接着剤を均一に注入することが容易になるので、接着剤の充填効率を向上させることが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図面を参照しつつ、本発明の燃料電池モジュールの製造方法について、以下に説明する。以下の説明では、チューブ型燃料電池セルに備えられる中空形状のＭＥＡの外周面側へ酸素含有ガス（以下、「空気」という。）が供給されるとともに、同ＭＥＡの内周面側へ水素含有ガス（以下、「水素」という。）が供給され、チューブ型燃料電池セルに冷媒が供給される形態を例示するが、本発明は当該形態に限定されるものではない。チューブ型燃料電池セルには、中空形状のＭＥＡの外周面側へ水素を供給し、同ＭＥＡの内周面側へ空気を供給することも可能であり、寒冷地等で使用される場合には、例えば始動時に、冷媒に代えて温水等の温熱媒体を供給することもできる。
【００２６】
図１は、本発明の燃料電池モジュールの製造方法（以下、「本発明の製造方法」という。）に備えられる工程の流れを示すフローチャートである。図２は、本発明の製造方法に備えられる第２工程の形態を概略的に示す平面図であり、接着剤注入ノズルの先端を、離隔空間の奥へと進入させた様子を示している。図３は、本発明の製造方法に備えられる第２工程の形態を概略的に示す平面図であり、接着剤注入ノズルの先端を、離隔空間への入口としても機能する開口部側へと移動させた様子を示している。理解を容易にするため、図２及び図３では、ケース部材の内側に備えられる離隔空間、ケース部材の内側へと進入させた接着剤注入ノズル、及び、ケース部材に収容されるチューブ型燃料電池セルを透過させて示している。図４は、ケース部材の形態例を概略的に示す正面図であり、ケース部材の内側に備えられる離隔空間の位置を点線で示している。
【００２７】
図１に示すように、本発明の製造方法は、第１工程（工程Ｓ１）と第２工程（工程Ｓ２）とを備え、工程Ｓ１及び工程Ｓ２を経て、燃料電池モジュールが製造される。
【００２８】
一方、図２〜図４に示すように、本発明の製造方法によって製造される燃料電池モジュール１００（以下、「燃料電池モジュール１００」という。）は、複数のチューブ型燃料電池セル１、１、…、及び、当該複数のチューブ型燃料電池セル１、１、…（以下、「セル１、１、…」という。）を収容するケース部材２を備えている。ケース部材２は、端部ケース部材２ａ、及び、端部ケース部材２ｂと、ケース本体２ｃとを備えている。図２〜図４に示すように、端部ケース部材２ａは、端部ケース部材２ａの内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間である離隔空間３を備え、さらに、接着剤注入ノズル２０、２０を出し入れ可能な開口部４、４（以下、「開口部４ａ」、「開口部４ｃ」という。）及び、開口部４、４（以下、「開口部４ｂ」、「開口部４ｄ」という。）と、冷媒用マニホールド１１及び水素用マニホールド１２と、を備えている。端部ケース部材２ｂは、端部ケース部材２ｂの内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間である離隔空間５を備え、さらに、接着剤注入ノズル２０、２０を出し入れ可能な開口部６、６（以下、「開口部６ａ」、「開口部６ｃ」という。）及び、開口部６、６（以下、「開口部６ｂ」、「開口部６ｄ」という。）と、冷媒用マニホールド１１及び水素用マニホールド１２と、を備えている。ケース本体２ｃは、ケース本体２ｃの内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間である離隔空間７を備え、さらに、ケース本体２ｃと端部ケース部材２ａとを連結した際に開口部４ｃ及び開口部４ｄとそれぞれ連通する開口部８、８（以下、「開口部８ａ」、「開口部８ｂ」という。）を備えている。加えて、ケース本体２ｃは、ケース本体２ｃの内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間である離隔空間９を備え、さらに、ケース本体２ｃと端部ケース部材２ｂとを連結した際に開口部６ｃ及び開口部６ｄとそれぞれ連通する開口部８、８（以下、「開口部８ｃ」、「開口部８ｄ」という。）を備えている。このほか、ケース部材２ｃの正面及び背面には、空気取り込み口としての開口部１０、１０、…、及び、空気排出口としての開口部（不図示）が備えられている。以下の説明、及び、図２〜図４において、開口部８ａ、開口部８ｂ、開口部８ｃ、及び、開口部８ｄの符号を、適宜括弧書きにて付記する。以下、図１〜図４を参照しつつ、本発明の製造方法について具体的に説明する。
【００２９】
１．第１工程（工程Ｓ１）
工程Ｓ１は、ケース部材に備えられる複数のチューブ型燃料電池セルの全てを、ケース部材に収容する工程である。燃料電池モジュール１００を製造する場合を例にして説明すると、工程Ｓ１は、例えば、ケース本体２ｃの内側に複数のセル１、１、…を配置した後、複数のセル１、１、…が配置されたケース本体２ｃと、端部ケース部材２ａ及び端部ケース部材２ｂとをそれぞれ連結することにより、ケース部材２の内側に複数のセル１、１、…を収容する工程とすることができる。
【００３０】
２、第２工程（工程Ｓ２）
工程Ｓ２は、上記工程Ｓ１によって複数のチューブ型燃料電池セルを収容したケース部材の内側へ接着剤を注入することにより、ケース部材内側の空間の一部（例えば、離隔空間）に、接着剤を配設する工程である。燃料電池モジュール１００を製造する場合を例にして説明すると、工程Ｓ２では、まず、上記工程Ｓ１によって複数のセル１、１、…を収容したケース部材２の開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａから接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０を進入させる。その後、接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０を、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａ側へと移動させつつ、各接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０の接着剤出口（図１〜図４では不図示）を介して接着剤を注入することにより、離隔空間３、７、９、及び５へ接着剤を充填する。かかる形態とすることにより、離隔空間３、５、７、及び９へ接着剤を充填することができ、離隔空間３を例に挙げれば、開口部４ａ及び開口部４ｂから接着剤があふれ出した直後に接着剤の注入を停止する等により、離隔空間３に接着剤を充填することができる。離隔空間５、７、及び、９についても以下同様にして、接着剤を充填することができる。
【００３１】
このように、本発明によれば、ケース部材２の内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間である離隔空間３、５、７、及び、９へ接着剤を注入することにより、離隔空間３、５、７、及び、９へ接着剤を充填する工程Ｓ２が備えられるので、接着剤の充填効率を向上させてシール性を向上させることができる。
【００３２】
また、上記形態では、離隔空間３、５、７、及び、９が、ケース部材２の内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間であるため、接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０から注入された接着剤が、離隔空間３、５、７、及び、９からケース部材２の内側に備えられる他の空間へと流出しない。それゆえ、当該形態とすることにより、接着剤充填時の作業効率を向上させることができるので、生産性を向上させることが可能になる。
【００３３】
さらに、上記形態では、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａから離隔空間３、７、９、及び、５へと進入させた接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０を介して、接着剤が注入される。そのため、接着剤が充填される前に離隔空間３に存在していた空気を開口部４ａ及び開口部４ｂからケース部材２ａの外側へ移動させることができ、接着剤が充填される前に離隔空間５に存在していた空気を開口部６ａ及び開口部６ｂからケース部材２ｂの外側へ移動させることができる。さらに、以下同様にして、離隔空間７に存在していた空気を開口部４ｃ（８ａ）及び開口部４ｄ（８ｂ）からケース部材２ｃの外側へ移動させることができ、離隔空間９に存在していた空気を開口部６ｃ（８ｃ）及び開口部６ｄ（８ｄ）からケース部材２ｃの外側へ移動させることができる。したがって、本発明によれば、開口部４ａ、４ｂ、４ｃ（８ａ）、４ｄ（８ｂ）、６ｃ（８ｃ）、６ｄ（８ｄ）、６ａ、及び、６ｂを空気排出口として機能させることが可能になり、その結果、離隔空間３、７、９、及び、５へと注入される接着剤の充填効率を容易に向上させることが可能になる。
【００３４】
さらに、上記形態では、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａから離隔空間３、７、９、及び、５へと進入させた接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０を、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａ側へと移動させながら接着剤を注入しているので、ケース部材２（２ａ、２ｂ、２ｃ）の姿勢を途中で変更することなく、離隔空間３、７、９、及び、５へと注入される接着剤の充填効率を容易に向上させることが可能になる。
【００３５】
さらに、上記形態では、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａから離隔空間３、７、９、及び、５へと進入させた接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０から、接着剤を同時期に注入している。それゆえ、例えば、隔離空間３へ接着剤を充填した後に隔離空間７へ接着剤を充填し、引き続き隔離空間９へ接着剤を充填した後に隔離空間５へ接着剤を充填する形態と比較して、接着剤の硬化に要する時間を短縮することができる。したがって、かかる形態とすることにより、製造時間を短縮することができるので、生産性を向上させることが可能になる。
【００３６】
本発明において、接着剤注入ノズルに設けられた接着剤出口を介して接着剤が離隔空間へと注入される場合、接着剤を出すことが可能であれば、接着剤注入ノズルの形態は特に限定されるものではない。上記形態のように、ケース部材の内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間である離隔空間へ接着剤を注入する場合には、接着剤の注入時間（充填時間）を短縮することにより生産性を向上可能とする等の観点から、接着剤が複数の方向へ出ることが可能な複数の接着剤出口が備えられる形態の接着剤注入ノズルを用いることが好ましい。
【００３７】
図５は、複数の方向へ接着剤を出すことが可能な接着剤注入ノズルの形態例を示す概略図であり、図５（ａ）は接着剤注入ノズルを拡大して示す側面図、図５（ｂ）は接着剤注入ノズルを拡大して示す正面図である。接着剤出口の形態を理解しやすくするため、図５（ｂ）では、接着剤出口の配置のみを示す。図５に示すように、接着剤注入ノズル２１には、接着剤注入ノズル２１の軸方向へ接着剤を出すことが可能な接着剤出口２２、及び、接着剤注入ノズル２１の軸方向と交差する方向へ接着剤を出すことが可能な接着剤出口２３、２４、２５、２６を備えている。図５に示す形態の接着剤注入ノズル２１を用いて接着剤を注入することにより、接着剤注入ノズル２１の軸方向に加え、接着剤注入ノズル２１の軸方向と交差する方向へも接着剤を出すことができる。それゆえ、隔離空間３、５、７、９の隅々へ接着剤を容易に行き渡らせることが可能になるため、接着剤の充填効率を向上させることが可能になる。
【００３８】
本発明において、セル１は、中空形状のＭＥＡと、中空形状のＭＥＡの内周面側に配設される集電体と、中空形状のＭＥＡの外周面側に配設される集電体と、を備えていればその形態は特に限定されるものではない。中空形状のＭＥＡの内周面側及び外周面側にそれぞれ配設される集電体は、良好な電子伝導性を有する材料によって構成されることが好ましく、構成材料の具体例としては、銅、銀、金、白金等の金属を挙げることができる。集電体の構成材料として銅が用いられる場合には、耐酸性を向上させるため、その表面を銀、金、白金等によって被覆することが好ましい。
また、ケース部材２に収容されるセル１、１、…の数は、それぞれのセル１、１、…を電気的に並列に接続することにより、燃料電池モジュール１００に必要とされる電流値に到達し得る数であれば特に限定されるものではない。ケース部材２に収容されるセル１、１、…の数は、例えば、数十〜百数十程度とすることができる。
【００３９】
一方、中空形状のＭＥＡは、プロトン伝導性ポリマーを含有する中空形状の電解質膜と、当該電解質膜の内周面側及び外周面側にそれぞれ配設される中空形状の触媒層とを備えていれば、その形態は特に限定されるものではない。電解質膜に含有されるプロトン伝導性ポリマーの具体例としては、含フッ素高分子を骨格として少なくともスルホン酸基、ホスホン酸基、及びリン酸基のうち一種を有するフッ素系のポリマーや、ポリオレフィンのような炭化水素を骨格とする炭化水素系のポリマー等を挙げることができる。上記フッ素系のポリマーを含有する電解質膜の具体例としては、Ｎａｆｉｏｎ（「Ｎａｆｉｏｎ」は米国デュポン社の登録商標。）やフレミオン（「フレミオン」は旭硝子株式会社の登録商標）等を挙げることができる。一方、上記炭化水素系のポリマーを含有する電解質膜の具体例としては、セレミオン等（「セレミオン」は旭硝子株式会社の登録商標）を挙げることができる。
【００４０】
中空形状のＭＥＡに備えられる触媒層は、セル１のアノード及びカソードで生じる電気化学反応の触媒として機能する物質（触媒）と、当該電気化学反応で生じるプロトンを伝導させ得る物質（プロトン伝導性物質）とを有していれば、その形態は特に限定されるものではない。触媒層に含有される触媒の具体例としては、Ｐｔのほか、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗからなる群より選択される１以上の金属とＰｔとを有するＰｔ合金等を挙げることができる。触媒層に含有されるプロトン伝導性物質の具体例としては、上記電解質膜に含有され得る上記プロトン伝導性ポリマー等を挙げることができる。
【００４１】
本発明において、端部ケース部材２ａ、２ｂ、及び、ケース本体２ｃ（以下、これらをまとめて「ケース部材２」という。）は、複数のセル１、１、…を収容可能であり、かつ、燃料電池モジュール１００の運転時の環境に耐え得る性質（例えば、耐熱性、耐水性等。以下同じ。）を備えていれば、その形態は特に限定されるものではない。ケース部材２を構成する材料の具体例としては、絶縁性樹脂等を挙げることができる。
【００４２】
本発明において、接着剤注入ノズル２０、２１から注入される接着剤は、隔離空間３及び隔離空間７によって狭持される空間、並びに、隔離空間５及び隔離空間９によって狭持される空間へ供給される水素が、隔離空間３、５、７、及び、９を透過して移動することを防止可能であるとともに、隔離空間３、５、７、及び、９へ充填された状態を維持可能であり、かつ、燃料電池モジュール１００の運転時の環境に耐え得る性質を備えていれば、その形態は特に限定されるものではない。接着剤の具体例としては、チューブ型燃料電池セルを備える燃料電池モジュールを製造する際に使用されるポッティング材等を用いることができる。
【００４３】
本発明において、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａは、接着剤注入ノズル２０又は接着剤注入ノズル２１を進入させ得る大きさを有していれば、その大きさは特に限定されるものではないが、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａが大きすぎるとケース部材２の剛性が低下しやすい。ケース部材２の剛性が低下すると、ケース部材２自体が歪んで水素や冷媒がリークする等により、発電性能が低下する恐れがあるため、ケース部材２に必要とされる剛性を確保可能な範囲内の大きさとすることが好ましい。開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａが円形である場合、その直径は、例えば、２ｍｍ程度とすることができる。一方で、開口部４ｂ、４ｄ（８ｂ）、６ｄ（８ｄ）、及び、６ｂは、これらの開口部から接着剤注入ノズル２０又は接着剤注入ノズル２１を進入させる場合には、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａｔｐ同程度の大きさとすることができる。他方、開口部４ｂ、４ｄ（８ｂ）、６ｄ（８ｄ）、及び、６ｂから接着剤注入ノズル２０又は接着剤注入ノズル２１を進入させない場合には、隔離空間３、５、７、及び、９へ接着剤を注入する前に当該隔離空間３、５、７、及び、９に存在していた空気をケース部材２の外側へ移動させ得る空気抜き穴として機能させ得る大きさを有していれば、その大きさは特に限定されるものではない。開口部４ｂ、４ｄ（８ｂ）、６ｄ（８ｄ）、及び６ｂを円形の空気抜き穴として機能させる場合、その直径は、例えば、０．５ｍｍ程度とすることができる。
【００４４】
本発明において、接着剤注入ノズル２０、２１は、上記開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａから隔離空間３、７、９、及び、５へと進入させ得る大きさであり、かつ、隔離空間３、７、９、及び、５へ接着剤を充填させ得る形態であれば、その形態は特に限定されるものではない。接着剤出口を備える接着剤注入ノズル２０を具備する接着剤注入手段としては、例えば、接着剤出口の径が０．２３ｍｍ〜１．８３ｍｍ程度のノズルを備える液剤塗布用バルブシステム（例えば、株式会社サンエイテック製）等を挙げることができる。
【００４５】
本発明において、隔離空間３、５、７、及び、９は、その内側へ接着剤を充填させることにより、水素のシール性を維持可能な形態で備えられていれば、その形態は特に限定されるものではない。また、上記説明では、ケース部材２の両端部に冷媒用マニホールド１１、１１及び水素用マニホールド１２、１２が備えられる燃料電池モジュール１００を例示したため、ケース部材２に隔離空間３、５、７、及び、９が備えられる形態を示したが、冷媒用マニホールドの配置形態を工夫することにより、水素用空間と冷媒用マニホールドとの間の隔離空間が不要になる場合には、空気流通空間と水素流通空間とを隔離する隔離空間（図２〜図４では、隔離空間７及び隔離空間９）が備えられていれば良い。
【００４６】
本発明に関する上記説明では、ケース部材２に、端部ケース部材２ａ、端部ケース部材２ｂ、及び、ケース本体２ｃが備えられる形態を例示したが、本発明の燃料電池モジュールに備えられるケース部材は上記形態に限定されるものではなく、セル１、１、…を収容可能な複数の部材を備えていれば良い。本発明の燃料電池モジュールに備えられるケース部材の他の形態例としては、ケース部材に収容されるセル１、１、…の軸方向略中央で分割／連結可能な２個の部材によって構成される形態等を挙げることができる。
【００４７】
また、本発明に関する上記説明では、ケース部材２の片側に備えられる開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａから隔離空間３、７、９、及び、５へ接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０を進入させて接着剤を注入する形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。上記開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａに加え、開口部４ｂ、４ｄ（８ｂ）、６ｄ（８ｄ）、及び、６ｂから、接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０を離隔空間３、７、９、及び、５へと進入させ、ケース部材２の両側から接着剤注入ノズル２０、２０、…を移動させながら接着剤を注入する形態とすることも可能である。ケース部材２の両側から接着剤を注入する形態であれば、離隔空間３、７、９、及び、５へ接着剤を充填するために必要とされる時間を短縮することができるので好ましい。
【００４８】
また、本発明に関する上記説明では、離隔空間３、５、７、及び、９へ、接着剤が同時期に注入される形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではなく、例えば、一の接着剤注入ノズル２０を用いて離隔空間３に接着剤を充填した後、離隔空間７に接着剤を充填し、次いで離隔空間９に接着剤を充填した後、離隔空間５に接着剤を充填する形態とすることも可能である。しかし、当該形態は、離隔空間３、５、７、及び、９へ、接着剤が同時期に注入される形態と比較して、離隔空間３、５、７、及び、９への接着剤の充填が完了するまでに要する時間が長くなる。したがって、接着剤の充填時間を短縮することにより生産性を向上させ得る形態とする観点からは、複数の離隔空間へ同時期に接着剤が注入される形態とすることが好ましい。
【００４９】
また、本発明に関する上記説明では、離隔空間３、７、９、及び５へと進入させた接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０を、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａ側へと移動させながら接着剤を注入する形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。当該形態のほか、例えば、接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０に備えられる接着剤出口を、開口部４ａ、４ｃ（８ａ）、６ｃ（８ｃ）、及び、６ａの近傍に配置させ、静止した接着剤注入ノズル２０、２０、２０、及び、２０から、接着剤を注入する形態とすることも可能である。しかし、より一層接着剤の充填効率を向上させやすい形態とする観点からは、接着剤注入ノズルを移動させながら接着剤を注入する形態とすることが好ましい。
【００５０】
また、本発明に関する上記説明では、ケース部材の内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間である離隔空間３、５、７、及び、９へ接着剤が注入される形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。例えば、高粘性の接着剤を注入することにより、接着剤の流出を防止することが可能な場合には、隔壁等で区切られていない空間へ接着剤を注入する形態とすることも可能である。ただし、より確実に接着剤の流出を防止して生産性を向上させ得る形態とする観点からは、ケース部材の内側に備えられる隔壁等によって区切られた空間である離隔空間へ接着剤を注入する形態とすることが好ましい。
【００５１】
また、本発明に関する上記説明では、接着剤注入ノズルから接着剤を注入する形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。ただし、簡易な機器を用いて離隔空間へ接着剤を容易に充填可能とする観点からは、接着剤注入ノズルを備える接着剤注入手段を用いて接着剤を注入する形態とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の製造方法に備えられる工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の製造方法に備えられる第２工程の形態を概略的に示す平面図である。
【図３】本発明の製造方法に備えられる第２工程の形態を概略的に示す平面図である。
【図４】ケース部材の形態例を概略的に示す正面図である。
【図５】接着剤注入ノズルの形態例を示す概略図であり、図５（ａ）は接着剤注入ノズルの側面図、図５（ｂ）は接着剤注入ノズルの正面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…セル（チューブ型燃料電池セル）
２…ケース部材
２ａ、２ｂ…端部ケース部材（ケース部材）
２ｃ…ケース本体（ケース部材）
３、５、７、９…離隔空間
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…開口部
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ…開口部
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ…開口部
１０…開口部（空気取り込み口）
１１…冷媒用マニホールド
１２…水素用マニホールド
２０、２１…接着剤注入ノズル
２２、２３、２４、２５、２６…接着剤出口
１００…燃料電池モジュール
【図１】
2008166203.tif 000003
【図２】
2008166203.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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