(57)【要約】【課題】  生産性を向上させた燃料電池製造装置及び該燃料電池製造装置を用いた燃料電池の製造方法を提供する。【解決手段】  制御装置５６からの信号に基づいて駆動装置５８により駆動されるベルトコンベアＢＣ１により搬送された第１の基板に、吐出装置２０ａ、２０ｂにおいて第１の反応ガスを供給するための第１のガス流路を形成する。次に、ベルトコンベアＢＣ１により搬送された第１の基板に、吐出装置２０ｄにおいて第１の集電層を、吐出装置２０ｆにおいて第１の反応層を形成する。次に、第１の基板に、吐出装置２０ｇにおいて電解質膜を形成する。同様に、吐出装置２０ｈにおいて第２の反応層を、吐出装置２０ｊにおいて第２の集電層を形成する。そして、組立装置６０において、吐出装置２０ｌ、２０ｍにおいて第２のガス流路が形成された第２の基板を、第１の基板上の所定の位置に配置して燃料電池の製造を完了する。【選択図】  図１
2004296428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池製造装置であって、
第１の反応ガスを供給するための第１のガス流路を、第１の基板に形成する第１のガス流路形成装置と、
前記第１のガス流路を介して供給された第１の反応ガスが反応することにより生じた電子を集める第１の集電層を形成する第１の集電層形成装置と、
前記第１のガス流路を介して供給された第１の反応ガスに基づいて反応を行う第１の反応層を形成する第１の反応層形成装置と、
電解質膜を形成する電解質膜形成装置と、
第２の反応ガスを供給するための第２のガス流路を、第２の基板に形成する第２のガス流路形成装置と、
前記第２のガス流路を介して供給された第２の反応ガスが反応することにより生じた電子を集める第２の集電層を形成する第２の集電層形成装置と、
前記第２のガス流路を介して供給された第２の反応ガスに基づいて反応を行う第２の反応層を形成する第２の反応層形成装置と
を備え、前記第１のガス流路形成装置、前記第１の集電層形成装置、前記第１の反応層形成装置、前記電解質膜形成装置、前記第２のガス流路形成装置、前記第２の集電層形成装置及び前記第２の反応層形成装置の中の少なくとも一つが吐出装置を含んで構成されてなる燃料電池製造装置。
【請求項２】
前記第１のガス流路形成装置、前記第１の集電層形成装置、前記第１の反応層形成装置、前記電解質膜形成装置、前記第２のガス流路形成装置、前記第２の集電層形成装置及び前記第２の反応層形成装置が１つの製造ラインとして連続的に配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池製造装置。
【請求項３】
前記第１のガス流路形成装置、前記第１の集電層形成装置、前記第１の反応層形成装置、前記電解質膜形成装置、前記第２のガス流路形成装置、前記第２の集電層形成装置及び前記第２の反応層形成装置の各装置間が、搬送装置を介して接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料電池製造装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の燃料電池製造装置を用いた燃料電池の製造方法であって、
前記第１のガス流路形成工程、前記第１の集電層形成工程、前記第１の反応層形成工程、前記電解質膜形成工程、前記第２のガス流路形成工程、前記第２の集電層形成工程及び前記第２の反応層形成工程が連続的に行われることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項５】
燃料電池の製造方法であって、
第１の反応ガスを供給するための第１のガス流路を、第１の基板に形成する第１のガス流路形成工程と、
前記第１のガス流路を介して供給された第１の反応ガスが反応することにより生じた電子を集める第１の集電層を形成する第１の集電層形成工程と、
前記第１のガス流路を介して供給された第１の反応ガスに基づいて反応を行う第１の反応層を形成する第１の反応層形成工程と、
電解質膜を形成する電解質膜形成工程と、
第２の反応ガスを供給するための第２のガス流路を、第２の基板に形成する第２のガス流路形成工程と、
前記第２のガス流路を介して供給された第２の反応ガスが反応するために必要な電子を供給する第２の集電層を形成する第２の集電層形成工程と、
前記第２のガス流路を介して供給された第２の反応ガスに基づいて反応を行う第２の反応層を形成する第２の反応層形成工程と
を含み、
前記第１のガス流路形成工程、前記第１の集電層形成工程、前記第１の反応層形成工程、前記電解質膜形成工程、前記第２のガス流路形成工程、前記第２の集電層形成工程及び前記第２の反応層形成工程の中の少なくとも一つの工程において、吐出装置を用いることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記第１の集電層形成工程は、前記第１の基板上に第１の集電層を形成し、
前記第１の反応層形成工程は、前記第１の集電層上に第１の反応層を形成し、
前記電解質膜形成工程は、前記第１の反応層上に電解質膜を形成し、
前記第２の反応層形成工程は、前記電解質膜上に第２の反応層を形成し、
前記第２の集電層形成工程は、前記第２の反応層上に第２の集電層を形成し、
前記第２の基板を、前記第２の集電層上に配置することを特徴とする請求項５記載の燃料電池の製造方法。
【請求項７】
前記第１の基板上に、前記第１の集電層、前記第１の反応層及び前記電解質膜を順に形成し、
前記第２の基板上に、前記第２の集電層、前記第２の反応層及び前記電解質膜を順に形成し、
前記第１の基板の前記電解質膜と、前記第２の基板の前記電解質膜とを接合することを特徴とする請求項５記載の燃料電池の製造方法。
【請求項８】
前記第１のガス流路形成工程において形成された第１のガス流路内に、前記第１の集電層を支持するための第１の支持部材を配置する第１の支持部材配置工程と、
前記第２のガス流路形成工程において形成された第２のガス流路内に、前記第２の集電層を支持するための第２の支持部材を配置する第２の支持部材配置工程とを更に含むことを特徴とする請求項５〜請求項７の何れか一項に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項９】
少なくとも１層の集電層、少なくとも１層のガス拡散層、少なくとも１層の反応層及び電解質層が基板間に形成されてなる燃料電池の製造方法であって、
前記集電層、前記ガス拡散層、前記反応層、前記電解質層のうち、少なくとも１つの層を形成する工程において吐出装置を用いることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
前記集電層上に前記ガス拡散層を形成し、
前記ガス拡散層上に前記反応層を形成し、
前記反応層上に前記電解質層を形成することを特徴とする請求項９記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１１】
ガス流路が形成された一対の基板間に、少なくとも１層の集電層、少なくとも１層のガス拡散層、少なくとも１層の反応層及び電解質層が形成されてなる燃料電池の製造方法であって、
前記ガス流路内に配置する支持部材、前記集電層、前記ガス拡散層、前記反応層、前記電解質層のうち、少なくとも１つを形成する工程において吐出装置を用いることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１２】
前記支持部材上に前記集電層を形成し、
前記集電層上に前記ガス拡散層を形成し、
前記ガス拡散層上に前記反応層を形成し、
前記反応層上に前記電解質層を形成することを特徴とする請求項１１記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１３】
請求項５〜請求項１２の何れか一項に記載の製造方法により製造された燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項５〜請求項１２の何れか一項に記載の製造方法により製造された燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、異なる種類の反応ガスの反応により発電を行う燃料電池を製造する燃料電池製造装置、該燃料電池製造装置を用いた燃料電池の製造方法、異なる種類の反応ガスをそれぞれの電極に供給し、供給された反応ガスに基づく反応により発電を行う燃料電池の製造方法、該製造方法により製造された燃料電池を備える電子機器及び該製造方法により製造された燃料電池を備える自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオンを通す性質を持つ電解質を、電子を通す性質を持つ多孔質の電極で挟んだ燃料電池が存在する。この燃料電池の中には、水素、天然ガス又はアルコール等を燃料として発電するものが存在する。このような燃料電池のうち、例えば、水素を燃料として用いる燃料電池では、一方の電極に水素を含む第１の反応ガスを供給し、他方の電極に酸素を含む第２の反応ガスを供給し、第１の反応ガスに含まれている水素と第２の反応ガスに含まれている酸素とに基づく反応により発電が行われる。
【０００３】
現在、携帯機器等に用いることができるマイクロ燃料電池の研究開発が行われている。マイクロ燃料電池は、半導体プロセス等において利用されている微細加工技術を基本とするＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて製造されている。例えば、まず、ＭＥＭＳによりシリコン等の基板の表面に微細なガス流路を形成する。次に、ガス流路が形成された基板上に導電層及びカーボンによる電極等を形成する。そして、予め形成しておいた電解質膜を電極等が形成された２枚の基板で挟み込んで圧着することにより製造されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。なお、電解質膜を圧着する際に、圧着により電解質膜が壊れる可能性を防止すべく、プロトン伝導性、強度及び耐熱性を備えた電解質膜が提供されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、燃料電池においては、反応を促す触媒として白金が用いられる場合が多い。この触媒を備えた反応層は、基板と電解質膜との間に形成されており、この触媒の塗布はスプレーにより行われている（特許文献２参照）。
【０００５】
【非特許文献１】Sang‐Joon J Lee,Suk Won Cha,Amy Ching -Chien,O`Hayre and Fritz B.PrinzFactrical，Design Study of Miniature Fuel Cells with Micromachined Silicon Flow Structures，The 200th Meeting of The Electrochemical society,Abstract No.452(2001)
【非特許文献２】Amy Ching -Chien，Suk Won Cha，Sang‐Joon J Lee，O`Hayre and Fritz B.PrinzPlaner , Interconnection of Mutiple Polymer Electolyte Membrane Micro fabrication，The 200th Meeting of The Electrochemical society,Abstract No.453 (2001)
【特許文献１】特開２００１−１１３１４１号公報
【特許文献２】特開２００２−２９８８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体プロセスにおいて用いられる機器は高価なものが多く、ＭＥＭＳのように半導体プロセスにおける技術を用いて燃料電池を製造する場合、製造コストが高くなる。また、ＭＥＭＳを用いて基板上にガス流路を形成した場合には、基板にガス流路を形成した後に別途電解質膜を圧着する作業を行う必要があり、製造工程が複雑になる。また、このようにして燃料電池を製造している場合には、燃料電池の製造に係る各工程を一つの製造装置で連続的に行うことが困難であるため、生産性を向上させにくいという問題があった。
【０００７】
また、スプレーにより触媒を塗布した場合、触媒が拡散する可能性があり不必要に触媒を塗布してしまう場合がある。そのため、例えば、白金等の高価な触媒を用いている場合には、不必要に触媒の使用量が増加してしまい、燃料電池の製造コストが高くなってしまう。
【０００８】
この発明の課題は、低コストで、簡易に燃料電池を製造することができると共に、生産性を向上させた燃料電池製造装置、該燃料電池製造装置を用いた燃料電池の製造方法を提供することである。また、低コストでかつ簡易に燃料電池を製造することができる燃料電池の製造方法、該製造方法により製造された燃料電池を備える電子機器及び該製造方法により製造された燃料電池を備える自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る燃料電池製造装置は、第１の反応ガスを供給するための第１のガス流路を、第１の基板に形成する第１のガス流路形成装置と、前記第１のガス流路を介して供給された第１の反応ガスが反応することにより生じた電子を集める第１の集電層を形成する第１の集電層形成装置と、前記第１のガス流路を介して供給された第１の反応ガスに基づいて反応を行う第１の反応層を形成する第１の反応層形成装置と、電解質膜を形成する電解質膜形成装置と、第２の反応ガスを供給するための第２のガス流路を、第２の基板に形成する第２のガス流路形成装置と、前記第２のガス流路を介して供給された第２の反応ガスが反応することにより生じた電子を集める第２の集電層を形成する第２の集電層形成装置と、前記第２のガス流路を介して供給された第２の反応ガスに基づいて反応を行う第２の反応層を形成する第２の反応層形成装置とを備え、前記第１のガス流路形成装置、前記第１の集電層形成装置、前記第１の反応層形成装置、前記電解質膜形成装置、前記第２のガス流路形成装置、前記第２の集電層形成装置及び前記第２の反応層形成装置の中の少なくとも一つが吐出装置を含んで構成されてなる。
【００１０】
また、この発明に係る燃料電池製造装置は、前記第１のガス流路形成装置、前記第１の集電層形成装置、前記第１の反応層形成装置、前記電解質膜形成装置、前記第２のガス流路形成装置、前記第２の集電層形成装置及び前記第２の反応層形成装置が１つの製造ラインとして連続的に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この燃料電池製造装置によれば、第１のガス流路形成装置、第１の集電層形成装置、第１の反応層形成装置、電解質膜形成装置、第２のガス流路形成装置、第２の集電層形成装置及び第２の反応層形成装置の中の少なくとも一つが吐出装置を含んで構成され、かつ、各装置を１つの製造ラインとして連続的に配置している。従って、例えば、半導体製造プロセスにおいて用いられるＭＥＭＳを用いることなく、微細なガス流路をインクジェット式の吐出装置により容易に形成することができ、燃料電池の製造コストを低減することができる。また、燃料電池製造装置を構成する各装置が連続的に配置されているため、燃料電池の製造を連続的に行うことができ、燃料電池の生産性を向上させることができる。
【００１２】
また、この発明に係る燃料電池製造装置は、前記第１のガス流路形成装置、前記第１の集電層形成装置、前記第１の反応層形成装置、前記電解質膜形成装置、前記第２のガス流路形成装置、前記第２の集電層形成装置及び前記第２の反応層形成装置の各装置間が、搬送装置を介して接続されていることを特徴とする。
【００１３】
この燃料電池製造装置によれば、燃料電池製造装置を構成する各装置間が、搬送装置、例えば、ベルトコンベアを介して接続されている。従って、例えば、第１のガス流路形成装置においてガス流路が形成された基板を、ベルトコンベアを介して第１の集電層形成装置まで搬送する等、１つの製造ラインとして配置された各装置間における基板の搬送を円滑に行うことができる。
【００１４】
また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、この発明の燃料電池製造装置を用いた燃料電池の製造方法であって、前記第１のガス流路形成工程、前記第１の集電層形成工程、前記第１の反応層形成工程、前記電解質膜形成工程、前記第２のガス流路形成工程、前記第２の集電層形成工程及び前記第２の反応層形成工程が連続的に行われることを特徴とする。
【００１５】
この燃料電池の製造方法によれば、第１のガス流路形成工程、第１の集電層形成工程、第１の反応層形成工程、電解質膜形成工程、第２のガス流路形成工程、第２の集電層形成工程及び第２の反応層形成工程が、この発明の燃料電池製造装置により連続的に行われる。従って、燃料電池の生産性を向上させることができる。
【００１６】
また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、第１の反応ガスを供給するための第１のガス流路を、第１の基板に形成する第１のガス流路形成工程と、前記第１のガス流路を介して供給された第１の反応ガスが反応することにより生じた電子を集める第１の集電層を形成する第１の集電層形成工程と、前記第１のガス流路を介して供給された第１の反応ガスに基づいて反応を行う第１の反応層を形成する第１の反応層形成工程と、電解質膜を形成する電解質膜形成工程と、第２の反応ガスを供給するための第２のガス流路を、第２の基板に形成する第２のガス流路形成工程と、前記第２のガス流路を介して供給された第２の反応ガスが反応するために必要な電子を供給する第２の集電層を形成する第２の集電層形成工程と、前記第２のガス流路を介して供給された第２の反応ガスに基づいて反応を行う第２の反応層を形成する第２の反応層形成工程とを含み、前記第１のガス流路形成工程、前記第１の集電層形成工程、前記第１の反応層形成工程、前記電解質膜形成工程、前記第２のガス流路形成工程、前記第２の集電層形成工程及び前記第２の反応層形成工程の中の少なくとも一つの工程において、吐出装置を用いることを特徴とする。
【００１７】
この燃料電池の製造方法によれば、第１のガス流路形成工程、第１の集電層形成工程、第１の反応層形成工程、電解質膜形成工程、第２のガス流路形成工程、第２の集電層形成工程及び第２の反応層形成工程の中の少なくとも一つの工程において吐出装置を用いる。従って、例えば、半導体製造プロセスにおいて用いられるＭＥＭＳを用いることなく、微細なガス流路をインクジェット式の吐出装置により容易に形成することができ、燃料電池の製造コストを低減することができる。
【００１８】
また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、前記第１の集電層形成工程は、前記第１の基板上に第１の集電層を形成し、前記第１の反応層形成工程は、前記第１の集電層上に第１の反応層を形成し、前記電解質膜形成工程は、前記第１の反応層上に電解質膜を形成し、前記第２の反応層形成工程は、前記電解質膜上に第２の反応層を形成し、前記第２の集電層形成工程は、前記第２の反応層上に第２の集電層を形成し、前記第２の基板を、前記第２の集電層上に配置することを特徴とする。
【００１９】
この燃料電池の製造方法によれば、第１の基板上に、第１の集電層、第１の反応層、電解質膜、第２の反応層及び第２の集電層を順に形成し、第２の集電層上に第２のガス流路が形成された第２の基板を配置している。従って、ガス流路が形成され、集電層及び反応層が形成された基板に、別途電解質膜を圧着させる工程を経ることなく、簡易な製造工程により容易に燃料電池を製造することができる。
【００２０】
また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、前記第１の基板上に、前記第１の集電層、前記第１の反応層及び前記電解質膜を順に形成し、前記第２の基板上に、前記第２の集電層、前記第２の反応層及び前記電解質膜を順に形成し、前記第１の基板の前記電解質膜と、前記第２の基板の前記電解質膜とを接合することを特徴とする。
【００２１】
この燃料電池の製造方法によれば、それぞれ集電層、反応層及び電解質膜が形成された基板を電解質膜を内側にして接合させている。従って、例えば、第１の基板の製造を行う処理と第２の基板の製造を行う処理とを平行して行うことにより、迅速に燃料電池の製造を行うことができる。
【００２２】
また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、前記第１のガス流路形成工程において形成された第１のガス流路内に、前記第１の集電層を支持するための第１の支持部材を配置する第１の支持部材配置工程と、前記第２のガス流路形成工程において形成された第２のガス流路内に、前記第２の集電層を支持するための第２の支持部材を配置する第２の支持部材配置工程とを更に含むことを特徴とする。
【００２３】
この燃料電池の製造方法によれば、集電層を支持する支持部材をガス流路に配置している。従って、集電層により基板上に形成されたガス流路が塞がれることを防止し、反応ガスが適切に供給されるように確実にガス流路を確保することができる。
【００２４】
また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、少なくとも１層の集電層、少なくとも１層のガス拡散層、少なくとも１層の反応層及び電解質層が基板間に形成されてなる燃料電池の製造方法であって、前記集電層、前記ガス拡散層、前記反応層、前記電解質層のうち、少なくとも１つの層を形成する工程において吐出装置を用いることを特徴とする。また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、前記集電層上に前記ガス拡散層を形成し、前記ガス拡散層上に前記反応層を形成し、前記反応層上に前記電解質層を形成することを特徴とする。
【００２５】
この燃料電池の製造方法によれば、少なくとも１つの層を形成する工程において吐出装置を用いていることから、半導体製造プロセスにおいて用いられるＭＥＭＳを用いることなく、例えば、微細なガス流路が形成された小型の燃料電池を容易に製造することができる。
【００２６】
また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、ガス流路が形成された一対の基板間に、少なくとも１層の集電層、少なくとも１層のガス拡散層、少なくとも１層の反応層及び電解質層が形成されてなる燃料電池の製造方法であって、前記ガス流路内に配置する支持部材、前記集電層、前記ガス拡散層、前記反応層、前記電解質層のうち、少なくとも１つを形成する工程において吐出装置を用いることを特徴とする。また、この発明に係る燃料電池の製造方法は、前記支持部材上に前記集電層を形成し、前記集電層上に前記ガス拡散層を形成し、前記ガス拡散層上に前記反応層を形成し、前記反応層上に前記電解質層を形成することを特徴とする。
【００２７】
この燃料電池の製造方法によれば、少なくとも１つの層を形成する工程において吐出装置を用いていることから、半導体製造プロセスにおいて用いられるＭＥＭＳを用いることなく、例えば、微細なガス流路が形成された小型の燃料電池を容易に製造することができる。また、ガス流路に支持部材が配置されていることから、ガス拡散層を構成する物質、例えば、カーボン粒子がガス流路内の空間を塞いでしまうことを適切に防止することができる。
【００２８】
また、この発明に係る電子機器は、この発明に係る製造方法により製造された燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする。この電子機器によれば、地球環境に適切に配慮したクリーンエネルギーを電力供給源として備えることができる。
【００２９】
また、この発明に係る自動車は、この発明に係る製造方法により製造された燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする。この自動車によれば、地球環境に適切に配慮したクリーンエネルギーを電力供給源として備えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、この発明の実施の形態に係る燃料電池の製造方法について説明する。図１は、実施の形態に係る燃料電池の製造工程を実行する燃料電池製造ラインの構成の一例を示す図である。この図１に示すように、燃料電池製造ラインは、各工程においてそれぞれ用いられる吐出装置２０ａ〜２０ｍ、吐出装置２０ａ〜２０ｋを接続する搬送手段であるベルトコンベアＢＣ１、吐出装置２０ｌ、２０ｍを接続する搬送手段であるベルトコンベアＢＣ２、ベルトコンベアＢＣ１、ＢＣ２を駆動させる駆動装置５８、燃料電池の組み立てを行う組立装置６０及び燃料電池製造ライン全体の制御を行う制御装置５６により構成されている。
【００３１】
吐出装置２０ａ〜２０ｋは、ベルトコンベアＢＣ１に沿って所定の間隔で一列に配置されており、吐出装置２０ｌ、２０ｍはベルトコンベアＢＣ２に沿って所定の間隔で一列に配置されている。また、制御装置５６は、各吐出装置２０ａ〜２０ｍ、駆動装置５８及び組立装置６０に接続されている。制御装置５６からの制御信号に基づいてベルトコンベアＢＣ１を駆動させ、燃料電池の基板（以下、単に「基板」とする。）を各吐出装置２０ａ〜２０ｋに搬送して各吐出装置２０ａ〜２０ｋにおける処理を行う。同様に、制御装置５６からの制御信号に基づいてベルトコンベアＢＣ２を駆動させ、基板を吐出装置２０ｌ、２０ｍに搬送してこの吐出装置２０ｌ、２０ｍにおける処理を行う。また、組立装置６０においては、制御装置５６からの制御信号に基づいてベルトコンベアＢＣ１及びベルトコンベアＢＣ２を介して搬入された基板により燃料電池の組み立てを行う。
【００３２】
この燃料電池製造ラインにおいては、吐出装置２０ａにおいて基板に対してガス流路を形成するためのレジスト溶液を塗布する処理が行われ、吐出装置２０ｂにおいて、ガス流路を形成するためのエッチング処理が行われ、吐出装置２０ｃにおいて、集電層を支持するための支持用カーボンを塗布する処理が行われる。
また、吐出装置２０ｄにおいて、集電層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｅにおいて、ガス拡散層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｆにおいて、反応層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｇにおいて、電解質膜を形成する処理が行われる。更に、吐出装置２０ｈにおいて、反応層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｉにおいて、ガス拡散層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｊにおいて、集電層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｋにおいて、支持用カーボンを塗布する処理が行われる。
【００３３】
また、吐出装置２０ｌにおいて、基板に対してガス流路を形成するためのレジスト溶液を塗布する処理が行われ、吐出装置２０ｍにおいて、ガス流路を形成するためのエッチング処理が行われる。なお、吐出装置２０ａ〜２０ｋにおいて第１の基板に対して処理を施す場合には、吐出装置２０ｌ、２０ｍにおいては、第２の基板に対してガス流路を形成する処理が施される。
【００３４】
図２は、この発明の実施の形態に係る燃料電池を製造する際に用いられるインクジェット式の吐出装置２０ａの構成の概略を示す図である。この吐出装置２０ａは、基板上に吐出物を吐出するインクジェットヘッド２２を備えている。このインクジェットヘッド２２は、ヘッド本体２４及び吐出物を吐出する多数のノズルが形成されているノズル形成面２６を備えている。このノズル形成面２６のノズルから吐出物、即ち、反応ガスを供給するためのガス流路を基板上に形成する際に、基板に塗布されるレジスト溶液が吐出される。また、吐出装置２０ａは、基板を載置するテーブル２８を備えている。このテーブル２８は、所定の方向、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に設置されている。また、テーブル２８は、図中矢印で示すようにＸ軸に沿った方向に移動することにより、ベルトコンベアＢＣ１により搬送される基板をテーブル２８上に載置して吐出装置２０ａ内に取り込む。
【００３５】
また、インクジェットヘッド２２には、ノズル形成面２６に形成されているノズルから吐出される吐出物であるレジスト溶液を収容しているタンク３０が接続されている。即ち、タンク３０とインクジェットヘッド２２とは、吐出物を搬送する吐出物搬送管３２によって接続されている。また、この吐出物搬送管３２は、吐出物搬送管３２の流路内の帯電を防止するための吐出物流路部アース継手３２ａとヘッド部気泡排除弁３２ｂとを備えている。このヘッド部気泡排除弁３２ｂは、後述する吸引キャップ４０により、インクジェットヘッド２２内の吐出物を吸引する場合に用いられる。即ち、吸引キャップ４０によりインクジェットヘッド２２内の吐出物を吸引するときは、このヘッド部気泡排除弁３２ｂを閉状態にし、タンク３０側から吐出物が流入しない状態にする。そして、吸引キャップ４０で吸引すると、吸引される吐出物の流速が上がり、インクジェットヘッド２２内の気泡が速やかに排出されることになる。
【００３６】
また、吐出装置２０ａは、タンク３０内に収容されている吐出物の収容量、即ち、タンク３０内に収容されているレジスト溶液の液面３４ａの高さを制御するための液面制御センサ３６を備えている。この液面制御センサ３６は、インクジェットヘッド２２が備えるノズル形成面２６の先端部２６ａとタンク３０内の液面３４ａとの高さの差ｈ（以下、水頭値という）を所定の範囲内に保つ制御を行う。液面３４ａの高さを制御することで、タンク３０内の吐出物３４が所定の範囲内の圧力でインクジェットヘッド２２に送られることになる。そして、所定の範囲内の圧力で吐出物３４を送ることで、インクジェットヘッド２２から安定的に吐出物３４を吐出することができる。
【００３７】
また、インクジェットヘッド２２のノズル形成面２６に対向して一定の距離を隔てて、インクジェットヘッド２２のノズル内の吐出物を吸引する吸引キャップ４０が配置されている。この吸引キャップ４０は、図２中に矢印で示すＺ軸に沿った方向に移動可能に構成されており、ノズル形成面２６に形成された複数のノズルを囲むようにノズル形成面２６に密着し、ノズル形成面２６との間に密閉空間を形成してノズルを外気から遮断できる構成となっている。なお、吸引キャップ４０によるインクジェットヘッド２２のノズル内の吐出物の吸引は、インクジェットヘッド２２が吐出物３４を吐出をしていない状態、例えば、インクジェットヘッド２２が、退避位置等に退避しており、テーブル２８が破線で示す位置に退避しているときに行われる。
【００３８】
また、この吸引キャップ４０の下方には、流路が設けられており、この流路には、吸引バルブ４２、吸引異常を検出する吸引圧検出センサ４４及びチューブポンプ等からなる吸引ポンプ４６が配置されている。また、この吸引ポンプ４６等で吸引され、流路を搬送されてきた吐出物３４は、廃液タンク４８内に収容される。
【００３９】
なお、吐出装置２０ｂ〜２０ｍの構成は、吐出装置２０ａと同様の構成であるため説明を省略するが、以下の説明において、吐出装置２０ｂ〜２０ｍの各構成には、吐出装置２０ａの説明において各構成に用いたのと同一の符号を用いて説明を行う。なお、吐出装置２０ｂ〜２０ｍにそれぞれ備えられているタンク３０には、各吐出装置２０ｂ〜２０ｍにおいて行われる所定の処理に必要な吐出物が収容されている。例えば、吐出装置２０ｂ及び吐出装置２０ｍのタンク３０には、ガス流路を形成する際に行われるエッチング用の吐出物が、吐出装置２０ｃ及び吐出装置２０ｋのタンク３０には、支持用カーボンを形成するための吐出物がそれぞれ収容されている。また、吐出装置２０ｄ及び吐出装置２０ｊのタンク３０には、集電層を形成するための吐出物がそれぞれ収容されている。また、吐出装置２０ｅ及び吐出装置２０ｉのタンク３０には、ガス拡散層を形成するための吐出物が、吐出装置２０ｆ及び吐出装置２０ｈのタンク３０には、反応層を形成するための吐出物が、吐出装置２０ｇのタンク３０には、電解質膜を形成するための吐出物がそれぞれ収容されている。また、吐出装置２０ｌのタンク３０には、吐出装置２０ａのタンク３０に収容されている基板に対してガス流路を形成するための吐出物と同様の吐出物が収容されている。
【００４０】
次に、図３のフローチャート及び図面を参照して、実施の形態に係る吐出装置２０ａ〜２０ｍを用いた燃料電池の製造方法について説明する。
【００４１】
まず、基板に反応ガスを供給するためのガス流路を形成する（ステップＳ１０）。即ち、まず、図４（ａ）に示すように矩形平板形状であって、例えば、シリコン素材の基板（第１の基板）２をベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ａまで搬送する。ベルトコンベアＢＣ１により搬送された基板２は、吐出装置２０ａのテーブル２８上に載置され、吐出装置２０ａ内に取り込まれる。吐出装置２０ａにおいては、ノズル形成面２６のノズルを介してタンク３０内に収容されているレジスト溶液を吐出し、テーブル２８上に載置されている基板２の上面の所定の位置に塗布する。ここで、レジスト溶液は、図４（ｂ）に示すように、図中、手前方向から奥に向かって所定の間隔をおいて直線状に塗布される。即ち、基板２において、例えば、水素を含有する第１の反応ガスを供給するためのガス流路（第１のガス流路）を形成する部分を残して、それ以外の部分に対してのみレジスト溶液が塗布される。
【００４２】
次に、所定の位置にレジスト溶液が塗布された基板２（図４（ｂ）参照）は、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｂまで搬送され、吐出装置２０ｂのテーブル２８上に載置されて吐出装置２０ｂ内に取り込まれる。吐出装置２０ｂにおいては、タンク３０内に収容されているガス流路を形成するために行われるエッチング用の溶剤、例えば、フッ酸水溶液をノズル形成面２６のノズルを介して吐出し、テーブル２８上に載置されている基板２の上面の全体に塗布する。
【００４３】
ここで、基板２には、ガス流路を形成する部分以外の部分にレジスト溶液が塗布されているため、レジスト溶液が塗布されていない部分がフッ酸水溶液によりエッチングされ、図５（ａ）に示すように、ガス流路が形成される。即ち、基板２の一方の側面から他方の側面に延びる断面コ字形状のガス流路が形成される。また、図５（ａ）に示すようにガス流路が形成された基板２は、図示しない洗浄装置においてレジストの洗浄が行われる。そして、図５（ｂ）に示すように、ガス流路が形成された基板２は、テーブル２８からベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｃへと搬送される。
【００４４】
次に、ステップＳ１０において基板２に形成されたガス流路が、集電層により塞がれるのを防止すべく、集電層を支持する支持用カーボン（第１の支持部材）をガス流路内に塗布する（ステップＳ１１）。即ち、まず、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｃまで搬送された基板２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｃ内に取り込む。吐出装置２０ｃにおいては、タンク３０内に収容されている支持用カーボン４をノズル形成面２６のノズルを介して吐出し、基板２に形成されているガス流路内に塗布する。ここで、支持用カーボン４として、所定の大きさ、例えば、直径１〜５ミクロン程度の粒子径の多孔質カーボンが用いられる。即ち、集電層によりガス流路が塞がれることを防止すると共に、反応ガスがガス流路内を確実に流れることができるように、支持用カーボン４として所定の大きさの多孔質カーボンが用いられる。
【００４５】
図６は、支持用カーボン４が塗布された基板２の端面図である。この図６に示すように、支持用カーボン４がガス流路内に塗布されることにより、基板２上に形成される集電層のガス流路内への落下が防止される。なお、支持用カーボン４が塗布された基板２は、テーブル２８からベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｄへと搬送される。
【００４６】
次に、基板２上に、反応ガスが反応することにより発生した電子を集めるための集電層（第１の集電層）を形成する（ステップＳ１２）。即ち、まず、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｄまで搬送された基板２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｄ内に取り込む。吐出装置２０ｄにおいては、タンク３０内に収容されている集電層６を形成する材料、例えば、銅等の導電性物質をノズル形成面２６のノズルを介してテーブル２８上に載置されている基板２上に吐出する。この時、導電性物質は、ガス流路に供給された反応ガスの拡散を妨げることがない形状に、例えば、網目形状等になるように吐出され集電層６が形成される。
【００４７】
図７は、集電層６が形成された基板２の端面図である。この図７に示すように、集電層６は、基板２上に形成されているガス流路内の支持用カーボン４により支持され、ガス流路内への落下が防止されている。なお、集電層６が形成された基板２は、テーブル２８からベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｅへと搬送される。
【００４８】
次に、ステップＳ１２において形成された集電層６の上に、基板２に形成されたガス流路を介して供給される反応ガスを拡散させるためのガス拡散層を形成する（ステップＳ１３）。即ち、まず、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｅまで搬送された基板２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｅ内に取り込む。吐出装置２０ｅにおいては、タンク３０内に収容されているガス拡散層８を形成するための材料、例えば、カーボン粒子を集電層６上にノズル形成面２６のノズルを介して吐出し、ガス流路を介して供給された反応ガス（第１の反応ガス）を拡散させるためのガス拡散層８を形成する。
【００４９】
図８は、ガス拡散層８が形成された基板２の端面図である。この図８に示すように、例えば、電極としての機能も有するカーボン粒子を集電層６上に吐出し、反応ガスを拡散させるためのガス拡散層８が形成される。ここで、ガス拡散層８を構成するカーボン粒子としては、ガス流路を介して供給された反応ガスを十分に拡散させることができる程度の大きさであって、かつ、多孔質のカーボンが用いられる。例えば、支持用カーボン４よりも小さく、直径０．１〜１ミクロン程度の粒子径の多孔質カーボンが用いられる。なお、ガス拡散層８が形成された基板２は、テーブル２８からベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｆへと搬送される。
【００５０】
次に、ステップＳ１３において形成されたガス拡散層８の上に、基板２に形成されたガス流路を介して供給される反応ガスが反応する反応層（第１の反応層）を形成する（ステップＳ１４）。即ち、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｆまで搬送された基板２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｆ内に取り込む。吐出装置２０ｆにおいては、タンク３０内に収容されている反応層を形成する材料、例えば、粒子径が数ｎｍ〜数十ｎｍの触媒用の白金微粒子を担持したカーボン粒子（白金担持カーボン）をガス拡散層８上に吐出して反応層１０を形成する。ここで、白金微粒子を担持している白金担持カーボンは、ガス拡散層８を構成するカーボン粒子と同様のカーボン粒子、即ち、同様の粒径であって、かつ、多孔質のカーボンが用いられる。なお、溶媒に分散剤を添加することにより白金微粒子を分散させてガス拡散層８上に塗布した後に、例えば、窒素雰囲気中で２００℃に基板２を加熱することにより、分散剤を除去し、反応層１０を形成するようにしてもよい。この場合には、ガス拡散層８を構成するカーボン粒子の表面上に触媒として白金微粒子を付着させることによって反応層１０が形成される。
【００５１】
図９は、反応層１０が形成された基板２の端面図である。この図９に示すように、触媒としての白金微粒子を担持した白金担持カーボンがガス拡散層８上に塗布されることにより反応層１０が形成される。なお、図９において、反応層１０とガス拡散層８とを容易に識別することができるように、反応層１０としては白金微粒子のみを示している。また、以下の図においても反応層は、図９と同様に示すものとする。反応層１０が形成された基板２は、テーブル２８からベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルコトンベアＢＣ１により吐出装置２０ｇへと搬送される。
【００５２】
次に、ステップＳ１４で形成された反応層１０上にイオン交換膜等の電解質膜を形成する（ステップＳ１５）。即ち、まず、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｇまで搬送された基板２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｇ内に取り込む。吐出装置２０ｇにおいては、タンク３０内に収容されている電解質膜を形成する材料、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）、タングスト燐酸、モリブド燐酸等のセラミックス系固体電解質を所定の粘度に調整した材料を、ノズル形成面２６のノズルを介して反応層１０上に吐出して電解質膜１２を形成する。
【００５３】
図１０は、電解質膜１２が形成された基板２の端面図である。この図１０に示すように、反応層１０上に所定の厚さを有する電解質膜１２が形成される。なお、電解質膜１２が形成された基板２は、テーブル２８からベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｈへと搬送される。
【００５４】
次に、ステップＳ１５において形成された電解質膜１２上に反応層（第２の反応層）を形成する（ステップＳ１６）。即ち、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｈまで搬送された基板２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｈ内に取り込む。吐出装置２０ｈにおいては、吐出装置２０ｆにおいて行われた処理と同様の処理により触媒としての白金微粒子を担持したカーボンを吐出し、反応層１０´を形成する。
【００５５】
図１１は、電解質膜１２上に反応層１０´が形成された基板２の端面図である。この図１１に示すように、電解質膜１２上に触媒としての白金微粒子を担持したカーボンが塗布されることによって、反応層１０´が形成される。ここで、反応層１０´は、第２の反応ガス、例えば、酸素を含有する反応ガスに基づいて反応する層である。
【００５６】
次に、ステップＳ１６において形成された反応層１０´上に反応ガス（第２の反応ガス）を拡散させるためのガス拡散層を形成する（ステップＳ１７）。即ち、反応層１０´が形成された基板２は、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｉまで搬送され、吐出装置２０ｉにおいて、吐出装置２０ｅにおいて行われた処理と同様の処理により所定の粒径の多孔質のカーボンが塗布され、ガス拡散層８´が形成される。
【００５７】
図１２は、反応層１０´上にガス拡散層が形成された基板２の端面図である。この図１２に示すように、反応層１０´上に多孔質のカーボンが塗布されることによって、ガス拡散層８´が形成される。
【００５８】
次に、ステップＳ１７において形成されたガス拡散層８´上に集電層（第２の集電層）を形成し（ステップＳ１８）、集電層上にこの集電層を支持するための支持用カーボン（第２の支持部材）を塗布する（ステップＳ１９）。即ち、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｊまで搬送された基板２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｊ内に取り込み、吐出装置２０ｄにおいて行われた処理と同様の処理により、集電層６´がガス拡散層８´上に形成される。また、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｋまで搬送された基板２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｋ内に取り込み、吐出装置２０ｃにおいて行われた処理と同様の処理により、支持用カーボン４´が塗布される。なお、支持用カーボン４´が塗布された基板２は、テーブル２８からベルトコンベアＢＣ１へと移され、組立装置６０へと搬送される。
【００５９】
図１３は、ガス拡散層８´上に集電層６´及び支持用カーボン４´が塗布された基板２の端面図である。この図１３に示すように、上述のステップＳ１８の処理により集電層６´が形成され、上述のステップＳ１９の処理により支持用カーボン４´が塗布される。ここで、支持用カーボン４´は、支持用カーボン４と同様に、即ち、基板２に形成されているガス流路に沿って塗布される。
【００６０】
次に、ステップＳ１９において支持用カーボンが塗布された基板（第１の基板）上にガス流路が形成された基板（第２の基板）を配置することによって燃料電池を組み立てる（ステップＳ２０）。即ち、組立装置６０において、ベルトコンベアＢＣ１を介して搬入された基板２（第１の基板）上にベルトコンベアＢＣ２を介して搬入された基板２´（第２の基板）を配置することにより、燃料電池の組立を行う。ここで、基板２´には、上述のステップＳ１０〜ステップＳ１９における処理とは別に、第２のガス流路が形成されている。即ち、吐出装置２０ｌ及び吐出装置２０ｍにおいて、吐出装置２０ａ及び吐出装置２０ｂにより行われる処理と同様の処理により、第２のガス流路が形成されている。従って、基板２に形成されている一方の側面から他方の側面へと延びる断面コ字形状のガス流路と、基板２´に形成されている断面コ字形状のガス流路とが平行になるように基板２´を配置して燃料電池の組立を行い、燃料電池の製造を完了する。
【００６１】
図１４は、製造された燃料電池の端面図である。この図１４に示すように、第２のガス流路が形成された基板２´を支持用カーボン４´が塗布された基板２の所定の位置に配置して、第１の基板に形成された第１のガス流路を介して第１の反応ガスを供給し、第２の基板に形成された第２のガス流路を介して第２の反応ガスを供給する燃料電池の製造が完了する。
【００６２】
なお、上述の製造方法により製造された燃料電池は、電子機器、特に携帯用電子機器、例えば、携帯電話等に電力供給源として組み込むことができる。即ち、上述の燃料電池の製造方法によれば、吐出装置を用いることによって小型の燃料電池を容易に製造することができるため、例えば、携帯電話等の小型電子機器に電力供給源として組み込むことができる。
【００６３】
この実施の形態に係る燃料電池製造装置によれば、インクジェット式の吐出装置が連続的に配置された製造ラインにおいて燃料電池を製造している。従って、燃料電池を製造する各工程における作業が連続的に行われ、作業効率が向上すると共に、生産性を向上させることができる。また、連続的に配置された各吐出装置間における基板の搬送をベルトコンベアにより行っているため、各吐出装置間において基板を円滑に搬送して各吐出装置における処理を連続的に行うことができ、生産性を向上させることができる。
【００６４】
また、この実施の形態に係る燃料電池の製造方法によれば、インクジェット式の吐出装置を用いて基板上にガス流路を形成し、燃料電池を製造している。従って、半導体プロセスに用いられるＭＥＭＳ等の微細加工技術を利用することなく、基板上に微細なガス流路を形成することができるため、低コストで高性能な燃料電池を製造することができる。
【００６５】
また、この実施の形態に係る燃料電池の製造方法によれば、インクジェット式の吐出装置を用いて反応層を形成して燃料電池を製造している。従って、触媒の材料として白金のように高価な物質を用いている場合であっても、必要な分量を所定の位置に正確に吐出することができ、不必要に触媒の使用量が増加することを防止して低コストで燃料電池の製造を行うことができる。また、インクジェット式の吐出装置を用いて触媒を塗布することにより、触媒をガス拡散層上に均一に塗布することができ、燃料電池の性能を向上させることができる。
【００６６】
また、この実施の形態に係る燃料電池の製造方法によれば、インクジェット式の吐出装置を用いて電解質膜を形成して燃料電池を製造している。従って、電解質膜を圧着する必要がなく、電解質膜の破損を防止することができる。また、反応層上に電解質膜を形成するための材料を塗布して電解質膜を形成しているため、簡易な作業工程により燃料電池を製造することができる。
【００６７】
なお、上述の実施の形態に係る燃料電池の製造方法においては、全ての工程においてインクジェット式の吐出装置を用いているが、燃料電池を製造する何れかの工程においてインクジェット式の吐出装置を用いて燃料電池を製造するようにしてもよい。例えば、インクジェット式の吐出装置を用いてガス流路を形成し、その他の工程においては従来と同様の工程により燃料電池を製造するようにしてもよい。この場合であっても、ＭＥＭＳを用いることなくガス流路を形成することができるため、燃料電池の製造コストを低く抑えることができる。
【００６８】
また、上述の実施の形態に係る燃料電池の製造方法においては、基板上にレジスト溶液を塗布し、フッ酸水溶液を塗布してエッチングを行うことによりガス流路を形成しているが、レジスト溶液を塗布することなくガス流路を形成するようにしてもよい。例えば、インクジェット式の吐出装置により、基板上の所定の位置にフッ酸水溶液を吐出してガス流路を形成してもよい。また、フッ素雰囲気中に基板を載置し、基板上の所定の位置に水を吐出することによりガス流路を形成するようにしてもよい。この場合には、フッ素雰囲気中において水が吐出されることにより、フッ酸水溶液となって基板に塗布され、ガス流路を形成することができる。
【００６９】
また、上述の実施の形態に係る燃料電池の製造方法においては、第１の反応ガスが供給される第１の基板側から製造を行っているが、第２の反応ガスが供給される第２の基板側から製造を行うようにしてもよい。即ち、酸素を含有する第２の反応ガスが供給される側の基板から燃料電池の製造を開始するようにしてもよい。この場合には、吐出装置２０ａ〜２０ｋにおいて第２の基板に対して所定の処理を施し、吐出装置２０ｌ、２０ｍにおいて第１の基板に対して所定の処理を施す。
【００７０】
また、上述の実施の形態に係る燃料電池の製造方法においては、第２のガス流路を第１の基板に形成されている第１のガス流路と同様に第２の基板に形成しているが、第１のガス流路と交差するような方向に形成するようにしてもよい。即ち、レジスト溶液を、例えば、第１の基板に形成されているガス流路と直角に交差するように、例えば、図４（ｂ）において図中右側面から左側面へと延びる方向に塗布するようにしてもよい。この場合には、第２の基板に形成されている第２のガス流路と、第１の基板に形成されている第１のガス流路とが、直角に交差するように第２の基板が配置される。
【００７１】
また、上述の実施の形態に係る燃料電池の製造方法においては、ガス流路が形成された第１の基板上に集電層、反応層、電解質膜、反応層及び集電層を形成しているが、第１の基板と第２の基板のそれぞれに集電層、反応層及び電解質膜を形成するようにしてもよい。即ち、まず、第１の基板上に第１の反応ガスを供給するための第１のガス流路を形成し、第１のガス流路が形成された第１の基板上に第１の集電層を形成する。次に、第１の集電層上に第１の反応層を形成し、第１の反応層の上に電解質膜を形成する。また、第２の基板についても、第２のガス流路を形成して第２の集電層を形成し、第２の集電層上に第２の反応層を形成して、第２の反応層上に電解質膜を形成する。そして、第１のガス流路、第１の集電層、第１の反応層及び電解質膜が形成された第１の基板と、第２のガス流路、第２の集電層、第２の反応層及び電解質膜が形成された第２の基板とを、形成されている電解質膜を挟むようにして接合させ、燃料電池を製造するようにしてもよい。ここで、第１の基板に処理を施す第１製造ラインと第２の基板に処理を施す第２製造ラインとを設け、それぞれの製造ラインにおける処理を平行して行うようにしてもよい。この場合には、第１の基板への処理と第２の基板への処理を平行して行うことができるため、迅速に燃料電池を製造することができる。
【００７２】
また、上述の実施の形態に係る燃料電池の製造方法においては、小型の燃料電池を製造しているが、複数の燃料電池を積層させることによって大型の燃料電池を製造するようにしてもよい。即ち、図１５に示すように、製造された燃料電池の基板２´の裏面に更にガス流路を形成し、ガス流路が形成された基板２´の裏面上に、上述の燃料電池の製造方法における製造工程と同様にしてガス拡散層、反応層、電解質膜等を形成して燃料電池を積層させることによって大型の燃料電池を製造するようにしてもよい。このように、大型の燃料電池が製造された場合には、例えば、電気自動車の電力供給源として用いることができ、地球環境に適切に配慮したクリーンエネルギーの自動車を提供することができる。
【００７３】
この発明に係る燃料電池製造装置によれば、第１のガス流路形成装置、第１の集電層形成装置、第１の反応層形成装置、電解質膜形成装置、第２のガス流路形成装置、第２の集電層形成装置及び第２の反応層形成装置の中の少なくとも一つが吐出装置を含んで構成され、かつ、各装置を１つの製造ラインとして連続的に配置している。従って、燃料電池の製造を連続的に行うことができ、燃料電池の生産性を向上させることができる。
【００７４】
この発明に係る燃料電池の製造方法によれば、第１のガス流路形成工程、第１の集電層形成工程、第１の反応層形成工程、電解質膜形成工程、第２のガス流路形成工程、第２の集電層形成工程及び第２の反応層形成工程が、この発明の燃料電池製造装置により連続的に行われる。従って、燃料電池の生産性を向上させると共に低コストで燃料電池を製造することができる。
【００７５】
この発明に係る燃料電池の製造方法によれば、第１のガス流路形成工程、第１の集電層形成工程、第１の反応層形成工程、電解質膜形成工程、第２のガス流路形成工程、第２の集電層形成工程及び第２の反応層形成工程の中で、少なくとも一つの工程を吐出装置を用いて行っている。従って、例えば、半導体製造プロセスにおいて用いられるＭＥＭＳを用いることなく、微細なガス流路をインクジェット式の吐出装置により形成することができ、低コストで燃料電池を製造することができる。また、微細なガス流路を製造することができることから、高性能な燃料電池を容易に製造することができる。
【００７６】
この発明に係る電子機器によれば、この発明に係る燃料電池の製造方法により製造された燃料電池を電力供給源としている。従って、例えば、携帯電話等の電子機器において、廃棄される際にも有毒物質等が流出する心配がない。また、この発明に係る自動車によれば、この発明に係る燃料電池の製造方法により製造された燃料電池を電力供給源としている。従って、例えば、電気自動車における電力供給源として燃料電池を用いることにより、排気ガスを排出しない自動車を提供することができる。そのため、地球環境に適切に配慮したクリーンエネルギーを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施の形態に係る燃料電池の製造ラインの一例を示す図である。
【図２】実施の形態に係るインクジェット式吐出装置の概略図である。
【図３】実施の形態に係る燃料電池の製造方法のフローチャートである。
【図４】実施の形態に係るガス流路の形成処理を説明する図である。
【図５】実施の形態に係るガス流路の形成処理を説明する他の図である。
【図６】実施の形態に係る燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図７】実施の形態に係る燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図８】実施の形態に係る燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図９】実施の形態に係る燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１０】実施の形態に係る燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１１】実施の形態に係る燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１２】実施の形態に係る燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１３】実施の形態に係る燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１４】実施の形態に係る燃料電池の基板の端面図である。
【図１５】実施の形態に係る燃料電池を積層させた大型燃料電池の図。
【符号の説明】
【００７８】
２、２´…基板、４、４´…支持用カーボン、６、６´…集電層、８、８´…ガス拡散層、１０、１０´…反応層、１２…電解質膜、２０ａ〜２０ｍ…吐出装置、ＢＣ１、ＢＣ２…ベルトコンベア。
【図１】
2004296428.tif 000003
【図２】
2004296428.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004296428.tif 000007
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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