(57)【要約】【課題】セパレータを簡単に製造することができ、さらに燃料電池の出力低下を抑えることができる燃料電池用セパレータの製造方法を提供する。【解決手段】燃料電池用セパレータの製造方法は、中子５０を水溶性ポリマーで形成し、この中子５０を金型６０内に配置するとともに、中子５０及びキャビティ面６３ａ間の隙間にアノード側電極拡散層１５を配置し、キャビティ６３内に溶融樹脂を充填し、溶融樹脂を凝固させて第１セパレータ２０を中子５０及びアノード側電極拡散層１５と一体に成形した後、中子５０を水６６で溶出する。これにより、第１セパレータ２０及びアノード側電極拡散層１５で第１セパレータ２に燃料ガス通路２６を形成することができる。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性ポリマーでガス通路を形成するための中子を形成する工程と、
この中子を金型のキャビティ内に配置するとともに、中子及びキャビティ面間の隙間に電極拡散層を配置する工程と、
このキャビティ内に溶融樹脂を充填する工程と、
この溶融樹脂を凝固させたセパレータを、中子及び電極拡散層と一体に形成した後キャビティ内から取り出す工程と、
この中子をセパレータから水で溶出することにより、セパレータ及び電極拡散層でセパレータの表面にガス通路を形成する工程とからなる燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項２】
水溶性ポリマーでガス通路及び冷却水通路を形成するためのガス通路用中子及び冷却水通路用中子を形成する工程と、
ガス通路用中子を金型のキャビティ面に対向させて配置してガス通路用中子及びキャビティ面間の隙間に電極拡散層を配置するとともに、ガス通路用中子から所定間隔をおいて冷却水通路用中子を配置する工程と、
このキャビティ内に溶融樹脂を充填する工程と、
この溶融樹脂を凝固させたセパレータを、ガス通路用中子、冷却水通路用中子及び電極拡散層と一体に形成した後キャビティ内から取り出す工程と、
このガス通路用中子及び冷却水通路用中子をセパレータから水で溶出することにより、セパレータ及び電極拡散層でセパレータの表面にガス通路を形成するとともに、セパレータ内に冷却水通路を形成する工程とからなる燃料電池用セパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質膜にアノード側電極及びカソード側電極を添わせ、これらを両側から挟持することによりセルモジュールを構成する燃料電池用セパレータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池は、水の電気分解の逆の原理を利用し、水素と酸素とを反応させて水を得る過程で電気を得ることができる電池である。一般に、水素に燃料ガスを置き換え、酸素に空気や酸化剤ガスを置き換えるので、燃料ガス、空気、酸化剤ガスの用語を使用することが多い。
【０００３】
このような燃料電池としては、例えば、特開２０００−１２３８４８公報「燃料電池」が知られている。この公報の図１を次図に示して燃料電池について説明する。
図１７は従来の燃料電池を示す分解斜視図である。
燃料電池２００は、電解質膜２０１にアノード側電極２０２及びカソード側電極２０３を添わせ、これらをガスケット２０４，２０５を介して第１セパレータ２０６及び第２セパレータ２０７で挟むことでセルモジュールを構成する。
【０００４】
詳細には、第１セパレータ２０６の面２０６ａに燃料ガスの流路となる第１流路２０８が形成され、第２セパレータ２０７の面２０７ａに酸化剤ガスの流路となる第２流路２０９が形成され、各々中央の電解質膜２０１に燃料ガスと酸化剤ガスとを臨ませる構造である。
【０００５】
このセルモジュール１個で得る電気出力はごく小さいので、このようなセルモジュールを多数個積層することで、所望の電気出力を得る。従って、第１・第２セパレータ２０６，２０７は隣のセルに燃料ガスや酸化剤ガスが洩れないようにする分離部材であることから「セパレータ」と呼ばれる。
【０００６】
第１セパレータ２０６は面２０６ａに燃料ガスのための流路２０８を備え、第２セパレータ２０７は面２０７ａに酸化剤ガスのための流路２０９を備えるが、ガスを効果的にアノード側電極２０２及びカソード側電極２０３に接触させる必要があり、そのために、流路２０８，２０９はごく浅い溝を多数本条設する必要がある。
【０００７】
そして、第１・第２セパレータ２０６，２０７は、流路２０８，２０９に燃料ガス又は酸化剤ガスを供給するために上部にそれぞれ燃料ガス供給孔部２１０ａ、酸化剤ガス供給孔部２１１ａを備え、下部にそれぞれ燃料ガス排出孔部２１０ｂ、酸化剤ガス排出孔部２１１ｂを備え、また、冷却水を通すための冷却水供給孔部２１２ａをそれぞれの上部に、冷却水排出孔部２１２ｂをそれぞれの下部に備える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した冷却水供給孔部２１２ａ及び冷却水排出孔部２１２ｂは、それぞれ図示せぬ冷却水通路に連結したものである。
冷却水通路は、例えば、第１セパレータ２０６の面２０６ａの裏側の面及び第２セパレータ２０７の面２０７ａの裏側の面のそれぞれに冷却水通路用溝を形成し、この冷却水通路用溝と、隣り合うセルのセパレータに設けた冷却水通路用溝とを合わせることにより形成するものである。
【０００９】
このようにセパレータ同士を合わせて冷却水通路を形成した場合、セパレータの合わせ部に冷却水の洩れを防止するためのシール材が必要になり、シール材の厚さ、形状、材質等を考慮しなければならない。
【００１０】
また、第１セパレータ２０６又は第２セパレータ２０７の一方の面にガス通路用溝、他方の面に冷却水通路用溝を設けることになり、各溝の成形が難しくなる。
さらに、セパレータ同士を合わせるために、セパレータ間の電気的な接触抵抗が増し、この接触抵抗で各セルの電圧が降下してしまい、燃料電池の出力が小さくなることがある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、セパレータを簡単に製造することができ、さらに燃料電池の出力低下を抑えることができる燃料電池用セパレータの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、水溶性ポリマーでガス通路を形成するための中子を形成する工程と、この中子を金型のキャビティ内に配置するとともに、中子及びキャビティ面間の隙間に電極拡散層を配置する工程と、このキャビティ内に溶融樹脂を充填する工程と、この溶融樹脂を凝固させたセパレータを、中子及び電極拡散層と一体に形成した後キャビティ内から取り出す工程と、この中子をセパレータから水で溶出することにより、セパレータ及び電極拡散層でセパレータの表面にガス通路を形成する工程とから燃料電池用セパレータの製造方法を構成する。
【００１３】
ガス通路を形成するための中子を水溶性ポリマーで形成し、セパレータの成形後に中子を水で溶出することにより、ガス通路を形成することができる。
このように、セパレータ内の中子を水で溶出することができるので、セパレータにガス通路を簡単に形成することができる。
【００１４】
ここで、通常の燃料電池は、アノード側電極とセパレータとの間にアノード側電極拡散層を備えるとともに、カソード側電極とセパレータとの間にカソード側電極拡散層を備える。
これにより、セパレータにアノード側電極拡散層を合わせるとともに、セパレータにカソード側電極拡散層を合わせるために、セパレータ及びアノード側電極拡散層間の電気的な接触抵抗や、セパレータ及びカソード側電極拡散層間の電気的な接触抵抗が増すことが考えられる。この接触抵抗で燃料電池の電圧が降下してしまい、燃料電池の出力が小さくなる虞がある。
【００１５】
そこで、請求項１において、セパレータを電極拡散層と一体に形成することにした。これにより、セパレータと電極拡散層との間の電気的な接触抵抗を抑えることができる。
【００１６】
請求項２は、水溶性ポリマーでガス通路及び冷却水通路を形成するためのガス通路用中子及び冷却水通路用中子を形成する工程と、ガス通路用中子を金型のキャビティ面に対向させて配置してガス通路用中子及びキャビティ面間の隙間に電極拡散層を配置するとともに、ガス通路用中子から所定間隔をおいて冷却水通路用中子を配置する工程と、このキャビティ内に溶融樹脂を充填する工程と、この溶融樹脂を凝固させたセパレータを、ガス通路用中子、冷却水通路用中子及び電極拡散層と一体に形成した後キャビティ内から取り出す工程と、このガス通路用中子及び冷却水通路用中子をセパレータから水で溶出することにより、セパレータ及び電極拡散層でセパレータの表面にガス通路を形成するとともに、セパレータ内に冷却水通路を形成する工程とから燃料電池用セパレータの製造方法を構成する。
【００１７】
ガス通路を形成するためのガス通路用中子を水溶性ポリマーで形成し、セパレータの成形後にガス通路用中子を水で溶出することで、ガス通路を形成することができる。
このように、セパレータ内のガス通路用中子を水で溶出することができるので、セパレータにガス通路を簡単に形成することができる。
また、セパレータを電極拡散層と一体に形成することにした。これにより、セパレータと電極拡散層との間の電気的な接触抵抗を抑えることができる。
【００１８】
ここで、通常のセパレータは、一対のセパレータを重ね合わせることにより、一方のセパレータの冷却水通路溝と、他方のセパレータの冷却水通路溝とを合わせて冷却水通路を形成する。
このように、一対のセパレータを重ね合わせることで、一対のセパレータ間の電気的な接触抵抗が増すことが考えられる。この接触抵抗で燃料電池の電圧が降下してしまい、燃料電池の出力が小さくなる虞がある。
【００１９】
そこで、請求項２において、冷却水用中子を水溶性ポリマーで形成し、セパレータの成形後に冷却水用中子を水で溶出することで、セパレータ内に冷却水通路を形成することにした。セパレータ内に冷却水通路を形成することができるので、一対のセパレータを重ね合わせて冷却水通路を形成する必要はない。
このように、一対のセパレータを重ね合わせる必要がないので、一対のセパレータ間に発生する電気的な接触抵抗をなくすことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る燃料電池用セパレータ（第１実施形態）を備えた燃料電池の分解斜視図を示す。
燃料電池１０は、一例として電解質膜１２に固体高分子電解質を使用し、この電解質膜１２にアノード側電極１３及びカソード側電極１４を添わせ、アノード側電極１３側にアノード側電極拡散層１５を介して第１セパレータ（セパレータ）２０を合わせるとともに、カソード側電極１４側にカソード側電極拡散層３５を介して第２セパレータ（セパレータ）４０を合わせることによりセルモジュール１１を構成し、このセルモジュール１１を多数個積層した固体高分子型燃料電池である。
【００２１】
隣り合うセルモジュール１１，１１を積層する際に、一方のセルモジュール１１を構成する第１セパレータ２０と、他方のセルモジュール１１を構成する第２セパレータ４０とを、それぞれのセパレータ２０，４０の冷却水通路形成面２０ａ，４０ａで合わせる。
【００２２】
これにより、第１セパレータ２０の冷却水通路溝２１・・・と第２セパレータ４０の冷却水通路溝４１・・・とで冷却水通路３０・・・（図８に示す）を形成する。
この冷却水通路３０・・・には、第１、第２セパレータ２０，３０の上端中央の冷却水供給孔部２２ａ，４２ａが連通するとともに、第１、第２セパレータ２０，４０の下端中央の冷却水排出孔部２２ｂ，４２ｂが連通する。
【００２３】
第１セパレータ２０は、燃料ガス通路形成面（セパレータの表面）２０ｂ側にアノード側電極拡散層（電極拡散層）１５を一体に成形（すなわち、一体化）することで、燃料ガス通路形成面２０ｂ側に燃料ガス通路溝（ガス通路）２３・・・（図２に示す）を形成する。
この燃料ガス通路溝２３・・・に、第１、第２セパレータ２０，４０の上端左側の燃料ガス供給孔部２４ａ，４４ａを連通するとともに、第１、第２セパレータ２０，４０の下端右側の燃料ガス排出孔部２４ｂ，４４ｂを連通する。
【００２４】
第２セパレータ４０は、酸化剤ガス通路形成面（セパレータの表面）４０ｂ側にカソード側電極拡散層（電極拡散層）３５を一体に成形（すなわち、一体化）することで、酸化剤ガス通路形成面４０ｂ側に、図８に示す酸化剤ガス通路（ガス通路）４６・・・を形成する。
この酸化剤ガス通路４６・・・に、第１、第２セパレータ２０，４０の上端右側の酸化剤ガス供給孔部２５ａ，４５ａを連通するとともに、第１、第２セパレータ２０，４０の下端左側の酸化剤ガス排出孔部２５ｂ，２５ｂを連通する。
【００２５】
第１、第２セパレータ２０，４０を構成する樹脂としては、一例として耐酸性を備えた熱可塑性樹脂に、天然黒鉛、人造黒鉛、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどを単独或いは混合配合し、炭素材料を６０〜９０ｗｔ％含んだ樹脂組成物が該当する。
【００２６】
耐酸性を備えた熱可塑性樹脂としては、例えばエチレン・酢ビ（酢酸ビニル）共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、変性ポリフェニレンオキサイドなどが該当するが、これに限定するものではない。
【００２７】
図２は図１の２−２線断面図である。
第１セパレータ２０は、図１に示すように略矩形状に形成した部材で、燃料ガス通路形成面２０ｂに燃料ガス通路用溝２３・・・を多数本条有し、この燃料ガス通路形成面２０ｂにアノード側電極拡散層１５を一体に備えることで、燃料ガス通路用溝２３・・・及びアノード側電極拡散層１５で燃料ガス通路２６・・・を形成し、冷却水通路形成面２０ａに冷却水通路用溝２１・・・を多数本条有する。
【００２８】
図３は図１の３−３線断面図であり、第１セパレータ２０の燃料ガス通路形成面２０ｂ側にアノード側電極拡散層１５を一体に成形することで、燃料ガス通路溝２３及びアノード側電極拡散層１５で燃料ガス通路２６を形成し、この燃料ガス通路２６に、第１セパレータ２０の上端左側の燃料ガス供給孔部２４ａを連通した状態を示す。
【００２９】
次に、燃料電池用セパレータの製造方法を図４〜図７に基づいて説明する。
先ず、図４〜図５に基づいて水溶性ポリマーで燃料ガス通路２６及び冷却水通路溝２１を形成するための中子５０を成形する工程について説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第１実施形態）を説明する第１工程図である。
（ａ）において、中子成形型５６を型開きした状態で、可動型５７にアノード側電極拡散層１５をセットした後、可動型５７を矢印の如く固定型５８に向けて下降して中子成形型５６を型締めする。
【００３０】
（ｂ）において、中子成形型５６のキャビティ５６ａ内に、溶融状態の水溶性ポリマーを矢印▲１▼の如く充填する。水溶性ポリマーを凝固させて、中子５をアノード側電極拡散層１５と一体に成形（すなわち、一体化）した後、可動型５７を矢印の如く上昇する。
【００３１】
水溶性ポリマーとしては、例えばポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリビニルアルコールなどが該当するが、これに限るものではない。すなわち、水溶性ポリマーとしては、中子として使用することが可能で、水溶性を備えたものであればよい。
【００３２】
（ｃ）において、可動型５７を上昇することで型開きした中子成形型５６のキャビティ５６ａ内から、アノード側電極拡散層１５に一体に成形した中子５０を取り出す。
【００３３】
図５は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第１実施形態）に使用する中子の斜視図であり、キャビティ５６ａ（図４に示す）内から取り出したアノード側電極拡散層１５と、このアノード側電極拡散層１５に一体に成形した中子５０を示す。
なお図５においては、中子５０の形状を理解しやすくするように、中子５０を上向にした状態を示す。
【００３４】
アノード側電極拡散層１５は、一端側に燃料ガス供給孔部１６ａ、冷却水供給孔部１８ａ及び酸化剤ガス供給孔部１７ａを備え、他端側に燃料ガス排出孔部１６ｂ、冷却水排出孔部１８ｂ及び酸化剤ガス排出孔部１７ｂを備える。
燃料ガス供給孔部１６ａ、冷却水供給孔部１８ａ及び酸化剤ガス供給孔部１７ａに、燃料ガス供給孔中子５１ａ、冷却水供給孔中子５２ａ及び酸化剤ガス供給孔中子５３ａを備える。
【００３５】
また、燃料ガス排出孔部１６ｂ、冷却水排出孔部１８ｂ及び酸化剤ガス排出孔部１７ｂに、燃料ガス排出孔中子５１ｂ、冷却水排出孔中子５２ｂ及び酸化剤ガス排出孔中子５３ｂを備える。
アノード側電極拡散層１５に燃料ガス通路中子５４を一体に成形し、燃料ガス通路中子５４の供給側５４ａを燃料ガス供給孔中子５１ａに接続するとともに、燃料ガス通路中子５４の排出側５４ｂを燃料ガス排出孔中子５１ｂに接続する。
【００３６】
これにより、アノード側電極拡散層１５、燃料ガス供給孔中子５１ａ、冷却水供給孔中子５２ａ、酸化剤ガス供給孔中子５３ａ、燃料ガス排出孔中子５１ｂ、冷却水排出孔中子５２ｂ、酸化剤ガス排出孔中子５３ｂ及び燃料ガス通路中子５４を一体にまとめることができる。
なお、燃料ガス供給孔中子５１ａ、冷却水供給孔中子５２ａ、酸化剤ガス供給孔中子５３ａ、燃料ガス排出孔中子５１ｂ、冷却水排出孔中子５２ｂ、酸化剤ガス排出孔中子５３ｂ及び燃料ガス通路中子５４は中子５０を構成する。
【００３７】
この中子５０及びをアノード側電極拡散層１５を金型のキャビティにセットする際には、燃料ガス供給孔中子５１ａの先端５１ｃ、冷却水供給孔中子５２ａの先端５２ｃ、酸化剤ガス供給孔中子５３ａの先端５３ｃ、燃料ガス排出孔中子５１ｂの先端５１ｅ、冷却水排出孔中子５２ｂの先端５２ｅ、酸化剤ガス排出孔中子５３ｂの先端５３ｅを金型のキャビティ面に載せる。
【００３８】
次に、図６〜図７に基づいて第１セパレータを成形する工程について説明する。
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第１実施形態）を説明する第２工程図である。
（ａ）において、金型６０の固定型６１に中子５０及びアノード側電極拡散層１６をセットし、可動型６２を矢印の如く下降して金型６０を型締めする。
【００３９】
中子５０は、図５で説明したように、燃料ガス供給孔中子５１ａの先端５１ｃ、冷却水供給孔中子５２ａの先端５２ｃ、酸化剤ガス供給孔中子５３ａの先端５３ｃ、燃料ガス排出孔中子５１ｂの先端５１ｅ、冷却水排出孔中子５２ｂの先端５２ｅ、酸化剤ガス排出孔中子５３ｂの先端５３ｅを金型６０のキャビティ面６３ａに載せる。
これにより、固定型６１のキャビティ面６３ａに中子５０及びアノード側電極拡散層１５をセットすることができる。
【００４０】
このように、各供給孔中子５１ａ，５２ａ，５３ａや、各排出孔中子５１ｂ，５２ｂ，５３ｂを利用して中子５０をキャビティ６３内に配置することができるので、中子５０をキャビティ６３内に配置するために通常必要とされるケレンなどの支え部材を不要にすることができる。
【００４１】
ケレンなどの支え部材を備えた場合には、キャビティ６３内に樹脂を充填してセパレータを成形した後、ケレンなどの支え部材の部分がセパレータに隙間として残る虞がある。
その場合、残った隙間をシリコン剤などのシール剤で塞ぐ必要があるが、第１実施形態によればその必要はない。
【００４２】
（ｂ）において、金型６０を型締めすることで、中子５０を金型６０のキャビティ６３内に配置するとともに、中子５０及びキャビティ面６３ｂ間の隙間にアノード側電極拡散層１５を配置する。
この状態で、キャビティ６３内に溶融樹脂を矢印▲２▼の如く充填する。
【００４３】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第１実施形態）を説明する第３工程図である。
（ａ）において、キャビティ内の溶融樹脂を凝固させて第１セパレータ２０を、中子５０及びアノード側電極拡散層１５に一体形成した後、可動型６２を上昇して金型６０を型開きし、第１セパレータ２０、中子５０及びアノード側電極拡散層１５をキャビティ６３内から取り出す。
【００４４】
（ｂ）において、第１セパレータ２０、中子５０及びアノード側電極拡散層１５を、水槽６５に蓄えた水６６中に漬ける。これにより、中子５０を水で溶かして第１セパレータ２０内から中子５０を溶出する。
中子５０を水溶性ポリマーで成形することで、中子５０を水で溶出することができる。このため、中子５０を溶出する設備を簡単にすることができるので、設備費を抑えて、コスト低減を図ることができる。
【００４５】
（ｃ）において、水槽６５内から第１セパレータ２０及びアノード側電極拡散層１５を取り出す。取り出した第１セパレータ２０は、中子５０（（ｂ）に示す）が溶出されることで燃料ガス通路２６が形成されている。
なお、第１セパレータ２０の冷却水通路溝２１は、固定型６１のキャビティ面６３ａ（（ａ）に示す）で成形することができる。
これにより、アノード側電極拡散層１５に一体に形成した第１セパレータ２０を得る。
【００４６】
なお、図１に示すカソード側電極拡散層３５に一体に形成した第２セパレータ４０も、上記図４〜図７と同様の工程を順次実施することにより、第１セパレータ２と同様に得ることができる。
このようにして得た、アノード側電極拡散層１５に一体に形成した第１セパレータ２０と、カソード側電極拡散層３５に一体に形成した第２セパレータ４０とを合わせた状態を次図に示す。
【００４７】
図８は図１の８−８線断面図であり、アノード側電極拡散層１５に一体に形成した第１セパレータ２０と、カソード側電極拡散層３５に一体に形成した第２セパレータ４０とを、それぞれのセパレータ２０，４０の冷却水通路形成面２０ａ，４０ａで合わせた状態を示す。
【００４８】
第１、第２セパレータ２０，４０をそれぞれの冷却水通路形成面２０ａ，４０ａで合わせることで、第１セパレータ２０の冷却水通路溝２１・・・と第２セパレータ４０の冷却水通路溝４１・・・とで冷却水通路３０・・・を形成することができる。
【００４９】
また、アノード側電極拡散層１５に第１セパレータ２０を一体に成形することで、燃料ガス通路形成面２０ｂに燃料ガス通路２６・・・を形成することができる。さらに、カソード側電極拡散層３５に第２セパレータ４０を一体に成形することで、酸化剤ガス通路形成面４０ｂに酸化剤ガス通路４６・・・を形成することができる。
【００５０】
以上説明したように、第１実施形態によれば、中子５０を水溶性ポリマーで形成し、この中子５０で第１セパレータ２０に燃料ガス通路２６・・・を成形した。これにより、第１セパレータ２０の成形後に中子５０を水６６で溶出することで、燃料ガス通路２６・・・を開けることができる。
【００５１】
また、第２セパレータ４０も、第１セパレータ２０と同様に、中子を水溶性ポリマーで形成し、この中子で第２セパレータ４０に酸化剤ガス通路４６・・・を成形した。これにより、第２セパレータ４０の成形後に中子を水６６で溶出することで、燃料ガス通路４６・・・を開けることができる。
このように、第１、第２セパレータ２０，４０内の中子を水６６で溶出することができるので、第１、第２セパレータ２０，４０に燃料ガス通路２６・・・及び酸化剤ガス通路４６・・・を簡単に形成することができる。
【００５２】
さらに、第１、第２セパレータ２０，４０をそれぞれアノード側電極拡散層１５及びカソード電極拡散層３５と一体形成した。これにより、第１セパレータ２０とアノード側電極拡散層１５との間の電気的な接触抵抗を抑えることができるとともに、第２セパレータ４０とカソード電極拡散層３５との間の電気的な接触抵抗を抑えることができる。
このように、接触抵抗を抑えることで、抵抗過電圧を減らして燃料電池の出力低下を防ぐことができる。
【００５３】
次に、第１実施形態の抵抗過電圧を表１に基づいて説明する。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
第１比較例は、第１セパレータとアノード側電極拡散層とを一体化しないで、第１セパレータにアノード側電極拡散層を合わせて接触させたものである。
第１実施例は、第１セパレータとアノード側電極拡散層とを一体化した第１実施形態のものである。
【００５６】
第１比較例と第１実施例との抵抗過電圧を以下の条件で測定した。
すなわち、セルモジュールの温度を８０℃に設定し、アノードガス（燃料ガス）として純Ｈ２を供給するとともに、カソードガス（酸化剤ガス）として空気を供給した。
なお、アノード側の燃料ガス温度を８０℃、カソード側の酸化剤ガス温度を８０℃とし、アノード側の燃料ガス圧力を５０ｋＰａ、カソード側の酸化剤ガス圧力を１００ｋＰａとした。この条件下において、電流密度が０．８８３Ａ／ｃｍ２の電流を流した。
【００５７】
この結果、第１実施例の抵抗過電圧を、第１比較例の抵抗過電圧と比較して、１セルモジュール当たり０．０１４Ｖ減らすことができた。
よって、第１実施例（第１実施形態）のように、第１セパレータとアノード側電極拡散層とを一体化することにより、抵抗過電圧を減らして燃料電池の出力低下を防ぐことができることが分かる。
【００５８】
次に、第２実施形態及び第４実施形態について説明する。なお、第２、第３実施形態において第１実施形態と同一部材については同一符号を付して説明を省略する。
図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第２実施形態）を説明する工程図である。
（ａ）において、中子成形型７６を型締めした状態で、中子成形型７６のキャビティ７６ａ内に、溶融状態の水溶性ポリマーを矢印▲３▼の如く充填する。水溶性ポリマーを凝固させて中子５０を成形した後、可動型７７を矢印の如く上昇する。
【００５９】
（ｂ）において、可動型７７を上昇することで型開きした中子成形型７６のキャビティ７６ａ内から中子５０を取り出す。
（ｃ）において、金型６０の固定型６１に中子５０をセットし、中子５０をセットした後、中子５０にアノード側電極拡散層１５を矢印の如く載せる。このように、中子５０や、アノード側電極拡散層１５をキャビティ６３内にセットした後、可動型６２を矢印の如く下降して金型６０を型締めする。
【００６０】
これにより、第１実施形態の図６（ｂ）の状態になる。以下、第１実施形態と同様の工程を順次繰り返すことにより、図１に示すアノード側電極拡散層１５に一体に形成した第１セパレータ２０を得ることができる。
さらに、図９と同様の工程で、図１に示すカソード側電極拡散層３５に一体に形成した第２セパレータ４０を得ることができる。
【００６１】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、第２実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法によれば、中子５０をアノード側電極拡散層１５と個別に成形することができる。これにより、中子５０の成形方法を第１、第２実施形態のうちのいずれか一方から適宜選択することができるので、設計の自由度を高めることができる。
【００６２】
次に、第３実施形態を図１０〜図１６に基づいて説明する。
図１０は本発明に係る燃料電池用セパレータ（第３実施形態）を備えた燃料電池の分解斜視図を示す。
燃料電池８０は、電解質膜１２にアノード側電極１３及びカソード側電極１４を添わせ、アノード側電極１３側にアノード側電極拡散層１５を介してセパレータ（燃料電池用セパレータ）８２を合わせるとともに、カソード側電極１４側にカソード側電極拡散層３５を介してセパレータ８２を合わせることによりセルモジュール８１を構成したものである。
【００６３】
図１１は図１０の１１−１１線断面図である。
セパレータ８２は、燃料ガス通路形成面（セパレータの両面のうちの一方の面）８２ａ側にアノード側電極拡散層１５を一体に成形することで、燃料ガス通路形成面８２ａ側に燃料ガス通路（ガス通路）８４・・・を多数本条形成する。
【００６４】
また、セパレータ８２は、酸化剤ガス通路形成面（セパレータの両面のうちの他方の面）８２ｂ側にカソード側電極拡散層３５を一体に成形することで、酸化剤ガス通路形成面８２ｂ側に酸化剤ガス通路（ガス通路）８６・・・を多数本条形成する。
さらに、セパレータ８２は、燃料ガス通路８３・・・及び酸化剤ガス通路８４・・・間に冷却水通路８５・・・を多数本条備える。
【００６５】
セパレータ８２を構成する樹脂としては、第１実施形態と同様に、一例として耐酸性を備えた熱可塑性樹脂に、天然黒鉛、人造黒鉛、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどを単独或いは混合配合し、炭素材料を６０〜９０ｗｔ％含んだ樹脂組成物が該当する。
【００６６】
耐酸性を備えた熱可塑性樹脂としては、例えばエチレン・酢ビ（酢酸ビニル）共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、変性ポリフェニレンオキサイドなどが該当するが、これに限定するものではない。
【００６７】
図１０に戻って、燃料ガス通路８３・・・（図１１に示す）に、セパレータ８２の上端左側の燃料ガス供給孔部９１ａを連通するとともに、セパレータ８２の下端右側の燃料ガス排出孔部９１ｂを連通する。
また、酸化剤ガス通路８４・・・（図１１も参照）に、セパレータ８２の上端右側の酸化剤ガス供給孔部９２ａを連通するとともに、セパレータ８２の下端左側の酸化剤ガス排出孔部９２ｂを連通する。
さらに、冷却水通路８５・・・（図１１に示す）に、セパレータ８２の上端中央の冷却水供給孔部９３ａを連通するとともに、セパレータ８２の下端中央に冷却水排出孔部９３ｂを連通する。
【００６８】
すなわち、第３実施形態の燃料電池用セパレータ８２は、燃料ガス通路８３・・・と酸化剤ガス通路８４・・・との間に冷却水通路８５・・・を成形することで、第１実施形態の第１、第２セパレータ２０，４０を一体成形した点で、第１実施形態と異なるだけで、その他の構成は第１実施形態と同じである。
このように、第１、第２セパレータ２０，４０を一体成形することで、一対のセパレータ２０，４０間に発生する電気的な接触抵抗をなくして、燃料電池の出力低下をより好適に防ぐことができる。
【００６９】
次に、燃料電池用セパレータの製造方法を図１２〜図１６に基づいて説明する。
先ず、図１２〜図１４に基づいて水溶性ポリマーで燃料ガス通路８３・・・、酸化剤ガス通路８４・・・及び冷却水通路８５・・・（図１１に示す）を形成するための中子１００（図１４に示す）を成形する工程について説明する。
なお、中子１００は、第１ガス通路用中子、第２ガス通路用中子及び冷却水通路用中子からなり、第１ガス通路用中子、第２ガス通路用中子及び冷却水通路用中子の製造工程を以下に説明する。
【００７０】
なお、中子１００は、第１実施形態と同様に水溶性ポリマーで成型する。水溶性ポリマーとしては、例えばポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリビニルアルコールなどが該当するが、これに限るものではない。
すなわち、水溶性ポリマーとしては、中子として使用することが可能で、水溶性を備えたものであればよい。
【００７１】
図１２（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）を説明する第１工程図であり、燃料ガス通路８３・・・（図１１に示す）の第１ガス通路用中子を成形する例について説明する。
（ａ）において、中子成形型８６を型開きした状態で、可動型８７にアノード側電極拡散層１５をセットした後、可動型８７を矢印の如く固定型８８に向けて下降して中子成形型８６を型締めする。
【００７２】
（ｂ）において、中子成形型８６のキャビティ８６ａ内に、溶融状態の水溶性ポリマーを矢印▲４▼の如く充填する。水溶性ポリマーを凝固させて、第１ガス通路用中子１０１をアノード側電極拡散層１５と一体に成形（すなわち、一体化）した後、可動型８７を矢印の如く上昇する。
【００７３】
（ｃ）において、可動型８７を上昇することで型開きした中子成形型８６のキャビティ８６ａ内から、アノード側電極拡散層１５に一体に成形した第１ガス通路用中子１０１を取り出す。
【００７４】
一方、図１２の工程と同様の工程で、酸化剤ガス通路８４・・・（図１１に示す）の第２ガス通路用中子１０５（図１４参照）をカソード側電極拡散層３５と一体に成形することができる。
なお、燃料ガス通路８３・・・の第１ガス通路用中子１０１及びアノード側電極拡散層１５と、酸化剤ガス通路８４・・・の第２ガス通路用中子１０５及びカソード側電極拡散層３５については図１４で詳説する。
【００７５】
図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）を説明する第２工程図であり、冷却水通路８５・・・（図１１に示す）の冷却水通路用中子を成形する例について説明する。
（ａ）において、中子成形型９７を型締めした状態で、中子成形型９７のキャビティ９７ａ内に、溶融状態の水溶性ポリマーを矢印▲５▼の如く充填する。水溶性ポリマーを凝固させて冷却水通路用中子１１１を成形した後、可動型９７を矢印の如く上昇する。
【００７６】
（ｂ）において、可動型９７を上昇することで型開きした中子成形型９６のキャビティ９７ａ内から冷却水通路用中子１１１を取り出す。
なお、成形した冷却水通路８５・・・の冷却水通路用中子１１１については図１４で詳説する。
【００７７】
図１４は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）に使用する中子（第１、第２ガス通路用中子及び冷却水通路用中子）の斜視図である。
アノード側電極拡散層１５は、一端側に燃料ガス供給孔部１６ａ、冷却水供給孔部１８ａ及び酸化剤ガス供給孔部１７ａを備え、他端側に燃料ガス排出孔部１６ｂ、冷却水排出孔部１８ｂ及び酸化剤ガス排出孔部１７ｂを備える。
このアノード側電極拡散層１５に第１ガス通路用中子１０１が一体に成形されている。
【００７８】
すなわち、第１ガス通路用中子１０１は、燃料ガス供給孔部１６ａに燃料ガス供給孔中子１０２を備え、燃料ガス排出孔部１６ｂに燃料ガス排出孔中子１０３を備える。
これらの燃料ガス供給孔中子１０２及び燃料ガス排出孔中子１０３に燃料ガス通路中子１０４を一体成形することで第１ガス通路用中子１０１を得る。なお、燃料ガス通路中子１０４はアノード側電極拡散層１５に一体に成形されている。
これにより、アノード側電極拡散層１５及び第１ガス通路用中子１０１を一体にまとめることができる。
【００７９】
カソード側電極拡散層３５は、一端側に燃料ガス供給孔部３６ａ、冷却水供給孔部３８ａ及び酸化剤ガス供給孔部３７ａを備え、他端側に燃料ガス排出孔部３６ｂ、冷却水排出孔部３８ｂ及び酸化剤ガス排出孔部３７ｂを備える。
このカソード側電極拡散層３５に第２ガス通路用中子１０５が一体に成形されている。
【００８０】
すなわち、第２ガス通路用中子１０５は、酸化剤ガス供給孔部３７ａに酸化剤ガス供給孔中子１０６を備え、酸化剤ガス排出孔部３７ｂに酸化剤ガス排出孔中子１０７を備える。
これらの酸化剤ガス供給孔中子１０６及び酸化剤ガス排出孔中子１０７に酸化剤ガス通路中子１０８を一体成形することで第２ガス通路用中子１０５を得る。なお、酸化剤ガス通路中子１０８はカソード側電極拡散層３５に一体に成形されている。
これにより、カソード側電極拡散層３５及び第２ガス通路用中子１０５を一体にまとめることができる。
【００８１】
第１ガス通路用中子１０１及び第２ガス通路用中子１０５間に配置する冷却水通路用中子１１１は、冷却水通路中子１１２の一端側に冷却水供給孔中子１１３を一体形成するとともに、他端側に冷却水排出孔中子１１４を一体成形したものである。
この冷却水供給孔中子１１３を、アノード側電極拡散層１５及びカソード側電極拡散層３５のそれぞれの冷却水供給孔部１８ａ，３８ａに嵌め込むとともに、アノード側電極拡散層１５及びカソード側電極拡散層３５のそれぞれの冷却水排出孔部１８ｂ，３８ｂに嵌め込む。
【００８２】
同時に、アノード側電極拡散層１５側の燃料ガス供給孔中子１０２及び燃料ガス排出孔中子１０３を、カソード側電極拡散層３５の燃料ガス供給孔部３６ａ及び燃料ガス排出孔部３６ｂにそれぞれ嵌め込む。
さらに、カソード側電極拡散層３５側の酸化剤ガス供給孔中子１０６及び酸化剤ガス排出孔中子１０７を、アノード側電極拡散層１５の酸化剤ガス供給孔部１７ａ及び酸化剤ガス排出孔部１７ｂにそれぞれ嵌め込む。
【００８３】
これにより、冷却水供給孔中子１１３及び冷却水排出孔中子１１４のそれぞれの下端１１３ａ，１１４ａがアノード側電極拡散層１５と面一になる。また、冷却水供給孔中子１１３及び冷却水排出孔中子１１４のそれぞれの上端１１３，１１４ｂがカソード側電極拡散層３５と面一になる。
【００８４】
また、燃料ガス供給孔中子１０２及び燃料ガス排出孔中子１０３のそれぞれの上端１０２ａ，１０３ａがカソード側電極拡散層３５と面一になる。
さらに、酸化剤ガス供給孔中子１０６及び酸化剤ガス排出孔中子１０７のそれぞれの下端１０６ａ，１０７ａがアノード側電極拡散層１５と面一になる。
【００８５】
次に、図１５〜図１６に基づいてセパレータを成形する工程について説明する。
図１５（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）を説明する第３工程図である。
（ａ）において、金型１２０の固定型１２１に第１ガス通路用中子１０１及びアノード側電極拡散層１５をセットし、第１ガス通路用中子１０１に冷却水通路用中子１１１を矢印の如く載せる。
次に、冷却水通路用中子１１１に第２ガス通路用中子１０５及びカソード側電極拡散層３５を矢印の如く載せた後、可動型１２２を矢印の如く下降して金型１２０を型締めする。
【００８６】
ここで、図１４に示すように、第２ガス通路用中子１０５及びカソード側電極拡散層３５を、酸化剤ガス供給孔中子１０６（図１４に示す）及び酸化剤ガス排出孔中子１０７でキャビティ面１２３ａに支えることができる。
また、冷却水通路用中子１１１を、冷却水供給孔中子１１３（図１４に示す）及び冷却水排出孔中子１１４でキャビティ１２３ａ面に支えることができる。
【００８７】
このように、第２ガス通路用中子１０５を酸化剤ガス供給孔中子１０６や酸化剤ガス排出孔中子１０７でキャビティ１２３内に配置するとともに、冷却水通路用中子１１１を冷却水供給孔中子１１３及び冷却水排出孔中子１１４でキャビティ１２３内に配置することができる。
よって、第２ガス通路用中子１０５や冷却水通路用中子１１１をキャビティ１２３内に配置するために通常必要とされるケレンなどの支え部材を不要にすることができる。
【００８８】
ケレンなどの支え部材を備えた場合には、キャビティ１２３内に樹脂を充填してセパレータを成形した後、ケレンなどの支え部材の部分がセパレータに隙間として残る虞がある。
その場合、残った隙間をシリコン剤などのシール剤で塞ぐ必要があるが、第３実施形態によればその必要はない。
【００８９】
（ｂ）において、金型１２０を型締めすることで、第１、第２ガス通路用中子１０１，１０５及び冷却水通路用中子１１１を金型１２０のキャビティ１２３内に配置する。第１ガス通路用中子１０１及びキャビティ面１２３ａ間の隙間にアノード側電極拡散層１５を配置するとともに、第２ガス通路用中子１０５及びキャビティ面１２３ｂ間の隙間にカソード側電極拡散層３５を配置する。
この状態で、キャビティ１２３内に溶融樹脂を矢印▲６▼の如く充填する。
【００９０】
図１６（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）を説明する第４工程図である。
（ａ）において、充填した溶融樹脂を凝固させてセパレータ８２を中子１００（第１、第２ガス通路用中子１０１，１０５及び冷却水通路用中子１１１）、アノード側電極拡散層１５及びカソード電極拡散層３５と一体形成した後、可動型を上昇して金型１２０を型開きする。
型開きした後、セパレータ８２、中子１００、アノード側電極拡散層１５及びカソード電極拡散層３５をキャビティ１２３内から取り出す。
【００９１】
（ｂ）において、セパレータ８２、中子１００、アノード側電極拡散層１５及びカソード電極拡散層３５を、水槽１２５に蓄えた水１２６中に漬ける。
これにより、中子１００を水１２６で溶かすことにより、セパレータ８２内から溶出する。
このように、中子１００を水溶性ポリマーで成形することで、中子１００を水１２６で溶出することができる。このため、中子１００を溶出する設備を簡単にすることができるので、設備費を抑えて、コスト低減を図ることができる。
【００９２】
（ｃ）において、セパレータ８２内から第１、第２ガス通路用中子１０１，１０５及び冷却水通路用中子１１１（（ｂ）に示す）を溶出することで、セパレータ８２に燃料ガス通路８３・・・、冷却水通路８５・・・及び酸化剤ガス通路８４・・・を開けることができる。
この状態で、水槽１２５内からセパレータ８２、アノード側電極拡散層１５及びカソード側電極拡散層３５を取り出すことにより、アノード側電極拡散層１５とカソード側電極拡散層３５間に一体形成したセパレータ８２を得る。
なお、このセパレータ８２は、図１１に示すセパレータ８２を反転した状態で示す。
【００９３】
以上説明した第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、第３実施形態によれば、中子１００を水溶性ポリマーで形成し、この中子１００でセパレータ８２に燃料ガス通路８３・・・及び酸化剤ガス通路８４・・・を成形した。
これにより、セパレータ８２の成形後に中子１００を水１２６で溶出することで、燃料ガス通路８３・・・及び酸化剤ガス通路８４・・・を開けることができる。
【００９４】
このように、セパレータ８２内の中子１００を水１２６で溶出することができるので、セパレータ８２に燃料ガス通路８３・・・及び酸化剤ガス通路８４・・・を簡単に形成することができる。
【００９５】
さらに、セパレータ８２をアノード側電極拡散層１５及びカソード電極拡散層３５と一体形成した。これにより、セパレータ８２とアノード側電極拡散層１５との間の電気的な接触抵抗を抑えることができるとともに、セパレータ８２とカソード電極拡散層３５との間の電気的な接触抵抗を抑えることができるので、燃料電池の出力低下を防ぐことができる。
【００９６】
加えて、第３実施形態によれば、水溶性ポリマーの中子１００を利用してセパレータ８２内に冷却水通路８５・・・を形成することにした。セパレータ８２内に冷却水通路８５・・・を形成することができるので、従来技術のように一対のセパレータを重ね合わせて冷却水通路を形成する必要はない。
【００９７】
このように、従来必要とされていた一対のセパレータを一体成形することができるので、従来技術のように一対のセパレータ間に発生する電気的な接触抵抗を抑えることができる。
このように、接触抵抗を抑えることで、抵抗過電圧を減らして燃料電池の出力低下を防ぐことができる。
【００９８】
次に、第３実施形態の抵抗過電圧を表２に基づいて説明する。
【００９９】
【表２】
2004022191.tif 000004
【０１００】
第２比較例は、第１セパレータと第２セパレータとを一体化しないで、第１セパレータに第２セパレータを合わせたものである。
第２実施例は、セパレータを一体化した第３実施形態のものである。
【０１０１】
第２比較例と第２実施例との抵抗過電圧を以下の条件で測定した。
すなわち、セルモジュールの温度を８０℃に設定し、アノードガス（燃料ガス）として純Ｈ２を供給するとともに、カソードガス（酸化剤ガス）として空気を供給した。
なお、アノード側の燃料ガス温度を８０℃、カソード側の酸化剤ガス温度を８０℃とし、アノード側の燃料ガス圧力を５０ｋＰａ、カソード側の酸化剤ガス圧力を１００ｋＰａとした。この条件下において、電流密度が０．８８３Ａ／ｃｍ２の電流を流した。
【０１０２】
この結果、第２実施例の抵抗過電圧を、第２比較例の抵抗過電圧と比較して、１セルモジュール当たり０．０２７Ｖ減らすことができた。
よって、第２実施例（第３実施形態）のように、セパレータを一体化することにより、抵抗過電圧を減らして燃料電池の出力低下を防ぐことができることが分かる。
【０１０３】
次に、第４実施形態について説明する。
第３実施形態では、図１４に示すように、第１ガス通路用中子１０１をアノード側電極拡散層１５と一体に成形し、第２ガス通路用中子１０５カソード側電極拡散層３５と一体に成形した例について説明したが、これに限らないで、第１ガス通路用中子１０１をアノード側電極拡散層１５から切り離して成形し、第２ガス通路用中子１０５カソード側電極拡散層３５から切り離して成形することも可能である。
【０１０４】
この場合、図１５に示す金型１２０のキャビティ１２３内に、先ず、アノード側電極拡散層１５を配置し、アノード側電極拡散層１５に第１ガス通路用中子１０１を載せる。この第１ガス通路用中子１０１に冷却水通路用中子１１１を載せ、冷却水通路用中子１１１に第２ガス通路用中子１０５を載せた後、第２ガス通路用中子１０５にカソード側電極拡散層３５を載せる。
【０１０５】
この状態で金型１２０を型閉めすることにより、第３実施形態の図１５（ｂ）と同様に、第１、第２ガス通路用中子１０１，１０５及び冷却水通路用中子１１１、アノード側電極拡散層１５及びカソード側電極拡散層３５をキャビティ１２３内にセットすることができる。
よって、第４実施形態においても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
加えて、第４実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法によれば、第１ガス通路用中子１０１をアノード側電極拡散層１５と個別に成形することができ、かつ第２ガス通路用中子１０５をカソード側電極拡散層３５と個別に成形することができる。
これにより、第１、第２ガス通路用中子１０１，１０５の成形方法を第３、第４実施形態のうちのいずれか一方から適宜選択することができるので、設計の自由度を高めることができる。
【０１０７】
なお、前記実施形態では、電解質膜１２として固体高分子電解質を使用した固体高分子型燃料電池１０，８０について説明したが、これに限らないで、その他の燃料電池に適用することも可能である。
【０１０８】
また、前記第１、第２実施形態では、第１、第２セパレータ２０，４０を射出成形方法で成形する例について説明したが、これに限らないで、例えば加熱プレス成形方法やトランスファー成形方法で成形することも可能である。
トランスファー成形装置とは、成形材料をキャビティとは別のポット部に１ショット分入れ、プランジャーによって溶融状態の材料をキャビティに移送して成形する方法である。
【０１０９】
加熱プレス成形方法で第１、第２セパレータ２０，４０を成形する際には、第１、第２セパレータ２０，４０を構成する樹脂としては、一例として耐酸性を備えた熱硬化性樹脂に、天然黒鉛、人造黒鉛、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどを単独或いは混合配合し、炭素材料を６０〜９０ｗｔ％含んだ樹脂組成物が該当する。
耐酸性の有する熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール、ビニルエステルなどが該当するが、これに限定するものではない。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ガス通路を形成するための中子を水溶性ポリマーで形成し、セパレータの成形後に中子を水で溶出することで、ガス通路を形成することができる。
このように、セパレータ内の中子を水で溶出することができるので、セパレータにガス通路を簡単に形成することができ、セパレータを簡単に製造することができる。
【０１１１】
また、セパレータを電極拡散層と一体に形成することにした。これにより、セパレータと電極拡散層との間の電気的な接触抵抗を抑えることができるので、燃料電池の出力低下を防ぐことができる。
【０１１２】
請求項２は、ガス通路を形成するためのガス通路用中子を水溶性ポリマーで形成し、セパレータの成形後にガス通路用中子を水で溶出することで、ガス通路を形成することができる。
このように、セパレータ内のガス通路用中子を水で溶出することができるので、セパレータにガス通路を簡単に形成することができ、セパレータを簡単に製造することができる。
【０１１３】
また、セパレータを電極拡散層と一体に形成することにした。これにより、セパレータと電極拡散層との間の電気的な接触抵抗を抑えることができるので、燃料電池の出力低下を防ぐことができる。
【０１１４】
さらに、冷却水通路用中子を水溶性ポリマーで形成し、セパレータの成形後に冷却水通路用中子を水で溶出することで、セパレータ内に冷却水通路を形成することにした。セパレータ内に冷却水通路を形成することができるので、一対のセパレータを重ね合わせて冷却水通路を形成する必要はない。
このように、一対のセパレータを重ね合わせる必要がないので、従来技術のように一対のセパレータ間に発生する電気的な接触抵抗をなくして、燃料電池の出力低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池用セパレータ（第１実施形態）を備えた燃料電池の分解斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第１実施形態）を説明する第１工程図
【図５】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第１実施形態）に使用する中子の斜視図
【図６】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第１実施形態）を説明する第２工程図
【図７】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第１実施形態）を説明する第３工程図
【図８】図１の８−８線断面図
【図９】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第２実施形態）を説明する工程図
【図１０】本発明に係る燃料電池用セパレータ（第３実施形態）を備えた燃料電池の分解斜視図
【図１１】図１０の１１−１１線断面図
【図１２】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）を説明する第１工程図
【図１３】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）を説明する第２工程図
【図１４】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）に使用する中子（第１、第２ガス通路用中子及び冷却水通路用中子）の斜視図
【図１５】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）を説明する第３工程図
【図１６】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法（第３実施形態）を説明する第４工程図
【図１７】従来の燃料電池を示す分解斜視図
【符号の説明】
１０，８０…燃料電池、１５…アノード側電極拡散層（電極拡散層）、２０…第１セパレータ（燃料電池用セパレータ）、２０ｂ…燃料ガス通路形成面（セパレータの表面）、２６，８３…燃料ガス通路（ガス通路）、３０，８５…冷却水通路、３５…カソード側電極拡散層（電極拡散層）、４０…第２セパレータ（燃料電池用セパレータ）、４０ｂ…酸化剤ガス通路形成面、４６，８４…酸化剤ガス通路（ガス通路）、５０，１００…中子、６０，１２０…金型、６３，１２３…キャビティ、６３ａ，６３ｂ，１２３ａ，１２３ｂ…キャビティ面、６６，１２６…水、８２…セパレータ（燃料電池用セパレータ）、８２ｂ…酸化剤ガス通路形成面（セパレータの両面の他方）、１０１…第１ガス通路用中子、１０５…第２ガス通路用中子、１１１…冷却水通路用中子、８２ａ…燃料ガス通路形成面（セパレータの両面の一方）。
【図１】
2004022191.tif 000005
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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