(57)【要約】【課題】カーボンセパレータから発電時において溶出する不純物の量を極小化することができる燃料電池用セパレータの洗浄方法を提供する。【解決手段】燃料電池用セパレータの洗浄方法は、燃料電池用セパレータを洗浄槽の中に投入する工程と、前記洗浄槽の中に投入された前記燃料電池用セパレータから不純物を溶出させるために前記燃料電池用セパレータへ洗浄水を供給して洗浄する工程と、前記燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了するために前記燃料電池用セパレータから溶出した前記不純物の溶出状態をモニタリングする工程とを包含することを特徴とする。【選択図】  図１
2004342419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用セパレータを洗浄槽の中に投入する工程と、
前記洗浄槽の中に投入された前記燃料電池用セパレータから不純物を溶出させるために前記燃料電池用セパレータへ洗浄水を供給して洗浄する工程と、
前記燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了するために前記燃料電池用セパレータから溶出した前記不純物の溶出状態をモニタリングする工程とを包含することを特徴とする燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項２】
前記モニタリングする工程は、前記洗浄水の電気伝導率をモニタリングする、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項３】
前記モニタリングする工程によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記燃料電池用セパレータの洗浄を終了する工程をさらに包含する、請求項２記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項４】
前記モニタリングする工程によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記洗浄水を交換する工程をさらに包含する、請求項２記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項５】
前記洗浄水は、加熱された純水である、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項６】
前記不純物は、金属イオン、有機物および無機物から選択される少なくとも１つである、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項７】
前記燃料電池用セパレータは、カーボンセパレータである、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項８】
前記モニタリングする工程は、前記洗浄水のｐＨをモニタリングする、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項９】
前記洗浄する工程は、前記洗浄水を加熱しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄する、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄する工程は、前記洗浄水へ溶出した前記不純物の濃度を均一化するように前記洗浄水を攪拌しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄する、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項１１】
前記洗浄する工程は、前記洗浄水へ溶出した前記不純物の濃度を均一化するように前記洗浄水へ超音波振動を加えながら前記燃料電池用セパレータを洗浄する、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項１２】
前記洗浄する工程は、前記燃料電池用セパレータに接触するプラス極と前記洗浄槽の中に配置されたマイナス極とを備えた電極に通電しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄する、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項１３】
前記洗浄する工程は、前記洗浄水がイオン交換樹脂によって構成されたカラムを透過するように前記洗浄水を循環させながら洗浄する、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項１４】
前記モニタリングする工程は、前記洗浄水の電気伝導率をモニタリングし、
前記モニタリングする工程によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記イオン交換樹脂によって構成されたカラムを交換する工程をさらに包含する、請求項１３記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項１５】
前記洗浄水は、ｐＨ７以下の酸性水を含んでいる、請求項１記載の燃料電池用セパレータの洗浄方法。
【請求項１６】
洗浄槽の中に投入された燃料電池用セパレータから不純物を溶出させるために前記燃料電池用セパレータへ洗浄水を供給して洗浄する洗浄手段と、
前記燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了するために前記燃料電池用セパレータから溶出した前記不純物の溶出状態をモニタリングするモニタリング手段とを具備することを特徴とする燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項１７】
前記モニタリング手段は、前記洗浄水の電気伝導率をモニタリングする手段を含んでいる、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項１８】
前記モニタリング手段によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記燃料電池用セパレータの洗浄を終了する手段をさらに具備する、請求項１７記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項１９】
前記モニタリング手段によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記洗浄水を交換する手段をさらに具備する、請求項１７記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２０】
前記洗浄水は、加熱された純水である、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２１】
前記不純物は、金属イオン、有機物および無機物から選択される少なくとも１つである、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２２】
前記燃料電池用セパレータは、カーボンセパレータである、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２３】
前記モニタリング手段は、前記洗浄水のｐＨをモニタリングする手段を含んでいる、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２４】
前記洗浄手段は、前記洗浄水を加熱しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄する、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２５】
前記洗浄手段は、前記洗浄水へ溶出した前記不純物の濃度を均一化するように前記洗浄水を攪拌しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄する、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２６】
前記洗浄手段は、前記洗浄水へ溶出した前記不純物の濃度を均一化するように前記洗浄水へ超音波振動を加えながら前記燃料電池用セパレータを洗浄する、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２７】
前記洗浄手段は、前記燃料電池用セパレータに接触するプラス極と前記洗浄槽の中に配置されたマイナス極とを備えた電極に通電しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄する、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２８】
前記洗浄手段は、前記洗浄水がイオン交換樹脂によって構成されたカラムを透過するように前記洗浄水を循環させながら洗浄する、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項２９】
前記モニタリング手段は、前記洗浄水の電気伝導率をモニタリングし、
前記モニタリング手段によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記イオン交換樹脂によって構成されたカラムを交換する手段をさらに具備する、請求項２８記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【請求項３０】
前記洗浄水は、ｐＨ７以下の酸性水を含んでいる、請求項１６記載の燃料電池用セパレータの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に使用されるセパレータの洗浄方法および洗浄装置に関し、特にカーボン系セパレータの洗浄方法および洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池、例えば固体高分子型燃料電池は、水素を含有する燃料ガスと空気などの酸素を含有する燃料ガスとを電気化学的に反応させることによって電力と熱とを同時に発生させるものである。この固体高分子型燃料電池においては、まず、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜の両面に、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反応層を形成する。次に、この触媒反応層の外面に、燃料ガスの通気性と電子導電性とを併せ持つ拡散層を形成し、この拡散層と触媒反応層とを合わせて電極とする。
【０００３】
次に、供給する燃料ガスが外にリークしたり、二種類の燃料ガスが互いに混合しないように、電極の周囲には高分子電解質膜を挟んでガスシール材やガスケットを配置する。このシール材やガスケットは、電極及び高分子電解質膜と一体化してあらかじめ組み立て、これを、ＭＥＡ（電極電解質膜接合体）と呼ぶ。
【０００４】
このＭＥＡの外側には、ＭＥＡを機械的に固定するとともに、隣接したＭＥＡを互いに電気的に直列に接続するための導電性のセパレータを配置する。セパレータのＭＥＡと接触する部分には、電極面に反応ガスを供給し、生成ガスや余剰ガスを運び去るためのガス流路を形成する。このガス流路はセパレータと別に設けることもできるが、セパレータの表面に溝を設けてガス流路とする方式が一般的である。
【０００５】
このような固体高分子型の燃料電池は、セパレータは導電性が高く、かつ燃料ガスに対してガス気密性が高く、更に水素／酸素を酸化還元する際の反応に対して高い耐食性を持つ必要がある。
【０００６】
このような理由で、セパレータは、フェノール樹脂等の樹脂単独、あるいは炭素粉末との混練物を平板に成形した後、非酸化雰囲気中で炭化処理あるいは黒鉛化処理することにより、炭素質あるいは黒鉛質の平板を形成し、さらに切削加工等により表面にガス流路となる溝を形成することにより製造されている。しかしながら、このセパレータは、発電時にセパレータ表面からガス流路を流れる過湿ガス中への不純物の拡散がおこり、電池の性能が低下する原因になるという問題点を有している。
【０００７】
そこで、セパレータを作製する際に、電池性能に影響を及ぼす成分の分離が生じない加工工法の開発が進められている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１００４５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献１に開示された加工工法によっても、現時点では充分な性能を有するまでには至っていない。
【００１０】
燃料電池の発電において、ＭＥＡとセパレータとを一体化し、燃料ガスなどを流して発電する際に、セパレータから溶出する不純物の量を極小化することによって高効率な発電を実現することが課題である。また、デバイスの低価格化を図るために、プロセスの低コスト化を図ることも課題である。
【００１１】
本発明の目的は、カーボンセパレータから溶出する不純物の量を極小化することができる燃料電池用セパレータの洗浄方法および洗浄装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る燃料電池用セパレータの洗浄方法は、燃料電池用セパレータを洗浄槽の中に投入する工程と、前記洗浄槽の中に投入された前記燃料電池用セパレータから不純物を溶出させるために前記燃料電池用セパレータへ洗浄水を供給して洗浄する工程と、前記燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了するために前記燃料電池用セパレータから溶出した前記不純物の溶出状態をモニタリングする工程とを包含することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る燃料電池用セパレータの洗浄装置は、洗浄槽の中に投入された燃料電池用セパレータから不純物を溶出させるために前記燃料電池用セパレータへ洗浄水を供給して洗浄する洗浄手段と、前記燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了するために前記燃料電池用セパレータから溶出した前記不純物の溶出状態をモニタリングするモニタリング手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本実施の形態に係る燃料電池用セパレータの洗浄方法においては、燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了するために燃料電池用セパレータから溶出した不純物の溶出状態をモニタリングする。このため、不純物の溶出状態のモニタリング結果に応じて燃料電池用セパレータの洗浄を終了することができる。その結果、燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了することができる。
【００１５】
この実施の形態では、前記モニタリングする工程は、前記洗浄水の電気伝導率をモニタリングすることが好ましい。
【００１６】
前記モニタリングする工程によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記燃料電池用セパレータの洗浄を終了する工程をさらに包含することが好ましい。
【００１７】
前記モニタリングする工程によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記洗浄水を交換する工程をさらに包含することが好ましい。
【００１８】
前記洗浄水は、加熱された純水であることが好ましい。
【００１９】
前記不純物は、金属イオン、有機物および無機物から選択される少なくとも１つであることが好ましい。
【００２０】
前記燃料電池用セパレータは、カーボンセパレータであることが好ましい。
【００２１】
前記モニタリングする工程は、前記洗浄水のｐＨをモニタリングすることが好ましい。
【００２２】
前記洗浄する工程は、前記洗浄水を加熱しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄することが好ましい。
【００２３】
前記洗浄する工程は、前記洗浄水へ溶出した前記不純物の濃度を均一化するように前記洗浄水を攪拌しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄することが好ましい。
【００２４】
前記洗浄する工程は、前記洗浄水へ溶出した前記不純物の濃度を均一化するように前記洗浄水へ超音波振動を加えながら前記燃料電池用セパレータを洗浄することが好ましい。
【００２５】
前記洗浄する工程は、前記燃料電池用セパレータに接触するプラス極と前記洗浄槽の中に配置されたマイナス極とを備えた電極に通電しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄することが好ましい。
【００２６】
前記洗浄する工程は、前記洗浄水がイオン交換樹脂によって構成されたカラムを透過するように前記洗浄水を循環させながら洗浄することが好ましい。
【００２７】
前記モニタリングする工程は、前記洗浄水の電気伝導率をモニタリングし、前記モニタリングする工程によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記イオン交換樹脂によって構成されたカラムを交換する工程をさらに包含することが好ましい。
【００２８】
前記洗浄水は、ｐＨ７以下の酸性水を含んでいることが好ましい。
【００２９】
本実施の形態に係る燃料電池用セパレータの洗浄装置においては、燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了するために燃料電池用セパレータから溶出した不純物の溶出状態をモニタリングするモニタリング手段が設けられている。このため、不純物の溶出状態のモニタリング結果に応じて燃料電池用セパレータの洗浄を終了することができる。その結果、燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了することができる。
【００３０】
この実施の形態では、前記モニタリング手段は、前記洗浄水の電気伝導率をモニタリングする手段を含んでいることが好ましい。
【００３１】
前記モニタリング手段によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記燃料電池用セパレータの洗浄を終了する手段をさらに具備することが好ましい。
【００３２】
前記モニタリング手段によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記洗浄水を交換する手段をさらに具備することが好ましい。
【００３３】
前記洗浄水は、加熱された純水であることが好ましい。
【００３４】
前記不純物は、金属イオン、有機物および無機物から選択される少なくとも１つであることが好ましい。
【００３５】
前記燃料電池用セパレータは、カーボンセパレータであることが好ましい。
【００３６】
前記モニタリング手段は、前記洗浄水のｐＨをモニタリングする手段を含んでいることが好ましい。
【００３７】
前記洗浄手段は、前記洗浄水を加熱しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄することが好ましい。
【００３８】
前記洗浄手段は、前記洗浄水へ溶出した前記不純物の濃度を均一化するように前記洗浄水を攪拌しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄することが好ましい。
【００３９】
前記洗浄手段は、前記洗浄水へ溶出した前記不純物の濃度を均一化するように前記洗浄水へ超音波振動を加えながら前記燃料電池用セパレータを洗浄することが好ましい。
【００４０】
前記洗浄手段は、前記燃料電池用セパレータに接触するプラス極と前記洗浄槽の中に配置されたマイナス極とを備えた電極に通電しながら前記燃料電池用セパレータを洗浄することが好ましい。
【００４１】
前記洗浄手段は、前記洗浄水がイオン交換樹脂によって構成されたカラムを透過するように前記洗浄水を循環させながら洗浄することが好ましい。
【００４２】
前記モニタリング手段は、前記洗浄水の電気伝導率をモニタリングし、前記モニタリング手段によってモニタリングされた前記洗浄水の電気伝導率が所定の値まで上昇したときに前記イオン交換樹脂によって構成されたカラムを交換する手段をさらに具備することが好ましい。
【００４３】
前記洗浄水は、ｐＨ７以下の酸性水を含んでいることが好ましい。
【００４４】
本発明者らは、特にカーボンセパレータ内の不純物を低減する手段として、カーボンセパレータを熱水中に浸漬して洗浄し、洗浄後の水の電導率が所定の範囲にあることを確認することによって、カーボンセパレータの洗浄状態を確認することができ、燃料電池の性能を確保することができることを見出した。また本発明者らは、、同様にカーボンセパレータを洗浄した後の水のｐＨが所定の範囲にあることを確認することによって、カーボンセパレータの洗浄状態を確認することができ、燃料電池の性能を確保することができることを見出した。
【００４５】
本実施の形態に係る燃料電池用セパレータの洗浄方法は、腐食性が低い金属材料（ＳＵＳ等）または低腐食性ガラスによって構成される洗浄槽に、複数枚の板状のセパレータを浸漬可能な治具に保持し、純水などの洗浄液を槽内に満たして洗浄を行なうものである。洗浄時に加熱、撹拌を行なうことによって洗浄効率は高まり、セパレータ内の不純物量を低減するための洗浄時間を低減することができる。
【００４６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００の構成を示す斜視図である。燃料電池用セパレータ洗浄装置１００は、上方に向かって開口する略中空直方体形状をした洗浄槽１を備えている。洗浄槽１の中には、板状をした複数の燃料電池用セパレータ２と、複数の燃料電池用セパレータ２を保持するためのセパレータ保持用治具４と、複数の燃料電池用セパレータ２を洗浄するための洗浄水３とが収容されている。
【００４８】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００には、洗浄槽１に収容される洗浄水３を循環させるための洗浄水循環用ポンプユニット５と、洗浄水３を循環させるために洗浄水循環用ポンプユニット５と洗浄槽１とにそれぞれ接続された円筒形状をした２本の洗浄水循環用ポンプ６とが設けられている。
【００４９】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００は、洗浄水循環用ポンプユニット５と２本の洗浄水循環用ポンプ６と洗浄槽１とを循環する洗浄水３の電気伝導率を計測するための電気伝導率計測ユニット７と、電気伝導率計測ユニット７によって計測された洗浄水３の電気伝導率を表示するための電気伝導率指示計８と、洗浄水３のｐＨを計測するためのｐＨ計測ユニット９と、ｐＨ計測ユニット９によって計測されたｐＨを表示するためのｐＨ指示計１０とを有している。
【００５０】
このように構成された燃料電池用セパレータ洗浄装置１００においては、まず、複数の燃料電池用セパレータ２を固定用治具４によって互いに固定し、洗浄槽１内に投入する。次に、洗浄水（加熱した純水など）を洗浄槽１内に投入し、燃料電池用セパレータ２から不純物を溶出させる。
【００５１】
溶出する不純物は燃料電池用セパレータ２を構成する材料に応じて異なっており、例えば金属イオン、有機物、無機物など様々である。この不純物のほとんどは、燃料電池に組み込んだ際に燃料電池の性能の低下をひきおこす。
【００５２】
この不純物の溶出量は、時間が経過するとともに増大していった後、一定時間を経過するとほとんど溶出は起こらなくなる。このように不純物が溶出する状態を、洗浄水循環用ポンプ５と電気伝導率計測ユニット７と電気伝導率指示計８とによって確認することができる。また、ｐＨ計測ユニット９とｐＨ指示計１０とによって確認してもよい
燃料電池用セパレータ２を構成する材料に応じて、不純物が溶出する挙動は異なるが、電気伝導率計測ユニット７によって計測された電気伝導率がある設定値に到達したときに燃料電池用セパレータ２の洗浄を終了することができる場合と、電気伝導率計測ユニット７によって計測された電気伝導率が飽和状態になった時点で燃料電池用セパレータ２を洗浄するための洗浄水を交換することによって燃料電池用セパレータ２からの不純物の溶出がさらに促進される場合とがある。
【００５３】
熱硬化性樹脂（フェノール系樹脂）によって構成された燃料電池用セパレータ２をこの燃料電池用セパレータ洗浄装置１００によって洗浄すると、洗浄のスタート時に０．１μＳ／ｃｍであった電気伝導率が９時間後に１５μＳ／ｃｍ程度になり、その後は電気伝導率がほとんど変化しなくなることが明らかになった。その燃料電池用セパレータ２によって構成された燃料電池の性能を確認すると良好な特性を確認することができた。すなわち、燃料電池用セパレータ２を洗浄する時の洗浄状態を管理するために洗浄水の電気伝導率をモニターすると、燃料電池用セパレータ２を効率的に短時間で洗浄することができる。
【００５４】
以上のように実施の形態１によれば、燃料電池用セパレータ２の洗浄を最短時間で完了するために燃料電池用セパレータ２から溶出した不純物の溶出状態をモニタリングする。このため、不純物の溶出状態のモニタリング結果に応じて燃料電池用セパレータ２の洗浄を終了することができる。その結果、燃料電池用セパレータの洗浄を最短時間で完了することができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ａの構成を示す斜視図である。図１を参照して前述した実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
【００５６】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ａは、加熱ヒータ１１を備えている。加熱ヒータ１１は、燃料電池用セパレータ２を洗浄するための洗浄水３を加熱するために設けられている。
【００５７】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ａには、プロペラ状の形状をした撹拌フィン１３と撹拌フィン１３に接続された撹拌機１２とが設けられている。撹拌フィン１３は、燃料電池用セパレータ２を洗浄するための洗浄水３へ溶出した不純物の濃度を均一化するように洗浄水３を攪拌するために設けられている。撹拌機１２は、洗浄水３を攪拌するために撹拌フィン１３を回転させる。
【００５８】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ａは、洗浄槽３の底部に設けられた超音波振動ユニット１４を備えている。超音波振動ユニット１４は、燃料電池用セパレータ２を洗浄するための洗浄水３へ溶出した不純物の濃度を均一化するように洗浄水３を超音波によって振動させるために設けられている。
【００５９】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ａには、加熱ヒータ１１と撹拌機１２とを制御するためのコントローラ１５が設けられている。
【００６０】
このように構成された燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ａは、前述した実施の形態１と同様に燃料電池用セパレータ２の洗浄を実施するが、このとき加熱ヒータ１１によって洗浄水３の温度が７０℃以上１００℃℃以下になるように洗浄水３を加熱し、燃料電池用セパレータ２から洗浄水３へ溶出した不純物の濃度を均一化するように撹拌フィン１３によって洗浄水３を攪拌するとともに、洗浄水３へ溶出した不純物の濃度を均一化するように超音波振動ユニット１４によって洗浄水３へ超音波振動を加えながら燃料電池用セパレータ２を洗浄する。このようにして洗浄すると、前述した実施の形態１に係る洗浄方法と比較して約１／２の短時間で燃料電池用セパレータ２を洗浄することができた。
【００６１】
（実施の形態３）
図３は、実施の形態３に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｂの構成を示す斜視図である。図２を参照して前述した実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ａの構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
【００６２】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｂは、純水製造供給装置１６を備えている。純水製造供給装置１６は、燃料電池用セパレータ２を洗浄するための純水を製造して洗浄水循環用ポンプ５へ供給するために設けられている。
【００６３】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｂには、純水供給パイプ１７が設けられている。純水供給パイプ１７は、純水製造供給装置１６によって製造された純水を洗浄水循環用ポンプ５へ供給するように設けられている。
【００６４】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｂは、排水ドレン１９を備えている。排水ドレン１９は、燃料電池用セパレータ２を洗浄した純水を排出するために設けられている。
【００６５】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｂには、洗浄水排出パイプ１８が設けられている。洗浄水排出パイプ１８は、洗浄水循環用ポンプ５から排水ドレン１９へ洗浄水３を排出する。
【００６６】
このように構成された燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｂにおいては、燃料電池用セパレータ２を洗浄水３によって洗浄しながら電気伝導率計測ユニット７によって洗浄水３の電気伝導率を計測する。
【００６７】
電気伝導率計測ユニット７によって計測された洗浄水３の電気伝導率が所定の閾値に到達したときは、洗浄プロセスの終点とし、洗浄水循環用ポンプ５から洗浄水排出パイプ１８を通って排水ドレン１９により洗浄水３を燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｂの外部へ排出する。
【００６８】
あるいは不純物溶出量が多いセパレータの場合には、電気伝導率計測ユニット７によって計測された洗浄水３の電気伝導率が一定の電気伝導率になったときに、排水ドレン１９により一旦洗浄水３を全量排出し、純水製造供給装置１６によって純水を再投入して洗浄を再開することにより洗浄が早く終了するようにしてもよい。
【００６９】
（実施の形態４）
図４は、実施の形態４に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｃの構成を示す斜視図である。図１を参照して前述した実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
【００７０】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｃは、電極板２１を備えている。電極板２１は、燃料電池用セパレータ２に接触するプラス極（保持用治具４に接触させてもよい）と洗浄槽３の中に配置されたマイナス極とを有している。
【００７１】
このように構成された燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｃにおいては、電極板２１に通電しながら燃料電池用セパレータ２を洗浄すると、燃料電池用セパレータ２から分離・溶出したイオン性の不純物、特に金属イオンを短時間で電極板２１に捕捉することができる。この電極板２１は、銅板または真鍮板に金または白金メッキを施したものを使用することができる。また、金、白金の板を使用してもよい。
【００７２】
（実施の形態５）
図５は、実施の形態５に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｄの構成を示す斜視図である。図１を参照して前述した実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
【００７３】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｄは、イオン交換樹脂カラム３１を備えている。イオン交換樹脂カラム３１は、イオン交換樹脂によって構成されている。
【００７４】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｄには、導入管３２が設けられている。導入管３２は、洗浄水循環用ポンプユニット５からイオン交換樹脂カラム３１へ洗浄水３を導入するために設けられている。
【００７５】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｄは、排出管３３を備えている。排出管３３は、イオン交換樹脂カラム３１を透過した洗浄水３を洗浄水循環用ポンプユニット５へ排出するために設けられている。
【００７６】
このように構成された燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｄにおいては、洗浄水循環用ポンプユニット５から導入管３２を通ってイオン交換樹脂カラム３１へ洗浄水３が導入される。そして、イオン交換樹脂によって構成されたイオン交換樹脂カラム３１を洗浄水３が透過する。次に、イオン交換樹脂カラム３１から排出管３３を通って洗浄水循環用ポンプユニット５へ洗浄水３が排出される。その後、洗浄水循環用ポンプユニット５から洗浄水循環用ポンプ６の一方を通って洗浄槽１へ洗浄水３が供給される。
【００７７】
そして、洗浄槽１に収容された燃料電池用セパレータ２を洗浄水３は洗浄する。次に、洗浄槽１から洗浄水循環用ポンプ６の他方を通って洗浄水循環用ポンプユニット５へ洗浄水３排出される。その後、再び、洗浄水循環用ポンプユニット５から導入管３２を通ってイオン交換樹脂カラム３１へ洗浄水３が導入される。
【００７８】
このように、洗浄水（純水）３によって燃料電池用セパレータ２を洗浄する際に、洗浄水３はイオン交換樹脂カラム３１を常に通過する。このため、洗浄水３の純度を保持することができる。その結果、燃料電池用セパレータ２からの不純物の溶出を早めることができる。
【００７９】
このイオン交換樹脂カラム３１には、例えば東京科研製の純水製造器Ｇ−５Ｃなどを用いることができる。また、洗浄水３の純度を保持することができるので、洗浄水３の交換頻度を少なくすることができるため、洗浄水３を交換するための作業時間を低減することができる。その結果、燃料電池用セパレータ２を低コストで洗浄することができる。
【００８０】
電気伝導率計測ユニット７によって計測された洗浄水３の電気伝導率が予め設定された設定値以上になったときには、イオン交換樹脂カラム３１を交換する。
【００８１】
この構成により、３０枚ロットのカーボンセパレータによって構成された燃料電池用セパレータ２を洗浄する際に通常毎回各ロットごとにイオン交換樹脂カラム３１を交換する必要があったものを、１００回以上交換不要で使用することができた。また不純物溶出の時間に関しても、前述した実施の形態２と比較して１／２．５の短時間で燃料電池用セパレータ２の洗浄を終了することができた。
【００８２】
（実施の形態６）
図６は、実施の形態６に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｅの構成を示す斜視図である。図４および図５をそれぞれ参照して前述した燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｃの構成要素および燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｄの構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
【００８３】
燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｅは、図４を参照して前述した燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｃと図５を参照して前述した燃料電池用セパレータ洗浄装置１００Ｄとを組み合わせて構成されている。
【００８４】
洗浄槽１内に電極板２１を配置し、＋極をセパレータ２に接触させ、（保持用治具４に接触させてもよい。）−極の極板を洗浄槽１内に配置して通電することにより、セパレータ２から分離・溶出したイオン性の不純物、特に金属イオンを短時間で捕捉し、電極板２１によって捕捉されないイオン性不純物については、交換樹脂カラム３１を通過させることにより洗浄水３の純度を保持し、セパレータ２からの不純物の溶出を早めることができる。また、洗浄水３の交換頻度を少なくすることができるため、作業時間を低減し、低コストで洗浄することができる。不純物溶出の時間に関しては前述した実施の形態２と比較して１／４の短時間で燃料電池用セパレータ２の洗浄を終了することができた。
【００８５】
なお、前述した実施の形態１ないし実施の形態６に係る燃料電池用セパレータの洗浄方法において、洗浄水として酸性液を利用する場合には、希硫酸などを使用することができる。また純水の加熱および超音波振動の付加は全ての実施の形態に追加することにより洗浄効果を高めることができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カーボンセパレータから溶出する不純物の量を極小化することができる燃料電池用セパレータの洗浄方法および洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置の構成を示す斜視図
【図２】実施の形態２に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置の構成を示す斜視図
【図３】実施の形態３に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置の構成を示す斜視図
【図４】実施の形態４に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置の構成を示す斜視図
【図５】実施の形態５に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置の構成を示す斜視図
【図６】実施の形態６に係る燃料電池用セパレータ洗浄装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
１        洗浄槽
２        燃料電池用セパレータ
３        洗浄水
４        セパレータ保持用治具、
５        洗浄水循環用ポンプユニット
６        洗浄水循環用ポンプ
７        電気伝導率計測ユニット
８        電気伝導率指示計
９        ｐＨ計測ユニット
１０    ｐＨ指示計
１１    加熱ヒータ
１２    撹拌機
１３    撹拌フィン
１４    超音波振動ユニット
１５    温度コントローラ
１６    純水製造・供給装置
１７    純水供給パイプ
１８    洗浄水排出パイプ
１９    排水ドレン
２１    電極板
３１    イオン交換樹脂カラム
３２    洗浄水のカラムへの導入管
３３    洗浄水の排出管
【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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