(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材の間に第３部材が介在するように積層された当該第１部材、第２部材、第３部材と、
前記第１部材と前記第３部材との間をシールする接着層と、
前記第２部材と前記第３部材との間をシールするガスケットと、含む燃料電池であって、
前記積層方向において、前記接着層は、前記ガスケットに対して重なる領域と重ならない領域とを有し、
前記重なる領域における厚さが、前記重ならない領域における厚さよりも厚く形成されており、
前記第２部材と前記第３部材とは互いに接触し、前記第２部材と前記第３部材のおのおのに、前記ガスケットが介装される凹部が形成されている、燃料電池。
【請求項２】
電解質アッセンブリとセパレータを接着層を介して積層した単セルと、複数の前記単セルをガスケットを介して積層した燃料電池において、
前記接着層は、少なくともその一部が前記ガスケットに対して前記単セルの積層方向に重なる状態で前記セパレータの面方向に沿って広がり、尚かつ、当該接着層のうち前記ガスケットと重なる領域における厚さが、該ガスケットと重ならない領域における厚さよりも薄く形成されており、
隣り合う２つの単セルのセパレータは互いに接触し、前記隣り合う２つの単セルのセパレータのおのおのに、前記ガスケットが介装される凹部が形成されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
前記単セル周縁近傍に前記凹部が形成されている、請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
電解質アッセンブリとセパレータを接着層を介して積層して単セルを構成し、複数の前記単セルをガスケットを介して積層して燃料電池を構成する場合における当該燃料電池用セパレータの接着構造において、
前記接着層は、少なくともその一部が前記ガスケットに対して前記単セルの積層方向に重なる状態で前記セパレータの面方向に沿って広がるように形成され、尚かつ、当該接着層のうち前記ガスケットと重なる領域における厚さが該ガスケットと重ならない領域における厚さよりも薄く形成されており、
隣り合う２つの単セルのセパレータは互いに接触し、前記隣り合う２つの単セルのセパレータのおのおのに、前記ガスケットが介装される凹部が形成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータの接着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池と当該燃料電池用セパレータの接着構造に関する。さらに詳述すると、本発明は、燃料電池のうち特に単セルが備えるセパレータの接着構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は複数の単セルが積層されることによって構成されているのが一般的である。このような燃料電池のうち、例えば固体高分子形燃料電池における単セルは、電解質膜およびその両面に配された一対の電極からなる電解質アッセンブリ（ＭＥＡ；Membrane Electrode Assembly）と、このＭＥＡを挟持する一対のセパレータとで構成されており、これら単セルが複数積層されることによってスタック構造の燃料電池が構成されている。また、セパレータとして金属製のもの（メタルセパレータ）が用いられ、さらにこのメタルセパレータとＭＥＡ間に樹脂フレームを挟み込んだ構造のものもある。このような構造の燃料電池の場合、メタルセパレータと樹脂フレームとの間は接着剤によって接着され、尚かつ単セル間はガスケットを介在させることによってシールされていることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上述のような接着剤に対しては、燃料電池の運転中において生じる内圧に起因して力が作用することがある。そこで、このような状況下でもシール性能を発揮しうる構造として、当該接着剤をガスケット下に設けることが好適となっている。こうした場合には、内圧に起因する力をガスケットの反力で相殺することによって接着剤の剥離を抑えることが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−７７４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば燃料電池の運転時、ガスケットの反力によって接着剤層が弾性変形あるいは塑性変形する結果、メタルセパレータを変形させてしまうという問題があった。
【０００５】
すなわち、燃料電池の運転時（例えば氷点下〜９０℃）、メタルセパレータと樹脂フレームとの間では両者の線膨張係数（熱膨張係数）の差に起因する位置ずれが発生することがあり、このような位置ずれを吸収するべく、両者間に介在する接着剤層は厚く形成されていることが好ましい。ところが、単セル間に介在するガスケットには高いシール性能が要求されることから、当該ガスケット自体の反力（例えば弾性に起因する反発力）によって接着剤層が変形し、この結果、薄く曲げ強度に乏しいメタルセパレータ（例えばＳＵＳ材からなるセパレータ）に変形を来たすことがあった。また、これによってガスケットとセパレータとの間におけるシール性能の劣化や悪化が生じるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、セパレータに変形を来たすのを抑えつつガスケットのシール性能を確保することができる燃料電池と当該燃料電池用セパレータの接着構造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】
【０００７】
かかる課題を解決するため、本発明者は種々の検討を行い、その結果、セパレータに変形を来たすのを抑えつつガスケットのシール性能を確保しうる技術を知見するに至った。本発明はかかる知見に基づくもので、電解質アッセンブリとセパレータを第１シール部材を介して積層した単セルと、複数の前記単セルを第２シール部材を介して積層した燃料電池において、前記第１シール部材は、少なくともその一部が前記第２シール部材に対して前記単セルの積層方向に重なる状態で前記セパレータの面方向に沿って広がり、尚かつ、当該第１シール部材のうち前記第２シール部材と重なる領域における厚さが、該第２シール部材と重ならない領域における厚さよりも薄く形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、第１シール部材（例えば接着層）のうち少なくとも第２シール部材（例えばガスケット）と重なる領域は、薄く形成されることによってシール性能を損なうことなく反力（例えば弾性に起因する反発力）が抑えられることになる。このように当該領域における反力が抑えられる結果、セパレータを曲げようとする作用が抑制される。また、従来構造においては接着層が厚く形成されていたことが一因となってセパレータの変形を来たしていたのに対し、本発明では第１シール部材（例えば接着層）を薄く形成した結果として当該領域における第１シール部材の変形量が抑えられることから、セパレータに及ぼしていた影響（すなわちセパレータの変形）を抑制することが可能となる。しかも、第２シール部材と重ならない領域における第１シール部材は厚く形成されていることから、熱膨張差によるセパレータの位置ずれを抑制するという作用を失っていない。
【０００９】
また、上述の燃料電池において、前記第１シール部材は接着層であり、前記第２シール部材はガスケットであることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記第１シール部材として、高伸び率の接着剤が使用されていることも好ましい。このように高伸び率の接着剤を使用する本発明によれば、熱膨張差によるセパレータの位置ずれを抑制するとともに、接着層の界面における剥離を抑制しつつガスケット下の接着層を薄く形成することが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、電解質アッセンブリとセパレータを第１シール部材を介して積層して単セルを構成し、複数の前記単セルを第２シール部材を介して積層して燃料電池を構成する場合における当該燃料電池用セパレータの接着構造において、前記第１シール部材は、少なくともその一部が前記第２シール部材に対して前記単セルの積層方向に重なる状態で前記セパレータの面方向に沿って広がるように形成され、尚かつ、当該第１シール部材のうち前記第２シール部材と重なる領域における厚さが該第２シール部材と重ならない領域における厚さよりも薄く形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、第１シール部材のうち少なくとも第２シール部材と重なる領域は、薄く形成されることによってシール性能を損なうことなく反力（例えば弾性に起因する反発力）が抑えられることになる。このように当該領域における反力が抑えられる結果、セパレータを曲げようとする作用が抑制される。また、従来構造においては接着層が厚く形成されていたことが一因となってセパレータの変形を来たしていたのに対し、本発明では第１シール部材（例えば接着層）を薄く形成した結果として当該領域における第１シール部材の変形量が抑えられることから、セパレータに及ぼしていた影響（すなわちセパレータの変形）を抑制することが可能となる。しかも、第２シール部材と重ならない領域における第１シール部材は厚く形成されていることから、熱膨張差によるセパレータの位置ずれを抑制するという作用を失っていない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては以下の効果を得ることができる。すなわち、第２シール部材下の第１シール部材（例えば接着層）を他の領域よりも薄く構成することで、熱膨張差によるセパレータの位置ずれを抑制できると同時に、セパレータの変形を抑制することもできる。また、高伸び率の接着剤を使用することで第１シール部材を薄くし、熱膨張差による位置ずれと第２シール部材の反力によるセパレータの変形極小化を両立することができる。この結果、セパレータに変形を来たすのを抑えつつ第２シール部材のシール性能を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図５に本発明の一実施形態を示す。本発明にかかる燃料電池および燃料電池用セパレータの接着構造は、例えば接着層からなる第１シール部材（以下、接着層と記載する）１２を介してセパレータ３がフレーム２に接着された構造の単セル（本実施形態では符号Ｃn-1，Ｃn，Ｃn+1，…と表す）と、複数のセパレータ３間をシールする例えばガスケットからなる第２シール部材（以下、ガスケットと記載する）４とを備えているものである。本実施形態においては、上記の接着層１２を、少なくともその一部がガスケット４に対して単セルＣn-1，Ｃn，Ｃn+1，…の積層方向に重なる状態でセパレータ３の面方向に沿って広がるようにし、尚かつ、当該接着層１２のうちガスケット４と重なる領域における厚さが、該ガスケット４と重ならない領域における厚さよりも薄くなるように形成している。
【００１６】
以下においては、このような燃料電池２０および燃料電池用セパレータの接着構造を有する燃料電池システム１０を燃料電池車両の車載発電システムに適用した場合について説明するが、本発明はこのような適用例に限らず、船舶，航空機，電車、歩行ロボット等のあらゆる移動体への適用が可能である。以下の実施形態では、燃料電池２０と、該燃料電池２０に酸化ガスを供給する空気供給路（酸化ガス供給路）７１と、燃料電池２０から排気された酸化ガスのオフガスを導く排気路７２と、水素供給源（燃料供給源）４０と、該水素供給源４０から燃料電池２０に燃料ガスを供給する燃料供給路７４と、燃料電池２０から排気された燃料ガスのオフガスを燃料供給路７４に戻す水素循環路（燃料ガス循環路）７５とを備えた燃料電池システム１０を例として説明する。
【００１７】
図１は燃料電池システム１０の全体構成、図２は同燃料電池システム１０に用いられる燃料電池２０のセパレータの平面図を示す。さらに、図３に本セパレータを利用したセルのスタック構造を示す。図３は、この燃料電池スタックのガスケット周辺部分の拡大断面図であり、図２のＡ−Ａ切断面を観察したものである。また、本実施形態においてはフレームを備えたセル構造の燃料電池２０について説明する。
【００１８】
図１に示すように、酸化ガスとしての空気（外気）は、空気供給路（酸化ガス供給路）７１を介して燃料電池２０の空気供給口に供給される。空気供給路７１には、空気から微粒子を除去するエアフィルタＡ１、空気を加圧するコンプレッサＡ３、供給空気圧を検出する圧力センサＰ４、及び空気に所要の水分を加える加湿器Ａ２１が設けられている。コンプレッサＡ３は、モータ（補機）によって駆動される。このモータは、後述の制御部５０によって駆動制御される。なお、エアフィルタＡ１には、空気流量を検出する図示省略のエアフローメータ（流量計）が設けられている。
【００１９】
燃料電池２０から排出される空気オフガスは、排気路７２を経て外部に放出される。排気路７２には、排気圧を検出する圧力センサＰ１、圧力調整弁Ａ４、及び加湿器Ａ２１の熱交換器が設けられている。圧力センサＰ１は、燃料電池２０の空気排気口近傍に設けられている。圧力調整弁Ａ４は、燃料電池２０への供給空気圧を設定する調圧(減圧)器として機能する。
【００２０】
圧力センサＰ４，Ｐ１の図示しない検出信号は、制御部５０に送られる。制御部５０は、コンプレッサＡ３のモータ回転数及び圧力調整弁Ａ４の開度面積を調整することによって、燃料電池２０への供給空気圧や供給空気流量を設定する。
【００２１】
燃料ガスとしての水素ガスは、水素供給源（燃料供給源）４０から燃料供給路７４を介して燃料電池２０の水素供給口に供給される。水素供給源４０は、例えば高圧水素タンクが該当するが、いわゆる燃料改質器や水素吸蔵合金等であっても良い。
【００２２】
燃料供給路７４には、水素供給源４０から水素を供給しあるいは供給を停止する遮断弁Ｈ１００、水素供給源４０からの水素ガスの供給圧力を検出する圧力センサＰ６、燃料電池２０への水素ガスの供給圧力を減圧して調整する水素調圧弁Ｈ９、水素調圧弁Ｈ９の下流の水素ガス圧力を検出する圧力センサＰ９、燃料電池２０の水素供給口と燃料供給路７４間を開閉する遮断弁Ｈ２１、及び水素ガスの燃料電池２０の入口圧力を検出する圧力センサＰ５が設けられている。
【００２３】
水素調圧弁Ｈ９としては、例えば機械式の減圧を行う調圧弁を使用できるが、パルスモータで弁の開度がリニアあるいは連続的に調整される弁であっても良い。圧力センサＰ５，Ｐ６，Ｐ９の図示しない検出信号は、制御部５０に供給される。
【００２４】
燃料電池２０で消費されなかった水素ガスは、水素オフガスとして水素循環路（燃料ガス循環路）７５に排出され、燃料供給路７４の水素調圧弁Ｈ９の下流側に戻される。水素循環路７５には、水素オフガスの温度を検出する温度センサＴ３１、燃料電池２０と水素循環路７５を連通／遮断する遮断弁Ｈ２２、水素オフガスから水分を回収する気液分離器Ｈ４２、回収した生成水を水素循環路７５外の図示しないタンク等に回収する排水弁Ｈ４１、水素オフガスを加圧する水素ポンプＨ５０、及び逆流阻止弁Ｈ５２が設けられている。
【００２５】
遮断弁Ｈ２１，Ｈ２２は、燃料電池２０のアノード側を閉鎖する。温度センサＴ３１の図示しない検出信号は、制御部５０に供給される。水素ポンプＨ５０は、制御部５０によって動作が制御される。
【００２６】
水素オフガスは、燃料供給路７４で水素ガスと合流し、燃料電池２０に供給されて再利用される。逆流阻止弁Ｈ５２は、燃料供給路７４の水素ガスが水素循環路７５側に逆流することを防止する。遮断弁Ｈ１００，Ｈ２１，Ｈ２２は、制御部５０からの信号で駆動される。
【００２７】
水素循環路７５は、排出制御弁Ｈ５１を介して、パージ流路７６によって排気路７２に接続されている。排出制御弁Ｈ５１は、電磁式の遮断弁であり、制御部５０からの指令によって作動することにより、水素オフガスを外部に排出（パージ）する。このパージ動作を間欠的に行うことによって、水素オフガスの循環が繰り返されて燃料極側の水素ガスの不純物濃度が増し、セル電圧が低下することを防止することができる。
【００２８】
燃料電池２０の冷却水出入口には、冷却水を循環させる冷却路７３が設けられている。冷却路７３には、燃料電池２０から排水される冷却水の温度を検出する温度センサＴ１、冷却水の熱を外部に放熱するラジエータ（熱交換器）Ｃ２、冷却水を加圧して循環させるポンプＣ１、及び燃料電池２０に供給される冷却水の温度を検出する温度センサＴ２が設けられている。ラジエータＣ２には、モータによって回転駆動される冷却ファンＣ１３が設けられている。
【００２９】
制御部５０は、図示しない車両のアクセル信号などの要求負荷や燃料電池システム１０の各部のセンサ（圧力センサ、温度センサ、流量センサ、出力電流計、出力電圧計等）から制御情報を受け取り、システム各部の弁類やモータ類の運転を制御する。
【００３０】
なお、制御部５０は、図示しない制御コンピュータシステムによって構成されている。この制御コンピュータシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、入出力インタフェース及びディスプレイなどの公知構成から成り、市販されている制御用コンピュータシステムによって構成されている。
【００３１】
燃料電池２０は、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて発電する単セルを所要数積層してなる燃料電池スタックとして構成されている。燃料電池２０が発生した電力は、図示しないパワーコントロールユニットに供給される。パワーコントロールユニットは、車両の駆動モータを駆動するインバータと、コンプレッサモータや水素ポンプ用モータなどの各種の補機類を駆動するインバータと、二次電池等の蓄電手段への充電や該蓄電手段からのモータ類への電力供給を行うＤＣ‐ＤＣコンバータなどが備えられている。
【００３２】
以下において燃料電池２０の詳細な構成について説明する。図３に示すように、燃料電池スタックは、複数の単セルＣn-1，Ｃn，Ｃn+1，…（以下、ｎ番目のセルＣnに単セルを代表させる。）を所望の発電電圧が得られるまで積層して構成される。個々の単セルＣnは、発電体１と、発電体１を挟持する一対の樹脂フレーム２およびセパレータ３を備えた構成となっている。隣接する単セルＣn間にはガスケット４が設けられている。
【００３３】
一対のフレーム２は、図示していない接着層によって接着されている。各フレーム２は同一形状を備えており、単セルの形状を整える構造物になっている。これらフレーム２は、硬化性樹脂等の絶縁性材料によって成型されている。接着層は、フレーム２同士の接着に適する接着剤であり、接着層内に発電体１が介挿されて接着されている。フレーム２の単セル外側面には、周縁近傍にシール用の凹部１３が形成されている。この凹部１３は、後述のように単セル間を封止するガスケット４が介装された場合に適度な応力により単セル間が密封されるような構造になっている。
【００３４】
セパレータ３，３は、フレーム２，２の外側に接着層１２を介在させた状態で接着されている。セパレータ３，３は、同一構造を備え、フレーム２の凹部１３に対応する部位に凹部構造１４が設けられている。接着層１２は、高伸び率の接着剤を用いることが好ましい。
【００３５】
隣接する単セル間で対向するセパレータ３には、それぞれ凹部構造１４が向かい合って設けられており、これら凹部構造１４により形成される空間にはガスケット４が介装されている。
【００３６】
図２に示すように、セパレータ３には、互いの単セルＣnを隔てるとともに発電体１の水素極側に燃料ガスである水素ガス、または、酸素源である空気を供給させるための流路３１が形成されている。また、各流路３１にこれらのガスを供給するための共通通路であるマニホールド３３が設けられている。また図２に示す面の裏側には図示しない冷却水用の流路が設けられており、単セルＣnで起こる電気化学反応の際に生じる熱を吸収して冷却することが可能に構成されている。マニホールド３３の中にはこのような冷却水用の流路も形成されている。セパレータ３の隅には、多数の単セルを積層させて一つのスタックとしてまとめるためのボルト等の締結部材が挿通する締結用孔３２が設けられている。
【００３７】
セパレータ３の構成材料としては導電性を有する必要から、メタルセパレータ（金属セパレータ）を利用可能である。具体的には、セパレータには、カーボンセパレータといわれるカーボンと樹脂とで構成されたもの、メタルセパレータといわれる例えばステンレス金属の平体またはステンレス表面に導電性材と耐食材とを塗布したもの等があるが、以下ではメタルセパレータの場合を例示する。また、セパレータ３には流路３１のように複雑な微細構造を形成する必要があるため精密加工のし易さも必要である。さらに、高電圧発電に対する要求から、多数積層を可能にするため、セパレータ３はできる限り薄く形成する必要がある。このため、セパレータ３の金属プレート３０としては、加工しやすい金属材料、例えばアルミニウム、鉄、チタン、ステンレスなどにカーボンを含有させたものが利用される。例えば、このような金属プレート３０の厚みは、０．０５〜０．３ｍｍ程度となり、多数積層するためには０．１ｍｍ以下の厚みであることが好ましい。加工容易性からある程度の弾性を備えることが要求され、ヤング率は７×１０10Ｐａ以上となる。また物理的耐性としては使用環境における温度範囲、例えば−３０℃〜＋１２０℃に耐え、化学的耐性としてはｐＨ２以上の酸性雰囲気に耐えることが必要である。発電体１を狭持しうるだけの構造と上記のような条件を満たす金属プレート３０であれば、図２における発電体１の領域と重なる領域において微細な流路３１を形成しつつ、一定の機械的強度を保有させることができる。
【００３８】
燃料電池２０の発電を担う発電体１には、燃料電池２０の方式により種々の構造が考えられる。例えば、固体酸化物形燃料電池であれば、ジルコニア等の電解質をランタンマンガナイト等の空気極とニッケル等の燃料極との間に挟み込んだものが基本構造となる。溶融炭酸塩形燃料電池であれば、炭酸塩をＬｉＡｌＯ2等の保持材にしみこませた電解質板を燃料極と空気極との間に挟み込んだもの、リン酸形燃料電池であれば、リン酸を電解質として燃料極と空気極との間に挟み込んだもの、高分子電解質形燃料電池であれば、フッ素系イオン交換膜等の高分子電解質含んだ電解質膜を燃料極と空気極との間に挟み込んだ構造を採りうる。本実施形態では特に電気自動車の発電源として適する発電体１として、高分子電解質膜の両側に多孔質支持層に触媒を担持させた触媒電極が形成された高分子電解質膜利用のＭＥＡ構造を備えるものとしている。
【００３９】
次に、ガスケット４の周囲の構成について詳細に説明する。図４は、本実施形態におけるガスケット４の周辺領域の断面構造であり、一つの単セルＣnについての構造を拡大したものである。
【００４０】
ガスケット４には、基部となる平板部２０と、平板部２０から突出する当接部２１とが設けられており、この当接部２１の先端で対向するセパレータ３に接触している。これにより、発電部に充填される流体が外部に漏れ出ることを防止するようになっている。ガスケット４の材料としては、一般樹脂や高分子材料であるエラストマー等の化学的耐性のある弾性部材で構成されている。
【００４１】
凹部１３には、ガスケット４下に位置して、幅方向略中央部に膨出する凸部２ａが設けられている。凸部２ａは上面が平坦であり、その幅は少なくともガスケット４の当接部２１の幅以上であればよいが、本実施形態では当接部２１の幅よりも余裕を持たせて僅かに幅広に形成されている。要は、ガスケット３の基部（平板部２０）から突出する当接部２１と少なくとも重なる領域において接着層１２を薄く形成するようにしている。
【００４２】
セパレータ３の凹部構造１４は、略平坦の底面を有し、対向する凹部構造１４との間にガスケット４が位置している構造となっている。なお、上記の凸部２ａは、向かい合った凹部１３の両側に設けられている。
【００４３】
以上により、接着層１２とガスケット４とが積層方向に沿って重なりあった状態となり、さらに、ガスケット４の当接部２１に重なる接着層１２の領域１２ａの厚さが、他の領域（ガスケット４に重ならない領域１２ｂ）よりも薄く構成されている。具体的には、領域１２ａは厚さ約０．０５ｍｍ程度、幅約２ｍｍとし、領域１２ｂは厚さ約０．１５ｍｍ程度とする。
【００４４】
このように構成されていることにより、上記接着構造は以下のような作用を有する。
【００４５】
ガスケット４に重なる接着層１２’が一様に厚い場合、図５に示したように反力によって接着層１２’が弾性変形あるいは塑性変形し、セパレータ３が変形する。これがシール異常の原因となっていたのに対し、本実施形態のようにガスケット４に重なる接着層１２の領域１２ａを他の領域１２ｂよりも薄く構成することにより、シール性能を損なうことなく反力（例えば弾性に起因する反発力）が抑えられることになる。このため、接着層１２の変形が抑制される。また、変形する場合でも、最大変形量は領域１２ａの厚みの範囲に限られる。すなわちガスケット反力の許容内となる。
【００４６】
これにより、セパレータ３の変形を抑制してシール性能を向上させることができる。また、領域１２ｂの接着層１２は十分に厚く形成されていることで、フレーム２とセパレータ３の熱膨張差が吸収されて位置ずれが抑制される。また、接着層１２として高伸び率の接着剤を採用することで、ガスケット４下の接着層を十分に薄く構成することができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態の燃料電池２０によれば、ガスケット４下の接着層１２を他の領域よりも薄く構成することで、熱膨張差によるフレーム２とセパレータ３の位置ずれを防止できるとともに、セパレータ３の変形を抑制してガスケット４のシール性能を向上させることができる。また、高伸び率の接着剤を使用することで接着層１２を薄くし、熱膨張差による位置ずれとガスケット反力によるセパレータ３の変形極小化を両立することができる。
【００４８】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では隣り合った単セルのセパレータ間をシールするガスケット４に本発明を適用した例について説明したが、一つの単セルを構成する一対のセパレータ間をシールするガスケットに対して適用することも可能である。
【００４９】
また、上記の例では向かい合った凹部１３の両側に凸部２ａを設けたが、少なくともガスケット４の当接部２１が接触する側のフレーム２にのみ凸部２ａを設けても良い。すなわち、ガスケット４の当接部２１が接触する側の接着層１２の領域１２ａを薄く形成し、ガスケット４の平板部２０側の接着層１２を一様に構成しても良い。
【００５０】
なお、上述の実施形態においては第１シール部材１２が接着層であり、第２シール部材４がガスケットである場合を例示して説明したがこれらは一例に過ぎない。また、第１シール部材１２は単セルＣn内でのシールであって、第２シール部材４は燃料電池スタックの隣接シール間に使用されるシール部材であり、第１シール部材１２、第２シール部材４は互いに異なる材料のシール部材であってもよいし、同種の材料であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの一実施形態を概略的に示したシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態として示した燃料電池セパレータの全体平面図である。
【図３】単セルの積層状態について示した図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】ガスケット周辺の構成について示した図３の部分拡大図である。
【図５】セパレータの変形状態に付いて示した断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
３…セパレータ、４…ガスケット（第２シール部材）、１２…接着層（第１シール部材）、２０…燃料電池、Ｃn-1，Ｃn，Ｃn+1…単セル
【図１】
0004761255.tif 000002
【図２】
0004761255.tif 000003
【図３】
0004761255.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004761255.tif 000006