(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極アセンブリを両面から挟み込む一対のセパレータが接着部により接着された燃料電池を解体する方法であって、
外部加熱手段の熱を前記接着部に付与して該接着部を軟化又は溶融させることにより前記一対のセパレータの分離を助長させる分離助長ステップ、
を含み、
前記分離助長ステップでは、前記一対のセパレータの間隙に挿入される方向に付勢されたクサビ状の部材である外力付与手段を前記外部加熱手段により加熱した状態で前記一対のセパレータの間隙に挿入することにより、前記一対のセパレータが離間する方向の外力を付与した状態で前記外部加熱手段の熱を前記接着部に付与する、
燃料電池解体方法。
【請求項２】
前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段を前記一対のセパレータの少なくとも一方に接触又は近接させる、請求項１記載の燃料電池解体方法。
【請求項３】
前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段を前記一対のセパレータの間隙を覆うように配置する、請求項１又は２記載の燃料電池解体方法。
【請求項４】
前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段を前記接着部の配置されている箇所に沿って配置する、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池解体方法。
【請求項５】
前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段は前記接着部の軟化温度以上で前記電極アセンブリの耐熱温度未満となる熱を該接着部に付与する、請求項１〜４のいずれか記載の燃料電池解体方法。
【請求項６】
前記外力付与手段は、前記外部加熱手段の機能を持っている、請求項１〜５のいずれか記載の燃料電池解体方法。
【請求項７】
前記接着部は、前記電極アセンブリの周囲に配設され該電極アセンブリに供給されるガスが外部に漏れないようにシールする機能を有する、請求項１〜６のいずれか記載の燃料電池解体方法。
【請求項８】
前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段の熱を、前記燃料電池が複数積層された燃料電池積層体のうち前記燃料電池同士を直接又は介在物を介して間接的に接着する電池間接着部にも付与して該電池間接着部を軟化又は溶融させることにより、前記燃料電池同士の分離を助長させる、
請求項１〜７のいずれか記載の燃料電池解体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の解体方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池としては、電解質の両面に電極が配置された電極アセンブリと、この電極アセンブリの周囲に配設されたシシール部と、電極アセンブリを両面から挟み込んだ状態で前記シール部を介して接着され一方の電極側に燃料ガス通路が他方の電極側に酸化ガス通路が形成された一対のセパレータと、を備えたものが知られている。この種の燃料電池では、燃料ガス通路に燃料ガスとして水素を供給すると共に酸化ガス通路に酸化ガスとしてエアを供給すると、燃料ガス通路に面する電極（アノード）で水素がプロトンと電子に分かれ、そのうちのプロトンが電解質を通ってもう一方の電極（カソード）へ移動し、電子は外部回路を通ってカソードへ移動し、カソードでエア中の酸素とプロトンと電子とが反応して水が生成する。この反応により起電力が生じる。ここで、シール部は、両セパレータを接着する接着剤の層であり、各電極の外周部分で酸素と水素が直接接触するのを防ぐ役割を果たしている。
【０００３】
ところで、使用済みの燃料電池から高価な電極アセンブリ（特に貴金属触媒を含む電極）を回収したり、使用済みの燃料電池を分別して廃棄したり、使用済みの燃料電池の電極アセンブリの性能を評価したりするために、燃料電池を解体したい場合がある。このため、例えば特許文献１では、燃料電池のシール部とセパレータとの間に線状部材を設けておき、燃料電池を解体するときにはこの線状部材を外方向へ引っ張ることで線状部材によりシール部とセパレータとを剥離させるものが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１５１１１２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、特許文献１の燃料電池では、作業者が力を入れて線状部材を引っ張ることでシール部とセパレータとを剥離させるものであるため、線状部材が途中で切れたり固くて動かなかったりすることがあり、燃料電池を確実に解体するのが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、燃料電池を解体する必要が生じたときに確実に解体することのできる燃料電池解体方法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】
【０００６】
本発明は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
即ち、本発明の第１の燃料電池解体方法は、電極アセンブリを両面から挟み込む一対のセパレータが接着部により接着された燃料電池を解体する方法であって、外部加熱手段の熱を前記接着部に付与して該接着部を軟化又は溶融させることにより前記一対のセパレータの分離を助長させる分離助長ステップ、を含むものである。
【０００８】
この燃料電池解体方法の分離助長ステップでは、外部加熱手段の熱を接着部に付与して該接着部を軟化又は溶融させることにより一対のセパレータの分離を助長させる。つまり、接着部が軟化又は溶融するとセパレータ同士の接着力が弱まり分離しやすくなるため、一対のセパレータの分離が助長される。したがって、燃料電池を解体する必要が生じた時に確実に解体することができる。なお、本発明は、どのタイプの燃料電池でも適用可能であり、例えば固体電解質膜形（高分子電解質形）、固体酸化物形、溶融炭酸塩形、リン酸形、アルカリ水溶液形等の燃料電池に適用可能である。また、燃料電池は、単体であってもよいし、単体を直接又は介在物を介して間接的に積層した積層体であってもよい。
【０００９】
本発明の第１の燃料電池解体方法において、前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段を前記一対のセパレータの少なくとも一方に接触又は近接させてもよい。こうすれば、セパレータは比較的面積が広いため、外部加熱手段を配置しやすい。この場合、外部加熱手段の熱はセパレータを介して接着部に付与される。
【００１０】
本発明の第１の燃料電池解体方法において、前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段を前記一対のセパレータの間隙を覆うように配置してもよい。こうすれば、接着部は一対のセパレータの間隙に介在していることから外部加熱手段から接着部に熱を付与しやすい。
【００１１】
本発明の第１の燃料電池解体方法において、前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段を前記接着部の配置されている箇所に沿って配置してもよい。こうすれば、外部加熱手段の熱を効率よく接着部に付与することができる。
【００１２】
本発明の第１の燃料電池解体方法において、前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段は前記接着部の軟化温度以上で前記電極アセンブリの耐熱温度未満となる熱を該接着部に付与してもよい。こうすれば、接着部が軟化又は溶融したときに電極アセンブリが熱の影響を受けて大きく変質するおそれがない。
【００１３】
本発明の第１の燃料電池解体方法において、前記分離助長ステップでは、外力付与手段により前記一対のセパレータが離間する方向の外力を付与した状態で前記外部加熱手段の熱を前記接着部に付与してもよい。こうすれば、接着部を軟化又は溶融することによりその接着力を弱めたときに一対のセパレータが互いに離間する方向の外力が加えられているため、一対のセパレータの分離が一層助長される。このとき、前記外力付与手段は、前記一対のセパレータの間隙に挿入される方向に付勢されたクサビ状の部材であってもよい。こうすれば、接着部の接着力が弱まるにつれてクサビ状の部材が一対のセパレータの間隙の奥へと挿入されてその間隙を押し広げていくため、一対のセパレータの分離が一層助長される。また、前記外力付与手段は、前記外部加熱手段により加熱された状態で前記一対のセパレータの間隙に挿入されてもよい。こうすれば、外力付与手段を介して接着部に熱が付与される。
【００１４】
本発明の第１の燃料電池解体方法において、前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段は前記一対のセパレータが離間する方向の外力を付与しつつ前記接着部に熱を付与してもよい。こうすれば、接着部を軟化又は溶融することによりその接着力を弱めたときに一対のセパレータが互いに離間する方向の外力が加えられているため一対のセパレータの分離が一層助長されるし、外部加熱手段のほかに上述の外力付与手段を別途設ける必要がないため構成が簡素になる。
【００１５】
本発明の第１の燃料電池解体方法において、前記接着部は、前記電極アセンブリの周囲に配設され該電極アセンブリに供給されるガスが外部に漏れないようにシールする機能を有していてもよい。接着部にこのようなシール機能を持たせることにより、接着部とは別にこのようなシール機能をもつシール部を設ける場合に比べて、構成が簡素になる。このような接着部としては、例えば接着剤を固化したものであってもよいし、ガスケットであってもよい。また、接着剤やガスケットの材質としては、例えばフッ素樹脂材やシリコーン樹脂材などが挙げられる。
【００１６】
本発明の第１の燃料電池解体方法において、前記分離助長ステップでは、前記外部加熱手段の熱を、前記燃料電池が複数積層された燃料電池積層体のうち前記燃料電池同士を直接又は介在物を介して間接的に接着する電池間接着部にも付与して該電池間接着部を軟化又は溶融させることにより、前記燃料電池同士の分離を助長させてもよい。こうすれば、燃料電池積層体の解体も助長することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて以下に説明する。
【実施例】
【００３１】
［第１参考例］
図１は、本参考例の燃料電池１０の概略構成を表す説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００３２】
本参考例の燃料電池１０は、固体高分子型燃料電池であって、主として、固体電解質膜３の両面に電極４，５が配置された膜電極アセンブリ(Membrane Electrode Assembly、以下ＭＥＡという)２と、このＭＥＡ２の周囲に配設されたシール部８と、ＭＥＡ２を両面から挟み込んだ状態でシール部８と接着された一対のセパレータ６，７とを備えている。この燃料電池１０は、単セルと呼ばれるものであり起電力が０．６〜０．８Ｖ程度である。このため、例えば車両の駆動モータの供給電源として使用する場合には、多数の燃料電池１０を緊密に積層することで数百Ｖの直流電源とする。
【００３３】
ＭＥＡ２は、固体電解質膜３を二つの電極、つまり燃料極であるアノード４と酸素極であるカソード５とで挟みこんだものである。本参考例のＭＥＡ２は、固体電解質膜３の面積がアノード４やカソード５の面積よりも大きい。ここで、固体電解質膜３は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有する固体高分子材料で作製された膜であり、具体的にはフッ素系樹脂により形成された膜（デュポン社製のナフィオン膜等）などが挙げられる。また、アノード４及びカソード５は、それぞれ触媒電極４ａ，５ａとガス拡散電極４ｂ，５ｂとによって構成されている。触媒電極４ａ，５ａは、固体電解質膜３に接触する側に位置し、白金微粒子を担持させた導電性カーボンブラックにより形成されている。一方、ガス拡散電極４ｂ，５ｂは、触媒電極４ａ，５ａに積層され、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスにより形成されている。なお、触媒電極４ａ，５ａに含まれる白金は、水素をプロトンと電子に分けるのを促進したり酸素とプロトンと電子から水を生成する反応を促進する作用を有するものであるが、同様の作用を有するものであれば白金以外のものを用いてもよい。また、ガス拡散電極４ｂ，５ｂは、カーボンクロスのほか、炭素繊維からなるカーボンペーパーまたはカーボンフェルトによって形成してもよく、十分なガス拡散性および導電性を有していればよい。
【００３４】
一対のセパレータ６，７は、それぞれガス不透過の発熱性導体、例えば成形カーボンか金属（ステンレス鋼など）により形成されている。両セパレータ６，７は、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔６ａ，７ａと、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂと、酸化ガスを供給するための酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃと、酸化ガスを排出するための酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄと、冷媒（例えば冷却液）を供給するための冷媒供給孔６ｅ，７ｅと、冷媒を排出するための冷媒排出孔６ｆ，７ｆとを備えている。また、一方のセパレータ６には、ＭＥＡ２のアノード４と接触する面に燃料ガスを通過させる燃料ガス通路６ｇが形成され、他方の面に冷媒を通過させる冷媒通路（図示略）が形成されている。このうち、燃料ガス通路６ｇは複数の凹溝で構成され燃料ガス供給孔６ａや燃料ガス排出孔６ｂには通じているが他の孔には通じておらず、冷媒通路は冷媒供給孔６ｅや冷媒排出孔６ｆには通じているが他の孔には通じていない。もう一方のセパレータ７には、ＭＥＡ２のカソード５と接触する面に酸化ガスを通過させる酸化ガス通路７ｇが形成され、他方の面に冷媒を通過させる冷媒通路（図示略）が形成されている。このうち、酸化ガス通路７ｇは複数の凹溝で構成され酸化ガス供給孔７ｃや酸化ガス排出孔７ｄには通じているが他の孔には通じておらず、冷媒通路は冷媒供給孔７ｅと冷媒排出孔７ｆには通じているが他の孔には通じていない。
【００３５】
シール部８は、ＭＥＡ２の固体電解質膜３のうちアノード４やカソード５が設けられていない外周部分の全周にわたって接着剤（例えばエポキシ系接着剤）を固化することにより形成した層であり、本発明の接着部に相当する。このシール部８は、固体電解質膜３とセパレータ６によって囲まれる燃料ガスが存在する空間をシールすると共に固体電解質膜３とセパレータ７によって囲まれる酸化ガスが存在する空間をシールしている。なお、シール部８には、セパレータ６，７に設けられた各孔６ａ〜６ｆ，７ａ〜７ｆの位置に合わせて貫通孔が設けられている。
【００３６】
次に、燃料電池１０の発電について説明する。燃料電池１０を発電させるには、燃料電池１０の外部から、燃料ガス供給孔６ａ，７ａに燃料ガスとして加湿した水素を供給すると共に酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃに酸化ガスとしてエアを供給する。すると、水素は燃料ガス供給孔６ａから燃料ガス通路６ｇを経て燃料ガス排出孔６ｂへと流れたあと外部へ排出され、エアは酸化ガス供給孔６ｃから酸化ガス通路７ｇを経て酸化ガス排出孔７ｄへと流れたあと外部へ排出される。そして、燃料ガス通路６ｇを通過する水素は、アノード４のガス拡散電極４ｂで拡散されて触媒電極４ａに至り、この触媒電極４ａでプロトンと電子に分かれる。このうちプロトンは湿潤状態の固体電解質膜３を伝導してカソード５に移動し、電子は図示しない外部回路を通ってカソードに移動する。また、酸化ガス通路７ｇを通過するエアは、カソード５のガス拡散電極５ｂで拡散されて触媒電極５ａに至る。そして、カソード５でプロトンと電子とエア中の酸素とが反応して水が生成し、この反応により起電力が生じる。また、燃料電池１０を発電に適した温度域（例えば７０〜８０℃）に維持するために、外部から冷媒供給孔６ｅ，７ｅへ冷媒を供給する。この冷媒は、セパレータ６，７に設けられた図示しない冷媒通路を経て冷媒排出孔６ｆ，７ｆから排出され、図示しない熱交換器で低温化されたあと再び冷媒供給孔６ｅ，７ｅへ供給される。なお、ＭＥＡ２の固体電解質膜３はプロトンを伝導する役割を果たすほか、燃料電池１０の内部でエアと水素とが直接接触するのを防ぐ隔離膜としての役割も果たしている。また、シール部８は、ＭＥＡ２の外周部分でエアと水素とが混合するのを防止すると共に、これらのガスが燃料電池１０の外部へ漏れ出すのを防止している。
【００３７】
次に、この燃料電池１０を解体する必要が生じたときの解体手順について図２〜図４に基づいて説明する。図２は燃料電池１０にヒータ２１〜２４を装着したときの平面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４はヒータ２１〜２４によりシール部８を軟化させたときの断面図である。図２に示すように、燃料電池１０の上側のセパレータ６の四辺に沿って、換言すればシール部８に沿って、それぞれ電熱式のヒータ２１〜２４を配置する。これらヒータ２１〜２４は本発明の外部加熱手段に相当するものであり、このうちヒータ２１，２２は、図３に示すように断面略Ｌ字状に形成され、セパレータ６に当接するセパレータ当接面２１ａ，２２ａとセパレータ６，７の間隙を覆う間隙被覆面２１ｂ，２２ｂとを備えている。なお、ヒータ２３，２４も図示しないがヒータ２１，２２と同様、断面略Ｌ字状に形成され、セパレータ６に当接するセパレータ当接面と一対のセパレータ６，７の間隙を覆う間隙被覆面とを備えている。また、ヒータ２１〜２４には、図２に示すようにそれぞれ通電回路２５〜２８が接続され、各通電回路２５〜２８により各ヒータ２１〜２４への通電・遮電を調節することにより各ヒータ２１〜２４のオン・オフが調節される。続いて、各ヒータ２１〜２４への通電を開始する。すると各ヒータ２１〜２４は加熱する。ここで、ＭＥＡ２の固体電解質膜３として耐熱温度が２３０℃程度のスルホン酸基含有フッ素化高分子を使用し、シール部８として軟化温度が１３０℃のエポキシ樹脂を使用したとすると、各ヒータ２１〜２４によるシール部８の加熱温度を１３０〜２００℃になるように通電を制御する。そして、図４に示すようにシール部８が軟化温度以上に加熱されて軟化又は溶融するまで各ヒータ２１〜２４によるシール部８の加熱を続ける。そして、シール部８が軟化又は溶融して一対のセパレータ６，７を接着する接着力が弱まったあと、各ヒータ２１〜２４を燃料電池１０から取り外す。その後、作業者は工具を利用するか手で掴んで一対のセパレータ６，７を完全に分離し、燃料電池１０からＭＥＡ２を取り出す。
【００３８】
以上詳述した本参考例によれば、ヒータ２１〜２４の熱をシール部８に付与して該シール部８を軟化又は溶融させることにより一対のセパレータ６，７の分離を助長させる。つまり、シール部８が軟化又は溶融するとセパレータ６，７同士の接着力が弱まり分離しやすくなるため、一対のセパレータ６，７の分離が助長される。したがって、燃料電池１０を解体する必要が生じた時に確実に解体することができる。また、ヒータ２１〜２４を比較的面積が広いセパレータ６に接触させて配置するため配置しやすいし、セパレータ６，７の間隙を覆うように配置するためその間隙に介在するシール部８に熱を付与しやすい。また、シール部８にはヒータ２１〜２４からセパレータ６，７の間隙を介して熱が付与されるばかりでなくセパレータ６を介してもヒータ２１〜２４の熱が付与されるため、シール部８を早く昇温させることができる。また、ヒータ２１〜２４はシール部８が形成されている箇所に沿って配置されるため、ヒータ２１〜２４の熱を効率よくシール部８に付与することができる。更に、ヒータ２１〜２４はシール部８の軟化温度以上でＭＥＡ２の耐熱温度未満となる熱をシール部８に付与するため、シール部８が軟化又は溶融したときにＭＥＡ２が熱の影響を受けて大きく変質するおそれがない。更にまた、ＭＥＡ２に供給される酸化ガスや燃料ガスが外部に漏れないようにシールする機能を有するシール部８でもって一対のセパレータ６，７を接着したため、シール機能を持つ部材と接着機能を持つ部材とをそれぞれ別部材で構成した場合に比べて簡素な構成となる。
【００４０】
なお、上述した第１参考例では、各ヒータ２１〜２４を断面略Ｌ字状としたが、図５に示すように断面略Ｃ字状としてもよい。即ち、ヒータ２１は、セパレータ６に当接するセパレータ当接面２１ａと、セパレータ６，７の間隙を覆う間隙被覆面２１ｂと、セパレータ７に当接するセパレータ当接面２１ｃとを備えていてもよく、他のヒータ２２〜２４もこのヒータ２１と同様の断面形状としてもよい。こうすれば、シール部８にはヒータ２１〜２４からセパレータ６，７の間隙を介して熱が付与されるばかりでなくセパレータ６やセパレータ７を介してもヒータ２１〜２４の熱が付与されるため、シール部８を一層早く昇温させることができる。あるいは、図６に示すように断面を上下に二分割した形状にしてもよい。即ち、ヒータ２１は、セパレータ６に当接するセパレータ当接面２１ｄとセパレータ７に当接するセパレータ当接面２１ｅとに分割されていてもよく、他のヒータ２２〜２４もこのヒータ２１と同様の断面形状としてもよい。こうすれば、シール部８にはヒータ２１〜２４からセパレータ６やセパレータ７を介してヒータ２１〜２４の熱が付与されるため、シール部８を比較的早く昇温させることができる。あるいは、ヒータ２１をセパレータ６に当接するセパレータ当接面２１ａのみを有する部材としたり、セパレータ６，７の間隙を覆う間隙被覆面２１ｂのみを有する部材としたり、セパレータ７に当接するセパレータ当接面２１ｃのみを有する部材としたりしてもよい。
【００４１】
［実施例］
以下に、本発明の実施例について説明する。この実施例は、上述した第１参考例において、各ヒータ２１〜２４の熱をシール部８に付与する際、図７〜図９に示すように、一対のセパレータ６，７が互いに離間するような外力を加えるものである。なお、図７は燃料電池１０にヒータ２１〜２４と挿入部材５１〜５４を配置したときの平面図、図８は図７のＣ−Ｃ断面図、図９はシール部８が軟化・溶融したときの断面図である。まず、図７及び図８に示すように、先端がクサビ状に形成された挿入部材５１〜５４を、略四角形の燃料電池１０の各辺にセパレータ６，７の間に挿入可能となるように配置し、付勢部材であるバネ５５〜５８によりセパレータ６，７の間に挿入する方向に付勢する。また、同じく付勢部材であるバネ３１〜３４によりヒータ２１〜２４をセパレータ６に向かって付勢する。図８に示すように、これらのヒータ２１〜２４のうちヒータ２１，２２はバネ３１，３２に付勢されてセパレータ６と挿入部材５１〜５４とに強制的に当接されている。ここで、ヒータ２１，２２は、断面略Ｌ字状ではあるが上述した第１参考例とは異なりセパレータ６，７の間隙を覆っておらず、セパレータ６に当接するセパレータ当接面２１ａ，２２ａと挿入部材５１〜５４に当接する挿入部材当接面２１ｆ，２２ｆを有するように形成されている。なお、ヒータ２３，２４も図示しないがヒータ２１，２２と同様の断面形状に形成されている。続いて、各ヒータ２１〜２４への通電を開始する。すると各ヒータ２１〜２４は加熱する。ここでも、シール部８の温度がシール部８の軟化温度以上ＭＥＡ２の耐熱温度未満となるように加熱し、シール部８が軟化温度以上に加熱されて軟化又は溶融するまで各ヒータ２１〜２４によるシール部８の加熱を続ける。そして、シール部８が軟化又は溶融して一対のセパレータ６，７を接着する接着力が弱まるにつれて、挿入部材５１〜５４のクサビ状の部分がセパレータ６，７の間隙の奥へと挿入されてセパレータ６，７の間隙を押し広げる力（図９の黒矢印参照）つまりセパレータ６，７が離間する方向の外力を加えるため、これらの挿入部材５１〜５４によってセパレータ６，７の分離が一層助長される。挿入部材５１〜５４は、加熱前は図７の実線の位置に配置されていたものが加熱終了後は一点鎖線の位置まで挿入される。また、ヒータ２１〜２４によって挿入部材５１〜５４は加熱された状態でセパレータ６，７の間隙に挿入されるため、挿入部材５１〜５４を介してもシール部８に熱が付与されることになり、シール部８を一層早く昇温させることができる。なお、図７〜図９においてヒータ２１〜２４を省略し、挿入部材５１〜５４にヒータの機能を持たせてもよく、こうすれば構成が簡素になる。
【００４４】
上述した実施例では、各ヒータ２１〜２４を電熱式としたが、ガス式であってもよいし温風式であってもよい。また、ヒータの代わりにガスバーナや加熱炉等を用いてもよく、この場合、シール部８の温度を間接的に又は直接測定し、その測定値がシール部８の軟化温度以上ＭＥＡ２の耐熱温度未満となるように温度制御すればよい。
【００４５】
上述した実施例では固体電解質膜形（高分子電解質形）の燃料電池について説明したが、他のタイプの燃料電池、例えば固体酸化物形、溶融炭酸塩形、リン酸形、アルカリ水溶液形等の燃料電池についても同様にして本発明を適用することができる。
【００４６】
［第２参考例］
第２参考例は、多数の燃料電池１０を緊密に積層したセルスタック７０に関するものである。図１０は、発電時のセルスタック７０の斜視図であり、図１１は、図１０のＥ−Ｅ断面図である。なお、図中、燃料電池１０の構成要素については第１参考例と同じ符号を付した。
【００４７】
セルスタック７０は、図１０に示すように、第１参考例の燃料電池１０を多数重ね合わせた状態で両端に絶縁板７１，７２を介してエンドプレート７３，７４を配置し、両エンドプレート７３，７４を図示しない加圧装置により圧縮方向に押圧力を加えて緊密に積層したものであり、数百Ｖの電源として用いられるものである。図１０で手前側のエンドプレート７３は、絶縁板７１を介して燃料電池１０の燃料ガス供給孔６ａ，７ａ、酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃ及び冷媒供給孔６ｅ，７ｅにそれぞれ燃料ガス、酸化ガス及び冷媒を供給するパイプ８０ａ，８０ｃ，８０ｅを備えていると共に、同じく絶縁板７１を介して燃料電池１０の燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂ、酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄ及び冷媒供給孔６ｆ，７ｆからそれぞれ燃料ガス、酸化ガス及び冷媒を排出するパイプ８０ｂ，８０ｄ，８０ｆを備えている。また、図１０で奥側の絶縁板７２は閉塞板であり、各孔６ａ〜６ｆ，７ａ〜７ｆを塞いでいる。このセルスタック７０では、各燃料電池１０の燃料ガス供給孔６ａ，７ａが連通して燃料ガス供給マニホルドが形成され、各燃料電池１０の燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂが連通して燃料ガス排出マニホルドが形成され、各燃料電池１０の酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃが連通して酸化ガス供給マニホルドが形成され、各燃料電池１０の酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄが連通して酸化ガス排出マニホルドが形成され、各燃料電池１０の冷媒供給孔６ｅ，７ｅが連通して冷媒供給マニホルドが形成され、各燃料電池１０の冷媒排出孔６ｆ，７ｆが連通して冷媒排出マニホルドが形成されている。また、各燃料電池１０において、燃料ガス供給孔６ａ，７ａは燃料ガス通路６ｇ（図１１参照）を経て燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂに通じ、酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃは酸化ガス通路７ｇ（図１１参照）を経て酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄに通じ、冷媒供給孔６ｅ，７ｅは冷媒通路Ｗ（図１１参照）を経て冷媒排出孔６ｆ，７ｆに通じている。
【００４８】
ここで、第１参考例では図示を省略したが、セパレータ６，７の背面には図１１に示すようにそれぞれ冷媒通路形成用凹溝６ｈ，７ｈが設けられており、セパレータ６，７の背面同士を密着させることにより、対向する冷媒通路形成用凹溝６ｈ，７ｈが冷媒通路Ｗを形成する。この冷媒通路Ｗはセパレータ６，７の背面の外周に沿って設けられたシール部７６（本発明の電池間接着部に相当）によりシールされているため、冷媒通路Ｗを通過する冷媒が燃料電池１０の外部へ漏れ出すことはない。また、セパレータ６，７の背面同士は冷媒通路Ｗ及びシール部７６を除き、互いに密着している。なお、ＭＥＡ２を挟み込む一対のセパレータ６，７の隙間に配置されたシール部８は、ＭＥＡ２の外周部分でエアと水素とが混合するのを防止すると共に、これらのガスが燃料電池１０の外部へ漏れ出すのを防止する役割を果たす。
【００４９】
次に、このセルスタック７０の発電について説明する。発電時には、セルスタック７０に対し、図示しない加圧装置により圧縮方向に押圧力Ｆ１を加えた状態とする。この状態で、セルスタック７０のパイプ８０ａに燃料ガス（ここでは水素）を供給すると、この燃料ガスはセルスタック７０を構成する各燃料電池１０の燃料ガス供給孔６ａ，７ａから燃料ガス通路６ｇを経て燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂに至り、最終的にはパイプ８０ｂから排出される。また、セルスタック７０のパイプ８０ｂに酸化ガス（ここでは空気）を供給すると、この酸化ガスはセルスタック７０を構成する各燃料電池１０の酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃから酸化ガス通路７ｇを経て酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄに至り、最終的にはパイプ８０ｄから排出される。このようにしてセルスタック７０へ供給された燃料ガス及び酸化ガスは各燃料電池１０内で既述の電気化学反応を起こし、これによりセルスタック７０は全体として数百Ｖの起電力を生じる。また、セルスタック７０を発電に適した温度域（例えば７０〜８０℃）に維持するために、パイプ８０ｅに冷媒を供給すると、この冷媒はセルスタック７０を構成する各燃料電池の冷媒供給孔６ｅ，７ｅから冷媒通路Ｗを経て冷媒排出孔６ｆ，７ｆに至り、最終的にはパイプ８０ｆから排出される。なお、この冷媒は、図示しない熱交換器で低温化されたあと再びパイプ８０ｅに供給される。
【００５０】
次に、このセルスタック７０及び燃料電池１０を解体する必要が生じたときの解体手順につい説明する。解体時には、まず、セルスタック７０に対し、図示しない加圧装置により発電時より弱い押圧力（ゼロでも可）を圧縮方向に加える。但し、発電時と同じ押圧力を加えたまま次の工程へ進んでもよい。続いて、セルスタック７０の側面全体を覆うようにトンネル状に形成されたヒータ８１を配置する。このヒータ８１は、本発明の外部加熱手段に相当するものであり、シール部８やシール部７６を外側から覆うと共に各燃料電池１０を構成する一対のセパレータ６，７の間隙や燃料電池１０同士の当接面を覆うように配置される。続いて、ヒータ８１への通電を開始し、シール部８，７６が軟化温度以上になるまでつまり軟化又は溶融するまで、加熱を続ける。なお、図示しないが、ヒータ８１には第１参考例と同様の通電回路が設けられ、この通電回路により通電・遮電が調節される。また、加熱はＭＥＡ２の耐熱温度以上にならないように行う。そして、シール部８が軟化又は溶融して各燃料電池１０を構成する一対のセパレータ６，７を接着する接着力が弱まり、且つシール部７６が軟化又は溶融して隣接する燃料電池１０同士を接着する接着力が弱まったあと、ヒータ８１をセルスタック７０から外す。その後、作業者は工具を利用するか手で掴んでセルスタック７０及び燃料電池１０を解体し、各燃料電池１０からＭＥＡ２を取り出す。
【００５１】
以上詳述した第２参考例によれば、ヒータ８１の熱をシール部８に付与して該シール部８が軟化又は溶融するとセパレータ６，７同士の接着力が弱まり分離しやすくなるため、一対のセパレータ６，７の分離が助長される。また、同じくヒータ８１の熱をシール部７６に付与して該シール部７６が軟化又は溶融すると隣接する燃料電池１０同士の接着力が弱まり分離しやすくなるため、燃料電池１０の分離が助長される。したがって、燃料電池１０を解体する必要が生じた時に確実に解体することができる。また、ヒータ８１がセパレータ６，７の間隙や燃料電池１０同士の当接面を覆うように配置されるため、その間隙に介在するシール部８やその当接面に配置されたシール部７６に熱を付与しやすい。更に、ヒータ８１はシール部８，７６の軟化温度以上でＭＥＡ２の耐熱温度未満となる熱をシール部８，７６に付与するため、シール部８，７６が軟化又は溶融したときにＭＥＡ２が熱の影響を受けて大きく変質するおそれがない。更にまた、ＭＥＡ２に供給される酸化ガスや燃料ガスが外部に漏れないようにシールする機能を有するシール部８でもって一対のセパレータ６，７を接着し且つ冷媒が漏れないようにシールする機能を有するシール部７６でもって燃料電池１０同士を接着したため、シール機能を持つ部材と接着機能を持つ部材とをそれぞれ別部材で構成した場合に比べて簡素な構成となる。
【００５３】
なお、上述した第２参考例では、隣り合う２つの燃料電池１０を直接シール部７６を介して接着するようにしたが、隣り合う２つの燃料電池１０を冷媒通路用セパレータを介して接着するようにしてもよい。すなわち、図１２に示すように、燃料電池１０を構成する一対のセパレータ６，７に冷媒通路形成用凹溝を設けず、その代わりに冷媒通路用セパレータ８３の両面に冷媒通路形成用凹溝８３ｈを設けて、この凹溝８３ｈを利用して冷媒通路Ｗを形成し、冷媒通路Ｗをシールするためのシール部７６を冷媒通路用セパレータ８３と燃料電池１０を構成するセパレータ６，７との間に配置してもよい。この場合、燃料電池１０は介在物として冷媒通路用セパレータ８３を介して間接的に接着される。この場合も、上述した第２参考例と同様のヒータ８１を用いて解体を助長することができる。
【００５４】
また、上述した第２参考例では、シール部８とシール部７６とを一度に軟化又は溶融させたが、片方ずつ順次加熱してもよい。この場合も、上述した実施例と同様の効果が得られる。あるいは、シール部８のみを軟化又は溶融させて一対のセパレータ６，７の分離を助長するようにしてもよいし、シール部７６のみを軟化又は溶融させて燃料電池１０同士の分離を助長するようにしてもよい。
【００６８】
上述した実施例において、シール部８やシール部７６は接着剤を固化することにより形成したが、これらをガスケットにより形成してもよい。ガスケットとしては、例えばフッ素樹脂製のものやシリコーン樹脂製のものなどを使用することができる。
【００６９】
また、燃料電池を外部から加熱する方法として、燃料電池１０の温度よりも高温の液体を外部加熱手段とし該液体に燃料電池１０又はセルスタック７０を浸すことによりシール部８又はシール部７６を軟化又は溶融させてもよい。この場合、燃料電池１０内の流路に液体が浸透するように浸してもよい。なお、分解した燃料電池１０を再利用することを考慮すると、前記液体は純水であることが好ましい。また、再利用をする前に、燃料電池１０に気体を流入することにより内部に浸透した液体を強制的に排出してもよいが、液体が純水の場合にはそのまま再利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】燃料電池の概略構成を表す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図２】燃料電池にヒータを配置したときの平面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】シール部が軟化・溶融したときの断面図である。
【図５】別の形状のヒータを用いたときの断面図である。
【図６】別の形状のヒータを用いたときの断面図である。
【図７】燃料電池にヒータと挿入部材を配置した時の平面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】シール部が軟化・溶融したときの断面図である。
【図１０】発電時及び解体時のセルスタックの斜視図である。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ断面図である
【図１２】別のセルスタックの断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
２…膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）、３…固体電解質膜、４…アノード（電極）、４ａ…触媒電極、４ｂ…ガス拡散電極、５…カソード（電極）、５ａ…触媒電極、５ｂ…ガス拡散電極、６…セパレータ、６ａ…燃料ガス供給孔、６ｂ…燃料ガス排出孔、６ｃ…酸化ガス供給孔、６ｄ…酸化ガス排出孔、６ｅ…冷媒供給孔、６ｆ…冷媒排出孔、６ｇ…燃料ガス通路、６ｈ…冷媒通路形成用凹溝、７…セパレータ、７ａ…燃料ガス供給孔、７ｂ…燃料ガス排出孔、７ｃ…酸化ガス供給孔、７ｄ…酸化ガス排出孔、７ｅ…冷媒供給孔、７ｆ…冷媒排出孔、７ｇ…酸化ガス通路、７ｈ…冷媒通路形成用凹溝、８…シール部、１０…燃料電池、２１〜２４…ヒータ、２５〜２８…通電回路、３１〜３４…バネ、５１〜５４…挿入部材、５５〜５８…バネ、７０…セルスタック、７１，７２…絶縁板、７３，７４…エンドプレート、７６…シール部、８０ａ〜８０ｆ…パイプ、８１…ヒータ。
【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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【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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