(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルであって、
電解質膜の両面に電極が配置された膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、を有する膜電極ガス拡散層接合体と、
前記膜電極ガス拡散層接合体の周縁部に配置されたフィルム状のシール部材と、
前記膜電極ガス拡散層接合体と前記シール部材とを挟むように配置された第１と第２のセパレータと、を備え、
前記シール部材は、前記第１のセパレータと面する第１の接着層と、前記第２のセパレータと面する第２の接着層と、前記第１と第２の接着層の間に位置し、前記第１と第２の接着層よりも硬いコア層であって、一定の厚みを有するコア層と、を有し、
前記第１のセパレータは、前記第１の接着層と面する第１の対向面と、前記シール部材に向かう方向に前記第１の対向面から突出し、前記第１の接着層にめり込んでいる第１の凸部と、を有し、
前記第２のセパレータは、前記第２の接着層と面する第２の対向面と、前記シール部材に向かう方向に前記第２の対向面から突出し、前記第２の接着層にめり込んでいる第２の凸部と、を有し、
前記第１の対向面のうち前記第１の凸部の周囲は、前記第１の接着層と接着しており、
前記第２の対向面のうち前記第２の凸部の周囲は、前記第２の接着層と接着している、燃料電池セル。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池セルであって、
前記第１の凸部と、前記第２の凸部とは、前記シール部材を挟んで互いに対向しない位置に配置されている、燃料電池セル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池セルであって、
前記第１の凸部は、複数の前記燃料電池セルを積層して積層方向に所定の荷重が前記複数の燃料電池セルに付与された状態のときに、前記第１のセパレータの第１の特定部位であって、前記第１のセパレータのうち前記第１の特定部位の周囲よりも大きな荷重を前記シール部材に付与する第１の特定部位に配置されており、
前記第２の凸部は、前記状態のときに、前記第２のセパレータの第２の特定部位であって、前記第２のセパレータのうち前記第２の特定部位の周囲よりも大きな荷重を前記シール部材に付与する第２の特定部位に配置されている、燃料電池セル。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池セルであって、
前記第１と第２の特定部位はそれぞれ、前記積層方向に沿って前記燃料電池セルを見た場合に、隣り合う前記燃料電池セル間に配置されるセル間シール部材と重なる部位である、燃料電池セル。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の燃料電池セルであって、
前記コア層は、第１種の熱可塑性樹脂によって形成され、
前記第１と第２の接着層はそれぞれ、前記第１種の熱可塑性樹脂とは異なる種類の第２種の熱可塑性樹脂によって形成され、
前記コア層は、前記第１と第２の接着層よりもビカット軟化温度が高い、燃料電池セル。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の燃料電池セルであって、
前記コア層は、熱可塑性樹脂によって形成され、
前記第１と第２の接着層はそれぞれ、熱硬化性樹脂によって形成されている、燃料電池セル。
【請求項７】
燃料電池セルの製造方法であって、
（ａ）電解質膜の両面に電極が配置された膜電極接合体と前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、を有する膜電極ガス拡散層接合体と、フィルム状のシール部材と、を準備する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記膜電極ガス拡散層接合体の周縁部に前記シール部材を配置する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後に、前記膜電極ガス拡散層接合体と前記シール部材とを挟むように第１と第２のセパレータを配置して、前記シール部材と前記第１と第２のセパレータとを接着する工程と、を備え、
前記シール部材は、前記第１のセパレータと接着するための第１の接着層と、前記第２のセパレータと接着するための第２の接着層と、前記第１と第２の接着層の間に位置し、一定の厚みを有するコア層と、を有し、
前記第１のセパレータは、前記第１の接着層と面する第１の対向面と、前記第１の対向面から突出する第１の凸部と、を有し、
前記第２のセパレータは、前記第２の接着層と面する第２の対向面と、前記第２の対向面から突出する第２の凸部と、を有し、
前記工程（ｂ）は、
前記第１の接着層の一部を溶融又は軟化させる工程と、
溶融又は軟化した前記第１の接着層に対して、前記第１の凸部と、前記第１の対向面のうち前記第１の凸部を取り囲む第１の周囲を押し付ける工程と、
前記第１の周囲を押し付ける工程の後に、溶融又は軟化した前記第１の接着層を硬化させることで少なくとも前記第１の周囲と前記第１の接着層とを接着する工程と、
前記第２の接着層の一部を溶融又は軟化させる工程と、
溶融又は軟化した前記第２の接着層に対して、前記第２の凸部と、前記第２の対向面のうち前記第２の凸部を取り囲む第２の周囲を押し付ける工程と、
前記第２の周囲を押し付ける工程の後に、溶融又は軟化した前記第２の接着層を硬化させることで少なくとも前記第２の周囲と前記第２の接着層とを接着する工程と、を含む、燃料電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、膜電極接合体及びガス拡散層を有する膜電極ガス拡散層接合体と、膜電極ガス拡散層接合体の周縁部に配置されたフィルム状のシール部材とが、一対のセパレータで挟持された燃料電池セルが知られている（例えば、特許文献１）。シール部材は、コア部とコア部の両側に配置された表層部（接着層）とを有する。燃料電池セルの製造過程において、シール部材の表層部が溶融しその後に硬化することで、表層部と対向するセパレータの対向面が表層部に接着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２０３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、セパレータの対向面を表層部に接着させる場合、対向面全体が表層部を押圧することで表層部のうち押圧された部分（接着部分）の厚みが過度に薄くなる可能性があった。接着部分が過度に薄くなることで以下の種々の不具合が生じ得る。例えば、対向面と接着部分との接合力が低下する不具合が生じ得る。また例えば、接着部分の一部が、対向面によって押圧されることで周囲に流動して燃料電池セルの厚みが不均一になる不具合が生じ得る。燃料電池セルの厚みが不均一になることで、隣り合う燃料電池セルのセパレータとの間に配置されたガスケットなどのセル間シール部材が本来のシール機能を発揮できずに、燃料電池セル内を流れる反応ガスや冷却媒体が外部に漏れ出す可能性がある。このため、シール部材において、表層部における接着部分の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
［形態１］燃料電池セルであって、電解質膜の両面に電極が配置された膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、を有する膜電極ガス拡散層接合体と、前記膜電極ガス拡散層接合体の周縁部に配置されたフィルム状のシール部材と、前記膜電極ガス拡散層接合体と前記シール部材とを挟むように配置された第１と第２のセパレータと、を備え、前記シール部材は、前記第１のセパレータと面する第１の接着層と、前記第２のセパレータと面する第２の接着層と、前記第１と第２の接着層の間に位置し、前記第１と第２の接着層よりも硬いコア層であって、一定の厚みを有するコア層と、を有し、
前記第１のセパレータは、前記第１の接着層と面する第１の対向面と、前記シール部材に向かう方向に前記第１の対向面から突出し、前記第１の接着層にめり込んでいる第１の凸部と、を有し、前記第２のセパレータは、前記第２の接着層と面する第２の対向面と、前記シール部材に向かう方向に前記第２の対向面から突出し、前記第２の接着層にめり込んでいる第２の凸部と、を有し、前記第１の対向面のうち前記第１の凸部の周囲は、前記第１の接着層と接着しており、前記第２の対向面のうち前記第２の凸部の周囲は、前記第２の接着層と接着している、燃料電池セル。この形態１によれば、セパレータ（第１のセパレータ、第２のセパレータ）が対向面（第１の対向面、第２の対向面）からシール部材に向かう方向に突出する凸部（第１の凸部、第２の凸部）を有することから、凸部がコア層に突き当たることで第１と第２のセパレータがシール部材側へと更に押し進められることを抑制できる。これにより、第１と第２のセパレータが接着層（第１の接着層、第２の接着層）へ押し込まれる量を低減できるため、対向面が凸部を有さない場合に比べて、接着層のうちセパレータと接着する領域の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。
［形態２］燃料電池セルの製造方法であって、（ａ）電解質膜の両面に電極が配置された膜電極接合体と前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、を有する膜電極ガス拡散層接合体と、フィルム状のシール部材と、を準備する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記膜電極ガス拡散層接合体の周縁部に前記シール部材を配置する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の後に、前記膜電極ガス拡散層接合体と前記シール部材とを挟むように第１と第２のセパレータを配置して、前記シール部材と前記第１と第２のセパレータとを接着する工程と、を備え、前記シール部材は、前記第１のセパレータと接着するための第１の接着層と、前記第２のセパレータと接着するための第２の接着層と、前記第１と第２の接着層の間に位置し、一定の厚みを有するコア層と、を有し、前記第１のセパレータは、前記第１の接着層と面する第１の対向面と、前記第１の対向面から突出する第１の凸部と、を有し、前記第２のセパレータは、前記第２の接着層と面する第２の対向面と、前記第２の対向面から突出する第２の凸部と、を有し、前記工程（ｂ）は、前記第１の接着層の一部を溶融又は軟化させる工程と、溶融又は軟化した前記第１の接着層に対して、前記第１の凸部と、前記第１の対向面のうち前記第１の凸部を取り囲む第１の周囲を押し付ける工程と、前記第１の周囲を押し付ける工程の後に、溶融又は軟化した前記第１の接着層を硬化させることで少なくとも前記第１の周囲と前記第１の接着層とを接着する工程と、前記第２の接着層の一部を溶融又は軟化させる工程と、溶融又は軟化した前記第２の接着層に対して、前記第２の凸部と、前記第２の対向面のうち前記第２の凸部を取り囲む第２の周囲を押し付ける工程と、前記第２の周囲を押し付ける工程の後に、溶融又は軟化した前記第２の接着層を硬化させることで少なくとも前記第２の周囲と前記第２の接着層とを接着する工程と、を含む、燃料電池セルの製造方法。この形態によれば、セパレータが凸部を有することから、凸部を有さない場合に比べて、接着層のうちセパレータと接着する領域の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池セルが提供される。この燃料電池セルは、電解質膜の両面に電極が配置された膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、を有する膜電極ガス拡散層接合体と、前記膜電極ガス拡散層接合体の周縁部に配置されたフィルム状のシール部材と、前記膜電極ガス拡散層接合体と前記シール部材とを挟むように配置された第１と第２のセパレータと、を備え、前記シール部材は、前記第１のセパレータと面する第１の接着層と、前記第２のセパレータと面する第２の接着層と、前記第１と第２の接着層の間に位置し、前記第１と第２の接着層よりも硬いコア層と、を有し、前記第１のセパレータは、前記第１の接着層と面する第１の対向面と、前記シール部材に向かう方向に前記第１の対向面から突出し、前記第１の接着層にめり込んでいる第１の凸部と、を有し、前記第２のセパレータは、前記第２の接着層と面する第２の対向面と、前記シール部材に向かう方向に前記第２の対向面から突出し、前記第２の接着層にめり込んでいる第２の凸部と、を有し、前記第１の対向面のうち前記第１の凸部の周囲は、前記第１の接着層と接着しており、前記第２の対向面のうち前記第２の凸部の周囲は、前記第２の接着層と接着している。この形態によれば、セパレータ（第１のセパレータ、第２のセパレータ）が対向面（第１の対向面、第２の対向面）からシール部材に向かう方向に突出する凸部（第１の凸部、第２の凸部）を有することから、凸部がコア層に突き当たることで第１と第２のセパレータがシール部材側へと更に押し進められることを抑制できる。これにより、第１と第２のセパレータが接着層（第１の接着層、第２の接着層）へ押し込まれる量を低減できるため、対向面が凸部を有さない場合に比べて、接着層のうちセパレータと接着する領域の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。
【０００７】
（２）上記形態であって、前記第１の凸部と、前記第２の凸部とは、前記シール部材を挟んで互いに対向しない位置に配置されていても良い。この形態によれば、第１の凸部と第２の凸部とが互いに対向しない位置に配置されることで、シール部材の一部分に対して過度な荷重が付与される可能性を低減できる。
【０００８】
（３）上記形態であって、前記第１の凸部は、複数の前記燃料電池セルを積層して積層方向に所定の荷重が前記複数の燃料電池セルに付与された状態のときに、前記第１のセパレータの第１の特定部位であって、前記第１のセパレータのうち前記第１の特定部位の周囲よりも大きな荷重を前記シール部材に付与する第１の特定部位に配置されており、前記第２の凸部は、前記状態のときに、前記第２のセパレータの第２の特定部位であって、前記第２のセパレータのうち前記第２の特定部位の周囲よりも大きな荷重を前記シール部材に付与する第２の特定部位に配置されていても良い。この形態によれば、凸部がコア層に到達することで、セパレータの変位を抑制できる。
【０００９】
（４）上記形態であって、前記第１と第２の特定部位はそれぞれ、前記積層方向に沿って前記燃料電池セルを見た場合に、隣り合う前記燃料電池セル間に配置されるセル間シール部材と重なる部位であっても良い。一般に、複数の燃料電池セルを積層して積層方向に所定の荷重が複数の燃料電池セルに付与された状態のときに、セル間シール部材と重なる部位はその周囲よりも大きな荷重がセパレータを介してシール部材に付与される。この形態によれば、セパレータのうち大きな荷重をシール部材に付与する特定部位（第１の特定部位、第２の特定部位）に凸部が配置されることで、凸部がコア層に到達して接着層の一部分の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。これにより、セパレータの変位を抑制できる。
【００１０】
（５）上記形態であって、前記コア層は、第１種の熱可塑性樹脂によって形成され、前記第１と第２の接着層はそれぞれ、前記第１種の熱可塑性樹脂とは異なる種類の第２種の熱可塑性樹脂によって形成され、前記コア層は、前記第１と第２の接着層よりもビカット軟化温度が高くても良い。この形態によれば、燃料電池セルが、第１と第２の接着層のビカット軟化温度よりも高くコア層のビカット軟化温度よりも低い温度環境下に配置された場合でも、凸部がコア層に突き当たることで接着層のうちセパレータと接着する領域の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。
【００１１】
（６）上記形態であって、前記コア層は、熱可塑性樹脂によって形成され、前記第１と第２の接着層はそれぞれ、熱硬化性樹脂によって形成されていても良い。この形態によれば、硬化前の熱硬化性樹脂にセパレータの凸部をめり込ませた場合でも、凸部がコア層に突き当たることで接着層のうちセパレータの凸部の周囲と接着する領域の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。
【００１２】
（７）本発明の他の形態によれば、燃料電池セルの製造方法が提供される。この製造方法は、（ａ）電解質膜の両面に電極が配置された膜電極接合体と前記膜電極接合体の両面に配置されたガス拡散層と、を有する膜電極ガス拡散層接合体と、フィルム状のシール部材と、を準備する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記膜電極ガス拡散層接合体の周縁部に前記シール部材を配置する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の後に、前記膜電極ガス拡散層接合体と前記シール部材とを挟むように前記第１と第２のセパレータを配置して、前記シール部材と前記第１と第２のセパレータとを接着する工程と、を備え、前記シール部材は、前記第１のセパレータと接着するための第１の接着層と、前記第２のセパレータと接着するための第２の接着層と、前記第１と第２の接着層の間に位置するコア層と、を有し、前記第１のセパレータは、前記第１の接着層と面する第１の対向面と、前記第１の対向面から突出する第１の凸部と、を有し、前記第２のセパレータは、前記第２の接着層と面する第２の対向面と、前記第２の対向面から突出する第２の凸部と、を有し、前記工程（ｂ）は、前記第１の接着層の一部を溶融又は軟化させる工程と、溶融又は軟化した前記第１の接着層に対して、前記第１の凸部と、前記第１の対向面のうち前記第１の凸部を取り囲む周囲を押し付ける工程と、前記第１の周囲を押し付ける工程の後に、溶融又は軟化した前記第１の接着層を硬化させることで少なくとも前記第１の凸部を取り囲む前記周囲と前記第１の接着層とを接着する工程と、前記第２の接着層の一部を溶融又は軟化させる工程と、溶融又は軟化した前記第２の接着層に対して、前記第２の凸部と、前記第２の対向面のうち前記第２の凸部を取り囲む第２の周囲を押し付ける工程と、前記第２の周囲を押し付ける工程の後に、溶融又は軟化した前記第２の接着層を硬化させることで少なくとも前記第２の周囲と前記第２の接着層とを接着する工程と、を含む、燃料電池セルの製造方法。この形態によれば、セパレータが凸部を有することから、凸部を有さない場合に比べて、接着層のうちセパレータと接着する領域の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。
【００１３】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、燃料電池セルに用いるためのセパレータ、複数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタック、燃料電池スタックを搭載する車両等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】セルを第２のセパレータ側から見た概略平面図である。
【図３】図２のＦ２−Ｆ２断面図である。
【図４】セルの製造工程の処理フローである。
【図５】図４のステップＳ３０を説明するための図である。
【図６】図４のステップＳ４０を説明するための図である。
【図７】本実施形態の効果を説明するための参考例である。
【図８】特定部位の第１の具体例を説明するための図である。
【図９】第２の具体例を説明するための図である。
【図１０】第３と第４の具体例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．実施形態：
Ａ−１．燃料電池システム１０の構成：
図１は、本発明の実施形態における燃料電池システム１０の概略構成を示す説明図である。また、図１には互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を付している。なお、他の図においても必要に応じて、図１に対応するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を付している。図１では、−Ｙ軸方向が鉛直上方向となり、＋Ｙ軸方向が鉛直下方向となる。
【００１６】
燃料電池システム１０は、燃料電池としての燃料電池スタック１００を備えている。燃料電池スタック１００は、エンドプレート１１０Ａと、絶縁板１２０Ａと、集電板１３０Ａと、複数の燃料電池セル（以下、単に「セル」とも呼ぶ）１４０と、集電板１３０Ｂと、絶縁板１２０Ｂと、エンドプレート１１０Ｂとが、この順に積層されたスタック構造を有している。なお、セル１４０の積層方向は、Ｘ軸方向に沿った方向である。複数のセル１４０は、Ｘ軸方向（積層方向）のうち圧縮する方向に両側のエンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂから所定の荷重（締結荷重）が付与された状態で締結されている。
【００１７】
燃料電池スタック１００には、高圧水素を貯蔵した水素タンク１５０から、シャットバルブ１５１、レギュレータ１５２、配管１５３を介して、燃料ガスとしての水素が供給される。燃料電池スタック１００において利用されなかった燃料ガス（アノードオフガス）は、排出配管１６３を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。なお、燃料電池システム１０は、アノードオフガスを配管１５３側に再循環させる再循環機構を有するとしても良い。燃料電池スタック１００には、また、エアポンプ１６０及び配管１６１を介して、酸化剤ガスとしての空気が供給される。燃料電池スタック１００において利用されなかった酸化剤ガス（カソードオフガス）は、排出配管１５４を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。なお、燃料ガス及び酸化剤ガスは、反応ガスとも呼ばれる。
【００１８】
さらに、燃料電池スタック１００には、燃料電池スタック１００を冷却するため、ウォーターポンプ１７１及び配管１７２を介して、ラジエータ１７０により冷却された冷却媒体が供給される。燃料電池スタック１００から排出された冷却媒体は、配管１７３を介してラジエータ１７０に循環する。冷却媒体としては、例えば、水、エチレングリコール等の不凍水、空気などが用いられる。本実施形態では、冷却媒体として水（「冷却水」とも呼ぶ）が用いられる。
【００１９】
燃料電池スタック１００に備えられる各セル１４０は、発電モジュールとしての膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）３０と、ＭＥＧＡ３０の周縁部に接着されたシール部材２０と、ＭＥＧＡ３０とシール部材２０とを挟むように配置された第１のセパレータ４０と第２のセパレータ５０とを備える。
【００２０】
ＭＥＧＡ３０は、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）３１と、ＭＥＡ３１の両面に配置された一対のガス拡散層３２，３３と、を備える。ＭＥＧＡ３０は、平面視において外形が矩形状である。ＭＥＡ３１は、電解質膜３８と、電解質膜３８の両面に配置された電極３７，３９とを有する。電解質膜３８は平面視において、外形が矩形状である。電極３７はアノード側の電極（アノード側電極）であり、電解質膜３８の一方の面に配置されている。電極３９はカソード側の電極（カソード側電極）であり、電解質膜３８の一方の面とは反対側の他方の面に配置されている。第２のセパレータ５０はアノード側のセパレータ（アノード側セパレータ）であり、ＭＥＧＡ３０側の面に筋状の複数の燃料ガス流路５２を備え、ＭＥＧＡ３０と反対側の面に筋状の複数の冷却媒体分配流路５４を備える。第１のセパレータ４０はカソード側のセパレータ（カソード側セパレータ）であり、ＭＥＧＡ３０側の面に筋状の複数の酸化剤ガス流路４２を備える。
【００２１】
シール部材２０は、ＭＥＧＡ３０の平面視における周縁部（外周部）に配置される。シール部材２０は、合成樹脂製である。シール部材２０は、フィルム状かつ枠状である。シール部材２０は、枠状の内側にＭＥＧＡ３０が配置された状態でＭＥＧＡ３０の周縁部と接合している。シール部材２０の詳細は後述する。
【００２２】
図２は、セル１４０を第２のセパレータ５０側から見た概略平面図である。図３は、図２のＦ２−Ｆ２断面図である。図２には、ＭＥＧＡ３０の外形と、後述する凸部４５，５５の一部を破線で示している。図３には、断面図の一部を拡大した図をＦ２−Ｆ２断面図の下に図示している。また、理解の容易のために、図３では、２つの隣り合うセル１４０が積層された状態の断面図をＦ２−Ｆ２断面図として図示している。
【００２３】
第１のセパレータ４０及び第２のセパレータ５０は、ガス遮断性及び電気伝導性を有する部材によって構成されている。第１のセパレータ４０及び第２のセパレータ５０は、例えば、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼やチタン鋼などの金属部材によって形成されている。本実施形態では、第１のセパレータ４０及び第２のセパレータ５０はチタン鋼をプレス成形することで形成されている。
【００２４】
図２に示すように、第２のセパレータ５０は、冷却媒体分配流路５４に対して一方の側に、燃料ガス入口マニホールド６２と、冷却媒体出口マニホールド７８と、酸化剤ガス入口マニホールド７２と、を有する。また、第２のセパレータ５０は、冷却媒体分配流路５４に対して他方の側に、酸化剤ガス出口マニホールド７４と、冷却媒体入口マニホールド７６と、燃料ガス出口マニホールド６４と、を有する。
【００２５】
燃料ガス用の配管１５３（図１）を介して供給された燃料ガスは、燃料ガス入口マニホールド６２によって各セル１４０の燃料ガス流路５２（図１）に分配される。その後、燃料ガス流路５２において利用されなかった燃料ガスが、燃料ガス出口マニホールド６４によって集められ、排出配管１６３（図１）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。また、酸化剤ガス用の配管１６１（図１）を介して供給された酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口マニホールド７２によって各セル１４０の酸化剤ガス流路４２（図１）に分配される。その後、酸化剤ガス流路４２において利用されなかった酸化剤ガスが酸化剤ガス出口マニホールド７４によって集められ、排出配管１５４（図１）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。
【００２６】
第２のセパレータ５０のＭＥＧＡ３０とは反対側から見た平面において、冷却媒体入口マニホールド７６と、冷却媒体分配流路５４と、冷却媒体出口マニホールド７８とは、互いに連通して、冷却媒体流路１９０を構成する。冷却媒体用の配管１７２（図１）を介して供給された冷却媒体は、冷却媒体入口マニホールド７６によって、各セル１４０の冷却媒体分配流路５４に分配される。その後、冷却媒体は、冷却媒体出口マニホールド７８によって集められ、配管１７３（図１）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。
【００２７】
各マニホールド６２，６４，７２，７４，７６，７８の開口は、略矩形状である。第１のセパレータ４０及びシール部材２０にも同様の形状のマニホールド孔が設けられており、各マニホールド（マニホールド孔）６２，６４，７２，７４，７６，７８は燃料電池スタック１００内を積層方向に貫通する流路（マニホールド）を形成する。
【００２８】
燃料電池スタック１００は、さらに、隣り合うセル１４０間に配置されたセル間シール部材としてのガスケット９２を有する。ガスケット９２は、第２のセパレータ５０と隣り合う他のセル１４０の第１のセパレータとの間を封止する。図２に示すようにガスケット９２は複数個所に設けられている。複数のガスケット９２は、ゴムや熱可塑性エラストマーを用いて形成されている。複数のガスケット９２は、隣り合う２つのセル１４０のセパレータ４０，５０間に配置され、隣り合う２つのセパレータ４０，５０と密着して、外部への反応ガスや冷却媒体の漏れ出しを防止する。複数のガスケット９２は、第２のセパレータ５０のうち、ＭＥＧＡ３０及びシール部材２０と面する面とは反対側の反対面５０ｆａに接着されることで配置されている。また、複数のガスケット９２の一部は、マニホールド６２，６４，７２，７４を取り囲むように配置されている。また、複数のガスケット９２の他の一部は、冷却媒体流路１９０を取り囲むように配置される。
【００２９】
図３に示すように、シール部材２０は、第１と第２の接着層２１，２３と、第１と第２の接着層２１，２３の間に位置するコア層２２とを有する。コア層２２の一方の面に接して第１の接着層２１が配置され、コア層２２の他方の面に接して第２の接着層２３が配置されている。つまり、シール部材２０は３層構造を有する。第１の接着層２１は、第１のセパレータ４０と面する。第２の接着層２３は、第２のセパレータ５０と面する。第１の接着層２１は、第１のセパレータ４０と接着する接着領域２１Ｒ（図中の太線部分を含む領域）を有する。第２の接着層２３は、第２のセパレータ５０と接着する接着領域２３Ｒ（図中の太線部分を含む領域）を有する。第１と第２の接着層２１，２３は、それぞれが面する第１と第２のセパレータ４０，５０との接着に用いられ、コア層２２はシール部材２０の基礎となる構造を規定する。燃料電池スタック１００の使用環境下におけるシール部材２０が晒される温度及び後述するセル化温度において、コア層２２は、接着層２１、２３に比べ、一定の荷重が付与された場合の変形量が小さい。
【００３０】
第１と第２の接着層２１，２３は、熱可塑性樹脂、例えば、シランカップリング剤が配合されたポリプロピレンやポリエチレン、ポリオレフィンに官能基を導入した変性ポリオレフィンによって形成されている。熱可塑性樹脂の具体的な例示としては、三井化学（株）製のアドマー（登録商標）等を挙げることができる。また、第１と第２の接着層２１，２３は、熱硬化性樹脂、例えば、ポリイソブチレンやエポキシ樹脂によって形成されても良い。また、第１と第２の接着層２１，２３は、対応する第１と第２のセパレータ４０，５０と接着してシール性を確保するために他の物質との接着性が高い性質を有している。
【００３１】
コア層２２は、熱可塑性樹脂によって形成されている。コア層２２は、例えば、ポリエチレンナフタレーン（ＰＥＮ）やポリプロピレンによって形成される。コア層２２は、２つの接着層２１，２３よりも硬い。具体的には、コア層２２は、第１と第２の接着層２１，２３に対応する第１と第２のセパレータ４０，５０を接着する接着過程における温度（セル化温度）において、第１と第２の接着層２１，２３よりも硬い。
【００３２】
例えば、コア層２２が第１種の熱可塑性樹脂によって形成され、第１と第２の接着層２１，２３が第１種の熱可塑性樹脂とは異なる種類の第２種の熱可塑性樹脂によって形成されている場合、セル化温度とは以下の内容である。すなわち、セル化温度とは、後述するホットプレス機によって第１と第２の接着層２１，２３を第１と第２のセパレータ４０，５０に接着するときのホットプレス機の加熱温度である。この場合、セル１４０は、以下の条件１を満たす。
＜条件１＞
コア層２２のビカット軟化温度はホットプレス機の加熱温度よりも高く、第１と第２の接着層２１，２３のビカット軟化温度はホットプレス機の加熱温度よりも低い。
【００３３】
すなわち、コア層２２は第１と第２の接着層２１，２３よりもビカット軟化温度が高い。ビカット軟化温度は、日本工業規格ＪＩＳ−Ｋ−７２０６に準じて測定される。
【００３４】
また、セル化温度とは、コア層２２が熱可塑性樹脂で形成され、第１と第２の接着層２１，２３が硬化前において常温（例えば、摂氏２５℃）で液状となる熱硬化性樹脂で形成されている場合、液状の第１と第２の接着層２１，２３の硬化が始まる前の段階で、後述するホットプレス機によって第１と第２のセパレータ４０，５０を２つの接着層２１，２３に押し当てるときの温度（例えば、摂氏２５℃〜４０℃）である。また、押し当てるときの温度は、コア層２２のビカット軟化温度よりも低い。よって、セル化温度において、コア層２２は第１と第２の接着層２１，２３よりも硬い。
【００３５】
以上のように、シール部材２０は、第１と第２のセパレータ４０，５０に接着するときのセル化温度において、軟化する又は液状である第１と第２の接着層２１，２３と、軟化しない又は液状とならないコア層２２とを有する。
【００３６】
第１のセパレータ４０は、第１の接着層２１と面する第１の対向面としての対向面４０ｆｂと、対向面４０ｆｂとは反対側の反対面４０ｆａとを有する。対向面４０ｆｂは平面状である。対向面４０ｆｂのうち、第１の接着層２１と接着している部分を接着対向面４０ｆｃと呼ぶ。第１のセパレータ４０は、シール部材２０に向かう方向に接着対向面４０ｆｃから突出する第１の凸部としての凸部４５を有する。つまり、接着対向面４０ｆｃは、凸部４５の周囲（「第１の周囲」とも呼ぶ。）を形成している。また、凸部４５は、第１の接着層２１にめり込んでいる。
【００３７】
第２のセパレータ５０は、第２の接着層２３と面する第２の対向面としての対向面５０ｆｂと、対向面５０ｆｂとは反対側の反対面５０ｆａとを有する。対向面５０ｆｂは平面状である。対向面５０ｆｂのうち、第２の接着層２３と接着している部分を接着対向面５０ｆｃと呼ぶ。セパレータ５０は、接着対向面５０ｃからシール部材２０に向かう方向に突出する第２の凸部としての凸部５５を有する。つまり、接着対向面５０ｆｃは、凸部５５の周囲（「第２の周囲」とも呼ぶ。）を形成する。凸部５５は、接着層２１にめり込んでいる。凸部４５と凸部５５とはそれぞれシール部材２０を挟んで互いに対向しない位置に配置されていることが好ましい（図３）。言い換えれば、複数のセル１４０の積層方向に沿ってセル１４０を見た場合に、凸部４５と凸部５５とはそれぞれ、互いに重ならないように互い違いに配置されていることが好ましい。これにより、例えば、接着過程や燃料電池スタック１００の締結状態において、２つの凸部４５，５５によってシール部材２０の一部分に対して過度な荷重が付与される可能性を低減できる。
【００３８】
第１と第２のセパレータ４０，５０はそれぞれ、積層方向に沿ってシール部材２０と重なる部分に、セパレータ４０，５０が積層方向と直交する方向に対して傾くことを防止するための傾斜抑制部４７，５７を備える。傾斜抑制部４７は、第１のセパレータ４０の反対面４０ｆａから突出する。傾斜抑制部５７は、第２のセパレータ５０の反対面５０ｆａから突出する。傾斜抑制部４７，５７の突出方向先端部は平面を形成する。燃料電池スタック１００において、傾斜抑制部５７は、隣り合うセル１４０の傾斜抑制部４７と当接する。
【００３９】
図２に示すように、凸部４５，５５は、マニホールド６２，６４，７２，７４，７６，７８に沿って連なるように形成されている。つまり、凸部４５，５５は、マニホールド６２，６４，７２，７４，７６，７８に沿って途切れることなく連続して形成されている。また図３に示すように、凸部４５，５５の連なる方向と直交する断面形状は、台形である。凸部４５，５５は、接着対向面４０ｆｃ，５０ｆｃからの高さＨだけ突出している。高さＨは、接着領域２１Ｒ，２３Ｒにおいて接着層２１，２３とセパレータ４０，５０との接合力を十分に発揮できる程度の接着層２１，２３の厚み程度であることが好ましい。これにより、後述するホットプレス機においてセパレータ４０，５０を接着層２１，２３の接着領域２１Ｒ，２３Ｒに押し当てたときの接着領域２１Ｒ，２３Ｒの厚みが、接合力を十分に発揮できる程度に維持できる。例えば、本実施形態では、高さＨは０．０２ｍｍ〜０．０８ｍｍの範囲のいずれかに設定される。また、凸部４５，５５の断面形状における最大幅Ｗは、凸部４５，５５によって接着層２１，２３が周囲に押し流されて、接着層２１，２３の厚みが過度に不均一にならない程度に設定することが好ましい。例えば、本実施形態では、最大幅Ｗは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲のいずれかに設定される。
【００４０】
図４は、セル１４０の製造工程の処理フローである。図５は、図４のステップＳ３０を説明するための図である。図６は、図４のステップＳ４０を説明するための図である。図４で説明するセル１４０のシール部材２０は、コア層２２が第１種の熱可塑性樹脂によって形成され、２つの接着層２１，２３が第２種の熱可塑性樹脂によって形成されている。
【００４１】
図４に示すように、まず、ＭＥＧＡ３０と、シール部材２０とを準備する（ステップＳ１０）。次いで、ＭＥＧＡ３０の周縁部にシール部材２０を接着する（ステップＳ２０）。具体的には、ＭＥＧＡ３０の周縁部とシール部材２０とをオレフィン系熱硬化型シール剤例えば、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）を含む紫外線硬化樹脂などの接着剤を用いて接着する。
【００４２】
ステップＳ２０の後に、シール部材２０が接着されたＭＥＧＡ３０を両側から挟むように２つのセパレータ４０，５０を配置する（ステップＳ３０）。具体的には、図５に示すように、第２のセパレータ５０の対向面５０ｆｂが第２の接着層２３と向かい合うように第２のセパレータ５０を第２の接着層２３側に配置する。また、第１のセパレータ４０の対向面４０ｆｂが第１の接着層２１と向かい合うように第１のセパレータ４０を第１の接着層２１側に配置する。ここで、シール部材２０に荷重が付与されていない状態（シール部材２０単体の状態）において、第１と第２の接着層２１，２３におけるそれぞれの厚みを厚みＴとする。
【００４３】
ステップＳ３０の後に、シール部材２０と２つのセパレータ４０，５０とを接着する（ステップＳ４０）。これにより、セル１４０が製造される。具体的には、図６に示すように、ホットプレス機２００を用いてシール部材２０の接着領域２１Ｒ，２３Ｒを液状化（溶融）又は軟化させた後に、接着領域２１Ｒ，２３Ｒを冷却して硬化させることでセパレータ４０，５０とシール部材２０とを接着する。ステップＳ３０におけるセル化温度では、コア層２２は液状化（溶融）又は軟化しない。ホットプレス機２００は、一対の加熱押圧部２１０を備える。加熱押圧部２１０は、発熱源によって所定温度（例えば、１２０℃〜２００℃の範囲のいずれかの温度）に加熱されると共に、コア層２２が過度に変形しない程度の所定の荷重（加圧力）Ｆによってセパレータ４０，５０をシール部材２０に押し込む。ホットプレス時間は、例えば２秒〜１２０秒の範囲のいずれかに設定される。加熱押圧部２１０は、セパレータ４０，５０のうち凸部４５，５５とその周囲に位置する接着対向面４０ｆｃ，５０ｆｃをシール部材２０に押し込む。これにより、少なくとも凸部４５，５５は接着層２１，２３にめり込む。
【００４４】
接着層２１，２３は、加熱押圧部２１０によって加熱されることで接着領域２１Ｒ，２３Ｒを含む領域が溶融して液状化する、又は、軟化する。そして、溶融又は軟化した部分に対して接着対向面４０ｆｃ、５０ｆｃが更にシール部材２０を挟持する方向（挟持方向）に押し進められる。このとき、凸部４５，５５がコア層２２に突き当たることで接着対向面４０ｆｃ，５０ｆｃの挟持方向への進行が停止する。つまり、第１と第２のセパレータ４０，５０がシール部材２０側に更に押し進められることを抑制できる。これにより、第１と第２のセパレータ４０，５０が接着層２１，２３へ押し込まれる量を低減できる。つまり、接着領域２１Ｒ，２３Ｒにおける接着層２１，２３の厚みを少なくとも高さＨ程度分だけ確保できる。これにより、接着領域２１Ｒ，２３Ｒにおける接着層２１，２３の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。
【００４５】
ステップＳ４０の後に、ガスケット９２をセパレータ５０の反対面５０ｆａに接着したり、複数のセル１４０を積層したりするなどの工程を得ることで燃料電池スタック１００が製造される。なお、ガスケット９２を反対面５０ｆａに接着する工程は、ステップＳ２０とステップＳ３０の間に行っても良い。
【００４６】
なお、コア層２２が常温よりも高い温度がビカット軟化温度である熱可塑性樹脂によって形成され、２つの接着層２１，２３が硬化前において常温で液状（ペースト状）の熱硬化性樹脂によって形成されている場合は、ステップＳ１０及びステップＳ２０においてコア層２２を準備してコア層２２をＭＥＧＡ３０の周縁部に接着する。そして、ステップＳ３０において、コア層２２の両面にペースト状の接着層２１，２３を塗布し、その後に２つのセパレータ４０，５０を配置する。次に、ステップＳ４０において、接着層２１，２３の硬化温度より低い温度でホットプレス機２００によるセパレータ４０，５０の押圧を開始し、その後押圧を継続しながら硬化温度以上に加熱押圧部２１０を加熱して、接着層２１，２３を硬化させる。これにより、セパレータ４０，５０を接着層２１，２３に接着する過程において、熱硬化性樹脂の硬化が開始する温度よりも低い温度環境下で接着層２１，２３にセパレータ４０，５０を押し付けた場合でも、接着領域２１Ｒ，２３Ｒにおける接着層２１，２３の厚みを少なくとも高さＨ程度分だけ確保できる。すなわち、接着領域２１Ｒ，２３Ｒにおける接着層２１，２３の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。
【００４７】
Ａ−２．実施形態の効果を説明するための参考例：
図７は、本実施形態の効果を説明するための参考例である。図７は、図６に相当する図である。参考例のセパレータ４０ｐ，５０ｐは、接着対向面４０ｐｆｃ，５０ｐｆｃからシール部材２０側へ突出する凸部４５，５５（図６）を有さない点でのみ実施形態のセパレータ４０，５０と異なる。その他のセパレータの構成や、シール部材２０の構成は上記実施形態と同様の構成であるため、同様の構成については同一の符号を付すと共に説明を省略する。
【００４８】
ステップＳ４０において、ホットプレス機２００を用いてセパレータ４０ｐ，５０ｐの接着対向面４０ｐｆｃ、５０ｐｆｃをシール部材２０に押し込んだ場合、接着対向面４０ｐｆｃ，５０ｐｆｃのほぼ全域がコア層２２に突き当たることで接着対向面４０ｆｃ，５０ｆｃの挟持方向への進行が停止する。これにより、接着対向面４０ｆｃ，５０ｆｃによって、接着領域２１Ｒ，２３Ｒに位置するより多くの量の接着層２１，２３が周囲に押し流される。より多くの量の接着層２１，２３が周囲に押し流されることで、接着領域２１Ｒ，２３Ｒにおける接着層２１，２３の厚みは実施形態の接着層２１，２３の厚みよりも小さくなる。これにより、接着層２１，２３と接着対向面４０ｆｃ，５０ｆｃとの接合力が低下する。また、より多くの量の接着層２１，２３が接着領域２１Ｒ，２３Ｒの周囲に押し流されることで、参考例におけるセル１４０ｐの接着層２１，２３の厚みは不均一になる。つまり、セル１４０ｐの厚みが不均一になり、セル１４０ｐのシール部材２０及びセパレータ４０ｐ，５０ｐの積層体には、局所的に厚みが小さい部分１４５と大きい部分１４７とが生じる。局所的に厚みの小さい部分１４５にガスケット９２を配置した場合、ガスケット９２の高さが足りずに隣り合う他のセル１４０ｐのセパレータ４０，５０と密着できずにガスケット９２の本来の機能であるセル１４０間のシール性を十分に発揮できない場合がある。これにより、セル１４０ｐの外部に反方ガスや冷却媒体が漏れ出す場合がある。また、図７に示すように、局所的に厚みの大きい部分１４７にガスケット９２を配置した場合、エンドプレート１１０Ａ，１１０Ｂによって締結荷重が加えられた場合に、ガスケット９２が過度に圧縮して破損する場合がある。
【００４９】
Ａ−３．実施形態の効果：
上記実施形態によれば、セパレータ２１，２３がシール部材２０に向かう方向に対向面４０ｆｂ，５０ｆｂから突出する凸部４５，５５を有する（図３）。これにより、接着過程において、接着領域２１Ｒ，２３Ｒにおける接着層２１，２３の厚みを少なくとも凸部４５，５５の高さＨ程度分だけ確保できる。よって、セパレータ２１，２３が凸部４５，５５を有さない場合に比べて、接着層２１，２３の接着領域２１Ｒ，２３Ｒの厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。これにより、接着層２１，２３と接着対向面４０ｆｃ，５０ｆｃとの接合力の低下を抑制できる。また、接着過程において、接着領域２１Ｒ，２３Ｒから周囲へ押し流される接着層２１，２３の量を低減できるので、接着層２１，２３の厚みが不均一になる可能性を低減できる。これにより、シール部材２０の厚みが不均一になる可能性を低減できる。
【００５０】
また、上記実施形態によれば、セパレータ４０，５０が凸部４５，５５を有することで、凸部４５，５５が障壁となることで、例えばセル１４０の製造過程において、液状化又は軟化した接着層２１，２３が広範囲に流動することを抑制できる。例えば、液状化又は軟化した接着層２１，２３が反応ガスをＭＥＧＡ３０に供給するための流路に至る可能性を低減できる。また、セパレータ４０，５０の凸部４５，５５が途切れることなく連続して形成されていることで、セパレータ４０，５０が積層方向に曲がりにくくなる。例えば、図２に示すＦ２−Ｆ２のラインでセパレータ４０，５０を曲げようとする力が働いた場合でも、凸部４５，５５によってセパレータ４０，５０が曲がりにくくなる。
【００５１】
また、上記実施形態によれば、凸部４５，５５を有する分だけ、接着層２１，２３と接着するための接着表面積を大きくできるので、セパレータ４０，５０と接着層２１，２３との接合力を向上できる。また、凸部４５，５５の側面は、セパレータ４０，５０が接着層２１，２３から剥離する方向の成分（Ｘ軸方向）を有している。これにより、セパレータ４０，５０に対して接着層２１，２３から剥離する方向に力が働いた場合でも、凸部４５，５５の側面が接着層２１，２３と接着していることで、セパレータ４０，５０が接着層２１，２３から剥がれる可能性を低減できる。
【００５２】
Ｂ．凸部の配置位置についての他の実施形態：
凸部４５，５５は、複数のセル１４０を積層して積層方向に圧縮するように所定の荷重が複数のセル１４０に付与された状態のときに、セパレータ４０，５０の対向面４０ｆｂ，５０ｆｂの特定部位に配置されていても良い。特定部位は、セパレータ４０，５０のうち特定部位の周囲よりも大きな荷重をシール部材２０に付与する部位である。以下に特定部位の具体例について説明する。
【００５３】
Ｂ−１．第１の具体例：
図８は、特定部位の第１の具体例を説明するための図である。上記実施形態では、凸部４５，５５は、複数のセル１４０の積層方向（Ｘ軸方向）に沿ってセル１４０を見た場合に、ガスケット９２とは重ならない位置に配置されていたが（図３）、図８に示すようにガスケット９２と重なる位置に配置されていても良い。複数のセル１４０を積層して積層方向（Ｘ軸方向）のうち圧縮する方向に所定の荷重が複数のセル１４０に付与された状態（燃料電池スタック１００の締結状態）では、セル１４０は以下の関係を有する。すなわち、セル１４０を積層方向に沿って見た場合に、セパレータ４０，５０のうちガスケット９２と重なる特定部位ＰＴＡは、特定部位ＰＴＡの周囲に位置するガスケット９２と重ならない部位ＰＴＢよりも大きな荷重をシール部材２０に付与する。このとき、セパレータ４０，５０の特定部位ＰＴＡに押されることで、シール部材２０の接着層２１，２３は圧縮する方向に変形する。しかしながら、特定部位ＰＴＡに凸部４５，５５が配置されているので、凸部４５，５５がコア層２２に突き当たる。これにより、シール部材２０の接着層２１，２３の一部分の厚みが過度に薄くなる可能性を低減できる。つまり、シール部材２０の接着層２１，２３は凸部４５，５５の高さ程度の厚みを確保できるので、セパレータ４０，５０のうち積層方向にガスケット９２と重なる部分が、積層方向に変位することを抑制できる。よって、ガスケット９２の圧縮の程度を、シール性を確保できる程度に維持できる。すなわち、ガスケット９２のセパレータ４０，５０に加える圧力（シール線圧）の低下を抑制できる。ここで、本具体例、上記実施形態、及び、以降に述べる具体例に関し、燃料電池システム１０の使用環境下でシール部材２０が晒される温度範囲（例えば、摂氏−３０℃〜１００℃）において、コア層２２は、接着層２１，２３よりもデュロメーターを用いた計測値において硬さが高いことが好ましい。これにより、凸部４５，５５がコア層２２に突き当たった場合に、コア層２２の変形をより抑制できるので、凸部４５，５５の高さＨ分程度の接着層２１，２３の厚みをより確実に維持できる。特定部位ＰＴＡは、課題を解決するための手段に記載の「第１の特定部位」および「第２の特定部位」に相当する。
【００５４】
Ｂ−２．第２の具体例：
図９は、第２の具体例を説明するための図である。燃料電池スタック１００は、隣り合うセル１４０のセパレータ４０，５０の間隔を一定に保つための柱状部材９４を備える場合がある。柱状部材９４は、隣り合うセル１４０のセパレータ４０，５０の間に配置され、隣り合うセル１４０のセパレータ４０，５０と接触している。柱状部材９４は、例えば、ブチルゴムやエチレンプロピレンゴムなどのゴム製部材である。燃料電池スタック１００の締結状態において、セル１４０を積層方向に沿って見た場合に、セパレータ４０，５０のうち柱状部材９４と重なる特定部位ＰＴＡａは、特定部位ＰＴＡａの周囲に位置する柱状部材９４と重ならない部位ＰＴＢａよりも大きな荷重をシール部材２０に付与する。ここで、複数のセル１４０の積層方向（Ｘ軸方向）に沿ってセル１４０を積層方向に沿って見た場合に、セパレータ４０，５０の対向面４０ｆｂ，５０ｆｂのうち柱状部材９４と重なる位置に凸部４５，５５が配置されていても良い。燃料電池スタック１００の締結状態において、特定部位ＰＴＡａに押されることで、シール部材２０は圧縮する方向に変形する。しかしながら、特定部位ＰＴＡａに凸部４５，５５が配置されているので、凸部４５，５５がコア層２２に突き当たる。これにより、シール部材２０の接着層２１，２３は凸部４５，５５の高さ程度の厚みを確保できるので、セパレータ４０，５０のうち積層方向に柱状部材９４と重なる部分の積層方向への変位を抑制できる。よって、柱状部材９４が積層方向に変位する程度を抑制できる。ここで、特定部位ＰＴＡａは、課題を解決するための手段に記載の「第１の特定部位」および「第２の特定部位」に相当する。
【００５５】
Ｂ−３．第３の具体例：
図１０は、第３と第４の具体例を説明するための図である。燃料電池スタック１００が有するガスケット９２に代えて、隣り合うセパレータ４０，５０間を封止するためのシール構造部をセパレータ４０，５０に一体的に設けても良い。図１０は、第２のセパレータ５０ｃがシール構造部５８を一体的に設けている場合の図である。シール構造部５８は、反対面５０ｆａから突出するように設けられた突起である。シール構造部５８は、第２のセパレータ５０ｃをプレス成形することで形成されている。シール構造部５８はばね弾性を有し、燃料電池スタック１００の締結状態において、積層方向に圧縮するように弾性変形している。燃料電池スタック１００の締結状態において、第２のセパレータ５０ｃのうちシール構造部５８が接続された接続部分５９の近傍が特定部位（第２の特定部位）となる。つまり、接続部分５９の近傍は、その周囲に位置する部分よりも大きな荷重をシール部材２０に付与する。よって、第１具体例と同様の理由により、第２のセパレータ５０ｃにおいて、特定部位に凸部５５が配置されていても良い。なお、第１のセパレータ４０は、隣り合う第２のセパレータ５０ｃが有するシール構造部５８と直接に又は他の部材（例えば、薄膜状のゴム部材）を介して接する部分と積層方向に重なる部位（第１の特定部位）に凸部４５を配置しても良い。この第１の特定部位は、第１のセパレータ４０のうち第１の特定部位の周囲よりも大きな荷重をシール部材２０に付与する。
【００５６】
Ｂ−４．第４の具体例：
凸部４５，５５は、図１０に示すように、傾斜抑制部４７，５７が反対面４０ｆａ，５０ｆａに接続された部分の近傍（第１及び第２の特定部位）に配置されていても良い。この第１の特定部位は、セパレータ４０のうち第１の特定部位の周囲に位置する部分よりも大きな荷重をシール部材２０に付与する。また、第２の特定部位は、セパレータ５０のうち第２の特定部位の周囲に位置する部分よりも大きな荷重をシール部材２０に付与する。よって、第１の特定部位に凸部４５を配置し、第２の特定部位に凸部５５を配置することで、シール部材２０が圧縮する方向に変形した場合でも、シール部材２０の接着層２１，２３は凸部４５，５５の高さ程度の厚みを確保できる。これにより、傾斜抑制部４７，５７が積層方向に変位する程度を抑制できる。
【００５７】
Ｃ．変形例：
上記実施形態では、燃料電池の構成の一例を示した。しかし、燃料電池の構成は種々の変更が可能であり、例えば、構成要素の追加、削除、変換等を実施可能である。
【００５８】
Ｃ−１．第１変形例：
上記実施形態において、凸部４５，５５が連なる方向と直交する凸部４５，５５の断面形状は台形であったが（図３）、断面形状はこれに限定されるものではない。例えば、凸部４５，５５の断面形状は、半円形状であっても良いし三角形状であっても良い。また、凸部４５，５５は一本でもそれ以上であっても良い。つまり各凸部４５，５５はそれぞれ、マニホールド６２，６４，７２，７４，７６，７８に沿って一重のラインを形成するように配置されていても良いし、二重以上のラインを形成するように配置されていても良い。また、凸部４５，５５は、マニホールド６２，６４，７２，７４，７６，７８に沿って途切れることなく連続して形成されていたがこれに限定されるものではない。例えば、積層方向に沿って見たときに、ドット形状や長円状などの凸部４５，５５がマニホールド６２，６４，７２，７４，７６，７８に沿って配置されていても良い。つまり、凸部４５，５５は、マニホールド６２，６４，７２，７４，７６，７８に沿って所定の間隔を開けて配置されていても良い。また、上記実施形態では、複数のセル１４０の積層方向に沿ってセル１４０を見た場合に、凸部４５と凸部５５とはそれぞれ互いに重ならないように互い違いに配置されていたが（図２）、これに限定されるものではない。例えば、複数のセル１４０の積層方向に沿ってセル１４０を見た場合に、凸部４５と凸部５５とは互いに重なる位置に配置されていても良いし、交差するように配置されていても良い。
【００５９】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…燃料電池システム、２０…シール部材、２１…第１の接着層、２１Ｒ…接着領域、２２…コア層、２３…第２の接着層、２３Ｒ…接着領域、３０…膜電極ガス拡散層接合体、３１…膜電極接合体、３２…ガス拡散層、３７…電極、３８…電解質膜、３９…電極、４０…第１のセパレータ（カソード側セパレータ）、４０ｆａ…反対面、４０ｆｂ…対向面、４０ｆｃ…接着対向面、４０ｐ…セパレータ、４０ｐｆｃ…接着対向面、４２…酸化剤ガス流路、４５…凸部、４７…傾斜抑制部、５０…第２のセパレータ（アノード側セパレータ）、５０ｃ…接着対向面、５０ｆａ…反対面、５０ｆｂ…対向面、５０ｆｃ…接着対向面、５２…燃料ガス流路、５４…冷却媒体分配流路、５５…凸部、５７…傾斜抑制部、５８…シール構造部、５９…接続部分、６２…燃料ガス入口マニホールド、６４…燃料ガス出口マニホールド、７２…酸化剤ガス入口マニホールド、７４…酸化剤ガス出口マニホールド、７６…冷却媒体入口マニホールド、７８…冷却媒体出口マニホールド、９２…ガスケット、９４…柱状部材、１００…燃料電池スタック、１１０Ａ…エンドプレート、１１０Ｂ…エンドプレート、１２０Ａ…絶縁板、１２０Ｂ…絶縁板、１３０Ａ…集電板、１３０Ｂ…集電板、１４０…セル、１４０ｃ…セル、１４０ｐ…セル、１４５…小さい部分、１４７…大きい部分、１５０…水素タンク、１５１…シャットバルブ、１５２…レギュレータ、１５３…配管、１５４…排出配管、１６０…エアポンプ、１６１…配管、１６３…排出配管、１７０…ラジエータ、１７１…ウォーターポンプ、１７２…配管、１７３…配管、１９０…冷却媒体流路、２００…ホットプレス機、２１０…加熱押圧部、Ｆ…荷重、ＰＴＡ，ＰＴＡａ…特定部位、ＰＴＢ，ＰＴＢａ…重ならない部位、Ｗ…最大幅、Ｈ…高さ
【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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