(57)【要約】【課題】  燃料電池のシール層の内周部又はその近傍を確実に切断して燃料電池を分解することができる。【解決手段】  燃料電池分解装置２０は、一対のセパレータ６，７により両面が挟持されているＭＥＡ２の周囲にシール層８が形成された燃料電池１０を分解するための装置であり、燃料電池１０の分解作業を行うテーブル面３２と、燃料電池１０の位置決めをして固定する位置決め部材４０と、この位置決め部材４０によって固定された燃料電池１０のシール層８の内周部８ａを切断する切断部材５０とを備えている。この燃料電池分解装置２０によれば、例えば燃料電池１０を手で掴んで作業する場合に比べて、燃料電池１０のシール層８の内周部８ａを確実に切断できる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のセパレータにより両面が挟持されている電極アセンブリの周囲にシール層が形成された燃料電池を分解するための分解装置であって、
前記燃料電池の分解作業を行うテーブル面と、
前記テーブル面に取り付けられ前記テーブル面上で前記燃料電池の位置決めをして該燃料電池を固定する位置決め手段と、
前記位置決め手段によって固定された前記燃料電池の前記シール層の内周部又は該内周部の近傍を切断する切断手段と、
を備えた燃料電池の分解装置。
【請求項２】
前記位置決め手段は、前記燃料電池の外周面と当接することにより前記燃料電池を位置決めして固定する、請求項１記載の燃料電池の分解装置。
【請求項３】
前記燃料電池は、外形が略四角形であり、前記位置決め手段は、前記燃料電池の四辺の外周面と当接することにより前記燃料電池を位置決めして固定する、請求項２記載の燃料電池の分解装置。
【請求項４】
前記位置決め手段は、前記燃料電池に設けられた貫通孔に挿入されて前記燃料電池を位置決めして固定する、請求項１記載の燃料電池の分解装置。
【請求項５】
前記貫通孔は、ガス通路用の貫通孔及び／又は冷却水通路用の貫通孔である、請求項４記載の燃料電池の分解装置。
【請求項６】
前記切断手段は、前記燃料電池に対して手前から奥へ移動することにより少なくとも前記一対のセパレータのうち手前側のセパレータを切断する切断刃である、請求項１〜５記載の燃料電池の分解装置。
【請求項７】
前記位置決め手段は、前記切断手段の手前から奥への移動をガイドする、請求項６記載の燃料電池の分解装置。
【請求項８】
前記切断刃が前記テーブル面に達する前で停止するよう前記切断手段の移動を規制する切断規制手段、
を備えた請求項６又は７記載の燃料電池の分解装置。
【請求項９】
前記切断刃が前記一対のセパレータのうち奥側のセパレータに達する前で停止するよう前記切断手段の移動を規制する切断規制手段、
を備えた請求項６又は７記載の燃料電池の分解装置。
【請求項１０】
前記位置決め手段は、前記切断規制手段と一体化されている、請求項８又は９記載の燃料電池の分解装置。
【請求項１１】
前記燃料電池の手前側のセパレータの切断片を外方向へ退避させる退避スペース、を備えた請求項６〜１０のいずれか記載の燃料電池の分解装置。
【請求項１２】
前記切断刃は、前記燃料電池の手前側のセパレータの切断片が内外に連なる切れ目を持つように切断する、請求項６〜１１のいずれか記載の燃料電池の分解装置。
【請求項１３】
一対のセパレータにより両面が挟持されている電極アセンブリの周囲にシール層が形成された燃料電池を分解する方法であって、
（ａ）前記燃料電池の分解作業を行うテーブル面上で該燃料電池の位置決めをして該燃料電池を固定するステップと、
（ｂ）前記テーブル面上で固定された前記燃料電池の前記シール層の内周部又は該内周部の近傍を切断するステップと、
を含む燃料電池の分解方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ａ）では、位置決め部材を前記燃料電池の外周面と当接させることにより該燃料電池を位置決めして固定する、請求項１３記載の燃料電池の分解方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ａ）では、位置決め部材を前記燃料電池に設けられた貫通孔に挿入して該燃料電池を位置決めして固定する、請求項１３記載の燃料電池の分解方法。
【請求項１６】
前記貫通孔は、前記燃料電池のうちガス通路用の貫通孔及び／又は冷却水通路用である、請求項１５記載の燃料電池の分解方法。
【請求項１７】
前記ステップ（ｂ）では、切断刃を前記燃料電池に対して手前から奥へ移動することにより少なくとも前記一対のセパレータのうち手前側のセパレータを切断する、請求項１４〜１６のいずれか記載の燃料電池の分解方法。
【請求項１８】
前記ステップ（ｂ）では、前記燃料電池の手前側のセパレータの切断片を外方向へ退避させる、請求項１７記載の燃料電池の分解方法。
【請求項１９】
前記ステップ（ｂ）では、前記燃料電池の手前側のセパレータの切断片が内外に連なる切れ目を持つように切断する、請求項１７又は１８記載の燃料電池の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の分解装置及びその分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池としては、一対のセパレータにより両面が挟持されている電極アセンブリの周囲にシール層が形成され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固体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。この反応により燃料電池の両電極間に起電力が生じる。ここで、シール層は、両セパレータを接着し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、燃料電池を分解したい場合がある。このため、例えば特許文献１では、燃料電池のシール層とセパレータとの間に線状部材を設けておき、燃料電池を分解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層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では、シール層とセパレータとの接着力が強い場合には、燃料電池を一方の手で掴みもう一方の手で線状部材を引っ張っただけではシール層が剥離しないおそれがあり、燃料電池の分解の確実性に欠けていた。
【０００５】
本発明は、燃料電池のシール層の内周部又はその近傍を確実に切断して燃料電池を分解することができる分解装置又はその分解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】
本発明の燃料電池の分解装置は、一対のセパレータにより両面が挟持されている電極アセンブリの周囲にシール層が形成された燃料電池を分解するための分解装置であって、
前記燃料電池の分解作業を行うテーブル面と、
前記テーブル面に取り付けられ前記テーブル面上で前記燃料電池の位置決めをして該燃料電池を固定する位置決め手段と、
前記位置決め手段によって固定された前記燃料電池の前記シール層の内周部又は該内周部の近傍を切断する切断手段と、
を備えたものである。
【０００８】
この燃料電池の分解装置では、位置決め手段がテーブル面上で燃料電池を位置決めして固定し、切断手段がこのようにして固定された燃料電池のシール層の内周部又はその近傍を切断する。したがって、例えば燃料電池を手で掴んで作業する場合に比べて、燃料電池のシール層の内周部又はその近傍を確実に切断することができ、燃料電池を分解することができる。
【０００９】
ここで、「切断手段」とは、例えば、燃料電池のドリル刃やカッタ刃などの接触型の切断手段であってもよいし、レーザなどの非接触型の切断手段であってもよいし、特許文献１のような線状部材であってもよい。また、本発明は、どのタイプの燃料電池にも適用可能であり、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。
【００１０】
本発明の燃料電池の分解装置において、前記位置決め手段は、前記燃料電池の外周面と当接することにより前記燃料電池を位置決めして固定してもよい。こうすれば、電極アセンブリに負荷をかけることなく燃料電池の分解作業を行うことができる。ここで、燃料電池の外形が略四角形のときには、前記位置決め手段は、前記燃料電池の四辺の外周面と当接することにより前記燃料電池を位置決めして固定してもよい。こうすれば、燃料電池をしっかりと固定することができる。
【００１１】
本発明の燃料電池の分解装置において、前記位置決め手段は、前記燃料電池に設けられた貫通孔に挿入されて前記燃料電池を位置決めして固定してもよい。こうすれば、テーブル面上に燃料電池を複数積層した状態で精度よく位置決めし固定することができる。このとき、前記貫通孔はガス通路用の貫通孔、冷却水通路用の貫通孔、スタック締結用の貫通孔（例えばボルト孔）及びセパレータ製造時の位置決め貫通孔のうちの１つ又は２つ以上であることが好ましく、ガス通路用の貫通孔及び／又は冷却水通路用の貫通孔であることがより好ましい。各貫通孔は燃料電池を複数積層したときに連なるように精度よく形成されているため、これを利用すればテーブル面上に燃料電池を複数積層した状態で精度よく位置決めし固定することができる。
【００１２】
本発明の燃料電池の分解装置において、前記切断手段は、前記燃料電池に対して手前から奥へ移動することにより少なくとも前記一対のセパレータのうち手前側のセパレータを切断する切断刃であってもよい。例えば特許文献１のように線状部材を利用する場合にはシール層とセパレータとの接着力が強いと線状部材が切れてしまうおそれがあるが、ここでは切断刃を手前から奥へ移動して切断しているため、燃料電池を確実に切断し分解することができる。このとき、前記位置決め手段は、前記切断手段の手前から奥への移動をガイドしてもよい。こうすれば、燃料電池のシール層の内周部又はその近傍を精度よく切断することができる。
【００１３】
本発明の燃料電池の分解装置は、前記切断刃が前記テーブル面に達する前で停止するよう前記切断手段の移動を規制する切断規制手段を備えていてもよい。こうすれば、切断刃がテーブル面に当たって欠けたりテーブル面が切断刃により傷ついたりすることがない。
【００１４】
本発明の燃料電池の分解装置は、前記切断刃が前記一対のセパレータのうち奥側のセパレータに達する前で停止するよう前記切断手段の移動を規制する切断規制手段を備えていてもよい。こうすれば、奥側のセパレータは切断されないため、奥側のセパレータが切断された場合に比べて清掃に手間などがかからない。
【００１５】
本発明の燃料電池の分解装置において、前記位置決め手段は、前記切断規制手段と一体化されていてもよい。こうすれば、位置決め手段と切断規制手段とを別々に設ける必要がない。
【００１６】
本発明の燃料電池の分解装置は、前記燃料電池の手前側のセパレータの切断片を外方向へ退避させる退避スペースを備えていることが好ましい。切断刃は手前側のセパレータを切断する際に切断片に対して外方向へ押し出す力を及ぼすが、ここでは切断片は退避スペースへ退避することができるため、スムーズに切断することができる。
【００１７】
本発明の燃料電池の分解装置において、前記切断刃は、前記燃料電池の手前側のセパレータの切断片が内外に連なる切れ目を持つように切断することが好ましい。切断刃は手前側のセパレータを切断する際に切断片に対して外方向へ押し出す力を及ぼすが、ここでは切断片は内外に連なる切れ目を持っているため、切断片が環状に繋がっている場合に比べて外方向へ容易に移動する。このため、スムーズに切断することができる。
【００１８】
本発明の燃料電池の分解方法は、一対のセパレータにより両面が挟持されている電極アセンブリの周囲にシール層が形成された燃料電池を分解する方法であって、
（ａ）前記燃料電池の分解作業を行うテーブル面上で該燃料電池の位置決めをして該燃料電池を固定するステップと、
（ｂ）前記テーブル面上で固定された前記燃料電池の前記シール層の内周部又は該内周部の近傍を切断するステップと、
を含むものである。
【００１９】
このようにテーブル面上で固定された燃料電池を切断するため、例えば燃料電池を手で掴んで作業する場合に比べて、燃料電池のシール層の内周部又はその近傍を確実に切断することができ、燃料電池を分解することができる。本発明の燃料電池方法において、前記ステップ（ａ）では、位置決め部材を前記燃料電池の外周面と当接させることにより該燃料電池を位置決めして固定してもよいし、あるいは、位置決め部材を前記燃料電池に設けられた貫通孔（例えばガス通路用の貫通孔及び／又は冷却水通路用の貫通孔）に挿入して該燃料電池を位置決めして固定してもよい。また、前記ステップ（ｂ）では、切断刃を前記燃料電池に対して手前から奥へ移動することにより少なくとも前記一対のセパレータのうち手前側のセパレータを切断してもよく、このとき、前記燃料電池の手前側のセパレータの切断片を外方向へ退避させたり、前記燃料電池の手前側のセパレータの切断片が内外に連なる切れ目を持つように切断してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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】
【００２１】
［第１実施例］
図１は、第１実施例の燃料電池分解装置２０の概略構成を表す斜視図である。図２は、テーブル面３２の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図３は、切断部材５０の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
本実施例の燃料電池分解装置２０は、燃料電池１０の分解作業を行うテーブル面３２と、このテーブル面３２の４箇所に立設された位置決め部材４０と、アクチュエータ５２によって上下動可能に配置された切断部材５０とを備えている。
【００２３】
テーブル面３２は、本実施例では比較的重量のある作業テーブル３０の天板をなす水平面である。
【００２４】
位置決め部材４０は、略四角形状の燃料電池１０の四つの辺のそれぞれに接触する位置に設けられている。この位置決め部材４０は、燃料電池１０を載置する載置領域４１側の面に下から順に、燃料電池１０を位置決めし固定するための燃料電池規制部４２と、燃料電池１０の上側のセパレータが切断されたあとの切断片を退避させるための退避スペース部４４と、切断部材５０が下向きへ移動するのを規制する切断部材規制部４６とを備えている。このうち、燃料電池規制部４２は燃料電池１０の外周面と当接する立て壁であり、４つの位置決め部材４０の燃料電池規制部４２が燃料電池１０の４辺と略隙間なく当接するように位置調整されている。また、退避スペース部４４は、図２（ｂ）に示すように、略水平に設けられたスペース形成面４４ａとそのスペース形成面４４ａから略垂直上向きに設けられたスペース形成面４４ｂとで囲まれたスペースであり、載置領域４１に載置された燃料電池１０の上側のセパレータとスペース形成面４４ｂとの間に隙間ができるように設計されている。更に、切断部材規制部４６は、スペース形成面４４ｂの上端から略水平外向きに設けられたストッパ面４６ａと、そのストッパ面４６ａから略垂直上向きに設けられたガイド面４６ｂとを備えている。このうち、ストッパ面４６ａは、切断部材５０がそれ以上下方へ移動するのを阻止する役割を果たし、ガイド面４６ｂは切断部材５０が上下方向へ移動するのをガイドする役割を果たす。
【００２５】
切断部材５０は、重量のある平板からなる支持体５４と、この支持体５４の下面に設けられたカッタ刃５６と、支持体５４の上面略中央に設けられたロッド５８とを備えている。この切断部材５０は、油圧シリンダ、空気圧シリンダ又は電動モータであるアクチュエータ５２によってロッド５８が上下動されるのに伴い上下動する。また、切断部材５０は、下方に下がったときにカッタ刃５６のうち環状部分５６ａが燃料電池１０のシール層８の内周部８ａ（図５（ａ）参照）を切断すると共に放射状部分５６ｂが燃料電池１０の四隅を切断するように調整されている。
【００２６】
次に、燃料電池分解装置２０によって分解される燃料電池１０について、図４に基づいて説明する。図４は、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Ｃ−Ｃ断面図である。
【００２７】
本実施例の燃料電池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を両面から挟持する一対のセパレータ６，７と、ＭＥＡ２の外周に設けられたシール層８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。
【００２８】
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。本実施例の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。
【００２９】
一対のセパレータ６，７は、それぞれガス不透過の導電性部材、本実施例ではカーボンを圧縮してガス不透過とした成形カーボン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。なお、セパレータ６，７は上述したようにカーボン製のほか金属製でもよい。
【００３０】
シール層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、接着剤を固化することにより形成した層である。このシール層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、シール層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。シール層８は、接着剤で形成されていてもよいがガスケットであってもよい。
【００３１】
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、シール層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。
【００３２】
次に、燃料電池分解装置２０を利用してこの燃料電池１０のセパレータを切断する手順について図５及び図６に基づいて説明する。図５は、セパレータの切断手順を説明する断面図であり、（ａ）は切断前、（ｂ）は切断後を表す。また、図６は、セパレータの切断手順を説明する平面図（切断部材５０は図示略）であり、（ａ）は切断前、（ｂ）は切断後を表す。
【００３３】
まず、燃料電池分解装置２０のテーブル面３２上の載置領域４１に、燃料電池１０を、燃料電池１０の４つの辺がそれぞれ４つの位置決め部材４０の燃料電池規制部４２と接触するように載せる（図５（ａ）及び図６（ａ）参照）。これにより、４つの位置決め部材４０の燃料電池規制部４２は燃料電池１０の４辺と略隙間なく当接するため、燃料電池１０はテーブル面３２上に位置決めされ固定される。このとき、燃料電池１０のセパレータ６，７のうちどちらを上にしてもよいが、ここではセパレータ６が上になるように載せたものとして説明する。
【００３４】
続いて、アクチュエータ５２によって切断部材５０のロッド５８を下方に移動させる。すると、これに伴って切断部材５０の全体が下方に移動し、カッタ刃５６のうち環状部分５６ａが燃料電池１０のシール層８の内周部８ａを上から下へと切断すると共に放射状部分５６ｂが燃料電池１０の四隅を上から下へと切断する。この結果、セパレータ６及びＭＥＡ２は、カッタ刃５６の環状部分５６ａによって囲まれた矩形領域Ｐと、この矩形領域Ｐの外側領域であってカッタ刃５６の放射状部分５６ｂによって略台形に切断された４つの切断片Ｑとに分かれる（図６（ｂ）参照）。このとき、切断部材５０は、支持体５４の外周面が切断部材規制部４６のガイド面４６ｂによって案内されながら下がっていき、支持体５４の下面が切断部材規制部４６のストッパ面４６ａに達した時点で下向きへの移動が阻止される。そして、下向きへの移動が阻止された時点で、切断部材５０は、カッタ刃５６の刃先が上のセパレータ６を通過しセパレータ７の手前で停止した状態となる。また、カッタ刃５６がセパレータ６を上から下へと切断するにつれて、切断される部分（切断片Ｑとなる部分）がカッタ刃５６の厚みにより外向きの力を受けるが、位置決め部材４０には退避スペース部４４が設けてあるため切断片となる部分はこの退避スペース部４４に押し出される。セパレータ６のうち矩形領域Ｐの部分を燃料電池１０から取り外し、続いてＭＥＡ２を取り出して回収する。
【００３５】
ここで、本実施例の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施例のＭＥＡ２が本発明の電極アセンブリに相当し、位置決め部材４０が位置決め手段に相当し、切断部材５０が切断手段に相当し、切断部材規制部４６が切断規制手段に相当する。なお、本実施例は、本発明の燃料電池分解装置を例示しつつ同時に燃料電池分解方法についても例示している。
【００３６】
以上詳述した本実施例の燃料電池分解装置２０によれば、４つの位置決め部材４０がテーブル面３２上で燃料電池１０を位置決めして固定し、切断部材５０がこのようにして固定された燃料電池１０のシール層８の内周部８ａを切断するため、例えば燃料電池１０を手で掴んで作業する場合に比べて、燃料電池１０のシール層８の内周部８ａを確実に切断することができ、燃料電池１０を確実に分解することができる。
【００３７】
また、位置決め部材４０の燃料電池規制部４２は、燃料電池１０の外周面と当接することにより燃料電池１０を位置決めして固定するため、燃料電池１０のＭＥＡ２に負荷をかけることなく燃料電池１０の分解作業を行うことができるし、外形が略四角形の燃料電池１０の四辺の外周面と当接するため、燃料電池１０をしっかりと固定することができる。
【００３８】
更に、切断部材５０のカッタ刃５６により燃料電池１０のセパレータ６を上から下へ切断するため、燃料電池１０を確実に分解することができるし、切断部材５０の上から下への移動を位置決め部材４０の切断部材規制部４６によりガイドするため燃料電池１０のシール層８の内周部８ａを精度よく切断することができる。
【００３９】
更にまた、位置決め部材４０の切断部材規制部４６は、切断部材５０のカッタ刃５６がテーブル面３２に達する手前であって下側のセパレータ７の手前で停止するよう切断部材５０の下降を規制するため、カッタ刃５６がテーブル面３２に当たって欠けたりテーブル面３２がカッタ刃５６により傷ついたりすることがないし、下側のセパレータ７が切断されないためこのセパレータ７が切断された場合に比べて清掃に手間がかからない。
【００４０】
そしてまた、位置決め部材４０は、燃料電池規制部４２と切断部材規制部４６とが一体化されているため、両規制部を別々に設ける必要がなく燃料電池分解装置２０の部品点数が少なくてすむ。
【００４１】
そして更に、カッタ刃５６は上側のセパレータ６を切断する際に切断片Ｑ（切断片Ｑとなる部分も含む）に対して外方向へ押し出す力を及ぼすが、ここでは切断片Ｑは退避スペース部４４へ退避することができるため、スムーズに切断することができる。
【００４２】
そして更にまた、カッタ刃５６は燃料電池１０の上側のセパレータ６の切断片Ｑが内外に連なる切れ目を持つように切断して切断片Ｑを４つの断片に分断するため、切断片Ｑがそのような切れ目を持たずに環状に繋がっている場合に比べて外方向へ容易に移動することから、スムーズに切断することができる。
【００４３】
なお、上述した実施例では、位置決め部材４０は切断部材規制部４６を備えたものを採用したが、図７に示すように、位置決め部材４０は切断部材規制部４６を備えていないものを採用してもよい。即ち、位置決め部材４０は、立て壁である燃料電池規制部４２とこの立て壁と略直交するスペース形成面４４ａとを備えたものを採用し、スペース形成面４４ａの上方空間が退避スペース部４４となるようにしてもよい。このとき、切断部材５０は、支持体５４の下面が燃料電池１０の上側のセパレータ６に当接したときにカッタ刃５６が下側のセパレータ７に達する手前で停止するようにカッタ刃５６の長さが調整されている。この場合、上述した実施例に比べてガイド面４６ｂを備えていないため切断部材５０の下向きの移動をガイドすることはできないが、その以外は上記実施例と同様の作用効果を奏する。
【００４４】
あるいは、位置決め部材４０は、図８に示すように、切断部材規制部４６を傾斜面とし、切断部材５０の支持体５４の周囲もこれに合致する傾斜面５４ａとしてもよい。このとき、切断部材５０は、支持体５４の傾斜面５４ａと切断部材規制部４６の傾斜面とが合致したときにカッタ刃５６が下側のセパレータ７に達する手前で停止するようにカッタ刃５６の長さが調整されている。この場合も、上述した実施例に比べてガイド面４６ｂを備えていないため切断部材５０の下向きの移動をガイドすることはできないが、その以外は上記実施例と同様の作用効果を奏する。
【００４５】
また、上述した実施例では、位置決め部材４０の切断部材規制部４６にガイド面４６ｂを設けたが、このガイド面４６ｂを採用せず切断部材５０を垂直に上下動させる別の機構を採用してもよい。
【００４６】
更に、上述した実施例は、位置決め部材４０をテーブル面３２上で固定したが、互いに向かい合う一組の位置決め部材４０，４０が接近・離間できるようにスライド溝を設けてそのスライド溝の任意の位置でネジなどで固定できるようにしてもよい。こうすれば、大きさの異なる燃料電池１０であってもこの燃料電池分解装置２０により分解することができるため、汎用性が高まる。
【００４７】
［第２実施例］
図９は、第２実施例の燃料電池分解装置１２０の概略構成を表す斜視図である。図１０は、テーブル面３２の説明図であり、（ａ）は燃料電池１０を載置する前の平面図、（ｂ）は燃料電池１０を載置した状態の平面図、（ｃ）は切断後の平面図である。
【００４８】
本実施例の燃料電池分解装置１２０は、燃料電池１０の分解作業を行うテーブル面３２と、このテーブル面３２の４箇所に立設された位置決め部材１４０と、アクチュエータ５２によって上下動可能に配置された切断部材５０とを備えている。なお、テーブル面３２及び切断部材５０は、第１実施例と同じ構成であるため、これらについては同じ符号を付しその説明を省略する。４つの位置決め部材１４０は、テーブル面３２上で、燃料電池１０の燃料ガス供給孔６ａ，７ａ、燃料ガス排出孔６ｂ（７ｂ）、酸化ガス供給孔６ｃ（７ｃ）、酸化ガス排出孔６ｄ（７ｄ）にそれぞれ挿入可能な位置に設けられている。この位置決め部材１４０は、柱状の部材であり、その断面積は各孔の断面積を長軸で二分したうちの外側半分と一致するように形成されている。
【００４９】
次に、燃料電池分解装置１２０を利用して燃料電池１０のセパレータを切断する手順について図９〜図１１に基づいて説明する。図１１は、セパレータの切断手順を説明する断面図であり、（ａ）は切断前、（ｂ）は切断後を表す。
【００５０】
まず、燃料電池１０の燃料ガス供給孔６ａ，７ａ、燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂ、酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃ、酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄを４つの位置決め部材１４０に挿入する（図１０（ｂ）及び図１１（ａ）参照）。これにより、燃料ガス供給孔６ａ，７ａ、燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂ、酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃ、酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄを長軸で二分したうちの外側半分が位置決め部材１４０と当接した状態となるため、燃料電池１０はテーブル面３２上に位置決めされ固定される。このとき、燃料電池１０のセパレータ６，７のうちどちらを上にしてもよいが、ここではセパレータ６が上になるように載せたものとして説明する。
【００５１】
続いて、アクチュエータ５２によって切断部材５０のロッド５８を下方に移動させる。すると、これに伴って切断部材５０の全体が下方に移動し、カッタ刃５６のうち環状部分５６ａが燃料電池１０のシール層８の内周部８ａを上から下へと切断すると共に放射状部分５６ｂが燃料電池１０の四隅を上から下へと切断する。この結果、セパレータ６及びＭＥＡ２は、カッタ刃５６の環状部分５６ａによって囲まれた矩形領域Ｐと、この矩形領域Ｐの外側領域であってカッタ刃５６の放射状部分５６ｂによって略台形に切断された４つの切断片Ｑとに分かれる（図１０（ｃ）及び図１１（ｂ）参照）。このとき、切断部材５０は、支持体５４の下面が位置決め部材１４０の上面に達した時点で下向きへの移動が阻止される。そして、下向きへの移動が阻止された時点で、切断部材５０は、カッタ刃５６の刃先が上のセパレータ６を通過しセパレータ７の手前で停止した状態となる。また、カッタ刃５６がセパレータ６を上から下へと切断するにつれて切断される部分（切断片Ｑとなる部分）がカッタ刃５６の厚みにより外向きの力を受けるが、燃料ガス供給孔６ａ，７ａ、燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂ、酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃ、酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄは外側半分で各位置決め部材１４０と接触しているものの内側半分は空きスペースとなっているため、切断片Ｑとなる部分は外方向に押し出される。このようにして切断したあと、セパレータ６のうち矩形領域Ｐの部分を燃料電池１０から取り外し、続いてＭＥＡ２を取り出して回収する。
【００５２】
以上詳述した本実施例の燃料電池分解装置１２０によれば、４つの位置決め部材１４０がテーブル面３２上で燃料電池１０を位置決めして固定し、切断部材５０がこのようにして固定された燃料電池１０のシール層８の内周部８ａ（図１１（ａ）参照）を切断するため、例えば燃料電池１０を手で掴んで作業する場合に比べて、燃料電池１０のシール層８の内周部８ａを確実に切断することができ、燃料電池１０を確実に分解することができる。
【００５３】
また、位置決め部材１４０は、燃料電池１０の燃料ガス供給孔６ａ，７ａ、燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂ、酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃ、酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄに挿入されることにより燃料電池１０を位置決めして固定するため、燃料電池１０のＭＥＡ２に負荷をかけることなく燃料電池１０の分解作業を行うことができるし、燃料電池１０をしっかりと固定することができる。
【００５４】
更に、切断部材５０のカッタ刃５６により燃料電池１０のセパレータ６を上から下へ切断するため、燃料電池１０を確実に分解することができる。
【００５５】
更にまた、切断部材５０のカッタ刃５６はテーブル面３２に達する手前であって下側のセパレータ７の手前で停止するよう設計されているため、カッタ刃５６がテーブル面３２に当たって欠けたりテーブル面３２がカッタ刃５６により傷ついたりすることがないし、下側のセパレータ７が切断されないためこのセパレータ７が切断された場合に比べて清掃に手間がかからない。
【００５６】
そしてまた、カッタ刃５６は上側のセパレータ６を切断する際に切断片Ｑ（切断片Ｑとなる部分も含む）に対して外方向へ押し出す力を及ぼすが、ここでは切断片Ｑは位置決め部材１４０が存在していても外方向へ移動することができるため、スムーズに切断することができる。
【００５７】
そして更に、カッタ刃５６は燃料電池１０の上側のセパレータ６の切断片Ｑが内外に連なる切れ目を持つように切断して切断片Ｑを４つの断片に分断するため、切断片Ｑがそのような切れ目を持たずに環状に繋がっている場合に比べて外方向へ容易に移動することから、スムーズに切断することができる。
【００５８】
特に、本実施例では燃料電池１０を複数枚重ねて複数のセパレータを一度に切断する場合に適している。この場合、燃料電池１０を重ねる枚数に応じて位置決め部材１４０の長さやカッタ刃５６の長さを設定しておく。カッタ刃５６の長さは、切断部材５０の支持体５４が位置決め部材１４０に達したときに最下の燃料電池１０のセパレータ６を貫くがセパレータ７の手前で停止するような長さに設定しておく。燃料電池１０の燃料ガス供給孔６ａ，７ａ、燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂ、酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃ、酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄはもともと燃料電池１０を複数枚重ねたときに連通するように精度よく形成されているため、それを利用することにより複数枚重ねられた燃料電池１０を精度よく位置決めし固定することができる。
【００５９】
なお、上述した実施例では、４箇所の燃料ガス供給孔６ａ，７ａ、燃料ガス排出孔６ｂ，７ｂ、酸化ガス供給孔６ｃ，７ｃ、酸化ガス排出孔６ｄ，７ｄに位置決め部材１４０を挿入して位置決めしたが、少なくとも２カ所の孔に位置決め部材１４０を挿入すれば位置決めすることができる。このとき、冷媒供給孔６ｅ，７ｅや冷媒排出孔６ｆ，７ｆを利用してもよい。
【００６０】
また、上述した第１及び第２実施例では、切断部材５０のカッタ刃５６は放射状部分５６ｂを持つようにしたが、図１２に示すように、放射状ではなく支持体５４の各辺に平行な線状部分５６ｃを持つようにしてもよい。この場合も、カッタ刃５６は燃料電池１０の上側のセパレータ６の切断片Ｑが内外に連なる切れ目を持つように切断して切断片Ｑを４つの断片に分断するため、切断片Ｑがそのような切れ目を持たずに環状に繋がっている場合に比べて外方向へ容易に移動することから、スムーズに切断することができる。また、必ずしもこのように切断片Ｑを４つの断片にする必要はなく、２つや３つの断片あるいは５つ以上の断片としてもよいし、１つの断片であっても内外に連なる切れ目を持つ例えば略Ｃ字状になるようにしてもよい。
【００６１】
更に、上述した第１及び第２実施例では、切断部材５０をアクチュエータ５２によって上下動可能としたが、ボールネジ機構などを利用して手動で上下動させてもよいし、作業者が自分の体重を加えることによりセパレータ６を破断してもよい。
【００６２】
更にまた、上述した第１及び第２実施例では、切断刃５６によりシール層８の内周部８ａを切断するようにしたが、シール層８のうち内周部８ａの近傍部分を切断してもよい。ただし、切断後の矩形領域Ｐにおけるシール層８とセパレータ６との接着部分の大きさが、その接着部分を手などで容易に剥がすことができる程度になるように切断する。
【００６３】
そしてまた、上述した第１及び第２実施例では、固体電解質膜形（高分子電解質形）の燃料電池を例示したが、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も同様に適用可能である。
【００６４】
そして更に、上述した第１及び第２実施例では、テーブル面３２を水平面として説明したが、テーブル面３２は水平面に限られるものではない。例えば、第１実施例についていえば、図１３（ａ）に示すようにテーブル面３２を垂直面としてもよく、この場合には位置決め部材４０によって燃料電池１０をテーブル面３２上に位置決めしたあと切断部材５０を水平方向に移動させてもよい。あるいは、図１３（ｂ）に示すように、テーブル面３２を傾斜面としてもよく、この場合には位置決め部材４０によって燃料電池１０をテーブル面３２上に位置決めしたあと切断部材５０を傾斜面と略直交する方向に移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１実施例の燃料電池分解装置の概略構成を表す斜視図である。
【図２】テーブル面の説明図である。
【図３】切断部材の説明図である。
【図４】燃料電池の概略構成を表す説明図でる。
【図５】セパレータの切断手順を説明する断面図である。
【図６】セパレータの切断手順を説明する平面図である。
【図７】第１実施例の変形例の説明図である。
【図８】第１実施例の変形例の説明図である。
【図９】第２実施例の燃料電池分解装置１２０の概略構成を表す斜視図である。
【図１０】テーブル面の説明図である。
【図１１】セパレータの切断手順を説明する断面図である。
【図１２】切断部材の変形例の底面図である。
【図１３】テーブル面の変形例の説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
２…ＭＥＡ、３…固体電解質膜、４…アノード、４…電極、４ａ…触媒電極、４ｂ…ガス拡散電極、５…カソード、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、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、８…シール層、８ａ…内周部、１０…燃料電池、２０…燃料電池分解装置、３０…作業テーブル、３２…テーブル面、４０…位置決め部材、４１…載置領域、４２…燃料電池規制部、４４…退避スペース部、４４ａ…スペース形成面、４４ｂ…スペース形成面、４６…切断部材規制部、４６ａ…ストッパ面、４６ｂ…ガイド面、５０…切断部材、５２…アクチュエータ、５４…支持体、５６…カッタ刃、５６ａ…環状部分、５６ｂ…放射状部分、５８…ロッド。
【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】
2005183313.tif 000009
【図８】
2005183313.tif 000010
【図９】
2005183313.tif 000011
【図１０】
2005183313.tif 000012
【図１１】
2005183313.tif 000013
【図１２】
2005183313.tif 000014
【図１３】
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