(57)【要約】      （修正有）【課題】  気孔率の異なる２種類の領域を含むセパレータを容易に製造することのできる技術を提供する。【解決手段】  セパレータは、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含む。まず、上型７１０と下型７２０とを含む成形型が準備される。下型は、第１領域に対応する第１の部分下型７２１と、第２領域に対応する第２の部分下型７２２と、を含む。次に、２つの部分下型の上方に成形材料を投入して、上型と下型とを用いて成形材料を圧縮する。第１の部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量は、第２の部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量よりも多く設定される。【選択図】  図８
2005203296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含むセパレータの製造方法であって、
（ａ）上型と下型とを含む成形型を準備する工程であって、前記下型は、前記第１領域に対応する第１の部分下型と、前記第２領域に対応する第２の部分下型と、を含む、前記工程と、
（ｂ）前記２つの部分下型の上方に成形材料を投入して、前記上型と前記下型とを用いて成形材料を圧縮する工程であって、前記第１の部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量は、前記第２の部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量よりも多い、前記工程と、
を備えることを特徴とするセパレータの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のセパレータの製造方法であって、
前記２つの部分下型のうちの一方は、他方に対して相対的に移動可能であり、
前記工程（ｂ）は、
前記第１の部分下型を前記第２の部分下型よりも下方に位置決めして、前記２つの部分下型の上方に成形材料を所定位置まで投入する工程を含む、セパレータの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のセパレータの製造方法であって、さらに、
（ｃ）前記工程（ｂ）で得られたほぼ平坦な両面を有する圧縮済み部材を成形して、少なくとも一方の面に凹凸を有する前記セパレータを得る工程を備える、セパレータの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のセパレータの製造方法であって、
前記工程（ｃ）は、
前記工程（ｂ）で得られた前記圧縮済み部材を他の成形型を用いて圧縮する工程を含む、セパレータの製造方法。
【請求項５】
燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含むセパレータの製造方法であって、
（ａ）上型と下型とを含む成形型を準備する工程であって、前記下型は、前記第１領域に対応する第１の部分下型と、前記第２領域に対応する第２の部分下型と、を含む、前記工程と、
（ｂ）前記２つの部分下型の上方に成形材料を投入して、前記上型と前記下型とを用いて成形材料を圧縮する工程であって、前記第１の部分下型の上方に投入される第１の成形材料の種類は、前記第２の部分下型の上方に投入される第２の成形材料の種類と異なる、前記工程と、
を備えることを特徴とするセパレータの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のセパレータの製造方法であって、
前記２つの部分下型のうちの一方は、他方に対して相対的に移動可能であり、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記第１の部分下型を前記第２の部分下型よりも下方に位置決めして、前記第１の部分下型の上方に第１の成形材料を投入する工程と、
（ｂ２）前記上型と前記第１の部分下型とを用いて、第１の成形材料を圧縮する工程と、
（ｂ３）前記第２の部分下型を所定位置に位置決めして、前記第２の部分下型の上方に第２の成形材料を投入する工程と、
（ｂ４）前記上型と前記第２の部分下型とを用いて、第２の成形材料を圧縮する工程と、
を含む、セパレータの製造方法。
【請求項７】
請求項５または６記載のセパレータの製造方法であって、
前記方法は、さらに、
（ｃ）前記工程（ｂ）で得られたほぼ平坦な両面を有する圧縮済み部材を成形して、少なくとも一方の面に凹凸を有する前記セパレータを得る工程を備える、セパレータの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のセパレータの製造方法であって、
前記工程（ｃ）は、
前記工程（ｂ）で得られた前記圧縮済み部材を他の成形型を用いて圧縮する工程を含む、セパレータの製造方法。
【請求項９】
燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含み、前記第１領域は、第１の側から第２の側まで連続する第１部分領域と、前記第１の側のみに存在する第２部分領域と、を含み、前記第２領域は、前記第２部分領域に隣接し、前記第２の側のみに存在する第３部分領域を含む、セパレータの製造方法であって、
（ａ）上型と下型とを含む成形型を準備する工程であって、前記下型は、前記第１部分領域に対応する第１の部分下型と、前記第２部分領域に対応する第２の部分下型と、を含み、前記２つの部分下型のうちの一方は、他方に対して相対的に移動可能であり、前記上型は、前記第１部分領域に対応する第１の部分上型と、前記第２部分領域および前記第３部分領域に対応する第２の部分上型と、を含み、前記２つの部分上型のうちの一方は、他方に対して相対的に移動可能である、前記工程と、
（ｂ）前記第１の部分下型を前記第２の部分下型よりも下方に位置決めして、前記２つの部分下型の上方に第１の成形材料を投入する工程と、
（ｃ）前記上型と前記下型とを用いて、第１の成形材料を圧縮する工程であって、前記２つの部分下型は、ほぼ等しい位置に設定され、前記第２の部分上型は、前記第１の部分上型よりも下方に設定される、前記工程と、
（ｄ）前記第２の部分下型の上方に第２の成形材料を投入する工程であって、第２の成形材料は、前記工程（ｃ）で圧縮された第１の成形材料上に投入される、前記工程と、
（ｅ）前記第２の部分上型と前記第２の部分下型とを用いて、第２の成形材料を圧縮する工程と、
を備えることを特徴とするセパレータの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のセパレータの製造方法であって、
前記方法は、さらに、
（ｆ）前記工程（ｅ）で得られたほぼ平坦な両面を有する圧縮済み部材を成形して、少なくとも一方の面に凹凸を有する前記セパレータを得る工程を備える、セパレータの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載のセパレータの製造方法であって、
前記工程（ｆ）は、
前記工程（ｅ）で得られた前記圧縮済み部材を他の成形型を用いて圧縮する工程を含む、セパレータの製造方法。
【請求項１２】
燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含み、少なくとも一方の面に凹凸を有するセパレータの製造方法であって、
（ａ）前記第１領域に対応し、ほぼ平坦な両面を有する第１の部分予備部材を成形する工程と、
（ｂ）前記第２領域に対応し、ほぼ平坦な両面を有する第２の部分予備部材を成形する工程と、
（ｃ）前記２つの部分予備部材を組み合わせて、前記セパレータに対応する予備部材を得る工程と、
（ｄ）前記予備部材を成形して、前記セパレータを得る工程と、
を備えることを特徴とするセパレータの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載のセパレータの製造方法であって、
前記工程（ｄ）は、
前記予備部材を他の成形型を用いて圧縮する工程を含む、セパレータの製造方法。
【請求項１４】
燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含むセパレータの製造方法であって、
（ａ）前記セパレータの前記第１領域を構成する第１の部分セパレータを成形する工程と、
（ｂ）前記セパレータの前記第２領域を構成する第２の部分セパレータを成形する工程と、
（ｃ）前記２つの部分セパレータを接合して、前記セパレータを得る工程と、
を備えることを特徴とするセパレータの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載のセパレータの製造方法であって、
前記２つの部分セパレータのうちの少なくとも一方は、樹脂材料を含んでおり、
前記工程（ｃ）は、
前記２つの部分セパレータを加熱する工程を含む、セパレータの製造方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載のセパレータの製造方法であって、
前記第２領域の成形材料は、炭素材料と樹脂材料とを含み、
前記炭素材料は、約５０μｍ以上の粒径を有する、セパレータの製造方法。
【請求項１７】
請求項１ないし１５のいずれかに記載のセパレータの製造方法であって、
前記第２領域の成形材料は、炭素材料と樹脂材料とを含み、
前記樹脂材料は、約２０重量％以下である、セパレータの製造方法。
【請求項１８】
請求項１ないし１５のいずれかに記載のセパレータの製造方法であって、
前記第２領域の成形材料は、球状黒鉛と樹脂材料とを含む、セパレータの製造方法。
【請求項１９】
請求項１ないし１５のいずれかに記載のセパレータの製造方法であって、
前記第２領域の成形材料は、黒鉛と樹脂材料とが球状に成形された粒体を含む、セパレータの製造方法。
【請求項２０】
請求項１ないし１５のいずれかに記載のセパレータの製造方法であって、
前記第２領域の成形材料は、黒鉛が樹脂材料によってコーティングされた粒体を含む、セパレータの製造方法。
【請求項２１】
請求項１６ないし２０のいずれかに記載のセパレータの製造方法であって、
前記第２領域は、約４．９０×１０7Ｎ／ｍ2以下の圧力で成形される、セパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックに関し、特に、隣接する２つのセルの間に設けられるセパレータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、複数のセルを含んでおり、隣接する２つのセルの間には、セパレータが設けられている。特許文献１では、多孔質層と、多孔質層上に形成された緻密な炭化層と、を有するセパレータの製造方法が開示されている。具体的には、まず、炭素材で成形された多孔質板が準備される。次に、多孔質板上に、溶融した熱硬化性樹脂とコークス粉との混合物が塗布される。その後、熱硬化性樹脂を高温（１９００℃）で炭化させる。これにより、多孔質層と緻密質層とが積層されたセパレータが形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３４７０５号公報
【特許文献２】特開平１０−１０６５３０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、従来の技術では、多孔質領域を一部に含むセパレータを効率良く製造することが困難であるという問題があった。特に、従来の技術では、気孔率の異なる２種類の領域が少なくとも一方の表面に現れるセパレータの作製方法は、開示されていなかった。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、気孔率の異なる２種類の領域を含むセパレータを容易に製造することのできる技術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】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第１の方法は、燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含むセパレータの製造方法であって、
（ａ）上型と下型とを含む成形型を準備する工程であって、前記下型は、前記第１領域に対応する第１の部分下型と、前記第２領域に対応する第２の部分下型と、を含む、前記工程と、
（ｂ）前記２つの部分下型の上方に成形材料を投入して、前記上型と前記下型とを用いて成形材料を圧縮する工程であって、前記第１の部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量は、前記第２の部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量よりも多い、前記工程と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
この方法では、２つの部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量が変更されるため、互いに異なる気孔率を有する２つの領域を含むセパレータを容易に製造することができる。
【０００８】
上記の方法において、
前記２つの部分下型のうちの一方は、他方に対して相対的に移動可能であり、
前記工程（ｂ）は、
前記第１の部分下型を前記第２の部分下型よりも下方に位置決めして、前記２つの部分下型の上方に成形材料を所定位置まで投入する工程を含むことが好ましい。
【０００９】
こうすれば、２つの部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積当たりの量を容易に変更することができる。
【００１０】
上記の方法において、さらに、
（ｃ）前記工程（ｂ）で得られたほぼ平坦な両面を有する圧縮済み部材を成形して、少なくとも一方の面に凹凸を有する前記セパレータを得る工程を備えることが好ましい。
【００１１】
ここで、前記工程（ｃ）は、
前記工程（ｂ）で得られた前記圧縮済み部材を他の成形型を用いて圧縮する工程を含むことが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の方法は、燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含むセパレータの製造方法であって、
（ａ）上型と下型とを含む成形型を準備する工程であって、前記下型は、前記第１領域に対応する第１の部分下型と、前記第２領域に対応する第２の部分下型と、を含む、前記工程と、
（ｂ）前記２つの部分下型の上方に成形材料を投入して、前記上型と前記下型とを用いて成形材料を圧縮する工程であって、前記第１の部分下型の上方に投入される第１の成形材料の種類は、前記第２の部分下型の上方に投入される第２の成形材料の種類と異なる、前記工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
この方法では、２つの部分下型の上方に投入される成形材料の種類が変更されるため、互いに異なる気孔率を有する２つの領域を含むセパレータを容易に製造することができる。
【００１４】
上記の方法において、
前記２つの部分下型のうちの一方は、他方に対して相対的に移動可能であり、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記第１の部分下型を前記第２の部分下型よりも下方に位置決めして、前記第１の部分下型の上方に第１の成形材料を投入する工程と、
（ｂ２）前記上型と前記第１の部分下型とを用いて、第１の成形材料を圧縮する工程と、
（ｂ３）前記第２の部分下型を所定位置に位置決めして、前記第２の部分下型の上方に第２の成形材料を投入する工程と、
（ｂ４）前記上型と前記第２の部分下型とを用いて、第２の成形材料を圧縮する工程と、
を含むことが好ましい。
【００１５】
こうすれば、２つの部分下型の上方に投入される成形材料の種類を容易に変更することがでいる。
【００１６】
本発明の第３の方法は、燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含み、前記第１領域は、第１の側から第２の側まで連続する第１部分領域と、前記第１の側のみに存在する第２部分領域と、を含み、前記第２領域は、前記第２部分領域に隣接し、前記第２の側のみに存在する第３部分領域を含む、セパレータの製造方法であって、
（ａ）上型と下型とを含む成形型を準備する工程であって、前記下型は、前記第１部分領域に対応する第１の部分下型と、前記第２部分領域に対応する第２の部分下型と、を含み、前記２つの部分下型のうちの一方は、他方に対して相対的に移動可能であり、前記上型は、前記第１部分領域に対応する第１の部分上型と、前記第２部分領域および前記第３部分領域に対応する第２の部分上型と、を含み、前記２つの部分上型のうちの一方は、他方に対して相対的に移動可能である、前記工程と、
（ｂ）前記第１の部分下型を前記第２の部分下型よりも下方に位置決めして、前記２つの部分下型の上方に第１の成形材料を投入する工程と、
（ｃ）前記上型と前記下型とを用いて、第１の成形材料を圧縮する工程であって、前記２つの部分下型は、ほぼ等しい位置に設定され、前記第２の部分上型は、前記第１の部分上型よりも下方に設定される、前記工程と、
（ｄ）前記第２の部分下型の上方に第２の成形材料を投入する工程であって、第２の成形材料は、前記工程（ｃ）で圧縮された第１の成形材料上に投入される、前記工程と、
（ｅ）前記第２の部分上型と前記第２の部分下型とを用いて、第２の成形材料を圧縮する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
この方法では、２つの部分下型のうちの一方が他方に対して相対的に移動可能であると共に、２つの部分上型のうちの一方が他方に対して相対的に移動可能であるため、互いに異なる気孔率を有する２つの領域が積層された部分を含むセパレータを容易に製造することができる。
【００１８】
本発明の第４の方法は、燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含み、少なくとも一方の面に凹凸を有するセパレータの製造方法であって、
（ａ）前記第１領域に対応し、ほぼ平坦な両面を有する第１の部分予備部材を成形する工程と、
（ｂ）前記第２領域に対応し、ほぼ平坦な両面を有する第２の部分予備部材を成形する工程と、
（ｃ）前記２つの部分予備部材を組み合わせて、前記セパレータに対応する予備部材を得る工程と、
（ｄ）前記予備部材を成形して、前記セパレータを得る工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
この方法では、第１の部分予備部材と第２の部分予備部材とが個別に準備されるため、互いに異なる気孔率を有する２つの領域を含むセパレータを容易に製造することができる。
【００２０】
本発明の第５の方法は、燃料電池スタック内部の隣接する２つのセルの間に設けられ、比較的小さな気孔率を有する第１領域と比較的大きな気孔率を有する第２領域とを含むセパレータの製造方法であって、
（ａ）前記セパレータの前記第１領域を構成する第１の部分セパレータを成形する工程と、
（ｂ）前記セパレータの前記第２領域を構成する第２の部分セパレータを成形する工程と、
（ｃ）前記２つの部分セパレータを接合して、前記セパレータを得る工程と、
を備えることを特徴とする。
【００２１】
この方法では、第１の部分セパレータと第２の部分セパレータとが個別に準備されるため、互いに異なる気孔率を有する２つの領域を含むセパレータを容易に製造することができる。
【００２２】
上記の方法において、
前記２つの部分セパレータのうちの少なくとも一方は、樹脂材料を含んでおり、
前記工程（ｃ）は、
前記２つの部分セパレータを加熱する工程を含むようにしてもよい。
【００２３】
こうすれば、樹脂材料を溶融させることによって、２つの部分セパレータを容易に接合することができる。
【００２４】
上記のいずれかの方法において、
前記第２領域の成形材料は、炭素材料と樹脂材料とを含み、
前記炭素材料は、約５０μｍ以上の粒径を有することが好ましい。
【００２５】
上記のいずれかの方法において、
前記第２領域の成形材料は、炭素材料と樹脂材料とを含み、
前記樹脂材料は、約２０重量％以下であることが好ましい。
【００２６】
上記のいずれかの方法において、
前記第２領域の成形材料は、球状黒鉛と樹脂材料とを含むことが好ましい。
【００２７】
上記のいずれかの方法において、
前記第２領域の成形材料は、黒鉛と樹脂材料とが球状に成形された粒体を含むようにしてもよい。
【００２８】
上記のいずれかの方法において、
前記第２領域の成形材料は、黒鉛が樹脂材料によってコーティングされた粒体を含むようにしてもよい。
【００２９】
また、上記のいずれかの方法において、
前記第２領域は、約４．９０×１０7Ｎ／ｍ2以下の圧力で成形されることが好ましい。
【００３０】
このようにすれば、第２領域を容易に多孔質にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．燃料電池システムの全体構成：
Ａ−２．セルの構成：
Ａ−３．セパレータの製造方法：
Ａ−４．第１実施例の変形例：
Ｂ．第２実施例：
Ｂ−１．第２実施例の変形例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｄ−１．第４実施例の変形例：
Ｅ．第５実施例：
Ｅ−１．第５実施例の変形例：
Ｆ．多孔質領域の成形材料：
【００３２】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．燃料電池システムの全体構成：
図１は、第１実施例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。なお、この燃料電池システムは、車両に搭載されている。
【００３３】
燃料電池システムは、燃料電池スタック１００と、燃料電池スタックに燃料ガス（水素ガス）を供給するための燃料ガス供給系と、燃料電池スタックに空気を供給するための空気供給系と、燃料電池スタックに冷却液を供給するための冷却液供給系と、を備えている。なお、本実施例では、空気は、酸化ガスおよび冷却ガスとして機能する。また、燃料電池システムは、システム全体の動作を制御するためのコントローラ６００を備えている。
【００３４】
燃料電池スタック（以下、単に「スタック」とも呼ぶ）１００は、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池である。スタック１００は、積層された複数のセルを含んでいる。また、スタック１００内部には、複数の内部通路が設けられている。具体的には、スタック内部には、燃料ガスが通る内部燃料ガス通路２１０と、酸化ガス（空気）が通る内部酸化ガス通路２２０と、冷却液が通る内部冷却液通路２３０と、冷却ガス（空気）が通る内部冷却ガス通路２４０と、が設けられている。
【００３５】
燃料ガス供給系は、水素タンク３０２と、減圧弁３０４と、流量制御弁３０６と、を備えている。水素タンク３０２は、水素ガス（燃料ガス）を比較的高い圧力で貯蔵している。減圧弁３０４は、水素タンク３０２から供給された燃料ガスを所定の圧力に減圧する。流量制御弁３０６は、燃料ガスの流量を調整する。燃料ガスは、燃料ガス通路３１０を介してスタック１００に供給される。燃料ガスは、内部燃料ガス通路２１０を通る際に、スタック内部での電気化学反応に利用される。内部燃料ガス通路２１０を通過した使用済みの燃料オフガスは、燃料オフガス通路３９０を介して外部に排出される。燃料オフガス通路３９０には、遮断弁３９２が設けられている。遮断弁３９２は、間欠的に開状態に設定され、これにより、使用済みの燃料オフガスがスタック１００から排出される。
【００３６】
空気供給系は、空気ブロワ４０２を備えている。空気は、空気通路を介してスタック１００に供給される。ここで、空気通路は、スタック外部に設けられた第１および第２の外部空気通路４１０，４２０と、内部冷却ガス通路２４０と、を含んでいる。空気は、内部冷却ガス通路２４０を通る際には、冷却ガスとして機能し、スタック１００を冷却する。また、空気は、内部酸化ガス通路２２０を通る際には、酸化ガスとして機能し、スタック内部での電気化学反応に利用される。内部酸化ガス通路２２０を通過した使用済みの空気（酸化オフガス）は、酸化オフガス通路４９０を介して外部に排出される。
【００３７】
冷却液供給系は、循環ポンプ５０２と、熱交換器５０４と、を備えている。循環ポンプ５０２は、スタック外部に設けられた循環通路５１０と、内部冷却液通路２３０と、の間で冷却液（例えば水）を循環させる。冷却液は、内部冷却液通路２３０を通る際に、スタック１００を冷却する。熱交換器５０４は、スタック１００から排出された比較的温度の高い冷却液を冷却する。
【００３８】
なお、本実施例では、内部冷却ガス通路２４０を経由した空気が、内部酸化ガス通路２２０に供給されているが、これに代えて、内部酸化ガス通路２２０と内部冷却ガス通路２４０とには、独立して、空気が供給されるようにしてもよい。
【００３９】
Ａ−２．セルの構成：
図２は、燃料電池スタック１００内部のセルの構成を模式的に示す説明図である。図示するように、セル１１０は、膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）１２０と、２つのセパレータ１３０，１４０と、を備えている。ＭＥＡ１２０は、２つのセパレータ１３０，１４０によって挟まれている。前述のように、スタック１００は、図２に示すセル１１０が複数積層されて構成されている。
【００４０】
ＭＥＡ１２０は、電解質膜１２２と、アノード（水素極）１２４と、カソード（酸素極）１２６と、を含んでおり、電解質膜１２２は、２つの電極１２４，１２６によって挟まれている。なお、各電極１２４，１２６上には、ガスを拡散させるための図示しない拡散層が形成されている。
【００４１】
アノード側セパレータ１３０とカソード側セパレータ１４０とには、複数の孔や凹部が形成されている。複数の孔や凹部は、スタック内部の内部通路２１０，２２０，２３０，２４０（図１）を形成する。具体的には、各セパレータの一対の孔は、複数のセルを積層したときに、複数のセルを貫くように設けられている。すなわち、各セパレータの一対の孔は、上流側のセル間通路と下流側のセル間通路とを形成する。また、各セパレータの凹部は、一対の孔間を接続するように設けられている。すなわち、各セパレータの凹部は、上流側のセル間通路と下流側のセル間通路との間で流体を流通可能とするセル内通路を形成する。
【００４２】
より具体的には、各セパレータ１３０，１４０には、上流側および下流側のセル間燃料ガス通路２１０ａ，２１０ｃを構成する一対の孔と、上流側および下流側のセル間酸化ガス通路２２０ａ，２２０ｃを構成する一対の孔と、が形成されている。また、各セパレータ１３０，１４０には、上流側および下流側のセル間冷却液通路２３０ａ，２３０ｃを構成する一対の孔と、上流側および下流側のセル間冷却ガス通路２４０ａ，２４０ｃを構成する一対の孔と、が形成されている。
【００４３】
図３は、カソード側セパレータ１４０を模式的に示す説明図である。図３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、図２に示すカソード側セパレータ１４０の第１の面Ｓｃ１と第２の面Ｓｃ２とを示している。図示するように、カソード側セパレータの第１の面Ｓｃ１には、セル内酸化ガス通路（カソード側通路）２２０ｂを構成する凹部が形成されている。また、第２の面Ｓｃ２には、セル内冷却液通路２３０ｂを構成する凹部と、セル内冷却ガス通路２４０ｂを構成する凹部と、が形成されている。
【００４４】
なお、図３に示すように、セル内冷却液通路２３０ｂを構成する凹部は、セル内酸化ガス通路２２０ｂを構成する凹部の上流側部分の背面に形成されており、セル内冷却ガス通路２４０ｂを構成する凹部は、セル内酸化ガス通路２２０ｂを構成する凹部の下流側部分の背面に形成されている。
【００４５】
アノード側セパレータ１３０は、カソード側セパレータ１４０と同様である。ただし、図２に示すアノード側セパレータの第１の面Ｓａ１には、セル内燃料ガス通路（アノード側通路）を構成する凹部が形成されている。また、第２の面Ｓａ２には、セル内冷却液通路２３０ｂを構成する凹部と、セル内冷却ガス通路２４０ｂを構成する凹部と、が形成されている。
【００４６】
なお、実際には、セル内ガス通路２１０ｂ，２２０ｂ，２４０ｂを構成する各凹部には、複数の凸部が設けられている。
【００４７】
図４は、セル１１０の断面を模式的に示す説明図である。アノード側セパレータ１３０は、緻密質領域のみを含む緻密質部材である。カソード側セパレータ１４０は、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２とを含む複合部材である。なお、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２とは、それぞれ、カソード側セパレータ１４０の第１の面Ｓｃ１側から第２の面Ｓｃ２側まで連続する。このため、カソード側セパレータ１４０の表面には、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２との双方が現れる。
【００４８】
２つのセパレータ１３０，１４０に含まれる緻密質領域は、比較的小さな気孔率を有しており、水およびガスを透過させない性質を有している。一方、カソード側セパレータ１４０に含まれる多孔質領域は、比較的大きな気孔率を有しており、水およびガスが透過可能な性質を有している。なお、多孔質領域１４２は、図２，図３に示す領域Ｐに設けられている。
【００４９】
図４に示すように、セル内燃料ガス通路（アノード側通路）２１０ｂは、アノード側セパレータ１３０の第１の面Ｓａ１に設けられた凹部とＭＥＡ１２０との間に形成されており、セル内酸化ガス通路（カソード側通路）２２０ｂは、カソード側セパレータ１４０の第１の面Ｓｃ１に設けられた凹部とＭＥＡ１２０との間に形成されている。また、セル内冷却液通路２３０ｂとセル内冷却ガス通路２４０ｂとは、２つのセパレータ１３０，１４０の第２の面Ｓａ２，Ｓｃ２に設けられた凹部が組み合わされて形成されている。換言すれば、セル内冷却液通路２３０ｂとセル内冷却ガス通路２４０ｂとは、２つのセパレータ１３０，１４０の間に形成されている。特に、セル内酸化ガス通路２２０ｂは、多孔質領域１４２の第１の面Ｓｃ１側に設けられており、セル内冷却ガス通路２４０ｂは、多孔質領域１４２の第２の面Ｓｃ２側に設けられている。なお、上流側および下流側のセル間酸化ガス通路２２０ａ，２２０ｃは、各セパレータ１３０，１４０に設けられた一対の孔によって形成されている。
【００５０】
上記のようなカソード側セパレータ１４０を用いれば、セル内冷却ガス通路２４０ｂに冷却ガス（空気）を供給することによって、スタック１００を冷却することができる。また、セル内冷却ガス通路２４０ｂを通る冷却ガスは、多孔質領域１４２を介して、セル内酸化ガス通路２２０ｂの水分を持ち去ることができる。具体的には、セル内酸化ガス通路２２０ｂ内の水は、毛管吸引力によって、多孔質領域１４２内部に容易に取り込まれる。そして、水分は、多孔質領域１４２内部を移動して、セル内冷却ガス通路２４０ｂを流れる冷却ガス（空気）中に排出される。多孔質領域１４２は、水分を取り込むと、シール機能を獲得する。このため、セル内酸化ガス通路２２０ｂとセル内冷却ガス通路２４０ｂとの間のガスの移動は、抑制される。
【００５１】
なお、本実施例では、多孔質領域１４２による水分の取り込みと、多孔質領域１４２を介した水分の移動と、を促進させるために、多孔質領域１４２に親水性が付与されている。親水性は、例えば、多孔質領域を過酸化水素水中で煮沸処理して、あるいは、多孔質領域に紫外線照射処理またはプラズマ処理を施して、多孔質領域の表面に水酸基（−ＯＨ基）を導入することによって、付与される。
【００５２】
本実施例では、図４に示すように、多孔質領域１４２は、セル内冷却ガス通路２４０ｂとセル内酸化ガス通路２２０ｂの下流側部分との間に、設けられている。これは、通常、セル内酸化ガス通路２２０ｂでは、下流側部分の水分量が比較的多く、上流側部分の水分量が比較的少ないためである。すなわち、スタック内部の電気化学反応の進行に伴って生じた生成水は、セル内酸化ガス通路２２０ｂを通る酸化ガス中に気化して、該酸化ガスと共に下流に向かう。このため、セル内酸化ガス通路２２０ｂの下流側ほど、水分量が多くなる。そこで、本実施例では、セル内酸化ガス通路２２０ｂの下流側部分に、多孔質領域１４２が設けられている。なお、本実施例では、セル内冷却ガス通路２４０ｂを経由して加湿された酸化ガスが、セル内酸化ガス通路２２０ｂに供給されている。このため、加湿された酸化ガスは、水分量が比較的少ないセル内酸化ガス通路２２０ｂの上流側部分に、水分を与えることができる。
【００５３】
Ａ−３．セパレータの製造方法：
上記のように、本実施例のカソード側セパレータ１４０は、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２とを含んでおり、緻密質領域と多孔質領域とは、セパレータの表面に現れる。以下では、上記のようなセパレータ（「部分ポーラスセパレータ」とも呼ばれる）の種々の製造方法を説明する。
【００５４】
図５は、セパレータの製造手順を示すフローチャートである。図６は、セパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【００５５】
ステップＳ１１０（図５）では、予備成形が行われ、図６（Ａ）に示すように、予備部材ＰＭＡが作製される。予備部材ＰＭＡは、略板状の外形形状を有しており、ほぼ平坦な両面を有している。予備部材ＰＭＡは、緻密質領域に対応する緻密質予備領域Ｗ１と、多孔質領域に対応する多孔質予備領域Ｗ２と、を含んでいる。多孔質予備領域Ｗ２は、図２，図３に示す領域Ｐに対応する部位に設けられている。予備部材ＰＭＡは、成形型７００を用いて、成形材料を比較的低い圧力および比較的低い温度で予備的に圧縮することによって得られる（予備圧縮）。これにより、予備部材ＰＭＡを独立して取り扱うことができる。
【００５６】
本実施例では、成形材料は、炭素材料と樹脂材料とを含んでいる。炭素材料としては、例えば、粉末状の黒鉛を利用することができる。また、樹脂材料としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や、液晶ポリマ（ＬＣＰ）などの粉末状の熱可塑性樹脂や、エポキシやフェノールなどの粉末状の熱硬化性樹脂を利用することができる。
【００５７】
予備圧縮工程において印加される圧力は、約４．９０×１０7Ｎ／ｍ2（約５００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）以下に設定されていることが好ましい。例えば、約９．８１×１０6Ｎ／ｍ2（約１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）〜約３．９２×１０7Ｎ／ｍ2（約４００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の範囲内に設定されることが好ましい。また、予備圧縮工程における加熱温度（成形型の温度）は、樹脂材料の融点より低い温度（例えば１００℃以下）に設定されることが好ましい。
【００５８】
ステップＳ１２０（図５）では、本成形が行われ、図６（Ｂ）に示すように、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２とを含むセパレータ１４０が作製される。セパレータ１４０は、双方の面に凹凸を有している。セパレータ１４０は、凹凸を有する成形型７９０を用いて、予備部材ＰＭＡを比較的高い圧力および比較的高い温度で圧縮することによって得られる。
【００５９】
本成形工程において印加される圧力は、約９．８１×１０7Ｎ／ｍ2（約１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）以下に設定されていることが好ましい。例えば、約３．９２×１０7Ｎ／ｍ2（約４００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）〜約８．８３×１０7Ｎ／ｍ2（約９００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の範囲内に設定されることが好ましく、約４．９０×１０7Ｎ／ｍ2（約５００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）〜約７．８５×１０7Ｎ／ｍ2（約８００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の範囲内に設定されることが望ましい。なお、本成形工程で印加される圧力は、通常、予備圧縮工程で印加される圧力よりも高く設定される。また、本成形工程における加熱温度（成形型の温度）は、樹脂材料の融点より高い温度（例えば１５０〜４００℃）に設定されることが好ましい。
【００６０】
なお、本実施例のステップＳ１２０では、さらに、加工が施され、この結果、複数の孔（すなわち、セル間通路（図３）を構成する孔）を有するセパレータ１４０が得られる。ただし、予備部材が、上記の複数の孔を有するように成形される場合には、加工は省略可能である。
【００６１】
図７は、ステップＳ１１０（図５）の具体的な処理内容を示すフローチャートである。図８は、ステップＳ１１０（図５）で得られる予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。
【００６２】
ステップＳ１１１（図７）では、図８に示す成形型７００が準備され、成形型７００に成形材料Ｍが投入される。成形型７００は、上型７１０と下型７２０と、外形規定型７３０と、を備えている。下型７２０は、第１の部分下型７２１と第２の部分下型７２２とに分割されている。第１の部分下型７２１は、図６（Ａ）に示す緻密質予備領域Ｗ１（すなわち、図６（Ｂ）に示す緻密質領域１４１）に対応する。また、第２の部分下型７２２は、図６（Ａ）に示す多孔質予備領域Ｗ２（すなわち、図６（Ｂ）に示す多孔質領域１４２）に対応する。上型７１０は、上下に移動可能である。２つの部分下型７２１，７２２は、それぞれ、個別に上下に移動可能である。なお、外形規定型７３０は、一定の位置で保持されている。
【００６３】
ステップＳ１１１では、図８（Ａ）に示すように、２つの部分下型７２１，７２２は、互いに異なる位置に位置決めされる。具体的には、第１の部分下型７２１の上面は、第２の部分下型７２２の上面よりも下方に位置決めされる。なお、２つの部分下型７２１，７２２の上面は、外形規定型７３０の上面よりも下方に配置されている。この状態で、２つの部分下型７２１，７２２の上方に成形材料Ｍが投入される。成形材料Ｍは、外形規定型７３０の上面と等しい高さまで投入される。
【００６４】
ステップＳ１１２では、成形材料Ｍが圧縮される。ステップＳ１１２では、比較的低い圧力および比較的低い温度で圧縮が行われる（予備圧縮）。具体的には、図８（Ｂ）に示すように、上型７１０を下方に移動させる。また、２つの部分下型７２１，７２２を上方に移動させる。このとき、上型７１０の下面は、外形規定型７３０の上面よりも下方位置に設定される。また、２つの部分下型７２１，７２２の上面は、等しい位置に設定される。そして、加圧された状態で、上型７１０および下型７２０が加熱される。
【００６５】
上記の処理により、成形材料の密度が比較的高い領域（すなわち緻密質予備領域）Ｗ１と、成形材料の密度が比較的低い領域（すなわち多孔質予備領域）Ｗ２と、を含む予備部材ＰＭＡが得られる。具体的には、図８（Ａ）では、第１の部分下型７２１の上面は、第２の部分下型７２２の上面よりも下方に位置決めされるため、第１の部分下型７２１の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量は、第２の部分下型７２２の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量よりも多い。そして、図８（Ｂ）では、２つの部分下型７２１，７２２の上面は、等しい位置に設定される。このため、緻密質予備領域Ｗ１中の成形材料の密度は、比較的高く設定され、多孔質予備領域Ｗ２中の成形材料の密度は、比較的低く設定される。
【００６６】
なお、前述したように、ステップＳ１２０（図５）の本成形工程では、予備部材ＰＭＡは、凹凸を有する成形型７９０を用いて、比較的高い圧力および比較的高い温度で圧縮される。これにより、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２とを含むセパレータ１４０が得られる。
【００６７】
Ａ−４．第１実施例の変形例：
図９は、第１実施例の変形例における予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。図９では、成形型８００が変更されている。成形型８００は、図８と同様に、上型８１０と下型８２０と外形規定型８３０とを備えているが、下型８２０が変更されている。具体的には、下型８２０は、第１の部分下型８２１と第２の部分下型８２２と第３の部分下型８２３とに分割されている。なお、第２の部分下型８２２は、図８の第２の部分下型７２２と同じである。また、３つの部分下型８２１〜８２３は、それぞれ、個別に上下に移動可能である。
【００６８】
本例では、図９（Ａ）に示すように、３つの部分下型８２１〜８２３の上面は、互いに異なる位置に位置決めされる。具体的には、第３の部分下型８２３の上面は、第２の部分下型８２２の上面よりも下方、かつ、第１の部分下型８２１の上面よりも上方に位置決めされる。これにより、図９（Ｂ）に示すように、成形材料の密度が最も高い緻密質予備領域Ｗ１と、成形材料の密度が最も低い多孔質予備領域Ｗ２と、２つの領域Ｗ１，Ｗ２の中間の密度を有する予備領域Ｗ３と、を含む予備部材ＰＭＡ１が得られる。
【００６９】
以上説明したように、本実施例では、２つの部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量が変更されるため、緻密質予備領域と多孔質予備領域とを含む予備部材を容易に製造することができ、この結果、緻密質領域と多孔質領域とを含むセパレータを容易に製造することができる。
【００７０】
特に、本実施例では、第１の部分下型を第２の部分下型よりも下方に位置決めした状態で、所定位置（外形規定型の上面と等しい位置）まで成形材料が投入されるため、２つの部分下型の上方に投入される成形材料の単位面積あたりの量を容易に変更することができる。
【００７１】
なお、本実施例では、２つの部分下型の上方に同時に成形材料が投入され、２つの予備領域が同時に作製されているが、これに代えて、２つの部分下型の上方に順次成形材料が投入され、２つの予備領域が順次作製されるようにしてもよい。
【００７２】
Ｂ．第２実施例：
図１０は、第２実施例におけるステップＳ１１０（図５）の具体的な処理内容を示すフローチャートである。図１１は、第２実施例におけるステップＳ１１０（図５）で得られる予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。第１実施例では、緻密質予備領域と多孔質予備領域とは、成形材料の量を変更することによって作製されているが、本実施例では、成形材料の種類を変更することによって作製されている。
【００７３】
ステップＳ１１３（図１０）では、図１１に示す成形型７００が準備され、成形型７００に第１の成形材料Ｍ１が投入される。なお、成形型７００は、図８と同じである。
【００７４】
ステップＳ１１３では、図１１（Ａ）に示すように、２つの部分下型７２１，７２２は、互いに異なる位置に位置決めされる。具体的には、第１の部分下型７２１の上面は、第２の部分下型７２２の上面よりも下方に位置決めされる。なお、第２の部分下型７２２の上面は、外形規定型７３０の上面と等しい位置に配置されている。この状態で、第１の部分下型７２１の上方に第１の成形材料Ｍ１が投入される。第１の成形材料Ｍ１は、外形規定型７３０の上面と等しい高さまで投入される。
【００７５】
ステップＳ１１４では、第１の成形材料Ｍ１が圧縮される。ステップＳ１１４では、比較的低い圧力および比較的低い温度で圧縮が行われる（予備圧縮）。具体的には、図１１（Ｂ）に示すように、上型７１０を下方に移動させる。また、第１の部分下型７２１を上方に移動させる。このとき、上型７１０の下面は、外形規定型７３０の上面よりも下方に配置される。また、第２の部分下型７２２の上面は、上型７１０の下面に接するように配置される。そして、加圧された状態で、上型７１０および下型７２０が加熱される。
【００７６】
ステップＳ１１５では、成形型７００に第２の成形材料が投入される。具体的には、図１１（Ｃ）に示すように、２つの部分下型７２１，７２２の上面は、ほぼ等しい位置に位置決めされる。なお、第２の部分下型７２２の上面は、第１の部分下型７２１よりやや下方に配置されてもよい。この状態で、第２の部分下型７２２の上方に第２の成形材料Ｍ２が投入される。第２の成形材料は、ステップＳ１１４で得られた中間体の上面と等しい高さまで投入される。
【００７７】
ステップＳ１１６では、第２の成形材料Ｍ２が圧縮される。ステップＳ１１６では、比較的低い圧力および比較的低い温度で圧縮が行われる（予備圧縮）。なお、ステップＳ１１６で印加される圧力は、ステップＳ１１４で印加される圧力よりも高く設定されている。具体的には、図１１（Ｄ）に示すように、上型７１０を下方に移動させることによって、上型７１０と第１の部分下型７２１との間で、第１の成形材料がさらに圧縮されると共に、上型７１０と第２の部分下型７２２との間で第２の成形材料が圧縮される。そして、加圧された状態で、上型７１０および下型７２０が加熱される。
【００７８】
本実施例では、第１および第２の成形材料は、第１実施例と同様に、炭素材料と樹脂材料とを含んでいる。ただし、第１および第２の成形材料は、互いに、炭素材料の形状や、炭素材料のサイズ、炭素材料と樹脂材料との混合比率などが異なっている。換言すれば、第１および第２の成形材料の種類は、互いに異なっている。このため、図１１（Ｄ）では、緻密質予備領域Ｗ１と多孔質予備領域Ｗ２とを含む予備部材ＰＭＢを得ることができる。
【００７９】
なお、本実施例においても、ステップＳ１２０（図５）の本成形工程では、予備部材ＰＭＢは、凹凸を有する成形型７９０を用いて、比較的高い圧力および比較的高い温度で圧縮される。これにより、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２とを含むセパレータ１４０が得られる。
【００８０】
Ｂ−１．第２実施例の変形例：
図１２は、第２実施例の変形例における予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。図１２では、図９と同じ成形型８００が利用されている。図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｅ），（Ｆ）は、それぞれ、図１１（Ａ）〜（Ｄ）とほぼ同じであり、図１２（Ｃ），（Ｄ）が追加されている。
【００８１】
図１２（Ａ）では、第１の部分下型８２１の上方に第１の成形材料Ｍ１が投入され、図１２（Ｂ）では、第１の成形材料Ｍ１が圧縮される（予備圧縮）。図１２（Ｃ）では、第３の部分下型８２３の上方に第３の成形材料Ｍ３が投入され、図１２（Ｄ）では、第３の成形材料Ｍ３が、図１２（Ｂ）で得られた中間体と共に、圧縮される（予備圧縮）。図１２（Ｅ）では、第２の部分下型８２２の上方に第２の成形材料Ｍ２が投入され、図１２（Ｆ）では、第３の成形材料Ｍ３が、図１２（Ｄ）で得られた中間体と共に、圧縮される（予備圧縮）。なお、第３の成形材料は、第１および第２の成形材料と同様に、炭素材料と樹脂材料とを含んでいる。ただし、第１ないし第３の成形材料は、互いに、炭素材料の形状や、炭素材料のサイズ、炭素材料と樹脂材料との混合比率などが異なっている。このため、図１２（Ｆ）では、緻密質予備領域Ｗ１と多孔質予備領域Ｗ２と中間質予備領域Ｗ３とを含む予備部材ＰＭＢ１を得ることができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施例では、２つの部分下型の上方に投入される成形材料の種類が変更されるため、緻密質予備領域と多孔質予備領域とを含む予備部材を容易に製造することができ、この結果、緻密質領域と多孔質領域とを含むセパレータを容易に製造することができる。
【００８３】
特に、本実施例では、第１の成形材料が予備的に圧縮された後に、第２の成形材料が投入されるため、２つの部分下型の上方に投入される成形材料の種類を容易に変更することができる。
【００８４】
Ｃ．第３実施例：
図１３は、第３実施例におけるセル１１０Ｃの断面を模式的に示す説明図である。図１３は、図４とほぼ同じであるが、カソード側セパレータ１４０Ｃが変更されている。具体的には、緻密質領域１４１Ｃは、第１の面Ｓｃ１側から第２の面Ｓｃ２側まで連続する部分領域１４１Ｃａと、第２の面Ｓｃ２側のみに存在する部分領域１４１Ｃｂと、を含んでいる。また、多孔質領域１４２Ｃは、第１の面Ｓｃ１側から第２の面Ｓｃ２側まで連続する部分領域１４２Ｃａと、第１の面Ｓｃ１側のみに存在する部分領域１４２Ｃｂと、を含んでいる。そして、第１の面Ｓｃ１側のみに存在する多孔質の部分領域１４２Ｃｂは、第２の面Ｓｃ２側のみに存在する緻密質の部分領域１４１Ｃｂと隣接している。このセパレータ１４０Ｃを利用すれば、多孔質領域１４２Ｃは、セル内酸化ガス通路２２０ｂの下流側で発生した生成水を多孔質領域１４２Ｃ全体に均一に分布させることができるため、セル内酸化ガス通路２２０ｂ内での局所的なフラッディング状態の発生をさらに抑制することができる。
【００８５】
図１４は、第３実施例におけるステップＳ１１０（図５）で得られる予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。図１４では、成形型９００が利用されている。具体的には、成形型９００は、図１２と同様に、上型９１０と下型９２０とを備えているが、上型９１０が変更されている。具体的には、上型９１０は、第１の部分上型９１１と第２の部分上型９１２とに分割されている。２つの部分上型９１１，９１２は、それぞれ、個別に上下に移動可能である。なお、３つの部分下型９２１〜９２３は、図１２の３つの部分下型８２１〜８２３と同じである。第２の部分上型９１２は、第３の部分下型９２３に対応し、第２の部分上型９１２と第３の部分下型９２３とは、層状に隣接する緻密質の部分領域１４１Ｃｂと多孔質の部分領域１４２Ｃｂとを成形するために設けられている。
【００８６】
図１４（Ａ）では、第１および第３の部分下型９２１，９２３の上方に第１の成形材料Ｍ１が投入される。ただし、第１の部分下型９２１の上面は、第３の部分下型９２３の上面よりも下方に位置決めされている。図１４（Ｂ）では、第１の成形材料Ｍ１が圧縮される（予備圧縮）。ただし、第２の部分上型９１２の下面は、第１の部分上型９１１の下面よりも下方に設定される。また、第１および第３の部分下型９２１，９２３の上面は、ほぼ等しい位置に設定される。図１４（Ｃ）では、第３の部分下型９２３の上方に第３の成形材料Ｍ３が投入される。より具体的には、第３の成形材料は、図１４（Ｂ）で得られた中間体の凹部上に投入される。図１４（Ｄ）では、第３の成形材料Ｍ３が、図１４（Ｂ）で得られた中間体と共に、圧縮される（予備圧縮）。より具体的には、第１の部分上型９１１と第１の部分下型９２１との間で、第１の成形材料がさらに圧縮される。また、第２の部分上型９１２と第３の部分下型９２３との間で、第１の成形材料がさらに圧縮されると共に、第３の成形材料が圧縮される。図１４（Ｅ）では、第２の部分下型８２２の上方に第２の成形材料Ｍ２が投入される。なお、第２の部分下型９２２の上面は、第１および第３の部分下型９２１，９２３の上面とほぼ等しい位置に位置決めされる。図１４（Ｆ）では、第２の成形材料Ｍ２が、図１４（Ｄ）で得られた中間体と共に、圧縮される（予備圧縮）。より具体的には、第１の部分上型９１１と第１の部分下型９２１との間で、第１の成形材料がさらに圧縮される。また、第２の部分上型９１２と第３の部分下型９２３との間で、第１の成形材料と第３の成形材料とがさらに圧縮される。そして、第１の部分上型９１１と第２の部分下型８２２との間で、第２の成形材料が圧縮される。
【００８７】
これにより、図１４（Ｆ）では、緻密質予備領域Ｗ１ａ，Ｗ１ｂと多孔質予備領域Ｗ２ａ，Ｗ２ｂとを含む予備部材ＰＭＣを得ることができる。なお、２つの予備領域Ｗ１ａ，Ｗ２ａは、予備部材の一方の側から他方の側まで連続しており、他の２つの予備領域Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂは、互いに隣接しており、それぞれ一方の側のみに存在する。
【００８８】
本実施例においても、ステップＳ１２０（図５）の本成形工程では、予備部材ＰＭＣは、凹凸を有する成形型７９０を用いて、比較的高い圧力および比較的高い温度で圧縮される。これにより、緻密質領域１４１Ｃａ，１４１Ｃｂと多孔質領域１４２Ｃａ，１４２Ｃｂとを含むセパレータ１４０Ｃ（図１３）が得られる。
【００８９】
本実施例では、第１ないし第３の成形材料は、第１実施例と同様に、炭素材料と樹脂材料とを含んでいる。ただし、第１ないし第３の成形材料は、互いに、炭素材料の形状や、炭素材料のサイズ、炭素材料と樹脂材料との混合比率などが異なっている。このようにしても、緻密質予備領域Ｗ１ａ，Ｗ１ｂと多孔質予備領域Ｗ２ａ，Ｗ２ｂとを含む予備部材ＰＭＣを得ることができる。なお、第２の成形材料と第３の成形材料とは、同じであってもよい。この場合にも、緻密質予備領域Ｗ１ａ，Ｗ１ｂと多孔質予備領域Ｗ２ａ，Ｗ２ｂとを含む予備部材ＰＭＣを得ることができる。
【００９０】
以上説明したように、本実施例では、第１および第３の部分下型９２１，９２３が個別に移動可能であると共に、第１および第２の部分上型９１１，９１２が個別に移動可能である。換言すれば、第３の部分下型９２３は、第１の部分下型９２１に対して相対的に移動可能であると共に、第２の部分上型９１２は、第１の部分上型９１１に対して相対的に移動可能である。このため、緻密質予備領域と多孔質予備領域とが積層された部分を含む予備部材を容易に製造することができ、この結果、緻密質領域と多孔質領域とが積層された部分を含むセパレータを容易に製造することができる。
【００９１】
Ｄ．第４実施例：
第１ないし第３実施例では、緻密質予備領域と多孔質予備領域とを含む予備部材は、成形型の内部で一体的に成形されているが、本実施例では、予備部材は、緻密質領域に対応する第１の部分予備部材と多孔質領域に対応する第２の部分予備部材とが個別に成形され、２つの部分予備部材を組み合わせることによって予備部材が準備される。
【００９２】
図１５は、第４実施例におけるセパレータの製造手順を示すフローチャートである。なお、ステップＳ２１０〜Ｓ２３０は、図５のステップＳ１１０に対応する予備成形工程であり、ステップＳ２３０において予備部材が得られる。図１６は、第４実施例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【００９３】
ステップＳ２１０，２２０（図１５）では、それぞれ、図１６（Ａ），（Ｂ）に示すように、緻密質領域に対応する第１の部分予備部材ＰＰ１と、多孔質領域に対応する第２の部分予備部材ＰＰ２と、が個別に成形される。２つの部分予備部材ＰＰ１，ＰＰ２は、略板状の外形形状を有しており、ほぼ平坦な両面を有している。また、第１の部分予備部材ＰＰ１は、図２，図３に示す領域Ｐに対応する部位に開口部を備えている。本実施例では、第１実施例と同様に、２つの部分予備部材ＰＰ１，ＰＰ２は、それぞれ、成形材料（炭素材料および樹脂材料を含む）を比較的低い圧力および比較的低い温度で予備的に圧縮することによって得られる（予備圧縮）。ただし、第２の部分予備部材ＰＰ２を成形する際の圧力は、通常、第１の部分予備部材ＰＰ１を成形する際の圧力よりも低く設定される。
【００９４】
ステップＳ２３０では、図１６（Ｃ）に示すように、２つの部分予備部材ＰＰ１，ＰＰ２が組み合わされて、予備部材ＰＭＤが作製される。具体的には、予備部材ＰＭＤは、第１の部分予備部材ＰＰ１に設けられた開口部に、第２の部分予備部材ＰＰ２を挿入（圧入）することによって、得られる。
【００９５】
ステップＳ２４０では、第１実施例（図５）のステップＳ１２０と同様に、本成形が行われ、図１６（Ｄ）に示すように、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２とを含むセパレータ１４０が作製される。なお、セパレータ１４０は、前述のように、凹凸を有する成形型７９０を用いて、予備部材ＰＭＤを比較的高い圧力および比較的高い温度で圧縮することによって得られる。
【００９６】
なお、本実施例では、ステップＳ２１０，Ｓ２２０で準備される各部分予備部材ＰＰ１，ＰＰ２は、比較的低い圧力および比較的低い温度で成形材料を圧縮することによって作製されているが、これに代えて、各部分予備部材は、比較的高い圧力および比較的高い温度で成形材料を圧縮することによって作製されてもよい。この場合には、ステップＳ２４０の本成形工程において、予備部材に対して加工のみを施せばよい。
【００９７】
また、本実施例では、ステップＳ２３０において、第１の部分予備部材ＰＰ１に設けられた開口部に、第２の部分予備部材ＰＰ２を圧入することによって、第２の部分予備部材が第１の部分予備部材に固定されている。しかしながら、ステップＳ２３０では、第１の部分予備部材ＰＰ１に設けられた開口部に、第２の部分予備部材ＰＰ２を単に挿入するだけで、第２の部分予備部材が第１の部分予備部材に対して固定されていなくてもよい。この場合にも、ステップＳ２４０では、予備部材が樹脂材料の溶融温度以上に加熱されるため、樹脂材料によって、第２の部分予備部材を第１の部分予備部材に固定することができる。
【００９８】
Ｄ−１．第４実施例の変形例：
図１７は、第４実施例の第１の変形例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。図１７（Ｄ）に示すように、このセパレータ１５０は、緻密質領域１５１と多孔質領域１５２とを備えている。緻密質領域１５１は、一方の側から他方の側まで連続する部分領域１５１ａと、一方の側のみに存在する部分領域１５１ｂと、を含んでいる。多孔質領域１５２は、一方の側のみに存在する。このセパレータ１５０は、アノード側セパレータとして利用可能である。この場合には、電解質膜１２２を介してセル内酸化ガス通路２２０ｂからセル内燃料ガス通路２１０ｂに侵入した生成水を、多孔質領域１５２全体に均一に分布させることができるため、セル内燃料ガス通路２１０ｂ内での局所的なフラッディング状態の発生を抑制することができる。
【００９９】
図１７（Ａ），（Ｂ）では、緻密質領域に対応する第１の部分予備部材ＰＰ１ａと、多孔質領域に対応する第２の部分予備部材ＰＰ２ａと、が個別に成形される。なお、第１の部分予備部材ＰＰ１ａの一方の面側には、凹部が設けられている。図１７（Ｃ）では、２つの部分予備部材ＰＰ１ａ，ＰＰ２ａが組み合わされて、予備部材ＰＭＤ１が作製される。具体的には、予備部材ＰＭＤ１は、第１の部分予備部材ＰＰ１ａに設けられた凹部に、第２の部分予備部材ＰＰ２ａを挿入（圧入）することによって、得られる。そして、図１６（Ｄ）では、本成形工程によって、緻密質領域１５１と多孔質領域１５２とを含むセパレータ１５０が作製される。
【０１００】
図１８は、第４実施例の第２の変形例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。図１８（Ｄ）に示すように、このセパレータ１６０は、図１３に示すセパレータ１４０Ｃと同じである。具体的には、緻密質領域１６１は、一方の側から他方の側まで連続する部分領域１６１ａと、一方の側のみに存在する部分領域１６１ｂと、を含んでいる。また、多孔質領域１６２は、一方の側から他方の側まで連続する部分領域１６２ａと、一方の側のみに存在する部分領域１６２ｂと、を含んでいる。そして、多孔質の部分領域１６２ｂは、緻密質の部分領域１６１ｂと隣接している。
【０１０１】
図１８（Ａ）では、緻密質領域１６１に対応する第１の部分予備部材ＰＰ１ｂが成形される。なお、第１の部分予備部材ＰＰ１ｂには、開口部と凹部とが設けられている。図１８（Ｂ）では、多孔質領域１６２に対応する第２および第３の部分予備部材ＰＰ２ｂ，ＰＰ３ｂが個別に成形される。図１８（Ｃ）では、３つの部分予備部材ＰＰ１ｂ，ＰＰ２ｂ，ＰＰ３ｂが組み合わされて、予備部材ＰＭＤ２が作製される。具体的には、予備部材ＰＭＤ２は、第１の部分予備部材ＰＰ１ｂに設けられた開口部に、第２の部分予備部材ＰＰ２ｂを挿入（圧入）すると共に、第１の部分予備部材ＰＰ１ｂに設けられた凹部に、第３の部分予備部材ＰＰ３ｂを挿入（圧入）することによって、得られる。図１８（Ｄ）では、本成形工程によって、緻密質領域１６１と多孔質領域１６２とを含むセパレータ１６０が作製される。
【０１０２】
以上説明したように、本実施例では、第１の部分予備部材と第２の部分予備部材とが個別に準備されるため、緻密質領域と多孔質領域とを含むセパレータを容易に製造することができる。
【０１０３】
Ｅ．第５実施例：
第１ないし第４実施例では、ほぼ平坦な両面を有する予備部材を成形した後に、本成形によって両面に凹凸を有するセパレータが作製されているが、本実施例では、両面に凹凸を有する複数の部分セパレータを接合することによってセパレータが作製されている。
【０１０４】
図１９は、第５実施例におけるセパレータの製造手順を示すフローチャートである。図２０は、第５実施例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。なお、本実施例では、図１６に示すセパレータ１４０が製造される。
【０１０５】
ステップＳ３１０，３２０（図１９）では、それぞれ、図２０（Ａ），（Ｂ）に示すように、緻密質領域１４１を構成する第１の部分セパレータＰＳ１と、多孔質領域１４２を構成する第２の部分セパレータＰＳ２と、が成形される。２つの部分セパレータＰＳ１，ＰＳ２は、双方の面に凹凸を有しており、第１の部分セパレータＰＳ１は、図２，図３に示す領域Ｐに対応する部位に開口部を有している。各部分セパレータは、凹凸を有する成形型を用いて、成形材料（炭素材料および樹脂材料を含む）を比較的高い圧力および比較的高い温度で圧縮することによって成形される（本成形）。ただし、第２の部分セパレータＰＳ２を成形する際の圧力は、通常、第１の部分セパレータＰＳ１を成形する際の圧力よりも低く設定される。
【０１０６】
なお、本実施例では、２つの部分セパレータＰＳ１，ＰＳ２は、それぞれ、凹凸を有する成形型を用いて成形材料を圧縮することによって得られているが、これに代えて、略板状の緻密質部材と略板状の多孔質部材とのそれぞれを加工することによって得られてもよい。
【０１０７】
ステップＳ３３０では、図２０（Ｃ）に示すように、２つの部分セパレータＰＳ１，ＰＳ２が接合され、緻密質領域１４１と多孔質領域１４２とを含むセパレータ１４０が作製される。具体的には、第１の部分セパレータＰＳ１に設けられた開口部に、第２の部分セパレータＰＳ２を挿入（圧入）する。この後、２つの部分セパレータＰＳ１，ＰＳ２を樹脂材料の溶融温度以上に加熱する。これにより、２つの部分セパレータＰＳ１，ＰＳ２が容易に接合される。
【０１０８】
Ｅ−１．第５実施例の変形例：
図２１は、第５実施例の第１の変形例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。なお、本例では、図１７に示すセパレータ１５０が製造される。具体的には、図２１（Ａ）では、緻密質の第１の部分セパレータＰＳ１ａが成形される。なお、第１の部分セパレータＰＳ１ａの一方の面側には、凹部が設けられている。図２１（Ｂ）では、多孔質の第２の部分セパレータＰＳ２ａが成形される。図２１（Ｃ）では、２つの部分セパレータＰＳ１ａ，ＰＳ２ａが接合されて、緻密質領域１５１と多孔質領域１５２とを含むセパレータ１５０が作製される。
【０１０９】
図２２は、第５実施例の第２の変形例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。なお、本例では、図１８に示すセパレータ１６０が製造される。具体的には、図２２（Ａ）では、緻密質の第１の部分セパレータＰＳ１ｂが成形される。なお、第１の部分セパレータＰＳ１ｂには、開口部と凹部とが設けられている。図２２（Ｂ）では、多孔質の第２および第３の部分セパレータＰＳ２ｂ，ＰＳ３ｂが成形される。図２２（Ｃ）では、３つの部分セパレータＰＳ１ｂ，ＰＳ２ｂ，ＰＳ３ｂが接合されて、緻密質領域１６１と多孔質領域１６２とを含むセパレータ１６０が作製される。
【０１１０】
以上説明したように、本実施例では、緻密質領域を構成する部分セパレータと多孔質領域を構成する部分セパレータとが個別に準備されるため、緻密質領域と多孔質領域とを含むセパレータを容易に製造することができる。
【０１１１】
Ｆ．多孔質領域の成形材料：
上記各実施例で説明したように、セパレータの多孔質領域を成形するための成形材料は、炭素材料と樹脂材料とを含んでいる。ただし、以下のような成形材料を利用すれば、換言すれば、炭素材料の形状や、炭素材料のサイズ、炭素材料と樹脂材料との混合比率、成形材料の形態が、以下のように設定されていれば、比較的大きな気孔率を有する多孔質領域を容易に得ることができる。
【０１１２】
例えば、炭素材料は、球状黒鉛であることが好ましい。球状黒鉛としては、球状のＭＣＭＢ（メソカーボンマイクロビーズ）や、球状の天然黒鉛、球状の人造黒鉛などを用いることができる。また、球状のフェノールなどの樹脂を黒鉛化したものを利用することができる。球状黒鉛が利用される場合には、鱗片状の黒鉛が利用される場合と比べて、比較的大きな気孔率を有する多孔質領域を容易に得ることができる。
【０１１３】
また、炭素材料は、大粒径黒鉛であることが好ましい。大粒径黒鉛の粒径は、約５０μｍ以上であることが好ましく、例えば、約５０μｍ〜約５００μｍの範囲内であることが望ましい。大粒径黒鉛が利用される場合には、粒径の小さな黒鉛が利用される場合と比べて、比較的大きな気孔率を有する多孔質領域を容易に得ることができる。なお、大粒径黒鉛の形状は、球状であってもよいし、鱗片状であってもよい。ただし、球状の大粒径黒鉛を利用すれば、比較的大きな気孔率を有する多孔質領域をより容易に得ることができるという利点がある。また、大粒径黒鉛は、人造黒鉛であってもよいし、天然黒鉛であってもよい。ただし、人造の大粒径黒鉛の形状は、比較的歪であるため、人造の大粒径黒鉛を利用すれば、比較的大きな気孔率を有する多孔質領域をより容易に得ることができるという利点がある。
【０１１４】
さらに、炭素材料に対する樹脂材料の混合比率が比較的小さいことが好ましい。樹脂材料は、約２０重量％以下であることが好ましく、例えば、約１０重量％〜約２０重量％の範囲内であることが好ましい。樹脂材料の混合比率が小さい場合には、樹脂材料の混合比率が大きい場合と比べて、比較的大きな気孔率を有する多孔質領域を容易に得ることができる。
【０１１５】
また、本実施例では、成形材料として、黒鉛粉末と樹脂粉末との混合物が利用されているが、成形材料は、樹脂コーティングが施された黒鉛粒子であってもよい。樹脂コーティング済みの黒鉛粒子が利用される場合には、黒鉛粉末と樹脂粉末との混合物が利用される場合と比べて、比較的大きな気孔率を有する多孔質領域を容易に得ることができる。なお、樹脂コーティング済みの黒鉛粒子は、樹脂を溶剤に溶かした後に、黒鉛粒子を混入し、溶剤を気化させることによって得られる。樹脂コーティング済み黒鉛粒子は、例えば、樹脂および黒鉛粒子を含む溶液を飛散（噴霧）させ、飛散した液滴を乾燥させることによって、得ることができる（スプレードライヤー法）。あるいは、樹脂コーティング済み黒鉛粒子は、樹脂および黒鉛粒子を含む溶液を、ディスク上に滴下し、ディスクの回転に伴って飛散した液滴を乾燥させることによって、得ることができる。なお、この場合には、粒径は、回転数に依存するため、所望の粒径を容易に得ることができる。
【０１１６】
また、成形材料は、黒鉛と樹脂とが集合した球状の粒体であってもよい。この粒体は、例えば、ヘンシェルミキサを用いて得ることができる。黒鉛と樹脂とが集合した球状の粒体が利用される場合には、黒鉛粉末と樹脂粉末との混合物が利用される場合と比べて、比較的大きな気孔率を有する多孔質領域を容易に得ることができる。
【０１１７】
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０１１８】
（１）第１ないし第３実施例では、予備成形工程において、比較的低い圧力および比較的低い温度で成形材料を圧縮することによってほぼ平坦な両面を有する予備部材が作製され、本成形工程において、比較的高い圧力および比較的高い温度で予備部材を圧縮することによって表面に凹凸を有するセパレータが作製されている。しかしながら、これに代えて、本成形工程における圧縮は省略されてもよい。具体的には、予備成形工程において、比較的高い圧力および比較的高い温度で成形材料を圧縮し、本成形工程において、予備部材に対して凹凸を付与する加工のみが施されるようにしてもよい。あるいは、予備成形工程が省略されてもよい。この場合には、図８，図９，図１１，図１２，図１４に示すような複数の部分下型を含み、凹凸を有する成形型を準備すればよい。そして、該成形型に成形材料を直接投入し、比較的高い圧力および比較的高い温度で成形材料を圧縮すればよい。
【０１１９】
（２）上記各実施例では、セパレータの成形材料は、炭素材料と樹脂材料とを含んでいるが、他の成形材料を利用してもよい。例えば、成形材料は、金属材料（金属粉末）と樹脂材料（樹脂粉末）とを含んでいてもよい。なお、金属材料（金属粉末）には、導電性を維持したまま防食処理が施されることが好ましい。あるいは、成形材料は、導電性セラミック（セラミック粉末）と樹脂材料（樹脂粉末）とを含んでいてもよい。
【０１２０】
（３）上記各実施例では、セパレータの成形材料は、炭素材料と樹脂材料とを含んでいる。しかしながら、緻密質領域を成形するための成形材料と、多孔質領域を成形するための成形材料と、が個別に成形型に投入される場合には、２つの領域の成形材料は、互いに異なる構成材料を含んでいてもよい。例えば、緻密質領域の成形材料は、炭素材料に代えて、金属材料を含んでいてもよい。
【０１２１】
また、第５実施例のように、緻密質の部分セパレータと多孔質の部分セパレータとが個別に準備される場合には、各部分セパレータは他の材料で構成されてもよい。例えば、緻密質の部分セパレータは、金属部材で構成されていてもよい。また、多孔質の部分セパレータは、焼結金属などの金属多孔質体で構成されていてもよい。なお、金属部材や金属多孔質体が利用される場合には、導電性を維持したまま防食処理が施されることが好ましい。
【０１２２】
（４）上記実施例では、緻密質領域と多孔質領域とを備えるセパレータの種々の製造方法について説明したが、各製造方法は、互いに異なる気孔率を有する２つの領域を含むセパレータの製造方法に適用可能である。例えば、互いに異なる気孔率を有する２つの緻密質領域を備えるセパレータや、互いに異なる気孔率を有する２つの多孔質領域を備えるセパレータなどの製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】第１実施例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】燃料電池スタック１００内部のセルの構成を模式的に示す説明図である。
【図３】カソード側セパレータ１４０を模式的に示す説明図である。
【図４】セル１１０の断面を模式的に示す説明図である。
【図５】セパレータの製造手順を示すフローチャートである。
【図６】セパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【図７】ステップＳ１１０（図５）の具体的な処理内容を示すフローチャートである。
【図８】ステップＳ１１０（図５）で得られる予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。
【図９】第１実施例の変形例における予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。
【図１０】第２実施例におけるステップＳ１１０（図５）の具体的な処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施例におけるステップＳ１１０（図５）で得られる予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。
【図１２】第２実施例の変形例における予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。
【図１３】第３実施例におけるセル１１０Ｃの断面を模式的に示す説明図である。
【図１４】第３実施例におけるステップＳ１１０（図５）で得られる予備部材の製造過程を模式的に示す説明図である。
【図１５】第４実施例におけるセパレータの製造手順を示すフローチャートである。
【図１６】第４実施例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【図１７】第４実施例の第１の変形例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【図１８】第４実施例の第２の変形例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【図１９】第５実施例におけるセパレータの製造手順を示すフローチャートである。
【図２０】第５実施例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【図２１】第５実施例の第１の変形例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【図２２】第５実施例の第２の変形例におけるセパレータの製造過程を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１００…燃料電池スタック
１１０，Ｃ…セル
１２０…膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）
１２２…電解質膜
１２４…アノード
１２６…カソード
１３０…アノード側セパレータ
１４０，Ｃ…カソード側セパレータ
１４１，Ｃ…緻密質領域
１４１Ｃａ，１４１Ｃｂ…部分領域
１４２，Ｃ…多孔質領域
１４２Ｃａ，１４２Ｃｂ…部分領域
１５０…セパレータ
１５１…緻密質領域
１５１ａ，１５１ｂ…部分領域
１５２…多孔質領域
１６０…セパレータ
１６１…緻密質領域
１６１ａ，１６１ｂ…部分領域
１６２…多孔質領域
１６２ａ，１６２ｂ…部分領域
２１０…内部燃料ガス通路
２１０ａ，２１０ｃ…セル間燃料ガス通路
２１０ｂ…セル内燃料ガス通路（アノード側通路）
２２０…内部酸化ガス通路
２２０ａ，２２０ｃ…セル間酸化ガス通路
２２０ｂ…セル内酸化ガス通路（カソード側通路）
２３０…内部冷却液通路
２３０ａ，２３０ｃ…セル間冷却液通路
２３０ｂ…セル内冷却液通路
２４０…内部冷却ガス通路
２４０Ｂ…内部冷却ガス通路
２４０ａ，２４０ｃ…セル間冷却ガス通路
２４０ｂ…セル内冷却ガス通路
３０２…水素タンク
３０４…減圧弁
３０６…流量制御弁
３１０…燃料ガス通路
３９０…燃料オフガス通路
３９２…遮断弁
４０２…空気ブロワ
４１０，４２０…外部空気通路
４９０…酸化オフガス通路
５０２…循環ポンプ
５０４…熱交換器
５１０…循環通路
６００…コントローラ
７００…成形型
７１０…上型
７２０…下型
７２１，７２２…部分下型
７３０…外形規定型
７９０…成形型
８００…成形型
８１０…上型
８２０…下型
８２１〜８２３…部分下型
８３０…外形規定型
９００…成形型
９１０…上型
９１１，９１２…部分上型
９２０…下型
９２１〜９２３…部分下型
ＰＭＡ，ＰＭＢ，ＰＭＣ，ＰＭＤ…予備部材
ＰＰ１，ａ，ｂ…部分予備部材
ＰＰ２，ａ，ｂ…部分予備部材
ＰＰ３ｂ…部分予備部材
ＰＳ１，ａ，ｂ…部分セパレータ
ＰＳ２，ａ，ｂ…部分セパレータ
ＰＳ２ｂ…部分セパレータ
Ｗ１，ａ，ｂ…緻密質予備領域
Ｗ２，ａ，ｂ…多孔質予備領域
Ｗ３…中間質予備領域
【図１】
2005203296.tif 000003
【図２】
2005203296.tif 000004
【図３】
2005203296.tif 000005
【図４】
2005203296.tif 000006
【図５】
2005203296.tif 000007
【図６】
2005203296.tif 000008
【図７】
2005203296.tif 000009
【図８】
2005203296.tif 000010
【図９】
2005203296.tif 000011
【図１０】
2005203296.tif 000012
【図１１】
2005203296.tif 000013
【図１２】
2005203296.tif 000014
【図１３】
2005203296.tif 000015
【図１４】
2005203296.tif 000016
【図１５】
2005203296.tif 000017
【図１６】
2005203296.tif 000018
【図１７】
2005203296.tif 000019
【図１８】
2005203296.tif 000020
【図１９】
2005203296.tif 000021
【図２０】
2005203296.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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