(57)【要約】【課題】燃料電池の修理性（リペアビリティ）を向上させる。【解決手段】燃料電池は、電解質膜と電解質膜の一方の面に配置されたアノードと電解質膜の他方の面に配置されたカソードとを含む発電体と、発電体のアノード面側とカソード面側の外周に沿って配置されている保護部と、発電体のアノード面側とカソード面側に配置されている一対のセパレータと、一対のセパレータと、保護部との間に配置されているシール部とを備える。【選択図】図１
2012028151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
電解質膜と前記電解質膜の一方の面に配置されたアノードと前記電解質膜の他方の面に配置されたカソードとを含む発電体と、
前記発電体の前記アノード面側と前記カソード面側の外周に沿って配置されている保護部と、
前記発電体の前記アノード面側と前記カソード面側に配置されている一対のセパレータと、
前記一対のセパレータと、前記保護部との間に配置されているシール部と、
を備える、燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池であって、
前記保護部は、
前記発電体の前記アノード面側の外縁に接している第１の保護部と、
前記発電体の前記カソード面側の外縁に接している第２の保護部と、
を含む、燃料電池。
【請求項３】
請求項１記載の燃料電池であって、
前記保護部は、前記発電体の前記アノード面側の外縁と、端部と、前記カソード面側の外縁とを覆っている、燃料電池。
【請求項４】
請求項１記載の燃料電池であって、
前記保護部は、前記シール部との接触面の少なくとも一部に凹部を有する、燃料電池。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項記載の燃料電池であって、
前記シール部は、粘着剤により形成され、
前記一対のセパレータのうちの一方である第１のセパレータは、前記第１のセパレータの少なくともいずれか一辺の一部が延伸するように形成された第１の延伸部を備え、
前記一対のセパレータのうちの他方である第２のセパレータは、前記第２のセパレータの少なくともいずれか一辺の一部であって、前記第１の延伸部とは非対称な一部が延伸するように形成された第２の延伸部を備える、燃料電池。
【請求項６】
燃料電池の分解方法であって、
前記燃料電池は、電解質膜と前記電解質膜の一方の面に配置されたアノードと前記電解質膜の他方の面に配置されたカソードとを含む発電体と、前記発電体の前記アノード面側と前記カソード面側の外周に沿って配置されている保護部と、一方のセパレータの少なくともいずれか一辺の一部が延伸するように形成された第１の延伸部を備える第１のセパレータと、他方のセパレータの少なくともいずれか一辺の一部であって、前記第１の延伸部とは非対称な一部が延伸するように形成された第２の延伸部を備える第２のセパレータとが、前記発電体を間に挟むように配置された一対のセパレータと、前記一対のセパレータと、前記保護部との間に配置されている粘着剤により形成されるシール部と、を備え、
前記燃料電池の分解方法は、
（ａ）前記第１の延伸部に対して、前記シール部との接合面側と反対の方向への荷重を加える工程を含む、燃料電池の分解方法。
【請求項７】
請求項６記載の燃料電池の分解方法であって、さらに、
（ｂ）前記工程（ａ）の前工程として、前記燃料電池を冷却することによって、前記粘着剤の粘着力を低下させる工程を含む、燃料電池の分解方法。
【請求項８】
請求項６または７記載の燃料電池の分解方法であって、さらに、
（ｃ）前記工程（ａ）の前工程として、前記燃料電池に振動を加えることによって、前記粘着剤の粘着力を低下させる工程を含む、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、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池がエネルギ源として注目されている。この燃料電池は、一般に、複数の単セルを積層させた燃料電池スタックの形態で利用される。単セルは、概ね、電解質膜を含む膜電極接合体を一対のセパレータによって挟持することによって構成される。膜電極接合体とセパレータとは、主として内部を密閉することを目的としたシール剤によってシールされている（例えば、特許文献１）。このシール剤には、一般的に、熱硬化性エポキシ樹脂等の接着剤が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６-２１０２３４号公報
【特許文献２】特開２００９-１５８２４１号公報
【特許文献３】特開２００８-２６９９５２号公報
【特許文献４】特開２００５-１９０９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
使用済の上記のような燃料電池から、最も高価な膜電極接合体を取り出し、単セルの部品として再利用することが望まれている。しかし、従来は、膜電極接合体を構成する電解質膜等は接着剤と接触または含浸されているため、単セルを分離させて膜電極接合体を取り出す際に、膜電極接合体の一部（電解質膜等）を破損させてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、燃料電池の修理性（リペアビリティ）を向上させ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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
燃料電池であって、
電解質膜と前記電解質膜の一方の面に配置されたアノードと前記電解質膜の他方の面に配置されたカソードとを含む発電体と、
前記発電体の前記アノード面側と前記カソード面側の外周に沿って配置されている保護部と、
前記発電体の前記アノード面側と前記カソード面側に配置されている一対のセパレータと、
前記一対のセパレータと、前記保護部との間に配置されているシール部と、
を備える、燃料電池。
このような構成とすれば、セパレータと保護部との間にシール部が配置されているため、シール部が発電体と接触することを抑制することができる。このため、燃料電池を分離させて発電体を取り出す際に、発電体の一部が破損することを抑制することが可能となる。この結果、燃料電池の修理性（リペアビリティ）を向上させることができる。
【０００８】
［適用例２］
適用例１記載の燃料電池であって、
前記保護部は、
少なくともその一端が前記発電体の前記アノード面側の外縁に接している第１の保護部と、
少なくともその一端が前記発電体の前記カソード面側の外縁に接している第２の保護部と、
を含む、燃料電池。
このような構成とすれば、保護部は、発電体のアノード面側の外縁に接している第１の保護部と、発電体のカソード面側の外縁に接している第２の保護部とを含むため、シール部が発電体と接触することを抑制することができる。
【０００９】
［適用例３］
適用例１記載の燃料電池であって、
前記保護部は、前記発電体の前記アノード面側の外縁と、端部と、前記カソード面側の外縁とを覆っている、燃料電池。
このような構成とすれば、保護部は、発電体のアノード面側の外縁と、端部と、前記カソード面側の外縁とを覆っているため、シール部が発電体と接触することを抑制することができる。
【００１０】
［適用例４］
適用例１記載の燃料電池であって、
前記保護部は、前記シール部との接触面の少なくとも一部に凹部を有する、燃料電池。
このような構成とすれば、保護部は、シール部との接触面の少なくとも一部に凹部を有するため、シール部を形成する材料を凹部に逃がすことによって、発電体がシール部に含浸されることを抑制することができる。
【００１１】
［適用例５］
適用例１ないし４のいずれか一項記載の燃料電池であって、
前記シール部は、粘着剤により形成され、
前記一対のセパレータのうちの一方である第１のセパレータは、前記第１のセパレータの少なくともいずれか一辺の一部が延伸するように形成された第１の延伸部を備え、
前記一対のセパレータのうちの他方である第２のセパレータは、前記第２のセパレータの少なくともいずれか一辺の一部であって、前記第１の延伸部とは非対称な一部が延伸するように形成された第２の延伸部を備える、燃料電池。
このような構成とすれば、シール部は粘着剤により形成され、第１のセパレータは、その少なくともいずれか一辺の一部が延伸するように形成された第１の延伸部を備え、第２のセパレータは、その少なくともいずれか一辺の一部であって第１の延伸部とは非対称な一部が延伸するように形成された第２の延伸部を備えるため、燃料電池を分離させて発電体を取り出す際に、発電体の一部が破損することを抑制することができる。この結果、燃料電池の修理性（リペアビリティ）を向上させることができる。
【００１２】
［適用例６］
燃料電池の分解方法であって、
前記燃料電池は、電解質膜と前記電解質膜の一方の面に配置されたアノードと前記電解質膜の他方の面に配置されたカソードとを含む発電体と、前記発電体の前記アノード面側と前記カソード面側の外周に沿って配置されている保護部と、一方のセパレータの少なくともいずれか一辺の一部が延伸するように形成された第１の延伸部を備える第１のセパレータと、他方のセパレータの少なくともいずれか一辺の一部であって、前記第１の延伸部とは非対称な一部が延伸するように形成された第２の延伸部を備える第２のセパレータとが、前記発電体を間に挟むように配置された一対のセパレータと、前記一対のセパレータと、前記保護部との間に配置されている粘着剤により形成されるシール部と、を備え、
前記燃料電池の分解方法は、
（ａ）前記第１の延伸部に対して、前記シール部との接合面側と反対の方向への荷重を加える工程を含む、燃料電池の分解方法。
このような構成とすれば、燃料電池の分解方法は、第１の延伸部に対して粘着剤により形成されたシール部との接合面側と反対の方向への荷重を加える工程を含むため、燃料電池を分離させて発電体を取り出す際に、発電体の一部が破損することを抑制することができる。この結果、燃料電池の修理性（リペアビリティ）を向上させることができる。
【００１３】
［適用例７］
適用例６記載の燃料電池の分解方法であって、さらに、
（ｂ）前記工程（ａ）の前工程として、前記燃料電池を冷却することによって、前記粘着剤の粘着力を低下させる工程を含む、燃料電池の分解方法。
このような構成とすれば、前工程として、燃料電池を冷却することによって、粘着剤の粘着力を低下させる工程を含むため、燃料電池を分離させて発電体を取り出す際に、発電体の一部が破損することをさらに抑制することができる。
【００１４】
［適用例８］
適用例６または７記載の燃料電池の分解方法であって、さらに、
（ｃ）前記工程（ａ）の前工程として、前記燃料電池に振動を加えることによって、前記粘着剤の粘着力を低下させる工程を含む、燃料電池の分解方法。
このような構成とすれば、前工程として、燃料電池に振動を加えることによって、粘着剤の粘着力を低下させる工程を含むため、燃料電池を分離させて発電体を取り出す際に、発電体の一部が破損することをさらに抑制することができる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、燃料電池、燃料電池システム、それらを備える移動体、燃料電池の分解方法等の態様で実現することができる。また、本発明は、上述した種々の特徴を必ずしも全て備えている必要はなく、その一部を省略して構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】燃料電池の概略構成を示す説明図である。
【図２】発電体および保護部の側面構成を示す説明図である。
【図３】発電体および保護部の平面構成を示す説明図である。
【図４】第２実施例における発電体および保護部の側面構成を示す説明図である。
【図５】第３実施例における発電体および保護部の側面構成を示す説明図である。
【図６】第４実施例における単セルの平面構成を示す説明図である。
【図７】第４実施例におけるセパレータの平面構成を示す説明図である。
【図８】第４実施例における燃料電池の分解手順を示すフローチャートである。
【図９】セル分離操作（図８：ステップＳ１０,Ｓ１６）の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
【００１８】
Ａ．第１実施例：
図１は、燃料電池の概略構成を示す説明図である。本実施例における燃料電池は、固体高分子型燃料電池であり、１つのセル（単セル１０）を複数積層したスタック構造を有している。なお、図１には、燃料電池の構成をわかりやすく示すために、１つのセルのみを示し、他のセルの図示を省略している。
【００１９】
単セル１０は、発電体１００と、カソード側保護部２０２と、アノード側保護部２０４と、カソード側ガス流路層３０２と、アノード側ガス流路層３０４と、カソード側セパレータ４１０と、アノード側セパレータ４２０と、シール部ＳＬとを備えている。
【００２０】
発電体１００は、電解質膜１０２と、カソード１１２と、アノード１１４と、カソード側拡散層１２２と、アノード側拡散層１２４とを備える。電解質膜１０２は、略矩形状を有し、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。カソード１１２およびアノード１１４は、電解質膜１０２の両面にそれぞれ配置されている。カソード１１２とアノード１１４とを総称して「電極触媒層」とも呼ぶ。これらの電極触媒層は、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金、或いは白金と他の金属から成る合金を備えた多孔質体であり、ガス透過性を備えている。
【００２１】
カソード側拡散層１２２は、カソード１１２の電解質膜１０２との接触面と反対側の面に配置されている。また、アノード側拡散層１２４は、アノード１１４の電解質膜１０２との接触面と反対側の面に配置されている。カソード側拡散層１２２と、アノード側拡散層１２４とを総称して「拡散層」とも呼ぶ。拡散層は、ガス透過性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、カーボンペーパーなどの炭素材料や、発泡金属、金属メッシュなどの金属部材によって形成することができる。拡散層は、電極反応に用いられる反応ガス（酸化ガスおよび燃料ガス）を面方向（燃料電池の積層方向に略直交する方向）に拡散させる層である。なお、拡散層は省略可能である。
【００２２】
なお、電解質膜１０２および電解質膜１０２の両面に形成された電極触媒層をＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）とも呼ぶ。さらに、ＭＥＡの両面に拡散層が形成されたものをＭＥＧＡ（Membrane-Electrode＆Gas. Diffusion Layer Assembly）とも呼ぶ。
【００２３】
カソード側保護部２０２と、アノード側保護部２０４は、少なくとも一部が、発電体１００のアノード側とカソード側の外周に沿うように配置されている。カソード側保護部２０２と、アノード側保護部２０４とを総称して「保護部」とも呼ぶ。
【００２４】
カソード側ガス流路層３０２は、発電体１００のカソード側に配置されている。また、アノード側ガス流路層３０４は、発電体１００のアノード側に配置されている。カソード側ガス流路層３０２と、アノード側ガス流路層３０４とを総称して「流路層」とも呼ぶ。流路層は、反応ガスを面方向に拡散させつつ流動させるガス流路として機能する層であり、金属板を加工して製造される。
【００２５】
カソード側セパレータ４１０は、カソード側ガス流路層３０２の発電体１００側の面とは反対側の面に配置されている。アノード側セパレータ４２０は、アノード側ガス流路層３０４の発電体１００側の面とは反対側の面に配置されている。カソード側セパレータ４１０と、アノード側セパレータ４２０とを総称して「セパレータ」とも呼ぶ。セパレータは、ガスを透過しない緻密質であると共に導電性を有する材料、例えば圧縮成型された緻密質カーボン、金属、導電性樹脂により形成されている。なお、セパレータは、燃料ガス流路や酸化ガス流路を有するセパレータとし、流路層を省略してもよい。
【００２６】
シール部ＳＬは、セパレータと、保護部との間に配置されている。シール部ＳＬは、接着性および耐久性に優れたエポキシ系の接着剤を用いて形成される。シール部ＳＬは、セル内部からの燃料ガスや酸化ガスの漏出を抑制するとともに、燃料電池内において燃料ガスと酸化ガスとが混合することを抑制する機能を有する。
【００２７】
以上の各部材よりなる単セル１０は、その積層方向（Ｄ方向、Ｕ方向）に所定の押圧力が掛かった状態で保持される。なお、単セル１０の外周部には、単セル内燃料ガス流路、および、単セル内酸化ガス流路におけるガスシール性を確保するために、ガスケット等のシール部材が配置されている。
【００２８】
また、図１では図示を省略しているが、燃料電池は、いずれも燃料電池を積層方向に貫通する燃料ガス供給マニホールドと、燃料ガス排出マニホールドと、酸化ガス供給マニホールドと、酸化ガス排出マニホールドとを備えている。
【００２９】
燃料電池に対して供給された燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールドを介して各セルのアノード側ガス流路層３０４に分配され、さらに発電体１００のアノード側に供給されて発電体１００おける電気化学反応に利用される。反応に利用されなかった燃料ガスは、燃料ガス排出マニホールドを介して外部に排出される。また、燃料電池に対して供給された酸化ガスは、酸化ガス供給マニホールドを介して各セルのカソード側ガス流路層３０２に分配され、さらに発電体１００のカソード側に供給されて発電体１００おける電気化学反応に利用される。反応に利用されなかった酸化ガスは、酸化ガス排出マニホールドを介して外部に排出される。燃料ガスとしては、例えば水素ガスが用いられ、酸化ガスとしては、例えば空気が用いられる。
【００３０】
なお、燃料電池は、さらに、冷却媒体が供給される冷却媒体供給マニホールドと、冷却媒体が排出される冷却媒体排出マニホールドとを備えることとしてもよい。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。
【００３１】
図２は、発電体１００および保護部の側面構成を示す説明図である。図２は、図１のＡ部を拡大した図である。図示のように、第１の保護部としてのアノード側保護部２０４は、少なくともその一端が、発電体１００のアノード面側の外縁に接するような配置とされている。また、第２の保護部としてのカソード側保護部２０２は、少なくともその一端が、発電体１００のカソード面側の外縁に接するような配置とされている。保護部は、燃料電池を運転する際の環境下においてコンタミ（汚染）物質を出さず、かつ安価な部材を用いることが好ましい。保護部としては、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）のような保護フィルムが用いられる。
【００３２】
図３は、発電体１００および保護部の平面構成を示す説明図である。図３は、図１のＤ方向からの平面構成を示している。図示のように、カソード側保護部２０２は、発電体１００のカソード側の外周に沿うような枠状に形成されている。図示は省略するが、アノード側保護部２０４についても同様に、発電体１００のアノード側の外周に沿うような枠状に形成されている。
【００３３】
なお、カソード側保護部２０２は、発電体１００のカソード面側の外周に沿って（換言すれば、発電体１００を取り囲むように）配置されていれば足りる。従って、図３のような枠状ではなく、例えば、帯形状を有する複数の保護フィルムを発電体１００の外周に沿って並べることにより形成してもよい。また、例えば、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥ等を含むペーストを発電体１００の外周に沿って塗布することにより形成してもよい。これらの変形は、アノード側保護部２０４についても同様に可能である。
【００３４】
以上のように、第１実施例によれば、セパレータと、保護部との間にシール部ＳＬが配置されているため、シール部ＳＬが発電体１００と直接接触することを抑制することができる。このため、燃料電池を分離させて、単セル１０から発電体１００（もしくは発電体１００を含むＭＥＧＡ）を取り出す際に、発電体の一部（例えば、電解質膜１０２や、電極触媒層や、拡散層）が破損することを抑制することが可能となる。この結果、燃料電池の修理性（リペアビリティ）を向上させることができる。
【００３５】
発電体１００（もしくは発電体１００を含むＭＥＧＡ）は、単セルに占めるコスト比率が高い。発電体１００（もしくは発電体１００を含むＭＥＧＡ）を破損させることなく取り出し、新たな単セルの部品として再利用することができれば、新たな単セルのコストを低く抑えることができるという利点がある。また、保護部には安価な部材が用いられている。このため、単セルの分解時に保護部が破損し、新たな単セル製造時に新品の保護部を用いたとしても、コストアップには大きく寄与しない。
【００３６】
さらに、保護部は、発電体１００のアノード面側の外縁に接している第１の保護部（アノード側保護部２０４）と、発電体１００のカソード面側の外縁に接している第２の保護部（カソード側保護部２０２）とを含むため、シール部ＳＬが発電体１００と接触することを効果的に抑制することができる。
【００３７】
Ｂ．第２実施例：
第２実施例では、保護部の形状を変化させた実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施例と異なる構成および動作を有する部分についてのみ説明する。なお、図中において第１実施例と同様の構成部分については先に説明した第１実施例と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
図４は、第２実施例における発電体１００および保護部の側面構成を示す説明図である。図４は、図１のＡ部を拡大した図である。図１および図２に示した第１実施例との違いは、カソード側保護部２０２と、アノード側保護部２０４との代わりに、保護部２０６を備える点のみであり、他の構成は第１実施例と同様である。
【００３９】
図示のように、第２実施例の保護部２０６は、一端が発電体１００のアノード側へ延伸し、かつ、他端が発電体１００のカソード側へ延伸するような配置とされている。換言すれば、保護部２０６が発電体１００のアノード面側の外縁と、端部（発電体１００の積層方向面）と、前記カソード面側の外縁とを覆うような配置とされている。保護部２０６の材料については、第１実施例と同様である。
【００４０】
以上のように、第２実施例によれば、保護部２０６は、発電体１００のアノード面側の外縁と、端部と、前記カソード面側の外縁とを覆っているため、シール部ＳＬが発電体１００と接触することを抑制することができる。この結果、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
Ｃ．第３実施例：
第３実施例では、保護部の形状を変化させた実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施例と異なる構成および動作を有する部分についてのみ説明する。なお、図中において第１実施例と同様の構成部分については先に説明した第１実施例と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
図５は、第３実施例における発電体１００および保護部の側面構成を示す説明図である。図５は、図１のＡ部を拡大した図である。図１および図２に示した第１実施例との違いは、カソード側保護部２０２と、アノード側保護部２０４との代わりに、カソード側保護部２０８と、アノード側保護部２１０を備える点のみであり、他の構成は第１実施例と同様である。なお、第３実施例では、カソード側保護部２０８と、アノード側保護部２１０とを総称して「保護部」とも呼ぶ。
【００４３】
図示のように、第３実施例のカソード側保護部２０８と、アノード側保護部２１０とは、発電体１００の外周に沿って配置されている。また、カソード側保護部２０８と、アノード側保護部２１０とは、発電体１００から突出した電解質膜１０２の端部を、両方向から挟むような配置とされている。さらに、カソード側保護部２０８と、アノード側保護部２１０とは、電解質膜１０２との接触面とは逆側の面（すなわち、シール部ＳＬとの接触面）の少なくとも一部に凹部ＤＰが形成されている。保護部の材料については、第１実施例と同様である。
【００４４】
以上のように、第３実施例によれば、保護部（カソード側保護部２０８、アノード側保護部２１０）は、シール部ＳＬとの接触面の少なくとも一部に凹部ＤＰを有するため、シール部ＳＬを形成する材料（接着剤）を凹部ＤＰに逃がすことによって、発電体１００がシール部ＳＬにより含浸されることを抑制することができる。
【００４５】
Ｄ．第４実施例：
第４実施例では、シール部の材料と、セパレータの形状を変化させることによって、さらにリペアビリティの向上が可能な実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施例と異なる構成および動作を有する部分についてのみ説明する。なお、図中において第１実施例と同様の構成部分については先に説明した第１実施例と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
図６は、第４実施例における単セル１０ｃの平面構成を示す説明図である。図６は、図１のＤ方向からの平面構成を示している。図１に示した第１実施例との違いは、シール部ＳＬの材料が異なる点と、カソード側セパレータ４１０の代わりにカソード側セパレータ４１０ｃを備える点と、アノード側セパレータ４２０の代わりにアノード側セパレータ４２０ｃを備える点のみであり、他の構成は第１実施例と同様である。なお、第４実施例では、カソード側セパレータ４１０ｃと、アノード側セパレータ４２０ｃとを総称して「セパレータ」とも呼ぶ。
【００４７】
シール部ＳＬは、図１に示した第１実施例と同様に、セパレータと、保護部との間に配置されている。本実施例におけるシール部ＳＬは、例えば、シリコーン、フッ素化合物系ゴム（ＦＫＭ）、ブチレン、エチレンプロピレン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）等の粘着剤を用いて形成される。なお、シール部ＳＬによるシール性を確保するために、シール部ＳＬの粘着力は「単セル１０ｃ内部の圧力×シール部ＳＬの厚さ×シール部ＳＬの長さ」以上とすることが好ましい。
【００４８】
図７は、第４実施例におけるセパレータの平面構成を示す説明図である。図７（Ａ）は、カソード側セパレータ４１０ｃについて、図１のＤ方向からの平面構成を示している。第１のセパレータとしてのカソード側セパレータ４１０ｃは、略長方形であるカソード側セパレータ４１０ｃの短手方向の一辺Ｓ１の一部、すなわち、辺Ｓ１の略中央部が台形状に延伸するように形成された延伸部４１１を備えている。また、カソード側セパレータ４１０ｃは、短手方向の他辺Ｓ２の一部、すなわち、辺Ｓ２の略中央部が台形状に延伸するように形成された延伸部４１３を備えている。なお、延伸部４１１と、延伸部４１３とを総称して「第１の延伸部」とも呼ぶ。
【００４９】
また、孔部４１６は、燃料ガス供給マニホールドを構成するための貫通孔である。同様に、孔部４１７は酸化ガス排出マニホールドを、孔部４１８は酸化ガス供給マニホールドを、孔部４１９は燃料ガス排出マニホールドを、それぞれ構成するための貫通孔である。
【００５０】
図７（Ｂ）は、アノード側セパレータ４２０ｃについて、図１のＤ方向からの平面構成を示している。第２のセパレータとしてのアノード側セパレータ４２０ｃは、略長方形であるアノード側セパレータ４２０ｃの短手方向の一辺Ｓ１の一部であって、カソード側セパレータ４１０ｃの延伸部４１１が設けられる位置とは非対称な一部が台形状に延伸するように形成された２つの延伸部（延伸部４２１、延伸部４２２）を備えている。延伸部４２１は、辺Ｓ１の孔部４２６に近接する一部が延伸するように形成されている。一方、延伸部４２２は、辺Ｓ１の孔部４２７に近接する一部が延伸するように形成されている。
【００５１】
第２のセパレータとしてのアノード側セパレータ４２０ｃは、さらに、略長方形であるアノード側セパレータ４２０ｃの短手方向の他辺Ｓ２の一部であって、カソード側セパレータ４１０ｃの延伸部４１３が設けられる位置とは非対称な一部が台形状に延伸するように形成された２つの延伸部（延伸部４２３、延伸部４２４）を備えている。延伸部４２３は、辺Ｓ２の孔部４２８に近接する一部が延伸するように形成されている。一方、延伸部４２４は、辺Ｓ１の孔部４２９に近接する一部が延伸するように形成されている。なお、延伸部４２１と、延伸部４２２と、延伸部４２３と、延伸部４２４とを総称して「第２の延伸部」とも呼ぶ。
【００５２】
また、孔部４２６は、燃料ガス供給マニホールドを構成するための貫通孔である。同様に、孔部４２７は酸化ガス排出マニホールドを、孔部４２８は酸化ガス供給マニホールドを、孔部４２９は燃料ガス排出マニホールドを、それぞれ構成するための貫通孔である。
【００５３】
図８は、第４実施例における燃料電池の分解手順を示すフローチャートである。まず、使用済みの燃料電池を分解し、単セルを取り出す。取り出した単セルに対してセル分離操作を行う（ステップＳ１０）。
【００５４】
図９は、セル分離操作（図８：ステップＳ１０、Ｓ１６）の様子を示す説明図である。図９（Ａ）は、単セル１０ｃの分離操作時のＸ−Ｘ断面（図６）の様子を示す説明図である。図９（Ｂ）は、単セル１０ｃの分離操作時のＹ−Ｙ断面（図６）の様子を示す説明図である。
【００５５】
セル分離操作においては、まず、図９（Ｂ）に示すように、アノード側セパレータ４２０ｃの第２の延伸部を、チャックＣＫを用いて定盤ＧＤに固定することで単セル１０ｃを固定する。なお、単セル１０ｃの固定は、第２の延伸部の一部（すなわち、延伸部４２１と、延伸部４２２と、延伸部４２３と、延伸部４２４とのうちのいずれか）を固定するのみでもよい。しかし、単セル１０ｃを構成する各部材の破損を抑制するためには、第２の延伸部の全てを固定することが好ましい。
【００５６】
次に、単セル１０ｃを固定した状態において、図９に示すように、治具ＵＴを用いて、カソード側セパレータ４１０ｃの第１の延伸部に対してＵ方向（すなわち、カソード側セパレータ４１０ｃのシール部ＳＬとの接合面側と反対の方向）に向かって、所定の時間（例えば、数秒〜数十秒）荷重を加える。この際に掛ける荷重の大きさは、予め測定されたセパレータ変形力未満の力とする。セパレータ変形力は、例えば、島津製作所の精密万能試験機オートグラフを用いて測定することができる。なお、治具ＵＴにより荷重を加えるのは、第１の延伸部の一部（すなわち、延伸部４１１と、延伸部４１３との一方）でもよいが、単セル１０ｃを構成する各部材の破損を抑制するためには、第１の延伸部の全てに荷重を加えることが好ましい。
【００５７】
セル分離操作後、単セル１０ｃが分離したか、すなわち、単セル１０ｃのシール部ＳＬが剥離して単セル１０ｃを構成する各部材の取り出しが可能となったか否かを判定する（ステップＳ１２）。単セル１０ｃが分離した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）は、工程を終了する。
【００５８】
一方、シール部ＳＬの粘着力がセパレータ変形力よりも大きい場合、単セル１０ｃは分離しない（ステップＳ１２：ＮＯ）。このため、単セル１０ｃを冷却することによって、シール部ＳＬに用いられている粘着剤の粘着力を低下させる（ステップＳ１４）。単セル１０ｃの冷却は、燃料電池の使用温度より低い温度で行えばよいが、粘着力低下の観点からは、氷点下とすることが好ましい。
【００５９】
単セル１０ｃを冷却後、再び、セル分離操作を行う（ステップＳ１６）。セル分離操作後、単セル１０ｃが分離したか否かを判定する（ステップＳ１８）。単セル１０ｃが分離した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）は、工程を終了する。
【００６０】
一方、シール部ＳＬの粘着力がセパレータ変形力よりも未だに大きい場合、単セル１０ｃは分離しない（ステップＳ１８：ＮＯ）。このため、単セル１０ｃに振動を加えることによって、シール部ＳＬに用いられている粘着剤の粘着力を低下させる（ステップＳ２０）。具体的には、例えば、島津製作所の振動試験機を用いることによって、単セル１０ｃに振動を加えることができる。振動試験機を用いる際の振動数は、粘着剤の粘着力を低下させるという観点から、０．１Ｈｚ程度とすることが好ましい。ステップＳ２０が終了後、工程はステップＳ１０へ遷移する。
【００６１】
このようにすれば、セル分離操作の際に、第１の延伸部に加える荷重は、セパレータ変形力未満の荷重であるため、セパレータの変形を抑制しつつ、セル分離操作を行うことができる。さらに、セル分離操作の際に、従来のように、スパチュラやナイフ、カッター等を用いないため、単セル１０ｃの構成部材（セパレータや、発電体等）の損傷を抑制することができる。
【００６２】
以上のように、第４実施例によれば、単セル１０ｃのシール部ＳＬは粘着剤により形成され、第１のセパレータ（カソード側セパレータ４１０ｃ）は、その少なくともいずれか一辺の一部が延伸するように形成された第１の延伸部（延伸部４１１、延伸部４１３）を備え、第２のセパレータ（アノード側セパレータ４２０ｃ）は、その少なくともいずれか一辺の一部であって第１の延伸部とは非対称な一部が延伸するように形成された第２の延伸部（延伸部４２１、延伸部４２２、延伸部４２３、延伸部４２４）を備える。そして、燃料電池の分解時には、第１の延伸部（延伸部４１１、延伸部４１３）に対して粘着剤により形成されたシール部ＳＬとの接合面側と反対の方向への荷重を加える工程を含むため、燃料電池を分離させて発電体１００を取り出す際に、発電体１００の一部（例えば、電解質膜１０２や、電極触媒層や、拡散層）が破損することを抑制することができる。この結果、燃料電池の修理性（リペアビリティ）を向上させることができる。
【００６３】
さらに、セル分離操作の前工程として、燃料電池（単セル１０ｃ）を冷却することによって、粘着剤の粘着力を低下させる工程を含むため、単セル１０ｃを分離させて発電体１００を取り出す際に、発電体１００の一部（例えば、電解質膜１０２や、電極触媒層や、拡散層）が破損することをより抑制することができる。
【００６４】
さらに、セル分離操作の前工程として、燃料電池（単セル１０ｃ）に振動を加えることによって、粘着剤の粘着力を低下させる工程を含むため、単セル１０ｃを分離させて発電体１００を取り出す際に、発電体１００の一部（例えば、電解質膜１０２や、電極触媒層や、拡散層）が破損することをより抑制することができる。
【００６５】
Ｅ．変形例：
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において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。
【００６６】
Ｅ１．変形例１：
上記実施例では、燃料電池を構成する単セルを構成する各部の材料を特定している。しかし、各部の材料は、上記例示の材料に限定されるものではなく、適正な種々の材料を用いることができる。また、上記実施例の燃料電池は固体高分子型燃料電池であるとしているが、本発明は他の種類の燃料電池（例えば、ダイレクトメタノール形燃料電池やリン酸形燃料電池）にも適用可能である。
【００６７】
Ｅ２．変形例２：
上記第４実施例では、第１実施例からシール部の材料と、セパレータの形状を変化させることによって、さらにリペアビリティの向上を図る構成について説明した。しかし、上記第４実施例の構成において、保護部を省略することも可能である。保護部を省略した場合であっても、上述のように、発電体の一部（例えば、電解質膜や、電極触媒層や、拡散層）の破損を抑制し、燃料電池の修理性（リペアビリティ）を向上させることができる。しかし、発電体の一部の破損の抑制効果をさらに向上させるためには、保護部は省略しない方が好ましい。
【００６８】
Ｅ３．変形例３：
上記第４実施例では、第１のセパレータに設けられる第１の延伸部と、第２のセパレータに設けられる第２の延伸部とを具体的に例示した。しかし、上記実施例での態様はあくまで例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【００６９】
例えば、第１の延伸部（図７：延伸部４１１、延伸部４１３）と、第２の延伸部（図７：延伸部４２１、延伸部４２２、延伸部４２３、延伸部４２４）とが形成される位置を任意に変更してもよい。具体的には、延伸部が、略長方形に形成されたセパレータの、長手方向の一辺の一部に形成されるものとしてもよい。
【００７０】
例えば、第１の延伸部と、第２の延伸部とは、それぞれ１つずつ形成されていれば足りるため、上記実施例で例示した延伸部の一部を省略して構成することもできる。また、例えば、第１の延伸部と、第２の延伸部との形状を変更することもできる。
【００７１】
Ｅ４．変形例４：
上記第４実施例では、セル分離操作の一例を示した。しかし、セル分離操作は、種々の方法で行うことができる。例えば、第１の延伸部（図７：延伸部４１１、延伸部４１３）に対して、シール部との接合面側と反対の方向への荷重を加えつつ、第２の延伸部（図７：延伸部４２１、延伸部４２２、延伸部４２３、延伸部４２４）に対して、シール部との接合面側と反対の方向への荷重を加える（すなわち、一方のセパレータと、他方のセパレータとを、それぞれ反対方向へ引っ張る荷重を加える）ことによって、セルの分離を行ってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…単セル
１０ｃ…単セル
１００…発電体
１０２…電解質膜
１１２…カソード
１１４…アノード
１２２…カソード側拡散層
１２４…アノード側拡散層
２０２…カソード側保護部
２０４…アノード側保護部
２０６…保護部
２０８…カソード側保護部
２１０…アノード側保護部
３０２…カソード側ガス流路層
３０４…アノード側ガス流路層
４１０…カソード側セパレータ
４１０ｃ…カソード側セパレータ
４１１…延伸部
４１３…延伸部
４１６…孔部
４１７…孔部
４１８…孔部
４１９…孔部
４２０…アノード側セパレータ
４２０ｃ…アノード側セパレータ
４２１…延伸部
４２２…延伸部
４２３…延伸部
４２４…延伸部
４２６…孔部
４２７…孔部
４２８…孔部
４２９…孔部
【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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