(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用セパレータの製造方法であって、
（ａ）カーボンを少なくとも含む粉末からなる原材料を、所定の型内で加圧成形し、所定の形状を有するセパレータ部材を形成する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で形成した前記セパレータ部材に対して、所定の含浸剤を含浸させ、前記セパレータ部材において前記原材料を構成する前記粉末間に形成された空隙を、前記含浸剤で塞ぐ工程と
を備え、
前記加圧成形に供する前記粉末は、前記加圧成形時の圧力のもとでカーボンからなる粉末を加圧成形してカーボン部材を得たと仮定した場合に、該カーボン部材において前記カーボン粉末間に形成される空隙を塞ぐのに必要とする理論量よりも少ない量のバインダを、前記カーボン粉末にさらに加えた粉末であり、前記セパレータ部材から焼成を伴わないで燃料電池用セパレータを得るセパレータの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池用セパレータの製造方法であって、
（ｃ）前記工程（ｂ）で所定の含浸剤を含浸させた前記セパレータ部材を洗浄し、前記セパレータ部材表面に付着する前記含浸剤を洗い流す工程を
さらに備える燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項３】
前記含浸剤は、アクリル樹脂を主成分とし、さらにエポキシ樹脂とエステルとを共重合させた水溶性の熱硬化性樹脂である
請求項２記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の燃料電池用セパレータの製造方法であって、
前記工程（ａ）において用いる所定の含浸剤は、親水性物質を含有する
燃料電池用セパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池用セパレータの製造方法並びに燃料電池用セパレータに関し、詳しくは、単セルを複数積層して構成する燃料電池において、隣接する単セル間に設けられ、電極との間で燃料ガス流路および酸化ガス流路を形成すると共に、燃料ガスと酸化ガスとを隔てる燃料電池用セパレータ、並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の燃料電池用セパレータとしては、カーボン粉末を原材料とし、これに所定のバインダを加えたものを成形した後に焼成し、炭化および黒鉛化するものが知られている（例えば、特開平８−２２２２４１号公報等）。このようにカーボン材料を成形したものを焼成して炭化および黒鉛化する場合には、カーボン材料にバインダとして加えるフェノール樹脂などが、焼成の工程で水を発生するため、発生した水がセパレータ内に気泡を生じさせ、焼成されたセパレータのガス不透過性が損なわれてしまうおそれがある。したがって、通常は、セパレータのガス不透過性を確保するために、焼成したセパレータにさらにフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて、生じた気泡を塞ぐ処理を行なっている。
【０００３】
あるいは、セパレータを製造する他の方法として、黒鉛材料に対して所定量のフェノール樹脂をバインダとして混合したものを、樹脂が黒鉛化しない温度で加熱プレス成形する方法が提案されている（例えば、特開平６０−２４６５６８号公報等）。このような構成とすれば、炭化や黒鉛化の工程が不要となるため製造工程を簡素化することができ、充分な導電性とガス不透過性を実現するセパレータを、容易に製造することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した２つの方法のうち、成形したカーボンを焼成して炭化および黒鉛化することによって燃料電池用セパレータを製造する場合には、この焼成の工程によって、カーボン部材全体に縮みが生じてしまう。従って通常は、原材料にバインダを加えたものをブロック状に成形してから焼成し、この焼成したブロック状のカーボン材から切り出しを行なって板状部材を得て、この板状部材に所定の機械加工を施して所望のセパレータ形状にしていた。この所望の形状に機械加工を施した部材に対して、上記した樹脂含浸の操作を行なうと、セパレータが完成する。このように、焼成の工程を含む製造方法を用いると、機械加工の工程を要するなど製造工程全体が複雑化するという不都合が生じ、これによって製造コストの上昇が引き起こされる。
【０００５】
一方、黒鉛材料に熱硬化性樹脂から成るバインダを加え、樹脂が黒鉛化しない温度で加熱プレス成形することによって燃料電池用セパレータを製造する場合には、加熱プレス成形であるため所望の形状のセパレータを容易に製造することができるが、黒鉛材料にバインダを加えるため、そのバインダの影響で、セパレータの導電性が損なわれて抵抗が増大してしまうおそれがある。すなわち、導電性を有しないバインダの量が増えるに従って、セパレータ全体の導電性も低下してしまう。また、加熱プレス成形の際に、バインダがセパレータ表面に析出することがあり、このようなセパレータを用いて燃料電池を組み立てると、セパレータと電極との間の接触抵抗が大きくなってしまう。このような不都合を防止するために、加熱プレス成形後にセパレータ表面を削る処理を行ない、表面に析出したバインダを取り除く構成も考えられるが、このような構成にすると、各セパレータ毎に表面を削るための機械加工を要して製造工程が煩雑となり、簡便な加熱プレス成形の利点が損なわれてしまう。
【０００６】
本発明は、こうした問題を解決し、簡便な製造方法によって、充分な導電性とガス不透過性とを備えるセパレータを製造することを目的としてなされ、そのため、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法および燃料電池用セパレータは次の構成を採った。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、
（ａ）カーボンを少なくとも含む粉末からなる原材料を、所定の型内で加圧成形し、所定の形状を有するセパレータ部材を形成する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で形成した前記セパレータ部材に対して、所定の含浸剤を含浸させ、前記セパレータ部材において前記原材料を構成する前記粉末間に形成された空隙を、前記含浸剤で塞ぐ工程と
を備え、
前記加圧成形に供する前記粉末は、前記加圧成形時の圧力のもとでカーボンからなる粉末を加圧成形してカーボン部材を得たと仮定した場合に、該カーボン部材において前記カーボン粉末間に形成される空隙を塞ぐのに必要とする理論量よりも少ない量のバインダを、前記カーボン粉末にさらに加えた粉末であり、前記セパレータ部材から焼成を伴わないで燃料電池用セパレータを得ることを要旨とする。
【０００８】
以上のように構成された本発明の燃料電池用セパレータの製造方法によれば、加圧成形によってセパレータ部材を形成し、このセパレータ部材からセパレータを得るため、機械加工によってブロックからセパレータの形状を切り出す製造方法に比べて、製造工程を簡素化することができる。また、セパレータ部材に含浸剤を含浸させて、セパレータ部材中に形成された空隙を塞ぐため、充分なガス不透過性を備えるセパレータを製造することができる。
【０００９】
ここで、セパレータ部材に含浸させる含浸剤としては、例えば、燃料電池の運転温度で充分な耐熱性を有する熱硬化性樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂を用いる場合には、これを所定の溶媒中に分散させて、この液体中にセパレータ部材を浸漬してセパレータ部材中の空隙に含浸剤をしみ込ませ、このセパレータ部材を加熱して樹脂を熱硬化させればよい。また、熱可塑性樹脂であっても、燃料電池の運転温度範囲で融解しないものであれば、熱硬化性樹脂に代えて用いることが可能である。
【００１１】
また、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法によれば、加圧成形という簡便な方法によってカーボンセパレータを製造することができ、機械加工や焼成といった煩雑な工程を行なう必要がない。また、上記した理論量よりも少ない量のバインダを用いるため、理論量以上のバインダを用いる場合のように、加圧成形の際に、加圧成形で形成されるセパレータ部材の表面にバインダがにじみ出して層を形成してしまうおそれがない。セパレータ部材の表面にこのようなバインダの層が形成されると、セパレータ部材から得られるセパレータの導電性が低下し、このセパレータを燃料電池に用いると、燃料電池内の接触抵抗が増大してしまう。また、加圧成形の際にバインダがにじみ出して層を形成すると、加圧成形後にセパレータ部材の離型性が悪くなる。さらに、にじみ出したバインダによって「バリ」が形成され、これを取り除くために製造工程が煩雑になる場合がある。
【００１２】
また、理論量よりも少ない量のバインダを用いるため、加圧成形で形成されるセパレータ部材において、カーボン粉末同士が充分に密着することができる。したがって、カーボン粉末間にバインダの層が形成されてセパレータの導電性が低下してしまうことがない。さらに、バインダとして熱硬化性樹脂を用いる場合には、バインダ量が少ないことによって、熱硬化性樹脂を硬化させるのに要する時間がより短くなり、製造に要する時間が短くて済む。
【００１３】
ここで、カーボン粉末に加えるバインダ量は、加圧成形によって得られる部材が、含浸の工程に耐えるだけの強度を有するようになる最小量以上であって、加圧成形時に、セパレータ部材の表面に非所望量のバインダがにじみ出てこない量として、適宜決定すればよい。このようなバインダ量の理論値は、カーボン粉末だけを加圧成形してカーボン部材を得たと仮定した場合に求められる量とするほかに、カーボン粉末に、さらに他の物質を加えた粉末を成形してカーボン部材を形成したと仮定した場合に求められる量としてもよい。すなわち、前記原材料として、カーボン粉末に対して、親水性物質など他の物質をさらに加えた粉末を用いるならば、この他の物質も加えた粉末を加圧成形してカーボン部材を得たと仮定した場合に、理論的に必要とするバインダ量に比べて少ない量として、実際に用いるバインダ量を設定すればよい。もとより、カーボン粉末に他の物質をさらに加える場合にも、他の物質の量が微量で影響が少ない場合には、カーボン粉末だけを用いた場合に求められる理論量を基にしても構わない。
【００２３】
また、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、
（ｄ）前記工程（ｂ）で所定の含浸剤を含浸させた前記セパレータ部材を洗浄し、前記セパレータ部材表面に付着する前記含浸剤を洗い流す工程を
さらに備えることとしてもよい。
【００２４】
このような燃料電池用セパレータの製造方法によれば、含浸剤を含浸させる工程でセパレータ部材表面に形成された含浸剤の層を、洗浄という簡便な方法によって取り除くため、導電性を悪化させる含浸剤の層を取り除くために製造工程が煩雑化することがない。ここで、洗浄の操作は、含浸剤が水溶性であれば、水または温水を用いて行なえばよく、水溶性でない含浸剤を用いる場合には、適宜、この含浸剤を溶解できる溶媒を選択して洗浄を行なえばよい。
【００２５】
このような燃料電池用セパレータの製造方法において、
前記含浸剤は、アクリル樹脂を主成分とし、さらにエポキシ樹脂とエステルとを共重合させた水溶性の熱硬化性樹脂であることとしてもよい。このような樹脂は水溶性であるため、セパレータ部材に含浸させる操作によってセパレータ部材の表面に形成された含浸剤の層を、温水洗浄によって容易に洗い流すことができる。
【００２６】
また、本発明の燃料電池用セパレータにおいて、
前記工程（ａ）において用いる所定の含浸剤は、親水性物質を含有することとしてもよい。
【００２７】
このように親水性物質を含有する含浸剤を含浸させることによって、セパレータに所定の親水性を付与することができる。セパレータが親水性を付与されると、このセパレータを使用する燃料電池の内部において、セパレータ表面に設けられた凹凸構造によって形成されるガス流路内で、排水性が向上するという効果が得られる。すなわち、燃料電池では電気化学反応の進行に伴って生成水が生じ、この生成水がガス流路内に滞留して流路を塞ぐと不都合を生じるが、セパレータに親水性を付与することによってガス流路からの排水性が向上し、このような不都合を防止することができる。なお、上記含浸剤が備える親水性は、この含浸剤をセパレータ部材に含浸させることによって、セパレータ部材から得られるセパレータの接触角が４０度以下となるような親水性を、セパレータ部材に対して付与できる程度であることが望ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。まず最初に、説明の便宜上、図３から図５を基にして、本発明の第１実施例であるセパレータの製造方法に基づいて製造したセパレータを備える燃料電池の構成および動作について説明し、続いて本発明の第１実施例であるセパレータの製造方法について説明することとする。
【００３５】
本発明の第１実施例であるセパレータの製造方法に基づいて製造したセパレータを備える燃料電池は、構成単位である単セルを複数積層したスタック構造を有している。図３は、燃料電池の構成単位である単セル２８の構成を例示する断面模式図、図４は、単セル２８の構成を表わす分解斜視図、図５は、単セル２８を積層したスタック構造１４の外観を表わす斜視図である。
【００３６】
本実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池である。固体高分子型燃料電池は、湿潤状態で良好な導電性を示す固体高分子からなる膜を電解質層として備えている。このような燃料電池は、アノード側に水素を含有する燃料ガスの供給を受け、カソード側に酸素を含有する酸化ガスの供給を受けて、以下に示す電気化学反応を進行する。
【００３７】
Ｈ2  →  ２Ｈ+＋２ｅ-                           …（１）
（１／２）Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ-  →  Ｈ2Ｏ          …（２）
Ｈ2＋（１／２）Ｏ2  →  Ｈ2Ｏ                   …（３）
【００３８】
（１）式はアノードにおける反応、（２）式はカソードにおける反応を表わし、燃料電池全体では（３）式に示す反応が進行する。このように、燃料電池は、燃料電池に供給される燃料が有する化学エネルギを直接電気エネルギに変換するものであり、エネルギ効率が非常に高い装置として知られている。燃料電池の構成単位である単セル２８は、図３に示すように、電解質膜２１と、アノード２２およびカソード２３と、セパレータ３０ａ，３０ｂとから構成されている。
【００３９】
アノード２２およびカソード２３は、電解質膜２１を両側から挟んでサンドイッチ構造を成すガス拡散電極である。セパレータ３０ａ，３０ｂは、このサンドイッチ構造をさらに両側から挟みつつ、アノード２２およびカソード２３との間に、燃料ガスおよび酸化ガスの流路を形成する。アノード２２とセパレータ３０ａとの間には燃料ガス流路２４Ｐが形成されており、カソード２３とセパレータ３０ｂとの間には酸化ガス流路２５Ｐが形成されている。実際に燃料電池を組み立てるときには、上記単セル２８を所定の枚数積層してスタック構造１４を形成する。
【００４０】
図３では、各セパレータ３０ａ，３０ｂの片面においてだけガス流路を成すリブが形成されているように表わされているが、実際の燃料電池では、図４に示すように、各セパレータ３０ａ，３０ｂは、その両方の面にそれぞれリブ５４およびリブ５５を形成している。セパレータ３０ａ，３０ｂのそれぞれの片面に形成されたリブ５４は隣接するアノード２２との間で燃料ガス流路２４Ｐを形成し、セパレータ３０の他面に形成されたリブ５５は隣接する単セルが備えるカソード２３との間で酸化ガス流路２５Ｐを形成する。したがって、セパレータ３０ａ，３０ｂは、ガス拡散電極との間でガスの流路を形成すると共に、隣接する単セル間で燃料ガスと酸化ガスとの流れを分離する役割を果たしている。このように、セパレータ３０ａ，３０ｂは、実際に組み立てられる燃料電池では、形態上、あるいは働きの上で区別はなく、以後、セパレータ３０と総称する。
【００４１】
なお、各セパレータの表面に形成されたリブ５４，５５の形状は、ガス流路を形成してガス拡散電極に対して燃料ガスまたは酸化ガスを供給可能であれば良い。本実施例では、各セパレータの表面に形成されたリブ５４，５５は平行に形成された複数の溝状の構造とした。図３では、単セル２８の構成を模式的に表わすために、燃料ガス流路２４Ｐと酸化ガス流路２５Ｐとを平行に表わしたが、燃料電池を組み立てる際に実際に用いるセパレータ３０では、各セパレータ３０の両面で、リブ５４とリブ５５とがそれぞれ直交する方向となるように、リブ５４，５５を形成した。
【００４２】
ここで、電解質膜２１は、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。本実施例では、ナフィオン膜（デュポン社製）を使用した。電解質膜２１の表面には、触媒としての白金または白金と他の金属からなる合金が塗布されている。触媒を塗布する方法としては、白金または白金と他の金属からなる合金を担持したカーボン粉を作製し、この触媒を担持したカーボン粉を適当な有機溶剤に分散させ、電解質溶液（例えば、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社、Ｎａｆｉｏｎ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を適量添加してペースト化し、電解質膜２１上にスクリーン印刷するという方法をとった。あるいは、上記触媒を担持したカーボン粉を含有するペーストを膜成形してシートを作製し、このシートを電解質膜２１上にプレスする構成も好適である。
【００４３】
アノード２２およびカソード２３は、共に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、本実施例では、アノード２２およびカソード２３をカーボンクロスにより形成したが、炭素繊維からなるカーボンペーパまたはカーボンフエルトにより形成する構成も好適である。
【００４４】
セパレータ３０は、カーボン材料を圧縮した成形カーボンにより形成されている。このセパレータ３０の周辺部には、４つの穴構造が設けられている。燃料ガス流路３４Ｐを形成するリブ５４を連絡する燃料ガス孔５０，５１と、酸化ガス流路３５Ｐを形成するリブ５５連絡する酸化ガス孔５２，５３である。燃料電池を組み立てたときには、各セパレータ３０が備える燃料ガス孔５０，５１は、燃料電池内部をその積層方向に貫通する燃料ガス供給マニホールド５６および燃料ガス排出マニホールド５７を形成する。また、各セパレータ３０が備える酸化ガス孔５２，５３は、同じく燃料電池内部をその積層方向に貫通する酸化ガス供給マニホールド５８および酸化ガス排出マニホールド５９を形成する。
【００４５】
以上説明した各部材を備える燃料電池を組み立てるときには、セパレータ３０、アノード２２、電解質膜２１、カソード２３、セパレータ３０の順序で順次重ね合わせ、その両端にさらに集電板３６，３７、絶縁板３８，３９、エンドプレート４０，４１を配置して、図５に示すスタック構造１４を完成する。集電板３６，３７にはそれぞれ出力端子３６Ａ，３７Ａが設けられており、燃料電池で生じた起電力を出力可能となっている。
【００４６】
スタック構造１４を構成するときの各部材の積層順序は上述した通りであるが、電解質膜２１の周辺部には、セパレータ３０と接する領域において所定のシール部材が設けられる。このシール部材は、各単セル内部から燃料ガスおよび酸化ガスが漏れ出すのを防ぐと共に、スタック構造１４内において燃料ガスと酸化ガスとが混合してしまうのを防止する役割を果たす。
【００４７】
エンドプレート４０は、図５に示すように２つの穴構造を備えている。一つは燃料ガス孔４２、もう一つは酸化ガス孔４４である。エンドプレート４０と隣接する絶縁板３８および集電板３６は、エンドプレート４０が備える２つの穴構造と対応する位置に同様の２つの穴構造を形成している。この燃料ガス孔４２は、セパレータ３０の備える燃料ガス孔５０の中央部に開口している。なお、燃料電池を動作させるときには、燃料ガス孔４２と図示しない燃料供給装置とが接続され、水素リッチな燃料ガスが燃料電池内部に供給される。同様に、酸化ガス孔４４は前記セパレータ３０の備える酸化ガス孔５２の中央部に対応する位置に形成されている。燃料電池を動作させるときには、この酸化ガス孔４４と図示しない酸化ガス供給装置とが接続され、酸素を含有する酸化ガスが燃料電池内部に供給される。ここで、燃料ガス供給装置と酸化ガス供給装置は、それぞれのガスに対して所定量の加湿および加圧を行なって燃料電池に供給する装置である。
【００４８】
また、エンドプレート４１は、エンドプレート４０とは異なる位置に２つの穴構造を備えている。絶縁板３９、集電板３７もまたエンドプレート４１と同様の位置に、それぞれ２つの穴構造を形成している。エンドプレート４１が備える穴構造の一つ燃料ガス孔４３はセパレータ３０の備える燃料ガス孔５１の中央部に対応する位置に開口している。もう一つの穴構造である酸化ガス孔４５はセパレータ３０の備える酸化ガス孔５３の中央部に対応する位置に開口している。燃料電池を動作させるときには、燃料ガス孔４３には図示しない燃料ガス排出装置が接続され、酸化ガス孔４５には図示しない酸化ガス排出装置が接続される。
【００４９】
以上説明した各部材からなるスタック構造１４は、その積層方向に所定の押圧力がかかった状態で保持され、燃料電池が完成する。スタック構造１４を押圧する構成については、本発明の要部に直接対応するものではないため図示は省略した。スタック構造１４を押圧しながら保持するには、スタック構造１４をボルトとナットを用いて締め付ける構成としても良いし、あるいは所定の形状のスタック収納部材を用意して、このスタック収納部材の内部にスタック構造１４を収納した上でスタック収納部材の両端部を折り曲げて、スタック構造１４に押圧力を作用させる構成としても良い。
【００５０】
次に、以上のような構成を備えた燃料電池における燃料ガスおよび酸化ガスの流れについて説明する。燃料ガスは、上記した所定の燃料ガス供給装置から、エンドプレート４０に形成された燃料ガス孔４２を経て燃料電池内部に導入される。燃料電池内部で燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールド５６を介して各単セル２８が備える燃料ガス流路２４Ｐに供給され、各単セル２８のアノード側で進行する電気化学反応に供される。燃料ガス流路２４Ｐから排出された燃料ガスは、燃料ガス排出マニホールド５７に集合してエンドプレート４１の燃料ガス孔４３に達し、この燃料ガス孔４３から燃料電池の外部へ排出されて、所定の燃料ガス排出装置に導かれる。
【００５１】
同様に酸化ガスは、上記した所定の酸化ガス供給装置から、エンドプレート４０に形成された酸化ガス孔４４を経て燃料電池内部に導入される。燃料電池内部で酸化ガスは、酸化ガス供給マニホールド５８を介して各単セル２８が備える酸化ガス流路２５Ｐに供給され、各単セル２８のカソード側で進行する電気化学反応に供される。酸化ガス流路２５Ｐから排出された酸化ガスは、酸化ガス排出マニホールド５９に集合してエンドプレート４１の酸化ガス孔４５に達し、この酸化ガス孔４５から上記所定の酸化ガス排出装置に排出される。
【００５２】
次に、本発明の要部に対応するセパレータ３０の製造方法について説明する。図１は本実施例のセパレータ３０の製造工程を表わす説明図、図２は、図１に表わす工程のなかのプレス成形の様子を表わす説明図である。図１に示したセパレータ３０の製造工程は、カーボン粉末にバインダを加えた原材料粉末を用いて、加熱プレスによって成形するというものであるが、原材料粉末に加えるバインダ量が少ないことと、加熱プレスの工程の後に、さらに、このプレス成形した部材に対して含浸剤を含浸させる工程を備えることを特徴としている。
【００５３】
まず、セパレータ３０の製造方法を説明するのに先だって、原燃料粉末に加えるバインダ量の基準となる必要理論バインダ量について説明する。図６は、成形圧力と圧粉体嵩密度との関係を表わす説明図である。図６において、横軸は、成形のためにプレスする際に原材料粉末に加える圧力を表わす。縦軸は、圧粉体嵩密度を表わすが、これは、バインダを加えずにカーボン粉末のみを横軸に示す圧力でプレス成形し、それによってできあがった部材の理論密度を、カーボン結晶の密度を１００として、相対的に表わした値である。このような理論密度の値は、上記粉体のみをプレス成形してできた部材の、体積および重さから求められる密度と、カーボン結晶の密度とを比較することで求めることができる。図６のグラフは、プレス成形時の圧力について、異なる５点において圧粉体嵩密度を測定して作成した。
【００５４】
このようにカーボン粉末をプレス成形すると、カーボン粉末中の各カーボン粒子同士が圧着されるが、これによって、プレス成形で得られる部材では、プレス時の圧力に応じた大きさの空隙が各カーボン粒子間に形成される。この空隙の大きさは、プレス時の圧力が高くなるほど小さくなる。したがって、プレス時の圧力が高くなるほど、プレス成形で得られる部材の密度は高くなり、この部材の気密性（ガス不透過性）が向上する。
【００５５】
図６において測定を行なった５点には、かっこ内に理論必要バインダ量を付した。この理論必要バインダ量とは、上記のようにして求めた理論密度から、カーボン粉末のみをプレス成形してできた各部材における空隙量（加圧成形で得られた部材中で、カーボン粉末の各粒子間に形成された空隙の総量）を計算し、後述するバインダを用いてこの空隙を埋めるのに必要なバインダの重量を、カーボン粉末の重量に対する割合で表わしたものである。カーボン粉末にバインダを加えて加熱プレス成形によって成形カーボン部材を製造する場合には、理想的には、この理論必要バインダ量に相当するバインダを加えれば、全く空隙の無い成形カーボン部材が製造可能ということになる。従来は、実際に加熱プレス成形を行なう際には、プレス成形に用いる金型の形状などによって、プレス面内で圧力にむらが生じたりするため、充分に空隙が塞がれた成形カーボンを得るために、上記理論必要バインダ量を超える量のバインダを、カーボン粉末に加えてプレス成形を行なっていた。
【００５６】
次に、図１に基づいて、セパレータ３０の製造方法を説明する。セパレータ３０を製造するには、まず原材料粉末の調製を行なう（ステップＳ１００）。この原材料粉末の調製は、カーボン粉末である鱗片状天然黒鉛粉末と、有機溶媒であるメチルエチルケトン（ＭＥＫ）で希釈したバインダとを均一に混合してスラリ化し、これを乾燥した後に粉砕して行なった。ここで、バインダとしては熱硬化性樹脂および硬化促進剤を用い、加えるバインダ量は、後述する加熱プレス成形の工程で選択する成形圧力において、図６に基づいてこの成形圧力に対応して求められる理論バインダ量よりも、少ない量とした。
【００５７】
ステップＳ１００の原材料粉末の調製時にカーボン粉末に加えるバインダ量は、上記したように理論バインダ量よりも少ない量であって、プレス成形と共に行なう加熱によってバインダを構成する熱硬化性樹脂が一旦軟化する際に、バインダがカーボン粉末間に充分に広がって、プレス成形によって得られる部材の強度が最低限確保される量として定める。プレス成形によって得られる部材の強度は、その後の工程（含浸剤を含浸させる処理）に充分に耐えられることが必要である。
【００５８】
さらに、このようなカーボン粉末に加えるバインダ量は、加熱プレス成形の際に熱硬化性樹脂を熱硬化させるのに要する時間にも影響する。カーボン粉末に加えるバインダ量が多くなるほど、バインダを構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させるのに要する時間が長くなるため、加熱プレス成形に要する時間が長くなり、それによって、セパレータの製造工程全体が要する時間も長くなってしまう。また、カーボン粉末に加えるバインダ量が多くなると、加熱プレス成形の際に、加熱によって軟化したバインダが、プレス成形によって形成される部材の表面にしみ出し、その結果製造されるセパレータ表面に部分的にバインダの層が形成されてしまう。さらに、カーボン粉末に加えるバインダ量が多い場合には、加熱プレス成形の工程で、プレス成形を行なう金型において、この金型を構成する部材間に軟化したバインダが入り込み、プレス成形された部材に「バリ」が形成される。このような「バリ」が生じた場合には、プレス成形後にさらにこの「バリ」を取り除く工程を要することになる。また、バインダは所定の接着性を有しているため、バインダ量が多く、プレス成形によって形成される部材の表面にバインダがしみ出す場合には、この部材をプレス成形の金型から取り出すときの離型性が悪化してしまう。
【００５９】
バインダ量を増やしたときに生じうる上記した不都合を考慮すると、カーボン粉末に加えるバインダ量は、図６から求められる理論バインダ量の５０〜８０％とすることが好ましい。本実施例では、上記バインダ量は、成形時の面圧が０．５ｔｏｎ／ｃｍ2 であるときに必要なバインダ量（カーボン粉末の１０％）の６０％（カーボン粉末の６％）とした。
【００６０】
また、熱硬化性樹脂は、所定の温度に加熱することによって熱硬化反応を起こす樹脂であり、カーボン粉末を主要な材料とするセパレータ３０に対して所定の硬度を与えると共に、カーボン粉末を互いに結着させる役割を果たす。バインダとして用いることができる熱硬化性樹脂としては、加熱時に熱硬化反応を起こし、燃料電池の運転温度および燃料電池に供給するガスの各成分に対して安定であれば良い。たとえば、フェノール樹脂やエポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等を用いることができる。セパレータ３０において充分な結着性および強度を実現するために、上記熱硬化性樹脂から複数のものを選択して組み合わせて用いることとしても良い。本実施例では、熱硬化性樹脂として、エポキシ当量が２１４グラム当量であるクレゾールノボラック型エポキシ樹脂と、ＯＨ当量が１０３グラム当量であるノボラック型エポキシ樹脂とを用い、さらに、エポキシ樹脂の硬化促進剤として、イミダゾール化合物をエポキシ樹脂に対して０．５％の割合で加えた。このような構成のバインダを、有機溶媒（ＭＥＫ）で希釈し、カーボン粉末に対して上記した割合で加えた。
【００６１】
上記ステップＳ１００では、カーボン粉末とバインダとを混合して作製したスラリを、乾燥させた後に粉砕して原材料粉末を調製したが、スプレードライヤ装置などを用いて、乾燥と造粒を同時に行なってもよい。また、原材料粉末を均一に混合可能であれば、上記した湿式混練に代えて、樹脂が硬化しない程度の温度（室温から１００℃程度）において、溶媒を用いることなく原材料粉末を混合する乾式混練を行なってもよい。
【００６２】
ここで、上記した原材料の調整時には各材料は粉末のものを用いたが、これらの各材料は、既述した湿式混練や乾式混練によって、許容できる程度に均一に混合可能な形状であればよい。充分な均一さに混合するためには、上記原材料は、１〜３００μｍ程度の粒子からなることが好ましい。
【００６３】
このようにして調製した原材料粉末を、所定形状の金型に投入する（ステップＳ１１０）。原燃料粉末を金型６０内に投入した様子を、図２（Ａ）に模式的に示す。この金型６０は、これを用いて原燃料粉末をプレス成形することによって、図４に示した形状のセパレータ３０を形成可能となる凹凸形状を内面に有するものである。ここで、面圧０．５ｔｏｎ／ｃｍ2 、１８０℃にてプレスすることで、図４に示したセパレータ３０と同様の形状を有するセパレータ部材が得られる（ステップＳ１２０）。なお、プレス時の面圧は、製造されるセパレータ３０が充分な強度を有するならば、異なる値としてもよく、選択した面圧に応じて、既述したバインダ量を適宜調節すればよい。ステップＳ１２０で得たセパレータ部材が有するバインダの量は、既述したように、理論的に必要とされるバインダ量よりも少ないため（本実施例ではカーボン粉末の６％）、このセパレータ部材の理論密度は９２％程度であり、ガス不透過性が不十分な状態となっている。
【００６４】
上記ステップＳ１２０のプレス成形時に、金型を１８０℃で加熱することによって、バインダを構成する熱硬化性樹脂が溶解すると共に熱硬化反応が起こり、プレス成形と同時に、セパレータ部材に所定の強度を与えることができる。ここで、プレス成形時の加熱温度は、上記した樹脂の溶解および熱硬化反応がおこる条件であればよく、例えば、１４０〜２２０℃の温度範囲で１〜３０分間という範囲の中で適宜決定することができる。あるいは、熱硬化性樹脂が溶解するものの熱硬化反応は起こさない温度範囲（８０〜１００℃）でプレス成形を行なった後に、成形されたセパレータ部材を所定の加熱炉内で１４０〜２２０℃で３０〜６００分間加熱することによって熱硬化性樹脂の熱硬化を行なうこととしても良い。この場合には、プレス成形時に熱硬化性樹脂を溶解させることによって、カーボン粉末間に熱硬化性樹脂を行き渡らせて充分な結着性を得ることができる。また、プレス時には熱硬化反応を完了させる必要がないためプレス工程の時間を短縮することができ、また、熱硬化反応は後でまとめて行なうことができるため、多量のセパレータを製造する場合に有利となる。この熱硬化反応のために行なう加熱は、選択した熱硬化性樹脂が熱硬化可能であって、熱硬化性樹脂等の構成材料が劣化しない温度範囲および加熱時間であれば良い。
【００６５】
上記したプレス成形を行なうときに、上記金型内の空気が原材料粉末中に取り込まれてプレスが行なわれると、成形されたセパレータ部材内に空気が残留してセパレータ部材内に気泡が形成されることがある。セパレータ部材は、後述する含浸剤の含浸の工程によって充分なガス不透過性が付与されるが、局所的に非所望の気泡が形成されてしまうのを防ぐために、プレス成形時には上記金型内を１０ｔｏｒｒ以下に排気しておき、セパレータ部材内に空気が残留するのを防ぐ構成としてもよい。
【００６６】
ステップＳ１３０の加熱プレス成形の工程で得たセパレータ部材は、既述したようにガス不透過性が不十分であるため、次に、このセパレータ部材を含浸剤に含浸させて、セパレータ部材を構成するカーボン粉末間の空隙をこの含浸剤で塞ぎ、セパレータ部材に充分なガス不透過性を付与する（ステップＳ１３０）。このステップＳ１３０では、含浸剤として、後述する洗浄の工程でセパレータ部材の表面から容易に洗い流すことができると共に、後述する乾燥の工程で熱硬化させることができ、セパレータに所定の親水性を付与することができる（含浸剤を含浸させたセパレータは、接触角が４０℃以下となる親水性を示すようになる）熱硬化性樹脂を用いる。例えば、アクリル樹脂を主成分として、さらにエポキシ樹脂とエステル樹脂とを共重合させた有機系の樹脂や、珪酸塩系複合無機ポリマー（珪素樹脂）などを用いることができる。これらの含浸剤で満たされた含浸タンクに、上記セパレータ部材を真空下（２０ｔｏｒｒ以下の減圧下）で浸漬し、引き続き加圧含浸（圧力５ａｔｍ以上）を行う。
【００６７】
次に、このように含浸剤を含浸させたセパレータ部材を温水洗浄して、セパレータ部材の表面に付着する含浸剤を洗い流す（ステップＳ１４０）。さらに、この表面を洗浄したセパレータ部材を、１００〜１５０℃で乾燥させ、含浸剤である熱硬化性樹脂を熱硬化させて（ステップＳ１５０）、充分なガス不透過性を有するセパレータ３０を完成させる。
【００６８】
以上説明したように製造したセパレータ３０を用いて燃料電池を組み立て、その電流−電圧特性を調べた結果を図７に示す。図７では、比較例として、従来知られる技術に従って作製した黒鉛化カーボンと、従来知られる技術に従って作製した成形カーボンからなるセパレータをそれぞれ用いた燃料電池における電流−電圧特性も合わせて示した。ここで、従来知られる技術に従って作製した黒鉛化カーボンからなるセパレータとは、カーボン粉末とフェノール樹脂とを混練して成形したものを焼成して黒鉛化し、機械加工を施して所定の形状とした後に、樹脂を含浸させてガス不透過性を確保したものである。また、従来知られる技術に従って作製した成形カーボンからなるセパレータとは、カーボン粉末に、熱硬化性樹脂からなる充分量のバインダを加えて混練した後に、加熱プレス成形を行なって製造したものである。すなわち、上記実施例と同様の条件で加熱プレス成形を行なう際に、成形カーボンの空隙を埋めるのに必要な理論バインダ量（カーボン粉末量の１０％）を超える量（具体的にはカーボン粉末量の１４％）のバインダを用いて製造したセパレータである。
【００６９】
図７に示すように、本実施例のセパレータ３０を用いて組み立てた燃料電池は、従来知られる黒鉛化カーボンからなるセパレータを用いて組み立てた燃料電池と、ほぼ同等の電流−電圧特性を示すと共に、従来知られる成形カーボンからなるセパレータを用いて組み立てた燃料電池に比べて優れた電池特性を示した。すなわち、出力電流値が大きくなっても、充分に高い出力電圧を維持することができた。ここで、従来知られる成形カーボンからなるセパレータを用いて組み立てた燃料電池の電池特性が劣っているのは、加熱プレスによって成形する際に、成形されたセパレータの表面に加熱によって溶解したバインダがしみ出し、セパレータ表面にバインダの層が形成されてしまうことによる。熱硬化性樹脂からなるバインダは導電性を有しないため、このようなセパレータを用いて燃料電池を組み立てると、燃料電池の内部抵抗が増大し、出力電流値が大きいときの出力電圧を充分に確保することが困難となる。
【００７０】
以上説明した本実施例のセパレータの製造方法によれば、焼成の工程を行なうことなく、加熱プレス成形によってセパレータ部材を作製しているため、焼成体から所定の形状を切り出すための機械加工の工程が不要となって、製造工程を簡素化することができると共に製造コストを抑えることができる。また、加熱プレス成形の工程の後に、セパレータ部材に含浸剤を含浸させる処理を行なうため、充分にガス不透過性が確保されて、強度も充分であるセパレータを製造することができる。
【００７１】
また、本実施例のセパレータの製造方法では、加熱プレス成形に供する原材料中に加えるバインダ量は、プレス成形によってカーボン粒子間に形成される空隙を、完全に塞ぐために理論的に必要とされるバインダ量よりも少ないため、以下に示す効果を奏する。第１に、バインダを構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させるのに要する時間がより短くて済み、加熱プレス成形を行なう時間を短くすることができる。第２に、セパレータを構成するカーボン粉末間に過剰のバインダが介在しないため、セパレータの導電性を充分に確保することができる。既述した理論バインダ量を超える量のバインダをカーボン粉末に加えて加熱プレス成形を行なうと、過剰量のバインダがカーボン粉末間でバインダの層を形成してしまい、カーボン粉末同士が接触せず導電性が損なわれる場合がある。上記したようにバインダ量が少ない場合には、カーボン粉末同士が充分に接触した状態でプレス成形されるため、良好な導電性を確保することができる。
【００７２】
第３に、加熱プレス成形の際に、セパレータ部材の表面に過剰のバインダがしみ出すことがないため、このようなセパレータを用いて燃料電池を組み立てた場合に、燃料電池の内部抵抗が上昇してしまうことがなく、充分な電流−電圧特性を示す燃料電池を得ることができる。従来のように、理論バインダ量を超える量のバインダを混合したカーボン粉末を加熱プレス成形する場合には、セパレータ表面にバインダの層が形成されるおそれがあり、このようなセパレータを組み込んだ燃料電池では、燃料電池の内部抵抗が上昇して電池性能が低下してしまう。このような事態を避けるためには、セパレータの製造工程で、セパレータの表面にしみ出したバインダの層を削り取る工程をさらに加える必要があった。
【００７３】
さらに、本実施例のセパレータの製造方法では、加熱プレス成形によって製造したセパレータ部材に含浸させる含浸剤として、温水洗浄で容易に洗い流すことができる樹脂を用いているため、温水洗浄という簡便な操作によって、セパレータを積層したときに生じる接触抵抗が増大してしまうのを容易に抑えることができる。セパレータ表面に形成された含浸剤の層を、温水洗浄によって容易に洗い流すことができるため、セパレータの表面を削り取るといった、煩雑な機械的な処理を施す必要がない。
【００７４】
また、本実施例のセパレータの製造方法では、加熱プレス成形によって製造したセパレータ部材に含浸させる含浸剤として、親水性の樹脂を用いたため、製造したセパレータに所定の親水性を付与することができる。このようなセパレータを用いて燃料電池を組み立てると、燃料電池内のガス流路における排水性を向上させることができ、燃料電池内のガス流路が、電池反応で生じる生成水などによって塞がれてしまうという不都合が起こるのを防止することができる。燃料電池では、既述した（１）式ないし（３）式に示した電気化学反応が進行するが、このとき、（２）式に示したように、カソード側には生成水が生じる。ガス流路を形成する凹凸を表面に形成するセパレータが親水性を有する場合には、生じた生成水は、この親水性を有するガス流路壁面に導かれて排出されるため、生成水が水滴となってガス流路内に留まり、ガス流路を塞いでしまうのを防ぐことができる。
【００７５】
なお、上記第１実施例では、セパレータ３０の原材料として用いるカーボン粉末は鱗片状天然黒鉛粉末を用いたが、他種のカーボン粉末を用いることとしてもよい。鱗片状天然黒鉛粉末の他に、例えば、カーボンブラックや熱膨張黒鉛などを用いることができ、コストなどの条件を考慮して適宜選択すればよい。
【００７６】
上記第１実施例では、セパレータの原材料としてカーボン粉末を用い、このカーボン粉末にバインダを加えて加熱プレス成形して得たセパレータ部材に、含浸剤を含浸させてセパレータを製造したが、セパレータの原材料として金属材料を用いる場合にも、同様の製造方法を適用することができる。通常は、金属材料によってセパレータを製造する場合には、金属ブロックから所定の形状の部材を切り出すなどの方法を用いるが、金属粉末を原材料として、この金属粉末をプレス成形して第１実施例と同様にセパレータ部材を作製し、セパレータ部材にさらに含浸剤を含浸させてセパレータを製造することができる。このような方法を第２実施例として以下に示す。
【００７７】
図８は、第２実施例のセパレータ１３０の製造工程を表わす説明図である。セパレータ１３０は、第１実施例のセパレータ３０と同様の形状を有し、既述した燃料電池に組み込まれて用いられるが、金属粉末を原材料としていることを特徴とする。セパレータ１３０を製造するには、まず原材料粉末の調製を行なう（ステップＳ２００）。第２実施例では、原材料粉末として、チタン粉末の各チタン粒子をスズめっきして得られる金属粉末を調製した。なお、原材料粉末として用いる金属粉末において、その粉末基材としては、燃料電池の動作条件（供給されるガスや温度）で安定な金属であればよく、例えば、チタン，ニッケル，クロム，ステンレス等を選択することができる。セパレータをカーボンではなく金属で製造する場合には、一般的には、セパレータに充分な耐腐食性を付与する目的で、金属の表面を、特に安定性の高い金属でさらにコートする。本実施例では、原材料粉末として用いる金属粉末の各粒子に対してめっきを施した。めっきに用いる金属としては、例えば、チタン，ニッケル，窒化チタン，窒化クロム，金，炭素，スズなどを用いることができ、燃料電池に要求される耐久性やコスト等を考慮して適宜選択すればよい。なお、このステップＳ２００で調製した金属粉末の粒径は、数十μｍとした。
【００７８】
このようにして調製した原材料粉末を、所定形状の金型に投入する（ステップＳ２１０）。この原材料粉末を金型に投入する工程は、第１実施例において図１に示したステップＳ２１０と同様の工程であり、用いた金型は、図２（Ａ）に示した金型６０と同様の金型である。所定形状の金型内に原燃料粉末を投入した後、所定の面圧でプレスを行なうと、図４に示したセパレータ３０と同様の形状を有する金属製のセパレータ部材が得られる（ステップＳ２２０）。なお、プレス時の面圧は、プレス成形で得られるセパレータ部材から最終的に製造されるセパレータ１３０が、充分な強度を有するようになる圧力として設定する。また、プレス成形時の温度は、室温としても差し支えないが、１００℃程度にまで加熱して、原材料粉末の流動性を高めることとしてもよい。本実施例では、０．５ｔｏｎ／ｃｍ2 、８０℃の条件でプレス成形を行なった。
【００７９】
次に、ステップＳ２２０のプレス成形で得たセパレータ部材を焼結する（ステップＳ２２５）。この焼結の処理を行なうことによって、セパレータ部材の導電性と強度とが向上する。なお、焼結の処理を行なわないセパレータ部材の導電性および強度が、燃料電池に組み込むセパレータとして充分であるならば、このステップＳ２２５の工程は行なわないこととしてもよい。ステップＳ２２５で焼結を行なったセパレータ部材は、空隙率（内部に形成された空隙総量の、セパレータ部材体積に対する割合）が２０％程度となっており、セパレータとしてはガス不透過性が不十分な状態となっている。
【００８０】
ステップＳ２２５のプレス成形の工程で得たセパレータ部材は、既述したようにガス不透過性が不十分であるため、次に、第１実施例と同様に、このセパレータ部材を含浸剤に含浸させて、セパレータ部材を構成するカーボン粉末間の空隙をこの含浸剤で塞ぎ、セパレータ部材に充分なガス不透過性を付与する。セパレータ部材に含浸剤を含浸させ、セパレータ表面を洗浄し、含浸剤を乾燥・硬化させるステップＳ２３０からステップＳ２５０までの工程は、図１をもとに第１実施例で説明したステップＳ１３０から図ステップＳ１５０までと同様の工程であるため、詳しい説明は省略する。ステップＳ１３０からステップＳ１５０までと同様の工程を行なって、セパレータ部材内の空隙を含浸剤で塞いで、充分なガス不透過性を有するセパレータ１３０を完成させる。
【００８１】
以上説明したように製造した第２実施例のセパレータ１３０を用いて燃料電池を組み立て、その電流−電圧特性を調べた結果を、第１実施例の結果と併せて図７に示す。図７に示すように、第２実施例のセパレータ１３０を用いて組み立てた燃料電池は、従来知られる成形カーボンからなるセパレータを用いて組み立てた燃料電池よりも優れた、充分な電池特性を示した。すなわち、出力電流値が大きくなっても、充分に高い出力電圧を維持することができた。
【００８２】
以上説明した第２実施例のセパレータの製造方法によれば、第１実施例のセパレータの製造方法と同様に、以下のような効果を得ることができる。すなわち、プレス成形によってセパレータ部材を作製しているため、所定の形状を切り出すための機械加工の工程が不要となって、製造工程を簡素化することができると共に製造コストを抑えることができる。また、プレス成形の工程の後に、セパレータ部材に含浸剤を含浸させる処理を行なうため、充分なガス不透過性を備えるセパレータを製造することができる。さらに、セパレータ部材に含浸させる含浸剤として、温水洗浄で容易に洗い流すことができる樹脂を用いているため、温水洗浄という簡便な操作によって、セパレータを積層したときに生じる接触抵抗が増大してしまうのを容易に抑えることができる。セパレータ表面に形成された含浸剤の層を、温水洗浄によって容易に洗い流すことができるため、セパレータの表面を削り取るといった、煩雑な機械的な処理を施す必要がない。また、セパレータ部材に含浸させる含浸剤が親水性を有する樹脂であるため、製造されるセパレータに所定の親水性を付与することができる。したがって、このようなセパレータを用いて燃料電池を組み立てると、燃料電池内のガス流路における排水性を向上させることができ、燃料電池内のガス流路が、電池反応で生じる生成水などによって塞がれてしまうという不都合が起こるのを防止することができる。
【００８３】
さらに、第２実施例のセパレータの製造方法によれば、金属粉末からなる原材料をプレス加工して成形しているため、金属ブロックから所定の形状の部材を切り出す場合に比べて、金属製セパレータを製造する際の形状の自由度が高くなるという利点を有する。したがって、機械加工によって切り出しを行なう場合に比べて、製造工程が簡素化できることに加え、燃料電池におけるガス流路を形成するためにセパレータ表面に設ける凹凸形状などを、さらに自由な形状に設計することが可能となる。また、金属粉末をプレス成形することによって、セパレータ中で、金属粉末間に空隙が生じるため、金属ブロックから所定の形状を切り出して製造した金属セパレータに比べて、セパレータの重量が軽くなる。したがって、セパレータを用いて組み立てた燃料電池全体の重さも軽くすることができ、特に、移動用電源として用いる燃料電池を製造する際には有利となる。
【００８４】
また、セパレータ１３０の原材料は、個々の金属粉末がめっきされているため、セパレータ全体の耐腐食性を向上させることができるという効果を奏する。すなわち、経時的な劣化や、燃料電池の動作中にセパレータに加わる外力によって、セパレータの表層の一部が損なわれることがあっても、セパレータを構成する金属粉末中の個々の粒子がめっきされているため、耐腐食性が低下してしまうことがない。これに対し、金属ブロックから所定の形状の部材を切り出して製造したセパレータでは、通常はその表面にめっきを施して耐腐食性を向上させるが、このような場合には、セパレータの表面のみにめっき層が形成されているため、充分な耐腐食性を実現することが難しい。すなわち、上記した劣化や外力によって、この表層のめっき層の一部が損なわれると、セパレータ内部を保護する効果が失われ、セパレータの耐腐食性が低下してしまう。
【００８５】
なお、既述した実施例では、セパレータ３０およびセパレータ１３０を備える燃料電池は固体高分子型燃料電池としたが、製造されたセパレータが燃料電池の使用環境に耐えるならば、本発明に基づくセパレータを他種の燃料電池に適用しても構わない。
【００８６】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる様態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のセパレータ３０の製造工程を表わす説明図である。
【図２】加圧成形によってセパレータ３０を製造する様子を表わす説明図である。
【図３】単セル２８の構成を表わす断面模式図である。
【図４】燃料電池の構成を表わす分解斜視図である。
【図５】単セル２８を積層したスタック構造１４の外観を表わす斜視図である。
【図６】成形圧力と圧粉体嵩密度との関係を表わす説明図である。
【図７】セパレータ３０を用いて組み立てた燃料電池の電流−電圧特性を表わす説明図である。
【図８】第２実施例のセパレータ１３０の製造工程を表わす説明図である。
【符号の説明】
１４…スタック構造
２１…電解質膜
２２…アノード
２３…カソード
３０ａ，３０ｂ…セパレータ
２４Ｐ…燃料ガス流路
２５Ｐ…酸化ガス流路
２８…単セル
３０…セパレータ
３４Ｐ…燃料ガス流路
３５Ｐ…酸化ガス流路
３６，３７…集電板
３６Ａ，３７Ａ…出力端子
３８，３９…絶縁板
４０，４１…エンドプレート
４２…燃料ガス孔
４３…燃料ガス孔
４４…酸化ガス孔
４５…酸化ガス孔
５０，５１…燃料ガス孔
５２，５３…酸化ガス孔
５４，５５…リブ
５６…燃料ガス供給マニホールド
５７…燃料ガス排出マニホールド
５８…酸化ガス供給マニホールド
５９…酸化ガス排出マニホールド
６０…金型
１３０…セパレータ
【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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