(57)【要約】【課題】熱硬化性接着剤で構成部材を接着する従来の方法及び装置では、加熱炉内を単純に換気するため、燃料電池の製造には適用することが難しいという問題点があった。【解決手段】膜電極接合体１と一対のセパレータ２，３との周縁部同士を熱硬化性の接着剤Ｓで接着した構造を有する燃料電池Ｃを製造するに際し、加熱用筐体１０に、接着剤Ｓが未硬化状態の燃料電池Ｃを収容し、加熱用筐体１０において、燃料電池Ｃの内部空間Ｆを保護エリアとし、燃料電池Ｃの外部空間を不純物排出エリアＫとして、双方のエリアＦ，Ｋを気密的に分離し、その後、燃料電池Ｃの接着剤Ｓを加熱硬化させる。不純物排出エリアＫにより、接着剤Ｓから発生する不純物を充分に排気し、保護エリアＫにおける不純物の発生を抑制して電極触媒を不純物から保護する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体とその両面側にガス流路を形成する一対のセパレータとの周縁部同士を熱硬化性の接着剤で接着した構造を有する燃料電池を製造するに際し、
加熱用筐体に、接着剤が未硬化状態の燃料電池を収容し、
加熱用筐体において、燃料電池の内部空間を保護エリアとし、燃料電池の外部空間を不純物排出エリアとして、双方のエリアを気密的に分離し、
その後、燃料電池の接着剤を加熱硬化させることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項２】
不純物排出エリアを換気しながら燃料電池の接着剤を加熱硬化させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項３】
燃料電池の接着剤を加熱硬化させる際に、不純物排出エリアを陰圧にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項４】
燃料電池の接着剤を加熱硬化させる際に、保護エリアに対して不純物排出エリアを相対的に高温にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項５】
燃料電池の接着剤を加熱硬化させる際に、保護エリアを陽圧にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項６】
膜電極接合体とその両面側にガス流路を形成する一対のセパレータとの周縁部同士を熱硬化性の接着剤で接着した構造を有する燃料電池の製造装置であって、
燃料電池を収容する加熱用筐体と、
加熱用筐体に収容した燃料電池の接着剤を加熱するための加熱部と、
加熱用筐体内を換気するための第１の給気部及び排気部と、
加熱用筐体に収容した燃料電池の内部空間と外部空間とを気密的に分離するシール部とを備えたことを特徴とする燃料電池の製造装置。
【請求項７】
加熱用筐体に収容した燃料電池の内部空間を換気するための第２の給気部及び排気部を備えたことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項８】
燃料電池の内部空間の温度を検出する内部温度検出部と、
燃料電池の内部空間の圧力を検出する内部圧力検出部と、
燃料電池の外部空間の温度を検出する外部温度検出部と、
燃料電池の外部空間の圧力を検出する外部圧力検出部と、
第１及び第２の給気部のうちの少なくとも第１給気部から供給する換気用流体の流量を調整する第１流量調整部と、
内部温度検出部、内部圧力検出部、外部温度検出部、及び外部圧力検出部により検出した温度値及び圧力値に基づいて、加熱部及び第１流量調整部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、固体高分子型の燃料電池であって、構成部材同士を熱硬化性接着剤で接着する際に用いられる燃料電池の製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、構成部材同士を熱硬化性接着剤で接着する際に用いる方法及び装置としては、キュア方法及びキュア装置の名称で特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に記載の技術は、接着基体及び被接着体を収容する加熱炉を備えている。接着基体及び被接着体は、双方の間に熱硬化性接着剤を塗布して加熱炉に収容される。加熱炉は、その内部に窒素ガスを流通させるための換気入口及び換気出口と、加熱時に接着剤から発生するガスに対するガスセンサ及びガス検出器とを備えている。
【０００３】
上記のキュア方法及びキュア装置は、加熱炉内に窒素ガスを流通させながら、接着剤を加熱硬化させ、この際、接着剤から発生するガスを検出し、そのガスが検出されなくなった時点で接着剤の加熱硬化が終了したと判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５５２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、熱硬化性接着剤による構成部材同士の接着は、燃料電池の製造にも用いられる。ところが、燃料電池の製造では、接着剤を加熱硬化させる際に、膜電極接合体の電極触媒に対して被毒性を有する不純物が発生する場合がある。燃料電池は、電極触媒が被毒すると、その分発電性能が低下する虞がある。
【０００６】
これに対して、上記したような従来の方法及び装置にあっては、加熱炉内を単純に換気するものであるため、燃料電池の製造に適用することが難しいという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、膜電極接合体とセパレータとを熱硬化性接着剤で接着する際に、接着剤から発生する不純物を充分に排気して、電極触媒を不純物から保護することができる燃料電池の製造方法及び製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる燃料電池の製造方法は、膜電極接合体とその両面側にガス流路を形成する一対のセパレータとの周縁部同士を熱硬化性の接着剤で接着した構造を有する燃料電池を製造する方法である。この製造方法は、加熱用筐体に、接着剤が未硬化状態の燃料電池を収容し、加熱用筐体において、燃料電池の内部空間を保護エリアとし、燃料電池の外部空間を不純物排出エリアとして、双方のエリアを気密的に分離し、その後、燃料電池の接着剤を加熱硬化させることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係わる燃料電池の製造装置は、膜電極接合体とその両面側にガス流路を形成する一対のセパレータとの周縁部同士を熱硬化性の接着剤で接着した構造を有する燃料電池の製造装置である。この製造装置は、燃料電池を収容する加熱用筐体と、加熱用筐体に収容した燃料電池の接着剤を加熱するための加熱部と、加熱用筐体内を換気するための第１の給気部及び排気部と、加熱用筐体に収容した燃料電池の内部空間と外部空間とを気密的に分離するシール部とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる燃料電池の製造方法では、膜電極接合体とセパレータとを熱硬化性接着剤で接着する際に、燃料電池の内部空間である保護エリアと、燃料電池の外部空間である不純物排出エリアとを気密的に分離して、燃料電池の接着剤を加熱硬化させる。これにより、上記製造方法によれば、不純物排出エリアにより、接着剤Ｓから発生する不純物を充分に排気することができると共に、保護エリアにおける不純物の発生を抑制し、電極触媒を不純物から保護することができる。
【００１１】
本発明に係わる燃料電池の製造装置では、燃料電池を加熱用筐体に収容した状態において、燃料電池の内部空間と燃料電池の外部空間とを、シール部により気密的に分離し、第１の給気部及び排気部により燃料電池の外部空間を換気しながら、加熱体により燃料電池の接着剤を加熱硬化させる。これにより、上記製造装置によれば、外部空間により、接着剤Ｓから発生する不純物を充分に排気することができると共に、内部空間における不純物の発生を抑制し、電極触媒を不純物から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わる燃料電池を含む燃料電池スタックを説明する分解状態の斜視図（Ａ）、及び組立状態の斜視図（Ｂ）である。
【図２】図１に示す燃料電池を説明する分解状態の平面図（Ａ）、及び図Ａ中のＡ−Ａ線に基づく断面図（Ｂ）である。
【図３】本発明に係わる燃料電池の製造方法及び製造装置に適用可能な加熱用筐体を説明する平面図（Ａ）、及び図Ａ中のＡ−Ａ線に基づく断面図（Ｂ）である。
【図４】加熱用筐体に燃料電池を収容した状態を説明する平面図である。
【図５】図４Ａ中のＡ−Ａ線に基づく製造装置の断面説明図（Ａ）、及び図４Ａ中のＢ−Ｂ線に基づく断面説明図である。
【図６】換気用流体の流れを説明する平面図である。
【図７】本発明に係わる燃料電池の製造方法の一実施形態を説明するフローチャートである。
【図８】図７に示すフロ−チャートにおける保護条件判断工程の詳細を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明に係わる燃料電池の製造方法及び製造装置により製造可能な燃料電池Ｃを構成要素とする燃料電池スタックＦＳを説明する図である。なお、燃料電池スタックＦＳを構成する各燃料電池Ｃは、夫々が発電の一単位として機能するので、以下の説明では『単セルＣ』と称する。
【００１４】
図１（Ａ）に示す燃料電池スタックＦＳは、矩形状の単セルＣを複数枚積層して積層体Ａを構成している。積層体Ａの積層方向の一端部（図中で右端部）には、集電板５４Ａ及びスペーサ５５を介してエンドプレート５６Ａが配置してあり、積層体Ａの積層方向の他端部には、集電板５４Ｂを介してエンドプレート５６Ｂが配置してある。
【００１５】
また、燃料電池スタックＦＳは、単セルＣの長辺側となる両面（図１中で上下面）に、締結板５７Ａ，５７Ｂが設けてあると共に、短辺側となる両面に、補強板５８Ａ，５８Ｂが設けてある。各締結板５７Ａ，５７Ｂ及び補強板５８Ａ，５８Ｂは、ボルトＢにより両エンドプレート５６Ａ，５６Ｂに連結する。
【００１６】
このようにして、燃料電池スタックＦＳは、図１（Ｂ）に示すようなケース一体型構造となり、積層体Ａを積層方向に拘束・加圧して個々の単セルＣに所定の接触面圧を加え、ガスシール性や導電性等を良好に維持する。
【００１７】
単セルＣは、図２に示すように、膜電極接合体１と、その両面側にガス流路Ｆを形成する一対のセパレータ２，３との周縁部同士を熱硬化性の接着剤Ｓで接着した構造を有している。膜電極接合体１と一方のセパレータ２との間のガス流路Ｆは、アノードガス（水素含有ガス）の流路である。また、膜電極接合体１と他方のセパレータとの間のガス流路Ｆは、カソードガス（酸素含有ガス：例えば空気）の流路である。
【００１８】
膜電極接合体１は、一般に、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と呼ばれるものであり、図示例では、その外周部を保持するフレーム４を備えている。この膜電極接合体１は、固体高分子から成る電解質膜をアノード側の電極とカソード側の電極とで挟持した構造を有している。各電極は、電極触媒を導電性の触媒担体に担持させて成る触媒層や、反応用ガスの拡散機能及び導電パス機能を有するガス拡散層を積層したものである。
【００１９】
フレーム４は、絶縁性を有する薄膜の部材であって、例えばプラスチック製のフィルムであり、その内側に配置した膜電極接合体１の外周部と一体化してある。したがって、上記フレーム４を有する膜電極接合体１は、フレーム４の周縁部と各セパレータ２，３の周縁部とを接着剤Ｓで接着した構造になっている。この接着剤Ｓは、単セルＣの製造工程で加熱硬化され、その後は、所定の弾力性を有するシール材として機能する。
【００２０】
各セパレータ２，３は、例えばステンレス製であって、プレス加工などにより適宜の形状に成形され、膜電極接合体１に対応する中央領域が、長辺方向に連続する断面凹凸形状に形成してある。各セパレータ２，３は、その断面凹凸形状の部分において、膜電極接合体１に波形凸部を接触させると共に、波形凹部と膜電極接合体１との間に、長辺方向に連通するガス流路Ｆを形成する。
【００２１】
上記の膜電極接合体１のフレーム４及びセパレータ２，３は、単セルＣを積層した状態で、互いに連通して流体用のマニホールドを形成するマニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６を有している。図示例では、フレーム１及びセパレータ３，４の両側の短辺に沿って、夫々３個ずつのマニホールド穴Ｈ１〜Ｈ３，Ｈ４〜Ｈ６を有している。
【００２２】
一例として、図２（Ａ）中で左側に示すマニホールド穴Ｈ１〜Ｈ３は、上から順に、アノードガス供給用（Ｈ１）、冷却液供給用（Ｈ２）、及びカソードガス排出用（Ｈ３）である。また、図２（Ａ）中で右側に示すマニホールド穴Ｈ４〜Ｈ６は、上から順に、カソードガス供給用（Ｈ４）、冷却液排出用（Ｈ５）、及びアノードガス排出用（Ｈ６）である。なお、各マニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６の供給及び排出の位置関係は、一部又は全部が逆であっても良い。
【００２３】
上記のフレーム４及び各セパレータ２，３は、先述したように、互いの周縁部同士が熱硬化性の接着剤Ｓにより接着してあり、さらに、マニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６の周囲も、同様の接着剤Ｓにより接着してある。このとき、マニホールド穴Ｈ１〜Ｈ６の周囲に配置した接着剤Ｓは、各流路Ｆに夫々該当するガスが流通し得るように、その一部が出入口として開放してある。
【００２４】
具体的には、図２（Ａ）の中央に示す膜電極接合体１及びフレーム４は、その上側のセパレータ２との間にアノードガスのガス流路Ｆを形成するので、アノードガスの供給用及び排出用のマニホールド穴Ｈ１，Ｈ６に対して、接着剤Ｓが無い開放部分を有する。また、図２（Ａ）の下側に示すセパレータ３は、その上側の膜電極接合体１及びフレーム４との間にカソードガスのガス流路Ｆを形成するので、カソードガスの排出用及び供給用のマニホールド穴Ｈ３，Ｈ４に対して、接着剤Ｓが無い開放部分を有する。
【００２５】
次に、上記の単セル（燃料電池）Ｃの製造方法及び製造装置について説明する。単セルＣの製造方法には、図３〜図５に示す加熱用筐体１０を含む製造装置を適用することができる。
【００２６】
すなわち、製造装置は、単セル（燃料電池）Ｃを収容する加熱用筐体１０と、加熱用筐体１０に収容した単セル（燃料電池）Ｃの接着剤Ｓを加熱するための加熱部１１とを備えている。また、製造装置は、加熱用筐体１０内を換気するための第１の給気部１２及び排気部１３と、加熱用筐体１０に収容した単セル（燃料電池）Ｃの内部空間（Ｆ）と外部空間Ｋとを気密的に分離するシール部１４とを備えている。さらに、製造装置は、加熱用筐体１０に収容した単セル（燃料電池）Ｃの内部空間（Ｆ）を換気するための第２の給気部１５及び排気部１６を備えている。
【００２７】
なお、単セルＣの内部空間（Ｆ）は、主にガス流路Ｆである。また、収容状態での単セルＣの外部空間Ｋは、加熱用筐体１０の内部空間（Ｋ）でもある。
【００２８】
加熱用筐体１０は、少なくとも１つの単セルＣを収容するものであって、図３（Ｂ）〜図５に示すように、上側を開放した扁平な直方体状の本体１０Ａと、本体１０Ａの上部を開閉する蓋体１０Ｂとを備えている。この加熱用筐体１０は、収容した単セルＣの外側に充分な大きさの外部空間Ｋを形成し得る容積を有している。
【００２９】
加熱部１１は、いわゆるヒーターであって、各図中に仮想線で示すように、加熱用筐体１０の本体部１０Ａにおいて、両長辺側壁の内側に沿って配置してある。第１給気部１２は、本体部１０Ａの一方の短辺側壁に設けてある。第１排気部１３は、本体部１０Ａの他方の短辺側壁に設けてある。第１の給気部１２及び排気部１３は、いずれも本体部１０Ａの短辺側壁の中央に設けた貫通穴である。
【００３０】
シール部１４は、本体部１０Ａの底面と、蓋体１０Ｂの下面とに配置してある。本体部１０Ａのシール部１４は、図３（Ａ）に示すように、単セルＣのアノードガス用及びカソードガス用のマニホールド穴Ｈ１，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ６の位置に対応する４箇所に配置してある。この本体部１０Ａのシール部１４は、単セルＣの下面に開口する各マニホールド穴Ｈ１，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ６の周縁部に接触して、加熱用筐体１０の内部空間（Ｋ）と単セルＣのマニホールドとの間を閉塞するものであり、いずれも矩形枠状を成している。
【００３１】
他方、蓋体１０Ｂのシール部１４は、同じく単セルＣのアノードガス用及びカソードガス用のマニホールド穴Ｈ１，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ６の位置に対応する４箇所に配置してある。この蓋体１０Ｂのシール部１４は、単セルＣの上面に開口する各マニホールド穴Ｈ１，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ６の周縁部に接触して、単セルＣのマニホールドを閉塞するものであり、いずれも矩形板状を成している。
【００３２】
第２給気部１５は、本体部１０Ａの底面において、単セルＣの下面に開口するアノードガス供給用のマニホールド穴Ｈ１と、カソードガス排出用のマニホールド穴Ｈ３との位置に対応する２箇所に配置してある。第２排気部１６は、本体部１０Ａの底面において、単セルＣの下面に開口するカソードガス供給用のマニホールド穴Ｈ４と、アノードガス排出用のマニホールド穴Ｈ６との位置に対応する２箇所に配置してある。つまり、第２の給気部１５及び排出部１６は、図３に示すように、本体部１０Ａにおいて、矩形枠状を成すシール部１４の夫々の中央に配置してあり、いずれも本体部１０Ａの底壁に設けた貫通穴である。
【００３３】
さらに、加熱用筐体１０は、本体部１０Ａの底部に、単セルＣの四隅を保持する位置決め部１７を備えている。加熱用筐体１０に収容した単セルＣは、図４に示すように、位置決め部１７により、第２の給気部１５及び排気部１６が夫々該当するマニホールド穴Ｈ１，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ６に対応するように位置決めされる。
【００３４】
また、製造装置は、上記構成に加え、図５に示すように、加熱用筐体１０に単セルＣを収容した状態において、単セルＣの内部空間（Ｆ）の温度を検出する内部温度検出部Ｔｉと、単セルＣの内部空間（Ｆ）の圧力を検出する内部圧力検出部Ｐｉとを備えている。さらに、製造装置は、単セルＣの外部空間Ｋの温度を検出する外部温度検出部Ｔｏと、単セルＣの外部空間Ｋの圧力を検出する外部圧力検出部Ｐｏとを備えている。
【００３５】
さらに、製造装置は、第１給気部１２から供給する換気用流体（図５中の白い矢印）の流量を調整する第１流量調整部１８と、第２給気部１５から供給する換気用流体（図５中の黒い矢印）の流量を調整する第２流量調整部１９とを備えている。なお、第１及び第２の給気部１２，１５及び排気部１３，１６には、配管３０が夫々接続してあり、給気側の配管３０に第１及び第２の流量調整部１８，１９が設けてある。また、換気用流体としては、空気、若しくは窒素ガス等の不活性ガスが用いられる。
【００３６】
そしてさらに、製造装置は、内部温度検出部Ｔｉ、内部圧力検出部Ｐｉ、外部温度検出部Ｔｏ、及び外部圧力検出部Ｐｏにより検出した温度値及び圧力値に基づいて、加熱部１１、第１及び第２の流量調整部１８，１９を制御する制御部２０を備えている。制御部２０は、いわゆるコンピュータであり、各検出部Ｔｉ，Ｐｉ，Ｔｏ，Ｐｏからの検出信号を入力し、加熱部１１や第１及び第２の流量調整部１８，１９に動作指令を出力する。
【００３７】
次に、上記構成を備えた単セル（燃料電池）Ｃの製造装置の動作と共に、単セル（燃料電池）Ｃの製造方法を説明する。
【００３８】
上記の製造方法は、膜電極接合体１とその両面側にガス流路Ｆを形成する一対のセパレータ２３との周縁部同士を熱硬化性の接着剤Ｓで接着した構造を有する単セルＣを製造する方法である。この製造方法は、加熱用筐体１０に、接着剤Ｓが未硬化状態の単セルＣを収容し、加熱用筐体１０において、単セルＣの内部空間（Ｆ）を保護エリアとし、単セルＣの外部空間Ｋを不純物排出エリアとして、双方のエリアを気密的に分離し、その後、単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる。
【００３９】
このとき、保護エリアは、ガス流路Ｆに面する膜電極接合体１を含み、接着剤Ｓの加熱時に生じる不純物から電極触媒を保護するための空間領域である。不純物排出エリアは、加熱用筐体１０の内部空間（Ｋ）であり、接着剤Ｓの加熱時に生じる不純物を加熱用筐体１０の外部に排出するための空間領域である。双方のエリア（Ｆ，Ｋ）は、シール部１４により気密的に分離されている。接着剤Ｓの加熱は、加熱部１１により行われる。
【００４０】
また、上記の製造方法は、より好ましい実施形態として、不純物排出エリア（Ｋ）を換気しながら単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させることができる。さらに、上記の製造方法は、より好ましい実施形態として、単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる際に、不純物排出エリア（Ｋ）を陰圧にすることができる。この際、不純物排出エリア（Ｋ）の圧力調整は、第１流量調整部１８により行うことが可能である。なお、陰圧は、大気圧を基準とするもので、大気圧よりも低い圧力である。
【００４１】
さらに、上記の製造方法は、より好ましい実施形態として、単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる際に、保護エリア（Ｆ）に対して不純物排出エリア（Ｋ）を相対的に高温にすることができる。さらに、上記の製造方法は、より好ましい実施形態として、単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる際に、保護エリア（Ｆ）を陽圧にすることができる。この際、保護エリア（Ｆ）の圧力調整は、第２流量調整部１９により行うことが可能である。なお、陽圧は、大気圧を基準とするもので、大気圧よりも高い圧力である。
【００４２】
図６は、上記の製造方法を具体的に説明するフローチャートである。
すなわち、単セルＣの製造方法では、ステップＳ１において、単セルＣの組立を開始すると、ステップＳ２において、膜電極接合体１のフレーム４やセパレータ２（３）の所定位置に熱硬化性の接着剤Ｓを塗布する。そして、ステップＳ３において、加熱用筐体１０にシール部１４を設置する。なお、加熱用筐体１０に予めシール部１４が配置してある場合には、ステップＳ３を省略することができる。
【００４３】
次に、単セルＣの製造方法では、ステップＳ４において、図４及び図５に示すように加熱用筐体１０の本体部１０Ａに単セルＣを収容し、ステップＳ５において、単セルＣに所定の荷重を付与して接着剤Ｓをフレーム４及びセパレータ２，３に密着させると共に、フレーム４と各セパレータ２，３との間隔を一定にする。
【００４４】
さらに、単セルＣの製造方法では、ステップＳ６において、換気用流体の流量、各エリア（Ｆ，Ｋ）の圧力及び温度といった保護条件を設定する。この保護条件は、使用した接着剤Ｓに含まれる不純物、すなわち電極触媒に対して被毒性を有する性能低下物質の量や割合などに応じて決定される。
【００４５】
その後、単セルＣの製造方法では、ステップＳ７及びＳ８において、保護条件の判断及び加熱の判断を行う。その詳細を図７のフローチャートに示す。なお、図６中の加熱判断ステップＳ８及び図７中の複数の加熱判断ステップＳ８は、いずれも同じ工程である。
【００４６】
すなわち、上記の製造方法では、図７に示すステップＳ７１において、不純物排出エリア（Ｋ）の換気用流体の流量が所定値Ｑ以上であるか否かを判定し、同流量が所定値Ｑ以上である場合（ＹＥＳ）には次のステップＳ７２に移行する。また、換気用流体の流量が所定値Ｑ以上ではない場合（ＮＯ）には、ステップＳ８に移行して加熱判断を行う。この加熱判断では、否定の場合（ＮＯ）にはステップＳ７１に戻り、肯定の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ９の保護条件判断完了に移行する。
【００４７】
上記の不純物排出エリア（Ｋ）の換気用流体の流量は、外部圧力検出部Ｐｏが検出した圧力値に基づいて得ることができ、制御部２０により第１流量調整部１８を制御することで調整可能である。
【００４８】
次に、上記の製造方法では、図７に示すステップＳ７２において、不純物排出エリア（Ｋ）の圧力が陰圧（大気圧以下・負圧）であるか否かを判定し、圧力が陰圧である場合（ＹＥＳ）には次のステップＳ７３に移行する。この際、圧力が陰圧ではない場合（ＮＯ）には、ステップＳ７３Ｓに移行して他の保護条件の有無を判断し、他の保護条件が無い場合（ＮＯ）には、同じくステップＳ８に移行して加熱判断を行う。また、他の保護条件が有る場合（ＹＥＳ）には、次のステップＳ７３に移行する。
【００４９】
上記の不純物排出エリア（Ｋ）の圧力は、外部圧力検出部Ｐｏが検出した圧力値に基づいて得ることができ、制御部２０により第１流量調整部１８を制御することで調整可能である。
【００５０】
次に、上記の製造方法では、図７に示すステップＳ７３において、不純物排出エリア（Ｋ）の温度が保護エリア（Ｆ）の温度以上であるか否かを判定し、温度以上である場合（ＹＥＳ）には次のステップＳ７４に移行する。また、不純物排出エリア（Ｋ）の温度が保護エリア（Ｆ）の温度未満である場合（ＮＯ）には、ステップＳ７４Ｓに移行して他の保護条件の有無を判断し、他の保護条件が無い場合（ＮＯ）には、同じくステップＳ８に移行して加熱判断を行う。また、他の保護条件が有る場合（ＹＥＳ）には、次のステップＳ７４に移行する。
【００５１】
上記の不純物排出エリア（Ｋ）及び保護エリア（Ｆ）の温度は、外部温度検出部Ｔｏ及び内部温度検出部Ｔｉにより検出することができ、制御部２０により加熱部１１を制御することで調整可能である。
【００５２】
次に、上記の製造方法では、図７に示すステップＳ７４において、保護エリア（Ｆ）の圧力が陽圧（大気圧以上）であるか否かを判定し、圧力が陽圧である場合（ＹＥＳ）には
ステップＳ９の保護条件判断完了に移行する。また、圧力が陽圧ではない場合（ＮＯ）には、同じくステップＳ８に移行して加熱判断を行う。
【００５３】
上記の保護エリア（Ｆ）の圧力は、内部圧力検出部Ｐｉが検出した圧力値に基づいて得ることができ、制御部２０により第２流量調整部１９を制御することで調整可能である。
【００５４】
上記の製造方法は、図７に示す保護条件判断工程が終了した後には、図６に示すステップＳ９において、保護条件判断を完了し、次いで、ステップＳ１０において、加熱部１１による接着剤Ｓの加熱を開始する。
【００５５】
この際、単セルＣの製造装置では、加熱用筐体１０に、上記工程で設定された流量の換気用流体を供給しながら、加熱部１１により単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる。この工程では、図８に換気用流体の流れを示すように、第１給気部１２から供給された換気用流体（白い矢印）が、単セルＣの外部空間Ｋすなわち不純物排出エリア内を流通し、第１排出部１３から加熱用筐体１０の外部に排出される。これにより、接着剤Ｓの加熱により生じた不純物は、換気用流体とともに外部に排出される。
【００５６】
また、上記工程では、第２給気部１５から供給された換気用流体（黒い矢印）が、単セルＣの一方側のマニホールドを経て内部空間（ガス流路Ｆ）を流通し、他方のマニホールドを経て第２排出部１６から加熱用筐体１０の外部に排出される。
【００５７】
この際、単セルＣのアノード側のガス流路Ｆにおいては、図８中に黒い実線矢印で示す換気用流体が、マニホールドから供給用のマニホールド穴Ｈ１を経て流通し、排出用のマニホールド穴Ｈ６からマニホールドを経て排出される。また、単セルＣのカソード側のガス流路Ｆにおいては、図８中に黒い点線矢印で示す換気用流体が、マニホールドから排出用のマニホールド穴Ｈ３を経て流通し、供給用のマニホールド穴Ｈ４からマニホールドを経て排出される。
【００５８】
上記の換気においては、単セルＣの内部空間（Ｆ）である保護エリアと、単セルＣの外部空間Ｋである不純物排出エリアとが、シール部１４により気密的に分離してあるので、第１及び第２の給気部１２，１５から夫々供給された換気用流体が互いに混ざり合うことがない。したがって、接着剤Ｓから発生した不純物は、不純物排出エリア（Ｋ）の換気により外部に排出される。
【００５９】
そして、上記の製造方法は、ステップＳ１１において、加熱時間が所定値Ｔに達したか否かを判断する。この際、加熱時間が所定値Ｔに達していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１１を繰り返し、加熱時間が所定値Ｔに達した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２に移行して硬化完了となる。
【００６０】
このように、上記実施形態で説明した単セル（燃料電池）Ｃの製造方法では、膜電極接合体１のフレーム４とセパレータ２，３とを熱硬化性接着剤Ｓで接着する際に、単セルＣの内部空間（ガス流路Ｆ）である保護エリアと、単セルＣの外部空間Ｋである不純物排出エリアとを気密的に分離して、単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる。これにより、上記製造方法によれば、不純物排出エリアにより、接着剤Ｓから発生する不純物を充分に排気することができると共に、保護エリアにおける不純物の発生を抑制し、電極触媒を不純物から保護することができる。
【００６１】
また、上記の製造方法は、不純物排出エリア（Ｋ）を換気しながら単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させることにより、接着剤Ｓから発生した不純物を連続的に速やかに排出することができる。
【００６２】
さらに、上記の製造方法は、単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる際に、不純物排出エリア（Ｋ）を陰圧にすることにより、不純物の沸点が低下すると共に、不純物排出エリア（Ｋ）における不純物濃度が低減し、且つ不純物の排出を促進させることができる。
【００６３】
さらに、上記の製造方法は、単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる際に、保護エリア（Ｆ）に対して不純物排出エリア（Ｋ）を相対的に高温にすることにより、不純物排出エリア（Ｋ）での不純物の発生及び排出を促進させることができる。
【００６４】
さらに、上記の製造方法は、単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる際に、保護エリア（ＦＳ）を陽圧にすることにより、不純物の沸点が上昇し、保護エリア（Ｆ）における不純物の発生を抑制して、電極触媒の保護機能をより一層高めることができる。
【００６５】
上記実施形態で説明した単セル（燃料電池）Ｃの製造装置では、単セルＣを加熱用筐体１０に収容した状態において、単セルＣの内部空間（ガス流路Ｆ）と単セルＣの外部空間Ｋとを、シール部１４により気密的に分離し、第１の給気部１２及び排気部１３により単セルＣの外部空間Ｋを換気しながら、加熱体１１により単セルＣの接着剤Ｓを加熱硬化させる。これにより、上記製造装置によれば、外部空間Ｋにより、接着剤Ｓから発生する不純物を充分に排気することができると共に、内部空間（Ｆ）における不純物の発生を抑制し、電極触媒を不純物から保護することができる。
【００６６】
また、上記の製造装置は、加熱用筐体１０に収容した単セルＣの内部空間（Ｆ）を換気するための第２の給気部１５及び排気部１６を備えたことにより、電極触媒に対する不純物の保護機能をより一層高めることができる。
【００６７】
さらに、上記の製造装置は、内部温度検出部Ｔｉ、内部圧力検出部Ｐｉ、外部温度検出部Ｔｏ、及び外部圧力検出部Ｐｏにより検出した温度値及び圧力値に基づいて、加熱部１１及び第１流量調整部１８を制御する制御部２０を備えている。これにより、上記の製造装置は、不純物含有量が異なる様々な接着剤Ｓに対して、最適な換気を行うことができ、不純物の排出機能や電極触媒の保護機能を良好に維持することができる。
【００６８】
本発明に係わる燃料電池の製造方法及び製造装置は、その構成が上記実施形態のみに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で構成の細部を適宜変更することが可能である。
【００６９】
また、上記実施形態では、加熱用筐体に１つの燃料電池（単セル）を収容する場合を例示したが、複数の燃料電池を積層した状態で収容し、燃料電池における接着剤の加熱と同時に、燃料電池同士を接着する接着剤の加熱を行うことも可能である。この場合、燃料電池同士の間は冷却液の流路であり、この流路には保護エリア（内部空間）と同じ換気用流体を流通させる。
【符号の説明】
【００７０】
１  膜電極接合体
２，３  セパレータ
１０  加熱用筐体
１１  加熱部
１２  第１給気部
１３  第１排気部
１４  シール部
１５  第２給気部
１６  第２排気部
１８  第１流量調整部
１９  第２流量調整部
２０  制御部
Ｃ  単セル（燃料電池）
Ｆ  ガス流路（内部空間・保護エリア）
Ｋ  外部空間（不純物排出エリア）
Ｐｉ  内部圧力検出部
Ｐｏ  外部圧力検出部
Ｓ  接着剤
Ｔｉ  内部温度検出部
Ｔｏ  外部温度検出部
【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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