(57)【要約】【課題】燃料電池のガスバリア性を保証し得る燃料電池のガスバリア性評価方法、ガスバリア性評価装置、製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価工程において、膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールＷにおける前記凹凸部によって構成される流路５３に、トレーサガスを導入し、流路５３からの前記トレーサガスの漏出を検出する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールを有する燃料電池の製造方法であって、
前記燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価工程を有し、
前記ガスバリア性評価工程においては、
前記モジュールにおける前記凹凸部によって構成される流路に、前記トレーサガスが導入され、前記流路からの前記トレーサガスの漏出が検出されることを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項２】
前記流路は、燃料ガスの流路であり、
前記トレーサガスは、前記燃料ガスと同種のガスであ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】
前記トレーサガスの漏出の検出は、前記燃料ガスの流路から漏れ出した前記トレーサガスを計測することに基づいていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項４】
前記モジュールは、前記凹凸部によって構成される酸化剤ガスの流路をさらに有し、
前記ガスバリア性評価工程においては、前記燃料ガスの流路から前記酸化剤ガスの流路に漏れ出した前記トレーサガスが、計測されることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項５】
前記ガスバリア性評価工程の前に、少なくとも前記酸化剤ガスの流路に清掃用ガスを導入し、前記酸化剤ガスの流路を清掃する流路清掃工程を、さらに有することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記清掃用ガスは、窒素ガスであることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項７】
前記ガスバリア性評価工程の後で、前記酸化剤ガスの流路および前記トレーサガスを計測する装置を少なくとも含んでいる計測回路に、洗浄用ガスを導入して洗浄する計測回路洗浄工程を、さらに有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項８】
前記洗浄用ガスは、ドライ空気であることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項９】
前記膜電極接合体と前記セパレータとを一体化して前記モジュールを形成するモジュール化工程と、
前記モジュールを複数積層して、スタック部を組立てるスタッキング工程と、をさらに有しており、
前記ガスバリア性評価工程は、前記モジュール化工程と前記スタッキング工程との間に実施されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
前記スタック部を利用して前記燃料電池を組立てる組立工程をさらに有しており、
前記ガスバリア性評価工程は、前記スタッキング工程と前記組立工程との間に実施されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１１】
膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールを有する燃料電池の製造装置であって、
前記燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価手段を有し、
前記ガスバリア性評価手段は、
前記モジュールにおける前記凹凸部によって構成される流路に、前記トレーサガスを導入するトレーサガス導入手段と、
前記トレーサガスが導入された前記流路からの前記トレーサガスの漏出を検出するトレーサガス漏出検出手段と、
を有することを特徴とする燃料電池の製造装置。
【請求項１２】
膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールを有する燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価方法であって、
前記モジュールにおける前記凹凸部によって構成される流路に、前記トレーサガスを導入し、前記流路からの前記トレーサガスの漏出を検出することを特徴とする燃料電池のガスバリア性評価方法。
【請求項１３】
前記流路は、燃料ガスの流路であり、
前記トレーサガスは、前記燃料ガスと同種のガスであることを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池のガスバリア性評価方法。
【請求項１４】
前記トレーサガスの漏出の検出は、前記燃料ガスの流路から漏れ出した前記トレーサガスを計測することに基づいていることを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池のガスバリア性評価方法。
【請求項１５】
前記モジュールは、前記凹凸部によって構成される酸化剤ガスの流路をさらに有し、
前記トレーサガスの漏出の検出は、前記燃料ガスの流路から前記酸化剤ガスの流路に漏れ出した前記トレーサガスを計測することに基づいていることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池のガスバリア性評価方法。
【請求項１６】
膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールを有する燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価装置であって、
前記モジュールにおける前記凹凸部によって構成される流路に、前記トレーサガスを導入するトレーサガス導入手段と、
前記トレーサガスが導入された前記流路からの前記トレーサガスの漏出を検出するトレーサガス漏出検出手段と、を有することを特徴とする燃料電池のガスバリア性評価装置。
【請求項１７】
前記トレーサガスは、水素ガスであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１８】
前記トレーサガスは、水素ガスであることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池の製造装置。
【請求項１９】
前記トレーサガスは、水素ガスであることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の燃料電池のガスバリア性評価方法。
【請求項２０】
前記トレーサガスは、水素ガスであることを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池のガスバリア性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のガスバリア性評価方法、ガスバリア性評価装置、製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、燃料電池の製造方法は、金属セパレータをプレス成型する工程、金属セパレータを溶接（接合）する工程、金属セパレータを表面処理する工程、金属セパレータが組み込まれたモジュールを組立てる工程、および、モジュールからスタックを組立てる工程を有する。そして、セパレータの形成からモジュールの組立てまでを連続的に実施することによって、良好な生産性を有する燃料電池の製造方法が、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９０９４６号公報
【特許文献２】特開２００７−２２０４０３号公報
【特許文献３】特許第４９３５６１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、現状では、モジュールあるいは燃料電池（装置全体）としてのガスバリア性が保証されておらず、燃料ガスである水素ガスが漏れる可能性を払拭することが困難である問題を有している。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、燃料電池のガスバリア性を保証し得る燃料電池のガスバリア性評価方法、ガスバリア性評価装置、製造方法および製造装置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】
上記目的を達成するための本発明の一様相は、膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールを有する燃料電池の製造方法であって、前記燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価工程を有する。前記ガスバリア性評価工程においては、前記モジュールにおける前記凹凸部によって構成される流路に、前記トレーサガスが導入され、前記流路からの前記トレーサガスの漏出が検出される。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の別の様相は、膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールを有する燃料電池の製造装置であって、前記燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価手段を有する。前記ガスバリア性評価手段は、前記モジュールにおける前記凹凸部によって構成される流路に、前記トレーサガスを導入するトレーサガス導入手段と、前記トレーサガスが導入された前記流路からの前記トレーサガスの漏出を検出するトレーサガス漏出検出手段と、を有する。
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の別の様相は、膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールを有する燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価方法である。前記ガスバリア性評価方法は、前記モジュールにおける前記凹凸部によって構成される流路に、前記トレーサガスを導入し、前記流路からの前記トレーサガスの漏出を検出する。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の別の様相は、膜電極接合体と凹凸部を有するセパレータとを一体化して形成されたモジュールを有する燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価装置である。前記ガスバリア性評価装置は、前記モジュールにおける前記凹凸部によって構成される流路に、前記トレーサガスを導入するトレーサガス導入手段と、前記トレーサガスが導入された前記流路からの前記トレーサガスの漏出を検出するトレーサガス漏出検出手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、トレーサガスの漏出が検出された不良品を除去することで、良好なガスバリア性を有する燃料電池を製造することができる。つまり、燃料電池のガスバリア性を保証し得る燃料電池のガスバリア性評価方法、ガスバリア性評価装置、製造方法および製造装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池を説明するための分解斜視図である。
【図２】図１に示される単セルを説明するための断面図である。
【図３】図２に示される金属セパレータの溶接部位を説明するための平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る燃料電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示されるリークテスト工程に適用されるリークテスト装置を説明するための概略図である。
【図６】図４に示されるリークテスト工程を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６に示される流路清掃工程を説明するための概略図である。
【図８】図６に示されるガスバリア性評価工程を説明するための概略図である。
【図９】図６に示される計測回路洗浄工程におけるケース内部への窒素ガスの導入を説明するための概略図である。
【図１０】図９に続く、ケース内部へのドライ空気の導入を説明するための概略図である。
【図１１】図１０に続く、酸化剤ガス供給用流路への窒素ガスの導入を説明するための概略図である。
【図１２】図１１に続く、酸化剤ガス供給用流路へのドライ空気の導入を説明するための概略図である。
【図１３】図６に示される燃料ガス供給用流路洗浄工程を説明するための概略図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態に係る変形例３を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る燃料電池を説明するための分解斜視図である。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る燃料電池１００は、例えば、固体高分子形燃料電池からなり、電源として利用される。固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）は、小型化、高密度化および高出力化が可能であり、搭載スペースが限定される車両などの移動体の駆動用電源としての適用が好ましく、特に、システムの起動および停止や出力変動が頻繁に発生する自動車用途が特に好ましい。この場合、車体中央部の座席下、後部トランクルームの下部、車両前方のエンジンルームに搭載することが可能である。車内空間およびトランクルームを広く取る観点からは、座席下の搭載が好ましい。
【００１５】
燃料電池１００は、図１に示されるように、スタック部１１０、締結板１３０、補強板１３５、集電板１４０、スペーサ１４５、エンドプレート１５０、ボルト１５５およびシール材（不図示）を有しており、例えば、特許文献２（特開２００７−２２０４０３号公報）および特許文献３（特許第４９３５６１１号明細書）にもその構成が記載されている。なお、シール材は、例えば、特許文献２に示される接着剤などの樹脂からなる不透過材のように、燃料ガス流路を構成する溶接部位に係る溶接部に介在させたり、特許文献３に示されるガスケットのように、セパレータと膜電極接合体の高分子電解質膜との間に配置したりすることによって、燃料ガス流路内のガスが漏れないように構成される。
【００１６】
スタック部１１０は、単セル１２０の積層体から構成される。単セル１２０は、後述するように、膜電極接合体およびセパレータを有する。
【００１７】
締結板１３０は、スタック部１１０の底面および上面に配置され、補強板１３５は、スタック部１１０の両側に配置される。締結板１３０および補強板１３５は、スタック部１１０の周囲を取り囲むケーシングを構成している。
【００１８】
集電板１４０は、緻密質カーボンや銅板などガス不透過な導電性部材から形成され、スタック部１１０で生じた起電力を出力するための出力端子が設けられており、単セル１２０の積層方向の両端（スタック部１１０の正面および背面）に配置される。
【００１９】
スペーサ１４５は、スタック部１１０の背面に配置される集電板１４０の外側に配置される。
【００２０】
エンドプレート１５０は、剛性を備えた材料、例えば鋼などの金属材料から形成され、スタック部１１０の正面に配置される集電板１４０の外側と、スペーサ１４５の外側とに配置される。エンドプレート１５０は、燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷媒を流通させるために、燃料ガス導入口、燃料ガス排出口、酸化剤ガス導入口、酸化剤ガス排出口、冷媒導入口および冷媒排出口を有する。燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷媒は、水素ガス、酸素ガスおよび冷却水である。
【００２１】
ボルト１５５は、エンドプレート１５０、締結板１３０および補強板１３５を締結し、その締結力を単セル１２０の積層方向に作用させることで、内部に位置するスタック部１１０を押し圧状態に保持するために使用される。ボルト１５５の本数およびボルト孔の位置は、適宜変更することが可能である。締結機構は、螺合に限定されず、他の手段を適用することも可能である。
【００２２】
図２は、図１に示される単セルを説明するための断面図、図３は、図２に示される金属セパレータの溶接部位を説明するための平面図である。
【００２３】
単セル１２０は、膜電極接合体４０およびセパレータ５０，５５を有する。膜電極接合体４０は、高分子電解質膜２０、電極（アノード）として機能する触媒層３０、電極（カソード）として機能する触媒層３５、およびガス拡散層１０，１５を有する。
【００２４】
ガス拡散層１０は、セパレータ５０と触媒層３０との間に位置し、アノード側に供給される燃料ガスを分散し、触媒層３０に供給するために利用される。ガス拡散層１５は、セパレータ５５と触媒層３５との間に配置され、カソード側に供給される酸化剤ガスを分散させ、触媒層３５に供給するために利用される。
【００２５】
触媒層３０は、触媒成分と、触媒成分を担持する導電性の触媒担体と、高分子電解質とを含んでおり、水素の酸化反応が進行するアノード触媒層であり、高分子電解質膜２０の一方の側に配置される。触媒層３５は、触媒成分と、触媒成分を担持する導電性の触媒担体と、高分子電解質とを含んでおり、酸素の還元反応が進行するカソード触媒層であり、高分子電解質膜２０の他方の側に配置される。
【００２６】
高分子電解質膜２０は、アノード触媒層３０で生成したプロトンをカソード触媒層３５へ選択的に透過させる機能、およびアノード側に供給される燃料ガスとカソード側に供給される酸化剤ガスとを混合させない隔壁としての機能を有する。
【００２７】
セパレータ５０，５５は、単セルを電気的に直列接続する機能と、燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷媒を互いに遮断する隔壁としての機能と、を有し、膜電極接合体４０と略同一形状であり、ステンレス鋼鈑にプレス加工を施すことで形成されている。なお、セパレータ５０は、隣接する別の単セル１２０のセパレータ５５に溶接され、セパレータ５５は、隣接する別の単セル１２０のセパレータ５０に溶接されている。
【００２８】
ステンレス鋼鈑は、複雑な機械加工を施しやすくかつ導電性が良好である点で好ましいが、必要に応じて、耐食性の塗装を施すことも可能である。セパレータ５０，５５は、ステンレス鋼鈑から構成する形態に限定されず、ステンレス鋼鈑以外の金属材料、例えば、アルミニウム板やクラッド材を適用することも可能である。
【００２９】
セパレータ５０は、膜電極接合体４０のアノード側に配置されるアノードセパレータであり、触媒層３０に相対して配置され、また、アクティブエリア部５２およびマニホールド部６５Ａ，６５Ｂを有する。アクティブエリア部５２は、膜電極接合体４０とセパレータ５０との間に位置する流路５３を構成する凹凸部が形成されている。流路５３は、燃料ガスを触媒層３５に供給するために利用される。なお、符号５９は、冷媒の流路を示している。
【００３０】
マニホールド部６５Ａは、燃料ガス導入用、酸化剤ガス導入用および冷媒導入用のマニホールド穴６６Ａ，６７Ａ，６８Ａが配置される。マニホールド部６５Ｂは、燃料ガス排出用、酸化剤ガス排出用および冷媒排出用のマニホールド穴６６Ｂ，６７Ｂ，６８Ｂが配置される。
【００３１】
セパレータ５５は、膜電極接合体４０のカソード側に配置されるカソードセパレータであり、触媒層３５に相対して配置され、また、アクティブエリア部５７およびマニホールド部７５Ａ，７５Ｂを有する。アクティブエリア部５７は、膜電極接合体４０とセパレータ５５との間に位置する流路５８を構成する凹凸部が形成されている。流路５８は、酸化剤ガスを触媒層３５に供給するために利用される。
【００３２】
なお、アクティブエリア部５２，５７は、膜電極接合体４０の発電に寄与する領域に接する領域である。また、符号８０は、アクティブエリア部５２，５７の溶接部位および外周６０，７０の溶接部位を示している（図２参照）。
【００３３】
マニホールド部７５Ａは、燃料ガス導入用、酸化剤ガス導入用および冷媒導入用のマニホールド穴７６Ａ，７７Ａ，７８Ａが配置される。マニホールド部７５Ｂは、燃料ガス排出用、酸化剤ガス排出用および冷媒排出用のマニホールド穴７６Ｂ，７７Ｂ，７８Ｂが配置される。
【００３４】
次に、高分子電解質膜２０および触媒層３０，３５の材質等を説明する。
【００３５】
高分子電解質膜２０は、パーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマーから構成されるフッ素系高分子電解質膜、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂膜、リン酸やイオン性液体等の電解質成分を含浸した多孔質状の膜を、適用することが可能である。パーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマーは、例えば、ナフィオン（登録商標、デュポン株式会社製）、アシプレックス（登録商標、旭化成株式会社製）、フレミオン（登録商標、旭硝子株式会社製）、Ｇｏｒｅ  ｓｅｌｅｃｔシリーズ（登録商標、日本ゴア株式会社）等である。多孔質状の膜は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から形成される。
【００３６】
高分子電解質膜２０の厚みは、特に限定されないが、強度、耐久性および出力特性の観点から５μｍ〜３００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜２００μｍである。
【００３７】
アノード触媒層３０に用いられる触媒成分は、水素の酸化反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。カソード触媒層３５に用いられる触媒成分は、酸素の還元反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。
【００３８】
具体的な触媒成分は、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、タングステン、鉛、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、及びそれらの合金等から選択される。触媒活性、一酸化炭素等に対する耐被毒性、耐熱性などを向上させるために、少なくとも白金を含むものが好ましい。カソード触媒層およびアノード触媒層に適用される触媒成分は、同一である必要はなく、適宜選択することが可能である。なお、貴金属を含まない触媒を適用することも可能である。
【００３９】
触媒層３０，３５に用いられる触媒の導電性担体は、触媒成分を所望の分散状態で担持するための比表面積および集電体として十分な電子導電性を有しておれば、特に限定されないが、主成分がカーボン粒子であることが好ましい。カーボン粒子は、例えば、カーボンブラック、活性炭、コークス、天然黒鉛、あるいは人造黒鉛から構成される。
【００４０】
触媒層３０，３５に用いられる高分子電解質は、少なくとも高いプロトン伝導性を有する材料であれば、特に限定されず、例えば、ポリマー骨格の全部または一部にフッ素原子を含むフッ素系電解質や、ポリマー骨格にフッ素原子を含まない炭化水素系電解質が適用可能である。触媒層３０，３５に用いられる高分子電解質は、高分子電解質膜２０に用いられる高分子電解質と同一であっても異なっていてもよいが、高分子電解質膜２０に対する触媒層３０，３５の密着性を向上させる観点から、同一であることが好ましい。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態に係る燃料電池の製造方法を説明する。
【００４２】
図４は、本発明の実施の形態に係る燃料電池の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【００４３】
本発明の実施の形態に係る燃料電池の製造方法は、図５に示されるように、プレス成型工程、溶接工程、防食処理工程、モジュール化工程、リークテスト工程、スタッキング工程、組立工程および性能検査工程を有する。
【００４４】
プレス成型工程においては、セパレータ素材が、セパレータ５０，５５の外面形状に対応する凹凸部が形成された成形型によって押圧されて、セパレータ５０，５５がプレス成型される。
【００４５】
溶接工程においては、セパレータ５０，５５のアクティブエリア部５２，５７、外周６０，７０およびマニホールド部６５Ａ，６５Ｂ，７５Ｂ，７５Ｂが互いに溶接される。これにより、溶接部位８０が形成される。
【００４６】
防食処理工程は、洗浄工程、酸化皮膜除去工程および硬質炭素皮膜形成工程を有する。洗浄工程においては、セパレータ５０，５５の表面にレーザー光線が照射されることによって、セパレータ５０，５５が脱脂および洗浄される。セパレータ５０，５５の脱脂および洗浄は、乾式のレーザー洗浄に限定されず、湿式のレーザー洗浄を適用することも可能である。また、例えば、適当な溶媒を用いて、セパレータ５０，５５表面を脱脂および洗浄することも可能である。溶媒は、エタノール、エーテル、アセトン、イソプロピルアルコール、トリクロロエチレンなどである。
【００４７】
酸化皮膜除去工程においては、例えば、イオンボンバード処理によって、セパレータ５０，５５表面に形成されている酸化皮膜が除去される。硬質炭素皮膜形成工程においては、例えば、スパッタリング処理によって、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ；Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）からなる硬質炭素皮膜層が形成される。
【００４８】
モジュール化工程においては、セパレータ５０，５５と、別途用意され、樹脂フレームによって支持されている膜電極接合体４０との間に、接着剤が配置され、そして、接着剤を加熱硬化することで、セパレータ５０，５５と膜電極接合体４０とが一体化されたモジュールが形成される。この際、モジュールは、複数の単セル１２０を有するように適宜構成される。なお、接着剤を加熱硬化する際、付着している水分や、接着剤に含まれる水分が除去されるため、リークテスト工程において、残留した水分に基づく誤計測が避けられる。また、セパレータ５０，５５と膜電極接合体４０との一体化は、接着剤を利用する形態に限定されない。
【００４９】
リークテスト工程においては、モジュール内部に設けられている流路に、トレーサガスを導入し、流路からのトレーサガスの漏出が検出される。したがって、トレーサガスの漏出が検出された不良品を除去することで、良好なガスバリア性を有する燃料電池を製造することができる。つまり、ガスバリア性（シール性）を保証し得る燃料電池の製造方法を提供することが可能である。
【００５０】
モジュールの状態で不良品が除去されるため、後工程で不良品が除去される場合に比較し、製造コストの上昇を抑制することが可能である。
【００５１】
スタッキング工程においては、例えば、モジュールを直列に数百枚積層して、スタック部１１０が組立てられる。この際、搭載姿勢における厚みが測定され、荷重調整用のスペーサが選択される。
【００５２】
組立工程においては、スタック部１１０に、締結板１３０、補強板１３５、集電板１４０、スペーサ１４５およびエンドプレート１５０を取り付け、ボルト１５５によって締結することで、燃料電池１００が組み立てられる。
【００５３】
性能検査工程においては、燃料電池１００のエージング運転（慣らし運転）を実施し、電池電圧の飽和値を測定することで、発電性能が検査される。
【００５４】
次に、リークテスト工程を詳述する。
【００５５】
図５は、図４に示されるリークテスト工程に適用されるリークテスト装置を説明するための概略図である。
【００５６】
リークテスト工程に適用されるリークテスト装置２００は、燃料電池のガスバリア性をトレーサガスによって評価するガスバリア性評価手段（装置）であり、ケース２１０、燃料ガス流路側配管系２２０、酸化剤ガス流路側配管系２４０、ケース側配管系２６０および水素ガス検出器２８０，２８２を有する。
【００５７】
ケース２１０は、リークテストの対象であるワークＷが載置される下部ケース２１２と、下部ケースの開口部を閉鎖して、ケース２１０を密閉するための上部ケース２１４と、を有する。ワークＷは、セパレータ５０，５５と膜電極接合体４０とが一体化されたモジュールである。
【００５８】
燃料ガス流路側配管系２２０は、ワークＷのマニホールド部６５Ａ（７５Ａ）の燃料ガス導入用のマニホールド穴６６Ａ（７６Ａ）に連結される配管２２２と、マニホールド部６５Ｂ（７５Ｂ）の燃料ガス排出用のマニホールド穴６６Ｂ（７６Ｂ）に連結される配管２３２と、を有する。配管２２２は、バルブ２２３およびバルブ２２６を介して、水素ガス供給源２２４および窒素ガス供給源２２７が接続されている。配管２３２は、バルブ２３４を介して外部に連通している。
【００５９】
酸化剤ガス流路側配管系２４０は、ワークＷのマニホールド部６５Ａ（７５Ａ）の酸化剤ガス導入用のマニホールド穴６７Ａ（７７Ａ）に連結される配管２４２と、バルブ２５１を介してマニホールド部６５Ｂ（７５Ｂ）の酸化剤ガス排出用のマニホールド穴６７Ｂ（７７Ｂ）に連結される配管２５２と、を有する。配管２４２は、バルブ２４３およびバルブ２４６を介して窒素ガス供給源２４４およびドライ空気供給源２４７が接続されている。また、配管２４２は、バルブ２４９を介して、循環ポンプ２９１を有する第１循環配管系２９０に接続されている。
【００６０】
配管２５２は、バルブ２５４およびバルブ２５７を介して校正ガス供給源２５５および第１循環配管系２９０に接続されている。また、配管２５２は、バルブ２５９を介して外部に連通している。なお、第１循環配管系２９０は、バルブ２４９を介して配管２４２に接続されているため、配管２５２は、配管２４２に連通可能である。
【００６１】
ケース側配管系２６０は、ケース２１０内部に連通している配管２６２、配管２７２、配管２７４および配管２７２を有する。配管２６２は、バルブ２６３およびバルブ２６５を介して窒素ガス供給源２６４およびドライ空気供給源２６６に接続されている。配管２７２は、バルブ２７１およびバルブ２７３を介して外部、および循環ポンプ２９１を有する第２循環配管系２９２に接続されている。配管２７４は、バルブ２７５を介して第２循環配管系２９２に接続されている。つまり、配管２７４は、バルブ２７５、第２循環配管系２９２およびバルブ２７３を介して配管２７２に連通可能に構成されている。配管２７６は、バルブ２７７を介して校正ガス供給源２７８に接続されている。
【００６２】
水素ガス検出器２８０は、酸化剤ガス流路側配管系２４０における配管２５２に配置され、ワークＷ内部の燃料ガス供給用流路５３から酸化剤ガス供給用流路５８に漏出した水素ガスを検出するために使用される。燃料ガス供給用流路５３は、燃料ガス導入用のマニホールド穴６６Ａ（７６Ａ）と燃料ガス排出用のマニホールド穴６６Ｂ（７６Ｂ）との間を連通している燃料ガス供給用流路である。酸化剤ガス供給用流路５８は、酸化剤ガス導入用のマニホールド穴６７Ａ（７７Ａ）と酸化剤ガス排出用のマニホールド穴６７Ｂ（７７Ｂ）との間を連通している酸化剤ガス供給用流路である。
【００６３】
水素ガス検出器２８２は、ケース側配管系２６０におけるケース２１０の内部に連通している配管２８３に配置され、ワークＷからケース２１０内部に漏出した水素ガスを検出するために使用される。
【００６４】
なお、水素ガス検出器２８０，２８１は、校正ガス供給源２５５，２７８からの校正ガスを利用して、現場において校正可能に構成されている。また、以下において、水素ガス検出器２８０が連通している配管２５２および酸化剤ガス供給用流路５８を、第１計測回路で参照し、水素ガス検出器２８２が連通している配管２８３およびケース２１０の内部空間を第２計測回路で参照する。
【００６５】
水素ガス検出器２８０，２８２に適用される水素ガスの検出方式は、特に限定されない。例えば、水素ガス検出器２８０，２８２は、接触燃焼式水素センサ、半導体式水素センサあるいは熱電式水素センサを適宜適用することが可能である。
【００６６】
窒素ガス供給源２２７，２４４，２６４は、独立して配置する形態に限定されず、ライン切替え配管系を配置して、適宜統合することも可能である。ドライ空気供給源２４７，２６６および校正ガス供給源２５５，２７８も同様に、独立して配置する形態に限定されず、ライン切替え配管系を配置して、それぞれ適宜統合することも可能である。
【００６７】
トレーサガスの漏出の有無は、閾値を利用することも可能である。例えば、水素ガス検出器２８０，２８２による水素ガス分子の計測値（水素ガス濃度）が、閾値より大きい場合、トレーサガスが漏出したと判断される。
【００６８】
なお、水素ガス供給源２２４の近傍に水素ガス検出器を配置し、周囲の雰囲気中の水素ガスを検出する（水素ガス分子を計測する）ことも好ましい。
【００６９】
図６は、図４に示されるリークテスト工程を説明するためのフローチャート、図７は、図６に示される流路清掃工程を説明するための概略図、図８は、図６に示されるガスバリア性評価工程を説明するための概略図、図９および図１０は、図６に示される計測回路洗浄工程におけるケース内部への窒素ガスの導入およびドライ空気の導入を説明するための概略図、図１１および図１２は、図６に示される計測回路洗浄工程における酸化剤ガス供給用流路への窒素ガスの導入およびドライ空気の導入を説明するための概略図、図１３は、図６に示される燃料ガス供給用流路洗浄工程を説明するための概略図である。
【００７０】
リークテスト工程は、ワークセット工程、流路連結工程、流路清掃工程、ガスバリア性評価工程、計測回路洗浄工程、燃料ガス供給用流路洗浄工程、流路連結解除工程およびワーク取出し工程を有する。
【００７１】
ワークセット工程においては、ワーク（セパレータ５０，５５と膜電極接合体４０とが一体化されたモジュール）Ｗが、モジュール化工程から投入され、下部ケース２１２に配置され、固定される。
【００７２】
流路連結工程においては、全てのバルブ２２３，２２６，２３４，２４３，２４６，２４９，２５１，２５４，２５７，２５９，２６３，２６５，２７１，２７３，２７５，２７７を閉じた状態で、燃料ガス流路側配管系２２０および酸化剤ガス流路側配管系２４０が、ワークＷに連結される。具体的には、燃料ガス流路側配管系２２０の配管２２２は、ワークＷのマニホールド部６５Ａ（７５Ａ）の燃料ガス導入用のマニホールド穴６６Ａ（７６Ａ）に連結され、配管２３２は、マニホールド部６５Ｂ（７５Ｂ）の燃料ガス排出用のマニホールド穴６６Ｂ（７６Ｂ）に連結される。
【００７３】
これにより、燃料ガス導入用のマニホールド穴６６Ａ（７６Ａ）は、バルブ２２３およびバルブ２２６を介して水素ガス供給源２２４および窒素ガス供給源２２７が接続される。燃料ガス排出用のマニホールド穴６６Ｂ（７６Ｂ）は、バルブ２３４を介して外部に連通している配管２３２に接続される。
【００７４】
酸化剤ガス流路側配管系２４０の配管２４２は、ワークＷのマニホールド部６５Ａ（７５Ａ）の酸化剤ガス導入用のマニホールド穴６７Ａ（７７Ａ）に連結され、配管２５２は、マニホールド部６５Ｂ（７５Ｂ）の酸化剤ガス排出用のマニホールド穴６７Ｂ（７７Ｂ）に連結される。
【００７５】
これにより、酸化剤ガス導入用のマニホールド穴６７Ａ（７７Ａ）は、バルブ２４３，２４６および２４９を介して、窒素ガス供給源２４４、ドライ空気供給源２４７および第１循環配管系２９０に接続される。酸化剤ガス排出用のマニホールド穴６７Ｂ（７７Ｂ）は、バルブ２５１、バルブ２５４およびバルブ２５７を介して校正ガス供給源２５５および第１循環配管系２９０に接続される。
【００７６】
流路清掃工程においては、図７に示されるように、上部ケース２１４によって下部ケースの開口部を閉鎖し、ケース２１０を密閉した後で、酸化剤ガス供給用流路５８およびケース２１０内部に、窒素ガス供給源２４４および窒素ガス供給源２６４からの窒素ガスが導入される。窒素ガスは、清掃用ガスであり、ケース２１０内部および酸化剤ガス供給用流路５８が清掃される。
【００７７】
具体的には、バルブ２５９、バルブ２５１およびバルブ２４３が順次開放された後、窒素ガス供給源２４４からの窒素ガス（清掃用ガス）が、酸化剤ガス導入用のマニホールド穴６７Ａ（７７Ａ）を経由して酸化剤ガス供給用流路５８に導入され、そして、酸化剤ガス排出用のマニホールド穴６７Ｂ（７７Ｂ）から配管２５２およびバルブ２５９を経由して、外部に排気される。また、バルブ２７１およびバルブ２６３が順次開放された後、窒素ガス供給源２６４からの窒素ガス（清掃用ガス）が、ケース２１０内部に導入され、配管２７２およびバルブ２７１を経由して、外部に排気される。
【００７８】
そして、例えば、所定時間経過した後、バルブ２４３，２５１，２５９，２６３，２７１が閉鎖され、窒素ガス供給源２４４，２６４からの窒素ガス（清掃用ガス）の導入が停止され、酸化剤ガス供給用流路５８およびケース２１０内部が窒素ガスで置換された状態で密閉される。
【００７９】
流路清掃工程においては、上記のように、酸化剤ガス供給用流路５８に存在する異物が清掃によって除去されるため、後続のガスバリア性評価工程において、燃料ガス供給用流路５３から酸化剤ガス供給用流路５８に漏れ出したトレーサガスを計測する際、異物に基づく誤計測が避けられる。したがって、ガスバリア性の良品を不良品と判断して除去することが避けられ、製造コストの上昇を抑制することが可能である。
【００８０】
窒素ガスは、極めて不活性であり、トレーサガスの分子の計測に影響を及ぼさず、また、比較的安価であるため、清掃用ガスとして好ましい。
【００８１】
ガスバリア性評価工程においては、燃料電池のガスバリア性がトレーサガスによって評価される。具体的には、図８に示されるように、燃料ガス供給用流路５３にトレーサガスが導入され、燃料ガス供給用流路５３からのトレーサガスの漏出を検出することによって、燃料電池１００のガスバリア性が評価される。
【００８２】
具体的には、トレーサガスは、水素ガス（燃料ガスと同種のガス）であり、バルブ２３４およびバルブ２２３が順次開放された後、水素ガス供給源２２４からの水素ガスが、燃料ガス導入用のマニホールド穴６６Ａ（７６Ａ）を経由して燃料ガス供給用流路５３に導入され、そして、燃料ガス排出用のマニホールド穴６６Ｂ（７６Ｂ）から配管２３２およびバルブ２３４を経由して、外部に排気される。これにより、燃料ガス供給用流路５３に水素ガス（トレーサガス）が充填される。そして、水素ガス（トレーサガス）の導入量（あるいは排出量）を制御し、燃料ガス供給用流路５３の内圧が、所定値に維持される。
【００８３】
バルブ２５１，２５７およびバルブ２４９が順次開放された後、第１循環配管系２９０に設けられている循環ポンプ２９１によって、配管２５２を介して酸化剤ガス排出用のマニホールド穴６７Ｂ（７７Ｂ）側から窒素ガスが吸引され、そして、吸引された窒素ガスを、配管２４２を介して酸化剤ガス導入用のマニホールド穴６７Ａ（７７Ａ）に導入することにより、窒素ガスを循環させる。また、バルブ２７３およびバルブ２７５が順次開放された後、第２循環配管系２９２に設けられている循環ポンプ２９３によって、配管２７２を介してケース２１０内部の窒素ガスが吸引され、そして、吸引された窒素ガスを、配管２７４を介してケース２１０内部に導入することにより、窒素ガスを循環させる。
【００８４】
そして、水素ガス検出器２８０によって、ワークＷ内部の燃料ガス供給用流路５３から酸化剤ガス供給用流路５８への水素ガスの漏出の有無が検出される。また、水素ガス検出器２８２によって、ケース２１０内部への水素ガスの漏出の有無が検出される。なお、例えば、所定時間経過すると、バルブ２２３，２３４，２４９，２５１，２５７，２７３，２７５が閉鎖され、水素ガス供給源２２４からの水素ガスの導入および水素ガス検出器２８０，２８２による水素ガスの検出が停止される。
【００８５】
ガスバリア性評価工程においては、上記のように、燃料ガス供給用流路５３から漏れ出したトレーサガスを計測することによって、トレーサガスの漏出の有無を判断することができるため、トレーサガスの漏れに基づく流路内の圧力降下を利用する形態に比較し、トレーサガスの漏出を高精度で検出することが可能である。なお、燃料ガス供給用流路５３は、例えば、溶接部に介在されるシール材や、セパレータと膜電極接合体の高分子電解質膜との間に配置されるシール材によってガスが漏れないように構成されている。したがって、トレーサガスの漏出有無を判断は、シール材のガスバリア性を評価していることを意味する。
【００８６】
トレーサガスは水素ガスであり、トレーサガスが導入される流路は、水素ガスからなる燃料ガスの流路であり、トレーサガスおよび燃料ガスは同一であるため、実際の使用状態でリークテスト工程を実施することができる。また、水素ガスは拡散性が良好であるため、ガスバリア性を高度に保証することが可能である。
【００８７】
酸化剤ガス供給用流路５８は、燃料ガス供給用流路５３に隣接しているため、トレーサガスの漏出を高精度で検出することが可能である。
【００８８】
計測回路洗浄工程においては、第１計測回路（水素ガス検出器２８０が連通している配管２５２および酸化剤ガス供給用流路５８）および第２計測回路（水素ガス検出器２８２が連通している配管２８３およびケース２１０の内部空間）に、洗浄用ガスが導入されて洗浄される。これにより、第１および第２計測回路に存在する水素ガスを除去することができるため、残留した水素ガスに基づく誤計測が避けられる。したがって、ガスバリア性の良品を不良品と判断して除去することが避けられ、製造コストの上昇を抑制することが可能である。なお、洗浄用ガスは、ドライ空気である。ドライ空気は、第１および第２計測回路に存在する水分を除去することができるため、残留した水分から発生する水素に基づく誤計測（検出精度に誤差が生ずること）が避けられる。
【００８９】
具体的には、まず、図９に示されるように、ドライ空気（洗浄用ガス）を導入する前に、第２計測回路（水素ガス検出器２８２が連通している配管２８３およびケース２１０の内部空間）に存在する水素ガス（漏出したトレーサガス）を除去するため、バルブ２７１およびバルブ２６３が開放され、窒素ガス供給源２６４からの窒素ガス（清掃用ガス）が、ケース２１０内部に導入される。これにより、ケース２１０内部に滞留している窒素ガスが、配管２７２およびバルブ２７１を経由して、外部に排気される。つまり、第２計測回路に存在する水素ガス（漏出したトレーサガス）が除去される。
【００９０】
次に、図１０に示されるように、バルブ２６３が閉鎖される一方、バルブ２６５が開放され、ドライ空気供給源２６６からのドライ空気（洗浄用ガス）が、ケース２１０内部に導入される。そして、ドライ空気は、配管２７２およびバルブ２７１を経由して、外部に排気される。これにより、第２計測回路に存在する水分（水滴等）が除去される。
【００９１】
その後、バルブ２６５が閉鎖され、そして、バルブ２６３が開放されると、窒素ガス供給源２６４からの窒素ガス（清掃用ガス）が、ケース２１０内部に導入され、ケース２１０内部に滞留しているドライ空気が、配管２７２およびバルブ２７１を経由して、外部に排気される。これにより、第２計測回路に窒素ガスが充填されると、バルブ２６３およびバルブ２７１が閉鎖される。
【００９２】
また、ドライ空気（洗浄用ガス）を導入する前に、第１計測回路（水素ガス検出器２８０が連通している配管２５２および酸化剤ガス供給用流路５８）に存在する水素ガス（漏出したトレーサガス）を除去するため、図１１に示されるように、バルブ２４３、バルブ２５１およびバルブ２５９が開放され、窒素ガス供給源２４４からの窒素ガス（清掃用ガス）が、酸化剤ガス供給用流路５８に導入される。これにより、酸化剤ガス供給用流路５８に滞留している窒素ガスが、配管２５２およびバルブ２５９を経由して、外部に排気される。つまり、第１計測回路に存在する水素ガス（漏出したトレーサガス）が除去される。
【００９３】
次に、図１２に示されるように、バルブ２４３が閉鎖される一方、バルブ２４６が開放され、ドライ空気供給源２４７からのドライ空気（洗浄用ガス）が、酸化剤ガス供給用流路５８に導入される。そして、ドライ空気は、配管２５２およびバルブ２５９を経由して、外部に排気される。これにより、第１計測回路に存在する水分（水滴等）が除去される。
【００９４】
その後、バルブ２４６が閉鎖され、そして、バルブ２４３が開放されると、窒素ガス供給源２４４からの窒素ガス（清掃用ガス）が、酸化剤ガス供給用流路５８に導入され、酸化剤ガス供給用流路５８に滞留しているドライ空気が、配管２５２およびバルブ２５９を経由して、外部に排気される。これにより、第１計測回路に窒素ガスが充填されると、バルブ２４３、２５１およびバルブ２５９が閉鎖される。
【００９５】
燃料ガス供給用流路洗浄工程においては、燃料ガス供給用流路５３に洗浄用ガスが導入されて洗浄される。具体的には、図１３に示されるように、バルブ２２６およびバルブ２３４が開放され、窒素ガス供給源２２７からの窒素ガス（清掃用ガス）が、燃料ガス供給用流路５３に導入される。これにより燃料ガス供給用流路５３に滞留している水素ガス（トレーサガス）が、配管２３２およびバルブ２３４を経由して、外部に排気される。これにより、燃料ガス供給用流路５３に存在する水素ガスが除去される。そして、燃料ガス供給用流路５３および配管２２２，２３２に窒素ガスが充填されると、バルブ２２６およびバルブ２３４が閉鎖される。
【００９６】
流路連結解除工程においては、上部ケース２１４を開いてケース２１０の密閉を解除した後で、燃料ガス流路側配管系２２０および酸化剤ガス流路側配管系２４０と、ワークＷとの連結が解除される。これにより、燃料ガス流路側配管系２２０の配管２２２および配管２３２は、ワークＷのマニホールド部６５Ａ（７５Ａ）の燃料ガス導入用のマニホールド穴６６Ａ（７６Ａ）およびマニホールド部６５Ｂ（７５Ｂ）の燃料ガス排出用のマニホールド穴６６Ｂ（７６Ｂ）から分離される。また、酸化剤ガス流路側配管系２４０の配管２４２および配管２５２は、ワークＷのマニホールド部６５Ａ（７５Ａ）の酸化剤ガス導入用のマニホールド穴６７Ａ（７７Ａ）およびマニホールド部６５Ｂ（７５Ｂ）の酸化剤ガス排出用のマニホールド穴６７Ｂ（７７Ｂ）から分離される。
【００９７】
ワーク取出し工程においては、下部ケース２１２との固定が解除されたワーク（セパレータ５０，５５と膜電極接合体４０とが一体化されたモジュール）Ｗが、下部ケース２１２から取り出される。そして、トレーサガスの漏出が検出された不良品が除去される一方、トレーサガスの漏出が検出されなかった良品は、次工程のスタッキング工程に投入される。
【００９８】
なお、水素ガス検出器２８０，２８１を校正する場合は、バルブ２５４，２７７を開放し、校正ガス供給源２５５，２７８からの校正ガスを、酸化剤ガス供給用流路５８に導入することによって実施される。また、校正後、酸化剤ガス供給用流路５８に滞留する校正ガスは、計測回路洗浄工程における第１計測回路の場合と同様な手順によって、除去され、第１計測回路が洗浄される。
【００９９】
燃料ガス供給用流路５３から漏れ出したトレーサガスは、燃料ガス供給用流路５３を利用して検出する形態に限定されず、冷媒供給用流路５９（図２参照）を利用して検出することも可能である。この場合、配管２４２および配管２５２は、ワークＷのマニホールド部６５Ａ（７５Ａ）の冷媒導入用のマニホールド穴６８Ａ（７８Ａ）およびマニホールド部６５Ｂ（７５Ｂ）の冷媒排出用のマニホールド穴６８Ｂ（７８Ｂ）（図３参照）に連結される。また、燃料ガス供給用流路５３および冷媒供給用流路５９の両方を利用して、燃料ガス供給用流路５３から漏れ出したトレーサガスを検出することも可能である。
【０１００】
なお、トレーサガスによるリークテストは、上記形態に限定されず、例えば、特開２０１４−１３４５１３号公報等に記載されて方法および装置を適宜適用することも可能である。
【０１０１】
次に、本発明の実施の形態に係る変形例１〜３を順次説明する。
【０１０２】
図１４および図１５は、本発明の実施の形態に係る変形例１および変形例２を説明するためのフローチャートである。
【０１０３】
リークテスト工程は、モジュール化工程とスタッキング工程との間に実施する形態に限定されず、例えば、図１４の変形例１に示されるように、スタッキング工程と組立工程との間に実施することも可能である。この場合、燃料電池が組立てられる直前の状態でガスバリア性が保証されるため、燃料電池のガスバリア性を確実に保証することが可能である。
【０１０４】
リークテスト工程は、図１５の変形例２に示されるように、組立工程と性能検査工程との間に実施することも可能である。この場合、組立てられた燃料電池１００のエンドプレート１５０（図１参照）の燃料ガス導入口および燃料ガス排出口と、酸化剤ガス導入口および酸化剤ガス排出口とに、燃料ガス流路側配管系２２０の配管２２２および配管２３２と、酸化剤ガス流路側配管系２４０の配管２４２および配管２５２とが、それぞれ連結される。
【０１０５】
図１６は、本発明の実施の形態に係る変形例３を説明するためのフローチャートである。
【０１０６】
リークテストは、全工程で一回のみ実施する形態に限定されず、図１６の変形例３に示されるように、モジュール化工程とスタッキング工程との間、および、組立工程と性能検査工程との間において実施することも可能である。
【０１０７】
以上のように本実施の形態においては、トレーサガスの漏出が検出された不良品を除去することで、良好なガスバリア性を有する燃料電池を製造することができる。つまり、燃料電池のガスバリア性を保証し得る燃料電池のガスバリア性評価方法、ガスバリア性評価装置、製造方法および製造装置を提供することが可能である。
【０１０８】
燃料ガスが水素ガスであり、かつトレーサガスが燃料ガスと同一の水素ガスである場合、実際の使用状態で、リークテスト工程を実施することができる。また、水素ガスは、拡散性が良好であるため、ガスバリア性を高度に保証することが可能である。
【０１０９】
燃料ガスの流路から漏れ出したトレーサガスを計測することによって、トレーサガスの漏出の有無を判断する場合、トレーサガスの漏れに基づく流路内の圧力降下を利用する形態に比較し、トレーサガスの漏出を高精度で検出することが可能である。
【０１１０】
燃料ガスの流路から酸化剤ガスの流路に漏れ出したトレーサガスを計測する場合、酸化剤ガスの流路は、燃料ガスの流路に隣接しているため、トレーサガスの漏出を高精度で検出することが可能である。
【０１１１】
ガスバリア性評価工程の前に、少なくとも酸化剤ガスの流路に清掃用ガスを導入し、酸化剤ガスの流路を清掃する流路清掃工程をさらに有する場合、酸化剤ガスの流路に存在する異物が清掃によって除去される。これにより、燃料ガスの流路から酸化剤ガスの流路に漏れ出したトレーサガスを計測する際、前記異物に基づく誤計測が抑制される。したがって、ガスバリア性の良品を不良品と判断して除去することが避けられ、製造コストの上昇を抑制することが可能である。
【０１１２】
窒素ガスは、極めて不活性であり、トレーサガスの分子の計測に影響を及ぼさず、また、比較的安価であるため、清掃用ガスとして、窒素ガスを利用することが好ましい。
【０１１３】
ガスバリア性評価工程の後で、計測回路に洗浄用ガスを導入して洗浄する計測回路洗浄工程を、さらに有する場合、計測回路に存在する水素ガスが除去されるため、残留した水素ガスに基づく誤計測が抑制される。これにより、ガスバリア性の良品を不良品と判断して除去することが避けられるため、製造コストの上昇を抑制することが可能である。
【０１１４】
ドライ空気は、計測回路に存在する水分を除去することができ、残留した水分から発生する水素に基づく誤計測（検出精度に誤差が生ずること）が避けられるため、洗浄用ガスとして利用することが好ましい。
【０１１５】
ガスバリア性評価工程を、モジュール化工程とスタッキング工程との間に実施する場合、モジュールの状態で不良品が除去されるため、後工程で不良品が除去される場合に比較し、製造コストの上昇を抑制することが可能である。
【０１１６】
ガスバリア性評価工程を、スタッキング工程と組立工程との間に実施する場合、燃料電池が組立てられる直前の状態でガスバリア性が保証されるため、燃料電池のガスバリア性を確実に保証することが可能である。
【０１１７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、トレーサガスは、水素ガスに限定されず、必要に応じて、水素と窒素の混合ガスや、ヘリウムを適用することも可能である。リークテストは、トレーサガスの漏れ量を測定する形態に限定されず、例えば、差圧式法あるは直圧降下法を適用し、トレーサガスの漏れに基づく圧力降下を測定することも可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０，１５  ガス拡散層、
２０  高分子電解質膜、
３０，３５  触媒層、
４０  膜電極接合体、
５０，５５  セパレータ、
５２，５７  アクティブエリア部、
５３，５８，５９  流路、
６０，７０  外周、
６５Ａ，６５Ｂ，７５Ａ，７５Ｂ  マニホールド部、
６６Ａ，６６Ｂ，６７Ａ，６７Ｂ，６８Ａ，６８Ｂ，７６Ａ，７６Ｂ，７７Ａ，７７Ｂ，７８Ａ，７８Ｂ  マニホールド穴、
８０  溶接部位、
１００  燃料電池、
１１０  スタック部、
１２０  単セル、
１３０  締結板、
１３５  補強板、
１４０  集電板、
１４５  スペーサ、
１５０  エンドプレート、
１５５  ボルト、
２１０  ケース、
２１２  下部ケース、
２１４  上部ケース、
２２０  燃料ガス流路側配管系、
２２２，２３２  配管、
２２３，２２６，２３４  バルブ、
２２４  水素ガス供給源、
２２７  窒素ガス供給源、
２４０  酸化剤ガス流路側配管系、
２４２，２５２，２６２，２７２，２７４，２７６  配管、
２４３，２４６，２４９，２５１，２５４，２５７，２５９，２６３，２６５，２７１，２７３，２７５，２７７  バルブ、
２４４  窒素ガス供給源、
２４７  ドライ空気供給源、
２５５  校正ガス供給源、
２６０  ケース側配管系、
２６４  窒素ガス供給源、
２６６  ドライ空気供給源、
２７８  校正ガス供給源、
２８０，２８２  水素ガス検出器、
２８３  配管、
２９０  第１循環配管系、
２９１  循環ポンプ、
２９２  第２循環配管系、
２９３  循環ポンプ、
Ｗ  ワーク。
【図１】
2017027741.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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