【手続補正書】
【提出日】平成17年7月25日(2005.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  電気化学的燃料電池のための改良された膜電極組立体あって、
第１の多孔質電極層と、
第２の多孔質電極層と、
前記第１の多孔質電極層と前記第２の多孔質電極層とこのイオン交換膜とが同延である、前記第１の多孔質電極層と前記第２の多孔質電極層との間に挿置されているイオン交換膜と、
前記イオン交換膜と前記第１の多孔質電極層および前記第２の多孔質電極層との間の界面に配置されており、かつ、電気化学的活性領域を形成する電気触媒と、
前記第１の多孔質電極層と前記第２の多孔質電極層との中に含浸させられることが可能な流体不透過性の、電気的に絶縁しているシーラント材料をその封止領域内に含み、前記シーラント材料が、前記膜層と前記電極層とを越えて、横方向に延びており、それにより、前記第１及び第２の電極と前記イオン交換膜との両方の周囲領域を包囲する、前記膜電極組立体と一体である流体不透過性弾性シールとを含む膜電極組立体。
【請求項２】  前記封止領域が、前記電気化学的活性領域を包囲する領域を含む請求項１に記載の膜電極組立体。
【請求項３】  前記封止領域が、前記膜電極組立体内の開口を包囲する領域を含む請求項２に記載の膜電極組立体。
【請求項４】  前記燃料電池の組立中における前記ＭＥＡの位置合わせを補助するための、前記シーラント材料から成形された位置合わせ特徴をさらに含む請求項１に記載の膜電極組立体。
【請求項５】  前記位置合わせ特徴が、前記燃料電池の隣接する分離板内の対応する窪みと協働するための、前記膜電極組立体の表面に対して垂直に延びる突起である請求項４に記載の膜電極組立体。
【請求項６】  前記一体シールの外側端縁が、前記燃料電池の組立を補助するための基準端縁を含む請求項１に記載の膜電極組立体。
【請求項７】  前記シーラント材料がエラストマー材料である請求項１に記載の膜電極組立体。
【請求項８】  前記エラストマー材料が、射出成形可能な熱硬化性液体化合物である請求項７に記載の膜電極組立体。
【請求項９】  前記エラストマー材料が、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマー、エチレンプロピレンジメチル、および、天然ゴムから成るグループから選択される請求項８に記載の膜電極組立体。
【請求項１０】  前記一体シールが、さらに、少なくとも１つの隆起リブを含む請求項１に記載の膜電極組立体。
【請求項１１】  前記少なくとも１つの隆起リブが複数の隆起リブを含む請求項１０に記載の膜電極組立体。
【請求項１２】  前記一体シールが、前記複数のリブの間に延びる複数の横リブを含み、それにより仕切られたシールを形成する請求項１１に記載の膜電極組立体。
【請求項１３】  前記リブが一対のリブを含み、第１のリブが、前記シーラント材料が前記第１の多孔質電極層の中に含浸させられている前記封止領域内に配置されており、第２のリブが、前記第１のリブがこの第２のリブに対して反対側にあるように、前記第２の多孔質電極層の中に前記シーラント材料が含浸させられている前記封止領域内に配置されている請求項１０に記載の膜電極組立体。
【請求項１４】  電気化学的燃料電池で使用するための一体に設けた弾性シールを有する膜電極組立体を製造する方法であって、
（ａ）前記膜電極組立体を型の中に入れる段階と、
（ｂ）前記型の中に流し処理可能な電気的に絶縁している硬化性シーラント材料を注入する段階と、
（ｃ）前記膜電極組立体の所望の封止領域に前記シーラント材料を供給して、前記封止領域内の前記シーラント材料で前記膜電極組立体の電極層の少なくとも一部分を含浸させ、更に、前記シーラント材料を前記膜電極組立体を越えて、横方向に延ばし、それにより、前記膜電極組立体の周囲領域を包囲する段階と、
（ｄ）前記シーラント材料を硬化させて前記一体に設けた弾性シールを形成する段階と、
（ｅ）前記型から前記膜電極組立体を取り出す段階とを含む方法。
【請求項１５】  前記段階（ｃ）に、前記シーラント材料の注入と含浸とを容易にするために真空を施用する段階を付け加える請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】  前記硬化性シーラント材料が熱硬化性材料であり、前記方法がさらに、前記熱硬化性シーラント材料を硬化させるために加熱することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】  前記段階（ｃ）が、前記封止領域に対して前記流し処理可能な硬化性シーラント材料を供給するための開放溝溝を有する型表面により容易化され、前記溝が前記一体シール内のリブまたは隆起部分を形成するための型表面としても機能する請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】  前記シーラント材料を前記電極層に含浸させる度合いを制限するために前記型の中の隆起堤防が前記膜電極組立体に突き当たる、前記隆起堤防を使用することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】  前記膜電極組立体が、イオン交換膜がその間に挿置されている第１の電極層と第２の電極層とを含む、より大きな多層材料シートから切断され、前記方法がさらに、段階（ａ）の前に完了させられる第１および第２の逐次的な準備段階を含み、前記第１の準備段階が、前記第１および第２の電極層と前記イオン交換膜層とが同延である前記膜電極組立体にとって望ましい寸法、形状とに前記多層材料を切断することを含み、前記第２の準備段階が、前記膜の切断端縁を越えて横方向に延びる電極材料を除去するために前記多層材料の切断端縁を研磨することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】  前記研磨段階が機械的研磨を使用する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】  前記研磨段階が、前記膜の前記切断端縁を越えて横方向に延びる前記電極材料を除去するために圧縮空気を使用する請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】  燃料電池で使用するための一体に設けた弾性シールを有する膜電極組立体を製造する方法であって、前記膜電極組立体が、２つの電極層の間に挿置されているイオン交換膜と、前記膜と前記第１および第２の電極層との間の境界表面に配置されている電気触媒とを含む多層材料から形成され、前記方法が、
（ａ）流体不透過性で硬化性の流し処理可能なシーラント材料で前記第１および第２の電極の封止領域を含浸させ、その間、真空にして、前記シーラント材料を注入し、そして前記第１および第２の電極を含浸し易くさせる段階と、
（ｂ）前記シーラント材料を硬化させる段階と、
（ｃ）前記封止領域内で前記多層材料を切断する段階とを含む方法。
【請求項２３】  前記封止領域が前記膜電極組立体の寸法、形状とを画定する請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】  前記封止領域が、さらに、前記膜電極組立体内の開口の寸法、形状とを画定する請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】  前記多層材料の前記電極層に含浸させるために前記シーラント材料を型の中に注入する請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】  前記型が、前記電極層の表面の上方に突出する封止リブを形成するための溝を与える請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】  前記型の中に前記シーラント材料を注入することを補助するために前記型の内部に真空を施す段階をさらに含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】  前記シーラント材料が前記電極層に含浸させられる度合いを制限するために前記多層材料に前記型の中の隆起堤防が突き当たる、前記隆起堤防を使用することをさらに含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】  前記シーラント材料が熱硬化性材料であり、前記方法が、前記熱硬化性材料を硬化させるために加熱する段階をさらに含む請求項２２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
燃料電池内部の分離板のマニフォールド開口とＭＥＡとの周囲を封止するための従来の方法は、流体不透過性弾性ガスケットをＭＥＡにはめ込むこと、予備成形したガスケットを電極層および／または分離板の中の流路内に配置すること、電極層および／または分離板の中の溝の中にシールを成形すること、または、電気化学的活性領域と流体マニフォールド開口の全てとを包囲することを含む。従来の方法の例が、米国特許第５１７６９６６号と同第５２８４７１８号とヨーロッパ特許出願公開第０６０４６８３号（ヨーロッパ特許出願第９２１２２１４５．３号）に開示されている。典型的には、ガスケットシールがガスケット材料シートから切り出される。ＭＥＡの電気化学的活性領域の周囲を封止するガスケットシールの場合には、前記シートの中央部分が切り取られる。この方法では、結果的に大量のガスケット材料が無駄になる。電極が多孔質なので、一般的には、ガスケットシールが有効に機能するように、ガスケットシールが流れ場板とイオン交換膜と直接的に接触している。従って、従来のＭＥＡでは、ガスケットが、イオン交換膜と接触するように、封止領域内で電極材料が切り取られる。幾つかのＭＥＡでは、そうでない場合にはガスケットシール領域内に露出されることになるイオン交換膜を保護するために、追加の薄膜層が使用される。ガスケットシートと薄膜層のような別々の構成要素が、別々の処理加工段階または組立体段階を必要とし、このために、燃料電池積層体の製造における複雑性とコストとが増大する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図５は、図３Ｃにより断面図の形で示されている一体周囲端縁シールのような一体周囲端縁シールを有する、ＭＥＡ１００の部分平面図である。３つの互いに間隔を置いたリブ１６５、１７０、１７５が、ＭＥＡ１００の活性領域を包囲している。互いに間隔を置いた横リブ１８０が、リブ１６５、１７０、１７５の間の流体隔離仕切りを提供する。
本発明の範囲は、下記の特許請求項により定義される内容に従って解釈されなければならない。