(57)【要約】【課題】ＭＥＡあるいはマニホールド孔からの滲出水による内側端子部の腐食を十分に防止することができるＭＥＡ部材を提供する。また、本発明のＭＥＡ部材を備え、内側端子部の接触不良を防止できるので、ＰＥＦＣの保守の負担を軽減することができるＰＥＦＣを提供する。【解決手段】枠体６のいずれかの主面において第１ガスケット７より外縁側の位置に露出して構成された内側端子部１８から、枠体６の側面外側の外側端子部１６まで延びるようにして枠体６に埋設されている導電部材１７と、内側端子部１８を包囲する等圧用環状部１９Ａを有し、かつ等圧用環状部１９Ａは差圧用環状部７Ａから独立して枠体６に配設されている第２ガスケット１９と、を有する。【選択図】図３
2009117260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＡと、
前記ＭＥＡの外縁を保持及び包囲しており、かつマニホールド孔が形成されている枠体と、
前記枠体の両主面に配設されて前記ＭＥＡ及び前記マニホールド孔をそれぞれ包囲する複数の差圧用環状部を有する第１ガスケットと、を有し、アノードセパレータ板とカソードセパレータ板との間に挟まれて単電池を構成するＭＥＡ部材であって、
前記枠体のいずれかの主面において前記第１ガスケットより外縁側の位置に露出して構成された内側端子部から、前記枠体の側面外側の外側端子部まで延びるようにして前記枠体に埋設されている導電部材と、
前記内側端子部を包囲する等圧用環状部を有し、かつ前記等圧用環状部は前記差圧用環状部から独立して前記枠体に配設されている第２ガスケットと、を有するＭＥＡ部材。
【請求項２】
前記第２ガスケットは、前記第1ガスケットに接続する連絡部を有し、かつ、前記連絡部は前記等圧用環状部及び前記差圧用環状部よりも低い高さである、請求項１に記載のＭＥＡ部材。
【請求項３】
前記枠体には、前記内側端子部の露出面の背面に弾性部材が配設されている、請求項１に記載のＭＥＡ部材。
【請求項４】
前記枠体は、側面の一部が更に外周側に突き出て構成された端子用凸部を有し、
前記外側端子部は、前記端子用凸部の頂面から突き出て構成されている、請求項１に記載のＭＥＡ部材。
【請求項５】
請求項１に記載のＭＥＡ部材と、
アノードセパレータ板と、
カソードセパレータ板と、を有し、
前記ＭＥＡ部材の前記等圧用環状部及び前記差圧用環状部がそれぞれ前記アノードセパレータ板及び前記カソードセパレータ板の少なくともいずれかに当接し、かつ前記内側端子部が前記アノードセパレータ板及び前記カソードセパレータ板の少なくともいずれかに当接して、前記アノードセパレータ板及び前記カソードセパレータ板の間に前記ＭＥＡ部材を挟んで構成されている、高分子電解質形燃料電池。
【請求項６】
前記等圧用環状部の方が前記差圧用環状部よりも弱い圧力で前記アノードセパレータ板及び前記カソードセパレータ板に当接するように構成されている、請求項４に記載の高分子電解質形燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＡ(Membrane-Electrode-Assembly，膜電極接合体)と、ＭＥＡの外縁を保持及び包囲している枠体と、前記枠体の両主面に配設されて前記ＭＥＡ及びマニホールド孔をそれぞれ包囲する複数の環状部を有するガスケットと、を有するＭＥＡ部材、及びＭＥＡ部材がアノードセパレータ板及びカソードセパレータ板に挟まれてなる高分子電解質形燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子電解質形燃料電池（以下、ＰＥＦＣという）は、水素を含有する還元剤ガスと空気など酸素を含有する酸化剤ガスとをＭＥＡにおいて電気化学的に反応させることにより、電力と熱とを同時に発生させる。
【０００３】
ＰＥＦＣは、ＭＥＡを有するＭＥＡ部材がアノードセパレータ板及びカソードセパレータ板に挟まれて構成されるセル（単電池）が複数積層されている。そして、内部マニホールド型のＰＥＦＣにおいてはＭＥＡ部材、アノードセパレータ板及びカソードセパレータ板周縁部には、還元剤ガス、酸化剤ガス及び冷却水がそれぞれ通流するマニホールド孔が複数形成されている。
【０００４】
ＭＥＡ部材は、ＭＥＡと、ＭＥＡの外縁を保持及び包囲している枠体と、枠体の両主面に配設されてＭＥＡ及びマニホールド孔をそれぞれ包囲する複数の環状部を有するガスケットと、を有する。
【０００５】
ＭＥＡは高分子電解質膜とその両面に形成された一対の電極層とによって構成されている。そして、還元剤ガス及び酸化剤ガスはマニホールド孔からそれぞれのＭＥＡの電極層に分岐して通流し、電極層の両面がそれぞれ還元剤ガス及び酸化剤ガスに曝露されて、電気化学反応が発生する。また、ガスケットの環状部は、ＭＥＡあるいはマニホールド孔からアノードセパレータ板あるいはカソードセパレータ板とＭＥＡ部材との間隙への還元剤ガス、酸化剤ガス及び冷却水の漏出を防止する。
【０００６】
一方で、ＰＥＦＣの不具合の有無を点検あるいは不具合の原因を調査するためには、各セルの発電状態を常時あるいは随時監視できることが必要であり、各セルには電気端子が設けられている。特許文献１には、電気端子（同文献では電極１３、４０）をＭＥＡ部材に配設して、アノードセパレータ板及びカソードセパレータ板のいずれかに接触するように構成する技術が提案されている。このような構造によって、個々のセルの発電状態を容易に検出することができるとしている。また、ＰＥＦＣの組立あるいは分解の作業において電気端子の取り付けあるいは取り外しの作業を省略することができると思われる。
【特許文献１】ＷＯ０２／００１６５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の技術では、電気端子の腐食を十分に防止するという観点からは、未だ改善の余地があった。すなわち、特許文献１の第１０図に示される技術では、ガスケットを内周側及び外周側の二重構造として、該二重のガスケットの間に電極を配設する技術が開示されている（同文献第１０図）。一方で、ＭＥＡあるいはマニホールド孔内の還元剤ガス、酸化剤ガス及び冷却水の圧力は外圧である大気圧より高いので、ＭＥＡあるいはマニホールド孔からそれぞれの環状部のガスケットには、内外圧力差がかかり、何らかの要因によって、ＰＥＦＣに供給される水分及び電気化学反応によって生成された水が、ＭＥＡあるいはマニホールド孔からそれぞれの環状部の外周側に滲み出しやすい構造となっている。このような場合、特許文献1の技術では、このようなＭＥＡあるいはマニホールド孔からの滲出水は容易に電気端子に到達可能であり、電気端子を腐食するおそれがあった。電気端子の腐食によって、電気端子とアノードセパレータ板あるいはカソードセパレータ板との接触不良が発生するという課題があった。そして、ＰＥＦＣの発電状態の監視においては、各セルの発電状態の異常の原因が接触不良あるいはセルの異常か判然とせず、ＰＥＦＣの保守の負担が増えるという課題あった。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、ＭＥＡあるいはマニホールド孔からの滲出水による電気端子の腐食を十分に防止することができるＭＥＡ部材、及びこれを備えたＰＥＦＣ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】
【０００９】
上記課題を解決するために、第１の本発明のＭＥＡ部材は、ＭＥＡと、
前記ＭＥＡの外縁を保持及び包囲しており、かつマニホールド孔が形成されている枠体と、
前記枠体の両主面に配設されて前記ＭＥＡ及び前記マニホールド孔をそれぞれ包囲する複数の差圧用環状部を有する第１ガスケットと、を有し、アノードセパレータ板とカソードセパレータ板との間に挟まれて単電池を構成するＭＥＡ部材であって、
前記枠体のいずれかの主面において前記第１ガスケットより外縁側の位置に露出して構成された内側端子部から、前記枠体の側面外側の外側端子部まで延びるようにして前記枠体に埋設されている導電部材と、
前記内側端子部を包囲する等圧用環状部を有し、かつ前記等圧用環状部は前記差圧用環状部から独立して前記枠体に配設されている第２ガスケットと、を有する。
【００１０】
このような構成によって、第２ガスケットの等圧用環状部の環状内外には有意な圧力差が生じていない。したがって、第１ガスケットの差圧用環状部からの滲出水の内側端子部への到達を第２のガスケットの等圧用環状部によって十分に保護することができるので、ＭＥＡあるいはマニホールド孔からの滲出水による内側端子部の腐食を十分に防止することができる。ここで、「独立して」とは、等圧用環状部と差圧用環状部とが離隔して構成されていることをいい、等圧用環状部と差圧用環状部との間に両者よりも低い高さの谷部が形成されていることをいう。
【００１１】
第２の本発明のＭＥＡ部材は、前記第２ガスケットは、前記第1ガスケットに接続する連絡部を有し、かつ、前記連絡部は前記等圧用環状部及び前記差圧用環状部よりも低い高さであるとよい。
【００１２】
このような構成によって、第１ガスケット及び第２ガスケットを一体的に構成することができるので、ＭＥＡ部材の製造工程を簡略化することができる。
【００１３】
第３の本発明のＭＥＡ部材は、前記枠体には、前記内側端子部の露出面の背面に弾性部材が配設されているとよい。
【００１４】
このような構成によって、アノードセパレータ板及びカソードセパレータ板のいずれかと内側端子部とをより確実に接触させることができる。
【００１５】
第４の本発明のＭＥＡ部材は、前記枠体は、側面の一部が更に外周側に突き出て構成された端子用凸部を有し、
前記外側端子部は、前記端子用凸部の頂面から突き出て構成されているとよい。
【００１６】
このような構成によって、外側端子部における外部回路との接触不良をより確実に防止することができる。
【００１７】
第５の本発明の高分子電解質形燃料電池は、請求項１に記載のＭＥＡ部材と、
アノードセパレータ板と、
カソードセパレータ板と、を有し、
前記ＭＥＡ部材の前記等圧用環状部及び前記差圧用環状部がそれぞれ前記アノードセパレータ板及び前記カソードセパレータ板の少なくともいずれかに当接し、かつ前記内側端子部が前記アノードセパレータ板及び前記カソードセパレータ板の少なくともいずれかに当接して、前記アノードセパレータ板及び前記カソードセパレータ板の間に前記ＭＥＡ部材を挟んで構成されている。
【００１８】
このような構成によって、ＭＥＡあるいはマニホールド孔からの滲出水による内側端子部の接触不良を防止できるので、ＰＥＦＣの保守の負担を軽減することができる。
【００１９】
第６の本発明の高分子電解質形燃料電池は、前記等圧用環状部の方が前記差圧用環状部よりも弱い圧力で前記アノードセパレータ板及び前記カソードセパレータ板に当接するように構成されているとよい。
【００２０】
このような構成によって、等圧用環状部において生ずる応力による差圧用環状部の封止性能の低下を防止することができる。
【００２１】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のＭＥＡ部材は、ＭＥＡあるいはマニホールド孔からの滲出水による内側端子部の腐食を十分に防止することができる。また、本発明のＭＥＡ部材を備えたＰＥＦＣは、内側端子部の接触不良を防止できるので、ＰＥＦＣの保守の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の第１実施形態のＰＥＦＣの要部の構造を示す部分分解斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、ＰＥＦＣ１００は、セル１０を積層させて構成されている。なお、図示しないが、セル１０の両端の最外層には集電板、絶縁板、エンドプレートが取り付けられ、セル１０は両端から、ボルト孔４を挿通される締結ボルトとナットとで締結されて構成されている。本実施形態では、セル１０は６０個積層されて、ボルト孔４に挿通されるボルトとナットとが締結力10kNで締結されている。
【００２６】
セル１０は、ＭＥＡ部材１を一対の導電性のセパレータ板、具体的にはアノードセパレータ板２及びカソードセパレータ板３で挟んで構成されている。これによって、ＭＥＡ５の電極層のうちの最も外側に配置されているガス拡散層５Ｃがセパレータ板２，３と当接し、アノードセパレータ板２の還元剤ガス流路溝２１及びカソードセパレータ板３の酸化剤ガス流路溝３１が、ガス拡散層５Ｃによって覆われる。つまり、セパレータ板２側のガス拡散層５Ｃが還元剤ガス流路溝２１を流通する還元剤ガスに曝露され、カソードセパレータ板３側のガス拡散層５Ｃが酸化剤ガス流路溝３１を流通する酸化剤ガスに曝露され、ＰＥＦＣ１００の電気化学反応を生じさせることができる。また、積層されたセル１０においては、隣接したＭＥＡ５が互いに電気的に直列に、場合によっては並列に、接続される。
【００２７】
アノードセパレータ板２及びカソードセパレータ板３は、平板状であって、ＭＥＡ部材１と接触する側の面、すなわち内面は、ＭＥＡ部材１の形状、より具体的には枠体６とＭＥＡ５との厚みの違いによる段差に応じるようにして、中央部が台形状に突出するように段差を有している。ここでは、アノードセパレータ板２及びカソードセパレータ板３には、東海カーボン株式会社製グラッシーカーボン（厚さ３ｍｍ）を用いている。セパレータ板２、３の内面には、還元剤ガス流路溝２１、酸化剤ガス流路溝３１が形成され、セパレータ板２，３の背面には水流路溝５０（図３参照）が形成されている。還元剤ガス流路溝２１、酸化剤ガス流路溝３１、水流路溝５０等は切削加工あるいは成形加工により形成される。
【００２８】
また、セパレータ板２，３及びＭＥＡ部材１の周縁部、つまり枠体６に、還元剤ガス及び酸化剤ガスが流通するそれぞれ一対の貫通孔、すなわち、還元剤ガスマニホールド孔１２、２２、３２、及び酸化剤ガスマニホールド孔１３、２３、３３が穿たれている。セル１０が積層された状態では、これら貫通孔が積層されて結合し、還元剤ガスマニホールド及び酸化剤ガスマニホールドを形成する。
【００２９】
また、セパレータ板２，３及びＭＥＡ部材１の周縁部に、還元剤ガスマニホールド孔１２、２２、３２、及び酸化剤ガスマニホールド孔１３、２３、３３と同様にして、水が流通する一対のマニホールドを形成する水マニホールド孔１４，２４，３４が穿たれている。これによって、セル１０が積層された状態では、これらマニホールド孔はそれぞれ積層して、一対の水マニホールドが形成される。
【００３０】
アノードセパレータ板２の内側の主面には、一対の還元剤ガスマニホールド孔２２、２２間を結ぶようにして還元剤ガス流路溝２１が形成されている。カソードセパレータ板３の内側の主面には、一対の酸化剤ガスマニホールド孔３３、３３間を結ぶようにして酸化剤ガス流路溝３１が形成されている。つまり、酸化剤ガス及び還元剤ガスが、それぞれ一方のマニホールド、すなわち供給側のマニホールドから、流路溝２１、３１に分岐して、それぞれの他方のマニホールド、すなわち排出側のマニホールドに流通するように構成される。
【００３１】
これによって、還元剤ガスと酸化剤ガスとは、それぞれ供給側の還元剤ガスマニホールド孔２２及び酸化剤ガスマニホールド孔３３から還元剤ガス流路溝２１と酸化剤ガス流路溝３１Ｂとに分岐して流入し、両面のガス拡散層５Ｃがそれぞれ還元剤ガス及び酸化剤ガスに曝露され、電気化学反応を起こす。そして、それらの余剰のガスや反応生成成分は、排出側の還元剤ガスマニホールド孔２２及び酸化剤ガスマニホールド孔３３に排出される。
【００３２】
図２は、図１のＭＥＡ部材のアノード側主面を模式的に示す平面図である。図２において、還元剤ガス流路溝２１は、セル１０組立状態においてアノードセパレータ板２の還元剤ガス流路溝２１が当接する位置を示す。
【００３３】
図３は、図１のIII−III線におけるセルの積層断面構造を示す断面図である。説明の都合により一部を分解して示す。
【００３４】
図１乃至図３に示すように、ＭＥＡ部材１は、ＭＥＡ５と、ＭＥＡ５の外縁を保持及び包囲している枠体６とを有している。
【００３５】
図３に示すように、ＭＥＡ５は、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜５Ａ、および高分子電解質膜５Ａの周縁部より内側の部分の両面に形成された一対の電極層、すなわちアノードとカソードの電極層から構成される。電極層は、ガス拡散層５Ｃと、ガス拡散層５Ｃと高分子電解質膜５Ａとの間に配置される触媒層５Ｂとを有する積層構造を有している。触媒層５Ｂは、通常、白金族金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とし、高分子電解質膜５Ａの表面に形成される。また、ガス拡散層５Ｃは、触媒層５Ｂの外面に形成される、通気性と電子伝導性を併せ持つ。したがって、ＭＥＡ部材１の枠体６の中央開口部にはガス拡散層５Ｃが両面に露出している。
【００３６】
枠体６は、ＭＥＡ５の高分子電解質膜５Ａの周縁部５Ｄを挟み（図２参照）、かつ該高分子電解質膜５Ａの外縁に接合している矩形板状の枠体である。
【００３７】
枠体６には、図２に示すように該枠体６を厚み方向に貫通するように、一対の還元剤ガスマニホールド孔１２と、一対の酸化剤マニホールド孔１３と、一対の水マニホールド孔１４と、枠体６の角部近傍に４つのボルト孔４とが形成されている。本実施の形態においては、枠体６は、外形の寸法が２００ｍｍ×１８０ｍｍ、開口部の寸法が１２４ｍｍ角である、矩形平板状に構成されている。また、枠体６の厚みは、０．８ｍｍである。
【００３８】
ここで、枠体６は熱可塑性樹脂から構成される。この熱可塑性樹脂は、ＰＥＦＣ１００の運転温度以下において、化学的に清浄かつ安定であって、適度の弾性率と比較的高い荷重たわみ温度を有する。例えば、セパレータ板２，３の還元剤ガス流路２１及び酸化剤ガス流路３１の幅が１乃至２mm程度、かつ枠体６の厚みが概ね１mm以下であることを前提とした場合、枠体６の材料の圧縮弾性率は少なくとも2000MPa以上であることが望ましい。ここで、弾性率とは、日本工業規格JIS-K7181に定める圧縮弾性率測定法によって計測された圧縮弾性率を言う。また、ＰＥＦＣ１００の運転温度が一般的には９０℃以下なので、枠体６の撓み荷重温度は１２０℃以上であることが好ましい。また、枠体６は化学的安定性の観点から非晶性樹脂ではなく結晶性樹脂が好ましく、その中でも機械的強度が大きく、かつ耐熱性が高い材質が好ましい。
【００３９】
例えば、いわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックグレードのものが好適である。例示をすれば、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、液晶ポリマー（LCP）、ポリエーテルニトリル（PEN）等は数千から数万MPaの圧縮弾性率と、150℃以上の撓み荷重温度を有しており、好適な材料である。また、汎用されている樹脂材料であっても、例えばグラスフィラーが充填されたポリプロピレン（GFPP）等は、非充填のポリプロピレン（圧縮弾性率1000〜1500MPa）の数倍の弾性率を有し、かつ150℃近い撓み荷重温度を有しており、好適な材料である。本実施の形態においては、熱可塑性樹脂である、ガラスフィラー添加ＰＰＳ（大日本インキ株式会社ＤＩＣ-ＰＰＳ  ＦＺ１１４０-Ｂ2）が用いられている。
【００４０】
枠体６の両面上には、該枠体６を挟むようにして第１ガスケット７が配設されている。第１ガスケット７は、冷却水、酸化剤ガス及び還元剤ガスが、ＭＥＡ５やマニホールド孔１２，１３，１４から漏出しないように配設されている。すなわち、図２に示すように、第１ガスケット７は、枠体６のそれぞれの主面において、ＭＥＡ５、一対の還元剤ガスマニホールド孔１２、一対の酸化剤マニホールド孔１３、及び一対の水マニホールド孔１４をそれぞれ包囲する複数の差圧用環状部７Ａを有している。本実施形態では複数の差圧用環状部７Ａが連結して構成されている。差圧用環状部７Ａは、セル１０組立状態における締結力によって、アノードセパレータ板２及びカソードセパレータ板３に密着し、ＭＥＡ５及び各種マニホールド孔１２，１３，１４の内圧に抗して、それぞれの流体の漏出を防止するように構成されている。
【００４１】
ただし、本実施形態では、アノードセパレータ板２側では、セル１０組立状態において還元剤ガス流路溝２１が通る位置には、第１ガスケット７は配設されず、かつ還元剤ガスマニホールド孔１２とＭＥＡ５とが一体的に包囲されるように差圧用環状部７Ａが配設されている。図示しないが、同様にして、カソードセパレータ板３側では、セル１０組立状態において酸化剤ガス流路溝３１が通る位置には、差圧用環状部７Ａは配設されず、かつ酸化剤ガスマニホールド孔１３とＭＥＡ５とが一体的に包囲されるように第１ガスケット７が配設されている。これによって、第１ガスケット７は、還元剤ガスマニホールド孔２２とＭＥＡ５との間を流通する還元剤ガス、及び酸化剤ガスマニホールド孔３３とＭＥＡ５との間を流通する酸化剤ガスの流路抵抗とならず、かつ第１ガスケット７の差圧用環状部７Ａによって、還元剤ガス及び酸化剤ガスの外部への漏出が遮断あるいは抑制される。
【００４２】
なお、セル１０組立状態において還元剤ガス流路溝２１及び酸化剤ガス流路溝３１が当接する位置にガスケット７の環状部７Ａは配設されてもよい。この場合、環状部ガスケット７の環状部７Ａは還元剤ガス流路溝２１及び酸化剤ガス流路溝３１をある程度狭小化させるが、還元剤ガス流路溝２１及び酸化剤ガス流路溝３１を十分掘り下げることによって、還元剤ガス及び酸化剤ガスの流路抵抗を軽微にすることができる。
【００４３】
また、隣接するセル１０間には、水流路溝５０、マニホールド孔２２，２３，２４、３２，３３，３４から外部に流体が漏出しないようにシール部材９が配設されている。本実施形態では、図３に示すように、カソードセパレータ板３の背面側にシール部材９が配設されている。図示しないが、シール部材９は、水流路溝５０、マニホールド孔３２，３３，３４をそれぞれ包囲するように配設され、セル１０組立状態において、隣接するセル１０のアノードセパレータ板２にシール部材９が密着して構成される。
【００４４】
ここで、本発明の特徴である導電部材１７及び第２ガスケット１９を詳細に説明する。
【００４５】
図１乃至図３に示すように、枠体６には第１ガスケット７より外縁側の位置に導電部材１７が埋設されている。より正確には、導電部材１７は内側端子部１８及び外側端子部１６を除いて枠体６に埋設されている。すなわち、導電部材１７は、内側端子部１８から外側端子部１６まで延びている。
【００４６】
内側端子部１８は、アノード側主面６Ｐにおいて第１ガスケット７より外縁側の位置に露出して構成されている。
【００４７】
内側端子部１８は、図３に示すように、枠体６のアノード側主面６Ｐの凹部６Ｆの底面において露出している。さらに、凹部６Ｆの周囲には、第２ガスケット１９の等圧用環状部１９Aが形成されている。
【００４８】
また、図１及び図３に示すように、本実施形態では、アノードセパレータ板２の枠体６側の面に凸部２Ａが形成されている。凸部２Ａは、セル１０組立状態において枠体６の凹部６Ｆに入り込み、かつ凹部６Ｆの底面の内側端子部１８に当接するような位置及び形状に形成されている。
【００４９】
ここで、導電部材１７としては銅、真鍮、銀、SUSなどの金属が使用される。また、その表面が、金、銀、ニッケル、錫などの金属で被覆したものが好適である。これによって、耐腐食性、及び内側端子部１８とアノードセパレータ板２との導電性を向上させることができる。
【００５０】
内側端子部１８の周囲のアノード側主面６Ｐには、内側端子部１８を包囲するようにして第２ガスケット１９の等圧用環状部１９Ａが形成されている。等圧用環状部１９Ａは差圧用環状部７Ａから独立して形成されている。このような構造によって、等圧用環状部１９Ａの外圧及び内圧はほぼ大気圧となるので、ＭＥＡ５及び各種マニホールド孔１２，１３，１４の内圧は等圧用環状部１９Ａにはかからない。
【００５１】
ここで、第１ガスケット７及び第２ガスケット１９は熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーからなる群より選択される少なくとも１種から構成される。この熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーは、ＰＥＦＣ１００の運転温度以下において、化学的に安定で、特に加水分解を起こさない等耐熱水性を有する。例えば、第１ガスケット７及び第２ガスケット１９の圧縮弾性率は200MPa以下であることが望ましい。
【００５２】
好適な材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−プロピレン−ジエン元共重合体（ＥＰＤＭ：Ethylene-Propylene-Diene Methylene linkage）ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリウレタン、シリコーン、フッ素樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリエーテルニトリル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、および熱可塑性ポリイミドからなる群より選ばれる少なくとも１種である。
【００５３】
これによって、ＰＥＦＣ１００の締結荷重において良好なシール性を確保することができる。本実施形態において第１ガスケット７及び第２ガスケット１９には、ＰＰ及びＥＰＤＭを有してなるポリオレフィン系熱可塑性エラストマーであるサントプレン8101-55（Advanced Elasotomer System社製）を用いている。
【００５４】
第１ガスケット７及び第２ガスケット１９は、互いに異なる材質を用いても良い。
【００５５】
以上のような構造により、セル１０組立て状態において、内側端子部１８は、ＰＥＦＣに印加される締結力によって、アノードセパレータ板２の凸部２Aと接触する。また、等圧用環状部１９Aはセル１０組立状態においてアノードセパレータ板２と枠体６との間の押圧力によって内側端子部１８を封止し、かつ等圧用環状部１９Aには環の内外における有意な圧力差が生じない。したがって、差圧用環状部７Ａからの滲出水の内側端子部１８への到達を等圧用環状部１９Aによって十分に防止することができる。すなわち、内側端子部１８の腐食を防止し、接触不良に起因する燃料電池システムの誤動作を防止することが可能となる。
【００５６】
また、図１及び図２に示すように、枠体６の側面６Ｑの一部には、端子用凸部６Ｅが枠体６の外周側に突き出て構成されている。外側端子部１６は、端子用凸部６Ｅの頂面から突き出て構成されている。外側端子部１６に外部回路２００が接続されて、個々のセル１０の発電状態を検知することが可能となる。
【００５７】
ここで、端子用凸部６Ｅは外側端子部１６における接触不良を防止する効果を有する。つまり、ＰＥＦＣ１００が断熱材（図示せず）によって覆われる場合、枠体６の側面６Ｑは断熱材によって覆われるので、側面６Ｑと断熱材との間の環境の湿度が高まり、側面６Ｑには水分が付着しやすくなる。しかし、外側端子部１６は端子用凸部６Ｅによって断熱材の外側に位置することができる。これによって、断熱材の内側において外側端子部１６が湿度の高い雰囲気に晒されることを防止することができるので、外側端子部１６における外部回路２００との接触不良をより確実に防止することができる。
【００５８】
次に、ＭＥＡ部材１の製造方法を説明する。
【００５９】
まず、ＭＥＡ５は、高分子電解質膜５Ａの中央部両面それぞれに触媒層５Ｂ及びガス拡散層５Ｃを一般的な方法により形成して作製する。例えば、以下のようにして作製する。
【００６０】
まず、触媒層５Ｂを以下のようにして形成する。ケッチェンブラックＥＣ（KETJENBLACK  INTERNATIONAL社製ファーネスブラック、比表面積８００ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６０ｍｌ／１００ｇ）に、白金を重量比１：１の割合で担持させる。次に、この触媒粉末１０ｇに、水３５ｇおよび水素イオン伝導性高分子電解質のアルコール分散液（旭硝子株式会社製、９％ＦＳＳ）５９ｇを混合し、超音波攪拌機を用いて分散させて、触媒層インクを作製する。そして、この触媒層インクを、高分子電解質膜５Ａの両主面に、20μｍの厚みにスプレー塗工し、その後１１５℃において２０分間の熱処理をして、触媒層５Ｂが形成される。なお、スプレー塗工に際しては、高分子電解質膜５Ａに１２０ｍｍ×１２０ｍｍの開口部をもつマスクを被せて行っている。ここで、高分子電解質膜５Ａには、外形寸法が１４０ｍｍ角、厚さ５０μｍのパーフルオロカーボンスルホン酸膜（DUPONT社製 Nafion117（登録商標））が用いられている。
【００６１】
次に、触媒層５Ｂに重ねるようにしてガス拡散層５Ｃを形成する。ガス拡散層５Ｃは微細な孔部を多数有する多孔質体によって構成されている。これによって、還元剤ガスあるいは酸化剤ガスが孔部に侵入することによって、それらガスが拡散して、触媒層５Ｂに到達しやすくなる。本実施の形態においては、123mm角の炭素繊維布（JAPAN  GORE-TEX社製Carbel  CL400、厚み400μｍ）を触媒層５Ｂが塗布されている高分子電解質膜５Ａの両主面に被せる。そして、この炭素繊維布を、圧力0.5MPa、135度、5分間の条件でホットプレスすることによって、高分子電解質膜５Ａ両主面の触媒層５Ｂ上に接合するようにしてガス拡散層５Ｃが形成される。
【００６２】
あるいは一般に販売されているＭＥＡを利用してもよい。
【００６３】
次に、ＭＥＡ５の周縁部５Ｄに枠体６を形成する。
【００６４】
図４は、図３の断面におけるＭＥＡ部材の各製造工程を概略的に示す製造工程図である。
【００６５】
まず、図４（ａ）に示すように、第１工程において、枠体６の片側部材６Ｃを成形する。第１金型Ｔ１と第２金型Ｔ２とが接合され、第１金型Ｔ１と第２金型Ｔ２との間隙に熱可塑性樹脂が射出等によって流し込まれ、片側部材６Ｃが成形される。
【００６６】
片側部材６Ｃの第２金型Ｔ２側の面には、枠体６の枠部を縁取るようにして平坦部６Ｃ１が環状に形成される。また、導電部材１７が配置される位置に凹部６Ｃ２が形成される。さらに、片側部材６Ｃの平面図は図示しないが、片側部材６Ｃの側面６Ｑの一部がさらに外周側に突き出て端子用凸部６Ｅが形成される。そして、凹部６Ｃ２は、導電部材１７の平面形状を縁取るような平面形状に形成されていて、枠体６の端子用凸部６Ｅの先端まで延びている。
【００６７】
片側部材６Ｃの第１金型Ｔ１側の面は、片側部材６Ｃのカソード側主面６Ｒを形成している。図示しないが、片側部材６Ｃには各マニホールド孔１２，１３，１４となる孔部が形成されている。そして、片側部材６Ｃの第１金型Ｔ１側の面には、一対の還元剤ガスマニホールド孔１２及び一対の水マニホールド孔１４をそれぞれ包囲するようにして、溝部６Ａが環状に形成されている。また、複数の環状の溝部６Ａは、枠体６の枠部を包囲するようにして連結して延びている。この溝部６Ａの延伸方向断面は深さ約0.5mm、幅約0.5mmである。この溝部６Ａによって、第１ガスケット７の差圧用環状部７Ａを枠体６のカソード側主面６Ｒにより強固に固定することができる。
【００６８】
なお、第１金型Ｔ１が溝部６Ａを省略して成形加工され、枠体６の成形加工完了後に切削加工によって溝部６Ａを形成することもできる。
【００６９】
また、枠体６がマニホールド孔１２，１３，１４を省略して成形加工され、枠体６の成形加工完了後に切削加工あるいは打ち抜き加工によってマニホールド孔１２，１３，１４を形成することもできる。
【００７０】
ここで、第１金型Ｔ１において、片側部材６Ｃの枠内に相当する部分には、ＭＥＡ５を平面状に収容して配置できるような平坦部Ｔ１Ａが形成されている。つまり、平坦部Ｔ１Ａは、ガス拡散層５Ｃの外縁よりも数ミリ程度延伸している広さで、底部は平坦部６Ｃ１よりもＭＥＡ５の触媒層５Ｂ及びガス拡散層５Ｃの厚さ程度掘り下げた位置に窪んで形成されている。
【００７１】
次に、図４（ｂ）に示すように、第２工程において、第１金型Ｔ１に片側部材６Ｃを載置したまま、第２金型Ｔ２を取り払う。そして、ＭＥＡ５を平坦部Ｔ１Ａに収容し、かつＭＥＡ５の周縁部５Ｄを片側部材６Ｃの平坦部６Ｃ１に配置するようにしてＭＥＡ５を第１金型Ｔ１に載置する。また、導電部材１７を片側部材６Ｃの凹部６Ｃ２に収容するようにして載置する。導電部材１７は長板状の金属である。導電部材１７は、片側部材６Ｃの枠内に向けて延びるように配設され、かつ、片側部材６Ｃの端子用凸部６Ｅから更に外側に突き出て配設される。導電部材１７は、端子用凸部６Ｅから突き出ている部分が外側端子部１６を構成する。
【００７２】
次に、図４（ｃ）に示すように、第３工程においては、第１金型Ｔ１に片側部材６Ｃ、導電部材１７及びＭＥＡ５を載置したまま、第１金型Ｔ１に第３金型Ｔ３が接合され、第１金型Ｔ１と第３金型Ｔ３との間隙に熱可塑性樹脂が射出等によって流し込まれ、枠体６が成形される。熱可塑性樹脂は片側部材６Ｃとの間にＭＥＡ５の周縁部５Ｄ及び導電部材１７を挟み込んで、枠体６を形成する。これによって、ＭＥＡ５は枠体６に保持される。
【００７３】
また、第３金型Ｔ３の凸部Ｔ３Ａが導電部材１７に当接するように突き出ている。これによって、枠体６に凹部６Ｆが形成され、凹部６Ｆの底面には導電部材１７の内側端子部１８が露出する。また、第３金型Ｔ３は第１金型Ｔ１と同様にして、外側端子部１６を残して端子用凸部６Ｅが導電部材１７を覆うように構成されている。したがって、導電部材１７は、端子用凸部６Ｅから延びる外側端子部１６及び内側端子部１８を除いて枠体６に埋設される。これによって、導電部材１７への水分の付着を防止することができ、導電部材１７の腐食を防止することができる。
【００７４】
枠体６の第３金型Ｔ３側の面は、枠体６のアノード側主面６Ｐを形成している。図２に示すように、枠体６には各マニホールド孔１２，１３，１４となる孔部が形成されている。そして、枠体６の第３金型Ｔ３側の面には、一対の酸化剤ガスマニホールド孔１３及び一対の水マニホールド孔１４をそれぞれ包囲するようにして、溝部６Ａが環状に形成されている。また、複数の環状の溝部６Ａは、枠体６の枠部を包囲するようにして連結して延びている。
【００７５】
また、凹部６Ｆの周囲の枠体６の第３金型Ｔ３側の面には、溝部６Ｂが環状に形成されている。この溝部６Ｂによって、第２ガスケット１９の等圧用環状部１９Ａを枠体６により強固に固定することができる。これら溝部６Ａ，６Ｂの延伸方向断面は深さ約0.5mm、幅約0.5mmである。この溝部６Ａ、６Ｂによって、第１ガスケット７及び第２ガスケット１９を枠体６のアノード側主面６Ｐにより強固に固定することができる。
【００７６】
次に、図４（ｄ）に示すように、第４工程において、枠体６に第１ガスケット７及び第２ガスケット１９を成形する。本実施形態では、枠体６から第１金型Ｔ１及び第３金型Ｔ３を取り払い、カソード側主面６Ｒ及びアノード側主面６Ｐにそれぞれ第４金型Ｔ４及び第５金型Ｔ５が接合され、第４金型Ｔ４と第５金型Ｔ５と枠体６との間隙に熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマーが射出等によって流し込まれ、カソード側主面６Ｒ及びアノード側主面６Ｐに第１ガスケット７及び第２ガスケット１９が成形される。第１ガスケット７の差圧用環状部７Ａはカソード側主面６Ｒ及びアノード側主面６Ｐの溝部６Ａを覆うようにして成形される。また、第２ガスケット１９の等圧用環状部１９Ａはアノード側主面６Ｐの溝部６Ｂを覆うようにして形成される。
【００７７】
ここで、差圧用環状部７Ａは等圧用環状部１９Ａに比べて大きく形成されている。これによって、セル１０組立状態において、等圧用環状部１９Ａの方が差圧用環状部７Ａよりも弱い圧力でアノードセパレータ板２に当接するように構成される。したがって、セル１０組立状態において、等圧用環状部１９Ａにおいて生ずる応力による差圧用環状部７Ａの押圧力の減少を防止することができる。つまり、差圧用環状部７Ａの封止性能の低下を防止することができる。これによって、ＭＥＡ５あるいはマニホールド孔１２，１３，１４からアノードセパレータ板２とＭＥＡ部材１との間隙への還元剤ガス、酸化剤ガス及び冷却水の漏出をより確実に防止することができる。
【００７８】
なお、第２ガスケット１９には第１ガスケット７よりも柔らかい樹脂材料を用いても良い。例えば、充填材を凹部６Ｆ周囲の枠体６に塗布して形成することもできる。
【００７９】
次に、図４（ｅ）に示すように、第５工程において、枠体６から第４金型Ｔ４及び第５金型Ｔ５を取り払い、ＭＥＡ部材１が完成する。導電部材１７において枠体６の凹部６Ｆの底面に露出する部分が、内側端子部１８を構成する。また、導電部材１７において枠体６の端子用凸部６Ｅの頂面から突き出ている部分が、外側端子部１６を構成する。
【００８０】
以上のように、本発明のＭＥＡ部材１の製造方法は、ＭＥＡ部材１は第２工程においてＭＥＡ５および導電部材１７を配置する以外は成形加工である。したがって、ＭＥＡ部材１は成形機内で製造され、第２工程では予め製作されたＭＥＡ５および導電部材１７を成形機内に搬入して配置するだけで製造することができるので、本発明のＭＥＡ部材１の製造方法は、大量生産に適している。
【００８１】
加えて、スライド金型または回転金型を用いることにより、一つの成形機内で第１工程乃至第３工程を連続して行うことが可能である。これによって、各工程間に要する作業時間がさらに簡素され、ＭＥＡ部材１の量産性をさらに向上させることができる。
【００８２】
ここで、本実施形態では、内側端子部１８の構成を変形して、アノードセパレータ板２の凸部２Ａと内側端子部１８とがより確実に接触するように構成することもできる。具体的には、変形例１に例示する。
【００８３】
［変形例１］
図５は、第１実施形態の変形例１のＭＥＡ部材の各製造工程を概略的に示す製造工程図である。本変形例は、内側端子部１８周囲の枠体６の構造を変形する変形例である。したがって、図５において図４と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００８４】
まず、図５（ａ）に示すように、第１工程において、片側部材６Ｃの凹部６Ｃ２の内側端子部１８に相当する位置とカソード側主面６Ｒとの間に孔部６Ｇが形成される。第１金型Ｔ１の凸部Ｔ１Ｂが第２金型Ｔ２に当接するように突き出ている。これによって、片側部材６Ｃに孔部６Ｇが形成される。
【００８５】
次に、図５（ｂ）に示すように、第２工程において導電部材１７が第１金型Ｔ１の凸部Ｔ１Ｂの頂面を覆って配設される。
【００８６】
そして、図５（ｄ）に示すように、第４工程において、熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマーが射出等によって流し込まれ、孔部６Ｇ内及びカソード側主面６Ｒから突き出るようにして弾性部材８が形成される。
【００８７】
このようにして製造されたＭＥＡ部材１は、内側端子部１８の背面に弾性部材８が構成されている。セル１０組立状態において、弾性部材８はカソードセパレータ板３に当接する。これによって、弾性部材８は内側端子部１８をアノードセパレータ板２側に押すので、アノードセパレータ板２の凸部２Ａと内側端子部１８とをより確実に接触させることができる。
【００８８】
また、本実施形態では内側端子部１８は凹部６Ｆの底面に形成され、アノードセパレータ板２の凸部２Ａが当接するように構成されている。ここで、内側端子１８の構成を変形してアノードセパレータ板２の凸部２Ａを省略して構成することもできる。具体的には、変形例２乃至３に例示する。
【００８９】
［変形例２］
図６は、第１実施形態の変形例２のＭＥＡ部材の各製造工程を概略的に示す製造工程図である。本変形例は、内側端子部１８に部材を追加する変形例である。したがって、図６において図４と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００９０】
本変形例の導電部材１７は、長板状の金属板の第１部材１７Ａ及びコイル状の金属部材である第２部材１７Ｂからなる。第２部材１７Ｂは、導電性を有する弾性材料であればよく、例えば、導電性を有する樹脂であっても良い。
【００９１】
第１部材１７Ａは、第１工程乃至第４工程において枠体６に埋設されて、その一部が外側端子部１６を構成する。
【００９２】
また、図６（ｅ）に示すように、第４工程後、枠体６の凹部６Ｆの底面に露出する第１部材１７Ａに第２部材１７Ｂが接合される。当該接合にはハンダ付け、銀ロウ止め等の導電性を損なわない接合方法が用いられる。
【００９３】
これによって、第２部材１７Ｂの頂面に内側端子部１８が構成される。内側端子部１８のアノード側主面６Ｐからの突出高さ１８Ｚは、等圧用環状部１９Ａのアノード側主面６Ｐからの突出高さ１９Ｚとほぼ同等、あるいは突出高さ１９Ｚよりも高い。したがって、アノードセパレータ板２の凸部２Ａを省略して、セル１０組立状態において、内側端子部１８をアノードセパレータ板３に当接させることができる。
【００９４】
［変形例３］
図７は、第１実施形態の変形例３のＭＥＡ部材の各製造工程を概略的に示す製造工程図である。本変形例は、導電部材１７の形状を変更する変形例である。したがって、図７において図４と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００９５】
まず、図７（ａ）に示すように、第１工程において、片側部材６Ｃの凹部６Ｃ２は、板状の導電部材１７の厚さと同等の深さを有して形成されている。また、片側部材６Ｃの凹部６Ｃ２は導電部材１７の平板部がほぼ固定される程度の大きさ及び形状に形成される。これによって、導電部材１７の位置ズレを防止することができる。
【００９６】
次ぎに、図７（ｂ）に示すように、第２工程において導電部材１７が凹部６Ｃ２に配設される。
【００９７】
ここで、導電部材１７は、内側端子部１８に相当する部位が屈曲して構成されている。
【００９８】
次ぎに、図７（ｃ）に示すように、第３工程において、第３金型Ｔ３は導電部材１７の内側端子部１８を収容するように構成されている。つまり、内側端子部１８を周囲から隔離するように環状凸部Ｔ３Ｂが形成されている。環状凸部Ｔ３Ｂの内部には内側端子部１８を収容する程度の深さ及び形状を有する凹部Ｔ３Ｂが形成されている。これによって、内側端子部１８周囲への射出成形材料の侵入を防止することができ、かつ、第３金型Ｔ３が内側端子部１８を変形させることなく、枠体６を形成させることができる。
【００９９】
次ぎに、図７（ｄ）に示すように、第４工程において、第５金型Ｔ５は、導電部材１７の内側端子部１８を収容するように構成されている。つまり、内側端子部１８を収容する程度の深さ及び形状を有する凹部Ｔ５Ａが形成されている。これによって、第５金型Ｔ５が内側端子部１８を変形させることなく、第１ガスケット７及び第２ガスケット１９を形成させることができる。
【０１００】
このようにして製造されたＭＥＡ部材１は、内側端子部１８の屈曲部頂上のアノード側主面６Ｐからの突出高さ１８Ｚは、等圧用環状部１９Ａのアノード側主面６Ｐからの突出高さ１９Ｚとほぼ同等、あるいは突出高さ１９Ｚよりも高い。したがって、アノードセパレータ板２の凸部２Ａを省略して、セル１０組立状態において、内側端子部１８をアノードセパレータ板３に当接させることができる。
【０１０１】
また、変形例２及び変形例３において、コイル状の第２部材１７Ｂ及び屈曲した導電部材１７の形状効果により、第２部材１７Ｂ及び導電部材１７は、内側端子部１８に弾性を生じさせることができるので、セル１０組立状態において、内側端子部１８はアノードセパレータ板３に押し当てられても柔軟に対応することができる。さらに、アノードセパレータ板２の凸部２Ａの加工を不要とし、追加の部材も要しないので、より低い製造コストで本発明を実現することができる。
【０１０２】
さらに、本実施形態では第１ガスケット７及び第２ガスケット１９はそれぞれ分離して構成されている。ここで、第１ガスケット及び第２ガスケットの構成を変形して両者を連結させて構成することもできる。具体的には、変形例４に例示する。
【０１０３】
［変形例４］
図８は、第１実施形態の変形例４のＭＥＡ部材のアノード側主面を模式的に示す平面図である。図９は、図９のIX−IX線におけるセルの積層断面構造を示す断面図である。説明の都合により一部を分解して示す。本変形例は、第２ガスケット１９の構成を追加する変形例である。したがって、図８及び図９において図２及び図３と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略し、相違点のみを説明する。
【０１０４】
図８に示すように、第２ガスケット１９は等圧用環状部１９Ａと連絡部１９Ｂとを有している。
【０１０５】
連絡部１９Ｂは等圧用環状部１９Ａから延びて、第１ガスケット７に繋がっている。これによって、第１ガスケット７及び第２ガスケット１９を連結させることができる。ここで、連絡部１９Ｂは、第１ガスケット７の差圧用環状部７Ａに繋がる必要性はなく、それ以外の部位に繋がっていても良い。
【０１０６】
図９に示すように、連絡部１９Ｂは等圧用環状部１９Ａ及び差圧用環状部７Ａのよりも低い高さである。連絡部１９Ｂの高さは、セル１０組立状態において、連絡部１９Ｂがアノードセパレータ板２に触れる程度以下であればよい。これによって、等圧用環状部１９ＡにＭＥＡ５あるいはマニホールド孔１２，１３，１４と外部との圧力差がかかることを防止することができる。これによって、図４（ｄ）の第４工程において、第１ガスケット７の射出成形及び第２ガスケット１９の射出成形を統合させることができるので、ＭＥＡ部材５の製造工程を簡素化することができる。
【０１０７】
すなわち、本発明における、「等圧用環状部１９Ａは差圧用環状部７Ｂから独立して」とは、等圧用環状部１９Ａと差圧用環状部７Ａとが離隔して構成されていることをいい、等圧用環状部１９Ａと差圧用環状部７Ａとの間に両者よりも低い高さの谷部が形成されていればよい。
【０１０８】
以上、本発明の実施形態及びその変形例を詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において当業者はいろいろな改良や代替手段を用いることができる。例えば、上記実施形態では、枠体６の一つの主面のうちアノード側主面６Ｐに内側端子部１８が構成されているが、カソード側主面６Ｒに内側端子部１８が構成されていてもよい。すなわち、内側端子部１８は、枠体６のいずれかの主面において第１ガスケット７より外縁側の位置に構成されていればよい。
【０１０９】
また、ＭＥＡ部材１の製造方法は、ＭＥＡ５の形成と、枠体６などの構成とを順序を入れ替えてもよい。つまり、高分子電解質膜５Ａが接合された枠体６を製造し、さらに枠体６に第１ガスケット７及び第２ガスケット１９を構成した後に、高分子電解質膜５Ａに触媒層５Ｂ及びガス拡散層５Ｃを形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明のＭＥＡ部材は、ＭＥＡあるいはマニホールド孔からの滲出水による内側端子部の腐食を十分に防止することができるＭＥＡ部材として有用である。また、本発明のＭＥＡ部材を備えたＰＥＦＣは、内側端子部の接触不良を防止できるので、ＰＥＦＣの保守の負担を軽減することができるＰＥＦＣとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１実施形態の第１実施形態のＰＥＦＣの要部の構造を示す部分分解斜視図である。
【図２】図１のＭＥＡ部材のアノード側主面を模式的に示す平面図である。
【図３】図１のIII−III線におけるセルの積層断面構造を示す断面図である。
【図４】図３の断面におけるＭＥＡ部材の各製造工程を概略的に示す製造工程図である。
【図５】第１実施形態の変形例１のＭＥＡ部材の各製造工程を概略的に示す製造工程図である。
【図６】第１実施形態の変形例２のＭＥＡ部材の各製造工程を概略的に示す製造工程図である。
【図７】第１実施形態の変形例３のＭＥＡ部材の各製造工程を概略的に示す製造工程図である。
【図８】第１実施形態の変形例４のＭＥＡ部材のアノード側主面を模式的に示す平面図である。
【図９】図９のIX−IX線におけるセルの積層断面構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  ＭＥＡ部材
２  アノードセパレータ板
２Ａ  凸部
３  カソードセパレータ板
４  ボルト孔
５  ＭＥＡ
５Ａ  高分子電解質膜
５Ｂ  触媒層
５Ｃ  ガス拡散層
５Ｄ  周縁部
６  枠体
６Ａ、６Ｂ  溝部
６Ｃ  片側部材
６Ｃ１  平坦部
６Ｃ２  凹部
６Ｅ  端子用凸部
６Ｆ  凹部
６Ｇ  孔部
６Ｐ  アノード側主面
６Ｑ  側面
６Ｒ  カソード側主面
７  第１ガスケット
７Ａ  差圧用環状部
８  弾性部材
９  シール部材
１０  セル
１１Ａ  外側接合部
１１Ｂ  内側接合部
１２、２２、３２  還元剤ガスマニホールド孔
１３、２３、３３  酸化剤ガスマニホールド孔
１４，２４，３４  水マニホールド孔
１６  外側端子部
１７  導電部材
１７Ａ  第１部材
１７Ｂ  第２部材
１８  内側端子部
１８Ｚ  突出高さ
１９  第２ガスケット
１９Ａ  等圧用環状部
１９Ｂ  連絡部
１９Ｚ  突出高さ
２１  還元剤ガス流路溝
５０  水流路溝
１００  高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ）
２００  外部回路
Ｔ１  第１金型
Ｔ１Ａ  平坦部
Ｔ１Ｂ  凸部
Ｔ２  第２金型
Ｔ３  第３金型
Ｔ３Ａ  凸部
Ｔ３Ｂ  環状凸部
Ｔ３Ｃ  凹部
Ｔ４  第４金型
Ｔ５  第５金型
Ｔ５Ａ  凹部
【図１】
2009117260.tif 000003
【図２】
2009117260.tif 000004
【図３】
2009117260.tif 000005
【図４】
2009117260.tif 000006
【図５】
2009117260.tif 000007
【図６】
2009117260.tif 000008
【図７】
2009117260.tif 000009
【図８】
2009117260.tif 000010
【図９】
2009117260.tif 000011