(57)【要約】【課題】燃料電池用セルにおいて、セパレータに用いられる導電体の使用量を低減し、製造コストを抑えることである。【解決手段】燃料電池の電極を形成する膜電極接合体１８と、膜電極接合体１８の両面に積層され、ガス流路を形成するエキスパンド成形体２０と、エキスパンド成形体２０に積層され、隣設するセル間のガスを分離するセパレータ２２とを備える。エキスパンド成形体２０は、セパレータ２２に沿って、セパレータと接触して電気的に接続する接触部２８を有し、セパレータ２２は、金属材料で形成されるセパレータ基板３２と、セパレータ基板表面に導電体で形成され、エキスパンド成形体２０の接触部２８と接触する導電層３４とを有し、導電層３４は、接触部２８と対応する部位に形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の電極を形成する膜電極接合体と、
膜電極接合体の両面に積層され、ガス流路を形成するガス流路形成基体と、
ガス流路形成基体に積層され、隣設するセル間のガスを分離するセパレータと、
を備え、
ガス流路形成基体は、
セパレータに沿って、セパレータと接触して電気的に接続する接触部を有し、
セパレータは、
金属材料で形成されるセパレータ基板と、
セパレータ基板表面に導電体で形成され、接触部と接触する導電層と、を有する、
燃料電池用セルであって、
導電層は、接触部と対応する部位に形成されることを特徴とする燃料電池用セル。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池用セルであって、
導電体は、金であることを特徴とする燃料電池用セル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池用セルであって、
セパレータ基板は、チタンまたはステンレス鋼で形成されることを特徴とする燃料電池用セル。
【請求項４】
燃料電池の電極を形成する膜電極接合体と、
膜電極接合体の両面に積層され、ガス流路を形成するガス流路形成基体と、
ガス流路形成基体に積層され、隣設するセル間のガスを分離するセパレータと、
を備える燃料電池用セルの製造方法であって、
ガス流路形成基体は、
セパレータに沿って、セパレータと接触して電気的に接続する接触部を有し、
セパレータの成形は、
金属材料でセパレータ基板を形成するセパレータ基板形成工程と、
接触部と接触する導電層を、セパレータ基板表面に導電体で形成する導電層形成工程と、
を有し、
導電層形成工程は、導電層を、接触部と対応する部位に形成することを特徴とする燃料電池用セルの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池用セルの製造方法であって、
導電体は、金であることを特徴とする燃料電池用セルの製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の燃料電池用セルの製造方法であって、
セパレータ基板は、チタンまたはステンレス鋼で形成されることを特徴とする燃料電池用セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セル及びその製造方法に係り、特に、燃料電池の電極を形成する膜電極接合体と、膜電極接合体の両面に積層され、ガス流路を形成するガス流路形成基体と、ガス流路形成基体に積層され、隣設するセル間のガスを分離するセパレータと、を備える燃料電池用セル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、高効率と優れた環境特性を有する電池として近年脚光を浴びている。燃料電池は、一般的に、燃料ガスである水素に、酸化剤ガスである空気中の酸素を電気化学反応させて、電気エネルギを作りだしている。そして、水素と酸素とが電気化学反応した結果、水が生成される。
【０００３】
燃料電池の種類には、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体電解質型、アルカリ型、固体高分子型等がある。この中でも、常温で起動しかつ起動時間が速い等の利点を有する固体高分子型の燃料電池が注目されている。このような固体高分子型の燃料電池は、移動体、例えば、車両等の動力源として用いられている。
【０００４】
固体高分子型の燃料電池は、複数の単セル、集電板、エンドプレート等を積層して組み立てられる。そして、燃料電池用セルは、電解質膜と、触媒層と、ガス拡散層と、セパレータとを含んで構成される。
【０００５】
特許文献１には、電極と金属セパレータとの間に繊維質材料からなるガス拡散層を挟持した構成の燃料電池において、金属セパレータ側には耐食導電材料からなるメッキ層を形成せずに、ガス拡散層側に金（Ａｕ）等の耐食導電材料からなる層を蒸着等により形成することが示されている。
【０００６】
特許文献２には、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）をプレス成形することにより内周面に多数個の凹凸からなる膨出成形部を形成し、膨出成形部の膨出先端側端面に金メッキ層を形成した燃料電池用セパレータを備える燃料電池が示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７８８９３号公報
【特許文献２】特開平１０−２２８９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、燃料電池用セルを製造する場合には、上述したように、金（Ａｕ）等の電気伝導性の高い導電体をガス拡散層またはセパレータの表面に被覆して、ガス拡散層とセパレータとの間の接触抵抗を低減させている。しかし、金（Ａｕ）等の導電体をガス拡散層に被覆する場合には、ガス拡散層は、一般的に、多孔質な繊維材料で成形されるため、金(Ａｕ)等がガス拡散層の内部に入り込み、セパレータと接触しない部位まで金（Ａｕ）等で被覆される可能性がある。また、金(Ａｕ)等の導電体をセパレータに被覆する場合においても、例えば、ガス拡散層との接触面以外の不要な部分にも金(Ａｕ)等が被覆される可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、セパレータに用いられる導電体の使用量をより低減し、製造コストを抑えた燃料電池用セル及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る燃料電池用セルは、燃料電池の電極を形成する膜電極接合体と、膜電極接合体の両面に積層され、ガス流路を形成するガス流路形成基体と、ガス流路形成基体に積層され、隣設するセル間のガスを分離するセパレータと、を備え、ガス流路形成基体は、セパレータに沿って、セパレータと接触して電気的に接続する接触部を有し、セパレータは、金属材料で形成されるセパレータ基板と、セパレータ基板表面に導電体で形成され、接触部と接触する導電層と、を有する、燃料電池用セルであって、導電層は、接触部と対応する部位に形成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る燃料電池用セルにおいて、導電体は、金であることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る燃料電池用セルにおいて、セパレータ基板は、チタンまたはステンレス鋼で形成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る燃料電池用セルの製造方法は、燃料電池の電極を形成する膜電極接合体と、膜電極接合体の両面に積層され、ガス流路を形成するガス流路形成基体と、ガス流路形成基体に積層され、隣設するセル間のガスを分離するセパレータと、を備える燃料電池用セルの製造方法であって、ガス流路形成基体は、セパレータに沿って、セパレータと接触して電気的に接続する接触部を有し、セパレータの成形は、金属材料でセパレータ基板を形成するセパレータ基板形成工程と、接触部と接触する導電層を、セパレータ基板表面に導電体で形成する導電層形成工程と、を有し、導電層形成工程は、接触部と対応する部位に導電層を形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る燃料電池用セルの製造方法において、導電体は、金であることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る燃料電池用セルの製造方法において、セパレータ基板は、チタンまたはステンレス鋼で形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように本発明に係る燃料電池用セル及びその製造方法によれば、セパレータに用いられる導電体の使用量をより低減し、製造コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。図１は、燃料電池用セル１０の断面を示す図である。燃料電池用セル１０は、電解質膜１２と、触媒層１４と、ガス拡散層１６とを一体化し、燃料電池の電極を形成する膜電極接合体１８(Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ)と、ガス流路を形成するガス流路形成基体であるエキスパンド成形体２０と、隣設するセル（図示せず）間の燃料ガスまたは酸化剤ガスを分離するセパレータ２２と、を含んで構成される。
【００１８】
電解質膜１２は、アノード極側で発生した水素イオンをカソード極側まで移動させる機能等を有している。電解質膜１２の材料には、化学的に安定であるフッ素系樹脂、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸のイオン交換膜が使用される。
【００１９】
触媒層１４は、アノード極側での水素の酸化反応や、カソード極側での酸素の還元反応を促進する機能を有している。そして、触媒層１４は、触媒と、触媒の担体とを含んで構成される。触媒は、反応させる電極面積をより大きくするため、一般的に粒子状にして、触媒の担体に付着させて使用される。触媒には、水素の酸化反応や酸素の還元反応について、より小さい活性化過電圧を有する白金族元素である白金等が使用される。触媒の担体としては、カーボン材料、例えば、カーボンブラック等が使用される。
【００２０】
ガス拡散層１６は、燃料ガスである、例えば、水素ガス等と、酸化剤ガスである、例えば、空気等とを触媒層１４に拡散させる機能や、電子を移動させる機能等を有している。そして、ガス拡散層１６には、導電性を有する材料であるカーボン繊維織布、カーボン紙等を使用することができる。
【００２１】
エキスパンド成形体２０は、膜電極接合体１８の両面に積層され、ガス流路を形成するガス流路形成基体としての機能を有している。図２は、エキスパンド成形体２０の構成を示す図であり、図２（Ａ）は、エキスパンド成形体２０の模式図であり、図２（Ｂ）は、Ａ−Ａ方向の断面図である。エキスパンド成形体２０は、図２（Ａ）に示すように、複数のストランド部２４と、複数のボンド部２６とを有しており、多数の開口からなるメッシュ構造を備えている。エキスパンド成形体２０に形成されたメッシュは、燃料ガスや酸化剤ガスのガス流路としての機能を有している。このように、エキスパンド成形体２０は、多数の開口を有するので、より多くの燃料ガス等が膜電極接合体１８と接触して反応し、燃料電池用セル１０の発電効率が高められる。エキスパンド成形体２０におけるストランド部２４の板厚（ｔ）、メッシュの短目方向中心間距離（ＳＷ）、メッシュの長目方向中心間距離（ＬＷ）、刻み幅（Ｗ）、エキスパンド成形体２０の厚み（Ｘ）は、各々所定の大きさで設けられる。
【００２２】
エキスパンド成形体２０は、膜電極接合体１８のガス拡散層１６と、セパレータ２２とに接触して積層され、膜電極接合体１８とセパレータ２２とに電気的に接続される。そして、エキスパンド成形体２０は、図２（Ｂ）に示すように、セパレータ２２に沿って、セパレータ２２と接触して電気的に接続する接触部２８を有している。接触部２８は、例えば、所定の間隔（Ｙ）で複数設けられる。ここで、接触部２８を設ける間隔（Ｙ）は、規則的、例えば、略一定の間隔とすることが好ましい。接触部２８を設ける間隔（Ｙ）は、例えば、６００μｍ〜８００μｍとすることができる。勿論、他の条件次第では、接触部２８を設ける間隔（Ｙ）は、各々異なる間隔としてもよく、略一定の間隔に限定されることはない。
【００２３】
エキスパンド成形体２０には、例えば、ＪＩＳ  Ｇ  ３３５１に示されるエキスパンドメタルや、ＪＩＳ  Ａ  ５５０５に示されるメタルラス等を用いることができる。そして、このようなエキスパンドメタルやメタルラスは、チタン、チタン合金やステンレス鋼等により成形される。ステンレス鋼には、オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼等を用いることができる。勿論、エキスパンド成形体２０には、エキスパンドメタルやメタルラス等に限定されることなく、パンチングメタル等の他の成形体を用いることができる。
【００２４】
セパレータ２２は、エキスパンド成形体２０に積層され、隣設するセル（図示せず）における燃料ガスと酸化剤ガスとを分離する機能を有している。また、セパレータ２２は、隣設するセル（図示せず）を電気的に接続する機能を有している。図３は、セパレータ２２の構成を示す図である。セパレータ２２は、金属材料で形成されるセパレータ基板３２と、セパレータ基板表面に導電体で形成され、エキスパンド成形体２０の接触部２８と接触する導電層３４とを有している。
【００２５】
セパレータ基板３２は、チタン（Ｔｉ）、チタン合金、またはステンレス鋼（ＳＵＳ）等で成形されることが好ましい。これらの金属材料は、機械的強度が高く、その表面に安定な酸化物（ＴｉＯ、Ｔｉ2Ｏ3，ＴｉＯ2、ＣｒＯ2、ＣｒＯ、Ｃｒ2Ｏ3等）からなる不働態膜等の不活性皮膜が形成されるため優れた耐食性を有するからである。ステンレス鋼には、オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼等を用いることができる。勿論、他の条件次第では、セパレータ基板３２を成形する金属材料は、チタンやステンレス鋼等に限定されることなく、他の金属材料を用いることができる。セパレータ基板３２には、例えば、チタンシートまたはステンレスシート等が用いられる。
【００２６】
導電層３４は、セパレータ基板３２の表面に導電体で形成される。導電層３４をセパレータ基板表面に形成することにより、エキスパンド成形体２０とセパレータ２２との間の接触抵抗を小さくすることができる。導電層３４は、金属材料で形成されることが好ましい。金属材料は導電体であり、セパレータ基板３２も金属材料で成形されるため、導電層３４をカーボン材料等の異種材料で形成する場合よりも、セパレータ基板３２と導電層３４との密着性が向上するからである。勿論、他の条件次第では、導電層３４には、有機系導電体等を用いることができる。
【００２７】
導電層３４は、導電体である金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）等の金属材料により形成されることがより好ましい。これらの金属材料は、電気伝導率が高いので、接触抵抗をより小さくすることができるからである。これらの金属材料の中でも、金（Ａｕ）は、耐食性に優れており、電気伝導率が大きいので、導電層３４を形成する金属材料として更に好ましい。また、導電層３４は、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等の合金で形成されてもよい。
【００２８】
導電層３４は、エキスパンド成形体２０の接触部２８と対応する部位に形成される。エキスパンド成形体２０の接触部２８が所定の間隔、例えば、８００μｍで設けられている場合には、導電層３４は、エキスパンド成形体２０が設けられる間隔と略同じ間隔である８００μｍで形成される。このように、エキスパンド成形体２０の接触部２８と対応する部位に導電層３４を形成することにより、セパレータ基板表面に形成される導電層３４の領域が低減されるので、導電体の使用量を抑えることができる。
【００２９】
導電層３４は、エキスパンド成形体２０の接触部２８と対応する部位のみに形成されることがより好ましい。エキスパンド成形体２０の接触部２８と対応する部位のみに導電層３４を形成することにより、導電体の使用量を更に抑制できる。ここで、導電層３４の幅を、例えば、０．０１μｍ〜５００μｍとすることができ、導電層３４の厚みを、例えば、０．１μｍ以上２０μｍ以下とすることができ、導電層３４を形成する間隔を、上述したように、エキスパンド成形体２０の接触部２８が設けられる間隔である６００μｍ〜８００μｍとすることができる。勿論、導電層３４の幅、導電層３４の厚み、及び導電層３４を形成する間隔は、上記範囲に限定されることはない。
【００３０】
次に、燃料電池用セル１０の製造方法について説明する。
【００３１】
膜電極接合体１８は、電解質膜１２の両面に触媒層１４を積層し、各々触媒層１４にガス拡散層１６を積層した後、例えば、ヒートプレス等で熱圧着することにより成形される。勿論、膜電極接合体１８の成形方法は、上記成形方法に限定されることはない。
【００３２】
エキスパンド成形体２０、例えば、エキスパンドメタルは、チタンシートやステンレスシート等を、切延加工等することにより成形される。エキスパンドメタルは、例えば、チタンシートまたはステンレスシート等に千鳥状に切れ目を入れると同時に、これを押し延ばして広げることにより網目（メッシュ）状に切延加工して、一体として成形される。また、エキスパンドメタルは、切延加工した後に、ストランド部２４やボンド部２６が略同一平面となるようにロール加工等されてもよい。勿論、エキスパンド成形体２０の成形方法は、上記成形方法に限定されることはない。
【００３３】
次に、セパレータ２２の成形方法について説明する。セパレータ２２の成形方法は、セパレータ基板形成工程と、前処理工程と、マスキング工程と、導電層形成工程と、マスキング除去工程と、熱処理工程と、を含んで構成される。
【００３４】
セパレータ基板形成工程は、チタンまたはステンレス鋼等の金属材料でセパレータ基板３２を形成する工程である。セパレータ基板３２の形成は、一般的な、切削加工等の機械加工またはプレス加工等の塑性加工により行うことができる。勿論、セパレータ基板３２の形成は、上記加工方法に限定されることはない。
【００３５】
前処理工程は、チタンまたはステンレス鋼等で形成されたセパレータ基板３２を脱脂処理または酸洗処理して前処理する工程である。セパレータ基板３２を脱脂することにより、セパレータ基板表面に付着した油等が除去される。脱脂処理は、アルカリ脱脂やアルカリ電解脱脂等で行うことができる。セパレータ基板３２は、脱脂後、金属基体表面に付着した酸化物等を除去するために酸洗処理される。酸洗処理は、例えば、硝酸とフッ化水素酸とを混合した硝ふっ酸液に、セパレータ基板３２を浸漬させて行われる。勿論、セパレータ基板３２の脱脂処理または酸洗処理は、上記処理方法に限定されることなく、他の処理方法で行ってもよい。
【００３６】
マスキング工程は、前処理されたセパレータ基板３２にマスキングする工程である。前処理されたセパレータ基板表面において、例えば、エキスパンド成形体２０の接触部２８と対応する部位以外をマスキングすることにより、接触部２８と対応する部位に導電層３４を形成することができる。マスキング材には、鉄合金等の金属材料や合成樹脂材料等を用いることができる。
【００３７】
導電層形成工程は、前処理されたセパレータ基板３２に、金（Ａｕ）等の導電体をコーティングして導電層を形成する工程である。金（Ａｕ）等のコーティングには、例えば、電解めっき法を用いることができる。電解めっき法には、一般的な、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）等の電解めっき法が用いられる。例えば、導電層３４として金（Ａｕ）をセパレータ基板表面に被覆する場合には、シアン化金カリウム等を含む金めっき浴を使用することができ、銀（Ａｇ）をセパレータ基板表面に被覆する場合には、シアン化銀等を含む銀めっき浴を使用することができる。また、導電層３４を形成する金（Ａｕ）粒子等の粒径は、電流密度、めっき処理時間、スズ（Ｓｎ），タンタル（Ｔａ），ニッケル（Ｎｉ），コバルト（Ｃｏ）系材料等の添加剤等で制御される。
【００３８】
また、導電層３４のコーティング手段には、上述した電解めっき法に限定されることなく、物理蒸着法（ＰＶＤ法）、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、塗布法、インクジェット法等の他のコーティング手段を用いてもよい。物理蒸着法（ＰＶＤ法）では、スパッタリング法、イオンプレーティング法等で金（Ａｕ）等をコーティングすることができる。塗布法では、金（Ａｕ）等の粒子を有機溶剤等のバインダー中に分散させてスラリーを作製し、金（Ａｕ）等の粒子が分散したスラリーを塗布してコーティングすることができる。また、インクジェット法の場合には、金（Ａｕ）等の粒子を分散させた超微粒子のメタルインクを用いることにより、セパレータ基板表面におけるエキスパンド成形体２０の接触部２８と対応する部位に直接コーティングすることができる。したがって、インクジェット法の場合には、セパレータ基板３２をマスキングしない場合でも、エキスパンド成形体２０の接触部２８と対応する部位に導電層３４を形成できる。
【００３９】
なお、エキスパンド成形体２０の接触部２８が、規則的、例えば、略一定の間隔で設けられている場合には、導電層３４も略一定の間隔で形成されるため、上記コーティングの作業性が良くなり生産性が向上する。
【００４０】
マスキング除去工程は、金（Ａｕ）等の導電体をコーティングした後、マスキングを除去する工程である。マスキングされた位置には金（Ａｕ）等がコーティングされないため、セパレータ基板表面におけるエキスパンド成形体２０の接触部２８と対応する部位に金（Ａｕ）等の導電層３４を形成することができる。
【００４１】
熱処理工程は、金（Ａｕ）等の導電層３４が形成されたセパレータ基板３２を熱処理する工程である。熱処理は、セパレータ基板３２と導電層３４との密着性をより向上させる場合に行われる。金（Ａｕ）等の導電層３４が形成されたセパレータ基板３２を、所定の温度で熱処理することにより、セパレータ基板３２の金属と金（Ａｕ）等とが相互拡散し、セパレータ基板３２と導電層３４との密着性が向上する。例えば、セパレータ基板３２がチタン（Ｔｉ）で形成される場合には、チタン（Ｔｉ）と金（Ａｕ）等とが相互拡散し、チタンで形成されたセパレータ基板３２と金（Ａｕ）等の導電層３４との密着性が向上する。
【００４２】
組立工程は、膜電極接合体１８と、エキスパンド成形体２０と、セパレータ２２とを積層して燃料電池用セル予備成形体を予備成形する工程である。膜電極接合体１８の両面にエキスパンド成形体２０を積層した後、エキスパンド成形体２０にセパレータ２２を積層する。ここで、セパレータ２２をエキスパンド成形体２０に積層する場合には、セパレータ基板表面に形成された導電層３４が、エキスパンド成形体２０の接触部２８と接触するようにして積層される。セパレータ２２をエキスパンド成形体２０に積層するときの位置決めは、例えば、エキスパンド成形体２０に突起を形成し、セパレータ２２に突起を嵌め込む嵌め込み溝を形成し、突起を嵌め込み溝に嵌め込んで位置出しすることができる。また、セパレータ２２に突起を形成し、エキスパンド成形体２０に嵌め込み溝を形成してもよい。勿論、セパレータ２２とエキスパンド成形体２０との位置決めは、上記方法に限定されることはない。そして、膜電極接合体１８と、エキスパンド成形体２０と、セパレータ２２とを積層して組み立てられた燃料電池用セル予備成形体の外周を接着剤で接着等することにより、燃料電池用セル１０が製造される。
【００４３】
以上、上記構成によれば、エキスパンド成形体の接触部と対応する部位にセパレータの導電層を形成するため、セパレータに用いられる導電体の使用量を低減し、燃料電池用セルの製造コストを抑制することができる。
【００４４】
上記構成によれば、エキスパンド成形体の接触部を規則的、例えば、略一定の間隔で設けることにより、セパレータにおける導電層の形成が容易となり、燃料電池用セルの生産性が向上する。
【実施例１】
【００４５】
２種類の燃料電池用セルを製造し、燃料電池用セルの製造コストを評価した。
【００４６】
まず、実施例１における燃料電池用セルの製造方法について説明する。図４は、実施例１における燃料電池用セル４０の断面を示す図である。実施例１における燃料電池用セル４０は、上述した図１に示す燃料電池用セル１０と同様の製造方法で製造した。膜電極接合体１８には、電解質膜１２にフッ素樹脂、触媒層１４に白金を担持したカーボンブラック、ガス拡散層１６にカーボン繊維を使用し、これらを積層した後、ホットプレスで熱圧着したものを用いた。エキスパンド成形体２０には、ステンレス鋼で成形したエキスパンドメタルを使用した。そして、エキスパンドメタルの接触部２８が設けられる間隔を８００μｍとした。
【００４７】
図５は、実施例１の燃料電池用セル４０に用いたセパレータ５０を示す図である。セパレータ５０には、チタン基板５２の表面に、導電層３４として金（Ａｕ）層５４を形成したものを用いた。金（Ａｕ）層５４の幅は１０μｍとし、金（Ａｕ）層５４の間隔は、エキスパンドメタルの接触部２８が設けられる間隔である８００μｍとした。また、金（Ａｕ）層５４は、電解メッキ法により形成した。この結果、チタン基板表面に形成された金（Ａｕ）層５４の合計面積は、チタン基板表面における全面積の５０％以下であった。そして、上記における膜電極接合体１８と、エキスパンド成形体２０と、セパレータ５０とを積層し、組み立てて、実施例１における燃料電池用セル４０を製造した。
【００４８】
次に、比較例１における燃料電池用セルの製造方法について説明する。図６は、比較例１における燃料電池用セル６０の断面を示す図である。膜電極接合体１８とエキスパンド成形体２０とは、実施例１の燃料電池用セル４０と同様ものを使用した。
【００４９】
図７は、比較例１の燃料電池用セル６０に用いたセパレータ７０を示す図である。セパレータ７０には、チタン基板５２の略全表面に、金（Ａｕ）層７２を被覆したものを用いた。この結果、チタン基板表面に被覆された金（Ａｕ）層７２の合計面積は、チタン基板表面における全面積の８０％以上であった。そして、上記における膜電極接合体１８と、エキスパンド成形体２０と、セパレータ７０とを積層し、組み立てて、比較例１における燃料電池用セル６０を製造した。
【００５０】
図８は、実施例１及び比較例１の燃料電池用セル４０、６０において、セパレータ５０、７０における導電層形成に用いた金（Ａｕ）の使用量を示すグラフである。図８において、横軸に燃料電池用セル４０、６０の種類を取り、縦軸にセパレータ５０、７０における導電層形成に用いた金（Ａｕ）の使用量を取り、各々燃料電池用セル４０、６０における金（Ａｕ）の使用量を棒グラフで示した。なお、金（Ａｕ）の使用量は、実施例１の燃料電池用セル４０で使用した金（Ａｕ）の使用量を１として相対値で示した。図８に示すように、実施例１の燃料電池用セル４０では、比較例１の燃料電池用セル６０よりも、チタン基板表面に金（Ａｕ）層５４を形成する部位が減ったため、導電層形成に用いた金（Ａｕ）の使用量が低減した。
【００５１】
図９は、実施例１及び比較例１の燃料電池用セル４０、６０において、セパレータ５０、７０に金（Ａｕ）層５４、７２を形成するためのコストを示すグラフである。図９において、横軸に燃料電池用セル４０、６０の種類を取り、縦軸に金（Ａｕ）層５４、７２を形成するためのコストを取り、各々燃料電池用セル４０、６０におけるコストを棒グラフで示した。なお、金（Ａｕ）層５４、７２を形成するためのコストは、実施例１の燃料電池用セル４０に使用した金（Ａｕ）のコストを１として相対値で示した。図９に示すように、実施例１の燃料電池用セル４０では、比較例１の燃料電池用セル６０よりも、チタン基板５２表面に金（Ａｕ）層５４を形成する金（Ａｕ）の使用量が減ったため、金（Ａｕ）層５４を形成するためのコストが低減した。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態において、燃料電池用セルの断面を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態において、エキスパンド成形体の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態において、セパレータの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態において、実施例１の燃料電池用セルの断面を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において、実施例１の燃料電池用セルに用いたセパレータを示す図である。
【図６】比較例１における燃料電池用セルの断面を示す図である。
【図７】比較例１の燃料電池用セルに用いたセパレータを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態において、セパレータにおける導電層形成に用いた金（Ａｕ）の使用量を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態において、セパレータに金（Ａｕ）層を形成するためのコストを示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１０，４０，６０  燃料電池用セル、１２  電解質膜、１４  触媒層、１６  ガス拡散層、１８  膜電極接合体、２０  エキスパンド成形体、２２，５０，７０  セパレータ、２４  ストランド部、２６  ボンド部、２８  接触部、３２  セパレータ基板、３４  導電層、５２  チタン基板、５４、７２  金（Ａｕ）層。
【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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【図９】
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