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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023008362
(43)【公開日】2023-01-19
(54)【発明の名称】燃料電池用セパレータ部材及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 8/0267 20160101AFI20230112BHJP
H01M 8/0228 20160101ALI20230112BHJP
H01M 8/0286 20160101ALI20230112BHJP
H01M 8/0284 20160101ALI20230112BHJP
H01M 8/10 20160101ALN20230112BHJP
【ＦＩ】
H01M8/0267
H01M8/0228
H01M8/0286
H01M8/0284
H01M8/10 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021111880
(22)【出願日】2021-07-06
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100131495
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 健児
(72)【発明者】
【氏名】吉村 光生
(72)【発明者】
【氏名】吉本 規寿
(72)【発明者】
【氏名】大谷 聡司
(72)【発明者】
【氏名】武田 憲有
【テーマコード（参考）】
5H126
【Ｆターム（参考）】
5H126AA11
5H126AA12
5H126AA13
5H126BB06
5H126DD04
5H126EE11
5H126FF07
5H126GG19
5H126HH01
5H126HH02
(57)【要約】
【課題】本開示は、ゴム系接着剤とセパレータ部材の間に生じる隙間によるシール性の低下を抑制できる燃料電池用セパレータ部材を提供する。
【解決手段】本開示における燃料電池用セパレータ部材の製造方法は、第一のセパレータに、冷却媒体経路を囲む凹部を形成し、凹部の内側に設けられ冷却面から突出し、冷却媒体経路を囲む２つの接着壁を形成する凹部形成工程と、２つの接着壁の間に冷却面から突出する高さまでゴム系接着剤 を注入する接着剤注入工程と、第二のセパレータとゴム系接着剤とが接し、かつ第一のセパレータと第二のセパレータが当接しない距離まで押し当てた状態で所定の温度まで昇温し、ゴム系接着剤を加熱硬化させる接着工程と、接着壁を第二のセパレータで押圧し接着壁を変形または破壊し冷却面を介して第一のセパレータと第二のセパレータを当接させる当接工程とを備える。
【選択図】図８Ｄ
【解決手段】本開示における燃料電池用セパレータ部材の製造方法は、第一のセパレータに、冷却媒体経路を囲む凹部を形成し、凹部の内側に設けられ冷却面から突出し、冷却媒体経路を囲む２つの接着壁を形成する凹部形成工程と、２つの接着壁の間に冷却面から突出する高さまでゴム系接着剤 を注入する接着剤注入工程と、第二のセパレータとゴム系接着剤とが接し、かつ第一のセパレータと第二のセパレータが当接しない距離まで押し当てた状態で所定の温度まで昇温し、ゴム系接着剤を加熱硬化させる接着工程と、接着壁を第二のセパレータで押圧し接着壁を変形または破壊し冷却面を介して第一のセパレータと第二のセパレータを当接させる当接工程とを備える。
【選択図】図８Ｄ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷却媒体を流通させる冷却媒体経路が冷却面に設けられた第一のセパレータと、第二のセパレータを接着して構成する燃料電池用セパレータ部材の製造方法であって、
前記第一のセパレータに、前記冷却媒体経路を囲む凹部を形成し、
前記第一のセパレータの前記凹部の内側、または前記第二のセパレータの前記第一のセパレータと当接時に前記第一のセパレータの前記凹部と対向する位置に、前記冷却面から突出し、前記冷却媒体経路を囲む２つの接着壁を形成する凹部形成工程と、
前記２つの接着壁の間に前記冷却面から突出する高さまでゴム系接着剤を注入する接着剤注入工程と、
前記第一のセパレータ及び前記第二のセパレータと前記ゴム系接着剤とが接し、かつ前記第一のセパレータと前記第二のセパレータが当接しない距離まで押し当てた状態で所定の温度まで昇温し、前記ゴム系接着剤を加熱硬化させる接着工程と、
前記接着壁を前記第一のセパレータまたは前記第二のセパレータで押圧し前記接着壁を変形または破壊し前記冷却面を介して前記第一のセパレータと前記第二のセパレータを当接させる当接工程とを備える、
燃料電池用セパレータ部材の製造方法。
前記第一のセパレータに、前記冷却媒体経路を囲む凹部を形成し、
前記第一のセパレータの前記凹部の内側、または前記第二のセパレータの前記第一のセパレータと当接時に前記第一のセパレータの前記凹部と対向する位置に、前記冷却面から突出し、前記冷却媒体経路を囲む２つの接着壁を形成する凹部形成工程と、
前記２つの接着壁の間に前記冷却面から突出する高さまでゴム系接着剤を注入する接着剤注入工程と、
前記第一のセパレータ及び前記第二のセパレータと前記ゴム系接着剤とが接し、かつ前記第一のセパレータと前記第二のセパレータが当接しない距離まで押し当てた状態で所定の温度まで昇温し、前記ゴム系接着剤を加熱硬化させる接着工程と、
前記接着壁を前記第一のセパレータまたは前記第二のセパレータで押圧し前記接着壁を変形または破壊し前記冷却面を介して前記第一のセパレータと前記第二のセパレータを当接させる当接工程とを備える、
燃料電池用セパレータ部材の製造方法。
【請求項2】
前記凹部形成工程において、更に前記第二のセパレータの、前記第一のセパレータの前記凹部と対向する位置に、前記当接工程において前記冷却媒体経路を囲む凹部を形成し、前記接着壁を、前記第一のセパレータの前記凹部の底面から前記冷却面までの高さと前記第二のセパレータの前記凹部の底面から前記冷却面までの高さとの合計値以上の高さとなるように形成し、
前記接着剤注入工程において、前記ゴム系接着剤を、前記第一のセパレータの前記凹部の底面から前記冷却面までの高さと前記第二のセパレータの前記凹部の底面から前記冷却面までの高さとの合計値以上の高さとなるように注入し、
前記当接工程において前記接着壁は前記第二のセパレータの前記凹部内で押圧される、
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ部材の製造方法。
前記接着剤注入工程において、前記ゴム系接着剤を、前記第一のセパレータの前記凹部の底面から前記冷却面までの高さと前記第二のセパレータの前記凹部の底面から前記冷却面までの高さとの合計値以上の高さとなるように注入し、
前記当接工程において前記接着壁は前記第二のセパレータの前記凹部内で押圧される、
請求項１に記載の燃料電池用セパレータ部材の製造方法。
【請求項3】
前記接着壁は、前記冷却面に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に形態が変化することを特徴とする、請求項１または２に記載の燃料電池用セパレータ部材の製造方法。
【請求項4】
前記接着壁は、前記冷却面に対して垂直方向に所定の力が加わると塑性変形することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池用セパレータ部材の製造方法。
【請求項5】
前記接着壁は、前記冷却面に対して垂直方向に所定の力が加わると弾性変形することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池用セパレータ部材の製造方法。
【請求項6】
第一の冷却面を備えた第一のセパレータと、
第二の冷却面を備え、前記第一のセパレータの前記第一の冷却面と当接する第二のセパレータと、
前記第一のセパレータの第一の冷却面または前記第二のセパレータの第二の冷却面の少なくともどちらか一方に設けられ、冷却媒体が流通する冷却媒体経路と、
前記第一のセパレータの前記第一の冷却面に設けられ、前記第一のセパレータと前記第二のセパレータとを当接した時に前記冷却媒体経路を囲む凹部と、
前記凹部の底面または前記底面と対向する前記第二のセパレータの面である対向部に備えられ、高さが前記凹部によって形成される空間の高さ以下である、前記冷却媒体経路を囲む２つの接着壁と、
前記２つの接着壁の間に設けられ、前記第一のセパレータと前記第二のセパレータとに接着するゴム系接着剤と、を備える燃料電池用セパレータ部材。
第二の冷却面を備え、前記第一のセパレータの前記第一の冷却面と当接する第二のセパレータと、
前記第一のセパレータの第一の冷却面または前記第二のセパレータの第二の冷却面の少なくともどちらか一方に設けられ、冷却媒体が流通する冷却媒体経路と、
前記第一のセパレータの前記第一の冷却面に設けられ、前記第一のセパレータと前記第二のセパレータとを当接した時に前記冷却媒体経路を囲む凹部と、
前記凹部の底面または前記底面と対向する前記第二のセパレータの面である対向部に備えられ、高さが前記凹部によって形成される空間の高さ以下である、前記冷却媒体経路を囲む２つの接着壁と、
前記２つの接着壁の間に設けられ、前記第一のセパレータと前記第二のセパレータとに接着するゴム系接着剤と、を備える燃料電池用セパレータ部材。
【請求項7】
前記ゴム系接着剤は、熱硬化性エラストマーを主材とすることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池用セパレータ部材。
【請求項8】
前記ゴム系接着剤は、フッ素系ゴムを主材とすることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池用セパレータ部材。
【請求項9】
前記接着壁は、前記第一のセパレータまたは第二のセパレータと同じ材料である、請求項６に記載の燃料電池用セパレータ部材。
【請求項10】
前記接着壁は、硬化後の前記ゴム系接着剤と同じ材料である、請求項６に記載の燃料電池用セパレータ部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、燃料電池用セパレータ部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、燃料電池用構成部材間のシール構造を開示する。シール対象の一方の構成部材（以下セパレータ部材と記載）は、ガスケット装填用第一溝と、該第一溝の両側に沿って形成された第二溝と、低反力のガスケットと、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第４８９６５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、ゴム系接着剤とセパレータ部材の間に生じる隙間によるシール性の低下を抑制できる燃料電池用セパレータ部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示における燃料電池用セパレータ部材の製造方法は、冷却媒体を流通させる冷却媒体経路が冷却面に設けられた第一のセパレータと、第二のセパレータを接着して構成する燃料電池用セパレータ部材の製造方法であって、凹部形成工程と、接着剤注入工程と、接着工程と、当接工程とを備える。
【0006】
凹部形成工程とは、第一のセパレータに、冷却媒体経路を囲む凹部を形成する工程である。
【0007】
接着剤注入工程とは、第一のセパレータの凹部の内側、または第二のセパレータの第一のセパレータと当接時に第一のセパレータの凹部と対向する位置に設けられ冷却面から突出し、冷却媒体経路を囲む２つの接着壁を形成し、２つの接着壁の間に冷却面から突出する高さまでゴム系接着剤を注入する工程である。
【0008】
接着工程とは、第一のセパレータ及び第二のセパレータとゴム系接着剤とが接し、かつ第一のセパレータと第二のセパレータが当接しない距離まで押し当てた状態で所定の温度まで昇温し、ゴム系接着剤を加熱硬化させる工程である。
【0009】
当接工程とは、接着壁を第一のセパレータまたは第二のセパレータで押圧し接着壁を変形または破壊し冷却面を介して第一のセパレータと第二のセパレータを当接させる工程である。
【発明の効果】
【0010】
本開示における燃料電池用セパレータ部材の製造方法は、第一のセパレータと第二のセパレータの冷却面同士が当接しない状態で、ゴム系接着剤が第一のセパレータと第二のセパレータとが確実に接触した状態で加熱硬化され接着される。また、第一のセパレータと第二のセパレータの冷却面同士を当接させようとすると、接着壁が変形または破壊され、ゴム系接着剤が圧縮され、反力が発生する。
【0011】
これにより、セパレータと接着剤との界面にある微小な空間がつぶされ、ゴム系接着剤とセパレータ部材の間に生じる隙間によるシール性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１における燃料電池スタックの構成を示す外観斜視図
【図5】実施の形態１におけるアノードセパレータを冷却媒体経路側から見た平面模式図
【図7】実施の形態１におけるカソードセパレータを冷却媒体経路側から見た平面模式図
【図10】実施の形態２におけるカソードセパレータを冷却媒体経路から見た平面模式図
【図13】実施の形態３におけるアノードセパレータを冷却媒体経路側から見た平面模式図
【発明を実施するための形態】
【0013】
（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、一対のセパレータの冷却面同士を当接させて冷却面同士の間に冷却媒体を流通させる冷却媒体経路を構成する燃料電池用セパレータ部材であって、一対のセパレータの冷却面同士を当接させ冷却媒体経路の外周側に設けた凹部にゴム系接着剤を充填して硬化させ冷却媒体をシールする技術があった。
発明者らが本開示に想到するに至った当時、一対のセパレータの冷却面同士を当接させて冷却面同士の間に冷却媒体を流通させる冷却媒体経路を構成する燃料電池用セパレータ部材であって、一対のセパレータの冷却面同士を当接させ冷却媒体経路の外周側に設けた凹部にゴム系接着剤を充填して硬化させ冷却媒体をシールする技術があった。
【0014】
この技術は、一方のセパレータの凹部に低反力のゴム系接着剤を低粘度の未硬化の状態で一方のセパレータ部材の表面位置を超える盛り上がり状態で充填し解放状態で硬化させた後、他方のセパレータ部材をこの一方のセパレータ部材に合体させて締結一体とし、この締結時にガスケットの盛り上がり部分が圧縮して、一対のセパレータ冷却面同士を面接状態にして燃料電池用セパレータ部材間をシールするものであった。
【0015】
しかしながら、燃料電池の発電を阻害する有機物などの溶出成分が少なく、長期耐久性に優れたフッ素ゴムを主成分としたゴム系接着剤を適用しようとした場合、凹部に未硬化の状態で一方のセパレータ部材の表面位置を超える盛り上がり状態で充填し、解放状態で硬化（架橋）させるために、温度を上昇させると、ゴム系接着剤の粘度は低下する。
【0016】
このため、ゴム系接着剤はセパレータ部の表面位置を超える盛り上がり状態を維持できず、未硬化の状態のゴム系接着剤は凹部の外に流出する。その後、温度を上昇させた状態に維持することで、ゴム系接着剤に含まれる溶剤が揮散し、凹部内のゴム系接着剤の体積は減少する。
【0017】
この状態でゴム系接着を硬化させるとゴム系接着剤の高さが一方のセパレータ部材の表面位置より低くなり、一対のセパレータ部材の冷却面同士を面接状態にしてもゴム系接着剤とセパレータの間に隙間が生じ、シールできないという課題があった。
【0018】
そうした状況下において、発明者らは、ゴム系接着剤は、ゴム弾性を有するので、燃料電池の起動停止時の温度変化による寸法変化に対して追従するといった優れた機能があることと、圧縮すると反力が発生し、この反力を利用するとゴム系接着剤とセパレータとの間の界面に生じる隙間をふさぐこと、さらにセパレータからゴム系接着剤が剥離しようとする力が加わらないことに着想した。
【0019】
そして、発明者らは、ゴム系接着剤に圧縮力を生じさせるためには、冷却媒体経路の外周側に設けた凹部に充填したゴム系接着剤を、セパレータ部材の表面位置を超える盛り上がり状態で硬化させる手法が有効であることを発見し、本開示の主題を構成するに至った。
【0020】
そこで、本開示は、一対のセパレータの冷却媒体経路の外周側に設けた凹部に、冷却面から突出し、冷却媒体経路を囲む２つの接着壁を設け、セパレータの冷却面同士を当接させる際に、接着壁を変形または破壊させる燃料電池用セパレータ部材の製造方法と、その製造方法により製造される、ゴム系接着剤とセパレータ部材の間に生じる隙間によるシール性の低下を抑制できる燃料電池用セパレータ部材とを提供する。
【0021】
以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
【0022】
なお、添付図面及び以下の説明は、当事者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
（実施の形態１）
以下、図１～９Ｃを用いて、実施の形態１を説明する。
（実施の形態１）
以下、図１～９Ｃを用いて、実施の形態１を説明する。
【0023】
［１－１．構成］
図１において、燃料電池スタック９０は、セルを積層したスタック部９１を集電板４０、４１で挟み、さらに、その外側にエンドプレート７０、７７を配置し、ボルト８０でエンドプレート間を締結し圧力を加えている。
図１において、燃料電池スタック９０は、セルを積層したスタック部９１を集電板４０、４１で挟み、さらに、その外側にエンドプレート７０、７７を配置し、ボルト８０でエンドプレート間を締結し圧力を加えている。
【0024】
エンドプレート７０の上面からは、燃料ガスとして水素を導入および排出するための、燃料ガス導入口７１、燃料ガス排出口７２、酸化剤ガスとして空気を導入および排出するための、酸化剤ガス導入口７３、酸化剤ガス排出口７４、冷却媒体としてイオン交換水を導入および排出する為の冷却媒体導入口７５、冷却媒体排出口７６を備える。
【0025】
図２において、スタック部９１は、複数のセル１００を積み重ねて形成され、その両端に集電板４０，４１、その外側に絶縁板４２、４３、さらに、その外側にエンドプレート７０、７７が配置されている。セル１００は、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２とで構成される燃料電池用セパレータ部材１０を用いて、電極－膜－枠接合体１８を挟持することで構成される。
【0026】
アノードセパレータ１、カソードセパレータ２は、適度な機械的強度と導電性を有する。具体的には、黒鉛粉末と熱硬化性樹脂の混練物を加熱成型して形成された部材を用いる。
【0027】
図３において、電極－膜－枠接合体１８は、電解質膜－電極接合体３５と、ガス拡散層３４と、枠体３０とで、構成される。
【0028】
電解質膜－電極接合体３５は、電解質膜３１と、電解質膜３１の一方の主面に配置されたアノード３２と、電解質膜３１の他方の主面に配置されたカソード３３と、を備える。
【0029】
ガス拡散層３４は、電解質膜－電極接合体３５のアノード３２とカソード３３とに積層配置される。
【0030】
ゴム系接着剤９は、耐久性に優れ、機械的強度と柔軟性を有する合成樹脂である。具体的には、フッ素ゴムを主材としたものを用いる。
【0031】
電解質膜３１は、水素イオン伝導性を有する高分子電解質膜であって、具体的には、パーフルオロカーボンスルホン酸からなるフッ素系高分子電解質膜（米国ＤｕＰｏｎｔ社製のＮａｆｉｏｎ（登録商標））を用いる。
【0032】
また、アノード３２は、水素の酸化反応に対する触媒を含む層である。また、カソード３３は、酸素の還元反応に対する触媒を含む層である。具体的には、白金系金属触媒を坦持したカーボン粉末とプロトン導電性を有する高分子材料を主成分とした多孔質部材を用いる。
【0033】
ガス拡散層３４は、導電性と撥水性を有する多孔質の部材である。本実施の形態では、カーボンペーパーを用いて作製された多孔質構造を有する導電性基材に、フッ素樹脂を代表とする撥水性高分子樹脂である、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を分散させて構成された部材を用いる。
【0034】
枠体３０は、電解質膜－電極接合体３５の外周部分で露出する電解質膜３１を覆うように電解質膜－電極接合体３５を支持する。枠体３０は、適度な機械的強度と耐熱性、優れた耐薬品性を有する樹脂部材である。具体的には、変性ポリフェニレンエーテルで形成された部材を用いる。
【0035】
図４において、アノードセパレータ１は、図３に示す電極－膜－枠接合体１８のアノード３２側のガス拡散層３４と対向する一方の主面に、燃料ガスとしての水素が流れる燃料ガス経路３が形成され、他方の主面（冷却面６）に、冷却媒体としてのイオン交換水が流れる冷却媒体経路５と、冷却媒体経路５の外周部に所定の幅と深さを有する凹部７が形成されている。
【0036】
冷却面６は、冷却媒体が外部に漏れないようにするためのゴム系接着剤を配置する面である。
【0037】
凹部７の内側には、冷却面６から突出し、冷却媒体経路５を囲む２つの接着壁８が形成される。これにより接着壁８の間に冷却面６よりも高い位置までゴム系接着剤９が注入される。
【0038】
接着壁８の高さは、ゴム系接着剤９が硬化した後も冷却面６よりも高い位置を保つことができる高さに設定される。また、接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に変形する形状および材質、またはどちらか１方の特徴を持つように構成されている。
【0039】
具体的には、凹部７の幅を５ｍｍ、深さを０．４ｍｍとし、２つの接着壁８は、アノードセパレータ１と同じ材質とし、幅０．３ｍｍ、高さ０．６ｍｍの略矩形断面とし、凹部７の両側面からそれぞれ０．７ｍｍ離れた位置に設置し、２つの接着壁８の間は３ｍｍとした。
【0040】
図５において、アノードセパレータ１は、さらに酸化剤ガス供給孔１１、酸化剤ガス排出孔１２、燃料ガス供給孔１３、燃料ガス排出孔１４、冷却媒体供給孔１５、冷却媒体排出孔１６を備える。凹部７は、冷却媒体の外部への漏れ防止以外に、燃料ガスおよび酸化剤ガスの外部への漏れ防止、冷却媒体と燃料ガスとの間および冷却媒体と酸化剤ガスとの間を遮断するように配置されている。
【0041】
図６において、カソードセパレータ２は、図３に示す電極－膜－枠接合体１８のカソード３３側のガス拡散層３４と対向する一方の主面に、酸化剤ガスとしての空気が流れる酸化剤ガス経路４が形成され、他方の主面（冷却面６）は平面であり、アノードセパレータ１と当接時にアノードセパレータ１の凹部と対向する部分である対向部１７を備える。
【0042】
図７において、カソードセパレータ２は、酸化剤ガス供給孔１１、酸化剤ガス排出孔１２、燃料ガス供給孔１３、燃料ガス排出孔１４、冷却媒体供給孔１５、冷却媒体排出孔１６を有しており、図５のアノードセパレータ１の酸化剤ガス供給孔１１、酸化剤ガス排出孔１２、燃料ガス供給孔１３、燃料ガス排出孔１４、冷却媒体供給孔１５、冷却媒体排出孔１６の位置に対応している。すなわち、後述の接着工程で図５のアノードセパレータ１と図７のカソードセパレータ２は図中の同じ番号同士が向かい合うように重ね合わされる。
【0043】
図８Ａは、凹部形成工程後を示す図であり、アノードセパレータ１が凹部７を上にして所定の位置に配置され、接着壁８を形成した状態である。
【0044】
図８Ｂは、接着剤注入工程後を示す図であり、アノードセパレータ１の２つの接着壁８の間にゴム系接着剤９が接着壁８の高さまで注入された状態である。
【0045】
図８Ｃは、接着工程後を示す図であり、アノードセパレータ１の接着壁８とゴム系接着剤９がカソードセパレータ２の冷却面６の対向部１７とが接触し、アノードセパレータ１の冷却面６とカソードセパレータ２の冷却面６との間には隙間がある状態である。具体的には、０．２ｍｍの隙間がある。
【0046】
図８Ｄは、当接工程後を示す図であり、燃料電池用セパレータ部材１０を示す。
【0047】
燃料電池用セパレータ部材１０は、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２の冷却面６同士が当接された状態で、接着壁８は破壊されアノードセパレータ１の凹部７とカソードセパレータ２の対向部１７で形成される空間内に収まり、ゴム系接着剤９は圧縮されている。
【0048】
［１－２．製造方法］
以上のように構成された燃料電池用セパレータ部材１０の製造方法について、図８Ａ～８Ｄに基づいて、以下に説明する。
以上のように構成された燃料電池用セパレータ部材１０の製造方法について、図８Ａ～８Ｄに基づいて、以下に説明する。
【0049】
燃料電池用セパレータ部材１０の製造方法は、凹部形成工程、接着剤注入工程、接着工程、当接工程のステップを備える。
【0050】
まず、図８Ａに示す凹部形成工程では、アノードセパレータ１を準備し、凹部７を形成する冷却面６が重力方向に対して上を向いた状態で、固定治具（図示せず）に固定する。
【0051】
アノードセパレータ１を固定治具に位置決めする方法は、限定しないが、アノードセパレータ１の外形の２辺を規制する方法や、酸化剤ガス供給孔１１、酸化剤ガス排出孔１２、燃料ガス供給孔１３、燃料ガス排出孔１４、冷却媒体供給孔１５、冷却媒体排出孔１６のいずれかを通す例えばピンを用いて規制する方法などを用いてもよい。これにより、常にアノードセパレータ１を固定治具の同じ位置に固定することができる。
【0052】
続いて、成型加工または切削加工を用いてアノードセパレータ１の冷却面６に凹部７及び凹部に沿って冷却媒体経路５を囲むように接着壁８を形成する。
【0053】
次に、図８Ｂに示す接着剤注入工程では、低粘度で未硬化状態のゴム系接着剤９をロボット等に取り付けられたディスペンサー（図示せず）により、固定されたアノードセパレータ１の２つの接着壁８の間に注入する。この時、ゴム系接着剤９が表面張力で盛り上がっていても、接着壁８の外にあふれてもよい。これにより、２つの接着壁８の間に沿ってロボットを動かしながらディスペンサーを用いて接着壁８の高さまで注入される。
【0054】
次に、図８Ｃに示す接着工程では、カソードセパレータ２を準備し、ゴム系接着剤９が注入されたアノードセパレータ１の上に、カソードセパレータ２の冷却面６を重力方向に対して下向きにして対向部１７をゴム系接着剤９と接触させ、かつアノードセパレータ１とカソードセパレータ２の冷却面６同士が当接しない距離まで押し当てた状態で、熱プレス装置（図示せず）にて所定の温度まで昇温し、加熱硬化させる。
【0055】
この時のアノードセパレータ１とカソードセパレータ２の冷却面６同士の距離は、０．２ｍｍとした。加熱温度は、１５０℃～１７０℃の範囲で、３０分維持した。
【0056】
これにより、ゴム系接着剤９はアノードセパレータ１の凹部７とカソードセパレータ２の対向部１７とで構成された閉空間で硬化接着される。このとき硬化したゴム系接着剤９とカソードセパレータ２の対向部１７との間には、ゴム系接着剤９の硬化時特有の体積収縮によりわずかな隙間が生じたが、ゴム系接着剤９のアノードセパレータ１の凹部７の底面からの高さは凹部７の全周にわたりアノードセパレータ１の凹部７の底面から冷却面６までの高さよりも高くなった。これにより、体積収縮によるわずかな隙間はできるものの、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２との間はゴム系接着剤９により接着される。
【0057】
次に、図８Ｄに示す当接工程では、接着壁８をカソードセパレータ２の対向部１７で押圧し、接着壁８を変形または破壊し、冷却面６を介してアノードセパレータ１とカソードセパレータ２を当接させる。これにより、ゴム系接着剤９が圧縮され、反力が発生する。また、接着壁８がアノードセパレータ１とカソードセパレータ２との間で突っ張らないので局所応力が発生しない。
【0058】
［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、燃料電池用セパレータ部材１０の製造方法は、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２の冷却面６同士が当接しない状態で、ゴム系接着剤９がアノードセパレータ１とカソードセパレータ２とが確実に接触した状態で加熱硬化され接着される。また、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２の冷却面６同士を当接させようとすると、接着壁８が変形または破壊され、ゴム系接着剤９が圧縮され、反力が発生する。
以上のように、本実施の形態において、燃料電池用セパレータ部材１０の製造方法は、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２の冷却面６同士が当接しない状態で、ゴム系接着剤９がアノードセパレータ１とカソードセパレータ２とが確実に接触した状態で加熱硬化され接着される。また、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２の冷却面６同士を当接させようとすると、接着壁８が変形または破壊され、ゴム系接着剤９が圧縮され、反力が発生する。
【0059】
これにより、カソードセパレータ２の対向部１７とゴム系接着剤９との界面にある微小な空間がつぶされ、ゴム系接着剤９と燃料電池用セパレータ部材１０の間に生じる隙間によるシール性の低下を抑制できる。
【0060】
本実施の形態において、アノードセパレータ１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に形態が変化する形状のものを用いてもよい。
【0061】
これにより、接着壁８が、より小さな力で容易に形態が変化する。そのため、アノードセパレータ１および、カソードセパレータ２が、接着壁８を介して局所荷重により破損することがなく、ゴム系接着剤９を圧縮することができる。
【0062】
具体的な例として、本実施の形態では、接着壁８は、アノードセパレータ１と同じ材質で、幅０．３ｍｍ、高さ０．６ｍｍの略矩形断面とする形状を用いた。これにより、ゴム系接着剤９を圧縮するとゴム系接着剤９の幅が広がるため、接着壁８にかかる応力の方向が限定され折れやすい。
【0063】
ただし、この値及び形状は一例であり、製造装置や接着壁８の材料等に応じて変更してもよい。
【0064】
また、本実施の形態において、アノードセパレータ１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に塑性変形する材料のものを用いてもよい。
【0065】
これにより、接着壁８に力を加えても反力が発生しない。そのため、ゴム系接着剤９を圧縮する以外に余計な力を必要としない。
【0066】
具体的な例として、コーキング材はシリコーン系（オルガノポリシロキサン）、変成シリコーン系（シリル基を末端に持つポリエーテル）、ポリウレタン系等から選択でき、ここでは、変成シリコーン系コーキング材を用いた接着壁８を設けた。
【0067】
これにより、接着壁８は、ディスペンサーを用いて設置しても形状が維持され、ゴム系接着剤９を注入した程度では接着壁８が壊れることはない。また接着壁８に冷却面６に対して垂直方向に所定の力を加えると容易に変形するが、反力は発生しない。そのため、ゴム系接着剤９を圧縮する以外に余計な力を必要としない。
【0068】
また、本実施の形態において、アノードセパレータ１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると弾性変形する材料のものを用いてもよい。
【0069】
これにより、接着壁８が凹部７内で弾性変形し、カソードセパレータ２の対向部１７に密着する。そのため、注入したゴム系接着剤９が接着壁８の外にこぼれたりせず、確実にゴム系接着剤９とカソードセパレータ２とを接触させた状態で接着され、シールとしても機能するので燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0070】
具体的な例として、フッ素系ゴムが挙げられる。フッ素系ゴムにより耐薬品性や耐機械的特性の観点から耐久性が向上するので、燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0071】
また、圧縮して使用することでゴム系接着剤９が弾性変形し、反力が発生する。そのため、ゴム系接着剤９とアノードセパレータ１との間および、ゴム系接着剤９とカソードセパレータ２との間を引きはがそうとする力が加わらない。また、ゴム系接着剤９が圧縮されることで反力が発生し、カソードセパレータ２との間の隙間がより小さくなる。
【0072】
また、本実施の形態において、接着壁８にアノードセパレータ１と同じ材料を用いた場合、不純物溶出を抑制できるとともに、凹部形成工程の前段階である、アノードセパレータ１を製造する圧縮成形工程で接着壁８が形成できるという効果も得られる。
【0073】
そのため、不純物による燃料電池スタック９０の発電性能の低下を抑制できるので燃料電池スタック９０の耐久性が向上するとともに、低コストで製造できる。
【0074】
また、本実施の形態において、接着壁８は、硬化後のゴム系接着剤９と同じ材料とすることもできる。
【0075】
これにより、接着壁８が凹部内で弾性変形しアノードセパレータ１とカソードセパレータ２とに密着するとともに、不純物溶出を抑制できる。そのため、不純物による燃料電池スタック９０の発電性能の低下が抑制でき、シールとしても機能するので、さらに燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0076】
また、本実施の形態において、ゴム系接着剤９は、フッ素系ゴムを主材として用いた。
【0077】
これにより、ゴム系接着剤９は、耐薬品性や耐機械的特性の観点から耐久性が向上する。また、ゴム系接着剤９は、硬化後圧縮して使用することで弾性変形し、反力の発生を長期間維持することができる。そのため、長期間にわたりゴム系接着剤９とアノードセパレータ１との間および、ゴム系接着剤９とカソードセパレータ２との間を引きはがそうとする力が加わらない。また、ゴム系接着剤９が圧縮されることで反力が生じ、カソードセパレータ２との間の隙間がより小さくなり、燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0078】
また本実施の形態では、アノードセパレータ１に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を形成したが、アノードセパレータの冷却面６に凹部７と接着壁８を、カソードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５を形成してもよい。図９Ａで示すように、冷却面６に凹部７と接着壁８を形成されたアノードセパレータをアノードセパレータ１ａ、冷却面６に冷却媒体経路５を形成されたカソードセパレータをカソードセパレータ２ａとする。
【0079】
その場合、［１－２．製造方法］の接着工程において、図９Ａに示すように、アノードセパレータ１ａは凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、カソードセパレータ２ａは冷却媒体経路５が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0080】
また、アノードセパレータ１の冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を、カソードセパレータ２の冷却面６に冷却媒体経路５を形成してもよい。図９Ｂで示すように、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を形成されたアノードセパレータは本実施の形態よりアノードセパレータ１で表され、冷却面６に冷却媒体経路５を形成されたカソードセパレータはカソードセパレータ２ａで表される。
【0081】
その場合、［１－２．製造方法］の接着工程において、アノードセパレータ１は冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、カソードセパレータ２ａは冷却媒体経路５が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0082】
このとき、アノードセパレータ１の冷却媒体経路５とカソードセパレータ２ａの冷却媒体経路５とは、図９Ｂのように、必ずしも当接工程時に対向する位置関係になくてもよいが、当接工程時に対向する位置関係にある方が、同じ経路でアノードセパレータ１とカソードセパレータ２ａを同様に冷却することができる。
【0083】
また、アノードセパレータ１の代わりにカソードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を形成したものを用い、カソードセパレータ２の代わりにアノードセパレータの冷却面６を平面としたものを用いてもよい。図９Ｃで示すように、冷却面６が平面であるアノードセパレータをアノードセパレータ１ｂ、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を形成されたカソードセパレータをカソードセパレータ２ｂとする。
【0084】
その場合、［１－２．製造方法］の接着工程において、図９Ｃに示すように、カソードセパレータ２ｂは冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ１ｂは冷却面６が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0085】
またこの場合、接着壁８は、カソードセパレータと同じ材質でもよい。これにより、不純物溶出を抑制できるとともに、凹部形成工程の前段階である、カソードセパレータ２ｂを製造する圧縮成形工程で接着壁８が形成できるという効果も得られる。
【0086】
また図示していないが、アノードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５を、カソードセパレータの冷却面６に凹部７と接着壁８を形成したものを用いてもよい。ここで冷却面６に冷却媒体経路５を形成されたアノードセパレータをアノードセパレータ１ｃ、冷却面６に凹部７と接着壁８を形成されたカソードセパレータをカソードセパレータ２ｃとする。
【0087】
その場合、［１－２．製造方法］の接着工程において、カソードセパレータ２ｃがアノードセパレータ１ｃの重力方向で下側に配置され、カソードセパレータ２ｃは凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ１ｃは冷却媒体経路５が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0088】
また図示していないが、アノードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５を、カソードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を形成したものを用いてもよい。このとき、冷却面６に冷却媒体経路５を形成されたアノードセパレータは本実施の形態よりアノードセパレータ１ｃで表され、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を形成されたカソードセパレータは本実施の形態よりカソードセパレータ２ｂで表される。
【0089】
その場合、［１－２．製造方法］の接着工程において、カソードセパレータ２ｂがアノードセパレータ１ｃの重力方向で下側に配置され、カソードセパレータ２ｂは冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ１ｃは冷却媒体経路５が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0090】
このとき、アノードセパレータ１ｃの冷却媒体経路５とカソードセパレータ２ｂの冷却媒体経路５とは、必ずしも当接工程時に対向する位置関係になくてもよいが、当接工程時に対向する位置関係にある方が、同じ経路を冷却媒体が通ることになるので、アノードセパレータ１ｃとカソードセパレータ２ｂを同様に冷却することができる。
（実施の形態２）
以下、図１０～１２Ｃを用いて、実施の形態２を説明する。
（実施の形態２）
以下、図１０～１２Ｃを用いて、実施の形態２を説明する。
【0091】
以下では、本実施の形態に係る燃料電池について、実施の形態１で説明した事項については適宜説明を省略し、実施の形態１に係る燃料電池との相違点を主に説明する。
【0092】
なお、実施の形態１に示した燃料電池が備える構成要素と実質的に同じ構成要素については、その構成要素と同じ符号を付与して、その説明を省略または簡略化する。
［２－１．構成］
本実施の形態は、実施の形態１と比較し、凹部７を備えないカソードセパレータ２の代わりに凹部７を備えたカソードセパレータ２０２を備える点で相違し、その他の構成要素については実施の形態１と同様である。
［２－１．構成］
本実施の形態は、実施の形態１と比較し、凹部７を備えないカソードセパレータ２の代わりに凹部７を備えたカソードセパレータ２０２を備える点で相違し、その他の構成要素については実施の形態１と同様である。
【0093】
カソードセパレータ２０２は、適度な機械的強度と導電性を有する。具体的には、黒鉛粉末と熱硬化性樹脂の混練物を加熱成型して形成された部材を用いる。
【0094】
図示していないが、カソードセパレータ２０２は、電極－膜－枠接合体１８のカソード３３側のガス拡散層３４と対向する一方の主面に、酸化剤ガスとしての空気が流れる酸化剤ガス経路４が形成され、他方の主面（冷却面６）に凹部７が形成されている。
【0095】
カソードセパレータ２０２の凹部７は、カソードセパレータ２０２の、接着工程時にアノードセパレータ１の凹部７と対向する位置、すなわち実施の形態１でのカソードセパレータ２における対向部１７に、アノードセパレータ１と接着工程時にアノードセパレータ１の冷却媒体経路５を囲むように形成され、所定の幅と深さを有する。
【0096】
図１０で、カソードセパレータ２０２は、図７におけるカソードセパレータ２と同様に、酸化剤ガス供給孔１１、酸化剤ガス排出孔１２、燃料ガス供給孔１３、燃料ガス排出孔１４、冷却媒体供給孔１５、冷却媒体排出孔１６を有している。凹部７は、冷却媒体の外部への漏れ防止以外に、燃料ガスおよび酸化剤ガスの外部への漏れ防止、冷却媒体と燃料ガスとの間および冷却媒体と酸化剤ガスとの間を遮断するように配置されている。
【0097】
アノードセパレータ１の凹部７の内側には、冷却面６から突出し、冷却媒体経路５を囲む２つの接着壁８が形成される。これにより接着壁８の間に冷却面６よりも高い位置までゴム系接着剤９が注入される。
【0098】
接着壁８の高さは、注入されたゴム系接着剤９の高さが、アノードセパレータ１の凹部７の底面から冷却面６までの高さとカソードセパレータ２０２の凹部７の底面から冷却面６までの高さの合計値より高くなるように設定される。すなわち接着壁８の高さは、接着工程時にアノードセパレータ１の凹部７とカソードセパレータ２０２の凹部７とで形成される空間の高さより高くなるように形成されている。
また、接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に変形する形状および材質、またはどちらか１方の特徴を持つように構成されている。
また、接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に変形する形状および材質、またはどちらか１方の特徴を持つように構成されている。
【0099】
具体的には、アノードセパレータ１及びカソードセパレータ２０２の凹部７の幅を５ｍｍ、深さを０．４ｍｍとし、２つの接着壁８は、アノードセパレータ１と同じ材質とし、幅０．３ｍｍ、高さ１．０ｍｍの略矩形断面とし、アノードセパレータ１の凹部７の両側面からそれぞれ０．７ｍｍ離れた位置に設置し、２つの接着壁８の間は３ｍｍとした。
【0100】
図１１Ａは、凹部形成工程後を示す図であり、アノードセパレータ１が凹部７を上にして所定の位置に配置された状態である。
【0101】
図１１Ｂは、接着剤注入工程後を示す図であり、アノードセパレータ１の２つの接着壁８の間にゴム系接着剤９が接着壁８の高さまで注入された状態である。
【0102】
図１１Ｃは、接着工程後を示す図であり、アノードセパレータ１の接着壁８とゴム系接着剤９がカソードセパレータ２０２の凹部７の底面とが接触し、アノードセパレータ１の冷却面６とカソードセパレータ２０２の冷却面６との間には隙間がある状態である。具体的には、０．２ｍｍの隙間がある。
【0103】
図１１Ｄは、当接工程後を示す図であり、燃料電池用セパレータ部材２１０の製造方法により製造された燃料電池用セパレータ部材２１０を示す。
【0104】
燃料電池用セパレータ部材２１０は、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士が当接された状態で、接着壁８は破壊されアノードセパレータ１の凹部７とカソードセパレータ２０２の凹部７で形成される空間内に収まり、ゴム系接着剤９は圧縮されている。
【0105】
［２－２．製造方法］
以上のように構成された燃料電池用セパレータ部材２１０の製造方法について、図１１Ａ～１１Ｄに基づいて、以下に説明する。
以上のように構成された燃料電池用セパレータ部材２１０の製造方法について、図１１Ａ～１１Ｄに基づいて、以下に説明する。
【0106】
燃料電池用セパレータ部材２１０の製造方法は、凹部形成工程、接着剤注入工程、接着工程、当接工程のステップを備える。
【0107】
まず、図１１Ａに示す凹部形成工程では、アノードセパレータ１を準備し、凹部７が重力方向に対して上を向いた状態で、固定治具に固定する（図示せず）。
【0108】
アノードセパレータ１を固定治具に位置決めする方法は、限定しないが、アノードセパレータ１の外形の２辺を規制する方法や、酸化剤ガス供給孔１１、酸化剤ガス排出孔１２、燃料ガス供給孔１３、燃料ガス排出孔１４、冷却媒体供給孔１５、冷却媒体排出孔１６のいずれかを通す例えばピンを用いて規制する方法などを用いてもよい。これにより、常にアノードセパレータ１を固定治具の同じ位置に固定することができる。
【0109】
続いて、成型加工または切削加工を用いてアノードセパレータ１の冷却面６に凹部７および、凹部に沿って冷却媒体経路５を囲むように接着壁８を形成する。また同様にカソードセパレータ２０２の冷却面６にも凹部７を形成する（図示せず）。
【0110】
次に、図１１Ｂに示す接着剤注入工程は、低粘度で未硬化状態のゴム系接着剤９をロボット等に取り付けられたディスペンサー（図示せず）により、固定されたアノードセパレータ１の２つの接着壁８の間に注入する。この時、ゴム系接着剤９が表面張力で盛り上がっていても、接着壁８の外にあふれてもよい。これにより、２つの接着壁８の間に沿ってロボットを動かしながらディスペンサーを用いて接着壁８の高さまで注入される。
【0111】
次に、図１１Ｃで示す接着工程は、カソードセパレータ２０２を準備し、ゴム系接着剤９が注入されたアノードセパレータ１の上に、カソードセパレータ２０２の凹部７を重力方向に対して下向きにしてカソードセパレータ２０２の凹部７の底面をゴム系接着剤９と接触させ、かつアノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士が当接しない距離まで押し当てた状態で、熱プレス装置（図示せず）にて所定の温度まで昇温し、加熱硬化させる。
【0112】
この時のアノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士の距離は、０．２ｍｍとした。加熱温度は、１５０℃～１７０℃の範囲で、３０分維持した。
【0113】
これにより、ゴム系接着剤９はアノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２とで構成された閉空間で硬化接着される。このとき硬化したゴム系接着剤９とカソードセパレータ２０２の凹部７との間には、ゴム系接着剤９の硬化時特有の体積収縮によりわずかな隙間が生じており、ゴム系接着剤９のアノードセパレータ１の凹部７の底面からの高さは、凹部７の全周にわたり、アノードセパレータ１の凹部７の底面から冷却面６までの高さとカソードセパレータ２０２の凹部７の底面から冷却面６までの高さとの合計値よりも大きい値となっている。これにより、体積収縮によるわずかな隙間はできるものの、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２との間はアノードセパレータ１の凹部７とカソードセパレータ２０２の凹部７との間でゴム系接着剤９により接着される。
【0114】
次に、図１１Ｄに示す当接工程は、接着壁８をカソードセパレータ２０２で押圧し、接着壁８を変形または破壊し、冷却面６を介してアノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２を当接させる。これにより、ゴム系接着剤９を圧縮され、反力が発生する。また、接着壁８がアノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２との間で突っ張らないので局所応力が発生しない。
［２－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、燃料電池用セパレータ部材２１０の製造方法は、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士が当接しない状態で、ゴム系接着剤９がアノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２とが確実に接触した状態で加熱硬化され接着される。また、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士を当接させようとすると、接着壁８が変形または破壊され、ゴム系接着剤９が圧縮され、反力が発生する。
［２－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、燃料電池用セパレータ部材２１０の製造方法は、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士が当接しない状態で、ゴム系接着剤９がアノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２とが確実に接触した状態で加熱硬化され接着される。また、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士を当接させようとすると、接着壁８が変形または破壊され、ゴム系接着剤９が圧縮され、反力が発生する。
【0115】
これにより、カソードセパレータ２０２の凹部７とゴム系接着剤９との界面にある微小な空間がつぶされ、ゴム系接着剤９と燃料電池用セパレータ部材２１０の間に生じる隙間によるシール性の低下を抑制できる。
【0116】
本実施の形態において、アノードセパレータ１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に形態が変化する形状のものを用いてもよい。
【0117】
これにより、接着壁８が、より小さな力で容易に形態が変化する。そのため、アノードセパレータ１および、カソードセパレータ２０２が、接着壁８を介して局所荷重により破損することがなく、ゴム系接着剤９を圧縮することができる。具体的な例として、本実施の形態では、接着壁８は、アノードセパレータ１と同じ材質で、幅０．３ｍｍ、高さ１．０ｍｍの略矩形断面とする形状を用いた。これにより、ゴム系接着剤９を圧縮するとゴム系接着剤９の幅が広がるため、接着壁８にかかる応力の方向が限定され折れやすい。
【0118】
ただし、この値及び形状は一例であり、製造装置や接着壁８の材料等に応じて変更してもよい。
【0119】
また、本実施の形態において、アノードセパレータ１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に塑性変形する材料のものを用いてもよい。
【0120】
これにより、接着壁８に力を加えても反力が発生しない。そのため、ゴム系接着剤９を圧縮する以外に余計な力を必要としない。
【0121】
具体的な例として、コーキング材はシリコーン系（オルガノポリシロキサン）、変成シリコーン系（シリル基を末端に持つポリエーテル）、ポリウレタン系等から選択でき、ここでは、変成シリコーン系コーキング材を用いた接着壁８を設けた。
【0122】
これにより、接着壁８は、ディスペンサーを用いて設置しても形状が維持され、ゴム系接着剤９を注入した程度では接着壁８が壊れることはない。また接着壁８に冷却面６に対して垂直方向に所定の力を加えると容易に変形するが、反力は発生しない。そのため、ゴム系接着剤９を圧縮する以外に余計な力を必要としない。
【0123】
また、本実施の形態において、アノードセパレータ１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると弾性変形する材料のものを用いてもよい。
【0124】
これにより、接着壁８がアノードセパレータ１の凹部７とカソードセパレータ２０２の凹部７とで形成される空間内で弾性変形し、カソードセパレータ２０２の凹部７に密着する。そのため、注入したゴム系接着剤９が接着壁８の外にこぼれたりせず、確実にゴム系接着剤９とカソードセパレータ２０２とを接触させた状態で接着され、シールとしても機能するので燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0125】
具体的な例として、フッ素系ゴムが挙げられる。フッ素系ゴムは耐薬品性や耐機械的特性の観点から耐久性が向上するので、燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0126】
これにより、圧縮して使用することでゴム系接着剤９が弾性変形し、反力が発生する。そのため、ゴム系接着剤９とアノードセパレータ１との間および、ゴム系接着剤９とカソードセパレータ２０２との間を引きはがそうとする力が加わらない。また、ゴム系接着剤９が圧縮することで、隙間がより小さくなる。
【0127】
また、本実施の形態において、接着壁８にアノードセパレータ１と同じ材料を用いた場合、不純物溶出を抑制できるとともに、アノードセパレータ１を製造する圧縮成形工程で接着壁８が形成できるという効果も得られる。
【0128】
そのため、不純物による燃料電池スタック９０の発電性能の低下を抑制できるので燃料電池スタック９０の耐久性が向上するとともに、低コストで製造できる。
【0129】
また、本実施の形態において、接着壁８は、硬化後のゴム系接着剤９と同じ材料とすることもできる。
【0130】
これにより、接着壁８が凹部内で弾性変形しアノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２とに密着するとともに、不純物溶出を抑制できる。そのため、不純物による燃料電池スタック９０の発電性能の低下が抑制でき、シールとしても機能するので、さらに燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0131】
また本実施の形態では、アノードセパレータ１に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を、カソードセパレータ２０２に凹部７を形成したが、アノードセパレータに凹部７と接着壁８を、カソードセパレータに冷却媒体経路５と凹部７を形成してもよい。このとき、図１２Ａで示すように、冷却面６に凹部７と接着壁８が形成されたアノードセパレータは実施の形態１よりアノードセパレータ１ａで表され、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７が形成されたカソードセパレータはカソードセパレータ２０２ａとする。
【0132】
その場合、［２－２．製造方法］の接着工程において、図１２Ａに示すように、アノードセパレータ１ａは凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、カソードセパレータ２０２ａは冷却媒体経路５と凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0133】
また、アノードセパレータに冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を、カソードセパレータに冷却媒体経路５と凹部７を形成してもよい。このとき、図１２Ｂで示すように、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が形成されたアノードセパレータは実施の形態１よりアノードセパレータ１で表され、本実施の形態より冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７が形成されたカソードセパレータはカソードセパレータ２０２ａで表される。
【0134】
その場合、［２－２．製造方法］の接着工程において、図１２Ｂで示すように、アノードセパレータ１は冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、カソードセパレータ２０２ａは冷却媒体経路５と凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0135】
このとき、アノードセパレータ１の冷却媒体経路５とカソードセパレータ２０２ａの冷却媒体経路５とは、図１２Ｂのように、必ずしも当接工程時に対向する位置関係になくてもよいが、当接工程時に対向する位置関係にある方が、同じ経路を冷却媒体が通ることになるので、アノードセパレータ１とカソードセパレータ２０２ａを同様に冷却することができる。
【0136】
また、アノードセパレータ１の代わりにカソードセパレータに冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を形成したものを、カソードセパレータ２０２の代わりにアノードセパレータに凹部７を形成したものを用いてもよい。このとき、図１２Ｃで示すように、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が形成されたカソードセパレータは実施の形態１よりカソードセパレータ２ｂで表され、冷却面６に凹部７が形成されたアノードセパレータをアノードセパレータ２０１ｂとする。
【0137】
その場合、［２－２．製造方法］の接着工程において、図１２Ｃに示すように、カソードセパレータ２ｂは冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ２０１ｂは凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0138】
また図示していないが、アノードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７を、カソードセパレータ２０２の冷却面６に凹部７と接着壁８を形成してもよい。このとき、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７が形成されたアノードセパレータをアノードセパレータ２０１ｃとし、冷却面６に凹部７と接着壁８が形成されたカソードセパレータは実施の形態１よりカソードセパレータ２ｃで表される。
【0139】
その場合、［２－２．製造方法］の接着工程において、カソードセパレータ２ｃがアノードセパレータ２０１ｃの重力方向で下側に配置され、カソードセパレータ２ｃは凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ２０１ｃは冷却媒体経路５と凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0140】
また図示していないが、アノードセパレータに冷却媒体経路５と凹部７を、カソードセパレータに冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８を形成してもよい。このとき冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７が形成されたアノードセパレータは本実施の形態よりアノードセパレータ２０１ｃで表され、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が形成されたカソードセパレータは実施の形態１よりカソードセパレータ２ｂで表される。
【0141】
その場合、［２－２．製造方法］の接着工程において、カソードセパレータ２ｂがアノードセパレータ２０１ｃの重力方向で下側に配置され、カソードセパレータ２ｂは冷却媒体経路５と凹部７と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ２０１ｃは冷却媒体経路５と凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0142】
このとき、アノードセパレータ２０１ｃの冷却媒体経路５とカソードセパレータ２ｂの冷却媒体経路５とは、必ずしも当接工程時に対向する位置関係になくてもよいが、当接工程時に対向する位置関係にある方が、同じ経路を冷却媒体が通ることになるので、アノードセパレータ２０１ｃとカソードセパレータ２ｂを同様に冷却することができる。
（実施の形態３）
以下、図１３～１５Ｃを用いて、実施の形態３を説明する。
（実施の形態３）
以下、図１３～１５Ｃを用いて、実施の形態３を説明する。
【0143】
以下では、本実施の形態に係る燃料電池について、実施の形態１及び２で説明した事項については適宜説明を省略し、実施の形態１及び２に係る燃料電池との相違点を主に説明する。
【0144】
なお、実施の形態１及びに示した燃料電池が備える構成要素と実質的に同じ構成要素については、その構成要素と同じ符号を付与して、その説明を省略または簡略化する。
［３－１．構成］
本実施の形態は、実施の形態１及び２と比較し、凹部７を備えるアノードセパレータ１の代わりに凹部７を備えないアノードセパレータ３０１を備える点で相違し、その他の構成要素については実施の形態１及び２と同様である。
［３－１．構成］
本実施の形態は、実施の形態１及び２と比較し、凹部７を備えるアノードセパレータ１の代わりに凹部７を備えないアノードセパレータ３０１を備える点で相違し、その他の構成要素については実施の形態１及び２と同様である。
【0145】
カソードセパレータとしては、実施の形態２で用いたカソードセパレータ２０２を用いている。
【0146】
アノードセパレータ３０１は、適度な機械的強度と導電性を有する。具体的には、黒鉛粉末と熱硬化性樹脂の混練物を加熱成型して形成された部材を用いる。
【0147】
図示していないが、アノードセパレータ３０１は、図５におけるアノードセパレータ１と同様に、電極－膜－枠接合体１８のアノード３２側のガス拡散層３４と対向する一方の主面に、燃料ガスとしての水素が流れる燃料ガス経路３が形成され、他方の主面（冷却面６）に、冷却媒体としてのイオン交換水が流れる冷却媒体経路５が形成されている。
【0148】
また、図１３に示すように、アノードセパレータ３０１は、図５におけるアノードセパレータ１と同様に、さらに酸化剤ガス供給孔１１、酸化剤ガス排出孔１２、燃料ガス供給孔１３、燃料ガス排出孔１４、冷却媒体供給孔１５、冷却媒体排出孔１６を備える。
【0149】
アノードセパレータ３０１の冷却面６には、カソードセパレータ２０２と当接時にカソードセパレータ２０２の凹部７の底面と対向する位置にある対向部３１７に、冷却媒体経路５を囲む２つの接着壁８が形成される。
【0150】
接着壁８の高さは、注入されたゴム系接着剤９の高さが、カソードセパレータ２０２の凹部７の底面からカソードセパレータ２０２の冷却面６までの高さより高くなるように設定される。すなわち接着壁８の高さは、当接工程時にアノードセパレータ３０１の対向部３１７とカソードセパレータ２０２の凹部７とで形成される空間の高さより高くなるように形成されている。また、接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に変形する形状および材質、またはどちらか１方の特徴を持つように構成されている。
【0151】
具体的には、カソードセパレータ２０２の凹部７の幅を５ｍｍ、深さを０．４ｍｍとし、２つの接着壁８は、アノードセパレータ３０１と同じ材質とし、幅０．３ｍｍ、高さ０．６ｍｍの略矩形断面とし、カソードセパレータ２０２と当接時のカソードセパレータ２０２の凹部７の両側面からそれぞれ０．７ｍｍ離れた位置に来るようにアノードセパレータ３０１に設置し、２つの接着壁８の間は３ｍｍとした。
【0152】
図１４Ａは、凹部形成工程後を示す図であり、アノードセパレータ３０１が冷却媒体経路５を上にして所定の位置に配置された状態である。
【0153】
図１４Ｂは、接着剤注入工程後を示す図であり、アノードセパレータ３０１の２つの接着壁８の間にゴム系接着剤９が接着壁８の高さまで注入された状態である。
【0154】
図１４Ｃは、接着工程後を示す図であり、アノードセパレータ３０１の接着壁８とゴム系接着剤９がカソードセパレータ２０２の凹部７の底面とが接触し、アノードセパレータ３０１の冷却面６とカソードセパレータ２０２の冷却面６との間には隙間がある状態である。具体的には、０．２ｍｍの隙間がある。
【0155】
図１４Ｄは、当接工程後を示す図であり、燃料電池用セパレータ部材３１０の製造方法により製造された燃料電池用セパレータ部材３１０を示す。
【0156】
燃料電池用セパレータ部材３１０は、アノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士が当接された状態で、接着壁８は破壊されアノードセパレータ３０１の対向部３１７とカソードセパレータ２０２の凹部７で形成される空間内に収まり、ゴム系接着剤９は圧縮されている。
【0157】
［３－２．製造方法］
以上のように構成された燃料電池用セパレータ部材３１０の製造方法について、図１４Ａ～１４Ｄに基づいて、以下に説明する。
以上のように構成された燃料電池用セパレータ部材３１０の製造方法について、図１４Ａ～１４Ｄに基づいて、以下に説明する。
【0158】
燃料電池用セパレータ部材３１０の製造方法は、凹部形成工程、接着剤注入工程、接着工程、当接工程のステップを備える。
【0159】
まず、図１４Ａに示す凹部形成工程は、アノードセパレータ３０１を準備し、冷却媒体経路５が重力方向に対して上を向いた状態で、固定治具に固定する（固定治具は図示せず）。
【0160】
アノードセパレータ３０１を固定治具に位置決めする方法は、限定しないが、アノードセパレータ３０１の外形の２辺を規制する方法や、酸化剤ガス供給孔１１、酸化剤ガス排出孔１２、燃料ガス供給孔１３、燃料ガス排出孔１４、冷却媒体供給孔１５、冷却媒体排出孔１６のいずれかを通す例えばピンを用いて規制する方法などを用いてもよい。これにより、常にアノードセパレータ３０１を固定治具の同じ位置に固定することができる。
【0161】
続いて、成型加工または切削加工を用いて、アノードセパレータ１の冷却面６に対向部３１７に沿って冷却媒体経路５を囲むように接着壁８を形成する。
【0162】
次に、図１４Ｂに示す接着剤注入工程は、低粘度で未硬化状態のゴム系接着剤９をロボット等に取り付けられたディスペンサー（図示せず）により、固定されたアノードセパレータ３０１の２つの接着壁８の間に注入する。この時、ゴム系接着剤９が表面張力で盛り上がっていても、接着壁８の外に対向部３１７の範囲内であれば、あふれてもよい。これにより、２つの接着壁８の間に沿ってロボットを動かしながらディスペンサーを用いて接着壁８の高さまで注入される。
【0163】
次に、図１４Ｃに示す接着工程は、カソードセパレータ２０２を準備し、ゴム系接着剤９が注入されたアノードセパレータ３０１の上に、カソードセパレータ２０２の凹部７を重力方向に対して下向きにしてカソードセパレータ２０２の凹部７の底面をゴム系接着剤９と接触させ、かつアノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士が当接しない距離まで押し当てた状態で、熱プレス装置（図示せず）にて所定の温度まで昇温し、加熱硬化させる。
【0164】
この時のアノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士の距離は、０．２ｍｍとした。加熱温度は、１５０℃～１７０℃の範囲で、３０分維持した。
【0165】
これにより、ゴム系接着剤９はアノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２とで構成された閉空間で硬化接着される。このとき硬化したゴム系接着剤９とカソードセパレータ２０２の凹部７との間には、ゴム系接着剤９の硬化時特有の体積収縮によりわずかな隙間が生じたが、ゴム系接着剤９のアノードセパレータ３０１の冷却面６からの高さは、カソードセパレータ２０２の凹部７の全周にわたり、カソードセパレータ２０２の凹部７の底面から冷却面６までの高さよりも高い。これにより、体積収縮によるわずかな隙間はできるものの、アノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２との間はゴム系接着剤９により接着される。
【0166】
次に、図１４Ｄに示す当接工程は、接着壁８をカソードセパレータ２０２の凹部７で押圧し、接着壁８を変形または破壊し、冷却面６を介してアノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２を当接させる。これにより、ゴム系接着剤９を圧縮され、反力が発生する。また、接着壁８がアノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２との間で突っ張らないので局所応力が発生しない。
［３－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、燃料電池用セパレータ部材３１０の製造方法は、アノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士が当接しない状態で、ゴム系接着剤９がアノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２とが確実に接触した状態で加熱硬化され接着される。また、アノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士を当接させようとすると、接着壁８が変形または破壊され、ゴム系接着剤９が圧縮され、反力が発生する。
［３－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、燃料電池用セパレータ部材３１０の製造方法は、アノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士が当接しない状態で、ゴム系接着剤９がアノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２とが確実に接触した状態で加熱硬化され接着される。また、アノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２の冷却面６同士を当接させようとすると、接着壁８が変形または破壊され、ゴム系接着剤９が圧縮され、反力が発生する。
【0167】
これにより、カソードセパレータ２０２の凹部７とゴム系接着剤９との界面にある微小な空間がつぶされ、ゴム系接着剤９と燃料電池用セパレータ部材３１０の間に生じる隙間によるシール性の低下を抑制できる。
【0168】
本実施の形態において、アノードセパレータ３０１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に形態が変化する形状のものを用いてもよい。
【0169】
これにより、接着壁８が、より小さな力で容易に形態が変化する。そのため、アノードセパレータ３０１および、カソードセパレータ２０２が、接着壁８を介して局所荷重により破損することがなく、ゴム系接着剤９を圧縮することができる。具体的な例として、本実施の形態では、接着壁８は、アノードセパレータ３０１と同じ材質で、幅０．３ｍｍ、高さ０．６ｍｍの略矩形断面とする形状を用いた。これにより、ゴム系接着剤９を圧縮するとゴム系接着剤９の幅が広がるため、接着壁８にかかる応力の方向が限定され折れやすい。
【0170】
ただし、この値及び形状は一例であり、製造装置や接着壁８の材料等に応じて変更してもよい。
【0171】
また、本実施の形態において、アノードセパレータ３０１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に塑性変形する材料のものを用いてもよい。
【0172】
これにより、接着壁８に力を加えても反力が発生しない。そのため、ゴム系接着剤９を圧縮する以外に余計な力を必要としない。
【0173】
具体的な例として、コーキング材はシリコーン系（オルガノポリシロキサン）、変成シリコーン系（シリル基を末端に持つポリエーテル）、ポリウレタン系等から選択でき、ここでは、変成シリコーン系コーキング材を用いた接着壁８を設けた。
【0174】
これにより、接着壁８は、ディスペンサーを用いて設置しても形状が維持され、ゴム系接着剤９を注入した程度では接着壁８が壊れることはない。また接着壁８に冷却面６に対して垂直方向に所定の力を加えると容易に変形するが、反力は発生しない。そのため、ゴム系接着剤９を圧縮する以外に余計な力を必要としない。
【0175】
また、本実施の形態において、アノードセパレータ３０１の接着壁８は、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると弾性変形する材料のものを用いてもよい。
【0176】
これにより、接着壁８がアノードセパレータ３０１の冷却面６とカソードセパレータ２０２の凹部７とで形成される空間内で弾性変形し、カソードセパレータ２０２の凹部７に密着する。そのため、注入したゴム系接着剤９が接着壁８の外にこぼれたりせず、確実にゴム系接着剤９とカソードセパレータ２０２とを接触させた状態で接着され、シールとしても機能するので燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0177】
具体的な例として、フッ素系ゴムが挙げられる。フッ素系ゴムは耐薬品性や耐機械的特性の観点から耐久性が向上するので、燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0178】
これにより、圧縮して使用することでゴム系接着剤９が弾性変形し、反力が発生する。そのため、ゴム系接着剤９とアノードセパレータ３０１との間および、ゴム系接着剤９とカソードセパレータ２０２との間を引きはがそうとする力が加わらない。また、ゴム系接着剤９が圧縮することで、隙間がより小さくなる。
【0179】
また、本実施の形態において、接着壁８にアノードセパレータ３０１と同じ材料を用いた場合、不純物溶出を抑制できるとともに、アノードセパレータ３０１を製造する圧縮成形工程で接着壁８が形成できるという効果も得られる。
【0180】
そのため、不純物による燃料電池スタック９０の発電性能の低下を抑制できるので燃料電池スタック９０の耐久性が向上するとともに、低コストで製造できる。
【0181】
また、本実施の形態において、接着壁８は、硬化後のゴム系接着剤９と同じ材料とすることもできる。
【0182】
これにより、接着壁８が凹部内で弾性変形しアノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２とに密着するとともに、不純物溶出を抑制できる。そのため、不純物による燃料電池スタック９０の発電性能の低下が抑制でき、シールとしても機能するので、さらに燃料電池スタック９０の耐久性が向上する。
【0183】
また本実施の形態では、アノードセパレータ３０１の冷却面６に冷却媒体経路５と接着壁８を、カソードセパレータ２０２の冷却面６に凹部７を形成したが、アノードセパレータ３０１の冷却面６に接着壁８を、カソードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７を形成してもよい。このとき、図１５Ａで示すように、冷却面６に接着壁８が形成されたアノードセパレータをアノードセパレータ３０１ａとし、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７が形成されたカソードセパレータは実施の形態２よりカソードセパレータ２０２ａで表される。
【0184】
その場合、［３－２．製造方法］の接着工程において、図１５Ａに示すように、アノードセパレータ３０１ａは接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、カソードセパレータ２０２ａは冷却媒体経路５と凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0185】
また、アノードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５と接着壁８とを形成し、カソードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７を形成してもよい。このとき、図１５Ｂで示すように、冷却面６に冷却媒体経路５と接着壁８が形成されたアノードセパレータは本実施の形態よりアノードセパレータ３０１で表され、冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７が形成されたカソードセパレータは実施の形態２よりカソードセパレータ２０２ａで表される。
【0186】
その場合、［３－２．製造方法］の接着工程において、図１５Ｂに示すように、アノードセパレータ３０１は冷却媒体経路５と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、カソードセパレータ２０２ａは冷却媒体経路５と凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0187】
このとき、アノードセパレータ３０１の冷却媒体経路５とカソードセパレータ２０２ａの冷却媒体経路５とは、図１５Ｂのように、必ずしも当接工程時に対向する位置関係になくてもよいが、当接工程時に対向する位置関係にある方が、同じ経路を冷却媒体が通ることになるので、アノードセパレータ３０１とカソードセパレータ２０２ａを同様に冷却することができる。
【0188】
また、アノードセパレータ３０１の代わりにカソードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５と接着壁８を形成したものを、カソードセパレータ２０２の代わりにアノードセパレータの冷却面６に凹部７を形成したものを用いてもよい。このとき、図１５Ｃで示すように冷却面６に冷却媒体経路５と接着壁８が形成されたカソードセパレータをカソードセパレータ３０２ｂとし、冷却面６に凹部７が形成されたアノードセパレータは実施の形態２よりアノードセパレータ２０１ｂで表される。
【0189】
その場合、［３－２．製造方法］の接着工程において、図１５Ｃに示すように、カソードセパレータ３０２ｂは冷却媒体経路５と接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ２０１ｂは凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0190】
また図示していないが、アノードセパレータの冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７を、カソードセパレータの冷却面６に接着壁８を形成してもよい。ここで冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７が形成されたアノードセパレータは実施の形態２よりアノードセパレータ２０１ｃで表され、冷却面６に接着壁８が形成されたカソードセパレータをカソードセパレータ３０２ｃとする。
【0191】
その場合、［３－２．製造方法］の接着工程において、カソードセパレータ３０２ｃがアノードセパレータ２０１ｃの重力方向で下側に配置され、カソードセパレータ３０２ｃは接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ２０１ｃは冷却媒体経路５と凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0192】
また図示していないが、アノードセパレータ３０１の冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７を、カソードセパレータ３０２の冷却面６に冷却媒体経路５と接着壁８を形成してもよい。ここで冷却面６に冷却媒体経路５と凹部７が形成されたアノードセパレータは実施の形態２よりアノードセパレータ２０１ｃで表され、冷却面６に冷却媒体経路５と接着壁８が形成されたカソードセパレータは本実施の形態よりカソードセパレータ３０２ｂで表される。
【0193】
その場合、［３－２．製造方法］の接着工程において、カソードセパレータ３０２ｂがアノードセパレータ２０１ｃの重力方向で下側に配置され、カソードセパレータ３０２ｂは冷却媒体経路５及び接着壁８が重力方向に対して上を向いた状態で配置され、アノードセパレータ２０１ｃは冷却媒体経路５と凹部７が重力方向に対して下を向いた状態で配置される。
【0194】
このとき、アノードセパレータ２０１ｃの冷却媒体経路５とカソードセパレータ３０２ｂの冷却媒体経路５とは、必ずしも当接工程時に対向する位置関係になくてもよいが、当接工程時に対向する位置関係にある方が、同じ経路を冷却媒体が通ることになるので、アノードセパレータ２０１ｃとカソードセパレータ３０２ｂで同様に冷却することができる。
【0195】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【0196】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【0197】
実施の形態１では、燃料電池用セパレータ部材の製造方法の１例として、２つの接着壁８は、アノードセパレータ１と同じ材質とし、幅０．３ｍｍ、高さ０．６ｍｍの略矩形断面と説明した。２つ接着壁８は、ゴム系接着剤９が硬化した後も冷却面６よりも高い位置を保つことができる高さに設定され、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に変形する形状であればよい。したがって、２つの接着壁８は、同じ略矩形断面に限定されない。
【0198】
例えば、燃料電池用セパレータ部材の製造方法として、２つの接着壁８は、同じ高さの三角形断面にすることもできる。これにより、２つの接着壁８は、同じ略矩形断面にする必要がない。そのため、ゴム系接着剤９の高さが確保できるとともに、当接工程において、接着壁８をカソードセパレータ２で押圧時、接着壁８が塑性変形しやすい。
【0199】
また、２つの接着壁８は、ゴム系接着剤９が硬化した後も冷却面６よりも高い位置を保つことができる高さに設定され、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に変形する形状であればよい。
【0200】
例えば、燃料電池用セパレータ部材の製造方法として、２つの接着壁８を凹の字断面にしてアノードセパレータ１に後から取り付けることができる。これにより、略矩形断面の接着壁８を２つ用意する必要がない。そのため、アノードセパレータ１に設ける接着壁８を有する部品点数が半分にできる。
【0201】
また２つの接着壁８は、ゴム系接着剤９が硬化した後も冷却面６よりも高い位置を保つことができる高さに設定され、冷却面６に対して垂直方向に所定の力が加わると容易に変形する形状及び材質であればよい。
【0202】
例えば、燃料電池用セパレータ部材の製造方法として、２つの接着壁８の材質を接着壁８の先端から冷却面よりも低い位置までと、それ以下で変更することもできる。これにより、２つの接着壁８はアノードセパレータ１と同じ材質である必要がない。そのため、２つの接着壁８の材質を接着壁８の先端から冷却面よりも低い位置までをより変形や破壊しやすい材料にすることで、ゴム系接着剤９の高さが確保できるとともに、当接工程において、接着壁８をカソードセパレータ２で押圧時、接着壁８が容易に変形する。
【0203】
実施の形態１では、燃料電池用セパレータ部材の製造方法の１例として、アノードセパレータ１の接着壁８に硬化後のゴム系接着剤９と同じ材料を用いる場合を説明した。アノードセパレータ１の接着壁８は、ゴム系接着剤９が注入されるときに所定の高さまで注入できる高さが維持できるものであればよい。したがって、燃料電池用セパレータ部材の製造方法は、硬化後のゴム系接着剤９と同じ材料に限定されない。
【0204】
ただし、燃料電池用セパレータ部材の製造方法として、接着壁８に同じ主剤でゴム系接着剤９の粘度よりも高粘度であり、かつアノードセパレータ１に塗布して数分以上は冷却面６より高い状態を維持できる程度に高粘度ゴム系接着剤を、ゴム系接着剤９を注入する直前にアノードセパレータ１に塗布したものを用いることで、ゴム系接着剤９を間に流し込む接着剤注入工程を行うこともできる。これにより、アノードセパレータ１に形成されるゴム系接着剤９と同じ材料の接着壁８は硬化済みである必要がない。そのため、アノードセパレータ１に接着壁８を事前に形成する加熱硬化する工程が削減できる。
【0205】
実施の形態１では、燃料電池用セパレータ部材の製造方法の１例として、ゴム系接着剤９にフッ素ゴム系接着剤を用いる場合を説明した。
【0206】
ゴム系接着剤９は、硬化後、圧縮して使用することで弾性変形し、反力を発生させる熱硬化性エラストマーを主剤とするものであればよい。したがって、本開示に記載の燃料電池用セパレータ部材の製造方法では、ゴム系接着剤９はフッ素ゴム系接着剤に限定されない。
【0207】
よって電極－膜－枠接合体１８のアノード３２やカソード３３に対して被毒作用の無いものであれば、特に限定されず用いられる。これにより、高価なフッ素ゴム系以外に、シリコーンゴム、天然ゴム、ＥＰＤＭ、ブチルゴム等の熱硬化性エラストマー、あるいはイソプレンゴム及びブタジエンゴム等のラテックスを用いた接着剤、液状のポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、シリコーンゴム等を用いた接着剤等を用いてもよい。そのため、ゴム系接着剤９の材料費が安くできる。
【0208】
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0209】
本開示は、燃料電池用セパレータ部材の製造方法により、ゴム系接着剤とセパレータ部材の間に生じる隙間によるシール性の低下を抑制することができる。具体的には、燃料電池車や定置型燃料電池等の固体高分子型燃料電池や電気化学デバイスに適用可能である。
【符号の説明】
【0210】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ アノードセパレータ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ カソードセパレータ
３ 燃料ガス経路
４ 酸化剤ガス経路
５ 冷却媒体経路
６ 冷却面
７ 凹部
８ 接着壁
９ ゴム系接着剤
１０ 燃料電池用セパレータ部材
１１ 酸化剤ガス供給孔
１２ 酸化剤ガス排出孔
１３ 燃料ガス供給孔
１４ 燃料ガス排出孔
１５ 冷却媒体供給孔
１６ 冷却媒体排出孔
１７ 対向部
１８ 電極－膜－枠接合体
３０ 枠体
３１ 電解質膜
３２ アノード
３３ カソード
３４ ガス拡散層
３５ 電解質膜－電極接合体
４０ 集電板
４１ 集電板
７０ エンドプレート
７１ 燃料ガス導入口
７２ 燃料ガス排出口
７３ 酸化剤ガス導入口
７４ 酸化剤ガス排出口
７５ 冷却媒体導入口
７６ 冷却媒体排出口
７７ エンドプレート
８０ ボルト
９０ 燃料電池スタック
９１ スタック部
１００ セル
２０１ｂ、２０１ｃ アノードセパレータ
２０２、２０２ａ カソードセパレータ
２１０ 燃料電池用セパレータ部材
３０１、３０１ａ アノードセパレータ
３０２、３０２ｂ、３０２ｃ カソードセパレータ
３１０ 燃料電池用セパレータ部材
３１７ 対向部
２、２ａ、２ｂ、２ｃ カソードセパレータ
３ 燃料ガス経路
４ 酸化剤ガス経路
５ 冷却媒体経路
６ 冷却面
７ 凹部
８ 接着壁
９ ゴム系接着剤
１０ 燃料電池用セパレータ部材
１１ 酸化剤ガス供給孔
１２ 酸化剤ガス排出孔
１３ 燃料ガス供給孔
１４ 燃料ガス排出孔
１５ 冷却媒体供給孔
１６ 冷却媒体排出孔
１７ 対向部
１８ 電極－膜－枠接合体
３０ 枠体
３１ 電解質膜
３２ アノード
３３ カソード
３４ ガス拡散層
３５ 電解質膜－電極接合体
４０ 集電板
４１ 集電板
７０ エンドプレート
７１ 燃料ガス導入口
７２ 燃料ガス排出口
７３ 酸化剤ガス導入口
７４ 酸化剤ガス排出口
７５ 冷却媒体導入口
７６ 冷却媒体排出口
７７ エンドプレート
８０ ボルト
９０ 燃料電池スタック
９１ スタック部
１００ セル
２０１ｂ、２０１ｃ アノードセパレータ
２０２、２０２ａ カソードセパレータ
２１０ 燃料電池用セパレータ部材
３０１、３０１ａ アノードセパレータ
３０２、３０２ｂ、３０２ｃ カソードセパレータ
３１０ 燃料電池用セパレータ部材
３１７ 対向部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
