JP2004335121A - 燃料電池とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極とでMEAを構成し、そのMEAの両側を、黒鉛粒子と樹脂の混合物よりなり、表面にガス流路が一体成形されセパレータで挟んだ単セルスタックを積層してなる燃料電池において、電極とセパレータ間の接触抵抗の低い燃料電池を提供する。
【解決手段】セパレータ16の表面をYAGレーザ照射20して、表面にできた樹脂成分の多いスキン層を炭化除去する。
【選択図】 図3
【解決手段】セパレータ16の表面をYAGレーザ照射20して、表面にできた樹脂成分の多いスキン層を炭化除去する。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極で構成された膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly、以下、MEAという)の両側をセパレータで挟んだ燃料電池とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、燃料電池は、水素を含む燃料と酸素等を含む空気とを電気化学的に反応させて電力エネルギーを発生させるものであり、使用する電解質によって各種の燃料電池に分類され、りん酸水溶液を電解質として使用するりん酸型燃料電池、高分子電解質膜を使用する高分子電解質型燃料電池等があり、図4は高分子電解質型燃料電池の従来の一般的な単セルスタックの断面図であり、1は水素イオン伝導性高分子電解質として働く高分子膜、2は前記高分子膜1の一方の面上に転写、印刷、塗布、射出等により付けられた、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒層3と燃料ガスの通気性と、電子導電性を併せ持つ多孔質の導電性カーボンシートを主成分とするガス拡散層4とから構成される燃料極、5は前記燃料極2の高分子膜1と反対側の面上に付けられた金属製セパレータ、6は前記金属製セパレータ5の燃料極2と接する表面上に形成された溝により、前記燃料極2を構成するガス拡散層4に燃料を供給するガス流路、7、8は、前記のように、高分子膜1の一方の面上に設けられた燃料極2、金属製セパレータ5と同様、高分子膜1の他方の面上に順次設けられた触媒層9とガス拡散層10とからなる空気極と金属製セパレータ、11は前記金属製セパレータ8の空気極7と接する表面上に形成された溝により、前記空気極7を構成するガス拡散層10に酸素を供給するガス流路、12は前記高分子膜1上に積層して設けた燃料極2と金属製セパレータ5の積層端面において、燃料極2の積層のない金属製セパレータ5と高分子膜1の間にシール材13を介して設けられたガスケット(型枠)、14は、前記ガスケット(型枠)12と同様、前記高分子膜1上に積層して設けた空気極7と金属製セパレータ8の積層端面において、空気極7の積層のない金属製セパレータ8と高分子膜1の間にシール材15を介して設けられたガスケット(型枠)である。
【0003】
なお、前記ガスケット(型枠)12、14およびシール材13、15は供給する燃料ガスが外にリークしたり、2種類の燃料ガスが互いに混合しないように、燃料極2および空気極7の周囲に高分子膜1を挟んで配置され、燃料極2および空気極7、高分子膜1と一体化してMEAとしてあらかじめ組み立てられている。
【0004】
また、金属製セパレータ5、8はMEAの外側において、MEAを機械的に固定すると共に、隣接したMEAを互いに電気的に直列に接続するための働きをし、金属製セパレータ5、8のMEAと接触する部分に形成したガス流路6、11は、燃料極2および空気極7の表面に反応ガスを供給し、生成ガスや余剰ガスを運び去るための働きをする。ガス流路6、11は金属製セパレータ5、8と別に設けることもできるが、金属製セパレータ5、8の表面に溝を設けてガス流路6、11とする方式が一般的である。
【0005】
このような固体高分子型の燃料電池では、金属製セパレータ5、8は導電性が高く、かつ燃料ガスに対してガス気密性が高く、さらに水素/酸素を酸化還元する際の反応に対して高い耐食性を持つ必要がある。
【0006】
このような理由で、従来のセパレータは、フェノール樹脂等の樹脂単独、あるいは炭素粉末との混練物を平板に成形した後、非酸化雰囲気中で炭化、あるいは黒鉛化処理することにより、炭素質あるいは黒鉛質の平板を形成し、さらに切削加工等により表面にガス流路となる溝を形成することにより製造されている。
【0007】
しかしながら、このセパレータは2000℃以上の熱処理を必要とし、さらにガス流路を切削加工により形成するため、製造コストがかかるという問題点を有している。
【0008】
そこで、黒鉛粒子と樹脂との混合物を数100℃の温度でガス流路を一体成形することにより、安価にセパレータを製造する方法が提案されている。
【0009】
しかしながら、黒鉛粉末と樹脂との混合物を成形したセパレータは、黒鉛焼結体に樹脂を含浸させて得られる不浸透黒鉛に比べて、セパレータに対し両面より当接する電極との接触抵抗が高いため、電池に組んだときの内部抵抗が高くなり、出力が低くなるという問題点がある。
【0010】
また、燃料ガスに対して不透過性、導電性を有する膨張黒鉛成形体を使用したセパレータにおいて、その成形体内部の密度差による熱伝導特性、電気特性、機械的特性のばらつきに起因する成形体成品の寸法精度の低下を防止するために、膨張黒鉛成形体の表層の所定形状部分をブラスト加工、レーザー加工等の機械加工により除去することが考えられているが(例えば、特許文献1参照)、機械的に表層を加工するためガス流路の形状の維持に課題を持っている。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−82475号公報(第2頁〜第3頁 段落[0005]、第3頁 段落[0011]、第3頁〜第4頁 段落[0014])
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、黒鉛粒子と樹脂の混合物でガス流路を一体成形したセパレータは、高温による熱処理やガス流路の切削加工が不要になるため製造コストが安くなるが、熱可塑性の樹脂でセパレータ表面にスキン層ができやすく、樹脂分が多いため電気抵抗が高くなり、また、逆に黒鉛粒子の含有率を上げると、混合物の溶融粘度が高くなり、材料が流れにくくなるため成形が困難となるという課題を持っている。
【0013】
本発明は、上記課題を解決するものであり、電極とセパレータ間の接触抵抗の低い燃料電池とその製造方法を実現することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電極とセパレータ間の接触抵抗に影響を与える要素について調査した結果、接触抵抗に影響を与える要素は、パレータの電極との接触面の表面粗さよりも、電極との接触面におけるセパレータを構成する樹脂の割合に大きく関係していることを見出し、さらに、成形品の反り量を低減し、電極との接触庄をセパレータ全面で均等にすることにより、接触抵抗をさらに下げることが可能であることを見出したことに基づきなされた。
【0015】
そこで、前記の課題を解決する本発明は、固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極とでMEAを構成し、そのMEAの両側をセパレータで挟んだ単セルスタックを積層してなる燃料電池であって、セパレータは黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路が一体成形され、セパレータの表面にできたスキン層が除去されている燃料電池であり、電極とセパレータ間の接触抵抗の低い燃料電池を得ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極とでMEAを構成し、そのMEAの両側をセパレータで挟んだ単セルスタックを積層してなる燃料電池であって、セパレータは黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路が一体成形され、セパレータの表面にできたスキン層が除去されている燃料電池であり、セパレータの表面にできたスキン層が除去されていることにより、セパレータの表面にできた樹脂成分の多いスキン層が除去され、当接する電極とセパレータの間の接触抵抗を低くするという作用を有する。
【0017】
本発明の請求項2に記載の発明は、セパレータ表面に一体成形されたガス流路内のスキン層は除去されていない請求項1に記載の燃料電池であり、ガス流路内のスキン層は除去されていないことにより、ガス流路内においてはガスの浸透性が低くなるという作用を有する。
【0018】
本発明の請求項3に記載の発明は、レーザ照射によりセパレータの表面にできた樹脂成分の多いスキン層を炭化させる請求項1に記載の燃料電池の製造方法であり、レーザ照射によりセパレータの表面にできた樹脂成分の多いスキン層を炭化させることにより、当接する電極とセパレータの間の接触抵抗を低くするという作用を有する。
【0019】
本発明の請求項4に記載の発明は、セパレータ表面に照射するレーザ照射を制御してセパレータの内部にまで熱が加わらないようにする請求項3に記載の燃料電池の製造方法であり、セパレータの内部にまで熱が加わらないようにレーザ照射を制御することにより、熱の影響によるセパレータの変形(反り)を抑えられるという作用を有する。
【0020】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0021】
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態における燃料電池のセパレータの最終製品になる前の段階のセパレータの断面図であり、最終製品は従来の例を示す図4の金属製セパレータ5、8の部分に使用される。
【0022】
図2は図1に示すセパレータの一部拡大断面図、図3は本発明の実施の形態における燃料電池のセパレータの製造方法の説明図である。
【0023】
図1〜図3において、16は黒鉛粒子と樹脂との混合物を数100℃の温度で成形した最終製品になる前の段階のセパレータ、17は前記セパレータ16の燃料極あるいは空気極と接する表面上に一体成形された溝よりなるガス流路、18は前記セパレータ16の表面部分およびガス流路17を構成する溝の内面部分に形成される樹脂成分が多いスキン層、19は黒鉛成分が多いカーボン層である。
【0024】
前記図1および図2に示す、黒鉛粒子と樹脂との混合物を数100℃の温度で成形した最終製品になる前の段階のセパレータから、最終製品としてのセパレータを製造するには、図3の製造方法の説明図に示すように、図1に示すセパレータ16の表面を、YAGレーザ照射20でガス流路17の溝内部を照射しないようにマスキングを施した状態で照射し、燃料極あるいは空気極と接する表面のスキン層18のみを炭化加工して除去し、ガス流路17を構成する溝の内面部分のスキン層18はそのまま残すようにする。
【0025】
このようにして製造されたセパレータは、セパレータ16の表面にできた樹脂成分の多いスキン層18が除去され、当接する電極とセパレータの間の接触抵抗が低くなり、ガス流路17の溝内部のスキン層18は除去されずに残ることにより、ガス流路17内においてはガスの浸透性が低くなるものである。
【0026】
なお、本実施の形態においては、具体的には、スキン層18を除去するためのYAGレーザは、3倍高調波で、波長が355nmのものを用い、PPS樹脂のスキン層18を除去、炭化させ、また、照射方法は、ガルバノメータ、ポリゴンミラー、X−Yテーブルによりスキャンして照射を行った。
【0027】
次に、上記加工を施したセパレータの表面部分の状態、セパレータと電極の当接する接触抵抗、セパレータの反りの状態について、レーザ加工前との差異について評価を行ったところ、加工を施した表面の状態は炭化された状態となることが確認でき、加工前と加工後の接触抵抗を比較すると加工後が加工前に対して20%〜30%の接触抵抗低下を確認でき、セパレータの反りの状態には差異が認められなかった。
【0028】
なお、スキン層18を選択的にレーザ照射する方法は、前記マスキングをする方法以外に、プログラム制御でスキャンする方法、レーザのフォーカス深度を制御する方法等があり、スキン層18を除去するためレーザも前記YAGレーザ以外に、CO2レーザを用いることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本究明の燃料電池とその製造方法によれば、セパレータを黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路を一体成形することにより、高温による熱処理やガス流路の切削加工が不要で製造コストが安くなり、セパレータ表面にできる樹脂成分の多いスキン層を除去することにより、電極とセパレータ間の接触抵抗を低くすることができ、電池の出力が低くなるということがなくなり、ガス流路内のスキン層を残すことにより、ガス流路におけるガスの浸透性を低下させるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における燃料電池のセパレータの最終製品になる前の段階のセパレータの断面図
【図2】図1に示すセパレータの一部拡大断面図
【図3】本発明の実施の形態における燃料電池のセパレータの製造方法の説明図
【図4】高分子電解質型燃料電池の従来の一般的な単セルスタックの断面図
【符号の説明】
1 高分子膜
2 燃料極
3,9 触媒層
4,10 ガス拡散層
5,8 金属製セパレータ
6,11,17 ガス流路
7 空気極
12,14 ガスケット(型枠)
13,15 シール材
16 セパレータ
18 スキン層
19 カーボン層
20 YAGレーザ照射
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極で構成された膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly、以下、MEAという)の両側をセパレータで挟んだ燃料電池とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、燃料電池は、水素を含む燃料と酸素等を含む空気とを電気化学的に反応させて電力エネルギーを発生させるものであり、使用する電解質によって各種の燃料電池に分類され、りん酸水溶液を電解質として使用するりん酸型燃料電池、高分子電解質膜を使用する高分子電解質型燃料電池等があり、図4は高分子電解質型燃料電池の従来の一般的な単セルスタックの断面図であり、1は水素イオン伝導性高分子電解質として働く高分子膜、2は前記高分子膜1の一方の面上に転写、印刷、塗布、射出等により付けられた、白金系の金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒層3と燃料ガスの通気性と、電子導電性を併せ持つ多孔質の導電性カーボンシートを主成分とするガス拡散層4とから構成される燃料極、5は前記燃料極2の高分子膜1と反対側の面上に付けられた金属製セパレータ、6は前記金属製セパレータ5の燃料極2と接する表面上に形成された溝により、前記燃料極2を構成するガス拡散層4に燃料を供給するガス流路、7、8は、前記のように、高分子膜1の一方の面上に設けられた燃料極2、金属製セパレータ5と同様、高分子膜1の他方の面上に順次設けられた触媒層9とガス拡散層10とからなる空気極と金属製セパレータ、11は前記金属製セパレータ8の空気極7と接する表面上に形成された溝により、前記空気極7を構成するガス拡散層10に酸素を供給するガス流路、12は前記高分子膜1上に積層して設けた燃料極2と金属製セパレータ5の積層端面において、燃料極2の積層のない金属製セパレータ5と高分子膜1の間にシール材13を介して設けられたガスケット(型枠)、14は、前記ガスケット(型枠)12と同様、前記高分子膜1上に積層して設けた空気極7と金属製セパレータ8の積層端面において、空気極7の積層のない金属製セパレータ8と高分子膜1の間にシール材15を介して設けられたガスケット(型枠)である。
【0003】
なお、前記ガスケット(型枠)12、14およびシール材13、15は供給する燃料ガスが外にリークしたり、2種類の燃料ガスが互いに混合しないように、燃料極2および空気極7の周囲に高分子膜1を挟んで配置され、燃料極2および空気極7、高分子膜1と一体化してMEAとしてあらかじめ組み立てられている。
【0004】
また、金属製セパレータ5、8はMEAの外側において、MEAを機械的に固定すると共に、隣接したMEAを互いに電気的に直列に接続するための働きをし、金属製セパレータ5、8のMEAと接触する部分に形成したガス流路6、11は、燃料極2および空気極7の表面に反応ガスを供給し、生成ガスや余剰ガスを運び去るための働きをする。ガス流路6、11は金属製セパレータ5、8と別に設けることもできるが、金属製セパレータ5、8の表面に溝を設けてガス流路6、11とする方式が一般的である。
【0005】
このような固体高分子型の燃料電池では、金属製セパレータ5、8は導電性が高く、かつ燃料ガスに対してガス気密性が高く、さらに水素/酸素を酸化還元する際の反応に対して高い耐食性を持つ必要がある。
【0006】
このような理由で、従来のセパレータは、フェノール樹脂等の樹脂単独、あるいは炭素粉末との混練物を平板に成形した後、非酸化雰囲気中で炭化、あるいは黒鉛化処理することにより、炭素質あるいは黒鉛質の平板を形成し、さらに切削加工等により表面にガス流路となる溝を形成することにより製造されている。
【0007】
しかしながら、このセパレータは2000℃以上の熱処理を必要とし、さらにガス流路を切削加工により形成するため、製造コストがかかるという問題点を有している。
【0008】
そこで、黒鉛粒子と樹脂との混合物を数100℃の温度でガス流路を一体成形することにより、安価にセパレータを製造する方法が提案されている。
【0009】
しかしながら、黒鉛粉末と樹脂との混合物を成形したセパレータは、黒鉛焼結体に樹脂を含浸させて得られる不浸透黒鉛に比べて、セパレータに対し両面より当接する電極との接触抵抗が高いため、電池に組んだときの内部抵抗が高くなり、出力が低くなるという問題点がある。
【0010】
また、燃料ガスに対して不透過性、導電性を有する膨張黒鉛成形体を使用したセパレータにおいて、その成形体内部の密度差による熱伝導特性、電気特性、機械的特性のばらつきに起因する成形体成品の寸法精度の低下を防止するために、膨張黒鉛成形体の表層の所定形状部分をブラスト加工、レーザー加工等の機械加工により除去することが考えられているが(例えば、特許文献1参照)、機械的に表層を加工するためガス流路の形状の維持に課題を持っている。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−82475号公報(第2頁〜第3頁 段落[0005]、第3頁 段落[0011]、第3頁〜第4頁 段落[0014])
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、黒鉛粒子と樹脂の混合物でガス流路を一体成形したセパレータは、高温による熱処理やガス流路の切削加工が不要になるため製造コストが安くなるが、熱可塑性の樹脂でセパレータ表面にスキン層ができやすく、樹脂分が多いため電気抵抗が高くなり、また、逆に黒鉛粒子の含有率を上げると、混合物の溶融粘度が高くなり、材料が流れにくくなるため成形が困難となるという課題を持っている。
【0013】
本発明は、上記課題を解決するものであり、電極とセパレータ間の接触抵抗の低い燃料電池とその製造方法を実現することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電極とセパレータ間の接触抵抗に影響を与える要素について調査した結果、接触抵抗に影響を与える要素は、パレータの電極との接触面の表面粗さよりも、電極との接触面におけるセパレータを構成する樹脂の割合に大きく関係していることを見出し、さらに、成形品の反り量を低減し、電極との接触庄をセパレータ全面で均等にすることにより、接触抵抗をさらに下げることが可能であることを見出したことに基づきなされた。
【0015】
そこで、前記の課題を解決する本発明は、固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極とでMEAを構成し、そのMEAの両側をセパレータで挟んだ単セルスタックを積層してなる燃料電池であって、セパレータは黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路が一体成形され、セパレータの表面にできたスキン層が除去されている燃料電池であり、電極とセパレータ間の接触抵抗の低い燃料電池を得ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極とでMEAを構成し、そのMEAの両側をセパレータで挟んだ単セルスタックを積層してなる燃料電池であって、セパレータは黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路が一体成形され、セパレータの表面にできたスキン層が除去されている燃料電池であり、セパレータの表面にできたスキン層が除去されていることにより、セパレータの表面にできた樹脂成分の多いスキン層が除去され、当接する電極とセパレータの間の接触抵抗を低くするという作用を有する。
【0017】
本発明の請求項2に記載の発明は、セパレータ表面に一体成形されたガス流路内のスキン層は除去されていない請求項1に記載の燃料電池であり、ガス流路内のスキン層は除去されていないことにより、ガス流路内においてはガスの浸透性が低くなるという作用を有する。
【0018】
本発明の請求項3に記載の発明は、レーザ照射によりセパレータの表面にできた樹脂成分の多いスキン層を炭化させる請求項1に記載の燃料電池の製造方法であり、レーザ照射によりセパレータの表面にできた樹脂成分の多いスキン層を炭化させることにより、当接する電極とセパレータの間の接触抵抗を低くするという作用を有する。
【0019】
本発明の請求項4に記載の発明は、セパレータ表面に照射するレーザ照射を制御してセパレータの内部にまで熱が加わらないようにする請求項3に記載の燃料電池の製造方法であり、セパレータの内部にまで熱が加わらないようにレーザ照射を制御することにより、熱の影響によるセパレータの変形(反り)を抑えられるという作用を有する。
【0020】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0021】
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態における燃料電池のセパレータの最終製品になる前の段階のセパレータの断面図であり、最終製品は従来の例を示す図4の金属製セパレータ5、8の部分に使用される。
【0022】
図2は図1に示すセパレータの一部拡大断面図、図3は本発明の実施の形態における燃料電池のセパレータの製造方法の説明図である。
【0023】
図1〜図3において、16は黒鉛粒子と樹脂との混合物を数100℃の温度で成形した最終製品になる前の段階のセパレータ、17は前記セパレータ16の燃料極あるいは空気極と接する表面上に一体成形された溝よりなるガス流路、18は前記セパレータ16の表面部分およびガス流路17を構成する溝の内面部分に形成される樹脂成分が多いスキン層、19は黒鉛成分が多いカーボン層である。
【0024】
前記図1および図2に示す、黒鉛粒子と樹脂との混合物を数100℃の温度で成形した最終製品になる前の段階のセパレータから、最終製品としてのセパレータを製造するには、図3の製造方法の説明図に示すように、図1に示すセパレータ16の表面を、YAGレーザ照射20でガス流路17の溝内部を照射しないようにマスキングを施した状態で照射し、燃料極あるいは空気極と接する表面のスキン層18のみを炭化加工して除去し、ガス流路17を構成する溝の内面部分のスキン層18はそのまま残すようにする。
【0025】
このようにして製造されたセパレータは、セパレータ16の表面にできた樹脂成分の多いスキン層18が除去され、当接する電極とセパレータの間の接触抵抗が低くなり、ガス流路17の溝内部のスキン層18は除去されずに残ることにより、ガス流路17内においてはガスの浸透性が低くなるものである。
【0026】
なお、本実施の形態においては、具体的には、スキン層18を除去するためのYAGレーザは、3倍高調波で、波長が355nmのものを用い、PPS樹脂のスキン層18を除去、炭化させ、また、照射方法は、ガルバノメータ、ポリゴンミラー、X−Yテーブルによりスキャンして照射を行った。
【0027】
次に、上記加工を施したセパレータの表面部分の状態、セパレータと電極の当接する接触抵抗、セパレータの反りの状態について、レーザ加工前との差異について評価を行ったところ、加工を施した表面の状態は炭化された状態となることが確認でき、加工前と加工後の接触抵抗を比較すると加工後が加工前に対して20%〜30%の接触抵抗低下を確認でき、セパレータの反りの状態には差異が認められなかった。
【0028】
なお、スキン層18を選択的にレーザ照射する方法は、前記マスキングをする方法以外に、プログラム制御でスキャンする方法、レーザのフォーカス深度を制御する方法等があり、スキン層18を除去するためレーザも前記YAGレーザ以外に、CO2レーザを用いることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本究明の燃料電池とその製造方法によれば、セパレータを黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路を一体成形することにより、高温による熱処理やガス流路の切削加工が不要で製造コストが安くなり、セパレータ表面にできる樹脂成分の多いスキン層を除去することにより、電極とセパレータ間の接触抵抗を低くすることができ、電池の出力が低くなるということがなくなり、ガス流路内のスキン層を残すことにより、ガス流路におけるガスの浸透性を低下させるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における燃料電池のセパレータの最終製品になる前の段階のセパレータの断面図
【図2】図1に示すセパレータの一部拡大断面図
【図3】本発明の実施の形態における燃料電池のセパレータの製造方法の説明図
【図4】高分子電解質型燃料電池の従来の一般的な単セルスタックの断面図
【符号の説明】
1 高分子膜
2 燃料極
3,9 触媒層
4,10 ガス拡散層
5,8 金属製セパレータ
6,11,17 ガス流路
7 空気極
12,14 ガスケット(型枠)
13,15 シール材
16 セパレータ
18 スキン層
19 カーボン層
20 YAGレーザ照射
Claims (4)
- 固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極とでMEAを構成し、そのMEAの両側をセパレータで挟んだ単セルスタックを積層してなる燃料電池であって、セパレータは黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路が一体成形され、セパレータの表面にできたスキン層が除去されている燃料電池。
- セパレータ表面に一体成形されたガス流路内のスキン層は除去されていない請求項1に記載の燃料電池。
- レーザ照射によりセパレータの表面にできた樹脂成分の多いスキン層を炭化させる請求項1に記載の燃料電池の製造方法。
- セパレータ表面に照射するレーザ照射を制御してセパレータの内部にまで熱が加わらないようにする請求項3に記載の燃料電池の製造方法。
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