JP2007066573A - 燃料電池及び燃料電池分解方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 分解したいときに容易に分解することができる燃料電池において、組立時の作業を煩雑にすることなく製造する。
【解決手段】 燃料電池の第1セパレータ20の位置決め穴23、樹脂フレーム14の位置決め穴16の円形部分16a、第2セパレータ24の位置決め穴27は、同軸となるように配置されている。また、位置決め穴16の長溝部分16bが存在することにより、第1セパレータ20と樹脂フレーム14との境界位置に段差部20iが形成され、第2セパレータ24と樹脂フレーム14との境界位置に段差部24iが形成される。ここで、樹脂フレーム14を固定したあと、位置決め穴23から引っ掛け部材29の先端を差し込んで段差部20iに引っ掛け、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがす方向の外力を段差部20iに付与すると、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 燃料電池の第1セパレータ20の位置決め穴23、樹脂フレーム14の位置決め穴16の円形部分16a、第2セパレータ24の位置決め穴27は、同軸となるように配置されている。また、位置決め穴16の長溝部分16bが存在することにより、第1セパレータ20と樹脂フレーム14との境界位置に段差部20iが形成され、第2セパレータ24と樹脂フレーム14との境界位置に段差部24iが形成される。ここで、樹脂フレーム14を固定したあと、位置決め穴23から引っ掛け部材29の先端を差し込んで段差部20iに引っ掛け、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがす方向の外力を段差部20iに付与すると、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、燃料電池及び燃料電池分解方法に関する。
従来、燃料電池としては、電解質アセンブリを挟み込む一対のセパレータを備えたものが知られている。この種の燃料電池では、電解質アセンブリに含まれる貴金属触媒が高価なことからこの貴金属触媒を回収したり、種々の材料からなる構成部材を分別して廃棄したり、使用済みの燃料電池の電解質アセンブリの性能を評価したりするために、燃料電池を分解したい場合がある。この点に鑑み、特許文献1では、一対のセパレータの間に設けられたシール材とセパレータとの間に線状部材を設けておき、燃料電池を分解するときにはこの線状部材を外方向へ引っ張ることで線状部材によりシール材とセパレータとを剥離させるものが提案されている。
特開2002−151112号公報
しかしながら、特許文献1の燃料電池では、作業者が線状部材を引っ張ることでシール材とセパレータとを剥離させるものであるため、追加的に線状部材を設ける必要があるうえ、組立時にはその線状部材をシール材とセパレータとの間に精度よく組み付ける必要があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、分解したいときに容易に分解することができる燃料電池において、組立時の作業を煩雑にすることなく製造することができるものを提供することを目的の一つとする。また、そのような燃料電池の分解方法を提供することを目的の一つとする。
本発明は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明の第1の燃料電池は、
電解質アセンブリと、
該電解質アセンブリを挟み込む一対のセパレータと、
少なくとも前記一対のセパレータに設けられ燃料電池積層時の位置決めに用いられると共に燃料電池分解時に前記一対のセパレータが離間する方向の外力を付与するために用いられる位置決め部と、
を備えたものである。
電解質アセンブリと、
該電解質アセンブリを挟み込む一対のセパレータと、
少なくとも前記一対のセパレータに設けられ燃料電池積層時の位置決めに用いられると共に燃料電池分解時に前記一対のセパレータが離間する方向の外力を付与するために用いられる位置決め部と、
を備えたものである。
この燃料電池では、位置決め部は、燃料電池積層時の位置決めに用いられるほか燃料電池分解時に一対のセパレータが離間する方向の外力を付与するためにも用いられる。つまり、燃料電池積層時の位置決めのために設けられる位置決め部を燃料電池分解時にも用いるようにしている。したがって、燃料電池分解用に新たな部材を追加する必要がないため、組立時の作業を煩雑にすることなく製造することができる
本発明の第1の燃料電池は、前記一対のセパレータと前記電解質アセンブリとの間に積層されるフレームを備え、前記位置決め部は、前記フレーム及び前記一対のセパレータに設けられていてもよい。このフレームは、電解質アセンブリとセパレータとの間であって且つ両者の周縁に配置されていてもよい。
ここで、前記位置決め部のうち前記フレームに形成されたものは、前記位置決め部のうち前記一対のセパレータに設けられたものと比べて、燃料電池積層時の位置決めに支障のない範囲で異形化された異形箇所を有し、該異形箇所を利用して前記一対のセパレータが離間する方向の外力を付与可能なように構成してもよい。こうすれば、フレームに形成される位置決め部に異形箇所を設けるだけで、燃料電池の分解を容易に行うことができる。このとき、フレームは、セパレータよりも柔軟な材料で形成されていてもよい。こうすれば、セパレータに比べてフレームの加工性がよくなる。例えばセパレータが金属製のときにはフレームを樹脂製としてもよい。
本発明の第1の燃料電池において、前記位置決め部は、燃料電池外縁の近傍に設けられた貫通穴、燃料電池外縁から外方向に突出した凸部、又は燃料電池外縁から内方向に没入した凹部であってもよい。
例えば、前記位置決め部が燃料電池外縁の近傍に設けられた貫通穴であるときには、該貫通穴のうち前記フレームに形成されたものは前記セパレータに形成されたものに比べて該貫通穴に連通する連通溝が追加されていてもよい。この場合、例えば引っ掛け部材をセパレータに形成された貫通穴からフレームに形成された貫通穴に挿入したあと、引っ掛け部材の先端をフレームに形成された貫通穴の連通溝に移動すると、この先端はフレームからセパレータを引き離す方向の外力を付与可能な状態となる。なお、連通溝は前出の異形箇所とみることもできる。
あるいは、前記位置決め部は燃料電池外縁から外方向に突出した凸部であるときには、該凸部のうち前記フレームに形成されたものは前記セパレータに形成されたものに比べて突出量の小さい箇所があるようにしてもよい。この場合、フレームに形成された凸部は一対のセパレータに形成された凸部の間に配置されるが、フレームに形成された凸部のうち突出量が小さい箇所には空洞が形成されるため、例えば引っ掛け部材の先端をこの空洞に挿入すると、この先端はフレームからセパレータを引き離す方向の外力を付与可能な状態となる。なお、フレームに形成された凸部のうち突出量が小さい箇所は前出の異形箇所とみることもできる。
あるいは、前記位置決め部は燃料電池外縁から内方向に没入した凹部であるときには、該凹部のうち前記フレームに形成されたものは前記セパレータに形成されたものに比べて没入量の大きい箇所があるようにしてもよい。この場合、フレームに形成された凹部は一対のセパレータに形成された凹部の間に位置することになるが、フレームに形成された凹部のうち没入量が大きい箇所には空洞が形成されるため、例えば引っ掛け部材の先端をこの空洞に挿入すると、この先端はフレームからセパレータを引き離す方向の外力を付与可能な状態となる。なお、フレームに形成された凹部のうち没入量が大きい箇所は前出の異形箇所とみることもできる。
本発明の第1の燃料電池を分解する分解方法は、
前記位置決め部を利用して前記一対のセパレータが離間する方向の外力を前記燃料電池に付与する外力付与ステップ、
を含むものである。
前記位置決め部を利用して前記一対のセパレータが離間する方向の外力を前記燃料電池に付与する外力付与ステップ、
を含むものである。
この燃料電池分解方法では、燃料電池積層時の位置決めのために用いられる位置決め部を燃料電池分解時にも用いるようにしている。したがって、この位置決め部を用いることにより燃料電池を分解したいときに容易に分解することができる。
本発明の第2の燃料電池は、
電解質アセンブリと、
該電解質アセンブリを挟み込む一対のセパレータと、
前記一対のセパレータと前記電解質アセンブリとの間に積層されるフレームと、
前記フレームの外縁又は該外縁周辺の燃料電池構成要素に形成され、燃料電池分解時に前記一対のセパレータを離間する方向の外力を付与するのに利用される分解起点部と、
を備えたものである。
電解質アセンブリと、
該電解質アセンブリを挟み込む一対のセパレータと、
前記一対のセパレータと前記電解質アセンブリとの間に積層されるフレームと、
前記フレームの外縁又は該外縁周辺の燃料電池構成要素に形成され、燃料電池分解時に前記一対のセパレータを離間する方向の外力を付与するのに利用される分解起点部と、
を備えたものである。
この燃料電池では、分解時には、フレームの外縁又はその外縁周辺の燃料電池構成要素(例えばシール材など)に形成された分解起点部を利用して一対のセパレータを離間する方向の外力を燃料電池に付与することにより分解するため、容易に分解することができる。また、この分解起点部は、燃料電池の構成要素であるフレームやそのフレーム外縁周辺の燃料電池構成要素に形成されているため、燃料電池分解用に新たな部材を追加する必要がないことから、燃料電池の組立時に作業が煩雑になることもない。なお、フレームは、電解質アセンブリとセパレータとの間であって且つ両者の周縁に配置されていてもよい。
本発明の第2の燃料電池において、前記フレームは前記セパレータよりも柔軟な材料で形成され、前記分解起点部は前記フレームに形成されていてもよい。こうすれば、セパレータに比べてフレームの加工性がよいため分解起点部の形成が容易になる。例えばセパレータが金属製のときにはフレームを樹脂製としてもよい。
本発明の第2の燃料電池において、前記分解起点部は、前記フレームと前記セパレータとの間に形成された段差部であり、該段差部に前記フレームと前記セパレータとを離間する方向の外力を付与可能としてもよい。こうすれば、分解起点部は比較的簡易な構成であるため容易に形成することができる。例えば、前記段差部は、前記フレームの側縁を前記一対のセパレータの側縁より凹ませることにより形成されていてもよい。
本発明の第2の燃料電池において、前記フレームは、外縁部分に除去容易部位を有し、該除去容易部位を除去したあとの箇所が前記分解起点部となるように形成されていてもよい。あるいは、本発明の第2の燃料電池において、前記フレームと前記セパレータとをシールするシール材を備え、該シール材は、外縁部分に脆弱部位を有し、該脆弱部位の少なくも一部を除去すると除去したあとの箇所が前記分解起点部となるように形成されていてもよい。いずれの構成を採用しても、燃料電池分解時にはじめて分解起点部を現出させることができる。ここで、除去容易部位は、例えば他の部位に比べて脆弱な部位としてもよいし、他の部位に比べて柔軟な部位としてもよい。前者の場合には先端の尖った工具などで破壊して除去することができ、後者の場合にはカッタなどで切除することができる。
本発明の第2の燃料電池を分解する分解方法は、
前記分解起点部を利用して前記一対のセパレータが離間する方向の外力を前記燃料電池に付与する外力付与ステップ、
を含むものである。
前記分解起点部を利用して前記一対のセパレータが離間する方向の外力を前記燃料電池に付与する外力付与ステップ、
を含むものである。
この燃料電池分解方法では、フレームの外縁又はその外縁周辺の燃料電池構成要素に形成された分解起点部を利用して一対のセパレータを離間する方向の外力を燃料電池に付与することにより分解するため、容易に分解することができる。
[第1実施形態]
図1は本実施形態の燃料電池10の組立斜視図、図2は燃料電池10の斜視図である。本実施形態の燃料電池10は、図1に示すように、電解質アセンブリとしての膜電極アセンブリ(Membrane Electrode Assembly、以下MEAという)12と、このMEA12を支持する樹脂フレーム14と、この樹脂フレーム14を挟み込む第1及び第2セパレータ20,24とを備えている。
図1は本実施形態の燃料電池10の組立斜視図、図2は燃料電池10の斜視図である。本実施形態の燃料電池10は、図1に示すように、電解質アセンブリとしての膜電極アセンブリ(Membrane Electrode Assembly、以下MEAという)12と、このMEA12を支持する樹脂フレーム14と、この樹脂フレーム14を挟み込む第1及び第2セパレータ20,24とを備えている。
MEA12は、長方形状であり、固体電解質膜12aをアノード12bとカソード12cとで挟み込んだものである。ここで、固体電解質膜12aは、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜(例えばデュポン社製のナフィオン膜)であり、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す。固体電解質膜12aの両面には、白金または白金と他の金属から成る合金を塗布することにより触媒電極が形成され、更にその外側には、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスにより形成されたガス拡散電極が配置されている。そして、一方の面の触媒電極とガス拡散電極とがアノード12b、他方の面の触媒電極とガス拡散電極とがカソード12cを構成する。
樹脂フレーム14は、長方形状であり、熱硬化性樹脂(例えばフェノール樹脂)製の絶縁性を有する厚肉な部材である。この樹脂フレーム14は、本実施形態では厚さが樹脂フレーム14の約半分の二枚の樹脂フレーム構成部材を貼り合わせることにより構成され、貼り合わせるときに外縁に接着剤を塗ったMEA22の周囲を挟み込むことによりMEA12と一体化されている。この結果、樹脂フレーム14がMEA22の周囲を挟み込んでいる部分の断面は、図示しないが、一方の樹脂フレーム構成部材とMEA22と他方の樹脂フレーム構成部材とが積層されている。また、樹脂フレーム14の厚さは、第1セパレータ20との間に形成される水素通路21のガス流通性や第2セパレータ24との間に形成されるエア通路25のガス流通性を確保すると共に燃料電池10の強度を確保できる値に設定され、通常、各セパレータ20,24の数倍〜十数倍程度に設定される。また、樹脂フレーム14は、MEA12を収納可能なMEA取付孔14aと、水素が通過する水素通過孔14b,14cと、エアが通過するエア通過孔14d,14eと、冷却水が通過する冷却水通過孔14f,14gとを備えている。これらの孔14a〜14gはいずれも貫通孔である。更に、樹脂フレーム14は、燃料電池積層時に利用されると共に燃料電池分解時にも利用される位置決め穴15,16を左右両側に備えている。この位置決め穴15,16は、樹脂フレーム14を貫通する貫通孔であり、円形部分15a,16aに長溝部分15b,16bが連通した形状となっている。また、樹脂フレーム14の外縁のうち位置決め穴15,16の近傍には、外方向に突出するように形成された把持部17,18が形成されている。この把持部17,18は、燃料電池分解時に樹脂フレーム14を固定するために用いられる。
第1セパレータ20は、金属製の薄肉な長方形状の板部材、例えばステンレス薄板に基材よりも耐食性を有する導電性膜にてコートした部材であり、厚さは0.05〜0.3mm程度である。この第1セパレータ20のうちMEA12のアノード12bと対向する面には凹部20aが設けられ、この凹部20aには水素が通過する水素通路21が形成されている。一方、第1セパレータ20のうちアノード12bと対向する面と反対側の面は平坦のままである。また、第1セパレータ20は、水素を水素通路21へ導入する水素導入孔20bと、水素通路21を通過したあとの水素を導出する水素導出孔20cと、エアが通過するエア通過孔20d,20eと、冷却水が通過する冷却水通過孔20f,20gとを備えている。
また、第1セパレータ20は、燃料電池積層時に利用されると共に燃料電池分解時にも利用される位置決め穴22,23を左右両側に備えている。この位置決め穴22,23は、開口形状が円形の貫通孔である。この第1セパレータ20と樹脂フレーム14との間には、図示しないが接着剤又はガスケットからなるセル内シール材が設けられている。このセル内シール材は、MEA12のMEA取付孔14a、各孔14b〜14g及び各位置決め穴15,16、第1セパレータ20の凹部20a、各孔20b〜20g及び各位置決め穴22,23を塞ぐことのないように形成され、水素、エア及び冷却水が燃料電池10の内部で混ざり合ったり燃料電池10の外部へ漏れ出したりするのを防止する。
第2セパレータ24は、第1セパレータ20と同様、金属製の薄肉な長方形状の板部材である。この第2セパレータ24のうちMEA12のカソード12cと対向する面には凹部24aが設けられ、この凹部24aにはエアが通過するエア通路25が形成されている。一方、第2セパレータ24のうちカソード12cと対向する面と反対側の面には凹部24mが設けられ、この凹部24mには冷却水が通過する冷却水通路が形成されている。また、第2セパレータ24は、水素が通過する水素通過孔24b,24cと、エアをエア通路25に導入するエア導入孔24dと、エア通路25を通過したあとのエアを導出するエア導出孔24eと、冷却水を冷却水通路に導入する冷却水導入孔24fと、冷却水通路を通過したあとの冷却水を導出する冷却水導出孔24gとを備えている。
また、第2セパレータ24は、燃料電池積層時に利用されると共に燃料電池分解時にも利用される位置決め穴26,27を左右両側に備えている。この位置決め穴26,27は、開口形状が円形の貫通孔である。この第2セパレータ24と樹脂フレーム14との間には、図示しないが接着剤又はガスケットからなるセル内シール材が設けられている。このセル内シール材は、MEA12のMEA取付孔14a、各孔14b〜14g及び各位置決め穴15,16、第2セパレータ24の凹部24a、各孔24b〜24g及び各位置決め穴26,27を塞ぐことのないように形成され、水素、エア及び冷却水が燃料電池10の内部で混ざり合ったり燃料電池10の外部へ漏れ出したりするのを防止する。
なお、本実施形態の燃料電池10は複数積層されるものであり、互いに隣接する燃料電池10,10は第1セパレータ20のアノード対向面とは反対側の面と第2セパレータ24のカソード対向面とは反対側の面とをセル間シール材を介して接着するが、このセル間シール材も水素、エア及び冷却水が燃料電池の内部で混ざり合ったり燃料電池の外部へ漏れ出したりするのを防止するように形成される。
次に、本実施形態の燃料電池10を積み重ねて燃料電池スタックを作製する手順について説明する。まず、図示しない支持台上に、図1に示すように所定間隔をおいて二本の平行な支持棒S1,S2を垂直に立設しておく。支持棒S1は、第1セパレータ20の位置決め穴22、樹脂フレーム14の位置決め穴15の円形部分15a及び第2セパレータ24の位置決め穴26をほぼ隙間なく通過するような径に設計されている。また、支持棒S2は、第1セパレータ20の位置決め穴23、樹脂フレーム14の位置決め穴16の円形部分16a及び第2セパレータ24の位置決め27をほぼ隙間なく通過するような径に設計されている。次に、この支持棒S1,S2を利用して一つめの燃料電池10を組み付ける。すなわち、まず支持棒S1に第1セパレータ20の位置決め穴22を通すと共に支持棒S2に第1セパレータ20の位置決め穴23を通す。続いて支持棒S1に樹脂フレーム14の位置決め穴15の円形部分15aを通すと共に支持棒S2に樹脂フレーム14の位置決め穴16の円形部分16aを通す。続いて支持棒S1に第2セパレータ24の位置決め穴26を通すと共に支持棒S2に第2セパレータ24の位置決め穴27を通す。ここで、樹脂フレーム14の位置決め穴15,16は長溝部分15b,16bを有しているが、支持棒S1,S2は長溝部分15b,16bに入り込めない大きさに形成されているため、位置決めに支障はない。そして、第1セパレータ20と樹脂フレーム14との間や樹脂フレーム14と第2セパレータ24との間に図示しないセル内シール材を形成し、すべての部材を圧接することにより一つめの燃料電池10を作製する。続いて、二つめ以降の燃料電池10も同様の手順で作製する。但し、隣り合う燃料電池10同士の間には、図示しないセル間シール材を形成する。このようにして所定数の燃料電池10を積み重ねていく。これにより、各孔20b,14b,24bは水素供給マニホルドを構成し、各孔20c,14c,24bは水素排出マニホルドを構成し、各孔20d,14d,24dはエア供給マニホルドを構成し、各孔20e,14e,24eはエア排出マニホルドを構成し、各孔20f,14f,24fは冷却水供給マニホルドを構成し、各孔20g,14g,24gは冷却水排出マニホルドを構成する。なお、支持棒S1,S2は組付終了後に除去してもよいしそのまま残しておいてもよい。
次に、燃料電池10の発電について説明する。燃料電池10を発電させるには、燃料電池10の外部から、水素供給マニホルドを構成する各孔20b,14b,24bに水素を供給する共にエア供給マニホルドを構成する各孔20d,14d,24dにエアを供給する。すると、水素は水素導入孔20bから水素通路21を経て水素導出孔20cへ流れたあと外部へ排出され、エアはエア導入孔24dからエア通路25を経てエア導出孔24eへ流れたあと外部へ排出される。そして、水素通路21を通過する水素は、アノード12bでプロトンと電子に分かれる。このうちプロトンは湿潤状態の固体電解質膜12aを伝導してカソード12cに移動し、電子は図示しない外部回路を通ってカソードに移動する。このカソード12cでは、プロトンと電子とエア中の酸素とが反応して水が生成し、この反応により起電力が生じる。また、燃料電池10を発電に適した温度域(例えば70〜80℃)に維持するために、外部から冷却水を冷却水導入孔24fへ供給すると、冷却水は図示しない冷却水通路を経て冷却水導出孔24gから排出される。
次に、この燃料電池10を分解する必要が生じたときの分解手順について図3に基づいて説明する。図3は図2のA−A断面図である。なお、分解作業を開始する前までに支持棒S1,S2は除去されている。図3に示すように、第1セパレータ20の位置決め穴23、樹脂フレーム14の位置決め穴16の円形部分16a、第2セパレータ24の位置決め穴27は、同軸となるように配置され、各内部空間が軸方向に連なっている。また、位置決め穴16の長溝部分16bは、第1セパレータ20と樹脂フレーム14と第2セパレータ24とに囲まれた空洞になっており、この長溝部分16bが存在することにより、第1セパレータ20と樹脂フレーム14との境界位置に段差部20iが形成され、第2セパレータ24と樹脂フレーム14との境界位置に段差部24iが形成される。ここで、樹脂フレーム14の把持部17,18を治具などで固定したあと、第1セパレータ20の位置決め穴23から鈎状の引っ掛け部材29の先端を差し込み、その先端を段差部20iに引っ掛ける。そして、引っ掛け部材29の先端により、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部20iに付与する。これにより、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。次に、鈎状の引っ掛け部材29の先端を第2セパレータ24の位置決め穴27から差し込み、その先端を段差部24iに引っ掛ける。そして、引っ掛け部材29の先端により、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部24iに付与する。これにより、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。なお、適宜、これと同様の操作を第1セパレータ20の位置決め穴22や樹脂フレーム14の位置決め穴15、第2セパレータ24の位置決め穴26を利用して行ってもよい。このようにして、燃料電池10の第1セパレータ20と樹脂フレーム14と第2セパレータ24とが分離される。
以上詳述した本実施形態によれば、燃料電池積層時の位置決めのために設けられる位置決め穴15,16,22,23,26,27を利用して分解するため、燃料電池分解用に新たな部材を追加する必要がない。したがって、分解が容易な燃料電池10を、組立時の作業を煩雑にすることなく製造することができる。また、樹脂フレーム14に形成された位置決め穴15,16において、第1セパレータ20の位置決め穴22,23や第2セパレータ24の位置決め穴26,27と比べて燃料電池積層時の位置決めに支障のない範囲で異形化された長溝部分15b,16bを設け、この長溝部分15b,16bを利用して分解を行うようにしているため、この長溝部分15b,16bを設けるだけで分解が容易な燃料電池とすることができる。
[第2実施形態]
図4は本実施形態の燃料電池40の組立斜視図、図5は燃料電池40の斜視図である。本実施形態は、第1実施形態の各位置決め穴15,16,22,23,26,27の代わりに位置決め凹部45,46,52,53,56,57を形成した以外は第1実施形態と同様の構成であるため、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付しその説明を省略する。
図4は本実施形態の燃料電池40の組立斜視図、図5は燃料電池40の斜視図である。本実施形態は、第1実施形態の各位置決め穴15,16,22,23,26,27の代わりに位置決め凹部45,46,52,53,56,57を形成した以外は第1実施形態と同様の構成であるため、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付しその説明を省略する。
樹脂フレーム14は、対向する二辺にそれぞれ位置決め凹部45,46を有している。この位置決め凹部45,46は、燃料電池積層時に利用されると共に燃料電池分解時にも利用されるものであり、角形部分45a,46aの奥の面に没入量の大きい窪み部分45b,46bが連通した形状となっている。第1セパレータ20は対向する二辺にそれぞれ位置決め凹部52,53を有し、第2セパレータ24は対向する二辺にそれぞれ位置決め凹部56,57を有している。これらの位置決め凹部52,53,56,57は、燃料電池積層時に利用されると共に燃料電池分解時にも利用されるものであり、角形の切欠として形成されている。
次に、本実施形態の燃料電池40を積み重ねて燃料電池スタックを作製する手順について説明する。まず、図示しない台座上に、図4に示すように所定間隔をおいて二本の平行な支持棒S3,S4を垂直に立設しておく。支持棒S3は、第1セパレータ20の位置決め凹部52、樹脂フレーム14の位置決め凹部45の角形部分45a及び第2セパレータ24の位置決め凹部56にほぼ隙間なく当接した状態で第1セパレータ20がスライドできるように断面が長方形状に設計されている。また、支持棒S4は、第1セパレータ20の位置決め凹部53、樹脂フレーム14の位置決め凹部46の角形部分46a及び第2セパレータ24の位置決め凹部45にほぼ隙間なく当接した状態で第2セパレータ24がスライドできるように断面が長方形状に設計されている。次に、この支持棒S3,S4を利用して一つめの燃料電池40を組み付ける。すなわち、まず支持棒S3に第1セパレータ20の位置決め凹部52をあてがうと共に支持棒S3に第1セパレータ20の位置決め凹部53をあてがい、両支持棒S3,S4に沿って第1セパレータ20をスライドさせる。続いて支持棒S3に樹脂フレーム14の位置決め凹部45の角形部分45aをあてがうと共に支持棒S4に樹脂フレーム14の位置決め凹部46の角形部分46aをあてがい、両支持棒S3,S4に沿って樹脂フレーム14をスライドさせる。続いて支持棒S3に第2セパレータ24の位置決め凹部56をあてがうと共に支持棒S4に第2セパレータ24の位置決め凹部57をあてがい、両支持棒S3,S4に沿って第2セパレータ24をスライドさせる。ここで、樹脂フレーム14の位置決め凹部45,46は窪み部分45b,46bを有しているが、支持棒S3,S4は窪み部分45b,46bに入り込めない大きさに形成されているため、位置決めに支障はない。そして、第1セパレータ20と樹脂フレーム14との間や樹脂フレーム14と第2セパレータ24との間に図示しないセル内シール材を形成し、すべての部材を圧接することにより一つめの燃料電池40を作製する。続いて、二つめ以降の燃料電池40も同様の手順で作製する。但し、隣り合う燃料電池40同士の間には、図示しないセル間シール材を形成する。このようにして所定数の燃料電池40を積み重ねていく。
次に、この燃料電池40を分解する必要が生じたときの分解手順について図6に基づいて説明する。図6は図5のB−B断面図である。なお、分解作業を開始する前までに支持棒S3,S4は除去されている。図6に示すように、第1セパレータ20の位置決め凹部53、樹脂フレーム14の位置決め凹部46の角形部分46a、第2セパレータ24の位置決め凹部57は、各凹部内の空間が連なっている。また、位置決め凹部46の窪み部分46bは、第1セパレータ20と樹脂フレーム14と第2セパレータ24とに囲まれた空洞になっており、この窪み部分46bが存在することにより、第1セパレータ20と樹脂フレーム14との境界位置に段差部20jが形成され、第2セパレータ24と樹脂フレーム14との境界位置に段差部24jが形成される。ここで、樹脂フレーム14の把持部17,18を治具などで固定したあと、窪み部分46aに鈎状の引っ掛け部材29の先端を差し込み、その先端を段差部20jに引っ掛ける。そして、引っ掛け部材29の先端により、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部20jに付与する。これにより、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。次に、再び窪み部分46aに鈎状の引っ掛け部材29の先端を差し込み、その先端を今度は段差部24jに引っ掛ける。そして、引っ掛け部材29の先端により、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部20jに付与する。これにより、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。なお、適宜、これと同様の操作を第1セパレータ20の位置決め凹部52や樹脂フレーム14の位置決め凹部45、第2セパレータ24の位置決め凹部56を利用して行ってもよい。このようにして、燃料電池10の第1セパレータ20と樹脂フレーム14と第2セパレータ24とが分離される。
以上詳述した本実施形態によれば、燃料電池積層時の位置決めのために設けられる位置決め凹部45,46,52,53,56,57を利用して分解するため、燃料電池分解用に新たな部材を追加する必要がない。したがって、分解が容易な燃料電池10を、組立時の作業を煩雑にすることなく製造することができる。また、樹脂フレーム14に形成された位置決め凹部45,46において、第1セパレータ20の位置決め凹部52,53や第2セパレータ24の位置決め凹部56,57と比べて燃料電池積層時の位置決めに支障のない範囲で異形化された窪み部分45b,46bを設け、この窪み部分45b,46bを利用して分解を行うようにしているため、この窪み部分45b,46bを設けるだけで分解が容易な燃料電池とすることができる。
[第3実施形態]
図7は本実施形態の燃料電池60の組立斜視図、図8は燃料電池60の斜視図である。本実施形態は、第1実施形態の各位置決め穴15,16,22,23,26,27の代わりに位置決め凸部65,66,72,73,76,77を形成した以外は第1実施形態と同様の構成であるため、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付しその説明を省略する。
図7は本実施形態の燃料電池60の組立斜視図、図8は燃料電池60の斜視図である。本実施形態は、第1実施形態の各位置決め穴15,16,22,23,26,27の代わりに位置決め凸部65,66,72,73,76,77を形成した以外は第1実施形態と同様の構成であるため、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付しその説明を省略する。
樹脂フレーム14は、対向する二辺にそれぞれ位置決め凸部65,66を有している。この位置決め凸部65,66は、燃料電池積層時に利用されると共に燃料電池分解時にも利用されるものであり、角形突起として形成されている。第1セパレータ20は対向する二辺にそれぞれ位置決め凸部72,73を有し、第2セパレータ24は対向する二辺にそれぞれ位置決め凸部76,77を有している。また、これらの位置決め凸部72,73,76,77は、燃料電池積層時に利用されると共に燃料電池分解時にも利用されるものである。ここで、位置決め凸部65,66についてみると、突出方向と直交する方向の長さは位置決め凸部72,73,76,77と同じであるが、突出方向の長さつまり突出量は位置決め凸部72,73,76,77よりも小さくなるように形成されている。
次に、本実施形態の燃料電池60を積み重ねて燃料電池スタックを作製する手順について説明する。まず、図示しない台座上に、図7に示すように所定間隔をおいて二本の平行な支持棒S5,S6を垂直に立設しておく。支持棒S5は、第1セパレータ20の位置決め凸部72や第2セパレータ24の位置決め凸部76をほぼ隙間なく合致した状態でスライド可能なように断面がコの字状(Uの字を90°回転させた形状)に設計されている。また、支持棒S6は、第1セパレータ20の位置決め凸部73や第2セパレータ24の位置決め凸部77をほぼ隙間なく合致した状態でスライド可能なように断面がコの字状(Uの字を90°回転させた形状)に設計されている。次に、この支持棒S5,S6を利用して一つめの燃料電池60を組み付ける。すなわち、まず支持棒S5に第1セパレータ20の位置決め凸部72をあてがうと共に支持棒S6に第1セパレータ20の位置決め凸部73をあてがい、両支持棒S5,S6に沿って第1セパレータ20をスライドさせる。続いて支持棒S5に樹脂フレーム14の位置決め凸部65をあてがうと共に支持棒S6に樹脂フレーム14の位置決め凸部66をあてがい、両支持棒S5,S6に沿って樹脂フレーム14をスライドさせる。このとき、支持棒S5,S6は、樹脂フレーム14の位置決め凸部65,66のうち突出方向と平行な二面とはほぼ隙間なく合致するが、突出方向と垂直な面とは隙間が空いた状態となり、この状態で樹脂フレーム14をスライドさせる。この隙間が存在していても、樹脂フレーム14の突出方向への移動は樹脂フレーム14の左右両側面を支持棒S5,S6が挟み込んでいるため阻止されるから、位置決めに支障はない。続いて支持棒S5に第2セパレータ24の位置決め凸部76をあてがうと共に支持棒S6に第2セパレータ24の位置決め凸部77をあてがい、両支持棒S5,S6に沿って第2セパレータ24をスライドさせる。そして、第1セパレータ20と樹脂フレーム14との間や樹脂フレーム14と第2セパレータ24との間に図示しないセル内シール材を形成し、すべての部材を圧接することにより一つめの燃料電池60を作製する。続いて、二つめ以降の燃料電池60も同様の手順で作製する。但し、隣り合う燃料電池60同士の間には、図示しないセル間シール材を形成する。このようにして所定数の燃料電池60を積み重ねていく。
次に、この燃料電池60を分解する必要が生じたときの分解手順について図8に基づいて説明する。なお、分解作業を開始する前までに支持棒S5,S6は除去されている。図8に示すように、第1セパレータ20の位置決め凸部73、樹脂フレーム14の位置決め凸部66、第2セパレータ24の位置決め凸部77は、それぞれ重なるように配置されている。また、突出量の短い位置決め凸部66の先端部分と各セパレータ20,24の位置決め凸部73,77とによって囲まれた部分は空洞になっており、第1セパレータ20の位置決め凸部73と樹脂フレーム14の位置決め凸部66との境界位置に段差部73aが形成され、第2セパレータ24の位置決め凸部77と樹脂フレーム14の位置決め凸部66との境界位置に段差部77aが形成される。ここで、樹脂フレーム14の把持部17,18を治具などで固定したあと、この空洞に鈎状の引っ掛け部材29の先端を差し込み、その先端を段差部73aに引っ掛ける。そして、引っ掛け部材29の先端により、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部73aに付与する。これにより、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。次に、再び空洞に鈎状の引っ掛け部材29の先端を差し込み、その先端を今度は段差部77aに引っ掛ける。そして、引っ掛け部材29の先端により、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部77aに付与する。これにより、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。なお、適宜、これと同様の操作を第1セパレータ20の位置決め凸部72や第2セパレータ24の位置決め凸部76について行ってもよい。このようにして、燃料電池10の第1セパレータ20と樹脂フレーム14と第2セパレータ24とが分離される。
以上詳述した本実施形態によれば、燃料電池積層時の位置決めのために設けられる位置決め凸部65,66,72,73,76,77を利用して分解するため、燃料電池分解用に新たな部材を追加する必要がない。したがって、分解が容易な燃料電池10を、組立時の作業を煩雑にすることなく製造することができる。また、樹脂フレーム14に形成された位置決め凸部65,66において、第1セパレータ20の位置決め凸部72,73や第2セパレータ24の位置決め凸部76,77と比べて燃料電池積層時の位置決めに支障のない範囲で突出量を小さくし(つまり異形化)、この突出量の小さい位置決め凸部65,66を利用して分解を行うようにしているため、位置決め凸部65,66の突出量を変えるだけで分解が容易な燃料電池とすることができる。
[第4実施形態]
図9は本実施形態の燃料電池80の組立斜視図、図10は燃料電池80の斜視図である。本実施形態は、第1実施形態の各位置決め穴15,16の代わりに位置決め穴85,86を形成すると共に分解起点部87,88を形成した以外は第1実施形態と同様の構成であるため、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付しその説明を省略する。
図9は本実施形態の燃料電池80の組立斜視図、図10は燃料電池80の斜視図である。本実施形態は、第1実施形態の各位置決め穴15,16の代わりに位置決め穴85,86を形成すると共に分解起点部87,88を形成した以外は第1実施形態と同様の構成であるため、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付しその説明を省略する。
樹脂フレーム14は、第1セパレータ20の位置決め穴22,23や第2セパレータ24の位置決め穴26,27と同じ形状の位置決め穴85,86を有している。この位置決め穴85,86は第1実施形態における位置決め穴15,16の円形部分15a,16aのみを残したものである。また、樹脂フレーム14のうち位置決め穴85,86の近傍の側縁には、略円弧状に凹んだ分解起点部87,88が形成されている。
次に、本実施形態の燃料電池80を積み重ねて燃料電池スタックを作製する手順について説明する。まず、図示しない台座上に、図9に示すように所定間隔をおいて二本の平行な支持棒S1,S2を垂直に立設しておく。この支持棒S1,S2を利用して燃料電池80を組み付けていく手順は第1実施形態と同じであるため、ここではその説明を省略する。
次に、この燃料電池80を分解する必要が生じたときの分解手順について図10に基づいて説明する。なお、分解作業を開始する前までに支持棒S1,S2は除去されている。図10に示すように、樹脂フレーム14の分解起点部88が第1セパレータ20と第2セパレータ24とによって囲まれることにより空洞が形成される。また、第1セパレータ20と樹脂フレーム14の分解起点部88との境界位置に段差部20nが形成され、第2セパレータ24と樹脂フレームの分解起点部88との境界位置に段差部24nが形成される。ここで、樹脂フレーム14の把持部17,18を治具などで固定したあと、この空洞に鈎状の引っ掛け部材29の先端を差し込み、その先端を段差部20nに引っ掛ける。そして、引っ掛け部材29の先端により、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部20nに付与する。これにより、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。次に、再び空洞に鈎状の引っ掛け部材29の先端を差し込み、その先端を今度は段差部24nに引っ掛ける。そして、引っ掛け部材29の先端により、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部24nに付与する。これにより、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。なお、適宜、これと同様の操作を分解起点部87を利用して行ってもよい。このようにして、燃料電池10の第1セパレータ20と樹脂フレーム14と第2セパレータ24とが分離される。
以上詳述した本実施形態によれば、分解時には、樹脂フレーム14の外縁に形成された分解起点部87,88を利用して一対のセパレータ20,24を離間する方向の外力を燃料電池60に付与することにより分解するため、容易に分解することができる。また、この分解起点部87,88は、燃料電池60の構成要素である樹脂フレーム14に形成されているため、燃料電池分解用に新たな部材を追加する必要がないことから、燃料電池の組立時に作業が煩雑になることもない。
[第5実施形態]
図11は本実施形態の燃料電池100の組立斜視図、図12は燃料電池100の斜視図である。本実施形態は、第1実施形態の各位置決め穴15,16の代わりに第4実施形態の位置決め穴85,86を形成すると共に第1及び第2セル内シール材102,104に除去容易部位102a,104aを形成した以外は第1実施形態と同様の構成であるため、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付しその説明を省略する。
図11は本実施形態の燃料電池100の組立斜視図、図12は燃料電池100の斜視図である。本実施形態は、第1実施形態の各位置決め穴15,16の代わりに第4実施形態の位置決め穴85,86を形成すると共に第1及び第2セル内シール材102,104に除去容易部位102a,104aを形成した以外は第1実施形態と同様の構成であるため、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付しその説明を省略する。
第1セル内シール材102は、第1セパレータ20と樹脂フレーム14とを接着する接着剤で形成され、図11の樹脂フレーム14上のハッチング部分がこれに相当する。この第1セル内シール材102は、MEA12のMEA取付孔14a、各孔14b〜14g及び各位置決め穴85,86、第1セパレータ20の凹部20a、各孔20b〜20g及び各位置決め穴22,23を塞ぐことのないように形成され、水素、エア及び冷却水が燃料電池10の内部で混ざり合ったり燃料電池10の外部へ漏れ出したりするのを防止する。また、第1セル内シール材102は、外縁の一部に沿って除去容易部位102aを有している。この除去容易部位102aは、第1セル内シール材102の他の部分よりも脆弱な接着剤か柔軟な接着剤で形成されている。
第2セル内シール材104は、第2セパレータ24と樹脂フレーム14とを接着する接着剤で形成され、図11の第2セパレータ24上のハッチング部分がこれに相当する。この第2セル内シール材104は、MEA12のMEA取付孔14a、各孔14b〜14g及び各位置決め穴85,86、第2セパレータ24の凹部24a、各孔24b〜24g及び各位置決め穴26,27を塞ぐことのないように形成され、水素、エア及び冷却水が燃料電池10の内部で混ざり合ったり燃料電池10の外部へ漏れ出したりするのを防止する。また、第2セル内シール材104は、外縁の一部に沿って除去容易部位104aを有している。この除去容易部位104aは、第2セル内シール材104の他の部分よりも脆弱な接着剤か柔軟な接着剤で形成されている。
次に、本実施形態の燃料電池100を積み重ねて燃料電池スタックを作製する手順について説明する。まず、図示しない台座上に、図11に示すように所定間隔をおいて二本の平行な支持棒S1,S2を垂直に立設しておく。この支持棒S1,S2を利用して燃料電池100を組み付けていく手順は第1実施形態と同じであるため、ここではその説明を省略する。
次に、この燃料電池100を分解する必要が生じたときの分解手順について説明する。なお、分解作業を開始する前までに支持棒S1,S2は除去されている。図11に示すように、燃料電池100の樹脂フレーム14には脆弱又は柔軟な除去容易部位102a,104aが形成されている。そこで、まず除去容易部位102a,104aを除去する。このとき、除去容易部位102a,104aが脆弱な場合にはマイナスドライバなどにより破壊して除去し、柔軟な場合にはカッタなどにより切除する。すると、除去容易部位102a,104aが除去されたあとの箇所は図12の部分拡大図(円内)に示すような隙間G1,G2となる。そして、樹脂フレーム14と第1セパレータ20との隙間G1が生じることにより第1セパレータ20には分解起点部となる段差部20pが現出し、樹脂フレーム14と第2セパレータ24との隙間G2が生じることにより第2セパレータ24には分解起点部となる段差部24pが現れる。ここで、樹脂フレーム14の把持部17,18を治具などで固定し、鈎状の引っ掛け部材29の先端を隙間G1に入れて第1セパレータ20に引っ掛け、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部20pに付与する。これにより、第1セパレータ20を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。次に、鈎状の引っ掛け部材29の先端を今度は隙間G2に入れて第2セパレータ24に引っ掛け、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがす方向(つまり一対のセパレータ20,24が離間する方向)の外力を段差部24pに付与する。これにより、第2セパレータ24を樹脂フレーム14から引きはがすことができる。このようにして、燃料電池100の第1セパレータ20と樹脂フレーム14と第2セパレータ24とが分離される。
以上詳述した本実施形態によれば、分解時には、第1及び第2セル内シール材102,104に設けた除去容易部位102a,104aを除去することにより現出する段差部20p,24pを利用して一対のセパレータ20,24を離間する方向の外力を燃料電池60に付与することにより分解するため、容易に分解することができる。また、この除去容易部位102a,104aは、燃料電池100の構成要素である第1及び第2セル内シール材102,104に形成されているため、燃料電池分解用に新たな部材を追加する必要がないことから、燃料電池の組立時に作業が煩雑になることもない。更に、分解起点部となり得る段差部20p,24pは分解時にはじめて現出する。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
例えば、上述した各実施形態では、第1及び第2セパレータ20,24を金属で作製することとしたが、ガス不透過の導電性部材であれば特に金属に限定されるものではなく、例えばカーボンを圧縮してガス不透過とした成形カーボンなどでもよい。但し、燃料電池分解時にセパレータを引きはがす外力がセパレータに加えられることを考慮すると、その外力を加えたときに破壊されない材質を選定することが好ましい。
また、上述した各実施形態では固体電解質膜形(高分子電解質形)の燃料電池について説明したが、他のタイプの燃料電池、例えば固体酸化物形、溶融炭酸塩形、リン酸形、アルカリ水溶液形等の燃料電池についても同様にして本発明を適用することができる。
更に、上述した第5実施形態では、第1及び第2セル内シール材102,104の外縁に除去容易部位102a,104aを設けたが、図13に示す燃料電池120のように、樹脂フレーム14の外縁に除去容易部位122を設けてもよい。例えば、除去容易部位122は、樹脂フレーム14の他の部分よりも脆弱な樹脂か柔軟な樹脂で形成し、燃料電池分解時にこの除去容易部位122を除去することにより分解起点部を現出させる。このときの分解起点部は図10に示した第4実施形態と同様、樹脂フレーム14の側縁を凹ませた形状となるため、その後の分解手順は第4実施形態と同様に行うことができる。
更にまた、セル電圧モニタを固定するためのモニタ固定部を分解起点部に利用してもよい。例えば、図14の燃料電池200では、フレームはMEA12を挟み込む樹脂フレーム構成部材204,204からなり、このうち一方の樹脂フレーム構成部材204の外縁に一対の逆L字部材206,206が立設されたモニタ固定部208が形成されている。このモニタ固定部208は図14中、樹脂フレーム構成部材204の右端と左端とに設けられている。そして、このモニタ固定部208を利用して一対のセパレータ20,24を離間する方向の外力を加えるには、図中の矢印で示すようにモニタ固定部208をなす一対の逆L字部材206,206の一方を手前に引き、もう一方を奥に押すようにして、樹脂フレーム構成部材204をねじるようにする。
10…燃料電池、12…膜電極アセンブリ(MEA)、12a…固体電解質膜、12b…アノード、12c…カソード、14…樹脂フレーム、14a…MEA取付孔、14b,14c…水素通過孔、14d,14e…エア通過孔、14f,14g…冷却水通過孔、15…位置決め穴、15a…円形部分、15b…長溝部分、16…位置決め穴、16a…円形部分、16b…長溝部分、17,18…把持部、20…第1セパレータ、20a…凹部、20b…水素導入孔、20c…水素導出孔、20d,20e…エア通過孔、20f,20g…冷却水通過孔、20i,20j,20n,20p…段差部、21…水素通路、22,23…位置決め穴、24…第2セパレータ、24a…凹部、24b,24c…水素通過孔、24d…エア導入孔、24e…エア導出孔、24f…冷却水導入孔、24g…冷却水導出孔、24i,24j,24n,24p…段差部、24m…凹部、25…エア通路、26,27…位置決め穴、29…引っ掛け部材、40…燃料電池、45,46…位置決め凹部、45a,46a…角形部分、45b,46b…窪み部分、52,53…位置決め凹部、56,57…位置決め凹部、60…燃料電池、65,66…位置決め凸部、72、73…位置決め凸部、76,77…位置決め凸部、80…燃料電池、85,86…位置決め穴、87,88…分解起点部、100…燃料電池、102,104…セル内シール材、102a,104a…除去容易部位、120…燃料電池、122…除去容易部位。
Claims (16)
- 電解質アセンブリと、
該電解質アセンブリを挟み込む一対のセパレータと、
少なくとも前記一対のセパレータに設けられ燃料電池積層時の位置決めに用いられると共に燃料電池分解時に前記一対のセパレータが離間する方向の外力を付与するために用いられる位置決め部と、
を備えた燃料電池。 - 請求項1に記載の燃料電池であって、
前記一対のセパレータと前記電解質アセンブリとの間に積層されるフレームを備え、
前記位置決め部は、前記フレーム及び前記一対のセパレータに設けられている、
燃料電池。 - 前記位置決め部のうち前記フレームに形成されたものは、前記位置決め部のうち前記一対のセパレータに設けられたものと比べて、燃料電池積層時の位置決めに支障のない範囲で異形化された異形箇所を有し、該異形箇所を利用して前記一対のセパレータが離間する方向の外力を付与可能である、
請求項2に記載の燃料電池。 - 前記フレームは、前記セパレータよりも柔軟な材料で形成されている、
請求項3に記載の燃料電池。 - 前記位置決め部は、燃料電池外縁の近傍に設けられた貫通穴、燃料電池外縁から外方向に突出した凸部、又は燃料電池外縁から内方向に没入した凹部である、
請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池。 - 前記位置決め部は燃料電池外縁の近傍に設けられた貫通穴であり、該貫通穴のうち前記フレームに形成されたものは前記セパレータに形成されたものに比べて該貫通穴に連通する連通溝が形成されている、
請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池。 - 前記位置決め部は燃料電池外縁から外方向に突出した凸部であり、該凸部のうち前記フレームに形成されたものは前記セパレータに形成されたものに比べて突出量の小さい箇所がある、
請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池。 - 前記位置決め部は、燃料電池外縁から内方向に没入した凹部であり、該凹部のうち前記フレームに形成されたものは前記セパレータに形成されたものに比べて没入量の大きい箇所がある、
請求項1〜4のいずれかに記載の燃料電池。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の燃料電池を分解する分解方法であって、
前記位置決め部を利用して前記一対のセパレータが離間する方向の外力を前記燃料電池に付与する外力付与ステップ、
を含む燃料電池分解方法。 - 電解質アセンブリと、
該電解質アセンブリを挟み込む一対のセパレータと、
前記一対のセパレータと前記電解質アセンブリとの間に積層されるフレームと、
前記フレームの外縁又は該外縁周辺の燃料電池構成要素に形成され、燃料電池分解時に前記一対のセパレータを離間する方向の外力を付与するのに利用される分解起点部と、
を備えた燃料電池。 - 前記フレームは、前記セパレータよりも柔軟な材料で形成され、
前記分解起点部は、前記フレームに形成されている、
請求項10に記載の燃料電池。 - 前記分解起点部は、前記フレームと前記セパレータとの間に形成された段差部であり、該段差部に前記フレームと前記セパレータとを離間する方向の外力を付与可能である、請求項10又は11に記載の燃料電池。
- 前記段差部は、前記フレームの側縁を前記一対のセパレータの側縁より凹ませることにより形成されている、請求項12に記載の燃料電池。
- 前記フレームは、外縁部分に除去容易部位を有し、該除去容易部位を除去したあとの箇所が前記分解起点部となるように形成されている、請求項10〜13のいずれかに記載の燃料電池。
- 請求項10〜14のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記フレームと前記セパレータとをシールするシール材を備え、
前記シール材は、外縁部分に除去容易部位を有し、該除去容易部位を除去したあとの箇所が前記分解起点部となるように形成されている、燃料電池。 - 請求項10〜15のいずれかに記載の燃料電池を分解する分解方法であって、
前記分解起点部を利用して前記一対のセパレータが離間する方向の外力を前記燃料電池に付与する外力付与ステップ、
を含む燃料電池分解方法。
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