JP2008066118A - 燃料電池構成部品 - Google Patents

Abstract

【課題】使用期間が長期化したとしても、識別情報表示部の摩耗を抑制するのに有利な燃料電池構成部品を提供する。
【解決手段】燃料電池構成部品は、表面１１をもつ燃料電池構成部品本体と、燃料電池構成部品本体に付与された識別情報表示部４とを具備する。識別情報表示部４は、燃料電池構成部品本体において表面１１よりも窪んだ領域３に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明はセパレータ、膜電極接合体等の燃料電池構成部品に関する。

特許文献１は、視認性が良い外壁面に、セパレータ固有情報を示す識別符号を付した燃料電池用セパレータを開示している。このものによれば、識別符号に基づいてセパレータを識別することができる。特許文献２は、セパレータのうち外部に露出している側端面に、セルの固有情報を示すバーコードを貼り付けた燃料電池が開示されている。特許文献３，４は、焼成前のセラミックス製品にレーザビームを照射することにより識別子を形成し、その後セラミックス製品を焼成する識別子記載技術を開示している。
特開２００４−１７９１２４号公報 特開２００３−１１５３１９号公報 特開２００３−１１９０７８号公報 特開２００１−２５３７６３号公報

上記した特許文献１によれば、使用期間が長期化すると、セパレータに形成された識別符号が摩耗により次第に消失してしまうおそれがある。特許文献２においても、使用期間が長期化すると、バーコードが剥離するおそれがある。特許文献３，４についても同様である。特許文献３，４においても同様に、使用期間が長期化すると、セパレータに形成された識別符号が摩耗により次第に消失してしまうおそれがある。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、使用期間が長期化したとしても、識別情報表示部の摩耗を抑制するのに有利な燃料電池構成部品を提供することを課題とする。

本発明に係る燃料電池構成部品は、表面をもつ燃料電池構成部品本体と、燃料電池構成部品本体に付与された識別情報表示部とを具備する燃料電池構成部品であって、識別情報表示部は、燃料電池構成部品本体において表面よりも窪んだ領域に設けられている。このため他の部材が識別情報表示部に接触することが抑制され、識別情報表示部の摩耗が抑制される。故に、長期にわたって識別情報表示部がその機能を発揮することができる。表面よりも窪んだ領域とは、窪みの底面であっても良いし、窪みの側面（底面と前記表面とを繋ぐ面）であっても良い。要するに識別情報表示部は、窪みの内部に位置していれば良い。

燃料電池構成部品本体において表面よりも窪んだ領域に、識別情報表示部が設けられている。このため使用期間が長期化したとしても、識別情報表示部の摩耗を抑制するのに有利である。

燃料電池構成部品は、表面をもつ燃料電池構成部品本体（以下、部品本体ともいう）と、部品本体に付与された識別情報表示部とを備えている。識別情報表示部は、その部品本体に関する情報を報知させるものである。具体的には、生産者情報（生産地、生産者、生産日等）、販売者情報（販売地、販売者、販売日等）、製品情報（型式、材質、仕様、商品名等、製造過程情報）が例示される。識別情報表示部は、光学的特性、磁気的特性、視覚的特性、凹および／または凸による凹凸特性のうちの少なくともひとつによる識別情報表示部である。光学的特性は、光吸収性および／または光反射性に基づく識別性である。磁気的特性は磁極、磁束密度等による識別性である。視覚的特性は人の肉眼による識別性である。識別情報表示部としては、文字、数字、記号、模様等が例示される。バーコード、ＱＲコードが例示される。識別情報表示部の形成手段としては、印刷、機械的刻印、切削加工、レーザビーム（高エネルギ密度ビーム）の照射、インクジェット、熱による刻印、インクスタンプ、エッチング等が挙げられ、これらのうちの少なくとも一つが採用される。印刷は、凸版印刷、オフセット印刷、活字等を隆起させる隆起印刷、発泡印刷等の公知の印刷方法が例示される。

識別情報表示部は、部品本体において表面よりも窪んだ領域に設けられている。これにより部品本体の表面が摩耗したとしても、識別情報表示部の摩耗が抑制される。故に、長期にわたって識別情報表示部はその機能を発揮することができる。ここで、窪んだ領域とは、窪んだ部分の内部を形成する壁面の領域をいう。ナイフ部品本体の材質としては、特に限定されず、金属系、炭素系、樹脂系、セラミックス系、炭素−樹脂混合系、金属−樹脂混合系、セラミックス−樹脂系が例示される。部品本体の表面は、摩耗する性質を有する形態が例示される。例えば、部品本体が導電性粒子を成型したものである場合には、摩耗が発生し易い。窪んだ領域に識別情報表示部が設けられているため、表面が摩耗したとしても、識別情報表示部の摩耗は抑制される。窪んだ領域としては、有底形状でも良いし、無底形状でも良い。

燃料電池は、高分子電解質形燃料電池であっても良いし、リン酸形燃料電池でも良いし、固体酸化物形燃料電池であっても良い。燃料電池構成部品は積層タイプの燃料電池に使用される部品であっても良いし、あるいは、チューブ型の燃料電池に使用される部品であっても良い。燃料電池構成部品としては、燃料電池スタックで使用されるセパレータ、絶縁部材、ターミナル部材、エンドプレートのうちの少なくとも一つである形態が例示される。更に、燃料電池構成部品としては膜電極接合体である形態が例示される。膜電極接合体は、燃料が供給され多孔質性および導電性をもつ燃料極と、プロトン伝導性をもつプロトン伝導膜と、酸化剤が供給され多孔質性および導電性をもつ酸化剤極とを厚み方向に順に積層して形成されている。この場合、燃料極、プロトン伝導膜、酸化剤極のうちの少なくとも一つに窪んだ領域を形成し、その窪み領域を形成する壁面に識別情報表示部を付することができる。

窪んだ領域は、構成部品本体のうち組付時に他の部材と接触する部位に設けられている形態が例示される。このような部位は他の部材と接触するため摩耗しやすい。しかし、識別情報表示部は窪んだ領域に形成されているため、識別情報表示部の摩耗は抑制される。窪んだ領域は、構成部品本体のうち組付時に視認可能な部位に設けられている形態が例示される。この場合、人が識別情報表示部を視覚的に識別し易い。

表面よりも窪んだ領域が輪郭を有する場合には、輪郭の形状自体が識別情報表示機能を示しても良い。窪んだ領域の輪郭の形状は、バーコード、ＱＲコード、点字等に比較して、人の肉眼で容易に判別し易いためである。

窪んだ領域は、深さが異なる複数の底面をもつ形態が例示される。この場合、一般的な識別情報表示部は所定の深さの底面に設けられ、一般的な識別情報表示部よりも相対的に重要性が高い識別情報表示部は、一般的な識別情報表示部が設けられる底面よりも深さが深い底面に設けられている形態が例示される。この場合、識別情報表示機能が発揮されつつ、窪みの空間容積が抑制される。更に、窪んだ領域および／または識別情報表示部としては、識別情報表示部を読み取る方向を示唆する部位を有する形態が例示される。読み取り方向が示唆されるため、読み取り過誤が抑えられる。窪んだ領域は、識別情報表示部を区画する仕切壁部を備えている形態が例示される。この場合、窪んだ領域の投影面積が大きい場合に適する。

以下、図１および図２を参照して本発明の実施例を説明する。図１は燃料電池構成部品として機能するセパレータ１の平面図を示す。図２はセパレータ１の要部の断面図を示す。セパレータ１を構成するセパレータ本体１０は、炭素系、金属系、樹脂系、炭素−樹脂系のいずれの材料でも良い。炭素系は、黒鉛等の炭素系材料を固めたものが例示される。金属系は、ステンレス鋼、金属間化合物が例示される。樹脂系は射出成形品、圧縮成形品等が例示される。樹脂系であれば、導電性樹脂であることが好ましい。炭素−樹脂系は、樹脂をバインダとして炭素系材料を固めたものが例示される。上記した材料を複合化させた材料でも良い。例えば、セパレータにおいて、流路が形成されている部分を金属系や炭素系の材料で形成し、導電性をもたない樹脂系材料で流路の周辺部を形成しても良い。

セパレータ１を構成するセパレータ本体１０は、平板形状をなしている。セパレータ本体１０は、平坦状の互い背向する複数（２個）の表面１１と、複数（４個）側端面１５とをもつ。セパレータ本体１０の表面１１には、厚み方向に貫通する貫通状の酸化剤入口孔２０、貫通状の酸化剤出口孔２１、貫通状の燃料入口孔２２、貫通状の燃料出口孔２３、貫通状の冷媒入口孔２４、貫通状の冷媒出口孔２５が形成されている。なお、酸化剤入口孔２０、酸化剤出口孔２１、燃料入口孔２２、燃料出口孔２３、冷媒入口孔２４、冷媒出口孔２５の位置は、図１に示す形態に限定されるものではなく、適宜選択される。

更に、セパレータ１の一方の表面１１には、一方の表面流路１７が形成されている。セパレータ１の他方の表面１１（裏面）には、他方の表面流路１８が形成されている。一方の表面流路１７および他方の表面流路１８は、セパレータ１において表裏の関係とされている。当該部位には活物質が流れる案内溝（図略）が形成されている。

スタックでは、セパレータ１は複数種類用意されている。即ち、一方の表面流路１７及び他方の表面流路１８の関係としては、次の（１）〜（３）形態が例示される。
（１）一方の表面流路１７および他方の表面流路１８のうちいずれかが燃料流路であり、残りが酸化剤流路である。
（２）一方の表面流路１７および他方の表面流路１８のうちいずれかが燃料流路であり、残りが冷媒流路である。冷媒としては冷却水が例示される。
（３）一方の表面流路１７および他方の表面流路１８のうちいずれかが酸化剤流路であり、残りが冷媒流路である。

図１に示すように、セパレータ本体１０は平坦な表面１１をもつ。表面１１はセパレータ１の組付時に他のセパレータ１（他の部材）と接触する部位である。セパレータ１には、表面１１よりも窪んだ領域として、表面１１に対して深さｈ１をもつ有底形状の窪み３が形成されている。深さｈ１としては、セパレータ１の材質、厚み等によっても相違するが、０．０１マイクロメートル以上であればよい。０．１マイクロメートル以上、１マイクロメートル以上、１０マイクロメートル以上であっても良い。但し、セパレータ１の厚みを１００と相対表示するとき、窪み３のサイズ、セパレータ１の材質等によっても相違するが、深さｈ１は８０以下、６０以下または３０以下であることが好ましい。窪み３は、セパレータ本体１０を成形型で形成するときに同時に凹状に形成しても良いし、あるいは、セパレータ本体１０に対して切削加工、レーザビーム加工等で後処理で凹状に形成しても良い。窪み３は、セパレータ１の一方の表面流路１７および他方の表面流路１８よりも外側に形成されている。窪み３は、セパレータ１の表面１１に沿った底面３０と、底面３０に連設されセパレータ１の厚み方向（ｔ方向）に沿った側面３３とをもつ。識別情報表示部４は、セパレータ本体１０において表面１１よりも窪んだ領域、つまり窪み３の底面３０に設けられている。

窪み３の側面３３は、識別情報表示部４を形成している窪み３の底面３０（壁面）から識別情報表示部４よりも遠ざかる方向に突出する突出部分として機能する。窪み３は、反応ガスや冷却水が流れる表面流路１７，１８と干渉しない位置に設けられている。従って窪み３は、セパレータ本体１０において、反応ガスや冷却水が流れる表面流路１７，１８以外の領域に形成されている。従って窪み３の底面３０に形成されている識別情報表示部４は、基本的には、表面流路１７，１８を流れる反応ガスや冷却水等の水とは接触しない。識別情報表示部４は、表面１１から外方に突出しておらず、表面１１よりも低い位置に形成されているため、他の部材と接触しにくい。

識別情報表示部４は、その構成部品本体に関する情報を報知させるものである。具体的には、生産者情報（生産地、生産者、生産日等）、販売者情報（販売地、販売者、販売日等）、製品情報（型式、原材料、仕様、商品名等、製造過程）が例示される。識別情報表示部４の形成手段としては、印刷、機械的刻印、切削加工、レーザビームの照射、インクジェット、熱による刻印、インクスタンプ、エッチング等のうちの少なくとも一つが挙げられる。なお、セパレータ１が加圧成形される場合には、識別情報表示部４の機械的刻印はセパレータ１の加圧成形と同時に行っても良い。

以上説明したように本実施例によれば、セパレータ本体１０の表面１１に形成された窪み３の底面３０（窪んだ領域の壁面）に識別情報表示部４が形成されており、識別情報表示部４が窪み３の空間内に位置している。このため識別情報表示部４と他の部材との接触、衝突が抑制される。故に識別情報表示部４の摩耗が抑制される。ここで、仮にセパレータ１の表面１１が摩耗したとしても、窪み３は深さｈ１を有するため、窪み３に形成されている識別情報表示部４の摩耗が抑制される。故に、長期にわたって識別情報表示部４はその表示機能を発揮することができる。識別情報表示部４はセパレータ１と一体的に形成されている場合には、識別テープを貼った場合と異なり、識別情報表示部４が剥離するおそれが低減される。

仮に、識別情報表示部４がセパレータ１の表面１１に形成されていると、複数枚のセパレータ１が厚み方向に積層されてスタックが形成されるとき、隣接するセパレータ１によって識別情報表示部４が摩耗するおそれがある。この点本実施例によれば、複数枚のセパレータ１が厚み方向に積層されてスタックが形成されるときであっても、識別情報表示部４は窪み３の底面３０に形成され窪み３の空間に配置されているため、他のセパレータ１の表面１１に接触することが抑制され、識別情報表示部４の摩耗が抑制される。

更に、仮に、識別情報表示部４がセパレータ１の表面１１に形成されていると、複数枚のセパレータ１が厚み方向に積層されてスタックが形成されるとき、識別情報表示部４の厚みの影響を受け、故に、隣接するセパレータ１間に隙間が生じるおそれがある。この場合、セパレータ１同士の電気的導通不良が発生するおそれがある。更に活物質の漏れも懸念される。この点本実施例によれば、セパレータ１に表面１１に形成された窪み３の底面３０に識別情報表示部４が形成され、識別情報表示部４が窪み３の空間内に位置しているため、複数枚のセパレータ１が厚み方向に積層されてスタックが形成されるときであっても、識別情報表示部４が他のセパレータ１の表面１１に接触することが抑制される。この場合、隣接するセパレータ１の表面１１同士が互いに接触するため、隣接するセパレータ１同士の電気的接触が良好となり、隣接するセパレータ１同士の電気的導通が良好となり、隣接するセパレータ１同士間からの活物質の漏れも抑えられる。

また、識別情報表示部４が窪み３の底面３０に形成されているといえども、窪み３の投影面積が大きいときには、識別情報表示部４が他の部材にそれだけ接触し易くなり、摩耗するおそれがある。この点本実施例によれば、図１に示すように、貫通状の酸化剤入口孔２０の長さＬ１、酸化剤出口孔２１の長さＬ２、燃料入口孔２２の長さＬ３、燃料出口孔２３の長さＬ４、冷媒入口孔２４の長さＬ５、冷媒出口孔２５の長さＬ６を平均した長さをＬａｖｅとする。窪み３のサイズはＬＡ×ＬＢ（図１参照）とされている。ＬＡはＬａｖｅよりも小さく設定されている。ＬＢもＬａｖｅよりも小さく設定されている。このように窪み３の底面３０の投影面積が制限されているため、窪み３の底面３０に形成した識別情報表示部４が他の部材に接触しにくくなり、他の部材により識別情報表示部４が摩耗することが抑制されている。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる

図３は実施例２を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。図３に示すように、複数のセパレータ１と、電気エネルギを取り出すための銅合金等の導電材料を基材とするターミナル部材１１０と、電気絶縁性を図る硬質樹脂を基材とする板状の絶縁部材１２０と、エンドプレート１３０とを厚み方向に積層して積層体を形成する。そして、エンドプレート１３０間に長尺な締結ロッド６１０を挿入させると共に、締結ボルト６２０で締結ロッド６１０を締結することにより、スタック１００が構成されている。締結ロッド６１０および締結ボルト６２０は、スタック１００を締結する締結要素を構成する。

図３に示すように、絶縁部材１２０はターミナル部材１１０とエンドプレート１３０との間に介在しており、エンドプレート１３０に対する電気絶縁性を維持する。実施例１と同様に、セパレータ１の表面１１に、表面１１よりも窪んだ領域として有底状の窪み３が形成されている。この窪み３の底面３０にレーザビームの照射または刻印等により識別情報表示部４が設けられている。

更に図３に示すように、ターミナル部材１１０の表面１１１に、この表面１１１よりも窪んだ領域として有底状の窪み３Ｋが形成されている。この窪み３Ｋの底面３０にレーザビームの照射または刻印等により識別情報表示部４Ｋが設けられている。更に絶縁部材１２０の表面１２１に、この表面１２１よりも窪んだ領域として有底状の窪み３Ｐが形成されている。この窪み３Ｐの底面３０にレーザビームの照射または刻印等により識別情報表示部４Ｐが設けられている。更に図３に示すようにエンドプレート１３０の表面１３１に、この表面１３１よりも窪んだ領域として有底状の窪み３Ｍが形成されている。この窪み３Ｍの底面３０にレーザビームの照射または刻印等により識別情報表示部４Ｍが設けられている。

更に本実施例において、図示しないものの、セパレータ本体１０の側端面１５に、側端面１５よりも窪んだ領域として有底状の窪みを形成し、この窪みの底面にレーザビームの照射または刻印等により識別情報表示部を追加的に形成しても良い。更に、ターミナル部材１１０の側端面１１８に、この側端面１１８よりも窪んだ領域として有底状の窪みを形成し、この窪みの底面にレーザビームの照射または刻印等により識別情報表示部を追加的に形成しても良い。更にエンドプレート１３０の側端面１３８に、この側端面１３８よりも窪んだ領域として有底状の窪みを形成し、この窪みの底面にレーザビームの照射または刻印等により識別情報表示部を追加的に形成しても良い。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図４（Ａ）〜図４（Ｆ）は実施例３を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。セパレータ本体１０は、表面１１よりも窪んだ領域として、有底形状の窪み３をもつ、窪み３は、セパレータ１の表面１１に沿った底面３０と、底面３０に連設されセパレータ１の厚み方向に沿った側面３３とをもつ。識別情報表示部４は、セパレータ本体１０において表面１１よりも窪んだ領域、つまり窪み３の底面３０に設けられている。これによりセパレータ本体１０の表面１１が摩耗したとしても、識別情報表示部４の摩耗が抑制される。さらに、窪み３の輪郭３５の形状は、識別情報表示機能を有する。従って図４（Ａ）〜図４（Ｆ）に示すように、窪み３の輪郭３５の形状を、四角、三角形状、六角形状、真円形状、楕円形状、菱形形状とし、更に五角形状、ハート形状等とし、それぞれの形状に、その形状特有の識別情報表示としての機能（例えばセパレータ１の概略種類別）を発揮させることもできる。肉眼で判別困難なバーコードやＱＲコード等と異なり、窪み３の輪郭３５の形状は人の肉眼によって容易に識別できる利点をもつため、肉眼による概略的な識別に有利である。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図５は実施例４を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。識別情報表示部４が逆方向に読み取られると、識別過誤が生じるおそれがあるときがある。そこで図５に示すように、窪み３の輪郭３５の形状は、肉眼または判別機で識別情報表示部４を読み取るにあたり、正しい読み取り方向（矢印）を示す。従って、識別情報表示部４について始端４ｗから終端４ｘに向けて読み取る。これにより識別情報表示部４が逆方向に読み取られると、識別過誤が生じるおそれがあるときであっても、識別過誤が回避される。

図６は実施例５を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。窪み３は、複数（２個）の窪み３ｍ，３ｎを仕切る仕切壁部３ｋをもつ。仕切壁部３ｋの上端３ｋｕは、基本的には、表面１１と同じ高さとされている。仕切壁部３ｋが形成されているため、窪み３が大きな投影面積を有するときであっても、他の部材が窪み３の底面３０の識別情報表示部４に接触しにくくなるので、識別情報表示部４の摩耗が抑制される。

図７は実施例６を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。セパレータ本体１０は、表面１１よりも窪んだ領域として、有底形状の窪み３をもつ、窪み３は、セパレータ１の表面１１に沿った底面３０と、底面３０に連設されセパレータ１の厚み方向に沿った側面３３とをもつ。識別情報表示部４は、セパレータ本体１０において表面１１よりも窪んだ領域、つまり窪み３の底面３０に設けられている。さらに、透明性が高い透明樹脂が窪み３に埋め込まれて透明層５が形成されている。透明層５を透視することにより、底面３０の識別情報表示部４を知ることができる。透明層５により窪み３の識別情報表示部４に対する保護性が高まり、識別情報表示部４が損傷することが一層防止される。なお、透明層５の表面５ｃはセパレータ１の表面１１よりも低く設定されている。このように透明層５の表面５ｃがセパレータ１の表面１１よりも底面３０側に退避しているため、透明層５の表面５ｃの損傷が抑制される。更に、切欠となる窪み３の空間の少なくとも一部を透明層５で埋めるため、セパレータ１の強度向上にも貢献できる。なお、透明層５の表面５ｃの高さ位置をセパレータ１の表面１１の高さ位置と同一とし、透明層５の表面５ｃとセパレータ１の表面１１とを面一状態としても良い。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図８は実施例７を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。セパレータ本体１０の表面１１よりも窪んだ領域として、有底形状の窪み３が表面１１に形成されている。窪み３は、表面１１に沿った第１底面３０ｆと、第１底面３０ｆに連設されセパレータ１の厚み方向（ｔ方向）に沿った第１側面３３ｆと、第１底面３０ｆよりも深さが浅く設定された表面１１に沿った第２底面３０ｓと、第２底面３０ｓに連設されセパレータ１の厚み方向に沿った第２側面３３ｓとをもつ。識別情報表示部４（４ｆ，４ｓ）は、セパレータ本体１０において、窪み３の第１底面３０ｆに形成されているほかに、第２底面３０ｓにも形成されている。深さが深い第１底面３０ｆは、他の部材と接触する頻度が第２底面３０ｓよりも相対的に少ない。このため、深さが深い第１底面３０ｆは、重要性が相対的に高く優先度が高い識別情報表示部４ｆ（摩耗しては困る識別情報表示）を形成する。これに対して、深さが相対的に浅い第２底面３０ｓは、他の部材と接触する頻度が相対的に高い。このため深さが相対的に浅い第２底面３０ｓには、重要性が相対的に低い一般的な識別情報表示部４ｓを形成する。このように識別情報表示部４の重要性および／または優先度に応じて、窪み３の深さを変更する。この場合、必要情報量を確保しつつ、窪み３の空間容積をできだけ小さくできる。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図９は実施例８を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。窪み３は、表面１１に沿った底面３０と、底面３０に連設されセパレータ１の厚み方向に沿った側面３３Ｂとをもつ。側面３３Ｂは、底面３０の端３０ｅｏから表面１１に向かうに連れて上昇傾斜している。識別情報表示部４は、セパレータ本体１０において、窪み３の底面３０に形成されているほかに、窪み３の側面３３Ｂにも形成されている。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図１０は実施例９を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。セパレータ本体１０は、表面１１よりも窪んだ領域として窪み３Ｃをもつ。窪み３Ｃは無底状をなしており、セパレータ本体１０の厚み方向（ｔ方向）に沿って貫通しており、貫通孔を形成する孔側面３３Ｃとをもつ。孔側面３３Ｃは、内部から表面１１に向かうに連れて円錐状に拡開傾斜している拡開面３３Ｅをもつ。識別情報表示部４は、セパレータ本体１０において表面１１よりも窪んだ領域、つまり窪み３Ｃの側面３３Ｃの拡開面３３Ｅに設けられている。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図１１および図１２は実施例１０を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。膜電極接合体６は、多孔質性および導電性をもつ燃料極６０と、プロトン伝導性をもつポリマーで形成された高分子型のプロトン伝導膜６３と、多孔質性および導電性をもつ酸化剤極６４とを厚み方向に順に積層して形成されている。燃料極６０は、燃料側ガス拡散層６１と、プロトン伝導膜６３に対面する燃料側触媒層６２とで形成されている。酸化剤極６４は、プロトン伝導膜６３に対面する酸化剤側触媒層６５と、酸化剤側ガス拡散層６６とで形成されている。プロトン伝導膜６３の外縁部６３ｗは、燃料側ガス拡散層６１の外縁部６１ｗ、燃料側触媒層６２の外縁部６２ｗ、酸化剤側触媒層６５の外縁部６５ｗ、酸化剤側ガス拡散層６６の外縁部６６ｗよりも外方に突出しており、発電領域に対面しない。図１２に示すように、セパレータ本体１０は、表面１１よりも窪んだ領域として貫通孔状をなす窪み３Ｆをもつ。窪み３Ｆは、セパレータ本体１０の厚み方向に沿って貫通しており、貫通孔を形成する孔側面３３Ｆとをもつ。

膜電極接合体６は二枚のセパレータ１により挟持される。プロトン伝導膜６３の外縁部６３ｗは、セパレータ１の貫通孔状の窪み３Ｆに対面する対面部分６８をもつ。対面部分６８の表面には、燃料電池に関する情報を報知する識別情報表示部４が印刷等により形成されている。このように識別情報表示部４が窪み３Ｆの内部に形成されている。セパレータ１の貫通孔状の窪み３Ｆから矢印ＷＡ方向に識別情報表示部４を視認することができる。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図１３は実施例１１を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。セパレータ１には貫通孔４００が形成されている。この貫通孔４００は、貫通状の酸化剤入口孔、貫通状の酸化剤出口孔、貫通状の燃料入口孔、貫通状の燃料出口孔、貫通状の冷媒入口孔、貫通状の冷媒出口孔のいずれかを形成する。セパレータ１の表面１１において、貫通孔４００を包囲するように窪み３Ｈが形成されている。窪み３Ｈは底面３０Ｈと側面３３Ｈとをもつ。燃料電池に関する情報を報知する識別情報表示部４が底面３０Ｈに形成されている。このように識別情報表示部４が窪み３Ｈの内部に形成されている。窪み３Ｈは貫通孔４００の全周を包囲しているが、貫通孔４００の周囲の一部のみを外側から包囲していても良い。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図１４（Ａ）（Ｂ）は実施例１２を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。セパレータ１の表面の一つである側端面１５に、側端面１５よりも深さｈ２で窪んだ領域として有底状の窪み３Ｘが形成されている。この窪み３Ｘは、底面３０と、互いに対向する側面３３と、側方に開放する第１開口３８と、表面１１において開口する第２開口３９とをもつ。識別情報表示部４は、セパレータ１の窪み３Ｘにおいて表面１１よりも窪んだ領域、つまり窪み３Ｘの底面３０に設けられている。

図３に示すように、複数のセパレータ１が厚み方向に積層されてスタックが形成される。この場合、窪み３Ｘはセパレータ１の側端面１５に形成されているため、窪み３Ｘは側方に開放されている。このため、セパレータ１がスタックとして組み付けられた状態において、窪み３Ｘの底面３０に形成されている識別情報表示部４を使用者は矢印ＷＣ方向（側方）から容易に視認することができる。仮に窪み３が他の部材で覆われていたとしても、他の部材をスタックから取り外せば、窪み３Ｘの底面３０に形成されている識別情報表示部４を使用者は容易に視認することができる。

更に、各セパレータ１について同じ位置に窪み３Ｘが形成されているため、窪み３Ｘは、複数のセパレータ１を厚み方向に積層させる場合において、セパレータ１の位置決めとして機能することが期待できる。また、セパレータ１の側端面１５に形成した窪み３Ｘに識別情報表示部４を付した後に、窪み３Ｘを透明な樹脂層で埋めても良い。なお、識別情報表示部４を形成する部位としては、窪み３Ｘの底面３０に限定されず、窪み３Ｘの底面３０と共に、あるいは、窪み３Ｘの底面３０とは別に窪み３Ｘの側面３３に形成しても良い。本例においても、図示はしないものの、セパレータ本体１０の表面１１に窪みを形成し、窪みの底面に第２の識別情報表示部を追加的に付しても良い。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図１５は実施例１３を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。セパレータ１は一方の表面流路１７および他方の表面流路１８を表裏の関係で備えている。一方の表面流路１７は、燃料流路、酸化剤流路、冷媒流路のうちのいずれかを形成する。他方の表面流路１８は、燃料流路、酸化剤流路、冷媒流路のうちの残りのいずれかを形成する。一方の表面流路１７の流路底面１７１および／または他方の表面流路１８の流路底面１８１には、有底状の窪み３Ｙが形成されている。窪み３Ｙは底面３０および側面３３をもつ。底面３０は、一方の表面流路１７および／または他方の表面流路１８の流路底面１７１，１８１よりも深く設定されている。窪み３Ｙの底面３０には識別情報表示部４が付されている。必要に応じて、識別情報表示部４が付されているこの場合、窪み３Ｙの底面３０の深さぶん、反応ガスや水（凝縮された場合）等の流体が識別情報表示部４に触れにくくなるため、識別情報表示部４の摩耗が防止される。窪み３Ｙの空間に透明樹脂を埋設して透明層５を形成しても良い。窪み３Ｙの空間を透明層５で埋める場合には、透明層５によりセパレータ１の強度向上に貢献できる。仮に、窪みを形成せずに表面流路に識別情報表示部が付されている場合には、長期的にみれば、反応ガスや水（凝縮された場合）等の流体によって識別情報表示部が摩耗されるおそれがある。この意味において、有底状の窪み３Ｙは有効である。なお他の実施例で採用されている特有の構造は、本実施例にも適用することもできる。

図１６は実施例１４を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。膜電極接合体６は燃料電池構成部品本体として機能するものである。膜電極接合体６は多孔質性および導電性をもつ燃料極６０と、プロトン伝導性（イオン伝導性）をもつプロトン伝導膜６３（イオン伝導膜）と、多孔質性および導電性をもつ酸化剤極６４とを厚み方向に順に積層して形成されている。燃料極６０は、カーボン繊維等の導電繊維の集積体を撥水性をもつバインダで固めた燃料側ガス拡散層６１と、プロトン伝導膜６３に対面する燃料側触媒層６２とで形成されている。酸化剤極６４は、カーボン繊維等の導電繊維の集積体を撥水性をもつバインダで固めた酸化剤側ガス拡散層６６と、プロトン伝導膜６３に対面する酸化剤側触媒層６５とで形成されている。

プロトン伝導膜６３としては、炭化フッ素系のポリマー（例えばパーフルオロスルホン酸樹脂）で形成しても良いし、炭化水素系のポリマーで形成しても良い。プロトン伝導膜６３の厚みは、材質にもよるが２０〜２００マイクロメートル程度である。図１６に示すように、プロトン伝導膜６３の外縁部６３ｗは、燃料側ガス拡散層６１の外縁部６１ｗ、燃料側触媒層６２の外縁部６２ｗ、酸化剤側触媒層６５の外縁部６５ｗ、酸化剤側ガス拡散層６６の外縁部６６ｗよりも、面方向に沿った外方に突出している。燃料側ガス拡散層６１および酸化剤側ガス拡散層６６は、カーボン繊維等の導電性繊維の集積体でペーパー状またはクロス状に形成されている。導電性繊維は、撥水性をもつフッ素樹脂等のバインダで互いに接合されている。

燃料側ガス拡散層６１は互いに背向する表面６１１をもつ。酸化剤側ガス拡散層６６は互いに背向する表面６６１をもつ。燃料側ガス拡散層６１の厚みとしては１００〜３００マイクロメートルが例示される。酸化剤側ガス拡散層６６の厚みとしては１００〜３００マイクロメートルが例示される。

燃料側ガス拡散層６１の表面６１１には、表面６１１よりも窪んだ窪み３がプレス等の加圧成形により形成されている。酸化剤側ガス拡散層６６の表面６６１には、表面６６１よりも窪んだ窪み３がプレス等の加圧成形により形成されている。窪み３は、深さをもつ底面３０と、厚み方向に沿った側面３３とをもつ。識別情報表示部４が窪み３の底面３０に形成されている。識別情報表示部４は、燃料側ガス拡散層６１、酸化剤側ガス拡散層６６および／または膜電極接合体６に関する情報を報知する。具体的には、生産者情報（生産地、生産者、生産日等）、膜電極接合体６に関する販売者情報（販売地、販売者、販売日等）、製品情報（型式、原材料、仕様、商品名等、製造過程）が例示される。識別情報表示部４の形成手段としては、印刷、機械的刻印、レーザビームの照射、インクジェット、熱による刻印、インクスタンプ等のうちの少なくとも一つが挙げられる。このように識別情報表示部４は、燃料側ガス拡散層６１の表面６１１および酸化剤側ガス拡散層６６の表面６６１に形成された窪み３の底面に形成されている。スタックが組み付けられるため、膜電極接合体６がこれの厚み方向に加圧される。このようなときであっても、膜識別情報表示部４が摩耗することが抑制される。

また、図１６に示すように、プロトン伝導膜６３のうち発電反応に寄与する部分は、燃料側ガス拡散層６１および酸化剤側ガス拡散層６６に対面する領域ＳＢである。プロトン伝導膜６３の外縁部６３ｗは、燃料側ガス拡散層６１および酸化剤側ガス拡散層６６に対面しない領域であるため、基本的には発電反応に寄与しない。このようにプロトン伝導膜６３のうち発電に寄与しない外縁部６３ｗに、有底形状をなす窪み３Ｚが形成されているため、発電反応に損なわない。即ち、外縁部６３ｗの表面６３ｗｏよりも窪んだ窪み３Ｚがプレス等の加圧成形により形成されている。

窪み３Ｚは、深さをもつ平坦な底面３０をもつ。プロトン伝導膜６３および／または膜電極接合体６に関する情報を報知する識別情報表示部４Ｚが、窪み３Ｚの底面３０に形成されている。識別情報表示部４Ｚを形成する手段としては、印刷、機械的刻印、レーザビームの照射、インクジェット、熱による刻印、インクスタンプ等のうちの少なくとも一つが例示される。識別情報表示部４Ｚがプロトン伝導膜６３の外縁部６３ｗの表面６３ｗｏの上に直接的に形成されている場合に比較して、識別情報表示部４Ｚが他の部材に接触する頻度が低減されるため、識別情報表示部４Ｚの摩耗が抑制される。

図１７は実施例１５を示す。膜電極接合体６Ａはチューブ型であり、多孔質性および導電性をもつ電極６００をもつ。電極６００の外周面となる表面６０１よりも窪んだ窪み６０３が形成されている。窪み６０３の底面６０４に識別情報表示部４が形成されている。

なお、本発明によれば、識別情報表示部の周辺に突起を設けても、上記と同様な効果が期待される。要要するに、燃料電池構成部品のうち、識別情報表示部が設けられている面に、他の部材が接するように設けられている場合において、識別情報表示部に対して相対的に突出する部分は、当該他の部材と接触するものの、識別情報表示部は当該他の部材と直接接触しないような構成であれば良い。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態および実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施可能である。ある実施例で採用されている特有の構造は、他の実施例にも適用することもできる。

上記した記載から次の技術的思想も把握される。
（付記項１）表面をもつ燃料電池構成部品本体と、前記燃料電池構成部品本体に付与された識別情報表示部とを具備する燃料電池構成部品であって、前記識別情報表示部は、前記燃料電池構成部品本体に設けられており、識別情報表示部を形成している壁面から前記識別情報表示部よりも遠ざかる方向に突出すると共に前記識別情報表示部と他部材との接触を抑える突出部分を備えていることを特徴とする燃料電池構成部品。

本発明は例えば車両用、定置用、電気機器用、電子機器用、携帯用の燃料電池システムに利用することができる。

実施例１に係り、セパレータを模式的に示す平面図である。 実施例１に係り、セパレータの窪み付近を模式的に示す断面図である。 実施例２に係り、スタックを模式的に示す側面図である。 実施例３に係り、セパレータの窪み付近を模式的に示す平面図である。 実施例４に係り、セパレータを模式的に示す平面図である。 実施例５に係り、セパレータの窪み付近を模式的に示す断面図である。 実施例６に係り、セパレータの窪み付近を模式的に示す断面図である。 実施例７に係り、セパレータの窪み付近を模式的に示す断面図である。 実施例８に係り、セパレータの窪み付近を模式的に示す断面図である。 実施例９に係り、セパレータの窪み付近を模式的に示す断面図である。 実施例１０に係り、膜電極接合体の断面図である。 実施例１０に係り、セパレータで挟持されている膜電極接合体の拡大断面図である。 実施例１１に係り、セパレータの窪み付近を模式的に示す断面図である。 実施例１２に係り、（Ａ）はセパレータを模式的に示す平面図であり、（Ｂ）はセパレータを模式的に示す側面図である。 実施例１３に係り、セパレータを模式的に示す平面図である。 実施例１４に係り、膜電極接合体の拡大断面図である。 実施例１５に係り、チューブ型の膜電極接合体をもつスタックの要部の斜視図である。

符号の説明

図中、３は窪み（窪んだ領域）、３０は底面、３３は側面、６は膜電極接合体（燃料電池構成部品）、６０は燃料極、６１は燃料側ガス拡散層、６２は燃料側触媒層、６３はプロトン伝導膜、６４は酸化剤極、６５は酸化剤側触媒層、６６は酸化剤側ガス拡散層、１はセパレータ（燃料電池構成部品）、１１０はターミナル部材（燃料電池構成部品）、１２０は絶縁部材（燃料電池構成部品）、１３０はエンドプレート（燃料電池構成部品）を示す。

Claims (12)

1. 表面をもつ燃料電池構成部品本体と、前記燃料電池構成部品本体に付与された識別情報表示部とを具備する燃料電池構成部品であって、
   前記識別情報表示部は、前記燃料電池構成部品本体において前記表面よりも窪んだ領域に設けられている燃料電池構成部品。
2. 請求項１において、前記燃料電池構成部品本体の表面は、摩耗する性質を有する燃料電池構成部品。
3. 請求項１または２において、前記窪んだ領域は、前記燃料電池構成部品本体のうち組付時に他の部材と対面する部位に設けられていることを特徴とする燃料電池構成部品。
4. 請求項１または２において、前記窪んだ領域は、前記燃料電池構成部品本体のうち組付時に視認可能な部位に設けられている燃料電池構成部品。
5. 請求項１〜４のうちのいずれか一項において、前記識別情報表示部は、光学的特性、磁気的特性、視覚的特性、凹および／または凸による凹凸特性のうちの少なくともひとつによる識別情報表示機能をもつ燃料電池構成部品。
6. 請求項１〜５のうちの一項において、前記燃料電池構成部品は、燃料電池スタックで使用されるセパレータ、絶縁部材、ターミナル部材、エンドプレートのうちの少なくとも一つである燃料電池構成部品。
7. 請求項１〜５のうちの一項において、前記燃料電池構成部品は膜電極接合体であり、前記膜電極接合体は、燃料が供給され多孔質性および導電性をもつ燃料極と、プロトン伝導性をもつプロトン伝導膜と、酸化剤が供給され多孔質性および導電性をもつ酸化剤極とを厚み方向に順に積層して形成されており、
   且つ、前記燃料極、前記プロトン伝導膜および前記酸化剤極のうちの少なくとも一方は、前記窪んだ領域をもち、前記窪んだ領域に前記識別情報表示部をもつ燃料電池構成部品。
8. 請求項１〜７のうちのいずれか一項において、前記表面よりも窪んだ領域の輪郭の形状は、識別情報表示機能を有する燃料電池構成部品。
9. 請求項１〜８のうちのいずれか一項において、前記識別情報表示部を覆う透明層が前記窪んだ領域に埋設されている燃料電池構成部品。
10. 請求項１〜９のうちのいずれか一項において、前記窪んだ領域は、深さが異なる複数の底面をもち、一般的な識別情報表示部は所定の深さの底面に設けられ、一般的な識別情報表示部よりも重要性が高い識別情報表示部は、一般的な識別情報表示部が設けられる底面よりも深さが深い底面に設けられている燃料電池構成部品。
11. 請求項１〜１０のうちのいずれか一項において、前記窪んだ領域および／または前記識別情報表示部は、前記識別情報表示部を読み取る方向を示唆する部位を有する燃料電池構成部品。
12. 請求項１〜１１のうちのいずれか一項において、前記窪んだ領域は、前記識別情報表示部を区画する仕切壁部を備えている燃料電池構成部品。

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