JP2008243404A - 燃料電池用発電検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池用発電検査システムにおいて、膜電極接合体の発電検査工数をより低減することである。
【解決手段】燃料ガス供給口と燃料ガス流路と燃料ガス排出口とを有するアノード側プレート２２と、酸化剤ガス供給口と酸化剤ガス流路と酸化剤ガス排出口とを有するカソード側プレート２４とを備え、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４との間に膜電極接合体１０を挟持した後、検査用燃料ガスを燃料ガス流路に搬送し、検査用酸化剤ガスを酸化剤ガス流路に搬送して、膜電極接合体１０を発電検査する燃料電池用発電検査システム２０であって、燃料ガス供給口と燃料ガス流路と燃料ガス排出口との周りに設けられる燃料ガスシール部と、酸化剤ガス供給口と酸化剤ガス流路と酸化剤ガス排出口との周りに設けられる酸化剤ガスシール部と、燃料ガスシール部と酸化剤ガスシール部との間に置かれた膜電極接合体１０を押圧する駆動装置とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池用発電検査システムに係り、特に、膜電極接合体を発電検査する燃料電池用発電検査システムに関する。

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。

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。

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。このうち、電解質膜の両面に触媒層を積層したものは、一般的に、膜電極接合体(Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ)と呼ばれている。

膜電極接合体は、燃料電池用セルに組み立てられる前に、発電検査される。例えば、特許文献１には、電解質層の一方の面に酸素極を備え且つ他方の面に燃料極を備えた燃料電池セルの出力電圧等の特性を評価するために、燃料電池セルの酸素極に対して配置したものと、燃料極に対して配置したものとから成る一対の特性評価用治具を、それらの間に燃料電池セルを挟持した状態でボルトにて連結して、燃料電池セルの出力電圧等を測定することが示されている。

特開２００１−１７６５３２号公報

ところで、膜電極接合体を発電検査する時に、上記のように、治具等をボルト等で締結して膜電極接合体を挟持する場合には、発電検査される膜電極接合体ごとにボルト等の取り付け及び取り外しが必要なため発電検査に時間がかかる。そのため、膜電極接合体の発電検査工数が増える場合がある。

そこで、本発明の目的は、膜電極接合体の発電検査工数を、より低減した燃料電池用発電検査システムを提供することである。

本発明に係る燃料電池用発電検査システムは、検査用燃料ガスを供給する燃料ガス供給口と、検査用燃料ガスを搬送する燃料ガス流路と、検査用燃料ガスを排出する燃料ガス排出口と、を有する第１プレートと、検査用酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給口と、検査用酸化剤ガスを搬送する酸化剤ガス流路と、検査用酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出口と、を有する第２プレートと、を備え、第１プレートと、第２プレートと、の間に膜電極接合体を挟持した後、検査用燃料ガスを燃料ガス流路に搬送し、検査用酸化剤ガスを酸化剤ガス流路に搬送して、膜電極接合体を発電検査する燃料電池用発電検査システムであって、燃料ガス供給口と、燃料ガス流路と、燃料ガス排出口と、の周りに設けられ、検査用燃料ガスをシールする第１シール部と、酸化剤ガス供給口と、酸化剤ガス流路と、酸化剤ガス排出口と、の周りに設けられ、検査用酸化剤ガスをシールする第２シール部と、第１シール部と、第２シール部と、の間に置かれた膜電極接合体を押圧する押圧手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る燃料電池用発電検査システムにおいて、膜電極接合体は、帯状に連結して形成されていることを特徴とする。

上記のように本発明に係る燃料電池用発電検査システムによれば、膜電極接合体を押圧して挟持するため、治具等のボルト等による締結が不要になり、膜電極接合体の発電検査工数を、より低減することができる。

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。まず、燃料電池用セルに使用される膜電極接合体の構成について説明する。図１は、膜電極接合体１０の構成を示す図である。膜電極接合体１０は、電解質膜１２と、電解質膜１２の両面に積層される触媒層１４とを含んで構成される。

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。

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。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。

膜電極接合体１０は、電解質膜１２と触媒層１４とを、例えば、ホットプレス等で熱圧着することにより成形される。また、膜電極接合体１０は、電解質膜１２にスクリーン印刷法等で触媒層１４を形成することにより成形される。勿論、他の条件次第では、膜電極接合体１０の成形法は、上記成形方法に限定されることはない。

膜電極接合体１０は、電解質膜１２と、電解質膜１２の両面に積層される触媒層１４と、触媒層１４に積層されるガス拡散層とを含んだ構成としてもよい。ガス拡散層には、導電性を有する材料であるカーボン繊維織布、カーボン紙等が使用される。

次に、燃料電池用発電検査システム２０について説明する。図２及び図３は、燃料電池用発電検査システム２０の構成を示す図である。

燃料電池用発電検査システム２０は、膜電極接合体１０に水素等の検査用燃料ガスを供給する燃料ガス供給系統と、膜電極接合体１０に空気等の検査用酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給系統と、膜電極接合体１０を挟持するアノード側プレート２２及びカソード側プレート２４と、を含んで構成される。

燃料ガス系統は、水素等の検査用燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵容器２６と、燃料ガス貯蔵容器２６に接続され、膜電極接合体１０のアノード側に検査用燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管２８と、燃料ガス貯蔵容器２６に接続され、膜電極接合体１０のアノード側から排出される検査用燃料ガスを燃料ガス貯蔵容器２６に循環させる燃料ガス循環配管３０と、を備えている。

燃料ガス貯蔵容器２６には、例えば、高圧水素タンク等を用いることができる。燃料ガス供給配管２８には、燃料ガス貯蔵容器２６からの検査用燃料ガスの供給や停止を制御する遮断弁、検査用燃料ガスの温度を検出する温度センサ、検査用燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ、検査用燃料ガスの圧力調整を行う圧力調整弁等が設けられる。燃料ガス循環配管３０には、検査用燃料ガスの排出や停止を制御する遮断弁、検査用燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ、モータ等により駆動される循環ポンプ等が設けられる。

窒素貯蔵容器３２には、例えば、高圧窒素タンク等を用いることができる。窒素貯蔵容器３２は、窒素供給配管３４と接続される。そして、窒素供給配管３４と燃料ガス供給配管２８とは、切替弁３６を介して接続される。また、窒素排出配管３８は、切替弁４０を介して燃料ガス循環配管３０と接続される。これにより、膜電極接合体１０の発電検査後に、検査用燃料ガスから窒素に切替弁３６，４０で切り替えて、検査用燃料ガスが流れる配管をパージすることができる。

酸化剤ガス系統は、空気等の検査用酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置４２と、酸化剤ガス供給装置４２に接続され、膜電極接合体１０のカソード側に検査用酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給配管４４と、膜電極接合体１０のカソード側から排気される検査用酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出配管４６と、を備えている。

酸化剤ガス供給装置４２には、例えば、大気から取り込んだ空気に含まれる粉塵等を除去するフィルタと、モータ等によって駆動され、空気を圧送するコンプレッサと、を含んで構成される。また、酸化剤ガス供給配管４４または酸化剤ガス排出配管４６には、検査用酸化剤ガスの温度を検出する温度センサ、検査用酸化剤ガスの圧力を検出する圧力センサ、検査用酸化剤ガスの圧力調整を行う圧力調整弁等が設けられる。

搬送装置は、膜電極接合体１０を搬入または搬出するローラコンベア４８，５０と、膜電極接合体１０を吸引して吸着する吸引ヘッド５２，５４と、吸引ヘッド５２，５４をガイドして搬送するガイドレール５６とを備えている。また、膜電極接合体１０をアノード側プレート２２とカソード側プレート２４との間の所定位置に位置決めするため、位置決めストッパ６０が設けられる。勿論、他の条件次第では、膜電極接合体１０を搬送する搬送方法は、上記搬送装置に限定されることはない。

ケース６２は、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４とに挟持された膜電極接合体１０を囲うようにして設けられる。ケース６２の内側では、検査用酸化剤ガスである、例えば、空気が所定温度に加温され、所定湿度に加湿される。また、ケース６２には、発電検査前の膜電極接合体１０をケース６２内に搬入するための搬入口６４と、発電検査後の膜電極接合体１０をケース６２の外へ搬出するための搬出口６６と、が設けられる。勿論、他の条件次第では、検査用酸化剤ガスの加温、加湿は、上記のケーシングに限定されることはない。

燃料電池用発電検査システム２０は、発電検査された膜電極接合体１０の発電性能が不良であることを検知した時に、不良と検知された膜電極接合体１０をエジェクトする（払出す）エジェクタ６８（払出具）と、払出しのための払出しシュート７０を、更に、備えてもよい。

アノード側プレート２２は、燃料ガス供給配管２８と接続され、膜電極接合体１０のアノード側に検査用燃料ガスを送る燃料ガス供給ポート７２と、燃料ガス循環配管３０とが接続され、膜電極接合体１０のアノード側から排気された検査用燃料ガスを排出する燃料ガス排出ポート７４とを備えており、第１プレートとしての機能を有している。燃料ガス供給ポート７２は、アノード側プレート２２の内部に設けられた燃料ガス供給流路７６と接続される。また、燃料ガス排出ポート７４は、アノード側プレート２２の内部に設けられた燃料ガス排出流路７８と接続される。

図４は、アノード側プレート２２における膜電極接合体側の面７９を示す図である。アノード側プレート２２は、検査用燃料ガスを供給する燃料ガス供給口８０と、検査用燃料ガスを搬送する燃料ガス流路８２と、検査用燃料ガスを排出する燃料ガス排出口８４と、を有している。燃料ガス供給口８０は、燃料ガス供給流路７６と接続され、燃料ガス排出口８４は、燃料ガス排出流路７８と接続される。

アノード側プレート２２は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料で成形することができる。燃料ガス供給口８０と、燃料ガス排出口８４とは、金属材料の一般的な機械加工等で加工することができる。また、燃料ガス流路８２は、例えば、セパレータに形成されるガス流路と同様に凹凸状にエッチング等で形成される。

燃料ガスシール部８６は、燃料ガス供給口８０と、燃料ガス流路８２と、燃料ガス排出口８４と、の周りに設けられ、検査用燃料ガスをシールする第１シール部としての機能を有している。燃料ガスシール部８６は、ガスケット８８，９０，９２で形成され、ガスケット８８は、燃料ガス供給口８０の周りに設けられ、ガスケット９０は、燃料ガス流路８２の周りに設けられ、ガスケット９２は、燃料ガス排出口８４の周りに設けられる。燃料ガス供給口８０と、燃料ガス排出口８４との周りに設けられるガスケット８８，９２の厚みは、燃料ガス流路８２の周りに設けられるガスケット９０よりも、例えば、膜電極接合体１０の厚みだけ大きくなるように形成されることが好ましい。これにより、燃料ガスシール部８６におけるシール性をより高めることができる。

燃料ガスシーリングプレート９４は、燃料ガス供給口８０に置かれ、燃料ガス供給口８０から供給される検査用燃料ガスを燃料ガス流路８２へ導入する機能を有している。図５は、燃料ガス供給口８０に設けられた燃料ガスシーリングプレート９４の断面を示す図である。燃料ガスシーリングプレート９４は、アノード側プレート２２とガスケット９０との間に設けられる。燃料ガス供給口８０と対向する燃料ガスシーリングプレート９４の面には、検査用燃料ガスを燃料ガス流路８２へ導入する燃料ガス導入流路９８が、例えば、複数形成される。そして、燃料ガス導入流路９８は、例えば、図５に示すように、凹凸状に形成される。

燃料ガスシーリングプレート９６は、燃料ガス排出口８４に置かれ、燃料ガス流路８２を流れた検査用燃料ガスを燃料ガス排出口８４へ排気する機能を有している。燃料ガスシーリングプレート９６には、燃料ガスシーリングプレート９４と同様にして、燃料ガス排出口８４と対向する面に、検査用燃料ガスを燃料ガス排出口８４へ排気する燃料ガス排気流路（図示せず）が形成される。このように、燃料ガスシーリングプレート９４，９６を設けることで、検査用燃料ガスを、よりリークを抑えて燃料ガス流路８２へ導入し、燃料ガス流路８２から排気することができる。

再び、図２及び図３に戻り、カソード側プレート２４は、酸化剤ガス供給配管４４と接続され、膜電極接合体１０のカソード側に検査用酸化剤ガスを送る酸化剤ガス供給ポート１００と、酸化剤ガス排出配管４６と接続され、膜電極接合体１０のカソード側から排出された検査用酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出ポート１０２とを備えており、第２プレートとしての機能を有している。酸化剤ガス供給ポート１００は、カソード側プレート２４の内部に設けられた酸化剤ガス供給流路１０４と接続される。また、酸化剤ガス排出ポート１０２は、カソード側プレート２４の内部に設けられた酸化剤ガス排出流路１０６と接続される。

図６は、カソード側プレート２４における膜電極接合体側の面１０７を示す図である。カソード側プレート２４は、検査用酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給口１０８と、検査用酸化剤ガスを搬送する酸化剤ガス流路１１０と、検査用酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出口１１２と、を有している。そして、酸化剤ガス供給口１０８は、酸化剤ガス供給流路１０４と接続され、酸化剤ガス排出口１１２は、酸化剤ガス排出流路１０６と接続される。

カソード側プレート２４は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料で成形することができる。酸化剤ガス供給口１０８と、酸化剤ガス排出口１１２とは、金属材料の一般的な機械加工等で加工することができる。また、酸化剤ガス流路１１０は、例えば、セパレータに形成されるガス流路と同様に凹凸状にエッチング等で形成される。

酸化剤ガスシール部１１４は、酸化剤ガス供給口１０８と、酸化剤ガス流路１１０と、酸化剤ガス排出口１１２と、の周りに設けられ、検査用酸化剤ガスをシールする第２シール部としての機能を有している。酸化剤ガスシール部１１４は、ガスケット１１６，１１８，１２０で形成され、ガスケット１１６は、酸化剤ガス供給口１０８の周りに設けられ、ガスケット１１８は、酸化剤ガス流路１１０の周りに設けられ、ガスケット１２０は、酸化剤ガス排出口１１２の周りに設けられる。このようなガスケットは、例えば、燃料電池用セルを組み立てるときの接着面とすることができる。

酸化剤ガスシーリングプレート１２２は、酸化剤ガス供給口１０８に置かれ、酸化剤ガス供給口１０８から供給される検査用酸化剤ガスを酸化剤ガス流路１１０へ導入する機能を有している。図７は、酸化剤ガス供給口１０８に設けられた酸化剤ガスシーリングプレート１２２の断面を示す図である。酸化剤ガスシーリングプレート１２２は、カソード側プレート２４とガスケット１１８との間に設けられる。酸化剤ガス供給口１０８と対向する酸化剤ガスシーリングプレート１２２の面には、検査用酸化剤ガスを酸化剤ガス流路１１０へ導入する酸化剤ガス導入流路１２６が、例えば、複数形成される。酸化剤ガス導入流路１２６は、例えば、図７に示すように、凹凸状に形成される。

酸化剤ガスシーリングプレート１２４は、酸化剤ガス排出口１１２に置かれ、酸化剤ガス流路１１０を流れた検査用酸化剤ガスを酸化剤ガス排出口１１２へ排気する機能を有している。酸化剤ガスシーリングプレート１２４には、酸化剤ガスシーリングプレート１２２と同様にして、酸化剤ガス排出口１１２と対向する面に、検査用酸化剤ガスを酸化剤ガス排出口１１２へ排気する酸化剤ガス排気流路（図示せず）が形成される。このように、酸化剤ガスシーリングプレート１２２，１２４を設けることにより、検査用酸化剤ガスを、よりリークを抑えて酸化剤ガス流路１１０へ導入または酸化剤ガス流路１１０から排気することができる。

再び、図２及び図３に戻り、駆動装置１３０，１３２は、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４とを、例えば、上下に動かして、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４とで挟持された膜電極接合体１０を押圧する押圧手段としての機能を有している。また、駆動装置１３０，１３２は、燃料電池の実働環境と同様の圧力を膜電極接合体１０に負荷することができるので、膜電極接合体１０を実働環境状態で発電検査できる。駆動装置１３０，１３２には、例えば、電動サーボシリンダ等のサーボシリンダを用いることができる。アノード側プレート２２側に設けられた駆動装置１３０のロッド１３４は、アノード側プレート２２に取り付けられる。そして、カソード側プレート２４側に設けられた駆動装置１３２のロッド１３６は、カソード側プレート２４に取り付けられる。そして、ロッド１３４，１３６を上下に駆動させることにより、膜電極接合体１０の押圧または押圧の解除を行うことができる。勿論、他の条件次第では、駆動装置１３０，１３２をアノード側プレート２２側またはカソード側プレート２４側のどちらか一方に設けて、他方を固定するようにしてもよい。

電位評価装置１４０は、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４とに電気ケーブル等で電気的に接続され、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４との間の電位差を測定する機能を有している。膜電極接合体１０は、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４とに接触して挟持されるため、膜電極接合体１０のアノード側とアノード側プレート２２とは同電位であり、膜電極接合体１０のカソード側とカソード側プレート２４とは同電位となる。そのため、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４との電位差を測定することにより、膜電極接合体１０の発電検査をすることができる。電位評価装置１４０は、例えば、パーソナルコンピュータ等で構成することができる。

制御装置（図示せず）は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されており、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、燃料電池用発電検査システム２０の各装置における動作の制御を実行することができる。また、制御装置（図示せず）は、各配管に配置された温度センサ、圧力センサからのセンサ信号を受け取り、切替弁等の開閉制御などを行うことができる。また、制御装置（図示せず）は、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４とを温調することができるので、例えば、ＬＬＣ配管を用いない場合でも膜電極接合体１０の発電検査を行うことができる。

次に、膜電極接合体１０を発電検査する燃料電池用発電検査システム２０の動作について説明する。

発電検査前の膜電極接合体１０は、搬送装置のローラコンベア４８でケース６２の搬入口６４からケース内側に搬送される。ケース内側に搬送された膜電極接合体１０は、吸引ヘッド５２で吸引され、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４との間に搬送される。そして、吸引ヘッド５２の吸引を停止することにより、膜電極接合体１０は、カソード側プレート２４の上に置かれ、位置決めストッパ６０で所定位置に位置決めされる。

図８は、膜電極接合体１０が位置決めされた状態を示す図である。位置決めした後、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４とを駆動装置１３０，１３２で動かして、膜電極接合体１０を挟持し、所定圧力で押圧する。これにより、アノード側プレート２２に設けられたガスケット９０と、カソード側プレート２４に設けられたガスケット１１８とで膜電極接合体１０がシールされる。これにより、燃料ガス流路８２からの検査用燃料ガスのリーク、酸化剤ガス流路１１０からの検査用酸化剤ガスのリークが抑制される。また、膜電極接合体１０のアノード側とアノード側プレート２２とが接触し、膜電極接合体１０のカソード側とカソード側プレート２４とが接触する。

次に、燃料ガス供給配管２８に設けられたバルブ等を開けて、検査用燃料ガスを膜電極接合体１０へ供給する。燃料ガス貯蔵容器２６から出された検査用燃料ガスは、燃料ガス供給配管２８で搬送され、燃料ガス供給ポート７２からアノード側プレート２２に流入する。燃料ガス供給ポート７２から流入した検査用燃料ガスは、アノード側プレート２２の内部に設けられた燃料ガス供給流路７６を流れ、燃料ガス供給口８０に到達する。燃料ガス供給口８０に到達した検査用燃料ガスは、燃料ガスシーリングプレート９４に設けられた燃料ガス導入流路９８を通り、アノード側プレート２２に設けられた燃料ガス流路８２に導入される。燃料ガス流路８２を流れた検査用燃料ガスは、燃料ガスシーリングプレート９６に設けられた燃料ガス排気流路（図示せず）を流れ、燃料ガス排出口８４から燃料ガス排出流路７８を通って、燃料ガス排出ポート７４から燃料ガス循環配管３０へ排出される。

酸化剤ガス供給配管４４に設けられたバルブを開けて、検査用酸化剤ガスを膜電極接合体１０へ供給する。酸化剤ガス供給装置４２から出された検査用酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給配管４４で搬送され、酸化剤ガス供給ポート１００からカソード側プレート２４に流入する。酸化剤ガス供給ポート１００から流入した検査用酸化剤ガスは、カソード側プレート２４の内部に設けられた酸化剤ガス供給流路１０４を流れ、酸化剤ガス供給口１０８に到達する。酸化剤ガス供給口１０８に到達した検査用酸化剤ガスは、酸化剤ガスシーリングプレート１２２に設けられた酸化剤ガス導入流路１２６を通り、カソード側プレート２４に設けられた酸化剤ガス流路１１０に導入される。酸化剤ガス流路１１０を流れた検査用酸化剤ガスは、酸化剤ガスシーリングプレート１２４に設けられた酸化剤ガス排気流路（図示せず）を流れ、酸化剤ガス排出口１１２から酸化剤ガス排出流路１０６を通って、酸化剤ガス排出ポート１０２から酸化剤ガス排出配管４６へ排出される。

アノード側プレート２２とカソード側プレート２４とで挟持された膜電極接合体１０のアノード側には、燃料ガス流路８２に沿って検査用燃料ガスが流れ、膜電極接合体１０のカソード側には、酸化剤ガス流路１１０に沿って検査用酸化剤ガスが流れるので、膜電極接合体１０の触媒層１４と電気化学反応することにより膜電極接合体１０が発電する。ここで、膜電極接合体１０は、ガスケットによりシールされているので、検査用燃料ガス及び検査用酸化剤ガスのリークが抑制される。電位評価装置１４０により、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４との電位差が測定される。また、発電検査された膜電極接合体１０について、例えば、所定出力が得られた場合は合格と判定され、所定出力が得られなかった場合は不合格と判定される。

次に、燃料ガス供給配管２８及び酸化剤ガス供給配管４４等に設けられたバルブが閉じられ、検査用燃料ガス及び検査用酸化剤ガスの供給が停止される。その後、駆動装置１３０，１３２を作動させることにより、アノード側プレート２２とカソード側プレート２４を動かして、膜電極接合体１０に負荷された押圧力を解放する。不合格と判定された膜電極接合体１０は、例えば、エジェクタ６８により払出しシュート７０に払出される。合格と判定された膜電極接合体１０は、吸引ヘッド５４で吸引されてローラコンベア５０まで送られる。そして、吸引ヘッド５４の吸引を停止して、膜電極接合体１０をローラコンベア５０に載せた後、搬出口６６から搬出される。

なお、上述した燃料電池用発電検査システム２０で発電検査される試験体には、帯状に連結して複数成形された膜電極接合体を用いることができる。図９は、帯状に連結して複数成形された膜電極接合体１５０を示す図である。このような帯状につなげられた膜電極接合体１５０は、電解質膜１２のロールフィルムに、触媒層１４を形成するインクをスクリーン印刷法等で連続して塗布することにより成形することができる。

以上、上記構成によれば、膜電極接合体を駆動装置により押圧して挟持するため、発電検査治具等におけるボルト等の取り付けや取り外しが不要になり、膜電極接合体の発電検査工数をより低減することができる。

上記構成によれば、帯状につなげられた膜電極接合体を使用することにより、単体では剛性の低い膜電極接合体を容易に保持することができる。そのため、膜電極接合体の位置決め等に要する工数が短縮される。

上記構成によれば、燃料電池用単セルまたは燃料電池スタックとしてモジュール化せずに発電検査することにより、膜電極接合体の不具合をより速く検知することができるので、燃料電池の生産性が向上する。

本発明の実施の形態において、膜電極接合体の構成を示す図である。 本発明の実施の形態において、燃料電池用発電検査システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態において、燃料電池用発電検査システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態において、アノード側プレートにおける膜電極接合体側の面を示す図である。 本発明の実施の形態において、燃料ガス供給口に設けられた燃料ガスシーリングプレートの断面を示す図である。 本発明の実施の形態において、カソード側プレートにおける膜電極接合体側の面を示す図である。 本発明の実施の形態において、酸化剤ガス供給口に設けられた酸化剤ガスシーリングプレートの断面を示す図である。 本発明の実施の形態において、膜電極接合体が位置決めされた状態を示す図である。 本発明の実施の形態において、帯状に連結して複数成形された膜電極接合体を示す図である。

符号の説明

１０ 膜電極接合体、１２ 電解質膜、１４ 触媒層、２０ 燃料電池用発電検査システム、２２ アノード側プレート、２４ カソード側プレート、２６ 燃料ガス貯蔵容器、２８ 燃料ガス供給配管、３０ 燃料ガス循環配管、３２ 窒素貯蔵容器、３４ 窒素供給配管、３６，４０ 切替弁、３８ 窒素排出配管、４２ 酸化剤ガス供給装置、４４ 酸化剤ガス供給配管、４６ 酸化剤ガス排出配管、４８，５０ ローラコンベア、５２，５４ 吸引ヘッド、５６ ガイドレール、６０ 位置決めストッパ、６２ ケース、６４ 搬入口、６６ 搬出口、６８ エジェクタ、７０ 払出しシュート、７２ 燃料ガス供給ポート、７４ 燃料ガス排出ポート、７６ 燃料ガス供給流路、７８ 燃料ガス排出流路、８０ 燃料ガス供給口、８２ 燃料ガス流路、８４ 燃料ガス排出口、８６ 燃料ガスシール部、８８，９０，９２，１１６，１１８，１２０ ガスケット、９４，９６ 燃料ガスシーリングプレート、９８ 燃料ガス導入流路、１００ 酸化剤ガス供給ポート，１０２ 酸化剤ガス排出ポート、１０４ 酸化剤ガス供給流路、１０６ 酸化剤ガス排出流路、１０８ 酸化剤ガス供給口、１１０ 酸化剤ガス流路、１１２ 酸化剤ガス排出口、１１４ 酸化剤ガスシール部、１２２，１２４ 酸化剤ガスシーリングプレート、１２６ 酸化剤ガス導入流路、１３０，１３２ 駆動装置、１３４，１３６ ロッド、１４０ 電位評価装置。

Claims (2)

1. 検査用燃料ガスを供給する燃料ガス供給口と、
   検査用燃料ガスを搬送する燃料ガス流路と、
   検査用燃料ガスを排出する燃料ガス排出口と、
   を有する第１プレートと、
   検査用酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給口と、
   検査用酸化剤ガスを搬送する酸化剤ガス流路と、
   検査用酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出口と、
   を有する第２プレートと、
   を備え、
   第１プレートと、第２プレートと、の間に膜電極接合体を挟持した後、検査用燃料ガスを燃料ガス流路に搬送し、検査用酸化剤ガスを酸化剤ガス流路に搬送して、膜電極接合体を発電検査する燃料電池用発電検査システムであって、
   燃料ガス供給口と、燃料ガス流路と、燃料ガス排出口と、の周りに設けられ、検査用燃料ガスをシールする第１シール部と、
   酸化剤ガス供給口と、酸化剤ガス流路と、酸化剤ガス排出口と、の周りに設けられ、検査用酸化剤ガスをシールする第２シール部と、
   第１シール部と、第２シール部と、の間に置かれた膜電極接合体を押圧する押圧手段と、
   を有することを特徴とする燃料電池用発電検査システム。
2. 請求項１に記載の燃料電池用発電検査システムであって、
   膜電極接合体は、帯状に連結して形成されていることを特徴とする燃料電池用発電検査システム。

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