JP2014229515A - Device and method for manufacturing separator assembly for fuel cell, and fuel cell - Google Patents

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琢也 広瀬
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敬士 市原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for manufacturing a separator assembly for a fuel cell, in which the separator assembly can be formed without occurrence of welding failure.SOLUTION: A manufacturing device 50 includes: a close contact means 70 in which an anode separator 31 and a cathode separator 32 are brought into close contact with each other by a pressing force generated by fluid F; and a welding means 80 in which a separator assembly 30 is formed by welding and joining the anode separator and the cathode separate while the anode separator and the cathode separator are kept in close contact with each other by the close contact means 70.

Description

本発明は、燃料電池用セパレータアッシーの製造装置、製造方法、及び燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell separator assembly manufacturing apparatus, a manufacturing method, and a fuel cell.

近年、環境負荷の少ない電源として燃料電池が注目されている。燃料電池は、電極反応による生成物が原理的に水であり、地球環境への悪影響がほとんどないクリーンな発電システムである。特に固体高分子型燃料電池(PEFC)は、比較的低温で作動することから、電気自動車用電源として期待されている。固体高分子型燃料電池は、発電機能を発揮する燃料電池セルが複数積層された構造を有する。固体高分子型燃料電池は、アノード側のアノードセパレータ及びカソード側のカソードセパレータを溶接によって接合したセパレータアッシーと、アノード側電極及びカソード側電極を電解質膜の両側に接合した膜電極接合体と、を交互に積層することによって製造される。   In recent years, fuel cells have attracted attention as a power source with a low environmental load. A fuel cell is a clean power generation system in which the product of an electrode reaction is water in principle and has almost no adverse effect on the global environment. In particular, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is expected as a power source for electric vehicles because it operates at a relatively low temperature. A polymer electrolyte fuel cell has a structure in which a plurality of fuel cells that exhibit a power generation function are stacked. The polymer electrolyte fuel cell comprises a separator assembly in which an anode separator on the anode side and a cathode separator on the cathode side are joined by welding, and a membrane electrode assembly in which the anode side electrode and the cathode side electrode are joined to both sides of the electrolyte membrane. Manufactured by stacking alternately.

アノードセパレータ及びカソードセパレータを溶接接合する際に、アノードセパレータ及びカソードセパレータを密着させるためにクランプする必要がある。これに関連して、例えば下記の特許文献1には、複数の治具を用いて溶接ライン以外をクランプした状態で、アノードセパレータ及びカソードセパレータを溶接接合する方法が記載されている。   When the anode separator and the cathode separator are joined by welding, it is necessary to clamp the anode separator and the cathode separator so as to adhere to each other. In relation to this, for example, Patent Document 1 described below describes a method of welding and joining an anode separator and a cathode separator in a state where a plurality of jigs are used to clamp other than the welding line.

特開2011―161450号公報JP 2011-161450 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、治具の平面度、セパレータの平面度のばらつきによってセパレータ同士間のクリアランスをなくしきれず、溶接不良が発生し歩留まりが低下する虞がある。   However, in the method described in Patent Document 1, the clearance between the separators cannot be completely eliminated due to variations in the flatness of the jig and the flatness of the separators, and there is a possibility that poor welding occurs and the yield decreases.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、溶接不良が発生することなくセパレータアッシーを形成することのできる燃料電池用セパレータアッシーの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell separator assembly manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of forming a separator assembly without causing poor welding. And

上記目的を達成する本発明に係る燃料電池用セパレータアッシーの製造装置は、アノード側のアノードセパレータ及びカソード側のカソードセパレータを溶接によって接合した燃料電池用セパレータアッシーの製造装置である。燃料電池用セパレータアッシーの製造装置は、流体により発生する押圧力によって、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを密着させる密着手段と、前記密着手段によって前記アノードセパレータと前記カソードセパレータとを密着させたままの状態で、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを溶接接合してセパレータアッシーを形成する溶接手段と、を有する。   A fuel cell separator assembly manufacturing apparatus according to the present invention that achieves the above object is a fuel cell separator assembly manufacturing apparatus in which an anode separator on an anode side and a cathode separator on a cathode side are joined by welding. An apparatus for manufacturing a separator assembly for a fuel cell has a close contact means for bringing the anode separator and the cathode separator into close contact with each other by a pressing force generated by a fluid, and the anode separator and the cathode separator are kept in close contact with each other by the close contact means. And welding means for welding and joining the anode separator and the cathode separator to form a separator assembly.

また、上記目的を達成する本発明に係る燃料電池用セパレータアッシーの製造方法は、アノード側のアノードセパレータ及びカソード側のカソードセパレータを溶接によって接合した燃料電池用セパレータアッシーの製造方法である。燃料電池用セパレータアッシーの製造方法は、流体により発生する押圧力によって、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを密着させる密着工程と、前記密着工程によって前記アノードセパレータと前記カソードセパレータとを密着させたままの状態で、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを溶接接合してセパレータアッシーを形成する溶接工程と、を有する。   The method for producing a fuel cell separator assembly according to the present invention that achieves the above object is a method for producing a fuel cell separator assembly in which an anode-side anode separator and a cathode-side cathode separator are joined together by welding. The manufacturing method of a fuel cell separator assembly includes a contact process in which the anode separator and the cathode separator are in close contact with each other by a pressing force generated by a fluid, and the anode separator and the cathode separator are in close contact with each other in the contact process. And a welding step of welding the anode separator and the cathode separator to form a separator assembly.

上記のように構成した燃料電池用セパレータアッシーの製造装置及び製造方法であれば、流体により発生する押圧力によってセパレータ同士を密着させるため、セパレータ同士間のクリアランスをなくした状態で、セパレータ同士を溶接接合することができる。よって、溶接不良が発生することなくセパレータアッシーを形成することができる。   With the manufacturing apparatus and method for a fuel cell separator assembly configured as described above, the separators are welded together without any clearance between the separators in order to bring the separators into close contact with each other by the pressing force generated by the fluid. Can be joined. Therefore, it is possible to form the separator assembly without causing poor welding.

燃料電池を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows a fuel cell typically. 燃料電池の積層構造の一部を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows a part of laminated structure of a fuel cell. 図3(A)は、セパレータアッシーを示す図であって、図3(B)は図3(A)の3B−3B線に沿う断面図である。3A is a view showing a separator assembly, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line 3B-3B in FIG. 3A. 製造装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows a manufacturing apparatus typically. 製造装置の収容部及び密着手段を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the accommodating part and contact | adherence means of a manufacturing apparatus. 載置部上にアノードセパレータ及びカソードセパレータを載置したときの、収容部及び密着手段を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows an accommodating part and a contact | adherence means when an anode separator and a cathode separator are mounted on a mounting part. 図7(A)は、収容部並びに収容部に収容されたアノードセパレータ及びカソードセパレータを示す側面断面図であって、図7(B)は、収容部並びに収容部に収容されたアノードセパレータ及びカソードセパレータを示す正面断面図である。FIG. 7A is a side cross-sectional view showing the housing portion and the anode separator and the cathode separator housed in the housing portion, and FIG. 7B shows the anode separator and the cathode housed in the housing portion and the housing portion. It is front sectional drawing which shows a separator. 流体によって押圧力が発生する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that pressing force generate | occur | produces with the fluid. 本実施形態に係るセパレータアッシーの製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method of the separator assembly which concerns on this embodiment. 改変例1に係る製造装置を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing apparatus which concerns on the modification 1. 改変例2に係る製造装置を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing apparatus which concerns on the modification 2. 改変例3に係る製造装置を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing apparatus which concerns on the modification 3. 改変例4に係る製造装置を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing apparatus which concerns on the modification 4.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may differ from actual ratios.

図1は、燃料電池1を模式的に示す斜視図である。図2は、燃料電池1の積層構造の一部を示す要部拡大断面図である。図3(A)は、セパレータアッシー30を示す図であって、図3(B)は、図3(A)の3B−3B線に沿う断面図である。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing the fuel cell 1. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a part of the laminated structure of the fuel cell 1. 3A is a view showing the separator assembly 30, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line 3B-3B in FIG. 3A.

燃料電池1は、図1に示すように、燃料ガス(水素)と酸化剤ガス(酸素)との反応により起電力を生じる燃料電池セル2を所定数だけ積層した積層体7を有する。積層体7の両端のそれぞれに、集電板3、絶縁板4、及びエンドプレート5を配置し、両端のエンドプレート5をダイロッド6により締結することによって、燃料電池1を構成する。燃料電池1内部において、燃料ガス、酸化剤ガス、及び冷却水のそれぞれを流通させるために、一方のエンドプレート5に、6つの貫通孔が形成される。6つの貫通孔は、燃料ガス導入口8、燃料ガス排出口9、酸化剤ガス導入口10、酸化剤ガス排出口11、冷却水導入口12、冷却水排出口13を構成する。   As shown in FIG. 1, the fuel cell 1 includes a stacked body 7 in which a predetermined number of fuel cells 2 that generate an electromotive force by a reaction between a fuel gas (hydrogen) and an oxidant gas (oxygen) are stacked. The current collector plate 3, the insulating plate 4, and the end plate 5 are disposed at both ends of the laminate 7, and the end plates 5 at both ends are fastened by the die rod 6, thereby configuring the fuel cell 1. In the fuel cell 1, six through holes are formed in one end plate 5 in order to distribute the fuel gas, the oxidant gas, and the cooling water. The six through holes constitute a fuel gas inlet 8, a fuel gas outlet 9, an oxidant gas inlet 10, an oxidant gas outlet 11, a cooling water inlet 12, and a cooling water outlet 13.

燃料電池セル2は、図2に示すように、膜電極接合体20がアノード側のアノードセパレータ31及びカソード側のカソードセパレータ32によって挟持されて構成される。本実施形態に係る燃料電池1は、図2に示すように、セパレータアッシー(燃料電池用セパレータアッシー)30と、アノード側電極22及びカソード側電極23を電解質膜21の両端に接合した膜電極接合体20と、を交互に積層することによって製造される。   As shown in FIG. 2, the fuel cell 2 is configured such that the membrane electrode assembly 20 is sandwiched between an anode separator 31 on the anode side and a cathode separator 32 on the cathode side. As shown in FIG. 2, the fuel cell 1 according to this embodiment includes a separator assembly (fuel cell separator assembly) 30 and a membrane electrode junction in which an anode side electrode 22 and a cathode side electrode 23 are joined to both ends of an electrolyte membrane 21. It is manufactured by alternately laminating the bodies 20.

セパレータアッシー30は、一の燃料電池セル2のアノードセパレータ31及び一の燃料電池セル2に隣接する燃料電池セル2のカソードセパレータ32が、図3(A)、(B)に示すように、溶接接合されることによって一体化されて形成される。アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を溶接する際に走査する溶接ラインWを、図3(A)において二点鎖線で示す。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the separator assembly 30 is welded to the anode separator 31 of one fuel cell 2 and the cathode separator 32 of the fuel cell 2 adjacent to the one fuel cell 2 as shown in FIGS. It is formed integrally by joining. A welding line W that is scanned when the anode separator 31 and the cathode separator 32 are welded is indicated by a two-dot chain line in FIG.

アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32は、導電性を有し、燃料電池セル2を複数個直列に接続して燃料電池1を構成する際に、それぞれの燃料電池セル2を電気的に接続する機能を有する。アノードセパレータ31は、アノード側電極22の電解質膜21が配置される面と反対側の面に設けられ、カソードセパレータ32は、カソード側電極23の電解質膜21が配置される面と反対側の面に設けられる。アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32は凹凸形状を有し、燃料ガス、酸化剤ガス、及び冷却水を互いに遮断する隔壁としての機能を有する。具体的には、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32によって囲まれる冷却水流路33に冷却水が流通される。また、アノードセパレータ31の両面のうち冷却水流路33の反対面に設けられる燃料ガス流路34に燃料ガスが流通される。また、カソードセパレータ32の両面のうち冷却水流路33の反対面に設けられる酸化剤ガス流路35に酸化剤ガスが流通される。   The anode separator 31 and the cathode separator 32 have conductivity, and function to electrically connect each fuel cell 2 when the fuel cell 1 is configured by connecting a plurality of fuel cells 2 in series. Have. The anode separator 31 is provided on the surface of the anode side electrode 22 opposite to the surface where the electrolyte membrane 21 is disposed, and the cathode separator 32 is the surface of the cathode side electrode 23 opposite to the surface where the electrolyte membrane 21 is disposed. Is provided. The anode separator 31 and the cathode separator 32 have a concavo-convex shape, and function as a partition that blocks the fuel gas, the oxidant gas, and the cooling water from each other. Specifically, the cooling water is circulated through the cooling water passage 33 surrounded by the anode separator 31 and the cathode separator 32. Further, the fuel gas is circulated through the fuel gas flow path 34 provided on the opposite surface of the cooling water flow path 33 on both surfaces of the anode separator 31. Further, the oxidant gas is circulated through the oxidant gas flow path 35 provided on the opposite surface of the cooling water flow path 33 on both surfaces of the cathode separator 32.

アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32には、図3(A)に示すように、燃料ガス導入口8、燃料ガス排出口9、酸化剤ガス導入口10、酸化剤ガス排出口11、冷却水導入口12、及び冷却水排出口13に対応して、複数の導入マニホールド36及び排出マニホールド37が設けられている。導入マニホールド36及び排出マニホールド37は、冷却水流路33、燃料ガス流路34、または酸化剤ガス流路35に連通する。また、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32は、導入マニホールド36及び排出マニホールド37からそれぞれの流路33,34,35へ特定の媒体を流入、排出させるために、特定のマニホールド以外のマニホールド36,37の周りが、シール材(不図示)により封止されている。   As shown in FIG. 3A, the anode separator 31 and the cathode separator 32 include a fuel gas inlet 8, a fuel gas outlet 9, an oxidant gas inlet 10, an oxidant gas outlet 11, and a cooling water inlet. 12 and the cooling water discharge port 13 are provided with a plurality of introduction manifolds 36 and discharge manifolds 37. The introduction manifold 36 and the discharge manifold 37 communicate with the cooling water passage 33, the fuel gas passage 34, or the oxidant gas passage 35. Further, the anode separator 31 and the cathode separator 32 are provided in the manifolds 36 and 37 other than the specific manifold in order to allow a specific medium to flow into and out of the flow paths 33, 34 and 35 from the introduction manifold 36 and the discharge manifold 37. The periphery is sealed with a sealing material (not shown).

膜電極接合体20は、アノード側電極22とカソード側電極23とが電解質膜21の両側に接合して形成される。   The membrane electrode assembly 20 is formed by joining the anode side electrode 22 and the cathode side electrode 23 to both sides of the electrolyte membrane 21.

アノード側電極22は、アノード側触媒層221及びアノード側ガス拡散層222を有する。   The anode side electrode 22 includes an anode side catalyst layer 221 and an anode side gas diffusion layer 222.

アノード側触媒層221は、触媒成分、触媒成分を担持する導電性の触媒担体及び電解質を含んでおり、水素の酸化反応が進行する触媒層であり、電解質膜21の一方の側(図2において上側)に配置される。   The anode-side catalyst layer 221 includes a catalyst component, a conductive catalyst carrier that supports the catalyst component, and an electrolyte. The anode-side catalyst layer 221 is a catalyst layer in which a hydrogen oxidation reaction proceeds, and is on one side of the electrolyte membrane 21 (in FIG. 2). (Upper side).

アノード側ガス拡散層222は、アノード側触媒層221に燃料ガスを供給するため、十分なガス拡散性及び導電性を有する。アノード側ガス拡散層222は、アノード側触媒層221の電解質膜21が配置される面と反対側の面に配置される。   The anode side gas diffusion layer 222 has sufficient gas diffusibility and conductivity to supply fuel gas to the anode side catalyst layer 221. The anode side gas diffusion layer 222 is disposed on the surface of the anode side catalyst layer 221 opposite to the surface on which the electrolyte membrane 21 is disposed.

カソード側電極23は、カソード側触媒層231及びカソード側ガス拡散層232を有する。   The cathode side electrode 23 includes a cathode side catalyst layer 231 and a cathode side gas diffusion layer 232.

カソード側触媒層231は、触媒成分、触媒成分を担持する導電性の触媒担体及び電解質を含んでおり、酸素の還元反応が進行する触媒層であり、電解質膜21の他方の側(図2において下側)に配置される。   The cathode-side catalyst layer 231 includes a catalyst component, a conductive catalyst carrier that supports the catalyst component, and an electrolyte. The cathode-side catalyst layer 231 is a catalyst layer in which an oxygen reduction reaction proceeds, and the other side of the electrolyte membrane 21 (in FIG. 2). (Lower side).

カソード側ガス拡散層232は、カソード側触媒層231に酸化剤ガスを供給するため、十分なガス拡散性及び導電性を有する。カソード側ガス拡散層232は、カソード側触媒層231の電解質膜21が配置される面と反対側の面に配置される。   The cathode gas diffusion layer 232 has sufficient gas diffusibility and conductivity to supply the oxidant gas to the cathode catalyst layer 231. The cathode side gas diffusion layer 232 is disposed on the surface of the cathode side catalyst layer 231 opposite to the surface on which the electrolyte membrane 21 is disposed.

電解質膜21は、アノード側触媒層221で生成したプロトンをカソード側触媒層231へ選択的に透過させる機能及びアノード側に供給される燃料ガスとカソード側に供給される酸化剤ガスとを混合させないための隔壁としての機能を有する。   The electrolyte membrane 21 selectively permeates protons generated in the anode side catalyst layer 221 to the cathode side catalyst layer 231 and does not mix the fuel gas supplied to the anode side and the oxidant gas supplied to the cathode side. Function as a partition wall.

燃料ガスは、燃料ガス導入口8から導入され、燃料ガス流路34を流れ、燃料ガス排出口9から排出される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス導入口10から導入され、酸化剤ガス流路35を流れ、酸化剤ガス排出口11から排出される。冷却水は、冷却水導入口12から導入され、冷却水流路33を流れ、冷却水排出口13から排出される。   The fuel gas is introduced from the fuel gas inlet 8, flows through the fuel gas passage 34, and is discharged from the fuel gas outlet 9. The oxidant gas is introduced from the oxidant gas introduction port 10, flows through the oxidant gas flow path 35, and is discharged from the oxidant gas discharge port 11. The cooling water is introduced from the cooling water introduction port 12, flows through the cooling water passage 33, and is discharged from the cooling water discharge port 13.

次に、各構成部品の材質及びサイズ等について記述する。   Next, the material and size of each component will be described.

アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32は、例えば、ステンレス鋼板にプレス加工を施すことで成形される。ステンレス鋼板は、複雑な機械加工を施しやすくかつ導電性が良好である点で好ましく、必要に応じて、耐食性のコーティングを施すことも可能である。しかしながらステンレス鋼板に限定されず、その他の金属材料(例えば、アルミニウム板やクラッド材)、緻密カーボングラファイトや炭素板などのカーボンを適用することも可能である。カーボンを適用する場合、燃料ガス流路34及び酸化剤ガス流路35は、切削加工やスクリーン印刷によって成形することが可能である。   The anode separator 31 and the cathode separator 32 are formed by, for example, pressing a stainless steel plate. The stainless steel plate is preferable in that it can be easily subjected to complicated machining and has good conductivity, and can be coated with a corrosion-resistant coating as necessary. However, the present invention is not limited to the stainless steel plate, and other metal materials (for example, an aluminum plate or a clad material), carbon such as dense carbon graphite or a carbon plate can be applied. When carbon is applied, the fuel gas channel 34 and the oxidant gas channel 35 can be formed by cutting or screen printing.

アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32の板厚は、例えば、0.2mm以下である。このように薄肉に成形することによって、電気抵抗をできるだけ小さくし、燃料電池の性能評価の1つの指標である出力密度(「起電力/単位容積」と定義される)を高めることができる。   The plate thickness of the anode separator 31 and the cathode separator 32 is 0.2 mm or less, for example. By forming the thin film in this way, the electric resistance can be made as small as possible, and the output density (defined as “electromotive force / unit volume”), which is one index for evaluating the performance of the fuel cell, can be increased.

電解質膜21は、パーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマーから構成されるフッ素系電解質膜、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂膜、リン酸やイオン性液体等の電解質成分を含浸した多孔質状の膜を、適用することが可能である。パーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマーは、例えば、ナフィオン(登録商標、デュポン株式会社製)、アシプレックス(登録商標、旭化成株式会社製)、フレミオン(登録商標、旭硝子株式会社製)である。多孔質状の膜は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)から成形される。   The electrolyte membrane 21 is a fluorine membrane made of a perfluorocarbon sulfonic acid polymer, a hydrocarbon resin membrane having a sulfonic acid group, or a porous membrane impregnated with an electrolyte component such as phosphoric acid or ionic liquid. It is possible to apply. The perfluorocarbon sulfonic acid polymer is, for example, Nafion (registered trademark, manufactured by DuPont), Aciplex (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), and Flemion (registered trademark, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). The porous film is formed from, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyvinylidene fluoride (PVDF).

電解質膜21は、特に限定されないが、強度、耐久性及び出力特性の観点から5〜300μmが好ましく、より好ましくは10〜200μmである。   The electrolyte membrane 21 is not particularly limited, but is preferably 5 to 300 μm, more preferably 10 to 200 μm from the viewpoint of strength, durability, and output characteristics.

アノード側触媒層221に用いられる触媒成分は、水素の酸化反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。カソード側触媒層231に用いられる触媒成分は、酸素の還元反応に触媒作用を有するものであれば、特に限定されない。   The catalyst component used for the anode side catalyst layer 221 is not particularly limited as long as it has a catalytic action in the oxidation reaction of hydrogen. The catalyst component used for the cathode-side catalyst layer 231 is not particularly limited as long as it has a catalytic action on the oxygen reduction reaction.

触媒成分は、例えば、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、タングステン、鉛、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、及びそれらの合金等などから選択される。触媒活性、一酸化炭素等に対する耐被毒性、耐熱性などを向上させるために、少なくとも白金を含むものが好ましい。アノード側触媒層221及びカソード側触媒層231に適用される触媒成分は、同一である必要はなく、適宜変更することが可能である。   The catalyst component is, for example, platinum, ruthenium, iridium, rhodium, palladium, osmium, tungsten, lead, iron, chromium, cobalt, nickel, manganese, vanadium, molybdenum, gallium, aluminum, or an alloy thereof. Selected. In order to improve catalytic activity, poisoning resistance to carbon monoxide, heat resistance, etc., those containing at least platinum are preferable. The catalyst components applied to the anode side catalyst layer 221 and the cathode side catalyst layer 231 do not have to be the same, and can be changed as appropriate.

触媒層221,231に用いられる触媒の導電性担体は、触媒成分を所望の分散状態で担持するための比表面積、及び集電体として十分な電子導電性を有しておれば、特に限定されないが、主成分がカーボン粒子であることが好ましい。カーボン粒子は、例えば、カーボンブラック、活性炭、コークス、天然黒鉛、人造黒鉛から構成される。   The conductive carrier of the catalyst used for the catalyst layers 221 and 231 is not particularly limited as long as it has a specific surface area for supporting the catalyst component in a desired dispersed state and sufficient electronic conductivity as a current collector. However, the main component is preferably carbon particles. The carbon particles are composed of, for example, carbon black, activated carbon, coke, natural graphite, and artificial graphite.

触媒層221,231に用いられる電解質は、少なくとも高いプロトン伝導性を有する部材であれば、特に限定されない。具体的には例えば、ポリマー骨格の全部又は一部にフッ素原子を含むフッ素系電解質や、ポリマー骨格にフッ素原子を含まない炭化水素系電解質が適用可能である。触媒層221,231に用いられる電解質は、電解質膜21に用いられる電解質と同一であっても異なっていてもよいが、電解質膜21に対する触媒層221,231の密着性を向上させる観点から、同一であることが好ましい。   The electrolyte used for the catalyst layers 221 and 231 is not particularly limited as long as it is a member having at least high proton conductivity. Specifically, for example, a fluorine-based electrolyte containing fluorine atoms in the whole or a part of the polymer skeleton, or a hydrocarbon-based electrolyte not containing fluorine atoms in the polymer skeleton can be applied. The electrolyte used for the catalyst layers 221 and 231 may be the same as or different from the electrolyte used for the electrolyte membrane 21, but from the viewpoint of improving the adhesion of the catalyst layers 221 and 231 to the electrolyte membrane 21. It is preferable that

触媒層221,231の厚みは、水素の酸化反応(アノード側)及び酸素の還元反応(カソード側)の触媒作用が十分発揮できる厚みであれば特に制限されず、従来と同様の厚みが使用できる。具体的には、それぞれの触媒層221,231の厚みは、1〜10μmが好ましい。   The thicknesses of the catalyst layers 221 and 231 are not particularly limited as long as they can sufficiently exhibit the catalytic action of the hydrogen oxidation reaction (anode side) and the oxygen reduction reaction (cathode side), and the same thickness as the conventional one can be used. . Specifically, the thickness of each of the catalyst layers 221 and 231 is preferably 1 to 10 μm.

ガス拡散層222,232は、例えば、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロス、カーボンペーパー、またはカーボンフェルトから成形される。ガス拡散層222,232は、撥水剤を含ませることで、撥水性をより高めてフラッディング現象などを防ぐことが好ましい。撥水剤は、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)などのフッ素系の高分子材料、ポリプロピレン、ポリエチレンである。   The gas diffusion layers 222 and 232 are formed from, for example, carbon cloth woven with yarns made of carbon fibers, carbon paper, or carbon felt. It is preferable that the gas diffusion layers 222 and 232 contain a water repellent to further improve water repellency and prevent a flooding phenomenon or the like. Although the water repellent is not particularly limited, for example, a fluorine-based polymer such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyhexafluoropropylene, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP). High polymer materials, polypropylene and polyethylene.

ガス拡散層222,232の厚さは、機械的強度及びガスや水などの透過距離を考慮し、30〜500μm程度が好ましい。なお、撥水性は、独立した層を成形することによって、向上させることも可能である。   The thickness of the gas diffusion layers 222 and 232 is preferably about 30 to 500 μm in consideration of mechanical strength and a permeation distance of gas or water. The water repellency can be improved by forming an independent layer.

次に、図4〜8を参照して、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を溶接してセパレータアッシー30を製造するセパレータアッシー30の製造装置50について説明する。   Next, with reference to FIGS. 4-8, the manufacturing apparatus 50 of the separator assembly 30 which manufactures the separator assembly 30 by welding the anode separator 31 and the cathode separator 32 is demonstrated.

図4は、製造装置50を模式的に示す図である。図5は、製造装置50の収容部60及び密着手段70を示す分解斜視図である。図6は、載置部61上にアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を載置したときの、収容部60及び密着手段70を示す分解斜視図である。図7(A)は、収容部60並びに収容部60に収容されたアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を示す側面断面図である。図7(B)は、収容部60並びに収容部60に収容されたアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を示す正面断面図である。図8は、流体Fによって押圧力が発生する様子を示す図である。   FIG. 4 is a diagram schematically showing the manufacturing apparatus 50. FIG. 5 is an exploded perspective view showing the housing portion 60 and the close contact means 70 of the manufacturing apparatus 50. FIG. 6 is an exploded perspective view showing the accommodating portion 60 and the close contact means 70 when the anode separator 31 and the cathode separator 32 are placed on the placement portion 61. FIG. 7A is a side cross-sectional view showing the accommodating portion 60 and the anode separator 31 and the cathode separator 32 accommodated in the accommodating portion 60. FIG. 7B is a front cross-sectional view showing the accommodating portion 60 and the anode separator 31 and the cathode separator 32 accommodated in the accommodating portion 60. FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which a pressing force is generated by the fluid F. FIG.

製造装置50は、概説すると、流体Fにより発生する押圧力によって、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を密着させる密着手段70を有する。また製造装置50は、密着手段70によってアノードセパレータ31とカソードセパレータ32とを密着させたままの状態で、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を溶接接合してセパレータアッシー30を形成する溶接手段80を有する。以下、本実施形態に係る溶接装置50について詳述する。   In summary, the manufacturing apparatus 50 includes a close-contact means 70 that closely contacts the anode separator 31 and the cathode separator 32 with a pressing force generated by the fluid F. The manufacturing apparatus 50 also has a welding means 80 for forming the separator assembly 30 by welding the anode separator 31 and the cathode separator 32 while the anode separator 31 and the cathode separator 32 are kept in close contact by the contact means 70. . Hereinafter, the welding apparatus 50 according to the present embodiment will be described in detail.

製造装置50は、図4に示すように、収容部60と、密着手段70と、溶接手段80と、を有する。   As shown in FIG. 4, the manufacturing apparatus 50 includes a housing portion 60, a close contact means 70, and a welding means 80.

収容部60は、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を収容する。収容部60は、図5に示すように、載置部(第1の板材)61と、脚部62と、透過板(第2の板材)63と、固定部64と、を有する。アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32は、載置部61及び透過板63によって挟持される。   The accommodating part 60 accommodates the anode separator 31 and the cathode separator 32. As shown in FIG. 5, the accommodating portion 60 includes a placement portion (first plate member) 61, a leg portion 62, a transmission plate (second plate member) 63, and a fixing portion 64. The anode separator 31 and the cathode separator 32 are sandwiched between the placement portion 61 and the transmission plate 63.

載置部61には、図6,図7(A)に示すように、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32が載置される。また、載置部61は、図5に示すように、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32が延在する方向に沿って溝61Aが設けられる。溝61Aは、図7(A)に示すように、アノードセパレータ31の凹凸形状の凹部に対応して設けられる。すなわちアノードセパレータ31は、載置部61の両端の上面61b及び載置部61の溝61Aに対応する位置の上面61aに載置される。この構成によれば、製造装置50の省スペース化を図ることができる。   As shown in FIGS. 6 and 7A, the anode separator 31 and the cathode separator 32 are placed on the placement portion 61. Further, as shown in FIG. 5, the mounting portion 61 is provided with a groove 61 </ b> A along the direction in which the anode separator 31 and the cathode separator 32 extend. As shown in FIG. 7A, the groove 61 </ b> A is provided corresponding to the concave and convex portions of the anode separator 31. That is, the anode separator 31 is placed on the upper surface 61 b at both ends of the placement unit 61 and the upper surface 61 a at a position corresponding to the groove 61 </ b> A of the placement unit 61. According to this configuration, the space of the manufacturing apparatus 50 can be saved.

載置部61の溝61Aに対応する位置の上面61aのうち、導入マニホールド36及び排出マニホールド37の中央のマニホールドが載置される箇所の周囲には、図5に示すように、流体漏れを防止するためのシール部材61Eが設けられる。   As shown in FIG. 5, fluid leakage is prevented around the place where the central manifold of the introduction manifold 36 and the discharge manifold 37 is placed on the upper surface 61a at the position corresponding to the groove 61A of the placement portion 61. A sealing member 61E is provided.

載置部61には、図7(B)に示すように、貫通孔61C,61Dがさらに設けられる。後述する流体ポンプ71から供給される流体Fは、貫通孔61Cを介して、収容部60内に供給される。また、収容部60内を流通した流体Fは、貫通孔61Dを介して、収容部60の外へ排出され、流体ポンプ71に戻される。   As shown in FIG. 7B, the mounting portion 61 is further provided with through holes 61C and 61D. A fluid F supplied from a fluid pump 71, which will be described later, is supplied into the accommodating portion 60 through the through hole 61C. In addition, the fluid F that has circulated in the storage unit 60 is discharged out of the storage unit 60 through the through hole 61 </ b> D and returned to the fluid pump 71.

載置部61とアノードセパレータ31との間には、閉空間である第2空間92が形成される。   A second space 92 that is a closed space is formed between the mounting portion 61 and the anode separator 31.

脚部62は、載置部61に固定され、透過板63を支持する。脚部62は、図5に示すように、載置部61上の流体Fが流通する流通方向に直交する方向の両端に、2つ設けられる。脚部62と載置部61との固定方法は、例えば締結であるが、溶接などであってもよい。また、脚部62と透過板63との固定方法は、例えば締結であるが、トグルクランプなどによって固定されてもよい。また、脚部62及び透過板63の間には、流体漏れを防止するためのシール部材65が設けられる。   The leg portion 62 is fixed to the placement portion 61 and supports the transmission plate 63. As shown in FIG. 5, two leg portions 62 are provided at both ends in a direction orthogonal to the flow direction in which the fluid F on the placement portion 61 flows. The fixing method of the leg part 62 and the mounting part 61 is fastening, for example, but may be welding or the like. Moreover, although the fixing method of the leg part 62 and the permeation | transmission board 63 is fastening, for example, you may fix by a toggle clamp etc. A seal member 65 is provided between the leg portion 62 and the transmission plate 63 to prevent fluid leakage.

透過板63は、カソードセパレータ32の上方に設けられ、溶接手段80のレーザー照射部81から照射されるレーザー光Lを透過する性質を有する。透過板63を構成する材料は例えば石英ガラスであるが、これに限られない。なお、上述した載置部61は透過板63と同様に、レーザー光Lを透過する性質を有してもよい。   The transmission plate 63 is provided above the cathode separator 32 and has a property of transmitting the laser light L emitted from the laser irradiation unit 81 of the welding means 80. Although the material which comprises the permeation | transmission board 63 is quartz glass, for example, it is not restricted to this. The mounting portion 61 described above may have the property of transmitting the laser light L, like the transmission plate 63.

透過板63とカソードセパレータ32との間には、閉空間である第3空間93が設けられる。   A third space 93 that is a closed space is provided between the transmission plate 63 and the cathode separator 32.

固定部64は、載置部61に載置されたアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を固定する。固定部64は、流体Fの流通方向の上流及び下流にそれぞれ、第1固定部64A、第2固定部64Bを有する。カソードセパレータ32の上面のうち、固定部64が載置される箇所には、図6に示すように、流体漏れを防止するためのシール部材66が設けられる。   The fixing part 64 fixes the anode separator 31 and the cathode separator 32 placed on the placing part 61. The fixing portion 64 includes a first fixing portion 64A and a second fixing portion 64B, respectively, upstream and downstream in the flow direction of the fluid F. As shown in FIG. 6, a seal member 66 for preventing fluid leakage is provided on the upper surface of the cathode separator 32 where the fixing portion 64 is placed.

第1固定部64Aは、図5に示すように、下向きに延在する凸部641及び上下方向に形成された2つの貫通孔642を有する。凸部641は、載置部61に設けられた凹部61Fに挿入される。貫通孔642には、載置部61に設けられた凹部61Gに圧入された位置決めピンP1,P2が挿入される。   As shown in FIG. 5, the first fixed portion 64 </ b> A includes a convex portion 641 extending downward and two through holes 642 formed in the vertical direction. The convex portion 641 is inserted into the concave portion 61 </ b> F provided in the placement portion 61. Positioning pins P <b> 1 and P <b> 2 that are press-fitted into a recess 61 </ b> G provided in the placement portion 61 are inserted into the through hole 642.

第2固定部64Bは、図5に示すように、下向きに延在する凸部643及び上下方向に形成された貫通孔644を有する。凸部643は、載置部61に設けられた凹部61Hに挿入される。貫通孔644には、載置部61に設けられた凹部61Jに圧入された位置決めピンP3が挿入される。   As shown in FIG. 5, the second fixing portion 64 </ b> B includes a convex portion 643 extending downward and a through hole 644 formed in the vertical direction. The convex portion 643 is inserted into the concave portion 61 </ b> H provided in the placement portion 61. A positioning pin P3 press-fitted into a recess 61J provided in the placement portion 61 is inserted into the through hole 644.

密着手段70は、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32によって囲まれる第1空間91(冷却水流路33に相当)に、流体Fを流通させて押圧力を発生させる手段である。密着手段70は、流体ポンプ71及びチューブ72から構成される。流体ポンプ71は、チューブ72を介して収容部60に流体Fを供給する。流体Fの収容部60内における流通経路について、図7(B)を参照して、詳細に説明する。   The close contact means 70 is a means for generating a pressing force by circulating the fluid F in the first space 91 (corresponding to the cooling water flow path 33) surrounded by the anode separator 31 and the cathode separator 32. The close contact means 70 includes a fluid pump 71 and a tube 72. The fluid pump 71 supplies the fluid F to the storage unit 60 via the tube 72. The flow path in the accommodating part 60 of the fluid F is demonstrated in detail with reference to FIG.7 (B).

貫通孔61Cを流通した流体Fは、導入マニホールド36を経由して、第1空間91を流通し、排出マニホールド37を経由した後、貫通孔61Dを流通して、収容部60の外へ排出される。シール部材61E,66が設けられるため、第2空間92及び第3空間93への流体Fの流通は防止される。流体Fは例えば、ArやHeなどの不活性ガスであるがこれに限られない。   The fluid F flowing through the through hole 61C flows through the first manifold 91 via the introduction manifold 36, passes through the discharge manifold 37, and then flows through the through hole 61D to be discharged out of the accommodating portion 60. The Since the seal members 61E and 66 are provided, the flow of the fluid F to the second space 92 and the third space 93 is prevented. The fluid F is, for example, an inert gas such as Ar or He, but is not limited thereto.

このように第1空間91のみに流体Fを流通させることによって、ベルヌーイの定理から、第1空間91内の圧力は、第2空間92及び第3空間93内の圧力より低くなる。ここでベルヌーイの定理とは、下記の式(1)に示されるように、流速が速いほど、圧力が低下する現象をいう。   By circulating the fluid F only in the first space 91 in this way, the pressure in the first space 91 is lower than the pressure in the second space 92 and the third space 93 from Bernoulli's theorem. Here, Bernoulli's theorem is a phenomenon in which the pressure decreases as the flow velocity increases, as shown in the following equation (1).

Figure 2014229515
Figure 2014229515

ここで、vは流速、pは圧力、ρは粘性をそれぞれ示す。   Here, v represents a flow velocity, p represents pressure, and ρ represents viscosity.

このため、図8に示すように、第3空間93から第1空間91への力R1がカソードセパレータ32に作用し、第2空間92から第1空間91への力R2がアノードセパレータ31に作用する。したがって、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32に押圧力が作用し、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32をクリアランスなく密着させることができる。   Therefore, as shown in FIG. 8, a force R1 from the third space 93 to the first space 91 acts on the cathode separator 32, and a force R2 from the second space 92 to the first space 91 acts on the anode separator 31. To do. Therefore, a pressing force acts on the anode separator 31 and the cathode separator 32, and the anode separator 31 and the cathode separator 32 can be brought into close contact with no clearance.

溶接手段80は、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を溶接接合する。溶接手段80は、溶接のためのレーザー光Lを照射するレーザー照射部81と、レーザー照射部81の傾きや位置を調整する調整部82と、を有する。調整部82は具体的には多軸ロボットである。調整部82によってレーザー光Lが溶接ラインW上を走査される。   The welding means 80 welds and joins the anode separator 31 and the cathode separator 32. The welding means 80 includes a laser irradiation unit 81 that irradiates a laser beam L for welding, and an adjustment unit 82 that adjusts the inclination and position of the laser irradiation unit 81. Specifically, the adjusting unit 82 is a multi-axis robot. Laser beam L is scanned on welding line W by adjustment unit 82.

以上、製造装置50の構成について説明した。次に、本実施形態に係るセパレータアッシー30の製造方法を、図9のフローチャートに基づいて説明する。   The configuration of the manufacturing apparatus 50 has been described above. Next, a method for manufacturing the separator assembly 30 according to the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.

本実施形態に係るセパレータアッシー30の製造方法は、概説すると、流体Fにより発生する押圧力によって、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を密着させる密着工程S02と、密着工程S02によってアノードセパレータ31とカソードセパレータ32とを密着させたままの状態で、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を溶接接合してセパレータアッシー30を形成する溶接工程S03と、を有する。以下、詳述する。   The manufacturing method of the separator assembly 30 according to the present embodiment can be outlined as follows: an adhesion step S02 in which the anode separator 31 and the cathode separator 32 are brought into close contact with each other by a pressing force generated by the fluid F; And a welding step S03 in which the anode separator 31 and the cathode separator 32 are welded and joined to form the separator assembly 30 in a state where they are kept in close contact with each other. Details will be described below.

取付工程S01は、アノードセパレータ31、カソードセパレータ32、固定部64、及び透過板63を取り付ける工程である。取付工程S01では、概説すると、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を載置部61及び透過板63によって挟持する。以下、取付工程S01について詳述する。取付工程S01ではまず、図6に示すように、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を載置部61に取り付ける。このとき、アノードセパレータ31は、図7(A)に示すように、載置部61の両端の上面61b及び載置部61の溝61Aに対応する位置の上面61aに載置される。そして、固定部64の凸部641,643を載置部61の凹部61F,61Hに挿入し、位置決めピンP1,P2,P3を固定部64の貫通孔642,644に挿入する。これによって、固定部64が載置部61に取り付けられ、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32が固定される。そして、透過板63をアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32の上方から脚部62に取り付け、締結ボルト(不図示)によって固定する。   The attachment step S01 is a step of attaching the anode separator 31, the cathode separator 32, the fixing portion 64, and the transmission plate 63. In the attachment step S01, the anode separator 31 and the cathode separator 32 are sandwiched between the mounting portion 61 and the transmission plate 63 when outlined. Hereinafter, the attachment step S01 will be described in detail. In the attachment step S01, first, the anode separator 31 and the cathode separator 32 are attached to the mounting portion 61 as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 7A, the anode separator 31 is placed on the upper surface 61b at both ends of the placement portion 61 and the upper surface 61a at a position corresponding to the groove 61A of the placement portion 61. Then, the convex portions 641 and 643 of the fixing portion 64 are inserted into the concave portions 61F and 61H of the mounting portion 61, and the positioning pins P1, P2 and P3 are inserted into the through holes 642 and 644 of the fixing portion 64. As a result, the fixing portion 64 is attached to the placement portion 61, and the anode separator 31 and the cathode separator 32 are fixed. And the permeation | transmission board 63 is attached to the leg part 62 from the upper direction of the anode separator 31 and the cathode separator 32, and is fixed with a fastening bolt (not shown).

密着工程S02は、第1空間91に流体Fを流通させて、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32に押圧力を発生させて、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を密着させる工程である。密着工程S02ではまず、流体ポンプ71からチューブ72を介して、収容部60内に流体Fを供給する。具体的に流体Fは、図7(B)に示すように、貫通孔61Cを介して第1空間91を流通した後、貫通孔61Dを介して、収容部60の外へ排出される。このとき、流体Fが第1空間91を流通するため、上述したベルヌーイの定理より、第1空間91内の圧力は、第2空間92及び第3空間93の圧力より低くなり、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32がクリアランスなく密着される。   The close contact step S02 is a step of causing the fluid F to flow through the first space 91 to generate a pressing force on the anode separator 31 and the cathode separator 32, thereby bringing the anode separator 31 and the cathode separator 32 into close contact. In the adhesion step S02, first, the fluid F is supplied from the fluid pump 71 through the tube 72 into the accommodating portion 60. Specifically, as shown in FIG. 7B, the fluid F flows through the first space 91 through the through hole 61C, and then is discharged out of the accommodating portion 60 through the through hole 61D. At this time, since the fluid F flows through the first space 91, the pressure in the first space 91 is lower than the pressure in the second space 92 and the third space 93 from the Bernoulli theorem described above, and the anode separator 31 and The cathode separator 32 is in close contact with no clearance.

溶接工程S03は、密着工程S02によってアノードセパレータ31とカソードセパレータ32とを密着させたままの状態で、レーザー光Lによってアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を溶接接合する工程である。溶接工程S03では、レーザー照射部81から照射されるレーザー光Lが調整部82によって溶接ラインW上を走査され、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32が溶接接合されて、セパレータアッシー30を形成する。   The welding step S03 is a step in which the anode separator 31 and the cathode separator 32 are welded and joined by the laser beam L while the anode separator 31 and the cathode separator 32 are kept in close contact in the contact step S02. In the welding step S03, the laser light L emitted from the laser irradiation unit 81 is scanned on the welding line W by the adjustment unit 82, and the anode separator 31 and the cathode separator 32 are welded to form the separator assembly 30.

取外し工程S04は、透過板63、固定部64、及びセパレータアッシー30を順に取り外す工程である。取外し工程S04ではまず、透過板63を脚部62から取り外す。そして、固定部64を載置部61から取り外す。さらに、セパレータアッシー30を載置部61から取り外す。   The removal step S04 is a step of removing the transmission plate 63, the fixing portion 64, and the separator assembly 30 in order. In the removal step S04, first, the transmission plate 63 is removed from the leg portion 62. And the fixing | fixed part 64 is removed from the mounting part 61. FIG. Further, the separator assembly 30 is removed from the placing portion 61.

以上説明したように、本実施形態に係るセパレータアッシー30の製造装置50は、アノード側のアノードセパレータ31及びカソード側のカソードセパレータ32を溶接によって接合したセパレータアッシー30の製造装置50である。セパレータアッシー30の製造装置50は、流体Fにより発生する押圧力によって、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を密着させる密着手段70と、密着手段70によってアノードセパレータ31とカソードセパレータ32とを密着させたままの状態で、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を溶接接合してセパレータアッシー30を形成する溶接手段80と、を有する。したがって、流体Fにより発生する押圧力によってセパレータ31,32同士を密着させるため、セパレータ31,32同士間のクリアランスをなくした状態でセパレータ31,32同士を溶接することができる。よって、溶接不良が発生することなくセパレータアッシー30を形成することができる。   As described above, the separator assembly 30 manufacturing apparatus 50 according to this embodiment is the separator assembly 30 manufacturing apparatus 50 in which the anode-side anode separator 31 and the cathode-side cathode separator 32 are joined by welding. The separator assembly 30 manufacturing apparatus 50 has an adhesion means 70 for bringing the anode separator 31 and the cathode separator 32 into close contact with each other by the pressing force generated by the fluid F, and the anode separator 31 and the cathode separator 32 are kept in close contact with each other. And welding means 80 for forming the separator assembly 30 by welding the anode separator 31 and the cathode separator 32 together. Therefore, since the separators 31 and 32 are brought into close contact with each other by the pressing force generated by the fluid F, it is possible to weld the separators 31 and 32 with the clearance between the separators 31 and 32 eliminated. Therefore, the separator assembly 30 can be formed without causing poor welding.

また、密着手段70は、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32によって囲まれる第1空間91に、流体Fを流通させて押圧力を発生させる手段である。このため、簡便にアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32をクリアランスなく密着させることができ、溶接不良のないセパレータアッシー30を容易に形成することができる。   The close contact means 70 is a means for generating a pressing force by circulating the fluid F in the first space 91 surrounded by the anode separator 31 and the cathode separator 32. For this reason, the anode separator 31 and the cathode separator 32 can be contact | adhered easily without clearance, and the separator assembly 30 without a welding defect can be formed easily.

また、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を挟持する載置部61及び透過板63をさらに有し、溶接手段80は、溶接のためのレーザー光Lを照射するレーザー照射部81を有し、透過板63はレーザー光Lを透過する。このため、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を載置部61及び透過板63によって確実に固定することができ、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32の溶接接合が容易となる。   Moreover, it further has a mounting part 61 and a transmission plate 63 for sandwiching the anode separator 31 and the cathode separator 32, and the welding means 80 has a laser irradiation part 81 for irradiating a laser beam L for welding. 63 transmits the laser beam L. For this reason, the anode separator 31 and the cathode separator 32 can be reliably fixed by the mounting portion 61 and the transmission plate 63, and welding joining of the anode separator 31 and the cathode separator 32 becomes easy.

また、以上説明したように、本実施形態に係るセパレータアッシー30の製造方法は、アノード側のアノードセパレータ31及びカソード側のカソードセパレータ32を溶接によって接合したセパレータアッシー30の製造方法である。セパレータアッシー30の製造方法は、流体Fにより発生する押圧力によって、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を密着させる密着工程S02と、密着工程S02によってアノードセパレータ31とカソードセパレータ32とを密着させたままの状態で、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を溶接接合してセパレータアッシー30を形成する溶接工程S03と、を有する。したがって、流体Fにより発生する押圧力によってセパレータ31,32同士を密着させるため、セパレータ31,32同士間のクリアランスをなくした状態でセパレータ31,32同士を溶接することができる。よって、溶接不良が発生することなくセパレータアッシー30を形成することができる。   As described above, the method for manufacturing the separator assembly 30 according to this embodiment is a method for manufacturing the separator assembly 30 in which the anode separator 31 on the anode side and the cathode separator 32 on the cathode side are joined by welding. The manufacturing method of the separator assembly 30 includes an adhesion step S02 in which the anode separator 31 and the cathode separator 32 are brought into close contact with each other by a pressing force generated by the fluid F, and the anode separator 31 and the cathode separator 32 are kept in close contact in the contact step S02. A welding step S03 in which the separator assembly 30 is formed by welding the anode separator 31 and the cathode separator 32 in a state. Therefore, since the separators 31 and 32 are brought into close contact with each other by the pressing force generated by the fluid F, it is possible to weld the separators 31 and 32 with the clearance between the separators 31 and 32 eliminated. Therefore, the separator assembly 30 can be formed without causing poor welding.

また、密着工程S02は、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32によって囲まれる第1空間91に、流体Fを流通させて押圧力を発生させる工程である。このため、簡便な方法によってアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32をクリアランスなく密着させることができ、溶接不良のないセパレータアッシー30を容易に形成することができる。   The contact step S02 is a step of generating a pressing force by circulating the fluid F in the first space 91 surrounded by the anode separator 31 and the cathode separator 32. For this reason, the anode separator 31 and the cathode separator 32 can be brought into close contact with each other by a simple method, and the separator assembly 30 free from welding defects can be easily formed.

また、密着工程S02の前に、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を載置部61及び透過板63によって挟持し、溶接工程S03において、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32はレーザー光Lによって溶接接合され、透過板63はレーザー光Lを透過する。このため、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を載置部61及び透過板63によって確実に固定することができ、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32の溶接接合が容易となる。   Further, before the adhesion step S02, the anode separator 31 and the cathode separator 32 are sandwiched between the mounting portion 61 and the transmission plate 63. In the welding step S03, the anode separator 31 and the cathode separator 32 are welded and joined by the laser beam L, The transmission plate 63 transmits the laser light L. For this reason, the anode separator 31 and the cathode separator 32 can be reliably fixed by the mounting portion 61 and the transmission plate 63, and welding joining of the anode separator 31 and the cathode separator 32 becomes easy.

また、上述した製造方法によって製造されたセパレータアッシー30と、アノード側電極22及びカソード側電極23を電解質膜21の両側に接合した膜電極接合体20と、を有する燃料電池1であれば、セパレータアッシー30に溶接不良がないため、信頼性の高い燃料電池1を提供することができる。   In addition, if the fuel cell 1 includes the separator assembly 30 manufactured by the above-described manufacturing method and the membrane electrode assembly 20 in which the anode side electrode 22 and the cathode side electrode 23 are bonded to both sides of the electrolyte membrane 21, the separator Since there is no welding defect in the assembly 30, the highly reliable fuel cell 1 can be provided.

以下、上述した実施形態の改変例を例示する。   Hereinafter, modifications of the above-described embodiment will be exemplified.

(改変例1)
上述した実施形態では、第1空間91にのみ流体Fを流通させた。しかしながらこれに限られず、図10に示すように、第2空間92及び第3空間93に、第1空間91に流通させる流体Fの流速より小さい流速で流体F1,F2を流通させてもよい。改変例1に係る製造装置150は、収容部160、密着手段70、及び2つの流通手段170を有する。収容部160は、2つの貫通孔163Aを備える透過板163及び2つの貫通孔161Aを備える載置部161を有する。2つの流通手段170は、密着手段70と同じ構成を有する。この構成において、密着手段70は、上述した実施形態と同様に第1空間91に流体Fを流通させる。また、2つの流通手段170のうち一の流通手段170は、貫通孔163Aを介して第3空間93に、第1空間91に流通させる流体Fの流速より小さい流速で流体F1を流通させ、他の流通手段170は、貫通孔161Aを介して第2空間92に、第1空間91に流通させる流体Fの流速より小さい流速で流体F2を流通させる。この結果、第1空間91に流通する流体Fの流速は、第2空間92及び第3空間93に流通する流体F2,F1の流速より速いため、ベルヌーイの定理より、第1空間91内の圧力は、第2空間92及び第3空間93内の圧力より小さくなる。よって上述した実施形態と同様に、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32をクリアランスなく密着させることができる。さらに、改変例1に係る製造装置150によれば、第2空間92及び第3空間93にも流体F2,F1を流通させるため、溶接接合する際に生じる金属の粉塵である溶接ヒュームを好適に除去することができる。よって、溶接後にセパレータ31,32の表面に行う表面処理の密着性を向上させることができ、さらに作業者の健康への被害を防止することができる。なお、第2空間92及び第3空間93のどちらか一方に流体F1,F2を流通させてもよい。
(Modification 1)
In the embodiment described above, the fluid F is circulated only in the first space 91. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 10, the fluids F <b> 1 and F <b> 2 may be circulated through the second space 92 and the third space 93 at a flow velocity smaller than the flow velocity of the fluid F circulated in the first space 91. The manufacturing apparatus 150 according to Modification Example 1 includes a storage unit 160, a close contact unit 70, and two distribution units 170. The accommodating portion 160 includes a transmission plate 163 having two through holes 163A and a placement portion 161 having two through holes 161A. The two distribution means 170 have the same configuration as the close contact means 70. In this configuration, the close contact means 70 causes the fluid F to flow through the first space 91 as in the above-described embodiment. One of the two circulation means 170 circulates the fluid F1 in the third space 93 through the through-hole 163A at a flow velocity smaller than the flow velocity of the fluid F circulated in the first space 91, and others. The circulation means 170 causes the fluid F2 to flow through the second space 92 through the through-hole 161A at a flow velocity lower than the flow velocity of the fluid F flowing through the first space 91. As a result, since the flow velocity of the fluid F flowing through the first space 91 is faster than the flow velocity of the fluids F2 and F1 flowing through the second space 92 and the third space 93, the pressure in the first space 91 is determined from Bernoulli's theorem. Becomes smaller than the pressure in the second space 92 and the third space 93. Therefore, similarly to the embodiment described above, the anode separator 31 and the cathode separator 32 can be brought into close contact without any clearance. Furthermore, according to the manufacturing apparatus 150 according to the modified example 1, since the fluids F2 and F1 are circulated also in the second space 92 and the third space 93, a welding fume that is metal dust generated when welding is joined is preferably used. Can be removed. Therefore, the adhesion of the surface treatment performed on the surfaces of the separators 31 and 32 after welding can be improved, and further damage to the health of the operator can be prevented. Note that the fluids F <b> 1 and F <b> 2 may be circulated in one of the second space 92 and the third space 93.

(改変例2)
また、上述した実施形態では、第1空間91に流体Fを流通させることによって、押圧力を発生させ、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32をクリアランスなく密着させた。しかしながらこれに限られず、図11に示すように、第1空間(第1の閉空間)91、第2空間(第2の閉空間)92、及び第3空間(第3の閉空間)93のうち、第2空間92及び第3空間93に流体F2,F1を充填することによって、第1空間91内の圧力を第2空間92及び第3空間93内の圧力より小さくして押圧力を発生させてもよい。改変例2に係る製造装置250は、収容部260及び密着手段270を有する。収容部260は、1つの貫通孔263Aを備える透過板263及び1つの貫通孔261Aを備える載置部261を有する。密着手段270は、第2空間92及び第3空間93に流体Fを充填することによって、第1空間91内の圧力を第2空間92及び第3空間93内の圧力より小さくして押圧力を発生させる手段である。密着手段270は、一の密着手段270A及び他の密着手段270Bから構成される。それぞれの密着手段270A,270Bは、上述した実施形態の密着手段70と同様に、流体ポンプ271及びチューブ272から構成される。この構成において、一の密着手段270Aは、貫通孔261Aを介して第2空間92に流体F2を充填させ、他の密着手段270Bは、貫通孔263Aを介して第3空間93に流体F1を充填させる。この結果、第1空間91内の圧力は、第2空間92及び第3空間93内の圧力より小さくなる。よって、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32をクリアランスなく密着させることができる。改変例2に係る製造装置250によれば、簡便な方法によってアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32をクリアランスなく密着させることができ、溶接不良のないセパレータアッシー30を容易に形成することができる。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the fluid F is circulated through the first space 91 to generate a pressing force so that the anode separator 31 and the cathode separator 32 are brought into close contact with each other without a clearance. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 11, the first space (first closed space) 91, the second space (second closed space) 92, and the third space (third closed space) 93 Of these, by filling the second space 92 and the third space 93 with the fluids F2 and F1, the pressure in the first space 91 is made smaller than the pressure in the second space 92 and the third space 93 to generate a pressing force. You may let them. The manufacturing apparatus 250 according to the modified example 2 includes the accommodating portion 260 and the close contact means 270. The accommodating portion 260 includes a transmission plate 263 having one through hole 263A and a placement portion 261 having one through hole 261A. The close contact means 270 fills the second space 92 and the third space 93 with the fluid F, thereby reducing the pressure in the first space 91 to be lower than the pressure in the second space 92 and the third space 93. It is a means to generate. The close contact means 270 includes one close contact means 270A and another close contact means 270B. Each of the contact means 270A and 270B includes a fluid pump 271 and a tube 272, similarly to the contact means 70 of the above-described embodiment. In this configuration, one contact means 270A fills the second space 92 with the fluid F2 through the through hole 261A, and the other contact means 270B fills the third space 93 with the fluid F1 through the through hole 263A. Let As a result, the pressure in the first space 91 is smaller than the pressure in the second space 92 and the third space 93. Therefore, the anode separator 31 and the cathode separator 32 can be adhered without clearance. According to the manufacturing apparatus 250 according to Modification Example 2, the anode separator 31 and the cathode separator 32 can be brought into close contact with each other by a simple method, and the separator assembly 30 with no poor welding can be easily formed.

(改変例3)
また、上述した実施形態では、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を、載置部61及び透過板63によって挟持した。しかしながら、図12に示すように、透過板63を設けなくてもよい。この構成によれば、より部品点数の少ない製造装置350によってセパレータアッシー30を形成することができ、製造装置350の低コスト化を図ることができる。また透過板63が設けられないため、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32の溶接接合は、レーザー光Lによるレーザー溶接に限定されず、スポット溶接等であってもよい。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, the anode separator 31 and the cathode separator 32 are sandwiched between the placing portion 61 and the transmission plate 63. However, as shown in FIG. 12, the transmission plate 63 may not be provided. According to this configuration, the separator assembly 30 can be formed by the manufacturing apparatus 350 having a smaller number of parts, and the cost of the manufacturing apparatus 350 can be reduced. In addition, since the transmission plate 63 is not provided, welding joining of the anode separator 31 and the cathode separator 32 is not limited to laser welding by the laser beam L, and may be spot welding or the like.

(改変例4)
また、上述した実施形態では、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32を、載置部61及び透過板63によって挟持した。しかしながら、図13に示すように、載置部461にアノードセパレータ31及びカソードセパレータ32が載置される構成であってもよい。改変例4に係る製造装置450は、収容部460及び密着手段470を有する。収容部460は、アノードセパレータ31及びカソードセパレータ32が載置される載置部461と、カソードセパレータ32の導入マニホールド36及び排出マニホールド37に挿入されるキャップ467と、を有する。密着手段470は、流体ポンプ471とチューブ472とノズル473とを有する。この構成において、流体ポンプ471から供給される流体Fがチューブ472を介してノズル473に供給され、ノズル473によって第1空間91に流体Fが流通される。このとき、キャップ467が設けられるため流体Fの漏れを防止することができる。この構成によれば、より部品点数の少ない製造装置450によってセパレータアッシー30を形成することができ、製造装置450の低コスト化を図ることができる。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the anode separator 31 and the cathode separator 32 are sandwiched between the placing portion 61 and the transmission plate 63. However, as shown in FIG. 13, the anode separator 31 and the cathode separator 32 may be mounted on the mounting portion 461. The manufacturing apparatus 450 according to the modification example 4 includes the accommodating portion 460 and the close contact means 470. The accommodating portion 460 includes a placement portion 461 on which the anode separator 31 and the cathode separator 32 are placed, and a cap 467 inserted into the introduction manifold 36 and the discharge manifold 37 of the cathode separator 32. The contact means 470 includes a fluid pump 471, a tube 472, and a nozzle 473. In this configuration, the fluid F supplied from the fluid pump 471 is supplied to the nozzle 473 via the tube 472, and the fluid F is circulated through the first space 91 by the nozzle 473. At this time, since the cap 467 is provided, leakage of the fluid F can be prevented. According to this configuration, the separator assembly 30 can be formed by the manufacturing apparatus 450 having a smaller number of parts, and the cost of the manufacturing apparatus 450 can be reduced.

1 燃料電池、
2 燃料電池セル、
20 膜電極接合体、
21 電解質膜、
22 アノード側電極、
23 カソード側電極、
30 セパレータアッシー(燃料電池用セパレータアッシー)、
31 アノードセパレータ、
32 カソードセパレータ、
50,150,250,350,450 製造装置、
60,160,260,460 収容部、
61,161,261,461 載置部(第1の板材)、
63,163,263 透過板(第2の板材)、
64 固定部、
70,270,470 密着手段、
170 流通手段、
270A 一の密着手段、
270B 他の密着手段、
80 溶接手段、
81 レーザー照射部、
91 第1空間(第1の閉空間)、
92 第2空間(第2の閉空間)、
93 第3空間(第3の閉空間)、
F,F1,F2 流体、
L レーザー光、
S02 密着工程、
S03 溶接工程、
W 溶接ライン。
1 Fuel cell,
2 fuel cells,
20 Membrane electrode assembly,
21 electrolyte membrane,
22 anode side electrode,
23 Cathode side electrode,
30 Separator assembly (separator assembly for fuel cell),
31 anode separator,
32 cathode separator,
50, 150, 250, 350, 450 production equipment,
60, 160, 260, 460 housing,
61, 161, 261, 461 placement portion (first plate member),
63, 163, 263 transmission plate (second plate material),
64 fixing part,
70, 270, 470 contact means,
170 distribution means,
270A one contact means,
270B Other contact means,
80 welding means,
81 laser irradiation part,
91 1st space (1st closed space),
92 2nd space (2nd closed space),
93 3rd space (3rd closed space),
F, F1, F2 fluid,
L Laser light,
S02 adhesion process,
S03 Welding process,
W Welding line.

Claims (11)

アノード側のアノードセパレータ及びカソード側のカソードセパレータを溶接によって接合した燃料電池用セパレータアッシーの製造装置であって、
流体により発生する押圧力によって、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを密着させる密着手段と、
前記密着手段によって前記アノードセパレータと前記カソードセパレータとを密着させたままの状態で、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを溶接接合してセパレータアッシーを形成する溶接手段と、を有する燃料電池用セパレータアッシーの製造装置。
An apparatus for producing a separator assembly for a fuel cell in which an anode separator on an anode side and a cathode separator on a cathode side are joined by welding,
A contact means for bringing the anode separator and the cathode separator into close contact with each other by a pressing force generated by a fluid;
Welding means for welding the anode separator and the cathode separator to form a separator assembly in a state where the anode separator and the cathode separator are kept in close contact with each other by the contact means. manufacturing device.
前記密着手段は、
前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータによって囲まれる第1空間に、前記流体を流通させて前記押圧力を発生させる手段である請求項1に記載の燃料電池用セパレータアッシーの製造装置。
The contact means is
The apparatus for producing a separator assembly for a fuel cell according to claim 1, wherein the fluid is passed through a first space surrounded by the anode separator and the cathode separator to generate the pressing force.
前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを挟持する第1の板材及び第2の板材をさらに有し、
前記溶接手段は、溶接のためのレーザー光を照射するレーザー照射部を有し、
前記第1の板材及び前記第2の板材の少なくとも一方は、前記レーザー光を透過する透過板によって構成される請求項2に記載の燃料電池用セパレータアッシーの製造装置。
A first plate member and a second plate member sandwiching the anode separator and the cathode separator;
The welding means has a laser irradiation unit for irradiating laser light for welding,
The apparatus for manufacturing a separator assembly for a fuel cell according to claim 2, wherein at least one of the first plate member and the second plate member is constituted by a transmission plate that transmits the laser beam.
前記第1の板材及び前記アノードセパレータの間に閉空間である第2空間が形成され、
前記第2の板材及び前記カソードセパレータの間に閉空間である第3空間が形成され、
前記第2空間及び前記第3空間の少なくとも一方に、前記第1空間に流通させる前記流体の流速より小さい流速で前記流体を流通させる流通手段をさらに有する請求項3に記載の燃料電池用セパレータアッシーの製造装置。
A second space that is a closed space is formed between the first plate member and the anode separator,
A third space that is a closed space is formed between the second plate member and the cathode separator,
4. The fuel cell separator assembly according to claim 3, further comprising a circulation unit configured to circulate the fluid in at least one of the second space and the third space at a flow rate smaller than a flow rate of the fluid circulated in the first space. Manufacturing equipment.
前記密着手段は、
前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータによって囲まれる第1の閉空間、前記アノードセパレータの両面のうち前記第1の閉空間の反対面に設けられる第2の閉空間、及び前記カソードセパレータの両面のうち前記第1の閉空間の反対面に設けられる第3の閉空間のうち、前記第2の閉空間及び第3の閉空間に前記流体を充填することによって、前記第1の閉空間内の圧力を前記第2の閉空間及び前記第3の閉空間内の圧力より小さくして前記押圧力を発生させる手段である請求項1に記載の燃料電池用セパレータアッシーの製造装置。
The contact means is
The first closed space surrounded by the anode separator and the cathode separator, the second closed space provided on the opposite surface of the first separator among both surfaces of the anode separator, and the both surfaces of the cathode separator Of the third closed space provided on the opposite surface of the first closed space, the fluid in the second closed space and the third closed space is filled with the fluid, whereby the pressure in the first closed space is increased. 2. The fuel cell separator assembly manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the pressing force is generated by making the pressure smaller than the pressure in the second closed space and the third closed space. 3.
アノード側のアノードセパレータ及びカソード側のカソードセパレータを溶接によって接合した燃料電池用セパレータアッシーの製造方法であって、
流体により発生する押圧力によって、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを密着させる密着工程と、
前記密着工程によって前記アノードセパレータと前記カソードセパレータとを密着させたままの状態で、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを溶接接合してセパレータアッシーを形成する溶接工程と、を有する燃料電池用セパレータアッシーの製造方法。
A method for producing a fuel cell separator assembly in which an anode separator on an anode side and a cathode separator on a cathode side are joined by welding,
An adhesion step of bringing the anode separator and the cathode separator into close contact with each other by a pressing force generated by a fluid;
A welding step of forming a separator assembly by welding the anode separator and the cathode separator in a state where the anode separator and the cathode separator are kept in close contact with each other in the contact step. Production method.
前記密着工程は、
前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータによって囲まれる第1空間に、前記流体を流通させて前記押圧力を発生させる工程である請求項6に記載の燃料電池用セパレータアッシーの製造方法。
The adhesion step includes
The method for manufacturing a fuel cell separator assembly according to claim 6, wherein the pressing force is generated by circulating the fluid in a first space surrounded by the anode separator and the cathode separator.
前記密着工程の前に、前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータを第1の板材及び第2の板材によって挟持し、
前記溶接工程において、アノードセパレータ及びカソードセパレータはレーザー光によって溶接接合され、
前記第1の板材及び前記第2の板材の少なくとも一方は、前記レーザー光を透過する透過板によって構成される請求項7に記載の燃料電池用セパレータアッシーの製造方法。
Before the adhesion step, the anode separator and the cathode separator are sandwiched between the first plate and the second plate,
In the welding process, the anode separator and the cathode separator are welded and joined by laser light,
The method for producing a separator assembly for a fuel cell according to claim 7, wherein at least one of the first plate member and the second plate member is constituted by a transmission plate that transmits the laser beam.
前記第1の板材及び前記アノードセパレータの間に閉空間である第2空間が形成され、
前記第2の板材及び前記カソードセパレータの間に閉空間である第3空間が形成され、
前記第2空間及び前記第3空間の少なくとも一方に、前記第1空間に流通させる前記流体の流速より小さい流速で前記流体を流通させる請求項8に記載の燃料電池用セパレータアッシーの製造方法。
A second space that is a closed space is formed between the first plate member and the anode separator,
A third space that is a closed space is formed between the second plate member and the cathode separator,
9. The method of manufacturing a fuel cell separator assembly according to claim 8, wherein the fluid is circulated in at least one of the second space and the third space at a flow velocity smaller than a flow velocity of the fluid circulated in the first space.
前記密着工程は、
前記アノードセパレータ及び前記カソードセパレータによって囲まれる第1の閉空間、前記アノードセパレータの両面のうち前記第1の閉空間の反対面に設けられる第2の閉空間、及び前記カソードセパレータの両面のうち前記第1の閉空間の反対面に設けられる第3の閉空間のうち、前記第2の閉空間及び第3の閉空間に前記流体を充填することによって、前記第1の閉空間内の圧力を前記第2の閉空間及び前記第3の閉空間内の圧力より小さくして前記押圧力を発生させる工程である請求項6に記載の燃料電池用セパレータアッシーの製造方法。
The adhesion step includes
The first closed space surrounded by the anode separator and the cathode separator, the second closed space provided on the opposite surface of the first separator among both surfaces of the anode separator, and the both surfaces of the cathode separator Of the third closed space provided on the opposite surface of the first closed space, the fluid in the second closed space and the third closed space is filled with the fluid, whereby the pressure in the first closed space is increased. The method of manufacturing a separator assembly for a fuel cell according to claim 6, wherein the pressing force is generated by making the pressure smaller than the pressure in the second closed space and the third closed space.
請求項6〜10の製造方法によって製造された前記燃料電池用セパレータアッシーと、
アノード側電極及びカソード側電極を電解質膜の両側に接合した膜電極接合体と、を有する燃料電池。
The fuel cell separator assembly manufactured by the manufacturing method according to claims 6 to 10,
And a membrane electrode assembly in which an anode side electrode and a cathode side electrode are joined to both sides of an electrolyte membrane.
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