JP2015097146A - 燃料電池用セパレータおよび燃料電池スタックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池用セパレータを製造する際に、製品の歩留まりを向上する。
【解決手段】燃料電池用のセパレータ５０は、燃料電池に用いられ、膜電極接合体に対向して配置される。セパレータ５０は、膜電極接合体３０の発電領域と対向するセパレータ中央領域５０Ａと、セパレータ中央領域５０Ａから外縁に延びる外縁部５０Ｂと、外縁部５０Ｂに設けられる冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃおよび冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃと、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃからセパレータ中央領域５０Ａを介して冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃに至る流体流路領域と、外縁部５０Ｂに設けられ、前記流体流路領域を囲むシールガスケット９０と、前記流体流路領域の外側に設けられ、前記ガスケットの接着状態の評価のために試験的に外力が付与される剥離検査用ガスケット９５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池用セパレータ、および燃料電池スタックの製造方法に関する。

燃料電池スタックは、通常、複数の膜電極接合体を、セパレータを介在させて積層した構成を有する。セパレータは、膜電極接合体の発電領域と対向して発電領域に向かって反応ガス（空気、水素ガス）を供給するための反応ガス供給流路を有する。この反応ガス供給流路の外側の周囲には、反応ガスや冷媒の漏洩を防止するシールラインが形成される。燃料電池スタックでは、ガス・冷媒のリークが発生することは許容されないことから、燃料電池スタックの製造の際には、ガス・冷媒のリークの検査と共に、シールラインを形成するガスケットの接着力を評価するための抜き取りでの剥離検査（破壊検査）が行われていた。あるいは、特許文献１では、燃料電池スタックではないが、製品と同じ形状の基板を用意し、その基板を用いてシール樹脂の剥離検査を行う構成が提案されていた。この剥離検査は、実製品を製造工程に投入する前に実施される。

特開２０００−３３０１２２号公報 特開２００９−１１０８２２号公報

しかしながら、従来の技術では、検査後のセパレータはガスケットが破壊されているために製品として使用することができず、製品の歩留まりが低下するといった課題があった。そのほか、従来の燃料電池用セパレータでは、製造の容易化、省資源化等が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態は、燃料電池に用いられ、膜電極接合体に対向して配置される燃料電池用セパレータである。この燃料電池用セパレータは、前記膜電極接合体の発電領域と対向するセパレータ中央領域と；前記セパレータ中央領域から外縁に延びる外縁部と；前記外縁部に設けられる第１のマニホールドおよび第２のマニホールドと；前記第１のマニホールドから前記セパレータ中央領域を介して前記第２のマニホールドに至る流体流路領域と；前記外縁部に設けられ、前記流体流路領域を囲むガスケットと；前記流体流路領域の外側に設けられ、前記ガスケットの接着状態の評価のために試験的に外力が付与される接着試験部と；を備える。この形態の燃料電池用セパレータによれば、製品となる燃料電池用セパレータにガスケットとは別に設けられた接着試験部を用い、そのガスケットの接着力を評価することができる。このために、試験後の燃料電池用セパレータはガスケットが破壊されていないことから、その試験後の燃料電池用セパレータをそのまま製品として用いることができる。したがって、この形態の燃料電池用セパレータは、製品の歩留まりを向上することができるという効果を奏する。

（２）上記形態の燃料電池用セパレータにおいて、前記接着試験部は、前記ガスケットと同じ材料で構成されるとともに、前記ガスケットと同じ接着方法で、前記ガスケットと同じ面に接着されている構成としてもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、接着試験部の接着力の評価結果を、ガスケットの接着力の評価結果と確実に一致させることができることから、ガスケットの接着性についての信頼性をより高めることが可能となる。

（３）本発明の他の形態は、膜電極接合体を、燃料電池用セパレータを介在させて複数、積層した燃料電池スタックの製造方法である。前記燃料電池用セパレータは、前記膜電極接合体の発電領域と対向するセパレータ中央領域と；前記セパレータ中央領域から外縁に延びる外縁部と；前記外縁部に設けられる第１のマニホールドおよび第２のマニホールドと；前記第１のマニホールドから前記セパレータ中央領域を介して前記第２のマニホールドに至る流体流路領域と；前記外縁部に設けられ、前記流体流路領域を囲むガスケットと、を備える。前記燃料電池スタックの製造方法は、前記燃料電池用セパレータにおける前記流体流路領域の外側に、前記ガスケットの接着状態の評価のために試験的に外力が付与される接着試験部を設ける工程と；前記接着試験部に外力を付与して接着状態を評価する工程と；前記評価の結果が良好である場合に、当該燃料電池用セパレータを介在させた前記膜電極接合体の積層化を行う工程と；を備える。この形態の燃料電池スタックの製造方法によれば、燃料電池スタックの製造工程内でガスケットの接着状態を評価した上で燃料電池スタックの製造を行うことができる。このため、製造工程内で全数検査を行うことが可能となる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、前記形態の燃料電池スタックを備える燃料電池システム等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態における燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。 アノード側セパレータにおけるＭＥＡとは反対側の面を示す平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。 剥離検査を説明するための模式図である。

Ａ．全体の構成：
図１は、本発明の実施形態における燃料電池システム１０の概略構成を示す説明図である。燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１００を備えている。燃料電池スタック１００は、エンドプレート１１０と、絶縁板１２０と、集電板１３０と、複数の単セル１４０と、集電板１３０と、絶縁板１２０と、エンドプレート１１０とが、この順に積層されたスタック構造を有している。なお、単セル１４０の積層方向は、鉛直方向Ｙに垂直な方向（水平方向）Ｘとなっている。

燃料電池スタック１００には、高圧水素を貯蔵した水素タンク１５０から、シャットバルブ１５１、レギュレータ１５２、配管１５３を介して、燃料ガスとしての水素が供給される。燃料電池スタック１００において利用されなかった燃料ガス（アノードオフガス）は、排出配管１６３を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。なお、燃料電池システム１０は、アノードオフガスを配管１５３側に再循環させる再循環機構を有するとしてもよい。燃料電池スタック１００には、また、エアポンプ１６０および配管１６１を介して、酸化剤ガスとしての空気が供給される。燃料電池スタック１００において利用されなかった酸化剤ガス（カソードオフガス）は、排出配管１５４を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。なお、燃料ガスおよび酸化剤ガスは、反応ガスとも呼ばれる。

さらに、燃料電池スタック１００には、燃料電池スタック１００を冷却するため、ウォーターポンプ１７１および配管１７２を介して、ラジエータ１７０により冷却された冷却媒体（単に「冷媒」とも呼ぶ）が供給される。燃料電池スタック１００から排出された冷却媒体は、配管１７３を介してラジエータ１７０に循環する。冷却媒体としては、例えば水、エチレングリコール等の不凍水、空気などが用いられる。

燃料電池スタック１００に備えられる単セル１４０は、電解質膜の両面に、それぞれ、アノードおよびカソードが配置された膜電極接合体（ＭＥＡとも呼ばれる）３０を一対のセパレータ、すなわちアノード側セパレータ５０とカソード側セパレータ４０によって挟持した構成となっている。アノード側セパレータ５０は、ＭＥＡ３０側の面に筋状の複数の溝からなる燃料ガス流路５２を備え、ＭＥＡ３０と反対側の面に筋状の複数の溝からなる冷却媒体流路５４を備える。カソード側セパレータ４０は、空気を流すための流路構成部材が配置される酸化剤ガス流路４２をＭＥＡ３０側の面に備える。流路構成部材は、例えばエキスパンドメタル（図示せず）である。また、本実施形態の燃料電池スタック１００は、固体高分子型の燃料電池スタックであり、電解質膜は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜によって構成されている。

Ｂ．セパレータの構成：
図２は、アノード側セパレータ５０におけるＭＥＡ３０とは反対側の面を示す平面図である。図２において、表裏方向が積層方向Ｘであり、上下方向が鉛直方向Ｙである。アノード側セパレータ５０およびカソード側セパレータ４０は、ガス遮断性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成型したステンレス鋼やチタン鋼などの金属部材によって形成されている。本実施形態では、セパレータ４０、５０については、ステンレス鋼をプレス成型して作製した。

アノード側セパレータ５０は、ＭＥＡ３０の発電領域と対向するセパレータ中央領域５０Ａと、セパレータ中央領域５０Ａから外縁に延びる平板状の外縁部５０Ｂとを有する。「発電領域」とは、ＭＥＡ３０において発電に供する領域であり、ＭＥＡ３０において燃料ガスが流れる領域、すなわち、積層方向Ｘから平面視したときに燃料ガス流路５２（図１）が存在する略四角形の領域である。セパレータ中央領域５０Ａは、積層方向Ｘからの平面視において、発電領域と対応する（一致する）領域である。本実施形態では、外縁部５０Ｂは、鉛直方向Ｙの上側と、鉛直方向Ｙの下側と、鉛直方向Ｙおよび積層方向Ｘに垂直な図中の左右方向Ｚの一方側と、左右方向Ｚの他方側と、の四方に向けて延びている。

外縁部５０Ｂには、燃料電池スタック１００に供給された燃料ガスとしての水素を各単セル１４０の燃料ガス流路５２（図１）に分配する燃料ガス供給マニホールド６２と、燃料電池スタック１００に供給された酸化剤ガスとしての空気を各単セル１４０の酸化剤ガス流路４２（図１）に分配する酸化剤ガス供給マニホールド７２と、燃料ガス流路５２において利用されなかった燃料ガスを集めて燃料電池スタック１００の外部に排出する燃料ガス排出マニホールド６４と、酸化剤ガス流路４２において利用されなかった酸化剤ガスを集めて燃料電池スタック１００の外部に排出する酸化剤ガス排出マニホールド７４と、が形成されている。なお、酸化剤ガス供給マニホールド７２は６本の酸化剤ガス供給マニホールド７２ａ〜７２ｆによって構成され、酸化剤ガス排出マニホールド７４は６本の酸化剤ガス排出マニホールド７４ａ〜７４ｆによって構成される。上記各マニホールド６２、６４、７２ａ〜７２ｆ、７４ａ〜７４ｆは、開口が矩形状で、燃料電池スタック１００の積層方向Ｘに伸びる形状の反応ガス流路である。酸化剤ガス供給マニホールド７２および酸化剤ガス排出マニホールド７４を、それぞれ６本に分けているのは、酸化剤ガス用として広い開口面積が必要であり、強度確保のためである。

外縁部５０Ｂには、さらに、冷却媒体を単セル１４０に分配する冷却媒体供給マニホールド８２と、各単セル１４０から排出される冷却媒体を集めて燃料電池スタック１００の外部に排出する冷却媒体排出マニホールド８４と、が形成されている。冷却媒体供給マニホールド８２は３本の冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃによって構成され、冷却媒体排出マニホールド８４は３本の冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃによって構成される。各冷却媒体用のマニホールド８２ａ〜８２ｃ、８４ａ〜８４ｃは、開口が矩形状で、燃料電池スタック１００の積層方向Ｘに伸びる形状の流路である。冷却媒体供給マニホールド８２および冷却媒体排出マニホールド８４を、梁部８２Ｈ、８４Ｈを持たせてそれぞれ３本に分けているのは、冷却媒体用として広い開口面積が必要であり、強度確保のためである。なお、冷却媒体供給マニホールド８２および冷却媒体排出マニホールド８４の分ける数は、３つに限る必要はなく、複数なら他の数としてもよい。また、冷却媒体供給マニホールド８２および冷却媒体排出マニホールド８４は、それぞれ１つとしてもよい。

さらに、単セル１４０には、複数の単セル１４０を積層した際に、積層方向Ｘの平面視において発電領域および各マニホールドの開口を面方向において囲むシールラインＳＬ１〜ＳＬ５を形成するために、ガスケットが配置されている。ガスケットは、射出成形により形成されるもので、断面が凸形状を有する。複数の単セル１４０を積層した際に、隣接する他の単セル１４０の表面に密着して、シールラインＳＬ１〜ＳＬ５が形成される。詳しくは、ガスケットは、他の単セル１４０のセパレータ５０の表面に当接して密着する。シールラインＳＬ１、ＳＬ２が燃料ガスの漏洩を抑制するためのものであり、シールラインＳＬ３、ＳＬ４が酸化剤ガスの漏洩を抑制するためのものであり、シールラインＳＬ５が冷却媒体の漏洩を抑制するためのものである。

図２には、アノード側セパレータ５０においてＭＥＡ３０とは反対側の面、すなわち、アノード側セパレータ５０において冷却媒体を平面方向に流通させるための平面が示されている。このために、図示するように、冷却媒体用のシールラインＳＬ５は、発電領域と積層方向において対応するセパレータ中央領域５０Ａと、冷却媒体用の各マニホールド８２ａ〜８２ｃ、８４ａ〜８４ｃとを内側に含む。すなわち、冷却媒体用のシールラインＳＬ５は、アノード側セパレータ５０の外縁部５０Ｂに備えられるマニホールド８２ａ〜８２ｃ、８４ａ〜８４ｃよりも外側部分を通っている。セパレータ中央領域５０Ａには、平面方向に沿うストレート形状の複数の冷却媒体流路５４（図１も参照）が形成されている。冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃから供給される冷却媒体は、セパレータ中央領域５０Ａの各冷却媒体流路５４に分配され、各冷却媒体流路５４を流れて、各冷却媒体流路５４から冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃに集められて排出される。ここで、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃが本発明の形態における「第１のマニホールド」に相当し、冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃが本発明の形態における「第２のマニホールド」に相当する。また、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃから冷却媒体流路５４を介して冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃに至る領域（すなわち、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃの開口部、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃの開口部と冷却媒体流路５４との間の領域、冷却媒体流路５４、冷却媒体流路５４と冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃの開口部との間の領域、および冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃの開口部）が、本発明の形態における「流体流路領域」に相当する。

ところで、燃料電池スタック１００の製造の際には、１つの単セル１４０でもガス・冷媒リークが発生することは許容されない。このため、シールラインＳＬ１〜ＳＬ５を構成するガスケット（以下、「シール用ガスケット」と呼ぶ）の接着性には高度な信頼性が必要となる。そこで、本実施形態では、図２に示すように、アノード側セパレータ５０のＭＥＡ３０とは反対側の面における外縁部５０Ｂ、すなわち、冷却媒体流路５４の外側に、シール用ガスケットの接着力を評価するための剥離検査用ガスケット９５が設けられている。詳しくは、外縁部５０Ｂにおいて、各シールラインＳＬ１〜ＳＬ５の外側となる領域、例えば図中の左上隅に、剥離検査用ガスケット９５は設けられている。この剥離検査用ガスケット９５が、本発明の形態における「接着試験部」に相当する。

図３は、図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。図示するように、カソード側セパレータ４０とアノード側セパレータ５０の間における膜電極接合体３０の外縁部５０Ｂ（図１）の領域には、ゴム層５５が配置されている。ゴム層５５は、流体の漏洩を防止するシール部として機能する。また、ゴム層５５は、反応ガスのクロスリークの発生を抑制する。シールラインＳＬ４を構成するシール用ガスケット９０と剥離検査用ガスケット９５が、アノード側セパレータ５０のゴム層５５とは反対側の面に配置される。

シール用ガスケット９０は、アノード側セパレータ５０の外縁部５０Ｂに面接触する台座部９１と、台座部９１から突起して単セル１４０を構成したときにアノード側セパレータ５０の外縁部に接触する突起部９２とを有している。台座部９１は、突起部９２と反対側の面に接着層（プライマー層）９１ａを有している。接着層９１ａによって、シール用ガスケット９０はアノード側セパレータ５０の外縁部５０Ｂに接着される。なお、シール用ガスケット９０は、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコン系の樹脂部材、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ウレタン、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム等の樹脂部材によって構成される。このシール用ガスケット９０が、本発明の形態における「ガスケット」に相当する。なお、図３に示したシール用ガスケット９０は、前述したようにシールラインＳＬ４を構成するものであるが、残りのシールラインＳＬ１〜３、ＳＬ５についてもシール用ガスケット９０と同一のガスケットによって構成される。

剥離検査用ガスケット９５は、円柱形状であり、シール用ガスケット９０と同じ材料によって構成される。また、剥離検査用ガスケット９５は、一方の端面に、シール用ガスケット９０の接着層９１ａと同じ接着剤によって形成される接着層（プライマー層）９５ａを有している。接着層９５ａによって、剥離検査用ガスケット９５はアノード側セパレータ５０の外縁部５０Ｂに接着される。すなわち、剥離検査用ガスケット９５は、シール用ガスケット９０と同じ接着方法で、シール用ガスケット９０と同じ面に接着されていることになる。

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、剥離検査用ガスケット９５に対して実施される剥離検査（破壊検査）を説明するための模式図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）にはそれぞれ、アノード側セパレータ５０の外縁部５０Ｂに接着された剥離検査用ガスケット９５を模式的に図示してある。図４（Ａ）は剥離検査中の剥離検査用ガスケット９５を示しており、図４（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ剥離検査において破断された剥離検査用ガスケット９５を示している。

この剥離検査では、剥離検査用ガスケット９５に対して、剥離検査用ガスケット９５の突出方向（図示の上方向）の外力を付与することで、剥離検査用ガスケット９５をアノード側セパレータ５０の外縁部５０Ｂから剥離させる。具体的には、剥離検査用ガスケット９５をピンセットでつまみ、突出方向に引っ張る外力を、剥離検査用ガスケット９５が破断して外縁部５０Ｂから離脱するまで付与する。

図４（Ｂ）に示すように、剥離検査用ガスケット９５の破断が、剥離検査用ガスケット９５の根元の接着層９５ａおいて発生した場合には、剥離検査用ガスケット９５の接着力（接着状態）が著しく低下していると評価することができる。従って、この場合には、シール用ガスケット９０の接着力についても低下している（すなわち、不良である）と評価することができる。これに対して、図４（Ｃ）に示すように、剥離検査用ガスケット９５の破断が、接着層９５ａより上の剥離検査用ガスケット９５の本体部位において発生した場合には、剥離検査用ガスケット９５の接着力は強固（良好）であると評価することができる。従って、この場合には、シール用ガスケット９０の接着力についても良好であると評価することができる。

こうした剥離検査は、本実施形態では、ＭＥＡ３０を、アノード側セパレータ５０とカソード側セパレータ４０を介在させて複数、積層するスタック化（積層化）を行う前に行う。詳しくは、この燃料電池スタック１００の製造方法においては、検査用のアノード側セパレータ５０を用意し、アノード側セパレータ５０に剥離検査用ガスケット９５を前述したように設け、その後、図４（Ａ）〜（Ｃ）の方法によって剥離検査を行う。剥離検査の評価結果が、接着状態が良好であるというものである場合には、その剥離検査を行ったアノード側セパレータ５０を用いて、前述したスタック化を行う。一方、剥離検査の評価結果が、接着状態が不良であるというものである場合には、前述したスタック化を一旦中断する。なお、接着状態が良好であるというものである場合には、その剥離検査を行ったアノード側セパレータ５０をそのまま製品として用いることができることから、図２においては、剥離検査用ガスケット９５の部分にハッチを描いている。このハッチは、剥離検査の名残として剥離検査用ガスケット９５の破断が残っていることを示す。

Ｃ．実施形態効果：
このように、本実施形態のカソード側セパレータ４０によれば、シール用ガスケット９０とは別に剥離検査用ガスケット９５を設け、剥離検査用ガスケット９５についての剥離検査を行うことで、シール用ガスケット９０の接着力の評価を行うことができる。このために、剥離検査は、製品となるアノード側セパレータ５０を用いて行うことができることから、検査用のセパレータを別途用意する必要がない。したがって、本実施形態のアノード側セパレータ５０によれば、燃料電池スタックの製造工程内で剥離検査を行うことが可能となり、その検査に用いたアノード側セパレータ５０を備える燃料電池スタック１００を製品として使用することができることから、製品の歩留まりを向上することができるという効果を奏する。

特に、本実施形態のアノード側セパレータ５０によれば、剥離検査用ガスケット９５は、セパレータ中央領域５０Ａの外側である外縁部５０Ｂに設けられていることから、剥離した際の残片（ゴミ）がセパレータ表面に残ったとしても、残片が経年劣化後に離脱して流体流路を塞ぎ、反応ガス、冷媒の流通を阻害することがないことから、発電に悪影響を及ぼすようなことがない。このため、検査に用いたアノード側セパレータ５０を製品として確実に使用することができる。また、本実施形態では、剥離検査用ガスケット９５は、シール用ガスケット９０と同じ材料で構成されるとともに、シール用ガスケット９０と同じ接着方法（すなわち、同じ接着剤を使った接着方法）で、シール用ガスケットと同じ面に接着されていることから、剥離検査用ガスケット９５の接着力の評価結果を、シール用ガスケット９０の接着力の評価結果と確実に一致させることができることから、シール用ガスケットの接着性についての信頼性をより高めることが可能となる。

シールラインＳＬ１を構成するシール用ガスケット９０のアノード側セパレータ５０への接着は、機械的結合と違い、化学結合である。セパレータ本体部５０の表面状態（分子レベルの材料分布、水分付着状態）や、接着剤（プライマー）の組成（ロット違い、それぞれの材料内のロット）、工程条件・設備保全状態の違い等によって接着力が異なったものとなり、接着性についての信頼性が変化する。接着の工程保証としては、リーク検査は全数実施するのが通常であるが、それとは別に、接着力を評価するために、従来、各種材料のロット違いや精算日の違いにより、抜き取りで剥離検査も行うようにしている。従来技術では、検査用のセパレータを予め用意し、実製品を製造工程に投入する前にその検査用のセパレータを用いて剥離検査を行うようにしていた。これに対して、本実施形態のアノード側セパレータ５０によれば、前述したように、燃料電池スタックの製造工程内で剥離検査を行うことが可能であることから、工程全体での製造時間の短縮を図ることができる。なお、本実施形態のアノード側セパレータ５０によれば、製造工程内で剥離検査を行うことが可能であることから、剥離検査を製品の全数、行うことも可能となる。この場合には、製造時の接着性の信頼性をより一層、保証することができる。

Ｄ．変形例：
・変形例１：
前記実施形態では、アノード側セパレータ５０の外縁部５０Ｂにおいて、各シールラインＳＬ１〜ＳＬ５の外側となる領域の図２の左上隅に剥離検査用ガスケット９５を設けたが、これに換えて、剥離検査用ガスケットを、各シールラインＳＬ１〜ＳＬ５の外側となる領域における、図２の右上隅、左下隅、右下隅等の他の位置に設ける構成としてもよい。

・変形例２：
前記実施形態では、アノード側セパレータ５０のＭＥＡ３０とは反対側の面に剥離検査用ガスケット９５を設けたが、これに換えて、アノード側セパレータ５０のＭＥＡ３０側の面に剥離検査用ガスケットを設ける構成としてもよいし、カソード側セパレータ４０のＭＥＡ３０側の面に剥離検査用ガスケットを設けた構成としてもよい。アノード側セパレータ５０のＭＥＡ３０側の面に剥離検査用ガスケットを設けた場合には、アノード側セパレータ５０のＭＥＡ３０側の面に対するシール用ガスケットの接着力が評価対象となる。カソード側セパレータ４０のＭＥＡ３０側の面に剥離検査用ガスケットを設けた場合には、カソード側セパレータ４０のＭＥＡ３０側の面に対するシール用ガスケットの接着力が評価対象となる。

・変形例３：
前記形態では、剥離検査用ガスケット９５は、接着力の評価対象となるシール用ガスケット９０と同じ材料で構成されるとともに、同じ接着方法で、シール用ガスケット９０と同じ面に接着されていた。しかし、剥離検査用ガスケットは、評価対象となるシール用ガスケット９０と、異なる材料で構成されていてもよいし、異なる接着方法で接着されていてもよいし、異なる面に接着されていてもよい。ただし、剥離検査用ガスケットは、評価対象となるシール用ガスケット９０と、同じ材料で構成されるとともに、同じ接着方法で、同じ面に接着されている方が、剥離検査用ガスケットの接着状態についてのより確実な指標となり得るため好ましい。

・変形例４：
上記実施形態では、接着力を評価するための検査は、ピンセットでつまみ突出方向に引っ張ることで検査用ガスケットを破断するものとしたが、これに限る必要はなく、他の方法によって行われるものとしてもよい。例えば、接着力を評価できれば、検査用ガスケットを必ずしも破断させなくてもよいし、ピンセットでつまむ方法に換えて別方法で検査用ガスケットに外力を加える構成としてもよいし、突出方向に引っ張る構成に換えて接着面に対し平行方向の外力を与えるようにしてもよい。

・変形例５：
前記実施形態および各変形例では、燃料電池に固体高分子型燃料電池を用いたが、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池に本発明を適用してもよい。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、前述した実施形態および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。

１０…燃料電池システム
３０…膜電極接合体
４０…カソード側セパレータ
４２…酸化剤ガス流路
５０…アノード側セパレータ
５０Ａ…セパレータ中央領域
５０Ｂ…外縁部
５２…燃料ガス流路
５４…冷却媒体流路
５５…ゴム層
６２…燃料ガス供給マニホールド
６４…燃料ガス排出マニホールド
７２、７２ａ〜７２ｅ…酸化剤ガス供給マニホールド
７４、７４ａ〜７４ｅ…酸化剤ガス排出マニホールド
８２、８２ａ〜８２ｃ…冷却媒体供給マニホールド
８２Ｈ…梁部
８４、８４ａ〜８４ｃ…冷却媒体排出マニホールド
９０…シール用ガスケット
９１…台座部
９１ａ…接着層
９２…突起部
９５…剥離検査用ガスケット
９５ａ…接着層
１００…燃料電池スタック
１１０…エンドプレート
１２０…絶縁板
１３０…集電板
１４０…単セル
１５０…水素タンク
１５１…シャットバルブ
１５２…レギュレータ
１５３…配管
１５４…排出配管
１６０…エアポンプ
１６１…配管
１６３…排出配管
１７０…ラジエータ
１７１…ウォーターポンプ
１７２、１７３…配管
Ｙ…鉛直方向
Ｘ…積層方向
Ｚ…左右方向
ＳＬ１〜ＳＬ５…シールライン

Claims (3)

1. 燃料電池に用いられ、膜電極接合体に対向して配置される燃料電池用セパレータであって、
   前記膜電極接合体の発電領域と対向するセパレータ中央領域と、
   前記セパレータ中央領域から外縁に延びる外縁部と、
   前記外縁部に設けられる第１のマニホールドおよび第２のマニホールドと、
   前記第１のマニホールドから前記セパレータ中央領域を介して前記第２のマニホールドに至る流体流路領域と、
   前記外縁部に設けられ、前記流体流路領域を囲むガスケットと、
   前記流体流路領域の外側に設けられ、前記ガスケットの接着状態の評価のために試験的に外力が付与される接着試験部と、
   を備える燃料電池用セパレータ。
2. 請求項１に記載の燃料電池用セパレータであって、
   前記接着試験部は、前記ガスケットと同じ材料で構成されるとともに、前記ガスケットと同じ接着方法で、前記ガスケットと同じ面に接着されている、燃料電池用セパレータ。
3. 膜電極接合体を、燃料電池用セパレータを介在させて複数、積層した燃料電池スタックの製造方法であって、
   前記燃料電池用セパレータは、
   前記膜電極接合体の発電領域と対向するセパレータ中央領域と、
   前記セパレータ中央領域から外縁に延びる外縁部と、
   前記外縁部に設けられる第１のマニホールドおよび第２のマニホールドと、
   前記第１のマニホールドから前記セパレータ中央領域を介して前記第２のマニホールドに至る流体流路領域と、
   前記外縁部に設けられ、前記流体流路領域を囲むガスケットと、
   を備え、
   前記製造方法は、
   前記燃料電池用セパレータにおける前記流体流路領域の外側に、前記ガスケットの接着状態の評価のために試験的に外力が付与される接着試験部を設ける工程と、
   前記接着試験部に外力を付与して接着状態を評価する工程と、
   前記評価の結果が良好である場合に、当該燃料電池用セパレータを介在させた前記膜電極接合体の積層化を行う工程と、
   を備える、燃料電池スタックの製造方法。

Images