JP2019087385A - 燃料電池の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光透過によりセパレータのピンホールを検査する際に、誤検出の発生を抑制することができる燃料電池の検査方法を提供する。【解決手段】光透過によりアノード側セパレータ４１のピンホールを検査する燃料電池セル１０の検査方法であって、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓから冷却面Ｒｓに流体を通過させるエアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程と、アノード側セパレータ４１の冷却面からガス面に流体を通過させるエアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程と、を備え、エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程およびエアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程の後に、光透過によりアノード側セパレータ４１のピンホールを検査する。【選択図】図７

Description

本発明は、セパレータを検査する燃料電池の検査方法に関する。

この種の燃料電池の検査方法として、セパレータの表面に施されたカーボン系表面処理（ＰＡＣ：Pi-conjugated Amorphous Carbon処理、以下ＰＡＣ処理という。）に剥離部分があるかどうかを目視で検査するものが開示されている（特許文献１参照）。この検査方法は、セパレータを有する燃料電池セルを温水に所定時間以上浸水させる温水エージングを行った後、燃料電池セルを温水から取り出し、水を拭き取って、セパレータのＰＡＣ処理に剥離が生じているサンプルと対比し目視でＰＡＣ処理の剥離の有無を検査している。

このようなＰＡＣ処理やナノカーボン処理などの表面処理が施されたセパレータを貫通するピンホールを検査する方法として、光透過によるものがある。この光透過による検査方法は、図９（ａ）に示すように、セパレータ１に対して投光器２から矢印で示す光を照射し、受光器３で、セパレータ１のピンホールを透過した光の量を測定することでセパレータ１のピンホールの有無が検査される。

特開２０１３−１５７１９３号公報

しかしながら、光透過による検査方法は、誤検出によって検査の精度が低下してしまうという問題がある。即ち、セパレータの表面には、ナノカーボン処理などの表面処理が施されてカーボン膜Ｆが形成されており、洗浄後もカーボン膜からカーボンが脱落してセパレータのピンホールを塞いでしまうおそれがある。また、チタンなどの金属板からなるセパレータがプレス成形される際に、金属板の伸び率（％）に対してカーボン膜Ｆの伸び率（％）が小さいので、カーボン膜Ｆに亀裂Ｋが発生し易く、亀裂Ｋから剥離したカーボンが集まって塊になる、いわゆるカーボン凝集物Ｃが、セパレータのピンホールを塞いでしまうおそれがある。ピンホールがカーボン凝集物Ｃで塞がれてしまうと、図９（ｂ）に示すように、投光器２から照射された矢印で示す光が受光器３に到達せず、ピンホールが有るにもかかわらず、ピンホールが無いとして誤検出してしまうという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、光透過によりセパレータのピンホールを検査する際に、誤検出の発生を抑制することができる燃料電池の検査方法を提供することを課題とする。

本発明に係る燃料電池の検査方法は、光透過によりセパレータのピンホールを検査する燃料電池の検査方法であって、前記セパレータの一方の面から前記一方の面と反対側の他方の面に流体を通過させる第１流体通過工程と、前記セパレータの前記他方の面から前記一方の面に前記流体を通過させる第２流体通過工程と、を備え、前記第１流体通過工程および前記第２流体通過工程の後に、前記検査を行うことを特徴とする。

本発明に係る燃料電池の検査方法においては、第１流体通過工程において、セパレータの一方の面に対して流体を送ることで、他方の面を塞いでいた異物を除去し、セパレータのピンホール内を一方の面から他方の面に流体を通過させるようにしている。また、第２流体通過工程において、第１流体通過工程とは逆に、セパレータの他方の面に対して流体を送ることで、一方の面を塞いでいた異物を除去し、セパレータのピンホール内を他方の面から一方の面に流体を通過させるようにしている。本発明に係る燃料電池の検査方法においては、第１流体通過工程および第２流体通過工程が設けられているので、セパレータのピンホールの一方の面および他方の面を塞いでいた異物が除去される。光透過によるセパレータのピンホールの検査は、セパレータのピンホールの一方の面および他方の面を塞いでいた異物が除去された状態で行われるので、高い精度でピンホールが検出される。

本発明によれば、光透過によりセパレータのピンホールを検査する際に、誤検出の発生を抑制することができる燃料電池の検査方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る燃料電池セルの検査方法により検査される燃料電池セルの部分断面図を示す。 本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造方法を示す工程図。 本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造方法によって作製されたセパレータの部分断面図であり、図３（ａ）は、ナノカーボン処理後のセパレータのカーボン膜の状態を示し、図３（ｂ）は、プレス後のセパレータのカーボン膜の状態を示す。 本発明の実施形態に係る燃料電池セルの検査方法に適用する検査装置の構成図。 本発明の実施形態に係る燃料電池セルの検査方法における測定タイミングを表す図であり、図５（ａ）は、上型および下型でエアパージを行った後に光の量を測定するタイミングを示し、図５（ｂ）は、上型でエアパージを行った後に光の量の測定が設けられた測定タイミングを示す。 本発明の実施形態に係る燃料電池セルの検査方法の工程を説明する説明図であり、図６（ａ）は、セパレータを検査装置の下型にセットする状態を示し、図６（ｂ）は、セパレータを検査装置に収容した状態を示す。 本発明の実施形態に係る燃料電池セルの検査方法の工程を説明する説明図であり、図７（ａ）は、検査装置の下型でエアパージを行い、上型で集塵を行っている状態を示し、図７（ｂ）は、検査装置の上型でエアパージを行い、下型で集塵を行っている状態を示す。 本発明の実施形態に係る燃料電池セルの検査方法の工程を説明する説明図であり、図８（ａ）は、セパレータのピンホールに光を透過している状態を示し、図８（ｂ）は、再びセパレータを検査装置の下型にセットする状態を示す。 従来の燃料電池セルの検査方法を説明する説明図を示し、図９（ａ）は、セパレータのピンホールに光が透過した状態を示し、図９（ｂ）は、ピンホールがカーボン凝集物Ｃで塞がれて光が透過しない状態を示す。

本発明に係る燃料電池の検査方法を適用した実施形態に係る燃料電池セル１０の検査方法について図面を参照して説明する。

本発明に係る燃料電池は、本実施形態では、図１に示す燃料電池セル１０で構成されており、実施形態に係る燃料電池セル１０は、本発明に係る燃料電池に対応する。まず、燃料電池セル１０の構成について説明する。燃料電池セル１０は、膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode ＆ Gas Diffusion Layer Assembly、以下ＭＥＧＡという。）２０と、シール部材３０と、セパレータ４０とを備えている。

ＭＥＧＡ２０は、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly、以下ＭＥＡという。)２１と、アノード側ガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer、以下ＧＤＬという。）２２と、カソード側ＧＤＬ２３とにより構成されている。

ＭＥＡ２１は、図示しない電解質膜、アノード触媒層およびカソード触媒層の接合体で構成されている。電解質膜は、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）アイオノマーなどの固体高分子材料である高分子電解質樹脂で形成されており、イオン伝導性を有する高分子膜を電解質とするイオン交換膜からなる。電解質膜は、電子および気体の流通を阻止するとともに、プロトンをアノード触媒層からカソード触媒層に移動させる機能を有している。

アノード触媒層は、白金や白金合金などの触媒を担持した導電性の担体からなり、例えば、触媒担持カーボン粒子などのカーボン粒子を、プロトン伝導性を有するアイオノマーで被覆して形成された電極触媒層からなる。なお、アイオノマーは、電解質膜と同質のフッ素系樹脂などの固体高分子材料である高分子電解質樹脂からなり、その有するイオン交換基によりプロトン伝導性を有する。アノード触媒層は、水素ガス（Ｈ_２）をプロトンと電子に分解する機能を有している。カソード触媒層は、アノード触媒層と同様の材料で形成されているが、アノード触媒層と異なり、プロトンと電子と酸素から水を生成する機能を有している。

アノード側ＧＤＬ２２は、ガス透過性および導電性を有する材料、例えば、カーボンペーパーなどの炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。アノード側ＧＤＬ２２は、アノード触媒層の外側に接合されており、燃料ガスとしての水素ガスを拡散させて均一にし、アノード触媒層に行き渡らせる機能を有している。

カソード側ＧＤＬ２３は、アノード側ＧＤＬ２２と同様に、ガス透過性および導電性を有する材料、例えば、カーボンペーパーなどの炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。カソード側ＧＤＬ２３は、カソード触媒層の外側に接合されており、酸化剤ガスとしての空気（Ｏ_２）を拡散させて均一にし、カソード触媒層に行き渡らせる機能を有している。

シール部材３０は、合成樹脂からなり、枠状に形成され、ＭＥＧＡ２０が接合されている。シール部材３０は、燃料極の水素（Ｈ_２）や空気極の酸素（Ｏ_２）が、微量ながら電解質膜を通過してしまうという、いわゆるクロスリークや触媒電極同士の電気的短絡を防ぐための機能を有している。

セパレータ４０は、アノード側セパレータ４１と、カソード側セパレータ４２とにより構成される。アノード側セパレータ４１は、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの金属板で形成されており、後述する製造工程を経て作製される。アノード側セパレータ４１は、ＭＥＧＡ２０のアノード側ＧＤＬ２２に接合されており、アノード側ＧＤＬ２２の表面に沿って燃料ガスとしての水素を流す燃料ガス流路４１ａが形成されている。アノード側セパレータ４１は、アノード側ＧＤＬ２２に対向し燃料ガスが流通するガス面Ｇｓと、このガス面Ｇｓの裏側で冷却媒体により冷却される冷却面Ｒｓとを有している。

カソード側セパレータ４２は、アノード側セパレータ４１と同様、金属板で形成されており、後述する製造工程を経て作製される。カソード側セパレータ４２は、ＭＥＧＡ２０のカソード側ＧＤＬ２３に接合されており、カソード側ＧＤＬ２３の表面に沿って酸化剤ガスとしての空気を流す酸化剤ガス流路４２ａが形成されている。カソード側セパレータ４２は、カソード側ＧＤＬ２３に対向し酸化剤ガスが流通するガス面Ｇｓと、このガス面Ｇｓの裏側で冷却媒体により冷却される冷却面Ｒｓとを有している。

なお、本実施形態のアノード側セパレータ４１およびカソード側セパレータ４２の各ガス面Ｇｓおよび各冷却面Ｒｓは、本発明に係る燃料電池の検査方法における一方の面または他方の面に対応する。

次いで、実施形態に係る検査装置１００による燃料電池セル１０の検査方法を含めて、燃料電池セル１０の製造方法について図面を参照して説明する。なお、セパレータ４０は、アノード側セパレータ４１およびカソード側セパレータ４２により構成されているが、以下、主にアノード側セパレータ４１について説明する。

本実施形態に係る燃料電池セル１０の製造方法は、図２に示すように、チタン薄膜化の工程と、ナノカーボン処理の工程と、第１の検査の工程と、第１の洗浄の工程と、材料カットの工程と、プレスの工程と、第２の洗浄の工程と、第２の検査の工程と、ガスケット成形の工程と、セル化の工程とを含んで構成されている。各工程は、チタン薄膜化の工程からセル化の工程まで順に行われる。なお、本実施形態の第１の検査の工程および第２の検査の工程は、本発明に係る燃料電池の検査方法に対応する。

チタン薄膜化の工程においては、図３（ａ）に示すように、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの金属板からなるアノード側セパレータ４１の表面にチタン（Ｔｉ）薄膜Ｔが形成される（ステップＳ１）。チタン薄膜化により金属板の表面に不働態酸化皮膜が形成され、セパレータの耐食性が向上する。図３（ａ）には説明の便宜上アノード側セパレータ４１の片面が表されているが、具体的には、チタン薄膜Ｔはアノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓおよび冷却面Ｒｓの両面に形成されており、カソード側セパレータ４２のガス面Ｇｓおよび冷却面Ｒｓの両面にも形成されている。

ナノカーボン処理の工程においては、図３（ａ）に示すように、チタン薄膜化の工程において形成されたチタン薄膜Ｔの表面にカーボンブラック（ＣＢ：Carbon Black）と酸化チタン（ＴｉＯ_２）の混合層からなるカーボン膜Ｆが形成される（ステップＳ２）。図３（ａ）には説明の便宜上片面が表されているが、チタン薄膜Ｔと同様、カーボン膜Ｆは、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓおよび冷却面Ｒｓの両面のチタン薄膜の表面と、カソード側セパレータ４２のガス面Ｇｓおよび冷却面Ｒｓの両面のチタン薄膜の表面に形成されている。カーボンブラックは、直径３〜５００ｎｍ程度の炭素の微粒子で、いわゆるナノカーボンからなる。ナノカーボン処理によりセパレータ４０の導電性が確保される。

第１の検査の工程においては、チタン薄膜化の工程において形成されたチタン薄膜Ｔや、ナノカーボン処理の工程において形成されたカーボン膜Ｆにピンホールなどの異常があるか否かが検査される（ステップＳ３）。この検査により、異常が検出された場合には、ステップＳ１１に進みセパレータ４０を構成する金属板は不良品として廃棄される。異常が検出されなかった場合には、次の第１の洗浄の工程に進む。なお、この検査は、後述する第２の検査と同様に行われる。

第１の洗浄の工程においては、第１の検査の工程の後にセパレータ４０の表面に付着している異物や汚れが、公知の洗浄方法により除去される（ステップＳ４）。公知の洗浄方法としては、例えば、常温または加熱された洗浄水による洗浄や、アルカリ溶液による洗浄や超音波による洗浄などの洗浄方法が挙げられる。

材料カットの工程においては、チタン薄膜化の工程においてチタン薄膜Ｔが形成され、ナノカーボン処理の工程においてカーボン膜Ｆが形成され、第１の洗浄の工程において洗浄がされた金属板に対して、セパレータ４０の形状に適合するよう材料カットが行われる（ステップＳ５）。

プレスの工程においては、材料カットの工程により、カットされた金属板に対してプレス成形がなされ、図１に示す燃料ガス流路４１ａや酸化剤ガス流路４２ａを有する凹凸形状のアノード側セパレータ４１が形成される（ステップＳ６）。このプレス成形により、図３（ｂ）に示すように、カーボン膜Ｆに亀裂Ｋが発生し易い。この亀裂Ｋは、アノード側セパレータ４１がプレス成形される際に、金属板の伸び率（％）に対してカーボン膜Ｆの伸び率（％）が小さいので、カーボン膜Ｆに発生し易い。

第２の洗浄の工程においては、材料カットの工程およびプレスの工程の後にアノード側セパレータ４１の表面に付着している異物や汚れが、第１の洗浄の工程と同様の公知の洗浄方法により除去される（ステップＳ７）。

第２の検査の工程においては、図４に示す検査装置１００により、アノード側セパレータ４１にピンホールが有るか否かが検査される（ステップＳ８）。この検査により、ピンホールが検出された場合には、ステップＳ１１に進みアノード側セパレータ４１は不良品として廃棄される。ピンホールが検出されなかった場合には、次のガスケット成形の工程に進む。

第２の検査の工程は、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓから冷却面Ｒｓに流体を通過させるエアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程と、アノード側セパレータ４１の冷却面からガス面に流体を通過させるエアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程と、を備え、エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程およびエアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程の後に、光透過によりアノード側セパレータ４１のピンホールを検査する。

検査装置１００は、下型１０１と、上型１０２と、投光部１０３と、受光部１０４と、第１機構部１０５と、第２機構部１０６と、モーションコントローラ１０７とにより構成されている。下型１０１は、床やテーブルなどの基盤に設置される固定型で構成され、上型１０２は、下型１０１の上部に配置され上下方向に昇降する移動型で構成されている。

下型１０１および上型１０２は、アノード側セパレータ４１を下型１０１と上型１０２との間に挟み込んで保持するよう構成されている。アノード側セパレータ４１が保持された状態で、下型１０１および上型１０２は、それぞれ気密状態が確保される内部空間が形成されるよう構成されている。

投光部１０３は、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓに向けて光を照射するよう構成され、受光部１０４は、ガス面Ｇｓと冷却面Ｒｓを貫通するピンホールを透過した光の量を測定し、電気信号に変換し信号を出力するよう構成されている。投光部１０３および受光部１０４は、それぞれモーションコントローラ１０７に電気的に接続されている。

第１機構部１０５は、下型１０１の側壁に設けられており、下型１０１の内部空間に空気などの流体を送風するエアパージ機能と、下型１０１の内部空間内のカーボン凝集物Ｃなどの異物を吸い込む集塵機能とを有している。第１機構部１０５は、モーションコントローラ１０７に電気的に接続されており、エアパージ機能と集塵機能とを切り換えて動作するよう構成されている。

第２機構部１０６も、第１機構部１０５と同様、上型１０２の側壁に設けられており、上型１０２の内部空間に空気などの流体を送風するエアパージ機能と、上型１０２の内部空間内のカーボン凝集物Ｃなどの異物を吸い込む集塵機能とを有している。第２機構部１０６も、第１機構部１０５と同様、モーションコントローラ１０７に電気的に接続されており、エアパージ機能と集塵機能とを切り換えて動作するよう構成されている。

モーションコントローラ１０７は、投光部１０３による光の照射タイミング、受光部１０４による受光タイミング、第１機構部１０５および第２機構部１０６の動作を制御するよう構成されている。モーションコントローラ１０７は、例えばモーションプログラムにより各構成要素の動作をモーション制御し、第１機構部１０５でエアパージ機能が働くよう制御するときは、第２機構部１０６で集塵機能が働くよう機能を切り換えて制御するよう構成されている。一方、第１機構部１０５で集塵機能が働くよう制御するときは、第２機構部１０６でエアパージ機能が働くよう機能を切り換えて制御するよう構成されている。

第２の検査の工程においては、図５（ａ）の測定タイミング（両側エアパージ後に測定）に示すように、（１）セパレータセットの工程が０秒〜０．４秒の４秒間、（２）上型下降の工程が０．４秒〜０．８秒の４秒間、（３）エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程が０．８秒〜１．０秒の２秒間、（４）エアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程が１．０秒〜１．２秒の２秒間、（５）測定の工程が１．２秒〜１．４秒の２秒間、（６）上型上昇の工程が１．４秒〜１．８秒の４秒間、（７）セパレータ搬送の工程が１．８秒〜２．２秒の４秒間の順に検査が行われる。

なお、時間（秒）は、工程のスタートからの経過時間を示し、測定タイミングは、透過する光の量を測定することにより、アノード側セパレータ４１にピンホールが有るか否かの検査をするタイミング、即ち検査をする時機を意味する。

なお、実施形態に係る（３）エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程は、本発明に係る燃料電池の検査方法における第１流体通過工程または第２流体通過工程のいずれか一方に対応し、実施形態に係る（４）エアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程は、本発明に係る燃料電池の検査方法における第１流体通過工程または第２流体通過工程のいずれか他方に対応する。したがって、実施形態の第２の検査の工程においては、（３）エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程および（４）エアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程の順番を替えて、（３）をエアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程、（４）をエアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程としても良い。

第２の検査の工程は、具体的には、図６（ａ）に示すように、（１）セパレータセットの工程において、アノード側セパレータ４１が、下型１０１の上面に、ガス面Ｇｓが下側に、冷却面Ｒｓが上側になるようにセットされる。これにより、下型１０１には、アノード側セパレータ４１により内部空間が形成される。なお、アノード側セパレータ４１はカソード側セパレータ４２であっても良い。

次いで、図６（ｂ）に示すように、（２）上型下降の工程において、上型１０２が下降し、下型１０１と上型１０２とによりアノード側セパレータ４１が挟み込まれて保持され、上型１０２には、内部空間が形成される。アノード側セパレータ４１の冷却面Ｒｓには円で囲まれたｅの部分にカーボン凝集物Ｃなどの異物が付着し、ピンホールが異物で塞がれた状態となっている。

次いで、図７（ａ）に示すように、（３）エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程において、モーションコントローラ１０７による第１機構部１０５および第２機構部１０６のモーション制御が開始される。そして、下型１０１の第１機構部１０５がエアパージ機能に切り換えられ、第１機構部１０５から流体が送風され、ピンホール内に送られて、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓから冷却面Ｒｓに流体を通過させ、アノード側セパレータ４１の冷却面Ｒｓに付着したカーボン凝集物Ｃなどの異物を吹き飛ばす。流体はピンホールを通過して上型１０２の内部空間内に送り込まれる。一方、上型１０２の第２機構部１０６が集塵機能に切り換えられ、アノード側セパレータ４１の冷却面Ｒｓから吹き飛ばされた異物が第２機構部１０６に吸い込まれて集塵される。

次いで、図７（ｂ）に示すように、（４）エアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程において、モーションコントローラ１０７による第１機構部１０５および第２機構部１０６のモーション制御が開始される。そして、上型１０２の第２機構部１０６がエアパージ機能に切り換えられ、第２機構部１０６から流体が送風され、ピンホール内に送られて、アノード側セパレータ４１の冷却面Ｒｓからガス面Ｇｓに流体を通過させ、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓに付着した異物を吹き飛ばす。流体はピンホールを通過して下型１０１の内部空間内に送り込まれる。一方、下型１０１の第１機構部１０５が集塵機能に切り換えられ、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓから吹き飛ばされた異物が第１機構部１０５に吸い込まれて集塵される。

次いで、図８（ａ）に示すように、（５）測定の工程において、モーションコントローラ１０７による投光部１０３および受光部１０４のモーション制御が開始される。そして、投光部１０３から光がアノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓに向けて照射され、ピンホールを透過した光の量が受光部で測定されて電気信号に変換され信号が出力される。

次いで、図８（ｂ）に示すように、（６）上型上昇の工程において、上型１０２が上昇し、上型１０２が下型１０１から離隔される。挟み込まれていたアノード側セパレータ４１が下型１０１から取り出され、（７）セパレータ搬送の工程において、アノード側セパレータ４１が搬送される。

ガスケット成形の工程においては、ガスケットからなる図１に示すシール部材３０が、ＭＥＧＡ２０およびセパレータ４０に組み込まれるよう、公知の成形機により成形される（ステップＳ９）。

セル化の工程においては、図１に示すように、第２の検査の工程において、ピンホールが検出されなかったアノード側セパレータ４１およびカソード側セパレータ４２と、他の工程で作製されたＭＥＧＡ２０と、ガスケット成形の工程において成形されたシール部材３０とが一体化、即ちセル化され、燃料電池セル１０が完成する（ステップＳ１０）。

以上のように構成された実施形態に係る燃料電池セル１０の検査方法の効果について説明する。

本実施形態に係る燃料電池セル１０の検査方法においては、第２の検査の工程（ステップＳ８）で、（３）エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程を行っている。この工程では、下型１０１の第１機構部１０５がエアパージ機能に切り換えられ、第１機構部１０５から流体が送風され、ピンホール内に送られて、アノード側セパレータ４１の冷却面Ｒｓに付着したカーボン凝集物Ｃなどの異物が吹き飛ばされる。一方、上型１０２の第２機構部１０６が集塵機能に切り換えられ、アノード側セパレータ４１の冷却面Ｒｓから吹き飛ばされた異物が第２機構部１０６に吸い込まれて集塵される。

さらに、第２の検査の工程で、（４）エアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程を行っている。この工程では、上型１０２の第２機構部１０６がエアパージ機能に切り換えられ、第２機構部１０６から流体が送風され、ピンホール内に送られて、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓに付着したカーボン凝集物Ｃなどの異物が吹き飛ばされる。一方、下型１０１の第１機構部１０５が集塵機能に切り換えられ、アノード側セパレータ４１のガス面Ｇｓから吹き飛ばされた異物が第１機構部１０５に吸い込まれて集塵される。

この構成により、アノード側セパレータ４１の冷却面Ｒｓおよびガス面Ｇｓに付着したカーボン凝集物Ｃなどの異物が冷却面Ｒｓおよびガス面Ｇｓの両面から除去されるという効果が得られる。その結果、光透過によるアノード側セパレータ４１のピンホールの検査は、セパレータのピンホールの一方の面および他方の面を塞いでいた異物が除去された状態で行われるので、高い精度でピンホールが検出され、誤検出の発生を抑制することができるという効果が得られる。

なお、本実施形態に係る燃料電池セル１０の検査方法においては、図５（ａ）の測定タイミングで示すように、（３）エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程および（４）エアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程の後に、（５）測定の工程を行い、アノード側セパレータ４１のピンホールを透過した光の量を測定することでピンホールの有無を検出した場合について説明した。

しかしながら、本発明に係る燃料電池の検査方法においては、図５（ａ）に示す測定タイミング以外の測定タイミングでピンホールを透過した光の量を測定するようにしてもよい。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す測定タイミング以外の測定タイミングで、ピンホールを透過した光の量を測定する変形例に係る燃料電池セル１０の検査方法を示している。

図５（ｂ）に示す測定タイミング（片側エアパージ後に測定）は、（３）エアパージ＆集塵ＯＮ（ガス面→冷却面）の工程と、（５）エアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程との間に、（４）測定の工程が設けられている点で、図５（ａ）に示す測定タイミングと異なっている。

図５（ｂ）に示す測定タイミングは、（５）エアパージ＆集塵ＯＮ（冷却面→ガス面）の工程の後にも、（６）測定の工程が設けられており、測定の工程を２回行っている。その結果、変形例に係る燃料電池セル１０の検査方法は、実施形態に係る燃料電池セル１０の検査方法と比べてより正確にピンホールの有無を検出することができるという効果が得られ、誤検出の発生を抑制することができるという効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

１０・・・燃料電池セル（燃料電池）、２０・・・ＭＥＧＡ、２１・・・ＭＥＡ、２２・・・アノード側ＧＤＬ、２３・・・カソード側ＧＤＬ、３０・・・シール部材、４０・・・セパレータ、４１・・・アノード側セパレータ（セパレータ）、４１ａ・・・燃料ガス流路、４２・・・カソード側セパレータ（セパレータ）、４２ａ・・・酸化剤ガス流路、１００・・・検査装置、１０１・・・下型、１０２・・・上型、１０３・・・投光部、１０４・・・受光部、１０５・・・第１機構部、１０６・・・第２機構部、１０７・・・モーションコントローラ、Ｇｓ・・・ガス面（一方の面または他方の面）、Ｒｓ・・・冷却面（一方の面または他方の面）

Claims (1)

1. 光透過によりセパレータのピンホールを検査する燃料電池の検査方法であって、
   前記セパレータの一方の面から前記一方の面と反対側の他方の面に流体を通過させる第１流体通過工程と、
   前記セパレータの前記他方の面から前記一方の面に前記流体を通過させる第２流体通過工程と、を備え、
   前記第１流体通過工程および前記第２流体通過工程の後に、前記検査を行うことを特徴とする燃料電池の検査方法。

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