JP2021057280A - 流路構造の製造方法、発電セルの製造方法、流路構造の中間体 - Google Patents

Abstract

【課題】反応ガス流路を低コストで簡単且つ効率的に形成する。【解決手段】燃料電池１６の流路形成体４４は、ガス拡散層４２に接合される本体部５０と、反応ガス流路５８が内側に形成される流路溝５２とを有する。本体部５０は、流路溝５２によって分断されることで複数個の分断部５６を有する。セパレータ３２の少なくとも流路形成体４４に臨む部分は平坦である。流路形成体４４とガス拡散層４２との接合体である流路構造１０の製造方法は、導電性部材４８に流路溝５２と分断部５６と複数個の分断部５６を連結する連結部７２とを形成して分断部連結体７４を得る分断部連結体形成工程と、分断部連結体７４と導電性多孔質体４６とを接合して中間体９２を得る接合工程と、中間体９２の連結部７２を除去するトリミング工程とを有する。【選択図】図７

Description

本発明は、電解質膜・電極構造体のガス拡散層とセパレータとの間に介在して反応ガス流路を形成する流路形成体とガス拡散層との接合体である流路構造の製造方法、流路構造を備える発電セルの製造方法及び流路構造の中間体に関する。

例えば、特許文献１には、電解質膜の両側に電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、金属製のセパレータによって挟持した燃料電池が開示されている。この燃料電池では、電解質膜・電極構造体に供給する反応ガスが流通する反応ガス流路がセパレータに設けられている。反応ガス流路をセパレータに設ける場合、反応ガス流路の形状に応じたキャビティを有する金型を用いて、セパレータをプレス成形することが行われている。

特許第４９４８８２３号公報

上記のようにセパレータにプレス成形を行う場合、反応ガス流路の形状に応じた複雑な形状の金型を用意する必要があるが、複雑な形状の金型は高額であるとともに寿命が短い。このため、反応ガス流路を形成するためのコストが増大する懸念がある。

そこで、本発明は、反応ガス流路を低コストで簡単且つ効率的に形成することが可能な流路構造の製造方法、発電セルの製造方法及び流路構造の中間体を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ガス拡散層を有する電極が電解質膜の両側に配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟む金属製のセパレータと、前記ガス拡散層及び前記セパレータの間に介在して反応ガス流路を形成する流路形成体と、を有し、前記セパレータの少なくとも前記流路形成体に臨む部分が平坦である燃料電池に用いられる、流路構造の製造方法であって、前記流路構造は、前記流路形成体と前記ガス拡散層との接合体であり、前記流路形成体は、前記ガス拡散層の接合面に接合される本体部と、該本体部を厚さ方向に貫通するとともに前記接合面に沿って前記本体部の一端から他端に亘って延在し、前記反応ガス流路が内側に形成される流路溝と、を備え、前記本体部は、前記流路溝によって分断されることで形成される複数個の分断部を有し前記流路構造の製造方法は、前記流路形成体の材料である板状の導電性部材に、前記流路溝と、複数個の前記分断部と、前記流路溝の延在方向の少なくとも一端側で複数個の前記分断部を連結する連結部と、を形成することで分断部連結体を得る分断部連結体形成工程と、前記分断部連結体の少なくとも前記分断部と、前記ガス拡散層又は前記ガス拡散層の材料である導電性多孔質体とを接合して中間体を得る接合工程と、前記中間体の前記連結部を除去するトリミング工程と、を有する。

本発明の別の一態様は、ガス拡散層を有する電極が電解質膜の両側に配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟む金属製のセパレータと、前記ガス拡散層及び前記セパレータの間に介在して反応ガス流路を形成する流路形成体と、を有し、前記セパレータの少なくとも前記流路形成体に臨む部分が平坦である燃料電池に用いられる流路構造を備えた、発電セルの製造方法であって、前記流路構造は、前記流路形成体と前記ガス拡散層との接合体であり、前記流路形成体は、前記ガス拡散層の接合面に接合される本体部と、該本体部を厚さ方向に貫通するとともに前記接合面に沿って前記本体部の一端から他端に亘って延在し、前記反応ガス流路が内側に形成される流路溝と、を備え、前記本体部は、前記流路溝によって分断されることで複数個の分断部を有し、前記発電セルの製造方法は、前記流路形成体の材料である板状の導電性部材を部分的に切除して、前記流路溝と、前記分断部と、前記流路溝の延在方向の少なくとも一端側で複数個の前記分断部を連結する連結部と、を形成することで分断部連結体を得る分断部連結体形成工程と、前記分断部連結体の少なくとも前記分断部と、前記ガス拡散層又は前記ガス拡散層の材料である導電性多孔質体とを接合して中間体を得る接合工程と、前記中間体の前記連結部を除去して前記流路構造を得るトリミング工程と、前記流路構造を有する前記電解質膜・電極構造体を前記セパレータで挟む組立工程と、を有する。

本発明のまた別の一態様は、ガス拡散層を有する電極が電解質膜の両側に配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟む金属製のセパレータと、前記ガス拡散層及び前記セパレータの間に介在して反応ガス流路を形成する流路形成体と、を有し、前記セパレータの少なくとも前記流路形成体に臨む部分が平坦である燃料電池に用いられる、流路構造の中間体であって、前記流路構造は、前記流路形成体と前記ガス拡散層の接合体であり、前記流路形成体は、前記ガス拡散層の接合面に接合される本体部と、該本体部を厚さ方向に貫通するとともに前記接合面に沿って前記本体部の一端から他端に亘って延在し、前記反応ガス流路が内側に形成される流路溝と、を備え、前記本体部は、前記流路溝によって分断されることで複数個の分断部を有し、前記流路溝の中間体は、前記流路溝と、前記分断部と、前記流路溝の延在方向の少なくとも一端側で複数個の前記分断部を連結する連結部と、を有する導電性の分断部連結体と、前記分断部連結体の少なくとも前記分断部と接合された、前記ガス拡散層又は前記ガス拡散層の材料である導電性多孔質体と、を備える。

この流路構造を備える燃料電池では、セパレータとガス拡散層との間に介在する流路形成体により反応ガス流路が形成されるため、セパレータの少なくとも流路形成体に臨む部分を平坦にすることができる。つまり、本発明によれば、セパレータに反応ガス流路をプレス成形するための複雑な形状の金型を用意することを回避でき、これによって、反応ガス流路の形成コストを低減できる。

流路形成体とガス拡散層との接合体である流路構造は、分断部連結体を有する中間体を介して形成される。分断部連結体は、流路形成体の材料である板状の導電性部材に対し、流路溝と、分断部と、流路溝の延在方向の少なくとも一端側で複数個の分断部を連結する連結部とを設けることで形成される。

分断部連結体の少なくとも分断部をガス拡散層又はガス拡散層の材料である導電性多孔質体に接合することで中間体が形成される。この際、連結部によって、複数個の分断部のそれぞれの相対位置が維持されることで、複数個の分断部を一体に取り扱うことができるため、分断部連結体を用いて容易且つ効率的に中間体を得ることができる。

この中間体の連結部を除去することで流路構造が形成される。この際、中間体では、複数個の分断部がガス拡散層又は導電性多孔質体に接合されているため、複数個の分断部のそれぞれと、ガス拡散層又は導電性多孔質体との相対位置を維持したまま、連結部を除去して容易に流路構造を得ることができる。

これらから、本発明によれば、例えば、複数個の分断部を、それぞれの配置を調整しながら個別にガス拡散層に接合して流路構造を形成するような場合に比して、流路構造を容易且つ効率的に形成すること、ひいては、反応ガス流路を容易且つ効率的に形成することができる。

本発明の実施形態に係る発電セルの製造方法を適用して得られる発電セルを備える燃料電池の概略全体斜視図である。 図１の燃料電池の発電セルの分解斜視説明図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２の電解質膜・電極構造体の矢印Ａ２側の面の説明図である。 図５Ａは、導電性部材の第１切除箇所及び第２切除箇所を説明する概略説明図であり、図５Ｂは、第１切除箇所を切除する第１切断刃を装着した切断装置を説明するための要部概略説明図であり、図５Ｃは、第２切除箇所を切除する第２切断刃を装着した切断装置を説明するための要部概略説明図である。 図６Ａは、接合前の分断部連結体及び導電性多孔質体の概略説明図であり、図６Ｂは、中間体の概略説明図である。 図７Ａは、中間体の第１切断線及び第２切断線を説明する概略説明図であり、図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線方向視において第１切断線で中間体を切断する第３切断刃を装着した切断装置を説明する要部概略説明図であり、図７Ｃは、図７ＡのＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線方向視において第２切断線で中間体を切断する第４切断刃を装着した切断装置を説明する要部概略説明図であり、図７Ｄは、流路構造の概略説明図である。

本発明に係る流路構造の製造方法、発電セルの製造方法及び流路構造の中間体について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。

本実施形態に係る流路構造の製造方法を適用して得られる流路構造１０（図２〜図４）は、例えば、図１〜図３に示す発電セル１２に備えられ、この発電セル１２は、図１に示すように、矢印Ａ方向に複数積層された積層体１４の状態で、燃料電池１６（燃料電池スタック）に備えられる。すなわち、本実施形態では、燃料電池１６は、燃料電池スタックの形態である。しかしながら、特にこれに限定されるものではなく、燃料電池１６は、例えば、１個の発電セル１２から構成されてもよい。また、燃料電池１６は、例えば、不図示の燃料電池電気自動車に搭載して用いることや、定置型として用いること等が可能である。

図１に示すように、積層体１４の積層方向の一端側（矢印Ａ１側）には、不図示のターミナルプレート、インシュレータ１８ａ及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される。積層体１４の積層方向の他端側（矢印Ａ２側）には、不図示のターミナルプレート、インシュレータ１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される。

エンドプレート２０ａ、２０ｂは、例えば、水平方向（矢印Ｂ方向）に横長（縦長でもよい）の長方形状を有するとともに、各辺間には、連結バー２２が配置される。各連結バー２２は、両端をエンドプレート２０ａ、２０ｂの内面にボルト２３を介して固定され、複数の積層された発電セル１２に積層方向（矢印Ａ方向）の締め付け荷重を付与する。なお、燃料電池１６では、エンドプレート２０ａ、２０ｂを端板とする不図示の筐体を備え、該筐体内に積層体１４を収容するように構成してもよい。

エンドプレート２０ａ、２０ｂ及び各発電セル１２には、それぞれの長手方向の一端縁部（矢印Ｂ１側端部）に、積層方向（矢印Ａ方向）に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔２４ａ、冷却媒体入口連通孔２６ａ及び燃料ガス出口連通孔２８ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。酸化剤ガス入口連通孔２４ａには、例えば、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。冷却媒体入口連通孔２６ａには、例えば、純水、エチレングリコール、オイル等の少なくとも何れかが冷却媒体として供給される。燃料ガス出口連通孔２８ｂからは、例えば、水素含有ガス等の燃料ガスが排出される。

エンドプレート２０ａ、２０ｂ及び各発電セル１２の長手方向の他端縁部（矢印Ｂ２側端部）には、積層方向に互いに連通して、燃料ガス入口連通孔２８ａ、冷却媒体出口連通孔２６ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２４ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。燃料ガス入口連通孔２８ａには、燃料ガスが供給される。冷却媒体出口連通孔２６ｂからは、冷却媒体が排出される。酸化剤ガス出口連通孔２４ｂからは、酸化剤ガスが排出される。

以下では、酸化剤ガス入口連通孔２４ａ、酸化剤ガス出口連通孔２４ｂ、燃料ガス入口連通孔２８ａ、燃料ガス出口連通孔２８ｂ、冷却媒体入口連通孔２６ａ、冷却媒体出口連通孔２６ｂを総称して単に「連通孔」ともいう。これらの連通孔のそれぞれの配置や形状は、本実施形態に限定されるものではなく、要求される仕様に応じて、適宜設定すればよい。

図２及び図３に示すように、発電セル１２は、電解質膜・電極構造体３０と、電解質膜・電極構造体３０の一方の面側（矢印Ａ１側）に配設される金属製の第１セパレータ３２ａと、電解質膜・電極構造体３０の他方の面側（矢印Ａ２側）に配設される金属製の第２セパレータ３２ｂとを備える。なお、第１セパレータ３２ａ及び第２セパレータ３２ｂを特に区別しない場合等には、これらを総称して「セパレータ３２」ともいう。

図３に示すように、電解質膜・電極構造体３０は、電解質膜３４と、電解質膜３４を挟持するカソード電極３６ａ及びアノード電極３６ｂとを備える。図２に示すように、電解質膜・電極構造体３０の外周部には、フィルム状の樹脂枠部材３８が全周に亘って設けられている。

図３に示すように、電解質膜３４は、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜等のフッ素系電解質から形成することや、ＨＣ（炭化水素）系電解質から形成することができる。カソード電極３６ａは、電解質膜３４の矢印Ａ１側の面に接合されるカソード電極触媒層４０ａと、該カソード電極触媒層４０ａの矢印Ａ１側に積層されるカソードガス拡散層４２ａとを有する。アノード電極３６ｂは、電解質膜３４の矢印Ａ２側の面に接合されるアノード電極触媒層４０ｂと、該アノード電極触媒層４０ｂの矢印Ａ２側に積層されるアノードガス拡散層４２ｂとを有する。

カソード電極触媒層４０ａは、例えば、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、カソードガス拡散層４２ａの表面に一様に塗布されて形成される。アノード電極触媒層４０ｂは、例えば、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、アノードガス拡散層４２ｂの表面に一様に塗布されて形成される。カソードガス拡散層４２ａ及びアノードガス拡散層４２ｂは、該カソードガス拡散層４２ａ及びアノードガス拡散層４２ｂよりも外形寸法が大きい板状の導電性多孔質体４６（図６Ａ）を原材料としてそれぞれ形成される。導電性多孔質体４６の材料は、例えば、カーボンペーパ、カーボンクロス等である。

図２及び図４に示すように、樹脂枠部材３８は、額縁状であり、例えば、その内周端縁部が、カソードガス拡散層４２ａ（図２）の外周端縁部とアノードガス拡散層４２ｂ（図４）の外周端縁部との間に挟持されている。樹脂枠部材３８の内周端面は、電解質膜３４の外周端面に近接してもよいし、当接してもよいし、重なってもよい。上記の連通孔は、各発電セル１２の樹脂枠部材３８にそれぞれ設けられている。

図２及び図３に示すように、カソードガス拡散層４２ａと第１セパレータ３２ａとの間には、酸化剤ガス流路形成体４４ａが介在している。酸化剤ガス流路形成体４４ａとカソードガス拡散層４２ａとの接合体として酸化剤ガス流路構造１０ａが構成される。アノードガス拡散層４２ｂと第２セパレータ３２ｂとの間には、燃料ガス流路形成体４４ｂが介在している。燃料ガス流路形成体４４ｂとアノードガス拡散層４２ｂとの接合体として燃料ガス流路構造１０ｂが構成される。

以下では、カソード電極３６ａ及びアノード電極３６ｂを特に区別しない場合等には、これらを総称して「電極３６」ともいう。同様に、カソード電極触媒層４０ａ及びアノード電極触媒層４０ｂを総称して「電極触媒層４０」ともいい、カソードガス拡散層４２ａ及びアノードガス拡散層４２ｂを総称して「ガス拡散層４２」ともいい、酸化剤ガス流路形成体４４ａ及び燃料ガス流路形成体４４ｂを総称して「流路形成体４４」ともいい、酸化剤ガス流路構造１０ａ及び燃料ガス流路構造１０ｂを総称して「流路構造１０」ともいう。

本実施形態では、流路形成体４４は、後述するように、例えば、ガス拡散層４２と同じ材料、すなわち、図６Ａの導電性多孔質体４６と同じ材料からなる板状の導電性部材４８（図５Ａ）を原材料として形成され、本体部５０と、流路溝５２とを有する。積層方向（矢印Ａ方向）視における流路形成体４４の外形寸法は、ガス拡散層４２の外形寸法と略同じ大きさに形成されている。

本体部５０は、ガス拡散層４２の電極触媒層４０が設けられた面と反対側の面である接合面５４に接合される。つまり、カソードガス拡散層４２ａでは矢印Ａ１側に接合面５４が設けられ、アノードガス拡散層４２ｂでは矢印Ａ２側に接合面５４が設けられる。また、図２に示すように、本体部５０には、該本体部５０を厚さ方向（矢印Ａ方向）に貫通するとともに、ガス拡散層４２の接合面５４に沿って本体部５０の一端（矢印Ｂ１側端部）から他端（矢印Ｂ２側端部）に亘って延在する複数の流路溝５２が設けられている。

このため、本体部５０は、該本体部５０が流路溝５２によって矢印Ｃ方向に分断されることで形成される複数個の分断部５６を有する。つまり、流路溝５２の幅方向（矢印Ｃ方向）の両側に分断部５６が配設される。換言すると、矢印Ｃ方向に間隔を置いて対向する分断部５６同士の間に流路溝５２が形成されている。

本実施形態では、図２及び図４に示すように、流路溝５２は、矢印Ｃ方向を振幅方向として、矢印Ｂ方向に複数の周期を有する波状に延在することとするが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、矢印Ｂ方向に直線状やジグザグ状に延在してもよい。複数の流路溝５２は、矢印Ｃ方向に互いに等間隔に配置されていてもよいし、互いに異なる間隔で配置されていてもよい。各流路溝５２の幅寸法は、該流路溝５２の延在方向の全体に亘って略一定に形成されていてもよいし、流路溝５２の延在方向で変化していてもよい。図３に示すように、流路溝５２の横断面形状は、四角形状に形成されていることとするが、四角形状以外の形状であってもよい。

本体部５０の流路溝５２を形成する溝内面には、不図示の撥水処理部を設けてもよい。撥水処理部は、例えば、フッ素樹脂を含むアルコール溶液を、流路溝５２を形成する溝内面に塗布して形成することや、流路形成体４４の材料に撥水性素材を含ませることによって形成可能である。

図２に示すように、酸化剤ガス流路形成体４４ａの流路溝５２は、その延在方向の一端部（矢印Ｂ１側端部）を介して酸化剤ガス入口連通孔２４ａに連通するとともに、延在方向の他端部（矢印Ｂ２側端部）を介して酸化剤ガス出口連通孔２４ｂに連通する。これによって、酸化剤ガス流路形成体４４ａの流路溝５２の内側には、カソード電極３６ａ（カソードガス拡散層４２ａの接合面５４）に沿って矢印Ｂ１側から矢印Ｂ２側に酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス流路５８ａが形成される。

図４に示すように、燃料ガス流路形成体４４ｂの流路溝５２は、その延在方向の他端部（矢印Ｂ２側端部）を介して燃料ガス入口連通孔２８ａに連通するとともに、延在方向の一端部（矢印Ｂ１側端部）を介して燃料ガス出口連通孔２８ｂに連通する。これによって、燃料ガス流路形成体４４ｂの流路溝５２の内側には、アノード電極３６ｂ（アノードガス拡散層４２ｂの接合面５４）に沿って矢印Ｂ２側から矢印Ｂ１側に燃料ガスが流れる燃料ガス流路５８ｂが形成される。

なお、以下では、酸化剤ガス及び燃料ガスを特に区別しない場合等には、これらを総称して「反応ガス」ともいい、同様に、酸化剤ガス流路５８ａ及び燃料ガス流路５８ｂを総称して「反応ガス流路５８」ともいう。

図２に示すように、セパレータ３２の電解質膜・電極構造体３０に臨む面（以下、内側面６０ともいう）のうち、流路形成体４４に臨む部分は平坦な平坦面６２となっている。すなわち、第１セパレータ３２ａでは、矢印Ａ２側の面である内側面６０に平坦面６２が設けられ、第２セパレータ３２ｂでは矢印Ａ１側の面である内側面６０に平坦面６２が設けられている。なお、セパレータ３２は、プレス成形が施された部分を備えず、内側面６０及びその裏面である外側面６８の全体に亘って平坦であることが好ましい。

セパレータ３２の内側面６０において、連通孔と平坦面６２との間には、バッファ部６４がそれぞれ設けられている。なお、第１セパレータ３２ａの内側面６０に関するバッファ部６４の図示は省略するが、第１セパレータ３２ａの内側面６０に対しても、第２セパレータ３２ｂの内側面６０と同様にバッファ部６４が設けられている。

バッファ部６４は、例えば、電解質膜・電極構造体３０側（積層方向の内側）に向かって突出する複数個のエンボス６４ａを有する。例えば、複数個のエンボス６４ａは、セパレータ３２に対して簡単なプレス成形を行うことで形成してもよいし、セパレータ３２の平坦な内側面６０に対して、不図示のディスペンサ等を用いて、樹脂（接着剤等）や、ゴムや、エラストマ等の高分子材料からなる突起部を設けることで形成してもよい。また、突起部を設けたシート（不図示）をセパレータ３２の内側面６０に貼着すること等によってバッファ部６４を形成してもよい。

第１セパレータ３２ａでは、バッファ部６４によって、酸化剤ガス入口連通孔２４ａから酸化剤ガス流路５８ａへと酸化剤ガスが導かれるとともに、酸化剤ガス流路５８ａから酸化剤ガス出口連通孔２４ｂへと酸化剤ガスが導かれる。また、第２セパレータ３２ｂでは、バッファ部６４によって、燃料ガス入口連通孔２８ａから燃料ガス流路５８ｂへと燃料ガスが分散されて導かれるとともに、燃料ガス流路５８ｂから燃料ガス出口連通孔２８ｂへと燃料ガスが分散されて導かれる。

また、セパレータ３２の内側面６０には、例えば、弾性を有するゴム等からなるシール部６６が電解質膜・電極構造体３０に向かって膨出するように設けられている。シール部６６は、平坦面６２及びバッファ部６４を一体に囲む内側シール部６６ａと、内側シール部６６ａよりも外側でセパレータ３２の外周に沿って延在する外側シール部６６ｂと、複数の連通孔を個別に囲む連通孔シール部６６ｃとを有する。

連通孔シール部６６ｃ及び内側シール部６６ａは、各々が囲む領域同士が連通するように一体化された連続部分６６ｄを有する。これによって、第２セパレータ３２ｂの内側面６０では、燃料ガス入口連通孔２８ａ及び燃料ガス出口連通孔２８ｂのそれぞれと燃料ガス流路５８ｂとの連通が可能となっている。第１セパレータ３２ａの内側面６０に関するシール部６６の図示は省略するが、連続部分６６ｄが酸化剤ガス入口連通孔２４ａ及び酸化剤ガス出口連通孔２４ｂのそれぞれと酸化剤ガス流路５８ａとを連通可能に設けられていることを除いて、第１セパレータ３２ａの内側面６０に対しても、第２セパレータ３２ｂの内側面６０と同様にシール部６６が設けられている。

なお、第１セパレータ３２ａ及び第２セパレータ３２ｂの少なくとも何れかの内側面６０には、導電性を有する不図示の耐食性皮膜が設けられていてもよい。このような耐食性皮膜は、例えば、金又はＴｉＯ₂（酸化チタン）等から形成することができる。

上記の通り、燃料電池１６では、複数の発電セル１２が積層されて積層体１４（図１）を形成するため、図３に示すように、第１セパレータ３２ａの内側面６０の裏面である外側面６８には、他の発電セル１２の第２セパレータ３２ｂの外側面６８が対向する。また、第２セパレータ３２ｂの外側面６８には、他の発電セル１２の第１セパレータ３２ａの外側面６８が対向する。

図２に示すように、第１セパレータ３２ａの外側面６８と第２セパレータ３２ｂの外側面６８との間には、冷却媒体入口連通孔２６ａと冷却媒体出口連通孔２６ｂとに連通する冷却媒体流路７０が形成される。セパレータ３２の外側面６８に設けられた連通孔シール部６６ｃ及び内側シール部６６ａは、冷却媒体入口連通孔２６ａ及び冷却媒体出口連通孔２６ｂのそれぞれと冷却媒体流路７０とを連通可能にする連続部分６６ｄを有する。冷却媒体流路７０には、セパレータ３２の外側面６８の面方向に沿って冷却媒体が流れる。不図示ではあるが、第１セパレータ３２ａの外側面６８と第２セパレータ３２ｂの外側面６８との間には、例えば、メッシュ構造の板部材や、外側面６８の少なくとも何れか一方から突出する突出部等が設けられ、これによって冷却媒体流路７０の矢印Ａ方向の高さ、冷却媒体の流通方向や流通速度等が調整される。

以下、図５Ａ〜図５Ｃ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ〜図７Ｄを参照しつつ、本実施形態に係る流路構造の製造方法及び発電セルの製造方法について、図１の燃料電池１６に用いられる図２〜図４の流路構造１０及び該流路構造１０を備える発電セル１２を得る場合を例に挙げて説明する。先ず、図５Ａに示すように、図２〜図４の流路形成体４４の材料である板状の導電性部材４８に対し、図６Ａに示す流路溝５２と、分断部５６と、流路溝５２の延在方向の両端側で複数個の分断部５６を連結する連結部７２と、を形成して分断部連結体７４を得る分断部連結体形成工程を行う。

本実施形態では、上記の通り、図５Ａの導電性部材４８の材料と図２〜図４のガス拡散層４２の材料とが同じである。このため、導電性部材４８は、ガス拡散層４２と同じカーボンペーパや、カーボンクロス等を用いて形成される。また、導電性部材４８の外形は、ガス拡散層４２よりも大きい長方形状となっている。

この分断部連結体形成工程では、例えば、導電性部材４８の図５Ａに一点鎖線で示す第１切除箇所７６及び第２切除箇所７８のそれぞれを、図５Ｂ及び図５Ｃの切断装置８０を用いて切除することにより、図６Ａに示す分断部連結体７４を形成する。

図５Ａに示すように、導電性部材４８の厚さ方向（矢印Ｄ１、Ｄ２方向）視において、長辺方向（矢印Ｅ１、Ｅ２方向）の両端部には、短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２方向）に延在する非切除箇所８２が設けられる。非切除箇所８２は、図６Ａの分断部連結体７４の連結部７２に対応する。

第１切除箇所７６は、導電性部材４８の非切除箇所８２を除く、長辺方向の中央部分であって、短辺方向の両端部にそれぞれ設けられる長方形状である。すなわち、導電性部材４８には、合計２個の第１切除箇所７６が設けられる。第２切除箇所７８は、導電性部材４８の非切除箇所８２を除く、長辺方向の中央部分に対し、図２〜図４、図６Ａの複数の流路溝５２の形状、個数、配置に対応して複数個設けられる。つまり、図５Ａの第２切除箇所７８は、図６Ａの分断部連結体７４の流路溝５２に対応する。

図５Ｂ及び図５Ｃの切断装置８０は、例えば、導電性部材４８の図５Ａの第１切除箇所７６を打ち抜き又は切り抜きが可能な図５Ｂの第１切断刃８４（刃）と、図５Ａの第２切除箇所７８を打ち抜き又は切り抜きが可能な図５Ｃの第２切断刃８６（刃）との両方又は何れか一方を装着可能な支持部８８と、基台９０にセットされた導電性部材４８に対して接近又は離間する方向（上下方向、矢印Ｄ１、Ｄ２方向）等に支持部８８を駆動する不図示の駆動部とを備えている。

このため、基台９０に導電性部材４８をセットして、駆動部により支持部８８を駆動することで、第１切除箇所７６及び第２切除箇所７８を導電性部材４８から除去して、図６Ａに示す分断部連結体７４を得ることができる。この際、本実施形態では、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、導電性部材４８に対し、後述する接合工程において導電性多孔質体４６（図６Ａ）が接合される面４８ａ側から第１切断刃８４及び第２切断刃８６を当てて図６Ａの分断部連結体７４を得る。

なお、第１切除箇所７６と第２切除箇所７８とは同時に切除してもよいし、別個に切除してもよい。また、１個の第２切断刃８６、又は第２切除箇所７８の個数より少ない所定の個数の第２切断刃８６を用いて、複数の第２切除箇所７８を１個ずつ又は所定の個数ずつ順に切除してもよいし、第２切除箇所７８と同じ個数の第２切断刃８６を用いて、複数個の第２切除箇所７８を同時に切除してもよい。２個の第１切除箇所７６についても同様に１個ずつ順に切除してもよいし、２個を同時に切除してもよい。

上記のようにして分断部連結体形成工程を行った後、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、分断部連結体７４の少なくとも分断部５６と、図２〜図４のガス拡散層４２の材料である導電性多孔質体４６とを接合して中間体９２（図６Ｂ）を得る接合工程を行う。導電性多孔質体４６は、最終形状のガス拡散層４２よりも外形寸法が大きいカーボンペーパやカーボンクロス等から長方形状に形成されている。本実施形態では、図６Ｂに示すように、導電性多孔質体４６の短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２方向）の長さは、分断部連結体７４の短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２方向）における連結部７２の長さと同じに設定されている。また、導電性多孔質体４６の長辺方向（矢印Ｅ１、Ｅ２方向）の長さは、分断部連結体７４全体の長辺方向（矢印Ｅ１、Ｅ２方向）の長さよりも長く設定されている。

接合工程では、例えば、先ず、分断部連結体７４の面４８ａの少なくとも分断部５６と、導電性多孔質体４６の接合面５４との何れか一方又は両方に接着剤（不図示）を塗布する。なお、接着剤の種類は特に限定されるものではないが、導電性接着剤であることが好ましい。また、接着剤の塗布は、分断部連結体形成工程を行う前の導電性部材４８の面４８ａに対して行ってもよい。

次に、分断部連結体７４及び導電性多孔質体４６を、互いの間に接着剤が挟まれるように積層する（図６Ｂ）。この際、上記の通り、分断部連結体７４の短辺方向における連結部７２の長さと、導電性多孔質体４６の短辺方向の長さとが同じである。このため、短辺方向における連結部７２及び導電性多孔質体４６の両端の位置を揃えることにより、分断部連結体７４と導電性多孔質体４６とを容易に位置決めすることができる。

また、分断部連結体７４では、複数の流路溝５２が設けられる分、本体部５０の短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２方向）の剛性が低くなる。この場合であっても、連結部７２が本体部５０の短辺方向の両端よりも外側に突出するため、本体部５０に代えて、該本体部５０よりも短辺方向の剛性が高い連結部７２を用いて、導電性多孔質体４６に対する分断部連結体７４の位置決めを行うことができる。すなわち、分断部連結体７４の四隅を利用できることで、該分断部連結体７４の短辺方向の位置決めを高精度に行うことが可能になる。

次に、上記のように積層した分断部連結体７４及び導電性多孔質体４６に対して、例えば、不図示の加熱プレス機等を用いて積層方向に加圧及び加熱（ホットプレス）することで、接着剤を硬化させる。これによって、分断部連結体７４の少なくとも分断部５６と導電性多孔質体４６とが接合されて中間体９２が得られる。なお、接着剤を硬化させる方法は、上記のホットプレスには限定されない。

上記のようにして接合工程を行った後、図７Ａ〜図７Ｄに示すように、中間体９２の連結部７２（図７Ａ）を除去して、流路構造１０（図７Ｄ）を得るトリミング工程を行う。トリミング工程では、例えば、図７Ａに一点鎖線で示す第１切断線９４及び第２切断線９６で中間体９２を切断することにより、図７Ｄに示す流路構造１０を形成する。

図７Ａに示すように、第１切断線９４は、中間体９２の積層方向（矢印Ｄ１、Ｄ２方向）視で、分断部連結体７４の本体部５０の短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２方向）の両端を長辺方向（矢印Ｅ１、Ｅ２方向）に沿って延在する。第１切断線９４は、本体部５０の短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２方向）の両端上に配置されてもよいし、該両端と該両端に隣接する流路溝５２との間に配置されてもよい。

図７Ｂに示すように、図７Ａの第１切断線９４に沿って切断を行うことが可能な第３切断刃９８（刃）を装着した切断装置８０により、支持部８８を上下方向に移動させる。この第３切断刃９８を、中間体９２の積層方向で、導電性多孔質体４６側（矢印Ｄ１側）から第１切断線９４に当接させて中間体９２を切断する。その結果、導電性多孔質体４６及び分断部連結体７４の短辺方向の両端の長さが揃えられる。

図７Ａに示すように、第２切断線９６は、中間体９２の積層方向（矢印Ｄ１、Ｄ２方向）視で、分断部連結体７４の長辺方向（矢印Ｅ１、Ｅ２方向）における連結部７２よりも中心側（本体部５０側）を短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２）に沿って延在する。第２切断線９６は、流路溝５２の延在方向の両端上に配置されてもよいし、流路溝５２の延在方向の両端よりも該延在方向の中心側に配置されてもよい。

図７Ｃに示すように、図７Ａの第２切断線９６に沿って切断を行うことが可能な第４切断刃１００（刃）を装着した切断装置８０により、支持部８８を上下方向に移動させる。この第４切断刃１００を、中間体９２の積層方向で、導電性多孔質体４６側（矢印Ｄ１側）から第２切断線９６に当接させて中間体９２を切断する。これによって、導電性多孔質体４６及び分断部連結体７４の長辺方向の両端の長さが揃えられるとともに、複数個の分断部５６がそれぞれ分断された状態となる。すなわち、流路溝５２の矢印Ｅ１、Ｅ２側の両端部が開口となる。

その結果、分断部連結体７４の連結部７２が除去されて得られる流路形成体４４と、導電性多孔質体４６の外周縁部が除去されて得られるガス拡散層４２との接合体である図７Ｄの流路構造１０が得られる。

なお、第１切断線９４に沿って中間体９２を切断した後に第２切断線９６に沿って中間体９２を切断してもよいし、第２切断線９６に沿って中間体９２を切断した後に第１切断線９４に沿って中間体９２を切断してもよい。これらの場合、第１切断線９４に沿った中間体９２の切断及び第２切断線９６に沿った中間体９２の切断の両方を、例えば、第３切断刃９８及び第４切断刃１００の何れか一方等の一つの切断刃を用いてそれぞれ行ってもよい。この際、１つの切断刃に対する中間体９２の向きを９０°ずつ回転させながら切断を行ってもよいし、中間体９２に対する切断刃の向きを９０°ずつ回転させながら切断を行ってもよい。

第１切断線９４に沿った中間体９２の切断と、第２切断線９６に沿った中間体９２の切断とを略同時に行ってもよい。この場合、第３切断刃９８及び第４切断刃１００が一体化された一つの切断刃（不図示）を第１切断線９４及び第２切断線９６に略同時に当接させて、中間体９２を切断してもよい。

さらには、例えば、図６Ａの導電性多孔質体４６の短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２方向）の長さと、図６Ａの分断部連結体７４の連結部７２を除く部分（本体部５０）の短辺方向（矢印Ｆ１、Ｆ２方向）の長さとを同じに設定し、第１切断線９４に沿った切断を行わず、第２切断線９６に沿った切断のみを行って流路構造１０を得てもよい。

上記のようにして流路構造１０を形成した後、図２に示すように、流路構造１０を有する電解質膜・電極構造体３０を得て、該電解質膜・電極構造体３０をセパレータ３２で挟む組立工程をさらに行うことで、発電セル１２を得ることができる。組立工程では、例えば、酸化剤ガス流路構造１０ａを構成するカソードガス拡散層４２ａの、酸化剤ガス流路形成体４４ａが接合された接合面５４の裏面にカソード電極触媒層４０ａを設ける。同様に、燃料ガス流路構造１０ｂを構成するアノードガス拡散層４２ｂの、燃料ガス流路形成体４４ｂが接合された接合面５４の裏面にアノード電極触媒層４０ｂを設ける。

次いで、カソード電極触媒層４０ａ及びアノード電極触媒層４０ｂとの間に電解質膜３４が挟まれるように、酸化剤ガス流路構造１０ａと、カソード電極触媒層４０ａと、電解質膜３４と、アノード電極触媒層４０ｂと、燃料ガス流路構造１０ｂとを積層する。これによって、積層方向の両端に流路形成体４４が接合された電解質膜・電極構造体３０が得られる。この電解質膜・電極構造体３０の流路形成体４４に、セパレータ３２の内側面６０が臨むように、流路形成体４４及び電解質膜・電極構造体３０をセパレータ３２で挟むことで発電セル１２が得られる。この発電セル１２では、セパレータ３２とガス拡散層４２との間に介在する流路形成体４４によって反応ガス流路５８が形成される。

図１に示すように、発電セル１２を複数形成して、積層方向に積層することで積層体１４が得られ、積層体１４の積層方向の外側に、上記のようにターミナルプレート、インシュレータ１８ａ、１８ｂ及びエンドプレート２０ａ、２０ｂを設けることで燃料電池１６が得られる。

上記のように構成される燃料電池１６の動作について、簡単に説明する。燃料電池１６で発電を行う場合、図１及び図２に示す燃料ガス入口連通孔２８ａに燃料ガスが供給され、酸化剤ガス入口連通孔２４ａに酸化剤ガスが供給され、冷却媒体入口連通孔２６ａに冷却媒体が供給される。

酸化剤ガス入口連通孔２４ａに供給された酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路形成体４４ａの各流路溝５２の延在方向の一端部（矢印Ｂ１側の端部）を入口として、酸化剤ガス流路５８ａに導入される。そして、酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路５８ａ内を矢印Ｂ２側に向かって移動しつつ、電解質膜・電極構造体３０のカソード電極３６ａに供給される。

燃料ガス入口連通孔２８ａに供給された燃料ガスは、燃料ガス流路形成体４４ｂの各流路溝５２の延在方向の他端部（矢印Ｂ２側の端部）を入口として、燃料ガス流路５８ｂに導入される。そして、燃料ガスは、燃料ガス流路５８ｂ内を矢印Ｂ１側に向かって移動しつつ、電解質膜・電極構造体３０のアノード電極３６ｂに供給される。

積層体１４の各電解質膜・電極構造体３０では、カソード電極３６ａに供給される酸化剤ガスと、アノード電極３６ｂに供給される燃料ガスとが、電極触媒層４０で電気化学反応により消費されて、発電が行われる。

電気化学反応で消費されなかった残余の酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路形成体４４ａの各流路溝５２の延在方向の他端部（矢印Ｂ２側の端部）を出口として、酸化剤ガス出口連通孔２４ｂに排出され、酸化剤ガス出口連通孔２４ｂを介して燃料電池１６の外部に排出される。電気化学反応で消費されなかった残余の燃料ガスは、燃料ガス流路形成体４４ｂの各流路溝５２の延在方向の一端部（矢印Ｂ１側の端部）を出口として、燃料ガス出口連通孔２８ｂに排出され、燃料ガス出口連通孔２８ｂを介して燃料電池１６の外部に排出される。

一方、冷却媒体入口連通孔２６ａに供給された冷却媒体は、冷却媒体流路７０を流通することで、発電セル１２と熱交換する。これによって、発電セル１２が所定の動作温度等に維持される。熱交換後の冷却媒体は、冷却媒体出口連通孔２６ｂを介して燃料電池１６の外部に排出される。

上記の通り、流路構造１０を備える燃料電池１６では、セパレータ３２とガス拡散層４２との間に介在する流路形成体４４により反応ガス流路５８が形成されるため、セパレータ３２の少なくとも流路形成体４４に臨む部分を平坦にすることができる。つまり、本実施形態に係る流路構造の製造方法、発電セルの製造方法及び流路構造の中間体９２によれば、セパレータ３２に反応ガス流路５８をプレス成形するための複雑な形状の金型を用意することを回避でき、これによって、反応ガス流路５８の形成コストを低減できる。

上記の通り、流路形成体４４とガス拡散層４２との接合体である流路構造１０は、分断部連結体７４を有する中間体９２を介して形成される。分断部連結体７４は、分断部連結体形成工程において、流路形成体４４の材料である板状の導電性部材４８に対し、流路溝５２と、分断部５６と、流路溝５２の延在方向の少なくとも一端側で複数個の分断部５６を連結する連結部７２とを設けることで形成される。

この分断部連結体７４の少なくとも分断部５６を、接合工程において導電性多孔質体４６に接合することで中間体９２が形成される。この際、連結部７２によって、複数個の分断部５６のそれぞれの相対位置が維持されることで、複数個の分断部５６を一体に取り扱うことができる。つまり、分断部連結体７４及び導電性多孔質体４６から容易且つ効率的に中間体９２を得ることができる。

この中間体９２の連結部７２を、トリミング工程において除去することで流路構造１０が形成される。この際、中間体９２では、複数個の分断部５６が導電性多孔質体４６に接合されているため、複数個の分断部５６のそれぞれと導電性多孔質体４６との相対位置を維持したまま、連結部７２を除去して流路構造１０を得ることができる。つまり、中間体９２から容易且つ効率的に流路構造１０を得ることができる。

これらから、例えば、複数個の分断部５６を、それぞれの配置を調整しながら個別にガス拡散層４２に接合して流路構造１０を形成するような場合に比して、流路構造１０を容易且つ効率的に形成すること、ひいては、反応ガス流路５８を容易且つ効率的に形成することができる。

従って、本実施形態に係る流路構造の製造方法、発電セルの製造方法及び流路構造の中間体９２によれば、反応ガス流路５８を低コストで簡単且つ効率的に形成することができる。

上記の実施形態に係る接合工程では、分断部連結体７４の少なくとも分断部５６と、ガス拡散層４２の材料である導電性多孔質体４６とを接合して中間体９２を得ることとした。つまり、中間体９２は、分断部連結体７４と接合された導電性多孔質体４６を有することとした。しかしながら、接合工程では、分断部連結体７４の少なくとも分断部５６と、ガス拡散層４２とを接合して中間体９２を得ることとしてもよい。

すなわち、例えば、導電性多孔質体４６の外形寸法を整えること等によってガス拡散層４２を形成した後に、該ガス拡散層４２と分断部連結体７４とを接合する接合工程を行って中間体９２を得てもよい。この場合、トリミング工程では、ガス拡散層４２を除く分断部連結体７４のみに対して、第１切断線９４及び第２切断線９６よりも外側の切除を行うことで、流路構造１０を得ることができる。なお、この場合、予め、第１切断線９４よりも外側の部分を設けずに分断部連結体７４を作製して、分断部連結体７４の第２切断線９６よりも外側のみを除去して流路構造１０を得てもよい。

上記の実施形態に係る分断部連結体形成工程では、導電性部材４８に対し、流路溝５２の延在方向の両端側に連結部７２を形成することとした。このように流路溝５２の延在方向の両端側に形成された連結部７２によれば、例えば、流路溝５２の延在方向の一端側にのみ形成された連結部７２に比して、複数個の分断部５６の相対位置を良好に維持することができるため、分断部連結体７４を一層容易に取り扱うことが可能になる。ひいては、反応ガス流路５８を簡単且つ高精度に形成することができる。なお、流路溝５２の延在方向の一端側にのみ連結部７２を形成してもよい。この場合、導電性部材４８の切除箇所を少なくすることができるため、流路構造１０の歩留まりを向上させることができる。

上記の実施形態に係る分断部連結体形成工程では、多孔質性の導電性部材４８を用いることとした。この場合、流路形成体４４を多孔質性とすることができるため、流路溝５２の内側に加えて、本体部５０の細孔を介しても電解質膜・電極構造体３０に反応ガスを供給することができる。これによって、ガス拡散層４２に臨む流路形成体４４の全体を介して電解質膜・電極構造体３０に反応ガスを、その拡散を促進させつつ供給することができる。このため、電解質膜・電極構造体３０での電気化学反応を促進させて燃料電池１６の発電特性を高めることが可能になる。なお、導電性部材４８は、多孔質性であることに限定されず、例えば、金属板、カーボン板等の緻密体であってもよい。

上記の実施形態に係る分断部連結体形成工程では、ガス拡散層４２と同じ材料からなる導電性部材４８を用いることとした。この場合も、流路形成体４４を多孔質性とすることができるため、電解質膜・電極構造体３０に反応ガスを効果的に供給して燃料電池１６の発電特性を高めることができる。しかも、流路形成体４４を形成するための材料を、ガス拡散層４２とは別途に用意する必要がない分、反応ガス流路５８を一層容易且つ低コストに形成することが可能になる。さらに、流路形成体４４を形成する材料と、ガス拡散層４２と同じ材料とすることで、互いの接触抵抗を低減させて、燃料電池１６の内部抵抗を減少させることが可能となり、発電効率を高めることが可能になる。なお、導電性部材４８は、ガス拡散層４２とは異なる材料からなる多孔質性であってもよく、例えば、金属製やカーボン製のメッシュ構造であってもよい。

上記の実施形態に係る分断部連結体形成工程では、導電性部材４８に対し、接合工程でガス拡散層４２又は導電性多孔質体４６に接合される面４８ａ側から刃（第１切断刃８４及び第２切断刃８６）を当てて分断部連結体７４を得ることとした。この場合、最終的に得られる流路形成体４４のガス拡散層４２に臨む面側にバリ等が生じることを抑制できるため、電解質膜・電極構造体３０に流路形成体４４のバリとの接触による影響が生じることを抑制できる。

上記の実施形態に係る分断部連結体形成工程では、導電性部材４８に対し、波状に延在する流路溝５２を形成することとした。この場合、反応ガス流路５８を波状に延在する形状とすることができるため、反応ガス流路５８を介して電解質膜・電極構造体３０に効率的に反応ガスを供給することが可能になる。

上記の実施形態に係るトリミング工程では、中間体９２の積層方向で、ガス拡散層４２又は導電性多孔質体４６側から刃（第４切断刃１００）を当てて連結部７２を切断することとした。この場合、流路形成体４４のガス拡散層４２に臨む面側や、ガス拡散層４２の電極触媒層４０が設けられる面側にバリ等が生じることを抑制できる。このため、電解質膜・電極構造体３０に流路形成体４４のバリとの接触による影響が生じることや、電極触媒層４０にガス拡散層４２のバリとの接触による影響が生じることを抑制できる。

本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…流路構造 １２…発電セル
１６…燃料電池 ３０…電解質膜・電極構造体
３２…セパレータ ３４…電解質膜
３６…電極 ４２…ガス拡散層
４４…流路形成体 ４６…導電性多孔質体
４８…導電性部材 ５０…本体部
５２…流路溝 ５４…接合面
５６…分断部 ５８…反応ガス流路
７２…連結部 ７４…分断部連結体
９２…中間体

Claims (9)

1. ガス拡散層を有する電極が電解質膜の両側に配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟む金属製のセパレータと、前記ガス拡散層及び前記セパレータの間に介在して反応ガス流路を形成する流路形成体と、を有し、前記セパレータの少なくとも前記流路形成体に臨む部分が平坦である燃料電池に用いられる、流路構造の製造方法であって、
   前記流路構造は、前記流路形成体と前記ガス拡散層との接合体であり、前記流路形成体は、前記ガス拡散層の接合面に接合される本体部と、該本体部を厚さ方向に貫通するとともに前記接合面に沿って前記本体部の一端から他端に亘って延在し、前記反応ガス流路が内側に形成される流路溝と、を備え、前記本体部は、前記流路溝によって分断されることで形成される複数個の分断部を有し
   前記流路構造の製造方法は、
   前記流路形成体の材料である板状の導電性部材に、前記流路溝と、複数個の前記分断部と、前記流路溝の延在方向の少なくとも一端側で複数個の前記分断部を連結する連結部と、を形成することで分断部連結体を得る分断部連結体形成工程と、
   前記分断部連結体の少なくとも前記分断部と、前記ガス拡散層又は前記ガス拡散層の材料である導電性多孔質体とを接合して中間体を得る接合工程と、
   前記中間体の前記連結部を除去するトリミング工程と、
   を有する流路構造の製造方法。
2. 請求項１記載の流路構造の製造方法において、
   前記分断部連結体形成工程では、前記導電性部材に対し、前記流路溝の延在方向の両端側に前記連結部を形成する、流路構造の製造方法。
3. 請求項１又は２記載の流路構造の製造方法において、
   前記分断部連結体形成工程では、多孔質性の前記導電性部材を用いる、流路構造の製造方法。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の流路構造の製造方法において、
   前記分断部連結体形成工程では、前記ガス拡散層と同じ材料からなる前記導電性部材を用いる、流路構造の製造方法。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の流路構造の製造方法において、
   前記分断部連結体形成工程では、前記導電性部材に対し、前記接合工程で前記ガス拡散層又は前記導電性多孔質体に接合される面側から刃を当てて前記分断部連結体を得る、流路構造の製造方法。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の流路構造の製造方法において、
   前記分断部連結体形成工程では、前記導電性部材に対し、波状に延在する前記流路溝を形成する、流路構造の製造方法。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の流路構造の製造方法において、
   前記トリミング工程では、前記中間体の積層方向で、前記ガス拡散層又は前記導電性多孔質体側から刃を当てて前記連結部を切除する、流路構造の製造方法。
8. ガス拡散層を有する電極が電解質膜の両側に配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟む金属製のセパレータと、前記ガス拡散層及び前記セパレータの間に介在して反応ガス流路を形成する流路形成体と、を有し、前記セパレータの少なくとも前記流路形成体に臨む部分が平坦である燃料電池に用いられる流路構造を備えた、発電セルの製造方法であって、
   前記流路構造は、前記流路形成体と前記ガス拡散層との接合体であり、前記流路形成体は、前記ガス拡散層の接合面に接合される本体部と、該本体部を厚さ方向に貫通するとともに前記接合面に沿って前記本体部の一端から他端に亘って延在し、前記反応ガス流路が内側に形成される流路溝と、を備え、前記本体部は、前記流路溝によって分断されることで複数個の分断部を有し、
   前記発電セルの製造方法は、
   前記流路形成体の材料である板状の導電性部材を部分的に切除して、前記流路溝と、前記分断部と、前記流路溝の延在方向の少なくとも一端側で複数個の前記分断部を連結する連結部と、を形成することで分断部連結体を得る分断部連結体形成工程と、
   前記分断部連結体の少なくとも前記分断部と、前記ガス拡散層又は前記ガス拡散層の材料である導電性多孔質体とを接合して中間体を得る接合工程と、
   前記中間体の前記連結部を除去して前記流路構造を得るトリミング工程と、
   前記流路構造を有する前記電解質膜・電極構造体を前記セパレータで挟む組立工程と、
   を有する発電セルの製造方法。
9. ガス拡散層を有する電極が電解質膜の両側に配設された電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟む金属製のセパレータと、前記ガス拡散層及び前記セパレータの間に介在して反応ガス流路を形成する流路形成体と、を有し、前記セパレータの少なくとも前記流路形成体に臨む部分が平坦である燃料電池に用いられる、流路構造の中間体であって、
   前記流路構造は、前記流路形成体と前記ガス拡散層の接合体であり、前記流路形成体は、前記ガス拡散層の接合面に接合される本体部と、該本体部を厚さ方向に貫通するとともに前記接合面に沿って前記本体部の一端から他端に亘って延在し、前記反応ガス流路が内側に形成される流路溝と、を備え、前記本体部は、前記流路溝によって分断されることで複数個の分断部を有し、
   前記流路溝の中間体は、
   前記流路溝と、前記分断部と、前記流路溝の延在方向の少なくとも一端側で複数個の前記分断部を連結する連結部と、を有する導電性の分断部連結体と、
   前記分断部連結体の少なくとも前記分断部と接合された、前記ガス拡散層又は前記ガス拡散層の材料である導電性多孔質体と、
   を備える、流路構造の中間体。

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