JP2021140913A - ダミー電極接合体、燃料電池スタック及びダミー電極接合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着層による燃料電池スタックの発電性能への影響をなくすことができるダミー電極接合体、燃料電池スタック及びダミー電極接合体の製造方法を提供する。【解決手段】燃料電池スタック１０におけるセル積層体１４の少なくとも一端部に配置されるダミーセル１５ａはダミー電極接合体７０を備える。ダミー電極接合体７０は、プレート７６と、プレート７６の両面に接着層９０を介してそれぞれ接合された一対の電極７８、８０とを備える。接着層９０は、ダミー電極接合体７０において発電セル１２の発電領域Ｒに相当する第１領域Ｒ１から外れた第２領域Ｒ２のみに配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、燃料電池スタック内に設けられるダミー電極接合体、燃料電池スタック及びダミー電極接合体の製造方法に関する。

燃料電池スタックは、単位燃料電池を構成する発電セルが複数積層されたセル積層体を備える。単位燃料電池である発電セルは、電解質膜・電極接合体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持することにより構成される。

燃料電池スタックの上記セル積層体の積層方向の両端部は、中央側と比べて放熱しやすいため低温となりやすい。セル積層体の両端部が低温となり結露が生じると、生成水の排出性が低下して燃料電池スタックの発電安定性が低下する懸念がある。

そこで、特許文献１に開示された燃料電池スタックでは、セル積層体の両端部に、発電を行わないダミーセルが配置されている。これによりダミーセルがセル積層体の端部で断熱層として機能するため、セル積層体の端部側に配置された発電セルの温度低下が抑制される。

特許第４５７２０６２号公報

本発明は上記の従来技術に関連してなされたものであり、電解質膜に代えて用いられるプレートの両面に接着層を介して一対の電極が接合されたダミー電極接合体において、接着層による燃料電池スタックの発電性能への影響をなくすことを目的とする。

本発明の第１の態様は、燃料電池スタックにおいて積層方向に積層された複数の発電セルを有するセル積層体の少なくとも一端部に配置されるダミーセルにて、電解質膜・電極接合体の代わりに用いられる発電機能を持たないダミー電極接合体であって、電解質膜に代えて用いられる電気導電性を有するプレートと、前記プレートの両面に接着層を介してそれぞれ接合され、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極と、を備え、前記接着層は、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域に相当する第１領域から外れた第２領域のみに配置されている、ダミー電極接合体である。

本発明の第２の態様は、複数の発電セルが積層されたセル積層体を備え、前記セル積層体の積層方向の少なくとも一端部にはダミーセルが配置され、前記ダミーセルは電解質膜・電極接合体の代わりに発電機能を持たないダミー電極接合体を有する、燃料電池スタックであって、前記ダミー電極接合体は、電解質膜に代えて用いられるプレートと、前記プレートの両面に接着層を介してそれぞれ接合され、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極と、を備え、前記接着層は、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域に相当する第１領域から外れた第２領域のみに配置されている、燃料電池スタックである。

本発明の第３の態様は、燃料電池スタックにおいて積層方向に積層された複数の発電セルを有するセル積層体の少なくとも一端部に配置されるダミーセルにて、電解質膜・電極接合体の代わりに用いられる発電機能を持たないダミー電極接合体の製造方法であって、電解質膜に代えて用いられるプレートと、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極とを提供する部材提供工程と、前記プレートの両面に、前記一対の電極を、接着層を介してそれぞれ接合する接合工程と、を有し、前記接合工程では、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域に相当する第１領域から外れた第２領域のみに前記接着層を配置する、ダミー電極接合体の製造方法である。

本発明によれば、電解質膜に代えて用いられるプレートの両面に接着層を介して一対の電極が接合されたダミー電極接合体において、接着層による燃料電池スタックの発電性能への影響をなくすことができる。

本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの分解斜視図である。 発電セルの分解斜視図である。 第１金属セパレータの平面図である。 ダミー電極接合体の平面図である。 図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 ダミー電極接合体の製造方法を示すフローチャートである。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、単位燃料電池を構成する発電セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）に複数積層されたセル積層体１４を備える。セル積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ダミーセル１５ａ、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート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。なお、複数枚のダミーセル１５ａが配置されてもよい。

セル積層体１４の積層方向他端には、ダミーセル１５ｂ、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁プレート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。なお、複数枚のダミーセル１５ｂが配置されてもよい。燃料電池スタック１０は、例えば、四角形に構成されるエンドプレート２０ａ、２０ｂを含む箱状ケーシング（図示せず）により一体的に保持され、あるいは、矢印Ａ方向に延在する複数のタイロッド（図示せず）により一体的に締め付け保持される。

ターミナルプレート１６ａ、１６ｂは、絶縁プレート１８ａ、１８ｂに形成された矩形状の凹部２１ａ、２１ｂに収容される。ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの略中央には、積層方向外方に延在する端子部２２ａ、２２ｂが設けられる。端子部２２ａ、２２ｂは、絶縁性筒体２４に挿入されて絶縁プレート１８ａ、１８ｂの孔部２６ａ、２６ｂ及びエンドプレート２０ａ、２０ｂの孔部２８ａ、２８ｂに挿通されて外部に突出する。

図２に示すように、各発電セル１２は、電解質膜・電極接合体３０（以下、「ＭＥＡ３０」という）と、ＭＥＡ３０を挟持する第１及び第２金属セパレータ３２、３４とを備える。第１及び第２金属セパレータ３２、３４は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有している。第１及び第２金属セパレータ３２、３４は、縦長形状を有するとともに、長辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に向かい且つ短辺が水平方向（矢印Ｂ方向）に向かうように構成される。

発電セル１２の長辺方向（図２中、矢印Ｃ方向）の上端縁部には、発電セル１２を矢印Ａ方向に貫通して、酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔３６ａと、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔３８ａとが設けられる。酸化剤ガスは、例えば、酸素含有ガスである。燃料ガスは、例えば、水素含有ガスである。

発電セル１２の長辺方向の下端縁部には、発電セル１２を矢印Ａ方向に貫通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔３８ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔３６ｂとが設けられる。

発電セル１２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔４０ａが設けられるとともに、短辺方向の他端縁部には、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔４０ｂが設けられる。

ＭＥＡ３０は、電解質膜４２と、電解質膜４２を挟持するアノード電極４４及びカソード電極４６とを備える。電解質膜４２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜である。

アノード電極４４は、カソード電極４６よりも小さな表面積を有している。アノード電極４４及びカソード電極４６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成される電極触媒層４５（図２参照）とを有する。電極触媒層４５は、電解質膜４２の両面に形成される。なお、アノード電極４４の電極触媒層４５とカソード電極４６の電極触媒層４５とは、平面視での大きさ（表面積）が互いに異なり、互いの外周端位置が面方向にずれていてもよい。

図３に示すように、第１金属セパレータ３２のＭＥＡ３０に対向する面３２ａには、燃料ガス供給連通孔３８ａと燃料ガス排出連通孔３８ｂとを連通する燃料ガス流路４８が形成される。燃料ガス流路４８は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝４８ａを有し、前記波状流路溝４８ａの矢印Ｃ方向上端及び下端に位置して、複数のエンボスを備える入口バッファ部５０ａ及び出口バッファ部５０ｂが設けられる。

第１金属セパレータ３２の面３２ａには、燃料ガス供給連通孔３８ａと入口バッファ部５０ａとを連通する連通路形成用の複数の受け部５２ａと、燃料ガス排出連通孔３８ｂと出口バッファ部５０ｂとを連通する連通路形成用の複数の受け部５２ｂとが形成される。受け部５２ａ、５２ｂの近傍には、それぞれ複数の供給孔部５４ａ及び排出孔部５４ｂが形成される。供給孔部５４ａは、面３２ｂ側で燃料ガス供給連通孔３８ａに連通する一方、排出孔部５４ｂは、同様に前記面３２ｂ側で燃料ガス排出連通孔３８ｂに連通する。

図２に示すように、第２金属セパレータ３４のＭＥＡ３０に対向する面３４ａには、酸化剤ガス供給連通孔３６ａと酸化剤ガス排出連通孔３６ｂとを連通する酸化剤ガス流路５６が形成される。酸化剤ガス流路５６は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝５６ａを有し、波状流路溝５６ａの矢印Ｃ方向上端及び下端に位置して、複数のエンボスを備える入口バッファ部５８ａ及び出口バッファ部５８ｂが設けられる。

第２金属セパレータ３４の面３４ａには、酸化剤ガス供給連通孔３６ａと入口バッファ部５８ａとを連通する連通路形成用の複数の受け部６０ａと、酸化剤ガス排出連通孔３６ｂと出口バッファ部５８ｂとを連通する連通路形成用の複数の受け部６０ｂとが設けられる。

互いに隣接する発電セル１２における一方の第２金属セパレータ３４の面３４ｂ（面３４ａとは反対側の面）と、他方の第１金属セパレータ３２の面３２ｂ（面３２ａとは反対側の面）との間には、冷却媒体供給連通孔４０ａと冷却媒体排出連通孔４０ｂとに連通する冷却媒体流路６２が形成される。この冷却媒体流路６２は、燃料ガス流路４８の裏面形状と酸化剤ガス流路５６の裏面形状とが重なり合うことによって、矢印Ｂ方向に延在して形成される。

図２及び図３に示すように、第１金属セパレータ３２の外周部の面３２ａ、３２ｂには、第１金属セパレータ３２の外周部を周回して第１シール部材６４が一体成形される。図２に示すように、第２金属セパレータ３４の外周部の面３４ａ、３４ｂには、第２金属セパレータ３４の外周部を周回して第２シール部材６６が一体成形される。第１及び第２シール部材６４、６６には、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。

図３に示すように、第１シール部材６４は、面３２ａ側に燃料ガス流路４８を囲繞する内側シール部６４ａを有する。この内側シール部６４ａの外周には、酸化剤ガス供給連通孔３６ａ、酸化剤ガス排出連通孔３６ｂ、燃料ガス供給連通孔３８ａ、燃料ガス排出連通孔３８ｂ、冷却媒体供給連通孔４０ａ及び冷却媒体排出連通孔４０ｂを囲繞して外側シール部６４ｂが設けられる。

図２に示すように、第１シール部材６４の面３２ｂには、内側シール部６４ｃと外側シール部６４ｄとが設けられる。内側シール部６４ｃは、内側シール部６４ａ（図３）に対応するシール部であり、冷却媒体流路６２を冷却媒体供給連通孔４０ａ及び冷却媒体排出連通孔４０ｂに連通する。外側シール部６４ｄは、外側シール部６４ｂ（図３）に対応するシール部である。

第２シール部材６６は、第２金属セパレータ３４の両方の面３４ａ、３４ｂに形成される平坦シールで構成される。

図１に示すように、ダミーセル１５ａは、ＭＥＡ３０（図３参照）の代わりに用いられる発電機能を持たないダミー電極接合体７０と、ダミー電極接合体７０を挟持する第１ダミーセパレータ７２及び第２ダミーセパレータ７４とを備える。ダミー電極接合体７０は、電解質膜４２に代えて用いられる電気導電性を有するプレート７６と、プレート７６の両面にそれぞれ接合された一対の電極７８、８０とを備える。すなわち、ＭＥＡ３０と異なり、ダミー電極接合体７０は、電解質膜４２を有しない。

プレート７６は、発電セル１２の電解質膜４２（図３参照）に対応するものであり、電解質膜４２と同様の形状に形成されている。プレート７６は、例えば、ステンレスにより構成される金属プレートである。プレート７６は、カーボンプレートであってもよい。

一方の電極７８（以下、「第１電極７８」ともいう）は、プレート７６の一方面７６ａに配置されている。他方の電極８０（以下、「第２電極８０」ともいう）は、プレート７６の他方面７６ｂに配置されている。第１電極７８と第２電極８０とによりプレート７６が挟持されている。

第１電極７８は、アノード電極４４を構成するガス拡散層に対応するものであり、例えば、カーボンペーパにより構成される。第２電極８０は、カソード電極４６を構成するガス拡散層に対応するものであり、例えば、カーボンペーパにより構成される。アノード電極４４及びカソード電極４６と異なり、第１電極７８及び第２電極８０は、電極触媒層を有しない。

第１電極７８は、アノード電極４４と同様の形状に形成されている。第２電極８０は、カソード電極４６と同様の形状に形成されている。従って、第１電極７８と第２電極８０は、平面視での大きさが互いに異なる。本実施形態では、第２電極８０は、平面視での大きさが第１電極７８よりも大きい。具体的には、第２電極８０は、その全周に亘って、第１電極７８よりも外方に突出している。

図４及び図５に示すように、第１電極７８及び第２電極８０は、プレート７６の両面に接着層９０を介してそれぞれ接合されている。すなわち、第１電極７８は、プレート７６の一方面７６ａに接着層９０を介して接合されている。第２電極８０は、プレート７６の他方面７６ｂに接着層９０を介して接合されている。

ダミー電極接合体７０は、ダミー電極接合体７０において発電セル１２の発電領域Ｒに相当する第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１から外れた第２領域Ｒ２とを有する。接着層９０は、発電領域Ｒに相当する第１領域Ｒ１から外れた第２領域Ｒ２のみに配置されている。従って、接着層９０は、発電領域Ｒに相当する第１領域Ｒ１には配置されていない。接着層９０は、発電セル１２の積層方向でアノード電極４４及びカソード電極４６に重ならない位置に設けられてもよい。

発電セル１２の発電領域Ｒは、発電セル１２の電極触媒層４５が設けられた領域に相当する。すなわち、発電領域Ｒは、アノード電極４４の電極触媒層４５とカソード電極４６の電極触媒層４５とが発電セル１２の厚さ方向（図２の矢印Ａ方向）に互いに重なる領域である。また、発電領域Ｒは、燃料ガス流路４８及び酸化剤ガス流路５６（図２参照）が設けられた領域に相当する。図４において、ダミー電極接合体７０の第１領域Ｒ１は、第１電極７８が設けられた領域に相当する。

接着層９０は、ダミー電極接合体７０の、発電セル１２の反応ガス流れ方向に相当する方向（矢印Ｃ方向又はダミー電極接合体７０の長手方向）の少なくとも一端部（本実施形態では両端部）に設けられている。図４に示す態様において、接着層９０は、ダミー電極接合体７０の鉛直方向の上部及び下部にそれぞれ設けられている。

接着層９０は、ダミー電極接合体７０の、発電セル１２の発電領域Ｒに隣接するガス流路であるバッファ部５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂ（図２参照）に相当する位置に設けられている。すなわち、接着層９０が設けられる第２領域Ｒ２は、発電セル１２のバッファ部５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂに対応する領域である。第１ダミーセパレータ７２及び第２ダミーセパレータ７４は、それぞれ第１金属セパレータ３２及び第２金属セパレータ３４と同様に構成されるため、バッファ部５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂを有する。

このため、図１において、ダミー電極接合体７０の第２領域Ｒ２は、第１ダミーセパレータ７２のバッファ部５０ａ、５０ｂと、第２ダミーセパレータ７４のバッファ部５８ａ、５８ｂとの間に配置される。バッファ部５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂを構成する各エンボスの突出高さは、適度に低く設定されている。このため、セル積層状態（締付荷重付与状態）で、ダミー電極接合体７０の第２領域Ｒ２は、第１ダミーセパレータ７２のバッファ部５０ａ、５０ｂのエンボスと第２ダミーセパレータ７４のバッファ部５８ａ、５８ｂのエンボスとに当接するだけである。第２領域Ｒ２には積層方向の締付荷重は実質的に付与されない。

図４に示す態様において、接着層９０は、第１電極７８の上辺と、電極触媒層４５（図２）に相当する領域である第１領域Ｒ１の上辺との間（ダミー電極接合体７０における第１領域Ｒ１の上端よりも上方位置）に配置されている。また、接着層９０は、第１電極７８の下辺と、第１領域Ｒ１の下辺との間（ダミー電極接合体７０における第１領域Ｒ１の下端よりも下方位置）に配置されている。

第２領域Ｒ２において、接着層９０は、複数のドット状接着部９２を有する。ダミー電極接合体７０の上部側の第２領域Ｒ２では、水平方向（ダミー電極接合体７０の短辺方向）に間隔を置いて複数のドット状接着部９２が配置されている。ダミー電極接合体７０の下部側の第２領域Ｒ２では、水平方向に間隔を置いて複数のドット状接着部９２が配置されている。

図１において、第１ダミーセパレータ７２は、第１金属セパレータ３２と略同様に構成されるとともに、第２ダミーセパレータ７４は、第２金属セパレータ３４と略同様に構成されており、それぞれ同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

セル積層体１４の他端側に配置された他方のダミーセル１５ｂも、一方のダミーセル１５ａと同様に構成されている。

ダミー電極接合体７０の製造方法は、図６に示すように、部材提供工程Ｓ１と接合工程Ｓ２とを有する。部材提供工程Ｓ１では、電解質膜４２に代えて用いられるプレート７６と、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極７８、８０とを提供する。

接合工程Ｓ２では、プレート７６の両面に、一対の電極７８、８０を、接着層９０を介してそれぞれ接合する。接合工程Ｓ２では、ダミー電極接合体７０において発電セル１２の発電領域Ｒに相当する第１領域Ｒ１から外れた第２領域Ｒ２のみに接着層９０を配置する。

接合工程Ｓ２は、接着層９０を構成する接着剤を塗布する塗布工程Ｓ２ａを有する。塗布工程Ｓ２ａでは、プレート７６の両面に接着剤をドット状に塗布する。プレート７６の両面に接着剤を塗布することに代えて、第１電極７８及び第２電極８０に接着剤をドット状に塗布してもよい。

接合工程Ｓ２は、塗布工程Ｓ２ａの後に、重ね工程Ｓ２ｂを有する。重ね工程Ｓ２ｂでは、第１電極７８、プレート７６及び第２電極８０を図５のように重ねて、接着層９０を介して第１電極７８、プレート７６及び第２電極８０を一体化する。

上記のように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。

図１に示すように、燃料電池スタック１０では、酸化剤ガス供給連通孔３６ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔３８ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔４０ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。このため、セル積層体１４では、矢印Ａ方向に重ね合わされた複数の発電セル１２に対し、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が、それぞれ矢印Ａ方向に供給される。

図２に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３６ａから第２金属セパレータ３４の酸化剤ガス流路５６に導入され、ＭＥＡ３０のカソード電極４６に沿って移動する。

その際、第２金属セパレータ３４の面３４ａでは、酸化剤ガス供給連通孔３６ａを流れる酸化剤ガスは、複数の受け部６０ａ間を通って入口バッファ部５８ａに供給される。この入口バッファ部５８ａに供給された酸化剤ガスは、矢印Ｂ方向に分散されるとともに、酸化剤ガス流路５６を構成する複数の波状流路溝５６ａに沿って鉛直下方向に流動し、ＭＥＡ３０のカソード電極４６に供給される。

一方、燃料ガスは、図２に示すように、第１金属セパレータ３２の面３２ｂにおいて、燃料ガス供給連通孔３８ａから複数の供給孔部５４ａを通って面３２ａ側に供給される。この燃料ガスは、図３に示すように、受け部５２ａ間を通って入口バッファ部５０ａに導入される。入口バッファ部５０ａで矢印Ｂ方向に分散された燃料ガスは、燃料ガス流路４８を構成する複数の波状流路溝４８ａに沿って移動し、ＭＥＡ３０のアノード電極４４に供給される。

従って、各ＭＥＡ３０では、カソード電極４６に供給される酸化剤ガスと、アノード電極４４に供給される燃料ガスとが、電極触媒層４５内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。

次いで、カソード電極４６に供給されて消費された酸化剤ガスは、図２に示すように、酸化剤ガス流路５６の下部に連通する出口バッファ部５８ｂに送られる。さらに、酸化剤ガスは、出口バッファ部５８ｂから複数の受け部６０ｂ間に沿って酸化剤ガス排出連通孔３６ｂに排出される。

同様に、アノード電極４４に供給されて消費された燃料ガスは、図３に示すように、燃料ガス流路４８の下部に連通する出口バッファ部５０ｂに送られた後、複数の受け部５２ｂ間を流れる。燃料ガスは、複数の排出孔部５４ｂを通って面３２ｂ側に移動し、燃料ガス排出連通孔３８ｂに排出される。

また、冷却媒体は、図２に示すように、冷却媒体供給連通孔４０ａから第１及び第２金属セパレータ３２、３４間の冷却媒体流路６２に導入された後、矢印Ｂ方向（水平方向）に沿って流動する。この冷却媒体は、ＭＥＡ３０を冷却した後、冷却媒体排出連通孔４０ｂから排出される。

本実施形態は、以下の効果を奏する。

図４及び図５に示すように、ダミー電極接合体７０では、プレート７６の両面に接着層９０を介して第１電極７８及び第２電極８０がそれぞれ接合されている。そして、接着層９０は、ダミー電極接合体７０において発電セル１２の発電領域Ｒに相当する第１領域Ｒ１から外れた第２領域Ｒ２のみに配置されている。このように、ダミー電極接合体７０の接着箇所は、燃料電池スタック１０の積層方向で発電領域Ｒに重ならない位置に設定されている。このため、接着層９０による燃料電池スタック１０の発電性能への影響をなくすことができる。

接着層９０は、ダミー電極接合体７０の、発電セル１２の反応ガス流れ方向に相当する方向（矢印Ｃ方向）の少なくとも一端部に設けられている。この構成により、発電領域Ｒに相当する第１領域Ｒ１を容易に避けて、ダミー電極接合体７０の接着箇所を設定することができる。

接着層９０は、ダミー電極接合体７０の、発電セル１２の発電領域Ｒに隣接するガス流路であるバッファ部５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂに相当する位置に設けられている。バッファ部５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂに相当する位置では、セル積層状態でも締付荷重が付与されないため、接着層９０の厚み（段差）によるシール部材（第１シール部材６４等）でのシール面圧分布への影響をなくすことができる。すなわち、ダミー電極接合体７０の接着箇所が、セル積層状態でも締付荷重がかからない位置に設定されているため、接着層９０の厚み等に起因するシール面圧のばらつきを防止することができる。

接着層９０は、複数のドット状接着部９２を有する。この構成により、第２領域Ｒ２の大部分に接着層９０を設ける場合と比較して、接着剤の使用量の削減が図られるため、経済的である。

上記の実施形態をまとめると以下のようになる。

上記の実施形態は、燃料電池スタック（１０）において積層方向に積層された複数の発電セル（１２）を有するセル積層体（１４）の少なくとも一端部に配置されるダミーセル（１５ａ、１５ｂ）にて、電解質膜・電極接合体（３０）の代わりに用いられる発電機能を持たないダミー電極接合体（７０）であって、電解質膜に代えて用いられる電気導電性を有するプレート（７６）と、前記プレートの両面に接着層（９０）を介してそれぞれ接合され、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極（７８、８０）と、を備え、前記接着層は、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域（Ｒ）に相当する第１領域（Ｒ１）から外れた第２領域（Ｒ２）のみに配置されている、ダミー電極接合体を開示している。

前記接着層は、前記ダミー電極接合体の、前記発電セルの反応ガス流れ方向に相当する方向の少なくとも一端部に設けられている。

前記接着層は、前記ダミー電極接合体の、前記発電セルの前記発電領域に隣接するガス流路であるバッファ部（５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂ）に相当する位置に設けられている。

前記接着層は、複数のドット状接着部（９２）を有する。

上記の実施形態は、複数の発電セル（１２）が積層されたセル積層体（１４）を備え、前記セル積層体の積層方向の少なくとも一端部にはダミーセル（１５ａ、１５ｂ）が配置され、前記ダミーセルは電解質膜・電極接合体の代わりに発電機能を持たないダミー電極接合体（７０）を有する、燃料電池スタック（１０）であって、前記ダミー電極接合体は、電解質膜に代えて用いられるプレート（７６）と、前記プレートの両面に接着層（９０）を介してそれぞれ接合され、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極（７８、８０）と、を備え、前記接着層は、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域（Ｒ）に相当する第１領域（Ｒ１）から外れた第２領域（Ｒ２）のみに配置されている、燃料電池スタックを開示している。

上記の実施形態は、燃料電池スタック（１０）において積層方向に積層された複数の発電セル（１２）を有するセル積層体（１４）の少なくとも一端部に配置されるダミーセル（１５ａ、１５ｂ）にて、電解質膜・電極接合体（３０）の代わりに用いられる発電機能を持たないダミー電極接合体（７０）の製造方法であって、電解質膜（４２）に代えて用いられるプレート（７６）と、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極（７８、８０）とを提供する部材提供工程（Ｓ１）と、前記プレートの両面に、前記一対の電極を、接着層（９０）を介してそれぞれ接合する接合工程（Ｓ２）と、を有し、前記接合工程では、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域（Ｒ）に相当する第１領域（Ｒ１）から外れた第２領域（Ｒ２）のみに前記接着層を配置する、ダミー電極接合体の製造方法を開示している。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

１０…燃料電池スタック １２…発電セル
１４…セル積層体 ７０…ダミー電極接合体
７６…プレート ７８、８０…電極
９０…接着層 Ｒ…発電領域
Ｒ１…第１領域 Ｒ２…第２領域

Claims (6)

1. 燃料電池スタックにおいて積層方向に積層された複数の発電セルを有するセル積層体の少なくとも一端部に配置されるダミーセルにて、電解質膜・電極接合体の代わりに用いられる発電機能を持たないダミー電極接合体であって、
   電解質膜に代えて用いられる電気導電性を有するプレートと、
   前記プレートの両面に接着層を介してそれぞれ接合され、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極と、を備え、
   前記接着層は、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域に相当する第１領域から外れた第２領域のみに配置されている、ダミー電極接合体。
2. 請求項１記載のダミー電極接合体において、
   前記接着層は、前記ダミー電極接合体の、前記発電セルの反応ガス流れ方向に相当する方向の少なくとも一端部に設けられている、ダミー電極接合体。
3. 請求項２記載のダミー電極接合体において、
   前記接着層は、前記ダミー電極接合体の、前記発電セルの前記発電領域に隣接するガス流路であるバッファ部に相当する位置に設けられている、ダミー電極接合体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のダミー電極接合体において、
   前記接着層は、複数のドット状接着部を有する、ダミー電極接合体。
5. 複数の発電セルが積層されたセル積層体を備え、前記セル積層体の積層方向の少なくとも一端部にはダミーセルが配置され、前記ダミーセルは電解質膜・電極接合体の代わりに発電機能を持たないダミー電極接合体を有する、燃料電池スタックであって、
   前記ダミー電極接合体は、
   電解質膜に代えて用いられるプレートと、
   前記プレートの両面に接着層を介してそれぞれ接合され、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極と、を備え、
   前記接着層は、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域に相当する第１領域から外れた第２領域のみに配置されている、燃料電池スタック。
6. 燃料電池スタックにおいて積層方向に積層された複数の発電セルを有するセル積層体の少なくとも一端部に配置されるダミーセルにて、電解質膜・電極接合体の代わりに用いられる発電機能を持たないダミー電極接合体の製造方法であって、
   電解質膜に代えて用いられるプレートと、平面視での大きさが互いに異なる一対の電極とを提供する部材提供工程と、
   前記プレートの両面に、前記一対の電極を、接着層を介してそれぞれ接合する接合工程と、を有し、
   前記接合工程では、前記ダミー電極接合体において前記発電セルの発電領域に相当する第１領域から外れた第２領域のみに前記接着層を配置する、ダミー電極接合体の製造方法。

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