JP4097214B2 - 燃料電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、一対のセパレータ間に配設される燃料電池の製造方法に関する。

通常、固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いており、この電解質の両側にアノード電極及びカソード電極を配設した電解質・電極接合体（単セル）を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持している。この燃料電池は、通常、単セルとセパレータとが所定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用されている。

上記の燃料電池において、カソード電極に酸化剤ガス、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されると、前記カソード電極と電解質との界面でこの酸化剤ガス中の酸素がイオン化（Ｏ^2-）され、酸素イオンが電解質を通ってアノード電極側に移動する。アノード電極には、燃料ガス、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）やＣＯが供給されているために、このアノード電極において、酸素イオン及び水素（又はＣＯ）が反応して水（又はＣＯ₂）が生成される。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。

この種の燃料電池では、積層方向の寸法を減少させるために、セパレータの厚さを小さくするとともに、部品点数を削減すること等を目的として、種々の提案がなされている。例えば、図１６に示すように、特許文献１に開示されている燃料電池用セパレータ１は、薄いシート状のセパレータ本体２と、前記セパレータ本体２の片面に一体成形された多数の第１の微細突起３と、前記セパレータ本体２の他面に一体成形された多数の第２の微細突起４とを有している。セパレータ１と燃料極５との間には、第１の微細突起３を介して燃料ガス通路６が形成される一方、前記セパレータ１と空気極７との間には、第２の微細突起４を介して酸化剤ガス通路８が形成されている。

また、特許文献２では、アノード電極、カソード電極、電解質板、アノードガス流路、カソードガス流路等より構成される燃料電池において、アノードガス流路とカソードガス流路が一枚の板によって仕切られている燃料電池が開示されている。

特開２００２−７５４０８号公報（図２） 特開平１０−３２６６２４号公報（図１）

上記の特許文献１では、１枚のセパレータ１の両面に燃料ガス通路６と酸化剤ガス通路８とが形成されているため、前記燃料ガス通路６及び前記酸化剤ガス通路８にそれぞれ燃料ガス及び酸化剤ガスを供給する流路部材を、前記セパレータ１に接合する必要がある。

その際、セパレータ１と流路部材とのシール部には、ろう付け、レーザ溶接又は電子ビーム溶接等による接合処理が施されるため、集電部である第１及び第２の微細突起３、４が接合処理時に高温に曝されてしまう。これにより、熱歪みによって第１及び第２の微細突起３、４の高さにばらつき及び材料の強度低下が発生したり、酸化による皮膜によって集電接触抵抗に影響等が発生したりする。このため、効率的な集電性能を得ることができないという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な工程で、所望の集電性能を得るとともに、セパレータの劣化を阻止して効率的な発電を行うことが可能な燃料電池の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される複数の電解質・電極接合体を平面内に配列し、複数の前記電解質・電極接合体とセパレータとが交互に積層されるとともに、前記セパレータは、中央部に使用前の燃料ガスを積層方向に供給する燃料ガス供給部が形成される端板部と、前記端板部からセパレータ面方向に延在する複数の橋架部と、前記橋架部に連結され、前記電解質・電極接合体が配置される挟持部とを有し、前記挟持部の一方の面には、前記アノード電極の電極面に沿って前記燃料ガスを供給するための燃料ガス通路を形成する第１突起部が設けられ、前記挟持部の他方の面には、前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス通路を形成する第２突起部が設けられ、前記燃料ガス供給部と前記燃料ガス通路とが、前記橋架部にセパレータ面方向に沿って設けられる燃料ガス供給通路及び前記橋架部の端部を貫通する燃料ガス導入口を介して連通する燃料電池の製造方法である。

この製造方法では、セパレータが、予め互いに独立した第１部材、第２部材及び複数の第３部材に分割して形成される。その際、第１部材は、端板部を構成する第１端板部と、前記第１端板部から延在して橋架部を構成する第１橋架部とを有し、第２部材は、前記端板部を構成する第２端板部と、前記第２端板部から延在して前記橋架部を構成する第２橋架部とを有し、前記第１橋架部の端部又は前記第２橋架部の端部に前記燃料ガス導入口が形成されるとともに、前記第１及び第２端板部の中央部に前記燃料ガス供給部が貫通する一方、第３部材は、電解質・電極接合体の形状に成形されて挟持部を構成し、第１及び第２突起部が設けられ、且つ、外周部から中央部にわたって切り欠き部を有する。

そこで、先ず、第１部材と第２部材とが接合され、第１及び第２橋架部の間に燃料ガス供給部に連通する燃料ガス供給通路が形成された後、少なくとも第１橋架部又は第２橋架部が第３部材の切り欠き部に嵌合されることにより、セパレータが製造される。

また、第１部材は、中央部に第１端板部が設けられ、第２部材は、中央部に第２端板部が設けられるとともに、前記第１端板部から放射状に複数の第１橋架部が延在し、前記第２端板部から放射状に複数の第２橋架部が延在することが好ましい。

さらに、第１橋架部又は第２橋架部は、燃料ガス供給通路の周囲に延在する幅広部を有し、前記幅広部が切り欠き部に嵌合に接触することが好ましい。

本発明では、第１部材と第２部材とが、例えば、ろう付けにより接合された後、少なくとも前記第１部材の第１橋架部又は前記第２部材の第２橋架部が、第３部材の切り欠き部に嵌合される。従って、第３部材を熱接合する必要がなく、工程が簡素化されるとともに、前記第３部材は、接合による高熱に曝されることがない。このため、第３部材は、熱による影響を受けることがなく、該第３部材の熱歪みや材料強度の低下防止及び集電特性を良好に維持することができる。これにより、燃料電池は、効率的な発電を確実に行うことが可能になる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る製造方法により製造される燃料電池１０が矢印Ａ方向に複数積層された燃料電池スタック１２の概略斜視説明図であり、図２は、前記燃料電池スタック１２が筐体１４内に収容された燃料電池システム１６の一部断面説明図である。

燃料電池１０は、固体電解質型燃料電池であり、設置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。燃料電池１０は、図３及び図４に示すように、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体で構成される電解質（電解質板）２０の両面に、カソード電極２２及びアノード電極２４が設けられた電解質・電極接合体２６を備える。電解質・電極接合体２６は、円板状に形成されるとともに、外周端部には、酸化剤ガスの進入を阻止するためにバリアー層が設けられている。

燃料電池１０は、一対のセパレータ２８間に複数、例えば、８個の電解質・電極接合体２６を挟んで構成される。セパレータ２８間には、このセパレータ２８の中心部である燃料ガス供給連通孔（燃料ガス供給部）３０と同心円上に８個の電解質・電極接合体２６が配列される。

図５に示すように、セパレータ２８は、例えば、ステンレス合金等の板金で構成される略人手形状の平板部材（第１部材）３２と、この平板部材３２に接合される通路部材（第２部材）３４と、少なくとも前記平板部材３２又は前記通路部材３４に互いに嵌合される円板部（第３部材）３６とを備える。

平板部材３２は、中央部に燃料ガス供給連通孔３０を形成する第１端板部３８を有する。この第１端板部３８から放射状に複数、例えば、８本の第１橋架部４０が延在する。各第１橋架部４０の先端には、アノード電極２４の中央側から後述する燃料ガス通路６６に燃料ガスを供給するための燃料ガス導入口４２が形成される。

燃料ガス導入口４２の位置は、燃料ガス及び酸化剤ガスの圧力によって決められ、例えば、円板部３６の中心位置、あるいは、前記円板部３６の中心に対して酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ｂ方向）上流側に偏心した位置に設定される。

通路部材３４は、中央部に燃料ガス供給連通孔３０を形成する第２端板部４４を有する。この第２端板部４４から放射状に複数、例えば、８本の第２橋架部４６が延在する。第２橋架部４６は、積層方向（矢印Ａ方向）の荷重に対して該積層方向に弾性変形可能なように断面湾曲形状に構成される（図６参照）。好適には、断面円弧状や断面スロープ状に構成される。

通路部材３４の接合面において、図５に示すように、第２端板部４４には、燃料ガス供給連通孔３０に連通して複数のスリット４８が放射状に形成される。このスリット４８には、第２端板部４４を周回して凹部５０が連通する。

第１及び第２橋架部４０、４６が接合されると、前記第１及び第２橋架部４０、４６間には、燃料ガス供給連通孔３０からスリット４８及び凹部５０を介して燃料ガス導入口４２に連通する燃料ガス供給通路５２が形成される。第２橋架部４６は、燃料ガス供給通路５２の周囲に延在する幅広部４６ａを有する（図６参照）。

図５に示すように、円板部３６は、電解質・電極接合体２６と略同一形状に設定されるとともに、外周部から中央部にわたって少なくとも第１橋架部４０を嵌合するための切り欠き部５４が形成される。

図３、図７及び図８に示すように、隣り合う円板部３６は、それぞれ両側の円板部３６に向かって突出する突片部６０ａ、６０ｂを有する。互いに隣り合う突片部６０ａ、６０ｂ間には、空間部６２が形成され、この空間部６２には、後述する酸化剤ガス通路７０に該酸化剤ガス通路７０の流れ方向（矢印Ｂ方向）以外の異なる方向に向かって酸化剤ガスが進入することを阻止するための邪魔板部材６４が配設される。各邪魔板部材６４は、空間部６２に沿って延在するように積層方向に設置している。図３、図７及び図８では、く字状に屈曲した邪魔板部材６４を示したが、酸化剤ガスの進入を阻止できればどのような形状であっても構わない。

各円板部３６のアノード電極２４に接触する面３６ａには、前記アノード電極２４の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス通路６６を形成する第１突起部６８が設けられる（図７参照）。各円板部３６のカソード電極２２に接触する面３６ｂには、前記カソード電極２２の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス通路７０を形成する第２突起部７２が設けられる（図８参照）。

図９に示すように、第１及び第２突起部６８、７２は、互いに同軸に形成されており、前記第１突起部６８はリング状突起を構成するとともに、前記第２突起部７２は山状突起を構成する。図１０及び図１１に示すように、第１及び第２突起部６８、７２は、複数形成されており、前記第１突起部６８の高さＨ１と、前記第２突起部７２の高さＨ２とは、Ｈ１＜Ｈ２の関係に設定される。酸化剤ガス通路７０の容積を燃料ガス通路６６の容積よりも大きくするためである。

なお、第１突起部６８を山状突起で構成する一方、第２突起部７２をリング状突起で構成してもよい。その際、リング状突起の高さを山状突起の高さより大きく設定することが好ましい。

図１０及び図１１に示すように、酸化剤ガス通路７０は、電解質・電極接合体２６の外周端部と円板部３６の外周端部との間から矢印Ａ方向に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部７４に連通する。この酸化剤ガス供給部７４は、各円板部３６の突片部６０ａ、６０ｂ間に設けられている。突片部６０ａ、６０ｂにある空間部６２に設置された邪魔板部材６４によって酸化剤ガス供給部７４以外から酸化剤ガスは進入できない。

各セパレータ２８間には、図１０に示すように、燃料ガス供給連通孔３０をシールするための絶縁シール７６が設けられる。絶縁シール７６は、例えば、マイカ材やセラミック材で形成されている。燃料電池１０には、円板部３６の内方に位置して積層方向に延在する排ガス通路７８が形成される。

図１及び図２に示すように、燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池１０の積層方向両端に円板状のエンドプレート８０ａ、８０ｂを配置するとともに、締め付け荷重付与機構８２を介して積層方向に締め付け保持される。

締め付け荷重付与機構８２は、燃料ガス供給連通孔３０の近傍に対して第１締め付け荷重Ｔ１を付与する第１締め付け部８４ａと、電解質・電極接合体２６に対して前記第１締め付け荷重Ｔ１よりも小さな第２締め付け荷重Ｔ２を付与する第２締め付け部８４ｂとを備える（Ｔ１＞Ｔ２）。

エンドプレート８０ａは、筐体１４に対して絶縁されており、中心部に燃料ガス供給口８６が形成され、この燃料ガス供給口８６が各燃料電池１０の燃料ガス供給連通孔３０に連通する。エンドプレート８０ａには、燃料ガス供給口８６を挟んで２個のボルト挿入口８８ａが形成される。ボルト挿入口８８ａは、燃料電池スタック１２の排ガス通路７８に対応している。

エンドプレート８０ａには、燃料ガス供給口８６を中心とする仮想円に沿って、すなわち、各電解質・電極接合体２６に対応して、８個の円形開口部９０が形成される。各円形開口部９０には、燃料ガス供給口８６に向かって突出する矩形開口部９２が連通するとともに、前記矩形開口部９２の一部が排ガス通路７８に重なっているため、矩形開口部９２から排ガスが排出される。

エンドプレート８０ｂは、導電部材で構成されている。図２に示すように、このエンドプレート８０ｂの中央部に接続端子部９４が軸方向に膨出形成されるとともに、前記接続端子部９４を挟んで２個のボルト挿入口８８ｂが形成される。各ボルト挿入口８８ａ、８８ｂは、同軸上に設けられており、２本の締付ボルト（締め付け具）９６が挿入され、締付ボルト９６は、エンドプレート８０ｂと絶縁される。締付ボルト９６の先端にナット９８が螺合して第１締め付け部８４ａが構成され、エンドプレート８０ａ、８０ｂ間に所望の締め付け荷重が付与される。

接続端子部９４は、導線１００を介して出力端子１０２ａに電気的に接続され、この出力端子１０２ａは、筐体１４に固定される。

エンドプレート８０ａの各円形開口部９０には、第２締め付け部８４ｂが配設される。この第２締め付け部８４ｂには、燃料電池スタック１２の積層方向端部に電気的に接触する集電板としての押し付け部材１０４が配置される。押し付け部材１０４にスプリング１０６の一端が当接するとともに、前記スプリング１０６の他端が筐体１４の内壁部に支持される。スプリング１０６は、第１締め付け荷重Ｔ１よりも低いバネ荷重に設定されるとともに、発電時の熱による影響を回避し、さらに絶縁性を持たせるために、例えば、セラミックスで構成される。

各押し付け部材１０４の端部には、接続導体部１０８が接続されており、この接続導体部１０８と１本の締付ボルト９６の一端とは、導線１１０を介して電気的に接続される。この締付ボルト９６の他端（頭部）は、接続端子部９４に近接しており、この他端は、導線１１２を介して出力端子１０２ｂに電気的に接続される。出力端子１０２ｂは、出力端子１０２ａと近接且つ平行して電気的に絶縁されて筐体１４に固定される。

筐体１４内には、出力端子１０２ａ、１０２ｂに隣接して空気供給口１１４が形成されるとともに、他方のエンドプレート８０ａ側には、排気口１１６が設けられる。排気口１１６に近接して燃料ガス供給口１１８が形成され、排ガスと燃料ガスとが互いに熱交換することができる。この燃料ガス供給口１１８は、必要に応じて改質器１１９を介して燃料ガス供給連通孔３０に連通する。改質器１１９の外方には、熱交換器１１７が配置される。

このように構成される燃料電池１０を製造する方法について、以下に説明する。

先ず、図５に示すように、平板部材３２と通路部材３４とが、ろう付け等によって接合される。このため、平板部材３２と通路部材３４との間には、燃料ガス供給連通孔３０及び燃料ガス供給通路５２が形成されるとともに、前記燃料ガス供給連通孔３０が前記燃料ガス供給通路５２を介して燃料ガス導入口４２に連通する。図１２に示すように、第２橋架部４６の幅広部４６ａは、第１橋架部４０の周辺部から外方に突出している。

次いで、各円板部３６の切り欠き部５４には、例えば、第１橋架部４０が嵌合される。その際、第２橋架部４６は、幅広部４６ａが円板部３６の面３６ｂに積層方向に圧接するため、嵌合部分のシール性が維持されて燃料ガスと酸化剤ガスとを互いに気密に保持することができる。さらに、この嵌合部分は、排ガス通路７８に近接しており、高いシール性が要求されていない。

この場合、第１の実施形態では、平板部材３２と通路部材３４とが、例えば、ろう付けにより接合された後、前記平板部材３２と前記通路部材３４の第１及び第２橋架部４０、４６と円板部３６とが互いに嵌合される。従って、円板部３６を熱接合する必要がなく、工程が簡素化されるとともに、前記円板部３６は、接合による高熱に曝されることがない。このため、円板部３６が熱による影響を受けることを阻止することができる。

すなわち、円板部３６では、熱によって第１及び第２突起部６８、７２に熱歪みが発生することで高さにばらつきが発生したり、材料の強度が低下したり、さらに酸化皮膜によって前記第１及び第２突起部６８、７２の集電特性が低下したりすることがなく、前記円板部３６の剛性及び集電特性を良好に維持することができる。これにより、燃料電池１０は、効率的な発電を確実に行うことが可能になるという効果が得られる。

上記の製造方法によって、セパレータ２８が得られ、このセパレータ２８には、燃料ガス供給連通孔３０を周回してリング状の絶縁シール７６が設けられるとともに、前記セパレータ２８間には、８個の電解質・電極接合体２６が挟持されて燃料電池１０が構成される。その際、図３及び図４に示すように、各セパレータ２８は、互いに対向する面３６ａ、３６ｂ間に電解質・電極接合体２６が配置され、各アノード電極２４の中央部に燃料ガス導入口４２が配置される。

上記の燃料電池１０が矢印Ａ方向に複数積層され、積層方向両端にエンドプレート８０ａ、８０ｂが配置される。図１及び図２に示すように、エンドプレート８０ａ、８０ｂの各ボルト挿入口８８ａ、８８ｂには、締付ボルト９６が挿入され、前記締付ボルト９６の先端にナット９８が螺合する。これによって、燃料電池スタック１２が構成され、この燃料電池スタック１２は、締め付け荷重付与機構８２を介して積層方向に締め付け保持された状態で、筐体１４内に装着される（図２参照）。

そこで、筐体１４に設けられている燃料ガス供給口１１８から燃料ガス（例えば、水素含有ガス）が供給されるとともに、前記筐体１４の空気供給口１１４から酸化剤ガスである酸素含有ガス（以下、空気ともいう）が供給される。燃料ガスは、改質器１１９を通って燃料電池スタック１２の燃料ガス供給連通孔３０に供給され、積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら各燃料電池１０を構成するセパレータ２８内のスリット４８を介して燃料ガス供給通路５２に導入される（図１０参照）。

燃料ガスは、第１及び第２橋架部４０、４６間を燃料ガス供給通路５２に沿って移動し、円板部３６の略中央部に配置された燃料ガス導入口４２から燃料ガス通路６６に導入される。燃料ガス導入口４２は、各電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の略中心位置、あるいは該中心位置から酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ｂ方向）上流側に偏心した位置に設定されている。このため、燃料ガスは、燃料ガス導入口４２からアノード電極２４の中央側に供給され、燃料ガス通路６６に沿って該アノード電極２４の外周部に向かって移動する（図１１参照）。

一方、各燃料電池１０の外周側に設けられている酸化剤ガス供給部７４に供給される酸化剤ガスは、電解質・電極接合体２６の外周端部と円板部３６の外周端部との間から矢印Ｂ方向に流入し、酸化剤ガス通路７０に送られる。図１０及び図１１に示すように、酸化剤ガス通路７０では、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２の一方の外周端部（セパレータ２８の外周端部）側から他方の外周端部（セパレータ２８の中央部側）に向かって酸化剤ガスが流入する。

従って、電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の電極面の中心側から外周側に向かって燃料ガスが供給されるとともに、カソード電極２２の電極面の一方向（矢印Ｂ方向）に向かって酸化剤ガスが供給される（図１１及び１２参照）。その際、酸素イオンが電解質２０を通ってアノード電極２４に移動し、化学反応により発電が行われる。

ここで、各燃料電池１０は、矢印Ａ方向（積層方向）に電気的に直列に接続されており、図２に示すように、一方の極は、導電性のエンドプレート８０ｂに設けられた接続端子部９４から導線１００を介して出力端子１０２ａに接続される。他方の極は、締付ボルト９６から導線１１２を介して出力端子１０２ｂに接続される。このため、出力端子１０２ａ、１０２ｂ間には、電気エネルギを取り出すことができる。

一方、各電解質・電極接合体２６の外周に移動した反応後の燃料ガス及び酸化剤ガスが混在する排ガスは、セパレータ２８内に形成される排ガス通路７８を介して積層方向に移動し、筐体１４の排気口１１６から外部に排出される。

図１３は、本発明の第２の実施形態に係る製造方法により製造される燃料電池１２０の分解斜視図であり、図１４は、前記燃料電池１２０が複数積層された燃料電池スタック１２２の断面図であり、図１５は、前記燃料電池１２０の動作を説明する概略断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細の説明は省略する。

燃料電池１２０を構成する各セパレータ１２４は、平板部材３２と、この平板部材３２に接合される通路部材（第２部材）１２６と、前記平板部材３２及び前記通路部材１２６に互いに嵌合される円板部３６とを備える。

通路部材１２６は、平板部材３２の第１橋架部４０に固着される第２橋架部１２８を備え、この第１及び第２橋架部４０、１２８間に燃料ガス供給通路５２が形成される。各第２橋架部１２８の先端は、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の中心位置近傍で終端しており、この先端部には、前記アノード電極２４に向かって開口する複数の燃料ガス導入口１３０が形成されている。なお、各セパレータ１２４の円板部３６には、第１の実施形態の燃料ガス導入口４２が設けられていない。

この第２の実施形態では、平板部材３２と通路部材１２６とが接合された後、円板部３６の切り欠き部５４に嵌合されるため、前記円板部３６が高熱に曝されることがない。従って、円板部３６の剛性及び集電特性を良好に維持して効率的な発電を行うことが可能になる等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る製造方法により製造される燃料電池が複数積層された燃料電池スタックの概略斜視説明図である。 前記燃料電池スタックが筐体内に収容された燃料電池システムの一部断面説明図である。 前記燃料電池の分解斜視説明図である。 前記燃料電池のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図である。 前記燃料電池を構成するセパレータの分解斜視説明図である。 前記セパレータを構成する通路部材の一部拡大説明図である。 前記セパレータの一方の面の説明図である。 前記セパレータの他方の面の説明図である。 前記セパレータに形成される第１及び第２突起部の斜視説明図である。 前記燃料電池スタックの断面図である。 前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。 前記燃料電池スタックの図１０中、ＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る製造方法により製造される燃料電池の分解斜視図である。 前記燃料電池が複数積層された燃料電池スタックの断面図である。 前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。 特許文献１の燃料電池用セパレータの断面説明図である。

符号の説明

１０、１２０…燃料電池 １２、１２２…燃料電池スタック
２０…電解質 ２２…カソード電極
２４…アノード電極 ２８、１２４…セパレータ
２６…電解質・電極接合体 ３０…燃料ガス供給連通孔
３２…平板部材 ３４、１２６…通路部材
３６…円板部 ３８、４４…端板部
４０、４６、１２８…橋架部 ４２、１３０…燃料ガス導入口
４６ａ…幅広部 ５２…燃料ガス供給通路
５４…切り欠き部 ６６…燃料ガス通路
６８、７２…突起部 ７０…酸化剤ガス通路
７４…酸化剤ガス供給部 ７８…排ガス通路
８２…締め付け荷重付与機構

Claims (3)

1. 電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される複数の電解質・電極接合体を平面内に配列し、複数の前記電解質・電極接合体とセパレータとが交互に積層されるとともに、前記セパレータは、中央部に使用前の燃料ガスを積層方向に供給する燃料ガス供給部が形成される端板部と、前記端板部からセパレータ面方向に延在する複数の橋架部と、前記橋架部に連結され、前記電解質・電極接合体が配置される挟持部とを有し、前記挟持部の一方の面には、前記アノード電極の電極面に沿って前記燃料ガスを供給するための燃料ガス通路を形成する第１突起部が設けられ、前記挟持部の他方の面には、前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス通路を形成する第２突起部が設けられ、前記燃料ガス供給部と前記燃料ガス通路とが、前記橋架部にセパレータ面方向に沿って設けられる燃料ガス供給通路及び前記橋架部の端部を貫通する燃料ガス導入口を介して連通する燃料電池の製造方法であって、
   前記セパレータは、予め互いに独立した第１部材、第２部材及び複数の第３部材に分割して形成されるとともに、
   前記第１部材は、前記端板部を構成する第１端板部と、前記第１端板部から延在して前記橋架部を構成する第１橋架部とを有し、前記第２部材は、前記端板部を構成する第２端板部と、前記第２端板部から延在して前記橋架部を構成する第２橋架部とを有し、前記第１橋架部の端部又は前記第２橋架部の端部に前記燃料ガス導入口が形成されるとともに、前記第１及び第２端板部の中央部に前記燃料ガス供給部が貫通する一方、
   前記第３部材は、前記電解質・電極接合体の形状に成形されて前記挟持部を構成し、前記第１及び第２突起部が設けられ、且つ、外周部から中央部にわたって切り欠き部を有し、
   先ず、前記第１部材と前記第２部材とを接合し、前記第１及び第２橋架部の間に前記燃料ガス供給部に連通する前記燃料ガス供給通路を形成した後、
   少なくとも前記第１橋架部又は前記第２橋架部を前記切り欠き部に嵌合することにより、前記セパレータを製造することを特徴とする燃料電池の製造方法。
2. 請求項１記載の製造方法において、前記第１部材は、中央部に前記第１端板部が設けられ、前記第２部材は、中央部に前記第２端板部が設けられるとともに、
   前記第１端板部から放射状に複数の前記第１橋架部が延在し、前記第２端板部から放射状に複数の前記第２橋架部が延在することを特徴とする燃料電池の製造方法。
3. 請求項１又は２記載の製造方法において、前記第１橋架部又は前記第２橋架部は、前記燃料ガス供給通路の周囲に延在する幅広部を有し、前記幅広部が前記切り欠き部に嵌合することを特徴とする燃料電池の製造方法。

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