WO2009113240A1 - 膜電極接合体 - Google Patents

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WO2009113240A1
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貴嗣 中川
正俊 寺西
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Definitions

  • the present invention relates to a membrane electrode assembly used for a fuel cell.
  • a fuel cell basically includes a polymer electrolyte membrane that selectively transports hydrogen ions, and a pair of catalyst electrodes (a fuel electrode and an air electrode) that sandwich the polymer electrolyte membrane.
  • the fuel cell having the above configuration uses the fuel gas (including hydrogen) supplied to the fuel electrode (anode) and the oxidizing gas (including oxygen) supplied to the air electrode (cathode) to continue electric energy. Can be taken out.
  • the polymer electrolyte membrane is composed of an electrolyte having a fluororesin ion exchange membrane having a sulfonic acid group and a polymer ion exchange membrane such as a hydrocarbon resin ion exchange membrane.
  • the catalyst electrode is located on the polymer electrolyte membrane side, and includes a catalyst layer that promotes a redox reaction in the catalyst electrode, and a gas diffusion layer that is located outside the catalyst layer and has air permeability and conductivity. . Further, the gas diffusion layer is located on the catalyst layer side, and a carbon coating layer for improving the contact property with the catalyst layer, and a gas diffusion base material for diffusing the gas supplied from the outside and supplying the catalyst layer Composed of layers.
  • the catalyst layer of the fuel electrode includes, for example, platinum or an alloy of platinum and ruthenium
  • the catalyst layer of the air electrode includes, for example, an alloy of platinum, platinum, and cobalt.
  • MEAs can be electrically connected in series by being stacked. At this time, in order not to mix the fuel gas and the oxidizing gas and to electrically connect each MEA in series, a conductive separator is disposed between each MEA.
  • An MEA sandwiched between a pair of separators is called a “fuel cell” or simply “cell”, and a stack of a plurality of fuel cells is called a “fuel cell stack” or simply “stack”.
  • MEA polymer electrolyte membrane, fuel electrode catalyst layer, air electrode catalyst layer, gas diffusion layer, etc. used in fuel cells vary depending on the use, performance, and specifications of the fuel cell.
  • CO is mixed into the fuel gas, so that CO can be selectively oxidized and removed from the catalyst layer of the fuel electrode.
  • An alloy of ruthenium and platinum that is resistant to poison is used.
  • FIG. 1 shows a conventional fuel cell described in Patent Document 1.
  • the fuel cell 1 in FIG. 1 includes an MEA 2 and separators 3a and 3b that sandwich the MEA 2.
  • a unique information display unit 4 is fixed to the separator 3b. By reading the unique information displayed on the unique information display unit 4, the unique information of the fuel cell 1 can be obtained.
  • the recycling of the fuel cell usually includes 1) a step of decomposing the fuel cell stack into individual fuel cells and further decomposing the fuel cell into a separator and an MEA, and 2) a step of recovering a rare metal from the MEA.
  • the steps 1) and 2) are usually performed separately in terms of time and space (see, for example, Patent Document 2).
  • the fuel cell since the MEA information is displayed in the unique information display section arranged only in the separator, the fuel cell is disassembled into the separator and the MEA, and only the MEA is When recovered, the composition of MEA could not be determined.
  • the fuel cell since the life of the fuel cell is about 10 years, the period from when the fuel cell is shipped until it becomes unusable and collected for recycling is long. Therefore, the fuel cell is started and stopped repeatedly (approximately several thousand to several tens of thousands of times) for a long period of time.
  • the temperature of the fuel cell (separator) increases from 60 ° C. to 90 ° C. during power generation, and decreases to room temperature when stopped. For this reason, in the fuel cell having the above-described configuration, the unique information display unit (particularly the barcode or IC chip) disposed on the separator is exposed to temperature changes for a long period of time and many times. There was a problem that the unique information displayed on the unique information display unit could not be read.
  • the present invention aims to provide an MEA capable of acquiring unique information even when the MEA is collected alone, and provides an MEA having a unique information part that does not deteriorate even when used for a long period of time. For the purpose.
  • the first of the present invention is a membrane electrode assembly shown below.
  • a membrane electrode assembly having a polymer electrolyte membrane and a pair of catalyst electrodes composed of a fuel electrode and an air electrode sandwiching the polymer electrolyte membrane, further comprising a unique information section, A membrane electrode assembly in which unique information of the membrane electrode assembly is recorded in the information section.
  • the unique information includes information related to a catalyst composition of the catalyst electrode.
  • the unique information includes a platinum content in the catalyst electrode.
  • the fuel electrode includes a fuel electrode catalyst layer in contact with the polymer electrolyte membrane and a fuel electrode gas diffusion layer in contact with the fuel electrode catalyst layer, and the air electrode is in air in contact with the polymer electrolyte membrane.
  • An electrode catalyst layer and an air electrode gas diffusion layer in contact with the air electrode catalyst layer, and the unique information section is disposed in the fuel electrode gas diffusion layer or the air electrode gas diffusion layer.
  • the membrane electrode assembly according to any one of [3].
  • the polymer electrolyte membrane protrudes from the catalyst electrode in the surface direction of the polymer electrolyte membrane, and the unique information portion is disposed at a location where the polymer electrolyte membrane protrudes.
  • the second of the present invention is a fuel cell shown below. [10] A fuel cell comprising the membrane electrode assembly according to any one of [1] to [9] and a pair of separators sandwiching the membrane electrode assembly.
  • a third aspect of the present invention is the following fuel cell recycling method.
  • a method for recycling a fuel cell comprising: separating a joined body; and collecting platinum from the membrane electrode assembly suitable for the recycling.
  • the MEA of the present invention even when the fuel cell is disassembled into the separator and the MEA, and the MEA is recovered alone, the MEA's unique information part can easily acquire the unique information of the MEA. Can do. Thereby, MEA can be transferred to an optimal recycling process, recovery efficiency of rare metals contained in MEA can be increased, and recovery cost can be reduced.
  • the MEA of the present invention it is possible to reduce the deterioration of the unique information section caused by the temperature change due to the start and stop of the fuel cell over a long period of time. Thus, even after the fuel cell has been used for a long period of time, the MEA specific information recorded in the specific information section is prevented from being lost.
  • FIG. 1 A perspective view of a conventional fuel cell
  • the figure which shows the flow of the recycling method of the fuel cell of this invention 1 is a perspective view of a fuel cell including an MEA according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 A perspective view of a conventional fuel cell
  • the figure which shows the flow of the recycling method of the fuel cell of this invention 1 is a perspective view of a fuel cell including an MEA according to Embodiment 1.
  • a perspective view of a fuel cell including the MEA of the tenth embodiment Front view and sectional view of MEA of embodiment 11 Front view and cross-sectional view of MEA of Embodiment 12 An exploded perspective view and an enlarged sectional view of a fuel cell including the MEA of the thirteenth embodiment Exploded perspective view and enlarged sectional view of a fuel cell including the MEA of the fourteenth embodiment
  • the fuel cell of the present invention may be a single fuel cell or a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are stacked.
  • the fuel cell stack is sandwiched between a current collector plate, an insulating plate and an end plate, and further fixed by a fastening rod.
  • the fuel cell includes a membrane electrode assembly (hereinafter also referred to as “MEA”) and a separator that sandwiches the MEA.
  • MEA membrane electrode assembly
  • the MEA has a unique information section.
  • MEA unique information is recorded.
  • the present invention is characterized by the content of the unique information and the arrangement position of the unique information portion.
  • the arrangement positions of the MEA, the unique information part, and the unique information part will be described.
  • the MEA has a polymer electrolyte membrane and a pair of catalyst electrodes composed of a fuel electrode and an air electrode that sandwich the polymer electrolyte membrane.
  • the catalyst electrode preferably has a catalyst layer in contact with the polymer electrolyte membrane and a gas diffusion layer laminated on the catalyst layer.
  • the polymer electrolyte membrane is a polymer membrane having a function of selectively transporting protons in a wet state.
  • the material of the polymer electrolyte membrane is not particularly limited as long as it selectively moves hydrogen ions. Examples of such materials include fluorine-based polymer electrolyte membranes and hydrocarbon-based polymer electrolyte membranes. Specific examples of the fluorine-based polymer electrolyte membrane include a Nafion membrane manufactured by DuPont, a Flemion membrane manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., an Aciplex membrane manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., and a GORE-SELECT membrane manufactured by Japan Gore-Tex.
  • the area of the polymer electrolyte membrane is generally designed to be larger than the area of the catalyst electrode. Therefore, a part of the polymer electrolyte membrane sandwiched between the catalyst electrodes protrudes from the catalyst electrode in the surface direction of the polymer electrolyte membrane and is exposed to the outside (see FIG. 10). Thus, a part of the polymer electrolyte membrane protrudes from the catalyst electrode and is exposed to the outside, so that the catalyst electrodes are prevented from being short-circuited.
  • the catalyst layer is a layer containing a catalyst that promotes a redox reaction of hydrogen or oxygen.
  • the catalyst layer is not particularly limited as long as it has conductivity and has a catalytic ability to promote a redox reaction of hydrogen and oxygen.
  • the catalyst layer on the air electrode side includes, for example, platinum, an alloy of platinum and cobalt, an alloy of platinum, cobalt, and nickel as a catalyst.
  • the catalyst layer on the fuel electrode side contains platinum or an alloy of platinum and ruthenium as a catalyst.
  • the catalyst layer is made of, for example, a polymer electrolyte membrane prepared by mixing a proton conductive electrolyte and a water repellent PTFE resin into carbon fine particles such as acetylene black, ketjen black, and vulcan that carry these catalysts. It is formed by applying on top.
  • the gas diffusion layer is a porous layer having conductivity.
  • the material of the gas diffusion layer is not particularly limited as long as it has conductivity and can diffuse the reaction gas.
  • the gas diffusion layer may be composed of a gas diffusion base layer that diffuses the gas supplied from the separator side into the catalyst layer, and a carbon coat layer that improves the contact between the gas diffusion base layer and the catalyst layer. Good.
  • the gas diffusion layer may have an arbitrary member.
  • the gas diffusion layer may have a gas-permeable protective film on the surface in contact with the separator.
  • the gas diffusion layer is produced by, for example, pressing a carbon fiber with a resin such as PTFE having water repellency, a carbon cloth produced by weaving a filamentous carbon, a paper-like carbon paper, etc. on the surface of the catalyst layer. May be.
  • the MEA may further have an electrolyte membrane reinforcing member.
  • the electrolyte membrane reinforcing member is a member for maintaining the shape of the polymer electrolyte membrane so that the polymer electrolyte membrane is not bent.
  • the electrolyte membrane reinforcing member contacts the polymer electrolyte membrane and is not covered with the catalyst electrode (see FIG. 14).
  • the electrolyte membrane reinforcing member is, for example, disposed on the entire outer periphery of the surface of the polymer electrolyte membrane (see FIGS. 15 to 18), or disposed on the entire outer periphery of the surface of the polymer electrolyte membrane, and the polymer electrolyte membrane. Is covered with the polymer electrolyte membrane (see FIGS.
  • the electrolyte membrane reinforcing member preferably overlaps the outer peripheral portion of the surface of the polymer electrolyte membrane (see FIGS. 15 to 18).
  • the material of the electrolyte membrane reinforcing member is not particularly limited as long as it is insulative. Further, since the polymer electrolyte membrane becomes high temperature and acidic (pH 1-2) during power generation of the fuel cell, the material of the electrolyte membrane reinforcing member preferably has heat resistance and acid resistance. Examples of the material of the electrolyte membrane reinforcing member include polypropylene, polyphenylene sulfide, liquid crystal polymer, and the like.
  • electrolyte membrane reinforcing member for example, a film including the above member may be laminated on the polymer electrolyte. Lamination is performed, for example, by thermocompression bonding.
  • the electrolyte membrane reinforcing member reinforces the polymer electrolyte membrane, so that the shape of the polymer electrolyte membrane is maintained, the shape of the MEA is further maintained, and the MEA is easily handled.
  • the MEA may further have a frame part.
  • the frame part is a member for holding the polymer electrolyte membrane and the catalyst electrode.
  • the frame portion accommodates the polymer electrolyte membrane and the catalyst electrode so that the catalyst electrode can come into contact with the separator.
  • the MEA having the frame body portion is hereinafter also referred to as “frame body integrated MEA”.
  • the frame part is made of an insulating material with low thermal conductivity. Moreover, it is preferable that a frame part has heat resistance and acid resistance, and it is resin normally. Examples of the material of the frame part include polypropylene, polyphenylene sulfide, polypropylene glycol, and the like.
  • the frame portion has a cooling medium inlet manifold for supplying the cooling medium and a cooling medium outlet manifold for discharging the cooling medium.
  • the frame body is formed with a manifold for supplying and exhausting fuel gas and a manifold for supplying and exhausting oxidizing gas. Further, a rubber-like seal portion that seals the cooling medium, the oxidizing gas, the fuel gas, and the like may be formed on the frame body portion.
  • a mold in which a cavity having the shape of the frame part is formed is prepared. 2) The material of the frame part as described above is filled in the cavity of the mold, cooled, and solid. It may be formed by forming.
  • the fuel cell may be manufactured by sandwiching the MEA of the present invention between a pair of separators (a fuel electrode separator and an air electrode separator).
  • the separator is a conductive plate having a fuel gas channel on the surface in contact with the fuel electrode and an oxidizing gas channel on the surface in contact with the air electrode.
  • Examples of the material of the separator include carbon and metal.
  • the surface on which the separator has the gas flow path has a concave part and a convex part, and the concave part forms the gas flow path.
  • the separator has a cooling medium inlet manifold for supplying a cooling medium and a cooling medium outlet manifold for discharging the cooling medium.
  • the separator has a manifold for supplying and exhausting fuel gas and a manifold for supplying and exhausting oxidizing gas.
  • the separator may have a rubber-like seal portion that prevents leakage of the cooling medium, oxidizing gas, fuel gas, and the like.
  • the fuel cells configured as described above may be stacked to manufacture a fuel cell stack.
  • the fuel cell or the stack is sandwiched between a current collector plate, an insulating plate and an end plate, and further fixed by a fastening rod.
  • the MEA of the present invention has a unique information section.
  • the MEA specific information includes information regarding the catalyst composition of the catalyst electrode.
  • the unique information includes the platinum content of the fuel electrode side catalyst layer and the air electrode side catalyst layer.
  • the unique information may further include information on the composition and amount of the electrolyte and water repellent contained in the catalyst layer and the composition and amount of the electrolyte contained in the polymer electrolyte membrane.
  • the MEA Since such information is recorded in the unique information section of the MEA, even if the MEA and the separator are disassembled and collected separately in the recycling process, the MEA has unique information regarding the MEA necessary for recycling. It can be obtained from the unique information part.
  • the unique information part is not particularly limited as long as unique information can be recorded.
  • FIG. 2 shows a specific example of the unique information section.
  • examples of the unique information section include a one-dimensional code such as a barcode (see FIG. 2A), a dot (see FIG. 2B), a two-dimensional code such as a QR code (see FIG. 2C), IC chips (see FIG. 2D), character strings including numbers and characters (see FIGS. 2E and 2F), and the like are included.
  • the unique information part is a one-dimensional code, a dot, a two-dimensional code, or a character string
  • the unique information part may be a bonded printed material, or a printed part printed directly on the MEA, or directly formed on the MEA. The formed part may be used.
  • the unique information part is an IC chip
  • the unique information part is bonded to the MEA.
  • the method of directly forming the unique information part into the MEA includes a method of ablating the MEA with a laser.
  • An adhesive may be used to adhere the unique information part to the MEA.
  • the adhesive is preferably an adhesive having heat resistance.
  • adhesives include adhesives mainly composed of silicone resin or modified silicone resin (silicon adhesives commercially available from ThreeBond Co., Ltd., Cemedine Co., Ltd., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), etc. It is.
  • the heat-resistant adhesive it is possible to prevent the unique information part bonded to the MEA from being peeled off by heat at the time of power generation of the fuel cell.
  • the ink used for printing has heat resistance.
  • examples of such ink include ink containing a resin binder.
  • the unique information section may be deteriorated by heat or temperature change during power generation.
  • the unique information part when the unique information part is bonded to the MEA with an adhesive, the unique information part may be peeled off by heat during power generation of the fuel cell, or the unique information part may be deteriorated by heat and the unique information cannot be read. is there.
  • the unique information part when the unique information part is formed on the MEA, the pattern formed on the MEA may be deformed by heat, and the unique information may not be read.
  • the unique information part is arranged at a location where the temperature change on the MEA is small.
  • the location where the temperature change is small in the fuel cell is, for example, when the MEA is sandwiched between separators, the region in the vicinity of the cooling medium inlet manifold in the MEA, or when the fuel cells are stacked to produce a fuel cell stack. It is a part exposed to.
  • the cooling medium inlet manifold is a pipe for supplying a cooling medium for cooling the fuel cell. Therefore, the temperature in the vicinity of the cooling medium inlet manifold is lowest when the fuel cell generates power. Therefore, the region near the cooling medium inlet manifold in the MEA is the place where the temperature change is smallest in the MEA.
  • “in the vicinity of the cooling medium inlet manifold” means an area on the cooling medium inlet manifold side when the MEA is divided into two areas: the cooling medium inlet manifold side area and the cooling medium outlet manifold side area. That is, when the unique information part is arranged in the vicinity of the cooling medium inlet manifold, the distance between the unique information part and the cooling medium inlet manifold is smaller than the distance between the unique information part and the cooling medium discharge manifold. Specifically, the distance between the unique information section and the cooling medium inlet manifold is preferably 50 mm or less, and more preferably 30 mm or less.
  • the unique information part By disposing the unique information part at a location where the temperature change is small, it is possible to reduce the deterioration of the unique information part caused by the temperature change due to the start and stop of the fuel cell for a long time. As a result, even after the fuel cell has been used for a long time, the unique information of the MEA recorded in the unique information section is not lost.
  • the unique information part is deteriorated by the contact pressure of the separator, or the unique information part is deteriorated by the heat of the separator during power generation of the fuel cell.
  • the unique information section and the separator are separated from each other.
  • the unique information section may be disposed in the gas diffusion layer (see the first and second embodiments), may be disposed in the polymer electrolyte membrane (see the third embodiment), or the electrolyte membrane reinforcing section. (See Embodiments 4 to 8), or may be arranged in the frame (see Embodiments 9 to 14).
  • the unique information part When the unique information part is arranged in the gas diffusion layer, the unique information part may be arranged in the fuel electrode gas diffusion layer or the air electrode gas diffusion layer, but it is arranged in the fuel electrode gas diffusion layer. It is preferred that When the unique information part is arranged in the air electrode gas diffusion layer, the unique information part may be deteriorated by the oxidizing gas supplied to the air electrode gas diffusion layer. Further, the reference potential on the fuel electrode side (reference potential of hydrogen as fuel gas) is 0V. Therefore, by disposing the unique information part in the fuel electrode gas diffusion layer, it is possible to prevent deterioration of the unique information part due to the potential.
  • the material of the gas diffusion layer is preferably selected as appropriate depending on the member of the unique information section.
  • the material of the gas diffusion layer is preferably carbon cloth, carbon paper, carbon sheet, or the like.
  • the material of the gas diffusion layer is preferably a carbon sheet.
  • the unique information part may be adhered to a location where the gas diffusion layer has been pretreated.
  • the pretreatment of the gas diffusion layer include providing a protective film on the gas diffusion layer or scraping the gas diffusion base material layer of the gas diffusion layer to flatten the surface of the gas diffusion layer.
  • the unique information portion is arranged in the gas diffusion layer after the gas diffusion layer is laminated on the catalyst layer.
  • the gas diffusion layer is laminated on the catalyst layer by thermocompression bonding. Therefore, by disposing the unique information part after laminating the gas diffusion layer on the catalyst layer, the unique information part is prevented from being deteriorated by heat at the time of thermocompression bonding.
  • the unique information part When the unique information part is arranged in the polymer electrolyte membrane, the unique information part is arranged in a portion of the polymer electrolyte membrane that protrudes from the catalyst electrode (see FIG. 10). Moreover, when arrange
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyyester
  • PP polypropylene
  • PI polyimide
  • the unique information part When adhering the unique information part to the polymer electrolyte membrane, the unique information part may be directly adhered to the polymer electrolyte membrane, or the unique information part may be adhered to a location where the polymer electrolyte membrane has been pretreated. Good. Examples of pretreatment of the polymer electrolyte membrane include providing a water-repellent protective film on the polymer electrolyte membrane, or providing an acid-resistant protective film on the polymer electrolyte membrane, and the like. Moreover, it is preferable that the adhesive which adhere
  • the unique information part when the unique information part is arranged on the polymer electrolyte membrane, the unique information part is preferably arranged at a location away from the catalyst electrode.
  • the unique information portion By disposing the unique information portion at a location away from the catalyst electrode, deterioration of the unique information portion due to the potential of the catalyst electrode is reduced.
  • the catalyst electrode becomes high temperature and high humidity during power generation of the fuel cell, the unique information portion is arranged at a location away from the catalyst electrode, thereby reducing deterioration of the unique information portion due to high temperature and high humidity.
  • the ink used for printing has acid resistance in addition to heat resistance.
  • acid-resistant ink By using acid-resistant ink, deterioration of the unique information portion printed on the polymer electrolyte membrane is reduced.
  • the unique information part is arranged on the electrolyte membrane reinforcing member
  • the unique information part is preferably arranged after the gas diffusion layer is laminated on the catalyst layer.
  • the gas diffusion layer is laminated on the catalyst layer by thermocompression bonding. Therefore, by disposing the unique information part after stacking the gas diffusion layers, the unique information part is prevented from being deteriorated by heat at the time of thermocompression bonding.
  • the unique information part when the unique information part is arranged on the electrolyte membrane reinforcing member, the unique information part is preferably arranged at a location away from the catalyst electrode laminated on the polymer electrolyte membrane.
  • the unique information portion By disposing the unique information portion at a location away from the catalyst electrode, deterioration of the unique information portion due to the potential of the catalyst electrode is reduced.
  • the catalyst electrode becomes high temperature and high humidity during power generation of the fuel cell, the unique information portion is arranged at a location away from the catalyst electrode, thereby reducing deterioration of the unique information portion due to high temperature and high humidity.
  • a one-dimensional code, a dot, a two-dimensional code, and a character string transfer pattern are formed in advance on a mold in which a cavity having the shape of the frame part is formed.
  • the unique information part may be formed at the same time as the part is formed.
  • the unique information part when the unique information part is arranged in the frame part, the unique information part may be arranged at a location exposed to the outside of the fuel cell stack.
  • the “location exposed to the outside of the fuel cell stack” means, for example, a surface that does not come into contact with the separator of the frame (see Embodiment 10, FIG. 24) or the frame from the separator to the surface of the MEA. This means a portion where the frame body portion protrudes when the body portion is designed to protrude (see Embodiment 13, FIG. 27).
  • the fuel cell of the present invention is manufactured by sandwiching the MEA of the present invention between separators. Further, the fuel cells thus manufactured may be stacked to form a fuel cell stack. The number of fuel cells to be stacked is appropriately selected depending on the required output. If the required output is large, the number of fuel cells to be stacked may be increased. The stacked fuel cells are fastened and fixed by applying a predetermined fastening pressure by the current collector plate and the end plate.
  • the MEA When inserting MEA between separators, it is necessary to select an appropriate MEA.
  • the MEA since the MEA has the unique information section, the unique information of the MEA can be easily read with a reader or the like when the fuel cell is assembled. Therefore, the risk of mistaken MEA during the assembly of the fuel cell is reduced, and manufacturing defects due to mistaken MEA can be prevented.
  • the unique information part can also serve as a mark indicating the electrode. Therefore, the risk of mistaken electrode surfaces when assembling the fuel cell is reduced, and manufacturing defects due to electrode electrode mistakes can be prevented. Thereby, the performance and quality of the fuel cell stack can be stabilized.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a fuel cell recycling process.
  • the fuel cell stack is disassembled into fuel cells.
  • the fuel cell stack may be a fuel cell cogeneration system, a fuel cell stack removed from a fuel cell vehicle and recovered.
  • the metal or resin that fastens and fixes the stacked fuel cells may be removed.
  • the removed metal or resin may be transferred to another recycling process.
  • step S1100 the MEA is taken out from the fuel cell.
  • the separator may be removed from the fuel cell.
  • the separator is made of metal or carbon. The removed separator may be transferred to another recycling process.
  • step S1200 the extracted MEA is collected.
  • Steps S1000 and S1100 are performed mechanically, but the process of recovering rare metals and the like from the MEA is usually a process using a chemical method in which only the rare metals are dissolved and recovered from the catalyst layer. Therefore, batch processing is performed from the viewpoint of cost and efficiency. That is, the MEAs are collected and collected once in step S1200 and then sorted.
  • step S1300 whether or not recycling is appropriate is determined from the unique information of the MEA.
  • the determination of whether or not recycling is appropriate is made based on the unique information of the MEA recorded in the unique information section.
  • means for reading the unique information section include a barcode reader, a two-dimensional code reader, an IC chip reader, and recognition with the naked eye.
  • the bar code reader and the two-dimensional code reader may be a hand scanner or a fixed scanner.
  • the unique information of the MEA can be easily read even from only the MEA.
  • the specific information part in this invention is arrange
  • step S1300 The MEA determined to be inappropriate for recycling in step S1300 is discarded in step S1310, and this flow ends. On the other hand, the MEA determined to be suitable for recycling in step S1300 moves to step S1400.
  • step S1400 the MEAs determined to be suitable for recycling are further classified and accumulated according to the type of MEA.
  • the MEA classification is performed based on the unique information of the MEA recorded in the unique information section.
  • the MEA classification is performed based on the unique information recorded in the unique information section.
  • the MEA is classified according to the type of rare metal or weight density of the catalyst used for the fuel electrode or the air electrode, for example.
  • step S1500 platinum is recovered from the catalyst layer of the MEA, and this flow ends.
  • methods for recovering platinum from the MEA catalyst layer include the methods described in JP-A-63-161129, JP-A-2006-207003, JP-A-2007-083173, JP-A-2006-095367, and JP-A-2002-25581. Is included. If the polymer electrolyte membrane, the gas diffusion layer, and the frame portion are also recyclable, they are transferred to another recycling process.
  • each catalyst of the recovered MEA has a high platinum content, there is an advantage that in the process of recovering platinum from the catalyst layer of the MEA, the recovery efficiency is high and the recovery cost is low.
  • the unique information part of the MEA can easily acquire the unique information of the MEA.
  • MEA can be transferred to an optimal recycling process, recovery efficiency of rare metals contained in MEA can be increased, and recovery cost can be reduced.
  • the fuel cell of the present invention it is possible to reduce the deterioration of the unique information section caused by the temperature change due to the start and stop of the fuel cell over a long period of time. As a result, even after the fuel cell has been used for a long time, the unique information of the MEA recorded in the unique information section is not lost. For example, when the unique information part is formed in the MEA, the deformation of the formed part due to heat is reduced. Further, when the unique information portion is printed, it is possible to reduce the deterioration of the printed matter due to heat. Further, when the unique information portion is an IC chip, it is reduced that the IC chip is deteriorated due to heat and information recorded on the IC chip cannot be read.
  • Embodiments 1 and 2 describe examples in which the unique information section is arranged in the gas diffusion layer.
  • FIG. 4 is a perspective view of fuel cell 100 including the MEA according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the fuel cell 100 includes a pair of separators (a fuel electrode separator 36 and an air electrode separator 38) sandwiching the MEA 29 and the MEA 29.
  • the fuel electrode separator 36 and the air electrode separator 38 have an oxidizing gas inlet manifold 10a, an oxidizing gas outlet manifold 10b, a fuel gas inlet manifold 12a, a fuel gas outlet manifold 12b, a cooling medium inlet manifold 11a, and a cooling medium outlet manifold 11b, respectively.
  • FIG. 5 is a front view of the fuel cell 100 with the fuel electrode separator 36 removed.
  • the air electrode separator 38 has a seal portion 42. Further, a unique information section 41 in which unique information is recorded is disposed in a region in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11 a on the anode gas diffusion layer 24.
  • the unique information part is arranged in the fuel electrode gas diffusion layer of the MEA, so that the unique information of the MEA can be obtained even from only the MEA. For this reason, recycling of MEA is easy.
  • the unique information section is arranged in the vicinity of the low temperature cooling medium inlet manifold with a small temperature change in the fuel cell, deterioration of the unique information section due to heat and temperature change can be reduced. Thereby, even if it is a fuel cell used for a long time, it becomes possible to read the specific information of MEA from a specific information part.
  • the unique information part is arranged in the anode electrode gas diffusion layer having a low potential, the unique information part is prevented from being deteriorated by the potential.
  • FIG. 6 is an exploded cross-sectional view of the fuel cell 100.
  • the fuel electrode separator 36 has a fuel gas channel 37
  • the air electrode separator 38 has an oxidizing gas channel 39 and a cooling medium channel 35.
  • the MEA 29 includes a polymer electrolyte membrane 20, an air electrode catalyst layer 21, a fuel electrode catalyst layer 22, an air electrode gas diffusion layer 23, a fuel electrode gas diffusion layer 24, and a unique information unit 41.
  • FIG. 7 is a front view of the anode gas diffusion layer 24 in which the unique information section 41 is arranged.
  • Row A in the fuel electrode gas diffusion layer 24 indicates a portion that does not contact the separator (a portion where the gas flow path is disposed), and row B in the fuel electrode gas diffusion layer 24 indicates a portion that contacts the separator.
  • the unique information section 41 is a location where the fuel gas flow path 37 on the fuel electrode gas diffusion layer 24 is located (not in contact with the fuel electrode separator 36), and the cooling medium inlet. It arrange
  • the MEA-specific information can be obtained even from only the MEA, which is advantageous when the MEA is recycled. Further, the unique information of the MEA can be read from the unique information section of the MEA that has been used for a long time.
  • the MEA of the second embodiment is the same as the MEA of the first embodiment except that the shape of the unique information section 41 in the MEA of the first embodiment is different. Accordingly, the same constituent elements other than the unique information section 41 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • FIG. 8 is a front view of the fuel electrode gas diffusion layer 24 included in the MEA of the second embodiment.
  • the fuel electrode gas diffusion layer 24 has a unique information section 41. Further, row A in the fuel electrode gas diffusion layer 24 indicates a portion that does not contact the separator (a portion where the gas flow path is disposed), and row B in the fuel electrode gas diffusion layer 24 indicates a portion that contacts the separator.
  • the unique information section 41 is a dot. Further, the unique information section 41 is arranged so as to be located in the fuel gas flow paths 37 in a plurality of rows instead of only in one row.
  • the unique information part can be made larger by arranging the unique information part so as to be located in the plurality of flow paths, and the unique information recorded in the unique information part can be more easily recognized. it can. This makes it easy to visually recognize the unique information part.
  • FIG. 9 is a front view of the fuel cell 200 including the MEA of the third embodiment with the fuel electrode separator removed.
  • the fuel cell 200 including the MEA according to the third embodiment is the same as the fuel cell 100 including the MEA according to the first embodiment except that the arrangement position of the unique information section is different.
  • the same components as those in the fuel cell 100 including the MEA of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • a unique information section 41 in which unique information is recorded is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a in the polymer electrolyte membrane 20.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the MEA 29 according to the third embodiment. As shown in FIG. 10, the unique information part 41 is disposed in a portion of the polymer electrolyte membrane 20 that protrudes from the gas diffusion layers 23 and 24.
  • FIG. 11 is an exploded sectional view of the fuel cell 200.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the fuel cell 200.
  • the unique information part 41 is arranged in a region sandwiched between the seal part 42 and the fuel electrode catalyst layer 22 on the polymer electrolyte membrane 20. Further, as shown in FIG. 12, the unique information section 41 and the fuel electrode separator 36 are separated from each other. Thereby, the unique information part does not receive the contact pressure by the separator, and the deterioration of the unique information part can be further reduced.
  • the MEA-specific information can be obtained even from only the MEA, which is advantageous in the recycling process.
  • the MEA unique information can be read from the MEA unique information section that has been used for a long time.
  • FIG. 13 is a front view of a fuel cell 300 including the MEA of Embodiment 4 with the fuel electrode separator removed.
  • the fuel cell 300 including the MEA according to the fourth embodiment is the same as the fuel cell 100 including the MEA according to the first embodiment except that the fuel cell 300 includes the electrolyte membrane reinforcing member and the arrangement position of the unique information section is different.
  • the same components as those in the fuel cell 100 including the MEA of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the MEA 29 has an electrolyte membrane reinforcing member 25.
  • the unique information section 41 in which the unique information is recorded is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a in the electrolyte membrane reinforcing member 25.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the MEA 29 according to the fourth embodiment.
  • the electrolyte membrane reinforcing member 25 has a region that is not covered by the catalyst electrodes (the fuel electrode catalyst layer 22 and the fuel electrode gas diffusion layer 24).
  • FIG. 15 is an exploded cross-sectional view of the fuel cell 300.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the fuel cell 300.
  • the electrolyte membrane reinforcing member 25 is in contact with the polymer electrolyte membrane 20, and of the polymer electrolyte membrane 20, the fuel electrode (the fuel electrode catalyst layer 22 and the fuel electrode gas diffusion layer 24) and the air A portion protruding from the electrode (the air electrode catalyst layer 21 and the air electrode gas diffusion layer 23) is sandwiched.
  • the electrolyte membrane reinforcing member 25 is not disposed on the edge of the polymer electrolyte membrane 20.
  • the unique information section 41 is an area of the electrolyte membrane reinforcing member 25 sandwiched between the seal section 42 and the fuel electrode catalyst layer 22 and is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a.
  • the unique information section 41 is separated from the fuel electrode separator 36. Thereby, the unique information part 41 does not receive the contact pressure by the seal part 42 and can further reduce the deterioration of the unique information part.
  • the MEA-specific information can be obtained even from only the MEA as in the first embodiment, which is advantageous in the recycling process.
  • the MEA unique information can be read from the MEA unique information section that has been used for a long time.
  • Embodiment 4 shows an example in which the electrolyte membrane reinforcing member is arranged on the outer peripheral portion (the portion protruding from the catalyst electrode) of the surface of the polymer electrolyte membrane and does not cover the edge of the polymer electrolyte membrane.
  • the electrolyte membrane reinforcing member covers the edge of the polymer electrolyte membrane will be described.
  • the MEA of the fifth embodiment is an MEA having an electrolyte membrane reinforcing member 25a instead of the electrolyte membrane reinforcing member 25 in the MEA of the fourth embodiment.
  • the overlapping components other than the electrolyte membrane reinforcing member 25a are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the MEA according to the fifth embodiment.
  • the MEA 29 has an electrolyte membrane reinforcing member 25a.
  • the electrolyte membrane reinforcing member 25 a covers the edge of the polymer electrolyte membrane 20.
  • the MEA of the sixth embodiment is an MEA having catalyst layers 21a, 22a and an electrolyte membrane reinforcing member 25b instead of the catalyst layers 21, 22 and the electrolyte membrane reinforcing member 25a in the MEA of the fifth embodiment. Accordingly, the same constituent elements other than the electrolyte membrane reinforcing member 25b and the catalyst layers 21a and 22a are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the MEA according to the sixth embodiment.
  • the MEA 29 includes an electrolyte membrane reinforcing member 25b and catalyst layers 21a and 22a.
  • the areas of the catalyst layers 21 a and 22 a are smaller than the areas of the gas diffusion layers 23 and 24.
  • the electrolyte membrane reinforcing member 25b covers the edges of the polymer electrolyte membrane 20 and the catalyst layers (21a, 22a) protruding from the catalyst layers 21a, 22a.
  • a part of the electrolyte membrane reinforcing member 25 b is covered with the gas diffusion layers 24 and 23.
  • the MEA of the seventh embodiment is an MEA having a polymer electrolyte membrane 20a and an electrolyte membrane reinforcing member 25c instead of the polymer electrolyte membrane 20 and the electrolyte membrane reinforcing member 25b in the MEA of the sixth embodiment. Accordingly, the same constituent elements other than the polymer electrolyte membrane 20a and the electrolyte membrane reinforcing member 25c are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the MEA according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the MEA 29 has a polymer electrolyte membrane 20a and an electrolyte membrane reinforcing member 25c.
  • the area of the polymer electrolyte membrane 20a is smaller than the areas of the gas diffusion layers 23 and 24, and is the same as the areas of the catalyst layers 21a and 22a.
  • the electrolyte membrane reinforcing member 25c covers the edges of the polymer electrolyte membrane 20a and the catalyst layers 21a and 22a.
  • the MEA of the eighth embodiment is an MEA having a polymer electrolyte membrane 20b and an electrolyte membrane reinforcing member 25d instead of the polymer electrolyte membrane 20a and the electrolyte membrane reinforcing member 25c in the MEA of the seventh embodiment. Accordingly, the same constituent elements other than the polymer electrolyte membrane 20b and the electrolyte membrane reinforcing member 25d are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the MEA according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the MEA 29 has a polymer electrolyte membrane 20b and an electrolyte membrane reinforcing member 25d.
  • the area of the polymer electrolyte membrane 20b is even smaller than the areas of the catalyst layers 21a and 22a.
  • the area of the polymer electrolyte membrane may be smaller than the area of the catalyst layer.
  • the area of the polymer electrolyte membrane is made smaller than the area of the catalyst layer. Larger is preferable.
  • the electrolyte membrane reinforcing member 25d covers the edges of the polymer electrolyte membrane 20b and the catalyst layers 21a and 22a.
  • the electrolyte membrane reinforcing member covers the edge of the polymer electrolyte membrane, so that the polymer electrolyte membrane can be more strongly reinforced, and the shape of the polymer electrolyte membrane is maintained. This facilitates the handling of the polymer electrolyte membrane.
  • Embodiment 9 In Embodiments 9 to 14, an example in which the MEA has a frame body portion and the unique information portion is arranged in the frame body portion will be described.
  • FIG. 21 is a perspective view of a fuel cell including the MEA of the ninth embodiment.
  • fuel cell 400 includes MEA 50 (hereinafter referred to as “frame-integrated MEA”) having a frame body portion.
  • the fuel cell 400 is the same as the fuel cell 100 except that it has a frame-integrated MEA 50.
  • the same constituent elements as those of the fuel cell 100 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 22 is a front view of the frame-integrated MEA 50 shown in FIG. 23 is a cross-sectional view of the frame-integrated MEA 50 in FIG. 22 taken along the line XY.
  • the frame-integrated MEA 50 includes a polymer electrolyte membrane-catalyst electrode-composite 30 (hereinafter simply referred to as “composite 30”) and a frame body portion 40.
  • the frame 40 includes an oxidizing gas inlet manifold 10a, an oxidizing gas outlet manifold 10b, a fuel gas inlet manifold 12a, a fuel gas outlet manifold 12b, a cooling medium inlet manifold 11a, and a cooling medium outlet manifold 11b.
  • the frame body part 40 further has a seal part 42.
  • a unique information section 41 is arranged in the frame body section 40. As described above, the unique information part is arranged in the frame part of the frame-integrated MEA, so that the unique information of the MEA can be obtained even from only the frame-integrated MEA.
  • the composite 30 includes a polymer electrolyte membrane 20, an air electrode catalyst layer 21, a fuel electrode catalyst layer 22, an air electrode gas diffusion layer 23, and a fuel electrode gas diffusion layer 24.
  • the frame body portion 40 accommodates the composite 30 so that the composite 30 can contact the separators 36 and 38.
  • the unique information section 41 is arranged in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a in the frame body section 40. Specifically, the unique information section 41 is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11 a and between the seal section 42 and the edge of the frame body section 40.
  • the MEA-specific information can be obtained even from only the MEA, which is advantageous in the recycling process.
  • the MEA unique information can be read from the MEA unique information section that has been used for a long time.
  • FIG. 24 is a perspective view of a fuel cell 500 including the MEA of the tenth embodiment.
  • the fuel cell 500 is the same as the fuel cell 400 except that the arrangement position of the unique information unit 41 is different.
  • the same components as those of the fuel cell 400 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the fuel cell 500 includes a frame-integrated MEA 50, a fuel electrode separator 36, and an air electrode separator 38.
  • a unique information section 41 is disposed on a surface (side surface) that does not contact the separator of the frame-pair-integrated MEA 50.
  • the unique information section 41 is disposed on the side surface closest to the cooling medium inlet manifold 11a. Since the thickness (side surface width) of the frame-integrated MEA is usually several millimeters, it is large enough to arrange the unique information section 41. Thus, in the present embodiment, the unique information unit 41 is separated from the separator and is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a.
  • the unique information portion since the unique information portion does not contact the separator, the contact pressure by the separator is not received, so that the deterioration of the unique information portion can be further reduced.
  • the unique information part since the unique information part is disposed on the surface of the frame part that does not contact the separator, the unique information part is exposed to the outside. Therefore, when a fuel cell including the MEA according to the present embodiment is stacked to manufacture a stack, the unique information of the MEA can be read without disassembling the stack.
  • FIG. 25A is a front view of the fuel cell frame-integrated MEA 51 of the eleventh embodiment.
  • FIG. 25B is a cross-sectional view taken along line XY of the frame-integrated MEA 51 shown in FIG. 25A.
  • the same components as those of the frame-integrated MEA 50 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the frame body portion 40 has a recess 43 that is recessed in the thickness direction of the MEA 51 in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a.
  • the recess 43 is located in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11 a and between the seal portion 42 and the edge of the frame body portion 40. Further, the recess 43 is formed up to the edge of the frame body portion 40.
  • the unique information part 41 is disposed in the recess 43.
  • the unique information section 41 is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a. Since the unique information section 41 is disposed in the recess 43 of the frame body section 40, the unique information section 41 is separated from the separator even if the frame-integrated MEA 51 is sandwiched between the separators.
  • the unique information portion since the unique information portion does not contact the separator, the contact pressure by the separator is not received, and the deterioration of the unique information portion can be reduced as in the tenth embodiment. .
  • the unique information portion when the stack is manufactured by stacking the fuel cells according to the present embodiment, the unique information portion is not exposed to the outside, so that deterioration of the unique information portion due to dirt or impact can be reduced.
  • FIG. 26A is a front view of frame-integrated MEA 52 according to the twelfth embodiment of the present invention.
  • 26B is a cross-sectional view taken along line XY of the frame-integrated MEA 52 shown in FIG. 26A.
  • the same components as those of the frame-integrated MEA 50 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the frame body portion 40 has a recess 43 that is recessed in the MEA thickness direction in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a.
  • the recess 43 is formed in a region sandwiched between the seal portion 42 and the edge of the frame body portion 40. Further, the recess 43 is not formed at the edge of the frame body portion 40.
  • the unique information section 41 is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold in the recess 43. As described above, the unique information section 41 is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a.
  • the unique information section 41 is separated from the separator even if the frame body integrated MEA 52 is sandwiched between the separators.
  • the unique information portion since the unique information portion does not contact the separator, the contact pressure by the separator is not received, and the deterioration of the unique information portion can be reduced as in the tenth embodiment.
  • the unique information section is sealed in the recess of the frame body section. Deterioration of the information part can be reduced.
  • FIG. 27A is an exploded perspective view of fuel cell 600 including MEA 53 according to Embodiment 13 of the present invention.
  • FIG. 27B is an enlarged cross-sectional view of line X of fuel cell 600 shown in FIG. 27A.
  • the frame-integrated MEA 53 is longer than the separators 36 and 38 in the vertical direction on the drawing. Therefore, when the frame-integrated MEA 53 is sandwiched between the separator 36 and the separator 38, a part of the frame body portion 40 protrudes from the separator in the surface direction of the MEA 53, and the protruding portion 44 of the frame body portion 40 is formed.
  • the unique information part 41 is disposed on the protruding part 44 and further in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a. Therefore, in the present embodiment, the unique information unit 41 is separated from the separator and is disposed in the vicinity of the cooling medium inlet manifold 11a.
  • the unique information portion since the unique information portion does not contact the separator, the contact pressure by the separator is not received, and the deterioration of the unique information portion can be reduced as in the tenth embodiment. .
  • the unique information part is exposed to the outside because the unique information part is arranged at the protruding part of the frame body part. Therefore, when a fuel cell including the MEA according to the present embodiment is stacked to manufacture a stack, the unique information of the MEA can be read without disassembling the stack.
  • FIG. 28A is an exploded perspective view of fuel cell 700 according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 28B is an enlarged cross-sectional view taken along line X of the fuel cell 700 shown in FIG. 28A.
  • the separator 36 ' has a recess 32.
  • the recess 32 is formed on the surface of the separator 36 ′ on the side in contact with the MEA, and is recessed in the thickness direction of the separator 36 ′.
  • the separator 38 ′ has a recess 34.
  • the recess 34 is formed on the surface of the separator 38 'on the side in contact with the MEA, and is recessed in the thickness direction of the separator 38'.
  • the positions of the recesses 32 and 34 are set so that the recesses 32 and 34 are disposed at the position where the unique information part 41 is disposed when the frame-integrated MEA is sandwiched between the separators 36 ′ and 38 ′. .
  • the unique information portion 41 is disposed in the frame body portion 40 so as to be located in the concave portions 32 and 34 of the separators 36 ′ and 38 ′. As a result, the unique information section 41 is separated from the separators 36 'and 38'.
  • the unique information portion since the unique information portion does not contact the separator, the contact pressure by the separator is not received, and the deterioration of the unique information portion can be reduced as in the tenth embodiment. .
  • the unique information portion when the stack is manufactured by stacking the fuel cells according to the present embodiment, the unique information portion is not exposed to the outside, so that deterioration of the unique information portion due to dirt or impact can be reduced.
  • the unique information of the MEA can be easily determined when the MEA is recycled.
  • the unique information section is arranged at a location where the temperature change in the fuel cell is small, the unique information section is not deteriorated, and the MEA unique information can be read even after the fuel cell has been used for a long time. Is possible. Therefore, the fuel cell of the present invention can be easily recycled.

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Abstract

　本発明は、膜電極接合体のみからであっても膜電極接合体の固有情報を取得することができる膜電極接合体に関する。本発明の膜電極接合体は、高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜を挟む、燃料極および空気極からなる一対の触媒電極とに加えて、固有情報部をさらに有し、前記固有情報部には前記膜電極接合体の固有情報が記録されている。固有情報には、前記触媒電極の触媒組成に関する情報が含まれる。より具体的には、固有情報は触媒電極に含まれる白金の含有量であってもよい。

Description

膜電極接合体
　本発明は、燃料電池に用いられる膜電極接合体に関する。
　燃料電池は、基本的に、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜、ならびに高分子電解質膜を挟持する一対の触媒電極（燃料極および空気極）から構成される。上記構成を有する燃料電池は、燃料極（アノード）に供給される燃料ガス（水素を含む）、および空気極（カソード）に供給される酸化ガス（酸素を含む）を用いて、電気エネルギーを継続的に取り出すことができる。
　高分子電解質膜は、スルホン酸基を持つフッ素樹脂系イオン交換膜や、炭化水素樹脂系イオン交換膜のような高分子イオン交換膜などを有する電解質から構成される。
　触媒電極は、高分子電解質膜側に位置し、触媒電極内における酸化還元反応を促進させる触媒層と、触媒層の外側に位置し、通気性および導電性を有するガス拡散層とから構成される。さらに、ガス拡散層は、触媒層側に位置し、触媒層との接触性を向上させるカーボンコート層と、外部から供給されるガスを拡散させて、触媒層に供給するためのガス拡散基材層とから構成される。燃料極の触媒層には、例えば白金や白金とルテニウムとの合金などが含まれ、空気極の触媒層には、例えば、白金や白金とコバルトとの合金などが含まれる。これら高分子電解質膜および一対の触媒電極（触媒層、カーボンコート層およびガス拡散基材層）を一体化したものは、膜電極接合体（membrane electrode assembly；以下「ＭＥＡ」とも称する）と呼ばれる。
　ＭＥＡは、積層されることで電気的に直列に接続されうる。このとき、燃料ガスと酸化ガスとを混ざらないようにするため、および各ＭＥＡを電気的に直列に接続するために、導電性を有するセパレータが各ＭＥＡの間に配置される。ＭＥＡを一対のセパレータで挟持したものは「燃料電池」または単に「セル」と呼ばれ、複数の燃料電池の積層体は「燃料電池スタック」または単に「スタック」と呼ばれる。
　ＭＥＡの触媒材料には、上述したように、白金のような非常に高価な希少金属が用いられることが多い。このため、燃料電池を使用した商品が市場に普及するためには、使用済みの燃料電池からＭＥＡを回収し、回収したＭＥＡの触媒層から希少金属を回収し、再利用することが、コストおよび環境への配慮の観点から必要とされる。
　燃料電池に用いられるＭＥＡの高分子電解質膜や燃料極触媒層、空気極触媒層、ガス拡散層などの材料や組成などは、その燃料電池の用途や性能、仕様に応じて、異なる。例えば、都市ガスやＬＰガス、灯油などから燃料ガスを得る家庭用コージェネレーションシステムにおいては、燃料ガスにＣＯが混入するため、燃料極の触媒層にＣＯを選択的に酸化除去でき、ＣＯによる被毒に耐性を持つルテニウムと白金との合金が使用される。
　一方、燃料ガスに純水素を使用する自動車用の燃料電池スタックにおいては、ＣＯの混入がないため、燃料極の触媒層に純白金のみが用いられる。空気極の触媒層にも、必要な性能に応じて、純白金や白金とコバルトとの合金、白金とコバルトとニッケルとの合金などが用いられる。
　ＭＥＡにおける高分子電解質膜の材料も、燃料電池の用途などに応じて、フッ素樹脂系のイオン交換膜や炭化水素樹脂系のイオン交換膜などが使用される。
　このため、市場には、種々の異なる材料によって構成されたＭＥＡが流通することになる。しかし、一般的にＭＥＡの高分子電解質膜は、その材料が異なっても、外見上ほぼ同じであることから、一見しただけでは、いかなる系統の高分子電解質膜（例えばフッ素樹脂系か炭化水素樹脂系か）かを判別することは困難である。また、触媒層はガス拡散層の高分子電解質膜側に配置されていることから判別が困難である。さらに、たとえガス拡散層を剥離したとしても、触媒層の外観から触媒層の組成を判断することは困難である。
　ＭＥＡの触媒層から希少金属を回収する場合、高分子電解質膜や触媒層などの組成を容易に判別することができれば、ＭＥＡのリサイクルのために最適な回収プロセスを用いることができ、これによって、回収効率を向上でき、回収にかかるコストを低減することができる。
　従来、燃料電池のそれぞれの構成部材（ＭＥＡ、セパレータなど）の組成の判別を容易にするため、セパレータに燃料電池の固有情報を表示する固有情報表示部を有する燃料電池があった（例えば、特許文献１参照）。
　図１は、特許文献１に記載された従来の燃料電池を示す。
　図１の燃料電池１はＭＥＡ２、およびＭＥＡ２を挟むセパレータ３ａ、３ｂから構成される。セパレータ３ｂには固有情報表示部４が固定されている。固有情報表示部４に表示された固有情報を読み取ることで、燃料電池１の固有情報を得ることができる。
　ところで、燃料電池のリサイクルは、通常、１）燃料電池スタックを個々の燃料電池に分解し燃料電池をさらにセパレータとＭＥＡとに分解するステップと、２）ＭＥＡから希少金属を回収するステップとを有する。１）および２）のステップは、通常、時間的かつ空間的に別々に行われる（例えば、特許文献２参照）。
　また、燃料電池スタック内の、各燃料電池の運転状況を確認するために、各燃料電池にＲＦタグを取り付ける技術が知られている（例えば特許文献３および特許文献４参照）。特許文献３に記載された技術では、ＲＦタグは、セル電圧を感知するために、電極に電気的に接続されている。
特開２００３－１１５３１９号公報 特開２００６－２０７００３号公報 特表２００７－５１５０５０号公報 米国特許出願公開第２００５／０１３６３０１号明細書
　しかしながら、図１に示したような燃料電池では、ＭＥＡの情報がセパレータにのみに配置されている固有情報表示部に表示されているため、燃料電池をセパレータとＭＥＡとに分解し、ＭＥＡのみを回収した場合、ＭＥＡの組成などを判別することができなかった。
　また燃料電池の寿命は１０年ほどであることから、燃料電池が出荷されてから使用不能となりリサイクルのために回収されるまでの期間は長い。したがって燃料電池は長期間、繰り返し（およそ数千～数万回）起動および停止されることになる。そして、燃料電池（セパレータ）の温度は、発電時には６０℃～９０℃まで上昇し、停止時には常温まで低下する。このため、上記構成の燃料電池では、セパレータに配置された固有情報表示部（特にバーコードやＩＣチップ）が長期間かつ多数回、温度変化にさらされるため、固有情報表示部が劣化して、固有情報表示部に表示される固有情報を読み取れないという問題があった。
　本発明は、ＭＥＡが単独に回収された場合であっても、固有情報を取得できるＭＥＡを提供することを目的とし、かつ、長期間使用しても劣化しない固有情報部を有するＭＥＡを提供することを目的とする。
　本発明の第一は、以下に示す膜電極接合体である。
　［１］高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜を挟む、燃料極および空気極からなる一対の触媒電極と、を有する膜電極接合体であって、固有情報部をさらに有し、前記固有情報部には前記膜電極接合体の固有情報が記録されている、膜電極接合体。
　［２］前記固有情報は、前記触媒電極の触媒組成に関する情報を含む、［１］に記載の膜電極接合体。
　［３］前記固有情報は、前記触媒電極内の白金の含有量を含む、［１］または［２］に記載の膜電極接合体。
　［４］前記燃料極は、前記高分子電解質膜に接する燃料極触媒層、および前記燃料極触媒層に接する燃料極ガス拡散層を有し、前記空気極は、前記高分子電解質膜に接する空気極触媒層、および前記空気極触媒層に接する空気極ガス拡散層を有し、前記固有情報部は、前記燃料極ガス拡散層または前記空気極ガス拡散層に配置されている、［１］～［３］のいずれか一つに記載の膜電極接合体。
　［５］前記高分子電解質膜は、前記触媒電極から前記高分子電解質膜の面方向にはみ出ており、前記固有情報部は、前記高分子電解質膜のはみ出た箇所に配置されている、［１］～［３］のいずれか一つに記載の膜電極接合体。
　［６］前記高分子電解質膜と接触し、前記触媒電極に覆われない電解質膜補強部材をさらに有し、前記固有情報部は、前記電解質膜補強部材に配置されている、［１］～［３］のいずれか一つに記載の膜電極接合体。
　［７］前記高分子電解質膜および前記一対の触媒電極を収容する枠体部をさらに有し、前記固有情報部は、前記枠体部に配置されている、［１］～［３］のいずれか一つに記載の膜電極接合体。
　［８］一対のセパレータに挟まれる［１］～［７］のいずれか一つに記載の膜電極接合体であって、前記一対のセパレータは冷却媒体入口マニホールドを有し、前記固有情報部は、前記冷却媒体入口マニホールドの近傍に配置されている、［１］～［７］のいずれか一つに記載の膜電極接合体。
　［９］前記固有情報部は、１次元コード、２次元コード、ドット、文字列またはＩＣチップである、［１］～［８］のいずれか一つに記載の膜電極接合体。
　本発明の第二は、以下に示す燃料電池である。
　［１０］［１］～［９］のいずれか一つに記載の膜電極接合体と、膜電極接合体を挟む一対のセパレータと、を有する、燃料電池。
　本発明の第三は、以下に示す燃料電池のリサイクル方法である。
　［１１］［１０］に記載の燃料電池から前記セパレータを取り外すステップ、前記膜電極接合体に配置された前記固有情報部から固有情報を読み取るステップ、前記固有情報に基づいてリサイクルに適切な膜電極接合体を分別するステップ、前記リサイクルに適切な膜電極接合体から白金を回収するステップ、を有する、燃料電池のリサイクル方法。
　本発明のＭＥＡによれば、燃料電池が、セパレータとＭＥＡとに分解され、ＭＥＡが単独で回収された場合であってもＭＥＡが有する固有情報部によって、ＭＥＡの固有情報を容易に取得することができる。これにより、ＭＥＡを最適なリサイクル工程に移行することができ、ＭＥＡに含まれる希少金属の回収効率を高めることができ、回収コストを下げることができる。
　また、本発明のＭＥＡによれば、長期間に及ぶ燃料電池の起動および停止による温度変化によって引き起こされる固有情報部の劣化を低減することが可能になる。これにより燃料電池を長期間使用した後であっても、固有情報部に記録されたＭＥＡの固有情報が失われることが防止される。
従来の燃料電池の斜視図 本発明の固有情報部の例を示す図 本発明の燃料電池のリサイクル方法のフローを示す図 実施の形態１のＭＥＡを含む燃料電池の斜視図 実施の形態１のＭＥＡを含む燃料電池の正面図 実施の形態１のＭＥＡを含む燃料電池の分解断面図 実施の形態１のＭＥＡの燃料極ガス拡散層の正面図 実施の形態２のＭＥＡの燃料極ガス拡散層の正面図 実施の形態３のＭＥＡを含む燃料電池の正面図 実施の形態３のＭＥＡの分解斜視図 実施の形態３のＭＥＡを含む燃料電池の分解断面図 実施の形態３のＭＥＡを含む燃料電池の断面図 実施の形態４のＭＥＡを含む燃料電池の正面図 実施の形態４のＭＥＡの分解斜視図 実施の形態４のＭＥＡを含む燃料電池の分解断面図 実施の形態４のＭＥＡを含む燃料電池の断面図 実施の形態５のＭＥＡの断面図 実施の形態６のＭＥＡの断面図 実施の形態７のＭＥＡの断面図 実施の形態８のＭＥＡの断面図 実施の形態９のＭＥＡを含む燃料電池の斜視図 実施の形態９のＭＥＡの正面図 実施の形態９のＭＥＡの断面図 実施の形態１０のＭＥＡを含む燃料電池の斜視図 実施の形態１１のＭＥＡの正面図、および断面図 実施の形態１２のＭＥＡの正面図、および断面図 実施の形態１３のＭＥＡを含む燃料電池の分解斜視図、および拡大断面図 実施の形態１４のＭＥＡを含む燃料電池の分解斜視図、および拡大断面図
　本発明の燃料電池は、燃料電池単体であってもよく、複数の燃料電池を積層した燃料電池スタックであってもよい。通常、燃料電池スタックは、集電板、絶縁板および端板によって挟持され、さらに締結ロッドにより固定される。
　燃料電池は、膜電極接合体（以下「ＭＥＡ」とも称する）と、ＭＥＡを挟持するセパレータとを備える。本発明では、ＭＥＡが固有情報部を有することを特徴とする。固有情報部には、ＭＥＡの固有情報が記録されている。本発明は、固有情報の内容および固有情報部の配置位置に特徴を有する。以下、ＭＥＡ、固有情報部、および固有情報部の配置位置について説明する。
　［ＭＥＡについて］
　ＭＥＡは、高分子電解質膜と、高分子電解質膜を挟む燃料極および空気極からなる一対の触媒電極とを有する。触媒電極は、それぞれ高分子電解質膜に接する触媒層と、触媒層に積層されるガス拡散層とを有することが好ましい。
　高分子電解質膜は、湿潤状態において、プロトンを選択的に輸送する機能を有する高分子膜である。高分子電解質膜の材料は、水素イオンを選択的に移動させるものであれば特に限定されない。このような材料の例にはフッ素系の高分子電解質膜や炭化水素系の高分子電解質膜などが含まれる。フッ素系の高分子電解質膜の具体的な例には、デュポン社のＮａｆｉｏｎ膜や旭硝子株式会社のＦｌｅｍｉｏｎ膜、旭化成株式会社のＡｃｉｐｌｅｘ膜、ジャパンゴアテックス社のＧＯＲＥ－ＳＥＬＥＣＴ膜などが含まれる。
　高分子電解質膜の面積は一般的に触媒電極の面積よりも大きく設計される。したがって、触媒電極に挟まれた高分子電解質膜の一部は、触媒電極から、高分子電解質膜の面方向にはみ出し、外部に露出する（図１０参照）。このように高分子電解質膜の一部が触媒電極からはみ出し、外部に露出することで、触媒電極同士がショートすることが防止される。
　触媒層は、水素または酸素の酸化還元反応を促進する触媒を含む層である。触媒層は、導電性を有し、かつ水素および酸素の酸化還元反応を促進する触媒能を有するものであれば特に限定されない。空気極側の触媒層は、例えば触媒として白金や白金とコバルトとの合金、白金とコバルトとニッケルとの合金など含む。燃料極側の触媒層は、触媒として白金や白金とルテニウムとの合金などを含む。
　触媒層は、例えば、これらの触媒を担持させたアセチレンブラックやケッチェンブラック、バルカンなどのカーボン微粒子に、プロトン導電性を有する電解質と撥水性を有するＰＴＦＥなどの樹脂を混合し、高分子電解質膜上に塗布することで形成される。
　ガス拡散層は、導電性を有する多孔質層である。ガス拡散層の材料は、導電性を有し、かつ反応ガスが拡散できるものであれば特に限定されない。ガス拡散層は、セパレータ側から供給されるガスを触媒層に拡散させるガス拡散基材層と、ガス拡散基材層と触媒層との接触性を向上させるカーボンコート層とから構成されていてもよい。さらにガス拡散層は、任意の部材を有していてもよく、例えばガス拡散基材層のセパレータに接する面にガス透過性の保護膜などを有していてもよい。
　ガス拡散層は、例えば、撥水性を有するＰＴＦＥなどの樹脂を付帯させた炭素繊維や、糸状のカーボンを織って作製したカーボンクロス、紙状のカーボンペーパーなどを触媒層表面に圧着して、作製されてもよい。
　ＭＥＡは、さらに電解質膜補強部材を有していてもよい。電解質膜補強部材は、高分子電解質膜が折れ曲がらないように高分子電解質膜の形状を保持するための部材である。電解質膜補強部材は高分子電解質膜に接触し、触媒電極に覆われない（図１４参照）。電解質膜補強部材は、例えば、高分子電解質膜の面の全外周部に配置されたり（図１５～図１８参照）、高分子電解質膜の面の全外周部に配置され、かつ高分子電解質膜の全周囲の縁を覆ったり（図１７、図１８参照）、高分子電解質膜の全周囲の縁を覆ったりすることで（図１７～図２０参照）、高分子電解質膜と接触し、高分子電解質膜の形状を保持する。高分子電解質膜と電解質膜補強部材との接着性を高めるため、電解質膜補強部材は、高分子電解質膜の面の外周部に重なっていることが好ましい（図１５～図１８参照）。
　電解質膜補強部材の材料は絶縁性であれば特に限定されない。また、燃料電池の発電時に高分子電解質膜は、高温かつ酸性（ｐＨ１～２）になるため電解質膜補強部材の材料は、耐熱性および耐酸性を有することが好ましい。このような電解質膜補強部材の材料の例には、ポリプロピレンやポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマーなどが含まれる。
　電解質膜補強部材は、例えば、上記部材を含むフィルムを高分子電解質にラミネートしてもよい。ラミネートは、例えば熱圧着によって行われる。
　電解質膜補強部材が高分子電解質膜を補強することで、高分子電解質膜の形状が保持され、さらにはＭＥＡの形状が保持され、ＭＥＡの取り扱いが容易になる。
　ＭＥＡは、さらに枠体部を有していてもよい。枠体部は、高分子電解質膜および触媒電極を保持するための部材である。枠体部は、触媒電極がセパレータと接することができるように高分子電解質膜および触媒電極を収容する。枠体部を有するＭＥＡを以下「枠体一体型ＭＥＡ」とも称する。
　枠体部は、絶縁性で熱伝導率が低い部材からなる。また、枠体部は、耐熱性および耐酸性を有することが好ましく、通常は樹脂である。このような枠体部の材料の例には、ポリプロピレンやポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレングリコールなどが含まれる。
　枠体部は、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口マニホールドおよび冷却媒体を排出するための冷却媒体出口マニホールドを有する。また、枠体部には、燃料ガスを給排気するためのマニホールド、および酸化ガスを給排気するためのマニホールドが形成されている。さらに枠体部には、冷却媒体や酸化ガス、燃料ガスなどをそれぞれシールするゴム状のシール部が成形されてもよい。
　枠体部は、１）枠体部の形状のキャビティが成形された金型を準備し、２）金型のキャビティ内に、上述したような枠体部の材料を充填し、冷却し、固体化させることによって成形されてもよい。
　本発明のＭＥＡを一対のセパレータ（燃料極セパレータおよび空気極セパレータ）で挟み込み、燃料電池を製造してもよい。
　セパレータは、燃料極と接する面に燃料ガス流路、空気極と接する面に酸化ガス流路を有する導電性の板である。セパレータの材料の例にはカーボンや金属などが含まれる。セパレータがガス流路を有する面は、凹部と凸部を有し、凹部がガス流路を形成する。
　セパレータは冷却媒体を供給するための冷却媒体入口マニホールドおよび冷却媒体を排出するための冷却媒体出口マニホールドを有する。また、セパレータは、燃料ガスを給排気するためのマニホールド、および酸化ガスを給排気するためのマニホールドを有する。さらにセパレータは、冷却媒体や酸化ガス、燃料ガスなどが漏れないようにするゴム状のシール部を有していてもよい。
　また、このように構成された燃料電池を積層し、燃料電池スタックを製造してもよい。通常、燃料電池またはスタックは、集電板、絶縁板および端板によって挟持され、さらに締結ロッドにより固定される。
　［固有情報部について］
　上述のように、本発明のＭＥＡは、固有情報部を有する。固有情報部には、ＭＥＡの固有情報が記録されている。ＭＥＡの固有情報とは、触媒電極の触媒組成に関する情報を含む。具体的には、固有情報は、燃料極側の触媒層および空気極側の触媒層の白金の含有量を含む。固有情報はさらに、触媒層に含まれる電解質、撥水剤などの組成や量、および高分子電解質膜に含まれる電解質の組成や量などに関する情報を含んでもよい。
　このような情報がＭＥＡが有する固有情報部に記録されていることから、ＭＥＡとセパレータとがリサイクルの工程で分解され別々に回収されたとしても、リサイクルに必要なＭＥＡに関する固有情報をＭＥＡが有する固有情報部から得ることができる。
　固有情報部は固有情報を記録できるものであれば、特に限定されない。図２は固有情報部の具体例を示す。図２に示されるように固有情報部の例には、バーコードのような１次元コード（図２Ａ参照）やドット（図２Ｂ参照）、ＱＲコードのような２次元コード（図２Ｃ参照）、ＩＣチップ（図２Ｄ参照）、数字や文字を含む文字列（図２ＥおよびＦ参照）などが含まれる。固有情報部が１次元コード、ドット、２次元コードまたは文字列である場合、固有情報部は、接着された印刷物であってもよく、ＭＥＡに直接印刷された印刷部でもよく、ＭＥＡに直接成形された成形部であってもよい。一方、固有情報部がＩＣチップである場合、固有情報部はＭＥＡに接着される。
　固有情報部をＭＥＡに直接成形する方法には、ＭＥＡをレーザでアブレーション加工する方法などが含まれる。
　固有情報部をＭＥＡに接着するには、接着剤を用いてもよい。接着剤は、耐熱性を持つ接着剤であることが好ましい。このような接着剤の例には、シリコン樹脂や変性シリコン樹脂を主成分とした接着剤（スリーボンド株式会社やセメダイン株式会社、信越化学工業株式会社などから市販されているシリコン接着剤）などが含まれる。耐熱性の接着剤を用いることで、ＭＥＡに接着された固有情報部が燃料電池の発電時の熱によって剥離することが防止される。
　固有情報部をＭＥＡに直接印刷する場合、印刷に用いるインクは耐熱性を有することが好ましい。このようなインクの例には樹脂バインダを含むインクなどが含まれる。耐熱性のインクを用いることで、ＭＥＡが有する固有情報部が燃料電池の発電時の熱によって溶解することが防止される。
　［固有情報部の配置位置について］
　固有情報部は、発電時の熱や温度変化によって劣化する恐れがある。例えば、固有情報部が接着剤によってＭＥＡに接着されている場合、燃料電池の発電時における熱によって固有情報部が剥がれ落ちたり、固有情報部が熱により劣化し固有情報が読み取れなくなったりする恐れがある。また、固有情報部がＭＥＡに成形されている場合、ＭＥＡに成形されたパターンが熱によって変形し、固有情報が読み取れなくなる恐れがある。
　したがって、固有情報部はＭＥＡ上の温度変化が小さい箇所に配置されることが好ましい。燃料電池において温度変化が小さい箇所は、例えば、ＭＥＡをセパレータで挟んだときの、ＭＥＡのうち冷却媒体入口マニホールドの近傍の領域や、燃料電池を積層し、燃料電池スタックを作製したときに、外部に露出する箇所である。冷却媒体入口マニホールドは、燃料電池を冷やすための冷却媒体を供給するためのパイプである。したがって、冷却媒体入口マニホールドの近傍は、燃料電池の発電時において、最も温度が低くなる。そのため、ＭＥＡのうち冷却媒体入口マニホールドの近傍の領域は、ＭＥＡにおいて最も温度変化が小さい箇所である。
　ここで、「冷却媒体入口マニホールドの近傍」とは、ＭＥＡを冷却媒体入口マニホールド側の領域と冷却媒体出口マニホールド側の領域とに二分したときの、冷却媒体入口マニホールド側の領域を意味する。すなわち、固有情報部を冷却媒体入口マニホールドの近傍に配置した場合、固有情報部と冷却媒体入口マニホールドとの間隔は、固有情報部と冷却媒体排出マニホールドとの間隔よりも小さい。具体的には、固有情報部と冷却媒体入口マニホールドとの間隔は、５０ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。
　固有情報部を温度変化が少ない箇所に配置することで、長期間に及ぶ燃料電池の起動および停止による温度変化によって引き起こされる固有情報部の劣化を低減することができる。これにより燃料電池を長期間使用した後であっても、固有情報部に記録されたＭＥＡの固有情報が失われることはない。
　また、本発明の膜電極接合体をセパレータで挟んだときに、セパレータの接触圧によって固有情報部が劣化したり、燃料電池の発電時のセパレータの熱によって、固有情報部が劣化したりすることを防ぐため、固有情報部とセパレータとは離間していることが好ましい。
　固有情報部は、ガス拡散層に配置されていてもよいし（実施の形態１および２参照）、高分子電解質膜に配置されていてもよいし（実施の形態３参照）、電解質膜補強部に配置されていてもよいし（実施の形態４～８参照）、枠体部に配置されていてもよい（実施の形態９～１４参照）。
　ガス拡散層に固有情報部を配置する場合、固有情報部は、燃料極ガス拡散層に配置されてもよいし、空気極ガス拡散層に配置されてもよいが、燃料極ガス拡散層に配置されることが好ましい。固有情報部が空気極ガス拡散層に配置されると、空気極ガス拡散層に供給される酸化ガスによって固有情報部が劣化する恐れがある。また、燃料極側の基準電位（燃料ガスである水素の基準電位）は、０Ｖである。したがって、固有情報部が燃料極ガス拡散層に配置されることで、電位による固有情報部の劣化を防止することができる。
　また、ガス拡散層の材料は、固有情報部の部材によって適宜選択されることが好ましい。例えば固有情報部がガス拡散層に接着される場合、ガス拡散層の材料はカーボンクロスやカーボンペーパー、カーボンシートなどであることが好ましい。
　一方、固有情報部がガス拡散層に直接成形される場合、ガス拡散層の材料はカーボンシートであることが好ましい。
　固有情報部をガス拡散層に接着するには、ガス拡散層に前処理を施した箇所に固有情報部を接着してもよい。ガス拡散層の前処理の例には、ガス拡散層に保護膜を設けたり、ガス拡散層のガス拡散基材層を削ったりしてガス拡散層の表面を平らにすることが含まれる。
　ガス拡散層への固有情報部の配置は、ガス拡散層が触媒層に積層された後に行うことが好ましい。上述したようにガス拡散層は熱圧着によって触媒層に積層される。したがって、ガス拡散層を触媒層に積層した後に、固有情報部を配置することで、固有情報部が熱圧着時の熱によって劣化することが防止される。
　高分子電解質膜に固有情報部を配置する場合、固有情報部は、高分子電解質膜のうち、触媒電極からはみ出た箇所に配置される（図１０参照）。また高分子電解質膜に固有情報部を配置する場合、固有情報部は耐酸性を有することが好ましい。耐酸性の固有情報部を用いることで、固有情報部の劣化が低減される。燃料電池の発電時に、高分子電解質膜は、酸性（ｐＨ１～２）になるからである。固有情報部を耐酸性にするには、例えば、固有情報部を耐酸性を有する物質で被覆またはコーティングすればよい。このような物質の例には、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（ポリエステル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＩ（ポリイミド）などが含まれる。
　固有情報部を高分子電解質膜に接着する場合、固有情報部を直接高分子電解質膜に接着してもよいし、高分子電解質膜に前処理を施した箇所に固有情報部を接着してもよい。高分子電解質膜の前処理の例には、高分子電解質膜に撥水性の保護膜を設けたり、高分子電解質膜に耐酸性の保護膜などを設けたりすることなどが含まれる。また、固有情報部を接着する接着剤は、耐熱性に加え耐酸性の接着剤であることが好ましい。耐酸性の接着剤を用いることで、高分子電解質膜に接着された固有情報部の劣化が低減される。
　また、高分子電解質膜に固有情報部を配置する場合、固有情報部は、触媒電極から離れた箇所に配置されることが好ましい。固有情報部が触媒電極から離れた箇所に配置されることで、触媒電極の電位による固有情報部の劣化が低減される。また、触媒電極は燃料電池の発電時に高温かつ高湿度になることから、固有情報部が触媒電極とは離れた箇所に配置されることで、高温および高湿度による固有情報部の劣化が低減される。
　また、固有情報部を高分子電解質膜に直接印刷する場合、印刷に用いるインクは耐熱性に加え耐酸性を有することが好ましい。耐酸性のインクを用いることで、高分子電解質膜に印刷された固有情報部の劣化が低減される。
　電解質膜補強部材に固有情報部を配置する場合、固有情報部の配置は、ガス拡散層が触媒層に積層された後が好ましい。上述したようにガス拡散層は熱圧着によって触媒層に積層される。したがって、ガス拡散層の積層後に固有情報部を配置することで、固有情報部が熱圧着時の熱によって劣化することが防止される。
　また、電解質膜補強部材に固有情報部を配置する場合、固有情報部は、高分子電解質膜に積層された触媒電極から離れた箇所に配置されることが好ましい。固有情報部が触媒電極から離れた箇所に配置されることで、触媒電極の電位による固有情報部の劣化が低減される。また、触媒電極は燃料電池の発電時に高温かつ高湿度になることから、固有情報部が触媒電極とは離れた箇所に配置されることで、高温および高湿度による固有情報部の劣化が低減される。
　枠体部に固有情報部を配置する場合、枠体部の形状のキャビティが成形された金型に予め一次元コードやドット、２次元コード、文字列の転写パターンを成形しておき、枠体部を成形すると同時に固有情報部を成形してもよい。
　また、枠体部に固有情報部を配置する場合、固有情報部を燃料電池スタックの外部に露出する箇所に配置してもよい。「燃料電池スタックの外部に露出する箇所」とは、例えば枠体部のセパレータとは接しない面（実施の形態１０、図２４参照）や、枠体部を、セパレータからＭＥＡの面方向に枠体部をはみ出すように設計したときの、枠体部のはみ出た箇所を意味する（実施の形態１３、図２７参照）。
　次に、本発明の燃料電池の製造例について説明する。
　本発明の燃料電池は、本発明のＭＥＡをセパレータで挟み込み製造される。また、このように製造された燃料電池を積層し、燃料電池スタックにしてもよい。燃料電池をいくつ積層するかは、必要とする出力によって適宜選択される。必要とする出力が大きい場合は、積層する燃料電池の枚数を増やせばよい。積層した燃料電池は、集電板および端板によって所定の締結圧が加えられ、締結され固定される。
　ＭＥＡをセパレータに挟み込む際、適切なＭＥＡを選択する必要がある。本発明では、ＭＥＡが固有情報部を有しているので、燃料電池の組み立ての際に読み取り機等でＭＥＡの固有情報を容易に読み取ることができる。そのため燃料電池の組み立ての際にＭＥＡを取り違えるリスクが軽減され、ＭＥＡの取り違いによる製造不良を防止することができる。
　また、固有情報部をＭＥＡの空気極側または燃料極側に配置することで、固有情報部が電極を示す目印ともなりうる。そのため燃料電池の組み立ての際に電極面を取り違えるリスクが軽減され、電極面の取り違えによる製造不良を防止することができる。これにより、燃料電池スタックの性能、品質の安定化が図れる。
　次に、本発明の燃料電池のリサイクル工程の例について図３に示したフローチャートを用いて説明する。図３は、燃料電池のリサイクル工程を示したフローチャートである。
　まず、ステップＳ１０００では、燃料電池スタックを各燃料電池に分解する。燃料電池スタックは、燃料電池コージェネレーションシステムや、燃料電池自動車から取り外され回収された燃料電池スタックなどでありうる。燃料電池スタックから燃料電池を取り出すには、積層された燃料電池を締結し固定している金属や樹脂を取り外せばよい。取り外された金属や樹脂は別のリサイクル工程に移行されてもよい。
　そして、ステップＳ１１００では、燃料電池からＭＥＡを取り出す。
　燃料電池からＭＥＡを取り出すには、燃料電池からセパレータを取り外せばよい。セパレータは金属またはカーボンから構成されている。取り外されたセパレータは、別のリサイクル工程に移行されてもよい。
　そして、ステップＳ１２００では、取り出されたＭＥＡを回収する。
　ステップＳ１０００およびステップＳ１１００は機械的に行われるが、ＭＥＡから希少金属などを回収する工程は、通常、触媒層から希少金属のみを溶解し回収する、化学的手法を用いる工程である。したがって、コストや効率の観点からバッチ処理が行われる。すなわちＭＥＡはステップＳ１２００で一度回収され集められた後、分別される。
　そして、ステップＳ１３００では、ＭＥＡの固有情報から、リサイクルの適否を判断する。リサイクルの適否の判断は、固有情報部に記録されたＭＥＡの固有情報に基づいてなされる。固有情報部を読み取る手段の例には、バーコードリーダや、２次元コードリーダ、ＩＣチップリーダ、肉眼による認識などが含まれる。バーコードリーダや２次元コードリーダなどはハンドスキャナであっても固定式スキャナであってもよい。
　本発明では、ＭＥＡが固有情報部を有することから、ＭＥＡのみからであってもＭＥＡの固有情報を容易に読み取ることができる。また、本発明における固有情報部はＭＥＡの温度変化が少ない箇所に配置されていることから、劣化が少ない。したがって、使用開始から長期間経過した場合であっても、固有情報部から固有情報を読み取ることができる。
　ここでリサイクルが不適切な場合とは、ＭＥＡに希少金属（特に白金）が使用されていない場合だけでなく、希少金属が使用されていたとしても著しく使用量が低かったり、回収が困難であったりなどの理由により、リサイクルしたとしてもコストに見合わない場合などを意味する。例えば、ＭＥＡの触媒層の白金の含有量が多い場合、ＭＥＡはリサイクル適切と判断される。一方、触媒層の白金の含有量が少なかったり、ＭＥＡの触媒層に含まれる触媒が、例えば安価なＦｅ（鉄）系の触媒である場合、ＭＥＡはリサイクル不適切と判断される。
　ステップＳ１３００でリサイクル不適切と判断されたＭＥＡは、ステップＳ１３１０で廃棄され、本フローは終了する。一方、ステップＳ１３００でリサイクル適切と判断されたＭＥＡは、ステップＳ１４００に移行する。
　そして、ステップＳ１４００では、リサイクル適切と判断されたＭＥＡをさらにＭＥＡの種類別に分別し集積する。ＭＥＡの分別は、固有情報部に記録されたＭＥＡの固有情報に基づいて行われる。
　ＭＥＡの分別は、固有情報部に記録された固有情報に基づいて行われる。ＭＥＡは、例えば燃料極または空気極に用いられた触媒の希少金属の種類ごとや、重量密度ごとに分別される。
　そして、ステップＳ１５００では、ＭＥＡの触媒層から白金を回収し、本フローを終了する。ＭＥＡの触媒層から白金を回収する方法の例には、特開昭６３－１６１１２９、特開２００６－２０７００３、特開２００７－０８３１７３、特開２００６－０９５３６７および特開２００２－２５５８１に記載された方法が含まれる。
　高分子電解質膜、ガス拡散層および枠体部も、リサイクル可能であれば、さらに別のリサイクル工程に移行される。
　回収されたＭＥＡのそれぞれの触媒は、高い白金含有量を有するので、ＭＥＡの触媒層から白金を回収する工程では、回収効率が高くなり、回収コストが低くなるというメリットがある。
　このように、本発明の燃料電池によれば、セパレータとＭＥＡとが解体され別個に回収された場合であってもＭＥＡが有する固有情報部によって、ＭＥＡの固有情報を容易に取得することができる。これにより、ＭＥＡを最適なリサイクル工程に移行することができ、ＭＥＡに含まれる希少金属の回収効率を高めることができ、回収コストを下げることができる。
　また、本発明の燃料電池によれば、長期間に及ぶ燃料電池の起動および停止による温度変化によって引き起こされる固有情報部の劣化を低減することが可能になる。これにより燃料電池を長期間使用した後であっても、固有情報部に記録されたＭＥＡの固有情報が失われない。例えば、固有情報部がＭＥＡに成形されている場合、成形部が熱によって変形することが低減される。また、固有情報部が印刷されている場合、印刷物が熱により劣化することが低減される。また固有情報部がＩＣチップの場合、ＩＣチップが熱により劣化し、ＩＣチップに記録された情報を読み取ることができなくなることが低減される。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は、これらの実施の形態によって限定されない。
　実施の形態１および２では、固有情報部がガス拡散層に配置された例について説明する。
　（実施の形態１）
　図４は、本発明の実施の形態１のＭＥＡを含む燃料電池１００の斜視図である。
　図４に示されるように、燃料電池１００は、ＭＥＡ２９およびＭＥＡ２９を挟む一対のセパレータ（燃料極セパレータ３６および空気極セパレータ３８）を備える。燃料極セパレータ３６および空気極セパレータ３８は、それぞれ酸化ガス入口マニホールド１０ａ、酸化ガス出口マニホールド１０ｂ、燃料ガス入口マニホールド１２ａ、燃料ガス出口マニホールド１２ｂ、冷却媒体入口マニホールド１１ａおよび冷却媒体出口マニホールド１１ｂを有する。
　図５は、燃料極セパレータ３６を取り外した、燃料電池１００の正面図である。
　図５に示されるように、空気極セパレータ３８は、シール部４２を有する。また、燃料極ガス拡散層２４上の冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍の領域に、固有情報が記録された固有情報部４１が配置されている。
　このように固有情報部がＭＥＡの燃料極ガス拡散層に配置されることで、ＭＥＡのみからであってもＭＥＡの固有情報を得ることができる。このためＭＥＡのリサイクルが容易である。また、固有情報部が燃料電池において温度変化が小さく、かつ低温な冷却媒体入口マニホールドの近傍に配置されることから、熱および温度変化による固有情報部の劣化を低減することができる。これにより、長期間使用された燃料電池であっても、固有情報部からＭＥＡの固有情報を読みとることが可能となる。また、固有情報部が電位の低い燃料極ガス拡散層に配置されることで、固有情報部が電位によって劣化することが防止される。
　図６は、燃料電池１００の分解断面図である。
　図６に示されるように、燃料極セパレータ３６は燃料ガス流路３７を有し、空気極セパレータ３８は酸化ガス流路３９および冷却媒体流路３５を有する。ＭＥＡ２９は、高分子電解質膜２０、空気極触媒層２１、燃料極触媒層２２、空気極ガス拡散層２３、燃料極ガス拡散層２４および固有情報部４１を有する。
　図７は、固有情報部４１が配置された燃料極ガス拡散層２４の正面図である。
　燃料極ガス拡散層２４における列Ａはセパレータに接しない箇所（ガス流路が配置される箇所）を示し、燃料極ガス拡散層２４における列Ｂはセパレータに接する箇所を示す。
　このように、本実施の形態では、固有情報部がセパレータと離間するので、セパレータによる接触圧をうけず、固有情報部の劣化をさらに低減することができる。
　図６および図７によって示されるように、固有情報部４１は、燃料極ガス拡散層２４上の燃料ガス流路３７が位置する（燃料極セパレータ３６と接触しない）箇所であって、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置される。
　このように、固有情報部を温度変化が小さい箇所に配置することで、熱による固有情報部の劣化が防止される。これにより、長期間使用されたＭＥＡの固有情報部からＭＥＡの固有情報を読みとることが可能となる。
　このように本実施の形態によれば、ＭＥＡからのみであってもＭＥＡの固有情報を得ることができるため、ＭＥＡのリサイクルの際に有利である。また、長期間使用されたＭＥＡの固有情報部からでも、ＭＥＡの固有情報を読みとることができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２のＭＥＡは、実施の形態１のＭＥＡにおける固有情報部４１の形状が異なる以外は、実施の形態１のＭＥＡと同一である。したがって固有情報部４１以外の重複する構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
　図８は、実施の形態２のＭＥＡに含まれる燃料極ガス拡散層２４の正面図である。
　図８に示されるように、燃料極ガス拡散層２４は固有情報部４１を有する。また、燃料極ガス拡散層２４における列Ａはセパレータに接しない箇所（ガス流路が配置される箇所）を示し、燃料極ガス拡散層２４における列Ｂはセパレータに接する箇所を示す。
　図８に示されるように、本実施の形態では、固有情報部４１はドットである。また、固有情報部４１は、一列だけではなく複数列の燃料ガス流路３７内に位置するように配置される。
　このように複数の流路内に位置するように、固有情報部を配置することで固有情報部をより大きくすることができ、固有情報部に記録された固有情報をより認識しやすくすることができる。これにより固有情報部を視認することが容易になる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３では、固有情報部が高分子電解質膜上に配置される例について説明する。
　図９は、燃料極セパレータを取り外した実施の形態３のＭＥＡを含む燃料電池２００の正面図である。実施の形態３のＭＥＡを含む燃料電池２００は、固有情報部の配置位置が異なる以外は、実施の形態１のＭＥＡを含む燃料電池１００と同じである。実施の形態１のＭＥＡを含む燃料電池１００と重複する構成要素については同一の符号を付し、説明は省略する。
　図９に示されるように、高分子電解質膜２０のうち、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に、固有情報が記録された固有情報部４１が配置されている。
　図１０は、実施の形態３のＭＥＡ２９の分解斜視図である。図１０に示されるように、固有情報部４１は、高分子電解質膜２０のうち、ガス拡散層２３および２４からはみ出た箇所に配置される。
　図１１は燃料電池２００の分解断面図である。図１２は燃料電池２００の断面図である。
　図１１に示されるように固有情報部４１は、高分子電解質膜２０上のシール部４２と燃料極触媒層２２とに挟まれた領域に配置される。また、図１２に示されるように、固有情報部４１と燃料極セパレータ３６とは、離間している。これにより固有情報部は、セパレータによる接触圧を受けず、固有情報部の劣化をさらに低減することができる。
　このように本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、ＭＥＡからのみであってもＭＥＡの固有情報を得ることができ、リサイクル工程において有利である。また、長期間使用されたＭＥＡの固有情報部からでも、ＭＥＡの固有情報を読みとることが可能となる。
　（実施の形態４）
　実施の形態４～８では、固有情報部が電解質膜補強部材に配置された例について説明する。
　図１３は、燃料極セパレータを取り外した実施の形態４のＭＥＡを含む燃料電池３００の正面図である。実施の形態４のＭＥＡを含む燃料電池３００は、電解質膜補強部材を有し固有情報部の配置位置が異なる以外は、実施の形態１のＭＥＡを含む燃料電池１００と同じである。実施の形態１のＭＥＡを含む燃料電池１００と重複する構成要素については同一の符号を付し、説明は省略する。
　図１３に示されるようにＭＥＡ２９は電解質膜補強部材２５を有する。固有情報が記録された固有情報部４１は電解質膜補強部材２５における冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置されている。
　図１４は、実施の形態４のＭＥＡ２９の分解斜視図である。図１４に示されるように、電解質膜補強部材２５は、触媒電極（燃料極触媒層２２および燃料極ガス拡散層２４）によって覆われない領域を有する。
　図１５は燃料電池３００の分解断面図である。図１６は燃料電池３００の断面図である。
　図１５に示されるように、電解質膜補強部材２５は、高分子電解質膜２０に接し、かつ高分子電解質膜２０のうち、燃料極（燃料極触媒層２２および燃料極ガス拡散層２４）および空気極（空気極触媒層２１および空気極ガス拡散層２３）からはみ出した部分を挟む。一方、高分子電解質膜２０の縁には電解質膜補強部材２５が配置されていない。また、固有情報部４１は、シール部４２と燃料極触媒層２２とに挟まれた電解質膜補強部材２５の領域であって、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置される。
　また、図１６に示されるように、固有情報部４１は燃料極セパレータ３６と離間している。これにより固有情報部４１はシール部４２による接触圧を受けず、固有情報部の劣化をさらに低減することができる。
　このように本実施の形態によれば、実施の形態１と同様にＭＥＡからのみであってもＭＥＡの固有情報を得ることができ、リサイクル工程において有利である。また、長期間使用されたＭＥＡの固有情報部からでも、ＭＥＡの固有情報を読みとることが可能となる。
　実施の形態４では、電解質膜補強部材が高分子電解質膜の面の外周部（触媒電極からはみ出た部分）に配置され、高分子電解質膜の縁を覆わない例を示した。実施の形態５～８では、電解質膜補強部材が高分子電解質膜の縁を覆う例について説明する。
　（実施の形態５）
　実施の形態５のＭＥＡは、実施の形態４のＭＥＡにおける電解質膜補強部材２５に代えて電解質膜補強部材２５ａを有するＭＥＡである。電解質膜補強部材２５ａ以外の重複する構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
　図１７は、実施の形態５のＭＥＡの断面図である。
　図１７に示されるように、ＭＥＡ２９は電解質膜補強部材２５ａを有する。電解質膜補強部材２５ａは、実施の形態４の電解質膜補強部材２５と異なり高分子電解質膜２０の縁を覆う。
　（実施の形態６）
　実施の形態６のＭＥＡは、実施の形態５のＭＥＡにおける触媒層２１、２２および電解質膜補強部材２５ａに代えて触媒層２１ａ、２２ａおよび電解質膜補強部材２５ｂを有するＭＥＡである。したがって電解質膜補強部材２５ｂおよび触媒層２１ａ、２２ａ以外の重複する構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
　図１８は、実施の形態６のＭＥＡの断面図である。
　図１８に示されるように、ＭＥＡ２９は電解質膜補強部材２５ｂおよび触媒層２１ａ、２２ａを有する。触媒層２１ａ、２２ａの面積はガス拡散層２３、２４の面積よりも小さい。電解質膜補強部材２５ｂは、触媒層２１ａ、２２ａからはみ出た高分子電解質膜２０および触媒層（２１ａ、２２ａ）の縁を覆う。電解質膜補強部材２５ａと異なり、電解質膜補強部材２５ｂの一部はガス拡散層２４および２３に覆われている。
　（実施の形態７）
　実施の形態７のＭＥＡは、実施の形態６のＭＥＡにおける高分子電解質膜２０および電解質膜補強部材２５ｂに代えて高分子電解質膜２０ａおよび電解質膜補強部材２５ｃを有するＭＥＡである。したがって高分子電解質膜２０ａおよび電解質膜補強部材２５ｃ以外の重複する構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
　図１９は、本発明の実施の形態７のＭＥＡの断面図である。
　図１９に示されるように、ＭＥＡ２９は高分子電解質膜２０ａおよび電解質膜補強部材２５ｃを有する。高分子電解質膜２０ａの面積はガス拡散層２３、２４の面積よりも小さく、触媒層２１ａ、２２ａの面積と同じである。電解質膜補強部材２５ｃは、高分子電解質膜２０ａおよび触媒層２１ａ、２２ａの縁を覆う。
　（実施の形態８）
　実施の形態８のＭＥＡは、実施の形態７のＭＥＡにおける高分子電解質膜２０ａおよび電解質膜補強部材２５ｃに代えて高分子電解質膜２０ｂおよび電解質膜補強部材２５ｄを有するＭＥＡである。したがって高分子電解質膜２０ｂおよび電解質膜補強部材２５ｄ以外の重複する構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
　図２０は、本発明の実施の形態８のＭＥＡの断面図である。
　図２０に示されるように、ＭＥＡ２９は高分子電解質膜２０ｂおよび電解質膜補強部材２５ｄを有する。高分子電解質膜２０ｂの面積は触媒層２１ａ、２２ａの面積よりもさらに小さい。図２０のように、高分子電解質膜の面積を、触媒層の面積よりも小さくしてもよいが、触媒層を無駄なく使うためには、高分子電解質膜の面積を触媒層の面積よりも大きくするほうが好ましい。電解質膜補強部材２５ｄは高分子電解質膜２０ｂおよび触媒層２１ａ、２２ａの縁を覆う。
　実施の形態５～８のように、電解質膜補強部材が高分子電解質膜の縁を覆うことで、高分子電解質膜をより強固に補強することができる、高分子電解質膜の形状を維持することができ、高分子電解質膜の取り扱いを容易にする。
　（実施の形態９）
　実施の形態９～１４では、ＭＥＡが枠体部を有し、かつ、固有情報部が枠体部に配置された例について説明する。
　図２１は、実施の形態９のＭＥＡを含む燃料電池の斜視図である。図２１に示されるように、燃料電池４００は、枠体部を有するＭＥＡ５０（以下「枠体一体型ＭＥＡ」と称する）を有する。燃料電池４００は、枠体一体型ＭＥＡ５０を有する以外は、燃料電池１００と同じである。燃料電池１００と同一の構成要件については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　図２２は、図２１に示される枠体一体型ＭＥＡ５０の正面図である。図２３は、図２２の枠体一体型ＭＥＡ５０のＸＹ線断面図である。
　図２２に示されるように、枠体一体型ＭＥＡ５０は、高分子電解質膜－触媒電極－複合体３０（以下単に「複合体３０」と称する）および枠体部４０を有する。枠体部４０は、酸化ガス入口マニホールド１０ａ、酸化ガス出口マニホールド１０ｂ、燃料ガス入口マニホールド１２ａ、燃料ガス出口マニホールド１２ｂ、冷却媒体入口マニホールド１１ａ、冷却媒体出口マニホールド１１ｂを有する。枠体部４０は、さらにシール部４２を有する。さらに、枠体部４０には、固有情報部４１が配置されている。このように固有情報部が枠体一体型ＭＥＡの枠体部に配置されることで、枠体一体型ＭＥＡのみからであってもＭＥＡの固有情報を得ることができる。
　図２３に示されるように、複合体３０は、高分子電解質膜２０、空気極触媒層２１、燃料極触媒層２２、空気極ガス拡散層２３および燃料極ガス拡散層２４を有する。枠体部４０は、複合体３０がセパレータ３６、３８と接することができるように、複合体３０を収容している。
　固有情報部４１は、枠体部４０のうち、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置される。具体的には、固有情報部４１は、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍であって、シール部４２と枠体部４０の縁とに挟まれた領域に配置される。
　このように本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、ＭＥＡからのみであってもＭＥＡの固有情報を得ることができ、リサイクル工程において有利である。また、長期間使用されたＭＥＡの固有情報部からでも、ＭＥＡの固有情報を読みとることが可能となる。
　（実施の形態１０）
　実施の形態１０では、固有情報部を燃料電池スタックの外部に露出するように配置した例について説明する。
　図２４は、実施の形態１０のＭＥＡを含む燃料電池５００の斜視図である。燃料電池５００は、固有情報部４１の配置位置が異なる以外は、燃料電池４００と同じである。燃料電池４００と同じ構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
　図２４に示されるように、燃料電池５００は、枠体一体型ＭＥＡ５０、燃料極セパレータ３６および空気極セパレータ３８を有する。枠対一体型ＭＥＡ５０のセパレータと接しない面（側面）には固有情報部４１が配置されている。固有情報部４１は側面上の冷却媒体入口マニホールド１１ａに最も近い場所に配置される。枠体一体型ＭＥＡの厚さ（側面の幅）は通常数ｍｍであることから、固有情報部４１を配置するには充分な大きさをもつ。このように本実施の形態では、固有情報部４１は、セパレータと離間しており、かつ冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置される。
　このように本実施の形態によれば、固有情報部がセパレータに接することがないので、セパレータによる接触圧をうけないことから、固有情報部の劣化をさらに低減することができる。また、本実施の形態では、枠体部のセパレータに接しない面に固有情報部が配置されることから、固有情報部が外部に露出している。そのため、本実施の形態のＭＥＡを含む燃料電池を積層しスタックを製造した場合、スタックを分解することなく、ＭＥＡの固有情報を読みとることができる。
　（実施の形態１１）
　実施の形態１１および１２では、枠体部に形成された凹部に固有情報部を配置する例について説明する。
　図２５Ａは、実施の形態１１の燃料電池の枠体一体型ＭＥＡ５１の正面図である。図２５Ｂは図２５Ａに示された枠体一体型ＭＥＡ５１のＸＹ線断面図である。枠体一体型ＭＥＡ５０と同一の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　図２５に示されるように、枠体部４０は、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に、ＭＥＡ５１の厚さ方向に窪んだ凹部４３を有する。具体的には、凹部４３は、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍であって、シール部４２と枠体部４０の縁とに挟まれた領域に位置する。また、凹部４３は枠体部４０の縁まで形成されている。固有情報部４１は凹部４３に配置される。このように固有情報部４１は、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置される。また固有情報部４１は、枠体部４０が有する凹部４３に配置されることから、枠体一体型ＭＥＡ５１をセパレータで挟んだとしても、固有情報部４１は、セパレータと離間する。
　このように本実施の形態によれば、固有情報部がセパレータに接することがないので、セパレータによる接触圧をうけず、実施の形態１０と同様に、固有情報部の劣化を低減することができる。また、本実施の形態の燃料電池を積層しスタックを製造した場合、固有情報部は外部に露出することはないので、汚れや衝撃による固有情報部の劣化を低減することができる。
　（実施の形態１２）
　図２６Ａは、本発明の実施の形態１２の枠体一体型ＭＥＡ５２の正面図である。図２６Ｂは図２６Ａに示された枠体一体型ＭＥＡ５２のＸＹ線断面図である。枠体一体型ＭＥＡ５０と同一の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　図２６に示されるように、枠体部４０は、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に、ＭＥＡの厚さ方向に窪んだ凹部４３を有する。具体的には、凹部４３は、シール部４２と枠体部４０の縁とに挟まれた領域に形成される。また、凹部４３は枠体部４０の縁には形成されていない。固有情報部４１は凹部４３のうち、冷却媒体入口マニホールドの近傍に配置される。このように固有情報部４１は、冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置される。また固有情報部４１は、枠体部４０が有する凹部４３に配置されることから、枠体一体型ＭＥＡ５２をセパレータで挟んだとしても、固有情報部４１は、セパレータと離間する。
　このように本実施の形態によれば、固有情報部がセパレータに接することがないので、セパレータによる接触圧をうけず、実施の形態１０と同様に、固有情報部の劣化を低減することができる。また、本実施の形態のＭＥＡを含む燃料電池を積層しスタックを製造した場合、固有情報部は枠体部の凹部内に密封されるので、実施の形態１１よりもさらに、汚れや衝撃による固有情報部の劣化を低減することができる。
　（実施の形態１３）
　実施の形態１３では、枠体一体型ＭＥＡがセパレータよりも長く設計された例について説明する。
　図２７Ａは、本発明の実施の形態１３のＭＥＡ５３を含む燃料電池６００の分解斜視図である。図２７Ｂは図２７Ａに示された燃料電池６００の線Ｘの拡大断面図である。
　図２７に示されるように、枠体一体型ＭＥＡ５３は、セパレータ３６および３８よりも、図面上の上下方向に長い。したがって、セパレータ３６およびセパレータ３８で枠体一体型ＭＥＡ５３を挟んだ場合、枠体部４０の一部がセパレータから、ＭＥＡ５３の面方向にはみ出し、枠体部４０のはみ出し部４４が形成される。
　固有情報部４１は、はみ出し部４４上であって、さらに冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置される。このため本実施の形態では、固有情報部４１はセパレータと離間しており、かつ冷却媒体入口マニホールド１１ａの近傍に配置される。
　このように本実施の形態によれば、固有情報部がセパレータに接することがないので、セパレータによる接触圧をうけず、実施の形態１０と同様に、固有情報部の劣化を低減することができる。また、本実施の形態では、枠体部のはみ出し部に固有情報部が配置されることから、固有情報部が外部に露出している。そのため、本実施の形態のＭＥＡを含む燃料電池を積層しスタックを製造した場合、スタックを分解することなく、ＭＥＡの固有情報を読みとることができる。
　（実施の形態１４）
　実施の形態１４では、セパレータが凹部を有する例について説明する。
　図２８Ａは、実施の形態１４の燃料電池７００の分解斜視図である。図２８Ｂは図２８Ａに示された燃料電池７００の線Ｘにおける拡大断面図である。
　図２８に示されるように、セパレータ３６’は、凹部３２を有する。凹部３２は、セパレータ３６’のＭＥＡに接する側の面に形成され、セパレータ３６’の厚さ方向に窪んでいる。そして、セパレータ３８’は凹部３４を有する。凹部３４は、セパレータ３８’のＭＥＡに接する側の面に形成され、セパレータ３８’の厚さ方向に窪んでいる。凹部３２、３４の位置は、枠体一体型ＭＥＡをセパレータ３６’、３８’で挟んだ場合、固有情報部４１が配置されている位置に、凹部３２、３４が配置されるように設定される。したがって、固有情報部４１は、セパレータ３６’および３８’の凹部３２および３４内に位置するように、枠体部４０に配置される。その結果、固有情報部４１はセパレータ３６’、３８’と離間する。
　このように本実施の形態によれば、固有情報部がセパレータに接することがないので、セパレータによる接触圧をうけず、実施の形態１０と同様に、固有情報部の劣化を低減することができる。また、本実施の形態の燃料電池を積層しスタックを製造した場合、固有情報部は外部に露出することはないので、汚れや衝撃による固有情報部の劣化を低減することができる。
　本出願は、２００８年３月１１日出願の特願２００８－０６１１７５、特願２００８－０６１１７６、特願２００８－０６１１７７および特願２００８－０６１１７８に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本発明の燃料電池は、ＭＥＡが固有情報部を有することから、ＭＥＡがリサイクルされる際にＭＥＡの固有情報を容易に判別可能である。また、固有情報部は燃料電池内の温度変化が小さい箇所に配置されることから、固有情報部が劣化せず、燃料電池を長期間使用した後であっても、ＭＥＡの固有情報を読み取ることが可能である。そのため、本発明の燃料電池は容易にリサイクルされうる。
 

Claims (16)

  1. 　高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜を挟む、燃料極および空気極からなる一対の触媒電極と、を有する膜電極接合体であって、
    　固有情報部をさらに有し、前記固有情報部には前記膜電極接合体の固有情報が記録されている、膜電極接合体。
  2. 　前記固有情報は、前記触媒電極の触媒組成に関する情報を含む、請求項１に記載の膜電極接合体。
  3. 　前記固有情報は、前記触媒電極内の白金の含有量を含む、請求項１に記載の膜電極接合体。
  4. 　前記燃料極は、前記高分子電解質膜に接する燃料極触媒層、および前記燃料極触媒層に接する燃料極ガス拡散層を有し、
    　前記空気極は、前記高分子電解質膜に接する空気極触媒層、および前記空気極触媒層に接する空気極ガス拡散層を有し、
    　前記固有情報部は、前記燃料極ガス拡散層または前記空気極ガス拡散層に配置されている、請求項１に記載の膜電極接合体。
  5. 　前記高分子電解質膜は、前記触媒電極から前記高分子電解質膜の面方向にはみ出ており、
    　前記固有情報部は、前記高分子電解質膜のはみ出た箇所に配置されている、請求項１に記載の膜電極接合体。
  6. 　前記高分子電解質膜と接触し、前記触媒電極に覆われない電解質膜補強部材をさらに有し、
    　前記固有情報部は、前記電解質膜補強部材に配置されている、請求項１に記載の膜電極接合体。
  7. 　前記高分子電解質膜および前記一対の触媒電極を収容する枠体部をさらに有し、前記固有情報部は、前記枠体部に配置されている、請求項１に記載の膜電極接合体。
  8. 　前記枠体部は凹部を有し、前記固有情報部は、前記凹部に配置されている、請求項７に記載の膜電極接合体。
  9. 　一対のセパレータに挟まれる請求項７に記載の膜電極接合体であって、
    　前記固有情報部は、前記枠体部の前記セパレータとは接しない面に配置されている、請求項７に記載の膜電極接合体。
  10. 　一対のセパレータに挟まれる請求項７に記載の膜電極接合体であって、
    　前記枠体部の一部は、前記セパレータから前記膜電極接合体の面方向にはみ出しており、前記固有情報部は、前記枠体部の前記セパレータからはみ出した箇所に配置されている、請求項７に記載の膜電極接合体。
  11. 　一対のセパレータに挟まれる請求項７に記載の膜電極接合体であって、
    　前記セパレータは凹部を有し、前記固有情報部は、前記セパレータの凹部内に位置するように前記枠体部に配置される、請求項７に記載の膜電極接合体。
  12. 　一対のセパレータに挟まれる請求項１に記載の膜電極接合体であって、
    　前記一対のセパレータは冷却媒体入口マニホールドを有し、
    　前記固有情報部は、前記冷却媒体入口マニホールドの近傍に配置されている、請求項１に記載の膜電極接合体。
  13. 　前記固有情報部は、１次元コード、２次元コード、ドット、文字列またはＩＣチップである、請求項１に記載の膜電極接合体。
  14. 　前記固有情報部は、１次元コード、２次元コード、ドットまたは文字列であり、前記固有情報部は前記枠体部に成形されている、請求項７に記載の膜電極接合体。
  15. 　請求項１に記載の膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟む一対のセパレータと、を有する、燃料電池。
  16. 　請求項１５に記載の燃料電池から前記セパレータを取り外すステップ、
    　前記膜電極接合体が有する前記固有情報部から前記固有情報を読み取るステップ、
    　前記固有情報に基づいてリサイクルに適切な膜電極接合体を分別するステップ、および
    　前記リサイクルに適切な膜電極接合体から白金を回収するステップ、
    　を有する、燃料電池のリサイクル方法。
     
     
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