WO2015049859A1 - 燃料電池用セパレーターおよび燃料電池 - Google Patents

燃料電池用セパレーターおよび燃料電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2015049859A1
WO2015049859A1 PCT/JP2014/004991 JP2014004991W WO2015049859A1 WO 2015049859 A1 WO2015049859 A1 WO 2015049859A1 JP 2014004991 W JP2014004991 W JP 2014004991W WO 2015049859 A1 WO2015049859 A1 WO 2015049859A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separator
groove
fuel cell
surface side
central region
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/004991
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
周重 紺野
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to CA2925249A priority Critical patent/CA2925249C/en
Priority to KR1020167007946A priority patent/KR101889201B1/ko
Priority to EP14850963.1A priority patent/EP3054513B1/en
Priority to CN201480054180.XA priority patent/CN105594038B/zh
Priority to US15/022,050 priority patent/US10153498B2/en
Publication of WO2015049859A1 publication Critical patent/WO2015049859A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/026—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant characterised by grooves, e.g. their pitch or depth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell separator and a fuel cell.
  • the fuel cell has a stack structure in which a plurality of fuel cells serving as a power generation unit are stacked, and each fuel cell sandwiches a membrane electrode assembly between opposing separators.
  • a method of forming a concave groove serving as a gas flow path for fuel gas and a concave groove serving as a cooling water flow path on the front and back surfaces of a separator by forming a plurality of concave and convex stripes by press molding is disclosed in, for example, This is proposed in Japanese Patent No. -54872.
  • the structure can be simplified, the fuel cell stacking direction can be shortened, and a large number of fuel cells can be stacked.
  • the fuel cell is mounted on, for example, a vehicle or the like in a state in which the stacked fuel cells are fastened by applying a force in the stacking direction, and the fastening force is constantly applied to each fuel cell. Since the fastening force to each part of the cell, such as the power generation region of the fuel cell and its surroundings, is not always uniform, the following problems may occur when the fastening force is always applied.
  • the outer edge of the separator for the fuel cell extends outward from the central region of the separator facing the power generation region of the membrane electrode assembly.
  • the outer edge of the separator for the fuel cell is connected to the periphery of the membrane electrode assembly and this.
  • the sealing member to seal will overlap.
  • the outer peripheral portion of the fuel cell separator tends to increase the thickness of the peripheral edge of the membrane electrode assembly that is to be sandwiched between other separators.
  • the opposing region is a power generation region of the membrane electrode assembly, no other member such as a seal member is interposed, so that the membrane electrode junction that is to be sandwiched between other separators Body thickness is almost uniform.
  • the present invention can be implemented as the following modes.
  • the 1st aspect provides the separator for fuel cells which has the 2nd surface which makes the back surface of the 1st surface and 1st surface assembled
  • the fuel cell separator according to the first aspect includes a central region facing the power generation possible region of the membrane electrode assembly, a flat outer edge extending from the central region to an outer edge, and the first surface, A first surface-side groove formed in the central region; and a second surface-side groove formed in the central region on the second surface.
  • the groove of the first surface side concave groove portion and the groove of the second surface side concave groove portion are formed by forming a plurality of concave and convex stripes by press molding on the central region, and the first surface and the second groove in the central region.
  • the bottom wall of the first surface side groove portion at the boundary position where the end portion of another member different from the membrane electrode assembly can be located in the first surface side groove portion is arranged alternately on the surface, The rising height from the groove opening end is lower than the bottom wall of the other first surface side groove.
  • the separator for a fuel cell according to the first aspect is the rising height of the bottom wall from the groove opening end of the first surface side groove at the boundary position where the edge of another member different from the membrane electrode assembly can be located. Is configured to be lower than the bottom wall of the other first surface side groove portion located in the central region of the separator. Therefore, when the surface pressure is applied to the central region of the separator and the flat outer edge extending to the outer edge of the separator, the bottom wall rises from the groove opening end according to the fuel cell separator according to the first aspect. Since the height is low, the surface pressure applied to the periphery of the first surface side groove portion at the boundary position can be relaxed from the periphery of the other first surface side groove portion positioned on the separator central region side.
  • the surface pressure is applied to the central region of the separator and the flat outer edge extending to the outer edge of the separator while sandwiching the membrane electrode assembly with the other separator. Even if it is applied, buckling of the membrane electrode assembly and damage to the electrolyte membrane can be avoided or suppressed by reducing the surface pressure around the first surface side groove at the boundary position.
  • the boundary position is located on the outer edge side of the first surface side groove portion, and the first surface side recess on the outer edge portion side of the first surface side groove portion.
  • the rising height of the bottom wall of the groove may be lower than the bottom wall of the other first surface side concave groove. Further, the rising height of the bottom wall of the first surface side groove portion located closest to the outer edge portion among the bottom grooves of the first surface side groove portion on the outer edge side of the first surface side groove portion. However, you may be lower than the said bottom part wall of the said other said 1st surface side recessed groove part located in the said center area
  • the rising height of the bottom wall of the one or more outer edge portions or the first surface side concave groove portion on the outermost edge side may be reduced.
  • the discharge height By adjusting the discharge height, the rising height can be easily reduced. Therefore, according to the fuel cell separator according to the first aspect, it is possible to reduce the manufacturing cost, and it is possible to eliminate or suppress problems that may occur due to the fastening force reaching by simple measures such as mold adjustment.
  • the second aspect provides a fuel cell separator having a first surface and a second surface forming the back surface of the first surface, which are assembled to the membrane electrode assembly.
  • the fuel cell separator according to the second aspect extends from the central region corresponding to the power generation possible region of the membrane electrode assembly to the outer edge from the separator central region facing the power generation region of the membrane electrode assembly.
  • a flat outer edge portion in the separator central region in the first surface, in a first surface-side groove formed on one surface side, in the separator central region in the second surface And a second surface side groove portion formed on the other surface side, and the groove of the first surface side groove portion and the groove of the second surface side groove portion are press-molded with respect to the central region of the separator.
  • the first surface and the second surface are alternately arranged on the front and back surfaces of the separator in the central region of the separator, and the outermost edge side of the first surface side concave groove portion
  • the bottom wall of the first surface side groove portion located on the outermost edge side to be placed is more than the bottom wall of the other first surface side groove portion located in the central region located in the central region of the separator, The rising height from the opening end of the groove is low.
  • the rising height of the bottom wall from the groove opening end of the first surface-side groove located on the outermost edge side located on the outermost edge side is the second aspect. Is configured so as to be lower than the bottom wall of the other first surface side groove portion located in the central region of the separator. Therefore, when the surface pressure is applied to the central region of the separator and the flat outer edge extending to the outer edge of the separator, according to the fuel cell separator according to the first aspect, the bottom from the groove opening end Since the rising height of the wall is low, the surface pressure applied to the periphery of the first surface side groove portion extending on the outer edge portion extending on the outer edge portion side is increased on the separator central region side.
  • the separator and the membrane electrode assembly are sandwiched between the separator central region and the flat outer edge extending to the outer edge of the separator. Even when surface pressure is applied, buckling of the membrane electrode assembly and avoiding damage to the electrolyte membrane are achieved by reducing the surface pressure around the first groove groove extending on the outermost edge side on the outermost edge side. Or, suppression becomes possible.
  • the rising height of the bottom wall of the first surface-side groove extending most on the outer edge portion may be reduced, and the discharge height of the press die may be reduced.
  • the fuel cell separator of the above aspect according to the second aspect it is possible to reduce the manufacturing cost, and to solve the problem that may occur due to the fastening force reaching by simple measures such as mold adjustment or Can be suppressed.
  • a fuel cell according to a third aspect is a fuel cell in which a plurality of fuel cells each sandwiching a membrane electrode assembly between a first separator and a second separator are stacked, each of the fuel cells being a first cell
  • any one of the fuel cell separators according to the second aspect is provided as the first separator, and the outer edge portion is joined to the outside of the power generation region of the membrane electrode assembly.
  • the bottom wall of the first surface side groove portion included in the first separator of one of the fuel cells is the second wall of the other fuel cell. It is in contact with the separator.
  • the first separator sandwiching the membrane electrode assembly is provided with the first surface side concave groove extending on the side of the flat outer edge extending from the separator central region to the outer edge.
  • a separator that can relieve the surface pressure around the groove on the surface side.
  • the separator central region of the first separator is opposed to the power generation region of the membrane electrode assembly, and the outer edge portion of the first separator is attached to the membrane. Join the electrode assembly outside the power generation area.
  • the surface pressure applied from the central region of the separator to the outer edge portion on the outer side is around the first surface side groove portion extending on the outer edge portion side where the seal portion is interposed. Is alleviated.
  • the buckling of the membrane electrode assembly and the damage to the electrolyte membrane can be avoided or suppressed, and the battery life can be extended and the battery performance can be maintained.
  • the first separator in which the rising height of the bottom wall of the first surface side groove portion extending on the outer edge side is lowered can be replaced with the existing fuel cell.
  • the first surface side groove portion in the separator central region of the first separator can be a flow path for the gas supplied to the membrane electrode assembly.
  • the bottom wall of the first surface side concave groove portion of the first separator of one fuel cell stacked adjacent to each other is brought into contact with the second separator of another fuel cell, so that the second surface side concave portion is brought into contact.
  • the groove portion is closed, and the closed second surface side groove portion can be used as a cooling water flow path through which the cooling water passes.
  • the present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a fuel cell manufacturing method or a fuel battery cell.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an exploded configuration of a unit cell 100.
  • 3 is a schematic plan view showing a configuration of an anode separator 120.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing an enlarged part of a fuel gas flow channel groove 202 along the Y direction in the fuel gas flow channel 200 in the conversion region A shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the fuel cell 10 taken along line 5-5 at an enlarged portion of part C in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the rising height when the unit cell 100 of the present embodiment is viewed in a cross-section along line 5-5 in the enlarged portion of C part in FIG. 3.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a fuel cell 10 as an embodiment of the present invention.
  • the fuel cell 10 has a stack structure in which a plurality of unit cells 100 as fuel cells are stacked in the Z direction (hereinafter also referred to as “stacking direction”) and sandwiched between a pair of end plates 170F and 170E.
  • the fuel cell 10 has a front end side terminal plate 160F between a front end side end plate 170F and the unit cell 100 with a front end side insulating plate 165F interposed therebetween.
  • the fuel cell 10 has a rear end side terminal plate 160E between the rear end side end plate 170E and the unit cell 100 with a rear end side insulating plate 165E interposed therebetween.
  • the unit cell 100, the terminal plates 160F and 160E, the insulating plates 165F and 165E, and the end plates 170F and 170E each have a plate structure having a substantially rectangular outer shape, and the long sides are in the X direction (horizontal direction). ) And the short sides are arranged along the Y direction (vertical direction, vertical direction).
  • the end plate 170F, the insulating plate 165F, and the terminal plate 160F on the front end side include a fuel gas supply hole 172IN and a fuel gas discharge hole 172OT, a plurality of oxidant gas supply holes 174IN and an oxidant gas discharge hole 174OT, and a plurality of cooling waters. It has a supply hole 176IN and a cooling water discharge hole 176OT. These supply / discharge holes are connected to respective holes (not shown) provided at corresponding positions of the unit cells 100 to constitute gas / cooling water supply / discharge manifolds corresponding to the respective holes.
  • these supply / discharge holes are not provided in the end plate 170E, the insulating plate 165E, and the terminal plate 160E on the rear end side. This is because the reaction gas (fuel gas, oxidant gas) and cooling water are supplied from the front end plate 170F to each unit cell 100 via the supply manifold, while the exhaust gas from each unit cell 100 is discharged.
  • the fuel cell is a type that discharges discharged water from the front end side end plate 170F to the outside through a discharge manifold.
  • the present invention is not limited to this, for example, a type in which reaction gas and cooling water are supplied from the end plate 170F on the front end side, and exhaust gas and discharge water are discharged to the outside from the end plate 170E on the rear end side.
  • the plurality of oxidant gas supply holes 174IN are arranged along the X direction (long side direction) at the outer edge of the lower end of the front end side end plate 170F, and the plurality of oxidant gas discharge holes 174OT are arranged at the outer edge of the upper end. It is arrange
  • the fuel gas supply hole 172IN is disposed at the upper end in the Y direction (short side direction) of the outer edge at the right end of the front end plate 170F, and the fuel gas discharge hole 172OT is disposed in the Y direction at the outer edge at the left end. It is arranged at the lower end.
  • the plurality of cooling water supply holes 176IN are arranged along the Y direction below the oxidant gas supply holes 174IN, and the plurality of cooling water discharge holes 176OT are arranged above the oxidant gas discharge holes 174OT in the Y direction. Are arranged along.
  • the front end side terminal plate 160F and the rear end side terminal plate 160E are power collecting plates for the generated power of each unit cell 100, and output the power collected from terminals not shown to the outside.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing the structure of the unit cell 100 in an exploded manner.
  • the unit cell 100 includes a membrane electrode gas diffusion layer assembly (MEGA) 110, a gas diffusion layer assembly 110, an anode separator 120 disposed so as to sandwich both sides of the MEGA 110, and a cathode separator. 130, an adhesive seal 140, and a gas flow path member 150.
  • MEGA membrane electrode gas diffusion layer assembly
  • the MEGA 110 includes a membrane electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly) in which a pair of catalyst electrode layers are formed on both surfaces of an electrolyte membrane, and the MEA is a gas diffusion layer (Gas Diffusion Layer / GDL) that allows gas diffusion through the MEA. It is a power generator configured to be sandwiched. Note that MEGA may be referred to as MEA.
  • MEA Membrane Electrode Assembly
  • the anode-side separator 120 and the cathode-side separator 130 are composed of members having gas barrier properties and electronic conductivity, for example, carbon members such as dense carbon that compresses carbon particles and makes gas impermeate, It is made of a press-molded metal member such as stainless steel or titanium steel. In this embodiment, the anode-side separator 120 was produced by press molding stainless steel.
  • the anode-side separator 120 includes a plurality of groove-shaped fuel gas flow paths on the MEGA 110 side surface, and a plurality of groove-shaped cooling water flow paths on the opposite surface. They are arranged alternately on the back side. These flow paths will be described later.
  • the anode-side separator 120 includes a fuel gas supply hole 122IN and a fuel gas discharge hole 122OT, a plurality of oxidant gas supply holes 124IN and an oxidant gas discharge hole 124OT, and a plurality of supply and discharge holes constituting the manifold described above.
  • a cooling water supply hole 126IN and a cooling water discharge hole 126OT are provided.
  • the cathode separator 130 includes a fuel gas supply hole 132IN and a fuel gas discharge hole 132OT, a plurality of oxidant gas supply holes 134IN and an oxidant gas discharge hole 134OT, a plurality of cooling water supply holes 136IN and a cooling water discharge. Hole 136OT.
  • the fuel gas supply hole 142IN and the fuel gas discharge hole 142OT, and the plurality of oxidant gas supply holes 144IN and the oxidant corresponding to the supply / discharge holes of the anode separator 120 are provided in the adhesive seal 140.
  • a gas discharge hole 144OT, a plurality of cooling water supply holes 146IN, and a cooling water discharge hole 146OT are provided.
  • the adhesive seal 140 is formed of a resin or rubber having sealing properties and insulating properties, and has a power generation region window 141 adapted to the rectangular shape of the MEGA 110 at the center thereof.
  • the peripheral edge of the power generation area window 141 has a stepped shape, and the MEGA 110 is assembled and attached to the stepped portion.
  • the MEGA 110 thus mounted on the power generation region window 141 is overlapped with the adhesive seal 140 at the step portion of the adhesive seal 140, and the region exposed at the power generation region window 141 is supplied with fuel gas from the anode-side separator 120 described later.
  • It is defined as a power generation possible region 112 (hereinafter referred to as “power generation region”) capable of generating power by an electrochemical reaction at least in part.
  • the adhesive seal 140 includes the supply / discharge holes described above in the peripheral region of the power generation region window 141 in which the MEGA 110 is incorporated, and the anode-side separator 120 and the cathode-side separator 130 are connected in a state where the MEGA 110 is incorporated in the power generation region window 141. , Seal around each supply and discharge hole. That is, the adhesive seal 140 seals the MEGA 110 at the step portion over the outer region of the power generation region 112 and also seals the rectangular outer peripheral surface of the MEGA 110 between the anode side separator 120 and the cathode side separator 130. .
  • a fuel gas sealing material 300, an oxidant sealing material 301, and a cooling water sealing material 302 are provided.
  • the gas flow path member 150 is located between the MEGA 110 and the cathode side separator 130 with the adhesive seal 140 interposed therebetween, and the oxidant gas supplied from the oxidant gas supply hole 134IN of the cathode side separator 130 is A gas flow path for flowing along the surface direction (XY plane direction) of the MEGA 110 to discharge from the oxidant gas discharge hole 134OT is formed.
  • a porous material having gas diffusibility and conductivity such as a metal porous body (for example, expanded metal) is used.
  • the gas flow path member 150 includes gas-impermeable thin leaf-like sealing sheets 151 at the upper and lower ends in FIG. 2, and the sheets are joined to the upper and lower end regions of the MEGA 110.
  • the cathode-side separator 130 has a substantially flat plate shape including the above-described supply / exhaust hole formation region, and the legs 131 protrude in the vicinity of the upper and lower ends of the gas flow path member 150 in FIG. I am letting.
  • the legs 131 come into contact with an outer edge portion 123 (described later) in the anode-side separator 120 of the adjacent unit cell 100. This situation will be described later.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the configuration of the anode separator 120.
  • FIG. 3 shows a state as viewed from the surface facing the other unit cell 100 adjacent to the anode separator 120 (hereinafter also referred to as “cooling surface”).
  • a surface facing the MEGA 110 opposite to the cooling surface is also referred to as a “gas surface”.
  • the anode-side separator 120 is formed by press-molding stainless steel or the like, and sandwiches the MEGA 110 together with the cathode-side separator 130 with an adhesive seal 140 and a gas flow path member 150 interposed therebetween as shown in FIG.
  • This anode-side separator 120 is provided with a plurality of first grooves 202 and second grooves 204, which will be described later, alternately arranged in the separator central area 121 facing the power generation area 112 described above of the MEGA 110, and outside the separator central area 121.
  • the outer peripheral edge portion 123 extending to the center region and surrounding the central region has a fuel gas supply hole 122IN, a fuel gas discharge hole 122OT, and a plurality of oxidant gas supply holes as the reaction gas and cooling water supply / discharge holes described above. 124IN and oxidant gas discharge hole 124OT, and a plurality of cooling water supply holes 126IN and cooling water discharge holes 126OT.
  • the fuel gas supply hole 122IN and the fuel gas discharge hole 122OT are individually sealed by the fuel gas sealing material 300, and have a plurality of oxidant gas supply holes 124IN and a plurality of oxidant gas discharge holes 124OT. Is sealed for each row of holes by the oxidant sealing material 301. Further, the plurality of cooling water supply holes 126IN and the cooling water discharge holes 126OT are sealed by the cooling water sealing material 302 including the separator central region 121 on the cooling surface side.
  • the first groove 202 is a concave groove on the gas surface side (first surface) of the anode separator 120 described above, and is concave on the back surface side in FIG. 3, and extends in this gas surface.
  • the second groove 204 is a concave groove that is concave on the cooling surface side (second surface) of the anode-side separator 120 described above, and in FIG. Then, the first groove 202 and the second groove 204 are formed as a plurality of concave and convex strips by press molding that presses a concave and convex mold adapted to both groove shapes against the separator central region 121, and in the separator central region 121.
  • the anode-side separator 120 is alternately arranged on the front and back surfaces (first surface and second surface). That is, the anode-side separator 120 has a cross-sectional uneven shape (cross-sectional corrugated shape) in which the first grooves 202 and the second grooves 204 are alternately and repeatedly arranged in a longitudinal sectional view in FIG.
  • the first groove 202 that is concave on the gas surface side is a fuel gas passage groove that supplies fuel gas to the MEGA 110 exposed to the power generation area window 141 of the adhesive seal 140 (hereinafter also referred to as “fuel gas passage groove 202”).
  • fuel gas passage groove 202 constitutes the 1st surface side recessed groove part.
  • the second groove 204 that is concave on the cooling surface side constitutes a rib that partitions the fuel gas flow channel groove 202, and the cooling water flow through which the cooling water passes when the anode separator 120 comes into contact with the cathode separator 130 described later.
  • a channel groove (hereinafter also referred to as “cooling water channel groove 204”) is formed.
  • the plurality of second grooves 204 constitutes a second surface side recessed groove portion, and the fuel gas flow path 200 formed of the plurality of fuel gas flow path grooves 202 is connected to the fuel gas discharge hole from the fuel gas supply hole 122IN. It is formed in a serpentine shape toward 122OT on the gas surface side described above on the back side of the paper in FIG.
  • the unit cell 100 of the present embodiment includes a serpentine-shaped fuel gas flow channel 200 in which a fuel gas flow channel groove 202 positioned on the upper and lower ends of the separator central region 121 shown in FIG.
  • the region 121 extends in the left-right direction, that is, the x direction in FIG.
  • the separator central region 121 faces the power generation region 112 of the MEGA 110, the fuel gas flow path extending in the left-right direction of the separator central region 121 on the outer edge 123 side also on the periphery of the power generation region 112 Fuel gas can be supplied from the groove 202. 3, the first groove 202 that is positioned on the upper and lower ends of the separator central region 121 and extends in the left-right direction of the separator central region 121 on the outer edge portion 123 side is provided in the separator central region. In order to distinguish from the 1st groove
  • the first groove 202 functions as a rib that partitions the cooling water flow channel groove 204 on the cooling surface side in the linear flow channel region extending in the X direction, including the conversion region A.
  • the fuel gas channel groove 202 functions as a rib that partitions the coolant channel groove 204 in the linear channel region extending in the X direction, the flow of the coolant in the second groove 204 toward the coolant discharge hole 126OT side. Does not disturb.
  • the fuel gas flow channel groove 202 serves as a wall, and the flow of the cooling water from the cooling water supply hole 126IN to the cooling water discharge hole 126OT can be hindered. Therefore, this is prevented by adopting the structure described below for the fuel gas passage groove 202 in this region.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing a part of the fuel gas channel groove 202 along the Y direction in the fuel gas channel 200 in the conversion region A shown in FIG. 3 in an enlarged manner.
  • the upper side is the cooling surface side
  • the lower side is the gas surface side.
  • a shallow groove 208 is formed in the fuel gas passage groove 202 formed along the Y direction.
  • the shallow groove portion 208 is a portion having a shallower depth than other portions (hereinafter also referred to as “deep groove portion 206”).
  • the depth of the fuel gas flow channel 202 means the distance from the position of the portion of the gas surface of the anode separator 120 in contact with the MEGA 110 to the bottom of the fuel gas flow channel 202.
  • the depth of the fuel gas flow channel groove 202 is deep at the position of the deep groove portion 206 and becomes shallow at the position of the shallow groove portion 208, the deep groove portion 206 and the shallow groove portion 208 are different in the fuel gas flow in the conversion region A of FIG. Although they are alternately arranged along the groove path of the road groove 202, none of them is in contact with the MEGA 110. Therefore, the fuel gas channel groove 202 allows the fuel gas to pass along the Y direction in FIG. 4 and along the channel groove path in the conversion region A in FIG. In this case, the depth of the deep groove 206 is the same as that of the fuel gas flow channel 202 in the flow channel other than the conversion region A.
  • the anode separator 120 is formed on the surface of the cathode separator 130 of the adjacent unit cell 100 on the bottom wall of each deep groove 206.
  • the outer peripheral surface of 202 s, the ceiling surface in the illustration of FIG. 4, is brought into contact, and the cathode-side separator 130 is not contacted at the position of the shallow groove portion 208.
  • communication is established between the surface of the cathode side separator 130 and the two adjacent cooling water passage grooves 204 with the shallow groove portion 208 interposed therebetween.
  • a channel groove 205 is formed.
  • the cooling water can flow not only in the Y direction along the cooling water channel groove 204 but also in the X direction via the communication channel groove 205.
  • the flow of the cooling water flowing through the cooling water flow channel 204 along the X direction can be prevented from being blocked by the fuel gas flow channel 202 along the Y direction.
  • the reverse case the same applies to the reverse case.
  • the shallow groove portion 208 is also formed in the fuel gas passage groove 202 along the X direction of the conversion area A shown in FIG. Thereby, it is possible to prevent the flow of the cooling water flowing through the cooling water passage groove 204 parallel to the fuel gas passage groove 202 along the Y direction from being blocked by the fuel gas passage groove 202 along the X direction. it can. Therefore, the anode-side separator 120 does not block the cooling water supplied from the cooling water supply hole 126IN by the fuel gas passage groove 202 along either the X direction or the Y direction. It is possible to flow toward 126 OT.
  • the anode-side separator 120 is provided with the fuel gas flow channel grooves 202 alternately arranged in the deep groove portions 206 and the shallow groove portions 208 along the groove paths in the conversion region A of FIG.
  • the anode-side separator 120 has a linear path in the serpentine-shaped groove path, that is, in the x direction in FIG. 3, other fuel gas flow path grooves 202 including the gas surface side end first grooves 202t, and cooling water
  • the cooling water passage groove 204 on the side has a simple concave groove shape.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the fuel cell 10 taken along line 5-5 at the enlarged portion C in FIG.
  • the fuel cell 10 is configured by stacking a plurality of unit cells 100, and the unit cell 100 sandwiches the MEGA 110 between an anode-side separator 120 and a cathode-side separator 130.
  • the MEGA 110 is shown in a form in which an MEA 110D having a catalyst electrode layer bonded to both membrane surfaces of the electrolyte membrane is sandwiched between the anode-side gas diffusion layer 110A and the cathode-side gas diffusion layer 110C.
  • Each unit cell 100 includes an outer edge portion 123 (see FIGS.
  • each unit cell 100 is brought into contact with the separator central region 121 in which the first groove 202 and the second groove 204 are formed facing the power generation region 112 of the MEGA 110.
  • the end first groove 202t and the first groove 202 in another part function as the fuel gas flow channel 202 extending as described above, with the concave groove opening end closed by the MEGA 110.
  • the unit cells 100 stacked adjacent to each other include the bottom wall 202s of the first groove 202 and the end bottom wall 202ts of the end first groove 202t included in the anode separator 120 of one unit cell 100, and the other unit.
  • the cathode side separator 130 of the cell 100 is brought into contact.
  • the second groove 204 functions as the cooling water channel groove 204 that extends as described above, with the concave groove opening end closed.
  • the legs 131 included in the cathode separator 130 of one unit cell 100 are brought into contact with the outer edge 123 of the anode separator 120 of the other unit cell 100.
  • the legs 131 function as supports for the unit cells 100 at the outer edge portion 123 of the anode separator 120.
  • the fuel cell 10 in which the unit cells 100 are stacked in this way is fastened in the cell stacking direction by a fastening shaft or the like (not shown), and the fastening force is generated by each part of each unit cell 100, specifically, the power generation of the MEGA 110. It always extends not only to the region 112 but also to the region of the outer edge 123.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a situation in which an excessive surface pressure is assumed when the constituent members of the unit cell 100 are within the standard dimensions or when the assembly accuracy is within an allowable range.
  • FIG. 6A shows a situation in which the assembly accuracy of the MEGA 110, the adhesive seal 140, and the gas flow path member 150 is secured.
  • the thickness may increase at the outer edge 123 at the periphery of the MEGA 110 that is the object to be clamped with the cathode separator 130, specifically, at the periphery of the power generation region 112 shown in FIG. That is, the thickness in the stacking direction is the power generation region 112 at the boundary position where the end of the sealing sheet 151 of the gas flow path member 150 and the adhesive seal 140 which is another member different from the MEGA 110 are stacked. It may be thicker than the thickness in the stacking direction.
  • the thickness of the MEGA 110 that is the object to be sandwiched between the cathode side separator 130 is substantially uniform.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the technical idea conventionally employed in forming the anode-side separator
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the technical idea adopted in this embodiment.
  • the end first groove 202t and the first groove 202 are both included in the separator central region 121 (see FIGS. 2 and 3).
  • the anode-side separator 120H of this comparative example treats the end first groove 202t extending on the outer edge portion 123 side and the other first groove 202 located inside the separator central region 121 in an equivalent manner.
  • the rising height from the opening end to the end bottom wall 202ts of the end first groove 202t (hereinafter referred to as the end side rising height Ht), and from the recessed groove opening end to the bottom wall 202s of the other first groove 202
  • the end-side rising height Ht of the end first groove 202 t is the rising height Hs of the other first groove 202.
  • the difference ⁇ H becomes a negative value so as to be lower, and the difference ⁇ H is set to ⁇ 0.01 to ⁇ 0.03. That is, even if the actual dimensions of the end side rising height Ht of the end first groove 202t and the rising height Hs of the other first groove 202 are within manufacturing tolerances, The value is required to be a negative value in the above range.
  • the end first groove 202t may be one end first groove 202t positioned closest to the outer edge portion 123, or one or more end portions positioned near or near the outer edge portion 123.
  • the first groove 202t may be used.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an outline of a press machine for molding the anode separator 120 of the present embodiment shown in FIG.
  • a press male mold Ku and a press female mold Kd are used.
  • the press female die Kd includes a concave cavity into which each of the below-mentioned convex stripes of the press male die Ku enters, and is not different from the existing configuration.
  • the press male mold Ku includes a first ridge Ts of a ridge adapted to the groove shape of the first groove 202 of the anode separator 120 and an end of the ridge adapted to the groove shape of the end first groove 202t.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the height of the unit cell 100 according to the present embodiment as viewed in cross section along the line 5-5 in the enlarged portion C of FIG.
  • the end bottom wall 202ts of the end first groove 202t is smaller than the bottom wall 202s than the other first grooves 202 by a difference ⁇ H shown in the figure. is doing.
  • each unit cell 100 receives fastening force at each part of the cell.
  • the end bottom wall 202ts is in contact with the cathode separator 130 of the adjacent unit cell 100.
  • the power generation region 112 (see FIGS. 2 to 3) of the MEGA 110 Contact of the outer edge 123 of the anode separator 120H to the peripheral edge, contact of the separator central region 121 to the power generation region 112 of the MEGA 110, and the bottom wall 202s and end of the first groove 202 to the cathode separator 130 of the other unit cell 100 Contact of the end bottom wall 202ts of the first groove 202t and contact of the leg 131 to the outer edge 123 of the other unit cell 100 occur.
  • Such a contact state is continued while the fastening force is applied, and the fastening force is not only in the power generation region 112 of each unit cell having the anode separator 120H of the comparative example, but also in the region of the outer edge portion 123. It always extends.
  • the anode-side separator 120H of the comparative example of FIG. 7 is equivalent to the end first groove 202t and the other first groove 202. Therefore, as described with reference to FIG. No measures are taken against the increase in thickness at the periphery of the power generation region 112 due to the presence of the sealing sheet 151 of the member 150. Therefore, in the anode-side separator 120H of the comparative example, the surface pressure locally increases at the periphery of the power generation region 112 surrounded by the dotted line in FIG. 6 due to the increase in the thickness described above, and the buckling and electrolyte of the MEA 110D are increased. It may cause damage to the membrane.
  • the anode-side separator 120 of the present embodiment has an end first groove 202t extending on the outer edge 123 side, and an end side rising height Ht from the groove opening end of the end bottom wall 202ts is the other first height.
  • the height is set to be lower than the rising height Hs of the groove 202 (difference ⁇ H ⁇ 0: see FIGS. 8 and 10). Therefore, according to the anode-side separator 120 of the present embodiment, the surface pressure applied to the flat outer edge 123 extending to the outer edge of the separator central region 121 is determined by the difference between the end-side rising height Ht and the rising height Hs. ⁇ H ( ⁇ 0) relaxes from the periphery of the other first groove 202 in the separator central region 121.
  • anode-side separator 120 of the present embodiment a large surface pressure is applied to the separator central region 121 and the flat plate-like outer edge portion 123 extending to the outer edge in a state where the MEGA 110 is sandwiched between the cathode-side separator 130. Even if it is applied, buckling of the MEA 110D and damage to the electrolyte membrane can be avoided or suppressed by relaxing the surface pressure around the end first groove 202t extending on the outer edge 123 side.
  • the end-side rising height Ht of the end first groove 202t may be set lower than the rising height Hs of the other first grooves 202, as shown in FIG.
  • Lowering the protrusion height KHt of the end first ridge Tts can be easily achieved by the top polishing of the end first ridge Tts using a precision grindstone device.
  • the separator manufacturing cost can be reduced, and the generation of excessive surface pressure that can occur when the fastening force reaches each part of the unit cell 100 and the accompanying MEA buckling and electrolyte.
  • the problem of damage to both film surfaces of the film can be eliminated or suppressed by a simple technique of top polishing of the end first protrusion Tts in the press male mold Ku.
  • the top polishing for the existing press male mold Ku is sufficient, the existing equipment can be used effectively, and the cost for manufacturing the separator can be further reduced due to the reduction of the mold cost.
  • the occurrence of excessive surface pressure that can occur when the fastening force reaches each part of the unit cell 100 and the accompanying MEA buckling and damage to both membrane surfaces of the electrolyte membrane are as follows. This is caused by an accumulated error of each member such as the sealing sheet 151 of the gas flow path member 150 or a deviation of these members within the assembly accuracy.
  • the anode-side separator 120 according to the present embodiment avoids or suppresses the above-described problems even when the accumulated error of each member or the deviation within the assembly accuracy occurs. For this reason, the manufacturing tolerance and assembly accuracy of each member can be relaxed to some extent, and therefore, the separator manufacturing cost and thus the fuel cell manufacturing cost can be further reduced through the reduction of the component manufacturing cost and the assembly cost.
  • the fuel cell 10 of the present embodiment uses the anode side separator 120 that reduces the surface pressure around the end first groove 202t extending on the outer edge portion 123 side. Therefore, according to the fuel cell 10 of the present embodiment, since the local surface pressure is not increased during the power generation operation, buckling of the MEA 110D and damage to the electrolyte membrane can be avoided or suppressed, and the battery life can be reduced. In addition to extending the service life, battery performance can be maintained.
  • the anode-side separator 120 in which the end-side rising height Ht of the end bottom wall 202ts of the end first groove 202t extending on the outer edge portion 123 side is lowered is used as an existing unit cell. 100 may be replaced. Therefore, according to the fuel cell 10 of the present embodiment, the manufacturing cost of the battery can be reduced, and the generation of the excessive surface pressure that can occur when the fastening force reaches each part of the unit cell 100 and the accompanying MEA seat. The problem of bending and damage to both membrane surfaces of the electrolyte membrane can be easily eliminated or suppressed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention.
  • the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or part of the above-described effects. Or, in order to achieve the whole, it is possible to replace or combine as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
  • the left and right sides of the separator central region 121 are positioned on the upper and lower ends of the separator central region 121 in the first groove 202 provided in the separator central region 121 and on the outer edge portion 123 side.
  • the first groove 202 extending in the direction is the end first groove 202t having a low end side rising height Ht, but is not limited thereto.
  • the first groove 202 formed on the outer edge 123 side in the y direction in FIG. 3 may be the end first groove 202t having a low end side rising height Ht.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

　アノード側セパレーター１２０は、プレス成型による複数の凹凸条の形成により、第１溝２０２と第２溝２０４とを、ＭＥＧＡ１１０の発電領域１１２と対向するセパレーター中央領域１２１に交互に並べて備える。第１溝２０２は、アノード側セパレーター１２０のガス面側でセパレーター中央領域１２１において延び、第２溝２０４は、ガス面側と反対の冷却面側でセパレーター中央領域１２１において延びる。セパレーター中央領域外側の外縁部１２３の側で延びた第１溝２０２である端部第１溝２０２ｔは、セパレーター中央領域１２１の側に位置する他の第１溝２０２より、端部側立上高Ｈｔが低い。

Description

燃料電池用セパレーターおよび燃料電池
　本発明は、燃料電池用セパレーターおよび燃料電池に関する。
　燃料電池は、発電単位となる燃料電池セルを複数積層したスタック構造とされ、それぞれの燃料電池セルは、向かい合うセパレーターにて膜電極接合体を挟持している。近年になり、燃料ガスのガス流路となる凹溝と冷却水流路となる凹溝とを、プレス成型による複数凹凸条の形成により、セパレーターの表裏面に形成する手法が、例えば、特開２０１３－５４８７２号公報に提案されている。
　この特許文献で提案されたセパレーターによれば、構造の簡略化や燃料電池セルの積層方向の短寸化、延いては、多数個数の燃料電池セルの積層化を図ることができる。燃料電池は、積層した燃料電池セルをその積層方向に力を掛けて締結した状態で、例えば車両等に搭載され、締結力はそれぞれの燃料電池セルに、常時、及んでいる。燃料電池セルの発電領域やその周囲といったセル各部位への締結力の及び方は、必ずしも均一とはならないので、締結力が常時及ぶことで次のような不具合が起き得る。燃料電池用セパレーターの外縁部は、膜電極接合体の発電領域と対向するセパレーター中央領域から外側に延びている都合上、燃料電池用セパレーターの外縁部には、膜電極接合体の周縁とこれをシールするシール部材が重なることになる。このようにシール部材が介在することで、燃料電池用セパレーターの外縁部では、他のセパレーターとの挟持対象である膜電極接合体の周縁の厚みが増し勝ちとなる。これに対し、セパレーターの中央領域では、その対向領域が膜電極接合体の発電領域である都合上、シール部材等の他の部材は介在しないので、他のセパレーターとの挟持対象である膜電極接合体の厚みはほぼ一律となる。仮に、外縁部の側に位置して延びる流路としての凹溝とセパレーターの中央領域の位置して延びる他の流路としての凹溝とについてなんの対処もしないとすれば、上記した厚みの関係から、外縁部の側で延びた凹溝の周辺では面圧が高まり、膜電極接合体の座屈や電解質膜の損傷を招きかねない。しかしながら、上記の特許文献では、こうした不具合についての対処が十分とは言えず、セパレーターの表裏面に凹溝を形成した上での改善の余地が指摘されるに到った。この他、締結力がそれぞれの燃料電池セルに及ぶことで起き得る不具合の簡便な対処や、燃料電池の製造コストの低減等を可能とすることも要請されている。
　上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。
　第１の態様は、膜電極接合体に組み付けられる、第１の面と第１の面の裏面をなす第２の面とを有する燃料電池用セパレーターを提供する。第１の態様に係る燃料電池用セパレーターは、前記膜電極接合体の発電可能領域と対向する中央領域と、前記中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部と、前記第１の面における、前記中央領域に形成された第１面側凹溝部と、前記第２の面における、前記中央領域に形成された第２面側凹溝部とを備える。前記第１面側凹溝部の溝と前記第２面側凹溝部の溝とは、前記中央領域に対するプレス成型による複数の凹凸条の形成により、前記中央領域において前記第１の面と第２の面に交互に並ぶと共に、前記第１面側凹溝部の内、前記膜電極接合体とは異なる他の部材の端部が位置し得る境界位置における前記第１面側凹溝部の底部壁は、他の前記第１面側凹溝部の底部壁よりも、凹溝開口端からの立ち上がり高さが低い。
　第１の態様に係る燃料電池用セパレーターは、膜電極接合体とは異なる他の部材の端部が位置し得る境界位置における第１面側凹溝部の凹溝開口端からの底部壁の立ち上がり高さがセパレーターの中央領域に位置する他の第１面側凹溝部の底部壁よりも低くなる構成を備えている。よって、セパレーター中央領域とその外縁に延びる平板状の外縁部とに掛けて面圧が掛かった場合、第１の態様に係る燃料電池用セパレーターによれば、凹溝開口端からの底部壁の立ち上がり高さが低い分、境界位置における第１面側凹溝部の周辺に掛かる面圧をセパレーター中央領域の側に位置する他の第１面側凹溝部の周辺より緩和できる。この結果、第１の態様に係る燃料電池用セパレーターによれば、他のセパレーターと膜電極接合体を挟持した状態でセパレーター中央領域とその外縁に延びる平板状の外縁部とに掛けて面圧が掛かっても、境界位置における第１面側凹溝部の周辺での面圧緩和により、膜電極接合体の座屈や電解質膜の損傷の回避、もしくは抑制が可能となる。
　第１の態様に係る燃料電池用セパレーターにおいて、前記境界位置は、前記第１面側凹溝部の外縁部側に位置し、前記第１面側凹溝部の外縁部側における前記第１面側凹溝部の前記底部壁の立ち上がり高さが、前記他の前記第１面側凹溝部の底部壁よりも低くても良い。さらに、前記第１面側凹溝部の外縁部側における前記第１面側凹溝部の前記底部溝のうち、最も外縁部側に位置する前記第１面側凹溝部の前記底部壁の立ち上がり高さが、前記中央領域に位置する前記他の前記第１面側凹溝部の前記底部壁よりも低くても良い。
　これら第１の態様に係る燃料電池用セパレーターでは、外縁部における１または複数の、または最も外縁部の側における第１面側凹溝部の底部壁の立ち上がり高さを低くすればよく、プレス金型の吐出高調整にて、上記の立ち上がり高さを容易に低くできる。よって、第１の態様に係る燃料電池用セパレーターによれば、その製造コストの低減が可能であるほか、金型調整という簡便な対処で締結力が及ぶことで起き得る不具合を解消もしくは抑制できる。
　第２の態様は、膜電極接合体に組み付けられる、第１の面と第１の面の裏面をなす第２の面とを有する燃料電池用セパレーターを提供する。であって、第２の態様に係る燃料電池用セパレーターは、前記膜電極接合体の発電可能領域と対応する中央領域と、前記膜電極接合体の発電領域と対向するセパレーター中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部と、前記第１の面における、前記セパレーター中央領域において、一方の面の側に形成されている第１面側凹溝部と、前記第２の面における、前記セパレーター中央領域において、他方の面の側に形成されている第２面側凹溝部とを備え、前記第１面側凹溝部の溝と前記第２面側凹溝部の溝とは、前記セパレーター中央領域に対するプレス成型による複数筋の凹凸条の形成により、前記セパレーター中央領域において前記第１の面と第２の面にセパレーター表裏面で交互に並ぶと共に、前記第１面側凹溝部の内、最も外側縁部側に位置する最も外縁部側に位置する前記第１面側凹溝部の底部壁は、前記セパレーターの中央領域に位置する前記中央領域に位置するその他の前記第１面側凹溝部の底部壁よりも、凹溝開口端からの立ち上がり高さが低い。
　第２の態様に係る上記形態の燃料電池用セパレーターは、最も外縁部の側に位置する最も外縁部の側に位置する第１面側凹溝部の凹溝開口端からの底部壁の立ち上がり高さがセパレーターの中央領域に位置する他の第１面側凹溝部の底部壁よりも低くなる構成を備えているようにしている。よって、セパレーター中央領域とその外縁に延びる平板状の外縁部とに掛けて面圧が掛かった場合、第１の態様に係る上記形態の燃料電池用セパレーターによれば、凹溝開口端からの底部壁の立ち上がり高さが低い分、外縁部の側に位置して延びる外縁部の側に位置して延びる第１面側凹溝部の周辺に掛かる面圧をセパレーター中央領域の側に位置する他の第１面側凹溝部の周辺より緩和できる。この結果、第１の態様に係る上記形態の燃料電池用セパレーターによれば、他のセパレーターと膜電極接合体を挟持した状態でセパレーター中央領域とその外縁に延びる平板状の外縁部とに掛けて面圧が掛かっても、最も外縁部の側の最も外縁部の側で延びた第１面側凹溝部の周辺での面圧緩和により、膜電極接合体の座屈や電解質膜の損傷の回避、もしくは抑制が可能となる。また、第２の態様に係る上記形態の燃料電池用セパレーターでは、最も外縁部の側で延びた第１面側凹溝部の底部壁の立ち上がり高さを低くすればよく、プレス金型の吐出高調整にて、上記の立ち上がり高さを容易に低くできる。よって、第２の態様に係る上記形態の燃料電池用セパレーターによれば、その製造コストの低減が可能であるほか、金型調整という簡便な対処で締結力が及ぶことで起き得る不具合を解消もしくは抑制できる。
　第３の態様は、燃料電池を提供する。第３の態様に係る燃料電池は、膜電極接合体を第１のセパレーターと第２のセパレーターで挟持する燃料電池セルを複数積層した燃料電池であって、前記燃料電池セルのそれぞれは、第１または第２の態様に係るいずれかの燃料電池用セパレーターを前記第１のセパレーターとして備えて、前記外縁部は前記膜電極接合体の発電領域外部位に接合される。隣り合って積層されている燃料電池セルにおいては、一の前記燃料電池セルの前記第１のセパレーターが有する前記第１面側凹溝部の底部壁は、他の前記燃料電池セルの前記第２のセパレーターに接触している。
　第３の態様に係る燃料電池では、膜電極接合体を挟持する第１のセパレーターを、セパレーター中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部の側で第１面側凹溝部を延ばし、この第１面側凹溝部の周辺での面圧緩和を可能とするセパレーターとする。そして、第１、第２のセパレーターで膜電極接合体を挟持することで、膜電極接合体の発電領域に第１のセパレーターのセパレーター中央領域を対向させ、第１のセパレーターの外縁部を、膜電極接合体の発電領域外部位に接合する。よって、第３の態様に係る燃料電池では、セパレーター中央領域からその外側の外縁部に掛けて掛かる面圧は、シール部が介在する外縁部の側で延びた第１面側凹溝部の周辺においては緩和される。この結果、第３の態様に係る燃料電池によれば、膜電極接合体の座屈や電解質膜の損傷の回避もしくは抑制を図ることができ、電池寿命の長寿命化や電池性能の維持を可能とする。また、第３の態様に係る燃料電池によれば、外縁部の側で延びた第１面側凹溝部の底部壁の立ち上がり高さを低くした第１のセパレーターを、既存の燃料電池セルにおいて置き換えればよいので、その製造コストの低減が可能であるほか、締結力が及ぶことで起き得る不具合を容易に解消もしくは抑制できる。なお、第３の態様に係る燃料電池では、第１のセパレーターのセパレーター中央領域における第１面側凹溝部を、膜電極接合体に供給するガスの流路とできる。また、隣り合って積層した一の燃料電池セルの第１のセパレーターが有する第１面側凹溝部の底部壁を他の燃料電池セルの第２のセパレーターに接触させることで、第２面側凹溝部を閉塞して、この閉塞された第２面側凹溝部を、冷却水が通過する冷却水流路とできる。
　なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池の製造方法や燃料電池セルとしての形態で実現することができる。
本発明の実施形態としての燃料電池１０の構成を示す概略斜視図である。 ユニットセル１００の構成を分解して示す概略斜視図である。 アノード側セパレーター１２０の構成を示す概略平面図である。 図３に示した転換領域Ａ内の燃料ガス流路２００のうちＹ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２の一部を拡大して示す概略斜視図である。 図３のＣ部拡大箇所における５－５線に沿った燃料電池１０の概略断面である。 ユニットセル１００の構成部材が規格寸法内である場合や組み付け精度が許容範囲内である場合に想定される過大面圧が生じる様子を説明する説明図である。 アノード側セパレーターを形成する上で従来採られていた技術思想を説明する説明図である。 本実施形態で採用した技術思想を説明する説明図である。 図８に示した本実施形態のアノード側セパレーター１２０を成型するプレス機器の概略を示す説明図である。 本実施形態のユニットセル１００を図３のＣ部拡大箇所における５－５線に沿って断面視して立上高の関係を併記して示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての燃料電池１０の構成を示す概略斜視図である。燃料電池１０は、燃料電池セルたるユニットセル１００をＺ方向（以下、「積層方向」とも呼ぶ）に複数積層し、一対のエンドプレート１７０Ｆ，１７０Ｅで挟持したスタック構造を有している。燃料電池１０は、前端側のエンドプレート１７０Ｆとユニットセル１００との間に、前端側の絶縁板１６５Ｆを介在させて前端側のターミナルプレート１６０Ｆを有する。燃料電池１０は、後端側のエンドプレート１７０Ｅとユニットセル１００との間にも、同様に、後端側の絶縁板１６５Ｅを介在させて後端側のターミナルプレート１６０Ｅを有する。ユニットセル１００と、ターミナルプレート１６０Ｆ，１６０Ｅと、絶縁板１６５Ｆ，１６５Ｅおよびエンドプレート１７０Ｆ，１７０Ｅは、それぞれ、略矩形状の外形を有するプレート構造を有しており、長辺がＸ方向（水平方向）で短辺がＹ方向（垂直方向，鉛直方向）に沿うように配置されている。
　前端側におけるエンドプレート１７０Ｆと絶縁板１６５Ｆとターミナルプレート１６０Ｆは、燃料ガス供給孔１７２ＩＮおよび燃料ガス排出孔１７２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮおよび酸化剤ガス排出孔１７４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１７６ＩＮおよび冷却水排出孔１７６ＯＴとを有する。これらの給排孔は、各ユニットセル１００の対応する位置に設けられているそれぞれの孔（不図示）と連結して、それぞれに対応するガス或いは冷却水の給排マニホールドを構成する。その一方、後端側におけるエンドプレート１７０Ｅと絶縁板１６５Ｅとターミナルプレート１６０Ｅには、これらの給排孔は設けられていない。これは、反応ガス（燃料ガス，酸化剤ガス）および冷却水を前端側のエンドプレート１７０Ｆからそれぞれのユニットセル１００に対して供給マニホールドを介して供給しつつ、それぞれのユニットセル１００からの排出ガスおよび排出水を前端側のエンドプレート１７０Ｆから外部に対して排出マニホールドを介して排出するタイプの燃料電池であることによる。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、前端側のエンドプレート１７０Ｆから反応ガスおよび冷却水を供給し、後端側のエンドプレート１７０Ｅから排出ガスおよび排出水が外部へ排出されるタイプ等の種々のタイプとすることができる。
　複数の酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮは、前端側のエンドプレート１７０Ｆの下端の外縁部にＸ方向（長辺方向）に沿って配置されており、複数の酸化剤ガス排出孔１７４ＯＴは、上端の外縁部にＸ方向に沿って配置されている。燃料ガス供給孔１７２ＩＮは、前端側のエンドプレート１７０Ｆの右端の外縁部のＹ方向（短辺方向）の上端部に配置されており、燃料ガス排出孔１７２ＯＴは、左端の外縁部のＹ方向の下端部に配置されている。複数の冷却水供給孔１７６ＩＮは、酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮの下側にＹ方向に沿って配置されており、複数の冷却水排出孔１７６ＯＴは、酸化剤ガス排出孔１７４ＯＴの上側にＹ方向に沿って配置されている。
　前端側のターミナルプレート１６０Ｆおよび後端側のターミナルプレート１６０Ｅは、各ユニットセル１００の発電電力の集電板であり、図示しない端子から集電した電力を外部へ出力する。
　図２はユニットセル１００の構成を分解して示す概略斜視図である。図示するように、ユニットセル１００は、膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly）１１０と、ＭＥＧＡ１１０の両面を挟むように配置されたアノード側セパレーター１２０と、カソード側セパレーター１３０と、接着シール１４０と、ガス流路部材１５０とを備える。
　ＭＥＧＡ１１０は、電解質膜の両面に一対の触媒電極層が形成された膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を含み、このＭＥＡをガス拡散透過を図るガス拡散層（Gas Diffusion Layer／ＧＤＬ）で挟持して構成される発電体である。なお、ＭＥＧＡをＭＥＡと呼ぶ場合もある。
　アノード側セパレーター１２０およびカソード側セパレーター１３０は、ガス遮断性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成型したステンレス鋼やチタン鋼などの金属部材によって形成されている。本実施形態では、アノード側セパレーター１２０については、ステンレス鋼をプレス成型して作製した。
　アノード側セパレーター１２０は、ＭＥＧＡ１１０の側の面に、複数の溝状の燃料ガス流路を備え、反対側の面に、複数の溝状の冷却水流路を備え、この両流路を、セパレーター表裏面で交互に並べている。これら流路については、後述する。このアノード側セパレーター１２０は、上述したマニホールドを構成する給排孔として、燃料ガス供給孔１２２ＩＮおよび燃料ガス排出孔１２２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１２４ＩＮおよび酸化剤ガス排出孔１２４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１２６ＩＮおよび冷却水排出孔１２６ＯＴとを備える。同様に、カソード側セパレーター１３０は、燃料ガス供給孔１３２ＩＮおよび燃料ガス排出孔１３２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１３４ＩＮおよび酸化剤ガス排出孔１３４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１３６ＩＮおよび冷却水排出孔１３６ＯＴとを備える。また、接着シール１４０にあっても、同様に、アノード側セパレーター１２０の給排孔に対応して、燃料ガス供給孔１４２ＩＮおよび燃料ガス排出孔１４２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１４４ＩＮおよび酸化剤ガス排出孔１４４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１４６ＩＮおよび冷却水排出孔１４６ＯＴとを備える。
　接着シール１４０は、シール性と絶縁性を有する樹脂或いはゴム等から形成され、その中央に、ＭＥＧＡ１１０の矩形形状に適合した発電領域窓１４１を有する。この発電領域窓１４１の周縁は、段差形状とされており、その段差部に、ＭＥＧＡ１１０が組み込み装着される。こうして発電領域窓１４１に装着されたＭＥＧＡ１１０は、接着シール１４０の段差部において接着シール１４０と重なり、発電領域窓１４１にて露出した領域を、後述のアノード側セパレーター１２０から燃料ガスの供給を受け、少なくとも一部において電気化学反応により発電が可能な発電可能領域１１２（以下、「発電領域」という。）と定義する。接着シール１４０は、ＭＥＧＡ１１０が組み込まれた発電領域窓１４１の周囲領域に既述した給排孔を備え、ＭＥＧＡ１１０を発電領域窓１４１に組み込んだ状態で、アノード側セパレーター１２０とカソード側セパレーター１３０とを、それぞれの給排孔回りを含めてシールする。つまり、接着シール１４０は、段差部でＭＥＧＡ１１０をその発電領域１１２の外側領域に亘ってシールするほか、ＭＥＧＡ１１０の矩形形状外周面についても、アノード側セパレーター１２０とカソード側セパレーター１３０との間でシールする。なお、アノード側およびセパレーター側の両セパレーターは、ユニットセル１００が積層された際の燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水ごとの給排孔のシール性をセパレーター同士の接合面で確保すべく、後述の図３に示すように燃料ガス用シール材３００と、酸化剤用シール材３０１と、冷却水用シール材３０２とを備える。
　ガス流路部材１５０は、接着シール１４０を介在させた上で、ＭＥＧＡ１１０とカソード側セパレーター１３０との間に位置し、カソード側セパレーター１３０の酸化剤ガス供給孔１３４ＩＮから供給される酸化剤ガスを、ＭＥＧＡ１１０の面方向（ＸＹ平面方向）に沿って流し、酸化剤ガス排出孔１３４ＯＴから排出するためのガス流路を構成する。ガス流路部材１５０としては、金属多孔体（例えば、エキスパンドメタル）などのガス拡散性および導電性を有する多孔質の材料が用いられる。また、このガス流路部材１５０は、図２における上下端に、ガス非透過の薄葉状のシーリングシート１５１を備え、当該シートを、ＭＥＧＡ１１０の上下端領域に接合させている。
　カソード側セパレーター１３０は、既述した給排孔の形成領域を含めてほぼ平板状とされ、図２におけるガス流路部材１５０の上下端近傍に、脚１３１を、図２における紙面奥側に突出させている。この脚１３１は、ユニットセル１００が積層された際に、隣り合うユニットセル１００のアノード側セパレーター１２０における後述の外縁部１２３に接触する。この様子については、後述する。
　図３はアノード側セパレーター１２０の構成を示す概略平面図である。この図３は、アノード側セパレーター１２０に隣接する他のユニットセル１００に対向する面（以下、「冷却面」とも呼ぶ）側から見た状態を示している。この冷却面と反対のＭＥＧＡ１１０に対向する面を「ガス面」とも呼ぶ。アノード側セパレーター１２０は、ステンレス鋼等をプレス成型して形成され、図２に示すように、接着シール１４０とガス流路部材１５０とを介在させて、ＭＥＧＡ１１０をカソード側セパレーター１３０と共に挟持する。このアノード側セパレーター１２０は、ＭＥＧＡ１１０の既述した発電領域１１２と対向するセパレーター中央領域１２１に、後述の複数の第１溝２０２と第２溝２０４とを交互に並べて備え、セパレーター中央領域１２１から外側に延びて当該中央領域を取り囲む平板状の外縁部１２３に、既述した反応ガスおよび冷却水の給排孔として、燃料ガス供給孔１２２ＩＮおよび燃料ガス排出孔１２２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１２４ＩＮおよび酸化剤ガス排出孔１２４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１２６ＩＮおよび冷却水排出孔１２６ＯＴとを備える。これら給排孔のうち、燃料ガス供給孔１２２ＩＮと燃料ガス排出孔１２２ＯＴとは、燃料ガス用シール材３００により個別にシールされ、複数の酸化剤ガス供給孔１２４ＩＮと複数の酸化剤ガス排出孔１２４ＯＴとは、酸化剤用シール材３０１により、孔の並びごとにシールされる。また、複数の冷却水供給孔１２６ＩＮおよび冷却水排出孔１２６ＯＴは、冷却面側のセパレーター中央領域１２１を含んで冷却水用シール材３０２によりシールされる。
　第１溝２０２は、アノード側セパレーター１２０の既述したガス面側（第１面）であって図３においては紙面奥側の面の側で凹な凹溝であり、このガス面において延びる。第２溝２０４は、アノード側セパレーター１２０の既述した冷却面側（第２面）であって図３においては紙面手前側の面の側で凹な凹溝であり、この冷却面において延びる。そして、この第１溝２０２と第２溝２０４は、両溝形状に適合した凹凸形状の金型をセパレーター中央領域１２１に対するプレス押圧するプレス成型による複数の凹凸条として形成され、セパレーター中央領域１２１においてアノード側セパレーター１２０の表裏面（第１面および第２面）で交互に並ぶ。つまり、アノード側セパレーター１２０は、図３における縦断面視において、この第１溝２０２と第２溝２０４とが交互に繰り返し並んだ断面凸凹形状（断面波形形状）とされている。
　ガス面側で凹な第１溝２０２は、接着シール１４０の発電領域窓１４１に露出したＭＥＧＡ１１０に燃料ガスを供給する燃料ガス流路溝（以下、「燃料ガス流路溝２０２」とも呼ぶ）を構成する。なお、複数の第１溝２０２は第１面側凹溝部を構成する。冷却面側で凹な第２溝２０４は、燃料ガス流路溝２０２を仕切るリブを構成するとともに、後述のカソード側セパレーター１３０にアノード側セパレーター１２０が接触することで、冷却水が通過する冷却水流路溝（以下、「冷却水流路溝２０４」とも呼ぶ）を構成する。なお、複数の第２溝２０４は第２面側凹溝部を構成する、そして、複数の燃料ガス流路溝２０２で構成される燃料ガス流路２００が、燃料ガス供給孔１２２ＩＮから燃料ガス排出孔１２２ＯＴへ向けてサーペンタイン状に、図３における紙面裏側の既述したガス面側に形成されている。本実施形態のユニットセル１００は、サーペンタイン状の燃料ガス流路２００において、図３に示すセパレーター中央領域１２１の上下端側に位置する燃料ガス流路溝２０２を、外縁部１２３の側でセパレーター中央領域１２１の左右方向、即ち図３におけるｘ方向に延ばしている。こうすることで、セパレーター中央領域１２１がＭＥＧＡ１１０の発電領域１１２に対向した場合に、この発電領域１１２の周縁にも、外縁部１２３の側でセパレーター中央領域１２１の左右方向に延びた燃料ガス流路溝２０２から燃料ガスを供給できる。なお、図３のＣ部拡大に示すように、セパレーター中央領域１２１の上下端側に位置して、外縁部１２３の側でセパレーター中央領域１２１の左右方向に延びる第１溝２０２を、セパレーター中央領域１２１の内側に位置する第１溝２０２と区別すべく、端部第１溝２０２ｔと称することとする。
　燃料ガス流路溝２０２は、サーペンタイン状の溝経路を採ることから、図３に示すセパレーター中央領域１２１の左右の水平端側領域である転換領域Ａでは、溝経路向きをＸ方向からＹ方向に変える、或いはこの逆にＸ方向からＹ方向に変える。そして、第１溝２０２は、この転換領域Ａを含め、Ｘ方向に延びる直線流路域において、冷却面側において、冷却水流路溝２０４を仕切るリブとして機能する。燃料ガス流路溝２０２は、Ｘ方向に延びる直線流路域において冷却水流路溝２０４を仕切るリブとして機能するとはいえ、冷却水排出孔１２６ＯＴの側へ向かう第２溝２０４での冷却水の流れを阻害しない。ところが、溝経路向きが変換する転換領域Ａでは、燃料ガス流路溝２０２が壁となって、冷却水供給孔１２６ＩＮから冷却水排出孔１２６ＯＴへ向かう冷却水の流れが阻害され得る。そこで、この領域の燃料ガス流路溝２０２を以下で説明する構造とすることにより、これを防止している。
　図４は図３に示した転換領域Ａ内の燃料ガス流路２００のうちＹ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２の一部を拡大して示す概略斜視図である。図４において、上方は冷却面側であり、下方はガス面側である。Ｙ方向に沿って形成された燃料ガス流路溝２０２には、浅溝部２０８が形成されている。浅溝部２０８は、他の部分（以下、「深溝部２０６」とも呼ぶ）よりも深さが浅い部分である。ここで、燃料ガス流路溝２０２の深さとは、アノード側セパレーター１２０のガス面のＭＥＧＡ１１０に接触する部分の位置から、燃料ガス流路溝２０２の底部までの距離を意味する。従って、燃料ガス流路溝２０２の深さは、深溝部２０６の位置において深く、浅溝部２０８の位置において浅くなるものの、深溝部２０６と浅溝部２０８は、図３の転換領域Ａにおける燃料ガス流路溝２０２の溝経路に沿って交互に並んでいるが、いずれも、ＭＥＧＡ１１０とは接触しない。よって、燃料ガス流路溝２０２は、図４においてはＹ方向に沿って、図３の転換領域Ａにおいてはその流路溝経路に沿って燃料ガスを通過させる。この場合、深溝部２０６の深さは、転換領域Ａ以外の流路溝経路における燃料ガス流路溝２０２と同じとされている。
　また、複数のユニットセル１００が積層された燃料電池１０（図１，２参照）において、アノード側セパレーター１２０は、隣接するユニットセル１００のカソード側セパレーター１３０の表面に、各深溝部２０６の底部壁２０２ｓの外周面、図４の図示では天井面を接触させ、浅溝部２０８の位置ではカソード側セパレーター１３０に接触させない。このため、アノード側セパレーター１２０の浅溝部２０８の位置の冷却面側には、カソード側セパレーター１３０の表面との間に、浅溝部２０８を挟んで隣接する２つの冷却水流路溝２０４を連通する連通流路溝２０５が形成される。この構造によって、冷却水は、冷却水流路溝２０４に沿ってＹ方向に流れるだけでなく、連通流路溝２０５を介してＸ方向にも流れるようにすることが可能となる。これにより、転換領域Ａにおいて、Ｘ方向に沿った冷却水流路溝２０４を流れる冷却水の流れがＹ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２によって遮断されるのを防止することができる。この逆の場合も同様である。
　また、図示は省略するが、図３に示した転換領域ＡのＸ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２にも同様に浅溝部２０８が形成される。これにより、Ｙ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２に平行な冷却水流路溝２０４を流れる冷却水の流れがＸ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２によって遮断されるのを防止することができる。従って、アノード側セパレーター１２０は、冷却水供給孔１２６ＩＮから供給される冷却水を、X方向およびY方向のいずれの方向に沿った燃料ガス流路溝２０２によっても遮断させずに、冷却水排出孔１２６ＯＴへ向けて流すことが可能である。
　アノード側セパレーター１２０は、燃料ガス流路溝２０２を図３の転換領域Ａにおいてはその溝経路に沿って深溝部２０６と浅溝部２０８を交互に並べて備える。その一方、アノード側セパレーター１２０は、サーペンタイン状の溝経路における直線経路、即ち図３におけるｘ方向では、ガス面側の端部第１溝２０２ｔを含む他の燃料ガス流路溝２０２と、冷却水側の冷却水流路溝２０４とを、単純な凹溝形状としている。
　次に、燃料電池１０におけるユニットセル１００の積層の様子を説明する。図５は図３のＣ部拡大箇所における５－５線に沿った燃料電池１０の概略断面である。図示するように、燃料電池１０は、複数のユニットセル１００を積層して構成され、ユニットセル１００は、ＭＥＧＡ１１０をアノード側セパレーター１２０とカソード側セパレーター１３０とで挟持する。なお、この図５では、ＭＥＧＡ１１０は、電解質膜の両膜面に触媒電極層を接合したＭＥＡ１１０Ｄをアノード側ガス拡散層１１０Ａとカソード側ガス拡散層１１０Ｃで挟持した形態で示されている。そして、それぞれのユニットセル１００は、アノード側セパレーター１２０がセパレーター中央領域１２１の外側に延ばして備える外縁部１２３（図２～図３参照）を、ＭＥＧＡ１１０の発電領域１１２（図２～図３参照）の周縁において、ＭＥＧＡ１１０に接合させる。また、それぞれのユニットセル１００は、第１溝２０２と第２溝２０４が形成済みのセパレーター中央領域１２１をＭＥＧＡ１１０の発電領域１１２に対向させて接触させる。これにより、端部第１溝２０２ｔと他の部位の第１溝２０２は、その凹溝開口端がＭＥＧＡ１１０で閉塞され、既述したように延びる燃料ガス流路溝２０２として機能する。
　隣り合って積層されたユニットセル１００は、一方のユニットセル１００のアノード側セパレーター１２０が有する第１溝２０２の底部壁２０２ｓと端部第１溝２０２ｔの端部底部壁２０２ｔｓとを、他方のユニットセル１００のカソード側セパレーター１３０に接触させる。これにより、第２溝２０４は、その凹溝開口端が閉塞され、既述したように延びる冷却水流路溝２０４として機能する。また、隣り合って積層されたユニットセル１００は、一方のユニットセル１００のカソード側セパレーター１３０が有する脚１３１を、他方のユニットセル１００のアノード側セパレーター１２０の外縁部１２３に接触させる。これにより、脚１３１は、アノード側セパレーター１２０の外縁部１２３において、それぞれのユニットセル１００の支えとして機能する。このようにユニットセル１００を積層した燃料電池１０は、図示しない締結シャフト等にて、セル積層方向に締結され、その締結力はそれぞれのユニットセル１００の各部位、具体的には、ＭＥＧＡ１１０の発電領域１１２のみならず、外縁部１２３の領域に、常時、及ぶことになる。
　図６はユニットセル１００の構成部材が規格寸法内である場合や組み付け精度が許容範囲内である場合に想定される過大面圧が生じる様子を説明する説明図である。図６（Ａ）では、ＭＥＧＡ１１０や接着シール１４０、ガス流路部材１５０の組み付け精度が確保されている状況を示している。こうした状況であっても、ＭＥＧＡ１１０が装着される接着シール１４０や、ガス流路部材１５０のシーリングシート１５１が介在する箇所では、各部材が規格寸法内であっても、その誤差の累積によっては、或いはＭＥＧＡ１１０との重なり状況によっては、外縁部１２３において、カソード側セパレーター１３０との挟持対象であるＭＥＧＡ１１０の周縁、具体的には図１に示す発電領域１１２の周縁においてその厚みが増すことが有り得る。すなわち、ＭＥＧＡ１１０とは異なる他の部材である接着シール１４０や、ガス流路部材１５０のシーリングシート１５１の端部が積層される箇所である、境界位置においては、その積層方向の厚みが発電領域１１２の積層方向の厚みよりも厚くなることがある。
　図６（Ｂ）では、ＭＥＧＡ１１０や接着シール１４０、或いはガス流路部材１５０が図における上下に組み付け精度内でずれた状況を理解を容易にするため誇張して示している。こうした状況では、各部材が規格寸法内であっても、ＭＥＧＡ１１０が装着される接着シール１４０や、ガス流路部材１５０のシーリングシート１５１の介在状態が変わるため、やはり、カソード側セパレーター１３０との挟持対象であるＭＥＧＡ１１０の周縁の厚みが増すことが有り得る。こうした状況は、境界位置に対応する、または近接する外縁部１２３の側で延びる端部第１溝２０２ｔの周辺で起きる。これに対し、端部第１溝２０２ｔよりセパレーター中央領域１２１（図３参照）の内側に位置する他の第１溝２０２の周辺は、ＭＥＧＡ１１０の発電領域１１２に属する都合上、シーリングシート１５１や接着シール１４０等の他の部材は介在しない（境界位置に相当しない）ので、カソード側セパレーター１３０との挟持対象であるＭＥＧＡ１１０の厚みはほぼ一律となる。
　図７はアノード側セパレーターを形成する上で従来採られていた技術思想を説明する説明図、図８は本実施形態で採用した技術思想を説明する説明図である。図７に示すように、従来のアノード側セパレーター１２０Ｈにあっても、端部第１溝２０２ｔと第１溝２０２を、共にセパレーター中央領域１２１（図２、図３参照）に含む。そして、この比較例のアノード側セパレーター１２０Ｈは、外縁部１２３の側で延びる端部第１溝２０２ｔと、セパレーター中央領域１２１の内側に位置する他の第１溝２０２とを等価に扱い、凹溝開口端から端部第１溝２０２ｔの端部底部壁２０２ｔｓまでの立ち上がり高さ（以下、端部側立上高Ｈｔ）と、凹溝開口端から他の第１溝２０２の底部壁２０２ｓまでの立ち上がり高さ（以下、立上高Ｈｓ）とを、設計寸法および実測寸法において同一としていた（端部側立上高Ｈｔ＝立上高Ｈｓ）。よって、立上高Ｈｓと端部側立上高Ｈｔとの差分ΔＨは、値ゼロとなる。これに対し、本実施形態のアノード側セパレーター１２０は、図８に示すように、端部第１溝２０２ｔについては、その端部側立上高Ｈｔが他の第１溝２０２の立上高Ｈｓより低くなるようにして、その差分ΔＨがマイナスの値となり、差分ΔＨを－０．０１～－０．０３とした。つまり、端部第１溝２０２ｔの端部側立上高Ｈｔおよび他の第１溝２０２の立上高Ｈｓの実寸が製造公差内であったとしても、両立上高の差分ΔＨについては、その値が上記範囲のマイナスの値であることが求められる。なお、端部第１溝２０２ｔは最も外縁部１２３の側に位置する１の端部第１溝２０２ｔであっても良く、あるいは、外縁部１２３の側または近傍に位置する１または複数の端部第１溝２０２ｔであっても良い。
　図９は図８に示した本実施形態のアノード側セパレーター１２０を成型するプレス機器の概略を示す説明図である。図示するように、図８のアノード側セパレーター１２０を得るに当たっては、プレス雄型Ｋｕとプレス雌型Ｋｄを用いる。プレス雌型Ｋｄは、プレス雄型Ｋｕが有する後述の各凸条が入り込む凹条のキャビティーを備え、既存構成と変わるものではない。プレス雄型Ｋｕは、アノード側セパレーター１２０の第１溝２０２の凹溝形状に適合した凸条の第１凸条Ｔｓと、端部第１溝２０２ｔの凹溝形状に適合した凸条の端部第１凸条Ｔｔｓとを備える。そして、第１凸条Ｔｓの突出高ＫＨｓと端部第１凸条Ｔｔｓの突出高ＫＨｔとに差を持たせ、その突出高差分ΔＫＨ（＝ＫＨｓ－ＫＨｔ）をプラスの値（＋０．０１～＋０．０３）とした。この金型を用いて、既存のプレス手順で、アノード側セパレーター１２０の成型材たるステンレス鋼板Ｓｋをプレス成型することで、端部第１溝２０２ｔの端部側立上高Ｈｔが上記のマイナスの値の範囲内で他の第１溝２０２より常に低くなるようにできる。
　図１０は本実施形態のユニットセル１００を図３のＣ部拡大箇所における５－５線に沿って断面視して立上高の関係を併記して示す説明図である。ユニットセル１００は、ユニット単体での完成状態では、図１０に示すように、端部第１溝２０２ｔの端部底部壁２０２ｔｓを図示する差分ΔＨだけ他の第１溝２０２より底部壁２０２ｓより小さくしている。ところが、図５に示す積層・締結後の状態、即ち燃料電池１０の形態では、それぞれのユニットセル１００は、セル各部に締結力を受けることから、端部第１溝２０２ｔにあっても、その端部底部壁２０２ｔｓを隣のユニットセル１００のカソード側セパレーター１３０に接触させている。
　図７に示した比較例のアノード側セパレーター１２０Ｈを有するユニットセルにあっても、燃料電池１０としての締結状態では、既述したように、ＭＥＧＡ１１０の発電領域１１２（図２～図３参照）の周縁へのアノード側セパレーター１２０Ｈの外縁部１２３の接触、ＭＥＧＡ１１０の発電領域１１２へのセパレーター中央領域１２１の接触、他方のユニットセル１００のカソード側セパレーター１３０への第１溝２０２の底部壁２０２ｓと端部第１溝２０２ｔの端部底部壁２０２ｔｓの接触、および、他方のユニットセル１００の外縁部１２３への脚１３１の接触が起きている。こうした接触状態は、締結力が付与されている間に亘って継続され、締結力は比較例のアノード側セパレーター１２０Ｈを有するそれぞれのユニットセルの発電領域１１２のみならず、外縁部１２３の領域に、常時、及ぶ。
　図７の比較例のアノード側セパレーター１２０Ｈは、端部第１溝２０２ｔと他の第１溝２０２とが等価であることから、図６を用いて説明したように、接着シール１４０やガス流路部材１５０のシーリングシート１５１が介在することによる発電領域１１２の周縁での厚みの増大に対してなんの対処もなされていないことになる。よって、比較例のアノード側セパレーター１２０Ｈでは、図６に点線にて囲った発電領域１１２の周縁において、上記した厚みの増大の影響を受けて面圧が局所的に高まり、ＭＥＡ１１０Ｄの座屈や電解質膜の損傷を招きかねない。
　本実施形態のアノード側セパレーター１２０は、外縁部１２３の側で延びる端部第１溝２０２ｔを、その端部底部壁２０２ｔｓの凹溝開口端からの端部側立上高Ｈｔが他の第１溝２０２の立上高Ｈｓより低くなるようにしている（差分ΔＨ＜０：図８、図１０参照）。よって、本実施形態のアノード側セパレーター１２０によれば、セパレーター中央領域１２１の外縁に延びる平板状の外縁部１２３に掛かった面圧を、端部側立上高Ｈｔと立上高Ｈｓとの差分ΔＨ（＜０）により、セパレーター中央領域１２１における他の第１溝２０２の周辺より緩和する。この結果、本実施形態のアノード側セパレーター１２０によれば、カソード側セパレーター１３０とでＭＥＧＡ１１０を挟持した状態でセパレーター中央領域１２１とその外縁に延びる平板状の外縁部１２３とに掛けて大きな面圧が掛かっても、外縁部１２３の側で延びた端部第１溝２０２ｔの周辺での面圧緩和により、ＭＥＡ１１０Ｄの座屈や電解質膜の損傷を回避、もしくは抑制できる。
　本実施形態のアノード側セパレーター１２０によれば、端部第１溝２０２ｔの端部側立上高Ｈｔを他の第１溝２０２の立上高Ｈｓより低くすればよいので、図９に示すように、端部第１溝２０２ｔに対応する端部第１凸条Ｔｔｓの突出高ＫＨｔを低くするだけで済む。端部第１凸条Ｔｔｓの突出高ＫＨｔを低くすることは、精密砥石機器を用いた端部第１凸条Ｔｔｓの頂上研磨にて、容易に達成できる。よって、本実施形態のアノード側セパレーター１２０によれば、セパレーター製造コストを低減できる他、締結力がユニットセル１００の各所に及ぶことで起き得る過大面圧の発生とこれに伴うＭＥＡ座屈や電解質膜の両膜面損傷いう不具合を、プレス雄型Ｋｕにおける端部第１凸条Ｔｔｓの頂上研磨という簡便な手法で解消もしくは抑制できる。しかも、既存のプレス雄型Ｋｕに対しての頂上研磨で済むことから、既存設備の有効利用ができると共に、金型コストの低下によりセパレーター製造コストをより低減できる。
　締結力がユニットセル１００の各所に及ぶことで起き得る過大面圧の発生とこれに伴うＭＥＡ座屈や電解質膜の両膜面損傷いう不具合は、図６で示したように、接着シール１４０やガス流路部材１５０のシーリングシート１５１等の各部材の累積誤差や、組み付け精度内でのこれら部材のズレによって起きる。本実施形態のアノード側セパレーター１２０は、こうした各部材の累積誤差や組み付け精度内でのズレが起きても、上記した不具合を回避もしくは抑制する。このため、各部材の製造公差や組み付け精度をある程度緩和できるので、部品製造コストや組み付けコストの低減を通して、セパレーター製造コスト、延いては燃料電池製造コストをより低減できる。
　本実施形態の燃料電池１０は、外縁部１２３の側で延びた端部第１溝２０２ｔの周辺での面圧緩和をもたらすアノード側セパレーター１２０を用いている。よって、本実施形態の燃料電池１０によれば、その発電運転中における上記した局所的な面圧の増大を招かないので、ＭＥＡ１１０Ｄの座屈や電解質膜の損傷を回避もしくは抑制でき、電池寿命の長寿命化に加え、電池性能を維持できる。
　本実施形態の燃料電池１０では、外縁部１２３の側で延びた端部第１溝２０２ｔの端部底部壁２０２ｔｓの端部側立上高Ｈｔを低くしたアノード側セパレーター１２０を、既存のユニットセル１００において置き換えればよい。よって、本実施形態の燃料電池１０によれば、電池製造コストを低減を図ることができるほか、締結力がユニットセル１００の各所に及ぶことで起き得る過大面圧の発生とこれに伴うＭＥＡ座屈や電解質膜の両膜面損傷いう不具合を、容易に解消もしくは抑制できる。
　本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
　上記した実施形態のアノード側セパレーター１２０では、セパレーター中央領域１２１に設けた第１溝２０２の内で、セパレーター中央領域１２１の上下端側に位置して外縁部１２３の側でセパレーター中央領域１２１の左右方向（図３：ｘ方向）に延びる第１溝２０２を、端部側立上高Ｈｔの低い端部第１溝２０２ｔとしたが、これに限らない。例えば、図３におけるｙ方向に外縁部１２３の側に形成された第１溝２０２についても、これを端部側立上高Ｈｔの低い端部第１溝２０２ｔとしてもよい。

Claims (5)

  1. 　膜電極接合体に組み付けられる、第１の面と第１の面の裏面をなす第２の面とを有する燃料電池用セパレーターであって、
    　前記膜電極接合体の発電可能領域と対応する中央領域と、
    　前記中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部と、
    　前記第１の面における、前記中央領域に形成されている第１面側凹溝部と、
    　前記第２の面における、前記中央領域に形成されている第２面側凹溝部とを備え、
    　前記第１面側凹溝部の溝と前記第２面側凹溝部の溝とは、前記中央領域に対するプレス成型による複数の凹凸条の形成により、前記中央領域において前記第１の面と第２の面に交互に並ぶと共に、前記第１面側凹溝部の内、前記膜電極接合体とは異なる他の部材の端部が位置し得る境界位置における前記第１面側凹溝部の底部壁は、他の前記第１面側凹溝部の底部壁よりも、凹溝開口端からの立ち上がり高さが低い
    　燃料電池用セパレーター。
  2. 　請求項１に記載の燃料電池用セパレーターにおいて、
    　前記境界位置は、前記第１面側凹溝部の外縁部側に位置し、前記第１面側凹溝部の外縁部側における前記第１面側凹溝部の前記底部壁の立ち上がり高さが、前記他の前記第１面側凹溝部の底部壁よりも低い、燃料電池用セパレーター。
  3. 　請求項２に記載の燃料電池用セパレーターにおいて、
    　前記第１面側凹溝部の外縁部側における前記第１面側凹溝部の前記底部溝の内、最も外縁部側に位置する前記第１面側凹溝部の前記底部壁の立ち上がり高さが、前記中央領域に位置する前記他の前記第１面側凹溝部の前記底部壁よりも低い、燃料電池用セパレーター。
  4. 　膜電極接合体に組み付けられる、第１の面と第１の面の裏面をなす第２の面とを有する燃料電池用セパレーターであって、
    　前記膜電極接合体の発電可能領域と対応する中央領域と、
    　前記膜電極接合体の発電領域と対向するセパレーター中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部と、
    　前記第１の面における、前記セパレーター中央領域において、一方の面の側に形成されているた第１面側凹溝部と、
    　前記第２の面における、前記セパレーター中央領域において、他方の面の側に形成されているた第２面側凹溝部とを備え、
    　前記第１面側凹溝部の溝と前記第２面側凹溝部の溝とは、前記セパレーター中央領域に対するプレス成型による複数の凹凸条の形成により、前記セパレーター中央領域において前記第１の面と第２の面にセパレーター表裏面で交互に並ぶと共に、前記第１面側凹溝部の内、最も外縁部側に位置する前記第１面側凹溝部の底部壁は、前記セパレーターの中央領域に位置する前記中央領域に位置するその他の前記第１面側凹溝部の底部壁よりも、凹溝開口端からの立ち上がり高さが低い、
    　燃料電池用セパレーター。
  5. 　膜電極接合体を第１のセパレーターと第２のセパレーターで挟持する燃料電池セルを複数積層した燃料電池であって、
    　前記燃料電池セルのそれぞれは、請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池用セパレーターを前記第１のセパレーターとして備え、前記外縁部は前記膜電極接合体の発電領域外部位に接合され、
    　隣り合って積層されている前記燃料電池セルにおいて、一の前記燃料電池セルの前記第１のセパレーターが有する前記第１面側凹溝部の底部壁は、他の前記燃料電池セルの前記第２のセパレーターに接触している、
    　燃料電池。
PCT/JP2014/004991 2013-10-01 2014-09-30 燃料電池用セパレーターおよび燃料電池 WO2015049859A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2925249A CA2925249C (en) 2013-10-01 2014-09-30 Fuel cell separator and fuel cell
KR1020167007946A KR101889201B1 (ko) 2013-10-01 2014-09-30 연료 전지용 세퍼레이터 및 연료 전지
EP14850963.1A EP3054513B1 (en) 2013-10-01 2014-09-30 Fuel cell separator and fuel cell
CN201480054180.XA CN105594038B (zh) 2013-10-01 2014-09-30 燃料电池用分隔件及燃料电池
US15/022,050 US10153498B2 (en) 2013-10-01 2014-09-30 Fuel cell separator and fuel cell

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-206474 2013-10-01
JP2013206474A JP6090091B2 (ja) 2013-10-01 2013-10-01 燃料電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015049859A1 true WO2015049859A1 (ja) 2015-04-09

Family

ID=52778464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/004991 WO2015049859A1 (ja) 2013-10-01 2014-09-30 燃料電池用セパレーターおよび燃料電池

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10153498B2 (ja)
EP (1) EP3054513B1 (ja)
JP (1) JP6090091B2 (ja)
KR (1) KR101889201B1 (ja)
CN (1) CN105594038B (ja)
CA (1) CA2925249C (ja)
WO (1) WO2015049859A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014112607A1 (de) 2014-09-02 2016-03-03 Elringklinger Ag Strömungselement, Bipolarplatte und Verfahren zum Herstellen eines Strömungselements
US10629919B2 (en) 2015-07-03 2020-04-21 Lg Chem, Ltd. Separating plate, method for manufacturing same, and fuel cell stack comprising same
JP6177296B2 (ja) * 2015-10-22 2017-08-09 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP6874723B2 (ja) * 2018-03-14 2021-05-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
FR3079676B1 (fr) 2018-03-27 2022-01-07 Symbiofcell Plaque bipolaire a canaux ondules

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07161365A (ja) * 1993-12-06 1995-06-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池用セパレータ
JP2000113897A (ja) * 1998-08-03 2000-04-21 Toyota Motor Corp 多連凹凸板および多連凹凸板用曲げ加工型ならびに多連凹凸板の製造方法およびその多連凹凸板を利用した燃料電池用セパレ―タ
JP2006173090A (ja) * 2004-11-17 2006-06-29 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池スタックの製造方法及び燃料電池スタック
JP2008004291A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Toyota Motor Corp 燃料電池用プレスメタルセパレータの製造方法
WO2010064366A1 (ja) * 2008-12-02 2010-06-10 パナソニック株式会社 燃料電池
WO2012035585A1 (ja) * 2010-09-16 2012-03-22 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用セパレータ、燃料電池、燃料電池の製造方法
WO2012160607A1 (ja) * 2011-05-26 2012-11-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用セパレータおよび燃料電池
JP2013054872A (ja) 2011-09-02 2013-03-21 Toyota Motor Corp 燃料電池

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007194077A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Toyota Motor Corp 燃料電池

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07161365A (ja) * 1993-12-06 1995-06-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池用セパレータ
JP2000113897A (ja) * 1998-08-03 2000-04-21 Toyota Motor Corp 多連凹凸板および多連凹凸板用曲げ加工型ならびに多連凹凸板の製造方法およびその多連凹凸板を利用した燃料電池用セパレ―タ
JP2006173090A (ja) * 2004-11-17 2006-06-29 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池スタックの製造方法及び燃料電池スタック
JP2008004291A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Toyota Motor Corp 燃料電池用プレスメタルセパレータの製造方法
WO2010064366A1 (ja) * 2008-12-02 2010-06-10 パナソニック株式会社 燃料電池
WO2012035585A1 (ja) * 2010-09-16 2012-03-22 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用セパレータ、燃料電池、燃料電池の製造方法
WO2012160607A1 (ja) * 2011-05-26 2012-11-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用セパレータおよび燃料電池
JP2013054872A (ja) 2011-09-02 2013-03-21 Toyota Motor Corp 燃料電池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3054513A4

Also Published As

Publication number Publication date
CN105594038A (zh) 2016-05-18
CA2925249C (en) 2018-03-27
EP3054513A4 (en) 2016-10-12
JP2015069968A (ja) 2015-04-13
KR20160047547A (ko) 2016-05-02
EP3054513B1 (en) 2018-07-04
JP6090091B2 (ja) 2017-03-08
CA2925249A1 (en) 2015-04-09
KR101889201B1 (ko) 2018-08-16
US20160233522A1 (en) 2016-08-11
US10153498B2 (en) 2018-12-11
CN105594038B (zh) 2017-12-01
EP3054513A1 (en) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2405516B1 (en) Polymer electrolyte type fuel cell gasket
JP5234446B2 (ja) 燃料電池スタック用金属セパレータの積層性向上構造
CA2644787C (en) Fuel cell having porous body and reaction gas leakage prevention section, and method for producing the same
WO2015049859A1 (ja) 燃料電池用セパレーターおよび燃料電池
US20190273268A1 (en) Frame equipped membrane electrode assembly, method of producing the frame equipped membrane electrode assembly, and fuel cell
US20110236786A1 (en) Fuel cell
US10476085B2 (en) Separator for fuel cells and method for producing same
CN107968212B (zh) 用于燃料电池的双极板及其制造方法
US20160190610A1 (en) Membrane electrode assembly with frame, fuel cell single cell, and fuel cell stack
WO2015049860A1 (ja) 燃料電池用セパレーターおよび燃料電池
US20110014541A1 (en) Fuel Cell Gas Diffusion Layer Integrated Gasket
JP2014186823A (ja) 燃料電池及び燃料電池スタック
JP6123635B2 (ja) 燃料電池セルと燃料電池
JP2000251902A (ja) 燃料電池用ガスセパレータおよびその製造方法並びに燃料電池
JP2007250228A (ja) 燃料電池
JP5092235B2 (ja) 燃料電池
JP5338512B2 (ja) 燃料電池用ガスケット、燃料電池用積層部材、および燃料電池
KR101963998B1 (ko) 연료 전지 스택
JP2012182029A (ja) 燃料電池スタック
WO2019198457A1 (ja) 燃料電池セルおよび燃料電池スタック
JP5050434B2 (ja) 燃料電池
WO2006030830A1 (ja) 燃料電池セルの製造方法及び製造設備
JP2006120547A (ja) 燃料電池
JP2023159639A (ja) 燃料電池スタック
JP2009032561A (ja) 燃料電池、およびその膜−電極接合体の位置合わせ方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14850963

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014850963

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014850963

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15022050

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2925249

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167007946

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE