JP3505708B2 - 固体高分子型燃料電池用の単セル、その製造方法、固体高分子型燃料電池及びその再生方法 - Google Patents
固体高分子型燃料電池用の単セル、その製造方法、固体高分子型燃料電池及びその再生方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セパレータと発電
素子とを積層して成る固体高分子型燃料電池用熱硬化型
液状シール剤、前記シール剤を熱硬化して形成したシー
ルを有する固体高分子型燃料電池の単セルおよび固体高
分子型燃料電池およびこれらの製造方法並びに再生方法
に関する。
素子とを積層して成る固体高分子型燃料電池用熱硬化型
液状シール剤、前記シール剤を熱硬化して形成したシー
ルを有する固体高分子型燃料電池の単セルおよび固体高
分子型燃料電池およびこれらの製造方法並びに再生方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池システムは、水素を燃料ガスと
して燃料電池の水素極側に供給するとともに、酸素を含
有する酸化ガスを燃料電池の酸素極側に供給して発電を
行う燃料電池を中核としたシステムである。この燃料電
池システムは、化学エネルギーを直接電気エネルギーに
変換するものであり、高い発電効率を有することや有害
物質の排出量が極めて少ないこと等から最近注目されて
いる。
して燃料電池の水素極側に供給するとともに、酸素を含
有する酸化ガスを燃料電池の酸素極側に供給して発電を
行う燃料電池を中核としたシステムである。この燃料電
池システムは、化学エネルギーを直接電気エネルギーに
変換するものであり、高い発電効率を有することや有害
物質の排出量が極めて少ないこと等から最近注目されて
いる。
【０００３】まず、燃料電池の構成について図１および
図２を参照して説明を行う。図１および図２に示すよう
に、燃料電池ＦＣは、セパレータ１、２と発電素子ＭＥ
Ａから構成された単セルＣからなり、このような単セル
Ｃを、２００枚程度積層して構成されている。セパレー
タ１、２は、燃料ガス、酸化ガスおよび冷媒を分断する
とともに、燃料ガスおよび酸化ガスの気体を発電素子Ｍ
ＥＡ内部へ導く流路ＰH、ＰO、並びに冷却水を発電素子
ＭＥＡへ導いてこれを冷却するための流路ＰWを有して
いる。一方、発電素子ＭＥＡは、電解質膜Ｍを挟んで酸
素極ＥO（カソード極）と水素極ＥH（アノード極）が設
けられ、各々酸素極ＥO側の拡散層Ｄと水素極ＥH側の拡
散層Ｄが設けられた構成となっている。
図２を参照して説明を行う。図１および図２に示すよう
に、燃料電池ＦＣは、セパレータ１、２と発電素子ＭＥ
Ａから構成された単セルＣからなり、このような単セル
Ｃを、２００枚程度積層して構成されている。セパレー
タ１、２は、燃料ガス、酸化ガスおよび冷媒を分断する
とともに、燃料ガスおよび酸化ガスの気体を発電素子Ｍ
ＥＡ内部へ導く流路ＰH、ＰO、並びに冷却水を発電素子
ＭＥＡへ導いてこれを冷却するための流路ＰWを有して
いる。一方、発電素子ＭＥＡは、電解質膜Ｍを挟んで酸
素極ＥO（カソード極）と水素極ＥH（アノード極）が設
けられ、各々酸素極ＥO側の拡散層Ｄと水素極ＥH側の拡
散層Ｄが設けられた構成となっている。
【０００４】電解質膜Ｍとしては固体高分子膜、例えば
プロトン交換膜であるパーフロロカーボンスルホン酸膜
が一般に使われている。この電解質膜Ｍは、固体高分子
中にプロトン交換基を多数持ち、飽和含水することによ
り常温で２０Ω／ｃｍプロトン以下の低い比抵抗を示
し、プロトン導伝性電解質として機能する。このように
固体高分子膜を用いることから、燃料電池ＦＣは、固体
高分子型燃料電池と呼ばれている。なお、酸素極ＥOに
含まれる触媒は酸素から酸素イオンを生成する触媒であ
り、水素極ＥHに含まれる触媒は水素からプロトンを生
成する触媒である。
プロトン交換膜であるパーフロロカーボンスルホン酸膜
が一般に使われている。この電解質膜Ｍは、固体高分子
中にプロトン交換基を多数持ち、飽和含水することによ
り常温で２０Ω／ｃｍプロトン以下の低い比抵抗を示
し、プロトン導伝性電解質として機能する。このように
固体高分子膜を用いることから、燃料電池ＦＣは、固体
高分子型燃料電池と呼ばれている。なお、酸素極ＥOに
含まれる触媒は酸素から酸素イオンを生成する触媒であ
り、水素極ＥHに含まれる触媒は水素からプロトンを生
成する触媒である。
【０００５】また、酸素極ＥOの外側には酸素極ＥOに酸
化剤ガスとしての供給空気を通流する酸素極側ガス流路
ＰOが設けられ、水素極ＥHの外側に水素極ＥHに燃料ガ
スとしての供給水素Ｈ2を通流する水素極側ガス流路ＰH
が設けられている。酸素極側ガス流路ＰOの入口および
出口は図示しない空気供給装置に接続され、水素極側ガ
ス流路ＰHの入口および出口は図示しない水素供給装置
に接続されている。
化剤ガスとしての供給空気を通流する酸素極側ガス流路
ＰOが設けられ、水素極ＥHの外側に水素極ＥHに燃料ガ
スとしての供給水素Ｈ2を通流する水素極側ガス流路ＰH
が設けられている。酸素極側ガス流路ＰOの入口および
出口は図示しない空気供給装置に接続され、水素極側ガ
ス流路ＰHの入口および出口は図示しない水素供給装置
に接続されている。
【０００６】また、拡散層Ｄは、セパレータ１、２の表
面の流路ＰH、ＰOと接触して設けられ、電子を電極ＥH
とセパレータ２との間で伝達させる機能および各々燃料
ガスおよび酸化ガスを拡散させる機能を有しており、一
般にカーボン繊維で形成されている。セパレータ１、２
は、カーボン系の材料から形成されており、そして燃料
ガス、酸化ガスおよび冷媒を分断する機能を有するとと
もに、前記流路ＰH、ＰOおよびＰWを持ち、そして電子
伝達機能を有している。この燃料電池ＦＣは、酸素極側
ガス流路ＰOに供給空気が通流され、水素極側ガス流路
ＰHに供給水素Ｈ2が供給されると、水素極ＥHで水素が
触媒作用でイオン化してプロトンが生成し、生成したプ
ロトンは、電解質膜Ｍ中を移動して酸素極ＥOに到達す
る。そして、酸素極ＥOに到達したプロトンは、触媒の
存在下、供給空気の酸素から生成した酸素イオンと直ち
に反応して水を生成する。生成した水および未使用の酸
素を含む供給空気は、排出空気として燃料電池ＦＣの酸
素極側の出口から排出される（排出空気は多量の水分を
含む）。また、水素極ＥHでは水素がイオン化する際に
電子ｅ-が生成するが、この生成した電子ｅ-は、モータ
などの外部負荷を経由して酸素極ＥOに達する構成とな
っている。
面の流路ＰH、ＰOと接触して設けられ、電子を電極ＥH
とセパレータ２との間で伝達させる機能および各々燃料
ガスおよび酸化ガスを拡散させる機能を有しており、一
般にカーボン繊維で形成されている。セパレータ１、２
は、カーボン系の材料から形成されており、そして燃料
ガス、酸化ガスおよび冷媒を分断する機能を有するとと
もに、前記流路ＰH、ＰOおよびＰWを持ち、そして電子
伝達機能を有している。この燃料電池ＦＣは、酸素極側
ガス流路ＰOに供給空気が通流され、水素極側ガス流路
ＰHに供給水素Ｈ2が供給されると、水素極ＥHで水素が
触媒作用でイオン化してプロトンが生成し、生成したプ
ロトンは、電解質膜Ｍ中を移動して酸素極ＥOに到達す
る。そして、酸素極ＥOに到達したプロトンは、触媒の
存在下、供給空気の酸素から生成した酸素イオンと直ち
に反応して水を生成する。生成した水および未使用の酸
素を含む供給空気は、排出空気として燃料電池ＦＣの酸
素極側の出口から排出される（排出空気は多量の水分を
含む）。また、水素極ＥHでは水素がイオン化する際に
電子ｅ-が生成するが、この生成した電子ｅ-は、モータ
などの外部負荷を経由して酸素極ＥOに達する構成とな
っている。
【０００７】このような構成の燃料電池ＦＣは、燃料ガ
ス、酸化ガス、冷媒を各々独立した流路ＰH、ＰO、ＰW
を通じて各単セルＣに供給するが、これらの各系を気密
に仕切るためにシールｑ1を施すシール技術が重要とな
ってくる。シールｑ1を施すシール部位は、燃料電池Ｆ
Ｃの構造により多少異なるが、例えば図１および図２に
示した燃料電池の場合は、燃料ガス、加湿水および冷媒
を各単セルＣに供給するために燃料電池ＦＣを貫通して
設けた連通口の周囲部分、発電素子ＭＥＡの外周、セパ
レータ面を冷却するためにセパレータ面に沿って流す冷
媒流路面の外周およびセパレータ１、２の表裏の外周等
が挙げられる。
ス、酸化ガス、冷媒を各々独立した流路ＰH、ＰO、ＰW
を通じて各単セルＣに供給するが、これらの各系を気密
に仕切るためにシールｑ1を施すシール技術が重要とな
ってくる。シールｑ1を施すシール部位は、燃料電池Ｆ
Ｃの構造により多少異なるが、例えば図１および図２に
示した燃料電池の場合は、燃料ガス、加湿水および冷媒
を各単セルＣに供給するために燃料電池ＦＣを貫通して
設けた連通口の周囲部分、発電素子ＭＥＡの外周、セパ
レータ面を冷却するためにセパレータ面に沿って流す冷
媒流路面の外周およびセパレータ１、２の表裏の外周等
が挙げられる。
【０００８】このような部位を気密にシールするための
シール技術として、従来は、フッ素系やシリコーン系等
の有機ゴムから成るシート状あるいはＯリング状、接着
硬化型の液状硬化型材料等を用いて圧縮積層し、ゴムの
反発力によりシールを施すシール技術、黒鉛やその他の
セラミック系繊維状シート等を圧縮し、絞め殺しの状態
でシールするシール技術およびかしめ等のメカニカルシ
ールによるシール技術が用いられてきた。
シール技術として、従来は、フッ素系やシリコーン系等
の有機ゴムから成るシート状あるいはＯリング状、接着
硬化型の液状硬化型材料等を用いて圧縮積層し、ゴムの
反発力によりシールを施すシール技術、黒鉛やその他の
セラミック系繊維状シート等を圧縮し、絞め殺しの状態
でシールするシール技術およびかしめ等のメカニカルシ
ールによるシール技術が用いられてきた。
【０００９】ここで、例えば燃料電池ＦＣを携帯する場
合や自動車等に搭載する場合においては、燃料電池ＦＣ
は、限られた寸法を要求され、特に燃料電池ＦＣを構成
する各単セルＣの薄板化が要求されているので、発電素
子ＭＥＡおよびセパレータ１、２をいかに薄くするかが
重要なポイントとなっている。そのため、特にシールｑ
1が直接接触しているセパレータ１、２等は、主として
カーボン系の脆い材料で構成されているので、これを薄
く構成すると、積層時等において破壊しやすくなる。そ
のため、このような比較的に小型化が要求される燃料電
池ＦＣにおいてシールｑ1を施す場合には、有機ゴム等
のやわらかく適度の反発力のあるシール材を用いてシー
ルｑ1を施しているのが現状である。また、最近になっ
て、燃料電池の単セルＣにシールｑ1を施すシール剤が
開発されている（ＷＯ９９／５３５５９参照）。この公
報によると、所定の付加重合性オリゴマー、珪素原子と
結合した水素原子を少なくとも２個以上有する硬化剤と
ヒドロシリル化反応触媒から構成されている。
合や自動車等に搭載する場合においては、燃料電池ＦＣ
は、限られた寸法を要求され、特に燃料電池ＦＣを構成
する各単セルＣの薄板化が要求されているので、発電素
子ＭＥＡおよびセパレータ１、２をいかに薄くするかが
重要なポイントとなっている。そのため、特にシールｑ
1が直接接触しているセパレータ１、２等は、主として
カーボン系の脆い材料で構成されているので、これを薄
く構成すると、積層時等において破壊しやすくなる。そ
のため、このような比較的に小型化が要求される燃料電
池ＦＣにおいてシールｑ1を施す場合には、有機ゴム等
のやわらかく適度の反発力のあるシール材を用いてシー
ルｑ1を施しているのが現状である。また、最近になっ
て、燃料電池の単セルＣにシールｑ1を施すシール剤が
開発されている（ＷＯ９９／５３５５９参照）。この公
報によると、所定の付加重合性オリゴマー、珪素原子と
結合した水素原子を少なくとも２個以上有する硬化剤と
ヒドロシリル化反応触媒から構成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来のシール技術を用いて燃料電池の単セルにシール
を施す場合には以下のような問題点を有していた。 （１） 稼動中の燃料電池ＦＣ内の雰囲気は発電部等で
高温状態、強酸状態となるだけでなく、冷却部では種々
の冷媒が流れているので、シールはこれらの種々の過酷
な雰囲気を仕切る耐久性が要求されるが、従来の接着剤
を用いてシールを施しても（有機ゴムを介在させてある
いは接着剤によりシールを形成しても）長期間の耐久性
を確保するのが困難であり、特に、シール剤によるシー
ルの接着性だけではこれらの雰囲気に対して長時間の耐
久性を確保するのが困難であった。そのため、単セルＣ
の積層時の面圧をほぼ均一にしてシール性の確保とセパ
レータ１への応力差を低減して非破壊化を図ることが望
まれている。
の従来のシール技術を用いて燃料電池の単セルにシール
を施す場合には以下のような問題点を有していた。 （１） 稼動中の燃料電池ＦＣ内の雰囲気は発電部等で
高温状態、強酸状態となるだけでなく、冷却部では種々
の冷媒が流れているので、シールはこれらの種々の過酷
な雰囲気を仕切る耐久性が要求されるが、従来の接着剤
を用いてシールを施しても（有機ゴムを介在させてある
いは接着剤によりシールを形成しても）長期間の耐久性
を確保するのが困難であり、特に、シール剤によるシー
ルの接着性だけではこれらの雰囲気に対して長時間の耐
久性を確保するのが困難であった。そのため、単セルＣ
の積層時の面圧をほぼ均一にしてシール性の確保とセパ
レータ１への応力差を低減して非破壊化を図ることが望
まれている。
【００１１】（２） セパレータ１、２と発電素子ＭＥ
Ａを積層して構成された燃料電池ＦＣにおいて、セパレ
ータ１、２と発電素子ＭＥＡとの積層間に通常の熱硬化
型接着剤を介在させて熱硬化によってシールを形成する
場合、固体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤、
発電素子ＭＥＡおよびセパレータ１が同一加熱雰囲気下
に曝されることとなるが、発電素子ＭＥＡの電解質膜Ｍ
は特に動粘度弾性係数が低下する温度が７５〜１１０℃
と低いために、これを超えた温度に長時間曝されると電
解質膜Ｍがクリープして機械的耐性が低下する。そのた
め、固体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を熱
硬化するにあたっては可能な限り低温でかつ短時間で熱
硬化することが望まれている。最も一般に使用されてい
る代表的なシール剤として、例えば高温・高湿・強酸の
雰囲気下で使用できるフッ素樹脂系のシール剤が挙げら
れるが、このシール剤の硬化温度は約１５０℃以上であ
る。これを前記ＷＯ９９／５３５５９に記載されている
ように単に正規の温度以下で硬化させるとシールの耐久
性が低下してしまう。そこで、電解質膜Ｍを劣化させる
ことなくかつ得られたシールｑ1に充分な耐久性を付与
することが可能なシール剤を開発するとともに単セルＣ
に充分耐久性のあるシール剤を施す方法の開発が望まれ
ている。
Ａを積層して構成された燃料電池ＦＣにおいて、セパレ
ータ１、２と発電素子ＭＥＡとの積層間に通常の熱硬化
型接着剤を介在させて熱硬化によってシールを形成する
場合、固体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤、
発電素子ＭＥＡおよびセパレータ１が同一加熱雰囲気下
に曝されることとなるが、発電素子ＭＥＡの電解質膜Ｍ
は特に動粘度弾性係数が低下する温度が７５〜１１０℃
と低いために、これを超えた温度に長時間曝されると電
解質膜Ｍがクリープして機械的耐性が低下する。そのた
め、固体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を熱
硬化するにあたっては可能な限り低温でかつ短時間で熱
硬化することが望まれている。最も一般に使用されてい
る代表的なシール剤として、例えば高温・高湿・強酸の
雰囲気下で使用できるフッ素樹脂系のシール剤が挙げら
れるが、このシール剤の硬化温度は約１５０℃以上であ
る。これを前記ＷＯ９９／５３５５９に記載されている
ように単に正規の温度以下で硬化させるとシールの耐久
性が低下してしまう。そこで、電解質膜Ｍを劣化させる
ことなくかつ得られたシールｑ1に充分な耐久性を付与
することが可能なシール剤を開発するとともに単セルＣ
に充分耐久性のあるシール剤を施す方法の開発が望まれ
ている。
【００１２】（３） セパレータ１と発電素子ＭＥＡを
積層して構成された燃料電池ＦＣにおいて、セパレータ
１と発電素子ＭＥＡとの積層間にシールｑ1を介在させ
た場合、発電素子ＭＥＡの厚さのバラツキによりシール
間隙にバラツキが生じ、積層状態において各シール間隙
のバラツキからセパレータ１，２とシールｑ1とが接触
する部分で応力差が発生する。この応力差に対して焼成
黒鉛を切削加工したセパレータやカーボン粉に１５〜３
０％の樹脂を混合して成形したセパレータは、曲げ破壊
応力が小さく破壊されやすいので、積層締結時にセパレ
ータ１、２が破壊されやすい。このため、シール間隙の
バラツキに対して応力差の発生しにくいシールを適用す
る方法の提供が望まれていた。
積層して構成された燃料電池ＦＣにおいて、セパレータ
１と発電素子ＭＥＡとの積層間にシールｑ1を介在させ
た場合、発電素子ＭＥＡの厚さのバラツキによりシール
間隙にバラツキが生じ、積層状態において各シール間隙
のバラツキからセパレータ１，２とシールｑ1とが接触
する部分で応力差が発生する。この応力差に対して焼成
黒鉛を切削加工したセパレータやカーボン粉に１５〜３
０％の樹脂を混合して成形したセパレータは、曲げ破壊
応力が小さく破壊されやすいので、積層締結時にセパレ
ータ１、２が破壊されやすい。このため、シール間隙の
バラツキに対して応力差の発生しにくいシールを適用す
る方法の提供が望まれていた。
【００１３】（４） 硬化後のシールｑ1の硬さによっ
て熱へたり性とシール応力（カーボン系セパレータに対
する）が異なる。すなわち、比較的に硬度の低いシール
ｑ1は、材料として架橋性が低いために熱に対してへた
りやすいが圧縮量に対する反力の上昇度合いも小さいた
め単セルＣの積層状態におけるシールｑ1間での応力差
は小さくできる。これに対して、比較的に硬度の高いシ
ールｑ1は、逆に熱へたり性を小さくすることができる
反面、圧縮量に対する反力の上昇の度合いが高くなり単
セルの積層状態におけるシール間での応力差が大きくな
る。したがって、シール剤が硬化した後、これらの二律
背反する性質のバランスのとれた硬さを有する固体高分
子型燃料電池用のシール剤および係るシール剤を用いた
燃料電池ＦＣの製造方法を提供することが望まれてい
る。
て熱へたり性とシール応力（カーボン系セパレータに対
する）が異なる。すなわち、比較的に硬度の低いシール
ｑ1は、材料として架橋性が低いために熱に対してへた
りやすいが圧縮量に対する反力の上昇度合いも小さいた
め単セルＣの積層状態におけるシールｑ1間での応力差
は小さくできる。これに対して、比較的に硬度の高いシ
ールｑ1は、逆に熱へたり性を小さくすることができる
反面、圧縮量に対する反力の上昇の度合いが高くなり単
セルの積層状態におけるシール間での応力差が大きくな
る。したがって、シール剤が硬化した後、これらの二律
背反する性質のバランスのとれた硬さを有する固体高分
子型燃料電池用のシール剤および係るシール剤を用いた
燃料電池ＦＣの製造方法を提供することが望まれてい
る。
【００１４】（５） さらに、シールｑ1の劣化等の異
常が発生し、単セルＣからの気体の漏れが発生した場合
に、直ちに燃料電池を再生する必要があるが、このよう
な燃料電池の再生には著しい労力と時間を要していた。
したがって、燃料電池の使用環境下において耐久性の高
いシールｑ1を施し、燃料電池を容易に再生する方法に
対する要求があった。
常が発生し、単セルＣからの気体の漏れが発生した場合
に、直ちに燃料電池を再生する必要があるが、このよう
な燃料電池の再生には著しい労力と時間を要していた。
したがって、燃料電池の使用環境下において耐久性の高
いシールｑ1を施し、燃料電池を容易に再生する方法に
対する要求があった。
【００１５】したがって、本発明の課題は、従来技術の
欠点を解消し、比較的低温度で均一なシールを形成する
ことが可能であり、かつ形成されたシールに燃料電池の
雰囲気下で長期間の耐久性を維持することが可能な液状
のシール剤を開発することである。本発明の別の課題
は、このようなシール剤を用いて耐久性の高い燃料電池
の単セルおよびその製造方法並びにこの単セルを積層し
て得られた燃料電池を提供することである。本発明のさ
らに別の課題は、燃料電池におけるシールの劣化等の異
常が発生した際に、容易に燃料電池を再生することが可
能な燃料電池の再生方法を提供することである。
欠点を解消し、比較的低温度で均一なシールを形成する
ことが可能であり、かつ形成されたシールに燃料電池の
雰囲気下で長期間の耐久性を維持することが可能な液状
のシール剤を開発することである。本発明の別の課題
は、このようなシール剤を用いて耐久性の高い燃料電池
の単セルおよびその製造方法並びにこの単セルを積層し
て得られた燃料電池を提供することである。本発明のさ
らに別の課題は、燃料電池におけるシールの劣化等の異
常が発生した際に、容易に燃料電池を再生することが可
能な燃料電池の再生方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る固体高分子型燃料電池用の単セルは、セパレー
タと発電素子とを積層し、前記セパレータと前記発電素
子との間をシールにより気密に封止して成る固体高分子
型燃料電池用の単セルであって、前記セパレータと発電
素子との間にシリコーン系エラストマーまたはイソブチ
レン系エラストマーを基材とし、塗布時の粘度が１００
０〜９０００Ｐａ・ｓである固体高分子型燃料電池用熱
硬化型液状シール剤を１２０℃±５℃の温度で３時間以
上５時間以内の時間熱硬化して、硬化後のシールの硬度
が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定されているデュロメー
タ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡで３０〜７０°となるように形
成されたシールが施されていることを特徴とする（請求
項１）。
明に係る固体高分子型燃料電池用の単セルは、セパレー
タと発電素子とを積層し、前記セパレータと前記発電素
子との間をシールにより気密に封止して成る固体高分子
型燃料電池用の単セルであって、前記セパレータと発電
素子との間にシリコーン系エラストマーまたはイソブチ
レン系エラストマーを基材とし、塗布時の粘度が１００
０〜９０００Ｐａ・ｓである固体高分子型燃料電池用熱
硬化型液状シール剤を１２０℃±５℃の温度で３時間以
上５時間以内の時間熱硬化して、硬化後のシールの硬度
が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定されているデュロメー
タ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡで３０〜７０°となるように形
成されたシールが施されていることを特徴とする（請求
項１）。
【００１７】 このように構成すると、固体高分子型燃
料電池を構成する電解質膜の劣化がなく非常に耐久性の
高いシールが形成された固体高分子型燃料電池用の単セ
ルが提供される。また、シール間隙のバラツキに対して
シール応力差が少ない単セルを提供することが可能であ
る。また、本発明に係る単セルを積層する際に、セパレ
ータが破壊される可能性が少ない。さらに、熱へたり性
と曲げ応力による破損に対する耐性のバランスがとれた
シールを有しているので、耐久性が格段に高くなる。更
に、セパレータと発電素子とセパレータ同士が接触した
状態で、シール剤を熱効果させるのでこれらを締結した
場合にシールの初期高さが各発電素子の厚さに追随する
ため、発電素子の厚さバラツキによるシール応力差が極
めて低く抑えられる。
料電池を構成する電解質膜の劣化がなく非常に耐久性の
高いシールが形成された固体高分子型燃料電池用の単セ
ルが提供される。また、シール間隙のバラツキに対して
シール応力差が少ない単セルを提供することが可能であ
る。また、本発明に係る単セルを積層する際に、セパレ
ータが破壊される可能性が少ない。さらに、熱へたり性
と曲げ応力による破損に対する耐性のバランスがとれた
シールを有しているので、耐久性が格段に高くなる。更
に、セパレータと発電素子とセパレータ同士が接触した
状態で、シール剤を熱効果させるのでこれらを締結した
場合にシールの初期高さが各発電素子の厚さに追随する
ため、発電素子の厚さバラツキによるシール応力差が極
めて低く抑えられる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】 さらに、前記課題を解決するための本発
明の固体高分子型燃料電池用の単セルの製造方法は、セ
パレータと発電素子とを積層し、前記セパレータと前記
発電素子との間をシールにより気密に封止して成る固体
高分子型燃料電池用の単セルの製造方法であって、以下
の工程：前記セパレータと前記発電素子との間に前記セ
パレータと発電素子との間にシリコーン系エラストマー
またはイソブチレン系エラストマーを基材とし、塗布時
の粘度が１０００〜９０００Ｐａ・ｓである固体高分子
型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を前記固体高分子型
燃料電池用熱硬化型液状シール剤の粘度、塗布圧力およ
び形成するシールの幅および高さに応じて予備設定され
た範囲の塗布速度で塗布する工程、および、１２０℃±
５℃の温度範囲でかつ３時間〜５時間の処理時間で硬化
後のシールの硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定され
ているデュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡで３０〜７０
°となるように前記固体高分子型燃料電池用熱硬化型液
状シール剤を硬化させる工程、を含むことを特徴とする
（請求項２）。
明の固体高分子型燃料電池用の単セルの製造方法は、セ
パレータと発電素子とを積層し、前記セパレータと前記
発電素子との間をシールにより気密に封止して成る固体
高分子型燃料電池用の単セルの製造方法であって、以下
の工程：前記セパレータと前記発電素子との間に前記セ
パレータと発電素子との間にシリコーン系エラストマー
またはイソブチレン系エラストマーを基材とし、塗布時
の粘度が１０００〜９０００Ｐａ・ｓである固体高分子
型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を前記固体高分子型
燃料電池用熱硬化型液状シール剤の粘度、塗布圧力およ
び形成するシールの幅および高さに応じて予備設定され
た範囲の塗布速度で塗布する工程、および、１２０℃±
５℃の温度範囲でかつ３時間〜５時間の処理時間で硬化
後のシールの硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定され
ているデュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡで３０〜７０
°となるように前記固体高分子型燃料電池用熱硬化型液
状シール剤を硬化させる工程、を含むことを特徴とする
（請求項２）。
【００２３】このように構成すると、固体高分子型燃料
電池を構成する電解質膜を劣化させるような熱雰囲気下
で硬化させることなしに、単セルに非常に耐久性の高い
シールを生産性高く形成することが可能となる。また、
このようにして製造された単セルを積層して燃料電池を
構成する際に、単セルのセパレータが破壊される可能性
が小さくなる。
電池を構成する電解質膜を劣化させるような熱雰囲気下
で硬化させることなしに、単セルに非常に耐久性の高い
シールを生産性高く形成することが可能となる。また、
このようにして製造された単セルを積層して燃料電池を
構成する際に、単セルのセパレータが破壊される可能性
が小さくなる。
【００２４】 また、前記課題を解決するための本発明
に係る固体高分子型燃料電池は、前記単セルを複数積層
して構成したことを特徴としている（請求項３）。この
ように構成すると、固体高分子型燃料電池を構成する電
解質膜の劣化がなくかつ非常に耐久性の高いシールが形
成された固体高分子型燃料電池が提供される。
に係る固体高分子型燃料電池は、前記単セルを複数積層
して構成したことを特徴としている（請求項３）。この
ように構成すると、固体高分子型燃料電池を構成する電
解質膜の劣化がなくかつ非常に耐久性の高いシールが形
成された固体高分子型燃料電池が提供される。
【００２５】 また、前記課題を解決するための本発明
の固体高分子型燃料電池の再生方法は、セパレータと発
電素子とを積層して成る単セルを複数積層して構成した
固体高分子型燃料電池において、前記セパレータと前記
発電素子とを気密に封止するシールに異常が発生した際
に前記シールを再生する固体高分子型燃料電池の再生方
法であって、異常のあるシールを有する単セルを取り外
す工程、異常のあるシールを除去する工程、前記セパレ
ータと前記発電素子との間にシリコーン系エラストマー
またはイソブチレン系エラストマーを基材とし、塗布時
の粘度が１０００〜９０００Ｐａ・ｓである固体高分子
型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を、前記固体高分子
型燃料電池用熱硬化型液状シール剤の粘度、塗布圧力お
よび形成するシールの幅および高さに応じて予備設定さ
れた範囲の塗布速度で塗布する工程、および、１２０±
５℃の温度範囲でかつ予備設定された処理時間で前記固
体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を硬化させ
る工程を含むことを特徴とする（請求項４）。
の固体高分子型燃料電池の再生方法は、セパレータと発
電素子とを積層して成る単セルを複数積層して構成した
固体高分子型燃料電池において、前記セパレータと前記
発電素子とを気密に封止するシールに異常が発生した際
に前記シールを再生する固体高分子型燃料電池の再生方
法であって、異常のあるシールを有する単セルを取り外
す工程、異常のあるシールを除去する工程、前記セパレ
ータと前記発電素子との間にシリコーン系エラストマー
またはイソブチレン系エラストマーを基材とし、塗布時
の粘度が１０００〜９０００Ｐａ・ｓである固体高分子
型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を、前記固体高分子
型燃料電池用熱硬化型液状シール剤の粘度、塗布圧力お
よび形成するシールの幅および高さに応じて予備設定さ
れた範囲の塗布速度で塗布する工程、および、１２０±
５℃の温度範囲でかつ予備設定された処理時間で前記固
体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を硬化させ
る工程を含むことを特徴とする（請求項４）。
【００２６】このように構成すると、固体高分子型燃料
電池を構成する電解質膜を劣化させるような熱雰囲気下
で硬化させることなしに、単セルに非常に耐久性の高い
シールを容易に形成することが可能となるので、異常の
発生したシールを耐久性の高いシールに交換し、耐久性
の高い燃料電池として再生することが可能となる。
電池を構成する電解質膜を劣化させるような熱雰囲気下
で硬化させることなしに、単セルに非常に耐久性の高い
シールを容易に形成することが可能となるので、異常の
発生したシールを耐久性の高いシールに交換し、耐久性
の高い燃料電池として再生することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。しかしながら、本発明はこれら
の実施の形態に限定されるものではない。図１は、燃料
電池を構成する単セルの概略を示す断面図であり、図２
は、単セルを積層した燃料電池本体の斜視図である。図
１および図２に示す通り、燃料電池ＦＣは、セパレータ
１、２と発電素子ＭＥＡから構成された単セルＣからな
り、このような単セルＣを、２００枚程度積層して構成
されている。そして燃料電池ＦＣは、燃料ガス、酸化ガ
ス、冷媒を各々独立した流路ＰH、ＰO、ＰWを通じて各
単セルＣに供給するためこれらの各系を気密に仕切るた
めにシールｑ1が施されている。シールｑ1は、燃料ガ
ス、酸化ガスおよび冷媒を各単セルＣに供給するために
燃料電池ＦＣを貫通して設けた連通口の周囲部分、発電
素子ＭＥＡの外周、セパレータ面を冷却するためにセパ
レータ面に沿って流す冷媒流路面外周およびセパレータ
１、２の表裏の外周等に設けられている。
図面に従って説明する。しかしながら、本発明はこれら
の実施の形態に限定されるものではない。図１は、燃料
電池を構成する単セルの概略を示す断面図であり、図２
は、単セルを積層した燃料電池本体の斜視図である。図
１および図２に示す通り、燃料電池ＦＣは、セパレータ
１、２と発電素子ＭＥＡから構成された単セルＣからな
り、このような単セルＣを、２００枚程度積層して構成
されている。そして燃料電池ＦＣは、燃料ガス、酸化ガ
ス、冷媒を各々独立した流路ＰH、ＰO、ＰWを通じて各
単セルＣに供給するためこれらの各系を気密に仕切るた
めにシールｑ1が施されている。シールｑ1は、燃料ガ
ス、酸化ガスおよび冷媒を各単セルＣに供給するために
燃料電池ＦＣを貫通して設けた連通口の周囲部分、発電
素子ＭＥＡの外周、セパレータ面を冷却するためにセパ
レータ面に沿って流す冷媒流路面外周およびセパレータ
１、２の表裏の外周等に設けられている。
【００２８】 このシールは、燃料電池ＦＣ内における
発電部等での高温状態、強酸状態および冷却部での種々
の冷媒が流れている過酷な雰囲気下で種々の気体を気密
に仕切る耐久性が要求される。また、焼成カーボンを切
削加工したセパレータやカーボン粉に１５〜３０質量％
の樹脂を混合して成形したモールドカーボン等の曲げ破
壊応力が小さく、したがって破壊しやすいセパレータか
ら膨張黒鉛や金属ベースで作られた曲げ破壊しにくいセ
パレータまで対応可能なシール技術が要求されている。
本発明の第一の形態は、このような過酷な雰囲気下で気
体を耐久性よく仕切るシールを形成するための固体高分
子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤（以下、「本発明
に係る液状シール剤」と言う）を使用する。
発電部等での高温状態、強酸状態および冷却部での種々
の冷媒が流れている過酷な雰囲気下で種々の気体を気密
に仕切る耐久性が要求される。また、焼成カーボンを切
削加工したセパレータやカーボン粉に１５〜３０質量％
の樹脂を混合して成形したモールドカーボン等の曲げ破
壊応力が小さく、したがって破壊しやすいセパレータか
ら膨張黒鉛や金属ベースで作られた曲げ破壊しにくいセ
パレータまで対応可能なシール技術が要求されている。
本発明の第一の形態は、このような過酷な雰囲気下で気
体を耐久性よく仕切るシールを形成するための固体高分
子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤（以下、「本発明
に係る液状シール剤」と言う）を使用する。
【００２９】（液状シール剤）
本発明に係る液状シール剤は、基材として、従来の燃料
電池用液状シール材料に一般に使用されているシリコー
ン系エラストマーまたはイソブチレン系エラストマー
（例えばポリイソブチレン系エラストマー）を含んでお
り、塗布時の粘度（硬化前の粘度）が１０００〜９００
０Ｐａ・ｓである常温で液体の組成物であり、そして熱
あるいは蒸気により硬化することを特徴とするものであ
る。
電池用液状シール材料に一般に使用されているシリコー
ン系エラストマーまたはイソブチレン系エラストマー
（例えばポリイソブチレン系エラストマー）を含んでお
り、塗布時の粘度（硬化前の粘度）が１０００〜９００
０Ｐａ・ｓである常温で液体の組成物であり、そして熱
あるいは蒸気により硬化することを特徴とするものであ
る。
【００３０】（液状シール剤の粘度）本発明に係る液状
シール剤は、この粘度範囲を達成可能であれば、その組
成は従来公知の熱硬化型接着剤と同様の組成とすること
ができる。すなわち、本発明に係る液状シール剤の塗布
時の粘度が１０００Ｐａ・ｓ未満であると、塗布後ある
いは硬化後に形状が崩れやすく所望とする形状のシール
ｑ1を得ることができないので好ましくない。逆にこの
粘度が９０００Ｐａ・ｓを超えると、本発明に係る液状
シール剤を塗布する際の吐出性が悪くなり、塗布速度を
極めて低速にしないと所望の形状で塗布することが困難
であり、生産性が著しく低下するので好ましくない。こ
の粘度範囲は、後記の実施例１によるシール剤の塗布性
の評価によって得られたものである。したがって、本発
明に係るシール剤は、塗布後および硬化後に所望とする
形状を維持できる範囲内である１０００〜９０００Ｐａ
・ｓの粘度を有することが必須である。
シール剤は、この粘度範囲を達成可能であれば、その組
成は従来公知の熱硬化型接着剤と同様の組成とすること
ができる。すなわち、本発明に係る液状シール剤の塗布
時の粘度が１０００Ｐａ・ｓ未満であると、塗布後ある
いは硬化後に形状が崩れやすく所望とする形状のシール
ｑ1を得ることができないので好ましくない。逆にこの
粘度が９０００Ｐａ・ｓを超えると、本発明に係る液状
シール剤を塗布する際の吐出性が悪くなり、塗布速度を
極めて低速にしないと所望の形状で塗布することが困難
であり、生産性が著しく低下するので好ましくない。こ
の粘度範囲は、後記の実施例１によるシール剤の塗布性
の評価によって得られたものである。したがって、本発
明に係るシール剤は、塗布後および硬化後に所望とする
形状を維持できる範囲内である１０００〜９０００Ｐａ
・ｓの粘度を有することが必須である。
【００３１】（液状シール剤の熱硬化条件）このような
粘度範囲を有する本発明に係るシール剤は、特定の温度
管理の下で熱硬化して、所定条件下で熱硬化することに
より固体高分子型燃料電池におけるシールｑ1を形成す
るものである。すなわち、本発明に係るシール剤は、熱
硬化により図１に示すシールｑ1を適用する箇所、すな
わち加湿水および冷媒を各単セルＣに供給するために燃
料電池１を貫通して設けた連通口の周囲部分、発電素子
ＭＥＡの外周、セパレータ面を冷却するためにセパレー
タ面に沿って流す冷媒流路面外周およびセパレータ１、
２の表裏の外周等にシールが形成されるが、この際の熱
硬化条件は、温度が１００〜１３０℃、好ましくは１１
０℃〜１３０℃、最も好ましくは１２０℃±５℃であ
る。さらに、その温度管理範囲を前記熱硬化条件の温度
範囲内で、設定温度±５℃とすると都合がよい。前記熱
硬化条件の温度が１００℃未満であると、所望とする高
温耐久における充分な耐へたり性が得られず、逆に１３
０℃を超えると電解質膜Ｍがクリープするので好ましく
ない。
粘度範囲を有する本発明に係るシール剤は、特定の温度
管理の下で熱硬化して、所定条件下で熱硬化することに
より固体高分子型燃料電池におけるシールｑ1を形成す
るものである。すなわち、本発明に係るシール剤は、熱
硬化により図１に示すシールｑ1を適用する箇所、すな
わち加湿水および冷媒を各単セルＣに供給するために燃
料電池１を貫通して設けた連通口の周囲部分、発電素子
ＭＥＡの外周、セパレータ面を冷却するためにセパレー
タ面に沿って流す冷媒流路面外周およびセパレータ１、
２の表裏の外周等にシールが形成されるが、この際の熱
硬化条件は、温度が１００〜１３０℃、好ましくは１１
０℃〜１３０℃、最も好ましくは１２０℃±５℃であ
る。さらに、その温度管理範囲を前記熱硬化条件の温度
範囲内で、設定温度±５℃とすると都合がよい。前記熱
硬化条件の温度が１００℃未満であると、所望とする高
温耐久における充分な耐へたり性が得られず、逆に１３
０℃を超えると電解質膜Ｍがクリープするので好ましく
ない。
【００３２】すなわち、本発明に係る液状シール剤の硬
化条件は、電解質膜Ｍのクリープを考慮すると硬化温度
は可能な限り低温であることが好ましく、そして硬化時
間については生産性を考慮して５時間以内であることが
好ましい。なお、本発明に係る液状シール剤を、通常の
接着剤として使用する場合には１５０℃で約１時間の硬
化条件が一般的である。本発明においては、後記する実
施例２に示すように、このような硬化条件における高温
耐久試験におけるへたり量を測定して最適な硬化条件の
設定を行った。その結果、１１０℃で４時間および５時
間かけて各々本発明に係る液状シール剤を硬化させた場
合に、１５０℃で１時間かけて硬化させた場合と同等の
へたり量であることを実験的に見い出した。次いで、１
１５℃、１２０℃および１２５℃の５℃刻みの硬化温度
で１時間、２時間、３時間、４時間および５時間かけて
硬化を行ったところ１１５℃で３時間の硬化条件におい
て１５０℃で１時間の硬化条件と同等のへたり量である
ことが判った。次いで、１１５℃で２．５時間および
２．７５時間の硬化条件で同等の試験を行ったところ、
１１５℃で３時間の場合と比較して良好な結果を得るこ
とができなかった。したがって、硬化するためのオーブ
ン温度のバラツキが±５℃であることから１２０℃±５
℃の硬化温度で３時間の硬化条件が、シールｑ1のへた
り量と電解質膜ＭＥＡのダメージを最小限にできる最適
条件であると決定した。このような実験プロセスを経
て、本発明の範囲内である異なる組成の液状シール剤の
最適硬化条件についても、同様にして見い出すことが可
能である。
化条件は、電解質膜Ｍのクリープを考慮すると硬化温度
は可能な限り低温であることが好ましく、そして硬化時
間については生産性を考慮して５時間以内であることが
好ましい。なお、本発明に係る液状シール剤を、通常の
接着剤として使用する場合には１５０℃で約１時間の硬
化条件が一般的である。本発明においては、後記する実
施例２に示すように、このような硬化条件における高温
耐久試験におけるへたり量を測定して最適な硬化条件の
設定を行った。その結果、１１０℃で４時間および５時
間かけて各々本発明に係る液状シール剤を硬化させた場
合に、１５０℃で１時間かけて硬化させた場合と同等の
へたり量であることを実験的に見い出した。次いで、１
１５℃、１２０℃および１２５℃の５℃刻みの硬化温度
で１時間、２時間、３時間、４時間および５時間かけて
硬化を行ったところ１１５℃で３時間の硬化条件におい
て１５０℃で１時間の硬化条件と同等のへたり量である
ことが判った。次いで、１１５℃で２．５時間および
２．７５時間の硬化条件で同等の試験を行ったところ、
１１５℃で３時間の場合と比較して良好な結果を得るこ
とができなかった。したがって、硬化するためのオーブ
ン温度のバラツキが±５℃であることから１２０℃±５
℃の硬化温度で３時間の硬化条件が、シールｑ1のへた
り量と電解質膜ＭＥＡのダメージを最小限にできる最適
条件であると決定した。このような実験プロセスを経
て、本発明の範囲内である異なる組成の液状シール剤の
最適硬化条件についても、同様にして見い出すことが可
能である。
【００３３】このようにして、本発明に係る液状シール
剤を熱硬化することによって、セパレータ１、２と発電
素子ＭＥＡとの間にシールｑ1を形成するが、発電素子
ＭＥＡの厚さのバラツキのために一定寸法の固形シール
を用いた従来技術においてはシール応力差が生じてセパ
レータ破壊の原因となっていたが、本発明に係る液状シ
ール剤を熱硬化させて形成したシールは、液状のシール
剤をシール間隙に塗布して積層した状態で、すなわちセ
パレータ１と発電素子ＭＥＡとセパレータ２とが互いに
接触した状態で、液状シール剤を熱硬化させるので、こ
れらを締結した場合にシールｑ1の初期高さが各発電素
子ＭＥＡの厚さに追随するため、発電素子ＭＥＡの厚さ
バラツキによるシール応力差が極めて低く抑えられる。
したがって、本発明に係る液状シール剤は、焼成カーボ
ンを切削加工して作製されたセパレータやカーボン粉に
１５〜３０質量％の樹脂を混合して成形したモールドカ
ーボン等の曲げ破壊応力が小さく、したがって破壊しや
すいセパレータから膨張黒鉛や金属ベースで作られた曲
げ破壊しにくいセパレータまで幅広い範囲で適用するこ
とができる（後記する実施例３参照）。
剤を熱硬化することによって、セパレータ１、２と発電
素子ＭＥＡとの間にシールｑ1を形成するが、発電素子
ＭＥＡの厚さのバラツキのために一定寸法の固形シール
を用いた従来技術においてはシール応力差が生じてセパ
レータ破壊の原因となっていたが、本発明に係る液状シ
ール剤を熱硬化させて形成したシールは、液状のシール
剤をシール間隙に塗布して積層した状態で、すなわちセ
パレータ１と発電素子ＭＥＡとセパレータ２とが互いに
接触した状態で、液状シール剤を熱硬化させるので、こ
れらを締結した場合にシールｑ1の初期高さが各発電素
子ＭＥＡの厚さに追随するため、発電素子ＭＥＡの厚さ
バラツキによるシール応力差が極めて低く抑えられる。
したがって、本発明に係る液状シール剤は、焼成カーボ
ンを切削加工して作製されたセパレータやカーボン粉に
１５〜３０質量％の樹脂を混合して成形したモールドカ
ーボン等の曲げ破壊応力が小さく、したがって破壊しや
すいセパレータから膨張黒鉛や金属ベースで作られた曲
げ破壊しにくいセパレータまで幅広い範囲で適用するこ
とができる（後記する実施例３参照）。
【００３４】（液状シール剤の硬化後の硬度）本発明に
係る液状シール剤を前記の所定条件で硬化することによ
って所望のシールｑ1がセパレータ１、２と発電素子Ｍ
ＥＡとの間等の燃料電池ＦＣの所定位置に形成される
が、その際のシールｑ1の硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５
３で規定されているデュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡ
で３０〜７０°の範囲であることが好ましい。すなわ
ち、硬化後のシールの硬さは熱へたり性とカーボン系セ
パレータ１に対するシール応力に関与するものである。
比較的硬度の低いシールは、架橋密度が小さいため熱に
対してへたりやすいが、圧縮量に対する反力の上昇度合
いが小さいためセパレータ１、２と発電素子ＭＥＡとの
積層状態におけるシール間での応力差が小さくできる。
これに対して、硬度が比較的に高いシールは、圧縮量に
対する反力の上昇度合いが大きくなるが高い耐熱へたり
性を示す。これらの特性を考慮して本発明における熱硬
化後に形成されたシールの硬さを規定した。
係る液状シール剤を前記の所定条件で硬化することによ
って所望のシールｑ1がセパレータ１、２と発電素子Ｍ
ＥＡとの間等の燃料電池ＦＣの所定位置に形成される
が、その際のシールｑ1の硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５
３で規定されているデュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡ
で３０〜７０°の範囲であることが好ましい。すなわ
ち、硬化後のシールの硬さは熱へたり性とカーボン系セ
パレータ１に対するシール応力に関与するものである。
比較的硬度の低いシールは、架橋密度が小さいため熱に
対してへたりやすいが、圧縮量に対する反力の上昇度合
いが小さいためセパレータ１、２と発電素子ＭＥＡとの
積層状態におけるシール間での応力差が小さくできる。
これに対して、硬度が比較的に高いシールは、圧縮量に
対する反力の上昇度合いが大きくなるが高い耐熱へたり
性を示す。これらの特性を考慮して本発明における熱硬
化後に形成されたシールの硬さを規定した。
【００３５】デュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡで測定
した硬度が３０°以下であると、耐久性が不充分である
ので好ましくなく、逆にデュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒ
ｅＡで７０°を超えるシールは同じ量を圧縮した拡散層
材よりも面圧が大きいので好ましくない。すなわち、本
発明に係る液状シール剤は、無荷重状態である硬化時点
から荷重をかけていく際、面圧の発生位置が拡散層Ｄと
同じ位置から発生するため、圧縮量に比例してシールと
拡散層Ｄの面圧が各々上昇する。このとき、シール面圧
＞拡散層面圧の場合にはシールｑ1の分担荷重が高いた
め初期シール性は高いもののセパレータ１、２とシール
ｑ1とが接触する部分に荷重を受けることになる。その
結果、発電素子ＭＥＡ全面への均一な荷重印加が困難に
なり、特にシールｑ 1に近い発電素子ＭＥＡ端部では荷
重がかかりにくくなる。一方、シール面圧≦拡散層面圧
の場合のシールｑ1の分担荷重割合が均一となるかある
いは拡散層Ｄの面圧の方が高くなるため、発電素子ＭＥ
Ａ全面に均一な荷重がかけられる。その結果、セパレー
タ１、２と発電素子ＭＥＡとの間の接触抵抗やガスの分
散性が均一となり、発電性能が安定し、スタッキング時
のセパレータ１、２の湾曲歪みを生じさせにくくなる。
そのため、シールの硬度が７０°以上のものは前記シー
ルの面圧が前記拡散層の面圧より大きくなるため好まし
くない。なお、熱硬化後のシールの硬度は、熱硬化型接
着剤の分野に従来公知の各種添加剤、例えば架橋剤や架
橋構造を形成する成分の分子構造を適宜に選択すること
によって達成することが可能である。
した硬度が３０°以下であると、耐久性が不充分である
ので好ましくなく、逆にデュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒ
ｅＡで７０°を超えるシールは同じ量を圧縮した拡散層
材よりも面圧が大きいので好ましくない。すなわち、本
発明に係る液状シール剤は、無荷重状態である硬化時点
から荷重をかけていく際、面圧の発生位置が拡散層Ｄと
同じ位置から発生するため、圧縮量に比例してシールと
拡散層Ｄの面圧が各々上昇する。このとき、シール面圧
＞拡散層面圧の場合にはシールｑ1の分担荷重が高いた
め初期シール性は高いもののセパレータ１、２とシール
ｑ1とが接触する部分に荷重を受けることになる。その
結果、発電素子ＭＥＡ全面への均一な荷重印加が困難に
なり、特にシールｑ 1に近い発電素子ＭＥＡ端部では荷
重がかかりにくくなる。一方、シール面圧≦拡散層面圧
の場合のシールｑ1の分担荷重割合が均一となるかある
いは拡散層Ｄの面圧の方が高くなるため、発電素子ＭＥ
Ａ全面に均一な荷重がかけられる。その結果、セパレー
タ１、２と発電素子ＭＥＡとの間の接触抵抗やガスの分
散性が均一となり、発電性能が安定し、スタッキング時
のセパレータ１、２の湾曲歪みを生じさせにくくなる。
そのため、シールの硬度が７０°以上のものは前記シー
ルの面圧が前記拡散層の面圧より大きくなるため好まし
くない。なお、熱硬化後のシールの硬度は、熱硬化型接
着剤の分野に従来公知の各種添加剤、例えば架橋剤や架
橋構造を形成する成分の分子構造を適宜に選択すること
によって達成することが可能である。
【００３６】つぎに本発明の別の実施形態に係る固体高
分子型燃料電池用の単セル・燃料電池の製造方法および
燃料電池の再生方法について説明する。 （液状シール剤の塗布）まず、本発明の固体高分子型燃
料電池ＦＣを構成するセパレータ１、２と発電素子ＭＥ
Ａのシールを施す所定箇所に本発明に係る液状シール剤
を所定の塗布圧力でかつ所定の塗布速度で塗布を行う
（工程１）。この際の塗布圧力は、本発明に係る液状シ
ール剤をセパレータ１、２と発電素子ＭＥＡとの間に塗
布することが可能な圧力であれば特に限定されず、本発
明に係る液状シール剤の粘度等を考慮して適宜決定され
るが、一般には３００〜５００ｋＰａの範囲である。ま
た、この際の塗布速度は、所定の粘度を有する本発明に
係る液状シール剤を前記範囲内で塗布圧力を一定にした
際に均一にシール剤を塗布することが可能な範囲を予備
実験によりあらかじめ行って決定した速度である。
分子型燃料電池用の単セル・燃料電池の製造方法および
燃料電池の再生方法について説明する。 （液状シール剤の塗布）まず、本発明の固体高分子型燃
料電池ＦＣを構成するセパレータ１、２と発電素子ＭＥ
Ａのシールを施す所定箇所に本発明に係る液状シール剤
を所定の塗布圧力でかつ所定の塗布速度で塗布を行う
（工程１）。この際の塗布圧力は、本発明に係る液状シ
ール剤をセパレータ１、２と発電素子ＭＥＡとの間に塗
布することが可能な圧力であれば特に限定されず、本発
明に係る液状シール剤の粘度等を考慮して適宜決定され
るが、一般には３００〜５００ｋＰａの範囲である。ま
た、この際の塗布速度は、所定の粘度を有する本発明に
係る液状シール剤を前記範囲内で塗布圧力を一定にした
際に均一にシール剤を塗布することが可能な範囲を予備
実験によりあらかじめ行って決定した速度である。
【００３７】すなわち、後記する実施例１に示す通り、
本発明に係る液状シール剤を所定の塗布圧力で塗布して
も、塗布速度が所定範囲内でないと目的とする寸法を有
するシールを形成することが不可能である。塗布圧力を
一定とすると目的とする幅および目的とする厚み範囲内
となる塗布速度領域が決定される。一般に縦軸にシール
の寸法（幅または高さ）をとり、横軸に塗布速度をとる
と図２０に示すようなグラフが得られる。この適正な塗
布速度範囲を外れると、たとえ、本発明の範囲内の粘度
を有する液状シール剤を用いても目的とするシールが形
成されない（表２〜４参照）。
本発明に係る液状シール剤を所定の塗布圧力で塗布して
も、塗布速度が所定範囲内でないと目的とする寸法を有
するシールを形成することが不可能である。塗布圧力を
一定とすると目的とする幅および目的とする厚み範囲内
となる塗布速度領域が決定される。一般に縦軸にシール
の寸法（幅または高さ）をとり、横軸に塗布速度をとる
と図２０に示すようなグラフが得られる。この適正な塗
布速度範囲を外れると、たとえ、本発明の範囲内の粘度
を有する液状シール剤を用いても目的とするシールが形
成されない（表２〜４参照）。
【００３８】（液状シール剤の硬化）次いで、このよう
にして塗布された本発明に係るシール剤を前記の通りの
硬化条件、すなわち１００〜１３０℃、好ましくは１１
０℃〜１３０℃、かつその温度管理範囲が前記温度範囲
内における設定温度±５℃で、最も好ましくは１２０℃
±５℃で熱硬化することによって所望のシールを形成す
る（工程２）。このようにして、電解質膜Ｍを劣化させ
るような熱雰囲気下で硬化させることなしに、単セルＣ
に非常に耐久性の高いシールを形成することが可能とな
る。また、このようにして製造された単セルＣを積層し
て燃料電池を構成する際に、単セルＣのセパレータが破
壊される可能性が小さくなる。
にして塗布された本発明に係るシール剤を前記の通りの
硬化条件、すなわち１００〜１３０℃、好ましくは１１
０℃〜１３０℃、かつその温度管理範囲が前記温度範囲
内における設定温度±５℃で、最も好ましくは１２０℃
±５℃で熱硬化することによって所望のシールを形成す
る（工程２）。このようにして、電解質膜Ｍを劣化させ
るような熱雰囲気下で硬化させることなしに、単セルＣ
に非常に耐久性の高いシールを形成することが可能とな
る。また、このようにして製造された単セルＣを積層し
て燃料電池を構成する際に、単セルＣのセパレータが破
壊される可能性が小さくなる。
【００３９】（燃料電池の再生）なお、同様の方法を用
いて、シールｑ1の疲弊等により異常が発生した燃料電
池を再生することが可能である。すなわち、異常のある
シールを有する単セルを取り外して（工程１）、異常の
あるシールを除去した後（工程２）、前記と同様の工程
に本発明に係る液状シール剤を適用し（工程３）、そし
て所定条件下で本発明に係る液状シール剤を硬化して
（工程４）セパレータ１、２と発電素子ＭＥＡとの間に
耐久性の高いシールｑ1を施すことが可能となる。な
お、この際のシールは、本発明に係る液状シール剤を硬
化することによって形成されたシールであっても、既存
のシールであってもよい。このようにして、電解質膜Ｍ
を劣化させるような熱雰囲気下で硬化させることなし
に、単セルに非常に耐久性の高いシールｑ1を容易に形
成することが可能となるので、異常の発生したシールを
耐久性の高いシールｑ1に交換し、耐久性の高い燃料電
池として再生することが可能となる。
いて、シールｑ1の疲弊等により異常が発生した燃料電
池を再生することが可能である。すなわち、異常のある
シールを有する単セルを取り外して（工程１）、異常の
あるシールを除去した後（工程２）、前記と同様の工程
に本発明に係る液状シール剤を適用し（工程３）、そし
て所定条件下で本発明に係る液状シール剤を硬化して
（工程４）セパレータ１、２と発電素子ＭＥＡとの間に
耐久性の高いシールｑ1を施すことが可能となる。な
お、この際のシールは、本発明に係る液状シール剤を硬
化することによって形成されたシールであっても、既存
のシールであってもよい。このようにして、電解質膜Ｍ
を劣化させるような熱雰囲気下で硬化させることなし
に、単セルに非常に耐久性の高いシールｑ1を容易に形
成することが可能となるので、異常の発生したシールを
耐久性の高いシールｑ1に交換し、耐久性の高い燃料電
池として再生することが可能となる。
【００４０】
【実施例】つぎに、本発明を実施例および比較例に基づ
いて詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく
限りにおいて適宜に変形することが可能である。なお、
ここでは、本発明に係る液状シール剤を「本発明シール
剤ｑ0」、この本発明シール剤ｑ0を塗布し、熱処理によ
って硬化させて形成したシールを「本発明シール
ｑ1」、また、比較例の液状シール剤を塗布し、熱処理
によって硬化させて形成したシールを「比較シールｑ1
´」、そして、あらかじめ幅と高さが一定寸法に形成さ
れたシールを「固形シールｒ」と称する。
いて詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく
限りにおいて適宜に変形することが可能である。なお、
ここでは、本発明に係る液状シール剤を「本発明シール
剤ｑ0」、この本発明シール剤ｑ0を塗布し、熱処理によ
って硬化させて形成したシールを「本発明シール
ｑ1」、また、比較例の液状シール剤を塗布し、熱処理
によって硬化させて形成したシールを「比較シールｑ1
´」、そして、あらかじめ幅と高さが一定寸法に形成さ
れたシールを「固形シールｒ」と称する。
【００４１】［実施例１］
（液状シール剤の塗布性評価）
まず、各種液状シール剤の塗布性について評価するため
に、液状のシール形成用薬剤として、シリコーン系およ
びポリイソブチレン系の各エラストマーを主成分とし、
３００〜１２０００Ｐａ・ｓの粘度を有する熱硬化型の
液状シール剤をアルミニウム板から成るテストサンプル
上に塗布し、熱硬化後のシールの断面寸法を測定して評
価した。表１に前記各種液状シール剤と塗布条件を示
す。
に、液状のシール形成用薬剤として、シリコーン系およ
びポリイソブチレン系の各エラストマーを主成分とし、
３００〜１２０００Ｐａ・ｓの粘度を有する熱硬化型の
液状シール剤をアルミニウム板から成るテストサンプル
上に塗布し、熱硬化後のシールの断面寸法を測定して評
価した。表１に前記各種液状シール剤と塗布条件を示
す。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１に示すように、長さ２００ｍｍ、幅５
０ｍｍ、厚さ３ｍｍの大きさを有するアルミニウム板か
ら成るテストサンプル上に、内径０．６ｍｍφのノズル
で、塗布速度１〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗布圧力５００ｋ
Ｐａ一定として、長さ１５０ｍｍの直線状に前記各種液
状シール剤を塗布した。塗布ノズルの内径の設定は、こ
こで用いた塗布装置における最小とすることによって、
最も吐出し難く、かつ、吐出された液状シール剤の断面
形状が変化し難い条件としたものである。なお、前記各
種液状シール剤は、前記テストサンプルの表面をあらか
じめ有機溶剤等で清浄化した後、塗布した。その後、所
定条件にて熱処理を行って前記各種液状シール剤を硬化
させ、図３に示すような高さＨ、幅Ｗの断面を有する略
円柱状の本発明シールｑ1を形成した。このように形成
した本発明シールｑ1の目標寸法は、幅Ｗが０．６±
０．１ｍｍ、高さＨが０．５±０．１ｍｍである。そし
て、本発明シールｑ1の断面寸法評価、真上からの目視
による形状評価を行い、これらの評価結果から前記各種
液状シール剤の塗布性について総合的に評価した。表
２、表４に、各々前記各種液状シール剤の塗布性の評価
結果について、本発明に係る実施例と比較例とを比較し
て示す。
０ｍｍ、厚さ３ｍｍの大きさを有するアルミニウム板か
ら成るテストサンプル上に、内径０．６ｍｍφのノズル
で、塗布速度１〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗布圧力５００ｋ
Ｐａ一定として、長さ１５０ｍｍの直線状に前記各種液
状シール剤を塗布した。塗布ノズルの内径の設定は、こ
こで用いた塗布装置における最小とすることによって、
最も吐出し難く、かつ、吐出された液状シール剤の断面
形状が変化し難い条件としたものである。なお、前記各
種液状シール剤は、前記テストサンプルの表面をあらか
じめ有機溶剤等で清浄化した後、塗布した。その後、所
定条件にて熱処理を行って前記各種液状シール剤を硬化
させ、図３に示すような高さＨ、幅Ｗの断面を有する略
円柱状の本発明シールｑ1を形成した。このように形成
した本発明シールｑ1の目標寸法は、幅Ｗが０．６±
０．１ｍｍ、高さＨが０．５±０．１ｍｍである。そし
て、本発明シールｑ1の断面寸法評価、真上からの目視
による形状評価を行い、これらの評価結果から前記各種
液状シール剤の塗布性について総合的に評価した。表
２、表４に、各々前記各種液状シール剤の塗布性の評価
結果について、本発明に係る実施例と比較例とを比較し
て示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
【００４６】
【表４】
【００４７】表２、表４に示すように、シリコーン系お
よびポリイソブチレン系の液状シール剤のうち本発明で
規定した範囲外の粘度を有する比較例の液状シール剤
（Ｎｏ．８〜１０、２７、２８、３５、３６、４３〜４
７）においては、熱硬化後の断面寸法が、前記目標寸法
の０．６±０．１ｍｍの範囲を外れており不良となって
いる。
よびポリイソブチレン系の液状シール剤のうち本発明で
規定した範囲外の粘度を有する比較例の液状シール剤
（Ｎｏ．８〜１０、２７、２８、３５、３６、４３〜４
７）においては、熱硬化後の断面寸法が、前記目標寸法
の０．６±０．１ｍｍの範囲を外れており不良となって
いる。
【００４８】また、本発明で規定した範囲内の粘度を有
するが、塗布速度が適切に設定されていない比較シール
ｑ1´（比較例Ｎｏ．１１〜１６、２９〜３４）におい
ては、硬化後の断面寸法が前記目標寸法から外れている
ものの、目視評価は○（合格）で良好となっている。し
たがって、塗布速度を適切な範囲に合わせることによっ
て、所望の形状と前記目標断面寸法を備える本発明シー
ルｑ1を形成することが可能であると推定される。
するが、塗布速度が適切に設定されていない比較シール
ｑ1´（比較例Ｎｏ．１１〜１６、２９〜３４）におい
ては、硬化後の断面寸法が前記目標寸法から外れている
ものの、目視評価は○（合格）で良好となっている。し
たがって、塗布速度を適切な範囲に合わせることによっ
て、所望の形状と前記目標断面寸法を備える本発明シー
ルｑ1を形成することが可能であると推定される。
【００４９】一方、本発明で規定した範囲内の粘度を有
し、かつ塗布速度を適切な範囲に合わせた本発明シール
ｑ1（Ｎｏ．１〜７、２０〜２６、３７〜４２）にあっ
ては、硬化後の断面寸法が前記目標寸法で、かつ目視評
価も○（良好）となって、総合評価が○（合格）となっ
ていることが分かる。これらの結果から、本発明で規定
した粘度範囲を有する本発明シール剤ｑ0を、所定の塗
布条件で塗布することによって満足のいくシールが形成
できることが分かった。
し、かつ塗布速度を適切な範囲に合わせた本発明シール
ｑ1（Ｎｏ．１〜７、２０〜２６、３７〜４２）にあっ
ては、硬化後の断面寸法が前記目標寸法で、かつ目視評
価も○（良好）となって、総合評価が○（合格）となっ
ていることが分かる。これらの結果から、本発明で規定
した粘度範囲を有する本発明シール剤ｑ0を、所定の塗
布条件で塗布することによって満足のいくシールが形成
できることが分かった。
【００５０】［実施例２］
（本発明シールｑ1の物理的耐久性の熱硬化温度依存
性）つぎに、各種条件にて作製した本発明シールｑ1の
物理的劣化促進テストを行った。すなわち、硬化温度と
硬化時間に水準を設けて前記実施例１と同様の方法で本
発明シール剤ｑ0から作製した本発明シールｑ1に対し
て、加熱温度９０℃、加熱時間１００時間の条件で、本
発明シールｑ1の圧縮量の初期値が２５％となるような
一定の荷重をかけて物理的状態の劣化を促進させ、その
後、圧縮永久歪（％）を測定した。ここで、圧縮永久歪
（％）は、前記テスト前の本発明シールｑ1の高さＨ0に
対する前記テスト前のシール高さＨ0と前記テスト後の
シール高さＨ1との差の割合として、［｛（Ｈ0−Ｈ1）
／Ｈ0｝×１００］の式から算出したものである。図４
に前記各種液状シール剤を用いて得られた結果の１つを
示す。
性）つぎに、各種条件にて作製した本発明シールｑ1の
物理的劣化促進テストを行った。すなわち、硬化温度と
硬化時間に水準を設けて前記実施例１と同様の方法で本
発明シール剤ｑ0から作製した本発明シールｑ1に対し
て、加熱温度９０℃、加熱時間１００時間の条件で、本
発明シールｑ1の圧縮量の初期値が２５％となるような
一定の荷重をかけて物理的状態の劣化を促進させ、その
後、圧縮永久歪（％）を測定した。ここで、圧縮永久歪
（％）は、前記テスト前の本発明シールｑ1の高さＨ0に
対する前記テスト前のシール高さＨ0と前記テスト後の
シール高さＨ1との差の割合として、［｛（Ｈ0−Ｈ1）
／Ｈ0｝×１００］の式から算出したものである。図４
に前記各種液状シール剤を用いて得られた結果の１つを
示す。
【００５１】図４は、硬化温度を１００℃、１１０℃お
よび１５０℃の３水準とし、硬化時間を１、３時間の２
水準（硬化温度が１５０℃のとき）、並びに、３、４お
よび５時間の３水準（硬化温度が１００℃、または１１
０℃のとき）として作製した本発明シールｑ1について
前記物理的劣化促進テストを施し、各々の圧縮永久歪
（％）を測定した。その結果を図４に示す。図４から、
圧縮永久歪（％）は硬化温度と硬化時間に依存して変化
しており、硬化温度が高いほど、また硬化時間が長いほ
ど圧縮永久歪（％）が小さくなっていることが分かる。
これは、硬化温度が高いほど、また硬化時間が長いほど
本発明シール剤ｑ0の化学反応がより進行して本発明シ
ール剤ｑ0の硬化が一層促進されるため、作製された本
発明シールｑ1の架橋密度が大きくなって、前記物理的
劣化促進テストによる圧縮永久歪（％）が小さくなるも
のと考えられる。また図４より、硬化温度が１５０℃の
ときには、硬化時間が１時間と３時間で、圧縮永久歪
（％）が同等となっており、このことから硬化温度が１
５０℃、硬化時間が１時間程度で本発明シールｑ1の架
橋密度がほぼ飽和状態になっていると考えられる。さら
に、前記硬化温度は、前記各種液状シール剤の化学的劣
化を抑える観点からみると、１５０℃以下である。した
がって、前記硬化温度は１５０℃以下であることが好ま
しい。
よび１５０℃の３水準とし、硬化時間を１、３時間の２
水準（硬化温度が１５０℃のとき）、並びに、３、４お
よび５時間の３水準（硬化温度が１００℃、または１１
０℃のとき）として作製した本発明シールｑ1について
前記物理的劣化促進テストを施し、各々の圧縮永久歪
（％）を測定した。その結果を図４に示す。図４から、
圧縮永久歪（％）は硬化温度と硬化時間に依存して変化
しており、硬化温度が高いほど、また硬化時間が長いほ
ど圧縮永久歪（％）が小さくなっていることが分かる。
これは、硬化温度が高いほど、また硬化時間が長いほど
本発明シール剤ｑ0の化学反応がより進行して本発明シ
ール剤ｑ0の硬化が一層促進されるため、作製された本
発明シールｑ1の架橋密度が大きくなって、前記物理的
劣化促進テストによる圧縮永久歪（％）が小さくなるも
のと考えられる。また図４より、硬化温度が１５０℃の
ときには、硬化時間が１時間と３時間で、圧縮永久歪
（％）が同等となっており、このことから硬化温度が１
５０℃、硬化時間が１時間程度で本発明シールｑ1の架
橋密度がほぼ飽和状態になっていると考えられる。さら
に、前記硬化温度は、前記各種液状シール剤の化学的劣
化を抑える観点からみると、１５０℃以下である。した
がって、前記硬化温度は１５０℃以下であることが好ま
しい。
【００５２】前記結果と本発明シールｑ1の化学的劣化
を抑制する観点からのみ判断すれば、硬化温度を１５０
℃、硬化時間を１時間として本発明シール剤ｑ0を硬化
させることによって、圧縮永久歪をより低くして物理的
耐久性に優れた本発明シールｑ1を作製することができ
ると考えられるが、燃料電池の構成部材である電解質膜
に対する熱的影響をより低く抑える見地から、前記硬化
温度の上限値をさらに適切化することが要求される。
を抑制する観点からのみ判断すれば、硬化温度を１５０
℃、硬化時間を１時間として本発明シール剤ｑ0を硬化
させることによって、圧縮永久歪をより低くして物理的
耐久性に優れた本発明シールｑ1を作製することができ
ると考えられるが、燃料電池の構成部材である電解質膜
に対する熱的影響をより低く抑える見地から、前記硬化
温度の上限値をさらに適切化することが要求される。
【００５３】図５は、前記各種液状シール剤の硬化温度
の水準をさらに細かく設定して作製した本発明シールｑ
1を用いて同様にして物理的劣化促進テストの結果を行
った。その結果を図５に示す。図５から、図４に示す結
果と同様に、圧縮永久歪（％）は硬化温度と硬化時間に
依存して変化し、温度が高いほど、あるいは硬化時間が
長いほど圧縮永久歪（％）は小さくなっていることが分
かる。
の水準をさらに細かく設定して作製した本発明シールｑ
1を用いて同様にして物理的劣化促進テストの結果を行
った。その結果を図５に示す。図５から、図４に示す結
果と同様に、圧縮永久歪（％）は硬化温度と硬化時間に
依存して変化し、温度が高いほど、あるいは硬化時間が
長いほど圧縮永久歪（％）は小さくなっていることが分
かる。
【００５４】本発明者等は、別途、本発明シールｑ1の
長期間物理的耐久性保持および電解質膜への熱的影響に
ついて検討を行った。その結果、前記硬化温度は１００
℃よりも低くなると前記各種液状シール剤の反応速度が
低下して架橋密度が顕著に小さくなるため、このような
硬化温度で作製された本発明シールｑ1では物理的劣化
が生じやすくなることが判明した。すなわち、前記硬化
温度は１００℃以上であることが望ましい。また、本発
明シールｑ1が設けられる電解質膜は１３０℃よりも高
い温度で、許容以上のダメージを受けやすくなるため、
前記硬化温度は１３０℃以下とする必要がある。なお、
本発明シールｑ1の圧縮永久歪（％）は４５〜６０％程
度であれば充分であることが明らかとなっている。以上
の結果より、本発明シールｑ1は、本発明シール剤ｑ0を
１１５±１５℃で硬化させて形成させることが好ましい
ことが分かった。
長期間物理的耐久性保持および電解質膜への熱的影響に
ついて検討を行った。その結果、前記硬化温度は１００
℃よりも低くなると前記各種液状シール剤の反応速度が
低下して架橋密度が顕著に小さくなるため、このような
硬化温度で作製された本発明シールｑ1では物理的劣化
が生じやすくなることが判明した。すなわち、前記硬化
温度は１００℃以上であることが望ましい。また、本発
明シールｑ1が設けられる電解質膜は１３０℃よりも高
い温度で、許容以上のダメージを受けやすくなるため、
前記硬化温度は１３０℃以下とする必要がある。なお、
本発明シールｑ1の圧縮永久歪（％）は４５〜６０％程
度であれば充分であることが明らかとなっている。以上
の結果より、本発明シールｑ1は、本発明シール剤ｑ0を
１１５±１５℃で硬化させて形成させることが好ましい
ことが分かった。
【００５５】［実施例３］
（拡散層Ｄの厚さのバラツキの緩和によるセパレータの
破損の抑制）図１に示すような、セパレータ１、２と、
拡散層Ｄと、発電素子ＭＥＡと、電解質膜Ｍ等と、を積
層して成るスタック構造ＳＴを含む燃料電池ＦＣにおい
て、セパレータ１、２と電解質膜Ｍとの間に本発明シー
ルｑ1を介在させる場合、拡散層Ｄの厚さのバラツキに
よって、セパレータ１とセパレータ２との間隙にバラツ
キ（以下、「間隙バラツキ」と言う）が生じ、セパレー
タ１とセパレータ２との間に形成される本発明シールｑ
1、ｑ1、ｑ1、ｑ1に応力が発生する。この応力を緩和す
るために、本発明シールｑ1は、前記間隙と本発明シー
ルｑ1の締め代とを合わせた高さを有することが必要と
なる。しかしながら、前記間隙バラツキが過大になると
スタック構造ＳＴを締結する際に、スタック構造ＳＴに
含まれる各セパレータに設けられた本発明シールｑ1の
間の面圧差は顕著なものとなる。
破損の抑制）図１に示すような、セパレータ１、２と、
拡散層Ｄと、発電素子ＭＥＡと、電解質膜Ｍ等と、を積
層して成るスタック構造ＳＴを含む燃料電池ＦＣにおい
て、セパレータ１、２と電解質膜Ｍとの間に本発明シー
ルｑ1を介在させる場合、拡散層Ｄの厚さのバラツキに
よって、セパレータ１とセパレータ２との間隙にバラツ
キ（以下、「間隙バラツキ」と言う）が生じ、セパレー
タ１とセパレータ２との間に形成される本発明シールｑ
1、ｑ1、ｑ1、ｑ1に応力が発生する。この応力を緩和す
るために、本発明シールｑ1は、前記間隙と本発明シー
ルｑ1の締め代とを合わせた高さを有することが必要と
なる。しかしながら、前記間隙バラツキが過大になると
スタック構造ＳＴを締結する際に、スタック構造ＳＴに
含まれる各セパレータに設けられた本発明シールｑ1の
間の面圧差は顕著なものとなる。
【００５６】このような間隙バラツキによって生ずる本
発明シールｑ1間の面圧差は、本発明シールｑ1が設けら
れているセパレータ１、２等に曲げ応力を発生させる。
そして、例えば、焼成黒鉛を切削加工して形成したセパ
レータや、カーボン紛に１５〜３０％の樹脂を混合して
成形したモールド・カーボン・セパレータ等（以下、
「カーボン・セパレータ」と言う）の曲げ破壊応力が比
較的小さな部材では、スタック構造ＳＴを締結する際
に、前記曲げ応力によって曲げ破壊を生じやすい。この
ようなカーボン・セパレータを使用する場合に、カーボ
ン・セパレータの曲げ破壊を生じさせるメカニズムを模
式的に表した図を図６および図７に示す。
発明シールｑ1間の面圧差は、本発明シールｑ1が設けら
れているセパレータ１、２等に曲げ応力を発生させる。
そして、例えば、焼成黒鉛を切削加工して形成したセパ
レータや、カーボン紛に１５〜３０％の樹脂を混合して
成形したモールド・カーボン・セパレータ等（以下、
「カーボン・セパレータ」と言う）の曲げ破壊応力が比
較的小さな部材では、スタック構造ＳＴを締結する際
に、前記曲げ応力によって曲げ破壊を生じやすい。この
ようなカーボン・セパレータを使用する場合に、カーボ
ン・セパレータの曲げ破壊を生じさせるメカニズムを模
式的に表した図を図６および図７に示す。
【００５７】図６は、図１に示すスタック構造ＳＴの主
要部を示したもので、カーボン・セパレータ１１、１
２、１３、１４と、電解質膜Ｍ、Ｍ、Ｍと、拡散層Ｄ
１、Ｄ２、Ｄ３と、シール２１、２２、２３とから成る
スタック構造ＳＴを示す。図６で、拡散層Ｄ１、Ｄ２、
Ｄ３の厚さＴ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ２とす
る）のバラツキに応じてシール２１、２２、２３の高さ
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３にもバラツキが生じている。カーボン
・セパレータ１１、１２、１３、１４には材料の特性お
よび熱等の履歴によって固有の内部応力が存在し、カー
ボン・セパレータ１１、１２、１３、１４間の前記内部
応力または熱的に増幅された前記内部応力の力関係によ
ってカーボン・セパレータ１１、１２、１３、１４のう
ちの少なくとも１つに反りが発生する場合がある。
要部を示したもので、カーボン・セパレータ１１、１
２、１３、１４と、電解質膜Ｍ、Ｍ、Ｍと、拡散層Ｄ
１、Ｄ２、Ｄ３と、シール２１、２２、２３とから成る
スタック構造ＳＴを示す。図６で、拡散層Ｄ１、Ｄ２、
Ｄ３の厚さＴ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ２とす
る）のバラツキに応じてシール２１、２２、２３の高さ
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３にもバラツキが生じている。カーボン
・セパレータ１１、１２、１３、１４には材料の特性お
よび熱等の履歴によって固有の内部応力が存在し、カー
ボン・セパレータ１１、１２、１３、１４間の前記内部
応力または熱的に増幅された前記内部応力の力関係によ
ってカーボン・セパレータ１１、１２、１３、１４のう
ちの少なくとも１つに反りが発生する場合がある。
【００５８】図６に示すように、カーボン・セパレータ
１１に反りが発生した場合を考える。この反りによって
まず、カーボン・セパレータ１１と接触しているシール
２１に比較的高い圧縮応力Ｆ1が作用する。そして、こ
の圧縮応力Ｆ1はシール２１からカーボン・セパレータ
１２、シール２２、セパレータ１３、シール２３、およ
びセパレータ１４、…へと順次伝播していく。このと
き、比較的大きな高さＨ３を有するシール２３では比較
的小さな圧縮応力Ｆ3が発生する。このような状況にお
いては、シール２１とシール２３とで挟まれたシール２
２に対してＦ1とＦ3との差から成る応力差（Ｆ1−Ｆ3＝
Ｆ2）が作用し、この応力差Ｆ2がカーボン・セパレータ
１２または１３の曲げ破壊応力を超えるとカーボン・セ
パレータ１２または１３の破損が生じることとなる。特
に、シールとして幅と高さが一定寸法の固形シールを用
いる場合には、拡散層Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の厚さＴ１、Ｔ
２、Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ２）のバラツキによって生じ
るシール２１、２２、２３の間の面圧差を緩和すること
ができないため、このようなメカニズムによって生じる
セパレータの破損が生じやすい。
１１に反りが発生した場合を考える。この反りによって
まず、カーボン・セパレータ１１と接触しているシール
２１に比較的高い圧縮応力Ｆ1が作用する。そして、こ
の圧縮応力Ｆ1はシール２１からカーボン・セパレータ
１２、シール２２、セパレータ１３、シール２３、およ
びセパレータ１４、…へと順次伝播していく。このと
き、比較的大きな高さＨ３を有するシール２３では比較
的小さな圧縮応力Ｆ3が発生する。このような状況にお
いては、シール２１とシール２３とで挟まれたシール２
２に対してＦ1とＦ3との差から成る応力差（Ｆ1−Ｆ3＝
Ｆ2）が作用し、この応力差Ｆ2がカーボン・セパレータ
１２または１３の曲げ破壊応力を超えるとカーボン・セ
パレータ１２または１３の破損が生じることとなる。特
に、シールとして幅と高さが一定寸法の固形シールを用
いる場合には、拡散層Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の厚さＴ１、Ｔ
２、Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ２）のバラツキによって生じ
るシール２１、２２、２３の間の面圧差を緩和すること
ができないため、このようなメカニズムによって生じる
セパレータの破損が生じやすい。
【００５９】それに対して、シール２１、２２、２３に
本発明に係る本発明シールｑ1を用いると拡散層Ｄ１、
Ｄ２、Ｄ３の厚さＴ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ
２）のバラツキによって生じるシール２１、２２、２３
の間の面圧差を充分に緩和することができて、セパレー
タ１２、１３の破損を抑止することが可能となる。すな
わち、本発明シール剤ｑ0をカーボン・セパレータ１
１、１２、１３、１４の所定位置に塗布し、カーボン・
セパレータ１１、１２、１３、１４と拡散層Ｄとが接触
した状態でこの本発明シール剤ｑ0を熱硬化させて本発
明シールｑ1を形成した後、カーボン・セパレータ１
１、１２、１３、１４を締結すると、シール２１、２
２、２３に適度な締め代が発生し、シール２１、２２、
２３の高さが拡散層Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の厚さに適切に追
随するものとなる。したがって、前記したようにセパレ
ータ１１の反りによってシール２１に比較的高い圧縮応
力Ｆ1が作用し、シール２３に比較的低い圧縮応力Ｆ3が
作用し、圧縮応力Ｆ1と圧縮応力Ｆ3との応力差Ｆ2がシ
ール２２に作用する場合でも、応力差Ｆ2の大きさを充
分に低く抑えることが可能となってカーボン・セパレー
タ１２または１３の破損を充分に抑止することが可能と
なる。
本発明に係る本発明シールｑ1を用いると拡散層Ｄ１、
Ｄ２、Ｄ３の厚さＴ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ
２）のバラツキによって生じるシール２１、２２、２３
の間の面圧差を充分に緩和することができて、セパレー
タ１２、１３の破損を抑止することが可能となる。すな
わち、本発明シール剤ｑ0をカーボン・セパレータ１
１、１２、１３、１４の所定位置に塗布し、カーボン・
セパレータ１１、１２、１３、１４と拡散層Ｄとが接触
した状態でこの本発明シール剤ｑ0を熱硬化させて本発
明シールｑ1を形成した後、カーボン・セパレータ１
１、１２、１３、１４を締結すると、シール２１、２
２、２３に適度な締め代が発生し、シール２１、２２、
２３の高さが拡散層Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の厚さに適切に追
随するものとなる。したがって、前記したようにセパレ
ータ１１の反りによってシール２１に比較的高い圧縮応
力Ｆ1が作用し、シール２３に比較的低い圧縮応力Ｆ3が
作用し、圧縮応力Ｆ1と圧縮応力Ｆ3との応力差Ｆ2がシ
ール２２に作用する場合でも、応力差Ｆ2の大きさを充
分に低く抑えることが可能となってカーボン・セパレー
タ１２または１３の破損を充分に抑止することが可能と
なる。
【００６０】一方、図７は、図６に示すカーボン・セパ
レータ１１、１２、１３、１４の代わりに、膨張黒鉛や
金属をベースとし、比較的高い曲げ破壊応力を備えるセ
パレータ（以下、「金属セパレータ」と言う）１１０、
１２０、１３０、１４０を備え、また、シールとして幅
と高さが一定寸法の固形シール２１０、２２０、２３０
を備えるスタック構造ＳＴ２の主要部を示す。
レータ１１、１２、１３、１４の代わりに、膨張黒鉛や
金属をベースとし、比較的高い曲げ破壊応力を備えるセ
パレータ（以下、「金属セパレータ」と言う）１１０、
１２０、１３０、１４０を備え、また、シールとして幅
と高さが一定寸法の固形シール２１０、２２０、２３０
を備えるスタック構造ＳＴ２の主要部を示す。
【００６１】図７は、拡散層Ｄ１０、Ｄ２０、Ｄ３０の
厚さＴ１０、Ｔ２０、Ｔ３０（Ｔ３０＞Ｔ１０＞Ｔ２０
とする）のバラツキに対応してシール２１０、２２０、
２３０の高さＨ１０、Ｈ２０、Ｈ３０にもバラツキが生
じている状態を示す（Ｈ３０＞Ｈ１０＞Ｈ２０）。そし
て、金属セパレータ１１０、１２０、１３０、１４０が
有する固有の内部応力、またはこの固有の内部応力が熱
的に増幅された内部応力の力関係によって金属セパレー
タの反りが発生する場合について考える。シール２１
０、２２０、２３０の高さのバラツキ（Ｈ３０＞Ｈ１０
＞Ｈ２０）によって、シール２１０に比較的高い圧縮応
力Ｆ10が作用し、そしてシール２３０に比較的低い圧縮
応力Ｆ30が作用し、その結果として圧縮応力Ｆ10と圧縮
応力Ｆ30との応力差Ｆ20がシール２２０に作用しても、
金属セパレータ１１０、１２０、１３０、１４０は比較
的高い曲げ破壊応力を備えているため、金属セパレータ
１２０または１３０の破損は生じ難いと考えられる。
厚さＴ１０、Ｔ２０、Ｔ３０（Ｔ３０＞Ｔ１０＞Ｔ２０
とする）のバラツキに対応してシール２１０、２２０、
２３０の高さＨ１０、Ｈ２０、Ｈ３０にもバラツキが生
じている状態を示す（Ｈ３０＞Ｈ１０＞Ｈ２０）。そし
て、金属セパレータ１１０、１２０、１３０、１４０が
有する固有の内部応力、またはこの固有の内部応力が熱
的に増幅された内部応力の力関係によって金属セパレー
タの反りが発生する場合について考える。シール２１
０、２２０、２３０の高さのバラツキ（Ｈ３０＞Ｈ１０
＞Ｈ２０）によって、シール２１０に比較的高い圧縮応
力Ｆ10が作用し、そしてシール２３０に比較的低い圧縮
応力Ｆ30が作用し、その結果として圧縮応力Ｆ10と圧縮
応力Ｆ30との応力差Ｆ20がシール２２０に作用しても、
金属セパレータ１１０、１２０、１３０、１４０は比較
的高い曲げ破壊応力を備えているため、金属セパレータ
１２０または１３０の破損は生じ難いと考えられる。
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
【００７２】
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
【００８０】
【００８１】
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は以下のよう
な優れた効果を有する。請求項１に係る発明によれば、
固体高分子型燃料電池を構成する電解質膜の劣化がなく
非常に耐久性の高いシールが形成された固体高分子型燃
料電池用の単セルが提供される。また、シール間隙のバ
ラツキに対してシール応力差が少ない単セルを提供する
ことが可能である。また、本発明に係る単セルを積層す
る際に、セパレータが破壊される可能性が少ない。さら
に、熱へたり性と曲げ応力による破損に対する耐性のバ
ランスがとれたシールを有しているので、耐久性が格段
に増加する。請求項２に係る発明によれば、固体高分子
型燃料電池を構成する電解質膜を劣化させるような熱雰
囲気下で硬化させることなしに、単セルに非常に耐久性
の高いシールを生産性高く形成することが可能となる。
また、このようにして製造された単セルを積層して燃料
電池を構成する際に、単セルのセパレータが破壊される
可能性が小さくなる。請求項３に係る発明によれば、こ
のような単セルを積層した燃料電池は、固体高分子型燃
料電池を構成する電解質膜の劣化がなくかつ非常に耐久
性の高いシールが形成されているので、長期間安定して
使用することが可能である。請求項４に係る発明によれ
ば、固体高分子型燃料電池を構成する電解質膜を劣化さ
せるような熱雰囲気下で硬化させることなしに、単セル
に非常に耐久性の高いシールを容易に形成することが可
能となるので、異常の発生したシールを耐久性の高いシ
ールに交換し、耐久性の高い燃料電池として再生するこ
とが可能となる。
な優れた効果を有する。請求項１に係る発明によれば、
固体高分子型燃料電池を構成する電解質膜の劣化がなく
非常に耐久性の高いシールが形成された固体高分子型燃
料電池用の単セルが提供される。また、シール間隙のバ
ラツキに対してシール応力差が少ない単セルを提供する
ことが可能である。また、本発明に係る単セルを積層す
る際に、セパレータが破壊される可能性が少ない。さら
に、熱へたり性と曲げ応力による破損に対する耐性のバ
ランスがとれたシールを有しているので、耐久性が格段
に増加する。請求項２に係る発明によれば、固体高分子
型燃料電池を構成する電解質膜を劣化させるような熱雰
囲気下で硬化させることなしに、単セルに非常に耐久性
の高いシールを生産性高く形成することが可能となる。
また、このようにして製造された単セルを積層して燃料
電池を構成する際に、単セルのセパレータが破壊される
可能性が小さくなる。請求項３に係る発明によれば、こ
のような単セルを積層した燃料電池は、固体高分子型燃
料電池を構成する電解質膜の劣化がなくかつ非常に耐久
性の高いシールが形成されているので、長期間安定して
使用することが可能である。請求項４に係る発明によれ
ば、固体高分子型燃料電池を構成する電解質膜を劣化さ
せるような熱雰囲気下で硬化させることなしに、単セル
に非常に耐久性の高いシールを容易に形成することが可
能となるので、異常の発生したシールを耐久性の高いシ
ールに交換し、耐久性の高い燃料電池として再生するこ
とが可能となる。
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
【図１】本発明に係る本発明シールｑ1を備えるスタッ
ク構造の主要部を示す図面である。
ク構造の主要部を示す図面である。
【図２】本発明に係る本発明シールｑ1を備える燃料電
池を模式的に示す図面である。
池を模式的に示す図面である。
【図３】本発明に係る本発明シールｑ1を基板上に塗布
したときの断面を模式的に示す図面である。
したときの断面を模式的に示す図面である。
【図４】異なる硬化温度で作製した本発明シールｑ1の
熱へたり促進テストの結果の一例を示すグラフである。
熱へたり促進テストの結果の一例を示すグラフである。
【図５】異なる硬化温度で作製した本発明シールｑ1の
熱へたり促進テストの結果の他の例を示すグラフであ
る。
熱へたり促進テストの結果の他の例を示すグラフであ
る。
【図６】図１、図２に示すスタック構造の主要部の一例
を示す図面である。
を示す図面である。
【図７】図１、図２に示すスタック構造の主要部の多の
例を示す図面である。
例を示す図面である。
フロントページの続き
(72)発明者 田中 広行
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(56)参考文献 特開 平８−185875（ＪＰ，Ａ)
特開2000−109792（ＪＰ，Ａ)
特開2000−12054（ＪＰ，Ａ)
国際公開99／053559（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/00 - 8/24
Claims (4)
- 【請求項１】 セパレータと発電素子とを積層し、前記
セパレータと前記発電素子との間をシールにより気密に
封止して成る固体高分子型燃料電池用の単セルであっ
て、前記セパレータと発電素子との間にシリコーン系エ
ラストマーまたはイソブチレン系エラストマーを基材と
し、塗布時の粘度が１０００〜９０００Ｐａ・ｓである
固体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を１２０
℃±５℃の温度で３時間以上５時間以内の時間熱硬化し
て、硬化後のシールの硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で
規定されているデュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡで３
０〜７０°となるように形成されたシールが施されてい
ることを特徴とする固体高分子型燃料電池用の単セル。 - 【請求項２】 セパレータと発電素子とを積層し、前記
セパレータと前記発電素子との間をシールにより気密に
封止して成る固体高分子型燃料電池用の単セルの製造方
法であって、以下の工程： 前記セパレータと発電素子との間にシリコーン系エラス
トマーまたはイソブチレン系エラストマーを基材とし、
塗布時の粘度が１０００〜９０００Ｐａ・ｓである固体
高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を前記固体高
分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤の粘度、塗布圧
力および形成するシールの幅および高さに応じて予備設
定された範囲の塗布速度で塗布する工程、および、 １２０℃±５℃の温度範囲でかつ３時間〜５時間の処理
時間で硬化後のシールの硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３
で規定されているデュロメータ硬さ試験ｓｈｏｒｅＡで
３０〜７０°となるように前記固体高分子型燃料電池用
熱硬化型液状シール剤を硬化させる工程、を含むことを
特徴とする、固体高分子型燃料電池用の単セルの製造方
法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の単セルを複数積層して
構成したことを特徴とする固体高分子型燃料電池。 - 【請求項４】 セパレータと発電素子とを積層して成る
単セルを複数積層して構成した固体高分子型燃料電池に
おいて、前記セパレータと前記発電素子とを気密に封止
するシールに異常が発生した際に前記シールを再生する
固体高分子型燃料電池の再生方法であって、 異常のあるシールを有する単セルを取り外す工程、 異常のあるシールを除去する工程、 前記セパレータと前記発電素子との間にシリコーン系エ
ラストマーまたはイソブチレン系エラストマーを基材と
し、塗布時の粘度が１０００〜９０００Ｐａ・ｓである
固体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を、前記
固体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤の粘度、
塗布圧力および形成するシールの幅および高さに応じて
予備設定された範囲の塗布速度で塗布する工程、およ
び、 １２０±５℃の温度範囲でかつ予備設定された処理時間
で前記固体高分子型燃料電池用熱硬化型液状シール剤を
硬化させる工程、 を含むことを特徴とする固体高分子型燃料電池の再生方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000175054A JP3505708B2 (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 固体高分子型燃料電池用の単セル、その製造方法、固体高分子型燃料電池及びその再生方法 |
| US09/877,233 US20020068211A1 (en) | 2000-06-12 | 2001-10-12 | Liquid thermosetting sealing agent for polymer electrode membrane fuel cell, single cell formed with sealing agent, its process, and process for regenerating polymer electrode membrane fuel cell |
| US09/986,311 US7138201B2 (en) | 2000-06-12 | 2001-11-08 | Liquid thermosetting sealing agent for polymer electrode membrane fuel cell, single cell formed with sealing agent, its process, and process for regenerating polymer electrode membrane fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000175054A JP3505708B2 (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 固体高分子型燃料電池用の単セル、その製造方法、固体高分子型燃料電池及びその再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001357861A JP2001357861A (ja) | 2001-12-26 |
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ID=18676986
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP2004206986A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のシール構造 |
| FR2853142A1 (fr) * | 2003-03-27 | 2004-10-01 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un composant comportant une electrode et un joint rigide et composant obtenu par ce procede |
| US20050014056A1 (en) * | 2003-07-14 | 2005-01-20 | Umicore Ag & Co. Kg | Membrane electrode unit for electrochemical equipment |
| US7241521B2 (en) * | 2003-11-18 | 2007-07-10 | Npl Associates, Inc. | Hydrogen/hydrogen peroxide fuel cell |
| JP4862243B2 (ja) | 2003-12-24 | 2012-01-25 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
| US7727658B2 (en) | 2004-03-17 | 2010-06-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for joining laser transmitting resin member and porous member, method for joining thermoplastic resin, and fuel cell |
| JP2005322570A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2006032041A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池、その製造方法、及びセパレータ |
| WO2007072671A1 (ja) * | 2005-12-22 | 2007-06-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | 燃料電池のシール構造 |
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| JP5067527B2 (ja) * | 2006-12-08 | 2012-11-07 | Ｎｏｋ株式会社 | 燃料電池用シール構造体の製造方法 |
| EP2053316A4 (en) * | 2006-12-14 | 2012-01-04 | Panasonic Corp | SEPARATOR FOR HUMIDIFIER, HUMIDIFIER AND FUEL CELL SYSTEM COMPRISING THE HUMIDIFIER |
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