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WO2012124326A1 - 燃料電池および燃料電池の製造方法 - Google Patents

燃料電池および燃料電池の製造方法 Download PDF

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WO2012124326A1
WO2012124326A1 PCT/JP2012/001788 JP2012001788W WO2012124326A1 WO 2012124326 A1 WO2012124326 A1 WO 2012124326A1 JP 2012001788 W JP2012001788 W JP 2012001788W WO 2012124326 A1 WO2012124326 A1 WO 2012124326A1
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anode
cathode
interconnector
fuel cell
membrane
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PCT/JP2012/001788
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English (en)
French (fr)
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真一郎 井村
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP2013504567A priority patent/JP5865346B2/ja
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell. More specifically, the present invention relates to a fuel cell in which cells are arranged in a plane.
  • Fuel cells are devices that generate electrical energy from hydrogen and oxygen, and can achieve high power generation efficiency.
  • the main features of the fuel cell are direct power generation that does not go through the process of thermal energy and kinetic energy as in the conventional power generation method, so that high power generation efficiency can be expected even on a small scale, and there is little emission of nitrogen compounds, Noise and vibration are also small, so the environmental performance is good.
  • the fuel cell can effectively use the chemical energy of fuel and has environmentally friendly characteristics, so it is expected as an energy supply system for the 21st century, from space use to automobiles and portable devices. It is attracting attention as a promising new power generation system that can be used for various applications from large-scale power generation to small-scale power generation, and technological development is in full swing toward practical application.
  • the polymer electrolyte fuel cell is characterized by low operating temperature and high output density compared to other types of fuel cells.
  • mobile devices cell phones, notebook personal computers, PDAs, It is expected to be used for power sources such as MP3 players, digital cameras, electronic dictionaries or electronic books.
  • a polymer electrolyte fuel cell for portable equipment a planar array type fuel cell in which a plurality of single cells are arranged in a planar shape is known.
  • the cell fabrication technique using laser processing has a problem that it takes a lot of time to work, and thus increases the manufacturing time of the fuel cell, and consequently increases the manufacturing cost of the fuel cell.
  • alignment during laser processing becomes difficult. Specifically, since the distance between the cells is short (for example, 0.3 mm), it is difficult to adjust the laser irradiation position.
  • the processing accuracy may be lowered due to the defocus of the laser.
  • ash generated when the anode and cathode are selectively removed by laser irradiation becomes a contamination, which may adversely affect the electrolyte membrane and the catalyst layer.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a technique for manufacturing an integrated cell without using laser processing.
  • An interconnector formed between adjacent membrane electrode assemblies so as to come into contact with the electrode of the membrane electrode assembly on the side surface on the side of one membrane electrode assembly of the projection, and a projection having a top surface;
  • An insulator that forms part of the top surface and electrically insulates the interconnector and the electrode on the other membrane electrode assembly side of the protrusion at the protrusion.
  • the interconnector and the electrode may be in contact with each other at the chamfered portion formed at the top of the protruding portion.
  • the end surface of the electrode in which the top surface of the protrusion extends from one membrane electrode assembly, the end surface of the interconnector, the end surface of the insulator, and the end surface of the electrode extending from the other membrane electrode assembly are in this order. It may be formed of a laminated surface laminated with.
  • the chamfered portion may be a concave portion with respect to a line connecting both ends of the chamfered portion.
  • an insulator that electrically insulates the interconnector and the electrode on the other membrane electrode assembly side of the protruding portion; Characterized in that it comprises and an insulating coating layer covering the insulator with.
  • the top surface of the protruding portion is an end surface of an electrode extending from one membrane electrode assembly, and the end surface of the electrode extending from the coating layer and the other membrane electrode assembly is stacked in this order
  • the surface may be formed.
  • Still another embodiment of the present invention is a method for manufacturing a fuel cell.
  • the fuel cell manufacturing method includes a step of preparing a composite material in which insulators are respectively laminated on both sides of an interconnector, and the interconnector is exposed in the stacking direction at corners of the laminate surface, and an adjacent membrane electrode assembly.
  • a step of forming an electrode on the electrolyte membrane sandwiching the electrode, and a step of removing the electrode covering the top of the protrusion is a step of preparing a composite material in which insulators are respectively laminated on both sides of an interconnector, and the interconnector is exposed in the stacking direction at corners of the laminate surface, and an adjacent membrane electrode assembly.
  • a composite membrane for a fuel cell in which cells are integrated can be easily produced without using laser processing for partitioning of the cells. Since laser processing is not used to partition the cells, ash is not generated by laser irradiation. For this reason, the electrolyte membrane and the catalyst layer can be kept clean.
  • the corners of the laminated surface may be chamfered in the direction intersecting the laminated surface.
  • the composite material may include a coating layer that covers an end surface in a direction that intersects the stacking direction, and in the step of removing the electrode, the electrode that covers the top of the protruding portion and at least a portion of the coating layer may be removed.
  • an integrated cell can be manufactured without using laser processing.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a fuel cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a main part showing the structure of an anode side protrusion and a cathode side protrusion of the first embodiment.
  • 3 is a process diagram illustrating a method for producing a composite membrane used in the fuel cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a process diagram illustrating a method for producing a composite membrane used in the fuel cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a fuel cell according to Embodiment 2.
  • FIG. 5 is a process diagram showing a method for producing a composite membrane used in a fuel cell according to Embodiment 2.
  • FIG. 5 is a process diagram showing a method for producing a composite membrane used in a fuel cell according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a fuel cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a process diagram illustrating a method for producing a composite membrane used in a fuel cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a process diagram illustrating a method for producing a composite membrane used in a fuel cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a fuel cell according to Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a process diagram showing a method for producing a composite membrane used in a fuel cell according to Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a process diagram showing a method for producing a composite membrane used in a fuel cell according to Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a fuel cell according to Embodiment 5.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a main part showing the structure of an anode side protrusion and a cathode side protrusion of Embodiment 5.
  • FIG. 10 is a process diagram showing a method for producing a composite membrane used in a fuel cell according to Embodiment 5.
  • FIG. 10 is a process diagram showing a method for producing a composite membrane used in a fuel cell according to Embodiment 5.
  • the fuel cell 10 includes a composite membrane 100, a cathode housing 50, and an anode housing 52.
  • the composite membrane 100 includes a plurality of membrane electrode assemblies 20 arranged in a plane.
  • the membrane electrode assembly 20 includes an electrolyte membrane 22 and a cathode 24 and an anode 26 provided on one surface of the electrolyte membrane 22.
  • the edge of the composite membrane 100 is formed of the electrolyte membrane 22, and the plurality of membrane electrode assemblies 20 are formed in a region inside the edge.
  • the electrolyte membrane 22 preferably exhibits good ion conductivity in a wet state or a humidified state, and functions as an ion exchange membrane that moves protons between the cathode 24 and the anode 26.
  • the electrolyte membrane 22 is formed of a solid polymer material such as a fluorine-containing polymer or a non-fluorine polymer, and for example, a sulfonic acid type perfluorocarbon polymer, a polysulfone resin, a perfluorocarbon polymer having a phosphonic acid group or a carboxylic acid group. Etc. can be used.
  • the sulfonic acid type perfluorocarbon polymer Nafion (manufactured by DuPont: registered trademark) ionomer solution and the like can be mentioned.
  • non-fluorine polymers include sulfonated aromatic polyetheretherketone and polysulfone.
  • the thickness of the electrolyte membrane 22 is, for example, about 10 to about 200 ⁇ m.
  • the cathode 24 is formed in a state of being separated from each other on one surface of the electrolyte membrane 22. Air may be supplied to the cathode 24 as an oxidant.
  • the anode 26 is formed in a state of being separated from the other surface of the electrolyte membrane 22. Hydrogen may be supplied to the anode 26 as a fuel gas. In this embodiment, hydrogen is used as the fuel gas, but other suitable fuels such as methanol, formic acid, butane, or other hydrogen carriers may also be used.
  • a single cell is formed by sandwiching an electrolyte membrane 22 between a pair of cathode 24 and anode 26, and each single cell generates power by an electrochemical reaction between fuel (for example, hydrogen) and oxygen in the air. To do.
  • the cathode 24 and the anode 26 have ion exchangers and catalyst particles, and possibly carbon particles, respectively.
  • the ion exchanger contained in the cathode 24 and the anode 26 may be used to improve the adhesion between the catalyst particles and the electrolyte membrane 22 and may have a role of transmitting protons between the two.
  • This ion exchanger may be formed of the same polymer material as the electrolyte membrane 22.
  • catalyst metals include Sc, Y, Ti, Zr, V, Nb, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Pt, Os, Ir, alloys selected from lanthanoid series elements and actinoid series elements, A simple substance is mentioned.
  • the cathode 24 and the anode 26 may be about 10 to about 40 ⁇ m, respectively. Further, the cathode 24 and the anode 26 may include a conductive layer capable of diffusing fuel gas and air. In that case, the thickness of the cathode 24 and the anode 26 may each be, for example, about 50 to about 500 ⁇ m.
  • the interconnector (conductive member) 30 is formed between adjacent membrane electrode assemblies 20.
  • Examples of the material responsible for the conductivity of the interconnector 30 include carbon fiber, graphite sheet, carbon paper, carbon-based material that does not transmit gas by impregnating carbon powder with resin, platinum, gold, stainless steel, titanium, nickel, and the like. A metal material is mentioned.
  • the interconnector 30 constitutes a part of the anode side protruding portion 28 protruding from the surface of the anode 26.
  • a part of the interconnector 30 is one of the membrane electrode assemblies 20 on both sides of the anode side protruding portion 28 (on the right side of the interconnector 30 in FIG. 2).
  • the region R1 is exposed to the membrane electrode assembly 20) located at (see FIG. 3).
  • the interconnector 30 is in contact with the anode 26 extending from the one membrane electrode assembly 20.
  • the interconnector 30 is located on the left side of the membrane electrode assembly 20 (in FIG. 2, the left side of the interconnector 30) among the membrane electrode assemblies 20 on both sides of the anode-side protruding portion 28. It is electrically insulated by the anode 26 and the first insulator 110 extending from the membrane electrode assembly 20).
  • the top surface M of the anode-side protruding portion 28 is flat.
  • the top surface M of the anode-side protruding portion 28 includes the end surface of the anode 26 that extends from one membrane electrode assembly 20, the end surface of the interconnector 30, the end surface of the first insulator 110, and the other end surface.
  • the end face of the anode 26 extending from the membrane electrode assembly 20 is a laminated surface laminated in this order.
  • the interconnector 30 constitutes a part of the anode side protruding portion 28 protruding from the surface of the cathode 24.
  • a part of the interconnector 30 has a region R2 exposed to the other membrane electrode assembly 20 among the membrane electrode assemblies 20 on both sides of the cathode-side protruding portion 38 (FIG. 3). reference). In this region, the interconnector 30 is in contact with the cathode 24 extending from the other membrane electrode assembly 20.
  • the interconnector 30 includes the cathode 24 and the second insulator 112 extending from one membrane electrode assembly 20 among the membrane electrode assemblies 20 on both sides of the cathode side protruding portion 38. Is electrically insulated by.
  • the top surface N of the cathode side protruding portion 38 is flat.
  • the top surface N of the cathode-side protruding portion 38 includes the end surface of the cathode 24 extending from the other membrane electrode assembly 20, the end surface of the interconnector 30, the end surface of the second insulator 112, and one of the end surfaces.
  • the end face of the cathode 24 extending from the membrane electrode assembly 20 is a laminated surface laminated in this order.
  • the cathode housing 50 may constitute a part of the casing of the fuel cell 10 or may be provided adjacent to the cathode 24.
  • the cathode housing 50 may be provided with an air intake 51 for taking in air from the outside.
  • An air chamber 60 through which air flows may be formed between the cathode housing 50 and the cathode 24. The pressure of the air in the air chamber 60 is equivalent to the atmospheric pressure.
  • the anode housing 52 may constitute a part of the housing of the fuel cell 10 and may be provided adjacent to the anode 26.
  • a fuel gas chamber 62 for storing fuel may be formed between the anode housing 52 and the anode 26.
  • a fuel supply port (not shown) may be provided in the anode housing 52 so that fuel gas can be appropriately replenished from the fuel cartridge or the like. The pressure of the fuel gas in the fuel gas chamber 62 may be maintained higher than the atmospheric pressure.
  • Examples of materials used for the cathode housing 50 and the anode housing 52 include general plastic resins such as phenol resin, vinyl resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, urea resin, and fluorine resin.
  • the cathode housing 50 and the anode housing 52 may be fastened using fastening members (not shown) such as bolts and nuts via a gasket 70 provided at the peripheral edge of the composite membrane 100. Thereby, pressure is applied to the gasket 70 and the sealing performance by the gasket 70 is enhanced.
  • a laminate 200 is prepared in which a first insulator 110 and a second insulator 112 are laminated on both sides of the interconnector 30, respectively.
  • the thicknesses of the first insulator 110 and the second insulator 112 are each 0.1 mm, for example.
  • the stacked body 200 is cut along the cutting line C set at a predetermined interval, and is separated into a bar-shaped composite material 210 (see FIG. 4B).
  • the interval between the cutting lines C may be larger than the total thickness of the electrolyte membrane 22, cathode 24, and anode 26 described above, and is, for example, about 50 to about 1400 ⁇ m.
  • a region including one corner portion of the second insulator 112 is chamfered along the longitudinal direction of the composite material 210 (direction intersecting the laminated surface), and the interconnector is formed. 30 is exposed.
  • a region including the other corner portion of the first insulator 110 at a position opposite to one corner portion of the second insulator 112 is a composite material.
  • the interconnector 30 is exposed by chamfering along the longitudinal direction of 210.
  • the composite material 210 is placed on the pedestal 300 so that the stacking direction of the composite material 210 faces the surface direction of the pedestal 300 such as a glass plate.
  • grooves 302 into which a part of the composite material 210 can be fitted are formed in advance at predetermined intervals. Thereby, the time and effort of alignment when placing the composite material on the pedestal can be saved.
  • an electrolyte solution 310 containing an ion exchanger such as Nafion is applied between the pair of composite materials 210.
  • the electrolyte solution 22 is formed by drying the electrolyte solution. As the solvent is removed, the thickness of the electrolyte membrane 22 becomes thinner than the thickness of the electrolyte solution 310 shown in FIG.
  • a part of the composite material 210 that protrudes from one surface of the electrolyte membrane 22 (hereinafter referred to as an anode surface) becomes a part of the anode-side protrusion 28 described above.
  • a part of the composite material 210 that protrudes with respect to the other surface (hereinafter referred to as a cathode surface) of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the cathode side protruding portion 38.
  • an anode catalyst slurry is applied by spray coating so as to cover the anode surface of the electrolyte membrane 22 and the anode-side protruding portion 28 to form the anode 26.
  • the interconnector 30 exposed to the chamfered portion of the anode side protruding portion 28 and the anode 26 are connected.
  • the cathode 24 is formed by applying a cathode catalyst slurry by spray coating so as to cover the cathode surface of the electrolyte membrane 22 and the cathode-side protruding portion 38.
  • the interconnector 30 exposed to the chamfered portion of the cathode side protruding portion 38 and the cathode 24 are connected.
  • the anode 26 formed on the top of the anode-side protrusion 28 is scraped off using a spatula or a blade, and a flat exposed surface is formed on the top of the anode-side protrusion 28.
  • a spatula or a blade it is possible to simplify the process by removing the anodes 26 formed on the tops of the plurality of anode side protrusions 28 at a time.
  • the end face (cutting surface) of the first insulator 110 is interposed between the two.
  • the interconnector 30 and the anode 26 extending from above the electrolyte membrane 22 opposite to the chamfered side are electrically insulated.
  • the composite membrane 100 used for the fuel cell of the first embodiment is manufactured.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the fuel cell according to Embodiment 2.
  • the basic configuration of the fuel cell 10 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the description of the same configuration as that of the first embodiment will be appropriately omitted.
  • the flat top surface of a part of the anode-side protrusions 28 ′ has an end face of the anode 26 extending from above the chamfered electrolyte membrane 22; It has a laminated structure in which a coating layer 400 is interposed between the end face of the anode 26 extending from above the electrolyte membrane 22 on the side opposite to the chamfered side.
  • all of the anode side protrusions may be formed by the structure of the anode side protrusion 28 'described above.
  • the flat top surface of some of the cathode-side protrusions 38 ′ of the cathode-side protrusions 38 is the end face of the cathode 24 that extends from above the chamfered electrolyte membrane 22.
  • all of the cathode side protrusions may be formed in the structure of the cathode side protrusion 38 'described above.
  • the covering layer 400 and the covering layer 410 are made of an insulating material.
  • the covering layer 400 and the covering layer 410 are preferably softer than the interconnector 30 and can be easily cut off with a spatula or the like.
  • An example of a material used for the coating layer 400 and the coating layer 410 is Nafion.
  • covering layers 400 and 410 are formed on both laminated surfaces of the composite material 210 shown in FIG. 4B, respectively.
  • a region including one corner portion of the second insulator 112 and an end portion of the coating layer 400 in the vicinity of the corner portion is defined as a longitudinal direction (lamination surface and laminated surface) of the composite material 210.
  • the interconnector 30 is exposed by chamfering along the crossing direction.
  • a region including the end portion of the covering layer 410 is chamfered along the longitudinal direction of the composite material 210 to expose the interconnector 30.
  • an electrolyte solution 310 containing an ion exchanger such as Nafion is applied between the pair of composite materials 210.
  • the electrolyte solution is dried to form the electrolyte membrane 22.
  • the thickness of the electrolyte membrane 22 becomes thinner than the thickness of the electrolyte solution 310 shown in FIG.
  • a part of the composite material 210 protruding from the anode surface of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the anode side protruding part 28.
  • a part of the composite material 210 protruding from the cathode surface of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the cathode side protruding portion 38.
  • an anode catalyst slurry is applied by spray coating so as to cover the anode surface of the electrolyte membrane 22, the anode-side protruding portion 28, and the coating layer 400, thereby forming the anode 26.
  • the interconnector 30 exposed to the chamfered portion of the anode side protruding portion 28 and the anode 26 are connected.
  • the cathode 24 is formed by applying a cathode catalyst slurry by a spray coating method so as to cover the cathode surface of the electrolyte membrane 22, the coating layer 410 and the cathode-side protruding portion 38.
  • the interconnector 30 exposed to the chamfered portion of the cathode side protruding portion 38 and the cathode 24 are connected.
  • the anode 26 and the coating layer 400 formed on the top of the anode-side protrusion 28 are scraped off using a spatula or a blade, and the anode-side protrusion 28 is flattened on the top. Forming an exposed surface.
  • the anode-side protruding portion 28 similar to that in the first embodiment is formed.
  • the above-described anode-side protruding portion 28 ′ is formed.
  • the cathode 24 and the coating layer 410 formed on the top of the cathode side protrusion 38 are scraped off using a spatula or a blade to form a flat exposed surface on the top of the cathode side protrusion 38.
  • the cathode-side protruding portion 38 similar to that in the first embodiment is formed.
  • the above-described cathode-side protruding portion 38 ′ is formed.
  • the composite membrane 100 used for the fuel cell of Embodiment 2 is produced.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the fuel cell according to Embodiment 3.
  • the basic configuration of the fuel cell 10 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the description of the same configuration as that of the first embodiment will be appropriately omitted.
  • the flat top surface of the anode-side protruding portion 28 includes an end surface of the anode 26 that extends from above the electrolyte membrane 22 located on one side of the interconnector 30, and the other side of the interconnector 30.
  • the side surface on the electrolyte membrane 22 side located on one side of the interconnector 30 is not covered with the second insulator 112, and the interconnector 30 and one side of the interconnector 30 are not covered.
  • An anode 26 extending from above the electrolyte membrane 22 is electrically connected.
  • the interconnector 30 is electrically insulated from the anode 26 extending from above the electrolyte membrane 22 located on the other side of the interconnector 30 by the first insulator 110. .
  • the flat top surface of the cathode-side protruding portion 38 has an end surface of the cathode 24 extending from above the electrolyte membrane 22 located on the other side of the interconnector 30 and an electrolyte located on one side of the interconnector 30. It has a laminated structure in which the end face of the interconnector 30 and the second insulator 112 are sandwiched between the end face of the cathode 24 extending from above the membrane 22.
  • the cathode side protrusion 38 and the side surface on the electrolyte membrane 22 side located on the other side of the interconnector 30 are not covered with the first insulator 110, and are located on the interconnector 30 and the other side of the interconnector 30.
  • the cathode 24 extending from above the electrolyte membrane 22 is electrically connected.
  • the interconnector 30 is electrically insulated from the cathode 24 extending from above the electrolyte membrane 22 located on one side of the interconnector 30 by the second insulator 112. .
  • the coating layer 400 and the coating layer 410 may be formed as in the second embodiment.
  • the first insulator 110 and the second insulator 112 are shifted from each other in the surface direction of the interconnector 30 with the interconnector 30 interposed therebetween.
  • a laminated body 200 formed as described above is prepared.
  • the interconnector 30 is exposed from the one cutting line C in a direction intersecting with the predetermined length. Further, on the other side of the interconnector 30, the interconnector 30 is exposed by a predetermined length in the direction intersecting with the other cutting line C.
  • the laminated body 200 is cut along the cutting line C, and separated into a bar-shaped composite material 210 (see FIG. 10B).
  • a part of the composite material 210 is fitted into the groove 302 so that the stacking direction of the composite material 210 faces the surface direction of the base 300 such as a glass plate. Place on top.
  • an electrolyte solution 310 containing an ion exchanger such as Nafion is applied between the pair of composite materials 210.
  • the electrolyte solution 22 is formed by drying the electrolyte solution. As the solvent is removed, the thickness of the electrolyte membrane 22 becomes thinner than the thickness of the electrolyte solution 310 shown in FIG. A part of the composite material 210 protruding from the anode surface of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the anode side protruding part 28. A part of the composite material 210 protruding from the cathode surface of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the cathode side protruding portion 38.
  • an anode catalyst slurry is applied by spray coating so as to cover the anode surface of the electrolyte membrane 22 and the anode-side protruding portion 28 to form the anode 26.
  • the interconnector 30 exposed on one side surface of the anode-side protruding portion 28 and the anode 26 are connected.
  • the cathode 24 is formed by applying a cathode catalyst slurry by spray coating so as to cover the cathode surface of the electrolyte membrane 22 and the cathode-side protruding portion 38.
  • the interconnector 30 exposed on the other side surface of the cathode side protruding portion 38 and the cathode 24 are connected.
  • the anode 26 formed on the top of the anode-side protrusion 28 is scraped off using a spatula or a blade, and a flat exposed surface is formed on the top of the anode-side protrusion 28.
  • the cathode 24 formed on the top of the cathode side protrusion 38 is scraped off using a spatula or a blade to form a flat exposed surface on the top of the cathode side protrusion 38.
  • the composite membrane 100 used for the fuel cell of Embodiment 3 is produced.
  • the flat top surface of a part of the anode-side protrusions 28 ′′ is the end surface of the anode 26 that extends from above the chamfered electrolyte membrane 22.
  • the first insulator 110 is formed on the flat top surface and the side surface of the interconnector 30 opposite to the chamfered side.
  • the interconnector 30 and the anode 26 opposite to the chamfered side are electrically insulated.
  • the flat top surface of some of the cathode-side protrusions 38 ′′ of the cathode-side protrusions 38 has the cathode 24 extending from above the chamfered electrolyte membrane 22. It has a laminated structure in which the second insulator 112 is interposed between the end face and the end face of the cathode 24 extending from the top of the electrolyte membrane 22 opposite to the chamfered side. Note that all of the cathode side protrusions may be formed with the structure of the cathode side protrusions 38 ′′ described above.
  • the second insulator 112 is formed on the flat top surface and the side surface of the interconnector 30 opposite to the chamfered side.
  • the interconnector 30 and the cathode 24 opposite to the chamfered side are electrically insulated.
  • a composite material 210 comprising a rod-like interconnector 30 and an insulator 114 covering the periphery of the interconnector 30 is prepared.
  • an electrolyte solution 310 containing an ion exchanger such as Nafion is applied between the pair of composite materials 210.
  • the electrolyte solution is dried to form the electrolyte membrane 22.
  • the thickness of the electrolyte membrane 22 becomes thinner than the thickness of the electrolyte solution 310 shown in FIG.
  • a part of the composite material 210 protruding from the anode surface of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the anode side protruding part 28.
  • a part of the composite material 210 protruding from the cathode surface of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the cathode side protruding portion 38.
  • an anode catalyst slurry is applied by spray coating so as to cover the anode surface of the electrolyte membrane 22 and the anode-side protruding portion 28 to form the anode 26.
  • the interconnector 30 exposed on one side surface of the anode-side protruding portion 28 and the anode 26 are connected.
  • the cathode 24 is formed by applying a cathode catalyst slurry by spray coating so as to cover the cathode surface of the electrolyte membrane 22 and the cathode-side protruding portion 38.
  • the interconnector 30 exposed on the other side surface of the cathode side protruding portion 38 and the cathode 24 are connected.
  • the anode 26 formed on the top of the anode-side protrusion 28 is scraped off using a spatula or a blade, and a flat exposed surface is formed on the top of the anode-side protrusion 28.
  • the anode-side protruding portion 28 similar to that in the first embodiment is formed.
  • the above-described anode-side protruding portion 28 ′′ is formed.
  • the cathode 24 formed on the top of the cathode side protrusion 38 is scraped off using a spatula or a blade to form a flat exposed surface on the top of the cathode side protrusion 38.
  • the cathode-side protruding portion 38 similar to that in the first embodiment is formed.
  • the above-described cathode side protruding portion 38 ′′ is formed.
  • the stepped surface S 3 of the portion of the interconnector 30 that is not covered with the second insulator 112 is opposite to the side surface of the portion of the interconnector 30 that is covered with the second insulator 112. It is a recess.
  • the interconnector 30 has a step that is not covered with the second insulator 112.
  • the step side surface S2 of the step and the end surface S1 of the second insulator 112 on the anode side protruding portion 28 side are flush with each other.
  • the chamfered portions of the interconnector 30 and the first insulator 110 and the chamfered portions of the interconnector 30 and the second insulator 111 This is one aspect in which the chamfered portion is recessed with respect to the line connecting both ends of the chamfered portion (positioned on the interconnector 30 side from the line connecting both ends of the chamfered portion).
  • the chamfer angles (angle A and angle B shown in FIG. 3, 90 degrees in the present embodiment) at both ends of the chamfered part are preferably 90 degrees or less. According to this, the interconnector 30 and the second insulator 112 can be reliably brought into contact with the anode 26.
  • the covering layer 400 and the covering layer 410 may be formed as in the second embodiment.
  • the region where the first insulator 110 and the interconnector 30 are removed is along the cutting lines C arranged every other line among the plurality of cutting lines C provided side by side, and each removal region is a cutting line.
  • the width is such that C is the center line.
  • the removal region of the first insulator 110 is formed so as to alternate with the removal region of the second insulator 112 with the interconnector 30 interposed therebetween.
  • the laminated body 200 is cut along the cutting line C and separated into a bar-shaped composite material 210.
  • a part of the composite material 210 is fitted into the groove 302 so that the stacking direction of the composite material 210 faces the surface direction of the base 300 such as a glass plate. Place on top.
  • an electrolyte solution 310 containing an ion exchanger such as Nafion is applied between the pair of composite materials 210.
  • an electrolyte solution 310 containing an ion exchanger such as Nafion is applied between the pair of composite materials 210.
  • the electrolyte solution 310 is applied to the end surface S1 of the second insulator 112 or the stepped side surface S2 of the interconnector 30, the excess electrolyte solution 310 in these portions is used using a jig such as a knife. Remove.
  • the electrolyte solution is dried to form the electrolyte membrane 22.
  • the thickness of the electrolyte membrane 22 becomes thinner than the thickness of the electrolyte solution 310 shown in FIG.
  • a part of the composite material 210 protruding from the anode surface of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the anode side protruding part 28.
  • a part of the composite material 210 protruding from the cathode surface of the electrolyte membrane 22 becomes a part of the cathode side protruding portion 38.
  • an anode catalyst slurry is applied by spray coating so as to cover the anode surface of the electrolyte membrane 22 and the anode-side protruding portion 28 to form the anode 26.
  • the interconnector 30 exposed on one side surface of the anode-side protruding portion 28 and the anode 26 are connected.
  • the cathode 24 is formed by applying a cathode catalyst slurry by spray coating so as to cover the cathode surface of the electrolyte membrane 22 and the cathode-side protruding portion 38.
  • the interconnector 30 exposed on the other side surface of the cathode side protruding portion 38 and the cathode 24 are connected.
  • the anode 26 formed on the top of the anode-side protrusion 28 is scraped off with a spatula or a blade, and a flat exposed surface is formed on the top of the anode-side protrusion 28.
  • the cathode 24 formed on the top of the cathode side protrusion 38 is scraped off using a spatula or a blade to form a flat exposed surface on the top of the cathode side protrusion 38.
  • the composite membrane 100 used for the fuel cell of Embodiment 5 is manufactured.
  • the step surface S ⁇ b> 3 and the step side surface S ⁇ b> 2 are in contact with the anode 26 in the step of the interconnector 30 of the anode side protruding portion 28. For this reason, the area where the interconnector 30 and the anode 26 are in contact with each other can be increased as compared with the third embodiment. Further, the step surface S 6 and the step side surface S 5 are in contact with the cathode 24 at the step of the interconnector 30 of the cathode side protruding portion 38. For this reason, the area where the interconnector 30 and the cathode 24 are in contact with each other can be increased as compared with the third embodiment. As a result, the resistance between the interconnector 30 and each electrode can be reduced.
  • an extra electrolyte solution can be removed without damaging a necessary portion of the electrolyte solution by sliding a jig such as a knife on the step side surface S2 using the step surface S3 as a guide. It can be easily removed.
  • a composite membrane for a fuel cell in which cells are integrated can be easily produced without using laser processing for partitioning the cells. . Since laser processing is not used to partition the cells, ash is not generated by laser irradiation. For this reason, the electrolyte membrane and the catalyst layer can be kept clean.
  • the interconnector 30 and the anode or cathode that should not be connected to the interconnector 30 are more reliably provided by the covering layer 400 and the covering layer 410.
  • the interconnector 30 and the interconnector 30 should not be connected because the first insulator 110 and the second insulator 112 are interposed.
  • the anode or the cathode can be more reliably electrically insulated.
  • the protrusions are formed on both sides of the anode side and the cathode side, but the protrusions may be formed only on one side of the anode side or the cathode side.
  • On the side where the protrusions are not formed for example, an area corresponding to each cell using a mask after forming substantially the same plane with each surface of the electrolyte membrane, the interconnector, and the insulator that insulates the electrolyte membrane and the interconnector. What is necessary is just to form a cathode or an anode so that it may be divided into.
  • the present invention can be used for a fuel cell.

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Abstract

　インターコネクタ３０の両側にそれぞれ第１の絶縁体１１０および第２の絶縁体１１２が積層され、対角部分の面取り部でインターコネクタ３０が露出した複合材２１０を台座３００に所定の間隔で載置し、一対の複合材２１０の間に電解質膜２２を形成する。電解質膜２２のアノード面およびアノード側突出部２８を覆うようにアノード２６を形成する。アノード側突出部２８の頂部に形成されたアノード２６をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、アノード側突出部２８の頂部に平坦な露出面を形成する。また、電解質膜２２のカソード面およびカソード側突出部３８を覆うようにカソード２４を形成する。カソード側突出部３８の頂部に形成されたカソード２４をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、カソード側突出部３８の頂部に平坦な露出面を形成する。

Description

燃料電池および燃料電池の製造方法
　本発明は、燃料電池に関する。より具体的には、本発明はセルが平面配列された燃料電池に関する。
　燃料電池は水素と酸素とから電気エネルギを発生させる装置であり、高い発電効率を得ることができる。燃料電池の主な特徴としては、従来の発電方式のように熱エネルギや運動エネルギの過程を経ない直接発電であるので、小規模でも高い発電効率が期待できること、窒素化合物等の排出が少なく、騒音や振動も小さいので環境性が良いことなどが挙げられる。このように、燃料電池は燃料のもつ化学エネルギを有効に利用でき、環境にやさしい特性を持っているので、２１世紀を担うエネルギ供給システムとして期待され、宇宙用から自動車用、携帯機器用まで、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用できる将来有望な新しい発電システムとして注目され、実用化に向けて技術開発が本格化している。
　中でも、固体高分子形燃料電池は、他の種類の燃料電池に比べて、作動温度が低く、高い出力密度を持つ特徴が有り、特に近年、携帯機器（携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤ、デジタルカメラ、電子辞書あるいは電子書籍）などの電源への利用が期待されている。携帯機器用の固体高分子形燃料電池としては、複数の単セルを平面状に配列した平面配列型の燃料電池が知られている。
　携帯機器のさらなる小型化および高出力密度化が進むにつれて、携帯機器用の燃料電池のセルを高集積化する必要性が高まっている。セルの高集積化のために、セル数の増加やセルの構造および、インターコネクタ、セルとセルとの間隔などのセル以外の構造の微細化が必要となる。セルの高集積化にともない、燃料電池を製造する際にセル毎に作製することが困難となっている。このため、現状では、複数区画の電解質膜にまたがるようにアノードおよびカソードを形成したのち、レーザ加工により所定領域のアノードおよびカソードを除去することにより、セルを区画化する技術が適用されている。
国際公開第２００９／１０５８９６号パンフレット 特開２００８－２５８１４２号公報
　レーザ加工を用いたセル作製技術では、作業に多大な時間を要するため、燃料電池の製造時間の増加、ひいては燃料電池の製造コストの増大を招くという課題がある。また、レーザ加工時の位置合わせが困難になるという課題がある。具体的には、セルとセルとの間隔が短い（たとえば、０．３ｍｍ）ため、レーザ照射位置の調整が困難になる。また、レーザ照射領域に微小な凹凸がある場合には、レーザの焦点がずれることにより加工精度が低下するおそれがある。この他、レーザ照射によりアノードおよびカソードを選択的に除去する際に生じる灰がコンタミネーションとなり、電解質膜や触媒層に悪影響を及ぼすおそれがあった。
　本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザ加工を用いることなく、集積化されたセルを作製する技術の提供にある。
　本発明のある態様は、燃料電池である。当該燃料電池は、電解質膜と電解質膜の一方の面に設けられたアノードと電解質膜の他方の面に設けられたカソードとをそれぞれ含み、平面配列された複数の膜電極接合体と、隣接する膜電極接合体の間において、前記電解質膜の両主面にそれぞれ前記アノード、前記カソードが設けられている領域に位置する前記アノードまたは前記カソードの少なくとも一方の電極の表面に対して突出し、平坦な頂部面を持つ突出部と、突出部の一方の膜電極接合体側の側面において当該膜電極接合体の電極と接触するように、隣接する膜電極接合体の間に形成されているインターコネクタと、頂部面の一部をなすとともに、突出部において、インターコネクタと突出部の他方の膜電極接合体側の電極とを電気的に絶縁する絶縁体と、を備えることを特徴とする。ここでいう「平坦」とは、平面上に目視で確認可能な程度の微細な凹凸が形成されている場合を含む。
　上記態様の燃料電池において、突出部の頂部に形成された面取り部分で、インターコネクタと電極が接触していてもよい。この場合に、突出部の頂部面が一方の膜電極接合体から延在する電極の端面、インターコネクタの端面、絶縁体の端面および他方の膜電極接合体から延在する電極の端面がこの順で積層した積層面で形成されていてもよい。また、膜電極接合体の隣接方向に沿った断面において、面取り部分が、当該面取り部の両端を結ぶ線に対して凹部となっていてもよい。
　本発明の他の態様は、燃料電池である。当該燃料電池は、電解質膜と前記電解質膜の一方の面に設けられたアノードと電解質膜の他方の面に設けられたカソードとをそれぞれ含み、平面配列された複数の膜電極接合体と、隣接する前記膜電極接合体の間において、前記電解質膜の両主面にそれぞれ前記アノード、前記カソードが設けられている領域に位置する前記アノードまたは前記カソードの少なくとも一方の電極の表面に対して突出し、平坦な頂部面を持つ突出部と、突出部の一方の膜電極接合体側の側面において当該膜電極接合体の電極と接触するように、隣接する前記膜電極接合体の間に形成されているインターコネクタと、突出部において、インターコネクタと突出部の他方の膜電極接合体側の電極とを電気的に絶縁する絶縁体と、頂部面の一部をなし、インターコネクタと前記絶縁体を被覆する絶縁性の被覆層と、を備えることを特徴とする。
　上記態様の燃料電池において、突出部の頂部面が一方の膜電極接合体から延在する電極の端面、被覆層および他方の膜電極接合体から延在する電極の端面がこの順で積層した積層面で形成されていてもよい。
　本発明のさらに他の態様は、燃料電池の製造方法である。当該燃料電池の製造方法は、インターコネクタの両側にそれぞれ絶縁体が積層され、積層面の角部において、インターコネクタが積層方向に露出した複合材を用意する工程と、隣接する膜電極接合体の電解質膜の間に、積層方向が電解質膜の面方向と交差し、かつ、電解質膜の電極面に対して突出する突出部が形成されるように複合材を設置する工程と、突出部およびこれを挟む電解質膜の上に電極を形成する工程と、突出部の頂部を被覆する電極を除去する工程と、を備えることを特徴とする。
　上記態様の燃料電池の製造方法によれば、セルの区画化にレーザ加工を用いることなく、セルが集積化された燃料電池用の複合膜を簡便に作製することがでる。セルの区画化にレーザ加工を用いていないため、レーザ照射によって灰が生成することがない。このため、電解質膜や触媒層を清浄に保つことができる。
　上記態様の燃料電池の製造方法において、複合材を用意する工程において、インターコネクタの両側にそれぞれ絶縁体を積層した後、積層面の角部を積層面と交差する方向に面取りしてもよい。また、複合材は積層方向と交差する方向の端面を被覆する被覆層を備え、電極を除去する工程において、突出部の頂部を被覆する電極および少なくとも一部の被覆層が除去されもよい。
　本発明によれば、レーザ加工を用いることなく集積化されたセルを作製することができる。
実施の形態１に係る燃料電池の構成を示す分解斜視図である。 図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 実施の形態１のアノード側突出部およびカソード側突出部の構造を示す要部拡大図である。 実施の形態１に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態１に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態２に係る燃料電池の構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態２に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態３に係る燃料電池の構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態３に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態４に係る燃料電池の構成を示す断面図である。 実施の形態４に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態４に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態５に係る燃料電池の構成を示す断面図である。 実施の形態５のアノード側突出部およびカソード側突出部の構造を示す要部拡大図である。 実施の形態５に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。 実施の形態５に係る燃料電池に用いられる複合膜を作製する方法を示す工程図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る燃料電池の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。
　図１および図２に示すように、燃料電池１０は、複合膜１００、カソード用ハウジング５０およびアノード用ハウジング５２を備える。
　複合膜１００は、平面配列された複数の膜電極接合体２０を含む。膜電極接合体２０は、電解質膜２２と、電解質膜２２の一方の面に設けられたカソード２４およびアノード２６を有する。複合膜１００の縁部は電解質膜２２で形成されており、複数の膜電極接合体２０は、当該縁部の内側の領域に形成されている。
　電解質膜２２は、湿潤状態または加湿状態において良好なイオン伝導性を示すことが好ましく、カソード２４とアノード２６との間でプロトンを移動させるイオン交換膜として機能する。電解質膜２２は、含フッ素重合体や非フッ素重合体等の固体高分子材料によって形成され、例えば、スルホン酸型パーフルオロカーボン重合体、ポリサルホン樹脂、ホスホン酸基又はカルボン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体等を用いることができる。スルホン酸型パーフルオロカーボン重合体の例として、ナフィオン（デュポン社製：登録商標）イオノマー溶液などが挙げられる。また、非フッ素重合体の例として、スルホン化された、芳香族ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホンなどが挙げられる。電解質膜２２の厚さは、たとえば約１０～約２００μｍである。
　カソード２４は、電解質膜２２の一方の面にそれぞれ離間した状態で形成されている。カソード２４には、酸化剤として空気が供給されてもよい。また、アノード２６は、電解質膜２２の他方の面にそれぞれ離間した状態で形成されている。アノード２６には燃料ガスとして水素が供給されてもよい。本実施の形態では、水素が燃料ガスとして用いられているが、たとえば、メタノール、蟻酸、ブタン、または、他の水素担体などの他の適当な燃料も使用されうる。一対のカソード２４とアノード２６との間に電解質膜が２２が狭持されることにより単セルが構成され、各単セルは燃料（たとえば、水素）と空気中の酸素との電気化学反応により発電する。
　カソード２４およびアノード２６は、それぞれイオン交換体ならびに触媒粒子、場合によって炭素粒子を有する。カソード２４およびアノード２６に含まれるイオン交換体は、触媒粒子と電解質膜２２との間の密着性を向上させるために用いられてよく、両者間においてプロトンを伝達する役割を持ってもよい。このイオン交換体は、電解質膜２２と同様の高分子材料から形成されてよい。触媒金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｉｒ、ランタノイド系列元素やアクチノイド系列の元素の中から選ばれる合金や単体が挙げられる。また触媒を担持する場合には炭素粒子として、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブなどを用いてもよい。なお、カソード２４およびアノード２６の厚さは、それぞれ、たとえば約１０～約４０μｍであってもよい。また、カソード２４およびアノード２６は燃料ガスや空気が拡散可能な導電層を含んでももよい。その場合、カソード２４およびアノード２６の厚さは、それぞれ、たとえば約５０～約５００μｍであってもよい。
　このように、本実施の形態の燃料電池１０では、電解質膜２２を挟んでカソード２４にアノード２６がそれぞれ対となり、複数の膜電極接合体（単セル）２０が平面状に形成されている。
　インターコネクタ（導電性部材）３０は、隣接する膜電極接合体２０の間に形成されている。インターコネクタ３０の導電性を担う材料としては、カーボンファイバー、グラファイトシート、カーボンペーパー、カーボン粉末に樹脂を含浸することによりガスを透過しないカーボン系の材料、白金、金、ステンレス、チタン、ニッケルなどの金属系の材料が挙げられる。
　インターコネクタ３０は、アノード２６の表面に対して突出したアノード側突出部２８の一部を構成している。アノード側突出部２８において、インターコネクタ３０の一部が、アノード側突出部２８の両側の膜電極接合体２０のうち、一方の膜電極接合体２０（図２では、インターコネクタ３０に対して右側に位置する膜電極接合体２０）の方へ露出する領域Ｒ１を有する（図３参照）。この領域において、インターコネクタ３０は、上記一方の膜電極接合体２０から延在するアノード２６と接触している。また、アノード側突出部２８において、インターコネクタ３０は、アノード側突出部２８の両側の膜電極接合体２０のうち、他方の膜電極接合体２０（図２では、インターコネクタ３０に対して左側に位置する膜電極接合体２０）から延在するアノード２６と第１の絶縁体１１０によって電気的に絶縁されている。
　アノード側突出部２８の頂部面Ｍは平坦である。本実施の形態では、アノード側突出部２８の頂部面Ｍは、一方の膜電極接合体２０から延在するアノード２６の端面、インターコネクタ３０の端面、第１の絶縁体１１０の端面および他方の膜電極接合体２０から延在するアノード２６の端面がこの順で積層した積層面となっている。
　また、インターコネクタ３０は、カソード２４の表面に対して突出したアノード側突出部２８の一部を構成している。カソード側突出部３８において、インターコネクタ３０の一部が、カソード側突出部３８の両側の膜電極接合体２０のうち、他方の膜電極接合体２０の方へ露出する領域Ｒ２を有する（図３参照）。この領域において、インターコネクタ３０は、上記他方の膜電極接合体２０から延在するカソード２４と接触している。また、カソード側突出部３８において、インターコネクタ３０は、カソード側突出部３８の両側の膜電極接合体２０のうち、一方の膜電極接合体２０から延在するカソード２４と第２の絶縁体１１２によって電気的に絶縁されている。
　上述した第１の絶縁体１１０および第２の絶縁体１１２は、たとえばグラスファイバーにエポキシ樹脂を含浸させ、ホットプレスすることにより成型することで得ることできる。
　カソード側突出部３８の頂部面Ｎは平坦である。本実施の形態では、カソード側突出部３８の頂部面Ｎは、他方の膜電極接合体２０から延在するカソード２４の端面、インターコネクタ３０の端面、第２の絶縁体１１２の端面および一方の膜電極接合体２０から延在するカソード２４の端面がこの順で積層した積層面となっている。
　隣接する膜電極接合体２０の間に設けられているインターコネクタ３０により、隣接する膜電極接合体２０のうち一方の膜電極接合体２０のアノード２６と、隣接する膜電極接合体２０のうち他方の膜電極接合体２０のカソード２４とが電気的に接続されている。これにより、隣接する膜電極接合体（単セル）２０同士が直列接続され、ひいては平面配列された複数の膜電極接合体２０が電気的に直列接続されている。他の実施の形態では、アノード２６および／またはカソード２４は、電気的に並列接続された複数の膜電極接合体、または、直列接続と並列接続が組み合わせされた複数の膜電極接合体をもたらすように適合されてよい。
　図２に戻り、カソード用ハウジング５０は、燃料電池１０の筐体の一部を構成してもよく、カソード２４と隣接して設けられてよい。カソード用ハウジング５０には、外部から空気を取り込むための空気取入口５１が設けられてもよい。カソード用ハウジング５０とカソード２４との間に、空気が流通する空気室６０が形成されていてもよい。空気室６０内の空気の圧力は大気圧と同等である。
　一方、アノード用ハウジング５２は、燃料電池１０の筐体の一部を構成してもよく、アノード２６と隣接して設けられてよい。アノード用ハウジング５２とアノード２６との間に、燃料貯蔵用の燃料ガス室６２が形成されていてもよい。なお、燃料カートリッジなどから燃料ガスを適宜補充可能とするように、アノード用ハウジング５２に燃料供給口（図示せず）を設置してもよい。燃料ガス室６２内の燃料ガスの圧力は、大気圧より高く維持されていてもよい。
　カソード用ハウジング５０およびアノード用ハウジング５２に用いられる材料としては、フェノール樹脂、ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、尿素樹脂、フッ素樹脂等の一般的なプラスティック樹脂が挙げられる。
　カソード用ハウジング５０とアノード用ハウジング５２とは、複合膜１００の周縁部に設けられたガスケット７０を介して、ボルト、ナットなどの締結部材（図示せず）を用いて締結されていてもよい。これにより、ガスケット７０に圧力が加えられ、ガスケット７０によるシール性が高められる。
　（実施の形態１に係る燃料電池の製造方法）
　実施の形態１に係る燃料電池の製造方法のうち、特に複合膜１００の作製方法について、図４乃至図５を参照して説明する。
　まず、図４（Ａ）に示すように、インターコネクタ３０の両側にそれぞれ第１の絶縁体１１０および第２の絶縁体１１２が積層された積層体２００を用意する。第１の絶縁体１１０および第２の絶縁体１１２の厚さは、それぞれ、たとえば０．１ｍｍである。続いて、所定の間隔で設定された切断線Ｃに沿って積層体２００を切断し、棒状の複合材２１０に個片化する（図４（Ｂ）参照）。切断線Ｃの間隔は、上述した電解質膜２２、カソード２４、アノード２６の各層厚を合わせた厚さより大きければよく、たとえば、約５０～約１４００μｍである。
　次に、図４（Ｃ）に示すように、第２の絶縁体１１２の一方の角部を含む領域を複合材２１０の長手方向（積層面と交差する方向）に沿って面取りし、インターコネクタ３０を露出させる。同様に、複合材２１０の長手方向と交差する断面において、第２の絶縁体１１２の一方の角部と対角の位置にある第１の絶縁体１１０の他方の角部を含む領域を複合材２１０の長手方向に沿って面取りし、インターコネクタ３０を露出させる。
　次に、図５（Ａ）に示すように、複合材２１０の積層方向がガラス板などの台座３００の面方向に向くように、複合材２１０を台座３００の上に載置する。なお、台座３００には、複合材２１０の一部をはめ込むことができる溝３０２が所定の間隔で予め形成されている。これにより、複合材を台座に載置する際の位置合わせの手間を省くことができる。
　次に、図５（Ｂ）に示すように、一対の複合材２１０の間にナフィオンなどのイオン交換体を含む電解質溶液３１０を塗布する。
　次に、図５（Ｃ）に示すように、電解質溶液を乾燥させて電解質膜２２を形成する。溶媒の除去に伴い、電解質膜２２の厚さは、図５（Ｂ）に示す電解質溶液３１０の厚さより薄くなる。電解質膜２２の一方の面（以下、アノード面という）に対して突出した複合材２１０の一部が上述したアノード側突出部２８の一部となる。電解質膜２２の他方の面（以下、カソード面という）に対して突出した複合材２１０の一部がカソード側突出部３８の一部となる。
　次に、図５（Ｄ）に示すように、電解質膜２２のアノード面およびアノード側突出部２８を覆うようにアノード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してアノード２６を形成する。このとき、アノード側突出部２８の面取り部に露出したインターコネクタ３０とアノード２６が接続する。また、電解質膜２２のカソード面およびカソード側突出部３８を覆うようにカソード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してカソード２４を形成する。このとき、カソード側突出部３８の面取り部に露出したインターコネクタ３０とカソード２４が接続する。
　次に、図５（Ｅ）に示すように、アノード側突出部２８の頂部に形成されたアノード２６をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、アノード側突出部２８の頂部に平坦な露出面を形成する。この工程では、複数のアノード側突出部２８の頂部に形成されたアノード２６を一度に除去することで、プロセスの簡便化を図ることができる。アノード２６の除去により形成された露出面において、面取りされた側と反対側の電解質膜２２の上から延在するアノード２６の端面（切削面）とインターコネクタ３０の端面（切削面）との間に第１の絶縁体１１０の端面（切削面）が介在する。これにより、インターコネクタ３０と面取りされた側と反対側の電解質膜２２の上から延在するアノード２６とが電気的に絶縁されている。
　同様に、カソード側突出部３８の頂部に形成されたカソード２４をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、カソード側突出部３８の頂部に平坦な露出面を形成する。この露出面において、面取りされた側と反対側の電解質膜２２の上から延在するカソード２４の端面（切削面）とインターコネクタ３０の端面（切削面）との間に第２の絶縁体１１２の端面（切削面）が介在する。これにより、インターコネクタ３０と面取りされた側と反対側の電解質膜２２の上から延在するカソード２４とが電気的に絶縁されている。
　以上の工程により、実施の形態１の燃料電池に用いられる複合膜１００が作製される。
（実施の形態２）
　図６は、実施の形態２に係る燃料電池の構成を示す断面図である。本実施の形態の燃料電池１０の基本的な構成は実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様な構成については説明を適宜省略する。
　本実施の形態では、アノード側突出部２８のうち、一部のアノード側突出部２８’の平坦な頂部面は、面取りされた側の電解質膜２２の上から延在するアノード２６の端面と、面取りされた側とは反対側の電解質膜２２の上から延在するアノード２６の端面との間に被覆層４００が介在した積層構造となっている。なお、アノード側突出部の全てが上述したアノード側突出部２８’の構造で形成されていてもよい。
　また、本実施の形態では、カソード側突出部３８のうち、一部のカソード側突出部３８’の平坦な頂部面は、面取りされた側の電解質膜２２の上から延在するカソード２４の端面と、面取りされた側とは反対側の電解質膜２２の上から延在するカソード２４の端面との間に被覆層４１０が介在した積層構造となっている。なお、カソード側突出部の全てが上述したカソード側突出部３８’の構造で形成されていてもよい。
　被覆層４００および被覆層４１０は、絶縁性の材料で形成されている。被覆層４００および被覆層４１０は、インターコネクタ３０より柔らかく、へらなどで切除しやすいことが好ましい。この他、被覆層４００および被覆層４１０は、インターコネクタ３０との密着性が良好であり、電解質膜２２や触媒層に悪影響を及ぼさないことが好ましい。被覆層４００および被覆層４１０に用いられる材料として、たとえば、ナフィオンが挙げられる。
　（実施の形態２に係る燃料電池の製造方法）
　実施の形態２に係る燃料電池の製造方法のうち、特に複合膜１００の作製方法について、図７乃至図８を参照して説明する。
　図７（Ａ）に示すように、図４（Ｂ）に示した複合材２１０の両積層面にそれぞれ被覆層４００、４１０を形成する。
　次に、図７（Ｂ）に示すように、第２の絶縁体１１２の一方の角部および当該角部近傍の被覆層４００の端部を含む領域を複合材２１０の長手方向（積層面と交差する方向）に沿って面取りし、インターコネクタ３０を露出させる。同様に、複合材２１０の長手方向と交差する断面において、第２の絶縁体１１２の一方の角部と対角の位置にある第１の絶縁体１１０の他方の角部および当該角部近傍の被覆層４１０の端部を含む領域を複合材２１０の長手方向に沿って面取りし、インターコネクタ３０を露出させる。
　次に、図８（Ａ）に示すように、複合材２１０の積層方向がガラス板などの台座３００の面方向に向くように、複合材２１０の一部を溝３０２に嵌め込んで台座３００の上に載置する。
　次に、図８（Ｂ）に示すように、一対の複合材２１０の間にナフィオンなどのイオン交換体を含む電解質溶液３１０を塗布する。
　次に、図８（Ｃ）に示すように、電解質溶液を乾燥させて電解質膜２２を形成する。溶媒の除去に伴い、電解質膜２２の厚さは、図８（Ｂ）に示す電解質溶液３１０の厚さより薄くなる。電解質膜２２のアノード面に対して突出した複合材２１０の一部がアノード側突出部２８の一部となる。電解質膜２２のカソード面に対して突出した複合材２１０の一部がカソード側突出部３８の一部となる。
　次に、図８（Ｄ）に示すように、電解質膜２２のアノード面、アノード側突出部２８および被覆層４００を覆うようにアノード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してアノード２６を形成する。このとき、アノード側突出部２８の面取り部に露出したインターコネクタ３０とアノード２６が接続する。また、電解質膜２２のカソード面、被覆層４１０およびカソード側突出部３８を覆うようにカソード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してカソード２４を形成する。このとき、カソード側突出部３８の面取り部に露出したインターコネクタ３０とカソード２４が接続する。
　次に、図８（Ｅ）に示すように、アノード側突出部２８の頂部に形成されたアノード２６および被覆層４００をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、アノード側突出部２８の頂部に平坦な露出面を形成する。被覆層４００が全て除去されると、実施の形態１と同様なアノード側突出部２８が形成される。被覆層４００の一部が除去されずに残ると、上述したアノード側突出部２８’が形成される。
　同様に、カソード側突出部３８の頂部に形成されたカソード２４および被覆層４１０をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、カソード側突出部３８の頂部に平坦な露出面を形成する。被覆層４１０が全て除去されると、実施の形態１と同様なカソード側突出部３８が形成される。被覆層４１０の一部が除去されずに残ると、上述したカソード側突出部３８’が形成される。
　以上の工程により、実施の形態２の燃料電池に用いられる複合膜１００が作製される。
（実施の形態３）
　図９は、実施の形態３に係る燃料電池の構成を示す断面図である。本実施の形態の燃料電池１０の基本的な構成は実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様な構成については説明を適宜省略する。
　本実施の形態では、アノード側突出部２８の平坦な頂部面は、インターコネクタ３０の一方の側に位置する電解質膜２２の上から延在するアノード２６の端面と、インターコネクタ３０の他方の側に位置する電解質膜２２の上から延在するアノード２６の端面との間に、インターコネクタ３０の端面と第１の絶縁体１１０とが狭持された積層構造となっている。
　アノード側突出部２８において、インターコネクタ３０の一方の側に位置する電解質膜２２側の側面が第２の絶縁体１１２で被覆されておらず、インターコネクタ３０と、インターコネクタ３０の一方の側に位置する電解質膜２２の上から延在するアノード２６とが電気的に接続している。また、アノード側突出部２８において、インターコネクタ３０は、第１の絶縁体１１０によりインターコネクタ３０の他方の側に位置する電解質膜２２の上から延在するアノード２６と電気的に絶縁されている。
　一方、カソード側突出部３８の平坦な頂部面は、インターコネクタ３０の他方の側に位置する電解質膜２２の上から延在するカソード２４の端面と、インターコネクタ３０の一方の側に位置する電解質膜２２の上から延在するカソード２４の端面との間に、インターコネクタ３０の端面と第２の絶縁体１１２とが狭持された積層構造となっている。
　カソード側突出部３８、インターコネクタ３０の他方の側に位置する電解質膜２２側の側面が第１の絶縁体１１０で被覆されておらず、インターコネクタ３０と、インターコネクタ３０の他方の側に位置する電解質膜２２の上から延在するカソード２４とが電気的に接続している。また、カソード側突出部３８において、インターコネクタ３０は、第２の絶縁体１１２によりインターコネクタ３０の一方の側に位置する電解質膜２２の上から延在するカソード２４と電気的に絶縁されている。なお、実施の形態３においても、実施の形態２と同様に被覆層４００および被覆層４１０を形成してもよい。
　（実施の形態３に係る燃料電池の製造方法）
　実施の形態３に係る燃料電池の製造方法のうち、特に複合膜１００の作製方法について、図１０乃至図１１を参照して説明する。
　図１０（Ａ）に示すように、切断線Ｃで区画された領域において、インターコネクタ３０を挟んで第１の絶縁体１１０と第２の絶縁体１１２とがインターコネクタ３０の面方向に互いにずれるように形成された積層体２００を用意する。一対の切断線Ｃで区画されたインターコネクタ３０の一方の側では、一方の切断線Ｃからこれと交差する方向に所定の長さだけインターコネクタ３０が露出している。また、インターコネクタ３０の他方の側では、他方の切断線Ｃからこれと交差する方向に所定の長さだけインターコネクタ３０が露出している。
　続いて、切断線Ｃに沿って積層体２００を切断し、棒状の複合材２１０に個片化する（図１０（Ｂ）参照）。
　次に、図１１（Ａ）に示すように、複合材２１０の積層方向がガラス板などの台座３００の面方向に向くように、複合材２１０の一部を溝３０２に嵌め込んで台座３００の上に載置する。
　次に、図１１（Ｂ）に示すように、一対の複合材２１０の間にナフィオンなどのイオン交換体を含む電解質溶液３１０を塗布する。
　次に、図１１（Ｃ）に示すように、電解質溶液を乾燥させて電解質膜２２を形成する。溶媒の除去に伴い、電解質膜２２の厚さは、図１１（Ｂ）に示す電解質溶液３１０の厚さより薄くなる。電解質膜２２のアノード面に対して突出した複合材２１０の一部がアノード側突出部２８の一部となる。電解質膜２２のカソード面に対して突出した複合材２１０の一部がカソード側突出部３８の一部となる。
　次に、図１１（Ｄ）に示すように、電解質膜２２のアノード面およびアノード側突出部２８を覆うようにアノード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してアノード２６を形成する。このとき、アノード側突出部２８の一方の側面に露出したインターコネクタ３０とアノード２６が接続する。また、電解質膜２２のカソード面およびカソード側突出部３８を覆うようにカソード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してカソード２４を形成する。このとき、カソード側突出部３８の他方の側面に露出したインターコネクタ３０とカソード２４が接続する。
　次に、図１１（Ｅ）に示すように、アノード側突出部２８の頂部に形成されたアノード２６をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、アノード側突出部２８の頂部に平坦な露出面を形成する。同様に、カソード側突出部３８の頂部に形成されたカソード２４をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、カソード側突出部３８の頂部に平坦な露出面を形成する。
　以上の工程により、実施の形態３の燃料電池に用いられる複合膜１００が作製される。
（実施の形態４）
　図１２は、実施の形態４に係る燃料電池の構成を示す断面図である。本実施の形態の燃料電池１０の基本的な構成は実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様な構成については説明を適宜省略する。
　本実施の形態では、アノード側突出部２８のうち、一部のアノード側突出部２８’’の平坦な頂部面は、面取りされた側の電解質膜２２の上から延在するアノード２６の端面と、面取りされた側とは反対側の電解質膜２２の上から延在するアノード２６の端面との間に、第１の絶縁体１１０が介在した積層構造となっている。なお、アノード側突出部の全てが上述したアノード側突出部２８’’の構造で形成されていてもよい。
　アノード側突出部２８’では、第１の絶縁体１１０は平坦な頂部面および面取りされた側とは反対側のインターコネクタ３０の側面に形成されている。第１の絶縁体１１０により、インターコネクタ３０と面取りされた側とは反対側のアノード２６とが電気的に絶縁されている。
　また、本実施の形態では、カソード側突出部３８のうち、一部のカソード側突出部３８’’の平坦な頂部面は、面取りされた側の電解質膜２２の上から延在するカソード２４の端面と、面取りされた側とは反対側の電解質膜２２の上から延在するカソード２４の端面との間に第２の絶縁体１１２が介在した積層構造となっている。なお、カソード側突出部の全てが上述したカソード側突出部３８’’の構造で形成されていてもよい。
　カソード側突出部３８’では、第２の絶縁体１１２は平坦な頂部面および面取りされた側とは反対側のインターコネクタ３０の側面に形成されている。第２の絶縁体１１２により、インターコネクタ３０と面取りされた側とは反対側のカソード２４とが電気的に絶縁されている。
　（実施の形態４に係る燃料電池の製造方法）
　実施の形態４に係る燃料電池の製造方法のうち、特に複合膜１００の作製方法について、図１３乃至図１４を参照して説明する。
　図１３（Ａ）に示すように、棒状のインターコネクタ３０と、インターコネクタ３０の周囲を被覆する絶縁体１１４とからなる複合材２１０を用意する。
　次に、図１３（Ｂ）に示すように、複合材２１０の長手方向に交差する断面において対角に位置する一対の角部を複合材２１０の長手方向に沿って面取りし、インターコネクタ３０を露出させる。これにより、第１の絶縁体１１０とこれと分離された第２の絶縁体１１２が形成される。
　次に、図１４（Ａ）に示すように、第１の絶縁体１１０、インターコネクタ３０、第２の絶縁体１１２の積層方向が台座３００の面方向に向くように、複合材２１０の一部を溝３０２に嵌め込んで台座３００の上に載置する。
　次に、図１４（Ｂ）に示すように、一対の複合材２１０の間にナフィオンなどのイオン交換体を含む電解質溶液３１０を塗布する。
　次に、図１４（Ｃ）に示すように、電解質溶液を乾燥させて電解質膜２２を形成する。溶媒の除去に伴い、電解質膜２２の厚さは、図１４（Ｂ）に示す電解質溶液３１０の厚さより薄くなる。電解質膜２２のアノード面に対して突出した複合材２１０の一部がアノード側突出部２８の一部となる。電解質膜２２のカソード面に対して突出した複合材２１０の一部がカソード側突出部３８の一部となる。
　次に、図１４（Ｄ）に示すように、電解質膜２２のアノード面およびアノード側突出部２８を覆うようにアノード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してアノード２６を形成する。このとき、アノード側突出部２８の一方の側面に露出したインターコネクタ３０とアノード２６が接続する。また、電解質膜２２のカソード面およびカソード側突出部３８を覆うようにカソード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してカソード２４を形成する。このとき、カソード側突出部３８の他方の側面に露出したインターコネクタ３０とカソード２４が接続する。
　次に、図１４（Ｅ）に示すように、アノード側突出部２８の頂部に形成されたアノード２６をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、アノード側突出部２８の頂部に平坦な露出面を形成する。アノード側突出部２８の頂部面を構成する第１の絶縁体１１０が全て除去されると、実施の形態１と同様なアノード側突出部２８が形成される。アノード側突出部２８の頂部面の第１の絶縁体１１０の一部が除去されずに残ると、上述したアノード側突出部２８’’が形成される。
　同様に、カソード側突出部３８の頂部に形成されたカソード２４をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、カソード側突出部３８の頂部に平坦な露出面を形成する。カソード側突出部３８の頂部面を構成する第２の絶縁体１１２が全て除去されると、実施の形態１と同様なカソード側突出部３８が形成される。カソード側突出部３８の頂部面を構成する第２の絶縁体１１２の一部が除去されずに残ると、上述したカソード側突出部３８’’が形成される。
　以上の工程により、実施の形態４の燃料電池に用いられる複合膜１００が作製される。
（実施の形態５）
　図１５は、実施の形態５に係る燃料電池の構成を示す断面図である。図１６は、実施の形態５のアノード側突出部およびカソード側突出部の構造を示す要部拡大図である。本実施の形態の燃料電池１０の基本的な構成は実施の形態３と同様であり、実施の形態３と同様な構成については説明を適宜省略する。
　アノード側突出部２８において、第２の絶縁体１１２で被覆されていない部分のインターコネクタ３０の段差面Ｓ３が、第２の絶縁体１１２で被覆されている部分のインターコネクタ３０の側面に対して凹部となっている。言い換えると、アノード側突出部２８において、インターコネクタ３０には第２の絶縁体１１２に被覆されていない段差が形成されている。この段差の段差側面Ｓ２と第２の絶縁体１１２のアノード側突出部２８側の端面Ｓ１とが面一となっている。
　一方、カソード側突出部３８において、第１の絶縁体１１０で被覆されていない部分のインターコネクタ３０の段差面Ｓ６が、第１の絶縁体１１０で被覆されている部分のインターコネクタ３０の側面に対して凹部となっている。言い換えると、カソード側突出部３８において、インターコネクタ３０には第１の絶縁体１１０に被覆されていない段差が形成されている。この段差の段差側面Ｓ５と第１の絶縁体１１０のカソード側突出部３８側の端面Ｓ４とが面一となっている。
　本実施の形態は、膜電極接合体２０の隣接方向に沿った断面において、インターコネクタ３０および第１の絶縁体１１０の面取り部分およびインターコネクタ３０および第２の絶縁体１１１の面取り部分が、当該面取り部の両端を結ぶ線に対して凹部となっている（当該面取り部の両端を結ぶ線よりインターコネクタ３０の側に位置する）態様の一つである。このような面取り部の構造において、面取り部の両端における面取り角（図３に示す角Ａ、角Ｂ。本実施の形態では９０度）は、９０度以下であることが好ましい。これによれば、インターコネクタ３０および第２の絶縁体１１２とアノード２６とを確実に接触させることができる。なお、実施の形態５においても、実施の形態２と同様に被覆層４００および被覆層４１０を形成してもよい。
　（実施の形態５に係る燃料電池の製造方法）
　実施の形態３に係る燃料電池の製造方法のうち、特に複合膜１００の作製方法について、図１７乃至図１８を参照して説明する。
　まず、図１７（Ａ）に示すように、インターコネクタ３０の両側にそれぞれ第１の絶縁体１１０および第２の絶縁体１１２が積層された積層体２００を用意する。第１の絶縁体１１０および第２の絶縁体１１２の厚さは、それぞれ、たとえば０．１ｍｍである。
　次に、図１７（Ｂ）に示すように、第２の絶縁体１１２の一部および第２の絶縁体１１２側のインターコネクタ３０の一部をレーザ加工により選択的に除去する。第２の絶縁体１１２およびインターコネクタ３０を除去する領域は、併設されたいる複数の切断線Ｃのうち１本おきに配設されている切断線Ｃに沿っており、各除去領域は切断線Ｃが中心線となるような幅を持つ。同様に、第１の絶縁体１１０の一部および第１の絶縁体１１０側のインターコネクタ３０の一部ををレーザ加工により選択的に除去する。第１の絶縁体１１０およびインターコネクタ３０を除去する領域は、併設されたいる複数の切断線Ｃのうち１本おきに配設されている切断線Ｃに沿っており、各除去領域は切断線Ｃが中心線となるような幅を持つ。ただし、第１の絶縁体１１０の除去領域は、インターコネクタ３０を挟んで第２の絶縁体１１２の除去領域と互い違いになるように形成される。
　次に、切断線Ｃに沿って積層体２００を切断し、棒状の複合材２１０に個片化する。
　次に、図１８（Ａ）に示すように、複合材２１０の積層方向がガラス板などの台座３００の面方向に向くように、複合材２１０の一部を溝３０２に嵌め込んで台座３００の上に載置する。
　次に、図１８（Ｂ）に示すように、一対の複合材２１０の間にナフィオンなどのイオン交換体を含む電解質溶液３１０を塗布する。このとき、電解質溶液３１０が第２の絶縁体１１２の端面Ｓ１やインターコネクタ３０の段差側面Ｓ２に塗布された場合には、これらの部分の余分な電解質溶液３１０をナイフなどの治具を用いて除去する。
　次に、図１８（Ｃ）に示すように、電解質溶液を乾燥させて電解質膜２２を形成する。溶媒の除去に伴い、電解質膜２２の厚さは、図１１（Ｂ）に示す電解質溶液３１０の厚さより薄くなる。電解質膜２２のアノード面に対して突出した複合材２１０の一部がアノード側突出部２８の一部となる。電解質膜２２のカソード面に対して突出した複合材２１０の一部がカソード側突出部３８の一部となる。
　次に、図１８（Ｄ）に示すように、電解質膜２２のアノード面およびアノード側突出部２８を覆うようにアノード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してアノード２６を形成する。このとき、アノード側突出部２８の一方の側面に露出したインターコネクタ３０とアノード２６が接続する。また、電解質膜２２のカソード面およびカソード側突出部３８を覆うようにカソード触媒スラリーをスプレー塗布法により塗布してカソード２４を形成する。このとき、カソード側突出部３８の他方の側面に露出したインターコネクタ３０とカソード２４が接続する。
　次に、図１８（Ｅ）に示すように、アノード側突出部２８の頂部に形成されたアノード２６をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、アノード側突出部２８の頂部に平坦な露出面を形成する。同様に、カソード側突出部３８の頂部に形成されたカソード２４をへらやブレードなどを用いてそぎ落とし、カソード側突出部３８の頂部に平坦な露出面を形成する。
　以上の工程により、実施の形態５の燃料電池に用いられる複合膜１００が作製される。
　図１６に示すように、本実施の形態の燃料電池１０では、アノード側突出部２８のインターコネクタ３０の段差において、段差面Ｓ３および段差側面Ｓ２がアノード２６と接している。このため、インターコネクタ３０とアノード２６とが接する面積を実施の形態３に比べて増大させることができる。また、カソード側突出部３８のインターコネクタ３０の段差において、段差面Ｓ６および段差側面Ｓ５がカソード２４と接している。このため、インターコネクタ３０とカソード２４とが接する面積を実施の形態３に比べて増大させることができる。この結果、インターコネクタ３０と各電極との間の抵抗を低下させることができる。
　また、図１８（Ｂ）に示す工程において、段差面Ｓ３をガイドとして段差側面Ｓ２の上をナイフなどの治具を滑らすことにより、必要な部分の電解質溶液を傷付けることなく、余分な電解質溶液を容易に除去することができる。
　以上説明した各実施の形態に係る燃料電池の製造方法によれば、セルの区画化にレーザ加工を用いることなく、セルが集積化された燃料電池用の複合膜を簡便に作製することがでる。セルの区画化にレーザ加工を用いていないため、レーザ照射によって灰が生成することがない。このため、電解質膜や触媒層を清浄に保つことができる。
　また、実施の形態２に係る燃料電池の製造方法によれば、被覆層４００や被覆層４１０が介在することにより、インターコネクタ３０と当該インターコネクタ３０と接続すべきでないアノードまたはカソードとをより確実に電気的に絶縁することができる。
　同様に、実施の形態４に係る燃料電池の製造方法によれば、第１の絶縁体１１０や第２の絶縁体１１２が介在することにより、インターコネクタ３０と当該インターコネクタ３０と接続すべきでないアノードまたはカソードとをより確実に電気的に絶縁することができる。
　なお、上述した各実施の形態では、アノード側およびカソード側の両側に突出部が形成されているが、アノード側またはカソード側の一方のみに突出部が形成されていてもよい。突出部を形成しない側では、たとえば、電解質膜、インターコネクタおよび電解質膜とインターコネクタとを絶縁する絶縁体の各表面とで略同一平面を形成した後、マスクを用いて各セルに対応した領域に区画されるようにカソードまたはアノードを形成すればよい。
　１０　燃料電池、２０　膜電極接合体、２２　電解質膜、２４　カソード、２６　アノード、２８　アノード側突出部、３０　インターコネクタ、３８　カソード側突出部、５０　カソード用ハウジング、５２　アノード用ハウジング、６０　空気室、６２　燃料ガス室、１００　複合膜
　本発明は、燃料電池に利用可能である。

Claims (9)

  1. 　電解質膜と前記電解質膜の一方の面に設けられたアノードと前記電解質膜の他方の面に設けられたカソードとをそれぞれ含み、平面配列された複数の膜電極接合体と、
    　隣接する前記膜電極接合体の間において、前記電解質膜の両主面にそれぞれ前記アノード、前記カソードが設けられている領域に位置する前記アノードまたは前記カソードの少なくとも一方の電極の表面に対して突出し、平坦な頂部面を持つ突出部と、
    　前記突出部の一方の膜電極接合体側の側面において当該膜電極接合体の前記電極と接触するように、隣接する前記膜電極接合体の間に形成されているインターコネクタと、
    　前記頂部面の一部をなすとともに、前記突出部において、前記インターコネクタと前記突出部の他方の膜電極接合体側の電極とを電気的に絶縁する絶縁体と、
    　を備えることを特徴とする燃料電池。
  2. 　前記突出部の頂部に形成された面取り部分で、前記インターコネクタと前記電極が接触している請求項１に記載の燃料電池。
  3. 　前記突出部の頂部面が一方の膜電極接合体から延在する電極の端面、インターコネクタの端面、絶縁体の端面および他方の膜電極接合体から延在する電極の端面がこの順で積層した積層面で形成されている請求項１または２に記載の燃料電池。
  4. 　膜電極接合体の隣接方向に沿った断面において、前記面取り部分が、当該面取り部の両端を結ぶ線に対して凹部となっている請求項２または３に記載の燃料電池。
  5. 　電解質膜と前記電解質膜の一方の面に設けられたアノードと前記電解質膜の他方の面に設けられたカソードとをそれぞれ含み、平面配列された複数の膜電極接合体と、
    　隣接する前記膜電極接合体の間において、前記電解質膜の両主面にそれぞれ前記アノード、前記カソードが設けられている領域に位置する前記アノードまたは前記カソードの少なくとも一方の電極の表面に対して突出し、平坦な頂部面を持つ突出部と、
    　前記突出部の一方の膜電極接合体側の側面において当該膜電極接合体の前記電極と接触するように、隣接する前記膜電極接合体の間に形成されているインターコネクタと、
    　前記突出部において、前記インターコネクタと前記突出部の他方の膜電極接合体側の電極とを電気的に絶縁する絶縁体と、
    　前記頂部面の一部をなし、前記インターコネクタと前記絶縁体を被覆する絶縁性の被覆層と、
    　を備えることを特徴とする燃料電池。
  6. 　前記突出部の頂部面が一方の膜電極接合体から延在する電極の端面、前記被覆層および他方の膜電極接合体から延在する電極の端面がこの順で積層した積層面で形成されている請求項５に記載の燃料電池。
  7. 　インターコネクタの両側にそれぞれ絶縁体が積層され、積層面の角部において、前記インターコネクタが積層方向に露出した複合材を用意する工程と、
    　隣接する膜電極接合体の電解質膜の間に、積層方向が前記電解質膜の面方向と交差し、かつ、前記電解質膜の電極面に対して突出する突出部が形成されるように複合材を設置する工程と、
    　前記突出部およびこれを挟む電解質膜の上に電極を形成する工程と、
    　前記突出部の頂部を被覆する前記電極を除去する工程と、
    　を備える燃料電池の製造方法。
  8. 　前記複合材を用意する工程において、インターコネクタの両側にそれぞれ絶縁体を積層した後、積層面の角部を前記積層面と交差する方向に面取りする請求項７に記載の燃料電池の製造方法。
  9. 　前記複合材は積層方向と交差する方向の端面を被覆する被覆層を備え、
    　前記電極を除去する工程において、前記突出部の頂部を被覆する前記電極および少なくとも一部の前記被覆層が除去される請求項７または８に記載の燃料電池の製造方法。
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