JP2001006708A - Solid high polymer fuel cell - Google Patents

Solid high polymer fuel cell

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JP2001006708A
JP2001006708A JP11176084A JP17608499A JP2001006708A JP 2001006708 A JP2001006708 A JP 2001006708A JP 11176084 A JP11176084 A JP 11176084A JP 17608499 A JP17608499 A JP 17608499A JP 2001006708 A JP2001006708 A JP 2001006708A
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gas diffusion
gas
cathode
thickness
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Takahiro Isono
隆博 礒野
Yasuo Miyake
泰夫 三宅
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep a wet condition throughout a solid high polymer film area even if an oxidizer gas which is not humidified is supplied, by lowering moisture permeability of a gas diffusion layer on a cathode side in the neighboring area of a gas inlet than moisture permeability of a gas diffusion layer on an anode side in other areas. SOLUTION: This high polymer fuel cell is formed by interveningly inserting a solid high polymer film 21 between a cathode 22 and an anode 23 and sandwiching them by two diffusion layers, and electricity is generated by passing an oxidizing gas and a fuel gas through it. In the gas diffusion layer 24 on the cathode 22 side of the cell 20, a fluorine resin content in the front part 241 forming the neighboring area of an air inlet is made bigger than that in the back part 242 forming the neighboring area of an air outlet, and high water repellency is given to the front part. Moisture evaporation in a solid high polymer film 21 area corresponding to the front part 241 is suppressed, conductivity of the solid high polymer film 21 is uniformed, and excellent power generation effect is displayed under good stability. A structure having a thick gas diffusion layer so as to make the moisture permeability low in the neighboring area of the gas inlet on the cathode 22 side is also preferable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は固体高分子型燃料電
池に関し、特にセル内における固体高分子膜の湿潤性を
維持するための改良技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell, and more particularly to an improved technique for maintaining the wettability of a solid polymer membrane in a cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、アノード側に水素リッチな
燃料ガス、カソード側に酸化剤ガスをそれぞれ供給し、
水素と酸素を電気化学的に反応させて発電を行う電池で
ある。酸化剤ガスには空気が用いられる場合が多い。燃
料ガスには天然ガス、ナフサなどの軽質炭化水素や、低
級アルコールからなる燃料ガスを改質処理したもの、あ
るいは純水素ガスが用いられている。
2. Description of the Related Art A fuel cell supplies a hydrogen-rich fuel gas to an anode side and an oxidant gas to a cathode side, respectively.
This is a battery that generates electricity by electrochemically reacting hydrogen and oxygen. Air is often used as the oxidant gas. As the fuel gas, a light hydrocarbon such as natural gas or naphtha, a gas obtained by reforming a fuel gas composed of a lower alcohol, or pure hydrogen gas is used.

【0003】燃料電池はリン酸型、炭酸溶融塩型など電
解質の種類によって様々なものがあるが、近年では固体
高分子膜を電解質とする固体高分子型燃料電池の研究が
積極的になされている。この固体高分子型燃料電池は、
固体高分子膜の一方の面にカソードと、他方の面にアノ
ードとを配してなるセルを、ガス拡散層で挟持した基本
構造を持つ。実用的な固体高分子型燃料電池は、このよ
うな基本構造を単位セルとし、これを多数積層して高出
力を得ている。
There are various types of fuel cells depending on the type of electrolyte, such as a phosphoric acid type and a molten carbonate type. In recent years, research on solid polymer type fuel cells using a solid polymer membrane as an electrolyte has been actively made. I have. This polymer electrolyte fuel cell
The solid polymer membrane has a basic structure in which a cell having a cathode on one surface and an anode on the other surface is sandwiched between gas diffusion layers. In a practical polymer electrolyte fuel cell, such a basic structure is used as a unit cell, and a large number of such cells are stacked to obtain high output.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、固体高分子型
燃料電池では発電効率を良好にするため、固体高分子膜
は湿潤していることが望ましい。こうすると固体高分子
膜の内部抵抗が下がり、イオンが移動しやすくなって発
電効率が向上するからである。したがって、予め加湿し
た酸化剤ガスを燃料電池に供給するなどの対策がなされ
ている。
Generally, in a polymer electrolyte fuel cell, it is desirable that the solid polymer membrane be wet in order to improve power generation efficiency. This is because the internal resistance of the solid polymer film is reduced, ions are easily moved, and power generation efficiency is improved. Therefore, measures such as supplying a humidified oxidant gas to the fuel cell in advance have been taken.

【0005】しかし、近年になって燃料電池システムの
コンパクト化が望まれるようになり、これに伴い酸化剤
ガスの加湿にかかるシステム要素の削減が要求され、無
加湿の状態で酸化剤ガスを燃料電池に供給するといった
向きが出ている。しかしながら固体高分子型燃料電池で
は、カソード側のガス導入口付近の酸化剤ガスの湿度
は、ガス排出口付近の湿度よりも低い傾向があるため、
カソード側のガス導入口付近では、固体高分子膜より比
較的大量の水分が酸化剤ガス中に蒸発してしまい、この
部分において燃料電池の発電効率を低下させてしまうお
それがある。特に無加湿の酸化剤ガスを供給する場合に
は、前記問題の影響が拡大することが予想され、その対
策を早急に講じる必要がある。
[0005] However, in recent years, there has been a demand for a more compact fuel cell system, which requires a reduction in system elements for humidifying the oxidizing gas. There is a tendency to supply batteries. However, in polymer electrolyte fuel cells, the humidity of the oxidizing gas near the gas inlet on the cathode side tends to be lower than the humidity near the gas outlet,
In the vicinity of the gas inlet on the cathode side, a relatively large amount of moisture evaporates into the oxidizing gas from the solid polymer membrane, and there is a possibility that the power generation efficiency of the fuel cell may be reduced in this portion. In particular, when a non-humidified oxidizing gas is supplied, the effect of the above problem is expected to increase, and it is necessary to immediately take measures for it.

【0006】このように、固体高分子型燃料電池の小型
化と、その発電効率の維持を両立させるためには、いま
だ技術改良の余地があると考えられる。本発明は、上記
課題に鑑みてなされたものであって、その目的は無加湿
の酸化剤ガス(空気)を供給しても固体高分子膜を全体
にわたって湿潤状態に保つことにより、安定した発電が
可能な固体高分子型燃料電池を提供することにある。
As described above, it is considered that there is still room for technical improvement in order to achieve both miniaturization of the polymer electrolyte fuel cell and maintenance of the power generation efficiency thereof. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a stable power generation by keeping a solid polymer membrane in a wet state even when a non-humidified oxidizing gas (air) is supplied. To provide a polymer electrolyte fuel cell that can be used.

【0007】[0007]

【課題を解決する手段】上記課題を解決するため、本発
明はカソードとアノードの間に固体高分子膜を介挿し、
これを2層のガス拡散層で挟持したセル構成を有し、前
記カソード側のガス拡散層表面に沿って酸化剤ガス、前
記アノード側のガス拡散層表面に沿って燃料ガスがそれ
ぞれ流通されることにより発電する固体高分子型燃料電
池として、ガス導入口付近におけるカソード側のガス拡
散層の水分透過性が、その他の領域におけるカソード側
のガス拡散層の水分透過性よりも低い構成のものとし
た。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises inserting a solid polymer membrane between a cathode and an anode,
It has a cell configuration in which this is sandwiched between two gas diffusion layers, and an oxidizing gas flows along the surface of the gas diffusion layer on the cathode side, and a fuel gas flows along the surface of the gas diffusion layer on the anode side. A polymer electrolyte fuel cell that generates power by means of a structure in which the water permeability of the gas diffusion layer on the cathode side near the gas inlet is lower than the water permeability of the gas diffusion layer on the cathode side in other areas did.

【0008】これによって、酸化剤ガス導入口付近にお
ける固体高分子膜からの水分が失われやすい傾向を抑制
できるため、固体高分子膜の湿潤性を均一化することが
できる。具体的には、前記カソード側のガス拡散層の厚
みが、ガス排出口付近からガス導入口付近への方向に沿
って増加する構成とすることができる。
[0008] This makes it possible to suppress the tendency of moisture from the solid polymer film to be easily lost in the vicinity of the oxidant gas inlet, thereby making the wettability of the solid polymer film uniform. Specifically, the thickness of the gas diffusion layer on the cathode side can be configured to increase along the direction from the vicinity of the gas outlet to the vicinity of the gas inlet.

【0009】このように、カソード側のガス導入口付近
において水分透過性が低くなるように厚いガス拡散層を
配すると、この部分からの固体高分子膜の水分がガス拡
散層の表面に移動しにくくなり、固体高分子膜の過剰な
水分蒸発が抑制できる。結果として固体高分子膜の導電
性が保持され、安定した発電が行われることとなる。ま
た、ガス拡散層の厚みを変化させる以外にも、前記カソ
ード側のガス拡散層の撥水剤含有量が、ガス排出口付近
からガス導入口付近への方向に沿って増加する構成とす
ることもできる。これによって、前述とほぼ同様の効果
が得られる。
As described above, when a thick gas diffusion layer is arranged near the gas inlet on the cathode side so as to reduce the moisture permeability, the moisture of the solid polymer membrane from this portion moves to the surface of the gas diffusion layer. It is difficult to suppress excessive water evaporation of the solid polymer film. As a result, the conductivity of the solid polymer film is maintained, and stable power generation is performed. Further, in addition to changing the thickness of the gas diffusion layer, the water repellent content of the gas diffusion layer on the cathode side increases along the direction from the vicinity of the gas outlet to the vicinity of the gas inlet. Can also. Thereby, substantially the same effects as described above can be obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明の
固体高分子型燃料電池の実施の形態1について説明す
る。なお、本発明の主たる特徴は固体高分子膜を中心と
するセル構成にあり、その他の構成要素は以降の各実施
の形態で共通している。したがって、ここではまず固体
高分子型燃料電池の基本構成を説明し、次にセル構成に
ついて詳細に説明する。また実施の形態2以降では、実
施の形態1と重複する説明を割愛する。 <固体高分子型燃料電池のセルユニット構成>図1は、
かかる本実施の形態1の固体高分子型燃料電池を構成す
るセルユニット10の組立図である。本図に示すよう
に、セルユニット10は全体として、セル20をカソー
ド側チャネルプレート60と、アノード側チャネルプレ
ート50とで挟持した構成を持つ。
(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention will be described. The main feature of the present invention resides in a cell configuration centered on a solid polymer film, and other components are common to the following embodiments. Therefore, here, the basic configuration of the polymer electrolyte fuel cell will be described first, and then the cell configuration will be described in detail. In the second and subsequent embodiments, descriptions overlapping with the first embodiment will be omitted. <Cell Unit Configuration of Polymer Electrolyte Fuel Cell> FIG.
FIG. 2 is an assembly diagram of the cell unit 10 constituting the polymer electrolyte fuel cell according to the first embodiment. As shown in the figure, the cell unit 10 has a configuration in which the cell 20 is sandwiched between a cathode-side channel plate 60 and an anode-side channel plate 50 as a whole.

【0011】セル20は固体高分子膜21、カソード2
2、アノード23、ガス拡散層24、25等で構成され
る。固体高分子膜21は、パーフルオロカーボンスルホ
ン酸からなる薄膜状の電解質(例えばDu Pont社製Nafio
n112)である。カソード22、アノード23は、白
金(Pt)担持カーボン等からなる膜であり、固体高分
子膜21の両主面の中央部にそれぞれホットプレスによ
り密着加工されている。これらカソード22、アノード
23は触媒層とも称される。
The cell 20 comprises a solid polymer film 21, a cathode 2
2, the anode 23, the gas diffusion layers 24 and 25, and the like. The solid polymer film 21 is made of a thin film electrolyte made of perfluorocarbon sulfonic acid (for example, Nafio manufactured by Du Pont).
n112). The cathode 22 and the anode 23 are films made of platinum (Pt) -supported carbon or the like, and are tightly processed by hot pressing at the center of both main surfaces of the solid polymer film 21. The cathode 22 and the anode 23 are also called a catalyst layer.

【0012】なお図1において、アノード23は固体高
分子膜21の下面側にあるので破線で表示している。こ
のセル20のカソード22側が、ガスケット40を介し
てカソード側チャネルプレート60に重ねられる。ま
た、アノード23側はガスケット30を介してアノード
側チャネルプレート50に重ねられる。
In FIG. 1, since the anode 23 is on the lower surface side of the solid polymer film 21, it is indicated by a broken line. The cathode 22 side of the cell 20 is placed on the cathode side channel plate 60 via the gasket 40. The anode 23 side is overlapped on the anode side channel plate 50 via the gasket 30.

【0013】このとき、カソード22とカソード側チャ
ネルプレート60の間、並びにアノード23とアノード
側チャネルプレート50との間には、撥水剤として例え
ばPTFEを含浸したカーボンペーパーからなるガス拡
散層24、25がそれぞれ介挿される。これらガス拡散
層24、25は集電体とも称される。アノード側チャネ
ルプレート50はフェノール樹脂にカーボン粉末を混合
したものを射出成形してなる部材であって、ガス拡散層
25と対向する面(図1で下面)において、y方向を長
手方向としてx方向に一定間隔毎にリブ56が並設さ
れ、これにより同方向に水素リッチな改質ガス(燃料ガ
ス)を流通させるチャネル55が形成されている。
At this time, between the cathode 22 and the cathode side channel plate 60 and between the anode 23 and the anode side channel plate 50, a gas diffusion layer 24 made of carbon paper impregnated with, for example, PTFE as a water repellent, 25 are inserted respectively. These gas diffusion layers 24 and 25 are also called current collectors. The anode-side channel plate 50 is a member formed by injection-molding a mixture of phenolic resin and carbon powder. On the surface (the lower surface in FIG. 1) facing the gas diffusion layer 25, the y-direction is the longitudinal direction and the x-direction Ribs 56 are juxtaposed at regular intervals, thereby forming a channel 55 for flowing a hydrogen-rich reformed gas (fuel gas) in the same direction.

【0014】カソード側チャネルプレート60はアノー
ド側チャネルプレート50とほぼ同様の部材であり、当
図からは見えないが、y方向を長手方向としてx方向に
一定間隔毎にリブが並設され、これにより同方向に空気
を流通させるチャネルが形成されている。さらに、固体
高分子膜21、ガスケット30、40、アノード側チャ
ネルプレート50、カソード側チャネルプレート60に
はその四隅に開孔部61〜64、41〜44、211〜
214、31〜34、51〜54(44、214、3
4、54は不図示)が設けてあり、このうち開孔部5
1、53、31、33、211、213、41、43、
61、63によりアノード側チャネルプレート50のチ
ャネル55に燃料ガスが供給される。また、開孔部5
2、54、32、34、212、214、42、44、
62、64によりカソード側チャネルプレート60のチ
ャネルに空気が供給される。
The cathode-side channel plate 60 is substantially the same as the anode-side channel plate 50. Although not visible in FIG. 1, ribs are arranged at regular intervals in the x direction with the y direction as the longitudinal direction. Thus, a channel for flowing air in the same direction is formed. The solid polymer membrane 21, gaskets 30, 40, anode-side channel plate 50, and cathode-side channel plate 60 have openings 61-64, 41-44, 211-
214, 31-34, 51-54 (44, 214, 3
4 and 54 are not shown).
1, 53, 31, 33, 211, 213, 41, 43,
Fuel gas is supplied to the channels 55 of the anode-side channel plate 50 by 61 and 63. The opening 5
2, 54, 32, 34, 212, 214, 42, 44,
Air is supplied to the channels of the cathode side channel plate 60 by 62 and 64.

【0015】なお、このような構成を有するセルユニッ
ト10は、実際には高電圧・高電力が取り出せるよう
に、複数のセットが仕切板を介して積層され、その両端
を一対の端板で挟持されて固定され、一つの燃料電池と
して組み上げられる。ここにおいて、本実施の形態1の
主な特徴はセル20を中心とした構成にある。次に、セ
ル20の構成について詳細に説明する。
In the cell unit 10 having such a configuration, a plurality of sets are stacked via a partition plate so that high voltage and high power can be actually taken out, and both ends thereof are sandwiched between a pair of end plates. Is fixed and assembled as one fuel cell. Here, the main feature of the first embodiment lies in the configuration centering on the cell 20. Next, the configuration of the cell 20 will be described in detail.

【0016】<セル構成>図2は、セル20を厚み方向
(yz平面)で切断した断面図である。ここでは固体高
分子膜21を中心とし、カソード22、アノード23、
ガス拡散層24、25等を図示している。これらの各要
素21〜25のサイズは従来と同様であり、例えば以下
に示す通りである。 固体高分子膜21;x方向幅12cm×y方向長さ12
cm×z方向厚さ約50μm カソード22、アノード23;x方向幅10cm×y方
向長さ10cm×z方向厚さ約20μm ガス拡散層24、25;x方向幅10cm×y方向長さ
10cm×z方向厚さ約200μm 当該セル20ではカソード22側のガス拡散層24にお
いて、カソード側チャネルプレート60への空気導入口
付近(開孔部62付近)の領域である前部241のフッ
素樹脂含有量が、空気排出口付近(開孔部64付近)の
領域である後部242よりも多く(例えば2倍程度)、
これにより前部241で比較的高い撥水性を持つように
構成されている。前部241の面積は、ここでは一例と
してガス拡散層24全体の50%(50cm2)を占め
る。
<Cell Configuration> FIG. 2 is a sectional view of the cell 20 cut in the thickness direction (yz plane). Here, the solid polymer film 21 is the center, the cathode 22, the anode 23,
The gas diffusion layers 24 and 25 are illustrated. The size of each of these elements 21 to 25 is the same as the conventional one, for example, as shown below. Solid polymer film 21; width 12 cm in x direction × length 12 in y direction
cm × z direction thickness about 50 μm cathode 22, anode 23; x direction width 10 cm × y direction length 10 cm × z direction thickness about 20 μm gas diffusion layers 24 and 25; x direction width 10 cm × y direction length 10 cm × z In the cell 20, in the gas diffusion layer 24 on the cathode 22 side, the fluorine resin content of the front portion 241 near the air inlet to the cathode-side channel plate 60 (near the opening 62) is reduced. More (for example, about twice) than the rear portion 242 which is a region near the air discharge port (near the opening 64),
Thus, the front portion 241 is configured to have relatively high water repellency. The area of the front portion 241 occupies 50% (50 cm 2 ) of the entire gas diffusion layer 24 as an example here.

【0017】このような構成のセル20によれば、燃料
電池の稼働時には、ガス拡散層25を介し、アノード2
3側に供給される燃料ガス中の水素はイオン化してプロ
トン(H2→2H++2e-)となり、固体高分子膜21
中をカソード22側へ移動する。一方、ガス拡散層24
を介してカソード22側に供給される空気中の酸素は酸
素イオン(1/2O2+2e-→O2-)となり、固体高分子
膜21中を移動してきたプロトンと化合して水を生じる
(2H++O2-→H2O)。
According to the cell 20 having such a configuration, when the fuel cell is operated, the anode 2 is connected via the gas diffusion layer 25.
Hydrogen in the fuel gas supplied to the third side is ionized to protons (H 2 → 2H + + 2e ), and the solid polymer membrane 21
The inside moves to the cathode 22 side. On the other hand, the gas diffusion layer 24
The oxygen in the air supplied to the cathode 22 via the oxygen becomes oxygen ions (1 / 2O 2 + 2e → O 2− ), and combines with the protons moving in the solid polymer membrane 21 to generate water ( 2H + + O 2- → H 2 O).

【0018】この化学的機構によって固体高分子膜21
は湿潤状態になり、内部抵抗が下がって導電性を呈す
る。ところで従来はこのような燃料電池の稼働中、ガス
拡散層24の前部241において、固体高分子膜21の
水分が過度に蒸発し、この前部241に対応する領域付
近での固体高分子膜の湿潤性が失われて導電性が低下
し、発電効率に悪影響を生じる傾向があった。このよう
な傾向はセルユニット10に供給する空気を予め加湿し
ておいても、当初は湿度がまだ低いのでどうしても生じ
やすく、無加湿の空気を供給する場合には特に顕著に生
じる向きがある。
The solid polymer film 21 is formed by this chemical mechanism.
Becomes wet, and the internal resistance is lowered to exhibit conductivity. By the way, conventionally, during operation of such a fuel cell, in the front part 241 of the gas diffusion layer 24, the moisture of the solid polymer film 21 excessively evaporates, and the solid polymer film near the region corresponding to the front part 241 Tended to lose wettability and decrease in conductivity, adversely affecting power generation efficiency. Even if the air supplied to the cell unit 10 is humidified in advance, such a tendency is likely to occur because the humidity is still low at first, and there is a tendency that the humidified air is particularly remarkable when the air is supplied without humidification.

【0019】これに対し本実施の形態1では、前部24
1に対応するガス拡散層24のフッ素樹脂含有量を多く
し、撥水性を高めて水分透過性を低くした構成であるた
め、前部241に対応する固体高分子膜21の領域の水
分が蒸発しようとしても、これが十分に抑制される。そ
の結果、固体高分子膜21の導電性は均一化が図られ、
良好な安定性のもとに優れた発電効率を発揮することが
可能となる。
On the other hand, in the first embodiment, the front portion 24
1 has a high fluororesin content in the gas diffusion layer 24 and a high water repellency to reduce the moisture permeability, so that the moisture in the region of the solid polymer film 21 corresponding to the front part 241 evaporates. Attempting to do so is sufficiently suppressed. As a result, the conductivity of the solid polymer film 21 is made uniform,
It is possible to exhibit excellent power generation efficiency under good stability.

【0020】このような本実施の形態1の優れた性能
は、例えば水分蒸発が生じやすい、外部空気がセルユニ
ット10に無加湿状態で供給される燃料電池システムな
どで特に有効であると期待される。なお、ガス拡散層2
4に占める前部241の面積の割合は上の値に限定する
ものではなく、当然ながら運転条件によって調整するの
がよい。例えば、燃料電池の稼働時におけるセルユニッ
トの温度が高い場合には、水分蒸発量も増加しやすくな
るため、フッ素樹脂含有量を多くする前部の面積を広く
取ることが望ましいと思われる。
The excellent performance of the first embodiment is expected to be particularly effective in a fuel cell system in which external air is supplied to the cell unit 10 in a non-humidified state, for example, in which moisture is likely to evaporate. You. The gas diffusion layer 2
The ratio of the area of the front portion 241 to the area 4 is not limited to the above value, but may be naturally adjusted according to the operating conditions. For example, when the temperature of the cell unit during operation of the fuel cell is high, the amount of water evaporation tends to increase, so it may be desirable to increase the area of the front part where the fluorine resin content is increased.

【0021】また、ガス拡散層24中のフッ素樹脂含有
量は、前部241から後部242にかけて徐々に減少す
る構成としてもよい。以下、本発明の別の実施の形態に
ついて説明する。 (実施の形態2) <セル構成>実施の形態1では、ガス拡散層24のフッ
素樹脂の含有量を前部241で高くして固体高分子膜2
1の湿潤性を維持する例を示したが、本実施の形態2で
はガス拡散層24の厚みを後部242に比べ、前部24
1で厚くした点に特徴を有する。
The fluorine resin content in the gas diffusion layer 24 may be configured to gradually decrease from the front part 241 to the rear part 242. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described. Second Embodiment <Cell Configuration> In the first embodiment, the content of the fluororesin in the gas diffusion layer 24 is increased in the front part 241 to increase the solid polymer film 2.
In the second embodiment, the thickness of the gas diffusion layer 24 is larger than that of the rear part 242, but the thickness of the gas diffusion layer 24 is smaller than that of the front part 242.
The feature is that the thickness is increased by 1.

【0022】図3は、本実施の形態2のセル20を厚み
方向(yz平面)で切断した断面図である。このガス拡
散層24は、フッ素樹脂の含有量(ガス拡散層24の体
積当たりの密度)は均一であるが、その厚みを後部24
2から前部241に向かい、次第に増加する勾配(50
μm→70μm)を持つ構成になっている。なお、他の
構成は実施の形態1と同様である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the cell 20 according to the second embodiment cut in the thickness direction (yz plane). The gas diffusion layer 24 has a uniform fluorine resin content (density per volume of the gas diffusion layer 24), but the thickness thereof is
2 to the front 241 and gradually increasing slope (50
μm → 70 μm). Other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0023】このような構成のセル20によれば、ガス
拡散層24の厚みが前部241で比較的厚いため、従来
より前部241に対応する固体高分子膜21の水分が、
カソード22を介してガス拡散層24の表面まで移動し
にくく、その水分蒸発量が抑えられる。これにより、固
体高分子膜21の湿潤性が均一に保たれ、良好な導電性
が維持される。
According to the cell 20 having such a configuration, since the thickness of the gas diffusion layer 24 is relatively thick at the front part 241, the water content of the solid polymer film 21 corresponding to the front part 241 becomes smaller than before.
It is difficult to move to the surface of the gas diffusion layer 24 via the cathode 22, and the amount of water evaporation is suppressed. Thereby, the wettability of the solid polymer film 21 is kept uniform, and good conductivity is maintained.

【0024】なお、図3ではカソード22側のガス拡散
層24の厚みだけを変化させる例を示したが、本発明は
これに限定するものではなく、さらにアノード23側の
ガス拡散層25の厚みを変化させるようにしてもよい。
ここで図4は、アノード23の厚みをy方向に沿って、
次第に厚みを増加させる例(バリエーション1)を示し
たものである。ここではアノード23とともにガス拡散
層24の厚みを変化させてセル20の断面形状を平行四
辺形とし、セル20の厚みを一定(210μm)にして
いる。こうすることで、セルユニット10として組み上
げた場合、これを複数積層しても厚みに偏りを生じるこ
とがなくなる。
Although FIG. 3 shows an example in which only the thickness of the gas diffusion layer 24 on the cathode 22 side is changed, the present invention is not limited to this, and the thickness of the gas diffusion layer 25 on the anode 23 side is further changed. May be changed.
Here, FIG. 4 shows the thickness of the anode 23 along the y direction.
It shows an example in which the thickness is gradually increased (variation 1). Here, the thickness of the gas diffusion layer 24 together with the anode 23 is changed so that the cross-sectional shape of the cell 20 is a parallelogram, and the thickness of the cell 20 is constant (210 μm). In this way, when assembled as the cell unit 10, even if a plurality of the cell units 10 are stacked, the thickness does not become uneven.

【0025】また次に示す図5は、ガス拡散層25の厚
みをy方向に沿って、次第に厚みを増加させる例(バリ
エーション2)を示すものである。本発明ではこのよう
に、ガス拡散層24の厚みの調整に合わせ、アノード2
3あるいはガス拡散層25のいずれかの厚みを変化させ
るようにしてもよい。また、厚みの変化の付け方につい
ては、実施の形態2で示した直線勾配のほかに、階段状
や曲線状としてもよい。
FIG. 5 shows an example (variation 2) in which the thickness of the gas diffusion layer 25 is gradually increased along the y direction. In the present invention, as described above, the anode 2 is adjusted in accordance with the adjustment of the thickness of the gas diffusion layer 24.
3 or the thickness of the gas diffusion layer 25 may be changed. Further, the thickness may be changed in a stepped shape or a curved shape in addition to the linear gradient shown in the second embodiment.

【0026】さらに図示を省略するが、実施の形態1お
よび2を組合せ、前部241のフッ素樹脂含有量を他の
領域より高めつつ、前部241の厚みを厚くするように
してもよい。 (性能比較実験)本発明の固体高分子型燃料電池の性能
を確認するため、各実施の形態で述べたセル(単セ
ル)、すなわち実施の形態1、実施の形態2、バリエー
ション1、バリエーション2のセルを作製し、発電試験
を行った。
Although not shown, Embodiments 1 and 2 may be combined to increase the thickness of the front portion 241 while increasing the fluorine resin content of the front portion 241 compared to other regions. (Performance Comparison Experiment) In order to confirm the performance of the polymer electrolyte fuel cell of the present invention, the cells (single cells) described in each embodiment, that is, Embodiment 1, Embodiment 2, Variation 1, Variation 2 And a power generation test was performed.

【0027】実施の形態1の単セルとしては、カソード
側のガス拡散層の前部と後部のフッ素樹脂含有量を変え
て4種類作製し、これらをセル1〜4とした。また、比
較例としてカソード側のガス拡散層のフッ素樹脂含有量
が一定のものを2種類作製し、これらをセル5および6
とした。セル1〜4の具体的な作製方法は以下の通りで
ある。
As the single cell of the first embodiment, four types were prepared by changing the fluorine resin content in the front part and the rear part of the gas diffusion layer on the cathode side, and these were used as cells 1 to 4. As comparative examples, two kinds of gas diffusion layers having a constant fluorine resin content in the gas diffusion layer on the cathode side were prepared, and these were used as cells 5 and 6.
And The specific manufacturing method of the cells 1 to 4 is as follows.

【0028】<実施の形態1の単セルの作製方法> 1.材料の用意 固体高分子膜;パーフルオロカーボンスルホン酸膜(Na
fion112膜、縦12cm×横12cm×厚み50μ
m) カソード側のガス拡散層;カーボンペーパー(厚み20
0μm)を用意し、この前部に相当する領域(縦5cm
×横10cm)にフッ素樹脂(PTFE)分散溶液をス
プレーした。そしてカーボンペーパーをフッ素樹脂(P
TFE)分散溶液に浸漬した後、380℃で1時間焼成
した。これにより、前部におけるフッ素樹脂含有量が2
6、30、50、60wt%、後部におけるフッ素樹脂
含有量が25wt%の各ガス拡散層を作製した。
<Method for Manufacturing Single Cell of First Embodiment> 1. Preparation of Materials Solid polymer membrane; perfluorocarbon sulfonic acid membrane (Na
fion112 film, length 12cm x width 12cm x thickness 50μ
m) Gas diffusion layer on cathode side; carbon paper (thickness 20)
0 μm) is prepared, and an area (5 cm long) corresponding to this front part is prepared.
× 10 cm) was sprayed with a fluororesin (PTFE) dispersion solution. And the carbon paper is made of fluororesin (P
After being immersed in the TFE) dispersion solution, it was baked at 380 ° C. for 1 hour. Thereby, the fluororesin content in the front part is 2
Each gas diffusion layer having 6, 30, 50, 60 wt% and a fluorine resin content of 25 wt% in the rear portion was prepared.

【0029】アノード側のガス拡散層;カーボンペーパ
ー(厚み200μm)を用意し、フッ素樹脂(PTF
E)分散溶液に浸漬した後、380℃で1時間焼成し
た。これにより、フッ素樹脂含有量が25wt%のアノ
ード側のガス拡散層を作製した。 カソードおよびアノード;Pt担持カーボン粉末、Nafi
on溶液、PTFE分散溶液を、Pt担持カーボン粉末:N
afion:PTFEの重量比が100:20:10となる割
合で混合し、これにより得られたスラリーを前記ガス拡
散層に厚さ20μmで塗布してカソードおよびアノード
とした。
A gas diffusion layer on the anode side; a carbon paper (thickness: 200 μm) was prepared, and a fluororesin (PTF) was prepared.
E) After immersion in the dispersion solution, it was baked at 380 ° C. for 1 hour. Thus, an anode-side gas diffusion layer having a fluorine resin content of 25 wt% was produced. Cathode and anode; Pt-supported carbon powder, Nafi
on solution, PTFE dispersion solution, Pt-supported carbon powder: N
The weight ratio of afion: PTFE was mixed at a ratio of 100: 20: 10, and the resulting slurry was applied to the gas diffusion layer at a thickness of 20 μm to form a cathode and an anode.

【0030】2.ホットプレス工程 触媒層を塗布したガス拡散層2枚に固体高分子膜を介挿
し、150℃、60secの条件でホットプレスした。
このような工程により、セル1〜6を作製した。なおセ
ル5および6のガス拡散層は、カーボンペーパーにPT
FE分散溶液をスプレーする以外はセル1〜4のカソー
ド側のガス拡散層と同様にして作製した。
2. Hot Press Step A solid polymer film was inserted between the two gas diffusion layers coated with the catalyst layers, and hot pressed at 150 ° C. for 60 seconds.
Through these steps, cells 1 to 6 were produced. The gas diffusion layers of the cells 5 and 6 are made of carbon paper made of PT.
Except for spraying the FE dispersion solution, it was prepared in the same manner as the gas diffusion layer on the cathode side of cells 1 to 4.

【0031】これらのセル1〜6の仕様を表1に示す。Table 1 shows the specifications of these cells 1 to 6.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】次に実施の形態2の単セルとして、カソー
ド側のガス拡散層の先端厚みと後端厚みの値を変えて4
種類作製し、これらをセル7〜10とした。また、比較
例としてカソード側のガス拡散層の厚みが一定のものを
2種類作製し、これらをセル11および12とした。
Next, as a single cell of the second embodiment, the thickness of the front end and the rear end of the gas diffusion layer on the cathode side was changed to 4
These were prepared and used as cells 7 to 10. As comparative examples, two kinds of gas diffusion layers having a constant thickness of the cathode side gas diffusion layer were produced, and these were used as cells 11 and 12.

【0034】セル7〜10の具体的な作製方法は以下の
通りである。 <実施の形態2の単セルの作製方法> 1.材料の用意 固体高分子膜;パーフルオロカーボンスルホン酸膜(Na
fion112膜、縦12cm×横12cm×厚み50μ
m) カソード側のガス拡散層;PTFEが25wt%を占め
るように、カーボンブラックとPTFEを混合してスラ
リーを作製し、テフロンシート上にスクリーン印刷し
た。この際、スラリーの重ね塗りの面積をガス拡散層の
縦方向に沿って徐々に減少させることにより、ガス拡散
層の厚みの勾配を調整した。スラリーの乾燥後、テフロ
ンシートからはぎ取り、380℃で1時間焼成し、前部
の厚みが52、70、100、125μm、後部の厚み
が50μm(縦10cm×横10cm)のカソード側の
ガス拡散層とした。
The specific manufacturing method of the cells 7 to 10 is as follows. <Method of Manufacturing Single Cell of Second Embodiment> 1. Preparation of Materials Solid polymer membrane; perfluorocarbon sulfonic acid membrane (Na
fion112 film, length 12cm x width 12cm x thickness 50μ
m) Gas diffusion layer on the cathode side: A slurry was prepared by mixing carbon black and PTFE so that PTFE occupied 25 wt%, and screen-printed on a Teflon sheet. At this time, the gradient of the thickness of the gas diffusion layer was adjusted by gradually reducing the area of the slurry overcoating along the longitudinal direction of the gas diffusion layer. After the slurry is dried, it is peeled off from the Teflon sheet and baked at 380 ° C. for 1 hour. And

【0035】アノード側のガス拡散層;厚みを50μm
と均一にした以外は、カソード側のガス拡散層と同様に
して作製した。 カソードおよびアノード;セル1〜6のカソードおよび
アノードと同様にして作製した。 2.ホットプレス工程 セル1〜6の場合と同様にしてホットプレス工程を行っ
た。
Gas diffusion layer on anode side; thickness 50 μm
A gas diffusion layer was prepared in the same manner as the cathode side gas diffusion layer except that the gas diffusion layer was made uniform. Cathode and anode; produced in the same manner as the cathode and anode of cells 1 to 6. 2. Hot pressing step A hot pressing step was performed in the same manner as in the case of cells 1 to 6.

【0036】これらのセル7〜12の仕様を表2に示
す。
Table 2 shows the specifications of these cells 7 to 12.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】次にバリエーション1および2の単セルと
して、カソード側のガス拡散層の厚み、ならびにアノー
ドあるいはアノード側のガス拡散層の厚みを変えること
により2種類のセルを作製し、これらをそれぞれセル1
3(バリエーション1)およびセル14(バリエーショ
ン2)とした。
Next, as single cells of variations 1 and 2, two types of cells were prepared by changing the thickness of the gas diffusion layer on the cathode side and the thickness of the anode or the gas diffusion layer on the anode side. 1
3 (variation 1) and cell 14 (variation 2).

【0039】セル13および14の具体的な作製方法は
以下の通りである。 <バリエーション1および2の単セルの作製方法> 1.材料の用意 (セル13) 固体高分子膜;パーフルオロカーボンスルホン酸膜(Na
fion112膜、縦12cm×横12cm×厚み50μ
m) カソード側のガス拡散層;セル7〜12と同様にスラリ
ーを作製し、テフロンシート上にスクリーン印刷した。
この際、スラリーの重ね塗りの面積をガス拡散層の縦方
向に沿って徐々に減少させることにより、ガス拡散層の
厚みの勾配を調整した。スラリーの乾燥後、テフロンシ
ートからはぎ取り、380℃で1時間焼成し、前部の厚
みが70μm、後部の厚みが50μm(縦10cm×横
10cm)のカソード側ガス拡散層とした。
The specific manufacturing method of the cells 13 and 14 is as follows. <Methods for Fabricating Single Cells of Variations 1 and 2> 1. Preparation of Materials (Cell 13) Solid polymer membrane; Perfluorocarbon sulfonic acid membrane (Na
fion112 film, length 12cm x width 12cm x thickness 50μ
m) Cathode-side gas diffusion layer: A slurry was prepared in the same manner as in cells 7 to 12, and screen-printed on a Teflon sheet.
At this time, the gradient of the thickness of the gas diffusion layer was adjusted by gradually reducing the area of the slurry overcoating along the longitudinal direction of the gas diffusion layer. After drying the slurry, it was peeled off from the Teflon sheet and baked at 380 ° C. for 1 hour to form a cathode-side gas diffusion layer having a front part thickness of 70 μm and a rear part thickness of 50 μm (length 10 cm × width 10 cm).

【0040】アノード側のガス拡散層;厚みを50μm
と均一にした以外は、カソード側のガス拡散層と同様に
して作製した。 カソード;セル1〜6と同様にして作製した。 アノード;Pt─Ru担持カーボン粉末、Nafion溶液、
PTFE分散溶液を所定の割合で混合し、Pt─Ru担
持カーボン粉末:Nafion:PTFEの重量比が100:
20:10になるよう調整したスラリーを前記ガス拡散
層に塗布してアノードとした。この際、アノードの先端
厚みが20μm、後端厚みが40μmになるように塗布
した。
Gas diffusion layer on anode side; thickness 50 μm
A gas diffusion layer was prepared in the same manner as the cathode side gas diffusion layer except that the gas diffusion layer was made uniform. Cathode: produced in the same manner as in cells 1 to 6. Anode; Pt @ Ru supported carbon powder, Nafion solution,
The PTFE dispersion solution was mixed at a predetermined ratio, and the weight ratio of Pt @ Ru-supported carbon powder: Nafion: PTFE was 100:
The slurry adjusted to 20:10 was applied to the gas diffusion layer to form an anode. At this time, the anode was coated such that the front end thickness was 20 μm and the rear end thickness was 40 μm.

【0041】(セル14) 固体高分子膜;パーフルオロカーボンスルホン酸膜(Na
fion112膜、縦10cm×横10cm×厚み50μ
m) カソード側のガス拡散層;セル7〜12と同様にスラリ
ーを作製し、テフロンシート上にスクリーン印刷した。
この際、スラリーの重ね塗りの面積をガス拡散層の縦方
向に沿って徐々に減少させることにより、ガス拡散層の
厚みの勾配を調整した。スラリーの乾燥後、テフロンシ
ートからはぎ取り、380℃で1時間焼成し、前部の厚
みが70μm、後部の厚みが50μm(縦10cm×横
10cm)のカソード側ガス拡散層とした。
(Cell 14) Solid polymer membrane; Perfluorocarbon sulfonic acid membrane (Na
fion112 film, length 10cm × width 10cm × thickness 50μ
m) Cathode-side gas diffusion layer: A slurry was prepared in the same manner as in cells 7 to 12, and screen-printed on a Teflon sheet.
At this time, the gradient of the thickness of the gas diffusion layer was adjusted by gradually reducing the area of the slurry overcoating along the longitudinal direction of the gas diffusion layer. After drying the slurry, it was peeled off from the Teflon sheet and baked at 380 ° C. for 1 hour to form a cathode-side gas diffusion layer having a front part thickness of 70 μm and a rear part thickness of 50 μm (length 10 cm × width 10 cm).

【0042】アノード側のガス拡散層;カソード側のガ
ス拡散層と同様にスラリーを作製し、テフロンシート上
に繰り返しスクリーン印刷することにより、カソード側
のガス拡散層の縦方向に沿って、前部の厚みが30μ
m、後部の厚みが50μmのアノード側ガス拡散層とし
た。 カソードおよびアノード;Pt─Ru担持カーボン、Na
fion112溶液、PTFEを重量比100:20:10
の割合で混合し、前記ガス拡散層に厚さ20μmで塗布
してカソードおよびアノードとした。
Anode-side gas diffusion layer: A slurry is prepared in the same manner as the cathode-side gas diffusion layer, and is repeatedly screen-printed on a Teflon sheet to form a front part along the longitudinal direction of the cathode-side gas diffusion layer. Is 30μ thick
m, an anode-side gas diffusion layer having a rear thickness of 50 μm. Cathode and anode; Pt @ Ru supported carbon, Na
fion112 solution, PTFE in a weight ratio of 100: 20: 10
And applied to the gas diffusion layer at a thickness of 20 μm to form a cathode and an anode.

【0043】2.ホットプレス工程 セル1〜6の場合と同様にしてホットプレス工程を行っ
た。これらのセル13および14の仕様を表3に示す。
2. Hot Press Step A hot press step was performed in the same manner as in the case of cells 1 to 6. Table 3 shows the specifications of these cells 13 and 14.

【0044】[0044]

【表3】 [Table 3]

【0045】このように作製したセル1〜14を以下の
条件で運転し、セル電圧の経時変化を調べた。 (運転条件) 電流密度;0.5A/cm2、セル内運転温度;80℃ 燃料ガス;純水素 酸化剤ガス;空気 燃料ガス利用率;70% 酸化剤ガス利用率;40% また、セル13および14についてはさらに、後述の燃
料ガスの違いによるセル電圧の変化についての試験運転
を行った。燃料ガスとしては純水素および改質模擬ガス
(H2;80%、CO2;20%、CO;50ppm)を
用い、その他の条件は上記と同様に行った。以上の運転
条件により得られた各セル1〜14のセル電圧と運転時
間の関係を図6と図7にまとめた。図6はセル1〜6、
図7はセル7〜14のデータをそれぞれ示している。
The cells 1 to 14 thus manufactured were operated under the following conditions, and the change over time in the cell voltage was examined. (Operating conditions) Current density: 0.5 A / cm 2 , operating temperature in the cell: 80 ° C. Fuel gas: pure hydrogen Oxidizing gas; air Fuel gas utilization rate: 70% Oxidizing gas utilization rate: 40% In addition, a test operation was carried out for the samples 14 and 14 for a change in cell voltage due to a difference in fuel gas described later. Pure hydrogen and a reforming simulation gas (H 2 ; 80%, CO 2 ; 20%, CO; 50 ppm) were used as the fuel gas, and the other conditions were the same as above. The relationship between the cell voltage of each of the cells 1 to 14 and the operating time obtained under the above operating conditions is summarized in FIG. 6 and FIG. FIG. 6 shows cells 1 to 6,
FIG. 7 shows data of cells 7-14.

【0046】また、セル13および14について、燃料
ガスの違いによるセル電圧の変化に関する実験結果を表
4にまとめた。これらについて順次考察を行う。まず図
6から、カソード側のガス拡散層中のフッ素樹脂含有量
を後部より前部で多くしたセル1〜4は、当該フッ素樹
脂含有量を一定にしたセル5および6に比べ、長時間運
転しても優れたセル電圧の安定性を有することが窺え
る。これはカソード側のガス拡散層の前部において、固
体高分子膜からの過度の水分蒸発がガス拡散層中の豊富
なフッ素樹脂によって抑えられ、膜の導電性が均一に維
持された結果を裏付けるものとみられる。
Table 4 summarizes the results of experiments on the cell voltages of the cells 13 and 14 due to the difference in fuel gas. These will be considered sequentially. First, from FIG. 6, cells 1 to 4 in which the fluorine resin content in the gas diffusion layer on the cathode side was larger in the front part than in the rear part were operated for a longer time than cells 5 and 6 in which the fluorine resin content was constant. However, it can be seen that it has excellent cell voltage stability. This confirms that in the front part of the gas diffusion layer on the cathode side, excessive moisture evaporation from the solid polymer membrane was suppressed by the abundant fluororesin in the gas diffusion layer, and the conductivity of the membrane was maintained uniformly. It seems to be something.

【0047】さらに、当図6において運転時間の経過に
ほとんど関係なく一定のセル電圧値を示すもの、すなわ
ちセル3、4、6に関しては、その特性を示す理由につ
いて次のように推論できる。カソード側のガス拡散層中
に含まれるフッ素樹脂は、その含有量が多くなるほど固
体高分子膜に対して高い撥水性を示し、当該固体高分子
膜の湿潤性を確保できる反面、あまりフッ素樹脂が多く
なると前記層のガス拡散性が低下し、カソードに酸化剤
ガスが良好に供給されなくなる。
Further, in FIG. 6, the reason why the characteristics of the cells 3, 4, and 6 exhibiting a constant cell voltage value irrespective of the elapse of the operation time can be inferred as follows. The fluorine resin contained in the gas diffusion layer on the cathode side shows higher water repellency to the solid polymer film as its content increases, and the wettability of the solid polymer film can be secured, but the fluorine resin is not so much When the amount increases, the gas diffusibility of the layer decreases, and the oxidizing gas is not supplied to the cathode satisfactorily.

【0048】したがって、高いフッ素樹脂含有量のガス
拡散層を有するセル3、4、6のうち、ガス拡散層中で
均一にフッ素樹脂含有量が高いセル6においては、固体
高分子膜の湿潤性が保たれるのでセル電圧の安定性を示
すものの、その電圧値にあまり優れない結果となってい
る。一方、実施の形態1に相当するセル3、4では、フ
ッ素樹脂含有量はガス拡散層の前部から後部に向かって
減少していく構成のため、ガス拡散層中に酸化剤ガスが
程良く供給され、固体高分子膜の湿潤性とガス供給量と
のバランスが取れ、比較的高いセル電圧と、その安定性
について理想的な結果を呈している。
Therefore, among the cells 3, 4, and 6 having a gas diffusion layer having a high fluororesin content, the cell 6 having a uniformly high fluororesin content in the gas diffusion layer has a wettability of the solid polymer film. Is maintained, the cell voltage is stable, but the voltage value is not so excellent. On the other hand, in the cells 3 and 4 corresponding to the first embodiment, since the fluororesin content decreases from the front part to the rear part of the gas diffusion layer, the oxidizing gas is appropriately contained in the gas diffusion layer. The balance between the wettability of the supplied solid polymer membrane and the amount of gas supply is shown, and the relatively high cell voltage and the ideal result with respect to its stability are exhibited.

【0049】ここで当図から、セル1は本発明の実施の
形態の一例ではあるものの、他の実施の形態の各例に比
べてやや性能が低下しやすい傾向を示し、またセル4で
は全体的にセル電圧が比較例のセル5などに比べて若干
低いことが分かる。これによりガス拡散層のフッ素樹脂
含有量は、前部/後部の比が1.05〜2.00の間に収
まる程度が特に望ましいと言える。
From this figure, it can be seen that although the cell 1 is an example of the embodiment of the present invention, the performance tends to be slightly lower than those of the other embodiments. It can be seen that the cell voltage is slightly lower than that of the cell 5 of the comparative example. Accordingly, it can be said that the fluororesin content of the gas diffusion layer is particularly preferably such that the ratio of the front part / rear part is within the range of 1.05 to 2.00.

【0050】また、カソード側のガス拡散層の前部にお
けるフッ素樹脂含有量が15wt%未満であると十分な
撥水性が得られず、逆に90wt%を超えるとガス拡散
性が極端に失われる影響があることが別の実験によって
明らかになっている。このことから、カソード側のガス
拡散層の前部におけるフッ素樹脂含有量は15〜90w
t%の範囲が望ましいと考えられる。
If the fluorine resin content in the front part of the gas diffusion layer on the cathode side is less than 15 wt%, sufficient water repellency cannot be obtained, and if it exceeds 90 wt%, gas diffusivity is extremely lost. Other experiments have shown the effect. From this, the fluorine resin content in the front part of the gas diffusion layer on the cathode side is 15 to 90 watts.
A range of t% is considered desirable.

【0051】続いて図7を見る。ここではセル7以降1
4までの試験運転のデータを示している。当図でも運転
時間にほとんど関係なく一定のセル電圧を示すものに、
セル9、10、12などが見受けられる。セル12は従
来の比較例であり、カソード側のガス拡散層の均一に1
00μmの厚みで構成されている。このため全体的にガ
ス拡散層の厚みが厚すぎ、カソード側への酸化剤ガスの
供給がうまく行えず、固体高分子膜の湿潤性が保たれる
も低いセル電圧を呈す結果となっている。
Next, look at FIG. Here, cell 7 and subsequent 1
The data of the test operation up to 4 are shown. In this figure, the cell voltage shows a constant value regardless of the operation time.
Cells 9, 10, 12, etc. can be seen. Cell 12 is a conventional comparative example, in which the gas diffusion layer on the cathode side is uniformly uniform.
It has a thickness of 00 μm. For this reason, the thickness of the gas diffusion layer is too large as a whole, and the supply of the oxidizing gas to the cathode side cannot be performed well. As a result, the wettability of the solid polymer film is maintained, but a low cell voltage is exhibited. .

【0052】これに対し、実施の形態2に相当するセル
9、10では、カソード側のガス拡散層の厚みが前端部
から後端部に向かって減少する構成のため、上記セル
3、4などと同様に固体高分子膜の湿潤性とガス供給量
とのバランスが取れ、良好な性能を有しているものと推
測される。セル11は従来とほぼ同様のガス拡散層を備
えており、運転時間の経過に従って急激にカソード側の
ガス拡散層前部から固体高分子膜の水分が蒸発し、発電
効率が低下したものと思われる。
On the other hand, in the cells 9 and 10 corresponding to the second embodiment, the thickness of the gas diffusion layer on the cathode side decreases from the front end to the rear end. It is presumed that the balance between the wettability of the solid polymer membrane and the gas supply amount was obtained in the same manner as described above, and the solid polymer membrane had good performance. The cell 11 has a gas diffusion layer almost similar to the conventional one, and it is considered that the power of the solid polymer membrane evaporates rapidly from the front of the gas diffusion layer on the cathode side as the operation time elapses, and the power generation efficiency decreases. It is.

【0053】また、当図からセル8、13、14はどれ
もほぼ同様に高いセル電圧と安定性を示しており、カソ
ード側のガス拡散層の厚みを変化させるとともにアノー
ドもしくはアノード側のガス拡散層の厚みを変化させて
セルの厚みを一定にしても本発明の効果は得られること
が示されている。ここで当図から、セル7は本発明の実
施の形態の一例ではあるが、他の実施の形態の各例に比
べて経時的にやや性能が低下しやすい傾向を示し、また
セル10では全体的にセル電圧が低いことが分かる。こ
れによりガス拡散層の厚みは、前部/後部の比が1.05
〜2.00の間に収まる程度が特に望ましいと言える。
Also, from this figure, all of the cells 8, 13 and 14 show almost the same high cell voltage and stability. The thickness of the gas diffusion layer on the cathode side is changed, and the gas diffusion on the anode or the anode side is changed. It is shown that the effect of the present invention can be obtained even when the thickness of the cell is kept constant by changing the thickness of the layer. Here, from this figure, although the cell 7 is an example of the embodiment of the present invention, the performance tends to slightly decrease over time as compared with the examples of the other embodiments. It can be seen that the cell voltage is low. Thereby, the thickness of the gas diffusion layer is such that the ratio of the front part / rear part is 1.05.
It can be said that a value falling between 2.00 and 2.00 is particularly desirable.

【0054】続いて、表4の実験データについて考察す
る。表4を以下に示す。
Next, the experimental data in Table 4 will be considered. Table 4 is shown below.

【0055】[0055]

【表4】 [Table 4]

【0056】セル13および14では、ともにカソード
およびアノードの触媒としてPt─Ru担持カーボンを
使用している。このうちPtは燃料ガスに純水素を用い
る場合に良好な触媒作用を呈するが、燃料ガス中に一酸
化炭素COが含まれると被毒し、触媒作用が低下する場
合がある。一方、RuはPtほどCOに対して被毒作用
を受ける性質はないとされている。
In each of the cells 13 and 14, Pt @ Ru-supported carbon is used as a cathode and anode catalyst. Of these, Pt exhibits a good catalytic action when pure hydrogen is used as the fuel gas, but if the fuel gas contains carbon monoxide CO, it may be poisoned and the catalytic action may be reduced. On the other hand, Ru is not considered to be as poisonous as CO as Pt.

【0057】表4では、このようなPtの被毒に基づく
セル電圧値の変化を示していると思われる。すなわち燃
料ガスに純水素を用いた場合にはセル13および14と
も高いセル電圧値を示しているが、改質模擬ガスを用い
た場合、これに含まれるCOによるPtの被毒作用によ
って、セル14のセル電圧は低下する。セル13はカソ
ード側のガス拡散層の厚みの変化に合わせてアノードの
厚みを調節する構成であるため、アノードの厚みに比例
して触媒量が多くなる。セル14はカソード側のガス拡
散層の厚みの変化に合わせてアノード側のガス拡散層の
厚みを調節する構成であるため、アノードの触媒量はセ
ル13に比較して少ないことになり、表4に示す結果を
呈したと思われる。
Table 4 seems to indicate a change in the cell voltage value due to such Pt poisoning. That is, when pure hydrogen is used as the fuel gas, both the cells 13 and 14 show a high cell voltage value. However, when the reforming simulated gas is used, the Pt poisoning action of CO contained therein causes The cell voltage at 14 drops. Since the cell 13 has a configuration in which the thickness of the anode is adjusted according to the change in the thickness of the gas diffusion layer on the cathode side, the amount of catalyst increases in proportion to the thickness of the anode. Since the cell 14 has a configuration in which the thickness of the gas diffusion layer on the anode side is adjusted according to the change in the thickness of the gas diffusion layer on the cathode side, the amount of catalyst on the anode is smaller than that of the cell 13. It is considered that the result shown in FIG.

【0058】このような実験により、セルユニットを積
層し、燃料ガスにCOを含む改質ガスを用いる場合に
は、本発明の固体高分子型燃料電池のセルユニットはセ
ル13に相当するバリエーション1の構成とするのが望
ましいと言える。なお、ガス拡散層の撥水剤にはPTF
E以外のフッ素樹脂や、他の材料を適宜使用してもよ
い。
According to such an experiment, when the cell units are stacked and the reformed gas containing CO is used as the fuel gas, the cell unit of the polymer electrolyte fuel cell according to the present invention is a variation 1 corresponding to the cell 13. It can be said that the following configuration is desirable. In addition, PTF is used as the water repellent of the gas diffusion layer.
Fluororesins other than E and other materials may be used as appropriate.

【0059】また、上記各実施の形態、各バリエーショ
ンでは、酸化剤ガスと燃料ガスの流れが平行なセルユニ
ットに基づいて説明したが、セルユニットの構成はこれ
に限定せず、例えばカソード側とアノード側の各チャネ
ルプレートのチャネルが直交する構成のセルユニットで
あってもよい。
In each of the above embodiments and variations, the description has been given based on the cell unit in which the flows of the oxidizing gas and the fuel gas are parallel. However, the configuration of the cell unit is not limited to this. A cell unit having a configuration in which the channels of each channel plate on the anode side are orthogonal to each other may be used.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
はカソードとアノードの間に固体高分子膜を介挿し、こ
れを2層のガス拡散層で挟持したセル構成を有し、前記
カソード側のガス拡散層表面に沿って酸化剤ガス、前記
アノード側のガス拡散層表面に沿って燃料ガスがそれぞ
れ流通されることにより発電する固体高分子型燃料電池
として、ガス導入口付近におけるカソード側のガス拡散
層の水分透過性が、その他の領域におけるカソード側の
ガス拡散層の水分透過性よりも低い構成であるため、カ
ソード側のガス導入口付近における固体高分子膜からの
過剰な水分蒸発が抑制でき、安定した発電を行うことが
可能となる。
As is apparent from the above, the present invention has a cell structure in which a solid polymer film is interposed between a cathode and an anode, and this is sandwiched between two gas diffusion layers. An oxidant gas flows along the surface of the gas diffusion layer on the anode side, and a fuel gas flows along the surface of the gas diffusion layer on the anode side to generate electricity. The moisture permeability of the gas diffusion layer is lower than that of the gas diffusion layer on the cathode side in other areas, so that excessive moisture evaporation from the solid polymer membrane near the gas inlet on the cathode side Can be suppressed, and stable power generation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態1の固体高分子型燃料電池を構成す
るセルユニットの組立図である。
FIG. 1 is an assembly diagram of a cell unit constituting a polymer electrolyte fuel cell according to a first embodiment.

【図2】実施の形態1のセル断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a cell according to the first embodiment;

【図3】実施の形態2のセル断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a cell according to a second embodiment.

【図4】バリエーション1のセル断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a cell of variation 1.

【図5】バリエーション2のセル断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a cell of variation 2.

【図6】セル1〜6の実験結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing experimental results of cells 1 to 6;

【図7】セル7〜14の実験結果を示す図である。FIG. 7 is a view showing experimental results of cells 7-14.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セルユニット 20 セル 21 固体高分子膜 22 カソード(触媒層) 23 アノード(触媒層) 24 カソード側ガス拡散層(集電体) 25 アノード側ガス拡散層(集電体) 50 アノード側チャネルプレート 60 カソード側チャネルプレート Reference Signs List 10 cell unit 20 cell 21 solid polymer membrane 22 cathode (catalyst layer) 23 anode (catalyst layer) 24 cathode-side gas diffusion layer (current collector) 25 anode-side gas diffusion layer (current collector) 50 anode-side channel plate 60 Cathode side channel plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H018 AA06 AS02 AS03 EE18 HH00 HH03 HH05 5H026 AA06 CC03 EE19 HH00 HH03 HH05 5H027 AA06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H018 AA06 AS02 AS03 EE18 HH00 HH03 HH05 5H026 AA06 CC03 EE19 HH00 HH03 HH05 5H027 AA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カソードとアノードの間に固体高分子膜
を介挿し、これを2層のガス拡散層で挟持したセル構成
を有し、前記カソード側のガス拡散層表面に沿って酸化
剤ガス、前記アノード側のガス拡散層表面に沿って燃料
ガスがそれぞれ流通されることにより発電する固体高分
子型燃料電池であって、 ガス導入口付近におけるカソード側のガス拡散層の水分
透過性が、その他の領域におけるカソード側のガス拡散
層の水分透過性よりも低い構成であることを特徴とする
固体高分子型燃料電池。
1. A cell structure in which a solid polymer film is interposed between a cathode and an anode and sandwiched between two gas diffusion layers, and an oxidant gas is formed along the surface of the gas diffusion layer on the cathode side. A polymer electrolyte fuel cell that generates power by allowing fuel gas to flow along the surface of the gas diffusion layer on the anode side, wherein the water permeability of the gas diffusion layer on the cathode side near the gas inlet is: A polymer electrolyte fuel cell, wherein the water permeability of the gas diffusion layer on the cathode side in other regions is lower than that of the gas diffusion layer.
【請求項2】 前記カソード側のガス拡散層の厚みが、
ガス排出口付近からガス導入口付近への方向に沿って増
加する構成であることを特徴とする請求項1に記載の固
体高分子型燃料電池。
2. The thickness of the gas diffusion layer on the cathode side is:
2. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the amount increases along the direction from the vicinity of the gas outlet to the vicinity of the gas inlet.
【請求項3】 前記カソード側のガス拡散層の厚みが、
ガス排出口付近からガス導入口付近への方向に沿って直
線勾配で増加する構成であることを特徴とする請求項2
に記載の固体高分子型燃料電池。
3. The thickness of the gas diffusion layer on the cathode side is:
3. The structure according to claim 2, wherein the temperature increases linearly along the direction from the vicinity of the gas outlet to the vicinity of the gas inlet.
9. The polymer electrolyte fuel cell according to item 1.
【請求項4】 前記カソード側のガス拡散層のガス排出
口付近における厚みに対するガス導入口付近における厚
みの比が1.05〜2.00の範囲であることを特徴とす
る請求項2または3に記載の固体高分子型燃料電池。
4. The gas diffusion layer on the cathode side, wherein a ratio of a thickness near a gas inlet to a thickness near a gas outlet is in a range of 1.05 to 2.00. 9. The polymer electrolyte fuel cell according to item 1.
【請求項5】 カソード側のガス拡散層の厚みに合わせ
てアノードもしくはアノード側のガス拡散層の少なくと
も一方の厚みを変化させ、セルの厚みを一定にした構成
であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載
の固体高分子型燃料電池。
5. A structure in which the thickness of the cell is made constant by changing the thickness of at least one of the anode and the gas diffusion layer on the anode side in accordance with the thickness of the gas diffusion layer on the cathode side. The polymer electrolyte fuel cell according to any one of claims 2 to 4.
【請求項6】 カソード側のガス拡散層の撥水剤含有量
が、ガス排出口付近からガス導入口付近への方向に沿っ
て増加する構成であることを特徴とする請求項1〜5の
いずれかに記載の固体高分子型燃料電池。
6. The structure according to claim 1, wherein the water repellent content of the gas diffusion layer on the cathode side increases along the direction from the vicinity of the gas outlet to the vicinity of the gas inlet. The polymer electrolyte fuel cell according to any one of the above.
【請求項7】 前記カソード側のガス拡散層の撥水剤含
有量のガス排出口付近に対するガス導入口付近の比が
1.05〜2.00の範囲であることを特徴とする請求項
6に記載の固体高分子型燃料電池。
7. The ratio of the water repellent content of the gas diffusion layer on the cathode side to the vicinity of the gas inlet to the vicinity of the gas outlet is in the range of 1.05 to 2.00. 9. The polymer electrolyte fuel cell according to item 1.
【請求項8】 前記カソード側のガス拡散層のガス導入
口付近における撥水剤含有量が、当該ガス拡散層の15
〜90wt%の範囲から選択された値であることを特徴
とする請求項6または7に記載の固体高分子型燃料電
池。
8. The content of a water repellent near the gas inlet of the gas diffusion layer on the cathode side is less than 15% of the gas diffusion layer.
The polymer electrolyte fuel cell according to claim 6, wherein the value is a value selected from a range of about 90 wt%.
【請求項9】 前記撥水剤はフッ素樹脂であることを特
徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の固体高分子型
燃料電池。
9. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 6, wherein the water repellent is a fluororesin.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001236976A (en) * 2000-02-22 2001-08-31 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell
JP2003092112A (en) * 2001-09-14 2003-03-28 Toshiba International Fuel Cells Corp Solid polymer fuel cell
JP2003173785A (en) * 2001-12-05 2003-06-20 Mitsubishi Electric Corp Forming method and device of catalyst layer for solid polymer fuel cell
US6869713B2 (en) 2001-05-18 2005-03-22 Hitachi, Ltd. Fuel cell, fuel cell generator, and equipment using the same
JP2005078975A (en) * 2003-09-01 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polymer electrolyte membrane-electrode junction and polymer electrolyte fuel cell using this
JP2005522011A (en) * 2002-04-03 2005-07-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Apparatus and method for singulating a porous fuel cell layer using an adhesive tape pickhead
JP2006236817A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell
JP2007503704A (en) * 2003-05-28 2007-02-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Roll-good fuel cell manufacturing process, equipment, and articles made from them
JP2007323939A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell
JP2008509521A (en) * 2004-08-06 2008-03-27 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション Hydrophobic and hydrophilic diffusion media
US7354670B2 (en) 2002-06-26 2008-04-08 Honda Giken Kosyo Kabushiki Kaisha Fuel cell with fuel gas adjustment mechanism
JP2008198567A (en) * 2007-02-15 2008-08-28 Nippon Soken Inc Fuel cell
US7566511B2 (en) 2002-06-26 2009-07-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Solid polymer cell assembly
JP2011210503A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Kurieiteitsuku Japan:Kk Membrane electrode conjugant and direct alcohol fuel cell using the same
WO2014167306A2 (en) * 2013-04-08 2014-10-16 Acal Energy Limited Fuel cells
CN111082067A (en) * 2019-11-12 2020-04-28 上海电气集团股份有限公司 Fuel cell gas diffusion layer and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09245800A (en) * 1996-03-08 1997-09-19 Toyota Motor Corp Fuel cell and electrode for fuel cell
JPH09283153A (en) * 1996-04-09 1997-10-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Solid high molecular electrolyte fuel cell
JPH10326622A (en) * 1997-03-25 1998-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid polymer type fuel cell
JPH11154523A (en) * 1997-11-19 1999-06-08 Fuji Electric Co Ltd Cell and stack of solid polymer electrolyte fuel cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09245800A (en) * 1996-03-08 1997-09-19 Toyota Motor Corp Fuel cell and electrode for fuel cell
JPH09283153A (en) * 1996-04-09 1997-10-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Solid high molecular electrolyte fuel cell
JPH10326622A (en) * 1997-03-25 1998-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid polymer type fuel cell
JPH11154523A (en) * 1997-11-19 1999-06-08 Fuji Electric Co Ltd Cell and stack of solid polymer electrolyte fuel cell

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001236976A (en) * 2000-02-22 2001-08-31 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell
US6869713B2 (en) 2001-05-18 2005-03-22 Hitachi, Ltd. Fuel cell, fuel cell generator, and equipment using the same
JP4610815B2 (en) * 2001-09-14 2011-01-12 東芝燃料電池システム株式会社 Polymer electrolyte fuel cell
JP2003092112A (en) * 2001-09-14 2003-03-28 Toshiba International Fuel Cells Corp Solid polymer fuel cell
JP2003173785A (en) * 2001-12-05 2003-06-20 Mitsubishi Electric Corp Forming method and device of catalyst layer for solid polymer fuel cell
JP4662715B2 (en) * 2002-04-03 2011-03-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Apparatus and method for singulating a porous fuel cell layer using an adhesive tape pickhead
JP2005522011A (en) * 2002-04-03 2005-07-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Apparatus and method for singulating a porous fuel cell layer using an adhesive tape pickhead
US7354670B2 (en) 2002-06-26 2008-04-08 Honda Giken Kosyo Kabushiki Kaisha Fuel cell with fuel gas adjustment mechanism
US7566511B2 (en) 2002-06-26 2009-07-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Solid polymer cell assembly
JP2007503704A (en) * 2003-05-28 2007-02-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Roll-good fuel cell manufacturing process, equipment, and articles made from them
JP4662939B2 (en) * 2003-05-28 2011-03-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Roll-good fuel cell manufacturing process, equipment, and articles made from them
JP2005078975A (en) * 2003-09-01 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polymer electrolyte membrane-electrode junction and polymer electrolyte fuel cell using this
JP4493954B2 (en) * 2003-09-01 2010-06-30 パナソニック株式会社 Polymer electrolyte membrane-electrode assembly and polymer electrolyte fuel cell using the same
JP4860616B2 (en) * 2004-08-06 2012-01-25 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション Hydrophobic and hydrophilic diffusion media
JP2008509521A (en) * 2004-08-06 2008-03-27 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション Hydrophobic and hydrophilic diffusion media
JP2006236817A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell
JP2007323939A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell
JP2008198567A (en) * 2007-02-15 2008-08-28 Nippon Soken Inc Fuel cell
JP2011210503A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Kurieiteitsuku Japan:Kk Membrane electrode conjugant and direct alcohol fuel cell using the same
WO2014167306A2 (en) * 2013-04-08 2014-10-16 Acal Energy Limited Fuel cells
WO2014167306A3 (en) * 2013-04-08 2014-11-27 Acal Energy Limited Fluid distribution apparatus for fuel cells and redox batteries
CN111082067A (en) * 2019-11-12 2020-04-28 上海电气集团股份有限公司 Fuel cell gas diffusion layer and preparation method thereof

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