JP2000123850A - 固体高分子電解質型燃料電池 - Google Patents
固体高分子電解質型燃料電池Info
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- JP2000123850A JP2000123850A JP10293219A JP29321998A JP2000123850A JP 2000123850 A JP2000123850 A JP 2000123850A JP 10293219 A JP10293219 A JP 10293219A JP 29321998 A JP29321998 A JP 29321998A JP 2000123850 A JP2000123850 A JP 2000123850A
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- electrolyte fuel
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】単セルを低コストで薄型に形成し、コンパクト
で安価な固体高分子電解質型燃料電池を得る。 【解決手段】額縁状の樹脂シート７に保持された電解質
膜１の両面に触媒２を転写して膜電極複合体（ＭＥＡ）
構成し、その両外面にガス拡散層としてのカーボンペー
パー５を配し、さらにその外面に裁断されたカーボンペ
ーパー４をガス流路構成部材として配し、最外層に金属
薄板よりなるセパレータ８を配して単セルを構成し、カ
ーボンペーパー５とセパレータ８の間の、カーボンペー
パー４が裁断により欠如した部分の空間を反応ガスのガ
ス流路として用いる。
で安価な固体高分子電解質型燃料電池を得る。 【解決手段】額縁状の樹脂シート７に保持された電解質
膜１の両面に触媒２を転写して膜電極複合体（ＭＥＡ）
構成し、その両外面にガス拡散層としてのカーボンペー
パー５を配し、さらにその外面に裁断されたカーボンペ
ーパー４をガス流路構成部材として配し、最外層に金属
薄板よりなるセパレータ８を配して単セルを構成し、カ
ーボンペーパー５とセパレータ８の間の、カーボンペー
パー４が裁断により欠如した部分の空間を反応ガスのガ
ス流路として用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、固体高分子電解
質膜を電解質層として用いる固体高分子電解質型燃料電
池に関する。
質膜を電解質層として用いる固体高分子電解質型燃料電
池に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の固体高分子電解質型燃料
電池の最小発電単位である単セルの基本構成を示す分解
断面図である。膜電極複合体（ＭＥＡ；Membrane Elec
trodeAssembly ）は、電解質膜１の両側に触媒層２を接
合して形成される。ＭＥＡの外側にはガス拡散層の役割
を果たすカーボンペーパー５が配されている。さらにそ
の外側にはガス流路を備えたセパレータ１０が配されて
おり、ガス拡散層を介してＭＥＡの触媒層２へと供給さ
れる燃料ガスおよび酸化剤ガスを通流させるとともに発
電により得られた電流を外部に伝える働きをしている。
電池の最小発電単位である単セルの基本構成を示す分解
断面図である。膜電極複合体（ＭＥＡ；Membrane Elec
trodeAssembly ）は、電解質膜１の両側に触媒層２を接
合して形成される。ＭＥＡの外側にはガス拡散層の役割
を果たすカーボンペーパー５が配されている。さらにそ
の外側にはガス流路を備えたセパレータ１０が配されて
おり、ガス拡散層を介してＭＥＡの触媒層２へと供給さ
れる燃料ガスおよび酸化剤ガスを通流させるとともに発
電により得られた電流を外部に伝える働きをしている。
【０００３】本単セルを電池として発電運転させる場合
には、図７に示したごとく構成される。すなわち、単セ
ルのセパレータ１０の外側に電流を外部へ取出す役割を
もつ集電板１１と、締め付け用の端板１２が組み込まれ
ており、一組の端板１２とスタッド１３、ナット１４に
より単セルは締め付けて保持される。ＭＥＡの燃料電極
側の触媒層２へは水素が、また酸化剤電極側の触媒層２
へは酸素を含む空気が供給され、未反応のガスはそれぞ
れ水素排気、空気排気として外部へ取出される。水素お
よび空気を供給し、生じた発電反応により得られた電流
は集電板１１によって外部に取出される。また、冷却水
装置１５の冷却水を循環ポンプ１６によって循環供給す
ることにより、発電反応に伴う発熱が外部へと取出さ
れ、単セルは一定温度に温度制御される。
には、図７に示したごとく構成される。すなわち、単セ
ルのセパレータ１０の外側に電流を外部へ取出す役割を
もつ集電板１１と、締め付け用の端板１２が組み込まれ
ており、一組の端板１２とスタッド１３、ナット１４に
より単セルは締め付けて保持される。ＭＥＡの燃料電極
側の触媒層２へは水素が、また酸化剤電極側の触媒層２
へは酸素を含む空気が供給され、未反応のガスはそれぞ
れ水素排気、空気排気として外部へ取出される。水素お
よび空気を供給し、生じた発電反応により得られた電流
は集電板１１によって外部に取出される。また、冷却水
装置１５の冷却水を循環ポンプ１６によって循環供給す
ることにより、発電反応に伴う発熱が外部へと取出さ
れ、単セルは一定温度に温度制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の単セルに用いら
れているセパレータ１０はカーボン材よりなり、厚板を
機械加工してガス流路が形成されている。このため、加
工コストが高いという難点があるばかりでなく、機械加
工により形成するので所定値以上の厚さが必要となるの
で、これを用いて構成される単セルの厚さが厚くなり、
大型化してしまうという問題点がある。
れているセパレータ１０はカーボン材よりなり、厚板を
機械加工してガス流路が形成されている。このため、加
工コストが高いという難点があるばかりでなく、機械加
工により形成するので所定値以上の厚さが必要となるの
で、これを用いて構成される単セルの厚さが厚くなり、
大型化してしまうという問題点がある。
【０００５】また、上記の構成に替わるものとして、金
属板を波形形状にプレスしてセパレータとし、溝部をガ
ス流路として用いるものが知られているが、本構成で
は、金属板をプレスするための金型が必要となるという
難点があり、また、プレスでガス流路を形成すると得ら
れる流路形状が制限されるという問題点がある。本発明
の目的は、上記のごとき従来技術の問題点を解消し、基
本構成単位となる単セルが低コストで薄型に形成され、
コンパクトで安価な固体高分子電解質型燃料電池を提供
することにある。
属板を波形形状にプレスしてセパレータとし、溝部をガ
ス流路として用いるものが知られているが、本構成で
は、金属板をプレスするための金型が必要となるという
難点があり、また、プレスでガス流路を形成すると得ら
れる流路形状が制限されるという問題点がある。本発明
の目的は、上記のごとき従来技術の問題点を解消し、基
本構成単位となる単セルが低コストで薄型に形成され、
コンパクトで安価な固体高分子電解質型燃料電池を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の固体高分子電解質型燃料電池において
は、 （１）膜電極複合体の両外面に配されたカーボンペーパ
ーあるいはカーボンクロスよりなるガス拡散層と、平板
状のセパレータとの間に、例えば打ち抜きによって裁断
したカーボンペーパー又は膨張黒鉛シートよりなるガス
流路構成部材を配設し、ガス拡散層とセパレータとの間
の、裁断によりカーボンペーパーが欠如した部分の空間
に反応ガス通流用のガス流路を形成することとする。
めに、本発明の固体高分子電解質型燃料電池において
は、 （１）膜電極複合体の両外面に配されたカーボンペーパ
ーあるいはカーボンクロスよりなるガス拡散層と、平板
状のセパレータとの間に、例えば打ち抜きによって裁断
したカーボンペーパー又は膨張黒鉛シートよりなるガス
流路構成部材を配設し、ガス拡散層とセパレータとの間
の、裁断によりカーボンペーパーが欠如した部分の空間
に反応ガス通流用のガス流路を形成することとする。
【０００７】（２）また、上記（１）のガス流路構成部
材を導電性材料、例えばフッ素樹脂とカーボン粒子との
混合物よりなる導電性材料を用いてガス拡散層に結着す
ることとする。 （３）あるいはまた、予め、転写法あるいはスクリーン
印刷法によりガス拡散層に触媒層を形成し、さらにその
触媒層の上に電解質膜を結着したのち、上記（２）のご
とく、ガス拡散層にガス流路構成部材を結着することと
する。
材を導電性材料、例えばフッ素樹脂とカーボン粒子との
混合物よりなる導電性材料を用いてガス拡散層に結着す
ることとする。 （３）あるいはまた、予め、転写法あるいはスクリーン
印刷法によりガス拡散層に触媒層を形成し、さらにその
触媒層の上に電解質膜を結着したのち、上記（２）のご
とく、ガス拡散層にガス流路構成部材を結着することと
する。
【０００８】（４）上記（１）〜（３）において、セパ
レータを、表面に貴金属メッキを施したステンレス鋼、
チタンまたはチタン合金の薄板、あるいはカーボンの皮
膜を表面に形成したステンレス鋼、チタンまたはチタン
合金の薄板より形成することとする。 上記の（１）のごとくガス流路を形成することとすれ
ば、裁断のパターンによってガス流路パターンが定ま
り、裁断に制限はないので任意のパターンが選定でき
る。また、ガス流路の高さは裁断するカーボンペーパー
の厚さで決まるので極めて薄い層とすることが容易であ
る。特に、セパレータは従来例のようにガス流路を備え
る必要がなくなるので、極めて薄い金属板を用いればよ
く、従って、単セルを極めて薄く形成することが容易と
なる。
レータを、表面に貴金属メッキを施したステンレス鋼、
チタンまたはチタン合金の薄板、あるいはカーボンの皮
膜を表面に形成したステンレス鋼、チタンまたはチタン
合金の薄板より形成することとする。 上記の（１）のごとくガス流路を形成することとすれ
ば、裁断のパターンによってガス流路パターンが定ま
り、裁断に制限はないので任意のパターンが選定でき
る。また、ガス流路の高さは裁断するカーボンペーパー
の厚さで決まるので極めて薄い層とすることが容易であ
る。特に、セパレータは従来例のようにガス流路を備え
る必要がなくなるので、極めて薄い金属板を用いればよ
く、従って、単セルを極めて薄く形成することが容易と
なる。
【０００９】また、上記の（２）あるいは（３）のごと
くとすれば、導電性に優れ、かつコンパクトなセルが構
成できる。また、上記の（４）のごとくセパレータの材
料を選定すれば、安定した特性が得られ、かつ、セルの
薄型化に極めて効果的である。
くとすれば、導電性に優れ、かつコンパクトなセルが構
成できる。また、上記の（４）のごとくセパレータの材
料を選定すれば、安定した特性が得られ、かつ、セルの
薄型化に極めて効果的である。
【００１０】
【発明の実施の形態】＜実施例１＞図１は、本発明の固
体高分子電解質型燃料電池の第１の実施例の単セルの構
成法を示す分解斜視図で、電極面積 50cm2の単セルにつ
いて示したものである。その製作手順は次の通りであ
る。
体高分子電解質型燃料電池の第１の実施例の単セルの構
成法を示す分解斜視図で、電極面積 50cm2の単セルにつ
いて示したものである。その製作手順は次の通りであ
る。
【００１１】まず、中央部に 71mm × 71mm の方形の孔
を備えた厚さ 0.8mmの額縁状の樹脂シート７によって電
解質膜１の周辺部を覆って額付き電解質膜を形成した。
次いで、この額付き電解質膜の樹脂シートのない電解質
膜１の部分の両面に、それぞれ 71mm × 71mm の方形の
白金ベースの触媒２を転写法によって転写し、膜電極複
合体（ＭＥＡ）を形成した。次に、このように製作した
ＭＥＡの両面の触媒層の上にガス拡散層としてカーボン
ペーパー５を配置し、その上に、ガス流路構成部材とし
て図示のごとく櫛状に裁断されたカーボンペーパー４を
配置し、さらにその上に金メッキを施した厚さ 0.2mmの
ステンレス鋼（SUS316）からなるセパレータ８を配置し
て単セルを構成した。製作した単セルの厚さは約 2mm
で、極めて薄い構成とすることができた。
を備えた厚さ 0.8mmの額縁状の樹脂シート７によって電
解質膜１の周辺部を覆って額付き電解質膜を形成した。
次いで、この額付き電解質膜の樹脂シートのない電解質
膜１の部分の両面に、それぞれ 71mm × 71mm の方形の
白金ベースの触媒２を転写法によって転写し、膜電極複
合体（ＭＥＡ）を形成した。次に、このように製作した
ＭＥＡの両面の触媒層の上にガス拡散層としてカーボン
ペーパー５を配置し、その上に、ガス流路構成部材とし
て図示のごとく櫛状に裁断されたカーボンペーパー４を
配置し、さらにその上に金メッキを施した厚さ 0.2mmの
ステンレス鋼（SUS316）からなるセパレータ８を配置し
て単セルを構成した。製作した単セルの厚さは約 2mm
で、極めて薄い構成とすることができた。
【００１２】図５は、このようにして製作した単セルの
発電試験を行い、得られた電圧〜電流特性を、図６のご
とき従来の構成の単セルの特性と比較して示した特性図
である。図に見られるように、極めて薄型のセルに形成
されているにもかかわらず、ほぼ同等の電圧〜電流特性
が得られている。 ＜実施例２＞図２は、本発明の固体高分子電解質型燃料
電池の第２の実施例の単セルの構成法を示す分解斜視図
で、本実施例も電極面積 50cm2の単セルについて示した
ものである。本実施例における製作手順は次の通りであ
る。
発電試験を行い、得られた電圧〜電流特性を、図６のご
とき従来の構成の単セルの特性と比較して示した特性図
である。図に見られるように、極めて薄型のセルに形成
されているにもかかわらず、ほぼ同等の電圧〜電流特性
が得られている。 ＜実施例２＞図２は、本発明の固体高分子電解質型燃料
電池の第２の実施例の単セルの構成法を示す分解斜視図
で、本実施例も電極面積 50cm2の単セルについて示した
ものである。本実施例における製作手順は次の通りであ
る。
【００１３】まず、図２（ａ）に示したように、ガス拡
散層となるカーボンペーパー５の上に、カーボンの微粒
子とＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）の微粒子を
１：１の割合で混合したペースト６を塗り、その上に櫛
状に裁断したカーボンペーパー４を配置して 350℃にお
いて１ＭPaの圧力を加えてプレスし、カーボンペーパー
５と櫛状に裁断したカーボンペーパー４を一体化した。
散層となるカーボンペーパー５の上に、カーボンの微粒
子とＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）の微粒子を
１：１の割合で混合したペースト６を塗り、その上に櫛
状に裁断したカーボンペーパー４を配置して 350℃にお
いて１ＭPaの圧力を加えてプレスし、カーボンペーパー
５と櫛状に裁断したカーボンペーパー４を一体化した。
【００１４】続いて、図２（ｂ）に示したように、実施
例１と同様の方法で製作したＭＥＡの両面の触媒層３の
上に、上記の一体化したカーボンペーパー５とカーボン
ペーパー４を、カーボンペーパー５を触媒層３に対向さ
せて配置し、さらにその上に、金メッキを施した厚さ
0.2mmのステンレス鋼（SUS316）からなるセパレータ８
を配置して単セルを構成した。製作された単セルの厚さ
は、実施例１と同様に約2mmで、極めて薄い構成となっ
た。
例１と同様の方法で製作したＭＥＡの両面の触媒層３の
上に、上記の一体化したカーボンペーパー５とカーボン
ペーパー４を、カーボンペーパー５を触媒層３に対向さ
せて配置し、さらにその上に、金メッキを施した厚さ
0.2mmのステンレス鋼（SUS316）からなるセパレータ８
を配置して単セルを構成した。製作された単セルの厚さ
は、実施例１と同様に約2mmで、極めて薄い構成となっ
た。
【００１５】本方法により製作された単セルの発電運転
の特性は、図５に併記したとりであり、従来構造の単セ
ルおよび実施例１の単セルの特性と比べて有意の差は認
められなかった。すなわち、本構成としても、極めて薄
型の構成で所定の発電特性が得られることがわかった。
の特性は、図５に併記したとりであり、従来構造の単セ
ルおよび実施例１の単セルの特性と比べて有意の差は認
められなかった。すなわち、本構成としても、極めて薄
型の構成で所定の発電特性が得られることがわかった。
【００１６】＜実施例３＞図３は、本発明の固体高分子
電解質型燃料電池の第３の実施例の単セルの構成法を示
す分解斜視図である。本実施例の電極面積 50cm2の単セ
ルの製作手順は次の通りである。まず、図３（ａ）に示
したように、ガス拡散層となるカーボンペーパー５の上
に白金ベースの触媒２を用いてスクリーン印刷法により
触媒層３を形成した。次いで、このカーボンペーパー５
の触媒層３の着いていない面に、実施例２と同様に、カ
ーボンの微粒子とＰＴＦＥの微粒子を１：１の割合で混
合したペースト６を用いて、櫛状に裁断したカーボンペ
ーパー４を一体化させた。
電解質型燃料電池の第３の実施例の単セルの構成法を示
す分解斜視図である。本実施例の電極面積 50cm2の単セ
ルの製作手順は次の通りである。まず、図３（ａ）に示
したように、ガス拡散層となるカーボンペーパー５の上
に白金ベースの触媒２を用いてスクリーン印刷法により
触媒層３を形成した。次いで、このカーボンペーパー５
の触媒層３の着いていない面に、実施例２と同様に、カ
ーボンの微粒子とＰＴＦＥの微粒子を１：１の割合で混
合したペースト６を用いて、櫛状に裁断したカーボンペ
ーパー４を一体化させた。
【００１７】続いて、図３（ｂ）に示したように、実施
例１に使用のものと同様の額付き電解質膜の電解質膜１
を、触媒層３の側が電解質膜１に対向するように上記の
ごとく形成した２個の一体化物により挟み、350 ℃にお
いて１ＭPaの圧力を加えてプレスし、電解質膜１と触媒
層３とカーボンペーパー５と櫛状に裁断したカーボンペ
ーパー４を一体化させた。この一体化物の両面に、実施
例１、２と同様の金メッキを施した厚さ 0.2mmのステン
レス鋼（SUS316）からなるセパレータ８を配置して単セ
ルを構成した。製作された単セルの厚さは、実施例１、
２と同様に約 2mmであった。
例１に使用のものと同様の額付き電解質膜の電解質膜１
を、触媒層３の側が電解質膜１に対向するように上記の
ごとく形成した２個の一体化物により挟み、350 ℃にお
いて１ＭPaの圧力を加えてプレスし、電解質膜１と触媒
層３とカーボンペーパー５と櫛状に裁断したカーボンペ
ーパー４を一体化させた。この一体化物の両面に、実施
例１、２と同様の金メッキを施した厚さ 0.2mmのステン
レス鋼（SUS316）からなるセパレータ８を配置して単セ
ルを構成した。製作された単セルの厚さは、実施例１、
２と同様に約 2mmであった。
【００１８】また、図５に併記したように、本方法によ
り製作した単セルも、実施例１、２とほぼ同等の発電特
性が得られた。 ＜実施例４＞図４は、本発明の固体高分子電解質型燃料
電池の第４の実施例の単セルの構成法を示す分解斜視図
である。
り製作した単セルも、実施例１、２とほぼ同等の発電特
性が得られた。 ＜実施例４＞図４は、本発明の固体高分子電解質型燃料
電池の第４の実施例の単セルの構成法を示す分解斜視図
である。
【００１９】本実施例の単セルと実施例３の単セルとの
差は、ガス拡散層を構成するカーボン材にある。すなわ
ち、実施例３においてはカーボンペーパー５を用いてガ
ス拡散層が形成されていたが、本実施例においては、カ
ーボンペーパー５に替わってカーボンクロス９が用いら
れている。白金ベースの触媒２を用いてのスクリーン印
刷法による触媒層３の形成、ペースト６を用いての櫛状
に裁断したカーボンペーパー４との一体化、ならびに電
解質膜１との一体化の方法は、実施例３と同一である。
差は、ガス拡散層を構成するカーボン材にある。すなわ
ち、実施例３においてはカーボンペーパー５を用いてガ
ス拡散層が形成されていたが、本実施例においては、カ
ーボンペーパー５に替わってカーボンクロス９が用いら
れている。白金ベースの触媒２を用いてのスクリーン印
刷法による触媒層３の形成、ペースト６を用いての櫛状
に裁断したカーボンペーパー４との一体化、ならびに電
解質膜１との一体化の方法は、実施例３と同一である。
【００２０】本方法により製作された単セルも厚さがお
よそ 2mmであり、また、図５に併記したように、実施例
１、２、３とほぼ同等の発電特性が得られた。なお、上
記の実施例１〜４においては、いずれの場合も、セパレ
ータ８に金メッキを施した厚さ 0.2mmのステンレス鋼を
用いているが、その特性からみて、セパレータ８の材料
はこれに限定されるものではなく、ステンレス鋼に替わ
ってチタン、あるいはチタン合金の薄板を用いてもよ
い。また、金メッキに替わって他の貴金属のメッキを用
いてもよく、さらに、メッキに替わってカーボンの皮膜
を表面に形成することとしても、所定の性能をもった極
薄の単セルを形成することができる。
よそ 2mmであり、また、図５に併記したように、実施例
１、２、３とほぼ同等の発電特性が得られた。なお、上
記の実施例１〜４においては、いずれの場合も、セパレ
ータ８に金メッキを施した厚さ 0.2mmのステンレス鋼を
用いているが、その特性からみて、セパレータ８の材料
はこれに限定されるものではなく、ステンレス鋼に替わ
ってチタン、あるいはチタン合金の薄板を用いてもよ
い。また、金メッキに替わって他の貴金属のメッキを用
いてもよく、さらに、メッキに替わってカーボンの皮膜
を表面に形成することとしても、所定の性能をもった極
薄の単セルを形成することができる。
【００２１】また、上記の実施例２〜４においては、導
電性のペースト６として、カーボンの微粒子とＰＴＦＥ
の微粒子の混合物を用いているが、ＰＴＦＥの微粒子に
替えてＦＥＰの微粒子を用い、導電性のペーストとして
もよい。
電性のペースト６として、カーボンの微粒子とＰＴＦＥ
の微粒子の混合物を用いているが、ＰＴＦＥの微粒子に
替えてＦＥＰの微粒子を用い、導電性のペーストとして
もよい。
【００２２】
【発明の効果】上述のように、本発明の固体高分子電解
質型燃料電池においては、膜電極複合体の両外面に配さ
れたカーボンペーパーあるいはカーボンクロスよりなる
ガス拡散層と、金属製薄板よりなるセパレータとの間
に、例えば打ち抜きによって裁断したカーボンペーパー
よりなるガス流路構成部材を配設し、ガス拡散層とセパ
レータとの間の、裁断によりカーボンペーパーが欠如し
た部分の空間に反応ガス通流用のガス流路を形成するこ
ととしたので、基本構成単位となる単セルが低コストで
薄型に形成されることとなり、コンパクトで安価な固体
高分子電解質型燃料電池が得られることとなった。
質型燃料電池においては、膜電極複合体の両外面に配さ
れたカーボンペーパーあるいはカーボンクロスよりなる
ガス拡散層と、金属製薄板よりなるセパレータとの間
に、例えば打ち抜きによって裁断したカーボンペーパー
よりなるガス流路構成部材を配設し、ガス拡散層とセパ
レータとの間の、裁断によりカーボンペーパーが欠如し
た部分の空間に反応ガス通流用のガス流路を形成するこ
ととしたので、基本構成単位となる単セルが低コストで
薄型に形成されることとなり、コンパクトで安価な固体
高分子電解質型燃料電池が得られることとなった。
【図１】本発明の第１の実施例の単セルの構成法を示す
分解斜視図
分解斜視図
【図２】本発明の第２の実施例の単セルの構成法を示す
分解斜視図
分解斜視図
【図３】本発明の第３の実施例の単セルの構成法を示す
分解斜視図
分解斜視図
【図４】本発明の第４の実施例の単セルの構成法を示す
分解斜視図
分解斜視図
【図５】本発明の第１〜第４の実施例の単セルの発電特
性を従来の単セルの発電特性と比較して示す特性図
性を従来の単セルの発電特性と比較して示す特性図
【図６】従来の固体高分子電解質型燃料電池の単セルの
基本構成を示す分解断面図
基本構成を示す分解断面図
【図７】固体高分子電解質型燃料電池の運転時の構成図
１ 電解質膜 ２ 白金ベース触媒 ３ 触媒層 ４ カーボンペーパー ５ カーボンペーパー ６ ペースト（カーボン微粒子とＰＴＦＥ微粒子の混
合物） ７ 樹脂シート ８ セパレータ ９ カーボンクロス １０ セパレータ（流路付き） １１ 集電板 １２ 端板
合物） ７ 樹脂シート ８ セパレータ ９ カーボンクロス １０ セパレータ（流路付き） １１ 集電板 １２ 端板
Claims (6)
- 【請求項１】膜電極複合体の両外面に配されたガス拡散
層と平板状のセパレータとの間に、裁断されたカーボン
ペーパーよりなるガス流路構成部材が配設され、ガス拡
散層とセパレータとの間の、裁断によりカーボンペーパ
ーが欠如した部分の空間に反応ガス通流用のガス流路が
形成されていることを特徴とする固体高分子電解質型燃
料電池。 - 【請求項２】前記ガス流路構成部材が、打ち抜きにより
裁断されたカーボンペーパー又は膨張黒鉛シートよりな
ることを特徴とする請求項１に記載の固体高分子電解質
型燃料電池。 - 【請求項３】前記ガス拡散層がカーボンペーパーあるい
はカーボンクロスよりなり、かつ、前記ガス流路構成部
材が、該ガス拡散層に導電性材料を用いて結着されてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載の固体高分
子電解質型燃料電池。 - 【請求項４】前記導電性材料が、フッ素樹脂とカーボン
粒子との混合物であることを特徴とする請求項３に記載
の固体高分子電解質型燃料電池。 - 【請求項５】前記ガス拡散層が、転写法あるいはスクリ
ーン印刷法により予め触媒層を形成し、さらにその触媒
層の上に電解質膜を結着したガス拡散層であることを特
徴とする請求項３に記載の固体高分子電解質型燃料電
池。 - 【請求項６】前記セパレータが、表面に貴金属メッキを
施したステンレス鋼、チタンまたはチタン合金の薄板、
あるいはカーボンの皮膜を表面に形成したステンレス
鋼、チタンまたはチタン合金の薄板のうちの、いずれか
一つよりなることを特徴とする請求項１ないし５のいず
れかに記載の固体高分子電解質型燃料電池。
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|---|---|---|---|
| JP10293219A JP2000123850A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
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