JP2005019109A - Gasket for fuel cell and fuel cell using it, and mold for processing gasket - Google Patents

Gasket for fuel cell and fuel cell using it, and mold for processing gasket Download PDF

Info

Publication number
JP2005019109A
JP2005019109A JP2003180195A JP2003180195A JP2005019109A JP 2005019109 A JP2005019109 A JP 2005019109A JP 2003180195 A JP2003180195 A JP 2003180195A JP 2003180195 A JP2003180195 A JP 2003180195A JP 2005019109 A JP2005019109 A JP 2005019109A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gasket
fuel cell
rib
mold
electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003180195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Fujita
幸雄 藤田
Ryoichi Okuyama
良一 奥山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yuasa Corp, Yuasa Battery Corp filed Critical Yuasa Corp
Priority to JP2003180195A priority Critical patent/JP2005019109A/en
Publication of JP2005019109A publication Critical patent/JP2005019109A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Gasket Seals (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems of a fuel cell using a proton conductive solid polymer film for an electrolyte that a gasket is not good enough in durability and stability and reduces cell performance, and the gasket made of fluororesin is not good enough in sealing performance. <P>SOLUTION: A rib both ends of which are closed is formed on the gasket, and valleys both ends of which are closed, are formed near the rib. The ribs surround the periphery of an electrode area and a manifold area singly, doubly, or more plurally. The fluororesin can be used as a material for the gasket. It is preferable that surface processing of a mold for molding the gasket is performed by photo-etching, and surface polishing is performed after the surface processing. This makes the fuel cell high in reliability at a high temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質に固体高分子膜を用い、燃料にメタノール水溶液や水素ガスを、酸化剤ガスに酸素または空気を供給して発電する燃料電池に用いられるガスケットおよびそれを用いた燃料電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の燃料電池ガスケットの気密性向上策としては、エラストマーを材料とするガスケットにリブを設ける方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−260693号公報(第2頁、第4−6頁、図1〜図8)
【特許文献2】
特開平11−250923号公報(図1)
【0004】
電解質に固体高分子膜を用いる燃料電池は、通常運転温度が100℃以下程度の比較的低温であり、かつ高い出力が得られることから移動体用電源、分散型電源、ポータブル電源としての用途が注目されている。このような電解質に固体高分子膜を用いる燃料電池は、この電解質を挟んで負極と正極を配し、前記電解質の負極側には負極側ガスケットを配し、その外側に燃料を各セルに供給するマニホールドとそれを流すための流路溝を有する負極側セパレータが設けられ、前記電解質の正極側には正極側ガスケットを配し、その外側に酸化剤ガスとして酸素または空気を各セルに供給するマニホールドとそれを流すための流路溝を有する正極側セパレータが設けられた構造であり、負極に水素ガスまたはメタノール水溶液等の燃料を供給し、正極に酸素または空気を供給すると、負極では燃料が酸化される電気化学反応によって水素イオンと電子を放出し、正極では電解質を通過してきた前記水素イオンと酸素と電子が反応して水が生成して、外部回路に電気エネルギーを供給することができる。
【0005】
燃料電池では、負極と正極の電極部から燃料電池外部へ、各マニホールドから燃料電池外部への燃料、空気の漏洩が問題になるが、これに加えて、燃料電池内部での空気側マニホールドから燃料流路への空気の漏洩、または燃料側マニホールドから空気流路への燃料の漏洩も大きな問題である。この燃料電池内部での漏洩によって電池の特性低下が問題になる。これらの燃料電池外部への漏洩、燃料電池内部での漏洩を確実に防ぐために、各電極部の外周とマニホールド部の外周をガスケットのリブで取り囲んで確実にシールすることが必要である。
【0006】
電解質に固体高分子膜を用いる燃料電池は、通常100℃程度の温度で運転され、ガスケットにはシリコンゴムやエチレンープロピレン−ジエンモノマー共重合体等のエラストマーが用いられてきた。しかし、特性向上や廃熱利用の観点から、電解質材料の改良等によって運転温度を150℃程度にあげる高温タイプの燃料電池も検討されており、このような高温タイプの燃料電池には上記エラストマー材料は耐久性が不十分であった。また、燃料としてメタノール水溶液を供給する直接メタノール形燃料電池においても、エラストマー材料は安定性に問題があり、運転時に、温度、水蒸気やメタノールの影響で膨潤や変質が生じたり、架橋助剤、充填剤、離型剤等の添加剤から成分が溶出し、溶出した成分が電解質や触媒に影響を及ぼして電池特性を低下させるという問題があった。
【0007】
これに対して、テトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂をガスケットに用いることにより、エラストマーの耐久性及び安定性が不十分であるという問題を避けることができる。しかし、フッ素樹脂製のガスケットはエラストマー材料製のガスケットに比べて硬く、セパレータ板の表面粗さに十分対応できないためにシール性が不十分で、燃料や酸化剤ガスのリークを完全に防ぐことができなかった。
【0008】
高温運転を行う高分子電解質形燃料電池や、メタノール水溶液を燃料に用いる直接メタノール形燃料電池に用いるガスケットには、材料の変質や添加剤の溶出を起こさない高い耐久性、安定性とリークに対する高いシール性が望まれる。加えて、加工が容易で安価に製造できることが望ましい。従来のエラストマー材料では耐久性、安定性に問題があり、逆に安定性の高いフッ素樹脂材料はシール性に問題があり、これら全ての課題を満足するガスケットは知られていない。
【0009】
シール性向上のために、例えば特許文献1に開示されているように、ガスケットにリブ形状を設ける方法が知られている。しかし、これはゴムないしエラストマーを材料とする部分にリブを設けるもので、フッ素樹脂のような熱可塑性でないプラストマー材料に微細なリブ成型を行うのは容易でない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
熱プレスによってリブを設ける成型方法は、一般には大量かつ簡便に実施できる方法であるが、フッ素樹脂のような熱可塑性でなく、架橋反応もできないプラストマー材料に微細なリブ成型を行おうとする場合、エラストマー材料の場合と異なり、樹脂が金型のリブ形状部分に回りにくいためリブの形状と高さ精度を確保するのは困難であった。また、この成型の難しさはリブの高さを高くするほど顕著になるため、シール性向上のために必要な高さのリブを確保するのも困難であった。
【0011】
また、リブを設けるために使用する金型は、非常に微細な加工が必要となる。電解質であるプロトン導電性高分子膜の両側に貼着される燃料電池の正、負の電極の厚さは、通常、ガス拡散性等を考慮して各0.5mm以下のものが用いられる。従って、セパレータ中央部における電極からの集電のための電子伝導性を確実にするために、電解質膜の周囲を挟むガスケットの厚さも0.5mm以下にする必要がある。ガスケットの強度と、積層の際の作業性等の点から、厚さ0.5mmのガスケットの片側に設けられるリブは高さ0.2mm程度にする必要がある。実際には、電極の厚さは0.2mm程度であることが多いため、ガスケットの厚さ0.2mm、リブの高さ0.05mm以下にすることが必要となる。このようなリブ形状を形成するための金型には極めて微細な加工を要する。通常、金型は機械加工により作製するが、このような微細加工を行うためには精密な加工装置で長時間にわたる加工が必要である。このため、このような金型は高価なものとなっていた。
【0012】
本発明は上記のような課題を解決することを目的とし、耐久性、安定性、シール性に優れ、さらに成型が容易で低コストの燃料電池用ガスケットを提供することにある。さらに、ガスケットの成型に用いる金型を容易な方法で加工を行い、金型の低コスト化を図り、このガスケットを用いた信頼性の高い燃料電池を安価に提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、プロトン導電性高分子膜を電解質として、その両側に正極及び負極を配した電極−膜接合体と、その両側に配された一対のセパレータ板との間に位置する燃料電池用ガスケットであって、該ガスケットが、両端の閉じたリブと、該リブの近傍に,両端の閉じた谷とを有することを特徴とする燃料電池用ガスケットである。
【0014】
請求項2記載の発明は、リブの形状が、三角形状、四角形状、台形状、半円状、及びこれらの形状に任意のアールを持たせた形状であり、谷の形状が、三角形状、四角形状、台形状、半円状、及びこれらの形状に任意のアールを持たせた形状であることを特徴とする、請求項1記載の燃料電池用ガスケットである。
【0015】
請求項3記載の発明は、リブの両側もしくは片側に谷を有することを特徴とする、請求項1または2記載の燃料電池用ガスケットである。
【0016】
請求項4記載の発明は、リブ幅の中央からリブ底部の断面幅の2倍に相当する距離以内に谷の中心を有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれかに記載の燃料電池用ガスケットである。
【0017】
請求項5記載の発明は、厚さが0.5mm以内であり、リブの高さが0.2mm以内であることを特徴とする、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の燃料電池用ガスケットである。
【0018】
請求項6記載の発明は、リブが電極部およびマニホールド部の外周をそれぞれ取り囲む構造である、請求項1から5までのいずれかに記載の燃料電池用ガスケットである。
【0019】
請求項7記載の発明は、リブが電極部またはマニホールド部の外周の少なくとも一方を二重以上に取り囲む構造であることを特徴とする、請求項6記載の燃料電池ガスケットである。
【0020】
請求項8記載の発明は、ガスケット材質がフッ素樹脂であることを特徴とする、請求項1から7までのいずれかに記載の燃料電池用ガスケットである。
【0021】
請求項9記載の発明は、材質がポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体のいずれかであることを特徴とする、請求項8に記載の燃料電池用ガスケットである。
【0022】
請求項10記載の発明は、請求項1から9までのいずれかの燃料電池用ガスケットの成型に用いる金型であって、その表面加工をフォトエッチングによって行うことを特徴とする、ガスケット成型用金型である。
【0023】
請求項11記載の発明は、請求項10記載のガスケット成型用金型であって、フォトエッチング加工後に、表面研磨等の機械加工を行うことを特徴とするガスケット加工用金型である。
【0024】
また、請求項12記載の発明は、請求項1から9までのいずれかに記載のガスケットを用いたことを特徴とする、プロトン導電性高分子膜を電解質とする燃料電池である。
【0025】
多数の単位セルを積層して成る燃料電池では、電極部から燃料電池外部、マニホールドから燃料電池外部への燃料、空気の漏洩が問題になるが、これに加えて、燃料電池内部での空気側マニホールドから燃料流路への空気の漏洩、または燃料側マニホールドから空気流路への燃料の漏洩も大きな問題である。特に、プロトン導電性高分子膜を電解質とする燃料電池では、電極の厚さは、通常、ガス拡散性等を考慮して0.5mm以下のものが用いられる。そのため、電極とセパレータ板の間の電子伝導性を確保するために、電解質膜を直接挟むガスケットの厚さも0.5mm以下にする必要がある。また、電池の放電特性向上のため、電池の高温での作動が求められ、当然、長期にわたる信頼性が必要である。本発明の上記の構成は、これらの要求に応えられるガスケットと、該ガスケットの効率よい生産のための金型を得、また、該ガスケットの使用は、すぐれた燃料電池を得る手段となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る直接メタノール形燃料電池の構成部品としてのガスケット、それを使用した燃料電池、および該ガスケット加工用の金型について、図により説明する。各図において、同様の機能を有する部分には同じ符号を付す。
【0027】
図1は本発明の直接メタノール形燃料電池の単位セルの要部の分解斜視図である。固体高分子膜からなる電解質1には、四周を除いて中央片面には負極2が、他面には正極3が接合されている。該電解質1の負極側には、負極側ガスケット6を介して燃料を各セルに供給するマニホールド41、41’と、燃料を流すための流路溝42とを有する負極側セパレータ4が設けられている。燃料はマニホールド41からセパレータ4の内部を貫通する通路(図示せず)を経て流路溝42の左上端に現れ、流路溝42を経てマニホールド41’に至る。電解質1の正極側には、正極側ガスケット7を介して酸化剤ガスとしての酸素または空気を各セルに供給するマニホールド51、51’と、それを流すための流路溝52とを有する正極側セパレータ5が設けられている。酸化剤ガスはマニホールド51から燃料の場合と同様にセパレータ5の内部を貫通して流路溝52の左下端に現れ、流路溝52を経て右上のマニホールド51’に至る。
【0028】
図2は図1の前記負極側ガスケット6のA−A断面図で、リブ81とその近傍に並列する谷82よりなる凹凸部8が設けられ、該凹凸部8が図3または図4に示すように、電極部外周及びマニホールド部外周を囲むごとく配置されている。正極側ガスケット7についても、これと同様の凹凸部が設けられている。
【0029】
なお、上記した実施の形態では、流路溝42を有する負極側セパレータ4と、流路溝52を有する正極側セパレータ5とは別々にしているが、単位セルを複数個直列したセルスタックよりなる実用の電池では、中間の各単位セルでは、負極側セパレータ4は別の電池の正極側セパレータに、正極側セパレータ5は別の電池の負極側セパレータに当接することになるので、これらを一体にして、1枚のセパレータの両面に燃料用の流露溝42と酸化剤ガスの流路溝52を形成するのがよい。
【0030】
また、ガスケットに設ける凹凸部のパタンは、図3に示したように全てのリブが交わることなく電極部またはマニホールド部の外周を取り囲むパタンであってもよく、図4に示したように電極部外周を取り囲む一部の凹凸部がマニホールド外周を取り囲む凹凸部と接するパタンであってもよい。いずれの場合にも、凹凸部の両端は開いたままで終わることなく、一本の凹凸部同士で、または、他の凹凸部に接することにより、閉じたパタンでなければならない。
【0031】
各マニホールドと各流路溝の間の通路は、例えば特許文献2においては、セパレータ表面に刻まれた溝によっているので、この場合には本発明の凹凸部は、一対の流入流出をつかさどるマニホールドとその間の流路溝とを含んで囲繞する必要がある。セパレータの厚さ以内の通路がセパレータ内に設けられている場合には、マニホールドと流路溝とは別個に凹凸部で囲むことができ、燃料や酸化剤ガス漏洩防止を完全に行うことができる。
【0032】
【実施例】
(実施例1)
図5A、図5Bにおいて、ガスケット6の平坦面61を基準として、高さa=0.05mm、同、底部の幅b=0.15mmのリブ81と、リブの両側に、リブの中心から距離c=0.15mm離れた位置を中心とし、深さd=0.1mmの谷82を持つ、外形寸法10cm角の枠型ガスケットを加熱加圧成型するための金型を、機械加工により表裏一組作製した。この金型を用いて、厚さ0.25mmのテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体シートを材料として、200℃、15MPaで熱プレスを行うことにより、凹凸部8を成型し、実施例1に係るガスケットとした。
【0033】
(比較例)
図6A、図6Bに示すように、a=0.05mm、b=0.15mmのリブ81’と、その両側に、c’=0.4mm離れた位置を中心とし、d=0.1mmの谷82’を持つ、外形寸法10cm角の枠型ガスケットを加熱加圧成型する金型を、機械加工により、一組作製した。この金型を用いて、厚さ0.25mmのテトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体シートを材料として、200℃、15MPaで熱プレスを行い、凹凸部8’を成型し、比較例に係るガスケットとした。
【0034】
成型後の実施例1と比較例を比較すると、両者とも谷は金型どおりの形状に成型できていたが、リブには差が見られた。比較例のリブはところどころに樹脂が回りきらなかったために生じた欠陥が認められたが、実施例1のリブは金型どおりの形状に成型できていた。この結果から、リブと谷との間隔は近接している必要があることがわかる。必要な近接の程度は、加熱温度、加圧力によっても左右されるが、リブ幅の中央からリブ底部の断面幅の2倍に相当する距離以内に谷の中央を選べば、実用上支障ない所定のリブ形状を成型できる。
【0035】
(実施例2)
白金、ルテニウムを含む触媒とポリテトラフルオロエチレン微粒子、イオン交換樹脂をカーボンペーパーに塗布した負極と、白金を含む触媒とポリテトラフルオロエチレン微粒子、イオン交換樹脂をカーボンペーパーに塗布した正極とを、ナフィオン117からなる固体高分子膜の両面にプレスし、電極−膜接合体(MEA)を作製した。
【0036】
ガスケット成型用金型の母材の表面に、図4に示したような凹凸部のパタンを描画してフォトエッチング加工を行った。リブと谷一組の関係は図5A、図5Bに示す位置とし、その後、表面を研磨加工して図5Bの形状、寸法とした。フォトエッチング加工を用いたことにより、従来の機械加工によりガスケット加工用金型を作製した場合に比べて金型コストを1/3に低減することができた。このガスケット加工用金型を用い、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体シートを材料として成型し、実施例2のガスケットとした。
【0037】
このようにして作製した負極側ガスケット6を介して負極側セパレータ4と、同様にして作製した正極側ガスケット7を介して正極側セパレータ5とで、MEAを挟持した単セルを3個積層することにより、実施例に係るセルスタックとした。
【0038】
(実験1)
上記した実施例に係るセルスタックを用い、90℃の温度下で、セルスタック外部への漏れの有無を検査した。まず、負極側に蒸留水を、正極側に空気を、それぞれ12cm3/分、3dm3/分の流量で供給し、セルスタック外部への蒸留水または空気の漏れを調査した。次に、負極側に空気を、正極側に蒸留水を先程と同じ流量で供給し、セルスタック外部への蒸留水または空気の漏れを調査した。その結果、いずれの場合においても漏れは認められなかった。
【0039】
(実験2)
上記した実施例に係るセルスタックを用い、90℃の温度下で、セルスタック内部での漏れの有無を検査した。まず、負極側に蒸留水を、正極側に空気を、それぞれ12cm3/分、3dm3/分の流量で供給し、負極側から排出される廃液中に混入する空気の量を調査した。次に、負極側に空気を、正極側に蒸留水を先程と同じ流量で供給し、正極側から排出される廃液中に混入する空気の量を調査した。その結果、いずれの場合においても燃料廃液中への空気の漏れは認められなかった。
【0040】
熱プレスによるリブ成型を確実に行うためには、リブ部へ樹脂を回し込むための谷がリブ近傍にある必要がある。そのため、リブ形状の中央からリブ断面の幅の2倍に相当する距離の範囲内に谷の中央を有する必要がある。また、谷の形成する容積はリブのそれを上回るように設計するべきである。
【0041】
熱プレスによるリブの形状成型を確実に行うためには、リブの両側に谷を設けることが望ましいが、谷をリブの片側のみとすることも可能である。また、2本のリブの間に共通の谷を設けることにより、リブ間の間隔を狭め、多くのリブを設けることも可能である。リブを二重以上にすることによって、よりシール性能を向上させることができる
【0042】
フッ素樹脂のうち、特にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体は耐熱性に優れる上に熱熔融成型がしやすいので、本発明のガスケットに好適である。勿論、電池の使用温度によっては、他のフッ素樹脂も有効に使用できる。
【0043】
フォトエッチング加工は、電子部品作製等に用いられている表面加工方法であり、複雑かつ微細なパタンでも容易に作製することができる。請求項10記載の発明は、このようなフォトエッチング加工が燃料電池用ガスケットの金型作製に適していることを見出したものである。ガスケット金型には、鋭利で均一な高さのリブを成型するための、狭く、正確な深さのキャビティーと、そのごく近傍に谷を設けるための突起を正しく描く必要があり、リソグラフィーが好適に使用できる。
【0044】
ガスケットを構成する樹脂の成型時の流れを考慮すると、フォトエッチング加工後に、角を多少なだらかにすることが望ましい。また梨地状になりやすい金型表面を、ガスケット成型時の剥離性を考慮すると、フォトエッチング加工後に研磨加工を行うのが望ましい。
【0045】
【発明の効果】
請求項1によれば、プロトン導電性高分子膜を電解質とする燃料電池における燃料および酸化剤の漏洩と、相互の混入とを確実に防止できるガスケットが得られるので、電池の性能、および信頼性の向上に役立つ。
【0046】
請求項2ないし請求項7によれば、それぞれの形状、配置、寸度により、請求項1の効果をさらに高めることができる。
【0047】
請求項8よれば、請求項1ないし請求項7の効果に加え、従来ガスケット材料としてよく用いられてきたエラストマー材料の分解や添加剤の溶出を防ぐことができ、高温での長期間の使用においても、ガスケット材料からの不純物溶出がなく、変形、老化が進みにくく、高いシール効果を持つガスケットが得られる。これを使用する電池の高温運転が可能となり、燃料電池の特性向上、安定化に寄与することができる。また電池の耐久性も大幅に延長できる。
【0048】
請求項9によれば、、特に100℃以上の高温になる場合でも、ガスケットのより正確なリブの形状が維持され、請求項8の効果を高めることができる。
【0049】
請求項10によれば、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のガスケットを生産する金型を、従来の機械加工より微細に、正確な寸度で加工することができ、さらに金型作製に要するコストを大幅に引き下げることができる。
【0050】
請求項11によれば、請求項10の効果に加え、成型時の型流れ、型離れがよく、リブの形状、特にリブ頭の形状の精密なガスケットを生産できる金型を得ることができる。
【0051】
請求項12によれば、請求項1ないし請求項9のいずれかの効果を有するガスケットにより、燃料、酸化ガスの漏洩や相互混入がなく、コンパクトで、高温でも信頼性の高い、プロトン伝導性高分子膜燃料電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る燃料電池単位セルの分解斜視図。
【図2】本発明に係る燃料電池用ガスケットのA−A断面図。
【図3】同、ガスケットの1実施例の平面図。
【図4】同、ガスケットの他の実施例の平面図。
【図5】(A)は実施例1に係るガスケットのA−A断面図、(B)は(A)のB部の拡大図。
【図6】(A)は比較例に係るガスケットのA−A断面図、(B)は(A)のB部の拡大図。
【符号の説明】
4 負極側セパレータ
5 正極側セパレータ
6 負極側ガスケット
7 正極側ガスケット
8、8’ 凹凸部
41、41’、51、51’ マニホールド
42、52 流路溝
61 負極側ガスケットの平坦面
81、81’ リブ
82、82’ 谷
a リブの、平坦面からの高さ、
b 同、底部の幅、
c、c’ リブと谷との、各中心間の距離、
d 谷の、平坦面からの深さ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gasket for use in a fuel cell that uses a solid polymer membrane as an electrolyte, supplies a methanol aqueous solution or hydrogen gas as a fuel, and supplies oxygen or air as an oxidant gas, and a fuel cell using the gasket.
[0002]
[Prior art]
As a conventional measure for improving the airtightness of this type of fuel cell gasket, a method of providing a rib on a gasket made of an elastomer is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002260693 A (page 2, page 4-6, FIGS. 1 to 8)
[Patent Document 2]
JP-A-11-250923 (FIG. 1)
[0004]
A fuel cell using a solid polymer membrane as an electrolyte has a relatively low operating temperature of about 100 ° C. or less and a high output, so that it can be used as a power source for mobile objects, a distributed power source, and a portable power source. Attention has been paid. In such a fuel cell using a solid polymer membrane as an electrolyte, a negative electrode and a positive electrode are arranged with the electrolyte in between, a negative electrode side gasket is arranged on the negative electrode side of the electrolyte, and fuel is supplied to each cell outside thereof. And a negative electrode side separator having a flow channel for flowing it, a positive electrode side gasket is disposed on the positive electrode side of the electrolyte, and oxygen or air is supplied to each cell as an oxidant gas outside thereof. It is a structure in which a positive electrode separator having a manifold and a flow channel for flowing it is provided. When fuel such as hydrogen gas or methanol aqueous solution is supplied to the negative electrode and oxygen or air is supplied to the positive electrode, fuel is supplied to the negative electrode. Hydrogen ions and electrons are released by an electrochemical reaction that is oxidized, and at the positive electrode, the hydrogen ions, oxygen, and electrons that have passed through the electrolyte react with each other to produce water. It is possible to supply electrical energy to.
[0005]
In fuel cells, leakage of fuel and air from the anode and cathode electrodes to the outside of the fuel cell and from each manifold to the outside of the fuel cell becomes a problem. In addition, fuel from the air side manifold inside the fuel cell Leakage of air to the flow path or fuel leakage from the fuel side manifold to the air flow path is also a serious problem. Due to leakage inside the fuel cell, deterioration of battery characteristics becomes a problem. In order to reliably prevent leakage to the outside of the fuel cell and inside the fuel cell, it is necessary to reliably seal the outer periphery of each electrode portion and the outer periphery of the manifold portion with gasket ribs.
[0006]
A fuel cell using a solid polymer membrane as an electrolyte is usually operated at a temperature of about 100 ° C., and an elastomer such as silicon rubber or an ethylene-propylene-diene monomer copolymer has been used for a gasket. However, from the viewpoint of improving characteristics and using waste heat, a high-temperature type fuel cell in which the operating temperature is raised to about 150 ° C. by improving the electrolyte material has been studied. The durability was insufficient. In addition, in direct methanol fuel cells that supply methanol aqueous solution as fuel, elastomer materials have problems in stability, and during operation, swelling or alteration occurs due to the influence of temperature, water vapor or methanol, crosslinking aids, filling There is a problem in that components are eluted from additives such as an agent and a release agent, and the eluted components affect the electrolyte and the catalyst to deteriorate the battery characteristics.
[0007]
On the other hand, the problem that the durability and stability of an elastomer are inadequate can be avoided by using fluororesins, such as tetrafluoroethylene, for a gasket. However, the gasket made of fluororesin is harder than the gasket made of elastomer material and cannot sufficiently cope with the surface roughness of the separator plate, so that the sealing performance is insufficient and the leakage of fuel and oxidant gas can be completely prevented. could not.
[0008]
High durability, stability and high resistance to leakage of polymer electrolyte fuel cells that operate at high temperatures and gaskets used in direct methanol fuel cells that use aqueous methanol as fuel. Sealability is desired. In addition, it is desirable that the processing is easy and can be manufactured at low cost. Conventional elastomeric materials have problems in durability and stability, and on the contrary, highly stable fluororesin materials have problems in sealing properties, and no gasket that satisfies all these problems is known.
[0009]
In order to improve sealing performance, for example, as disclosed in Patent Document 1, a method of providing a rib shape on a gasket is known. However, this is because ribs are provided in a portion made of rubber or elastomer, and it is not easy to perform fine rib molding on a non-thermoplastic plastomer material such as a fluororesin.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The molding method of providing ribs by hot pressing is generally a method that can be carried out easily in large quantities, but when it is going to perform fine rib molding on a plastomer material that is not thermoplastic like a fluororesin and can not undergo a crosslinking reaction, Unlike the case of the elastomer material, it is difficult to ensure the shape and height accuracy of the rib because the resin does not easily turn around the rib-shaped portion of the mold. In addition, since the difficulty of molding becomes more prominent as the height of the rib is increased, it is difficult to secure a rib having a height necessary for improving the sealing performance.
[0011]
Moreover, the metal mold | die used in order to provide a rib needs a very fine process. The thickness of the positive and negative electrodes of the fuel cell attached to both sides of the proton conductive polymer membrane as an electrolyte is usually 0.5 mm or less in consideration of gas diffusivity and the like. Therefore, in order to ensure the electron conductivity for collecting current from the electrode in the central part of the separator, the thickness of the gasket sandwiching the periphery of the electrolyte membrane needs to be 0.5 mm or less. In view of the strength of the gasket and workability at the time of lamination, the rib provided on one side of the 0.5 mm thick gasket needs to have a height of about 0.2 mm. Actually, since the thickness of the electrode is often about 0.2 mm, it is necessary to make the gasket thickness 0.2 mm and the rib height 0.05 mm or less. The mold for forming such a rib shape requires extremely fine processing. Normally, the mold is manufactured by machining, but in order to perform such fine processing, it is necessary to perform processing for a long time with a precise processing apparatus. For this reason, such a mold has been expensive.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gasket for a fuel cell that is excellent in durability, stability, and sealing properties, is easy to be molded, and is low in cost. Furthermore, the mold used for molding the gasket is processed by an easy method to reduce the cost of the mold, and to provide a highly reliable fuel cell using this gasket at a low cost.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is directed to an electrode-membrane assembly in which a proton conductive polymer membrane is used as an electrolyte and a positive electrode and a negative electrode are arranged on both sides thereof, and a pair of separators arranged on both sides thereof. A gasket for a fuel cell, which is located between a plate and a gasket, wherein the gasket has a closed rib at both ends, and a closed valley at both ends in the vicinity of the rib. is there.
[0014]
The invention according to claim 2 is such that the rib shape is a triangle shape, a quadrangular shape, a trapezoidal shape, a semicircular shape, and a shape obtained by arbitrarily giving these shapes, the valley shape is a triangular shape, 2. The fuel cell gasket according to claim 1, wherein the gasket has a quadrangular shape, a trapezoidal shape, a semicircular shape, and a shape obtained by giving an arbitrary radius to these shapes.
[0015]
The invention according to claim 3 is the fuel cell gasket according to claim 1 or 2, wherein the rib has a valley on both sides or one side.
[0016]
The invention described in claim 4 has the center of the valley within a distance corresponding to twice the cross-sectional width of the rib bottom portion from the center of the rib width, according to any one of claims 1 to 3. This is a fuel cell gasket.
[0017]
The invention according to claim 5 is characterized in that the thickness is within 0.5 mm, and the height of the rib is within 0.2 mm. It is a battery gasket.
[0018]
A sixth aspect of the present invention is the fuel cell gasket according to any one of the first to fifth aspects, wherein the rib surrounds the outer periphery of the electrode portion and the manifold portion.
[0019]
The invention according to claim 7 is the fuel cell gasket according to claim 6, characterized in that the rib surrounds at least one of the outer periphery of the electrode portion or the manifold portion more than double.
[0020]
The invention according to claim 8 is the fuel cell gasket according to any one of claims 1 to 7, wherein the gasket material is a fluororesin.
[0021]
The invention according to claim 9 is characterized in that the material is any one of polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. 8. The fuel cell gasket according to 8.
[0022]
A tenth aspect of the present invention is a mold for use in molding a fuel cell gasket according to any one of the first to ninth aspects, wherein the surface processing is performed by photoetching. It is a type.
[0023]
An eleventh aspect of the present invention is the gasket molding die according to the tenth aspect, in which mechanical processing such as surface polishing is performed after photoetching.
[0024]
A twelfth aspect of the invention is a fuel cell using a proton conductive polymer membrane as an electrolyte, wherein the gasket according to any one of the first to ninth aspects is used.
[0025]
In a fuel cell in which a large number of unit cells are stacked, leakage of fuel and air from the electrode part to the outside of the fuel cell and from the manifold to the outside of the fuel cell becomes a problem, but in addition to this, the air side inside the fuel cell Leakage of air from the manifold to the fuel flow path, or leakage of fuel from the fuel side manifold to the air flow path is also a major problem. In particular, in a fuel cell using a proton conductive polymer membrane as an electrolyte, an electrode thickness of 0.5 mm or less is usually used in consideration of gas diffusibility and the like. Therefore, in order to ensure the electron conductivity between the electrode and the separator plate, the thickness of the gasket directly sandwiching the electrolyte membrane needs to be 0.5 mm or less. Further, in order to improve the discharge characteristics of the battery, the battery is required to operate at a high temperature, and naturally, long-term reliability is required. The above-described configuration of the present invention provides a gasket that can meet these requirements, a mold for efficient production of the gasket, and the use of the gasket provides a means for obtaining an excellent fuel cell.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a gasket as a component of a direct methanol fuel cell according to an embodiment of the present invention, a fuel cell using the gasket, and a mold for processing the gasket will be described with reference to the drawings. In each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which has the same function.
[0027]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of a unit cell of a direct methanol fuel cell according to the present invention. The electrolyte 1 made of a solid polymer film is joined with a negative electrode 2 on one central surface and a positive electrode 3 on the other surface, except for four rounds. On the negative electrode side of the electrolyte 1, a negative electrode side separator 4 having manifolds 41 and 41 ′ for supplying fuel to each cell via a negative electrode side gasket 6 and a flow channel groove 42 for flowing the fuel is provided. Yes. The fuel appears from the manifold 41 through a passage (not shown) penetrating the inside of the separator 4 at the upper left end of the flow channel groove 42, and reaches the manifold 41 ′ through the flow channel groove 42. On the positive electrode side of the electrolyte 1, a positive electrode side having manifolds 51, 51 ′ for supplying oxygen or air as an oxidant gas to each cell via a positive electrode side gasket 7, and a flow channel 52 for flowing it. A separator 5 is provided. The oxidant gas passes through the inside of the separator 5 from the manifold 51 and appears at the lower left end of the flow channel groove 52, and reaches the upper right manifold 51 ′ through the flow channel groove 52.
[0028]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the negative side gasket 6 of FIG. 1 taken along the line A-A, and is provided with an uneven portion 8 including a rib 81 and a trough 82 arranged in the vicinity thereof, and the uneven portion 8 is shown in FIG. Thus, it arrange | positions so that an electrode part outer periphery and a manifold part outer periphery may be enclosed. The positive-side gasket 7 is also provided with the same uneven portion.
[0029]
In the above-described embodiment, the negative electrode side separator 4 having the flow channel 42 and the positive electrode side separator 5 having the flow channel 52 are separated from each other, but are composed of a cell stack in which a plurality of unit cells are connected in series. In practical batteries, in each intermediate unit cell, the negative separator 4 contacts the positive separator of another battery, and the positive separator 5 contacts the negative separator of another battery. Thus, it is preferable to form the fuel flow dew groove 42 and the oxidant gas flow channel 52 on both sides of one separator.
[0030]
Further, the pattern of the concavo-convex portion provided on the gasket may be a pattern surrounding the outer periphery of the electrode portion or the manifold portion without crossing all the ribs as shown in FIG. 3, and the electrode portion as shown in FIG. A pattern in which a part of the concavo-convex portion surrounding the outer periphery touches the concavo-convex portion surrounding the manifold outer periphery may be used. In any case, the both ends of the concavo-convex part must be closed patterns by contacting one concavo-convex part or other concavo-convex part without ending with both ends open.
[0031]
For example, in Patent Document 2, the passage between each manifold and each channel groove is formed by a groove carved on the separator surface. In this case, the uneven portion of the present invention has a manifold that controls a pair of inflow and outflow. It is necessary to enclose it including the channel groove between them. When the passage within the thickness of the separator is provided in the separator, the manifold and the channel groove can be separately surrounded by the concavo-convex portion, and fuel and oxidant gas leakage can be completely prevented. .
[0032]
【Example】
(Example 1)
5A and 5B, with reference to the flat surface 61 of the gasket 6, a rib 81 having a height a = 0.05 mm and a bottom width b = 0.15 mm, and a distance from the center of the rib on both sides of the rib. A mold for heating and press-molding a frame-type gasket having an outer dimension of 10 cm square having a valley 82 with a depth d = 0.1 mm centered at a position c = 0.15 mm away from each other by machining. A set was made. Using this mold, a 0.25 mm thick tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer sheet is used as a material, and the uneven portion 8 is molded by hot pressing at 200 ° C. and 15 MPa. 1 was obtained.
[0033]
(Comparative example)
As shown in FIG. 6A and FIG. 6B, a rib 81 ′ having a = 0.05 mm and b = 0.15 mm, and on both sides thereof, c ′ = 0.4 mm away from the center, and d = 0.1 mm. A set of molds for heating and press-molding a frame-type gasket having a trough 82 'and having an outer dimension of 10 cm square was produced by machining. Using this mold, a 0.25 mm-thick tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer sheet was used as a material, and hot pressing was performed at 200 ° C. and 15 MPa to mold the uneven portion 8 ′. Such a gasket was obtained.
[0034]
When Example 1 after molding and a comparative example were compared, in both cases, the trough was able to be molded into the shape of the mold, but there was a difference in the ribs. The rib of the comparative example was found to be defective because the resin did not rotate around in some places, but the rib of Example 1 was able to be molded into the shape of the mold. From this result, it can be seen that the interval between the rib and the valley needs to be close. The required degree of proximity depends on the heating temperature and the applied pressure, but if the center of the valley is selected within a distance corresponding to twice the cross-sectional width of the rib bottom from the center of the rib width, there is no practical problem. The rib shape can be molded.
[0035]
(Example 2)
A catalyst containing platinum and ruthenium, a polytetrafluoroethylene fine particle, a negative electrode coated with an ion exchange resin on carbon paper, and a catalyst containing platinum, a polytetrafluoroethylene fine particle, and a positive electrode coated with carbon ion paper on Nafion It pressed on both surfaces of the solid polymer film which consists of 117, and produced the electrode-membrane assembly (MEA).
[0036]
Photo-etching processing was performed by drawing a pattern of irregularities as shown in FIG. 4 on the surface of the base material of the gasket molding die. The relationship between the ribs and the valley set was the position shown in FIGS. 5A and 5B, and then the surface was polished to the shape and dimensions shown in FIG. 5B. By using the photo-etching process, the mold cost can be reduced to 1/3 compared with the case where a gasket processing mold is manufactured by conventional machining. Using this gasket processing mold, a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer sheet was molded as a material to obtain a gasket of Example 2.
[0037]
Three single cells sandwiching the MEA are stacked between the negative electrode side separator 4 via the negative electrode side gasket 6 thus produced and the positive electrode side separator 5 via the positive electrode side gasket 7 produced in the same manner. Thus, the cell stack according to the example was obtained.
[0038]
(Experiment 1)
Using the cell stack according to the example described above, the presence or absence of leakage to the outside of the cell stack was inspected at a temperature of 90 ° C. First, distilled water was supplied to the negative electrode side and air was supplied to the positive electrode side at a flow rate of 12 cm 3 / min and 3 dm 3 / min, respectively, and leakage of distilled water or air to the outside of the cell stack was investigated. Next, air was supplied to the negative electrode side and distilled water was supplied to the positive electrode side at the same flow rate as above, and leakage of distilled water or air to the outside of the cell stack was investigated. As a result, no leakage was observed in any case.
[0039]
(Experiment 2)
Using the cell stack according to the above-described embodiment, the presence or absence of leakage inside the cell stack was inspected at a temperature of 90 ° C. First, distilled water was supplied to the negative electrode side and air was supplied to the positive electrode side at a flow rate of 12 cm 3 / min and 3 dm 3 / min, respectively, and the amount of air mixed in the waste liquid discharged from the negative electrode side was investigated. Next, air was supplied to the negative electrode side and distilled water was supplied to the positive electrode side at the same flow rate as before, and the amount of air mixed in the waste liquid discharged from the positive electrode side was investigated. As a result, no leakage of air into the fuel waste liquid was observed in any case.
[0040]
In order to reliably perform the rib molding by hot pressing, it is necessary that a valley for feeding the resin into the rib portion is in the vicinity of the rib. Therefore, it is necessary to have the center of the valley within a range corresponding to twice the width of the rib cross section from the center of the rib shape. The volume formed by the valley should be designed to exceed that of the rib.
[0041]
In order to reliably perform the shape molding of the ribs by hot pressing, it is desirable to provide valleys on both sides of the ribs, but it is also possible to make the valleys only on one side of the ribs. Further, by providing a common valley between the two ribs, it is possible to narrow the interval between the ribs and provide many ribs. Seal performance can be improved by making the ribs more than double. [0042]
Among fluororesins, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer are particularly suitable for the gasket of the present invention because they are excellent in heat resistance and easy to hot melt molding. is there. Of course, other fluororesins can also be used effectively depending on the operating temperature of the battery.
[0043]
Photo-etching is a surface processing method used for manufacturing electronic parts and the like, and can be easily manufactured even with complicated and fine patterns. The invention according to claim 10 has found that such a photo-etching process is suitable for producing a mold for a gasket for a fuel cell. The gasket mold must have a narrow and accurate depth cavity to mold sharp and uniform height ribs, and a projection to create a valley in the immediate vicinity. It can be used suitably.
[0044]
Considering the flow during molding of the resin constituting the gasket, it is desirable to make the corners somewhat gentle after photoetching. Further, considering the releasability at the time of gasket molding, it is desirable to perform polishing after photoetching on the mold surface that tends to be textured.
[0045]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since a gasket that can reliably prevent leakage of fuel and oxidant and mutual mixing in a fuel cell using a proton conductive polymer membrane as an electrolyte, the performance and reliability of the cell can be obtained. Helps improve.
[0046]
According to the second to seventh aspects, the effect of the first aspect can be further enhanced by the shape, arrangement, and size.
[0047]
According to the eighth aspect, in addition to the effects of the first to seventh aspects, it is possible to prevent the decomposition of the elastomer material and the elution of the additive which have been often used as the conventional gasket material. However, there is no elution of impurities from the gasket material, deformation and aging are unlikely to proceed, and a gasket having a high sealing effect can be obtained. A battery using this can be operated at a high temperature, which can contribute to improvement and stabilization of the characteristics of the fuel cell. Battery durability can also be extended significantly.
[0048]
According to the ninth aspect, even when the temperature is 100 ° C. or higher, the more accurate rib shape of the gasket is maintained, and the effect of the eighth aspect can be enhanced.
[0049]
According to the tenth aspect, the mold for producing the gasket according to any one of the first to ninth aspects can be processed with finer and more accurate dimensions than conventional machining, and the mold The cost required for production can be greatly reduced.
[0050]
According to the eleventh aspect, in addition to the effect of the tenth aspect, it is possible to obtain a mold capable of producing a precise gasket having a rib shape, particularly a rib head shape, which has good mold flow and mold separation during molding.
[0051]
According to the twelfth aspect, the gasket having the effect of any one of the first to ninth aspects is free from leakage and mutual mixing of fuel and oxidizing gas, is compact, has high proton conductivity and is highly reliable even at high temperatures. A molecular membrane fuel cell can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a fuel cell unit cell according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the gasket for a fuel cell according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view of one embodiment of the gasket.
FIG. 4 is a plan view of another embodiment of the gasket.
5A is an AA cross-sectional view of a gasket according to Embodiment 1, and FIG. 5B is an enlarged view of a portion B in FIG.
6A is an AA cross-sectional view of a gasket according to a comparative example, and FIG. 6B is an enlarged view of a portion B in FIG.
[Explanation of symbols]
4 Negative electrode side separator 5 Positive electrode side separator 6 Negative electrode side gasket 7 Positive electrode side gasket 8, 8 'Uneven portion 41, 41', 51, 51 'Manifold 42, 52 Channel groove 61 Flat surface 81, 81' rib of negative electrode side gasket 82, 82 'valley a height of the rib from the flat surface,
b Same as above, bottom width,
c, c ′ The distance between each center of the rib and the valley,
d Depth of valley from flat surface

Claims (12)

プロトン導電性高分子膜を電解質として、その両側に正極及び負極を配した電極−膜接合体と、その両側に配した一対のセパレータ板との間に位置する燃料電池用ガスケットであって、該ガスケットが、両端の閉じたリブと、該リブの近傍に、両端の閉じた谷とを有することを特徴とする燃料電池用ガスケット。A fuel cell gasket positioned between an electrode-membrane assembly in which a proton conductive polymer membrane is used as an electrolyte and a positive electrode and a negative electrode are arranged on both sides thereof, and a pair of separator plates arranged on both sides of the membrane. A gasket for a fuel cell, wherein the gasket has closed ribs at both ends, and closed valleys at both ends in the vicinity of the ribs. リブの形状が、三角形状、四角形状、台形状、半円状、およびこれらの形状に任意のアールを持たせた形状であり、谷の形状が、三角形状、四角形状、台形状、半円状、およびこれらの形状に任意のアールを持たせた形状であることを特徴とする、請求項1記載の燃料電池用ガスケット。The rib shape is triangular, quadrangular, trapezoidal, semicircular, and these shapes are given an arbitrary radius, and the valley is triangular, quadrangular, trapezoidal, semicircular 2. The gasket for a fuel cell according to claim 1, wherein the gasket has a shape and an arbitrary round shape in these shapes. リブに接する両側、もしくは片側に谷を有することを特徴とする、請求項1または2記載の燃料電池用ガスケット。The gasket for a fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the gasket has a valley on both sides or one side in contact with the rib. リブ幅の中央からリブ底部の断面幅の2倍に相当する距離以内に谷の中央を有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれかに記載の燃料電池用ガスケット。The gasket for a fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the gasket has a valley center within a distance corresponding to twice the cross-sectional width of the rib bottom from the center of the rib width. 厚さが0.5mm以内であり、リブの高さが0.2mm以内であることを特徴とする、請求項1から4までのいずれかに記載の燃料電池用ガスケット。5. The fuel cell gasket according to claim 1, wherein the thickness is within 0.5 mm and the height of the rib is within 0.2 mm. 6. リブが電極部およびマニホールド部の外周をそれぞれ取り囲む構造であることを特徴とする、請求項1から5までのいずれかに記載の燃料電池用ガスケット。The gasket for a fuel cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the rib has a structure surrounding the outer periphery of each of the electrode part and the manifold part. リブが電極部またはマニホールド部の外周の少なくとも一方を二重以上に取り囲む構造であることを特徴とする、請求項6記載の燃料電池用ガスケット。7. The fuel cell gasket according to claim 6, wherein the rib has a structure surrounding at least one of the outer periphery of the electrode part or the manifold part more than double. 材質がフッ素樹脂であることを特徴とする、請求項1から7までのいずれかに記載の燃料電池用ガスケット。The fuel cell gasket according to any one of claims 1 to 7, wherein the material is a fluororesin. 材質がポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体のいずれかであることを特徴とする、請求項8記載の燃料電池用ガスケット。9. The fuel cell gasket according to claim 8, wherein the material is any one of polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. 請求項1に記載のガスケットの成型に用いるガスケット成型用金型であって、その表面加工をフォトエッチングによって行うことを特徴とするガスケット成型用金型。A gasket molding die used for molding a gasket according to claim 1, wherein the surface processing is performed by photoetching. 請求項10に記載のガスケット成型用金型であって、フォトエッチング加工後に表面研磨等の機械加工を行うことを特徴とするガスケット成型用金型。11. The gasket molding die according to claim 10, wherein mechanical processing such as surface polishing is performed after photoetching. 請求項1から9までのいずれかに記載のガスケットを用いたことを特徴とする、プロトン導電性高分子膜を電解質とする燃料電池。A fuel cell using the proton conductive polymer membrane as an electrolyte, wherein the gasket according to any one of claims 1 to 9 is used.
JP2003180195A 2003-06-24 2003-06-24 Gasket for fuel cell and fuel cell using it, and mold for processing gasket Withdrawn JP2005019109A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003180195A JP2005019109A (en) 2003-06-24 2003-06-24 Gasket for fuel cell and fuel cell using it, and mold for processing gasket

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003180195A JP2005019109A (en) 2003-06-24 2003-06-24 Gasket for fuel cell and fuel cell using it, and mold for processing gasket

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005019109A true JP2005019109A (en) 2005-01-20

Family

ID=34181304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003180195A Withdrawn JP2005019109A (en) 2003-06-24 2003-06-24 Gasket for fuel cell and fuel cell using it, and mold for processing gasket

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005019109A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008105348A1 (en) * 2007-02-20 2008-09-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sealing structure for fuel cell
KR20140079734A (en) * 2012-12-19 2014-06-27 가부시키가이샤 호리바 에스텍 Sealing member and method of manufacturing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008105348A1 (en) * 2007-02-20 2008-09-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sealing structure for fuel cell
KR20140079734A (en) * 2012-12-19 2014-06-27 가부시키가이샤 호리바 에스텍 Sealing member and method of manufacturing the same
KR102099384B1 (en) * 2012-12-19 2020-04-09 가부시키가이샤 호리바 에스텍 Sealing member and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8790846B2 (en) Gas diffusion layer and process for production thereof, and fuel cell
CN102804468B (en) Fuel cell sealing structure
US8703360B2 (en) Method for producing an electrode-membrane-frame assembly
US7396609B2 (en) Fuel cell and metal separator for fuel cell
CN1330030C (en) Membrane electrode assembly with compression control gasket
US20080318114A1 (en) Separator for fuel cell and its manufacturing method and fuel cell stack using the separator
JP2007516581A (en) Feather forming multi-part flow field structure
US9196911B2 (en) Fuel cell gas diffusion layer integrated gasket
JP6709053B2 (en) Method and apparatus for manufacturing step MEA with resin frame
CN107994239A (en) There is the cross section of fluid channel design of more elastic contact distribution in the metal bead sealing of infall between press strip and runner
CN104081572A (en) Electrode assembly for solid polymer fuel cell
JP5454301B2 (en) Fuel cell stack
JP2004039474A (en) Manufacturing method of solid polymer fuel cell and membrane-electrode jointed body
KR20090128974A (en) Separator for fuel cell stack and method for manufacturing the same
EP1416556B1 (en) Separator plate for polymer electrolyte fuel cell and polymer electrolyte fuel cell using the same
US20190181480A1 (en) Membrane electrode assembly, fuel cell provided with same, and method for producing membrane electrode assembly
US7820336B2 (en) Fuel cell bipolar plate, and fuel cell
JP2005019109A (en) Gasket for fuel cell and fuel cell using it, and mold for processing gasket
TW583782B (en) Flow field plates and a method for forming a seal between them
JP2006172845A (en) Separator for fuel cell, and fuel cell
JP2003163015A (en) Polymer electrolyte fuel cell and conductive separator plate therefor
JP2009266518A (en) Solid polymer fuel battery
US8460840B2 (en) Separator for fuel cell and fuel cell comprising the same
KR101698584B1 (en) Fuel Cell Separator
JP2006134640A (en) Polymer electrolyte fuel cell and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050909

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20051219

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060125

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20070808