JP2007018957A - 燃料電池セルおよび電解質膜/電極積層体並びにその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 固体高分子電解質膜4とその両側のガス拡散層(GDL)6で構成した電解質膜/電極積層体2であり、固体高分子電解質4の反応領域4Aの外周環状部分に両面から接合した支持枠7と、前記支持枠7上の内周側領域と固体高分子電解質膜4の反応領域4Aとを覆って積層したガス拡散層6と、前記ガス拡散層6の外周側の支持枠7上に環状に成形したガスケット8と、を備えるようにした。
【選択図】 図1
Description
図1〜図7は、本発明を適用した燃料電池シール構造およびその製造方法の第1実施形態を示し、図1は燃料電池セルの概略図、図2は電解質膜/電極積層体の平面図、図3はガスケットの製造方法を示す断面図、図4〜図7はガスケットの断面形状の各実施例を示す断面図である。
図8は、本発明を適用した燃料電池セルのシール構造の第2実施形態を示す燃料電池単セルの概略図である。本実施形態においては、支持枠上に積層されたGDLの外周部分への反応ガスの流れ込みを抑制するようにした構成を第1実施形態に追加したものである。なお、第1実施形態と同一部材には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
図9〜図13は、本発明を適用した燃料電池セルのシール構造の第3実施形態を示し、図9および図10は電解質膜/電極積層体の部分断面図、図11および図12はガスケットを成形前の電解質膜/電極積層体の断面図、図13はガスケットの成形方法を説明する説明図である。本実施形態においては、第1実施形態のガスケットと第2実施形態における環状突起とを一体化させたものである。なお、第1、2実施形態と同一部材には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
2 電解質膜/電極積層体
3 セパレータ
4 電解質膜
4A 反応領域
5 電極触媒、触媒層
6 ガス拡散層、GDL
7 支持枠
8 ガスケット
9 貫通孔
10 成形型
11 合せ面
12 溝
Claims (7)
- 固体高分子電解質膜とその両側のガス拡散層で構成した電解質膜/電極積層体であって、
前記固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から接合した支持枠と、
前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆って積層したガス拡散層と、
前記ガス拡散層の外周側の支持枠上に環状に成形したガスケットと、を備えることを特徴とする電解質膜/電極積層体。 - 前記ガスケットのガス拡散層に面する内周側は、セパレータと接する頂点部分と支持枠への接合部分との間で傾斜した斜面を備えることを特徴とする請求項1に記載の電解質膜/電極積層体。
- 前記ガスケットは、支持枠へ接合している内周側がガス拡散層側へ延長され、ガス拡散層の外周端面まで若しくはガス拡散層の外周端面から支持枠に積層されている領域の上面までを覆う延長部分を一体に備えることを特徴とする請求項1に記載の電解質膜/電極積層体。
- 前記ガス拡散層の支持枠と積層されている領域の上面を覆う延長部分は予め設定した所定の厚さに形成され、電解質膜/電極積層体のセパレータとの積層時にガス拡散層の支持枠に積層されている領域を反応領域のガス拡散層部分より大きく圧縮されるようにしたことを特徴とする請求項3に記載の電解質膜/電極積層体。
- 固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から支持枠を接合し、前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆ってガス拡散層を積層し、前記ガス拡散層の外周側の支持枠上に環状にガスケットを成形して、電解質膜/電極積層体を構成し、
前記電解質膜/電極積層体の両面に積層するセパレータの、前記電解質膜/電極積層体の支持枠上に積層されている領域のガス拡散層と接触する部位に、予め設定した所定の厚さの突条を設けたことを特徴とする燃料電池セル。 - 固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から支持枠を接合し、
前記支持枠に合せ面を接触させてガスケット成形型を型閉じして、支持枠と成形型との間に形成されるキャビティにガスケット材料を射出してガスケットを形成し、
前記ガスケットで囲まれる前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆ってガス拡散層を積層することを特徴とする電解質膜/電極積層体の製造方法。 - 固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から支持枠を接合し、
前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆ってガス拡散層を積層し、
前記ガス拡散層の外周側の支持枠に積層された環状領域およびその外周の支持枠に合せ面を接触させてガスケット成形型を型閉じして、支持枠およびガス拡散層と成形型との間に形成されるキャビティにガスケット材料を射出してガスケットを形成することを特徴とする電解質膜/電極積層体の製造方法。
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