JP2007066567A - 燃料電池および樹脂フレーム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池のＭＥＡの周端部を発電に利用する。
【解決手段】本発明の燃料電池１０は、ＭＥＡ２０（Membrane-Electrode Assembly）と、ＭＥＡ２０の表裏面に配置され、ＭＥＡ２０の周端部を挟持、固定する樹脂フレーム３０（３０Ａ、３０Ｂ）と、樹脂フレーム３０で挟持、固定されたＭＥＡ２０の表裏面に配置され、ＭＥＡ２０と当接し、ＭＥＡ２０より集電する集電部４８を形成するメタルセパレータ４０（４０Ａ，４０Ｂ）とを備え、樹脂フレーム３０は、ＭＥＡ２０の周端部の一部を挟持、固定し、メタルセパレータ４０は、樹脂フレーム３０で挟持されないＭＥＡの他の周端部に集電部５０を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池に関し、特に燃料電池を構成するＭＥＡと当接するセパレータにより形成される集電部の改良技術に関する。また燃料電池に使用される樹脂フレームに関する。

固体高分子電解質型燃料電池（以下、単に燃料電池と称する）は、イオン交換膜からなる電解質膜の表面に電極を有する膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly）を備える。ＭＥＡは、一方の面に、燃料ガス（水素）の反応する電極である燃料極（アノード）を、他方の面に、酸化ガス（酸素）の反応する電極である酸化極（カソード）を備え、該ＭＥＡ上において、所定の化学反応が進行し、電気が取り出される。

この種の燃料電池として、ＭＥＡと、ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡの周端部を挟持、固定化する樹脂フレームと、樹脂フレームにより周端部を挟持、固定化されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡと当接して集電部を形成するセパレータとを備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記構成の燃料電池は、樹脂フレームがＭＥＡの周端部を挟持、固定している。ＭＥＡ上で、所定の化学反応を円滑に進行させ、電気を取り出すためには、ＭＥＡを平坦に保持することが望ましく、その為、上記構成の燃料電池は、樹脂フレームでＭＥＡの周端部を挟持、固定しＭＥＡに皺が寄ることを防止している。

特開２００３−７７４９９号公報

上記構成の燃料電池は、樹脂フレームによってＭＥＡの周端部が挟持、固定されているため、ＭＥＡの周端部に集電部を設けることができない。その為、ＭＥＡの周端部に燃料ガス、酸化ガスが供給されても、ＭＥＡの周端部から電気を集電することが出来ないという問題があった。

本発明の目的は、ＭＥＡの周端部を発電に利用出来る燃料電池および樹脂フレームを提供することである。

本発明に係る燃料電池は、ＭＥＡと、ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡの周端部を挟持、固定する樹脂フレームと、樹脂フレームで挟持、固定されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡと当接し、ＭＥＡより集電する集電部を形成するメタルセパレータと、を備える燃料電池であって、樹脂フレームは、ＭＥＡの周端部の一部を挟持、固定し、メタルセパレータは、樹脂フレームで挟持されないＭＥＡの他の周端部に集電部を形成することを特徴とする。

上記燃料電池は、例えば、セパレータは集電凸部を有し、集電凸部をＭＥＡに当接してＭＥＡの周端部に集電部を形成する。

本発明に係る樹脂フレームは、ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡの周端部を挟持、固定し、上記燃料電池に用いられる樹脂フレームであって、フレーム部と、フレーム部の内側に位置する開口部からなり、フレーム部は、ＭＥＡの周端部を挟持するための挟持部を備え、挟持部にメタルセパレータの集電部を配置する孔部を形成したことを特徴とする。

また本発明に係る樹脂フレームは、ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡの周端部を挟持、固定し、上記燃料電池に用いられる樹脂フレームであって、フレーム部と、フレーム部の内側に位置する開口部からなり、フレーム部は、ＭＥＡの周端部を挟持するための挟持部を備え、挟持部にメタルセパレータの集電部を配置する切り欠き部を形成したことを特徴とする。

本発明の燃料電池は、ＭＥＡの周端部を発電に利用することができる。したがって、本発明の燃料電池は、ＭＥＡを全面的に利用して発電することが可能となる。

以下、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。まず図１〜図７を用いて、本発明の第一実施形態に係る燃料電池１０を説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る燃料電池１０の平面図であり、図２は、図１に示される燃料電池１０のＡ−Ａ部分断面図である。

図１に示されるように、燃料電池１０には、燃料電池１０内に水素等の燃料ガスを供給するための供給側燃料ガスマニホールド１１Ａと、燃料電池内に供給された燃料ガスを排出するための排出側燃料ガスマニホールド１１Ｂと、燃料電池内に空気（酸素）を供給するための供給側酸化ガスマニホールド１２Ａと、燃料電池内に供給された空気等を排出するための排出側酸化ガスマニホールド１２Ｂと、燃料電池を冷却するために水等の冷媒を供給するための供給側冷媒マニホールド１３Ａと、燃料電池内へ供給された冷媒を排出するための排出側冷媒マニホールド１３Ｂとを備える。

本実施形態に係る燃料電池１０は、図２に示されるように、ＭＥＡ２０と、該ＭＥＡ２０の表裏面に配置される樹脂フレーム３０（３０Ａ，３０Ｂ）と、樹脂フレーム３０で挟持されたＭＥＡ２０の表裏面に配置されるセパレータ４０（４０Ａ，４０Ｂ）を備える（図２参照）。なお説明の都合上、図２には、１個の燃料電池１０（燃料電池単セル）と、その上面および下面に燃料電池１０Ａ，１０Ｂの一部が示されているが、通常、本実施形態に係る燃料電池１０の両面には、他の燃料電池が複数個配置されているものとする。

図３に示されるのはＭＥＡ２０の平面図であり、図４に示されるのは図３のＭＥＡ２０のＢ−Ｂ部分断面図である。本実施形態において、ＭＥＡとは、電解質材料と電極とを含む電解質アッセンブリのことであるが、ＭＥＡ２０は、電解質膜２２と、触媒層２４および拡散層２６からなる電極２８を有する。電解質膜２２の一方の面に形成される電極２８Ａはカソード（空気極）であり、他方の面に形成される電極２８Ｂはアノード（燃料極）である。

電解質膜２２は、固体高分子材料からなり、高分子鎖中にスルホン酸基等の電解質基を有する。該電解質膜２２は、特定のイオンと強固に結合したり、陽イオンまたは陰イオンを選択的に透過する性質を有する。該電解質膜２２として、パーフルオロスルホン酸膜等のフッ素系電解質膜を使用することができる。

触媒層２４は、白金、金、パラジウム、ルテニウム、イリジウム等の貴金属触媒を、カーボンで担持した触媒担持カーボンと、触媒担持カーボンを電解質膜２２と接着等する樹脂を含む。

カーボンとしては、特に限定されるものではないが、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等が使用される。

触媒層２４で使用される樹脂としては、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）等のフッ素原子を含むポリマー、あるいはこれらの共重合体、これらのモノマー単位とエチレンやスチレン等の他のモノマーとの共重合体、さらには、これらのブレンド等を用いることができる。なお触媒層２４で使用される樹脂は、これらのものに限られるものではない。

ＭＥＡ２０は樹脂フレーム３０（３０Ａ，３０Ｂ）により、その周端部の一部が挟持、固定されるが、ここで言うＭＥＡ２０の周端部とは、ＭＥＡの周囲の端末部分のことである。例えば、図３のＭＥＡ２０の平面図を用いて説明すれば、領域Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３およびＳ_４で示される個所である。なお本実施形態に係るＭＥＡ２０は、電解質膜２２の縁部が、カソードおよびアノードよりも外側へはみ出す構成となっているが、この電解質膜２２の縁部は、本発明におけるＭＥＡ２０の周端部ではない。ＭＥＡ２０の周端部は、あくまでも電解質膜２２および電極２８（カソード２８Ａ、アノード２８Ｂ）を備えるＭＥＡ２０の周囲の領域を意味する。

ＭＥＡ２０を挟持する樹脂フレーム３０は、一対の樹脂フレーム３０Ａ，３０Ｂからなり、ＭＥＡ２０のカソード側に配置される樹脂フレーム３０Ａと、ＭＥＡ２０のアノード側に配置される樹脂フレーム３０Ｂとからなる。なお樹脂フレーム３０は、フェノール樹脂等の公知の樹脂からなる。

ここで、カソード側の樹脂フレーム３０Ａを例に挙げて、樹脂フレーム３０の説明を行う。図５は、カソード側の樹脂フレーム３０Ａの平面図である。樹脂フレーム３０Ａは、フレーム部３１と、フレーム部３１の内側に位置し、ＭＥＡを配置するための開口部３２とを備える。フレーム部３１は、供給側および排出側の燃料ガスマニホールド３３Ａ，３３Ｂ、酸化ガスマニホールド３４Ａ，３４Ｂ、冷媒マニホールド３５Ａ，３５Ｂを備える。カソード側の樹脂フレーム３０Ａには、特に、酸化ガスマニホールド３４Ａより供給された空気を、ＭＥＡ２０のカソード２８Ａへ供給するための酸化ガス供給経路３６Ａと、ＭＥＡ２０へ供給された空気や、生成した水（生成水）を排出側の酸化ガスマニホールド３４Ｂへ排出するための酸化ガス排出経路３６Ｂとを備える。本実施形態において、酸化ガス供給経路３６Ａ，酸化ガス排出経路３６Ｂは複数の条溝からなる。

図６は、ＭＥＡを挟持した樹脂フレーム３０の平面図である。樹脂フレーム３０Ａは、ＭＥＡ２０の周端部を挟持する挟持部３７を備える。挟持部３７は、矩形状の樹脂フレーム３０Ａの短辺側の領域に位置し、開口部３２を隔て、対向して配置される。なお本実施形態において、樹脂フレーム３０の短辺側の領域は、各マニホールドが存在する側の領域であり、一方、長辺側の領域は、各マニホールドが存在しない側の領域を指す。本実施形態において、カソード側の樹脂フレーム３０Ａの挟持部３７Ａと、アノード側の樹脂フレーム３０Ｂの挟持部３７Ａは、ＭＥＡ２０の周端部Ｓ_１およびＳ_２を、ＭＥＡ２０の上下方向から挟持し、ＭＥＡ２０を固定する。図７は、図６に示されるＭＥＡを挟持した樹脂フレーム３０のＣ−Ｃ部分断面図であり、樹脂フレーム３０Ａの挟持部３７Ａと樹脂フレーム３０Ｂの挟持部３７Ｂにより、ＭＥＡ２０の周端部Ｓ_２を挟持する様子が示される。

なお、アノード側の樹脂フレーム３０Ｂに関しては、平面図を用いての説明を省略するが、カソード側の樹脂フレーム３０Ａと同様、フレーム部と、開口部とを備え、フレーム部の所定の位置に、供給側および排出側の燃料ガスマニホールド、酸化ガスマニホールド、冷媒マニホールド、挟持部を備える。またアノード側の樹脂フレーム３０Ｂには、燃料ガスマニホールドより供給された酸化ガスを、ＭＥＡ２０のアノードへ供給するための燃料ガス供給経路と、ＭＥＡへ供給された未反応の燃料ガス等を排出側の燃料ガスマニホールドへ排出するための燃料ガス排出経路とを備える。

セパレータ４０は、一対のセパレータ４０Ａ，４０Ｂからなり、ＭＥＡ２０のカソード側に配置されるカソード側のセパレータ４０Ａと、ＭＥＡ２０のアノード側に配置されるアノード側のセパレータ４０Ｂとからなる。

ここで、図１および図２を用いてカソード側のセパレータ４０Ａを例に挙げて、セパレータ４０の説明を行う。なお図１は、上記の通り、本実施形態に係る燃料電池１０の平面図であるが、それと共に、カソード側のセパレータ４０Ａの平面図でもある。図２において、カソード側のセパレータ４０Ａは、ＭＥＡ２０の上側に配置されている。該セパレータ４０Ａは、図２における上側の面（図１の正面）において、水等の冷媒を通すための冷媒路４１を備える。本実施形態において、冷媒路４１は、矩形状のセパレータ４０Ａの長辺方向に複数の条溝が並列に配置されている。冷媒は、供給側冷媒マニホールド１３Ａから冷媒路４１へ供給されるが、供給側冷媒マニホールド１３Ａと、冷媒路４１との間には、冷媒を冷媒路へ供給するための、冷媒供給経路４２Ａが備えられる。この冷媒供給経路４２Ａにより、供給側冷媒マニホールド１３Ａから供給された冷媒を、複数の条溝からなる冷媒路４１へ行き渡らせることができる。冷媒路４１を通過した冷媒は、排出側冷媒マニホールド１３Ｂから排出される。排出側冷媒マニホールド１３Ｂと冷媒路４１との間には冷媒排出経路４２Ｂがあり、冷媒路４１を通過した冷媒は、この冷媒排出経路４２Ｂにより集められて、排出側冷媒マニホールド１３Ｂへ排出される。また、カソード側のセパレータ４０Ａは、図２において下側の面に、酸化ガスをＭＥＡ２０のカソード２８Ａへ供給するための酸化ガス供給路４４を備える。酸化ガスは、供給側酸化ガスマニホールド３４Ａからカソード側の樹脂フレーム３０Ａのフレーム部３１内の酸化ガス供給経路３６Ａを通り、酸化ガス供給路４４へ供給される。なお、酸化ガス供給路４４を通過した、未反応の酸化ガス等は、樹脂フレーム３０Ａの酸化ガス排出経路３６Ｂを通り、排出側酸化ガスマニホールド３４Ｂへ排出される。

一方、アノード側のセパレータ４０Ｂは、図２においてＭＥＡ２０の下側に配置されている。アノード側のセパレータ４０Ｂの基本的な構成は、カソード側のセパレータ４０Ａと同様である。図２においてセパレータ４０Ｂの下側の面に水等の冷媒を通すための冷媒路４１を備え、上側の面に燃料ガスをＭＥＡ２０のアノードへ供給するための燃料ガス供給路４５を備える。

セパレータ４０は、アルミ、ステンレス等の導電性材料からなり、その一部がＭＥＡ２０と当接し、ＭＥＡ２０から集電するための集電部４８を形成する。集電部４８は、ＭＥＡ２０上に通常、複数個所設けられる。本実施形態においては、カソード側およびアノード側のセパレータ４０Ａ，４０Ｂの凸状部４７Ａ，４７ＢがＭＥＡと両面から当接し、集電部４８を形成する。なお本実施形態においては、凸状部４７は集電部４８を構成するとともに、冷媒路４１や、酸化ガス供給路４４、燃料ガス供給路４５をも構成している。

本実施形態に係る燃料電池１０は、特に、ＭＥＡの周端部に集電部５０を備え、具体的には、ＭＥＡの周端部Ｓ_３およびＳ_４の位置に集電部５０を備える（図２および図３参照）。集電部５０は、周端部Ｓ_３およびＳ_４において、集電するとともに、ＭＥＡを表裏面より当接してＭＥＡ２０を固定している。したがって、本実施形態のＭＥＡ２０は、ＭＥＡ２０の周端部Ｓ_１およびＳ_２が、樹脂フレーム３０の挟持部３７により挟持、固定され、かつ、周端部Ｓ_３およびＳ_４が、セパレータ４０Ａ，４０Ｂの凸状部４７Ａ，４７Ｂにより当接、固定されるので、皺が発生し難い。

ここで、本実施形態に係る燃料電池１０の発電の原理を簡単に説明する（図２、図５参照）。燃料電池１０（スタック）内へ供給された燃料ガスは、供給側燃料ガスマニホールド１１Ａを通り、各燃料電池１０（単セル）内へ供給される。燃料ガスは、燃料電池１０の樹脂フレーム３０Ｂ（アノード側）の燃料ガス供給経路（図示せず）を通り、更に、セパレータ４０Ｂ（アノード側）の燃料ガス供給路４５を通過しながら、ＭＥＡ２０のアノード２８Ｂへ供給される。なお燃料ガスは、通常、加湿された状態で供給される。一方、酸化ガスは、供給側酸化ガスマニホールド１２Ａを通り、各燃料電池内へ供給される。酸化ガスは、燃料電池１０の樹脂フレーム３０Ａ（カソード側）の酸化ガス供給経路３６Ａを通り、更に、セパレータ４０Ａ（カソード側）の酸化ガス供給路４４を通過しながら、ＭＥＡ２０のカソード２８Ａへ供給される。

ＭＥＡ２０のアノード２８Ｂに燃料ガスが、カソード２８Ａに酸化ガスが供給されると、以下の化学反応がＭＥＡ２０において生じる。アノード２８Ｂに供給された燃料ガス（水素）は、プロトンと電子とに分かれる。生成したプロトンは、アノード２８Ｂから電解質膜２２中を移動し、アノード２８Ｂと反対側のカソード２８Ａへ到達する。電子は、集電部４８（凸状部４７Ｂ）からセパレータ４０Ｂ内を通り、更に該セパレータ４０Ｂと隣接する燃料電池１０Ａのカソード側のセパレータ４０Ａ’’内を通る。一方、カソード２８Ａに供給された酸化ガス（酸素）は、電解質膜２２中を移動してきたプロトンと結合し水を生成する。この酸素とプロトンとの結合には電子が必要であるが、この電子はカソード側のセパレータ４０Ａと隣接する燃料電池１０Ａのアノード側のセパレータ４０Ｂ’より供給されたものである。この水を生成する一連の化学反応により燃料電池より電気を取り出すことができる。

本実施形態に係る燃料電池１０は、ＭＥＡ２０の周端部Ｓ_３およびＳ_４の領域（図３参照）に集電部４７を備えるので、上記化学反応をＭＥＡ２０の周端部Ｓ_３およびＳ_４の領域においても進行させることが出来る。

次に本発明の第二実施形態について、図８〜図１０を用いて説明する。図８は、第二実施形態に係る燃料電池１１０の平面図であり、図９は、図８に示される燃料電池１１０のＤ−Ｄ部分断面図である。図１０は、本実施形態に係る燃料電池１１０に使用されるカソード側の樹脂フレーム１３０Ａである。

本実施形態に係る燃料電池１１０は、上記第一実施形態に係る燃料電池１０と基本的な構成は同じである。この様な個所に関しては、図中上記実施形態に係る燃料電池１０と同符号を用いて示す。本実施形態に係る燃料電池１１０と、第一実施形態に係る燃料電池１０と異なる主な個所は、ＭＥＡ２０の周端部に形成される集電部の構造である。図８に示されるように、本実施形態に係る燃料電池１１０は、ＭＥＡ２０の周端部の位置に複数個の集電部５０を備えている。

図９に示されるように、本実施形態に係る燃料電池１１０は、ＭＥＡ２０と、該ＭＥＡ２０の表裏面に配置される樹脂フレーム１３０（１３０Ａ，１３０Ｂ）と、樹脂フレーム１３０で挟持されたＭＥＡ２０の表裏面に配置されるセパレータ１４０（１４０Ａ，１４０Ｂ）とを備える。本実施形態においても、図示される燃料電池１１０の上側および下側には更に、図示されない他の燃料電池が配置されているものとする。

ＭＥＡ２０の上側に位置するカソード側のセパレータ１４０Ａの両面には、複数個の条溝が備えられ、上側の条溝は冷媒路４１を為し、下側の条溝は酸化ガス供給路４４を為す。一方、ＭＥＡ２０の下側に位置するアノード側のセパレータ１４０Ｂの両面にも、複数個の条溝が備えられ、下側の条溝は冷媒路４１を為し、上側の条溝は燃料ガス供給路４５を為す。またカソード側のセパレータの凸状部４７Ａと、アノード側のセパレータの凸状部４７ＢとをＭＥＡ２０に当接させて集電部４８を為す。

上記集電部４８以外に、本実施形態に係る燃料電池１１０は、ＭＥＡの周端部の位置に複数個の集電部５０を有する。該集電部５０は、カソード側のセパレータ１４０Ａおよびアノード側のセパレータ１４０Ｂのそれぞれに備えられる集電凸部４９Ａ，４９Ｂを、ＭＥＡの上側および下側から当接させることにより形成される。

ここで、本実施形態に係る燃料電池１１０の樹脂フレーム１３０について説明する。樹脂フレーム１３０は、カソード側およびアノード側からなる一対の樹脂フレーム１３０Ａ、１３０Ｂからなり、この一対の樹脂フレーム１３０Ａ、１３０ＢによりＭＥＡ２０の周端部の所定個所を表裏面より挟持する。これらの樹脂フレーム１３０Ａ、１３０Ｂの基本的構造は同じであるため、カソード側の樹脂フレーム１３０Ａを用いて樹脂フレーム１３０の説明を行う。図１０に示されるように、本実施形態に係る樹脂フレーム（カソード側）１３０Ａは、上記実施形態に係る燃料電池１０と異なり、ＭＥＡ２０を挟持する挟持部として、樹脂フレーム１３０Ａ短辺側に配置される挟持部３７のみならず長辺側に配置される挟持部３８をも備える。本実施形態に係るＭＥＡ２０は、上記実施形態のＭＥＡ２０と同様であるため、図３を用いて説明するが、ＭＥＡ２０の周端部Ｓ_１およびＳ_２の領域は、短辺側の挟持部３７で挟持されるのみならず、Ｓ_３およびＳ_４の領域が樹脂フレーム１３０長辺側の挟持部３８により挟持される。その為、上記実施形態と比較して更に、ＭＥＡ２０に皺が発生し難い構成となっている。図１０に示されるように、樹脂フレーム１３０の長辺側の挟持部３８は複数個の孔部３９を備えるが、この孔部３９の位置に、上記集電部５０が設けられる。なお図１０に示されるのは、カソード側の樹脂フレーム１３０Ａであるが、図示されないアノード側の樹脂フレーム１３０Ｂにも同様の孔部が備えられる。

上記したＭＥＡ２０の周端部に設けられる集電部５０は、樹脂フレーム１３０の長辺側の挟持部３８の孔部３９の位置に形成される。図９に示されるように、カソード側のセパレータ１４０Ａの集電凸部４９Ａと、アノード側のセパレータ１４０Ｂの集電凸部４９Ｂとは、それぞれカソード側の樹脂フレーム１３０Ａの孔部３９と、アノード側の樹脂フレーム１３０Ｂの孔部と嵌合しつつ、かつＭＥＡ２０と当接し、ＭＥＡの周端部に集電部５０を形成する。なお本実施形態においては、ＭＥＡ２０の長辺側の周端部の領域Ｓ_３，Ｓ_４に集電部５０を設けたが、所望により、短辺側の周端部の領域Ｓ_１およびＳ_２に集電部を形成してもよい。

上記実施形態において、樹脂フレーム１３０の挟持部３８に孔部３９を設けたが、他の実施形態として、孔部３９に換えて、切り欠き部３９Ｃを設けてもよい（図１１参照）。この際、集電部は、切り欠き部３９Ｃの形状に対応した形状を備える集電凸部により形成される。

本発明の第一実施形態に係る燃料電池の平面図である。 図１の燃料電池のＡ−Ａ部分断面図である。 ＭＥＡの平面図である。 図３のＭＥＡのＢ−Ｂ部分断面図である。 樹脂フレーム（カソード側）の平面図である。 ＭＥＡを挟持した樹脂フレームの平面図である。 図６に示されるＭＥＡを挟持した樹脂フレームのＣ−Ｃ部分断面図である。 本発明の第二実施形態に係る燃料電池の平面図である。 図８に示される燃料電池のＤ−Ｄ部分断面図である。 第二実施形態に係る樹脂フレーム（カソード側）の平面図である。 他の実施形態に係る樹脂フレーム（カソード側）の平面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ 燃料電池、１１Ａ 供給側燃料ガスマニホールド、１１Ｂ 排出側燃料ガスマニホールド、１２Ａ 供給側酸化ガスマニホールド、１２Ｂ 排出側酸化ガスマニホールド、１３Ａ 供給側冷媒マニホールド、１３Ｂ 排出側冷媒マニホールド、２０ ＭＥＡ、２２ 電解質膜、２４ 触媒層、２６ 拡散層、２８ 電極、２８Ａ カソード、２８Ｂ アノード、３０Ａ カソード側樹脂フレーム、３０Ｂ アノード側樹脂フレーム、３１ フレーム部、３２ 開口部、３３Ａ 供給側燃料ガスマニホールド、３３Ｂ 排出側燃料ガスマニホールド、３４Ａ 供給側酸化ガスマニホールド、３４Ｂ 排出側酸化ガスマニホールド、３５Ａ 供給側冷媒マニホールド、３５Ｂ 排出側冷媒マニホールド、３６Ａ 酸化ガス供給経路、３６Ｂ 酸化ガス排出経路、３７ 挟持部（短辺側）、３８ 挟持部（長辺側）、３９ 孔部、３９Ｃ 切り欠き部、４０Ａ カソード側セパレータ、４１ 冷媒路、４２Ａ 冷媒供給経路、４２Ｂ 冷媒排出経路、４４ 酸化ガス供給路、４５ 燃料ガス供給路、４７ 凸状部、４８ 集電部、４９ 集電凸部、５０ 集電部（周端部）、Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４ ＭＥＡの周端部。

Claims (4)

1. ＭＥＡと、
   ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡの周端部を挟持、固定する樹脂フレームと、
   樹脂フレームで挟持、固定されたＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡと当接し、ＭＥＡより集電する集電部を形成するメタルセパレータと、を備える燃料電池であって、
   樹脂フレームは、ＭＥＡの周端部の一部を挟持、固定し、
   メタルセパレータは、樹脂フレームで挟持されないＭＥＡの他の周端部に集電部を形成することを特徴とする燃料電池。
2. 請求項１に記載の燃料電池であって、セパレータは集電凸部を有し、集電凸部をＭＥＡに当接してＭＥＡの周端部に集電部を形成することを特徴とする燃料電池。
3. ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡの周端部を挟持、固定する請求項１または請求項２記載の燃料電池に用いられる樹脂フレームであって、
   フレーム部と、フレーム部の内側に位置する開口部からなり、
   フレーム部は、ＭＥＡの周端部を挟持するための挟持部を備え、
   挟持部にメタルセパレータの集電部を配置する孔部を形成したことを特徴とする樹脂フレーム。
4. ＭＥＡの表裏面に配置され、ＭＥＡの周端部を挟持、固定する請求項１または請求項２記載の燃料電池に用いられる樹脂フレームであって、
   フレーム部と、フレーム部の内側に位置する開口部からなり、
   フレーム部は、ＭＥＡの周端部を挟持するための挟持部を備え、
   挟持部にメタルセパレータの集電部を配置する切り欠き部を形成したことを特徴とする樹脂フレーム。

Images