JP2008123957A - Solid polymer fuel cell - Google Patents

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治 廣井
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省二 吉岡
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隆 西村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a solid polymer fuel cell capable of preventing warpage of a membrane electrode assembly with a gasket caused by heat when molding the membrane electrode assembly with the gasket by making the gasket pinch a reinforced sheet or by processing the gasket into a structure hardly causing warpage. <P>SOLUTION: The solid polymer fuel cell includes the membrane electrode assembly having a cathode 4 and an anode 8 joined to a polymer electrolyte membrane 3 and both faces of the polymer electrolyte membrane 3 except the outer peripheral end of the polymer electrolyte membrane 3, and the gaskets 14a to 14d formed in a frame form surrounding the cathode 4 and the anode 8 joined to the both faces of the polymer electrolyte membrane 3 and integrally molded into the membrane electrode assembly 2 by embedding the outer peripheral end of the polymer electrolyte membrane 3, and furthermore, the reinforced sheet 15 surrounds the membrane electrode assembly 2 and is embedded into the gaskets 14a to 14d. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、固体高分子型燃料電池に関し、特に膜電極接合体のシール構造に関するものである。   The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell, and more particularly to a seal structure of a membrane electrode assembly.

従来の固体高分子電解質型燃料電池は、高分子電解質膜の両面のそれぞれに触媒層と電極基材を密着して形成した膜電極接合体、および高分子電解質膜、触媒層および電極基材を囲繞するガスケットを熱圧着してなる電解質/電極接合体を備えている(例えば、特許文献1参照)。   A conventional solid polymer electrolyte fuel cell includes a membrane electrode assembly formed by adhering a catalyst layer and an electrode substrate to both sides of a polymer electrolyte membrane, and a polymer electrolyte membrane, a catalyst layer, and an electrode substrate. An electrolyte / electrode assembly formed by thermocompression bonding of a surrounding gasket is provided (see, for example, Patent Document 1).

そして、単位電池(単位セル)が、電解質/電極接合体を、ガス流路を備えたセパレータで挟持することにより構成される。そして、水素が一方のセパレータのガス流路から電極基材を介して高分子電解質膜の一方の面の触媒層に供給され、酸素が他方のセパレータのガス流路から電極基材を介して他方の面の触媒層に供給されている。
このとき、ガスケットが膜電極接合体と密着状態に一体化されているので、水素や酸素の触媒層/電極接合体の外部へのリークが防止されていた。
And a unit battery (unit cell) is comprised by clamping an electrolyte / electrode assembly with the separator provided with the gas flow path. Then, hydrogen is supplied from the gas flow path of one separator to the catalyst layer on one side of the polymer electrolyte membrane via the electrode base material, and oxygen is supplied from the gas flow path of the other separator to the other side via the electrode base material. Is supplied to the catalyst layer on the surface.
At this time, since the gasket was integrated with the membrane electrode assembly in close contact, leakage of hydrogen or oxygen to the outside of the catalyst layer / electrode assembly was prevented.

特開平11−45729号公報JP-A-11-45729

従来の固体高分子電解質型燃料電池では、上述したようにガスケットを有する電解質/電極接合体が、熱圧着により成形されるので、電解質/電極接合体には、その成形時に大きな変形(反り)が、主に電極基材とガスケットとの熱膨張係数の違いに起因して生じてしまう。
電解質/電極接合体に大きな反りが生じると、電解質/電極接合体をセパレータで挟持する際、電解質/電極接合体をセパレータの所望の位置に配置することが困難となる問題が生じる。
また、電解質/電極接合体に力をかけて平らに再変形させると、電極基材と触媒層との間の接合、および高分子電解質膜、触媒層および電極基材とガスケットとの間の接合が変形のストレスにより剥離しやすくなる。つまりは、従来の固体高分子電解質型燃料電池自体の信頼性が損なわれるという問題が生じる。
In the conventional solid polymer electrolyte fuel cell, since the electrolyte / electrode assembly having a gasket is molded by thermocompression bonding as described above, the electrolyte / electrode assembly is greatly deformed (warped) during the molding. This is mainly caused by the difference in coefficient of thermal expansion between the electrode substrate and the gasket.
When a large warp occurs in the electrolyte / electrode assembly, when the electrolyte / electrode assembly is sandwiched between separators, it becomes difficult to dispose the electrolyte / electrode assembly in a desired position of the separator.
In addition, when the electrolyte / electrode assembly is re-deformed flatly by applying force, bonding between the electrode substrate and the catalyst layer and bonding between the polymer electrolyte membrane, the catalyst layer and the electrode substrate and the gasket are performed. However, it becomes easy to peel off due to the stress of deformation. That is, there arises a problem that the reliability of the conventional solid polymer electrolyte fuel cell itself is impaired.

この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ガスケットに強化シートを挟持させることにより、または、ガスケットを、反りを発生しにくい構造に加工することにより、ガスケット付き膜電極接合体の成形時に、熱に起因して発生する反りを抑制できる固体高分子型燃料電池を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By sandwiching a reinforcing sheet in a gasket or by processing the gasket into a structure that does not easily warp, a membrane electrode assembly with a gasket is provided. An object of the present invention is to obtain a polymer electrolyte fuel cell capable of suppressing warpage caused by heat during molding.

この発明の固体高分子型燃料電池は、高分子電解質膜および高分子電解質膜の外周縁部を除く高分子電解質膜の両面に接合されたカソードおよびアノードを有する膜電極接合体と、高分子電解質膜の両面に接合されたカソードおよびアノードを囲繞する枠状に形成され、高分子電解質膜の外周縁部を埋設して膜電極接合体に一体成形された樹脂製のガスケットと、を備え、さらに強化シートが膜電極接合体を囲繞してガスケットに埋設されている。   The solid polymer fuel cell of the present invention includes a polymer electrode membrane, a membrane electrode assembly having a cathode and an anode bonded to both surfaces of the polymer electrolyte membrane excluding the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane, and a polymer electrolyte. A resin gasket formed in a frame shape surrounding the cathode and anode bonded to both surfaces of the membrane, embedded in the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane and integrally formed in the membrane electrode assembly, and A reinforcing sheet surrounds the membrane electrode assembly and is embedded in the gasket.

この発明の固体高分子型燃料電池によれば、ガスケット付き膜電極接合体の成形時に、熱に起因して発生するガスケット付き膜電極接合体の反りを抑制できるので、単位セルを組み立てる時にはガスケット付き膜電極接合体をセパレータの所望の位置に容易に配置することができる。また、ガスケット付き膜電極接合体の信頼性が損なわれることが防止される。つまりは、固体高分子型燃料電池自体の信頼性が損なわれることが防止される。   According to the polymer electrolyte fuel cell of the present invention, since the warpage of the membrane electrode assembly with gasket caused by heat can be suppressed during the molding of the membrane electrode assembly with gasket, the gasket is provided when assembling the unit cell. The membrane electrode assembly can be easily arranged at a desired position of the separator. Moreover, it is prevented that the reliability of the membrane electrode assembly with a gasket is impaired. That is, the reliability of the solid polymer fuel cell itself is prevented from being impaired.

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池の断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 is a cross-sectional view of a polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、固体高分子型燃料電池は、シート状の膜電極接合体2と、膜電極接合体2の外周の全域からその外方に延設するように配置されたシール材としてのガラス繊維複合樹脂シート13a,13bと、膜電極接合体2およびガラス繊維複合樹脂シート13a、13bの両面を挟持するように設けられたセパレータ12と、を備える少なくとも一つの単位セル1で構成される。
そして、必要に応じて複数の単位セル1を積層することにより、所望の起電力を有する固体高分子型燃料電池が得られる。
In FIG. 1, a polymer electrolyte fuel cell includes a sheet-like membrane electrode assembly 2 and glass fibers as a sealing material arranged so as to extend outward from the entire outer periphery of the membrane electrode assembly 2. It is comprised with at least 1 unit cell 1 provided with the composite resin sheet 13a, 13b and the separator 12 provided so that both surfaces of the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber composite resin sheet 13a, 13b may be clamped.
Then, a polymer electrolyte fuel cell having a desired electromotive force can be obtained by stacking a plurality of unit cells 1 as necessary.

また、膜電極接合体2は、高分子電解質膜3と、高分子電解質膜3の外周縁部を除いた両面の部位を挟持するように配置されたカソード4およびアノード8とを有している。
つまり、カソード4、高分子電解質膜3およびアノード8の積層方向から見た膜電極接合体2は、高分子電解質膜3の外周縁部が、カソード4およびアノード8から露出されている。以降、カソード4、高分子電解質膜3およびアノード8の積層方向を単に積層方向と記載する。
The membrane electrode assembly 2 also includes a polymer electrolyte membrane 3 and a cathode 4 and an anode 8 that are disposed so as to sandwich both sides except for the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane 3. .
That is, in the membrane electrode assembly 2 viewed from the stacking direction of the cathode 4, the polymer electrolyte membrane 3 and the anode 8, the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane 3 is exposed from the cathode 4 and the anode 8. Hereinafter, the stacking direction of the cathode 4, the polymer electrolyte membrane 3, and the anode 8 is simply referred to as a stacking direction.

高分子電解質膜3は、固体高分子型燃料電池が動作される高温高湿の環境において、化学的に安定であり、プロトン伝導性を有する一方で電子伝導性がなく、かつ、ガスを通さない(ガスバリア性が高い)性能を有するものが用いられる。
高分子電解質膜3の材料には、一般的にパーフルオロ系主鎖とスルホン酸基からなる高分子電解質が用いられる。また高分子電解質膜3の厚さは、特に規定されるものではないが、一般的には50μm前後の厚さのものが用いられる。
The polymer electrolyte membrane 3 is chemically stable in a high-temperature and high-humidity environment in which the solid polymer fuel cell is operated, has proton conductivity but does not have electron conductivity, and does not pass gas. Those having performance (high gas barrier property) are used.
As the material for the polymer electrolyte membrane 3, a polymer electrolyte composed of a perfluoro main chain and a sulfonic acid group is generally used. The thickness of the polymer electrolyte membrane 3 is not particularly specified, but generally a thickness of about 50 μm is used.

カソード4は、カソード触媒層5、導電性多孔質層6aおよびガス拡散層7aで構成される。そして、カソード4は、カソード触媒層5、導電性多孔質層6aおよびガス拡散層7aの順に積層され、カソード触媒層5を高分子電解質膜3の一面に密着させて配置されている。
また、アノード8は、アノード触媒層9、導電性多孔質層6bおよびガス拡散層7bで構成されている。そして、アノード8は、アノード触媒層9、導電性多孔質層6bおよびガス拡散層7bの順に積層され、アノード触媒層9を高分子電解質膜3の他面に密着させて配置されている。
The cathode 4 includes a cathode catalyst layer 5, a conductive porous layer 6a, and a gas diffusion layer 7a. The cathode 4 is laminated in the order of the cathode catalyst layer 5, the conductive porous layer 6 a and the gas diffusion layer 7 a, and the cathode catalyst layer 5 is disposed in close contact with one surface of the polymer electrolyte membrane 3.
The anode 8 includes an anode catalyst layer 9, a conductive porous layer 6b, and a gas diffusion layer 7b. The anode 8 is laminated in the order of the anode catalyst layer 9, the conductive porous layer 6 b and the gas diffusion layer 7 b, and the anode catalyst layer 9 is disposed in close contact with the other surface of the polymer electrolyte membrane 3.

カソード触媒層5およびアノード触媒層9のそれぞれは、主に触媒粒子および触媒粒子とイオンのやり取りを行う高分子電解質の混合物からなる。
触媒粒子としては、カーボンブラック粒子表面に白金などの触媒活性をもつ金属微粒子を担持したものが一般に用いられる。
なお、触媒活性をもつ金属微粒子としては、白金−ルテニウム合金などの白金合金、パラジウム、マグネシウム、チタン、マンガン、ランタン、ニッケル−ランタン合金、チタン−鉄合金および金なども用いることができる。
Each of the cathode catalyst layer 5 and the anode catalyst layer 9 is mainly composed of catalyst particles and a mixture of polymer electrolytes that exchange ions with the catalyst particles.
As the catalyst particles, those in which metal fine particles having catalytic activity such as platinum are supported on the surface of carbon black particles are generally used.
As the metal fine particles having catalytic activity, platinum alloys such as platinum-ruthenium alloy, palladium, magnesium, titanium, manganese, lanthanum, nickel-lanthanum alloy, titanium-iron alloy, gold, and the like can also be used.

また、カソード触媒層5およびアノード触媒層9には、必要に応じて無機質粒子やポリマー粒子およびカーボン粒子等の添加物を混入してもよい。こうした添加物は、カソード触媒層5およびアノード触媒層9の親水性または疎水性(撥水性)を制御したり、空孔率を向上させたりする目的で適宜用いられる。   The cathode catalyst layer 5 and the anode catalyst layer 9 may be mixed with additives such as inorganic particles, polymer particles, and carbon particles as necessary. Such additives are appropriately used for the purpose of controlling the hydrophilicity or hydrophobicity (water repellency) of the cathode catalyst layer 5 and the anode catalyst layer 9 or improving the porosity.

導電性多孔層6a,6bおよびガス拡散層7a,7bには、固体高分子型燃料電池が動作される高温高湿の環境において、化学的に安定な材質が用いられる。
導電性多孔層6a,6bは、例えば、カーボンブラック等の粒子状導電材料に、フッ素系樹脂等のバインダを混合させて構成される。
The conductive porous layers 6a and 6b and the gas diffusion layers 7a and 7b are made of a chemically stable material in a high temperature and high humidity environment where the solid polymer fuel cell is operated.
The conductive porous layers 6a and 6b are configured by mixing a particulate conductive material such as carbon black with a binder such as a fluorine resin.

ガス拡散層7a,7bには、例えば、カーボンペーパやカーボンクロスといったカーボン繊維で形成された導電性多孔体が用いられる。さらに、ガス拡散層7a,7bは、フッ素樹脂をカーボンペーパやカーボンクロスに定着するなどして、撥水処理が施されている。また、ガス拡散層7a,7bの一般的な厚さは、数百μm程度である   For the gas diffusion layers 7a and 7b, for example, a conductive porous body formed of carbon fiber such as carbon paper or carbon cloth is used. Further, the gas diffusion layers 7a and 7b are subjected to water repellent treatment by fixing a fluororesin to carbon paper or carbon cloth. The general thickness of the gas diffusion layers 7a and 7b is about several hundred μm.

セパレータ12には、固体高分子型燃料電池が動作される高温高湿の環境において、化学的に安定でガスバリア性のある導電性板が用いられる。
セパレータ12には、例えば、カーボンなどからなる導電性板が用いられる。
また、セパレータ12の高分子電解質膜3側の面には、ガス流路となる溝(図示せず)が形成されている。
The separator 12 is a conductive plate that is chemically stable and has a gas barrier property in a high-temperature and high-humidity environment where the polymer electrolyte fuel cell is operated.
For the separator 12, for example, a conductive plate made of carbon or the like is used.
Further, a groove (not shown) serving as a gas flow path is formed on the surface of the separator 12 on the polymer electrolyte membrane 3 side.

ガラス繊維複合樹脂シート13aは、シート状のガスケット14a,14bと、ガスケット14a、14bに挟持された強化シートとしてのガラスクロス15により構成されている。
また、ガラス繊維複合樹脂シート13bは、シート状のガスケット14c,14dと、ガスケット14c、14dに挟持されたガラスクロス15により構成されている。
The glass fiber composite resin sheet 13a includes sheet-like gaskets 14a and 14b and a glass cloth 15 as a reinforcing sheet sandwiched between the gaskets 14a and 14b.
The glass fiber composite resin sheet 13b includes sheet-like gaskets 14c and 14d and a glass cloth 15 sandwiched between the gaskets 14c and 14d.

そして、ガスケット14a〜14dには、カソード4およびアノード8の外形形状に対応する窓が形成されている。また、ガラスクロス15には、ガスケット14a〜14dの窓の大きさと同じかそれよりも大きな窓が形成され、ガスケット14a〜14dの窓を囲んでいる。いずれにしてもカソード4およびアノード8から離れたガスケット14a,14bまたはガスケット14c,14dの外周側の部位には、ガラスクロス15が挟持されている。   In the gaskets 14a to 14d, windows corresponding to the outer shapes of the cathode 4 and the anode 8 are formed. Further, the glass cloth 15 is formed with a window having the same size as or larger than that of the gaskets 14a to 14d, and surrounds the windows of the gaskets 14a to 14d. In any case, the glass cloth 15 is sandwiched between the gaskets 14a and 14b or the gaskets 14c and 14d on the outer peripheral side away from the cathode 4 and the anode 8.

即ち、ガスケット14a〜14dが、高分子電解質膜3の両面に接合されたカソード4およびアノード8を囲繞する枠状に形成され、高分子電解質膜3の露出する外周縁部を埋設して膜電極接合体2に一体成形されている。さらに、ガラスクロス15が膜電極接合体2を囲繞して、ガスケット14a〜14dに埋設されている。
また、ガスケット14a〜14dの厚さは、膜電極接合体の2の厚さに対応させて適宜設定される。
That is, the gaskets 14 a to 14 d are formed in a frame shape surrounding the cathode 4 and the anode 8 joined to both surfaces of the polymer electrolyte membrane 3, and the outer peripheral edge portion where the polymer electrolyte membrane 3 is exposed is embedded to form a membrane electrode It is integrally formed with the joined body 2. Further, a glass cloth 15 surrounds the membrane electrode assembly 2 and is embedded in the gaskets 14a to 14d.
Further, the thickness of the gaskets 14a to 14d is appropriately set in accordance with the thickness 2 of the membrane electrode assembly.

そして上述のように、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bは、膜電極接合体2の外周の全域から外方に延設するように配置されている。
なお、2つのガラス繊維複合樹脂シート13a,13bが、膜電極接合体2の外周の全域から外方に延設されるものとして説明したが、1つのガラス繊維複合樹脂シートや3つ以上のガラス繊維複合樹脂シートが、膜電極接合体2の外周の全域から外方に延設されていてもよい。
As described above, the glass fiber composite resin sheets 13 a and 13 b are arranged so as to extend outward from the entire outer periphery of the membrane electrode assembly 2.
The two glass fiber composite resin sheets 13a and 13b have been described as extending outward from the entire outer periphery of the membrane electrode assembly 2, but one glass fiber composite resin sheet or three or more glasses are used. The fiber composite resin sheet may be extended outward from the entire outer periphery of the membrane electrode assembly 2.

ガスケット14a〜14dには、固体高分子型燃料電池が動作される高温高湿の環境において、化学的に安定でガスバリア性の高い材料が用いられる。
例えば、ガスケット14a〜14dにはポリオレフィン系熱可塑樹脂シートを用いることができる。また、ガスケット14a〜14dとしては、熱硬化性樹脂シートを用いてもよい。
また、強化シートとしてのガラスクロス15は、ガスケット14a〜14dおよび膜電極接合体2を一体に成形する温度で軟化せず、引っ張り強度が高く、導電性がなく、かつ水分の吸収性のないガラス繊維からなる織布である。また、強化シートとして、ガラスクロス15と同様の性質を持つ有機系繊維からなる織布を用いることもできる。例えば、有機系繊維としてアラミド繊維シートなどを用いることができる。
さらに、強化シートとして、ガラス繊維や有機系繊維などの不織布も用いることができるが、厚さを薄くできるガラスクロス15などの織布を用いるのが好ましい。
The gaskets 14a to 14d are made of a material that is chemically stable and has high gas barrier properties in a high-temperature and high-humidity environment where the polymer electrolyte fuel cell is operated.
For example, a polyolefin-based thermoplastic resin sheet can be used for the gaskets 14a to 14d. Moreover, you may use a thermosetting resin sheet as gasket 14a-14d.
Further, the glass cloth 15 as the reinforcing sheet is a glass that is not softened at a temperature at which the gaskets 14a to 14d and the membrane electrode assembly 2 are integrally molded, has high tensile strength, is not conductive, and does not absorb moisture. A woven fabric made of fibers. A woven fabric made of organic fibers having the same properties as the glass cloth 15 can also be used as the reinforcing sheet. For example, an aramid fiber sheet or the like can be used as the organic fiber.
Furthermore, although nonwoven fabrics, such as glass fiber and an organic fiber, can also be used as a reinforcement sheet, it is preferable to use woven fabrics, such as the glass cloth 15 which can make thickness thin.

そして、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bには、その厚さ方向に複数のマニホールド穴16が形成(穿設)されている。マニホールド穴16は、上述の各セパレータ12の溝に連結され、カソード4に水素ガスや供給したり、アノード8に酸素ガスを供給したりするために利用される。さらに、マニホールド穴16は、固体高分子型燃料電池を冷却するための冷却液を供給するために形成される場合もある。従って、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bは、冷却液などに対しても化学的に安定なものが用いられる。   A plurality of manifold holes 16 are formed (perforated) in the thickness direction of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b. The manifold hole 16 is connected to the groove of each separator 12 described above, and is used to supply hydrogen gas to the cathode 4 or supply oxygen gas to the anode 8. Further, the manifold hole 16 may be formed to supply a coolant for cooling the polymer electrolyte fuel cell. Therefore, the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b are chemically stable with respect to the cooling liquid or the like.

そして、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bおよび膜電極接合体2で構成されるガスケット付き膜電極接合体としてのガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体が以下のように成形される。まず、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを高分子電解質膜3の露出する外周縁部を埋設するように、カソード4およびアノード8側からそれぞれ対向配置させる。この状態で積層方向に圧力がかかるようにホットプレスを行うことにより、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bが膜電極接合体2と一体に成形される。   And the membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet as a membrane electrode assembly with a gasket constituted by the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b and the membrane electrode assembly 2 is formed as follows. First, the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b are arranged to face each other from the cathode 4 and anode 8 side so as to embed the outer peripheral edge portion where the polymer electrolyte membrane 3 is exposed. In this state, the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b are integrally formed with the membrane electrode assembly 2 by performing hot pressing so that pressure is applied in the stacking direction.

上記のように構成されたガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体のガラス繊維複合樹脂シート13a,13bに埋設されているガラスクロス15は、引っ張り強度が高いので、熱によって発生するガスケット14a〜14dを収縮させる応力に抗して、ガスケット14a〜14dの変形を抑制するように働く。   Since the glass cloth 15 embedded in the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b of the membrane electrode assembly with the glass fiber composite resin sheet configured as described above has high tensile strength, the gaskets 14a to 14d generated by heat are used. It acts to suppress the deformation of the gaskets 14a to 14d against the stress that causes shrinkage.

また、カソード4やアノード8は、ガスケット14a〜14dに対して熱膨張率が小さく、カソード4及びアノード8から離れたガスケット14a,14bまたはガスケット14c,14dの部位が、熱収縮により大きく変形されるものと推定される。従って、カソード4及びアノード8から離れたガスケット14a,14bまたは14c,14dの部位にガラスクロス15を挟持させることで、より効果的にガスケット14a〜14dの変形が抑制される。つまり、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bと膜電極接合体2とに熱を加えて一体成形した時に、ガラス繊維複合樹脂シート付き電極接合体の反り量が低減される。   Further, the cathode 4 and the anode 8 have a small coefficient of thermal expansion with respect to the gaskets 14a to 14d, and the portions of the gaskets 14a and 14b or the gaskets 14c and 14d apart from the cathode 4 and the anode 8 are greatly deformed by the thermal contraction. Estimated. Therefore, the deformation of the gaskets 14a to 14d can be more effectively suppressed by sandwiching the glass cloth 15 at the portions of the gaskets 14a, 14b or 14c, 14d apart from the cathode 4 and the anode 8. That is, when the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b and the membrane electrode assembly 2 are integrally formed by applying heat, the amount of warpage of the electrode assembly with the glass fiber composite resin sheet is reduced.

以下、実施の形態1の固体高分子型燃料電池に適用される単位セル1のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の実施例1〜実施例6と、比較例について図面を参照して説明する。
図2はこの発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例1のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図、図3はこの発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例2のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図、図4はこの発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例3のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図、図5はこの発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例4のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図、図6はこの発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例5のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図、図7はこの発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例6のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図、図8は比較例としての固体高分子型燃料電池におけるガスケットが一体化された膜電極接合体の断面図である。
また、カソード4は、図1に示されるようにカソード触媒層5、導電性多孔質層6aおよびガス拡散層7aを有し、アノード8は、アノード触媒層9、導電性多孔質層6bおよびガス拡散層7bを有しているが、図2〜図8においてはカソード4およびアノード8の詳細構成の図示は省略した。
Hereinafter, Examples 1 to 6 of a membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of a unit cell 1 applied to the polymer electrolyte fuel cell of Embodiment 1 and comparative examples will be described with reference to the drawings. To do.
2 is a cross-sectional view of a membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 1 in a polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is a solid diagram according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 2 in a polymer type fuel cell, and FIG. 4 is a glass fiber composite of Example 3 in a polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. 5 is a cross-sectional view of a membrane electrode assembly with a resin sheet, FIG. 5 is a cross-sectional view of a membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 4 in the polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 5 in a solid polymer fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 7 is a solid polymer according to Embodiment 1 of the present invention. Type fuel cell Kicking sectional view of a glass fiber composite resin sheet laminated membrane electrode assembly of Example 6, FIG. 8 is a sectional view of a membrane electrode assembly gasket is integrated in a polymer electrolyte fuel cell as a comparative example.
As shown in FIG. 1, the cathode 4 has a cathode catalyst layer 5, a conductive porous layer 6a, and a gas diffusion layer 7a. An anode 8 has an anode catalyst layer 9, a conductive porous layer 6b, and a gas. Although the diffusion layer 7b is provided, the detailed configurations of the cathode 4 and the anode 8 are not shown in FIGS.

実施例1.
図2に示される実施例1のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Aは、以下のように構成した。
高分子電解質膜3は、厚さ50μmのNafion(デュポン社登録商標)膜を用いた。また、その外形形状は160mm角の正方形となっている。
カソード4およびアノード8の外形形状は、150mm角の正方形であり、その中心が、高分子電解質膜3の中心に一致し、かつ、各辺は高分子電解質膜3の各辺とそれぞれ平行になっている。また、カソード4およびアノード8のガス拡散層7a,7bには、厚さ300μm、空孔率80%のカーボンペーパを用いた。また、カソード触媒層5はカーボンブラック表面に、白金が担持されたものを用いた。また、アノード触媒層9は、カーボンブラック表面に白金−ルテニウム合金が担持されたものを用いた。
ガスケット14a〜14dのそれぞれは、外形形状が210mm角の正方形で、厚さ140μmのポリオレフィン系熱可塑性樹脂シートで形成されている。またガスケット14a〜14dの窓の中心は高分子電解質膜3の中心に一致し、かつ、各辺は高分子電解質膜3の各辺とそれぞれ平行になっている。
Example 1.
The membrane electrode assembly 17A with glass fiber composite resin sheet of Example 1 shown in FIG. 2 was configured as follows.
As the polymer electrolyte membrane 3, a Nafion (registered trademark of DuPont) film having a thickness of 50 μm was used. The outer shape is a 160 mm square.
The external shape of the cathode 4 and the anode 8 is a square of 150 mm square, the center thereof coincides with the center of the polymer electrolyte membrane 3, and each side is parallel to each side of the polymer electrolyte membrane 3. ing. Further, carbon paper having a thickness of 300 μm and a porosity of 80% was used for the gas diffusion layers 7a and 7b of the cathode 4 and the anode 8. The cathode catalyst layer 5 used was a carbon black surface with platinum supported thereon. The anode catalyst layer 9 used was a platinum-ruthenium alloy supported on the carbon black surface.
Each of the gaskets 14a to 14d is a 210 mm square square outer shape and is formed of a polyolefin-based thermoplastic resin sheet having a thickness of 140 μm. The centers of the windows of the gaskets 14 a to 14 d coincide with the center of the polymer electrolyte membrane 3, and each side is parallel to each side of the polymer electrolyte membrane 3.

また、ガラスクロス15は、厚さ60μmで、ガスケット14a〜14dと同じ外形で同じサイズに形成されている。また、ガラスクロス15の窓の大きさは、その一辺が、高分子電解質膜3の一辺の長さより10mm長い正方形に形成され、窓の中心は、高分子電解質膜3の中心に一致し、かつ、各辺は高分子電解質膜3の各辺とそれぞれ平行になっている。   Further, the glass cloth 15 has a thickness of 60 μm and has the same outer shape as the gaskets 14a to 14d and the same size. Further, the size of the window of the glass cloth 15 is formed in a square whose one side is 10 mm longer than the length of one side of the polymer electrolyte membrane 3, the center of the window coincides with the center of the polymer electrolyte membrane 3, and Each side is parallel to each side of the polymer electrolyte membrane 3.

そして、同じ構成のガラス繊維複合樹脂シート13a,13bが、高分子電解質膜3の厚さ方向の中心を含み、かつ、膜電極接合体2の厚さ方向に垂直な面(以降、基準面とする)に対して対称に、かつ対向する面を密着させて配置されている。即ち、ガラスクロス15は、基準面から等距離に配置されている。   And the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b having the same configuration include the center in the thickness direction of the polymer electrolyte membrane 3 and a surface perpendicular to the thickness direction of the membrane electrode assembly 2 (hereinafter referred to as a reference surface). Are arranged symmetrically and in close contact with each other. That is, the glass cloth 15 is arranged at an equal distance from the reference plane.

ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Aの製造方法について説明する。
まず、カソード4の製造方法について説明する。
ガス拡散層7aは、以下のように形成した。カーボンペーパをフッ素樹脂ディスパージョン液に浸漬し、フッ素樹脂ディスパージョン液を乾燥させた後に加熱した。これにより、フッ素樹脂がカーボンペーパの表面(炭素繊維表面)に定着され、撥水処理が施されたガス拡散層7aが得られた。
The manufacturing method of membrane electrode assembly 17A with a glass fiber composite resin sheet is demonstrated.
First, a method for manufacturing the cathode 4 will be described.
The gas diffusion layer 7a was formed as follows. Carbon paper was immersed in a fluororesin dispersion liquid, and the fluororesin dispersion liquid was dried and then heated. Thereby, the fluororesin was fixed on the surface of the carbon paper (carbon fiber surface), and the gas diffusion layer 7a subjected to the water repellent treatment was obtained.

また、導電性多孔層6aは、カーボンブラックにフッ素樹脂ディスパージョン液を混合したものをガス拡散層7aの一面にスクリーン印刷により塗布した後、さらに乾燥させて形成した。   Further, the conductive porous layer 6a was formed by applying a mixture of carbon black and a fluororesin dispersion liquid onto one surface of the gas diffusion layer 7a by screen printing, and further drying.

さらに、カソード触媒層5は、導電性多孔層6aの表面に以下のカソード触媒ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、さらに乾燥させて形成した。
カソード触媒ペーストは、カソード触媒粒子1重量部に水1重量部および水を溶媒とする濃度10%のパーフルオロ系高分子電解質溶液3重量部を添加し、攪拌混合することにより得た。カソード触媒粒子としては、白金をカーボンブラック上に50%担持させたものを用いた。なお、パーフルオロ系高分子電解質溶液の溶媒はエタノールなどでもよい。
以上の方法によりカソード4を得た。
Further, the cathode catalyst layer 5 was formed by applying the following cathode catalyst paste to the surface of the conductive porous layer 6a by screen printing and further drying.
The cathode catalyst paste was obtained by adding 1 part by weight of water and 3 parts by weight of a perfluoro polymer electrolyte solution having a concentration of 10% using water as a solvent to 1 part by weight of the cathode catalyst particles, and stirring and mixing. As cathode catalyst particles, 50% platinum supported on carbon black was used. The solvent for the perfluoro polymer electrolyte solution may be ethanol or the like.
The cathode 4 was obtained by the above method.

次いで、アノード8の製造方法について説明する。
まず、ガス拡散層7bおよび導電性多孔層6bを、カソード4のガス拡散層7aおよび導電性多孔層6aの製造方法と同様の手順で形成した。
さらに、導電性多孔層6bの表面に、以下のアノード触媒ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、さらに乾燥させてアノード触媒層9を形成した。
Next, a method for manufacturing the anode 8 will be described.
First, the gas diffusion layer 7b and the conductive porous layer 6b were formed in the same procedure as the manufacturing method of the gas diffusion layer 7a and the conductive porous layer 6a of the cathode 4.
Furthermore, after applying the following anode catalyst paste to the surface of the conductive porous layer 6b by screen printing, the anode catalyst layer 9 was formed by further drying.

アノード触媒ペーストは、アノード触媒粒子1重量部に水1重量部および水を溶媒とする濃度10%のパーフルオロ系高分子電解質溶液6重量部を添加し、攪拌混合することにより得た。アノード触媒粒子としては、白金−ルテニウム系金属をカーボンブラック上に50%担持させたものを用いた。
以上の方法によりアノード8を得た。
また、上記のように製造されたカソード4およびアノード8を、その外形形状が150mm角の正方形になるようにトリミングした。
The anode catalyst paste was obtained by adding 1 part by weight of water and 6 parts by weight of a perfluoro polymer electrolyte solution having a concentration of 10% using water as a solvent to 1 part by weight of anode catalyst particles, and stirring and mixing. As anode catalyst particles, platinum-ruthenium-based metal 50% supported on carbon black was used.
The anode 8 was obtained by the above method.
Further, the cathode 4 and the anode 8 manufactured as described above were trimmed so that the outer shape thereof was a square of 150 mm square.

また、高分子電解質膜3を、その一辺がカソード4およびアノード8の一辺より10mm長い正方形、つまり、160mm角の正方形になるようにトリミングした。(削除)   In addition, the polymer electrolyte membrane 3 was trimmed so that one side thereof was a square 10 mm longer than one side of the cathode 4 and the anode 8, that is, a 160 mm square. (Delete)

次いで、膜電極接合体2の形成方法について説明する。
そして、高分子電解質膜3の一面の中央にカソード触媒層5が接触するように、カソード4を配置し、高分子電解質膜3の他面の中央にアノード触媒層9が接触するようにアノード8を配置した。この状態で、カソード4およびアノード8の反高分子電解質膜3側から、積層方向に圧力をかけ、150℃で3分間ホットプレスすることにより、膜電極接合体2を得た。
Next, a method for forming the membrane electrode assembly 2 will be described.
Then, the cathode 4 is arranged so that the cathode catalyst layer 5 is in contact with the center of one surface of the polymer electrolyte membrane 3, and the anode 8 so that the anode catalyst layer 9 is in contact with the center of the other surface of the polymer electrolyte membrane 3. Arranged. In this state, the membrane electrode assembly 2 was obtained by applying pressure in the stacking direction from the side of the antipolymer electrolyte membrane 3 of the cathode 4 and anode 8 and hot pressing at 150 ° C. for 3 minutes.

次いで、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bの形成方法を説明する。
ガスケット14a〜14dの中央にカソード4およびアノード8の外形に対応する大きさの窓を形成した。
Next, a method for forming the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b will be described.
A window having a size corresponding to the outer shape of the cathode 4 and the anode 8 was formed in the center of the gaskets 14a to 14d.

また、ガラスクロス15の中央に高分子電解質膜3の一辺の長さより一辺の長さが10mm長い正方形の窓を形成した。   In addition, a square window having a side length 10 mm longer than the length of one side of the polymer electrolyte membrane 3 was formed in the center of the glass cloth 15.

そして、ガスケット14a,14bおよびガスケット14c,14dのそれぞれに、ガラスクロス15を挟持させ、さらに、180℃でホットプレスすることで、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを得た。   Then, the glass cloth 15 was sandwiched between the gaskets 14a and 14b and the gaskets 14c and 14d, and further hot-pressed at 180 ° C. to obtain glass fiber composite resin sheets 13a and 13b.

次いで、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを膜電極接合体2の外周部に一体成形する方法を説明する。
ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bのガスケット14a,14bおよびガスケット14c,14dの窓に、膜電極接合体2のカソード4およびアノード8をそれぞれ嵌め込み、カソード4およびアノード8の外周部でガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを対向配置させる。さらに、膜電極接合体2の積層方向の両側から膜電極接合体2およびガラス繊維複合樹脂シート13a,13bに圧力がかかるように150℃で2分間ホットプレスし、膜電極接合体2とガラス繊維複合樹脂シート13a,13bとを一体化させた。さらに、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを貫通するマニホールド穴16を所定の場所に形成した。
以上により、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Aを得た。
Next, a method of integrally forming the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b on the outer peripheral portion of the membrane electrode assembly 2 will be described.
The cathode 4 and the anode 8 of the membrane electrode assembly 2 are fitted into the windows of the gaskets 14a and 14b and the gaskets 14c and 14d of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b, respectively. The sheets 13a and 13b are arranged to face each other. Further, hot pressing was performed at 150 ° C. for 2 minutes so as to apply pressure to the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b from both sides in the stacking direction of the membrane electrode assembly 2, and the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber The composite resin sheets 13a and 13b were integrated. Furthermore, a manifold hole 16 penetrating the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b was formed at a predetermined location.
Thus, a membrane electrode assembly 17A with a glass fiber composite resin sheet was obtained.

実施例2.
図3に示される実施例2のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Bは、以下のように構成した。
ガラス繊維複合樹脂シート13aのガスケット14a,14bの厚さは280μmのものを用いた。また、ガラスクロス15の窓は、その一辺が、高分子電解質膜3の一辺の大きさより3mm大きい正方形に形成されている。
そして、ガラス繊維複合樹脂シート13aのガラスクロス15は、その厚さ方向の中心が基準面に一致されている。また、ガラス繊維複合樹脂シート13bの配設は省略されている。
なお、他の構成は上記実施例1と同様に構成されている。
Example 2
The membrane electrode assembly 17B with glass fiber composite resin sheet of Example 2 shown in FIG. 3 was configured as follows.
The thickness of the gaskets 14a and 14b of the glass fiber composite resin sheet 13a was 280 μm. Further, the window of the glass cloth 15 is formed in a square whose one side is 3 mm larger than the size of one side of the polymer electrolyte membrane 3.
And as for the glass cloth 15 of the glass fiber composite resin sheet 13a, the center of the thickness direction corresponds to the reference plane. Further, the arrangement of the glass fiber composite resin sheet 13b is omitted.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

次いで、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Bの製造方法について説明する。
膜電極接合体2は実施例1と同様の手順により得た。
さらに、ガラス繊維複合樹脂シート13aを膜電極接合体2の外周部に一体成形する方法を説明する。
ガスケット14a,14bの中央に、カソード4およびアノード8の外形形状に対応する大きさの正方形の窓を形成した。
Subsequently, the manufacturing method of the membrane electrode assembly 17B with a glass fiber composite resin sheet is demonstrated.
Membrane electrode assembly 2 was obtained by the same procedure as in Example 1.
Furthermore, a method for integrally forming the glass fiber composite resin sheet 13a on the outer peripheral portion of the membrane electrode assembly 2 will be described.
A square window having a size corresponding to the outer shape of the cathode 4 and the anode 8 was formed in the center of the gaskets 14a and 14b.

さらに、ガラスクロス15の中央に高分子電解質膜3の一辺の長さより、一辺の長さが3mm大きな正方形の窓を形成した。
そして、膜電極接合体2が、ガラスクロス15の窓内の中心に配置されるように膜電極接合体2およびガラスクロス15の位置合わせを行った。さらに2つのガスケット14a,14bのそれぞれの窓をカソード4およびアノード8に嵌めこみ、ガスケット14a,14bでガラスクロス15を挟持させた。
Further, a square window having a side length of 3 mm larger than the length of one side of the polymer electrolyte membrane 3 was formed in the center of the glass cloth 15.
Then, the membrane electrode assembly 2 and the glass cloth 15 were aligned so that the membrane electrode assembly 2 was disposed at the center in the window of the glass cloth 15. Further, the respective windows of the two gaskets 14a and 14b were fitted into the cathode 4 and the anode 8, and the glass cloth 15 was sandwiched between the gaskets 14a and 14b.

さらに、膜電極接合体2の積層方向の両側から膜電極接合体2およびガラス繊維複合樹脂シート13aに圧力がかかるように150℃で2分間ホットプレスし、膜電極接合体2、ガスケット14a,14bおよびガラスクロス15を同時に一体化させた。これにより、ガラス繊維複合樹脂シート13aと膜電極接合体2とが一体に形成された。
さらに、ガラス繊維複合樹脂シート13aを貫通するマニホールド穴16を所定の場所に形成した。
以上により、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Bを得た。
Further, the membrane electrode assembly 2 and the gaskets 14a and 14b were hot-pressed at 150 ° C. for 2 minutes so that pressure is applied to the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber composite resin sheet 13a from both sides in the stacking direction of the membrane electrode assembly 2. And the glass cloth 15 were integrated at the same time. Thereby, the glass fiber composite resin sheet 13a and the membrane electrode assembly 2 were integrally formed.
Further, a manifold hole 16 penetrating the glass fiber composite resin sheet 13a was formed at a predetermined location.
Thus, a membrane electrode assembly 17B with a glass fiber composite resin sheet was obtained.

実施例3.
図4に示される実施例3のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Cは、以下のように構成した。
ガラス繊維複合樹脂シート13aのガラスクロス15の窓の大きさが、カソード4およびアノード8に対応したサイズに形成されている。また、高分子電解質膜3のカソード4およびアノード8の外周よりも外方に延設される部位は、アノード8側で、ガラスクロス15と重なるように曲げ加工されている。
なお、他の構成は上記実施例2と同様に構成されている。
Example 3
The membrane electrode assembly 17C with glass fiber composite resin sheet of Example 3 shown in FIG. 4 was configured as follows.
The size of the window of the glass cloth 15 of the glass fiber composite resin sheet 13 a is formed to a size corresponding to the cathode 4 and the anode 8. Further, the portion of the polymer electrolyte membrane 3 extending outward from the outer periphery of the cathode 4 and the anode 8 is bent so as to overlap the glass cloth 15 on the anode 8 side.
Other configurations are the same as those in the second embodiment.

実施例3のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Cの製造方法について説明する。
膜電極接合体2は実施例1と同様の手順により得た。
次いで、ガスケット14a,14bの中央に、カソード4およびアノード8の外形形状に対応する大きさの正方形の窓を形成した。
また、ガラスクロス15の中央に、カソード4およびアノード8の外形形状に対応する大きさの正方形の窓を形成した。
A method for producing the membrane electrode assembly 17C with glass fiber composite resin sheet of Example 3 will be described.
Membrane electrode assembly 2 was obtained by the same procedure as in Example 1.
Next, a square window having a size corresponding to the outer shape of the cathode 4 and the anode 8 was formed in the center of the gaskets 14a and 14b.
A square window having a size corresponding to the outer shape of the cathode 4 and the anode 8 was formed in the center of the glass cloth 15.

そして、高分子電解質膜3のカソード4およびアノード8の外周よりも外方に延設される部位の断面が以下になるように加工した。カソード4およびアノード8の外周から突出される高分子電解質膜3の先端をアノード8の側端面に向かって該垂直に折り曲げ、さらにその先端を反アノード8側に垂直に折り曲げた。このとき、高分子電解質膜3において、アノード8の側端面と略平行な部位の長さは、ガラスクロス15の厚さと概略同じになっている。   And it processed so that the cross section of the site | part extended outside rather than the outer periphery of the cathode 4 and the anode 8 of the polymer electrolyte membrane 3 might become the following. The tip of the polymer electrolyte membrane 3 protruding from the outer periphery of the cathode 4 and the anode 8 was bent vertically toward the side end face of the anode 8, and the tip was bent vertically toward the anti-anode 8 side. At this time, in the polymer electrolyte membrane 3, the length of the portion substantially parallel to the side end surface of the anode 8 is substantially the same as the thickness of the glass cloth 15.

そして、ガラスクロス15の窓をカソード4に嵌めこんでガラスクロス15を押し込み、高分子電解質膜3の先端側の折り曲げ部位に当接させる。つまり、ガラスクロス15がカソード4およびアノード8に挟持されている高分子電解質膜3の部位の外周から外方に延設されるように配置した。さらに2つのガスケット14a,14bのそれぞれの窓をカソード4およびアノード8に嵌めこんだ。   Then, the window of the glass cloth 15 is fitted into the cathode 4 and the glass cloth 15 is pushed into contact with the bent portion on the tip side of the polymer electrolyte membrane 3. That is, the glass cloth 15 is arranged so as to extend outward from the outer periphery of the portion of the polymer electrolyte membrane 3 sandwiched between the cathode 4 and the anode 8. Further, the respective windows of the two gaskets 14 a and 14 b were fitted into the cathode 4 and the anode 8.

さらに、膜電極接合体2の積層方向の両側から膜電極接合体2およびガスケット14a,14bおよびガラスクロス15に圧力がかかるように150℃で2分間ホットプレスし、膜電極接合体2、ガスケット14a,14bおよびガラスクロス15を同時に一体化させた。これにより、ガラス繊維複合樹脂シート13aと膜電極接合体2とが一体に形成された。
さらに、ガラス繊維複合樹脂シート13aを貫通するマニホールド穴16を所定の場所に形成した。
以上により、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Cを得た。
Further, hot pressing was performed at 150 ° C. for 2 minutes so as to apply pressure to the membrane electrode assembly 2, the gaskets 14 a and 14 b and the glass cloth 15 from both sides in the stacking direction of the membrane electrode assembly 2, and the membrane electrode assembly 2 and gasket 14 a 14b and the glass cloth 15 were integrated at the same time. Thereby, the glass fiber composite resin sheet 13a and the membrane electrode assembly 2 were integrally formed.
Further, a manifold hole 16 penetrating the glass fiber composite resin sheet 13a was formed at a predetermined location.
The membrane electrode assembly 17C with a glass fiber composite resin sheet was obtained by the above.

実施例4.
図5に示される実施例4のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Dは、以下のように構成した。
ガラス繊維複合樹脂シート13aのガラスクロス15の窓の外形形状が、高分子電解質膜3の一辺の長さより、一辺の長さが8mm大きな正方形に形成されている。
なお、他の構成は上記実施例2と同様に構成されている。
Example 4
The membrane electrode assembly 17D with glass fiber composite resin sheet of Example 4 shown in FIG. 5 was configured as follows.
The outer shape of the window of the glass cloth 15 of the glass fiber composite resin sheet 13a is formed in a square that is 8 mm longer on one side than the length of one side of the polymer electrolyte membrane 3.
Other configurations are the same as those in the second embodiment.

ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Dの製造方法について説明する。
膜電極接合体2は実施例1と同様の手順により得た。
次いで、ガスケット14a,14bの中央に、カソードおよびアノードの外形形状に対応する大きさの正方形の窓を形成した。
さらに、ガラスクロス15の中央に高分子電解質膜3の一辺の長さより、一辺の長さが8mm大きな正方形の窓を形成した。
以降、上記実施例2において、ガラスクロス15の中央に窓を形成した後のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Bの製造手順と同様にして、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Dを得た。
The manufacturing method of membrane electrode assembly 17D with a glass fiber composite resin sheet is demonstrated.
Membrane electrode assembly 2 was obtained by the same procedure as in Example 1.
Next, a square window having a size corresponding to the outer shape of the cathode and the anode was formed in the center of the gaskets 14a and 14b.
Furthermore, a square window having a side length of 8 mm larger than the length of one side of the polymer electrolyte membrane 3 was formed in the center of the glass cloth 15.
Thereafter, in Example 2 above, the membrane electrode assembly with glass fiber composite resin sheet 17D was manufactured in the same manner as the manufacturing procedure of the membrane electrode assembly with glass fiber composite resin sheet 17B after the window was formed at the center of the glass cloth 15. Got.

実施例5.
図6に示される実施例5のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Eは、以下のように構成した。
ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bのガスケット14a,14cには、その厚さが100μmの熱可塑性樹脂シートを用いた。
ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bのガスケット14b,14dには、その厚さが190μmの熱可塑性樹脂シートを用いた。
Example 5 FIG.
The membrane electrode assembly 17E with glass fiber composite resin sheet of Example 5 shown in FIG. 6 was configured as follows.
As the gaskets 14a and 14c of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b, thermoplastic resin sheets having a thickness of 100 μm were used.
As the gaskets 14b and 14d of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b, thermoplastic resin sheets having a thickness of 190 μm were used.

ガラス繊維複合樹脂シート13aが、厚さ100μmのガスケット14bを高分子電解質膜3に向けてカソード4側に配置され、ガラス繊維複合樹脂シート13bが、厚さ190μmのガスケット14cを高分子電解質膜3に向けた状態にアノード8側に配置されている。このように、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bのガラスクロス15は、基準面に対して非対称に配置されている。
なお、他の構成は上記実施例1と同様に構成されている。
The glass fiber composite resin sheet 13a is disposed on the cathode 4 side with the gasket 14b having a thickness of 100 μm facing the polymer electrolyte membrane 3, and the glass fiber composite resin sheet 13b is provided with the gasket 14c having a thickness of 190 μm on the polymer electrolyte membrane 3. Is disposed on the anode 8 side. Thus, the glass cloth 15 of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b is disposed asymmetrically with respect to the reference plane.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Eの製造方法について説明する。
膜電極接合体2は実施例1と同様の手順により得た。
次いで、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bの形成方法を説明する。
厚さ100μmのガスケット14a,14cおよび厚さ190μmのガスケット14b,14dを用意し、それぞれの中央にカソード4およびアノード8の外形形状に対応する大きさの窓を形成した。
また、ガラスクロス15の中央に高分子電解質膜3の一辺の長さより一辺の長さが100mm長い正方形の窓を形成した。
The manufacturing method of the membrane electrode assembly 17E with a glass fiber composite resin sheet is demonstrated.
Membrane electrode assembly 2 was obtained by the same procedure as in Example 1.
Next, a method for forming the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b will be described.
Gaskets 14a and 14c having a thickness of 100 μm and gaskets 14b and 14d having a thickness of 190 μm were prepared, and windows having sizes corresponding to the external shapes of the cathode 4 and the anode 8 were formed at the centers.
In addition, a square window having a side length 100 mm longer than the length of one side of the polymer electrolyte membrane 3 was formed in the center of the glass cloth 15.

そして、2枚のガスケット14a,14bおよびガスケット14c,14dで、ガラスクロス15をそれぞれ挟持させ、全体を180℃でホットプレスすることで、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを作製した。   Then, the glass cloth 15 was sandwiched between the two gaskets 14a and 14b and the gaskets 14c and 14d, and the whole was hot-pressed at 180 ° C. to produce glass fiber composite resin sheets 13a and 13b.

そして、一方のガラス繊維複合樹脂シート13aを厚さ190μmのガスケット側が高分子電解質膜3側に配置されるようにカソードに嵌めこみ、他方のガラス繊維複合樹脂シートを厚さ100μmのガスケット側が高分子電解質膜3側に配置されるようにアノードに嵌め込んだ。   Then, one glass fiber composite resin sheet 13a is fitted into the cathode so that the 190 μm-thick gasket side is disposed on the polymer electrolyte membrane 3 side, and the other glass fiber composite resin sheet is 100 μm-thick on the polymer side. The anode was fitted to the electrolyte membrane 3 side.

さらに、膜電極接合体2の積層方向の両側から膜電極接合体2およびガラス繊維複合樹脂シートに圧力がかかるように150℃で2分間ホットプレスし、膜電極接合体2およびガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを一体化させた。
さらに、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを貫通するマニホールド穴16を所定の場所に形成した。
以上により、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Eを得た。
Further, the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber composite resin sheet were hot-pressed at 150 ° C. for 2 minutes so that pressure is applied to the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber composite resin sheet from both sides in the stacking direction of the membrane electrode assembly 2. 13a and 13b were integrated.
Furthermore, a manifold hole 16 penetrating the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b was formed at a predetermined location.
Thus, a membrane electrode assembly 17E with a glass fiber composite resin sheet was obtained.

実施例6.
図7に示される実施例6のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Fは、以下のように構成した。
ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bのガスケット14a,14dには、厚さ190μmの熱可塑性樹脂シートを用いた。
また、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bのガスケット14b,14cには、厚さ100μmの熱可塑性樹脂シートを用いた。
そして、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bが、厚さ100μmのガスケット14b,14cを高分子電解質膜3に向けて対向配置されている。
なお、他の構成は上記実施例1と同様に構成されている。
Example 6
The membrane electrode assembly 17F with glass fiber composite resin sheet of Example 6 shown in FIG. 7 was configured as follows.
As the gaskets 14a and 14d of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b, thermoplastic resin sheets having a thickness of 190 μm were used.
Further, a thermoplastic resin sheet having a thickness of 100 μm was used for the gaskets 14b and 14c of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b.
The glass fiber composite resin sheets 13 a and 13 b are arranged to face each other with the gaskets 14 b and 14 c having a thickness of 100 μm facing the polymer electrolyte membrane 3.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Fの製造方法について説明する。
膜電極接合体2は実施例1と同様の手順により得た。
次いで、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bの形成方法を説明する。
厚さ100μmのガスケット14b,14cおよび厚さ190μmのガスケット14a,14dを用意し、それぞれの中央にカソード4およびアノード8の外形形状に対応する大きさの窓を形成した。
また、ガラスクロス15の中央に高分子電解質膜3の一辺の長さと一辺の長さが10mm長い正方形の窓を形成した。
The manufacturing method of the membrane electrode assembly 17F with a glass fiber composite resin sheet is demonstrated.
Membrane electrode assembly 2 was obtained by the same procedure as in Example 1.
Next, a method for forming the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b will be described.
Gaskets 14b and 14c having a thickness of 100 μm and gaskets 14a and 14d having a thickness of 190 μm were prepared, and windows having sizes corresponding to the outer shapes of the cathode 4 and the anode 8 were formed at the centers.
In addition, a square window having a side length of 10 mm and a side length of 10 mm was formed in the center of the glass cloth 15.

そして、2枚のガスケット14a,14bおよびガスケット14c,14dで、ガラスクロス15をそれぞれ挟み全体を180℃でホットプレスすることで、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを作製した。
ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを、厚さ100μmのガスケット側が高分子電解質膜3側で対向配置されるように、ガスケット14a,14bおよびガスケット14c,14dの窓をそれぞれカソード4およびアノード8に嵌めこんだ。
Then, the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b were produced by sandwiching the glass cloth 15 with the two gaskets 14a and 14b and the gaskets 14c and 14d and hot-pressing the entire glass cloth 15 at 180 ° C.
The windows of the gaskets 14a, 14b and the gaskets 14c, 14d are fitted into the cathode 4 and the anode 8, respectively, so that the glass fiber composite resin sheets 13a, 13b are disposed opposite to the 100 μm thick gasket side on the polymer electrolyte membrane 3 side. It was.

さらに、膜電極接合体2の積層方向の両側から膜電極接合体2およびガラス繊維複合樹脂シート13a,13bに圧力がかかるように150℃で2分間ホットプレスし、膜電極接合体2およびガラス繊維複合樹脂シート13aを一体化させた。
さらに、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを貫通するマニホールド穴16を所定の場所に形成した。
以上により、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17Fを得た。
Further, hot pressing was performed at 150 ° C. for 2 minutes so as to apply pressure to the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b from both sides in the stacking direction of the membrane electrode assembly 2, and the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber The composite resin sheet 13a was integrated.
Furthermore, a manifold hole 16 penetrating the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b was formed at a predetermined location.
The membrane electrode assembly 17F with a glass fiber composite resin sheet was obtained by the above.

比較例.
図8に示されるガスケット14a,14bが一体化した膜電極接合体2は、以下のように構成した。
厚さ300μmのガスケット14a,14bが、ガスケット14aの一面とガスケット14bの他面が、基準面で密着された状態に対向配置されている。また、ガラスクロス15の配置を省略した。
なお、他の構成は上記実施例2と同様に構成されている。
次いで、比較例のガスケット14a,14bが一体化された膜電極接合体2の製造方法について説明する。
膜電極接合体2は上記実施例1と同様に構成した。
Comparative example.
The membrane electrode assembly 2 in which the gaskets 14a and 14b shown in FIG. 8 were integrated was configured as follows.
Gaskets 14a and 14b having a thickness of 300 μm are arranged to face each other so that one surface of the gasket 14a and the other surface of the gasket 14b are in close contact with each other on the reference surface. Further, the arrangement of the glass cloth 15 was omitted.
Other configurations are the same as those in the second embodiment.
Next, a method for manufacturing the membrane electrode assembly 2 in which the gaskets 14a and 14b of the comparative example are integrated will be described.
The membrane electrode assembly 2 was configured in the same manner as in Example 1 above.

厚さ300μmのガスケットを2枚用意し、それぞれの中央に、カソード4およびアノード8の外形に対応する大きさの窓を形成した。
そして、2つのガスケット14a,14bの窓をカソード4およびアノード8に合わせて、ガスケット14a,14bのそれぞれをカソード4およびアノード8に嵌めこんだ。
さらに、膜電極接合体2の積層方向の両側から膜電極接合体2およびガラス繊維複合樹脂シートに圧力がかかるように150℃で2分間ホットプレスし、膜電極接合体とガスケットを一体化させた。
さらに、ガスケット14a,14bを貫通するマニホールド穴16を所定の場所に形成した。
以上により、ガスケット14a,14bが一体化された膜電極接合体2を得た。
Two gaskets having a thickness of 300 μm were prepared, and a window having a size corresponding to the outer shape of the cathode 4 and the anode 8 was formed in the center of each.
The windows of the two gaskets 14a and 14b were aligned with the cathode 4 and the anode 8, and the gaskets 14a and 14b were fitted into the cathode 4 and the anode 8, respectively.
Furthermore, the membrane electrode assembly 2 and the gasket were integrated by hot pressing at 150 ° C. for 2 minutes so that pressure was applied to the membrane electrode assembly 2 and the glass fiber composite resin sheet from both sides in the stacking direction of the membrane electrode assembly 2. .
Furthermore, a manifold hole 16 penetrating the gaskets 14a and 14b was formed at a predetermined location.
Thus, the membrane electrode assembly 2 in which the gaskets 14a and 14b were integrated was obtained.

上記実施例1〜実施例6のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17F
は、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13b(または13a)により、膜電極接合体2がシールされ、膜電極接合体2の外部にガスがリークされることが抑制される。
Membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets of Examples 1 to 6 above
The glass fiber composite resin sheets 13a and 13b (or 13a) seal the membrane electrode assembly 2 and suppress the leakage of gas to the outside of the membrane electrode assembly 2.

そして、単位セル1は、上記実施例1〜実施例6のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fをセパレータ12で挟持させることにより得られる。このとき、セパレータ12には予め、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fのマニホールド穴16に対応する位置にセパレータ12を貫通するマニホールド穴が空けられている。
また、セパレータ12は膜電極接合体2に接着される必要はなく、例えば単位セル1を所望の層数を積層した後、複数の単位セル1の積層方向の両側から圧力がかかる形状に成形された容器(図示せず)に収納するなどして固体高分子燃料型電池を得ることができる。
And the unit cell 1 is obtained by pinching the membrane electrode assembly 17A-17F with a glass fiber composite resin sheet of the said Example 1- Example 6 with the separator 12. FIG. At this time, the separator 12 is previously provided with a manifold hole penetrating the separator 12 at a position corresponding to the manifold hole 16 of the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets.
The separator 12 does not need to be bonded to the membrane electrode assembly 2. For example, after a desired number of unit cells 1 are stacked, the separator 12 is formed into a shape in which pressure is applied from both sides in the stacking direction of the plurality of unit cells 1. The polymer electrolyte fuel cell can be obtained by storing it in a container (not shown).

次に、実施例1〜実施例6のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fおよび比較例のガスケット14a,14bが一体化された膜電極接合体2の評価について説明する。   Next, evaluation of the membrane electrode assembly 2 in which the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets of Examples 1 to 6 and the gaskets 14a and 14b of the comparative examples are integrated will be described.

上記の方法にて製造されたガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fの反り量を以下のように定義する。
即ち、反りを伴うガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fを、水平に配置された平板上に下に凸になるように配置する。そして、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fに力が加えられていない状態で、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fの平板の当接面と、鉛直方向に最も反り生じているガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fの部分の距離を反り量としている。つまり、通常は、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fの平板との当接箇所と、該当接箇所から最も水平距離の長いガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fの角部のいずれかとの間の鉛直方向の距離が反り量となる。
The amount of warpage of the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets produced by the above method is defined as follows.
That is, the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets accompanied by warpage are arranged so as to protrude downward on a horizontally arranged flat plate. And in the state in which no force is applied to the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets, the flat plate contact surfaces of the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets and the vertical direction are the most. The distance of the part of membrane electrode assembly 17A-17F with the glass fiber composite resin sheet which has produced the curvature is made into curvature amount. That is, usually, the contact points of the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets with the flat plate and the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets having the longest horizontal distance from the corresponding contact locations. The distance in the vertical direction between one of the corners is the amount of warpage.

実施例1〜実施例6のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17F成形後の反り量および比較例のガスケット14a,14b付き膜電極接合体2の反り量を測定した結果を表1に示す。   Table 1 shows the results of measurement of the warpage amount after molding of the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets of Examples 1 to 6 and the membrane electrode assembly 2 with gaskets 14a and 14b of Comparative Examples. Shown in

Figure 2008123957
Figure 2008123957

表1において、実施例1〜実施例6の反り量は、それぞれ、2.2mm、4.2mm、3.1mm、4.8mm、9.9mmおよび3.9mmであった。これに対し、比較例の反り量は18mmであった。
ガラス繊維複合樹脂シート13a(または13a,13b)が膜電極接合体2の外周に配置された実施例1〜実施例6の反り量は、ガスケット14a,14bのみが膜電極接合体2の外周に配置された比較例の反り量より小さくなった。
In Table 1, the warpage amounts of Examples 1 to 6 were 2.2 mm, 4.2 mm, 3.1 mm, 4.8 mm, 9.9 mm, and 3.9 mm, respectively. On the other hand, the warpage amount of the comparative example was 18 mm.
The warpage amounts of Examples 1 to 6 in which the glass fiber composite resin sheet 13a (or 13a, 13b) is arranged on the outer periphery of the membrane electrode assembly 2 are such that only the gaskets 14a, 14b are on the outer periphery of the membrane electrode assembly 2. It became smaller than the curvature amount of the arrange | positioned comparative example.

上記結果について考察する。上述したように、ガラスクロス15は、その引っ張り強度が高いので、熱によって発生するガスケット14a〜14dを収縮させる応力に抗して、ガスケット14a〜14dの変形を抑制する。一方、比較例は、ガラスクロス15が配置されていないので、熱によって発生するガスケット14a〜14dを収縮させる応力が、そのままガスケット14a〜14dを反らせる力として働く。従って、各実施例1〜実施例6の反り量が比較例の反り量より小さくなったものと判断される。   Consider the above results. As described above, since the glass cloth 15 has high tensile strength, the glass cloth 15 suppresses deformation of the gaskets 14a to 14d against the stress that contracts the gaskets 14a to 14d generated by heat. On the other hand, in the comparative example, since the glass cloth 15 is not disposed, the stress that contracts the gaskets 14a to 14d generated by heat acts as a force for warping the gaskets 14a to 14d as it is. Therefore, it is determined that the warpage amount of each of Examples 1 to 6 is smaller than that of the comparative example.

また、ガラスクロス15が、ガラスクロス15をガスケット14a,14bのトータルの厚さの厚さ中心に配置またはガスケット14a〜14dのトータルの厚さの厚さ中心に対して対称に配置された実施例1〜実施例4および実施例6は、ガラスクロス15が、ガスケット14a〜14dのトータルの厚さ方向の中心に対して非対称に配置された実施例5より反り量が大幅に小さくなった。   Further, the glass cloth 15 is disposed in the center of the total thickness of the gaskets 14a and 14b or symmetrically with respect to the center of the total thickness of the gaskets 14a to 14d. In Examples 1 to 4 and Example 6, the warp amount was significantly smaller than that in Example 5 in which the glass cloth 15 was arranged asymmetrically with respect to the center in the total thickness direction of the gaskets 14a to 14d.

上記結果について考察する。
実施例1〜実施例4および実施例6は、ガラスクロス15が、ガスケット14a〜14dまたはガスケット14a,14bのトータルの厚さの厚さ中心に配置、または厚さ中心に対して対称に配置されているので、ガラスクロス15の両面のガスケット14a〜14dの部位で発生する熱収縮の応力は均一であると判断される。
Consider the above results.
In Example 1 to Example 4 and Example 6, the glass cloth 15 is arranged at the thickness center of the total thickness of the gaskets 14a to 14d or the gaskets 14a and 14b, or symmetrically arranged with respect to the thickness center. Therefore, it is determined that the heat shrinkage stress generated at the portions of the gaskets 14a to 14d on both surfaces of the glass cloth 15 is uniform.

一方、実施例5は、ガラスクロス15が、ガスケット14a〜14dのトータルの厚さ方向の中心に対して非対称に配置されているので、ガラスクロス15の両面のガスケット14a〜14dの部位で発生する熱収縮による応力が部分的に集中される箇所があるものと判断される。これにより、実施例5では、ガスケット14a〜14dの熱収縮による大きな応力を受けるガラスクロス15の部位の反り量が大きくなる。
従って、実施例1〜実施例4および実施例6の反り量は、実施例5の反り量より小さくなったものと判断される。
On the other hand, in Example 5, since the glass cloth 15 is asymmetrically arranged with respect to the center in the total thickness direction of the gaskets 14a to 14d, the glass cloth 15 is generated at the portions of the gaskets 14a to 14d on both surfaces of the glass cloth 15. It is determined that there is a portion where stress due to heat shrinkage is partially concentrated. Thereby, in Example 5, the curvature amount of the site | part of the glass cloth 15 which receives the big stress by the thermal contraction of gasket 14a-14d becomes large.
Therefore, it is determined that the warpage amounts of Examples 1 to 4 and Example 6 are smaller than those of Example 5.

また、ガラスクロス15が、ガスケット14a〜14dのトータルの厚さの厚さ中心に対して対称に配置された場合とガラスクロス15がガスケット14a,14bのトータルの厚さの厚さ中心に配置された場合について検討する。   Further, when the glass cloth 15 is arranged symmetrically with respect to the center of the total thickness of the gaskets 14a to 14d, and the glass cloth 15 is arranged at the center of the total thickness of the gaskets 14a and 14b. Consider the case.

実施例1および実施例6では、2層のガラスクロス15をガスケット14a〜14dのトータルの厚さの厚さ中心に対して対称に配置させている。この場合、予めガラス繊維複合樹脂シート13a,13bの形成後にガラス繊維複合樹脂シート13a,13bを膜電極接合体2と一体化させることが可能である。ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bのそれぞれのガラスクロス15は、所定の厚さのガスケット14a,14bおよびガスケット14c,14dに挟持されるので、ガスケット14a,14bおよびガスケット14c,14dのトータルの厚さの所定の部位で必ず挟持されることになる。従って、2層のガラスクロス15をトータルの厚さの厚さ中心に対して対称に配置させることが、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bをカソード4およびアノード8にはめ込むとで自動的に行える。   In Example 1 and Example 6, the two glass cloths 15 are arranged symmetrically with respect to the thickness center of the total thickness of the gaskets 14a to 14d. In this case, it is possible to integrate the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b with the membrane electrode assembly 2 in advance after the formation of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b. Since each glass cloth 15 of the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b is sandwiched between gaskets 14a and 14b and gaskets 14c and 14d having a predetermined thickness, the total thickness of the gaskets 14a and 14b and the gaskets 14c and 14d. It is always clamped at a predetermined part. Accordingly, the two glass cloths 15 can be automatically arranged symmetrically with respect to the thickness center of the total thickness by automatically fitting the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b into the cathode 4 and the anode 8.

これに対し、実施例2〜実施例4では、1層のガラスクロス15をガスケット14a,14bのトータルの厚さの厚さ中心に配置させている。この場合、ガラスクロス15、ガスケット14a,14bおよび膜電極接合体2の一体成形時に、ガラスクロス15の厚さ方向の中心を基準面に合わせ、ガラスクロス15の窓中心を膜電極接合体3の中心に合わせる工程が必要となるが、ガラスクロス15は大変薄いので扱いづらく、位置調整が難しくなる場合がある。   On the other hand, in Example 2-4, the glass cloth 15 of 1 layer is arrange | positioned in the thickness center of the total thickness of gasket 14a, 14b. In this case, when the glass cloth 15, the gaskets 14 a and 14 b and the membrane electrode assembly 2 are integrally formed, the center of the glass cloth 15 in the thickness direction is aligned with the reference plane, and the window center of the glass cloth 15 is aligned with the membrane electrode assembly 3. Although the centering process is required, the glass cloth 15 is very thin and difficult to handle, and the position adjustment may be difficult.

したがって、1層のガラスクロス15をガスケット14a,14bのトータルの厚さの厚さ中心に配置させるより、2層のガラスクロス15をガスケット14a〜14dのトータルの厚さの厚さ中心に対して対称に積層させるのが容易となる。   Therefore, by arranging the one-layer glass cloth 15 at the center of the total thickness of the gaskets 14a and 14b, the two-layer glass cloth 15 is arranged with respect to the center of the total thickness of the gaskets 14a to 14d. It becomes easy to stack symmetrically.

また、ガラスクロス15が一層であり、かつガラスクロス15が、ガスケット14a,14bのトータルの厚さ方向の中心に配置された実施例3〜実施例5は、ガラスクロス15に形成された窓の大きさが最も小さい実施例3での反り量がもっとも小さくなり、窓の大きさが最も大きい実施例5の反り量が他に比べて大きくなった。   Further, in Examples 3 to 5 in which the glass cloth 15 is a single layer and the glass cloth 15 is arranged at the center in the total thickness direction of the gaskets 14a and 14b, the windows of the windows formed in the glass cloth 15 are used. The amount of warping in Example 3 with the smallest size was the smallest, and the amount of warping in Example 5 with the largest size of the window was larger than the others.

上記結果について考察する。
ガラスクロス15の面積は、窓が大きくなるほど小さくなる。ガラスクロス15の面積が小さくなるほど熱によって発生するガスケット14a〜14dを収縮させる応力に抗する力がなくなり、ガスケット14a〜14dの変形を抑制する効果が小さくなるものと判断される。
Consider the above results.
The area of the glass cloth 15 becomes smaller as the window becomes larger. It is determined that the smaller the area of the glass cloth 15 is, the less the force to resist the stress that contracts the gaskets 14a to 14d generated by heat is, and the smaller the effect of suppressing the deformation of the gaskets 14a to 14d is.

しかしながら、ガラスクロス15の窓の大きさが、高分子電解質膜3の大きさより小さい実施例3では、両者の干渉をなくすように高分子電解質膜3の加工を施す必要がある。また、高分子電解質膜3とガラスクロス15との重なり部分では、ガラスクロス15から放出されるイオン性不純物が高分子電解質膜3に伝導しないように対策をとる必要性が生じる場合もある。従って、好ましくは、ガラスクロス15の窓の外形形状は、高分子電解質膜3と重ならないように形成するのがよい。   However, in Example 3 in which the size of the window of the glass cloth 15 is smaller than the size of the polymer electrolyte membrane 3, it is necessary to process the polymer electrolyte membrane 3 so as to eliminate the interference therebetween. In addition, at the overlapping portion of the polymer electrolyte membrane 3 and the glass cloth 15, it may be necessary to take measures so that ionic impurities released from the glass cloth 15 do not conduct to the polymer electrolyte membrane 3. Therefore, it is preferable that the outer shape of the window of the glass cloth 15 is formed so as not to overlap the polymer electrolyte membrane 3.

この実施の形態1によれば、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bが、ガスケット14a,14bまたはガスケット14c,14dにガラスクロス15を挟持させて形成されている。従って、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bが膜電極接合体2の外周に配置された状態でホットプレスによりガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fを成形する際、ガラスクロス15がガスケット14a〜14dの収縮力に抗して、ガスケット14a〜14dが変形するのを抑制するため、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fの成形後の反り量を小さくすることができる。   According to the first embodiment, the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b are formed by sandwiching the glass cloth 15 between the gaskets 14a and 14b or the gaskets 14c and 14d. Therefore, when the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b are arranged on the outer periphery of the membrane electrode assembly 2 and the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets are molded by hot pressing, the glass cloth 15 is a gasket. In order to suppress deformation of the gaskets 14a to 14d against the contraction force of 14a to 14d, the warpage amount after molding of the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets can be reduced.

従って、その後の工程で、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fをセパレータで挟持する際、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fをセパレータ12の所望の位置に配置することが容易になる。   Therefore, when the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets are sandwiched by separators in the subsequent steps, the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets are disposed at desired positions of the separator 12. It becomes easy.

また、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fの成形後の反り量が小さいので、ガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fに力をかけて平らに再変形する場合でも、その変形によるストレスは小さく、つまりは、固体高分子型燃料電池自体の信頼性が損なわれることがない。   Further, since the amount of warping after molding of the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets is small, even when the membrane electrode assemblies 17A to 17F with glass fiber composite resin sheets are subjected to force and are re-deformed flatly. The stress due to the deformation is small, that is, the reliability of the polymer electrolyte fuel cell itself is not impaired.

また、ガラスクロス15をガスケット14a,14bのトータルの厚さの厚さ中心に配置またはガスケット14a〜14dのトータルの厚さの厚さ中心に対して対称に配置させることで、より効果的にガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体17A〜17Fの反りを抑制することができる。さらに、ガラスクロス15の積層数を2層とすることで、ガラス繊維複合樹脂シート13a,13bをカソード4およびアノード8に嵌め込むだけで、ガラスクロス15をガスケット14a〜14dのトータルの厚さの厚さ中心に対して対称に配置させることが容易に行える。   Further, the glass cloth 15 is arranged at the center of the total thickness of the gaskets 14a and 14b or symmetrically arranged with respect to the center of the total thickness of the gaskets 14a to 14d, so that the glass can be more effectively used. The curvature of membrane electrode assembly 17A-17F with a fiber composite resin sheet can be suppressed. Furthermore, by setting the number of laminated glass cloths 15 to 2, the glass cloth 15 can be made to have the total thickness of the gaskets 14a to 14d only by fitting the glass fiber composite resin sheets 13a and 13b into the cathode 4 and the anode 8. It can be easily arranged symmetrically with respect to the thickness center.

また、ガラスクロス15が、膜電極接合体2の外周に配置されたガスケット14a〜14dのトータルの厚さの厚さ中心に配置した場合、ガラスクロス15の窓の大きさを高分子電解質膜3の外形形状より大きくすることで高分子電解質膜3と重ならせることなくガラスクロス15を配置させることができる。従って、高分子電解質膜3をガラスクロス15の形状に合わせて加工するという手間が省ける。また、ガラスクロス15から放出されるイオン性不純物が高分子電解質膜3を汚染することがないので、汚染に対して何らかの対策をとる必要もない。   When the glass cloth 15 is disposed at the center of the total thickness of the gaskets 14 a to 14 d disposed on the outer periphery of the membrane electrode assembly 2, the size of the window of the glass cloth 15 is set to the polymer electrolyte membrane 3. The glass cloth 15 can be disposed without overlapping the polymer electrolyte membrane 3 by making it larger than the outer shape. Therefore, the labor of processing the polymer electrolyte membrane 3 in accordance with the shape of the glass cloth 15 can be saved. Further, since ionic impurities released from the glass cloth 15 do not contaminate the polymer electrolyte membrane 3, it is not necessary to take any measures against the contamination.

なお、この実施の形態1では、ガラスクロス15を、1層または2層に積層するものとして説明したが、ガラスクロス15は、1層または2層に積層するものに限定されるものではなく、3層以上に積層してもよい。この場合、ガスケット14a〜14dのトータルの厚さの厚さ中心に対して対称になるようにガラスクロス15を積層させるのが望ましい。   In the first embodiment, the glass cloth 15 is described as being laminated in one or two layers, but the glass cloth 15 is not limited to being laminated in one or two layers. Three or more layers may be laminated. In this case, it is desirable to laminate the glass cloth 15 so as to be symmetric with respect to the thickness center of the total thickness of the gaskets 14a to 14d.

実施の形態2.
図9はこの発明の実施の形態2に係る固体高分子型燃料電池のガスケット付き膜電極接合体の上面図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a top view of a membrane electrode assembly with a gasket of a polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 2 of the present invention.

図9において、ガスケット付き膜電極接合体19は、マニホールド穴16が、ガスケット14a,14bのうち対向する2辺に沿って、所定の間隔をあけて形成されている。
また、スリット状の切り欠き18が各マニホールド穴16の間のガスケット14a,14bの部位に形成されている。切り欠き18により、マニホールド穴16の間のガスケット14a,14bの部位が分離される。
このとき、ガスケット14a,14bは、アノード8の外周から距離Aまでの範囲とマニホールド穴16の外周から距離Aの範囲のガスケット14a,14bの部位を残して切り欠かれている。
In FIG. 9, the membrane electrode assembly 19 with gasket has manifold holes 16 formed at predetermined intervals along two opposing sides of the gaskets 14a and 14b.
A slit-shaped notch 18 is formed in the gaskets 14 a and 14 b between the manifold holes 16. The portions of the gaskets 14 a and 14 b between the manifold holes 16 are separated by the notches 18.
At this time, the gaskets 14 a and 14 b are notched leaving the portions of the gaskets 14 a and 14 b in the range from the outer periphery of the anode 8 to the distance A and the range of the distance A from the outer periphery of the manifold hole 16.

距離Aは、ガスケット14a,14b装着の本来の目的である水素や酸素のガスリークの防止機能が維持することのできるガスケットの大きさを決定するものである。
即ち、切り欠き18が形成されたガスケット14a,14bは、膜電極接合体2からのガスリークを抑制するために、カソード4およびアノード8の外周から距離A以上で、かつ、マニホールド穴16の外周から距離A以上を有する外形形状に形成されていればよい。
なお、他の構成は上記比較例と同様に構成されている。
The distance A determines the size of the gasket that can maintain the function of preventing hydrogen or oxygen gas leakage, which is the original purpose of mounting the gaskets 14a and 14b.
That is, the gaskets 14 a and 14 b formed with the notches 18 are at a distance A or more from the outer periphery of the cathode 4 and the anode 8 and from the outer periphery of the manifold hole 16 in order to suppress gas leakage from the membrane electrode assembly 2. What is necessary is just to be formed in the external shape which has the distance A or more.
Other configurations are the same as those in the comparative example.

実施例7.
実施例7のガスケット付き膜電極接合体19は、以下のように構成した。
マニホールド穴16の形状は、長辺35.3mmおよび短辺10mmの長方形に形成されている。そして、マニホールド穴16が、ガスケット14a,14bの対向する2辺に沿って3つずつ形成されている。このとき、マニホールド穴16は、その長辺がガスケット14a,14bの対向する2辺と平行になるように形成されている。
Example 7
The gasketed membrane electrode assembly 19 of Example 7 was configured as follows.
The shape of the manifold hole 16 is a rectangle having a long side of 35.3 mm and a short side of 10 mm. Three manifold holes 16 are formed along two opposing sides of the gaskets 14a and 14b. At this time, the manifold hole 16 is formed so that its long side is parallel to two opposing sides of the gaskets 14a and 14b.

また、2mm幅の切り欠き18が、隣接するマニホールド穴16の中間部にガスケット14a,14bの厚さ方向に形成されている。このとき、距離Aは10mmとした。
また、ガラスクロス15の配置は省略されている。
なお、他の構成は上記実施例1と同様に構成されている。
Further, a notch 18 having a width of 2 mm is formed in the middle direction of the adjacent manifold hole 16 in the thickness direction of the gaskets 14a and 14b. At this time, the distance A was 10 mm.
Further, the arrangement of the glass cloth 15 is omitted.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

次いで、実施例7のガスケット付き膜電極接合体19の製造方法について説明する。
まず、上記実施例1と同様に、膜電極接合体2を得た。
さらに、ガスケット14a,14bには、後工程で形成されるマニホールド穴16の形成予定の位置に対して、切り欠き18が各マニホールド穴16の間のガスケット14a,14bの部位にスリット状に形成した。このとき、切り欠き18は、マニホールド穴16の外周から距離Aの範囲のガスケット14a,14bの部位を残して形成されている。
Subsequently, the manufacturing method of the membrane electrode assembly 19 with a gasket of Example 7 is demonstrated.
First, a membrane electrode assembly 2 was obtained in the same manner as in Example 1 above.
Further, in the gaskets 14a and 14b, a notch 18 is formed in a slit shape at a portion of the gaskets 14a and 14b between the manifold holes 16 with respect to a position where the manifold hole 16 to be formed in a subsequent process is to be formed. . At this time, the notch 18 is formed leaving the portions of the gaskets 14 a and 14 b within the distance A from the outer periphery of the manifold hole 16.

さらに、ガスケット14a,14bの窓から距離Aの範囲のガスケット14a,14bの部位が残るように、ガスケット14a,14bを切取った。   Further, the gaskets 14a and 14b were cut out so that the portions of the gaskets 14a and 14b within the distance A range remained from the windows of the gaskets 14a and 14b.

そして、ガスケット14a,14bの窓に、膜電極接合体2のカソード4およびアノード8をそれぞれ嵌め込み、カソード4およびアノード8の外周部でガスケット14a,14bを対向配置させる。さらに、膜電極接合体2の積層方向の両側から膜電極接合体2およびガスケット14a,14bに圧力がかかるように150℃で2分間ホットプレスし、膜電極接合体2とガスケット14a,14bとを一体化させた。   Then, the cathode 4 and the anode 8 of the membrane electrode assembly 2 are fitted into the windows of the gaskets 14 a and 14 b, respectively, and the gaskets 14 a and 14 b are arranged to face each other on the outer peripheral portions of the cathode 4 and the anode 8. Further, the membrane electrode assembly 2 and the gaskets 14a and 14b are hot-pressed at 150 ° C. for 2 minutes so that pressure is applied to the membrane electrode assembly 2 and the gaskets 14a and 14b from both sides in the stacking direction of the membrane electrode assembly 2. Integrated.

さらに、ガスケット14a,14bを貫通するマニホールド穴16を所定の場所に形成した。
以上により、ガスケット付き膜電極接合体19を得た。
Further, a manifold hole 16 penetrating the gaskets 14a and 14b was formed at a predetermined location.
Thus, a gasketed membrane electrode assembly 19 was obtained.

また、比較例として、実施の形態1のガスケット14a,14bが一体化された膜電極接合体2と同様のものを用意した。   As a comparative example, the same membrane electrode assembly 2 in which the gaskets 14a and 14b of Embodiment 1 were integrated was prepared.

次に、ガスケット付き膜電極接合体19の形成後の反り量および比較例のガスケット14a,14b付き膜電極接合体2の反り量を、上記実施の形態1の実施例1〜実施例6の反り量の測定方法と同様の測定方法で測定した。
その結果、実施例7の反り量は8.2mmであり、比較例の反り量18mmと比較して格段に反り量が減少した。
Next, the warpage amount after the formation of the membrane electrode assembly 19 with gasket and the warpage amount of the membrane electrode assembly 2 with gaskets 14a and 14b of the comparative example are shown as the warpage of Examples 1 to 6 of the first embodiment. It measured by the measuring method similar to the measuring method of quantity.
As a result, the warpage amount of Example 7 was 8.2 mm, and the warpage amount was significantly reduced as compared with the warpage amount 18 mm of the comparative example.

次いで、上記評価結果をについて検討する。
実施例7では、スリット状の切り欠き18が、膨張係数の小さいカソード4およびアノード8から距離の離れたガスケット14a,14bの外周部におけるマニホールド穴16の間の部位に形成されている。
Next, the evaluation result is examined.
In the seventh embodiment, slit-shaped cutouts 18 are formed at portions between the manifold holes 16 in the outer peripheral portions of the gaskets 14a and 14b that are separated from the cathode 4 and the anode 8 having a small expansion coefficient.

ガスケット14a,14bと膜電極接合体2を一体化する際の熱に起因する反りは、膨張係数の小さいカソード4およびアノード8から距離の離れたガスケット14a,14bの外周部の収縮に起因する応力が大きく影響するものと推定される。
ガスケット14a,14bの外周部におけるマニホールド穴16の間の部位が、切り欠き18により分離されたので、ガスケット14a,14bの収縮による応力が、切り欠き18に吸収され、ガスケット14a,14b全体の収縮が抑制されるものと判断される。
Warpage due to heat when the gaskets 14a and 14b and the membrane electrode assembly 2 are integrated is stress caused by contraction of the outer peripheral portions of the gaskets 14a and 14b which are separated from the cathode 4 and the anode 8 having a small expansion coefficient. Is estimated to have a large effect.
Since the portions between the manifold holes 16 on the outer peripheral portions of the gaskets 14a and 14b are separated by the notches 18, the stress due to the shrinkage of the gaskets 14a and 14b is absorbed by the notches 18 and the entire gaskets 14a and 14b shrink. Is determined to be suppressed.

従って、この実施の形態2によれば、ガスケット14a,14bの外周部におけるマニホールド穴16の間の部位が、切り欠き18により分離されたので、ガスケット14a,14b全体の収縮を抑制することができる。即ち、ガスケット付き膜電極接合体19の成形時の熱に起因して発生するガスケット付き膜電極接合体19の反りを抑制できる。   Therefore, according to the second embodiment, since the portion between the manifold holes 16 in the outer peripheral portions of the gaskets 14a and 14b is separated by the notch 18, the shrinkage of the entire gaskets 14a and 14b can be suppressed. . That is, the warp of the membrane-electrode assembly 19 with a gasket caused by heat at the time of molding the membrane-electrode assembly 19 with a gasket can be suppressed.

この発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池の断面図である。1 is a cross-sectional view of a polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例1のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図である。It is sectional drawing of the membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 1 in the polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例2のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図である。It is sectional drawing of the membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 2 in the polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例3のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図である。It is sectional drawing of the membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 3 in the polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例4のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図である。It is sectional drawing of the membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 4 in the polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例5のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図である。It is sectional drawing of the membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 5 in the polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に係る固体高分子型燃料電池における実施例6のガラス繊維複合樹脂シート付き膜電極接合体の断面図である。It is sectional drawing of the membrane electrode assembly with a glass fiber composite resin sheet of Example 6 in the polymer electrolyte fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. 比較例としての固体高分子型燃料電池におけるガスケットが一体化された膜電極接合体の断面図である。It is sectional drawing of the membrane electrode assembly with which the gasket in the polymer electrolyte fuel cell as a comparative example was integrated. この発明の実施の形態2に係る固体高分子型燃料電池のガスケット付き膜電極接合体の上面図である。It is a top view of the membrane electrode assembly with a gasket of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 膜電極接合体、3 高分子電解質膜、4 カソード、8 アノード、14a〜14d ガスケット、15 ガラスクロス(強化シート)、16 マニホールド穴、18 切り欠き。   2 membrane electrode assembly, 3 polymer electrolyte membrane, 4 cathode, 8 anode, 14a to 14d gasket, 15 glass cloth (reinforced sheet), 16 manifold hole, 18 notch.

Claims (6)

高分子電解質膜および上記高分子電解質膜の外周縁部を除く該高分子電解質膜の両面にそれぞれ接合されたカソードおよびアノードを有する膜電極接合体と、
上記高分子電解質膜の両面に接合された上記カソードおよび上記アノードを囲繞する枠状に形成され、上記高分子電解質膜の外周縁部を埋設して上記膜電極接合体に一体成形されたガスケットと、
を備えた固体高分子型燃料電池において、
強化シートが上記膜電極接合体を囲繞して上記ガスケットに埋設されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
A membrane electrode assembly having a cathode and an anode respectively bonded to both sides of the polymer electrolyte membrane and the polymer electrolyte membrane excluding the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane;
A gasket formed in a frame shape surrounding the cathode and the anode bonded to both surfaces of the polymer electrolyte membrane, and embedded in the membrane electrode assembly by embedding an outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane; ,
In a polymer electrolyte fuel cell comprising
A solid polymer fuel cell, wherein a reinforcing sheet surrounds the membrane electrode assembly and is embedded in the gasket.
上記強化シートは上記ガスケットの厚さ方向に複数層積層され、かつ、複数の上記強化シートが上記ガスケットの厚さの厚さ中心に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項1記載の固体高分子型燃料電池。   The reinforcing sheet is laminated in a plurality of layers in the thickness direction of the gasket, and the plurality of reinforcing sheets are arranged symmetrically with respect to the thickness center of the gasket. The solid polymer fuel cell as described. 上記強化シートの積層数は2層であることを特徴とする請求項2記載の固体高分子型燃料電池。   3. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 2, wherein the number of laminated reinforcing sheets is two. 上記強化シートが、上記ガスケットの厚さの厚さ中心に1層埋設されていることを特徴とする請求項1記載の固体高分子型燃料電池。   2. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein one layer of the reinforcing sheet is embedded in the thickness center of the gasket. 上記強化シートは、上記高分子電解質膜の外周から所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項4記載の固体高分子型燃料電池。   5. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 4, wherein the reinforcing sheet is disposed at a predetermined interval from the outer periphery of the polymer electrolyte membrane. 高分子電解質膜および上記高分子電解質膜の外周縁部を除く該高分子電解質膜の両面にそれぞれ接合されたカソードおよびアノードを有する膜電極接合体と、
上記高分子電解質膜の両面に接合された上記カソードおよび上記アノードを囲繞する枠状に形成され、上記高分子電解質膜の上記外周縁部に埋設して上記膜電極接合体に一体成形されたガスケットと、を備えた固体高分子型燃料電池において、
上記カソードおよびアノードにガスを供給するマニホールド穴が上記ガスケットに複数穿設され、
切り欠きが上記マニホールド穴の間の上記ガスケットの部位にスリット状に形成されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
A membrane electrode assembly having a cathode and an anode respectively bonded to both sides of the polymer electrolyte membrane and the polymer electrolyte membrane excluding the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane;
A gasket formed in a frame shape surrounding the cathode and the anode bonded to both surfaces of the polymer electrolyte membrane, embedded in the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane, and integrally formed with the membrane electrode assembly In a polymer electrolyte fuel cell comprising:
A plurality of manifold holes for supplying gas to the cathode and anode are formed in the gasket,
A polymer electrolyte fuel cell, characterized in that a notch is formed in a slit shape at a portion of the gasket between the manifold holes.
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