JP2008146932A - Membrane-electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell equipped with this - Google Patents
Membrane-electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell equipped with this Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008146932A JP2008146932A JP2006330866A JP2006330866A JP2008146932A JP 2008146932 A JP2008146932 A JP 2008146932A JP 2006330866 A JP2006330866 A JP 2006330866A JP 2006330866 A JP2006330866 A JP 2006330866A JP 2008146932 A JP2008146932 A JP 2008146932A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas diffusion
- membrane
- polymer electrolyte
- catalyst layer
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
Description
本発明は、高分子電解質形燃料電池に用いる、高分子電解質膜を備えた膜−電極接合体及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池に関し、特に、高分子電解質膜の破損が防止可能な膜−電極接合体に関する。 The present invention relates to a membrane-electrode assembly including a polymer electrolyte membrane and a polymer electrolyte fuel cell including the membrane-electrode assembly used in a polymer electrolyte fuel cell, and in particular, can prevent damage to the polymer electrolyte membrane. The present invention relates to a membrane-electrode assembly.
従来、高分子電解質形燃料電池には、膜−電極接合体が用いられている。膜−電極接合体は、高分子電解質膜と、この高分子電解質膜の両側に配設された一対の電極(ガス拡散電極)とを備えている。ここで、高分子電解質膜の破損を防止する技術として、特許文献1に示すように、高分子電解質膜の周縁部分に密着して配され前記電極に重なりを有する額縁状の保護膜を、前記高分子電解質膜の少なくとも一方の主面側に備えるシール構造が開示されている。
しかしながら、特許文献1の構成においては、高分子電解質膜の外周縁部の破損を十分に抑制することができないという問題を有していた。
However, the configuration of
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高分子電解質膜の外周縁部の破損が十分に抑制された膜−電極接合体、及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a membrane-electrode assembly in which damage to the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane is sufficiently suppressed, and a polymer electrolyte fuel provided with the membrane-electrode assembly An object is to provide a battery.
本件発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した。 The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems.
その結果、特許文献1の構成においては、ガス拡散電極において、中央部に比較して外周縁部の発熱による破損の進行が大きくなり、外周縁部付近の保護膜と高分子電解質膜の破損が進行しやすくなって、いまだ改善の余地があった。
As a result, in the configuration of
すなわち、保護膜をガス拡散電極の周縁部に重なりを有するようにして高分子電解質膜に配設した場合には、保護膜が存在するガス拡散電極の周縁部は、保護膜が存在しない中央部に比較して、電池反応により生成した生成水が供給されにくい。そのため、ガス拡散電極の周縁部は中央部に比べて乾燥しやすい。その結果、ガス拡散電極の周縁部で、反応ガスの電気化学反応のほかに、反応ガスの触媒上での燃焼反応(高分子電解質膜中をクロスオーバーして互いに交じり合う燃料ガスと酸化剤ガスとの燃焼反応)が起こった場合、生成水が十分に存在するガス拡散電極の中央部に比較して、燃焼反応による反応熱がガス拡散電極の周縁部付近の高分子電解質膜に伝わりやすく、高分子電解質膜の熱破損が起こりやすかった。 That is, when the protective film is disposed on the polymer electrolyte membrane so as to overlap the peripheral part of the gas diffusion electrode, the peripheral part of the gas diffusion electrode where the protective film exists is the central part where the protective film does not exist Compared to the above, the generated water generated by the battery reaction is less likely to be supplied. Therefore, the peripheral part of the gas diffusion electrode is easier to dry than the central part. As a result, at the periphery of the gas diffusion electrode, in addition to the electrochemical reaction of the reaction gas, a combustion reaction of the reaction gas on the catalyst (a fuel gas and an oxidant gas that cross over each other and cross over each other in the polymer electrolyte membrane) Combustion reaction), the heat of reaction due to the combustion reaction is more likely to be transferred to the polymer electrolyte membrane near the periphery of the gas diffusion electrode, compared to the center of the gas diffusion electrode where the produced water is sufficiently present, The polymer electrolyte membrane was easily damaged by heat.
特に、特許文献1の膜−電極接合体の場合、ガス拡散電極の外縁と、その周囲に配設されるガスシール部材の内縁との間に隙間(特許文献1、図1中の隙間8)が形成されているため、この隙間を通る反応ガスによって、ガス拡散電極の周縁部での燃焼反応の影響がより顕著になる傾向があると考えられる。
In particular, in the case of the membrane-electrode assembly of
そこで、上記課題を解決するために、本発明の膜−電極接合体は、ガス拡散性を有する第1ガス拡散層と、前記第1ガス拡散層と互いに積層されており前記第1ガス拡散層の主面よりも大きな面積の主面を有しておりその外周縁部が前記第1ガス拡散層よりも外側にはみ出すように配置された第1触媒層と、を含む平板状の第1ガス拡散電極と、前記第1ガス拡散電極に対向配置された平板状の第2ガス拡散電極と、前記第1触媒層と前記第2ガス拡散電極との間に配置されており、前記第1触媒層の主面以上の面積の主面を有する高分子電解質膜と、前記高分子電解質膜の第1触媒層側の主面の外周縁部に該外周に沿って延在し、かつ、その内周縁部が前記高分子電解質膜と前記第1触媒層の外周縁部との間に挿入されるように配置された額縁状の第1枠体と、前記第1触媒層の外周縁部を前記第1枠体との間に挟み、かつ、前記第1ガス拡散層の周囲であって該第1ガス拡散層に重ならないように配置された額縁状の第1ガスシール部材と、を有している(請求項1)。 Therefore, in order to solve the above-described problem, the membrane-electrode assembly of the present invention includes a first gas diffusion layer having gas diffusibility and the first gas diffusion layer which are laminated with each other. A first catalyst layer having a major surface with a larger area than the first major surface, and a first catalyst layer disposed so that an outer peripheral edge thereof protrudes outside the first gas diffusion layer. A diffusion electrode; a flat plate-like second gas diffusion electrode disposed opposite to the first gas diffusion electrode; and the first catalyst layer and the second gas diffusion electrode. A polymer electrolyte membrane having a principal surface with an area equal to or greater than the principal surface of the layer, and extending along the outer periphery to the outer peripheral edge of the principal surface of the polymer electrolyte membrane on the first catalyst layer side; The peripheral portion is disposed so as to be inserted between the polymer electrolyte membrane and the outer peripheral portion of the first catalyst layer. An outer peripheral edge of the first frame body having an edge shape and the first catalyst layer is sandwiched between the first frame body, and around the first gas diffusion layer and in the first gas diffusion layer. And a frame-shaped first gas seal member arranged so as not to overlap (Claim 1).
このように、第1ガス拡散電極の構成を第1ガス拡散層と第1触媒層とを含む構成とし、第1触媒層の外周縁部全体を第1ガス拡散層よりも外にはみ出させると、特許文献1の構成とは異なり、燃焼反応は専ら第1触媒層の外周縁部全体で起こり、このため、外にはみ出た第1触媒層の外周縁部の全体に先に述べた燃料反応熱を分散させることができる。したがって、燃焼反応熱の影響による高分子電解質膜の熱破損を抑制することができる。
As described above, when the first gas diffusion electrode is configured to include the first gas diffusion layer and the first catalyst layer, the entire outer peripheral edge of the first catalyst layer protrudes beyond the first gas diffusion layer. Unlike the configuration of
また、前記第1触媒層の外周縁部を第1ガスシール部材と第1枠体との間に挟むと、積層して膜−電極接合体を製造することが容易になる。 Further, when the outer peripheral edge portion of the first catalyst layer is sandwiched between the first gas seal member and the first frame body, it becomes easy to laminate and manufacture the membrane-electrode assembly.
また、本発明の膜−電極接合体は、第1触媒層から外にはみ出した第1触媒層の外周縁部の裏面(高分子電解質膜の側の面)が第1枠体で覆われており、第1触媒層から外にはみ出した第1触媒層の外周縁部上にガスシール部材が配置されている。そのため、本発明の膜−電極接合体は、特許文献1の構成と異なり、第1ガス拡散電極とガスシール部材との間には隙間がない。第1枠体を上述のように高分子電解質膜の外周縁部と第1触媒層の外周縁部との間に配置することにより、燃焼反応熱による高分子電解質膜の外周縁部の破損を起こりにくくすることができる。
In the membrane-electrode assembly according to the present invention, the back surface (surface on the polymer electrolyte membrane side) of the outer peripheral edge of the first catalyst layer that protrudes outside the first catalyst layer is covered with the first frame. The gas seal member is disposed on the outer peripheral edge of the first catalyst layer that protrudes outward from the first catalyst layer. Therefore, unlike the configuration of
さらに、第1ガス拡散層及び第1ガスシール部材と高分子電解質膜との間に、第1枠体と第1触媒層とが介在しているため、第1ガス拡散層の外端及び第1ガスシール部材の内端とが高分子電解質膜を傷つけることが防止される。これにより、膜−電極接合体をセパレータと共に締結する際に機械的ストレスによる高分子電解質膜の破損がさらに抑制される。 Furthermore, since the first frame and the first catalyst layer are interposed between the first gas diffusion layer and the first gas seal member and the polymer electrolyte membrane, the outer end of the first gas diffusion layer and the first 1 The inner end of the gas seal member is prevented from damaging the polymer electrolyte membrane. Thereby, when the membrane-electrode assembly is fastened together with the separator, breakage of the polymer electrolyte membrane due to mechanical stress is further suppressed.
前記第2ガス拡散電極の周囲に前記第1ガスシール部材に対向するように配置された額縁状の第2ガスシール部材を更に有していてもよい(請求項2)。 A frame-like second gas seal member may be further provided around the second gas diffusion electrode so as to face the first gas seal member.
前記第2ガス拡散電極が、ガス拡散性を有する第2ガス拡散層と、前記第2ガス拡散層と前記高分子電解質膜との間に配置された第2触媒層と、を含むよう構成されており、前記第2触媒層の厚み方向から見た場合、前記第2触媒層の外縁が前記第1枠体の内縁と外縁との間に位置していてもよい(請求項3)。 The second gas diffusion electrode is configured to include a second gas diffusion layer having gas diffusivity, and a second catalyst layer disposed between the second gas diffusion layer and the polymer electrolyte membrane. When viewed from the thickness direction of the second catalyst layer, the outer edge of the second catalyst layer may be located between the inner edge and the outer edge of the first frame (Claim 3).
前記第2触媒層は、前記第2ガス拡散層の主面よりも大きな主面を有しており、その外周縁部が前記第2ガス拡散層よりも外側にはみ出すように配置されていてもよい(請求項4)。 The second catalyst layer has a major surface larger than the major surface of the second gas diffusion layer, and the outer peripheral edge of the second catalyst layer may be disposed so as to protrude outward from the second gas diffusion layer. Good (Claim 4).
前記高分子電解質膜の第2触媒層側の主面の外周縁部に該外周に沿って延在し、かつ、その内周縁部が前記高分子電解質膜と前記第2触媒層の外周縁部との間に挿入されるように配置された額縁状の第2枠体と、前記第2触媒層の外周縁部を前記第2枠体との間に挟み、かつ、前記第2ガス拡散層の周囲であって該第2ガス拡散層に重ならないように配置された額縁状の第2ガスシール部材と、を更に有していてもよい(請求項5)。 The outer periphery of the main surface of the polymer electrolyte membrane on the second catalyst layer side extends along the outer periphery, and the inner periphery thereof is the outer periphery of the polymer electrolyte membrane and the second catalyst layer. A frame-shaped second frame disposed so as to be inserted between the second frame and an outer peripheral edge of the second catalyst layer between the second frame and the second gas diffusion layer And a frame-shaped second gas seal member arranged so as not to overlap the second gas diffusion layer (Claim 5).
前記第1ガス拡散電極がアノードであると好ましい(請求項6)。このようにアノード側に本発明における上記構成を採用することにより、本発明の膜−電極接合体を用いた高分子電解質形燃料電池の運転方式として、いわゆるDSS運転のように発電の停止と起動を繰り返す運転方式を採用する際に、発電停止から次の起動までの間にカソードの酸化剤ガス(例えば酸素)の一部が高分子電解質膜中をアノードへ移動し、アノードにおいて触媒上で上述の燃焼反応が起こりうる状態になった場合でも、高分子電解質膜の破損を十分に抑制できるようになる。また、アノード側をエアブリードする運転方式を採用し、触媒上での燃焼反応が起こりうる状態となる場合でも、アノードに本発明における上記構成を採用することで、高分子電解質膜の破損を十分に抑制できるようになる。 Preferably, the first gas diffusion electrode is an anode. As described above, by adopting the above-described configuration according to the present invention on the anode side, as a method of operating the polymer electrolyte fuel cell using the membrane-electrode assembly of the present invention, the power generation is stopped and started as in the so-called DSS operation. When the operation method is repeated, a part of the oxidant gas (for example, oxygen) at the cathode moves to the anode through the polymer electrolyte membrane between the stop of power generation and the next startup, and the above-mentioned on the catalyst at the anode. Even when the combustion reaction is possible, damage to the polymer electrolyte membrane can be sufficiently suppressed. In addition, even when the anode side is air bleeded and the combustion reaction on the catalyst is possible, the polymer electrolyte membrane is sufficiently damaged by adopting the above-described configuration of the present invention for the anode. Can be suppressed.
前記高分子電解質膜の外周縁部が、前記第1触媒層及び前記第2ガス拡散電極よりも外側にはみだしていてもよい(請求項7)。 An outer peripheral edge portion of the polymer electrolyte membrane may protrude outside the first catalyst layer and the second gas diffusion electrode (Claim 7).
このような構成とすると、第1枠体と第1ガスシール部材とが高分子電解質膜の外周縁部の上に配置されるので、セパレータで締結したときのガスシール性がさらに向上する。また、第2枠体と第2シール部材とが高分子電解質膜の外周縁部の上に配置されるので、セパレータで締結したときのガスシール性がさらに向上する。 With such a configuration, the first frame and the first gas seal member are disposed on the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane, so that the gas sealability when fastened with the separator is further improved. Moreover, since the second frame and the second seal member are disposed on the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane, the gas sealability when fastened by the separator is further improved.
前記第1ガス拡散層の外縁と前記第1ガスシール部材の内縁との間に隙間が設けられていてもよい(請求項8)。 A gap may be provided between an outer edge of the first gas diffusion layer and an inner edge of the first gas seal member (Claim 8).
前記第2ガス拡散層の外縁と前記第2ガスシール部材の内縁との間に隙間が設けられていてもよい(請求項9)。 A gap may be provided between an outer edge of the second gas diffusion layer and an inner edge of the second gas seal member (claim 9).
前記第1ガス拡散層の外縁と前記第1ガスシール部材の内縁とが互いに重ならないように接触していてもよい(請求項10)。 The outer edge of the first gas diffusion layer and the inner edge of the first gas seal member may be in contact with each other so as not to overlap each other (claim 10).
前記第2ガス拡散層の外縁と前記第2ガスシール部材の内縁とが互いに重ならないように接触していてもよい(請求項11)。 The outer edge of the second gas diffusion layer and the inner edge of the second gas seal member may be in contact with each other so as not to overlap each other (claim 11).
本発明の高分子電解質形燃料電池は、上記いずれかの膜−電極接合体と、前記膜−電極接合体を挟むように互いに対向配置されており、前記膜−電極接合体へ反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されている一対のセパレータと、を有している(請求項12)。 The polymer electrolyte fuel cell of the present invention is disposed so as to face any of the membrane-electrode assemblies and the membrane-electrode assembly so as to supply a reaction gas to the membrane-electrode assembly. And a pair of separators in which reaction gas flow paths are formed (claim 12).
本発明の膜−電極接合体及び高分子電解質形燃料電池は、上記のような構成としたため、高分子電解質膜の外周縁部における破損が抑制されるという効果を奏する。 Since the membrane-electrode assembly and the polymer electrolyte fuel cell of the present invention are configured as described above, there is an effect that damage at the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane is suppressed.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態の膜−電極接合体及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池の構成を示す断面図であって、(a)は高分子電解質形燃料電池を組み立てる前の断面図、(b)は高分子電解質形燃料電池を組み立てた後の断面図である。以下、図1を参照しながら、本実施形態の高分子電解質形燃料電池及び膜−電極接合体について説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a membrane-electrode assembly according to a first embodiment of the present invention and a polymer electrolyte fuel cell having the same, wherein (a) assembles a polymer electrolyte fuel cell. The previous cross-sectional view, (b) is a cross-sectional view after assembling the polymer electrolyte fuel cell. Hereinafter, the polymer electrolyte fuel cell and the membrane-electrode assembly of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1(a)、(b)に示すように、本実施形態の高分子電解質形燃料電池100は、第1セパレータ15及び第2セパレータ17と、第1ガスシール部材11及び第2ガスシール部材13と、膜−電極接合体10と、を備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the polymer
第1セパレータ15と第2セパレータ17とは、後述する膜−電極接合体10を挟むように配設されている。第1セパレータ15及び第2セパレータ17は、平板状に形成されている。第1セパレータ15及び第2セパレータ17には、膜−電極接合体10に対向する主面に反応ガス流路15a,17aが形成されている。なお、第1セパレータ15及び第2セパレータ17の反応ガス流路15a,17aが形成された主面の反対側の主面には、冷却水流路(図示せず)が形成されていてもよい。第1セパレータ15及び第2セパレータ17は、導電性の材料、例えば、黒鉛材料、金属材料等で構成されている。
The
第1セパレータ15と第2セパレータ17との間には、膜−電極接合体10が配設される。膜−電極接合体10は、高分子電解質膜1と、この高分子電解質膜1の両側の主面に配設された第1触媒層2及び第2触媒層3と、第1触媒層2及び第2触媒層3にそれぞれ積層された第1ガス拡散層4及び第2ガス拡散層5と、高分子電解質膜1と第1触媒層2との間及び高分子電解質膜1と第2触媒層3との間にそれぞれ挿入された第1枠体6及び第2枠体7と、を備えている。
The membrane-
高分子電解質膜1は、矩形のシート状に形成されている。高分子電解質膜1は、本実施形態では、その厚みが30μmになるよう形成されている。なお、高分子電解質膜1の厚みは特に30μmに限定されない。高分子電解質膜1の厚みは、オーム損を十分に低減する観点と十分な機械的強度を確保する観点から、20μm〜50μmであることが好ましい。高分子電解質膜1は、プロトン伝導性を有している。高分子電解質膜1としては、陽イオン交換基として、スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基、及びスルホンイミド基を有するものが好ましくあげられる。プロトン伝導性の観点から、高分子電解質膜1はスルホン酸基を有するものがより好ましく、CF2=CF−(OCF2CFX)m−Op−(CF2)n−SO3Hで表されるパーフルオロビニル化合物(mは0〜3の整数を示し、nは1〜12の整数を示し、pは0または1を示し、Xはフッ素原子またはトリフルオロメチル基を示す)に基づく繰返し単位と、CF2=CF2で表されるテトラフルオロエチレンに基づく繰返し単位と、を含むパーフルオロカーボン共重合体を構成材料となる高分子電解質として含む膜であることが特に好ましい。高分子電解質膜1としては、本実施形態では、Nafion膜(登録商標;米国DuPont社製)が用いられる。
The
高分子電解質膜1の両方の主面には、第1触媒層2及び第2触媒層3が形成されている。第1触媒層2及び第2触媒層3は、その主面の面積が高分子電解質膜1の主面の面積よりも小さくなるよう形成されている。具体的には、第1触媒層2及び第2触媒層3が高分子電解質膜1に配設された状態において、高分子電解質膜1と第1触媒層2及び第2触媒層3とが重なっていない部分である高分子電解質膜1の外周縁部が平面視において矩形の環状(額縁状)になるよう形成されている。換言すると、第1触媒層2の外周縁部が、後述する第1ガス拡散層4の外周縁部の外側にはみ出した構成となっている。また、第2触媒層3の外周縁部が、後述する第2ガス拡散層5の外周縁部の外側にはみ出した構成となっている。第1触媒層2の構成及び第2触媒層3の構成としては、電極触媒が担持された導電性炭素粒子と、陽イオン(水素イオン)伝導性を有する高分子電解質とを含む構成を有していてもよく、更に、ポリテトラフルオロエチレンなどの撥水材料を更に含む構成を有していてもよい。なお、高分子電解質としては、上述した高分子電解質膜1の構成材料と同種のものを使用してもよく異なる種類のものを使用してもよい。高分子電解質としては、高分子電解質膜1の構成材料として記載したものを使用することができる。電極触媒は、金属粒子(例えば貴金属からなる金属粒子)からなり、導電性炭素粒子(粉末)に担持されて用いられる。当該金属粒子は、特に限定されず種々の金属を使用することができるが、電極反応活性の観点から、白金、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、クロム、鉄、チタン、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、アルミニウム、ケイ素、亜鉛及びスズからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なかでも、白金及び白金との合金が好ましく、白金とルテニウムの合金が、アノードにおいては触媒の活性が安定することから特に好ましい。
A
第1触媒層2の高分子電解質膜1から遠い方の主面には、第1ガス拡散層4が配設されている。第2触媒層3の高分子電解質膜1から遠い方の主面には、第2ガス拡散層5が配設されている。第1ガス拡散層4の主面の面積は、後述する第1枠体6の内周縁部の面積よりも大きく、かつ、第1触媒層2の主面の面積よりも小さくなるよう形成されている。第2ガス拡散層5の主面の面積は、後述する第2枠体7の内周縁部の面積よりも大きく、かつ、第2触媒層3の主面の面積よりも小さくなるよう形成されている。
A first gas diffusion layer 4 is disposed on the main surface of the
第1ガス拡散層4及び第2ガス拡散層5は、本実施形態では、その厚みが300μmになるよう形成されている。なお、第1ガス拡散層4及び第2ガス拡散層5の厚みは特に300μmに限定されない。第1ガス拡散層4及び第2ガス拡散層5の厚みは、オーム損を十分に低減する観点と十分な機械的強度を確保する観点から、100μm〜400μmであることが好ましい。第1ガス拡散層4及び第2ガス拡散層5は、カーボン織布、カーボン不織布、カーボンペーパー、カーボン粉末シート等で構成されている。第1触媒層2と第1ガス拡散層4とは、互いに積層されることによって平板状の第1ガス拡散電極8を構成している。また、第2触媒層3と第2ガス拡散層5とは、互いに積層されることによって平板状の第2ガス拡散電極9を構成している。かくして、第1ガス拡散電極8と第2ガス拡散電極9とは、高分子電解質膜1を挟んで対向するように配置されている。
In the present embodiment, the first gas diffusion layer 4 and the second gas diffusion layer 5 are formed to have a thickness of 300 μm. The thicknesses of the first gas diffusion layer 4 and the second gas diffusion layer 5 are not particularly limited to 300 μm. The thicknesses of the first gas diffusion layer 4 and the second gas diffusion layer 5 are preferably 100 μm to 400 μm from the viewpoint of sufficiently reducing the ohmic loss and ensuring sufficient mechanical strength. The first gas diffusion layer 4 and the second gas diffusion layer 5 are composed of carbon woven fabric, carbon non-woven fabric, carbon paper, carbon powder sheet, or the like. The
第1触媒層2と高分子電解質膜1との間には、第1枠体6が配設されている。第1枠体6は、矩形の環状(額縁状)に形成されていて、高分子電解質膜1の第1触媒層2側の主面の外周縁部にその外周に沿って延在し、かつ、その内周縁部が高分子電解質膜1と第1触媒層2の外周縁部との間に挿入されるように配置されている。第2触媒層3と高分子電解質膜1との間には、第2枠体7が配設されている。第2枠体7は、矩形の環状(額縁状)に形成されていて、高分子電解質膜1の第2触媒層3側の主面の外周縁部にその外周に沿って延在し、かつ、その内周縁部が高分子電解質膜1と第2触媒層3の外周縁部との間に挿入されるように配置されている。第1枠体6及び第2枠体7は、それぞれ、第1触媒層2及び第2触媒層3の外周からはみ出すよう形成されている。
A
第1枠体6及び第2枠体7は、本実施形態では、その厚みが15μmになるよう形成されている。なお、第1枠体6及び第2枠体7の厚みは特に15μmに限定されない。第1枠体6及び第2枠体7の厚みは、本発明の効果をより確実に得る観点から、5μm〜50μmであることが好ましい。第1枠体6及び第2枠体7を構成する材料は、ポリエチレンナフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、フルオロエチレン−プロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルフィド、ポリイミド、及び、ポリイミドアミドからなる群より選択される少なくとも1種の合成樹脂であることが好ましい。
In the present embodiment, the
第1セパレータ15及び第2セパレータ17と膜−電極接合体10との間には、第1ガスシール部材11及び第2ガスシール部材13が配設されている。第1ガスシール部材11は、第1触媒層2の外周縁部を前記第1枠体6との間に挟み、かつ、第1ガス拡散層4の周囲であって第1ガス拡散層4に重ならないように配置されている。第2ガスシール部材13は、第2触媒層3の外周縁部を前記第2枠体7との間に挟み、かつ、第2ガス拡散層5の周囲であって第2ガス拡散層5に重ならないように配置されている。第1ガスシール部材11及び第2ガスシール部材13は、額縁状、すなわち、矩形の環状に形成されている。第1ガスシール部材11の内周縁部と、第1ガス拡散層4の外縁との間には、所定の間隔の隙間21が設けられている。第2ガスシール部材13の内周縁部と、第2ガス拡散層5の外縁との間には、所定の間隔の隙間23が設けられている。第1ガスシール部材11及び第2ガスシール部材13は、フッ素ゴム、シリコンゴム、天然ゴム、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、ブチルゴム、塩化ブチルゴム、臭化ブチルゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニルゴム、アクリルゴム、ポリイソプロピレンポリマー、パーフルオロカーボン、熱可塑性エラストマー(ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなど)、ラテックス(イソプレンゴム、ブタジエンゴムなど)を用いた接着剤、液状の接着剤(ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどを用いた接着剤)等で構成されている。
A first
次に、本実施形態の膜−電極接合体10及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池100の製造方法について、簡単に説明する。
Next, the manufacturing method of the membrane-
高分子電解質膜1の一方の主面の外周縁部にその外周に沿うようにして、第1枠体6を配置する。次に、第1枠体6の内周縁部に重なるようにして、第1触媒層2が塗布される。第1触媒層2は、第1枠体6の外周縁部が矩形の環状に残存するようにして塗布される。そして、第1ガス拡散層4が、第1触媒層2の主面の一部に重なりかつ第1触媒層2の外周縁部が矩形の環状に残存するようにして配置される。
The
次に、上記と同様にして、高分子電解質膜1の他方の主面に、第2枠体7を配置し、第2触媒層3を塗布し、第2ガス拡散層5を配置する。
Next, in the same manner as described above, the
すなわち、高分子電解質膜1の他方の主面の外周縁部にその外周に沿うようにして、第2枠体7を配置する。次に、第2枠体7の内周縁部に重なるようにして、第2触媒層3が塗布される。第2触媒層3は、第2枠体7の外周縁部が矩形の環状に残存するようにして塗布される。そして、第2ガス拡散層5が、第2触媒層3の主面の一部に重なりかつ第2触媒層3の外周縁部が矩形の環状に残存するようにして配置される。
That is, the
上記のように配置されたものを熱圧加工することにより、膜−電極接合体10が形成される。
The membrane-
次に、第1触媒層2の外縁及び第1枠体6の外周縁部に重なるようにして第1ガスシール部材11を配置する。また、第2触媒層3の外縁及び第2枠体7の外周縁部に重なるようにして第2ガスシール部材13を配置する。
Next, the first
そして、図1(b)に示すように、膜−電極接合体10と、第1ガスシール部材11及び第2ガスシール部材13と、第1セパレータ15及び第2セパレータ17とを積層し、締結することにより高分子電解質形燃料電池100を製造する。なお、ひとつの高分子電解質形燃料電池(セル)は起電力が小さいため、複数個の高分子電解質形燃料電池(セル)を積層し、締結してセルスタックとすることが好ましい。
Then, as shown in FIG. 1B, the membrane-
なお、高分子電解質形燃料電池100を締結した場合において、第1触媒層2及び第2触媒層3の外周縁部が、それぞれ、第1枠体6及び第2枠体7の内周縁部と高分子電解質膜1との間に形成される段差に沿って変形され、内周側の段差を形成する。この内周側の段差は、それぞれ、第1ガス拡散層4及び第2ガス拡散層5により吸収される。また、第1触媒層2の外周縁部と第1枠体6の内周縁部とで外周側の段差が形成され、この段差は第1シール部材11によって吸収される。第2触媒層3の外周縁部と第2枠体7の内周縁部とで外周側の段差が形成され、この段差は第2シール部材13によって吸収される。
When the polymer
本実施形態の膜−電極接合体10及び高分子電解質形燃料電池100は、第1ガス拡散電極8の構成を第1ガス拡散層4と第1触媒層2とを含む構成とし、第1触媒層2の外周縁部全体を第1ガス拡散層4よりも外にはみ出させたため、特許文献1の構成とは異なり、燃焼反応は専ら第1触媒層2の外周縁部全体で起こる。このため、外にはみ出た第1触媒層2の外周縁部の全体に先に述べた燃料反応熱を分散させることができる。したがって、燃焼反応熱の影響による高分子電解質膜1の熱破損を抑制することができる。さらに、第2ガス拡散電極9の構成を第2ガス拡散層5と第2触媒層3とを含む構成とし、第2触媒層3の外周縁部全体を第2ガス拡散層5よりも外にはみ出させたため、特許文献1の構成とは異なり、燃焼反応は専ら第2触媒層3の外周縁部全体で起こる。このため、外にはみ出た第2触媒層3の外周縁部の全体に先に述べた燃料反応熱を分散させることができる。したがって、燃焼反応熱の影響による高分子電解質膜1の熱破損を抑制することができる。
In the membrane-
また、第1触媒層2の外周縁部を第1ガスシール部材11と第1枠体6との間に挟むと、積層して膜−電極接合体10を製造することが容易になる。さらに、第2触媒層3の外周縁部を第2ガスシール部材13と第2枠体7との間に挟むと、積層して膜−電極接合体10を製造することが容易になる。
Further, when the outer peripheral edge portion of the
また、本実施形態の膜−電極接合体10は、第1触媒層2から外にはみ出した第1触媒層2の外周縁部の裏面(高分子電解質膜1の側の面)が第1枠体6で覆われており、第1触媒層2から外にはみ出した第1触媒層2の外周縁部上に第1ガスシール部材11が配置されている。そのため、本実施形態の膜−電極接合体10は、特許文献1の構成と異なり、第1ガス拡散電極8と第1ガスシール部材11との間には隙間がない。第1枠体6を上述のように高分子電解質膜1の外周縁部と第1触媒層2の外周縁部との間に配置することにより、燃焼反応熱による高分子電解質膜1の外周縁部の破損を起こりにくくすることができる。
Further, in the membrane-
同様に、本実施形態の膜−電極接合体10は、第2触媒層3から外にはみ出した第2触媒層3の外周縁部の裏面(高分子電解質膜1の側の面)が第2枠体7で覆われており、第2触媒層3から外にはみ出した第2触媒層3の外周縁部上に第2ガスシール部材13が配置されている。そのため、本実施形態の膜−電極接合体10は、特許文献1の構成と異なり、第2ガス拡散電極9と第2ガスシール部材13との間には隙間がない。第2枠体7を上述のように高分子電解質膜1の外周縁部と第2触媒層3の外周縁部との間に配置することにより、燃焼反応熱による高分子電解質膜1の外周縁部の破損を起こりにくくすることができる。
Similarly, in the membrane-
さらに、第1ガス拡散層4及び第1ガスシール部材11と高分子電解質膜1との間に、第1枠体6と第1触媒層2とが介在しているため、第1ガス拡散層4の外端及び第1ガスシール部材11の内端とが高分子電解質膜1を傷つけることが防止される。また、第2ガス拡散層5及び第2ガスシール部材13と高分子電解質膜1との間に、第2枠体7と第2触媒層3とが介在しているため、第2ガス拡散層5の外端及び第2ガスシール部材13の内端とが高分子電解質膜1を傷つけることが防止される。これにより、膜−電極接合体10をセパレータ15,17と共に締結する際に機械的ストレスによる高分子電解質膜1の破損がさらに抑制される。
Further, since the
[第1変形例](第1実施形態の変形例)
図2は、本発明の膜−電極接合体及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池の第1変形例の構成を示す断面図であって、(a)は高分子電解質形燃料電池を組み立てる前の断面図、(b)は高分子電解質形燃料電池を組み立てた後の断面図である。
[First Modification] (Modification of the First Embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a first modification of the membrane-electrode assembly of the present invention and a polymer electrolyte fuel cell including the membrane-electrode assembly, wherein (a) assembles the polymer electrolyte fuel cell. The previous cross-sectional view, (b) is a cross-sectional view after assembling the polymer electrolyte fuel cell.
上記の第1実施形態においては、第1ガス拡散電極8側及び第2ガス拡散電極9側の双方に枠体が配設されたが、本変形例では第1ガス拡散電極8側と第2ガス拡散電極9側とのうちの一方の側に枠体6が配設されている。この場合においては、枠体6が配設されるガス拡散電極がアノードであることが好ましい。すなわち、アノード側に枠体6が配設されることが好ましい。それ以外の構成は、第1実施形態の膜−電極接合体と同様である。また、膜−電極接合体10及び高分子電解質形燃料電池100の製造方法については、第1実施形態の場合と同様である。
In the first embodiment, the frame is disposed on both the first
このような構成とすると、高分子電解質形燃料電池100を停止する際に、高分子電解質膜1の破損がさらに抑制される。また、アノード側をエアブリードする際にも、高分子電解質膜1の破損がさらに抑制される。以下、その理由を説明する。
With such a configuration, damage to the
まず、高分子電解質形燃料電池100を停止する場合について説明する。
First, the case where the polymer
高分子電解質形燃料電池100を停止する場合において、パージを行わない場合には、アノード側に燃料ガスを封止し、カソード側に酸化剤ガスを封止することになる。この場合には、高分子電解質形燃料電池100の停止中においても、高分子電解質膜1を透過した燃料ガス及び酸化剤ガスにより燃焼反応が起こり、高分子電解質形燃料電池100の内部が負圧になる。一方、高分子電解質形燃料電池100を停止する場合において、アノード側及びカソード側を原料ガス(例えば、燃料ガスに改質する前の都市ガス)でパージすることがある。この場合には、高分子電解質形燃料電池100を停止した後の温度低下により、高分子電解質形燃料電池100の内部が負圧になる。そうすると、高分子電解質形燃料電池100をパージするか否かにかかわらず、高分子電解質形燃料電池100を停止する場合において、外部から高分子電解質形燃料電池100の内部に空気が侵入する。この状態で高分子電解質形燃料電池100を起動すると、アノード側に侵入した空気と供給された燃料ガスとが燃焼反応を起こす。したがって、上記のような構成とすると、高分子電解質形燃料電池100の停止時に侵入した空気と燃料ガスとの燃焼反応による高分子電解質膜1の破損を抑制することができる。
When the polymer
次に、アノード側にエアブリードする場合について説明する。 Next, the case where air bleeding is performed on the anode side will be described.
エアブリードとは、アノード側に供給される燃料ガスに少量の空気等を混入させることをいう。このようにすると、混入された空気と燃料ガスとが燃焼反応を起こす。したがって、上記のような構成とすると、エアブリードによる空気と燃料ガスとの燃焼反応による高分子電解質膜1の破損を抑制することができる。
Air bleeding refers to mixing a small amount of air or the like into the fuel gas supplied to the anode side. If it does in this way, the mixed air and fuel gas will raise | generate a combustion reaction. Therefore, if it is set as the above structures, the damage of the
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態の膜−電極接合体及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池の構成を示す断面図であって、(a)は高分子電解質形燃料電池を組み立てる前の断面図、(b)は高分子電解質形燃料電池を組み立てた後の断面図である。以下、図3を参照しながら、本実施形態の膜−電極接合体及び高分子電解質形燃料電池について説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a membrane-electrode assembly according to a second embodiment of the present invention and a polymer electrolyte fuel cell having the same, wherein (a) assembles the polymer electrolyte fuel cell. The previous cross-sectional view, (b) is a cross-sectional view after assembling the polymer electrolyte fuel cell. Hereinafter, the membrane-electrode assembly and the polymer electrolyte fuel cell of the present embodiment will be described with reference to FIG.
前述の第1実施形態の膜−電極接合体10においては、第1ガスシール部材11の内周縁部と第1ガス拡散層4との間、及び第2ガスシール部材13の内周縁部と第2ガス拡散層5との間には、それぞれ、所定の間隔の隙間21,23が設けられていた。本実施形態の膜−電極接合体10においては、第1ガスシール部材11の内周縁部と第1ガス拡散層4との間、及び第2ガスシール部材13の内周縁部と第2ガス拡散層5との間に隙間が設けられていない。すなわち、第1ガスシール部材11の内周縁部と、第1ガス拡散層4の外縁とが接触している。また、第2ガスシール部材13の内周縁部と、第2ガス拡散層5の外縁とが接触している。それ以外の構成は前述の第1実施形態の膜−電極接合体と同様である。また、膜−電極接合体10及び高分子電解質形燃料電池100の製造方法については、前述の第1実施形態の場合と同様である。
In the membrane-
なお、本実施形態の膜−電極接合体10及び高分子電解質形燃料電池100を製造する場合には、第1実施形態の製造方法において、ガス拡散層及び触媒層を配設する順序を変更した第2の製造方法を用いてもよい。
In addition, when manufacturing the membrane-
すなわち、高分子電解質膜1の一方の主面に、第1枠体6が配置される。一方、第1枠体6の内周縁部よりも広い主面の第1ガス拡散層4を別に準備する。第1ガス拡散層4の外周に接触するように第1ガスシール部材11を配置する。次に、第1ガスシール部材11の一部に重なるようにして、第1ガス拡散層4の一方の主面に第1触媒層2を塗布する。次に、第1枠体6の高分子電解質膜1から遠い方の主面と、第1触媒層2の第1ガス拡散層4から遠い方の主面とが対向するように配置する。
That is, the
高分子電解質膜1の他方の主面に、第2枠体7が配置される。一方、第2枠体7の内周縁部よりも広い主面の第2ガス拡散層5を別に準備する。第2ガス拡散層5の外周に接触するように第2ガスシール部材13を配置する。次に、第2ガスシール部材13の一部に重なるようにして、第2ガス拡散層5の一方の主面に第2触媒層3を塗布する。次に、第2枠体7の高分子電解質膜1から遠い方の主面と、第2触媒層3の第2ガス拡散層5から遠い方の主面とが対向するように配置する。
A
上記のように配置されたものを熱圧加工することにより、膜−電極接合体10が形成される。
The membrane-
そして、膜−電極接合体10と、第1セパレータ15及び第2セパレータ17とを積層し、締結することにより高分子電解質形燃料電池100を製造する。
Then, the membrane-
このような構成としても、前述の第1実施形態の膜−電極接合体10及び高分子電解質形燃料電池100と同様の効果を奏する。
Even with such a configuration, the same effects as those of the membrane-
さらに、本実施形態の膜−電極接合体10及び高分子電解質形燃料電池100は、上記のような構成としたため、第1ガス拡散層4と第1ガスシール部材11との間、及び第2ガス拡散層5と第2ガスシール部材13との間から反応ガスが入り込むことが防止される。これにより、反応ガスが触媒上で燃焼反応することが抑制され、高分子電解質膜1の熱破損がさらに起こりにくくなる。
Furthermore, since the membrane-
[第2変形例](第2実施形態の変形例)
図4は、本発明の膜−電極接合体及びこれを備えた高分子電解質形燃料電池の第2変形例の構成を示す断面図であって、(a)は高分子電解質形燃料電池を組み立てる前の断面図、(b)は高分子電解質形燃料電池を組み立てた後の断面図である。
[Second Modification] (Modification of the Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a second modification of the membrane-electrode assembly of the present invention and a polymer electrolyte fuel cell including the membrane-electrode assembly, wherein (a) assembles the polymer electrolyte fuel cell. The previous cross-sectional view, (b) is a cross-sectional view after assembling the polymer electrolyte fuel cell.
本変形例の膜−電極接合体10においては、第2実施形態の膜−電極接合体と同様に、第1ガスシール部材11の内周縁部と第1ガス拡散層4との間、及び第2ガスシール部材13の内周縁部と第2ガス拡散層5との間に隙間が設けられていない。そして、本変形例の膜−電極接合体10においては、第1ガス拡散電極8側と第2ガス拡散電極9側とのうちの一方の側に枠体6が配設されている。この場合においては、枠体6が配設されるガス拡散電極がアノードであることが好ましい。すなわち、アノード側に枠体6が配設されることが好ましい。それ以外の構成は、第2実施形態の膜−電極接合体と同様である。また、膜−電極接合体10及び高分子電解質形燃料電池100の製造方法については、前述の第1実施形態の場合と同様である。さらに、第2実施形態で説明した第2の製造方法を用いることもできる。
In the membrane-
このような構成とすると、高分子電解質形燃料電池100を停止する際に、高分子電解質膜1の破損が抑制される。また、アノード側をエアブリードする際にも、高分子電解質膜1の破損が抑制される。
With such a configuration, the
また、第1ガス拡散層4と第1ガスシール部材11との間、及び第2ガス拡散層5と第2ガスシール部材13との間から反応ガスが入り込むことが防止される。これにより、反応ガスが触媒上で燃焼反応することが抑制され、高分子電解質膜1の熱破損がさらに起こりにくくなる。
Further, the reaction gas is prevented from entering between the first gas diffusion layer 4 and the first
本発明の膜−電極接合体及び高分子電解質形燃料電池は、高分子電解質膜の外周縁部における破損が抑制可能な膜−電極接合体及び高分子電解質形燃料電池として有用である。 The membrane-electrode assembly and the polymer electrolyte fuel cell of the present invention are useful as a membrane-electrode assembly and a polymer electrolyte fuel cell capable of suppressing damage at the outer peripheral edge of the polymer electrolyte membrane.
1 高分子電解質膜
2 第1触媒層
3 第2触媒層
4 第1ガス拡散層
5 第2ガス拡散層
6 第1枠体
7 第2枠体
8 第1ガス拡散電極
9 第2ガス拡散電極
10 膜−電極接合体
11 第1ガスシール部材
13 第2ガスシール部材
15 第1セパレータ
15a 反応ガス流路
17 第2セパレータ
17a 反応ガス流路
21,23 隙間
100 高分子電解質形燃料電池
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1ガス拡散電極に対向配置された平板状の第2ガス拡散電極と、
前記第1触媒層と前記第2ガス拡散電極との間に配置されており、前記第1触媒層の主面以上の面積の主面を有する高分子電解質膜と、
前記高分子電解質膜の第1触媒層側の主面の外周縁部に該外周に沿って延在し、かつ、その内周縁部が前記高分子電解質膜と前記第1触媒層の外周縁部との間に挿入されるように配置された額縁状の第1枠体と、
前記第1触媒層の外周縁部を前記第1枠体との間に挟み、かつ、前記第1ガス拡散層の周囲であって該第1ガス拡散層に重ならないように配置された額縁状の第1ガスシール部材と、
を有している、膜−電極接合体。 The first gas diffusion layer having gas diffusivity and the first gas diffusion layer are laminated to each other and have a main surface having a larger area than the main surface of the first gas diffusion layer, A first gas diffusion electrode having a plate shape including a first catalyst layer disposed so as to protrude outward from the first gas diffusion layer;
A flat plate-like second gas diffusion electrode disposed opposite to the first gas diffusion electrode;
A polymer electrolyte membrane disposed between the first catalyst layer and the second gas diffusion electrode and having a principal surface with an area equal to or greater than the principal surface of the first catalyst layer;
The outer periphery of the main surface of the polymer electrolyte membrane on the first catalyst layer side extends along the outer periphery, and the inner periphery thereof is the outer periphery of the polymer electrolyte membrane and the first catalyst layer. A frame-shaped first frame disposed so as to be inserted between
A frame shape that is arranged so that the outer peripheral edge of the first catalyst layer is sandwiched between the first frame and the first gas diffusion layer so as not to overlap the first gas diffusion layer. A first gas seal member of
A membrane-electrode assembly.
請求項1に記載の膜−電極接合体。 A frame-shaped second gas seal member further disposed around the second gas diffusion electrode so as to face the first gas seal member;
The membrane-electrode assembly according to claim 1.
前記第2触媒層の厚み方向から見た場合、前記第2触媒層の外縁が前記第1枠体の内縁と外縁との間に位置している、
請求項1に記載の膜−電極接合体。 The second gas diffusion electrode is configured to include a second gas diffusion layer having gas diffusivity, and a second catalyst layer disposed between the second gas diffusion layer and the polymer electrolyte membrane. And
When viewed from the thickness direction of the second catalyst layer, the outer edge of the second catalyst layer is located between the inner edge and the outer edge of the first frame,
The membrane-electrode assembly according to claim 1.
前記第2触媒層の外周縁部を前記第2枠体との間に挟み、かつ、前記第2ガス拡散層の周囲であって該第2ガス拡散層に重ならないように配置された額縁状の第2ガスシール部材と、
を更に有している、請求項4に記載の膜−電極接合体。 The outer periphery of the main surface of the polymer electrolyte membrane on the second catalyst layer side extends along the outer periphery, and the inner periphery thereof is the outer periphery of the polymer electrolyte membrane and the second catalyst layer. A frame-shaped second frame arranged so as to be inserted between
A frame shape sandwiched between an outer peripheral edge portion of the second catalyst layer and the second frame body and arranged around the second gas diffusion layer so as not to overlap the second gas diffusion layer. A second gas seal member of
The membrane-electrode assembly according to claim 4, further comprising:
前記膜−電極接合体を挟むように互いに対向配置されており、前記膜−電極接合体へ反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されている一対のセパレータと、
を有している、高分子電解質形燃料電池。 The membrane-electrode assembly according to any one of claims 1 to 11,
A pair of separators disposed opposite to each other so as to sandwich the membrane-electrode assembly, and having a reaction gas flow path for supplying a reaction gas to the membrane-electrode assembly;
A polymer electrolyte fuel cell.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006330866A JP5095190B2 (en) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | Membrane-electrode assembly and polymer electrolyte fuel cell having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006330866A JP5095190B2 (en) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | Membrane-electrode assembly and polymer electrolyte fuel cell having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008146932A true JP2008146932A (en) | 2008-06-26 |
JP5095190B2 JP5095190B2 (en) | 2012-12-12 |
Family
ID=39606865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006330866A Expired - Fee Related JP5095190B2 (en) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | Membrane-electrode assembly and polymer electrolyte fuel cell having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5095190B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010140756A (en) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Japan Atomic Energy Agency | Polymer fuel battery cell |
WO2011096205A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | パナソニック株式会社 | Polymer electrolyte fuel cell |
JP2014120368A (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Toyota Motor Corp | Fuel cell and method for manufacturing the same |
EP2851986A4 (en) * | 2012-05-17 | 2015-07-01 | Panasonic Ip Man Co Ltd | Fuel cell and method for producing same |
JP2023530396A (en) * | 2020-12-31 | 2023-07-18 | コーロン インダストリーズ インク | MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0521077A (en) * | 1991-07-17 | 1993-01-29 | Fuji Electric Co Ltd | Seal structure of solid high polymer electrolytic fuel battery |
JPH10154521A (en) * | 1996-09-24 | 1998-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid high polymer type fuel cell |
JP2002231267A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Permelec Electrode Ltd | Bonding laminate of electrode and membrane and its manufacturing method |
WO2006008158A2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-01-26 | Pemeas Gmbh | Membrane electrode units and fuel cells with an increased service life |
WO2006065365A2 (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-22 | General Motors Corporation | Design, method and process for unitized mea |
-
2006
- 2006-12-07 JP JP2006330866A patent/JP5095190B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0521077A (en) * | 1991-07-17 | 1993-01-29 | Fuji Electric Co Ltd | Seal structure of solid high polymer electrolytic fuel battery |
JPH10154521A (en) * | 1996-09-24 | 1998-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid high polymer type fuel cell |
JP2002231267A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Permelec Electrode Ltd | Bonding laminate of electrode and membrane and its manufacturing method |
WO2006008158A2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-01-26 | Pemeas Gmbh | Membrane electrode units and fuel cells with an increased service life |
WO2006065365A2 (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-22 | General Motors Corporation | Design, method and process for unitized mea |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010140756A (en) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Japan Atomic Energy Agency | Polymer fuel battery cell |
WO2011096205A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | パナソニック株式会社 | Polymer electrolyte fuel cell |
JP5079146B2 (en) * | 2010-02-05 | 2012-11-21 | パナソニック株式会社 | Polymer electrolyte fuel cell |
CN102959780A (en) * | 2010-02-05 | 2013-03-06 | 松下电器产业株式会社 | Polymer electrolyte fuel cell |
US8980500B2 (en) | 2010-02-05 | 2015-03-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell comprising reactant gas channels overlapping a peripheral portion of an electrode |
EP2851986A4 (en) * | 2012-05-17 | 2015-07-01 | Panasonic Ip Man Co Ltd | Fuel cell and method for producing same |
JP2014120368A (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Toyota Motor Corp | Fuel cell and method for manufacturing the same |
JP2023530396A (en) * | 2020-12-31 | 2023-07-18 | コーロン インダストリーズ インク | MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5095190B2 (en) | 2012-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5194346B2 (en) | Electrolyte membrane-electrode assembly | |
JP5124273B2 (en) | Membrane electrode assembly | |
JP2008146915A (en) | Membrane-electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell equipped with this | |
US9496562B2 (en) | Electrode assembly for solid polymer fuel cell | |
JPWO2011013313A1 (en) | Polymer fuel cell stack | |
JP2007095669A (en) | Electrolyte film-electrode assembly | |
JP2008508679A (en) | End-protected catalyst-coated diffusion medium and membrane electrode assembly | |
JP4843985B2 (en) | ELECTROLYTE MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY WITH GASKET FOR SOLID POLYMER FUEL CELL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
JP2008071542A (en) | Polymer-electrolyte fuel cell, and its manufacturing method | |
JP5095190B2 (en) | Membrane-electrode assembly and polymer electrolyte fuel cell having the same | |
WO2014017235A1 (en) | Bonded sheet and sheet member-bonding method | |
JP2008171613A (en) | Fuel cells | |
JP5239733B2 (en) | Manufacturing method of membrane electrode assembly | |
JP4213515B2 (en) | Polymer electrolyte fuel cell | |
JP2012248444A (en) | Fuel battery cell and fuel battery cell stack | |
JP3816369B2 (en) | Electrolyte membrane / electrode structure and fuel cell | |
JP2008171783A (en) | Cell of fuel cell and fuel cell stack | |
JP2007109644A (en) | Membrane-membrane reinforcing member conjugate, membrane-catalyst layer conjugate, membrane-electrode conjugate, and polymeric electrolyte fuel cell | |
JP2013012324A (en) | Fuel cell | |
JP2012203999A (en) | Fuel cell and manufacturing method thereof | |
JP4028352B2 (en) | Electrolyte membrane / electrode structure | |
JP5101185B2 (en) | Membrane-membrane reinforcing member assembly, membrane-catalyst layer assembly, membrane-electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell | |
US10056619B2 (en) | Fuel cell having a recess in the separator | |
JP2010015939A (en) | Fuel cell | |
JP5273541B2 (en) | Polymer fuel cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120820 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120828 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120919 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150928 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |