JP2010015939A - Fuel cell - Google Patents

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electrolyte membrane
fuel cell
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JP2008177166A
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Hideyuki Kumei
秀之 久米井
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a membrane structure which suppresses deterioration due to stress concentration of an electrolyte membrane. <P>SOLUTION: The polymer electrolyte membrane 20 of a power generation lamination part 11 of a solid polymer fuel cell is constituted of an inner part 20B made of a fluororesin and a strength part 20A which is formed at the outer circumference of the inner part and has a larger strength than the inner part. Furthermore, protection layers 90, 91 are provided which are installed on the end part side of the electrolyte membrane 20 than the boundary part side between the strength part 20A and the inner part 20B, being on the strength part 20A of the electrolyte membrane 20 and protect the electrolyte membrane 20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell.

下記特許文献1には、電解質膜の周縁部に保護層を設けた燃料電池が開示されている。   Patent Document 1 listed below discloses a fuel cell in which a protective layer is provided on the periphery of an electrolyte membrane.

特開2007−109576号公報JP 2007-109576 A

しかしながら、上記燃料電池において、外力が加えられると、保護層のエッジ部(保護層の端面)付近で、応力が集中し、その部分に対応する電解質膜が、クリープを起こすおそれがあった。その結果、電解質膜が、劣化するおそれがあった。   However, in the fuel cell, when an external force is applied, stress concentrates in the vicinity of the edge portion of the protective layer (end surface of the protective layer), and the electrolyte membrane corresponding to the portion may cause creep. As a result, the electrolyte membrane may be deteriorated.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電解質膜の劣化を抑制することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to suppress deterioration of an electrolyte membrane.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
燃料電池であって、電解質膜であって、内側部と、前記内側部の外周部に形成され、前記内側部より強度が大きい強度部とを有する電解質膜と、前記電解質膜の前記強度部上に設けられ、前記電解質膜を保護するための保護層と、を備えることを要旨とする。
[Application Example 1]
A fuel cell, an electrolyte membrane, comprising an inner portion and a strength portion formed on an outer peripheral portion of the inner portion and having a strength higher than that of the inner portion, and on the strength portion of the electrolyte membrane And a protective layer for protecting the electrolyte membrane.

上記構成の燃料電池によれば、保護層に外力が加えられた場合に、保護層に応力集中が生じたとしても、保護層は、強度部上に設けられているので、電解質膜がクリープを起こすことを抑制することができる。その結果、電解質膜が劣化することを抑制することができる。   According to the fuel cell having the above configuration, even when stress is generated in the protective layer when an external force is applied to the protective layer, the protective layer is provided on the strength portion, so that the electrolyte membrane creeps. It is possible to suppress waking. As a result, deterioration of the electrolyte membrane can be suppressed.

[適用例2]
適用例1に記載の燃料電池において、前記保護層は、前記電解質膜の前記強度部上であって、前記強度部と前記内側部との境界部よりも前記電解質膜の端部側に設けられることを特徴とする燃料電池。
[Application Example 2]
In the fuel cell according to Application Example 1, the protective layer is provided on the strength portion of the electrolyte membrane and closer to the end portion of the electrolyte membrane than a boundary portion between the strength portion and the inner portion. The fuel cell characterized by the above-mentioned.

このようにすれば、保護層に外力が加えられた場合に、保護層で応力集中が生じたとしても、保護層は、強度部上に設けられているので、電解質膜がクリープを起こすことを抑制することができる。その結果、電解質膜が劣化することを抑制することができる。   In this way, when an external force is applied to the protective layer, even if stress concentration occurs in the protective layer, the protective layer is provided on the strength portion. Can be suppressed. As a result, deterioration of the electrolyte membrane can be suppressed.

[適用例3]
適用例1または適用例2に記載の燃料電池において、前記保護層上に設けられる支持部を備えることを特徴とする燃料電池。
[Application Example 3]
The fuel cell according to Application Example 1 or Application Example 2, further comprising a support portion provided on the protective layer.

このようにすれば、支持部に外力が加えられた場合に、支持部で応力集中が生じたとしても、支持部のエッジは、強度部上に設けられているので、電解質膜がクリープを起こすことを抑制することができる。その結果、電解質膜が劣化することを抑制することができる。   In this way, when an external force is applied to the support portion, even if stress concentration occurs in the support portion, the edge of the support portion is provided on the strength portion, so that the electrolyte membrane causes creep. This can be suppressed. As a result, deterioration of the electrolyte membrane can be suppressed.

[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれかに記載の燃料電池において、前記電解質膜の前記強度部は、多孔体に電解質を含浸させて成ることを特徴とする燃料電池。
[Application Example 4]
4. The fuel cell according to any one of application examples 1 to 3, wherein the strength portion of the electrolyte membrane is formed by impregnating a porous body with an electrolyte.

このようにすれば、強度部の強度が高い電解質膜を容易に作成することができる。   In this way, an electrolyte membrane having a high strength portion can be easily produced.

[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれかに記載の燃料電池において、前記電解質膜の前記強度部は、前記内側部より厚く形成されて成ることを特徴とする燃料電池。
[Application Example 5]
5. The fuel cell according to any one of Application Examples 1 to 4, wherein the strength portion of the electrolyte membrane is formed thicker than the inner portion.

このようにすれば、他の材料を用いることなく、強度部を作成することができる。   In this way, the strength portion can be created without using other materials.

[適用例6]
適用例1ないし適用例5のいずれかの燃料電池において、前記電解質膜の前記強度部は、炭化水素系樹脂から成り、前記内側部は、フッ素系樹脂から成ることを特徴とする燃料電池。
[Application Example 6]
The fuel cell according to any one of Application Examples 1 to 5, wherein the strength portion of the electrolyte membrane is made of a hydrocarbon-based resin and the inner portion is made of a fluorine-based resin.

このようにすれば、電解質膜としての性能を低下させることなく強度部を形成することができる。   In this way, the strength portion can be formed without degrading the performance as the electrolyte membrane.

[適用例7]
適用例1ないし適用例6のいずれかの燃料電池において、前記電解質膜の前記内側部上に設けられる電極と、前記電極上に設けられるガス拡散層と、を備えることを特徴とする燃料電池。
[Application Example 7]
The fuel cell according to any one of Application Examples 1 to 6, further comprising: an electrode provided on the inner portion of the electrolyte membrane; and a gas diffusion layer provided on the electrode.

[適用例8]
燃料電池であって、
電解質膜であって、内側部と、前記内側部の外周側の少なくとも一部に形成され、前記内側部より強度が大きい強度部とを有する電解質膜と、
前記電解質膜の前記強度部上に設けられ、前記電解質膜を保護するための保護層と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
[Application Example 8]
A fuel cell,
An electrolyte membrane having an inner portion and a strength portion formed on at least a part of the outer peripheral side of the inner portion and having a strength higher than that of the inner portion;
A protective layer provided on the strength portion of the electrolyte membrane for protecting the electrolyte membrane;
A fuel cell comprising:

上記構成の燃料電池によれば、保護層に外力が加えられた場合に、保護層に応力集中が生じたとしても、保護層は、強度部上に設けられているので、電解質膜がクリープを起こすことを抑制することができる。その結果、電解質膜が劣化することを抑制することができる。   According to the fuel cell having the above configuration, even when stress is generated in the protective layer when an external force is applied to the protective layer, the protective layer is provided on the strength portion, so that the electrolyte membrane creeps. It is possible to suppress waking. As a result, deterioration of the electrolyte membrane can be suppressed.

[適用例9]
適用例8に記載の燃料電池において、
前記保護層は、
前記電解質膜の前記強度部上であって、前記強度部以外の部分と接しないように設けられることを特徴とする燃料電池。
[Application Example 9]
In the fuel cell according to Application Example 8,
The protective layer is
The fuel cell is provided on the strength portion of the electrolyte membrane so as not to contact a portion other than the strength portion.

このようにすれば、保護層に外力が加えられた場合に、保護層で応力集中が生じたとしても、保護層は、強度部上に設けられているので、電解質膜がクリープを起こすことを抑制することができる。その結果、電解質膜が劣化することを抑制することができる。   In this way, when an external force is applied to the protective layer, even if stress concentration occurs in the protective layer, the protective layer is provided on the strength portion. Can be suppressed. As a result, deterioration of the electrolyte membrane can be suppressed.

[適用例10]
適用例8または適用例9に記載の燃料電池において、
前記電解質膜は、
前記強度部の外周側の少なくとも一部に形成され、前記強度部より強度が小さい外側部を有することを特徴とする燃料電池。
[Application Example 10]
In the fuel cell according to Application Example 8 or Application Example 9,
The electrolyte membrane is
A fuel cell comprising an outer portion formed at least at a part on the outer peripheral side of the strength portion and having a strength lower than that of the strength portion.

なお、本発明は、上記した燃料電池に限ることなく、単セルアセンブリなどの他の装置発明としての態様で実現することが可能である。また、装置発明に限られず、燃料電池の製造方法などの方法発明の態様で実現することも可能である。   The present invention is not limited to the above-described fuel cell, and can be realized in other aspects of the device invention such as a single cell assembly. Further, the present invention is not limited to the device invention, and can be realized in the form of a method invention such as a fuel cell manufacturing method.

以下、本発明に係る燃料電池について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。
A.実施例:
A1.燃料電池の構成;
図1は、本発明の一実施例における燃料電池の概略構成を表わす断面模式図であり、図2は、図1において破線で囲んだX領域を拡大して示す説明図である。本実施例の燃料電池1000は、固体高分子型燃料電池である。また、本実施例の燃料電池1000は、電気化学反応が進行する単位であるセルアセンブリ10と、セパレータ30とから成るセルユニット100を積層させたスタック構造を有している。以下では、セルアセンブリ10を積層する方向を積層方向とも呼ぶ。また、セルアセンブリ10を構成する板状部材において、厚さ方向に沿った面を端面とも呼ぶ。厚さ方向と積層方向とは、略一致する。セルアセンブリ10を構成する板状部材において、積層方向(厚さ方向)に垂直な方向に沿った面を面方向とも呼ぶ。
Hereinafter, a fuel cell according to the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
A. Example:
A1. Fuel cell configuration;
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged X area surrounded by a broken line in FIG. The fuel cell 1000 of the present embodiment is a solid polymer fuel cell. In addition, the fuel cell 1000 of the present embodiment has a stack structure in which a cell assembly 10 that is a unit in which an electrochemical reaction proceeds and a cell unit 100 including a separator 30 are stacked. Hereinafter, the direction in which the cell assemblies 10 are stacked is also referred to as a stacking direction. Moreover, in the plate-shaped member which comprises the cell assembly 10, the surface along the thickness direction is also called an end surface. The thickness direction and the stacking direction substantially coincide. In the plate-like member constituting the cell assembly 10, a surface along a direction perpendicular to the stacking direction (thickness direction) is also referred to as a surface direction.

セルアセンブリ10は、図1に示すように、発電積層部11と、シール部16と、によって構成されている。   As shown in FIG. 1, the cell assembly 10 includes a power generation laminate portion 11 and a seal portion 16.

図2に示すように、発電積層部11は、板状なMEA(膜−電極接合体、Membrane Electrode Assembly)12と、MEA12を挟持する一対の流路形成部14,15とによって構成される。   As shown in FIG. 2, the power generation stacking unit 11 includes a plate-like MEA (Membrane Electrode Assembly) 12 and a pair of flow path forming units 14 and 15 that sandwich the MEA 12.

MEA12は、電解質膜20と、カソード22と、アノード24と、保護層90,91と、ガス拡散層26,28と、を備えている。MEA12は、電解質膜20を、保護層90およびカソード22と、保護層91およびアノード24とで挟持し、さらにそのサンドイッチ構造を、ガス拡散層26,28で挟持して成る。以下に、MEA12の各部材の具体的構成について説明する。   The MEA 12 includes an electrolyte membrane 20, a cathode 22, an anode 24, protective layers 90 and 91, and gas diffusion layers 26 and 28. The MEA 12 is formed by sandwiching the electrolyte membrane 20 between the protective layer 90 and the cathode 22, the protective layer 91 and the anode 24, and sandwiching the sandwich structure between the gas diffusion layers 26 and 28. Below, the specific structure of each member of MEA12 is demonstrated.

図3は、電解質膜20の正面図である。図3に示す電解質膜20は、図2の電解質膜20を右側から見た図に相当する。電解質膜20は、固体高分子電解質により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、図3に示すように、強度部20Aと、内側部20Bとを有する。本実施例では、固体高分子電解質として、パーフルオロカーボンスルホン酸を備えるフッ素系樹脂を用いている。なお、固体高分子電解質として、フッ素系樹脂の他、炭化水素系樹脂を用いてもよい。電解質膜20の膜面に沿った方向であって、周縁部から中心部に向かう方向を内側方向とも呼び、内側方向の反対方向を外側方向とも呼ぶ。   FIG. 3 is a front view of the electrolyte membrane 20. The electrolyte membrane 20 shown in FIG. 3 corresponds to a view of the electrolyte membrane 20 of FIG. 2 viewed from the right side. The electrolyte membrane 20 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer electrolyte, and has a strength portion 20A and an inner portion 20B as shown in FIG. In this example, a fluororesin provided with perfluorocarbon sulfonic acid is used as the solid polymer electrolyte. In addition to the fluororesin, a hydrocarbon resin may be used as the solid polymer electrolyte. The direction along the membrane surface of the electrolyte membrane 20 and from the peripheral edge toward the center is also referred to as the inner direction, and the direction opposite to the inner direction is also referred to as the outer direction.

強度部20Aは、内側部20Bよりも強度が大きく、図2または図3に示すように、内側部20Bの外周部に形成される。言い換えれば、強度部20Aは、電解質膜20の周縁部に形成され、内側部20Bは、強度部20Aより内側方向に形成される。強度部20Aは、枠状に形成された多孔体に高分子電解質としてのフッ素系樹脂を含浸させて成る。この多孔体は、例えば、金属、樹脂、または、樹脂で形成される。内側部20Bは、膜状のフッ素系樹脂から成る。   The strength portion 20A is stronger than the inner portion 20B, and is formed on the outer peripheral portion of the inner portion 20B as shown in FIG. 2 or FIG. In other words, the strength part 20A is formed at the peripheral edge of the electrolyte membrane 20, and the inner part 20B is formed in the inner side direction from the strength part 20A. The strength portion 20A is formed by impregnating a fluororesin as a polymer electrolyte into a porous body formed in a frame shape. This porous body is formed of, for example, a metal, a resin, or a resin. The inner part 20B is made of a film-like fluorine-based resin.

電解質膜20は、以下のように製造される。すなわち、枠状に形成された多孔体と、高分子電解質としてのフッ素系樹脂が溶けた電解質溶液とを用意し、多孔体および多孔体の内枠部分に電解質溶液をキャストし、その後、乾燥させることで作成することができる。   The electrolyte membrane 20 is manufactured as follows. That is, a porous body formed in a frame shape and an electrolyte solution in which a fluorine-based resin as a polymer electrolyte is dissolved are prepared. The electrolyte solution is cast on the porous body and the inner frame portion of the porous body, and then dried. Can be created.

カソード22およびアノード24は、電解質膜20において強度部20Aを覆うように設けられると共に、一部が、内側部20B上に設けられている。カソード22およびアノード24は、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金、あるいは白金と他の金属から成る合金を備えている。カソード22およびアノード24を形成するには、例えば、白金等の触媒金属を担持させたカーボン粉を作製し、この触媒担持カーボンと、電解質膜20を構成する電解質と同様の電解質とを用いてペーストを作製し、作製した触媒ペーストを電解質膜20上に塗布すればよい。   The cathode 22 and the anode 24 are provided so as to cover the strength part 20A in the electrolyte membrane 20, and a part thereof is provided on the inner part 20B. The cathode 22 and the anode 24 include a catalyst that promotes an electrochemical reaction, such as platinum or an alloy made of platinum and other metals. In order to form the cathode 22 and the anode 24, for example, a carbon powder carrying a catalyst metal such as platinum is prepared, and a paste using this catalyst-carrying carbon and an electrolyte similar to the electrolyte constituting the electrolyte membrane 20 is used. And the prepared catalyst paste may be applied on the electrolyte membrane 20.

保護層90および保護層91は、電解質膜20の強度部20A上であって、内側部20Bと接しないように設けられている。具体的には、保護層90および保護層91は、強度部20A上であって、強度部20Aにおいて電解質膜20の中心部に最も近い端面TM1(図2参照)よりも、外側方向に設けられる。この場合、保護層90において、図2に示すように、電解質膜20の中心部に最も近い端面TM2は、強度部20Aの端面TM1よりも外側方向に位置決めする。また、保護層91において、図2に示すように、電解質膜20の中心部に最も近い端面TM3は、強度部20Aの端面TM1よりも外側方向に位置決めする。   The protective layer 90 and the protective layer 91 are provided on the strength portion 20A of the electrolyte membrane 20 so as not to contact the inner portion 20B. Specifically, the protective layer 90 and the protective layer 91 are provided on the strength portion 20A and in the outward direction from the end face TM1 (see FIG. 2) closest to the center portion of the electrolyte membrane 20 in the strength portion 20A. . In this case, in the protective layer 90, as shown in FIG. 2, the end surface TM2 closest to the center portion of the electrolyte membrane 20 is positioned outward from the end surface TM1 of the strength portion 20A. Further, in the protective layer 91, as shown in FIG. 2, the end surface TM3 closest to the center portion of the electrolyte membrane 20 is positioned outward from the end surface TM1 of the strength portion 20A.

本実施例では、保護層90および保護層91は、ポリエチレンテレフタレート(PET)で形成されている。なお、保護層90および保護層91は、高温下(例えば、120℃〜200℃)における耐熱性や耐酸性に優れたものであればよく、例えば、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリイミドなどで形成されていてもよい。   In this embodiment, the protective layer 90 and the protective layer 91 are made of polyethylene terephthalate (PET). In addition, the protective layer 90 and the protective layer 91 should just be excellent in the heat resistance and acid resistance in high temperature (for example, 120 to 200 degreeC), for example, a polypropylene, polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy fluorine, for example It may be formed of resin, polyethersulfone, polyetheretherketone, polysulfone, polyimide or the like.

ガス拡散層26,28は、導電性多孔体によって構成されており、例えばカーボンクロスやカーボンペーパによって形成される。このガス拡散層26,28は、後述する流路形成部14,15よりも平均細孔径が小さな多孔体によって構成されている。   The gas diffusion layers 26 and 28 are made of a conductive porous body, and are formed of, for example, carbon cloth or carbon paper. The gas diffusion layers 26 and 28 are formed of a porous body having an average pore diameter smaller than that of flow path forming portions 14 and 15 described later.

流路形成部14,15は、発泡金属や金属メッシュなどの金属製多孔体、あるいは、カーボン製の多孔体によって形成される導電性の薄板状部材であり、本実施例では、チタン製の多孔体を用いている。流路形成部14,15は、MEA12およびセパレータ30と接触するように配置されており、内部に形成される多数の細孔から成る空間は、電気化学反応に供されるガスが通過するセル内ガス流路として機能する。すなわち、カソード22とセパレータ30との間に配置される流路形成部14の細孔が形成する空間は、酸素を含有する酸化ガスが通過するセル内酸化ガス流路として機能する。また、アノード24とセパレータ30との間に配置される流路形成部15の細孔が形成する空間は、水素を含有する燃料ガスが通過するセル内燃料ガス流路として機能する。   The flow path forming portions 14 and 15 are conductive thin plate members formed of a metal porous body such as a foam metal or a metal mesh, or a carbon porous body. Using the body. The flow path forming portions 14 and 15 are arranged so as to come into contact with the MEA 12 and the separator 30, and the space formed by a large number of pores formed in the interior of the cell passes through the gas used for the electrochemical reaction. Functions as a gas flow path. That is, the space formed by the pores of the flow path forming unit 14 disposed between the cathode 22 and the separator 30 functions as an in-cell oxidizing gas flow path through which an oxidizing gas containing oxygen passes. In addition, the space formed by the pores of the flow path forming unit 15 disposed between the anode 24 and the separator 30 functions as an in-cell fuel gas flow path through which the hydrogen-containing fuel gas passes.

流路形成部15は、面方向において、流路形成部14より一回り大きく、すなわち、面方向において、流路形成部14より面積が大きく形成されている。   The flow path forming part 15 is slightly larger than the flow path forming part 14 in the surface direction, that is, the area is larger than that of the flow path forming part 14 in the surface direction.

シール部16は、隣り合うセパレータ30間であって発電積層部11の外周部に設けられ、MEA12の外周部を支持する。具体的には、シール部16において、電解質膜20の中心部に最も近い端面TM4(図2参照)は、保護層90の端面TM2や保護層91の端面TM3よりも外側方向に設けられる。シール部16は、弾性材料、すなわち、ゴム(例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム)や、熱可塑性エラストマによって形成されている。図1および図2に示すように、シール部16は、一方の側において、隣接する一方のセパレータ30と隙間無く接着している。また、シール部16の他方の側にはガス止め凸部60が形成されており、シール部16は、このガス止め凸部60の頭頂部において、隣接する他方のセパレータ30と接触する。以上のように、シール部16は、MEA12およびセパレータ30と一体形成されている。   The seal portion 16 is provided between the adjacent separators 30 and on the outer peripheral portion of the power generation stacking portion 11 and supports the outer peripheral portion of the MEA 12. Specifically, in the seal portion 16, the end surface TM4 (see FIG. 2) closest to the center portion of the electrolyte membrane 20 is provided on the outer side than the end surface TM2 of the protective layer 90 and the end surface TM3 of the protective layer 91. The seal portion 16 is made of an elastic material, that is, rubber (for example, silicon rubber, butyl rubber, fluorine rubber) or a thermoplastic elastomer. As shown in FIGS. 1 and 2, the seal portion 16 is bonded to one adjacent separator 30 without a gap on one side. In addition, a gas stopper convex portion 60 is formed on the other side of the seal portion 16, and the seal portion 16 contacts the other adjacent separator 30 at the top of the gas stopper convex portion 60. As described above, the seal portion 16 is integrally formed with the MEA 12 and the separator 30.

図4は、発電積層部11とシール部16とが一体形成されたセルアセンブリ10の概略構成を表わす平面図である。図4に示すように、シール部16は、略四角形状の薄板状部材であり、外周部に設けられた6つの穴部(後述する6つの穴部40〜45)と、中央部に設けられて発電積層部11が組み込まれている略四角形の穴部とを有している。この図4は、図1における右側から見た図であって、既述したガス止め凸部60が形成された側を表わしており、中央部に設けられた穴部に嵌め込まれた発電積層部11においては、流路形成部14が表面に表われている。   FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the cell assembly 10 in which the power generation laminate portion 11 and the seal portion 16 are integrally formed. As shown in FIG. 4, the seal portion 16 is a substantially rectangular thin plate-like member, and is provided in the center portion with six hole portions (six hole portions 40 to 45 described later) provided in the outer peripheral portion. And a substantially square hole into which the power generation laminated portion 11 is incorporated. FIG. 4 is a view as seen from the right side in FIG. 1, showing the side on which the gas stop convex portion 60 described above is formed, and the power generation laminated portion fitted in the hole provided in the central portion. In FIG. 11, the flow path forming part 14 appears on the surface.

図4に示すように、ガス止め凸部60は、シール部16の中央部に設けられた穴部に組み込まれた流路形成部14の外周、および、シール部16の外周部に設けられた6つの穴部の各々を囲むように、全体として連続して形成された線状凸部である。シール部16は、弾性材料から成るため、燃料電池内で積層方向に平行な方向に押圧力が加えられることにより、上記したガス止め凸部60とセパレータ30との接触部位において、ガスシール性を確保可能となる。なお、以下の説明では、発電積層部11およびセパレータ30において、シール部16の中央部に形成される穴部で露出している部分に対応する領域を、発電領域DAと呼ぶ。   As shown in FIG. 4, the gas stopper convex portion 60 is provided on the outer periphery of the flow path forming portion 14 incorporated in the hole portion provided in the central portion of the seal portion 16 and on the outer peripheral portion of the seal portion 16. It is a linear convex part formed continuously as a whole so as to surround each of the six hole parts. Since the sealing portion 16 is made of an elastic material, a gas sealing property is obtained at the contact portion between the gas stopper convex portion 60 and the separator 30 by applying a pressing force in a direction parallel to the stacking direction in the fuel cell. It can be secured. In the following description, an area corresponding to a portion exposed in the hole formed in the central portion of the seal portion 16 in the power generation laminate portion 11 and the separator 30 is referred to as a power generation region DA.

セパレータ30は、図1に示すように、流路形成部14と接するカソード側プレート31と、流路形成部15と接するアノード側プレート32と、カソード側プレート31およびアノード側プレート32に挟持される中間プレート33と、を備えている。これら3枚のプレートは、導電性材料、例えばステンレス鋼あるいはチタンやチタン合金といった金属によって形成される薄板状部材であり、カソード側プレート31、中間プレート33、アノード側プレート32の順に重ね合わされて、例えば拡散接合により接合されている。これら3種のプレートは、いずれも凹凸のない平坦な表面を有すると共に、各々、所定の位置に所定形状の穴部を有している。図5は、カソード側プレート31の形状を示す説明図である。図6は、アノード側プレート32の形状を示す説明図である。図7は、中間プレート33の形状を示す説明図である。これら図5〜図7は、各プレートを、図4に示すシール部16と同じ側、すなわち、図1における右側から見た様子を表わす図である。これら図5〜図7では、既述した発電領域DAを、一点破線で囲んで示している。   As shown in FIG. 1, the separator 30 is sandwiched between the cathode side plate 31 in contact with the flow path forming unit 14, the anode side plate 32 in contact with the flow path forming unit 15, the cathode side plate 31 and the anode side plate 32. And an intermediate plate 33. These three plates are thin plate-like members formed of a conductive material, for example, a metal such as stainless steel or titanium or a titanium alloy. The cathode side plate 31, the intermediate plate 33, and the anode side plate 32 are superposed in this order. For example, they are joined by diffusion joining. Each of these three types of plates has a flat surface with no irregularities, and each has a hole with a predetermined shape at a predetermined position. FIG. 5 is an explanatory view showing the shape of the cathode side plate 31. FIG. 6 is an explanatory view showing the shape of the anode side plate 32. FIG. 7 is an explanatory view showing the shape of the intermediate plate 33. 5 to 7 are views showing a state in which each plate is viewed from the same side as the seal portion 16 shown in FIG. 4, that is, from the right side in FIG. In FIGS. 5 to 7, the power generation area DA described above is shown surrounded by a one-dot broken line.

カソード側プレート31、アノード側プレート32は、いずれも、その外周部においてシール部16と同様の位置に、6つの穴部(穴部40,41,42,43,44,45)を備えている。これらの6つの穴部は、スタック構造を形成するために各々の薄板状部材が積層された際に互いに重なり合って、燃料電池内部において積層方向に平行に流体を導くマニホールドを形成する。中間プレート33は、上記6つの穴部のうち、穴部44,45は有していないが、後述する複数の冷媒孔58が、穴部44,45に対応する位置に重なるように設けられている。   Each of the cathode side plate 31 and the anode side plate 32 is provided with six holes (holes 40, 41, 42, 43, 44, 45) at the same positions as the seal part 16 on the outer periphery thereof. . These six holes overlap each other when the thin plate-like members are stacked to form a stack structure, thereby forming a manifold that guides fluid parallel to the stacking direction inside the fuel cell. The intermediate plate 33 does not have the holes 44 and 45 among the six holes, but a plurality of refrigerant holes 58 to be described later are provided so as to overlap with the positions corresponding to the holes 44 and 45. Yes.

上記各薄板状部材が備える穴部40は、酸化ガス供給マニホールドを形成し(図中、O2 inと表わす)、穴部41は、酸化ガス排出マニホールドを形成する(図中、O2 outと表わす)。また、穴部43は、燃料ガス供給マニホールドを形成し(図中、H2 inと表わす)、穴部42は、燃料ガス排出マニホールドを形成する(図中、H2 outと表わす)。さらに、穴部44は、冷媒供給マニホールドを形成し(図中、CLT inと表わす)、穴部45は、冷媒排出マニホールドを形成する(図中、CLT outと表わす)。 The hole 40 provided in each of the thin plate members forms an oxidizing gas supply manifold (indicated as O 2 in in the figure), and the hole 41 forms an oxidizing gas discharge manifold (in the figure, O 2 out and Represent). The hole 43 forms a fuel gas supply manifold (denoted as H 2 in in the figure), and the hole 42 forms a fuel gas discharge manifold (denoted as H 2 out in the figure). Further, the hole 44 forms a refrigerant supply manifold (denoted as CLT in in the figure), and the hole 45 forms a refrigerant discharge manifold (denoted as CLT out in the figure).

また、カソード側プレート31は、穴部40におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域DAの一辺(図5における上端部)に沿って設けられる酸化ガス供給スリット50と、穴部41におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域DAの他の一辺(図5における下端部)に沿って設けられる酸化ガス排出スリット51とを備えている(図5参照)。同様に、アノード側プレート32は、穴部40におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域DAの一辺(図6における上端部)に沿って設けられる燃料ガス排出スリット52と、穴部41におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域DAの他の一辺(図6における下端部)に沿って設けられる燃料ガス供給スリット53とを備えている(図6参照)。   Further, the cathode side plate 31 includes an oxidizing gas supply slit 50 provided along one side (the upper end portion in FIG. 5) of the power generation area DA in the vicinity of the side of the hole portion 40 on the center side of the plate, and the plate in the hole portion 41. An oxidizing gas discharge slit 51 provided along the other side (lower end in FIG. 5) of the power generation area DA is provided in the vicinity of the side on the center side (see FIG. 5). Similarly, the anode side plate 32 has a fuel gas discharge slit 52 provided along one side of the power generation area DA (upper end portion in FIG. 6) in the vicinity of the side of the hole 40 on the center side of the plate. A fuel gas supply slit 53 provided along the other side (lower end in FIG. 6) of the power generation area DA is provided in the vicinity of the side on the plate center side (see FIG. 6).

中間プレート33においては、穴部40の形状が他のプレートとは異なっており、中間プレート33の穴部40は、連通部54を備えている。この連通部54は、中間プレート33とカソード側プレート31とが積層されたときに酸化ガス供給スリット50と重なり合うように形成されており、酸化ガス供給マニホールドと酸化ガス供給スリット50とを連通させる。また、穴部41においても同様に、酸化ガス排出スリット51と重なるように、連通部55が設けられている(図7参照)。さらに、中間プレート33には、穴部43および穴部42の各々に連通して、アノード側プレート32の燃料ガス供給スリット53あるいは燃料ガス排出スリット52と重なる形状の、連通部57および連通部56が設けられている。   In the intermediate plate 33, the shape of the hole 40 is different from that of other plates, and the hole 40 of the intermediate plate 33 includes a communication portion 54. The communication portion 54 is formed so as to overlap the oxidizing gas supply slit 50 when the intermediate plate 33 and the cathode side plate 31 are laminated, and communicates the oxidizing gas supply manifold and the oxidizing gas supply slit 50. Similarly, the hole portion 41 is provided with a communication portion 55 so as to overlap the oxidizing gas discharge slit 51 (see FIG. 7). Further, the intermediate plate 33 communicates with each of the hole 43 and the hole 42 and overlaps with the fuel gas supply slit 53 or the fuel gas discharge slit 52 of the anode side plate 32. Is provided.

燃料電池の内部において、穴部40が形成する酸化ガス供給マニホールドを流れる酸化ガスは、中間プレート33の連通部54が形成する空間と、カソード側プレート31の酸化ガス供給スリット50とを介して、流路形成部14内に形成されるセル内酸化ガス流路へと流入する。セル内酸化ガス流路において酸化ガスは、流路形成部14に平行な方向(面方向)に流れると共に、面方向に垂直な方向(積層方向)へとさらに拡散する。積層方向に拡散した酸化ガスは、流路形成部14からガス拡散層26を介してカソード22に至り、電気化学反応に供される。このように電気化学反応に寄与しつつセル内酸化ガス流路を通過した酸化ガスは、流路形成部14から、カソード側プレート31の酸化ガス排出スリット51および中間プレート33の連通部55が形成する空間を介して、穴部41が形成する酸化ガス排出マニホールドへと排出される。同様に、燃料電池の内部において、穴部43が形成する燃料ガス供給マニホールドを流れる燃料ガスは、中間プレート33の連通部57が形成する空間と、アノード側プレート32の燃料ガス供給スリット53とを介して、流路形成部15内に形成されるセル内燃料ガス流路へと流入する。セル内燃料ガス流路において燃料ガスは、面方向に流れると共に、積層方向へとさらに拡散する。積層方向に拡散した燃料ガスは、流路形成部15からガス拡散層28を介してアノード24に至り、電気化学反応に供される。このように電気化学反応に寄与しつつセル内燃料ガス流路を通過した燃料ガスは、流路形成部15から、アノード側プレート32の燃料ガス排出スリット52および中間プレート33の連通部56が形成する空間を介して、穴部42が形成する燃料ガス排出マニホールドへと排出される。   Inside the fuel cell, the oxidizing gas flowing through the oxidizing gas supply manifold formed by the hole 40 passes through the space formed by the communication portion 54 of the intermediate plate 33 and the oxidizing gas supply slit 50 of the cathode side plate 31. It flows into the in-cell oxidizing gas channel formed in the channel forming part 14. In the in-cell oxidizing gas flow path, the oxidizing gas flows in a direction parallel to the flow path forming portion 14 (surface direction) and further diffuses in a direction perpendicular to the surface direction (stacking direction). The oxidizing gas diffused in the stacking direction reaches the cathode 22 from the flow path forming part 14 through the gas diffusion layer 26 and is subjected to an electrochemical reaction. As described above, the oxidizing gas that has passed through the in-cell oxidizing gas flow path while contributing to the electrochemical reaction is formed from the flow path forming portion 14 by the oxidizing gas discharge slit 51 of the cathode side plate 31 and the communication portion 55 of the intermediate plate 33. The exhaust gas is discharged to the oxidizing gas discharge manifold formed by the hole 41 through the space. Similarly, the fuel gas flowing through the fuel gas supply manifold formed by the hole 43 inside the fuel cell passes through the space formed by the communication portion 57 of the intermediate plate 33 and the fuel gas supply slit 53 of the anode side plate 32. Then, it flows into the in-cell fuel gas flow path formed in the flow path forming portion 15. In the in-cell fuel gas flow path, the fuel gas flows in the plane direction and further diffuses in the stacking direction. The fuel gas diffused in the stacking direction reaches the anode 24 from the flow path forming unit 15 through the gas diffusion layer 28 and is subjected to an electrochemical reaction. Thus, the fuel gas that has passed through the in-cell fuel gas flow path while contributing to the electrochemical reaction is formed from the flow path forming portion 15 by the fuel gas discharge slit 52 of the anode side plate 32 and the communication portion 56 of the intermediate plate 33. It is discharged to the fuel gas discharge manifold formed by the hole 42 through the space.

図4ないし図7では、図1に示した断面図に相当する位置を、1−1断面として示している。図1では、1−1断面において、穴部40が形成する酸化ガス供給マニホールドから、中間プレート33の連通部54およびカソード側プレート31の酸化ガス供給スリット50を介して、流路形成部14内へと酸化ガスが供給される様子が矢印で表わされている。また、1−1断面において、流路形成部14から、カソード側プレート31の酸化ガス排出スリット51および中間プレート33の連通部55を介して、穴部41が形成する酸化ガス排出マニホールドへと酸化ガスが排出される様子が表わされている。   4 to 7, a position corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. 1 is shown as a 1-1 cross section. In FIG. 1, in the cross section 1-1, from the oxidizing gas supply manifold formed by the hole 40, through the communication portion 54 of the intermediate plate 33 and the oxidizing gas supply slit 50 of the cathode side plate 31, The state in which the oxidizing gas is supplied to is indicated by an arrow. Further, in the section 1-1, the oxidation is performed from the flow path forming portion 14 to the oxidizing gas discharge manifold formed by the hole portion 41 through the oxidizing gas discharge slit 51 of the cathode side plate 31 and the communication portion 55 of the intermediate plate 33. It shows how the gas is being discharged.

なお、中間プレート33は、図7に示すように、さらに、発電領域DAを含む領域に、互いに平行に形成された細長い複数の冷媒孔58を備えている。これらの冷媒孔58の端部は、中間プレート33を他の薄板状部材と重ね合わせたときに、穴部44,45と重なり合い、冷媒が流れるためのセル間冷媒流路をセパレータ30内で形成する。すなわち、燃料電池の内部において、穴部44が形成する冷媒供給マニホールドを流れる冷媒は、上記冷媒孔58によって形成されるセル間冷媒流路に分配され、セル間冷媒流路から排出される冷媒は、穴部45が形成する冷媒排出マニホールドに排出される。   As shown in FIG. 7, the intermediate plate 33 further includes a plurality of elongated refrigerant holes 58 formed in parallel to each other in a region including the power generation region DA. The end portions of these refrigerant holes 58 overlap with the hole portions 44 and 45 when the intermediate plate 33 is overlapped with another thin plate member, and form an inter-cell refrigerant flow path in the separator 30 for the refrigerant to flow. To do. That is, the refrigerant flowing through the refrigerant supply manifold formed by the hole 44 inside the fuel cell is distributed to the inter-cell refrigerant flow path formed by the refrigerant hole 58, and the refrigerant discharged from the inter-cell refrigerant flow path is , And is discharged to the refrigerant discharge manifold formed by the hole 45.

以上のように本実施例の燃料電池1000では、電解質膜20の周縁部において、保護層90,91を設けると共に、保護層90,91は、電解質膜20の強度部20A上であって、内側部20Bと接しないように設けられている。このようにすれば、保護層90,91に積層方向の外力が加えられた場合に、保護層90,91の端面TM2,TM3付近で、応力集中が生じたとしても、保護層90,91は、強度部20A上に設けられているので、電解質膜20がクリープを起こすことを抑制することができる。その結果、電解質膜20が劣化することを抑制することができる。   As described above, in the fuel cell 1000 according to the present embodiment, the protective layers 90 and 91 are provided at the peripheral portion of the electrolyte membrane 20, and the protective layers 90 and 91 are on the strength portion 20 </ b> A of the electrolyte membrane 20 and on the inner side. It is provided so as not to contact the portion 20B. In this way, even if stress concentration occurs near the end faces TM2 and TM3 of the protective layers 90 and 91 when an external force in the stacking direction is applied to the protective layers 90 and 91, the protective layers 90 and 91 Since it is provided on the strength portion 20A, the electrolyte membrane 20 can be prevented from creeping. As a result, deterioration of the electrolyte membrane 20 can be suppressed.

本実施例の燃料電池1000では、シール部16の端面TM4は、保護層90の端面TM2や保護層91の端面TM3よりも外側方向に、言い換えれば、電解質膜20における強度部20Aの端面TM1よりも外側方向に設けられている。このようにすれば、シール部16に積層方向の外力が加えられた場合に、シール部16の端面TM4付近で、応力集中が生じたとしても、端面TM4は、強度部20A上に設けられているので、電解質膜20がクリープを起こすことを抑制することができる。その結果、電解質膜20が劣化することを抑制することができる。   In the fuel cell 1000 of the present embodiment, the end surface TM4 of the seal portion 16 is more outward than the end surface TM2 of the protective layer 90 and the end surface TM3 of the protective layer 91, in other words, from the end surface TM1 of the strength portion 20A in the electrolyte membrane 20. Is also provided in the outward direction. In this way, even when stress concentration occurs near the end surface TM4 of the seal portion 16 when an external force in the stacking direction is applied to the seal portion 16, the end surface TM4 is provided on the strength portion 20A. Therefore, the electrolyte membrane 20 can be prevented from creeping. As a result, deterioration of the electrolyte membrane 20 can be suppressed.

本実施例の燃料電池1000では、電解質膜20の強度部20Aを、多孔体に電解質を含浸させて形成するようにしている。このようにすれば、強度が高い強度部20Aを備えた電解質膜20を容易に作成することができる。また、強度部20Aと内側部20Bとは、電解質で連結されているので、強度部20Aと内側部20Bとの間で剥離が生じることを抑制することができる。   In the fuel cell 1000 of the present embodiment, the strength portion 20A of the electrolyte membrane 20 is formed by impregnating a porous body with an electrolyte. In this way, it is possible to easily create the electrolyte membrane 20 including the strength portion 20A having high strength. Further, since the strength portion 20A and the inner portion 20B are connected by the electrolyte, it is possible to suppress the separation between the strength portion 20A and the inner portion 20B.

なお、本実施例において、電解質膜20は、特許請求の範囲における電解質膜に該当し、強度部20Aは、特許請求の範囲における強度部に該当し、内側部20Bは、特許請求の範囲における内側部に該当し、保護層90,91は、特許請求の範囲における保護層に該当し、シール部16は、特許請求の範囲における支持部に該当し、カソード22またはアノード24は、特許請求の範囲における電極に該当し、ガス拡散層26,28は、特許請求の範囲におけるガス拡散層に該当する。   In this embodiment, the electrolyte membrane 20 corresponds to the electrolyte membrane in the claims, the strength portion 20A corresponds to the strength portion in the claims, and the inner portion 20B corresponds to the inner side in the claims. The protective layers 90 and 91 correspond to the protective layer in the claims, the seal portion 16 corresponds to the support portion in the claims, and the cathode 22 or the anode 24 corresponds to the claims. The gas diffusion layers 26 and 28 correspond to the gas diffusion layers in the claims.

B.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
B. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

B1.変形例1:
上記実施例の燃料電池1000では、電解質膜20の強度部20Aを、多孔体に電解質を含浸させて形成するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、電解質膜20の周縁部を厚く形成することにより、強度部20Aを形成するようにしてもよい。このようにすれば、他の材料を用いることなく、強度部20Aを作成することができる。
B1. Modification 1:
In the fuel cell 1000 of the above embodiment, the strength portion 20A of the electrolyte membrane 20 is formed by impregnating the porous body with the electrolyte, but the present invention is not limited to this. For example, the strength portion 20 </ b> A may be formed by forming a thick peripheral portion of the electrolyte membrane 20. In this way, the strength portion 20A can be created without using other materials.

また、内側部20Bをフッ素系樹脂で形成し、電解質膜20の周縁部を炭化水素系樹脂で形成することにより、炭化水素系樹脂で形成した周縁部を強度部20Aとして形成するようにしてもよい。このようにすれば、プロトン伝導性を妨げることなく、すなわち、電解質膜20としての性能を低下させることなく強度部20Aを形成することができる。   Further, the inner portion 20B is formed of a fluorine-based resin, and the peripheral portion of the electrolyte membrane 20 is formed of a hydrocarbon-based resin so that the peripheral portion formed of the hydrocarbon-based resin is formed as the strength portion 20A. Good. In this way, the strength portion 20A can be formed without hindering proton conductivity, that is, without reducing the performance as the electrolyte membrane 20.

さらに、電解質膜20の周縁部において、電解質のスルホン酸基に金属イオン(例えば、ナトリウムイオン)を結合させることにより、強度部20Aを形成するようにしてもよい。このようにすれば、電解質膜20の一部改良を行うだけで、容易に強度部20Aを形成することができる。   Furthermore, the strength portion 20A may be formed by bonding metal ions (for example, sodium ions) to the sulfonic acid group of the electrolyte at the peripheral portion of the electrolyte membrane 20. In this way, the strength portion 20A can be easily formed by only partially improving the electrolyte membrane 20.

B2.変形例2:
上記実施例の燃料電池1000では、電解質膜20は、内側部20Bと強度部20Aとを有しているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、上記燃料電池1000において、電解質膜20は、内側部20Bと強度部20Aに加え、強度部20Aの外周部に、内側部20Bと同じ材質から成り、強度部20Aよりも強度が小さい外側部を設けるようにしてもよい。このような燃料電池1000においても、上記実施例の効果を奏することができる。
B2. Modification 2:
In the fuel cell 1000 of the above embodiment, the electrolyte membrane 20 has the inner portion 20B and the strength portion 20A, but the present invention is not limited to this. For example, in the fuel cell 1000, the electrolyte membrane 20 is formed of the same material as that of the inner portion 20B on the outer peripheral portion of the strength portion 20A in addition to the inner portion 20B and the strength portion 20A, and the outer portion having a lower strength than the strength portion 20A. May be provided. Even in such a fuel cell 1000, the effects of the above-described embodiments can be obtained.

本発明の一実施例における燃料電池の概略構成を表わす断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing the schematic structure of the fuel cell in one Example of this invention. 図1において破線で囲んだX領域を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the X area | region enclosed with the broken line in FIG. 電解質膜20の正面図である。2 is a front view of an electrolyte membrane 20. FIG. 発電積層部11とシール部16とが一体形成されたセルアセンブリ10の概略構成を表わす平面図である。1 is a plan view illustrating a schematic configuration of a cell assembly 10 in which a power generation laminate portion 11 and a seal portion 16 are integrally formed. カソード側プレート31の形状を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing the shape of a cathode side plate 31. アノード側プレート32の形状を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shape of the anode side plate 32. FIG. 中間プレート33の形状を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shape of the intermediate | middle plate.

符号の説明Explanation of symbols

10…セルアセンブリ
11…発電積層部
12…MEA
14…流路形成部
15…流路形成部
16…シール部
20…電解質膜
20A…強度部
20B…内側部
22…カソード
24…アノード
26…ガス拡散層
28…ガス拡散層
30…セパレータ
31…カソード側プレート
32…アノード側プレート
33…中間プレート
60…凸部
90…保護層
91…保護層
100…セルユニット
1000…燃料電池
DA…発電領域
TM1…端面
TM2…端面
TM3…端面
TM4…端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cell assembly 11 ... Power generation laminated part 12 ... MEA
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Channel formation part 15 ... Channel formation part 16 ... Seal part 20 ... Electrolyte membrane 20A ... Strength part 20B ... Inner part 22 ... Cathode 24 ... Anode 26 ... Gas diffusion layer 28 ... Gas diffusion layer 30 ... Separator 31 ... Cathode Side plate 32 ... Anode side plate 33 ... Intermediate plate 60 ... Protrusion 90 ... Protective layer 91 ... Protective layer 100 ... Cell unit 1000 ... Fuel cell DA ... Power generation area TM1 ... End face TM2 ... End face TM3 ... End face TM4 ... End face

Claims (10)

燃料電池であって、
電解質膜であって、内側部と、前記内側部の外周部に形成され、前記内側部より強度が大きい強度部とを有する電解質膜と、
前記電解質膜の前記強度部上に設けられ、前記電解質膜を保護するための保護層と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
A fuel cell,
An electrolyte membrane having an inner portion and a strength portion formed on an outer peripheral portion of the inner portion and having a strength higher than that of the inner portion;
A protective layer provided on the strength portion of the electrolyte membrane for protecting the electrolyte membrane;
A fuel cell comprising:
請求項1に記載の燃料電池において、
前記保護層は、
前記電解質膜の前記強度部上であって、前記強度部と前記内側部との境界部よりも前記電解質膜の端部側に設けられることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The protective layer is
A fuel cell, which is provided on the strength portion of the electrolyte membrane and closer to an end portion of the electrolyte membrane than a boundary portion between the strength portion and the inner portion.
請求項1または請求項2に記載の燃料電池において、
前記保護層上に設けられる支持部を備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 1 or 2,
A fuel cell comprising a support portion provided on the protective layer.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の燃料電池において、
前記電解質膜の前記強度部は、
多孔体に電解質を含浸させて成ることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to any one of claims 1 to 3,
The strength portion of the electrolyte membrane is:
A fuel cell comprising a porous body impregnated with an electrolyte.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の燃料電池において、
前記電解質膜の前記強度部は、
前記内側部より厚く形成されて成ることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein
The strength portion of the electrolyte membrane is:
A fuel cell characterized by being formed thicker than the inner portion.
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の燃料電池において、
前記電解質膜の前記強度部は、
炭化水素系樹脂から成り、
前記内側部は、
フッ素系樹脂から成ることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to any one of claims 1 to 5,
The strength portion of the electrolyte membrane is:
Made of hydrocarbon resin,
The inner part is
A fuel cell comprising a fluorine resin.
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の燃料電池において、
前記電解質膜の前記内側部上に設けられる電極と、
前記電極上に設けられるガス拡散層と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to any one of claims 1 to 6,
An electrode provided on the inner part of the electrolyte membrane;
A gas diffusion layer provided on the electrode;
A fuel cell comprising:
燃料電池であって、
電解質膜であって、内側部と、前記内側部の外周側の少なくとも一部に形成され、前記内側部より強度が大きい強度部とを有する電解質膜と、
前記電解質膜の前記強度部上に設けられ、前記電解質膜を保護するための保護層と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
A fuel cell,
An electrolyte membrane having an inner portion and a strength portion formed on at least a part of the outer peripheral side of the inner portion and having a strength higher than that of the inner portion;
A protective layer provided on the strength portion of the electrolyte membrane for protecting the electrolyte membrane;
A fuel cell comprising:
請求項8に記載の燃料電池において、
前記保護層は、
前記電解質膜の前記強度部上であって、前記強度部以外の部分と接しないように設けられることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 8, wherein
The protective layer is
The fuel cell is provided on the strength portion of the electrolyte membrane so as not to contact a portion other than the strength portion.
請求項8または請求項9に記載の燃料電池において、
前記電解質膜は、
前記強度部の外周側の少なくとも一部に形成され、前記強度部より強度が小さい外側部を有することを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 8 or 9, wherein
The electrolyte membrane is
A fuel cell comprising an outer portion formed at least at a part on the outer peripheral side of the strength portion and having a strength lower than that of the strength portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014072171A (en) * 2012-10-02 2014-04-21 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2017107643A (en) * 2015-12-07 2017-06-15 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell
JP2018092773A (en) * 2016-12-01 2018-06-14 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of fuel cell

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