JP2012119171A - Solid polymer fuel cell - Google Patents

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栄基 伊藤
Keiichi Nakagawa
慶一 中川
Takuya Moriga
卓也 森賀
Toshihiro Tani
俊宏 谷
Mitsuyoshi Iwata
光由 岩田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid polymer fuel cell in which an electrical short circuit between separators due to water leaking from peripheral edges of a solid polymer electrolyte can be easily prevented at a low cost.SOLUTION: The solid polymer fuel cell comprises: a cell surrounding seal material 131 which is disposed between adjacent separators 120 of a stack 100 and surrounds a seal material 130 for gas circulation sections and a cell 110 so that the seal material 130 for gas circulation sections and peripheral edges of a solid polymer electrolyte 113 of the cell 110 are positioned inside the cell surrounding seal material 131; and an insulating seal material 132 which is disposed on both surfaces of the separators 120 at least between the seal material 130 for gas circulation sections and the cell surrounding seal material 131 and has insulating properties.

Description

本発明は、固体高分子形燃料電池に関する。   The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell.

固体高分子形燃料電池は、導電性及びガス透過性を有する燃料極及び酸化極でプロトン伝導性を有する固体高分子電解質を挟んだセルと、一方の面に燃料ガス流通部を形成されて他方の面に酸化ガス流通部を形成されると共に導電性を有するセパレータとを有して、セパレータの燃料ガス流通部をセルの燃料極と対向させると共にセパレータの酸化ガス流通部をセルの酸化極と対向させるように、セルとセパレータとを交互に複数積層したスタックを備え、水素ガスを含有する燃料ガスが当該スタックの上記セパレータの燃料ガス流通部内を流通すると共に、酸素ガスを含有する酸化ガスが当該スタックの上記セパレータの酸化ガス流通部内を流通すると、上記燃料ガス中の水素ガスと上記酸化ガス中の酸素ガスとが上記セルで電気化学的に反応して、水を発生させると共に、電力を発生させることができるようになっている。   The polymer electrolyte fuel cell includes a fuel electrode having conductivity and gas permeability and a cell sandwiching a solid polymer electrolyte having proton conductivity at an oxidation electrode, and a fuel gas circulation part formed on one surface and the other. And a separator having conductivity, the fuel gas circulation part of the separator is opposed to the fuel electrode of the cell, and the oxidation gas circulation part of the separator is made to be the oxidation electrode of the cell. A stack in which a plurality of cells and separators are alternately stacked so as to face each other, and a fuel gas containing hydrogen gas circulates in the fuel gas circulation part of the separator of the stack, and an oxidizing gas containing oxygen gas When flowing in the oxidizing gas distribution part of the separator of the stack, hydrogen gas in the fuel gas and oxygen gas in the oxidizing gas are electrochemically reacted in the cell. And response, which both generates the water, and is capable of generating electric power.

特開2008−078104号公報JP 2008-078104 A 特開2009−181713号公報JP 2009-181713 A

ところで、前述したような固体高分子形燃料電池のスタックにおいては、燃料ガスや酸化ガスの漏出を防止するため、セパレータの前記面の前記ガス流通部の周囲を包囲するように、隣り合うセパレータの間にガス用シール材が配設されている。   By the way, in the stack of polymer electrolyte fuel cells as described above, in order to prevent leakage of fuel gas and oxidizing gas, the separators of adjacent separators are surrounded so as to surround the gas circulation part of the surface of the separator. A gas sealing material is disposed therebetween.

より具体的には、図7に示すように、セル10は、燃料極11及び酸化極12の周縁端から固体高分子電解質13の周縁が突出するように当該固体高分子電解質13が当該燃料極11及び当該酸化極12よりも大きくなっており、対向するセパレータ20は、前記ガス流通部で上記セル10の上記燃料極11及び上記酸化極12を挟み込んで支持すると共に、当該固体高分子電解質13の突出している上記周縁をシール材30を介して挟み込んで支持している。   More specifically, as shown in FIG. 7, the cell 10 includes the solid polymer electrolyte 13 in the fuel electrode such that the periphery of the solid polymer electrolyte 13 protrudes from the peripheral edges of the fuel electrode 11 and the oxidation electrode 12. 11 and the oxidation electrode 12 are opposed to each other. The opposing separator 20 sandwiches and supports the fuel electrode 11 and the oxidation electrode 12 of the cell 10 in the gas circulation part, and the solid polymer electrolyte 13. The peripheral edge protruding is sandwiched and supported via a sealing material 30.

このような固体高分子形燃料電池において、前記発電運転に伴って前記セル10で前記水3が発生すると、当該水3が、前記固体高分子電解質13の周縁端から漏出して、対向する前記セパレータ20の間に介在してしまうことがある。このとき、上記セパレータ20間に介在する上記水3中に金属イオン等の不純物が混入してしまうと、当該セパレータ20間が電気的に短絡してしまい、発電性能が低下してしまうという問題があった。   In such a polymer electrolyte fuel cell, when the water 3 is generated in the cell 10 along with the power generation operation, the water 3 leaks from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 13 and is opposed to the water. It may be interposed between the separators 20. At this time, if impurities such as metal ions are mixed in the water 3 interposed between the separators 20, there is a problem that the separators 20 are electrically short-circuited and the power generation performance is deteriorated. there were.

このようなことから、本発明は、固体高分子電解質の周縁端から漏出した水に起因するセパレータ間の電気的な短絡を低コストで簡単に防止することができる固体高分子形燃料電池を提供することを目的とする。   In view of the above, the present invention provides a solid polymer fuel cell that can easily prevent electrical short circuit between separators due to water leaking from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte at low cost. The purpose is to do.

前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る固体高分子形燃料電池は、燃料極及び酸化極で固体高分子電解質を挟んだセルと、一方の面に燃料ガス流通部を形成されて他方の面に酸化ガス流通部を形成されたセパレータとを有して、前記セパレータの前記燃料ガス流通部を前記セルの前記燃料極と対向させると共に前記セパレータの前記酸化ガス流通部を前記セルの前記酸化極と対向させるように、前記セルと前記セパレータとが交互に複数積層されると共に、前記セパレータの前記面の前記ガス流通部の周囲を包囲するように、隣り合う前記セパレータの間にガス流通部用シール材が配設されたスタックを備えた固体高分子形燃料電池において、前記スタックの隣り合う前記セパレータの間に配設されて前記ガス流通部用シール材及び前記セルの前記固体高分子電解質の周縁端を内側に位置させるように当該ガス流通部用シール材及び当該セルを包囲するセル包囲用シール材と、前記セパレータの前記一方の面及び前記他方の面の少なくともいずれかの面側の少なくとも前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間に配設された絶縁性を有する絶縁シール材とを備えていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the solid polymer fuel cell according to the first invention is a cell in which a solid polymer electrolyte is sandwiched between a fuel electrode and an oxidation electrode, and a fuel gas circulation part is formed on one surface. A separator having an oxidant gas circulation part formed on the other surface thereof, the fuel gas circulation part of the separator facing the fuel electrode of the cell, and the oxidant gas circulation part of the separator A plurality of the cells and the separators are alternately stacked so as to face the oxidation electrode of the cell, and between the adjacent separators so as to surround the gas circulation part on the surface of the separator. In a polymer electrolyte fuel cell including a stack in which a gas flow portion sealing material is disposed, the gas flow portion seal disposed between the separators adjacent to the stack. And the gas-circulating portion sealing material and the cell-enclosing sealing material surrounding the cell so that the peripheral edge of the solid polymer electrolyte of the cell is located inside, the one surface and the other of the separator An insulating sealing material having insulating properties disposed between at least the gas circulation portion sealing material and the cell surrounding sealing material on at least one surface side of the surface.

第二番目の発明に係る固体高分子形燃料電池は、第一番目の発明において、前記スタックの隣り合う前記セパレータの間の前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間に水除去用ガスを流通させるように当該スタックに当該水除去用ガスを供給する水除去用ガス供給手段と、前記スタックの隣り合う前記セパレータの間の前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間を流通した前記水除去用ガスを水と共に当該スタックから回収する水除去用ガス回収手段とを備えていることを特徴とする。   The polymer electrolyte fuel cell according to a second aspect of the present invention is the first aspect of the invention, wherein the gas circulation portion sealing material between the separators adjacent to each other in the stack and the cell surrounding sealing material are between Water removal gas supply means for supplying the water removal gas to the stack so as to circulate the water removal gas, the gas circulation portion sealing material between the separators adjacent to the stack, and the cell surrounding Water removal gas recovery means for recovering the water removal gas flowing between the sealing material and the water together with the water from the stack is provided.

第三番目の発明に係る固体高分子形燃料電池は、第一番目の発明において、前記スタックの隣り合う前記セパレータの間の前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間に不純物除去用水を流通させるように当該スタックに当該不純物除去用水を供給する不純物除去用水供給手段と、前記スタックの隣り合う前記セパレータの間の前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間を流通した前記不純物除去用水を当該スタックから回収する不純物除去用水回収手段と、前記不純物除去用水中から不純物を除去する不純物除去手段とを備えていることを特徴とする。   The polymer electrolyte fuel cell according to a third aspect of the present invention is the solid polymer fuel cell according to the first aspect, wherein the gas circulation portion sealing material between the separators adjacent to each other in the stack and the cell surrounding sealing material. Impurity-removing water supply means for supplying the impurity-removing water to the stack so that the impurity-removing water is circulated, the gas circulation part sealing material between the separators adjacent to the stack, and the cell-enclosing sealing material It is characterized by comprising impurity removal water recovery means for recovering the impurity removal water circulated from the stack from the stack and impurity removal means for removing impurities from the impurity removal water.

本発明に係る固体高分子形燃料電池によれば、セルの固体高分子電解質の周縁端がセル包囲用シール材で包囲されると共に、ガス流通部用シール材とセル包囲用シール材との間のセパレータの面上が絶縁シール材で絶縁されていることから、発電に伴ってセルで生成して固体高分子電解質の周縁端から漏出した水は、セル包囲用シール材の外側に漏出することがないと共に、セパレータの表面に電気的に接触してしまうことがないので、当該水中に金属イオン等の不純物が混入してしまったとしても、セパレータ間を電気的に短絡させてしまうことを防止でき、発電性能の低下を防止することが低コストで簡単にできる。   According to the polymer electrolyte fuel cell according to the present invention, the peripheral edge of the solid polymer electrolyte of the cell is surrounded by the cell surrounding sealing material, and between the gas circulation portion sealing material and the cell surrounding sealing material. Since the surface of the separator is insulated with an insulating sealing material, water generated in the cell along with power generation and leaking from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte leaks to the outside of the cell enclosing sealing material. In addition, there is no electrical contact with the surface of the separator, so even if impurities such as metal ions are mixed in the water, it is possible to prevent electrical shorting between the separators. It is possible to easily prevent the power generation performance from being lowered at a low cost.

本発明に係る固体高分子形燃料電池の第一番目の実施形態のセパレータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the separator of 1st embodiment of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on this invention. 図1のII−II線断面矢線視図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1. 本発明に係る固体高分子形燃料電池の第二番目の実施形態のセパレータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the separator of 2nd embodiment of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on this invention. 図3のIV−IV線断面矢線視図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. 本発明に係る固体高分子形燃料電池の第二番目の実施形態の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of 2nd embodiment of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on this invention. 本発明に係る固体高分子形燃料電池の第三番目の実施形態のセパレータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the separator of 3rd embodiment of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on this invention. 図6の IIV−IIV 線断面矢線視図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line IIV-IIV in FIG. 6. 本発明に係る固体高分子形燃料電池の第三番目の実施形態の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of 3rd embodiment of the polymer electrolyte fuel cell which concerns on this invention. 従来の固体高分子形燃料電池の一例のスタックの要部の抽出拡大断面図である。It is an extraction expanded sectional view of the principal part of the stack of an example of the conventional polymer electrolyte fuel cell.

本発明に係る固体高分子形燃料電池の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。   Embodiments of a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments described with reference to the drawings.

[第一番目の実施形態]
本発明に係る固体高分子形燃料電池の第一番目の実施形態を図1,2に基づいて説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態に係る固体高分子形燃料電池は、図1,2に示すように、導電性及びガス透過性を有する燃料極111及び酸化極112で固体高分子電解質113を挟んだセル110と、一方の面に燃料ガス流通部121を形成されて他方の面に酸化ガス流通部122を形成されたセパレータ120とを有して、セパレータ120の燃料ガス流通部121をセル110の燃料極111と対向させると共にセパレータ120の酸化ガス流通部122をセル110の酸化極112と対向させるように、セル110とセパレータ120とが交互に複数積層されると共に、セパレータ120の前記面の前記ガス流通部121,122の周囲を包囲するように、隣り合うセパレータ120の間に高分子材料からなるガス流通部用シール材130が配設されたスタック100を備えた固体高分子形燃料電池において、スタック100の隣り合うセパレータ120の間に配設されてガス流通部用シール材130及びセル110の固体高分子電解質113の周縁端を内側に位置させるようにガス流通部用シール材130及びセル110を包囲する高分子材料からなるセル包囲用シール材131と、前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材110との間の前記セパレータ120の両面上に配設された絶縁性を有する高分子材料からなる絶縁シール材132とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the solid polymer fuel cell according to this embodiment includes a cell 110 in which a solid polymer electrolyte 113 is sandwiched between a fuel electrode 111 and an oxide electrode 112 having conductivity and gas permeability, A separator 120 having a fuel gas flow part 121 formed on one surface and an oxidant gas flow part 122 formed on the other surface. The fuel gas flow part 121 of the separator 120 is connected to the fuel electrode 111 of the cell 110. A plurality of cells 110 and separators 120 are alternately stacked so that the oxidizing gas circulation part 122 of the separator 120 faces the oxidation electrode 112 of the cell 110 and the gas circulation part 121 on the surface of the separator 120. , 122 is disposed between the adjacent separators 120 so as to enclose the periphery of the gas circulation part sealing material 130 made of a polymer material. In the polymer electrolyte fuel cell provided with the tack 100, the gas circulation portion sealing material 130 and the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 113 of the cell 110 are located on the inner side, between the separators 120 adjacent to each other in the stack 100. The cell surrounding sealing material 131 made of a polymer material surrounding the gas circulation portion sealing material 130 and the cell 110 so that the gas surrounding portion sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 110 are interposed between the sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 110. And an insulating sealing material 132 made of an insulating polymer material disposed on both surfaces of the separator 120.

前記セル110は、前記燃料極111及び前記酸化極112の周縁端から前記固体高分子電解質113の周縁が突出するように当該固体高分子電解質113が当該燃料極111及び当該酸化極112よりも大きくなっている。   In the cell 110, the solid polymer electrolyte 113 is larger than the fuel electrode 111 and the oxidation electrode 112 so that the periphery of the solid polymer electrolyte 113 protrudes from the peripheral edges of the fuel electrode 111 and the oxidation electrode 112. It has become.

前記セパレータ120は、対向して配設されることにより、前記燃料ガス流通部121及び前記酸化ガス流通部122で前記セル110の前記燃料極111及び前記酸化極112を挟み込んで支持すると共に、前記固体高分子電解質113の突出している前記周縁を前記ガス流通部用シール材130を介して挟み込んで支持している。   The separator 120 is disposed so as to face the fuel electrode 111 and the oxidizing electrode 112 of the cell 110 with the fuel gas circulation part 121 and the oxidizing gas circulation part 122 interposed therebetween, and the separator 120 supports the separator 120. The protruding peripheral edge of the solid polymer electrolyte 113 is sandwiched and supported via the gas circulation portion sealing material 130.

また、前記セパレータ120は、水素ガスを含有する燃料ガスを供給する燃料ガス供給マニホールド123が前記燃料ガス流通部121と内部側で連通するように形成され、当該燃料ガス流通部121を流通した前記燃料ガスを排出する燃料ガス排出マニホールド124が当該燃料ガス流通部121と内部側で連通するように形成され、酸素ガスを含有する酸化ガスを供給する酸化ガス供給マニホールド125が前記酸化ガス流通部122と内部側で連通するように形成され、当該酸化ガス流通部122を流通した前記酸化ガスを排出する酸化ガス排出マニホールド126が当該酸化ガス流通部122と内部側で連通するように形成され、温調水を供給する温調水供給マニホールド127が図示しない内部の温調水流通部と連通するように形成され、当該温調水流通部を流通した前記温調水を排出する温調水排出マニホールド128が前記温調水流通部と連通するように形成されると共に、上記マニホールド123〜128の周縁を包囲するように、隣り合う間にマニホールド用シール材133〜138が配設されている(公知構造)。   The separator 120 is formed such that a fuel gas supply manifold 123 for supplying a fuel gas containing hydrogen gas communicates with the fuel gas circulation part 121 on the inner side, and the separator 120 is circulated through the fuel gas circulation part 121. A fuel gas discharge manifold 124 for discharging the fuel gas is formed so as to communicate with the fuel gas circulation part 121 on the inner side, and an oxidation gas supply manifold 125 for supplying an oxidation gas containing oxygen gas is formed by the oxidation gas circulation part 122. And an oxidizing gas discharge manifold 126 for discharging the oxidizing gas flowing through the oxidizing gas circulation part 122 is formed so as to communicate with the oxidizing gas circulation part 122 on the inner side. A temperature control water supply manifold 127 for supplying water is shaped so as to communicate with an internal temperature control water distribution section (not shown). And a temperature-controlled water discharge manifold 128 for discharging the temperature-controlled water flowing through the temperature-controlled water circulation part is formed to communicate with the temperature-controlled water circulation part, and surrounds the periphery of the manifolds 123 to 128 As described above, manifold sealing materials 133 to 138 are disposed between adjacent ones (known structure).

前記絶縁シール材132は、前記ガス流通部121,122及び前記マニホールド123〜128等を形成された板状のセパレータ120の表面に対して、上記ガス流通部121,122及び上記マニホールド123〜128部分を除くように絶縁性の高分子材料を形成して位置付けることにより、低コストで簡単に設けることができる。   The insulating sealing material 132 has portions of the gas circulation portions 121 and 122 and the manifolds 123 to 128 with respect to the surface of the plate-like separator 120 on which the gas circulation portions 121 and 122 and the manifolds 123 to 128 are formed. By forming and positioning an insulating polymer material so as to remove the film, it can be easily provided at low cost.

前記セル包囲用シール材131は、前記マニホールド用シール材133〜138の場合と同様に、前記絶縁シール材132を設けた前記セパレータ120の一方又は他方の面上に前記ガス流通部用シール材130及び前記セル110と共に配置することにより、低コストで簡単に設けることができる。   As in the case of the manifold sealing materials 133 to 138, the cell surrounding sealing material 131 is formed on the one or the other surface of the separator 120 provided with the insulating sealing material 132. And by arranging with the cell 110, it can be easily provided at low cost.

このような本実施形態に係る固体高分子形燃料電池においては、運転温度に調整された温調水を前記スタック100に供給して、前記温調水供給マニホールド127を介して前記温調水流通部内に温調水を流通させることにより、当該スタック100を運転温度に維持すると共に、水素ガスを含有する燃料ガス及び酸素ガスを含有する酸化ガスを前記スタック100に供給すると、燃料ガスが前記セパレータ120の前記燃料ガス供給マニホールド123を介して前記燃料ガス流通部121を流通して、前記セル110の前記燃料極111に供給されると共に、酸化ガスが前記セパレータ120の前記酸化ガス供給マニホールド125を介して前記酸化ガス流通部122を流通して、前記セル110の前記酸化極112に供給されることにより、当該燃料ガス中の水素ガスと当該酸化ガス中の酸素ガスとが当該セル110で電気化学的に反応して、電力が発生すると共に、水3が発生する。   In such a polymer electrolyte fuel cell according to this embodiment, temperature-controlled water adjusted to the operating temperature is supplied to the stack 100, and the temperature-controlled water circulation is supplied via the temperature-controlled water supply manifold 127. By circulating the temperature-controlled water in the section, the stack 100 is maintained at the operating temperature, and when the fuel gas containing hydrogen gas and the oxidizing gas containing oxygen gas are supplied to the stack 100, the fuel gas is removed from the separator. The fuel gas is supplied to the fuel electrode 111 of the cell 110 through the fuel gas circulation part 121 via the fuel gas supply manifold 123 of 120 and the oxidizing gas is supplied to the oxidizing gas supply manifold 125 of the separator 120. Through the oxidizing gas circulation part 122 and supplied to the oxidation electrode 112 of the cell 110. , And oxygen gas of the fuel hydrogen gas and the oxidizing gas in the gas is electrochemically react in the cell 110, the power is generated, the water 3 is generated.

そして、前記燃料ガス流通部121を流通した使用済みの燃料ガスは、前記燃料ガス排出マニホールド124を介してスタック100の外部へ排出され、前記酸化ガス流通部122を流通した使用済みの酸化ガスは、前記酸化ガス排出マニホールド126を介してスタック100の外部へ排出される。また、前記温調水流通部内を流通した温調水は、前記温調水排出マニホールド128からスタック100の外部へ排出される。   The used fuel gas that has flowed through the fuel gas flow part 121 is discharged to the outside of the stack 100 through the fuel gas discharge manifold 124, and the used oxidizing gas that has flowed through the oxidizing gas flow part 122 is The exhaust gas is discharged to the outside of the stack 100 through the oxidizing gas discharge manifold 126. Further, the temperature-controlled water that has circulated in the temperature-controlled water distribution unit is discharged from the temperature-controlled water discharge manifold 128 to the outside of the stack 100.

このようにして発電運転を行っていくと、前記セル110で発生した前記水3が、前記固体高分子電解質113の周縁端から漏出してしまうことがある。しかしながら、上記固体高分子電解質113の周縁端が前記セル包囲用シール材131で包囲されると共に、前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材110との間の前記セパレータ120の面上が前記絶縁シール材132で絶縁されているので、上記固体高分子電解質113の周縁端から漏出した上記水3は、上記セル包囲用シール材110の外側に漏出することがないと共に、上記セパレータ120の表面に電気的に接触してしまうことがない。   When the power generation operation is performed as described above, the water 3 generated in the cell 110 may leak from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 113. However, the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 113 is surrounded by the cell surrounding sealing material 131 and the surface of the separator 120 between the gas circulation portion sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 110. Since the top is insulated by the insulating sealing material 132, the water 3 leaked from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 113 does not leak to the outside of the cell enclosing sealing material 110, and the separator There is no electrical contact with the surface of 120.

このため、上記水3中に金属イオン等の不純物が混入してしまったとしても、上記セパレータ120間を電気的に短絡させてしまうことを防止でき、発電性能の低下を防止することができる。   For this reason, even if impurities such as metal ions are mixed in the water 3, it is possible to prevent the separators 120 from being electrically short-circuited, and to prevent a decrease in power generation performance.

したがって、本実施形態によれば、固体高分子電解質113の周縁端から漏出した水3に起因するセパレータ120間の電気的な短絡を低コストで簡単に防止することができる。   Therefore, according to this embodiment, an electrical short circuit between the separators 120 due to the water 3 leaking from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 113 can be easily prevented at low cost.

[第二番目の実施形態]
本発明に係る固体高分子形燃料電池の第二番目の実施形態を図3〜5に基づいて説明する。ただし、前述した第一番目の実施形態と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the polymer electrolyte fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIGS. However, for the same parts as the first embodiment described above, the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment described above are used, so that the first embodiment described above is used. A description overlapping with the description is omitted.

本実施形態に係る固体高分子形燃料電池は、図3〜5に示すように、前記セル110とセパレータ220とが交互に複数積層されたスタック200を備えた固体高分子形燃料電池において、前記セル包囲用シール材131と、前記絶縁シール材132とを備えると共に、さらに、スタック200の隣り合うセパレータ220の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に水除去用ガス21を流通させるように当該スタック200に当該水除去用ガス21を供給する水除去用ガス供給手段である、タンク241,ブロア242等と、スタック200の隣り合うセパレータ220の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間を流通した水除去用ガス21を水3と共にスタック200から回収する水除去用ガス回収手段である、前記タンク241,気液分離器243等とを備えている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the polymer electrolyte fuel cell according to the present embodiment is a polymer electrolyte fuel cell including a stack 200 in which a plurality of the cells 110 and separators 220 are alternately stacked. A cell surrounding sealing material 131 and the insulating sealing material 132; and further, between the gas circulation portion sealing material 130 between the adjacent separators 220 of the stack 200 and the cell surrounding sealing material 131. Between the tank 241, the blower 242, etc., which are the water removal gas supply means for supplying the water removal gas 21 to the stack 200 so that the water removal gas 21 circulates, and the separator 220 adjacent to the stack 200. The water removal gas 21 circulated between the gas circulation portion sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 is stacked together with water 3. 00 is a water removing gas recovery means for recovering from the tank 241, and a gas-liquid separator 243 and the like.

前記セパレータ220は、前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に、一方の面側と他方の面側との間を貫通する水除去用ガス供給マニホールド221及び水除去用ガス排出マニホールド222が形成されており、スタック200として前記セル110と交互に複数積層されることにより、上記水除去用ガス供給マニホールド221同士が連通すると共に、上記水除去用ガス排出マニホールド222同士が連通するようになっている。   The separator 220 includes a water-removing gas supply manifold 221 that passes between one surface side and the other surface side between the gas circulation portion sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 and the water. A plurality of gas removal manifolds 222 for removal are formed, and a plurality of the cells 110 are alternately stacked as the stack 200, whereby the water removal gas supply manifolds 221 communicate with each other and the water removal gas discharge manifold 222 is formed. They communicate with each other.

前記スタック200は、前記セパレータ220の前記水除去用ガス供給マニホールド221に、窒素ガス等の不活性ガスからなる水除去用ガス21を内部に貯蔵するタンク241がブロア242を介して連結されると共に、前記セパレータ220の前記水除去用ガス排出マニホールド222に、前記タンク241が気液分離器243を介して連結されている。なお、図5中、243aは排水バルブである。   The stack 200 is connected to the water removal gas supply manifold 221 of the separator 220 through a blower 242 and a tank 241 that stores therein a water removal gas 21 made of an inert gas such as nitrogen gas. The tank 241 is connected to the water removal gas discharge manifold 222 of the separator 220 via a gas-liquid separator 243. In FIG. 5, reference numeral 243a denotes a drain valve.

このような本実施形態に係る固体高分子形燃料電池においては、前述した実施形態の場合と同様にして運転作動させることにより、前記スタック200が発電すると共に、前記セル110で水3が発生する。   In such a polymer electrolyte fuel cell according to this embodiment, the stack 200 generates power and water 3 is generated in the cell 110 by operating in the same manner as in the above-described embodiment. .

そして、上記発電運転と併せて、前記ブロア242を作動させると、前記タンク241内の前記水除去用ガス21が前記スタック200に送給され、前記セパレータ200の前記水除去用ガス供給マニホールド221を介して、隣り合う当該セパレータ200の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間を流通することにより、上記発電運転に伴って生成して前記セル110の前記固体高分子電解質113の周縁端から前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に漏出した水3を押し流し、当該水3と共に前記水除去用ガス排出マニホールド222を介して当該スタック200の外部へ排出され、前記気液分離器243で上記水3を分離された後、前記タンク241内へ戻される。   When the blower 242 is operated together with the power generation operation, the water removal gas 21 in the tank 241 is supplied to the stack 200, and the water removal gas supply manifold 221 of the separator 200 is Through the gas-circulating portion sealing material 130 and the cell-enclosing sealing material 131 between the separators 200 adjacent to each other. The water 3 leaked between the gas circulation portion sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 is washed away from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 113, and the water 3 and the water removal gas discharge manifold 222 are passed through together with the water 3. The water 3 is discharged to the outside of the stack 200 and separated by the gas-liquid separator 243, and then returned to the tank 241. That.

つまり、本実施形態においては、隣り合う前記セパレータ200の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に前記ガス21を流通させることにより、当該ガス流通部用シール材130と当該セル包囲用シール材131との間に介在する前記水3を前記スタック300の外部へ排出できるようにしたのである。   That is, in this embodiment, the gas 21 is circulated between the gas circulation part sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 between the separators 200 adjacent to each other, thereby The water 3 interposed between the sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 can be discharged to the outside of the stack 300.

したがって、本実施形態によれば、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な効果を得ることができると共に、前述した第一番目の実施形態の場合よりも電気的な短絡をさらに確実に防止することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as in the case of the first embodiment described above, and more reliably prevent an electrical short circuit than in the case of the first embodiment described above. Can be prevented.

[第三番目の実施形態]
本発明に係る固体高分子形燃料電池の第三番目の実施形態を図6〜8に基づいて説明する。ただし、前述した第一,二番目の実施形態と同様な部分については、前述した第一,二番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一,二番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the polymer electrolyte fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIGS. However, parts similar to those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first and second embodiments described above, whereby the first and second embodiments described above are used. Description overlapping with that in the second embodiment is omitted.

本実施形態に係る固体高分子形燃料電池は、図6〜8に示すように、前記セル110とセパレータ320とが交互に複数積層されたスタック300を備えた固体高分子形燃料電池において、前記セル包囲用シール材131と、前記絶縁シール材132とを備えると共に、さらに、スタック300の隣り合うセパレータ320の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に不純物除去用水31を流通させるように当該スタック300に当該不純物除去用水31を供給する不純物除去用水供給手段であると共に、スタック300の隣り合うセパレータ320の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間を流通した前記不純物除去用水31を当該スタック300から回収する不純物除去用水回収手段である、貯水槽351,ポンプ352等と、前記不純物除去用水31中から不純物を除去する不純物除去手段である不純物除去器353とを備えている。   As shown in FIGS. 6 to 8, the polymer electrolyte fuel cell according to this embodiment includes a stack 300 in which a plurality of the cells 110 and separators 320 are alternately stacked. In addition to the cell surrounding sealing material 131 and the insulating sealing material 132, the cell surrounding sealing material 131 between the separators 320 adjacent to each other in the stack 300 and the cell surrounding sealing material 131. The impurity removal water supply means supplies the impurity removal water 31 to the stack 300 so that the impurity removal water 31 is circulated, and the gas circulation portion sealing material 130 between the separators 320 adjacent to each other in the stack 300 The impurity-removing water 31 that has circulated between the cell-enclosing sealing material 131 is not recovered from the stack 300. As an object removing water collecting means, reservoir 351 includes a like pump 352, an impurity remover 353 is an impurity removing means for removing impurities from within the impurity removal water 31.

前記セパレータ320は、前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に、一方の面側と他方の面側との間を貫通する不純物除去用水供給マニホールド321及び不純物除去用水排出マニホールド322が形成されており、スタック300として前記セル110と交互に複数積層されることにより、上記不純物除去用水供給マニホールド321同士が連通すると共に、上記不純物除去用水排出マニホールド322同士が連通するようになっている。   The separator 320 includes an impurity removal water supply manifold 321 penetrating between one surface side and the other surface side between the gas circulation portion sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 and the impurity removal. A plurality of water discharge manifolds 322 are formed, and a plurality of the cells 110 are alternately stacked as the stack 300, whereby the impurity removal water supply manifolds 321 communicate with each other and the impurity removal water discharge manifolds 322 communicate with each other. It is like that.

前記スタック300は、前記セパレータ320の前記不純物除去用水供給マニホールド321に、不純物除去用水31を内部に貯蔵すると共に当該不純物除去用水31を温調する温調器351aを有する貯水槽351がポンプ352を介して連結されると共に、前記セパレータ220の前記不純物除去用水排出マニホールド322に、不純物である金属イオンを取り除くイオン交換樹脂を内装した不純物除去器353を介して前記貯水槽351が連結されている。   In the stack 300, a water storage tank 351 having a temperature controller 351 a for storing the impurity removal water 31 inside the impurity removal water supply manifold 321 of the separator 320 and controlling the temperature of the impurity removal water 31 is provided with a pump 352. The water storage tank 351 is connected to the impurity removal water discharge manifold 322 of the separator 220 via an impurity remover 353 having an ion exchange resin for removing metal ions as impurities.

また、図8に示すように、前記スタック300の前記不純物除去用水31の排出口と前記不純物除去器353との間には、バルブ362が設けられている。前記スタック300の前記不純物除去用水31の排出口と前記バルブ362との間は、前記不純物除去器353と前記貯水槽351との間にバルブ363を介して連結(バイパス)している。   Further, as shown in FIG. 8, a valve 362 is provided between the impurity removal water 31 outlet of the stack 300 and the impurity remover 353. The discharge port of the impurity removal water 31 of the stack 300 and the valve 362 are connected (bypassed) via the valve 363 between the impurity remover 353 and the water storage tank 351.

そして、前記貯水槽351には、当該貯水槽351内の前記不純物除去用水31の導電率を計測する導電率計測手段である導電率計361が設けられている。この導電率計361は、制御手段である制御装置360の入力部に電気的に接続されている。この制御装置360の出力部は、前記バルブ362,363に電気的に接続されており、当該制御装置360は、前記導電率計361からの情報に基づいて、前記バルブ362,363を開閉制御することができるようになっている(詳細は後述する)。   The water tank 351 is provided with a conductivity meter 361 that is a conductivity measuring means for measuring the conductivity of the impurity removing water 31 in the water tank 351. The conductivity meter 361 is electrically connected to an input unit of a control device 360 that is a control means. The output unit of the control device 360 is electrically connected to the valves 362 and 363, and the control device 360 controls the opening and closing of the valves 362 and 363 based on information from the conductivity meter 361. (Details will be described later).

このような本実施形態に係る固体高分子形燃料電池においては、前述した実施形態の場合と同様にして運転作動させることにより、前記スタック300が発電すると共に、前記セル110で水3が発生する。   In such a polymer electrolyte fuel cell according to this embodiment, the stack 300 generates power and water 3 is generated in the cell 110 by operating in the same manner as in the above-described embodiment. .

そして、上記発電運転と併せて、前記制御装置360を作動させると、当該制御装置360は、当初、前記バルブ362を閉鎖させると共に前記バルブ363を開放させるように当該バルブ362,363の開閉制御を行う。加えて、前記貯水槽351の前記温調器351aを作動させて前記不純物除去用水31を前記温調水と略同一の温度に温調すると共に、前記ポンプ352を作動させると、当該貯水槽351内の当該不純物除去用水31が前記スタック300に送給され、前記セパレータ300の前記不純物除去用水供給マニホールド321を介して、隣り合う当該セパレータ300の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間を流通することにより、上記発電運転に伴って生成して前記セル110の前記固体高分子電解質113の周縁端から前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に漏出した水3と併せて、金属イオン等の不純物と共に前記不純物除去用水排出マニホールド322を介して当該スタック300の外部へ排出されて、前記タンク241内へ戻される。   When the control device 360 is operated together with the power generation operation, the control device 360 initially controls the opening and closing of the valves 362 and 363 so that the valve 362 is closed and the valve 363 is opened. Do. In addition, when the temperature controller 351a of the water storage tank 351 is operated to adjust the temperature of the impurity removal water 31 to substantially the same temperature as the temperature control water, and the pump 352 is operated, the water storage tank 351 The impurity-removing water 31 is fed to the stack 300, and the gas-flow-portion sealant 130 and the cell between the separators 300 adjacent to each other through the impurity-removing water supply manifold 321 of the separator 300. By circulating between the sealing material 131 for enveloping, it is generated along with the power generation operation, and from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte 113 of the cell 110, the sealing material 130 for the gas circulation part and the cell enclosing Together with the water 3 leaked between the sealing material 131 and the impurities such as metal ions, the impurities are removed via the water draining manifold 322 for removing impurities. Is discharged to the outside of the stack 300, it is returned to the tank 241.

このようにして前記スタック300内に前記不純物除去用水31を流通させていくにしたがって、前記貯水槽351内の上記不純物除去用水31中の不純物濃度(金属イオン濃度)が高くなる、すなわち、上記不純物除去用水31の導電率が上昇して、上限閾値を超えると、前記制御装置360は、前記導電率計361からの情報に基づいて、前記バルブ362を開放させると共に前記バルブ363を閉鎖させるように当該バルブ362,363の開閉制御を行う。   As the impurity removal water 31 is circulated in the stack 300 in this way, the impurity concentration (metal ion concentration) in the impurity removal water 31 in the water tank 351 increases, that is, the impurities When the conductivity of the removal water 31 rises and exceeds the upper threshold, the control device 360 opens the valve 362 and closes the valve 363 based on information from the conductivity meter 361. Open / close control of the valves 362 and 363 is performed.

これにより、前記スタック300から外部に排出された前記不純物除去用水31は、前記不純物除去器353内を流通して前記不純物を除去されてから前記貯水槽351内に戻される。   Accordingly, the impurity removing water 31 discharged to the outside from the stack 300 flows through the impurity remover 353 and is removed from the impurities, and then returned to the water storage tank 351.

そして、前記貯水槽351内の前記不純物除去用水31中の不純物濃度(金属イオン濃度)が低くなる、すなわち、上記不純物除去用水31の導電率が下降して、下限閾値未満になると、前記制御装置360は、前記導電率計361からの情報に基づいて、前記バルブ362を再び閉鎖させると共に前記バルブ363を再び開放させるように当該バルブ362,363の開閉制御を行う。   Then, when the impurity concentration (metal ion concentration) in the impurity removing water 31 in the water storage tank 351 is lowered, that is, when the conductivity of the impurity removing water 31 decreases and becomes less than the lower limit threshold, the control device 360 controls the opening and closing of the valves 362 and 363 so that the valve 362 is closed again and the valve 363 is opened again based on the information from the conductivity meter 361.

これにより、前記スタック300から外部に排出された前記不純物除去用水31は、前記不純物除去器353を経由することなくバイパスして前記貯水槽351内に戻される。   Thereby, the impurity removal water 31 discharged to the outside from the stack 300 is bypassed and returned to the water storage tank 351 without passing through the impurity remover 353.

以下、上述した作動が繰り返されることにより、前記スタック300の隣り合う前記セパレータ300の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に前記セル110の前記固体高分子電解質113から漏出した水3と共に当該ガス流通部用シール材130と当該セル包囲用シール材131との間に存在する金属イオン等の不純物が当該スタック300の外部へ排出される。   Hereinafter, by repeating the above-described operation, the solid height of the cell 110 is interposed between the gas circulation portion sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 between the separators 300 adjacent to each other in the stack 300. Impurities such as metal ions existing between the gas circulation part sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 together with the water 3 leaked from the molecular electrolyte 113 are discharged to the outside of the stack 300.

つまり、本実施形態においては、隣り合う前記セパレータ200の間の前記ガス流通部用シール材130と前記セル包囲用シール材131との間に前記不純物除去用水31を流通させることにより、当該ガス流通部用シール材130と当該セル包囲用シール材131との間に存在する金属イオン等の不純物を前記スタック300の外部へ排出できるようにしたのである。   That is, in this embodiment, the gas removal portion 31 is circulated between the gas circulation portion sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 between the separators 200 adjacent to each other, thereby the gas circulation. Thus, impurities such as metal ions existing between the part sealing material 130 and the cell surrounding sealing material 131 can be discharged to the outside of the stack 300.

したがって、本実施形態によれば、前述した第一,二番目の実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments described above can be obtained.

[他の実施形態]
なお、前述した実施形態においては、前記セパレータ120,220,320の前記ガス流通部121,122及び前記マニホールド123〜128部分を除いた部分全体に前記絶縁シール材132を設けた場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、セパレータのガス流通部用シール材とセル包囲用シール材との間のみに絶縁シール材を設けるだけでもよい。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the case where the insulating sealing material 132 is provided on the entire portion of the separators 120, 220, and 320 excluding the gas circulation portions 121 and 122 and the manifolds 123 to 128 has been described. As another embodiment, for example, an insulating sealing material may be provided only between the sealing material for the gas circulation part of the separator and the sealing material for the cell surrounding.

また、前述した実施形態においては、前記セパレータ120,220,320の一方の面及び他方の面の両方の面に前記絶縁シール材132を設けた場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、セパレータの一方の面及び他方の面のいずれかの面のみに絶縁シールを設けるだけでもよい。   In the above-described embodiment, the case where the insulating sealing material 132 is provided on both the one surface and the other surface of the separators 120, 220, and 320 has been described. As another embodiment, for example, The insulating seal may be provided only on one of the one surface and the other surface of the separator.

また、前述した第二番目の実施形態においては、前記タンク241内の水除去用ガス21をブロア242によってスタック200内に送給して、当該スタック200内より排出された前記水除去用ガス21から気液分離器243で水3を分離した後に当該水除去用ガス21を前記タンク241内に戻すことにより、当該水除去用ガス21を循環利用する場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、ボンベ中の水除去用ガスをスタック内に送給して、当該スタック内より排出された上記水除去用ガスをそのまま系外へ排出することにより、当該水除去用ガスを循環利用することなくワンスルーだけの利用とすることも可能である。   In the second embodiment described above, the water removal gas 21 in the tank 241 is fed into the stack 200 by the blower 242 and the water removal gas 21 discharged from the stack 200 is supplied. The case where the water removal gas 21 is circulated and used by returning the water removal gas 21 into the tank 241 after separating the water 3 from the gas-liquid separator 243 is described as another embodiment. For example, the water removing gas in the cylinder is fed into the stack, and the water removing gas discharged from the stack is discharged out of the system as it is, so that the water removing gas is circulated and used. It is also possible to use only one-through without any problem.

また、前述した第二番目の実施形態においては、水除去用ガスとして窒素ガス等の不活性ガスを利用した場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、水素ガス等の燃料ガスや、酸素ガスや空気等の酸化ガス等を水除去用ガスとして利用することも可能である。   Further, in the second embodiment described above, the case where an inert gas such as nitrogen gas is used as the water removing gas has been described. However, as another embodiment, for example, a fuel gas such as hydrogen gas, It is also possible to use an oxidizing gas such as oxygen gas or air as the water removing gas.

本発明に係る固体高分子形燃料電池は、固体高分子電解質の周縁端から漏出した水に起因するセパレータ間の電気的な短絡を低コストで簡単に防止することができるので、各種産業において、極めて有益に利用することができる。   Since the solid polymer fuel cell according to the present invention can easily prevent electrical short circuit between separators due to water leaking from the peripheral edge of the solid polymer electrolyte at low cost, It can be used extremely beneficially.

3 水
21 水除去用ガス
31 不純物除去用水
100 スタック
110 セル
111 燃料極
112 酸化極
113 固体高分子電解質
120 セパレータ
121 燃料ガス流通部
122 酸化ガス流通部
123 燃料ガス供給マニホールド
124 燃料ガス排出マニホールド
125 酸化ガス供給マニホールド
126 酸化ガス排出マニホールド
127 温調水供給マニホールド
128 温調水排出マニホールド
130 ガス流通部用シール材
131 セル包囲用シール材
132 絶縁シール材
133〜138 マニホールド用シール材
200 スタック
220 セパレータ
221 水除去用ガス供給マニホールド
222 水除去用ガス排出マニホールド
241 タンク
242 ブロア
243 気液分離器
243a 排水バルブ
300 スタック
320 セパレータ
321 不純物除去用水供給マニホールド
322 不純物除去用水排出マニホールド
351 貯水槽
351a 温調器
352 ポンプ
353 不純物除去器
360 制御装置
361 導電率計
362,363 バルブ
3 Water 21 Water removal gas 31 Impurity removal water 100 Stack 110 Cell 111 Fuel electrode 112 Oxidation electrode 113 Solid polymer electrolyte 120 Separator 121 Fuel gas circulation part 122 Oxidation gas circulation part 123 Fuel gas supply manifold 124 Fuel gas discharge manifold 125 Oxidation Gas supply manifold 126 Oxidizing gas discharge manifold 127 Temperature-controlled water supply manifold 128 Temperature-controlled water discharge manifold 130 Gas-flow-portion seal material 131 Cell-enclosing seal material 132 Insulation seal material 133-138 Manifold seal material 200 Stack 220 Separator 221 Water Gas supply manifold for removal 222 Gas discharge manifold for water removal 241 Tank 242 Blower 243 Gas-liquid separator 243a Drain valve 300 Stack 320 Separate 321 Impurity removal water supply manifold 322 Impurity removal water discharge manifold 351 Reservoir 351a Temperature controller 352 Pump 353 Impurity remover 360 Controller 361 Conductivity meter 362, 363 Valve

Claims (3)

燃料極及び酸化極で固体高分子電解質を挟んだセルと、一方の面に燃料ガス流通部を形成されて他方の面に酸化ガス流通部を形成されたセパレータとを有して、前記セパレータの前記燃料ガス流通部を前記セルの前記燃料極と対向させると共に前記セパレータの前記酸化ガス流通部を前記セルの前記酸化極と対向させるように、前記セルと前記セパレータとが交互に複数積層されると共に、前記セパレータの前記面の前記ガス流通部の周囲を包囲するように、隣り合う前記セパレータの間にガス流通部用シール材が配設されたスタックを備えた固体高分子形燃料電池において、
前記スタックの隣り合う前記セパレータの間に配設されて前記ガス流通部用シール材及び前記セルの前記固体高分子電解質の周縁端を内側に位置させるように当該ガス流通部用シール材及び当該セルを包囲するセル包囲用シール材と、
前記セパレータの前記一方の面及び前記他方の面の少なくともいずれかの面側の少なくとも前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間に配設された絶縁性を有する絶縁シール材と
を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。
A cell having a solid polymer electrolyte sandwiched between a fuel electrode and an oxidation electrode, and a separator having a fuel gas circulation part formed on one surface and an oxidation gas circulation part formed on the other surface, A plurality of the cells and the separators are alternately stacked so that the fuel gas circulation part faces the fuel electrode of the cell and the oxidizing gas circulation part of the separator faces the oxidation electrode of the cell. In addition, in a polymer electrolyte fuel cell including a stack in which a gas flow portion sealing material is disposed between adjacent separators so as to surround the gas flow portion on the surface of the separator,
The gas circulation part sealing material and the cell, which are disposed between the separators adjacent to each other in the stack so that the gas polymer circulation member and the peripheral edge of the solid polymer electrolyte of the cell are positioned inside. A sealing material for enclosing the cell,
Insulating sealing material having insulating properties disposed between at least the sealing member for gas circulation part and the sealing material for cell surrounding on at least one of the one surface and the other surface of the separator And a polymer electrolyte fuel cell.
請求項1に記載の固体高分子形燃料電池において、
前記スタックの隣り合う前記セパレータの間の前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間に水除去用ガスを流通させるように当該スタックに当該水除去用ガスを供給する水除去用ガス供給手段と、
前記スタックの隣り合う前記セパレータの間の前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間を流通した前記水除去用ガスを水と共に当該スタックから回収する水除去用ガス回収手段と
を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。
The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein
Water removal supplying the water removal gas to the stack so that the water removal gas is circulated between the gas circulation portion sealing material and the cell surrounding sealing material between the separators adjacent to each other in the stack. Gas supply means;
Water removal gas recovery means for recovering from the stack together with water the water removal gas that has flowed between the gas circulation portion sealing material between the separators adjacent to the stack and the cell surrounding sealing material; A polymer electrolyte fuel cell comprising:
請求項1に記載の固体高分子形燃料電池において、
前記スタックの隣り合う前記セパレータの間の前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間に不純物除去用水を流通させるように当該スタックに当該不純物除去用水を供給する不純物除去用水供給手段と、
前記スタックの隣り合う前記セパレータの間の前記ガス流通部用シール材と前記セル包囲用シール材との間を流通した前記不純物除去用水を当該スタックから回収する不純物除去用水回収手段と、
前記不純物除去用水中から不純物を除去する不純物除去手段と
を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池。
The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein
Impurity removal water supply for supplying the impurity removal water to the stack so that the impurity removal water is circulated between the gas circulation portion sealing material between the separators adjacent to the stack and the cell surrounding sealing material. Means,
Impurity-removing water recovery means for recovering from the stack the impurity-removing water that has flowed between the gas-circulating portion sealing material between the separators adjacent to the stack and the cell-enclosing sealing material;
A solid polymer fuel cell, comprising: an impurity removing unit that removes impurities from the impurity removing water.
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