JP2012226847A - Electrolyte membrane and electrode structure for fuel cell - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent as much as possible the occurrence of deterioration in an outer peripheral end of a solid polymer electrolyte membrane extended outward from an electrode catalyst layer, with a simple and economical configuration.SOLUTION: An electrolyte membrane-electrode structure 12 comprises: a solid polymer electrolyte membrane 18; and an anode-side electrode 20 and a cathode-side electrode 22 which hold the solid polymer electrolyte membrane 18 therebetween. The anode-side electrode 20 includes an electrode catalyst layer 20a and a gas diffusion layer 20b. On the other hand, the cathode-side electrode 22 includes an electrode catalyst layer 22a and a gas diffusion layer 22b. In the solid polymer electrolyte membrane 18, the Solvent 28a and solvent 28b, which are identical to solvent used during formation of the electrode catalyst layers 20a and 22a, are applied to an end surface 18ae which is exposed to the outside from an outer peripheral part of the anode-side electrode 20, and to an end surface 18be which is close to the cathode-side electrode 22.

Description

本発明は、固体高分子電解質膜の両側に電極触媒層が設けられる燃料電池用電解質膜・電極構造体に関する。   The present invention relates to an electrolyte membrane / electrode structure for a fuel cell in which electrode catalyst layers are provided on both sides of a solid polymer electrolyte membrane.

一般的に、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜を採用している。この燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ触媒層(電極触媒層)とガス拡散層(多孔質カーボン)とからなるアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体(MEA)を、セパレータ(バイポーラ板)によって挟持している。通常、この燃料電池を所定数だけ積層した燃料電池スタックが、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。   In general, a polymer electrolyte fuel cell employs a polymer electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane. This fuel cell has an electrolyte membrane / electrode structure in which an anode side electrode and a cathode side electrode each comprising a catalyst layer (electrode catalyst layer) and a gas diffusion layer (porous carbon) are disposed on both sides of a solid polymer electrolyte membrane, respectively. The body (MEA) is sandwiched between separators (bipolar plates). Usually, a fuel cell stack in which a predetermined number of fuel cells are stacked is used as, for example, an in-vehicle fuel cell stack.

この種の電解質膜・電極構造体では、固体高分子電解質膜の表面積が、この固体高分子電解質膜の両面に積層されているガス拡散層及び触媒層の表面積よりも大きく構成され、前記固体高分子電解質膜の外周端面が、各ガス拡散層及び前記触媒層の外周端面よりも外方に突出する、所謂、膜突出型MEAを構成する場合がある。   In this type of electrolyte membrane / electrode structure, the surface area of the solid polymer electrolyte membrane is configured to be larger than the surface areas of the gas diffusion layer and the catalyst layer laminated on both sides of the solid polymer electrolyte membrane, In some cases, the outer peripheral end face of the molecular electrolyte membrane constitutes a so-called membrane protruding MEA in which the outer peripheral end face of each gas diffusion layer and the catalyst layer protrudes outward.

また、この種の電解質膜・電極構造体では、一方の電極の面積が他方の電極の面積よりも大きく構成され、前記一方の電極の端部が前記他方の電極の端部から外方に突出する、所謂、段差型MEAを構成する場合がある。   In this type of electrolyte membrane / electrode structure, the area of one electrode is configured to be larger than the area of the other electrode, and the end of the one electrode protrudes outward from the end of the other electrode. In other words, a so-called stepped MEA may be configured.

上記のMEAでは、固体高分子電解質膜の面方向外方に突出する外周部からのガス透過量が、面方向内方側の触媒層が塗布された部分のガス透過量に比べて多くなり易い。このため、固体高分子電解質膜の外周縁部では、該固体高分子電解質膜の両側に存在する燃料ガスと酸化剤ガスとの混在が惹起され易く、前記固体高分子電解質膜の劣化が促進されるという問題がある。   In the above MEA, the gas permeation amount from the outer peripheral portion protruding outward in the plane direction of the solid polymer electrolyte membrane tends to be larger than the gas permeation amount of the portion coated with the catalyst layer on the inner side in the plane direction. . For this reason, in the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane, a mixture of fuel gas and oxidant gas existing on both sides of the solid polymer electrolyte membrane is easily caused, and the deterioration of the solid polymer electrolyte membrane is promoted. There is a problem that.

そこで、例えば、特許文献1に開示されている固体高分子電解質膜電極接合体が知られている。この固体高分子電解質膜電極接合体は、固体高分子電解質膜と、該固体高分子電解質膜の両面に配設される触媒を含む触媒層と該触媒層を周縁部の内側に支持するガス拡散層とを備える電極と、からなっている。   Thus, for example, a polymer electrolyte membrane electrode assembly disclosed in Patent Document 1 is known. This solid polymer electrolyte membrane electrode assembly includes a solid polymer electrolyte membrane, a catalyst layer including a catalyst disposed on both sides of the solid polymer electrolyte membrane, and gas diffusion that supports the catalyst layer on the inner side of the peripheral portion. An electrode comprising a layer.

固体高分子電解質膜は、膜の厚さ方向全体にプロトン導電性を有する第1の領域と、該第1の領域の外周部に位置し無孔のシートが配置されることにより、膜の厚さ方向全体にはプロトン導電性を有しない第2の領域とを有している。そして、触媒層の外縁からガス拡散層の外縁までは、第2の領域に位置するように配置されている。   The solid polymer electrolyte membrane includes a first region having proton conductivity in the entire thickness direction of the membrane, and a non-porous sheet disposed on the outer peripheral portion of the first region, whereby the thickness of the membrane is increased. The entire length direction has a second region having no proton conductivity. And from the outer edge of a catalyst layer to the outer edge of a gas diffusion layer, it arrange | positions so that it may be located in a 2nd area | region.

特開2006−100267号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-1000026

しかしながら、上記の特許文献1では、固体高分子電解質膜に、別材質で構成された無孔のシートが配置されているため、発電中の前記固体高分子電解質膜には、部分的に、含水環境の相違する領域が発生してしまう。これにより、固体高分子電解質膜には、反応ガスが透過する透過量に分布が惹起され易く、発電性能が低下するという問題がある。   However, in Patent Document 1 described above, since a non-porous sheet made of a different material is disposed on the solid polymer electrolyte membrane, the solid polymer electrolyte membrane during power generation partially contains water. An area with a different environment will occur. As a result, the solid polymer electrolyte membrane has a problem that the distribution is easily caused in the permeation amount through which the reaction gas permeates, and the power generation performance is deteriorated.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、電極触媒層から外方に延在する固体高分子電解質膜の外周端部に劣化が発生することを可及的に阻止することが可能な燃料電池用電解質膜・電極構造体を提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and it is possible to cause deterioration at the outer peripheral end portion of the solid polymer electrolyte membrane extending outward from the electrode catalyst layer with a simple and economical configuration. It is an object of the present invention to provide an electrolyte membrane / electrode structure for a fuel cell that can be blocked.

本発明は、固体高分子電解質膜の両側に電極触媒層が設けられる燃料電池用電解質膜・電極構造体に関するものである。この電解質膜・電極構造体では、固体高分子電解質膜の外周部には、電極触媒層から外方に延在する突出端部が設けられるとともに、前記突出端部の少なくとも一方の面には、溶剤が塗布されている。   The present invention relates to an electrolyte membrane / electrode structure for a fuel cell in which electrode catalyst layers are provided on both sides of a solid polymer electrolyte membrane. In this electrolyte membrane / electrode structure, the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane is provided with a protruding end extending outward from the electrode catalyst layer, and at least one surface of the protruding end is Solvent is applied.

また、この燃料電池用電解質膜・電極構造体では、溶剤は、電極触媒層に使用された溶剤と同一の溶剤であることが好ましい。   In the fuel cell electrolyte membrane / electrode structure, the solvent is preferably the same solvent as that used in the electrode catalyst layer.

本発明によれば、固体高分子電解質膜の外周部には、溶剤が塗布されている。このため、固体高分子電解質膜では、触媒領域と突出端部領域とにおける反応ガス透過量を同等にすることができる。これにより、簡単且つ経済的な構成で、電極触媒層から外方に延在する固体高分子電解質膜の外周端部に劣化が発生することを可及的に阻止することが可能になる。   According to the present invention, the solvent is applied to the outer peripheral portion of the solid polymer electrolyte membrane. For this reason, in the solid polymer electrolyte membrane, the reaction gas permeation amount in the catalyst region and the protruding end region can be made equal. Thereby, it becomes possible to prevent deterioration from occurring at the outer peripheral end portion of the solid polymer electrolyte membrane extending outward from the electrode catalyst layer as much as possible with a simple and economical configuration.

本発明の第1の実施形態に係る燃料電池用電解質膜・電極構造体を組み込む燃料電池の要部分解斜視説明図である。1 is an exploded perspective view of a main part of a fuel cell incorporating a fuel cell electrolyte membrane / electrode structure according to a first embodiment of the present invention. 前記燃料電池の、図1中、II−II線断面説明図である。FIG. 2 is a sectional view of the fuel cell taken along line II-II in FIG. 1. 前記燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の一部断面説明図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional explanatory view of an electrolyte membrane / electrode structure constituting the fuel cell. 前記電解質膜・電極構造体の正面説明図である。It is front explanatory drawing of the said electrolyte membrane and electrode structure. 固体高分子電解質膜に電極触媒層を塗布する際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of apply | coating an electrode catalyst layer to a solid polymer electrolyte membrane. 固体高分子電解質膜の外周端部に溶剤を塗布する際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of apply | coating a solvent to the outer peripheral edge part of a solid polymer electrolyte membrane. 固体高分子電解質膜にガス拡散層を接合する際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of joining a gas diffusion layer to a solid polymer electrolyte membrane. 前記電解質膜・電極構造体を製造するための工程説明図である。It is process explanatory drawing for manufacturing the said electrolyte membrane and electrode structure. 従来の前記電解質膜・電極構造体の膜強度の説明図である。It is explanatory drawing of the film | membrane intensity | strength of the said conventional electrolyte membrane electrode structure. 第1の実施形態の前記電解質膜・電極構造体の膜強度の説明図である。It is explanatory drawing of the film | membrane intensity | strength of the said electrolyte membrane and electrode structure of 1st Embodiment. 前記電解質膜・電極構造体を製造するための別の工程説明図である。It is another process explanatory drawing for manufacturing the said electrolyte membrane and electrode structure. 本発明の第2の実施形態に係る燃料電池用電解質膜・電極構造体を組み込む燃料電池の要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory view of the fuel cell incorporating the electrolyte membrane and electrode structure for fuel cell according to the second embodiment of the present invention. 前記燃料電池の、図12中、XIII−XIII線断面説明図である。It is XIII-XIII sectional view explanatory drawing in FIG. 12 of the said fuel cell.

図1及び図2に示すように、固体高分子型燃料電池10は、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池用電解質膜・電極構造体12を組み込むとともに、前記燃料電池10は、前記電解質膜・電極構造体12を第1セパレータ14及び第2セパレータ16により挟持する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the polymer electrolyte fuel cell 10 incorporates an electrolyte membrane / electrode structure 12 for a fuel cell according to the first embodiment of the present invention. The electrolyte membrane / electrode structure 12 is sandwiched between the first separator 14 and the second separator 16.

第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板等で構成されている。第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、例えば、カーボンセパレータにより構成してもよい。   The 1st separator 14 and the 2nd separator 16 are comprised, for example with the steel plate, the stainless steel plate, the aluminum plate, the plating processing steel plate, or the metal plate etc. which performed the surface treatment for corrosion prevention on the metal surface. The first separator 14 and the second separator 16 have a rectangular planar shape, and are formed into a concavo-convex shape by pressing a metal thin plate into a wave shape. In addition, you may comprise the 1st separator 14 and the 2nd separator 16 with a carbon separator, for example.

電解質膜・電極構造体12は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜18と、前記固体高分子電解質膜18を挟持するアノード側電極20及びカソード側電極22とを備える。アノード側電極20は、カソード側電極22及び固体高分子電解質膜18よりも小さな表面積を有する(段差MEA)。   The electrolyte membrane / electrode structure 12 includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 18 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, and an anode side electrode 20 and a cathode side electrode 22 that sandwich the solid polymer electrolyte membrane 18. With. The anode side electrode 20 has a smaller surface area than the cathode side electrode 22 and the solid polymer electrolyte membrane 18 (step MEA).

固体高分子電解質膜18は、フッ素系電解質の他、HC(炭化水素)系電解質が使用される。第1の実施形態では、固体高分子電解質膜18は、例えば、主鎖がポリフェニレン構造であり、スルホン酸基を有する側鎖と含窒素複素環基を有する側鎖とを有する構造でもよい。   The solid polymer electrolyte membrane 18 uses an HC (hydrocarbon) electrolyte in addition to a fluorine electrolyte. In the first embodiment, for example, the solid polymer electrolyte membrane 18 may have a structure in which the main chain has a polyphenylene structure, and has a side chain having a sulfonic acid group and a side chain having a nitrogen-containing heterocyclic group.

図3に示すように、アノード側電極20は、固体高分子電解質膜18の一方の面18aに当接し、且つ前記固体高分子電解質膜18の外周を額縁状に露呈させる電極触媒層20a及びガス拡散層20bを設ける。ガス拡散層20bは、カーボンペーパやカーボンクロス等からなり、前記ガス拡散層20bの表面に白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が一様に塗布されて電極触媒層20aが形成される。   As shown in FIG. 3, the anode-side electrode 20 is in contact with one surface 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18, and the electrode catalyst layer 20a and the gas that expose the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane 18 in a frame shape. A diffusion layer 20b is provided. The gas diffusion layer 20b is made of carbon paper, carbon cloth or the like, and porous carbon particles having a platinum alloy supported on the surface of the gas diffusion layer 20b are uniformly applied to form the electrode catalyst layer 20a. .

カソード側電極22は、上記のアノード側電極20と同様に、固体高分子電解質膜18の他方の面18bに当接する電極触媒層22a及びガス拡散層22bを設ける。なお、電極触媒層20a、22aは、複数の層から構成してもよい。   The cathode side electrode 22 is provided with an electrode catalyst layer 22 a and a gas diffusion layer 22 b that are in contact with the other surface 18 b of the solid polymer electrolyte membrane 18, similarly to the anode side electrode 20 described above. The electrode catalyst layers 20a and 22a may be composed of a plurality of layers.

ガス拡散層22bの平面は、ガス拡散層20bの平面よりも大きく設定されるとともに、前記ガス拡散層22bは、電極触媒層22aの外周から突出して固体高分子電解質膜18の他方の面18b全体を覆う。   The plane of the gas diffusion layer 22b is set to be larger than the plane of the gas diffusion layer 20b, and the gas diffusion layer 22b protrudes from the outer periphery of the electrode catalyst layer 22a to the entire other surface 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18. Cover.

電極触媒層20aの端部は、電極触媒層22aの端部よりも固体高分子電解質膜18の面方向外側全周にわたって距離Hだけ突出した位置に設定される。なお、電極触媒層20aの端部と電極触媒層22aの端部とは、隣り合った辺で寸法の大小関係が逆に設定されてもよい。また、アノード側電極20とカソード側電極22の大小関係が逆であってもよい。電極触媒層20aの外周から突出するガス拡散層20bと、固体高分子電解質膜18との間には、接着層26aが設けられる。電極触媒層22aの外周から突出するガス拡散層22bと、固体高分子電解質膜18との間には、接着層26bが設けられる。接着層26a、26bは、例えば、フッ素系接着剤を用いることができる。   The end of the electrode catalyst layer 20a is set at a position protruding by a distance H over the entire outer circumference in the surface direction of the solid polymer electrolyte membrane 18 from the end of the electrode catalyst layer 22a. It should be noted that the size relationship between the end portions of the electrode catalyst layer 20a and the end portions of the electrode catalyst layer 22a may be set oppositely on adjacent sides. The magnitude relationship between the anode side electrode 20 and the cathode side electrode 22 may be reversed. An adhesive layer 26 a is provided between the gas diffusion layer 20 b protruding from the outer periphery of the electrode catalyst layer 20 a and the solid polymer electrolyte membrane 18. An adhesive layer 26 b is provided between the gas diffusion layer 22 b protruding from the outer periphery of the electrode catalyst layer 22 a and the solid polymer electrolyte membrane 18. For the adhesive layers 26a and 26b, for example, a fluorine-based adhesive can be used.

固体高分子電解質膜18は、アノード側電極20の電極触媒層20aの外周部から外部に露呈する端面18ae及びカソード側電極22の電極触媒層22a側の端面18beに、後述するように、電極触媒層20a及び22aの形成時に使用される溶剤と同一の溶剤28a及び28bが塗布される(図4参照)。その際、溶剤28a及び28bは、電極触媒層20a、22aの端部から隙間なく塗布される。   As will be described later, the solid polymer electrolyte membrane 18 is formed on the end face 18ae exposed from the outer periphery of the electrode catalyst layer 20a of the anode side electrode 20 and the end face 18be of the cathode side electrode 22 on the electrode catalyst layer 22a side, as will be described later. The same solvents 28a and 28b as those used in forming the layers 20a and 22a are applied (see FIG. 4). At that time, the solvents 28a and 28b are applied without gaps from the ends of the electrode catalyst layers 20a and 22a.

溶剤28a及び28bは、例えば、アルコール系溶媒が使用され、具体的には、水とn−プロピルアルコールとエタノールとの混合液である。なお、電極触媒層20a、22aに用いられた溶媒と異なった溶媒を用いてもよい。また、固体高分子電解質膜18の側の端面18beには、必要に応じて溶剤28bを塗布すればよく、不要にすることもできる。少なくとも一方の側に塗布すればよい。   As the solvents 28a and 28b, for example, alcohol solvents are used, and specifically, a mixed liquid of water, n-propyl alcohol and ethanol. In addition, you may use the solvent different from the solvent used for the electrode catalyst layers 20a and 22a. The end surface 18be on the solid polymer electrolyte membrane 18 side may be coated with a solvent 28b as necessary, and may be unnecessary. What is necessary is just to apply | coat to at least one side.

図1に示すように、燃料電池10の矢印B方向(図1中、水平方向)の一端縁部には、積層方向である矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔32a、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔34bが、矢印C方向(鉛直方向)に配列して設けられる。   As shown in FIG. 1, one end edge of the fuel cell 10 in the direction of arrow B (horizontal direction in FIG. 1) communicates with each other in the direction of arrow A, which is the stacking direction, and contains an oxidant gas such as oxygen An oxidant gas inlet communication hole 30a for supplying gas, a cooling medium inlet communication hole 32a for supplying a cooling medium, and a fuel gas outlet communication hole 34b for discharging a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas, Arranged in the direction of arrow C (vertical direction).

燃料電池10の矢印B方向の他端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔34a、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔32b、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔30bが、矢印C方向に配列して設けられる。   The other end edge of the fuel cell 10 in the direction of arrow B communicates with each other in the direction of arrow A, a fuel gas inlet communication hole 34a for supplying fuel gas, and a cooling medium outlet communication hole for discharging the cooling medium. 32b and an oxidant gas outlet communication hole 30b for discharging the oxidant gas are arranged in the direction of arrow C.

第2セパレータ16の電解質膜・電極構造体12に向かう面16aには、酸化剤ガス入口連通孔30aと酸化剤ガス出口連通孔30bとに連通する酸化剤ガス流路36が設けられる。   An oxidant gas flow path 36 communicating with the oxidant gas inlet communication hole 30a and the oxidant gas outlet communication hole 30b is provided on the surface 16a of the second separator 16 facing the electrolyte membrane / electrode structure 12.

第1セパレータ14の電解質膜・電極構造体12に向かう面14aには、燃料ガス入口連通孔34aと燃料ガス出口連通孔34bとに連通する燃料ガス流路38が形成される。第1セパレータ14の面14bと第2セパレータ16の面16bとの間には、冷却媒体入口連通孔32aと冷却媒体出口連通孔32bとに連通する冷却媒体流路40が形成される。   A fuel gas passage 38 communicating with the fuel gas inlet communication hole 34 a and the fuel gas outlet communication hole 34 b is formed on the surface 14 a of the first separator 14 facing the electrolyte membrane / electrode structure 12. Between the surface 14 b of the first separator 14 and the surface 16 b of the second separator 16, a cooling medium flow path 40 communicating with the cooling medium inlet communication hole 32 a and the cooling medium outlet communication hole 32 b is formed.

図1及び図2に示すように、第1セパレータ14の面14a、14bには、この第1セパレータ14の外周端部を周回して、第1シール部材42が一体化されるとともに、第2セパレータ16の面16a、16bには、この第2セパレータ16の外周端部を周回して、第2シール部材44が一体化される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the first seal member 42 is integrated with the surfaces 14 a and 14 b of the first separator 14 around the outer peripheral end of the first separator 14, and the second The second seal member 44 is integrated with the surfaces 16 a and 16 b of the separator 16 around the outer peripheral end of the second separator 16.

図2に示すように、第1シール部材42は、電解質膜・電極構造体12の外部に露呈する固体高分子電解質膜18に当接する第1凸状シール42aと、第1セパレータ14と第2セパレータ16との間に介装される第2凸状シール42bとを有する。第2シール部材44は、平面シールを構成する。なお、第2凸状シール42bに代えて、第2シール部材44に凸状シール(図示せず)を設けてもよい。   As shown in FIG. 2, the first seal member 42 includes a first convex seal 42 a that contacts the solid polymer electrolyte membrane 18 exposed to the outside of the electrolyte membrane / electrode structure 12, the first separator 14, and the second seal member 42. A second convex seal 42b interposed between the separator 16 and the separator 16; The second seal member 44 constitutes a flat seal. Instead of the second convex seal 42b, the second seal member 44 may be provided with a convex seal (not shown).

第1及び第2シール部材42、44には、例えば、EPDM、NBR、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。   The first and second sealing members 42 and 44 include, for example, EPDM, NBR, fluorine rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene or acrylic rubber, a cushioning material, Alternatively, a packing material is used.

図1に示すように、第1セパレータ14には、燃料ガス入口連通孔34aを燃料ガス流路38に連通する供給孔部46と、前記燃料ガス流路38を燃料ガス出口連通孔34bに連通する排出孔部48とが形成される。   As shown in FIG. 1, the first separator 14 has a supply hole portion 46 that communicates the fuel gas inlet communication hole 34a with the fuel gas passage 38, and the fuel gas passage 38 communicates with the fuel gas outlet communication hole 34b. A discharge hole 48 is formed.

このように構成される燃料電池10において、電解質膜・電極構造体12を製造する方法について以下に説明する。   A method of manufacturing the electrolyte membrane / electrode structure 12 in the fuel cell 10 configured as described above will be described below.

先ず、図5に示すように、固体高分子電解質膜18が長方形状に作製された後、この固体高分子電解質膜18の面18a及び面18bには、それぞれ触媒ペーストを塗布することにより、電極触媒層20a及び電極触媒層22aが形成される。   First, as shown in FIG. 5, after the solid polymer electrolyte membrane 18 is formed in a rectangular shape, a catalyst paste is applied to each of the surfaces 18a and 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18 to thereby form electrodes. A catalyst layer 20a and an electrode catalyst layer 22a are formed.

電極触媒層20a及び電極触媒層22aは、例えば、イオン導電性バインダと、Ptを担持したカーボン粒子からなる触媒粒子とを、アルコール系溶媒、例えば、水とn−プロピルアルコールとエタノールとの混合液に、一定の割合で混合して触媒ペーストを作成する。さらに、この触媒ペーストを固体高分子電解質膜18の両面にスクリーン印刷した後、前記触媒ペーストを乾燥させることにより形成される。   The electrode catalyst layer 20a and the electrode catalyst layer 22a include, for example, an ion conductive binder and catalyst particles made of carbon particles supporting Pt, and an alcohol solvent, for example, a mixed solution of water, n-propyl alcohol, and ethanol. In addition, a catalyst paste is prepared by mixing at a constant ratio. Further, the catalyst paste is formed by screen printing on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 18 and then drying the catalyst paste.

次いで、図6に示すように、固体高分子電解質膜18の面18aにおいて電極触媒層20aの外方に露呈する端面18ae、及び必要に応じて面18bの電極触媒層22aの端部から外方に露呈する18beに、それぞれアルコール系触媒、例えば、水とn−プロピルアルコールとエタノールとの混合液からなる溶剤28a及び28bが塗布される。なお、アルコール系の溶剤であれば、必ずしも成分は限定されない。   Next, as shown in FIG. 6, the end surface 18ae exposed to the outside of the electrode catalyst layer 20a on the surface 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18, and outward from the end of the electrode catalyst layer 22a on the surface 18b as necessary. 18be exposed to each is coated with an alcohol catalyst, for example, solvents 28a and 28b made of a mixture of water, n-propyl alcohol and ethanol. In addition, if it is an alcohol-type solvent, a component will not necessarily be limited.

そして、溶剤28a、28bに乾燥処理が施された後、図7に示すように、ガス拡散層20b、22bには、それぞれ外周縁部に接着層26a、26bがスクリーン印刷により塗布される。   Then, after the solvents 28a and 28b are dried, as shown in FIG. 7, adhesive layers 26a and 26b are applied to the outer peripheral edge portions of the gas diffusion layers 20b and 22b by screen printing.

ガス拡散層20bは、固体高分子電解質膜18の面18a側に押圧される一方、ガス拡散層22bは、前記固体高分子電解質膜18の面18b側に押圧される。ガス拡散層20b、22bは、ホットプレス処理が施されることによって、固体高分子電解質膜18に一体化され、電解質膜・電極構造体12が製造される(図3参照)。   The gas diffusion layer 20b is pressed toward the surface 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18, while the gas diffusion layer 22b is pressed toward the surface 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18. The gas diffusion layers 20b and 22b are integrated with the solid polymer electrolyte membrane 18 by performing a hot press process, and the electrolyte membrane / electrode structure 12 is manufactured (see FIG. 3).

電解質膜・電極構造体12を製造する工程は、図8に示すように、固体高分子電解質膜18の面18a、18bに電極触媒層20a、22aを形成する電極塗布工程(ステップS1)、前記電極触媒層20a、22aを乾燥させる乾燥工程(ステップS2)、前記固体高分子電解質膜18の端面18ae、18beに溶剤28a、28bを塗布する溶剤塗布工程(ステップS3)、前記溶剤28a、28bを乾燥させる乾燥工程(ステップS4)及びガス拡散層20b、22bを一体化させるガス拡散層合体工程(ステップS5)を基本的に有する。   As shown in FIG. 8, the step of manufacturing the electrolyte membrane / electrode structure 12 includes an electrode coating step (step S1) for forming electrode catalyst layers 20a, 22a on the surfaces 18a, 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18, A drying process (step S2) for drying the electrode catalyst layers 20a and 22a, a solvent application process (step S3) for applying the solvents 28a and 28b to the end faces 18ae and 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18, and the solvents 28a and 28b. A drying process (step S4) for drying and a gas diffusion layer combining process (step S5) for integrating the gas diffusion layers 20b and 22b are basically included.

ここで、ステップS3では、固体高分子電解質膜18の一方の面18a(アノード側面)の端面18aeにのみ溶剤28aを塗布する工程(ステップS11)を有してもよい。また、ステップS3では、固体高分子電解質膜18の他方の面18b(カソード側面)の端面18beにのみ溶剤28bを塗布してもよい(ステップS21)。   Here, step S3 may include a step (step S11) of applying the solvent 28a only to the end surface 18ae of the one surface 18a (anode side surface) of the solid polymer electrolyte membrane 18. In step S3, the solvent 28b may be applied only to the end surface 18be of the other surface 18b (cathode side surface) of the solid polymer electrolyte membrane 18 (step S21).

さらに、ステップS3では、一方の端面18aeにのみ溶剤28aを塗布し(ステップS31)、この溶剤28aを乾燥させた後(ステップS32)、他方の端面18beにのみ溶剤28bを塗布(ステップS33)してもよい。   Further, in step S3, the solvent 28a is applied only to one end face 18ae (step S31), and after the solvent 28a is dried (step S32), the solvent 28b is applied only to the other end face 18be (step S33). May be.

さらにまた、ステップS3では、固体高分子電解質膜18の他方の端面18beにのみ溶剤28bを塗布し(ステップS41)、この溶剤28bを乾燥させた後、一方の端面18aeにのみ溶剤28aを塗布(ステップS43)してもよい。   Furthermore, in step S3, the solvent 28b is applied only to the other end face 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18 (step S41), and after the solvent 28b is dried, the solvent 28a is applied only to one end face 18ae ( Step S43) may be performed.

このように構成される燃料電池10の動作について、以下に説明する。   The operation of the fuel cell 10 configured as described above will be described below.

先ず、図1に示すように、酸化剤ガス入口連通孔30aに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔34aに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔32aに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。   First, as shown in FIG. 1, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied to the oxidant gas inlet communication hole 30a, and a fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied to the fuel gas inlet communication hole 34a. Further, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied to the cooling medium inlet communication hole 32a.

このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔30aから第2セパレータ16の酸化剤ガス流路36に導入され、矢印B方向に移動して電解質膜・電極構造体12のカソード側電極22に供給される。一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔34aから供給孔部46を通って第1セパレータ14の燃料ガス流路38に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路38に沿って矢印B方向に移動し、電解質膜・電極構造体12のアノード側電極20に供給される。   For this reason, the oxidant gas is introduced into the oxidant gas flow path 36 of the second separator 16 from the oxidant gas inlet communication hole 30a, moves in the arrow B direction, and the cathode side electrode 22 of the electrolyte membrane / electrode structure 12. To be supplied. On the other hand, the fuel gas is introduced from the fuel gas inlet communication hole 34 a through the supply hole 46 into the fuel gas flow path 38 of the first separator 14. The fuel gas moves in the direction of arrow B along the fuel gas flow path 38 and is supplied to the anode side electrode 20 of the electrolyte membrane / electrode structure 12.

従って、電解質膜・電極構造体12では、カソード側電極22に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極20に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。   Therefore, in the electrolyte membrane / electrode structure 12, the oxidant gas supplied to the cathode side electrode 22 and the fuel gas supplied to the anode side electrode 20 are consumed by an electrochemical reaction in the electrode catalyst layer to generate power. Is done.

次いで、カソード側電極22に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔30bに沿って矢印A方向に排出される。同様に、アノード側電極20に供給されて消費された燃料ガスは、排出孔部48を通り燃料ガス出口連通孔34bに沿って矢印A方向に排出される。   Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the cathode side electrode 22 is discharged in the direction of arrow A along the oxidant gas outlet communication hole 30b. Similarly, the fuel gas consumed by being supplied to the anode side electrode 20 passes through the discharge hole portion 48 and is discharged in the direction of arrow A along the fuel gas outlet communication hole 34b.

また、冷却媒体入口連通孔32aに供給された冷却媒体は、第1セパレータ14と第2セパレータ16との間の冷却媒体流路40に導入された後、矢印B方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体12を冷却した後、冷却媒体出口連通孔32bから排出される。   The cooling medium supplied to the cooling medium inlet communication hole 32a is introduced into the cooling medium flow path 40 between the first separator 14 and the second separator 16, and then flows in the direction of arrow B. The cooling medium is discharged from the cooling medium outlet communication hole 32b after the electrolyte membrane / electrode structure 12 is cooled.

この場合、第1の実施形態では、固体高分子電解質膜18の少なくともアノード側電極20の外部に露呈する端面18ae(必要に応じてカソード側電極22の外部に露呈する端面18be)に、電極触媒層20a(22a)の成形時に使用される溶剤と同一の溶剤28a(28b)、又は異なる溶剤が塗布されている。このため、固体高分子電解質膜18では、アノード側電極20(及びカソード側電極22)の触媒領域と端面18ae(及び18be)の突出端部領域とにおける燃料ガス(及び酸化剤ガス)のガス透過量を同等にすることができる。   In this case, in the first embodiment, the electrode catalyst is formed on at least the end surface 18ae of the solid polymer electrolyte membrane 18 exposed to the outside of the anode side electrode 20 (end surface 18be exposed to the outside of the cathode side electrode 22 as necessary). The same solvent 28a (28b) as that used when forming the layer 20a (22a) or a different solvent is applied. For this reason, in the polymer electrolyte membrane 18, the gas permeation of the fuel gas (and the oxidant gas) in the catalyst region of the anode side electrode 20 (and the cathode side electrode 22) and the protruding end region of the end face 18ae (and 18be). The amount can be made equal.

ここで、図9には、通常の固体高分子電解質膜18prの外周部に溶剤が塗布されていない電解質膜・電極構造体12prの膜強度分布が示されている。電解質膜・電極構造体12prでは、電極塗布工程で、溶剤が固体高分子電解質膜18prに浸み込むことにより、この固体高分子電解質膜18prの分子配向が変化する。   Here, FIG. 9 shows the film strength distribution of the electrolyte membrane / electrode structure 12pr in which the solvent is not applied to the outer periphery of the normal solid polymer electrolyte membrane 18pr. In the electrolyte membrane / electrode structure 12pr, the molecular orientation of the solid polymer electrolyte membrane 18pr changes when the solvent penetrates into the solid polymer electrolyte membrane 18pr in the electrode application step.

従って、固体高分子電解質膜18prの電極塗布範囲内では、電極塗布工程前の前記固体高分子電解質膜18prとガス拡散性が変化する。一方、固体高分子電解質膜18prの外周部(電極塗布範囲外)には、電極塗布工程前と同一のガス拡散性が維持されている。これにより、従来の固体高分子電解質膜18prでは、面内にガス拡散性の異なる箇所が存在し、燃料ガスである水素ガスと空気の混在比率が変化し、局所的な劣化が発生してしまう。   Accordingly, the gas diffusibility changes from that of the solid polymer electrolyte membrane 18pr before the electrode coating step within the electrode coating range of the solid polymer electrolyte membrane 18pr. On the other hand, the same gas diffusibility as that before the electrode application step is maintained in the outer peripheral portion (outside the electrode application range) of the solid polymer electrolyte membrane 18pr. As a result, in the conventional solid polymer electrolyte membrane 18pr, there are portions with different gas diffusivities in the surface, the mixing ratio of hydrogen gas and air as the fuel gas changes, and local deterioration occurs. .

図9において、面内膜強度は、TF1<TF2<TF3<TF4<TF5の関係を有する。このため、固体高分子電解質膜18prでは、特に外周縁部に最も強度低下(TF1)が顕著に表れており、前記固体高分子電解質膜18prの耐久性が低下するという現象が顕在化している。   In FIG. 9, the in-plane film strength has a relationship of TF1 <TF2 <TF3 <TF4 <TF5. For this reason, particularly in the solid polymer electrolyte membrane 18pr, the strength decrease (TF1) is most noticeable particularly at the outer peripheral edge, and the phenomenon that the durability of the solid polymer electrolyte membrane 18pr is reduced has become apparent.

これに対して、第1の実施形態では、図10に示すように、固体高分子電解質膜18の全面におけるガス透過性が均一化されている。従って、この固体高分子電解質膜18には、局所的な劣化が発生することがなく、耐久性の向上が図られる。   In contrast, in the first embodiment, as shown in FIG. 10, the gas permeability over the entire surface of the solid polymer electrolyte membrane 18 is made uniform. Therefore, the solid polymer electrolyte membrane 18 is not locally degraded, and the durability is improved.

これにより、第1の実施形態では、簡単且つ経済的な構成で、固体高分子電解質膜18の外周端部に劣化が発生することを可及的に阻止し、耐久性の向上を図ることができるという効果が得られる。   Thereby, in the first embodiment, with a simple and economical configuration, it is possible to prevent deterioration at the outer peripheral end of the solid polymer electrolyte membrane 18 as much as possible, and to improve durability. The effect that it can be obtained.

ところで、第1の実施形態に係る電解質膜・電極構造体12は、図11に示す製造工程により製造することができる。   Incidentally, the electrolyte membrane / electrode structure 12 according to the first embodiment can be manufactured by the manufacturing process shown in FIG.

この製造工程は、先ず、固体高分子電解質膜18の両方の面18a、18bには、それぞれ全面にわたって溶剤28a、28bを塗布する全面溶剤塗布工程(ステップS101)、前記溶剤28a、28bを乾燥させる乾燥工程(ステップS102)、各面18a、18bに電極触媒層20a、22aを塗布する電極塗布工程(ステップS103)、前記電極触媒層20a、22aを乾燥させる乾燥工程(ステップS104)及びガス拡散層20b、22bを前記固体高分子電解質膜18の両面に接着させて、電解質膜・電極構造体12を製造するガス拡散層合体工程(ステップS105)を有している。   In this manufacturing process, first, the entire surface 18a, 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18 is coated with the solvent 28a, 28b over the entire surface, respectively (step S101), and the solvent 28a, 28b is dried. A drying step (step S102), an electrode coating step (step S103) for applying the electrode catalyst layers 20a, 22a to the surfaces 18a, 18b, a drying step (step S104) for drying the electrode catalyst layers 20a, 22a, and a gas diffusion layer A gas diffusion layer combining step (step S105) for manufacturing the electrolyte membrane / electrode structure 12 by bonding 20b and 22b to both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 18 is provided.

これにより、図8に示す製造工程と同様に、所望の電解質膜・電極構造体12を効率的に製造することができる。   Thereby, similarly to the manufacturing process shown in FIG. 8, a desired electrolyte membrane / electrode structure 12 can be efficiently manufactured.

図12は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池用電解質膜・電極構造体60を組み込む固体高分子型燃料電池62の要部分解斜視説明図である。   FIG. 12 is an exploded perspective view of a principal part of a polymer electrolyte fuel cell 62 incorporating a fuel cell electrolyte membrane / electrode structure 60 according to a second embodiment of the present invention.

なお、第1の実施形態に係る燃料電池10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。   The same components as those of the fuel cell 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

燃料電池62は、電解質膜・電極構造体60を第1セパレータ64及び第2セパレータ66により挟持する。燃料電池62の矢印C方向(鉛直方向)の上端縁部には、積層方向である矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体入口連通孔32a及び燃料ガス入口連通孔34aが、矢印B方向に配列して設けられる。   In the fuel cell 62, the electrolyte membrane / electrode structure 60 is sandwiched between the first separator 64 and the second separator 66. The upper end edge of the fuel cell 62 in the arrow C direction (vertical direction) communicates with each other in the direction of arrow A, which is the stacking direction, and the oxidant gas inlet communication hole 30a, the cooling medium inlet communication hole 32a, and the fuel gas inlet communication. The holes 34a are arranged in the arrow B direction.

燃料電池62の矢印C方向の下端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガス出口連通孔34b、冷却媒体出口連通孔32b及び酸化剤ガス出口連通孔30bが、矢印B方向に配列して設けられる。   The fuel gas outlet communication hole 34b, the coolant outlet communication hole 32b, and the oxidant gas outlet communication hole 30b communicate with each other in the arrow A direction at the lower edge of the fuel cell 62 in the arrow C direction. Arranged and provided.

第1セパレータ64の電解質膜・電極構造体60に向かう面64aには、酸化剤ガス入口連通孔30aと酸化剤ガス出口連通孔30bとに連通する酸化剤ガス流路36が、鉛直方向に沿って設けられる。   An oxidant gas flow path 36 communicating with the oxidant gas inlet communication hole 30a and the oxidant gas outlet communication hole 30b is provided on the surface 64a of the first separator 64 facing the electrolyte membrane / electrode structure 60 along the vertical direction. Provided.

第2セパレータ66の電解質膜・電極構造体60に向かう面66aには、燃料ガス入口連通孔34aと燃料ガス出口連通孔34bとに連通する燃料ガス流路38が、鉛直方向に沿って設けられる。   A fuel gas channel 38 communicating with the fuel gas inlet communication hole 34a and the fuel gas outlet communication hole 34b is provided along the vertical direction on the surface 66a of the second separator 66 facing the electrolyte membrane / electrode structure 60. .

互いに隣接する燃料電池62を構成する第1セパレータ64の面64bと、第2セパレータ66の面66bとの間には、冷却媒体入口連通孔32aと冷却媒体出口連通孔32bとを連通する冷却媒体流路40が、鉛直方向に沿って設けられる。   A cooling medium that connects the cooling medium inlet communication hole 32a and the cooling medium outlet communication hole 32b between the surface 64b of the first separator 64 and the surface 66b of the second separator 66 constituting the fuel cells 62 adjacent to each other. A flow path 40 is provided along the vertical direction.

第1セパレータ64の面64a、64bには、第1シール部材68が、一体的又は個別に設けられるとともに、第2セパレータ66の面66a、66bには、第2シール部材70が、一体的に又は個別に設けられる。   The first seal member 68 is integrally or individually provided on the surfaces 64 a and 64 b of the first separator 64, and the second seal member 70 is integrally formed on the surfaces 66 a and 66 b of the second separator 66. Or it is provided separately.

図13に示すように、電解質膜・電極構造体60は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜74と、前記固体高分子電解質膜74を挟持するカソード側電極76及びアノード側電極78とを備える。固体高分子電解質膜74は、第1の実施形態の固体高分子電解質膜18と同様に、例えば、主鎖がポリフェニレン構造であり、スルホン酸基を有する側鎖と含窒素複素環基を有する側鎖とを有する構造でもよい。   As shown in FIG. 13, the electrolyte membrane / electrode structure 60 includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 74 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, and a cathode side sandwiching the solid polymer electrolyte membrane 74 An electrode 76 and an anode side electrode 78 are provided. The solid polymer electrolyte membrane 74 is similar to the solid polymer electrolyte membrane 18 of the first embodiment. For example, the main chain has a polyphenylene structure, and the side chain has a sulfonic acid group and a nitrogen-containing heterocyclic group. A structure having a chain may also be used.

カソード側電極76及びアノード側電極78は、同一の表面積(外形寸法)を有するとともに、固体高分子電解質膜74は、前記カソード側電極76及び前記アノード側電極78よりも大きな表面積(外形寸法)を有する。固体高分子電解質膜74の両端面74ae、74beは、カソード側電極76及びアノード側電極78の端部から外方に延在する。   The cathode side electrode 76 and the anode side electrode 78 have the same surface area (outside dimension), and the solid polymer electrolyte membrane 74 has a larger surface area (outside dimension) than the cathode side electrode 76 and the anode side electrode 78. Have. Both end faces 74ae and 74be of the solid polymer electrolyte membrane 74 extend outward from the ends of the cathode side electrode 76 and the anode side electrode 78.

カソード側電極76及びアノード側電極78は、固体高分子電解質膜74の両方の面74a、74bに接合される電極触媒層76a、78aと、前記電極触媒層76a、78aに積層されるガス拡散層(多孔質拡散層)76b、78bとを設ける。   The cathode side electrode 76 and the anode side electrode 78 are electrode catalyst layers 76a and 78a joined to both surfaces 74a and 74b of the solid polymer electrolyte membrane 74, and a gas diffusion layer laminated on the electrode catalyst layers 76a and 78a. (Porous diffusion layers) 76b and 78b are provided.

電極触媒層76aの外周から突出するガス拡散層76bと、固体高分子電解質膜74との間には、接着層80aが設けられる。電極触媒層78aの外周から突出するガス拡散層78bと、固体高分子電解質膜74との間には、接着層80bが設けられる。   An adhesive layer 80a is provided between the gas diffusion layer 76b protruding from the outer periphery of the electrode catalyst layer 76a and the solid polymer electrolyte membrane 74. An adhesive layer 80b is provided between the gas diffusion layer 78b protruding from the outer periphery of the electrode catalyst layer 78a and the solid polymer electrolyte membrane 74.

このように構成される電解質膜・電極構造体60は、上記の電解質膜・電極構造体12と同様に製造される。具体的には、電解質膜・電極構造体60は、図8に示す製造工程、又は図11に示す製造工程によって製造されるものであり、固体高分子電解質膜74の端面74ae、74beに、それぞれ溶剤28a、28bが塗布された後、乾燥処理が施されている。   The electrolyte membrane / electrode structure 60 configured as described above is manufactured in the same manner as the electrolyte membrane / electrode structure 12 described above. Specifically, the electrolyte membrane / electrode structure 60 is manufactured by the manufacturing process shown in FIG. 8 or the manufacturing process shown in FIG. 11, and the end surfaces 74ae and 74be of the solid polymer electrolyte membrane 74 are respectively formed on the end surfaces 74ae and 74be. After the solvents 28a and 28b are applied, a drying process is performed.

従って、固体高分子電解質膜74は、電極触媒層76a、78aが塗布された触媒領域と前記電極触媒層76a、78aが設けられていない突出端部領域とにおいて、反応ガス透過量を同等にすることができる。   Accordingly, the solid polymer electrolyte membrane 74 makes the reaction gas permeation amount equal between the catalyst region where the electrode catalyst layers 76a and 78a are applied and the protruding end region where the electrode catalyst layers 76a and 78a are not provided. be able to.

これにより、第2の実施形態では、簡単且つ経済的な構成で、電極触媒層76a、78aから外方に延在する固体高分子電解質膜74の外周端面74ae、74beに劣化が発生することを可及的に阻止することが可能になる等、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。   As a result, in the second embodiment, with the simple and economical configuration, deterioration occurs on the outer peripheral end surfaces 74ae and 74be of the solid polymer electrolyte membrane 74 extending outward from the electrode catalyst layers 76a and 78a. The same effects as those of the first embodiment can be obtained, such as being able to prevent as much as possible.

10、62…燃料電池 12、60…電解質膜・電極構造体
14、16、64、66…セパレータ 18、74…固体高分子電解質膜
18ae、18be、74ae、74be…端面
20、78…アノード側電極
20a、22a、76a、78a…電極触媒層
20b、22b、76b、78b…ガス拡散層
22、76…カソード側電極
26a、26b、80a、80b…接着層
28a、28b…溶剤 30a…酸化剤ガス入口連通孔
30b…酸化剤ガス出口連通孔 32a…冷却媒体入口連通孔
32b…冷却媒体出口連通孔 34a…燃料ガス入口連通孔
34b…燃料ガス出口連通孔 36…酸化剤ガス流路
38…燃料ガス流路 40…冷却媒体流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 62 ... Fuel cell 12, 60 ... Electrolyte membrane and electrode structure 14, 16, 64, 66 ... Separator 18, 74 ... Solid polymer electrolyte membrane 18ae, 18be, 74ae, 74be ... End face 20, 78 ... Anode side electrode 20a, 22a, 76a, 78a ... Electrode catalyst layers 20b, 22b, 76b, 78b ... Gas diffusion layers 22, 76 ... Cathode side electrodes 26a, 26b, 80a, 80b ... Adhesive layers 28a, 28b ... Solvent 30a ... Oxidant gas inlet Communication hole 30b ... Oxidant gas outlet communication hole 32a ... Cooling medium inlet communication hole 32b ... Cooling medium outlet communication hole 34a ... Fuel gas inlet communication hole 34b ... Fuel gas outlet communication hole 36 ... Oxidant gas flow path 38 ... Fuel gas flow Path 40 ... Cooling medium flow path

Claims (2)

固体高分子電解質膜の両側に電極触媒層が設けられる燃料電池用電解質膜・電極構造体であって、
前記固体高分子電解質膜の外周部には、前記電極触媒層から外方に延在する突出端部が設けられるとともに、
前記突出端部の少なくとも一方の面には、溶剤が塗布されることを特徴とする燃料電池用電解質膜・電極構造体。
An electrolyte membrane / electrode structure for a fuel cell in which an electrode catalyst layer is provided on both sides of a solid polymer electrolyte membrane,
On the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane is provided with a protruding end extending outward from the electrode catalyst layer,
An electrolyte membrane / electrode structure for a fuel cell, wherein a solvent is applied to at least one surface of the protruding end portion.
請求項1記載の燃料電池用電解質膜・電極構造体において、前記溶剤は、前記電極触媒層に使用された溶剤と同一の溶剤であることを特徴とする燃料電池用電解質膜・電極構造体。   2. The electrolyte membrane / electrode structure for a fuel cell according to claim 1, wherein the solvent is the same solvent as that used for the electrode catalyst layer.
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