JP2014120249A - 燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の燃料電池は、膜電極ガス拡散層接合体と、膜電極ガス拡散層接合体の外周部に配置されたシール部材と、膜電極ガス拡散層接合体およびシール部材を挟持する一対のセパレータと、を備える。シール部材は、熱可塑性樹脂で構成されるコア層と、コア層の一対のセパレータに接する両側の表層に形成され、一対のセパレータとコア層とを接着する一対のスキン層と、を備える。一対のセパレータで狭持される前のシール部材の厚さは、一対のセパレータで狭持される前の膜電極ガス拡散層接合体の厚さよりも小さい。
【選択図】図2
Description
Xs=Xr−Xd …(1)
また、熱圧着によって作製された燃料電池セル100において、MEGA20のセル化後膜厚Xsはシール部材40の厚さYaとほぼ等しくなるので、ひずみ量Xdは、式(2)で表される。
Xd=Xr−Xs=Xr−Ya …(2)
ここで、上記したようにシール部材40はコア層41とスキン層42の3層シート構造であり、シール部材40の厚さYaは、コア層41の厚さをYc、スキン層42の厚さをYsとすると、式(3)で表される。なお、スキン層42の厚さYsは接着性を得るために必要とされる厚さであり、実験によりあらかじめ決定される。
Ya=Yc+2・Ys …(3)
式(1)に式(2)および式(3)を代入することにより、コア層41の厚さYcは、式(4)で表される。
Xs=Xr−(Xr−Ya)
=Xr−(Xr−(Yc+2・Ys))
=Yc+2・Ys
Yc=Xs−2・Ys …(4)
Xs=Yc+2・Ys …(5)
ここで、スキン層42の厚さYsは上記したように接着のために規定される一定の寸法であり、通常は、コア層の厚さYcに比べて非常に薄い。したがって、式(5)からわかるように、MEGA20のセル化後膜厚Xsは、ほぼ、コア層41の厚さYcによって規定される、と言える。したがって、コア層41の厚さYcを制御することにより、MEGA20のセル化後膜厚Xsを制御することが可能である。また、図3で説明したように、MEGA20のセル化後膜厚Xsは荷重に応じて変化するため、コア層41の厚さYcによってMEGA20に掛かる荷重を制御することが可能である。
11…電解質膜
12a…アノード側触媒層
12c…カソード側触媒層
20…MEGA
22…ガス拡散層
22a…アノード側ガス拡散層
22c…カソード側ガス拡散層
33…セパレータ
33a…アノード側セパレータ
33c…カソード側セパレータ
40…シール部材
41…コア層
42…スキン層
100…燃料電池セル
Claims (2)
- 燃料電池であって、
膜電極ガス拡散層接合体と、
前記膜電極ガス拡散層接合体の外周部に配置されたシール部材と、
前記膜電極ガス拡散層接合体および前記シール部材を挟持する一対のセパレータと、
を備え、
前記シール部材は、熱可塑性樹脂で構成されるコア層と、前記コア層の前記一対のセパレータに接する両側の表層に形成され、前記一対のセパレータと前記コア層とを接着する一対のスキン層と、を備え、
前記一対のセパレータで狭持される前の前記シール部材の厚さは、前記一対のセパレータで狭持される前の前記膜電極ガス拡散層接合体の厚さよりも小さい
ことを特徴とする燃料電池。 - 請求項1記載の燃料電池であって、
前記膜電極ガス拡散層接合体の応力―歪み曲線に基づいて前記一対のセパレータで挟持する際の荷重に応じて規定される前記膜電極ガス拡散層接合体の圧縮時の厚さをXsとし、前記一対のセパレータと前記コア層とを接着するために要する前記スキン層の厚さをYsとした場合に、前記コア層の厚さYcは、(Xs−2・Ys)±5%の範囲内にあることを特徴とする燃料電池。
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