JP2017068908A - Manufacturing method for resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure - Google Patents

Manufacturing method for resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure Download PDF

Info

Publication number
JP2017068908A
JP2017068908A JP2015189406A JP2015189406A JP2017068908A JP 2017068908 A JP2017068908 A JP 2017068908A JP 2015189406 A JP2015189406 A JP 2015189406A JP 2015189406 A JP2015189406 A JP 2015189406A JP 2017068908 A JP2017068908 A JP 2017068908A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte membrane
resin frame
electrode
hot melt
polymer electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015189406A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
満田 直樹
Naoki Mitsuda
直樹 満田
相馬 浩
Hiroshi Soma
浩 相馬
洋平 片岡
Yohei Kataoka
洋平 片岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2015189406A priority Critical patent/JP2017068908A/en
Publication of JP2017068908A publication Critical patent/JP2017068908A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form, by a simple step, an adhesive layer superior in bonding strength, which can suppress the air entrainment in an adhesive bonding portion with reliability.SOLUTION: A method for manufacturing a resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure 10 comprises the steps of: providing a hot melt sheet 26a in a junction portion of a solid polymer electrolyte film 18 and a resin frame member 24, provided that the hot melt sheet 26a consists of a sheet-like hot melt with a plurality of through-holes 56 formed therein so as to extend through the sheet in a thickness direction thereof; and performing a heat treatment on the junction portion where the hot melt sheet 26a is provided with a load applied to the junction portion.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、固体高分子電解質膜を第1電極及び第2電極で挟んだ段差MEAと、前記段差MEAの外周に接合される樹脂枠部材とを備える燃料電池用の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to an electrolyte membrane / electrode with a resin frame for a fuel cell, comprising: a step MEA having a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between a first electrode and a second electrode; and a resin frame member joined to the outer periphery of the step MEA. The present invention relates to a method for manufacturing a structure.

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。燃料電池は、固体高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が、前記固体高分子電解質膜の他方の面にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体(MEA)を備えている。アノード電極及びカソード電極は、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)とを有している。   In general, a polymer electrolyte fuel cell employs a polymer electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane. The fuel cell includes an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode electrode is disposed on one surface of a solid polymer electrolyte membrane and a cathode electrode is disposed on the other surface of the solid polymer electrolyte membrane. Yes. The anode electrode and the cathode electrode each have a catalyst layer (electrode catalyst layer) and a gas diffusion layer (porous carbon).

電解質膜・電極構造体は、セパレータ(バイポーラ板)によって挟持されることにより、発電セル(単位燃料電池)が構成されている。この発電セルは、所定の数だけ積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。   The electrolyte membrane / electrode structure is sandwiched between separators (bipolar plates) to form a power generation cell (unit fuel cell). This power generation cell is used as, for example, an in-vehicle fuel cell stack by stacking a predetermined number.

電解質膜・電極構造体では、一方のガス拡散層が固体高分子電解質膜よりも小さな平面寸法に設定されるとともに、他方のガス拡散層が前記固体高分子電解質膜と略同一の平面寸法に設定される、所謂、段差MEAを構成する場合がある。その際、比較的高価な固体高分子電解質膜の使用量を削減させるとともに、薄膜状で強度が低い前記固体高分子電解質膜を保護するために、樹脂枠部材を組み込んだ樹脂枠付きMEAが採用されている。   In the electrolyte membrane / electrode structure, one gas diffusion layer is set to a plane size smaller than that of the solid polymer electrolyte membrane, and the other gas diffusion layer is set to substantially the same plane size as the solid polymer electrolyte membrane. The so-called step MEA may be configured. At that time, in order to reduce the amount of the relatively expensive solid polymer electrolyte membrane used and to protect the solid polymer electrolyte membrane having a thin film shape and low strength, an MEA with a resin frame incorporating a resin frame member is adopted. Has been.

樹脂枠付きMEAとして、例えば、特許文献1に開示されている燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体が知られている。この燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体では、樹脂製枠部材の内周端部と固体高分子電解質膜の外周縁部とが、接着剤層、例えば、エステル系又はウレタン系のホットメルト接着剤により固定されている。   As an MEA with a resin frame, for example, an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell disclosed in Patent Document 1 is known. In this electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, the inner peripheral edge of the resin frame member and the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane are adhesive layers such as ester-based or urethane-based hot It is fixed with a melt adhesive.

特開2013−98155号公報JP2013-98155A

ところで、MEAと樹脂製枠部材の接合の接着剤としてホットメルトシートが使用される際、前記ホットメルトシートと樹脂製枠部材との間に、又は前記ホットメルトシートと固体高分子電解質膜との間に、空気が入り込む場合がある(所謂、エア噛み)。このため、固体高分子電解質膜と樹脂製枠部材との接着強度が低下するとともに、ガス遮断性が劣化するという問題がある。   By the way, when a hot melt sheet is used as an adhesive for joining the MEA and the resin frame member, between the hot melt sheet and the resin frame member or between the hot melt sheet and the solid polymer electrolyte membrane. There is a case where air enters in between (so-called air biting). For this reason, there is a problem that the adhesive strength between the solid polymer electrolyte membrane and the resin frame member is lowered and the gas barrier property is deteriorated.

本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な工程で、接着部位のエア噛みを確実に抑制することができ、接着強度に優れた接着剤層を形成することが可能な樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and is a resin capable of reliably suppressing air biting at an adhesion site and forming an adhesive layer with excellent adhesion strength by a simple process. It aims at providing the manufacturing method of the electrolyte membrane and electrode structure with a frame.

本発明は、段差MEAと樹脂枠部材とを有する燃料電池用の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法に関するものである。段差MEAでは、固体高分子電解質膜の一方の面には、第1電極が設けられ、前記固体高分子電解質膜の他方の面には、第2電極が設けられるとともに、前記第1電極の平面寸法は、前記第2電極の平面寸法よりも大きな寸法に設定されている。樹脂枠部材は、固体高分子電解質膜の、第2電極の外方に露呈する外周面に、ホットメルトにより接合されている。   The present invention relates to a method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell having a step MEA and a resin frame member. In the step MEA, a first electrode is provided on one surface of the solid polymer electrolyte membrane, a second electrode is provided on the other surface of the solid polymer electrolyte membrane, and a plane of the first electrode is provided. The dimension is set to be larger than the planar dimension of the second electrode. The resin frame member is joined to the outer peripheral surface of the solid polymer electrolyte membrane exposed to the outside of the second electrode by hot melt.

この製造方法では、ホットメルトは、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されたシート状ホットメルトであり、前記固体高分子電解質膜と樹脂枠部材との接合部位に、前記シート状ホットメルトを配設する工程を有している。この製造方法では、さらにシート状ホットメルトが配設された接合部位に対して加熱を行うとともに、荷重を付与する工程を有している。   In this manufacturing method, the hot melt is a sheet-like hot melt in which a plurality of through-holes penetrating in the thickness direction are formed, and the sheet-like hot melt is formed at a joint portion between the solid polymer electrolyte membrane and the resin frame member. A step of disposing the melt. This manufacturing method further includes a step of heating the bonding site where the sheet-like hot melt is disposed and applying a load.

また、この製造方法では、貫通孔は、直径が20μm〜500μmの範囲内であることが好ましい。   In this manufacturing method, the through hole preferably has a diameter in the range of 20 μm to 500 μm.

本発明によれば、シート状ホットメルトには、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。このため、接合部位でシート状ホットメルトにエア噛みが発生すると、エアは、貫通孔を通って前記接合部位の外部に排出される。従って、簡単な工程で、エア噛みを確実に抑制することができ、接着強度に優れた接着剤層を確実に形成することが可能になる。   According to the present invention, the sheet-like hot melt is formed with a plurality of through holes penetrating in the thickness direction. For this reason, when air biting occurs in the sheet-like hot melt at the joining portion, the air is discharged to the outside of the joining portion through the through hole. Therefore, the air biting can be reliably suppressed by a simple process, and an adhesive layer excellent in adhesive strength can be reliably formed.

本発明の実施形態に係る製造方法が適用される樹脂枠付き電解質膜・電極構造体が組み込まれる固体高分子型発電セルの要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory view of a polymer electrolyte power generation cell in which an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame to which a manufacturing method according to an embodiment of the present invention is applied is incorporated. 前記発電セルの、図1中、II−II線断面説明図である。It is II-II sectional view explanatory drawing in FIG. 1 of the said electric power generation cell. 前記製造方法において、前記樹脂枠付き電解質膜・電極構造体を構成するCCMを形成する際の説明図である。In the said manufacturing method, it is explanatory drawing at the time of forming CCM which comprises the said electrolyte membrane and electrode structure with a resin frame. 前記製造方法において、ホットメルトシートの正面説明図である。In the said manufacturing method, it is front explanatory drawing of a hot-melt sheet. 前記製造方法において、段差MEAに樹脂枠部材を接合する際の説明図である。In the said manufacturing method, it is explanatory drawing at the time of joining a resin frame member to level | step difference MEA. 前記製造方法において、前記段差MEAと前記樹脂枠部材との接合作業の説明図である。It is explanatory drawing of the joining operation | work of the said level | step difference MEA and the said resin frame member in the said manufacturing method. 前記製造方法において、前記ホットメルトシートにエア噛みが発生した際の説明図である。It is explanatory drawing when air biting generate | occur | produces in the said hot-melt sheet in the said manufacturing method.

図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係る製造方法が適用される樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、横長(又は縦長)の長方形状の固体高分子型発電セル(燃料電池)12に組み込まれる。複数の発電セル12は、例えば、矢印A方向(水平方向)又は矢印C方向(重力方向)に積層されて燃料電池スタックが構成される。燃料電池スタックは、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池電気自動車(図示せず)に搭載される。   As shown in FIGS. 1 and 2, an electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame to which the manufacturing method according to the embodiment of the present invention is applied is a horizontally long (or vertically long) rectangular polymer electrolyte power generation cell. (Fuel cell) 12 is incorporated. The plurality of power generation cells 12 are stacked in, for example, an arrow A direction (horizontal direction) or an arrow C direction (gravity direction) to form a fuel cell stack. The fuel cell stack is mounted on, for example, a fuel cell electric vehicle (not shown) as an in-vehicle fuel cell stack.

発電セル12は、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10を第1セパレータ14及び第2セパレータ16で挟持する。第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、横長(又は縦長)の長方形状を有する。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や、カーボン部材等で構成される。   The power generation cell 12 sandwiches the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame between the first separator 14 and the second separator 16. The first separator 14 and the second separator 16 have a horizontally long (or vertically long) rectangular shape. The first separator 14 and the second separator 16 are made of, for example, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plating-treated steel plate, a metal plate whose surface is subjected to anticorrosion treatment, a carbon member, or the like.

長方形状の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、段差MEA10aを備える。図2に示すように、段差MEA10aは、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である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電極(第1電極)20及びカソード電極(第2電極)22とを有する。固体高分子電解質膜18は、陽イオン交換膜であり、フッ素系電解質の他、HC(炭化水素)系電解質を使用してもよい。   The electrolyte membrane / electrode structure 10 with a rectangular resin frame includes a step MEA 10a. As shown in FIG. 2, the step MEA 10a includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 18 that is a thin film of perfluorosulfonic acid containing moisture, and an anode electrode (first electrode) that sandwiches the solid polymer electrolyte membrane 18 20 and a cathode electrode (second electrode) 22. The solid polymer electrolyte membrane 18 is a cation exchange membrane, and an HC (hydrocarbon) electrolyte may be used in addition to the fluorine electrolyte.

カソード電極22は、固体高分子電解質膜18及びアノード電極20よりも小さな平面寸法(外形寸法)を有するとともに、前記固体高分子電解質膜18と前記アノード電極20とは、同一の平面寸法を有する。なお、上記の構成に代えて、アノード電極20は、固体高分子電解質膜18及びカソード電極22よりも小さな平面寸法を有するように構成してもよい。その際、アノード電極20は、第2電極となり、カソード電極22は、第1電極となる。   The cathode electrode 22 has a smaller planar dimension (outer dimension) than the solid polymer electrolyte membrane 18 and the anode electrode 20, and the solid polymer electrolyte membrane 18 and the anode electrode 20 have the same planar dimension. Instead of the above configuration, the anode electrode 20 may be configured to have a smaller planar dimension than the solid polymer electrolyte membrane 18 and the cathode electrode 22. At that time, the anode electrode 20 becomes the second electrode, and the cathode electrode 22 becomes the first electrode.

図2に示すように、アノード電極20は、固体高分子電解質膜18の一方の面18aに接合される第1電極触媒層20aと、前記第1電極触媒層20aに積層される第1ガス拡散層20bとを設ける。第1電極触媒層20a及び第1ガス拡散層20bは、同一の平面寸法(外形寸法)を有するとともに、固体高分子電解質膜18と同一(又は同一未満)の平面寸法に設定される。なお、第1電極触媒層20aは、第1ガス拡散層20bよりも小さな平面寸法(又は大きな平面寸法)に設定されてもよい。   As shown in FIG. 2, the anode electrode 20 includes a first electrode catalyst layer 20a bonded to one surface 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18, and a first gas diffusion layer stacked on the first electrode catalyst layer 20a. Layer 20b. The first electrode catalyst layer 20a and the first gas diffusion layer 20b have the same planar dimensions (outer dimensions) and are set to the same (or less than the same) planar dimensions as the solid polymer electrolyte membrane 18. The first electrode catalyst layer 20a may be set to have a smaller planar dimension (or a larger planar dimension) than the first gas diffusion layer 20b.

カソード電極22は、固体高分子電解質膜18の面18bに接合される第2電極触媒層22aと、前記第2電極触媒層22aに積層される第2ガス拡散層22bとを設ける。第2電極触媒層22a及び第2ガス拡散層22bは、同一の平面寸法を有するとともに、固体高分子電解質膜18の平面寸法よりも小さな平面寸法に設定される。固体高分子電解質膜18の面18b側の外周縁部には、カソード電極22の外方に露呈する露出面18beが設けられる。   The cathode electrode 22 includes a second electrode catalyst layer 22a bonded to the surface 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18, and a second gas diffusion layer 22b stacked on the second electrode catalyst layer 22a. The second electrode catalyst layer 22 a and the second gas diffusion layer 22 b have the same planar dimension and are set to a planar dimension smaller than the planar dimension of the solid polymer electrolyte membrane 18. An exposed surface 18be exposed to the outside of the cathode electrode 22 is provided on the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane 18 on the surface 18b side.

なお、第2電極触媒層22aと第2ガス拡散層22bとは、同一の平面寸法に設定されているが、前記第2電極触媒層22aの平面寸法は、前記第2ガス拡散層22bの平面寸法よりも大きな寸法(又は小さな寸法)を有してもよい。   The second electrode catalyst layer 22a and the second gas diffusion layer 22b are set to have the same planar dimension, but the planar dimension of the second electrode catalyst layer 22a is the plane of the second gas diffusion layer 22b. It may have a dimension (or a dimension that is smaller) than the dimension.

第1電極触媒層20aは、例えば、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、第1ガス拡散層20bの表面に一様に塗布されて形成される。第2電極触媒層22aは、例えば、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、第2ガス拡散層22bの表面に一様に塗布されて形成される。   The first electrode catalyst layer 20a is formed by, for example, uniformly applying porous carbon particles having a platinum alloy supported on the surface thereof to the surface of the first gas diffusion layer 20b. The second electrode catalyst layer 22a is formed by, for example, uniformly applying porous carbon particles having a platinum alloy supported on the surface thereof to the surface of the second gas diffusion layer 22b.

第1ガス拡散層20bは、多孔性と導電性を有するマイクロポーラス層20b(m)と、カーボンペーパ又はカーボンクロス等のカーボン層20b(c)とから形成される。第2ガス拡散層22bは、多孔性と導電性を有するマイクロポーラス層22b(m)と、カーボンペーパ又はカーボンクロス等のカーボン層22b(c)とから形成される。第2ガス拡散層22bの平面寸法は、第1ガス拡散層20bの平面寸法よりも小さく設定される。   The first gas diffusion layer 20b is formed by a porous and conductive microporous layer 20b (m) and a carbon layer 20b (c) such as carbon paper or carbon cloth. The second gas diffusion layer 22b is formed by a porous and conductive microporous layer 22b (m) and a carbon layer 22b (c) such as carbon paper or carbon cloth. The planar dimension of the second gas diffusion layer 22b is set smaller than the planar dimension of the first gas diffusion layer 20b.

第1電極触媒層20a及び第2電極触媒層22aは、固体高分子電解質膜18の両面に形成される。なお、マイクロポーラス層20b(m)及び22b(m)は、必要に応じて設ければよく、不要にすることもできる。   The first electrode catalyst layer 20 a and the second electrode catalyst layer 22 a are formed on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 18. Note that the microporous layers 20b (m) and 22b (m) may be provided as necessary, and may be unnecessary.

樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、固体高分子電解質膜18の露出面18beに接合されるフィルム状の樹脂枠部材(樹脂成形体又は樹脂フィルム)24を備える。   The electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame includes a film-like resin frame member (resin molded body or resin film) 24 bonded to the exposed surface 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18.

樹脂枠部材24は、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PPA(ポリフタルアミド)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルサルフォン)、LCP(リキッドクリスタルポリマー)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、m−PPE(変性ポリフェニレンエーテル樹脂)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)又は変性ポリオレフィン等で構成される。   The resin frame member 24 includes, for example, PPS (polyphenylene sulfide), PPA (polyphthalamide), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyethersulfone), LCP (liquid crystal polymer), PVDF (polyvinylidene fluoride), Silicone resin, fluororesin, m-PPE (modified polyphenylene ether resin), PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), modified polyolefin, or the like.

樹脂枠部材24は、平板状を有し、固体高分子電解質膜18の露出面18beに接合される接着面24aを設ける。固体高分子電解質膜18の露出面18beと樹脂枠部材24の接着面24aとの間には、ホットメルトシート(シート状ホットメルト)26aによる接着剤層26が設けられる。ホットメルトシート26aは、例えば、シート状の固体接着剤であってエポキシ基を含有する接着剤である。   The resin frame member 24 has a flat plate shape, and is provided with an adhesive surface 24 a that is bonded to the exposed surface 18 be of the solid polymer electrolyte membrane 18. Between the exposed surface 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18 and the adhesive surface 24a of the resin frame member 24, an adhesive layer 26 made of a hot melt sheet (sheet-like hot melt) 26a is provided. The hot melt sheet 26a is, for example, a sheet-like solid adhesive that contains an epoxy group.

図1に示すように、発電セル12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、酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔34bが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔30aは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、冷却媒体入口連通孔32aは、冷却媒体を供給する。燃料ガス出口連通孔34bは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔34bは、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 portion of the power generation cell 12 in the arrow B direction (horizontal direction in FIG. 1) communicates with each other in the arrow A direction that is the stacking direction, and the oxidant gas inlet communication hole 30 a. A cooling medium inlet communication hole 32a and a fuel gas outlet communication hole 34b are provided. The oxidant gas inlet communication hole 30a supplies an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas, while the cooling medium inlet communication hole 32a supplies a cooling medium. The fuel gas outlet communication hole 34b discharges fuel gas, for example, hydrogen-containing gas. The oxidant gas inlet communication hole 30a, the cooling medium inlet communication hole 32a, and the fuel gas outlet communication hole 34b are arranged in the direction of arrow C (vertical direction).

発電セル12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燃料ガス入口連通孔34a、冷却媒体を排出する冷却媒体出口連通孔32b、及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔30bが設けられる。燃料ガス入口連通孔34a、冷却媒体出口連通孔32b及び酸化剤ガス出口連通孔30bは、矢印C方向に配列して設けられる。   The other end edge of the power generation cell 12 in the direction of arrow B communicates with each other in the direction of arrow A, the fuel gas inlet communication hole 34a for supplying fuel gas, the cooling medium outlet communication hole 32b for discharging the cooling medium, and the oxidation An oxidant gas outlet communication hole 30b for discharging the oxidant gas is provided. The fuel gas inlet communication hole 34a, the cooling medium outlet communication hole 32b, and the oxidant gas outlet communication hole 30b are arranged in the direction of arrow C.

樹脂枠部材24には、酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体入口連通孔32a、燃料ガス出口連通孔34b、燃料ガス入口連通孔34a、冷却媒体出口連通孔32b及び酸化剤ガス出口連通孔30bは形成されない。   The resin frame member 24 includes an oxidant gas inlet communication hole 30a, a cooling medium inlet communication hole 32a, a fuel gas outlet communication hole 34b, a fuel gas inlet communication hole 34a, a cooling medium outlet communication hole 32b, and an oxidant gas outlet communication hole 30b. Is not formed.

第2セパレータ16の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10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とに連通して矢印B方向に延在する複数本の酸化剤ガス流路36が設けられる。   The surface 16a of the second separator 16 facing the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame communicates with the oxidant gas inlet communication hole 30a and the oxidant gas outlet communication hole 30b and extends in the arrow B direction. An oxidant gas flow path 36 is provided.

第1セパレータ14の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10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とに連通して矢印B方向に延在する複数本の燃料ガス流路38が形成される。互いに隣接する第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とに連通して矢印B方向に延在する複数本の冷却媒体流路40が形成される。   The surface 14a of the first separator 14 facing the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame communicates with the fuel gas inlet communication hole 34a and the fuel gas outlet communication hole 34b and extends in the direction of arrow B. A fuel gas flow path 38 is formed. Between the surface 14b of the 1st separator 14 and the surface 16b of the 2nd separator 16 which adjoin each other, it communicates with the cooling-medium inlet communication hole 32a and the cooling-medium outlet communication hole 32b, and is extended in the arrow B direction. A cooling medium flow path 40 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。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. The second seal member 44 is integrated with the surfaces 16 a and 16 b of the second separator 16 around the outer peripheral end portion of the second separator 16.

図2に示すように、第1シール部材42は、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10を構成する樹脂枠部材24に当接する第1凸状シール42aと、第2セパレータ16の第2シール部材44に当接する第2凸状シール42bとを有する。第2シール部材44は、第2凸状シール42bに当接する面がセパレータ面に沿って平面状に延在する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 resin frame member 24 constituting the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame, and a second seal of the second separator 16. And a second convex seal 42b in contact with the member 44. The second seal member 44 constitutes a flat seal in which the surface that contacts the second convex seal 42b extends in a flat shape along the separator surface. Instead of the second convex seal 42b, the second seal member 44 may be provided with a convex seal (not shown).

第1シール部材42及び第2シール部材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等の弾性を有するシール部材が用いられる。   For the first seal member 42 and the second seal member 44, for example, EPDM, NBR, fluororubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene or acrylic rubber or the like, cushion material Alternatively, an elastic seal member such as a packing material is used.

次いで、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10を製造するための本発明の実施形態に係る製造方法について、以下に説明する。   Next, a manufacturing method according to an embodiment of the present invention for manufacturing an electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame will be described below.

先ず、段差MEA10aが作製される一方、樹脂枠部材24は、金型(図示せず)を用いて射出成形された部材、又は、フィルムをトムソン刃で枠状に切断した部材が用意される。段差MEA10aを作製するには、先ず、カーボンペーパからなるカーボン層20b(c)の平坦面に、カーボンブラックとPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)粒子との混合物からなるスラリーを塗布し、乾燥させて下地層であるマイクロポーラス層20b(m)が形成される。   First, while the step MEA 10a is manufactured, the resin frame member 24 is prepared by a member injection-molded using a mold (not shown) or a member obtained by cutting a film into a frame shape with a Thomson blade. In order to produce the step MEA 10a, first, a slurry made of a mixture of carbon black and PTFE (polytetrafluoroethylene) particles is applied to the flat surface of the carbon layer 20b (c) made of carbon paper, and dried. A microporous layer 20b (m), which is a formation, is formed.

マイクロポーラス層20b(m)にカーボン層20b(c)が接合されることにより、第1ガス拡散層20bが形成される。同様に、マイクロポーラス層22b(m)が形成され、前記マイクロポーラス層22b(m)にカーボン層22b(c)が接合されることにより、第2ガス拡散層22bが形成される。   The first gas diffusion layer 20b is formed by bonding the carbon layer 20b (c) to the microporous layer 20b (m). Similarly, the microporous layer 22b (m) is formed, and the carbon layer 22b (c) is bonded to the microporous layer 22b (m), thereby forming the second gas diffusion layer 22b.

一方、電極触媒に溶媒を加えた後、イオン導電性高分子バインダ溶液として、例えば、パーフルオロアルキレンスルホン酸高分子化合物の溶液が投入される。そして、所定のインク粘土になるまで、溶媒を添加することにより、アノード電極インク及びカソード電極インクが作成される。   On the other hand, after adding a solvent to the electrode catalyst, for example, a solution of a perfluoroalkylenesulfonic acid polymer compound is added as an ion conductive polymer binder solution. Then, an anode electrode ink and a cathode electrode ink are created by adding a solvent until a predetermined ink clay is obtained.

そこで、図3に示すように、アノード電極インクは、PETフィルム50aにスクリーン印刷により塗工され、加熱乾燥されることにより、第1電極触媒層20aを設けたアノード電極シート52が形成される。第1電極触媒層20aは、固体高分子電解質膜18と同一の平面寸法に設定される。   Therefore, as shown in FIG. 3, the anode electrode ink is applied to the PET film 50a by screen printing and dried by heating, whereby the anode electrode sheet 52 provided with the first electrode catalyst layer 20a is formed. The first electrode catalyst layer 20 a is set to have the same planar dimensions as the solid polymer electrolyte membrane 18.

同様に、カソード電極インクは、PETフィルム50bにスクリーン印刷により塗工され、加熱乾燥されることにより、第2電極触媒層22aを設けたカソード電極シート54が形成される。第2電極触媒層22aは、固体高分子電解質膜18よりも小さな平面寸法に設定される。   Similarly, the cathode electrode ink is applied to the PET film 50b by screen printing and dried by heating, whereby the cathode electrode sheet 54 provided with the second electrode catalyst layer 22a is formed. The second electrode catalyst layer 22 a is set to have a smaller planar dimension than the solid polymer electrolyte membrane 18.

次いで、固体高分子電解質膜18が、アノード電極シート52及びカソード電極シート54に挟持された状態で、ホットプレスが行われる。そして、PETフィルム50a、50bが剥離されることにより、接合体(CCM)(catalyst coated membrane)が形成される。さらに、第1ガス拡散層20bと第2ガス拡散層22bとは、マイクロポーラス層20b(m)、22b(m)間にCCMを挟持し、ホットプレスにより一体化されて段差MEA10aが作製される(図2参照)。   Next, hot pressing is performed in a state where the solid polymer electrolyte membrane 18 is sandwiched between the anode electrode sheet 52 and the cathode electrode sheet 54. Then, the PET films 50a and 50b are peeled to form a joined body (CCM) (catalyst coated membrane). Further, the first gas diffusion layer 20b and the second gas diffusion layer 22b sandwich the CCM between the microporous layers 20b (m) and 22b (m) and are integrated by hot pressing to produce the step MEA 10a. (See FIG. 2).

そして、長尺状のホットメルトウエブが用意され、トムソン刃によりカットすることにより、枠形状のホットメルトシート26aが加工される。図4に示すように、ホットメルトシート26aは、幅寸法tが、1mm〜5mmの範囲内に設定されるとともに、前記ホットメルトシート26aには、レーザ光照射やプレス成形により複数の貫通孔56が形成される(図4及び図5参照)。   A long hot melt web is prepared and cut with a Thomson blade to process the frame-shaped hot melt sheet 26a. As shown in FIG. 4, the hot melt sheet 26a has a width dimension t set within a range of 1 mm to 5 mm, and the hot melt sheet 26a has a plurality of through holes 56 formed by laser light irradiation or press molding. Is formed (see FIGS. 4 and 5).

図4に示すように、貫通孔56は、直径が20μm〜500μmの範囲内であるとともに、各貫通孔56は、互いに矢印B方向に沿って寸法S1及び矢印C方向に沿って寸法S2だけ離間する。各貫通孔56は、幅方向に対して互いにオフセットして配置される。寸法S1及びS2は、例えば、2mm〜10mmの範囲内に設定される。幅寸法tにおいて、貫通孔56が一列の場合には、前記貫通孔56は、幅寸法tの中央位置に配置される。貫通孔56が二列の場合には、前記貫通孔56は、幅寸法tの1/3及び2/3の位置に配置される。貫通孔56が三列の場合には、前記貫通孔56は、幅寸法tの1/4、2/4及び3/4の位置に配置される。   As shown in FIG. 4, the through holes 56 have a diameter in the range of 20 μm to 500 μm, and the through holes 56 are separated from each other by a dimension S1 along the arrow B direction and a dimension S2 along the arrow C direction. To do. The through holes 56 are arranged offset from each other in the width direction. The dimensions S1 and S2 are set within a range of 2 mm to 10 mm, for example. In the width dimension t, when the through holes 56 are arranged in a line, the through hole 56 is arranged at the center position of the width dimension t. When the through holes 56 are arranged in two rows, the through holes 56 are arranged at positions 1/3 and 2/3 of the width dimension t. When the through-holes 56 are arranged in three rows, the through-holes 56 are arranged at positions 1/4, 2/4, and 3/4 of the width dimension t.

次に、図5に示すように、ホットメルトシート26aは、固体高分子電解質膜18の露出面18be上に配置される。なお、ホットメルトシート26aは、樹脂枠部材24の接着面24a上に配置されてもよい。   Next, as shown in FIG. 5, the hot melt sheet 26 a is disposed on the exposed surface 18 be of the solid polymer electrolyte membrane 18. The hot melt sheet 26 a may be disposed on the adhesive surface 24 a of the resin frame member 24.

さらに、図6に示すように、固体高分子電解質膜18の露出面18beと樹脂枠部材24の接着面24aとの接合部位は、ホットメルトシート26aが介装された状態で、サーボプレス機60により加熱及び加圧処理される。サーボプレス機60は、固定基台62と可動基台64とを備え、前記可動基台64は、ピストン66により前記固定基台62に対して進退可能である。   Further, as shown in FIG. 6, the servo press machine 60 has a bonding portion between the exposed surface 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18 and the adhesive surface 24a of the resin frame member 24 with the hot melt sheet 26a interposed. Is heated and pressurized. The servo press machine 60 includes a fixed base 62 and a movable base 64, and the movable base 64 can be moved forward and backward with respect to the fixed base 62 by a piston 66.

そこで、固定基台62及び可動基台64が、所定温度、例えば、160℃に昇温した際、前記固定基台62及び前記可動基台64により接合部位を、例えば、0.01MPaの初期荷重(圧力)で挟持する。そして、ホットメルトシート26aの温度が160℃に至るまで、所定のインターバルだけ、接合部位に初期荷重を付与している。   Therefore, when the fixed base 62 and the movable base 64 are heated to a predetermined temperature, for example, 160 ° C., the joint portion is moved by the fixed base 62 and the movable base 64 to an initial load of, for example, 0.01 MPa. Hold with (pressure). And until the temperature of the hot melt sheet 26a reaches 160 ° C., an initial load is applied to the joining portions for a predetermined interval.

上記の初期荷重が付与されてから所定のインターバル、例えば、10秒間が経過した後、接合部位に印加される接合荷重(圧力)が、例えば、0.5MPaに増加され、所定の時間だけ前記接合荷重の付与が行われる。なお、接合荷重は、0.1MPa〜2MPaの範囲に設定される。このため、段差MEA10aと樹脂枠部材24とは、接着剤層26により接合され、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10が製造される。   After a predetermined interval, for example, 10 seconds elapses after the initial load is applied, the bonding load (pressure) applied to the bonding portion is increased to, for example, 0.5 MPa, and the bonding is performed for a predetermined time. A load is applied. The bonding load is set in the range of 0.1 MPa to 2 MPa. For this reason, the step MEA 10a and the resin frame member 24 are joined by the adhesive layer 26, and the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame is manufactured.

ところで、ホットメルトシート26aは、撓み易いため、例えば、図7に示すように、前記ホットメルトシート26aが、固体高分子電解質膜18(又は樹脂枠部材24)に変形した状態で配置されることがある。このため、ホットメルトシート26aと固体高分子電解質膜18との間に空間部68が形成され、前記空間部68によるエア噛みが発生するおそれがある。   By the way, since the hot melt sheet 26a is easily bent, for example, as shown in FIG. 7, the hot melt sheet 26a is arranged in a deformed state on the solid polymer electrolyte membrane 18 (or the resin frame member 24). There is. For this reason, a space 68 is formed between the hot melt sheet 26 a and the solid polymer electrolyte membrane 18, and there is a possibility that air biting by the space 68 occurs.

この場合、本実施形態では、ホットメルトシート26aには、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔56が形成されている。従って、空間部68のエアは、貫通孔56を通ってホットメルトシート26aの外部に排出されている。   In this case, in the present embodiment, the hot melt sheet 26a is formed with a plurality of through holes 56 penetrating in the thickness direction. Accordingly, the air in the space 68 is discharged to the outside of the hot melt sheet 26 a through the through hole 56.

さらに、貫通孔56は、ホットメルトシート26aがサーボプレス機60により加熱及び加圧処理される際に、閉塞されており、接着剤層26に前記貫通孔56が残ることがない。これにより、簡単な工程で、エア噛みを確実に抑制することができ、接着強度及びガス遮断性に優れた接着剤層26を確実に形成することが可能になるという効果が得られる。   Further, the through hole 56 is closed when the hot melt sheet 26 a is heated and pressurized by the servo press 60, and the through hole 56 does not remain in the adhesive layer 26. Thereby, it is possible to surely suppress the air biting by a simple process, and to obtain an effect that the adhesive layer 26 excellent in adhesive strength and gas barrier property can be surely formed.

さらに、貫通孔56は、直径が20μm〜500μmの範囲内に設定されている。貫通孔56の直径が20μm未満では、エアが抜け難くなり、エア噛みを確実に解消させることができないおそれがある。一方、貫通孔56の直径が500μmを上回る際には、接着時に前記貫通孔56を塞ぐことができない場合があり、接着強度が低下するおそれがある。   Furthermore, the through-hole 56 has a diameter set in a range of 20 μm to 500 μm. If the diameter of the through hole 56 is less than 20 μm, it is difficult for air to escape, and there is a possibility that the air biting cannot be reliably eliminated. On the other hand, when the diameter of the through-hole 56 exceeds 500 μm, the through-hole 56 may not be blocked during bonding, and the adhesive strength may be reduced.

また、ホットメルトシート26aの幅寸法tは、1mm〜5mmの範囲内に設定されている。幅寸法tが1mm未満では、接着力不足が惹起される一方、幅寸法tが5mmを上回ると、発電セル12全体の寸法が必要以上に大きくなってしまう。   The width dimension t of the hot melt sheet 26a is set within a range of 1 mm to 5 mm. If the width dimension t is less than 1 mm, insufficient adhesive force is caused. On the other hand, if the width dimension t exceeds 5 mm, the entire power generation cell 12 is unnecessarily large.

次に、このように構成される発電セル12の動作について、以下に説明する。   Next, operation | movement of the electric power generation cell 12 comprised in this way is demonstrated below.

先ず、図1に示すように、酸化剤ガス入口連通孔30aには、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には、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には、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. Supplied. 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方向に移動して段差MEA10aのカソード電極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、段差MEA10aのアノード電極20に供給される。   Therefore, the oxidant gas is introduced from the oxidant gas inlet communication hole 30a into the oxidant gas flow path 36 of the second separator 16, moves in the direction of arrow B, and is supplied to the cathode electrode 22 of the step MEA 10a. On the other hand, the fuel gas is introduced into the fuel gas flow path 38 of the first separator 14 from the fuel gas inlet communication hole 34a. The fuel gas moves in the direction of arrow B along the fuel gas flow path 38 and is supplied to the anode electrode 20 of the step MEA 10a.

従って、各段差MEA10aでは、カソード電極22に供給される酸化剤ガスと、アノード電極20に供給される燃料ガスとが、第2電極触媒層22a及び第1電極触媒層20a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 each step MEA 10a, the oxidant gas supplied to the cathode electrode 22 and the fuel gas supplied to the anode electrode 20 are electrochemically reacted in the second electrode catalyst layer 22a and the first electrode catalyst layer 20a. It is consumed and power is generated.

次いで、カソード電極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、アノード電極20に供給されて消費された燃料ガスは、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 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 electrode 20 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、段差MEA10a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 cooling the step MEA 10a.

10…樹脂枠付き電解質膜・電極構造体 10a…段差MEA
12…発電セル 14、16…セパレータ
18…固体高分子電解質膜 18be…露出面
20…アノード電極 20a、22a…電極触媒層
20b、22b…ガス拡散層 22…カソード電極
24…樹脂枠部材 24a…接着面
26a…ホットメルトシート 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
42、44…シール部材 52…アノード電極シート
54…カソード電極シート 56…貫通孔
60…サーボプレス機
10 ... Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame 10a ... Step MEA
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Power generation cell 14, 16 ... Separator 18 ... Solid polymer electrolyte membrane 18be ... Exposed surface 20 ... Anode electrode 20a, 22a ... Electrode catalyst layer 20b, 22b ... Gas diffusion layer 22 ... Cathode electrode 24 ... Resin frame member 24a ... Adhesion Surface 26a ... Hot melt sheet 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 passage 38 ... Fuel gas passage 40 ... Cooling medium passage 42, 44 ... Seal member 52 ... Anode electrode sheet 54 ... Cathode electrode sheet 56 ... Through hole 60 ... Servo press machine

Claims (2)

固体高分子電解質膜の一方の面には、第1電極が設けられ、前記固体高分子電解質膜の他方の面には、第2電極が設けられるとともに、前記第1電極の平面寸法は、前記第2電極の平面寸法よりも大きな寸法に設定される段差MEAと、
前記固体高分子電解質膜の、前記第2電極の外方に露呈する外周面に、ホットメルトにより接合される樹脂枠部材と、
を有する燃料電池用の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法であって、
前記ホットメルトは、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されたシート状ホットメルトであり、前記固体高分子電解質膜と前記樹脂枠部材との接合部位に、前記シート状ホットメルトを配設する工程と、
前記シート状ホットメルトが配設された前記接合部位に対して加熱を行うとともに、荷重を付与する工程と、
を有することを特徴とする樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。
A first electrode is provided on one surface of the solid polymer electrolyte membrane, a second electrode is provided on the other surface of the solid polymer electrolyte membrane, and the planar dimensions of the first electrode are A step MEA set to a dimension larger than the planar dimension of the second electrode;
A resin frame member bonded to the outer peripheral surface of the solid polymer electrolyte membrane exposed to the outside of the second electrode by hot melt;
A method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, comprising:
The hot melt is a sheet-like hot melt in which a plurality of through-holes penetrating in the thickness direction is formed, and the sheet-like hot melt is disposed at a joint portion between the solid polymer electrolyte membrane and the resin frame member. A process of installing,
Heating the joint site where the sheet-like hot melt is disposed, and applying a load;
A process for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame, comprising:
請求項1記載の製造方法において、前記貫通孔は、直径が20μm〜500μmの範囲内であることを特徴とする樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。   2. The method for manufacturing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame according to claim 1, wherein the through hole has a diameter in a range of 20 [mu] m to 500 [mu] m.
JP2015189406A 2015-09-28 2015-09-28 Manufacturing method for resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure Pending JP2017068908A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015189406A JP2017068908A (en) 2015-09-28 2015-09-28 Manufacturing method for resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015189406A JP2017068908A (en) 2015-09-28 2015-09-28 Manufacturing method for resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017068908A true JP2017068908A (en) 2017-04-06

Family

ID=58495039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015189406A Pending JP2017068908A (en) 2015-09-28 2015-09-28 Manufacturing method for resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017068908A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019096413A (en) * 2017-11-20 2019-06-20 トヨタ自動車株式会社 Method of manufacturing fuel cell
JP2021180135A (en) * 2020-05-14 2021-11-18 トヨタ自動車株式会社 Fuel battery unit cell
JP7302544B2 (en) 2020-08-03 2023-07-04 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell manufacturing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019096413A (en) * 2017-11-20 2019-06-20 トヨタ自動車株式会社 Method of manufacturing fuel cell
JP2021180135A (en) * 2020-05-14 2021-11-18 トヨタ自動車株式会社 Fuel battery unit cell
JP7259801B2 (en) 2020-05-14 2023-04-18 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell unit cell
JP7302544B2 (en) 2020-08-03 2023-07-04 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5615875B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells
JP6263214B2 (en) Step MEA with resin frame for fuel cells
JP5683433B2 (en) Fuel cell stack
JP2018097917A (en) Resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure and method of manufacturing the same
JP2013125680A (en) Manufacturing method of electrolyte membrane/electrode structure with resin film for fuel cell
JP6709053B2 (en) Method and apparatus for manufacturing step MEA with resin frame
JP6100225B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells
JP2017068956A (en) Resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure for fuel cell
JP6594809B2 (en) Step MEA with resin frame for fuel cell and manufacturing method thereof
JP2017068908A (en) Manufacturing method for resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure
JP6145082B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cell and production method thereof
JP2016058161A (en) Resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure for fuel battery
JP6144650B2 (en) Manufacturing method of fuel cell
JP2013258096A (en) Production method of electrolyte membrane/electrode structure with resin frame for fuel cell
US20160164113A1 (en) Resin-framed membrane-electrode assembly for fuel cell and method for manufacturing the same
JP2013157093A (en) Fuel cell
JP5615794B2 (en) Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode structure for fuel cell
JP2013258097A (en) Electrolyte membrane/electrode structure and manufacturing method thereof
JP6126049B2 (en) Manufacturing method of fuel cell
JP2017004607A (en) Manufacturing method of electrolyte membrane electrode structure with resin frame for fuel battery
JP5604404B2 (en) Fuel cell
JP2013084352A (en) Electrolyte membrane with resin frame/electrode structure for fuel cell, and manufacturing method therefor
JP5461361B2 (en) Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode structure for fuel cell
JP2017010704A (en) Method for manufacturing electrolyte membrane/electrode structure with resin frame
JP5829586B2 (en) Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode structure for fuel cell