JP2021072250A - Fuel cell and fuel supply system - Google Patents

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Shigetaka Uehara
茂高 上原
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同 卜
庄吾 高椋
Shogo Takakura
庄吾 高椋
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Abstract

To increase the reliability of fuel gas sealing.SOLUTION: A fuel cell (100) that generates electricity by chemically reacting fuel gas includes a seal (7,15) for sealing the fuel gas in the fuel cell (100), and the seal (7,15) consists of a self-healing elastomeric material.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、燃料電池及び燃料供給システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell and a fuel supply system.

固体高分子型の燃料電池は、燃料ガスとして供給された水素ガスと空気中の酸素ガスとを化学反応させることで発電する。一般に、固体高分子型の燃料電池は、上記化学反応を行う膜電極接合体が一対のセパレータにより挟持された構造を有する。 The polymer electrolyte fuel cell generates electricity by chemically reacting hydrogen gas supplied as fuel gas with oxygen gas in the air. Generally, a polymer electrolyte fuel cell has a structure in which a membrane electrode assembly that undergoes the above chemical reaction is sandwiched between a pair of separators.

燃料電池から外部へのガスの漏洩を防ぐため、燃料電池にはシール材が設けられる。例えば、セパレータの表面には凸形状の突起であるビードが設けられ、このビードが膜電極接合体の外周に設けられるサブガスケットと接触して膜電極接合体の周囲を封止する。ビードとサブガスケットの間には、封止性を高めるため樹脂製のシール材が配置される(特許文献1参照)。 In order to prevent gas from leaking from the fuel cell to the outside, the fuel cell is provided with a sealing material. For example, a bead, which is a convex protrusion, is provided on the surface of the separator, and the bead comes into contact with a sub-gasket provided on the outer periphery of the membrane electrode assembly to seal the periphery of the membrane electrode assembly. A resin sealing material is arranged between the bead and the sub-gasket to improve the sealing property (see Patent Document 1).

米国特許第2019074524号U.S. Pat. No. 20190742524

プレス成形等により形成され、金属製のセパレータのボディの一部が突出するビードは、反力が大きい。このようなビードをサブガスケットに接触させて封止するには、大きなクランプ力が必要であり、ビードとサブガスケット間のシールに加わる負荷が増大する。シールの内部にボイド、クラック等の欠陥があると、負荷の大きさによっては欠陥が成長し、ガス漏れが発生する可能性がある。 The bead, which is formed by press molding or the like and a part of the body of the metal separator protrudes, has a large reaction force. In order to bring such a bead into contact with the sub-gasket and seal it, a large clamping force is required, and the load applied to the seal between the bead and the sub-gasket increases. If there are defects such as voids and cracks inside the seal, the defects may grow and gas leakage may occur depending on the magnitude of the load.

本発明は、燃料ガスの封止の信頼性を高めることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the reliability of fuel gas sealing.

本発明の一態様によれば、燃料ガスを化学反応させて発電する燃料電池(100)であって、前記燃料ガスを前記燃料電池(100)内に封止するためのシール(7,15)を備え、前記シール(7,15)は、自己修復性のエラストマー材料を含んで構成される、燃料電池(100)が提供される。 According to one aspect of the present invention, the fuel cell (100) generates electricity by chemically reacting the fuel gas, and the seal (7, 15) for sealing the fuel gas in the fuel cell (100). The fuel cell (100) is provided, wherein the seals (7, 15) are configured to include a self-healing elastomeric material.

本発明の他の一態様によれば、燃料電池(100)の発電に使用される燃料ガスを貯蔵する貯蔵装置(A1)と、前記貯蔵装置(A1)に前記燃料ガスを充填する充填装置(B)と、前記貯蔵装置(A1)又は前記充填装置(B)に設けられ、前記燃料ガスを封止するシール(v1〜v7)と、を備え、前記シール(v1〜v7)は、自己修復性のエラストマー材料を含んで構成される、燃料供給システム(C)が提供される。 According to another aspect of the present invention, a storage device (A1) for storing the fuel gas used for power generation of the fuel cell (100) and a filling device (A1) for filling the storage device (A1) with the fuel gas. B) and a seal (v1 to v7) provided in the storage device (A1) or the filling device (B) for sealing the fuel gas, and the seal (v1 to v7) is self-repairing. A fuel supply system (C) is provided that comprises a sex elastomeric material.

本発明によれば、燃料ガスの封止の信頼性を高めることができる。 According to the present invention, the reliability of fuel gas sealing can be improved.

一実施形態の燃料電池の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fuel cell of one Embodiment. セルの構成を模式的に示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the structure of a cell schematically. セパレータの表面を示す平面図である。It is a top view which shows the surface of a separator. 図1の破線枠内の拡大図である。It is an enlarged view in the broken line frame of FIG. 多層構造のシールを示す拡大断面図である。It is an enlarged cross-sectional view which shows the seal of a multi-layer structure. 一実施形態の燃料供給システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the fuel supply system of one Embodiment.

以下、本発明の燃料電池及び燃料供給システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する構成は、本発明の一例(代表例)であり、これに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the fuel cell and fuel supply system of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration described below is an example (representative example) of the present invention, and is not limited thereto.

(燃料電池)
図1は、本実施形態の燃料電池100の構成を示す。
本実施形態の燃料電池は、例えば車両等の移動体に搭載され、燃料ガスを化学反応させて発電することにより移動体の駆動電力を供給するが、移動体に限らず、定置発電システム等の燃料電池にも本発明を適用できる。
(Fuel cell)
FIG. 1 shows the configuration of the fuel cell 100 of the present embodiment.
The fuel cell of the present embodiment is mounted on a moving body such as a vehicle, and supplies driving power to the moving body by chemically reacting fuel gas to generate electricity. However, the fuel cell is not limited to the moving body, but may be a stationary power generation system or the like. The present invention can also be applied to a fuel cell.

図1に示すように、燃料電池100は、スタックされた複数のセル10と、各セル10のスタック方向の両側にそれぞれ配置された一対の集電体プレート11、一対の絶縁体プレート12及び一対のエンドプレート13とを備える。また、燃料電池100は、少なくとも一方側のエンドプレート13に取り付けられるガス管14を備える。ガス管14は図示しないマニホールドに連通する。 As shown in FIG. 1, the fuel cell 100 includes a plurality of stacked cells 10, a pair of current collector plates 11 arranged on both sides of each cell 10 in the stacking direction, a pair of insulator plates 12, and a pair. The end plate 13 of the above is provided. Further, the fuel cell 100 includes a gas pipe 14 attached to an end plate 13 on at least one side. The gas pipe 14 communicates with a manifold (not shown).

セル10、ガス管14側の集電体プレート11、絶縁体プレート12及びエンドプレート13には、ガス管14に連通し、セル10のスタック方向に貫通する4つの貫通孔P1〜P4が設けられる。これらの貫通孔P1〜P4を通じて、燃料ガスの供給と排出が行われる。 The cell 10, the current collector plate 11 on the gas pipe 14 side, the insulator plate 12, and the end plate 13 are provided with four through holes P1 to P4 that communicate with the gas pipe 14 and penetrate in the stack direction of the cell 10. .. Fuel gas is supplied and discharged through these through holes P1 to P4.

燃料電池100は、集電体プレート11、絶縁体プレート12、エンドプレート13及びガス管14の各部材間に、シール15を備える。シール15は、例えば貫通孔P1〜P4の外側を囲むOリングであり、エラストマー材料を含んで構成される。シール15が隣接する各部材に接触して貫通孔P1〜P4の外周を封止することにより、貫通孔P1〜P4からのガス漏れを抑えることができる。なお、シール15は、例えば、エラストマー材料のみで構成されるものでも良いし、エラストマー材料と当該シール15の形状を保持するための補強材等を含んで構成されるものでも良い。 The fuel cell 100 includes a seal 15 between each member of the current collector plate 11, the insulator plate 12, the end plate 13, and the gas pipe 14. The seal 15 is, for example, an O-ring that surrounds the outside of the through holes P1 to P4 and is composed of an elastomer material. By contacting the seal 15 with each adjacent member and sealing the outer periphery of the through holes P1 to P4, gas leakage from the through holes P1 to P4 can be suppressed. The seal 15 may be composed of, for example, only an elastomer material, or may be composed of an elastomer material and a reinforcing material for maintaining the shape of the seal 15.

一対のエンドプレート13はボルトとナット等の締め付け部材により締め付けられ、燃料電池100にはエンドプレート13により挟まれる燃料電池100の各部材のスタック方向に締め付け力が作用する。この締め付け力により、エンドプレート13間の各部材のスタック構造が固定されるとともに、燃料ガスが燃料電池100内に封止される。 The pair of end plates 13 are tightened by tightening members such as bolts and nuts, and a tightening force acts on the fuel cell 100 in the stacking direction of each member of the fuel cell 100 sandwiched by the end plates 13. By this tightening force, the stack structure of each member between the end plates 13 is fixed, and the fuel gas is sealed in the fuel cell 100.

図2は、セル10の構成を模式的に示す。
図2に示すように、セル10は、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)3と、MEA3の両側に配置された一対のセパレータ4と、MEA3の外周縁を囲むサブガスケット5と、を備える。MEA3は、電解質膜1及び一対の電極2を備える。一対の電極2は電解質膜1を挟持する。
FIG. 2 schematically shows the configuration of the cell 10.
As shown in FIG. 2, the cell 10 includes a membrane electrode assembly (MEA) 3, a pair of separators 4 arranged on both sides of the MEA 3, and a sub-gasket 5 surrounding the outer peripheral edge of the MEA 3. Be prepared. The MEA 3 includes an electrolyte membrane 1 and a pair of electrodes 2. The pair of electrodes 2 sandwich the electrolyte membrane 1.

電解質膜1は、イオン伝導性の高分子電解質の膜である。電解質膜1に使用できる高分子電解質としては、例えばナフィオン(登録商標)、アクイヴィオン(登録商標)等のパーフルオロスルホン酸ポリマー;スルホン化ポリエーテルエーテルケトン(SPEEK)、スルホン化ポリイミド等の芳香族系ポリマー;ポリビニルスルホン酸、ポリビニルリン酸等の脂肪族系ポリマー等が挙げられる。 The electrolyte membrane 1 is an ionic conductive polymer electrolyte membrane. Examples of the polymer electrolyte that can be used for the electrolyte membrane 1 include perfluorosulfonic acid polymers such as Nafion (registered trademark) and Aquivion (registered trademark); aromatic systems such as sulfonated polyether ether ketone (SPEEK) and sulfonated polyimide. Polymer: Examples thereof include aliphatic polymers such as polyvinyl sulfonic acid and polyvinyl phosphoric acid.

電解質膜1は、耐久性向上の観点から、多孔質基材1aに高分子電解質を含浸させた複合膜であることができる。多孔質基材1aとしては、高分子電解質を担持できる空隙を有するのであれば特に限定されず、多孔質状、織布状、不織布状、フィブリル状等の膜を用いることができる。多孔質基材1aの材料としても特に限定されないが、イオン伝導性を高める観点から、上述したような高分子電解質を用いることができる。なかでも、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、及びポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素系ポリマーは、強度及び形状安定性に優れる。 The electrolyte membrane 1 can be a composite membrane in which a porous base material 1a is impregnated with a polymer electrolyte from the viewpoint of improving durability. The porous base material 1a is not particularly limited as long as it has voids capable of supporting the polymer electrolyte, and a porous film, a woven fabric, a non-woven fabric, a fibrill film, or the like can be used. The material of the porous base material 1a is not particularly limited, but a polymer electrolyte as described above can be used from the viewpoint of enhancing ionic conductivity. Among them, fluoropolymers such as polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer, and polychlorotrifluoroethylene are excellent in strength and shape stability.

一対の電極2のうち、一方の電極2はアノードであり、燃料極とも呼ばれる。他方の電極2はカソードであり、空気極とも呼ばれる。燃料ガスとして、アノードには水素ガスが供給され、カソードには酸素ガスを含む空気が供給される。図2中、黒色の矢印は水素ガスを表し、白色の矢印は空気を表す。 Of the pair of electrodes 2, one electrode 2 is an anode and is also called a fuel electrode. The other electrode 2 is a cathode and is also called an air electrode. As fuel gas, hydrogen gas is supplied to the anode and air containing oxygen gas is supplied to the cathode. In FIG. 2, black arrows represent hydrogen gas and white arrows represent air.

アノードでは、水素ガス(H)から電子(e)とプロトン(H)を生成する反応が生じる。電子は、図示しない外部回路を経由してカソードへ移動する。この電子の移動により外部回路では電流が発生する。プロトンは電解質膜1を経由してカソードへ移動する。 At the anode, a reaction occurs that produces electrons (e ) and protons (H + ) from hydrogen gas (H 2). The electrons move to the cathode via an external circuit (not shown). This movement of electrons generates an electric current in an external circuit. Protons move to the cathode via the electrolyte membrane 1.

カソードでは、外部回路から移動してきた電子により、酸素ガス(O)から酸素イオン(O )が生成される。酸素イオンは、電解質膜1から移動してきたプロトン(2H)と結合して、水(HO)になる。 At the cathode, the electrons that have moved from an external circuit, oxygen from an oxygen (O 2) gas ions (O 2 -) is generated. Oxygen ions combine with protons having moved from the electrolyte membrane 1 (2H +), it becomes water (H 2 O).

電極2は、触媒層21を備える。本実施形態の電極2は、燃料ガスの拡散性向上のため、ガス拡散層22を備える。ガス拡散層22は、触媒層21のセパレータ側に配置される。 The electrode 2 includes a catalyst layer 21. The electrode 2 of the present embodiment includes a gas diffusion layer 22 in order to improve the diffusibility of the fuel gas. The gas diffusion layer 22 is arranged on the separator side of the catalyst layer 21.

触媒層21は、触媒によって水素ガス及び酸素ガスの反応を促進する。触媒層21は、触媒と、触媒を担持する担体及びこれらを被覆するアイオノマーを含む。
触媒としては、例えば白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、タングステン(W)等の金属、これら金属の混合物、合金等が挙げられる。なかでも、触媒活性、一酸化炭素に対する耐被毒性、耐熱性等の観点から、白金、白金を含む混合物、合金等が好ましい。
The catalyst layer 21 promotes the reaction of hydrogen gas and oxygen gas by the catalyst. The catalyst layer 21 includes a catalyst, a carrier that supports the catalyst, and an ionomer that coats the catalyst.
Examples of the catalyst include metals such as platinum (Pt), ruthenium (Ru), iridium (Ir), rhodium (Rh), palladium (Pd), and tungsten (W), mixtures of these metals, and alloys. Among them, platinum, a mixture containing platinum, an alloy and the like are preferable from the viewpoints of catalytic activity, toxicity to carbon monoxide, heat resistance and the like.

担体としてはメソポーラスカーボン、Ptブラック等の細孔を有する導電性の多孔性金属化合物が挙げられる。分散性が良好で表面積が大きく、触媒の担持量が多い場合でも高温での粒子成長が少ない観点からは、メソポーラスカーボンが好ましい。
アイオノマーとしては、電解質膜1と同様のイオン伝導性の高分子電解質を使用することができる。
Examples of the carrier include conductive porous metal compounds having pores such as mesoporous carbon and Pt black. Mesoporous carbon is preferable from the viewpoint of good dispersibility, large surface area, and small particle growth at high temperature even when the amount of catalyst supported is large.
As the ionomer, a polymer electrolyte having the same ion conductivity as that of the electrolyte membrane 1 can be used.

ガス拡散層22は、セル10に供給された燃料ガスを触媒層21の全面に均一に拡散させることができる。
ガス拡散層22は、MEA3の最表層としてガス拡散層用シートを配置することで形成できる。ガス拡散層用シートとしては、例えば導電性、ガス透過性及びガス拡散性を有するカーボン繊維等の多孔性繊維シートの他、発泡金属、エキスパンドメタル等の金属製のシート材等が挙げられる。
The gas diffusion layer 22 can uniformly diffuse the fuel gas supplied to the cell 10 over the entire surface of the catalyst layer 21.
The gas diffusion layer 22 can be formed by arranging a gas diffusion layer sheet as the outermost layer of the MEA3. Examples of the gas diffusion layer sheet include a porous fiber sheet such as carbon fiber having conductivity, gas permeability and gas diffusivity, and a metal sheet material such as foamed metal and expanded metal.

サブガスケット5は、MEA3の外周縁を囲むフィルム又はプレートであり、MEA3の支持体として機能する。サブガスケット5の材料としては、導電性が低い樹脂を用いることができる。樹脂材料としては特に限定されず、例えばポリフェニレンスルフィド(PPS)、ガラス入りポリプロピレン(PP−G)、ポリスチレン(PS)、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。 The sub-gasket 5 is a film or plate that surrounds the outer peripheral edge of the MEA 3 and functions as a support for the MEA 3. As the material of the sub-gasket 5, a resin having low conductivity can be used. The resin material is not particularly limited, and examples thereof include polyphenylene sulfide (PPS), polypropylene-containing polypropylene (PP-G), polystyrene (PS), silicone resin, and fluororesin.

(セパレータ)
セパレータ4はバイポーラプレートとも呼ばれる。セパレータ4の材料としては、カーボン、ステンレス鋼等の導電性材料が用いられる。
(Separator)
The separator 4 is also called a bipolar plate. As the material of the separator 4, a conductive material such as carbon or stainless steel is used.

図3は、セパレータ4の表面を示す。
本実施形態のセパレータ4は、凹部4aが設けられた表面を有する。セパレータ4の凹部4aが設けられた面がMEA3と対面したとき、セパレータ4とMEA3との間に流路20が設けられる。流路20は、燃料ガスの供給路であるだけでなく、発電時の化学反応により生成された水の排出路でもある。
FIG. 3 shows the surface of the separator 4.
The separator 4 of the present embodiment has a surface provided with a recess 4a. When the surface of the separator 4 provided with the recess 4a faces the MEA3, the flow path 20 is provided between the separator 4 and the MEA3. The flow path 20 is not only a supply path for fuel gas, but also a discharge path for water generated by a chemical reaction during power generation.

本実施形態のセパレータ4はその表面に複数のリブ4bを備える。これらリブ4bによってセパレータ4の表面に凹部4aが設けられる。なお、セパレータ4の表面に凹部4aを設けることができるのであれば、セパレータ4の表面に溝が設けられていてもよいし、リブ4bと溝の両方が設けられていてもよい。一方のセパレータ4の凹部4aは貫通孔P1から貫通孔P2へ連通し、他方のセパレータ4の凹部4aは貫通孔P3から貫通孔P4へ連通する。 The separator 4 of the present embodiment is provided with a plurality of ribs 4b on its surface. These ribs 4b provide a recess 4a on the surface of the separator 4. If the recess 4a can be provided on the surface of the separator 4, a groove may be provided on the surface of the separator 4, or both the rib 4b and the groove may be provided. The recess 4a of one separator 4 communicates from the through hole P1 to the through hole P2, and the recess 4a of the other separator 4 communicates from the through hole P3 to the through hole P4.

図3に示すように、4つの貫通孔P1〜P4はセパレータ4の4隅をそれぞれ貫通する。貫通孔P1は水素ガスの供給口であり、貫通孔P2は水素ガスの排出口である。貫通孔P3は空気の供給口であり、貫通孔P4は空気の排出口である。一方のセパレータ4では貫通孔P1及びP2が流路20に連通し、他方のセパレータ4の貫通孔P3及びP4では貫通孔P3及びP4が流路20に連通する。 As shown in FIG. 3, the four through holes P1 to P4 penetrate the four corners of the separator 4, respectively. The through hole P1 is a hydrogen gas supply port, and the through hole P2 is a hydrogen gas discharge port. The through hole P3 is an air supply port, and the through hole P4 is an air discharge port. In one separator 4, the through holes P1 and P2 communicate with the flow path 20, and in the other separator 4 through holes P3 and P4, the through holes P3 and P4 communicate with the flow path 20.

(ビード)
セパレータ4の表面には、ビード61〜63が設けられる。ビード61〜63は、凸形状の突起であり、MEA3側に突出する。ビード61〜63は、サブガスケット5に接触することでMEA3の周囲を封止する。
(bead)
Beads 61 to 63 are provided on the surface of the separator 4. Beads 61 to 63 are convex protrusions that project toward the MEA3 side. The beads 61 to 63 seal the periphery of the MEA3 by coming into contact with the sub-gasket 5.

ビード61は、セパレータ4の外周縁部を周回する。ビード62は、ビード61より内側において流路20と貫通孔P1及びP2の外側を囲む。ビード63は流路20に連通しない貫通孔P3及びP4の外側を囲む。これらビード61〜63は、例えばセパレータ4のボディをプレス成形することによって形成できる。 The bead 61 orbits the outer peripheral edge of the separator 4. The bead 62 surrounds the flow path 20 and the outside of the through holes P1 and P2 inside the bead 61. The bead 63 surrounds the outside of the through holes P3 and P4 that do not communicate with the flow path 20. These beads 61 to 63 can be formed, for example, by press-molding the body of the separator 4.

(エラストマー層)
図4は、図1の破線枠内の拡大図である。図4は、図3中のII−II線における断面に相当する。
図4に示すように、燃料電池100は、ビード61及び62とサブガスケット5の間に設けられたエラストマー層7を備える。図示されないが、ビード63とサブガスケット5の間にも同様にエラストマー層7が設けられる。
(Elastomer layer)
FIG. 4 is an enlarged view within the broken line frame of FIG. FIG. 4 corresponds to the cross section taken along line II-II in FIG.
As shown in FIG. 4, the fuel cell 100 includes an elastomer layer 7 provided between the beads 61 and 62 and the sub-gasket 5. Although not shown, an elastomer layer 7 is similarly provided between the bead 63 and the sub-gasket 5.

エラストマー層7は、セパレータ4のビード61に接触するとともにサブガスケット5にも接触し、MEA3の周囲を封止する。すなわち、エラストマー層7は、燃料ガスをセル10内に封止するシールである。ビード61〜63の表面の粗さによってはビード61〜63とサブガスケット5間に隙間が生じ、燃料ガスの漏れ、特に低分子の水素ガスが漏れることがあるが、エラストマー層7によりこの隙間を埋めてガス漏れを抑えることができる。 The elastomer layer 7 contacts the bead 61 of the separator 4 and also the sub-gasket 5, and seals the periphery of the MEA3. That is, the elastomer layer 7 is a seal that seals the fuel gas in the cell 10. Depending on the surface roughness of the beads 61 to 63, a gap may occur between the beads 61 to 63 and the sub-gasket 5, and fuel gas may leak, especially low molecular weight hydrogen gas. It can be buried to prevent gas leakage.

エラストマー層7は、エラストマー材料等を含むエラストマー層用のインクを用いて印刷、塗工するか、又はインジェクション成形等によって形成することができる。なかでも、パターン成形の容易性の観点から、スクリーン印刷等の印刷が好ましい。 The elastomer layer 7 can be formed by printing, coating, injection molding, or the like using an ink for an elastomer layer containing an elastomer material or the like. Of these, printing such as screen printing is preferable from the viewpoint of ease of pattern forming.

エラストマー層7は、多層構造を有することが好ましい。これにより、各層の弾性等の特性を異ならせることができる。また、複数層の積層によって一定以上の厚みを有するエラストマー層7の形成が容易となる。
図5は、3層構造のエラストマー層7の例を示す。
図5に示すように、エラストマー層7は、ビード61の先端部上に積層された第1層71、第2層72及び第3層73をこの順に有する。
The elastomer layer 7 preferably has a multilayer structure. Thereby, the properties such as elasticity of each layer can be made different. Further, the lamination of the plurality of layers facilitates the formation of the elastomer layer 7 having a certain thickness or more.
FIG. 5 shows an example of the elastomer layer 7 having a three-layer structure.
As shown in FIG. 5, the elastomer layer 7 has a first layer 71, a second layer 72, and a third layer 73 laminated on the tip of the bead 61 in this order.

第1層71〜第3層73のエラストマー材料の種類又は厚みは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、厚みが大きいほどばね定数が小さくなり、エラストマー層7の反力が小さくなる。反力が小さいエラストマー層7は小さなクランプ力で十分に封止することができる。一方、反力が大きい方が封止性が長時間持続しやすく、封止の信頼性が高まる。よって、第1層71のばね定数が大きく、第3層73のばね定数が小さくなるように、エラストマー材料の種類又は厚みを調整することにより、封止が容易でかつ封止の信頼性が高いエラストマー層7を得ることができる。 The types or thicknesses of the elastomeric materials of the first layer 71 to the third layer 73 may be the same or different. For example, the larger the thickness, the smaller the spring constant and the smaller the reaction force of the elastomer layer 7. The elastomer layer 7 having a small reaction force can be sufficiently sealed with a small clamping force. On the other hand, the larger the reaction force, the easier it is for the sealing property to last for a long time, and the higher the reliability of the sealing. Therefore, by adjusting the type or thickness of the elastomer material so that the spring constant of the first layer 71 is large and the spring constant of the third layer 73 is small, sealing is easy and the sealing reliability is high. The elastomer layer 7 can be obtained.

多層構造のエラストマー層7は、複数回の印刷又は塗工を繰り返すことにより形成できる。各種印刷法のなかでも厚い膜の形成が可能なスクリーン印刷でも、1回の印刷で形成できる膜の厚みは100μm未満であることが通常であるが、複数回のスクリーン印刷によって100μm以上の厚みのエラストマー層7も形成することができる。 The elastomer layer 7 having a multi-layer structure can be formed by repeating printing or coating a plurality of times. Among various printing methods, even in screen printing capable of forming a thick film, the thickness of the film that can be formed by one printing is usually less than 100 μm, but the thickness of 100 μm or more is obtained by multiple screen printings. The elastomer layer 7 can also be formed.

例えば、1回の印刷で形成できる膜厚の上限が80μmであっても、3回印刷を行って厚みが50μmの第1層71〜第3層73を形成すれば、150μmのエラストマー層7を形成できる。第1層71の厚みを80μm、第2層72の厚みを60μm、第3層73の厚みを10μmと変更することにより、各層のばね定数も調整できる。 For example, even if the upper limit of the film thickness that can be formed by one printing is 80 μm, if the first layer 71 to the third layer 73 having a thickness of 50 μm is formed by printing three times, the elastomer layer 7 having a thickness of 150 μm can be formed. Can be formed. By changing the thickness of the first layer 71 to 80 μm, the thickness of the second layer 72 to 60 μm, and the thickness of the third layer 73 to 10 μm, the spring constant of each layer can be adjusted.

なお、セパレータ4とサブガスケット5間にエラストマー層7を配置できるのであれば、ビード61〜63の先端部にエラストマー層7を配置した後、MEA3と対面させてもよいし、サブガスケット5のビード61〜63と対面する位置にエラストマー層7を配置した後、セパレータ4と対面させてもよい。 If the elastomer layer 7 can be arranged between the separator 4 and the sub-gasket 5, the elastomer layer 7 may be arranged at the tips of the beads 61 to 63 and then faced with the MEA3, or the beads of the sub-gasket 5 may be arranged. After arranging the elastomer layer 7 at a position facing 61 to 63, the elastomer layer 7 may be faced with the separator 4.

(自己修復性エラストマー材料)
エラストマー層7は、自己修復性のエラストマー材料を含んで構成される。自己修復性とは、エラストマー材料が損傷した場合でも切断部位を再結合して回復する機能をいう。再結合は、例えば共有結合、水素結合、イオン結合又は配位結合であってもよいし、静電相互作用、疎水性相互作用、π電子相互作用又はこれら以外の分子間相互作用による結合であってもよい。
(Self-healing elastomer material)
The elastomer layer 7 is composed of a self-healing elastomer material. Self-healing refers to the function of recombining and recovering the cut site even if the elastomer material is damaged. The recombination may be, for example, a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond or a coordination bond, or a bond due to an electrostatic interaction, a hydrophobic interaction, a π-electron interaction or an intermolecular interaction other than these. You may.

エラストマー層7は、自己修復性のエラストマー材料のみから構成される層であってもよいし、本発明の効果を阻害しない範囲で他のエラストマー材料や添加剤等を含んでもよい。 The elastomer layer 7 may be a layer composed of only a self-healing elastomer material, or may contain other elastomer materials, additives, etc. as long as the effects of the present invention are not impaired.

多層構造のエラストマー層7の場合、エラストマー層7を構成する各層が結合して1つの層が形成されるため、層間の剥がれ等がなく、耐久性に優れたエラストマー層7が得られる。複数層を積層して各層間を結合させ、厚いエラストマー層7を形成することにより、ビード61〜63自体をエラストマー層7に代えてもよい。 In the case of the elastomer layer 7 having a multi-layer structure, since the layers constituting the elastomer layer 7 are combined to form one layer, the elastomer layer 7 having excellent durability can be obtained without peeling between the layers. The beads 61 to 63 themselves may be replaced with the elastomer layer 7 by laminating a plurality of layers and bonding the layers to form a thick elastomer layer 7.

自己修復性を有するエラストマー材料としては、公知の材料を使用できる。公知の材料としては、例えばガラス転移温度が150℃以上である硬質ポリマーからなるハードセグメントと、ガラス転移温度が−30℃以下である軟質ポリマーからなるソフトセグメントと、を有し、一定量のジスルフィド結合を有するマルチブロック共重合体(特開2018−39876参照)、ホスト基及びゲスト基との相互作用によって架橋された架橋重合体を含む高分子材料(国際公開第2017/159346号参照)、スカンジウム触媒を使用したエチレンとアニシルプロピレンの共重合体(「Synthesis of Self-Healing Polymers by Scandium-Catalyzed Copolymerization of Ethylene and Anisylpropylenes」、Haobing Wang 外5名、J. Am. Chem. Soc.、American Chemical Society、2019年、141、p.3249−3257参照)等が挙げられるが、これらに限定されない。 A known material can be used as the self-healing elastomer material. Known materials include, for example, a hard segment made of a hard polymer having a glass transition temperature of 150 ° C. or higher and a soft segment made of a soft polymer having a glass transition temperature of −30 ° C. or lower, and a certain amount of disulfide. Multi-block copolymer having a bond (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-39876), polymer material containing a crosslinked polymer crosslinked by interaction with a host group and a guest group (see International Publication No. 2017/159346), scandium. "Synthesis of Self-Healing Polymers by Scandium-Catalyzed Copolymerization of Ethylene and Anisylpropylenes", 5 outside Haobing Wang, J. Am. Chem. Soc., American Chemical Society , 2019, 141, p.3249-3257), etc., but is not limited thereto.

なかでも、自己修復性を有するエラストマー材料は、水分子が存在し、外部から自己修復のための作用が入力されない場合でも、自己修復性を有する材料であることが好ましい。
燃料電池100のシールは、発電時に水素ガスが供給され、水が生じる環境下にあるが、上記エラストマー材料によればこのような環境下でも自己修復が可能である。また、燃料電池100自体による作用以外の作用、例えば赤外線、紫外線等の照射、加温又は加圧等のエネルギーを付与する作用が燃料電池100の外部から入力されない場合でも自己修復するエラストマー材料であれば、燃料電池100内に配置されたシールに自己修復のための作用を加える必要がない。よって、燃料電池100とは別に燃料電池100の外部から作用を加えるための装置や作業を省略できる。
Among them, the self-healing elastomer material is preferably a self-healing material even when water molecules are present and no action for self-repair is input from the outside.
The seal of the fuel cell 100 is in an environment where hydrogen gas is supplied during power generation and water is generated. According to the above-mentioned elastomer material, self-repair is possible even in such an environment. Further, even if an action other than the action of the fuel cell 100 itself, for example, an action of applying energy such as irradiation with infrared rays or ultraviolet rays, heating or pressurization, is not input from the outside of the fuel cell 100, the elastomer material may self-repair. For example, it is not necessary to add an action for self-repair to the seal arranged in the fuel cell 100. Therefore, it is possible to omit a device and work for applying an action from the outside of the fuel cell 100 separately from the fuel cell 100.

また、自己修復性を有するエラストマー材料は、当該エラストマー材料同士の接触により結合し、修復することが好ましい。上述のように燃料電池100は締め付け部材で燃料電池100の各部材のスタック方向に締め付けられるため、シールもスタック方向に締め付けられる。そのため、走行時の車両の揺れや発電時の電解質膜1の熱膨張、湿潤膨張等によってシールを挟む両側の部材によりシールが押しつぶされやすい。押しつぶされたシールは面内方向に広がるため、エラストマー材料の切断部位同士の接触が起こりやすく、燃料電池100の外部からの作用が入力されない場合でも自然発生的な自己修復が容易となる。 Further, it is preferable that the elastomer material having self-repairing property is bonded and repaired by contact between the elastomer materials. As described above, since the fuel cell 100 is tightened by the tightening member in the stacking direction of each member of the fuel cell 100, the seal is also tightened in the stacking direction. Therefore, the seal is easily crushed by the members on both sides of the seal due to the shaking of the vehicle during traveling, the thermal expansion of the electrolyte membrane 1 during power generation, the wet expansion, and the like. Since the crushed seal spreads in the in-plane direction, contact between the cut portions of the elastomer material is likely to occur, and spontaneous self-repair is facilitated even when no action from the outside of the fuel cell 100 is input.

なお、シールを締め付ける締め付け部材は、セル10のスタックを固定する固定部材であってもよいし、締め付けられる方向はスタック方向ではなく、セル10の面内方向であってもよい。また、燃料電池100の各部材の固定のための締め付け部材とは別に設けられる締め付け部材によって、エラストマー材料の接触を促すための締め付け力をシールに付与するようにしてもよい。 The tightening member for tightening the seal may be a fixing member for fixing the stack of the cell 10, and the tightening direction may be the in-plane direction of the cell 10 instead of the stack direction. Further, the seal may be provided with a tightening force for promoting contact with the elastomer material by a tightening member provided separately from the tightening member for fixing each member of the fuel cell 100.

水分子が存在し、外部からの作用が入力されない場合でも自己修復性を有する材料としては、例えば上記エチレンとアニシルプロピレンの共重合体が挙げられる。上記エチレンとアニシルプロピレンの共重合体は、水中でも、1MのNaOH又は1MのHClの存在下でも、乾燥条件下と同様の自己修復性を示すことが確認されている。また、上記エチレンとアニシルプロピレンの共重合体の自己修復は紫外線の照射等の外部からの作用を必要とせず、切断部位の接触によって自然発生することも確認されている。 Examples of the material having self-repairing property even when water molecules are present and no external action is input include the above-mentioned copolymer of ethylene and anisylpropylene. It has been confirmed that the above-mentioned copolymer of ethylene and anisylpropylene exhibits self-repairing properties similar to those under dry conditions even in water and in the presence of 1M NaOH or 1M HCl. It has also been confirmed that the self-repairing of the above ethylene-anisylpropylene copolymer does not require an external action such as irradiation with ultraviolet rays, and occurs spontaneously by contact with the cutting site.

以上のように、本実施形態の燃料電池100によれば、自己修復性エラストマー材料を用いてシールであるエラストマー層7を構成する。燃料電池100は電解質膜1の収縮及び膨張が生じやすく、また車両は走行中の振動が多いため、エラストマー層7への負荷が大きく、亀裂等の切断部位が生じることがある。しかし、エラストマー層7は自己修復によって切断部位を再結合することができるため、燃料電池100の封止を継続することができる。したがって、燃料ガスの封止の信頼性を高めることができる。 As described above, according to the fuel cell 100 of the present embodiment, the elastomer layer 7 which is a seal is formed by using the self-healing elastomer material. In the fuel cell 100, the electrolyte membrane 1 is likely to shrink and expand, and since the vehicle vibrates a lot during traveling, the load on the elastomer layer 7 is large, and cut portions such as cracks may occur. However, since the elastomer layer 7 can recombine the cut portion by self-repair, the sealing of the fuel cell 100 can be continued. Therefore, the reliability of the fuel gas sealing can be improved.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.

(変形例1)
エラストマー層7に限らず、燃料電池100に設けられたシールであれば、いずれにも自己修復性エラストマー材料を使用することができる。
例えば、各プレート11〜13間及びプレート13とガス管14間に設けられるシール15を自己修復性エラストマー材料を含んで構成することにより、シール15が損傷した場合でも損傷部位の回復が可能であり、燃料ガスの封止の信頼性が向上する。
(Modification example 1)
A self-healing elastomer material can be used not only for the elastomer layer 7 but also for any of the seals provided on the fuel cell 100.
For example, by forming the seal 15 provided between each plate 11 to 13 and between the plate 13 and the gas pipe 14 containing a self-healing elastomer material, it is possible to recover the damaged portion even if the seal 15 is damaged. , The reliability of fuel gas sealing is improved.

(変形例2)
シールに限定されず、サブガスケット5が、上述した自己修復性のエラストマー材料を含んで構成されることが好ましい。サブガスケット5の損傷を回復できるだけでなく、別体のサブガスケット5とエラストマー層7のエラストマー材料がその自己修復性により結合して1つの部材となり、隙間がなくなるため封止性がより高まる。
(Modification 2)
Not limited to the seal, the sub-gasket 5 is preferably configured to include the self-healing elastomer material described above. Not only can the damage of the sub-gasket 5 be recovered, but also the separate sub-gasket 5 and the elastomer material of the elastomer layer 7 are combined by the self-repairing property to form one member, and the sealing property is further improved because there is no gap.

(変形例3)
燃料電池100だけでなく、燃料電池100への燃料ガスの供給時にも燃料ガスの封止性が求められる。よって、後述する燃料供給システムに使用されるシールにおいても自己修復性エラストマー材料を使用することができる。
(Modification example 3)
Not only the fuel cell 100 but also the fuel gas can be sealed when the fuel gas is supplied to the fuel cell 100. Therefore, the self-healing elastomer material can also be used in the seal used in the fuel supply system described later.

(燃料供給システム)
図6は、本実施形態の燃料供給システムCの構成を模式的に示す。
本実施形態の燃料供給システムCは、4輪の車両Aに搭載された燃料電池100の発電に使用する燃料ガスとして水素ガスを供給する。燃料電池100は、車両Aの駆動電力を供給するが、電力を供給する対象は4輪の車両Aに限らず、3輪又は2輪の車両であってもよいし、船舶、航空機等の移動体であってもよい。
(Fuel supply system)
FIG. 6 schematically shows the configuration of the fuel supply system C of the present embodiment.
The fuel supply system C of the present embodiment supplies hydrogen gas as a fuel gas used for power generation of the fuel cell 100 mounted on the four-wheeled vehicle A. The fuel cell 100 supplies the driving power of the vehicle A, but the target of supplying the power is not limited to the four-wheeled vehicle A, but may be a three-wheeled or two-wheeled vehicle, or a movement of a ship, an aircraft, or the like. It may be a body.

図6に示すように、燃料供給システムCは、水素ガスを貯蔵する貯蔵装置A1と、貯蔵装置A1に水素ガスを充填可能な充填装置Bとを備える。本実施形態において、燃料電池100及び貯蔵装置A1は車両Aに搭載され、充填装置Bは水素ステーションに設置される。 As shown in FIG. 6, the fuel supply system C includes a storage device A1 for storing hydrogen gas and a filling device B capable of filling the storage device A1 with hydrogen gas. In the present embodiment, the fuel cell 100 and the storage device A1 are mounted on the vehicle A, and the filling device B is installed on the hydrogen station.

車両Aには、燃料電池100及び貯蔵装置A1の他に、バッテリA2及びモータA3が搭載される。貯蔵装置A1は貯蔵する水素ガスを燃料電池100に供給する。バッテリA2は、燃料電池100によって発電した電力を蓄電し、車両Aの駆動電力としてモータA3に供給する。モータA3は、駆動電力により車両Aを走行させる。 In addition to the fuel cell 100 and the storage device A1, the vehicle A is equipped with the battery A2 and the motor A3. The storage device A1 supplies the hydrogen gas to be stored to the fuel cell 100. The battery A2 stores the electric power generated by the fuel cell 100 and supplies it to the motor A3 as the driving power of the vehicle A. The motor A3 drives the vehicle A by driving power.

充填装置Bは、蓄圧器B1、プレクーラーB2及びディスペンサーB3等を備える。蓄圧器B1は、圧縮された水素ガスを貯蔵し、プレクーラーB2は、蓄圧器B1の水素ガスを冷却してディスペンサーB3へ送出する。ディスペンサーB3は、操作盤を備え、当該操作盤からの操作に応じて冷却された水素ガスを車両A側の貯蔵装置A1に充填する。 The filling device B includes a pressure accumulator B1, a precooler B2, a dispenser B3, and the like. The accumulator B1 stores the compressed hydrogen gas, and the precooler B2 cools the hydrogen gas in the accumulator B1 and sends it to the dispenser B3. The dispenser B3 includes an operation panel, and fills the storage device A1 on the vehicle A side with hydrogen gas cooled according to the operation from the operation panel.

また、上記燃料供給システムCは、水素ガスの移送先と移送元とを接続する接続部を備え、この接続部は燃料ガスを封止するシールを備える。具体的には、貯蔵装置A1は、充填装置Bに接続される第1接続部A4を備える。第1接続部A4は、例えば車両Aの車体等に設けられるレセクタプル(受け口)である。一方、充填装置Bは、貯蔵装置A1に接続される第2接続部B4を備える。第2接続部B4は、例えばディスペンサーB3に設けられて、ガスを放出するノズルである。ノズルの先端は、レセクタプルと嵌合する形状を有する。充填中は嵌合した状態でノズルが固定され、充填が終了し減圧が完了すると、ノズルの嵌合が解除される。 Further, the fuel supply system C includes a connection portion for connecting the transfer destination and the transfer source of the hydrogen gas, and this connection portion includes a seal for sealing the fuel gas. Specifically, the storage device A1 includes a first connection portion A4 connected to the filling device B. The first connection portion A4 is, for example, a resector pull (receptacle) provided on the vehicle body or the like of the vehicle A. On the other hand, the filling device B includes a second connecting portion B4 connected to the storage device A1. The second connection portion B4 is, for example, a nozzle provided in the dispenser B3 to discharge gas. The tip of the nozzle has a shape that fits with the resector pull. During filling, the nozzle is fixed in a fitted state, and when filling is completed and decompression is completed, the nozzle is released from fitting.

第1接続部A4はシールv7を備え、第2接続部B4はシールv6を備える。シールv7は、例えばレセクタプルのノズルとの嵌合部分を覆う表面層として設けられる。シールv6は、例えばノズルのレセクタプルとの嵌合部分に設けられるOリング等である。なお、第1接続部A4と第2接続部B4の両方がシールを備える構成であってもよいし、いずれか一方がシールを備える構成であってもよい。 The first connection portion A4 includes a seal v7, and the second connection portion B4 includes a seal v6. The seal v7 is provided, for example, as a surface layer that covers the fitting portion with the nozzle of the resector pull. The seal v6 is, for example, an O-ring provided at a fitting portion of the nozzle with the resector pull. Both the first connection portion A4 and the second connection portion B4 may have a seal, or one of them may have a seal.

シールv6及びv7は、上述した自己修復性エラストマー材料を含んで構成される。シールv6及びv7が損傷しても修復されるため、燃料ガスの封止の信頼性を向上させることができる。 Seals v6 and v7 are configured to include the self-healing elastomeric material described above. Even if the seals v6 and v7 are damaged, they are repaired, so that the reliability of the fuel gas sealing can be improved.

シールは、貯蔵装置A1と充填装置B間だけではなく、移送先と移送元を接続する各接続部に設けられ得る。例えば、他のシールとしては、蓄圧器B1のガス管とのインポートに設けられたシールv1、プレクーラーB2、ディスペンサーB3、燃料電池100及び貯蔵装置A1のガス管とのインポート及びアウトポートに設けられたシールv2〜v5等が挙げられる。これらのシールv1〜v5も、燃料ガスの封止の信頼性向上のため、上述した自己修復性エラストマー材料を含んで構成することができる。 The seal may be provided not only between the storage device A1 and the filling device B, but also at each connection portion connecting the transfer destination and the transfer source. For example, as other seals, the seal v1 provided for importing the accumulator B1 with the gas pipe, the precooler B2, the dispenser B3, the fuel cell 100, and the import and outlet with the gas pipe of the storage device A1 are provided. Examples thereof include seals v2 to v5. These seals v1 to v5 can also be configured to include the above-mentioned self-healing elastomer material in order to improve the reliability of fuel gas sealing.

なお、上記燃料供給システムCの構成は一例であり、これに限定されない。例えば、車両AにバッテリA2が設けられず、燃料電池100で発生した電力をモータA3等の駆動装置に供給してもよい。また、充填装置Bが移動体に搭載されていてもよいし、電力を供給する対象は移動体ではなく、可搬型の発電機や定置型の発電機等であってもよい。 The configuration of the fuel supply system C is an example, and the present invention is not limited to this. For example, the vehicle A may not be provided with the battery A2, and the electric power generated by the fuel cell 100 may be supplied to a drive device such as the motor A3. Further, the filling device B may be mounted on the moving body, and the target for supplying electric power may not be the moving body but may be a portable generator, a stationary generator, or the like.

100・・・燃料電池、10・・・セル、1・・・電解質膜、2・・・電極、3・・・膜電極接合体、4・・・セパレータ、5・・・サブガスケット、61〜63・・・ビード、7・・・エラストマー層、15・・・シール、C・・・燃料供給システム、A1・・・貯蔵装置、B・・・充填装置、v1〜v7・・・シール

100 ... Fuel cell, 10 ... Cell, 1 ... Electrolyte membrane, 2 ... Electrode, 3 ... Membrane electrode assembly, 4 ... Separator, 5 ... Sub-gasket, 61- 63 ... Bead, 7 ... Elastomer layer, 15 ... Seal, C ... Fuel supply system, A1 ... Storage device, B ... Filling device, v1 to v7 ... Seal

Claims (11)

燃料ガスを化学反応させて発電する燃料電池(100)であって、
前記燃料ガスを前記燃料電池(100)内に封止するためのシール(7,15)を備え、
前記シール(7,15)は、自己修復性のエラストマー材料を含む、
燃料電池(100)。
A fuel cell (100) that generates electricity by chemically reacting fuel gas.
A seal (7,15) for sealing the fuel gas in the fuel cell (100) is provided.
The seals (7,15) contain a self-healing elastomeric material.
Fuel cell (100).
電解質膜(1)と、前記電解質膜(1)の両側に配置された一対の電極(2)と、を備える膜電極接合体(3)と、
前記電解質膜(1)の外周縁を囲むサブガスケット(5)と、
前記膜電極接合体(3)の両側に配置された一対のセパレータ(4)と、を備え、
前記シール(7,15)は、前記セパレータ(4)と前記サブガスケット(5)との間に設けられる、
請求項1に記載の燃料電池(100)。
A membrane electrode assembly (3) comprising an electrolyte membrane (1) and a pair of electrodes (2) arranged on both sides of the electrolyte membrane (1).
A sub-gasket (5) surrounding the outer peripheral edge of the electrolyte membrane (1) and
A pair of separators (4) arranged on both sides of the membrane electrode assembly (3) are provided.
The seals (7, 15) are provided between the separator (4) and the sub-gasket (5).
The fuel cell (100) according to claim 1.
前記セパレータ(4)は、前記サブガスケット(5)と対面する表面に突起(61〜63)を備え、
前記シール(7,15)は、前記突起(61〜63)の先端部と前記サブガスケット(5)との間に配置される、
請求項2に記載の燃料電池(100)。
The separator (4) is provided with protrusions (61 to 63) on the surface facing the sub-gasket (5).
The seals (7, 15) are arranged between the tips of the protrusions (61-63) and the sub-gasket (5).
The fuel cell (100) according to claim 2.
前記シール(7,15)は、多層構造を有する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料電池(100)。
The seals (7, 15) have a multi-layer structure.
The fuel cell (100) according to any one of claims 1 to 3.
前記エラストマー材料は、水分子が存在し、外部から自己修復のための作用が入力されない場合でも自己修復性を有する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料電池(100)。
The elastomer material has self-healing properties even when water molecules are present and no action for self-healing is input from the outside.
The fuel cell (100) according to any one of claims 1 to 4.
前記シールは、前記燃料電池(100)を構成する各部材により締め付けられ、
前記締め付けにより接触した前記自己修復性のエラストマー材料同士が結合する、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料電池(100)。
The seal is tightened by each member constituting the fuel cell (100).
The self-healing elastomeric materials that have come into contact with each other due to the tightening are bonded to each other.
The fuel cell (100) according to any one of claims 1 to 5.
前記サブガスケット(5)は、前記自己修復性のエラストマー材料を含む、
請求項2に記載の燃料電池(100)。
The sub-gasket (5) contains the self-healing elastomeric material.
The fuel cell (100) according to claim 2.
一対のセパレータ(4)の両側にそれぞれ配置された一対の集電体プレート(11)、一対の絶縁体プレート(12)及び一対のエンドプレート(13)と、
前記エンドプレート(13)に設けられたガス流路(14)と、を備え、
前記集電体プレート(11)、絶縁体プレート(12)及びエンドプレート(13)には、前記ガス流路(14)に連通する貫通孔(P1〜P4)が設けられ、
前記シール(7,15)は、各プレート(11〜13)間に配置され、前記貫通孔(P1〜P4)の外周を囲む、
請求項1に記載の燃料電池(100)。
A pair of current collector plates (11), a pair of insulator plates (12) and a pair of end plates (13) arranged on both sides of the pair of separators (4), respectively.
A gas flow path (14) provided in the end plate (13) is provided.
The current collector plate (11), the insulator plate (12), and the end plate (13) are provided with through holes (P1 to P4) communicating with the gas flow path (14).
The seals (7, 15) are arranged between the plates (11 to 13) and surround the outer periphery of the through holes (P1 to P4).
The fuel cell (100) according to claim 1.
燃料電池(100)の発電に使用される燃料ガスを供給する燃料供給システムであって、
前記燃料ガスを封止するシール(v1〜v7)を備え、
前記シール(v1〜v7)は、自己修復性のエラストマー材料を含む、
燃料供給システム(C)。
A fuel supply system that supplies fuel gas used to generate electricity in a fuel cell (100).
A seal (v1 to v7) for sealing the fuel gas is provided.
The seals (v1-v7) contain a self-healing elastomeric material.
Fuel supply system (C).
燃料電池(100)の発電に使用される燃料ガスを貯蔵する貯蔵装置(A1)であって、
前記燃料ガスを封止するシール(v4,v5,v7)を備え、
前記シール(v4,v5,v7)は、自己修復性のエラストマー材料を含む、
貯蔵装置(A1)。
A storage device (A1) for storing fuel gas used for power generation of a fuel cell (100).
A seal (v4, v5, v7) for sealing the fuel gas is provided.
The seals (v4, v5, v7) contain a self-healing elastomeric material.
Storage device (A1).
燃料電池(100)の発電に使用される燃料ガスを貯蔵する貯蔵装置(A1)に該燃料ガスを充填する充填装置(B)であって、
前記燃料ガスを封止するシール(v1〜v3,v6)を備え、
前記シール(v1〜v3,v6)は、自己修復性のエラストマー材料を含む、
充填装置(B)。

A filling device (B) for filling a storage device (A1) for storing fuel gas used for power generation of a fuel cell (100) with the fuel gas.
A seal (v1 to v3, v6) for sealing the fuel gas is provided.
The seals (v1-v3, v6) contain a self-healing elastomeric material.
Filling device (B).

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