JP2022092379A - Gas diffusion layer - Google Patents

Gas diffusion layer Download PDF

Info

Publication number
JP2022092379A
JP2022092379A JP2020205164A JP2020205164A JP2022092379A JP 2022092379 A JP2022092379 A JP 2022092379A JP 2020205164 A JP2020205164 A JP 2020205164A JP 2020205164 A JP2020205164 A JP 2020205164A JP 2022092379 A JP2022092379 A JP 2022092379A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffusion layer
layer
gas
fiber
fuel cell
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
JP2020205164A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
敏也 土生
Toshiya Habu
将之 木村
Masayuki Kimura
寛 広瀬
Hiroshi Hirose
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.)
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Soken Inc
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 Toyota Motor Corp, Soken Inc filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2020205164A priority Critical patent/JP2022092379A/en
Publication of JP2022092379A publication Critical patent/JP2022092379A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

To provide a gas diffusion layer with high drainage properties.SOLUTION: A gas diffusion layer for a fuel cell includes a porous carbon substrate that is configured by stacking a plurality of carbon fibers bound together with a bonding material. The porous carbon substrate has an inner layer portion and two surface layer portions sandwiching the inner layer portion. The height of substrate fibers on at least one of the surface layer portions of the porous carbon substrate in the stacking direction is lower than the height of the substrate fibers on the inner layer portions in the stacking direction.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本開示は、ガス拡散層に関する。 The present disclosure relates to a gas diffusion layer.

燃料電池(FC)は、複数の単セル(以下、セルと記載する場合がある)を積層した燃料電池スタック(以下、単にスタックと記載する場合がある)に、水素等の燃料ガスと酸素、空気等の酸化剤ガスとの電気化学反応によって電気エネルギーを取り出す発電装置である。なお、以下では、燃料ガスや酸化剤ガスを、特に区別することなく単に「反応ガス」あるいは「ガス」と呼ぶ場合もある。また、単セル、及び、単セルを積層した燃料電池スタックのいずれも、燃料電池と呼ぶ場合がある。
この燃料電池の単セルは、通常、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)を備える。
膜電極接合体は、固体高分子型電解質膜(以下、単に「電解質膜」とも呼ぶ)の両面に、それぞれ、触媒層及びガス拡散層(GDL、以下単に拡散層と記載する場合がある)が順に形成された構造を有している。そのため、膜電極接合体は、膜電極ガス拡散層接合体(MEGA)と称される場合がある。
単セルは、必要に応じて膜電極ガス拡散層接合体の両面を挟持する2枚のセパレータを有する。セパレータは、通常、ガス拡散層に接する面に反応ガスの流路としての溝が形成された構造を有している。なお、このセパレータは発電した電気の集電体としても機能する。
燃料電池の燃料極(アノード)では、ガス流路及びガス拡散層から供給される燃料ガスとしての水素(H)が触媒層の触媒作用によりプロトン化し、電解質膜を通過して酸化剤極(カソード)へと移動する。同時に生成した電子は、外部回路を通って仕事をし、カソードへと移動する。カソードに供給される酸化剤ガスとしての酸素(O)は、カソード上でプロトンおよび電子と反応し、水を生成する。生成した水は、電解質膜に適度な湿度を与え、余剰な水はガス拡散層を透過して、系外へと排出される。
A fuel cell (FC) is a fuel cell stack (hereinafter, may be simply referred to as a stack) in which a plurality of single cells (hereinafter, may be referred to as a cell) are laminated, and a fuel gas such as hydrogen and oxygen are used. It is a power generation device that extracts electric energy by an electrochemical reaction with an oxidant gas such as air. In the following, the fuel gas and the oxidant gas may be simply referred to as "reaction gas" or "gas" without particular distinction. Further, both a single cell and a fuel cell stack in which single cells are stacked may be referred to as a fuel cell.
The single cell of this fuel cell usually comprises a membrane electrode assembly (MEA).
The membrane electrode assembly has a catalyst layer and a gas diffusion layer (GDL, hereinafter may be simply referred to as a diffusion layer) on both sides of a solid polymer electrolyte membrane (hereinafter, also simply referred to as “electrolyte membrane”), respectively. It has a structure formed in order. Therefore, the membrane electrode assembly may be referred to as a membrane electrode gas diffusion layer assembly (MEGA).
The single cell has two separators that sandwich both sides of the membrane electrode gas diffusion layer junction, if necessary. The separator usually has a structure in which a groove as a flow path of the reaction gas is formed on the surface in contact with the gas diffusion layer. This separator also functions as a current collector for the generated electricity.
At the fuel electrode (anode) of the fuel cell, hydrogen (H 2 ) as a fuel gas supplied from the gas flow path and the gas diffusion layer is protonated by the catalytic action of the catalyst layer, passes through the electrolyte membrane, and passes through the electrolyte membrane to the oxidant electrode (oxidant electrode). Move to the cathode). The simultaneously generated electrons work through an external circuit and move to the cathode. Oxygen (O 2 ) as an oxidant gas supplied to the cathode reacts with protons and electrons on the cathode to produce water. The generated water gives an appropriate humidity to the electrolyte membrane, and the excess water permeates the gas diffusion layer and is discharged to the outside of the system.

燃料電池車両(以下車両と記載する場合がある)に車載されて用いられる燃料電池に関して様々な技術が提案されている。
例えば特許文献1では、セパレータのリブ側で気孔率が高く、セパレータのリブから遠ざかるにつれて気孔率が小さくなる、ガス拡散層用基材が開示されている。
Various techniques have been proposed for fuel cells mounted on and used in fuel cell vehicles (hereinafter sometimes referred to as vehicles).
For example, Patent Document 1 discloses a base material for a gas diffusion layer in which the porosity is high on the rib side of the separator and the porosity decreases as the distance from the rib of the separator increases.

また、特許文献2では、燃料電池のガス拡散層を従来よりも薄い厚みで撥水性と保水性、導電性をバランスよく保つために、導電性粒子と高分子材料の多孔度の異なる部材を2層以上積層して圧延する技術が開示されている。 Further, in Patent Document 2, in order to keep the gas diffusion layer of the fuel cell thinner than the conventional one and to maintain a good balance of water repellency, water retention and conductivity, the members having different porosities of the conductive particles and the polymer material are used. A technique for laminating and rolling more than one layer is disclosed.

また、特許文献3では、セパレータと拡散層の間に水の吸収・放出によって体積が変動する吸水材を備える燃料電池が開示されている。 Further, Patent Document 3 discloses a fuel cell including a water absorbing material whose volume varies depending on the absorption / release of water between the separator and the diffusion layer.

特開2014-011163号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-011163 特開2014-035797号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-035797 特開2017-152181号公報JP-A-2017-152181

燃料電池のガス拡散層には、発電時に生じる液水を滞留させないこと、掃気時の排水性を向上させることが求められる。
上記特許文献1では、セパレータのリブ側表面でガス拡散層の気孔率が高くなっており、その結果ガス拡散層の表面凹凸が大きくなるため、リブの凹凸がガス拡散層に食い込みやすくなる虞がある。リブの凹凸がガス拡散層に食い込むことにより、ガス拡散層の気孔、すなわち排水経路がつぶれたり塞がれたりして排水性が低下することを、本開示者らは可視化した燃料電池セルを用いて確認した。
上記特許文献2に関しては、多孔度の異なる部材を積層したからといって、排水性がよくなる訳ではない。また、圧延工程やその他材料(導電性材料、高分子樹脂等)が必要となり、煩雑かつコストが高くなる。
上記特許文献3では、吸収材が膨張すると基材も圧迫されるので、ガス拡散が悪化かつ局所的に面圧が増加するため、拡散層がたわみ流路を拡散層が閉塞し、性能低下する。また、吸着材によりセパレータのリブ下で発電に必要なガスの流れが悪くかつ追加の部材による電気的抵抗増加により発電性能に影響を及ぼす。さらに、製造工程が複雑で、製造コストが高い。
The gas diffusion layer of the fuel cell is required not to retain the liquid water generated during power generation and to improve the drainage property during scavenging.
In Patent Document 1, the pore ratio of the gas diffusion layer is high on the rib side surface of the separator, and as a result, the surface unevenness of the gas diffusion layer becomes large, so that the unevenness of the ribs may easily bite into the gas diffusion layer. be. The present disclosers have visualized that the unevenness of the ribs bites into the gas diffusion layer, so that the pores of the gas diffusion layer, that is, the drainage path is crushed or blocked, and the drainage property is deteriorated. Confirmed.
Regarding Patent Document 2, just because members having different porosities are laminated does not mean that the drainage property is improved. In addition, a rolling process and other materials (conductive materials, polymer resins, etc.) are required, which is complicated and costly.
In Patent Document 3, when the absorbent material expands, the base material is also compressed, so that gas diffusion deteriorates and the surface pressure increases locally. Therefore, the diffusion layer bends and the diffusion layer blocks the flow path, resulting in deterioration of performance. .. In addition, the adsorbent causes a poor flow of gas required for power generation under the ribs of the separator, and an increase in electrical resistance due to additional members affects power generation performance. Furthermore, the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is high.

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、排水性が高いガス拡散層を提供することを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a gas diffusion layer having high drainage property.

本開示においては、複数本の炭素繊維が結着材で結着され複数本の当該炭素繊維が積層されることにより構成される多孔質炭素基材を備えた燃料電池用のガス拡散層であって、
前記多孔質炭素基材は、内層部と当該内層部を挟持する2つの表層部を有し、
前記多孔質炭素基材の少なくとも一方の前記表層部の基材繊維の積層方向の高さが前記内層部の当該基材繊維の積層方向の高さよりも低いことを特徴とするガス拡散層を提供する。
In the present disclosure, it is a gas diffusion layer for a fuel cell provided with a porous carbon base material formed by binding a plurality of carbon fibers with a binder and laminating the plurality of the carbon fibers. hand,
The porous carbon substrate has an inner layer portion and two surface layer portions sandwiching the inner layer portion.
Provided is a gas diffusion layer characterized in that the height in the stacking direction of the base fiber of the surface layer portion of at least one of the porous carbon base material is lower than the height of the base fiber in the inner layer portion in the stacking direction. do.

本開示のガス拡散層によれば、特に高負荷発電時に大量に生じる液水を滞留させずに排水しやすくできるため、燃料電池の発電性能を向上させることができる。 According to the gas diffusion layer of the present disclosure, it is possible to easily drain the liquid water generated in a large amount during high-load power generation without retaining it, so that the power generation performance of the fuel cell can be improved.

図1は、従来の燃料電池の断面画像である。FIG. 1 is a cross-sectional image of a conventional fuel cell. 図2は、1.8MPaで加圧時の拡散層の透気度(左)と3.0MPaで加圧時の拡散層の透気度(右)を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the air permeability of the diffusion layer at 1.8 MPa (left) and the air permeability of the diffusion layer at 3.0 MPa (right). 図3は、燃料電池の発電時のリブ(透明ガラス製)下での拡散層表面の液水排水可視化画像イメージ図である。FIG. 3 is a visualization image of liquid water drainage on the surface of the diffusion layer under a rib (made of transparent glass) during power generation of a fuel cell. 図4は、燃料電池の掃気時のリブ(透明ガラス製)下での拡散層表面の液水排水可視化画像イメージ図である。FIG. 4 is a visualization image of liquid water drainage on the surface of the diffusion layer under a rib (made of transparent glass) during scavenging of a fuel cell. 図5は、簡易的に従来の拡散層の液水可視化結果を示す従来の拡散層の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional diffusion layer that simply shows the results of liquid water visualization of the conventional diffusion layer. 図6は、多孔質炭素基材が色付きの液水を真空含浸した時の多孔質炭素基材の表面の画像である。FIG. 6 is an image of the surface of the porous carbon substrate when the porous carbon substrate is vacuum impregnated with colored liquid water. 図7は、本開示の効果を説明するための本開示の拡散層の一例を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the diffusion layer of the present disclosure for explaining the effect of the present disclosure. 図8は、表面(表層部)の基材繊維高さと内部(内層部)の基材繊維高さが同じ拡散層を用いた従来の燃料電池と表面(表層部)の基材繊維高さが内部(内層部)の基材繊維高さよりも低い拡散層を用いた本開示の燃料電池の各発電時の電流密度-電圧曲線である。FIG. 8 shows that the height of the base material fiber on the surface (surface layer portion) is the same as that of a conventional fuel cell using a diffusion layer having the same height of the base material fiber on the surface (surface layer portion) and the height of the base material fiber on the inside (inner layer portion). It is a current density-voltage curve at the time of each power generation of the fuel cell of this disclosure using the diffusion layer lower than the height of the base material fiber of the inner (inner layer part). 図9は、本開示の拡散層の一例を示す平面模式図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing an example of the diffusion layer of the present disclosure. 図10は、本開示の拡散層の一例を示す断面模式図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of the diffusion layer of the present disclosure. 図11は、本開示の拡散層の別の一例を示す断面模式図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another example of the diffusion layer of the present disclosure. 図12は、本開示の拡散層の別の一例を示す断面模式図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing another example of the diffusion layer of the present disclosure. 図13は、本開示の拡散層の別の一例を示す断面模式図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing another example of the diffusion layer of the present disclosure. 図14は、本開示の拡散層を用いた燃料電池の一例を示す断面模式図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an example of a fuel cell using the diffusion layer of the present disclosure. 図15は、本開示の拡散層を用いた燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing another example of the fuel cell using the diffusion layer of the present disclosure.

本開示においては、複数本の炭素繊維が結着材で結着され複数本の当該炭素繊維が積層されることにより構成される多孔質炭素基材を備えた燃料電池用のガス拡散層であって、
前記多孔質炭素基材は、内層部と当該内層部を挟持する2つの表層部を有し、
前記多孔質炭素基材の少なくとも一方の前記表層部の基材繊維の積層方向の高さが前記内層部の当該基材繊維の積層方向の高さよりも低いことを特徴とするガス拡散層を提供する。
In the present disclosure, it is a gas diffusion layer for a fuel cell provided with a porous carbon base material formed by binding a plurality of carbon fibers with a binder and laminating the plurality of the carbon fibers. hand,
The porous carbon substrate has an inner layer portion and two surface layer portions sandwiching the inner layer portion.
Provided is a gas diffusion layer characterized in that the height in the stacking direction of the base fiber of the surface layer portion of at least one of the porous carbon base material is lower than the height of the base fiber in the inner layer portion in the stacking direction. do.

図1は、従来の燃料電池の断面画像である。図1に示す燃料電池は、膜電極接合体10の両側にガス拡散層(拡散層)11、セパレータ12が順に配置され、片方のガス拡散層11、セパレータ12の間に吸収部材(吸水材)14が配置され、且つ流路15が形成されている。
図1の燃料電池は、セパレータ12と拡散層11の間に水の吸収・放出によって体積が変動する吸水材14をいれて、排水性を高める技術である。しかし、吸水材14が含水した場合は、吸水材14が膨張し、セパレータ12のリブ下の部分に局所的な面圧がかかるため、セパレータ12のリブが拡散層11に食い込み、拡散層11の一部が流路15まで入り込むため、圧損が上昇するという問題がある。さらにリブ下部分の拡散層11は、気孔が潰れ拡散層11の透気度が顕著に低下する。図2は、1.8MPaで加圧時の拡散層の透気度(左)と3.0MPaで加圧時の拡散層の透気度(右)を示すグラフである。図2に示すように、拡散層にかかる圧力が大きくなるほど透気度は低下することがわかる。
また、図1に示すようにリブ下に吸収部材14をいれることで、電子の流れを阻害し、電気(熱)的抵抗が上昇し、発電性能が低下する。また、局所的に吸収部材14をいれるため、製造工程が複雑になり製造コストの上昇が免れない。
FIG. 1 is a cross-sectional image of a conventional fuel cell. In the fuel cell shown in FIG. 1, a gas diffusion layer (diffusion layer) 11 and a separator 12 are arranged in this order on both sides of the membrane electrode assembly 10, and an absorbing member (water absorbing material) is provided between one of the gas diffusion layer 11 and the separator 12. 14 is arranged and the flow path 15 is formed.
The fuel cell of FIG. 1 is a technique for improving drainage by inserting a water absorbing material 14 whose volume fluctuates due to absorption and release of water between a separator 12 and a diffusion layer 11. However, when the water absorbing material 14 contains water, the water absorbing material 14 expands and a local surface pressure is applied to the portion under the rib of the separator 12, so that the rib of the separator 12 bites into the diffusion layer 11 and the diffusion layer 11 There is a problem that the pressure loss increases because a part of the water enters the flow path 15. Further, the pores of the diffusion layer 11 under the rib are crushed and the air permeability of the diffusion layer 11 is significantly reduced. FIG. 2 is a graph showing the air permeability of the diffusion layer at 1.8 MPa (left) and the air permeability of the diffusion layer at 3.0 MPa (right). As shown in FIG. 2, it can be seen that the air permeability decreases as the pressure applied to the diffusion layer increases.
Further, by inserting the absorbing member 14 under the rib as shown in FIG. 1, the flow of electrons is obstructed, the electrical (thermal) resistance increases, and the power generation performance decreases. Further, since the absorbing member 14 is locally inserted, the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is inevitably increased.

本研究者らは、可視化流路付き発電治具にて拡散層の表面からリブ下の排水を観察したところ、拡散層からの排水が拡散層基材の最表面側で液膜になって広がり、基材繊維が邪魔をして、うまく排水できていないことを可視化で発見した。
図3は、燃料電池の発電時のリブ(透明ガラス製)下での拡散層表面の液水排水可視化画像イメージ図である。
図4は、燃料電池の掃気時のリブ(透明ガラス製)下での拡散層表面の液水排水可視化画像イメージ図である。
発電時および掃気時のリブ下での液水排水挙動を拡散層表面から観察したところ、拡散層表面では、液水が基材繊維部分(カーボンファイバーで囲まれた部分)に液膜が観察された。
さらに、図4に示すように掃気時には、ガス流れ方向とは垂直方向にカーボンファイバーの基材繊維に沿って液水が移動していることが観察された。
このことから、発電時および掃気時に拡散層内部の水は、表面の基材繊維によってうまく排水できていないと考えられる。
図5は、簡易的に従来の拡散層の液水可視化結果を示す従来の拡散層の模式図である。図5に示すように、マイクロポーラス層(MPL)4上に配置された多孔質炭素基材1の表面の炭素繊維(カーボンファイバー)2が凹凸を形成することから、排水の邪魔をしている。
図6は、多孔質炭素基材が色付きの液水を真空含浸した時の多孔質炭素基材の表面の画像である。
図6に示すように、多孔質炭素基材の内部まで色水はしっかり含水されているが、多孔質炭素基材の表面の部分には液水がほとんどでてきていないことがわかる。
When the researchers observed the drainage under the ribs from the surface of the diffusion layer with a power generation jig with a visualization flow path, the drainage from the diffusion layer spreads as a liquid film on the outermost surface side of the diffusion layer base material. , I found by visualization that the base fiber was in the way and could not be drained well.
FIG. 3 is a visualization image of liquid water drainage on the surface of the diffusion layer under a rib (made of transparent glass) during power generation of a fuel cell.
FIG. 4 is a visualization image of liquid water drainage on the surface of the diffusion layer under the rib (made of transparent glass) during scavenging of the fuel cell.
When the behavior of liquid water drainage under the ribs during power generation and scavenging was observed from the surface of the diffusion layer, a liquid film was observed on the surface of the diffusion layer where the liquid water was on the base fiber portion (the portion surrounded by carbon fibers). rice field.
Further, as shown in FIG. 4, during scavenging, it was observed that the liquid water moved along the base fiber of the carbon fiber in the direction perpendicular to the gas flow direction.
From this, it is considered that the water inside the diffusion layer cannot be drained well by the base fiber on the surface during power generation and scavenging.
FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional diffusion layer that simply shows the results of liquid water visualization of the conventional diffusion layer. As shown in FIG. 5, the carbon fibers (carbon fibers) 2 on the surface of the porous carbon substrate 1 arranged on the microporous layer (MPL) 4 form irregularities, which hinder drainage. ..
FIG. 6 is an image of the surface of the porous carbon substrate when the porous carbon substrate is vacuum impregnated with colored liquid water.
As shown in FIG. 6, it can be seen that the colored water is firmly contained in the inside of the porous carbon base material, but the liquid water hardly comes to the surface portion of the porous carbon base material.

これらの新たな知見から、液水滞留による燃料電池の発電性能低下及び掃気時の排水性向上のために、拡散層の液水滞留部(流路側の拡散層表面)の表面粗さ(拡散層基材繊維高さ)を低くすることにより液水の排水性が向上することを見出した。 Based on these new findings, the surface roughness (diffusion layer) of the liquid water retention part (diffusion layer surface on the flow path side) of the diffusion layer is to be improved in order to reduce the power generation performance of the fuel cell due to the retention of liquid water and improve the drainage property during scavenging. It was found that the drainage property of liquid water is improved by lowering the height of the base fiber).

図7は、本開示の効果を説明するための本開示の拡散層の一例を示す模式図である。図7に示すように、マイクロポーラス層(MPL)4上に配置された拡散層である多孔質炭素基材1の表面(表層部)の炭素繊維(カーボンファイバー)2を含む基材繊維の高さ(例えば繊維径等)を多孔質炭素基材1の内部(内層部)の炭素繊維(カーボンファイバー)2を含む基材繊維の高さ(例えば繊維径)よりも低くすることにより多孔質炭素基材1の表面の凹凸を小さくし、排水性を向上させることができる。
本開示では、炭素繊維を積層することによって構成されるガス拡散層において、液水の流れを邪魔しないように、流路に対抗している表面(表層部)の部分のみ炭素繊維を含む基材繊維の繊維径を拡散層内部(内層部)の炭素繊維を含む基材繊維の繊維径よりも小さくして表層部の凹凸を小さくする。これにより、拡散層内部(内層部)の液水が拡散層の表層部によって排水が阻害されることを抑制し、拡散層内部(内層部)の水を排水し易くすることができる。このことにより、掃気時間の短縮が可能であり、且つ、液水滞留によるガス閉塞の発生が抑制され、燃料電池の発電性能が向上する。
また、従来技術のような、セパレータのリブの拡散層への食い込みを抑制することで局所面圧の発生を抑制することができ、これにより拡散層におけるガスの透気度の低下を抑制することができ、燃料電池の抵抗の上昇を抑制することができる。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the diffusion layer of the present disclosure for explaining the effect of the present disclosure. As shown in FIG. 7, the height of the base fiber containing the carbon fiber (carbon fiber) 2 on the surface (surface layer portion) of the porous carbon base material 1 which is a diffusion layer arranged on the microporous layer (MPL) 4. Porous carbon by lowering the height (for example, fiber diameter) of the base fiber containing the carbon fiber (carbon fiber) 2 inside (inner layer) of the porous carbon base material 1 (for example, fiber diameter). It is possible to reduce the unevenness of the surface of the base material 1 and improve the drainage property.
In the present disclosure, in the gas diffusion layer formed by laminating carbon fibers, a base material containing carbon fibers only on the surface (surface layer portion) facing the flow path so as not to obstruct the flow of liquid water. The fiber diameter of the fiber is made smaller than the fiber diameter of the base fiber containing the carbon fiber inside the diffusion layer (inner layer portion) to reduce the unevenness of the surface layer portion. As a result, it is possible to prevent the liquid water inside the diffusion layer (inner layer portion) from being obstructed by the surface layer portion of the diffusion layer, and to facilitate the drainage of the water inside the diffusion layer (inner layer portion). As a result, the scavenging time can be shortened, the occurrence of gas blockage due to the retention of liquid water is suppressed, and the power generation performance of the fuel cell is improved.
Further, it is possible to suppress the generation of local surface pressure by suppressing the biting of the ribs of the separator into the diffusion layer as in the prior art, thereby suppressing the decrease in the air permeability of the gas in the diffusion layer. It is possible to suppress an increase in the resistance of the fuel cell.

図8は、表面(表層部)の基材繊維高さと内部(内層部)の基材繊維高さが同じ拡散層を用いた従来の燃料電池と表面(表層部)の基材繊維高さが内部(内層部)の基材繊維高さよりも低い拡散層を用いた本開示の燃料電池の各発電時の電流密度-電圧曲線である。図8に示すように、本開示の燃料電池は、従来の燃料電池よりも電流密度に対する電圧が高い。特に性能の違いが顕著なのは、液水が発生しやすい高負荷(高電流密度域)での発電時であることがわかった。 FIG. 8 shows that the height of the base material fiber on the surface (surface layer portion) is the same as that of a conventional fuel cell using a diffusion layer having the same height of the base material fiber on the surface (surface layer portion) and the height of the base material fiber on the inside (inner layer portion). It is a current density-voltage curve at the time of each power generation of the fuel cell of this disclosure using the diffusion layer lower than the height of the base material fiber of the inner (inner layer part). As shown in FIG. 8, the fuel cell of the present disclosure has a higher voltage with respect to the current density than the conventional fuel cell. It was found that the difference in performance was particularly remarkable during power generation under a high load (high current density range) where liquid water was likely to be generated.

図9は、本開示の拡散層の一例を示す平面模式図である。
図10は、本開示の拡散層の一例を示す断面模式図である。
図9に示すように本開示の拡散層は、炭素繊維2及び結着剤3を含む多孔質炭素基材1で構成される。
図10に示すように本開示の拡散層は、炭素繊維2を含む表層部の基材繊維高さが内部(内層部)の基材繊維高さよりも低い。
FIG. 9 is a schematic plan view showing an example of the diffusion layer of the present disclosure.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of the diffusion layer of the present disclosure.
As shown in FIG. 9, the diffusion layer of the present disclosure is composed of a porous carbon substrate 1 containing carbon fibers 2 and a binder 3.
As shown in FIG. 10, in the diffusion layer of the present disclosure, the height of the base material fiber in the surface layer portion containing the carbon fiber 2 is lower than the height of the base material fiber in the inner (inner layer portion).

図11は、本開示の拡散層の別の一例を示す断面模式図である。図11において図10と同じものの説明は省略する。
図11は、拡散層の上下両表面の表層部の基材繊維の積層方向の高さを拡散層の内層部の基材繊維よりも低くした例である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another example of the diffusion layer of the present disclosure. In FIG. 11, the same description as in FIG. 10 will be omitted.
FIG. 11 shows an example in which the height in the stacking direction of the base material fibers on the upper and lower surfaces of the diffusion layer is lower than that of the base fibers on the inner layer of the diffusion layer.

図12は、本開示の拡散層の別の一例を示す断面模式図である。図12において図10と同じものの説明は省略する。
図12は、拡散層表層部の基材繊維の断面形状を円状から楕円状に変えたものである。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing another example of the diffusion layer of the present disclosure. In FIG. 12, the same description as in FIG. 10 will be omitted.
FIG. 12 shows a change in the cross-sectional shape of the base fiber of the surface layer portion of the diffusion layer from a circular shape to an elliptical shape.

図13は、本開示の拡散層の別の一例を示す断面模式図である。図13において図10と同じものの説明は省略する。
図13は、拡散層の表層部が2層で構成され、当該2層を併せた基材繊維高さを拡散層内層部の基材繊維よりも低くしたものである。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing another example of the diffusion layer of the present disclosure. In FIG. 13, the same description as in FIG. 10 will be omitted.
In FIG. 13, the surface layer portion of the diffusion layer is composed of two layers, and the height of the base fiber obtained by combining the two layers is lower than that of the base fiber of the inner layer portion of the diffusion layer.

図14は、本開示の拡散層を用いた燃料電池の一例を示す断面模式図である。
図14に示す燃料電池は、アノード触媒層、電解質膜、カソード触媒層を含む膜電極接合体10の両面に表層部基材繊維高さが内層部基材繊維高さと同じである従来の拡散層11が配置され、さらにその両面にセパレータ12が配置され、片方のセパレータ12と当接するリブ下の領域のみに表層部基材繊維高さが内層部基材繊維高さよりも低い本開示の拡散層13を適応した例である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an example of a fuel cell using the diffusion layer of the present disclosure.
In the fuel cell shown in FIG. 14, a conventional diffusion layer in which the height of the surface base material fiber is the same as the height of the inner layer base material fiber on both surfaces of the membrane electrode assembly 10 including the anode catalyst layer, the electrolyte membrane, and the cathode catalyst layer. 11 is arranged, and separators 12 are arranged on both sides thereof, and the surface layer base fiber height is lower than the inner base fiber height only in the region under the rib that abuts on one of the separators 12, and the diffusion layer of the present disclosure is disclosed. This is an example in which 13 is applied.

図15は、本開示の拡散層を用いた燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。図15において図14と同じものの説明は省略する。
図15は、液水が溜まり易い空気出口に本開示の拡散層13を適応した燃料電池の例である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing another example of the fuel cell using the diffusion layer of the present disclosure. In FIG. 15, the same description as in FIG. 14 will be omitted.
FIG. 15 is an example of a fuel cell in which the diffusion layer 13 of the present disclosure is applied to an air outlet where liquid water easily collects.

ガス拡散層は、多孔質炭素基材を備え、多孔質炭素基材のみからなるものであってもよい。
多孔質炭素基材は、複数本の炭素繊維が結着材で結着され複数本の当該炭素繊維が積層されることにより構成される。
炭素繊維の本数は多孔質構造を構成することができる本数であれば特に限定されない。
炭素繊維は、その表面に撥水化層を有していてもよい。撥水化層は従来公知の撥水化剤を用いてもよい。
結着材は、樹脂炭化物であってもよく、樹脂炭化物の原料としては、例えばPEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルサルホン)、PET(ポリエチレンテレフタラート)等であってもよい。
The gas diffusion layer may be provided with a porous carbon base material and may be made of only a porous carbon base material.
The porous carbon substrate is formed by binding a plurality of carbon fibers with a binder and laminating a plurality of the carbon fibers.
The number of carbon fibers is not particularly limited as long as it can form a porous structure.
The carbon fiber may have a water-repellent layer on its surface. A conventionally known water repellent agent may be used for the water repellent layer.
The binder may be a resin carbide, and the raw material of the resin carbide may be, for example, PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyether sulfone), PET (polyethylene terephthalate) or the like.

多孔質炭素基材は、内層部と当該内層部を挟持する2つの表層部を有する。
内層部と表層部はそれぞれ基材繊維を含む。
基材繊維は、少なくとも炭素繊維を含み、必要に応じて、表面に撥水化層が形成された炭素繊維、結着材等が含まれていてもよい。
基材繊維の断面形状は、円状であってもよく、楕円状であってもよい。
表層部は1層構造であってもよく、2層構造であってもよい。表層部の1層構造は、1本の基材繊維によって構成されていてもよい。表層部の2層構造は、例えば、2本の基材繊維が積層することによって構成されていてもよい。
内層部は、1本の基材繊維で構成されていてもよく、基材繊維が2本以上積層されて構成されていてもよい。
The porous carbon substrate has an inner layer portion and two surface layer portions sandwiching the inner layer portion.
The inner layer portion and the surface layer portion each contain a base fiber.
The base material fiber contains at least carbon fiber, and may contain carbon fiber having a water-repellent layer formed on the surface, a binder, and the like, if necessary.
The cross-sectional shape of the base fiber may be circular or elliptical.
The surface layer portion may have a one-layer structure or a two-layer structure. The one-layer structure of the surface layer portion may be composed of one base fiber. The two-layer structure of the surface layer portion may be formed by laminating, for example, two base fibers.
The inner layer portion may be composed of one base fiber, or may be formed by laminating two or more base fibers.

多孔質炭素基材は、少なくとも一方の表層部の基材繊維の積層方向の高さが内層部の当該基材繊維の積層方向の高さよりも低い。
表層部の基材繊維の積層方向の高さは、内層部の当該基材繊維の積層方向の高さよりも低ければその高さは特に限定されない。
多孔質炭素基材は、2つの表層部の基材繊維の積層方向の高さが内層部の当該基材繊維の積層方向の高さよりも低くてもよい。
基材繊維の積層方向の高さは、基材繊維の断面形状が円状である場合は、その繊維径の大きさであってもよい。
基材繊維の積層方向の高さは、基材繊維の断面形状が楕円状である場合は、楕円の短い方の直径の大きさであってもよい。
In the porous carbon base material, the height of the base material fiber in at least one surface layer portion in the stacking direction is lower than the height in the stacking direction of the base material fiber in the inner layer portion.
The height of the surface layer portion in the stacking direction is not particularly limited as long as it is lower than the height of the inner layer portion in the stacking direction.
In the porous carbon base material, the height in the stacking direction of the base fiber of the two surface layer portions may be lower than the height of the base material fiber in the inner layer portion in the stacking direction.
When the cross-sectional shape of the base fiber is circular, the height of the base fiber in the stacking direction may be the size of the fiber diameter.
When the cross-sectional shape of the base fiber is elliptical, the height in the stacking direction of the base fiber may be the size of the shorter diameter of the ellipse.

ガス拡散層は、燃料電池用である。
本開示のガス拡散層は、燃料電池の触媒層上の任意の位置に配置してもよい。
本開示のガス拡散層は、燃料電池のセパレータのリブに当接するリブ下の領域のみに配置してもよく、必要に応じて拡散層が必要な残りの領域には従来の表層部と内層部の基材繊維高さが同じ拡散層を配置してもよい。
本開示のガス拡散層は、燃料電池のセパレータのガス流路の液水が溜まり易い空気出口下の領域のみに配置してもよく、必要に応じて拡散層が必要な残りの領域には従来の表層部と内層部の基材繊維高さが同じ拡散層を配置してもよい。
The gas diffusion layer is for a fuel cell.
The gas diffusion layer of the present disclosure may be arranged at any position on the catalyst layer of the fuel cell.
The gas diffusion layer of the present disclosure may be arranged only in the region under the rib that abuts on the rib of the separator of the fuel cell, and if necessary, the conventional surface layer portion and the inner layer portion are arranged in the remaining region where the diffusion layer is required. A diffusion layer having the same base fiber height may be arranged.
The gas diffusion layer of the present disclosure may be arranged only in the region under the air outlet where the liquid water in the gas flow path of the fuel cell separator is likely to collect, and if necessary, the remaining region where the diffusion layer is required may be conventionally arranged. A diffusion layer having the same base fiber height in the surface layer portion and the inner layer portion may be arranged.

燃料電池は、燃料電池の単セルを複数積層した燃料電池スタックであってもよい。
単セルの積層数は特に限定されず、例えば、2~数百個であってもよく、2~200個であってもよい。
燃料電池スタックは、単セルの積層方向の両端にエンドプレートを備えていてもよい。
The fuel cell may be a fuel cell stack in which a plurality of single cells of the fuel cell are stacked.
The number of stacked single cells is not particularly limited, and may be, for example, 2 to several hundreds or 2 to 200.
The fuel cell stack may include end plates at both ends of the single cell stacking direction.

燃料電池の単セルは、少なくとも膜電極ガス拡散層接合体を備える。
膜電極ガス拡散層接合体は、アノード側ガス拡散層及び、アノード触媒層及び、電解質膜及び、カソード触媒層及び、カソード側ガス拡散層をこの順に有する。
膜電極ガス拡散層接合体は、膜電極接合体を含み、膜電極接合体は、アノード触媒層及び、電解質膜及び、カソード触媒層をこの順に有する。
A single cell of a fuel cell comprises at least a membrane electrode gas diffusion layer junction.
The membrane electrode gas diffusion layer junction has an anode side gas diffusion layer, an anode catalyst layer, an electrolyte membrane, a cathode catalyst layer, and a cathode side gas diffusion layer in this order.
The membrane electrode gas diffusion layer assembly includes a membrane electrode assembly, and the membrane electrode assembly has an anode catalyst layer, an electrolyte membrane, and a cathode catalyst layer in this order.

カソード(酸化剤極)は、カソード触媒層及びカソード側ガス拡散層を含む。
アノード(燃料極)は、アノード触媒層及びアノード側ガス拡散層を含む。
The cathode (oxidizing agent electrode) includes a cathode catalyst layer and a cathode side gas diffusion layer.
The anode (fuel electrode) includes an anode catalyst layer and an anode-side gas diffusion layer.

カソード触媒層及びアノード触媒層をまとめて触媒層と称する。
触媒層は、電気化学反応を促進する金属等の触媒、電解質、及び、電子伝導性を有するカーボン粒子等の担体を備えていてもよい。
触媒(触媒金属)としては、例えば、白金(Pt)、及び、Ptと他の金属とから成る合金(例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したPt合金)等を用いることができる。
The cathode catalyst layer and the anode catalyst layer are collectively referred to as a catalyst layer.
The catalyst layer may include a catalyst such as a metal that promotes an electrochemical reaction, an electrolyte, and a carrier such as carbon particles having electron conductivity.
As the catalyst (catalyst metal), for example, platinum (Pt) and an alloy composed of Pt and another metal (for example, a Pt alloy in which cobalt, nickel and the like are mixed) can be used.

上記触媒はカーボン粒子等の担体上に担持されており、各触媒層では、触媒金属を担持した担体(触媒担持担体)と電解質とが混在していてもよい。
触媒を担持するための担体は、例えば、一般に市販されているカーボン粒子(カーボン粉末)を加熱処理することにより自身の撥水性が高められた撥水化カーボン粒子等を用いてもよい。
The catalyst is supported on a carrier such as carbon particles, and in each catalyst layer, a carrier carrying a catalyst metal (catalyst-supported carrier) and an electrolyte may be mixed.
As the carrier for supporting the catalyst, for example, water-repellent carbon particles whose water repellency has been enhanced by heat-treating carbon particles (carbon powder) commercially available may be used.

電解質膜は、例えば、固体高分子電解質膜であってもよい。固体高分子電解質膜としては、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜等のフッ素系電解質膜、及び、炭化水素系電解質膜等が挙げられる。電解質膜としては、例えば、ナフィオン膜(デュポン社製)等であってもよい。 The electrolyte membrane may be, for example, a solid polymer electrolyte membrane. Examples of the solid polymer electrolyte membrane include a fluorine-based electrolyte membrane such as a thin film of perfluorosulfonic acid containing water, a hydrocarbon-based electrolyte membrane, and the like. The electrolyte membrane may be, for example, a Nafion membrane (manufactured by DuPont) or the like.

単セルは、必要に応じて触媒層とガス拡散層の間にマイクロポーラス層(MPL)を有していてもよい。マイクロポーラス層は、PTFE等の撥水性樹脂とカーボンブラック等の導電性材料との混合物を含んでいてもよい。 The single cell may have a microporous layer (MPL) between the catalyst layer and the gas diffusion layer, if necessary. The microporous layer may contain a mixture of a water repellent resin such as PTFE and a conductive material such as carbon black.

単セルは、必要に応じて膜電極ガス拡散層接合体の両面を挟持する2枚のセパレータを備えてもよい。2枚のセパレータは、一方がアノード側セパレータであり、もう一方がカソード側セパレータである。本開示では、アノード側セパレータとカソード側セパレータとをまとめてセパレータという。
セパレータは、複数のリブと複数の溝とを有する。
セパレータは、反応ガス及び冷媒を単セルの積層方向に流通させるための供給孔及び排出孔を有していてもよい。冷媒としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。反応ガスは、燃料ガス、又は、酸化剤ガスである。燃料ガスは水素等であってもよい。酸化剤ガスは酸素、空気、乾燥空気等であってもよい。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、1つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、1つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、1つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、1つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、1つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、1つ以上の冷媒排出孔を有していてもよい。
セパレータは、ガス拡散層に接する面に反応ガス流路を有していてもよい。また、セパレータは、ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータがアノード側セパレータである場合は、1つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、1つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、1つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、1つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、1つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、1つ以上の冷媒排出孔を有していてもよく、アノード側セパレータは、アノード側ガス拡散層に接する面に燃料ガス供給孔から燃料ガス排出孔に燃料ガスを流す燃料ガス流路を有していてもよく、アノード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に冷媒供給孔から冷媒排出孔に冷媒を流す冷媒流路を有していてもよい。
セパレータがカソード側セパレータである場合は、1つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、1つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、1つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、1つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、1つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、1つ以上の冷媒排出孔を有していてもよく、カソード側セパレータは、カソード側ガス拡散層に接する面に酸化剤ガス供給孔から酸化剤ガス排出孔に酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路を有していてもよく、カソード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に冷媒供給孔から冷媒排出孔に冷媒を流す冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属(例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等)板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。
The single cell may be provided with two separators sandwiching both sides of the membrane electrode gas diffusion layer junction, if necessary. One of the two separators is the anode side separator and the other is the cathode side separator. In the present disclosure, the anode-side separator and the cathode-side separator are collectively referred to as a separator.
The separator has a plurality of ribs and a plurality of grooves.
The separator may have a supply hole and a discharge hole for allowing the reaction gas and the refrigerant to flow in the stacking direction of the single cell. As the refrigerant, for example, a mixed solution of ethylene glycol and water can be used in order to prevent freezing at a low temperature. The reaction gas is a fuel gas or an oxidant gas. The fuel gas may be hydrogen or the like. The oxidant gas may be oxygen, air, dry air or the like.
Examples of the supply hole include a fuel gas supply hole, an oxidant gas supply hole, a refrigerant supply hole, and the like.
Examples of the discharge hole include a fuel gas discharge hole, an oxidant gas discharge hole, a refrigerant discharge hole, and the like.
The separator may have one or more fuel gas supply holes, one or more oxidant gas supply holes, or one or more refrigerant supply holes. It may have one or more fuel gas discharge holes, one or more oxidant gas discharge holes, or one or more refrigerant discharge holes.
The separator may have a reaction gas flow path on the surface in contact with the gas diffusion layer. Further, the separator may have a refrigerant flow path for keeping the temperature of the fuel cell constant on the surface opposite to the surface in contact with the gas diffusion layer.
When the separator is an anode-side separator, it may have one or more fuel gas supply holes, or may have one or more oxidant gas supply holes, and one or more refrigerant supply holes. May have one or more fuel gas discharge holes, may have one or more oxidant gas discharge holes, and may have one or more refrigerant discharge holes. The anode-side separator may have a fuel gas flow path for flowing fuel gas from the fuel gas supply hole to the fuel gas discharge hole on the surface in contact with the anode-side gas diffusion layer, and the anode-side gas diffusion may be performed. A gas flow path for flowing a gas from the gas supply hole to the gas discharge hole may be provided on the surface opposite to the surface in contact with the layer.
When the separator is a cathode side separator, it may have one or more fuel gas supply holes, or may have one or more oxidant gas supply holes, and one or more refrigerant supply holes. May have one or more fuel gas discharge holes, may have one or more oxidant gas discharge holes, and may have one or more refrigerant discharge holes. The cathode side separator may have an oxidant gas flow path for flowing the oxidant gas from the oxidant gas supply hole to the oxidant gas discharge hole on the surface in contact with the cathode side gas diffusion layer. A refrigerant flow path for flowing a refrigerant from the refrigerant supply hole to the refrigerant discharge hole may be provided on the surface opposite to the surface in contact with the gas diffusion layer on the cathode side.
The separator may be a gas-impermeable conductive member or the like. The conductive member may be, for example, a dense carbon obtained by compressing carbon to make it impermeable to gas, a press-molded metal (for example, iron, aluminum, stainless steel, etc.) plate or the like. Further, the separator may have a current collecting function.

燃料電池スタックは、各供給孔が連通した入口マニホールド、及び、各排出孔が連通した出口マニホールド等のマニホールドを有していてもよい。
入口マニホールドは、アノード入口マニホールド、カソード入口マニホールド、及び、冷媒入口マニホールド等が挙げられる。
出口マニホールドは、アノード出口マニホールド、カソード出口マニホールド、及び、冷媒出口マニホールド等が挙げられる。
The fuel cell stack may have a manifold such as an inlet manifold in which each supply hole communicates and an outlet manifold in which each discharge hole communicates.
Examples of the inlet manifold include an anode inlet manifold, a cathode inlet manifold, and a refrigerant inlet manifold.
Examples of the outlet manifold include an anode outlet manifold, a cathode outlet manifold, and a refrigerant outlet manifold.

1 多孔質炭素基材(拡散層)
2 カーボン繊維(表面に撥水化剤がコーティングされたものを含む)
3 樹脂炭化物(結着材)
4 マイクロポーラス層(MPL)
10 膜電極接合体
11 従来の拡散層(表層部基材繊維高さが内層部基材繊維高さと同じ)
12 セパレータ
13 本開示の拡散層(表層部基材繊維高さが内層部基材繊維高さよりも低い)
14 吸収部材(吸水材)
15 流路
1 Porous carbon base material (diffusion layer)
2 Carbon fiber (including those coated with a water repellent agent on the surface)
3 Resin carbide (binding material)
4 Microporous layer (MPL)
10 Membrane electrode assembly 11 Conventional diffusion layer (the height of the base material fiber in the surface layer is the same as the height of the base material fiber in the inner layer)
12 Separator 13 Diffusion layer of the present disclosure (the height of the base material fiber in the surface layer portion is lower than the height of the base material fiber in the inner layer portion)
14 Absorbent member (water absorption material)
15 Channel

Claims (1)

複数本の炭素繊維が結着材で結着され複数本の当該炭素繊維が積層されることにより構成される多孔質炭素基材を備えた燃料電池用のガス拡散層であって、
前記多孔質炭素基材は、内層部と当該内層部を挟持する2つの表層部を有し、
前記多孔質炭素基材の少なくとも一方の前記表層部の基材繊維の積層方向の高さが前記内層部の当該基材繊維の積層方向の高さよりも低いことを特徴とするガス拡散層。
A gas diffusion layer for a fuel cell provided with a porous carbon base material formed by binding a plurality of carbon fibers with a binder and laminating the plurality of the carbon fibers.
The porous carbon substrate has an inner layer portion and two surface layer portions sandwiching the inner layer portion.
A gas diffusion layer characterized in that the height in the stacking direction of the base fiber of the surface layer portion of at least one of the porous carbon base material is lower than the height of the base fiber in the inner layer portion in the stacking direction.
JP2020205164A 2020-12-10 2020-12-10 Gas diffusion layer Pending JP2022092379A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020205164A JP2022092379A (en) 2020-12-10 2020-12-10 Gas diffusion layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020205164A JP2022092379A (en) 2020-12-10 2020-12-10 Gas diffusion layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022092379A true JP2022092379A (en) 2022-06-22

Family

ID=82068052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020205164A Pending JP2022092379A (en) 2020-12-10 2020-12-10 Gas diffusion layer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022092379A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4086894B2 (en) Fuel cell
CN107342429B (en) Fuel cell
US20150333357A1 (en) Fuel cell
US8221932B2 (en) Fuel cell
JPWO2002047190A1 (en) Polymer electrolyte fuel cell and method of operating the same
WO2012035584A1 (en) Separator for fuel cell and fuel cell
JP5541291B2 (en) Fuel cell and vehicle equipped with fuel cell
JP5066911B2 (en) FUEL CELL AND METHOD FOR PRODUCING THE FUEL CELL
CA2659868C (en) Fuel cell having membrane-electrode assembly and fluid-permeable member
US11508982B2 (en) Fuel cell stack
JP2010182483A (en) Fuel battery cell and fuel battery
JP2022092379A (en) Gas diffusion layer
JP2008071633A (en) Solid polymer electrolyte fuel cell
JP5518721B2 (en) FUEL CELL AND FUEL CELL STACK HAVING THE SAME
US8568941B2 (en) Fuel cell separator and fuel cell including same
JP7306361B2 (en) Fuel cell
JP2011171028A (en) Fuel cell
JP2022106440A (en) Fuel cell
JP7230875B2 (en) Gas channel structure, support plate, and fuel cell
JP5176376B2 (en) Electrolyte membrane and fuel cell using the same
JP2010049860A (en) Fuel cell
JP2022114096A (en) Fuel battery
JP2022053736A (en) Fuel cell
CN104157894A (en) Dual ionic single fuel cell
KR20170069596A (en) Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20210119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20210119