JP3146758B2 - Solid polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

Solid polymer electrolyte fuel cell

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JP3146758B2 JP12456693A JP12456693A JP3146758B2 JP 3146758 B2 JP3146758 B2 JP 3146758B2 JP 12456693 A JP12456693 A JP 12456693A JP 12456693 A JP12456693 A JP 12456693A JP 3146758 B2 JP3146758 B2 JP 3146758B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、固体高分子電解質型
燃料電池の、固体高分子電解質膜に加わる集中応力が低
減されるよう改良された構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved structure of a solid polymer electrolyte fuel cell in which concentrated stress applied to a solid polymer electrolyte membrane is reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池として、これに使用される電解
質の種類により、固体高分子電解質型,りん酸型,溶融
炭酸塩型,固体酸化物型などの各種の燃料電池が知られ
ている。このうち、固体高分子電解質型燃料電池は、分
子中にプロトン(水素イオン)交換基を有する高分子樹
脂膜を飽和に含水させると,低い抵抗率を示してプロト
ン導電性電解質として機能することを利用した燃料電池
である。
2. Description of the Related Art Various types of fuel cells, such as a solid polymer electrolyte type, a phosphoric acid type, a molten carbonate type, and a solid oxide type, are known as fuel cells depending on the type of electrolyte used therein. Of these, solid polymer electrolyte fuel cells exhibit low resistivity and function as proton conductive electrolytes when saturated with a polymer resin membrane having proton (hydrogen ion) exchange groups in the molecule. The fuel cell used.

【0003】図4は、従来例の固体高分子電解質燃料電
池の単電池を展開した状態で模式的に示した側面断面図
である。図4において、7は、電解質層7Cと、燃料電
極(アノード極でもある。)7Aと、酸化剤電極(カソ
ード極でもある。)7Bとで構成されている燃料電池セ
ルである。電解質層7Cは、薄い矩形状をなした固体高
分子電解質膜(以降、PE膜と略称することがある。)
からなっている。燃料電極7Aは、PE膜7Cの一方の
主面に密接して積層されて、燃料ガス(例えば、水素あ
るいは水素を高濃度に含んだガスである。)の供給を受
ける電極である。また,酸化剤電極7Bは、PE膜7C
の他方の主面に密接して積層されて、酸化剤ガス(例え
ば、空気である。)の供給を受ける電極である。燃料電
極7Aの外側面側が,燃料電池セル7の一方の側面7a
であり、酸化剤電極7Bの外側面側が,燃料電池セル7
の他方の側面7bである。燃料電極7Aおよび酸化剤電
極7Bは、共に触媒活物質を含むそれぞれの触媒層71
A,71Bと、この触媒層71A,71Bをそれぞれ支
持するとともに反応ガス(以降、燃料ガスと酸化剤ガス
を総称してこのように言うことが有る。)を供給および
排出するとともに集電体としての機能を有する多孔質の
電極基材72A,72Bで構成されている。なお、燃料
電極7Aならびに酸化剤電極7Bは、図4中に示すごと
く、PE膜7Cの面方向の外形寸法よりも小さい面方向
の外形寸法を持つものであり、したがって、燃料電極7
Aならびに酸化剤電極7Bの端部とPE膜7C端部との
間には、図4中に示すように寸法;Wを持つPE膜7C
の露出面が存在することとなる。なお、図4に示した事
例では、燃料電極7Aと酸化剤電極7Bは共に、同一の
面方向の外形寸法を持つものである。
FIG. 4 is a cross-sectional side view schematically showing a unit cell of a conventional solid polymer electrolyte fuel cell in a developed state. In FIG. 4, reference numeral 7 denotes a fuel cell composed of an electrolyte layer 7C, a fuel electrode (also an anode) 7A, and an oxidant electrode (also a cathode) 7B. The electrolyte layer 7C is a thin rectangular solid polymer electrolyte membrane (hereinafter sometimes abbreviated as a PE membrane).
Consists of The fuel electrode 7A is an electrode that is closely stacked on one main surface of the PE film 7C and receives supply of a fuel gas (for example, hydrogen or a gas containing hydrogen at a high concentration). The oxidant electrode 7B is made of a PE film 7C.
Is an electrode that is closely stacked on the other main surface of the first electrode and receives supply of an oxidizing gas (for example, air). The outer side of the fuel electrode 7A is one side 7a of the fuel cell 7
The outer surface of the oxidant electrode 7B is
Is the other side surface 7b. Each of the fuel electrode 7A and the oxidant electrode 7B has a respective catalyst layer 71 containing a catalyst active material.
A, 71B, and the catalyst layers 71A, 71B, respectively, while supplying and discharging a reaction gas (hereinafter, collectively referred to as a fuel gas and an oxidizing gas) as a current collector. It is composed of porous electrode base materials 72A and 72B having the function of (1). As shown in FIG. 4, the fuel electrode 7A and the oxidant electrode 7B have outer dimensions in the plane direction smaller than the outer dimensions in the plane direction of the PE film 7C.
A, between the end of the oxidant electrode 7B and the end of the PE film 7C, as shown in FIG.
Will be present. In the case shown in FIG. 4, both the fuel electrode 7A and the oxidant electrode 7B have the same outer dimensions in the plane direction.

【0004】また、6Aは、ガスを透過しない材料を用
いて製作され、燃料電池セル7の一方の側面7a側に配
設されて,その片面に図示しない燃料ガスを通流させる
とともに,未消費の水素を含む燃料ガスを排出するため
の同一の間隔により複数個設けられた凹状の溝(ガス流
通用溝)61Aと、このガス流通溝61A間に介在する
凸状の隔壁62Aとが、互いに交互に形成されているセ
パレータである。6Bは、燃料電池セル7の他方の側面
7b側に配設されて,その片面に図示しない酸化剤ガス
を通流させるとともに,未消費の酸素を含む酸化剤ガス
を排出するための同一の間隔により複数個設けられた凹
状の溝(ガス流通用溝)61Bと、このガス流通溝61
B間に介在する凸状の隔壁62Bとが、互いに交互に形
成されており、セパレータ6Aと同様に、ガスを透過し
ない材料で製作されたセパレータである。
The fuel cell 6A is made of a material that does not allow gas to permeate, and is disposed on one side 7a of the fuel cell 7 so that fuel gas (not shown) flows through one side of the fuel cell 7. A plurality of concave grooves (grooves for gas flow) 61A provided at the same interval for discharging the fuel gas containing hydrogen, and a convex partition 62A interposed between the gas flow grooves 61A are mutually separated. The separators are formed alternately. 6B is disposed on the other side surface 7b side of the fuel cell 7 and has the same interval for allowing an oxidizing gas (not shown) to flow through one surface thereof and discharging the oxidizing gas containing unconsumed oxygen. (A gas flow groove) 61B provided in plural by the
The convex partition walls 62B interposed between B are alternately formed with each other, and are made of a gas-impermeable material like the separator 6A.

【0005】なお、凸状の隔壁62A,62Bの頂部
は、それぞれ、セパレータ6A,6Bの燃料電池セルと
対向する側の側面6Aa,6Baと同一面になるように
形成されている。セパレータ6Aは、この側面6Aaを
燃料電池セル7の側面7aに密接させて、また、セパレ
ータ6Bは、この側面6Baを燃料電池セル7の側面7
bに密接させて、それぞれ燃料電池セル7を挟むように
して配設される。
The tops of the convex partitions 62A, 62B are formed so as to be flush with the side surfaces 6Aa, 6Ba of the separators 6A, 6B on the side facing the fuel cells. The separator 6A has the side surface 6Aa closely contacted with the side surface 7a of the fuel cell unit 7, and the separator 6B has the side surface 6Ba connected to the side surface 7a of the fuel cell unit 7.
b so as to sandwich the fuel cell 7 therebetween.

【0006】なおまた、73は、セパレータ6A,6B
のガス流通溝61A,61B中を通流する反応ガスが、
通流路外に漏れ出るのを防止する役目を負うガスシール
体であり、それぞれのセパレータ6A,6Bの周縁部で
ある寸法(W)の露出面部と、燃料電池セル7の周縁部
との間の空所に配置されるものである。さらにまた、セ
パレータ6A,6Bは、図4中に示すごとく、燃料電極
7Aおよび酸化剤電極7Bの面方向の外形寸法よりも大
きい面方向の外形寸法を持っているものであり、図4に
示した事例では、セパレータ6A,6Bは、PE膜7C
の面方向の外形寸法と同一の面方向の外形寸法を持って
いるものである。
Reference numeral 73 denotes separators 6A, 6B
The reaction gas flowing through the gas flow grooves 61A and 61B of
A gas seal member having a function of preventing leakage from the outside of the flow passage, between the exposed surface portion having a dimension (W) which is a peripheral portion of each of the separators 6A and 6B, and a peripheral portion of the fuel cell 7. In the empty space. Further, as shown in FIG. 4, the separators 6A and 6B have outer dimensions in the plane direction that are larger than the outer dimensions in the plane direction of the fuel electrode 7A and the oxidant electrode 7B. In this case, the separators 6A and 6B are made of a PE film 7C.
Has the same outer dimension in the plane direction as the outer dimension in the plane direction.

【0007】上記した燃料電池セル7の厚さ寸法は多く
の場合に1〔mm〕以下であり、その面積は広いほど製
造原価の低減が図れることから、可能なかぎり広い面
積,例えば,1〔m2 〕程度に製作される。また、その
場合の燃料電池セル7を構成している燃料電極7Aの厚
さ寸法および酸化剤電極7Bの厚さ寸法は、それぞれ
0.3〔mm〕〜0.4〔mm〕程度であり、PE膜7
Cの厚さ寸法については0.1〔mm〕〜0.2〔m
m〕程度である。また、PE膜7C,燃料電極7Aおよ
び酸化剤電極7Bは、それぞれ、あらかじめ広いシート
状の中間素材として製作され、それらのシート状の中間
素材をそれぞれ前記の寸法に裁断したうえで、触媒層7
1A,71B側をPE膜7Cのそれぞれの主面にホット
プレスすることにより互いに強固に密着させている。
The thickness of the above-mentioned fuel cell 7 is 1 mm or less in many cases, and the larger the area, the more the manufacturing cost can be reduced. Therefore, the area of the fuel cell 7 is as large as possible, for example, 1 [mm]. m 2 ]. In this case, the thickness of the fuel electrode 7A and the thickness of the oxidant electrode 7B constituting the fuel cell 7 are about 0.3 [mm] to 0.4 [mm], respectively. PE film 7
The thickness of C is 0.1 [mm] to 0.2 [m
m]. The PE film 7C, the fuel electrode 7A, and the oxidant electrode 7B are each manufactured in advance as a wide sheet-like intermediate material, and after cutting these sheet-like intermediate materials into the above-described dimensions, respectively, the catalyst layer 7 is formed.
The sides 1A and 71B are firmly adhered to each other by hot pressing the respective main surfaces of the PE film 7C.

【0008】1個の燃料電池セル7が発生する電圧は、
1〔V〕程度以下と低い値であるので、前記した構成を
持つ単電池5の多数個を、各燃料電池セル7と,これに
介挿されるセパレータ6A,6Bを介して、互いに直列
接続した燃料電池セル集積体(以降、スタックと略称す
ることがある。)として構成し、電圧を高めて実用に供
されるのが一般的である。
[0008] The voltage generated by one fuel cell 7 is:
Since the value is as low as about 1 [V] or less, a large number of the unit cells 5 having the above-described configuration are connected in series to each other via each fuel cell 7 and the separators 6A and 6B interposed therebetween. In general, the fuel cell unit is configured as a fuel cell assembly (hereinafter, may be abbreviated as a stack), and is put to practical use with an increased voltage.

【0009】図5は、固体高分子電解質型燃料電池のス
タックの模式的に示した構成図である。図5において、
8は、複数の単電池5を積層し、さらにその両端部に複
数の単電池5の持つ燃料電池セル7で発生した直流電気
を取り出すための集電板81a,81bと、単電池5お
よび集電板81a,81bを構造体から電気的に絶縁す
るための電気絶縁板82a,82bと、単電池5,集電
板81a,81b、および電気絶縁板82a,82bを
積層した積層体の両外端部に配設される締付板83a,
83bと、締付板83a,83bに適度の加圧力を与え
る締め付けボルト84を備え、これらに加えて、複数の
単電池5を積層する毎に介挿される冷却体85とで構成
されている固体高分子電解質型燃料電池のスタックであ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of a stack of a solid polymer electrolyte fuel cell. In FIG.
Reference numeral 8 denotes a plurality of unit cells 5 stacked on each other, and current collector plates 81a and 81b for taking out DC electricity generated in the fuel cells 7 of the plurality of unit cells 5 at both ends thereof; Electric insulating plates 82a and 82b for electrically insulating the electric plates 81a and 81b from the structure, and both sides of a stacked body in which the unit cells 5, the current collecting plates 81a and 81b, and the electric insulating plates 82a and 82b are stacked. Fastening plates 83a arranged at the ends,
A solid body comprising a tightening bolt 84 for applying an appropriate pressing force to the tightening plates 83a and 83b, and a cooling body 85 interposed every time a plurality of unit cells 5 are stacked. 3 is a stack of a polymer electrolyte fuel cell.

【0010】燃料電池セル7においては、後記する直流
電気の発電を行う際に、発電する電力とほぼ同等量の損
失が発生する。この損失による熱を除去するのが前記の
冷却体85の役目である。冷却体85には、熱を除去す
るための図示しない水,空気等の冷媒を通流させて、燃
料電池セル7を後記する適温に保持する。したがって、
図5に示した構成のスタック8においては、セパレータ
6A,6Bは、反応ガスの透過を防止すること、ガス流
通用溝61A,61Bにより,燃料電池セル7に供給す
る反応ガスの通流路を確保することと共に、燃料電池セ
ル7で発電された直流電気および燃料電池セル7で生じ
た損失による熱を、凸状の隔壁62A,62Bを介して
集電板81a,81bおよび冷却体85に伝達する役目
も果たしていることとなる。
In the fuel cell 7, when DC power is generated as will be described later, a loss substantially equal to the generated power is generated. It is the role of the cooling body 85 to remove the heat due to this loss. A coolant (not shown) such as water or air for removing heat is passed through the cooling body 85 to maintain the fuel cell 7 at an appropriate temperature described later. Therefore,
In the stack 8 having the configuration shown in FIG. 5, the separators 6A and 6B prevent the permeation of the reaction gas, and the flow paths of the reaction gas supplied to the fuel cell 7 by the gas circulation grooves 61A and 61B. At the same time, the direct current generated by the fuel cell 7 and the heat generated by the loss in the fuel cell 7 are transmitted to the current collectors 81a, 81b and the cooling body 85 via the convex partitions 62A, 62B. It also plays the role of doing.

【0011】さらに、スタック8では、燃料電池セル7
から集電板81a,81bおよび冷却体85に至る間の
電気抵抗,熱抵抗を小さく抑えることが、燃料電池の特
性を向上することになるので、各接触部における電気抵
抗値および熱抵抗値の低減を図るために、常に一定の圧
力が加わるように締め付けボルト84により加圧されて
いる。一般にこの加圧力は数〔kg/cm2〕程度である。
Further, in the stack 8, the fuel cells 7
To reduce the electrical resistance and thermal resistance between the current collector plates 81a and 81b and the cooling body 85 improves the characteristics of the fuel cell. In order to reduce the pressure, the pressure is applied by the tightening bolt 84 so that a constant pressure is always applied. Generally, this pressure is about several kg / cm 2 .

【0012】以上の構成を備えたスタック8において
は、複数の燃料電池セル7が備える燃料電極7Aおよび
酸化剤電極7Bのそれぞれに、燃料電極7Aには燃料ガ
スを、また、酸化剤電極7Bに酸化剤ガスを供給するこ
とで、それぞれの電極7A,7Bの触媒層71A,71
BとPE膜でなる電解質層7Cとの界面に三相界面(前
記触媒層71A,71B中の触媒と、PE膜、いずれか
の反応ガスとが、互い接する界面のことを言う。)を形
成させ、電気化学反応を生じさせることで直流電気を発
生させる。なお前記触媒層71A,71Bは、微小な粒
子状の白金触媒とはっ水性を有するフッ素樹脂から形成
されており、しかも多数の細孔を形成することで、反応
ガスの三層界面までの効率的な拡散を維持するするとと
もに、十分広い面積の三層界面が形成される構成として
いる。
In the stack 8 having the above configuration, the fuel gas is supplied to the fuel electrode 7A, the fuel gas is supplied to the fuel electrode 7A, and the fuel gas is supplied to the oxidant electrode 7B. By supplying the oxidant gas, the catalyst layers 71A, 71 of the respective electrodes 7A, 7B are supplied.
A three-phase interface is formed at the interface between B and the electrolyte layer 7C made of a PE film (the interface between the catalyst in the catalyst layers 71A and 71B, the PE film, and any one of the reaction gases). Then, direct current electricity is generated by causing an electrochemical reaction. The catalyst layers 71A and 71B are formed of a fine particulate platinum catalyst and a water-repellent fluororesin, and by forming a large number of pores, the efficiency of the reaction gas up to the three-layer interface. The structure is such that a three-layer interface having a sufficiently large area is formed while maintaining a proper diffusion.

【0013】ところで、電解質層7Cを形成しているP
E膜は、前述したとおり、分子中にプロトン(水素イオ
ン)交換基を有する高分子膜であり、飽和に含水させる
と常温で20〔Ω・cm〕以下の抵抗率を示してプロト
ン導電性電解質として機能する膜である。このPE膜の
飽和含水量は、温度によって可逆的に変化する。なお,
PE膜としては、現時点においては、パ−フルオロスル
ホン酸樹脂膜(例えば、米国、デュポン社製、商品名ナ
フィオン膜)等が知られている。このようなPE膜を用
いた電解質層7Cと、触媒層と、反応ガスとが形成する
三相界面で生じる電気化学反応は、次のとおりである。
By the way, P forming the electrolyte layer 7C
As described above, the E membrane is a polymer membrane having a proton (hydrogen ion) exchange group in the molecule, and exhibits a resistivity of 20 [Ω · cm] or less at room temperature when saturated with water, and exhibits a proton conductive electrolyte. It is a film that functions as The saturated water content of this PE film changes reversibly with temperature. In addition,
At present, as the PE film, a perfluorosulfonic acid resin film (for example, Nafion film manufactured by DuPont, USA) is known. The electrochemical reaction that occurs at the three-phase interface formed by the electrolyte layer 7C using such a PE film, the catalyst layer, and the reaction gas is as follows.

【0014】アノード電極7Aでは(1)式の反応が起
こる。
The reaction of the formula (1) takes place at the anode electrode 7A.

【0015】[0015]

【数1】 (Equation 1)

【0016】カソード電極7Bでは(2)式の反応が起
こる。
The reaction of the formula (2) takes place at the cathode electrode 7B.

【0017】[0017]

【数2】 (Equation 2)

【0018】つまりアノード電極7Aにおいては、外部
より供給された水素がプロトンと電子を生成する。この
生成されたプロトンは、PE膜7C中をカソード電極7
Bに向かって移動し、電子は、図示しない外部電気回路
を通ってカソード電極7Bに移動する。一方、カソード
電極7Bにおいては、外部より供給された酸素とPE膜
7C中をアノード電極7Aより移動してきたプロトンと
外部電気回路より移動してきた電子が反応し、水分を生
成する。かくして、燃料電池セル7は、水素と酸素を得
て直流電気を発電するのである。このような固体高分子
電解質型燃料電池においては、PE膜7Cの抵抗率を小
さくして高い発電効率が得られるようにするために、通
常、50〔℃〕から100〔℃〕程度の温度条件で運転
される。なお、このPE膜7Cは、反応ガスである燃料
ガスや酸化剤ガスが透過しない膜でもあるので、反応ガ
スが相互に混合するいわゆるクロスリークを防止する役
目も果たしている。
That is, in the anode electrode 7A, hydrogen supplied from the outside generates protons and electrons. The generated protons pass through the PE film 7C through the cathode electrode 7C.
The electrons move toward B, and the electrons move to the cathode electrode 7B through an external electric circuit (not shown). On the other hand, in the cathode electrode 7B, oxygen supplied from the outside, the protons moving from the anode electrode 7A in the PE film 7C, and the electrons moving from the external electric circuit react to generate moisture. Thus, the fuel cell 7 generates hydrogen and oxygen to generate DC electricity. In such a solid polymer electrolyte fuel cell, in order to reduce the resistivity of the PE membrane 7C and obtain high power generation efficiency, a temperature condition of about 50 ° C. to 100 ° C. is usually used. Driven by Since the PE film 7C is a film through which the fuel gas and the oxidant gas as the reaction gas do not permeate, the PE film 7C also plays a role of preventing a so-called cross leak in which the reaction gases are mixed with each other.

【0019】なおまた、セパレータとしては、前述した
溝61Aあるいは溝61Bを一方の側面のみに配設した
構成のセパレータ6A,6B以外に、スタック構成の際
に互いに隣接するセパレータの溝も一体に形成すること
で,スタック構成の合理化を図るために、ガス流通溝6
1A,61Bをその両側面に配設するようにしたセパレ
ータも知られている。
In addition, as separators, apart from the separators 6A and 6B in which the grooves 61A or 61B are provided only on one side surface, grooves of separators adjacent to each other in a stack configuration are also integrally formed. In order to streamline the stack configuration, the gas flow grooves 6
There is also known a separator in which 1A and 61B are provided on both side surfaces thereof.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
るセパレータを用いた固体高分子電解質型燃料電池にお
いては、直流発電の機能を十分に発揮するのであるが、
次記する問題が有る。すなわち、燃料電池セル7は、前
述した工程により製作されているために、図6に燃料電
極7Aの場合を示したごとく、矩形状をなしている燃料
電極7Aおよび酸化剤電極7Bの角部74は、直角形を
なしている。ところで、固体高分子電解質型燃料電池の
電解質膜であるPE膜7Cには、その湿潤状態により寸
法の膨張あるいは寸法の収縮を起こすという性質が有
る。すなわちPE膜7Cは、含水度が高くなるに従いそ
の寸法が膨張し、また、含水度が低くなるに従いその寸
法が収縮をする。しかしながら、PE膜7Cと電極7X
(以降、燃料電極7Aと酸化剤電極7Bを総称する場合
には、このように言うことがある。)とは、前述した工
程により製作されているために、極めて強固に接合され
ているので、PE膜7Cの寸法の収縮は、PE膜7Cの
露出部〔図4中に寸法(W)で示した。〕にのみ起こ
り、PE膜7Cの電極7Xと接合されている部位では収
縮が生じない。この結果、PE膜7Cの露出部と,電極
7Xとの境界部分のPE膜7C中には、この不均一な収
縮が原因となって、大きな内部応力が発生する。図6に
おける左右方向の寸法収縮と,図6における上下方向の
寸法収縮とが加わる角部74と接する部位においては、
特に、角部74が直角の角度の持つことが重なること
で、大きな集中荷重が働くことになる。
The solid polymer electrolyte fuel cell using the separator according to the prior art described above sufficiently exhibits the function of DC power generation.
There are the following problems. That is, since the fuel cell 7 is manufactured by the above-described process, as shown in the case of the fuel electrode 7A in FIG. 6, the corners 74 of the rectangular fuel electrode 7A and the oxidant electrode 7B are formed. Is a right angle. By the way, the PE membrane 7C, which is an electrolyte membrane of a polymer electrolyte fuel cell, has the property that its dimensions expand or contract due to its wet state. That is, the dimension of the PE film 7C expands as the moisture content increases, and the dimension shrinks as the moisture content decreases. However, the PE film 7C and the electrode 7X
(Hereinafter, the fuel electrode 7A and the oxidant electrode 7B may be referred to as such when they are collectively referred to.) Since they are manufactured by the above-described process, they are extremely strongly joined. The shrinkage of the dimension of the PE film 7C is indicated by the exposed portion of the PE film 7C [dimension (W) in FIG. ], And no shrinkage occurs at the portion of the PE film 7C joined to the electrode 7X. As a result, in the PE film 7C at the boundary between the exposed portion of the PE film 7C and the electrode 7X, a large internal stress is generated due to the uneven contraction. In a portion that comes into contact with the corner portion 74 where the dimensional contraction in the horizontal direction in FIG. 6 and the dimensional contraction in the vertical direction in FIG.
In particular, when the corner portions 74 have a right angle, a large concentrated load acts.

【0021】このために、露出部の角部74付近で、P
E膜7Cに破損が生じる場合が有った。このPE膜7C
の露出部は、反応ガスが通流路外に漏れ出るのを防止す
る役目を負うガスシール体73が装着される部位であ
り、この場所でPE膜7Cに破損が生じると、反応ガス
の通流路外への漏れ出し、さらには、いわゆるクロスリ
ークを引き起こし、電極7Xの寿命が短縮したり、つい
には、図7に例示するように燃料電池の運転の継続が不
能になるという問題になることがあるものである。
For this reason, P near the corner 74 of the exposed portion
In some cases, the E film 7C was damaged. This PE film 7C
The exposed portion is a portion where a gas seal body 73 serving to prevent the reaction gas from leaking out of the flow passage is mounted. If the PE film 7C is damaged at this location, the flow of the reaction gas is prevented. Leakage to the outside of the flow path, and furthermore, so-called cross-leakage, causes a problem that the life of the electrode 7X is shortened, and finally, the operation of the fuel cell cannot be continued as illustrated in FIG. There are things that can happen.

【0022】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、固体高分子電解質
型燃料電池において、PE膜に寸法の収縮が生じたとし
ても、PE膜の破損の発生度を低減することが可能な固
体高分子電解質型燃料電池を提供することに有る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a solid polymer electrolyte fuel cell, in which even if the PE membrane shrinks in size, the PE membrane is not damaged. An object of the present invention is to provide a solid polymer electrolyte fuel cell capable of reducing the degree of breakage.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、 1)燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて直流電力
を発電する燃料電池セルと、この燃料電池セルの両側に
配置されて,燃料電池セルに燃料ガスまたは酸化剤ガス
を供給するための複数個のガス流通溝を有するセパレー
タとを備え、燃料電池セルは、PE膜でなる電解質層
と、このPE膜の二つの主面のそれぞれに密着して配置
されて,PE膜の面方向の外形寸法よりも小さい面方向
の外形寸法を持つ電極とを有するものであり、セパレー
タは、燃料電池セルと対向する側の側面に、複数個のガ
ス流通用の凹状の溝と、互いに隣接する凹状の溝の間に
介在する凸状の隔壁とが形成されているものである、固
体高分子電解質型燃料電池において、燃料電池セルの備
える電極は、その角部を円弧状に形成したものである構
造とすること、また 2)燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて直流電力
を発電する燃料電池セルと、この燃料電池セルの両側に
配置されて,燃料電池セルに燃料ガスまたは酸化剤ガス
を供給するための複数個のガス流通溝を有するセパレー
タとを備え、燃料電池セルは、PE膜でなる電解質層
と、このPE膜の二つの主面のそれぞれに密着して配置
されて,PE膜の面方向の外形寸法よりも小さい面方向
の外形寸法を持つ電極とを有するものであり、セパレー
タは、燃料電池セルと対向する側の側面に、複数個のガ
ス流通用の凹状の溝と、互いに隣接する凹状の溝の間に
介在する凸状の隔壁とが形成されているものである、固
体高分子電解質型燃料電池において、燃料電池セルの備
える電極は、その角部に面取が施されたものである構造
とすること、により達成される。
According to the present invention, there are provided the following objects: 1) a fuel cell for generating DC power by receiving a supply of a fuel gas and an oxidizing gas; and a fuel cell disposed on both sides of the fuel cell. And a separator having a plurality of gas flow grooves for supplying a fuel gas or an oxidizing gas to the fuel cell. The fuel cell has an electrolyte layer made of a PE film, and two main surfaces of the PE film. And an electrode having an outer dimension in the surface direction smaller than the outer dimension in the surface direction of the PE film, and the separator is provided on a side surface facing the fuel cell unit. In a solid polymer electrolyte fuel cell, a plurality of concave grooves for gas flow and convex partitions interposed between adjacent concave grooves are formed. The electrodes provided are And 2) a fuel cell for generating DC power by receiving a supply of fuel gas and oxidizing gas, and a fuel cell disposed on both sides of the fuel cell. And a separator having a plurality of gas flow grooves for supplying a fuel gas or an oxidizing gas to the fuel cell. The fuel cell has an electrolyte layer made of a PE film and two main members of the PE film. An electrode having an outer dimension in the plane direction smaller than the outer dimension in the plane direction of the PE film, and the separator is provided on the side surface on the side facing the fuel cell unit. A solid polymer electrolyte fuel cell, wherein a plurality of concave grooves for gas distribution and a convex partition wall interposed between adjacent concave grooves are formed. The electrodes provided by Is obtained by chamfering the corners.

【0024】[0024]

【作用】この発明においては、 固体高分子電解質型燃料電池の燃料電池セルの備える
電極を、その角部を円弧状に形成したものとする構造と
することにより、PE膜に発生する寸法収縮により、P
E膜の,電極の角部と接する部位に生じる内部応力は、
電極の角部が大きな曲率を備えるようになることによ
り、その集中の度合いが低減される。これにより、PE
膜の寸法収縮が原因となって露出部の角部付近に発生す
るPE膜の破損の発生度を低減することが可能となる。
また 固体高分子電解質型燃料電池の燃料電池セルの備える
電極を、その角部に面取が施されたものとする構造とす
ることにより、前記の項で述べた作用を得るに当た
り、その加工を容易とすることが可能となる。
According to the present invention, the electrode provided in the fuel cell of the solid polymer electrolyte fuel cell has a structure in which the corners are formed in an arc shape, so that the dimensional shrinkage generated in the PE film is achieved. , P
The internal stress generated at the portion of the E film that contacts the corner of the electrode is
When the corners of the electrodes have a large curvature, the degree of concentration is reduced. Thereby, PE
It is possible to reduce the degree of breakage of the PE film that occurs near the corner of the exposed portion due to dimensional shrinkage of the film.
In addition, the electrode provided in the fuel cell of the solid polymer electrolyte fuel cell has a structure in which the corners are chamfered, so that in order to obtain the effect described in the above section, the processing is performed. This can be facilitated.

【0025】[0025]

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。 実施例1;図1は、請求項1に対応するこの発明の一実
施例による固体高分子電解質型燃料電池に用いられる燃
料電池セルを示すもので、(a)は図4におけるP矢方
向から見たその平面図であり、(b)は図1aの模式的
に示した側面断面図である。図1において、図4,図6
に示した従来例による固体高分子電解質型燃料電池の燃
料電池セルと同一部分には同じ符号を付し、その説明を
省略する。なお、図1中には、図4で付した符号につい
ては、代表的な符号のみを記した。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 shows a fuel cell used in a solid polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1, wherein FIG. 1 (a) is viewed from the direction of arrow P in FIG. FIG. 1B is a plan view thereof, and FIG. 1B is a schematic side sectional view of FIG. 1A. In FIG. 1, FIGS.
The same reference numerals are given to the same parts as those of the fuel cell of the conventional polymer electrolyte fuel cell according to the conventional example shown in FIG. Note that, in FIG. 1, only the reference numerals shown in FIG.

【0026】図1において、1は、図4に示した従来例
の固体高分子電解質燃料電池の燃料電池セル7に対し
て、燃料電極7Aと酸化剤電極7Bに替えて、燃料電極
2Aと酸化剤電極2Bを用いるようにした固体高分子電
解質燃料電池の燃料電池セルである。燃料電極2Aおよ
び酸化剤電極2Bは、図4に示した従来例の燃料電極7
Aおよび酸化剤電極7Bに対して、図1中に示すよう
に、それぞれの角部74を半径寸法;Rの円弧状に形成
したものである点のみが異なっている。燃料電極2Aお
よび酸化剤電極2Bは、それぞれ触媒層71A,71B
側と電極基材72A,72Bからなるシート状の中間素
材をそれぞれの所定の寸法に裁断したうえで、その角部
74に前記の円弧状加工を施し、その後に、PE膜7C
のそれぞれの主面にホットプレスすることにより互いに
強固に密着させている。
In FIG. 1, reference numeral 1 designates a fuel cell 2 of the conventional solid polymer electrolyte fuel cell shown in FIG. 4 which has a fuel electrode 2A instead of a fuel electrode 7A and an oxidant electrode 7B. This is a fuel cell of a solid polymer electrolyte fuel cell using the agent electrode 2B. The fuel electrode 2A and the oxidant electrode 2B are connected to the fuel electrode 7 of the conventional example shown in FIG.
The only difference between A and the oxidant electrode 7B is that, as shown in FIG. 1, each corner 74 is formed in an arc shape having a radius of R. The fuel electrode 2A and the oxidant electrode 2B are connected to the catalyst layers 71A and 71B, respectively.
After cutting the sheet-shaped intermediate material composed of the side and the electrode base materials 72A, 72B into respective predetermined dimensions, the corner portion 74 is subjected to the above-mentioned arc processing, and thereafter, the PE film 7C is formed.
Are hot-pressed on their respective main surfaces to firmly adhere to each other.

【0027】上記による構成を備える燃料電池セル1
を、図4に例示した固体高分子電解質型燃料電池の単電
池5における従来例の燃料電池セル7に替えて使用する
ことで、固体高分子電解質型燃料電池の単電池が構成さ
れる。この発明では前述の構成としたので、PE膜7C
の収縮が原因となって,PE膜7Cの露出部の,電極2
X(以降、燃料電極2Aおよび酸化剤電極2Bを総称す
る場合には、このように言うことがある。)との境界部
分のPE膜7C中に生じる集中応力は、電極2Xの角部
74が円弧状をなしており、その曲率半径が大きくなっ
ていることにより低減される。
Fuel cell 1 having the above configuration
Is used in place of the conventional fuel cell unit 7 in the unit cell 5 of the solid polymer electrolyte fuel cell illustrated in FIG. 4 to configure a unit cell of the solid polymer electrolyte fuel cell. In the present invention, since the above-described configuration is employed, the PE film 7C
Of the electrode 2 at the exposed portion of the PE film 7C due to the contraction of
The concentrated stress generated in the PE film 7C at the boundary with the X (hereinafter, when the fuel electrode 2A and the oxidant electrode 2B are collectively referred to), the corner 74 of the electrode 2X is It has an arc shape, and is reduced by its large radius of curvature.

【0028】ところで、上記したPE膜7C中に生じる
集中応力の低減される度合いは、円弧の半径寸法(R)
の値により異なるものである。すなわち、半径寸法
(R)が大きくなるに従い、集中応力の低減される度合
いは増大する。しかしながら、半径寸法(R)が大きく
なるに従い、燃料電池セル1の電気化学反応に寄与する
面積が低減するので、その発電装置としての出力特性は
低下する。そこで、燃料電池セル1として、半径寸法
(R)が、10〔mm〕,3〔mm〕および1〔mm〕
のものを製作し、単電池に組み込んでそれぞれ動作運転
を実施した。半径寸法(R)が10〔mm〕の燃料電池
セル1を用いた単電池が、最も長期間にわたって安定し
た運転をすることができたが、半径寸法(R)が3〔m
m〕の燃料電池セル1を用いた単電池も、図2に例示し
たその連続運転データに示すように、実用上十分な連続
運転時間を得ることができた。しかしながら、半径寸法
(R)が1〔mm〕の燃料電池セル1を用いた単電池に
おいては、図6による従来例よりも改善はされたが、望
ましい連続運転時間を得ることはできなかった。なお、
この半径寸法(R)の値の条件においては、その発電特
性にほとんど有為の差は認められなかった。これらのこ
とから、半径寸法(R)の値は、3〔mm〕程度以上に
することが好ましいと言うことができる。
The degree of reduction of the concentrated stress generated in the PE film 7C depends on the radius (R) of the circular arc.
Depends on the value of That is, as the radial dimension (R) increases, the degree of reduction of the concentrated stress increases. However, as the radius dimension (R) increases, the area of the fuel cell 1 that contributes to the electrochemical reaction decreases, so that the output characteristics of the power generation device decrease. Therefore, the radius dimension (R) of the fuel cell 1 is 10 [mm], 3 [mm] and 1 [mm].
Were manufactured and assembled into a unit cell to perform operation operation. The unit cell using the fuel cell 1 having the radius dimension (R) of 10 [mm] was able to operate stably for the longest time, but the radius dimension (R) was 3 [m
m], a practically sufficient continuous operation time could be obtained for the unit cell using the fuel cell 1 as shown in the continuous operation data illustrated in FIG. However, in the unit cell using the fuel cell 1 having the radius dimension (R) of 1 [mm], although the improvement was made as compared with the conventional example shown in FIG. 6, a desired continuous operation time could not be obtained. In addition,
Under this condition of the value of the radius dimension (R), there was hardly any significant difference in the power generation characteristics. From these facts, it can be said that the value of the radius dimension (R) is preferably set to about 3 mm or more.

【0029】実施例2;図3は、請求項2に対応するこ
の発明の一実施例による固体高分子電解質型燃料電池に
用いられる燃料電池セルを示すもので、(a)は図4に
おけるP矢方向から見たその平面図であり、(b)は図
3aの模式的に示した側面断面図である。図3におい
て、図4,図6に示した従来例による固体高分子電解質
型燃料電池の燃料電池セルと同一部分には同じ符号を付
し、その説明を省略する。なお、図3中には、図4で付
した符号については、代表的な符号のみを記した。
Embodiment 2 FIG. 3 shows a fuel cell used in a solid polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 2, wherein FIG. It is the top view seen from the arrow direction, (b) is the side surface sectional drawing which showed typically of FIG. 3a. 3, the same parts as those of the fuel cell of the conventional solid polymer electrolyte fuel cell shown in FIGS. 4 and 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Note that, in FIG. 3, only the reference numerals shown in FIG.

【0030】図3において、3は、図4に示した従来例
の固体高分子電解質燃料電池の燃料電池セル7に対し
て、燃料電極7Aと酸化剤電極7Bに替えて、燃料電極
4Aと酸化剤電極4Bを用いるようにした固体高分子電
解質燃料電池の燃料電池セルである。燃料電極4Aおよ
び酸化剤電極4Bは、図4に示した従来例の燃料電極7
Aおよび酸化剤電極7Bに対して、図3中に示すよう
に、それぞれの角部74に一辺の寸法;Sによる面取り
加工を施したものである点のみが異なっている。燃料電
極4Aおよび酸化剤電極4Bは、それぞれ触媒層71
A,71B側と電極基材72A,72Bからなるシート
状の中間素材をそれぞれの所定の寸法に裁断したうえ
で、その角部74に前記の面取り加工を施し、その後
に、PE膜7Cのそれぞれの主面にホットプレスするこ
とにより互いに強固に密着させている。
In FIG. 3, reference numeral 3 designates a fuel electrode 4A and an oxidizing agent, instead of the fuel electrode 7A and the oxidizing agent electrode 7B, for the fuel cell 7 of the conventional solid polymer electrolyte fuel cell shown in FIG. This is a fuel cell of a solid polymer electrolyte fuel cell using the agent electrode 4B. The fuel electrode 4A and the oxidant electrode 4B are connected to the fuel electrode 7 of the conventional example shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the only difference between A and the oxidant electrode 7B is that each corner 74 is chamfered by the dimension of one side; S. The fuel electrode 4A and the oxidant electrode 4B are respectively connected to the catalyst layer 71.
After cutting the sheet-shaped intermediate material composed of the A and 71B sides and the electrode base materials 72A and 72B into respective predetermined dimensions, the corners 74 are subjected to the above-described chamfering processing. Are hot-pressed on the main surface of each of them to firmly adhere to each other.

【0031】上記による構成を備える燃料電池セル3
を、図4に例示した固体高分子電解質型燃料電池の単電
池5における従来例の燃料電池セル7に替えて使用する
ことで、固体高分子電解質型燃料電池の単電池が構成さ
れる。この発明では前述の構成としたので、PE膜7C
の収縮が原因となって,PE膜7Cの露出部の,電極4
X(以降、燃料電極4Aおよび酸化剤電極4Bを総称す
る場合には、このように言うことがある。)との境界部
分のPE膜7C中に生じる集中応力は、電極4Xの角部
74に面取りが施されて、その等価的な曲率半径が大き
くなっていることにより低減される。しかも、増大され
た曲率半径を得るに当たり、実施例1の円弧状加工の場
合よりも加工が容易である利点が有る。
The fuel cell 3 having the above configuration
Is used in place of the conventional fuel cell unit 7 in the unit cell 5 of the solid polymer electrolyte fuel cell illustrated in FIG. 4 to configure a unit cell of the solid polymer electrolyte fuel cell. In the present invention, since the above-described configuration is employed, the PE film 7C
Of the electrode 4 at the exposed portion of the PE film 7C due to the contraction of
The concentrated stress generated in the PE film 7 </ b> C at the boundary with X (hereinafter, when the fuel electrode 4 </ b> A and the oxidant electrode 4 </ b> B are collectively referred to) is applied to the corner 74 of the electrode 4 </ b> X. This is reduced by chamfering and increasing the equivalent radius of curvature. In addition, there is an advantage that the machining is easier than the case of the arc-shaped machining of the first embodiment in obtaining the increased radius of curvature.

【0032】ところで、上記したPE膜7C中に生じる
集中応力の低減される度合いは、実施例1の場合と同様
に、面取り寸法(S)の値により異なるものである。す
なわち、面取り寸法(S)が大きくなるに従い、集中応
力の低減される度合いは増大する。しかしながら、面取
り寸法(S)が大きくなるに従い、燃料電池セル3の電
気化学反応に寄与する面積が低減するので、その発電装
置としての出力特性は低下する。そこで、燃料電池セル
3として、面取り寸法(S)が、10〔mm〕,3〔m
m〕および1〔mm〕ものを製作し、単電池に組み込ん
でそれぞれ動作運転を実施した。面取り寸法(S)が1
0〔mm〕の燃料電池セル3を用いた単電池が、最も長
期間にわたって安定した運転をすることができたが、面
取り寸法(S)が3〔mm〕の燃料電池セル3を用いた
単電池も、実施例1の半径寸法(R)が3〔mm〕の燃
料電池セル1とほぼ同等の連続運転時間を得ることがで
きた。しかしながら、面取り寸法(S)が1〔mm〕の
燃料電池セル3を用いた単電池においては、図6による
従来例よりも改善はされたが、望ましい連続運転時間を
得ることはできなかった。なお、この面取り寸法(S)
の値の条件においては、その発電特性にほとんど有為の
差は認められなかった。これらのことから、面取り寸法
(S)の値は、3〔mm〕程度以上にすることが好まし
いと言うことができる。
Incidentally, the degree of reduction of the concentrated stress generated in the PE film 7C depends on the value of the chamfer dimension (S) as in the case of the first embodiment. That is, as the chamfer dimension (S) increases, the degree to which the concentrated stress is reduced increases. However, as the chamfer dimension (S) increases, the area of the fuel cell 3 that contributes to the electrochemical reaction decreases, so that the output characteristics of the power generation device decrease. Therefore, as the fuel cell 3, the chamfer dimensions (S) are 10 [mm] and 3 [m
m] and 1 [mm] were fabricated, assembled into a unit cell, and operated. Chamfer dimension (S) is 1
Although the unit cell using the fuel cell 3 of 0 [mm] was able to operate stably for the longest period, the unit cell using the fuel cell 3 with the chamfer dimension (S) of 3 [mm] was used. The battery was able to obtain a continuous operation time almost equivalent to that of the fuel cell 1 of Example 1 having the radius dimension (R) of 3 [mm]. However, in the unit cell using the fuel cell 3 having the chamfer dimension (S) of 1 [mm], although the improvement was made as compared with the conventional example shown in FIG. 6, a desired continuous operation time could not be obtained. This chamfer dimension (S)
Under the condition of the value of, no significant difference was recognized in the power generation characteristics. From these facts, it can be said that the value of the chamfer dimension (S) is preferably about 3 [mm] or more.

【0033】[0033]

【発明の効果】この発明においては、前述の構成とする
ことで、PE膜に寸法の収縮が生じたとしても、PE膜
の露出部の,電極との境界部分のPE膜に生じる集中応
力が低減されることにより、PE膜の破損の発生度を低
減することが可能になる。この結果、先に図2中に例示
したとおり、固体高分子電解質型燃料電池は長期間にわ
たって安定した運転を行うことが可能となる効果が有
る。
According to the present invention, by employing the above-described structure, even if the PE film shrinks in size, the concentrated stress generated in the PE film at the boundary between the exposed portion of the PE film and the electrode is reduced. With the reduction, the degree of occurrence of breakage of the PE film can be reduced. As a result, as exemplified in FIG. 2, the solid polymer electrolyte fuel cell has an effect that stable operation can be performed for a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1に対応するこの発明の一実施例による
固体高分子電解質型燃料電池に用いられる燃料電池セル
を示すもので、(a)は図4におけるP矢方向から見た
その平面図であり、(b)は図1aの模式的に示した側
面断面図
FIG. 1 shows a fuel cell used for a solid polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1, wherein FIG. 1 (a) is a plan view of the fuel cell seen from the direction of arrow P in FIG. FIG. 1B is a side sectional view schematically showing FIG. 1A.

【図2】この発明による燃料電池セルを用いた固体高分
子電解質型燃料電池の単電池の連続運転データ例を示す
グラフ
FIG. 2 is a graph showing an example of continuous operation data of a unit cell of a solid polymer electrolyte fuel cell using a fuel cell according to the present invention;

【図3】請求項2に対応するこの発明の一実施例による
固体高分子電解質型燃料電池に用いられる燃料電池セル
を示すもので、(a)は図4におけるP矢方向から見た
その平面図であり、(b)は図3aの模式的に示した側
面断面図
3A and 3B show a fuel cell used in a solid polymer electrolyte fuel cell according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 2, wherein FIG. 3A is a plan view seen from the direction of arrow P in FIG. FIG. 3B is a side cross-sectional view schematically showing FIG.

【図4】従来例の固体高分子電解質燃料電池の単電池を
展開した状態で模式的に示した側面断面図
FIG. 4 is a cross-sectional side view schematically showing a unit cell of a conventional solid polymer electrolyte fuel cell in a developed state.

【図5】固体高分子電解質型燃料電池のスタックの模式
的に示した構成図
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a stack of a solid polymer electrolyte fuel cell;

【図6】図4においてP矢方向から見た平面図FIG. 6 is a plan view seen from the direction of arrow P in FIG. 4;

【図7】従来例の燃料電池セルを用いた固体高分子電解
質型燃料電池の単電池の連続運転データ例を示すグラフ
FIG. 7 is a graph showing an example of continuous operation data of a unit cell of a solid polymer electrolyte fuel cell using a conventional fuel cell unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料電池セル 2A 燃料電極 2B 酸化剤電極 3 燃料電池セル 4A 燃料電極 4B 酸化剤電極 5 単電池(固体高分子電解質型燃料電池の) 6A セパレータ 6B セパレータ 7C 電解質層(PE膜) 74 角部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 2A Fuel electrode 2B Oxidant electrode 3 Fuel cell 4A Fuel electrode 4B Oxidant electrode 5 Single cell (of solid polymer electrolyte type fuel cell) 6A Separator 6B Separator 7C Electrolyte layer (PE film) 74 Corner

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて
直流電力を発電する燃料電池セルと、この燃料電池セル
の両側に配置されて,燃料電池セルに燃料ガスまたは酸
化剤ガスを供給するための複数個のガス流通溝を有する
セパレータとを備え、 燃料電池セルは、固体高分子電解質膜でなる電解質層
と、この電解質層の二つの主面のそれぞれに密着して配
置されて,電解質層の面方向の外形寸法よりも小さい面
方向の外形寸法を持つ電極とを有するものであり、 セパレータは、燃料電池セルと対向する側の側面に、複
数個のガス流通用の凹状の溝と、互いに隣接する凹状の
溝の間に介在する凸状の隔壁とが形成されているもので
ある、 固体高分子電解質型燃料電池において、 燃料電池セルの備える電極は、その角部を円弧状に形成
したものである、ことを特徴とする固体高分子電解質型
燃料電池。
1. A fuel cell which receives a supply of a fuel gas and an oxidant gas to generate DC power, and is disposed on both sides of the fuel cell to supply the fuel cell or the oxidant gas to the fuel cell. And a separator having a plurality of gas flow grooves for the fuel cell. The fuel cell is disposed in close contact with each of the two main surfaces of the electrolyte layer made of a solid polymer electrolyte membrane and the electrolyte. An electrode having an outer dimension in the plane direction smaller than the outer dimension in the plane direction of the layer.The separator has a plurality of concave grooves for gas flow on the side surface on the side facing the fuel cell unit. In a solid polymer electrolyte fuel cell, an electrode provided in the fuel cell has an arc-shaped corner portion. What formed A solid polymer electrolyte fuel cell.
【請求項2】燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給を受けて
直流電力を発電する燃料電池セルと、この燃料電池セル
の両側に配置されて,燃料電池セルに燃料ガスまたは酸
化剤ガスを供給するための複数個のガス流通溝を有する
セパレータとを備え、 燃料電池セルは、固体高分子電解質膜でなる電解質層
と、この電解質層の二つの主面のそれぞれに密着して配
置されて,電解質層の面方向の外形寸法よりも小さい面
方向の外形寸法を持つ電極とを有するものであり、 セパレータは、燃料電池セルと対向する側の側面に、複
数個のガス流通用の凹状の溝と、互いに隣接する凹状の
溝の間に介在する凸状の隔壁とが形成されているもので
ある、 固体高分子電解質型燃料電池において、 燃料電池セルの備える電極は、その角部に面取が施され
たものである、ことを特徴とする固体高分子電解質型燃
料電池。
2. A fuel cell for receiving a supply of a fuel gas and an oxidant gas to generate DC power, and disposed on both sides of the fuel cell to supply the fuel cell or the oxidant gas to the fuel cell. And a separator having a plurality of gas flow grooves for the fuel cell. The fuel cell is disposed in close contact with each of the two main surfaces of the electrolyte layer made of a solid polymer electrolyte membrane and the electrolyte. An electrode having an outer dimension in the plane direction smaller than the outer dimension in the plane direction of the layer.The separator has a plurality of concave grooves for gas flow on the side surface on the side facing the fuel cell unit. In the polymer electrolyte fuel cell, an electrode provided in the fuel cell has a chamfer at a corner thereof. It was given A solid polymer electrolyte fuel cell.
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