JP3334700B2 - Polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

Polymer electrolyte fuel cell

Info

Publication number
JP3334700B2
JP3334700B2 JP2000068309A JP2000068309A JP3334700B2 JP 3334700 B2 JP3334700 B2 JP 3334700B2 JP 2000068309 A JP2000068309 A JP 2000068309A JP 2000068309 A JP2000068309 A JP 2000068309A JP 3334700 B2 JP3334700 B2 JP 3334700B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer electrolyte
water
separator
fuel cell
gas
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000068309A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001256987A (en
Inventor
雅夫 山本
順二 新倉
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.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2000068309A priority Critical patent/JP3334700B2/en
Publication of JP2001256987A publication Critical patent/JP2001256987A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3334700B2 publication Critical patent/JP3334700B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H01M8/0254Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form corrugated or undulated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2483Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223Composites
    • H01M8/0228Composites in the form of layered or coated products
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子電解質型燃
料電池に関するものであり、特に単電池を構成するセパ
レータの反応ガス通流溝の構成に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell, and more particularly to a structure of a reaction gas flow groove of a separator constituting a unit cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は、高分子電解質型燃料電池の単電
池の基本構成の概略を示す断面図である。水素イオン伝
導性高分子電解質膜11の両側に、燃料極12と酸化剤極
13とを配置する。さらにその両外側に、燃料極12に燃
料ガス、酸化剤極13に酸化剤ガスをそれぞれ供給する複
数本の反応ガス通流溝15と、冷却水を通流して電池を
適正温度に維持するための冷却水流通溝16とを備えた
セパレータ14を、反応ガス通流溝15が燃料極12あ
るいは酸化剤極13に面するように配置し、ガスシール
体17により気密に保持して単電池を構成する。
2. Description of the Related Art FIG. 1 is a sectional view schematically showing a basic structure of a unit cell of a polymer electrolyte fuel cell. A fuel electrode 12 and an oxidant electrode are provided on both sides of the proton conductive polymer electrolyte membrane 11.
13 and place. Further, on both outer sides thereof, a plurality of reaction gas flow grooves 15 for supplying a fuel gas to the fuel electrode 12 and an oxidant gas to the oxidant electrode 13, respectively, and a cooling water to flow therethrough to maintain the battery at an appropriate temperature. The separator 14 provided with the cooling water flow groove 16 is disposed so that the reaction gas flow groove 15 faces the fuel electrode 12 or the oxidant electrode 13, and is kept airtight by a gas seal body 17, and the unit cell is formed. Constitute.

【0003】図2は、図1の構成の単電池を積層して構
成される燃料電池積層体の構成を概略的に示した側面図
である。複数の単電池21を積層し、その両端に集電板
22を配置し、さらにその外側に電気絶縁の機能を果た
す絶縁板23を配置し、締付板24で挟み、締付ボルト
25、皿バネ26、締付ナット27を用いて締め付け、
加圧して保持する。
FIG. 2 is a side view schematically showing the structure of a fuel cell stack formed by stacking the unit cells having the structure shown in FIG. A plurality of unit cells 21 are stacked, a current collecting plate 22 is disposed at both ends thereof, and an insulating plate 23 having an electric insulation function is disposed outside the cells 21. The insulating plate 23 is sandwiched by a tightening plate 24, a tightening bolt 25, and a plate. Tighten using a spring 26 and a tightening nut 27,
Press and hold.

【0004】図3は、単電池を構成するセパレータ31
を、電極側から見た概略側面図である。セパレータ31
の電極領域32に面する中央部には、複数本のガス通流溝
33を平行に配置する。外部より供給される反応ガス、
すなわち水素等の燃料ガス、あるいは空気等の酸化剤ガ
スは、上部に設けられた ガス入口34より入口側マニ
ホールド35へと送られ、分配され、ガス通流溝33を
上流側から下流側へ通流し、下部のガス出口36から外
部に排出される。
FIG. 3 shows a separator 31 constituting a unit cell.
FIG. 3 is a schematic side view as viewed from the electrode side. Separator 31
A plurality of gas flow grooves 33 are arranged in parallel in a central portion facing the electrode region 32 of the first embodiment. Reaction gas supplied from outside,
That is, a fuel gas such as hydrogen or an oxidizing gas such as air is sent from an upper gas inlet 34 to an inlet manifold 35 and distributed there, and flows through a gas flow groove 33 from an upstream side to a downstream side. Then, the gas flows out from the lower gas outlet 36 to the outside.

【0005】高分子電解質膜には、スルホン酸基を有す
るポリスチレン系の陽イオン交換膜をカチオン導電性膜
として使用したもの、フロロカーボンスルホン酸とポリ
ビニリデンフロライドの混合膜、あるいはフロロカーボ
ンマトリクスにトリフロロエチレンをグラファイト化し
たもの、パーフロロカーボンスルホン酸(米国デュポン
社製、商品名;ナフィオン膜)等が用いられる。これら
の高分子電解質膜は分子中にプロトン(水素イオン)交
換基を備えており、飽和に含水された状態で比抵抗が常
温で20Ωcm以下となり、プロトン導電性電解質とし
て機能する。膜の飽和含水量は温度によって可逆的に変
化する。
As the polymer electrolyte membrane, a polystyrene-based cation exchange membrane having a sulfonic acid group is used as a cation conductive membrane, a mixed membrane of fluorocarbon sulfonic acid and polyvinylidene fluoride, or a trifluorocarbon matrix formed of trifluorocarbon. Graphite of ethylene, perfluorocarbon sulfonic acid (trade name, manufactured by Dupont, USA; Nafion membrane) and the like are used. These polymer electrolyte membranes have a proton (hydrogen ion) exchange group in the molecule, and have a specific resistance of 20 Ωcm or less at room temperature when saturated with water, and function as a proton conductive electrolyte. The saturated water content of the membrane changes reversibly with temperature.

【0006】燃料極と酸化剤極は、ともに触媒層とこれ
を支持する電極基材とからなり、触媒層を固体高分子電
解質膜に密着させて配置し、燃料極に燃料ガスである水
素を、酸化剤極に酸化剤ガスである酸素あるいは空気を
供給すると、それぞれの触媒層と固体高分子電解質膜と
の界面に三相界面が形成され、以下の電気的な化学反応
が起こる。
Each of the fuel electrode and the oxidizer electrode comprises a catalyst layer and an electrode substrate supporting the catalyst layer. The catalyst layer is disposed in close contact with the solid polymer electrolyte membrane, and hydrogen as a fuel gas is supplied to the fuel electrode. When oxygen or air as an oxidant gas is supplied to the oxidant electrode, a three-phase interface is formed at the interface between each catalyst layer and the solid polymer electrolyte membrane, and the following electrical chemical reaction occurs.

【0007】 (1) H2→2H++2e- ・・・・・・・ 燃料極 (2) 2H++1/2O2+2e-→H2O ・・・・ 酸化剤極 この反応では、水素と酸素が反応して水が生成する。触
媒層は一般に微小な粒子状の白金触媒と撥水性を備えた
フッ素樹脂で形成し、反応ガスが三相界面まで効率的に
拡散できるように細孔を形成する。なお、この反応によ
り各単電池で発生する電圧は0.7ボルト程度であるた
め、実用的な電圧に高めるために、図2に示したよう
に、多数の単電池を積層して燃料電池積層体を形成して
使用する。
[0007] (1) H 2 → 2H ++ 2e - ······· fuel electrode (2) 2H ++ 1 / 2O 2 + 2e - → H 2 O ···· oxidant electrode in this reaction, hydrogen and oxygen are reacted Water is produced. The catalyst layer is generally formed of a fine particulate platinum catalyst and a water-repellent fluororesin, and has pores formed so that the reaction gas can efficiently diffuse to the three-phase interface. Since the voltage generated in each cell by this reaction is about 0.7 volt, in order to increase the voltage to a practical level, as shown in FIG. Form and use.

【0008】また、高分子電解質膜の比抵抗を小さくし
て発電効率を高く維持するために、通常70〜90℃の
運転温度で用いられる。前述したように、高分子電解質
型燃料電池においては、高分子電解質膜を飽和に含水さ
せることにより膜の比抵抗が小さくなり、膜はプロトン
導電性電解質として機能する。従って、高分子電解質型
燃料電池の発電効率を維持するためには、膜の含水状態
を飽和に維持することが必要となる。このため、反応ガ
スに水を供給して反応ガスの湿度を高めて燃料電池へ供
給することにより、膜からガスへの水の蒸発を抑えて、
膜の乾燥を防止する方法が採用されている。
Further, in order to keep the specific resistance of the polymer electrolyte membrane low and to keep the power generation efficiency high, it is usually used at an operating temperature of 70 to 90 ° C. As described above, in a polymer electrolyte fuel cell, the specific resistance of the polymer electrolyte membrane is reduced by saturating the polymer electrolyte membrane with water, and the membrane functions as a proton conductive electrolyte. Therefore, in order to maintain the power generation efficiency of the polymer electrolyte fuel cell, it is necessary to maintain the water-containing state of the membrane at saturation. Therefore, by supplying water to the reaction gas to increase the humidity of the reaction gas and supply it to the fuel cell, water evaporation from the membrane to the gas is suppressed,
A method for preventing drying of the film is employed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
化学反応式(1)、(2)で示したように、燃料電池の
発電に際して、反応生成物として水が生成され、この反
応生成水は余剰の反応ガスとともに燃料電池の外部に排
出される。このため、単電池内の反応ガスに含まれる水
分の量が反応ガスの流れ方向で差異を生じ、反応ガスの
上流側すなわち入口側に比べ、下流側すなわち出口側で
反応生成水に相当する量だけ多量に水分が含まれること
となる。
However, as shown by the above chemical reaction formulas (1) and (2), water is generated as a reaction product during the power generation of the fuel cell, and the water generated by the reaction is surplus. Is discharged to the outside of the fuel cell together with the reaction gas. For this reason, the amount of water contained in the reaction gas in the single cell causes a difference in the flow direction of the reaction gas, and the amount corresponding to the reaction product water on the downstream side, ie, the outlet side, compared with the upstream side, ie, the inlet side, of the reaction gas. Only a large amount of water will be contained.

【0010】このために膜の含水状態を飽和に維持する
ために飽和状態に加湿した反応ガスを単電池に供給する
と、出口側では水蒸気が過飽和となり、水滴となって混
在する。この様に反応ガス中に液体状態の水滴が含まれ
ることになると、水の表面張力が大きいために反応ガス
通流路となるセパレータのガス通流溝に水滴となって停
滞し、さらには通路を塞いでガスの流れを阻害する事態
が生じる。この傾向は多量の水分が存在するセパレータ
下流側で顕著であり、その結果、反応ガスの供給量が不
足したり、電池特性の低下をもたらす可能性がある。
[0010] For this reason, when a reaction gas humidified to a saturated state is supplied to a unit cell in order to maintain the water-containing state of the membrane in a saturated state, water vapor becomes supersaturated at the outlet side and is mixed as water droplets. As described above, when the reaction gas contains water droplets in a liquid state, the surface tension of the water is large, so that water droplets are stagnated in the gas flow grooves of the separator, which is a reaction gas flow path, and furthermore, the reaction gas is stopped. Obstructing the gas flow by blocking the gas. This tendency is remarkable on the downstream side of the separator where a large amount of water is present. As a result, there is a possibility that the supply amount of the reaction gas is insufficient or the battery characteristics are deteriorated.

【0011】本発明は上記した従来技術の問題点を考慮
してなされたものであり、本発明の目的は、化学反応の
結果、ガス通流溝に発生した水滴を効率よく燃料電池の
外部に排出する手段を提供し、反応ガスが安定して均一
に通流する高分子電解質型燃料電池を実現することにあ
る。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to efficiently remove water droplets generated in a gas flow groove as a result of a chemical reaction to the outside of a fuel cell. It is another object of the present invention to provide a polymer electrolyte fuel cell in which a reaction gas is provided to stably and uniformly flow.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め本発明の高分子電解質型燃料電池は、水素イオン伝導
性高分子電解質膜と、前記水素イオン伝導性高分子電解
質膜を挟む位置に配置した一対の電極とを具備した単電
池を、前記電極の一方に水素を含む燃料ガスを供給排出
し、他方に酸素を含む酸化剤ガスを供給排出するガス流
通路を形成した一対の導電性セパレータを介して積層し
た高分子電解質型燃料電池において、前記セパレータの
ガス通流路の表面に、レジスト材料で構成した凸部を形
成したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention comprises a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane and a position interposing the hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane therebetween. A unit cell having a pair of electrodes arranged therein is provided with a pair of conductive members each having a gas flow passage for supplying and discharging a fuel gas containing hydrogen to one of the electrodes and supplying and discharging an oxidizing gas containing oxygen to the other. In a polymer electrolyte fuel cell stacked with a separator interposed therebetween, a protrusion made of a resist material is formed on the surface of the gas passage of the separator.

【0013】このとき、ガス通流路において、レジスト
材料で構成した凸部の表面積が、ガス流通の方向に対し
て上流側から下流側に向かって大きくなっていることが
有効である。
At this time, it is effective that the surface area of the convex portion made of the resist material in the gas passage increases from the upstream side to the downstream side in the gas flow direction.

【0014】また、レジスト材料の水に対する接触角が
90度よりも小さいことが有効である。
It is effective that the contact angle of the resist material to water is smaller than 90 degrees.

【0015】また、ガス流通の方向に対して上流側と下
流側で異なるレジスト材料で凸部を形成したことが有効
である。
It is effective that the convex portions are formed of different resist materials on the upstream side and the downstream side with respect to the gas flow direction.

【0016】このとき、上流部に配置したレジスト材料
の水に対する接触角が90度より大きく、下流部に配置
したレジスト材料の水に対する接触角が90度より小さ
いことが有効である。
At this time, it is effective that the contact angle of the resist material disposed on the upstream portion with water is larger than 90 degrees and the contact angle of the resist material disposed on the downstream portion with water is smaller than 90 degrees.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明は、高分子電解質膜からな
る電解質層の両主面に電極層を配置し、さらにその両外
面にガス通流溝を備えたセパレータを配置して単電池と
し、この単電池を積層して燃料電池積層体を形成し、一
方のセパレータのガス通流溝に燃料ガス、また他方のセ
パレータのガス通流溝に酸化剤ガスを通流する固体高分
子電解質型燃料電池において、セパレータのガス通流溝
表面に、レジスト材料で構成される凸部が形成されてい
ることを特徴とする。上記の構成によって、凸部が形成
されない場合と比べると、実際の表面積が向上するため
に、生成水はセパレータ表面とより小さな接触角を成し
て水滴となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention provides a single cell by arranging electrode layers on both main surfaces of an electrolyte layer comprising a polymer electrolyte membrane, and further arranging separators provided with gas flow grooves on both outer surfaces thereof. A solid polymer electrolyte type in which the unit cells are stacked to form a fuel cell stack, in which fuel gas flows through the gas flow grooves of one separator and oxidant gas flows through the gas flow grooves of the other separator. A fuel cell is characterized in that a protrusion made of a resist material is formed on the surface of a gas flow groove of a separator. According to the above configuration, since the actual surface area is increased as compared with the case where no convex portion is formed, the generated water forms a smaller contact angle with the separator surface and becomes water droplets.

【0018】これは以下の作用による。図10(a)
は、通流溝に凸部が形成されていない場合の、水滴と通
流溝表面及びそれらを取り巻く気体(今回の場合は水素
または酸素)の力学的な平衡状態を示す図である。通流
溝表面の表面エネルギーをγs、水滴の表面エネルギー
をγL、通流溝表面と水滴の界面エネルギーをγSLとし
た場合、水滴、通流溝表面及び気体は(式1)の関係を
示し、この式から水滴の接触角θが決定される。
This is due to the following operation. FIG. 10 (a)
FIG. 4 is a diagram showing a dynamic equilibrium state between water droplets, the surface of a flow groove, and a gas (in this case, hydrogen or oxygen) surrounding the water droplet and the flow groove when no protrusion is formed in the flow groove. When the surface energy of the flow groove surface is γs, the surface energy of the water droplet is γL, and the interfacial energy between the flow groove surface and the water droplet is γSL, the water droplet, the flow groove surface and the gas show the relationship of (Equation 1), The contact angle θ of the water droplet is determined from this equation.

【0019】一方、図10(b)は通流溝に凸部が形成
された場合の水滴と通流溝表面及び気体の力学的な平衡
状態を示す図である。通流溝表面の表面エネルギーをγ
s、水滴の表面エネルギーをγL、通流溝表面と水滴の界
面エネルギーをγSLとし、また(式3)で示される見か
けの表面積Saに対する実際の表面積Sbの割合をrで表し
た場合、水滴、通流溝表面及び気体は(式2)の関係を
示し、この状態に於いては通流溝表面/水滴界面及び通
流溝表面/気体界面の表面積が大きくなるために、水
滴、通流溝表面及び気体の関係式は(式2)になり、そ
の結果、水滴の接触角は凸部が形成されていない場合に
比べ、小さくなることによる。
On the other hand, FIG. 10 (b) is a diagram showing a dynamic equilibrium between water droplets, the surface of the flow groove, and gas when a convex portion is formed in the flow groove. Let the surface energy of the flow channel surface be γ
s, the surface energy of the water droplet is γL, the interfacial energy between the flow groove surface and the water droplet is γSL, and the ratio of the actual surface area Sb to the apparent surface area Sa represented by (Equation 3) is represented by r. The surface of the flow groove and the gas show the relationship of (Equation 2). In this state, since the surface area of the surface of the flow groove / water droplet interface and the surface area of the surface of the flow groove / gas interface become large, water droplets and the flow groove The relational expression between the surface and the gas is given by (Equation 2), and as a result, the contact angle of the water droplet is smaller than that in the case where no convex portion is formed.

【0020】[0020]

【数1】 (Equation 1)

【0021】[0021]

【数2】 (Equation 2)

【0022】[0022]

【数3】 (Equation 3)

【0023】この作用によって水滴は、ガス通流溝を閉
塞するほどの水滴には成長せず、通流溝の表面を伝っ
て、ガス通流溝に留まることなく、所定の流路まで導か
れることになり、生成水の排水効率が向上し、反応ガス
が安定して通流するようになり、高分子電解質型燃料電
池の性能の悪化を抑えることが可能になる。
Due to this action, the water droplet does not grow into a water droplet enough to close the gas flow groove, but is guided along the surface of the flow groove and to a predetermined flow path without remaining in the gas flow groove. As a result, the drainage efficiency of the generated water is improved, the reactant gas flows stably, and deterioration of the performance of the polymer electrolyte fuel cell can be suppressed.

【0024】また本発明の燃料電池は、ガス通流溝にお
いて、レジスト材料で占有される表面積がガス通流溝の
上流側と下流側で異なることを特徴とする。セパレータ
の上流側と下流側では前記したように水分量が異なるわ
けであるが、前記構成によって上流側及び下流側でそれ
ぞれ効率的な排水に適した接触角を与えることができ、
水滴は通流溝に留まることなく、所定の流路まで導かれ
ることになり、反応ガスが安定して通流するようにな
り、固体高分子電解質型燃料電池の性能の悪化を抑える
ことが可能になる。
Further, the fuel cell according to the present invention is characterized in that the surface area occupied by the resist material in the gas flow grooves differs between the upstream side and the downstream side of the gas flow grooves. Although the amount of water is different between the upstream side and the downstream side of the separator as described above, it is possible to provide a contact angle suitable for efficient drainage on the upstream side and the downstream side, respectively, by the configuration,
The water droplets are guided to a predetermined flow path without staying in the flow channel, and the reaction gas flows stably, which can suppress the deterioration of the performance of the polymer electrolyte fuel cell become.

【0025】また、本発明の燃料電池は、ガス通流溝の
下流側でのレジスト材料の占有表面積がガス通流溝上流
側でのレジスト材料の占有表面積に比べ大きいことを特
徴とする。前記構成によって、上流側ではより撥水性が
強調され、通流溝表面からの束縛力が緩和されるため
に、上流側の少量の水は効率よく下流側に運ばれ、また
下流側では前記した同様の作用により水滴は通流溝表面
と小さな接触角を成すために、下流側にたまった大量の
水は通流溝壁面に広がって所定の流路まで導かれること
になり、生成水の排水効率が向上し、反応ガスが安定し
て通流するようになり、高分子電解質型燃料電池の性能
の悪化を抑えることが可能になる。
Further, the fuel cell of the present invention is characterized in that the occupied surface area of the resist material on the downstream side of the gas flow groove is larger than the occupied surface area of the resist material on the upstream side of the gas flow groove. Due to the above configuration, the water repellency is emphasized more on the upstream side, and the binding force from the surface of the flow groove is reduced, so that a small amount of water on the upstream side is efficiently carried to the downstream side, and the downstream side is described above. By the same action, the water droplets make a small contact angle with the surface of the flow groove, so a large amount of water accumulated on the downstream side spreads on the wall of the flow groove and is guided to a predetermined flow path, and the generated water is drained. The efficiency is improved, the reaction gas flows stably, and the deterioration of the performance of the polymer electrolyte fuel cell can be suppressed.

【0026】また、本発明の燃料電池は、レジスト材料
の水に対する接触角が90度よりも小さいことを特徴と
する。前記構成によって、(式2)に従って、下流側で
は水滴の接触角がより小さくなるために、下流側にたま
った大量の水は壁面に広がって所定の流路まで導かれる
ことになり、生成水の排水効率が向上し、反応ガスが安
定して通流するようになり、固体高分子電解質型燃料電
池の性能の悪化を抑えることが可能になる。
The fuel cell according to the present invention is characterized in that the contact angle of the resist material with water is smaller than 90 degrees. According to the above-described configuration, the contact angle of the water droplet becomes smaller on the downstream side according to (Equation 2), so that a large amount of water accumulated on the downstream side spreads on the wall surface and is guided to a predetermined flow path, and the generated water The drainage efficiency of the fuel cell is improved, and the reactant gas flows stably, so that deterioration of the performance of the solid polymer electrolyte fuel cell can be suppressed.

【0027】また、本発明の燃料電池は、セパレータの
ガス通流溝の上流側表面には第1のレジスト材料で構成
される凸部が設けられ、ガス通流溝の下流側表面には第
2のレジスト材料で構成される凸部が設けられているこ
とを特徴とする。セパレータの上流側と下流側では前記
したように水分量が異なるわけであるが、前記構成によ
って上流側及び下流側でそれぞれ効率的な排水に適した
接触角を与えることができ、水滴は通流溝に留まること
なく、所定の流路まで導かれることになり、反応ガスが
安定して通流するようになり、固体高分子電解質型燃料
電池の性能の悪化を抑えることが可能になる。
Further, in the fuel cell of the present invention, a convex portion made of the first resist material is provided on the upstream surface of the gas flow groove of the separator, and the projection is formed on the downstream surface of the gas flow groove. 2 is provided with a convex portion made of a resist material. Although the amount of water is different between the upstream side and the downstream side of the separator as described above, a contact angle suitable for efficient drainage can be given on the upstream side and the downstream side, respectively, by the above-described configuration, and water droplets flow The reaction gas is guided to a predetermined flow path without remaining in the groove, so that the reactant gas flows stably, and deterioration of the performance of the solid polymer electrolyte fuel cell can be suppressed.

【0028】このとき、第1のレジスト材料の水に対す
る接触角が90度より大きく、第2のレジスト材料の水
に対する接触角が90度より小さいことを特徴とする。
前記構成によって、(式2)に従って、セパレータ上流
側ではより撥水性が強調され、通流溝表面からの束縛力
が緩和されるために、上流側の少量の水は効率よく下流
側に運ばれ、また下流側では同じく(式2)に従って、
水滴は通流溝表面とより小さな接触角を成すために、下
流側にたまった大量の水は通流溝壁面に広がって所定の
流路まで導かれることになり、生成水の排水効率が向上
し、反応ガスが安定して通流するようになり、固体高分
子電解質型燃料電池の性能の悪化を抑えることが可能に
なる。
At this time, the contact angle of the first resist material to water is larger than 90 degrees, and the contact angle of the second resist material to water is smaller than 90 degrees.
According to the above configuration, according to (Equation 2), the water repellency is emphasized more on the upstream side of the separator, and the binding force from the surface of the flow groove is reduced, so that a small amount of water on the upstream side is efficiently carried to the downstream side. , And on the downstream side, similarly according to (Equation 2),
Since the water droplets make a smaller contact angle with the flow groove surface, a large amount of water accumulated on the downstream side spreads on the flow groove wall surface and is guided to a predetermined flow path, improving the drainage efficiency of generated water However, the reaction gas flows stably, and the deterioration of the performance of the solid polymer electrolyte fuel cell can be suppressed.

【0029】以上のセパレータを作成するためには、レ
ジスト材料をネガタイプの材料とし、これによって、光
遮光部下に位置する集電部上のレジストは完全に未硬化
状態になるので、洗浄によって完全に除去することがで
きるので、セパレータ自体の導電性は損なわれることは
なく、固体高分子電解質型燃料電池の性能の低下を回避
できる。そして、セパレータのガス通流溝表面にレジス
ト材料の塗膜を設ける第1の工程と、該セパレータに光
遮光部と光開口部を有するマスクを平行に配置する第2
の工程と、レジスト塗膜にマスクを介して光を照射しレ
ジストを硬化させる第3の工程と、セパレータを洗浄し
レジスト未硬化部を取り除く第4の工程と、固体高分子
電解質膜からなる電解質層の両主面に電極層を配置し、
その両方の外側に前記第1から第4の工程を経て作製し
たセパレータを該セパレータのガス通流溝が電極層側を
向くように配置する第5の工程とを含む製造方法で行う
ことができる。
In order to form the above-mentioned separator, the resist material is made of a negative type material. As a result, the resist on the current collecting portion located under the light shielding portion is completely uncured. Since the separator can be removed, the conductivity of the separator itself is not impaired, and a decrease in the performance of the solid polymer electrolyte fuel cell can be avoided. Then, a first step of providing a coating film of a resist material on the gas flow groove surface of the separator, and a second step of disposing a mask having a light shielding part and a light opening part in the separator in parallel.
A third step of irradiating the resist coating film with light through a mask to cure the resist, a fourth step of washing the separator and removing the uncured portion of the resist, and an electrolyte comprising a solid polymer electrolyte membrane. Placing electrode layers on both major surfaces of the layer,
And a fifth step of arranging the separators produced through the first to fourth steps on both outer sides so that the gas flow grooves of the separator face the electrode layer side. .

【0030】前記製造法によって、セパレータのガス通
流溝にレジスト材料からなる凸部を効率よく形成するこ
とができる。これはマスクの光開口部を通して光が照射
される部分ではレジストが硬化し、またマスクで光が遮
光される部分ではレジストは未硬化のまま存在し、また
未硬化レジストは洗浄工程で完全に除去されるためであ
る。
According to the above-described manufacturing method, a convex portion made of a resist material can be efficiently formed in the gas flow groove of the separator. This is because the resist is hardened in the area where light is irradiated through the light opening of the mask, the resist remains uncured in the area where light is blocked by the mask, and the uncured resist is completely removed by the cleaning process That is because

【0031】また、セパレータのガス通流溝表面にレジ
スト材料の塗膜を設ける第1の工程と、該セパレータに
光遮光部と光開口部を有するマスクを平行に配置する第
2の工程と、レジスト塗膜にマスクを介して光をマスク
及びセパレータに対して斜め方向から照射しレジストを
硬化させる第3の工程と、セパレータを洗浄しレジスト
未硬化部を取り除く第4の工程と、固体高分子電解質膜
からなる電解質層の両主面に電極層を配置し、その両方
の外側に前記第1から第4の工程を経て作製したセパレ
ータを該セパレータのガス通流溝が電極層側を向くよう
に配置する第5の工程とを含む製造方法を用いることが
できる。
A first step of providing a coating of a resist material on the surface of the gas flow groove of the separator; and a second step of arranging a mask having a light shielding portion and a light opening on the separator in parallel. A third step of curing the resist by irradiating the mask and the separator with light obliquely to the resist coating film through the mask, a fourth step of cleaning the separator and removing the uncured portion of the resist, Electrode layers are arranged on both main surfaces of an electrolyte layer composed of an electrolyte membrane, and the separators produced through the first to fourth steps are placed outside both of them so that the gas flow grooves of the separator face the electrode layer side. And a fifth step of arranging the steps.

【0032】前記製造法によって、セパレータのガス通
流溝表面の全面にわたりにレジスト材料からなる凸部を
効率よく形成することができる。これはマスクの光開口
部を通して光が斜め方向から入射することになり、マス
ク側から見て垂直面のみならず側面にも光が照射される
ため、通流溝の全ての面に光が照射されるために、全面
にわたりレジスト材料が硬化し、一方マスクで光が遮光
される部分ではレジストは未硬化のまま存在し、また未
硬化レジストは洗浄工程で完全に除去されるためであ
る。
According to the above manufacturing method, it is possible to efficiently form a projection made of a resist material over the entire surface of the gas flow groove of the separator. This means that light is incident obliquely through the light opening of the mask, and light is applied not only to the vertical surface but also to the side surface as viewed from the mask side, so that light is applied to all surfaces of the flow grooves. This is because the resist material is cured over the entire surface, while the resist remains uncured in the portion where light is shielded by the mask, and the uncured resist is completely removed in the cleaning step.

【0033】さらに、セパレータのガス通流溝表面にレ
ジスト材料の塗膜を設ける第1の工程と、該セパレータ
に光遮光部と光開口部を有するマスクを斜めに配置する
第2の工程と、レジスト塗膜にマスクを介して光を照射
しレジストを硬化させる第3の工程と、セパレータを洗
浄しレジスト未硬化部を取り除く第4の工程と、固体高
分子電解質膜からなる電解質層の両主面に電極層を配置
し、その両方の外側に前記第1から第4の工程を経て作
製したセパレータを該セパレータのガス通流溝が電極層
側を向くように配置する第5の工程とを含む製造方法を
用いることができる。
Further, a first step of providing a coating film of a resist material on the gas flow groove surface of the separator, and a second step of obliquely disposing a mask having a light shielding part and a light opening part on the separator, A third step of irradiating the resist coating film with light through a mask to cure the resist, a fourth step of cleaning the separator and removing uncured portions of the resist, and an electrolyte layer comprising a solid polymer electrolyte membrane. A fifth step of arranging the electrode layer on the surface, and arranging the separator prepared through the first to fourth steps on both outer sides such that the gas flow grooves of the separator face the electrode layer side. Manufacturing method can be used.

【0034】前記製造法によって、セパレータのガス通
流溝表面により微細化したレジスト材料からなる凸部を
効率よく形成することができ、排水効率が向上する。こ
れはマスクが通流溝表面に対して一定の角度を成して配
置されているために、マスクと通流溝表面の成す角度を
θとした場合、光開口部の面積はCOSθ倍になるために
レジスト凸部は微細化し全体として表面積が増大するた
めである。
According to the above-mentioned manufacturing method, a convex portion made of a finer resist material can be efficiently formed on the gas flow groove surface of the separator, and the drainage efficiency can be improved. This is because the mask is arranged at a constant angle with respect to the flow groove surface, so that if the angle formed between the mask and the flow groove surface is θ, the area of the optical aperture becomes COS θ times This is because the resist projections are finer and the surface area is increased as a whole.

【0035】このとき、マスクには光遮光部と光開口部
を設け、セパレータの集電部に位置する部分には光遮光
部が、通流溝に位置する部分には光遮光部と光開口部が
存在するように配置する。この構成によって、セパレー
タの集電部は完全にレジストが除去されるために集電部
の導電性が損なわれることがないので、導電性の低下に
よる電池性能の低下を抑えることができる。
At this time, the mask is provided with a light-shielding portion and an optical opening, and the light-shielding portion is located at the portion of the separator located at the current collector, and the light-shielding portion and the optical opening is located at the portion located at the flow groove. Arrange so that the part exists. With this configuration, since the resist is completely removed from the current collecting portion of the separator, the conductivity of the current collecting portion is not impaired, so that a decrease in battery performance due to a decrease in conductivity can be suppressed.

【0036】また、通流溝に位置する部分の光開口部ま
たは光遮光部の占有面積がセパレータ通流溝の上流側と
下流側で異なる製造方法を用いることができる。ことを
特徴とする。この構成によって、セパレータ通流溝の上
流側と下流側で、ガス通流溝において、レジスト材料で
占有される表面積を変えることができ、水滴は通流溝に
留まることなく、所定の流路まで導かれることになり、
反応ガスが安定して通流するようになり、固体高分子電
解質型燃料電池の性能の悪化を抑えることが可能にな
る。
Further, a manufacturing method can be used in which the area occupied by the light opening or the light shielding portion in the portion located in the flow channel is different between the upstream side and the downstream side of the separator flow channel. It is characterized by the following. With this configuration, the surface area occupied by the resist material can be changed in the gas flow groove on the upstream side and the downstream side of the separator flow groove, and the water droplet does not stay in the flow groove, but reaches a predetermined flow path. Will be led,
The reaction gas flows stably, and it is possible to suppress the deterioration of the performance of the solid polymer electrolyte fuel cell.

【0037】これは、セパレータの上流側と下流側では
前記したように水分量が異なるわけであるが、前記構成
にすることによって、上流側及び下流側でそれぞれ効率
的な排水に適した接触角を与えることができるためであ
る。
Although the amount of water is different between the upstream side and the downstream side of the separator as described above, by adopting the above configuration, the contact angles suitable for efficient drainage are respectively formed on the upstream side and the downstream side. Because it can be given.

【0038】また、本発明の燃料電池は、マスクの光開
口部の占有面積が上流側から下流側に向かうほど光開口
部の占有面積が大きくすることを特徴とする。この構成
によって、セパレータのガス通流溝でのレジスト材料の
占有表面積がガス通流溝上流側から下流側に向かうにつ
れて大きくすることができ、従って、上流側ではより撥
水性が強調され、通流溝表面からの束縛力が緩和される
ために、上流側の少量の水は効率よく下流側に運ばれ、
また下流側では前記した同様の作用により水滴は通流溝
表面と小さな接触角を成すために、下流側にたまった大
量の水は通流溝壁面に広がって所定の流路まで導かれる
ことになり、生成水の排水効率が向上し、反応ガスが安
定して通流するようになり、高分子電解質型燃料電池の
性能の悪化を抑えることが可能になる。
Further, the fuel cell according to the present invention is characterized in that the occupied area of the light opening increases from the upstream side to the downstream side of the mask. With this configuration, the surface area occupied by the resist material in the gas flow grooves of the separator can be increased from the upstream side to the downstream side of the gas flow grooves. Since the binding force from the groove surface is reduced, a small amount of water on the upstream side is efficiently carried to the downstream side,
On the downstream side, water droplets form a small contact angle with the surface of the flow groove by the same action as described above, so that a large amount of water accumulated on the downstream side spreads on the wall of the flow groove and is guided to a predetermined flow path. As a result, the drainage efficiency of the generated water is improved, the reactant gas flows stably, and deterioration of the performance of the polymer electrolyte fuel cell can be suppressed.

【0039】また、本発明の燃料電池は、レジスト材料
の水に対する接触角が90度よりも小さいことを特徴と
する。前記構成によって、(式2)に従って、下流側で
は水滴の接触角がより小さくなるために下流側にたまっ
た大量の水は壁面に広がって所定の流路まで導かれるこ
とになり、生成水の排水効率が向上し、反応ガスが安定
して通流するようになり、高分子電解質型燃料電池の性
能の悪化を抑えることが可能になる。この製造法は、レ
ジストをネガタイプの材料にすることで、光遮光部下に
位置する集電部上のレジストは完全に未硬化状態になる
ので、洗浄によって完全に除去することができるので、
セパレータ自体の導電性は損なわれることはなく、高分
子電解質型燃料電池の性能の低下を回避できる。
The fuel cell of the present invention is characterized in that the contact angle of the resist material with water is smaller than 90 degrees. According to the above configuration, according to (Equation 2), a large amount of water accumulated on the downstream side spreads on the wall surface and is guided to a predetermined flow path because the contact angle of the water droplet becomes smaller on the downstream side, and the generated water The drainage efficiency is improved, the reaction gas flows stably, and the deterioration of the performance of the polymer electrolyte fuel cell can be suppressed. In this manufacturing method, since the resist on the current collector located under the light shielding part is completely uncured by making the resist a negative type material, it can be completely removed by washing,
The conductivity of the separator itself is not impaired, and a decrease in the performance of the polymer electrolyte fuel cell can be avoided.

【0040】[0040]

【実施例】以上説明した本発明の構成及び作用をより明
らかにするために、図面を参照しながら本発明の形態を
実施例に基づき以下に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to clarify the configuration and operation of the present invention described above, embodiments of the present invention will be described below based on embodiments with reference to the drawings.

【0041】(実施例1)まず、本実施例のポイントで
あるセパレータの作成方法について説明する。図7は、
本発明の高分子電解質型燃料電池の実施例1に関わるセ
パレータの通流路の表面に、レジスト材料からなる凸部
を設ける工程を示した概念図である。
(Embodiment 1) First, a method of forming a separator, which is a point of this embodiment, will be described. FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a step of providing a convex portion made of a resist material on a surface of a flow passage of a separator according to a first embodiment of the polymer electrolyte fuel cell of the present invention.

【0042】図7の(a)に示したように、セパレータ
71としてカーボン粉末とフェノール樹脂を混合したも
のを一定の金型に入れ加圧状態で、加熱形成したものを
用い、このセパレータをポリビニルアルコール系のネガ
型レジストに1分間浸漬した後、取り出し通流路にレジ
スト塗膜72を設けた。続いて、図7の(b)に示した
ように、通流溝の存在する面に一定間隔で遮光部と光透
過部を有する光学マスク73を設置し、光源に超高圧水
銀灯を用いてマスク面から光74を照射した。その後、図
7の(c)に示したように、マスクを取り外し現像した
後、純水で洗浄し、110℃で焼成し、通流溝の側面の
うち、マスク面に対し垂直に位置する面にレジスト材料
からなる凸部75を設けた。こうして完成したレジスト凸
部の水に対する接触角を測定したところ、接触角は65
゜であった。
As shown in FIG. 7A, as a separator 71, a mixture of carbon powder and phenol resin was placed in a fixed mold and heated and formed under pressure. After being immersed in an alcohol-based negative resist for 1 minute, a resist coating film 72 was provided in the take-out passage. Subsequently, as shown in FIG. 7B, an optical mask 73 having a light-shielding portion and a light-transmitting portion is installed at regular intervals on the surface where the flow groove exists, and the mask is formed by using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source. Light 74 was irradiated from the surface. Thereafter, as shown in FIG. 7C, after removing and developing the mask, the mask is washed with pure water, baked at 110 ° C., and among the side surfaces of the flow groove, the surface located perpendicular to the mask surface. A convex portion 75 made of a resist material was provided. The contact angle of the completed resist convex portion with water was measured.
Was ゜.

【0043】つぎに、上述のセパレータを用いた水素イ
オン伝導性高分子電解質型燃料電池の作製方法を説明す
る。図4(a)は、本実施例の高分子電解質型燃料電池の
構成要素である単電池の分解断面図であり、図4(b)は
セパレータ通流溝の構造を概略的に示す拡大図である。
Next, a method of manufacturing a hydrogen ion conductive polymer electrolyte fuel cell using the above separator will be described. FIG. 4A is an exploded sectional view of a unit cell which is a component of the polymer electrolyte fuel cell according to the present embodiment, and FIG. 4B is an enlarged view schematically showing a structure of a separator passage groove. It is.

【0044】高分子電解質膜41を挟持する燃料極42
と酸化剤極43との両外面に、前述のセパレータの通流
路45、つまりは通流路の側面のうち、マスク面に対し
垂直に位置する面にレジスト材料からなる凸部を有する
セパレータ44を、反応ガス通流溝45が燃料極42あ
るいは酸化剤極43に面するように配置した後、ガスシ
ール体47で気密に保持する。本実施例では、高分子電
解質膜41として、ナフィオン膜(デュポン社製)を用
いた。
Fuel electrode 42 sandwiching polymer electrolyte membrane 41
The separator 44 having a protrusion made of a resist material on the outer surface of the separator 45 on both outer surfaces of the oxidizer electrode 43 and the passage 45 of the separator, that is, the side surface of the passage that is perpendicular to the mask surface. Is arranged so that the reaction gas flow groove 45 faces the fuel electrode 42 or the oxidant electrode 43, and is kept airtight by a gas seal body 47. In this example, a Nafion membrane (manufactured by DuPont) was used as the polymer electrolyte membrane 41.

【0045】一般的に、高分子電解質膜41の含水状態
を飽和に維持するために、飽和状態に加湿して供給する
反応ガスの水分、及び燃料電池の発電に際し生成した反
応生成水が、過飽和状態となって液化し、セパレータ4
4の反応ガス通流溝に水滴として付着する事態が生じる
ことが考えられる。しかし、本構成では、反応ガスの通
流路45の表面には、レジスト材料からなる凸部48を
設け、表面積が増大しているために、表面の濡れ性が強
調され、水滴は小さな接触角で通流路表面に広がるた
め、ガス通流溝を閉塞するほどの水滴には成長しない。
従って、通流路の表面を伝ってガス通流ろに留まること
なく、所定の流路まで導かれることになり、反応ガスの
供給が、不足する危険性が回避され、反応ガスが安定し
て均一に通流することとなる。
Generally, in order to maintain the water-containing state of the polymer electrolyte membrane 41 at saturation, the moisture of the reaction gas supplied by humidification to the saturation state and the reaction water generated during power generation of the fuel cell are supersaturated. Liquefied in the state, separator 4
It is conceivable that a situation may occur in which the droplets adhere to the reaction gas flow grooves 4 as water drops. However, in this configuration, a convex portion 48 made of a resist material is provided on the surface of the flow path 45 of the reaction gas, and the surface area is increased, so that the wettability of the surface is emphasized, and the water droplet has a small contact angle. And spreads on the surface of the flow channel, so that the water droplet does not grow enough to close the gas flow groove.
Therefore, the reaction gas is guided to a predetermined flow path without remaining in the gas flow filter along the surface of the communication flow path. It will flow uniformly.

【0046】なお、図4に示した構成では、セパレータ
に冷却水通流溝46を設けて単電池を冷却しているが、
これに限るものでなくセパレータ以外の別途構成部品に
この冷却機能を持たせてもよい。
In the structure shown in FIG. 4, the unit cell is cooled by providing the cooling water flow groove 46 in the separator.
The cooling function is not limited to this, and another component other than the separator may have the cooling function.

【0047】(実施例2)まず、セパレータの作成方法
について説明する。 図8は本実施例で作成したセパレ
ータの通流路の表面に、レジスト材料からなる凸部を設
ける工程を示した概念図である。
Embodiment 2 First, a method for forming a separator will be described. FIG. 8 is a conceptual diagram showing a process of providing a convex portion made of a resist material on the surface of the flow passage of the separator prepared in this example.

【0048】まず、図8(a)に示したように、セパレ
ータ81としてカーボン粉末とフェノール樹脂を混合し
たものを、一定の金型に入れ加圧状態で、加熱形成した
ものを用意し、このセパレータをポリビニルアルコール
系のネガ型レジストに1分間浸漬した後、取り出し通流
溝にレジスト塗膜82を設けた。続いて、図8(b)に
示したように、通流路の存在する面に一定間隔で遮光部
と光透過部を有する光学マスク83を設置し、光源に超
高圧水銀灯を用いてマスク面からマスク面に対して入射
角+45゜及び−45゜の光84を同時に照射した。そ
の後、図8(c)に示したように、マスクを取り外し、
現像した後、純水で洗浄し、110℃で焼成し、通流溝
の側面の全面に渡りレジスト材料からなる凸部85を設け
た。尚、こうして完成したレジスト凸部の水に対する接
触角を測定したところ、接触角は65゜であった。
First, as shown in FIG. 8A, a separator 81 prepared by mixing a mixture of carbon powder and a phenolic resin in a fixed mold and heating it under pressure is prepared. After the separator was immersed in a polyvinyl alcohol-based negative resist for 1 minute, a resist coating film 82 was provided in the takeout channel. Subsequently, as shown in FIG. 8B, an optical mask 83 having a light-shielding portion and a light-transmitting portion is provided at regular intervals on the surface where the communication channel exists, and the mask surface is formed by using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source. , The light 84 having the incident angles of + 45 ° and −45 ° was simultaneously applied to the mask surface. Thereafter, as shown in FIG. 8C, the mask is removed,
After the development, the substrate was washed with pure water, baked at 110 ° C., and a convex portion 85 made of a resist material was provided on the entire side surface of the flow groove. When the contact angle of the completed resist convex portion with water was measured, the contact angle was 65 °.

【0049】図5(a)は、本実施例の燃料電池の構成要
素である単電池の分解断面図であり、図5(b)はセパレ
ータ通流溝の構造を概略的に示す拡大図である。
FIG. 5A is an exploded sectional view of a unit cell which is a component of the fuel cell of this embodiment, and FIG. 5B is an enlarged view schematically showing the structure of the separator passage groove. is there.

【0050】高分子電解質膜51を挟持する燃料極52
と酸化剤極53の両外面に、前記のセパレータの通流路
55、つまりは通流溝の側面全面にわたりレジスト材料
からなる凸部を有するセパレータ54を、反応ガス通流
溝55が燃料極52 あるいは酸化剤極53に面するよ
うに配置し、ガスシール体57で気密に保持た。
Fuel electrode 52 sandwiching polymer electrolyte membrane 51
The separator 54 having a convex portion made of a resist material over the entire side surface of the flow channel of the separator, that is, the entire side surface of the flow channel, is provided on both outer surfaces of the oxidizer electrode 53 and the oxidizer electrode 53. Alternatively, it was arranged so as to face the oxidant electrode 53, and was kept airtight by a gas seal body 57.

【0051】本実施例では、高分子電解質膜51とし
て、ナフィオン膜(デュポン社製)を用いた。本構成に
おいては、セパレータ54の反応ガス通流溝に水滴とし
て付着する事態が生じても、反応ガス通流溝55の表面
にはレジスト材料からなる凸部58が設けられ、表面積
が増大しているために、表面の濡れ性が強調されるた
め、水滴は小さな接触角をなして通流溝表面に広がるた
め、ガス通流溝を閉塞するほどの水滴には成長せず、通
流溝表面を伝ってガス通流溝に留まることなく、所定の
流路まで導かれることになり、反応ガスの供給が不足す
る危険性が回避され反応ガスが安定して均一に通流する
こととなる。なお、図5に示した構成においては、セパ
レータに冷却水通流溝56を設けて単電池を冷却してい
るが、これに限るものでなくセパレータ以外の別途構成
部品にこの冷却機能を持たせてもよい。
In this embodiment, a Nafion membrane (manufactured by DuPont) was used as the polymer electrolyte membrane 51. In this configuration, even if a situation occurs where water droplets adhere to the reaction gas flow groove of the separator 54, a convex portion 58 made of a resist material is provided on the surface of the reaction gas flow groove 55, and the surface area increases. Because the wettability of the surface is emphasized, the water droplet spreads on the surface of the flow groove with a small contact angle, so it does not grow into a water droplet that closes the gas flow groove, and the surface of the flow groove Without being stopped in the gas flow groove, it is guided to a predetermined flow path, so that the risk of insufficient supply of the reaction gas is avoided, and the reaction gas flows stably and uniformly. In the configuration shown in FIG. 5, the unit cell is cooled by providing the cooling water flow groove 56 in the separator. However, the present invention is not limited to this. You may.

【0052】(実施例3)図9は、本発明の燃料電池の
セパレータの通流溝表面にレジスト材料からなる凸部を
設ける工程を示す概念図である。図9(a)に示したよ
うに、セパレータ91としてカーボン粉末とフェノール
樹脂を混合したものを一定の金型に入れ加圧状態で、加
熱形成したものを用意し、このセパレータをポリビニル
アルコール系のネガ型レジストに1分間浸漬した後、取
り出し通流溝にレジスト塗膜92を設けた。続いて図9
(b)に示したように、通流溝の存在する面に一定間隔
で遮光部と光透過部を有する光学マスク93をセパレー
タ及び通流溝に対して+45゜の角度をなして設置し、
光源に超高圧水銀灯を用いてマスク面からセパレータ及
び通流溝に対して垂直に光94を照射した。その後、図9
(a)に示したように、マスクを取り外し、現像した
後、純水で洗浄し、110℃で焼成し、通流溝の側面の
全面に渡りレジスト材料からなる凸部95を設けた。
(Embodiment 3) FIG. 9 is a conceptual view showing a step of providing a projection made of a resist material on the surface of a flow groove of a separator of a fuel cell according to the present invention. As shown in FIG. 9 (a), a separator 91 prepared by mixing a mixture of carbon powder and a phenol resin into a fixed mold and heating and preparing it under pressure is prepared. After being immersed in the negative resist for one minute, a resist coating film 92 was provided in the takeout channel. Subsequently, FIG.
As shown in (b), an optical mask 93 having a light-shielding portion and a light-transmitting portion at regular intervals on the surface where the flow groove is present is installed at an angle of + 45 ° with respect to the separator and the flow groove,
Light 94 was irradiated perpendicularly to the separator and the flow channel from the mask surface using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. Then, FIG.
As shown in (a), the mask was removed, developed, washed with pure water, baked at 110 ° C., and a convex portion 95 made of a resist material was provided on the entire side surface of the flow groove.

【0053】尚、こうして完成したレジスト凸部の水に
対する接触角を測定したところ、接触角は65゜であっ
た。
When the contact angle of the completed resist convex portion with water was measured, the contact angle was 65 °.

【0054】図6(a)は、本発明の燃料電池の単電池の
分解断面図であり、図6(b)はセパレータ通流溝の構造
を概略的に示す拡大図である。高分子電解質膜61を挟
持する燃料極62と酸化剤極63の両外面に、前記の方
法に従って作製した通流路65、つまりは通流溝の側面
全面にわたり、レジスト材料からなる凸部を有するセパ
レータ64を、反応ガス通流溝65が燃料極62あるい
は酸化剤極63に面するように配置し、ガスシール体6
7で気密に保持した。
FIG. 6A is an exploded sectional view of a unit cell of the fuel cell of the present invention, and FIG. 6B is an enlarged view schematically showing a structure of a separator passage groove. On both outer surfaces of the fuel electrode 62 and the oxidizer electrode 63 sandwiching the polymer electrolyte membrane 61, there are convex portions made of a resist material over the entire side surface of the flow channel 65, that is, the flow channel formed according to the method described above. The separator 64 is disposed so that the reaction gas flow groove 65 faces the fuel electrode 62 or the oxidant electrode 63.
At 7 it was kept airtight.

【0055】本実施例では、高分子電解質膜61とし
て、ナフィオン膜(デュポン社製)を用いた。本構成に
おいては、反応ガス通流溝65の表面には、レジスト材
料からなる凸部68が設けられ、表面積が増大している
ために、表面の濡れ性が強調される。このため、水滴は
小さな接触角をなして通流溝表面に広がるため、ガス通
流溝を閉塞するほどの水滴には成長せず、通流溝表面を
伝ってガス通流溝に留まることなく、所定の流路まで導
かれることになり、反応ガスの供給が不足する危険性が
回避され反応ガスが安定して均一に通流することとな
る。なお、図6に示した構成においては、セパレータに
冷却水通流溝66を設けて単電池を冷却しているが、こ
れに限るものでなくセパレータ以外の別途構成部品にこ
の冷却機能を持たせてもよい。
In this embodiment, a Nafion membrane (manufactured by DuPont) was used as the polymer electrolyte membrane 61. In the present configuration, a convex portion 68 made of a resist material is provided on the surface of the reaction gas flow groove 65, and the wettability of the surface is emphasized because the surface area is increased. For this reason, the water droplet spreads on the surface of the flow groove with a small contact angle, so that the water droplet does not grow to the extent that the gas flow groove is closed, and does not stay on the gas flow groove along the flow groove surface. Is led to a predetermined flow path, so that the risk of insufficient supply of the reaction gas is avoided, and the reaction gas flows stably and uniformly. In the configuration shown in FIG. 6, the separator is provided with cooling water flow grooves 66 to cool the unit cells. However, the present invention is not limited to this, and other components other than the separator may have this cooling function. You may.

【0056】(実施例4)セパレータの通流路における
光開口部の占有割合を、下流側に向かうにつれ大きくな
るマスクに変えた以外は、実施例1と全く同じ操作によ
って高分子電解質型燃料電池を作製した。
Example 4 A polymer electrolyte fuel cell was operated in exactly the same manner as in Example 1 except that the occupation ratio of the light opening in the flow passage of the separator was changed to a mask that increased toward the downstream side. Was prepared.

【0057】本構成においては、高分子電解質膜の含水
状態を飽和に維持するために飽和状態に加湿して供給す
る反応ガスの水分、及び燃料電池の発電に際し生成する
反応生成水が、過飽和状態となって液化し、セパレータ
の反応ガス通流溝に水滴として付着する事態が生じて
も、上流側ではより撥水性が強調され、通流溝表面から
の束縛力が緩和されるために、上流側の少量の水は効率
よく下流側に運ばれる。同時に、下流側では前記した同
様の作用により水滴は通流溝表面と小さな接触角を成す
ために、下流側にたまった大量の水は通流溝壁面に広が
って所定の流路まで導かれることになり、生成水の排水
効率が向上し、反応ガスが安定して通流するようにな
る。
In this configuration, the moisture of the reactant gas supplied by humidifying the polymer electrolyte membrane to a saturated state in order to maintain the water-containing state of the polymer electrolyte in a saturated state, and the reaction water generated in the power generation of the fuel cell are in a supersaturated state. Even if a situation occurs in which water droplets adhere to the reaction gas flow grooves of the separator as a result, the water repellency is emphasized more on the upstream side, and the binding force from the flow groove surface is alleviated. A small amount of water on the side is efficiently transported downstream. At the same time, on the downstream side, water droplets form a small contact angle with the surface of the flow groove by the same action as described above, so that a large amount of water accumulated on the downstream side spreads on the flow groove wall surface and is guided to a predetermined flow path. , The drainage efficiency of the generated water is improved, and the reactant gas flows stably.

【0058】以上の効果により、反応ガスの供給が不足
する危険性が回避され反応ガスが安定して均一に通流す
ることとなる。なお、本構成においては、セパレータに
冷却水通流溝を設けて単電池を冷却しているが、これに
限るものでなくセパレータ以外の別途構成部品にこの冷
却機能を持たせてもよい。
With the above effects, the risk of shortage of the supply of the reaction gas is avoided, and the reaction gas flows stably and uniformly. In this configuration, the separator is provided with a cooling water flow groove to cool the unit cells, but the present invention is not limited to this, and a separate component other than the separator may have this cooling function.

【0059】(実施例5)セパレータの通流路に設ける
レジスト材料を、上流側にはアクリル系の第1のレジス
ト材料に、また下流側にはポリビニルアルコール系の第
2のレジスト材料に変えた以外は、実施例1と全く同じ
操作によって、高分子電解質型燃料電池を作製した。
Example 5 The resist material provided in the flow passage of the separator was changed to an acrylic first resist material on the upstream side and a polyvinyl alcohol-based second resist material on the downstream side. Except for the above, a polymer electrolyte fuel cell was manufactured in exactly the same manner as in Example 1.

【0060】こうして完成したレジスト材料の凸部の水
に対する接触角を測定したところ、第1のレジスト材料
で95゜、第2のレジスト材料で65゜であった。本構
成においては、高分子電解質膜の含水状態を飽和に維持
するために飽和状態に加湿して供給される反応ガスの水
分、及び燃料電池の発電に際し生成された反応生成水の
水分が、過飽和状態となって液化し、セパレータの反応
ガス通流溝に水滴として付着する事態が生じても、上流
側ではより撥水性が強調され、通流溝表面からの束縛力
が緩和されるために、上流側の少量の水は効率よく下流
側に運ばれ、また下流側では前記した同様の作用により
水滴は通流溝表面と小さな接触角を成す。このために、
下流側にたまった大量の水は通流溝壁面に広がって所定
の流路まで導かれることになり、生成水の排水効率が向
上し、反応ガスが安定して通流するようになり、反応ガ
スの供給が不足する危険性が回避され反応ガスが安定し
て均一に通流することとなる。なお、本構成において
は、セパレータに冷却水通流溝を設けて単電池を冷却し
ているが、これに限るものでなくセパレータ以外の別途
構成部品にこの冷却機能を持たせてもよい。
The contact angle of the projections of the completed resist material with water was measured to be 95 ° for the first resist material and 65 ° for the second resist material. In this configuration, the moisture of the reaction gas supplied by being humidified to a saturated state in order to maintain the water-containing state of the polymer electrolyte at saturation, and the moisture of the reaction water generated during power generation of the fuel cell are supersaturated. Even if a situation occurs in which the liquid is liquefied and adheres to the reaction gas flow grooves of the separator as water droplets, the water repellency is emphasized on the upstream side, and the binding force from the flow groove surface is reduced, A small amount of water on the upstream side is efficiently conveyed to the downstream side, and on the downstream side, water droplets form a small contact angle with the surface of the flow groove by the same action as described above. For this,
A large amount of water accumulated on the downstream side spreads on the wall of the flow channel and is led to a predetermined flow path, improving the drainage efficiency of the generated water and allowing the reaction gas to flow stably. The danger of insufficient gas supply is avoided, and the reaction gas flows stably and uniformly. In this configuration, the separator is provided with a cooling water flow groove to cool the unit cells, but the present invention is not limited to this, and a separate component other than the separator may have this cooling function.

【0061】[0061]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、高分子電
解質型燃料電池で、セパレータのガス通流路の表面に、
レジスト材料で凸部を構成する。このとき、前記レジス
ト材料の水に対する接触角を90゜以下とし、レジスト
材料の占有表面積がガス通流溝上流側から下流側に向か
って大きくする、また、各セパレータのガス通流溝の上
流側表面には水に対する接触角が90度より大きい第1
のレジスト材料で構成される凸部を、ガス通流溝の下流
側表面には水に対する接触角が90度より小さい第2の
レジスト材料で構成される凸部を設けることで、反応ガ
ス通流溝での水滴による閉塞が抑制され、反応ガスが安
定して均一に通流する固体高分子電解質型燃料電池が得
れれることとなった。
As described above, according to the present invention, in the polymer electrolyte fuel cell, the surface of the gas passage of the separator is
Convex portions are made of a resist material. At this time, the contact angle of the resist material to water is set to 90 ° or less, the occupied surface area of the resist material increases from the upstream side to the downstream side of the gas flow groove, and the upstream side of the gas flow groove of each separator. The first surface has a contact angle to water greater than 90 degrees
By providing a convex portion made of a second resist material having a contact angle with water of less than 90 degrees on the downstream surface of the gas flow groove, Blockage due to water droplets in the grooves is suppressed, and a solid polymer electrolyte fuel cell in which the reaction gas flows stably and uniformly can be obtained.

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

【図1】高分子電解質型燃料電池の構成要素である単電
池の基本構成の概略を示す断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a basic configuration of a unit cell which is a constituent element of a polymer electrolyte fuel cell.

【図2】単電池を積層して構成する燃料電池積層体の構
成を概略的に示す側面図
FIG. 2 is a side view schematically showing a configuration of a fuel cell stack formed by stacking unit cells.

【図3】単電池を構成するセパレータを電極側から見た
概略側面図
FIG. 3 is a schematic side view of a separator constituting a unit cell viewed from an electrode side.

【図4】本発明の第1の実施例である高分子電解質型燃
料電池に用いた単電池の概略図
FIG. 4 is a schematic diagram of a unit cell used in a polymer electrolyte fuel cell according to a first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第2の実施例である高分子電解質型燃
料電池に用いた単電池の概略図
FIG. 5 is a schematic view of a unit cell used in a polymer electrolyte fuel cell according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例である高分子電解質型燃
料電池に用いた単電池の概略図
FIG. 6 is a schematic diagram of a unit cell used in a polymer electrolyte fuel cell according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施例で用いたセパレータの作
成工程を示した概念図
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a process of forming a separator used in the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例で用いたセパレータの作
成工程を示した概念図
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a process of forming a separator used in a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例で用いたセパレータの作
成工程を示した概念図
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a process of forming a separator used in a third embodiment of the present invention.

【図10】セパレータの通流路の表面での水滴の力学的
つり合いを示す概念図
FIG. 10 is a conceptual diagram showing the mechanical balance of water droplets on the surface of the passage of the separator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 高分子電解質膜 12 燃料極 13 酸化剤極 14 セパレータ 15 ガス通流路 16 冷却水流通路 17 ガスシール体 21 単電池 22 集電板 23 絶縁板 24 締付板 25 締付ボルト 26 皿バネ 27 締付ナット 31 セパレータ 32 電極領域 33 ガス通流路 34 ガス入口 35 マニホールド 36 ガス出口 41 高分子電解質膜 42 燃料極 43 酸化剤極 44 セパレータ 45 ガス通流路 46 冷却水通流路 47 ガスシール体 48 レジスト凸部 51 高分子電解質膜 52 燃料極 53 酸化剤極 54 セパレータ 55 ガス通流溝 56 冷却水通流溝 57 ガスシール体 58 レジスト凸部 61 高分子電解質膜 62 燃料極 63 酸化剤極 64 セパレータ 65 ガス通流溝 66 冷却水通流路 67 ガスシール体 68 レジスト凸部 71 通流路 72 レジスト塗膜 73 レジスト凸部 74 マスク 75 光 81 セパレータ通流路 82 レジスト塗膜 83 レジスト凸部 84 マスク 85 光 91 セパレータ通流路 92 レジスト塗膜 93 レジスト凸部 94 マスク 95 光 101 通流路表面 102 水滴 103 気体 104 凸部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Polymer electrolyte membrane 12 Fuel electrode 13 Oxidizer electrode 14 Separator 15 Gas passage 16 Cooling water passage 17 Gas seal 21 Cell 22 Current collector 23 Insulating plate 24 Tightening plate 25 Tightening bolt 26 Disc spring 27 Tightening With nut 31 Separator 32 Electrode area 33 Gas passage 34 Gas inlet 35 Manifold 36 Gas outlet 41 Polymer electrolyte membrane 42 Fuel electrode 43 Oxidant electrode 44 Separator 45 Gas passage 46 Cooling water passage 47 Gas seal body 48 Resist convex part 51 Polymer electrolyte membrane 52 Fuel electrode 53 Oxidant electrode 54 Separator 55 Gas flow groove 56 Cooling water flow groove 57 Gas seal body 58 Resist convex part 61 Polymer electrolyte membrane 62 Fuel electrode 63 Oxidant electrode 64 Separator 65 Gas flow groove 66 Cooling water flow path 67 Gas seal body 68 Resist convex part 7 REFERENCE SIGNS LIST 1 communication channel 72 resist coating 73 resist projection 74 mask 75 light 81 separator communication channel 82 resist coating 83 resist projection 84 mask 85 light 91 separator communication channel 92 resist coating 93 resist projection 94 mask 95 light 101 flow channel surface 102 water drop 103 gas 104 convex part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−22537(JP,A) 特開 平3−205763(JP,A) 特開 平7−235324(JP,A) 特開 平8−138692(JP,A) 特開 平11−97041(JP,A) 特開 平11−195422(JP,A) 特開2000−36309(JP,A) 特開2001−6708(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/02 H01M 8/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-54-22537 (JP, A) JP-A-3-205576 (JP, A) JP-A-7-235324 (JP, A) JP-A 8- JP 138692 (JP, A) JP-A-11-97041 (JP, A) JP-A-11-195422 (JP, A) JP-A 2000-36309 (JP, A) JP-A 2001-6708 (JP, A) (58) ) Surveyed field (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/02 H01M 8/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】水素イオン伝導性高分子電解質膜と、前記
水素イオン伝導性高分子電解質膜を挟む位置に配置した
一対の電極とを具備した単電池を、前記電極の一方に水
素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に酸素を含む酸化
剤ガスを供給排出するガス流通路を形成した一対の導電
性セパレータを介して積層した高分子電解質型燃料電池
において、前記セパレータのガス通流路の表面に、レジ
スト材料で構成した凸部を形成したことを特徴とする高
分子電解質型燃料電池。
1. A unit cell comprising a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane and a pair of electrodes disposed at a position sandwiching the hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane. In a polymer electrolyte fuel cell stacked and disposed via a pair of conductive separators that supply and discharge a gas and supply and discharge an oxidizing gas containing oxygen to the other, in the gas flow path of the separator, A polymer electrolyte fuel cell, wherein a convex portion made of a resist material is formed on the surface.
【請求項2】ガス通流路において、レジスト材料で構成
した凸部の表面積が、ガス流通の方向に対して上流側か
ら下流側に向かって大きくなっていることを特徴とする
請求項1記載の高分子電解質型燃料電池。
2. The gas flow path according to claim 1, wherein the surface area of the projection made of the resist material increases from the upstream side to the downstream side in the gas flow direction. Polymer electrolyte fuel cell.
【請求項3】レジスト材料の水に対する接触角が90度
よりも小さいことを特徴とする請求項1または2に記載
の高分子電解質膜型燃料電池。
3. The polymer electrolyte membrane fuel cell according to claim 1, wherein the contact angle of the resist material to water is smaller than 90 degrees.
【請求項4】ガス流通の方向に対して上流側と下流側で
異なるレジスト材料で凸部を形成したことを特徴とする
請求項1に記載の高分子電解質膜型燃料電池。
4. The polymer electrolyte membrane fuel cell according to claim 1, wherein the convex portions are formed of different resist materials on the upstream side and the downstream side with respect to the gas flow direction.
【請求項5】上流部に配置したレジスト材料の水に対す
る接触角が90度より大きく、下流部に配置したレジス
ト材料の水に対する接触角が90度より小さいことを特
徴とする請求項4に記載の高分子電解質型燃料電池。
5. The method according to claim 4, wherein the contact angle of the resist material disposed on the upstream portion to water is larger than 90 degrees, and the contact angle of the resist material disposed on the downstream portion to water is smaller than 90 degrees. Polymer electrolyte fuel cell.
JP2000068309A 2000-03-13 2000-03-13 Polymer electrolyte fuel cell Expired - Fee Related JP3334700B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000068309A JP3334700B2 (en) 2000-03-13 2000-03-13 Polymer electrolyte fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000068309A JP3334700B2 (en) 2000-03-13 2000-03-13 Polymer electrolyte fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001256987A JP2001256987A (en) 2001-09-21
JP3334700B2 true JP3334700B2 (en) 2002-10-15

Family

ID=18587378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000068309A Expired - Fee Related JP3334700B2 (en) 2000-03-13 2000-03-13 Polymer electrolyte fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3334700B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003077487A (en) * 2001-09-05 2003-03-14 Hitachi Chem Co Ltd Fuel cell separator and fuel cell having the same
WO2005117180A1 (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polyelectrolyte fuel cell-use separator, polyelectrolyte fuel cell, method of evaluating polyelectrolyte fuel cell-use separator, and production method of polyelectrolyte fuel cell-use separator
JP5079994B2 (en) * 2004-11-25 2012-11-21 本田技研工業株式会社 Fuel cell stack
JP7281270B2 (en) * 2018-11-22 2023-05-25 キヤノンマシナリー株式会社 Fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001256987A (en) 2001-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5922485A (en) Solid polymer electrolyte fuel cell
CA2490877C (en) Humidity controlled solid polymer electrolyte fuel cell assembly
CA1093147A (en) Fuel cell system utilizing ion exchange membranes and bipolar plates
US6783878B2 (en) Solid polymer fuel cell system and method for humidifying and adjusting the temperature of a reactant stream
US6106964A (en) Solid polymer fuel cell system and method for humidifying and adjusting the temperature of a reactant stream
US20020192530A1 (en) Fuel cell that can stably generate electricity with excellent characteristics
CN1332891A (en) Self-humidifying fuel cell
US7745032B2 (en) Fuel cell with humidifier
JP2001093539A (en) Solid polimer electrolytic fuel cell
JPH09283153A (en) Solid high molecular electrolyte fuel cell
WO2010084745A1 (en) Fuel cell
JP4383605B2 (en) Solid polymer electrolyte fuel cell
JP2001006708A (en) Solid high polymer fuel cell
US20090136807A1 (en) Mea component, and polymer electrolyte fuel cell
US20050112422A1 (en) Fuel cell and fuel cell separator
JP2001325971A (en) Solid polymer fuel cell
JP3334700B2 (en) Polymer electrolyte fuel cell
JP2001236976A (en) Fuel cell
US7060383B2 (en) Fuel cell
JP2002008679A (en) Fuel cell
JPH0412462A (en) Solid polymer electrolyte type fuel cell
JP3416578B2 (en) Solid polymer electrolyte fuel cell
JPH1021944A (en) Solid polymer electrolyte fuel cell
JP2001338656A (en) Fuel cell
JP2007115620A (en) Separator for polyelectrolyte type fuel cell, and polyelectrolyte type fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070802

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100802

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110802

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110802

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120802

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees