JP3712592B2 - Manufacturing method of fuel cell - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体高分子電解質膜とその両側のアノード側拡散電極とカソード側拡散電極とで構成された電極膜構造体を、一対のセパレータで挟持した燃料電池の製造方法に係るものであり、特に、セパレータ間で電極膜構造体を確実にシールすることができる燃料電池の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池の中には、固体高分子電解質膜とその両側のアノー側拡散電極とカソード側拡散電極とで構成された電極膜構造体を、一対のセパレータで挟持して構成されたものがある。アノード側拡散電極の反応面に燃料ガス(例えば、水素ガス)を供給すると、ここで水素がイオン化され、固体高分子電解質膜を介してカソード側拡散電極側に移動する。この間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギーとして利用される。カソード電極においては酸化ガス(例えば、酸素を含む空気)が供給されているため、水素イオン、電子、及び酸素が反応して水が生成される。
【0003】
この一例を図17によって説明すると、図において1は固体高分子電解質膜を示し、この固体高分子電解質膜1を両側からガス拡散電極(アノード側拡散電極とカソード側拡散電極)2,3で挟持して燃料電池セル4が構成されている。この燃料電池セル4の両面には燃料電池セル4の反応面に対応する位置に開口部を有するシート状のガスケット5が配置され、このガスケット5,5を介して各燃料電池セル4の周縁を包み込み、かつ、外側押さえ6を介して燃料電池セル4の周縁を押さえた状態で、セパレータ7,7により燃料電池セル4を両側から挟持して構成されている(特開平6−325777号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃料電池にあっては、前記ガスケット5によりセパレータ7とガス拡散電極2,3との間の空間部分が外部と遮断されるため、燃料ガス及び酸化ガスが外部に漏れることはなく、かつ、両者が混合することもないため、無駄のない発電を行なうことができる点で優れているが、セパレータ7及びガス拡散電極2,3の厚さ方向において各々寸法のバラツキは避けられないため、ここに一定寸法のガスケット5を用いて両者を締結した場合に、シール反力が各部位で異なってしまう。そのため、セパレータ7とガス拡散電極2,3との間で全周に渡って均一なシール性を確保することができないという問題がある。
【0005】
均一なシール性を確保するためにはセパレータ7及びガス拡散電極2,3の寸法精度を厳密に管理しなければならずコストアップにつながるという問題がある。
また、ガスケット5の面圧がガス拡散電極2,3の周囲でバラツキを起こしセパレータ7に偏った曲げ応力が作用してしまうという問題がある。
【0006】
とりわけ、車両用燃料電池として使用される場合に、ガスケット5の面圧のバラツキに対してもセパレータ7に作用する曲げ応力を所定の大きさ以下となるようにセパレータ7の厚さ寸法を確保すると、燃料電池を積層して形成された燃料電池スタックが大型化してしまい車室空間を狭めてしまうという問題がある。
そこで、この発明は電極膜構造体とセパレータとのシール性の確保が容易な燃料電池の製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、固体高分子電解質膜とその両側のアノード側拡散電極とカソード側拡散電極とで構成された電極膜構造体を、一対のセパレータで挟持して構成された燃料電池の製造方法において、前記セパレータ面内の外周部に形成された溝部内に液状シールを個別に塗布し、硬化前の液状シールを固体高分子電解質膜の周囲に設けられアノード側拡散電極及びカソード側拡散電極の周囲からはみ出すはみ出し部に密着させた状態で、一対のセパレータで電極膜構造体を挟持し、その後加熱して液状シールを硬化したことを特徴とする。
【0010】
このように構成することで、セパレータの溝部内に塗布された液状シールは、溝部内で一定の幅を維持した状態で潰れしろを十分に確保して、前記固体高分子電解質膜のはみ出し部に密着してなじみシール寸法に応じて変形することができ、その後に加熱されて硬化する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1はこの発明の実施形態の燃料電池を示す分解斜視図である。この燃料電池10は燃料電池セル(電極膜構造体)12とこれを挟持する第1セパレータ14及び第2セパレータ16を備え、これらが複数組積層されて車両用の燃料電池スタックが構成されるものである。
燃料電池セル12は、固体高分子電解質膜18と、この固体高分子電解質膜18を挟んで配設されるカソード電極20及びアノード電極22とを有するとともに、前記カソード電極20及び前記アノード電極22には、例えば、多孔質層である多孔質カーボンクロス又は多孔質カーボンペーパーからなる第1ガス拡散層24及び第2ガス拡散層26が配設されている。ここで、固体高分子電解質膜18としては、ペルフルオロスルホン酸ポリマーを用いている。また、カソード電極20、アノード電極22はPtを主体としたものである。尚、上記カソード電極20と第1ガス拡散層24とでカソード側拡散電極が構成され、上記アノード電極22と第2ガス拡散層24とでアノード側拡散電極が構成される。
【0013】
固体高分子電解質膜18には、これを挟んで配設されるカソード電極20及びアノード電極22の外周からはみ出すはみ出し部18aが設けられ、このはみ出し部18aに対応する位置に両側から第1及び第2セパレータ14,16に塗布された後述する液状シールSが直接密着するようになっている。
【0014】
図3に示すように、第1セパレータ14は、その平面内であって外周縁部に位置する横方向両端上部側に、水素含有ガス等の燃料ガスを通過させるための入口側燃料ガス連通孔36aと、酸素含有ガス又は空気である酸化剤ガスを通過させるための入口側酸化剤ガス連通孔38aとを備えている。
第1セパレータ14の横方向両端中央側には、純水やエチレングリコールやオイル等の冷却媒体を通過させるための入口側冷却媒体連通孔40aと、使用後の前記冷却媒体を通過させるための出口側冷却媒体連通孔40bとが設けられている。
また、第1セパレータ14の平面内であって外周縁部に位置する横方向両端下部側に、燃料ガスを通過させるための出口側燃料ガス連通孔36bと、酸化剤ガスを通過させるための出口側酸化剤ガス連通孔38bとが、入口側燃料ガス連通孔36a及び入口側酸化剤ガス連通孔38aと対角位置になるように設けられている。
【0015】
図1に示すように、第1セパレータ14のカソード電極20に対向する面14aには、入口側酸化剤ガス連通孔38aに近接して複数本、例えば、6本のそれぞれ独立した第1酸化剤ガス流路溝42が、水平方向に蛇行しながら重力方向に向かって設けられている。第1酸化剤ガス流路溝42は、3本の第2酸化剤ガス流路溝44に合流し、この第2酸化剤ガス流路溝44が出口側酸化剤ガス連通孔38bに近接して終端している。
【0016】
図3に示すように、第1セパレータ14には、この第1セパレータ14を貫通するとともに、一端が面14aとは反対側の面14bで入口側酸化剤ガス連通孔38aに連通する一方、他端が前記面14a側で第1酸化剤ガス流路溝42に連通する第1酸化剤ガス連結流路46と、一端が前記面14b側で出口側酸化剤ガス連通孔38bに連通する一方、他端が前記面14a側で第2酸化剤ガス流路溝44に連通する第2酸化剤ガス連結流路48とが、前記第1セパレータ14を貫通して設けられている。
【0017】
図4、図5に示すように、第2セパレータ16の平面内であって外周縁部に位置する横方向両端側には、第1セパレータ14と同様に、入口側燃料ガス連通孔36a、入口側酸化剤ガス連通孔38a、入口側冷却媒体連通孔40a、出口側冷却媒体連通孔40b、出口側燃料ガス連通孔36b及び出口側酸化剤ガス連通孔38bが形成されている。
【0018】
前記第2セパレータ16の面16aには、入口側燃料ガス連通孔36aに近接して複数本、例えば、6本の第1燃料ガス流路溝60が形成される。この第1燃料ガス流路溝60は、水平方向に蛇行しながら重力方向に向かって延在し、3本の第2燃料ガス流路溝62に合流してこの第2燃料ガス流路溝62が出口側燃料ガス連通孔36bの近傍で終端している。
第2セパレータ16には、入口側燃料ガス連通孔36aを面16b側から第1燃料ガス流路溝60に連通する第1燃料ガス連結流路64と、出口側燃料ガス連通孔36bを前記面16b側から第2燃料ガス流路溝62に連通する第2燃料ガス連結流路66とが、前記第2セパレータ16を貫通して設けられている。
【0019】
図2、図5に示すように、第2セパレータ16の面16bには、後述する液状シールSで囲まれる範囲内に、入口側冷却媒体連通孔40a及び出口側冷却媒体連通孔40bに近接して冷却媒体流路を構成する複数本の主流路溝72a、72bが形成されている。主流路溝72a、72b間には、それぞれ複数本に分岐する分岐流路溝74が水平方向に延在して設けられている。
第2セパレータ16には、入口側冷却媒体連通孔40aと主流路溝72aとを連通する第1冷却媒体連結流路76と、出口側冷却媒体連通孔40bと主流路溝72bとを連通する第2冷却媒体連結流路78とが、前記第2セパレータ16を貫通して設けられている。
【0020】
ここで、図2に示すように、前記固体高分子電解質膜18のはみ出し部18aに対応する位置にはこの固体高分子電解質膜1を挟持する第2セパレータ16のアノード電極22に対向する面16aに溝部28が設けられ、この溝部28に液状シールSが塗布されている。また、この第2セパレータ16の面16aの入口側燃料ガス連通孔36a、入口側酸化剤ガス連通孔38a、入口側冷却媒体連通孔40a、出口側冷却媒体連通孔40b、出口側燃料ガス連通孔36b及び出口側酸化剤ガス連通孔38bの周囲にも溝部30が形成され、この溝部30にも液状シールSが塗布されている。ここで、前記入口側冷却媒体連通孔40aと出口側冷却媒体連通孔40bとの周囲の溝部30は、各々第1冷却媒体連結流路76、第2冷却媒体連結流路78を囲むように形成されている。
【0021】
また、前記第2セパレータ16と共に燃料電池セル12を挟持する第1セパレータ14のカソード電極20に対向する面14aにも、図1に示すように前記第2セパレータ16の面16aの溝部28及び溝部30に対応する位置に、溝部28及び溝部30が形成され、各溝部28,30には液状シールSが塗布されている。したがって、図2、図6に示すように、これら燃料電池セル12を挟持する第1セパレータ14と第2セパレータ16との溝部28,30に塗布された各液状シールSが、溝部28の液状シールSにあっては前記はみ出し部18aを両側から向かい合う位置で挟持して直接密着し燃料電池セル12の周囲をシールし、溝部30の液状シールSにあっては互いに密着して各連通孔36a,36b,38a,38b,40a,40bの周囲をシールするようになっている。
【0022】
図5に示すように、前記第2セパレータ16の面16bには、複数の燃料電池10を積層した際に前記第1セパレータ14の面14bに対向する位置であって、分岐流路溝74の周囲を取り囲む溝部34が設けられ、この溝部34に液状シールSが塗布されている。また、この第2セパレータ16の面16bの入口側燃料ガス連通孔36a、入口側酸化剤ガス連通孔38a、入口側冷却媒体連通孔40a、出口側冷却媒体連通孔40b、出口側燃料ガス連通孔36b及び出口側酸化剤ガス連通孔38bの周囲にも溝部35が形成され、この溝部35にも液状シールSが塗布されている。
【0023】
ここで、前記入口側燃料ガス連通孔36aと出口側燃料ガス連通孔36bとの周囲の溝部35は、各々第1燃料ガス連結流路64、第2燃料ガス連結流路66を囲むように形成されている。また、入口側酸化剤ガス連通孔38aと出口側酸化剤ガス連通孔38bとの周囲の溝部35は前記第1セパレータ14の面14bの入口側酸化剤ガス連通孔38aと出口側酸化剤ガス連通孔38bとを囲むように設けられている。
【0024】
このようにして、燃料電池10を積層した場合に、第1セパレータ14の面14bと第2セパレータ16の面16bとを重合すると、入口側燃料ガス連通孔36a、入口側酸化剤ガス連通孔38a、入口側冷却媒体連通孔40a、出口側冷却媒体連通孔40b、出口側燃料ガス連通孔36b及び出口側酸化剤ガス連通孔38bの周囲と分岐流路溝74の周囲で第2セパレータ16側の液状シールSが第1セパレータ14の面14bに密着することで、第1セパレータ14と第2セパレータ16との水密性を確保している。
【0025】
ここで前記液状シールSは熱硬化型フッ素系あるいは熱硬化型シリコンからなり、塗布した状態で断面形状が変化しない程度の粘度を有し、塗布後にある程度の弾性を保持して硬化するものであり、非接着性、接着性のいずれをも使用可能である。尚、メインテナンス等で交換の必要がある部分、例えば第1セパレータ14の面14bと第2セパレータ16の面16bとの間の液状シールSは非接着性のものを使用することが望ましい。具体的に液状シールSの寸法は、液状シールSの塗布径は0.6mm、シール荷重0.5(これより小さいとシール性が低下)〜2(これより大きいとへたり発生)N/mm程度とすることができる。また、前記溝部28,30,34,35は幅2mm、深さ0.2mm程度に設定されている。これら溝部28,30,34,35内において、塗布後おいて液状シールSが潰れることで、シール断面積を拡大してシール部分における寸法誤差を吸収し、均一に密着することが可能となる。
【0026】
つまり、図8に示すように、固体高分子電解質膜18に密着する部分に固体シールS’を用いた場合には、固体高分子電解質膜18に対してこの固体シールS’を押し付けると、固体シールS’の圧縮時において固体高分子電解質膜18が横方向へ均一に滑らないため、一部でヨレを起こしシール性が低下するが、図7に示すように液状シールSを用いれば、圧縮時において固体高分子電解質膜18がヨレを生ずることはなく、固体高分子電解質膜18のしわに液状シールSが柔軟に変形してシール性を確保できるのである。
【0027】
次に、図9〜図16に基づいて前記燃料電池10の製造方法について説明する。図9に示すように、第1セパレータ14の前記面14aの溝部28、30と前記第2セパレータ16の溝部28,30に液状シールSを塗布する。液状シールSを塗布した後の第1セパレータ14、第2セパレータ16は、搬送、保管のために図10に示す収納ラック80に収められる。次に、図11に示すように、予め組立てられた燃料電池セル12を挟むようにして、第1セパレータ14と第2セパレータ16をセットし、これらを押さえ治具82、82間に挟み込むようにしてセットする。この押さえ治具82は自動昇降機84により下側の押さえ治具82が昇降自在に構成されている。
また、燃料電池セル12は周囲を支え治具86により支持され、第1,第2セパレータ14,16に対する面内方向での位置決めを行なうものである。
【0028】
そして、下側の押さえ治具82を上昇させて、燃料電池セル12を第1,第2セパレータ14,16で挟持し、溝部28の液状シールSを互いに対向する位置で固体高分子電解質膜18のはみ出し部18aに密着させ、燃料電池セル12を両セパレータ14,16により挟持する。このとき溝部30の液状シールSは液状シールS同志が互いに密着し、反応面と入口側燃料ガス連通孔36a、入口側酸化剤ガス連通孔38a、入口側冷却媒体連通孔40a、出口側冷却媒体連通孔40b、出口側燃料ガス連通孔36b及び出口側酸化剤ガス連通孔38bの周囲をシールする。
【0029】
次に、図12に示すように、第1セパレータ14と第2セパレータ16とで燃料電池セル12を挟持したものを押さえ治具82ごとオーブン88で加熱して液状シールSを硬化させる。そして、図13に示すように、燃料電池セル12と第1,第2セパレータ14,16が一体となった燃料電池10を押さえ治具82から外して放冷する。次いで、図14に示すようにその燃料電池10の第2セパレータ16の前記面16bの溝部34、35に液状シールSを塗布し、図15に示すようにこの第2セパレータ16の前記面16bに他の燃料電池10の第1セパレータ14の面14bを重ね、順次燃料電池10を燃料電池スタックのエンドプレート90に積層して行く。そして、所定の数の燃料電池10が積層されると、図示しないエンドプレートを取り付けボルト92で締め付けて、燃料電池スタックとする。
【0030】
このように構成される第1の実施形態に係る燃料電池10の動作について、以下に説明する。
燃料電池10には、燃料ガス、例えば、炭化水素を改質した水素を含むガスが供給されるとともに、酸化剤ガスとして空気または酸素含有ガス(以下、単に空気ともいう)が供給され、さらにその発電面を冷却するために、冷却媒体が供給される。燃料電池10の入口側燃料ガス連通孔36aに供給された燃料ガスは、図2に示すように、第1燃料ガス連結流路64を介して面16b側から面16a側に移動し、この面16a側に形成されている第1燃料ガス流路溝60に供給される。
【0031】
第1燃料ガス流路溝60に供給された燃料ガスは、第2セパレータ16の面16aに沿って水平方向に蛇行しながら重力方向に移動する。その際、燃料ガス中の水素含有ガスは、第2ガス拡散層26を通って単位燃料電池セル12のアノード側電極22に供給される。そして、未使用の燃料ガスは、第1燃料ガス流路溝60に沿って移動しながらアノード側電極22に供給される一方、未使用の燃料ガスが第2燃料ガス流路溝62を介して第2燃料ガス連結流路66に導入され、面16b側に移動した後に図1に示す出口側燃料ガス連通孔36bに排出される。
【0032】
また、燃料電池スタック10内の入口側酸化剤ガス連通孔38aに供給された空気は、第1セパレータ14の入口側酸化剤ガス連通孔38aに連通する第1酸化剤ガス連結流路46を介して第1酸化剤ガス流路溝42に導入される。第1酸化剤ガス流路溝42に供給された空気は、水平方向に蛇行しながら重力方向に移動する間、この空気中の酸素含有ガスが
第1ガス拡散層24からカソード側電極20に供給される。一方、未使用の空気は、第2酸化剤ガス流路溝44を介して第2酸化剤ガス連結流路48から図1に示す出口側酸化剤ガス連通孔38bに排出される。これにより、燃料電池10で発電が行われ、例えば、図示しないモータに電力が供給されることになる。
【0033】
さらにまた、燃料電池10に供給された冷却媒体は、図1に示す入口側冷却媒体連通孔40aに導入された後、図5に示すように、第2セパレータ16の第1冷却媒体連結流路76を介して面16b側の主流路溝72aに供給される。冷却媒体は、主流路溝72aから分岐する複数本の分岐流路溝74を通って単位燃料電池セル12の発電面を冷却した後、主流路溝72bに合流する。そして、使用後の冷却媒体は、第2冷却媒体連結流路78を通って出口側冷却媒体連通孔40bから排出される。
【0034】
上記実施形態によれば、前記固体高分子電解質膜18の周囲に設けたはみ出し部18aに直接的に密着する液状シールSが固体高分子電解質膜18と第1,第2セパレータ14,16との間で形状変化してシール寸法のバラツキに追従し、各溝部28,30,34,35内において一定の面圧を確保した状態で両者間に隙間なく介在して両者間の気密性を確保することができるため、第1,第2セパレータ14,16と燃料電池セル12との間で全周に渡って均一なシール反力が得られ、均一なシール性を確保することができるという効果がある。
したがって、液状シールSによる寸法誤差に対する追従性の良さから、第1,第2セパレータ14,16や燃料電池セル12のとりわけ厚さ方向での寸法管理を厳密に行なう必要がなく、寸法精度管理が容易となりコストダウンを図ることができる。
【0035】
また、第1、第2セパレータ14,16の溝部28に塗布された液状シールSは、溝部28内で一定の幅を維持した状態で、前記固体高分子電解質膜18のはみ出し部18aに密着して、シール寸法に応じて変形することができるため、第1,第2セパレータ14,16により燃料電池セル12を挟持するだけで、シール部分における気密性を確保できる。つまり、溝部28が設けられていない場合に比較して溝部28内で液状シールSの断面積を拡大できるので、弾性変形量を拡大でき、したがって、潰れしろを充分に確保してシール性を向上できる。
【0036】
そして、第1、第2セパレータ14,16と固体高分子電解質膜18のはみ出し部18aとの間のシール寸法のバラツキを液状シールSが吸収することにより、各セパレータ14,16に偏った力が作用するのを防止できるため、各セパレータ14,16の薄肉化を図ることができ、全体として軽量かつ小型化することができる。よって配置スペースに制限があり、できる限り各セパレータ14,16を薄型化する必要がある車両用として用いられた場合に好適である。
【0037】
また、液状シールSを固体高分子電解質膜18に対して直接的に密着させるため、例えば、燃料電気セル12の周囲に額縁状の枠体を設ける場合に比較して部品点数、組付け工数を削減できる点で有利である。そして、固体高分子電解質膜18に対する液状シールSの面圧も均一になり、固体高分子電解質膜18が偏った力を受けることもない。尚、前述したように固体高分子電解質膜18が波を打ったような場合でもこれに合わせて変形できるため、固体高分子電解質膜18にしわが発生するようなこともない。
【0038】
また、液状シールSを溝部28、30、34、35に塗布するため、溝部に合わせて液状シールSの断面積が拡大し、これにより液状シールSの圧縮量に対する面圧変動を穏やかにできる。したがって、各液状シールS間の間隔寸法のバラツキによる応力差を小さくできる。
【0039】
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、図16に示すように、3つのセパレータ15を用いて2組の燃料電池セル12を挟み込む形式の燃料電池10にも適用することができる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項1に記載した発明によれば、セパレータの溝部内に塗布された液状シールは、溝部内で一定の幅を維持した状態で潰れしろを十分に確保して、前記固体高分子電解質膜のはみ出し部に密着してなじみシール寸法に応じて変形することができ、その後に加熱されて硬化するため、セパレータにより電極膜構造体を挟持するだけでシール性を確保して組立てを行なうことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施形態の分解斜視図である。
【図2】 図1のA−A断面図である。
【図3】 この発明の実施形態の第1セパレータの図1のB矢視図である。
【図4】 この発明の実施形態の第2セパレータの図1のC矢視図である。
【図5】 この発明の実施形態の第2セパレータの図1のD矢視図である。
【図6】 この発明の実施形態の図2の要部拡大図である。
【図7】 この発明の実施形態の固体高分子電解質膜と液状シールの関係を示す説明図である。
【図8】 図7に相当する従来の説明図である。
【図9】 この発明の実施形態の製造工程を示す図である。
【図10】 この発明の実施形態の製造工程を示す図である。
【図11】 この発明の実施形態の製造工程を示す図である。
【図12】 この発明の実施形態の製造工程を示す図である。
【図13】 この発明の実施形態の製造工程を示す図である。
【図14】 この発明の実施形態の製造工程を示す図である。
【図15】 この発明の実施形態の製造工程を示す図である。
【図16】 この発明の他の実施形態の図6に相当する断面図である。
【図17】 従来技術の断面図である。
【符号の説明】
12 燃料電池セル(電極膜構造体)
14 第1セパレータ
16 第2セパレータ
18 固体高分子電解質膜
18a はみ出し部
20 カソード電極
22 アノード電極
24 第1ガス拡散層
26 第2ガス拡散層
28 溝部
S 液状シール
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a fuel cell in which an electrode membrane structure composed of a solid polymer electrolyte membrane and anode-side diffusion electrodes and cathode-side diffusion electrodes on both sides thereof is sandwiched between a pair of separators, In particular, the present invention relates to a method of manufacturing a fuel cell that can reliably seal an electrode membrane structure between separators.
[0002]
[Prior art]
Some fuel cells have a structure in which an electrode membrane structure composed of a solid polymer electrolyte membrane, an anodic diffusion electrode and a cathode diffusion electrode on both sides thereof is sandwiched between a pair of separators. When fuel gas (for example, hydrogen gas) is supplied to the reaction surface of the anode side diffusion electrode, hydrogen is ionized here and moves to the cathode side diffusion electrode side through the solid polymer electrolyte membrane. Electrons generated during this time are taken out to an external circuit and used as direct current electric energy. Since an oxidizing gas (for example, air containing oxygen) is supplied to the cathode electrode, hydrogen ions, electrons, and oxygen react to generate water.
[0003]
An example of this will be described with reference to FIG. 17. In the figure, 1 indicates a solid polymer electrolyte membrane, and the solid polymer electrolyte membrane 1 is sandwiched between gas diffusion electrodes (anode side diffusion electrode and cathode side diffusion electrode) 2 and 3 from both sides. Thus, the fuel battery cell 4 is configured. Sheet-like gaskets 5 having openings at positions corresponding to the reaction surfaces of the fuel cells 4 are arranged on both surfaces of the fuel cells 4, and the peripheral edges of the fuel cells 4 are arranged via the gaskets 5, 5. The fuel cell 4 is sandwiched and sandwiched from both sides by the separators 7 and 7 in a state where the periphery of the fuel cell 4 is pressed through the outer presser 6 (see JP-A-6-325777). ).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional fuel cell, the gasket 5 blocks the space between the separator 7 and the gas diffusion electrodes 2 and 3 from the outside, so that the fuel gas and the oxidizing gas do not leak to the outside. In addition, since both are not mixed, it is excellent in that it is possible to perform power generation without waste, but variation in the dimensions in the thickness direction of the separator 7 and the gas diffusion electrodes 2 and 3 is unavoidable. When the gaskets 5 having a certain size are used and fastened together, the seal reaction force differs at each part. Therefore, there is a problem that a uniform sealing property cannot be ensured over the entire circumference between the separator 7 and the gas diffusion electrodes 2 and 3.
[0005]
In order to ensure uniform sealing performance, the dimensional accuracy of the separator 7 and the gas diffusion electrodes 2 and 3 must be strictly controlled, leading to an increase in cost.
Further, there is a problem that the surface pressure of the gasket 5 varies around the gas diffusion electrodes 2 and 3, and the bending stress that is biased acts on the separator 7.
[0006]
In particular, when used as a fuel cell for a vehicle, if the thickness dimension of the separator 7 is secured so that the bending stress acting on the separator 7 is not more than a predetermined magnitude even when the surface pressure of the gasket 5 varies. However, there is a problem that the fuel cell stack formed by stacking the fuel cells is enlarged and the compartment space is narrowed.
Accordingly, the present invention is intended to ensure the sealing property between the electrode film structure and the separator to provide a method of manufacturing easy fuel cell.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 is characterized in that an electrode membrane structure composed of a solid polymer electrolyte membrane and anode-side diffusion electrodes and cathode-side diffusion electrodes on both sides thereof is composed of a pair of separators. In the fuel cell manufacturing method configured to be sandwiched, a liquid seal is individually applied in a groove formed in the outer peripheral portion in the separator surface, and a liquid seal before curing is provided around the solid polymer electrolyte membrane The electrode film structure is sandwiched between a pair of separators in a state of being in close contact with the protruding portion protruding from the periphery of the anode side diffusion electrode and the cathode side diffusion electrode, and then heated to cure the liquid seal.
[0010]
By configuring in this way, the liquid seal applied in the groove portion of the separator sufficiently secures a crushing space while maintaining a certain width in the groove portion, so that the solid polymer electrolyte membrane protrudes from the protruding portion. It can be adhered and deformed according to the size of the familiar seal, and then heated and cured.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a fuel cell according to an embodiment of the present invention. The fuel cell 10 includes a fuel cell (electrode membrane structure) 12 and a first separator 14 and a second separator 16 sandwiching the fuel cell (electrode membrane structure), and a plurality of these are laminated to constitute a fuel cell stack for a vehicle. It is.
The fuel cell 12 includes a solid polymer electrolyte membrane 18 and a cathode electrode 20 and an anode electrode 22 that are disposed with the solid polymer electrolyte membrane 18 interposed therebetween. For example, a first gas diffusion layer 24 and a second gas diffusion layer 26 made of porous carbon cloth or porous carbon paper, which are porous layers, are disposed. Here, a perfluorosulfonic acid polymer is used as the solid polymer electrolyte membrane 18. The cathode electrode 20 and the anode electrode 22 are mainly composed of Pt. The cathode electrode 20 and the first gas diffusion layer 24 constitute a cathode side diffusion electrode, and the anode electrode 22 and the second gas diffusion layer 24 constitute an anode side diffusion electrode.
[0013]
The solid polymer electrolyte membrane 18 is provided with a protruding portion 18a that protrudes from the outer periphery of the cathode electrode 20 and the anode electrode 22 that are disposed therebetween, and the first and first portions from both sides are located at positions corresponding to the protruding portion 18a. A liquid seal S (described later) applied to the two separators 14 and 16 is in direct contact.
[0014]
As shown in FIG. 3, the first separator 14 has an inlet-side fuel gas communication hole for allowing a fuel gas such as a hydrogen-containing gas to pass through the upper ends of both lateral ends located in the outer peripheral edge within the plane. 36a and an inlet side oxidant gas communication hole 38a for allowing an oxidant gas, which is an oxygen-containing gas or air, to pass therethrough.
An inlet-side cooling medium communication hole 40a for passing a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil, and an outlet for allowing the used cooling medium to pass through are provided at the center of both lateral ends of the first separator 14. A side cooling medium communication hole 40b is provided.
Further, an outlet-side fuel gas communication hole 36b for allowing the fuel gas to pass therethrough and an outlet for allowing the oxidant gas to pass to the lower portions of both ends in the lateral direction located in the outer peripheral edge portion within the plane of the first separator 14 The side oxidant gas communication hole 38b is provided so as to be diagonal to the inlet side fuel gas communication hole 36a and the inlet side oxidant gas communication hole 38a.
[0015]
As shown in FIG. 1, on the surface 14a of the first separator 14 facing the cathode electrode 20, a plurality of, for example, six independent first oxidizers are provided in the vicinity of the inlet-side oxidant gas communication hole 38a. The gas flow path groove 42 is provided in the direction of gravity while meandering in the horizontal direction. The first oxidant gas flow channel 42 joins the three second oxidant gas flow channels 44, and the second oxidant gas flow channel 44 is adjacent to the outlet side oxidant gas communication hole 38b. It is terminated.
[0016]
As shown in FIG. 3, the first separator 14 penetrates through the first separator 14, and one end thereof communicates with the inlet-side oxidant gas communication hole 38a on the surface 14b opposite to the surface 14a. A first oxidant gas connection channel 46 whose end communicates with the first oxidant gas channel groove 42 on the surface 14a side, and one end communicates with the outlet side oxidant gas communication hole 38b on the surface 14b side, A second oxidant gas connection channel 48, the other end of which communicates with the second oxidant gas channel groove 44 on the surface 14a side, is provided through the first separator 14.
[0017]
As shown in FIGS. 4 and 5, the inlet-side fuel gas communication hole 36 a and the inlet are formed on both ends in the lateral direction within the plane of the second separator 16 and located on the outer peripheral edge, as with the first separator 14. A side oxidant gas communication hole 38a, an inlet side cooling medium communication hole 40a, an outlet side cooling medium communication hole 40b, an outlet side fuel gas communication hole 36b, and an outlet side oxidant gas communication hole 38b are formed.
[0018]
In the surface 16a of the second separator 16, a plurality of, for example, six first fuel gas passage grooves 60 are formed in the vicinity of the inlet side fuel gas communication hole 36a. The first fuel gas flow channel 60 extends in the direction of gravity while meandering in the horizontal direction, and merges with the three second fuel gas flow channels 62 to form the second fuel gas flow channel 62. Terminates in the vicinity of the outlet side fuel gas communication hole 36b.
The second separator 16 has a first fuel gas connection channel 64 communicating the inlet side fuel gas communication hole 36a from the surface 16b side to the first fuel gas channel groove 60, and an outlet side fuel gas communication hole 36b. A second fuel gas connection channel 66 communicating with the second fuel gas channel groove 62 from the 16b side is provided through the second separator 16.
[0019]
As shown in FIGS. 2 and 5, the surface 16b of the second separator 16 is close to the inlet side cooling medium communication hole 40a and the outlet side cooling medium communication hole 40b within a range surrounded by a liquid seal S described later. Thus, a plurality of main flow path grooves 72a and 72b constituting the cooling medium flow path are formed. Between the main flow path grooves 72a and 72b, branch flow path grooves 74 that branch into a plurality of lines are provided extending in the horizontal direction.
The second separator 16 has a first cooling medium connection channel 76 that communicates the inlet side cooling medium communication hole 40a and the main channel groove 72a, and an outlet side cooling medium communication hole 40b and the main channel groove 72b that communicates with each other. A second cooling medium connection channel 78 is provided through the second separator 16.
[0020]
Here, as shown in FIG. 2, a surface 16a facing the anode electrode 22 of the second separator 16 sandwiching the solid polymer electrolyte membrane 1 is located at a position corresponding to the protruding portion 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18. Is provided with a liquid seal S. The liquid seal S is applied to the groove 28. Further, the inlet side fuel gas communication hole 36a, the inlet side oxidant gas communication hole 38a, the inlet side cooling medium communication hole 40a, the outlet side cooling medium communication hole 40b, and the outlet side fuel gas communication hole of the surface 16a of the second separator 16 are provided. A groove 30 is also formed around 36 b and the outlet side oxidant gas communication hole 38 b, and the liquid seal S is also applied to the groove 30. Here, the grooves 30 around the inlet side cooling medium communication hole 40a and the outlet side cooling medium communication hole 40b are formed so as to surround the first cooling medium connection channel 76 and the second cooling medium connection channel 78, respectively. Has been.
[0021]
Further, as shown in FIG. 1, a groove portion 28 and a groove portion of the surface 16a of the second separator 16 are also formed on the surface 14a facing the cathode electrode 20 of the first separator 14 that sandwiches the fuel cell 12 together with the second separator 16. A groove 28 and a groove 30 are formed at positions corresponding to 30, and a liquid seal S is applied to each of the grooves 28 and 30. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 6, the liquid seals S applied to the groove portions 28 and 30 of the first separator 14 and the second separator 16 sandwiching the fuel cells 12 are replaced with the liquid seals of the groove portions 28. In the case of S, the protruding portion 18a is sandwiched in a position facing from both sides and directly adhered to seal the periphery of the fuel cell 12, and in the liquid seal S of the groove portion 30, the communication holes 36a, The periphery of 36b, 38a, 38b, 40a, 40b is sealed.
[0022]
As shown in FIG. 5, the surface 16 b of the second separator 16 is a position facing the surface 14 b of the first separator 14 when a plurality of fuel cells 10 are stacked, A groove 34 surrounding the periphery is provided, and a liquid seal S is applied to the groove 34. Further, the inlet side fuel gas communication hole 36a, the inlet side oxidant gas communication hole 38a, the inlet side cooling medium communication hole 40a, the outlet side cooling medium communication hole 40b, and the outlet side fuel gas communication hole of the surface 16b of the second separator 16 are provided. A groove 35 is also formed around 36 b and the outlet side oxidant gas communication hole 38 b, and the liquid seal S is also applied to the groove 35.
[0023]
Here, the grooves 35 around the inlet side fuel gas communication hole 36a and the outlet side fuel gas communication hole 36b are formed so as to surround the first fuel gas connection channel 64 and the second fuel gas connection channel 66, respectively. Has been. A groove 35 around the inlet-side oxidant gas communication hole 38a and the outlet-side oxidant gas communication hole 38b is connected to the inlet-side oxidant gas communication hole 38a and the outlet-side oxidant gas communication hole of the surface 14b of the first separator 14. It is provided so as to surround the hole 38b.
[0024]
In this way, when the fuel cells 10 are stacked, if the surface 14b of the first separator 14 and the surface 16b of the second separator 16 are polymerized, the inlet-side fuel gas communication hole 36a and the inlet-side oxidant gas communication hole 38a. The inlet side cooling medium communication hole 40a, the outlet side cooling medium communication hole 40b, the outlet side fuel gas communication hole 36b, the outlet side oxidant gas communication hole 38b, and the branch flow path groove 74 are arranged on the second separator 16 side. Since the liquid seal S is in close contact with the surface 14 b of the first separator 14, water tightness between the first separator 14 and the second separator 16 is ensured.
[0025]
Here, the liquid seal S is made of thermosetting fluorine-based or thermosetting silicon, has a viscosity that does not change the cross-sectional shape in the applied state, and is cured while retaining a certain degree of elasticity after application. Either non-adhesive or adhesive can be used. It should be noted that it is desirable to use a non-adhesive liquid seal S between parts that need to be replaced for maintenance, for example, the surface 14 b of the first separator 14 and the surface 16 b of the second separator 16. Specifically, the dimensions of the liquid seal S are as follows: the application diameter of the liquid seal S is 0.6 mm, the seal load is 0.5 (the sealing performance is reduced when it is smaller than this), and 2 (the sag occurs when it is larger than this) Can be about. The grooves 28, 30, 34, and 35 are set to have a width of about 2 mm and a depth of about 0.2 mm. In these grooves 28, 30, 34, and 35, the liquid seal S is crushed after application, so that the cross-sectional area of the seal is enlarged to absorb a dimensional error in the seal portion, and it is possible to make a close contact.
[0026]
That is, as shown in FIG. 8, when a solid seal S ′ is used in a portion that is in close contact with the solid polymer electrolyte membrane 18, if the solid seal S ′ is pressed against the solid polymer electrolyte membrane 18, When the seal S ′ is compressed, the solid polymer electrolyte membrane 18 does not slide uniformly in the lateral direction, so that a part of the polymer electrolyte membrane 18 is distorted and the sealing performance is lowered. However, if the liquid seal S is used as shown in FIG. At this time, the solid polymer electrolyte membrane 18 is not twisted, and the liquid seal S is flexibly deformed in the wrinkles of the solid polymer electrolyte membrane 18 to ensure a sealing property.
[0027]
Next, a method for manufacturing the fuel cell 10 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9, a liquid seal S is applied to the grooves 28 and 30 of the surface 14 a of the first separator 14 and the grooves 28 and 30 of the second separator 16. The first separator 14 and the second separator 16 after applying the liquid seal S are stored in a storage rack 80 shown in FIG. 10 for transportation and storage. Next, as shown in FIG. 11, the first separator 14 and the second separator 16 are set so as to sandwich the pre-assembled fuel cell 12, and these are set so as to be sandwiched between the holding jigs 82 and 82. To do. The holding jig 82 is configured such that the lower holding jig 82 can be raised and lowered by an automatic elevator 84.
Further, the fuel cell 12 is supported by a support jig 86 around the periphery, and is positioned in the in-plane direction with respect to the first and second separators 14 and 16.
[0028]
Then, the lower holding jig 82 is raised, the fuel cell 12 is sandwiched between the first and second separators 14, 16, and the solid polymer electrolyte membrane 18 is positioned at a position where the liquid seals S of the groove portions 28 face each other. The fuel cell 12 is sandwiched between the separators 14 and 16 in close contact with the protruding portion 18a. At this time, the liquid seals S of the groove 30 are in close contact with each other, and the reaction surface and the inlet side fuel gas communication hole 36a, the inlet side oxidant gas communication hole 38a, the inlet side cooling medium communication hole 40a, and the outlet side cooling medium. The periphery of the communication hole 40b, the outlet side fuel gas communication hole 36b, and the outlet side oxidant gas communication hole 38b is sealed.
[0029]
Next, as shown in FIG. 12, the fuel cell 12 sandwiched between the first separator 14 and the second separator 16 is heated together with the holding jig 82 in the oven 88 to cure the liquid seal S. Then, as shown in FIG. 13, the fuel cell 10 in which the fuel cell 12 and the first and second separators 14 and 16 are integrated is removed from the holding jig 82 and allowed to cool. Next, as shown in FIG. 14, a liquid seal S is applied to the grooves 34 and 35 of the surface 16b of the second separator 16 of the fuel cell 10, and the surface 16b of the second separator 16 is applied to the surface 16b of the second separator 16 as shown in FIG. The surfaces 14b of the first separators 14 of the other fuel cells 10 are overlapped, and the fuel cells 10 are sequentially stacked on the end plate 90 of the fuel cell stack. When a predetermined number of fuel cells 10 are stacked, an end plate (not shown) is fastened with mounting bolts 92 to form a fuel cell stack.
[0030]
The operation of the fuel cell 10 according to the first embodiment configured as described above will be described below.
The fuel cell 10 is supplied with a fuel gas, for example, a gas containing hydrogen obtained by reforming hydrocarbons, and is supplied with air or an oxygen-containing gas (hereinafter also simply referred to as air) as an oxidant gas. A cooling medium is supplied to cool the power generation surface. The fuel gas supplied to the inlet-side fuel gas communication hole 36a of the fuel cell 10 moves from the surface 16b side to the surface 16a side via the first fuel gas connection channel 64, as shown in FIG. The first fuel gas channel groove 60 formed on the 16a side is supplied.
[0031]
The fuel gas supplied to the first fuel gas channel groove 60 moves in the direction of gravity while meandering in the horizontal direction along the surface 16a of the second separator 16. At that time, the hydrogen-containing gas in the fuel gas is supplied to the anode-side electrode 22 of the unit fuel cell 12 through the second gas diffusion layer 26. Unused fuel gas is supplied to the anode-side electrode 22 while moving along the first fuel gas channel groove 60, while unused fuel gas passes through the second fuel gas channel groove 62. After being introduced into the second fuel gas connection channel 66 and moving to the surface 16b side, it is discharged to the outlet side fuel gas communication hole 36b shown in FIG.
[0032]
The air supplied to the inlet-side oxidant gas communication hole 38a in the fuel cell stack 10 passes through the first oxidant gas connection channel 46 that communicates with the inlet-side oxidant gas communication hole 38a of the first separator 14. Are introduced into the first oxidant gas channel groove 42. While the air supplied to the first oxidant gas flow channel 42 moves in the gravity direction while meandering in the horizontal direction, the oxygen-containing gas in the air is supplied from the first gas diffusion layer 24 to the cathode side electrode 20. Is done. On the other hand, unused air is discharged from the second oxidant gas connection channel 48 through the second oxidant gas channel groove 44 to the outlet side oxidant gas communication hole 38b shown in FIG. As a result, the fuel cell 10 generates power, and for example, power is supplied to a motor (not shown).
[0033]
Furthermore, after the cooling medium supplied to the fuel cell 10 is introduced into the inlet side cooling medium communication hole 40a shown in FIG. 1, as shown in FIG. 5, the first cooling medium connection flow path of the second separator 16 is used. It is supplied to the main flow path groove 72a on the surface 16b side through 76. The cooling medium cools the power generation surface of the unit fuel cell 12 through a plurality of branch channel grooves 74 branched from the main channel groove 72a, and then merges with the main channel groove 72b. Then, the used cooling medium is discharged from the outlet side cooling medium communication hole 40 b through the second cooling medium connection channel 78.
[0034]
According to the above embodiment, the liquid seal S that directly adheres to the protruding portion 18 a provided around the solid polymer electrolyte membrane 18 is formed between the solid polymer electrolyte membrane 18 and the first and second separators 14, 16. The shape changes between them to follow the variation in seal dimensions, and a certain surface pressure is secured in each of the grooves 28, 30, 34, 35 to ensure airtightness between the two without any gap. Therefore, a uniform sealing reaction force can be obtained over the entire circumference between the first and second separators 14 and 16 and the fuel battery cell 12, and the effect of ensuring uniform sealing performance can be obtained. is there.
Therefore, it is not necessary to strictly manage the dimensions of the first and second separators 14 and 16 and the fuel cell 12 particularly in the thickness direction because of the good followability to the dimensional error due to the liquid seal S, and the dimensional accuracy management can be performed. It becomes easy and the cost can be reduced.
[0035]
Further, the liquid seal S applied to the groove portions 28 of the first and second separators 14 and 16 is in close contact with the protruding portion 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18 while maintaining a certain width in the groove portion 28. Thus, since the fuel cell 12 can be deformed according to the seal size, the airtightness at the seal portion can be ensured only by sandwiching the fuel cell 12 between the first and second separators 14 and 16. That is, since the cross-sectional area of the liquid seal S can be enlarged in the groove portion 28 as compared with the case where the groove portion 28 is not provided, the amount of elastic deformation can be increased, and thus a sufficient crushing margin can be secured to improve the sealing performance. it can.
[0036]
Then, the liquid seal S absorbs the variation in the seal size between the first and second separators 14 and 16 and the protruding portion 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18, whereby a biased force is applied to the separators 14 and 16. Since the action can be prevented, the separators 14 and 16 can be thinned, and the overall weight and size can be reduced. Therefore, there is a limitation on the arrangement space, which is suitable when the separators 14 and 16 are used for vehicles that need to be made as thin as possible.
[0037]
Moreover, in order to make the liquid seal S adhere directly to the solid polymer electrolyte membrane 18, for example, the number of parts and assembly man-hours are reduced as compared with the case where a frame-like frame is provided around the fuel electric cell 12. This is advantageous in that it can be reduced. Further, the surface pressure of the liquid seal S with respect to the solid polymer electrolyte membrane 18 becomes uniform, and the solid polymer electrolyte membrane 18 does not receive a biased force. As described above, even when the solid polymer electrolyte membrane 18 is waved, it can be deformed in accordance with this, so that wrinkles are not generated in the solid polymer electrolyte membrane 18.
[0038]
In addition, since the liquid seal S is applied to the groove portions 28, 30, 34, and 35, the cross-sectional area of the liquid seal S is expanded in accordance with the groove portions, and thereby the surface pressure fluctuation with respect to the compression amount of the liquid seal S can be moderated. Therefore, the difference in stress due to the variation in the distance between the liquid seals S can be reduced.
[0039]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 16, the present invention is also applicable to a fuel cell 10 in which two sets of fuel cells 12 are sandwiched using three separators 15. Can do.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, the liquid seal applied in the groove portion of the separator sufficiently secures a crushing margin while maintaining a certain width in the groove portion, The solid polymer electrolyte membrane adheres to the protruding portion of the solid polymer electrolyte membrane and can be deformed according to the familiar seal size, and then heated and cured. There is an effect that can be assembled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 3 is a view of the first separator according to the embodiment of the present invention as seen in the direction of arrow B in FIG.
FIG. 4 is a view of the second separator according to the embodiment of the present invention as seen from the direction of the arrow C in FIG.
FIG. 5 is a view of the second separator according to the embodiment of the present invention as viewed in the direction of arrow D in FIG.
6 is an enlarged view of a main part of FIG. 2 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view showing the relationship between a solid polymer electrolyte membrane and a liquid seal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a conventional explanatory diagram corresponding to FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a manufacturing process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a manufacturing process of the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a manufacturing process of the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a manufacturing process of the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6 of another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view of the prior art.
[Explanation of symbols]
12 Fuel cell (electrode membrane structure)
14 First separator 16 Second separator 18 Solid polymer electrolyte membrane 18a Overhang portion 20 Cathode electrode 22 Anode electrode 24 First gas diffusion layer 26 Second gas diffusion layer 28 Groove portion S Liquid seal

Claims (1)

固体高分子電解質膜とその両側のアノード側拡散電極とカソード側拡散電極とで構成された電極膜構造体を、一対のセパレータで挟持して構成された燃料電池の製造方法において、前記セパレータ面内の外周部に形成された溝部内に液状シールを個別に塗布し、硬化前の液状シールを固体高分子電解質膜の周囲に設けられアノード側拡散電極及びカソード側拡散電極の周囲からはみ出すはみ出し部に密着させた状態で、一対のセパレータで電極膜構造体を挟持し、その後加熱して液状シールを硬化したことを特徴とする燃料電池の製造方法。In the method of manufacturing a fuel cell comprising a solid polymer electrolyte membrane and an electrode membrane structure composed of an anode-side diffusion electrode and a cathode-side diffusion electrode on both sides of the membrane, sandwiched between a pair of separators. A liquid seal is individually applied in the groove formed on the outer peripheral portion of the liquid crystal , and the liquid seal before curing is provided around the solid polymer electrolyte membrane and protrudes from the periphery of the anode side diffusion electrode and the cathode side diffusion electrode. A method for manufacturing a fuel cell, wherein the electrode membrane structure is sandwiched between a pair of separators in a state of being in close contact, and then heated to cure the liquid seal.
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