JP4412448B2

JP4412448B2 - Fuel cell components

Info

Publication number: JP4412448B2
Application number: JP2001185923A
Authority: JP
Inventors: 慶宏蔵野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP2003007328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池の構成要素をなす燃料電池用の構成部品に関するものであり、更に詳しくは、ガス拡散層とガスケットとフレーム部材との一体品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池の単セルは、電解質膜（イオン交換膜）の両側に反応電極部（触媒層）を担持した膜電極複合体（ＭＥＡ）およびガス拡散層（ＧＤＬ）を有し、更にその両側をセパレータにて挟み込む構成となっており、膜電極複合体とセパレータとの間にガスケットを介装することにより反応ガス等をシールしている。
【０００３】
したがって、これらの多数の構成要素よりなる単セルを複数積層することにより燃料電池スタックを構成していることから、スタック組立時に多大な工数が必要であるという不都合がある。
【０００４】
また、ガスケットをゴム単体品とする場合には、セパレータの反応面をシールする必要があり、広い盤面をシールする必要があることから、ゴム単体では強度がなく、それ自体の取扱い性が余り良くなく、また積層時の作業性や位置決め性等も余り良くない。このため、近年、構成要素の一体化による組立性の向上が求められており、例えばガスケットをセパレータに一体成形すること（特許公開２０００−１３３２８８）等の検討が進められている。
【０００５】
しかしながら、ガスケットをセパレータに一体成形する場合、セパレータの材質によっては、成形時の型締め力や成形圧力によりセパレータに割れ等が発生する可能性があり、セパレータ側の材料強度により一体化が困難な場合も考えられる。
【０００６】
また、セパレータ以外にガスケットを膜電極複合体側に一体化することも考えられるが、ガスケットを成形する際の熱が膜電極複合体に影響を及ぼし、発電性能に支障を来たす可能性がある。
【０００７】
また、膜電極複合体においては、触媒担持部とガス拡散層が分割されたタイプもあり、この場合、ガス拡散層は薄いカーボンペーパーまたはカーボンクロスとなるため、強度がなく、取扱い時に破損する可能性があり、組立性も悪化してしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、燃料電池の組立性を向上させることができ、燃料電池の発電性能に支障を来たすことがなく、更に安定したシール性能を発揮することが可能な燃料電池用構成部品を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による燃料電池用構成部品は、ガス拡散層と、前記ガス拡散層の端面延長方向に配置されたシート状フレーム部材と、前記ガス拡散層およびフレーム部材間に配置されるとともにこの両者に対して一体化されたゴム状弾性材製のガスケットとを有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２による燃料電池用構成部品は、ガス拡散層と、前記ガス拡散層の端面延長方向に配置されるとともに一面に貼着機能を備えたシート状フレーム部材と、前記ガス拡散層およびフレーム部材間に配置されるとともにこの両者に対して一体化されたゴム状弾性材製のガスケットとを有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３による燃料電池用構成部品は、上記請求項１に記載した燃料電池用構成部品を接着剤等の接合手段によりセパレータと一体化したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４による燃料電池用構成部品は、上記請求項１に記載した燃料電池用構成部品を接着剤または熱圧着等の接合手段により膜電極複合体と一体化したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５による燃料電池用構成部品は、上記請求項２に記載した燃料電池用構成部品をフレーム部材の貼着機能によりセパレータと一体化したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項６による燃料電池用構成部品は、上記請求項２に記載した燃料電池用構成部品をフレーム部材の貼着機能により膜電極複合体と一体化したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項７による燃料電池用構成部品は、上記請求項１または２の燃料電池用構成部品が、プレス成形、射出成形またはディスペンサにより、ガス拡散層とフレーム部材とをガスケットを介して一体化したことを特徴とするものである。
【００１６】
更にまた、本発明の請求項８による燃料電池用構成部品は、上記請求項１または２の燃料電池用構成部品において、ゴム状弾性材製のガスケットを成形する一部の成形材料がガス拡散層の端面部に含浸することにより、前記ガスケットが前記ガス拡散層に対して一体化されていることを特徴とするものである。
【００１７】
上記構成を備えた本発明の請求項１による燃料電池用構成部品によると、ガス拡散層とシート状フレーム部材とガスケットとの一体品が形成されるために、これらの構成要素を一部品として纏めて取り扱うことが可能となり、またガス拡散層の周縁部の外側にシート状フレーム部材が配置されて両者の間に配置されるガスケットをその両側から支持するために、ゴム単体品の場合に生じるガスケットの取扱い性の不備を解消することが可能となる。また、取付部材として利用するのに好適なシート状フレーム部材がガス拡散層の端面延長方向に設けられているために、このフレーム部材の一面に接着剤を塗布してフレーム部材をセパレータや膜電極複合体に押し付けるだけで構成部品をセパレータや膜電極複合体に取り付けることが可能となる。また、ガス拡散層、ガスケットおよびフレーム部材が平面方向に並べられてガスケットが両面ガスケットを構成可能であるために、このガスケットがガス拡散層やフレーム部材の影響を受けずにセパレータと膜電極複合体との間を有効にシールする。更に、ガスケットを膜電極複合体側に一体成形するものでないために、発電性能に支障を来たすことがない。
【００１８】
また、この請求項１の燃料電池用構成部品は、接着剤による接着等の接合手段により予めセパレータと一体化され（請求項３）、または接着剤による接着もしくは熱圧着等の接合手段により予め膜電極複合体と一体化されることにより（請求項４）、その取扱い性ないし組立性を一層向上させることが可能となる。ガスケットは、プレス成形、射出成形またはディスペンサ法により成形されてガス拡散層およびフレーム部材に対して一体化され（請求項７）、または当該ガスケットを成形する一部の成形材料がガス拡散層の端面部に含浸してガス拡散層に対して一体化されることにより（請求項８）、ガス拡散層またはフレーム部材に対して強固に接合される。
【００１９】
また、上記構成を備えた本発明の請求項２による燃料電池用構成部品によるとやはり、ガス拡散層とシート状フレーム部材とガスケットとの一体品が形成されるために、これらの構成要素を一部品として纏めて取り扱うことが可能となり、またガス拡散層の周縁部の外側にシート状フレーム部材が配置されて両者の間に配置されるガスケットをその両側から支持するために、ゴム単体品の場合に生じるガスケットの取扱い性の不備を解消することが可能となる。また、取付部材として利用するのに好適なシート状フレーム部材がガス拡散層の端面延長方向に設けられるとともにその一面に予め貼着機能が設定されているために、このフレーム部材をセパレータや膜電極複合体に押し付けるだけで構成部品をセパレータや膜電極複合体に取り付けることが可能となる。また、ガス拡散層、ガスケットおよびフレーム部材が平面方向に並べられてガスケットが両面ガスケットを構成可能であるために、このガスケットがガス拡散層やフレーム部材の影響を受けずにセパレータと膜電極複合体との間を有効にシールする。更に、ガスケットを膜電極複合体側に一体成形するものでないために、発電性能に支障を来たすことがない。
【００２０】
また、この請求項２の燃料電池用構成部品は、シート状フレーム部材の一面に設定した貼着機能によって予めセパレータ（請求項５）または膜電極複合体（請求項６）と一体化されることにより、その取扱い性ないし組立性を一層向上させることが可能となる。ガスケットは、プレス成形、射出成形またはディスペンサ法により成形されてガス拡散層およびフレーム部材に対して一体化され（請求項７）、または当該ガスケットを成形する一部の成形材料がガス拡散層の端面部に含浸してガス拡散層に対して一体化されることにより（請求項８）、ガス拡散層またはフレーム部材に対して強固に接合される。
【００２１】
尚、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。
【００２２】
すなわち、上記目的を達成するため、本件出願が提案する一の燃料電池用構成部品は以下の内容を備えたものでもある。
【００２３】
（１）反応電極部と同等の面積のガス拡散層（ＧＤＬ）の端面の延長方向に樹脂フィルムをフレーム状に配置し、両者をゴムを介して一体化した燃料電池用ガスケット。
【００２４】
（２）反応電極部と同等の面積のガス拡散層（ＧＤＬ）の端面の延長方向に粘着剤付樹脂フィルムをフレーム状に配置し、両者をゴムを介して一体化した燃料電池ガスケット。
【００２５】
（３）上記（１）項のガスケットを接着剤等により燃料電池用セパレータと一体化したセパレータ一体型ガスケット。
【００２６】
（４）上記（１）項のガスケットを接着剤、熱圧着等により燃料電池用膜電極複合体に一体化した膜電極複合体一体型ガスケット。
【００２７】
（５）上記（２）項のガスケットを粘着剤を介し、燃料電池用セパレータと一体化したセパレータ一体型ガスケット。
【００２８】
（６）上記（２）項のガスケットを粘着剤を介し、燃料電池用膜電極複合体に一体化した膜電極複合体一体型ガスケット。
【００２９】
（７）上記（１）項ないし（２）項のガスケットが、プレス成形、射出成形、ディスペンサ等により、樹脂フィルムとガス拡散層（ＧＤＬ）をゴムを介して一体化した燃料電池用ガスケット。
【００３０】
（８）実施形態としては先ず、反応電極部と同等の大きさのガス拡散層の端面延長方向に樹脂フィルムまたは粘着剤付樹脂フィルムをフレーム状に配置し、両者をゴムを介して一体化することにより、ガスケットのハンドリンク性を向上させ、部品点数の削減による組立工数の低減を図る。
【００３１】
（９）ガスケット材料は、燃料電池用ガスケットに使用できるものであれば特に制限はないが、圧縮永久歪みに優れ、系の汚染をしない材料であれば良い。例えば、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）、ブチル、シリコーンまたはフッ素等のゴム材料が好適である。また、ガス拡散層への含浸を考慮すると、液状ゴムが好適であり、樹脂フィルムとの一体化を考慮すると、接着性ゴム材料が好適である。
【００３２】
（１０）ガスケットのリップ部の構成としては、ゴムの両端に樹脂フィルムおよびガス拡散層が位置し、シール性を有するリップ部はゴムのみとなるため、圧縮永久歪みや硬度、反力の面で、単純にガス拡散層や樹脂フィルムにシールを成形する場合よりも有利となる。
【００３３】
（１１）ガスケットは、樹脂フィルム・ガス拡散層一体ガスケットの場合、接着剤等を用いてセパレータや膜電極複合体との一体化が可能であり、粘着剤付樹脂フィルム・ガス拡散層一体型の場合は、直接、セパレータや膜電極複合体との一体化が可能となっている。
【００３４】
（１２）樹脂フィルムには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）またはポリイミド（ＰＩ）等の利用が考えられ、フィルム厚さは１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍのものを使用する。
【００３５】
（１３）ガス拡散層には、カーボンペーパーまたはカーボンクロス（不織布を炭化させたもの）等の利用が考えられ、厚さは５０〜５００μｍのものを使用する。
【００３６】
（１４）更に、粘着剤としては、シリコーン系のものが好適であり、塗布厚さは１００μｍ以下、好ましくは１０〜５０μｍとする。
【００３７】
（１５）そして、上記構成によれば、
▲１▼ 燃料電池組立工数が削減でき、組立性が向上する、
▲２▼ ガス拡散層を反応電極部に限定して使用できることから、コスト面で有利となる、
▲３▼ 一体成形するガス拡散層、樹脂フィルムの影響を受けないシール構成のために、安定したシール性を得られる、
等の作用効果を得ることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００３９】
第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る燃料電池用構成部品１の平面図であって、そのＡ−Ａ線拡大断面が図２に示されている。当該実施例に係る構成部品１は、ガス拡散層２とフレーム部材３とガスケット４との一体品であって、以下のように構成されている。
【００４０】
すなわち先ず、所定の平面形状（図１では略矩形）を備えた平板状のガス拡散層（ＧＤＬ）２が設けられており、このガス拡散層２の周縁部２ａの外側であって端面延長方向にフレーム部材３がガス拡散層２の周りを囲むべく配置されるとともに、このガス拡散層２とフレーム部材３との間にガスケット４が配置されてこのガスケット４がガス拡散層２およびフレーム部材３に対して一体化されている。尚、図１において、符号５は当該構成部品１をその厚さ方向に貫通する流路用の空間を示しており、この空間５を形成すべくフレーム部材３の内周縁部には切欠部３ａが設けられており、この切欠部３ａにおいては、ガスケット４がフレーム部材３のみに対して一体化されている。
【００４１】
ガス拡散層２は、カーボンペーパーまたはカーボンクロス等の多孔質体によって形成されており、図２に示すように、その周縁部２ａに比較的薄肉のフランジ状のガスケット取付部２ｂが設けられている。
【００４２】
フレーム部材３は、ＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムによってシート状のものとして形成されており、ガス拡散層２をその全周に亙って包囲すべく所定の平面形状に形成されている。尚、上記したようにこのフレーム部材３の内周縁部には空間５を形成すべく切欠部３ａが設けられているが、別の流路用空間６を形成すべくフレーム部材３の平面内には貫通部３ｂが設けられており、この貫通部３ｂの周縁部にはその全周に亙ってガスケット４と同じ構造の第二ガスケット７が一体化されている。
【００４３】
ガスケット４は、液状ゴムの硬化物によって形成されており、当該ガスケット１の成形時に成形材料の一部がガス拡散層２のガスケット取付部２ｂに含浸することによってガス拡散層２に対して一体化されている。図では説明（作図）の便宜上、含浸部４ａに点々を付して示している。また、所謂インサート成形が実施されることによりガスケット４がフレーム部材３の内周縁部に対して一体化されており、これによりガス拡散層２およびフレーム部材３がガスケット４を介して一体化され、ガス拡散層２、ガスケット４およびフレーム部材３の一体構造が実現されている。ガス拡散層２、ガスケット４およびフレーム部材３は平面方向に並べられ、同一平面状に配置されている。ガスケット４の両面にはそれぞれシール部４ｂ，４ｃが設けられている。
【００４４】
上記構成の構成部品１は、図３または図４に示すように、フレーム部材３の一方の面に接着剤８を塗布し、この接着剤８の接着作用によりセパレータ９または膜電極複合体（ＭＥＡ）１０に取り付けられて、これらと一体化される。
【００４５】
図３のセパレータ９には、ガスケット４を嵌め合わせるための溝状の凹部９ａが設けられており、取付時に両者４，９ａを嵌め合わせることにより構成部品１とセパレータ９とが平面方向に位置決めされる。図４の膜電極複合体１０は、電解質膜（イオン交換膜）１１の両側に反応電極部（触媒層）１２を担持したものであって、反応電極部１２とガス拡散層２とが互いにほほ同じ大きさに形成されることにより、電解質膜１１の周縁部１１ａの上下にガスケット４およびフレーム部材３が重ね合わされる。
【００４６】
上記構成を備えた構成部品１においては先ず、上記したようにガス拡散層２とフレーム部材３とガスケット４との一体品が形成されるために、これらの構成要素を一部品として纏めて取り扱うことが可能となり、よって燃料電池セルまたはスタックの組立工数を削減し、組立作業を容易化することができる。また、フレーム部材３の一面に接着剤８を塗布してフレーム部材３をセパレータ９や膜電極複合体１０に押し付けるだけで構成部品１をセパレータ９や膜電極複合体１０に取り付けることができるために、取付作業を容易化することができる。また、ガス拡散層２、ガスケット４およびフレーム部材３が平面方向に並べられてガスケット４が両面ガスケットを構成するため、一つのガスケット４でセパレータ９と膜電極複合体１０との間を有効にシールすることができる。ガスケット４は、平面方向に並べられるガス拡散層２およびフレーム部材３の影響を受けずに良好なシール作用を発揮する。
【００４７】
第二実施例・・・
図５は、本発明の第二実施例に係る燃料電池用構成部品１の平面図であって、そのＢ−Ｂ線拡大断面が図６に示されている。当該実施例に係る構成部品１は、ガス拡散層２とフレーム部材３とガスケット４との一体品であって、以下のように構成されている。
【００４８】
すなわち先ず、所定の平面形状（図５では略矩形）を備えた平板状のガス拡散層（ＧＤＬ）２が設けられており、このガス拡散層２の周縁部２ａの外側であって端面延長方向にフレーム部材３がガス拡散層２の周りを囲むべく配置されるとともに、このガス拡散層２とフレーム部材３との間にガスケット４が配置されてこのガスケット４がガス拡散層２およびフレーム部材３に対して一体化されている。尚、図５において、符号５は当該構成部品１をその厚さ方向に貫通する流路用の空間を示しており、この空間５を形成すべくフレーム部材３の内周縁部には切欠部３ａが設けられており、この切欠部３ａにおいては、ガスケット４がフレーム部材３のみに対して一体化されている。
【００４９】
ガス拡散層２は、カーボンペーパーまたはカーボンクロス等の多孔質体によって形成されており、図６に示すように、その周縁部２ａに比較的薄肉のフランジ状のガスケット取付部２ｂが設けられている。
【００５０】
フレーム部材３は、ＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムによってシート状のものとして形成されており、ガス拡散層２をその全周に亙って包囲すべく所定の平面形状に形成されている。尚、上記したようにこのフレーム部材３の内周縁部には空間５を形成すべく切欠部３ａが設けられているが、別の流路用空間６を形成すべくフレーム部材３の平面内には貫通部３ｂが設けられており、この貫通部３ｂの周縁部にはその全周に亙ってガスケット４と同じ構造の第二ガスケット７が一体化されている。
【００５１】
また、このフレーム部材３の一面には予め貼着剤１３が塗布されている。図６では、この貼着剤１３がフレーム部材３の下面３ｃに塗布されているが、上面３ｄに塗布される場合もある（図７参照）。尚、取付作業前にこの貼着剤１３の貼着機能を保持すべく貼着剤１３を保護する必要があるときには、取付作業時までフレーム部材３の一面に離型フィルム（図示せず）を貼り付けておくのが好適である。
【００５２】
ガスケット４は、液状ゴムの硬化物によって形成されており、当該ガスケット１の成形時に成形材料の一部がガス拡散層２のガスケット取付部２ｂに含浸することによってガス拡散層２に対して一体化されている。図では説明（作図）の便宜上、含浸部４ａに点々を付して示している。また、所謂インサート成形が実施されることによりガスケット４がフレーム部材３の内周縁部に対して一体化されており、これによりガス拡散層２およびフレーム部材３がガスケット４を介して一体化され、ガス拡散層２、ガスケット４およびフレーム部材３の一体構造が実現されている。ガス拡散層２、ガスケット４およびフレーム部材３は平面方向に並べられ、同一平面状に配置されている。ガスケット４の両面にはそれぞれシール部４ｂ，４ｃが設けられている。
【００５３】
上記構成の構成部品１は、図７または図８に示すように、フレーム部材３の一面に予め塗布した貼着剤１３の貼着機能によりセパレータ９（図７）または膜電極複合体（ＭＥＡ）１０（図８）に取り付けられて、これらと一体化される。
【００５４】
図７のセパレータ９には、ガスケット４を嵌め合わせるための溝状の凹部９ａが設けられており、取付時に両者４，９ａを嵌め合わせることにより構成部品１とセパレータ９とが平面方向に位置決めされる。図８の膜電極複合体１０は、電解質膜（イオン交換膜）１１の両側に反応電極部（触媒層）１２を担持したものであって、反応電極部１２とガス拡散層２とが互いにほほ同じ大きさに形成されることにより、電解質膜１１の周縁部１１ａの上下にガスケット４およびフレーム部材３が重ね合わされる。
【００５５】
上記構成を備えた構成部品１においては、上記したようにガス拡散層２とフレーム部材３とガスケット４との一体品が形成されるため、これらの構成要素を一部品として纏めて取り扱うことが可能となり、よって燃料電池セルまたはスタックの組立工数を削減し、組立作業を容易化することができる。また、フレーム部材３の一面に貼着剤１３による貼着機能が設定されていて、フレーム部材３をセパレータ９や膜電極複合体１０に押し付けるだけで構成部品１をセパレータ９や膜電極複合体１０に取り付けることができるために、取付作業を容易化することができる。また、ガス拡散層２、ガスケット４およびフレーム部材３が平面方向に並べられてガスケット４が両面ガスケットを構成するため、一つのガスケット４でセパレータ９と膜電極複合体１０の間を有効にシールすることができる。ガスケット４は、平面方向に並べられるガス拡散層２およびフレーム部材３の影響を受けずに良好なシール作用を発揮する。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００５７】
すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項１による燃料電池用構成部品においては、ガス拡散層とシート状フレーム部材とガスケットとの一体品が形成されるために、これらの構成要素を一部品として纏めて取り扱うことが可能となり、よって燃料電池セルまたはスタックの組立工数を削減し、組立作業を容易化することができる。また、ガス拡散層の周縁部の外側にシート状フレーム部材が配置されて両者の間に配置されるガスケットをその両側から支持するために、ゴム単体品の場合に生じるガスケットの取扱い性の不備を解消することができる。また、取付部材として利用するのに好適なシート状フレーム部材がガス拡散層の端面延長方向に設けられているために、このフレーム部材の一面に接着剤を塗布してフレーム部材をセパレータや膜電極複合体に押し付けるだけで構成部品をセパレータや膜電極複合体に取り付けることが可能となり、よって取付作業を容易化することができる。また、ガス拡散層、ガスケットおよびフレーム部材が平面方向に並べられてガスケットが両面ガスケットを構成可能とされているために、このガスケットがガス拡散層やフレーム部材の影響を受けることなくセパレータと膜電極複合体との間を有効にシールする。更に、ガスケットを膜電極複合体側に一体成形するものでないために、発電性能に支障を来たすことがない。
【００５８】
また、上記構成を備えた本発明の請求項２による燃料電池用構成部品においては、ガス拡散層とシート状フレーム部材とガスケットとの一体品が形成されるために、これらの構成要素を一部品として纏めて取り扱うことが可能となり、よって燃料電池セルまたはスタックの組立工数を削減し、組立作業を容易化することができる。また、ガス拡散層の周縁部の外側にシート状フレーム部材が配置されて両者の間に配置されるガスケットをその両側から支持するために、ゴム単体品の場合に生じるガスケットの取扱い性の不備を解消することができる。また、取付部材として利用するのに好適なシート状フレーム部材がガス拡散層の端面延長方向に設けられるとともにその一面に予め貼着機能が設定されているために、このフレーム部材をセパレータや膜電極複合体に押し付けるだけで構成部品をセパレータや膜電極複合体に取り付けることが可能となり、よって取付作業を容易化することができる。また、ガス拡散層、ガスケットおよびフレーム部材が平面方向に並べられてガスケットが両面ガスケットを構成可能とされているために、このガスケットがガス拡散層やフレーム部材の影響を受けることなくセパレータと膜電極複合体との間を有効にシールする。更に、ガスケットを膜電極複合体側に一体成形するものでないために、発電性能に支障を来たすことがない。
【００５９】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項３または４による燃料電池用構成部品においては、上記請求項１による構成部品が接着剤等の接合手段により予めセパレータと一体化され、または接着剤もしくは熱圧着等の接合手段により予め膜電極複合体と一体化されるめに、その取扱い性ないし組立性を一層向上させることができる。
【００６０】
また、上記構成を備えた本発明の請求項５または６による燃料電池用構成部品においては、上記請求項２による構成部品がシート状フレーム部材の一面に設定した貼着機能によって予めセパレータまたは膜電極複合体と一体化されるために、その取扱い性ないし組立性を一層向上させることができる。
【００６１】
また、上記構成を備えた本発明の請求項７または８による燃料電池用構成部品においては、上記請求項１または２による構成部品におけるガスケットが、プレス成形、射出成形またはディスペンサ法により成形されてガス拡散層およびフレーム部材に対して一体化され、または当該ガスケットを成形する一部の成形材料がガス拡散層の端面部に含浸してガス拡散層に対して一体化されるために、構成部品をガス拡散層またはフレーム部材に対して強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例に係る燃料電池用構成部品の平面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】同構成部品をセパレータに取り付けた状態の要部断面図
【図４】同構成部品を膜電極複合体に取り付けた状態の要部断面図
【図５】本発明の第一実施例に係る燃料電池用構成部品の平面図
【図６】図５におけるＢ−Ｂ線断面図
【図７】同構成部品をセパレータに取り付けた状態の要部断面図
【図８】同構成部品を膜電極複合体に取り付けた状態の要部断面図
【符号の説明】
１燃料電池用構成部品
２ガス拡散層
２ａ，１１ａ周縁部
２ｂガスケット取付部
３フレーム部材
３ａ切欠部
３ｂ貫通部
３ｃ下面
３ｄ上面
４ガスケット
４ａ含浸部
４ｂ，４ｃシール部
５，６空間
７第二ガスケット
８接着剤
９セパレータ
９ａ凹部
１０膜電極複合体
１１電解質膜
１２反応電極部
１３貼着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component for a fuel cell that constitutes a component of a fuel cell, and more particularly to an integrated product of a gas diffusion layer, a gasket, and a frame member.
[0002]
[Prior art]
A single cell of a fuel cell has a membrane electrode assembly (MEA) carrying a reaction electrode portion (catalyst layer) and a gas diffusion layer (GDL) on both sides of an electrolyte membrane (ion exchange membrane), and further, separators on both sides. The reaction gas is sealed by interposing a gasket between the membrane electrode assembly and the separator.
[0003]
Therefore, since the fuel cell stack is configured by stacking a plurality of single cells made of these many components, there is a disadvantage that a great number of man-hours are required at the time of stack assembly.
[0004]
In addition, when the gasket is a single rubber product, it is necessary to seal the reaction surface of the separator, and since it is necessary to seal the wide panel surface, the rubber alone is not strong and the handling property itself is too good. Also, workability and positioning at the time of stacking are not so good. For this reason, in recent years, improvement in assemblability by integration of constituent elements has been demanded. For example, investigations such as molding a gasket integrally with a separator (Patent Publication 2000-133288) are underway.
[0005]
However, when the gasket is formed integrally with the separator, depending on the material of the separator, there is a possibility that the separator may be cracked due to the clamping force or the molding pressure at the time of molding, and it is difficult to integrate due to the material strength on the separator side. Cases are also conceivable.
[0006]
In addition to the separator, it is conceivable to integrate the gasket on the membrane electrode assembly side, but heat at the time of molding the gasket affects the membrane electrode assembly, which may hinder power generation performance.
[0007]
In addition, in the membrane electrode assembly, there is a type in which the catalyst supporting part and the gas diffusion layer are divided. In this case, since the gas diffusion layer is thin carbon paper or carbon cloth, it is not strong and can be damaged during handling. And the assemblability deteriorates.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, the present invention can improve the assemblability of a fuel cell, does not hinder the power generation performance of the fuel cell, and can exhibit a more stable sealing performance. The object is to provide components.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a fuel cell component according to claim 1 of the present invention includes a gas diffusion layer, a sheet-like frame member disposed in an end surface extending direction of the gas diffusion layer, the gas diffusion layer and the frame. It is characterized by having a gasket made of a rubber-like elastic material which is disposed between the members and integrated with both.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel cell component comprising: a gas diffusion layer; a sheet-like frame member disposed in an end surface extending direction of the gas diffusion layer and having a sticking function on one surface; and the gas A gasket made of a rubber-like elastic material is disposed between the diffusion layer and the frame member and integrated with the both.
[0011]
A fuel cell component according to claim 3 of the present invention is characterized in that the fuel cell component according to claim 1 is integrated with a separator by a joining means such as an adhesive.
[0012]
A fuel cell component according to claim 4 of the present invention is characterized in that the fuel cell component according to claim 1 is integrated with a membrane electrode assembly by a bonding means such as an adhesive or thermocompression bonding. It is what.
[0013]
A fuel cell component according to claim 5 of the present invention is characterized in that the fuel cell component according to claim 2 is integrated with a separator by a function of attaching a frame member.
[0014]
A fuel cell component according to claim 6 of the present invention is characterized in that the fuel cell component according to claim 2 is integrated with a membrane electrode assembly by a function of attaching a frame member. It is.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the fuel cell component according to the first or second aspect, wherein the gas diffusion layer and the frame member are interposed via a gasket by press molding, injection molding or dispenser. It is characterized by being integrated.
[0016]
Furthermore, the fuel cell component according to claim 8 of the present invention is the fuel cell component according to claim 1 or 2, wherein a part of the molding material for molding the gasket made of rubber-like elastic material is a gas diffusion layer. The gasket is integrated with the gas diffusion layer by impregnating the end surface portion of the gas diffusion layer.
[0017]
According to the fuel cell component of the present invention having the above configuration, since the gas diffusion layer, the sheet-like frame member, and the gasket are integrally formed, these components are combined as one component. In addition, a sheet-like frame member is placed outside the peripheral edge of the gas diffusion layer and the gasket placed between the two is supported from both sides. It is possible to eliminate the deficiencies in handling. In addition, since a sheet-like frame member suitable for use as an attachment member is provided in the end surface extending direction of the gas diffusion layer, an adhesive is applied to one surface of the frame member, and the frame member is used as a separator or a membrane electrode. The component can be attached to the separator or the membrane electrode composite simply by pressing the composite. Further, since the gas diffusion layer, the gasket, and the frame member are arranged in a plane direction and the gasket can constitute a double-sided gasket, the separator and the membrane electrode composite are not affected by the gas diffusion layer or the frame member. Effectively seal between the two. Furthermore, since the gasket is not integrally formed on the membrane electrode assembly side, power generation performance is not hindered.
[0018]
Further, the fuel cell component of claim 1 is integrated with the separator in advance by a bonding means such as bonding with an adhesive (Claim 3), or the membrane is previously formed by bonding means such as bonding by adhesive or thermocompression bonding. By being integrated with the electrode composite (claim 4), it becomes possible to further improve the handleability or assembling property. The gasket is molded by press molding, injection molding or a dispenser method and integrated with the gas diffusion layer and the frame member (Claim 7), or a part of the molding material for molding the gasket is an end surface of the gas diffusion layer. By being impregnated into the part and integrated with the gas diffusion layer (Claim 8), the gas diffusion layer or the frame member is firmly bonded.
[0019]
Further, according to the fuel cell component having the above-described configuration according to the second aspect of the present invention, since the gas diffusion layer, the sheet-like frame member, and the gasket are integrally formed, these components are combined. In the case of a single rubber product, it can be handled as a part, and the sheet frame member is placed outside the periphery of the gas diffusion layer and the gasket placed between the two is supported from both sides. This makes it possible to eliminate the deficiencies in handling properties of the gasket. In addition, since a sheet-like frame member suitable for use as an attachment member is provided in the end face extending direction of the gas diffusion layer and an adhesive function is set in advance on one surface thereof, the frame member is used as a separator or a membrane electrode. The component can be attached to the separator or the membrane electrode composite simply by pressing the composite. Further, since the gas diffusion layer, the gasket, and the frame member are arranged in a plane direction and the gasket can constitute a double-sided gasket, the separator and the membrane electrode composite are not affected by the gas diffusion layer or the frame member. Effectively seal between the two. Furthermore, since the gasket is not integrally formed on the membrane electrode assembly side, power generation performance is not hindered.
[0020]
Further, the fuel cell component of claim 2 is integrated with the separator (claim 5) or the membrane electrode assembly (claim 6) in advance by a sticking function set on one surface of the sheet-like frame member. Therefore, it becomes possible to further improve the handleability or assemblability. The gasket is molded by press molding, injection molding or a dispenser method and integrated with the gas diffusion layer and the frame member (Claim 7), or a part of the molding material for molding the gasket is an end surface of the gas diffusion layer. By being impregnated into the part and integrated with the gas diffusion layer (Claim 8), the gas diffusion layer or the frame member is firmly bonded.
[0021]
The present application includes the following technical matters.
[0022]
That is, in order to achieve the above object, one fuel cell component proposed by the present application has the following contents.
[0023]
(1) A fuel cell gasket in which a resin film is arranged in a frame shape in the extending direction of an end face of a gas diffusion layer (GDL) having an area equivalent to that of a reaction electrode portion, and both are integrated via rubber.
[0024]
(2) A fuel cell gasket in which a resin film with an adhesive is arranged in a frame shape in the extending direction of the end face of the gas diffusion layer (GDL) having the same area as the reaction electrode portion, and both are integrated via rubber.
[0025]
(3) A separator-integrated gasket in which the gasket according to (1) is integrated with a fuel cell separator with an adhesive or the like.
[0026]
(4) A membrane electrode composite-integrated gasket in which the gasket according to (1) is integrated with a fuel cell membrane electrode composite by adhesive, thermocompression bonding, or the like.
[0027]
(5) A separator-integrated gasket in which the gasket according to (2) is integrated with a fuel cell separator via an adhesive.
[0028]
(6) A membrane electrode composite-integrated gasket in which the gasket according to (2) is integrated with a fuel cell membrane electrode composite via an adhesive.
[0029]
(7) A gasket for a fuel cell, in which the gasket according to (1) or (2) is integrated with a resin film and a gas diffusion layer (GDL) through rubber by press molding, injection molding, dispenser, or the like.
[0030]
(8) As an embodiment, first, a resin film or a resin film with an adhesive is arranged in a frame shape in the end face extending direction of the gas diffusion layer having the same size as the reaction electrode portion, and both are integrated via rubber. This will improve the hand linkability of the gasket and reduce the number of assembly steps by reducing the number of parts.
[0031]
(9) The gasket material is not particularly limited as long as it can be used for a fuel cell gasket, but may be any material that is excellent in compression set and does not contaminate the system. For example, rubber materials such as ethylene propylene diene (EPDM), butyl, silicone or fluorine are suitable. In consideration of impregnation into the gas diffusion layer, liquid rubber is preferable, and in consideration of integration with the resin film, an adhesive rubber material is preferable.
[0032]
(10) The structure of the lip portion of the gasket is that the resin film and the gas diffusion layer are located at both ends of the rubber, and the lip portion having sealing properties is only rubber, so in terms of compression set, hardness and reaction force This is more advantageous than simply forming a seal on a gas diffusion layer or a resin film.
[0033]
(11) When the gasket is a resin film / gas diffusion layer integrated gasket, it can be integrated with a separator or a membrane electrode assembly using an adhesive or the like. In this case, it is possible to directly integrate the separator and the membrane electrode assembly.
[0034]
(12) For the resin film, use of polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile (PEN), polyimide (PI) or the like is considered, and the film thickness is 10 to 500 μm, preferably 50 to 150 μm. .
[0035]
(13) For the gas diffusion layer, use of carbon paper or carbon cloth (carbonized non-woven fabric) is considered, and a thickness of 50 to 500 μm is used.
[0036]
(14) Further, as the pressure-sensitive adhesive, a silicone-based one is suitable, and the coating thickness is 100 μm or less, preferably 10 to 50 μm.
[0037]
(15) And according to the above configuration,
(1) Fuel cell assembly man-hours can be reduced and assemblability can be improved.
(2) Since the gas diffusion layer can be limited to the reaction electrode part, it is advantageous in terms of cost.
(3) Stable sealability can be obtained for the gas diffusion layer that is integrally formed and the seal configuration that is not affected by the resin film.
It is possible to obtain the operational effects.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0039]
First embodiment ...
FIG. 1 is a plan view of a fuel cell component 1 according to a first embodiment of the present invention, and an enlarged cross-sectional view taken along line AA is shown in FIG. The component 1 according to this embodiment is an integrated product of the gas diffusion layer 2, the frame member 3, and the gasket 4, and is configured as follows.
[0040]
That is, first, a flat plate-like gas diffusion layer (GDL) 2 having a predetermined planar shape (substantially rectangular in FIG. 1) is provided, and is located outside the peripheral edge 2a of the gas diffusion layer 2 and in the end face extending direction. The frame member 3 is disposed so as to surround the gas diffusion layer 2, and a gasket 4 is disposed between the gas diffusion layer 2 and the frame member 3, and the gasket 4 is connected to the gas diffusion layer 2 and the frame member 3. Are integrated. In FIG. 1, reference numeral 5 indicates a space for a flow path that penetrates the component 1 in the thickness direction, and a notch 3 a is formed at the inner peripheral edge of the frame member 3 to form the space 5. The gasket 4 is integrated only with respect to the frame member 3 in the notch 3a.
[0041]
The gas diffusion layer 2 is formed of a porous material such as carbon paper or carbon cloth. As shown in FIG. 2, a relatively thin flange-like gasket mounting portion 2b is provided on the peripheral portion 2a. .
[0042]
The frame member 3 is formed as a sheet by a resin film such as a PET film, and is formed in a predetermined planar shape so as to surround the gas diffusion layer 2 over the entire circumference. As described above, the inner peripheral edge portion of the frame member 3 is provided with the cutout portion 3a for forming the space 5, but in the plane of the frame member 3 to form another flow passage space 6. A through-hole 3b is provided, and a second gasket 7 having the same structure as that of the gasket 4 is integrated around the entire periphery of the through-hole 3b.
[0043]
The gasket 4 is formed of a cured liquid rubber, and is integrated with the gas diffusion layer 2 by impregnating the gasket mounting portion 2b of the gas diffusion layer 2 with a part of the molding material when the gasket 1 is molded. Has been. In the figure, the impregnated portion 4a is indicated by dots for the convenience of explanation (plotting). Further, by performing so-called insert molding, the gasket 4 is integrated with the inner peripheral edge of the frame member 3, whereby the gas diffusion layer 2 and the frame member 3 are integrated via the gasket 4, An integrated structure of the gas diffusion layer 2, the gasket 4, and the frame member 3 is realized. The gas diffusion layer 2, the gasket 4, and the frame member 3 are arranged in the plane direction and arranged in the same plane. Seal portions 4b and 4c are provided on both surfaces of the gasket 4, respectively.
[0044]
As shown in FIG. 3 or FIG. 4, the component 1 having the above-described configuration applies an adhesive 8 to one surface of the frame member 3, and a separator 9 or a membrane electrode assembly (MEA) is bonded by the adhesive action of the adhesive 8. ) Is attached to 10 and integrated with them.
[0045]
3 is provided with a groove-like recess 9a for fitting the gasket 4, and the component 1 and the separator 9 are positioned in the plane direction by fitting both the parts 4 and 9a at the time of mounting. The The membrane electrode assembly 10 shown in FIG. 4 carries a reaction electrode portion (catalyst layer) 12 on both sides of an electrolyte membrane (ion exchange membrane) 11, and the reaction electrode portion 12 and the gas diffusion layer 2 are almost identical to each other. By forming the same size, the gasket 4 and the frame member 3 are superimposed on the upper and lower sides of the peripheral edge portion 11 a of the electrolyte membrane 11.
[0046]
In the component 1 having the above-described configuration, first, since the integrated product of the gas diffusion layer 2, the frame member 3, and the gasket 4 is formed as described above, these components are collectively handled as one component. Therefore, the number of man-hours for assembling the fuel battery cell or the stack can be reduced, and the assembling work can be facilitated. In addition, the component 1 can be attached to the separator 9 or the membrane electrode assembly 10 simply by applying the adhesive 8 on one surface of the frame member 3 and pressing the frame member 3 against the separator 9 or the membrane electrode assembly 10. The mounting work can be facilitated. Further, since the gas diffusion layer 2, the gasket 4 and the frame member 3 are arranged in the plane direction and the gasket 4 constitutes a double-sided gasket, the gasket 9 effectively seals between the separator 9 and the membrane electrode assembly 10. can do. The gasket 4 exhibits a good sealing action without being affected by the gas diffusion layer 2 and the frame member 3 arranged in the plane direction.
[0047]
Second embodiment ...
FIG. 5 is a plan view of the fuel cell component 1 according to the second embodiment of the present invention, and an enlarged cross section taken along the line BB is shown in FIG. The component 1 according to this embodiment is an integrated product of the gas diffusion layer 2, the frame member 3, and the gasket 4, and is configured as follows.
[0048]
That is, first, a flat plate-like gas diffusion layer (GDL) 2 having a predetermined planar shape (substantially rectangular in FIG. 5) is provided, and is located outside the peripheral edge 2a of the gas diffusion layer 2 and in the end face extending direction. The frame member 3 is disposed so as to surround the gas diffusion layer 2, and a gasket 4 is disposed between the gas diffusion layer 2 and the frame member 3, and the gasket 4 is connected to the gas diffusion layer 2 and the frame member 3. Are integrated. In FIG. 5, reference numeral 5 denotes a space for a flow path that penetrates the component 1 in the thickness direction, and a notch 3 a is formed at the inner peripheral edge of the frame member 3 to form the space 5. The gasket 4 is integrated only with respect to the frame member 3 in the notch 3a.
[0049]
The gas diffusion layer 2 is formed of a porous material such as carbon paper or carbon cloth, and a relatively thin flange-like gasket attachment portion 2b is provided on the peripheral edge portion 2a as shown in FIG. .
[0050]
The frame member 3 is formed as a sheet by a resin film such as a PET film, and is formed in a predetermined planar shape so as to surround the gas diffusion layer 2 over the entire circumference. As described above, the inner peripheral edge portion of the frame member 3 is provided with the cutout portion 3a for forming the space 5, but in the plane of the frame member 3 to form another flow passage space 6. A through-hole 3b is provided, and a second gasket 7 having the same structure as that of the gasket 4 is integrated around the entire periphery of the through-hole 3b.
[0051]
An adhesive 13 is applied to one surface of the frame member 3 in advance. In FIG. 6, the adhesive 13 is applied to the lower surface 3c of the frame member 3, but it may be applied to the upper surface 3d (see FIG. 7). In addition, when it is necessary to protect the adhesive 13 in order to maintain the adhesive function of the adhesive 13 before the mounting operation, a release film (not shown) is provided on one surface of the frame member 3 until the mounting operation. It is preferable to stick it.
[0052]
The gasket 4 is formed of a cured liquid rubber, and is integrated with the gas diffusion layer 2 by impregnating the gasket mounting portion 2b of the gas diffusion layer 2 with a part of the molding material when the gasket 1 is molded. Has been. In the figure, the impregnated portion 4a is indicated by dots for the convenience of explanation (plotting). Further, by performing so-called insert molding, the gasket 4 is integrated with the inner peripheral edge of the frame member 3, whereby the gas diffusion layer 2 and the frame member 3 are integrated via the gasket 4, An integrated structure of the gas diffusion layer 2, the gasket 4, and the frame member 3 is realized. The gas diffusion layer 2, the gasket 4, and the frame member 3 are arranged in the plane direction and arranged in the same plane. Seal portions 4b and 4c are provided on both surfaces of the gasket 4, respectively.
[0053]
As shown in FIG. 7 or FIG. 8, the component 1 having the above-described configuration has a separator 9 (FIG. 7) or a membrane electrode assembly (MEA) due to the sticking function of the sticking agent 13 previously applied to one surface of the frame member 3. 10 (FIG. 8) and integrated therewith.
[0054]
The separator 9 in FIG. 7 is provided with a groove-shaped recess 9a for fitting the gasket 4, and the component 1 and the separator 9 are positioned in the plane direction by fitting both the parts 4 and 9a during installation. The The membrane electrode assembly 10 shown in FIG. 8 carries a reaction electrode portion (catalyst layer) 12 on both sides of an electrolyte membrane (ion exchange membrane) 11, and the reaction electrode portion 12 and the gas diffusion layer 2 are almost identical to each other. By forming the same size, the gasket 4 and the frame member 3 are superimposed on the upper and lower sides of the peripheral edge portion 11 a of the electrolyte membrane 11.
[0055]
In the component 1 having the above-described configuration, since the gas diffusion layer 2, the frame member 3, and the gasket 4 are formed as described above, these components can be handled as a single component. Therefore, the number of assembling steps of the fuel cell or stack can be reduced, and the assembling work can be facilitated. In addition, a sticking function by the sticking agent 13 is set on one surface of the frame member 3, and the component 1 can be attached to the separator 9 or the membrane electrode composite 10 simply by pressing the frame member 3 against the separator 9 or the membrane electrode composite 10. Therefore, it is possible to facilitate the attachment work. Further, since the gas diffusion layer 2, the gasket 4 and the frame member 3 are arranged in the plane direction and the gasket 4 constitutes a double-sided gasket, the gap between the separator 9 and the membrane electrode assembly 10 is effectively sealed with one gasket 4. be able to. The gasket 4 exhibits a good sealing action without being affected by the gas diffusion layer 2 and the frame member 3 arranged in the plane direction.
[0056]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0057]
That is, first, in the fuel cell component having the above-described configuration according to the first aspect of the present invention, an integrated product of the gas diffusion layer, the sheet-like frame member, and the gasket is formed. It becomes possible to handle them collectively as parts, thereby reducing the number of assembly steps of the fuel cell or stack and facilitating the assembly work. In addition, since a sheet-like frame member is disposed outside the peripheral edge of the gas diffusion layer and the gasket disposed between the two is supported from both sides, there is a defect in handling of the gasket that occurs in the case of a single rubber product. Can be resolved. In addition, since a sheet-like frame member suitable for use as an attachment member is provided in the end surface extending direction of the gas diffusion layer, an adhesive is applied to one surface of the frame member, and the frame member is used as a separator or a membrane electrode. The component can be attached to the separator or the membrane electrode composite simply by pressing against the composite, thereby facilitating the attachment work. Further, since the gas diffusion layer, the gasket and the frame member are arranged in the plane direction so that the gasket can form a double-sided gasket, the separator and the membrane electrode are not affected by the gas diffusion layer or the frame member. Effectively seal between the composite. Furthermore, since the gasket is not integrally formed on the membrane electrode assembly side, power generation performance is not hindered.
[0058]
Further, in the fuel cell component having the above-described configuration according to the second aspect of the present invention, since the gas diffusion layer, the sheet-like frame member, and the gasket are integrally formed, these components are combined into one component. As a result, it is possible to reduce the number of man-hours for assembling the fuel cell or stack and facilitate the assembling work. In addition, since a sheet-like frame member is disposed outside the peripheral edge of the gas diffusion layer and the gasket disposed between the two is supported from both sides, there is a defect in handling of the gasket that occurs in the case of a single rubber product. Can be resolved. In addition, since a sheet-like frame member suitable for use as an attachment member is provided in the end face extending direction of the gas diffusion layer and an adhesive function is set in advance on one surface thereof, the frame member is used as a separator or a membrane electrode. The component can be attached to the separator or the membrane electrode composite simply by pressing against the composite, thereby facilitating the attachment work. Further, since the gas diffusion layer, the gasket and the frame member are arranged in the plane direction so that the gasket can form a double-sided gasket, the separator and the membrane electrode are not affected by the gas diffusion layer or the frame member. Effectively seal between the composite. Furthermore, since the gasket is not integrally formed on the membrane electrode assembly side, power generation performance is not hindered.
[0059]
In addition to this, in the fuel cell component according to claim 3 or 4 of the present invention having the above-described configuration, the component according to claim 1 is integrated with the separator in advance by a joining means such as an adhesive. Alternatively, since it is integrated with the membrane electrode assembly in advance by a bonding means such as an adhesive or thermocompression bonding, its handleability or assemblability can be further improved.
[0060]
Further, in the fuel cell component according to claim 5 or 6 of the present invention having the above configuration, the component according to claim 2 is preliminarily provided with a separator or a membrane electrode by a sticking function set on one surface of the sheet-like frame member. Since it is integrated with the composite, its handleability or assembly can be further improved.
[0061]
In the fuel cell component according to claim 7 or 8 of the present invention having the above-described configuration, the gasket in the component according to claim 1 or 2 is molded by press molding, injection molding or a dispenser method, and gas. In order to integrate a part of the molding material for molding the gasket into the diffusion layer and the frame member or impregnate the end surface portion of the gas diffusion layer into the gas diffusion layer, the component parts It can be firmly bonded to the gas diffusion layer or the frame member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a fuel cell component according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part in a state where the same component is attached to a separator.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part in a state where the same component is attached to the membrane electrode assembly.
FIG. 5 is a plan view of a fuel cell component according to a first embodiment of the present invention.
6 is a sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part in a state where the same component is attached to the separator.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part in a state where the same component is attached to the membrane electrode assembly.
[Explanation of symbols]
1 Fuel cell components
2 Gas diffusion layer
2a, 11a peripheral edge
2b Gasket mounting part
3 Frame members
3a Notch
3b penetration
3c bottom surface
3d top surface
4 Gasket
4a Impregnation part
4b, 4c Sealing part
5,6 space
7 Second gasket
8 Adhesive
9 Separator
9a recess
10 Membrane electrode composite
11 Electrolyte membrane
12 Reaction electrode section
13 Adhesive

Claims

The gas diffusion layer (2), the sheet-like frame member (3) arranged in the end face extending direction of the gas diffusion layer (2), and the gas diffusion layer (2) and the frame member (3) are arranged. And a gasket (4) made of a rubber-like elastic material integrated with both (2) and (3).

A gas diffusion layer (2); a sheet-like frame member (3) which is disposed in an end surface extending direction of the gas diffusion layer (2) and has a sticking function on one surface; and the gas diffusion layer (2) and the frame A component for a fuel cell comprising a gasket (4) made of a rubber-like elastic material and disposed between the members (3) and integrated with both (2) and (3).

A fuel cell component comprising the fuel cell component (1) according to claim 1 and a separator (9) integrated by a bonding means such as an adhesive (8).

The fuel cell component (1) according to claim 1 is integrated with the membrane electrode assembly (10) by a bonding means such as an adhesive (8) or thermocompression bonding. .

The fuel cell component (1) according to claim 2 is integrated with the separator (9) by the attaching function of the frame member (3).

The fuel cell component (1) according to claim 2 is integrated with the membrane electrode assembly (10) by the attaching function of the frame member (3).

3. The fuel cell component (1) according to claim 1 or 2, wherein the gas diffusion layer (2) and the frame member (3) are integrated via a gasket (4) by press molding, injection molding or dispenser. A fuel cell component.

In the fuel cell component (1) according to claim 1 or 2,
A part of the molding material for molding the gasket (4) made of rubber-like elastic material is impregnated into the end surface portion of the gas diffusion layer (2), so that the gasket (4) is in contact with the gas diffusion layer (2). A fuel cell component that is integrated.