JP5162990B2 - Fuel cell seal structure and fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池のシール構造および燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell seal structure and a fuel cell.

燃料電池は、一般的には水素および酸素を燃料として電気エネルギを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れており、また高いエネルギ効率を実現できることから、今後のエネルギ供給システムとして広く開発が進められてきている。   A fuel cell is a device that generally obtains electric energy using hydrogen and oxygen as fuel. Since this fuel cell is excellent in terms of the environment and can realize high energy efficiency, it has been widely developed as a future energy supply system.

燃料電池のうち固体の電解質を用いたものには、固体高分子型燃料電池、固体酸化物型燃料電池等がある。このうち、固体高分子型燃料電池は、固体高分子電解質膜がカソードとアノードとにより挟持された膜−電極接合体がさらにガス拡散層によって挟持された構造を有する。固体高分子型燃料電池においては、燃料ガスがアノードに供給され、酸化剤ガスがカソードに供給される。その結果、燃料ガスと酸化剤ガスとが電気化学反応して水が生成される。この水が生成されるときに発生する電流が外部に取り出されることにより、発電が行われる。   Examples of the fuel cell using a solid electrolyte include a solid polymer fuel cell and a solid oxide fuel cell. Among these, the polymer electrolyte fuel cell has a structure in which a membrane-electrode assembly in which a solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between a cathode and an anode is further sandwiched between gas diffusion layers. In a polymer electrolyte fuel cell, fuel gas is supplied to the anode and oxidant gas is supplied to the cathode. As a result, the fuel gas and the oxidant gas undergo an electrochemical reaction to generate water. Electricity is generated by taking out the current generated when the water is generated.

固体高分子型燃料電池においては、燃料ガスおよび酸化剤ガスの反応ガスが燃料電池から漏出することを防止するためのシール構造が必要とされる。この燃料電池のシール構造として、シリコン系樹脂あるいはフッ素系樹脂からなるシール部を備えるシール構造に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。   In the polymer electrolyte fuel cell, a seal structure is required to prevent the reaction gas of the fuel gas and the oxidant gas from leaking from the fuel cell. As a fuel cell seal structure, a technique related to a seal structure including a seal portion made of a silicon resin or a fluorine resin is disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開２００５−２８５７７４号公報JP 2005-285774 A

しかしながら、特許文献１に係る燃料電池においては、シール部からシリコンが溶出するおそれがある。この場合、シリコンが膜−電極接合体に拡散して、膜−電極接合体の耐久性が低下するおそれがある。   However, in the fuel cell according to Patent Document 1, silicon may be eluted from the seal portion. In this case, silicon may diffuse into the membrane-electrode assembly and the durability of the membrane-electrode assembly may be reduced.

本発明は、膜−電極接合体の耐久性低下を抑制することができる燃料電池のシール構造および燃料電池を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a fuel cell seal structure and a fuel cell that can suppress a decrease in durability of the membrane-electrode assembly.

本発明に係るシール構造は、膜−電極接合体と膜−電極接合体を挟持する一対のガス拡散層とを備える燃料電池に用いられるシール構造であって、ガス拡散層の膜−電極接合体と反対側の面の外周部に設けられ、ガスシール性を有する第１シール部と、液体シール性を有し、ガス拡散層の膜−電極接合体と反対側の面において第１シール部よりも内側に設けられた第２シール部と、ガス拡散層の第１シール部および第２シール部が設けられる部位に充填され、液体シール性を有するシール部材と、を備え、第１シール部、第２シール部およびシール部材の材質は、互いに異なっており、シール部材は、エポキシ、ポリプロピレンまたはポリエチレンからなることを特徴とするものである。 A seal structure according to the present invention is a seal structure used for a fuel cell including a membrane-electrode assembly and a pair of gas diffusion layers sandwiching the membrane-electrode assembly, and the membrane-electrode assembly of a gas diffusion layer The first seal portion provided on the outer peripheral portion of the surface on the opposite side of the gas and having a gas sealing property and the liquid sealing property on the surface opposite to the membrane-electrode assembly of the gas diffusion layer than the first seal portion. A second seal portion provided on the inner side, and a seal member filled with a portion where the first seal portion and the second seal portion of the gas diffusion layer are provided and having a liquid sealing property , the first seal portion, The materials of the second seal portion and the seal member are different from each other, and the seal member is made of epoxy, polypropylene, or polyethylene .

本発明に係るシール構造によれば、発電に伴って生成された水分と第１シール部との接触が抑制される。この場合、第１シール部の成分が溶出することが抑制される。それにより、第１シール部の成分の膜−電極接合体への拡散が抑制される。その結果、膜−電極接合体の耐久性低下が抑制される。   According to the seal structure according to the present invention, the contact between the water generated along with the power generation and the first seal portion is suppressed. In this case, it is suppressed that the component of the 1st seal part elutes. Thereby, the diffusion of the component of the first seal portion to the membrane-electrode assembly is suppressed. As a result, a decrease in durability of the membrane-electrode assembly is suppressed.

上記構成において、第１シール部は、シリコン系ゴムからなり、第２シール部は、フッ素系ゴム、ブチルゴムまたはエチレンプロピレンゴムからなるものであってもよい。この構成によれば、第１シール部として、フッ素系樹脂を使用する場合に比較して低温から高温までの広い温度範囲に渡ってガスシール性が維持される。 In the above configuration, the first seal portion may be made of silicon rubber , and the second seal portion may be made of fluorine rubber, butyl rubber, or ethylene propylene rubber . According to this configuration, the gas sealability is maintained over a wide temperature range from a low temperature to a high temperature as compared with the case where a fluorine-based resin is used as the first seal portion .

本発明に係る燃料電池は、固体高分子電解質からなる電解質膜を含む膜−電極接合体と、膜−電極接合体を挟持する１対のガス拡散層と、請求項１または２に記載のシール構造と、を備えたことを特徴とするものである。A fuel cell according to the present invention includes a membrane-electrode assembly including an electrolyte membrane made of a solid polymer electrolyte, a pair of gas diffusion layers sandwiching the membrane-electrode assembly, and the seal according to claim 1 or 2 And a structure.

本発明に係る燃料電池によれば、膜−電極接合体の耐久性低下が抑制される。According to the fuel cell of the present invention, a decrease in durability of the membrane-electrode assembly is suppressed.

本発明によれば、膜−電極接合体の耐久性低下を抑制することができる燃料電池のシール構造および燃料電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell seal structure and fuel cell which can suppress the durable fall of a membrane-electrode assembly can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明の第１実施例に係る燃料電池１００について説明する。図１は、燃料電池１００の模式的断面図である。燃料電池１００は、膜−電極接合体１０と、ガス拡散層２０，２２と、ガスシール部３０と、液体シール部４０，４２と、セパレータ６０，６２とを備える。   A fuel cell 100 according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the fuel cell 100. The fuel cell 100 includes a membrane-electrode assembly 10, gas diffusion layers 20 and 22, a gas seal portion 30, liquid seal portions 40 and 42, and separators 60 and 62.

膜−電極接合体１０は、固体高分子電解質からなる電解質膜（図示せず）が１対の触媒層（図示せず）によって挟持された構造を有する。電解質膜としては、特に限定されないが、例えばナフィオン（登録商標）等を用いることができる。触媒層としては、特に限定されないが、例えば白金担持カーボン等を用いることができる。   The membrane-electrode assembly 10 has a structure in which an electrolyte membrane (not shown) made of a solid polymer electrolyte is sandwiched between a pair of catalyst layers (not shown). Although it does not specifically limit as an electrolyte membrane, For example, Nafion (trademark) etc. can be used. Although it does not specifically limit as a catalyst layer, For example, platinum carrying | support carbon etc. can be used.

ガス拡散層２０，２２は、膜−電極接合体１０を挟持するように配置されている。ガス拡散層２０は、膜−電極接合体１０へ燃料ガスを拡散させる層であり、膜−電極接合体１０の上面側に配置されている。ガス拡散層２２は、膜−電極接合体１０へ酸化剤ガスを拡散させる層であり、膜−電極接合体１０の下面側に配置されている。ガス拡散層２０，２２としては、例えば、カーボンペーパ等を用いることができる。   The gas diffusion layers 20 and 22 are arranged so as to sandwich the membrane-electrode assembly 10. The gas diffusion layer 20 is a layer that diffuses fuel gas into the membrane-electrode assembly 10 and is disposed on the upper surface side of the membrane-electrode assembly 10. The gas diffusion layer 22 is a layer that diffuses oxidant gas into the membrane-electrode assembly 10 and is disposed on the lower surface side of the membrane-electrode assembly 10. As the gas diffusion layers 20 and 22, for example, carbon paper or the like can be used.

ガスシール部３０は、ガス拡散層２０の上面の外周部から、膜−電極接合体１０の側面を経て、ガス拡散層２２の下面の外周部にかけて配置されている。ガスシール部３０は、ガスシール性を有し、例えばシリコン系ゴムからなる。   The gas seal portion 30 is disposed from the outer peripheral portion of the upper surface of the gas diffusion layer 20 to the outer peripheral portion of the lower surface of the gas diffusion layer 22 through the side surface of the membrane-electrode assembly 10. The gas seal portion 30 has a gas seal property and is made of, for example, silicon rubber.

液体シール部４０は、ガス拡散層２０の上面においてガスシール部３０よりも内側に配置されている。液体シール部４２は、ガス拡散層２２の下面において、ガスシール部３０よりも内側に設けられている。液体シール部４０，４２は、液体シール性を有するものであれば特に限定されない。液体シール部４０，４２としては、例えばフッ素系ゴム、ブチルゴムまたはエチレンプロピレンゴム等を用いることができる。また、ガスシール部３０および液体シール部４０，４２は、例えば接着剤等により所定の位置に配置される。   The liquid seal part 40 is disposed on the inner side of the gas seal part 30 on the upper surface of the gas diffusion layer 20. The liquid seal portion 42 is provided inside the gas seal portion 30 on the lower surface of the gas diffusion layer 22. The liquid seal portions 40 and 42 are not particularly limited as long as they have liquid seal properties. As the liquid seal portions 40 and 42, for example, fluorine rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, or the like can be used. Moreover, the gas seal part 30 and the liquid seal parts 40 and 42 are arrange | positioned in a predetermined position, for example with an adhesive agent.

ガス拡散層２０のガスシール部３０および液体シール部４０が配置された部位には、シール部材２６が充填されている。また、ガス拡散層２２のガスシール部３０および液体シール部４２が配置された部位には、シール部材２８が充填されている。シール部材２６，２８は、液体シール性を有する。シール部材２６，２８としては、液体シール性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、ゲル状物質またはグリース状物質等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができる。硬化性樹脂としては、例えばエポキシ等を用いることができる。ゲル状物質またはグリース状物質としては、例えばフッ素系グリース等を用いることができる。なお、シール部材２６，２８がポリプロピレン、ポリエチレン、エポキシ等からなる場合には、シール部材２６，２８は液体シール性を有するとともにガスシール性も有している。   A portion of the gas diffusion layer 20 where the gas seal portion 30 and the liquid seal portion 40 are disposed is filled with a seal member 26. In addition, a portion of the gas diffusion layer 22 where the gas seal portion 30 and the liquid seal portion 42 are disposed is filled with a seal member 28. The sealing members 26 and 28 have liquid sealing properties. The sealing members 26 and 28 are not particularly limited as long as they have liquid sealing properties. For example, thermoplastic resins, curable resins, gel-like substances, grease-like substances, and the like can be used. As the thermoplastic resin, for example, polyethylene, polypropylene, or the like can be used. For example, epoxy can be used as the curable resin. As the gel-like substance or the grease-like substance, for example, a fluorine-based grease can be used. When the sealing members 26 and 28 are made of polypropylene, polyethylene, epoxy, or the like, the sealing members 26 and 28 have a liquid sealing property and a gas sealing property.

シール部材２６，２８はそれぞれ、例えばプレス加工を施すことによりガス拡散層２０，２２に充填することができる。具体的には、まず、膜−電極接合体１０の上面にガス拡散層２０を配置し、膜−電極接合体１０の下面にガス拡散層２２を配置する。次に、ガス拡散層２０の上面の外周部に、シール部材２６を配置し、ガス拡散層２２の下面の外周部にシール部材２８を配置する。次に、シール部材２６，２８に熱を加えながらプレス加工を施す。それにより、シール部材２６をガス拡散層２０に充填することができるとともに、シール部材２８をガス拡散層２２に充填することができる。この場合、シール部材２６，２８は溶含浸性を有する低融点樹脂からなることが好ましい。   The seal members 26 and 28 can be filled in the gas diffusion layers 20 and 22 by, for example, pressing. Specifically, first, the gas diffusion layer 20 is disposed on the upper surface of the membrane-electrode assembly 10, and the gas diffusion layer 22 is disposed on the lower surface of the membrane-electrode assembly 10. Next, the seal member 26 is disposed on the outer peripheral portion of the upper surface of the gas diffusion layer 20, and the seal member 28 is disposed on the outer peripheral portion of the lower surface of the gas diffusion layer 22. Next, pressing is performed while applying heat to the seal members 26 and 28. Thereby, the gas diffusion layer 20 can be filled with the seal member 26, and the gas diffusion layer 22 can be filled with the seal member 28. In this case, the seal members 26 and 28 are preferably made of a low melting point resin having a solution impregnation property.

セパレータ６０は、ガスシール部３０の上面側においてガス拡散層２０を覆うように配置されている。セパレータ６２は、ガスシール部３０の下面側においてガス拡散層２２を覆うように配置されている。セパレータ６０，６２は、ステンレス、カーボン等の導電性材料からなる。   The separator 60 is disposed so as to cover the gas diffusion layer 20 on the upper surface side of the gas seal portion 30. The separator 62 is disposed so as to cover the gas diffusion layer 22 on the lower surface side of the gas seal portion 30. The separators 60 and 62 are made of a conductive material such as stainless steel or carbon.

次に、燃料電池１００の作用について説明する。まず、燃料電池１００の発電について説明する。ガス拡散層２０には燃料ガスが供給される。この燃料ガスは、ガス拡散層２０を透過して膜−電極接合体１０のアノード側の触媒層に到達する。燃料ガスに含まれる水素は、触媒を介してプロトンと電子とに解離する。プロトンは、固体高分子電解質膜を伝導してカソード側の触媒層に到達する。   Next, the operation of the fuel cell 100 will be described. First, power generation by the fuel cell 100 will be described. Fuel gas is supplied to the gas diffusion layer 20. This fuel gas passes through the gas diffusion layer 20 and reaches the catalyst layer on the anode side of the membrane-electrode assembly 10. Hydrogen contained in the fuel gas is dissociated into protons and electrons through the catalyst. Protons are conducted through the solid polymer electrolyte membrane and reach the cathode catalyst layer.

ガス拡散層２２には酸化剤ガスが供給される。この酸化剤ガスは、ガス拡散層２２を透過して膜−電極接合体１０のカソード側の触媒層に到達する。カソード側の触媒層においては、触媒を介してプロトンと酸素とが反応する。それにより、発電が行われるとともに、水が生成される。発電によって生じた電力は、図示しない集電体およびセパレータ６０，６２を介して外部へ取り出される。   An oxidant gas is supplied to the gas diffusion layer 22. The oxidant gas passes through the gas diffusion layer 22 and reaches the catalyst layer on the cathode side of the membrane-electrode assembly 10. In the catalyst layer on the cathode side, protons and oxygen react via the catalyst. Thereby, power generation is performed and water is generated. The electric power generated by the power generation is taken out through a current collector and separators 60 and 62 (not shown).

続いて、燃料電池１００のシール構造の作用について説明する。ガス拡散層２０に供給された燃料ガスおよびガス拡散層２２に供給された酸化剤ガスは、ガスシール部３０によりシールされる。それにより、燃料電池１００の外部への燃料ガスおよび酸化剤ガスの漏出が抑制される。特に、ガスシール部３０がシリコン系ゴムから構成される場合、フッ素系樹脂を使用する場合に比較して低温から高温までの広い温度範囲に渡ってガスシール性が維持される。   Next, the operation of the seal structure of the fuel cell 100 will be described. The fuel gas supplied to the gas diffusion layer 20 and the oxidant gas supplied to the gas diffusion layer 22 are sealed by the gas seal portion 30. Thereby, leakage of the fuel gas and the oxidant gas to the outside of the fuel cell 100 is suppressed. In particular, when the gas seal portion 30 is made of silicon rubber, the gas seal performance is maintained over a wide temperature range from a low temperature to a high temperature as compared with the case of using a fluorine resin.

また、発電によって生じた水は、液体シール部４０，４２およびシール部材２６，２８によりシールされる。それにより、ガスシール部３０に液体が接触することが抑制される。その結果、ガスシール部３０からのシリコンの溶出を抑制することができる。この場合、膜−電極接合体１０へのシリコンの混入が抑制される。それにより、膜−電極接合体１０の耐久性低下が抑制される。また、ガスシール部３０の劣化が抑制される。それにより、ガスシール部３０は、良好なガスシール性を維持することができる。   Further, water generated by power generation is sealed by the liquid seal portions 40 and 42 and the seal members 26 and 28. Thereby, it is suppressed that a liquid contacts the gas seal part 30. As a result, the elution of silicon from the gas seal portion 30 can be suppressed. In this case, mixing of silicon into the membrane-electrode assembly 10 is suppressed. Thereby, the durability fall of the membrane-electrode assembly 10 is suppressed. Moreover, deterioration of the gas seal part 30 is suppressed. Thereby, the gas seal part 30 can maintain favorable gas sealing performance.

さらに、ガスシール部３０とガス拡散層２０，２２とが接する部位には、それぞれシール部材２６，２８が充填されている。この場合、燃料電池１００の製造時においても、ガスシール部３０から膜−電極接合体１０へのシリコンの混入を抑制することができる。それにより、膜−電極接合体１０の耐久性低下を抑制することができる。   Further, seal members 26 and 28 are filled in the portions where the gas seal portion 30 and the gas diffusion layers 20 and 22 are in contact with each other. In this case, even when the fuel cell 100 is manufactured, mixing of silicon from the gas seal portion 30 to the membrane-electrode assembly 10 can be suppressed. Thereby, the durability fall of the membrane-electrode assembly 10 can be suppressed.

なお、液体シール部４０，４２は、耐酸性を有することが好ましく、耐化学薬品性を有することがより好ましい。特に液体シール部４０，４２が耐フッ酸性を有していれば、ナフィオン（登録商標）から溶出するフッ酸がガスシール部３０に接触することが抑制される。耐フッ酸性を有する液体シール部４０，４２としては、例えばフッ素系ゴム、ブチルゴムまたはエチレンプロピレンゴムを用いることができる。   In addition, the liquid seal portions 40 and 42 preferably have acid resistance, and more preferably have chemical resistance. In particular, if the liquid seal portions 40 and 42 have hydrofluoric acid resistance, the hydrofluoric acid eluted from Nafion (registered trademark) is prevented from coming into contact with the gas seal portion 30. As the liquid seal portions 40 and 42 having hydrofluoric acid resistance, for example, fluorine rubber, butyl rubber, or ethylene propylene rubber can be used.

（変形例１）
また、シール部材２６，２８が液体シール性とともにガスシール性を有する場合には、ガスシール部３０は、ガス拡散層２０，２２の側面を覆っていなくてもよい。図２は、実施例１の変形例１に係る燃料電池１００ａの模式的断面図である。燃料電池１００ａは、ガスシール部３０の代わりにガスシール部３０ａ，３０ｂを備える点において、図１の燃料電池１００と異なる。 (Modification 1)
Further, when the sealing members 26 and 28 have gas sealing properties as well as liquid sealing properties, the gas sealing portion 30 may not cover the side surfaces of the gas diffusion layers 20 and 22. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell 100a according to the first modification of the first embodiment. The fuel cell 100a differs from the fuel cell 100 of FIG. 1 in that gas seal portions 30a and 30b are provided instead of the gas seal portion 30.

ガスシール部３０ａ，３０ｂは、ガス拡散層２０および膜−電極接合体１０の側面を覆っていない点において、図１のガスシール部３０とは異なる。その他の構成は、図１に示す燃料電池１００と同様のため説明を省略する。なお、ガスシール部３０ａは、ガス拡散層２０の上面に配置され、ガスシール部３０ｂはガス拡散層２２の下面に配置されている。また、液体シール性およびガスシール性を有するシール部材２６，２８としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、エポキシ等を用いることができる。   The gas seal portions 30a and 30b are different from the gas seal portion 30 of FIG. 1 in that they do not cover the side surfaces of the gas diffusion layer 20 and the membrane-electrode assembly 10. Other configurations are the same as those of the fuel cell 100 shown in FIG. The gas seal portion 30 a is disposed on the upper surface of the gas diffusion layer 20, and the gas seal portion 30 b is disposed on the lower surface of the gas diffusion layer 22. Moreover, as the sealing members 26 and 28 having liquid sealing properties and gas sealing properties, for example, polypropylene, polyethylene, epoxy, or the like can be used.

本変形例１に係る燃料電池１００ａにおいても、ガス拡散層２０に供給された燃料ガスおよびガス拡散層２２に供給された酸化剤ガスは、それぞれガスシール部３０ａおよびガスシール部３０ｂによりシールされる。それにより、燃料電池１００ａの外部への燃料ガスおよび酸化剤ガスの漏出が抑制される。特に、ガスシール部３０ａ，３０ｂがシリコン系ゴムから構成される場合、フッ素系樹脂を使用する場合に比較して低温から高温までの広い温度範囲に渡ってガスシール性が維持される。   Also in the fuel cell 100a according to the first modification, the fuel gas supplied to the gas diffusion layer 20 and the oxidant gas supplied to the gas diffusion layer 22 are sealed by the gas seal portion 30a and the gas seal portion 30b, respectively. . Thereby, leakage of the fuel gas and the oxidant gas to the outside of the fuel cell 100a is suppressed. In particular, when the gas seal portions 30a and 30b are made of silicon rubber, the gas seal performance is maintained over a wide temperature range from a low temperature to a high temperature as compared with the case where a fluorine resin is used.

また、発電によって生じた水は、液体シール部４０，４２およびシール部材２６，２８によりシールされる。それにより、ガスシール部３０ａ，３０ｂに液体が接触することが抑制される。その結果、ガスシール部３０ａ，３０ｂからのシリコンの溶出を抑制することができる。この場合、膜−電極接合体１０へのシリコンの混入が抑制される。それにより、膜−電極接合体１０の耐久性低下が抑制される。また、ガスシール部３０ａ，３０ｂの劣化が抑制される。それにより、ガスシール部３０ａ，３０ｂは、良好なガスシール性を維持することができる。   Further, water generated by power generation is sealed by the liquid seal portions 40 and 42 and the seal members 26 and 28. Thereby, it is suppressed that a liquid contacts gas seal part 30a, 30b. As a result, the elution of silicon from the gas seal portions 30a and 30b can be suppressed. In this case, mixing of silicon into the membrane-electrode assembly 10 is suppressed. Thereby, the durability fall of the membrane-electrode assembly 10 is suppressed. Further, the deterioration of the gas seal portions 30a and 30b is suppressed. Thereby, gas seal part 30a, 30b can maintain favorable gas-sealing property.

さらに、ガスシール部３０ａとガス拡散層２０とが接する部位およびガスシール部３０ｂとガス拡散層２２とが接する部位には、それぞれシール部材２６，２８が充填されている。この場合、燃料電池１００ａの製造時においても、ガスシール部３０ａ，３０ｂから膜−電極接合体１０へのシリコンの混入を抑制することができる。それにより、膜−電極接合体１０の耐久性低下を抑制することができる。   Further, the portions where the gas seal portion 30a and the gas diffusion layer 20 are in contact and the portions where the gas seal portion 30b and the gas diffusion layer 22 are in contact are filled with seal members 26 and 28, respectively. In this case, even when the fuel cell 100a is manufactured, the mixing of silicon from the gas seal portions 30a and 30b into the membrane-electrode assembly 10 can be suppressed. Thereby, the durability fall of the membrane-electrode assembly 10 can be suppressed.

上記実施例においては、図１のガスシール部３０および図２のガスシール部３０ａ，３０ｂが第１シール部に相当し、液体シール部４０，４２が第２シール部に相当し、シール部材２６，２８がシール部材に相当する。   In the above embodiment, the gas seal portion 30 in FIG. 1 and the gas seal portions 30a and 30b in FIG. 2 correspond to the first seal portion, the liquid seal portions 40 and 42 correspond to the second seal portion, and the seal member 26. , 28 correspond to seal members.

本発明の第１実施例に係る燃料電池の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention. 第１実施例の変形例１に係る燃料電池の模式的断面図である。It is a typical sectional view of a fuel cell concerning modification 1 of the 1st example.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 膜−電極接合体
２０，２２ ガス拡散層
２６，２８ シール部材
３０ ガスシール部
４０，４２ 液体シール部
６０，６２ セパレータ
１００ 燃料電池

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Membrane-electrode assembly 20, 22 Gas diffusion layer 26, 28 Seal member 30 Gas seal part 40, 42 Liquid seal part 60, 62 Separator 100 Fuel cell

Claims (3)

膜−電極接合体と前記膜−電極接合体を挟持する一対のガス拡散層とを備える燃料電池に用いられるシール構造であって、
前記ガス拡散層の前記膜−電極接合体と反対側の面の外周部に設けられ、ガスシール性を有する第１シール部と、
液体シール性を有し、前記ガス拡散層の前記膜−電極接合体と反対側の面において前記第１シール部よりも内側に設けられた第２シール部と、
前記ガス拡散層の前記第１シール部および前記第２シール部が設けられる部位に充填され、液体シール性を有するシール部材と、を備え、
前記第１シール部、前記第２シール部および前記シール部材の材質は、互いに異なっており、
前記シール部材は、エポキシ、ポリプロピレンまたはポリエチレンからなることを特徴とするシール構造。 A seal structure used in a fuel cell comprising a membrane-electrode assembly and a pair of gas diffusion layers sandwiching the membrane-electrode assembly,
A first seal portion provided on an outer peripheral portion of a surface of the gas diffusion layer opposite to the membrane-electrode assembly, and having gas sealing properties;
A second seal portion having a liquid sealing property, provided on the inner side of the first seal portion on the surface of the gas diffusion layer opposite to the membrane-electrode assembly;
A portion of the gas diffusion layer where the first seal portion and the second seal portion are provided, and a seal member having a liquid sealing property ,
The materials of the first seal part, the second seal part and the seal member are different from each other,
The seal structure is characterized in that the seal member is made of epoxy, polypropylene, or polyethylene . 前記第１シール部は、シリコン系ゴムからなり、
前記第２シール部は、フッ素系ゴム、ブチルゴムまたはエチレンプロピレンゴムからなることを特徴とする請求項１記載のシール構造。 The first seal portion is made of silicon rubber ,
The seal structure according to claim 1 , wherein the second seal portion is made of fluorine-based rubber, butyl rubber, or ethylene-propylene rubber . 固体高分子電解質からなる電解質膜を含む膜−電極接合体と、
前記膜−電極接合体を挟持する１対のガス拡散層と、
請求項１または２に記載のシール構造と、を備えたことを特徴とする燃料電池。 A membrane-electrode assembly including an electrolyte membrane made of a solid polymer electrolyte;
A pair of gas diffusion layers sandwiching the membrane-electrode assembly;
A fuel cell comprising the seal structure according to claim 1 .
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