JP5987759B2 - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JP5987759B2
JP5987759B2 JP2013078327A JP2013078327A JP5987759B2 JP 5987759 B2 JP5987759 B2 JP 5987759B2 JP 2013078327 A JP2013078327 A JP 2013078327A JP 2013078327 A JP2013078327 A JP 2013078327A JP 5987759 B2 JP5987759 B2 JP 5987759B2
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秀之 久米井
秀之 久米井
平尾 佳史
佳史 平尾
佐藤 博道
博道 佐藤
純史 上田
純史 上田
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

本発明は、燃料電池に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell.

燃料電池を構成する1つのセル(以下、「単位セル」とも呼ぶ)は、例えば、膜電極接合体をガス拡散層およびセパレータで挟持することによって構成される。 One cell constituting the fuel cell (hereinafter, also referred to as "unit cell") is constituted, for example, a membrane electrode assembly by sandwiching a gas diffusion layer and a separator. 膜電極接合体は、電解質膜の両面に触媒電極(アノードおよびカソード)が接合された発電モジュールである。 The membrane electrode assembly is a power generation module catalytic electrode (anode and cathode) is bonded to both surfaces of the electrolyte membrane. なお、発電に供する反応ガスを流すためのガス流路は、セパレータのガス拡散層側の面に形成された溝流路や、ガス拡散層とセパレータとの間に配置された多孔体流路部材により構成される。 The gas flow field for supplying a reaction gas to be subjected to power generation, and a groove flow path formed in the surface of the gas diffusion layer side of the separator, arranged porous passage member between the gas diffusion layer and the separator It constituted by.

燃料電池に関し、種々の技術が提案されている。 Relates to a fuel cell, various techniques have been proposed. 例えば、下記特許文献1には、アノード側ガス拡散層のセパレータ側の表面に、アノード流入側から下流に向かう有底の溝部を多列に有し、溝部に入り込んでいる水成分を下流側に持ち去ることにより、電解質膜の湿潤を図る構造が開示されている。 For example, the following Patent Document 1, the separator-side surface of the anode side gas diffusion layer, having a groove bottom toward the anode inlet side downstream in multiple columns, the water component which enters the groove on the downstream side by taking away, the structure to achieve wetting of the electrolyte membrane is disclosed.

特開2012−69260号公報 JP 2012-69260 JP

ところで、膜電極接合体およびガス拡散層の周囲には、アノード側とカソード側とをシールするためのシール部(シール材)が設けられる。 Meanwhile, around the membrane electrode assembly and the gas diffusion layer, the sealing portion for sealing the anode and cathode sides (seal member) is provided. このシール部は、燃料電池の単位セルの製造時において、例えば、膜電極接合体およびガス拡散層をセパレータで挟んで加圧する際に、膜電極接合体およびガス拡散層の周囲に、流動性を有する液状あるいはジェル状のシール材(以下、「流動性シール材」と呼ぶ)を抽入して、熱硬化することによって形成される場合がある。 This seal section, at the time of manufacturing the unit cell of the fuel cell, for example, a membrane electrode assembly and the gas diffusion layer when pressed by being sandwiched separator, around the membrane electrode assembly and the gas diffusion layer, a fluidity liquid or gel-like sealing material having (hereinafter referred to as "flowable sealant") is 抽入 and sometimes is formed by thermally curing. そして、このようなシール部を有する単位セルでは、膜電極接合体の外周部で、電解質膜に膜痩せと呼ばれる現象が発生し、膜痩せが進むとアノードとカソードとの間で反応ガスのクロスリークが増大し、発電性能が低下する、という課題があった。 Then, in the unit cell having such a sealing unit, film at the peripheral portion of the electrode assembly, a phenomenon called thin film electrolyte membrane occurs and the film thin proceeds the anode and the reaction gas between the cathode Cross leakage increases, the power generation performance is a problem that, decreases. しかしながら、上記特許文献1には、膜電極接合体の外周部で発生する電解質膜の膜痩せに関して何らの記載も示唆もなく、上記課題を解決することはできない。 However, in Patent Document 1, no suggestion whatsoever described for lean film of the electrolyte membrane that occurs in the outer peripheral portion of the membrane electrode assembly, it is impossible to solve the above problems. また、従来の燃料電池では、製造の容易化、低コスト化等が望まれていた。 Further, in the conventional fuel cell, ease of manufacturing, cost reduction, etc. it has been desired.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least part of the problems described above, and can be realized as the following aspects.

(1)本発明の一形態によれば、燃料電池が提供される。 (1) According to an embodiment of the present invention, a fuel cell is provided. この燃料電池は、電解質膜の一方の面にアノードが形成され、他方の面にカソードが形成された膜電極接合体と;前記アノードの表面に配置されたアノード側ガス拡散層と;前記カソードの表面に配置されたカソード側ガス拡散層と;前記アノード側ガス拡散層および前記カソード側ガス拡散層が配置された前記膜電極接合体を挟持するアノード側セパレータおよびカソード側セパレータと;前記アノード側ガス拡散層および前記カソード側ガス拡散層が配置された前記膜電極接合体の周囲に形成されたシール部と;を備え、前記カソードから前記カソード側セパレータまでを含む領域のうちの前記カソードの内側の外周部に対応する外周領域には、電気絶縁性の絶縁領域が形成されている。 The fuel cell, the anode is formed on one surface of the electrolyte membrane, the other of the membrane electrode assembly having a cathode formed on a surface and; the anode side gas diffusion layer disposed on the surface of the; the cathode of and disposed on the surface the cathode side gas diffusion layer; and an anode side separator and the cathode separator sandwiching the membrane electrode assembly the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer is disposed; said anode gas a seal portion formed around said membrane electrode assembly diffusion layer and the cathode gas diffusion layer is disposed; equipped with, from the cathode of the inside of the cathode of the region up to and including the cathode-side separator the outer peripheral region corresponding to the outer peripheral portion, the electrically insulating property of the insulating region is formed. カソード側ガス拡散層の拡散によるカソードガスの供給のみでは供給量が不足する可能性があるカソードの内側の外周部において、カソードの電気化学反応に起因して電解質膜の膜痩せが発生する可能性があるのに対して、この形態の燃料電池では、カソードの内側の外周部に対応する外周領域に、電気絶縁性の絶縁領域が形成されているため、カソードの内側の外周部における電気化学反応を抑制することによって電気化学反応に起因して発生する電解質膜の膜痩せを抑制することが可能となる。 With only the supply of the cathode gas by diffusion of the cathode gas diffusion layer at the outer periphery of the inner cathode that may supply amount is insufficient, possibly due to the cathode of the electrochemical reactions thin film of the electrolyte membrane is generated relative is located, in the fuel cell of this embodiment, the outer peripheral region corresponding to the outer periphery of the inner cathode, for electrical insulation of the insulating region is formed, the cathode of the electrochemical reaction inside the outer peripheral portion it is possible to suppress the thin film of the electrolyte membrane caused by the electrochemical reactions by inhibiting.

(2)上記形態の燃料電池において、前記絶縁領域は前記カソードの内側の外周部の全周にわたって形成されているようにしてもよい。 (2) In the fuel cell of the above embodiment, the insulating region may be formed over the entire circumference of the outer peripheral portion of the inside of the cathode. この形態の燃料電池では、カソード側ガス拡散層の拡散によるカソードガスの供給のみでは供給量が不足する可能性があるカソードの内側の外周部の全周にわたって電気化学反応を抑制するが可能であり、電気化学反応に起因して発生する電解質膜の膜痩せを抑制することが可能となる。 In the fuel cell of this embodiment, only the supply of the cathode gas by diffusion of the cathode side gas diffusion layer is capable of suppressing an electrochemical reaction over the entire circumference of the outer peripheral portion of the inner cathode that may supply amount is insufficient , it is possible to suppress the thin film of the electrolyte membrane caused by the electrochemical reaction.

(3)上記形態の燃料電池において、前記シール部は流動性を有する流動性シール材を硬化することによって形成されており、前記外周領域には、少なくとも、前記シール部が形成される際に、前記カソード側ガス拡散層の外周部において、前記流動性シール材が外周側から内側へ向かって流入した領域に挟まれた領域であって前記流動性シール材が流入しなかった領域が含まれるようにしてもよい。 In (3) above form a fuel cell, the sealing portion is formed by curing a flowable sealant having fluidity, the outer peripheral region, at least, when the sealing portion is formed, in the outer peripheral portion of the cathode side gas diffusion layer, it said that the a region flowable sealant is sandwiched region that has flowed toward the outer peripheral side to the inner fluidity sealant include not draining it may be. 流動性シール材を硬化することによってシール部が形成される際に、カソード側ガス拡散層の外周部のうち、流動性シール材が流入した領域に挟まれた領域であって流動性シール材が流入しなかった領域に対応するカソードの内側の外周部では、カソード側ガス拡散層の拡散によるカソードガスの供給のみでは供給量が不足する可能性があり、カソードの電気化学反応に起因して電解質膜の膜痩せが発生する可能性がある。 When the seal portion is formed by curing a flowable sealing material, of the outer peripheral portion of the cathode side gas diffusion layer, an area in which flowable sealant is sandwiched and draining fluidity sealant the cathode of the inner peripheral portion corresponding to not draining, cathode side only supply of the cathode gas by diffusion of the gas diffusion layer may supply amount is insufficient, the electrolyte due to the cathode of an electrochemical reaction there is a possibility that the film of the film lean occurs. これに対して、この形態の燃料電池では、この領域を含む外周領域に、電気絶縁性の絶縁領域が形成されているため、この領域に配置されたカソードにおける電気化学反応を抑制することによって電気化学反応に起因して発生する電解質膜の膜痩せを抑制することが可能となる。 In contrast, in the fuel cell of this embodiment, electricity periphery region including the region, since the electrical insulating property of the insulating region is formed, by inhibiting an electrochemical reaction in the cathode disposed this region it is possible to suppress the thin film of the electrolyte membrane caused by the chemical reaction.

(4)上記形態の燃料電池において、前記カソード側ガス拡散層の表面に沿ってカソードガスを流し、前記カソード側ガス拡散層を介して前記カソードに前記カソードガスを供給するためのカソードガス流路が、(i)前記カソード側セパレータの前記カソード側ガス拡散層の側の表面に溝状のガス流路により形成され、又は、(ii)前記カソード側セパレータと前記カソード側ガス拡散層との間に配置された流路形成部材により形成されており;前記シール部が形成される際に、前記流動性シール材の前記カソードガス流路への流入を防止するための導電性のシーリングプレートが、前記シール部と前記カソードガス流路との間に配置されており;前記外周領域には、少なくとも、前記シーリングプレートが配置された領域が含まれるよ (4) In the fuel cell of the above embodiments, flowing a cathode gas along the surface of the cathode side gas diffusion layer, the cathode gas passage for supplying the cathode gas to the cathode through the cathode side gas diffusion layer between but with (i) is formed by a groove-shaped gas flow path on the side of the surface of the cathode the cathode side gas diffusion layer of the separator, or, (ii) the and the cathode side separator cathode side gas diffusion layer is formed by arranged the flow path forming member on; when the seal portion is formed, the flowable sealant said conductive sealing plate for preventing the flow of the cathode gas channel is, wherein is disposed between the seal portion and the cathode gas channel; in the peripheral region, at least, the sealing plate is included placement region にしてもよい。 It may be. シーリングプレートが配置された領域に対応するカソードの内側の外周部では、カソード側ガス拡散層の拡散によるカソードガスの供給のみでは供給量が不足する可能性があり、カソードの電気化学反応に起因して電解質膜の膜痩せが発生する可能性がある。 The cathode of the inner peripheral portion corresponding to the sealing plate is disposed regions, only the supply of the cathode gas by diffusion of the cathode side gas diffusion layer may supply amount is insufficient, due to the cathode of an electrochemical reaction membrane of the electrolyte membrane Te thin may occur. これに対して、この形態の燃料電池おいては、この領域を含む外周領域に、電気絶縁性の絶縁領域が形成されているため、この領域に配置されたカソードにおける電気化学反応を抑制することによって電気化学反応に起因して発生する電解質膜の膜痩せを抑制することが可能となる。 In contrast, keep the fuel cell of this embodiment, the peripheral region including the region, since the electrical insulating property of the insulating region is formed, to suppress electrochemical reaction in the cathode disposed this region it is possible to suppress the thin film of the electrolyte membrane caused by the electrochemical reaction by.

(5)上記形態の燃料電池において、前記カソード側セパレータの前記カソード側ガス拡散層の側の表面に、前記カソードガス流路よりも外周側で前記カソードガス流路から独立した空間領域が形成されており;前記外周領域には、少なくとも、前記空間領域の形成された領域が含まれるようにしてもよい。 (5) In the fuel cell of the embodiment described above, the to the cathode side side surface of the gas diffusion layer of the cathode separator, the spatial region that is independent of the cathode gas passage in the outer peripheral side of the cathode gas channel is formed and; on the outer peripheral region, at least, it may be included is formed regions of the spatial region. カソードガス流路よりも外周側に形成された空間領域に位置するカソードの内側の外周部では、カソード側ガス拡散層の拡散によるカソードガスの供給のみでは供給量が不足する可能性があり、カソードの電気化学反応に起因して電解質膜の膜痩せが発生する可能性がある。 The cathode of the inner peripheral portion positioned in a space region formed on the outer peripheral side of the cathode gas passage, only the supply of the cathode gas by diffusion of the cathode side gas diffusion layer may supply amount is insufficient, the cathode due to the electrochemical reaction which may lean membrane of the electrolyte membrane occur. これに対して、この形態の燃料電池においては、この領域を含む外周領域に、電気絶縁性の絶縁領域が形成されているため、この領域に配置されたカソードにおける電気化学反応を抑制することによって電気化学反応に起因して発生する電解質膜の膜痩せを抑制することが可能となる。 In contrast, in the fuel cell of this embodiment, the peripheral region including the region, since the electrical insulating property of the insulating region is formed, by inhibiting an electrochemical reaction in the cathode disposed this region it is possible to suppress the thin film of the electrolyte membrane caused by the electrochemical reaction.

(6)上記形態の燃料電池において、前記絶縁領域は、前記外周領域における前記カソード側ガス拡散層から前記カソード側セパレータまでの少なくとも一層が絶縁処理されることによって形成されるようにしてもよい。 (6) In the fuel cell of the above embodiment, the insulating region, the from the in the outer peripheral region the cathode side gas diffusion layer to the cathode side separator at least one layer may be formed by being insulated. この形態の燃料電池では、外周領域に容易に絶縁領域を形成することが可能である。 In the fuel cell of this embodiment, it is possible to easily form the insulating region in the peripheral region.

(7)上記形態の燃料電池において、前記絶縁領域は、前記外周領域における前記カソードから前記カソード側セパレータまでの複数の層間のうちのいずれかの層間に、絶縁性部材が配置されることによって形成されるようにしてもよい。 (7) In the fuel cell of the above embodiment, the insulating region is formed on any layers of the plurality of layers from the cathode in the periphery region to the cathode-side separator, by insulating member is disposed it may be as is. この形態の燃料電池でも、外周領域に容易に絶縁領域を形成することが可能である。 In this type of fuel cell, it is possible to easily form the insulating region in the peripheral region.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。 The present invention can be implemented in various forms other than the above. 例えば、燃料電池を複数積層した燃料電池等の形態で実現することができる。 For example, it can be realized in the form of a fuel cell or the like stacking a plurality of fuel cells.

本発明の第1実施形態としての燃料電池の単位セルの構成を概略的に示す斜視図である。 The configuration of a unit cell of a fuel cell according to the first embodiment of the present invention is a perspective view schematically showing. 単位セルの断面を概略的に示す断面図である。 The cross section of the unit cell is a sectional view schematically showing. 単位セルのカソード側ガス拡散層およびカソードをカソード側セパレータの側から見た平面図である。 The cathode side gas diffusion layer and a cathode of the unit cell is a plan view from the side of the cathode separator. 図2(b)のB−B断面におけるカソードの外周部に対応するカソード側ガス拡散層の外周部に形成された絶縁領域について示す説明図である。 Is an explanatory view showing the insulating region formed on the outer peripheral portion of the cathode side gas diffusion layer corresponding to the outer peripheral portion of the cathode in the section B-B in FIG. 2 (b). 図2(c)のC−C断面におけるカソードの外周部に対応するカソード側ガス拡散層の外周部に形成された絶縁領域について示す説明図である。 It is an explanatory view showing the insulating region formed on the outer peripheral portion of the cathode side gas diffusion layer corresponding to the outer peripheral portion of the cathode in the section C-C in FIG. 2 (c). カソード側のガス流路を溝状のガス流路とした場合の変形例を示す説明図である。 The cathode gas passage of an explanatory view showing a modified example where the groove-shaped gas flow path. 本発明の第2実施形態としての単位セルの流路形成部とカソード側ガス拡散層とカソードとをカソード側セパレータの側から見た平面図である。 It is a plan view of a flow path forming portion of the unit cell and the cathode-side gas diffusion layer and the cathode as seen from the side of the cathode separator of the second embodiment of the present invention. 流路形成部の外周部に形成された絶縁領域について示す説明図である。 Is an explanatory view showing the insulating region formed on the outer peripheral portion of the flow path forming portion. 本発明の第3実施形態としての単位セルのカソード側ガス拡散層とカソードとをカソード側セパレータの側から見た平面図である。 And a cathode-side gas diffusion layer and the cathode of the unit cell of the third embodiment of the present invention is a plan view from the side of the cathode separator. カソード側セパレータの外周部に形成された絶縁領域について示す説明図である。 Is an explanatory view showing the insulating region formed on the outer peripheral portion of the cathode separator. 本発明の第4実施形態としての単位セルについて示す説明図である。 It is an explanatory diagram showing a unit cell of a fourth embodiment of the present invention. シーリングプレートに絶縁領域が形成される場合の変形例を示す説明図である。 It is an explanatory view showing a modified example in which the sealing plate in the insulating region is formed. 本発明の第5実施形態としての単位セルについて示す説明図である。 It is an explanatory diagram showing a unit cell of a fifth embodiment of the present invention. 絶縁領域が絶縁性フィルムによって形成される場合の変形例を示す説明図である。 It is an explanatory view showing a modified example of a case where the insulating region is formed by an insulating film. 本発明の第6実施形態としての単位セルの構成を概略的に示す斜視図である。 The configuration of a unit cell of a sixth embodiment of the present invention is a perspective view schematically showing. 図15のA−A断面を概略的に示す断面図である。 The A-A cross section in FIG. 15 is a sectional view schematically showing. 図15のB−B断面を概略的に示す断面図である。 The cross section B-B of FIG. 15 is a sectional view schematically showing. 単位セルのカソード側ガス拡散層およびカソードをカソード側セパレータの側から見た平面図である。 The cathode side gas diffusion layer and a cathode of the unit cell is a plan view from the side of the cathode separator.

A. A. 第1実施形態: The first embodiment:
A1. A1. 燃料電池の概略構成: Schematic structure of the fuel cell:
図1は、本発明の第1実施形態としての燃料電池の単位セル100の構成を概略的に示す斜視図である。 Figure 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a unit cell 100 of a fuel cell according to the first embodiment of the present invention. 図2は、単位セル100の断面を概略的に示す断面図である。 Figure 2 is a sectional view schematically showing a cross-section of the unit cell 100. 図2(a),(b),(c)は、それぞれ、図1の単位セル100のA−A断面,B−B断面,C−C断面を示している。 Figure 2 (a), (b), (c) each show A-A cross section of the unit cell 100 of FIG. 1, B-B cross section, a section C-C. なお、通常は、この単位セル100を複数積層することによって、スタック構造の燃料電池が構成される。 Normally, by stacking a plurality of unit cells 100, the fuel cell of the stack structure.

単位セル100は、図2(a)に示すように、膜電極接合体10(Membrane Electrode Assembly,MEA)を備える。 The unit cell 100 includes, as shown in FIG. 2 (a), the membrane electrode assembly 10 (Membrane Electrode Assembly, MEA) a. 膜電極接合体10は、電解質膜11の両面にアノード12aおよびカソード12cが形成された発電体モジュールである。 Membrane electrode assembly 10 is a power generating element module anode 12a and cathode 12c are formed on both surfaces of the electrolyte membrane 11. また、単位セル100は、膜電極接合体10を両側から挟持するように、アノード側の面にガス拡散層(以下、「アノード側ガス拡散層」とも呼ぶ)20aおよびセパレータ(以下、「アノード側セパレータ」とも呼ぶ)40aを備えるとともに、カソード側の面にガス拡散層(以下、「カソード側ガス拡散層」とも呼ぶ)20c、流路形成部30c、およびセパレータ(以下、「カソード側セパレータ」とも呼ぶ)40cを備える。 Further, the unit cell 100, so as to sandwich the membrane electrode assembly 10 from both sides, the anode-side gas diffusion layer on a surface (hereinafter, also referred to as "anode-side gas diffusion layer") 20a and a separator (hereinafter, "anode-side provided with a also called) 40a and separator ", a gas diffusion layer on the surface of the cathode side (hereinafter, also referred to as a" cathode-side gas diffusion layer ") 20c, the flow path forming portion 30c, and a separator (hereinafter, both" cathode separator " call) a 40c. また、単位セル100は、図2(b),(c)に示すように、一対のセパレータ40a,40cの間に、膜電極接合体10とガス拡散層20a,20cと流路形成部30cの周囲を覆うシール部50を備える。 Further, the unit cell 100, as shown in FIG. 2 (b), (c), a pair of separators 40a, during 40c, the membrane electrode assembly 10 and the gas diffusion layer 20a, and 20c and the flow path forming portion 30c comprising a sealing portion 50 covering the periphery.

図1(a)の単位セル100の概略斜視図は、下側に位置するアノード側セパレータ40aのガス拡散層20a側の面の概略を主に示すために、上側に位置するカソード側セパレータ40cを破線で示している。 Schematic perspective view of a unit cell 100 of FIG. 1 (a), to indicate the outline of the surface of the gas diffusion layer 20a side of the anode-side separator 40a located on the lower side mainly, the cathode-side separator 40c positioned on the upper side It is shown by the dashed line. また、一対のセパレータ40a,40cで挟持された他の要素(膜電極接合体10、ガス拡散層20a,20c、流路形成部30c、シール部50)を省略して示している。 Moreover, it is omitted pair of separators 40a, other elements sandwiched 40c (membrane electrode assembly 10, gas diffusion layers 20a, 20c, the flow path forming portion 30c, the sealing portion 50) to.

電解質膜11は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂あるいは炭化水素系樹脂等により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜である。 The electrolyte membrane 11 is a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin or a proton conductive ion exchange membrane formed by a hydrocarbon-based resin. アノード12aおよびカソード12cは、触媒(例えば白金、あるいは白金合金)を備えており、これらの触媒を、導電性を有する担体(例えば、カーボン粒子)上に担持させることによって形成されている。 The anode 12a and the cathode 12c, a catalyst (e.g., platinum or platinum alloy) has a, these catalysts, the support having conductivity (e.g., carbon particles) are formed by carrying on. アノード12aの大きさは、本実施形態では、図2(b),(c)に示すように、電解質膜11とほぼ同じ大きさのものとした。 The size of the anode 12a, in the present embodiment, as shown in FIG. 2 (b), (c), were of substantially the same size as the electrolyte membrane 11. また、カソード12cの大きさは、本実施形態では、図2(b),(c)に示すように、アノード12aの大きさよりも小さく、カソード側ガス拡散層20cよりも大きいものとした。 The size of the cathode 12c, in this embodiment, as shown in FIG. 2 (b), (c), smaller than the size of the anode 12a, and a larger than the cathode-side gas diffusion layer 20c.

アノード側ガス拡散層20aはアノード12aの表面に配置されており、カソード側ガス拡散層20cはカソード12cの表面に配置されている。 Anode gas diffusion layer 20a is disposed on the surface of the anode 12a, cathode-side gas diffusion layer 20c is disposed on the surface of the cathode 12c. ガス拡散層20a,20cを形成する部材としては、ガス透過性を有する導電性部材、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロス等が用いられる。 Gas diffusion layers 20a, as a member forming the 20c, conductive members having gas permeability, for example, carbon paper or carbon cloth or the like is used. アノード側ガス拡散層20aの大きさは、本実施形態では、図2(b),(c)に示すように、膜電極接合体10のアノード12aの大きさとほぼ同じ大きさのものとした。 The size of the anode gas diffusion layer 20a, in the present embodiment, as shown in FIG. 2 (b), (c), were of substantially the same size as the size of the anode 12a of the membrane electrode assembly 10. また、カソード側ガス拡散層20cの大きさは、本実施形態では、図2(b),(c)に示すように、膜電極接合体10の電解質膜11よりも小さくカソード12cの大きさよりも大きいものとした。 The size of the cathode-side gas diffusion layer 20c, in this embodiment, FIG. 2 (b), the as shown in (c), than the size of the smaller cathode 12c than the electrolyte membrane 11 of the membrane electrode assembly 10 It was larger.

流路形成部30cは、上記したように、カソード側ガス拡散層20cの表面に積層される。 The flow path forming unit 30c, as described above, it is laminated on the surface of the cathode side gas diffusion layer 20c. 流路形成部30cは、多孔体からなり、カソード側ガス拡散層20cの表面に沿って酸化剤ガス(「カソードガス」とも呼ぶ)としての空気を流すためのガス流路を形成する。 The flow path forming portion 30c is made of a porous material, along the surface of the cathode side gas diffusion layer 20c to form a gas flow field for supplying air as an oxidizing gas (also called "cathode gas"). 流路形成部30cを形成する部材としては、導電性を有する多孔体、例えばエキスパンドメタルや発泡金属焼結体等が利用される。 The member forming the flow path forming portion 30c, a porous body having conductivity, for example, expanded metal and foamed metal sintered body or the like is used.

カソード側セパレータ40cは、流路形成部30cの表面に積層されており、平面形状を有している(図2参照)。 Cathode separator 40c is laminated on the surface of the flow path forming portion 30c, and has a planar shape (see FIG. 2). また、アノード側セパレータ40aは、アノード側ガス拡散層20aの表面に積層されている(図2参照)。 The anode-side separator 40a is laminated on the surface of the anode side gas diffusion layer 20a (see FIG. 2). また、アノード側セパレータ40aは、アノード側ガス拡散層20aの側に、その表面に沿って燃料ガス(「アノードガス」とも呼ぶ)としての水素を流すためのガス流路42mと、ガス流路42mへ外部からアノードガスを導入するためのガス導入流路42iおよびガス流路42mから外部へ排ガス(「アノードオフガス」とも呼ぶ)を排出するためのガス排出流路42o(不図示)と、を構成する凹凸形状を有している。 The anode-side separator 40a is on the side of the anode gas diffusion layer 20a, and a gas flow path 42m for supplying hydrogen as the fuel gas (also referred to as "anode gas") along its surface, the gas flow path 42m configuration and exhaust from the gas introduction passage 42i and the gas flow path 42m for introducing the anode gas from the outside to the outside (also referred to as "anode off") gas discharge channel 42o for discharging (not shown), a to and it has an uneven shape. ガス流路42mは、複数の溝状流路42mpに区分されている。 Gas passage 42m is divided into a plurality of groove-shaped flow paths 42Mp. ガス導入流路42iおよびガス排出流路42oも同様に複数の溝状流路に区分されている。 Gas introduction passage 42i and the gas discharge passage 42o are also divided into a plurality of groove-shaped channel as well. なお、ガス流路を構成する凹凸形状は、隣接する単位セル100のカソード側セパレータ40cとの間で、その表面に沿って冷却水を流すための冷却水路(不図示)も構成する。 Incidentally, irregularities constituting a gas flow path between the cathode side separator 40c of the unit cell 100 adjacent cooling channel for flowing cooling water along its surface (not shown) also constitutes. 流路の構造としては、サーペンタイン型やストレート型等の種々の構造が適用される。 The structure of the flow path, various structures such as a serpentine or straight applies. セパレータ40a,40cを形成する部材としては、ガス不透過で導電性を有する部材、例えば、ステンレス鋼などの金属や、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密性カーボンや、焼成カーボン等を利用してプレス成型することにより形成される。 The member forming the separator 40a, 40c, utilizing a conductive member in a gas impermeable, for example, metal such as stainless steel, denseness and carbon was gas-impermeable by compressing carbon, calcined carbon, or the like It is formed by press molding with.

図1に示したように、セパレータ40a,40cは、矩形の外形形状を有している。 As shown in FIG. 1, a separator 40a, 40c has a rectangular outer shape. そして、セパレータ40a,40cには、セパレータ40a,40cの厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。 Then, the separator 40a, the 40c, a plurality of through-holes penetrating the separator 40a, in the thickness direction of the 40c are formed. すなわち、アノード側セパレータ40aには、単位セル100の外部から供給されたカソードガス(空気)を流路形成部30cに導入するための複数のカソードガス導入用貫通孔44aiが、一方の長辺(図の左下辺)に沿って形成されている。 That is, the anode-side separator 40a, a plurality of cathode gas inlet holes 44ai for introducing the cathode gas supplied from outside of the unit cell 100 (air) to the flow path forming portion 30c is, one of the long sides ( It is formed along the lower left side) of FIG. また、セパレータ40aには、流路形成部30cから排出されたカソードオフガスを単位セル100の外部に排出するための複数のカソードオフガス排出用貫通孔44aoが、他方の長辺(図の右上辺)に沿って形成されている。 Further, the separator 40a, the plurality of cathode off-gas discharge through hole 44ao for discharging the cathode off-gas discharged from the flow path forming portion 30c to the outside of the unit cell 100, the other long side (upper right side in the figure) It is formed along the. また、セパレータ40aには、単位セル100の外部から供給されたアノードガス(水素)をガス流路42mにガス導入流路42iを介して導入するためのアノードガス導入用貫通孔46aiと、単位セル100の外部から供給された冷却水を冷却水流路に導入するための複数の冷却水導入用貫通孔48aiとが、一方の短辺(図の右下辺)に沿って形成されている。 Further, the separator 40a, the through hole 46ai for an anode gas inlet for introducing through a gas introduction passage 42i anode gas supplied from the outside of the unit cell 100 (hydrogen) to the gas flow path 42m, the unit cell 100 cooling water supplied from the outside and a plurality of cooling water introduced through hole 48ai for introducing the cooling water passage is formed along the one short side (right lower side in the figure). また、セパレータ40aには、ガス流路42mから排出されたアノードオフガスを単位セル100の外部にガス排出流路42oを介して排出するためのアノードオフガス排出用貫通孔46aoと、冷却水流路から排出された冷却水を単位セル100の外部に排出するための複数の冷却水排出用貫通孔48aoとが、他方の短辺(図の左上辺)に沿って形成されている。 Further, the separator 40a, and the anode off-gas discharge through hole 46ao for discharging through the gas discharge channel 42o outside of the unit cell 100 anode off-gas discharged from gas passage 42m, discharged from the cooling water passage It has been a plurality of cooling water discharge through hole 48ao for discharging the cooling water to the outside of the unit cell 100 is formed along the other short side (upper left side in the figure).

同様に、カソード側セパレータ40cには、単位セル100の外部から供給されたカソードガス(空気)を流路形成部30cに導入するための複数のカソードガス導入用貫通孔44ciが、一方の長辺(図の左下辺)に沿って形成されている。 Similarly, the cathode side separator 40c, a plurality of cathode gas inlet holes 44ci for introducing the cathode gas supplied from outside of the unit cell 100 (air) to the flow path forming portion 30c is, one of the long sides It is formed along the (lower left side in the figure). また、セパレータ40cには、流路形成部30cから排出されたカソードオフガスを単位セル100の外部に排出するための複数のカソードオフガス排出用貫通孔44coが、他方の長辺(図の右上辺)に沿って形成されている。 In addition, the separator 40c, a plurality of cathode off-gas discharge through hole 44co for discharging the cathode off-gas discharged from the flow path forming portion 30c to the outside of the unit cell 100, the other long side (upper right side in the figure) It is formed along the. また、セパレータ40cには、単位セル100の外部から供給されたアノードガス(水素)をガス流路42mにガス導入流路42iを介して導入するためのアノードガス導入用貫通孔46ciと、単位セル100の外部から供給された冷却水を冷却水流路に導入するための複数の冷却水導入用貫通孔48ciとが、一方の短辺(図の右下辺)に沿って形成されている。 In addition, the separator 40c, the through hole 46ci for an anode gas inlet for introducing through a gas introduction passage 42i anode gas supplied from the outside of the unit cell 100 (hydrogen) to the gas flow path 42m, the unit cell 100 cooling water supplied from the outside and a plurality of cooling water introduced through hole 48ci for introducing the cooling water passage is formed along the one short side (right lower side in the figure). また、セパレータ40aには、ガス流路42mから排出されたアノードオフガスを単位セル100の外部にガス排出流路42oを介して排出するためのアノードオフガス排出用貫通孔46coと、冷却水流路から排出された冷却水を単位セル100の外部に排出するための複数の冷却水排出用貫通孔48coとが、他方の短辺(図の左上辺)に沿って形成されている。 Further, the separator 40a, and the anode off-gas discharge through hole 46co for discharging through the gas discharge channel 42o outside of the unit cell 100 anode off-gas discharged from gas passage 42m, discharged from the cooling water passage It has been a plurality of cooling water discharge through hole 48co for discharging the cooling water to the outside of the unit cell 100 is formed along the other short side (upper left side in the figure).

なお、セパレータ40a,40cの外形形状は、実際には、単位セル100を積層してスッタク構造の燃料電池を構成する際の締結部材のスペースや、燃料電池の設置筐体の形状等に応じて変形された外形形状を有しているが、発明の説明上特に関係がないので矩形形状とした。 Incidentally, the external shape of the separators 40a, 40c are, in fact, the space and the fastening member when constituting the fuel cell Suttaku structure by stacking the unit cells 100, depending on the shape of the installation housing of the fuel cell, etc. has a modified outer shape, but a rectangular shape because of explanation is no particular relationship between the invention.

シール部50は、一対のセパレータ40a,40cの間において、ガス拡散層20a,20cが積層配置された膜電極接合 10および流路形成部30cの外周部、および、各貫通孔の周囲に形成されている(図2(b),(c)参照)。 Sealing portion 50, forming a pair of separators 40a, between the 40c, the outer peripheral portion of the gas diffusion layer 20a, the film 20c are stacked electrode assembly 10 and the flow path forming portion 30c, and, on the periphery of the through holes is (FIG. 2 (b), the reference (c)). このシール部50は、流動性を有する流動性シール材(例えば、液状ゴム)を硬化することによって形成される。 The seal portion 50 is flowable sealant having fluidity (for example, liquid rubber) is formed by curing.

流動性シール材としては、熱硬化前には常に流動性を有する熱硬化性のシール材や、加熱時に粘度が低下して流動性を発現する熱可塑性の半硬化状態のシール材が用いられる。 The fluidity sealant, prior to thermal curing or thermosetting the sealant having always fluidity, sealant in a semi-cured state of the thermoplastic viscosity when heated express fluidity decreases are used. このため、図2(b)に示すように、アノードガス導入用貫通孔46aiのガス流路42m側であって、シール部50とアノード側セパレータ40aとの間には、ガス導入流路42iへの流動性シール材の流入を防止するためのシーリングプレート60aが配置されている。 Therefore, as shown in FIG. 2 (b), a gas passage 42m side of the through-hole 46ai for an anode gas inlet, between the seal portion 50 and the anode-side separator 40a, the gas introduction passages 42i sealing plate 60a for preventing the inflow of the flowable sealant is disposed. 同様に、アノードオフガス排出用貫通孔46aoのガス流路42m側であって、シール部50とアノード側セパレータ40aとの間にも、シーリングプレート60aが配置されている(不図示)。 Similarly, a gas flow path 42m side of the anode off-gas discharge through hole 46Ao, also between the sealing portion 50 and the anode-side separator 40a, the sealing plate 60a is disposed (not shown). また、図2(c)に示すように、カソードガス導入用貫通孔44ciの流路形成部30c側であって、シール部50と流路形成部30cとの間にも、流動性シール材の流路形成部30cへの流入を防止するためのシーリングプレート60cが配置されている。 Further, as shown in FIG. 2 (c), a flow passage forming portion 30c side of the through-hole 44ci for cathode gas introduction, also between the sealing portion 50 and the flow path forming portion 30c, flowable sealant sealing plate 60c to prevent the inflow of the flow path forming portion 30c is disposed. 同様に、カソードオフガス排出用貫通孔44coの流路形成部30c側であって、シール部50と流路形成部30cとの間にも、シーリングプレート60c(不図示)が配置されている。 Similarly, a flow passage forming portion 30c side of the cathode off-gas discharge through hole 44Co, also between the sealing portion 50 and the flow path forming portion 30c, the sealing plate 60c (not shown) is disposed. シーリングプレート60a,60cとしては、例えば、導電性を有する金属プレートやカーボンプレート等が用いられる。 Sealing plate 60a, as the 60c, for example, a metal plate or a carbon plate having conductivity is used.

なお、本実施形態では、流路形成部30cの大きさは、図2(b),(c)に示すように、長辺の長さがカソード側ガス拡散層20cの長辺の長さよりも短く、短辺の長さがセパレータ40cにおけるカソードガス導入用貫通孔44iとカソードオフガス排出用貫通孔44oとの間隔よりも長いものとした。 In the present embodiment, the size of the flow path forming portion 30c is FIG. 2 (b), the (c), the than the length of the long side of the length of the long side is the cathode-side gas diffusion layer 20c short, the length of the short side is assumed longer than the distance between the cathode gas inlet holes 44i and the cathode off-gas discharge through hole 44o of the separator 40c.

流路形成部30cは、図2(c)に示すように、セパレータ40cの厚さ方向から見たときに、セパレータ40cにおける長辺に沿った幅方向全体にわたって、カソードガス導入用貫通孔44ci内、および、カソードオフガス排出用貫通孔44co内に張り出すように形成されている。 The flow path forming unit 30c, as shown in FIG. 2 (c), when viewed from the thickness direction of the separator 40c, over the entire width direction along the long sides of the separator 40c, a cathode gas inlet through hole 44ci , and are formed so as to project in the cathode off-gas discharge through hole 44Co. また、シーリングプレート60cも、セパレータ40cの厚さ方向から見たときに、セパレータ40cにおける長辺に沿った幅方向全体にわたって、カソードガス導入用貫通孔44ci内、および、カソードオフガス排出用貫通孔44co内に張り出すように形成されている。 Moreover, sealing plate 60c also, when viewed from the thickness direction of the separator 40c, over the entire width direction along the long sides of the separator 40c, a cathode gas inlet through hole 44Ci, and the cathode off-gas discharge through hole 44co It is formed so as to protrude within. さらに、シーリングプレート60cは、セパレータ40cの厚さ方向から見たときに、セパレータ40cにおける長辺に沿った幅方向全体にわたって、流路形成部30cよりも、カソードガス導入用貫通孔44ci内、および、カソードオフガス排出用貫通孔44co内に張り出すように形成されている。 Furthermore, the sealing plate 60c, when viewed from the thickness direction of the separator 40c, over the entire width direction along the long sides of the separator 40c, than the flow path forming portion 30c, the cathode gas inlet through hole 44Ci, and It is formed so as to project in the cathode off-gas discharge through hole 44Co.

A2. A2. 単位セルの構造上の特徴: Features of the structure of the unit cell:
図3は、単位セル100のカソード側ガス拡散層20cおよびカソード12cをカソード側セパレータ40cの側から見た平面図である。 Figure 3 is a plan view of the cathode side gas diffusion layer 20c and the cathode 12c of the unit cell 100 from the side of the cathode separator 40c. ただし、図3では、流路形成部30cを省略するとともに、カソード側セパレータ40cを破線で示し、カソード側ガス拡散層20cの外周端を実線枠で示し、カソード12cの外周端を一点鎖線枠で示している。 However, in FIG. 3, while omitting the flow path forming portion 30c, shows a cathode-side separator 40c by a broken line, a cathode-side outer peripheral edge of the gas diffusion layer 20c shown in solid lines, the outer peripheral edge of the cathode 12c by a dashed line frame shows. 単位セル100は、カソード側ガス拡散層20cの外周部に、絶縁処理された電気絶縁性の絶縁領域22を有する構造となっている点に特徴を有している。 The unit cell 100, the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c, is characterized in that has a structure having an electrically insulating insulating region 22 which is insulated. 絶縁処理としては、PTFE被膜や、透明フッ素樹脂「サイトップ(AGC旭硝子株式会社の登録商標)」塗布、フッ素プラズマ処理等の種々の絶縁処理が適用可能である。 The insulating treatment or PTFE coating, transparent fluororesin "Cytop (trademark of AGC Asahi Glass Co., Ltd.)" application, various insulating treatment such as fluorine plasma treatment can be applied. また、外周部について、金メッキやカーボンコートを実施しないことによっても絶縁領域を形成することが可能である。 Further, the outer peripheral portion, also by not carrying out gold plating or carbon coating is capable of forming an insulating region. 以下では、図4および図5を用いてこの構造ついて詳述する。 In the following, it is described in detail with the structure with reference to FIGS.

図4は、図2(b)のB−B断面におけるカソード12cの外周部に対応するカソード側ガス拡散層20cの外周部に形成された絶縁領域22について示す説明図である。 Figure 4 is an explanatory diagram showing FIG. 2 (b) of the cathode side gas diffusion layer insulating region 22 formed in the outer peripheral portion of the 20c corresponding to the outer peripheral portion of the cathode 12c in the cross section B-B. 図4(a)は本実施形態を示しており、図4(b)は比較形態としてカソード側ガス拡散層20cの外周部に絶縁領域を有しない構造を示している。 Figure 4 (a) shows the present embodiment, FIG. 4 (b) shows a structure having no insulating regions on the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c as comparative example. また、図4(a),(b)において、それぞれ上段は断面図を示し、下段は上段の断面領域を含む平面図をカソード側セパレータ40cおよび流路形成部30cを省略して示している。 Further, in FIG. 4 (a), (b), respectively the upper part indicates a cross-sectional view, the lower part shows a plan view including a top cross-sectional area by omitting the cathode side separator 40c and the flow path forming portion 30c.

まず、比較形態について説明する。 It will be described first comparative embodiment. 上記したように、シール部50が流動性シール材を硬化することにより形成される場合、その形成過程において、流動性シール材は、膜電極接合体10、ガス拡散層20a,20cおよび流路形成部30cに流入する。 As described above, if the sealing portion 50 is formed by curing a flowable sealant in its formation process, the flowable sealant, the membrane electrode assembly 10, gas diffusion layers 20a, 20c and the flow path forming and it flows into the part 30c. この結果、発電モジュールである膜電極接合体10の発電が不可となる無効領域が形成される。 As a result, invalid region where power generation becomes impossible for the membrane electrode assembly 10 is a power generation module is formed. また、流動性シール材の流入は一様ではなく、流動性シール材が流入した部分(以下、「シール材流入部分」とも呼ぶ)と流動性シール材が流入しなかった部分(以下、「シール材非流入部分」とも呼ぶ)とが存在する混在領域が形成される。 Further, the inflow of the flowable sealant is not uniform, parts fluidity sealant flowed (hereinafter, also referred to as "sealing material inflow portion") and a portion (hereinafter fluidity sealant did not flow into, "seal Material admissive portion "also called) and there mixed region is formed. 従って、単位セル100には、十分な発電が可能な有効領域の外側の外周領域に、内側から外側へ向かって順に混在領域および無効領域が形成される。 Thus, the unit cell 100, the outer peripheral region of the effective area capable of generating sufficient electricity, mixing region and an invalid area in order from the inside to the outside is formed.

アノード側では、シール材非流入部分のガス拡散層20aに対して、ガス導入流路42iを介してガス流路42mの溝状流路42mpに供給されたアノードガスとしての水素(H 2 )が供給され、対応するアノード12aに水素が十分に供給される。 In the anode side, the seal member admissive portion of the gas diffusion layer 20a, the hydrogen as the anode gas supplied to the groove-like passage 42mp gas channel 42m via the gas introduction passage 42i (H 2) is is supplied, the hydrogen to the corresponding anode 12a is sufficiently supplied.

これに対してカソード側では、以下の問題が発生する。 In the cathode side, on the other hand, the following problems occur. ガス拡散層20cには、通常、カソードガスとしての空気(Air)が図中矢印の方向に沿って流れる。 The gas diffusion layer 20c, normally air as a cathode gas (Air) flows along the arrow direction in the drawing. このとき、ガス拡散層20cのシール材流入部分に挟まれたシール材非流入部分は、空気が滞留するとともに空気の流入が不足する領域(いわゆるエア溜まり、「エア供給不足領域」とも呼ぶ)となる。 At this time, the sealant admissive portion sandwiched in the sealing material inflow portion of the gas diffusion layer 20c is (reservoir so-called air, also referred to as "air supply shortage area") region inflow of air is insufficient with air stagnates and Become. この結果、シール材非流入部分に対応するカソード12cの外周部では、供給される空気が不足するとともに、アノード12aから電解質膜11を介する透過水素の流入により酸素分圧、具体的には、酸素濃度が低下する。 As a result, the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the sealing material admissive portion, with insufficient air to be supplied, the oxygen partial pressure by the inflow of permeated hydrogen from the anode 12a via the electrolyte film 11, specifically, the oxygen concentration is reduced. この結果、過酸化水素の発生増加を招き、これにより発生するOHラジカルによって電解質膜11を構成する樹脂の破壊を招いて、電解質膜11の劣化(いわゆる膜痩せ)が発生する。 As a result, lead to increased incidence of hydrogen peroxide, which led to fracture of the resin constituting the electrolyte membrane 11 by OH radicals generated by the deterioration of the electrolyte membrane 11 (the so-called film lean) occurs.

本実施形態では、図3に示すように、カソード12cの外周部に対応するカソード側ガス拡散層20cの外周部に絶縁領域22が形成されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the insulating region 22 on the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c that corresponds to the outer peripheral portion of the cathode 12c are formed. 具体的には、図4(a)に示すように、カソード側ガス拡散層20cにおいて、シール材流入部分に挟まれたシール材流入領域が存在する混在領域(エア供給不足領域、図4(b)参照)を含む外周部に絶縁領域22が形成されている。 Specifically, as shown in FIG. 4 (a), in the cathode-side gas diffusion layer 20c, a mixed region (air supply shortages region where the sealing material flows into a region sandwiched between the sealing material inflow section exists, FIG 4 (b ) on an outer peripheral portion including the reference) insulating region 22 is formed. この結果、エア供給不足領域に対応するカソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 Consequently, to suppress electrochemical reaction in the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the air supply shortage area, it is possible to suppress the thin film due to an increase in hydrogen peroxide as described above.

図5は、図2(c)のC−C断面におけるカソード12cの外周部に対応するカソード側ガス拡散層20cの外周部に形成された絶縁領域22について示す説明図である。 Figure 5 is an explanatory view showing the cathode side gas diffusion layer 20c insulating region 22 formed on the outer periphery of which corresponds to the outer peripheral portion of the cathode 12c in the section C-C in FIG. 2 (c). 図5(a)は本実施形態を示しており、図5(b)は比較形態としてカソード側ガス拡散層20cの外周端よりも外周部絶縁領域を有しない構造を示している。 Figure 5 (a) shows the present embodiment, FIG. 5 (b) shows a structure having no outer periphery insulating region than the outer peripheral edge of the cathode side gas diffusion layer 20c as comparative example.

まず、比較形態について説明する。 It will be described first comparative embodiment. 図2(c)の説明においてもふれたように、カソードガス導入用貫通孔44ciの流路形成部30c側であって、シール部50と流路形成部30cとの間には、流動性シール材の流路形成部30cへの流入を防止するためのシーリングプレート60cが配置されている。 As also mentioned in the description of FIG. 2 (c), a flow passage forming portion 30c side of the through-hole 44ci for cathode gas introduction, between the seal portion 50 and the flow path forming portion 30c is flowable sealing sealing plate 60c to prevent the inflow of the flow path forming portion 30c of the timber is disposed. 従って、シーリングプレート60cの下側にあるカソード側ガス拡散層20cの領域は、流路形成部30cから直接的に空気が供給されないため、空気が流入し難く酸素分圧が低下し、エア供給不足領域となる。 Thus, the region of the cathode side gas diffusion layer 20c on the underside of the sealing plate 60c, since not directly supplied air from the flow path forming unit 30c, reduces the air inflow hardly oxygen partial pressure, insufficient air supply the area. この結果、図4のエア溜まりと同様に、過酸化水素の発生増加を招き、電解質膜11の膜痩せが発生する。 As a result, like the air pocket of Figure 4, leads to increased incidence of hydrogen peroxide, lean occurs membrane of the electrolyte membrane 11.

本実施形態では、図3に示すように、カソード12cの外周部に対応するカソード側ガス拡散層20cの外周部に絶縁領域22が形成されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the insulating region 22 on the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c that corresponds to the outer peripheral portion of the cathode 12c are formed. 具体的には、図5(a)に示すように、シーリングプレート60cが配置されているエア供給不足領域を含むカソード側ガス拡散層20cの外周部に絶縁領域22が形成されている。 Specifically, as shown in FIG. 5 (a), the insulating region 22 on the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c comprising an air supply shortage area sealing plate 60c is disposed is formed. この結果、シーリングプレート60c下のエア供給不足領域に対応するカソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 As a result, an electrochemical reaction is suppressed in the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the air supply shortage area under the sealing plate 60c, it is possible to suppress the thin film due to an increase in hydrogen peroxide as described above. なお、以上説明したシーリングプレート60c下のエア供給不足領域には、図4で説明したエア溜りによるエア供給不足領域も含まれる場合があり、この領域も絶縁領域22に含まれるので、同様に、膜痩せを抑制することが可能である。 Incidentally, above the air supply shortage area under the sealing plate 60c described, may also include an air supply shortage area by the air reservoir as described in Figure 4, since this region is also included in the insulating region 22, similarly, it is possible to suppress the thin film.

以上のように、図4では、アノードガス導入用貫通孔46aiにつながるアノードガスのガス導入流路42iに配置されたシーリングプレート60aの領域の断面を例に説明した。 As described above, in FIG. 4 has been described cross section in the region of the deployed sealing plate 60a to the gas inlet passage 42i of the anode gas leading to the anode gas introduction through hole 46ai example. 図示は省略するが、アノードオフガス排出用貫通孔46aoにつながるガス排出流路42oに配置されたシーリングプレート60aの領域においても同様である。 Although not shown, it is the same in the region of the deployed sealing plate 60a to the gas discharge passage 42o connected to the anode off-gas discharge through hole 46Ao. また、図5では、カソードガス導入用貫通孔44ci側における流路形成部30cとカソード側ガス拡散層20cとの間にシーリングプレート60cが配置された部分の断面を例に説明した。 Further, in FIG. 5, a cross section of a portion the sealing plate 60c is disposed between the flow path forming portion 30c and the cathode gas diffusion layer 20c in the cathode gas inlet holes 44ci side has been described as an example. 図示は省略するが、カソードオフガス排出用貫通孔44co側における流路形成部30cとカソード側ガス拡散層20cとの間にシーリングプレート60cが配置された部分においても同様である。 Although not shown, is the same in part sealing plate 60c is disposed between the flow path forming portion 30c and the cathode gas diffusion layer 20c in the cathode off-gas discharge through hole 44co side. また、図示は省略するが、アノード側に配置されたシーリングプレート60aの部分以外の短辺方向の他の部分およびカソード側に配置されたシーリングプレート60cの部分以外の長辺方向の他の部分においても同様に、カソード側ガス拡散層20cの外周部に絶縁領域22が形成されているので、カソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、膜痩せを抑制することが可能である。 Although not shown, in other parts, and other parts of the long side direction other than the portion of the cathode side arranged sealing plate 60c of the short-side direction other than the portion of the anode side arranged sealing plate 60a Similarly, since the outer peripheral portion in the insulating region 22 of the cathode side gas diffusion layer 20c is formed, an electrochemical reaction is suppressed in the outer peripheral portion of the cathode 12c, it is possible to suppress the thin film.

A3. A3. 変形構成: Modification of the structure:
図6は、カソード側のガス流路を溝状のガス流路とした場合の変形例を示す説明図である。 6, the cathode gas passage of an explanatory view showing a modified example where the groove-shaped gas flow path. 図6(a)は図4に対応する断面を示し、図6(b)は図5に対応する断面を示している。 6 (a) shows a cross-section corresponding to FIG. 4, FIG. 6 (b) shows a cross section corresponding to FIG. 上記実施形態では、カソード側のガス流路を流路形成部30cで形成したが、アノード側と同様に、カソード側セパレータ40c'に複数の溝状流路42cmpを有するガス流路42cm、ガス導入流路42ciおよびガス排出流路42co(不図示)が形成された場合にも、同様に適用可能である。 In the above embodiment has formed the cathode gas passage in the flow passage forming portion 30c, similar to the anode side, the cathode side separator 40c 'gas flow path having a plurality of groove-shaped flow paths 42cmp to 42cm, gas inlet when the flow path 42ci and gas discharge channel 42Co (not shown) is formed it is also similarly applicable. この場合も、図6(a)に示すように、カソード側ガス拡散層20cの外周部において、シール材流入部分に挟まれたシール材流入領域が存在する混在領域(エア供給不足領域、図4(b)参照)を含む外周部に絶縁領域22が形成されている。 Again, as shown in FIG. 6 (a), the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c, a mixed region (air supply shortage area sealant inlet region between the sealing material inflow portion is present, Figure 4 (b) an insulating region 22 on the outer peripheral portion including the reference) are formed. また、図6(b)に示すように、シーリングプレート60cが配置されているエア供給不足領域を含むカソード側ガス拡散層20cの外周部に絶縁領域22が形成されている。 Further, as shown in FIG. 6 (b), the insulating region 22 is formed on the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c comprising an air supply shortage area sealing plate 60c is disposed.

なお、本実施形態では、カソード側ガス拡散層20cの外周部の全体に絶縁領域22が形成されている場合を例に説明したが、膜痩せが発生するエア供給不足領域に対応する外周部の部分を少なくとも含むように絶縁領域が形成されていればよい。 In the present embodiment has described the case where the entire outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c insulating region 22 is formed as an example, the outer peripheral portion corresponding to the air supply shortage area film lean occurs the insulating region may be formed so as to at least include portions.

B. B. 第2実施形態: The second embodiment:
図7は、本発明の第2実施形態としての単位セル100Bの流路形成部30cとカソード側ガス拡散層20cとカソード12cとをカソード側セパレータ40cの側から見た平面図である。 Figure 7 is a plan view from the side of the cathode separator 40c and passage-forming portion 30c and the cathode gas diffusion layer 20c and the cathode 12c of the unit cell 100B of the second embodiment of the present invention. なお、図7では、図3と同様に、カソード側セパレータ40cを破線で示すとともに、流路形成部30cの外周端を二点鎖線枠で示し、カソード側ガス拡散層20cの外周端を実線枠で示し、カソード12cの外周端を一点鎖線枠で示している。 In FIG. 7, similarly to FIG. 3, with illustrating the cathode side separator 40c by a broken line, the outer peripheral end of the flow path forming portion 30c indicated by the two-dot chain line frame, solid lines the outer peripheral edge of the cathode side gas diffusion layer 20c in illustrated shows the outer peripheral edge of the cathode 12c in one-dot chain line frame. 本実施形態の単位セル100Bは、流路形成部30cの外周部に、絶縁処理された電気絶縁性の絶縁領域32を有する構造となっている点に特徴を有している。 Unit cell 100B of this embodiment, the outer peripheral portion of the flow path forming portion 30c, is characterized in that has a structure having an electrically insulating insulating region 32 which is insulated. 絶縁処理としては、同様に、PTFE被膜や、透明フッ素樹脂「サイトップ(AGC旭硝子株式会社の登録商標)」塗布、フッ素プラズマ処理等の種々の絶縁処理が適用可能である。 The insulating process, similarly, or PTFE coating, transparent fluororesin "Cytop (trademark of AGC Asahi Glass Co., Ltd.)" application, various insulating treatment such as fluorine plasma treatment can be applied. ただし、流路形成部30cの外周部では、液水が滞留すると氷点下において凍結してガス流路を閉塞してガス欠を発生させる可能性があるため、水の接触角が内側の内周部よりも小さな接触角となるように、すなわち、撥水性が高くなるように、絶縁処理することが望ましい。 However, the outer peripheral portion of the flow path forming portion 30c, since then frozen in below freezing when liquid water stagnates it can cause blockage to the gas lack the gas passage, the inner peripheral portion contact angle inner water as a small contact angle than, i.e., so that water repellency is high, it is desirable to insulate.

図8は、流路形成部30cの外周部に形成された絶縁領域32について示す説明図である。 Figure 8 is an explanatory view showing the insulating region 32 formed in the outer peripheral portion of the flow path forming portion 30c. 図8(a)は、図7のB−B断面、すなわち、第1実施形態の単位セル100の図4に対応する断面を示している。 8 (a) is, B-B cross section in FIG. 7, that is, the section corresponding to FIG. 4 of the unit cell 100 of the first embodiment. また、図8(b)は、図7のC−C断面、すなわち、第1実施形態の単位セル100の図5に対応する断面を示している。 Further, FIG. 8 (b), C-C cross section of FIG. 7, that is, the cross section corresponding to FIG. 5 of the unit cell 100 of the first embodiment.

本実施形態の単位セル100Bでは、図8(a)に示すように、図4のエア供給不足領域を含むカソード12cの外周部に対応する流路形成部30cの外周部に絶縁領域32が形成されている。 In the unit cell 100B of this embodiment, as shown in FIG. 8 (a), the insulating region 32 is formed on the outer peripheral portion of the flow path forming portion 30c corresponding to the outer peripheral portion of the cathode 12c, including an air supply shortage area of ​​FIG. 4 It is. また、図8(b)に示すように、図5のエア供給不足領域を含むカソード12cの外周部に対応する流路形成部30cの外周部に絶縁領域32が形成されている。 Further, as shown in FIG. 8 (b), the insulating region 32 is formed on the outer peripheral portion of the flow path forming portion 30c corresponding to the outer peripheral portion of the cathode 12c, including an air supply shortage area of ​​FIG. この結果、エア供給不足領域に対応するカソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 Consequently, to suppress electrochemical reaction in the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the air supply shortage area, it is possible to suppress the thin film due to an increase in hydrogen peroxide as described above.

なお、本実施形態では、流路形成部30cの外周部の全体に絶縁領域32が形成されている場合を例に説明したが、膜痩せが発生するエア供給不足領域に対応する外周部の部分を少なくとも含むように絶縁領域が形成されていればよい。 In the present embodiment has described the case where the entire outer peripheral portion of the flow path forming portion 30c insulating region 32 is formed as an example, part of the outer peripheral portion corresponding to the air supply shortage area film lean occurs the insulating region may be formed so that at least.

C. C. 第3実施形態: The third embodiment:
図9は、本発明の第3実施形態としての単位セル100Cのカソード側ガス拡散層20cとカソード12cとをカソード側セパレータ40cの側から見た平面図である。 Figure 9 is a plan view from the side of the cathode separator 40c and a cathode side gas diffusion layer 20c and the cathode 12c of the unit cell 100C of the third embodiment of the present invention. なお、図9では、流路形成部30cを省略するとともに、カソード側ガス拡散層20cの外周端を実線枠で示し、カソード12cの外周端を一点鎖線枠で示している。 In FIG. 9, as well as omitting the flow path forming portion 30c, a cathode-side outer peripheral edge of the gas diffusion layer 20c shown in solid lines, shows the outer peripheral edge of the cathode 12c in one-dot chain line frame. 本実施形態の単位セル100Cは、カソード側セパレータ40cの外周部に、絶縁処理された電気絶縁性の絶縁領域41を有する構造となっている点に特徴を有している。 Unit cell 100C of this embodiment, the outer peripheral portion of the cathode separator 40c, is characterized in that has a structure having an electrically insulating insulating region 41 which is insulated. 絶縁処理としては、同様に、PTFE被膜や、透明フッ素樹脂「サイトップ(AGC旭硝子株式会社の登録商標)」塗布、フッ素プラズマ処理等の種々の絶縁処理が適用可能である。 The insulating process, similarly, or PTFE coating, transparent fluororesin "Cytop (trademark of AGC Asahi Glass Co., Ltd.)" application, various insulating treatment such as fluorine plasma treatment can be applied. また、金属材料を用いたセパレータの場合には、耐腐食性向上および接触抵抗低減を目的として、金メッキ処理やカーボンコート処理が行われるが、これらの処理を行わないことによっても、これらの処理を行った場合に比べて電気抵抗が高くなるので、外周部に対してこれらの処理を行わないことによって絶縁領域を形成することも可能である。 In the case of the separator using a metallic material, the purpose of corrosion resistance enhancement and reducing contact resistance, but gold plating and carbon coating process is performed, by not performing these processes, these processes since the electrical resistance is higher than when performing, it is also possible to form the insulating region by not performing these processing to the outer periphery. ただし、カソード側セパレータ40cの外周部に隣接する流路形成部30cにおいて、液水が滞留すると氷点下において凍結してガス流路を閉塞してガス欠を発生させる可能性があるため、水の接触角が内側の内周部よりも小さな接触角となるように、すなわち、撥水性が高くなるように、絶縁処理することが望ましい。 However, in the flow path forming portion 30c adjacent to the outer peripheral portion of the cathode separator 40c, there is a possibility of generating gas shortage to close the gas flow path to freeze at below freezing when liquid water stays, the contact of water as angle becomes smaller contact angle than the inner periphery of the inner, i.e., so that water repellency is high, it is desirable to insulate. なお、この撥水性を高める処理については、図6に示した溝状のガス流路の場合においては、特に重要である。 The processing to increase the water repellency, in the case of the groove-shaped gas flow paths shown in FIG. 6, is particularly important.

図10は、カソード側セパレータ40cの外周部に形成された絶縁領域41について示す説明図である。 Figure 10 is an explanatory view showing the insulating region 41 formed in the outer peripheral portion of the cathode separator 40c. 図10(a)は、図9のB−B断面、すなわち、第1実施形態の単位セル100の図4に対応する断面を示している。 10 (a) is, B-B cross section in FIG. 9, that is, the section corresponding to FIG. 4 of the unit cell 100 of the first embodiment. また、図10(b)は、図9のC−C断面、すなわち、第1実施形態の単位セル100の図5に対応する断面を示している。 Further, FIG. 10 (b), C-C cross section of FIG. 9, that is, the cross section corresponding to FIG. 5 of the unit cell 100 of the first embodiment.

本実施形態の単位セル100Cでは、図10(a)に示すように、図4のエア供給不足領域を含むカソード12cの外周部に対応するカソード側セパレータ40cの外周部に絶縁領域41が形成されている。 In the unit cell 100C of the present embodiment, as shown in FIG. 10 (a), the insulating region 41 on the outer peripheral portion of the cathode separator 40c corresponding to the outer peripheral portion of the cathode 12c, including an air supply shortage area of ​​FIG. 4 are formed ing. また、図10(b)に示すように、図5のエア供給不足領域を含むカソード12cの外周部に対応するカソード側セパレータ40cの外周部に絶縁領域41が形成されている。 Further, as shown in FIG. 10 (b), the insulating region 41 is formed on the outer peripheral portion of the cathode separator 40c corresponding to the outer peripheral portion of the cathode 12c, including an air supply shortage area of ​​FIG. この結果、エア供給不足領域に対応するカソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 Consequently, to suppress electrochemical reaction in the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the air supply shortage area, it is possible to suppress the thin film due to an increase in hydrogen peroxide as described above.

なお、本実施形態では、カソード側セパレータ40cの外周部の全体に絶縁領域41が形成されている場合を例に説明したが、膜痩せが発生するエア供給不足領域に対応する外周部の部分を少なくとも含むように絶縁領域が形成されていればよい。 In the present embodiment has described the case where whole the insulating region 41 of the outer peripheral portion of the cathode separator 40c is formed as an example, a portion of the outer peripheral portion corresponding to the air supply shortage area film lean occurs the insulating region may be formed to include at least.

D. D. 第4実施形態: Fourth Embodiment:
図11は、本発明の第4実施形態としての単位セル100Dについて示す説明図である。 Figure 11 is an explanatory diagram showing a unit cell 100D of a fourth embodiment of the present invention. 図11は、第1実施形態の単位セル100の図5に対応する断面を示している。 Figure 11 shows a cross section corresponding to FIG. 5 of the unit cell 100 of the first embodiment. 本実施形態の単位セル100Dでは、図11に示すように、エア供給不足領域発生の要因となっている導電性のシーリングプレート60cの全体に絶縁処理された電気絶縁性の絶縁領域61が形成されている点に特徴を有している。 In the unit cell 100D of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the electrical insulating property of the insulating region 61 which is insulated to the entire conductive sealing plate 60c, which is a cause of air shortage area generation is formed and characterized in that is. 絶縁処理としては、PTFE被膜や、透明フッ素樹脂「サイトップ(AGC旭硝子株式会社の登録商標)」塗布、フッ素プラズマ処理等の種々の絶縁処理が適用可能である。 The insulating treatment or PTFE coating, transparent fluororesin "Cytop (trademark of AGC Asahi Glass Co., Ltd.)" application, various insulating treatment such as fluorine plasma treatment can be applied. この結果、シーリングプレート60c下のエア供給不足領域に対応するカソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 As a result, an electrochemical reaction is suppressed in the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the air supply shortage area under the sealing plate 60c, it is possible to suppress the thin film due to an increase in hydrogen peroxide as described above.

なお、本実施形態では、シーリングプレート60cの全体に絶縁領域61が形成されている場合を例に説明したが、膜痩せが発生するエア供給不足領域に対応する部分を少なくとも含むように絶縁領域が形成されていればよい。 In the present embodiment has described the case where whole the insulating region 61 of the sealing plate 60c is formed as an example, the insulating region so as to include at least a portion corresponding to the air supply shortage area film lean occurs it may be formed.

図12は、シーリングプレートに絶縁領域が形成される場合の変形例を示す説明図である。 Figure 12 is an explanatory view showing a modified embodiment of the sealing plate in the insulating region is formed. なお、図12は、図11と同様に、第1実施解体の単位セル100の図5に対応し、上段は断面を示し、下段は上段の断面領域を含む平面を示している。 Incidentally, FIG. 12, similar to FIG. 11, corresponding to Figure 5 of the unit cell 100 of the first embodiment disassembled, the upper part shows a cross-section, whereas the lower part indicates a plane including the upper cross-section area. 変形例の単位セル100D'におけるシーリングプレート60Dcは、金属部材等の導電性部材で形成されたカソード側セパレータ40DCのカソードガス導入用貫通孔44ciおよびカソードオフガス排出用貫通孔44coに対応する部分を、スリット49の部分で流路形成部30cに沿って内側に折り曲げることにより形成される。 Sealing plate 60Dc in the unit cell 100D 'modification, a portion corresponding to a cathode gas introduction of the cathode separator 40DC formed of a conductive member such as metal member through hole 44ci and cathode off-gas discharge through hole 44Co, It is formed by folding inwardly along the flow path forming portion 30c at the portion of the slit 49. 絶縁領域61は、折り曲げ形成されたシーリングプレート60Dcの部分に対して絶縁処理することにより形成される。 Insulating region 61 is formed by insulated for the portion of the sealing plate 60Dc formed by bending.

なお、流路形成部30cへのカソードガスとしての空気の供給および流路形成部30cからのカソードオフガスの排出は、スリット49部分を介して実行される。 The discharge of the cathode off-gas from the supply and the flow path forming portion 30c of the air as the cathode gas to the flow path forming unit 30c is performed through the slit 49 portion.

本変形例においても、絶縁領域61が形成される領域は、シーリングプレート60Dcの全体である必要はなく、膜痩せが発生するエア供給不足領域に対応する部分を少なくとも含むように絶縁領域が形成されていればよい。 In this modification, a region where the insulating region 61 is formed need not be the whole of the sealing plate 60Dc, the insulating region so as to include at least a portion corresponding to the air supply shortage area film lean occurs is formed it is sufficient that.

E. E. 第5実施形態: Fifth Embodiment:
図13は、本発明の第5実施形態としての単位セル100Eについて示す説明図である。 Figure 13 is an explanatory diagram showing a unit cell 100E according to the fifth embodiment of the present invention. 図13は、第1実施形態の単位セル100の図4に対応する断面を示している。 Figure 13 shows a cross section corresponding to FIG 4 of a unit cell 100 of the first embodiment. 本実施系形態の単位セル100Eでは、図13に示すように、カソード12cの外周部のエア供給不足領域を含む領域において、流路形成部30cの外周部とカソード側ガス拡散層20cの外周部との間に絶縁性フィルム70によって電気絶縁性の絶縁領域が形成されている。 In the unit cell 100E of the present exemplary system embodiment, as shown in FIG. 13, in a region including the air supply shortage area of ​​the outer peripheral portion of the cathode 12c, the outer peripheral portion of the outer peripheral portion and the cathode gas diffusion layer 20c of the flow path forming portion 30c insulating region of the electrical insulation is formed by an insulating film 70 between. 絶縁性フィルム70としては、例えば、カプトン(東レ・デュポン株式会社の商標)フィルムなどのポリイミドフィルムなど、種々の絶縁性部材が用いられる。 As the insulating film 70, for example, a polyimide film such as a film (a trademark of Du Pont-Toray Co., Ltd.) Kapton, various insulating members employed. 厚さは、他の層の厚さとの関係から適宜選択設定される。 The thickness is appropriately selected and set from the relationship between the thickness of the other layers. 例えば、12.5μm程度の厚さの絶縁性部材が利用される。 For example, the insulating member of a thickness of about 12.5μm are used. この結果、本実施形態の単位セル100Eにおいても、エア供給不足領域に対応するカソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 As a result, even in the unit cell 100E of this embodiment, and can be an electrochemical reaction is suppressed in the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the air supply shortage area, suppressing thin film according to the increase of the hydrogen peroxide as described above Become.

図14は、絶縁領域が絶縁性フィルムによって形成される場合の変形例を示す説明図である。 Figure 14 is an explanatory view showing a modified example of a case where the insulating region is formed by an insulating film. 図14(a)の単位セル100E'は、カソード12cとガス拡散層20cとの間に絶縁性フィルム70が配置されている場合を示している。 Unit cell 100E of FIG. 14 (a) ', the insulating film 70 between the cathode 12c and the gas diffusion layer 20c indicates a case in which it is located. また、図14(b)の単位セル100E''は流路形成部30cとカソード側セパレータ40cとの間に絶縁性フィルム70が配置されている場合を示している。 Further, the unit cell 100E of FIG. 14 (b) '' shows a case where the insulating film 70 between the flow path forming portion 30c and the cathode separator 40c is disposed. いずれの場合にも、エア供給不足領域に対応するカソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 In either case, to suppress electrochemical reaction in the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the air supply shortage area, it is possible to suppress the thin film due to an increase in hydrogen peroxide as described above.

なお、本実施系形態および変形例では、エア供給不足領域の内周側から流路形成部30cの外周端までを覆う絶縁性フィルム70によって絶縁領域が形成されている場合を説明したが、膜痩せが発生するエア供給不足領域に対応する部分を少なくとも含むように配置された絶縁性フィルムによって絶縁領域が形成されていればよい。 In the present exemplary system embodiments and modifications it has been described the case where the insulating region is formed by an insulating film 70 covering from the inner circumferential side of the air supply shortage area to an outer end of the flow path forming portion 30c, film thin need only be insulated region formed by the arranged insulating film so as to include at least a portion corresponding to the air supply shortage area occurs.

F. F. 第6実施形態: Sixth Embodiment:
図15は、本発明の第6実施形態としての単位セル100Fの構成を概略的に示す斜視図である。 Figure 15 is a perspective view schematically showing the configuration of a unit cell 100F according to the sixth embodiment of the present invention. 図16は図15のA−A断面を概略的に示す断面図であり、図17は図15のB−B断面を概略的に示す断面図である。 Figure 16 is a sectional view schematically showing an A-A cross section of FIG. 15, FIG. 17 is a sectional view schematically showing the cross section B-B in FIG. 15.

単位セル100Fは、図16,17に示すように、第1〜第5実施形態の単位セル100〜100E(図1〜5,7〜14参照)とは異なり、カソード側の流路形成部30cを省略し、カソード側セパレータ40Fcおよびアノード側セパレータ40Faのどちらにも溝状のガス流路が形成された構造を有している。 Unit cell 100F, as shown in FIG. 16 and 17, unlike the first to the unit cell of the fifth embodiment 100~100E (see FIG 1~5,7~14), the cathode-side flow path forming portion 30c was omitted, has either to be groove-shaped gas channel is formed structure of the cathode separator 40Fc and anode side separator 40Fa. ただし、単位セル100Fは、一対のセパレータ40Fa,40Fcによって、膜電極接合体10およびガス拡散層20a,20cが挟持されている点は、他の実施形態の単位セル100〜100Eと同様である。 However, the unit cell 100F, a pair of separators 40Fa, by 40Fc, that membrane electrode assembly 10 and the gas diffusion layers 20a, 20c is held is the same as the unit cell 100~100E of other embodiments. また、単位セル100Fは、一対のセパレータ40Fa,40Fcの間における膜電極接合体10、ガス拡散層20a,20cの外周部、および、一対のセパレータ40Fa,40Fcの間における各貫通孔の周囲にシール部50が形成されている点も、他の実施形態の単位セル100〜100Eと同様である。 Further, the unit cell 100F, a pair of separators 40Fa, membrane electrode assembly 10 between the 40Fc, gas diffusion layers 20a, 20c outer peripheral portion, and a pair of separators 40Fa, seal around the respective through holes between 40Fc also that the section 50 is formed is the same as the unit cell 100~100E of other embodiments. さらにまた、単位セル100Fは、カソード側ガス拡散層20cの外周部に絶縁領域22が形成されている点は、第1実施形態の単位セル100と同様である。 Furthermore, the unit cell 100F, the point where the insulating region 22 is formed on the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c, is similar to the unit cell 100 of the first embodiment.

図15は、図1とは反対に、カソード側セパレータ40Fcを下側とし、アノード側セパレータ40Faを上側とした斜視図を示している。 15, as opposed to FIG. 1, a cathode-side separator 40Fc and lower, shows a perspective view of an anode side separator 40Fa the upper side. また、図15は、カソード側セパレータ40Fcのガス拡散層20c側の面のガス流路の概略を主に示すために、アノード側セパレータ40Faを破線で示すとともに、他の要素(膜電極接合体10、ガス拡散層20a,20c、シール部50)を省略して示している。 FIG. 15 is a schematic of a gas flow path surface of the cathode side gas diffusion layer 20c side of the separator 40Fc to mainly showing, with showing the anode side separator 40Fa by the broken line, other elements (membrane electrode assembly 10 , it is not shown the gas diffusion layer 20a, 20c, the sealing portion 50).

カソード側セパレータ40Fcは、カソード側ガス拡散層20cの表面に積層されている(図16,17参照)。 Cathode side separator 40Fc is laminated on the surface of the cathode side gas diffusion layer 20c (see FIGS. 16 and 17). また、カソード側セパレータ40Fcは、カソード側ガス拡散層20cの側に、その表面に沿って酸化剤ガス(カソードガス)としての空気を流すためのガス流路42cmと、ガス流路42cmへ外部からカソードガスを導入するためのガス導入流路42ciおよびガス流路42cmから外部へカソードオフガスを排出するためのガス排出流路42co(不図示)と、を構成する凹凸形状を有している。 The cathode-side separator 40Fc is on the side of the cathode side gas diffusion layer 20c, and the gas passage 42cm for supplying air as an oxidizing gas (cathode gas) along its surface, external to the gas flow path 42cm and it has an irregular shape that constitutes a gas discharge channel 42Co (not shown) for discharging the cathode off-gas from the gas introduction passage 42ci and the gas flow path 42cm outside for introducing the cathode gas. ガス流路42cmは、複数の溝状流路42cmpに区分されている。 Gas passage 42cm is divided into a plurality of groove-shaped flow paths 42Cmp. ガス導入流路42ciおよびガス排出流路42coについては、複数の溝状流路に区分されていても区分されていなくてもよい。 The gas introduction passage 42ci and gas discharge channel 42Co, may not be segmented be divided into a plurality of groove-shaped flow paths.

アノード側セパレータ40Faは、アノード側ガス拡散層20aの表面に積層されている(図16,17参照)。 The anode side separator 40Fa is laminated on the surface of the anode side gas diffusion layer 20a (see FIGS. 16 and 17). また、アノード側セパレータ40Faは、アノード側ガス拡散層20aの側に、その表面に沿って燃料ガス(アノードガス)としての水素を流すためのガス流路42amと、ガス流路42amへ外部からカソードガスを導入するためのガス導入流路42ai(不図示)およびガス流路42amから外部へアノードオフガスを排出するためのガス排出流路42ao(不図示)と、を構成する凹凸形状を有している。 The anode-side separator 40Fa is on the side of the anode gas diffusion layer 20a, a gas passage 42am for supplying hydrogen as the fuel gas (anode gas) along its surface, the cathode from the outside to the gas channel 42am has an irregular shape that constitutes the gas introducing flow passage 42ai for introducing the gas (not shown) and the gas flow path gas discharge channel for discharging the anode off gas to the outside from 42am 42ao (not shown), the there. ガス流路42amも、カソード側のガス流路42cmと同様に、複数の溝状流路42ampに区分されている。 Gas channel 42am, like the cathode side of the gas passage 42cm, is divided into a plurality of groove-shaped flow paths 42Amp. ガス導入流路42aiおよびガス排出流路42aoについても、カソード側のガス導入流路42ciおよびガス排出流路42coと同様に、複数の溝状流路に区分されていても区分されていなくてもよい。 For even gas introduction passage 42ai and gas discharge channel 42Ao, similarly to the cathode side of the gas introduction passage 42ci and gas discharge channel 42Co, even if not classified be divided into a plurality of groove-shaped flow path good.

アノード側セパレータ40Faのガス流路が形成された面とは反対側の面およびカソード側セパレータ40Fcのガス流路が形成された面とは反対側の面には、隣接する単位セル100Cが積層された際に、互いに組み合わさる位置に、それぞれ、冷却水を流すための溝状の冷却水流路43a,43cを構成する凹凸形状を有している。 The anode side opposite to the surface and the cathode-side surface of the gas channel is formed in the separator 40Fc to the surface where the gas channel is formed in the separator 40Fa on the surface opposite to the adjacent unit cells 100C are stacked when the has to combine positions from each other, respectively, groove-like cooling water passage 43a for supplying a coolant, an irregular shape that constitutes the 43c. 冷却水流路43a,43cは、それぞれ、複数の溝状流路43ap,43cpに区分されている。 Cooling water passages 43a, 43c, respectively, a plurality of groove-shaped flow paths 43Ap, is divided into 43Cp.

なお、ガス流路および冷却水流路の構造としては、サーペンタイン型やストレート型等の種々の構造が適用される。 As the structure of the gas flow path and the cooling water flow path, various structures such as a serpentine or straight applies. セパレータ40Fa,40Fcは、ガス不透過で導電性を有する部材、例えば、ステンレス鋼などの金属や、カーボンを圧縮してガス不透過として緻密性カーボンや、焼成カーボン等が用いられて、成型や射出成形、切削成形等により形成される。 Separator 40Fa, 40Fc is a conductive member in a gas impermeable, for example, metal such as stainless steel, or dense carbon as a gas-impermeable by compressing carbon, sintered carbon or the like is used, molding, injection molding, are formed by cutting molding or the like.

図15に示したように、セパレータ40Fa,40Fcは、矩形の外形形状を有している。 As shown in FIG. 15, the separator 40Fa, 40Fc has a rectangular outer shape. そして、カソード側セパレータ40Fcには、複数のカソードガス導入用貫通孔44ciと冷却水導入用貫通孔48ciとアノードオフガス排出用貫通孔46coとが、一方の短辺(図の右下辺)に沿って形成されている。 Then, the cathode side separator 40Fc, a plurality of the cathode gas inlet holes 44ci and coolant introduced through hole 48ci and the anode off-gas discharge through hole 46co is along one short side (right lower side in the figure) It is formed. また、セパレータ40Fcには、冷却水排出用貫通孔48coとアノードガス導入用貫通孔46ciとカソードオフガス排出用貫通孔44coとが、他方の短辺(図の左上辺)に沿って形成されている。 Further, the separator 40Fc, cooling water discharge through hole 48co and an anode gas inlet holes 46ci and cathode off gas discharge through hole 44co is formed along the other short side (upper left side in the figure) . 同様に、アノード側セパレータ40Faには、複数のカソードガス導入用貫通孔44aiと冷却水導入用貫通孔48aiとアノードオフガス排出用貫通孔46aoとが、一方の短辺(図の右下辺)に沿って形成されている。 Similarly, the anode side separator 40Fa, and a plurality of cathode gas introduction through hole 44ai and the through cooling water inlet hole 48ai and the anode off-gas discharge through hole 46ao is along one short side (right lower side in the figure) It is formed Te. また、セパレータ40Faには、冷却水排出用貫通孔48aoとアノードガス導入用貫通孔46aiとカソードオフガス排出用貫通孔44aoとが、他方の短辺(図の左上辺)に沿って形成されている。 Further, the separator 40Fa, cooling water discharge through hole 48ao and the anode gas introduction through hole 46ai and the cathode off-gas discharge through hole 44ao is formed along the other short side (upper left side in the figure) .

図18は、単位セル100Fのカソード側ガス拡散層20cおよびカソード12cをカソード側セパレータ40Fcの側から見た平面図である。 Figure 18 is a plan view of the cathode side gas diffusion layer 20c and the cathode 12c in the unit cell 100F from the side of the cathode side separator 40Fc. なお、図18は、図3と同様に、流路形成部30cを省略するとともに、カソード側セパレータ40Fを破線で示し、カソード側ガス拡散層20cの外周端を実線枠で示し、カソード12cの外周端を一点鎖線枠で示している。 Incidentally, FIG. 18, similar to FIG. 3, while omitting the flow path forming portion 30c, shows a cathode-side separator 40F by a broken line indicates the outer circumferential end of the cathode side gas diffusion layer 20c in solid lines, the outer circumference of the cathode 12c It is indicated by a dashed line frame end. 単位セル100Fは、第1実施形態の単位セル100(図3参照)と同様に、カソード側ガス拡散層20cの外周部に、絶縁処理された電気絶縁性の絶縁領域22を有する構造となっている点に特徴を有している。 Unit cell 100F, similarly to the unit cell 100 of the first embodiment (see FIG. 3), the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c, a structure having an electrically insulating insulating region 22 that is insulated It is characterized in that there.

図16に示すように、本実施形態の単位セル100Fにおいても、第1実施形態と同様に(図5参照)、カソードガスをガス流路42cmに導くガス導入流路42cmiに対応する位置にシーリングプレート60cが配置されているため、シーリングプレート60cの下側にはエア供給不足領域が発生する。 As shown in FIG. 16, in the unit cell 100F of the present embodiment, similarly (refer to FIG. 5) in the first embodiment, the sealing of the cathode gas at a position corresponding to the gas introduction passage 42cmi directing the gas flow path 42cm since the plate 60c is arranged, the air supply shortages region below the sealing plate 60c occurs. しかしながら、本実施形態の単位セル100Fにおいても、シーリングプレート60cが配置されているエア供給不足領域を含むカソード側ガス拡散層20cの外周部に絶縁領域22が形成されている。 However, in the unit cell 100F of the present embodiment, the insulating region 22 on the outer peripheral portion of the cathode gas diffusion layer 20c comprising an air supply shortage area sealing plate 60c is disposed is formed. この結果、シーリングプレート60c下のエア供給不足領域に対応するカソード12cの外周部における電気化学反応を抑制し、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 As a result, an electrochemical reaction is suppressed in the outer peripheral portion of the cathode 12c corresponding to the air supply shortage area under the sealing plate 60c, it is possible to suppress the thin film due to an increase in hydrogen peroxide as described above. なお、図16では、カソードガスのガス導入流路42cmi部分の断面を例に説明した。 In FIG. 16, the cross section of the gas introduction passage 42cmi portion of the cathode gas is described as an example. 図示は省略するが、カソードオフガスのガス排出流路42cmo部分においても同様である。 Although not shown, it is the same in the gas discharge channel 42cmo portion of the cathode off-gas. なお、以上説明したシーリングプレート60c下のエア供給不足領域には、図4で説明したエア溜りによるエア供給不足領域も含まれる場合があり、この領域も絶縁領域22に含まれるので、同様に、膜痩せを抑制することが可能である。 Incidentally, above the air supply shortage area under the sealing plate 60c described, may also include an air supply shortage area by the air reservoir as described in Figure 4, since this region is also included in the insulating region 22, similarly, it is possible to suppress the thin film.

また、図17に示すように、本実施形態の単位セル100Fでは、有効領域よりも外周側にガス流路とは直接的に繋がっていない閉塞した空間領域42caが形成される場合がある。 Further, as shown in FIG. 17, in the unit cell 100F of the present embodiment, there are cases where occluded spatial region 42ca not connected directly to the gas passage on the outer peripheral side than the effective region is formed. なお、有効領域は、カソード側のガス流路42cmおよびアノード側のガス流路42amを介してアノードガス(水素)およびカソードガス(空気)が十分に供給される領域であって、望ましい発電特性が得られる発電部として機能する領域である。 Incidentally, the effective region is a region through the cathode side of the gas passage 42cm and the anode-side gas flow path 42am anode gas (hydrogen) and the cathode gas (air) is sufficiently supplied, is desirable power generation characteristics a region that functions as a power generation unit obtained.

空間領域42caでは、膜電極接合体10およびガス拡散層20a,20cにおいて、シール部50を形成する流動性シール材が流入されておらず、ガス供給がなされることによって電気化学反応が発生する部分が含まれる場合がある。 In the spatial domain 42CA, the membrane electrode assembly 10 and the gas diffusion layer 20a, in 20c, not flowable sealing material forming the sealing portion 50 is flowed, the electrochemical reaction occurs by the gas supply is made part there is a case to be included. この反応部分には、カソード側ではガス拡散層20cの拡散によって空気が流入し、アノード側でもガス拡散層20aの拡散によって水素が流入する。 This reaction portion, the cathode side air flows by diffusion of the gas diffusion layer 20c, the hydrogen flows by diffusion of the gas diffusion layer 20a in the anode side. 拡散によって流入する水素および空気は十分ではないが、水素と空気とを比較すると水素のほうが空気に比べて流入しやすい。 Without sufficient hydrogen and air flows by diffusion, more hydrogen is compared with the hydrogen and air tends to flow as compared to air. このため、空間領域42ca、特に反応部分は、エア供給不足領域となり、電解質膜11の膜痩せが発生する。 Therefore, spatial domain 42CA, particularly reactive moiety, becomes an air supply shortage area, lean occurs membrane of the electrolyte membrane 11.

しかしながら、本実施形態の単位セル100Fでは、図17に示すように、空間領域42caに含まれるカソード側ガス拡散層20cに絶縁領域22が形成されている。 However, in the unit cell 100F of the present embodiment, as shown in FIG. 17, the insulating region 22 is formed in the cathode side gas diffusion layer 20c included in the spatial domain 42CA. これにより、エア供給不足領域となる空間領域42caでは、電気化学反応が抑制され、上記した過酸化水素の増加による膜痩せを抑制することが可能となる。 Thus, the spatial region 42ca the air supply shortage area, the electrochemical reaction is suppressed, it is possible to suppress the thin film due to an increase in hydrogen peroxide as described above. なお、図示は省略するが、カソード側に配置されたシーリングプレート60cの部分以外の短辺方向の他の部分においても同様である。 Although not shown, is the same in other parts of the short-side direction of the other portion of the cathode side arranged sealing plate 60c.

また、本実施形態では、カソード側ガス拡散層の外周部に絶縁領域22を形成した場合を例に説明しているが、第3実施形態の単位セル100Cのようにカソード側セパレータ40FCに絶縁領域41を形成するようにしてもよい。 Further, in the present embodiment has been described as an example the case of forming the insulating region 22 on the outer peripheral portion of the cathode side gas diffusion layer, an insulating region on the cathode side separator 40FC as the unit cell 100C of the third embodiment 41 may be formed of. また、第4実施形態の単位セル100Dのように導電性のシーリングプレートに絶縁領域を形成するようにしてもよい。 Furthermore, the sealing plate of electrically conductive may be formed an insulating region as the unit cell 100D of the fourth embodiment. また、第5実施形態の単位セル100Eのように絶縁性フィルム70により絶縁領域を形成するようにしてもよい。 Further, it is also possible to form the insulating region with an insulating film 70 as a unit cell 100E of the fifth embodiment.

F. F. 変形例: Modification:
F1. F1. 変形例1: Modification 1:
上記実施形態では、アノード側のガス流路が溝状のガス流路で、カソード側のガス流路が多孔体による流路形成部あるいは溝状のガス流路の場合を例に説明したが、アノード側のガス流路も多孔体による流路形成部であってもよい。 The above embodiment, the anode side gas flow path of the gas flow path groove-like, but the cathode side of the gas flow path is described the case of the flow path forming portion or groove-shaped gas flow path by the porous body as an example, anode gas flow path may also be a flow path forming unit according to the porous body.

F2. F2. 変形例2: Modification 2:
上記実施形態では、カソード側ガス拡散層からカソード側セパレータまでのいずれかの一層が絶縁処理されることにより絶縁領域が形成される場合を例に説明しているが、複数の層が絶縁処理されることにより絶縁領域が形成されるようにしてもよい。 In the above embodiment has been described as an example a case where any one layer from the cathode side gas diffusion layer to the cathode side separator insulating region is formed by being insulated, a plurality of layers are insulated may be an insulating region is formed by Rukoto.

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。 The present invention, embodiments and examples described above is not limited to the modification can be realized in various configurations without departing from the scope and spirit thereof. 例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。 For example, embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the Summary of the column of the invention, examples, technical features in the modified example, in order to solve part or all of the problems described above, or , in order to achieve some or all of the effects described above, as appropriate, can be carried out and replaced, the combinations. また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 Also, the technical characteristics has not been described as essential herein, as appropriate, it is possible to remove.

10…膜電極接合体 11…電解質膜 12a…アノード 12c…カソード 20a,20c…ガス拡散層 22…絶縁領域 30c…流路形成部 32…絶縁領域 40a,40c…セパレータ 40Fa,40Fc…セパレータ 41…絶縁領域 42m…ガス流路 42cmi…ガス導入流路 42cmo…ガス排出流路 42amp…溝状流路 42cmp…溝状流路 42i…ガス導入流路 42o…ガス排出流路 42ca…空間領域 42ai…ガス導入流路 42ci…ガス導入流路 42am…ガス流路 42ao…ガス排出流路 42co…ガス排出流路 42mp…溝状流路 43a,43c…冷却水流路 43ap,43cp…溝状流路 44i…カソードガス導入用貫通孔 44o…カソードオフガス排出用貫通孔 44ai,44ci…カソードガス 10 ... membrane electrode assembly 11 ... electrolyte membrane 12a ... anode 12c ... cathode 20a, 20c ... gas diffusion layer 22: insulating regions 30c ... flow channel forming portion 32: insulating regions 40a, 40c ... separator 40Fa, 40Fc ... separator 41 ... insulation regions 42m ... gas passage 42Cmi ... gas introducing passage 42Cmo ... gas discharge channel 42 Amp... grooved channel 42Cmp ... grooved channel 42i ... gas introducing passage 42o ... gas discharge channel 42CA ... spatial area 42ai ... gas introducing passage 42 Ci ... gas introduction flow path 42 Am... gas channel 42Ao ... gas discharge channel 42Co ... gas discharge channel 42Mp ... groove shaped flow paths 43a, 43c ... cooling water passage 43ap, 43cp ... grooved channel 44i ... cathode gas introducing through hole 44o ... cathode off gas discharge through hole 44ai, 44ci ... cathode gas 入用貫通孔 44ao,44co…カソードオフガス排出用貫通孔 46ai,46ci…アノードガス導入用貫通孔 46ao,46co…アノードオフガス排出用貫通孔 48ai,48ci…冷却水導入用貫通孔 48ao,48co…冷却水排出用貫通孔 49…スリット 50…シール部 60a,60c…シーリングプレート 60Dc…シーリングプレート 61…絶縁領域 70…絶縁性フィルム 100…単位セル 100B…単位セル 100C…単位セル 100D,100D'…単位セル 100E,100E',100E''…単位セル 100F…単位セル Needful holes 44ao, 44co ... cathode off gas discharge through hole 46ai, 46ci ... anode gas inlet holes 46ao, 46co ... anode off gas discharge through hole 48ai, 48ci ... through hole 48ao cooling water inlet, 48co ... cooling water discharge through hole 49 ... slit 50 ... seal portion 60a, 60c ... sealing plate 60Dc ... sealing plate 61 ... insulating region 70 ... insulating film 100 ... unit cell 100B ... unit cell 100C ... unit cell 100D, 100D '... unit cell 100E , 100E ', 100E' '... unit cell 100F ... unit cell

Claims (7)

  1. 燃料電池であって、 A fuel cell,
    電解質膜の一方の面にアノードが形成され、他方の面にカソードが形成された膜電極接合体と、 The anode is formed on one surface of the electrolyte membrane, and the membrane electrode assembly having a cathode formed on the other surface,
    前記アノードの表面に配置されたアノード側ガス拡散層と、 An anode side gas diffusion layer disposed on the anode surface,
    前記カソードの表面に配置されたカソード側ガス拡散層と、 And a cathode gas diffusion layer disposed on the cathode surface,
    前記アノード側ガス拡散層および前記カソード側ガス拡散層が配置された前記膜電極接合体を挟持するアノード側セパレータおよびカソード側セパレータと、 An anode-side separator and the cathode separator sandwiching the membrane electrode assembly the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer is disposed,
    前記アノード側ガス拡散層および前記カソード側ガス拡散層が配置された前記膜電極接合体の周囲に形成されたシール部と、 A seal portion in which the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer is formed on the periphery of the membrane electrode assembly disposed,
    を備え、 Equipped with a,
    前記カソードから前記カソード側セパレータまでを含む領域のうちの前記カソードの内側の外周部に対応する外周領域には、電気絶縁性の絶縁領域が形成されている ことを特徴とする燃料電池。 Wherein the outer peripheral region corresponding to the outer periphery of the inner cathode, the fuel cell, wherein the electrical insulating property of the insulating region is formed of the area including from the cathode to the cathode side separator.
  2. 請求項1に記載の燃料電池であって、 The fuel cell stack according to claim 1,
    前記絶縁領域は前記カソードの内側の外周部の全周にわたって形成されていることを特徴とする燃料電池。 Fuel cell wherein the insulating region, characterized in that it is formed over the entire circumference of the outer peripheral portion of the inside of the cathode.
  3. 請求項1または請求項2に記載の燃料電池であって、 The fuel cell stack according to claim 1 or claim 2,
    前記シール部は流動性を有する流動性シール材を硬化することによって形成されており、 The seal portion is formed by curing a flowable sealant having fluidity,
    前記外周領域には、少なくとも、前記シール部が形成される際に、前記カソード側ガス拡散層の外周部において、前記流動性シール材が外周側から内側へ向かって流入した領域に挟まれた領域であって前記流動性シール材が流入しなかった領域が含まれる ことを特徴とする燃料電池。 The outer peripheral region, at least, when the sealing portion is formed in the outer peripheral portion of the cathode side gas diffusion layer, sandwiched between the flowable sealant flows into the direction from the outer peripheral side to the inner region region fuel cell, characterized in that the flowable sealing material comprising in is contained was not draining.
  4. 請求項3に記載の燃料電池であって、 The fuel cell stack according to claim 3,
    前記カソード側ガス拡散層の表面に沿ってカソードガスを流し、前記カソード側ガス拡散層を介して前記カソードに前記カソードガスを供給するためのカソードガス流路が、(i)前記カソード側セパレータの前記カソード側ガス拡散層の側の表面に溝状のガス流路により形成され、又は、(ii)前記カソード側セパレータと前記カソード側ガス拡散層との間に配置された流路形成部材により形成されており、 Flowing a cathode gas along the surface of the cathode side gas diffusion layer, the cathode gas cathode gas channel for supplying to the cathode through the cathode-side gas diffusion layer, (i) of the cathode side separator is formed by the cathode-side gas diffusion layer groove-shaped gas flow paths on the surface of the side of, or formed by (ii) arranged flow path forming member between the cathode side separator and the cathode-side gas diffusion layer It has been,
    前記シール部が形成される際に、前記流動性シール材の前記カソードガス流路への流入を防止するための導電性のシーリングプレートが、前記シール部と前記カソードガス流路との間に配置されており、 When the seal portion is formed, the flowable sealant said conductive sealing plate for preventing the flow of the cathode gas channel is disposed between the sealing portion and the cathode gas channel It has been,
    前記外周領域には、少なくとも、前記シーリングプレートが配置された領域が含まれる ことを特徴とする燃料電池。 Wherein the outer peripheral region, at least, a fuel cell, characterized in that said sealing plates include arranged region.
  5. 請求項4に記載の燃料電池であって、 A fuel cell according to claim 4,
    前記カソードガス流路は前記溝状のガス流路により形成されており、 The cathode gas channel is formed by the groove-like gas channel,
    前記カソード側セパレータの前記カソード側ガス拡散層の側の表面に、前記カソードガス流路よりも外周側で前記カソードガス流路から独立した空間領域が形成されており、 Wherein the cathode side side surface of the gas diffusion layer of the cathode separator, the outer peripheral side than the cathode gas channel are independent spatial domain formed from the cathode gas passage,
    前記外周領域には、少なくとも、前記空間領域の形成された領域が含まれる ことを特徴とする燃料電池。 Wherein the outer peripheral region, at least, a fuel cell characterized by including the region formed of the spatial region.
  6. 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の燃料電池であって、 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 5,
    前記絶縁領域は、前記外周領域における前記カソード側ガス拡散層から前記カソード側セパレータまでの少なくとも一層が絶縁処理されることによって形成される ことを特徴とする燃料電池。 It said insulating region, a fuel cell, characterized in that said from the at the outer area cathode side gas diffusion layer to the cathode side separator at least one layer is formed by being insulated.
  7. 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の燃料電池であって、 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 5,
    前記絶縁領域は、前記外周領域における前記カソードから前記カソード側セパレータまでの複数の層間のうちのいずれかの層間に、絶縁性部材が配置されることによって形成される ことを特徴とする燃料電池。 The insulating region, to one of the layers of the plurality of layers from the cathode in the periphery region to the cathode-side separator, a fuel cell, characterized by being formed by an insulating member is disposed.
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