JP6208650B2

JP6208650B2 - Fuel cell

Info

Publication number: JP6208650B2
Application number: JP2014246985A
Authority: JP
Inventors: 秀忠小嶋
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: JP2016110826A

Description

本発明は、電解質膜の両側に電極を設ける電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell in which an electrolyte membrane / electrode structure provided with electrodes on both sides of an electrolyte membrane and a separator are laminated.

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一面にアノード電極が、前記電解質膜の他面にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータ間に挟持されることにより単位セル（発電セル）を構成している。この燃料電池は、通常、所定の数の単位セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。 For example, a polymer electrolyte fuel cell has an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode electrode is disposed on one surface of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane, and a cathode electrode is disposed on the other surface of the electrolyte membrane. ). The electrolyte membrane / electrode structure constitutes a unit cell (power generation cell) by being sandwiched between separators. This fuel cell is usually used as, for example, an in-vehicle fuel cell stack by stacking a predetermined number of unit cells.

電解質膜・電極構造体では、一方の電極を構成するガス拡散層が固体高分子電解質膜よりも小さな平面寸法（外径寸法）に設定されるとともに、他方の電極を構成するガス拡散層が前記固体高分子電解質膜と同一の平面寸法に設定される、所謂、段差ＭＥＡを構成する場合がある。 In the electrolyte membrane / electrode structure, the gas diffusion layer constituting one electrode is set to have a smaller planar dimension (outer diameter) than the solid polymer electrolyte membrane, and the gas diffusion layer constituting the other electrode is There is a case where a so-called step MEA, which is set to the same plane dimension as the solid polymer electrolyte membrane, is configured.

この段差ＭＥＡにおいて、電解質膜・電極構造体とセパレータとのシール性を向上させることを目的として、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池が知られている。この燃料電池では、アノード側拡散電極とカソード側拡散電極とを、いずれか一方の面が他方の面内に収まるように配置して電極膜構造体を形成している。 In this step MEA, for example, a fuel cell disclosed in Patent Document 1 is known for the purpose of improving the sealing performance between the electrolyte membrane / electrode structure and the separator. In this fuel cell, an anode-side diffusion electrode and a cathode-side diffusion electrode are arranged so that either one surface is within the other surface to form an electrode membrane structure.

そして、アノード側拡散電極とカソード側拡散電極のうち表面積の大きな拡散電極の外周部分と一方のセパレータとの間に、表面積の小さな拡散電極を囲むように第１のシール（内側シール部材）が設けられている。さらに、一方のセパレータと他方のセパレータとの間であって、表面積の大きな拡散電極を囲むように第２のシール（外側シール部材）が設けられている。すなわち、内側シール部材と外側シール部材との２重シール構造が採用されている。 A first seal (inner seal member) is provided between the outer peripheral portion of the diffusion electrode having a large surface area of the anode side diffusion electrode and the cathode side diffusion electrode and one separator so as to surround the diffusion electrode having a small surface area. It has been. Further, a second seal (outer seal member) is provided between one separator and the other separator so as to surround the diffusion electrode having a large surface area. That is, a double seal structure of an inner seal member and an outer seal member is employed.

特開２００２−２５５８７号公報JP 2002-25587 A

ところで、上記の特許文献１では、アノード側拡散電極とカソード側拡散電極とが異なる表面積（外形寸法）を有している。このため、各電極を構成する拡散層として、例えば、カーボンペーパが用いられる際、寸法の異なる２種類のカーボンペーパを用意しなければならず、コストが高騰するという問題がある。 By the way, in the above Patent Document 1, the anode side diffusion electrode and the cathode side diffusion electrode have different surface areas (outer dimensions). For this reason, for example, when carbon paper is used as the diffusion layer constituting each electrode, two types of carbon paper having different dimensions must be prepared, which causes a problem that the cost increases.

しかも、固体高分子電解質膜の外周縁部は、表面積の小さな拡散電極の外周端部から外方に露呈している。従って、固体高分子電解質膜の外周縁部が劣化し易いという問題がある。 In addition, the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane is exposed outward from the outer peripheral edge of the diffusion electrode having a small surface area. Therefore, there is a problem that the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane is likely to deteriorate.

本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡易な構成で、２重シール構造を構成するとともに、経済的に製造することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。 The present invention solves this type of problem, and an object thereof is to provide a fuel cell that can be economically manufactured while forming a double seal structure with a simple configuration.

本発明は、電解質膜の両側に電極を設ける電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池に関するものである。この燃料電池では、電解質膜・電極構造体は、一方の電極の外周から外方に延在して設けられる第１枠状フィルムと、他方の電極の外周から外方に延在して設けられる第２枠状フィルムと、を備えている。 The present invention relates to a fuel cell in which an electrolyte membrane / electrode structure provided with electrodes on both sides of an electrolyte membrane and a separator are laminated. In this fuel cell, the electrolyte membrane / electrode structure is provided to extend outward from the outer periphery of one electrode and to extend outward from the outer periphery of the other electrode. A second frame-shaped film.

そして、第１枠状フィルムは、第２枠状フィルムの外周端よりも外方に伸びる突出部を有し、前記突出部とセパレータとの間には、外側シール部材が設けられている。第１枠状フィルム及び第２枠状フィルムの積層方向の重なり部とセパレータとの間には、外側シール部材よりも内方に位置して内側シール部材が設けられている。 And the 1st frame-like film has the protrusion part extended outside rather than the outer periphery end of a 2nd frame-like film, and the outer side sealing member is provided between the said protrusion part and the separator. An inner seal member is provided between the overlapping portion in the laminating direction of the first frame-shaped film and the second frame-shaped film and the separator so as to be located inward of the outer seal member.

また、この燃料電池では、第１枠状フィルムには、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体を積層方向に流通させる燃料ガス連通孔、酸化剤ガス連通孔及び冷却媒体連通孔が貫通形成されことが好ましい。その際、第２枠状フィルムの外周端は、燃料ガス連通孔、酸化剤ガス連通孔及び冷却媒体連通孔よりも内方で終端することが好ましい。 Further, in this fuel cell, the first frame film is formed with a fuel gas communication hole, an oxidant gas communication hole, and a cooling medium communication hole through which the fuel gas, the oxidant gas, and the cooling medium flow in the stacking direction. Is preferred. In that case, it is preferable that the outer peripheral end of the second frame-like film terminates inwardly of the fuel gas communication hole, the oxidant gas communication hole, and the cooling medium communication hole.

本発明によれば、一方の電極の外周に設けられた第１枠状フィルムは、他方の電極の外周に設けられた第２枠状フィルムよりも大きな外形寸法（平面寸法）に設定されている。そして、第１枠状フィルムの突出部とセパレータとの間には、外側シール部材が設けられ、前記第１枠状フィルム及び第２枠状フィルムの積層方向の重なり部と前記セパレータとの間には、内側シール部材が設けられている。 According to this invention, the 1st frame-shaped film provided in the outer periphery of one electrode is set to the bigger external dimension (plane dimension) than the 2nd frame-shaped film provided in the outer periphery of the other electrode. . And an outer side sealing member is provided between the protrusion part of a 1st frame-shaped film, and a separator, Between the overlapping part of the lamination direction of the said 1st frame-shaped film and a 2nd frame-shaped film, and the said separator. Is provided with an inner seal member.

従って、簡易な構成で、２重シール構造を構成するとともに、燃料電池全体を経済的に製造することが可能になる。しかも、電解質膜の外周端部が外方に露呈することがなく、前記電解質膜の劣化を抑制することができる。 Accordingly, it is possible to construct a double seal structure with a simple configuration and to manufacture the entire fuel cell economically. In addition, the outer peripheral end of the electrolyte membrane is not exposed to the outside, and deterioration of the electrolyte membrane can be suppressed.

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池を構成する発電ユニットの要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory drawing of the electric power generation unit which comprises the fuel cell which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 前記発電ユニットの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view taken along the line II-II in FIG. 1 of the power generation unit. 前記発電ユニットの、図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面説明図である。FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view taken along line III-III in FIG. 1 of the power generation unit. 前記発電ユニットの、図１中、ＩＶ−ＩＶ線断面説明図である。FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view taken along line IV-IV in FIG. 1 of the power generation unit. 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の要部断面説明図である。It is principal part cross-sectional explanatory drawing of the fuel cell which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

図１〜図４に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、発電ユニット１２を備える。複数の発電ユニット１２は、水平方向（矢印Ａ方向）又は鉛直方向（矢印Ｃ方向）に沿って互いに積層されることにより、例えば、燃料電池電気自動車に搭載される燃料電池スタックを構成する。 As shown in FIGS. 1 to 4, the fuel cell 10 according to the first embodiment of the present invention includes a power generation unit 12. The plurality of power generation units 12 are stacked on each other along the horizontal direction (arrow A direction) or the vertical direction (arrow C direction), thereby constituting, for example, a fuel cell stack mounted on a fuel cell electric vehicle.

発電ユニット１２は、第１セパレータ１４、第１電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１６ａ、第２セパレータ１８、第２電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）１６ｂ及び第３セパレータ２０を有する。 The power generation unit 12 includes a first separator 14, a first electrolyte membrane / electrode structure (MEA) 16 a, a second separator 18, a second electrolyte membrane / electrode structure (MEA) 16 b, and a third separator 20.

第１セパレータ１４、第２セパレータ１８及び第３セパレータ２０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した横長形状の金属板により構成される。第１セパレータ１４、第２セパレータ１８及び第３セパレータ２０は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１セパレータ１４、第２セパレータ１８及び第３セパレータ２０は、金属セパレータに代えて、カーボンセパレータ等を使用してもよい。 The 1st separator 14, the 2nd separator 18, and the 3rd separator 20 are comprised by the horizontally long metal plate which gave the surface treatment for anticorrosion to the metal surface, for example, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plated steel plate. Is done. The first separator 14, the second separator 18, and the third separator 20 have a rectangular planar shape, and are formed into a concavo-convex shape by pressing a metal thin plate into a wave shape. The first separator 14, the second separator 18, and the third separator 20 may be carbon separators instead of metal separators.

図１に示すように、発電ユニット１２の長辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ、冷却媒体入口連通孔２４ａ及び燃料ガス出口連通孔２６ｂが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔２２ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。冷却媒体入口連通孔２４ａは、冷却媒体を供給する一方、燃料ガス出口連通孔２６ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。 As shown in FIG. 1, one end edge in the long side direction (arrow B direction) of the power generation unit 12 communicates with each other in the arrow A direction, and the oxidant gas inlet communication hole 22a, the cooling medium inlet communication hole 24a, and A fuel gas outlet communication hole 26b is provided. The oxidant gas inlet communication hole 22a supplies an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas. The cooling medium inlet communication hole 24a supplies a cooling medium, while the fuel gas outlet communication hole 26b discharges a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas.

発電ユニット１２の長辺方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給する燃料ガス入口連通孔２６ａ、冷却媒体を排出する冷却媒体出口連通孔２４ｂ及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔２２ｂが設けられる。 The other end edge in the long side direction of the power generation unit 12 communicates with each other in the direction of arrow A, a fuel gas inlet communication hole 26a for supplying fuel gas, a cooling medium outlet communication hole 24b for discharging the cooling medium, and an oxidant. An oxidant gas outlet communication hole 22b for discharging gas is provided.

第１セパレータ１４の第１電解質膜・電極構造体１６ａに向かう面１４ａには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとに連通する第１酸化剤ガス流路２８が形成される。第１酸化剤ガス流路２８は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の直線状流路溝（又は波状流路溝でもよい）を有する。 A first oxidant gas flow path 28 communicating with the oxidant gas inlet communication hole 22a and the oxidant gas outlet communication hole 22b is formed on the surface 14a of the first separator 14 facing the first electrolyte membrane / electrode structure 16a. Is done. The first oxidant gas flow path 28 has a plurality of straight flow path grooves (or may be wavy flow path grooves) extending in the arrow B direction.

第１セパレータ１４の面１４ｂには、冷却媒体入口連通孔２４ａと冷却媒体出口連通孔２４ｂとを連通する冷却媒体流路３０の一部が形成される。冷却媒体流路３０は、第１酸化剤ガス流路２８が形成される第１セパレータ１４の裏の面１４ｂと、後述する第２燃料ガス流路３８が形成される第３セパレータ２０の裏の面２０ｂとが、重なり合って形成される。 A part of the cooling medium flow path 30 that connects the cooling medium inlet communication hole 24 a and the cooling medium outlet communication hole 24 b is formed on the surface 14 b of the first separator 14. The cooling medium flow path 30 includes a back surface 14b of the first separator 14 where the first oxidant gas flow path 28 is formed, and a back surface of the third separator 20 where a second fuel gas flow path 38 described later is formed. The surface 20b is formed so as to overlap.

第２セパレータ１８の第１電解質膜・電極構造体１６ａに向かう面１８ａには、燃料ガス入口連通孔２６ａと燃料ガス出口連通孔２６ｂとを連通する第１燃料ガス流路３２が形成される。第１燃料ガス流路３２は、矢印Ｂ方向に延在する複数の直線状流路溝（又は波状流路溝でもよい）を有する。 A surface 18a of the second separator 18 facing the first electrolyte membrane / electrode structure 16a is formed with a first fuel gas flow path 32 that connects the fuel gas inlet communication hole 26a and the fuel gas outlet communication hole 26b. The first fuel gas flow path 32 has a plurality of linear flow path grooves (or may be wavy flow path grooves) extending in the arrow B direction.

燃料ガス入口連通孔２６ａの近傍に位置して、複数の供給孔部３４ａが形成される。燃料ガス出口連通孔２６ｂの近傍に位置して、複数の排出孔部３４ｂが形成される。 A plurality of supply holes 34a are formed in the vicinity of the fuel gas inlet communication hole 26a. A plurality of discharge holes 34b are formed in the vicinity of the fuel gas outlet communication hole 26b.

第２セパレータ１８の第２電解質膜・電極構造体１６ｂに向かう面１８ｂには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａと酸化剤ガス出口連通孔２２ｂとを連通する第２酸化剤ガス流路３６が形成される。第２酸化剤ガス流路３６は、矢印Ｂ方向に延在する複数の直線状流路溝（又は波状流路溝でもよい）を有する。 A second oxidant gas flow path 36 that connects the oxidant gas inlet communication hole 22a and the oxidant gas outlet communication hole 22b is formed on the surface 18b of the second separator 18 facing the second electrolyte membrane / electrode structure 16b. Is done. The second oxidant gas flow channel 36 has a plurality of linear flow channel grooves (or may be wavy flow channel grooves) extending in the arrow B direction.

第３セパレータ２０の第２電解質膜・電極構造体１６ｂに向かう面２０ａには、燃料ガス入口連通孔２６ａと燃料ガス出口連通孔２６ｂに連通する第２燃料ガス流路３８が形成される。第２燃料ガス流路３８は、矢印Ｂ方向に延在する複数の直線状流路溝（又は波状流路溝でもよい）を有する。 A second fuel gas passage 38 communicating with the fuel gas inlet communication hole 26a and the fuel gas outlet communication hole 26b is formed on the surface 20a of the third separator 20 facing the second electrolyte membrane / electrode structure 16b. The second fuel gas flow path 38 has a plurality of linear flow path grooves (or may be wavy flow path grooves) extending in the arrow B direction.

第３セパレータ２０の燃料ガス入口連通孔２６ａの近傍に位置して、複数の供給孔部４０ａが形成される。燃料ガス出口連通孔２６ｂの近傍に位置して、複数の排出孔部４０ｂが形成される。供給孔部４０ａは、積層方向に沿って供給孔部３４ａよりも内方（発電面側）にオフセットするとともに、排出孔部４０ｂは、前記積層方向に沿って排出孔部３４ｂよりも内方にオフセットしている。 A plurality of supply hole portions 40a are formed in the vicinity of the fuel gas inlet communication hole 26a of the third separator 20. A plurality of discharge holes 40b are formed in the vicinity of the fuel gas outlet communication hole 26b. The supply hole 40a is offset inward (power generation surface side) from the supply hole 34a along the stacking direction, and the discharge hole 40b is inward of the discharge hole 34b along the stacking direction. It is offset.

図１〜図４に示すように、第１セパレータ１４の面１４ｂには、この第１セパレータ１４の外周端縁部を周回して第１シール部材４２が一体成形される。第２セパレータ１８の面１８ａには、この第２セパレータ１８の外周端縁部を周回して第２シール部材４４が一体成形される。第３セパレータ２０の面２０ａには、この第３セパレータ２０の外周端縁部を周回して第３シール部材４６が一体成形される。 As shown in FIGS. 1 to 4, a first seal member 42 is integrally formed on the surface 14 b of the first separator 14 around the outer peripheral edge of the first separator 14. A second seal member 44 is integrally formed on the surface 18 a of the second separator 18 around the outer peripheral edge of the second separator 18. A third seal member 46 is integrally formed on the surface 20a of the third separator 20 around the outer peripheral edge of the third separator 20.

第１シール部材４２、第２シール部材４４及び第３シール部材４６としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。 Examples of the first seal member 42, the second seal member 44, and the third seal member 46 include EPDM, NBR, fluororubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene, or acrylic rubber. A sealing member having elasticity such as a sealing material, a cushioning material, or a packing material is used.

図２に示すように、第２シール部材４４は、第１電解質膜・電極構造体１６ａに対向して設けられる。この第２シール部材４４は、第２セパレータ１８の外周縁部に設けられる外側シール部材４４ａと、前記外側シール部材４４ａの内方に位置して電極面を周回する内側シール部材４４ｂとを有する。第３シール部材４６は、第２電解質膜・電極構造体１６ｂに対向して設けられる。この第３シール部材４６は、第３セパレータ２０の外周縁部に設けられる外側シール部材４６ａと、前記外側シール部材４６ａの内方に位置して電極面を周回する内側シール部材４６ｂとを有する。第１シール部材４２、第２シール部材４４及び第３シール部材４６の外周端部には、外部からの塵埃の浸入を防止するために、外周凸部４２ｅ、４４ｅ及び４６ｅが必要に応じて設けられる。 As shown in FIG. 2, the second seal member 44 is provided to face the first electrolyte membrane / electrode structure 16a. The second seal member 44 includes an outer seal member 44a provided at the outer peripheral edge portion of the second separator 18, and an inner seal member 44b that is located inside the outer seal member 44a and circulates around the electrode surface. The third seal member 46 is provided to face the second electrolyte membrane / electrode structure 16b. The third seal member 46 includes an outer seal member 46a provided at the outer peripheral edge of the third separator 20, and an inner seal member 46b that is located inside the outer seal member 46a and circulates around the electrode surface. Outer peripheral protrusions 42e, 44e, and 46e are provided at the outer peripheral end portions of the first seal member 42, the second seal member 44, and the third seal member 46, respectively, in order to prevent intrusion of dust from the outside. It is done.

図２〜図４に示すように、第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂは、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）４８を備える。固体高分子電解質膜４８は、カソード電極５０及びアノード電極５２により挟持される。 As shown in FIGS. 2 to 4, the first electrolyte membrane / electrode structure 16a and the second electrolyte membrane / electrode structure 16b are, for example, solid polymer electrolyte membranes in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water. (Cation exchange membrane) 48 is provided. The solid polymer electrolyte membrane 48 is sandwiched between the cathode electrode 50 and the anode electrode 52.

カソード電極５０及びアノード電極５２は、同一の平面寸法（外形寸法）を有するとともに、固体高分子電解質膜４８は、前記カソード電極５０及び前記アノード電極５２よりも大きな平面寸法を有する。なお、固体高分子電解質膜４８、カソード電極５０及びアノード電極５２は、同一の平面寸法に設定されてもよい。 The cathode electrode 50 and the anode electrode 52 have the same planar dimensions (outer dimensions), and the solid polymer electrolyte membrane 48 has a larger planar dimension than the cathode electrode 50 and the anode electrode 52. The solid polymer electrolyte membrane 48, the cathode electrode 50, and the anode electrode 52 may be set to have the same planar dimension.

カソード電極５０は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層５０ａと、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層５０ａの表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層５０ｂとを有する。アノード電極５２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層５２ａと、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層５２ａの表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層５２ｂとを有する。 The cathode electrode 50 includes a gas diffusion layer 50a made of carbon paper and the like, and an electrode catalyst layer 50b formed by uniformly applying porous carbon particles carrying a platinum alloy on the surface of the gas diffusion layer 50a. And have. The anode electrode 52 includes a gas diffusion layer 52a made of carbon paper and the like, and an electrode catalyst layer 52b formed by uniformly applying porous carbon particles carrying a platinum alloy on the surface of the gas diffusion layer 52a. And have.

第１電解質膜・電極構造体１６ａは、カソード電極５０（一方の電極）の外周端部を覆って第１枠状フィルム５４ａを設けるとともに、アノード電極５２（他方の電極）の外周端部を覆って第２枠状フィルム５４ｂを設ける。図２に示すように、第１枠状フィルム５４ａの内周端部５４ａｅは、ガス拡散層５０ａの外周端部を覆って配置される。第２枠状フィルム５４ｂの内周端部５４ｂｅは、ガス拡散層５２ａの外周端部を覆って配置される。第１枠状フィルム５４ａと第２枠状フィルム５４ｂとは、溶着又は接着により気密に固定される。 The first electrolyte membrane / electrode structure 16a covers the outer peripheral end of the cathode electrode 50 (one electrode) to provide the first frame-shaped film 54a, and covers the outer peripheral end of the anode electrode 52 (the other electrode). The second frame film 54b is provided. As shown in FIG. 2, the inner peripheral end 54ae of the first frame-shaped film 54a is disposed so as to cover the outer peripheral end of the gas diffusion layer 50a. The inner peripheral end 54be of the second frame-shaped film 54b is disposed so as to cover the outer peripheral end of the gas diffusion layer 52a. The first frame-shaped film 54a and the second frame-shaped film 54b are fixed in an airtight manner by welding or adhesion.

第１枠状フィルム５４ａ及び第２枠状フィルム５４ｂは、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（リキッドクリスタルポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、又はｍ−ＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル樹脂）等で構成される。第１枠状フィルム５４ａ及び第２枠状フィルム５４ｂは、その他、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）又は変性ポリオレフィンで構成してもよい。 The first frame-shaped film 54a and the second frame-shaped film 54b are, for example, PPS (polyphenylene sulfide), PPA (polyphthalamide), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyethersulfone), LCP (liquid crystal polymer). ), PVDF (polyvinylidene fluoride), silicone resin, fluororesin, or m-PPE (modified polyphenylene ether resin). The first frame-shaped film 54a and the second frame-shaped film 54b may be made of PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), or modified polyolefin.

第１枠状フィルム５４ａは、第２枠状フィルム５４ｂの外周端よりも外方に伸びる突出部５４ａｔを有する。図１に示すように、突出部５４ａｔには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ、冷却媒体入口連通孔２４ａ、燃料ガス出口連通孔２６ｂ、燃料ガス入口連通孔２６ａ、冷却媒体出口連通孔２４ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２２ｂが設けられる。 The first frame-shaped film 54a has a protruding portion 54at extending outward from the outer peripheral end of the second frame-shaped film 54b. As shown in FIG. 1, the protrusion 54at includes an oxidant gas inlet communication hole 22a, a cooling medium inlet communication hole 24a, a fuel gas outlet communication hole 26b, a fuel gas inlet communication hole 26a, a cooling medium outlet communication hole 24b, and an oxidation. An agent gas outlet communication hole 22b is provided.

突出部５４ａｔには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａの近傍に位置して、複数の酸化剤ガス供給孔部５６ａが形成される。突出部５４ａｔには、酸化剤ガス出口連通孔２２ｂの近傍に位置して、複数の酸化剤ガス排出孔部５６ｂが形成される。 A plurality of oxidant gas supply holes 56a are formed in the protrusion 54at in the vicinity of the oxidant gas inlet communication hole 22a. A plurality of oxidant gas discharge holes 56b are formed in the protrusion 54at in the vicinity of the oxidant gas outlet communication hole 22b.

第２枠状フィルム５４ｂの外周端は、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ、冷却媒体入口連通孔２４ａ、燃料ガス出口連通孔２６ｂ、燃料ガス入口連通孔２６ａ、冷却媒体出口連通孔２４ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２２ｂの内方で終端する。 The outer peripheral end of the second frame-shaped film 54b includes an oxidant gas inlet communication hole 22a, a cooling medium inlet communication hole 24a, a fuel gas outlet communication hole 26b, a fuel gas inlet communication hole 26a, a cooling medium outlet communication hole 24b, and an oxidant gas. It terminates inside the outlet communication hole 22b.

第２電解質膜・電極構造体１６ｂは、カソード電極５０（一方の電極）の外周端部を覆って第１枠状フィルム５８ａを設けるとともに、アノード電極５２（他方の電極）の外周端部を覆って第２枠状フィルム５８ｂを設ける。図２に示すように、第１枠状フィルム５８ａの内周端部５８ａｅは、ガス拡散層５０ａの外周端部を覆って配置される。第２枠状フィルム５８ｂの内周端部５８ｂｅは、ガス拡散層５２ａの外周端部を覆って配置される。第１枠状フィルム５８ａと第２枠状フィルム５８ｂとは、溶着又は接着により気密に固定される。 The second electrolyte membrane / electrode structure 16b covers the outer peripheral end of the cathode electrode 50 (one electrode) to provide the first frame-shaped film 58a, and covers the outer peripheral end of the anode electrode 52 (the other electrode). The second frame film 58b is provided. As shown in FIG. 2, the inner peripheral end 58ae of the first frame-shaped film 58a is disposed so as to cover the outer peripheral end of the gas diffusion layer 50a. The inner peripheral end 58be of the second frame-shaped film 58b is disposed so as to cover the outer peripheral end of the gas diffusion layer 52a. The first frame-shaped film 58a and the second frame-shaped film 58b are fixed in an airtight manner by welding or adhesion.

第１枠状フィルム５８ａは、第２枠状フィルム５８ｂの外周端よりも外方に伸びる突出部５８ａｔを有する。図１に示すように、突出部５８ａｔには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ、冷却媒体入口連通孔２４ａ、燃料ガス出口連通孔２６ｂ、燃料ガス入口連通孔２６ａ、冷却媒体出口連通孔２４ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２２ｂが設けられる。 The first frame-shaped film 58a has a protrusion 58at that extends outward from the outer peripheral end of the second frame-shaped film 58b. As shown in FIG. 1, the protrusion 58at includes an oxidant gas inlet communication hole 22a, a cooling medium inlet communication hole 24a, a fuel gas outlet communication hole 26b, a fuel gas inlet communication hole 26a, a cooling medium outlet communication hole 24b, and an oxidation. An agent gas outlet communication hole 22b is provided.

突出部５８ａｔには、酸化剤ガス入口連通孔２２ａの近傍に位置して、複数の酸化剤ガス供給孔部６０ａが形成される。突出部５８ａｔには、酸化剤ガス出口連通孔２２ｂの近傍に位置して、複数の酸化剤ガス排出孔部６０ｂが形成される。突出部５８ａｔには、燃料ガス入口連通孔２６ａの近傍に位置して、複数の燃料ガス供給孔部６２ａが形成される。突出部５８ａｔには、燃料ガス出口連通孔２６ｂの近傍に位置して、複数の燃料ガス排出孔部６２ｂが形成される。燃料ガス供給孔部６２ａは、供給孔部３４ａと積層方向に連通する一方、燃料ガス排出孔部６２ｂは、排出孔部３４ｂと積層方向に連通する。 A plurality of oxidant gas supply holes 60a are formed in the protrusion 58at in the vicinity of the oxidant gas inlet communication hole 22a. A plurality of oxidant gas discharge holes 60b are formed in the protrusion 58at in the vicinity of the oxidant gas outlet communication hole 22b. A plurality of fuel gas supply holes 62a are formed in the protrusion 58at in the vicinity of the fuel gas inlet communication hole 26a. A plurality of fuel gas discharge holes 62b are formed in the protrusion 58at in the vicinity of the fuel gas outlet communication hole 26b. The fuel gas supply hole 62a communicates with the supply hole 34a in the stacking direction, while the fuel gas discharge hole 62b communicates with the discharge hole 34b in the stacking direction.

第２枠状フィルム５８ｂの外周端は、酸化剤ガス入口連通孔２２ａ、冷却媒体入口連通孔２４ａ、燃料ガス出口連通孔２６ｂ、燃料ガス入口連通孔２６ａ、冷却媒体出口連通孔２４ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔２２ｂの内方で終端する。 The outer peripheral end of the second frame-shaped film 58b includes an oxidant gas inlet communication hole 22a, a cooling medium inlet communication hole 24a, a fuel gas outlet communication hole 26b, a fuel gas inlet communication hole 26a, a cooling medium outlet communication hole 24b, and an oxidant gas. It terminates inside the outlet communication hole 22b.

図２〜図４に示すように、第１電解質膜・電極構造体１６ａの突出部５４ａｔと第２セパレータ１８との間には、第２シール部材４４の外側シール部材４４ａが配置される。第１枠状フィルム５４ａ及び第２枠状フィルム５４ｂの積層方向の重なり部と、第２セパレータ１８との間には、内側シール部材４４ｂが配置される。外側シール部材４４ａ及び内側シール部材４４ｂは、当接により弾性変形して気密性が確保される。第１枠状フィルム５４ａと第１セパレータ１４の面１４ａとは、例えば、溶着又は接着により固定されることが好ましい。 As shown in FIGS. 2 to 4, the outer seal member 44 a of the second seal member 44 is disposed between the protrusion 54 at of the first electrolyte membrane / electrode structure 16 a and the second separator 18. An inner seal member 44 b is disposed between the overlapping portion in the stacking direction of the first frame-shaped film 54 a and the second frame-shaped film 54 b and the second separator 18. The outer seal member 44a and the inner seal member 44b are elastically deformed by contact to ensure airtightness. The first frame film 54a and the surface 14a of the first separator 14 are preferably fixed by, for example, welding or adhesion.

第２電解質膜・電極構造体１６ｂの突出部５８ａｔと第３セパレータ２０との間には、第３シール部材４６の外側シール部材４６ａが配置される。第１枠状フィルム５８ａと第２枠状フィルム５８ｂとの積層方向の重なり部と、第３セパレータ２０との間には、内側シール部材４６ｂが配置される。外側シール部材４６ａ及び内側シール部材４６ｂは、当接により弾性変形して気密性が確保される。第１枠状フィルム５８ａと第２セパレータ１８の面１８ｂとは、例えば、溶着又は接着により固定されることが好ましい。 An outer seal member 46 a of the third seal member 46 is disposed between the protrusion 58 at of the second electrolyte membrane / electrode structure 16 b and the third separator 20. An inner seal member 46 b is disposed between the overlapping portion in the stacking direction of the first frame-shaped film 58 a and the second frame-shaped film 58 b and the third separator 20. The outer seal member 46a and the inner seal member 46b are elastically deformed by contact to ensure airtightness. The first frame film 58a and the surface 18b of the second separator 18 are preferably fixed, for example, by welding or adhesion.

発電ユニット１２同士が互いに積層されることにより、一方の発電ユニット１２を構成する第１セパレータ１４と、他方の発電ユニット１２を構成する第３セパレータ２０との間には、冷却媒体流路３０が形成される。 When the power generation units 12 are stacked on each other, a cooling medium flow path 30 is provided between the first separator 14 constituting one power generation unit 12 and the third separator 20 constituting the other power generation unit 12. It is formed.

このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。 The operation of the fuel cell 10 configured as described above will be described below.

先ず、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２２ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔２６ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔２４ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。 First, as shown in FIG. 1, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied to the oxidant gas inlet communication hole 22a, and a fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied to the fuel gas inlet communication hole 26a. Supplied. Further, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied to the cooling medium inlet communication hole 24a.

このため、酸化剤ガスは、図１及び図４に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２２ａから第１電解質膜・電極構造体１６ａの酸化剤ガス供給孔部５６ａを通って第１セパレータ１４の第１酸化剤ガス流路２８に供給される。残余の酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔２２ａから第２電解質膜・電極構造体１６ｂの酸化剤ガス供給孔部６０ａを通って第２セパレータ１８の第２酸化剤ガス流路３６に供給される。 Therefore, as shown in FIGS. 1 and 4, the oxidant gas passes through the oxidant gas inlet communication hole 22 a and the oxidant gas supply hole portion 56 a of the first electrolyte membrane / electrode structure 16 a, and thereby the first separator 14. The first oxidant gas flow path 28 is supplied. The remaining oxidant gas is supplied from the oxidant gas inlet communication hole 22a to the second oxidant gas flow path 36 of the second separator 18 through the oxidant gas supply hole 60a of the second electrolyte membrane / electrode structure 16b. Is done.

図１に示すように、酸化剤ガスは、第１酸化剤ガス流路２８に沿って矢印Ｂ方向（水平方向）に移動し、第１電解質膜・電極構造体１６ａのカソード電極５０に供給される。残余の酸化剤ガスは、第２酸化剤ガス流路３６に沿って矢印Ｂ方向に移動し、第２電解質膜・電極構造体１６ｂのカソード電極５０に供給される。 As shown in FIG. 1, the oxidant gas moves in the arrow B direction (horizontal direction) along the first oxidant gas flow path 28 and is supplied to the cathode electrode 50 of the first electrolyte membrane / electrode structure 16a. The The remaining oxidant gas moves in the direction of arrow B along the second oxidant gas flow path 36 and is supplied to the cathode electrode 50 of the second electrolyte membrane / electrode structure 16b.

一方、燃料ガスは、図１及び図３に示すように、燃料ガス入口連通孔２６ａから第２電解質膜・電極構造体１６ｂの燃料ガス供給孔部６２ａ及び第２セパレータ１８の供給孔部３４ａを通って第１燃料ガス流路３２に供給される。残余の燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔２６ａから第３セパレータ２０の供給孔部４０ａを通って第２燃料ガス流路３８に供給される。 On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 3, the fuel gas passes through the fuel gas supply hole 62a of the second electrolyte membrane / electrode structure 16b and the supply hole 34a of the second separator 18 from the fuel gas inlet communication hole 26a. The first fuel gas passage 32 is supplied. The remaining fuel gas is supplied from the fuel gas inlet communication hole 26 a to the second fuel gas flow path 38 through the supply hole 40 a of the third separator 20.

燃料ガスは、図１に示すように、第１燃料ガス流路３２に沿って矢印Ｂ方向に移動し、第１電解質膜・電極構造体１６ａのアノード電極５２に供給される。残余の燃料ガスは、第２燃料ガス流路３８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、第２電解質膜・電極構造体１６ｂのアノード電極５２に供給される。 As shown in FIG. 1, the fuel gas moves in the direction of arrow B along the first fuel gas flow path 32, and is supplied to the anode electrode 52 of the first electrolyte membrane / electrode structure 16a. The remaining fuel gas moves in the direction of arrow B along the second fuel gas flow path 38 and is supplied to the anode electrode 52 of the second electrolyte membrane / electrode structure 16b.

従って、第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂでは、各カソード電極５０に供給される酸化剤ガスと、各アノード電極５２に供給される燃料ガスとが、電極触媒層５０ｂ、５２ｂ内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。 Therefore, in the first electrolyte membrane / electrode structure 16a and the second electrolyte membrane / electrode structure 16b, the oxidant gas supplied to each cathode electrode 50 and the fuel gas supplied to each anode electrode 52 are electrodes. Electricity is generated by being consumed by an electrochemical reaction in the catalyst layers 50b and 52b.

次いで、第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂの各カソード電極５０に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出孔部５６ｂ、６０ｂを通って酸化剤ガス出口連通孔２２ｂに排出される。 Next, the oxidant gas supplied and consumed to each cathode electrode 50 of the first electrolyte membrane / electrode structure 16a and the second electrolyte membrane / electrode structure 16b passes through the oxidant gas discharge holes 56b, 60b. It is discharged to the oxidant gas outlet communication hole 22b.

第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂのアノード電極５２に供給されて消費された燃料ガスは、一部が排出孔部３４ｂから燃料ガス排出孔部６２ｂを通って、残余が排出孔部４０ｂを通って、それぞれ燃料ガス出口連通孔２６ｂに排出される。 Part of the fuel gas consumed by being supplied to the anode electrode 52 of the first electrolyte membrane / electrode structure 16a and the second electrolyte membrane / electrode structure 16b passes through the fuel gas discharge hole 62b from the discharge hole 34b. Then, the remainder passes through the discharge hole 40b and is discharged into the fuel gas outlet communication hole 26b.

一方、冷却媒体入口連通孔２４ａに供給された冷却媒体は、冷却媒体流路３０に沿って矢印Ｂ方向に流動し、第１電解質膜・電極構造体１６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１６ｂを冷却する。この冷却媒体は、冷却媒体出口連通孔２４ｂに排出される。 On the other hand, the cooling medium supplied to the cooling medium inlet communication hole 24a flows in the arrow B direction along the cooling medium flow path 30, and the first electrolyte membrane / electrode structure 16a and the second electrolyte membrane / electrode structure 16b. Cool down. This cooling medium is discharged to the cooling medium outlet communication hole 24b.

この場合、第１の実施形態では、図２に示すように、第１電解質膜・電極構造体１６ａにおいて、カソード電極５０の外周端部を覆って第１枠状フィルム５４ａが設けられている。さらに、アノード電極５２の外周端部を覆って、第１枠状フィルム５４ａよりも外形寸法の小さな第２枠状フィルム５４ｂが設けられている。 In this case, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, in the first electrolyte membrane / electrode structure 16a, a first frame film 54a is provided so as to cover the outer peripheral end of the cathode electrode 50. Further, a second frame-shaped film 54b having an outer dimension smaller than that of the first frame-shaped film 54a is provided so as to cover the outer peripheral end portion of the anode electrode 52.

第１枠状フィルム５４ａは、第２枠状フィルム５４ｂの外周端よりも外方に伸びる突出部５４ａｔを有している。そして、第１枠状フィルム５４ａの突出部５４ａｔと第２セパレータ１８との間には、第２シール部材４４の外側シール部材４４ａが配置されている。一方、第１枠状フィルム５４ａ及び第２枠状フィルム５４ｂの積層方向の重なり部と第２セパレータ１８との間には、内側シール部材４４ｂが配置されている。 The first frame-shaped film 54a has a protrusion 54at that extends outward from the outer peripheral end of the second frame-shaped film 54b. An outer seal member 44a of the second seal member 44 is disposed between the protrusion 54at of the first frame-shaped film 54a and the second separator 18. On the other hand, an inner seal member 44b is disposed between the overlapping portion in the stacking direction of the first frame-shaped film 54a and the second frame-shaped film 54b and the second separator 18.

従って、第１の実施形態では、簡易な構成で、２重シール構造を構成するとともに、燃料電池１０全体を経済的に製造することが可能になるという効果が得られる。 Therefore, in the first embodiment, it is possible to obtain an effect that the double seal structure is configured with a simple configuration and the entire fuel cell 10 can be manufactured economically.

しかも、固体高分子電解質膜４８は、カソード電極５０及びアノード電極５２の端部から外方に突出する先端部を第１枠状フィルム５４ａと第２枠状フィルム５４ｂとに覆われている。これにより、固体高分子電解質膜４８は、外部に直接晒されることがなく、前記固体高分子電解質膜４８の劣化の発生を可及的に抑制することができる。 In addition, the solid polymer electrolyte membrane 48 is covered with the first frame-shaped film 54a and the second frame-shaped film 54b at the tip portions protruding outward from the ends of the cathode electrode 50 and the anode electrode 52. Thereby, the solid polymer electrolyte membrane 48 is not directly exposed to the outside, and the occurrence of deterioration of the solid polymer electrolyte membrane 48 can be suppressed as much as possible.

さらにまた、第１枠状フィルム５４ａ及び第２枠状フィルム５４ｂの厚さを調整するだけで、ゴムシールの線圧を最適化することが可能になるという利点が得られる。 Furthermore, it is possible to obtain an advantage that the linear pressure of the rubber seal can be optimized only by adjusting the thicknesses of the first frame-shaped film 54a and the second frame-shaped film 54b.

一方、第２電解質膜・電極構造体１６ｂにおいても、上記の第１電解質膜・電極構造体１６ａと同様の効果が得られる。 On the other hand, also in the second electrolyte membrane / electrode structure 16b, the same effect as the first electrolyte membrane / electrode structure 16a can be obtained.

図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池７０の要部断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。 FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a fuel cell 70 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the fuel cell 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

燃料電池７０を構成する第１電解質膜・電極構造体７２ａは、第１枠状フィルム７４ａ及び第２枠状フィルム７４ｂを設ける。第１枠状フィルム７４ａの内周端部７４ａｅは、カソード電極５０を構成するガス拡散層５０ａと電極触媒層５０ｂとの間に介装される。第２枠状フィルム７４ｂの内周端部７４ｂｅは、アノード電極５２を構成するガス拡散層５２ａと電極触媒層５２ｂとの間に介装される。 The first electrolyte membrane / electrode structure 72a constituting the fuel cell 70 is provided with a first frame-shaped film 74a and a second frame-shaped film 74b. The inner peripheral end 74ae of the first frame-shaped film 74a is interposed between the gas diffusion layer 50a and the electrode catalyst layer 50b constituting the cathode electrode 50. The inner peripheral end 74be of the second frame-shaped film 74b is interposed between the gas diffusion layer 52a and the electrode catalyst layer 52b that constitute the anode electrode 52.

燃料電池７０を構成する第２電解質膜・電極構造体７２ｂは、第１枠状フィルム７６ａ及び第２枠状フィルム７６ｂを設ける。第１枠状フィルム７６ａの内周端部７６ａｅは、カソード電極５０を構成するガス拡散層５０ａと電極触媒層５０ｂとの間に介装される。第２枠状フィルム７６ｂの内周端部７６ｂｅは、アノード電極５２を構成するガス拡散層５２ａと電極触媒層５２ｂとの間に介装される。 The second electrolyte membrane / electrode structure 72b constituting the fuel cell 70 is provided with a first frame-shaped film 76a and a second frame-shaped film 76b. The inner peripheral end portion 76ae of the first frame film 76a is interposed between the gas diffusion layer 50a and the electrode catalyst layer 50b constituting the cathode electrode 50. The inner peripheral end 76be of the second frame-shaped film 76b is interposed between the gas diffusion layer 52a and the electrode catalyst layer 52b that constitute the anode electrode 52.

このように構成される第２の実施形態では、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。 In the second embodiment configured as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、第１及び第２の実施形態では、２枚のＭＥＡと３枚のセパレータとを有する発電ユニット１２を備え、各発電ユニット１２間に冷却媒体流路３０が形成される、所謂、間引き冷却構造のユニットを用いているが、これに限定されるものではない。例えば、単一のＭＥＡを一対のセパレータで挟持する、所謂、各セル冷却構造のユニットを用いてもよい。 In the first and second embodiments, so-called thinning cooling is provided in which a power generation unit 12 having two MEAs and three separators is provided, and a cooling medium flow path 30 is formed between the power generation units 12. Although the unit of structure is used, it is not limited to this. For example, a so-called cell cooling structure unit in which a single MEA is sandwiched between a pair of separators may be used.

１０、７０…燃料電池１２…発電ユニット
１４、１８、２０…セパレータ
１６ａ、１６ｂ、７２ａ、７２ｂ…電解質膜・電極構造体
２２ａ…酸化剤ガス入口連通孔２２ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
２４ａ…冷却媒体入口連通孔２４ｂ…冷却媒体出口連通孔
２６ａ…燃料ガス入口連通孔２６ｂ…燃料ガス出口連通孔
２８、３６…酸化剤ガス流路３０…冷却媒体流路
３２、３８…燃料ガス流路４２、４４、４６…シール部材
４４ａ、４６ａ…外側シール部材４４ｂ、４６ｂ…内側シール部材
４８…固体高分子電解質膜５０…カソード電極
５２…アノード電極
５４ａ、５４ｂ、５８ａ、５８ｂ、７４ａ、７４ｂ、７６ａ、７６ｂ…枠状フィルム
５４ａｔ、５８ａｔ…突出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,70 ... Fuel cell 12 ... Electric power generation unit 14, 18, 20 ... Separator 16a, 16b, 72a, 72b ... Electrolyte membrane and electrode structure 22a ... Oxidant gas inlet communication hole 22b ... Oxidant gas outlet communication hole 24a ... Cooling Medium inlet communication hole 24b ... Cooling medium outlet communication hole 26a ... Fuel gas inlet communication hole 26b ... Fuel gas outlet communication hole 28, 36 ... Oxidant gas flow path 30 ... Cooling medium flow path 32, 38 ... Fuel gas flow path 42, 44, 46 ... Seal members 44a, 46a ... Outer seal members 44b, 46b ... Inner seal member 48 ... Solid polymer electrolyte membrane 50 ... Cathode electrode 52 ... Anode electrodes 54a, 54b, 58a, 58b, 74a, 74b, 76a, 76b ... Frame film 54at, 58at ... Projection

Claims

A fuel cell in which an electrolyte membrane / electrode structure provided with electrodes on both sides of an electrolyte membrane and a separator are laminated,
The electrolyte membrane / electrode structure includes a first frame-like film provided to extend outward from the outer periphery of one electrode;
A second frame-like film provided to extend outward from the outer periphery of the other electrode;
With
The first frame-shaped film has a protruding portion that extends outward from the outer peripheral end of the second frame-shaped film,
An outer seal member is provided between the protrusion and the separator,
An inner seal member is provided between the first frame-shaped film and the overlapping portion in the stacking direction of the second frame-shaped film and the separator, and is located inward of the outer seal member. Fuel cell.

2. The fuel cell according to claim 1, wherein the first frame-shaped film includes a fuel gas communication hole, an oxidant gas communication hole, and a cooling medium communication hole that allow the fuel gas, the oxidant gas, and the cooling medium to flow in the stacking direction. While formed through,
An outer peripheral end of the second frame-like film terminates inwardly of the fuel gas communication hole, the oxidant gas communication hole, and the cooling medium communication hole.