JPH06119928A - 固体高分子電解質燃料電池スタック - Google Patents

固体高分子電解質燃料電池スタック

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JPH06119928A
JPH06119928A JP4264759A JP26475992A JPH06119928A JP H06119928 A JPH06119928 A JP H06119928A JP 4264759 A JP4264759 A JP 4264759A JP 26475992 A JP26475992 A JP 26475992A JP H06119928 A JPH06119928 A JP H06119928A
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fuel cell
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cell stack
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    • H01M8/2465Details of groupings of fuel cells
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、簡単な製作で製作工数も少なく、
耐加圧性が高く、更にスタック化した際各電極接合体を
均一に圧縮しえることを主要な目的とする。 【構成】固体高分子膜(23)の両側に触媒電極(24,25) を
配置し更にこれらの触媒電極(24,25) の外側にカーボン
電極(26,27) を夫々配置した電極接合体(22)と、ガスセ
パレータ(21)とを積層した固体高分子電解質燃料電池ス
タックにおいて、前記電極接合体(22)の固体高分子膜(2
3)をガスセパレータ(21)で直接挟み込み、両者を癒着接
合させたことを特徴とする固体高分子電解質燃料電池ス
タック。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ガスシール性を改善
した固体高分子電解質燃料電池スタックに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、固体高分子電解質燃料電池スタッ
クとしては、図2に示すものが知られている。
【0003】図中の1はカーボン(又は金属製)ガスセ
パレータであり、このガスセパレータ1には電極接合体
2が積層されている。この電極接合体2は、固体高分子
膜3と、この固体高分子膜3の両側に形成された第1触
媒電極(陰極側)4,第2触媒電極(陽極側)5と、こ
れらの電極の外側に夫々形成されたポーラスな第1カー
ボン電極(陰極側)6,ポーラスな第2カーボン電極
(陽極側)7とから構成されている。
【0004】前記固体高分子膜3の一端側は触媒電極や
カーボン電極の端部より外側に若干突出しており、その
突出部分の両側にガスシールパッキン(例えばゴム製パ
ッキン)8が設けられている。前記固体高分子膜3の一
端側でかつガスセパレータ1間には、加圧用パッキン
(例えばテフロン製パッキン)9が設けられている。
【0005】前記電極接合体2の第1カーボン電極6,
第2カーボン電極7側の前記ガスセパレータ1には、水
素流路溝10,酸素(又は空気)流路溝11が設けられてい
る。なお、図中の12は、ガスセパレータ1に設けられた
冷却水流路溝である。
【0006】こうした構成の固体高分子電解質燃料電池
スタックにおいて、燃料ガスである水素は水素流路溝10
を流通し、前記第1カーボン電極6を透過して第1触媒
電極4に供給される。また、酸化剤である酸素又は空気
は、ガスセパレータ1の酸素流路溝11を流通し、前記第
2カーボン電極7を透過して第2触媒電極5に供給され
る。
【0007】水素、酸素(又は空気)は各々第1・第2
カーボン電極6,7を透過するため、ガスセパレータ1
の周囲方向(即ちガスシールパッキンが挿入してある方
向)に向ってリークしていくことになる。そして、固体
高分子膜3の端の部分で混合、即ちガス漏れの状態とな
る。これを防止するために、従来は、水素側、酸素(又
は空気)側とも固体高分子膜3とガスセパレータ1との
間にガスシールパッキン8を設け、更に耐加圧力を高め
るために加圧用パッキン9を設け、ガスのシール性を保
つ構造としていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体高分子電解質燃料電池スタックによれば、以下に述
べる問題点を有している。即ち、燃料電池を積層し、ス
タック化する際、加圧用パッキン9、ガスシールパッキ
ン8も精度よく積層する必要があるため、製作に手間が
かかり、製作工数も非常に多い。また、耐加圧性が低
い。更に、燃料電池を積層し、スタック化した際、各電
極接合体2を均一に圧縮することが困難である。
【0009】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、簡単な製作で、製作工数も少なく、かつ耐加
圧性が高く、更にスタック化した際各電極接合体を均一
に圧縮しえる固体高分子電解質燃料電池スタックを提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、固体高分子
膜の両側に電極を夫々配置した電極接合体と、ガスセパ
レータとを積層した固体高分子電解質燃料電池スタック
において、前記電極接合体の固体高分子膜をガスセパレ
ータで直接挟み込み、両者を接合させたことを特徴とす
る固体高分子電解質燃料電池スタックである。
【0011】
【作用】この発明によれば、直接固体高分子膜とガスセ
パレータに挟み込み、癒着接合させることにより、水
素,酸素又は空気は完全に分離され、混合するようなこ
とはない。また、ホットプレス等により固体高分子膜を
ガスセパレータに直接癒着させることで、耐加圧性が非
常に高くなる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1を参照して
説明する。
【0013】図中の21はカーボン製のガスセパレータで
あり、このガスセパレータ21には電極接合体22が積層さ
れている。この電極接合体22は、前記ガスセパレータと
略同寸法の大きさの固体高分子膜23と、この固体高分子
膜23の両側に形成された第1触媒電極(陰極側)24,第
2触媒電極(陽極側)25と、これらの電極の外側に夫々
形成されたポーラスな第1カーボン電極(陰極側)26,
ポーラスな第2カーボン電極(陽極側)27とから構成さ
れている。前記固体高分子膜23の一端側は触媒電極やカ
ーボン電極の端部より外側に突出しており、その突出部
分は前記セパレータ21に直接挟み込まれている。前記固
体高分子膜23とセパレータ21の接触部分は、一体ホット
プレス等により直接癒着接合されている。
【0014】前記電極接合体22の第1カーボン電極26,
第2カーボン電極27側の前記ガスセパレータ21には、水
素流路溝28,酸素(又は空気)流路溝29が設けられてい
る。ここで、前記触媒電極,カーボン電極は、水素流路
溝28,酸素(又は空気)流路溝29が設けられている必要
部分以上は大きくしない。また、触媒電極24,25、カー
ボン電極26,27の必要厚み分を加味して、ガスセパレー
タ21に設ける水素流路溝28,酸素(又は空気)流路溝29
の基準面を深く設定し、その厚み分がガスセパレータ21
内に納まるようにする。但し、電極接合体22の特徴によ
って、厚みをほとんど必要としない場合は、前述基準面
を深く設定する必要はなく、必要に応じ基準面を設定
し、固体高分子膜23がガスセパレータ21の接合面30に配
置されるように設定する。なお、図中の31は、ガスセパ
レータ21に設けられた冷却水流路溝である。
【0015】上記実施例1によれば、電極接合体22の固
体高分子膜23を直接ガスセパレータ21で癒着接合した状
態で挟み込んだ構成になっているため、従来のように加
圧用パッキンを必要とせず、製作工程上も非常に簡素化
される。また、接合面30を一体ホットプレス等により直
接固体高分子膜23とガスセパレータ21を癒着させること
により、耐加圧性を向上できる。更に、従来のようにガ
スシールパッキン,加圧用パッキンを必要としないの
で、積層スタック化した時、パッキンの縮みを配慮する
必要なく、各電極接合体22を均一に圧縮することができ
る。なお、上記実施例では、カーボン製のガスセパレー
タを用いた場合について述べたが、これに限らず、金属
製のガスセパレータを用いてもよい。
【0016】また、上記実施例では、ガスセパレータと
固体電解質膜が接合している場合について述べたが、こ
れに限らず、ガスセパレータと固体電解質膜の接合面に
必要に応じ接着剤を添加することで更に接着力の向上が
図れる。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
電極接合体の固体高分子膜膜と直接ガスセパレータで挟
み込み,融着接合させることにより、簡単な製作で、製
作工数も少なく、かつ耐加圧性が高く、更にスタック化
した際各電極接合体を均一に圧縮しえる固体高分子電解
質燃料電池スタックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る固体高分子電解質燃
料電池スタックの断面図。
【図2】従来の固体高分子電解質燃料電池スタックの断
面図。
【符号の説明】
21…ガスセパレータ、 22…電極接合体、 23…
固体高分子膜、24…第1触媒電極、 25…第2触
媒電極、 26…第1カーボン電極、27…第2カーボン電
極、 28…水素流路溝、29…酸素(又は空気)流路
溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体高分子膜の両側に電極を夫々配置し
    た電極接合体と、ガスセパレータとを積層した固体高分
    子電解質燃料電池スタックにおいて、前記電極接合体の
    固体高分子膜をガスセパレータで直接挟み込み、両者を
    接合させたことを特徴とする固体高分子電解質燃料電池
    スタック。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU669449B2 (en) * 1993-09-01 1996-06-06 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Solid oxide electrolyte fuel cell
JP2001236971A (ja) * 2000-02-24 2001-08-31 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池セルの製造方法
JP2002373680A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Toyota Motor Corp 燃料電池および燃料電池におけるガスの供給方法
JP2005174805A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セル及びその製造方法
WO2022270286A1 (ja) 2021-06-21 2022-12-29 株式会社巴川製紙所 固体高分子型燃料電池シール材

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU669449B2 (en) * 1993-09-01 1996-06-06 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Solid oxide electrolyte fuel cell
JP2001236971A (ja) * 2000-02-24 2001-08-31 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池セルの製造方法
JP2002373680A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Toyota Motor Corp 燃料電池および燃料電池におけるガスの供給方法
JP2005174805A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セル及びその製造方法
WO2022270286A1 (ja) 2021-06-21 2022-12-29 株式会社巴川製紙所 固体高分子型燃料電池シール材
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