JPH0845517A - Seal structure for high polymer electrolyte type fuel cell and its manufacture - Google Patents

Seal structure for high polymer electrolyte type fuel cell and its manufacture

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JPH0845517A
JPH0845517A JP19596594A JP19596594A JPH0845517A JP H0845517 A JPH0845517 A JP H0845517A JP 19596594 A JP19596594 A JP 19596594A JP 19596594 A JP19596594 A JP 19596594A JP H0845517 A JPH0845517 A JP H0845517A
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cathode
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JP19596594A
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Koichi Sakairi
Tomoyuki Tada
弘一 坂入
多田  智之
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk
田中貴金属工業株式会社
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the gas leakage of a seal member and to improve the output, by integrating a current collector which is composed of five layers together with the seal member by using a liquid form or a sheet form seal member. CONSTITUTION:Around a current collector of the five layer structure composed of an anode collector 3, an anode catalyst layer, an ion exchange membrane, a cathode catalyst layer, and a cathode collector 8, or around the gas feeding side, a seal member 15 is provided to be superposed with the layers. Both the anode gas and the cathode gas are made not to contact directly to the ion exchange membrane by the seal member 15, and the electrodes and the ion exchange membrane are integrated by the seal member 15, so as to make into a single member. Consequently, the number of parts can be reduced so as to facilitate the assembly work, the gas sealing performance is made perfect, and the output is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高分子電解質膜を用いた燃料電池セルスタックの構造及びガスシール技術に関するものである。 The present invention relates to relates to a structure and a gas seal technology of the fuel cell stack using a polymer electrolyte membrane.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来の高分子電解質膜を用いた燃料電池セルスタックは、図4に示すようにアノード側セルスタックプレート1の両側にシール材2を配し、中間にアノード集電体3とアノード触媒層4を重ねて配し、これらの上にイオン交換膜5を配し、その上の両側にシール材6を配し、中間にカソード触媒層7とカソード集電体8 Fuel cell stack using the Conventional polymer electrolyte membrane arranged sealing material 2 on both sides of the anode-side cell stack plate 1 as shown in FIG. 4, the anode current collector 3 to the intermediate arranged to overlap the anode catalyst layer 4, arranged ion exchange membrane 5 on these, arranged sealing material 6 on both sides thereon, the cathode catalyst layer 7 in the middle and the cathode current collector 8
を重ねて配し、さらにその上にカソード側セルスタックプレート9を配して積層した構成となっていた。 Placed on top of, it had further is configured by stacking by disposing cathode side cell stack plate 9 thereon. かかる構成の燃料電池セルスタックに於いて、触媒層4、7 In the fuel cell stack having such a structure, the catalyst layer 4 and 7
は、集電体3、8又はイオン交換膜5上に形成されて一体化されたものを用いる場合と、触媒層4、7を単独でシート化して用いる場合があり、シール材2、6はOリングを用いる場合とフラットパッキンを用いる場合があった。 Is sometimes used in a sheet in the case, the catalyst layer 4 and 7 alone to use one integrated is formed on the collector 3 and 8 or an ion exchange membrane 5, the sealing member 2 and 6 when using the O-ring and there was a case of using the flat packing. また、セルスタックプレート1、9は、カーボン又は金属等ガスを透過せず、電気伝導度の高い材料を用いてガス供給溝10とガスマニホールド11を形成したものであった。 The cell stack plate 1,9 is not transmitted through the carbon or metal such as a gas, a high electrical conductivity material was obtained by forming a gas supply groove 10 and the gas manifold 11 by using. 燃料電池セルスタックは、必要電圧に応じて数層から数百層積層して用いるが、従来のセルスタックでは積層時に部品点数が多い為、構成部品の正確な位置決めに時間がかかり、しかも確実なセッティングが困難であった。 Fuel cell stack is used by laminating several hundred layers of several layers in accordance with the required voltage, but since the number of components at the time of lamination in the conventional cell stack, it takes time to correct positioning of the components, yet reliable Settings has been difficult. 一般に、高分子電解質を用いた燃料電池は、 In general, the fuel cell using a polymer electrolyte,
高分子電解質膜(イオン交換膜)の厚みが薄い程、内部抵抗が減少し、高出力が得られるが、膜の機械的強度が弱くなる為に、膜厚は 100μm程度が限界とされていた。 As a thin thickness of the polymer electrolyte membrane (ion exchange membrane), the internal resistance is reduced, the high output can be obtained, for mechanical strength of the film becomes weak, having a thickness of about 100μm had been a limit . また、ガスの加圧圧力を高めると、出力電流が増加するが、従来のセルスタックの構造では、ガスの加圧圧力を高めた場合、シール材2、6からガスがリークし、 Also, increasing the pressing pressure of the gas, the output current increases, the structure of a conventional cell stack, if the increased applied pressure of the gas, the gas leaks from the sealing member 2, 6,
出力が低下する場合があった。 Output is in some cases lowered.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、セルスタックを積層する時の部品点数を減らし、確実なセッティングができると共に、膜厚が薄い場合にも機械的強度を高めることのできる技術と、さらにガスを加圧してもシール部のガスリークを無くし、出力を向上することが可能な技術を提供しようとするものである。 [SUMMARY OF THE INVENTION] The present invention reduces the number of parts at the time of laminating the cell stack, it is reliable setting, a technique capable of enhancing the mechanical strength when the thickness is thin , in which further eliminate gas leakage of the seal portion be pressurized gas, and to provide a capable of improving the output technology.

【0004】 [0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体は、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体より成る5層構造の集電体の周囲に、シール材が重なるように一体化したものである。 Polymer electrolyte with a fuel cell sealing member membrane electrode assembly of the present invention to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION, the anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer around the current collector of five-layer structure consisting of cathode current collector is formed by integrating such sealant overlap. この高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体は、集電体のシール材に覆われていないガス供給面の厚さが、周囲の厚さに比べて厚く、凸状になるように成形されている場合がある。 The polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, the thickness of the gas delivery surface which is not covered with the sealing material of the current collector, thicker than the surrounding thickness, so as to be convex it may have been molded. また、上記高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体は、少なくともシール材の一部分の厚さが、集電体のガス供給面の厚さに比べて厚く、凹状になるように成形されている場合がある。 Further, the polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, the thickness of at least a portion of the sealing member is thicker than the thickness of the gas supply surface of the current collector, molded into a concave shape there may have been. さらに、上記各シール材付電極膜複合体には、ガスを分配供給するためのマニホールド用の穴と、 Furthermore, the above-mentioned sealing material with membrane electrode assembly, and holes for manifold for distributing and supplying a gas,
セルスタック積層時の位置決め用の穴が形成されている場合がある。 There are cases where positioning holes when the cell stack stacked is formed. 上記各シール材付電極膜複合体に用いるシール材は、ゴム状の弾性体又は繊維強化されたゴム状の弾性体である場合があり、また、シール材が硬質の高分子又は繊維強化された高分子(FRP)である場合がある。 Sealing material used for the above sealing material with the electrode film complex, may be the rubber-like elastic body or a fiber-reinforced rubber-like elastic body, also the sealing material is reinforced polymeric or fiber hard there is a case in which a polymer (FRP). 硬質のシール材の場合、その表面の少なくとも一部分に、ゴム状弾性体が形成されていることが好ましい。 When the sealing material of the hard, at least a portion of its surface, it is preferable that the rubber-like elastic body is formed.
本発明の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の製造方法は、アノード集電体、アノード触媒層、 The process for producing a polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite of the present invention, the anode current collector, an anode catalyst layer,
イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体から成る5層構造を完全硬化していない高分子シートで挟んだ後、一体化成形処理を施すことを特徴とするものである。 Ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, after sandwiching the five-layer structure consisting of cathode current collector in a polymer sheet that is not fully cured, is characterized in subjecting the integral molding process. 処理には硬化処理の場合がある。 There is a case of curing treatment to treatment. 本発明のシール材付電極膜複合体の製造方法の他の1つは、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、 One other method for manufacturing a sealing material with the electrode membrane composite of the present invention, the anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer,
カソード集電体から成る5層構造を、液状あるいはシート状の接着剤又はシール材を用いてシール材と共に一体化することを特徴とするものである。 A five-layer structure consisting of cathode current collector, and is characterized in that integrated with the sealing member by using a liquid or sheet-like adhesive or sealant. 本発明のシール材付電極膜複合体の製造方法のさらに他の1つは、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体より成る5層構造を、液状シール材を注入する間隙を設けた金型に挾み込み、液状シール材を注入、硬化することを特徴とするものである。 One still other method for manufacturing a sealing material with the electrode membrane composite of the present invention, the anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a five-layer structure consisting of cathode current collector, a liquid the gap for injecting a sealing material narrowing sandwiched in a mold which is provided, injecting a liquid sealing material, and is characterized in that the curing. 本発明の高分子電解質型燃料電池セルスタックのガスシール方法は、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体から成る5層構造を、ガス供給溝を有するセルスタックプレートと共に積層する際、液状あるいはシート状の接着剤又はシール材を用いて、セルスタックを締結した後硬化処理を施し、 Gas sealing method of a polymer electrolyte fuel cell stack of the present invention has an anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a five-layer structure consisting of cathode current collector, a gas supply groove when laminated with the cell stack plate, using a liquid or sheet-like adhesive or sealant, subjected to a curing treatment was concluded cell stack,
さらに圧力を増加して締結することを特徴とするものである。 It is characterized in that the fastening further increasing the pressure. 本発明の高分子電解質型燃料電池のセルスタックのガスシール方法の他の1つは、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体から成る5層構造を、ガス供給溝を有するセルスタックプレートと共に積層したセルスタックに於いて、 One other gas sealing method of the cell stack of polymer electrolyte fuel cell of the present invention, the anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a five-layer structure consisting of cathode current collector , in the cell stack formed by stacking together the cell stack plate having a gas supply groove,
セルスタックプレートがシール材と接触する部分の少なくとも一部に凹又は凸状の溝を形成することを特徴とするものである。 Concave in at least part of the portion where the cell stack plate is in contact with the sealing material is characterized in that to form a convex groove. 本発明の高分子電解質型燃料電池セルスタックは、ガスを分配供給するマニホールド用の穴を有するシール材付電極膜複合体であってシール材及びイオン交換膜と重ならない集電体部分にガスが透過するマニホールドが形成されたシール材付電極膜複合体と、マニホールド用の穴を有するセパレータープレートより成るセルスタックであって、集電体厚さ方向の断面をガスが通過する構造としたことを特徴とするものである。 Polymer electrolyte fuel cell stack of the present invention, the gas in the hole a with sealant membrane electrode assembly having a by current collector portion that does not overlap with the sealing material and the ion-exchange membrane of the manifold distributor supplying gas and manifold formed with the sealant membrane electrode assembly that transmits, a cell stack consisting of a separator plate having a hole for a manifold, a current collector thickness direction of the cross-section that it has a structure in which gas passes it is an feature.

【0005】 [0005]

【作用】前述の本発明の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体は、5層構造の集電体の周囲或いはガス供給面側周囲に、シール材が重なるように一体化したものであるから、従来のようにシール材が電極(集電体と触媒層の総称)と別個で、シール材と電極の間隙ではアノードガスとカソードガスがイオン交換膜を挾んで相対していたのとは異なり、アノードガスとカソードガスの双方がイオン交換膜と直接接触することがない。 [Action] polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly of the invention described above, around the periphery or gas supply side of the current collector of the five-layer structure, integrated as the sealing material overlaps since those conventional manner sealing material separate from the electrode (generic name of the current collector and the catalyst layer), the gap between the sealing material and the electrode the anode gas and cathode gas was relatively across the ion exchange membrane Unlike, never both of the anode gas and cathode gas is in direct contact with an ion-exchange membrane.
尚、シール材と電極の重なる部分は、ガス透過性のあるポーラスな電極構造中にシール材あるいは接着剤を含浸した構造とすることが好ましいが、集電体のガス供給面側(触媒層と反対側)周囲の表面を覆っているだけでも効果がある。 Note that the overlapping portions of the sealing member and the electrode, and it is preferable that a structure impregnated with sealant or adhesive on the porous electrode structure in which a gas-permeable, gas supply side of the current collector (catalyst layer the opposite side) is effective just to cover the surface of the surroundings. 本発明のシール材付電極膜複合体の他の1 1 other sealing material with membrane electrode assembly of the present invention
つは、集電体のシール材に覆われていないガス供給面の厚さが周囲の厚さに比べて厚く、凸状になるように成形されているので、構成部品を増やさずに接触抵抗を減少することができる。 One, the thickness of the gas delivery surface which is not covered with the sealing material of the collector thicker than the surrounding thickness, because it is molded into a convex shape, contacts without increasing the component resistor it is possible to reduce. 即ち、集電体はガス透過性の良いカーボンペーパー等を撥水化処理したものを用いるが、シール材に比べ同じ応力に対する歪量が多い為、集電体面とシール面が同一の場合にはガス供給溝を有するセルスタックプレートのリブ部分との接触圧が不十分で、接触抵抗の増加が出力電圧の低下を招く原因となる場合があり、これを防ぐ為に集電体のガス供給面にさらに集電体シートを重ねて接触圧を増大させることもできるが、本発明では構成部品を増やさずに接触抵抗を減少し、出力電圧の低下を招く原因を解消できる。 That is, the current collector is used a material obtained by water-repellent good carbon paper or the like having gas permeability, but since the strain amount is large for the same stress as compared to a sealing member, when the current collecting member surface and the sealing surface of the same contact pressure between the rib portion of the cell stack plate having a gas supply groove is insufficient, may increase in contact resistance is a cause of lowering the output voltage, the gas supply surface of the current collector in order to prevent this Furthermore it can also increase the contact pressure superimposed current collector sheet, the present invention reduces the contact resistance without increasing the component parts can be eliminated the cause of lowering the output voltage. 本発明のシール材付電極膜複合体の他の1つは、少なくともシール材の一部分の厚さが集電体のガス供給面の厚さに比べて厚く、 One other sealing material with membrane electrode assembly of the present invention, the thickness of a portion of at least the sealing member is thicker than the thickness of the gas supply surface of the current collector,
凹状になるように成形されたものであるから、つまりガス供給溝を有するセルスタックプレートのシール材と接触する部分の一部に凹状の溝を設けたものを一緒に用いることによって、ガスシール効果を高めることができるものである。 Since those molded to be concave, by using words of the portion that comes in contact with the sealing member of the cell stack plate having a gas supply groove which is provided a concave groove part together, gas sealing effect in which it can be enhanced. これはシール材の一部の厚さが厚い為に同じセルスタックの締結圧力を加えた場合にもシール材の変形量が多くなる為、ガスシール効果が増し、Oリングを用いた場合と同様の効果を得ることができるからである。 This because the greater the amount of deformation of the sealing material even when adding the fastening pressure of the same cell stack to a thick portion of the thickness of the sealant, increases the gas sealing effect, as in the case of using O-ring This is because it is possible to obtain the effect. 本発明のシール材付電極膜複合体の他の1つは、ガスを分配供給するためのマニホールド穴とセルスタック積層時の位置決め用の穴が形成されているので、セルスタック組立の際にガイド棒を案内としてアノード側セルスタックプレート、シール材付電極膜複合体、カソード側セルスタックプレートの順に積層することによって容易に組立ができる。 One other sealing material with membrane electrode assembly of the present invention, since the manifold hole and holes for positioning purposes in the cell stack lamination for distributing supply gas is formed, a guide when the cell stack assembly anode cell stack plates rod as a guide, with sealant membrane electrode assembly, can be easily assembled by sequentially stacking the cathode side cell stack plate. また、セルスタックを積層する際、 Also, when stacking the cell stack,
液状あるいはシート状の接着剤またはシール材を用いて、又は重ねてセルスタックを締結した際、接着剤またはシール材を用いて、あるいはシート状の接着剤またはシール材を重ねてセルスタックを締結した後、硬化処理を施し、さらに圧力を増加して締結することによって、 Liquid or by using a sheet-like adhesive or sealant, or overlaid upon concluding the cell stack, using an adhesive or sealant, or entered into a cell stack stacked sheet adhesive or sealant after that, a hardening treatment, by entering into further increase the pressure,
より高いガス加圧圧力に対してもリークのないシールができる。 It can seal without leakage even for higher gas pressurization pressure. 然して本発明の前記各高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の製造方法によれば、シール材と電極及びイオン交換膜の接合界面が一体化して、ガスのシール性が高められている。 According Thus the manufacturing method of each polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite of the present invention, by integrating the joint interface of the sealing material and the electrode and the ion-exchange membrane, the sealing of the gas is increased ing. また、一体化する時の金型に凹凸を形成することにより、集電体若しくはシール材に凹凸を形成したり、マニホールド及び位置決め用の穴を一体化と同時に形成することもできる。 Further, by forming irregularities on the mold when integrating, it may be formed or forming unevenness on the current collector or sealing material, the integrated manifold and positioning holes at the same time. このような凹凸部を設けたシール材付電極膜複合体を使用する際、セルスタックプレート側に凹凸部を設けることによって、さらにシール効果が高められる。 When using such a concavo-convex portion with the provided sealant membrane electrode assembly, by providing an uneven portion in the cell stack plate side, further sealing effect is enhanced.

【0006】 [0006]

【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。 Example of Embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 図1 Figure 1
のa〜dは本発明の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の各種の実施例を示すもので、夫々アノード集電体3、アノード触媒層4、イオン交換膜5、カソード触媒層7、カソード集電体8よりなる5層構造の集電体の周囲或いはガス供給側の周囲にシール材15が重なるように配したものであって、シール材15によりアノードガスとカソードガスの双方のガスがイオン交換膜5 Of a~d intended to show various embodiments of polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite of the present invention, each anode collector 3, the anode catalyst layer 4, the ion exchange membrane 5, cathode catalyst layer 7, there is a seal member 15 around the periphery or gas supply side of the current collector of the five-layer structure consisting of cathode current collector 8 is disposed so as to overlap, the anode gas by the sealing member 15 and the cathode gas both gas ion exchange membrane 5
と直接接触することのないように、且つ電極及びイオン交換膜5をシール材15により一体化して1つの部材としたものである。 When so as not to contact directly, it is and those electrodes and the ion exchange membrane 5 and a single member integrally with a sealing material 15. 図1のaは、シール材15と電極の重なる部分16を、ガス透過性のあるポーラスな電極構造中にシール材を含浸した構造としたものである。 a in FIG. 1, in which a portion 16 that overlaps the sealing material 15 and the electrode has a structure impregnated with sealing material to the porous electrode structure in which a gas permeable. 図1のbは、 b in FIG. 1,
アノード集電体3、カソード集電体8のガス供給面側(触媒層4、7と反対側)周囲の表面をシール材15で覆っただけのものである。 The anode current collector 3, the gas supply side of the cathode current collector 8 (catalyst layer 4 and 7 opposite side) is only one covering the surface around the sealing material 15. 図1のcは、アノード集電体3、カソード集電体8のシール材15に覆われていないガス供給面の厚さが周囲の厚さに比べて厚く凸状になるように成形したものである。 c in FIG. 1, the anode current collector 3, as the thickness of the gas delivery surface which is not covered with the sealing member 15 of the cathode current collector 8 is molded into a thick convex than the surrounding thickness it is. この図1のcのシール材付電極膜複合体によれば、構成部品を増やさずに接触抵抗を減少できる。 According to with sealant membrane electrode assembly of c in FIG. 1, it can reduce the contact resistance without increasing the component parts. 即ち、集電体3、8はガス透過性の良いカーボンベーパー等を撥水化処理したものを用いるが、シール材15に比べ同じ応力に対する歪量が多い為、集電体3、8の面とシール材15の面が同一の場合にはガス供給溝を有するセルスタックプレートのリブ部分との接触圧が不十分で、接触抵抗の増加が出力電圧の低下を招く原因となる場合があり、これを防ぐ為に集電体3、8のガス供給面にさらに集電体シートを重ねて接触圧を増大させることもできるが、図1のcのシール材付電極膜複合体では、構成部品を増やさずに接触抵抗を減少し、出力電圧の低下を招く原因を解消できる。 That is, the current collector 3 and 8 using those water-repellent good carbon vapor or the like having gas permeability, but since the strain amount is large for the same stress as compared to the sealing member 15, the surface of the current collector 3 and 8 and when the surface of the sealing member 15 are the same may cause deteriorating the contact pressure is insufficient, the contact increases the resistance the output voltage of the rib portion of the cell stack plate having a gas supply groove, Although it is also possible to increase the contact pressure further overlapping current collector sheet in the gas supply surface of the current collector 3 and 8 in order to prevent this, the sealing material with membrane electrode assembly in c of FIG. 1, component the contact resistance decreased without increasing, it eliminates the cause of lowering the output voltage. 図1のdは、少なくともシール材15の一部分の厚さが集電体3、8のガス供給面の厚さに比べて厚くし、シール状材付電極膜複合体が凹状になるように成形したものである。 d of FIG. 1, molded to a thickness of at least a portion of the sealing member 15 is thicker than the thickness of the gas supply surface of the current collector 3 and 8, with seal-like material membrane electrode assembly is concave one in which the. これはガス供給溝を有するセルスタックプレートのシール材と接触する部分の一部に凹状の溝を形成したものと一緒に用いることによって、ガスシール効果を高めることができる。 This By using together with that form part a concave groove portion that comes in contact with the sealing member of the cell stack plate having a gas supply groove, it is possible to improve the gas sealing effect. これはシール材15の一部の厚さが厚い為に同じセルスタックの締結圧力を加えた場合にもシール材15の変形量が多くなる為、ガスシール効果が増し、Oリングを用いた場合と同様の効果を得ることができるからである。 This to become much deformation amount of the sealing material 15 even when added fastening pressure of the same cell stack for the thickness of the thicker portion of the sealing member 15, increases the gas sealing effect, when using the O-ring This is because it is possible to obtain the same effect as.
図2は本発明のガスシール方法を実施した高分子固体電解質型燃料電池セルスタックを示すもので、図2のaはセルスタックプレート1、9のガス供給溝17、18の部分を厚くすることによって、集電体3、8との接触圧力を増加することができ、ガスシール効果を高めることができたものであり、図2のbはセルスタックプレート1、 Figure 2 shows a solid polymer electrolyte fuel cell stack was performed gas sealing method of the present invention, a in FIG. 2 is thickening the part of the gas supply groove 17, 18 of the cell stack plate 1,9 makes it possible to increase the contact pressure between the collector 3 and 8, which were able to increase the gas sealing effect, b in FIG. 2 is the cell stack plate 1,
9のシール材15と接触する部分の一部に凸状の突起21を形成することによってシール材15の変形量の多い部分を作り、ガスシール効果を高めることができたものである。 Form a portion of a large amount of deformation of the sealing member 15 by forming a convex protrusion 21 in a part of the portion that comes in contact with the sealing member 15 of 9, in which it is possible to improve the gas sealing effect. 本発明の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体としては、図3に示すようにガスを分配供給するためのマニホールド穴22と、セルスタック積層時の位置決め用の穴23を形成したものがあり、これによるとセルスタック組立の際にガイド棒を案内して、これをアノード側セルスタックプレート、シール材付電極膜複合体、カソード側セルスタックプレートの順に積層することによって容易に組立ができる。 The polymer electrolyte with a fuel cell sealing member membrane electrode assembly of the present invention, forming a manifold hole 22 for distributing supply gas as shown in FIG. 3, the holes 23 for positioning at the time of the cell stack lamination and there are those were, to guide the guide bar when the cell stack assembly according to this, this anode cell stack plate, with sealant membrane electrode assembly, easily by laminating in this order on the cathode side cell stack plate it is assembled. 尚、図3中、(イ)の部分は集電体とシール材の重なる部分、(ロ)の部分はイオン交換膜とシール材の重なる部分である。 In FIG. 3, part of (b) is the overlapping portions of the current collector and the sealing member, part of (b) is a partial overlapping of the ion-exchange membrane and the sealing material. 上記セルスタックの積層時、接着剤または液状ゴムシール材を塗布し、セルスタックを締結した後、硬化処理を施し、さらに圧力を増加して締結することによって、より高いガス加圧圧力に対してもリークの無いシールができる。 During the lamination of the cell stack, an adhesive or a liquid rubber sealing material is applied, after fastening the cell stack is subjected to a curing treatment, by entering into further increasing the pressure, even for a higher gas pressure applied You can not seal the leak. 本発明による高分子固体電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体に用いるシール材の1つは、ゴム状の弾性体又は繊維強化されたゴム状の弾性体であって、フッ素ゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルウレタンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリルゴム等の合成ゴムとそれらの共重合体及び天然ゴムが用いられ、長期間の使用に対し、ゴムの流れ防止する必要がある場合には繊維強化されたものを用いる。 One of the sealing material used for sealing material with membrane electrode assembly for solid polymer electrolyte fuel cell according to the present invention is a rubber-like elastic body or a fiber-reinforced rubber-like elastic material, fluorine rubber, silicone rubber, styrene-butadiene rubber, butyl urethane rubber, epichlorohydrin rubber, synthetic rubber and copolymers thereof, and natural rubbers such as acrylic rubber is used, to long-term use, if it is necessary to prevent rubber flow used as reinforced fibers in. シール材の他の1つは、硬質の高分子又は繊維強化された高分子であって、芳香族、脂肪族、または脂環系のポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、若しくはエポキシ樹脂、ポリカーボネート、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂等、弾性率の高い結晶性の高分子または二次転移温度が80℃以上の耐熱性高分子が用いられ、長期間の使用に対して厚さ寸法の変化を防止する必要がある場合には、繊維強化されたものを用いる。 One other sealing material is a polymer reinforced polymer or fiber rigid, aromatic, aliphatic or cycloaliphatic-based polyamide, polyester, polyimide, polyether, polyether ketone, polysulfone, or epoxy resins, polycarbonate, phenol resins, urea resins, melamine resins, fluororesins, polymers or second order transition temperature of the high modulus crystalline is used is 80 ° C. or more heat-resistant polymer, the use of long-term If it is necessary to prevent a change in thickness with respect to the use of those reinforcing fibers. 上記2種類のシール材を強化する為の繊維としては、ガラス、炭素、セラミック、高分子、天然素材より選択された材料を用いてウィスカー状若しくは繊維状にしたものや、それらを紙状にシート化したものや布状に織ったものが用いられる。 Fibers for reinforcing the two sealing materials, and those glass, carbon, ceramic, polymer, the whisker-like or fibrous using a material selected from natural materials, sheets them into paper-like those woven turned into ones and cloth-like, is used. ゴム状の弾性体又は繊維強化されたゴム状の弾性体をシール材として使用する場合、従来技術のOリングやフラットパッキンを使用する場合と同様にセルスタックの締結圧力、若しくはシール材の変形率を規定して使用することが好ましく、締結圧力は10〜 100kgf/cm When using the rubber-like elastic body or a fiber-reinforced rubber-like elastic material as a sealing material, deformation rate of engagement pressure or sealing material of the cell stack as in the case of using the O-ring or flat gasket of the prior art preferably used to define a fastening pressure. 10 to 100 kgf / cm
2 、変形率は10〜50%の範囲であることがガスシールをする為に好ましい。 2, it is preferable to the gas seal deformation ratio in the range of 10-50%. また、硬質の高分子又は繊維強化された高分子をシール材として使用する場合、硬質のシール材によってセルスタックプレート間のギャップが規制される為、硬質シール材の弾性限界を超えない範囲(一例として、締結圧力30kgf/cm 2までの場合、シール材の変形率が7%以下)で、締結圧力を任意に設定することができる。 Also, when using a polymer or fiber-reinforced polymer hard as a sealing material, since the gap between the cell stack plate with the sealing material of the hard is restricted, the range (one example that does not exceed the elastic limit of the hard sealing material as in the case of up engagement pressure 30 kgf / cm 2, deformation of the sealing member is not more than 7%), it is possible to arbitrarily set the engagement pressure. この際に硬質のシール材表面に変形量の多いゴム状弾性体を予め形成しておくことによって、セルスタックプレートの表面の傷や加工仕上げの荒さを吸収できて、シール効果が高めることができる。 By this time previously formed more rubber-like elastic material deformation amount in the sealant surface of the rigid, and can be absorbed roughness of the surface scratches and finishing of the cell stack plate, it is possible to enhance the sealing effect . ゴム状弾性体は締結圧力が30kgf/cm 2の場合、変形量が30%以上であることが好ましく、表面が硬化していない粘着性のゴム状の材料を用いることもできる。 When the rubber-like elastic body is fastened a pressure of 30 kgf / cm 2, preferably the amount of deformation is 30% or more, the surface can also be used a rubber-like material of tackiness not cured. 本発明の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の製造方法の具体的な実施例を説明する。 Specific examples of the method for producing a polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite of the present invention will be described. プロトンフォーム(デュポン社製)のナフィオン 115(イオン交換膜)を4個のマニホールド穴と位置決め用の穴、及び60mm×60mmの集電体が収まる穴を打抜き加工した厚さ 200μmのガラスクロス入りエポキシプリプレグでサンドイッチした。 Proton form Nafion 115 (ion exchange membrane) four manifold holes and positioning holes, and 60 mm × 60 mm of the collector fit hole punched with thickness 200μm glass cloth epoxy in (DuPont) It is sandwiched in the prepreg. さらにP In addition P
TFEを用いて撥水化処理したカーボンペーパー集電体の片面にナフィオン樹脂体とPt担持触媒よりなる層を形成し、58mm×58mm、厚さ 400μmのアノード及びカソード電極を得て、先のサンドイッチ構造の両側の60mm× With TFE to form a layer made of Nafion resin body and Pt supported catalyst on one surface of the carbon paper current collector treated water-repellent, to give 58 mm × 58 mm, the anode and cathode electrodes having a thickness of 400 [mu] m, the preceding sandwich 60mm × on both sides of the structure
60mmの枠に嵌め込んだ。 It is fitted to the 60mm of the frame. これを別途用意した4個のマニホールド穴と位置決め用の穴、及び電極周囲と重なるように50mm×50mmの穴を打抜き加工した厚さ 200μmのガラス入りエポキシプリプレグでサンドイッチして、 130 This four manifold holes and positioning holes prepared separately, and a hole of 50 mm × 50 mm so as to overlap with the electrode periphery and sandwiched by glass-containing epoxy prepreg thickness 200μm was punching, 130
℃でホットプレスを行い一体成形した。 Integrally molded performs a hot press at ℃. この際用いた金型には中央に50mm×50mmの寸法の逃げ部を設け電極中央部が圧縮されるのを防止し、シール部 800μm、電極中央部 940μmのシール材付電極膜複合体を得た。 In this case the mold used to prevent the electrode central portion provided with a relief portion of the dimensions of 50 mm × 50 mm at the center is compressed, resulting seal portion 800 [mu] m, the sealing material with the electrode membrane composite electrode central portion 940μm to It was. 一方、 on the other hand
ガスマニホールドとガス供給溝を有する厚さ3mmのアノード及びカソード用セルスタックプレートに、液状シリコンゴム接着剤を、シール材付電極膜複合体を位置決め用ガイド棒に沿って各セルスタックプレートと共に合わせ、80℃、1トン(15kgf/cm 2 )の圧力でプレスし、接着剤が硬化した後、ステンレス製の締結プレートとボルトで締結した。 The anode and cathode cell stack plate 3mm thick having a gas manifold and gas supply groove, the liquid silicone rubber adhesive, the attached sealant membrane electrode assembly along a positioning guide rods combined with the cell stacks plate, 80 ° C., and pressed at a pressure 1 ton (15kgf / cm 2), after the adhesive has cured, has entered into a stainless steel fastening plate and bolts. この際の締結圧力を25kgf/cm 2に保つ為、コイルばねを介して締結プレートを圧縮、締結した。 Order to maintain the engagement pressure during this 25 kgf / cm 2, compression of the fastening plate via a coil spring, concluded. この高分子電解質燃料電池セルスタックにゲージ圧で3kgf/cm 2のN 2ガスを一方の電極側に流し、他方の電極側へのガスリークの有無を検査した処、ガスリークは見られなかった。 The polyelectrolyte fuel cell stack to flow to one electrode side of N 2 gas of 3 kgf / cm 2 in gauge pressure, treatment was examined for gas leakage to the other electrode side, gas leakage was observed. またH 2及びO 2ガスを用いて、回路開放時の電圧(O、C、V)を測定した処、1060mVを示し、ガスリークの無いことを確認した。 Also with H 2 and O 2 gas, treatment of measuring the voltage at the open circuit (O, C, V), indicates 1060MV, it was confirmed that no gas leakage. 尚、シール材付電極膜複合体のイオン交換膜とシール材界面の接合力をさらに向上するための一手法として、熱可塑性の、例えばフッ素フォームのイオン交換膜とシール材を熱圧着して接合した後に、加水分解処理を施すことによってプロトンフォームに変換することもできる。 Incidentally, as a method for improving the bonding strength of the ion exchange membrane and the sealing material interface with sealant membrane electrode assembly further thermoplastic, for example a fluorine form ion-exchange membrane and the sealing material by thermocompression bonding after, it can be converted into proton form by subjecting the hydrolysis process.

【0007】 [0007]

【発明の効果】以上の説明で判るように本発明によれば、部品点数が著しく少なくなって燃料電池セルスタックのアッセンブリーが容易となり、また薄膜のイオン交換膜を用いた場合にも加圧運転ができ、しかもガスシールを完全なものにでき、出力を向上することができる。 According to the present invention as seen in the description above, according to the present invention, assembly of the fuel cell stack component count is significantly reduced is facilitated, also pressurizing operation when using an ion-exchange membrane of the thin film it can be, moreover the gas seal can in perfect, it is possible to improve the output.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】a〜dは本発明の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の各種の実施例を示す図である。 [1] a~d is a diagram showing various embodiments of polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite of the present invention.

【図2】a、bは本発明のガスシール材を実施した高分子電解質型燃料電池セルスタックを示す図である。 [2] a, b is a diagram showing a polymer electrolyte fuel cell stack was performed gas sealing material of the present invention.

【図3】本発明の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の一実施例の平面図である。 3 is a plan view of one embodiment of a polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite of the present invention.

【図4】従来の高分子電解質膜を用いた燃料電池セルスタックを示す図である。 4 is a diagram showing a fuel cell stack using a conventional polymer electrolyte membrane.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 アノード側セルタックプレート 3 アノード集電体 4 アノード触媒層 5 イオン交換膜 7 カソード触媒層 8 カソード集電体 15 シール材 17 ガス供給層 18 ガス供給層 19 リブ 20 リブ 21 突起 22 マニホールド穴 23 位置決め用の穴 1 anode cell tack plate 3 anode current collector 4 the anode catalyst layer 5 ion exchange membrane 7 cathode catalyst layer 8 cathode current collector 15 sealant 17 gas supply layer 18 gas supply layer 19 rib 20 rib 21 projection 22 manifold holes 23 positioned hole of use

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【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成7年6月23日 [Filing date], 1995 June 23,

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】全文 [Correction target item name] full text

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【書類名】 明細書 [Document name] specification

【発明の名称】 高分子電解質型燃料電池用シール構造及びその製造方法 Sealing structure for polymer electrolyte fuel cell [Title of the Invention], and a manufacturing method thereof

【特許請求の範囲】 [The claims]

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高分子電解質膜を用いた燃料電池セルスタックの構造及びガスシール技術に関するものである。 The present invention relates to relates to a structure and a gas seal technology of the fuel cell stack using a polymer electrolyte membrane.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来の高分子電解質膜を用いた燃料電池セルスタックは、図4に示すようにアノード側セルスタックプレート1の両側にシール材2を配し、中間にアノード集電体3とアノード触媒層4を重ねて配し、これらの上にイオン交換膜5を配し、その上の両側にシール材6を配し、中間にカソード触媒層7とカソード集電体8 Fuel cell stack using the Conventional polymer electrolyte membrane arranged sealing material 2 on both sides of the anode-side cell stack plate 1 as shown in FIG. 4, the anode current collector 3 to the intermediate arranged to overlap the anode catalyst layer 4, arranged ion exchange membrane 5 on these, arranged sealing material 6 on both sides thereon, the cathode catalyst layer 7 in the middle and the cathode current collector 8
を重ねて配し、さらにその上にカソード側セルスタックプレート9を配して積層した構成となっていた。 Placed on top of, it had further is configured by stacking by disposing cathode side cell stack plate 9 thereon. かかる構成の燃料電池セルスタックに於いて、触媒層4、7 In the fuel cell stack having such a structure, the catalyst layer 4 and 7
は、集電体3、8又はイオン交換膜5上に形成されて一体化されたものを用いる場合と、触媒層4、7を単独でシート化して用いる場合があり、シール材2、6はOリングを用いる場合とフラットパッキンを用いる場合があった。 Is sometimes used in a sheet in the case, the catalyst layer 4 and 7 alone to use one integrated is formed on the collector 3 and 8 or an ion exchange membrane 5, the sealing member 2 and 6 when using the O-ring and there was a case of using the flat packing. また、セルスタックプレート1、9は、カーボン又は金属等ガスを透過せず、電気伝導度の高い材料を用いてガス供給溝10とガスマニホールド11を形成したものであった。 The cell stack plate 1,9 is not transmitted through the carbon or metal such as a gas, a high electrical conductivity material was obtained by forming a gas supply groove 10 and the gas manifold 11 by using. 燃料電池セルスタックは、必要電圧に応じて数層から数百層積層して用いるが、従来のセルスタックでは積層時に部品点数が多い為、構成部品の正確な位置決めに時間がかかり、しかも確実なセッティングが困難であった。 Fuel cell stack is used by laminating several hundred layers of several layers in accordance with the required voltage, but since the number of components at the time of lamination in the conventional cell stack, it takes time to correct positioning of the components, yet reliable Settings has been difficult. 一般に、高分子電解質を用いた燃料電池は、 In general, the fuel cell using a polymer electrolyte,
高分子電解質膜(イオン交換膜)の厚みが薄い程、内部抵抗が減少し、高出力が得られるが、膜の機械的強度が弱くなる為に、膜厚は 100μm程度が限界とされていた。 As a thin thickness of the polymer electrolyte membrane (ion exchange membrane), the internal resistance is reduced, the high output can be obtained, for mechanical strength of the film becomes weak, having a thickness of about 100μm had been a limit . また、ガスの加圧圧力を高めると、出力電流が増加するが、従来のセルスタックの構造では、ガスの加圧圧力を高めた場合、シール材2、6からガスがリークし、 Also, increasing the pressing pressure of the gas, the output current increases, the structure of a conventional cell stack, if the increased applied pressure of the gas, the gas leaks from the sealing member 2, 6,
出力が低下する場合があった。 Output is in some cases lowered.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、セルスタックを積層する時の部品点数を減らし、確実なセッティングができると共に、膜厚が薄い場合にも機械的強度を高めることのできる技術と、さらにガスを加圧してもシール部のガスリークを無くし、出力を向上することが可能な技術を提供しようとするものである。 [SUMMARY OF THE INVENTION] The present invention reduces the number of parts at the time of laminating the cell stack, it is reliable setting, a technique capable of enhancing the mechanical strength when the thickness is thin , in which further eliminate gas leakage of the seal portion be pressurized gas, and to provide a capable of improving the output technology.

【0004】 [0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明の高分子電解質型燃料電池用シール構造は、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体より成る5層構造の集電体の周囲に、シール材が重なるように一体化したものである。 Sealing structure for polymer electrolyte fuel cell of the present invention for solving the above object, according to an aspect of the anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, the cathode current collector around the current collector of five-layer structure consisting of the body is formed by integrating such sealant overlap. この高分子電解質型燃料電池用シール構造は、集電体のシール材に覆われていないガス供給面の厚さが、周囲の厚さに比べて厚く、凸状になるように成形されている場合がある。 The polymer electrolyte fuel cell seal structure, the thickness of the gas delivery surface which is not covered with the sealing material of the current collector is shaped as thicker than the surrounding thickness, a convex shape If there is a. また、上記高分子電解質型燃料電池用シール構造は、少なくともシール材の一部分の厚さが、集電体のガス供給面の厚さに比べて厚く、凹状になるように成形されている場合がある。 The seal structure for the polymer electrolyte fuel cell, the thickness of at least a portion of the sealing member is thicker than the thickness of the gas supply surface of the current collector, it may have been molded into a concave shape is there. さらに、上記各シール構造には、ガスを分配供給するためのマニホールド用の穴と、セルスタック積層時の位置決め用の穴が形成されている場合がある。 Moreover, the above sealing structure, there is a case where a hole for a manifold for distributing and supplying the gas, the holes for positioning purposes in the cell stack stacked is formed. 上記各シール構造に用いるシール材は、ゴム状の弾性体又は繊維強化されたゴム状の弾性体である場合があり、また、シール材が硬質の高分子又は繊維強化された高分子(FRP)である場合がある。 The above sealing material used for the sealing structure, may be the rubber-like elastic body or a fiber-reinforced rubber-like elastic body, also, a polymer sealant is enhanced polymer or fiber hard (FRP) there is a case where. 硬質のシール材の場合、その表面の少なくとも一部分に、 When the sealing material of the hard, at least a portion of its surface,
ゴム状弾性体が形成されていることが好ましい。 Preferably the rubber-like elastic body is formed. 本発明の高分子電解質型燃料電池用シール構造の製造方法は、 The process for producing a polymer electrolyte fuel cell seal structure of the present invention,
アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体から成る5層構造を完全硬化していない高分子シートで挟んだ後、一体化成形処理を施すことを特徴とするものである。 The anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, after sandwiching the five-layer structure consisting of cathode current collector in a polymer sheet that is not completely cured, and characterized by applying an integrated molding process it is intended to. 処理には硬化処理の場合がある。 There is a case of curing treatment to treatment. 本発明のシール構造の製造方法の他の1 Other first manufacturing method of the sealing arrangement of the present invention
つは、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体から成る5層構造を、液状あるいはシート状の接着剤又はシール材を用いてシール材と共に一体化することを特徴とするものである。 One, the anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a five-layer structure consisting of cathode current collector is integrated with a sealing material with a liquid or sheet-like adhesive or sealant it is characterized in. 本発明のシール構造の製造方法のさらに他の1つは、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、 One still another method for producing the seal structure of the present invention, the anode current collector, anode catalyst layer, the ion exchange membrane,
カソード触媒層、カソード集電体より成る5層構造を、 Cathode catalyst layer, a five-layer structure consisting of cathode current collector,
液状シール材を注入する間隙を設けた金型に挾み込み、 The gap for injecting a liquid sealing material narrowing sandwiched in a mold which is provided,
液状シール材を注入、硬化することを特徴とするものである。 Injecting a liquid sealing material, and is characterized in that the curing. 本発明の高分子電解質型燃料電池セルスタックのガスシール方法は、アノード集電体、アノード触媒層、 Gas sealing method of a polymer electrolyte fuel cell stack of the present invention, the anode current collector, an anode catalyst layer,
イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体から成る5層構造を、ガス供給溝を有するセルスタックプレートと共に積層する際、液状あるいはシート状の接着剤又はシール材を用いて、セルスタックを締結した後硬化処理を施し、さらに圧力を増加して締結することを特徴とするものである。 Ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a five-layer structure consisting of cathode current collector, when laminated with the cell stack plate having a gas supply groove, using a liquid or sheet-like adhesive or sealant, fastening the cell stack it is characterized in that the curing treatment performed after, fastened by further increasing the pressure. 本発明の高分子電解質型燃料電池のセルスタックのガスシール方法の他の1つは、アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体から成る5層構造を、ガス供給溝を有するセルスタックプレートと共に積層したセルスタックに於いて、セルスタックプレートがシール材と接触する部分の少なくとも一部に凹又は凸状の溝を形成することを特徴とするものである。 One other gas sealing method of the cell stack of polymer electrolyte fuel cell of the present invention, the anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a five-layer structure consisting of cathode current collector , in the cell stack formed by stacking together the cell stack plate having a gas supply groove, concave or at least a portion of the portion where the cell stack plate is in contact with the sealing material is characterized in that to form a convex groove . 本発明の高分子電解質型燃料電池セルスタックは、ガスを分配供給するマニホールド用の穴を有するシール構造であってシール材及びイオン交換膜と重ならない集電体部分にガスが透過するマニホールドが形成されたシール構造と、マニホールド用の穴を有するセパレータープレートより成るセルスタックであって、集電体厚さ方向の断面をガスが通過する構造としたことを特徴とするものである。 Polymer electrolyte fuel cell stack of the present invention, manifold gas is transmitted to a sealing structure sealing material and the ion-exchange membrane not overlapping current collector portion having a hole for a manifold distributor supplying gas is formed a seal structure that is, a cell stack consisting of a separator plate having a hole for manifold, is characterized in that the current collector thickness direction of the cross-section has a structure in which gas passes.

【0005】 [0005]

【作用】前述の本発明の高分子電解質型燃料電池用シール構造は、5層構造の集電体の周囲或いはガス供給面側周囲に、シール材が重なるように一体化したものであるから、従来のようにシール材が電極(集電体と触媒層の総称)と別個で、シール材と電極の間隙ではアノードガスとカソードガスがイオン交換膜を挾んで相対していたのとは異なり、アノードガスとカソードガスの双方がイオン交換膜と直接接触することがない。 [Action] sealing structure for polymer electrolyte fuel cell of the present invention described above, around the periphery or gas supply side of the current collector of the five-layer structure, since it is formed by integrating such sealant overlap, Unlike conventional manner sealing material separate from the electrode (generic name of the current collector and the catalyst layer), the gap between the sealing material and the electrode the anode gas and cathode gas was relatively across the ion exchange membrane, both of the anode gas and the cathode gas is not be in direct contact with an ion-exchange membrane. 尚、シール材と電極の重なる部分は、ガス透過性のあるポーラスな電極構造中にシール材あるいは接着剤を含浸した構造とすることが好ましいが、集電体のガス供給面側(触媒層と反対側)周囲の表面を覆っているだけでも効果がある。 Note that the overlapping portions of the sealing member and the electrode, and it is preferable that a structure impregnated with sealant or adhesive on the porous electrode structure in which a gas-permeable, gas supply side of the current collector (catalyst layer the opposite side) is effective just to cover the surface of the surroundings. 本発明のシール構造の他の1つは、集電体のシール材に覆われていないガス供給面の厚さが周囲の厚さに比べて厚く、凸状になるように成形されているので、構成部品を増やさずに接触抵抗を減少することができる。 One other sealing structure of the present invention, the thickness of the gas delivery surface which is not covered with the sealing material of the collector thicker than the surrounding thickness, because it is molded into a convex shape , it is possible to reduce contact resistance without increasing the component parts. 即ち、集電体はガス透過性の良いカーボンペーパー等を撥水化処理したものを用いるが、シール材に比べ同じ応力に対する歪量が多い為、集電体面とシール面が同一の場合にはガス供給溝を有するセルスタックプレートのリブ部分との接触圧が不十分で、接触抵抗の増加が出力電圧の低下を招く原因となる場合があり、これを防ぐ為に集電体のガス供給面にさらに集電体シートを重ねて接触圧を増大させることもできるが、本発明では構成部品を増やさずに接触抵抗を減少し、出力電圧の低下を招く原因を解消できる。 That is, the current collector is used a material obtained by water-repellent good carbon paper or the like having gas permeability, but since the strain amount is large for the same stress as compared to a sealing member, when the current collecting member surface and the sealing surface of the same contact pressure between the rib portion of the cell stack plate having a gas supply groove is insufficient, may increase in contact resistance is a cause of lowering the output voltage, the gas supply surface of the current collector in order to prevent this Furthermore it can also increase the contact pressure superimposed current collector sheet, the present invention reduces the contact resistance without increasing the component parts can be eliminated the cause of lowering the output voltage. 本発明のシール構造の他の1つは、少なくともシール材の一部分の厚さが集電体のガス供給面の厚さに比べて厚く、凹状になるように成形されたものであるから、つまりガス供給溝を有するセルスタックプレートのシール材と接触する部分の一部に凹状の溝を設けたものを一緒に用いることによって、ガスシール効果を高めることができるものである。 One other seal structure of the invention, thicker thickness of at least a portion of the sealing material relative to the thickness of the gas supply surface of the current collector, because one that is molded into a concave shape, i.e. by using a part of the portion that comes in contact with the sealing member of the cell stack plate having a gas supply groove to the one it provided a concave groove together, in which it is possible to improve the gas sealing effect. これはシール材の一部の厚さが厚い為に同じセルスタックの締結圧力を加えた場合にもシール材の変形量が多くなる為、ガスシール効果が増し、Oリングを用いた場合と同様の効果を得ることができるからである。 This because the greater the amount of deformation of the sealing material even when adding the fastening pressure of the same cell stack to a thick portion of the thickness of the sealant, increases the gas sealing effect, as in the case of using O-ring This is because it is possible to obtain the effect. 本発明のシール構造の他の1つは、ガスを分配供給するためのマニホールド穴とセルスタック積層時の位置決め用の穴が形成されているので、セルスタック組立の際にガイド棒を案内としてアノード側セルスタックプレート、シール構造、カソード側セルスタックプレートの順に積層することによって容易に組立ができる。 One other sealing structure of the present invention, since the manifold hole and holes for positioning purposes in the cell stack lamination for distributing supply gas is formed, the anode a guide rod as a guide when the cell stack assembly It can be easily assembled by stacking side cell stack plate, seal structure, in the order of the cathode-side cell stack plate. また、セルスタックを積層する際、液状あるいはシート状の接着剤またはシール材を用いて、又は重ねてセルスタックを締結した際、接着剤またはシール材を用いて、あるいはシート状の接着剤またはシール材を重ねてセルスタックを締結した後、硬化処理を施し、さらに圧力を増加して締結することによって、より高いガス加圧圧力に対してもリークのないシールができる。 Further, when stacking the cell stack, using a liquid or sheet-like adhesive or sealant, or overlaid upon concluding the cell stack, using an adhesive or sealing material or sheet-like adhesive or sealing, after fastening the cell stack overlapping a timber, subjecting to a curing treatment, by further fastening by increasing the pressure, it is sealed with no leakage even for higher gas pressurization pressure. 然して本発明の前記各高分子電解質型燃料電池用シール構造の製造方法によれば、シール材と電極及びイオン交換膜の接合界面が一体化して、ガスのシール性が高められている。 According Thus the manufacturing method of the polymer electrolyte fuel cell seal structure of the present invention, by integrating the joint interface of the sealing material and the electrode and the ion-exchange membrane, the sealing of the gas is enhanced. また、一体化する時の金型に凹凸を形成することにより、集電体若しくはシール材に凹凸を形成したり、マニホールド及び位置決め用の穴を一体化と同時に形成することもできる。 Further, by forming irregularities on the mold when integrating, it may be formed or forming unevenness on the current collector or sealing material, the integrated manifold and positioning holes at the same time. このような凹凸部を設けたシール構造を使用する際、セルスタックプレート側に凹凸部を設けることによって、さらにシール効果が高められる。 When using such uneven seal structure provided with, by providing an uneven portion in the cell stack plate side, further sealing effect is enhanced.

【0006】 [0006]

【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。 Example of Embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 図1 Figure 1
のa〜dは本発明の高分子電解質型燃料電池用シール構造の各種の実施例を示すもので、夫々アノード集電体3、アノード触媒層4、イオン交換膜5、カソード触媒層7、カソード集電体8よりなる5層構造の集電体の周囲或いはガス供給側の周囲にシール材15が重なるように配したものであって、シール材15によりアノードガスとカソードガスの双方のガスがイオン交換膜5と直接接触することのないように、且つ電極及びイオン交換膜5をシール材15により一体化して1つの部材としたものである。 's a~d shows the various embodiments of polymer electrolyte fuel cell seal structure of the present invention, each anode collector 3, the anode catalyst layer 4, the ion exchange membrane 5, cathode catalyst layer, the cathode be those arranged around the periphery or gas supply side of the current collector of the five-layer structure composed of a current collector 8 as sealing material 15 overlap, a sealing material 15 is both gas of the anode gas and cathode gas so as not to directly contact with the ion exchange membrane 5 is obtained by a single member and the electrode and the ion exchange membrane 5 is integrated with a sealing material 15. 図1のaは、シール材15と電極の重なる部分16を、 a in FIG. 1, a portion 16 that overlaps the sealing material 15 and the electrode,
ガス透過性のあるポーラスな電極構造中にシール材を含浸した構造としたものである。 It is obtained by a structure impregnated with sealing material to the porous electrode structure in which a gas permeable. 図1のbは、アノード集電体3、カソード集電体8のガス供給面側(触媒層4、 b in FIG. 1, the anode current collector 3, the gas supply side of the cathode current collector 8 (catalyst layer 4,
7と反対側)周囲の表面をシール材15で覆っただけのものである。 7 opposite) surrounding surface is merely covered by the sealing material 15. 図1のcは、アノード集電体3、カソード集電体8のシール材15に覆われていないガス供給面の厚さが周囲の厚さに比べて厚く凸状になるように成形したものである。 c in FIG. 1, the anode current collector 3, as the thickness of the gas delivery surface which is not covered with the sealing member 15 of the cathode current collector 8 is molded into a thick convex than the surrounding thickness it is. この図1のcのシール構造によれば、構成部品を増やさずに接触抵抗を減少できる。 According to the seal structure of c in FIG. 1, it can reduce the contact resistance without increasing the component parts. 即ち、集電体3、8はガス透過性の良いカーボンベーパー等を撥水化処理したものを用いるが、シール材15に比べ同じ応力に対する歪量が多い為、集電体3、8の面とシール材15の面が同一の場合にはガス供給溝を有するセルスタックプレートのリブ部分との接触圧が不十分で、接触抵抗の増加が出力電圧の低下を招く原因となる場合があり、これを防ぐ為に集電体3、8のガス供給面にさらに集電体シートを重ねて接触圧を増大させることもできるが、図1 That is, the current collector 3 and 8 using those water-repellent good carbon vapor or the like having gas permeability, but since the strain amount is large for the same stress as compared to the sealing member 15, the surface of the current collector 3 and 8 and when the surface of the sealing member 15 are the same may cause deteriorating the contact pressure is insufficient, the contact increases the resistance the output voltage of the rib portion of the cell stack plate having a gas supply groove, Although in order to prevent this the gas supply surface of the current collector 3 and 8 can be further increase the contact pressure overlapping current collector sheet, FIG. 1
のcのシール構造では、構成部品を増やさずに接触抵抗を減少し、出力電圧の低下を招く原因を解消できる。 The seal structure of c, can be eliminated the cause of reducing the contact resistance without increasing components, it leads to a decrease in the output voltage. 図1のdは、少なくともシール材15の一部分の厚さが集電体3、8のガス供給面の厚さに比べて厚くし、シール構造が凹状になるように成形したものである。 d of FIG. 1 is a thickness of a portion of at least the sealing member 15 is thicker than the thickness of the gas supply surface of the current collector 3 and 8, was formed as the sealing structure becomes concave. これはガス供給溝を有するセルスタックプレートのシール材と接触する部分の一部に凹状の溝を形成したものと一緒に用いることによって、ガスシール効果を高めることができる。 This By using together with that form part a concave groove portion that comes in contact with the sealing member of the cell stack plate having a gas supply groove, it is possible to improve the gas sealing effect. これはシール材15の一部の厚さが厚い為に同じセルスタックの締結圧力を加えた場合にもシール材15の変形量が多くなる為、ガスシール効果が増し、Oリングを用いた場合と同様の効果を得ることができるからである。 This to become much deformation amount of the sealing material 15 even when added fastening pressure of the same cell stack for the thickness of the thicker portion of the sealing member 15, increases the gas sealing effect, when using the O-ring This is because it is possible to obtain the same effect as.
図2は本発明のガスシール方法を実施した高分子固体電解質型燃料電池セルスタックを示すもので、図2のaはセルスタックプレート1、9のガス供給溝17、18の部分を厚くすることによって、集電体3、8との接触圧力を増加することができ、ガスシール効果を高めることができたものであり、図2のbはセルスタックプレート1、 Figure 2 shows a solid polymer electrolyte fuel cell stack was performed gas sealing method of the present invention, a in FIG. 2 is thickening the part of the gas supply groove 17, 18 of the cell stack plate 1,9 makes it possible to increase the contact pressure between the collector 3 and 8, which were able to increase the gas sealing effect, b in FIG. 2 is the cell stack plate 1,
9のシール材15と接触する部分の一部に凸状の突起21を形成することによってシール材15の変形量の多い部分を作り、ガスシール効果を高めることができたものである。 Form a portion of a large amount of deformation of the sealing member 15 by forming a convex protrusion 21 in a part of the portion that comes in contact with the sealing member 15 of 9, in which it is possible to improve the gas sealing effect. 本発明の高分子電解質型燃料電池用シール構造としては、図3に示すようにガスを分配供給するためのマニホールド穴22と、セルスタック積層時の位置決め用の穴 The polymer electrolyte fuel cell seal structure of the present invention, the manifold holes 22 for distributing supply gas as shown in FIG. 3, holes for positioning purposes in the cell stack lamination
23を形成したものがあり、これによるとセルスタック組立の際にガイド棒を案内して、これをアノード側セルスタックプレート、シール構造、カソード側セルスタックプレートの順に積層することによって容易に組立ができる。 There are those forming a 23, to guide the guide rods in the cell stack assembly according to this, this anode cell stack plate, sealing structure, easily assembled by sequentially stacking the cathode side cell stack plate it can. 尚、図3中、(イ)の部分は集電体とシール材の重なる部分、(ロ)の部分はイオン交換膜とシール材の重なる部分である。 In FIG. 3, part of (b) is the overlapping portions of the current collector and the sealing member, part of (b) is a partial overlapping of the ion-exchange membrane and the sealing material. 上記セルスタックの積層時、接着剤または液状ゴムシール材を塗布し、セルスタックを締結した後、硬化処理を施し、さらに圧力を増加して締結することによって、より高いガス加圧圧力に対してもリークの無いシールができる。 During the lamination of the cell stack, an adhesive or a liquid rubber sealing material is applied, after fastening the cell stack is subjected to a curing treatment, by entering into further increasing the pressure, even for a higher gas pressure applied You can not seal the leak. 本発明による高分子固体電解質型燃料電池用シール構造に用いるシール材の1つは、ゴム状の弾性体又は繊維強化されたゴム状の弾性体であって、フッ素ゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルウレタンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリルゴム等の合成ゴムとそれらの共重合体及び天然ゴムが用いられ、長期間の使用に対し、ゴムの流れ防止する必要がある場合には繊維強化されたものを用いる。 One of the sealing material used for a polymer solid electrolyte type fuel cell seal structure according to the present invention is a rubber-like elastic body or a fiber-reinforced rubber-like elastic material, fluorine rubber, silicone rubber, styrene-butadiene rubber , butyl urethane rubber, epichlorohydrin rubber, synthetic rubber and copolymers thereof, and natural rubbers such as acrylic rubber is used, to long-term use, when it is necessary to prevent rubber flow fiber-reinforced were the ones used. シール材の他の1つは、硬質の高分子又は繊維強化された高分子であって、芳香族、脂肪族、または脂環系のポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、若しくはエポキシ樹脂、ポリカーボネート、フェノール樹脂、尿素樹脂、 One other sealing material is a polymer reinforced polymer or fiber rigid, aromatic, aliphatic or cycloaliphatic-based polyamide, polyester, polyimide, polyether, polyether ketone, polysulfone, or epoxy resins, polycarbonate, phenol resins, urea resins,
メラミン樹脂、フッ素樹脂等、弾性率の高い結晶性の高分子または二次転移温度が80℃以上の耐熱性高分子が用いられ、長期間の使用に対して厚さ寸法の変化を防止する必要がある場合には、繊維強化されたものを用いる。 Melamine resin, fluorine resin, etc., a polymer or second order transition temperature of the high modulus crystalline is used is 80 ° C. or more heat resistant polymer, necessary to prevent a change in thickness with respect to long-term use It is in some cases, used as reinforced fibers.
上記2種類のシール材を強化する為の繊維としては、ガラス、炭素、セラミック、高分子、天然素材より選択された材料を用いてウィスカー状若しくは繊維状にしたものや、それらを紙状にシート化したものや布状に織ったものが用いられる。 Fibers for reinforcing the two sealing materials, and those glass, carbon, ceramic, polymer, the whisker-like or fibrous using a material selected from natural materials, sheets them into paper-like those woven turned into ones and cloth-like, is used. ゴム状の弾性体又は繊維強化されたゴム状の弾性体をシール材として使用する場合、従来技術のOリングやフラットパッキンを使用する場合と同様にセルスタックの締結圧力、若しくはシール材の変形率を規定して使用することが好ましく、締結圧力は10〜 1 When using the rubber-like elastic body or a fiber-reinforced rubber-like elastic material as a sealing material, deformation rate of engagement pressure or sealing material of the cell stack as in the case of using the O-ring or flat gasket of the prior art preferably used to define a fastening pressure 10-1
00kgf/cm 2 、変形率は10〜50%の範囲であることがガスシールをする為に好ましい。 00kgf / cm 2, it is preferred to the gas seal deformation ratio in the range of 10-50%. また、硬質の高分子又は繊維強化された高分子をシール材として使用する場合、硬質のシール材によってセルスタックプレート間のギャップが規制される為、硬質シール材の弾性限界を超えない範囲(一例として、締結圧力30kgf/cm 2までの場合、シール材の変形率が7%以下)で、締結圧力を任意に設定することができる。 Also, when using a polymer or fiber-reinforced polymer hard as a sealing material, since the gap between the cell stack plate with the sealing material of the hard is restricted, the range (one example that does not exceed the elastic limit of the hard sealing material as in the case of up engagement pressure 30 kgf / cm 2, deformation of the sealing member is not more than 7%), it is possible to arbitrarily set the engagement pressure. この際に硬質のシール材表面に変形量の多いゴム状弾性体を予め形成しておくことによって、セルスタックプレートの表面の傷や加工仕上げの荒さを吸収できて、シール効果が高めることができる。 By this time previously formed more rubber-like elastic material deformation amount in the sealant surface of the rigid, and can be absorbed roughness of the surface scratches and finishing of the cell stack plate, it is possible to enhance the sealing effect . ゴム状弾性体は締結圧力が30kgf/cm 2の場合、変形量が30 Rubber-like elastic body when the fastening pressure is 30 kgf / cm 2, the amount of deformation 30
%以上であることが好ましく、表面が硬化していない粘着性のゴム状の材料を用いることもできる。 Is preferably at least%, the surface can also be used a rubber-like material of tackiness not cured. 本発明の高分子電解質型燃料電池用シール構造の製造方法の具体的な実施例を説明する。 Specific examples of the method for producing a polymer electrolyte fuel cell seal structure of the present invention will be described. プロトンフォーム(デュポン社製)のナフィオン 115(イオン交換膜)を4個のマニホールド穴と位置決め用の穴、及び60mm×60mmの集電体が収まる穴を打抜き加工した厚さ 200μmのガラスクロス入りエポキシプリプレグでサンドイッチした。 Proton form Nafion 115 (ion exchange membrane) four manifold holes and positioning holes, and 60 mm × 60 mm of the collector fit hole punched with thickness 200μm glass cloth epoxy in (DuPont) It is sandwiched in the prepreg. さらにP In addition P
TFEを用いて撥水化処理したカーボンペーパー集電体の片面にナフィオン樹脂体とPt担持触媒よりなる層を形成し、58mm×58mm、厚さ 400μmのアノード及びカソード電極を得て、先のサンドイッチ構造の両側の60mm× With TFE to form a layer made of Nafion resin body and Pt supported catalyst on one surface of the carbon paper current collector treated water-repellent, to give 58 mm × 58 mm, the anode and cathode electrodes having a thickness of 400 [mu] m, the preceding sandwich 60mm × on both sides of the structure
60mmの枠に嵌め込んだ。 It is fitted to the 60mm of the frame. これを別途用意した4個のマニホールド穴と位置決め用の穴、及び電極周囲と重なるように50mm×50mmの穴を打抜き加工した厚さ 200μmのガラス入りエポキシプリプレグでサンドイッチして、 130 This four manifold holes and positioning holes prepared separately, and a hole of 50 mm × 50 mm so as to overlap with the electrode periphery and sandwiched by glass-containing epoxy prepreg thickness 200μm was punching, 130
℃でホットプレスを行い一体成形した。 Integrally molded performs a hot press at ℃. この際用いた金型には中央に50mm×50mmの寸法の逃げ部を設け電極中央部が圧縮されるのを防止し、シール部 800μm、電極中央部 940μmのシール構造を得た。 The mold used in this case to prevent the electrode central portion provided with a relief portion of the dimensions of 50 mm × 50 mm at the center is compressed to give the seal portion 800 [mu] m, the seal structure of the electrode central portion 940Myuemu. 一方、ガスマニホールドとガス供給溝を有する厚さ3mmのアノード及びカソード用セルスタックプレートに、液状シリコンゴム接着剤を、シール構造を位置決め用ガイド棒に沿って各セルスタックプレートと共に合わせ、80℃、1トン(15kgf/ On the other hand, the anode and cathode cell stack plate 3mm thick having a gas manifold and gas supply groove, the liquid silicone rubber adhesive, combined sealing structure along a positioning guide rods with each cell stack plate, 80 ° C., 1 t (15kgf /
cm 2 )の圧力でプレスし、接着剤が硬化した後、ステンレス製の締結プレートとボルトで締結した。 and pressed at a pressure of cm 2), after the adhesive has cured, has entered into a stainless steel fastening plate and bolts. この際の締結圧力を25kgf/cm 2に保つ為、コイルばねを介して締結プレートを圧縮、締結した。 Order to maintain the engagement pressure during this 25 kgf / cm 2, compression of the fastening plate via a coil spring, concluded. この高分子電解質燃料電池セルスタックにゲージ圧で3kgf/cm 2のN 2ガスを一方の電極側に流し、他方の電極側へのガスリークの有無を検査した処、ガスリークは見られなかった。 The polyelectrolyte fuel cell stack to flow to one electrode side of N 2 gas of 3 kgf / cm 2 in gauge pressure, treatment was examined for gas leakage to the other electrode side, gas leakage was observed. またH 2及びO 2ガスを用いて、回路開放時の電圧(O、C、V) Also with H 2 and O 2 gas, the voltage at open circuit (O, C, V)
を測定した処、1060mVを示し、ガスリークの無いことを確認した。 Treatment was measured, shows the 1060mV, it was confirmed that there is no gas leakage. 尚、シール構造のイオン交換膜とシール材界面の接合力をさらに向上するための一手法として、熱可塑性の、例えばフッ素フォームのイオン交換膜とシール材を熱圧着して接合した後に、加水分解処理を施すことによってプロトンフォームに変換することもできる。 Incidentally, as a method for improving the bonding strength of the ion exchange membrane and the sealing material interface of the sealing arrangement further thermoplastic, for example a fluorine form ion-exchange membrane and the sealing material after joining by thermocompression bonding, hydrolysis process may be converted into proton form by the applied.

【0007】 [0007]

【発明の効果】以上の説明で判るように本発明によれば、部品点数が著しく少なくなって燃料電池セルスタックのアッセンブリーが容易となり、また薄膜のイオン交換膜を用いた場合にも加圧運転ができ、しかもガスシールを完全なものにでき、出力を向上することができる。 According to the present invention as seen in the description above, according to the present invention, assembly of the fuel cell stack component count is significantly reduced is facilitated, also pressurizing operation when using an ion-exchange membrane of the thin film it can be, moreover the gas seal can in perfect, it is possible to improve the output.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】a〜dは本発明の高分子電解質型燃料電池用シール構造の各種の実施例を示す図である。 [1] a~d is a diagram showing various embodiments of polymer electrolyte fuel cell seal structure of the present invention.

【図2】a、bは本発明のガスシール材を実施した高分子電解質型燃料電池セルスタックを示す図である。 [2] a, b is a diagram showing a polymer electrolyte fuel cell stack was performed gas sealing material of the present invention.

【図3】本発明の高分子電解質型燃料電池用シール構造の一実施例の平面図である。 3 is a plan view of one embodiment of a polymer electrolyte fuel cell seal structure of the present invention.

【図4】従来の高分子電解質膜を用いた燃料電池セルスタックを示す図である。 4 is a diagram showing a fuel cell stack using a conventional polymer electrolyte membrane.

【符号の説明】 1 アノード側セルタックプレート 3 アノード集電体 4 アノード触媒層 5 イオン交換膜 7 カソード触媒層 8 カソード集電体 15 シール材 17 ガス供給層 18 ガス供給層 19 リブ 20 リブ 21 突起 22 マニホールド穴 23 位置決め用の穴 [Reference Numerals] 1 anode cell tack plate 3 anode current collector 4 the anode catalyst layer 5 ion exchange membrane 7 cathode catalyst layer 8 cathode current collector 15 sealant 17 gas supply layer 18 gas supply layer 19 rib 20 rib 21 projecting 22 holes of the manifold hole 23 for positioning

Claims (13)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体よりなる5 1. A anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, consisting of the cathode current collector 5
    層構造の集電体の周囲に、シール材が重なるように一体化されたことを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体。 Around the collector of the layer structure, a polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, wherein a sealing member is integrated to overlap.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体に於いて、集電体のシール材に覆われていないガス供給面の厚さが、周囲の厚さに比べて厚く、凸状になるように成形されていることを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体。 Wherein In the polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite according to claim 1, wherein the thickness of the gas delivery surface which is not covered with the sealing material of the current collector, the surrounding thickness thick compared to the polymer electrolyte membrane fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, characterized in that it is molded into a convex shape.
  3. 【請求項3】 請求項1記載の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体に於いて、少なくともシール材の一部分の厚さが、集電体のガス供給面の厚さに比べて厚く、凹状になるように成形されていることを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体。 3. In the sealing material with membrane electrode assembly for a polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the thickness of at least a portion of the sealing material, than the thickness of the gas supply surface of the current collector Te thick, a polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, characterized in that it is molded into a concave shape.
  4. 【請求項4】 請求項1又は2若しくは3記載の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体に於いて、 4. In claim 1 or 2 or 3 polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite according,
    ガスを分配供給するためのマニホールド穴と、セルスタック積層時の位置決め用の穴が形成されていることを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体。 A manifold holes for distributing and supplying a gas, a polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, wherein a hole for positioning purposes in the cell stack stacked is formed.
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3又は4のいずれかに記載の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体に於いて、シール材が、ゴム状の弾性体又は繊維強化されたゴム状の弾性体であることを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体。 5. In with polymer electrolyte fuel cell sealing member electrode film composite according to any one of claims 1, 2, 3 or 4, the sealing material is a rubber-like elastic body or a fiber reinforced rubber-like polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, wherein an elastic body.
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3又は4のいずれかに記載の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体に於いて、シール材が、硬質の高分子又は繊維強化された高分子であることを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体。 6. In polymer electrolyte with a fuel cell sealing member electrode film composite according to any one of claims 1, 2, 3 or 4, the sealing material is reinforced rigid polymer or fiber polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, characterized in that the a polymer.
  7. 【請求項7】 請求項6記載の高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体に於いて、硬質のシール材の表面の少なくとも一部分に、ゴム状弾性体が形成されていることを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体。 In 7. Claim 6 polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite according to at least a portion of the surface of the sealing material rigid, that the rubber-like elastic body is formed polymer electrolyte fuel cell sealing member with the electrode membrane composite according to claim.
  8. 【請求項8】 アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体からなる5 8. The anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a cathode current collector 5
    層構造を、完全硬化していない高分子シートで挟んだ後、一体化成形処理を施すことを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の製造方法。 After sandwiching a layer structure, a polymer sheet that is not completely cured, method for producing a polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, wherein the performing integral molding process.
  9. 【請求項9】 アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体から成る5 9. The anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a cathode current collector 5
    層構造を、液状あるいはシート状の接着剤又はシール材を用いてシール材と共に一体化することを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の製造方法。 A layer structure, a manufacturing method of a liquid or sheet-like adhesive or by using a sealing material, characterized in that integrated with sealant polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly.
  10. 【請求項10】 アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体からなる5 10. The anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a cathode current collector 5
    層構造を、液状シール材を注入する間隙を設けた金型に挟み込み、液状シール材を注入、硬化することを特徴とする高分子電解質型燃料電池用シール材付電極膜複合体の製造方法。 The layer structure, sandwiched in a mold having a gap for injecting a liquid sealing material, manufacturing method of the liquid sealing material injected, the polymer electrolyte fuel cell sealing member with membrane electrode assembly, characterized in that the curing.
  11. 【請求項11】 アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体からなる5 11. The anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a cathode current collector 5
    層構造を、ガス供給溝を有するセルスタックプレートと共に積層する際、液状あるいはシート状の接着剤又はシール材を用いて、セルスタックを締結した後硬化処理を施し、さらに圧力を増加して締結することを特徴とする高分子電解質型燃料電池セルスタックのガスシール方法。 A layer structure, when laminated with the cell stack plate having a gas supply groove, using a liquid or sheet-like adhesive or sealant, a curing process performed after fastening the cell stack, fastened by further increasing the pressure gas sealing method of a polymer electrolyte fuel cell stack, characterized in that.
  12. 【請求項12】 アノード集電体、アノード触媒層、イオン交換膜、カソード触媒層、カソード集電体からなる5 12. The anode current collector, anode catalyst layer, ion-exchange membrane, cathode catalyst layer, a cathode current collector 5
    層構造を、ガス供給溝を有するセルスタックプレートと共に積層したセルスタックに於いて、セルスタックプレートがシール材と接触する部分の少なくとも一部に凹又は凸状の溝を形成することを特徴とする高分子電解質型燃料電池セルスタックのガスシール方法。 A layer structure, in the cell stack formed by stacking together the cell stack plate having a gas supply groove, the cell stack plate concave in at least part of the portion in contact with the sealing material and forming a convex groove gas sealing method of a polymer electrolyte fuel cell stack.
  13. 【請求項13】 ガスを分配供給するマニホールド穴を有するシール材付電極膜複合体であってシール材及びイオン交換膜と重ならない集電体部分にガスが透過するマニホールドが形成されたシール材付電極膜複合体と、マニホールド穴を有するセパレータープレートより成るセルスタックであって、集電体厚さ方向の断面をガスが通過する構造としたことを特徴とする高分子電解質型燃料電池セルスタック。 13. With sealing material manifold is formed of gas permeable to a with sealant membrane electrode assembly collector portion that does not overlap with the sealing material and the ion-exchange membrane having a manifold hole distribution for supplying gas a membrane electrode assembly, a cell stack consisting of a separator plate having a manifold hole, a polymer electrolyte fuel cell stack, characterized in that the current collector thickness direction of the cross-section has a structure in which gas passes.
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JP (1) JPH0845517A (en)

Cited By (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0774794A1 (en) * 1995-11-15 1997-05-21 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Integrated seal for fuel cell with polymeric electrolyte
EP0966770A1 (en) 1997-01-29 1999-12-29 Magnet-Motor Gesellschaft für magnetmotorische Technik mbH Membrane-electrode unit with an integrated wear ring, and production process
JP2001102072A (en) * 1999-09-30 2001-04-13 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell
WO2001029921A1 (en) * 1999-10-18 2001-04-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte type fuel cell and production method therefor
JP2001510932A (en) * 1997-07-16 2001-08-07 バラード パワー システムズ インコーポレイティド Manufacturing method of the elastic seal and the seal for the membrane electrode assembly in the electrochemical fuel cell (mea)
WO2002001658A1 (en) * 2000-06-29 2002-01-03 Nok Corporation Constituent part for fuel cell
WO2002023655A1 (en) * 2000-09-18 2002-03-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solid polymer type fuel battery
WO2002043172A1 (en) 2000-11-21 2002-05-30 Nok Corporation Constituent part for fuel cell
EP1220346A1 (en) * 2000-12-29 2002-07-03 Commissariat A L'energie Atomique Composite basic element and seal thereof for a fuel cell and method for fabricating of said assembly
WO2002061869A1 (en) * 2001-01-31 2002-08-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High polymer electrolyte fuel cell and electrolyte film-gasket assembly for the fuel cell
US6444346B1 (en) 1998-07-21 2002-09-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cells stack
JP2002533869A (en) * 1998-08-10 2002-10-08 アヴェンティス・リサーチ・ウント・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー pem fuel cell having improved long-term performance, a method of operating pem fuel cell and pem fuel cell battery
JP2002352817A (en) * 2001-05-25 2002-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polymer electrolyte fuel cell
WO2003005468A1 (en) * 2001-07-06 2003-01-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Trimming apparatus and method for fuel cell membrane/electrode coupling and transporting apparatus
EP1291946A2 (en) * 2001-09-11 2003-03-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell and conductive separator plate thereof
JP2003086232A (en) * 2001-09-11 2003-03-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell stack
US6699610B2 (en) 2001-04-16 2004-03-02 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Anode stream recirculation system for a fuel cell
US6742650B2 (en) 2001-07-24 2004-06-01 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Metal hydride storage canister design and its manufacture
EP1443579A2 (en) * 2002-07-19 2004-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seal structure of fuel cell unit and manufacturing method of the same
JP2004303723A (en) * 2003-03-14 2004-10-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polymer electrolyte fuel cell
US6844101B2 (en) 2002-01-04 2005-01-18 Ballard Power Systems Inc. Separator with fluid distribution features for use with a membrane electrode assembly in a fuel cell
US6846587B2 (en) 2001-08-15 2005-01-25 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Diaphragm pump and anode stream recirculation system using such pump for a fuel cell
EP1511103A2 (en) * 2003-08-22 2005-03-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
JP2005085594A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Fuji Electric Holdings Co Ltd Solid polymer electrolyte type fuel cell and manufacturing method of the same
JP2005158690A (en) * 2003-10-27 2005-06-16 Mitsubishi Electric Corp Fuel cell and manufacturing method of same
JP2005310804A (en) * 2005-07-21 2005-11-04 Hitachi Ltd Separator for solid polymer fuel cell, solid polymer fuel cell using the same, and power generation system
JP2006114227A (en) * 2004-10-12 2006-04-27 Nok Corp Sealing structure of fuel battery cell
WO2006054399A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-26 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell separator
JP2006164628A (en) * 2004-12-03 2006-06-22 Toagosei Co Ltd Electrolyte film and fuel cell
JP2006164659A (en) * 2004-12-06 2006-06-22 Mitsubishi Electric Corp Fuel battery cell
US7081314B2 (en) 2000-05-02 2006-07-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell having sealant for sealing a solid polymer electrolyte membrane
JP2006216424A (en) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp Fuel cell
WO2006121041A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cell
JP2007012583A (en) * 2005-06-02 2007-01-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Solid polyelectrolyte fuel cell
WO2007026797A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 Nissan Motor Co., Ltd. Electrolytic membrane-electrode assembly
WO2007043587A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Japan Gore-Tex Inc. Membrane electrode joint product and solid polymer electrolyte fuel battery
JP2007109664A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Gm Global Technology Operations Inc Fuel cell provided with hydrophobic diffusion media
JP2007141792A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Toyota Motor Corp Fuel cell and manufacturing method therefor
JP2007179769A (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2007184212A (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2007250249A (en) * 2006-03-14 2007-09-27 Toyota Motor Corp Seal integrated membrane-electrode assembly
US7276310B2 (en) 2003-04-02 2007-10-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrolyte membrane for a fuel cell, electrolyte membrane electrode assembly for a fuel cell, and a fuel cell
JP2007299550A (en) * 2006-04-27 2007-11-15 Toyota Motor Corp Fuel cell
KR100786368B1 (en) * 2006-06-21 2007-12-17 평화오일씰공업주식회사 Unit cell for fuel cell stack
JP2007335353A (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Toyota Motor Corp Fuel cell
WO2008001755A1 (en) * 2006-06-26 2008-01-03 Panasonic Corporation Solid polymer electrolyte fuel cell
JP2008078148A (en) * 2007-10-24 2008-04-03 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2008516395A (en) * 2004-10-08 2008-05-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Curable subgasket for a membrane electrode assembly
WO2008059980A1 (en) * 2006-11-14 2008-05-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell, method for manufacturing fuel cell, and unit cell assembly
JP2008523574A (en) * 2004-12-13 2008-07-03 ゼネラル・モーターズ・コーポレーションGeneral Motors Corporation Design for unitized mea, methods, and processes
US7404848B2 (en) 2004-11-29 2008-07-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Humidifier and a method for producing the same
US7407723B2 (en) * 2004-02-02 2008-08-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
JP2008218205A (en) * 2007-03-05 2008-09-18 Toyota Motor Corp Manufacturing method of fuel cell module, manufacturing method of fuel cell, and fuel cell
JP2009009912A (en) * 2007-06-29 2009-01-15 Nissan Motor Co Ltd Assembling system and assembling method for fuel cell, and fuel cell assembled by the same assembly method
JP2009099311A (en) * 2007-10-15 2009-05-07 Equos Research Co Ltd Fuel cell stack
US7534517B2 (en) 2003-10-27 2009-05-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Fuel cell and method for manufacture thereof
JP2009123579A (en) * 2007-11-16 2009-06-04 Toyota Motor Corp Membrane electrode assembly, and manufacturing method of membrane electrode assembly
JP2009522720A (en) * 2005-12-29 2009-06-11 ユーティーシー パワー コーポレイション Integrated electrode assembly for a fuel cell was ultrasonically welded
JP2009129759A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Dainippon Printing Co Ltd Electrolyte membrane-catalyst layer assembly with reinforcing sheet, electrolyte membrane-electrode assembly with reinforcing sheet using the same, and solid polymer fuel cell
US7569298B2 (en) 2001-06-08 2009-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Separator seal structure for a fuel cell
JP2009193922A (en) * 2008-02-18 2009-08-27 Toshiba Corp Fuel cell
JP2009252479A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Tokai Rubber Ind Ltd Fuel cell module and method for manufacturing thereof
US7651805B2 (en) 2000-05-02 2010-01-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell having sealant for sealing a solid polymer electrolyte membrane
JP2010092876A (en) * 2003-03-14 2010-04-22 Panasonic Corp Polymer electrolyte fuel cell
JP2010186721A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Toyota Motor Corp Method of manufacturing fuel cell-constituting material
JP2010192460A (en) * 2010-04-28 2010-09-02 Tokai Rubber Ind Ltd Manufacturing method of fuel cell module
JP2012190720A (en) * 2011-03-11 2012-10-04 Toppan Printing Co Ltd Membrane electrode assembly in solid polymer fuel cell and method for manufacturing the same
US8512907B2 (en) 2007-09-27 2013-08-20 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Membrane catalyst layer assembly with reinforcing films, membrane electrode assembly with reinforcing films, and polymer electrolyte fuel cells
US8993188B2 (en) 2007-01-29 2015-03-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaishi Fuel cell and separator constituting the same
WO2015045201A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell and separator
JP2016007748A (en) * 2014-06-24 2016-01-18 日東電工株式会社 Adhesion structure
WO2017221699A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Fuel cell

Cited By (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0774794A1 (en) * 1995-11-15 1997-05-21 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Integrated seal for fuel cell with polymeric electrolyte
US5928807A (en) * 1995-11-15 1999-07-27 Ballard Power Systems Inc. Integrated seal for a PEM fuel cell
EP0966770A1 (en) 1997-01-29 1999-12-29 Magnet-Motor Gesellschaft für magnetmotorische Technik mbH Membrane-electrode unit with an integrated wear ring, and production process
EP0966770B2 (en) 1997-01-29 2009-09-02 Proton Motor Fuel Cell GmbH Membrane-electrode unit with an integrated wear ring, and production process
JP2001510932A (en) * 1997-07-16 2001-08-07 バラード パワー システムズ インコーポレイティド Manufacturing method of the elastic seal and the seal for the membrane electrode assembly in the electrochemical fuel cell (mea)
US6444346B1 (en) 1998-07-21 2002-09-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cells stack
JP2002533869A (en) * 1998-08-10 2002-10-08 アヴェンティス・リサーチ・ウント・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー pem fuel cell having improved long-term performance, a method of operating pem fuel cell and pem fuel cell battery
JP2001102072A (en) * 1999-09-30 2001-04-13 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell
JP4576646B2 (en) * 1999-09-30 2010-11-10 アイシン精機株式会社 Fuel cell
WO2001029921A1 (en) * 1999-10-18 2001-04-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte type fuel cell and production method therefor
US7081314B2 (en) 2000-05-02 2006-07-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell having sealant for sealing a solid polymer electrolyte membrane
US7651805B2 (en) 2000-05-02 2010-01-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell having sealant for sealing a solid polymer electrolyte membrane
WO2002001658A1 (en) * 2000-06-29 2002-01-03 Nok Corporation Constituent part for fuel cell
US7504173B2 (en) 2000-06-29 2009-03-17 Nok Corporation Constituent part for fuel cell
WO2002023655A1 (en) * 2000-09-18 2002-03-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solid polymer type fuel battery
US7001688B2 (en) 2000-09-18 2006-02-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solid polymer type fuel battery
WO2002043172A1 (en) 2000-11-21 2002-05-30 Nok Corporation Constituent part for fuel cell
US7226685B2 (en) 2000-11-21 2007-06-05 Nok Corporation Constituent part for fuel cell
EP1220346A1 (en) * 2000-12-29 2002-07-03 Commissariat A L'energie Atomique Composite basic element and seal thereof for a fuel cell and method for fabricating of said assembly
FR2819108A1 (en) * 2000-12-29 2002-07-05 Commissariat Energie Atomique composite base element and gasket for fuel cell and method of manufacture of the entire
WO2002061869A1 (en) * 2001-01-31 2002-08-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High polymer electrolyte fuel cell and electrolyte film-gasket assembly for the fuel cell
US6840969B2 (en) 2001-01-31 2005-01-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High polymer electrolyte fuel cell and electrolyte film-gasket assembly for the fuel cell
US6699610B2 (en) 2001-04-16 2004-03-02 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Anode stream recirculation system for a fuel cell
JP2002352817A (en) * 2001-05-25 2002-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polymer electrolyte fuel cell
US7569298B2 (en) 2001-06-08 2009-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Separator seal structure for a fuel cell
WO2003005468A1 (en) * 2001-07-06 2003-01-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Trimming apparatus and method for fuel cell membrane/electrode coupling and transporting apparatus
US7011004B2 (en) 2001-07-06 2006-03-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Trimming apparatus and method for fuel cell membrane/electrode coupling and transporting apparatus
US6742650B2 (en) 2001-07-24 2004-06-01 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Metal hydride storage canister design and its manufacture
US6846587B2 (en) 2001-08-15 2005-01-25 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Diaphragm pump and anode stream recirculation system using such pump for a fuel cell
JP2003086232A (en) * 2001-09-11 2003-03-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell stack
US6933070B2 (en) 2001-09-11 2005-08-23 Matushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell and conductive separator plate thereof
EP1291946A2 (en) * 2001-09-11 2003-03-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell and conductive separator plate thereof
EP1291946A3 (en) * 2001-09-11 2006-03-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell and conductive separator plate thereof
US6844101B2 (en) 2002-01-04 2005-01-18 Ballard Power Systems Inc. Separator with fluid distribution features for use with a membrane electrode assembly in a fuel cell
EP1443579A2 (en) * 2002-07-19 2004-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seal structure of fuel cell unit and manufacturing method of the same
EP1443579A3 (en) * 2002-07-19 2004-08-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seal structure of fuel cell unit and manufacturing method of the same
JP2010092876A (en) * 2003-03-14 2010-04-22 Panasonic Corp Polymer electrolyte fuel cell
JP2004303723A (en) * 2003-03-14 2004-10-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polymer electrolyte fuel cell
US7276310B2 (en) 2003-04-02 2007-10-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrolyte membrane for a fuel cell, electrolyte membrane electrode assembly for a fuel cell, and a fuel cell
EP1511103A2 (en) * 2003-08-22 2005-03-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
US7572539B2 (en) 2003-08-22 2009-08-11 Panasonic Corporation Polymer electrolyte fuel cell
EP1511103A3 (en) * 2003-08-22 2008-08-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
JP2005085594A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Fuji Electric Holdings Co Ltd Solid polymer electrolyte type fuel cell and manufacturing method of the same
JP2005158690A (en) * 2003-10-27 2005-06-16 Mitsubishi Electric Corp Fuel cell and manufacturing method of same
US7534517B2 (en) 2003-10-27 2009-05-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Fuel cell and method for manufacture thereof
US7407723B2 (en) * 2004-02-02 2008-08-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
JP2008516395A (en) * 2004-10-08 2008-05-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Curable subgasket for a membrane electrode assembly
JP2006114227A (en) * 2004-10-12 2006-04-27 Nok Corp Sealing structure of fuel battery cell
WO2006054399A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-26 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell separator
US7404848B2 (en) 2004-11-29 2008-07-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Humidifier and a method for producing the same
JP2006164628A (en) * 2004-12-03 2006-06-22 Toagosei Co Ltd Electrolyte film and fuel cell
JP2006164659A (en) * 2004-12-06 2006-06-22 Mitsubishi Electric Corp Fuel battery cell
JP4871295B2 (en) * 2004-12-13 2012-02-08 ゼネラル・モーターズ・コーポレーションGeneral Motors Corporation Design for unitized mea, methods, and processes
JP2008523574A (en) * 2004-12-13 2008-07-03 ゼネラル・モーターズ・コーポレーションGeneral Motors Corporation Design for unitized mea, methods, and processes
JP2006216424A (en) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp Fuel cell
WO2006121041A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cell
JP4995573B2 (en) * 2005-05-11 2012-08-08 パナソニック株式会社 Fuel cell
US8404401B2 (en) 2005-05-11 2013-03-26 Panasonic Corporation Fuel cell having improved contact between separators and gas diffusion layers
JP2007012583A (en) * 2005-06-02 2007-01-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Solid polyelectrolyte fuel cell
JP2005310804A (en) * 2005-07-21 2005-11-04 Hitachi Ltd Separator for solid polymer fuel cell, solid polymer fuel cell using the same, and power generation system
JP4647421B2 (en) * 2005-07-21 2011-03-09 株式会社日立製作所 Its seal member and the polymer electrolyte fuel cell separator and a solid polymer fuel cell and power generation system using the same
WO2007026797A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 Nissan Motor Co., Ltd. Electrolytic membrane-electrode assembly
WO2007043587A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Japan Gore-Tex Inc. Membrane electrode joint product and solid polymer electrolyte fuel battery
JP2007109576A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Japan Gore Tex Inc Membrane electrode assembly and solid polymer fuel cell
JP2007109664A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Gm Global Technology Operations Inc Fuel cell provided with hydrophobic diffusion media
JP2007141792A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Toyota Motor Corp Fuel cell and manufacturing method therefor
JP2007179769A (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Toyota Motor Corp Fuel cell
US8921010B2 (en) 2005-12-29 2014-12-30 Ballard Power Systems Inc. Method of preparing a fuel cell unitized electrode assembly by ultrasonic welding
JP2009522720A (en) * 2005-12-29 2009-06-11 ユーティーシー パワー コーポレイション Integrated electrode assembly for a fuel cell was ultrasonically welded
JP2007184212A (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2007250249A (en) * 2006-03-14 2007-09-27 Toyota Motor Corp Seal integrated membrane-electrode assembly
JP2007299550A (en) * 2006-04-27 2007-11-15 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2007335353A (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Toyota Motor Corp Fuel cell
KR100786368B1 (en) * 2006-06-21 2007-12-17 평화오일씰공업주식회사 Unit cell for fuel cell stack
WO2008001755A1 (en) * 2006-06-26 2008-01-03 Panasonic Corporation Solid polymer electrolyte fuel cell
US7833673B2 (en) 2006-06-26 2010-11-16 Panasonic Corporation Solid polymer electrolytic fuel cell
JP2008123883A (en) * 2006-11-14 2008-05-29 Toyota Motor Corp Fuel cell, manufacturing method of fuel cell, and unit cell assembly
US8227141B2 (en) 2006-11-14 2012-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell, method of manufacturing fuel cell, and unit cell assembly
WO2008059980A1 (en) * 2006-11-14 2008-05-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell, method for manufacturing fuel cell, and unit cell assembly
US8993188B2 (en) 2007-01-29 2015-03-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaishi Fuel cell and separator constituting the same
JP2008218205A (en) * 2007-03-05 2008-09-18 Toyota Motor Corp Manufacturing method of fuel cell module, manufacturing method of fuel cell, and fuel cell
JP2009009912A (en) * 2007-06-29 2009-01-15 Nissan Motor Co Ltd Assembling system and assembling method for fuel cell, and fuel cell assembled by the same assembly method
US8512907B2 (en) 2007-09-27 2013-08-20 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Membrane catalyst layer assembly with reinforcing films, membrane electrode assembly with reinforcing films, and polymer electrolyte fuel cells
JP2009099311A (en) * 2007-10-15 2009-05-07 Equos Research Co Ltd Fuel cell stack
JP2008078148A (en) * 2007-10-24 2008-04-03 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2009123579A (en) * 2007-11-16 2009-06-04 Toyota Motor Corp Membrane electrode assembly, and manufacturing method of membrane electrode assembly
JP2009129759A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Dainippon Printing Co Ltd Electrolyte membrane-catalyst layer assembly with reinforcing sheet, electrolyte membrane-electrode assembly with reinforcing sheet using the same, and solid polymer fuel cell
JP2009193922A (en) * 2008-02-18 2009-08-27 Toshiba Corp Fuel cell
JP4526093B2 (en) * 2008-04-04 2010-08-18 トヨタ自動車株式会社 The fuel cell module
US8679702B2 (en) 2008-04-04 2014-03-25 Tokai Rubber Industries, Ltd. Fuel cell module and manufacturing method thereof
JP2009252479A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Tokai Rubber Ind Ltd Fuel cell module and method for manufacturing thereof
JP2010186721A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Toyota Motor Corp Method of manufacturing fuel cell-constituting material
JP2010192460A (en) * 2010-04-28 2010-09-02 Tokai Rubber Ind Ltd Manufacturing method of fuel cell module
JP2012190720A (en) * 2011-03-11 2012-10-04 Toppan Printing Co Ltd Membrane electrode assembly in solid polymer fuel cell and method for manufacturing the same
WO2015045201A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell and separator
JP2015092445A (en) * 2013-09-30 2015-05-14 ブラザー工業株式会社 Fuel cell and separator
JP2016007748A (en) * 2014-06-24 2016-01-18 日東電工株式会社 Adhesion structure
WO2017221699A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Fuel cell

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