JPH11219714A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPH11219714A JPH11219714A JP10021801A JP2180198A JPH11219714A JP H11219714 A JPH11219714 A JP H11219714A JP 10021801 A JP10021801 A JP 10021801A JP 2180198 A JP2180198 A JP 2180198A JP H11219714 A JPH11219714 A JP H11219714A
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- fuel cell
- rubber
- gasket
- exchange membrane
- ion exchange
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で、耐薬品性特に耐酸性が強く、高いシ
ール性を発揮するエラストマー層に接着層を設け、位置
決めしやすく組立の容易なガスケットを用いた、経済性
の高い固体高分子電解質型燃料電池を提供することする
ことを目的とする。 【解決手段】 正極１２、電解質板１１、負極１２から
なる単位セルの周縁にガスケット３１を配し、セパレー
タ板２を介在して積層された燃料電池において、ガスケ
ットはセパレータ板２の少なくとも片面にエラストマー
層３３を接着層を介して接着した構成とする。
ール性を発揮するエラストマー層に接着層を設け、位置
決めしやすく組立の容易なガスケットを用いた、経済性
の高い固体高分子電解質型燃料電池を提供することする
ことを目的とする。 【解決手段】 正極１２、電解質板１１、負極１２から
なる単位セルの周縁にガスケット３１を配し、セパレー
タ板２を介在して積層された燃料電池において、ガスケ
ットはセパレータ板２の少なくとも片面にエラストマー
層３３を接着層を介して接着した構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料として純水
素、またはメタノール及び化石燃料からの改質水素など
の還元剤を用い、空気や酸素を酸化剤とする燃料電池に
関するものであり、特に固体高分子電解質型燃料電池の
ガスケットに関するものである。
素、またはメタノール及び化石燃料からの改質水素など
の還元剤を用い、空気や酸素を酸化剤とする燃料電池に
関するものであり、特に固体高分子電解質型燃料電池の
ガスケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば固体高分子電解質型燃料電池は、
固体高分子電解質にプロトン伝導体であるカチオン交換
膜を用い、燃料として水素を、酸化剤として酸素を導入
した場合には、次の（化１）、（化２）反応が起こるこ
とが知られている。
固体高分子電解質にプロトン伝導体であるカチオン交換
膜を用い、燃料として水素を、酸化剤として酸素を導入
した場合には、次の（化１）、（化２）反応が起こるこ
とが知られている。
【０００３】
【化１】
【０００４】
【化２】
【０００５】負極では水素がプロトンと電子に解離す
る。プロトンはカチオン交換膜中を正極に向かって移動
し、電子は導電性のセパレータ板と直列に積層されたセ
ルとさらに外部の回路を移動して正極に至り、このとき
発電が行われる。一方、正極ではカチオン交換膜中を移
動してきたプロトンと外部回路を移動してきた電子と外
部から導入された酸素とが反応し水を生成する。この反
応は発熱を伴うので全体として水素と酸素から電気と水
と熱を発生する。
る。プロトンはカチオン交換膜中を正極に向かって移動
し、電子は導電性のセパレータ板と直列に積層されたセ
ルとさらに外部の回路を移動して正極に至り、このとき
発電が行われる。一方、正極ではカチオン交換膜中を移
動してきたプロトンと外部回路を移動してきた電子と外
部から導入された酸素とが反応し水を生成する。この反
応は発熱を伴うので全体として水素と酸素から電気と水
と熱を発生する。
【０００６】固体高分子電解質型燃料電池が他の燃料電
池と大きく異なる点は、電解質が固体高分子であるイオ
ン交換膜で構成されている点である。このイオン交換膜
にはパーフルオロカーボンスルホン酸膜（米国、デュポ
ン社製 商品名ナフィオン）等が用いられるが、この膜
が十分なプロトン導電性を示すためには膜が十分に水和
している必要がある。イオン交換膜を水和させる方法と
しては、例えばＪ．Ｅｌｅｃｔｏｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．１３５（１９８８）２２０９頁に記載されているよ
うに反応ガスを加湿器に通すことによって水蒸気をセル
内に導入してイオン交換膜の乾燥を防ぐ方法が取られ
る。また、各セルをシールする方法としては、例えば
Ｊ．Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ，２９（１９９０）３
６７頁に記載されているようにイオン交換膜の面積を電
極面積よりも大きくし、イオン交換膜の電極と接合され
ていない周囲部分を上下のガスケットで挟み込む方法が
取られる。
池と大きく異なる点は、電解質が固体高分子であるイオ
ン交換膜で構成されている点である。このイオン交換膜
にはパーフルオロカーボンスルホン酸膜（米国、デュポ
ン社製 商品名ナフィオン）等が用いられるが、この膜
が十分なプロトン導電性を示すためには膜が十分に水和
している必要がある。イオン交換膜を水和させる方法と
しては、例えばＪ．Ｅｌｅｃｔｏｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．１３５（１９８８）２２０９頁に記載されているよ
うに反応ガスを加湿器に通すことによって水蒸気をセル
内に導入してイオン交換膜の乾燥を防ぐ方法が取られ
る。また、各セルをシールする方法としては、例えば
Ｊ．Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ，２９（１９９０）３
６７頁に記載されているようにイオン交換膜の面積を電
極面積よりも大きくし、イオン交換膜の電極と接合され
ていない周囲部分を上下のガスケットで挟み込む方法が
取られる。
【０００７】ガスケットの材質としてはポリテトラフル
オロエチレン（米国，デュポン社製商品名テフロン）を
コーティングしたガラス繊維布やフッ素ゴムが用いられ
ている。また、米国特許第４，８２６，７４１号ではシ
リコンゴムやフッ素ゴムが用いられている。
オロエチレン（米国，デュポン社製商品名テフロン）を
コーティングしたガラス繊維布やフッ素ゴムが用いられ
ている。また、米国特許第４，８２６，７４１号ではシ
リコンゴムやフッ素ゴムが用いられている。
【０００８】図２は、一般的な固体高分子電解質型燃料
電池の積層電池の外観図である。グラッシーカーボンな
どの導電性の素材からなるセパレータ板２と絶縁性のガ
スケット１が交互に積み重ねられ、最外側のセパレータ
板に銅製の集電板３が密着されている。この積層体を絶
縁板４を介してステンレス製のエンドプレート５ではさ
み、エンドプレート間をボルトとナットで締めつける構
造となっている。
電池の積層電池の外観図である。グラッシーカーボンな
どの導電性の素材からなるセパレータ板２と絶縁性のガ
スケット１が交互に積み重ねられ、最外側のセパレータ
板に銅製の集電板３が密着されている。この積層体を絶
縁板４を介してステンレス製のエンドプレート５ではさ
み、エンドプレート間をボルトとナットで締めつける構
造となっている。
【０００９】図３は一般的な積層電池内部セルの断面図
を示した図である。中央のイオン交換膜１１の両面に電
極１２が接合され、その接合体の上下に溝付きのセパレ
ータ板２が位置している。イオン交換膜の面積は電極１
２よりも大きくなっており、周囲をガスケットではさみ
込み、各セルのシールとセパレータ板どうし間の絶縁を
行っている。図に示したように必要に応じて積層体の内
部にガス通路１３を設置する場合（内部マニホールド
型）には、ガスケットがこのガス通路のシールも行う。
溝付きのセパレータ板２は溝の部分に多孔質状の溝付き
板をはめ込む場合やメッシュなどを用いるなどの様々な
構造が可能である。
を示した図である。中央のイオン交換膜１１の両面に電
極１２が接合され、その接合体の上下に溝付きのセパレ
ータ板２が位置している。イオン交換膜の面積は電極１
２よりも大きくなっており、周囲をガスケットではさみ
込み、各セルのシールとセパレータ板どうし間の絶縁を
行っている。図に示したように必要に応じて積層体の内
部にガス通路１３を設置する場合（内部マニホールド
型）には、ガスケットがこのガス通路のシールも行う。
溝付きのセパレータ板２は溝の部分に多孔質状の溝付き
板をはめ込む場合やメッシュなどを用いるなどの様々な
構造が可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法では、各セルをスタックに構成する際、ガスケッ
トシートをセパレータ板上に正確に設置し、イオン交換
膜１１と電極１２の接合体を挟み込む作業において、柔
らかく、シート状のガスケットの位置決めが難しく、作
業効率が悪い。もしくは位置ずれによるシール不良を起
こしやすい問題点があった。
の方法では、各セルをスタックに構成する際、ガスケッ
トシートをセパレータ板上に正確に設置し、イオン交換
膜１１と電極１２の接合体を挟み込む作業において、柔
らかく、シート状のガスケットの位置決めが難しく、作
業効率が悪い。もしくは位置ずれによるシール不良を起
こしやすい問題点があった。
【００１１】また、内部に高圧のガスを用いた場合に、
エラストマー層がスタック外側に逃げる問題点があっ
た。
エラストマー層がスタック外側に逃げる問題点があっ
た。
【００１２】さらに、フッ素ゴムは高価であり、シリコ
ンゴムはイオン交換膜のスルホン基の酸性によって徐々
にシロキサン結合が切れ、劣化する問題点があった。
ンゴムはイオン交換膜のスルホン基の酸性によって徐々
にシロキサン結合が切れ、劣化する問題点があった。
【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、安価で、耐薬品性特に耐酸性が強く、高いシール性
を発揮するエラストマー層に、接着層を設け、位置決め
しやすく組立の容易なガスケットを用いた、経済性の高
い固体高分子電解質型燃料電池を提供することを目的と
する。
で、安価で、耐薬品性特に耐酸性が強く、高いシール性
を発揮するエラストマー層に、接着層を設け、位置決め
しやすく組立の容易なガスケットを用いた、経済性の高
い固体高分子電解質型燃料電池を提供することを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の燃料電池は固体高分子からなるイオン交
換膜と、このイオン交換膜に接する面に少なくとも電極
触媒層を有する正極および負極からなる単位セルの周縁
にガスケットを配し、セパレータ板を介在して積層され
た燃料電池において、セパレータ板の少なくとも片面に
エラストマー層を接着層を介して接着した構造のガスケ
ットを用いたものである。このことにより、セルスタッ
クの組立の際に、ガスケットをセパレータに接着するた
めに位置ずれを起こすことがなくなる。
めに、本発明の燃料電池は固体高分子からなるイオン交
換膜と、このイオン交換膜に接する面に少なくとも電極
触媒層を有する正極および負極からなる単位セルの周縁
にガスケットを配し、セパレータ板を介在して積層され
た燃料電池において、セパレータ板の少なくとも片面に
エラストマー層を接着層を介して接着した構造のガスケ
ットを用いたものである。このことにより、セルスタッ
クの組立の際に、ガスケットをセパレータに接着するた
めに位置ずれを起こすことがなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、固体高分子からなるイ
オン交換膜と、前記イオン交換膜に接する面に少なくと
も電極触媒層を有する正極および負極からなる単位セル
の周縁にガスケットを配し、セパレータ板を介在して積
層された燃料電池において、セパレータ板の少なくとも
片面にエラストマー層を接着層を介して接着した構造の
ガスケットを用いた燃料電池であり、この構成では、セ
ルスタックの組立の際にガスケットをセパレータに接着
するために位置ずれを起こすことなく、スピーディに作
業を進めることができる。また、エラストマー層がセパ
レータ板に接着されているために、内部に高圧のガスを
用いた場合にもエラストマー層と基板との接着力によっ
てエラストマー層が外側に逃げることはない。
オン交換膜と、前記イオン交換膜に接する面に少なくと
も電極触媒層を有する正極および負極からなる単位セル
の周縁にガスケットを配し、セパレータ板を介在して積
層された燃料電池において、セパレータ板の少なくとも
片面にエラストマー層を接着層を介して接着した構造の
ガスケットを用いた燃料電池であり、この構成では、セ
ルスタックの組立の際にガスケットをセパレータに接着
するために位置ずれを起こすことなく、スピーディに作
業を進めることができる。また、エラストマー層がセパ
レータ板に接着されているために、内部に高圧のガスを
用いた場合にもエラストマー層と基板との接着力によっ
てエラストマー層が外側に逃げることはない。
【００１６】さらに、エラストマーとして、オレフィン
系ゴムあるいはオレフィン系ゴムのブレンドゴムを用い
ることが好ましい。ポリマー主鎖中に不飽和結合を全
く、またはほとんど含まないオレフィン系のエラストマ
ーを用いた場合、主鎖中に二重結合を持つイソプレン系
ゴムやブタジエン系ゴム、ニトリルゴムやクロロプレン
ゴムなどのジエン系ゴムに比べて、耐薬品性、耐熱性、
耐候性に優れている。また、フッ素ゴムやシリコンゴム
に比べて安価である。
系ゴムあるいはオレフィン系ゴムのブレンドゴムを用い
ることが好ましい。ポリマー主鎖中に不飽和結合を全
く、またはほとんど含まないオレフィン系のエラストマ
ーを用いた場合、主鎖中に二重結合を持つイソプレン系
ゴムやブタジエン系ゴム、ニトリルゴムやクロロプレン
ゴムなどのジエン系ゴムに比べて、耐薬品性、耐熱性、
耐候性に優れている。また、フッ素ゴムやシリコンゴム
に比べて安価である。
【００１７】オレフィン系ゴムとしては、エチレン−プ
ロピレンゴム，アクリルゴム，ブチルゴム，ハロゲン化
ブチルゴムなどが好ましい。
ロピレンゴム，アクリルゴム，ブチルゴム，ハロゲン化
ブチルゴムなどが好ましい。
【００１８】（実施の形態）以下、本発明の燃料電池に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００１９】図１は本発明の実施例１のセルの断面を示
す。図中ガスケット２１は、セパレータ板の片面に厚み
０．７ｍｍのオレフィン系のエチレン−プロピレンゴム
（ＥＰＤＭ）のエラストマー層２３を接着層２２を介し
て接着したものである。本発明のガスケット２１は、イ
オン交換膜１１に接する部分が、セパレータ板２どうし
に挟まれた部分よりもさらに圧縮されることによってイ
オン交換膜１１の厚みを吸収しつつセパレータ板間、イ
オン交換膜とセパレータ間の両方のシールを行うことが
できる。エラストマー層だけのシートでは非常に柔らか
いためにセル及びガス通路の内圧が高圧になるとガスケ
ットが外側にずれて吹き切れてしまうのに対して、本発
明のガスケットの場合には、接着層の接着力によってス
ポンジ層のズレが防止されて吹き切れを起こさない。ま
た、セルスタックの組立の際には、ガスケットをセパレ
ータ板に予め接着しておくことができるために、組み立
て時にガスケットの位置ずれを起こすことなく、スピー
ディに作業を進めることが可能である。さらに、耐熱
性、耐酸性にも優れており、燃料電池の長期作動試験に
おいても影響はない。
す。図中ガスケット２１は、セパレータ板の片面に厚み
０．７ｍｍのオレフィン系のエチレン−プロピレンゴム
（ＥＰＤＭ）のエラストマー層２３を接着層２２を介し
て接着したものである。本発明のガスケット２１は、イ
オン交換膜１１に接する部分が、セパレータ板２どうし
に挟まれた部分よりもさらに圧縮されることによってイ
オン交換膜１１の厚みを吸収しつつセパレータ板間、イ
オン交換膜とセパレータ間の両方のシールを行うことが
できる。エラストマー層だけのシートでは非常に柔らか
いためにセル及びガス通路の内圧が高圧になるとガスケ
ットが外側にずれて吹き切れてしまうのに対して、本発
明のガスケットの場合には、接着層の接着力によってス
ポンジ層のズレが防止されて吹き切れを起こさない。ま
た、セルスタックの組立の際には、ガスケットをセパレ
ータ板に予め接着しておくことができるために、組み立
て時にガスケットの位置ずれを起こすことなく、スピー
ディに作業を進めることが可能である。さらに、耐熱
性、耐酸性にも優れており、燃料電池の長期作動試験に
おいても影響はない。
【００２０】なお、本実施の形態ではガスケットの材料
として前記の材質を用いたが、この固体高分子電解質型
燃料電池は作動温度が１５０℃以下であるので、フッ素
ゴムなど種々の弾性材料が使用できる。ただし、イオン
交換膜がその交換基としてスルホン酸基をもち酸性を示
し、また水が生成し反応ガスが加湿されるために、ガス
ケットの接触面は耐酸性、耐水蒸気性、耐熱水性等が必
要である。以上の耐熱性、耐酸性、耐水蒸気性、耐熱水
性等の条件が満たされればどのような材質を選択するこ
とも可能であり、本発明は実施例の材料に限定されな
い。
として前記の材質を用いたが、この固体高分子電解質型
燃料電池は作動温度が１５０℃以下であるので、フッ素
ゴムなど種々の弾性材料が使用できる。ただし、イオン
交換膜がその交換基としてスルホン酸基をもち酸性を示
し、また水が生成し反応ガスが加湿されるために、ガス
ケットの接触面は耐酸性、耐水蒸気性、耐熱水性等が必
要である。以上の耐熱性、耐酸性、耐水蒸気性、耐熱水
性等の条件が満たされればどのような材質を選択するこ
とも可能であり、本発明は実施例の材料に限定されな
い。
【００２１】さらに、本実施の形態ではガスケットを１
枚使用してイオン交換膜を一方向からシールする方法を
示したが、ガスケットを２枚使用してイオン交換膜を挟
み込む方法を使っても同様の効果が得られる。
枚使用してイオン交換膜を一方向からシールする方法を
示したが、ガスケットを２枚使用してイオン交換膜を挟
み込む方法を使っても同様の効果が得られる。
【００２２】
【実施例】（実施例１）実施の形態で示した図１の構成
により燃料電池を作製した。ガスケット２１は、セパレ
ータ板の片面に厚み０．７ｍｍのオレフィン系のエチレ
ン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）のエラストマー層２３
を接着層２２を介して接着したものとした。本発明のガ
スケットの場合には、接着層の接着力によってスポンジ
層のズレが防止されて吹き切れを起こさなかった。ま
た、セルスタックの組立の際には、ガスケットをセパレ
ータ板に予め接着しておくことができたために組み立て
時にガスケットの位置ずれを起こすことなく、スピーデ
ィに作業を進めることが可能となった。
により燃料電池を作製した。ガスケット２１は、セパレ
ータ板の片面に厚み０．７ｍｍのオレフィン系のエチレ
ン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）のエラストマー層２３
を接着層２２を介して接着したものとした。本発明のガ
スケットの場合には、接着層の接着力によってスポンジ
層のズレが防止されて吹き切れを起こさなかった。ま
た、セルスタックの組立の際には、ガスケットをセパレ
ータ板に予め接着しておくことができたために組み立て
時にガスケットの位置ずれを起こすことなく、スピーデ
ィに作業を進めることが可能となった。
【００２３】さらに８０℃の熱水中においてＥＰＤＭを
イオン交換膜と接触させて３ヶ月間保持し、エラストマ
ー素材の耐熱水性、耐酸性を試験した。ＥＰＤＭには何
ら変化無く、高い耐久性を示した。また、燃料電池の５
０００時間の長期作動試験においても影響はなかった。
イオン交換膜と接触させて３ヶ月間保持し、エラストマ
ー素材の耐熱水性、耐酸性を試験した。ＥＰＤＭには何
ら変化無く、高い耐久性を示した。また、燃料電池の５
０００時間の長期作動試験においても影響はなかった。
【００２４】（実施例２）上記実施例のエラストマーを
オレフィン系のブチルゴム（ＩＩＲ）とした他は、実施
例１と同様の構成とした。ＥＰＤＭと同様に上記、耐熱
性、耐酸性の試験において変化無く、燃料電池の長期作
動試験にも劣化は見られなかった。
オレフィン系のブチルゴム（ＩＩＲ）とした他は、実施
例１と同様の構成とした。ＥＰＤＭと同様に上記、耐熱
性、耐酸性の試験において変化無く、燃料電池の長期作
動試験にも劣化は見られなかった。
【００２５】（実施例３）上記実施例のエラストマーを
オレフィン系のアクリルゴム（ＡＣＭ）とした他は、実
施例１と同様の構成とした。ＥＰＤＭと同様に上記、耐
熱性、耐酸性の試験において変化無く、燃料電池の長期
作動試験にも劣化は見られなかった。
オレフィン系のアクリルゴム（ＡＣＭ）とした他は、実
施例１と同様の構成とした。ＥＰＤＭと同様に上記、耐
熱性、耐酸性の試験において変化無く、燃料電池の長期
作動試験にも劣化は見られなかった。
【００２６】（実施例４）上記実施例のエラストマーを
オレフィン系のハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）と
した他は、実施例１と同様の構成とした。ＥＰＤＭと同
様に上記、耐熱性、耐酸性の試験において変化無く、燃
料電池の長期作動試験にも劣化は見られなかった。
オレフィン系のハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）と
した他は、実施例１と同様の構成とした。ＥＰＤＭと同
様に上記、耐熱性、耐酸性の試験において変化無く、燃
料電池の長期作動試験にも劣化は見られなかった。
【００２７】（比較例１）上記実施例のエラストマーを
ジエン系のニトリルゴム（ＮＢＲ）とした他は、実施例
１と同様の構成とした。上記、耐熱性、耐酸性の試験に
おいてイオン交換膜が変色し、ゴムの弾性が低下してい
た。
ジエン系のニトリルゴム（ＮＢＲ）とした他は、実施例
１と同様の構成とした。上記、耐熱性、耐酸性の試験に
おいてイオン交換膜が変色し、ゴムの弾性が低下してい
た。
【００２８】（比較例２）上記実施例のエラストマーを
ジエン系のクロロプレンゴム（ＣＲ）とした他は、実施
例１と同様の構成とした。上記、耐熱性、耐酸性の試験
において４６日後に１６０％以上の膨潤が観察され、ゴ
ムの弾性が低下していた。
ジエン系のクロロプレンゴム（ＣＲ）とした他は、実施
例１と同様の構成とした。上記、耐熱性、耐酸性の試験
において４６日後に１６０％以上の膨潤が観察され、ゴ
ムの弾性が低下していた。
【００２９】（比較例３）上記実施例のエラストマーを
シリコンゴムとした他は、実施例１と同様の構成とし
た。上記、耐熱性、耐酸性の試験において４６日後に
は、イオン交換膜と接触していた部分のゴムが劣化し微
粉化しているのが観察された。また、燃料電池の長期作
動試験においては、イオン交換膜とシリコンガスケット
の接触部がシリカ（ＳｉＯ3） 状に微粉化していた。
シリコンゴムとした他は、実施例１と同様の構成とし
た。上記、耐熱性、耐酸性の試験において４６日後に
は、イオン交換膜と接触していた部分のゴムが劣化し微
粉化しているのが観察された。また、燃料電池の長期作
動試験においては、イオン交換膜とシリコンガスケット
の接触部がシリカ（ＳｉＯ3） 状に微粉化していた。
【００３０】（比較例４）上記実施例のエラストマーを
ブタジエン系のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とし
た他は、実施例１と同様の構成とした。上記、耐熱性、
耐酸性の試験において１ヶ月後には、ゴムが膨潤劣化し
ているのが観察された。
ブタジエン系のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とし
た他は、実施例１と同様の構成とした。上記、耐熱性、
耐酸性の試験において１ヶ月後には、ゴムが膨潤劣化し
ているのが観察された。
【００３１】以下に、上記実施例と比較例のエラストマ
ーの構造式を表１にまとめて示す。
ーの構造式を表１にまとめて示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】なお、上記エラストマーどうし、または他
のエラストマーとブレンドした材料を用いた場合におい
ても同様の効果が得られた。
のエラストマーとブレンドした材料を用いた場合におい
ても同様の効果が得られた。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、安価で、
耐薬品性特に耐酸性が強く、高いシール性を発揮するエ
ラストマー層に、接着層を設た、位置決めしやすく組立
の容易なガスケットを用いた、経済性の高い固体高分子
電解質型燃料電池を提供することができる。
耐薬品性特に耐酸性が強く、高いシール性を発揮するエ
ラストマー層に、接着層を設た、位置決めしやすく組立
の容易なガスケットを用いた、経済性の高い固体高分子
電解質型燃料電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例におけるセルの断面図
【図２】従来の固体高分子電解質型燃料電池の外観図
【図３】従来のセルの断面図
１ ガスケット ２ セパレータ板 ３ 集電板 ４ 絶縁板 ５ エンドプレート ６ 水素入口 ７ 水素出口 ８ 酸素入口 ９ 酸素出口 １０ 排水ドレン １１ イオン交換膜 １２ 電極 １３ ガス通路 ２１ 実施例１のガスケット ２２ 接着層 ２３ スポンジ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小原 英夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 江田 信夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】固体高分子からなるイオン交換膜と、前記
イオン交換膜に接する面に少なくとも電極触媒層を有す
る正極および負極からなる単位セルの周縁にガスケット
を配し、セパレータ板を介在して積層された燃料電池に
おいて、セパレータ板の少なくとも片面にエラストマー
層を接着層を介して接着した構造のガスケットを用いた
燃料電池。 - 【請求項２】エラストマーがオレフィン系ゴムまたはオ
レフィン系ゴムのブレンドゴムからなることを特徴とし
た請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】オレフィン系ゴムがエチレン−プロピレン
ゴム，アクリルゴム，ブチルゴムあるいはハロゲン化ブ
チルゴムの群より選ばれた少なくとも一つである請求項
２記載の燃料電池。
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