JP2003017092A - 電解質膜・電極構造体及び燃料電池セル - Google Patents
電解質膜・電極構造体及び燃料電池セルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体高分子電解質膜の折り曲りやたわみを防
止して取り扱いの利便性を高めることができる電解質膜
・電極構造体を提供する。 【解決手段】 固体高分子電解質膜３２とその両側のガ
ス拡散電極３４、３６で構成した電解質膜・電極構造体
３０であって、前記ガス拡散電極３６の一方の外周に、
額状のシール部材３８を一体的に設けて前記固体高分子
電解質膜３２と同一サイズの平坦面３７を形成し、当該
平坦面３７を前記固体高分子電解質膜３２に密着させて
固体高分子電解質膜３２を覆いかつ支持可能に形成して
なることを特徴とする。
止して取り扱いの利便性を高めることができる電解質膜
・電極構造体を提供する。 【解決手段】 固体高分子電解質膜３２とその両側のガ
ス拡散電極３４、３６で構成した電解質膜・電極構造体
３０であって、前記ガス拡散電極３６の一方の外周に、
額状のシール部材３８を一体的に設けて前記固体高分子
電解質膜３２と同一サイズの平坦面３７を形成し、当該
平坦面３７を前記固体高分子電解質膜３２に密着させて
固体高分子電解質膜３２を覆いかつ支持可能に形成して
なることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、固体高分子電解
質膜とその両側のガス拡散電極で形成した電解質膜・電
極構造体、及びこれを一対のセパレータで挟持した燃料
電池セルに係り、特に、固体高分子電解質膜の外周側の
シール性を向上させ、外部へのガス流出を防止する電解
質膜・電極構造体及び燃料電池セルに関するものであ
る。
質膜とその両側のガス拡散電極で形成した電解質膜・電
極構造体、及びこれを一対のセパレータで挟持した燃料
電池セルに係り、特に、固体高分子電解質膜の外周側の
シール性を向上させ、外部へのガス流出を防止する電解
質膜・電極構造体及び燃料電池セルに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池には、固体高分子電解質膜とそ
の両側のアノード側拡散層とカソード側拡散層とで構成
された電解質膜・電極構造体を、一対のセパレータで挟
持して燃料電池セルを構成し、この燃料電池セルを複数
積層（スタック）させた構造のものがある。
の両側のアノード側拡散層とカソード側拡散層とで構成
された電解質膜・電極構造体を、一対のセパレータで挟
持して燃料電池セルを構成し、この燃料電池セルを複数
積層（スタック）させた構造のものがある。
【０００３】この一例を図１０、図１１によって説明す
ると、これらの図において１は電解質膜・電極構造体を
示し、この電解質膜・電極構造体１は、固体高分子電解
質膜２と、その両側に設けたガス拡散層（アノード側拡
散層とカソード側拡散層）３、４で構成されている。前
記固体高分子電解質膜２と、それぞれのガス拡散層３，
４の間には触媒層が形成してある。前記固体高分子電解
質膜２は、その両側のアノード側拡散層３とカソード側
拡散層４より平面寸法を大きく形成してあり、拡散層
３、４の外周に固体高分子電解質膜２がはみ出した構造
となっている。この電解質膜・電極構造体１の両面に
は、図１１に示すように一対のセパレータ５、６が配設
され、各セパレータ５、６同士の対向面周縁側にリング
状のシール部材７をセットして、このシール部材７によ
り固体高分子電解質膜２を挟持し、その状態で両セパレ
ータ５、６で電解質膜・電極構造体１を挟持して、燃料
電池セル８を構成している。なお、両セパレータ５、６
には燃料ガスや酸化ガス、冷却媒体を供給するためのガ
ス通路孔９、１０、冷却媒体通路孔１１が形成してあ
る。
ると、これらの図において１は電解質膜・電極構造体を
示し、この電解質膜・電極構造体１は、固体高分子電解
質膜２と、その両側に設けたガス拡散層（アノード側拡
散層とカソード側拡散層）３、４で構成されている。前
記固体高分子電解質膜２と、それぞれのガス拡散層３，
４の間には触媒層が形成してある。前記固体高分子電解
質膜２は、その両側のアノード側拡散層３とカソード側
拡散層４より平面寸法を大きく形成してあり、拡散層
３、４の外周に固体高分子電解質膜２がはみ出した構造
となっている。この電解質膜・電極構造体１の両面に
は、図１１に示すように一対のセパレータ５、６が配設
され、各セパレータ５、６同士の対向面周縁側にリング
状のシール部材７をセットして、このシール部材７によ
り固体高分子電解質膜２を挟持し、その状態で両セパレ
ータ５、６で電解質膜・電極構造体１を挟持して、燃料
電池セル８を構成している。なお、両セパレータ５、６
には燃料ガスや酸化ガス、冷却媒体を供給するためのガ
ス通路孔９、１０、冷却媒体通路孔１１が形成してあ
る。
【０００４】上記のように構成した燃料電池セル８にお
いては、前記ガス通路孔９を通してアノード側拡散層３
の反応面に燃料ガス（例えば、水素ガス）を供給する
と、触媒層で水素がイオン化され、固体高分子電解質膜
２を介してカソード側拡散層４側に移動する。この間に
生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネル
ギーとして利用される。カソード側拡散層４においては
酸化ガス（例えば、酸素を含む空気）が供給されている
ため、水素イオン、電子、及び酸素が反応して水が生成
される。
いては、前記ガス通路孔９を通してアノード側拡散層３
の反応面に燃料ガス（例えば、水素ガス）を供給する
と、触媒層で水素がイオン化され、固体高分子電解質膜
２を介してカソード側拡散層４側に移動する。この間に
生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネル
ギーとして利用される。カソード側拡散層４においては
酸化ガス（例えば、酸素を含む空気）が供給されている
ため、水素イオン、電子、及び酸素が反応して水が生成
される。
【０００５】しかしながら、前記固体高分子電解質膜２
は、図１０に示したように、拡散層３、４の外周に固体
高分子電解質膜２がはみ出した構造となっており、固体
高分子電解質膜２を介して向かい合ったシール部材７の
位置が互いにわずかでもズレると、せん断応力が作用し
て固体高分子電解質膜２を破損するおそれがある。ま
た、燃料電池セル８に燃料ガスや酸素ガスを供給する
と、固体高分子電解質膜２の一側と他側で圧力差（極間
差圧）１２が発生して、図１２に示したように、固体高
分子電解質膜２にたわみ１３が発生するおそれがある。
このため、固体高分子電解質膜２を介して向かい合う互
いのシール部材７の位置合わせを非常に厳密に行う必要
があり、この精度を確保するために燃料電池セル８の作
製に時間がかかるとともに、作業上の負担が非常に大き
いという問題がある。
は、図１０に示したように、拡散層３、４の外周に固体
高分子電解質膜２がはみ出した構造となっており、固体
高分子電解質膜２を介して向かい合ったシール部材７の
位置が互いにわずかでもズレると、せん断応力が作用し
て固体高分子電解質膜２を破損するおそれがある。ま
た、燃料電池セル８に燃料ガスや酸素ガスを供給する
と、固体高分子電解質膜２の一側と他側で圧力差（極間
差圧）１２が発生して、図１２に示したように、固体高
分子電解質膜２にたわみ１３が発生するおそれがある。
このため、固体高分子電解質膜２を介して向かい合う互
いのシール部材７の位置合わせを非常に厳密に行う必要
があり、この精度を確保するために燃料電池セル８の作
製に時間がかかるとともに、作業上の負担が非常に大き
いという問題がある。
【０００６】これに対して、特開平１０−２８９７２２
号公報には、図１３に示したような構造の燃料電池セル
２０が開示されている。すなわち、固体高分子電解質膜
２２に接触した触媒２３の反対面に、前記固体高分子電
解質膜２２と略同一寸法のガス拡散層２５が前記触媒２
３と一体的に設けられ、当該ガス拡散層２５が固体高分
子電解質膜２２の周縁部分と接合することにより、固体
高分子電解質膜２２の周縁部分が補強されている。ま
た、前記ガス拡散層２５の端部を覆うために、片側断面
略Ｃ字状のシール部材２６を設けて、外部へのガス漏れ
の防止を図っている。
号公報には、図１３に示したような構造の燃料電池セル
２０が開示されている。すなわち、固体高分子電解質膜
２２に接触した触媒２３の反対面に、前記固体高分子電
解質膜２２と略同一寸法のガス拡散層２５が前記触媒２
３と一体的に設けられ、当該ガス拡散層２５が固体高分
子電解質膜２２の周縁部分と接合することにより、固体
高分子電解質膜２２の周縁部分が補強されている。ま
た、前記ガス拡散層２５の端部を覆うために、片側断面
略Ｃ字状のシール部材２６を設けて、外部へのガス漏れ
の防止を図っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記燃料電池
セル２０においては、一方のガス拡散層２５を、前記固
体高分子電解質膜２２と略同一サイズに大きく形成する
必要があるため、材料費が余分にかかる分だけコスト高
になるという問題があった。また、前記ガス拡散層２５
と、他方のガス拡散層２５ｂとでは、それぞれのサイズ
が異なるため、部品点数が多くなると共に製造工程が複
雑化してしまう。さらに、上記の燃料電池セル２０にお
いては、断面Ｃ字状のシール部材２６をガス拡散層２５
の端部を覆うように設けているため、ガス拡散層２５の
形状に合わせてシール部材２６を作成したり、ガス拡散
層２５を覆うようにシール部材２６を組み込むといった
手間がかかるという問題があった。そこで、この発明
は、コストを低減するとともに固体高分子電解質膜を保
護又は補強して取り扱いを容易に行うことができる電解
質膜・電極構造体を提供するものである。また、この発
明は、組み立て処理を容易に行うことができる燃料電池
セルを提供するものである。また、この発明は、外部へ
のガス流出をより一層確実に防止することができる燃料
電池セルを提供するものである。
セル２０においては、一方のガス拡散層２５を、前記固
体高分子電解質膜２２と略同一サイズに大きく形成する
必要があるため、材料費が余分にかかる分だけコスト高
になるという問題があった。また、前記ガス拡散層２５
と、他方のガス拡散層２５ｂとでは、それぞれのサイズ
が異なるため、部品点数が多くなると共に製造工程が複
雑化してしまう。さらに、上記の燃料電池セル２０にお
いては、断面Ｃ字状のシール部材２６をガス拡散層２５
の端部を覆うように設けているため、ガス拡散層２５の
形状に合わせてシール部材２６を作成したり、ガス拡散
層２５を覆うようにシール部材２６を組み込むといった
手間がかかるという問題があった。そこで、この発明
は、コストを低減するとともに固体高分子電解質膜を保
護又は補強して取り扱いを容易に行うことができる電解
質膜・電極構造体を提供するものである。また、この発
明は、組み立て処理を容易に行うことができる燃料電池
セルを提供するものである。また、この発明は、外部へ
のガス流出をより一層確実に防止することができる燃料
電池セルを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明は、固体高分子電解質膜
（例えば、実施形態における固体高分子電解質膜３２）
とその両側のガス拡散電極（例えば、実施形態における
アノード側拡散層３４及びカソード側拡散層３６）で構
成した電解質膜・電極構造体（例えば、実施形態におけ
る電解質膜・電極構造体３０）であって、一対のガス拡
散の外周からはみ出した固体高分子電解質膜の部分を、
一方のガス拡散電極のみの外周を囲むように設けた額状
のシール部材（例えば、実施形態における額状シール部
材３８）にて、覆いかつ支持したことを特徴とする。こ
のように構成することで、ガス拡散電極に必要な材料を
発電に必要な最小限に抑えることができるとともに、前
記額状部材により固体高分子電解質膜を保護又は補強す
ることができるため、固体高分子電解質膜の折れ曲がり
やたわみを防止することができ、従来に比して取り扱い
が容易となる。また、前記両側のガス拡散電極は同じ大
きさでよいため、部品点数を少なくできるとともに製造
工程を簡略することができる。また、固体高分子電解質
膜において、前記額状のシール部材と当接した反対側の
面に設けるシール部材の位置合わせの自由度が増し、位
置合わせに必要な時間を大幅に短縮することができると
ともに、製造歩留まりを上げることができる。
に、請求項１に記載した発明は、固体高分子電解質膜
（例えば、実施形態における固体高分子電解質膜３２）
とその両側のガス拡散電極（例えば、実施形態における
アノード側拡散層３４及びカソード側拡散層３６）で構
成した電解質膜・電極構造体（例えば、実施形態におけ
る電解質膜・電極構造体３０）であって、一対のガス拡
散の外周からはみ出した固体高分子電解質膜の部分を、
一方のガス拡散電極のみの外周を囲むように設けた額状
のシール部材（例えば、実施形態における額状シール部
材３８）にて、覆いかつ支持したことを特徴とする。こ
のように構成することで、ガス拡散電極に必要な材料を
発電に必要な最小限に抑えることができるとともに、前
記額状部材により固体高分子電解質膜を保護又は補強す
ることができるため、固体高分子電解質膜の折れ曲がり
やたわみを防止することができ、従来に比して取り扱い
が容易となる。また、前記両側のガス拡散電極は同じ大
きさでよいため、部品点数を少なくできるとともに製造
工程を簡略することができる。また、固体高分子電解質
膜において、前記額状のシール部材と当接した反対側の
面に設けるシール部材の位置合わせの自由度が増し、位
置合わせに必要な時間を大幅に短縮することができると
ともに、製造歩留まりを上げることができる。
【０００９】なお、前記額状のシール部材は、内部のガ
ス拡散電極と同一厚みに構成すると、燃料電池セル組立
時に固体高分子電解質膜にずれを生じさせないため、好
ましい。また、前記額状のシール部材は、前記額状のシ
ール部材内に保持するガス拡散電極とラップするように
形成することが好ましい。このようにすると、前記額状
のシール部材とガス拡散電極との接合度合が高まり、固
体高分子電解質膜を一層保護又は補強することができ
る。前記シール部材の材質としては、シール性を有して
いるものであれば、カーボン、金属、樹脂ゴムなどを好
ましく用いることができる。また、額状のシール部材と
内部に保持したガス拡散電極とは、接合面に接着剤を用
いて一体的に形成してもよいし、モールド成形、鋳造、
樹脂成形などで一体的に成形してもよい。
ス拡散電極と同一厚みに構成すると、燃料電池セル組立
時に固体高分子電解質膜にずれを生じさせないため、好
ましい。また、前記額状のシール部材は、前記額状のシ
ール部材内に保持するガス拡散電極とラップするように
形成することが好ましい。このようにすると、前記額状
のシール部材とガス拡散電極との接合度合が高まり、固
体高分子電解質膜を一層保護又は補強することができ
る。前記シール部材の材質としては、シール性を有して
いるものであれば、カーボン、金属、樹脂ゴムなどを好
ましく用いることができる。また、額状のシール部材と
内部に保持したガス拡散電極とは、接合面に接着剤を用
いて一体的に形成してもよいし、モールド成形、鋳造、
樹脂成形などで一体的に成形してもよい。
【００１０】請求項２に記載した発明は、固体高分子電
解質膜とその両側のガス拡散電極で構成した電解質膜・
電極構造体において、一対のガス拡散の外周からはみ出
した固体高分子電解質膜の部分を、一方のガス拡散電極
のみの外周を囲むように設けた額状のシール部材にて、
覆いかつ支持するとともに、ガス拡散電極の他方外側の
前記固体高分子電解質膜上に他のシール部材（例えば、
実施形態におけるシール部材４０）を配置して、一対の
セパレータ（例えば、実施形態におけるセパレータ５
２、５４）で挟持してなることを特徴とする。このよう
に構成することで、位置決め自由度を従来に比して大幅
に広い範囲で確保することができるため、燃料電池セル
の製作時間を短縮することができるとともに、作業上の
処理負担を低減することができる。また、構成された燃
料電池セル内の固体高分子電解質膜は平坦度を確保した
状態で保持されているため、燃料電池セル内で固体高分
子電解質膜が極間差圧などで破損されることを防止でき
る。さらに、前記平坦面外周側はシール性の部材で形成
されているため、上側からシール部材を配して挟着する
だけで、複雑な形状のシール部材を用いなくても、外部
へのシール性を十分に確保することができる。
解質膜とその両側のガス拡散電極で構成した電解質膜・
電極構造体において、一対のガス拡散の外周からはみ出
した固体高分子電解質膜の部分を、一方のガス拡散電極
のみの外周を囲むように設けた額状のシール部材にて、
覆いかつ支持するとともに、ガス拡散電極の他方外側の
前記固体高分子電解質膜上に他のシール部材（例えば、
実施形態におけるシール部材４０）を配置して、一対の
セパレータ（例えば、実施形態におけるセパレータ５
２、５４）で挟持してなることを特徴とする。このよう
に構成することで、位置決め自由度を従来に比して大幅
に広い範囲で確保することができるため、燃料電池セル
の製作時間を短縮することができるとともに、作業上の
処理負担を低減することができる。また、構成された燃
料電池セル内の固体高分子電解質膜は平坦度を確保した
状態で保持されているため、燃料電池セル内で固体高分
子電解質膜が極間差圧などで破損されることを防止でき
る。さらに、前記平坦面外周側はシール性の部材で形成
されているため、上側からシール部材を配して挟着する
だけで、複雑な形状のシール部材を用いなくても、外部
へのシール性を十分に確保することができる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、前記一対のセパ
レータ（例えば、実施形態におけるセパレータ７２、７
４）は、前記電解質膜・電極構造体より平面寸法を大き
く形成してなり、前記電解質膜・電極構造体外側であっ
て一対のセパレータの周縁部にもシール部材（例えば、
実施形態におけるシール部材４１）を設けて、複数のシ
ール構造としたことを特徴とする。このように構成する
ことで、電解質膜・電極構造体は、反応ガス等が流出し
ても、セパレータの周縁部に設けたシール部材により、
外部へのガスの流出をより確実に防止することができ
る。支持機構とシール機構とを通常のシール処理をする
ことで、一段上のシール処理がなされることとなるの
で、電解質膜・電極構造体からの外部へのガス漏れをよ
り一層確実に防止することができる。
レータ（例えば、実施形態におけるセパレータ７２、７
４）は、前記電解質膜・電極構造体より平面寸法を大き
く形成してなり、前記電解質膜・電極構造体外側であっ
て一対のセパレータの周縁部にもシール部材（例えば、
実施形態におけるシール部材４１）を設けて、複数のシ
ール構造としたことを特徴とする。このように構成する
ことで、電解質膜・電極構造体は、反応ガス等が流出し
ても、セパレータの周縁部に設けたシール部材により、
外部へのガスの流出をより確実に防止することができ
る。支持機構とシール機構とを通常のシール処理をする
ことで、一段上のシール処理がなされることとなるの
で、電解質膜・電極構造体からの外部へのガス漏れをよ
り一層確実に防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
と共に説明する。図１はこの発明の第１実施形態の電解
質膜・電極構造体３０を示す断面図である。この電解質
膜・電極構造体３０は、固体高分子電解質膜３２と、こ
れを挟持するアノード側拡散層３４及びカソード側拡散
層３６を備えるとともに、カソード側拡散層３６の外周
側に設けた額状シール部材３８を一体的に設けた構成と
している。前記アノード側拡散層３４及びカソード側拡
散層３６には、前記電解質膜・電極構造体３０との当接
面に触媒が塗布してある。前記触媒の塗布されたアノー
ド側拡散層３４、カソード側拡散層３６は、ガス拡散電
極を構成している。そして、前記カソード側拡散層３６
及び額状シール部材３８（以下、額状体３５、と記載す
ることがある）は、前記固体高分子電解質膜３２と同じ
サイズの平坦面３７を構成して、当該平坦面３７に固体
高分子電解質膜３２を密着させて保持させるのである。
つまり、カソード側拡散層３６の外周からはみ出した固
体高分子電解質膜３２の部分を、カソード側拡散層３６
の外周を囲むように設けた額状シール部材３８にて、覆
いかつ支持しているのである。このようにしたため、図
１に示したように、固体高分子電解質膜３２が全面に亘
り同一高さに保持される。また、本実施形態の額状シー
ル部材３８は、前記固体高分子電解質膜３２に図示しな
い接着剤を介して接合して一体化させ、接合強度を高め
ている。
と共に説明する。図１はこの発明の第１実施形態の電解
質膜・電極構造体３０を示す断面図である。この電解質
膜・電極構造体３０は、固体高分子電解質膜３２と、こ
れを挟持するアノード側拡散層３４及びカソード側拡散
層３６を備えるとともに、カソード側拡散層３６の外周
側に設けた額状シール部材３８を一体的に設けた構成と
している。前記アノード側拡散層３４及びカソード側拡
散層３６には、前記電解質膜・電極構造体３０との当接
面に触媒が塗布してある。前記触媒の塗布されたアノー
ド側拡散層３４、カソード側拡散層３６は、ガス拡散電
極を構成している。そして、前記カソード側拡散層３６
及び額状シール部材３８（以下、額状体３５、と記載す
ることがある）は、前記固体高分子電解質膜３２と同じ
サイズの平坦面３７を構成して、当該平坦面３７に固体
高分子電解質膜３２を密着させて保持させるのである。
つまり、カソード側拡散層３６の外周からはみ出した固
体高分子電解質膜３２の部分を、カソード側拡散層３６
の外周を囲むように設けた額状シール部材３８にて、覆
いかつ支持しているのである。このようにしたため、図
１に示したように、固体高分子電解質膜３２が全面に亘
り同一高さに保持される。また、本実施形態の額状シー
ル部材３８は、前記固体高分子電解質膜３２に図示しな
い接着剤を介して接合して一体化させ、接合強度を高め
ている。
【００１３】前記額状体３５は、全面に亘り同一厚みと
なるように形成してある。本実施形態の額状体３５は射
出成形で形成している。すなわち、カソード側拡散層３
６を略矩形状の型材に保持した状態で、シール材となる
ゴム、例えばシリコンゴムやＥＰＤＭ（ｅｔｈｙｌｅｎ
ｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎ ｄｉｅｎ ｍｏｎｏｍｅｒ）な
どを型材内に注入して、額状体３５を形成するのであ
る。このとき、形成される額状体３５は、前記固体高分
子電解質膜３６と同一サイズになるように予め設定して
おく。または、固体高分子電解質膜３６と前記額状体３
５を接合した後に、同一サイズとなるように額状体３５
の外周を裁断してもよい。なお、前記額状体３５の形成
の仕方は、射出成形に限らず、額状シール部材３８の材
質などに応じて適宜選択できる。例えば、前記額状シー
ル部材３８が樹脂やゴムの場合には射出成形が好ましい
が、金属の場合には鋳造で、カーボンの場合にはモール
ド成形を行うことが好ましい。なお、前記アノード側拡
散層３４及びカソード側拡散層３６は、多孔質層の多孔
質カーボンクロス又は多孔質カーボンペーパーからな
り、電極面側（高分子電解質膜３６側）に白金を主とし
た触媒を設けている。また、固体高分子電解質膜３６と
しては、ペルフルオロスルホン酸ポリマーを用いてい
る。
なるように形成してある。本実施形態の額状体３５は射
出成形で形成している。すなわち、カソード側拡散層３
６を略矩形状の型材に保持した状態で、シール材となる
ゴム、例えばシリコンゴムやＥＰＤＭ（ｅｔｈｙｌｅｎ
ｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎ ｄｉｅｎ ｍｏｎｏｍｅｒ）な
どを型材内に注入して、額状体３５を形成するのであ
る。このとき、形成される額状体３５は、前記固体高分
子電解質膜３６と同一サイズになるように予め設定して
おく。または、固体高分子電解質膜３６と前記額状体３
５を接合した後に、同一サイズとなるように額状体３５
の外周を裁断してもよい。なお、前記額状体３５の形成
の仕方は、射出成形に限らず、額状シール部材３８の材
質などに応じて適宜選択できる。例えば、前記額状シー
ル部材３８が樹脂やゴムの場合には射出成形が好ましい
が、金属の場合には鋳造で、カーボンの場合にはモール
ド成形を行うことが好ましい。なお、前記アノード側拡
散層３４及びカソード側拡散層３６は、多孔質層の多孔
質カーボンクロス又は多孔質カーボンペーパーからな
り、電極面側（高分子電解質膜３６側）に白金を主とし
た触媒を設けている。また、固体高分子電解質膜３６と
しては、ペルフルオロスルホン酸ポリマーを用いてい
る。
【００１４】そして、電解質膜・電極構造体３０は、ホ
ットプレス法で作成する。このとき、カソード側拡散層
３６と、アノード側拡散層３４とには、電極触媒層を予
め印刷しておく。そして、図２（ｂ）に示すように、ア
ノード側拡散層３４を固体高分子電解質膜３２の上面に
位置させ、カソード側拡散層３６及び額状部材３８を固
体高分子電解質膜３２の下面に位置させて、ホットプレ
スする。このときに、前記額状部材３８の接合面に接着
剤を用いることで、より丈夫な電解質膜・電極構造体３
０とすることができる。なお、シール部材４０は燃料電
池セルの組立時に取り付ける。このように構成した電解
質膜・電極構造体３０は、アノード側拡散層３４及びカ
ソード側拡散層３６に必要な材料を最小限に抑えること
ができるとともに、前記額状部材３８により固体高分子
電解質膜３２を保護又は補強することができるため、固
体高分子電解質膜の折れ曲がりやたわみを防止すること
ができ、従来に比して取り扱いが容易となる。また、前
記両側のアノード側ガス拡散層３４及びカソード側拡散
層３６は同じ大きさでよいため、部品点数を少なくでき
るとともに製造工程を簡略することができる。また、固
体高分子電解質膜において、前記平坦面と当接した反対
側の面に設けるシール部材の位置合わせの自由度が増
し、位置合わせに必要な時間を大幅に短縮することがで
きるとともに、製造歩留まりを上げることができる。
ットプレス法で作成する。このとき、カソード側拡散層
３６と、アノード側拡散層３４とには、電極触媒層を予
め印刷しておく。そして、図２（ｂ）に示すように、ア
ノード側拡散層３４を固体高分子電解質膜３２の上面に
位置させ、カソード側拡散層３６及び額状部材３８を固
体高分子電解質膜３２の下面に位置させて、ホットプレ
スする。このときに、前記額状部材３８の接合面に接着
剤を用いることで、より丈夫な電解質膜・電極構造体３
０とすることができる。なお、シール部材４０は燃料電
池セルの組立時に取り付ける。このように構成した電解
質膜・電極構造体３０は、アノード側拡散層３４及びカ
ソード側拡散層３６に必要な材料を最小限に抑えること
ができるとともに、前記額状部材３８により固体高分子
電解質膜３２を保護又は補強することができるため、固
体高分子電解質膜の折れ曲がりやたわみを防止すること
ができ、従来に比して取り扱いが容易となる。また、前
記両側のアノード側ガス拡散層３４及びカソード側拡散
層３６は同じ大きさでよいため、部品点数を少なくでき
るとともに製造工程を簡略することができる。また、固
体高分子電解質膜において、前記平坦面と当接した反対
側の面に設けるシール部材の位置合わせの自由度が増
し、位置合わせに必要な時間を大幅に短縮することがで
きるとともに、製造歩留まりを上げることができる。
【００１５】図３は前記電解質膜・電極構造体３０を用
いた燃料電池セル５０を示す要部断面図である。上記し
たように構成した電解質膜・電極構造体３０を一対のセ
パレータ５２、５４で挟持させて燃料電池セル５０が構
成されている。なお、前記セパレータ５２、５４は、緻
密質カーボン製である。アノード側拡散層３４側のセパ
レータ５２には、燃料ガスである水素ガス６０を供給す
るためのガス流路５６が形成してあり、カソード側拡散
層３６のセパレータ５４には、空気（酸化ガス）６２を
供給するためのガス流路５８が形成してある。このよう
にしたため、燃料電池セル５０内においても、固体高分
子電解質膜３２は、前記額状体３５により平坦度を確保
しつつ保持されているため、燃料電池セル５０内で固体
高分子電解質膜３２が極間差圧により破損するおそれが
ない。また、前記額状シール部材３８は、前記固体高分
子電解質膜４０の周縁部を保持するとともに、外部への
ガス流出を防止するシール機能も併せ持っているため、
前記額状シール部材３８と前記シール部材４０で固体高
分子電解質膜３２を挟み込むことで、固体高分子電解質
膜３２を保持しつつ、電解質膜・電極構造体３０を外部
に対してシールすることができる。このため、複雑な形
状のシール部材などが不要であり、組立時間、部品点数
等の面でもメリットがある。
いた燃料電池セル５０を示す要部断面図である。上記し
たように構成した電解質膜・電極構造体３０を一対のセ
パレータ５２、５４で挟持させて燃料電池セル５０が構
成されている。なお、前記セパレータ５２、５４は、緻
密質カーボン製である。アノード側拡散層３４側のセパ
レータ５２には、燃料ガスである水素ガス６０を供給す
るためのガス流路５６が形成してあり、カソード側拡散
層３６のセパレータ５４には、空気（酸化ガス）６２を
供給するためのガス流路５８が形成してある。このよう
にしたため、燃料電池セル５０内においても、固体高分
子電解質膜３２は、前記額状体３５により平坦度を確保
しつつ保持されているため、燃料電池セル５０内で固体
高分子電解質膜３２が極間差圧により破損するおそれが
ない。また、前記額状シール部材３８は、前記固体高分
子電解質膜４０の周縁部を保持するとともに、外部への
ガス流出を防止するシール機能も併せ持っているため、
前記額状シール部材３８と前記シール部材４０で固体高
分子電解質膜３２を挟み込むことで、固体高分子電解質
膜３２を保持しつつ、電解質膜・電極構造体３０を外部
に対してシールすることができる。このため、複雑な形
状のシール部材などが不要であり、組立時間、部品点数
等の面でもメリットがある。
【００１６】図４はこの発明の前記電解質膜・電極構造
体３０を用いた他の燃料電池セル７０を示す断面図であ
る。なお、以下の説明において、前記燃料電池セル５０
と同一の部材については、同一の番号を付してその説明
を省略する。燃料電池セル７０のセパレータ７２、セパ
レータ７４は、前記電解質膜・電極構造体３０よりも平
面寸法を大きく形成してなり、前記電解質膜・電極構造
体３０外側であって一対のセパレータ７２、７４の周縁
部側にシール部材４１を設けた２重のシール構造となっ
ている。上記したように、電解質膜・電極構造体３０に
おいても、前記額状シール部材３８、シール部材４０に
よりシールがなされているため、前記シール部材４１に
より一層確実に外部へのガス漏れを防止することができ
る。なお、前記燃料電池セル７０においては、２重のシ
ール構造としたが、複数のシール構造であればよく、場
合によっては３重以上の多重シール構造としてもよい。
体３０を用いた他の燃料電池セル７０を示す断面図であ
る。なお、以下の説明において、前記燃料電池セル５０
と同一の部材については、同一の番号を付してその説明
を省略する。燃料電池セル７０のセパレータ７２、セパ
レータ７４は、前記電解質膜・電極構造体３０よりも平
面寸法を大きく形成してなり、前記電解質膜・電極構造
体３０外側であって一対のセパレータ７２、７４の周縁
部側にシール部材４１を設けた２重のシール構造となっ
ている。上記したように、電解質膜・電極構造体３０に
おいても、前記額状シール部材３８、シール部材４０に
よりシールがなされているため、前記シール部材４１に
より一層確実に外部へのガス漏れを防止することができ
る。なお、前記燃料電池セル７０においては、２重のシ
ール構造としたが、複数のシール構造であればよく、場
合によっては３重以上の多重シール構造としてもよい。
【００１７】図５はこの発明の前記電解質膜・電極構造
体３０を用いたさらに他の燃料電池セル８０を示す断面
図である。なお、以下の説明において、前記燃料電池セ
ル５０、７０と同一の部材については、同一の番号を付
してその説明を省略する。燃料電池セル８０のセパレー
タ８２は、前記セパレータ７４との対向面を段差のない
平坦面に形成してあり、前記セパレータ８２、７４の周
縁部側にシール部材８１を設けた２重のシール構造とな
っている。なお、前記燃料電池セル８０も、上記した燃
料電池セル７０と同様に、複数のシール構造であればよ
い。
体３０を用いたさらに他の燃料電池セル８０を示す断面
図である。なお、以下の説明において、前記燃料電池セ
ル５０、７０と同一の部材については、同一の番号を付
してその説明を省略する。燃料電池セル８０のセパレー
タ８２は、前記セパレータ７４との対向面を段差のない
平坦面に形成してあり、前記セパレータ８２、７４の周
縁部側にシール部材８１を設けた２重のシール構造とな
っている。なお、前記燃料電池セル８０も、上記した燃
料電池セル７０と同様に、複数のシール構造であればよ
い。
【００１８】図６は、この発明の第２実施形態の電解質
膜・電極構造体９０を示す断面図である。図６に示した
電解質膜・電極構造体９０においては、額状シール部材
９２がカソード側拡散層３６の外面（表面）周縁部にラ
ップするような構造としている。このようにしたこと
で、ラップした部分でカソード側拡散層３６と額状シー
ル部材３８との接着力がより強化されて、剥離しにくく
なる。このため、固体高分子電解質膜３２を一層保護又
は補強することができる。また、図７は、この発明の第
３実施形態の電解質膜・電極構造体１００を示す断面図
である。図７に示した電解質膜・電極構造体１００にお
いては、額状シール部材１０２がカソード側拡散層３６
の内面（固体高分子電解質膜３２側の面）周縁部にラッ
プするような構造としたことで、図６の場合と同様に、
ラップした部分でカソード側拡散層３６と額状シール部
材３８との接着力がより強化されて、固体高分子電解質
膜３２を一層保護又は補強することができる。
膜・電極構造体９０を示す断面図である。図６に示した
電解質膜・電極構造体９０においては、額状シール部材
９２がカソード側拡散層３６の外面（表面）周縁部にラ
ップするような構造としている。このようにしたこと
で、ラップした部分でカソード側拡散層３６と額状シー
ル部材３８との接着力がより強化されて、剥離しにくく
なる。このため、固体高分子電解質膜３２を一層保護又
は補強することができる。また、図７は、この発明の第
３実施形態の電解質膜・電極構造体１００を示す断面図
である。図７に示した電解質膜・電極構造体１００にお
いては、額状シール部材１０２がカソード側拡散層３６
の内面（固体高分子電解質膜３２側の面）周縁部にラッ
プするような構造としたことで、図６の場合と同様に、
ラップした部分でカソード側拡散層３６と額状シール部
材３８との接着力がより強化されて、固体高分子電解質
膜３２を一層保護又は補強することができる。
【００１９】また、図８は、この発明の第４実施形態の
電解質膜・電極構造体１１０を示す断面図である。この
電解質膜・電極構造体１１０においては、額状シール部
材１１２がカソード側拡散層３６の外面周縁部にラップ
するとともに、当該額状シール部材１１２とカソード側
拡散層３６とで形成する額状体１１３が同一厚みとなる
ように形成されている。これにより、上記した第２実施
形態のラップの効果に加えて、燃料電池セル形成時にセ
パレータで挟持されるときの圧力を分散することがで
き、厚み方向の強度を高めることができる。また、図９
は、この発明の第５実施形態の電解質膜・電極構造体１
２０を示す断面図である。この電解質膜・電極構造体１
２０においては、額状シール部材１２２がカソード側拡
散層３６の内面周縁部にラップするとともに、当該額状
シール部材１２２とカソード側拡散層３６とで形成する
額状体１２３が同一厚みとなるように形成されている。
これにより、上記した第３実施形態のラップの効果に加
えて、第４実施形態と同様に厚み方向の強度を高めるこ
とができる。なお、以上の実施形態においては、カソー
ド側拡散層３６に額状シール部材を形成した場合につい
て説明したが、アノード側拡散層に設けてもよい。
電解質膜・電極構造体１１０を示す断面図である。この
電解質膜・電極構造体１１０においては、額状シール部
材１１２がカソード側拡散層３６の外面周縁部にラップ
するとともに、当該額状シール部材１１２とカソード側
拡散層３６とで形成する額状体１１３が同一厚みとなる
ように形成されている。これにより、上記した第２実施
形態のラップの効果に加えて、燃料電池セル形成時にセ
パレータで挟持されるときの圧力を分散することがで
き、厚み方向の強度を高めることができる。また、図９
は、この発明の第５実施形態の電解質膜・電極構造体１
２０を示す断面図である。この電解質膜・電極構造体１
２０においては、額状シール部材１２２がカソード側拡
散層３６の内面周縁部にラップするとともに、当該額状
シール部材１２２とカソード側拡散層３６とで形成する
額状体１２３が同一厚みとなるように形成されている。
これにより、上記した第３実施形態のラップの効果に加
えて、第４実施形態と同様に厚み方向の強度を高めるこ
とができる。なお、以上の実施形態においては、カソー
ド側拡散層３６に額状シール部材を形成した場合につい
て説明したが、アノード側拡散層に設けてもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、ガス拡散電極に必要な材料を発電に必
要な最小限に抑えることができるとともに、前記額状部
材により固体高分子電解質膜を保護又は補強することが
できるため、固体高分子電解質膜の折れ曲がりやたわみ
を防止することができ、従来に比して取り扱いが容易と
なる。また、前記両側のガス拡散電極は同じ大きさでよ
いため、部品点数を少なくできるとともに製造工程を簡
略することができる。また、固体高分子電解質膜におい
て、前記平坦面と当接した反対側の面に設けるシール部
材の位置合わせの自由度が増し、位置合わせに必要な時
間を大幅に短縮することができるとともに、製造歩留ま
りを上げることができる。
た発明によれば、ガス拡散電極に必要な材料を発電に必
要な最小限に抑えることができるとともに、前記額状部
材により固体高分子電解質膜を保護又は補強することが
できるため、固体高分子電解質膜の折れ曲がりやたわみ
を防止することができ、従来に比して取り扱いが容易と
なる。また、前記両側のガス拡散電極は同じ大きさでよ
いため、部品点数を少なくできるとともに製造工程を簡
略することができる。また、固体高分子電解質膜におい
て、前記平坦面と当接した反対側の面に設けるシール部
材の位置合わせの自由度が増し、位置合わせに必要な時
間を大幅に短縮することができるとともに、製造歩留ま
りを上げることができる。
【００２１】また、請求項２に記載した発明によれば、
位置決め自由度を従来に比して大幅に広い範囲で確保す
ることができるため、燃料電池セルの製作スピードを高
めることができるとともに、作業上の処理負担を低減す
ることができる。また、構成された燃料電池セル内の固
体高分子電解質膜は平坦度を確保した状態で保持されて
いるため、燃料電池セル内で固体高分子電解質膜が極間
差圧などで破損されることを防止できる。さらに、前記
平坦面外周側はシール性の部材で形成されているため、
上側からシール部材を配して挟着するだけで、複雑な形
状のシール部材を用いなくても、外部へのシール性を十
分に確保することができる。
位置決め自由度を従来に比して大幅に広い範囲で確保す
ることができるため、燃料電池セルの製作スピードを高
めることができるとともに、作業上の処理負担を低減す
ることができる。また、構成された燃料電池セル内の固
体高分子電解質膜は平坦度を確保した状態で保持されて
いるため、燃料電池セル内で固体高分子電解質膜が極間
差圧などで破損されることを防止できる。さらに、前記
平坦面外周側はシール性の部材で形成されているため、
上側からシール部材を配して挟着するだけで、複雑な形
状のシール部材を用いなくても、外部へのシール性を十
分に確保することができる。
【００２２】また、請求項３に記載した発明によれば、
電解質膜・電極構造体は、反応ガス等が流出しても、セ
パレータの周縁部に設けたシール部材により、外部への
ガスの流出をより確実に防止することができる。支持機
構とシール機構とを通常のシール処理をすることで、一
段上のシール処理がなされることとなるので、電解質膜
・電極構造体からの外部へのガス漏れをより一層確実に
防止することができる。
電解質膜・電極構造体は、反応ガス等が流出しても、セ
パレータの周縁部に設けたシール部材により、外部への
ガスの流出をより確実に防止することができる。支持機
構とシール機構とを通常のシール処理をすることで、一
段上のシール処理がなされることとなるので、電解質膜
・電極構造体からの外部へのガス漏れをより一層確実に
防止することができる。
【図１】 この発明の第１実施形態の電解質膜・電極構
造体を示す断面図である。
造体を示す断面図である。
【図２】 この発明の第１実施形態の電極を示す断面図
及び電解質膜・電極構造体の製造工程を示す説明図であ
る。
及び電解質膜・電極構造体の製造工程を示す説明図であ
る。
【図３】 この発明の第１実施形態の電解質膜・電極構
造体を用いた燃料電池セルを示す要部断面図である。
造体を用いた燃料電池セルを示す要部断面図である。
【図４】 この発明の第１実施形態の電解質膜・電極構
造体を用いた燃料電池セルの変形例を示す断面図であ
る。
造体を用いた燃料電池セルの変形例を示す断面図であ
る。
【図５】 この発明の第１実施形態の電解質膜・電極構
造体を用いた燃料電池セルの他の変形例を示す断面図で
ある。
造体を用いた燃料電池セルの他の変形例を示す断面図で
ある。
【図６】 この発明の第２実施形態の電解質膜・電極構
造体を示す断面図である。
造体を示す断面図である。
【図７】 この発明の第３実施形態の電解質膜・電極構
造体を示す断面図である。
造体を示す断面図である。
【図８】 この発明の第４実施形態の電解質膜・電極構
造体を示す断面図である。
造体を示す断面図である。
【図９】 この発明の第５実施形態の電解質膜・電極構
造体を示す断面図である。
造体を示す断面図である。
【図１０】 従来技術の電解質膜・電極構造体を示す断
面図である。
面図である。
【図１１】 従来技術の燃料電池セルを示す断面図であ
る。
る。
【図１２】 従来技術の不具合を示す説明図である。
【図１３】 従来技術の燃料電池セルを示す断面図であ
る。
る。
３０、９０、１００、１１０、１２０ 電解質膜・電極
構造体 ３２ 固体高分子電解質膜 ３４ アノード側拡散層（ガス拡散電極） ３５、１１３、１２３ 額状体 ３６ カソード側拡散層（ガス拡散電極） ３８ 額状シール部材 ４０、４１、８１、９２、１０２ シール部材 ５０、７０、８０ 燃料電池セル ５２、５４、７２、７４、８２ セパレータ ５６、５８ ガス流路 ６０ 水素ガス ６２ 空気
構造体 ３２ 固体高分子電解質膜 ３４ アノード側拡散層（ガス拡散電極） ３５、１１３、１２３ 額状体 ３６ カソード側拡散層（ガス拡散電極） ３８ 額状シール部材 ４０、４１、８１、９２、１０２ シール部材 ５０、７０、８０ 燃料電池セル ５２、５４、７２、７４、８２ セパレータ ５６、５８ ガス流路 ６０ 水素ガス ６２ 空気
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年７月３１日（２００１．７．３
１）
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明は、固体高分子電解質膜
（例えば、実施形態における固体高分子電解質膜３２）
とその両側のガス拡散電極（例えば、実施形態における
アノード側拡散層３４及びカソード側拡散層３６）で構
成した電解質膜・電極構造体（例えば、実施形態におけ
る電解質膜・電極構造体３０）であって、一対のガス拡
散電極の外周からはみ出した固体高分子電解質膜の部分
を、一方のガス拡散電極のみの外周を囲むように設けた
額状のシール部材（例えば、実施形態における額状シー
ル部材３８）にて、覆いかつ支持したことを特徴とす
る。このように構成することで、ガス拡散電極に必要な
材料を発電に必要な最小限に抑えることができるととも
に、前記額状部材により固体高分子電解質膜を保護又は
補強することができるため、固体高分子電解質膜の折れ
曲がりやたわみを防止することができ、従来に比して取
り扱いが容易となる。また、前記両側のガス拡散電極は
同じ大きさでよいため、部品点数を少なくできるととも
に製造工程を簡略することができる。また、固体高分子
電解質膜において、前記額状のシール部材と当接した反
対側の面に設けるシール部材の位置合わせの自由度が増
し、位置合わせに必要な時間を大幅に短縮することがで
きるとともに、製造歩留まりを上げることができる。
に、請求項１に記載した発明は、固体高分子電解質膜
（例えば、実施形態における固体高分子電解質膜３２）
とその両側のガス拡散電極（例えば、実施形態における
アノード側拡散層３４及びカソード側拡散層３６）で構
成した電解質膜・電極構造体（例えば、実施形態におけ
る電解質膜・電極構造体３０）であって、一対のガス拡
散電極の外周からはみ出した固体高分子電解質膜の部分
を、一方のガス拡散電極のみの外周を囲むように設けた
額状のシール部材（例えば、実施形態における額状シー
ル部材３８）にて、覆いかつ支持したことを特徴とす
る。このように構成することで、ガス拡散電極に必要な
材料を発電に必要な最小限に抑えることができるととも
に、前記額状部材により固体高分子電解質膜を保護又は
補強することができるため、固体高分子電解質膜の折れ
曲がりやたわみを防止することができ、従来に比して取
り扱いが容易となる。また、前記両側のガス拡散電極は
同じ大きさでよいため、部品点数を少なくできるととも
に製造工程を簡略することができる。また、固体高分子
電解質膜において、前記額状のシール部材と当接した反
対側の面に設けるシール部材の位置合わせの自由度が増
し、位置合わせに必要な時間を大幅に短縮することがで
きるとともに、製造歩留まりを上げることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】なお、前記額状のシール部材は、内部のガ
ス拡散電極と同一厚みに構成すると、燃料電池セル組立
時に固体高分子電解質膜にずれを生じさせないため、好
ましい。また、前記額状のシール部材は、前記額状のシ
ール部材内に保持するガス拡散電極とラップするように
形成することが好ましい。このようにすると、前記額状
のシール部材とガス拡散電極との接合度合が高まり、固
体高分子電解質膜を一層保護又は補強することができ
る。前記シール部材の材質としては、シール性を有して
いるものであれば、カーボン、金属、樹脂、ゴムなどを
好ましく用いることができる。また、額状のシール部材
と内部に保持したガス拡散電極とは、接合面に接着剤を
用いて一体的に形成してもよいし、モールド成形、鋳
造、樹脂成形などで一体的に成形してもよい。
ス拡散電極と同一厚みに構成すると、燃料電池セル組立
時に固体高分子電解質膜にずれを生じさせないため、好
ましい。また、前記額状のシール部材は、前記額状のシ
ール部材内に保持するガス拡散電極とラップするように
形成することが好ましい。このようにすると、前記額状
のシール部材とガス拡散電極との接合度合が高まり、固
体高分子電解質膜を一層保護又は補強することができ
る。前記シール部材の材質としては、シール性を有して
いるものであれば、カーボン、金属、樹脂、ゴムなどを
好ましく用いることができる。また、額状のシール部材
と内部に保持したガス拡散電極とは、接合面に接着剤を
用いて一体的に形成してもよいし、モールド成形、鋳
造、樹脂成形などで一体的に成形してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】請求項２に記載した発明は、固体高分子電
解質膜とその両側のガス拡散電極で構成した電解質膜・
電極構造体において、一対のガス拡散電極の外周からは
み出した固体高分子電解質膜の部分を、一方のガス拡散
電極のみの外周を囲むように設けた額状のシール部材に
て、覆いかつ支持するとともに、他方のガス拡散電極外
側の前記固体高分子電解質膜上に他のシール部材（例え
ば、実施形態におけるシール部材４０）を配置して、一
対のセパレータ（例えば、実施形態におけるセパレータ
５２、５４）で挟持してなることを特徴とする。このよ
うに構成することで、位置決め自由度を従来に比して大
幅に広い範囲で確保することができるため、燃料電池セ
ルの製作時間を短縮することができるとともに、作業上
の処理負担を低減することができる。また、構成された
燃料電池セル内の固体高分子電解質膜は平坦度を確保し
た状態で保持されているため、燃料電池セル内で固体高
分子電解質膜が極間差圧などで破損されることを防止で
きる。さらに、前記平坦面外周側はシール性の部材で形
成されているため、上側からシール部材を配して挟着す
るだけで、複雑な形状のシール部材を用いなくても、外
部へのシール性を十分に確保することができる。
解質膜とその両側のガス拡散電極で構成した電解質膜・
電極構造体において、一対のガス拡散電極の外周からは
み出した固体高分子電解質膜の部分を、一方のガス拡散
電極のみの外周を囲むように設けた額状のシール部材に
て、覆いかつ支持するとともに、他方のガス拡散電極外
側の前記固体高分子電解質膜上に他のシール部材（例え
ば、実施形態におけるシール部材４０）を配置して、一
対のセパレータ（例えば、実施形態におけるセパレータ
５２、５４）で挟持してなることを特徴とする。このよ
うに構成することで、位置決め自由度を従来に比して大
幅に広い範囲で確保することができるため、燃料電池セ
ルの製作時間を短縮することができるとともに、作業上
の処理負担を低減することができる。また、構成された
燃料電池セル内の固体高分子電解質膜は平坦度を確保し
た状態で保持されているため、燃料電池セル内で固体高
分子電解質膜が極間差圧などで破損されることを防止で
きる。さらに、前記平坦面外周側はシール性の部材で形
成されているため、上側からシール部材を配して挟着す
るだけで、複雑な形状のシール部材を用いなくても、外
部へのシール性を十分に確保することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】前記額状体３５は、全面に亘り同一厚みと
なるように形成してある。本実施形態の額状体３５は射
出成形で形成している。すなわち、カソード側拡散層３
６を略矩形状の型材に保持した状態で、シール材となる
ゴム、例えばシリコンゴムやＥＰＤＭ（ｅｔｈｙｌｅｎ
ｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎ ｄｉｅｎ ｍｏｎｏｍｅｒ）な
どを型材内に注入して、額状体３５を形成するのであ
る。このとき、形成される額状体３５は、前記固体高分
子電解質膜３２と同一サイズになるように予め設定して
おく。または、固体高分子電解質膜３２と前記額状体３
５を接合した後に、同一サイズとなるように額状体３５
の外周を裁断してもよい。なお、前記額状体３５の形成
の仕方は、射出成形に限らず、額状シール部材３８の材
質などに応じて適宜選択できる。例えば、前記額状シー
ル部材３８が樹脂やゴムの場合には射出成形が好ましい
が、金属の場合には鋳造で、カーボンの場合にはモール
ド成形を行うことが好ましい。なお、前記アノード側拡
散層３４及びカソード側拡散層３６は、多孔質層の多孔
質カーボンクロス又は多孔質カーボンペーパーからな
り、電極面側（高分子電解質膜３２側）に白金を主とし
た触媒を設けている。また、固体高分子電解質膜３２と
しては、ペルフルオロスルホン酸ポリマーを用いてい
る。
なるように形成してある。本実施形態の額状体３５は射
出成形で形成している。すなわち、カソード側拡散層３
６を略矩形状の型材に保持した状態で、シール材となる
ゴム、例えばシリコンゴムやＥＰＤＭ（ｅｔｈｙｌｅｎ
ｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎ ｄｉｅｎ ｍｏｎｏｍｅｒ）な
どを型材内に注入して、額状体３５を形成するのであ
る。このとき、形成される額状体３５は、前記固体高分
子電解質膜３２と同一サイズになるように予め設定して
おく。または、固体高分子電解質膜３２と前記額状体３
５を接合した後に、同一サイズとなるように額状体３５
の外周を裁断してもよい。なお、前記額状体３５の形成
の仕方は、射出成形に限らず、額状シール部材３８の材
質などに応じて適宜選択できる。例えば、前記額状シー
ル部材３８が樹脂やゴムの場合には射出成形が好ましい
が、金属の場合には鋳造で、カーボンの場合にはモール
ド成形を行うことが好ましい。なお、前記アノード側拡
散層３４及びカソード側拡散層３６は、多孔質層の多孔
質カーボンクロス又は多孔質カーボンペーパーからな
り、電極面側（高分子電解質膜３２側）に白金を主とし
た触媒を設けている。また、固体高分子電解質膜３２と
しては、ペルフルオロスルホン酸ポリマーを用いてい
る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】そして、電解質膜・電極構造体３０は、ホ
ットプレス法で作成する。このとき、カソード側拡散層
３６と、アノード側拡散層３４とには、電極触媒層を予
め印刷しておく。そして、図２（ｂ）に示すように、ア
ノード側拡散層３４を固体高分子電解質膜３２の上面に
位置させ、カソード側拡散層３６及び額状部材３８を固
体高分子電解質膜３２の下面に位置させて、ホットプレ
スする。このときに、前記額状シール部材３８の接合面
に接着剤を用いることで、より丈夫な電解質膜・電極構
造体３０とすることができる。なお、シール部材４０は
燃料電池セルの組立時に取り付ける。このように構成し
た電解質膜・電極構造体３０は、アノード側拡散層３４
及びカソード側拡散層３６に必要な材料を最小限に抑え
ることができるとともに、前記額状シール部材３８によ
り固体高分子電解質膜３２を保護又は補強することがで
きるため、固体高分子電解質膜の折れ曲がりやたわみを
防止することができ、従来に比して取り扱いが容易とな
る。また、前記両側のアノード側拡散層３４及びカソー
ド側拡散層３６は同じ大きさでよいため、部品点数を少
なくできるとともに製造工程を簡略することができる。
また、固体高分子電解質膜において、前記平坦面と当接
した反対側の面に設けるシール部材の位置合わせの自由
度が増し、位置合わせに必要な時間を大幅に短縮するこ
とができるとともに、製造歩留まりを上げることができ
る。
ットプレス法で作成する。このとき、カソード側拡散層
３６と、アノード側拡散層３４とには、電極触媒層を予
め印刷しておく。そして、図２（ｂ）に示すように、ア
ノード側拡散層３４を固体高分子電解質膜３２の上面に
位置させ、カソード側拡散層３６及び額状部材３８を固
体高分子電解質膜３２の下面に位置させて、ホットプレ
スする。このときに、前記額状シール部材３８の接合面
に接着剤を用いることで、より丈夫な電解質膜・電極構
造体３０とすることができる。なお、シール部材４０は
燃料電池セルの組立時に取り付ける。このように構成し
た電解質膜・電極構造体３０は、アノード側拡散層３４
及びカソード側拡散層３６に必要な材料を最小限に抑え
ることができるとともに、前記額状シール部材３８によ
り固体高分子電解質膜３２を保護又は補強することがで
きるため、固体高分子電解質膜の折れ曲がりやたわみを
防止することができ、従来に比して取り扱いが容易とな
る。また、前記両側のアノード側拡散層３４及びカソー
ド側拡散層３６は同じ大きさでよいため、部品点数を少
なくできるとともに製造工程を簡略することができる。
また、固体高分子電解質膜において、前記平坦面と当接
した反対側の面に設けるシール部材の位置合わせの自由
度が増し、位置合わせに必要な時間を大幅に短縮するこ
とができるとともに、製造歩留まりを上げることができ
る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】図３は前記電解質膜・電極構造体３０を用
いた燃料電池セル５０を示す要部断面図である。上記し
たように構成した電解質膜・電極構造体３０を一対のセ
パレータ５２、５４で挟持させて燃料電池セル５０が構
成されている。なお、前記セパレータ５２、５４は、緻
密質カーボン製である。アノード側拡散層３４側のセパ
レータ５２には、燃料ガスである水素ガス６０を供給す
るためのガス流路５６が形成してあり、カソード側拡散
層３６のセパレータ５４には、空気（酸化ガス）６２を
供給するためのガス流路５８が形成してある。このよう
にしたため、燃料電池セル５０内においても、固体高分
子電解質膜３２は、前記額状体３５により平坦度を確保
しつつ保持されているため、燃料電池セル５０内で固体
高分子電解質膜３２が極間差圧により破損するおそれが
ない。また、前記額状シール部材３８は、前記固体高分
子電解質膜３２の周縁部を保持するとともに、外部への
ガス流出を防止するシール機能も併せ持っているため、
前記額状シール部材３８と前記シール部材４０で固体高
分子電解質膜３２を挟み込むことで、固体高分子電解質
膜３２を保持しつつ、電解質膜・電極構造体３０を外部
に対してシールすることができる。このため、複雑な形
状のシール部材などが不要であり、組立時間、部品点数
等の面でもメリットがある。
いた燃料電池セル５０を示す要部断面図である。上記し
たように構成した電解質膜・電極構造体３０を一対のセ
パレータ５２、５４で挟持させて燃料電池セル５０が構
成されている。なお、前記セパレータ５２、５４は、緻
密質カーボン製である。アノード側拡散層３４側のセパ
レータ５２には、燃料ガスである水素ガス６０を供給す
るためのガス流路５６が形成してあり、カソード側拡散
層３６のセパレータ５４には、空気（酸化ガス）６２を
供給するためのガス流路５８が形成してある。このよう
にしたため、燃料電池セル５０内においても、固体高分
子電解質膜３２は、前記額状体３５により平坦度を確保
しつつ保持されているため、燃料電池セル５０内で固体
高分子電解質膜３２が極間差圧により破損するおそれが
ない。また、前記額状シール部材３８は、前記固体高分
子電解質膜３２の周縁部を保持するとともに、外部への
ガス流出を防止するシール機能も併せ持っているため、
前記額状シール部材３８と前記シール部材４０で固体高
分子電解質膜３２を挟み込むことで、固体高分子電解質
膜３２を保持しつつ、電解質膜・電極構造体３０を外部
に対してシールすることができる。このため、複雑な形
状のシール部材などが不要であり、組立時間、部品点数
等の面でもメリットがある。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中西 吉宏
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
(72)発明者 西山 忠志
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 5H026 AA06 BB02 CC01 CC03 CC08
CX08 EE02 EE05 EE18 EE19
HH03
Claims (3)
- 【請求項１】 固体高分子電解質膜とその両側のガス拡
散電極で構成した電解質膜・電極構造体であって、一対
のガス拡散の外周からはみ出した固体高分子電解質膜の
部分を、一方のガス拡散電極のみの外周を囲むように設
けた額状のシール部材にて、覆いかつ支持したことを特
徴とする電解質膜・電極構造体。 - 【請求項２】 固体高分子電解質膜とその両側のガス拡
散電極で構成した電解質膜・電極構造体において、一対
のガス拡散の外周からはみ出した固体高分子電解質膜の
部分を、一方のガス拡散電極のみの外周を囲むように設
けた額状のシール部材にて、覆いかつ支持するととも
に、ガス拡散電極の他方外側の前記固体高分子電解質膜
上に他のシール部材を配置して、一対のセパレータで挟
持してなることを特徴とする燃料電池セル。 - 【請求項３】 前記一対のセパレータは、前記電解質膜
・電極構造体より平面寸法を大きく形成してなり、前記
電解質膜・電極構造体外側であって一対のセパレータの
周縁部にもシール部材を設けて、複数のシール構造とし
たことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池セル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001199779A JP5208338B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 電解質膜・電極構造体及び燃料電池セル |
| US10/185,371 US7201987B2 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-27 | Membrane electrode assembly, and fuel cell unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001199779A JP5208338B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 電解質膜・電極構造体及び燃料電池セル |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012128978A Division JP5798521B2 (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 電解質膜・電極構造体の製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017092A true JP2003017092A (ja) | 2003-01-17 |
| JP2003017092A5 JP2003017092A5 (ja) | 2007-10-18 |
| JP5208338B2 JP5208338B2 (ja) | 2013-06-12 |
Family
ID=19037016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001199779A Expired - Fee Related JP5208338B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 電解質膜・電極構造体及び燃料電池セル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7201987B2 (ja) |
| JP (1) | JP5208338B2 (ja) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005026069A (ja) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Sony Corp | 燃料電池 |
| JP2005071989A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質型燃料電池 |
| JP2006004677A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池 |
| JP2006040791A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Tokai Rubber Ind Ltd | 固体高分子型燃料電池用セル |
| WO2006033374A1 (ja) * | 2004-09-24 | 2006-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 単電池、単電池の製造方法、燃料電池、燃料電池の製造方法 |
| JP2007042347A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体及びその製造方法 |
| WO2008016185A1 (fr) * | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Japan Gore-Tex Inc. | ensemble électrode à membrane, SON PROCESSUS DE FABRICATION, et pile à combustible polymère solide L'utilisant |
| JP2008504656A (ja) * | 2004-07-01 | 2008-02-14 | ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト | 集積膜電極アセンブリを製造するための積層法 |
| JP2008508679A (ja) * | 2004-07-30 | 2008-03-21 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 端部が保護された触媒被覆した拡散媒体と膜電極集成体 |
| JP2008511118A (ja) * | 2004-08-25 | 2008-04-10 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 拡散媒体内の縁部応力の緩和 |
| JP2008515137A (ja) * | 2004-09-24 | 2008-05-08 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | メンブラン電極アセンブリー |
| JP2008130349A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池のセル及びスタック |
| JP2008146901A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Canon Inc | 燃料電池 |
| JP2009129759A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Dainippon Printing Co Ltd | 補強シート付き電解質膜−触媒層接合体、これを用いた補強シート付き電解質膜−電極接合体及び固体高分子形燃料電池 |
| JP2010067602A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-03-25 | Dainippon Printing Co Ltd | 補強シート付き電解質膜−触媒層積層体及びそれを具備する固体高分子形燃料電池 |
| JP2010102857A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 膜電極接合体の製造方法 |
| WO2010050339A1 (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Nok株式会社 | 燃料電池の密封構造 |
| JP2011523766A (ja) * | 2008-06-05 | 2011-08-18 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 電気化学的電池の製造方法 |
| WO2012077492A1 (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | Nok株式会社 | 燃料電池のシール構造 |
| JP2012164685A (ja) * | 2012-06-06 | 2012-08-30 | Honda Motor Co Ltd | 電解質膜・電極構造体の製造方法 |
| JP2013515348A (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | サブガスケット付スリフトされた膜を組み込んだ燃料電池のサブアセンブリ |
| JP2015050056A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及びその製造方法 |
| JPWO2015147098A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2017-04-13 | 凸版印刷株式会社 | 膜電極接合体の製造方法、膜電極接合体、および、固体高分子形燃料電池 |
| JP2019530802A (ja) * | 2016-09-22 | 2019-10-24 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 水蒸気使用または燃料使用のそれぞれにおいて増大した割合を有する水電解反応器（ｓｏｅｃ）または燃料電池（ｓｏｆｃ） |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4121340B2 (ja) * | 2002-09-04 | 2008-07-23 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| JP4067371B2 (ja) * | 2002-09-25 | 2008-03-26 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| US7432008B2 (en) * | 2002-12-06 | 2008-10-07 | Hydrogenics Corporation | Gas diffusion layer for an electrochemical cell |
| US7405019B2 (en) * | 2003-03-14 | 2008-07-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
| JP2005235736A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-09-02 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用膜電極接合体及びその製造方法、燃料電池 |
| US7524573B2 (en) * | 2004-02-23 | 2009-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel cell having inner and outer periphery seal members |
| US20060029850A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-02-09 | Peter Szrama | Fuel cell assembly with structural film |
| US7687184B2 (en) | 2004-10-19 | 2010-03-30 | Panasonic Corporation | Membrane electrode assembly with a fibrous substrate, method for producing the same and polymer electrolyte fuel cell |
| JP2007250351A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2010506352A (ja) * | 2006-10-02 | 2010-02-25 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 膜−電極アセンブリを製造する方法 |
| US8012284B2 (en) * | 2006-12-15 | 2011-09-06 | 3M Innovative Properties Company | Method and apparatus for fabricating roll good fuel cell subassemblies |
| US7732083B2 (en) * | 2006-12-15 | 2010-06-08 | 3M Innovative Properties Company | Gas diffusion layer incorporating a gasket |
| US8288059B2 (en) * | 2006-12-15 | 2012-10-16 | 3M Innovative Properties Company | Processing methods and systems for assembling fuel cell perimeter gaskets |
| JP4416038B2 (ja) * | 2008-02-21 | 2010-02-17 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
| JP5286895B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2013-09-11 | トヨタ自動車株式会社 | 単セルアセンブリ、および燃料電池 |
| US8986860B2 (en) * | 2008-04-22 | 2015-03-24 | GM Global Technology Operations LLC | Integrated baffles for a fuel cell stack |
| US20100108536A1 (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | Mti Micro Fuel Cells, Inc. | Electrochemical actuator |
| JP5275070B2 (ja) * | 2009-02-06 | 2013-08-28 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及びその製造方法 |
| JP5790088B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-10-07 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池セル |
| JP5666396B2 (ja) * | 2011-07-14 | 2015-02-12 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用金属セパレータの製造方法 |
| CA2857143C (en) * | 2011-12-06 | 2017-07-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stress suppressing structure for electrolyte membrane of fuel cell |
| CN108368622B (zh) | 2015-09-28 | 2020-09-11 | 水吉能公司 | 高压或差压电解池 |
| NL2022069B1 (en) * | 2018-11-23 | 2020-06-05 | Hyet Holding B V | Solid-state compressor |
| CN113383113A (zh) * | 2020-01-08 | 2021-09-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 压缩装置 |
| CN113383112A (zh) * | 2020-01-08 | 2021-09-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 压缩装置 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05283093A (ja) * | 1992-04-02 | 1993-10-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子電解質燃料電池 |
| JPH06260193A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-09-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子電解質燃料電池スタック |
| JPH0765847A (ja) * | 1993-08-24 | 1995-03-10 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JPH07220742A (ja) * | 1994-01-27 | 1995-08-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池及び該燃料電池の電極−イオン交換膜接合体の製造方法 |
| JPH07312223A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
| JPH10154521A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
| JPH10199551A (ja) * | 1997-01-06 | 1998-07-31 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池構造体およびその製造方法 |
| JPH11204122A (ja) * | 1998-01-19 | 1999-07-30 | Toshiba Corp | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| WO2001004983A1 (fr) * | 1999-07-13 | 2001-01-18 | Nok Corporation | Joint pour pile a combustible et son procede de formage |
| JP2001102072A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2002520777A (ja) * | 1998-06-30 | 2002-07-09 | マンハッタン・サイエンティフィックス・インコーポレイテッド | 高分子電解質膜燃料電池のバイポーラプレートと膜電極ユニットで構成された防ガスアセンブリ |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU664703B2 (en) * | 1991-06-04 | 1995-11-30 | Ballard Power Systems Inc. | Gasketed membrane electrode assembly for electrochemical fuel cells |
| US5264299A (en) * | 1991-12-26 | 1993-11-23 | International Fuel Cells Corporation | Proton exchange membrane fuel cell support plate and an assembly including the same |
| JP3321219B2 (ja) * | 1992-12-24 | 2002-09-03 | 田中貴金属工業株式会社 | 固体高分子電解質電気化学セル用隔膜の製造方法 |
| JP3530339B2 (ja) | 1997-04-11 | 2004-05-24 | 三洋電機株式会社 | 固体高分子型燃料電池およびその製造方法 |
| ATE216138T1 (de) * | 1997-07-16 | 2002-04-15 | Ballard Power Systems | Elastische dichtung für eine membranelektrodenanordnung in einer elektrochemischen brennstoffzelle und herstellungsverfahren dafür |
| US6261711B1 (en) * | 1999-09-14 | 2001-07-17 | Plug Power Inc. | Sealing system for fuel cells |
| US7217471B2 (en) * | 2002-05-17 | 2007-05-15 | 3M Innovative Properties Company | Membrane electrode assembly with compression control gasket |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001199779A patent/JP5208338B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-06-27 US US10/185,371 patent/US7201987B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05283093A (ja) * | 1992-04-02 | 1993-10-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子電解質燃料電池 |
| JPH06260193A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-09-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体高分子電解質燃料電池スタック |
| JPH0765847A (ja) * | 1993-08-24 | 1995-03-10 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JPH07220742A (ja) * | 1994-01-27 | 1995-08-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池及び該燃料電池の電極−イオン交換膜接合体の製造方法 |
| JPH07312223A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
| JPH10154521A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
| JPH10199551A (ja) * | 1997-01-06 | 1998-07-31 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池構造体およびその製造方法 |
| JPH11204122A (ja) * | 1998-01-19 | 1999-07-30 | Toshiba Corp | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2002520777A (ja) * | 1998-06-30 | 2002-07-09 | マンハッタン・サイエンティフィックス・インコーポレイテッド | 高分子電解質膜燃料電池のバイポーラプレートと膜電極ユニットで構成された防ガスアセンブリ |
| WO2001004983A1 (fr) * | 1999-07-13 | 2001-01-18 | Nok Corporation | Joint pour pile a combustible et son procede de formage |
| JP2001102072A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池 |
Cited By (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8007949B2 (en) | 2002-10-08 | 2011-08-30 | Bhaskar Sompalli | Edge-protected catalyst-coated diffusion media and membrane electrode assemblies |
| JP2005026069A (ja) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Sony Corp | 燃料電池 |
| JP2005071989A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質型燃料電池 |
| JP4615266B2 (ja) * | 2003-08-01 | 2011-01-19 | パナソニック株式会社 | 高分子電解質型燃料電池 |
| JP2006004677A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池 |
| JP2008504656A (ja) * | 2004-07-01 | 2008-02-14 | ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト | 集積膜電極アセンブリを製造するための積層法 |
| JP2006040791A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Tokai Rubber Ind Ltd | 固体高分子型燃料電池用セル |
| JP2008508679A (ja) * | 2004-07-30 | 2008-03-21 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 端部が保護された触媒被覆した拡散媒体と膜電極集成体 |
| JP4921369B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2012-04-25 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 拡散媒体内の縁部応力の緩和 |
| JP2008511118A (ja) * | 2004-08-25 | 2008-04-10 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 拡散媒体内の縁部応力の緩和 |
| JP2008515137A (ja) * | 2004-09-24 | 2008-05-08 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | メンブラン電極アセンブリー |
| WO2006033374A1 (ja) * | 2004-09-24 | 2006-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 単電池、単電池の製造方法、燃料電池、燃料電池の製造方法 |
| JP2006092924A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Toyota Motor Corp | 単電池、単電池の製造方法、燃料電池、燃料電池の製造方法 |
| JP2007042347A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体及びその製造方法 |
| KR101473500B1 (ko) | 2006-08-03 | 2014-12-16 | 니뽄 고아 가부시끼가이샤 | 막 전극 조립체 및 그의 제조 방법 및 이를 이용한 고체 고분자형 연료 전지 |
| US8685588B2 (en) | 2006-08-03 | 2014-04-01 | W. L. Gore & Associates, Co., Ltd. | Membrane electrode assembly, method for producing the same, and solid polymer fuel cell using the same |
| JP2008041337A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Japan Gore Tex Inc | 膜電極組立体およびその製造方法ならびにそれを用いた固体高分子形燃料電池 |
| WO2008016185A1 (fr) * | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Japan Gore-Tex Inc. | ensemble électrode à membrane, SON PROCESSUS DE FABRICATION, et pile à combustible polymère solide L'utilisant |
| JP2008130349A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池のセル及びスタック |
| JP2008146901A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Canon Inc | 燃料電池 |
| US8546040B2 (en) | 2006-12-07 | 2013-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| JP2009129759A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Dainippon Printing Co Ltd | 補強シート付き電解質膜−触媒層接合体、これを用いた補強シート付き電解質膜−電極接合体及び固体高分子形燃料電池 |
| JP2011523766A (ja) * | 2008-06-05 | 2011-08-18 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 電気化学的電池の製造方法 |
| JP2010067602A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-03-25 | Dainippon Printing Co Ltd | 補強シート付き電解質膜−触媒層積層体及びそれを具備する固体高分子形燃料電池 |
| JP2010102857A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 膜電極接合体の製造方法 |
| WO2010050339A1 (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Nok株式会社 | 燃料電池の密封構造 |
| US8628894B2 (en) | 2008-10-31 | 2014-01-14 | Nok Corporation | Fuel cell sealing structure comprising stepped gas diffusion layers |
| JP2010108852A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Nok Corp | 燃料電池の密封構造 |
| JP2013515348A (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | サブガスケット付スリフトされた膜を組み込んだ燃料電池のサブアセンブリ |
| CN103250289A (zh) * | 2010-12-06 | 2013-08-14 | Nok株式会社 | 燃料电池的密封构造 |
| JP2012123922A (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Nok Corp | 燃料電池のシール構造 |
| WO2012077492A1 (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | Nok株式会社 | 燃料電池のシール構造 |
| JP2012164685A (ja) * | 2012-06-06 | 2012-08-30 | Honda Motor Co Ltd | 電解質膜・電極構造体の製造方法 |
| JP2015050056A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及びその製造方法 |
| JPWO2015147098A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2017-04-13 | 凸版印刷株式会社 | 膜電極接合体の製造方法、膜電極接合体、および、固体高分子形燃料電池 |
| JP2019530802A (ja) * | 2016-09-22 | 2019-10-24 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 水蒸気使用または燃料使用のそれぞれにおいて増大した割合を有する水電解反応器（ｓｏｅｃ）または燃料電池（ｓｏｆｃ） |
| US10991956B2 (en) | 2016-09-22 | 2021-04-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Water electrolysis reactor (SOEC) or fuel cell (SOFC) with an increased rate of water vapour use or fuel use, respectively |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030003342A1 (en) | 2003-01-02 |
| US7201987B2 (en) | 2007-04-10 |
| JP5208338B2 (ja) | 2013-06-12 |
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