JP2004039650A

JP2004039650A - Polymer electrolyte fuel cell

Info

Publication number: JP2004039650A
Application number: JP2003350136A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Hado; 羽藤　一仁; Eiichi Yasumoto; 安本　栄一; Kazufumi Nishida; 西田　和史; Hisaaki Gyoten; 行天　久朗; Teruhisa Kanbara; 神原　輝壽
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2018-06-02
Also published as: JP4274892B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bipolar plate for polymer electrolyte fuel cell that is inexpensive, corrosion resistant, and excellent in processability and handling. <P>SOLUTION: In a polymer electrolyte fuel cell having a cooling equipment attached to the bipolar plate, a pair of reaction poles holding a solid polymer electrolyte film, is held by the pair of bipolar plates for supplying and exhausting fuel gas and oxidyzing agent gas to a reaction pole. The bipolar plate comprises a carbon material or a metallic material, and a material having a main chain consisting of shown isobutylene. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

　本発明は、高分子電解質型燃料電池に関する。 The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell.

　高分子電解質型燃料電池は、プロトン伝導性の高分子電解質薄膜と、アノードおよびカソードの反応電極と、それぞれの反応電極の周縁部に配置したガスケット状のシール材、さらにカ−ボンあるいは金属製のバイポーラ板と、バイポーラ板を冷却するための冷却板とにより構成する。 A polymer electrolyte fuel cell is composed of a proton conductive polymer electrolyte thin film, anode and cathode reaction electrodes, a gasket-like sealing material disposed at the periphery of each reaction electrode, and carbon or metal. It is composed of a bipolar plate and a cooling plate for cooling the bipolar plate.

　電池の電気化学反応を起こす電極触媒層の構成は、貴金属触媒を担持したカーボン粉末と、前述のプロトン伝導性の高分子電解質薄膜と同じ材料とを混合したものを用いる。また、必要によりフルオロカーボン化合物系の撥水材をこれに添加する。反応電極は、前述の電極触媒層とガス拡散層とを接合した構成を有する。構成 The structure of the electrode catalyst layer that causes the electrochemical reaction of the battery uses a mixture of carbon powder carrying a noble metal catalyst and the same material as the above-mentioned proton conductive polymer electrolyte thin film. If necessary, a fluorocarbon compound-based water-repellent material is added thereto. The reaction electrode has a configuration in which the above-described electrode catalyst layer and the gas diffusion layer are joined.

　アノードおよびカソードの構成材料は、純水素を燃料として用いる場合、同一のものを使用することが可能である。炭化水素系燃料を改質した水素リッチなガスを燃料とする場合、改質ガス中に含まれる一酸化炭素による貴金属触媒の被毒を抑制するため、アノード側のみにルテニウムなどの耐ＣＯ被毒材料を添加することも提案されている。構成 The same material can be used for the anode and cathode when pure hydrogen is used as fuel. When a hydrogen-rich gas obtained by reforming a hydrocarbon-based fuel is used as the fuel, the poisoning of the noble metal catalyst by carbon monoxide contained in the reformed gas is suppressed, so that only the anode side is resistant to CO poisoning such as ruthenium. It has also been proposed to add materials.

　高分子電解質は、側鎖の末端にスルホン基をペンダントした炭化フッ素系の高分子を用いることが出来る。この電解質は水分を含んだ状態でプロトン伝導性を有する。そのため電池を作動させるためには、高分子電解質を常に水分を含んだ状態にする必要がある。水分を含んだ状態での高分子電解質は、末端のスルホン基から解離するＨ⁺により、強い酸性を呈する。このため、電解質と直接接する部分の材料には耐酸性が要求される。また、反応電極中にも電解質と同等の材料を混合するため、反応電極と直接接する部分に使用する材料にも耐酸性が要求される。以上の理由により、これまで電解質と直接接するガスケット等のシール材には、耐酸性の強いフルオロカーボン系の高分子材料が用いられてきた。 As the polymer electrolyte, a fluorocarbon polymer in which a sulfone group is pendant at a terminal of a side chain can be used. This electrolyte has proton conductivity in a state containing water. Therefore, in order to operate the battery, it is necessary to keep the polymer electrolyte in a state of always containing moisture. The polymer electrolyte containing water exhibits strong acidity due to H ⁺ dissociated from the terminal sulfone group. For this reason, the material of the part in direct contact with the electrolyte is required to have acid resistance. In addition, since a material equivalent to the electrolyte is also mixed in the reaction electrode, a material used in a portion directly in contact with the reaction electrode also needs to have acid resistance. For the above reasons, a fluorocarbon polymer material having strong acid resistance has been used as a sealing material such as a gasket which is in direct contact with the electrolyte.

　一方、反応電極の周縁部にはガスケット状のシール材を配置し、これを一対のバイポーラ板で挟持し、それぞれのカソードおよびアノード反応電極に供給した燃料ガスを外部に逃がさないようにする。従来、フッ素系樹脂等の硬いガスケットを予め電極の周縁部に設置した後、バイポーラ板で挟持していたため、電極とガスケットの厚みを予め精度良く調整しておく必要があった。 On the other hand, a gasket-like sealing material is arranged at the periphery of the reaction electrode, and is sandwiched between a pair of bipolar plates so that the fuel gas supplied to the respective cathode and anode reaction electrodes does not escape to the outside. Conventionally, a hard gasket such as a fluororesin was previously set on the peripheral portion of the electrode and then sandwiched between bipolar plates, so that it was necessary to precisely adjust the thickness of the electrode and the gasket in advance.

　しかし、ガスケットがゴム状の弾力性を有すれば、厳密な寸法精度は必要なく、ある程度の厚み調整でガスケットとしての機能を果たすことが可能となる。そこで、ガスケットに求められる特性として、耐酸性と共に、ゴム状の弾力性を有することが望ましい。そのため、フッ素系樹脂と比較すると耐酸性は劣るが、弾力性を有するエチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）等がガスケット材料として使用される場合もあった。 However, if the gasket has rubber-like elasticity, strict dimensional accuracy is not required, and the function as a gasket can be achieved by adjusting the thickness to some extent. Therefore, it is desirable for the gasket to have rubber-like elasticity as well as acid resistance as characteristics required for the gasket. For this reason, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) or the like having elasticity is sometimes used as a gasket material, although the acid resistance is inferior to that of the fluorine resin.

　また、バイポーラ板は、電極と直接接するため耐酸性が要求されると同時に、ガスタイトであり、高い電気伝導性を有することが求められる。また、酸化剤として空気を用いる場合には、カソードに供給される空気の流速を高めて、生成する水または水蒸気を効率良く排除する必要がある。そこでバイポーラ板のガス流路構造には、第１図に示したような、通常サーペンタイン型と呼ばれる複雑な流路構造が用いられてきた。バイポーラ板の材料は、ガスタイトである緻密カーボン板や、樹脂を含浸したカーボン板、あるいはグラッシーカーボン等のカーボン系材料を用い、これに切削加工を施し、ガス流通溝を設けてバイポーラ板とした。また、必要により耐食性合金板を切削加工し、また貴金属メッキを施してバイポーラ板として用いてきた。 In addition, the bipolar plate is required to have acid resistance because it is in direct contact with the electrode, and at the same time, it is required to be gas tight and have high electric conductivity. When air is used as the oxidizing agent, it is necessary to increase the flow rate of the air supplied to the cathode to efficiently remove generated water or water vapor. Therefore, a complicated flow path structure usually called a serpentine type as shown in FIG. 1 has been used for the gas flow path structure of the bipolar plate. As a material of the bipolar plate, a gas-tight dense carbon plate, a carbon plate impregnated with a resin, or a carbon-based material such as glassy carbon was used, and a cutting process was performed on the carbon-based material to form a gas flow groove to form a bipolar plate. If necessary, a corrosion-resistant alloy plate is cut and plated with a noble metal and used as a bipolar plate.

　さらに、必要に応じ、電極と接する電気伝導性の必要な部位にのみ、前記カーボン系材料や耐食性金属材料を用い、周辺部のマニホールド部などの電気伝導性の必要ない部分には樹脂を使った複合材料のバイポーラ板等の試みもあった。
　また、カーボン粉末や金属粉末と樹脂とを混合し、プレスまたは射出成形により成形することも提案されている。 Further, if necessary, the carbon-based material or the corrosion-resistant metal material is used only for the portion that needs electrical conductivity in contact with the electrode, and the resin that does not need electrical conductivity such as the peripheral manifold portion is used. There have also been attempts to use a composite material such as a bipolar plate.
It has also been proposed to mix a carbon powder or a metal powder with a resin and mold the mixture by pressing or injection molding.

　しかしながら、フルオロカーボン系の材料をガスケット等のシール材に用いると、高コストであるという課題がある。また、フルオロカーボン系の材料は一般に樹脂としては非常に硬く、ガスまたは冷却水をシールするためには非常に大きな荷重でガスケットを締め付けなければならない。そのため、多孔質なフルオロカーボン系の材料を用いる試みや、ペースト状のフルオロカーボン材料をバイポーラ板などに塗布し、乾燥または半乾燥状態で用いる試みがなされているが、多孔質なフルオロカーボン系の材料は依然として高価である。加えて、多孔性が無くなるまで荷重をかけて締め付けなければ十分なシール効果が得られないという課題があった。 However, if a fluorocarbon-based material is used for a sealing material such as a gasket, there is a problem that the cost is high. Further, fluorocarbon-based materials are generally very hard as a resin, and a gasket must be tightened with a very large load to seal gas or cooling water. Therefore, attempts have been made to use a porous fluorocarbon-based material or to apply a paste-like fluorocarbon material to a bipolar plate or the like and use it in a dry or semi-dry state, but the porous fluorocarbon-based material is still used. Expensive. In addition, there is a problem that a sufficient sealing effect cannot be obtained unless a load is tightened until the porosity is lost.

　一方、シール材にペースト状のフルオロカーボン材料を用いても、材料自身が高価であることに変わりはなく、また乾燥させた状態では、やはり硬いため、塗布時の厚み調整が困難であった。また、ＥＰＤＭ等のゴム状材料は、フッ素系樹脂ほどの耐酸性を持たないため、長時間の使用には不向きである。さらに、一般的なＥＰＤＭは熱可塑性を有するため、８０℃程度の電池運転温度で使用する場合には、経時的な変形を伴い、場合によってはガス流路を閉塞し、燃料の供給量を低下させるという課題があった。 On the other hand, even if a paste-like fluorocarbon material was used for the sealing material, the material itself was still expensive, and when dried, it was still hard, so it was difficult to adjust the thickness at the time of application. Further, a rubber-like material such as EPDM is not suitable for a long-time use because it does not have acid resistance as much as a fluorine-based resin. Furthermore, since general EPDM has thermoplasticity, when used at a battery operating temperature of about 80 ° C., it is deformed over time, and in some cases, the gas flow path is blocked, and the fuel supply amount is reduced. There was a problem to make it.

　さらに、バイポーラ板の材料に関しては、ガスタイトで緻密なカーボン板やグラッシーカーボンを用いた場合、ガス流路などの加工には切削加工を施さなければならない。これは、量産化・低コスト化の観点から、不向きである。また、樹脂を含浸したカーボン板を用いる場合には、樹脂がほとんど弾性を持たないため、ガス流路などの加工を施した後に樹脂を含浸すると、カーボン板に反りが発生する。そのため、予め樹脂を含浸した後に、ガス流路などの加工を行う必要があり、切削加工等による後処理が必要であった。また、フェノール樹脂やシリコン樹脂などを含浸材として用いた場合、耐酸性に問題があった。また、耐食性合金や貴金属メッキ板等を用いる場合にも、サーペンタイン型の流路構造を用いるためには切削加工が必要であった。 Furthermore, as for the material of the bipolar plate, when a gas-tight and dense carbon plate or glassy carbon is used, the gas flow path and the like must be cut. This is not suitable from the viewpoint of mass production and cost reduction. When a carbon plate impregnated with a resin is used, the resin has almost no elasticity. Therefore, if the resin is impregnated after processing such as a gas flow path, the carbon plate is warped. Therefore, after impregnating the resin in advance, it is necessary to process the gas flow path and the like, and post-processing such as cutting is required. Further, when a phenol resin or a silicone resin is used as the impregnating material, there is a problem in acid resistance. Also, when a corrosion-resistant alloy, a noble metal plated plate, or the like is used, a cutting process is required in order to use a serpentine-type flow path structure.

　さらに、カーボン粉末や金属粉末と樹脂とを混合し、プレスまたは射出成形により成形する場合も、樹脂自身に耐酸性が必要である。この点、フッ素系樹脂などの硬い材料を用いると流動性が低く、成形が難しかった。また、流動性が悪い樹脂を使用すると、樹脂の含有率を低減させる必要があるため、成型後に、ガスタイト性が必要な部位に再度樹脂などを含浸するなどの後処理が必要であり、それだけ構成が複雑になるという課題があった。 Furthermore, when carbon powder or metal powder is mixed with resin and molded by pressing or injection molding, the resin itself needs to have acid resistance. In this respect, when a hard material such as a fluorine-based resin is used, the fluidity is low and molding is difficult. In addition, if a resin with poor fluidity is used, it is necessary to reduce the content of the resin. Therefore, after molding, a post-treatment such as re-impregnation of a resin or the like in a site where gas tightness is required is necessary. There was a problem that it became complicated.

　以上の課題を解決するため、本発明は、固体高分子電解質膜を挟む一対の反応電極を、前記反応電極に燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給排出するための一対のバイポーラ板で挟持し、前記バイポーラ板に冷却用治具を取り付けた高分子電解質型燃料電池であって、
　前記バイポーラ板が、カーボン材料または金属材料と、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料とにより構成されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池を提供する。

In order to solve the above problems, the present invention is to sandwich a pair of reaction electrodes sandwiching a solid polymer electrolyte membrane with a pair of bipolar plates for supplying and discharging fuel gas and oxidant gas to the reaction electrodes, A polymer electrolyte fuel cell having a cooling jig attached to a bipolar plate,
A polymer electrolyte fuel cell is provided, wherein the bipolar plate is made of a carbon material or a metal material and a material having a main chain skeleton of isobutylene shown in Chemical Formula 1.

　以上で用いた、（化１）において、重合性二重結合を有する官能基ＸおよびＹは、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基より選ばれることが望ましい。官能 In the above (Chemical Formula 1), the functional groups X and Y having a polymerizable double bond are desirably selected from allyl, acryloyl, methacryloyl, isocyanate, and epoxy groups.

　また、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料のイソブチレンの繰り返し数ｍは、５６≦ｍ≦７２であり、平均６４であることが望ましい。 Also, the number m of isobutylene repetitions of the material having isobutylene as the main chain skeleton shown in Chemical formula 1 satisfies 56 ≦ m ≦ 72, and is desirably 64 on average.

　また、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料の重合度は、８０００以上であることが望ましい。 Further, the degree of polymerization of the material having isobutylene as a main chain skeleton represented by Chemical Formula 1 is desirably 8000 or more.

　また、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料で構成したシール材は、（化２）示した反応性オリゴマーを少なくとも含有する溶液を、シール箇所に塗布した後、前記反応性オリゴマーの共重合により硬化することで形成したことを特徴とする。

In addition, a sealing material composed of a material having isobutylene as a main chain skeleton represented by (Chemical Formula 1) is obtained by applying a solution containing at least a reactive oligomer represented by (Chemical Formula 2) to a sealing portion, It is characterized by being formed by curing by copolymerization of an oligomer.

　本発明に係る燃料電池は、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料を用いることによって、高い信頼性を有する高分子電解質型燃料電池を実現することができる。燃料 The fuel cell according to the present invention can realize a highly reliable polymer electrolyte fuel cell by using the material having the main chain skeleton of isobutylene shown in Chemical formula 1.

　本発明の高分子電解質型燃料電池は、バイポーラ板として、カーボン材料または金属材料と、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料とにより構成されたバイポーラ板を用いる点に特徴を有する。また、構成要素である反応電極のシール材や、冷却水のシール材料、または内部加湿部の水またはガスをシールする材料に、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料を用いることができ、これにより、安価で耐酸性を有するシール材を可能とすることができる。 The polymer electrolyte fuel cell of the present invention is characterized in that a bipolar plate composed of a carbon material or a metal material and a material having the main chain skeleton of isobutylene shown in Chemical formula 1 is used as the bipolar plate. Have. Further, a material having isobutylene as a main chain skeleton shown in Chemical formula 1 is used as a sealing material for a reaction electrode, a sealing material for cooling water, or a material for sealing water or gas in an internal humidifying portion, which is a constituent element. This makes it possible to provide an inexpensive and acid-resistant sealing material.

　このときの製造方法は、（化２）示した反応性オリゴマーを少なくとも含有する溶液を、シール箇所に塗布した後、前記反応性オリゴマーの共重合により硬化することで、安価に製造できる。製造 The production method at this time can be inexpensively produced by applying a solution containing at least the reactive oligomer shown in (Chemical Formula 2) to the sealing portion and then curing by copolymerization of the reactive oligomer.

　（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料は、耐酸性に優れ、安価であり、かつ弾性を有し、耐熱性を有するため、ガスケットや冷却水のシール材料としてフッ素系樹脂系樹脂やＥＰＤＭなどより優れている。 The material having the main chain skeleton of isobutylene shown in Chemical formula 1 has excellent acid resistance, is inexpensive, has elasticity, and has heat resistance. It is superior to resin and EPDM.

　また、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料を含浸したカーボン板をバイポーラ板として用いる場合、樹脂が弾性を有するため、緻密性を有さないカーボン板にガス流路などの加工を施した後に樹脂を含浸する事が可能である。樹脂を含浸する前の緻密でないカーボン板は、樹脂を含浸した後と比べ、柔らかく加工性が良好であるため、加工を大幅に容易にできる。 Further, when a carbon plate impregnated with a material having isobutylene as a main chain skeleton shown in (Chemical Formula 1) is used as a bipolar plate, the resin has elasticity, and thus a carbon plate having no denseness is provided with a gas flow path or the like. It is possible to impregnate the resin after processing. The non-dense carbon plate before impregnation with the resin is softer and has better workability than after impregnation with the resin, so that the processing can be greatly facilitated.

　さらに、カーボン粉末や金属粉末と（化１）で示したポリイソブチレンを主鎖骨格とする高分子材料とを混合し、プレスまたは射出成形により成形する場合も、樹脂が弾力性を有するため成型時の流動性を改善できる。また、樹脂の添加量を増加させても、成型時の流動性が良好であるため、成型後の後処理などの工程も省略することができる。 Furthermore, when the carbon powder or the metal powder is mixed with the polymer material having the main chain skeleton of polyisobutylene shown in Chemical formula 1 and then molded by pressing or injection molding, the resin has elasticity. Fluidity can be improved. Further, even if the amount of the resin added is increased, the fluidity during molding is good, so that steps such as post-treatment after molding can be omitted.

　また、バイポーラ板の内、電気伝導性を必要とする部分にのみカーボンあるいは金属を使用し、電気伝導性の必要ないマニホールド等の複雑な形状を形成させる周辺部やシール部分に（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料を用いる場合、ゴム状の柔軟性を有するため、シールが容易である。かつ、電気伝導性の必要な部分に用いられているカーボンや金属材料と、電気伝導性が必要ない部分に用いられている（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料の熱膨張計数が異なっても、ゴム状の柔軟性を有するため、電池の昇降温時に熱膨張計数の違いに起因するバイポーラ板自身の破損などを招くおそれもない。 In addition, carbon or metal is used only in the portion of the bipolar plate that requires electrical conductivity, and the peripheral portion and the seal portion that form a complex shape such as a manifold that does not require electrical conductivity are represented by (Formula 1). When a material having the main chain skeleton of isobutylene as shown is used, the material has rubber-like flexibility, so that sealing is easy. In addition, thermal expansion of carbon or metal material used in a portion requiring electric conductivity and a material having main chain skeleton of isobutylene shown in Chemical formula 1 used in a portion not requiring electric conductivity Even if the counts are different, since the battery has rubber-like flexibility, there is no possibility that the bipolar plate itself may be damaged due to the difference in the thermal expansion coefficient when the temperature of the battery rises or falls.

　以上の記載中、（化１）で示した材料は、繰り返し数ｍのイソブチレンオリゴマーに末端官能基ＸとＹを付加したものを１単位として、末端官能基部分で架橋したものである。Ｘ、Ｙとしてアリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基を用いたとき、これらの官能基は多官能基であるので、これらを架橋点とすると、重合後のポリマーはマトリックス状に架橋した網目状構造となる。 In the above description, the material represented by Chemical formula 1 is a material obtained by adding a terminal functional group X and Y to a repeating m number of isobutylene oligomers as one unit and cross-linking at a terminal functional group portion. When an allyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, an isocyanate group, or an epoxy group is used as X and Y, since these functional groups are polyfunctional groups, if these are used as crosslinking points, the polymer after polymerization becomes a matrix. It becomes a crosslinked network structure.

　この時、ポリマーの物性は、（化１）で示した材料中の、イソブチレンオリゴマーの繰り返し数ｍと、全体の重合度ｉと、末端官能基の種類に大きく影響を受ける。発明者の検討の結果、この材料を高分子電解質型燃料電池でのシール材に使用するときは、イソブチレンオリゴマーの繰り返し数ｍは、５６≦ｍ≦７２であり、平均６４であることが望ましく、また、重合度ｉは、８０００以上であることが望ましいことを見出した。 At this time, the physical properties of the polymer are greatly affected by the number m of repeating isobutylene oligomers, the overall degree of polymerization i, and the types of terminal functional groups in the material shown in Chemical Formula 1. As a result of the study by the inventor, when this material is used as a sealing material in a polymer electrolyte fuel cell, the number of repetitions m of the isobutylene oligomer is 56 ≦ m ≦ 72, and preferably an average of 64, It has also been found that the degree of polymerization i is desirably 8000 or more.

　以下、図面を参照しながら本発明を説明する。
《参考例》
　アセチレンブラック系カーボン粉末に、平均粒径約３０の白金粒子を２５重量％担持したものを反応電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノールに分散させた溶液に、（化３）で示したパーフルオロカーボンスルホン酸の粉末をエチルアルコールに分散したディスパージョン溶液を混合し、ペースト状にした。このペーストを原料としスクリーン印刷法をもちいて、厚み２５０μｍのカーボン不織布の一方の面に電極触媒層を形成した。形成後の反応電極中に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロカーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよう調整した。

Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
《Reference example》
An acetylene black-based carbon powder carrying 25% by weight of platinum particles having an average particle size of about 30 was used as a catalyst for the reaction electrode. A dispersion solution of the perfluorocarbon sulfonic acid powder shown in Chemical Formula 3 in ethyl alcohol was mixed with a solution of this catalyst powder dispersed in isopropanol to form a paste. Using this paste as a raw material, an electrode catalyst layer was formed on one surface of a carbon nonwoven fabric having a thickness of 250 μm using a screen printing method. Amount of platinum contained in the reaction electrode after forming the 0.5 mg / cm ^2, the amount of perfluorocarbon sulfonic acid was adjusted to be 1.2 mg / cm ^2.

　これらの電極は、正極・負極共に同一構成とし、図２に示したように電極より一回り大きい面積を有するプロトン伝導性高分子電解質膜の中心部の両面に、印刷した触媒層が電解質膜側に接するようにホットプレスによって接合して、電極／電解質接合体（ＭＥＡ）を作成した。ここでは、プロトン伝導性高分子電解質として、（化４）に示したパーフルオロカーボンスルホン酸を２５μｍの厚みに薄膜化したものを用いた。

These electrodes have the same configuration for both the positive electrode and the negative electrode. As shown in FIG. 2, a printed catalyst layer is formed on both sides of the center of a proton conductive polymer electrolyte membrane having an area slightly larger than the electrodes, as shown in FIG. To form an electrode / electrolyte assembly (MEA). Here, as the proton conductive polymer electrolyte, the perfluorocarbon sulfonic acid shown in Chemical Formula 4 was used in the form of a thin film having a thickness of 25 μm.

　次に、図３で示したように、反応電極用とガスマニホールド用の孔を設け、板状に成型したガスケット状シールを作製した。この中心部にある反応電極用の孔に対して、前記ＭＥＡの反応電極部分が勘合するように、２枚のガスケットシールでＭＥＡの電極周辺部の電解質膜部を挟みこんだ。さらに図１に示した形状の非多孔質カーボン板を素材とするバイポーラ板のガス流路が向かい合う形で、２枚のバイポーラ板の間にＭＥＡとガスケットシールを挟んで、高分子電解質型燃料電池を構成した。 (3) Next, as shown in FIG. 3, a hole for a reaction electrode and a hole for a gas manifold were provided, and a gasket-like seal molded in a plate shape was produced. The electrolyte membrane at the periphery of the MEA electrode was sandwiched between two gasket seals so that the reaction electrode portion of the MEA fit into the reaction electrode hole at the center. Further, a MEA and a gasket seal are sandwiched between two bipolar plates in such a manner that gas flow paths of a bipolar plate made of a non-porous carbon plate having the shape shown in FIG. did.

　この高分子電解質型燃料電池の両外側に、ガスマニホールド用の孔を設けたヒーター板・集電板・絶縁板・エンドプレートを取り付け、最外側の両エンドプレート間を、ボルトとバネとナットを用いて、電極面積に対して２０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で締め付け、高分子電解質型燃料電池の単電池を構成した。 A heater plate, a current collector plate, an insulating plate, and an end plate with holes for the gas manifold are attached to both outer sides of this polymer electrolyte fuel cell, and bolts, springs, and nuts are connected between the outermost end plates. By using them, they were clamped at a pressure of 20 kg / cm ² with respect to the electrode area to form a unit cell of a polymer electrolyte fuel cell.

　以上の板状成型体ガスケット状シールは、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料で構成した厚さ２５０μｍの物に、必要な孔を打ち抜いて使用した。 The gasket-shaped seal in the form of a plate was used by punching out necessary holes in a 250 μm-thick product made of a material having isobutylene as a main chain skeleton shown in (Chemical Formula 1).

　このように作製した高分子電解質型燃料電池を、７５℃に保持し、一方の電極側に７３℃の露点となるよう加湿・加温した水素ガスを、もう一方の電極側に６８℃の露点となるように加湿・加温した空気を供給した。その結果、電流を外部に出力しない無負荷時には、０．９８Ｖの電池開放電圧を得た。 The polymer electrolyte fuel cell manufactured in this manner was kept at 75 ° C., and hydrogen gas humidified and heated so as to have a dew point of 73 ° C. on one electrode side, and a dew point of 68 ° C. on the other electrode side. And humidified and heated air was supplied. As a result, when there was no load in which no current was output to the outside, a battery open-circuit voltage of 0.98 V was obtained.

　また、この電池のガスケット状シール部（周辺部）からのガスリークを測定したが、ガス漏れはなかった。さらに、この電池を燃料利用率８０％、酸素利用率４０％、電流密度０．３Ａ／ｃｍ²の条件で連続発電試験を行ったところ、５０００時間以上にわたって０．７Ｖ以上の電池電圧を維持した。 Further, gas leakage from the gasket-shaped seal portion (peripheral portion) of this battery was measured, but no gas leakage was found. Further, the battery was subjected to a continuous power generation test under the conditions of a fuel utilization rate of 80%, an oxygen utilization rate of 40%, and a current density of 0.3 A / cm ² , and a battery voltage of 0.7 V or more was maintained for 5000 hours or more. .

　本参考例で用いた（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料は、（化２）で示した構成中のイソブチレンの繰り返し数ｍを５６≦ｍ≦７２、平均６４とし、官能基ＸおよびＹを共にアリル基としたものに、加速電圧２００ｋｅＶ、照射線量１０Ｍｒａｄの電子線照射を行うことで重合した。重合度は約１万であった。 The material having the main chain skeleton of isobutylene represented by (Chemical Formula 1) used in this reference example has a repeating number m of isobutylene in the composition of (Chemical Formula 2) of 56 ≦ m ≦ 72, and an average of 64. Polymerization was carried out by irradiating an electron beam with an accelerating voltage of 200 keV and an irradiation dose of 10 Mrad to a group in which both groups X and Y were allyl groups. The degree of polymerization was about 10,000.

　なお、イソブチレンの繰り返し数ｍを５６よりも小さくすると、重合後のポリマーは堅く、組立後の電池のガスケット部分からの水素ガスのリークをなくすのに、より大きい締め付け圧を必要とした。また、ｍを７２より大きくすると柔らかすぎて、上述の電池試験開始後、約２０００時間経過時に、ガスケット状シール部分から水素ガスのリークが検出された。 When the number of repetitions m of isobutylene was smaller than 56, the polymer after polymerization was firm, and a higher clamping pressure was required to eliminate hydrogen gas leakage from the gasket portion of the assembled battery. Further, when m was larger than 72, it was too soft, and a leak of hydrogen gas was detected from the gasket-shaped seal portion after about 2,000 hours had elapsed after the start of the above-mentioned battery test.

　また、電子線の照射量を制御して、重合度が与える影響を検討した結果、重合度が８０００より小さいと、重合物が柔らかすぎて、上述の電池試験時に、ガスケット状シール部分から水素ガスのリークが検出された。 In addition, as a result of examining the influence of the degree of polymerization by controlling the amount of irradiation of the electron beam, when the degree of polymerization is smaller than 8000, the polymer is too soft, and hydrogen gas flows from the gasket-shaped seal portion during the above-described battery test. Leak was detected.

　また、末端官能基をこれ以外のアクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基として、それぞれに適した重合反応により硬化したものも同様に使用できることを確認した。このとき、アクリロイル基、メタクリロイル基を末端官能基としたときは上記同様の電子線照射を用い、またイソシアネート基としたときは水分によりウレタン結合化、エポキシ基の時はエチルジアミンなどの公知のアミン系硬化剤を用い加熱により硬化した。しかしこのときも、官能基をアリル基としたときと同様に、（化２）で示した構成中のイソブチレンの繰り返し数ｍを５６≦ｍ≦７２とし、重合度を８０００以上にしたときに、長時間にわたってガスリークを防止できることを確認した。 In addition, it was confirmed that those cured by a polymerization reaction suitable for each of the other terminal functional groups as acryloyl groups, methacryloyl groups, isocyanate groups, and epoxy groups could also be used. At this time, when an acryloyl group or a methacryloyl group is used as a terminal functional group, the same electron beam irradiation as described above is used.When an isocyanate group is used, a urethane bond is formed with water, and when an epoxy group is used, a known amine such as ethyl diamine is used. It was cured by heating using a system curing agent. However, also in this case, similarly to the case where the functional group is an allyl group, when the number of repeating m of isobutylene in the structure shown in (Chemical Formula 2) is set to 56 ≦ m ≦ 72 and the degree of polymerization is set to 8000 or more, It has been confirmed that gas leakage can be prevented for a long time.

《実施例１》
　アセチレンブラック系カーボン粉末に、平均粒径約３０の白金粒子を２５重量％担持したものを反応電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノールに分散させた溶液に、（化３）で示したパーフルオロカーボンスルホン酸の粉末をエチルアルコールに分散したディスパージョン溶液を混合し、ペースト状にした。このペーストを原料としスクリーン印刷法をもちいて、厚み２５０μｍのカーボン不織布の一方の面に電極触媒層を形成した。形成後の反応電極中に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロカーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよう調整した。 << Example 1 >>
An acetylene black-based carbon powder carrying 25% by weight of platinum particles having an average particle size of about 30 was used as a catalyst for the reaction electrode. A dispersion solution of the perfluorocarbon sulfonic acid powder shown in Chemical Formula 3 in ethyl alcohol was mixed with a solution of this catalyst powder dispersed in isopropanol to form a paste. Using this paste as a raw material, an electrode catalyst layer was formed on one surface of a carbon nonwoven fabric having a thickness of 250 μm using a screen printing method. Amount of platinum contained in the reaction electrode after forming the 0.5 mg / cm ^2, the amount of perfluorocarbon sulfonic acid was adjusted to be 1.2 mg / cm ^2.

　これらの電極は、正極・負極共に同一構成とし、図２に示したように電極より一回り大きい面積を有するプロトン伝導性高分子電解質膜の中心部の両面に、印刷した触媒層が電解質膜側に接するようにホットプレスによって接合して、電極／電解質接合体（ＭＥＡ）を作成した。ここでは、プロトン伝導性高分子電解質として、（化４）に示したパーフルオロカーボンスルホン酸を２５μｍの厚みに薄膜化したものを用いた。 These electrodes have the same configuration for both the positive electrode and the negative electrode. As shown in FIG. 2, the catalyst layers printed on both sides of the central portion of the proton conductive polymer electrolyte membrane having an area slightly larger than the electrodes are provided on the electrolyte membrane side. To form an electrode / electrolyte assembly (MEA). Here, as the proton conductive polymer electrolyte, the perfluorocarbon sulfonic acid shown in Chemical Formula 4 was used in the form of a thin film having a thickness of 25 μm.

　前記ＭＥＡの電極部分が、図４で示した電極用、冷却水用およびガスマニホールド用孔を設けた板状成型体ガスケットの中心部四角形の電極用孔に勘合するように、２枚の板状成型体ガスケットでＭＥＡの電極周辺部の電解質膜部を挟み、さらに図５に示したガス流路形状のバイポーラ板２枚のガス流路が向かい合う形で、２枚のバイポーラ板の間にＭＥＡと板状成型体ガスケットを挟んで、高分子電解質型燃料電池を構成した。 The two plate-shaped electrodes are fitted so that the electrode portion of the MEA fits into the square electrode hole in the center of the plate-shaped molded gasket provided with the electrode, cooling water and gas manifold holes shown in FIG. The MEA is sandwiched between the two bipolar plates by sandwiching the electrolyte membrane around the electrode of the MEA with the molded body gasket, and furthermore, the two gas plates having the gas flow channel shape shown in FIG. A polymer electrolyte fuel cell was formed with the molded body gasket interposed therebetween.

　この時用いた前記バイポーラ板は、膨張黒鉛粉末に（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料を混合し、プレス成形によって作成した。この時、バイポーラ板の一方の面は、図５に示したガス流路などを有する構成であり、反対側の面には冷却水流路用溝を構成した。 The bipolar plate used at this time was prepared by mixing the expanded graphite powder with the material having the main chain skeleton of isobutylene shown in (Chemical Formula 1) and press molding. At this time, one surface of the bipolar plate had a gas flow path shown in FIG. 5 and the like, and a cooling water flow path groove was formed on the opposite surface.

　また、この時用いた板状成型体ガスケットは、中心部の層に厚さ１００μｍの耐熱ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を、ＰＥＴの両側に厚さ７５μｍづつの（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料のシート層で挟んだ構成のものに必要な孔を打ち抜いて使用した。 The plate-shaped molded gasket used at this time is mainly composed of a heat-resistant polyethylene terephthalate (PET) resin having a thickness of 100 μm in a central layer, and isobutylene represented by the formula (1) having a thickness of 75 μm on both sides of the PET. Holes necessary for a structure sandwiched between sheet layers of a material serving as a chain skeleton were punched and used.

　なお、本実施例で用いた（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料は、参考例で用いたものと同位置の構造を有し、同一の製造方法で構成した。 The material having the main chain skeleton of isobutylene shown in (Chemical Formula 1) used in this example had the same structure as that used in the reference example, and was constituted by the same manufacturing method.

　この高分子電解質型燃料電池を、単位電池として、同様の構成の高分子電解質型燃料電池を図６に模式的に示した構成で、連続的に５０段積層した。この時、冷却水流路周辺のガスシ−ル部にも、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料を用いた。この積層電池の両外側に、それぞれ必要なガスマニホールド・冷却水マニホールド用穴を設けた集電板・絶縁板・エンドプレートを取り付け、最外側の両エンドプレート間を、ボルトとバネとナットを用いて、電極面積に対して２０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で締め付け、高分子電解質型燃料電池スタックを構成した。 Using this polymer electrolyte fuel cell as a unit cell, a polymer electrolyte fuel cell having the same structure was continuously stacked in a 50-layer structure with the structure schematically shown in FIG. At this time, the material having isobutylene as the main chain skeleton shown in (Chem. 1) was also used for the gas seal around the cooling water flow path. Attach the required gas manifold, cooling water manifold holes, current collectors, insulating plates, and end plates on both outer sides of this stacked battery, and use bolts, springs, and nuts between the outermost end plates. Then, it was tightened at a pressure of 20 kg / cm ² with respect to the electrode area to form a polymer electrolyte fuel cell stack.

　この高分子電解質型燃料電池スタックに冷却水を流しながら７５℃に保持し、負極側に７３℃の露点となるよう加湿・加温した水素ガスを、正極側に６８℃の露点となるように加湿・加温した空気を供給したところ、無負荷時に４９Ｖの電池電圧を得た。また、この電池のガスケット部（周辺部）からのガスリークを測定したが、ガスの漏れは検出できなかった。さらに、この電池を燃料利用率８０％、酸素利用率４０％、電流密度０．７Ａ／ｃｍ²の条件で連続発電試験を行ったところ、５０００時間以上にわたって３１Ｖ以上の電池電圧を保ったまま、電池電圧の劣化なく発電が可能であった。 The polymer electrolyte fuel cell stack was kept at 75 ° C. while flowing cooling water, and hydrogen gas heated and humidified so as to have a 73 ° C. dew point on the negative electrode side and 68 ° C. dew point on the positive electrode side. When humidified and heated air was supplied, a battery voltage of 49 V was obtained at no load. Gas leakage from the gasket portion (peripheral portion) of this battery was measured, but no gas leakage was detected. Further, the battery was subjected to a continuous power generation test under the conditions of a fuel utilization rate of 80%, an oxygen utilization rate of 40%, and a current density of 0.7 A / cm ² . Power generation was possible without deterioration of the battery voltage.

《実施例２》
　アセチレンブラック系カーボン粉末に、平均粒径約３０の白金粒子を２５重量％担持したものを反応電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノールに分散させた溶液に、（化３）で示したパーフルオロカーボンスルホン酸の粉末をエチルアルコールに分散したディスパージョン溶液を混合し、ペースト状にした。このペーストを原料としスクリーン印刷法をもちいて、厚み２５０μｍのカーボン不織布の一方の面に電極触媒層を形成した。形成後の反応電極中に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロカーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよう調整した。 << Example 2 >>
An acetylene black-based carbon powder carrying 25% by weight of platinum particles having an average particle size of about 30 was used as a catalyst for the reaction electrode. A dispersion solution of the perfluorocarbon sulfonic acid powder shown in Chemical Formula 3 in ethyl alcohol was mixed with a solution of this catalyst powder dispersed in isopropanol to form a paste. Using this paste as a raw material, an electrode catalyst layer was formed on one surface of a carbon nonwoven fabric having a thickness of 250 μm using a screen printing method. Amount of platinum contained in the reaction electrode after forming the 0.5 mg / cm ^2, the amount of perfluorocarbon sulfonic acid was adjusted to be 1.2 mg / cm ^2.

　前記ＭＥＡの電極部分が、図４で示した電極用、冷却水用およびガスマニホールド用孔を設けた板状成型体ガスケットの中心部四角形の電極用孔に勘合するように、２枚の板状成型体ガスケットでＭＥＡの電極周辺部の電解質膜部を挟み、さらに図５に示したガス流路形状のバイポーラ板２枚のガス流路が向かい合う形で、２枚のバイポーラ板の間にＭＥＡと板状成型体ガスケットを挟んで、高分子電解質型燃料電池を構成した。 The two plate-shaped electrodes are fitted so that the electrode portion of the MEA fits into the square electrode hole in the center of the plate-shaped molded gasket provided with the electrode, cooling water and gas manifold holes shown in FIG. The MEA is sandwiched between the two bipolar plates by sandwiching the electrolyte membrane around the electrode of the MEA with the molded body gasket, and furthermore, the two gas plates having the gas flow channel shape shown in FIG. 5 are opposed to each other. A polymer electrolyte fuel cell was formed with the molded body gasket interposed therebetween.

　この時用いた前記バイポーラ板は、膨張黒鉛粉末を予め成型した多孔質なシートに（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料を含浸し、プレス成形によって作成した。この時、バイポーラ板の一方の面は、図５に示したガス流路などを有する構成であり、反対側の面には冷却水流路用溝を構成した。 The bipolar plate used at this time was prepared by impregnating a porous sheet preformed of expanded graphite powder with a material having a main chain skeleton of isobutylene shown in Chemical Formula 1 and press molding. At this time, one surface of the bipolar plate had a gas flow path shown in FIG. 5 and the like, and a cooling water flow path groove was formed on the opposite surface.

　また、この時用いた板状成型体ガスケットは、中心部の層に厚さ１００μｍの耐熱ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を、ＰＥＴの両側に厚さ７５μｍずつの（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料シート層で挟んだ構成の物に必要な孔を打ち抜いて使用した。 The plate-shaped molded gasket used at this time was mainly composed of a heat-resistant polyethylene terephthalate (PET) resin having a thickness of 100 μm in the central layer, and isobutylene represented by the formula (1) having a thickness of 75 μm on both sides of the PET. Holes necessary for a structure sandwiched between material sheet layers serving as a chain skeleton were punched out and used.

　この高分子電解質型燃料電池を、単位電池として、同様の構成の高分子電解質型燃料電池を図６に模式的に示した構成で、連続的に５０段積層した。この時、冷却水流路周辺のガスシール部にも、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料を用いた。この積層電池の両外側に、それぞれ必要なガスマニホールド・冷却水マニホールド用穴を設けた集電板・絶縁板・エンドプレートを取り付け、最外側の両エンドプレート間を、ボルトとバネとナットを用いて、電極面積に対して２０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で締め付け、高分子電解質型燃料電池スタックを構成した。 Using this polymer electrolyte fuel cell as a unit cell, a polymer electrolyte fuel cell having the same structure was continuously stacked in a 50-layer structure with the structure schematically shown in FIG. At this time, the material having isobutylene as a main chain skeleton shown in (Chem. 1) was also used for the gas seal portion around the cooling water flow path. Attach the required gas manifold, cooling water manifold holes, current collectors, insulating plates, and end plates on both outer sides of this stacked battery, and use bolts, springs, and nuts between the outermost end plates. Then, it was tightened at a pressure of 20 kg / cm ² with respect to the electrode area to form a polymer electrolyte fuel cell stack.

　この高分子電解質型燃料電池スタックに冷却水を流しながら７５℃に保持し、負極側に７３℃の露点となるよう加湿・加温した水素ガスを、正極側に６８℃の露点となるように加湿・加温した空気を供給したところ、無負荷時に４９Ｖの電池電圧を得た。また、この電池のガスケット部（周辺部）からのガスリークを測定したが、ガスの漏れは検出できなかった。さらに、この電池を燃料利用率８０％、酸素利用率４０％、電流密度０．７Ａ／ｃｍ²の条件で連続発電試験を行ったところ、５０００時間以上にわたって３１Ｖ以上の電池電圧を保ったまま、電池電圧の劣化なく発電が可能であった。 While maintaining the temperature at 75 ° C. while flowing cooling water through the polymer electrolyte fuel cell stack, hydrogen gas humidified and heated so as to have a dew point of 73 ° C. on the negative electrode side and a dew point of 68 ° C. on the positive electrode side. When humidified and heated air was supplied, a battery voltage of 49 V was obtained at no load. Gas leakage from the gasket portion (peripheral portion) of this battery was measured, but no gas leakage was detected. Further, the battery was subjected to a continuous power generation test under the conditions of a fuel utilization rate of 80%, an oxygen utilization rate of 40%, and a current density of 0.7 A / cm ^{2. As} a result, the battery voltage was kept at 31 V or more for 5000 hours or more. Power generation was possible without deterioration of the battery voltage.

《実施例３》
　アセチレンブラック系カーボン粉末に、平均粒径約３０の白金粒子を２５重量％担持したものを反応電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノールに分散させた溶液に、（化３）で示したパーフルオロカーボンスルホン酸の粉末をエチルアルコールに分散したディスパージョン溶液を混合し、ペースト状にした。このペーストを原料としスクリーン印刷法をもちいて、厚み２５０μｍのカーボン不織布の一方の面に電極触媒層を形成した。形成後の反応電極中に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロカーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよう調整した。 << Example 3 >>
An acetylene black-based carbon powder carrying 25% by weight of platinum particles having an average particle size of about 30 was used as a catalyst for the reaction electrode. A dispersion solution of the perfluorocarbon sulfonic acid powder shown in Chemical Formula 3 in ethyl alcohol was mixed with a solution of this catalyst powder dispersed in isopropanol to form a paste. Using this paste as a raw material, an electrode catalyst layer was formed on one surface of a carbon nonwoven fabric having a thickness of 250 μm using a screen printing method. Amount of platinum contained in the reaction electrode after forming the 0.5 mg / cm ^2, the amount of perfluorocarbon sulfonic acid was adjusted to be 1.2 mg / cm ^2.

　この時用いた前記バイポーラ板は、膨張黒鉛粉末を予め成型した多孔質なシートをプレス成形し、成型したガス流路の表面に撥水処理を施した後、（化２）で示した反応性オリゴマーとシクロヘキサンとの混合溶液（混合重量比１０：２）を含浸した後、８５℃で４８時間加熱することで作成した。この時、バイポーラ板の一方の面は、図５に示したガス流路などを有する構成であり、反対側の面には冷却水流路用溝を構成した。撥水処理は、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体のディスパージョン水溶液塗布したものを、約３５０℃で加熱することによって行った。 The bipolar plate used at this time is formed by press-molding a porous sheet in which expanded graphite powder has been molded in advance, performing a water-repellent treatment on the surface of the molded gas flow path, and then reacting as shown in the chemical formula (2). It was prepared by impregnating with a mixed solution of oligomer and cyclohexane (mixing weight ratio 10: 2) and then heating at 85 ° C. for 48 hours. At this time, one surface of the bipolar plate had a gas flow path shown in FIG. 5 and the like, and a cooling water flow path groove was formed on the opposite surface. The water-repellent treatment was performed by heating a dispersion aqueous solution of a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer applied at about 350 ° C.

　また、この時用いた板状成型体ガスケットは、中心部の層に厚さ１００μｍの耐熱ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を、ＰＥＴの両側に厚さ７５μｍずつの（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料シート層で挟んだ構成のものに必要な孔を打ち抜いて使用した。 The plate-shaped molded gasket used at this time was mainly composed of a heat-resistant polyethylene terephthalate (PET) resin having a thickness of 100 μm in the central layer, and isobutylene represented by the formula (1) having a thickness of 75 μm on both sides of the PET. Holes required for a structure sandwiched between material sheet layers serving as a chain skeleton were punched out and used.

　本実施例で用いた（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料は、（化１）で示した構成中のイソブチレンの繰り返し数ｍを、５６≦ｍ≦７２、平均６４とし、官能基ＸおよびＹを共にアリル基としたものに、重合開始剤として過酸化ベンゾイルをイソブチレンオリゴマーに対して０．２重量％添加し、加熱によるラジカル重合を行った。硬化後、重合度を調べたところ、約９０００であった。 The material having the main chain skeleton of isobutylene represented by (Chemical Formula 1) used in the present example has a structure in which the number m of repeating isobutylene in the structure represented by (Chemical Formula 1) is 56 ≦ m ≦ 72, and the average is 64; Benzoyl peroxide as a polymerization initiator was added in an amount of 0.2% by weight based on the isobutylene oligomer to a group in which both the functional groups X and Y were allyl groups, and radical polymerization was performed by heating. After curing, the degree of polymerization was determined to be about 9000.

本発明の参考例で使用したバイポーラ板の構成を示した図The figure which showed the structure of the bipolar plate used in the reference example of this invention. 本発明の参考例で使用したバイポーラ板のＭＥＡの構成を示した図The figure which showed the structure of MEA of the bipolar plate used by the reference example of this invention. 本発明の参考例で使用した板状成型体ガスケットの構成を示した図The figure which showed the structure of the plate-shaped molded body gasket used in the reference example of this invention. 本発明の実施例で使用したＭＥＡの構成を示した図The figure which showed the structure of the MEA used in the Example of this invention. 本発明の実施例で使用した板状成型体ガスケットの構成を示した図The figure which showed the structure of the plate-shaped molded body gasket used in the Example of this invention. 本発明の実施例で使用した高分子電解質型燃料電池スタックの断面構成図Cross-sectional configuration diagram of a polymer electrolyte fuel cell stack used in an embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of reference numerals

　　１　バイポーラ板
　　２　ガス流路溝
　　３　入口ガスマニホールド
　　４出口ガスマニホールド
　　５ガスマニホールド
　　６電極
　　７電解質膜
　　８板状成型体ガスケット
　　９電極勘合用穴
　　１５冷却水マニホールド
　　１６冷却水流路溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bipolar plate 2 Gas flow channel 3 Inlet gas manifold 4 Outlet gas manifold 5 Gas manifold 6 Electrode 7 Electrolyte membrane 8 Plate-shaped molded gasket 9 Electrode fitting hole 15 Cooling water manifold 16 Cooling water flow channel

Claims

　固体高分子電解質膜を挟む一対の反応電極を、前記反応電極に燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給排出するための一対のバイポーラ板で挟持し、前記バイポーラ板に冷却用治具を取り付けた高分子電解質型燃料電池であって、
　前記バイポーラ板が、カーボン材料または金属材料と、（化１）で示したイソブチレンを主鎖骨格とする材料とにより構成されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。

A polymer in which a pair of reaction electrodes sandwiching a solid polymer electrolyte membrane are sandwiched between a pair of bipolar plates for supplying and discharging a fuel gas and an oxidizing gas to the reaction electrodes, and a cooling jig is attached to the bipolar plate. An electrolyte fuel cell,
A polymer electrolyte fuel cell, wherein the bipolar plate is made of a carbon material or a metal material, and a material having the main chain skeleton of isobutylene shown in Chemical Formula 1.