JP2006012669A - Polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration of an electrolyte by metal ions by forming a structure capable of preventing a reaction gas from contacting metal of a current collection plate or the like and to prevent a short circuit of a cell through cooling water by forming a structure capable of preventing the cooling water from contacting the metal, in a polymer electrolyte fuel cell. <P>SOLUTION: This polymer electrolyte fuel cell is so structured that the entrance side and the exit side of the reaction gas of the fuel cell comprises tubular manifold members 52a and 52b each formed of an electric insulating material; the manifold members are mounted independently of an insulating plate and penetrate through-holes 41a, 51a and 61a formed in an end plate, the insulating plate and a current collecting plate; and the end plate, the insulating plate and the current collection plate are prevented from contacting the reaction gas by the manifold members. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、高分子電解質型燃料電池の構造に関する。さらに詳しくは、複数の導電性セパレータ板、および前記導電性セパレータ板の間に挿入された電解質膜・電極接合体を具備するセル積層体、前記セル積層体を集電板および絶縁板を介して挟む一対の端板、前記端板を締結する締結手段を含む燃料電池における燃料ガスおよび酸化剤ガスの導入部分および排出部分の構造に関する。本発明は、さらに冷却水の導入部分および排出部分の構造にも関する。   The present invention relates to the structure of a polymer electrolyte fuel cell. More specifically, a cell stack including a plurality of conductive separator plates, and an electrolyte membrane / electrode assembly inserted between the conductive separator plates, and a pair sandwiching the cell stack via a current collector plate and an insulating plate. The present invention relates to a structure of a fuel gas and an oxidant gas introduction portion and a discharge portion in a fuel cell including an end plate and a fastening means for fastening the end plate. The invention further relates to the structure of the cooling water inlet and outlet.

高分子電解質型燃料電池は、電解質膜・電極接合体（ＭＥＡ）のアノード側に燃料ガスを、カソード側に酸化剤ガスをそれぞれ供給し、電解質膜を介した化学反応によって水を合成し、これによって生じる反応エネルギーを電気的に取り出すことを基本原理としている。
この種の燃料電池の代表的な構造を図４に示す。ＭＥＡ１０は、高分子電解質膜１１、これを挟むカソード１２およびアノード１３からなり、カソードおよびアノードの外周にはそれぞれガスケット１４および１５が配されている。 The polymer electrolyte fuel cell supplies fuel gas to the anode side of the electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) and oxidant gas to the cathode side, and synthesizes water through a chemical reaction via the electrolyte membrane. The basic principle is to take out the reaction energy generated by the process electrically.
A typical structure of this type of fuel cell is shown in FIG. The MEA 10 includes a polymer electrolyte membrane 11, a cathode 12 and an anode 13 sandwiching the polymer electrolyte membrane 11, and gaskets 14 and 15 are disposed on the outer periphery of the cathode and the anode, respectively.

燃料電池の基本単位は、アノードに燃料ガスを供給・排出するガス流路の設けられたアノード側セパレータ板とカソードに酸化剤ガスを供給・排出するガス流路の設けられたカソード側セパレータ板によって、ＭＥＡを挟んだ構造である。積層燃料電池は、この基本単位を数十から数百段積層したものであって、２〜３セルに一段の割合で設けられる冷却部を有する。図の燃料電池は、４種のセパレータ板を用いている。   The basic unit of a fuel cell is an anode separator plate provided with a gas flow path for supplying and discharging fuel gas to the anode and a cathode side separator plate provided with a gas flow path for supplying and discharging oxidant gas to the cathode. , MEA is sandwiched. A laminated fuel cell is obtained by laminating several tens to several hundreds of these basic units, and has a cooling unit provided at a ratio of one stage to two to three cells. The fuel cell shown in the figure uses four types of separator plates.

セル積層体１６の左端に配されたカソード側セパレータ板２２は、酸化剤ガスの流路３２を有する。セル積層体１６の右端に配されたアノード側セパレータ板２１は、燃料ガスの流路３１を有する。ＭＥＡ間に配されたセパレータ板２０は、カソードに対向する面に酸化剤ガスの流路３４を有し、アノードに対向する面に燃料ガスの流路３３を有し、従って、カソード側セパレータ板とアノード側セパレータ板を兼ねている。   The cathode separator plate 22 disposed at the left end of the cell stack 16 has an oxidant gas flow path 32. The anode separator plate 21 disposed at the right end of the cell stack 16 has a fuel gas flow path 31. The separator plate 20 disposed between the MEAs has an oxidant gas flow path 34 on the surface facing the cathode and a fuel gas flow path 33 on the surface facing the anode. And also serves as an anode separator plate.

冷却部は、アノード側セパレータ板２３とカソード側セパレータ板２４とを組み合わせた複合セパレータ板により構成される。カソード側セパレータ板２４は、カソードと対向する面に酸化剤ガスの流路３６を有し、反対側の面に冷却水の流路３８を有する。アノード側セパレータ板２３は、アノードと対向する面に燃料ガスの流路３５を有し、反対側の面に冷却水の流路３７を有する。セパレータ板２３と２４を冷却水の流路側を向き合わせて接合することにより、流路３７と３８により１つの冷却水の流路が形成される。   The cooling unit is composed of a composite separator plate in which an anode side separator plate 23 and a cathode side separator plate 24 are combined. The cathode separator plate 24 has an oxidant gas flow path 36 on the surface facing the cathode, and a cooling water flow path 38 on the opposite surface. The anode-side separator plate 23 has a fuel gas flow path 35 on the surface facing the anode, and a cooling water flow path 37 on the opposite surface. By joining the separator plates 23 and 24 with the cooling water flow channel side facing each other, the flow channels 37 and 38 form one cooling water flow channel.

図４では簡単のため４セルのみ示した。セル積層体１６の両端には、集電板６および絶縁板５を介して端板４が重ね合わされ、これらを貫通するボルト７０とナット７１により締結され、ワッシャやバネ７２により締結圧がかけられる。   In FIG. 4, only four cells are shown for simplicity. The end plate 4 is superimposed on both ends of the cell laminate 16 via the current collector plate 6 and the insulating plate 5, and is fastened by bolts 70 and nuts 71 that pass through them, and fastening pressure is applied by washers and springs 72. .

この燃料電池では、端板、絶縁板、集電板、セパレータ板、およびＭＥＡに設けられた共通の入口側マニホールド孔から各セパレータ板の各流路に反応ガスまたは冷却水が分配して供給され、出口側マニホールド孔から排出される。図４では、セル積層体１６の酸化剤ガスの入口側マニホールド孔１８ａが示されている。また、一方の端板４に設けられた酸化剤ガスのマニホールド孔１ａ、このマニホールド孔の縁部に溶接された酸化剤ガスの導入パイプ２ａが示されている。   In this fuel cell, reaction gas or cooling water is distributed and supplied to each flow path of each separator plate from a common inlet side manifold hole provided in the end plate, insulating plate, current collector plate, separator plate, and MEA. And is discharged from the outlet side manifold hole. In FIG. 4, the inlet side manifold hole 18a for the oxidizing gas of the cell stack 16 is shown. Further, an oxidant gas manifold hole 1a provided in one end plate 4 and an oxidant gas introduction pipe 2a welded to the edge of the manifold hole are shown.

パイプ２ａから導入された酸化剤ガスは、絶縁板および集電板に設けられたマニホールド孔、およびセル積層体１６の入口側のマニホールド孔１８ａから各カソード側セパレータ板のガス流路に流入して反応に供され、余剰の酸化剤ガスおよび生成物は出口側のマニホールド孔を経由して他方の端板に設けられたガス排出パイプ２ｂから排出される。同様に、燃料ガスは、一方の端板４に接合された導入パイプ３ａから入口側マニホールド孔、ガス流路、および出口側マニホールド孔を経由して排出パイプ３ｂから排出される。   The oxidant gas introduced from the pipe 2a flows into the gas flow path of each cathode side separator plate from the manifold hole provided in the insulating plate and the current collector plate and the manifold hole 18a on the inlet side of the cell stack 16. Excess oxidant gas and product are discharged from a gas discharge pipe 2b provided on the other end plate via a manifold hole on the outlet side. Similarly, the fuel gas is discharged from the discharge pipe 3b from the introduction pipe 3a joined to one end plate 4 via the inlet side manifold hole, the gas flow path, and the outlet side manifold hole.

集電板６は、直列に積層されたセル積層体からの電力を集電して外部に接続するための金属板であり、通常はステンレス鋼、銅、真鍮等の材質からなり、接触抵抗の低減と耐食のために金メッキ等が施される場合が多い。集電板６の一方には正極端子６ａが、また他方には負極端子６ｂがそれぞれ設けられている。絶縁板５は、端板４と集電板６を絶縁するために設けられる樹脂製板である。   The current collector plate 6 is a metal plate for collecting the power from the cell stacks stacked in series and connecting them to the outside, and is usually made of a material such as stainless steel, copper, brass, etc. Gold plating or the like is often applied for reduction and corrosion resistance. One of the current collector plates 6 is provided with a positive electrode terminal 6a, and the other is provided with a negative electrode terminal 6b. The insulating plate 5 is a resin plate provided to insulate the end plate 4 and the current collector plate 6.

端板４は、締結荷重を均等に電池に与えるための締結板であり、通常は機械加工されたステンレス鋼板にガスおよび冷却水を導入、排出するためのパイプを溶接したものである。また、これらの部材同士において水およびガスをシールするために、マニホールド孔の外周にはＯリングをはめる溝が設けられて、Ｏリングでシールを行うのが一般的である。図４ではＯリング８ａ、８ｂおよび２８などが示されている。   The end plate 4 is a fastening plate for uniformly applying a fastening load to the battery, and is usually a machined stainless steel plate welded with a pipe for introducing and discharging gas and cooling water. Further, in order to seal water and gas between these members, a groove for fitting an O-ring is provided on the outer periphery of the manifold hole, and sealing is generally performed with the O-ring. In FIG. 4, O-rings 8a, 8b and 28 are shown.

この種の燃料電池における問題は、端板と集電板の腐蝕である。そこで、この問題の解決のため、絶縁板と一体にマニホールドを構成する筒部を設けることにより、反応ガスおよび冷却水が金属製単板および集電板に触れない構造とする技術がある（特許文献１参照）。
特開２００３−３３１９０５号公報 A problem with this type of fuel cell is the corrosion of the end plates and current collector plates. Therefore, in order to solve this problem, there is a technique for providing a structure in which the reaction gas and the cooling water do not touch the metal single plate and the current collector plate by providing a cylindrical portion that forms a manifold integrally with the insulating plate (patent) Reference 1).
JP 2003-331905 A

高分子電解質型燃料電池においては、通常反応ガスを加湿してセルスタックに供給する方法がとられる。このために、冷却水のマニホールド孔のみならず反応ガスのマニホールド孔も常に湿潤な状態にある。集電板に関しては、常時電位がかかっているために、電気化学的な腐蝕も生じる。この腐蝕によって生じる電池への悪影響は、主に以下の２点である。   In a polymer electrolyte fuel cell, a method is generally employed in which a reaction gas is humidified and supplied to a cell stack. For this reason, not only the cooling water manifold holes but also the reaction gas manifold holes are always wet. The current collector plate is always subjected to electric potential, and therefore electrochemical corrosion occurs. The adverse effects on the battery caused by this corrosion are mainly the following two points.

一つは、各ＭＥＡに供給される湿潤なガスが、端板や集電板より発生する金属イオンを含むこととなるため、これら金属イオンがＭＥＡの電解質膜と不可逆的にイオン交換を行う。その結果、本来電池反応に与るべき電解質が減少し、電池特性が経時的に劣化することである。もう一つは、通常循環使用する冷却水が金属イオンで徐々に汚染されていくため、冷却水自体の導電度が経時的に上昇し、冷却水を介した各セルの短絡が起こり、出力が低下することである。すなわち、電池の金属部材の腐蝕は、電池寿命を損なう要因となっていた。   One is that the wet gas supplied to each MEA contains metal ions generated from the end plates and current collector plates, so that these metal ions irreversibly exchange with the MEA electrolyte membrane. As a result, the electrolyte that should originally be subjected to the battery reaction decreases, and the battery characteristics deteriorate with time. The other is that the cooling water that is normally circulated is gradually contaminated with metal ions, so the conductivity of the cooling water itself increases with time, causing a short circuit of each cell via the cooling water, and the output is reduced. It is to decline. That is, the corrosion of the metal member of the battery has been a factor that impairs the battery life.

そこで、特許文献１では、絶縁板と一体にマニホールドを構成する筒部を設けることにより、電池の金属部材の腐食を防止しようとしている。しかしながら、この従来構成においては、集電板に均等な荷重を負荷し、それを伝達し、電極面の接触抵抗を面内均等に低減させることは困難である。   Therefore, in Patent Document 1, an attempt is made to prevent corrosion of the metal member of the battery by providing a cylindrical portion that forms a manifold integrally with the insulating plate. However, in this conventional configuration, it is difficult to apply a uniform load to the current collector plate and transmit it to reduce the contact resistance of the electrode surface evenly in the surface.

詳しく説明すると、ＭＥＡとセパレータ板などの構成部材との電気的接触抵抗を低減するため、また燃料ガスや酸化剤ガスが漏れないようにシール性を維持するためには、電池スタック全体を適度な強さで締め付けることが必要である。そのために、図４に示すように、多数の単電池を一方向に積み重ねた積層体１６の両端に、それぞれ集電板６、絶縁板５、および端板４を配置し、その両端板４の間を、金属製ワッシャやボルト７０を含む締結用部材を用いて締め付けて固定する方式が一般的に採られている。この場合、ボルトと端板の間にスクリューバネ７２や皿バネを挿入するなどの構成を採る場合もある。   More specifically, in order to reduce the electrical contact resistance between the MEA and the constituent members such as the separator plate, and to maintain the sealing property so that the fuel gas and the oxidant gas do not leak, the entire battery stack is appropriately adjusted. It is necessary to tighten with strength. Therefore, as shown in FIG. 4, current collector plate 6, insulating plate 5, and end plate 4 are arranged at both ends of laminate 16 in which a large number of single cells are stacked in one direction. A method is generally adopted in which the gap is fastened and fixed using a fastening member including a metal washer and a bolt 70. In this case, a configuration in which a screw spring 72 or a disc spring is inserted between the bolt and the end plate may be employed.

この締結方法によって、締め付け時の締め付け圧力を恒常的に維持し、セパレータ板、電極、および電解質膜などの電池構成部材間の電気的接触を確保している。そのため、電極面全体に均等に荷重を負荷することが必要となる。従って、締め付け時に、端板部での反り、すなわち曲げ荷重による変形を抑制し、端板から絶縁板、絶縁板から集電板へと均等に力を伝達する必要がある。   By this fastening method, the fastening pressure at the time of fastening is constantly maintained, and electrical contact between battery constituent members such as the separator plate, the electrode, and the electrolyte membrane is ensured. Therefore, it is necessary to apply a load evenly to the entire electrode surface. Therefore, at the time of tightening, it is necessary to suppress warping at the end plate portion, that is, deformation due to bending load, and to transmit force evenly from the end plate to the insulating plate and from the insulating plate to the current collector plate.

しかしながら、特許文献１では、絶縁板に複数のマニホールド部を構成する筒部を一体に設けているので、絶縁板に対して、セパレータ板とのシール性を維持するための機械的精度を要求し、さらに電極の接触抵抗を低減させるための荷重を均等に負荷するために必要な機械的精度を同時に要求している。ここで、機械的精度とは、具体的には絶縁板の寸法精度と平面度と平行度である。このため、絶縁板から集電板に均等荷重を負荷し、それを伝達し、電極面の接触抵抗を面内均等に低減させ、なおかつシール性を維持することは困難となる。   However, in patent document 1, since the cylinder part which comprises a some manifold part is integrally provided in the insulating board, the mechanical precision for maintaining the sealing performance with a separator board is requested | required with respect to an insulating board. Furthermore, the mechanical accuracy required to uniformly apply a load for reducing the contact resistance of the electrode is simultaneously required. Here, the mechanical accuracy is specifically the dimensional accuracy, flatness and parallelism of the insulating plate. For this reason, it is difficult to apply a uniform load from the insulating plate to the current collecting plate and transmit it, to reduce the contact resistance of the electrode surface evenly in the surface, and to maintain the sealing property.

また、この従来技術にあるように端板を絶縁板で構成すると、どうしても長大になる。すなわち、集電板、絶縁板、および端板で構成される締結構造部は、商品性を考慮するとコンパクト性が要求される。従って、強度が要求される端板を絶縁性の材料で構成すると、従来の金属製に比べどうしても長大になるという問題があった。   In addition, if the end plate is formed of an insulating plate as in the prior art, the length is inevitably increased. In other words, the fastening structure portion constituted by the current collector plate, the insulating plate, and the end plate is required to be compact in consideration of the merchantability. Therefore, when the end plate that requires strength is made of an insulating material, there is a problem that the end plate is inevitably longer than the conventional metal.

本発明は、反応ガスが金属に触れない構造をとることにより、金属イオンによる電解質の劣化を防止することを目的とする。
本発明は、また冷却水が金属に触れない構造をとることにより、冷却水を介したセルの短絡を防止することを目的とする。
さらに、本発明は、集電板に均等荷重を負荷し、それを伝達して電極面の接触抵抗を面内均等に低減できるような燃料電池を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to prevent electrolyte deterioration due to metal ions by adopting a structure in which a reaction gas does not touch a metal.
Another object of the present invention is to prevent a short circuit of the cell via the cooling water by adopting a structure in which the cooling water does not touch the metal.
It is another object of the present invention to provide a fuel cell in which a uniform load is applied to the current collector plate and transmitted to reduce the contact resistance of the electrode surface evenly in the surface.

本発明は、燃料電池の反応ガスの入口側および出口側が、電気絶縁性材料で構成された筒状のマニホールド部材からなり、それらのマニホールド部材が、絶縁板とは独立して設けられており、かつ端板、絶縁板および集電板に設けられた透孔を貫通し、前記のマニホールド部材によって前記端板、絶縁板および集電板が反応ガスとの接触を遮断されている高分子電解質型燃料電池に関する。
本発明は、さらに燃料電池の冷却水の入口側および出口側についても前記反応ガスの場合と同様に構成した燃料電池に関する。すなわち、電気絶縁性材料で構成された筒状のマニホールド部材が、絶縁板とは独立して設けられており、かつ端板、絶縁板および集電板に設けられた透孔を貫通し、前記マニホールド部材によって前記端板、集電板および集電板が冷却水との接触を遮断されている。 In the present invention, the reaction gas inlet side and outlet side of the fuel cell are formed of a cylindrical manifold member made of an electrically insulating material, and these manifold members are provided independently of the insulating plate, And a polyelectrolyte type that penetrates through holes provided in the end plate, insulating plate, and current collector plate, and that the end plate, insulating plate, and current collector plate are blocked from contact with the reaction gas by the manifold member. The present invention relates to a fuel cell.
The present invention further relates to a fuel cell configured in the same manner as in the case of the reaction gas on the cooling water inlet side and outlet side of the fuel cell. That is, a cylindrical manifold member made of an electrically insulating material is provided independently of the insulating plate, and penetrates through holes provided in the end plate, the insulating plate, and the current collector plate, The end plate, the current collecting plate, and the current collecting plate are blocked from contact with the cooling water by the manifold member.

本発明によれば、反応ガスが集電板などの金属に触れない構造をとることにより、金属イオンによる電解質の劣化を防止することができる。また、冷却水が金属に触れない構造をとることにより、冷却水を介したセルの短絡を防止することができる。これによって長寿命の高分子電解質型燃料電池を提供することができる。また、マニホールド部材は、絶縁板とは独立に設けられているから、集電板に均等荷重を負荷し、それを伝達して電極面の接触抵抗を面内均等に低減するに際して、従来例のような障害とはならない。   According to the present invention, deterioration of the electrolyte due to metal ions can be prevented by adopting a structure in which the reaction gas does not touch a metal such as a current collector plate. Moreover, the short circuit of the cell through cooling water can be prevented by taking the structure where cooling water does not touch a metal. As a result, a long-life polymer electrolyte fuel cell can be provided. Further, since the manifold member is provided independently of the insulating plate, when applying a uniform load to the current collector plate and transmitting it to reduce the contact resistance of the electrode surface evenly in the surface, the conventional example is used. There is no such obstacle.

本発明の高分子電解質型燃料電池は、
複数の導電性セパレータ板、および前記導電性セパレータ板の間に挿入された電解質膜・電極接合体を具備し、前記電解質膜・電極接合体が高分子電解質膜および前記高分子電解質膜を挟む一対の電極からなるセル積層体、
前記セル積層体を集電板および絶縁板を介して挟む一対の端板、
前記端板を締結する締結手段、並びに
前記セル積層体に設けられた酸化剤ガスおよび燃料ガス各々の入口側マニホールド孔および出口側マニホールド孔、および前記導電性セパレータ板に設けられて前記入口側マニホールド孔と出口側マニホールド孔を連絡するガス流路を含む酸化剤ガスおよび燃料ガスの供給手段
を含み、前記セル積層体の入口側マニホールド孔につながるガス導入部分および出口側マニホールド孔につながるガス排出部分が、それぞれ電気絶縁性材料で構成された筒状のマニホールド部材からなり、それらのマニホールド部材が、絶縁板とは独立して設けられており、かつ前記端板、絶縁板および集電板の前記マニホールド孔に対応して設けられた透孔を貫通しており、前記マニホールド部材によって前記端板、絶縁板および集電板が酸化剤ガスおよび燃料ガスとの接触を遮断されている。 The polymer electrolyte fuel cell of the present invention is
A plurality of conductive separator plates, and an electrolyte membrane / electrode assembly inserted between the conductive separator plates, wherein the electrolyte membrane / electrode assembly sandwiches a polymer electrolyte membrane and the polymer electrolyte membrane A cell laminate comprising:
A pair of end plates sandwiching the cell stack through a current collector plate and an insulating plate;
Fastening means for fastening the end plate, inlet side manifold holes and outlet side manifold holes for the oxidant gas and fuel gas provided in the cell stack, and the inlet side manifold provided in the conductive separator plate A gas introduction part connected to the inlet side manifold hole of the cell stack and a gas discharge part connected to the outlet side manifold hole, including means for supplying oxidant gas and fuel gas including a gas flow path connecting the hole and the outlet side manifold hole Are each composed of a cylindrical manifold member made of an electrically insulating material, the manifold members are provided independently of the insulating plate, and the end plate, the insulating plate and the current collector plate It penetrates through holes provided corresponding to the manifold holes, and the end plate and the insulating plate by the manifold member And current collecting plate is prevented from contacting with the oxidizing agent gas and the fuel gas.

好ましい形態の高分子電解質型燃料電池は、前記セル積層体の入口側マニホールド孔の末端部側および出口側マニホールド孔の始端部側の集電板に、前記各マニホールド孔に対応する部分にマニホールド孔より径の大きい透孔を有し、それらの透孔が電気絶縁性材料で構成された閉鎖部材により閉塞されている。   In a preferred embodiment of the polymer electrolyte fuel cell, a manifold hole is formed at a portion corresponding to each manifold hole on the current collector plate on the terminal end side of the inlet side manifold hole and on the start end side of the outlet side manifold hole of the cell stack. The through holes having larger diameters are closed by a closing member made of an electrically insulating material.

より好ましい形態の高分子電解質型燃料電池は、前記マニホールド部材が前記セル積層体側の端部に鍔部を有し、前記集電板の透孔が前記セル積層体側の径が大きい段付き孔であり、前記鍔部が前記集電板の段付き孔の径の大きい部分に位置し、前記鍔部とこれに隣接するセパレータ板との間には前記セパレータ板に設けられた溝にはめられたＯリングが挿入されている。   In a more preferred form of the polymer electrolyte fuel cell, the manifold member has a flange at the end on the cell stack side, and the through hole of the current collector plate is a stepped hole having a large diameter on the cell stack side. And the flange portion is located in a portion where the diameter of the stepped hole of the current collector plate is large, and is fitted in a groove provided in the separator plate between the flange portion and the separator plate adjacent thereto. An O-ring is inserted.

他の好ましい形態の高分子電解質型燃料電池は、
前記セル積層体に設けられた冷却水の入口側マニホールド孔および出口側マニホールド孔、および前記特定の導電性セパレータ板に設けられて前記入口側マニホールド孔と出口側マニホールド孔を連絡する冷却水の流路を含む冷却水の供給手段
をさらに含み、前記セル積層体の入口側マニホールド孔につながる冷却水導入部分および出口側マニホールド孔につながる冷却水排出部分が、それぞれ電気絶縁性材料で構成された筒状のマニホールド部材からなり、それらのマニホールド部材が、絶縁板とは独立して設けられており、かつ前記端板、絶縁板および集電板の前記マニホールド孔に対応して設けられた透孔を貫通しており、前記マニホールド部材によって前記端板、絶縁板および集電板が冷却水との接触を遮断されている。 Another preferred form of the polymer electrolyte fuel cell is:
Cooling water inlet-side and outlet-side manifold holes provided in the cell stack, and a flow of cooling water provided in the specific conductive separator plate and connecting the inlet-side manifold holes and the outlet-side manifold holes. A cooling water supply means including a passage, wherein the cooling water introduction part connected to the inlet side manifold hole and the cooling water discharge part connected to the outlet side manifold hole of the cell stack are each made of an electrically insulating material. The manifold members are provided independently of the insulating plate, and through holes provided corresponding to the manifold holes of the end plate, the insulating plate, and the current collector plate are provided. The end plate, the insulating plate and the current collecting plate are blocked from contact with the cooling water by the manifold member.

好ましい形態の高分子電解質型燃料電池は、前記セル積層体の冷却水の入口側マニホールド孔の末端部側および出口側マニホールド孔の始端部側の集電板に、前記各マニホールド孔に対応する部分にマニホールド孔より径の大きい透孔を有し、それらの透孔が電気絶縁性材料で構成された閉鎖部材により閉塞されている。   A preferred form of the polymer electrolyte fuel cell is a portion corresponding to each manifold hole on the current collector plate on the end side of the inlet side manifold hole of the cooling water and the start side of the outlet side manifold hole of the cell stack. Have through-holes larger in diameter than the manifold holes, and these through-holes are closed by a closing member made of an electrically insulating material.

より好ましい形態の高分子電解質型燃料電池は、前記マニホールド部材が前記セル積層体側の端部に鍔部を有し、前記集電板の透孔が前記セル積層体側の径が大きい段付き孔であり、前記鍔部が前記集電板の段付き孔の径の大きい部分に位置し、前記鍔部とこれに隣接するセパレータ板との間には前記セパレータ板に設けられた溝にはめられたＯリングが挿入されている。
以下に、図面を参照して本発明による高分子電解質型燃料電池の構造を詳しく説明する。 In a more preferred form of the polymer electrolyte fuel cell, the manifold member has a flange at the end on the cell stack side, and the through hole of the current collector plate is a stepped hole having a large diameter on the cell stack side. And the flange portion is located in a portion where the diameter of the stepped hole of the current collector plate is large, and is fitted in a groove provided in the separator plate between the flange portion and the separator plate adjacent thereto. An O-ring is inserted.
Hereinafter, the structure of a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

《実施の形態１》
本実施の形態の燃料電池を図１および図２に示す。カソード側セパレータ板２２からアノード側セパレータ板２１までのセル積層体１６の構成は、図４のそれと全く同じである。ただし、図２では、ＭＥＡ１０は、高分子電解質膜、アノードおよびカソードなどの詳細を示していない。本実施の形態では、集電板、絶縁板および端板の構成が図４と異なる。 Embodiment 1
The fuel cell of the present embodiment is shown in FIGS. The structure of the cell stack 16 from the cathode side separator plate 22 to the anode side separator plate 21 is exactly the same as that of FIG. However, in FIG. 2, the MEA 10 does not show details such as the polymer electrolyte membrane, the anode, and the cathode. In the present embodiment, the configurations of the current collector plate, the insulating plate, and the end plate are different from those in FIG.

セル積層体１６の左端のセパレータ板２２に接する集電板６０ａは、酸化剤ガスの入口側マニホールド孔１８ａに対応する部分に、そのマニホールド孔よりも径の大きい透孔６１ａを有する。この透孔６１ａは、セル積層体１６側の径が大きくなった段付き孔である。左側の端板４０ａおよび絶縁板５０ａは、酸化剤ガスの入口側マニホールド孔１８ａに対応する部分に、それぞれマニホールド孔より若干径の大きい透孔４１ａおよび５１ａを有する。   The current collecting plate 60a in contact with the separator plate 22 at the left end of the cell stack 16 has a through hole 61a having a diameter larger than that of the manifold hole at a portion corresponding to the inlet side manifold hole 18a for the oxidizing gas. The through hole 61a is a stepped hole having a larger diameter on the cell stack 16 side. The left end plate 40a and the insulating plate 50a have through holes 41a and 51a having diameters slightly larger than the manifold holes, respectively, in portions corresponding to the oxidant gas inlet side manifold holes 18a.

端板４０ａ、絶縁板５０ａおよび集電板６０ａの前記透孔４１ａ、５１ａおよび６１ａには、酸化剤ガスの入口側マニホールド孔１８ａに連通した筒状のマニホールド部材５２ａが挿入されている。マニホールド部材５２ａは、電気絶縁性の合成樹脂からなり、一端には鍔部５４ａを有し、この鍔部が透孔６１ａの径の大きい部分に位置している。この鍔部５４ａの背面には、セパレータ板２２にマニホールド孔１８ａを囲むように設けられた溝にはめられたＯリング５８ａが接し、マニホールド部材５２ａとマニホールド孔１８ａとの接続部から酸化剤ガスが漏洩するのを防止する。マニホールド部材５２ａの他方の端部は、端板４０ａの外側に伸びて、酸化剤ガスの供給管と接続できるようになっている。   A cylindrical manifold member 52a communicating with the inlet side manifold hole 18a for the oxidizing gas is inserted into the through holes 41a, 51a and 61a of the end plate 40a, the insulating plate 50a and the current collecting plate 60a. The manifold member 52a is made of an electrically insulating synthetic resin and has a flange portion 54a at one end, and this flange portion is located at a portion where the diameter of the through hole 61a is large. An O-ring 58a fitted in a groove provided so as to surround the manifold hole 18a is in contact with the separator plate 22 on the back surface of the flange portion 54a, and oxidant gas flows from a connection portion between the manifold member 52a and the manifold hole 18a. Prevent leakage. The other end of the manifold member 52a extends outside the end plate 40a and can be connected to an oxidant gas supply pipe.

一方、セル積層体１６の右端に接する集電板６０ｂは、酸化剤ガスの入口側マニホールド孔１８ａに対応する部分に、マニホールド孔より径の大きい透孔６１ｂを有する。この透孔６１ｂは、セル積層体１６側の径が大きくなった段付き孔である。そして、この透孔６１ｂには、電気絶縁性の合成樹脂からなる段付きの閉鎖部材５６ｂが装着されている。閉鎖部材５６ｂは、その径の大きい部分が透孔６１ｂの径の大きい部分に位置し、その周縁部が透孔６１ｂの段部に接している。閉鎖部材５６ｂには、セパレータ２１にマニホールド孔１８ａを囲むように設けられた溝にはめられたＯリング５８ｂが接し、これによってマニホールド孔１８の端部からの酸化剤ガスの漏洩を防止する。集電板６０ａは正極端子６８ａを有し、集電板６０ｂは負極端子６８ｂを有する。   On the other hand, the current collector plate 60b in contact with the right end of the cell stack 16 has a through hole 61b having a diameter larger than that of the manifold hole at a portion corresponding to the oxidant gas inlet side manifold hole 18a. The through hole 61b is a stepped hole having a larger diameter on the cell stack 16 side. A stepped closing member 56b made of an electrically insulating synthetic resin is attached to the through hole 61b. The closing member 56b has a portion with a large diameter located at a portion with a large diameter of the through hole 61b, and a peripheral portion thereof in contact with a step portion of the through hole 61b. The closing member 56b is in contact with an O-ring 58b fitted in a groove provided on the separator 21 so as to surround the manifold hole 18a, thereby preventing leakage of oxidant gas from the end of the manifold hole 18. The current collecting plate 60a has a positive electrode terminal 68a, and the current collecting plate 60b has a negative electrode terminal 68b.

以上から明らかなように、マニホールド部材５２ａから導入される酸化剤ガスは、その中空部からセル積層体１６のマニホールド孔１８ａへ供給される。この際、酸化剤ガスは、金属製の端板４０ａ並びに集電板６０ａおよび６０ｂには一切接触しない。   As is clear from the above, the oxidant gas introduced from the manifold member 52a is supplied from the hollow portion to the manifold hole 18a of the cell stack 16. At this time, the oxidizing gas does not contact the metal end plate 40a and the current collecting plates 60a and 60b at all.

一方、端板４０ｂ、絶縁板５０ｂおよび集電板６０ｂには、端板４０ａ、絶縁板５０ａおよび集電板６０ａに設けられた前記の透孔と同様の透孔が設けられ、その透孔にマニホールド部材５２ａと同様のマニホールド部材５２ｂが装着されている。このマニホールド部材５２ｂがセル積層体の酸化剤ガスの出口側マニホールド孔と連通している。また、酸化剤ガスの出口側マニホールド孔の始端部側においては、集電板６０ｂの透孔６１ｂに閉鎖部材５４ｂが嵌合しているのと同様に、集電板６０ａの透孔に閉鎖部材が嵌合している。従って、酸化剤ガスの出口側においても、ガスは金属製の端板４０ｂおよび集電板６０ｂには一切接触しない構造となっている。   On the other hand, the end plate 40b, the insulating plate 50b, and the current collecting plate 60b are provided with through holes similar to the through holes provided in the end plate 40a, the insulating plate 50a, and the current collecting plate 60a. A manifold member 52b similar to the manifold member 52a is mounted. The manifold member 52b communicates with the oxidant gas outlet side manifold hole of the cell stack. Further, at the start end side of the outlet side manifold hole for the oxidant gas, the closing member is inserted into the through hole of the current collecting plate 60a in the same manner as the closing member 54b is fitted into the through hole 61b of the current collecting plate 60b. Are mated. Accordingly, even on the outlet side of the oxidant gas, the gas does not contact the metal end plate 40b and the current collector plate 60b at all.

この燃料電池では、左側に燃料ガスを導入するマニホールド部材５３ａを有し、右側に排出用のマニホールド部材５３ｂを有している。これらのマニホールド部材５３ａおよび５３ｂは、燃料ガスが端板および集電板に接触しないようにするための構造は、酸化剤ガスについて述べた構造と同様である。また、端板４０ａ側に冷却水の導入用マニホールド部材５５ａが、端板４０ｂ側に冷却水の排出用マニホールド部材５５ｂが設けられている。これらの部分において、冷却水が端板および集電板に接触しないようにするための構造もまた酸化剤ガスについて述べたものと同様である。このことは当業者には容易に理解できるであろう。   This fuel cell has a manifold member 53a for introducing fuel gas on the left side and a discharge manifold member 53b on the right side. These manifold members 53a and 53b have the same structure for preventing the fuel gas from coming into contact with the end plate and the current collector plate as described for the oxidant gas. Further, a cooling water introduction manifold member 55a is provided on the end plate 40a side, and a cooling water discharge manifold member 55b is provided on the end plate 40b side. In these portions, the structure for preventing the cooling water from coming into contact with the end plate and the current collector plate is also the same as that described for the oxidant gas. This will be readily understood by those skilled in the art.

《実施の形態２》
本実施の形態の燃料電池を図３に示す。セパレータ板２２からセパレータ板２１までのセル積層体１６の構成、並びに端板、絶縁板および集電板に設けられたガスおよび冷却水の導入部および排出部におけるマニホールド部材や閉鎖部材の構成は、実施の形態１と同じである。
本実施の形態では、セルスタックに締結圧を加えるバネの配置部が実施の形態と異なる。すなわち、端板４０ａと絶縁板５０ａとの間に４組のバネ７４ａ、端板４０ｂと絶縁板５０ｂとの間に４組のバネ７４ｂをそれぞれ介在させている。 << Embodiment 2 >>
The fuel cell of the present embodiment is shown in FIG. The configuration of the cell stack 16 from the separator plate 22 to the separator plate 21, and the configuration of the manifold member and the closing member in the introduction and discharge portions of the gas and cooling water provided on the end plate, the insulating plate and the current collector plate are as follows: The same as in the first embodiment.
In the present embodiment, the arrangement part of the spring for applying the fastening pressure to the cell stack is different from the embodiment. That is, four sets of springs 74a are interposed between the end plate 40a and the insulating plate 50a, and four sets of springs 74b are interposed between the end plate 40b and the insulating plate 50b.

以下、本発明の実施例を説明する。
《実施例１》
ポリプロピレン（日本ポリケム（株）製ＢＣ０６Ｃ）を成形材料として、射出成形法により酸化剤ガス、燃料ガスおよび冷却水の導入用および排出用のマニホールド部材を形成した。また、ガスおよび冷却水の入口側マニホールド孔の末端部に設ける閉鎖部材、並びにガスおよび冷却水の出口側マニホールド孔の始端部に設ける閉鎖部材も同様の材料により成形した。これらを用いて図２に示す構造の４セル積層燃料電池を作製した。 Examples of the present invention will be described below.
Example 1
Using polypropylene (BC06C manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd.) as a molding material, manifold members for introducing and discharging oxidant gas, fuel gas and cooling water were formed by injection molding. Further, the closing member provided at the end of the manifold hole on the inlet side of the gas and cooling water and the closing member provided at the start end of the manifold hole on the outlet side of the gas and cooling water were formed of the same material. Using these, a 4-cell laminated fuel cell having the structure shown in FIG. 2 was produced.

端板はステンレス鋼ＳＵＳ３０４ブロックを機械加工したもの、集電板は快削黄銅板を機械加工し、これに０．５μｍ厚の金メッキを施したもの、セパレータ板はグラッシーカーボン（東海カーボン（株）製）を機械加工したものをそれぞれ用いた。ＭＥＡはプライメア アセンブリー品（ジャパンゴアテックス（株）製）の外周にＥＰＤＭガスケット（タイガースポリマー（株）製）を配置したものを使用した。   The end plate is a machined stainless steel SUS304 block, the current collector plate is a machined free-cutting brass plate and plated with 0.5μm thick gold, and the separator plate is glassy carbon (Tokai Carbon Co., Ltd.) Made by machining) were used. The MEA used was an EPDM gasket (manufactured by Tigers Polymer Co., Ltd.) arranged on the outer periphery of a prime assembly product (manufactured by Japan Gore-Tex Co., Ltd.).

比較例として、図４に示した４セル積層電池を製作した。これは、端板がステンレス鋼ＳＵＳ３０４ブロックを機械加工したものに、配管用のステンレス鋼ＳＵＳ３０４パイプを溶接したものであること、および絶縁板が変性ＰＰＥ(商品名ノリル ＧＥ社製)に機械加工を施したものであること以外は、上記と同様の仕様である。   As a comparative example, the four-cell laminated battery shown in FIG. 4 was manufactured. This is because the end plate is a machined stainless steel SUS304 block welded to a stainless steel SUS304 pipe for piping, and the insulating plate is machined to a modified PPE (trade name Noryl GE). The specification is the same as above except that it is applied.

実施例および比較例の電池をセル温度７５℃に保持し、アノードに露点が７０℃となるように加温・加湿した純水素ガスを、カソードに露点が７０℃となるように加温・加湿した空気をそれぞれ供給し、燃料利用率８０％、空気利用率４０％、電流密度０．３Ａ／ｃｍ2の運転条件で寿命試験を行った。その結果を図７に示す。図７より明らかなように、実施例においては、比較例に比して寿命の改善が認められた。（この節を挿入しました） The batteries of the examples and comparative examples were maintained at a cell temperature of 75 ° C., pure hydrogen gas heated and humidified so that the dew point was 70 ° C. on the anode, and heated and humidified so that the dew point was 70 ° C. on the cathode. The life test was performed under the operating conditions of a fuel utilization rate of 80%, an air utilization rate of 40%, and a current density of 0.3 A / cm 2 . The result is shown in FIG. As is apparent from FIG. 7, in the example, an improvement in the life was recognized as compared with the comparative example. (This section was inserted)

また、上記４セルのスタックを各５台作って、上記運転条件で規定時間（２０００、４０００、６０００、８０００、１００００時間）運転した後、分解してＭＥＡを取り出し、ガス拡散電極を剥離して、触媒層付き電解質膜を露出させた。この電解質膜の規定サイズを王水で溶解した後、希硝酸に希釈してイオンクロマトグラフィーにかけ、電解質膜の重金属イオン交換度（白金およびルテニウムのピークを除外して計算）を測定し、図８の結果を得た。
図８より明らかなように、実施例では従来例に比して電解質膜の重金属汚染が小さく、上記の寿命の評価結果と相関があることが推定される。 In addition, after making 5 stacks of 4 cells each and operating for the specified time (2000, 4000, 6000, 8000, 10000 hours) under the above operating conditions, disassemble and take out the MEA, peel off the gas diffusion electrode Then, the electrolyte membrane with the catalyst layer was exposed. After dissolving the specified size of the electrolyte membrane with aqua regia, it was diluted with dilute nitric acid and subjected to ion chromatography to measure the degree of heavy metal ion exchange (calculated excluding platinum and ruthenium peaks). The result was obtained.
As is clear from FIG. 8, it is estimated that in the example, the heavy metal contamination of the electrolyte membrane is small as compared with the conventional example, and there is a correlation with the above-described evaluation result of the lifetime.

《実施例２》
実施例１と同様の手法を用いて、図３に示す構造の燃料電池を製作した。成形材料にはポリフェニレンサルファイド（ＤＩＣ−ＰＰＳ−ＧＦ３０ 大日本インキ（株）製）を用いた。このマニホールド部材を用いた場合の効果は実施例１と同様であった。 Example 2
Using a method similar to that in Example 1, a fuel cell having the structure shown in FIG. 3 was manufactured. Polyphenylene sulfide (DIC-PPS-GF30 manufactured by Dainippon Ink, Inc.) was used as the molding material. The effect of using this manifold member was the same as in Example 1.

以上のように本発明によれば、長寿命の高分子電解質型燃料電池を提供することができる。従って、この燃料電池は、家庭用コジェネレーションシステムや電池自動車用に有用である。   As described above, according to the present invention, a polymer electrolyte fuel cell having a long life can be provided. Therefore, this fuel cell is useful for household cogeneration systems and battery cars.

本発明の実施の形態１の燃料電池の側面図である。1 is a side view of a fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention. 図１のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 本発明の実施の形態２の燃料電池を図１のII−II線に相当する部分で切った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a fuel cell according to a second embodiment of the present invention cut at a portion corresponding to line II-II in FIG. 従来の燃料電池の一部を断面にした正面図である。It is the front view which made a part of conventional fuel cell a section. 本発明の実施例による燃料電池と比較例の燃料電池の寿命特性を示すグラフである。It is a graph which shows the lifetime characteristic of the fuel cell by the Example of this invention, and the fuel cell of a comparative example. 本発明の実施例による燃料電池と比較例の燃料電池の電解質膜の重金属イオンの置換度を示すグラフである。It is a graph which shows the substitution degree of the heavy metal ion of the electrolyte membrane of the fuel cell by the Example of this invention, and the fuel cell of a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ＭＥＡ
１１ 高分子電解質膜
１２ カソード
１３ アノード
１６ セル積層体
１８ａ 酸化剤ガスの入口側マニホールド孔
２０、２１、２２、２３、２４ セパレータ板
４０ａ、４０ｂ 端板
４１ａ、５１ａ、６１ａ 透孔
５０ａ、５０ｂ 絶縁板
５２ａ、５２ｂ 酸化剤ガスを通すマニホールド部材
５３ａ、５３ｂ 燃料ガスを通すマニホールド部材
５６ｂ 閉鎖部材
５５ａ、５５ｂ 冷却水を通すマニホールド部材
６０ａ、６０ｂ 集電板
７０ 締結ボルト
７２、７４ａ、７４ｂ バネ 10 MEA
11 Polymer Electrolyte Membrane 12 Cathode 13 Anode 16 Cell Stack 18a Oxidant Gas Inlet Manifold Hole 20, 21, 22, 23, 24 Separator Plate 40a, 40b End Plate 41a, 51a, 61a Through Hole 50a, 50b Insulating Plate 52a, 52b Manifold member for passing oxidant gas 53a, 53b Manifold member for passing fuel gas 56b Closing member 55a, 55b Manifold member for passing cooling water 60a, 60b Current collector plate 70 Fastening bolt 72, 74a, 74b Spring

Claims (6)

複数の導電性セパレータ板、および前記導電性セパレータ板の間に挿入された電解質膜・電極接合体を具備し、前記電解質膜・電極接合体が高分子電解質膜および前記高分子電解質膜を挟む一対の電極からなるセル積層体、
前記セル積層体を集電板および絶縁板を介して挟む一対の端板、
前記端板を締結する締結手段、並びに
前記セル積層体に設けられた酸化剤ガスおよび燃料ガス各々の入口側マニホールド孔および出口側のマニホールド孔、および前記導電性セパレータ板に設けられて前記入口側マニホールド孔と出口側マニホールド孔を連絡するガス流路を含む酸化剤ガスおよび燃料ガスの供給手段
を含み、前記セル積層体の入口側マニホールド孔につながるガス導入部分および出口側マニホールド孔につながるガス排出部分が、それぞれ電気絶縁性材料で構成された筒状のマニホールド部材からなり、それらのマニホールド部材が、前記絶縁板とは独立して設けられており、かつ前記端板、絶縁板および集電板の前記マニホールド孔に対応して設けられた透孔を貫通しており、前記マニホールド部材によって前記端板、絶縁板および集電板が酸化剤ガスおよび燃料ガスとの接触を遮断されている高分子電解質型燃料電池。 A plurality of conductive separator plates, and an electrolyte membrane / electrode assembly inserted between the conductive separator plates, wherein the electrolyte membrane / electrode assembly sandwiches a polymer electrolyte membrane and the polymer electrolyte membrane A cell laminate comprising:
A pair of end plates sandwiching the cell stack with a current collector plate and an insulating plate;
Fastening means for fastening the end plates, inlet side manifold holes and outlet side manifold holes of the oxidant gas and fuel gas provided in the cell stack, and the conductive separator plate provided on the inlet side A gas introduction part connected to the inlet side manifold hole of the cell stack and a gas discharge connected to the outlet side manifold hole, including means for supplying an oxidant gas and a fuel gas including a gas flow path connecting the manifold hole and the outlet side manifold hole The portions are each formed of a cylindrical manifold member made of an electrically insulating material, and the manifold members are provided independently of the insulating plate, and the end plate, the insulating plate, and the current collector plate Penetrating through holes provided corresponding to the manifold holes, and the end plate by the manifold member, Edge plate and current collecting plate is a polymer electrolyte fuel cell which is prevented from contacting with the oxidizing agent gas and the fuel gas. 前記セル積層体の入口側マニホールド孔の末端部側および出口側マニホールド孔の始端部側の集電板に、前記各マニホールド孔に対応する部分にマニホールド孔より径の大きい透孔を有し、それらの透孔が電気絶縁性材料で構成された閉鎖部材により閉塞されている請求項１記載の高分子電解質型燃料電池。   The current collector plate on the end side of the inlet side manifold hole of the cell stack and the start side of the outlet side manifold hole has a through hole having a diameter larger than that of the manifold hole in a portion corresponding to each manifold hole. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the through hole is closed by a closing member made of an electrically insulating material. 前記セル積層体に設けられた冷却水の入口側マニホールド孔および出口側のマニホールド孔、および前記特定の導電性セパレータ板に設けられて前記入口側マニホールド孔と出口側マニホールド孔を連絡する冷却水の流路を含む冷却水の供給手段
をさらに含み、前記セル積層体の入口側マニホールド孔につながる冷却水導入部分および出口側マニホールド孔につながる冷却水排出部分が、それぞれ電気絶縁性材料で構成された筒状のマニホールド部材からなり、それらのマニホールド部材が、前記絶縁板とは独立して設けられており、かつ前記端板、絶縁板および集電板の前記マニホールド孔に対応して設けられた透孔を貫通しており、前記マニホールド部材によって前記端板、絶縁板および集電板が冷却水との接触を遮断されている請求項１記載の高分子電解質型燃料電池。 Cooling water inlet side manifold holes and outlet side manifold holes provided in the cell stack, and cooling water provided in the specific conductive separator plate and connecting the inlet side manifold holes and outlet side manifold holes. A cooling water supply means including a flow path, wherein the cooling water introduction part connected to the inlet side manifold hole and the cooling water discharge part connected to the outlet side manifold hole of the cell stack are each made of an electrically insulating material. These manifold members are provided independently of the insulating plate, and the through holes provided corresponding to the manifold holes of the end plate, the insulating plate, and the current collector plate. The end plate, the insulating plate and the current collecting plate are cut off from contact with cooling water by the manifold member through the hole. 1. The polymer electrolyte fuel cell according to 1. 前記セル積層体の入口側マニホールド孔の末端部側および出口側マニホールド孔の始端部側の集電板に、前記各マニホールド孔に対応する部分にマニホールド孔より径の大きい透孔を有し、それらの透孔が電気絶縁性材料で構成された閉鎖部材により閉塞されている請求項３記載の高分子電解質型燃料電池。   The current collector plate on the end side of the inlet side manifold hole of the cell stack and the start side of the outlet side manifold hole has a through hole having a diameter larger than that of the manifold hole in a portion corresponding to each manifold hole. 4. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 3, wherein the through hole is closed by a closing member made of an electrically insulating material. 前記マニホールド部材が前記セル積層体側の端部に鍔部を有し、前記集電板の透孔が前記セル積層体側の径が大きい段付き孔であり、前記鍔部が前記集電板の段付き孔の径の大きい部分に位置し、前記鍔部とこれに隣接するセパレータ板との間には前記セパレータ板に設けられた溝にはめられたＯリングが挿入された請求項１または３に記載の高分子電解質型燃料電池。   The manifold member has a flange at the end of the cell stack, the through hole of the current collector plate is a stepped hole having a large diameter on the cell stack, and the flange is a step of the current collector. The O-ring fitted in the groove | channel provided in the said separator plate was inserted in the part with a large diameter of a perforated hole, and between the said collar part and the separator plate adjacent to this. The polymer electrolyte fuel cell as described. 前記閉鎖部材は前記セル積層体側の径が大きい段付きであり、前記集電板の透孔が前記セル積層体側の径が大きい段付き孔であり、前記閉鎖部材の径の大きい部分が前記集電板の段付き孔の径の大きい部分に位置し、前記閉鎖部材とこれに隣接するセパレータ板との間には前記セパレータ板に設けられた溝にはめられたＯリングが挿入された請求項２または４に記載の高分子電解質型燃料電池。   The closing member is stepped with a large diameter on the cell laminate side, the through-hole of the current collector plate is a stepped hole with a large diameter on the cell laminate side, and a portion with a large diameter of the closing member is the collector. An O-ring located in a large diameter portion of the stepped hole of the electric plate and inserted in a groove provided in the separator plate is inserted between the closing member and the separator plate adjacent thereto. 5. The polymer electrolyte fuel cell according to 2 or 4.
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