JP2008218130A - Fuel cell - Google Patents

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Shogo Goto
荘吾 後藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technique capable of reducing damage of an electrolyte membrane caused by contact with a gas diffusion layer. <P>SOLUTION: A fuel cell is equipped with the electrolyte membrane 74 made of an electrolyte material; an electrode catalyst layer 75 (75a, 75c) formed in a prescribed portion on the surface of the electrolyte membrane; and the gas diffusion layer 76. The gas diffusion layer 76 has an electrode contact diffusion part 76e coming in contact with the electrode catalyst layer 75, and a peripheral diffusion part 76d formed in the periphery of the electrode contact diffusion part 76e, and the peripheral diffusion part 76d is installed in the position retreating from a plane prescribed by a boundary between the electrode contact diffusion part 76e and the electrode catalyst layer 75 behind the electrode contact diffusion part 76e. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池のガス拡散層に関するものである。   The present invention relates to a gas diffusion layer of a fuel cell.

固体高分子型燃料電池は、高分子電解質膜の両側にアノードおよびカソードの電極触媒層が形成された膜―電極接合体（以下、「ＭＥＡ」とも呼ぶ。ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を有している。ＭＥＡの両側は、カーボンクロスやカーボンペーパー等からなるガス拡散層によって挟持されており、ＭＥＡとガス拡散層とは燃料電池の製造工程において熱圧着等によって接合される。また燃料ガスや空気の漏れを防止するためのシール部を成形する場合においても、ＭＥＡとガス拡散層とは強い力で熱圧着されることが多い。しかし、ガス拡散層の表面には、カーボンの細かい繊維が毛羽状に突き出ている突出物（以下、単に「毛羽」とも呼ぶ。）が多く存在しているため、ＭＥＡとガス拡散層とを熱圧着すると、電解質膜がカーボン繊維の毛羽によって傷つけられる場合がある。従来は、傷ついて発生した穴から燃料ガスと空気とのクロスリークが発生してしまうといった問題や、毛羽が電解質膜を突き破ることによって毛羽が導線となり、ガス拡散層同士が短絡してリーク電流が発生してしまうといった問題があった。本願の発明者は、特に、電解質膜のうち、電極触媒層が形成されていない部分（以下、「電極非形成部」とも呼ぶ。）が、ガス拡散層の毛羽からの損傷を受けやすく、ガスのクロスリークや、リーク電流の発生が多いことを見い出した。   A polymer electrolyte fuel cell has a membrane-electrode assembly (hereinafter also referred to as “MEA”, MEA: Membrane Electrode Assembly) in which anode and cathode electrode catalyst layers are formed on both sides of a polymer electrolyte membrane. Yes. Both sides of the MEA are sandwiched between gas diffusion layers made of carbon cloth, carbon paper, or the like, and the MEA and the gas diffusion layer are joined by thermocompression bonding or the like in the manufacturing process of the fuel cell. Even when a seal portion for preventing leakage of fuel gas or air is formed, the MEA and the gas diffusion layer are often thermocompression bonded with a strong force. However, since there are many protrusions (hereinafter also simply referred to as “fluff”) in which fine carbon fibers protrude in the surface of the gas diffusion layer, the MEA and the gas diffusion layer are heated. When crimped, the electrolyte membrane may be damaged by the fluff of carbon fibers. Conventionally, there is a problem that a cross leak between fuel gas and air occurs from a hole that has been damaged, or the fluff breaks through the electrolyte membrane, and the fluff becomes a conductive wire, and the gas diffusion layers are short-circuited with each other, resulting in leakage current. There was a problem that would occur. The inventor of the present application particularly tends to damage the portion of the electrolyte membrane where the electrode catalyst layer is not formed (hereinafter also referred to as “electrode non-forming portion”) from the fluff of the gas diffusion layer. It was found that there are many cross leaks and leak currents.

従来、電解質膜の電極非形成部を保護する技術としては、電極非形成部に炭化フッ素系樹脂を被覆するというものがあった（例えば、特許文献１参照。）。   Conventionally, as a technique for protecting an electrode non-formed part of an electrolyte membrane, there has been a technique of coating the non-electrode formed part with a fluorocarbon resin (for example, refer to Patent Document 1).

特開平１０−３０８２２８号公報（第５図）Japanese Patent Laid-Open No. 10-308228 (FIG. 5) 特開２００４−１７２０９５号公報JP 2004-172095 A 特開２００４−１７２０９６号公報JP 2004-172096 A 特開２００３−６８３２３号公報JP 2003-68323 A

しかし、この技術では、別部材として炭化フッ素系樹脂が必要となるため、製造工程において炭化フッ素系樹脂を塗工・設置するための工程が増加してしまうという問題がある。また、電解質膜の周囲に塗工された樹脂に、厚みのばらつきがある場合には、電極部へ効果的に面圧を付与することが困難になってしまうという問題がある。なお、このような問題は、カーボン製のガス拡散層を用いる場合に限らず、何らかの繊維を含むガス拡散層を用いる場合に共通する問題であった。   However, since this technique requires a fluorocarbon resin as a separate member, there is a problem that the number of processes for coating and installing the fluorocarbon resin increases in the manufacturing process. Further, when the resin applied around the electrolyte membrane has a variation in thickness, there is a problem that it is difficult to effectively apply a surface pressure to the electrode portion. Such a problem is not limited to the case of using a carbon gas diffusion layer, but is a problem common to the case of using a gas diffusion layer containing some fibers.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、ガス拡散層との接触による電解質膜の損傷を低減することのできる技術を提供する。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides a technique capable of reducing damage to an electrolyte membrane due to contact with a gas diffusion layer.

上記目的を達成するために、本発明の燃料電池は、
電解質材料で形成された電解質膜と、
前記電解質膜の表面の所定の部分に形成された電極触媒層と、
ガス拡散層と、を備え、
前記ガス拡散層は、前記電極触媒層に接する電極接触拡散部と、前記電極接触拡散部の周囲に形成された周縁拡散部と、を有し、前記周縁拡散部は、前記電極接触拡散部と前記電極触媒層との境界で規定される平面から前記電極接触拡散部よりも後退した位置に設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the fuel cell of the present invention comprises:
An electrolyte membrane formed of an electrolyte material;
An electrode catalyst layer formed on a predetermined portion of the surface of the electrolyte membrane;
A gas diffusion layer,
The gas diffusion layer has an electrode contact diffusion part in contact with the electrode catalyst layer, and a peripheral diffusion part formed around the electrode contact diffusion part, and the peripheral diffusion part includes the electrode contact diffusion part and the electrode contact diffusion part. It is provided in the position retreated from the electrode contact diffusion part from the plane defined by the boundary with the electrode catalyst layer.

以上のように構成された燃料電池によれば、ガス拡散層に周縁拡散部が形成されているため、電極触媒層が形成されていない電解質膜の部分（電極非形成部）にガス拡散層が接触することがなくなる。したがって、ガス拡散層との接触による電解質膜の損傷を低減することができる。   According to the fuel cell configured as described above, since the peripheral diffusion portion is formed in the gas diffusion layer, the gas diffusion layer is formed in the portion of the electrolyte membrane where the electrode catalyst layer is not formed (electrode non-forming portion). There is no contact. Therefore, damage to the electrolyte membrane due to contact with the gas diffusion layer can be reduced.

前記電解質膜は、前記電極触媒層が形成されている電極形成部と、前記電極触媒層が形成されていない電極非形成部と、を有し、前記電極非形成部と、前記周縁拡散部との間に、前記電解質材料が充填されていることとしてもよい。   The electrolyte membrane includes an electrode forming portion in which the electrode catalyst layer is formed, and an electrode non-forming portion in which the electrode catalyst layer is not formed, and the electrode non-forming portion, the peripheral diffusion portion, The electrolyte material may be filled in between.

このような構造とすれば、電解質膜の電極非形成部における損傷の可能性をさら低減することができる。   With such a structure, it is possible to further reduce the possibility of damage at the electrode non-formation portion of the electrolyte membrane.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料電池、燃料電池システム、それらを搭載した自動車、またはそれらの製造方法等の形態で実現することができる。   Note that the present invention can be realized in various modes. For example, it can be realized in the form of a fuel cell, a fuel cell system, an automobile equipped with them, a manufacturing method thereof, or the like.

次に、本発明の実施の形態を以下の実施例に基づいて説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described based on the following examples.

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池の断面を示す概略図である。本実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池であり、セルアセンブリ７０と、セパレータＳＰと、を交互に複数積層したスタック構造を有している。セルアセンブリ７０は、発電積層体７１と、シール部７２と、によって構成されており、１つの電池として機能する。シール部７２には、水素、空気、冷媒などの供給および排出を行うための貫通孔であるマニホールド孔が設けられており、図１では、空気供給用のマニホールド孔Ｍ３と、空気排出用のマニホールド孔Ｍ４が図示されている。発電積層体７１は、ＭＥＡ７３（膜―電極接合体、Membrane Electrode Assembly）と、ＭＥＡ７３を挟持するガス拡散層７６，７７と、ガス拡散層７６，７７をさらに挟持するガス流路形成部７８，７９と、によって形成されている。ＭＥＡ７３は、電解質膜７４と、電解質膜７４の両面に形成された電極触媒層７５（アノード電極層７５ａおよびカソード電極層７５ｃ）と、を備える。セパレータＳＰは、アノード側プレートＳＰａと、カソード側プレートＳＰｃと、それら２枚のプレートに挟持された中間プレートＳＰｉと、を備える三層構造のセパレータである。またシール部７２は射出成形時にガス流路形成部７８，７９の多孔質部に含侵しており、含侵部７２ｉを形成している。なお、図１に示す燃料電池全体の構造は単なる一例であり、本発明は他の構造の燃料電池にも適用可能である。 A. First embodiment:
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a fuel cell as one embodiment of the present invention. The fuel cell of this embodiment is a polymer electrolyte fuel cell, and has a stack structure in which a plurality of cell assemblies 70 and separators SP are alternately stacked. The cell assembly 70 includes a power generation laminate 71 and a seal portion 72, and functions as one battery. The seal portion 72 is provided with a manifold hole which is a through hole for supplying and discharging hydrogen, air, refrigerant, and the like. In FIG. 1, a manifold hole M3 for supplying air and a manifold for discharging air are provided. A hole M4 is shown. The power generation laminate 71 includes an MEA 73 (Membrane Electrode Assembly), gas diffusion layers 76 and 77 that sandwich the MEA 73, and gas flow path forming portions 78 and 79 that further sandwich the gas diffusion layers 76 and 77. And is formed by. The MEA 73 includes an electrolyte membrane 74 and electrode catalyst layers 75 (an anode electrode layer 75a and a cathode electrode layer 75c) formed on both surfaces of the electrolyte membrane 74. The separator SP is a separator having a three-layer structure including an anode side plate SPa, a cathode side plate SPc, and an intermediate plate SPi sandwiched between the two plates. Further, the seal portion 72 impregnates the porous portions of the gas flow path forming portions 78 and 79 at the time of injection molding to form an impregnated portion 72i. Note that the overall structure of the fuel cell shown in FIG. 1 is merely an example, and the present invention can be applied to fuel cells having other structures.

図２は、ＭＥＡ７３とガス拡散層７６との構成を拡大して示す説明図である。図２（Ａ）は、ＭＥＡ７３の膜面に対して垂直方向から示しており、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＸ―Ｘ断面を示している。なお図２では、ガス拡散層７７は描かれていないが、これは説明のために省略しただけであり、実際にはガス拡散層７７も存在している。２つのガス拡散層７６，７７は同じ構成を有しているので、以下では主にガス拡散層７６について説明する。また図２（Ａ）では、電極触媒層７５は電解質膜７４の表面積に対して小さい領域に形成されているが、これも説明のために誇張して描かれただけであり、実際の電極触媒層７５は電解質膜７４の表面に広く形成されている。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged configuration of the MEA 73 and the gas diffusion layer 76. FIG. 2A shows from the direction perpendicular to the film surface of the MEA 73, and FIG. 2B shows an XX cross section in FIG. In FIG. 2, the gas diffusion layer 77 is not drawn, but this is omitted for the sake of explanation, and the gas diffusion layer 77 actually exists. Since the two gas diffusion layers 76 and 77 have the same configuration, the gas diffusion layer 76 will be mainly described below. In FIG. 2A, the electrode catalyst layer 75 is formed in a region that is smaller than the surface area of the electrolyte membrane 74, but this is also exaggerated for the sake of explanation. The layer 75 is widely formed on the surface of the electrolyte membrane 74.

電解質膜７４は、フッ素系樹脂等の固体高分子材料により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。電解質膜７４は、表面に電極触媒層７５が形成されている部分７４ｅ（以下、「電極形成部７４ｅ」とも呼ぶ。）と、電極触媒層７５が形成されていない部分７４ｎ（以下、「電極非形成部７４ｎ」とも呼ぶ。）とを有している。電極形成部７４ｅは表面を電極触媒層７５で覆われているため、電極非形成部７４ｎに比べて強度が大きくなっている。逆に、電極非形成部７４ｎは表面を電極触媒層７５で保護されていないため、電極形成部７４ｅに比べて強度が小さくなっている。したがって、電解質膜７４の損傷によるガスのクロスリークやリーク電流は、電極非形成部７４ｎにて発生することが多い。   The electrolyte membrane 74 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material such as a fluorine-based resin, and exhibits good electrical conductivity in a wet state. The electrolyte membrane 74 has a portion 74e (hereinafter also referred to as “electrode forming portion 74e”) on which the electrode catalyst layer 75 is formed and a portion 74n (hereinafter referred to as “electrode non-electrode”) where the electrode catalyst layer 75 is not formed. Forming portion 74n "). Since the surface of the electrode forming portion 74e is covered with the electrode catalyst layer 75, the strength is higher than that of the electrode non-forming portion 74n. Conversely, since the surface of the electrode non-forming portion 74n is not protected by the electrode catalyst layer 75, the strength is smaller than that of the electrode forming portion 74e. Therefore, gas cross-leakage or leakage current due to damage to the electrolyte membrane 74 often occurs in the electrode non-forming part 74n.

アノード電極層７５ａおよびカソード電極層７５ｃは、電解質膜７４の内周部に形成されており、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金、あるいは白金と他の金属からなる合金を備えている。アノード電極層７５ａおよびカソード電極層７５ｃを形成する方法としては、例えば、白金等の触媒金属を担持させたカーボン粉を作製する。そして作製した触媒担持カーボンと電解質とを用いてペーストを作製する。そして作製した触媒ペーストを電解質膜７４上に塗布すればよい。   The anode electrode layer 75a and the cathode electrode layer 75c are formed on the inner periphery of the electrolyte membrane 74, and include a catalyst that promotes an electrochemical reaction, such as platinum or an alloy made of platinum and other metals. As a method for forming the anode electrode layer 75a and the cathode electrode layer 75c, for example, carbon powder carrying a catalyst metal such as platinum is produced. And the paste is produced using the produced catalyst carrying carbon and electrolyte. Then, the produced catalyst paste may be applied on the electrolyte membrane 74.

ガス拡散層７６は、例えばカーボンクロスやカーボンペーパーによって形成される。ガス拡散層７６の表面には、電極触媒層７５で発生した水を素早く送り出すための撥水処理が施されており、ＭＰＬ層７６ｍ（ＭＰＬ: Micro Porous Layer）が形成されている。ここで、ガス拡散層７６の表面には、カーボン繊維の毛羽が多数存在しており、これらの毛羽は電解質膜７４に比べて非常に硬い。したがって、電解質膜７４とガス拡散層７６とを燃料電池の生産工程において熱圧着した際には、強度の小さい電解質膜７４の電極非形成部７４ｎと、カーボン繊維の硬い毛羽とが直接接することによって電解質膜７４が損傷してしまうことがあった。そして電解質膜７４の損傷によるガスのクロスリークやリーク電流の発生といった問題があった。本実施例では、ガス拡散層７６のうちで、電解質膜７４の電極非形成部７４ｎに掛かる部分は、凹んだ形状７６ｄ（以下「周縁拡散部７６ｄ」とも呼ぶ。）となっている。したがって、ガス拡散層７６の表面に存在する毛羽と、電解質膜７４の電極非形成部７４ｎとは接しない構成となっており、電解質膜７４の電極非形成部７４ｎは、毛羽からの損傷を受けにくくなっている。また電極形成部７４ｅは電極触媒層７５によって保護されているため、ガス拡散層７６の毛羽によって損傷することは少ない。なお、電解質膜７４の電極形成部７４ｅと、周縁拡散部７６ｄ以外のガス拡散層部分７６ｅ（以下、「電極接触拡散部７６ｅ」とも呼ぶ。）とが電極触媒層７５を介して接することによって、導電性が確保されている。図１で示したように、電極非形成部７４ｎと周縁拡散部７６ｄとの間には、シール部７２が射出成形されている。   The gas diffusion layer 76 is formed of, for example, carbon cloth or carbon paper. The surface of the gas diffusion layer 76 is subjected to water repellent treatment for quickly sending out water generated in the electrode catalyst layer 75, and an MPL layer 76m (MPL: Micro Porous Layer) is formed. Here, a large number of fluffs of carbon fibers are present on the surface of the gas diffusion layer 76, and these fluffs are extremely hard as compared with the electrolyte membrane 74. Therefore, when the electrolyte membrane 74 and the gas diffusion layer 76 are thermocompression bonded in the production process of the fuel cell, the electrode non-forming portion 74n of the electrolyte membrane 74 having a low strength and the hard fluff of the carbon fiber are in direct contact with each other. The electrolyte membrane 74 may be damaged. Further, there are problems such as gas cross-leakage and leakage current due to damage to the electrolyte membrane 74. In the present embodiment, a portion of the gas diffusion layer 76 that covers the electrode non-forming portion 74n of the electrolyte membrane 74 has a recessed shape 76d (hereinafter also referred to as “periphery diffusion portion 76d”). Therefore, the fluff existing on the surface of the gas diffusion layer 76 is not in contact with the electrode non-formation portion 74n of the electrolyte membrane 74, and the electrode non-formation portion 74n of the electrolyte membrane 74 is damaged by the fluff. It has become difficult. Further, since the electrode forming portion 74e is protected by the electrode catalyst layer 75, it is less likely to be damaged by the fluff of the gas diffusion layer 76. The electrode forming part 74e of the electrolyte membrane 74 and the gas diffusion layer part 76e other than the peripheral diffusion part 76d (hereinafter also referred to as “electrode contact diffusion part 76e”) are in contact with each other via the electrode catalyst layer 75. Conductivity is ensured. As shown in FIG. 1, a seal portion 72 is injection molded between the electrode non-forming portion 74n and the peripheral diffusion portion 76d.

図３は、第１実施例における周縁拡散部７６ｄを有するガス拡散層７６の製造工程を示すフローチャートである。図４は、その製造工程の概略を示す説明図である。ステップＳ１０では、ガス拡散層７６をプレス１１０にセットする（図４（Ａ））。ステップＳ２０では、ガス拡散層７６の外周部をプレス１００によって圧縮して塑性変形させ、周縁拡散部７６ｄを形成する（図４（Ｂ））。ステップＳ３０では、周縁拡散部７６ｄ，７７ｄを形成させたガス拡散層７６，７７と、表面に電極触媒層７５（アノード電極層７５ａおよびカソード電極層７５ｃ）を形成した電解質膜７４とをプレス１２０で熱圧着させる（図４（Ｃ））。以上のような工程によれば、周縁拡散部７６ｄを有するガス拡散層７６を製造することができる。   FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process of the gas diffusion layer 76 having the peripheral diffusion portion 76d in the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of the manufacturing process. In step S10, the gas diffusion layer 76 is set on the press 110 (FIG. 4A). In step S20, the outer peripheral portion of the gas diffusion layer 76 is compressed and plastically deformed by the press 100 to form the peripheral diffusion portion 76d (FIG. 4B). In step S30, the gas diffusion layers 76 and 77 in which the peripheral diffusion portions 76d and 77d are formed, and the electrolyte membrane 74 in which the electrode catalyst layer 75 (the anode electrode layer 75a and the cathode electrode layer 75c) is formed on the surface are pressed 120. Thermocompression bonding is performed (FIG. 4C). According to the above process, the gas diffusion layer 76 having the peripheral diffusion part 76d can be manufactured.

このように、第１実施例では、ガス拡散層７６に周縁拡散部７６ｄを設けたので、ガス拡散層７６の表面の毛羽が、電解質膜７４の電極非形成部７４ｎに接することがない。したがって、電解質膜７４の電極非形成部７４ｎは、毛羽からの損傷を受けにくくなり、ガスのクロスリークやリーク電流の発生を低減することが可能となる。   Thus, in the first embodiment, since the peripheral diffusion portion 76d is provided in the gas diffusion layer 76, the fluff on the surface of the gas diffusion layer 76 does not contact the electrode non-formation portion 74n of the electrolyte membrane 74. Therefore, the electrode non-formation part 74n of the electrolyte membrane 74 is less likely to be damaged by the fluff, and it is possible to reduce the occurrence of gas cross leak and leak current.

Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例における燃料電池の断面を示す概略図である。図１に示した第１実施例との違いは、電極非形成部７４ｎと周縁拡散部７６ｄとの間に、電解質層２００が形成されているという点だけであり、他の構成は第１実施例と同じである。 B. Second embodiment:
FIG. 5 is a schematic view showing a cross section of the fuel cell in the second embodiment. The only difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that an electrolyte layer 200 is formed between the electrode non-forming portion 74n and the peripheral diffusion portion 76d, and the other configuration is the first embodiment. Same as example.

電解質層２００を形成する方法としては、例えば、電解質膜７４とガス拡散層７６とを熱圧着する前に、あらかじめ電解質膜７４の電極非形成部７４ｎに電解質溶液を塗布してもよく、またはガス拡散層７６の周縁拡散部７６ｄに電解質溶液を注入してもよい。また、電解質膜７４とガス拡散層７６とを熱圧着した後に、電極非形成部７４ｎと周縁拡散部７６ｄ、との間に電解質溶液を塗布することもできる。なお、図５において電解質膜７４と電解質層２００との間には境界があるように描かれているが、これは説明のために描いたものであって、実際には電解質層２００の形成時に境界は消滅する。   As a method of forming the electrolyte layer 200, for example, before the electrolyte membrane 74 and the gas diffusion layer 76 are thermocompression bonded, an electrolyte solution may be applied in advance to the electrode non-forming portion 74n of the electrolyte membrane 74, or gas An electrolyte solution may be injected into the peripheral diffusion portion 76d of the diffusion layer 76. Alternatively, after the electrolyte membrane 74 and the gas diffusion layer 76 are thermocompression bonded, an electrolyte solution can be applied between the electrode non-forming portion 74n and the peripheral diffusion portion 76d. In FIG. 5, the boundary between the electrolyte membrane 74 and the electrolyte layer 200 is drawn. However, this is drawn for the sake of explanation, and in actuality, when the electrolyte layer 200 is formed. The boundary disappears.

このように、電極非形成部７４ｎと周縁拡散部７６ｄとの間に、電解質層２００を形成しても、第１実施例と同様に、電解質膜７４の電極非形成部７４ｎは、毛羽からの損傷を受けにくくなり、ガスのクロスリークやリーク電流の発生を低減することが可能となる。また電解質層２００の存在により、ガス拡散層７６と電解質膜７４との密着性を向上させることも可能となる。   As described above, even if the electrolyte layer 200 is formed between the electrode non-forming part 74n and the peripheral diffusion part 76d, the electrode non-forming part 74n of the electrolyte membrane 74 is formed from the fluff as in the first embodiment. It becomes difficult to be damaged, and it is possible to reduce the occurrence of gas cross leak and leak current. In addition, the presence of the electrolyte layer 200 can improve the adhesion between the gas diffusion layer 76 and the electrolyte membrane 74.

Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 C. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

Ｃ１．変形例１：
上記実施例では、ガス拡散層としてカーボン製の部材を用いていたが、この代わりに、カーボン以外の導電性を有する部材を用いることも可能である。
Ｃ２．変形例２：
上記実施例では、電極非形成部７４ｎと周縁拡散部７６ｄとの間には、シール部７２や電解質層２００が形成されていたが、この代わりに、他の部材が設けられていてもよく、また何も設けられていないこととしてもよい。 C1. Modification 1:
In the above embodiment, a carbon member is used as the gas diffusion layer, but instead, a conductive member other than carbon can be used.
C2. Modification 2:
In the above embodiment, the seal part 72 and the electrolyte layer 200 are formed between the electrode non-formation part 74n and the peripheral diffusion part 76d, but instead, other members may be provided. Also, nothing may be provided.

本発明の一実施例としての燃料電池の断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross section of the fuel cell as one Example of this invention. ＭＥＡ７３とガス拡散層７６との構成を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the structure of MEA73 and the gas diffusion layer. 第１実施例における周縁拡散部７６ｄを有するガス拡散層７６の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the gas diffusion layer 76 which has the peripheral diffusion part 76d in 1st Example. 第１実施例における周縁拡散部７６ｄを有するガス拡散層７６の製造工程の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the manufacturing process of the gas diffusion layer 76 which has the peripheral diffusion part 76d in 1st Example. 第２実施例における燃料電池の断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross section of the fuel cell in 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

７０…セルアセンブリ
７１…発電積層体
７２…シール部
７２ｉ…含侵部
７４…電解質膜
７４ｅ…電極形成部
７４ｎ…電極非形成部
７５…電極触媒層
７５ａ…アノード電極層
７５ｃ…カソード電極層
７６、７７…ガス拡散層
７６ｄ…周縁拡散部
７６ｅ…電極接触拡散部
７８、７９…ガス流路形成部
１００…プレス
１１０…プレス
１２０…プレス
２００…電解質層
Ｍ３…マニホールド孔
Ｍ４…マニホールド孔
ＳＰ…セパレータ
ＳＰａ…アノード側プレート
ＳＰｃ…カソード側プレート
ＳＰｉ…中間プレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 70 ... Cell assembly 71 ... Power generation laminated body 72 ... Seal part 72i ... Impregnation part 74 ... Electrolyte film 74e ... Electrode formation part 74n ... Electrode non-formation part 75 ... Electrode catalyst layer 75a ... Anode electrode layer 75c ... Cathode electrode layer 76, 77 ... Gas diffusion layer 76d ... Peripheral diffusion part 76e ... Electrode contact diffusion part 78, 79 ... Gas flow path forming part 100 ... Press 110 ... Press 120 ... Press 200 ... Electrolyte layer M3 ... Manifold hole M4 ... Manifold hole SP ... Separator SPa ... Anode side plate SPc ... Cathode side plate SPi ... Intermediate plate

Claims (2)

燃料電池であって、
電解質材料で形成された電解質膜と、
前記電解質膜の表面の所定の部分に形成された電極触媒層と、
ガス拡散層と、
を備え、
前記ガス拡散層は、前記電極触媒層に接する電極接触拡散部と、前記電極接触拡散部の周囲に形成された周縁拡散部と、を有し、
前記周縁拡散部は、前記電極接触拡散部と前記電極触媒層との境界で規定される平面から前記電極接触拡散部よりも後退した位置に設けられている、燃料電池。 A fuel cell,
An electrolyte membrane formed of an electrolyte material;
An electrode catalyst layer formed on a predetermined portion of the surface of the electrolyte membrane;
A gas diffusion layer;
With
The gas diffusion layer has an electrode contact diffusion part in contact with the electrode catalyst layer, and a peripheral diffusion part formed around the electrode contact diffusion part,
The fuel cell according to claim 1, wherein the peripheral diffusion portion is provided at a position retracted from a plane defined by a boundary between the electrode contact diffusion portion and the electrode catalyst layer from the electrode contact diffusion portion. 請求項１記載の燃料電池であって、
前記電解質膜は、前記電極触媒層が形成されている電極形成部と、前記電極触媒層が形成されていない電極非形成部と、を有し、前記電極非形成部と、前記周縁拡散部との間に、前記電解質材料が充填されている、燃料電池。 The fuel cell according to claim 1, wherein
The electrolyte membrane includes an electrode forming portion in which the electrode catalyst layer is formed, and an electrode non-forming portion in which the electrode catalyst layer is not formed, and the electrode non-forming portion, the peripheral diffusion portion, A fuel cell filled with the electrolyte material.
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