JP2010192460A - 燃料電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 燃料電池モジュールMの製造方法は、接着性を有するソリッドゴム4の架橋前組成物4a、4bを、予め所定の形状に成形する予備成形工程と、成形型5内に、電極部材2とセパレータ3とをセパレータ3が少なくとも一方の多孔質層21a、21bと接するように積層し、予備成形した架橋前組成物4a、4bを電極部材2の周縁部を被覆すると共にセパレータ3と接触するように配置する部材配置工程と、成形型5を加圧および加熱して、架橋前組成物4a、4bを電極部材2の多孔質層21a、21bに含浸させながら架橋させ、電極部材2とセパレータ3とをソリッドゴム4により一体化する一体化工程と、を有する。
【選択図】 図5
Description
[固体高分子型燃料電池の構成]
まず、本実施形態の燃料電池モジュールの製造方法により製造された燃料電池モジュール(以下、適宜「モジュール」と称す)を備える固体高分子型燃料電池の構成について説明する。図1に、固体高分子型燃料電池の斜視図を示す。図1に示すように、固体高分子型燃料電池9は、モジュールMが多数積層されて構成されている。モジュールMの積層方向両端にはエンドプレート93、94が配置されている。エンドプレート93、94は、ステンレス鋼製であって矩形板状を呈している。エンドプレート93には、四辺に沿って、空気(酸化剤ガス)を供給する空気供給孔90a、空気を排出する空気排出孔90b、水素(燃料ガス)を供給する水素供給孔91a、水素を排出する水素排出孔91b、冷却水を供給する冷却水供給孔92a、冷却水を排出する冷却水排出孔92b、が形成されている。各々の孔90a、90b、91a、91b、92a、92bに対応するよう、モジュールMにも、後述するように複数の連通孔が形成されている。これにより、固体高分子型燃料電池9のモジュールMの積層方向には、空気、水素、冷却水の流路が各々貫設されている。
次に、本実施形態の燃料電池モジュールの構成について説明する。図2に、モジュールMの斜視図を示す。図3に、モジュールMの分解斜視図を示す。図4に、図2のIV−IV断面図を示す。図2〜図4に示すように、モジュールMは、電極部材2と、セパレータ3と、接着性ゴム部材4と、を備えている。
次に、本実施形態の燃料電池モジュールの製造方法について説明する。図5に、成形型の型開き状態における断面図を示す。図6に、図5の点線円VIの拡大図を示す。図5に示すように、成形型5は上型50と下型51とを備えている。上型50の下面には凹部500が、下型51の上面には凹部510が、各々形成されている。型締めされると、凹部500、510によりキャビティが区画される。
次に、本実施形態の燃料電池モジュールの製造方法の作用効果について説明する。本実施形態によると、モジュールMにおける接着性ゴム部材4は、EPDMをゴム成分とする接着性のソリッドゴムからなる。ソリッドゴムを使用するため、液状ゴムを使用して射出成形する場合と比較して、モジュールMを簡単に製造することができる。例えば、第一架橋前ゴム部材4aの圧縮部44aにより、アノード多孔質層21aの端部への含浸量を調整することができる。よって、含浸量を調整するための特別な処理は必要ない。また、液状ゴムの射出圧により電解質膜22が変形するおそれもない。また、第一架橋前ゴム部材4a、第二架橋前ゴム部材4bを基準として、電極部材2の位置決めを容易に行うことができる。
本実施形態のモジュールと第一実施形態のモジュールとの相違点は、モジュールの製造過程において、電極部材の周縁部に架橋前組成物を予備的に一体化した予備成形体を、予め作製しておく点である。したがって、ここでは主として相違点について説明する。
以上、本発明の燃料電池モジュールの製造方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
本構成の電極部材によると、MEAの厚さ方向一面に配置されている多孔質層は、MEAの厚さ方向一面に配置されるガス拡散層と、該ガス拡散層の厚さ方向一面に配置され該ガス拡散層よりも気孔率が大きいガス流路層と、からなり、MEAの厚さ方向他面に配置されている多孔質層は、MEAの厚さ方向他面に配置されるガス流路層からなる。
本構成の電極部材によると、MEAの厚さ方向一面に配置されている多孔質層は、MEAの厚さ方向一面に配置されるガス拡散層と、該ガス拡散層の厚さ方向一面に配置され該ガス拡散層よりも気孔率が大きいガス流路層と、からなり、MEAの厚さ方向他面に配置されている多孔質層は、MEAの厚さ方向他面に配置されるガス拡散層からなる。
本発明の燃料電池モジュールの製造方法では、接着性を有するソリッドゴムを使用する。ソリッドゴムの架橋前のムーニー粘度は、80℃で40M[40ML(1+4)80℃]以上であることが望ましい。ムーニー粘度としては、JIS K6300−1(2001)に準じて測定された値を採用する。具体的には、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)等のゴム成分を含むソリッドゴムが挙げられる。また、ソリッドゴムのタイプAデュロメータ硬さは、50以上であることが望ましい。タイプAデュロメータ硬さとは、JIS K6253(2006)に規定されているタイプAデュロメータにより測定された硬さである。
22:電解質膜 23a:アノード触媒層 23b:カソード触媒層
24a、24b:ガス拡散層 25a、25b:ガス流路層
3:セパレータ
30:カソードプレート 31:中間プレート 32:アノードプレート
4:接着性ゴム部材(ソリッドゴム)
4a:第一架橋前ゴム部材(ソリッドゴムの架橋前組成物)
4b:第二架橋前ゴム部材(ソリッドゴムの架橋前組成物)
40a、40b、41a、41b、42a、42b:連通孔 43:凸部
44a、44b:圧縮部 45:予備成形体 46:架橋前合体ゴム部材
5:成形型 50:上型 51:下型 500、510:凹部
6:予備成形型 60:上型 61:下型 600、610:凹部
9:固体高分子型燃料電池
90a:空気供給孔 90b:空気排出孔 91a:水素供給孔 91b:水素排出孔
92a:冷却水供給孔 92b:冷却水排出孔 93、94:エンドプレート
M:モジュール
Claims (3)
- 接着性を有するソリッドゴムの架橋前組成物を、予め所定の形状に成形する予備成形工程と、
成形型内に、電解質膜と、該電解質膜の厚さ方向両面に配置されている一対の電極触媒層と、からなる膜電極接合体と、該膜電極接合体の厚さ方向両面に配置されている一対の多孔質層と、を有する電極部材と、セパレータと、を該セパレータが少なくとも一方の該多孔質層と接するように積層し、予備成形した該架橋前組成物を該電極部材の周縁部を被覆すると共に該セパレータと接触するように配置する部材配置工程と、
該成形型を加圧および加熱して、該架橋前組成物を該電極部材の該多孔質層に含浸させながら架橋させ、該電極部材と該セパレータとを該ソリッドゴムにより一体化する一体化工程と、
を有することを特徴とする燃料電池モジュールの製造方法。 - 接着性を有するソリッドゴムの架橋前組成物を、予め所定の形状に成形する第一予備成形工程と、
予備成形型内に、電解質膜と、該電解質膜の厚さ方向両面に配置されている一対の電極触媒層と、からなる膜電極接合体と、該膜電極接合体の厚さ方向両面に配置されている一対の多孔質層と、を有する電極部材と、予備成形した該架橋前組成物と、を該電極部材の周縁部を該架橋前組成物で被覆するように配置して、該予備成形型を加圧しながら該架橋前組成物が架橋しない温度下に維持することにより、該電極部材の周縁部に該架橋前組成物が予備的に一体化した予備成形体を得る第二予備成形工程と、
成形型内に、該予備成形体とセパレータとを、該セパレータが該電極部材の少なくとも一方の該多孔質層と該架橋前組成物とに接するように積層して配置して、該成形型を加圧および加熱して、該架橋前組成物を該電極部材の該多孔質層に含浸させながら架橋させ、該電極部材と該セパレータとを該ソリッドゴムにより一体化する一体化工程と、
を有することを特徴とする燃料電池モジュールの製造方法。 - 前記ソリッドゴムの架橋前組成物は、以下の(A)〜(D)を含む請求項1または請求項2に記載の燃料電池モジュールの製造方法。
(A)エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴムから選ばれる一種以上のゴム成分。
(B)1時間半減期温度が130℃以下の有機過酸化物から選ばれる架橋剤。
(C)架橋助剤。
(D)レゾルシノール系化合物およびメラミン系化合物と、シランカップリング剤と、の少なくとも一方からなる接着成分。
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---|---|---|---|---|
JP2015522914A (ja) * | 2012-05-28 | 2015-08-06 | インテリジェント エナジー リミテッドIntelligent Energy Limited | 燃料電池アセンブリおよび対応する組み立て方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0845517A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-02-16 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 高分子電解質型燃料電池用シール構造及びその製造方法 |
WO2002043172A1 (fr) * | 2000-11-21 | 2002-05-30 | Nok Corporation | Partie constitutive pour pile a combustible |
JP2003068332A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-03-07 | Nok Corp | 燃料電池用構成部品 |
JP2005011662A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Tigers Polymer Corp | 燃料電池用シール材の形成方法 |
JP2007066766A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nissan Motor Co Ltd | 電解質膜−電極接合体 |
JP2007149472A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Uchiyama Mfg Corp | 燃料電池用構成部材のガスケット成型方法 |
JP2007188834A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Toyota Motor Corp | 燃料電池構成部品、燃料電池構成部品の製造方法 |
JP2009094056A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-30 | Tokai Rubber Ind Ltd | 燃料電池用接着性シール部材 |
JP4526093B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2010-08-18 | 東海ゴム工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
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2010
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0845517A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-02-16 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 高分子電解質型燃料電池用シール構造及びその製造方法 |
WO2002043172A1 (fr) * | 2000-11-21 | 2002-05-30 | Nok Corporation | Partie constitutive pour pile a combustible |
JP2003068332A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-03-07 | Nok Corp | 燃料電池用構成部品 |
JP2005011662A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Tigers Polymer Corp | 燃料電池用シール材の形成方法 |
JP2007066766A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nissan Motor Co Ltd | 電解質膜−電極接合体 |
JP2007149472A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Uchiyama Mfg Corp | 燃料電池用構成部材のガスケット成型方法 |
JP2007188834A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Toyota Motor Corp | 燃料電池構成部品、燃料電池構成部品の製造方法 |
JP2009094056A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-30 | Tokai Rubber Ind Ltd | 燃料電池用接着性シール部材 |
JP4526093B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2010-08-18 | 東海ゴム工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015522914A (ja) * | 2012-05-28 | 2015-08-06 | インテリジェント エナジー リミテッドIntelligent Energy Limited | 燃料電池アセンブリおよび対応する組み立て方法 |
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