JP2015135788A - Fuel cell stack - Google Patents

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岳太 岡西
Takehiro Okanishi
岳太 岡西
笠原　英男
Hideo Kasahara
英男 笠原
安本　栄一
Eiichi Yasumoto
栄一 安本
尾関　正高
Masataka Ozeki
正高 尾関
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell stack capable of securing high voltage even when there is a temperature difference between two separators between which a fuel battery cell is held.SOLUTION: When a gas diffusion layer and a catalyst layer of a first electrode layer 45 which is an electrode layer on the side where a first separator 51 of a first fuel battery cell 44 is arranged are respectively defined as a first gas diffusion layer 46 and a first catalyst layer 47, and a gas diffusion layer and a catalyst layer of a third electrode layer 41 which is an electrode layer on the side where a second separator 71 of the first fuel battery cell 44 is arranged are respectively defined as a third gas diffusion layer 42 and a third catalyst layer 43, the first separator 51 is configured so that a temperature of the first separator is lower than that of the second separator 71, and a water holding property of the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 with a comparatively high temperature is arranged is higher than a water holding property of the first electrode layer 45 on the side where the first separator with a comparatively low temperature is arranged.

Description

本発明は、燃料電池スタックに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell stack.

近年、高効率でクリーンなエネルギー源の開発が求められており、それに対する一つの候補として燃料電池が注目されている。燃料電池（例えば高分子電解質形燃料電池）は、反応ガスである水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する空気等の酸化剤ガスとを電気化学反応（発電反応）させることにより、電力と熱とを同時に発生させる装置である。   In recent years, the development of highly efficient and clean energy sources has been demanded, and fuel cells have attracted attention as one candidate for such development. A fuel cell (for example, a polymer electrolyte fuel cell) uses a fuel gas containing hydrogen, which is a reaction gas, and an oxidant gas such as air containing oxygen to generate electric power and generate electric power. It is a device that generates heat at the same time.

例えば、高分子電解質形燃料電池は、図２に示すように構成されている。図２は従来の高分子電解質形燃料電池の概略構成の一例を示す断面図である。   For example, a polymer electrolyte fuel cell is configured as shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of a conventional polymer electrolyte fuel cell.

図２に示すように、高分子電解質形燃料電池の燃料電池単セル（以下、燃料電池単セルを燃料電池セルと称する）１００は、膜電極接合体（以下、膜電極接合体をMembrane-Electrode-Assemblyの略称であるＭＥＡと称する）１１０を含んでいる。そして、ＭＥＡ１１０の両面には一対の板状の導電性のセパレータ１２０が配置されている。つまり、この一対のセパレータ１２０によりＭＥＡ１１０が挟持されている。   As shown in FIG. 2, a fuel cell unit cell (hereinafter referred to as a fuel cell unit) 100 of a polymer electrolyte fuel cell has a membrane electrode assembly (hereinafter referred to as a membrane-electrode assembly). -Assembly abbreviated as MEA) 110. A pair of plate-shaped conductive separators 120 are disposed on both surfaces of the MEA 110. That is, the MEA 110 is held between the pair of separators 120.

ＭＥＡ１１０は、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜（イオン交換樹脂膜）１１１と、この高分子電解質膜１１１の両面に形成された一対の電極層１１２とを備えてなる構成である。   The MEA 110 includes a polymer electrolyte membrane (ion exchange resin membrane) 111 that selectively transports hydrogen ions, and a pair of electrode layers 112 formed on both surfaces of the polymer electrolyte membrane 111.

電極層１１２は、白金属触媒を坦持したカーボン粉末を主成分とする触媒層１１３と、導電作用とガス透過性と撥水性とを併せ持つガス拡散層１１４（ＧＤＬ）とを備える。触媒層１１３は、対になって高分子電解質膜１１１を挟むように配置されており、高分子電解質膜１１１が配される側とは反対側の面にガス拡散層１１４（ＧＤＬ）が形成されている。   The electrode layer 112 includes a catalyst layer 113 mainly composed of carbon powder carrying a white metal catalyst, and a gas diffusion layer 114 (GDL) having both conductivity, gas permeability, and water repellency. The catalyst layer 113 is arranged so as to sandwich the polymer electrolyte membrane 111 as a pair, and a gas diffusion layer 114 (GDL) is formed on the surface opposite to the side on which the polymer electrolyte membrane 111 is disposed. ing.

高分子電解質膜１１１を挟む一対のガス拡散層１１４のうち、一方のガス拡散層１１４と当接するセパレータ１２０の主面に燃料ガスを流すための燃料ガス流路溝１２１が設けられている。また、他方のガス拡散層１１４と当接するセパレータ１２０の主面に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路溝１２２が設けられている。また、セパレータ１２０それぞれにおいて、燃料ガス流路溝１２１または酸化剤ガス流路溝１２２が設けられている主面とは反対側の面には、冷却水などが通る冷却流路溝１２３が形成されている。   Of the pair of gas diffusion layers 114 sandwiching the polymer electrolyte membrane 111, a fuel gas flow channel 121 for flowing fuel gas is provided on the main surface of the separator 120 in contact with one gas diffusion layer 114. In addition, an oxidant gas flow channel 122 for flowing an oxidant gas is provided on the main surface of the separator 120 in contact with the other gas diffusion layer 114. Further, in each separator 120, a cooling channel groove 123 through which cooling water or the like passes is formed on the surface opposite to the main surface where the fuel gas channel groove 121 or the oxidant gas channel groove 122 is provided. ing.

そして、上記した構成を有する燃料電池セル１００では、燃料ガス流路溝１２１及び酸化剤ガス流路溝１２２を通じて、高分子電解質膜１１１を挟む一対の電極層１１２それぞれに燃料ガス及び酸化剤ガスが供給され、電気化学反応が起こり、電力と熱とを発生させる。   In the fuel cell 100 having the above-described configuration, the fuel gas and the oxidant gas are respectively supplied to the pair of electrode layers 112 sandwiching the polymer electrolyte membrane 111 through the fuel gas channel groove 121 and the oxidant gas channel groove 122. When supplied, an electrochemical reaction takes place, generating electricity and heat.

また燃料電池セル１００は、図２に示すように複数個、電気的に直列に接続されて、積層体（以下、スタックと称する）として使用されるのが一般的である。尚、このときスタックは、燃料ガス及び酸化剤ガスがリークしないように、且つ接触抵抗を減らすために、ボルトなどの締結部材１３０により所定の締結圧にて加圧締結される。従って、ＭＥＡ１１０とセパレータ１２０とは所定の圧力で面接触することになる。   Further, as shown in FIG. 2, a plurality of fuel cells 100 are generally connected in series and used as a stacked body (hereinafter referred to as a stack). At this time, the stack is fastened and fastened at a predetermined fastening pressure by a fastening member 130 such as a bolt so that the fuel gas and the oxidant gas do not leak and the contact resistance is reduced. Therefore, the MEA 110 and the separator 120 are in surface contact with a predetermined pressure.

また、電気化学反応に必要なガスが外部に漏れるのを防ぐために、セパレータ１２０，
１２０の間には、触媒層１１３とガス拡散層１１４の側面を覆うようにシール材（ガスケット）１１７が配置されている。 In order to prevent the gas necessary for the electrochemical reaction from leaking to the outside, the separator 120,
A sealing material (gasket) 117 is disposed between 120 so as to cover the side surfaces of the catalyst layer 113 and the gas diffusion layer 114.

このように構成される従来の高分子電解質形燃料電池のスタックにおいて、冷却流路溝１２３を複数の燃料電池セル１００・・・毎に設ける技術が特許文献１に開示されている。冷却流路溝１２３を複数の燃料電池セル１００・・・毎に設けることで、セパレータの枚数を減らすことができ、スタック積層方向の短尺化を実現するとともに、セパレータのコストを抑えることができる。   In a conventional polymer electrolyte fuel cell stack configured as described above, Patent Document 1 discloses a technique in which a cooling flow path groove 123 is provided for each of a plurality of fuel cells 100. By providing the cooling flow path groove 123 for each of the plurality of fuel cells 100..., The number of separators can be reduced, the length in the stacking direction can be reduced, and the cost of the separators can be suppressed.

しかしながら、冷却流路溝１２３を複数の燃料電池セル１００・・・毎に設けた構成を用いると、冷却流路溝１２３と燃料電池セル１００との位置関係によって、燃料電池セル１００を冷却できる能力が異なってしまう。このため、スタックを構成する燃料電池セル１００間に温度ばらつきが生じ、そのため、性能ばらつきが生じやすいという課題があった。   However, when the cooling channel groove 123 is provided for each of the plurality of fuel cells 100..., The ability to cool the fuel cell 100 depending on the positional relationship between the cooling channel groove 123 and the fuel cell 100. Will be different. For this reason, there is a problem that temperature variations occur between the fuel cells 100 constituting the stack, and therefore performance variations tend to occur.

そこで、冷却機構を複数の燃料電池セル毎に設ける場合に、１つのセルブロックにおける熱伝導度が小さい電極層が配置された一方の端部側に設けられている冷却機構である第１冷却機構の冷却能力が、該セルブロックにおける熱伝導度が大きい電極層が配置された他方の端部側に設けられている冷却機構である第２冷却機構の冷却能力よりも大きくなるように構成すれば、良好な発電性能を得ることができることが、特許文献２に開示されている。   Therefore, when a cooling mechanism is provided for each of the plurality of fuel cells, a first cooling mechanism that is a cooling mechanism provided on one end side where an electrode layer having low thermal conductivity in one cell block is disposed. Is configured to be larger than the cooling capacity of the second cooling mechanism, which is a cooling mechanism provided on the other end side where the electrode layer having a high thermal conductivity in the cell block is disposed. Patent Document 2 discloses that good power generation performance can be obtained.

特開２００４−８７３１１号公報JP 2004-87311 A 特開２０１３−１８２７６６号公報JP 2013-182766 A

しかしながら、特許文献２に開示された燃料電池スタックは、燃料電池セルを間に挟む２つのセパレータのうちの比較的温度の高い方のセパレータが配置された側の電極層において発生した生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによって、比較的温度の高い方のセパレータが配置された側の電極層のドライアップが進行し、逆に、比較的温度の低い方のセパレータが配置された側の電極層において生成水や凝縮水が過剰になって、比較的温度の低い方のセパレータが配置された側の電極層に供給されたガス拡散に悪影響を与えるため、セル電圧が低下する虞れがあり、高電圧を確保することが困難であった。   However, in the fuel cell stack disclosed in Patent Document 2, the generated water or condensation generated in the electrode layer on the side where the separator having the relatively higher temperature of the two separators sandwiching the fuel cell is disposed. When the water is excessively taken away by the gas having a lower relative humidity, the electrode layer on the side where the separator having the relatively higher temperature is disposed proceeds to the dry side. The generated water or condensed water becomes excessive in the electrode layer on the side where the separator is disposed, and this adversely affects the gas diffusion supplied to the electrode layer on the side where the separator having a relatively low temperature is disposed. There is a possibility that the voltage is lowered, and it is difficult to secure a high voltage.

そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、燃料電池セルを間に挟む２つのセパレータに温度差がある場合でも、高電圧化を確保することができる燃料電池スタックを提供することを目的としている。   Therefore, the present invention solves the above-described problem, and provides a fuel cell stack that can ensure high voltage even when there is a temperature difference between two separators sandwiching a fuel cell. It is aimed.

上記課題を解決するために本発明は、燃料電池セルを間に挟む２つのセパレータのうちの比較的温度の高い方のセパレータが配置された側の電極層の保水性を、比較的温度の低い方のセパレータが配置された側の電極層の保水性よりも大きくしたのである。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides water retention of the electrode layer on the side where the separator having the relatively high temperature of the two separators sandwiching the fuel cell is disposed, with a relatively low temperature. This is larger than the water retention of the electrode layer on the side where the separator is disposed.

本発明の燃料電池スタックは、燃料電池セルを間に挟む２つのセパレータに温度差があるが、燃料電池セルを間に挟む２つのセパレータのうちの比較的温度の低い方のセパレータ側に配置された電極層において発生した過剰な生成水や凝縮水が、比較的温度の高い方
のセパレータ側に配置された電極層に電解質膜を介して拡散する。 The fuel cell stack of the present invention has a temperature difference between the two separators sandwiching the fuel cell, but is disposed on the side of the separator having the relatively low temperature of the two separators sandwiching the fuel cell. Excess generated water or condensed water generated in the electrode layer diffuses through the electrolyte membrane into the electrode layer disposed on the separator side having a relatively high temperature.

そのため、比較的温度の低い方のセパレータ側に配置された電極層では、過剰であった生成水や凝縮水が減って、電極層に供給されたガス拡散がスムーズに進行する。一方、比較的温度の高い方のセパレータが配置された側の電極層では、相対湿度のより低いガスにより持ち去られて不足していた生成水や凝縮水が増えて、電極層を適度な湿度に保つことにより電極層、および電解質膜のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   Therefore, in the electrode layer disposed on the separator side having a relatively low temperature, excess generated water and condensed water are reduced, and gas diffusion supplied to the electrode layer proceeds smoothly. On the other hand, in the electrode layer on the side where the separator having a relatively high temperature is disposed, the generated water and condensed water that have been deficient by being carried away by the gas having a lower relative humidity increase, and the electrode layer is brought to an appropriate humidity. By keeping it, it is possible to prevent a decrease in proton conductivity of the electrode layer and the electrolyte membrane, and to secure a high voltage.

したがって、ＭＥＡ内にて発生した、比較的温度の低い方のセパレータ側に配置された電極層の過剰な生成水や凝縮水をスムーズに排水できるだけでなく、比較的温度の高い方のセパレータが配置された側の電極層のドライアップも防止することができるため、高電圧を確保可能な燃料電池スタックを提供することができる。   Therefore, it is possible not only to smoothly drain the excessively generated water and condensed water of the electrode layer disposed on the side of the separator having a relatively low temperature generated in the MEA, but the separator having a relatively high temperature is disposed. Therefore, it is possible to prevent dry-up of the electrode layer on the formed side, thereby providing a fuel cell stack capable of securing a high voltage.

本発明の燃料電池スタックによれば、ＭＥＡ内にて発生した、比較的温度の低い方のセパレータ側に配置された電極層の過剰な生成水や凝縮水をスムーズに排水できるだけでなく、比較的温度の高い方のセパレータが配置された側の電極層のドライアップも防止することができるため、高電圧化を確保できる。   According to the fuel cell stack of the present invention, it is possible not only to smoothly drain excess generated water and condensed water generated in the MEA but disposed on the side of the separator having a relatively low temperature. Since it is possible to prevent dry-up of the electrode layer on the side where the separator having the higher temperature is disposed, a high voltage can be secured.

本発明の燃料電池スタックの一実施の形態の基本構成の一例を示す要部概略断面図1 is a schematic cross-sectional view of an essential part showing an example of a basic configuration of an embodiment of a fuel cell stack of the present invention 従来の高分子電解質形燃料電池の概略構成の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of schematic structure of the conventional polymer electrolyte fuel cell

以下、本発明の燃料電池スタックの一実施の形態について、図１を参照しながら説明する。尚、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の好適な一実施の形態としての燃料電池を構成する単セル１の概略構成を表す断面模式図である。但し構成はこれに限らない。 Hereinafter, an embodiment of a fuel cell stack according to the present invention will be described with reference to FIG. The present invention is not limited to the present embodiment.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a single cell 1 constituting a fuel cell as a preferred embodiment of the present invention. However, the configuration is not limited to this.

第１燃料電池セル４４の一対の電極層それぞれは、高分子電解質膜４０の片面に順に積層された触媒層とガス拡散層とを含み、同様に、第２燃料電池セル６４の一対の電極層それぞれは、高分子電解質膜６０の片面に順に積層された触媒層とガス拡散層とを含む。   Each of the pair of electrode layers of the first fuel cell 44 includes a catalyst layer and a gas diffusion layer sequentially laminated on one surface of the polymer electrolyte membrane 40. Similarly, the pair of electrode layers of the second fuel cell 64 Each includes a catalyst layer and a gas diffusion layer sequentially laminated on one surface of the polymer electrolyte membrane 60.

そして、第１セパレータ５１、第１燃料電池セル４４、第２セパレータ７１、第２燃料電池セル６４が、この順に（第１セパレータ５１、第１燃料電池セル４４、第２セパレータ７１、第２燃料電池セル６４、第１セパレータ５１、第１燃料電池セル４４、第２セパレータ７１、第２燃料電池セル６４の順に）積層されている。   The first separator 51, the first fuel cell 44, the second separator 71, and the second fuel cell 64 are arranged in this order (the first separator 51, the first fuel cell 44, the second separator 71, and the second fuel. The battery cell 64, the first separator 51, the first fuel battery cell 44, the second separator 71, and the second fuel battery cell 64 are stacked in this order.

第１燃料電池セル４４の第１セパレータ５１が配置されている側の電極層である第１電極層４５のガス拡散層及び触媒層を、第１ガス拡散層４６及び第１触媒層４７と定義し、第１燃料電池セル４４の第２セパレータ７１が配置されている側の電極層である第３電極層４１のガス拡散層及び触媒層を、第３ガス拡散層４２及び第３触媒層４３と定義する。   The gas diffusion layer and the catalyst layer of the first electrode layer 45 which is the electrode layer on the side where the first separator 51 of the first fuel cell 44 is disposed are defined as the first gas diffusion layer 46 and the first catalyst layer 47. Then, the gas diffusion layer and the catalyst layer of the third electrode layer 41 which is the electrode layer on the side where the second separator 71 of the first fuel cell 44 is disposed are used as the third gas diffusion layer 42 and the third catalyst layer 43. It is defined as

また、第２燃料電池セル６４の第２セパレータ７１が配置されている側の電極層である第２電極層６５のガス拡散層及び触媒層を、第２ガス拡散層６６及び第２触媒層６７と定義し、第２燃料電池セル６４の第１セパレータ５１が配置されている側の電極層である第４電極層６１のガス拡散層及び触媒層を、第４ガス拡散層６２及び第４触媒層６３と定義
する。 Further, the gas diffusion layer and the catalyst layer of the second electrode layer 65 which is the electrode layer on the side where the second separator 71 of the second fuel cell 64 is disposed are used as the second gas diffusion layer 66 and the second catalyst layer 67. The gas diffusion layer and the catalyst layer of the fourth electrode layer 61, which is the electrode layer on the side where the first separator 51 of the second fuel cell 64 is disposed, are referred to as the fourth gas diffusion layer 62 and the fourth catalyst. The layer 63 is defined.

また、第１セパレータ５１は第２セパレータ７１よりも温度が低くなるよう構成され、比較的温度が高い（相対的に温度が高い）第２セパレータ７１が配置されている側の第３電極層４１の保水性が、比較的温度が低い（相対的に温度が低い）第１セパレータ５１が配置されている側の第１電極層４５の保水性、第４電極層６１の保水性よりも高くなるような構成になっていることを特徴とする。   The first separator 51 is configured to have a temperature lower than that of the second separator 71, and the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 having a relatively high temperature (relatively high temperature) is disposed. The water retention is higher than the water retention of the first electrode layer 45 on the side where the first separator 51 having a relatively low temperature (relatively low temperature) and the fourth electrode layer 61 are disposed. It is characterized by having such a configuration.

なお、第１セパレータ５１の温度が、第２セパレータ７１の温度よりも低くなるような構成であれば、どのような構成であってもよい。例えば、第１セパレータ５１が冷却機構を含み、第２セパレータ７１が冷却機構を含まない場合であってもよい。この場合、第１セパレータ５１の冷却機構に熱媒体が通流し、第１セパレータ５１を冷却するよう制御でき、第１セパレータ５１の温度は、第２セパレータ７１の温度よりも低くすることができる。   Any configuration may be used as long as the temperature of the first separator 51 is lower than the temperature of the second separator 71. For example, the first separator 51 may include a cooling mechanism, and the second separator 71 may not include a cooling mechanism. In this case, the heat medium can flow through the cooling mechanism of the first separator 51 to cool the first separator 51, and the temperature of the first separator 51 can be made lower than the temperature of the second separator 71.

例えば、第１セパレータ５１と第２セパレータ７１の両方が冷却機構を含む場合に、第１セパレータ５１の温度が、第２セパレータ７１の温度よりも低くなるように制御されていてもよい。この場合は、第１セパレータ５１の第１冷却機構１０に第１熱媒体を通流させ、第２セパレータ７１の第２冷却機構１７に第２熱媒体を通流させ、第１セパレータ５１の温度が、第２セパレータ７１の温度よりも低くなるように、第１冷却機構１０及び第２冷却機構１７を設計してもよく、第１熱媒体及び第２熱媒体の流量を制御してもよい。   For example, when both the first separator 51 and the second separator 71 include a cooling mechanism, the temperature of the first separator 51 may be controlled to be lower than the temperature of the second separator 71. In this case, the first heat medium is passed through the first cooling mechanism 10 of the first separator 51, the second heat medium is passed through the second cooling mechanism 17 of the second separator 71, and the temperature of the first separator 51 However, the first cooling mechanism 10 and the second cooling mechanism 17 may be designed so as to be lower than the temperature of the second separator 71, and the flow rates of the first heat medium and the second heat medium may be controlled. .

尚、ここで、「第１セパレータ５１の温度が、第２セパレータ７１の温度よりも低い」とは、例えば、第１セパレータ５１の第１冷却機構１０の第１熱媒体の入口温度が第２セパレータ７１の第２冷却機構１７の第２熱媒体の入口温度よりも低く、かつ、第１冷却機構１０の第１熱媒体の出口温度が第２冷却機構１７の第２熱媒体の出口温度よりも低い場合であってもよい。   Here, “the temperature of the first separator 51 is lower than the temperature of the second separator 71” means, for example, that the inlet temperature of the first heat medium of the first cooling mechanism 10 of the first separator 51 is the second temperature. The outlet temperature of the first heat medium of the first cooling mechanism 10 is lower than the outlet temperature of the second heat medium of the second cooling mechanism 17 that is lower than the inlet temperature of the second heat medium of the second cooling mechanism 17 of the separator 71. May be low.

また、「第１セパレータ５１の温度が、第２セパレータ７１の温度よりも低い」とは、例えば、第１冷却機構１０の第１熱媒体の平均温度が第２冷却機構１７の第２熱媒体の平均温度よりも低い場合であってもよい。   Further, “the temperature of the first separator 51 is lower than the temperature of the second separator 71” means, for example, that the average temperature of the first heat medium of the first cooling mechanism 10 is the second heat medium of the second cooling mechanism 17. The temperature may be lower than the average temperature.

「第１冷却機構１０の第１熱媒体の平均温度」は、例えば、第１冷却機構１０の第１熱媒体の入口温度と出口温度の平均の温度であってもよく、第１冷却機構１０の入口からの流路の長さと出口からの流路の長さが距離的に等しくなる中間地点の温度であってもよく、第１セパレータ５１の面方向における中央部分の温度であってもよく、第１冷却機構１０の入口から出口にかけての温度分布を考慮した場合に第１冷却機構１０の入口からの温度の積分値と出口からの温度の積分値が等しくなる地点の温度であってもよい。   The “average temperature of the first heat medium of the first cooling mechanism 10” may be, for example, the average temperature of the inlet temperature and the outlet temperature of the first heat medium of the first cooling mechanism 10. It may be the temperature at the intermediate point where the length of the flow path from the inlet to the length of the flow path from the outlet is equal in distance, or the temperature of the central portion in the surface direction of the first separator 51. Even when the temperature distribution from the inlet to the outlet of the first cooling mechanism 10 is taken into account, even if the integrated value of the temperature from the inlet of the first cooling mechanism 10 is equal to the integrated value of the temperature from the outlet, Good.

第１冷却機構１０の入口から出口にかけての温度分布は、経路中の複数の任意の地点における温度を測定することによって得ることができる。「第２冷却機構１７の第２熱媒体の平均温度」についても、「第１冷却機構１０の第１熱媒体の平均温度」と同様の方法で測定することができる。   The temperature distribution from the inlet to the outlet of the first cooling mechanism 10 can be obtained by measuring temperatures at a plurality of arbitrary points in the path. The “average temperature of the second heat medium of the second cooling mechanism 17” can also be measured by the same method as “average temperature of the first heat medium of the first cooling mechanism 10”.

本発明の実施の形態においては、第１電極層４５を燃料極に第３電極層４１を酸化剤極に設定した。つまり、第１ガス拡散層４６及び第１触媒層４７は燃料極であり、第３ガス拡散層４２及び第３触媒層４３は酸化剤極である。但し、第１電極層４５が酸化剤極で、第３電極層４１が燃料極であっても構わない。   In the embodiment of the present invention, the first electrode layer 45 is set as the fuel electrode, and the third electrode layer 41 is set as the oxidizer electrode. That is, the first gas diffusion layer 46 and the first catalyst layer 47 are fuel electrodes, and the third gas diffusion layer 42 and the third catalyst layer 43 are oxidant electrodes. However, the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode and the third electrode layer 41 may be a fuel electrode.

また、複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックにおいては、複数の燃料電池
セル毎に冷却機構を設けてもよく、アノード側、カソード側でそれぞれ冷却能力が異なるセパレータを用いてもよい。結果として、アノード側とカソード側とのセパレータ温度が異なっていればよい。 In a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are stacked, a cooling mechanism may be provided for each of the plurality of fuel cells, and separators having different cooling capacities on the anode side and the cathode side may be used. As a result, the separator temperatures on the anode side and the cathode side need only be different.

図１に示すように、燃料極としての第１電極層４５は、カーボン繊維の集積体で形成された燃料用ガス拡散層としての第１ガス拡散層４６と、燃料用ガス拡散層としての第１ガス拡散層４６に積層された燃料用触媒層としての第１触媒層４７とを備えている。酸化剤極としての第３電極層４１は、カーボン繊維の集積体で形成された酸化剤用ガス拡散層としての第３ガス拡散層４２と、酸化剤用ガス拡散層としての第３ガス拡散層４２に積層された酸化剤用触媒層としての第３触媒層４３とを備えている。燃料用触媒層としての第１触媒層４７および酸化剤用触媒層としての第３触媒層４３は、高分子電解質膜４０に対面する。   As shown in FIG. 1, the first electrode layer 45 as a fuel electrode includes a first gas diffusion layer 46 as a fuel gas diffusion layer formed of a carbon fiber aggregate and a first gas diffusion layer 46 as a fuel gas diffusion layer. And a first catalyst layer 47 as a fuel catalyst layer laminated on the one gas diffusion layer 46. The third electrode layer 41 as an oxidant electrode includes a third gas diffusion layer 42 as an oxidant gas diffusion layer formed of an aggregate of carbon fibers, and a third gas diffusion layer as an oxidant gas diffusion layer. And a third catalyst layer 43 as an oxidant catalyst layer laminated on 42. The first catalyst layer 47 as the fuel catalyst layer and the third catalyst layer 43 as the oxidant catalyst layer face the polymer electrolyte membrane 40.

本発明により製造される燃料電池電極は、触媒担持カーボン及び含フッ素イオン交換樹脂を必須の成分として含む。触媒としては、アノード及びカソードで電極反応を促進する物質が使用されるが、白金などの白金族金属又はその合金が好ましい。触媒は金属粒子をそのまま使用してもよいが、比表面積が３００ｍ２／ｇ以上の触媒担持カーボンが好ましい。担持触媒の場合、金属の担持量は金属担持カーボン全質量に対して１０〜７０質量％であることが好ましい。 The fuel cell electrode produced according to the present invention contains catalyst-supporting carbon and fluorine-containing ion exchange resin as essential components. As the catalyst, a substance that promotes an electrode reaction at the anode and the cathode is used, and a platinum group metal such as platinum or an alloy thereof is preferable. As the catalyst, metal particles may be used as they are, but catalyst-supporting carbon having a specific surface area of 300 m 2 / g or more is preferable. In the case of a supported catalyst, the supported amount of metal is preferably 10 to 70% by mass with respect to the total mass of the metal-supported carbon.

燃料電池電極に含まれるが含フッ素イオン交換樹脂は、導電性及びガスの透過性の点からイオン交換容量が０．６〜２．２ミリ当量／ｇであることが好ましく、特に１．１〜１．６ミリ当量／ｇのものが好ましい。   Although included in the fuel cell electrode, the fluorine-containing ion exchange resin preferably has an ion exchange capacity of 0.6 to 2.2 meq / g from the viewpoint of conductivity and gas permeability. Those having 1.6 meq / g are preferred.

また、含フッ素イオン交換樹脂は、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、スルホン酸基を有するパーフルオロビニルエーテルに基づく重合単位とを含む共重合体からなるものが好ましい。   The fluorine-containing ion exchange resin is preferably made of a copolymer containing a polymer unit based on tetrafluoroethylene and a polymer unit based on perfluorovinyl ether having a sulfonic acid group.

上記スルホン酸基を有するパーフルオロビニルエーテルとしては、
ＣＦ２＝ＣＦ−（ＯＣＦ２ＣＦＸ）ｍ−Ｏｐ―（ＣＦ２）ｎ−ＳＯ３Ｈ
で表されるものが好ましい。 As the perfluorovinyl ether having a sulfonic acid group,
CF 2 = CF- (OCF 2 CFX ) m -O p - (CF 2) n -SO 3 H
The thing represented by these is preferable.

ここで、Ｘはフッ素原子（Ｆ）又はトリフルオロメチル基（ＣＦ３）であり、ｍは０〜３の整数、ｎは１〜１２の整数、ｐは０又は１である。 Here, X is a fluorine atom (F) or a trifluoromethyl group (CF 3 ), m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 1 to 12, and p is 0 or 1.

より好ましい具体例として以下の化合物が挙げられる。尚、下記の式中、ｑ、ｒは１〜８の整数、ｔは１〜３の整数である。
ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）ｑＳＯ３Ｈ
ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ（ＣＦ２）ｒＳＯ３Ｈ
ＣＦ２＝ＣＦ（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｔＯ（ＣＦ２）２ＳＯ３Ｈ
燃料電池電極に含まれる触媒担持カーボンと含フッ素イオン交換樹脂とは、質量比で触媒担持カーボン：含フッ素イオン交換樹脂＝６０：４０〜７０：３０であることが電極の導電性と物質輸送の点から好ましい。尚、ここでいう触媒担持カーボンは、触媒のみの場合も含むものとする。 More preferable specific examples include the following compounds. In the following formula, q and r are integers of 1 to 8, and t is an integer of 1 to 3.
CF 2 = CFO (CF 2 ) q SO 3 H
CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) r SO 3 H
CF 2 = CF (OCF 2 CF (CF 3)) t O (CF 2) 2 SO 3 H
The catalyst-carrying carbon and the fluorinated ion exchange resin contained in the fuel cell electrode have a mass ratio of catalyst-carrying carbon: fluorinated ion exchange resin = 60: 40 to 70:30. It is preferable from the point. Incidentally, the catalyst-supporting carbon mentioned here includes the case of only the catalyst.

つぎに、第３ガス拡散層４２と第１ガス拡散層４６を構成するガス拡散層基材としては、ガス透過性を持たせるために、発達したストラクチャー構造を有するカーボン微粉末、造孔材、カーボンペーパーまたはカーボンクロスなどを用いて作製された、多孔質構造を有する導電性基材を用いることができる。   Next, as the gas diffusion layer base material constituting the third gas diffusion layer 42 and the first gas diffusion layer 46, in order to give gas permeability, carbon fine powder having a developed structure structure, pore former, A conductive base material having a porous structure manufactured using carbon paper or carbon cloth can be used.

また、排水性を持たせるために、フッ素樹脂を代表とする撥水性高分子などをガス拡散層基材の中に分散させてもよい。また、電子伝導性を持たせるために、カーボン繊維、金属繊維またはカーボン微粉末などの電子伝導性材料でガス拡散層基材を構成してもよい。   In order to provide drainage, a water repellent polymer such as a fluororesin may be dispersed in the gas diffusion layer base material. Moreover, in order to give electronic conductivity, you may comprise a gas diffusion layer base material with electron conductive materials, such as a carbon fiber, a metal fiber, or a carbon fine powder.

本実施の形態によれば、図１に示すように、第１セパレータ５１、第１燃料電池セル４４、第２セパレータ７１が、この順に積層され単セル１を構成しているが、必要出力に応じて燃料電池セルが複数積層された燃料電池スタックが形成されてもよい。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the first separator 51, the first fuel cell 44, and the second separator 71 are stacked in this order to constitute the single cell 1. Accordingly, a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are stacked may be formed.

第１セパレータ５１は、燃料ガスが流れると共に第１電極層４５と対面するように溝状をなす燃料流路６が形成されており、冷媒としての冷却液が流れる溝状をなす冷却液流路（第１冷却機構１０）とを表裏の関係を有する。   In the first separator 51, a fuel flow path 6 having a groove shape is formed so as to face the first electrode layer 45 while the fuel gas flows, and a coolant flow path having a groove shape in which a coolant as a refrigerant flows. (First cooling mechanism 10) has a front-back relationship.

第３ガス拡散層４２と接する第２セパレータ７１は、第１燃料電池セル４４の酸化剤ガスが流れると共に第３電極層４１に対面するように溝状をなす酸化剤流路７が形成されたものとして、そして冷却液が流れる溝状をなす冷却液流路（第２冷却機構１７）とを表裏の関係で有する。尚、冷却液流路（第２冷却機構１７）は有っても無くてもよい。   The second separator 71 in contact with the third gas diffusion layer 42 is formed with the oxidant flow path 7 having a groove shape so that the oxidant gas of the first fuel cell 44 flows and faces the third electrode layer 41. As a thing, it has a coolant flow path (second cooling mechanism 17) in the shape of a groove through which the coolant flows. Note that the coolant channel (second cooling mechanism 17) may or may not be provided.

冷却液としては、純度が高い水が採用されているが、空気等の冷却気体でも良いが、一般的には、冷却能およびコストなどを考慮して冷却水が採用される。   As the cooling liquid, high-purity water is used, but a cooling gas such as air may be used, but cooling water is generally used in consideration of cooling ability and cost.

また、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）が形成された面と表裏の関係で有されている燃料流路６と酸化剤流路７は、第１セパレータ５１と第２セパレータ７１における第３電極層４１と対向する面に酸化剤流路７を形成し、第１セパレータ５１と第２セパレータ７１における第１電極層４５と対向する面に燃料流路６を形成したが、その逆にしてもよい。   Further, the fuel having a relationship between the front and back surfaces of the first separator 51 on which the coolant flow path (first cooling mechanism 10) and the second separator 71 are formed with the coolant flow path (second cooling mechanism 17). The flow path 6 and the oxidant flow path 7 form the oxidant flow path 7 on the surface of the first separator 51 and the second separator 71 facing the third electrode layer 41, and the first separator 51 and the second separator 71 The fuel flow path 6 is formed on the surface facing the first electrode layer 45, but it may be reversed.

セパレータによって温度が異なる燃料電池セルで構成されている場合、特に本実施の形態のように、温度のより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１と、温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１と、で構成されている為、第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５において発生した過剰な生成水や凝縮水が、第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１に高分子電解質膜４０を介して拡散することによって、過剰な生成水や凝縮水をスムーズに排出することができる。   When the separator is composed of fuel cells having different temperatures, the second separator 71 having a higher temperature (relatively high temperature and relatively high temperature), as in the present embodiment, and the temperature And the first separator 51 having a lower temperature (relatively low temperature and relatively low temperature), and thus excessive generated water generated in the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side. Or the condensed water diffuses through the polymer electrolyte membrane 40 into the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, so that excessive generated water and condensed water can be discharged smoothly.

従って、温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５における過剰な生成水や凝縮水が減少することにより、第１電極層４５に供給されたガス拡散がスムーズに進行し、高電圧を確保することができる。   Accordingly, the excessively generated water or condensed water in the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a lower temperature (relatively low temperature and relatively low temperature) is reduced, thereby reducing the first. The diffusion of the gas supplied to the electrode layer 45 proceeds smoothly, and a high voltage can be secured.

さらに、本実施の形態のように、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性が、温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性より高い構成を有しているため、温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   Further, as in the present embodiment, the water retention capacity of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature) Since it has a structure higher than the water retention capacity of the first electrode layer 45 arranged on the first separator 51 side (relatively low temperature, relatively low temperature), the temperature is high (relative temperature High (relatively high temperature) generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, and polymer from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side The excessively generated water or condensed water diffused through the electrolyte membrane 40 is excessively taken away by the gas having a lower relative humidity, thereby preventing the third electrode layer 41 from being dried up. By maintaining a high humidity Layer 41, and prevents a decrease in proton conductivity of the polymer electrolyte membrane 40, it is possible to secure a high voltage.

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。
（実施例１）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .
Example 1
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１が配置されている側の第３電極層４１の第３触媒層４３に含まれる触媒担体に対するイオン交換樹脂（電解質）の重量比を、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１が配置されている側の第１電極層４５の第１触媒層４７に含まれる触媒担体に対するイオン交換樹脂（電解質）の重量比よりも大きく（高く）している。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The weight ratio of the ion exchange resin (electrolyte) with respect to the catalyst carrier contained in the third catalyst layer 43 of the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 serving as an oxidant electrode is disposed is higher than that of the second separator 71. Is higher (higher) than the weight ratio of the ion exchange resin (electrolyte) to the catalyst carrier contained in the first catalyst layer 47 of the first electrode layer 45 on the side where the first separator 51 serving as the fuel electrode has a low temperature. )doing.

すなわち、本実施例では、触媒層に含まれる触媒担体に対する電解質の重量比が、第１触媒層４７よりも、第３触媒層４３の方が大きいのである。   That is, in the present embodiment, the weight ratio of the electrolyte to the catalyst carrier included in the catalyst layer is larger in the third catalyst layer 43 than in the first catalyst layer 47.

第３触媒層４３に含まれる触媒担体に対するイオン交換樹脂の重量比を第１触媒層４７に含まれる触媒担体に対するイオン交換樹脂の重量比よりも大きく（高く）することにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   By making the weight ratio of the ion exchange resin to the catalyst carrier contained in the third catalyst layer 43 larger (higher) than the weight ratio of the ion exchange resin to the catalyst carrier contained in the first catalyst layer 47, the third electrode layer 41 Of the first electrode layer 45 is higher than that of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。
（実施例２）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .
(Example 2)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１が配置されている側の第３電極層４１の第３触
媒層４３に含まれるイオン交換樹脂（電解質）の単位重量あたりのイオン交換容量を、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１が配置されている側の第１電極層４５の第１触媒層４７に含まれるイオン交換樹脂（電解質）の単位重量あたりのイオン交換容量よりも大きくしている。 In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The ion exchange capacity per unit weight of the ion exchange resin (electrolyte) contained in the third catalyst layer 43 of the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 that is highly oxidant electrode is disposed is expressed as the second separator. The ion exchange capacity per unit weight of the ion exchange resin (electrolyte) contained in the first catalyst layer 47 of the first electrode layer 45 on the side where the first separator 51 having a temperature lower than 71 and serving as the fuel electrode is disposed. It is also bigger.

すなわち、本実施例では、触媒層に含まれる電解質の単位重量あたりのイオン交換容量が、第１触媒層４７よりも、第３触媒層４３の方が大きいのである。   That is, in the present embodiment, the third catalyst layer 43 has a larger ion exchange capacity per unit weight of the electrolyte contained in the catalyst layer than the first catalyst layer 47.

第３触媒層４３に含まれるイオン交換樹脂の単位重量あたりのイオン交換容量を第１触媒層４７に含まれるイオン交換樹脂の単位重量あたりのイオン交換容量よりも大きくすることにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   By making the ion exchange capacity per unit weight of the ion exchange resin contained in the third catalyst layer 43 larger than the ion exchange capacity per unit weight of the ion exchange resin contained in the first catalyst layer 47, the third electrode layer The water retention of 41 is higher than the water retention of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。
（実施例３）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .
(Example 3)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１が配置されている側の第３電極層４１の第３触媒層４３において空隙が占める比率を示す値である多孔率を、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１が配置されている側の第１電極層４５の第１触媒層４７において空隙が占める比率を示す値である多孔率よりも小さくしている。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The porosity, which is a value indicating the ratio of the voids occupied in the third catalyst layer 43 of the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 serving as an oxidant electrode is disposed, is higher than that of the second separator 71. The porosity is lower than the porosity which is a value indicating the ratio of voids in the first catalyst layer 47 of the first electrode layer 45 on the side where the first separator 51 serving as the fuel electrode is disposed.

すなわち、本実施例では、触媒層において空隙が占める比率を示す値である多孔率が、第１触媒層４７よりも、第３触媒層４３の方が小さいのである。   In other words, in this example, the porosity of the third catalyst layer 43 is smaller than that of the first catalyst layer 47, which is a value indicating the ratio of voids in the catalyst layer.

第３触媒層４３の多孔率を、第１触媒層４７の多孔率よりも小さくすることにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   By making the porosity of the third catalyst layer 43 smaller than the porosity of the first catalyst layer 47, the water retention of the third electrode layer 41 is higher than the water retention of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿
度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。 As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。   In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .

尚、触媒層の多孔率は、触媒層構成材料種（触媒担持カーボン、イオン交換樹脂など）の最適化、触媒層インクの分散処理方法の最適化、触媒層構成材料への造孔材添加の有無、形成された触媒層への熱プレス処理条件の調整など、公知の方法を用いて制御することができる。
（実施例４）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 The porosity of the catalyst layer is determined by optimizing the catalyst layer constituent material type (catalyst-supported carbon, ion exchange resin, etc.), optimizing the dispersion treatment method of the catalyst layer ink, and adding a pore former to the catalyst layer constituent material It can be controlled using known methods such as the presence / absence and adjustment of conditions for hot press treatment on the formed catalyst layer.
Example 4
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１が配置されている側の第３電極層４１の第３触媒層４３の撥水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１が配置されている側の第１電極層４５の第１触媒層４７の撥水性よりも低くしている。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The first separator 51 having a temperature lower than that of the second separator 71 and serving as a fuel electrode is used for the water repellency of the third catalyst layer 43 of the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 serving as an oxidant electrode is disposed. Is lower than the water repellency of the first catalyst layer 47 of the first electrode layer 45 on the side where is disposed.

すなわち、本実施例では、第３触媒層４３の撥水性を、第１触媒層４７の撥水性よりも低くする（第３触媒層４３の親水性を、第１触媒層４７の親水性よりも高くする）ことにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   That is, in this embodiment, the water repellency of the third catalyst layer 43 is made lower than the water repellency of the first catalyst layer 47 (the hydrophilicity of the third catalyst layer 43 is higher than the hydrophilicity of the first catalyst layer 47). The water retention of the third electrode layer 41 is higher than that of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。   In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .

尚、触媒層の撥水性は、触媒層構成材料種（触媒担持カーボン、イオン交換樹脂など）の最適化、触媒層構成材料への撥水材（ポリテトラフルオロエチレンなど）添加の有無、など、公知の方法を用いて制御することができる。
（実施例５）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 In addition, the water repellency of the catalyst layer is the optimization of the catalyst layer constituent material species (catalyst-supported carbon, ion exchange resin, etc.), the presence or absence of the addition of a water repellent material (polytetrafluoroethylene, etc.) It can be controlled using known methods.
(Example 5)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１が配置されている側の第３電極層４１の第３ガス拡散層４２の透気度を、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１が配置されている側の第１電極層４５の第１ガス拡散層４６の透気度よりも低く（小さく）している。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The air permeability of the third gas diffusion layer 42 of the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 that becomes a higher oxidizer electrode is disposed is lower than that of the second separator 71 and becomes the first fuel electrode. The air permeability of the first gas diffusion layer 46 of the first electrode layer 45 on the side where the separator 51 is disposed is lower (smaller).

すなわち、本実施例では、第３ガス拡散層４２の透気度を、第１ガス拡散層４６の透気度よりも低く（小さく）することにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   That is, in the present embodiment, the water retention of the third electrode layer 41 is the first by making the air permeability of the third gas diffusion layer 42 lower (smaller) than the air permeability of the first gas diffusion layer 46. The water retention is higher than that of the electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。   In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .

尚、ガス拡散層の透気度は、ガス拡散層を構成するカーボン材料の密度や粒径、繊維径を最適化する、第１ガス拡散層４６の厚み方向への複数の貫通孔を設けるなど、公知の方法を用いて制御することができる。   The gas diffusion layer has an air permeability that optimizes the density, particle size, and fiber diameter of the carbon material constituting the gas diffusion layer, and provides a plurality of through holes in the thickness direction of the first gas diffusion layer 46. It can be controlled using a known method.

また、ガス拡散層の透気度は、例えば、ＪＩＳ−Ｐ８１７７：２００９に基づいたガーレー試験機法により透気抵抗度を求めるなど、公知の手法を用いて確認することができる。
（実施例６）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 Moreover, the air permeability of a gas diffusion layer can be confirmed using well-known methods, such as calculating | requiring an air resistance by the Gurley test machine method based on JIS-P8177: 2009, for example.
(Example 6)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度
が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１が配置されている側の第３電極層４１の第３ガス拡散層４２において空隙が占める比率を示す値である多孔率を、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１が配置されている側の第１電極層４５の第１ガス拡散層４６において空隙が占める比率を示す値である多孔率よりも小さくしている。 In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The porosity, which is a value indicating the ratio of voids in the third gas diffusion layer 42 of the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 serving as an oxidant electrode is disposed, is higher than that of the second separator 71. The porosity of the first gas diffusion layer 46 of the first electrode layer 45 on the side where the first separator 51 serving as the fuel electrode is low is smaller than the porosity, which is a value indicating the ratio occupied by the voids.

すなわち、本実施例では、ガス拡散層において空隙が占める比率を示す値である多孔率が、第１ガス拡散層４６よりも、第３ガス拡散層４２の方が小さいのである。   In other words, in the present embodiment, the porosity of the third gas diffusion layer 42 is smaller than that of the first gas diffusion layer 46, which is a value indicating the ratio of voids in the gas diffusion layer.

すなわち、本実施例では、第３ガス拡散層４２の多孔率を、第１ガス拡散層４６の多孔率よりも小さくすることにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   That is, in the present embodiment, the water retention of the third electrode layer 41 is maintained by the water retention of the first electrode layer 45 by making the porosity of the third gas diffusion layer 42 smaller than the porosity of the first gas diffusion layer 46. Go up than sex.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。   In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .

尚、ガス拡散層の多孔率は、ガス拡散層を構成するカーボン材料の密度や粒径、繊維径を最適化するなど、公知の方法を用いて制御することができる。   The porosity of the gas diffusion layer can be controlled using a known method such as optimizing the density, particle size, and fiber diameter of the carbon material constituting the gas diffusion layer.

また、ガス拡散層の多孔率を確認する方法としては、例えば、水銀圧入法による細孔体積の算出や、走査型電子顕微鏡を用いた断面観察など、公知の手法を用いて確認することができる。
（実施例７）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 Further, as a method for confirming the porosity of the gas diffusion layer, for example, it can be confirmed using a known method such as calculation of pore volume by mercury porosimetry or cross-sectional observation using a scanning electron microscope. .
(Example 7)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１が配置されている側の第３電極層４１の第３ガス拡散層４２に含まれる撥水材の含有率を、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１が配置されている側の第１電極層４５の第１ガス拡散層４６に含まれる撥水材の含有率よりも小さくしている。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The content of the water repellent material contained in the third gas diffusion layer 42 of the third electrode layer 41 on the side where the second separator 71 serving as an oxidant electrode is disposed is set to be lower than that of the second separator 71 and fuel. The content of the water repellent material included in the first gas diffusion layer 46 of the first electrode layer 45 on the side where the first separator 51 serving as the pole is disposed is set to be smaller.

すなわち、本実施例では、ガス拡散層に含まれる撥水材の含有率が、第１ガス拡散層４６よりも第３ガス拡散層４２の方が小さい（第３ガス拡散層４２よりも第１ガス拡散層４
６の方が大きい）のである。 That is, in the present embodiment, the content of the water repellent material contained in the gas diffusion layer is smaller in the third gas diffusion layer 42 than in the first gas diffusion layer 46 (first in comparison with the third gas diffusion layer 42). Gas diffusion layer 4
6 is larger).

すなわち、本実施例では、第３ガス拡散層４２に含まれる撥水材の含有率を、第１ガス拡散層４６に含まれる撥水材の含有率よりも小さくすること、すなわち、第３ガス拡散層４２の親水性を、第１ガス拡散層４６の親水性よりも高めることにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   That is, in this embodiment, the content of the water repellent material contained in the third gas diffusion layer 42 is made smaller than the content of the water repellent material contained in the first gas diffusion layer 46, that is, the third gas. By making the hydrophilicity of the diffusion layer 42 higher than the hydrophilicity of the first gas diffusion layer 46, the water retention of the third electrode layer 41 is higher than the water retention of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。
（実施例８）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .
(Example 8)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１と第３ガス拡散層４２とが接する面における第３ガス拡散層４２の表面エネルギーが、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１と第１ガス拡散層４６とが接する面における第１ガス拡散層４６の表面エネルギーよりも、大きくしている。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The surface energy of the third gas diffusion layer 42 at the surface where the second separator 71 and the third gas diffusion layer 42 which are high as the oxidizer electrode are in contact with each other is lower than that of the second separator 71 and becomes the fuel electrode. And the surface energy of the first gas diffusion layer 46 at the surface where the first gas diffusion layer 46 is in contact with the first gas diffusion layer 46.

すなわち、本実施例では、第２セパレータ７１と第３ガス拡散層４２とが接する面における第３ガス拡散層４２の表面エネルギーを、第１セパレータ５１と第１ガス拡散層４６とが接する面における第１ガス拡散層４６の表面エネルギーよりも大きくする、すなわち第３ガス拡散層４２表面の親水性を第１ガス拡散層４６表面の親水性よりも高めることにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   That is, in the present embodiment, the surface energy of the third gas diffusion layer 42 at the surface where the second separator 71 and the third gas diffusion layer 42 are in contact is the surface energy at the surface where the first separator 51 and the first gas diffusion layer 46 are in contact. By making the surface energy of the first gas diffusion layer 46 larger, that is, by making the hydrophilicity of the surface of the third gas diffusion layer 42 higher than the hydrophilicity of the surface of the first gas diffusion layer 46, the water retention of the third electrode layer 41. Is higher than the water retention of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、ガス拡散層の表面エネルギーは、ガス拡散層を構成する材料種（カーボン材料、撥水性高分子など）の最適化、ガス拡散層へのコロナ処理やプラズマ処理など、公知の方法を用いて制御することができる。   The surface energy of the gas diffusion layer is determined by using a known method such as optimization of the material type constituting the gas diffusion layer (carbon material, water repellent polymer, etc.), corona treatment or plasma treatment for the gas diffusion layer. Can be controlled.

また、ガス拡散層の表面エネルギーを確認する方法としては、公知の濡れ性測定技術を用いて評価することができる。より具体的には、例えば、濡れ性評価装置（DropMaster100、協和界面科学株式会社製）を用いて評価することができる。   Moreover, as a method for confirming the surface energy of the gas diffusion layer, it can be evaluated using a known wettability measurement technique. More specifically, for example, the evaluation can be performed using a wettability evaluation apparatus (DropMaster100, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

以下、具体的な測定例を交えながら説明する。例えば、ガス拡散層を短辺が３ｃｍで長辺が５ｃｍの長方形に切り出し、蒸留水の入ったビーカーにガス拡散層を浸漬させた状態で、真空容器に１時間放置し、ガス拡散層内に水を十分含浸させた後に、８０℃にて４時間乾燥させ、種々のサンプル間の濡れ状態を一定にした。   Hereinafter, description will be given with specific measurement examples. For example, a gas diffusion layer is cut into a rectangle with a short side of 3 cm and a long side of 5 cm, and the gas diffusion layer is immersed in a beaker containing distilled water and left in a vacuum vessel for 1 hour, After sufficiently impregnating with water, it was dried at 80 ° C. for 4 hours to make the wet state between various samples constant.

次に、乾燥したガス拡散層を一辺が１ｃｍの正方形に切り出し、濡れ性評価装置の測定ステージにセットし、マイクロシリンジを用いて濡れ張力試験用混合液（濡れ張力２２．６ｍＮ／ｍ、和光純薬工業株式会社）を表面に４μＬ（４ｍｍ３）滴下した。 Next, the dried gas diffusion layer is cut out into a square having a side of 1 cm, set on a measurement stage of a wettability evaluation apparatus, and a wetting tension test liquid mixture (wetting tension 22.6 mN / m, Jun Wako) using a microsyringe. 4 μL (4 mm 3 ) was dropped on the surface.

さらに、滴下３分後に濡れ張力試験用混合液の接触角を測定した。材料の持つ表面エネルギーよりも低い表面エネルギーの試薬を垂らすと濡れて接触角＝０°となり、材料の表面エネルギーよりも高い表面張力の試薬を垂らすと、濡れにくくなり接触角が増大する。従って、試薬の濡れ張力を順番に上げて、その試薬での接触角を測定していき、その接触角が５°以下となるその境界の濡れ試薬の濡れ張力の値をその材料のもつ表面エネルギーとした。   Furthermore, the contact angle of the liquid mixture for wet tension test was measured 3 minutes after the dropping. When a reagent with a surface energy lower than the surface energy of the material is dropped, the contact angle becomes 0 °, and when a reagent with a surface tension higher than the surface energy of the material is dropped, it becomes difficult to wet and the contact angle increases. Therefore, increasing the wetting tension of the reagent in order and measuring the contact angle with the reagent, the surface energy of the material has the value of the wetting tension of the boundary reagent where the contact angle is 5 ° or less. It was.

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。
（実施例９）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .
Example 9
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１と第３ガス拡散層４２とが接する面における第２セパレータ７１の表面エネルギーが、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１と第１ガス拡散層４６とが接する面における第１セパレータ５１の表面エネルギーよりも、大きくしている。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The surface energy of the second separator 71 on the surface where the second separator 71 and the third gas diffusion layer 42 which are high as the oxidizer electrode are in contact with the first separator 51 and the first separator 51 whose temperature is lower than that of the second separator 71 and which serves as the fuel electrode. The surface energy of the first separator 51 on the surface in contact with the one gas diffusion layer 46 is set larger.

すなわち、本実施例では、第２セパレータ７１と第３ガス拡散層４２とが接する面における第２セパレータ７１の表面エネルギーを、第１セパレータ５１と第１ガス拡散層４６とが接する面における第１セパレータ５１の表面エネルギーよりも大きくする、すなわち第２セパレータ７１表面の撥水性を第１セパレータ５１表面の撥水性よりも高めることにより、接している第３ガス拡散層４２、および第３電極層４１全体の親水性を高めることにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   That is, in this embodiment, the surface energy of the second separator 71 on the surface where the second separator 71 and the third gas diffusion layer 42 are in contact is the first energy on the surface where the first separator 51 and the first gas diffusion layer 46 are in contact. By making the surface energy of the separator 51 larger, that is, by increasing the water repellency of the surface of the second separator 71 than the water repellency of the surface of the first separator 51, the third gas diffusion layer 42 and the third electrode layer 41 that are in contact with each other. By increasing the overall hydrophilicity, the water retention of the third electrode layer 41 is higher than the water retention of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。   In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .

尚、セパレータの表面エネルギーは、セパレータを構成する材料種（カーボン材料、高分子など）の最適化、セパレータへのコロナ処理やプラズマ処理など、公知の方法を用いて制御することができる。   The surface energy of the separator can be controlled using a known method such as optimization of the material type (carbon material, polymer, etc.) constituting the separator, corona treatment or plasma treatment on the separator.

また、セパレータの表面エネルギーを確認する方法としては、実施例８に記載された、公知の手法などを用いて確認することができる。
（実施例１０）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 Moreover, as a method of confirming the surface energy of a separator, it can confirm using the well-known method etc. which were described in Example 8. FIG.
(Example 10)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第２セパレータ７１と第３ガス拡散層４２とが接する面における第２セパレータ７１の表面エネルギーから第２セパレータ７１と第３ガス拡散層４２とが接する面における第３ガス拡散層４２の表面エネルギーを減じた値が、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１セパレータ５１と第１ガス拡散層４６とが接する面における第１セパレータ５１の表面エネルギーから第１セパレータ５１と第１ガス拡散層４６とが接する面における第１ガス拡散層４６の表面エネルギーを減じた値よりも、小さくしている。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The third gas diffusion on the surface where the second separator 71 and the third gas diffusion layer 42 are in contact with each other from the surface energy of the second separator 71 on the surface where the second separator 71 and the third gas diffusion layer 42 which are highly oxidant electrodes are in contact with each other. The value obtained by subtracting the surface energy of the layer 42 is the first from the surface energy of the first separator 51 on the surface where the first separator 51 and the first gas diffusion layer 46 are in contact with the first separator 51 having a temperature lower than that of the second separator 71 and serving as the fuel electrode. The value is smaller than the value obtained by reducing the surface energy of the first gas diffusion layer 46 on the surface where the separator 51 and the first gas diffusion layer 46 are in contact with each other.

これにより、第１セパレータ５１と第１ガス拡散層４６とが接する面における第１ガス拡散層４６に比べて、第２セパレータ７１と第３ガス拡散層４２とが接する面における第３ガス拡散層４２の親水性が高くなり、ひいては第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   Accordingly, the third gas diffusion layer on the surface where the second separator 71 and the third gas diffusion layer 42 are in contact with each other as compared with the first gas diffusion layer 46 on the surface where the first separator 51 and the first gas diffusion layer 46 are in contact with each other. The hydrophilicity of 42 is increased, so that the water retention of the third electrode layer 41 is higher than the water retention of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つ
ことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。 As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、セパレータ、及びガス拡散層の表面エネルギーを確認する方法としては、実施例８に記載された、公知の手法などを用いて確認することができる。   In addition, as a method of confirming the surface energy of a separator and a gas diffusion layer, it can confirm using the well-known method etc. which were described in Example 8. FIG.

また、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。
（実施例１１）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 Further, although the case where the third electrode layer 41 is the oxidant electrode and the first electrode layer 45 is the fuel electrode has been described, the third electrode layer 41 may be the fuel electrode and the first electrode layer 45 may be the oxidant electrode. .
(Example 11)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第３ガス拡散層４２と第３触媒層４３とが接する面における第３ガス拡散層４２の表面エネルギーが、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１ガス拡散層４６と第１触媒層４７とが接する面における第１ガス拡散層４６の表面エネルギーよりも、小さくしている。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The surface energy of the third gas diffusion layer 42 at the surface where the third gas diffusion layer 42 and the third catalyst layer 43, which are high oxidant electrodes, are in contact with each other, is lower than that of the second separator 71. The surface energy of the first gas diffusion layer 46 on the surface where the diffusion layer 46 and the first catalyst layer 47 are in contact with each other is made smaller.

すなわち、本実施例では、第３ガス拡散層４２の表面エネルギーをより小さくする、すなわち第３ガス拡散層４２表面の撥水性を高めることにより、接している第３触媒層４３、および第３電極層４１全体の親水性を高めることにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   That is, in the present embodiment, the surface energy of the third gas diffusion layer 42 is further reduced, that is, the water repellency of the surface of the third gas diffusion layer 42 is increased, so that the third catalyst layer 43 and the third electrode that are in contact with each other. By increasing the hydrophilicity of the entire layer 41, the water retention of the third electrode layer 41 is higher than the water retention of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。   In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .

また、ガス拡散層の表面エネルギーを確認する方法としては、実施例８に記載された、公知の手法などを用いて確認することができる。
（実施例１２）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 Moreover, as a method for confirming the surface energy of the gas diffusion layer, it can be confirmed by using a known method described in Example 8.
(Example 12)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第３ガス拡散層４２と第３触媒層４３とが接する面における第３触媒層４３の表面エネルギーが、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１ガス拡散層４６と第１触媒層４７とが接する面における第１触媒層４７の表面エネルギーよりも、大きくしている。   In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. The first gas diffusion in which the surface energy of the third catalyst layer 43 on the surface where the third gas diffusion layer 42 and the third catalyst layer 43, which are high oxidant electrodes contact, is lower in temperature than the second separator 71 and becomes the fuel electrode. The surface energy of the first catalyst layer 47 on the surface where the layer 46 and the first catalyst layer 47 are in contact with each other is set larger.

すなわち、本実施例では、酸化剤極となる第３ガス拡散層４２と第３触媒層４３とが接する面における第３触媒層４３の表面エネルギーが、燃料極となる第１ガス拡散層４６と第１触媒層４７とが接する面における第１触媒層４７の表面エネルギーよりも大きくする、すなわち第３触媒層４３表面の親水性を第１触媒層４７表面の親水性より高めることにより、第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   That is, in the present embodiment, the surface energy of the third catalyst layer 43 on the surface where the third gas diffusion layer 42 that serves as the oxidant electrode and the third catalyst layer 43 are in contact with the first gas diffusion layer 46 that serves as the fuel electrode. By increasing the surface energy of the first catalyst layer 47 on the surface in contact with the first catalyst layer 47, that is, by increasing the hydrophilicity of the surface of the third catalyst layer 43 than the hydrophilicity of the surface of the first catalyst layer 47, the third The water retention of the electrode layer 41 is higher than that of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。   In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .

また、触媒層の表面エネルギーは、触媒層を構成する材料種（触媒担持カーボン、イオン交換樹脂など）の最適化、触媒層へのコロナ処理やプラズマ処理など、公知の方法を用いて制御することができる。   In addition, the surface energy of the catalyst layer should be controlled using a known method such as optimization of the material type (catalyst-supporting carbon, ion exchange resin, etc.) constituting the catalyst layer, corona treatment or plasma treatment on the catalyst layer. Can do.

また、ガス拡散層、および触媒層の表面エネルギーを確認する方法としては、実施例８に記載された、公知の手法などを用いて確認することができる。
（実施例１３）
以下、図１を参照しながら、実施の形態１の燃料電池スタックにおける、第１セパレータ５１よりも温度が高い第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１の保水性を、第２セパレータ７１よりも温度が低い第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５の保水性よりも大きくするための手段の一例を具体的に説明する。 Moreover, as a method of confirming the surface energy of a gas diffusion layer and a catalyst layer, it can confirm using the well-known method etc. which were described in Example 8. FIG.
(Example 13)
Hereinafter, referring to FIG. 1, the water retention of the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side, which is higher in temperature than the first separator 51, in the fuel cell stack of the first embodiment is referred to as the second separator. An example of means for increasing the water retention capacity of the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side having a temperature lower than 71 will be specifically described.

その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。   About another structure, it is the same as that of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例では、第１セパレータ５１の冷却液流路（第１冷却機構１０）と第２セパレータ７１の冷却液流路（第２冷却機構１７）との差によって第１セパレータ５１よりも温度が高く酸化剤極となる第３ガス拡散層４２と第３触媒層４３とが接する面における第３ガス拡散層４２の表面エネルギーから第３ガス拡散層４２と第３触媒層４３とが接する面における第３触媒層４３の表面エネルギーを減じた値が、第２セパレータ７１よりも温度が低く燃料極となる第１ガス拡散層４６と第１触媒層４７とが接する面における第１ガス拡
散層４６の表面エネルギーから第１ガス拡散層４６と第１触媒層４７とが接する面における第１触媒層４７の表面エネルギーを減じた値よりも、小さくしている。 In this embodiment, the temperature of the first separator 51 is higher than that of the first separator 51 due to the difference between the coolant flow path (first cooling mechanism 10) of the first separator 51 and the coolant flow path (second cooling mechanism 17) of the second separator 71. On the surface where the third gas diffusion layer 42 and the third catalyst layer 43 are in contact with each other from the surface energy of the third gas diffusion layer 42 on the surface where the third gas diffusion layer 42 and the third catalyst layer 43 which are highly oxidant electrodes contact each other. The value obtained by subtracting the surface energy of the third catalyst layer 43 has a temperature lower than that of the second separator 71 and the first gas diffusion layer 46 on the surface where the first gas diffusion layer 46 and the first catalyst layer 47 contact each other. Is less than the value obtained by subtracting the surface energy of the first catalyst layer 47 on the surface where the first gas diffusion layer 46 and the first catalyst layer 47 are in contact with each other.

これにより、第１ガス拡散層４６と第１触媒層４７とが接する面における第１触媒層４７に比べて、第３ガス拡散層４２と第３触媒層４３とが接する面における第３触媒層４３の親水性が高くなり、ひいては第３電極層４１の保水性が第１電極層４５の保水性よりも上がる。   Accordingly, the third catalyst layer on the surface where the third gas diffusion layer 42 and the third catalyst layer 43 are in contact with each other as compared with the first catalyst layer 47 on the surface where the first gas diffusion layer 46 and the first catalyst layer 47 are in contact with each other. The hydrophilicity of 43 is increased, so that the water retention of the third electrode layer 41 is higher than that of the first electrode layer 45.

その結果、温度がより高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置された第３電極層４１において発生した生成水や凝縮水、また温度がより低い（比較的温度の低い、相対的に温度が低い）第１セパレータ５１側に配置された第１電極層４５から高分子電解質膜４０を介して拡散してきた過剰な生成水や凝縮水が、相対湿度のより低いガスにより過剰に持ち去られることによる第３電極層４１のドライアップを防止し、かつ、第３電極層４１は、より温度の高い（比較的温度の高い、相対的に温度が高い）第２セパレータ７１側に配置されているため、第３電極層４１を適度な湿度に保つことにより第３電極層４１、および高分子電解質膜４０のプロトン導電性の低下を防ぎ、高電圧を確保することができる。   As a result, the generated water and condensed water generated in the third electrode layer 41 disposed on the second separator 71 side having a higher temperature (relatively higher temperature, relatively higher temperature), and lower temperature ( The excessively generated water or condensed water diffused through the polymer electrolyte membrane 40 from the first electrode layer 45 disposed on the first separator 51 side is relatively low in temperature. The third electrode layer 41 is prevented from drying up due to being excessively taken away by a lower gas, and the third electrode layer 41 has a higher temperature (relatively high temperature, relatively high temperature). Since it is arranged on the second separator 71 side, the third electrode layer 41 and the polymer electrolyte membrane 40 are prevented from being lowered in proton conductivity by keeping the third electrode layer 41 at an appropriate humidity, and a high voltage is secured. can do

尚、第３電極層４１が酸化剤極で第１電極層４５が燃料極の場合で説明したが、第３電極層４１が燃料極で第１電極層４５が酸化剤極であってもよい。   In the above description, the third electrode layer 41 is an oxidant electrode and the first electrode layer 45 is a fuel electrode. However, the third electrode layer 41 may be a fuel electrode and the first electrode layer 45 may be an oxidant electrode. .

また、ガス拡散層、および触媒層の表面エネルギーを確認する方法としては、実施例８に記載された、公知の手法などを用いて確認することができる。   Moreover, as a method of confirming the surface energy of a gas diffusion layer and a catalyst layer, it can confirm using the well-known method etc. which were described in Example 8. FIG.

以上のように、本発明は、ＭＥＡ内にて発生した、比較的温度の低い方のセパレータ側に配置された電極層の過剰な生成水や凝縮水をスムーズに排水できるだけでなく、比較的温度の高い方のセパレータが配置された側の電極層のドライアップも防止することができ、その結果、高電圧化を確保できるので、燃料電池セル冷却機構を複数の燃料電池セル毎に設け、コストダウンと短尺化を図った燃料電池スタックに好適に利用される。   As described above, the present invention can smoothly drain excess generated water and condensed water generated in the MEA and disposed on the separator side having a relatively low temperature, as well as a relatively high temperature. As a result, it is possible to prevent dry-up of the electrode layer on the side where the higher separator is disposed, and as a result, a high voltage can be ensured. Therefore, a fuel cell cooling mechanism is provided for each of the plurality of fuel cells. It is suitably used for fuel cell stacks that are down and shortened.

６ 燃料流路
７ 酸化剤流路
１０ 第１冷却機構（冷却液流路）
１７ 第２冷却機構（冷却液流路）
４０ 高分子電解質膜
４１ 第３電極層
４２ 第３ガス拡散層
４３ 第３触媒層
４４ 第１燃料電池セル
４５ 第１電極層
４６ 第１ガス拡散層
４７ 第１触媒層
５１ 第１セパレータ
７１ 第２セパレータ 6 Fuel channel 7 Oxidant channel 10 First cooling mechanism (coolant channel)
17 Second cooling mechanism (coolant flow path)
40 Polymer Electrolyte Membrane 41 Third Electrode Layer 42 Third Gas Diffusion Layer 43 Third Catalyst Layer 44 First Fuel Cell 45 First Electrode Layer 46 First Gas Diffusion Layer 47 First Catalyst Layer 51 First Separator 71 Second Separator

Claims (15)

高分子電解質膜と前記高分子電解質膜の両面に形成された一対の電極層とを含む燃料電池セルと、セパレータとが前記高分子電解質膜の厚み方向に交互に積層された燃料電池スタックであって、
前記一対の電極層それぞれは、前記高分子電解質膜の片面に順に積層された触媒層とガス拡散層とを含み、
第１セパレータ、第１燃料電池セル、第２セパレータ、がこの順に積層されており、
前記第１燃料電池セルの前記第１セパレータが配置されている側の電極層である第１電極層のガス拡散層及び触媒層を、第１ガス拡散層及び第１触媒層と定義し、前記第１燃料電池セルの前記第２セパレータが配置されている側の電極層である第３電極層のガス拡散層及び触媒層を、第３ガス拡散層及び第３触媒層と定義した場合に、
前記第１セパレータは前記第２セパレータよりも温度が低くなるよう構成され、
前記第３電極層の保水性が、前記第１電極層の保水性よりも大きい、燃料電池スタック。 A fuel cell stack in which a fuel cell including a polymer electrolyte membrane and a pair of electrode layers formed on both sides of the polymer electrolyte membrane, and a separator are alternately stacked in the thickness direction of the polymer electrolyte membrane. And
Each of the pair of electrode layers includes a catalyst layer and a gas diffusion layer sequentially laminated on one side of the polymer electrolyte membrane,
The first separator, the first fuel cell, and the second separator are stacked in this order,
The gas diffusion layer and the catalyst layer of the first electrode layer which is the electrode layer on the side where the first separator of the first fuel cell is disposed are defined as the first gas diffusion layer and the first catalyst layer, When the gas diffusion layer and the catalyst layer of the third electrode layer, which is the electrode layer on the side where the second separator of the first fuel cell is disposed, are defined as the third gas diffusion layer and the third catalyst layer,
The first separator is configured to have a temperature lower than that of the second separator,
The fuel cell stack, wherein the water retention of the third electrode layer is greater than the water retention of the first electrode layer. 前記触媒層に含まれる触媒担体に対する電解質の重量比が、前記第１触媒層よりも、前記第３触媒層の方が大きい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein a weight ratio of an electrolyte to a catalyst carrier included in the catalyst layer is larger in the third catalyst layer than in the first catalyst layer. 前記触媒層に含まれる電解質の単位重量あたりのイオン交換容量が、前記第１触媒層よりも、前記第３触媒層の方が大きい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein an ion exchange capacity per unit weight of an electrolyte contained in the catalyst layer is larger in the third catalyst layer than in the first catalyst layer. 前記触媒層において空隙が占める比率を示す値である多孔率が、前記第１触媒層よりも、前記第３触媒層の方が小さい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein a porosity, which is a value indicating a ratio occupied by voids in the catalyst layer, is smaller in the third catalyst layer than in the first catalyst layer. 前記第３触媒層の撥水性は、前記第１触媒層の撥水性よりも低い、請求項１に記載の燃料電池スタック。   The fuel cell stack according to claim 1, wherein the water repellency of the third catalyst layer is lower than the water repellency of the first catalyst layer. 前記第３ガス拡散層の透気度が、前記第１ガス拡散層の透気度よりも小さい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein an air permeability of the third gas diffusion layer is smaller than an air permeability of the first gas diffusion layer. 前記第１ガス拡散層は、その厚み方向を貫通する貫通孔が複数設けられている、請求項６に記載の燃料電池スタック。   The fuel cell stack according to claim 6, wherein the first gas diffusion layer is provided with a plurality of through holes penetrating in the thickness direction. 前記ガス拡散層において空隙が占める比率を示す値である多孔率が、前記第３ガス拡散層よりも前記第１ガス拡散層の方が大きい、請求項６に記載の燃料電池スタック。   The fuel cell stack according to claim 6, wherein the porosity, which is a value indicating the ratio of voids in the gas diffusion layer, is larger in the first gas diffusion layer than in the third gas diffusion layer. 前記ガス拡散層に含まれる撥水材の含有率が、前記第３ガス拡散層よりも前記第１ガス拡散層の方が大きい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the content of the water repellent material contained in the gas diffusion layer is greater in the first gas diffusion layer than in the third gas diffusion layer. 前記第３ガス拡散層と接する面における前記第２セパレータの表面エネルギーが、前記第１ガス拡散層と接する面における前記第１セパレータの表面エネルギーよりも小さい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein a surface energy of the second separator on a surface in contact with the third gas diffusion layer is smaller than a surface energy of the first separator on a surface in contact with the first gas diffusion layer. 前記第２セパレータと接する面における前記第３ガス拡散層の表面エネルギーが、前記第１セパレータと接する面における前記第１ガス拡散層の表面エネルギーよりも大きい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein a surface energy of the third gas diffusion layer on a surface in contact with the second separator is larger than a surface energy of the first gas diffusion layer on a surface in contact with the first separator. 前記第３ガス拡散層と接する面における前記第２セパレータの表面エネルギーから、前記第２セパレータと接する面における前記第３ガス拡散層の表面エネルギーを減じた値が
、
前記第１ガス拡散層と接する面における前記第１セパレータの表面エネルギーから、前記第１セパレータと接する面における前記第１ガス拡散層の表面エネルギーを減じた値よりも小さい、請求項１に記載の燃料電池スタック。 A value obtained by subtracting the surface energy of the third gas diffusion layer on the surface in contact with the second separator from the surface energy of the second separator on the surface in contact with the third gas diffusion layer,
The surface energy of the first separator on the surface in contact with the first gas diffusion layer is smaller than a value obtained by subtracting the surface energy of the first gas diffusion layer on the surface in contact with the first separator. Fuel cell stack. 前記第３触媒層と接する面における前記第３ガス拡散層の表面エネルギーが、前記第１触媒層と接する面における前記第１ガス拡散層の表面エネルギーよりも小さい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein a surface energy of the third gas diffusion layer on a surface in contact with the third catalyst layer is smaller than a surface energy of the first gas diffusion layer on a surface in contact with the first catalyst layer. stack. 前記第３ガス拡散層と接する面における前記第３触媒層の表面エネルギーが、前記第１ガス拡散層と接する面における前記第１触媒層の表面エネルギーよりも大きい、請求項１に記載の燃料電池スタック。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein a surface energy of the third catalyst layer on a surface in contact with the third gas diffusion layer is larger than a surface energy of the first catalyst layer on a surface in contact with the first gas diffusion layer. stack. 前記第３触媒層と接する面における前記第３ガス拡散層の表面エネルギーから、前記第３ガス拡散層と接する面における前記第３触媒層の表面エネルギーを減じた値が、
前記第１触媒層と接する面における前記第１ガス拡散層の表面エネルギーから、前記第１ガス拡散層と接する面における前記第１触媒層の表面エネルギーを減じた値よりも小さい、請求項１に記載の燃料電池スタック。 A value obtained by subtracting the surface energy of the third catalyst layer on the surface in contact with the third gas diffusion layer from the surface energy of the third gas diffusion layer on the surface in contact with the third catalyst layer,
The surface energy of the first gas diffusion layer on the surface in contact with the first catalyst layer is smaller than a value obtained by subtracting the surface energy of the first catalyst layer on the surface in contact with the first gas diffusion layer. The fuel cell stack described.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020128562A (en) * 2019-02-07 2020-08-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Hydrogen generation system
JP2020128561A (en) * 2019-02-07 2020-08-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Hydrogen generation system
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