JP4568044B2 - 膜電極複合体モジュール、燃料電池および電子機器並びに膜電極複合体モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
なお、一般に、膜電極複合体は、固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell:PEFC)に対して使用される場合が多いが、本明細書では、燃料電池の種類は問わず、後記実施形態で記載するDMFCなどであってもよいとする。
したがって、このような集電板で膜電極複合体を挟むと、集電板と膜電極複合体のガス拡散電極とが良好に密着せず、つまり、集電板とガス拡散電極との間に隙間が生じるという問題があった。よって、ガス拡散電極間で生じる電位差に基づいて、電気エネルギーを取り出しにくいという問題があった。
カソード側においても同様であり、合成樹脂製の第2フィルムを備えたことにより、カソード集電板を薄くして撓み性を向上させ、カソード集電板とカソード側のガス拡散電極との密着性を高めることができる。
したがって、このような膜電極複合体モジュールによれば、膜電極複合体で発生する電位差に基づいて、好適に電気エネルギーを取り出すことができる。また、アノード集電板およびカソード集電板を薄くできるので、MEAモジュールつまり燃料電池の厚さは薄くなる。さらに、一般に、金属から形成されるアノード集電板とカソード集電板を薄くできるため、MEAモジュールつまり燃料電池を軽量化することができる。
参照する図面において、図1は本実施形態に係る携帯端末(電子機器)の斜視図であり、燃料電池の取り付け状況を示す。図2は、本実施形態に係る燃料電池の斜視図であり、図3は、同分解斜視図である。図4は、図3に示すMEAモジュールを展開して示す斜視図である。図5は、図4に示すMEAを拡大して示す斜視図である。図6は、図2に示す燃料電池のX−X断面を部分的に示す図である。図7は、図6に示すX−X断面をさらに拡大した図である。図8は、図2に示す燃料電池のY−Y断面を部分的に示す図である。図9は、本実施形態に係るMEAモジュールの製造方法の一部を段階的に示す図でり、(a)はベースとなるフィルムと導電性シートとの重ねあわせ工程を示し、(b)はエッチング工程を示す。
図1に示すように、本実施形態に係る携帯端末P(電子機器)は、燃料電池1と、燃料電池1に燃料を供給する燃料カートリッジ(図示しない)とを搭載している。携帯端末Pとしては、例えば、ノートパソコン、PDA、携帯電話、電子手帳などが挙げられる。ただし、燃料電池1が搭載される電子機器は、持ち運び容易な携帯端末Pに限定されず、例えば、据え置き型の家庭用の小型発電装置(電子機器)であってもよい。
図2に示すように、第1実施形態に係る燃料電池1は、ノートパソコンなどの薄型の携帯端末Pに装着される板状の薄型の燃料電池であって、前記燃料カートリッジから供給される10質量%程度のメタノール水溶液を燃料として発電する直接メタノール形燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell:DMFC)である。
図4に展開して示すように、MEAモジュール3は、主として、6つのMEA10と、各MEA10を挟持するアノード集電板23およびカソード集電板26からなる集電板対を6つ有する集電板シート20と、各MEA10のアノード側をそれぞれシールする6つの環状シール部材31…と、カソード側をそれぞれシールする6つの環状シール部材32…と、2つの芯部材34、34とを備えて構成されている。
なお、図4では1つのMEA10を分解して描いており、他の5つのMEA10は省略している。また、符号23aはアノード集電板23の燃料流通孔であり、符号26aはカソード集電板26の空気流通孔である。
図5に示すように、MEA10は、電解質膜11と、アノード側のガス拡散電極12およびカソード側のガス拡散電極13とから構成されている。
電解質膜11は、アノード側のガス拡散電極12(燃料極、負極)で生成したプロトン(H+)を選択的にカソード側のガス拡散電極13(空気極、正極)に輸送するための膜である。このような電解質膜11としては、パーフルオロカーボンスルホン酸(PFS)系の樹脂膜、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜、PSSA−PVA(ポリスチレンスルホン酸ポリビニルアルコール共重合体)や、PSSA−EVOH(ポリスチレンスルホン酸エチレンビニルアルコール共重合体)等からなるものから適宜選択して使用することができる。なかでも、電解質膜11として、含フッ素カーボンスルホン酸基を有するイオン交換樹脂からなる膜を選択するが好ましく、具体的には、米国デュポン社製のナフィオン(登録商標)が挙げられる。
アノード側のガス拡散電極12は、燃料であるメタノールを酸化して電子とプロトンを生成するものであり、例えば、カーボンペーパ、カーボンクロスなど導電性部材の片面に、触媒として、白金(Pt)の微粒子、鉄(Fe)の微粒子、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)あるいはルテニウム(Ru)などの遷移金属と白金との合金あるいは酸化物などの微粒子が担持されたものが使用される。
カソード側のガス拡散電極13は、アノード側から外部回路を経由して移動してきた電子と、アノード側のガス拡散電極12で発生した後、電解質膜11中を移動しカソード側のガス拡散電極13に到達したプロトンとを反応させて水を生成させるものである。このようなカソード側のガス拡散電極13は、アノード側のガス拡散電極12と同様、例えば、カーボンペーパの片面に、白金などを担持したものが使用される。
図4に戻って説明を続ける。
集電板シート20は、6つのMEA10で発生する電位差に基づいて、電気エネルギーを効率的に取り出すものである。本実施形態に係る集電板シート20は、主として、ベースとなる合成樹脂製のフィルム21(第1フィルムかつ第2フィルム)と、このフィルム21上に配置された6つのアノード集電板23および6つのカソード集電板26と、アノード集電板23とカソード集電板26とを接続する第A配線29、29…と、アノード側の取り出し電極24(マイナス端子)と、カソード側の取り出し電極27(プラス端子)とを備えて構成されている。
1つのアノード集電板23と1つのカソード集電板26とで1つの集電板対を構成しており、集電板シート20は6つの前記集電板対を有している。そして、この集電板シート20が谷線b、谷線bで折り曲げられたとき、6つの集電板対で、6つのMEA10…をそれぞれ挟持できるように、アノード集電板23…とカソード集電板26…とは、フィルム21上の所定位置に配置している(図6、図7、図8参照)。
なお、6つのアノード集電板23、6つのカソード集電板26、第A配線29…、アノード側の取り出し電極24、カソード側の取り出し電極27は、後記するMEAモジュール3の製造方法で説明するように、フィルム21上に接着剤で貼り付けられた1つの導電性シート51(図9参照、第1導電性シートかつ第2導電性シート)から、6つのMEA10…の位置に対応し、かつ各MEA10の面方向の形状に対応して象られたものである。したがって、従来の板状の集電板に対して、金属量が減少し、MEAモジュール3は軽くなり、燃料電池1および携帯端末Pも軽量化される。
ベースとなるフィルム21(第1フィルムかつ第2フィルム)は、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの合成樹脂から形成されており、電気的に絶縁性を有している。また、図7に示すように、フィルム21には、MEA10の位置に対応して、燃料が流通する複数の連通孔21a…と、酸素を含む空気が流通する複数の連通孔21b…とが形成されている。
さらに、フィルム21の厚さは、MEAモジュールの厚さ、つまり燃料電池1の厚さを考慮すると、50μm以下であることが好ましい。
アノード集電板23…、カソード集電板26…、アノード側の取り出し電極24、カソード側の取り出し電極27、第A配線29…は、フィルム21に接着されており、一体化している。これにより、集電板シート20の部品点数が少なくなり、取り扱い容易となる。
すなわち、アノード集電板23…、カソード集電板26…、アノード側の取り出し電極24、カソード側の取り出し電極27、第A配線29…を薄くしても、これらはベースのフィルム21と一体化しているため、取り扱い容易である。このように、アノード集電板23…、カソード集電板26…などを薄くすると、MEAモジュール3の軽量化に繋がるだけでなく、アノード集電板23…、カソード集電板26…自体が撓みやすくなり、MEA10との密着性は高まり、効率的に電気エネルギーを取り出し可能となる。
そして、アノード側の取り出し電極24は、このように直列に接続された集電板対の一方の末端に接続しており、カソード側の取り出し電極27は、他方の末端に接続している。また、アノード側の取り出し電極24、カソード側の取り出し電極27は、燃料電池1がノートパソコンなどの携帯端末Pに搭載されたとき、外部の負荷(ノートパソコンなど)側の端子に接続可能となっている。
しかし、本実施形態に係るMEAモジュール3によれば、アノード集電板23…とカソード集電板26…とを接続する第A配線29は、もともと1つの導電性シート51から、アノード集電板23…とカソード集電板26…を接続するように象られたものであるため、電気的に確実に接続しており、さらに、機械的な振動などにより断線するおそれは極めて少なくなる。よって、このMEAモジュール3を備えた燃料電池1の耐久性は高まることになる。
なお、図7に示すように、燃料流通孔23aの位置は、フィルム21の連通孔21aと燃料タンク5の燃料供給孔5bとに対応している。空気流通孔26aの位置は、フィルム21の連通孔21bと上ケーシング6の空気取込孔6aと対応している。
環状シール部材31は、図5、図7に示すように、各MEA10を構成するアノード側のガス拡散電極12の全周を取り囲むように配置している。また、環状シール部材32は、MEA10のカソード側のガス拡散電極13の全周を取り囲むようにそれぞれ配置している。したがって、アノード側においては、燃料タンク5から、燃料供給孔5b、連通孔21a、燃料流通孔23aの順に経由し、アノード側のガス拡散電極12に供給された燃料が、アノード側のガス拡散電極12の縁から漏れにくいようになっている。一方、カソード側においては、クロスオーバした燃料や生成した水が、カソード側のガス拡散電極13の縁から漏れにくいようになっている。
一方、カソード側の環状シール部材32は、電解質膜11とカソード集電板26とに接着している。カソード側のガス拡散電極13は、環状シール部材32の中空部に配置している。
したがって、例えば、燃料電池1を搬送するときに振動などが加わっても、電解質膜11に対して、アノード側のガス拡散電極12およびカソード側のガス拡散電極13が、MEA10の面方向に拘束され、電解質膜11を介さずに、ガス拡散電極12とガス拡散電極13とが接触し(あるいは近接し)、ショート(短絡)することを防止し、発電効率を向上可能となっている。
ただし、アノード側の環状シール部材31、カソード側の環状シール部材32を接着せずに、ボルト9Aとナット9Bとを所定に締め付けることによって、環状シール部材31、32の位置を固定するようにしてもよい。
芯部材34は、図4、図8に示すように、外形が円柱状の部材であり、その直径はMEA10にアノード集電板23およびカソード集電板26を加えた厚さと同程度である。したがって、芯部材34に沿って折り曲げられ、対向するアノード集電板23とカソード集電板26との間に、前記厚さに対応した間隔を確保しやすくなり、さらに、局部的な圧力が高い箇所を発生させずに、MEA10を狭持しやすくなっている。
また、芯部材34の外周面は曲面であるため、集電板シート20がこの外周面に沿って折れ曲がりやすくなっている。すなわち、集電板シート20の第A配線29に折れ目がつかず、断線しにくくなっている。
図3、図6および図7に示すように、燃料タンク5は、燃料電池1が搭載される携帯端末Pに、別途搭載される燃料カートリッジ(1次燃料タンク)から供給される燃料(例えば、10質量%メタノール水溶液)が一旦貯溜されると共に、供給された燃料をMEA10に供給する2次燃料タンクである。燃料タンク5は、外形が板状であり、内部に燃料室5aを有している。そして、外部から燃料室5aに連通し、6つのMEA10に対応して形成された複数の燃料供給孔5b、5b…を有している。また、燃料タンク5には、前記燃料カートリッジに接続し、燃料を燃料室5aに取り込むための燃料取込パイプ5cが設けられている。
図3に示すように、上ケーシング6および下ケーシング7は、燃料電池の筺体としての機能を奏すと共に、MEAモジュール3および燃料タンク5の保護カバーとしての機能を奏し、また、MEAモジュール3と燃料タンク5とを挟み込み、密着状態で保持するため部材である。このうち、MEAモジュール3のカソード側に対応する上ケーシング6には、MEA10のカソード側のガス拡散電極13に空気が供給されるように、複数の空気取込孔6aが形成されている。
次に、本実施形態に係る燃料電池1の動作について説明する。
10質量%程度のメタノール水溶液などの燃料が、外部の燃料カートリッジから燃料取込パイプ5cを経由して、燃料タンク5の燃料室5aに導入される。導入された燃料は、燃料タンク5の燃料供給孔5b、フィルム21の連通孔21a、アノード集電板23の燃料流通孔23aを経由して、MEA10のアノード側のガス拡散電極12に導かれる。
ガス拡散電極12では、次の式(1)に示すように、担持された白金などの触媒存在下で、メタノールと水とが反応し、プロトン(H+)、二酸化炭素(CO2)、電子(e-)が発生する。プロトン(H+)は電解質膜11中を濃度勾配を駆動力として、カソード側に向かって移動する。電子(e-)は、取り出し電極24から取り出される。
外部から空気取込孔6a、連通孔21b、空気流通孔26aを経由して、空気がMEA10のカソード側のガス拡散電極13に導かれる。
ガス拡散電極13では、次の式(2)に示すように、空気中の酸素と、電解質膜11中を移動してきたプロトン(H+)と、負荷を有する外部回路を経由した電子(e-)とが反応し、水が生成する。
また、6つのMEA10は、第A配線29によって、電気的に確実に接続されているため、MEA10…を直列に接続した本実施形態の場合、大きな起電圧とすることができる。
次に、第1実施形態に係る燃料電池1の製造方法について説明する。
第1実施形態に係る燃料電池1の製造方法は、MEAモジュール3を製造するモジュール製造ステップと、このMEAモジュール3を使用して燃料電池1を組み立てる燃料電池組立てステップとを有している。
まず、MEAモジュール製造ステップについて説明する。
MEAモジュール製造ステップは、主として、ベースとなるフィルム21に、導電性を有する金属製の導電性シート51(第1導電性シートかつ第2導電性シート)を貼り付ける第1工程と、フォトリソグラフィ法により、導電性シート51を所定に象る(パターニングする)第2工程と、6つのMEA10を所定位置に配置して、集電板シート20を折り曲げる第3工程とを有している。
図9(a)に示すように、合成樹脂製のフィルム21上面(片面)に、金属箔などの導電性シート51を接着剤を使用して重ね合わせ、貼り付ける。
次いで、図9(b)に示すように、フォトリソグラフィ法により、導電性シート51をエッチングし、アノード集電板23…、カソード集電板26…、第A配線29…、取り出し電極24、27を象る。つまり、エッチングにより、導電性シート51の不要部分を除去する。
ここで、前記フォトマスクには、アノード集電板23…、カソード集電板26…、第A配線29…、取り出し電極24、27に対応したフォトマスクパターンを象る。このフォトマスクパターンは、使用するフォトレジスト(感光性樹脂)の種類、つまり、ポジ型またはネガ型に対応させて、白黒反転させる。
ただし、パンチングを行うタイミングはこれに限定されず、第1工程の前に、パンチングを行ってもよい。つまり、連通孔21aおよび連通孔21bが形成されたフィルム21と、燃料流通孔23aおよび空気流通孔26aが形成された導電性シート51とを重ね合せてもよい。
そして、環状シール部材31をアノード集電板23の上面の所定位置に接着剤で固定する。この環状シール部材31の中空部にガス拡散電極12を嵌め入れた後、環状シール部材31の上面に接着剤を塗布し、その上に電解質膜11を載せて、環状シール部材31と電解質膜11とを接着させる。
その後、環状シール部材32を電解質膜11の上面の所定位置に、接着剤で固定する。次いで、この環状シール部材32の中空部にガス拡散電極13を嵌め入れる。
その後、谷線b、bに芯部材34、34を配置し、各環状シール部材32の上面に接着剤を塗布した後、カソード集電板26…が配置する集電板シート20の両端部を、芯部材34、34に沿って折り曲げて、各カソード集電板26と、対応する環状シール部材32とを接着させる。このとき、集電板シート20は、芯部材34、34の周面に沿って滑らかに折り曲げられる。そうすると、MEAモジュール3が製造される。
なお、アノード集電板23の上面に、各部材を配置するに当たっては、位置決めピンを備えた治具などを使用し、位置精度を高めることが好ましい。また、芯部材34は、谷線b、bに沿って接着剤でフィルム21に固定したり、何らかの治具で芯部材34とフィルム21とを相対的に固定し、折り曲げるときに、芯部材34の位置ずれを防止することが好ましい。
次いで、燃料電池組立ステップについて、図3を参照して説明する。
前記MEAモジュール製造ステップで作製したMEAモジュール3の下方に燃料タンク5を配置し、さらにその下方に下ケーシング7を配置する。そして、MEAモジュール3の上方には、上ケーシング6を配置する。そして、上ケーシング6の空気取込孔6aと、連通孔21b、空気流通孔26a、燃料流通孔23a、連通孔21aと、燃料タンクの燃料供給孔5bとが、高精度で同軸線上となるように位置合せをしながら、ボルト9Aとナット9Bとを螺合し、上ケーシング6と下ケーシング7とで、MEAモジュール3と燃料タンク5とを狭持する。そうすると燃料電池1が製造される。
集電板シート40Aは、ベースとなるフィルム41と、フィルム41の上面の所定位置に配置された6つのアノード集電板23…と、アノード集電板23…を接続する第B配線43を備えて構成されている。一方、集電板シート40Bは、フィルム42と、フィルム42の上面に配置された6つのカソード集電板26…と、カソード集電板26…を接続する第C配線44とを備えて構成されている。第B配線43および第C配線44は、6つのアノード集電板23…と、6つのカソード集電板26…によって挟持される6つのMEA10…が並列となるように、第B配線43はアノード集電板23・・・同士を接続し、第C配線44はカソード集電板26…同士を接続している。
言い換えると、並列に接続する場合、アノード側では、1つの取り出し電極から枝分かれ(分岐)するように第B配線43は配置しており、各末端に各アノード集電板23がそれぞれ接続している。カソード側においても同様であり、1つの取り出し電極から枝分かれするように第C配線44は配置しており、各末端にカソード集電板26がそれぞれ接続している。
すなわち、前記した実施形態では、6つのMEA10…を直列に接続するため、1つのフィルム21上にアノード集電板23…とカソード集電板26…を配置し、谷線b、bを跨ぐように第A配線29…を配置したが、並列に接続する場合は、別々のフィルム41、42であってもよい。
また、このように並列に接続する場合、フィルム41、42にそれぞれ導電性シート(第1導電性シート、第2導電性シート)を貼り付ける。
また、1つのフィルム21に2つの導電性シート(アノード集電板用導電性シート(第1導電性シート)とカソード集電板用導電性シート(第2導電性シート))をそれぞれ貼り付けた後、これらからアノード集電板とカソード集電板とを象った後、フィルム21を折り曲げてもよい。
このように折り曲げる方法を採用し、1つのフィルム21が、アノード集電板とカソード集電板とのベースを兼ねると、作製される集電板シートは1つとなり、部品点数が少なくなるため取り扱い容易となる。
なお、前記したMEA10を並列に接続する場合においても、同様である。
さらに説明すると、このスペーサフィルムを集電板シート20の6つのアノード集電板23…対応させて配置し、スペーサフィルムの前記6つの開口部に、MEA10および環状シール部材31、32をそれぞれ配置した後、谷線b、bで集電板シート20を折り畳み、一体化させてもよい。このようなスペーサシートを使用すると、アノード集電板23…、カソード集電板26…、取り出し電極24、27、第A配線29…の不要な接触を確実に防止することができる。
1 燃料電池
3 MEAモジュール
5 燃料タンク
10 MEA
11 電解質膜
12 ガス拡散電極(アノード側)
13 ガス拡散電極(カソード側)
20、40A、40B 集電板シート
21 フィルム(第1フィルム、第2フィルム)
23 アノード集電板
23a 燃料流通孔
24 取り出し電極(アノード側)
26 カソード集電板
26a 空気流通孔(酸素流通孔)
27 取り出し電極(カソード側)
29 第A配線(直列)
31、32 環状シール部材
43 第B配線(並列、アノード側)
44 第C配線(並列、カソード側)
51 導電性シート(第1導電性シート、第2導電性シート)
Claims (20)
- 電解質膜の両面をガス拡散電極で挟んでなる膜電極複合体と、燃料が流通する燃料流通孔を有するアノード集電板と、酸素が流通する酸素流通孔を有するカソード集電板とを具備し、前記膜電極複合体の両面を、前記アノード集電板と前記カソード集電板とで挟んでなる膜電極複合体モジュールであって、
前記アノード集電板が固定され、当該アノード集電板を支持するベースとなり、前記アノード集電板の前記燃料流通孔と対応して形成され燃料が流通する連通孔を有する合成樹脂製の第1フィルムと、
前記カソード集電板が固定され、当該カソード集電板を支持するベースとなり、前記カソード集電板の前記酸素流通孔と対応して形成され酸素が流通する連通孔を有する合成樹脂製の第2フィルムと、
を備え、
前記アノード集電板および前記カソード集電板は、前記膜電極複合体の形状に対応して象られており、
前記アノード集電板は、第1導電性シートから、フォトリソグラフィ法またはプレス法により象られたものであり、
前記カソード集電板は、第2導電性シートから、フォトリソグラフィ法またはプレス法により象られたものであり、
複数の前記膜電極複合体と、当該膜電極複合体の形状に対応してそれぞれ象られた複数の前記アノード集電板および複数の前記カソード集電板と、前記複数の膜電極複合体が並列となるように、前記複数のアノード集電板同士を接続する第B配線と、前記複数のカソード集電板同士を接続する第C配線とを備え、
前記第B配線は、前記第1導電性シートから象られたものであり、
前記第C配線は、前記第2導電性シートから象られたものである
ことを特徴とする膜電極複合体モジュール。 - 前記アノード集電板および前記カソード集電板は、チタンまたはチタン合金から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の膜電極複合体モジュール。
- 前記アノード集電板および前記カソード集電板の前記膜電極複合体側は、金めっきが施されていることを特徴とする請求項2に記載の膜電極複合体モジュール。
- 前記アノード集電板および前記カソード集電板は、銅または銅合金から形成されており、前記膜電極複合体側に金めっきが施されていることを特徴とする請求項1に記載の膜電極複合体モジュール。
- 前記第1フィルムと第2フィルムとは、同一のフィルムであり、
当該同一のフィルムを折り曲げることで、前記アノード集電板とカソード集電板とで、前記膜電極複合体を挟んでなることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の膜電極複合体モジュール。 - 電解質膜の両面をガス拡散電極で挟んでなる膜電極複合体と、燃料が流通する燃料流通孔を有するアノード集電板と、酸素が流通する酸素流通孔を有するカソード集電板とを具備し、前記膜電極複合体の両面を、前記アノード集電板と前記カソード集電板とで挟んでなる膜電極複合体モジュールであって、
前記アノード集電板が固定され、当該アノード集電板を支持するベースとなり、前記アノード集電板の前記燃料流通孔と対応して形成され燃料が流通する連通孔を有する合成樹脂製の第1フィルムと、
前記カソード集電板が固定され、当該カソード集電板を支持するベースとなり、前記カソード集電板の前記酸素流通孔と対応して形成され酸素が流通する連通孔を有する合成樹脂製の第2フィルムと、
を備え、
前記アノード集電板および前記カソード集電板は、チタンまたはチタン合金から形成されている
ことを特徴とする膜電極複合体モジュール。 - 前記アノード集電板および前記カソード集電板の前記膜電極複合体側は、金めっきが施されていることを特徴とする請求項6に記載の膜電極複合体モジュール。
- 前記アノード集電板および前記カソード集電板は、前記膜電極複合体の形状に対応して象られたことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の膜電極複合体モジュール。
- 前記アノード集電板は、第1導電性シートから、フォトリソグラフィ法またはプレス法により象られたものであり、
前記カソード集電板は、第2導電性シートから、フォトリソグラフィ法またはプレス法により象られたものであることを特徴とする請求項8に記載の膜電極複合体モジュール。 - 前記第1フィルムと第2フィルムとは、同一のフィルムであり、
当該同一のフィルムを折り曲げることで、前記アノード集電板とカソード集電板とで、前記膜電極複合体を挟んでなることを特徴とする請求項9に記載の膜電極複合体モジュール。 - 複数の前記膜電極複合体と、当該膜電極複合体の形状に対応してそれぞれ象られた複数の前記アノード集電板および前記複数のカソード集電板と、前記複数のアノード集電板と前記複数のカソード集電板とを前記複数の膜電極複合体が直列となるように接続する第A配線とを備え、
前記第1導電性シートと前記第2導電性シートとは、同一の導電性シートであって、
前記複数のアノード集電板と、前記複数のカソード集電板と、前記第A配線とは、前記同一の導電性シートから象られたものであり、
直列に接続される前記アノード集電板と前記カソード集電板とは、折り曲げられる谷線を挟んでおり、
前記第A配線は、前記谷線を跨いでいる
ことを特徴とする請求項10に記載の膜電極複合体モジュール。 - 複数の前記膜電極複合体と、当該膜電極複合体の形状に対応してそれぞれ象られた複数の前記アノード集電板および複数の前記カソード集電板と、前記複数の膜電極複合体が並列となるように、前記複数のアノード集電板同士を接続する第B配線と、前記複数のカソード集電板同士を接続する第C配線とを備え、
前記第B配線は、前記第1導電性シートから象られたものであり、
前記第C配線は、前記第2導電性シートから象られたものであることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の膜電極複合体モジュール。 - 前記アノード集電板と前記第1フィルム、前記カソード集電板と前記第2フィルムは、それぞれ接着されていることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の膜電極複合体モジュール。
- 前記電解質膜の少なくとも片側に、前記ガス拡散電極を囲む環状シール部材を備えたことを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の膜電極複合体モジュール。
- 請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の膜電極複合体モジュールと、
前記膜電極複合体モジュールのアノード側に、燃料を供給する燃料タンクと、
を備えたことを特徴とする燃料電池。 - 請求項15に記載の燃料電池を搭載したことを特徴とする電子機器。
- 合成樹脂製の第1フィルムに第1導電性シートを重ね合わせ、合成樹脂製の第2フィルムに第2導電性シートを重ね合わせる第1工程と、
フォトリソグラフィ法により、前記第1導電性シートを象ってアノード集電板を形成し、前記第2導電性シートを象ってカソード集電板を形成し、前記第1フィルム及び前記アノード集電板に燃料が流通する流通孔を形成し、前記第2フィルム及び前記カソード集電板に酸素が流通する流通孔を形成する第2工程と、
前記アノード集電板と前記カソード集電板とで、電解質膜の両面をガス拡散電極で挟んでなる膜電極複合体を挟む第3工程と、
を有し、
前記第2工程において、複数のアノード集電板と複数のカソード集電板とを形成すると共に、前記複数のアノード集電板同士を並列に接続する第B配線と、前記複数のカソード集電板を並列に接続する第C配線を、それぞれ対応する導電性シートから象り、
前記第3工程において、前記複数のアノード集電板と前記複数のカソード集電板とで、複数の前記膜電極複合体を挟む
ことを特徴とする膜電極複合体モジュールの製造方法。 - 合成樹脂製のフィルムに導電性シートを重ね合わせる第1工程と、
フォトリソグラフィ法により、前記導電性シートを象って、アノード集電板およびカソード集電板を形成し、前記フィルム及び前記アノード集電板に燃料が流通する流通孔を形成し、前記フィルム及び前記カソード集電板に酸素が流通する流通孔を形成する第2工程と、
前記フィルムを折り曲げることで、前記アノード集電板と前記カソード集電板とで、電解質膜の両面をガス拡散電極で挟んでなる膜電極複合体を挟む第3工程と、
を有し、
前記第2工程において、複数のアノード集電板と複数のカソード集電板とを形成すると共に、前記複数のアノード集電板同士を並列に接続する第B配線と、前記複数のカソード集電板を並列に接続する第C配線を、前記導電性シートから象り、
前記第3工程において、前記複数のアノード集電板と前記複数のカソード集電板とで、複数の前記膜電極複合体を挟む
ことを特徴とする膜電極複合体モジュールの製造方法。 - 第1導電性シートを所定に象ってアノード集電板を形成し、第2導電性シートを所定に象ってカソード集電板を形成する第1工程と、
前記アノード集電板を合成樹脂製の第1フィルムに重ね合わせ、前記カソード集電板を合成樹脂製の第2フィルムに重ね合わせ、前記第1フィルム及び前記アノード集電板に燃料が流通する流通孔を形成し、前記第2フィルム及び前記カソード集電板に酸素が流通する流通孔を形成する第2工程と、
前記アノード集電板と前記カソード集電板とで、電解質膜の両面をガス拡散電極で挟んでなる膜電極複合体を挟む第3工程と、
を有し、
前記第1工程において、複数のアノード集電板と複数のカソード集電板とを形成すると共に、前記複数のアノード集電板同士を並列に接続する第B配線と、前記複数のカソード集電板を並列に接続する第C配線とを、それぞれ対応する導電性シートから象り、
前記第3工程において、前記複数のアノード集電板と前記複数のカソード集電板とで、複数の前記膜電極複合体を挟む
ことを特徴とする膜電極複合体モジュールの製造方法。 - 第1導電性シートを所定に象ってアノード集電板を形成し、第2導電性シートを所定に象ってカソード集電板を形成する第1工程と、
前記アノード集電板と前記カソード集電板とを、合成樹脂製のフィルムの所定位置に重ね合わせ、前記フィルム及び前記アノード集電板に燃料が流通する流通孔を形成し、前記フィルム及び前記カソード集電板に酸素が流通する流通孔を形成する第2工程と、
前記フィルムを折り曲げることによって、前記アノード集電板と前記カソード集電板とで、電解質膜の両面をガス拡散電極で挟んでなる膜電極複合体を挟む第3工程と、
を有し、
前記第1工程において、複数のアノード集電板と複数のカソード集電板とを形成すると共に、前記複数のアノード集電板同士を並列に接続する第B配線と、前記複数のカソード集電板を並列に接続する第C配線とを、それぞれ対応する導電性シートから象り、
前記第3工程において、前記複数のアノード集電板と前記複数のカソード集電板とで、複数の前記膜電極複合体を挟む
ことを特徴とする膜電極複合体モジュールの製造方法。
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