KR101914867B1 - Unit cell of fuel cell - Google Patents

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사치오 오카다
다카시 가지와라
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

세퍼레이터의 제1 볼록부(211)과 접착된 수지 프레임(300)의 접착 부분 중 최내주 위치와, 수지 프레임(300)의 내주단부의 사이의 거리를 X로 하고; 수지 프레임(300)의 내주단부와, 세퍼레이터의 제2 볼록부(213, 223)로 끼움 지지된 막 전극 가스 확산층 접합체(120)의 끼움 지지 부분 중 최외주 위치의 사이의 거리를 L로 하며; -40℃인 저온 T1로부터 100℃인 고온 T2까지의 온도차를 ΔT로 하고; 수지 프레임(300)의 저온 T1로부터 고온 T2에 걸친 평균 선팽창 계수를 CTEf로 하며; 저온 T1에 있어서의 전해질막(114)의 파단 신율을 t로 하고; 거리 X, L를 고온 T2에 있어서의 치수로 했을 때, X×ΔT×CTEf<L×t의 관계를 만족시킨다.The distance between the innermost peripheral position and the inner peripheral edge of the resin frame 300 among the bonded portions of the resin frame 300 adhered to the first convex portion 211 of the separator is X; The distance between the inner circumferential end of the resin frame 300 and the outermost circumferential position of the fitting portion of the membrane electrode gas diffusion layer bonded body 120 sandwiched between the second convex portions 213 and 223 of the separator is L; A temperature difference from a low temperature T1 of -40 DEG C to a high temperature T2 of 100 DEG C is defined as DELTA T; The average linear expansion coefficient from the low temperature T1 to the high temperature T2 of the resin frame 300 is taken as CTE f ; The elongation at break of the electrolyte membrane 114 at a low temperature T1 is t; When the distances X and L are defined as the dimensions at the high temperature T2, the relationship of X x T x CTE f < L x t is satisfied.

Description

연료 전지의 단셀{UNIT CELL OF FUEL CELL}[0001] The present invention relates to a single cell of a fuel cell,

본 발명은, 연료 전지의 단셀에 관한 것이다.The present invention relates to a single cell of a fuel cell.

일본 특허 공개 제2015-115242호에는, 연료 전지의 단셀이 개시되어 있다. 이 단셀은, 막 전극 가스 확산층 접합체(MEGA: Membrane Electrode Gas-diffusion-layer Assembly)과, MEGA의 외주에 접착된 수지 프레임을 갖고, 수지 프레임 부착 MEGA가 한 쌍의 세퍼레이터로 끼움 지지된 구조를 갖는다. 수지 프레임과 접착되는 MEGA의 외주 부분에서는, 가스 확산층이 생략되어 전해질막이 노출되어 있고, 노출된 전해질막 상에 수지 프레임이 접착되어 있다.Japanese Patent Laying-Open No. 2015-115242 discloses a single cell of a fuel cell. This single cell has a membrane electrode gas diffusion-layer assembly (MEGA) and a resin frame bonded to the outer periphery of the MEGA, and has a structure in which a MEGA with a resin frame is sandwiched between a pair of separators . In the outer peripheral portion of the MEGA bonded to the resin frame, the gas diffusion layer is omitted and the electrolyte film is exposed, and the resin frame is adhered to the exposed electrolyte film.

연료 전지의 단셀은, 빙점 하의 저온으로부터 70℃를 초과하는 고온까지의 넓은 온도 조건에서 사용될 수 있다. 본원 발명자는, 이러한 온도차가 큰 환경 하에 있어서는, 저온이 되어 수지 프레임이 수축되면 전해질막에 국소적으로 인장 응력이 걸리고, 전해질막이 파단될 가능성이 있는 것을 알아내었다.The single cell of the fuel cell can be used under a wide range of temperature conditions from a low temperature below the freezing point to a high temperature exceeding 70 deg. The inventors of the present invention have found that under such an environment in which the temperature difference is large, when the resin frame is shrunk at a low temperature, tensile stress is locally applied to the electrolyte membrane and the electrolyte membrane may be broken.

본 발명의 일 형태에는, 전해질막을 갖는 막 전극 접합체와, 상기 막 전극 접합체의 양면에 적층된 가스 확산층을 갖는 막 전극 가스 확산층 접합체와, 상기 막 전극 가스 확산층 접합체의 외주 영역에 접착된 프레임 형상의 수지 프레임과, 상기 수지 프레임이 접착된 상기 막 전극 가스 확산층 접합체를 끼움 지지하는 세퍼레이터이며, 각각 요철을 갖는 2개의 세퍼레이터를 구비하는 연료 전지의 단셀에 관한 것이다. 이 연료 전지의 단셀에 있어서, 상기 수지 프레임이 접착되어 있는 상기 막 전극 가스 확산층 접합체의 상기 외주 영역에서는, 상기 막 전극 접합체 상에 상기 가스 확산층이 형성되어 있지 않으며, 상기 전해질막 또는 상기 전해질막 상에 형성된 전극 촉매층에 상기 수지 프레임이 접착되어 있다. 상기 2개의 세퍼레이터의 요철 중, 상기 수지 프레임이 접착된 상기 막 전극 가스 확산층 접합체에 접촉하는 부분을 볼록부로 하고, 상기 막 전극 가스 확산층 접합체로부터 이격되어 있는 부분을 오목부라고 할 때; 상기 세퍼레이터는, 상기 볼록부로서, 제1 볼록부와 제2 볼록부를 포함하고; 상기 수지 프레임이 접착되어 있는 상기 막 전극 가스 확산층 접합체의 상기 외주 영역은, 상기 2개의 세퍼레이터의 대향하는 오목부로 형성되는 공간 내에 수납되어 있으며; 상기 수지 프레임은, 상기 오목부보다도 외주측에서 대향하는 상기 2개의 세퍼레이터의 제1 볼록부로 끼움 지지되어 접착되어 있으며; 상기 막 전극 가스 확산층 접합체는, 상기 오목부보다도 내주측에서 대향하는 상기 2개의 세퍼레이터의 제2 볼록부로 끼움 지지되어 있다. 상기 막 전극 가스 확산층 접합체의 외형의 변의 임의의 위치에 있어서 상기 변의 방향에 수직인 절단면에서 상기 단셀을 절단한 단면에 있어서, 상기 제1 볼록부와 접착된 상기 수지 프레임의 접착 부분 중 최내주 위치와, 상기 수지 프레임의 내주단부의 사이의 거리를 X로 하고; 상기 수지 프레임의 내주단부와, 상기 제2 볼록부로 끼움 지지된 상기 막 전극 가스 확산층 접합체의 끼움 지지 부분 중 최외주 위치의 사이의 거리를 L로 하며; -40℃의 저온 T1로부터 100℃인 고온 T2까지의 온도차를 ΔT로 하고; 상기 수지 프레임의 상기 저온 T1로부터 상기 고온 T2에 걸친 평균 선팽창 계수를 CTEf로 하며; 상기 저온 T1에 있어서의 상기 전해질막의 파단 신율을 t로 하고; 상기 거리 X, L를 상기 고온 T2에 있어서의 치수로 했을 때; X×ΔT×CTEf<L×t의 관계를 만족시킨다. 이 구성에 의하면, 연료 전지의 단셀 구조가, X×ΔT×CTEf<L×t의 관계를 만족시키므로, 저온 T1이 되어 수지 프레임이 수축되었을 때에 전해질막이 파단될 가능성을 저감시키는 것이 가능하다.According to one aspect of the present invention, there is provided a membrane electrode assembly, comprising: a membrane electrode assembly having an electrolyte membrane; a membrane electrode gas diffusion layer junction body having a gas diffusion layer laminated on both surfaces of the membrane electrode assembly; The present invention relates to a single cell of a fuel cell comprising a resin frame and a separator for holding the membrane electrode gas diffusion layer junction body to which the resin frame is bonded and having two separators each having concavities and convexities. In the single cell of the fuel cell, the gas diffusion layer is not formed on the membrane electrode assembly in the peripheral region of the membrane electrode gas diffusion layer junction body to which the resin frame is bonded, and the electrolyte membrane or the electrolyte membrane And the resin frame is adhered to the electrode catalyst layer. A portion of the unevenness of the two separators contacting the membrane electrode gas diffusion layer junction body to which the resin frame is bonded is referred to as a convex portion and a portion apart from the membrane electrode gas diffusion layer junction body is defined as a concave portion; Wherein the separator comprises, as the convex portion, a first convex portion and a second convex portion; The outer peripheral region of the membrane electrode gas diffusion layer junction body to which the resin frame is adhered is housed in a space formed by the opposite concave portions of the two separators; Wherein the resin frame is bonded and bonded to the first convex portions of the two separators opposed to each other on the outer peripheral side of the concave portion; The membrane electrode gas diffusion layer junction body is sandwiched between the second convex portions of the two separators opposed to each other on the inner peripheral side of the concave portion. Wherein a cross section perpendicular to the direction of the side of the external shape of the membrane electrode gas diffusion layer junction body is a cross section of the single cell, And a distance between the inner circumferential end of the resin frame is X; The distance between the inner circumferential end of the resin frame and the outermost circumferential position of the fitting portion of the membrane electrode gas diffusion layer bonded body sandwiched between the second convex portions is L; A temperature difference from a low temperature T1 at -40 deg. C to a high temperature T2 at 100 deg. C is defined as? T; The average linear expansion coefficient from the low temperature T1 to the high temperature T2 of the resin frame is taken as CTE f ; The elongation at break of the electrolyte membrane at the low temperature T1 is t; When the distances X and L are defined as the dimensions at the high temperature T2; X x? T x CTE f <L x t. According to this configuration, since the single cell structure of the fuel cell satisfies the relationship of X x DELTA T x CTE f < L x t, it is possible to reduce the possibility that the electrolyte membrane is broken when the resin frame shrinks due to the low temperature T1.

(2) 상기 단셀에 있어서, 상기 전해질막의 상기 저온 T1로부터 상기 고온 T2에 걸친 평균 선팽창 계수를 CTEm으로 했을 때, X×ΔT×CTEf<(1-ΔT×CTEm)L×t의 관계를 만족시켜도 된다. 이 구성에 의하면, 전해질막에 관한 거리 L이 더욱 엄격한 조건을 만족시키므로, 저온 T1이 되어 수지 프레임이 수축되었을 때에 전해질막이 파단될 가능성을 더욱 저감시킬 수 있다.(2) In the above single cell, when the average linear expansion coefficient from the low temperature T 1 to the high temperature T 2 of the electrolyte membrane is denoted by CTE m , the relationship of X × Δ × CTE f <(1-ΔT × CTE m ) L × t . According to this configuration, since the distance L with respect to the electrolyte membrane satisfies the stricter condition, the possibility that the electrolyte membrane is broken when the resin frame shrinks due to the low temperature T1 can be further reduced.

또한, 본 발명은, 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들어 연료 전지나, 그 제조 방법 등의 형태로 실현할 수 있다.Further, the present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a fuel cell, a manufacturing method thereof, and the like.

본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점, 및 기술적 및 산업적 의의는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명되고, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1a는, 연료 전지의 단셀 구성을 도시한 설명도.
도 1b는, 연료 전지의 단셀 구성을 도시한 설명도.
도 2는, 단셀의 긴 변에 있어서의 단면도.
도 3a는, 단셀이 냉열 사이클을 받는 상태를 나타내는 개념도.
도 3b는, 단셀이 냉열 사이클을 받는 상태를 나타내는 개념도.
도 4a는, 단셀의 구조에 관한 식을 만족시키는 치수의 예를 나타내는 도면.
도 4b는, 단셀의 구조에 관한 식을 만족시키는 치수의 예를 나타내는 도면.The features, advantages, and technical and industrial significance of an exemplary embodiment of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings, wherein like numerals represent like elements.
1A is an explanatory view showing a single cell configuration of a fuel cell;
1B is an explanatory diagram showing a single cell configuration of a fuel cell;
Fig. 2 is a cross-sectional view taken on a long side of a single cell. Fig.
FIG. 3A is a conceptual diagram showing a state in which a single cell undergoes a cooling / heating cycle. FIG.
3B is a conceptual diagram showing a state in which a single cell undergoes a cooling / heating cycle.
4A is a view showing an example of a dimension satisfying an expression concerning a structure of a single cell;
4B is a diagram showing an example of a dimension satisfying an expression concerning a structure of a single cell;

도 1a는, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 연료 전지의 단셀(10)의 평면도이며, 도 1b는 그의 분해 사시도이다. 연료 전지의 단셀(10)은, 평면에서 보아 직사각형상의 외형을 갖고 있으며, MEGA 플레이트(100)와, MEGA 플레이트(100)를 양측으로부터 끼움 지지하는 2개의 세퍼레이터(210, 220)로 구성되어 있다. MEGA 플레이트(100)는, 막 전극 가스 확산층 접합체(120)(MEGA)의 외주 전체에 걸쳐, 수지 프레임(300)이 접합된 것이다. 평면에서 보아, MEGA(120)는 직사각형상의 외형을 갖고, 수지 프레임(300)은 중앙에 개구가 있는 직사각형 프레임 형상을 갖는다. 연료 전지의 단셀(10)에는, 애노드 가스와 캐소드 가스와 냉각재를 위한 매니폴드 구멍(11 내지 13, 21 내지 23)이 짧은 변을 따라서 각각 형성되어 있다. 또한, 연료 전지의 단셀(10)과 MEGA(120)와 수지 프레임(300)의 평면 형상은, 직사각 형상으로 한정되지 않고, 다른 형상(예를 들어 원형이나 타원형 등)으로 해도 되지만, 직선 형상의 변을 갖는 형상으로 하는 것이 바람직하다.FIG. 1A is a plan view of a single cell 10 of a fuel cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an exploded perspective view thereof. The single cell 10 of the fuel cell has a rectangular outer shape in plan view and is composed of a MEGA plate 100 and two separators 210 and 220 for holding the MEGA plate 100 from both sides. The MEGA plate 100 is formed by bonding the resin frame 300 over the entire outer periphery of the membrane electrode gas diffusion layer bonded body 120 (MEGA). Viewed from a plane, the MEGA 120 has a rectangular outer shape, and the resin frame 300 has a rectangular frame shape with an opening at the center. In the single cell 10 of the fuel cell, manifold holes 11 to 13 and 21 to 23 for the anode gas, the cathode gas and the coolant are formed along the short sides, respectively. The planar shape of the single cell 10, the MEGA 120, and the resin frame 300 of the fuel cell is not limited to a rectangular shape and may be different (for example, circular or elliptical) It is preferable to have a shape having sides.

도 2는 도 1의 2-2 단면이다. 이 단면은, 막 전극 가스 확산층 접합체(120)의 외형의 변의 임의의 위치에 있어서, 그 변 방향에 수직인 절단면에서 연료 전지의 단셀(10)을 절단한 단면에 상당한다. MEGA(120)는, 막 전극 접합체(110)와, 막 전극 접합체(110)의 양면에 적층된 제1 가스 확산층(121) 및 제2 가스 확산층(122)을 갖는다. 막 전극 접합체(110)은, 전해질막(114)과, 그 양면에 형성된 제1 전극 촉매층(111) 및 제2 전극 촉매층(112)을 갖는다. 전해질막(114)은, 예를 들어 고체 고분자막으로 형성된다. MEGA(120)의 외주 영역(126)은, 수지 프레임(300)과 접착되어 있다. 이 외주 영역(126)에서는, 제1 가스 확산층(121) 및 제1 전극 촉매층(111)이 생략되어 전해질막(114)이 노출되어 있고, 전해질막(114) 상에 수지 프레임(300)이 직접 접착되어 있다. 즉, 평면에서 보아, 제1 가스 확산층(121)은, 제2 가스 확산층(122)보다 외형이 작게 형성되어 있고, 동일하게, 제1 전극 촉매층(111)도 제2 전극 촉매층(112)보다 외형이 작게 형성되어 있다. 또한, 수지 프레임(300)의 내주와 수지 프레임(300)이 전해질막(114)에 접합되어 있는 측의 제1 가스 확산층(121) 및 제1 전극 촉매층(111)의 외주는, 이격되어 있다. 전형적인 예로는, 제1 전극 촉매층(111)은 캐소드 전극이며, 제2 전극 촉매층(112)은 애노드 전극이다. 또한, 도 2의 예에서는, 전해질막(114) 상에 수지 프레임(300)이 직접 접착되어 있지만, 이 대신에, 전해질막(114) 상에 형성된 제1 전극 촉매층(111) 상에 수지 프레임(300)이 접착되도록 해도 된다. 단, MEGA(120)의 외주 영역(126)은 발전에 거의 기여하지 않으므로, 도 2의 예와 같이, 외주 영역(126)에서는 제1 전극 촉매층(111)을 생략하는 것이 바람직하다. 또한, MEGA(120)의 외주 영역(126)에 있어서, 또한 제2 전극 촉매층(112)이나 제2 가스 확산층(122)이 생략되도록 해도 된다.Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line 2-2 in Fig. This cross section corresponds to a cross section of the single cell 10 of the fuel cell at a cut surface perpendicular to the cross direction at an arbitrary position on the side of the external shape of the membrane electrode gas diffusion layer bonded body 120. The MEGA 120 has a membrane electrode assembly 110 and a first gas diffusion layer 121 and a second gas diffusion layer 122 stacked on both surfaces of the membrane electrode assembly 110. The membrane electrode assembly 110 has an electrolyte membrane 114 and a first electrode catalyst layer 111 and a second electrode catalyst layer 112 formed on both surfaces thereof. The electrolyte membrane 114 is formed of, for example, a solid polymer membrane. The outer peripheral region 126 of the MEGA 120 is bonded to the resin frame 300. In this peripheral region 126, the first gas diffusion layer 121 and the first electrode catalyst layer 111 are omitted and the electrolyte membrane 114 is exposed, and the resin frame 300 directly contacts the electrolyte membrane 114 Respectively. That is, the first gas diffusion layer 121 is formed so as to have a smaller outer shape than the second gas diffusion layer 122, and the first electrode catalyst layer 111 is also formed so as to have an outer shape . The outer periphery of the inner periphery of the resin frame 300 and the outer periphery of the first gas diffusion layer 121 and the first electrode catalyst layer 111 on the side where the resin frame 300 is bonded to the electrolyte membrane 114 are spaced apart. As a typical example, the first electrode catalyst layer 111 is a cathode electrode, and the second electrode catalyst layer 112 is an anode electrode. 2, the resin frame 300 is directly bonded on the electrolyte membrane 114. Alternatively, the resin frame 300 may be formed on the first electrode catalyst layer 111 formed on the electrolyte membrane 114 300 may be bonded. However, since the outer circumferential region 126 of the MEGA 120 hardly contributes to power generation, it is preferable to omit the first electrode catalyst layer 111 in the outer circumferential region 126, as in the example of Fig. The second electrode catalyst layer 112 and the second gas diffusion layer 122 may be omitted in the outer peripheral region 126 of the MEGA 120. [

수지 프레임(300)은, 코어층(310)과, 코어층(310)의 양면에 형성된 접착제층(320)을 갖는 3층 필름이다. 코어층(310)의 재질로서는, 전기 절연성이며, 또한 가스 배리어성(가스 불투과성)이 우수한 수지가 사용된다. 구체적으로는, 예를 들어 PEN(폴리에틸렌나프탈레이트)이나, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), SPS(신디오택틱 폴리스티렌)를 코어층(310)로서 사용 가능하다. 또한, 수지 프레임(300)으로서 3층 필름을 사용하는 대신에, 접착제층(320)이 없는 단층 수지 필름을 사용해도 된다. 이 경우에는, 수지 프레임(300)과 MEGA(120)의 사이나, 수지 프레임(300)과 세퍼레이터(210, 220)의 사이에 접착제를 도포하여 접착을 행한다.The resin frame 300 is a three-layer film having a core layer 310 and an adhesive layer 320 formed on both sides of the core layer 310. As the material of the core layer 310, a resin which is electrically insulating and excellent in gas barrier property (gas impermeability) is used. Specifically, for example, PEN (polyethylene naphthalate), PET (polyethylene terephthalate) and SPS (syndiotactic polystyrene) can be used as the core layer 310. Further, instead of using the three-layer film as the resin frame 300, a single-layer resin film free of the adhesive layer 320 may be used. In this case, an adhesive is applied between the resin frame 300 and the MEGA 120, or between the resin frame 300 and the separators 210 and 220 to perform adhesion.

2개의 세퍼레이터(210, 220)는, 각각 요철을 갖는 프레스 성형판으로 구성되어 있다. 본 명세서에 있어서, 세퍼레이터(210, 220)의 요철 중, 수지 프레임(300)이나 MEGA(120)(즉 도 1의 MEGA 플레이트(100))에 접촉하는 부분을 볼록부로 하고, 이들로부터 이격되어 있는 부분을 오목부라고 칭한다. 또한, 볼록부로부터 오목부의 저부로 연장되는 경사 부분은, 오목부에 속하는 것으로 한다. 이하의 설명에서는, 외주측부터 순서대로, 제1 볼록부(211, 221)와, 제1 오목부(212, 222)와, 제2 볼록부(213, 223)가 구조의 치수에 관계된다. 제1 세퍼레이터(210)의 제1 볼록부(211)와 제2 세퍼레이터(220)의 제1 볼록부(221)는, 서로 대향하도록 형성되어 있다. 제1 오목부(212, 222)와 제2 볼록부(213, 223)도 동일하다. 또한, 2개의 세퍼레이터(210, 220)는, 프레스 성형 이외의 방법으로 제작된 것이어도 된다.The two separators 210 and 220 are each formed of a press-formed plate having concave and convex portions. In this specification, a portion of the concavities and convexities of the separators 210 and 220 which contact the resin frame 300 or the MEGA 120 (that is, the MEGA plate 100 in FIG. 1) is referred to as a convex portion, Portion is referred to as a concave portion. The inclined portion extending from the convex portion to the bottom of the concave portion is assumed to belong to the concave portion. In the following description, the first convex portions 211 and 221, the first concave portions 212 and 222, and the second convex portions 213 and 223 relate to the dimensions of the structure in order from the outer circumferential side. The first convex portion 211 of the first separator 210 and the first convex portion 221 of the second separator 220 are formed so as to face each other. The first concave portions 212 and 222 and the second convex portions 213 and 223 are also the same. The two separators 210 and 220 may be manufactured by a method other than press molding.

MEGA(120)의 외주 영역(126)은, 세퍼레이터(210, 220)의 제1 오목부(212, 222)로 형성되는 공간 내에 수납되어 있으며, 이 공간 내에서 수지 프레임(300)과 접착되어 있다. 제1 오목부(212, 222)보다도 외주측에 있는 제1 볼록부(211, 221)는, 수지 프레임(300)을 끼움 지지한 상태로 수지 프레임(300)에 접착되어 있다. 제1 오목부(212, 222)의 내주측에 인접하는 제2 볼록부(213, 223)는, MEGA(120)를 끼움 지지하고 있다.The outer circumferential region 126 of the MEGA 120 is housed in a space defined by the first recesses 212 and 222 of the separators 210 and 220 and is bonded to the resin frame 300 in this space . The first convex portions 211 and 221 located on the outer peripheral side of the first concave portions 212 and 222 are bonded to the resin frame 300 in a state of holding the resin frame 300 therebetween. The second convex portions 213 and 223 adjacent to the inner circumferential side of the first concave portions 212 and 222 sandwich the MEGA 120 therebetween.

도 2의 단면에 있어서, 거리 X, L를 이하와 같이 정의한다.In the section of Fig. 2, distances X and L are defined as follows.

(1) 거리 X: 세퍼레이터(210, 220)의 제1 볼록부(211, 221)와 접착된 수지 프레임(300)의 접착 부분 중 최내주 위치(P1)와, 수지 프레임(300)의 내주단부(P2)의 사이의 거리. (2) 거리 L: 수지 프레임(300)의 내주단부(P2)와, 세퍼레이터(210, 220)의 제2 볼록부(213, 223)로 끼움 지지된 MEGA(120)의 끼움 지지 부분 중 최외주 위치(P3)의 사이의 거리.(1) Distance X: the distance between the innermost peripheral position P1 of the bonded portion of the resin frame 300 bonded to the first convex portions 211 and 221 of the separators 210 and 220 and the inner peripheral end portion P1 of the resin frame 300 (P2). (2) Distance L: Outer periphery of the inner circumferential edge portion P2 of the resin frame 300 and the fitting portion of the MEGA 120 sandwiched between the second convex portions 213 and 223 of the separators 210 and 220 Distance between position P3.

전형적인 예로는, 거리 X는 1mm 이상 10mm 이하의 범위이며, 또한 거리 L은 50㎛ 이상 800㎛ 이하의 범위이다. 후술하는 바와 같이, 수지 프레임(300)의 수축에 기인하는 전해질막(114)의 파단을 방지하는 관점에서는, 거리 L은 큰 것이 바람직하다. 단, 거리 L이 과도하게 크면, 애노드측과 캐소드측의 압력차의 변동에 기인하여 전해질막(114)에 인장 응력이 걸리는 사이클을 받았을 때에, 전해질막(114)이 파단될 가능성이 높아진다. 이 의미에서는, 거리 L은 600㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.As a typical example, the distance X ranges from 1 mm to 10 mm, and the distance L ranges from 50 m to 800 m. As described later, from the viewpoint of preventing breakage of the electrolyte film 114 due to shrinkage of the resin frame 300, it is preferable that the distance L is large. However, if the distance L is excessively large, there is a high possibility that the electrolyte membrane 114 is broken when a cycle in which tensile stress is applied to the electrolyte membrane 114 due to the fluctuation in the pressure difference between the anode side and the cathode side is received. In this sense, the distance L is preferably 600 mu m or less.

도 3a, 도 3b는, 연료 전지의 단셀(10)이 냉열 사이클을 받는 상태를 나타내는 개념도다. 여기서, 저온 T1은 빙점 하(전형적으로는 -40℃)이며, 고온 T2는 70℃ 이상(전형적으로는 100℃)이다. 저온 T1로부터 고온 T2까지의 온도차 ΔT(=T2-T1)는 100℃ 이상이며, 전형적으로는 140℃이다. 이 때, 도 3a에 나타낸 고온 T2로부터 도 3b에 나타낸 저온 T1로 온도가 저하되면, 수지 프레임(300)이 온도차 ΔT에 따라서 수축되고, 전해질막(114)에 인장 응력을 발생시켜, 이 인장 응력에 의해 전해질막(114)에 파단(BR)이 발생할 수 있다.3A and 3B are conceptual diagrams showing a state in which a single cell 10 of a fuel cell receives a cooling / heating cycle. Here, the low temperature T1 is below the freezing point (typically -40 DEG C) and the high temperature T2 is above 70 DEG C (typically 100 DEG C). The temperature difference? T (= T2-T1) from the low temperature T1 to the high temperature T2 is 100 占 폚 or higher, and is typically 140 占 폚. At this time, when the temperature decreases from the high temperature T2 shown in Fig. 3A to the low temperature T1 shown in Fig. 3B, the resin frame 300 is contracted according to the temperature difference DELTA T to generate tensile stress in the electrolyte film 114, A break (BR) may occur in the electrolyte membrane (114).

저온 T1에서 수지 프레임(300)이 수축되었 때에 전해질막(114)에 파단(BR)이 발생하지 않도록 하기 위해서는, 상기 거리 X, L를 고온 T2에 있어서의 치수로 했을 때,In order to prevent the breakage BR from being generated in the electrolyte film 114 when the resin frame 300 is contracted at the low temperature T1, when the distances X and L are the dimensions at the high temperature T2,

X×ΔT×CTEf<L×tㆍㆍㆍ(1)X? T? CTE f <L 占 t (1)

의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 여기서, CTEf는 수지 프레임(300)의 저온 T1로부터 고온 T2에 걸친 평균 선팽창 계수이며, t는 저온 T1에 있어서의 전해질막(114)의 파단 신율이다. 또한, 바람직하게는 저온 T1은 -40℃이고, 고온 T2는 100℃이고, 온도차 ΔT는 140℃이다.Is satisfied. Here, CTE f is an average linear expansion coefficient from the low temperature T1 to the high temperature T2 of the resin frame 300, and t is the elongation at break of the electrolyte film 114 at the low temperature T1. Preferably, the low temperature T1 is -40 占 폚, the high temperature T2 is 100 占 폚, and the temperature difference? T is 140 占 폚.

상기 (1)식은, 이하와 같은 가정 하에 성립하는 관계이다.The above equation (1) is established under the following assumptions.

<가정 1> 고온 T2에서 수지 프레임(300)과 전해질막(114)의 사이에 응력이 없고, 또한 전해질막(114)에 휨이 없다(고온 T2에서 전해질막(114)이 일직선 형상으로 펴진 상태로 배치되어 있음).<Assumption 1> There is no stress between the resin frame 300 and the electrolyte membrane 114 at a high temperature T2 and there is no warpage of the electrolyte membrane 114 (in a state in which the electrolyte membrane 114 is straightened at a high temperature T2 As shown in FIG.

<가정 2> 고온 T2로부터 저온 T1까지 온도가 저하되었을 때에, 수지 프레임(300)과 전해질막(114)의 사이에 인장 응력이 발생한다.<Assumption 2> When the temperature is lowered from the high temperature T2 to the low temperature T1, a tensile stress is generated between the resin frame 300 and the electrolyte film 114. [

<가정 3> 전해질막(114)은 건조 상태로 한다(생성수에 의한 팽창은 무시함).&Lt; Assumption 3 > The electrolyte membrane 114 is put into a dry state (expansion due to generated water is ignored).

또한, 실제 사용 환경에서는, 생성수에 의해 전해질막(114)이 팽윤되어 늘어나므로, 저온 T1이 되어도 전해질막(114)이 도 3b에 나타낸 만큼의 큰 인장 응력을 받을 경우는 없다. 이 의미에서는, 상기 가정 3은, 실제 조건에 비해 여유를 갖게 한 충분히 엄격한 조건으로 되어 있다.In addition, in the actual use environment, since the electrolyte membrane 114 is swollen and stretched by the generated water, the electrolyte membrane 114 does not receive a large tensile stress as shown in FIG. 3B even at a low temperature T1. In this sense, the above assumption 3 is a sufficiently strict condition that a margin is given in comparison with an actual condition.

그런데, 고온 T2로부터 저온 T1이 되면 전해질막(114)도 수축된다. 이 점을 고려하면, 상기 (1)식 대신 다음의 (2)식을 사용하는 것이 바람직하다.However, when the temperature T1 is lowered from the high temperature T2, the electrolyte membrane 114 is also contracted. In consideration of this point, it is preferable to use the following formula (2) instead of the formula (1).

X×ΔT×CTEf<(1-ΔT×CTEm)L×tㆍㆍㆍ(2)X? T? CTE f <(1 -? T x CTE m ) L x t (2)

여기서, CTEm은, 온도 범위 T1 내지 T2에 있어서의 전해질막(114)의 평균 선팽창 계수이다.Here, CTE m is an average linear expansion coefficient of the electrolyte membrane 114 in the temperature range T1 to T2.

상기 (2)식은, 상기 (1)식에 비해, 식을 만족시키는 L의 값이 커지므로, 전해질막(114)의 치수가 만족시켜야 할 조건으로서는 보다 엄격한 조건이다. 따라서, 전해질막(114)의 파단을 보다 확실하게 방지한다는 의미에서는, (1)식보다도 (2)식을 사용하는 것이 바람직하다.Since the value of L satisfying the formula becomes larger in the above formula (2) than in the above formula (1), the condition that the dimension of the electrolyte film 114 should be satisfied is a stricter condition. Therefore, from the viewpoint of more reliably preventing the breakage of the electrolyte membrane 114, it is preferable to use the formula (2) rather than the formula (1).

또한, 전해질막(114)의 선팽창 계수는, 전해질막(114)에 장력이 있으면 장력이 없는 경우에 비해 작아지고, 또한 장력이 클수록 전해질막(114)의 선팽창 계수가 작아지는 경향이 있다. 따라서, 전해질막(114)의 평균 선팽창 계수 CTEm은, 전해질막(114)에 장력이 없는 상태에 있어서의 값이 사용된다. 구체적으로는, 전해질막(114)을 나피온(등록 상표)으로 형성한 경우에는, 그 평균 선팽창 계수 CTEm은 약 60ppm이다. 또한, 도 2의 구조에서는, 정확하게는 전해질막(114)의 평균 선팽창 계수 CTEm이 아니고, 전해질막(114)과 제2 전극 촉매층(112)의 2층 구조의 평균 선팽창 계수를 사용하는 것이 바람직하지만, 제2 전극 촉매층(112)은 두께가 얇으며, 또한 그 선팽창 계수도 전해질막(114)의 선팽창 계수와 큰 차는 없으므로, 상기 (2)식에 나타낸 바와 같이, 전해질막(114)의 평균 선팽창 계수 CTEm을 사용하면 충분하다.In addition, the coefficient of linear expansion of the electrolyte membrane 114 tends to be smaller when the electrolyte membrane 114 has a tensile force than when no tension is applied, and the coefficient of linear expansion of the electrolyte membrane 114 tends to decrease as the tensile force increases. Therefore, the average coefficient of linear expansion CTE m of the electrolyte membrane 114 is a value in a state in which there is no tension in the electrolyte membrane 114. Specifically, when the electrolyte membrane 114 is formed of Nafion (registered trademark), the average coefficient of linear expansion CTE m is about 60 ppm. In the structure of FIG. 2, it is preferable to use the average coefficient of thermal expansion of the two-layer structure of the electrolyte membrane 114 and the second electrode catalyst layer 112 rather than the average coefficient of linear thermal expansion CTE m of the electrolyte membrane 114 However, since the second electrode catalyst layer 112 has a small thickness and the coefficient of linear expansion thereof is not much different from the coefficient of linear expansion of the electrolyte membrane 114, the average of the electrolyte membrane 114 The coefficient of linear expansion CTE m is sufficient.

또한, 실제로는, 고온 T2로부터 저온 T1이 되면 세퍼레이터(210, 220)도 수축하므로, 이 점도 고려하면 다음 (3)식이 성립한다.Actually, when the temperature T1 becomes lower than the high temperature T2, the separators 210 and 220 also shrink. Considering this point, the following equation (3) is established.

X×ΔT×CTEf-(X+L)×ΔT×CTEs<(1-ΔT×CTEm)L×tㆍㆍㆍ(3) X × ΔT × CTE f - ( X + L) × ΔT × L × t CTE s <(1-ΔT × CTE m) and and and (3)

여기서, CTEs는, 온도 범위 T1 내지 T2에 있어서의 세퍼레이터(210, 220)의 평균 선팽창 계수이다.Here, CTE s is the average linear expansion coefficient of the separators 210 and 220 in the temperature range T1 to T2.

상기 (3)식은, 상기 (2)식에 비해, 식을 만족시키는 L의 값이 작아지므로, 전해질막(114)의 치수가 만족시켜야 할 조건으로서는 보다 완만한 조건이다. 따라서, 전해질막(114)의 파단을 보다 확실하게 방지한다는 의미에서는, (3)식보다도 (2)식 또는 (1)식을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 (1)식에 있어서도, 상기 가정 3(전해질막(114)은 건조 상태로 함)과 같이 실제 조건보다도 엄격한 조건을 가정하고 있으므로, 전해질막(114)의 파단을 저감시킨다는 의미에서 충분히 유효한 식이 되고 있다.Since the value of L satisfying the formula becomes smaller in the above formula (3) than in the above formula (2), the condition that the dimension of the electrolyte film 114 should satisfy is a gentler condition. Therefore, from the viewpoint of more reliably preventing the breakage of the electrolyte membrane 114, it is preferable to use the formula (2) or (1) rather than the formula (3). As described above, in the above equation (1), since the conditions are assumed to be stricter than the actual conditions, such as assumption 3 (the electrolyte membrane 114 is in the dry state), the breakage of the electrolyte membrane 114 And it is a sufficiently effective formula in the sense that it reduces.

수지 프레임(300)의 평균 선팽창 계수 CTEf는, 이하의 (4)식으로 부여된다.The average coefficient of linear expansion CTE f of the resin frame 300 is given by the following equation (4).

CTEf=(E1ㆍt1ㆍk1+E2ㆍt2ㆍk2)/(E1ㆍt1+E2ㆍt2)ㆍㆍㆍ(4)CTE f = (E1? T1? K1 + E2? T2? K2) / (E1? T1 + E2? T2)

여기서, E1은 저온 T1에 있어서의 코어층(310)의 영률, t1은 코어층(310)의 두께, k1은 온도 범위 T1 내지 T2에 있어서의 코어층(310)의 평균 선팽창 계수, E2는 저온 T1에 있어서의 접착제층(320)의 영률, t2는 2층분의 접착제층(320)의 합계 두께, k2는 온도 범위 T1 내지 T2에 있어서의 접착제층(320)의 평균 선팽창 계수이다.E1 is the Young's modulus of the core layer 310 at the low temperature T1, t1 is the thickness of the core layer 310, k1 is the average linear expansion coefficient of the core layer 310 in the temperature range T1 to T2, E2 is the low temperature T2 is the total thickness of the two adhesive layers 320 and k2 is the average coefficient of thermal expansion of the adhesive layer 320 in the temperature range T1 to T2.

이 (4)식은, 고온 T2에서 코어층(310)과 접착제층(320)의 사이에 응력이 없고, 고온 T2로부터 저온 T1까지 온도가 저하되었을 때에 코어층(310)과 접착제층(320)의 응력이 균형을 이루는 것을 가정하여 유도한 것이다. 예를 들어, 코어층(310)으로서 PEN을 사용한 경우에는, 수지 프레임(300)의 평균 선팽창 계수 CTEf는 20ppm 내지 60ppm 정도의 값이 된다. 또한, 수지 프레임(300)으로서 도 2에 도시한 것과 같은 3층 필름이 아니라, 단층 필름을 사용한 경우에는, 그 필름 자체의 평균 선팽창 계수가 사용된다.The equation (4) shows that when there is no stress between the core layer 310 and the adhesive layer 320 at a high temperature T2 and the temperature decreases from the high temperature T2 to the low temperature T1, And stress is assumed to be balanced. For example, when PEN is used as the core layer 310, the coefficient of linear thermal expansion CTE f of the resin frame 300 is about 20 ppm to 60 ppm. When a single-layer film is used instead of the three-layer film as shown in Fig. 2 as the resin frame 300, the average linear expansion coefficient of the film itself is used.

도 4a, 도 4b는, 상기 (1)식과 (2)식을 만족시키는 치수의 예를 나타내는 도면이다. 거리 X는 1 내지 10mm의 범위로 하고, 거리 L은 50 내지 800㎛이 범위로 하였다. 또한, 저온 T1을 -40℃, 고온 T2를 100℃, 온도차 ΔT를 140℃, 수지 프레임(300)의 평균 선팽창 계수 CTEf를 38ppm, 저온 T1에 있어서의 전해질막(114)의 파단 신율 t를 0.25, 전해질막(114)의 평균 선팽창 계수 CTEm을 60ppm으로 하였다. 도면 중의 「○」 표시는, (1)식 또는 (2)식을 만족시키는 거리 L를 나타내고 있고, 「×」는 (1)식 또는 (2)식을 만족시키지 않는 거리 L를 나타내고 있다. 이 예에서는, 거리 L이 50㎛인 경우에는, 거리 X의 값에 의해 (1)식 또는 (2)식을 만족시키지 않는 경우가 있음을 이해할 수 있다. 한편, 거리 L이 200㎛ 이상이면, 거리 X의 값에 구애받지 않고 (1)식과 (2)식이 충족되고 있다. 또한, 전해질막(114)의 평균 선팽창 계수 CTEm을 고려한 (2)식의 결과도, 이것을 고려하지 않은 (1)식의 결과와 거의 동일하다. 이 결과에서도, (1)식을 사용하면, 전해질막(114)의 파단 방지의 관점에서 충분한 효과가 얻어지는 것을 이해할 수 있다.Figs. 4A and 4B are views showing examples of dimensions satisfying the above equations (1) and (2). The distance X is in the range of 1 to 10 mm, and the distance L is in the range of 50 to 800 μm. In addition, the elongation at break t of the electrolyte membrane 114 at the low temperature T1 is calculated as follows: the low temperature T1 is -40 占 폚, the high temperature T2 is 100 占 폚, the temperature difference? T is 140 占 폚, the average coefficient of linear expansion CTE f of the resin frame 300 is 38 ppm 0.25, and the average coefficient of linear expansion CTE m of the electrolyte membrane 114 was 60 ppm. The symbol &quot; o &quot; in the figure indicates the distance L satisfying the expression (1) or (2), and the symbol &quot; x &quot; indicates the distance L not satisfying the expression (1) or (2). In this example, when the distance L is 50 占 퐉, it can be understood that the expression (1) or (2) may not be satisfied depending on the value of the distance X. On the other hand, if the distance L is 200 m or more, the equations (1) and (2) are satisfied regardless of the value of the distance X. [ Also, the result of the formula (2) in consideration of the average coefficient of linear expansion CTE m of the electrolyte film 114 is almost the same as the result of the formula (1) in which this is not taken into consideration. From this result, it is understood that sufficient effect can be obtained from the viewpoint of preventing the breakage of the electrolyte film 114 by using the formula (1).

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 상기 (1)식 또는 (2)식을 만족시키도록 연료 전지의 단셀(10)을 구성하므로, 온도차가 큰 환경 하에서 사용한 경우에도, 저온이 되어 수지 프레임이 수축되며 전해질막이 파단될 가능성을 저감시키는 것이 가능하다.As described above, in this embodiment, since the single cell 10 of the fuel cell is configured to satisfy the above-mentioned formula (1) or (2), even when used under an environment with a large temperature difference, And it is possible to reduce the possibility that the electrolyte membrane is broken.

본 발명은 상술한 실시 형태나 실시예, 변형예로 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, [발명의 내용]의 란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시 형태, 실시예, 변형예 중의 기술적 특징은, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 또는 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 적절하게, 대체나 조합을 행하는 것이 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절하게, 삭제하는 것이 가능하다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be implemented in various configurations within the scope not departing from the spirit of the invention. For example, technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features of the respective aspects described in the column of [contents of the invention] may be applied to solve some or all of the problems described above, In order to achieve some or all of the effect, it is possible to perform substitution or combination as appropriate. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, it is possible to delete them appropriately.

Claims (2)

연료 전지의 단셀에 있어서,
전해질막을 갖는 막 전극 접합체(110)와, 상기 막 전극 접합체(110)의 양면에 적층된 가스 확산층을 갖는 막 전극 가스 확산층 접합체(120)와,
상기 막 전극 가스 확산층 접합체의 외주 영역(126)에 접착된 프레임 형상의 수지 프레임(300)과,
상기 수지 프레임이 접착된 상기 막 전극 가스 확산층 접합체를 끼움 지지하는 세퍼레이터이며, 각각 요철을 갖는 2개의 세퍼레이터(210, 220)
를 포함하고,
상기 수지 프레임(300)이 접착되어 있는 상기 막 전극 가스 확산층 접합체(120)의 상기 외주 영역(126)에서는, 상기 막 전극 접합체 상에 상기 가스 확산층이 형성되어 있지 않으며,
상기 전해질막 또는 상기 전해질막 상에 형성된 전극 촉매층에 상기 수지 프레임(300)이 접착되어 있고,
상기 2개의 세퍼레이터(210, 220)의 요철 중, 상기 수지 프레임이 접착된 상기 막 전극 가스 확산층 접합체에 접촉하는 부분을 볼록부로 하고, 상기 막 전극 가스 확산층 접합체로부터 이격되어 있는 부분을 오목부로 할 때,
상기 세퍼레이터는, 상기 볼록부로서, 제1 볼록부(211)와 제2 볼록부(213)를 포함하고,
상기 수지 프레임이 접착되어 있는 상기 막 전극 가스 확산층 접합체의 상기 외주 영역(126)은, 상기 2개의 세퍼레이터의 대향하는 오목부(212)로 형성되는 공간 내에 수납되어 있으며,
상기 수지 프레임은, 상기 오목부(212)보다도 외주측에서 대향하는 상기 2개의 세퍼레이터의 제1 볼록부(211, 221)로 끼움 지지되어, 접착되어 있고,
상기 막 전극 가스 확산층 접합체는, 상기 오목부(212)보다도 내주측에서 대향하는 상기 2개의 세퍼레이터의 제2 볼록부(213, 223)로 끼움 지지되어 있으며,
상기 막 전극 가스 확산층 접합체의 외형의 변의 임의의 위치에 있어서 상기 변의 방향에 수직인 절단면에서 상기 단셀을 절단한 단면에 있어서,
상기 제1 볼록부(211)와 접착된 상기 수지 프레임(300)의 접착 부분 중 최내주 위치와, 상기 수지 프레임(300)의 내주단부의 사이의 거리를 X로 하고,
상기 수지 프레임(300)의 내주단부와, 상기 제2 볼록부(213)로 끼움 지지된 상기 막 전극 가스 확산층 접합체(120)의 끼움 지지 부분 중 최외주 위치와의 사이의 거리를 L로 하며,
-40℃인 저온 T1로부터 100℃인 고온 T2까지의 온도차를 ΔT로 하고,
상기 수지 프레임(300)의 상기 저온 T1로부터 상기 고온 T2에 걸친 평균 선팽창 계수를 CTEf로 하며,
상기 저온 T1에 있어서의 상기 전해질막(114)의 파단 신율을 t로 하고,
상기 거리 X, L를 상기 고온 T2에 있어서의 치수로 했을 때,
X×ΔT×CTEf<L×t의 관계를 만족시키는,
연료 전지의 단셀.In a single cell of a fuel cell,
A membrane electrode assembly (110) having an electrolyte membrane, a membrane electrode gas diffusion layer assembly (120) having a gas diffusion layer laminated on both sides of the membrane electrode assembly (110)
A frame-shaped resin frame 300 bonded to the outer peripheral region 126 of the membrane electrode gas diffusion layer junction body,
And a separator (210, 220) having projections and depressions, wherein the separator (210, 220)
Lt; / RTI &gt;
In the outer peripheral region 126 of the membrane electrode gas diffusion layer junction body 120 to which the resin frame 300 is adhered, the gas diffusion layer is not formed on the membrane electrode assembly,
The resin frame 300 is adhered to the electrolyte membrane or the electrode catalyst layer formed on the electrolyte membrane,
When a portion of the unevenness of the two separators (210, 220) which is in contact with the membrane electrode gas diffusion layer junction body to which the resin frame is bonded is a convex portion and the portion apart from the membrane electrode gas diffusion layer junction body is a concave portion ,
The separator includes the first convex portion 211 and the second convex portion 213 as the convex portion,
The outer circumferential region 126 of the membrane electrode gas diffusion layer junction body to which the resin frame is adhered is housed in a space formed by the opposing concave portions 212 of the two separators,
The resin frame is sandwiched and adhered by the first convex portions 211 and 221 of the two separators opposed to each other on the outer peripheral side of the concave portion 212,
The membrane electrode gas diffusion layer junction body is sandwiched between the second convex portions 213 and 223 of the two separators opposed to each other on the inner peripheral side of the concave portion 212,
In a cross-section where the single cell is cut at a cut surface perpendicular to the direction of the side at an arbitrary position on the sides of the external shape of the membrane electrode gas diffusion layer bonded body,
The distance between the innermost circumference position and the inner circumferential end of the resin frame 300 among the bonding portions of the resin frame 300 bonded to the first convex portion 211 is X,
The distance between the inner circumferential end of the resin frame 300 and the outermost circumferential position of the fitting portion of the membrane electrode gas diffusion layer bonded body 120 held by the second convex portion 213 is L,
A temperature difference from low temperature T1 at -40 deg. C to high temperature T2 at 100 deg. C is defined as DELTA T,
An average linear expansion coefficient from the low temperature T1 to the high temperature T2 of the resin frame 300 is taken as CTE f ,
The elongation at break of the electrolyte membrane 114 at the low temperature T1 is t,
When the distances X and L are defined as the dimensions at the high temperature T2,
Satisfying the relationship X × ΔT × CTE f <L × t,
Single cell of fuel cell. 제1항에 있어서,
상기 전해질막(114)의 상기 저온 T1로부터 상기 고온 T2에 걸친 평균 선팽창 계수를 CTEm으로 했을 때, X×ΔT×CTEf<(1-ΔT×CTEm)L×t의 관계를 만족시키는, 연료 전지의 단셀.The method according to claim 1,
When from the low temperature T1 of the electrolyte membrane 114 have an average linear thermal expansion coefficient over the temperature T2 to the CTE m, satisfying the relationship X × ΔT × CTE f <( 1-ΔT × CTE m) L × t, Single cell of fuel cell.
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