JP2005285350A - Polymer electrolyte fuel cell - Google Patents
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Abstract
【課題】信頼性の高い組み立て性を有し、かつ電池運転時には、優れたシール性および安定した出力特性を有する高分子電解質型燃料電池を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の高分子電解質型燃料電池は、電極とシール部材との間に生じる隙間部分に、吸水により膨潤する物質からなる吸水材を備えている。組み立て時には、シール部材と電極との間のクリアランスを充分に確保できるから、組み立てが容易となる。また、組み立てられた燃料電池の稼働時には、供給される反応ガス中の水および/または電極部において電気化学反応により生成する水を前記隙間の吸水材が吸水して膨潤する。従って、前記隙間へのガスの流出を抑制できる。
【選択図】図7
An object of the present invention is to provide a polymer electrolyte fuel cell that has a highly reliable assembly property and has excellent sealing properties and stable output characteristics during battery operation.
A polymer electrolyte fuel cell according to the present invention includes a water absorbing material made of a substance that swells due to water absorption in a gap formed between an electrode and a seal member. At the time of assembly, the clearance between the seal member and the electrode can be sufficiently secured, so that the assembly becomes easy. Further, when the assembled fuel cell is in operation, the water absorbing material in the gap absorbs water in the reaction gas supplied and / or water generated by an electrochemical reaction in the electrode portion, and swells. Therefore, the outflow of gas to the gap can be suppressed.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は、ポータブル電源、携帯機器用電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネレーションシステム等に使用される高分子電解質型燃料電池に関する。 The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell used for a portable power source, a power source for portable devices, a power source for electric vehicles, a domestic cogeneration system, and the like.
高分子電解質膜を用いた燃料電池は、水素を含有する燃料ガスと、空気などの酸素を含有する酸化剤ガスとを、電気化学的に反応させることにより、電力と熱とを同時に発生させる。この燃料電池は、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜、および高分子電解質膜の両面に形成された一対の電極、すなわちアノードとカソードから構成される。これをMEA(電解質膜・電極接合体)と呼ぶ。電極は、白金族金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とし、高分子電解質膜の両面に形成される触媒層、および前記触媒層の外面に形成される、通気性と電子導電性とを併せ持つガス拡散層からなる。 A fuel cell using a polymer electrolyte membrane generates electric power and heat simultaneously by electrochemically reacting a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen such as air. This fuel cell includes a polymer electrolyte membrane that selectively transports hydrogen ions, and a pair of electrodes formed on both sides of the polymer electrolyte membrane, that is, an anode and a cathode. This is called MEA (electrolyte membrane / electrode assembly). The electrode is mainly composed of carbon powder supporting a platinum group metal catalyst, and has both a catalyst layer formed on both surfaces of the polymer electrolyte membrane and an air permeability and electronic conductivity formed on the outer surface of the catalyst layer. It consists of a gas diffusion layer.
次に、供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスが外にリークしたり、二種類のガスが互いに混合したりしないように、電極の周囲には、高分子電解質膜を挟んでガスケット等のシール材が配置される。このシール材は、電極および高分子電解質膜と一体化してあらかじめ組み立てられる。通常これもMEAと呼ばれるが、シール材を含むものを特にMESA(電解質膜・電極・シール材接合体)と呼ぶこともある。
MEAの外側には、これを機械的に固定するとともに、隣接したMEAを互いに電気的に直列に接続する導電性のセパレータ板が配置される。セパレータ板は、電極面に反応ガスを供給し、生成ガスや余剰ガスを運び去るためのガス流路を有する。ガス流路は、セパレータ板と別に設けることもできるが、セパレータ板の表面に溝を設けてガス流路とする方式が一般的である。
Next, in order to prevent the supplied fuel gas and oxidant gas from leaking out or mixing the two kinds of gases with each other, a sealing material such as a gasket is sandwiched around the polymer electrolyte membrane. Is placed. This sealing material is integrated with the electrode and the polymer electrolyte membrane in advance. Usually, this is also called MEA, but the one containing the sealing material is sometimes called MESA (electrolyte membrane / electrode / sealing material assembly).
Outside the MEA, a conductive separator plate that mechanically fixes the MEA and electrically connects adjacent MEAs to each other in series is disposed. The separator plate has a gas flow path for supplying reaction gas to the electrode surface and carrying away generated gas and surplus gas. Although the gas flow path can be provided separately from the separator plate, a method of providing a gas flow path by providing a groove on the surface of the separator plate is generally used.
セパレータ板の溝に反応ガスを供給するためは、反応ガスを供給する配管を、使用するセパレータ板の枚数に分岐し、その分岐先を直接セパレータ板上の溝につなぎ込む配管治具が必要となる。この治具をマニホールドと呼び、上記のような反応ガスの供給配管から直接つなぎ込むタイプを外部マニホールドと呼ぶ。また、このマニホールドには、構造をより簡単にした内部マニホールドと呼ぶ形式のものがある。内部マニホールドとは、ガス流路を形成したセパレータ板に、貫通した孔を設け、ガス流路の出入り口をこの孔に連絡し、この孔から直接反応ガスを供給するものである。 In order to supply the reaction gas to the groove of the separator plate, a piping jig that branches the piping for supplying the reaction gas to the number of separator plates to be used and directly connects the branch destination to the groove on the separator plate is required. Become. This jig is called a manifold, and the type that connects directly from the reaction gas supply pipe as described above is called an external manifold. In addition, there is a type of this manifold called an internal manifold with a simplified structure. The internal manifold is a separator plate in which a gas flow path is formed with a through-hole, the gas flow path is connected to this hole, and the reaction gas is supplied directly from the hole.
燃料電池は運転中に発熱するので、電池を良好な温度状態に維持するためには、冷却水等で冷却する必要がある。通常、1〜3セル毎に冷却部を設ける。セパレータ板の背面に冷却水用の流路を設けて冷却部とする場合が多い。これらのMEAとセパレータ板とを交互に重ねていき、10〜200セル積層した後、その積層体を集電板および絶縁板を介して端板で挟み、締結ボルトで両端から固定するのが一般的な積層電池の構造である。 Since the fuel cell generates heat during operation, it is necessary to cool it with cooling water or the like in order to maintain the battery in a favorable temperature state. Usually, a cooling part is provided for every 1 to 3 cells. In many cases, a cooling water flow path is provided on the back surface of the separator plate to form a cooling section. These MEAs and separator plates are alternately stacked, and after stacking 10 to 200 cells, the stacked body is sandwiched between end plates via current collector plates and insulating plates, and is generally fixed from both ends with fastening bolts. This is a typical stacked battery structure.
このような高分子電解質型燃料電池のシール材は、セパレータ板と電極との接触を行わせつつガスシールを行うため、高い寸法精度、十分な弾性、および十分な締め代を有することが要請される。このため、従来よりシール材として樹脂やゴム等からなるシート状のガスケット、あるいはゴムからなるOリング状のガスケット等が用いられている。
最近では、例えば、特許文献1および2のように、スタックの締結荷重を低減することにより構造部材の軽量化、簡素化、低コスト化を行うため、ガスケットのシールに必要な荷重を低減することが試みられている。また、ガスケットの断面形状についても、Oリング形状だけでなく、三角形状や半円形状等とすることが試みられている。
Such a polymer electrolyte fuel cell sealing material is required to have high dimensional accuracy, sufficient elasticity, and sufficient fastening allowance in order to perform gas sealing while making contact between the separator plate and the electrode. The For this reason, a sheet-like gasket made of resin, rubber, or the like, or an O-ring gasket made of rubber has been conventionally used as a sealing material.
Recently, as described in Patent Documents 1 and 2, for example, the load required for sealing the gasket is reduced in order to reduce the weight of the structural member by reducing the stack fastening load, simplify the structure, and reduce the cost. Has been tried. Further, the cross-sectional shape of the gasket has been attempted not only in the O-ring shape but also in a triangular shape or a semicircular shape.
また、断面形状がOリング等のある程度の断面積があるガスケットについては、ガスケットをセパレータ板側に構成することが試みられている。ガスケットがOリングの場合、ガスケットにより電解質膜をセパレータ板に押し付けることによりシールする。そのため、ガスシール構成として、アノード側ガスシールおよびカソード側ガスシールの2カ所が必要となり、シールに必要な部位が大型化するという問題がある。さらに、Oリング型ガスケットが填る溝をセパレータ板に設ける必要があり、その溝寸法を確保するため、セパレータ板の厚さを薄くできない等の制約がある。このような問題点を解消するため、シール材の省スペース化が試みられている。 For gaskets having a certain cross-sectional area such as an O-ring, it has been attempted to configure the gasket on the separator plate side. When the gasket is an O-ring, sealing is performed by pressing the electrolyte membrane against the separator plate with the gasket. Therefore, the gas seal configuration requires two locations, the anode side gas seal and the cathode side gas seal, and there is a problem that the part necessary for the sealing is enlarged. Furthermore, it is necessary to provide the separator plate with a groove to be filled with the O-ring type gasket, and there is a restriction that the thickness of the separator plate cannot be reduced in order to ensure the groove size. In order to solve such problems, attempts have been made to save the space of the sealing material.
一般的には、シール材としてOリング状または平形状ガスケットで電解質膜を挟んでシールする。
シール材がOリング状ガスケットの場合は、Oリングが填る溝をセパレータ板に設ける必要があり、その溝寸法を確保するためセパレータ板の厚さを薄くできない等の制約がある。これにより、積層電池の体積の増大、コストの増大、セパレータ板形状の複雑化をもたらし、セパレータ板加工時における歩留まりが悪化する原因となる。
Generally, sealing is performed by sandwiching an electrolyte membrane with an O-ring or flat gasket as a sealing material.
When the sealing material is an O-ring gasket, it is necessary to provide a groove for the O-ring to fill the separator plate, and there is a restriction that the thickness of the separator plate cannot be reduced in order to ensure the groove dimension. This causes an increase in the volume of the laminated battery, an increase in cost, and a complicated separator plate shape, resulting in a deterioration in yield during the processing of the separator plate.
また、積層電池を組み付ける際、セパレータ板上にMEAを配し、さらにその上にセパレータ板またはOリング状ガスケットとセパレータ板を配する。この工程を繰り返して電池積層体を構成する。その際、MEAの上に配するOリング状ガスケットまたはセパレータ板は、組み付け治具のガイドを用いて組み付けられる。しかし、各部品には寸法誤差があり、電極とOリング状ガスケットまたはセパレータ板との組み付け性の観点から、Oリング状ガスケットと電極の間には、作業性あるいは製造の歩留まり性を確保するためのクリアランスが必要である。 Further, when assembling the laminated battery, the MEA is arranged on the separator plate, and further, the separator plate or the O-ring gasket and the separator plate are arranged thereon. This process is repeated to form a battery stack. At that time, the O-ring gasket or separator plate arranged on the MEA is assembled using a guide of an assembling jig. However, each part has a dimensional error. From the viewpoint of assembling between the electrode and the O-ring gasket or the separator plate, between the O-ring gasket and the electrode, to ensure workability or manufacturing yield. Clearance is required.
このクリアランスが小さい場合は、組み付け時の信頼性が低くなる。例えば、Oリング状ガスケットに電極の一部が噛み込むことによりシール不良が生じる。また、電極にOリング状ガスケットが当たることにより、電極に対して過大な面圧が生じ、電解質膜の破損や耐久性の低下等により電池性能が低下する。
したがって、Oリング状ガスケットと電極との間のクリアランスを小さくする場合は、部品寸法の精度を向上する必要性があり、歩留まりの低下および部品コストの上昇を招いてしまう。特に、成形セパレータ板では、組み立て時に用いるガイド部等の加工精度に限界があり、Oリング状ガスケットと電極との間のクリアランスを低減することが困難である。このため、セパレータ板を成形した後、ガイド部分を後加工で追加せねばならず、その分コストが上昇する。
When this clearance is small, the reliability at the time of assembly becomes low. For example, a seal failure occurs when a part of the electrode bites into the O-ring gasket. Further, when the O-ring-shaped gasket hits the electrode, an excessive surface pressure is generated on the electrode, and the battery performance is deteriorated due to breakage of the electrolyte membrane or deterioration of durability.
Therefore, when the clearance between the O-ring gasket and the electrode is made small, it is necessary to improve the accuracy of the component dimensions, leading to a decrease in yield and an increase in component cost. In particular, in the molded separator plate, there is a limit to the processing accuracy of the guide portion used at the time of assembly, and it is difficult to reduce the clearance between the O-ring gasket and the electrode. For this reason, after the separator plate is formed, the guide portion must be added by post-processing, and the cost increases accordingly.
一方、組み付け性を確保するために、Oリング状ガスケットと電極との間のクリアランスを大きくすると、反応ガスがそのクリアランスに流れ込む。そのため、セパレータ板のガス流路に反応ガスが流れなくなる可能性がある。また、MEAおよびOリング状ガスケットの組み付け誤差等により、各単セル毎のクリアランスにばらつきが生じると、各単セル間の圧力損失にばらつきが生じてしまう。このとき、積層電池において各単セルの圧力損失に見合う反応ガスがそれぞれの単セルに流れるため、反応ガスの流量にばらつきが生じる。このため、各単セル間の電池性能がばらつき、発電電圧の低下、耐久性の低下、または低出力運転時の安定性の低下等の弊害が生じてしまう。これらの症状は、反応ガスの利用率が比較的大きい燃料ガス側で顕著である。
本発明は、積層電池組み立て時には、信頼性の高い組み立て性を有し、かつ積層電池運転時には、シール部材と電極との間のクリアランスを低減することにより、優れたシール性および安定した出力特性を有する高分子電解質型燃料電池を提供することを目的とする。 The present invention has a reliable assembling property when assembling the laminated battery, and reduces the clearance between the seal member and the electrode during the operation of the laminated battery, thereby providing excellent sealing performance and stable output characteristics. An object of the present invention is to provide a polymer electrolyte fuel cell.
以上の課題を解決するために本発明の高分子電解質型燃料電池は、水素イオン伝導性高分子電解質膜、前記高分子電解質膜の両面に配置した一対の電極、前記電極に反応ガスを供給するガス流路を有する一対の導電性セパレータ板、および前記電極と導電性セパレータ板との気密を保つ一対のシール部材を具備し、前記電極と前記シール部材との間に生じる隙間部分の少なくとも一部に、吸水により膨潤する物質からなる吸水材を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention includes a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane, a pair of electrodes disposed on both sides of the polymer electrolyte membrane, and a reactive gas supplied to the electrodes. A pair of conductive separator plates having a gas flow path, and a pair of seal members that keep the electrodes and the conductive separator plates airtight, and at least a part of a gap formed between the electrodes and the seal members And a water-absorbing material made of a substance that swells due to water absorption.
本発明によれば、電極とシール部材との間に生じる隙間部分に設けた吸水材が、電池稼働時に供給される反応ガスおよび/または反応により生成する水分を吸収して膨潤する。従って、電極とシール部材との隙間を、電池の組み立てに支障を来さない程度にしても、電池稼働時には膨張した吸水材によって前記隙間にガスが流れ込むのを抑制することができる。このため、ガスのシールが確保できるばかりでなく、反応ガスが前記隙間部分へ流れることによる電池性能の低下を抑制することができる。また、電池の組み立てが容易となり、電池スタックの締結力の低減による電池構成部材のコンパクト化、シールに必要なスペースのコンパクト化によるセパレータ板の薄型化などを図ることができる。これらにより、電池の信頼性および量産時における歩留まりを向上することができる。 According to the present invention, the water absorbing material provided in the gap formed between the electrode and the seal member absorbs the reaction gas supplied during battery operation and / or moisture generated by the reaction and swells. Therefore, even if the gap between the electrode and the seal member is set so as not to hinder the assembly of the battery, the gas can be prevented from flowing into the gap due to the expanded water absorbing material when the battery is operating. For this reason, not only can a gas seal be secured, but also a decrease in battery performance due to the reaction gas flowing into the gap can be suppressed. Further, the battery can be easily assembled, and the battery component can be made compact by reducing the fastening force of the battery stack, and the separator plate can be made thin by making the space necessary for sealing compact. As a result, the reliability of the battery and the yield during mass production can be improved.
本発明の高分子電解質型燃料電池は、前記のように、電極とシール部材との間に生じる隙間部分に、吸水により膨潤する物質からなる吸水材を備えている。これにより、組み立て時には、シール部材と電極との間のクリアランスを充分に確保できるから、組み立てが容易となる。また、組み立てられた燃料電池の稼働時には、供給される反応ガス中の水および/または電極部において電気化学反応により生成する水をクリアランス部に備えられた吸水材が吸水して膨潤する。これにより、組み立て時よりもクリアランスを小さくできる。従って、クリアランスへ反応ガスが流出するのを抑えることができ、安定した発電性能が得られる。 As described above, the polymer electrolyte fuel cell of the present invention includes a water absorbing material made of a substance that swells due to water absorption in a gap formed between the electrode and the seal member. Thereby, at the time of assembly, a sufficient clearance can be ensured between the seal member and the electrode, so that assembly is facilitated. When the assembled fuel cell is in operation, the water-absorbing material provided in the clearance portion absorbs water in the supplied reaction gas and / or water generated by an electrochemical reaction in the electrode portion and swells. Thereby, a clearance can be made smaller than the time of an assembly. Therefore, the reaction gas can be prevented from flowing out to the clearance, and stable power generation performance can be obtained.
ここに用いる吸水材は、電池組み立て時においてクリアランス部に容易に設置できる形態を有することが好ましい。例えば、高分子電解質膜と同じ材料のシートを線状に切り出し、クリアランス部に、電極の一部またはほぼ全周に沿うように、設置することが好ましい。
吸収材は、前記のシートから切り出したものの代わりに、繊維状または準繊維状の高分子材料をクリアランス部に、電極の一部またはほぼ全周に沿うように設置することができる。
It is preferable that the water absorbing material used here has a form that can be easily installed in the clearance portion during battery assembly. For example, it is preferable to cut out a sheet of the same material as that of the polymer electrolyte membrane in a linear shape, and to install it in the clearance portion so as to be along a part or almost the entire circumference of the electrode.
As the absorbent material, a fibrous or quasi-fibrous polymer material can be installed in the clearance portion along a part or almost the entire circumference of the electrode instead of the material cut out from the sheet.
吸水材の素材には、パーフルオロカーボンスルホン酸系、ポリアクリル酸塩系、ポリ(イソブチレン−無水マレイン酸)塩系、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩)系、N−ビニルアセトアミド重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリ(メタクリロイルオキシエチル四級化アンモニウムクロリド)、N,N−ジメチル−N−(3−アクリルアミドプロピル)−N−(カルボキシメチル)アンモニウム内部塩重合体、セルロースファイバーなどが用いられ、これらを単体または2種以上の複合体として用いてもよい。例えば、住友精化(株)よりアクアキープの名で販売されている衛生材料用ポリアクリル酸塩系吸水性樹脂やアクアコークの名で販売されている熱可塑性の吸水性樹脂などを用いることができる。
吸水材は、また、長時間の使用に耐えるには耐酸性であることが好ましい。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
The water-absorbing material includes perfluorocarbon sulfonic acid, polyacrylate, poly (isobutylene-maleic anhydride), poly (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate), N-vinylacetamide Polymer, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, poly (methacryloyloxyethyl quaternized ammonium chloride), N, N-dimethyl-N- (3-acrylamidopropyl) -N- (carboxymethyl) ammonium inner salt polymer, cellulose fiber These may be used, and these may be used alone or as a composite of two or more. For example, it is possible to use a polyacrylate water-absorbent resin for sanitary materials sold under the name of Aqua Keep from Sumitomo Seika Co., Ltd. or a thermoplastic water-absorbent resin sold under the name of Aqua Coke. it can.
The water absorbing material is also preferably acid resistant to withstand long-term use.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
アノード側セパレータ板の正面図を図1に、その背面図を図2に示す。
アノード側セパレータ板10は、各一対の燃料ガス用マニホールド孔12、酸化剤ガス用マニホールド孔13、冷却水用マニホールド孔14、および予備用マニホールド孔15、ならびに4個の締結用ボルト穴11を有する。
アノード側セパレータ板10のアノードに対向する面には、一対の燃料ガス用マニホールド孔12に連絡されてアノードに燃料ガスを供給するガス流路16が設けられている。ガス流路16は、並行する4本の溝により構成されている。
A front view of the anode side separator plate is shown in FIG. 1, and a rear view thereof is shown in FIG.
The
A surface of the
セパレータ板10は、その背面に一対の冷却水用マニホールド孔14を連絡する冷却水用の流路18を有する。流路18は、並行する6本の溝により構成されている。セパレータ板10の背面には、さらに各一対の燃料ガス用マニホールド孔12および酸化剤ガス用マニホールド孔13の周りをそれぞれ囲むようにOリングを設置するためのOリング用溝12aおよび13aが設けられている。さらに、セパレータ板10の背面には、冷却水用マニホールド孔14、予備用マニホールド孔15、および冷却水用の流路14bの周りを囲むOリング用溝14aが設けられている。
The
カソード側セパレータ板の正面図を図3に、その背面図を図4に示す。
カソード側セパレータ板20は、各一対の燃料ガス用マニホールド孔22、酸化剤ガス用マニホールド孔23、冷却水用マニホールド孔24、および予備用マニホールド孔25、並びに4個の締結用ボルト穴21を有する。
カソード側セパレータ板20のカソードに対向する面には、一対の酸化剤ガス用マニホールド孔23に連絡されてカソードに酸化剤ガスを供給するガス流路27が設けられている。ガス流路27は、並行する7本の溝により構成されている。
セパレータ板20は、その背面に、一対の冷却水用マニホールド孔24を連絡する冷却水用の流路28を有する。流路28は、並行する6本の溝により構成されている。
A front view of the cathode separator plate is shown in FIG. 3, and a rear view thereof is shown in FIG.
The
On the surface of the
The
図5にアノード側シール部材の正面図を、図6にカソード側シール部材の正面図を示す。
上記アノード側セパレータ板10上に接着されるアノード側シール部材30は、アノード側セパレータ板におけるガス流路16および一対の燃料ガス用マニホールド孔12の外周を囲んで1つの閉ループを構成する第1のアノード側シール部37を有する。第1のアノード側シール部37は、図5において、斜線を施した部分に相当する。アノード側シール部材30は、さらに、酸化剤ガス用マニホールド孔13、冷却水用マニホールド孔14、および予備用マニホールド孔15をそれぞれ独立に囲むマニホールド孔シール部33、34および35、並びに上記のカソード側セパレータ板20のガス流路27のマニホールド孔23につらなる部分の両側を囲むシール部38aおよび38bを有する。マニホールド孔シール部33は、連結部39aにより第1のアノード側シール部37につながっている。マニホールド孔シール部34および35は相互に連結されており、一方の端部は連結部39bにより、また他方の端部は連結部39cにより、それぞれ第1のアノード側シール部37につながっている。
FIG. 5 shows a front view of the anode side seal member, and FIG. 6 shows a front view of the cathode side seal member.
The anode-
一方、上記カソード側セパレータ板20に接着されるカソード側シール部材40は、セパレータ板20における各マニホールド孔と対応する燃料ガス用マニホールド孔42、酸化剤用マニホールド孔43、冷却水用マニホールド孔44、および予備用マニホールド孔45、並びにボルト穴41を有し、カソードと対応する部分に切り欠き部47を有する。
On the other hand, the cathode
上記のアノード側シール部材30は、その裏面の粘着層をアノード側セパレータ板10のアノードと対向する側の面に接着させることにより、アノード側シール部材30がアノード側セパレータ板10に固定される。
一方、カソード側シール合部材40は、その裏面の粘着層をカソード側セパレータ板20のカソードと対向する側の面に接着させることにより、カソード側シール部材40がカソード側セパレータ板20に固定される。
The anode-
On the other hand, the cathode
上記のアノード側シール部材30を備えたアノード側セパレータ板10とカソード側シール部材40を備えたカソード側セパレータ板20とで、一対の電極および高分子電解質膜からなるMEAを挟むことにより単電池が構成される。
一般的には、ガイドピンを立てた所定の組み立て用治具を用いて単電池を組み立てる。以下にその組み立ての手順の一例を示す。
A unit cell is formed by sandwiching an MEA composed of a pair of electrodes and a polymer electrolyte membrane between the anode
Generally, a unit cell is assembled using a predetermined assembly jig with a guide pin raised. An example of the assembly procedure is shown below.
まず、組み立て治具上に、上記のカソード側シール部材40を備えたカソード側セパレータ板20を配置する。このカソード側シール部材40を備えたカソード側セパレータ板20を図7に示す。次に、カソード側シール部材40の切り欠き部47の周縁部の内面に沿って、図7に51の一点鎖線で示すように、吸水材を配置する。その後、MEAをガイドピンに沿ってカソード側セパレータ板20上に配置する。次に、MEAのアノード側ガス拡散層の周縁部に沿って同様の吸水材を配置する。さらに、アノード側シール部材30を備えたアノード側セパレータ板10をMEA上に配する。
First, the cathode
上記のような手順で単電池を組み立てる場合、アノード側セパレータ板10を組み付ける際には、MEAとアノード側シール部材30との位置関係を目視することができないため、アノード側シール部材30が少しずれたりする場合がある。しかし、本実施の形態のアノード側シール部材30では、単電池の組み立て時において、アノード側シール部材30における切り欠き部47の内周部とMEAとの間には充分なクリアランスを設けることができる。このため、アノード側シール部材30がMEAに載り上げることがなく、安定したシール性を確保できる。
When assembling the unit cell according to the above procedure, when assembling the
このように、電極とシール部材との間のクリアランス部に吸水材を配置すると、電池の運転時には、吸水材は、供給される反応ガス中の水または電極部において電気化学反応により生成した水を吸収して膨潤する。これによって電極とシール部材との間のクリアランスを組み立て時よりも小さくできる。従って、クリアランス部への反応ガスの流出を抑制し、安定した発電性能を得ることができる。 As described above, when the water absorbing material is disposed in the clearance portion between the electrode and the seal member, the water absorbing material can supply water in the reaction gas supplied or water generated by an electrochemical reaction in the electrode portion during battery operation. Absorbs and swells. As a result, the clearance between the electrode and the seal member can be made smaller than that during assembly. Therefore, the outflow of the reaction gas to the clearance part can be suppressed, and stable power generation performance can be obtained.
ここでは、電極とシール部材との間のクリアランス部のほぼ全周に吸水材51を配置する構成とした。しかし、ガス流路の入口側マニホールド孔につらなる部分、すなわちガス導入部の近傍のみに、例えば、図7にA1およびB1で表す部分に吸水材を配してもよい。図7では、ガス流路の出口側マニホールド孔につらなる部分、すなわちガス排出部の近傍をA2およびB2で表している。A1とB1の部分のみでなくA2とB2の部分にも吸水材を配置するのが好ましい。図7のような構造の場合は、ガス流路27がマニホールド孔23とつながる部分の上には吸水材は配置しない。ガル流路がマニホールド孔23とつながる部分の上に、カバープレートを設けている場合は、吸水材をその上に配置してもよい。また、上記の構成では、吸水材51は、シール部材30とは独立の部材として組み入れたが、吸水材51をシール部材30またはMEAと一体化させた構造をとってもよい。
Here, the water-absorbing
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
《実施例1》
(i)セパレータ板の作製
等方性黒鉛板を機械加工することにより、実施の形態1の図1および図2に示すアノード側セパレータ板10、ならびに図3および図4に示すカソード側セパレータ板20を作製した。セパレータ板の厚さは3mm、ガス流路および冷却水流路の溝は3mmピッチで、溝幅1.5mmとした。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Example 1
(I) Production of separator plate By machining an isotropic graphite plate, anode-
(ii)シール部材の作製
図5および図6に示す実施の形態1と同様の粘着剤層を備えたシール部材30および40を次のようにして作製した。
まず、金型に厚さ100μmのポリイミドフィルムを設置し、金型を締め、温度200℃、射出圧力150kg/cm2の条件でフッ素ゴムを射出成形した。次いで、200℃で10時間二次架橋させ、厚さ125μmのフッ素ゴム層を形成した。その後、ブチルゴムからなる厚さ25μmの粘着剤層をポリイミドフィルムの裏面に転写により接合し、粘着剤層の表面はポリプロピレン製の離形フィルムで被覆した。その後、抜き型で打ち抜くことにより所定の形状のシール部材を作製した。
上のようにして得られたシール部材30および40をそれぞれセパレータ板10および20の上にセットし、100℃において2000kgfのプレス荷重で1分間ホットプレスして接合させた。
(Ii) Production of Seal
First, a polyimide film having a thickness of 100 μm was placed on a mold, the mold was fastened, and fluororubber was injection molded under conditions of a temperature of 200 ° C. and an injection pressure of 150 kg / cm 2 . Next, secondary crosslinking was carried out at 200 ° C. for 10 hours to form a fluororubber layer having a thickness of 125 μm. Thereafter, an adhesive layer made of butyl rubber and having a thickness of 25 μm was joined to the back surface of the polyimide film by transfer, and the surface of the adhesive layer was covered with a release film made of polypropylene. Then, the sealing member of the predetermined shape was produced by punching with a punching die.
The sealing
(iii)MEAの作製
アセチレンブラック系のカーボン粉末に、平均粒径約30Åの白金粒子を重量比4:1の割合で担持させ、電極用の触媒粉末を得た。この触媒粉末をイソプロパノール中に分散させた。これをパーフルオロカーボンスルホン酸粉末のエチルアルコール分散液と混合し、電極用ペーストを得た。スクリーン印刷法により、この電極用ペーストを原料として、厚さ250μmのカーボン不織布の一方の面に塗工して触媒層を形成し、電極を得た。触媒層中に含まれる白金量は0.5mg/cm2、パーフルオロカーボンスルホン酸の量は1.2mg/cm2とした。
(Iii) Preparation of MEA Platinum particles having an average particle size of about 30 mm were supported on an acetylene black carbon powder in a weight ratio of 4: 1 to obtain a catalyst powder for an electrode. This catalyst powder was dispersed in isopropanol. This was mixed with an ethyl alcohol dispersion of perfluorocarbon sulfonic acid powder to obtain an electrode paste. By applying this electrode paste as a raw material by screen printing, it was applied to one surface of a 250 μm thick carbon nonwoven fabric to form a catalyst layer to obtain an electrode. Amount of platinum contained in the catalyst layer is 0.5 mg / cm 2, the amount of perfluorocarbon sulfonic acid was 1.2 mg / cm 2.
これらの電極は、正極および負極共に同一構成で、見掛けの面積は100cm2である。このようにして作製した一対の電極で触媒層を内側にして水素イオン伝導性高分子電解質膜を挟み、ホットプレスすることにより、電解質膜・電極接合体(MEA)を作製した。水素イオン伝導性高分子電解質膜には、厚さ25μmのパーフルオロカーボンスルホン酸膜を用いた。
高分子電解質膜のサイズは後述するセパレータ板のサイズと同様とし、高分子電解質膜にはセパレータ板における一対の燃料ガス用マニホールド孔、冷却水用マニホールド孔、および酸化剤ガス用マニホールド孔に対応する穴を打ち抜き型により形成した。
These electrodes have the same configuration for both the positive electrode and the negative electrode, and the apparent area is 100 cm 2 . An electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) was produced by sandwiching a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane with the catalyst layer inside with a pair of electrodes produced in this manner and hot pressing. A perfluorocarbon sulfonic acid membrane having a thickness of 25 μm was used as the hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane.
The size of the polymer electrolyte membrane is the same as the size of the separator plate described later, and the polymer electrolyte membrane corresponds to a pair of fuel gas manifold holes, cooling water manifold holes, and oxidant gas manifold holes in the separator plate. A hole was formed by a punching die.
(iv)吸水材の作製
面積が1600cm2、厚さ125μmのパーフルオロカーボンスルホン酸のフィルム(高分子電解質膜に使用するもののように熱処理はしていない)を幅150μmとなるように切り出したものを用いた。この吸水材51を図8に示す。この吸水材について、以下の手順で溶出試験を行った。
50ccの水の中に吸水材を1g投入し、90℃で50時間放置した。その後、水中に溶出した各種物質を分析したところ、NH3<1ppm、TOC<100ppm、ハロゲン<1ppmであった。
(Iv) Production of water-absorbing material A film of perfluorocarbon sulfonic acid having an area of 1600 cm 2 and a thickness of 125 μm (not heat-treated like that used for polymer electrolyte membranes) cut to a width of 150 μm Using. This
1 g of the water absorbing material was put into 50 cc of water and left at 90 ° C. for 50 hours. Thereafter, various substances eluted in water were analyzed. As a result, NH 3 <1 ppm, TOC <100 ppm, and halogen <1 ppm.
(v)積層電池の組み立て
上記で得られたアノード側シール部材30を備えたアノード側セパレータ板10およびカソード側シール部材40を備えたカソード側セパレータ板20により、電極面積100cm2のMEAを挟み単位電池を構成した。このとき、アノード側セパレータ板10のOリング溝12a〜14aにそれぞれOリングを設置した。そして、単電池を積層する際には、セパレータ板10の冷却水用の流路18を有する面および隣接する単電池のセパレータ板20の冷却水用の流路28を有する面を向き合うように重ねることにより、冷却部を設けた。
(V) Assembly of laminated battery Unit obtained by sandwiching MEA having an electrode area of 100 cm 2 by the anode-
単電池の組み立て手順を以下に説明する。
ガイドピンを立てた所定の組み立て用治具を置き、その上にカソード側シール部材40を備えたカソード側セパレータ板20を配置した。次に、カソード側シール部材40の切り欠き部47の周縁部の内面に沿って、図7に一点鎖線で示すように、吸水材51を配置した。その後、MEAをガイドピンに沿って配置した。その際、MEAにおけるカソードがカソード側シール部材40における切り欠き部47の周縁部に配置された吸水材51に載り上げないよう慎重にMEAをカソード側セパレータ板に組み付けた。組み立て用治具に設置されたガイドピンと組み付けるこれらの部材との間にはクリアランスを要する。
The procedure for assembling the cell will be described below.
A predetermined assembly jig with a guide pin placed thereon was placed, and the cathode
MEAは、組み立て時の湿度により大きく寸法が変化するため、MEAとガイドピンとの間のクリアランスを大きく設ける必要がある。MEAを安定的に組み付けるには、ガイドピンとMEAとの間のクリアランスは1mm必要であった。MEAを設置した後に、MEAのアノード側ガス拡散層の周縁部に沿って吸水材51を配置した。ただし、この後組み付けられるアノード側セパレータ板のガス流路に接する部分には吸水材を配置しない。その後、アノード側シール部材30を備えたアノード側セパレータ板10を組み付けた。このとき、アノードとアノード側シール部材30における電極シール部37とのクリアランスを1.0mm確保した。セパレータ板10は、不透明であり、MEAへのアノード側セパレータ板10の組み付け状態を目視できないため、ガイドピンに従ってアノード側セパレータ板10を組み付けた。
Since the size of the MEA greatly changes depending on the humidity during assembly, it is necessary to provide a large clearance between the MEA and the guide pin. In order to assemble the MEA stably, the clearance between the guide pin and the MEA required 1 mm. After installing the MEA, the
上記の組み立て工程を繰り返して単電池を50セル積層し、その積層体の両端に集電板と絶縁板とを介してステンレス鋼製の端板を配し、締結ロッドにより1000kgfの締結荷重で締結した。この積層電池を電池Aとする。このように作成された積層電池を運転するときには、クリアランス部に配置された吸水材が吸水して膨潤することにより、クリアランスがほとんどない状態となった。このとき、感圧紙でMEAとセパレータ板にかかる圧力を確認した結果、MEAにかかる圧力は10kgf/cm2であった。 By repeating the above assembly process, 50 cells are stacked, stainless steel end plates are arranged on both ends of the stack through current collector plates and insulating plates, and fastened with a fastening load of 1000 kgf by a fastening rod did. This laminated battery is referred to as battery A. When the laminated battery thus produced was operated, the water absorbing material disposed in the clearance portion absorbed water and swelled, so that there was almost no clearance. At this time, as a result of confirming the pressure applied to the MEA and the separator plate with the pressure sensitive paper, the pressure applied to the MEA was 10 kgf / cm 2 .
電池Aについてガスのリークチェックを行った。出口側マニホールド孔を締め切り、入口側マニホールド孔からHeガスを0.5kgf/cm2の圧力で流入させ、そのときの流入ガス流量を調べた。酸化剤ガス側、燃料ガス側、冷却水側共にガスリークはなく、電池Aは流体シール性に問題のないことが確認された。 The battery A was checked for gas leaks. The outlet side manifold hole was closed, and He gas was introduced from the inlet side manifold hole at a pressure of 0.5 kgf / cm 2 , and the inflow gas flow rate at that time was examined. There was no gas leak on the oxidant gas side, the fuel gas side, and the cooling water side, and it was confirmed that the battery A had no problem in fluid sealability.
《比較例1》
吸水材をアノード側およびカソード側に配置しないこと以外は、実施例1と同様に組み立て用治具を用いて、同様の手順により電池Bを作製した。このとき、ガスケットと電極とのクリアランスは、アノード側およびカソード側でそれぞれ0.25mmとした。
<< Comparative Example 1 >>
A battery B was produced in the same procedure using the assembly jig as in Example 1 except that the water absorbing material was not disposed on the anode side and the cathode side. At this time, the clearance between the gasket and the electrode was 0.25 mm on the anode side and the cathode side, respectively.
電池Bについて実施例1と同様の条件でガスのリークチェックを行った。締結荷重は1000kgfで、MEAにかかる圧力が10kgf/cm2であったため、締結圧は1000kgfとした。その結果、一部の単セルにおいてガスの外部へのリークもしくは酸化剤ガス側から燃料ガス側へのクロスリーク、またはその両方が発生し、シール不良が生じた。 The battery B was checked for gas leakage under the same conditions as in Example 1. Since the fastening load was 1000 kgf and the pressure applied to the MEA was 10 kgf / cm 2 , the fastening pressure was 1000 kgf. As a result, in some of the single cells, a leak to the outside of the gas or a cross leak from the oxidant gas side to the fuel gas side or both occurred, resulting in poor sealing.
《比較例2》
ガスケットと電極とのクリアランスをアノード側およびカソード側でそれぞれ1.0mmとした以外は比較例1と同様の方法により電池Cを作製した。部材の組み付けは実施例1と同様に組み立て用治具を用いて同様の手順で行なった。
<< Comparative Example 2 >>
A battery C was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the clearance between the gasket and the electrode was 1.0 mm on the anode side and the cathode side, respectively. The assembly of the members was performed in the same procedure using the assembly jig as in Example 1.
電池Cについて実施例1と同様の条件でガスのリークチェックを行った。締結荷重は1000kgfで、MEAにかかる圧力が10kgf/cm2であったため、締結圧は1000kgfとした。その結果、酸化剤側、燃料ガス側、冷却水側共にガスリークはなく、積層電池としての流体シール性に問題のないことが確認された。 The battery C was subjected to a gas leak check under the same conditions as in Example 1. Since the fastening load was 1000 kgf and the pressure applied to the MEA was 10 kgf / cm 2 , the fastening pressure was 1000 kgf. As a result, there were no gas leaks on the oxidant side, fuel gas side, and cooling water side, and it was confirmed that there was no problem in fluid sealing performance as a laminated battery.
リークチェックした後、実施例1および比較例1、2の電池A〜Cを分解し、組み付け具合を確認した。いずれの電池もMEAにおけるアノードがアノード側シール部材の中心から多少ずれて組み付けられていた。実施例1および比較例2の電池AおよびCでは、電極の周囲をシールする部位が電極よりも十分に余裕をもった外側にあるため、組み付け時の電極のずれ範囲ではシール性の確保が可能であることがわかった。一方、比較例1の電池Bでは、同様に電極がずれていた。そして、電極が一部がシール部材に載り上げてシール性が損なわれ、シール不良を生じることがわかった。 After performing a leak check, the batteries A to C of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were disassembled and the assembly condition was confirmed. In all the batteries, the anode in the MEA was assembled with a slight deviation from the center of the anode side sealing member. In the batteries A and C of Example 1 and Comparative Example 2, the part that seals the periphery of the electrode is on the outside with a sufficient margin than the electrode, so that it is possible to ensure the sealing performance in the electrode displacement range during assembly. I found out that On the other hand, in the battery B of Comparative Example 1, the electrodes were similarly shifted. And it turned out that a part of electrode goes up on a sealing member, a sealing performance is impaired, and a sealing defect arises.
単位電池の組み立ては、カソード側セパレータの上にMEAを設置した後に、アノード側セパレータ板を組み付ける。この際、MEAのアノードがアノード側シール部材の中心に設置されることが望ましい。しかし、組み立て用治具のクリアランス、MEAの寸法誤差、およびセパレータ板の寸法誤差の集積により位置ずれが発生する。
アノードとアノード側シール部材との組み付け具合を目視できれば安定した組み付けが可能であるが、セパレータ板は不透明であるため目視ができず、ガイドピンに従って組み付ける。
The unit cell is assembled by installing the MEA on the cathode separator and then assembling the anode separator plate. At this time, it is desirable that the anode of the MEA be installed at the center of the anode side sealing member. However, misalignment occurs due to accumulation of assembly jig clearance, MEA dimensional error, and separator plate dimensional error.
Stable assembly is possible if the degree of assembly between the anode and the anode-side seal member can be visually confirmed, but the separator plate is opaque and cannot be visually observed, and is assembled according to the guide pins.
従来の平形状のシール部材であれば、想定される位置ずれの上限付近では、電極がシール部材に載り上げ、シール性を確保できない。組み付け性を向上するためにクリアランスを大きくとれば、反応ガスがそのクリアランスへ流出し、電極に供給されなくなるため、発電性能が低下する。 In the case of a conventional flat seal member, the electrode is placed on the seal member in the vicinity of the upper limit of the assumed positional deviation, and the sealing performance cannot be ensured. If the clearance is increased in order to improve the assemblability, the reaction gas flows out to the clearance and is not supplied to the electrode, so that the power generation performance is lowered.
一方、本発明の燃料電池においては、シール部材と電極とのクリアランスが十分あるので、寸法ずれにより電極がずれても、シール部材に載りあげることがなく、シール性は確保可能となる。さらに、作製された電池を運転をすると、前記の吸水材が水分を吸水して膨潤するため、電極とシール部材との間のクリアランスが減少する。従って、初めからクリアランスを小さく設定したと同様の効果が得られる。 On the other hand, in the fuel cell of the present invention, since there is sufficient clearance between the seal member and the electrode, even if the electrode is displaced due to dimensional deviation, it is not placed on the seal member, and sealing performance can be ensured. Further, when the manufactured battery is operated, the water absorbing material absorbs moisture and swells, so that the clearance between the electrode and the sealing member decreases. Therefore, the same effect as when the clearance is set small from the beginning can be obtained.
実施例1の電池Aおよび比較例2の電池Cを75℃に保持し、アノード側に70℃の露点となるよう加湿・加温した水素ガスを、カソード側に60℃の露点となるように加湿・加温した空気をそれぞれ供給した。その結果、どちらの電池も電力を外部に供給しない無負荷時には、50Vの開放電圧を得た。また、ガスのクロスリーク、ショート等の不具合のないことが確認された。 The battery A of Example 1 and the battery C of Comparative Example 2 were kept at 75 ° C., and the humidified and heated hydrogen gas was adjusted to a dew point of 70 ° C. on the anode side, and the dew point of 60 ° C. was set on the cathode side. Humidified and warmed air was supplied. As a result, an open voltage of 50 V was obtained at the time of no load when neither battery supplies power to the outside. It was also confirmed that there were no problems such as gas cross leaks and short circuits.
さらに、燃料利用率80%、電流密度0.3A/cm2、水素ガスの露点を70℃、空気の露点を65℃とし、酸化剤利用率を20%から12時間毎に5%刻みで変更していく条件で発電を開始した。そして、この条件での発電の安定性を調べた。その評価結果を図10に示す。比較例2の電池Cでは、酸化剤利用率が40%以上で出力電圧が不安定となり、酸化剤利用率が50%では出力電圧が低下した。一方、実施例1の電池Aでは、酸化剤利用率が65%を超えるまで安定した出力電圧が得られた。 Furthermore, the fuel utilization rate is 80%, the current density is 0.3A / cm 2 , the dew point of hydrogen gas is 70 ° C, the dew point of air is 65 ° C, and the oxidant utilization rate is changed from 20% in increments of 5% every 12 hours. The power generation was started under the conditions. Then, the stability of power generation under these conditions was investigated. The evaluation results are shown in FIG. In the battery C of Comparative Example 2, the output voltage became unstable when the oxidant utilization rate was 40% or more, and the output voltage decreased when the oxidant utilization rate was 50%. On the other hand, in the battery A of Example 1, a stable output voltage was obtained until the oxidant utilization rate exceeded 65%.
このことから、比較例2の電池Cにおける電極と平形状シール部材との間のクリアランスの大きさでは、クリアランスに反応ガスが流入しやすくなり、電池性能を維持するのに必要な量の反応ガスを電極へ供給できないことがわかった。これに対して、実施例1の電池では、積層電池の組み立て時には電極とシール部材との間のクリアランスは大きいが、完成した電池の運転時には電極とシール部材との間のクリアランスが低減するため、反応ガスのクリアランスへの流入を低減し、電池性能の低下を防止できることがわかった。 From this, in the battery C of Comparative Example 2, the clearance between the electrode and the flat seal member allows the reaction gas to easily flow into the clearance, and the amount of the reaction gas necessary to maintain the battery performance. It was found that could not be supplied to the electrode. On the other hand, in the battery of Example 1, the clearance between the electrode and the seal member is large when the laminated battery is assembled, but the clearance between the electrode and the seal member is reduced during operation of the completed battery. It was found that the inflow of the reaction gas into the clearance can be reduced and the deterioration of the battery performance can be prevented.
《実施例2》
イソブチレン−無水マレイン酸共重合体をベースにした、直径150μm、長さ400mmの繊維状の吸水材を用いた。この吸水材52を図9に示す。この吸水材について、実施例1と同じ条件で水中に溶出した各種物質を分析した。その結果、NH3<1ppm、TOC<100ppm、ハロゲン<1ppmであった。
上記の吸水材を用いた以外は、実施例1と同様の部材を用いて積層電池Dを作製した。
電池は、組み立て直後のリークチェックにより流体シール性に問題がなく、また実施例1と同様の条件下で同様の電池性能を示した。
Example 2
A fibrous water-absorbing material having a diameter of 150 μm and a length of 400 mm based on an isobutylene-maleic anhydride copolymer was used. This
A laminated battery D was produced using the same members as in Example 1 except that the above water-absorbing material was used.
The battery had no problem in fluid sealability due to a leak check immediately after assembly, and exhibited similar battery performance under the same conditions as in Example 1.
以上のように本発明によれば、信頼性の高い組み立て性によりシール性の確保、クリアランスの低減による反応ガスのクリアランスへの流出の低減、およびそれに伴う電池性能の改善が可能になる。また、組み付け時におけるセパレータ板に必要なガイド部位の精度低減によるセパレータ板への後加工の廃止および製造時の歩留まりの向上、ならびにそれに伴うコストの低減化が可能となる。
さらに、積層電池の締結に必要な締結力が大幅に小さく済むため、積層体の締結部材の簡素化、樹脂化等が可能となる。すなわち、積層電池のコンパクト化、低コスト化が可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to ensure sealing performance with highly reliable assembly, reduce the outflow of reaction gas to the clearance by reducing the clearance, and improve the battery performance associated therewith. Further, it becomes possible to abolish post-processing of the separator plate by reducing the accuracy of the guide portion necessary for the separator plate at the time of assembly, to improve the manufacturing yield, and to reduce the cost associated therewith.
Furthermore, since the fastening force required for fastening the laminated battery can be greatly reduced, the fastening member of the laminated body can be simplified and made into a resin. That is, it is possible to reduce the size and cost of the laminated battery.
以上のように本発明によれば、信頼性の高い組み立て性を有し、かつ完成した積層電池の運転時には、シール部材と電極との間のクリアランスを低減することにより、安定した出力特性を有する高分子電解質型燃料電池を提供することができる。従って、本発明による高分子電解質型燃料電池は、ポータブル電源、携帯機器用電源、電気自動車用電源、家庭内コージェネレーションシステム等の用途に適用できる。 As described above, according to the present invention, it has a highly reliable assembly property, and has a stable output characteristic by reducing the clearance between the seal member and the electrode during operation of the completed laminated battery. A polymer electrolyte fuel cell can be provided. Therefore, the polymer electrolyte fuel cell according to the present invention can be applied to uses such as a portable power source, a power source for portable devices, a power source for electric vehicles, and a domestic cogeneration system.
10 アノード側セパレータ板
11、21、41 締結用ボルト穴
12、22、42 燃料ガス用マニホールド孔
13、23、43 酸化剤ガス用マニホールド孔
14、24 冷却水用マニホールド孔
16、27 ガス流路
18、28 冷却水用の流路
20 カソード側セパレータ板
30 アノード側シール部材
51、52 吸水材
10
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