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JP2008288167A - FUEL CELL MODULE AND ITS MANUFACTURING METHOD, FUEL CELL AND ITS MANUFACTURING METHOD - Google Patents

FUEL CELL MODULE AND ITS MANUFACTURING METHOD, FUEL CELL AND ITS MANUFACTURING METHOD Download PDF

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JP2008288167A
JP2008288167A JP2007134564A JP2007134564A JP2008288167A JP 2008288167 A JP2008288167 A JP 2008288167A JP 2007134564 A JP2007134564 A JP 2007134564A JP 2007134564 A JP2007134564 A JP 2007134564A JP 2008288167 A JP2008288167 A JP 2008288167A
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JP
Japan
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fuel cell
current collector
external current
internal current
cell module
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Application number
JP2007134564A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Einaga
秀男 永長
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】性能を向上させることが可能な燃料電池モジュール及びその製造方法、並びに、当該燃料電池モジュールを備える燃料電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】中空形状の膜電極構造体、膜電極構造体の内周面側に配設される内部集電体、及び、膜電極構造体の外周面側に配設される外部集電体、を備えるチューブ型燃料電池セルと、内部集電体と接触する一対の内部集電部材と、外部集電体と接触する外部集電部材と、少なくともチューブ型燃料電池セル、内部集電部材、及び、外部集電部材を収容するケース部材と、を有し、一対の内部集電部材が、間隔を開けて配置され、一対の内部集電部材に、チューブ型燃料電池セルが巻回されて固定され、一対の内部集電部材によって固定されるチューブ型燃料電池セルの箇所に、露出した膜電極構造体が備えられる、燃料電池モジュールとする。
【選択図】図1
A fuel cell module capable of improving performance and a method for manufacturing the same, and a fuel cell including the fuel cell module and a method for manufacturing the fuel cell are provided.
SOLUTION: A hollow membrane electrode structure, an internal current collector disposed on the inner peripheral surface side of the membrane electrode structure, and an external current collector disposed on the outer peripheral surface side of the membrane electrode structure A pair of internal current collector members in contact with the internal current collector, an external current collector member in contact with the external current collector, at least a tubular fuel cell, an internal current collector member, And a case member that accommodates the external current collecting member, the pair of internal current collecting members are arranged at intervals, and the tube-type fuel cell is wound around the pair of internal current collecting members A fuel cell module is provided in which an exposed membrane electrode structure is provided at a location of a tubular fuel cell that is fixed and fixed by a pair of internal current collecting members.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、中空形状の膜電極構造体を備える燃料電池モジュール及びその製造方法、並びに、該燃料電池モジュールを備える燃料電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell module including a hollow membrane electrode structure and a manufacturing method thereof, and a fuel cell including the fuel cell module and a manufacturing method thereof.

燃料電池は、電解質層(以下「電解質膜」という。)と、電解質膜の両面側にそれぞれ配設される電極(アノード及びカソード)とを備える膜電極接合体(以下「MEA」という。)で電気化学反応を起こし、当該電気化学反応により発生した電気エネルギーを、MEAの両側にそれぞれ配設される集電体を介して外部に取り出す装置である。燃料電池の中でも、家庭用コージェネレーション・システムや自動車等に使用される固体高分子型燃料電池(以下「PEFC」という。)は、低温領域での運転が可能という特徴を有している。このPEFCは、高いエネルギー変換効率を示し、起動時間が短く、かつシステムが小型軽量であることから、電気自動車の動力源や携帯用電源として注目されている。   A fuel cell is a membrane electrode assembly (hereinafter referred to as “MEA”) including an electrolyte layer (hereinafter referred to as “electrolyte membrane”) and electrodes (anode and cathode) respectively disposed on both sides of the electrolyte membrane. This is an apparatus that causes an electrochemical reaction and takes out the electric energy generated by the electrochemical reaction to the outside through current collectors arranged on both sides of the MEA. Among fuel cells, a polymer electrolyte fuel cell (hereinafter referred to as “PEFC”) used in a home cogeneration system, an automobile and the like has a feature that it can be operated in a low temperature region. This PEFC has been attracting attention as a power source and portable power source for electric vehicles because of its high energy conversion efficiency, short start-up time, and small and light system.

単位体積当たりの発電量を向上させること等を目的として、近年、単セルが柱状のPEFC(以下「チューブ型PEFC」という。)に関する研究が進められている。チューブ型PEFCのユニットセル(以下「チューブ型燃料電池セル」又は「チューブ型セル」ということがある。)は、一般に、中空形状の電解質膜と当該電解質膜の内周面側及び外周面側にそれぞれ配設される中空形状の触媒層とを備える中空形状のMEA、を具備する。そして、例えば、当該MEAの内周面側に水素含有ガスを、外周面側に酸素含有ガスをそれぞれ供給することにより電気化学反応を起こし、この電気化学反応により発生した電気エネルギーを、当該MEAの内周面側及び外周面側にそれぞれ配設される集電体を介して外部に取り出す。このように、チューブ型PEFCでは、各チューブ型セルに備えられる中空形状のMEAの内周面側に一方の反応ガス(例えば、水素含有ガス)を、外周面側に他方の反応ガス(例えば、酸素含有ガス)を供給することにより電気エネルギーを取り出すので、隣り合う2つのチューブ型セルの外周面側に供給される反応ガスを同一とすることができる。したがって、チューブ型PEFCによれば、従来の平板型PEFCではガス遮蔽性能をも併せ持っていたセパレータが不要となるため、単位体積当たりの発電量を向上させることが容易になる。   Recently, for the purpose of improving the amount of power generation per unit volume, etc., research on a PEFC in which a single cell is columnar (hereinafter referred to as “tube type PEFC”) has been advanced. A unit cell of a tube type PEFC (hereinafter sometimes referred to as a “tube type fuel cell” or a “tube type cell”) generally has a hollow electrolyte membrane and an inner peripheral surface side and an outer peripheral surface side of the electrolyte membrane. And a hollow MEA having a hollow catalyst layer disposed on each of them. For example, an electrochemical reaction is caused by supplying a hydrogen-containing gas to the inner peripheral surface side of the MEA and an oxygen-containing gas to the outer peripheral surface side, and the electric energy generated by the electrochemical reaction is It takes out outside through the electrical power collector currently arrange | positioned at the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side, respectively. Thus, in the tube type PEFC, one reaction gas (for example, hydrogen-containing gas) is provided on the inner peripheral surface side of the hollow MEA provided in each tube type cell, and the other reaction gas (for example, for example, the outer peripheral surface side). Since electric energy is taken out by supplying (oxygen-containing gas), the reaction gas supplied to the outer peripheral surface side of two adjacent tube-type cells can be made the same. Therefore, according to the tube type PEFC, a separator having gas shielding performance in the conventional flat plate type PEFC is not required, and it is easy to improve the power generation amount per unit volume.

このようなチューブ型PEFCに関する技術として、例えば、特許文献1には、チューブ形状の固体電解質膜と、上記固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、上記固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層とを有し、非直線形状に形成された、チューブ型燃料電池用膜電極複合体が開示されている。かかる技術によれば、チューブ型燃料電池用膜電極複合体を一定の空間に密に充填することができるので、単位体積当たりの電極面積を大幅に増加させることができ、単位体積当たりの出力密度を向上させることができる、としている。このほか、特許文献2には、中空形状の電解質膜を有するセルモジュールを2個以上、一体に固定したセルモジュール集合体及び該セルモジュール集合体を含む燃料電池に関する技術が開示されている。   As a technique related to such a tube-type PEFC, for example, Patent Document 1 discloses a tube-shaped solid electrolyte membrane, an outer catalyst electrode layer formed on the outer peripheral surface of the solid electrolyte membrane, and an inner periphery of the solid electrolyte membrane. There is disclosed a membrane electrode assembly for a tube type fuel cell having an inner catalyst electrode layer formed on a surface and formed in a non-linear shape. According to such a technique, the membrane electrode assembly for a tubular fuel cell can be densely filled in a certain space, so that the electrode area per unit volume can be greatly increased, and the output density per unit volume can be increased. It can be improved. In addition, Patent Document 2 discloses a technique related to a cell module assembly in which two or more cell modules having a hollow electrolyte membrane are fixed integrally, and a fuel cell including the cell module assembly.

特開2006−216415号公報JP 2006-216415 A 特開2006−216409号公報JP 2006-216409 A

上述のように、燃料電池は、電気化学反応により発生した電気エネルギーを外部に取り出す装置であるため、燃料電池の性能を向上させるためには、集電効率を向上させることが重要である。ところが、特許文献1及び特許文献2には、チューブ型PEFCの集電構造が開示されていないため、これらの技術のみによって燃料電池の性能を向上させることは困難である問題があった。   As described above, since the fuel cell is a device that extracts the electric energy generated by the electrochemical reaction to the outside, it is important to improve the current collection efficiency in order to improve the performance of the fuel cell. However, since Patent Document 1 and Patent Document 2 do not disclose the current collecting structure of the tube type PEFC, there is a problem that it is difficult to improve the performance of the fuel cell only by these techniques.

そこで本発明は、性能を向上させることが可能な燃料電池モジュール及びその製造方法、並びに、当該燃料電池モジュールを備える燃料電池及びその製造方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the fuel cell module which can improve performance, its manufacturing method, a fuel cell provided with the said fuel cell module, and its manufacturing method.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
第1の本発明は、中空形状の膜電極構造体、該膜電極構造体の内周面側に配設される内部集電体、及び、該膜電極構造体の外周面側に配設される外部集電体、を備えるチューブ型燃料電池セルと、内部集電体と接触する一対の内部集電部材と、外部集電体と接触する外部集電部材と、少なくともチューブ型燃料電池セル、内部集電部材、及び、外部集電部材を収容するケース部材と、を有し、一対の内部集電部材が、間隔を開けて配置され、一対の内部集電部材に、チューブ型燃料電池セルが巻回されて固定され、一対の内部集電部材によって固定されるチューブ型燃料電池セルの箇所に、露出した膜電極構造体が備えられることを特徴とする、燃料電池モジュールである。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following means. That is,
The first aspect of the present invention is a hollow membrane electrode structure, an internal current collector disposed on the inner peripheral surface side of the membrane electrode structure, and an outer peripheral surface side of the membrane electrode structure. An external current collector, a pair of internal current collector members in contact with the internal current collector, an external current collector member in contact with the external current collector, at least a tubular fuel cell, An internal current collecting member and a case member that accommodates the external current collecting member, and the pair of internal current collecting members are arranged at intervals, and the pair of internal current collecting members are connected to the tube-type fuel cell. The fuel cell module is characterized in that an exposed membrane electrode structure is provided at a location of a tubular fuel cell fixed by being wound and fixed by a pair of internal current collecting members.

本発明において、「中空形状の膜電極構造体」は、PEFCで使用可能なプロトン伝導性ポリマーを含有する中空形状の電解質膜と、当該電解質膜の内周面に形成される中空形状の第1触媒層と、当該電解質膜の外周面に形成される中空形状の第2触媒層と、を備える中空形状のMEAを意味する。さらに、「該膜電極構造体の内周面側に配設される内部集電体」とは、中空形状のMEAの内周面(より具体的には、中空形状の第1触媒層の内周面。以下同じ。)に拡散層及び/又は撥水層が備えられる場合には、当該拡散層又は撥水層と接触する形態で内部集電体が配設されることを意味する。これに対し、中空形状のMEAの内周面に拡散層及び撥水層が備えられない場合には、第1触媒層の内周面と接触する形態で内部集電体が配設されることを意味する。さらに、「該膜電極構造体の外周面側に配設される外部集電体」とは、中空形状のMEAの外周面(より具体的には、中空形状の第2触媒層の外周面。以下同じ。)に拡散層及び/又は撥水層が備えられる場合には、当該拡散層又は撥水層と接触する形態で外部集電体が配設されることを意味する。これに対し、中空形状のMEAの外周面に拡散層及び撥水層が備えられない場合には、第2触媒層の外周面と接触する形態で外部集電体が配設されることを意味する。   In the present invention, the “hollow membrane electrode structure” includes a hollow electrolyte membrane containing a proton conductive polymer that can be used in PEFC, and a hollow first membrane formed on the inner peripheral surface of the electrolyte membrane. It means a hollow MEA comprising a catalyst layer and a hollow second catalyst layer formed on the outer peripheral surface of the electrolyte membrane. Furthermore, “the internal current collector disposed on the inner peripheral surface side of the membrane electrode structure” means the inner peripheral surface of the hollow MEA (more specifically, the inner surface of the hollow first catalyst layer). When a diffusion layer and / or a water repellent layer is provided on the peripheral surface (the same applies hereinafter), this means that the internal current collector is disposed in contact with the diffusion layer or the water repellent layer. On the other hand, when the diffusion layer and the water repellent layer are not provided on the inner peripheral surface of the hollow MEA, the internal current collector is disposed in contact with the inner peripheral surface of the first catalyst layer. Means. Furthermore, “the external current collector disposed on the outer peripheral surface side of the membrane electrode structure” means the outer peripheral surface of the hollow MEA (more specifically, the outer peripheral surface of the hollow second catalyst layer. The same shall apply hereinafter) is provided with a diffusion layer and / or a water repellent layer, which means that the external current collector is disposed in contact with the diffusion layer or the water repellent layer. On the other hand, when the diffusion layer and the water repellent layer are not provided on the outer peripheral surface of the hollow MEA, it means that the external current collector is disposed in contact with the outer peripheral surface of the second catalyst layer. To do.

本発明において、「内部集電体と接触する一対の内部集電部材」とは、チューブ型燃料電池セルに備えられる内部集電体と一対の内部集電部材と通電可能な形態で接触する一対の内部集電部材を意味し、内部集電体と一対の内部集電部材との接触形態は特に限定されない。本発明で採り得る接触形態の具体例としては、爪状の凸部を有する内部集電部材を、中空形状のMEAの外周面へ突き刺すことにより、当該中空形状のMEAの内側に備えられる内部集電体と、中空形状のMEAを貫通した内部集電部材の凸部とが接触する形態等を挙げることができる。さらに、本発明において、「少なくともチューブ型燃料電池セル、内部集電部材、及び、外部集電部材を収容するケース部材」とは、例えば、本発明の燃料電池モジュールに、チューブ型燃料電池セルと熱交換可能な熱交換部材が備えられ、当該熱交換部材が外部集電部材と別体に構成される場合には、チューブ型燃料電池セル、内部集電部材、及び、外部集電部材以外に、当該熱交換部材もケース部材に収容され得ることを意味する。さらに、本発明において、「一対の内部集電部材に、チューブ型燃料電池セルが巻回されて固定され」とは、間隔を開けて配置された一対の内部集電部材の周囲に巻回されて略螺旋形状とされたチューブ型燃料電池セルが、当該チューブ型燃料電池セルの内部集電体と一対の内部集電部材とが通電可能な形態で、固定されることを意味する。さらに、本発明において、「一対の内部集電部材によって固定されるチューブ型燃料電池セルの箇所に、露出した膜電極構造体が備えられる」とは、一対の内部集電部材に巻回されて固定されるチューブ型燃料電池セルに、中空形状のMEAの外周面に外部集電体が配設されていない部位(部位A)と外部集電体が配設された部位(部位B)とが備えられ、一対の内部集電部材と接触するチューブ型燃料電池セルの部位が、中空形状のMEAの外周面に外部集電体が配設されていない部位(部位A)であることを意味する。すなわち、第2触媒層の外周面と接触する形態で外部集電体が配設されている場合には、外周面が部分的に剥き出しにされた第2触媒層と一対の内部集電部材とが接触することを意味し、拡散層又は撥水層と接触する形態で外部集電体が配設されている場合には、外周面が部分的に剥き出しにされた拡散層又は撥水層と一対の内部集電部材とが接触することを意味する。なお、接触抵抗を低減して性能を向上させ得る形態のチューブ型燃料電池セルとする等の観点からは、中空形状のMEAの外周面側に配設される外部集電体が、中空形状のMEA側へと押圧される形態で固定されることが好ましい。それゆえ、かかる観点から、中空形状のMEAの外周面側の一部に配設される外部集電体の長手方向両端は、固定部材によって固定されることが好ましい。当該固定部材の具体例としては、熱収縮チューブや接着剤等を挙げることができる。   In the present invention, “a pair of internal current collector members in contact with the internal current collector” refers to a pair in contact with the internal current collector provided in the tube-type fuel cell and the pair of internal current collector members in an energizable form. The contact form of the internal current collector and the pair of internal current collector members is not particularly limited. As a specific example of the contact form that can be adopted in the present invention, an internal current collecting member having a claw-like convex portion is pierced into the outer peripheral surface of the hollow MEA to provide an internal current collector provided inside the hollow MEA. The form etc. which an electrical power body and the convex part of the internal current collection member which penetrated hollow MEA contact can be mentioned. Furthermore, in the present invention, “at least a tubular fuel cell, an internal current collecting member, and a case member that accommodates an external current collecting member” are, for example, a tube type fuel cell and a fuel cell module according to the present invention. When a heat exchangeable heat exchange member is provided and the heat exchange member is configured separately from the external current collector member, in addition to the tube-type fuel cell, the internal current collector member, and the external current collector member This means that the heat exchange member can also be accommodated in the case member. Furthermore, in the present invention, “the tube-type fuel cell is wound and fixed around the pair of internal current collecting members” means that the coil is wound around the pair of internal current collecting members arranged at intervals. This means that the tubular fuel cell having a substantially spiral shape is fixed in such a manner that the internal current collector of the tubular fuel cell and the pair of internal current collecting members can be energized. Furthermore, in the present invention, "the exposed membrane electrode structure is provided at the location of the tube-type fuel cell fixed by the pair of internal current collector members" means that it is wound around the pair of internal current collector members. The tube-type fuel cell to be fixed has a part where the external current collector is not disposed on the outer peripheral surface of the hollow MEA (part A) and a part where the external current collector is disposed (part B). This means that the portion of the tubular fuel cell that is provided and contacts the pair of internal current collecting members is the portion (part A) where the external current collector is not disposed on the outer peripheral surface of the hollow MEA. . That is, when the external current collector is disposed in contact with the outer peripheral surface of the second catalyst layer, the second catalyst layer with the outer peripheral surface partially exposed and the pair of internal current collector members Means that the outer current collector is partially exposed when the external current collector is disposed in contact with the diffusion layer or the water repellent layer; and It means that a pair of internal current collecting members come into contact. From the standpoint of making the tubular fuel cell in a form that can improve the performance by reducing the contact resistance, the external current collector disposed on the outer peripheral surface side of the hollow MEA has a hollow shape. It is preferably fixed in a form that is pressed toward the MEA side. Therefore, from this viewpoint, it is preferable that both ends in the longitudinal direction of the external current collector disposed on a part on the outer peripheral surface side of the hollow MEA are fixed by the fixing members. Specific examples of the fixing member include a heat shrinkable tube and an adhesive.

上記第1の本発明において、チューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に、外部集電部材の少なくとも一部が配置されることが好ましい。   In the first aspect of the present invention, it is preferable that at least a part of the external current collecting member is disposed in a space surrounded by the tubular fuel cells.

さらに、上記第1の本発明において、チューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に配置された外部集電部材の長手方向と、チューブ型燃料電池セルの長手方向とが交差することが好ましい。   Furthermore, in the first aspect of the present invention, it is preferable that the longitudinal direction of the external current collecting member disposed in the space surrounded by the tubular fuel cell intersects the longitudinal direction of the tubular fuel cell.

さらに、上記第1の本発明(変形例も含む。以下同じ。)において、チューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に配置された外部集電部材の内部を熱媒体が流通し、外部集電部材の少なくとも一部が、チューブ型燃料電池セルと熱交換可能な熱交換部材としても機能することが好ましい。   Furthermore, in the first aspect of the present invention (including modifications, the same applies hereinafter), the heat medium circulates inside the external current collecting member disposed in the space surrounded by the tubular fuel cells, and the external current collecting member It is preferable that at least a part of these also function as a heat exchange member capable of exchanging heat with the tube fuel cell.

第2の本発明は、中空形状の膜電極構造体、該膜電極構造体の内周面側に配設される内部集電体、及び、該膜電極構造体の外周面側に配設される外部集電体、を備えるチューブ型燃料電池セルと、内部集電体と接触する一対の内部集電部材と、外部集電体と接触する外部集電部材と、少なくともチューブ型燃料電池セル、内部集電部材、及び、外部集電部材を収容するケース部材と、を有する燃料電池モジュールを製造する方法であって、内部集電体の外周面側に、中空形状の膜電極構造体を形成する、第1工程と、該第1工程で形成された中空形状の膜電極構造体の外周面側に、外部集電体を配設する、第2工程と、該第2工程で配設した外部集電体の一部を除去することにより、剥き出しとされた膜電極構造体の部位と外部集電体が配設された部位とが備えられる形態のチューブ型燃料電池セルを作製する、第3工程と、一対の内部集電部材を間隔を開けて配置する、第4工程と、上記第3工程で作製したチューブ型燃料電池セルの、剥き出しとされた膜電極構造体の外周面と上記第4工程で配置した一対の内部集電部材とが接触するように、チューブ型燃料電池セルを一対の内部集電部材へ巻回して固定する第5工程と、外部集電部材の少なくとも一部とチューブ型燃料電池セルの外部集電体とを接触させて固定する第6工程と、上記第5工程及び上記第6工程後に、少なくともチューブ型燃料電池セル、内部集電部材、及び、外部集電部材をケース部材に収容する第7工程と、を具備することを特徴とする、燃料電池モジュールの製造方法である。   The second aspect of the present invention is a hollow membrane electrode structure, an internal current collector disposed on the inner peripheral surface side of the membrane electrode structure, and an outer peripheral surface side of the membrane electrode structure. An external current collector, a pair of internal current collector members in contact with the internal current collector, an external current collector member in contact with the external current collector, at least a tubular fuel cell, A method of manufacturing a fuel cell module having an internal current collecting member and a case member that accommodates an external current collecting member, wherein a hollow membrane electrode structure is formed on the outer peripheral surface side of the internal current collector A first step, an external current collector is disposed on the outer peripheral surface side of the hollow membrane electrode structure formed in the first step, and a second step and the second step. By removing a part of the external current collector, the exposed portion of the membrane electrode structure and the external current collector are disposed. A third step of producing a tube-type fuel cell in a form provided with a portion provided, a fourth step of arranging a pair of internal current collecting members at intervals, and a tube produced in the third step The tubular fuel cell is connected to the pair of internal current collector members such that the outer peripheral surface of the exposed membrane electrode structure of the fuel cell and the pair of internal current collector members arranged in the fourth step are in contact with each other. A fifth step of winding and fixing, a sixth step of contacting and fixing at least a part of the external current collecting member and the external current collector of the tubular fuel cell, the fifth step and the sixth And a seventh step of housing at least the tube-type fuel cell, the internal current collecting member, and the external current collecting member in the case member after the step.

第2の本発明において、「内部集電体の外周面側に中空形状の膜電極構造体を形成する」とは、第2の本発明における第3工程で、内部集電体と中空形状のMEAとの間に拡散層及び/又は撥水層が備えられる形態のチューブ型燃料電池セルを得る場合には、内部集電体の外周面に形成された拡散層又は撥水層の外周面に中空形状のMEAを形成することを意味する。これに対し、第2の本発明における第3工程で、内部集電体と中空形状のMEAとの間に拡散層及び撥水層が備えられない形態のチューブ型燃料電池セルを得る場合には、内部集電体の外周面に中空形状のMEAを形成することを意味する。さらに、第2の本発明において、「中空形状の膜電極構造体の外周面側に外部集電体を配設する」とは、第2の本発明における第3工程で、中空形状のMEAと外部集電体との間に拡散層及び/又は撥水層が備えられる形態のチューブ型燃料電池セルを得る場合には、中空形状のMEAの外周面に形成された拡散層又は撥水層の外周面に外部集電体を配設することを意味する。これに対し、第2の本発明における第3工程で、中空形状のMEAと外部集電体との間に拡散層及び撥水層が備えられない形態のチューブ型燃料電池セルを得る場合には、中空形状のMEAの外周面に外部集電体を配設することを意味する。   In the second aspect of the present invention, “the hollow membrane electrode structure is formed on the outer peripheral surface side of the internal current collector” means that in the third step of the second aspect of the present invention, the internal current collector and the hollow shape When obtaining a tubular fuel cell having a diffusion layer and / or a water repellent layer between the MEA and the MEA, the diffusion layer formed on the outer peripheral surface of the internal current collector or the outer peripheral surface of the water repellent layer is provided. It means forming a hollow MEA. On the other hand, in the third step of the second aspect of the present invention, when obtaining a tubular fuel cell having a configuration in which a diffusion layer and a water repellent layer are not provided between the internal current collector and the hollow MEA. This means that a hollow MEA is formed on the outer peripheral surface of the internal current collector. Furthermore, in the second aspect of the present invention, “disposing an external current collector on the outer peripheral surface side of the hollow-shaped membrane electrode structure” means that in the third step of the second aspect of the present invention, the hollow-shaped MEA and When obtaining a tubular fuel cell having a diffusion layer and / or a water repellent layer between the external current collector, the diffusion layer or water repellent layer formed on the outer peripheral surface of the hollow MEA This means that an external current collector is disposed on the outer peripheral surface. In contrast, in the third step of the second aspect of the present invention, when obtaining a tubular fuel cell having a configuration in which a diffusion layer and a water repellent layer are not provided between the hollow MEA and the external current collector. This means that an external current collector is disposed on the outer peripheral surface of the hollow MEA.

第2の本発明における第3工程では、剥き出しとされた膜電極構造体の部位と外部集電体が配設された部位とが備えられる形態のチューブ型燃料電池セルが作製されるが、接触抵抗を低減して性能を向上させ得る形態のチューブ型燃料電池セルを作製可能とする等の観点からは、外部集電体が中空形状の膜電極構造体側へ押圧される形態で保持されることが好ましい。したがって、外部集電体の一部を除去しても接触抵抗を低減し得る形態のチューブ型燃料電池セルを作製可能とする等の観点からは、例えば、第2の本発明における第2工程と第3工程との間に、外部集電体の位置を固定する固定部材を外部集電体の表面へ間隔を開けて配置する工程がさらに備えられることが好ましい。そして、第2の本発明における第3工程で、外部集電体の表面へ配置された固定部材の一部と当該固定部材の内側に配設されている外部集電体とを除去することにより、中空形状の膜電極構造体の外周面に残された外部集電体の長手方向両端が固定部材によって固定されるとともに、中空形状の膜電極構造体の一部が剥き出しとされた形態のチューブ型燃料電池セルが作製されることが好ましい。第2の本発明において、外部集電体が固定部材で固定される場合、当該「固定部材」は、中空形状の膜電極構造体の外周面側に配設された外部集電体を固定する部材であれば、その形態は特に限定されるものではない。第2の本発明で使用可能な固定部材の具体例としては、熱収縮チューブや接着剤等を挙げることができる。例えば、固定部材として熱収縮チューブが用いられる場合、第2の本発明では、外部集電体の表面に間隔を開けて複数の熱収縮チューブを配置した後、加熱して複数の熱収縮チューブを収縮させることにより、当該収縮した複数の熱収縮チューブによって外部集電体の位置を固定することができる。   In the third step of the second aspect of the present invention, a tubular fuel cell having a form in which the exposed portion of the membrane electrode structure and the portion where the external current collector is disposed is produced. From the viewpoint of making it possible to produce a tubular fuel cell that can improve performance by reducing resistance, the external current collector is held in a form that is pressed toward the hollow membrane electrode structure side. Is preferred. Therefore, from the viewpoint of making it possible to produce a tubular fuel cell that can reduce the contact resistance even if a part of the external current collector is removed, for example, the second step in the second invention It is preferable that a step of disposing a fixing member for fixing the position of the external current collector at a distance from the surface of the external current collector is further provided between the third step and the third step. Then, in the third step of the second aspect of the present invention, by removing a part of the fixing member arranged on the surface of the external current collector and the external current collector arranged inside the fixing member A tube having a shape in which both ends in the longitudinal direction of the external current collector left on the outer peripheral surface of the hollow membrane electrode structure are fixed by fixing members, and a part of the hollow membrane electrode structure is exposed. It is preferable that a type fuel cell is produced. In the second aspect of the present invention, when the external current collector is fixed by a fixing member, the “fixing member” fixes the external current collector disposed on the outer peripheral surface side of the hollow membrane electrode structure. If it is a member, the form will not be specifically limited. Specific examples of the fixing member that can be used in the second aspect of the present invention include a heat-shrinkable tube and an adhesive. For example, when a heat-shrinkable tube is used as the fixing member, in the second aspect of the present invention, a plurality of heat-shrinkable tubes are arranged at intervals on the surface of the external current collector, and then heated to form a plurality of heat-shrinkable tubes. By contracting, the position of the external current collector can be fixed by the plurality of contracted heat-shrinkable tubes.

さらに、第2の本発明において、「チューブ型燃料電池セルを一対の内部集電部材へ巻回して固定する」とは、間隔を開けて配置された一対の内部集電部材の周囲に巻回されて略螺旋形状とされたチューブ型燃料電池セルが、当該チューブ型燃料電池セルの内部集電体と一対の内部集電部材とが通電可能な形態で、固定されることを意味する。さらに、第2の本発明において、第6工程は、外部集電部材の少なくとも一部とチューブ型燃料電池セルの外部集電体とを接触させた状態で固定できれば、その形態は特に限定されるものではない。第2の本発明において、外部集電部材は、略螺旋形状とされたチューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に配置することも可能であるほか、略螺旋形状とされたチューブ型燃料電池セルによっては囲まれない空間(螺旋形状の外側)に配置することも可能である。加えて、第2の本発明において、外部集電部材は、燃料電池モジュールの運転時にチューブ型燃料電池セルと熱交換可能な熱交換部材としての機能を兼ね備えていても良く、外部集電部材とは別の部材によって構成される熱交換部材が備えられていても良い。外部集電部材とは別の部材によって構成される熱交換部材が備えられる場合、第2の本発明における第6工程は、例えば、外部集電部材の少なくとも一部及び熱交換部材の少なくとも一部と、チューブ型燃料電池セルの外部集電体とを接触させた状態で固定する工程、とすることができる。また、第2の本発明において、第5工程及び第6工程は、別々の工程であっても良いが、特に、外部集電部材の一部がチューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に配置される場合には、第5工程と第6工程とを同時に行う単一の工程が備えられることが好ましい。第5工程及び第6工程が単一の工程である場合、当該単一の工程は、上記第3工程で作製したチューブ型燃料電池セルの、剥き出しとされた膜電極構造体の外周面と、第4工程で配置した一対の内部集電部材とが接触するように、チューブ型燃料電池セルを一対の内部集電部材へ巻回して固定し、かつ、外部集電部材の少なくとも一部とチューブ型燃料電池セルに備えられる外部集電体とを接触させ固定する工程、とすることができる。   Furthermore, in the second aspect of the present invention, “winding and fixing the tube-type fuel cell to the pair of internal current collecting members” means winding around the pair of internal current collecting members arranged at intervals. This means that the tube-shaped fuel battery cell having a substantially spiral shape is fixed in such a manner that the internal current collector of the tube-type fuel battery cell and the pair of internal current collector members can be energized. Furthermore, in the second aspect of the present invention, as long as the sixth step can be fixed in a state in which at least a part of the external current collecting member and the external current collector of the tubular fuel cell are in contact with each other, the form thereof is particularly limited. It is not a thing. In the second aspect of the present invention, the external current collecting member can be disposed in a space surrounded by the substantially spiral tube-shaped fuel cell, or can be arranged by the substantially spiral-shaped tube fuel cell. It is also possible to arrange in a space that is not enclosed (outside the spiral shape). In addition, in the second aspect of the present invention, the external current collecting member may have a function as a heat exchanging member capable of exchanging heat with the tubular fuel cell during operation of the fuel cell module. May be provided with a heat exchange member constituted by another member. When a heat exchange member configured by a member different from the external current collector is provided, the sixth step in the second aspect of the present invention includes, for example, at least part of the external current collector and at least part of the heat exchange member And a step of fixing the tube type fuel cell in contact with an external current collector. In the second aspect of the present invention, the fifth step and the sixth step may be separate steps. In particular, a part of the external current collecting member is disposed in a space surrounded by the tubular fuel cells. It is preferable that a single process for simultaneously performing the fifth process and the sixth process is provided. When the fifth step and the sixth step are a single step, the single step includes an outer peripheral surface of the exposed membrane electrode structure of the tubular fuel cell produced in the third step, The tubular fuel cell is wound and fixed around the pair of internal current collector members so that the pair of internal current collector members arranged in the fourth step is in contact, and at least a part of the external current collector member and the tube A step of contacting and fixing an external current collector provided in the fuel cell.

第3の本発明は、上記第1の本発明にかかる燃料電池モジュールを複数積層して構成される積層体と、該積層体を収容する外部ケース部材と、を備えることを特徴とする、燃料電池である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuel comprising: a laminated body configured by laminating a plurality of fuel cell modules according to the first aspect of the present invention; and an outer case member that accommodates the laminated body. It is a battery.

第4の本発明は、燃料電池モジュールを複数積層して構成される積層体と、該積層体を収容する外部ケース部材と、を有する燃料電池を製造する方法であって、燃料電池モジュールを、上記第2の本発明にかかる燃料電池モジュールの製造方法で製造する、燃料電池モジュール製造工程と、該燃料電池モジュール製造工程で製造した複数の燃料電池モジュールを積層して積層体を作製する、積層体作製工程と、該積層体作製工程で作製した積層体を、外部ケース部材に収容する、収容工程と、を具備することを特徴とする、燃料電池の製造方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a fuel cell having a laminate configured by laminating a plurality of fuel cell modules, and an outer case member that accommodates the laminate, the fuel cell module comprising: A fuel cell module manufacturing process manufactured by the method for manufacturing a fuel cell module according to the second aspect of the present invention, and a plurality of fuel cell modules manufactured in the fuel cell module manufacturing process are stacked to form a stacked body. A method for manufacturing a fuel cell, comprising: a body manufacturing step; and a housing step of housing the laminated body produced in the laminated body producing step in an outer case member.

第1の本発明によれば、間隔を開けて配置された一対の内部集電部材に巻回されて略螺旋形状とされたチューブ型燃料電池セルが備えられ、略螺旋形状の当該チューブ型燃料電池セルに備えられる内部集電体と通電可能な形態で接触する一対の内部集電部材を介して、電気エネルギーが取り出される。従来、チューブ型燃料電池セルを備えるチューブ型PEFCでは、所定の長さに切断された複数のチューブ型燃料電池セルが備えられ、当該チューブ型燃料電池セルの長手方向両端側に集電部材を配置して電気エネルギーを取り出していた。ところが、複数のチューブ型燃料電池セルが備えられる構成では、複数のチューブ型燃料電池セルそれぞれに備えられる全ての内部集電体と集電部材とを同様の接触状態で固定することが困難であるため、集電効率が低下し易く、複数のチューブ型燃料電池セルの位置決めが困難であるため、生産性が低下しやすかった。第1の本発明によれば、一のチューブ型燃料電池セルを、一対の内部集電部材の周りに巻回して固定するのみで、一の内部集電体と一対の内部集電部材との接触を確保できるので、集電効率を向上させることができ、生産性を向上させることもできる。したがって、第1の本発明によれば、集電効率を向上させて性能を向上させること、及び、生産性を向上させることが可能な、燃料電池モジュールを提供できる。加えて、第1の本発明では、外部集電体が配設されていないチューブ型燃料電池セルの部位と一対の内部集電部材とが接触するので、短絡を防止して性能を向上させることが可能な、燃料電池モジュールを提供できる。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a tube-type fuel cell that is wound around a pair of internal current collecting members arranged at an interval to have a substantially spiral shape, and the tube-type fuel having a substantially spiral shape is provided. Electrical energy is taken out through a pair of internal current collector members that come into contact with the internal current collector provided in the battery cell in a form that allows energization. 2. Description of the Related Art Conventionally, in a tube type PEFC having a tube type fuel cell, a plurality of tube type fuel cells cut to a predetermined length are provided, and current collecting members are disposed at both longitudinal ends of the tube type fuel cell. And took out electrical energy. However, in the configuration provided with a plurality of tube-type fuel cells, it is difficult to fix all the internal current collectors and current-collecting members provided in each of the plurality of tube-type fuel cells in the same contact state. For this reason, the current collection efficiency is likely to be lowered, and the positioning of the plurality of tube-type fuel cells is difficult, so that the productivity is likely to be lowered. According to the first aspect of the present invention, only one tubular fuel cell is wound around and fixed around a pair of internal current collector members, and only one internal current collector and a pair of internal current collector members are Since contact can be secured, current collection efficiency can be improved, and productivity can be improved. Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a fuel cell module capable of improving the performance by improving the current collection efficiency and improving the productivity. In addition, in the first aspect of the present invention, the portion of the tubular fuel cell in which the external current collector is not disposed and the pair of internal current collecting members are in contact with each other, thereby preventing short circuit and improving performance. It is possible to provide a fuel cell module.

第1の本発明において、略螺旋形状とされたチューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に、外部集電部材の少なくとも一部が配置されることにより、燃料電池モジュールの小型化を図ることが容易になる。したがって、かかる形態とすることにより、出力密度を向上させて性能を向上させることが可能な、燃料電池モジュールを提供できる。   In the first aspect of the present invention, it is easy to reduce the size of the fuel cell module by disposing at least a part of the external current collecting member in the space surrounded by the substantially spiral tubular fuel cell. become. Therefore, by adopting such a configuration, it is possible to provide a fuel cell module capable of improving the output density and improving the performance.

第1の本発明において、略螺旋形状とされたチューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に配置された外部集電部材の長手方向と、チューブ型燃料電池セルの長手方向とが交差することにより、外部集電部材を介して電気エネルギーを容易に取り出すことができる。   In the first aspect of the present invention, the longitudinal direction of the external current collector disposed in a space surrounded by the substantially spiral tubular fuel cell intersects the longitudinal direction of the tubular fuel cell, Electric energy can be easily taken out via the external current collecting member.

第1の本発明において、チューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に配置された外部集電部材の内部を熱媒体が流通し、外部集電部材の少なくとも一部が熱交換部材としても機能することにより、燃料電池モジュールの小型化を図ることができ、部品点数を低減することができる。したがって、かかる形態とすることにより、出力密度を向上させて性能を向上させること、及び、生産性を向上させることが可能な、燃料電池モジュールを提供できる。加えて、外部集電部材の長手方向とチューブ型燃料電池セルの長手方向とが交差する形態で配置された外部集電部材の内部に熱媒体を流通させる形態とすることにより、チューブ型燃料電池セルの長手方向における温度分布を低減することができる。温度分布を低減させると、チューブ型燃料電池セルの長手方向の全長に亘って、発電状態を均一にして性能を向上させることができるので、かかる形態とすることにより、性能を向上させることが可能な燃料電池モジュールを提供できる。   In the first aspect of the present invention, the heat medium circulates inside the external current collector disposed in the space surrounded by the tubular fuel cell, and at least a part of the external current collector also functions as a heat exchange member. As a result, the fuel cell module can be miniaturized and the number of parts can be reduced. Therefore, by adopting such a configuration, it is possible to provide a fuel cell module capable of improving the output density to improve the performance and improving the productivity. In addition, a tubular fuel cell can be obtained by allowing a heat medium to circulate inside the external current collecting member arranged in a form in which the longitudinal direction of the external current collecting member and the longitudinal direction of the tubular fuel cell intersect. The temperature distribution in the longitudinal direction of the cell can be reduced. If the temperature distribution is reduced, it is possible to improve the performance by making the power generation state uniform over the entire length of the tubular fuel cell in the longitudinal direction. A fuel cell module can be provided.

第2の本発明によれば、間隔を開けて配置された一対の内部集電部材に巻回されて略螺旋形状とされたチューブ型燃料電池セルが備えられ、略螺旋形状の当該チューブ型燃料電池セルに備えられる内部集電体と通電可能な形態で接触する一対の内部集電部材を介して、電気エネルギーが取り出される形態の、燃料電池モジュールを製造できる。かかる形態の燃料電池モジュールは、上述のように、性能を向上させること、及び、生産性を向上させることができるので、第2の本発明によれば、性能を向上させること、及び、生産性を向上させることが可能な燃料電池モジュールを製造し得る、燃料電池モジュールの製造方法を提供できる。   According to the second aspect of the present invention, there is provided a tube-type fuel cell that is wound around a pair of internal current collecting members arranged at an interval to have a substantially spiral shape, and the tube-type fuel having a substantially spiral shape. A fuel cell module in a form in which electric energy is taken out through a pair of internal current collector members that come into contact with an internal current collector provided in the battery cell in a form that can be energized. Since the fuel cell module of this form can improve the performance and the productivity as described above, according to the second aspect of the present invention, the performance and the productivity can be improved. It is possible to provide a method of manufacturing a fuel cell module that can manufacture a fuel cell module capable of improving the fuel efficiency.

第3の本発明にかかる燃料電池には、第1の本発明にかかる燃料電池モジュールが複数備えられる。それゆえ、第3の本発明によれば、性能を向上させること、及び、生産性を向上させることが可能な燃料電池を提供できる。   The fuel cell according to the third aspect of the present invention includes a plurality of fuel cell modules according to the first aspect of the present invention. Therefore, according to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a fuel cell capable of improving performance and improving productivity.

第4の本発明によれば、性能を向上させること、及び、生産性を向上させることが可能な燃料電池を製造し得る、燃料電池の製造方法を提供できる。   According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a fuel cell manufacturing method capable of manufacturing a fuel cell capable of improving performance and improving productivity.

図面を参照しつつ、本発明の燃料電池モジュール、本発明の燃料電池モジュールの製造方法、本発明の燃料電池、及び、本発明の燃料電池の製造方法について、以下に説明する。本発明の燃料電池モジュール及び燃料電池に関する以下の説明では、チューブ型セルの、MEAが剥き出しとされた部位(以下「部位A」という。)へ水素含有ガス(以下「水素」という。)が供給されるとともに、チューブ型セルの、外部集電体が備えられる部位(以下「部位B」という。)へ酸素含有ガス(以下「空気」という。)が供給され、冷媒によって冷却される形態を例示するが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明燃料電池モジュール及び燃料電池に備えられるチューブ型セルには、部位Bへ水素を供給し、部位Aへ空気を供給することも可能であり、寒冷地等で使用される場合には、例えば始動時に、冷媒に代えて温水等の温熱媒体によって加温することも可能である。   The fuel cell module of the present invention, the method of manufacturing the fuel cell module of the present invention, the fuel cell of the present invention, and the method of manufacturing the fuel cell of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description regarding the fuel cell module and the fuel cell of the present invention, a hydrogen-containing gas (hereinafter referred to as “hydrogen”) is supplied to a portion of the tube-type cell where the MEA is exposed (hereinafter referred to as “region A”). In addition, an example of a mode in which an oxygen-containing gas (hereinafter referred to as “air”) is supplied to a portion of the tube-type cell where the external current collector is provided (hereinafter referred to as “region B”) and is cooled by the refrigerant. However, the present invention is not limited to the embodiment. In the fuel cell module and the fuel cell of the present invention, hydrogen can be supplied to the part B and air can be supplied to the part A. When used in a cold district, for example, At the time of start-up, it is possible to heat with a heating medium such as hot water instead of the refrigerant.

1.燃料電池モジュール
図1は、本発明の燃料電池モジュールの形態例を概略的に示す平面図である。図1の紙面上下方向が、外部集電管の長手方向である。本発明にかかる燃料電池モジュールの構造の理解を容易にするため、図1では紙面奥側及び手前側に備えられるケース部材の記載を省略している。図2は、図1のII−II矢視図であり、一部の記載を省略している。図3は、本発明の燃料電池モジュールに備えられるチューブ型セルの形態例を概略的に示す正面図であり、一対の内部集電板に巻回される前の形態を示している。図3の紙面左右方向が、チューブ型セルの長手方向である。図4は、図3のIV−IV断面図である。図4の紙面奥/手前方向が、チューブ型セルの長手方向である。図5は、本発明の燃料電池モジュールに備えられる内部集電板の形態例を概略的に示す平面図である。図5(a)は、チューブ型セルが巻回される前の内部集電板の形態を、図5(b)は、チューブ型セルを固定する際の内部集電板の形態を、それぞれ概略的に示している。図6は、本発明の燃料電池モジュールに備えられる外部集電板の形態例を概略的に示す正面図である。以下、図1乃至図6を参照しつつ、本発明の燃料電池モジュールについて説明する。
1. Fuel Cell Module FIG. 1 is a plan view schematically showing an embodiment of the fuel cell module of the present invention. The vertical direction in FIG. 1 is the longitudinal direction of the external current collector tube. In order to facilitate understanding of the structure of the fuel cell module according to the present invention, the description of the case members provided on the rear side and the front side of the drawing is omitted in FIG. FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows II-II in FIG. 1 and a part of the description is omitted. FIG. 3 is a front view schematically showing a form example of a tube-type cell provided in the fuel cell module of the present invention, and shows a form before being wound around a pair of internal current collector plates. The left-right direction in FIG. 3 is the longitudinal direction of the tube-type cell. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 4 is the longitudinal direction of the tube-type cell. FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of an internal current collector plate provided in the fuel cell module of the present invention. FIG. 5A schematically shows the form of the internal current collector plate before the tube type cell is wound, and FIG. 5B schematically shows the form of the internal current collector plate when the tube type cell is fixed. Is shown. FIG. 6 is a front view schematically showing an example of an external current collector plate provided in the fuel cell module of the present invention. Hereinafter, the fuel cell module of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

図1及び図2に示すように、本発明の燃料電池モジュール20は、間隔を開けて配置された一対の内部集電板9、9と、当該一対の内部集電板9、9に巻回され固定された一のチューブ型セル8を備える。燃料電池モジュール20では、一対の内部集電板9、9に巻回されて略螺旋形状とされたチューブ型セル8によって囲まれる空間に、複数の外部集電管10、10、…の長手方向中央部が配置され、当該複数の外部集電管10、10、…は、チューブ型セル8の外周面、及び、外部集電板11、11と接触している。そして、チューブ型セル8、一対の内部集電板9、9、複数の外部集電管10、10、…、及び、外部集電板11、11が、ケース部材12に収容され、一対の内部集電板9、9は、ケース部材12と噛み合った状態で保持されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell module 20 of the present invention is wound around a pair of internal current collector plates 9, 9 arranged at intervals, and the pair of internal current collector plates 9, 9. One tube type cell 8 is fixed. In the fuel cell module 20, the longitudinal direction of the plurality of external current collector tubes 10,... Is in a space surrounded by the tube-shaped cell 8 that is wound around the pair of internal current collector plates 9 and 9 and has a substantially spiral shape. The central portion is disposed, and the plurality of external current collector tubes 10, 10,... Are in contact with the outer peripheral surface of the tube type cell 8 and the external current collector plates 11, 11. The tube-type cell 8, the pair of internal current collector plates 9, 9, the plurality of external current collector tubes 10, 10, ..., and the external current collector plates 11, 11 are accommodated in the case member 12, and a pair of internal current collector plates The current collecting plates 9 and 9 are held in a state of being engaged with the case member 12.

燃料電池モジュール20において、ケース部材12の内側には、水素流通部13、13(以下、図1及び図2の紙面左側に位置する水素流通部13を「水素流通部13a」、同右側に位置する水素流通部13を「水素流通部13b」ということがある。)、空気流通部14、及び、冷媒流通部15、15(以下、図1の紙面上側に位置する冷媒流通部15を「冷媒流通部15a」、同下側に位置する冷媒流通部15を「冷媒流通部15b」ということがある。)が備えられる。水素流通部13a及び水素流通部13bと空気流通部14は、隔壁16、16によって隔離され、冷媒流通部15a及び冷媒流通部15bと空気流通部14は、隔壁17、17によって隔離される。そして、複数の外部集電管10、10、…の長手方向一端は、隔壁17を貫通して冷媒流通部15aに配置される一方、同長手方向他端は、隔壁17を貫通して冷媒流通部15bに配置される。これに対し、複数の外部集電管10、10、…と接触する一対の外部集電板11、11は、空気流通部14に備えられる。なお、図2に示すように、水素流通部13a及び水素流通部13bを囲むケース部材12には、水素用開口部18、18、…が備えられ、空気流通部14を囲むケース部材12には、空気用開口部19、19、…が備えられる。   In the fuel cell module 20, on the inner side of the case member 12, hydrogen circulation portions 13, 13 (hereinafter, the hydrogen circulation portion 13 located on the left side of FIG. 1 and FIG. 2 is referred to as “hydrogen circulation portion 13 a”, located on the right side thereof. The hydrogen circulation part 13 to be referred to as “hydrogen circulation part 13b”), the air circulation part 14, and the refrigerant circulation parts 15 and 15 (hereinafter, the refrigerant circulation part 15 located on the upper side in FIG. The circulation part 15a "and the refrigerant circulation part 15 located on the lower side are sometimes referred to as" refrigerant circulation part 15b "). The hydrogen circulation part 13a and the hydrogen circulation part 13b and the air circulation part 14 are separated by the partition walls 16 and 16, and the refrigerant circulation part 15a and the refrigerant circulation part 15b and the air circulation part 14 are separated by the partition walls 17 and 17. In addition, one end in the longitudinal direction of the plurality of external current collectors 10, 10,... Is disposed in the coolant circulation part 15 a through the partition wall 17, while the other end in the longitudinal direction penetrates the partition wall 17 to distribute the coolant. It arranges in part 15b. On the other hand, a pair of external current collector plates 11, 11 that come into contact with the plurality of external current collector tubes 10, 10,. 2, the case member 12 surrounding the hydrogen circulation part 13a and the hydrogen circulation part 13b is provided with hydrogen openings 18, 18,... , Air openings 19, 19,... Are provided.

図3及び図4に示すように、燃料電池モジュール20に備えられるチューブ型セル8は、外周面に溝1x、1x、…を備える内部集電体1と、当該内部集電体1の外周面に形成された中空形状のMEA5と、当該MEA5の外周面に巻回された外部集電体6と、を備える。中空形状のMEA5は、内部集電体1の外周面に形成された中空形状の第1触媒層2と、当該第1触媒層2の外周面に形成された中空形状の電解質膜3と、当該電解質膜3の外周面に形成された中空形状の第2触媒層4と、を備える。そして、チューブ型セル8は、MEA5の外周面が剥き出しとされた部位A、A、…と、MEA5の外周面に外部集電体6、6、…が巻回された部位B、B、…と、を備え、部位B、B、…に備えられる外部集電体6、6、…の長手方向両端は、熱収縮チューブ7、7、…(以下「固定部材7、7、…」等ということがある。)によって固定されている。このように、チューブ型セル8では、外部集電体6、6、…の長手方向両端を固定部材7、7、…で固定することにより、外部集電体6、6、…によってMEA5が押圧される形態で外部集電体6、6、…を保持し、外部集電体6、6、…とMEA5との界面における接触抵抗を低減している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the tube-type cell 8 provided in the fuel cell module 20 includes an internal current collector 1 having grooves 1x, 1x,... On the outer peripheral surface, and an outer peripheral surface of the internal current collector 1. And a hollow MEA 5 formed on the outer periphery of the MEA 5 and an external current collector 6 wound around the outer peripheral surface of the MEA 5. The hollow MEA 5 includes a hollow first catalyst layer 2 formed on the outer peripheral surface of the internal current collector 1, a hollow electrolyte membrane 3 formed on the outer peripheral surface of the first catalyst layer 2, and the A hollow second catalyst layer 4 formed on the outer peripheral surface of the electrolyte membrane 3. The tube-type cell 8 includes parts A, A,... Where the outer peripheral surface of the MEA 5 is exposed, and parts B, B,... Where the external current collectors 6, 6,. , And the longitudinal ends of the external current collectors 6, 6,... Provided in the portions B, B,... Are referred to as heat-shrinkable tubes 7, 7,. It is fixed by. As described above, in the tube-type cell 8, the MEA 5 is pressed by the external current collectors 6, 6,... By fixing the longitudinal ends of the external current collectors 6, 6,. The external current collectors 6, 6,... Are held in such a manner that the contact resistance at the interface between the external current collectors 6, 6,.

図5(a)に示すように、燃料電池モジュール20に備えられる内部集電板9は、内部集電板9に巻回されるチューブ型セル8の部位A、A、…と接触すべき凹部9x、9x、…を備える第1内部集電板9aと、爪部9y、9y、…を備える第2内部集電板9bと、第1内部集電板9a及び第2内部集電板9bを締結固定可能な固定部材9cと、を備える。燃料電池モジュール20において、一対の内部集電板9、9にチューブ型セル8を巻回する際には、間隔を開けて配置された第1内部集電板9a、9aの凹部9x、9x、…とチューブ型セル8の部位A、A、…とが接触する形態で、一対の第1内部集電板9a、9aの周囲にチューブ型セル8を巻回する。その後、凹部9x、9x、…に配置されたチューブ型セル8の部位A、A、…に爪部9y、9y、…を突き刺す形態で第2内部集電板9b、9bを配置し、第1内部集電板9a、9aと第2内部集電板9b、9bとを固定部材9c、9cによって締結固定する(図5(b)参照)。このようにすることで、本発明では、部位A、A、…、及び、部位B、B、…を備えるチューブ型セル8が、間隔を開けて配置された一対の内部集電板9、9に巻回され、固定される。   As shown in FIG. 5A, the internal current collector plate 9 provided in the fuel cell module 20 is a recess to be in contact with the portions A, A,... Of the tube-type cell 8 wound around the internal current collector plate 9. A first internal current collector plate 9a having 9x, 9x, ..., a second internal current collector plate 9b having claw portions 9y, 9y, ..., a first internal current collector plate 9a, and a second internal current collector plate 9b. And a fixing member 9c capable of being fastened and fixed. In the fuel cell module 20, when the tube-type cell 8 is wound around the pair of internal current collector plates 9, 9, the recesses 9x, 9x of the first internal current collector plates 9a, 9a arranged at intervals are provided. The tube-type cell 8 is wound around the pair of first internal current collector plates 9a, 9a in such a form that the portions A, A,. After that, the second internal current collector plates 9b, 9b are arranged in a form in which the claw portions 9y, 9y, ... are pierced into the portions A, A, ... of the tube type cells 8 arranged in the recesses 9x, 9x, ... The internal current collector plates 9a and 9a and the second internal current collector plates 9b and 9b are fastened and fixed by fixing members 9c and 9c (see FIG. 5B). In this way, in the present invention, a pair of internal current collector plates 9, 9 in which the tubular cells 8 including the portions A, A,... And the portions B, B,. It is wound around and fixed.

一方、図6に示すように、燃料電池モジュール20に備えられる外部集電板11は、複数の外部集電管10、10、…が挿入される孔11x、11x、…を備える。燃料電池モジュール20の製造方法については後述するが、燃料電池モジュール20の製造時には、例えば、一対の外部集電板11、11の孔11x、11x、…に外部集電管10、10、…を挿入することにより、外部集電管10、10、…、及び、一対の外部集電板11、11を備える外部集電部材(外部集電部材22。図9参照。)を作製し、間隔を開けて配置された一対の第1内部集電板9a、9aの間に当該外部集電部材を配置する。その後、この外部集電部材、及び、一対の第1内部集電板9a、9aの周囲にチューブ型セル8を巻回し、第1内部集電板9a、9a、及び、第2内部集電板9b、9bを固定部材9c、9cで固定することにより、部位A、A、…が内部集電板9、9と接触するとともに、部位B、B、…に備えられる外部集電体6、6、…が外部集電管10、10、…と接触する形態で、チューブ型セル8を固定する。このようにして、チューブ型セル8と、一対の内部集電板9、9と、外部集電部材とを備える構造体(構造体23。図10参照。)を作製したら、当該構造体をケース部材12に収容し、その後、チューブ型セル8に備えられる固定部材7、7、…の箇所にシール材(ポッティング材)が配設されるように、ケース部材12の外側からシール材を注入して隔壁16、16を形成することにより、水素流通部13、13と空気流通部14とを隔離する。燃料電池モジュール20は、これらの工程を経ることにより製造することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 6, the external current collector plate 11 provided in the fuel cell module 20 includes holes 11x, 11x,... Into which a plurality of external current collector tubes 10, 10,. Although the manufacturing method of the fuel cell module 20 will be described later, when the fuel cell module 20 is manufactured, for example, the external current collecting tubes 10, 10,... Are inserted into the holes 11x, 11x,. By inserting, an external current collecting member (external current collecting member 22, see FIG. 9) including the external current collecting tubes 10, 10,... The external current collecting member is arranged between the pair of first internal current collecting plates 9a, 9a arranged open. Thereafter, the tube-type cell 8 is wound around the external current collecting member and the pair of first internal current collecting plates 9a and 9a, and the first internal current collecting plates 9a and 9a and the second internal current collecting plate are wound. By fixing 9b, 9b with fixing members 9c, 9c, the parts A, A,... Come into contact with the internal current collector plates 9, 9, and the external current collectors 6, 6 provided in the parts B, B,. The tube-type cell 8 is fixed in such a form that contacts the external current collector tubes 10, 10,. When a structure (structure 23; see FIG. 10) including the tube-type cell 8, the pair of internal current collector plates 9 and 9, and the external current collector is produced in this way, the structure is used as a case. After being accommodated in the member 12, the sealing material is injected from the outside of the case member 12 so that the sealing material (potting material) is disposed at the fixing members 7, 7,... By forming the partition walls 16 and 16, the hydrogen circulation parts 13 and 13 and the air circulation part 14 are isolated. The fuel cell module 20 can be manufactured through these steps.

燃料電池モジュール20の運転時には、水素用開口部18、18、…を介して水素流通部13aへ水素が供給されるとともに、空気用開口部19、19、…を介して空気流通部14へ空気が供給され、図示されていない開口部を介して冷媒流通部15aへ冷媒が供給される。水素流通部13aへと供給された水素は、当該水素流通部13aに配置され内部集電板9によって固定されたチューブ型セル8の部位A、A、…の表面へと達する。上述のように、チューブ型セル8は、部位A、A、…に爪部9y、9y、…が突き刺される形態で固定されるので、部位A、A、…には爪部9y、9y、…によって形成された孔が存在する。それゆえ、部位A、A、…の表面へと達した水素は、当該部位A、A、…の孔からチューブ型セル8の内部へと浸入して内部集電体1の溝1x、1x、…へと達し、当該溝1x、1x、…と面する第1触媒層2へと到達する。このようにして第1触媒層2へと到達した水素の一部は、当該第1触媒層2に含有される触媒(例えば、Pt等。以下同じ。)の作用下でプロトンと電子に分離する。第1触媒層2で生じたプロトンは、第1触媒層2、電解質膜3、及び、第2触媒層4に含有されるプロトン伝導性物質によって第2触媒層4へと伝導される。これに対し、電解質膜3は電子伝導性を有しない。そのため、第1触媒層2で生じた電子は、外部回路を経由して第2触媒層4へと伝導される。一方、第1触媒層2へと到達した水素の残りは、溝1x、1x、…を伝って水素流通部13bへと達し、当該水素流通部13bを囲むケース部材12に備えられる水素用開口部18、18、…を介して燃料電池モジュール20の外部へと排出されて回収される。   During operation of the fuel cell module 20, hydrogen is supplied to the hydrogen circulation part 13 a through the hydrogen openings 18, 18,..., And air is supplied to the air circulation part 14 through the air openings 19, 19,. Is supplied, and the refrigerant is supplied to the refrigerant circulation part 15a through an opening (not shown). The hydrogen supplied to the hydrogen flow part 13a reaches the surface of the parts A, A,... Of the tube-type cell 8 arranged in the hydrogen flow part 13a and fixed by the internal current collector plate 9. As described above, since the tube-type cell 8 is fixed in such a manner that the claw portions 9y, 9y,... Are pierced into the portions A, A,..., The claw portions 9y, 9y,. There are holes formed by Therefore, the hydrogen that has reached the surface of the parts A, A,... Penetrates into the tube-type cell 8 from the holes of the parts A, A,. To the first catalyst layer 2 facing the grooves 1x, 1x,. A part of the hydrogen that has reached the first catalyst layer 2 in this way is separated into protons and electrons under the action of the catalyst (for example, Pt, etc., the same applies hereinafter) contained in the first catalyst layer 2. . Protons generated in the first catalyst layer 2 are conducted to the second catalyst layer 4 by the proton conductive material contained in the first catalyst layer 2, the electrolyte membrane 3, and the second catalyst layer 4. On the other hand, the electrolyte membrane 3 does not have electronic conductivity. Therefore, electrons generated in the first catalyst layer 2 are conducted to the second catalyst layer 4 via an external circuit. On the other hand, the remainder of the hydrogen that has reached the first catalyst layer 2 reaches the hydrogen circulation part 13b through the grooves 1x, 1x,..., And the hydrogen opening provided in the case member 12 surrounding the hydrogen circulation part 13b. Are discharged to the outside of the fuel cell module 20 through 18, 18.

一方、燃料電池モジュール20の運転時には、空気流通部14へ空気が供給されるので、当該空気流通部14に配置される部位B、B、…の外周面(第2触媒層4の外周面)へ、空気が供給される。第2触媒層4へ空気が供給されると、当該空気に含有される酸素と、第1触媒層2から第2触媒層4へと伝導されたプロトン及び電子とが、第2触媒層4に含有される触媒の作用下で電気化学反応し、水が生成される。このように、燃料電池モジュール20の運転時には、第1触媒層2から第2触媒層4へ電子が伝導され、第2触媒層4で水が生成される。   On the other hand, during operation of the fuel cell module 20, since air is supplied to the air circulation part 14, the outer peripheral surface of the parts B, B,... Arranged in the air circulation part 14 (the outer peripheral surface of the second catalyst layer 4). Air is supplied. When air is supplied to the second catalyst layer 4, oxygen contained in the air and protons and electrons conducted from the first catalyst layer 2 to the second catalyst layer 4 are transferred to the second catalyst layer 4. Electrochemical reaction occurs under the action of the contained catalyst to produce water. Thus, when the fuel cell module 20 is operated, electrons are conducted from the first catalyst layer 2 to the second catalyst layer 4, and water is generated in the second catalyst layer 4.

燃料電池モジュール20では、一のチューブ型セル8が一対の内部集電板9、9に巻回され、チューブ型セル8の部位A、A、…の内側に備えられる内部集電体1と、一対の内部集電板9、9に備えられる爪部9y、9y、…とが接触している。それゆえ、燃料電池モジュール20の運転時には、部位A、A、…の内側に備えられる内部集電体1、及び、一対の内部集電板9、9を介して、第1触媒層2側の集電が行われる。一対の第1内部集電板9a、9aの周囲にチューブ型セル8を巻回する際の力を制御することにより、第1内部集電板9a、9aとチューブ型セル8の部位A、A、…とを均一に密着させることができ、さらに、固定部材9c、9cによって締結する際の力を制御することにより、内部集電体1と複数の爪部9y、9y、…とを均一に接触させることができる。それゆえ、一の内部集電体1と一対の内部集電板9、9を介して第1触媒層2側の集電を行う燃料電池モジュール20によれば、集電効率を容易に向上させることができる。   In the fuel cell module 20, one tube-type cell 8 is wound around a pair of internal current collector plates 9, 9, and the internal current collector 1 provided inside the portions A, A,. Claw portions 9y, 9y,... Provided in the pair of internal current collector plates 9, 9 are in contact with each other. Therefore, during the operation of the fuel cell module 20, the first catalyst layer 2 side is provided via the internal current collector 1 and the pair of internal current collector plates 9, 9 provided inside the portions A, A,. Current collection is performed. By controlling the force when the tube-type cell 8 is wound around the pair of first internal current collector plates 9a, 9a, the first internal current collector plates 9a, 9a and the portions A, A of the tube-type cell 8 are controlled. ,... Can be evenly adhered, and the internal current collector 1 and the plurality of claws 9y, 9y,... Can be made uniform by controlling the force when fastened by the fixing members 9c, 9c. Can be contacted. Therefore, according to the fuel cell module 20 that collects current on the first catalyst layer 2 side through the one internal current collector 1 and the pair of internal current collector plates 9, 9, the current collection efficiency is easily improved. be able to.

さらに、従来のチューブ型PEFC(例えば、特許文献2参照)と異なり、本発明の燃料電池モジュール20には、所定の長さに切断された多数のチューブ型セルが備えられるのではなく、一のチューブ型セル8が、一対の内部集電板9、9及び外部集電部材の周囲に巻回された形態で備えられる。それゆえ、多数のチューブ型セルの端部を揃える必要がなく、一のチューブ型セル8を一対の内部集電板9、9に巻回するのみで当該一のチューブ型セル8の位置決めをすることができるので、燃料電池モジュール20の生産性を向上させることができる。   Furthermore, unlike a conventional tube type PEFC (see, for example, Patent Document 2), the fuel cell module 20 of the present invention is not provided with a large number of tube cells cut to a predetermined length. A tube-type cell 8 is provided in a form wound around a pair of internal current collecting plates 9 and 9 and an external current collecting member. Therefore, it is not necessary to align the ends of a large number of tube-type cells, and only one tube-type cell 8 is wound around a pair of internal current collector plates 9, 9 to position the one tube-type cell 8. Therefore, the productivity of the fuel cell module 20 can be improved.

他方、燃料電池モジュール20では、チューブ型セル8に備えられる外部集電体6、6、…と外部集電管10、10、…とが接触している。それゆえ、燃料電池モジュール20の運転時には、外部集電体6、6、…、及び、外部集電管10、10、…、並びに、当該外部集電管10、10、…と接触している一対の外部集電板11、11を介して、第2触媒層4側の集電を行うことができる。   On the other hand, in the fuel cell module 20, the external current collectors 6, 6,... Provided in the tube type cell 8 and the external current collectors 10, 10,. Therefore, the fuel cell module 20 is in contact with the external current collectors 6, 6,... And the external current collector tubes 10, 10,. It is possible to collect current on the second catalyst layer 4 side through the pair of external current collector plates 11 and 11.

加えて、燃料電池モジュール20では、外部集電体6、6、…と接触する外部集電管10、10、…が管状部材とされており(図2参照)、当該外部集電管10、10、…の一端面が冷媒流通部15aに、他端面が冷媒流通部15bに配置される。それゆえ、燃料電池モジュール20の運転時に、冷媒流通部15aへ冷媒が供給されると、当該冷媒流通部15aへと供給された冷媒は、外部集電管10、10、…の端面に備えられる開口部から外部集電管10、10、…の内部へと流入する。そして、外部集電管10、10、…の内部へと流入した冷媒は、冷媒流通部15b側へと移動する間に、チューブ型セル8と熱交換することにより、チューブ型セル8を冷却し、チューブ型セル8の温度を制御する。このように、燃料電池モジュール20では、外部集電部材として機能するとともに、熱交換部材としても機能する外部集電管10、10、…が備えられるので、部品点数を削減することができる。それゆえ、燃料電池モジュール20によれば、単位体積当たりの出力を向上させて性能を向上させること、及び、生産性を向上させることが可能になる。   In addition, in the fuel cell module 20, external current collectors 10, 10,... That are in contact with the external current collectors 6, 6,... Are formed as tubular members (see FIG. 2). .., One end face is arranged in the refrigerant circulation part 15a, and the other end face is arranged in the refrigerant circulation part 15b. Therefore, when the refrigerant is supplied to the refrigerant circulation part 15a during the operation of the fuel cell module 20, the refrigerant supplied to the refrigerant circulation part 15a is provided on the end faces of the external current collector tubes 10, 10,. It flows into the inside of the external current collector tubes 10, 10,... From the opening. The refrigerant flowing into the external current collectors 10, 10,... Cools the tube-type cell 8 by exchanging heat with the tube-type cell 8 while moving to the refrigerant circulation portion 15b side. The temperature of the tube type cell 8 is controlled. As described above, since the fuel cell module 20 includes the external current collector tubes 10, 10,... That function as external heat collecting members and also as heat exchange members, the number of components can be reduced. Therefore, according to the fuel cell module 20, it is possible to improve the performance by improving the output per unit volume and improve the productivity.

さらに、燃料電池モジュール20では、外部集電部材及び熱交換部材として機能する外部集電管10、10、…が、螺旋形状とされたチューブ型セル8によって囲まれる空間に配置される。それゆえ、燃料電池モジュール20によれば、小型化を図ることが容易になるので、単位体積当たりの出力を向上させて性能を向上させることができる。   Further, in the fuel cell module 20, the external current collector tubes 10, 10,... Functioning as an external current collecting member and a heat exchange member are arranged in a space surrounded by the tubular cell 8 having a spiral shape. Therefore, according to the fuel cell module 20, it is easy to reduce the size, so that the output per unit volume can be improved and the performance can be improved.

本発明の燃料電池モジュール20に関する上記説明では、MEA5が剥き出しにされた部位A、A、…に爪部9y、9y、…を突き刺すことにより、部位A、A、…の内側に配設された内部集電体1と第2内部集電板9b、9b、…との接触が確保される形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明が採り得る他の形態としては、部位A、A、…に位置するMEA5の一部を除去することにより、剥き出しとされた内部集電体1の一部と、一対の内部集電板9、9(爪部9y、9y、…)との接触が確保される形態とすることも可能である。剥き出しとされた内部集電体1の一部と一対の内部集電板9、9とが接触する形態とすることにより、集電が容易になるほか、当該内部集電体1に備えられる溝1x、1x、…へ水素を流入させることが容易になる。ただし、内部集電体1の一部が剥き出しとされた形態のチューブ型セルが備えられる場合には、部位A、A、…で内部集電体1が剥き出しとされない上記形態と比較して、MEA5の一部を除去する工程が別途必要とされ、生産性が低下しやすい。そこで、性能のみならず生産性をも容易に向上させ得る形態の燃料電池モジュールを提供可能とする等の観点からは、内部集電体が剥き出しとされていないチューブ型セルが備えられる形態とすることが好ましい。   In the above description regarding the fuel cell module 20 of the present invention, the nail portions 9y, 9y,... Are inserted into the portions A, A,. Although the form in which the contact between the internal current collector 1 and the second internal current collector plates 9b, 9b,... Is ensured is illustrated, the present invention is not limited to this form. As another form which this invention can take, a part of internal current collector 1 exposed by removing a part of MEA5 located in site | part A, A, ..., and a pair of internal current collector plate 9, 9 (claw portions 9y, 9y,...) Can be secured. By adopting a form in which a part of the exposed internal current collector 1 and the pair of internal current collector plates 9 and 9 are in contact with each other, current collection is facilitated and grooves provided in the internal current collector 1 are provided. It becomes easy to flow hydrogen into 1x, 1x,. However, when a tube-type cell having a form in which a part of the internal current collector 1 is exposed is provided, compared to the above-described form in which the internal current collector 1 is not exposed at the portions A, A,. A process for removing a part of the MEA 5 is required separately, and the productivity tends to be lowered. Therefore, from the viewpoint of providing a fuel cell module that can easily improve not only performance but also productivity, a configuration in which a tube-type cell in which the internal current collector is not exposed is provided. It is preferable.

また、本発明の燃料電池モジュール20に関する上記説明では、部位B、B、…に備えられる外部集電体6、6、…の長手方向両端が、熱収縮チューブ7、7、…に固定されたチューブ型セル8が備えられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。ただし、外部集電体6、6、…とMEA5との接触抵抗を低減することで性能を向上させ得るチューブ型セル8が備えられる燃料電池モジュール20を提供する等の観点からは、MEA5側に押圧される形態で固定部材7、7、…によって固定された外部集電体6、6、…、を有するチューブ型セル8が備えられることが好ましい。本発明の燃料電池モジュールで使用可能な固定部材としては、熱収縮チューブ7、7、…のほかに、各種接着剤等を例示することができる。固定部材として熱収縮チューブ7、7、…が用いられる場合、当該熱収縮チューブ7、7、…を構成し得る材料の具体例としては、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂のほか、エラストマー(フッ化エラストマー)等を挙げることができる。   In the above description regarding the fuel cell module 20 of the present invention, the longitudinal ends of the external current collectors 6, 6,... Provided in the portions B, B,. Although the form with which the tube type cell 8 is provided was illustrated, this invention is not limited to the said form. However, from the viewpoint of providing the fuel cell module 20 provided with the tube-type cell 8 that can improve the performance by reducing the contact resistance between the external current collectors 6, 6,. It is preferable that a tube type cell 8 having external current collectors 6, 6,... Fixed by fixing members 7, 7,. Examples of the fixing member that can be used in the fuel cell module of the present invention include various adhesives in addition to the heat-shrinkable tubes 7, 7. When heat-shrinkable tubes 7, 7,... Are used as the fixing member, specific examples of materials that can constitute the heat-shrinkable tubes 7, 7,... Are polyolefin, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, and fluororesin. And elastomers (fluorinated elastomers).

また、本発明の燃料電池モジュール20に関する上記説明では、チューブ型セル8を収容可能な凹部9x、9x、…を備える第1内部集電板9aと、部位A、A、…を貫通してMEA5の内側に備えられる内部集電体1と接触可能な爪部9y、9y、…を備える第2内部集電板9bと、これらを締結固定する固定部材9cと、を有する内部集電板9が備えられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明の燃料電池モジュールに備えられる一対の内部集電部材は、チューブ型セルを巻回して固定可能な形態であれば良い。内部集電部材が採り得る他の形態としては、チューブ型セルを収容可能な凹部を備える一の部材の一端と、チューブ型セルに備えられる内部集電体と接触可能な爪部を備える他の部材の一端とが連結されており、チューブ型セルが巻回される時には当該一の部材及び他の部材が開いた状態とされ、巻回されたチューブ型セルを固定する時には当該一の部材及び他の部材が閉じた状態とされる、略鋏形態を例示することができる。   Moreover, in the said description regarding the fuel cell module 20 of this invention, MEA5 penetrates the 1st internal current collection board 9a provided with the recessed part 9x, 9x, ... which can accommodate the tube-type cell 8, and site | part A, A, .... An internal current collector plate 9 having a second internal current collector plate 9b having claw portions 9y, 9y,... That can come into contact with the internal current collector 1 provided inside and a fixing member 9c for fastening and fixing them. Although the provided form was illustrated, this invention is not limited to the said form. The pair of internal current collecting members provided in the fuel cell module of the present invention may be any form that can be fixed by winding a tube-type cell. Other forms that the internal current collecting member can take include one end of one member having a recess capable of accommodating a tube-type cell, and another claw that can contact an internal current collector provided in the tube-type cell. One end of the member is connected, and when the tube type cell is wound, the one member and the other member are opened, and when the wound tube type cell is fixed, the one member and A substantially saddle shape in which the other member is in a closed state can be exemplified.

また、本発明の燃料電池モジュール20に関する上記説明では、複数の外部集電管10、10、…が備えられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではなく、複数の外部集電管10、10、…の端部を連結する等の方法により蛇行形状とされた、一の外部集電管が備えられていても良い。ただし、外部集電管に多くの冷媒を流入させて冷却効率を向上させることにより、性能を向上させ易い形態の燃料電池モジュールを提供する等の観点からは、複数の外部集電管10、10、…が備えられる形態とすることが好ましい。   Further, in the above description regarding the fuel cell module 20 of the present invention, a mode in which the plurality of external current collectors 10, 10,... Are provided is illustrated, but the present invention is not limited to this mode and a plurality of external current collectors are provided. One external current collector tube having a meandering shape by a method such as connecting ends of the current collector tubes 10, 10,... May be provided. However, from the viewpoint of providing a fuel cell module in a form in which the performance is easily improved by flowing a large amount of refrigerant into the external current collector tube to improve the cooling efficiency, a plurality of external current collector tubes 10, 10 are provided. ,... Are preferably provided.

また、本発明の燃料電池モジュール20に関する上記説明では、複数の外部集電管10、10、…の長手方向と、チューブ型セル8の長手方向とが略直交するように配設される形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。ただし、外部集電管10、10、…を介した集電を容易に行い得る形態とする等の観点からは、チューブ型セル8の長手方向と複数の外部集電管10、10、…の長手方向とが略直行するように、複数の外部集電管10、10、…が配設されることが好ましい。   Moreover, in the said description regarding the fuel cell module 20 of this invention, the form arrange | positioned so that the longitudinal direction of several external collector tube 10,10, ... and the longitudinal direction of the tube-type cell 8 may cross substantially orthogonally. Although illustrated, this invention is not limited to the said form. However, from the viewpoint of making it possible to easily collect current via the external current collector tubes 10, 10,..., The longitudinal direction of the tube-type cell 8 and the plurality of external current collector tubes 10, 10,. It is preferable that a plurality of external current collectors 10, 10,... Are arranged so that the longitudinal direction is substantially perpendicular.

また、本発明の燃料電池モジュール20に関する上記説明では、外部集電部材として機能するとともに、熱交換部材としても機能する複数の外部集電管10、10、…が備えられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明の燃料電池モジュールは、外部集電部材としてのみ機能する外部集電管と、熱交換部材としてのみ機能する冷却管とがそれぞれ備えられる形態とすることも可能である。ただし、部品点数を削減して単位体積当たりの発電量を向上させ易い形態の燃料電池モジュールを提供する等の観点からは、外部集電部材として機能するとともに、熱交換部材としても機能する複数の外部集電管10、10、…が備えられることが好ましい。   Further, in the above description regarding the fuel cell module 20 of the present invention, an example in which a plurality of external current collector tubes 10, 10,... Functioning as an external current collecting member and also functioning as a heat exchange member is illustrated. The present invention is not limited to the embodiment. The fuel cell module of the present invention may be configured to include an external current collector tube that functions only as an external current collector member and a cooling tube that functions only as a heat exchange member. However, from the viewpoint of providing a fuel cell module in a form that easily reduces the number of parts and improves the amount of power generation per unit volume, it functions as an external current collecting member and also functions as a heat exchange member. It is preferable that external current collectors 10, 10,.

また、本発明の燃料電池モジュール20に関する上記説明では、略螺旋形状とされたチューブ型セル8によって囲まれる空間に、外部集電部材として機能するとともに熱交換部材としても機能する複数の外部集電管10、10、…が配設される形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明の燃料電池モジュールは、チューブ型セル8とケース部材12との間に、複数の外部集電管10、10、…と外部集電体6、6、…とが接触する形態で、複数の外部集電管10、10、…が配設されていても良い。ただし、小型化を図りやすい形態とすることにより、容易に性能を向上させ得る燃料電池モジュールを提供する等の観点からは、チューブ型セル8によって囲まれる空間に、複数の外部集電管10、10、…が配設される形態とすることが好ましい。   In the above description regarding the fuel cell module 20 of the present invention, a plurality of external current collectors functioning as an external current collecting member and also functioning as a heat exchanging member in a space surrounded by the substantially spiral tubular cell 8. Although the form in which the pipes 10, 10,... Are arranged is illustrated, the present invention is not limited to the form. The fuel cell module of the present invention includes a plurality of external current collectors 10, 10,... And a plurality of external current collectors 6, 6,. Of the external current collector tubes 10, 10,... However, from the viewpoint of providing a fuel cell module whose performance can be easily improved by adopting a form that facilitates downsizing, a plurality of external current collectors 10, It is preferable to adopt a form in which 10,.

また、本発明の燃料電池モジュール20に関する上記説明では、ケース部材12に一のチューブ型セル8のみが備えられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明の燃料電池モジュールは、一対の内部集電部材に巻回され固定されることにより略螺旋形状とされたチューブ型セルが備えられていれば良く、二以上のチューブ型セル8、8、…がケース部材12に収容される形態とすることも可能である。   Moreover, in the said description regarding the fuel cell module 20 of this invention, although the form with which only the one tube type cell 8 was provided in the case member 12 was illustrated, this invention is not limited to the said form. The fuel cell module of the present invention may be provided with a tube-type cell that is formed into a substantially spiral shape by being wound and fixed to a pair of internal current collecting members, and includes two or more tube-type cells 8, 8, Can be accommodated in the case member 12.

2.燃料電池モジュールの製造方法
図7は、本発明にかかる燃料電池モジュールの製造方法の形態例を示すフローチャートである。図8は、図7に示す固定部材配設工程で配設された固定部材を備える構造体の形態例を示す概念図であり、その一部のみを拡大して示している。図9は、図7に示す外部集電部材作製工程で作製される外部集電部材の形態例を示す概念図である。図10は、図7に示す巻回固定工程によって形成される構造体の形態例を示す概念図である。図8乃至図10において、図1乃至図6と同様の構成を採るものには、図1乃至図6で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図1乃至図10を参照しつつ、本発明の燃料電池モジュールの製造方法によって、燃料電池モジュール20を製造する場合ついて説明する。
2. Manufacturing Method of Fuel Cell Module FIG. 7 is a flowchart showing an example of a manufacturing method of a fuel cell module according to the present invention. FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of a structure having a fixing member arranged in the fixing member arranging step shown in FIG. 7, and only a part thereof is shown in an enlarged manner. FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example of the form of the external current collector produced in the external current collector production process shown in FIG. FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of the structure of the structure formed by the winding and fixing step shown in FIG. 8 to 10, components having the same configurations as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals as those used in FIGS. 1 to 6, and description thereof is omitted as appropriate. Hereinafter, the case where the fuel cell module 20 is manufactured by the manufacturing method of the fuel cell module of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.

図7に示すように、本発明の燃料電池モジュールの製造方法は、第1工程(工程S1)と、第2工程(工程S2)と、固定部材配設工程(工程S3)と、第3工程(工程S4)と、外部集電部材作製工程(工程S5)と、第4工程(工程S6)と、第5工程及び第6工程を単一の工程で行う巻回固定工程(工程S7)と、第7工程(工程S8)と、接着剤配設工程(工程S9)と、を備え、工程S1乃至工程S9を経て、燃料電池モジュール20が製造される。   As shown in FIG. 7, the manufacturing method of the fuel cell module of the present invention includes a first step (step S1), a second step (step S2), a fixing member disposing step (step S3), and a third step. (Step S4), external current collecting member manufacturing step (step S5), fourth step (step S6), and winding fixing step (step S7) in which the fifth step and the sixth step are performed in a single step, The seventh step (step S8) and the adhesive disposing step (step S9) are provided, and the fuel cell module 20 is manufactured through steps S1 to S9.

2.1.第1工程(工程S1)
工程S1は、内部集電体1の外周面に、中空形状のMEA5を形成する工程である。工程S1は、内部集電体1の外周面に中空形状のMEA5を形成可能であれば、その形態は特に限定されるものではない。工程S1では、例えば、触媒及びプロトン伝導性ポリマーを含有するインク状組成物(以下「触媒インク」ということがある。)が入った容器に、内部集電体1を入れ、当該容器から内部集電体1を取り出して乾燥させることにより、内部集電体1の外周面に中空形状の第1触媒層2が形成された第1構造体を形成することができる。このようにして第1触媒層2を形成したら、引き続き、溶解したプロトン伝導性ポリマーを含有する電解質組成物が入った容器に、上記第1構造体を入れ、当該容器から第1構造体を取り出して乾燥させることにより、第1触媒層2の外周面に中空形状の電解質膜3が形成された第2構造体を形成することができる。このようにして電解質膜3を形成したら、引き続き、触媒インクが入った容器に、上記第2構造体を入れ、当該容器から第2構造体を取り出して乾燥させることにより、電解質膜3の外周面に中空形状の第2触媒層4が形成された第3構造体を形成することができる。このようにして形成された第3構造体には、内部集電体1の外周面に、中空形状の第1触媒層2と、中空形状の電解質膜3と、中空形状の第2触媒層4とを有する中空形状のMEA5が備えられるので、かかる工程等を経ることにより、内部集電体1の外周面に中空形状のMEA5を形成することができる。工程S1において、内部集電体1の外周面に、第1触媒層2、電解質膜3、及び、第2触媒層4を形成する方法は、上記方法に限定されるものではない。上記方法のほか、例えば、触媒インクをスプレー塗布して第1触媒層2や第2触媒層4を形成することも可能であり、電解質組成物をスプレー塗布して電解質膜3を形成することも可能である。
2.1. 1st process (process S1)
Step S <b> 1 is a step of forming a hollow MEA 5 on the outer peripheral surface of the internal current collector 1. The step S1 is not particularly limited as long as the hollow MEA 5 can be formed on the outer peripheral surface of the internal current collector 1. In step S1, for example, the internal current collector 1 is placed in a container containing an ink-like composition containing a catalyst and a proton conductive polymer (hereinafter sometimes referred to as “catalyst ink”), and the internal collector is collected from the container. The first structure in which the hollow first catalyst layer 2 is formed on the outer peripheral surface of the internal current collector 1 can be formed by taking out the electric body 1 and drying it. When the first catalyst layer 2 is formed in this manner, the first structure is subsequently placed in a container containing the electrolyte composition containing the dissolved proton conductive polymer, and the first structure is removed from the container. By drying, the second structure in which the hollow electrolyte membrane 3 is formed on the outer peripheral surface of the first catalyst layer 2 can be formed. After the electrolyte membrane 3 is formed in this way, the outer peripheral surface of the electrolyte membrane 3 is subsequently placed by putting the second structure into a container containing the catalyst ink, taking out the second structure from the container and drying it. A third structure in which the hollow second catalyst layer 4 is formed can be formed. In the third structure thus formed, the hollow first catalyst layer 2, the hollow electrolyte membrane 3, and the hollow second catalyst layer 4 are formed on the outer peripheral surface of the internal current collector 1. Therefore, the hollow MEA 5 can be formed on the outer peripheral surface of the internal current collector 1 through such steps and the like. In the step S1, the method of forming the first catalyst layer 2, the electrolyte membrane 3 and the second catalyst layer 4 on the outer peripheral surface of the internal current collector 1 is not limited to the above method. In addition to the above-described method, for example, the first catalyst layer 2 and the second catalyst layer 4 can be formed by spray application of catalyst ink, and the electrolyte membrane 3 can be formed by spray application of the electrolyte composition. Is possible.

2.2.第2工程(工程S2)
工程S2は、上記工程S1で形成された中空形状のMEA5の外周面に、外部集電体6を配設する工程である。工程S2は、MEA5の外周面に外部集電体6を配設可能であれば、その形態は特に限定されるものではなく、例えば、MEA5の外周面に、金属線からなる外部集電体6を巻回する工程とすることができる。工程S2において、外部集電体6を配設する方法としては、例えば、電線を製造する際に用いられる公知の方法等を用いることができる。
2.2. Second step (Step S2)
Step S2 is a step of disposing the external current collector 6 on the outer peripheral surface of the hollow MEA 5 formed in the step S1. As long as the external current collector 6 can be disposed on the outer peripheral surface of the MEA 5, the form of the step S <b> 2 is not particularly limited. For example, the external current collector 6 made of a metal wire is disposed on the outer peripheral surface of the MEA 5. It can be set as the process of winding. In the step S2, as a method of disposing the external current collector 6, for example, a known method used when manufacturing an electric wire can be used.

2.3.固定部材配設工程(工程S3)
工程S3は、上記工程S2で配設された外部集電体6の表面へ、間隔を開けて固定部材7、7、…を配設し、当該固定部材7、7、…により、MEA5側へ押圧される形態で外部集電体6が固定された形態の、構造体21を作製する工程である(図8参照)。固定部材7、7、…として熱収縮チューブ7、7、…を用いる場合、工程S3では、まず、公知の固定部材配設手段等を用いて、外部集電体6の表面に、所定の間隔(上記隔壁16、16の間隔と同程度の間隔。以下同じ。)を開けて、複数の熱収縮チューブを配設する。そして、公知の加熱手段等を用いて、配設された複数の熱収縮チューブを、所定の温度(例えば、80℃程度等)へ加熱する。このようにして加熱すると、外部集電体6の表面に配設された熱収縮チューブが収縮して、収縮した熱収縮チューブ7、7、…となり、当該熱収縮チューブ7、7、…によって、外部集電体6を固定することができる。
これに対し、固定部材として接着剤を用いる場合、工程S3は、外部集電体6の表面に、所定の間隔を開けて接着剤を配置し、当該接着剤によって外部集電体6を固定する工程とすることができる。
2.3. Fixing member arrangement process (process S3)
In step S3, fixing members 7, 7,... Are arranged at intervals on the surface of the external current collector 6 provided in step S2, and to the MEA 5 side by the fixing members 7, 7,. This is a step of manufacturing the structure 21 in a form in which the external current collector 6 is fixed in a pressed form (see FIG. 8). When the heat-shrinkable tubes 7, 7,... Are used as the fixing members 7, 7,..., In step S 3, first, a predetermined interval is provided on the surface of the external current collector 6 using a known fixing member disposing means. A plurality of heat-shrinkable tubes are provided with a gap (same as the gap between the partition walls 16 and 16; hereinafter the same). Then, using a known heating means or the like, the plurality of arranged heat-shrinkable tubes are heated to a predetermined temperature (for example, about 80 ° C.). When heated in this way, the heat-shrinkable tube disposed on the surface of the external current collector 6 is shrunk to become a heat-shrinkable tube 7, 7,..., And by the heat-shrinkable tube 7, 7,. The external current collector 6 can be fixed.
On the other hand, when an adhesive is used as the fixing member, in step S3, the adhesive is disposed on the surface of the external current collector 6 with a predetermined interval, and the external current collector 6 is fixed by the adhesive. It can be a process.

工程S3において、固定部材として熱収縮チューブ7、7、…を用いる場合、外部集電体6の表面に間隔を開けて配設された熱収縮チューブを収縮させるために加熱手段によって加熱する際の温度は、MEA5に含有されるプロトン伝導性ポリマーのプロトン伝導性能に影響を及ぼさない温度であれば、特に限定されない。当該温度の具体例としては、常温〜100℃程度を挙げることができる。   In the step S3, when the heat-shrinkable tubes 7, 7,... Are used as the fixing members, the heating means is used to heat the heat-shrinkable tubes disposed at intervals on the surface of the external current collector 6. The temperature is not particularly limited as long as it does not affect the proton conducting performance of the proton conducting polymer contained in MEA 5. Specific examples of the temperature include room temperature to about 100 ° C.

また、工程S3において、固定部材として熱収縮チューブ7、7、…を用いる場合、当該熱収縮チューブ7、7、…は、上記温度(例えば、常温〜100℃程度)で収縮して外部集電体6を固定可能であるとともに、燃料電池モジュール20の運転時における環境に耐え得る性質(例えば、耐熱性、耐水性等。以下同じ。)を有する物質により構成されていれば、その材料は特に限定されない。本発明にかかる燃料電池モジュールの製造方法で使用可能な熱収縮チューブ7、7、…の構成材料としては、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂のほか、エラストマー(フッ化エラストマー)等を例示することができる。   In the step S3, when the heat shrinkable tubes 7, 7,... Are used as the fixing member, the heat shrinkable tubes 7, 7,. If the body 6 can be fixed and is made of a substance having a property that can withstand the environment during operation of the fuel cell module 20 (for example, heat resistance, water resistance, etc., the same shall apply hereinafter), the material is particularly It is not limited. As a constituent material of the heat shrinkable tubes 7, 7,... That can be used in the fuel cell module manufacturing method according to the present invention, polyolefin (polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, fluororesin, elastomer (fluorinated elastomer), etc. Can be illustrated.

また、工程S3において、固定部材として接着剤を用いる場合、当該接着剤は、燃料電池モジュールの運転時における環境に耐え得る性質を有し、かつ、当該燃料電池モジュールの運転時においても継続して外部集電体6の位置を固定可能な物質により構成されていれば、その材料は特に限定されない。本発明にかかる燃料電池モジュールの製造方法で使用可能な、固定部材としての接着剤の構成材料としては、高分子系のエポキシ樹脂等を例示することができる。   Further, when an adhesive is used as the fixing member in step S3, the adhesive has a property that can withstand the environment during the operation of the fuel cell module, and continues even during the operation of the fuel cell module. The material is not particularly limited as long as the external current collector 6 is made of a substance that can fix the position of the current collector 6. Examples of the constituent material of the adhesive as the fixing member that can be used in the method for manufacturing the fuel cell module according to the present invention include polymer epoxy resins.

2.4.第3工程(工程S4)
工程S4は、上記工程S3で間隔を開けて配設された熱収縮チューブ7、7、…それぞれの一部を、公知の加工手段等を用いて除去するとともに、熱収縮チューブ7、7、…それぞれの一部が除去されることにより剥き出しとされた外部集電体6を、公知の加工手段等を用いて除去することにより、MEA5が剥き出しとされた部位A、A、…と、外部集電体6が配設された部位B、B、…とが備えられる形態のチューブ型セル8を作製する工程である。すなわち、工程S4により、上記工程S2で配設された外部集電体6の一部が除去され、後述する工程S7で一対の内部集電板9、9と接触すべき部位A、A、…が備えられる形態のチューブ型セル8が作製される。
2.4. Third step (step S4)
In step S4, a part of each of the heat-shrinkable tubes 7, 7,... Arranged at an interval in step S3 is removed using a known processing means, etc., and the heat-shrinkable tubes 7, 7,. The external current collector 6 exposed by removing a part of each part is removed using a known processing means or the like, so that the parts A, A,. This is a step of producing a tube-type cell 8 having a configuration in which portions B, B,. That is, part of the external current collector 6 disposed in step S2 is removed in step S4, and parts A, A,... To be brought into contact with the pair of internal current collector plates 9, 9 in step S7 described later. The tube-type cell 8 having the form in which is provided is manufactured.

工程S4において、熱収縮チューブ7、7、…それぞれの一部、及び、外部集電体6の一部を除去する際に使用可能な加工手段としては、線材の被覆を剥ぎ取る際に使用される、市販のストリッパー等を例示することができる。   In step S4, the heat shrinkable tubes 7, 7,... And a part of the external current collector 6 can be used as a processing means that can be used when stripping the coating of the wire. A commercially available stripper and the like can be exemplified.

2.5.外部集電部材作製工程(工程S5)
工程S5は、外部集電板11、11に備えられる複数の孔11x、11x、…のそれぞれに、外部集電管10、10、…を挿入して、外部集電板11、11と外部集電管10、10、…との接触が維持された状態で固定された、外部集電部材22を作製する工程である(図9参照)。
2.5. External current collector manufacturing process (process S5)
In step S5, the external current collector plates 11, 11 and the external current collectors 11 and 11 are inserted into the holes 11x, 11x,. This is a step of producing the external current collecting member 22 fixed in a state where the contact with the electric tubes 10, 10,... Is maintained (see FIG. 9).

2.6.第4工程(工程S6)
工程S6は、後述する工程S7でチューブ型セル8を巻回すべき一対の内部集電板9、9を、間隔を開けて配置するとともに、間隔を開けて配置した一対の内部集電板9、9の間に、上記工程S5で作製した外部集電部材22を配置する工程である。なお、図5に示すように、内部集電板9は、チューブ型セル8を収容すべき凹部9x、9x、…を備える第1内部集電板9aと、チューブ型セル8の部位A、A、…へと突き刺される爪部9y、9y、…を備える第2内部集電板9bと、第1内部集電板9a及び第2内部集電板9bを締結固定する固定部材9cと、を備える。それゆえ、実際の工程S6は、間隔を開けて一対の第1内部集電板9a、9aを配置するとともに、当該一対の第1内部集電板9a、9aの間に、外部集電部材22を配置する工程とされる。
2.6. Fourth step (step S6)
Step S6 includes a pair of internal current collector plates 9 and 9 around which the tube-type cell 8 is to be wound in Step S7, which will be described later, and a pair of internal current collector plates 9 that are spaced apart from each other. 9 is a step of arranging the external current collecting member 22 produced in step S5. As shown in FIG. 5, the internal current collector plate 9 includes a first internal current collector plate 9 a having recesses 9 x, 9 x,... For housing the tube type cell 8, and portions A and A of the tube type cell 8. ,... Are provided with a second internal current collector plate 9b having claw portions 9y, 9y,..., And a fixing member 9c for fastening and fixing the first internal current collector plate 9a and the second internal current collector plate 9b. . Therefore, in the actual step S6, the pair of first internal current collector plates 9a, 9a are arranged at an interval, and the external current collector 22 is interposed between the pair of first internal current collector plates 9a, 9a. It is set as the process of arranging.

2.7.巻回固定工程(工程S7)
工程S7は、上記工程S6で配置した一対の第1内部集電板9a、9a及び外部集電部材22の周囲に、上記工程S4で作製した一のチューブ型セル8を巻回し、巻回された一のチューブ型セル8の部位A、A、…へ第2内部集電板9b、9bの爪部9y、9y、…を突き刺した後、第1内部集電板9a、9aと第2内部集電板9b、9bとを固定部材9c、9cで固定することにより、チューブ型セル8を固定する工程である。工程S7では、チューブ型セル8の部位A、A、…と第1内部集電板9a、9aの凹部9x、9x、…とが接触するように、一対の第1内部集電板9a、9aの周囲にチューブ型セル8が巻回され、さらに、チューブ型セル8の外部集電体6、6、…と外部集電部材22の外部集電管10、10、…とが接触するように、外部集電部材22の周囲にチューブ型セル8が巻回される。それゆえ、工程S7では、MEA5の部位A、A、…の外周面と一対の内部集電板9、9とが接触するように、チューブ型セル8を一対の内部集電板9、9へ巻回して固定する、本発明の燃料電池モジュールの製造方法における第5工程と、外部集電部材22の一部である外部集電管10、10、…とチューブ型セル8の外部集電体6、6、…とを接触させ固定する、本発明の燃料電池モジュールの製造方法における第6工程とが、単一の工程で行われる。当該形態にかかる工程S7により、外部集電部材22及び一対の内部集電板9、9に巻回され、一対の内部集電板9、9によって固定されたチューブ型セル8を備える、構造体23が作製される(図10参照)。
2.7. Winding fixing process (process S7)
In step S7, the one tubular cell 8 produced in step S4 is wound around the pair of first internal current collector plates 9a, 9a and the external current collector 22 arranged in step S6. After piercing the claws 9y, 9y,... Of the second internal current collector plates 9b, 9b into the parts A, A,... Of the one tube type cell 8, the first internal current collector plates 9a, 9a and the second internal current collector plates 9b, 9b This is a step of fixing the tube-type cell 8 by fixing the current collector plates 9b, 9b with fixing members 9c, 9c. In step S7, the pair of first internal current collector plates 9a, 9a are arranged so that the portions A, A,... Of the tube-type cell 8 and the recesses 9x, 9x,. The tube type cell 8 is wound around the outer periphery, and the external current collectors 6, 6,... Of the tube type cell 8 and the external current collector tubes 10, 10,. The tube type cell 8 is wound around the external current collecting member 22. Therefore, in step S7, the tube-type cell 8 is moved to the pair of internal current collector plates 9, 9 such that the outer peripheral surfaces of the parts A, A,. The fifth step in the method of manufacturing the fuel cell module of the present invention, which is wound and fixed, the external current collectors 10, 10,... That are part of the external current collector 22, and the external current collector of the tube-type cell 8 The sixth step in the manufacturing method of the fuel cell module of the present invention, which is brought into contact with and fixed to 6, 6,... Is performed in a single step. Structure including the tube-type cell 8 wound around the external current collector 22 and the pair of internal current collector plates 9 and 9 and fixed by the pair of internal current collector plates 9 and 9 by the step S7 according to the embodiment. 23 is produced (see FIG. 10).

2.8.第7工程(工程S8)
工程S8は、チューブ型セル8、一対の内部集電板9、9、及び、外部集電部材22を備える、上記工程S7で作製した構造体23を、ケース部材12へ収容する工程である。ケース部材12が、分割・連結可能な二部材からなる場合、工程S8は、例えば、隔壁17、17、及び、冷媒流通部15、15を有する一方のケース部材へ構造体23を収容した後、構造体23の一部を収容した当該一方のケース部材と他方のケース部材とを連結することにより、構造体23をケース部材12へ収容する工程とすることができる。
2.8. Seventh step (step S8)
Step S <b> 8 is a step of housing the structure 23 produced in step S <b> 7 including the tube-type cell 8, the pair of internal current collector plates 9 and 9, and the external current collector member 22 in the case member 12. When the case member 12 is composed of two parts that can be divided and connected, the step S8 is performed after, for example, housing the structure 23 in one case member having the partition walls 17 and 17 and the refrigerant circulation portions 15 and 15. By connecting the one case member accommodating a part of the structure 23 and the other case member, the structure 23 can be accommodated in the case member 12.

2.9.接着剤配設工程(工程S9)
工程S9は、上記工程S8で構造体23を収容したケース部材12の外側からケース部材12の内側へ、接着剤(ポッティング材)を注入することにより、水素流通部13、13と空気流通部14とを隔てる隔壁16、16を形成する工程である。構造体23に備えられるチューブ型セル8は、部位B、B、…に備えられる外部集電体6、6、…の長手方向両端が熱収縮チューブ7、7、…で固定される。それゆえ、工程S9では、当該熱収縮チューブ7、7、…が備えられる箇所へ接着剤を注入することにより、水素流通部13、13に配置されたチューブ型セル8の部位A、A、…と、空気流通部14に配置されたチューブ型セル8の部位B、B、…とが、隔壁16、16によって隔てられた形態とすることができる。すなわち、本発明の燃料電池モジュールの製造方法によれば、上記工程S1乃至工程S9を経ることにより、燃料電池モジュール20を製造することができる。
2.9. Adhesive placement step (step S9)
In step S9, an adhesive (potting material) is injected from the outside of the case member 12 containing the structure 23 in the above step S8 into the inside of the case member 12, so that the hydrogen circulation portions 13 and 13 and the air circulation portion 14 are injected. This is a step of forming partition walls 16 and 16 that are separated from each other. In the tube-type cell 8 provided in the structure 23, both longitudinal ends of the external current collectors 6, 6,... Provided in the parts B, B,. Therefore, in step S9, by injecting an adhesive into a place where the heat shrinkable tubes 7, 7,... Are provided, the parts A, A,. And the site | parts B, B, ... of the tube-type cell 8 arrange | positioned at the air distribution | circulation part 14 can be made into the form separated by the partition 16,16. That is, according to the manufacturing method of the fuel cell module of the present invention, the fuel cell module 20 can be manufactured through the steps S1 to S9.

上述のように、本発明の燃料電池モジュールの製造方法には、工程S7が備えられる。工程S7では、一対の第1内部集電板9a、9aの周囲に巻回した一のチューブ型セル8の部位A、A、…へ、第2内部集電板9b、9bの爪部9y、9y、…を突き刺し、その後、第1内部集電板9a、9aと第2内部集電板9b、9bとを固定部材9c、9cで締結固定することにより、チューブ型セル8に備えられる内部集電体1と第1内部集電板9、9(爪部9y、9y、…)とを接触させる。それゆえ、チューブ型セル8を巻回する際に付与される力、及び/又は、固定部材9c、9cを介して付与される締結力を制御することにより、複数の爪部9y、9y、…と内部集電体1とを均一に接触させることができる。したがって、本発明の燃料電池モジュールの製造方法によれば、内部集電体1及び第1内部集電板9、9を介した集電効率を向上させて性能を向上させることが可能な、燃料電池モジュール20を作製することができる。   As described above, the fuel cell module manufacturing method of the present invention includes step S7. In step S7, the claws 9y of the second internal current collector plates 9b, 9b are moved to the portions A, A,... Of one tube-type cell 8 wound around the pair of first internal current collector plates 9a, 9a. Are inserted into the tube-type cell 8 by fastening the first internal current collector plates 9a, 9a and the second internal current collector plates 9b, 9b with fixing members 9c, 9c. The electric body 1 is brought into contact with the first internal current collector plates 9 and 9 (claw portions 9y, 9y,...). Therefore, by controlling the force applied when winding the tube-type cell 8 and / or the fastening force applied via the fixing members 9c, 9c, a plurality of claw portions 9y, 9y,. And the internal current collector 1 can be contacted uniformly. Therefore, according to the method of manufacturing the fuel cell module of the present invention, the fuel capable of improving the performance by improving the current collection efficiency via the internal current collector 1 and the first internal current collector plates 9 and 9. The battery module 20 can be manufactured.

さらに、工程S7では、一対の第1内部集電板9a、9a及び外部集電部材22の周囲に一のチューブ型セル8を巻回して固定するのみで、チューブ型セル8の位置決めをすることができるので、所定長さに切断された多数のチューブ型セルが一の燃料電池モジュールモジュールに備えられる従来技術(例えば、特許文献2参照)と比較して、燃料電池モジュールの生産性を容易に向上させることができる。   Further, in step S7, the tube-type cell 8 is positioned only by winding and fixing one tube-type cell 8 around the pair of first internal current collector plates 9a, 9a and the external current collector member 22. Therefore, the productivity of the fuel cell module can be easily made as compared with the prior art (see, for example, Patent Document 2) in which a large number of tube-type cells cut to a predetermined length are provided in one fuel cell module module. Can be improved.

本発明の燃料電池モジュールの製造方法に関する上記説明では、第5工程と第6工程とが同時に行われる巻回固定工程(工程S7)が備えられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明によって製造される燃料電池モジュールが、例えば、チューブ型セルとケース部材との間に、複数の外部集電管が配設される形態である場合には、チューブ型セルを一対の内部集電部材に巻回して固定する第5工程の後に、外部集電部材の少なくとも一部と当該チューブ型セルの外部集電体とが接触するように、チューブ型セルの外側へ外部集電部材を配置する第6工程が備えられる形態等とすることも可能である。   In the above description regarding the method for manufacturing the fuel cell module of the present invention, the embodiment in which the winding fixing step (step S7) in which the fifth step and the sixth step are performed simultaneously is illustrated, but the present invention is limited to this mode. Is not to be done. When the fuel cell module manufactured according to the present invention has, for example, a configuration in which a plurality of external current collector tubes are disposed between a tube type cell and a case member, the tube type cell is paired with a pair of internal collectors. After the fifth step of winding and fixing on the electric member, the external current collecting member is moved to the outside of the tube type cell so that at least a part of the external current collecting member and the external current collector of the tube type cell come into contact with each other. It is also possible to adopt a form or the like that includes the sixth step of arrangement.

また、本発明の燃料電池モジュールの製造方法に関する上記説明では、第3工程(工程S4)の後に、外部集電部材作製工程(工程S5)及び第4工程(工程S6)が備えられる形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。外部集電部材作製工程及び第4工程は、巻回固定工程(第5工程と第6工程とが別々に備えられる場合には、第5工程)の前に備えられていれば良い。   Moreover, in the said description regarding the manufacturing method of the fuel cell module of this invention, the form with which an external current collection member preparation process (process S5) and a 4th process (process S6) are provided after a 3rd process (process S4) is illustrated. However, the present invention is not limited to the embodiment. The external current collecting member manufacturing step and the fourth step may be provided before the winding and fixing step (the fifth step when the fifth step and the sixth step are provided separately).

3.燃料電池
図11は、本発明の燃料電池に備えられる積層体の形態例を示す概念図であり、一部を省略して示している。図11は図2と対応し、積層体に備えられる二の燃料電池モジュールのみを示している。積層体の構造を容易に理解可能とするため、図11ではケース部材の一部の記載を省略し、直列連結板よりも紙面奥側に位置する各部材を透過させている。図11の紙面奥/手前方向が、外部集電管の長手方向であり、かつ、重力方向である。図12は、本発明の燃料電池の形態例を示す概念図であり、積層体と、冷媒用配管及び水素用配管と、エンドプレート等の配置を概略的に示している。図12の紙面上下方向が、燃料電池に備えられる外部集電管の長手方向であり、かつ、重力方向である。図13は、本発明の燃料電池の形態例を示す平面図であり、積層体と、冷媒用配管及び水素用配管と、外部ケース部材等の配置を概略的に示している。図13の紙面奥/手前方向が外部集電管の長手方向であり、かつ、重力方向である。図11乃至図13において、図1乃至図6と同様の構成を採るものには、図1乃至図6にて使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図1乃至図6、及び、図11乃至図13を参照しつつ、本発明の燃料電池について具体的に説明する。
3. Fuel Cell FIG. 11 is a conceptual diagram showing an example of a laminated body provided in the fuel cell of the present invention, and a part thereof is omitted. FIG. 11 corresponds to FIG. 2 and shows only two fuel cell modules provided in the laminate. In order to make it easy to understand the structure of the laminated body, in FIG. 11, a part of the case member is not shown, and each member located on the back side of the paper surface from the series connection plate is transmitted. The back / front direction in FIG. 11 is the longitudinal direction of the external current collector and the direction of gravity. FIG. 12 is a conceptual diagram showing an example of a fuel cell according to the present invention, and schematically shows the arrangement of a laminate, a refrigerant pipe and a hydrogen pipe, an end plate, and the like. The vertical direction in FIG. 12 is the longitudinal direction of the external current collector provided in the fuel cell and the direction of gravity. FIG. 13 is a plan view showing an example of the fuel cell according to the present invention, and schematically shows the arrangement of the laminate, the refrigerant pipe and the hydrogen pipe, the outer case member, and the like. The back / front direction in FIG. 13 is the longitudinal direction of the external current collector and the direction of gravity. 11 to 13, components having the same configurations as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals as those used in FIGS. 1 to 6, and description thereof will be omitted as appropriate. Hereinafter, the fuel cell of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 6 and FIGS. 11 to 13.

図11乃至図13に示すように、積層体24は、燃料電池モジュール20、20、…を備える。積層体24を構成する燃料電池モジュール20には、一対の内部集電板9、9のそれぞれと接続された直列連結板25、25が備えられ、一の燃料電池モジュール20に備えられる直列連結板25、25が、当該一の燃料電池モジュール20と隣接する他の燃料電池モジュール20に備えられる外部集電管10、10と接続される。上述のように、燃料電池モジュール20の運転時には、内部集電体1及び一対の内部集電板9、9を介して第1触媒層2側の集電が行われる一方、外部集電管10、10、…、及び、外部集電板11、11を介して第2触媒層4側の集電が行われる。それゆえ、直列連結板25、25によって、一の燃料電池モジュール20の内部集電板9、9と、他の燃料電池モジュール20の外部集電管10、10とを接続することで、隣接する燃料電池モジュール20、20を電気的に直列に接続することが可能になる。すなわち、積層体24は、電気的に直列に接続された複数の燃料電池モジュール20、20、…によって構成される。   As shown in FIGS. 11 to 13, the laminate 24 includes fuel cell modules 20, 20,. The fuel cell module 20 constituting the laminate 24 includes series connection plates 25 and 25 connected to the pair of internal current collector plates 9 and 9, and the series connection plate provided in one fuel cell module 20. 25 and 25 are connected to the external current collectors 10 and 10 provided in the other fuel cell module 20 adjacent to the one fuel cell module 20. As described above, during the operation of the fuel cell module 20, current collection on the first catalyst layer 2 side is performed via the internal current collector 1 and the pair of internal current collector plates 9, 9, while the external current collector 10 ,... And current collection on the second catalyst layer 4 side through the external current collecting plates 11, 11. Therefore, the internal current collector plates 9 and 9 of one fuel cell module 20 and the external current collector tubes 10 and 10 of the other fuel cell module 20 are connected to each other by the serial connection plates 25 and 25. The fuel cell modules 20 and 20 can be electrically connected in series. That is, the stacked body 24 is configured by a plurality of fuel cell modules 20, 20,... Electrically connected in series.

図12及び図13に示すように、本発明の燃料電池30は、電気的に直列に接続された複数の燃料電池モジュール20、20、…によって構成される積層体24と、マニホールド一体型エンドプレート31(以下「マニホールド31」という。)及びエンドプレート32と、電極素子34、35と、を備え、マニホールド31には、冷媒用配管26、27、及び、水素用配管28、29が接続されている。そして、これらの部材は、空気を流通させる開口部36、36、…を備えた外部ケース部材33に収容される(図13参照)。   As shown in FIGS. 12 and 13, the fuel cell 30 of the present invention includes a laminate 24 composed of a plurality of fuel cell modules 20, 20,... Electrically connected in series, and a manifold integrated end plate. 31 (hereinafter referred to as “manifold 31”), an end plate 32, and electrode elements 34 and 35. The manifold 31 is connected to refrigerant pipes 26 and 27 and hydrogen pipes 28 and 29. Yes. And these members are accommodated in the outer case member 33 provided with the opening parts 36 and 36 which distribute | circulate air (refer FIG. 13).

燃料電池30の運転時には、水素用配管28を介して供給された水素が、マニホールド31を介して、燃料電池モジュール20、20、…の水素流通部13a、13a、…へと供給され、水素流通部13a、13a、…へと供給された水素は、爪部9y、9y、…によって部位A、A、…に形成された孔を経て、内部集電体1の溝1x、1x、…へと分岐する。燃料電池30において、溝1x、1x、…は水素流路として機能し、溝1x、1x、…へと分岐した水素が、チューブ型セル8、8、…にそれぞれ備えられる第1触媒層2、2、…へと達する。第1触媒層2、2、…へと達した水素は、当該第1触媒層2、2、…に含有される触媒の作用下でプロトンと電子に分離する。このようにして生じたプロトンは、各MEA5、5、…に含有されるプロトン伝導性ポリマーを介して伝導されることにより、第2触媒層4、4、…へと達する。これに対し、第1触媒層2、2、…で生じた電子は、外部回路を経て第2触媒層4、4、…へと達する。一方、燃料電池30の運転時には、外部ケース部材33に備えられる開口部36、36、…、及び、燃料電池モジュール20、20、…に備えられる空気用開口部19、19、…を介して、各燃料電池モジュール20、20、…の空気流通部14、14、…へ空気が供給される。そして、空気流通部14、14、…に配置されたチューブ型セル8、8、…の部位B、B、…へ空気が供給されることにより、第2触媒層4、4、…へ空気が到達する。このようにして第2触媒層4、4、…へと到達した空気に含有される酸素は、当該第2触媒層4、4、…に含有される触媒の作用下で、第2触媒層4、4、…へと移動してきたプロトン及び電子と反応し、水が生成される。なお、第1触媒層2、2、…における反応に利用されずに残った水素は、溝1x、1x、…、水素流通部13b、13b、…、マニホールド31、及び、水素用配管29を経て回収される。   When the fuel cell 30 is operated, hydrogen supplied via the hydrogen pipe 28 is supplied to the hydrogen circulation portions 13a, 13a,... Of the fuel cell modules 20, 20,. The hydrogen supplied to the portions 13a, 13a,... Passes through holes formed in the portions A, A,... By the claw portions 9y, 9y,. Branch. In the fuel cell 30, the grooves 1x, 1x,... Function as hydrogen flow paths, and hydrogen branched into the grooves 1x, 1x,... Is provided in the tube-type cells 8, 8,. 2 ... The hydrogen reaching the first catalyst layers 2, 2,... Is separated into protons and electrons under the action of the catalyst contained in the first catalyst layers 2, 2,. The protons thus generated reach the second catalyst layers 4, 4,... By being conducted through the proton conductive polymer contained in each MEA 5, 5,. On the other hand, electrons generated in the first catalyst layers 2, 2,... Reach the second catalyst layers 4, 4,. On the other hand, during operation of the fuel cell 30, through the openings 36, 36,... Provided in the outer case member 33 and the air openings 19, 19,... Provided in the fuel cell modules 20, 20,. Air is supplied to the air circulation portions 14, 14,... Of each fuel cell module 20, 20,. Then, air is supplied to the portions B, B,... Of the tube-type cells 8, 8,... Arranged in the air circulation portions 14, 14,. To reach. In this way, the oxygen contained in the air that has reached the second catalyst layers 4, 4,... Acts under the action of the catalyst contained in the second catalyst layers 4, 4,. It reacts with protons and electrons that have moved to 4, ..., and water is generated. The hydrogen remaining without being used for the reaction in the first catalyst layers 2, 2,... Passes through the grooves 1 x, 1 x,..., The hydrogen circulation portions 13 b, 13 b,. Collected.

燃料電池30の運転時には、プロトンの伝導抵抗や電子抵抗等に起因する熱が発生する。燃料電池30に備えられるMEA5、5、…に含有されるプロトン伝導性ポリマーは、例えば80℃程度の温度環境下で含水状態に保たれることによりプロトン伝導性能を発現するため、燃料電池30の運転時には、チューブ型セル8、8、…の過度の温度上昇を防止すべく、冷媒用配管26を介して冷媒が供給される(図12及び図13参照)。冷媒用配管26を介して供給された冷媒は、マニホールド31を介して燃料電池モジュール20、20、…の冷媒流通部15a、15a、…へと供給される。冷媒流通部15a、15a、…へと供給された冷媒は、その後、当該冷媒流通部15a、15a、…に開口した開口部を有する外部集電管10、10、…の内部へと分岐し、外部集電管10、10、…へと流入する。そして、外部集電管10、10、…の内部を流通して冷媒流通部15b、15b、…側へと移動する間に、冷媒が、当該外部集電管10、10、…と接触しているチューブ型セル8、8、…と熱交換し、チューブ型セル8、8、…の温度が制御される。チューブ型セル8、8、…と熱交換することにより温められた冷媒は、その後、外部集電管10、10、…から冷媒流通部15b、15b、…へと排出され、冷媒流通部15b、15b、…から排出された冷媒は、マニホールド31及び冷媒用配管27を経て回収される。   During operation of the fuel cell 30, heat is generated due to proton conduction resistance, electronic resistance, and the like. The proton conductive polymer contained in the MEAs 5, 5,... Provided in the fuel cell 30 exhibits a proton conductive performance by being kept in a water-containing state in a temperature environment of about 80 ° C., for example. During operation, the refrigerant is supplied through the refrigerant pipe 26 in order to prevent an excessive temperature rise in the tube-type cells 8, 8,... (See FIGS. 12 and 13). The refrigerant supplied via the refrigerant pipe 26 is supplied to the refrigerant circulation portions 15a, 15a,... Of the fuel cell modules 20, 20,. The refrigerant supplied to the refrigerant circulation portions 15a, 15a,... Then branches into the external current collectors 10, 10,... Having openings opened in the refrigerant circulation portions 15a, 15a,. It flows into the external current collector tubes 10, 10,. Then, the refrigerant comes into contact with the external current collector tubes 10, 10,... While flowing through the external current collector tubes 10, 10,. Are exchanged with heat, and the temperature of the tube-type cells 8, 8,... Is controlled. The refrigerant heated by exchanging heat with the tube-type cells 8, 8,... Is then discharged from the external current collectors 10, 10,... To the refrigerant circulation portions 15b, 15b,. The refrigerant discharged from 15b,... Is collected through the manifold 31 and the refrigerant pipe 27.

燃料電池30において、電極素子34は、電気的に直列に接続された燃料電池モジュール20、20、…の最も外側(図12及び図13の紙面左側)の燃料電池モジュール20に備えられる内部集電板9、9と電気的に接続される。これに対し、電極素子35は、電極素子34が接続された上記燃料電池モジュール20と反対側の最も外側(図12及び図13の紙面右側)の燃料電池モジュール20に備えられる外部集電管10、10と電気的に接続される。したがって、燃料電池30によれば、電極素子34及び電極素子35を介して電気エネルギーを取り出すことができる。   In the fuel cell 30, the electrode element 34 is an internal current collector provided in the fuel cell module 20 on the outermost side (the left side in FIG. 12 and FIG. 13) of the fuel cell modules 20, 20,. It is electrically connected to the plates 9 and 9. On the other hand, the electrode element 35 is provided in the fuel cell module 20 on the outermost side (the right side in FIG. 12 and FIG. 13) opposite to the fuel cell module 20 to which the electrode element 34 is connected. 10 is electrically connected. Therefore, according to the fuel cell 30, electric energy can be taken out via the electrode element 34 and the electrode element 35.

このように、燃料電池30には、性能及び生産性を向上させることが可能な燃料電池モジュール20、20、…が備えられる。したがって、本発明によれば、性能及び生産性を向上させることが可能な燃料電池30を提供することができる。   As described above, the fuel cell 30 includes the fuel cell modules 20, 20,... That can improve performance and productivity. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide the fuel cell 30 capable of improving performance and productivity.

4.燃料電池の製造方法
図14は、本発明にかかる燃料電池の製造方法の形態例を示すフローチャートである。以下、図7乃至図14を参照しつつ、本発明の燃料電池の製造方法によって、燃料電池30を製造する場合ついて説明する。
4). FIG. 14 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a fuel cell according to the present invention. Hereinafter, the case where the fuel cell 30 is manufactured by the fuel cell manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS.

図14に示すように、本発明の燃料電池の製造方法は、燃料電池モジュール製造工程(工程S11)と、積層体作製工程(工程S12)と、収容工程(工程S13)と、を備え、工程S11乃至工程S13を経て、燃料電池30が製造される。   As shown in FIG. 14, the fuel cell manufacturing method of the present invention includes a fuel cell module manufacturing step (step S11), a laminate manufacturing step (step S12), and an accommodating step (step S13). The fuel cell 30 is manufactured through S11 to S13.

4.1.燃料電池モジュール製造工程(工程S11)
工程S11は、上記工程S1乃至工程S9を経て、燃料電池モジュール20、20、…を製造する工程である。
4.1. Fuel cell module manufacturing process (process S11)
Step S11 is a step of manufacturing the fuel cell modules 20, 20,... Through the steps S1 to S9.

4.2.積層体作製工程(工程S12)
工程S12は、上記工程S11で製造した複数の燃料電池モジュール20、20、…を積層して、積層体24を作製する工程である。図11に示すように、積層体24に備えられる、隣接する燃料電池モジュール20、20は、直列連結板25、25を介して電気的に直列に接続される。それゆえ、工程S12は、直列連結板25、25を介して隣接する燃料電池モジュール20、20を連結しながら、積層体24を作製する工程とすることができる。なお、図1及び図2に示すように、上記工程S1乃至工程S9によって製造される燃料電池モジュール20には、直列連結板25、25が備えられない。それゆえ、工程S12において、直列連結板25、25、…を介して接続された複数の燃料電池モジュール20、20、…を備える積層体24を作製するには、工程S11で製造される燃料電池モジュールに、直列連結板25、25が備えられる必要がある。それゆえ、本発明にかかる燃料電池の製造方法に備えられる工程S11は、上記工程S1乃至工程S9に加え、さらに、一対の内部集電板9、9に直列連結板25、25を接続する工程が備えられる。工程S11で、直列連結板25、25を備える燃料電池モジュールを製造するには、例えば、上記工程S7と上記工程S8との間に、一対の内部集電板9、9のそれぞれと直列連結板25、25とを接続する接続工程が備えられる形態とすれば良く、続く工程S8で、直列連結板25、25が接続された構造体を、ケース部材12へ収容すれば良い。
4.2. Laminate manufacturing process (process S12)
Step S12 is a step in which a plurality of fuel cell modules 20, 20,... Manufactured in Step S11 are stacked to produce a stacked body 24. As shown in FIG. 11, the adjacent fuel cell modules 20 and 20 provided in the stacked body 24 are electrically connected in series via series connection plates 25 and 25. Therefore, step S12 can be a step of manufacturing the laminate 24 while connecting the adjacent fuel cell modules 20 and 20 via the serial connection plates 25 and 25. As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell module 20 manufactured by the above steps S1 to S9 is not provided with the series connection plates 25, 25. Therefore, in order to produce the laminated body 24 including a plurality of fuel cell modules 20, 20,... Connected via the series connecting plates 25, 25,. The module needs to be provided with serial connection plates 25 and 25. Therefore, the step S11 provided in the method for manufacturing a fuel cell according to the present invention is a step of connecting the serial connection plates 25, 25 to the pair of internal current collector plates 9, 9 in addition to the steps S1 to S9. Is provided. In order to manufacture the fuel cell module including the serial connection plates 25, 25 in the step S11, for example, between the step S7 and the step S8, each of the pair of internal current collector plates 9, 9 and the serial connection plate It is sufficient that the connecting step for connecting 25 and 25 is provided, and the structure to which the series connection plates 25 and 25 are connected may be accommodated in the case member 12 in the subsequent step S8.

4.3.収容工程(工程S13)
工程S13は、上記工程S12で作製した積層体24を、外部ケース部材33へ収容する工程である。ここで、図12及び図13に示すように、燃料電池30の外部ケース部材33には、積層体24のほかに、冷媒用配管26、27及び水素用配管28、29が接続されたマニホールド31と、エンドプレート32と、電極素子34、35と、が備えられる。それゆえ、燃料電池30を製造する場合には、例えば、積層体24の積層方向一端側に配置された燃料電池モジュール20の内部集電板9、9と電極素子34とを接続するとともに、積層体24の積層方向他端側に配置された燃料電池モジュール20の外部集電管10、10と電極素子35とを接続する。そして、電極素子34及び電極素子35を備える積層体を、マニホールド31及びエンドプレート32により狭持して図12に示される構造体を作製し、当該構造体を外部ケース部材33へと収容する等の過程を経ることで、燃料電池30を製造することができる。
4.3. Accommodation process (process S13)
Step S <b> 13 is a step of accommodating the laminate 24 produced in the step S <b> 12 in the outer case member 33. Here, as shown in FIGS. 12 and 13, a manifold 31 is connected to the outer case member 33 of the fuel cell 30 in addition to the laminate 24, as well as refrigerant pipes 26 and 27 and hydrogen pipes 28 and 29. And an end plate 32 and electrode elements 34 and 35. Therefore, when the fuel cell 30 is manufactured, for example, the internal current collector plates 9 and 9 of the fuel cell module 20 disposed on one end side in the stacking direction of the stacked body 24 and the electrode element 34 are connected and stacked. The external current collector tubes 10 and 10 of the fuel cell module 20 disposed on the other end side in the stacking direction of the body 24 are connected to the electrode element 35. Then, the laminated body including the electrode element 34 and the electrode element 35 is sandwiched between the manifold 31 and the end plate 32 to produce the structure shown in FIG. 12, and the structure is accommodated in the outer case member 33. Through this process, the fuel cell 30 can be manufactured.

このように、本発明の燃料電池の製造方法によって製造される燃料電池30には、本発明の燃料電池モジュールの製造方法によって製造した複数の燃料電池モジュール20、20、…が備えられる。それゆえ、本発明によれば、性能及び生産性を向上させることが可能な燃料電池30を製造し得る、燃料電池の製造方法を提供できる。   As described above, the fuel cell 30 manufactured by the fuel cell manufacturing method of the present invention includes a plurality of fuel cell modules 20, 20,... Manufactured by the fuel cell module manufacturing method of the present invention. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a fuel cell manufacturing method capable of manufacturing the fuel cell 30 capable of improving performance and productivity.

本発明において、チューブ型セル8に備えられる中空形状の電解質膜3は、PEFCで使用可能なプロトン伝導性ポリマーを含有する、中空形状の固体高分子膜であれば、その形態は特に限定されない。電解質膜3に含有されるプロトン伝導性ポリマーの具体例としては、含フッ素高分子を骨格として少なくともスルホン酸基、ホスホン酸基、及びリン酸基のうち一種を有するフッ素系のポリマーや、ポリオレフィンのような炭化水素を骨格とする炭化水素系のポリマー等を挙げることができる。上記フッ素系のポリマーを含有する電解質膜の具体例としては、Nafion(「Nafion」は米国デュポン社の登録商標。)やフレミオン(「フレミオン」は旭硝子株式会社の登録商標)等を挙げることができる。一方、上記炭化水素系のポリマーを含有する電解質膜の具体例としては、セレミオン等(「セレミオン」は旭硝子株式会社の登録商標)を挙げることができる。   In the present invention, the shape of the hollow electrolyte membrane 3 provided in the tube-type cell 8 is not particularly limited as long as it is a hollow solid polymer membrane containing a proton conductive polymer usable in PEFC. Specific examples of the proton conductive polymer contained in the electrolyte membrane 3 include fluorine-based polymers having at least one of a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, and a phosphoric acid group with a fluorine-containing polymer as a skeleton, and polyolefins. Examples thereof include hydrocarbon-based polymers having a hydrocarbon skeleton. Specific examples of the electrolyte membrane containing the fluorine polymer include Nafion (“Nafion” is a registered trademark of DuPont, USA) and Flemion (“Flemion” is a registered trademark of Asahi Glass Co., Ltd.). . On the other hand, as a specific example of the electrolyte membrane containing the hydrocarbon-based polymer, there can be mentioned Selemion and the like (“Selemion” is a registered trademark of Asahi Glass Co., Ltd.).

また、本発明において、チューブ型セル8に備えられる中空形状の第1触媒層2及び中空形状の第2触媒層4(以下、これらをまとめて単に「触媒層」ということがある。)は、チューブ型セル8のアノードやカソードで生じる電気化学反応の触媒として機能する物質(触媒)と、当該電気化学反応で生じるプロトンを伝導させ得る物質(プロトン伝導性物質)とを有していれば、その形態は特に限定されるものではない。触媒層に含有される触媒の具体例としては、Ptのほか、Co、Ru、Ir、Au、Ag、Cu、Ni、Fe、Cr、Mn、V、Ti、Mo、Pd、Rh、Wからなる群より選択される1以上の金属とPtとを有するPt合金等を挙げることができる。触媒層に含有されるプロトン伝導性物質の具体例としては、上記電解質膜に含有され得る上記プロトン伝導性ポリマー等を挙げることができる。   In the present invention, the hollow-shaped first catalyst layer 2 and the hollow-shaped second catalyst layer 4 (hereinafter, these may be simply referred to as “catalyst layer”) included in the tube-type cell 8. If it has a substance (catalyst) that functions as a catalyst for the electrochemical reaction that occurs at the anode or cathode of the tube-type cell 8 and a substance that can conduct protons generated by the electrochemical reaction (proton conductive substance), The form is not particularly limited. Specific examples of the catalyst contained in the catalyst layer include Pt, Co, Ru, Ir, Au, Ag, Cu, Ni, Fe, Cr, Mn, V, Ti, Mo, Pd, Rh, and W. Examples thereof include a Pt alloy having one or more metals selected from the group and Pt. Specific examples of the proton conductive material contained in the catalyst layer include the proton conductive polymer that can be contained in the electrolyte membrane.

また、本発明において、内部集電体1、内部集電板9、外部集電体6、外部集電管10、及び、外部集電板11(以下、これらをまとめて単に「集電体」ということがある。)は、良好な電子伝導性を有する材料(導電性材料)によって構成されることが好ましく、導電性材料の具体例としては、銅、銀、金、白金等の金属を挙げることができる。集電体の構成材料として銅が用いられる場合には、耐酸性を向上させるため、その表面を銀、金、白金等によって被覆することが好ましい。   In the present invention, the internal current collector 1, the internal current collector plate 9, the external current collector 6, the external current collector tube 10, and the external current collector plate 11 (hereinafter collectively referred to as “current collector”). Is preferably composed of a material (conductive material) having good electron conductivity, and specific examples of the conductive material include metals such as copper, silver, gold, and platinum. be able to. When copper is used as a constituent material of the current collector, the surface is preferably covered with silver, gold, platinum, or the like in order to improve acid resistance.

また、本発明に関する上記説明では、中空形状のMEA5の周囲に巻回された外部集電体6が備えられる形態のチューブ型セル8を例示したが、本発明におけるチューブ型セルは、当該形態に限定されるものではない。中空形状のMEA5へ反応ガスを均一に供給可能とする等の観点からは、中空形状のMEA5の内周面側及び/又は外周面側に、中空形状の拡散層が備えられることが好ましい。本発明で使用されるチューブ型セルに中空形状の拡散層が備えられる場合、当該拡散層は、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロス等によって構成することができる。中空形状のMEA5の内周面側に拡散層が備えられる場合、中空形状のMEA5は、内部集電体1の外周面側に形成された拡散層の外周面に形成される。一方、中空形状のMEA5の外周面側に拡散層が備えられる場合、外部集電体6は、中空形状のMEA5の外周面側に形成された拡散層の外周面に巻回される。   Moreover, in the said description regarding this invention, although the tube type cell 8 of the form with which the external electrical power collector 6 wound around the hollow MEA5 was provided was illustrated, the tube type cell in this invention is the said form. It is not limited. From the viewpoint of making it possible to uniformly supply the reaction gas to the hollow MEA 5, it is preferable that a hollow diffusion layer is provided on the inner peripheral surface side and / or the outer peripheral surface side of the hollow MEA 5. When the tube-type cell used in the present invention is provided with a hollow diffusion layer, the diffusion layer can be constituted by, for example, carbon paper or carbon cloth. When the diffusion layer is provided on the inner peripheral surface side of the hollow MEA 5, the hollow MEA 5 is formed on the outer peripheral surface of the diffusion layer formed on the outer peripheral surface side of the internal current collector 1. On the other hand, when the diffusion layer is provided on the outer peripheral surface side of the hollow MEA 5, the external current collector 6 is wound around the outer peripheral surface of the diffusion layer formed on the outer peripheral surface side of the hollow MEA 5.

なお、本発明の燃料電池30に関する上記説明では、燃料電池モジュール20、20、…が一列に積層される形態を例示したが、本発明の燃料電池は当該形態に限定されるものではなく、電気的に直列に接続される形態で、2列以上に積層することも可能である。   In the above description regarding the fuel cell 30 of the present invention, the mode in which the fuel cell modules 20, 20,... Are stacked in a row is illustrated, but the fuel cell of the present invention is not limited to this mode, and It is also possible to laminate two or more rows in a form that is connected in series.

また、本発明の燃料電池30に関する上記説明では、マニホールド一体型エンドプレート31が備えられる形態を例示したが、本発明の燃料電池は当該形態に限定されるものではなく、マニホールドとエンドプレートとが別体に構成され、冷媒及び水素が互いに流入・流出可能なように連結される形態のマニホールド及びエンドプレートが備えられる形態とすることも可能である。   Further, in the above description regarding the fuel cell 30 of the present invention, the form in which the manifold integrated end plate 31 is provided is illustrated. However, the fuel cell of the present invention is not limited to this form, and the manifold and the end plate are provided. It is also possible to adopt a configuration in which a manifold and an end plate that are configured separately and are connected so that refrigerant and hydrogen can flow in and out of each other are provided.

燃料電池モジュール20の形態例を示す平面図である。3 is a plan view showing an example of a form of a fuel cell module 20. FIG. 図1のII−II矢視図である。It is an II-II arrow line view of FIG. チューブ型セルの形態例を示す正面図である。It is a front view which shows the example of a form of a tube type cell. 図3のIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing of FIG. 内部集電板の形態例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of a form of an internal electrical power collecting plate. 外部集電板の形態例を示す正面図である。It is a front view which shows the example of a form of an external current collecting plate. 本発明にかかる燃料電池モジュールの製造方法の形態例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the form of the manufacturing method of the fuel cell module concerning this invention. 構造体21の形態例を示す概念図である。3 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of a structure 21. FIG. 外部集電部材22の形態例を示す概念図である。4 is a conceptual diagram showing an example of the form of an external current collecting member 22. FIG. 構造体23の形態例を示す概念図である。3 is a conceptual diagram illustrating a form example of a structure 23. FIG. 積層体24の形態例を示す概念図である。3 is a conceptual diagram showing an example of a form of a laminated body 24. FIG. 本発明の燃料電池の形態例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of a form of the fuel cell of this invention. 本発明の燃料電池の形態例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of a form of the fuel cell of this invention. 本発明にかかる燃料電池の製造方法の形態例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the form example of the manufacturing method of the fuel cell concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

S1…第1工程
S2…第2工程
S3…固定部材配設工程
S4…第3工程
S5…外部集電部材作製工程
S6…第4工程
S7…巻回固定工程(第5工程、第6工程)
S8…第7工程
S9…接着剤配設工程
S11…燃料電池モジュール製造工程
S12…積層体作製工程
S13…収容工程
1…内部集電体
1x…溝
2…第1触媒層
3…電解質膜
4…第2触媒層
5…MEA(膜電極構造体)
6…外部集電体
7…固定部材
8…チューブ型セル(チューブ型燃料電池セル)
9…内部集電板(内部集電部材)
9a…第1内部集電板(内部集電部材)
9b…第2内部集電板(内部集電部材)
9c…固定部材(内部集電部材)
9x…凹部
9y…爪部
10…外部集電管(外部集電部材)
11…外部集電板(外部集電部材)
11x…孔
12…ケース部材
13…水素流通部
14…空気流通部
15…冷媒流通部
16、17…隔壁
18…水素用開口部
19…空気用開口部
20…燃料電池モジュール
21…構造体
22…外部集電部材
23…構造体
24…積層体
25…直列連結板
26、27…冷媒用配管
28、29…水素用配管
30…燃料電池
31…マニホールド
32…エンドプレート
33…外部ケース部材
34、35…電極素子
36…開口部
S1 ... 1st process S2 ... 2nd process S3 ... Fixing member arrangement | positioning process S4 ... 3rd process S5 ... External current collection member preparation process S6 ... 4th process S7 ... Winding fixing process (5th process, 6th process)
S8: Seventh step S9: Adhesive disposing step S11: Fuel cell module manufacturing step S12 ... Laminate manufacturing step S13 ... Housing step 1 ... Internal current collector 1x ... Groove 2 ... First catalyst layer 3 ... Electrolyte membrane 4 ... Second catalyst layer 5 ... MEA (membrane electrode structure)
6 ... External current collector 7 ... Fixing member 8 ... Tube type cell (Tube type fuel cell)
9 ... Internal current collector (internal current collector)
9a ... 1st internal current collection board (internal current collection member)
9b ... Second internal current collector (internal current collector)
9c: Fixing member (internal current collecting member)
9x ... concave portion 9y ... claw portion 10 ... external current collector (external current collector)
11 ... External current collector (external current collector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11x ... Hole 12 ... Case member 13 ... Hydrogen circulation part 14 ... Air circulation part 15 ... Refrigerant circulation part 16, 17 ... Partition 18 ... Hydrogen opening part 19 ... Air opening part 20 ... Fuel cell module 21 ... Structure 22 ... External current collecting member 23 ... Structure 24 ... Laminated body 25 ... Series connecting plates 26, 27 ... Refrigerant pipes 28, 29 ... Hydrogen pipes 30 ... Fuel cell 31 ... Manifold 32 ... End plate 33 ... External case members 34, 35 ... Electrode element 36 ... Opening

Claims (7)

中空形状の膜電極構造体、前記膜電極構造体の内周面側に配設される内部集電体、及び、前記膜電極構造体の外周面側に配設される外部集電体、を備えるチューブ型燃料電池セルと、前記内部集電体と接触する一対の内部集電部材と、前記外部集電体と接触する外部集電部材と、少なくとも前記チューブ型燃料電池セル、前記内部集電部材、及び、前記外部集電部材を収容するケース部材と、を有し、
一対の前記内部集電部材が、間隔を開けて配置され、
一対の前記内部集電部材に、前記チューブ型燃料電池セルが巻回されて固定され、
一対の前記内部集電部材によって固定される前記チューブ型燃料電池セルの箇所に、露出した前記膜電極構造体が備えられることを特徴とする、燃料電池モジュール。
A hollow membrane electrode structure, an internal current collector disposed on the inner peripheral surface side of the membrane electrode structure, and an external current collector disposed on the outer peripheral surface side of the membrane electrode structure, A tubular fuel cell, a pair of internal current collector members that contact the internal current collector, an external current collector member that contacts the external current collector, at least the tubular fuel cell, and the internal current collector A member, and a case member that houses the external current collecting member,
A pair of the internal current collecting members are arranged at intervals,
The tubular fuel cell is wound and fixed to a pair of the internal current collecting members,
The fuel cell module, wherein the exposed membrane electrode structure is provided at a location of the tubular fuel cell fixed by the pair of internal current collecting members.
前記チューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に、前記外部集電部材の少なくとも一部が配置されることを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池モジュール。 2. The fuel cell module according to claim 1, wherein at least a part of the external current collecting member is disposed in a space surrounded by the tubular fuel cells. 3. 前記チューブ型燃料電池セルによって囲まれる前記空間に配置された前記外部集電部材の長手方向と、前記チューブ型燃料電池セルの長手方向とが交差することを特徴とする、請求項2に記載の燃料電池モジュール。 The longitudinal direction of the external current collecting member arranged in the space surrounded by the tubular fuel cell and the longitudinal direction of the tubular fuel cell intersect each other. Fuel cell module. 前記チューブ型燃料電池セルによって囲まれる空間に配置された前記外部集電部材の内部を熱媒体が流通し、前記外部集電部材の少なくとも一部が、前記チューブ型燃料電池セルと熱交換可能な熱交換部材としても機能することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池モジュール。 A heat medium circulates inside the external current collecting member disposed in a space surrounded by the tubular fuel cell, and at least a part of the external current collecting member can exchange heat with the tubular fuel cell. The fuel cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell module also functions as a heat exchange member. 中空形状の膜電極構造体、前記膜電極構造体の内周面側に配設される内部集電体、及び、前記膜電極構造体の外周面側に配設される外部集電体、を備えるチューブ型燃料電池セルと、前記内部集電体と接触する一対の内部集電部材と、前記外部集電体と接触する外部集電部材と、少なくとも前記チューブ型燃料電池セル、前記内部集電部材、及び、前記外部集電部材を収容するケース部材と、を有する燃料電池モジュールを製造する方法であって、
前記内部集電体の外周面側に、中空形状の前記膜電極構造体を形成する、第1工程と、
前記第1工程で形成された中空形状の前記膜電極構造体の外周面側に、前記外部集電体を配設する、第2工程と、
前記第2工程で配設した前記外部集電体の一部を除去することにより、剥き出しとされた前記膜電極構造体の部位と前記外部集電体が配設された部位とが備えられる形態の前記チューブ型燃料電池セルを作製する、第3工程と、
一対の前記内部集電部材を間隔を開けて配置する、第4工程と、
前記第3工程で作製した前記チューブ型燃料電池セルの、剥き出しとされた前記膜電極構造体の外周面と、前記第4工程で配置した一対の前記内部集電部材とが接触するように、前記チューブ型燃料電池セルを一対の前記内部集電部材へ巻回して固定する、第5工程と、
前記外部集電部材の少なくとも一部と前記チューブ型燃料電池セルの前記外部集電体とを接触させて固定する、第6工程と、
前記第5工程及び前記第6工程後に、少なくとも前記チューブ型燃料電池セル、前記内部集電部材、及び、前記外部集電部材を前記ケース部材に収容する、第7工程と、
を具備することを特徴とする、燃料電池モジュールの製造方法。
A hollow membrane electrode structure, an internal current collector disposed on the inner peripheral surface side of the membrane electrode structure, and an external current collector disposed on the outer peripheral surface side of the membrane electrode structure, A tubular fuel cell, a pair of internal current collector members that contact the internal current collector, an external current collector member that contacts the external current collector, at least the tubular fuel cell, and the internal current collector A member, and a case member that houses the external current collecting member, and a method of manufacturing a fuel cell module,
Forming the hollow membrane electrode structure on the outer peripheral surface side of the internal current collector; and
Disposing the external current collector on the outer peripheral surface side of the hollow membrane electrode structure formed in the first step; and
A mode in which a portion of the membrane electrode structure exposed and a portion where the external current collector is disposed are provided by removing a part of the external current collector disposed in the second step. A third step of producing the tube-type fuel cell of
A fourth step of arranging a pair of the internal current collecting members at intervals,
In order that the outer peripheral surface of the exposed membrane electrode structure of the tubular fuel cell produced in the third step and the pair of internal current collecting members arranged in the fourth step are in contact with each other, A fifth step of winding and fixing the tubular fuel cell to a pair of the internal current collecting members; and
A sixth step in which at least a part of the external current collector and the external current collector of the tubular fuel cell are brought into contact with each other and fixed,
After the fifth step and the sixth step, a seventh step of accommodating at least the tubular fuel cell, the internal current collecting member, and the external current collecting member in the case member;
A method for manufacturing a fuel cell module, comprising:
請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池モジュールを複数積層して構成される積層体と、前記積層体を収容する外部ケース部材と、を備えることを特徴とする、燃料電池。 5. A fuel cell comprising: a stack formed by stacking a plurality of fuel cell modules according to claim 1; and an outer case member that accommodates the stack. 燃料電池モジュールを複数積層して構成される積層体と、前記積層体を収容する外部ケース部材と、を有する燃料電池を製造する方法であって、
前記燃料電池モジュールを、請求項5に記載の燃料電池モジュールの製造方法で製造する、燃料電池モジュール製造工程と、
前記燃料電池モジュール製造工程で製造した複数の前記燃料電池モジュールを積層して前記積層体を作製する、積層体作製工程と、
前記積層体作製工程で作製した前記積層体を、前記外部ケース部材に収容する、収容工程と、
を具備することを特徴とする、燃料電池の製造方法。
A method of manufacturing a fuel cell having a laminate configured by laminating a plurality of fuel cell modules, and an outer case member that accommodates the laminate,
A fuel cell module manufacturing process for manufacturing the fuel cell module by the fuel cell module manufacturing method according to claim 5;
A laminate manufacturing step of stacking a plurality of the fuel cell modules manufactured in the fuel cell module manufacturing step to manufacture the stack; and
An accommodating step of accommodating the laminate produced in the laminate producing step in the outer case member;
A method for manufacturing a fuel cell, comprising:
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JP2011060747A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Solid oxide fuel cell

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