JP2004281113A

JP2004281113A - 固体高分子形燃料電池用セル及びそれを備えた固体高分子形燃料電池

Info

Publication number: JP2004281113A
Application number: JP2003067979A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamazaki; 修山▲崎▼; Yasuharu Omori; 康晴大森; Mitsuaki Echigo; 満秋越後; Takeshi Tabata; 健田畑
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】本発明は、電解質膜３０の一方の面にアノード側電極層３１を配置すると共に他方の面にカソード側電極層３２を配置してなる電極膜接合体（ＭＥＡ）３と、電極膜接合体３の外周部に露出した電解質膜３０の外周部３０ａ，３０ｂを挟持する状態で配置された一対の環状ガスシール体２と、電極膜接合体３の両側に環状ガスシール体２を挟持する状態で配置された一対のセパレータ１とで構成されたセルＣを有する固体高分子形燃料電池において、セパレータ１の挟持力による電極膜接合体３の破壊を良好に抑制し、性能及び耐久性を良好なものに確保することを目的とする。
【解決手段】環状ガスシール体２の環状内側且つ電解質膜と接する側のエッジ部２０を面取構造としてある。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質膜の一方の面にアノード側電極層を配置すると共に他方の面にカソード側電極層を配置してなる電極膜接合体と、前記電極膜接合体の外周部に露出した電解質膜の外周部を挟持する状態で配置された一対の環状ガスシール体と、前記電極膜接合体の両側に前記環状ガスシール体を挟持する状態で配置された一対のセパレータとで構成された固体高分子形燃料電池用セル、及び、その固体高分子形燃料電池用セルの少なくとも１つを積層してなるセルスタックを備えた固体高分子形燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる固体高分子型燃料電池用セル（以下、単に「セル」と呼ぶ場合がある。）においては、固体高分子電解質膜（以下、単に「電解質膜」と呼ぶ場合がある。）の一方の面に、電解質膜側に接する電極触媒層とその外側のガス拡散層とを保持したアノード側電極層を配置すると共に、電解質膜の他方の面に、電解質膜側に接する電極触媒層とその外側のガス拡散層とを保持したカソード側電極層を配置してなるフィルム状の電極膜接合体（以下、「ＭＥＡ」と呼ぶ。）を有する。
【０００３】
更に、固体高分子形燃料電池用のセルは、上述のＭＥＡと、そのＭＥＡの外周部に露出した電解質膜の外周部を挟持する状態で配置された一対の環状ガスシール体と、ＭＥＡの両側に環状ガスシール体を挟持する状態で配置されガスが流通する流路が形成された一対のセパレータとを備えて構成されている。
【０００４】
即ち、一対のセパレータにより、ＭＥＡを環状ガスシール体を介して厚さ方向に挟み込むことで、環状ガスシール体とＭＥＡの外周部、及び、環状ガスシール体とセパレータとが密着されて、アノード側電極層とセパレータと間に気密性が確保されたアノード側流路が形成され、カソード側電極層とセパレータと間に気密性が確保されたカソード側流路が形成され、上記アノード側流路に燃料ガスとしての水素含有ガスが供給され、上記カソード側流路に酸素含有ガスとしての空気が供給される。
【０００５】
上記のような固体高分子形燃料電池用セルにおいては、上記のように一対のセパレータによりＭＥＡを厚さ方向に挟持力を印加して挟持するため、ＭＥＡの電解質膜又はそれを備えたＭＥＡは、圧縮応力によるクリープ現象、又はせん断応力によるせん断破壊等により、局所的な破壊が起こりやすくなり、セルの耐久性及び信頼性の低下が懸念されていた。例えば、電解質膜等が破壊されてしまうと、アノード側の燃料ガスがカソード側に流入したり、逆に、カソード側の酸素ガスがアノード側に流入するなどの反応ガスのクロスリークが生じることにより、電極触媒層上で燃焼が発生して、電気化学反応に用いることができるガス量が減少し、セルの性能が低下する。
【０００６】
そこで、このような状況を鑑みて、ＭＥＡのガス拡散層の外周部の電解質膜側のエッジ部を面取加工して、ガス拡散層が電解質膜に与える局所的な応力を低減し、電解質膜の破壊を抑制することができるセルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２４３９６３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年においては、固体高分子形燃料電池の小型化に伴って、セルの更なる薄型化が図られることにより、セルの一層の耐久性の向上が求められている。
また、アノード側電極層及びカソード側電極層が、電解質膜に接する電極触媒層と、その外側に配置されたガス拡散層からなり、ガス拡散層としてカーボンクロス等のように厚さ方向において比較的軟らかい材料を用いる場合において、上記のように軟らかいガス拡散層のエッジ部は面取り加工しなくても電解質膜を傷つけ難いので、上記特許文献１に記載のようなガス拡散層のエッジ部の面取り加工は、電解質膜の破壊を抑制するための手法として有効なものではなくなる。
【０００９】
従って、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セパレータの挟持力によるＭＥＡの破壊を良好に抑制してセルの耐久性を向上し、更なる薄型化を図っても性能を良好なものに確保することができる固体高分子形燃料電池用セルを提供する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係る固体高分子形燃料電池用セルは、電解質膜の一方の面にアノード側電極層を配置すると共に他方の面にカソード側電極層を配置してなるＭＥＡと、前記ＭＥＡの外周部に露出した電解質膜の外周部を挟持する状態で配置された一対の環状ガスシール体と、前記ＭＥＡの両側に前記環状ガスシール体を挟持する状態で配置された一対のセパレータとで構成された固体高分子形燃料電池用セルであって、その第一特徴構成は、前記環状ガスシール体の環状内側且つ前記電解質膜と接する側のエッジ部を面取構造としてある点にある。
【００１１】
本願発明者らは、特に近年におけるセルの薄型化により、従来技術のようにガス拡散層のエッジ部を面取加工しただけでは、ＭＥＡの電解質膜の破壊を充分に抑制することができず、更に電解質膜の破壊を進行させる別の要因として、上記環状ガスシール体が電解質膜に対して加える応力について研究し、本発明を完成した。
【００１２】
即ち、上記第一特徴構成によれば、電解質膜の外周部の形状に合わせて環状に形成され電解質膜の外周部の比較的内側（中心側）と接触する環状ガスシール体の上記エッジ部が、曲面状の面取構造又は平面状の面取構造等の面取構造を有するので、環状ガスシール体のエッジ部が電解質膜に対して９０°未満の接触角で接触した状態で、一対のセパレータにより挟持されることになり、環状ガスシール体が電解質膜に与える局所的な応力を良好に低減して、電解質膜の破壊を良好に抑制することができ、耐久性を向上することができる。よって、セルの薄型化を図っても、セルの性能を良好なものに確保することができる。
【００１３】
また、前記アノード側電極層及び前記カソード側電極層が、前記電解質膜に接する電極触媒層と、その外側に配置されたガス拡散層からなる場合において、前記ガス拡散層として厚さ方向において比較的軟らかいカーボンクロス等を用いた場合には、ガス拡散層が電解質膜を傷つけ難いので、ガス拡散層のエッジの面取加工を省略することができ、さらに、このような軟らかいガス拡散層を用いる場合においては、電解質膜の破壊を進行させる主な要因は上記環状ガスシール体が電解質膜に対して加える応力となり、本特徴構成を採用して、有効に電解質膜の破壊を抑制することができる。
【００１４】
本発明に係る固体高分子形燃料電池用セルの第二特徴構成は、上記第一特徴構成に加えて、前記環状ガスシール体が、前記セパレータの挟持力により前記電解質膜に沈み込むと共に、前記面取構造において、厚さ方向における面取幅が前記沈み込み幅よりも大きく設定されている点にある。
【００１５】
即ち、上記第二特徴構成によれば、前記環状ガスシール体が前記セパレータの挟持力により前記電解質膜に沈み込むことによりアノード側流路及びカソード側流路の気密性を確保する場合において、環状ガスシール体のエッジ部に施された面取構造において、上記面取幅を上記沈み込み幅よりも大きく設定することで、環状ガスシール体が電解質膜に沈み込んだ後でもそのエッジ部の電解質膜に対する接触角が９０°未満に保たれるので、環状ガスシール体がセパレータの挟持力により電解質膜に与える局所的な応力を良好に低減することができる。
【００１６】
この目的を達成するための本発明に係る固体高分子形燃料電池は、電解質膜の一方の面にアノード側電極層を配置すると共に他方の面にカソード側電極層を配置してなるＭＥＡと、前記ＭＥＡの外周部に露出した電解質膜の外周部を挟持する状態で配置された一対の環状ガスシール体と、前記ＭＥＡの両側に前記環状ガスシール体を挟持する状態で配置された一対のセパレータとで構成された固体高分子形燃料電池用セルの少なくとも１つを積層してなるセルスタックを備えた固体高分子形燃料電池であって、その特徴構成は、前記固体高分子形燃料電池用セルとして、上記特徴構成を有する固体高分子形燃料電池用セルを備えた点にある。
【００１７】
即ち、本特徴構成によれば、固体高分子形燃料電池において、これまで説明してきたように特に薄型の電解質膜の破壊を良好に抑制することができるセルを備えるので、性能低下を良好に抑制すると共に、更なる小型化を図ることができる固体高分子形燃料電池を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
先ず、固体高分子型燃料電池に設けられるセルスタックＣＳについて説明する。尚、図面においては、電解質膜３０の厚さ方向に沿う方向での各部の形状を分かり易いようにするために、電解質膜３０の厚さ方向に直交する方向に沿う方向での各部の寸法に対する、電解質膜３０の厚さ方向に沿う方向での各部の寸法の比率を実際よりも大きくしてある。
【００２０】
セルスタックＣＳは、図１に示すように、セルＣの複数を積層して配置し、その積層した複数のセルＣを複数のボルト及びナットにより積層方向に押圧力を与えて挟持して構成されている。
【００２１】
このセルスタックＣＳに設けられるセルＣは、図２乃至図５にも示すように、電解質膜３０の一方の面に、電解質膜３０側に接する電極触媒層３１ａとその外側のガス拡散層３１ｂとを保持したアノード側電極層３１を配置すると共に、電解質膜３０の他方の面に、電解質膜３０側に接する電極触媒層３２ａとその外側のガス拡散層３２ｂとを保持したカソード側電極層３２を配置してなるフィルム状のＭＥＡ３を備える。
尚、図２乃至図５の夫々の図面は、本発明に係るセルＣの夫々の実施形態を示す図面である。
【００２２】
更に、セルＣは、ＭＥＡ３の外周部に露出した電解質膜３０の外周部３０ａ，３０ｂを挟持する状態で配置された一対の環状ガスシール体２と、ＭＥＡ３の両側に環状ガスシール体２を挟持する状態で配置され、上記アノード側電極層３１及び上記カソード側電極層３２に供給されるガスが流通する流路が形成された一対のセパレータ１とで構成されている。
【００２３】
即ち、一対のセパレータ１により、ＭＥＡ３を、電解質膜３０の外周部３０ａ，３０ｂに合わせ夫々の電極層３１，３２の全周部を覆う状態で形成された環状ガスシール体２を介して厚さ方向に挟み込むことで、アノード側電極層３１側においては、環状ガスシール体２ａとＭＥＡ３の一方の外周部３０ａ、及び、環状ガスシール体２ａとセパレータ１ａとが密着されて、アノード側電極層３１とセパレータ１ａと間に気密性が確保され燃料ガスとしての水素が供給されるアノード側流路が形成され、一方、カソード側電極層３２側においては、環状ガスシール体２ｂとＭＥＡ３の一方の外周部３０ｂ、及び、環状ガスシール体２ｂとセパレータ１ｂとが密着されて、カソード側電極層３２とセパレータ１ｂと間に気密性が確保され酸素ガスとしての空気が供給されるカソード流路が形成される。
【００２４】
また、セルスタックＳＣにおいて、積層方向の両端部に配置されたセパレータ１ａ，１ｂは、アノード流路又はカソード流路の一方のみが形成されるものであればよく、その他の中間に配置されたセパレータ１は、一方の面にアノード流路が形成され他方の面にカソード流路が形成されるものを利用することができる。
【００２５】
このようなＭＥＡ３は、アノード側電極層３１及びカソード側電極層３２の夫々と電解質膜３０との接触面積を大きくして、電気的接触抵抗を低下させることにより、発電性能を高くする必要があることから、以下のようにして製作することができる。
【００２６】
即ち、電解質膜３０の一方の面にその外周部３１ａを露出する状態でアノード側電極層３１ａを配置すると共に、他方の面にその外周部３１ｂを露出する状態でカソード側電極層３２ａを配置し、電解質膜３０と各電極層３１ａ，３２ａの重ね方向にホットプレスしてそれらを接合したり、電解質膜３０と各電極層３１ａ，３２ａの重ね方向に押圧してそれらを接着剤にて接合したりして、アノード側電極層３１ａ、電解質膜３０、カソード側電極層３２ａとを積層したＭＥＡ３を製作することができる。
また、上術と同様の方法により、電解質膜３０の両面に電極触媒層３１ａ，３２ａを接合したものを、一対のガス拡散層３１ｂ，３２ｂにより挟み込んでＭＥＡ３を製作しても構わない。
【００２７】
また、上記ガス拡散層３１ｂ，３２ｂとしては、厚さ方向において比較的軟らかいカーボンクロスが用いられているので、ガス拡散層３１ｂ，３２ｂの外周部の電解質膜３０側のエッジ部が殆ど面取加工されていない状態であるにも関わらず、ガス拡散層３１ｂ，３２ｂが電解質膜３０を傷つけ難くなる。
【００２８】
更に、セルＣに設けられる環状ガスシール体２においては、図２乃至図５に示すように、前記環状ガスシール体２の環状の内側（中心側）且つ電解質膜３０の外周部３０ａ，３０ｂと接する側のエッジ部２０が面取構造とされている。
【００２９】
即ち、図２及び図４においては、環状ガスシール体２のエッジ部２０が、所謂Ｒ面取加工が施されて曲面状の面取構造とされ、一方、図３及び図５においては、環状ガスシール体２のエッジ部２０が、所謂Ｃ面取加工が施されて平面状の面取構造とされている。
【００３０】
そして、何れのエッジ部２０の面取構造においても、エッジ部２０の電解質膜３０の外周部３０ａ，３０ｂ表面に対する接触角が９０°未満となり、環状ガスシール体２が電解質膜３０に与える局所的な応力を良好に低減して、電解質膜３０の破壊を良好に抑制することができる。
尚、上記面取構造は、例えば、図３及び図５に示す平面状の面取構造において、傾斜平面に若干の膨らみを持たせるなどのように、上記平面状と上記曲面状とを組み合わせたような構造でも構わない。
【００３１】
尚、エッジ部２０の上記曲面状の面取構造（図２及び図４）における厚さ方向（積層方向）に沿った半径Ｒ１（面取幅）と積層方向と直交する横断方向に沿った半径Ｒ２（面取幅）との比（＝Ｒ１／Ｒ２）、エッジ部２０の上記平面状の面取り構造（図３及び図５）における厚さ方向（積層方向）に沿った長さＬ１（面取幅）と積層方向と直交する横断方向に沿った長さＬ２（面取幅）との比（＝Ｌ１／Ｌ２）は、１以外の値としても構わない。
【００３２】
また、図２及び図３に示すように、弾性体で成形された環状ガスシール体２が電解質３０よりも軟らかく、積層配置されたセルＣを積層方向に押圧力を与えることにより、環状ガスシール体２が厚さ方向に圧縮変形して厚さがＴからＴ’となる場合には、エッジ部２０の面取構造において、圧縮変形後においても厚さ方向における面取幅Ｒ１，Ｌ１が確保されているように、エッジ部２０の面取構造の形状を決定することが好ましく、このように構成することで、環状ガスシール体２が圧縮変形した後においても、エッジ部２０の電解質膜３０に対する接触角θが９０°未満に保たれ、環状ガスシール体２０による電解質膜３０に付与する局所的な応力が良好に低減されている。尚、上記図２においては、エッジ部２０の電解質膜３０に対する接触角θが極めて０°に近い値を示すので、図面におけるθの記載を省略している。
【００３３】
また、図４及び図５に示すように、積層配置されたセルＣを積層方向に押圧力を与えることにより、環状ガスシール体２が平板状であった電解質膜３０に沈み込ませてセルスタックＣＳが構成されている場合には、エッジ部２０の面取構造において、厚さ方向における面取幅Ｒ１，Ｌ１が上記沈み込み幅ｔよりも大きく設定することが好ましく、このように構成することで、エッジ部２０の電解質膜３０に対する接触角θが９０°未満に保たれ、環状ガスシール体２０による電解質膜３０に付与する局所的な応力が良好に低減されている。
【００３４】
更に、図５に示すように、環状ガスシール体２の平面状のエッジ部２０が電解質膜３０に沈みこむ場合において、そのエッジ部２の電解質側３０の端部２０ａは鈍角状又は曲面状であることが好ましく、このことにより、その端部２０ａ付近の電解質膜３０に対する応力集中を抑制して、電解質膜３０の破壊を抑制することができる。
【００３５】
尚、上記実施の形態では、環状ガスシール体２の環状内側且つ電解質膜３０側のエッジ部２０のみを面取構造としたが、製造上の都合等により、それに加えて他のエッジ部を面取構造としても構わない。
【００３６】
また、本発明に係るセルＣは、環状ガスシール体２の面取構造に特徴を有するものであり、その面取構造以外の構成については、これまで説明してきた構成に限定されることなく、適宜改変可能である。
【００３７】
〔実施例〕
以下、本発明に係る固体高分子形燃料電池の実施例を説明する。
【００３８】
本発明の実施例として、上記の実施の形態と同様に、環状ガスシール体のエッジ部が曲面状の面取構造に加工されたセルを備えてなる固体高分子形燃料電池（以下、「本実施例燃料電池」と呼ぶ。）を作成し、一方、比較例として、上記実施例とは異なり、環状ガスシール体のエッジ部が面取加工されていないセルを備えてなる固体高分子形燃料電池（以下、「比較例燃料電池」と呼ぶ。）を作成し、上記本実施例燃料電池と上記比較例燃料電池との発電試験を行った。
【００３９】
尚、上記本実施例燃料電池と上記比較例燃料電池においては、電解質膜としてパーフルオロカーボン膜であるＮａｆｉｏｎ１１２（米国デュポン社の商標）を用い、その電解質膜の両面にカーボン粒子に白金を担持した電極触媒層を接合した。更に、カーボンペーパであるガス拡散層を、上記の電極触媒層を両面に接合した電解質膜の両面に積層し、中央を切り抜いて環状にしたテフロンシートを環状ガスシール体として、ガス拡散層と重ならないように積層した。また、上記ガス拡散層として用いたカーボンペーパは、厚さ方向において比較的硬いので、そのカーボンペーパのエッジ部が電解質膜を傷つけることを抑制するために、カーボンペーパの電解質側のエッジ部は面取り加工してある。
【００４０】
尚、電解質膜は、７５ｍｍ×７５ｍｍの正方形で厚みが約５０μｍであり、電極触媒層は、５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形であり、ガス拡散層は、５４ｍｍ×５４ｍｍの正方形で厚みが約３５０μｍであり、環状ガスシール体は、厚みは約３００μｍで外周部の電解質膜側のエッジ部が曲面状に面取加工されている。
【００４１】
また、上記本実施例燃料電池と上記比較例燃料電池は、夫々１つのＭＥＡを一対のセパレータで挟み込んだものであり、更に、その両面にセパレータとＭＥＡとの接触を良好にするために押え付け板を設けて、ボルトで締め込まれている。
【００４２】
発電試験において、セルに供給するガスの加湿は外部加湿方式であり、温度制御されている水槽をバブリングさせて燃料電池へガスを供給している。セルからの排出ガスは大気開放させており、常圧下での評価を行った。発電負荷については電子負荷装置を用い、定電流での発電試験を行った。
供給ガスについて、燃料ガスとしてはボンベガスからの水素を用い、酸素ガスとしては精製したコンプレッサー空気を用いた。
発電条件は、運転温度が７０℃、燃料利用率は６０％、空気利用率が４０％、電流密度が３００ｍＡｃｍ^−２である。
【００４３】
セルの締め付け力調整については、やや締め付け力の弱い状態で発電を開始し、安定した電圧が確認された後、最も接触抵抗が小さくなるようにねじの締め込みを調整する。最も高い電圧が得られる最小の締め付け圧力とした。
またねじの締め付けトルクはすべてのねじで等しくなるように調整した。上記本実施例燃料電池と上記比較例燃料電池とのセルの締め付け圧力は等しくなるように調整し、ＭＥＡの破壊性を比較して、環状ガスシール体のエッジ部の面取り構造による効果を検証した。尚、上記セル締め付け圧力は１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下である。
【００４４】
上記のような発電試験の結果、図６の電圧の経時変化に示すように、本実施例燃料電池及び比較例燃料電池の何れも初期電圧は７００ｍＶ強の電圧を示したが、初期の１０００時間で顕著な電圧低下が示された。しかし、１０００時間を超えたあたりから劣化速度は小さくなった。
【００４５】
面取構造を有する環状ガスシール体を備えた本実施例燃料電池では、その後ほぼ一定の劣化速度で電圧が推移したのに対して、面取構造を有さない環状ガスシール体を備えた比較例燃料電池は、３０００時間を経過した後から突然電圧が低下し、５５０ｍＶ前後で不安定な電圧を示すようになった。
【００４６】
何れの燃料電池も初期の開回路電圧は９５０ｍＶ以上を示していたが、比較例燃料電池については、５０００時間後の開回路電圧が８５０ｍＶ程度まで低下しており、ガスのクロスリークによる現象が観測された。
また、５０００時間の運転を終了した両燃料電池のセルを解体したところ、比較例燃料電池の電解質膜は、電極触媒層を接合してある部分と、電極触媒層を接合していない部分との境界で、一部が裂けており、そこからガスのクロスリークが起こっていたものと考えられる。
電圧の経時変化から、比較例燃料電池においては、この様な電解質膜の破断が、発電開始してから３０００時間経過以降且つ３５００時間経過までに起こっていたものと推測される。
【００４７】
一方、本実施例燃料電池では、上記電解質膜の境界部分に破断は見られず、環状ガスシール体の面取構造による膜の耐久性への効果が確認された。
【００４８】
本実施例燃料電池と比較例燃料電池とを夫々５個ずつ用意し、同様な発電試験を行った。
比較例燃料電池においては、３個が、５０００時間以内にガスのクロスリークによる急激な電圧の低下、若しくは不安定な電圧の出現が観測された。
また、この３個の比較例燃料電池では、クロスリークが起こり初めてからの電圧は亀裂の部位や大きさなどによってガスのリーク量、リークするガスの組成が異なるため、必ずしも同じ様な電圧まで低下することがなかったが、不安定な電圧を呈する共通点が確認された。
【００４９】
一方、本実施例燃料電池においては、全てが、５０００時間以内に電解質膜の破断によるガスのクロスリークが起こることはなく、環状ガスシール体の面取構造による膜の耐久性への効果が確認された。
【００５０】
また、上記実施の形態において、環状ガスシール体ＭＥＡと接する側のエッジ処理についてのみ、その効果を説明したが、製造上の都合によりＭＥＡ側のみでなく、反対側のセパレーターと接する側にもエッジ処理を施してあってもその効果は変わらない。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体高分子形燃料電池用セルスタックの展開図
【図２】固体高分子形燃料電池用セルの部分拡大図
【図３】固体高分子形燃料電池用セルの部分拡大図
【図４】固体高分子形燃料電池用セルの部分拡大図
【図５】固体高分子形燃料電池用セルの部分拡大図
【図６】固体高分子形燃料電池の発電試験における電圧の経時変化を示すグラフ図
【符号の説明】
ＣＳ：セルスタック
Ｃ：セル
３０：電解質膜
３１ａ，３２ａ：電極触媒層
３１ｂ，３２ｂ：ガス拡散層
３：ＭＥＡ（電極膜接合体）
２，２ａ，２ｂ：環状ガスシール体
３１：アノード側電極層
３２：カソード側電極層
１，１ａ，１ｂ：セパレータ
３０ａ，３０ｂ：電解質膜の外周部
２０：環状ガスシール体のエッジ部

Claims

電解質膜の一方の面にアノード側電極層を配置すると共に他方の面にカソード側電極層を配置してなる電極膜接合体と、前記電極膜接合体の外周部に露出した電解質膜の外周部を挟持する状態で配置された一対の環状ガスシール体と、前記電極膜接合体の両側に前記環状ガスシール体を挟持する状態で配置された一対のセパレータとで構成された固体高分子形燃料電池用セルであって、
前記環状ガスシール体の環状内側且つ前記電解質膜と接する側のエッジ部を面取構造としてある固体高分子形燃料電池用セル。
前記面取構造が、曲面状の面取構造である請求項１に記載の固体高分子形燃料電池用セル。
前記面取構造が、平面状の面取構造である請求項１に記載の固体高分子形燃料電池用セル。
前記環状ガスシール体が、前記セパレータの挟持力により前記電解質膜に沈み込むと共に、前記面取構造において、厚さ方向における面取幅が前記沈み込み幅よりも大きく設定されている請求項１から３の何れか１項に記載の固体高分子形燃料電池用セル。
電解質膜の一方の面にアノード側電極層を配置すると共に他方の面にカソード側電極層を配置してなる電極膜接合体と、前記電極膜接合体の外周部に露出した電解質膜の外周部を挟持する状態で配置された一対の環状ガスシール体と、前記電極膜接合体の両側に前記環状ガスシール体を挟持する状態で配置された一対のセパレータとで構成された固体高分子形燃料電池用セルの少なくとも１つを積層してなるセルスタックを備えた固体高分子形燃料電池であって、
前記固体高分子形燃料電池用セルとして、請求項１から４の何れか１項に記載の固体高分子形燃料電池用セルを備えた固体高分子形燃料電池。